KR20200080863A

KR20200080863A - 센싱 유니트가 구비된 드라이브 장치

Info

Publication number: KR20200080863A
Application number: KR1020180170791A
Authority: KR
Inventors: 김재형
Original assignee: 알에스오토메이션주식회사
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-07-07
Also published as: KR102232818B1

Abstract

본 발명의 드라이브 장치는 모터의 구동 전력을 제공하는 컨버터부 및 인버터부 중 적어도 하나가 형성된 베이스; 상기 모터, 상기 컨버터부, 상기 인버터부, 상기 구동 전력 중 적어도 하나를 센싱하는 센싱 유니트;를 포함하고, 상기 센싱 유니트는 상기 베이스에 착탈 가능하게 형성될 수 있다.

Description

센싱 유니트가 구비된 드라이브 장치{DRIVE DEVICE}

본 발명은 다축 제어에 사용되는 다축 드라이브에 관한 것이다.

서보(servo)는 어떤 장치의 상태를 기준이 되는 것과 비교하고, 안정이 되는 방향으로 피드백(feedback)함으로써 가장 적합하도록 자동 제어하는 것을 일컫는다. 예를 들면 모터의 회전수를 일정하게 하기 위해서 서보를 거는 데에는 모터의 회전을 로터리 인코더(rotary encoder) 등으로 검출하고, 기준이 되는 회전수와 이것을 비교한다.

이 기준과 차의 회전수의 분량만큼 회전수를 변화시켜 주면, 항상 기준 회전수와 같은 안정된 회전을 얻을 수 있게 된다. 이 동작을 전자 회로에 의해 자동으로 행하는 것을 서보라 한다.

드라이브(drive)는 전자 공학에서 전동기나 서보 기구에 전력을 제공하는 전기 장치를 나타낸다.

한국등록특허공보 제0746644호에는 다축 서보드라이브 시스템을 사용하는 로봇 등을 포함한 산업용 기계장치에서 주제어기의 모션인터페이스보드와 서보드라이브 사이가 광섬유 전송을 통한 SERCOS 방식으로 연결됨으로써 주제어기와 서보드라이브 사이의 배선이 Fiber Option Cable 2선으로 단순화되는 기술이 나타나 있다.

한국등록특허공보 제0746644호

본 발명의 용량 다변화가 가능한 드라이브 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 드라이브 장치에 따르면, 모터, 컨버터부, 인버터부, 구동 전력 등을 감시하는 센싱 유니트가 베이스에 착탈될 수 있다.

신속 정확한 다축 제어를 위해 모터의 동작 등이 피드백될 필요가 있다. 이때의 피드백은 모터, 컨버터부, 인버터부 등 각 전기 소자, 회로 패턴을 센싱하는 센싱 유니트에 의해 수행될 수 있다. 센싱 유니트를 형성하는 각종 센서는 정상 동작 가능한 정격 용량을 가질 수 있다.

모터의 정격 전력 등에 맞춰 적정 정격 용량을 갖는 센서가 투입될 필요가 있다. 이때, 센싱 유니트가 컨버터부, 인버터부 등에 일체로 형성된다면, 센싱 유니트의 교체를 위해 컨버터부 또는 인버터부도 함께 교체되어야 한다.

본 발명의 드라이브 장치는 컨버터부, 인버터부 등이 설치된 베이스에 대해 센싱 유니트가 착탈 가능하게 형성되므로, 모터에 따라 적정 정격 용량을 갖는 센싱 유니트의 교체가 자유롭다.

또한, 본 발명에 드라이브 장치는 공통의 단일 컨버터부에 대해 하나 이상의 인버터부가 착탈 가능하게 형성될 수 있다. 이때, 센싱 유니트는 각 인버터부에 착탈 가능하게 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 드라이브 장치와 주제어기를 연결하는 유선 케이블의 복잡성 및 혼잡도가 개선될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다양한 용량을 갖는 센싱 유니트의 교체가 용이하다. 그 결과, 드라이브 장치의 개방성이 개선되는 동시에, 악성 재고의 위험도가 낮아질 수 있다.

본 발명은 베이스에 대한 컨버터부, 인버터부, 센싱 유니트의 설치가 완료되면 하나의 몸체를 갖는 스탠드얼론 형태를 취할 수 있다. 따라서, 소형화, 유선 캐이블의 간결화가 매우 용이하다.

