KR100221593B1 - 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

개시한 위치 검출장치 및 방법은 건설용 중장비의 스트로크 센싱 실린더의 정확한 위치를 검출하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출장치 및 방법은 스트로크를 센싱하기 위한 실린더의 피스톤 로드 일측에 로드 일측에 간격이 불규칙하게 가공된 요철(凹凸)형상의 자기눈금을 복수 곳 형성하고, 자기센서로 그 부분의 불규칙한 자계변화들을 검출한 후, 마이크로 컴퓨터를 이용한 신호처리를 수행한 결과 불규칙적인 자계변화를 일으키는 위치마다 피스톤 로드의 변위에 있어서 해당 절대위치로 지정해주는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명의 장치 및 방법은 여러 가지 원인으로 인해 발생하게되는 변위오차에도 불구하고 신뢰성이 높은 피스톤 로드의 절대위치 검출과 방향판별이 가능한 장점이 있다.

Description

스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출장치 및 방법

본 발명은 건설용 중장비의 자동화에 사용되며 자기눈금과 자기센서를 이용하여 스트로크의 변위를 검출하는 실린더에 있어서, 여러 가지 원인으로 인해 발생하게되는 실린더의 변위오차를 보정할뿐만 아니라 불규칙적인 자기눈금의 가공방법에따른 절대위치를 지정해 줌으로써 정확한 변위의 검출과 방향판별이 가능하도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기등의 전부장치에는 붐과 암 및 버킷등의 작업장치를 구동시키기 위한 실린더가 장착되어 있고, 운전자의 제어명령에 의해 이 실린더내에 동작유가 공급되거나 저장탱크로 배출됨에 따라 실린더가 스트로크 동작을 수행하여 작업장치가 구동된다.

따라서 굴삭기와 같은 건설용 중장비에 있어서, 운전자등의 숙련도에 의존하지 않고 일정한 작업을 정확하게 반복 수행할 수 있는 작업장치에 대한 요구가 전기-유압 서보제어 기술의 발달과 더불어 꾸준히 증대되고 있다. 이와 더불어 이러한 굴삭기등의 작업장치의 자동화를 위해서는 제어시스템에서 필요로 하는 작업장치의 위치에 관한 정보 즉, 정확한 변위를 검출하는 것이 필수적으로 대두된다.

전술한 바와 같이 작업장치의 정확한 변위를 검출하기 위한 수단으로 종래에는 제1도와 같은 실린더와 제2도와 같은 실린더 스트로크의 변위검출 회로를 사용하였다.

제1도는 이러한 종래의 스트로크 센싱 실린더의 개략도이다.

도시된 바와 같이, 실린더(110)의 내벽에 상하 또는 좌우운동이 가능한 피스톤(120)이 내장되고, 이 피스톤(120)의 일측에는 피스톤(120)의 운동을 지지하는 로드(130)가 피스톤(120)과 일체형으로 형성되어 있다.

또한 로드(130)의 일측에는 소정의 등간격으로 요철(凹凸)가공된 자기눈금(140)이 피스톤(120)의 상사점과 하사점 사이에서 복수개로 형성되어 있고, 자기눈금(140)이 형성된 지점으로부터 소정거리 이격된 상태로 로드(130) 상의 자기눈금(140)이 자기눈금(140)이 가공된 부분과 가공되지 않은 부분의 자계변화를 검출하여 소정 크기의 전기신호로 변환하는 자기센서부(150)가 장착되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 종래의 실린더(110)는 피스톤(120)의 실린더(110)내의 상사점과 하사점 사이를 왕복운동함에 따라 피스톤(120)에 일체형으로 장착된 로드(130)가 이동하고, 이 로드(130)상에 형성된 요철(凹凸)형상의 자기눈금(140)의 이동상태가 자기센서부(150)에 의해 검출되어 정현파의 형태로 출력되며, 이 파형을 구형파로 변환하여 계수함으로써 실린더(110)의 스트로크 센싱에 의한 변위를 검출할 수 있게 된다.

