KR101000322B1 - 냉각오일 모니터링 장치 및 냉각오일 모니터링 방법 - Google Patents

냉각오일 모니터링 장치 및 냉각오일 모니터링 방법 Download PDF

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KR101000322B1
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cooling
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cooling oil
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박종기
서성일
최덕수
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제이디텍 (주)
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Abstract

본 발명은 냉각오일 모니터링 장치 및 냉각오일 모니터링 방법을 제공한다. 본 발명의 냉각오일 모니터링 장치는 오일 공급부과 에어 공급부로부터 오일과 에어를 공급받아 공작기계의 가열 섹션에 공급하는 냉각오일 유동관, 상기 냉각오일 유동관 외측에 설치되어 상기 냉각오일 유동관에 흐르는 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고, 상기 오일의 유동을 분석 및 오일 유동량을 추정하는 모니터링 모듈 및,상기 모니터링 모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 모니터링 모듈로부터 실시간으로 취득된 정보를 전송받아 분석결과 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위를 벗어나면 상기 오일 공급부의 오일 공급을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 냉각오일 모니터링 장치 및 냉각오일 모니터링 방법에 따르면, 윤활장치의 냉각오일 유동관에 흐르는 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고 촬영된 정보를 분석하여 오일의 유동량을 실시간으로 체크 함에 따라 오일이 공급되는 양을 보다 정확히 평가할 수 있고, 오일의 공급 불량 시 정량의 오일이 일정하게 공급되도록 빠르게 조치됨에 따라 공작기계의 주축 및 가열섹션을 보호함과 동시에 사용수명을 연장할 수 있어 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Description

냉각오일 모니터링 장치 및 냉각오일 모니터링 방법{Cooling Oil Monitoring Apparatus And Method Thereof}
본 발명은 냉각오일 모니터링 장치 및 냉각오일 모니터링 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 각종 공작기계의 가열부분을 냉각하기 위해 공급되는 냉각매체 중 에어와 혼합되어 공급되는 오일의 유동량을 모니터링하여 정량의 오일이 일정하게 공급되도록 하는 냉각오일 모니터링 장치 및 냉각오일 모니터링 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공작 기계의 고속 스핀들이나 베어링, 기어 및 기타 회전 관련 부재 등에는 열 변형, 강성 저하, 런 아웃 에러 등이 발생되지 않도록 윤활유가 사용된다. 이러한 윤활유의 공급이 불량해지면 공작기계의 고장을 유발하여 결과적으로 생산손실과 같은 문제와 수명 단축 등 고비용 문제를 유발할 수 있음에 따라 윤활유가 충분히 공급되는지를 확인할 필요성이 있다.
미합중국특허 제 6,131,471호에서는 광학 윤활센서가 상기 오일 윤활장치의 공급관에 배치되어 윤활유가 충분히 공급되는지를 모니터하는 압축기를 구비한 냉각시스템이 개시되어 있다.
또한, 독일 특허 공개공보 DE 44 39 380 A1호에는 센서가 윤활유의 흐름을 모니터하여 상기 윤활유 흐름의 일시적인 변화를 기록하는 최소량의 윤활유를 위한 윤활장치가 개시되어 있다. 여기서, 센서의 탐지 빔은 투명하게 구성된 공급라인을 직경 방향으로 투과하고 윤활유 흐름에 의해 특징적으로 변하게 된다. 빔의 변화를 광 수신기가 윤활유 흐름 또는 상기 스트라이를 나타내는 전기적 스트라이 신호를 생성하여 윤활유의 존재 및 양을 추론하게 된다.
또한, 등록특허 10-0734474호에는 광원에서 광 빔을 조사하고, 맞은편의 스트라이 센서에 의해 측정되며, 측정된 신호를 분석하여 오일의 공급량을 조절하는 스트라이 센서를 이용하여 오일 및 가스 윤활장치를 모니터하기 위한 방법 및 장치가 개시되어 있다.