도 1은 본 발명의 드라이브 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이브 장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드라이브 장치를 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이브 장치의 외형을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드라이브 장치의 외형을 나타낸 개략도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 드라이브 장치(100)를 나타낸 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이브 장치(100)를 나타낸 개략도이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드라이브 장치(100)를 나타낸 개략도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드라이브 장치(100)의 외형을 나타낸 개략도이다. 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 드라이브 장치(100)의 외형을 나타낸 개략도이다.

모터(50)를 제어값에 맞춰 움직이기 위해 서보 드라이브 등의 드라이브 장치(100)는 회로적으로 컨버터부(110) 및 인버터부(130)를 포함할 수 있다.

서보 모터(50)는 자동 제어 구조 혹은 자동 평형 계기에 있어서 전압 입력을 회전각으로 바꾸기 위해 사용되는 전동기를 말한다. 2상 교류 서보 모터(50) 또는 직류 서보 모터(50)가 사용되며, 특히 소형으로 만들어진 것은 마이크로모터(50)라고 불리고 있다.

컨버터부(110)는 직류와 교류를 변환할 수 있다. 일 예로, 컨버터부(110)는 2상 교류 서보 모터(50)의 구동을 위해 직류 전기(전력)를 교류 전기(전력)로 바꿀 수 있다. 일 예로, 컨버터부(110)는 직류 서보 모터(50)의 구동을 위해 교류 전기(전력)를 직류 전기(전력)로 변환할 수 있다. 컨버터부(110)에는 노이즈를 제거하는 노이즈 필터, 교류를 직류로 변환하는 정류기 등이 마련될 수 있다.

인버터부(130)는 교류/직류 전기(전력)를 다른 주파수의 교류/직류 전기(전력)로 변환할 수 있다. 인버터부(130)에는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등의 인버터 소자(133)가 마련될 수 있다.

컨버터부(110), 인버터부(130), 각종 센서는 하나의 보드 또는 케이스에 함께 설비되는 것이 일반적이다. 따라서, 기존 서보 드라이브 시스템의 경우, 컨버터부(110)와 인버터부(130)는 서로 떼어질 수 없는 스탠드얼론(standalone) 또는 일체형 구조를 취하고 있다.

다자유도 로봇을 제어하기 위해, 로봇에 형성된 자유도 축 각각에 대응되는 복수의 모터(50)가 마련될 수 있다. 로봇의 다축 제어에 필요한 복수의 모터(50)를 구동시키기 위해 도 1과 같이 컨버터부(110)와 인버터부(130)가 1:1로 대응된 드라이브 장치(100)가 복수개 필요하다.

드라이브 장치(100)는 산업용 PC를 기반으로 한 주제어기(30)에 다수의 서보 드라이브들이 병렬적으로 연결되어 사용되고 있다.

그러나, 도 1과 같은 구성은 축의 개수가 증가할수록 주제어기(30)와 서보 드라이브 사이의 배선양 및 복잡도가 증가하는 단점이 있다. 즉, 구동 제어하고자 하는 로봇 등의 산업용 기계 장치가 진공과 같은 특수한 환경이나 조작자로부터 원격에 위치해야 하는 경우 주제어기(30)와 개별 서보 드라이브가 각각 다수의 선을 포함한 케이블에 의해 연결되어야 하므로 배선이 길고 복잡해지는 문제점이 있다.

한편, 배선 문제와 같은 단점을 해소하기 위하여 주제어기(30)와 서보 드라이브들 사이를 무선 네트워크 방식으로 연결하는 구성이 사용될 수 있다. 이 경우, 주제어기(30)의 네트워크 프로토콜을 지원하는 서보 드라이브를 반드시 채용해야 하기 때문에 서보 드라이브 및 모터(50)의 선정에 제한 요소가 발생하는 문제점이 있다. 그리고, 여러 회사의 서보 드라이브 제품을 유연하게 사용하기도 어려우므로, 다양한 드라이브 제품을 사용할 수 있는 개방형 제어기 및 제어시스템을 구축하는데 장애 요소로 작용하는 문제점이 있다. 즉 서보 드라이브에 네트워크 기능이 포함되어 있어야 가능하므로, 서보 드라이브 및 모터(50)를 선정하는데 있어서 제한을 가질 수밖에 없으며 이는 개방형 제어시스템을 구성하기 어렵게 만드는 요인으로 작용할 수 있다.

