KR100308229B1 - 공작기계의스핀들기어소착장치제어장치및그제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공작기계의 스핀들에 있는 기어박스로 공급되는 오일이 부족한 경우 스핀들모터와 축이송용 서보모터를 정지시켜 스핀들쪽의 기어가 소착되는 것을 방지할 수 있도록 한 공작기계의 스핀들 기어 소착방지제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최저제한높이를 감지하는 로우레벨 감지스위치(LS3)와, 상기 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최대제한높이와 최저제한높이의 사이의 중간높이에 위치되어 오일의 중간높이를 감지하는 미드레벨 감지스위치(LS2)와, 상기 하이레벨 감지스위치(LS1)에 의해 상기 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최대제한높이가 감지되면, 상기 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 이 오일의 중간높이가 감지될 때까지 상기 오일공급펌프(50)를 일시정지시키고, 로우레벨 감지스위치(LS3)에 의해 상기 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최저제한높이가 감지되면, 상기 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 오일의 중간높이가 감지될 때까지 상기 스핀들모터(43), 서보모터(42) 및 오일배출펌프(52)를 일시정지시키고, 오일부족알람을 출력하는 프로그래머블 로직 콘트롤러(33)를 포함하여 구성된 것이다.
Description
본 발명은 공작기계의 스핀들 기어 소착방지 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계의 스핀들에 있는 기어박스로 공급되는 오일이 부족한 경우 스핀들모터와 축이송용 서보모터를 정지시켜 스핀들쪽의 기어가 소착되는 것을 방지할 수 있도록 한 공작기계의 스핀들 기어 소착방지 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계에는 스핀들 헤드의 냉각 및 원활한 기어의 구동을 위하여 기계 가동시 스핀들 헤드에 오일을 공급하기 위한 오일공급펌프와 오일을 배출하기 위한 오일배출펌프가 마련되어 오일이 원활하게 순환하도록 구성되어 있다.
이와 같은 오일공급펌프 및 오일배출펌프의 동작은 첨부도면 도 1 에 도시된 바와 같이 공작기계 파워스위치를 "ON" 상태로 절환하게 되면, 공작기계에 전원이 공급되며, 다시 기계 준비상태스위치를 "ON" 상태로 절환하게 되면, 단계(S1)와 단계(S2)에서 오일공급펌프와 오일배출펌프가 차례로 가동되어 스핀들의 기어박스(도시 않됨)로 오일이 공급된다.
이때 단계(S3)에서 기어박스로 공급되는 오일이 과다하게 공급되어 이 기어박스에 설치되어 있는 하이레벨 감지스위치(도시 않됨)가 "ON"상태로 되면, 단계 (S4)에서 오일넘침알람을 출력하게 되는데, 이때 작업자는 기계 가동을 멈추고, 수작업에 의해 오일을 배출시키게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 방법은 스핀들 기어박스에 오일이 과다하게 공급되는 현상은 감지하여 적정량을 유지할 수 있도록 되어 있으나 반면, 유압공급라인에 이상이 발생되거나 기타의 이유에 의해서 오일이 중도에서 누설되는 경우 이를 감지할 수 있는 장치가 없었으므로, 오일공급이 없는 상태에서도 기계는 오일이 있는 것으로 판단하여 계속해서 운전되면서 스핀들 기어가 소착되는 현상이 발생되는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 오일배출작업을 기계가동을 잠시 중단하고 수작업에 의존하고 있었으므로, 사용이 매우 불편하다는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 스핀들 기어박스로 공급되는 오일이 부족한 경우 스핀들모터 및 서보모터의 구동을 오일이 적정량으로 될 때까지 일시중단하고, 오일이 과다하게 공급된 경우에는 오일이 적정량으로 될 때까지 자동으로 배출시킬 수 있는 공작기계의 스핀들 기어 소착방지 제어장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 표시부를 갖는 주조작반과, 스핀들 기어박스로 오일을 공급하기 위한 오일공급펌프와, 스핀들 기어박스에 있는 오일을 배출하는 오일배출펌프와, 스핀들 기어박스에 있는 오일의 최대제한높이를 감지하는 하이레벨 감지스위치와, 서보모터를 구동하기 위한 서보모터 드라이버부와, 스핀들모터를 구동하기 위한 스핀들모터 드라이버부와, 이 서보모터 드라이버부 및 스핀들모터 드라이버부를 제어하기 위한 수치제어부로 구성된 공작기계의 스핀들 기어 소착방지 제어장치에 있어서, 상기 스핀들 기어박스에 있는 오일의 최저제한높이를 감지하는 로우레벨 감지스위치와, 상기 스핀들 기어박스에 있는 오일의 최대제한높이와 최저제한높이의 사이의 중간높이에 위치되어 오일의 중간높이를 감지하는 미드레벨 감지스위치와, 상기 하이레벨 감지스위치에 의해 상기 스핀들 기어박스에 있는 오일의 최대제한높이가 감지되면, 상기 미드레벨 감지스위치에 의해 이 오일의 중간높이가 감지될 때까지 상기 오일공급펌프를 일시정지시키고, 로우레벨 감지스위치에 의해 상기 스핀들 기어박스에 있는 오일의 최저제한높이가 감지되면, 상기 미드레벨 감지스위치에 의해 오일의 중간높이가 감지될 때까지 상기 스핀들모터, 서보모터 및 오일배출펌프를 일시정지시키고, 오일부족알람을 출력하는 프로그래머블 로직 콘트롤러로 구성하여 공작기계의 스핀들 기어 소착방지 제어장치가 제공된다.