이와 같이 종래기술들은 광센서의 광 투과율 또는 스트라이 신호를 평가하여 오일의 급유 여부 및 급유량을 판정하고 오일의 공급량을 조절한다.
그러나, 상기 광 투과율 또는 스트라이 신호의 불완전성 때문에 오일 량을 정확하게 평가하는 것이 매우 어렵고 부정확한 평가는 윤활유의 공급 불량으로 이어져 공작기계의 고장을 유발할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 윤활장치의 냉각오일 유동관에 흐르는 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고, 촬영된 정보를 분석하여 오일의 유동 량을 체크 함으로써 오일이 일정하게 공급되는지를 실시간으로 확인하고 제어할 수 있는 냉각오일 모니터링 장치 및 냉각오일 모니터링 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각오일 모니터링 장치는 오일 공급부과 에어 공급부로부터 오일과 에어를 공급받아 공작기계의 가열 섹션에 공급하는 냉각오일 유동관; 상기 냉각오일 유동관 외측에 설치되어 상기 냉각오일 유동관에 흐르는 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고, 상기 오일의 유동을 분석 및 오일 유동량을 추정하는 모니터링 모듈; 및, 상기 모니터링 모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 모니터링 모듈로부터 실시간으로 취득된 정보를 전송받아 분석결과 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위를 벗어나면 상기 오일 공급부의 오일 공급을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉각오일 모니터링 장치는, 오일 공급부와 에어 공급부로부터 오일과 에어를 공급받아 공작기계의 가열섹션에 공급하는 냉각오일 유동관 및 상기 오일 공급부와 에어 공급부의 오일과 에어 공급을 제어하는 제어부를 포함하는 윤활장치; 상기 윤활장치의 냉각오일 유동관 외측에 설치되어 상기 냉각오일 유동관에 흐르는 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고, 상기 오일의 유동을 분석 및 오일 유동량을 추정하는 모니터링 모듈; 및, 상기 모니터링 모듈에 연결되어 실시간으로 취득된 정보를 제어부 또는 중앙관제부로 전송하는 통신모듈;을 포함하며, 상기 제어부 또는 중앙관제부는 상기 통신모듈로부터 취득된 정보를 수신하여 분석 결과 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위를 벗어나면 상기 오일 공급부의 오일 공급을 제어하는 신호를 상기 윤활장치의 제어부에 전송하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 모니터링 모듈은 상기 냉각오일 유동관 내의 유동 오일을 촬영하는 카메라; 상기 카메라에 의해 촬영된 영상정보를 디지털신호로 변환하여 임시로 저장하는 영상저장부; 상기 영상저장부의 영상정보로부터 오일의 유동을 분석하는 오일유동분석부; 상기 오일유동분석부로부터 분석된 오일의 유속(V), 촬영시간(T), 이동거리(S)를 기준으로 상기 오일의 유동량을 결정하는 오일유동량추정부;를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 제어부는 상기 공작기계의 가열섹션의 온도 변화에 따라 상기 오일의 유동량을 제어하고, 상기 통신모듈과 중앙관제부는 인터넷을 통하여 연결되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 냉각오일 모니터링 장치는 상기 오일의 공급 불량 시, 사용자가 청각적으로 인식할 수 있도록 경고음을 출력하는 스피커 또는 시각적으로 인식할 수 있도록 광을 출력하는 경광등으로 구성된 표시부를 더 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 냉각오일 모니터링 방법은 공작기계의 가열섹션에 공급되도록 오일 공급부과 에어 공급부에서 오일과 에어를 냉각오일 유동관으로 공급하는 단계(S310); 상기 냉각오일 유동관에 공급되어 흐르는 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고, 오일의 유동을 분석 및 오일 유동량을 추정하는 단계(S320); 상기 분석 및 추정된 상기 오일 유동량의 정보를 제어부 또는 중앙관제부로 전송하는 단계(S330); 상기 분석 및 추정된 