KR101475186B1 - 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템 - Google Patents

원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 관한 것으로, 상기 공급시스템은, 외부에서 공급되는 물 공급관(100)과 윤활유 공급탱크(200)를 포함하되, 상기 물 공급관을 통해 교반탱크(310)로 공급되는 물의 양을 제1 PLC 제어부(510)를 통해 감지하는 제1 감지센서(1st sensor,320) 및 상기 제1 감지센서와 연동되어 물의 공급을 단속하는 제1 솔레노이드 밸브(1st solenoid valve,330)와 상기 윤활유 공급탱크를 통해 공급되는 윤활유의 양(Amount)과 농도(Density)를 제1 PLC 제어부를 통해 감지하는 제2 감지센서(2nd sensor,340) 및 상기 제2 감지센서와 연동되어 윤활유의 공급을 단속하는 제2 솔레노이드 밸브(2nd solenoid valve,350)와 상기 제1/제2 솔레노이드 밸브(330,350)를 통해 공급되는 물과 윤활유를 일정 농도 비율로 혼합시키기 위한 수중모터를 갖는 절삭유교반기(Cutting oil agitator,360)와 상기 혼합된 수용성 절삭유가 교반탱크에서 흘러넘치는 것을 방지하기 위한 오버플로우센서(Overflow sensor,370)가 구비되는 교반장치(Stirring device,300)와; 상기 교반탱크에 교반된 수용성 절삭유를 제1 PLC 제어부의 명령을 받아 기계 가공장치(700)로 이송하기 위한 제3 솔레노이드 밸브(3rd solenoid valve,410)와 이송펌프(Transfer pumps,420)가 구비되는 이송장치(Transfer device,400)와; 상기 교반장치(300)와 이송장치(400)의 동작을 사전에 설정된 프로그램에 따라 제어명령을 수행하는 제1 PLC 제어부(510)와 상기 제1 PLC 제어부에 명령을 지시하는 사용자 조작 패널을 갖는 제1 터치스크린(520)이 구비되는 제1 PLC 제어장치(500)와; 상기 제1 PLC 제어장치와 연동되되, 상기 교반장치에 교반된 수용성 절삭유를 상기 이송장치를 통해 기계 가공장치(700)로 공급하도록 제어명령을 수행하는 제2 PLC 제어부(610)와 상기 제2 PLC 제어부에 명령을 지시하는 사용자 조작 패널을 갖는 제2 터치스크린(620)이 구비되는 제2 PLC 제어장치(600)가 포함되는 것을 특징으로 하는 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템을 제공한다.
따라서, 본 발명은 기계 가공장치 등에 사용되는 수용성 절삭유를 용이하게 제조하고 에멀젼(Emulsion)의 균질성을 유지하며, 시스템과 기계 가공장치 간에 원격제어 통신을 통해 실시간으로 수용성 절삭유를 공급할 수 있는 독특한 특징이 있다.