도 2에 도시된 드라이브 장치(100)에 따르면, 하나의 컨버터부(110)에 복수의 인버터부(130)가 연결되고 있다. 각 인버터부(130)에는 하나 이상의 인버터 소자(133)가 포함될 수 있다.

하나의 인버터 소자(133)가 구비된 경우, 인버터부(130)는 모터(50)의 개수에 맞춰 복수로 형성될 수 있다. 반면, 하나의 단일 컨버터부(110)는 복수의 인버터 소자(133) 또는 복수의 인버터부(130)에 대해 공통적으로 사용될 수 있다. 또한, 콘트롤 보드(Control Board)가 구비된 제어부(150) 역시 복수의 인버터부(130)에 대해 공통적으로 사용될 수 있다. 경우에 따라 SMPS(170)(Switched Mode Power Supply)가 단일 컨버터부(110)와 제어부(150) 사이에 설치될 수 있다.

제어부(150)는 주제어기(30)와 통신하고, 컨버터부(110) 및 인버터부(130)를 제어할 수 있다.

SMPS(170)는 스위칭 트랜지스터 등을 이용한 스위칭 제어 방식을 이용해 교류 전원을 직류 전원으로 변환할 수 있다.

복수의 인버터부(130)에 대해 하나의 컨버터부(110)가 공통적으로 사용되는 본 실시예에 따르면, 외형적으로 하나의 주제어기(30)는 단일의 컨버터부(110)에 전기적으로 연결되거나 단일의 컨버터부(110)와 유무선 통신하면 충분하다.

드라이브 장치(100) 내부적으로 하나의 컨버터부(110)에 복수의 인버터부(130) 또는 복수의 인버터 소자(133)가 연결된 1:n 구조가 형성될 수 있다. 따라서, 컨버터부(110)와 복수의 인버터부 사이에 많은 개수의 유선 케이블이 복잡하게 연결될 수 있다. 복수의 유선 케이블은 베이스(109)에 의해 지지되거나 가려질 수 있다. 복수의 유선 케이블은 전기가 도통되는 패턴이 형성된 보드 또는 패턴이 새겨진 케이블의 형태로 간소하게 정리되므로, 컨버터부(110)와 인버터부(130) 사이에서 복잡도 등의 문제 발생 소지가 적다.

따라서, 도 2의 실시예에 따르면, 전체적으로 주제어기(30)와 드라이브 장치(100) 간의 배선양 및 복잡도가 개선될 수 있다. 다만, 여러 회사의 제품을 사용하기 어려운 면이 그대로 유지되는 문제가 있다. 여기에 더해, 단일의 컨버터부(110)에 대해 설정 용량의 인버터부(130)가 고정 설치되는 스탠드얼론(standalone) 형태로 인해, 모터(50)의 용량을 다양하게 적용하기 어려운 문제가 있다. 이는 곧, 기존 모터와 다른 종류의 모터가 적용된 현장 투입시 스탠드얼론 타입의 기존 드라이브 장치의 사용이 어렵다는 것을 의미한다.

신속 정확한 다축 제어를 위해 모터의 동작 등이 피드백될 필요가 있다. 이때의 피드백은 모터, 컨버터부, 인버터부 등 각 전기 소자, 회로 패턴을 센싱하는 센서에 의해 수행될 수 있다. 각종 센서는 정상 동작 가능한 정격 용량, 예를 들어 100W, 200W, 400W 등을 가질 수 있다.

모터의 정격 전력 등에 맞춰 적정 정격 용량을 갖는 센서가 투입될 필요가 있다. 이때, 센서가 컨버터부, 인버터부 등에 일체로 형성된다면, 센서의 교체를 위해 컨버터부 또는 인버터부도 함께 교체되어야 한다.

배선양 및 복잡도의 개선, 다양한 모터(50)에 적용할 수 있는 개방성 개선을 위해 도 3의 실시예가 적용될 수 있다.

도 3에 도시된 드라이브 장치(100)는 베이스(109), 센싱 유니트(108)를 포함할 수 있다.