즉, 초기에 피스톤(120)이 정지상태에서 자기센서부(150)에 의해 검출된 자기눈금(140)의 위치로부터 피스톤(120)이 이동함에 따라 자기센서부(150)에 의해 검출되고 구형파로 변환된 펄스 또는 펄스를 이루는 에지의 개수를 파악함으로써, 피스톤(120)의 이동거리를 계산하여 실린더(110)의 스트로크 변위를 파악할 수 있다.

제2도는 자기센서부와 마이크로 컴퓨터를 이용한 실린더 스트로크의 변위검출회로의 일예를 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이, 실린더 구동신호가 실린더 구동부(210)로 입력되면, 실린더 구동부(210)의 출력신호가 자기눈금이 가공된 실린더(220)를 구동시키고, 실린더(220)에 장착된 자기센서부(230)의 출력신호가 마이크로 컴퓨터(240)에 가해지며, 마이크로 컴퓨터(240)는 필요한 정보를 내부 기억장치 또는 별도의 기억장치(250)로부터 제공받거나 자신이 처리한 정보를 기억장치(250)에 저장한다.

상술한 바와 같은 구성의 스트로크 센싱용 실린더의 스트로크 변위검출 회로의 동작은 다음과 같다.

먼저 운전자에 의한 실린더 구동신호의 입력에 따라 실린더 구동부(210)는 실린더(220)를 구동시키게 되는데, 이때 실린더(220)의 로드상에 가공된 자기눈금(제1도의 (140)참조)에서의 자계변화를 자기센서부(230) 내의 홀센서와 같은 자기센서(231)가 검출하여 그 검출신호를 신호처리부(232)로 인가한다.

신호처리부(232)는 정현파 형태를 이루는 자기센서(231)로부터의 검출신호를 증폭시키고 필터링하는 등, 마이크로 컴퓨터(240)가 인식할 수 있는 신호로 변환시킨 후 마이크로 컴퓨터(240)로 출력한다.

마이크로 컴퓨터(240)는 자기센서부(230) 내의 신호처리부(232)로부터의 입력되는 정현파 형태의 신호를 구형파로 변환하여 펄스 또는 에지의 개수를 계수한 다음, 스트로크 센싱 실린더의 변위와 이동방향을 계산하고 그 값을 기억장치(250)에 저장하는 한편, 미도시된 소정의 표시부로 출력해 준다.

이처럼 종래의 경우와 같이 자기센서(231)를 활용하여 자기눈금의 요철홈에서의 자계변화를 검출함에 따라 출력되는 정현파를 구형파로 변환하여 변환하여 변위검출등에 활용하는 경우, 통상 센서를 2개 사용하게 되며, 두 센서를 90°의 위상차를 갖도록 배치하고 이것을 이용하여 방향판별이나 변위검출에 활용하여 왔다.

그러나 조립오차등의 문제로 자기센서를 90°의 위상차를 갖도록 정확하게 위치시키는 것이 쉽지않을뿐만 아니라, 검출되는 센서의 정현파의 출력이 여러 가지 외란에 의한 변수, 예를 들면 진동 또는 충격에 의해 파형이 나뉘어 지는 현상등에 의해 동일한 형태를 유지하지 못하게 되므로 출력되는 파형이 정확하게 90°의 위상차를 갖기가 어렵다.

즉, 이상적인 경우에 있어서 2개의 자기센서를 이용하여 자기눈금을 검출하는 경우의 센서출력과 변환된 구형파는 제3도와 같이 일정한 주기를 유지한다.

제3도는 종래의 자기눈금에 의한 정상적인 검출신호를 나타낸 파형도이며, 3a도는 피스톤 로드에 소정의 등간격으로 가공된 요철형상의 자기눈금을 나타내고, 3b도와 3c도는 자기센서 A 및 B의 출력파형으로 90°의 위상차를 가지며, 3d도와 3e도는 마이크로 컴퓨터에서 각각 구형파로 변환된 3b도와 3c도에 대응하는 파형으로 역시 90°의 위상차를 갖고 있다.

그러나 실제적인 활용에 있어서는 하나 이상의 파형이 검출되지 않거나, 하나의 구형파가 외란등에 의해 복수 개로 분할되는 경우가 발생할 수 있다.

따라서, 이러한 경우는 스트로크 센싱 실린더의 구동시에 로드가 정상적인 거리에 비해 작게 또는 많이간 것으로 판단되는 변위의 오차가 발생하게 되며, 또한 2개의 센서를 사용함에 따른 방향판별의 오류도 발생할 가능성이 커지게 되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 상술한 것과 같은 종래의 검출방법에 의한 변위가 상대적 위치만을 파악할 수 있는 간접변위이므로 변위검출이 정상적으로 이루어지는 경우에도 절대위치와 실제적 이동거리와의 사이에 오차가 존재할 가능성이 크다는 문제점도 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 스트로크 센싱 실린더에 있어서 2개의 자기센서에 의해 검출되는 출력파형의 위상차가 90°를 벗어나는 경우 출력파형의 형태를 정상적인 형태로 보정하고, 기준이 되는 절대위치를 복수 곳 지정해 줌으로써 정확한 변위의 검출과 방향판별이 가능하도록 하는 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출장치 및 방법을 제공함에 있다.

제1도는 종래의 스트로크 센싱 실린더의 개략도.

제2도는 스트로크 센싱 실린더의 변위검출 회로의 일 예를 나타낸 개략적 블록도.

제3도는 종래의 자기눈금에 의한 정상적인 검출신호를 나타낸 파형도.

제4도는 스트로크 센싱 실린더의 위치 검출장치의 일 실시예로서 피스톤 로드의 자기눈금 1개를 가공하지 않은 경우의 파형도.

제5a도는 소정의 등간격으로 가공된 종래의 자기 눈금을 나타낸 개략도.

제5b도는 자기눈금 1개를 가공하지 않은 경우를 나타낸 개략도.

제5c도는 본 발명에 따른 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출장치의 일 실시예로서 피스톤 로드의 자기눈금이 불규칙하게 가공된 경우를 나타낸 개략도.

제6도는 본 발명에 따른 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

210 : 실린더 구동부 220 : 실린더

230 : 자기 센서부 231 : 자기센서

232 : 신호 처리부 240 : 마이크로 컴퓨터

250 : 기억장치

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출장치 및 방법의 특징은 스트로크를 센싱하기 위한 실린더의 피스톤 로드의 복수 곳에 자기눈금을 불규칙하게 가공해주고, 자기센서로 자기눈금의 자계변화를 검출하여 마이크로 컴퓨터를 이용한 신호처리를 행한 결과, 일정시간 간격을 두고 두 센서에 의한 출력파형에서 자기눈금의 불규칙성을 반영한 연속 복수개의 보정에지 및 정상적인 에지가 동일하게 발생되는 경우, 기존의 변위값 대신 소정의 기준값으로 변위값을 보정하는 방식으로 복수 곳의 절대위치를 지정해주는 것에 있다.

이하, 본 발명에 따른 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출장치 및 방법의 바람직한 하나의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

제4도는 스트로크 센싱 실린더의 위치 검출장치의 일 실시예로서 피스톤 로드의 자기눈금 1개를 가공하지 않은 경우의 파형도이다.