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위에 포함되는지를 판단하고(S340), 상기 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위를 벗어나면 스피커 또는 경광등을 통하여 외부로 알리며(S350), 상기 오일 공급부의 오일을 공급 및 차단하여 오일의 유동량이 기 설정된 기준범위에 포함되도록 오일 공급량을 제어하는 단계(S360);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 냉각오일 모니터링 장치 및 냉각오일 모니터링 방법에 따르면, 윤활장치의 냉각오일 유동관에 흐르는 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고 촬영된 정보를 분석하여 오일의 유동 량을 실시간으로 체크 함에 따라 오일이 공급되는 양을 보다 정확히 평가할 수 있고, 오일의 공급 불량 시 정량의 오일이 일정하게 공급되도록 빠르게 조치됨에 따라 공작기계의 주축 및 가열섹션을 보호함과 동시에 사용수명을 연장할 수 있어 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 냉각오일 모니터링 장치의 일 실시예를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 냉각오일 모니터링 장치의 다른 실시예를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 냉각오일 모니터링 장치의 또 다른 실시예를 도시한 구성도, 및
도 4는 본 발명에 따른 냉각오일 모니터링 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 냉각오일 모니터링 장치 및 냉각오일 모니터링 방법을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 설명하지 않는 한 동일한 구성부분을 나타낸다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 냉각오일 모니터링 장치를 상세히 설명하기로 한다. 여기서, 본 발명에 따른 장치가 적용되는 공작기계의 가열섹션은 고속스핀들, 베어링, 기어 및 기타 회전관련부재가 모두 해당되나, 설명의 편의를 위해서 베어링(113)으로 한정한다.
(실시예 1)
도 1 본 발명에 따른 냉각오일 모니터링 장치의 일 실시예를 도시한 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시예는 냉각오일 유동관(110), 모니터링 모듈(120), 제어부(140)를 포함한다.
상기 냉각오일 유동관(110)은 윤활장치의 구성요소로서, 공기의 흐름을 발생시키는 에어 공급부(111)와, 오일을 공급하는 오일 공급부(112)에 연결된다. 즉, 오일 공급부(112)과 에어 공급부(111)로부터 오일과 에어를 공급받아 공작기계의 주축에 설치되는 베어링(113)에 오일과 에어를 공급한다.
여기서, 상기 냉각오일 유동관(110)에 공급되는 오일은 에어의 흐름에 의해서 베어링(113) 방향으로 유동 된다. 그리고 상기 냉각오일 유동관(110)의 전체 또는 일부 구간은 오일의 유동이 투시되도록 투명하게 설계된다.
상기 냉각오일 유동관(110)의 투명구간 외측에는 모니터링 모듈(120)이 설치된다.
상기 모니터링 모듈(120)은 카메라(121), 영상저장부(122), 및 오일유동분석부(126)와 오일유동량추정부(127)를 포함한 영상분석부(125)로 구성되는데, 카메라(121)는 냉각오일 유동관(110) 외측에 설치되어 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고, 영상저장부(122)는 카메라(121)에 의하여 촬영된 영상정보를 디지털신호로 변환하여 임시로 저장한다. 또한, 오일유동분석부(126)는 영상저장부(122)의 영상정보로부터 영상 내 물체의 움직임 검출 기법에 의해 영상 간의 오일의 이동을 분석하여 이동거리를 구하고 영상간 촬영 시간을 반영하여 오일의 유속을 분석하며, 오일유동량추정부(127)는 오일유동분석부(126)로부터 분석된 오일의 유속(V), 촬영시간(T), 이동거리(S)를 기준으로 오일의 유동량을 결정한다.
상기 모니터링 모듈(120)에는 제어부(140)가 전기적으로 연결되고, 상기 제어부(140)는 모니터링 모듈(120)로부터 실시간으로 취득된 정보를 전송받아 분석결과 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위를 벗어나면 오일 공급부(112)의 오일 공급을 제어하게 된다.