본 발명은 또한, 오일공급펌프를 가동하는 단계와, 오일배출펌프를 가동하는 단계와, 미드레벨 감지스위치에 의해 스핀들 기어박스에 있는 오일이 중간높이이상인 가의 여부를 판단하는 단계와, 로우레벨 감지스위치에 의해 스핀들 기어박스에 있는 오일이 최저제한높이이하인가의 여부를 판단하는 단계와, 오일이 최저제한높이이하로 된 경우 스핀들모터를 정지시키는 단계와, 오일이 최저제한높이이하로 된 경우 오일배출펌프를 정지시켜 스핀들 기어박스에 있는 오일이 밖으로 배출되지 못하도록 하는 단계와, 오일이 최저제한높이이하로 된 경우 축이송용 서보모터를 정지시키는 단계와, 오일이 최저제한높이이하로 된 경우 오일부족암람을 출력한 후 미드레벨 감지스위치의 상태를 판단하는 상기의 단계로 분기하는 단계와, 오일이 최저제한높이이하로 된 상태에서 다시 미드레벨 감지스위치에 의해 중간높이를 회복하는 경우 서보모터를 재가동시키는 단계와, 오일이 최저제한높이이하로 된 상태에서 다시 미드레벨 감지스위치에 의해 중간높이를 회복하는 경우 스핀들모터를 재가동시키는 단계와, 하이레벨 감지스위치에 의해 스핀들 기어박스에 있는 오일이 최대제한높이이상인 가의 여부를 판단하여 아닌 경우 앞의 과정을 반복하는 단계와, 오일이 최대제한높이이상으로 된 경우 오일공급펌프를 정지시킨 다음 앞의 단계를 반복수행하는 단계로 구성하여 공작기계의 스핀들 기어 소착방지 제어방법이 제공된다.
도 1 은 종래 공작기계의 스핀들 기어박스의 유위제어방법을 보이는 플로우차트,
도 2 는 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들 기어 소착방지 제어장치를 보이는 블록구성도,
도 3 은 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들 기어 소착방지 제어장치의 동작을 보이는 플로우차트이다.
도면의 주요부분에 대한 부호설명
32 : 표시부 31 : 주조작반
54 : 스핀들 기어박스 50 : 오일공급펌프
52 : 오일배출펌프 LS1 : 하이레벨 감지스위치
42 : 서보모터 38 : 서보모터 드라이버부
43 : 스핀들모터 39 : 스핀들모터 드라이버부
30 : 수치제어부 LS3 : 로우레벨 감지스위치
LS2 : 미드레벨 감지스위치
33 : 프로그래머블 로직 콘트롤러
이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
첨부도면 도 2 에 도시된 바와 같이 표시부(32)를 갖는 주조작반(31)과, 스핀들 기어박스(54)로 오일을 공급하기 위한 오일공급펌프(50)와, 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일을 배출하는 오일배출펌프(52)와, 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최대제한높이를 감지하는 하이레벨 감지스위치(LS1)와, 서보모터(42)를 구동하기 위한 서보모터 드라이버부(38)와, 스핀들모터(43)를 구동하기 위한 스핀들모터 드라이버부(39)와, 이 서보모터 드라이버부(38) 및 스핀들모터 드라이버부(39)를 제어하기 위한 수치제어부(30)로 구성되는 통상의 구성을 가지며, 이에 상기 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최저제한높이를 감지하는 로우레벨 감지스위치(LS3)와, 상기 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최대제한높이와 최저제한높이의 사이의 중간높이에 위치되어 오일의 중간높이를 감지하는 미드레벨 감지스위치(LS2)와, 상기 하이레벨 감지스위치(LS1)에 의해 상기 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최대 제한높이가 감지되면, 상기 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 이 오일의 중간높이가 감지될 때까지 상기 오일공급펌프(50)를 일시정지시키고, 로우레벨 감지스위치(LS3)에 의해 상기 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최저제한높이가 감지되면, 상기 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 오일의 중간높이가 감지될 때까지 상기 스핀들모터(43), 서보모터(42) 및 오일배출펌프(52)를 일시정지시키고, 오일부족알람을 출력하는 프로그래머블 로직 콘트롤러(33)를 포함하여 구성하였다.