도시된 바와 같이, 제4a도는 스트로크를 센싱하기 위한 피스톤 로드의 임의의 한 부분이 불규칙하게 가공된 요철형상의 자기눈금을 나타내고 있으며, 본 실시예에서는 실린더 로드의 임의의 한 구간에 요철홈 하나를 제거한 경우이다. 파형 제4b도와 4c도는 자기센서 A 및 B의 출력파형으로 불규칙하게 가공된 자기눈금 부분에서 파형의 주기가 늘어남을 알 수 있다. 그리고, 4d도와 4e도와의 실선으로 도시된 파형은 마이크로 컴퓨터에서 각각 구형파로 변환된 4b도와 4c도에 대응하는 파형으로서, 역시 불규칙하게 가공된 자기눈금 부분에서 파형의 주기가 증가하게 된다.

제5도는 피스톤 로드에 가공할 수 있는 자기눈금의 형태를 나타낸 것으로 5a도는 소정의 등간격으로 가공된 종래의 자기눈금, 5b도는 자기눈금 1개를 가공하지 않은 경우를 나타낸 개략도이고, 5c도는 본 발명에 따른 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출장치의 일 실시예로서 피스톤 로드의 자기눈금이 불규칙하게 가공된 경우를 나타낸 개략도이다.

그리고, 제6도는 본 발명에 따른 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.

제6도에 도시된 바와 같이, 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출방법의 구성 및 작용은 다음과 같다.

스트로크를 센싱하기 위한 실린더의 피스톤 로드 일측에 임의의 한 부분을 불규칙하게 가공한 자기눈금을 형성하고, 자기센서로 그 부분의 자계변화를 검출하여 마이크로 컴퓨터를 이용한 신호처리를 행함으로써, 피스톤의 이동에 대한 방향판별과 이동된 변위량을 검출하는 스트로크 센싱 실린더의 위치 검출장치에 있어서, 먼저, 마이크로 컴퓨터가 피스톤 로드의 이동유무를 판단하는 피스톤 로드의 정지여부 판단과정(S610)과, 소정의 시간범위를 정한 후, 바로 전에 발생된 에지가 가공에지인지를 판별하여 가공에지가 아닌 경우, 정해진 시간범위 내에 발생되는 에지가 있는지의 여부를 판단하는 제1에지발생 판단과정(S620)과, 제1에지발생 판단과정(S620)에서 바로 전에 발생된 에지가 가공에지인 경우, 제1에지발생 판단과정(S620)에서와 시간범위를 달리하여 발생되는 에지가 있는지를 판단하는 제2에지발생 판단과정(S630)과, 제1에지발생 판단과정(S620) 및 제2에지발생 판단과정(630)에서 정한 시간범위 이전에 외란에 의해 발생되는 에지는 변위량 계산에서 무시하는 발생에지 무시과정(S640)과, 제1에지발생 판단과정(S620) 및 제2에지발생 판단과정(S630)에서 정한 시간범위내에 발생되는 에지가 없는 경우, 변위량 계산에 필요한 보정에지를 생성하는 보정에지 생성과정(S650)과, 보정에지 생성과정(S650)에서 생성된 에지를 포함하여 보정에지가 연속으로 복수개 발생하고, 일정시간 내에 타 센서에 의해서도 보정에지가 연속하여 같은 수만큼 발생되는 경우 미리 설정해둔 소정의 값을 피스톤 로드의 현위치에 대한 절대위치로 기억장치에 저장하는 한편, 소정의 표시부로 출력한 후, 상기 피스톤 로드의 정지여부 판단과정으로 되돌아 가는 절대위치 설정과정(S660)과, 보정에지 생성과정(S650)에서 생성된 에지를 포함하여 보정에지가 연속으로 복수개 발생하지 않거나, 발생하더라도 일정시간 내에 타 센서에 의한 보정에지가 연속하여 같은 수만큼 발생되지 않는 경우, 최종적으로 계수된 에지 개수에 따른 변위량을 계산하고, 기억장치에 저장하는 한편, 소정의 표시부로 출력한 후, 피스톤 로드의 정지여부 판단과정(S610)으로 되돌아가는 변위계산 및 처리과정(S670)으로 구성된다.