상기 오일의 유동 량은 다음과 같이 분석될 수 있다.
예를 들어, 냉각오일 유동관(110)내에 흐르는 오일을 카메라(121)로 촬영한 두 장의 영상이 있으면 첫 번째 영상에서의 오일이 두 번째 영상에서 오른쪽으로 몇 픽셀 이동하였는지 계산한다. 상기 픽셀 간의 거리가 계산되면 오일의 이동 거리(S)가 계산된다. 이때, 카메라(121)가 줌이 되지 않았다면 영상에서 오일의 이동 거리가 실제 이동거리가 되고, 카메라(121)가 줌이 되었다면 배율을 반영해서 계산한다. 여기서, 냉각오일 유동관(110)의 단위 체적 당 오일의 체적 비를 실험을 통하여 구하면, 냉각오일 유동관(110)의 길이(이동거리)에 따른 오일의 유동량을 알 수 있다. 이때, 냉각오일 유동관(110) 내에서 유동오일은 일정 크기의 원형기포형상으로 이동되기 때문에 원형기포의 체적 및 단위 체적당 오일의 양을 쉽게 알 수 있을 것이다.
여기서, 공작기계의 다양한 가열섹션에 따라 적절한 오일의 유동량이 달라질 수 있고, 이에 따라 오일 공급부(112)로 배출되는 오일의 유속(V)이 결정된다. 오일의 유속(V)은 촬영된 두 영상 사이의 촬영 시간(T)을 계산하여 오일의 이동거리(S)를 촬영 시간(T)으로 나누어 계산할 수 있다. 여기서, 오일의 공급량이 기준치에서 벗어나면, 오일의 유속(V)을 조절하여 오일의 유동량을 조절할 수 있다.
따라서 단위시간당 적절한 오일의 공급량을 정하고, 이를 제공하기 위한 기준 오일공급속도와 비교하여, 속도가 빨라지면 더 많은 오일을 공급하게 되고, 속도가 늦어지면 오일의 공급을 줄일 수 있다. 여기서 오일공급부(112)의 제어를 통하여 오일의 공급속도를 제어할 수 있을 것이다.
상기의 방법으로 오일의 유동량이 분석되면, 분석된 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위에 포함되는지를 판단한다. 판단결과, 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위에 포함되면 현재 오일의 공급량이 지속적으로 공급되고, 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위를 벗어나면 오일 공급부(112)의 오일을 공급 및 차단하여 오일의 공급량을 조절한다.
따라서, 상기 제어부(140)는 항상 일정하게 기준범위에 포함되는 오일의 공급이 이루어지도록 오일 공급부(112)를 실시간으로 제어한다.
상기에서, 공작기계의 다양한 가열섹션에 다수의 센서(미도시)를 부착하여 실시간으로 온도정보를 분석하고, 해당 가열섹션의 온도의 변화에 따라 오일의 유동량을 제어할 수도 있을 것이다. 즉, 모니터링 모듈(120)에서 판별된 오일의 유동량이 기준치를 벗어나는지 판단하여, 기준치를 벗어나는 경우 오일의 유동량을 제어하고, 상기 기준치는 공작기계의 가열섹션의 온도 변화에 따라 공급되어야 할 오일의 유동량에 의해 결정된다. 여기서 가열섹션의 온도 변화에 따른 오일의 유동량 정보는 미리 셋팅되어야 할 것이다.
또한, 도 1에 표현된 냉각오일 모니터링 장치에는 표시부(130)가 추가로 구비될 수 있다. 상기 모니터링 모듈(120)로부터 오일의 유동량에 대한 정보를 전달받은 제어부(140)는 오일의 유동량이 기준치를 벗어나는 경우 오일의 유동량을 제어하기 전에 먼저 사용자에게 이를 알리도록 별도의 표시부(130)를 제어한다. 여기서 표시부(130)는 사용자가 청각적으로 인식할 수 있도록 경고음을 출력하는 스피커(132)와 시각적으로 인식할 수 있도록 광을 출력하는 경광등(134)으로 구성된다. 상기의 스피커(132)와 경광등(134)의 작동으로 인하여 오일의 유동량에 오차가 있을 경우 이를 제어하기 전에 사용자가 먼저 이를 인식할 수 있을 것이다.
