KR100211102B1 - 모터 와인딩 설비 - Google Patents

모터 와인딩 설비 Download PDF

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
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Abstract

본 발명은 시스템 전체를 제어하는 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)와, 상기 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)에 연결되고 서보콘트롤러(110)와 로더(120)와 디지털 스위치(130)와 서보 드라이버(140)와 앤코더(E) 및 서보모터(M1)로 구성된 주권선 제어부와, 상기 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)에 연결되고 스테핑 모터 콘트롤러(210)와 드라이버(220) 및 스테핑 모터(M2)로 구성되는 툴 제어부(200)와, 상기 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)에 연결되고 서보 콘트롤러(310)와 서보 드라이버(320) 및 서보모터(M3)로 구성되는 보빈 제어부(300)으로 구성된 모터 와인딩 설비에 관한 것으로 특히, 상기 주권선 제어부(100)는 인버터(150)와 농형 유도모터(M4)로 구성되고, 상기 보빈 제어부(300)는 스테핑 모터 콘트롤러(350)와 드라이버(360) 및 스테핑 모터(M5)로 구성되며, 보빈단 설정에 따른 권선수 선택을 위한 카운터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 와인딩 설비를 제공하여 종래의 모터 와인딩 설비에서 그 내부회로가 복잡하므로 유지보수가 어렵다는 문제점과 설비(서보모터)가 고가이기 때문에 생산단가의 상승 요인으로 작용한다는 문제점을 해소하는 효과가 있다.

Description

모터 와인딩 설비
제1도는 종래 기술에 따른 모터 와인딩 설비를 나타낸 회로도.
제2도는 본 발명에 다른 모터 와인딩 설비의 일실시예를 나타낸 회로도.
제3도는 보빈단 설정에 따른 권선수 선택을 위한 카운터.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 주권선 제어부 110, 310 : 서보 콘트롤러
120 : 로더 130 : 디지털 스위치
140, 320 : 서보 드라이버 210, 350 : 스테핑 모터 콘트롤러
220, 360 : 드라이버 300 : 보빈 제어부
410~440 : 카운터 500 : 회전수 센서
M1, M3 : 서보 모터 M2, M5 : 스테핑 모터
M4 : 농형 유도 모터 E : 엔코더
PLC : 프로그래머블 로직 콘틀로러 R1~R4 : 구동 릴레이
C1, C2 : 콘덴서
본 발명은 모터 와인딩 설비에 관한 것으로 특히, 서보모터 대신에 농형유도 전동기를 사용하여 인버터로 제어하고 모터의 기종에 따른 프로그램을 프로그램머블 로직 콘트롤러에 입력하고 보빈을 작동시키기 위해 스테핑모터를 사용함으로써 간략화된 모터 와인딩 설비에 관한 것이다.
일반적으로, 와인딩(Winding)이란 작업은 일정 보빈(bobbin)에 동선을 일정하게 감는 동작을 칭하는 것으로 흔히 권선이라고도 칭한다.
상술한 와인딩 작업을 수행하기 위해서는 보빈의 직선 왕복운동과, 동선을 상기 보빈에 감기위한 회전운도, 및 상기 보빈의 직선 왕복운동과 회전운동의 매칭을 위한 툴(tool)의 제어동작이 모두 필요하다.
따라서, 종래의 모터 와인딩 설비는 첨부한 제1도에 도시되어 있는 바와 같이 시스템 전체를 제어하는 프로그램블 로직 콘틀롤로(PLC)와, 사이 프로그램블 로직 콘트롤러(PLC)의 제어에 의해 주권선의 감기 동작을 제어하기위한 주권선제어부(100)와, 주 권선이 감키는 대상인 보빈의 동작을 제어하기 위한 보빈 제어부(300), 및 상기 주권선 제어부(100)의 동작과 보빈 제어부(300)의 동작을 매칭시켜 주기 위한 툴 제어부(200)로 구성되어 있다.