베이스(109)에는 모터(50)의 구동 전력을 제공하는 컨버터부(110) 및 인버터부(130) 중 적어도 하나가 형성될 수 있다. 베이스(109)는 컨버터부(110) 또는 인버터부(130)를 지지하는 지지 기능, 컨버터부(110) 또는 인버터부(130)와 외부를 차단하는 격리 기능, 컨버터부(110) 또는 인버터부(130)를 외부로부터 보호하는 보호 기능 등을 수행하는 받침대, 커버, 케이스 등을 포함할 수 있다. 컨버터부(110) 또는 인버터부(130)가 특정 보드에 형성된 경우, 베이스(109)는 해당 특정 보드를 지지할 수 있다.

컨버터부(110) 또는 인버터부(130)를 수용하기 위해 베이스(109)에는 컨버터부(110)의 수용 공간이 형성될 수 있다. 컨버터부(110) 또는 인버터부(130)는 해당 수용 공간에 배치되기 위해 베이스(109)의 내면에 체결될 수 있다.

센싱 유니트(108)에는 모터(50)로 제공되는 구동 전류 또는 인버터 소자(133)의 출력 전류를 측정하는 전류 센서(135) 등이 마련될 수 있다. 전류 센서(135)는 모터(50)의 입력단에 흐르는 전류를 측정할 수 있다.

센싱 유니트(108)는 모터(50), 컨버터부(110), 인버터부(130), 모터(50)의 구동 전력 중 적어도 하나를 센싱하는 다양한 종류의 센서를 포함할 수 있다.

센싱 유니트(108)는 베이스(109)에 착탈 가능하게 형성될 수 있다.

구동 전력이 출력되는 인버터부(130)의 출력단에 전기적으로 연결되는 착탈부(104)가 베이스(109)에 마련될 수 있다.

센싱 유니트(108)는 착탈부(104)에 착탈되는 커넥팅 구조를 가질 수 있다. 센싱 유니트(108)는 착탈부(104)에 장착되면, 인버터부(130)로부터 출력되는 구동 전력을 센싱할 수 있다.

착탈부(104)는 컨버터부(110) 및 인버터부(130) 중 적어도 하나를 제어하는 제어부(150) 또는 주제어기(30)에 전기적으로 연결될 수 있다. 센싱 유니트(108)에 마련된 일부 단자는 착탈부(104)에 장착되면, 인버터부(130)의 출력단 등에 전기적으로 연결될 수 있다. 센싱 유니트(108)에 마련된 다른 단자는 착탈부(104)에 장착되면, 제어부(150) 또는 주제어기(30)에 전기적으로 연결될 수 있다. 센싱 유니트(108)의 센싱값은 착탈부(104)를 통해 제어부(150) 또는 주제어기(30)로 전달될 수 있다.

센싱 유니트(108)에는 구동 전력의 전류 크기를 센싱하는 전류 센서(135)가 마련될 수 있다. 베이스(109)에 센싱 유니트(108)가 장착되면, 전류 센서(135)는 인버터부(130)의 출력단에 전기적으로 연결되고 인버터부(130)로부터 출력되는 구동 전력의 전류 세기(크기)를 감지하거나 측정할 수 있다.

구동 전력은 모터(50)의 정격 전력에 맞춰 변동 가능할 수 있다. 구체적으로, 모터(50)에 대면되는 인버터부(130)의 정격 용량은 가변적이거나 모터(50)에 맞춰 형성될 수 있다. 모터(50)의 종류에 따라 달라지는 구동 전력에 맞는 전류 센서(135)가 인버터부(130)와 모터(50) 사이에 연결될 필요가 있다. 본 발명에 따르면, 베이스(109)에 착탈 가능한 센싱 유니트(108)가 제공되므로, 다양한 정격 용량을 갖는 각종 센서가 자유롭게 선택되고 베이스(109)에 대해 교체될 수 있다. 즉, 현재의 구동 전력을 센싱할 수 있는 정격 용량을 갖는 특정 센싱 유니트가 선택되고 베이스(109)에 장착될 수 있다.