(실시예 2 및 실시예 3)
도 2 본 발명에 따른 냉각오일 모니터링 장치의 다른 실시예를 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉각오일 모니터링 장치의 또 다른 실시예를 도시한 구성도이다.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예는 공작기계가 다수 대 있을 때 다수 대의 공작기계에 각각 공급되는 에어-오일의 분무 현황을 USN을 구축하여 모니터링하고 제어할 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 다른 실시 예는 윤활장치(210), 모니터링 모듈(220), 통신모듈(250), 중앙관제부(260)를 포함한다.
상기 윤활장치(210)는 공기의 흐름을 발생시키는 에어 공급부(211)와, 오일을 공급하는 오일 공급부(212), 그리고, 오일 공급부(212)와 에어 공급부(211)로부터 오일과 에어를 공급받아 공작기계의 주축에 설치되는 가열섹션 중 베어링(113)에 오일과 에어를 공급하는 냉각오일 유동관(213) 및 오일 공급부(212)와 에어 공급부(211)의 오일과 에어의 공급을 제어하는 제어부(240)를 포함한다.
여기서, 상기 냉각오일 유동관(213)에 공급되는 오일은 에어의 흐름에 의해서 베어링(113) 방향으로 유동 된다. 그리고 상기 냉각오일 유동관(213)의 전체 또는 일부 구간은 오일의 유동이 투시되도록 투명하게 설계된다.
상기 냉각오일 유동관(213)의 투명구간 외측에는 모니터링 모듈(220)이 설치되고, 상기 모니터링 모듈(220)은 카메라(221), 영상저장부(222), 및 오일유동분석부(226)와 오일유동량추정부(227)를 포함한 영상분석부(225)로 구성되는데, 카메라(221)는 냉각오일 유동관(213) 외측에 설치되어 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고, 영상저장부(222)는 카메라(221)에 의하여 촬영된 영상정보를 디지털신호로 변환하여 임시로 저장한다. 또한, 오일유동분석부(226)는 영상저장부(222)의 영상정보로부터 영상 내 물체의 움직임 검출 기법에 의해 영상 간의 오일의 이동을 분석하여 이동거리를 구하고 영상 간 촬영 시간을 반영하여 오일의 유속을 분석하며, 오일유동량추정부(227)는 오일유동분석부(226)로부터 분석된 오일의 유속(V), 촬영시간(T), 이동거리(S)를 기준으로 오일의 유동량을 결정한다.
상기 모니터링 모듈(220)에는 통신모듈(250)이 전기적으로 연결된다.
상기 통신모듈(250)은 모니터링 모듈(220)에 연결되어 실시간으로 취득된 정보를 제어부(240) 또는 중앙관제부(260)로 전송한다. 여기서 상기 통신모듈(250)은 제어부(240) 또는 중앙관제부(260)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있으나, 바람직하게는 지그비(zigbee)를 이용하여 제어부(240) 또는 중앙관제부(260)와 무선 네트워크가 이루어지도록 한다.
상기 제어부(240) 또는 중앙관제부(260)는 상기 통신모듈(250)로부터 취득된 오일의 유동량에 대한 정보를 전달 받아 모니터링한다. 여기서 통신모듈(250)과 중앙관제부(260) 사이의 정보 전달을 위하여 인터넷(270)을 이용할 수 있는데, 인터넷에 접속하기 위하여 직렬, 병렬 포트나 전용 포트 등을 통해 데이터를 입출력하기 위한 통신용 서버(미도시)가 추가로 구비될 수 있을 것이다(도 3 참조).
