KR102333197B1 - 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선반, 연삭기 등의 정밀 가공 머신에 구비되어 가공대상물을 자력으로 자착시켜 고정하는 전자척의 착자 및 탈자 작동을 제어할 수 있고 전자척의 탈자 동작 후 전자척과 가공대상물에 잔존하는 여자력을 제거할 수 있는 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치에 관한 것이다.
본 발명은 전자척 본체를 이루는 코일에 전기적으로 연결되어 상기 코일을 착자 또는 탈자시키는 것으로; 상기 코일에 직류 전압을 인가하여 상기 코일을 착자시키는 착자구동부; 상기 코일에 인가된 상기 직류 전압을 방전하여 상기 코일을 탈자시키는 탈자구동부; 및 상기 코일의 탈자 후 상기 코일을 포함하는 상기 전자척 본체에 잔존하는 여자력을 커패시터와 저항소자를 조합한 가변 커패시턴스를 통한 감쇄진동파를 이용하여 제거하는 여자력제거부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치를 기술적 요지로 한다.

Description

가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치{Electronic chuck controller device with high pressure demagnetization function using variable capacitance}
본 발명은 선반, 연삭기 등의 정밀 가공 머신에 구비되어 가공대상물을 자력으로 자착시켜 고정하는 전자척의 착자 및 탈자 작동을 제어할 수 있는 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치에 관한 것이다.
선반이나 연삭기 등과 같은 정밀 가공 머신에는 자력이 작용하는 주강 재료의 가공대상물을 손쉽게 고정시켜 가공 작업을 수행할 수 있도록 가공대상물을 자력으로 자착시켜 고정하는 전자척 모듈(electromagnetic chuck module)이 설치되어 있다.
이러한 전자척 모듈은 케이스의 내부에 코일이 내장되는 전자척 몸체와, 전자척 몸체의 코일과 전기적으로 연결되어 전자척 몸체를 탁자 또는 탈자시키는 전자척 컨트롤러로 구성되어 있다.
한편 전차척 컨트롤러는 전자척 몸체의 작동을 두 개의 제어모드로 제어하는데, 하나는 코일에 양(+)의 방향으로 전압을 인가하여 코일에 자기장을 생성시켜 가공대상물을 전자척 본체에 고정하는 착자 모드이고, 다른 하나는 코일에 음(-)의 방향으로 전압을 인가하여 코일에 생성된 자기장을 제거하여 가공대상물을 전자척 본체에 분리하는 탈자 모드이다.
그러나 종래의 전자척 모듈은 탈자 모드시 단순히 코일에 음의 방향으로 전압을 일정시간동안 인가하여 코일의 자기장을 제거함에 따라 코일에 소정의 여자력이 잔존하여 가공대상물과 전자척 몸체에 쇳가루를 포함하는 이물질이 자착되면서 이물질로 인해 가공대상물에 대한 가공 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
그리고 종래의 전자척 모듈은 탈자 모드 후 가공대상물에 잔존하는 여자력을 제거하기 위한 추가적인 탈자 공정을 일정시간 동안 별도로 거쳐야 함에 따라 공정번거러울 뿐만 아니라 가공대상물에 대한 가공시간이 그만큼 줄어들면서 생산성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
따라서 가공 품질을 높이고 생산성을 향상시킬 수 있도록 하기 위해서는 가공대상물을 전자척 본체에서 분리하기 위해 탈자 모드를 수행할 때 전자척 본체와 가공대상물에 잔존하는 여자력이 존재하지 않도록 완벽하게 제거할 수 있는 전자척 컨트롤러 장치에 대한 연구 개발이 절실하다.