베이스(109)에는 센싱 유니트(108)가 수용되는 수용부(102)가 마련될 수 있다. 일 예로, 수용부(102)는 센싱 유니트(108)가 삽입되는 홈을 포함할 수 있다. 수용부(102)는 삽입된 센싱 유니트(108)를 지지할 수 있다. 센싱 유니트(108)에 대면되는 수용부(102)의 일면에는 센싱 유니트(108)에 전기적으로 커넥팅되는 착탈부(104)가 마련될 수 있다. 센싱 유니트(108)에는 기탑재된 각종 센서와 전기적으로 연결된 커넥팅 단자가 형성될 수 있다. 커넥팅 단자는 착탈부(104)에 착탈될 수 있다.

센싱 유니트(108)가 수용부(102)에 수용되고, 커넥팅 단자가 착탈부(104)에 장착되면 센싱 유니트(108)에 마련된 전류 센서(135) 등은 커넥팅 단자, 착탈부를 거쳐 모터(50), 컨버터부(110), 인버터부(130) 등에 전기적으로 연결될 수 있다.

외부 이물질, 외부 충격 등으로 부터 센싱 유니트(108), 착탈부(104)를 보호하기 위해 센싱 유니트(108)가 수용 및 장착된 수용부(102)를 덮는 패널(106)이 마련될 수 있다. 수용부(102)에 수용된 센싱 유니트(108)는 패널(106)에 의해 외부로부터 격리될 수 있다.

도 4와 같이 하나의 프레임에 컨버터부, 인버터부, 센서가 고정 체결된 스탠드얼론 형태의 경우, 제품 설계의 특성상 정격 용량, 예를 들어 100W, 200W, 400W(와트) 등이 변경 불가능한 고정 상태로 드라이브 장치(100)가 제조될 수 있다. 따라서, 제조 이후 특정 용량으로 제품을 변경하거나 고객의 요청에 의해 용량이 변경될 경우 재고 위험성이 높은 문제가 있다.

본 발명의 드라이브 장치(100)는 컨버터부(110) 및 인버터부(130)가 설치된 베이스(109)에 대해 센서가 포함된 센싱 유니트(108)가 착탈 가능한 하이브리드 형태를 취하고 있다. 따라서, 설정 용량의 컨버터부(110) 및 인버터부(130)를 결정한 상태에서 센싱 유니트(108)를 다양한 용량으로 계획 생산할 수 있다. 일 예로, 100W, 200W, 400W 등의 용량으로 개발된 센싱 유니트(108)는 고객의 요청에 따라 자유롭게 채택되고 용량에 맞춰 베이스(109)에 장착되기만 하면 온전한 기능을 수행할 수 있다. 즉, 고객의 요청에 맞는 베이스가 포함된 메인 모듈(main module)에 별도의 센싱 유니트(108)만 장착 조립하여 빠른 출고가 가능하며 불용 재고의 위험성이 적은 드라이브 장치(100)가 제공될 수 있다. 특히, 본 발명의 드라이브 장치(100)는 다품종 소 수량이 적용되는 산업 기계에 유리하다.

한편, 인버터부(130)는 모터(50)의 개수에 맞춰 복수로 형성될 수 있다. 컨버터부(110)는 복수의 인버터부(130)에 대해 공통적으로 단일 형성될 수 있다. 이때, 센싱 유니트는 인버터부(130)의 개수 이상으로 마련되고, 각 인버터부(130)의 출력단에 전기적으로 연결될 수 있다.

인버터부(130)의 유지 보수, 모터 변경에 따른 인버터부(130)의 정격 용량 대응을 위해, 인버터부(130)는 컨버터부(110)에 착탈 가능하게 형성될 수 있다.

일 예로, 베이스(109)에 착탈 가능한 모듈이 마련될 수 있다. 이때, 인버터부(130)는 모듈에 형성될 수 있다. 모터로 제공되는 구동 전력의 전류값을 획득하기 위해 센싱 유니트(108)는 모듈에 착탈 가능하게 형성될 수 있다.

모듈은 인버터부(130)를 지지하는 프레임을 포함할 수 있다.

모듈이 베이스(109)에 장착되면, 컨버터부(110)와 인버터부(130)는 전기적으로 연결될 수 있다. 전기적으로 서로 연결된 컨버터부(110)와 인버터부(130)에 의해 모터(50)의 구동 전력이 출력될 수 있다.