여기서, 오일 유동량의 분석은 제 1 실시 예와 동일한 방법으로 분석되어 진다.
상기 분석 결과 오일의 유동 량이 기 설정된 기준 범위를 벗어나면 오일 공급부(212)의 오일 공급을 제어하는 지시신호를 윤활장치의 제어부(240)에 전송하고, 윤활장치(210)의 제어부(240)는 중앙관제부(260)의 지시신호를 받아 오일 공급부(212)의 오일을 공급 또는 차단하여 오일의 공급량의 조절을 수행한다.
이와 같이 본 발명의 다른 실시 예는 다수 대의 공작기계에 각각 공급되는 에어-오일의 분무 현황을 USN을 구축하여 모니터링하고 동시에 오일의 공급이 항상 일정하게 기준범위에 포함되도록 제어함으로써 관리가 용이하고 오일 공급불량 시 신속하게 조치가 이루어짐에 따라 제품의 신뢰성이 향상되게 된다.
또한, 도 2 및 도 3에 표현된 냉각오일 모니터링 장치에는 표시부(230)가 추가로 구비될 수 있다. 상기 모니터링 모듈(220)로부터 오일의 유동량에 대한 정보를 전달받은 중앙관제부(260)는 오일의 유동량이 기준치를 벗어나는 경우 오일의 유동량을 제어하기 전에 먼저 사용자에게 이를 알리도록 제어부(240)를 통하여 별도의 표시부(230)를 제어한다. 여기서 표시부(230)는 사용자가 청각적으로 인식할 수 있도록 경고음을 출력하는 스피커(232)와 시각적으로 인식할 수 있도록 광을 출력하는 경광등(234)으로 구성된다. 상기의 스피커(232)와 경광등(234)의 작동으로 인하여 오일의 유동량에 오차가 있을 경우 이를 제어하기 전에 사용자가 먼저 이를 인식할 수 있을 것이다.
다음은 본 발명의 일실시 예에 따른 냉각오일 모니터링 방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 냉각오일 모니터링 방법은 공급단계(S310), 촬영 및 분석 단계(S320), 전송단계(S330), 판단 단계(S340), 알림 단계(S350), 제어 단계(S360)로 이루어진다.
먼저, 상기 공급단계(S310)는 오일 공급부(112,212)와 에어 공급부(111,211)에서 오일과 에어를 냉각오일 유동관(110,213)으로 공급하는 단계이다. 상기 냉각오일 유동관(110,213)으로 공급된 오일과 에어는 혼합되면서 공작기계의 주축에 설치되는 베어링(113)에 공급되어 진다.
상기 촬영 및 분석 단계(S320)는 냉각오일 유동관(110,213)에서 에어와 혼합되어 흐르는 오일이 냉각오일 유동관(110,213)의 투명 구간을 지날 때 투명 구간의 외측에 설치된 모니터링 모듈(120,220)이 실시간으로 오일의 유동을 촬영하고, 촬영된 영상신호를 디지털신호로 변환하며, 오일의 유동을 분석 및 오일의 유동량을 추정하는 과정으로 이루어진다. 예를 들어, 냉각오일 유동관(110,213) 내에 흐르는 오일을 카메라(121,221)로 촬영한 두 장의 영상이 있으면 첫 번째 영상에서의 오일이 두 번째 영상에서 오른쪽으로 몇 픽셀 이동하였는지 계산한다. 상기 픽셀 간의 거리가 계산되면 오일의 이동 거리가 계산된다. 이때, 카메라(121,221)가 줌이 되지 않았다면 영상에서 오일의 이동 거리가 실제 이동거리가 되고, 카메라(121,221)가 줌이 되었다면 배율을 반영해서 계산한다. 여기서, 냉각오일 유동관(110,213)의 단위 체적 당 오일의 체적 비를 실험을 통하여 구하면, 냉각오일 유동관(110,213)의 길이(이동거리)에 따른 오일의 유동량을 알 수 있다.