여기서, 피스톤 로드의 정지여부 판단과정(S610)은 입력되는 신호에 따른 구형파 발생여부에 의해 피스톤 로드가 정지하고 있는지 또는 이동하고 있는지를 판단하는 과정(S611)(S612)과, 이전까지 발생된 보정에지의 개수 및 타센서에 의해 발생되는 에지가 존재하는가에 따라 피스톤 로드가 정지하고 있는지 또는 이동하고 있는지를 판단하는 과정(S614)(S615)과, 위 두 과정에서의 판단결과에따라 피스톤 로드가 정지한 경우, 정지전 이동방향을 판별하는 과정(S613)으로 제어된다.

그리고 제1에지발생 판단과정(S620)은 평균적으로 에지가 발생하는 시간간격(이하 'Δt'라 한다)을 결정하는 과정(S621)과, 바로 전에 발생된 에지가 정상적으로 발생된 에지인지 보정에지인지의 여부를 판단하는 과정(S622), Δt를 기준으로하여 소정 시간범위 내에 발생되는 에지가 있는지의 여부를 판단하는 과정(S623)(S624)으로 제어된다.

이때, Δt는 실린더의 속도가 가변적으로 이루어 지므로 이전에 발생된 복수개의 에지간격을 평균하여 계산되는데, 이와 같은 경우 Δt의 시간변화 추이를 관찰하여 다음 에지가 발생되는 시점을 예측할 수 있으며, 이와 같이 선정한 Δt를 활용하여 소정 시간범위 내에 에지가 발생한 경우만을 계수하는 것에 의해 정확한 변위의 검출이 가능하다. 그리고, 본 실시예에서는 소정 시간범위를 (0.75)Δt~(1.25)Δt로 정했다.

그러나, 제2에지발생 판단과정(S630)에 있어서, 발생되는 에지가 있는지를 판단하는 시간범위는 제1에지발생 판단과정(S620)에서 정한 시간범위보다 작아야 한다. 그 이유는 제1에지발생 판단과정(S620)에서 바로 전에 발생된 에지가 가공에지인 경우, 변위오차가 축적되는 것을 방지하기 위해서이다. 이를 위해 본 실시예에서는 (0.5)Δt~(1.0)Δt의 시간범위로 정했다.

그리고 절대위치 설정과정(S660)은 보정에지 생성과정(S650)에서 생성된 에지를 포함하여 보정에지가 연속으로 복수개 발생하는지의 여부를 판단하는 과정(S661)(S662)과, 보정에지가 연속으로 복수개 발생하는 경우, 일정시간 내에 타 센서에 의해서도 보정에지가 연속하여 같은 수만큼 발생되는지를 판단하는 과정(S663)과, 일정시간 내에 타 센서에 의해서도 보정에지가 연속하여 같은 수 만큼 발생되는 경우(S663) 소정시간이 지난 후에 또다른 에지가 발생되게 되면(S664) 그 시점을 n번째 기준점으로 저장하고(S665), 일정시간 내에 타 센서에 의해서도 보정에지가 연속하여 같은 수 만큼 발생되지 않는 경우 상기 제2항의 변위계산 및 처리과정(S670)을 수행하는 과정(S663)과, n번째 기준점을 저장한 후, n-1번째 기준점이 있는지의 여부를 판단하여 n-1번째 기준점이 있는 경우, n-1과 n번째의 기준점 사이에 정상적인 눈금의 개수를 계수하고(S667), n-1번째 기준점이 없으면 피스톤 로드의 정지여부 판단과정으로 되돌아 가는 과정(S666)과, n-1과 n번째의 기준점 사이에 정상적인 눈금의 개수를 계수한 결과(S667), 계수된 개수에 해당하는 절대위치값을 저장하는 한편, 소정의 표시부로 출력한 후, 피스톤 로드의 정지여부 판단과정(S610)으로 되돌아 가는 과정(S668)으로 제어된다.