첨부도면 도3에 도시된 바와 같이 오일공급펌프(50)를 가동하는 단계(S11)와, 오일배출펌프(52)를 가동하는 단계(S12)와, 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일이 중간높이이상인 가의 여부를 판단하는 단계(S13)와, 로우레벨 감지스위치(LS3)에 의해 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일이 최저제한높이이하인가의 여부를 판단하는 단계(S18)와, 오일이 최저제한높이이하로 된 경우 스핀들모터(43)를 정지시키는 단계(S19)와, 오일이 최저제한높이이하로 된 경우 오일배출펌프(52)를 정지시켜 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일이 밖으로 배출되지 못하도록 하는 단계(S20)와, 오일이 최저제한높이이하로 된 경우 축이송용 서보모터(42)를 정지시키는 단계(S21)와, 오일이 최저제한높이이하로 된 경우 오일부족암람을 출력한 후 미드레벨 감지스위치(LS2)의 상태를 판단하는 상기의 단계(S13)로 분기하는 단계(S22)와, 오일이 최저제한높이이하로 된 상태에서 다시 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 중간높이를 회복하는 경우 서보모터(42)를 재가동시키는 단계(S14)와, 오일이 최저제한높이이하로 된 상태에서 다시 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 중간높이를 회복하는 경우 스핀들모터(43)를 재가동시키는 단계(S15)와, 하이레벨 감지스위치(LS1)에 의해 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일이 최대제한높이이상인 가의 여부를 판단하여 아닌 경우 앞의 과정을 반복하는 단계(S16)와, 오일이 최대제한높이이상으로 된 경우 오일공급펌프(50)를 정지시킨 다음 앞의 단계(S16)를 반복수행하는 단계(S17)로 구성하였다.
상기 하이레벨 감지스위치(LS1), 미드레벨 감지스위치(LS2), 로우레벨 감지스위치(LS3)는 접촉식센서 또는 플로트센서, 초음파센서 등으로 구성될 수 있다.
이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 첨부도면 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이 단계(S11)와 단계(S12)에서 프로그래머블 로직 콘트롤러(33)에 의해 오일공급펌프(50)와 오일배출펌프(52)가 가동되면, 스핀들 기어박스(54)로 오일이 일정량 공급된다.
이후 단계(S13)에서 미드레벨 감지스위치(LS2)가 "ON"상태로 되고, 단계(S16)에서 하이레벨 감지스위치(LS1)가 "OFF"상태로 되었다고 판정되는 경우 오일이 정상적으로 공급되고 있는 것으로 판단하여 스핀들모터(43) 및 서보모터(42)를 정상적으로 구동하게 된다.
한편, 누유 등에 의해 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일이 부족하게 되면, 단계(S13)에서 다시 단계(S18)에서 오일이 최대제한높이이하인가의 여부를 판단하게 되는데, 이때 로우레벨 감지스위치(LS3)가 "OFF"상태로 되면, 프로그래머블 로직 콘트롤러(33)는 오일이 위험한 정도로 부족한 것으로 판단하여 단계(S19, S20, S21, S22)에서 각각 스핀들모터(43), 오일배출펌프(52), 서보모터(42)를 순차적으로 정지시킨 다음 오일부족알람을 출력하여 사용자에게 알려주게 된다.
이때 오일공급펌프(50)는 계속해서 가동되고 있는 상태이므로, 오일의 높이가 점차적으로 높아지게 되는데, 이후 프로그래머블 로직 콘트롤러(33)는 단계(S13)을 반복하여 오일의 높이가 중간높이로 될 때까지 스핀들모터(43), 오일배출펌프(52), 서보모터(42)를 일시 정지시켰다가 미드레벨 감지스위치(LS2)가 "ON"으로 되면, 단계(S14, S15)에서 정지되어 있던 오일배출펌프(52), 서보모터(42) 및 스핀들모터(43)를 재가동하게 된다.
그리고, 스핀들 기어박스(54) 내의 오일이 과다하여 최대제한높이이상으로 된 경우 단계(S16)에서 하이레벨 감지스위치(LS1)이 "ON"되는 것을 검출하여 단계 (S17)에서 오일공급펌프(50)를 정지시키게 되는데, 이때 오일배출펌프(52)는 계속해서 가동되고 있는 상태이므로 오일의 높이가 점차적으로 낮아지게 되어 하이레벨 감지스위치(LS1)가 "OFF" 상태로 되면, 다시 처음으로 돌아가 앞의 과정을 반복수행하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 스핀들 기어박스로 공급되는 오일이 부족한 경우 오일배출펌프, 스핀들모터 및 서보모터의 구동을 오일이 적정량으로 될 때까지 일시중단하고, 오일이 과다하게 공급된 경우에는 오일이 적정량으로 될 때까지 자동으로 배출시킬 수 있도록 구성되어 있으므로, 기존과 같이 스핀들 기어박스내의 오일이 보족한 상태에서 운전하여 발생되는 기어의 소착을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있으며, 오일이 과다하게 공급된 경우에는 기계가동을 멈추지 않고 자동으로 오일을 배출시킬 수 있도록 구성되어 있으므로, 사용이 편리하게 되는 효과가 있다.