대한민국 실용신안공보 제20-1991-0001847호, 1991.03.28.자 공고. 대한민국 등록특허공보 제10-0492324호, 2005.05.31.자 공고. 대한민국 등록특허공보 제10-0379559호, 2003.04.10.자 공고. 대한민국 등록특허공보 제10-0379559호, 2003.04.10.자 공고.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 탈자 모드시 가공대상물과 전자척 몸체에 부착되는 이물질로 인한 가공 품질 저하를 방지할 수 있고 탈자 모드 후 가공대상물과 전자척 몸체에 부착된 이물질을 분리하기 위한 탈자 공정의 추가로 인한 생산성 저하를 해소할 수 있도록, 탈자 모드시 전자척 몸체와 가공대상물에 잔존하는 여자력을 완벽하게 제거할 수 있는 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않고, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재들로부터 명확하게 이해될 수 있으면서 본 발명의 목적에 충분히 포함될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치는 전자척 본체를 이루는 코일에 전기적으로 연결되어 상기 코일을 착자 또는 탈자시키는 것으로; 상기 코일에 직류 전압을 인가하여 상기 코일을 착자시키는 착자구동부; 상기 코일에 인가된 상기 직류 전압을 방전하여 상기 코일을 탈자시키는 탈자구동부; 및 상기 코일의 탈자 후 상기 코일을 포함하는 상기 전자척 본체에 잔존하는 여자력을 커패시터와 저항소자를 조합한 가변 커패시턴스를 통한 감쇄진동파를 이용하여 제거하는 여자력제거부;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 여자력제거부는 복수 개의 커패시터와 저항소자를 포함하는 가변커패시턴스부; 상기 코일의 저항과 인덕턴스와 임피던스에 대응되는 커패시턴스와 방전시간에 따라 상기 가변커패시턴스부에 포함되는 복수 개의 커패시터와 저항소자 중에서 적어도 하나의 커패시터와 저항소자를 선택하여 상기 가변커패시턴스부의 커패시턴스와 저항을 설정하는 커패시턴스설정부; 상기 커패시턴스설정부에서 설정된 상기 커패시턴스에 따른 상기 적어도 하나의 커패시터에 고압에너지를 충전하는 고압충전부; 및 상기 고압충전부에서 상기 적어도 하나의 커패시터에 충전된 상기 고압에너지를 상기 방전시간 동안 상기 코일에 방전하여 상기 코일을 포함하는 상기 전자척 본체에 존재하는 여자력을 제거하는 고압방전부;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 여자력제거부의 동작 후 상기 코일의 잔류 자기장 세기가 기설정된 기준 잔류 자기장 세기 범위에 만족하도록 상기 복수 개의 커패시터와 저항소자를 재조합하여 상기 커패시턴스와 상기 저항을 조정하는 커패시턴스조정부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 커패시턴스조정부는 상기 코일의 잔류 자기장 세기를 감지하는 홀센서부; 상기 홀센서부에서 감지된 상기 잔류 자기장 세기에 기초하여 상기 잔류 자기장 세기가 상기 기준 잔류 자기장 세기 범위에 만족되도록 상기 복수 개의 커패시터 중에서 적어도 하나의 커패시터와 저항소자를 선택하는 커패시터선택부; 및 상기 커패시터선택부에서 선택된 상기 적어도 하나의 커패시터와 저항소자를 스위칭하여 상기 가변커패시턴스부의 커패시턴스와 저항을 조정하는 스위칭부;로 구성될 수 있다.
상기 가변커패시턴스부는 서로 간에 병렬로 연결되는 상기 복수 개의 커패시터; 서로 간에 병렬로 연결되고 상기 복수 개의 커패시터 각각과는 직렬로 연결되는 제1스위칭소자; 서로 간에 병렬로 연결되고 상기 복수 개의 커패시터 각각과는 직렬로 연결되는 복수 개의 저항소자; 및 서로 간에 병렬로 연결되고 상기 복수 개의 저항소자 각각과는 직렬로 연결되는 복수 개의 제2스위칭소자;로 구성될 수 있다.
상기 여자력제거부는 상기 코일의 저항을 측정하는 저항측정부; 상기 코일의 전류와 전압을 측정하고 측정된 상기 전류와 전압으로 상기 코일의 임피던스를 산출하는 임피던스측정부; 및 상기 코일의 전류 파형과 전압 파형의 위상차를 측정하여 상기 코일의 인덕턴스를 산출하는 인덕턴스측정부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 탈자구동부는 상기 코일의 직류 전압을 방전저항을 통해 방전하여 상기 코일의 잔류 전하를 제거하도록 구성될 수 있다.
상기한 구성에 의한 본 발명에 따른 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치는 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.
먼저 코일의 탈자 후 코일을 포함하는 전자석 본체와 가공대상물에 잔존하는 여자력을 커패시터와 저항소자에 조합에 따른 가변 커패시턴스와 저항을 가지는 RLC 공진회로에 의해 발생하는 감쇄진동파로 제거함에 따라 가공대상물에 금속성 이물질이 자착되지 않으므로 가공품질을 높일 수 있을 뿐만 아니라 금속성 이물질을 가공대상물로부터 분리하는 탈자공정이 불필요하므로 가동시간을 늘려 생산성을 증대시킬 수 있다.
그리고 커패시터와 저항소자가 각각 복수 개씩으로 구성되고 스위칭소자가 각각 구비되어 커패시터와 저항소자를 개별적으로 선택하여 스위칭 가능함에 따라 커패시터와 저항소자의 다양한 조합을 통해 코일의 저항과 임피던스와 인덕턴스에 대응되는 커패시턴스와 저항을 가지도록 설정할 수 있다.
또한 커패시터와 저항소자의 조합을 통해 커패시턴스와 저항이 기설정된 상태에서도 코일을 탈자한 후 코일에 존재하는 잔류 자기장 세기를 감지하고 기준 자기장 세기 범위와 비교하여 잔류 자기장 세기가 기준 세기 범위에 만족되도록 코일에 최적화된 커패시턴스와 저항을 가지도록 커패시터와 저항소자를 재설정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치를 도시한 세부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치를 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치에 의해 커패시턴스와 저항을 설정 및 조정하는 과정을 도시한 순서도이다.
본 발명은 선반, 연삭기 등의 정밀 가공 머신에 구비되어 가공대상물을 자력으로 자착시켜 고정하는 전자척 본체의 착자 및 탈자 작동을 제어하기 위한 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치에 관한 것이다.
특히 본 발명에 따른 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치는 전자척 본체가 탈자 모드로 작동할 때 코일을 포함하는 전자척 본체와 가공대상물에 여자력이 존재하지 않도록 완벽하게 탈자 가능함으로써 전자척 본체와 가공대상물에 금속성 이물질이 부착되지 않아 가공 품질을 높일 수 있고 생산성을 향상시킬 수 있는 것이 큰 특징이다.
이러한 특징은 전자척 본체를 이루는 코일을 착자시키는 착자구동부와, 코일을 탈자시키는 탈자구동부와, 코일의 탈자 후 코일을 포함하는 전자척 본체와 가공대상물에 잔존하는 여자력을 커패시터와 저항소자를 조합한 가변 커패시턴스를 통한 감쇄진동파를 이용하여 제거하는 여자력제거부를 포함한 구성에 의해 달성될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치(100)는 전자척 본체(200)와 함께 전자척 모듈을 이루고 전자척 본체(200)에 내장된 코일(210)과 전기적으로 연결되어 코일(210)을 착자 및 탈자시키는 것으로, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 착자구동부(110)와 탈자구동부(120)와 여자력제거부(130) 및 커패시턴스조정부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치(100)는 여자력제거부(130) 및 커패시턴스조정부(140)를 통해 도 4에 도시된 과정을 통해 코일(210)에 가장 적합한 커패시턴스와 저항을 갖도록 설정할 수 있다.
먼저 상기 착자구동부(110)는 가공대상물을 정밀 가공 머신으로 가공하기 위해 전자척 본체(200)가 가공대상물을 자착시킬 수 있는 상태가 되도록 전자척 본체(200)에 내장된 코일(210)에 기설정된 직류전압을 인가하여 코일(210)을 착자시킬 수 있다.
이때 착자구동부(110)는 정밀 가공 머신을 통해 가공대상물을 가공할 때 정밀 가공 머신에서 가공대상물로 가해지는 압력을 충분히 견딜 수 있는 자력을 가지도록 착자신호에 따라 발생하는 PWM신호에 의해 세기가 결정되는 직류전압을 코일(210)에 인가하여 코일(210)을 착자시킬 수 있다.
다음으로, 상기 탈자구동부(120)는 정밀 가공 머신을 통해 가공대상물에 대한 가공이 완료된 후 가공대상물을 전자척 본체(200)에 분리하기 위해 전자척 본체(200)의 자력이 제거되도록 코일(210)에 존재하는 전하를 방전하여 코일(210)을 탈자시킬 수 있다.
이때 탈자구동부(120)는 탈자신호와 L잔류전하 방전신호 및 C잔류전하 방전신호에 따라 코일(210)에 인가된 직류전압을 방전저항을 통해 방전함에 따라 코일(210)에 L성분 전하와 C성분 전하가 존재하지 않은 상태로 코일(210)을 탈자시킬 수 있다.
다음으로 상기 여자력제거부(130)는 탈자구동부(120)를 통해 코일(210)을 탈자시킨 후 코일(210)을 포함하는 전자척 본체(200)와 가공대상물에 잔존하는 여자력을 커패시터(C)와 저항소자(R)의 조합에 따른 가변 커패시턴스와 저항을 가지는 RLC 공진회로에 의해 발생하는 감쇄진동파를 이용하여 제거할 수 있다.
이를 위해 여자력제거부(130)는 가변커패시턴스부(131)와 저항측정부(132)와 임피던스측정부(133)와 인덕턴스측정부(134)와 커패시턴스설정부(135)와 고압충전부(136) 및 고압방전부(137)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가변커패시턴스부(131)는 커패시턴스의 조정이 가능하도록 가변 커패시턴스 구조를 가지고 코일(210)과 함께 RLC 공진회로를 이룰 수 있도록 커패시터(C)와 저항소자(R)와 제1스위칭소자(S1)와 제2스위칭소자(S2)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 커패시터(C)는 커패시턴스가 가변되도록 복수 개로 구성되고 복수 개가 서로 동일한 커패시턴스를 가지거나 서로 다른 커패시턴스를 가지며 복수 개가 서로 간에 병렬로 연결될 수 있다.
상기 저항소자(R)는 저항값이 가변되도록 복수 개로 구성되고 복수 개가 서로 동일한 저항값을 가지거나 서로 다른 저항값을 가지며 복수 개가 서로 간에 병렬로 연결되며 복수 개 각각이 복수 개의 커패시터(C) 각각에 직렬로 연결될 수 있다.
상기 제1스위칭소자(S1)는 복수 개의 커패시터(C) 개수에 대응되게 복수 개로 구성되고 복수 개 각각이 복수 개의 커패시터(C) 각각에 직렬로 연결되어 복수 개의 커패시터(C) 중에서 적어도 하나를 선택하여 RLC 공진회로에 포함되도록 복수 개의 커패시터(C) 각각을 개별적으로 스위칭할 수 있다.
상기 제2스위칭소자(S2)는 복수 개의 저항소자(R) 개수에 대응되게 복수 개로 구성되고 복수 개 각각이 복수 개의 저항소자(R) 각각에 직렬로 연결되어 복수 개의 저항소자(R) 중에서 적어도 하나를 선택하여 RLC 공진회에 포함되도록 복수 개의 저항소자(R) 각각을 개별적으로 스위칭할 수 있다.
상기 저항측정부(132)는 코일(210)의 저항을 측정할 수 있다. 즉, 저항측정부(132)는 저항측정회로를 통해 코일(210)에 기설정된 직류전압을 인가한 상태에서 코일(210)의 저항을 측정할 수 있다.
상기 임피던스측정부(133)는 코일(210)의 전류와 전압을 측정하여 코일(210)의 임피던스를 산출할 수 있다. 즉, 임피던스측정부(133)는 임피던스측정회로를 통해 코일(210)에 기설정된 교류전압을 인가한 상태에서 코일(210)의 전류와 전압을 측정한 후 측정된 코일(210)의 전류와 전압으로 코일(210)의 임피던스를 산출할 수 있다.
상기 인덕턴스측정부(134)는 코일(210)의 전류 파형과 전압 파형을 이용하여 코일(210)의 인덕턴스를 산출할 수 있다. 즉, 인덕턴스측정부(134)는 코일(210)의 전류 파형과 전압 파형의 위상차를 측정하여 코일(210)의 인덕턴스를 산출할 수 있다.
상기 커패시턴스설정부(135)는 저항측정부(132)에서 측정된 코일(210)의 저항과, 임피던스측정부(133)에서 산출된 코일(210)의 임피던스와, 인덕턴스측정부(134)에서 산출된 코일(210)의 인덕턴스에 대응되는 커패시턴스와 방전시간에 따라 가변커패시턴스부(131)에 포함되는 복수 개의 커패시터(C)와 저항소자(R) 중에서 적어도 하나의 커패시터(C)와 저항소자(R)를 선택하여 가변커패시턴스부(131)의 커패시턴스와 저항을 설정할 수 있다.
이때 커패시턴스설정부(135)는 한 쌍의 시프트레지스터에서 각각 생성되는 커패시턴스제어스위칭신호와 방전시간제어스위칭신호에 의해 복수 개의 커패시터(C)와 저항소자(R) 각각을 개별적으로 선택 조합하여 가변커패시턴스부(131)의 커패시턴스와 저항을 가변 가능하게 설정할 수 있다.
상기 고압충전부(136)는 고압충전신호에 따라 고압충전회로를 통해 커패시턴스설정부(135)에 의해 선택된 적어도 하나의 커패시터(C)에 충전전압신호에 대응되는 고압에너지를 충전할 수 있다.
상기 고압방전부(137)는 고압충전부(136)에서 고압에너지가 충전된 적어도 하나의 커패시터(C)를 상기 방전시간동안 방전하여 코일(210)을 포함하는 전자척 본체(200)와 가공대상물에 잔존하는 여자력을 제거할 수 있다.
즉, 적어도 하나의 커패시터(C)에 충전된 고압에너지가 적어도 하나의 저항소자(R)에 의해 결정되는 방전시간동안 코일(210)에 지수함수 곡선을 그리면서 방전됨에 따라 코일(210)을 포함하는 전자척 본체(200)와 가공대상물의 금속 원자 또는 금속 분자가 감쇄 진동하면서 금속분자의 배열이 무작위로 변화되어 히스테리 곡선의 면적이 줄어들어 코일(210)을 포함하는 전자척 본체(200)와 가공대상물에 잔존하는 여자력이 제거될 수 있다.
따라서 여자력에 의해 전자척 본체(200)와 가공대상물의 표면에 이물질이 자착되는 폐단을 해소할 수 있으므로 가공대상물을 별도로 탈자시키는 탈자 공정을 삭제 가능함에 따라 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 이물질로 인한 가공 품질 저하도 막아 가공대상물의 품질을 향상시킬 수 있다.
마지막으로 상기 커패시턴스조정부(140)는 여자력제거부(130)의 동작 후 코일(210)의 잔류 자기장 세기를 감지하고 감지된 잔류 자기장 세기에 따라 가변커패시턴스부(131)에 포함되는 복수 개의 커패시터(C)와 저항소자(R) 중에서 적어도 하나의 커패시터(C)와 저항소자(R)를 재선택하여 커패시턴스와 저항을 조정할 수 있다.
즉, 커패시턴스조정부(140)는 여자력제거부(130)의 가변커패시턴스부(131)가 코일(210)에 맞는 최적의 커패시턴스와 저항 조합을 가질 수 있도록 코일(210)의 전류 자기장 세기에 따라 커패시턴스와 저항을 재설정할 수 있다.
이를 위해 커패시턴스조정부(140)는 홀센서부(141)와 커패시터선택부(142) 및 스위칭부(143)로 구성될 수 있다.
상기 홀센서부(141)는 코일(210)에 설치되어 여자력제거부(130)가 동작한 직후에 코일(210)의 잔류 자기장 세기를 감지할 수 있다.
상기 커패시터선택부(142)는 홀센서부(141)에서 감지한 코일(210)의 잔류 자기장 세기를 기설정된 기준 잔류 자기장 세기 범위와 비교하여 잔류 자기장 세기가 기준 잔류 자기장 세기 범위를 벗어나는 경우 잔류 자기장 세기에 기초하여 가변커패시턴스부(131)를 이루는 복수 개의 복수 개의 커패시터(C)와 저항소자(R) 중에서 적어도 하나의 커패시터(C)와 저항소자(R)를 재선택하여 가변커패시턴스부(131)의 커패시턴스와 저항을 재설정할 수 있다.
상기 스위칭부(143)은 커패시터선택부(142)에서 재선택된 적어도 하나의 커패시터(C)와 저항소자(R)를 스위칭하기 위한 커패시턴스제어스위칭신호와 방전시간제어스위칭신호를 생성할 수 있다.
그러면 다음 사이클에 따라 착자구동부(110)와 탈자구동부(120)가 동작한 후 여자력제거부(130)가 동작할 때 여자력제거부(130)는 커패시턴스조정부(140)에 의해 최적의 커패시턴스와 저항 조합을 가지는 가변커패시턴스부(131)를 이용하여 코일(210)을 포함하는 전자척 본체(200)와 가공대상물에 잔존하는 여자력을 제거함으로써 코일(210)의 잔류 자기장 세기를 기준 잔류 자기장 세기 범위에 만족시킬 수 있다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.
100: 전자척 컨트롤러 장치
110: 착자구동부
120: 탈자구동부
130: 여자력제거부
131: 가변커패시턴스부
132: 저항측정부
133: 임피던스측정부
134: 인덕턴스측정부
135: 커패시턴스설정부
136: 고압충전부
137: 고압방전부
140: 커패시턴스조정부
141: 홀센서부
142: 커패시터선택부
143: 스위칭부
200: 전자척 본체
210: 코일
C: 커패시터
R: 저항소자
S1: 제1스위칭소자
S2: 제2스위칭소자

Claims (7)

  1. 전자척 본체를 이루는 코일에 전기적으로 연결되어 상기 코일을 착자 또는 탈자시키는 것으로;
    상기 코일에 직류 전압을 인가하여 상기 코일을 착자시키는 착자구동부;
    상기 코일에 인가된 상기 직류 전압을 방전하여 상기 코일을 탈자시키는 탈자구동부; 및
    상기 코일의 탈자 후 상기 코일을 포함하는 상기 전자척 본체에 잔존하는 여자력을 커패시터와 저항소자를 조합한 가변 커패시턴스를 통한 감쇄진동파를 이용하여 제거하는 여자력제거부;를 포함하여 구성되고,
    상기 탈자구동부는
    상기 코일의 직류 전압을 방전저항을 통해 방전하여 상기 코일의 잔류 전하를 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 여자력제거부는
    복수 개의 커패시터와 저항소자를 포함하는 가변커패시턴스부;
    상기 코일의 저항과 인덕턴스와 임피던스에 대응되는 커패시턴스와 방전시간에 따라 상기 가변커패시턴스부에 포함되는 복수 개의 커패시터와 저항소자 중에서 적어도 하나의 커패시터와 저항소자를 선택하여 상기 가변커패시턴스부의 커패시턴스와 저항을 설정하는 커패시턴스설정부;
    상기 커패시턴스설정부에서 설정된 상기 커패시턴스에 따른 상기 적어도 하나의 커패시터에 고압에너지를 충전하는 고압충전부; 및
    상기 고압충전부에서 상기 적어도 하나의 커패시터에 충전된 상기 고압에너지를 상기 방전시간 동안 상기 코일에 방전하여 상기 코일을 포함하는 상기 전자척 본체에 존재하는 여자력을 제거하는 고압방전부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 여자력제거부의 동작 후 상기 코일의 잔류 자기장 세기가 기설정된 기준 잔류 자기장 세기 범위에 만족하도록 상기 복수 개의 커패시터와 저항소자를 재조합하여 상기 커패시턴스와 상기 저항을 조정하는 커패시턴스조정부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커패시턴스조정부는
    상기 코일의 잔류 자기장 세기를 감지하는 홀센서부;
    상기 홀센서부에서 감지된 상기 잔류 자기장 세기에 기초하여 상기 잔류 자기장 세기가 상기 기준 잔류 자기장 세기 범위에 만족되도록 상기 복수 개의 커패시터 중에서 적어도 하나의 커패시터와 저항소자를 선택하는 커패시터선택부; 및
    상기 커패시터선택부에서 선택된 상기 적어도 하나의 커패시터와 저항소자를 스위칭하여 상기 가변커패시턴스부의 커패시턴스와 저항을 조정하는 스위칭부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가변커패시턴스부는
    서로 간에 병렬로 연결되는 상기 복수 개의 커패시터;
    서로 간에 병렬로 연결되고 상기 복수 개의 커패시터 각각과는 직렬로 연결되는 제1스위칭소자;
    서로 간에 병렬로 연결되고 상기 복수 개의 커패시터 각각과는 직렬로 연결되는 복수 개의 저항소자; 및
    서로 간에 병렬로 연결되고 상기 복수 개의 저항소자 각각과는 직렬로 연결되는 복수 개의 제2스위칭소자;로 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 상기 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 여자력제거부는
    상기 코일의 저항을 측정하는 저항측정부;
    상기 코일의 전류와 전압을 측정하고 측정된 상기 전류와 전압으로 상기 코일의 임피던스를 산출하는 임피던스측정부; 및
    상기 코일의 전류 파형과 전압 파형의 위상차를 측정하여 상기 코일의 인덕턴스를 산출하는 인덕턴스측정부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변 커패시턴스를 이용한 고압 탈자 기능을 가진 전자척 컨트롤러 장치.
  7. 삭제
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