이때, 상기 주권선 제어부(100)는 주 권선을 감기 위해 회전수와 회전 속도가 프로그램되어 있는 서보 콘트롤러(110)가 프로그램블 로직 콘트롤러(PLC)에 연결되어 있고, 상기 서보 콘트롤러(110)에는 로더(120)와 디지털 스위치(130)가 연결되어 있고, 상기 서보 콘트롤러(110)에 서보 드라이버(140)가 연결되고, 서보 드라이버(140)에는 서보 모터(M1)가 연결되어 있다.
또한, 상기 툴 제어부(200)는 상기 프로그램블 로직 콘트롤러(PLC)과 연결되어 있는 스테핑 콘트롤러(210)와 드라이버(220)와 스테핑 모터(M2)가 툴의 제어를 위해 구성되어 있으며, 상기 보빈 제어부(300)는 서보 콘트롤러(310)와 서보 드라이버(320)와 서보모터(M3)와 앤코더(E)가 보빈을 작동시키기 위해 구성되어 있다.
상기와 같이 구성되는 종래 모터 와인딩 설비는 코일 권선수와 회전의 시작과 정지시 일정한 속도를 요구하므로 서보 모터를 사용하였다. 또한, 회전 속도를 자유롭게 하여야 하며 많은 모터 기종을 다 권선하도록 서보 콘트롤러 및 기타 장비에 프로그램화하였다.
따라서, 종래의 모터 와인딩 설비는 그 내부 회로가 복잡하므로 유지보수가 어렵다는 문제점과 설비(서보모터)가 고가이기 때문에 생사단가의 상승 요인으로 작용한다는 문제점이 발생되었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 주 권선의 와인딩을 위해 일반 농형 유동 전동기를 사용하여 인버터로 제어하고 보빈을 작동하기 위해 스테핑 모터를 사용하고 모터의 기종을 프로그램블 로직콘트롤러(PLC)에 입력함으로써 모터 와이닝 설비를 간략하고 저가인 설비로 하는 모터 와인딩 설비를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 시스템 전체를 제어하는 프로그래머블 로직 콘트롤러와, 상기 프로그래머블 로직 콘트롤러에 연결되고 서보콘트롤러와 로더와 디지털 스위치와 서보 드라이버와 앤코더 및 서보 모터로 구성된 주권선 제어부와, 상기 프로그래머블 로직 콘트롤러에 연결되고 스테핑 모터 콘트롤러와 드라이버 및 스테핑 모터로 구성되는 툴 제어부와, 상기 프로그래머블 로직 콘트롤러에 연결되고 서보 콘트롤러와 서보 드라이버 및 서보모터로 구성되는 보빈 제어부로 구성된 모터 와인딩 설비에 있어서: 상기 주권선 제어부는 인버터와 농형 유도 모터로 구성되고, 상기 보빈 제어부는 스테핑 모터 콘트롤러와 드라이버 및 스테핑 모터로 구성되고, 보빈단 설정에 따른 권선수 선택을 위한 카운터 회로로 이루어지는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부가적인 특징으로 상기 카운터 회로는 권선동작에 따른 회전수를 검출하는 회전수 센서와 상기 프로그램머블 로직 콘트롤러 사이에 병렬연결되어 상기 회전수 센서의 회전 감지신호를 카운팅하여 상기 프로그래머블 로직 콘트롤러에 제공하는 4개의 카운터로 구성되며, 각 카운터의 리세팅 단자에는 각각 리세팅 스위치를 통해 상기 회전수 센서의 -단자 즉, 접지단자에 연결되고, 각 카운터의 구동전압 입력단자에는 상기 회전수 센서의 +12V의 구동전압을 출력하는 +단자에 연결되며, 상기 회전수 센서에는 -단자와 +단자 이외에 '0'로 표시되는 센싱신호 출력단자는 각 카운터의 구동을 위한 구동 릴레이를 통해 클럭펄스 입력단에 입력되도록 연결되되, 상기 구동 릴레이의 동작에 따라 상기 회전수 센서에서 제공하는 회전 감지 신호는 제1카운터부터 순차적으로 카운팅 동작상태에 따라 제4카운터까지 단계적으로 제공하며 카운팅 동작을 완료한 카운팅은 리세팅 스위치에 의해 리세팅 동작하는데 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 다른 바람직한 실시예를 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 모터 와인딩 설비에 관한 회로도로서, 시스템 전체를 제어하는 프로그램블 로직 콘트롤러(PLC)에 주권선 제어부(100)와 툴 제어부(200) 및 보빈 제어부(300)가 각각 연결되어 있다.
상기 주권선 제어부(100)는 인버터(150)와 농형 유도 전동기(M4)로 구성되고, 상기 툴 제어부(200)는 스테핑 모터 콘트롤러(210)와 드라이버(130) 및 스테핑 모터(M2)로 구성되며, 상기 보빈 제어부(300)는 스테핑 모터 제어부(350)와 드라이버(360) 및 스테핑모터(M5)로 구성되어 있다.
상술한 바와같이 구성되는 본 발명에 따른 모터 와인딩 설비의 바람직한 동작예를 첨부한 제3도를 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
우선, 첨부한 제2도에서, 주권선을 제어하기 위해 인버터(50)와 스테핑모터(M4)로 구성된 제어부(100)는 종래의 서보 콘트롤러(110) 대신에 인버터(150)를 사용했으므로 종래 디지털 스위치(30)에 의해 모터의 기종을 서택하던 것을 본 발명에서는 외부에서 설정하여 프로그램머블 로직 콘트롤러(PLC)에 입력한다. 권선 동작은 농형 유도 모터(M4)에서 수행하며 상기 인버터(150)에 의해 속도가 제어된다. 그리고, 회전수는 첨부한 제3도에 도시되어 있는 바와 같은 카운터 회로에서 제어한다.
또한, 툴 제어는 스테핑 모터 콘트롤러(210)와, 드라이버(220)와 스테핑모터(M2)로 구성된 툴 제어부(200)에서 실행되며, 보빈 제어는 보빈을 움직여 회전하여 권선하는 스테핑 모터(M5)를 사용하고 스테핑 모터(M5)를 제어하기 위해 스테핑 모터 콘트롤러(35)가 사용된다.
이때, 권선 동작은 농형 유도 모터(M4)에서 수행하며 상기 인버터(150)에 의해 속도가 제어되는데, 이러한 회전수의 제어는 첨부하는 제3도에 도시되어 있는 바와 같은 카운터 회로에서 카운팅되어진 카운팅치를 입력받은 상기 프로그램머블 로직 콘트롤러(PLC)에 의해 상기 인버터(150)이 제어됨에 따라 이루어진다.
첨부한 제3도에 도시되어 있는 카운터 회로의 구성을 살펴보면, 권선동작에 따른 회전수를 검출하는 회전수 센서(500)과 상기 프로그램머블 로직 콘트롤러(PLC) 사이에 병렬연결되어 있는 4개의 카운터(410~440)로 구성되어 있다.
상기 4개의 카운터(410~440)는 각각 2진 카운터로서 카운터 내부에 도시되어 있는 참조번호 17번 단자와 19번 단자를 통해 카운팅 치를 출력한다.
또한, 각 카운터의 참조번호 3번 단자는 리세팅 단자로서 각각 리세팅 스위치(R5)를 통해 상기 회전수 센서(500)의 -단자 즉, 접지단자에 연결되어 있으므로, 연결되어 있는 리세팅 스위치(R5)가 온동작시 상기 회전수 센서(500)의 -단자에서 출력되는 접지신호에 의해 리세팅동작한다. 또한, 각 카운터의 참조번호 5번 단자는 구동전압 입력단자로서 상기 회전수 센서(500)의 +단자 즉, +12V의 구동전압을 출력하는 단자에 연결되어 있다.
또한, 상기 회전수 센서(500)에는 -단자와 +단자 이외에 '0'로 표시되는 센싱신호 출력단자가 구비되어 있는데, 이 단자는 카운터 구동을 위한 구동릴레이(R1~R4)를 통해 클럭펄스 입력단(cp1)에 입력되어 진다.
따라서, 보빈은 1~4단중 기종에 따라 여러형태로 선택되어지는데, 경우의 수가 많으므로 4개의 카운터(410~440)를 선택적으로 구동시켜 회전수 센서에서 검출되는 회전수를 카운팅하게 한다.
이때, 상기 카운터(410~440)중 참조번호 410으로 지칭되는 제1카운터의 17번 출력단자가 최하위 비트를 나타내고 순차적으로 상위 비트를 나타내며, 참조번호 440으로 지칭되는 제4카운터(440)의 19번 단자가 최상위 비트를 나타내게 된다.
따라서, 상기 회전수 센서(500)에서 제공하는 회전 감지 신호는 제1카운터(410)부터 순차적으로 카운팅 동작상태에 따라 제4카운터(440)까지 단계적으로 제공하여야 하기 때문에, 상기 구동 릴레이(R1~R4)를 전단의 카운터가 동작 완료될때까지 후단의 릴레이는 오프 동작상태를 유지하게 된다.
또한, 카운팅 동작을 완료한 카운터를 리세팅 스위치(R5)에 의해 리세팅동작하게 된다.
그러므로, 회전수 센서에서 출력되는 권선비는 상술한 바와같은 카운터 연결시 대략 28에 해당하는 256에 해당한다. 상기 카운터 회로는 8비트 카운터의 예를 든 것으로 이러한 예에 본 발명이 한정되지는 않는다는 점을 주지하는 바이다.
상술한 바와 같이 동작하는 본 발명에 따른 모터 와인딩 설비를 제공하여 종래의 모터 와인딩 설비에서 그 내부 회로가 복잡하므로 유지보수가 어렵다는 문제점과 설비(서보모터)가 고가이기 때문에 생산단가의 상승 요인으로 작용한다는 문제점을 해소하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 시스템 전체를 제어하는 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)와, 상기 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)에 연결되고 서보콘트롤러(110)와 로더(120)와 디지털 스위치(130)와 서보 드라이버(140)와 앤코더(E) 및 서보모터(M1)로 구성된 주권선 제어부와, 상기 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)에 연결되고 스테핑 모터 콘트롤러(210)와 드라이버 및 스테핑 모터(M2)로 구성되는 툴 제어부(220)와, 상기 프로그래머블 로직 콘트롤러(PLC)에 연결되고 서보 콘트롤러(310)와 서보 드라이버(320) 및 서보모터(M3)로 구성되는 보빈 제어부(300)으로 구성된 모터 와인딩 설비에 있어서: 상기 주권선 제어부(100)는 인버터(150)와 농형 유도 모터(M4)로 구성되고, 상기 보빈 제어부(300)는 스테핑 모터 콘트롤러(350)와 드라이버(360) 및 스테핑 모터(M5)로 구성되고, 보빈단 설정에 따른 권선수 선택을 위한 카운터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 와인딩 설비.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카운터 회로는 권선동작에 따른 회전수를 검출하는 회전수 센서(500)와 상기 프로그램머블 로직 콘트롤러(PLC) 사이에 병렬연결되어 상기 회전수센서(500)의 회전 감지신호를 카운팅하여 상기 프로그램을 로직 콘트롤러(PLC)에 제공하는 4개의 카운터(410~440)로 구성되며, 각 카운터의 리세팅 단자에는 각각 리세팅 스위치(R5)를 통해 상기 회전수 센서(500)의 -단자 즉, 접지단자에 연결되고, 각 카운터의 구동전압 입력단자에는 상기 회전수 센서(500)의 +12V의 구동전압을 출력하는 +단자에 연결되며, 상기 회전수 센서(500)에는 -단자와 +단자 이외에 '0'로 표시되는 센싱신호 출력단자는 각 카운터의 구동을 위한 구동 릴레이(R1~R4)를 통해 클럭펄스입력단(cp1)에 입력되도록 연결되되, 상기 구동 릴레이(R1~R4)의 동작에 따라 상기 회전수 센서(500)에서 제공하는 회전 감지 신호는 제1카운터(410)부터 순차적으로 카운팅 동작상태에 따라 제4카운터(440)까지 단계적으로 제공하며 카운팅 동작을 완료한 카운터를 리세팅 스위칭(R5)에 의해 리세팅 동작하는 것을 특징으로 하는 모터 와인딩 설비.
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