베이스(109)에는 모듈이 설치되는 설치부가 마련될 수 있다. 이때, 설치부는 하나의 컨버터부(110)에 대해 복수로 형성될 수 있다. 각 설치부에는 컨버터부(110)에 전기적으로 연결된 제1 커넥터가 마련될 수 있다. 모듈에는 제1 커넥터에 착탈되는 제2 커넥터가 마련될 수 있다.

일 예로, 설치부는 모듈이 삽입되는 홈을 포함할 수 있다. 설치부에는 모듈의 슬라이딩을 가이드하는 레일이 형성될 수 있다.

베이스(109)에서 레일의 단부에 대면되는 위치에는 제1 커넥터가 마련될 수 있다. 제1 커넥터는 컨버터부(110)의 출력단에 전기적으로 연결될 수 있다.

모듈에서 제1 커넥터에 대면되는 위치에는 제2 커넥터가 마련될 수 있다. 모듈의 일면에는 모터(50)에 연결되는 외부 커넥터가 마련될 수 있다.

제2 커넥터는 인버터부(130)의 입력단에 전기적으로 연결될 수 있다.

제2 커넥터는 모듈이 레일의 단부까지 슬라이딩되면 제1 커넥터에 장착되게 형성될 수 있다. 제1 커넥터에 제2 커넥터가 장착되면 컨버터부(110)와 인버터부(130)는 서로 전기적으로 연결될 수 있다.

설치부로부터 모듈을 빼내면, 제1 커넥터와 제2 커넥터 간의 전기적 연결이 자연스럽게 해제될 수 있다.

인버터부(130)에 마련된 인버터 소자(133)는 입력 전류를 다른 주파수의 전류로 변환할 수 있다. 일 예로, IGBT는 파워 MOS FET(metal oxide semi-conductor field effect transistor)와 바이폴러 트랜지스터의 구조를 가지는 스위칭(switching) 소자이다. IGBT는 작은 구동 전력, 고속 스위칭, 고내압 또 구동전력이 작고, 고속스위칭, 고내압화, 고전류 밀도화가 가능한 특성을 이용해 입력 전기를 다른 주파수의 전기로 변환할 수 있다.

센싱 유니트(130)에 마련된 전류 센서(135)는 인버터 소자(133)로부터 모터(50)로 제공되는 전류의 크기를 측정할 수 있다. 전류 센서의 측정값은 모터(50)의 제어에 사용될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 공통의 단일 컨버터부(110)에 대해 인버터부(130)의 연결 및 해제가 프리(free)하게 가능하다. 또한, 인버터부(130)에 대한 센싱 유니트(108)의 연결 및 해제가 프리(free)하게 가능하다. 따라서, 기제작된 다양한 용량의 인버터부(130) 및 센싱 유니트(108)를 공통의 컨버터부(110)에 대해 자유롭게 적용할 수 있는 장점이 있다. 그러므로, 개방성이 개선된 다축 드라이브 시스템이 제공될 수 있다.

한편, 컨버터부(110)의 개방성 개선을 위해 컨버터부(110) 또한 베이스(109)에 착탈 가능하게 형성될 수 있다.

베이스(109)에 형성된 복수의 설치부에는 컨버팅 설치 수단이 마련될 수 있다. 컨버팅 설치 수단은 컨버터부(110)의 착탈이 가능하게 형성될 수 있다. 일 예로, 컨버팅 설치 수단에는 컨버터부(110)의 슬라이딩을 가이드하는 레일이 형성될 수 있다.

컨버팅 설치 수단에는 제1 연결 단자가 마련될 수 있다.

제1 연결 단자에 대면되는 컨버터부(110)의 일면에는 제1 연결 단자에 연결되는 제2 연결 단자가 마련될 수 있다. 제2 연결 단자는 컨버터부(110)의 출력단에 전기적으로 연결될 수 있다.

컨버터부(110)는 제2 연결 단자가 제1 연결 단자를 향해 움직이는 방향을 따라 컨버팅 설치 수단에 설치될 수 있다. 컨버팅 설치 수단에 대한 컨버터부(110)의 설치가 완료되면, 제2 연결 단자는 제1 연결 단자를 향해 움직이면서 제1 연결 단자에 자연스럽게 연결될 수 있다.