Claims (2)
- 표시부(32)를 갖는 주조작반(31)과, 주축 스핀들모터(43)의 회전력을 스핀들로 감속 전달하는 스핀들 감속기 기어박스(54)로 오일을 공급하기 위한 오일공급펌프(50)와, 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일을 배출하는 오일배출펌프(52)와, 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최대제한높이를 감지하는 하이레벨 감지스위치(LS1)와, 서보모터(42)를 구동하기 위한 서보모터 드라이버부(38)와, 스핀들모터(43)를 구동하기 위한 스핀들모터 드라이버부(39)와, 이 서보모터 드라이버부(38) 및 스핀들모터 드라이버부(39)를 제어하기 위한 수치제어부(30)로 구성된 공작기계의 스핀들 기어 소착방지 제어장치에 있어서, 상기 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최저제한높이를 감지하도록 스핀들 기어박스(54)에 부가한 로우레벨 감지스위치(LS3); 상기 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최대제한높이와 최저제한높이의 사이의 중간높이에 위치되어 오일의 중간높이를 감지하도록 스핀들 기어박스(54)에 부가한 미드레벨 감지스위치(LS2); 상기 하이레벨 감지스위치(LS1)에 의해 상기 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최대제한높이가 감지되면, 상기 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 이 오일의 중간높이가 감지될 때까지 상기 오일공급펌프(50)를 일시 정지시키고, 로우레벨 감지스위치(LS3)에 의해 상기 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일의 최저제한높이가 감지되면, 상기 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 오일의 중간높이가 감지될 때까지 상기 스핀들모터(43), 서보모터(42) 및 오일배출펌프(52)를 일시 정지시키고, 오일 부족알람을 출력하는 프로그래머블 로직 콘트롤러(33)로 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들 기어 소착방지 제어장치.
- 공작기계의 스핀들 헤드에 오일을 공급 및 배출하는 오일공급펌프(50)를 가동하는 단계(S11), 및 오일배출펌프(52)를 가동하는 단계(S12)를 포함하고, 스핀들 헤드에 공급하는 오일은 스핀들 기어박스에서 최대제한높이를 초과하는지를 판단하여 스핀들 기어의 소착을 방지하는 방법에 있어서, 스핀들 기어 박스(54)에 미드레벨 감지 스위치와 로우레벨 감지스위치를 부가하여 프로그래머블 로직콘트롤러(33)에서 제어하고, 상기 프로그래머블 콘크롤러(33)는 상기 단계(S11, S12)에 이어 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일이 중간높이 이상인 가의 여부를 판단하는 단계(S13); 중간 높이 이상이 아니면 로우레벨 감지스위치(LS3)에 의해 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일이 최저제한높이이하인가의 여부를 판단하는 단계(S18); 오일이 최저제한높이이하로 된 경우 스핀들모터(43)를 정지시키는 단계(S19); 오일이 최저제한높이 이하로 된 경우 오일배출펌프(52)를 정지시켜 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일이 밖으로 배출되지 못하도록 하는 단계(S20); 오일이 최저제한높이 이하로 된 경우 축이송용 서보모터(42)를 정지시키는 단계(S21); 오일이 최저제한높이 이하로 된 경우 오일부족 암람을 출력한 후 미드레벨 감지스위치(LS2)의 상태를 판단하는 상기의 단계(S13)로 분기하는 단계(S22); 오일이 최저제한높이 이하로 된 상태에서 다시 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 중간높이를 회복하는 경우 서보모터(42)를 재가동 시키는 단계(S14); 오일이 최저제한높이이하로 된 상태에서 다시 미드레벨 감지스위치(LS2)에 의해 중간높이를 회복하는 경우 스핀들모터(43)를 재가동 시키는 단계(S15); 하이레벨 감지스위치(LS1)에 의해 스핀들 기어박스(54)에 있는 오일이 최대제한높이 이상인 가의 여부를 판단하여 아닌 경우 상기 단계(S11)부터 반복토록 하는 단계(S16); 및 오일이 최대제한높이 이상으로 된 경우 오일공급펌프(50)를 정지시킨 다음 앞의 단계(S16)를 반복 수행하는 단계(S17)를 수행하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들 기어 소착방지 제어방법.
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AMND | Amendment | ||
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B701 | Decision to grant | ||
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |