KR100257984B1 - 부품공급기용 제어회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품공급기용 제어회로에 관한 것이다.

본 발명은 정전압 장치나 센서등 고가의 부품을 사용하지 않고 저가의 부품만으로 된 염가의 제어회로에 의하여 전원 전압의 변동에도 불구하고 항상 일정한 공급전력을 유지할 수 있도록 한 부품공급기용 제어회로를 제공하고져 하는 것이다. 이를 위하여 본 발명은 전원주파수에 동기되는 삼각파 펄스 발생수단과, 전원전압의 변동과 조정전압에 상응하는 출력전압을 발생시키는 전압보상수단과, 삼각파 및 보상전압을 비교하여 전자석에 흐르는 전류를 제어하기 위한 구동수단등으로 된 부품 공급기용 제어회로를 제안한다.

이에 의하여 본 발명은 사용자가 원하는 전압으로 전자석에 흐르는 교류 전류를 위상제어하되, 전원전압의 변동을 보상하여 줌으로써 전원전압의 변동에 무관하게 일정한 전력이 전자석에 공급되어 부품 공급량을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

Description

부품공급기용 제어회로

본 발명은 부품공급기용 제어회로에 관한 것으로 더욱 상세히는 전자회로 부품조립등을 위하여 사용되는 부품 공급기(parts feeder)에 관한 것이다.

일반적으로 현장에서 사용되는 부품공급기의 구조를 제1도로 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 종래에는 진동기용 전자석(100)을 트라이액(101)과 전원(105)에 직렬로 접속하고 트라이액(101)의 게이트에 다이액(102)과 가변저항(103) 그리고 콘덴서(104)를 연결하여서 된 것이다.

그러므로 가변저항(103)을 조절하여 주면 다이액(102)을 통하여 트라이액(101)에 공급되는 트리거 펄스의 폭이 변화하게 되는 것이어서 진동기용 전자석(100)에 공급되는 전력량을 제어할 수 있게 되는 것이다.

이러한 위상제어에 의한 전력제어방식은 소형이고 제작비가 적게 들므로 가장 보편적으로 공급되어 널리 활용되고 있는 것이다.

반면에 이러한 방식의 제어회로는 전원전압이 변동하게 되면 전자석에 인가되는 전압도 함께 변화되어 수시로 작업자가 가변저항을 조절하지 않으면 안된다. 또한 전력사용량이 많고 전원 용량이 부족한 현장에서는 아침과 점심, 저녁의 전압이 수시로 달라지는 경우가 많으며 이에 따라 빈번하게 가변저항을 조절하여야 하는 불편이 있는 것이다.

이울러, 최근에는 무인 자동운전시스템이 널리 보급되고 있으며, 따라서 종래의 제어회로는 이러한 시스템에 적용하기 어려운 것이어서 이에 관한 해결책의 마련이 요구되고 있는 것이다.

이러한 문제점의 해결을 위하여 최근에는 전원공급장치에 정전압회로를 설치하거나 부품 공급기에 진동센서를 부착하여 진동량을 전기신호로 변환시키고 이를 콘트롤러의 피드백시켜 항상 일정한 진동을 유지하도록 하고 있다.

그러나 이러한 방법에 의하면 용량이 충분한 대전력 정전압회로를 마련하거나 구조가 복잡한 고가의 회로를 구입하여야 하므로 설비 비용이 증가하는 경제적 부담이 발생하게 되는 문제점이 있는 것이다.

상술한 종래의 문제점을 감안하여 본 발명의 목적은 정전압장치나 센서등 고가의 부품을 사용하지 않고 저가의 부품만으로된 염가의 제어회로에 의하여 전원 전압의 변동에도 불구하고 항상 일정한 공급전력을 유지할 수 있도록 한 부품공급기용 제어회로를 제공하는 것이다.

제1도는 일반적인 부품공급기용 제어회로.

제2도는 본 발명에 의한 부품공급기용 제어회로.

제3도는 본 발명에 의한 부품공급기용 삼각파 발생 수단의 작동을 설명하기 위한 부품 파형도.

제4,5도는 본 발명에 의한 부품 공급기의 비교기 작동을 설명하기 위한 부분 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 교류전원 2 : 정류회로

3 : 포토커플러 4 : 트랜지스터

5,6 : 저항 7 : 콘덴서

8 : 삼각파 발생수단 9 : 분압저항

10 : 가변저항 11 : 비교기

12 : 전압보상수단 13 : 비교기

14 : 포토커플러 15 : 전자석

16 : 트라이액 17 : 구동수단

18 : 정전압전원 19 : 직류전원

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전원주파수에 동기되는 삼각파 펄스 발생수단과, 전원전압의 변동과 조정전압에 상응하는 출력전압을 발생시키는 전압보상수단과, 삼각파 및 보상전압을 비교하여 전자석에 흐르는 전류를 제어하기 위한 구동수단등으로 된 부품 공급기용 제어회로를 제안한다.

상술한 구성에 의하여 본 발명은 사용자가 원하는 전압으로 전자석에 흐르는 교류 전류를 위상제어하되, 전원전압의 변동을 보상할 수 있게 되어 전원 전압의 변동에 무관하게 일정한 전력이 전자석에 공급되어 별도로 조절할 필요가 없는 것이어서 자동운전이 가능하게 되는 효과를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도에 본 발명에 의한 제어회로의 전체적인 구성을 도시하였다.

이는 도시된 바와 같이 교류전원(1)에 연결된 브리지다이오드 등으로 구성된 정류회로(2)와, 정류회로(2)에 연결된 포토커플러(3) 및 이의 출력과 연결된 트랜지스터(4) 및 저항(5,6), 콘덴서(7)등으로 구성된 삼각파 발생수단(8)과, 교류전원(1)을 정류한 직류전원(19)에 연결된 분압저항(9)과 정전압전원(18)에 연결된 가변저항(10)을 비교기(11)의 입력에 연결하여서 된 전압보상수단(12)과, 삼각파와 보상전압을 비교하여 출력시키는 비교기(13)와, 비교기(13)의 출력전압이 공급되는 포토커플러(14) 그리고 이와 전자석(15)에 연결된 트라이액(16)을 구동하도록 한 구동수단(17)으로 된 것이다.

이와 같이 된 본 발명의 삼각파 발생수단의 작동을 제3도로 보인 부분 파형도를 참조하여 설명하기로 한다.

제3(a)도에서 볼 수 있는 바와 같이 교류전원(1)은 정현파이며 이는 정류회로(2)를 거치면서 제3(b)도로 볼 수 있는 바와 같이 된다.

이러한 전파출력중 정류회로(2)의 포토다이오드에 흐를 수 있는 전압은 실제로 약 2V 이상이 되며 그러므로 이러한 2V 이하인 동안에는 실질적으로 전류가 차단되는 상태로 되어 정류회로(2)의 출력이 일시 정지되는 상태로 된다.

그러므로 전파출력이 포토커플러(3)에 인가되는 동안에 이에 연결된 트랜지스터(4)의 베이스에는 계속적으로 로우레벨의 출력이 인가되고 전기한 2V의 전압이 트랜지스터(4)의 베이스에 인가되는 동안에는 포토커플러(3)의 출력측이 턴오프되어 트랜지스터(4)가 저항에 의한 바이어스 전압으로 턴온될 수 있는 것이다.

이에 따라 저항(6)을 통하여 콘덴서(7)에 충전되어 있던 전하가 트랜지스터(4)측으로 방전되고 이어서 포토커플러(3)의 포토트랜지스터가 전파 출력에 의하여 턴온됨에 따라 트랜지스터(4)의 베이스에 인가되던 저항(5)에 의한 바이어스 전압이 접지로 흐르게 되어 트랜지스터(4)가 턴오프되므로 콘덴서(7)는 다시 저항(6)에 의하여 충전되는 상태로 된다.

이러한 상태를 반복하게 됨에 따라 제3(c)도로 보인 바와 같은 트랜지스터(4)의 턴온 순간 방전되고 전파 출력이 포토커플러(3)에 흐르는 시간동안 콘덴서(7)가 충전되는 과정을 반복하여 제3(d)도로 보인 상태로 되는 것이다. 이와 같이 하여 결국 입력되는 교류전원(1)의 파형과 동기되는 삼각파가 삼각파 발생수단(8)에 의하여 출력될 수 있는 것이다.

이러한 삼각파 발생수단(8)의 출력은 구동회로(17)의 비교기(13)의 비반전단자에 인가되는 것이고, 이와 동시에 비교기(13)의 반전단자에는 전압보상수단(12)의 출력이 인가되는 것이다.

즉, 교류전원(1)을 정류하여 공급되는 정전압전원(18)은 분압저항(9)을 경유하여 전압 변동폭을 그대로 수반하면서 비교기(11)의 비반전단자에 인가된다. 이와 아울러 비교기(11)의 반전단자에는 정전압회로(18)에 공급되는 일정한 전압이 가변저항(10)에 의하여 조절된 상태로 인가되는 것이고 비교되어 출력되는 것인바 이러한 출력은 다음식으로 정리될 수 있다.

E1-E2=B ----------- 식 1

(여기서, E1은 분압저항에 의한 입력전압, E2는 가변저항에 의한 입력전압, B는 비교기의 출력전압임)

그러므로 전원전압이 저하되면 비교기(11)의 출력전압이 저하하고 이러한 저하된 전압은 교류전원(1) 파형에 동기되는 삼각파의 출력전압과 비교되어 제4도로 보인 바와 같이 삼각파에 의한 출력전압의 폭이 넓게 되는 결과가 된다. 그러므로 포토커플러(14)에 전류가 흐르는 시간폭이 증가되고 이에 따라 트라이액(16)의 게이트에 공급되는 게이팅 펄스폭도 넓게 되어 결국 트라이액(16)에 의하여 전자석(15)에 흐르는 전류량이 증가하게 된다.