베이스(109)에는 모듈이 설치될 수 있는 복수의 설치부가 마련될 수 있다. 각 설치부에는 제1 커넥터가 마련될 수 있다. 이때, 각 설치부에 마련된 제1 커넥터는 제1 연결 단자에 전기적으로 연결될 수 있다.

컨버터부(110)에 마련된 제2 연결 단자가 제1 연결 단자에 연결되고 모듈에 마련된 제2 커넥터가 제1 커넥터에 연결되면, 제2 커넥터, 제1 커넥터, 제1 연결 단자, 제2 연결 단자를 통해 컨버터부(110)와 인버터부(130)가 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 드라이브 장치(100)는 스탠드얼론 형태의 온보드(One board) 구조와 module 형태를 혼합한 형태로 볼 수 있다. 다축 드라이브의 스탠드얼론 형태의 온보드의 장점과 모듈 형태의 용량 선택 구성의 장점을 합해서 스탠드얼론 형태에 모듈을 삽입하는 구조로 필요 용량을 선택하여 제품을 구성할 수 있는 두 형태를 혼합한 하이브리드(hybrid) 형태의 구조를 취할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

30...주제어기 50...모터
100...드라이브 장치 102...수용부
104...착탈부 106...패널
108...센싱 유니트 109...베이스
110...컨버터부 130...인버터부
133...인버터 소자 135...전류 센서
150...제어부 170...SMPS

Claims

모터의 구동 전력을 제공하는 컨버터부 및 인버터부 중 적어도 하나가 형성된 베이스;
상기 모터, 상기 컨버터부, 상기 인버터부, 상기 구동 전력 중 적어도 하나를 센싱하는 센싱 유니트;를 포함하고,
상기 센싱 유니트는 상기 베이스에 착탈 가능하게 형성된 드라이브 장치.
제1항에 있어서,
상기 구동 전력은 상기 모터의 정격 전력에 맞춰 변동 가능하고,
현재의 구동 전력을 센싱할 수 있는 정격 용량을 갖는 특정 센싱 유니트가 선택되고 상기 베이스에 장착되는 드라이브 장치.
제1항에 있어서,
상기 구동 전력이 출력되는 상기 인버터부의 출력단에 전기적으로 연결되는 착탈부가 상기 베이스에 마련되고,
상기 센싱 유니트는 상기 착탈부에 착탈되며,
상기 센싱 유니트는 상기 착탈부에 장착되면, 상기 인버터부로부터 출력되는 상기 구동 전력을 센싱하는 드라이브 장치.
제3항에 있어서,
상기 착탈부는 상기 컨버터부 및 상기 인버터부 중 적어도 하나를 제어하는 제어부에 전기적으로 연결되고,
상기 센싱 유니트의 센싱값은 상기 착탈부를 통해 상기 제어부로 전달되는 드라이브 장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱 유니트에는 상기 구동 전력의 전류 크기를 센싱하는 전류 센서가 마련되고,
상기 베이스에 상기 센싱 유니트가 장착되면, 상기 전류 센서는 상기 인버터부의 출력단에 전기적으로 연결되고 상기 인버터부로부터 출력되는 상기 구동 전력의 전류 세기를 감지하는 드라이브 장치.
제1항에 있어서,
상기 컨버터부에는 노이즈 필터, 정류기가 마련되고,
상기 인버터부에는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)가 마련되며,
상기 센싱 유니트에는 상기 모터의 입력단의 전류를 측정하는 전류 센서가 마련된 드라이브 장치.
제1항에 있어서,
상기 인버터부는 상기 모터의 개수에 맞춰 복수로 형성되고,
상기 컨버터부는 복수의 상기 인버터부에 대해 공통적으로 단일 형성되며,
상기 센싱 유니트는 상기 인버터부의 개수 이상으로 마련되고, 각 인버터부의 출력단에 전기적으로 연결되는 드라이브 장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스에는 상기 센싱 유니트가 수용되는 수용부가 마련되고,
상기 센싱 유니트가 수용 및 장착된 상기 수용부를 덮는 패널이 마련된 드라이브 장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스에 착탈 가능한 모듈이 마련되고,
상기 인버터부는 상기 모듈에 형성되며,
상기 센싱 유니트는 상기 모듈에 착탈 가능하게 형성된 드라이브 장치.