특히, 공작기계의 다양한 가열섹션에 따라 적절한 오일의 유동량이 달라질 수 있고, 이에 따라 오일 공급부(112,212)로 배출되는 오일의 유속(V)이 결정된다. 오일의 유속(V)은 촬영된 두 영상 사이의 촬영 시간(T)을 계산하여 오일의 이동거리(S)를 촬영 시간(T)으로 나누어 계산할 수 있다. 여기서, 오일의 공급량이 기준치에서 벗어나면, 오일의 유속(V)을 조절하여 오일의 유동량을 조절할 수 있다.
따라서 단위시간당 적절한 오일의 공급량을 정하고, 이를 제공하기 위한 기준 오일공급속도와 비교하여, 속도가 빨라지면 더 많은 오일을 공급하게 되고, 속도가 늦어지면 오일의 공급을 줄일 수 있다. 여기서 오일공급부(112,212)의 제어를 통하여 오일의 공급속도를 제어할 수 있을 것이다.
상기 전송단계(S330)는 분석 및 추정된 오일 유동량의 정보를 제어부(140,240) 또는 중앙관제부(260)로 전송한다.
이후, 분석된 오일의 유동 량이 기 설정된 기준범위에 포함되는지를 판단한다(S340). 판단 결과, 오일의 유동 량이 기 설정된 기준범위를 벗어나면 먼저 스피커(132,232) 또는 경광등(134,234)을 통하여 외부로 알리며(S350, 알림 단계), 오일 공급부(112,212)의 오일을 공급 및 차단하여 오일의 유동량이 기 설정된 기준범위에 포함되도록 오일 공급부(112,212)를 제어한다(제어단계(S360)). 이때, 오일 공급부(112,212)의 제어는 제어부(140,240) 또는 중앙관제부(260)에서 제어할 수 있으며, 상기 중앙관제부(260)에서의 제어는 다수 대의 공작기계를 한꺼번에 관리할 수 있는 장점을 가지게 된다.
상기에서 설명하고 있는 냉각오일 모니터링 방법과는 다르게, 오일공급단계, 촬영 및 전송단계, 분석단계, 판단 단계, 알림 단계, 제어 단계로 구성된 냉각오일 모니터링 방법도 가능할 것이다. 이 경우, 카메라에 의한 촬영 정보는 제어부 또는 중앙관제부에서 분석되어 오일의 유동량이 기준치를 벗어나는지 판단되고, 실시간으로 오일의 유동량이 제어될 것이다.
이와 같이 본 발명은 윤활장치의 냉각오일 유동관에 흐르는 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고 촬영된 정보를 분석하여 오일의 유동 량을 실시간으로 체크 함에 따라 오일이 공급되는 양을 보다 정확히 평가할 수 있고, 오일의 공급 불량 시 정량의 오일이 일정하게 공급되도록 빠르게 조치됨에 따라 공작기계의 주축 및 가열섹션을 보호함과 동시에 사용수명을 연장할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킨다.
110 : 냉각오일 유동관 111 : 에어 공급부
112 : 오일 공급부 120 : 모니터링 모듈
121 : 카메라 122 : 영상저장부
125 : 영상분석부 126 : 오일유동분석부
127 : 오일유동량추정부 130 : 표시부
132 : 스피커 134 : 경광등
140 : 제어부
210 : 윤활장치 211 : 에어공급부
212 : 오일공급부 213 : 냉각오일 유동관
220 : 모니터링 모듈 221 : 카메라
222 : 영상저장부 225 : 영상분석부
226 : 오일유동분석부 227 : 오일유동량추정부
230 : 표시부 232 : 스피커
234 : 경광등 240 : 제어부
250 : 통신모듈 260 : 중앙관제부
270 : 인터넷

Claims (6)

  1. 오일 공급부과 에어 공급부로부터 오일과 에어를 공급받아 공작기계의 가열 섹션에 공급하는 냉각오일 유동관;
    상기 냉각오일 유동관 외측에 설치되어 상기 냉각오일 유동관에 흐르는 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고, 촬영된 영상정보를 디지털 신호로 변환하여 오일의 유동을 분석하며, 분석된 오일의 유속(V), 촬영시간(T), 이동거리(S)를 기준으로 오일 유동량을 추정하는 모니터링 모듈; 및,
    상기 모니터링 모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 모니터링 모듈로부터 실시간으로 취득된 정보를 전송받아 분석결과 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위를 벗어나면 상기 오일 공급부의 오일 공급을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각오일 모니터링 장치.