그리고 변위계산 및 처리과정(S670)은 최종적으로 계수된 에지개수에 따른 피스톤 로드의 변위량을 계산하는 과정(S671) 및 계산된 변위를 기억장치에 저장하는 한편, 소정의 표시부로 출력한 후, 피스톤 로드의 정지여부 판단과정(S610)으로 되돌아 가는 과정(S672)으로 제어된다.

전술한 바와 같은 구성과 작용을 하는 본 발명에 따른 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출장치 및 방법의 전반적인 동작예를 제4도를 참고하여 다시 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 발명에 따른 스트로크 센싱 실린더의 위치 검출장치의 일 실시예로서 피스톤 로드의 자기눈금 1개를 가공하지 않은 경우의 파형도인데, 우선 계산된 Δt(S621)를 기준으로 (0.75)Δt와 (1.25)Δt사이에 하나의 정상적인 에지가 발생하여야 하지만(S623)(S624), 자기눈금이 1개 가공되지 않음으로써 정상적인 에지가 형성되지 않은 경우, (1.25)Δt의 시점에 강제로 점선으로 도시된 보정에지를 발생시켜(S650) 실제로 에지가 발생된 것으로 판단한다. 그 다음의 에지는 (0.5)Δt와 (1.0)Δt의 사이에서 판단하여(S631)(S632), 역시 점선으로 도시된 보정에지를 형성(S650)하는 것에 의해 복원할 수 있으며, 시간범위를 (0.5)Δt와 (1.0)Δt로 잡아줌으로써 변위오차의 축적을 방지할 수 있다.

또한 연속하여 2개 이상의 보정에지가 만들어진 경우는(S614) 로드가 정지한 경우일 수 있으므로, -(0.75)Δt와 -(0.25)Δt 사이에 타센서에 의한 에지가 있는지의 여부를 확인하여(S615) 타센서에 의해 발생한 에지가 정상적인 에지인 경우 정상적인 변위로 인식하여 계수를 실시하고, 임의로 형성한 보정에지인 경우는 정지 또는 방향절환 시점이므로 계수를 중지하고 방향판별(S613)을 실시한다.

그러나 보정에지 생성과정(S650)에서 생성된 에지를 포함하여(S661) 보정에지가 연속으로 2개 발생하고(S662), -(2)Δt와 -(4)Δt 사이에 타 센서에 의해서도 보정에지가 연속하여 2개 발생되는 경우(S663), (0.5)Δt가 지난 후에 정상적인 에지가 발생되게 되면(S664) 그 시점을 n번째 기준점으로 저장하고(S665), n-1번째 기준점이 있는지의 여부를 판단하여(S666), n-1번째 기준점이 있는 경우 n-1과 n번째의 기준점 사이에 정상적인 눈금의 개수를 계수하여(S667) 이에 해당하는 절대위치값을 저장하는 한편, 소정의 표시부로 출력한 후, 피스톤 로드의 정지여부 판단과정(S610)으로 되돌아 간다.

여기서, (0.5)Δt가 지나기 전에 또다른 에지가 발생되는 경우(S664)는 발생된 에지를 외란에 의해 잘못 발생된 에지로 취급하여 무시한 후, 피스톤 로드의 정지여부 판단과정(S610)으로 되돌아 가게 된다(S669).

상술한 제4도의 경우는 피스톤 로드의 자기눈금 1개를 가공하지 않은 경우로 하나의 기준위치만을 설정할 수 있지만, 본 발명에 따른 일 실시예인 제5c도처럼 자기눈금 1개가 가공되지 않은 부분이 불규칙적으로 복수 곳 존재하게 되면, 마이크로 컴퓨터에서 발생되는 파형의 주기가 각 해당 부분마다 달라지게 된다.

따라서, 보정에지가 2개 생성되게 되는 한편, 이 부분 전에 발생하는 정상적 에지의 개수도 서로 다르게 되므로, 그 개수를 계수하고 이에 해당하는 소정값을 피스톤 로드의 현 위치에 대한 절대위치로 기억장치에 미리 저장하면 복수 곳의 절대위치를 지정해줄 수 있게 된다.

구체적으로는, 상술한 바와 같은 방법을 통해 검출한 기준점을 n번째의 기준점으로 인식하고 n번째의 기준점이 검출된 경우 n-1번째의 기준점이 있는지를 판단하여 n-1번째의 기준점이 종래에 없는 경우에 있어서는 단순 기준점 검출에 관한 정보만을 기억시키고, n-1번째의 기준점이 있는 경우에 있어서는 n-1번째 기준점과 n번째 기준점 사이에 존재하는 정상적인 눈금의 개수를 계수한다.

여기서, 각 기준점 사이에는 순착적으로 눈금의 수를 늘여주고 기준점이 검출된 이후 첫 번째 펄스에 절대위치를 지정함으로써 두 개 이상의 기준점이 검출된 이후의 시점에서는 절대위치를 지정해줄 수 있다.

또한 세 개 이상의 기준점이 검출된 시점에서는 펄스가 정상적으로 늘어나거나 줄어드는 패턴을 통해 정상적인 피스톤 로드의 이동인지의 여부도 확인할 수 있어 데이터의 신뢰성도 높일 수 있다.

도시된 제5c도에서는 이러한 기준점을 복수개 포함한 실린더 로드의 가공방식의 한 단면을 표현하고 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출장치 및 방법에 의하면, 스트로크 센싱하기 위한 실린더의 피스톤 로드의 복수 곳에 자기눈금을 불규칙하게 가공해주고, 자기센서로 자기눈금의 자계변화를 검출하여 마이크로 컴퓨터를 이용한 신호처리를 행한 결과, 일정시간 간격을 두고 두 센서에 의한 출력파형에서 자기눈금의 불규칙성을 반영한 연속 복수개의 보정에지 및 정상적인 에지가 동일하게 발생되는 경우, 기존의 변위값 대신 소정의 기준값으로 변위값을 보정하는 방식으로 복수 곳의 절대위치를 지정해줌으로써 여러 가지 원인으로 인해 발생하게되는 실린더의 변위오차에도 불구하고 신뢰성이 높은 변위 검출과 방향판별을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 스트로크 센싱하기 위한 실린더의 피스톤 로드 일측에 소정의 등간격으로 요철요철(凹凸)가공한 자기눈금을 복수개 형성하고, 자기센서로 그 부분의 자계변화를 검출하여 마이크로 컴퓨터를 이용한 신호처리를 행함으로써, 피스톤의 이동에 대한 방향판별과 이동된 변위량을 검출하는 스트로크 센싱 실린더의 위치 검출장치에 있어서, 상기 피스톤 로드가 자기눈금 간격이 불규칙하게 가공된 부분을 복수곳 포함하는 형상임을 특징으로 하는 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출장치.
2. 스트로크 센싱하기 위한 실린더의 피스톤 로드 일측에 소정의 등간격으로 요철요철(凹凸)가공한 자기눈금을 복수개 형성하고, 자기센서로 그 부분의 자계변화를 검출하여 마이크로 컴퓨터를 이용한 신호처리를 행함으로써, 피스톤의 이동에 대한 방향판별과 이동된 변위량을 검출하는 스트로크 센싱 실린더의 변위 검출방법에 있어서, 마이크로 컴퓨터가 피스톤 로드의 이동유무를 판단하는 피스톤 로드의 정지여부 판단과정; 소정의 시간범위를 정한 후, 바로 전에 발생된 에지가 가공에지인지를 판별하여 가공에지가 아닌 경우, 정해진 시간범위 내에 발생되는 에지가 있는지의 여부를 판단하는 제1에지발생 판단과정; 상기 제1에지발생 판단과정에서 바로 전에 발생된 에지가 가공에지인 경우, 상기 제1에지발생 판단과정에서와 시간범위를 달리하여 발생되는 에지가 있는지를 판단하는 제2에지발생 판단과정; 상기 제1에지발생 판단과정 및 제2에지발생 판단과정에서 정한 시간범위이전에 외란에 의해 발생되는 에지는 변위량 계산에서 무시하는 발생에지 무시과정; 상기 제1에지발생 판단과정 및 제2에지발생 판단과정에서 정한 시간범위내에 발생되는 에지가 없는 경우, 변위량 계산에 필요한 보정에지를 생성하는 보정에지 생성과정; 상기 보정에지 생성과정에서 생성된 에지를 포함하여 보정에지가 연속으로 복수개 발생하고, 일정시간 내에 타 센서에 의해서도 보정에지가 연속하여 같은 수 만큼 발생되는 경우, 계수된 에지의 개수에 따라 미리 설정해둔 소정의 값을 피스톤 로드의 현위치에 대한 절대위치로 기억장치에 저장하는 한편, 소정의 표시부로 출력한 후, 상기 피스톤 로드의 정지여부 판단과정으로 되돌아 가는 절대위치 설정과정; 및 상기 보정에지 생성과정에서 생성된 에지를 포함하여 보정에지가 연속으로 복수개 발생하지 않거나, 발생하더라도 일정시간 내에 타 센서에 의한 보정에지가 연속하여 같은 수만큼 발생되지 않는 경우, 최종적으로 계수된 에지 개수에 따른 변위량을 계산하고, 기억장치에 저장하는 한편, 소정의 표시부로 출력한 후, 상기 피스톤 로드의 정지여부 판단과정으로 되돌아 가는 변위계산 및 처리과정으로 제어됨을 특징으로 하는 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 절대위치 설정과정은; 상기 보정에지 생성과정에서 생성된 에지를 포함하여 보정에지가 연속으로 복수개 발생하는지의 여부를 판단하는 제1과정; 상기 제1과정의 판단결과 보정에지가 연속으로 복수개 발생한 경우, 일정시간 내에 타 센서에 의해서도 보정에지가 연속하여 같은 수만큼 발생되는지를 판단하는 제2과정; 상기 제2과정의 판단결과 일정시간 내에 타 센서에 의해서도 보정에지가 연속하여 같은 수만큼 발생되는 경우 소정시간이 지난 후에 또다른 에지가 발생되게 되면 그 시점을 n번째 기준점으로 저장하고, 일정시간 내에 타 센서에 의해서도 보정에지가 연속하여 같은 수만큼 발생되지 않는 경우 상기 제2항의 변위계산 및 처리과정을 수행하는 제3과정; 상기 제3과정에서 n번째 기준점을 저장한 후 n-1번째 기준점이 있는지의 여부를 판단하여, n-1번째 기준점이 있는 경우 n-1과 n번째의 기준점 사이에 정상적인 눈금의 개수를 계수하고, n-1번째 기준점이 없으면 상기 제2항의 피스톤 로드의 정지여부 판단과정으로 되돌아 가는 제4과정; 상기 제4과정에서 계수한 정상적인 눈금의 개수에 해당하는 절대위치값을 저장하는 한편, 소정의 표시부로 출력한 후, 상기 제2항의 피스톤 로드의 정지여부 판단과정으로 되돌아 가는 제5과정; 및 상기 제2과정의 판단결과 일정시간 내에 타 센서에 의해서도 보정에지가 연속하여 같은 수만큼 발생되는 경우, 소정시간이 지나기 전에 발생되는 에지는 외란에 의해 잘못 발생된 에지로 취급하여 무시한 후, 상기 제2항의 피스톤 로드의 정지여부 판단과정으로 되돌아 가는 제6과정으로 제어됨을 특징으로 하는 스트로크 센싱 실린더의 절대위치 검출방법.

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