그러므로 전원전압이 저하되면 전자석(15)에 흐르는 전류량이 증가하게 되어 결국 전자석(15)에 공급되는 전력량은 정상수준을 유지할 수 있게 되는 것이다.

이와는 반대로 전원전압이 상승하게 되면 비교기(11)의 출력전압이 상승하고 이러한 상승된 전압은 교류전원(1) 파형에 동기되는 삼각파의 출력전압과 비교되어 제5도로 보인 바와 같이 삼각파에 의한 출력전압의 폭이 좁게 되는 결과가 된다.

그러므로 포토커플러(14)에 전류가 흐르는 시간폭이 감소되고 이에 따라 트라이액(16)의 게이트에 공급되는 게이팅 펄스폭도 좁게 되어 결국 트라이액(16)에 의하여 전자석에 흐르는 전류량이 감소하게 된다.

그러므로 전원전압이 상승되면 전자석(15)에 흐르는 전류량이 감소하게 되어 결국 전자석(15)에 공급되는 전력량은 정상수준을 유지할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 전원전압의 불균일에도 불구하고 전자석(15)에 공급되는 전력량을 정상수준으로 유지하여 안정적인 동작이 가능하게 되는 것이다.

또한 사용자가 작업상의 필요에 따라 부품의 공급속도를 높이거나 낮추어야 할 경우가 있다. 이때 본 발명은 가변저항만을 조절하여 주는 것만으로 간단하게 공급속도를 조절할 수 있게 되는 것이다.

즉, 본 발명에서는 가변저항(10)을 조절하여 줌에 따라 전압보상수단(12)의 비교기(11)의 반전단자에 공급되는 전압이 증가되도록 하면 비교기(11)의 출력전압은 저하되고, 이러한 저하된 전압은 교류전원(1) 파형에 동기되는 삼각파의 출력전압과 비교되어 제4도로 보인 바와 같이 삼각파에 의한 출력전압의 폭이 넓게 되는 결과가 된다. 그러므로 포토커플러(14)에 전류가 흐르는 시간폭이 증가되고 이에 따라 트라이액(16)의 게이트에 공급되는 게이팅 펄스폭도 넓게 되어 결국 트라이액(16)에 의하여 전자석(15)에 흐르는 전류량이 증가하게 된다.

그러므로 가변저항(10)을 조절하여 비교기(11)에 인가되는 전압을 증가시키면 결국 전자석(15)에 공급되는 전력량을 증가시켜 원하는 상태로 부품 공급속도를 증가시킬 수 있게 되는 것이다.

또한 본 발명에서는 가변저항(10)을 조절하여 줌에 따라 전압보상수단(12)의 비교기(11)의 반전단자에 공급되는 전압이 감소되도록 하면 비교기(11)의 출력전압은 증가되고, 이러한 증가된 전압은 교류전원(1) 파형에 동기되는 삼각파의 출력전압과 비교되어 제5도로 보인 바와 같이 삼각파에 의한 출력전압의 폭이 좁게 되는 결과가 된다.

그러므로 포토커플러(14)에 전류가 흐르는 시간폭이 감소되고 이에 따라 트라이액(16)의 게이트에 공급되는 게이티이 펄스폭도 좁게 되어 결국 트라이액(16)에 의하여 전자석(15)에 흐르는 전류량이 감소하게 된다. 그러므로 가변저항(10)을 조절하여 비교기(11)에 인가되는 전압을 감소시키면 결국 전자석(15)에 공급되는 전력량을 감소시켜 원하는 상태로 부품 공급속도를 줄임으로써 가변저항(10)을 조절하는 것만으로 부품공급속도가 최적의 상태로 되도록 할 수 있는 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 전원전압의 변동에도 불구하고 전자석(15)의 안정적 동작이 가능하게 되어 부품 공급속도를 원하는 상태로 일정하게 유지시킬 수 있게 되므로 부품 공급속도 조절을 위한 별도의 관리가 불필요하게 되어 생산성 향상에 기여할 수 있게 되는 것이며, 무인 자동운전시스템에 적용이 가능하게 되어 공장 자동화에도 기여할 수 있게 되는 잇점이 있는 것이다.

Claims (1)

1. 교류전원(1)에 연결된 브리지다이오드 등으로 구성된 정류회로(2)와, 정류회로(2)에 연결된 포토커플러(3) 그리고 이의 출력과 연결된 트랜지스터(4) 및 저항(5,6), 콘덴서(7)등으로 구성된 삼각파 발생수단(8)과, 교류전원을 정류한 직류전원(19)에 연결된 분압저항(9)과 정전압전원(18)에 연결된 가변저항(10)을 비교기(11)의 입력에 연결하여서 된 전압보상수단(12)과, 삼각파와 보상전압을 비교하여 출력시키는 비교기(13)와, 비교기(13)의 출력전압이 공급되는 포토커플러(14)와, 이에 연결되고 전자석(15)에 연결된 트라이액(16)을 구동하기 위한 구동수단(17)으로 구성됨을 특징으로 하는 부품공급기용 제어회로.

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