  2. 오일 공급부와 에어 공급부로부터 오일과 에어를 공급받아 공작기계의 가열섹션에 공급하는 냉각오일 유동관 및 상기 오일 공급부와 에어 공급부의 오일과 에어 공급을 제어하는 제어부를 포함하는 윤활장치;
    상기 윤활장치의 냉각오일 유동관 외측에 설치되어 상기 냉각오일 유동관에 흐르는 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고, 촬영된 영상정보를 디지털 신호로 변환하여 오일의 유동을 분석하며, 분석된 오일의 유속(V), 촬영시간(T), 이동거리(S)를 기준으로 오일 유동량을 추정하는 모니터링 모듈; 및,
    상기 모니터링 모듈에 연결되어 실시간으로 취득된 정보를 제어부 또는 중앙관제부로 전송하는 통신모듈;을 포함하며,
    상기 제어부 또는 중앙관제부는 상기 통신모듈로부터 취득된 정보를 수신하여 분석 결과 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위를 벗어나면 상기 오일 공급부의 오일 공급을 제어하는 신호를 상기 윤활장치의 제어부에 전송하는 것을 특징으로 하는 냉각오일 모니터링 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 모니터링 모듈은
    상기 냉각오일 유동관 내의 유동 오일을 촬영하는 카메라;
    상기 카메라에 의해 촬영된 영상정보를 디지털신호로 변환하여 임시로 저장하는 영상저장부;
    상기 영상저장부의 영상정보로부터 오일의 유동을 분석하는 오일유동분석부;
    상기 오일유동분석부로부터 분석된 오일의 유속(V), 촬영시간(T), 이동거리(S)를 기준으로 상기 오일의 유동량을 결정하는 오일유동량추정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각오일 모니터링 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 공작기계의 가열섹션의 온도 변화에 따라 상기 오일의 유동량을 제어하고, 상기 통신모듈과 중앙관제부는 인터넷을 통하여 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각오일 모니터링 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 냉각오일 모니터링 장치는
    상기 오일의 공급 불량 시, 사용자가 청각적으로 인식할 수 있도록 경고음을 출력하는 스피커 또는 시각적으로 인식할 수 있도록 광을 출력하는 경광등으로 구성된 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각오일 모니터링 장치.
  6. 공작기계의 가열섹션에 공급되도록 오일 공급부과 에어 공급부에서 오일과 에어를 냉각오일 유동관으로 공급하는 단계(S310);
    상기 냉각오일 유동관에 공급되어 흐르는 오일의 유동을 실시간으로 촬영하고, 촬영된 영상정보를 디지털 신호로 변환하여 오일의 유동을 분석하며, 분석된 오일의 유속(V), 촬영시간(T), 이동거리(S)를 기준으로 오일 유동량을 추정하는 단계(S320);
    상기 분석 및 추정된 상기 오일 유동량의 정보를 제어부 또는 중앙관제부로 전송하는 단계(S330);
    상기 분석 및 추정된 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위에 포함되는지를 판단하고(S340), 상기 오일의 유동량이 기 설정된 기준 범위를 벗어나면 스피커 또는 경광등을 통하여 외부로 알리며(S350), 상기 오일 공급부의 오일을 공급 및 차단하여 오일의 유동량이 기 설정된 기준범위에 포함되도록 오일 공급량을 제어하는 단계(S360);를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각오일 모니터링 방법.
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