Description

원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템{Water soluble cutting oil automatic feed system with the remote control function}
본 발명은 절삭유 자동 공급시스템에 관한 것으로서, 특히 PLC 제어방식에 의한 양방향 통신을 통해 자동 혹은 수동으로 오일과 물을 일정한 비율로 혼합시켜 절삭유를 제조하여 기계 가공장치로 공급되도록 한 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 절삭유(切削油)는 기계 가공에서 공구의 냉각과 윤활을 위해서 사용되는 액체이다. 즉, 금속 재료를 가공할 때, 마찰을 줄여 발생하는 열을 제거하고 가공하는 면을 곱게 하며 공구를 보호하기 위해 치는 기름이다.
절삭유는 오일, 오일과 물의 혼합물, 페이스트, 젤, 미스트 등의 다양한 종류가 있다. 절삭유는 원유를 정제하거나, 동물성 지방, 식물성 오일 등에서 만들어질 수 있으며 절삭유의 용도에 따라서 정해진다.
오일과 물이 혼합된 수용성 절삭유란 물에 오일을 섞어 사용하는 절삭유이고 보통 감광 유제(Emulsion) 타입을 많이 사용한다. 혼합율은 메이커마다 다르고 종류마다 다르지만, 보통 선반 밀링 등 절삭기계에 많이 사용하고, 절삭유는 15:1로 혼합하기도 하고 30:1로 혼합하기도 한다. 기계 가공에서의 냉각은 물이 가장 좋은데 기계가 쉽게 부식하기 때문에 부식을 막기 위하여 수용성 절삭유를 사용한다.
수용성 절삭유는 제조회사에서 제조된 수용성 절삭유를 납품받아 사용하고 있으나, 대부분의 기계 가공에 따라 작업자가 현장에서 오일과 물을 적당량으로 희석하는 등의 수동방식을 채택하여 사용하고 있다. 이러한 불편한 점을 해결하기 위해 국내외의 특허기술이 제안된 바 있다.
그 예로, 대한민국 등록실용신안공보(Y1) 제20-0473855호(절삭유 혼합 공급장치)에 의하면, 유량계로부터 측정되는 물과 오일의 공급량을 피드백 받아 한 쌍의 솔레노이드밸브를 각각 제어하여 수용성 절삭유를 제조하는 기술이 본 출원인에 의해 제안된 바 있다.
특히, 상기 실용신안 기술은 「디지털 표시부(78)를 갖는 제어부(70)가 터치패널 등을 조작하여 사용자가 물과 오일의 혼합 비율 등을 임의로 입력하는 것이 가능하도록 구성한다.」라고 기재되어 있다.
그러나, 이 기술은 디지털 표시부를 통해 사용자가 물과 오일의 혼합 비율 등을 임의로 입력하는 구성이 가능하다는 정도의 추상적으로 기재되어 있을 뿐, 구체적으로 제어하는 방법이 기재되어 있지 않다.
또한, 수용성 절삭유를 교반하는 보조탱크와 저장하는 메인탱크를 구성함으로써, 구성이 복잡하고 메인탱크에 저장된 수용성 절삭유의 변질을 방지하기 위한 간헐적인 교반을 위한 장치들이 구성되어야 하는 문제점이 여전히 남아 있다.
따라서 본 발명은 상기 문제점을 보완 개선함은 물론, 절삭유 혼합 공급 장치를 컴팩트하게 설계하여 수용성 절삭유를 자동적으로 제조하고 기계 가공장치와 양방향 통신을 통해 공급 가능하도록 한 전혀 새로운 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템을 제안한다.
본 발명은 전술한 목적은 달성하기 위한 것으로, 보다 상세하게는 1차 및 2차 교반실행이 가능한 하나의 교반장치를 갖는 콤팩트(Compact)한 시스템과 상기 시스템과 하나 또는 하나 이상의 기계 가공장치 간에 원격제어 통신이 가능한 PLC(Programable Logic Controller) 제어장치를 구성함으로써, 기계 가공장치 등에 사용되는 수용성 절삭유를 용이하게 제조하고 에멀젼(Emulsion)의 균질성을 유지하며, 시스템과 기계 가공장치 간에 원격제어 통신을 통해 실시간으로 수용성 절삭유를 공급 가능하도록 한 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템을 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면, 수용성 절삭유(Water soluble cutting oil) 자동 공급시스템에 있어서, 상기 공급시스템은, 외부에서 공급되는 물 공급관(100)과 윤활유 공급탱크(200)를 포함하되, 상기 물 공급관을 통해 교반탱크(310)로 공급되는 물의 양을 제1 PLC 제어부(510)를 통해 감지하는 제1 감지센서(1st sensor,320) 및 상기 제1 감지센서와 연동되어 물의 공급을 단속하는 제1 솔레노이드 밸브(1st solenoid valve,330)와 상기 윤활유 공급탱크를 통해 공급되는 윤활유의 양(Amount)과 농도(Density)를 제1 PLC 제어부를 통해 감지하는 제2 감지센서(2nd sensor,340) 및 상기 제2 감지센서와 연동되어 윤활유의 공급을 단속하는 제2 솔레노이드 밸브(2nd solenoid valve,350)와 상기 제1/제2 솔레노이드 밸브(330,350)를 통해 공급되는 물과 윤활유를 일정 농도 비율로 혼합시키기 위한 수중모터를 갖는 절삭유교반기(Cutting oil agitator,360)와 상기 혼합된 수용성 절삭유가 교반탱크에서 흘러넘치는 것을 방지하기 위한 오버플로우센서(Overflow sensor,370)가 구비되는 교반장치(Stirring device,300)와; 상기 교반탱크에 교반된 수용성 절삭유를 제1 PLC 제어부의 명령을 받아 기계 가공장치(700)로 이송하기 위한 제3 솔레노이드 밸브(3rd solenoid valve,410)와 이송펌프(Transfer pumps,420)가 구비되는 이송장치(Transfer device,400)와; 상기 교반장치(300)와 이송장치(400)의 동작을 사전에 설정된 프로그램에 따라 제어명령을 수행하는 제1 PLC 제어부(510)와 상기 제1 PLC 제어부에 명령을 지시하는 사용자 조작 패널을 갖는 제1 터치스크린(520)이 구비되는 제1 PLC 제어장치(500)와; 상기 제1 PLC 제어장치와 연동되되, 상기 교반장치에 교반된 수용성 절삭유를 상기 이송장치를 통해 기계 가공장치(700)로 공급하도록 제어명령을 수행하는 제2 PLC 제어부(610)와 상기 제2 PLC 제어부에 명령을 지시하는 사용자 조작 패널을 갖는 제2 터치스크린(620)이 구비되는 제2 PLC 제어장치(600)가 포함되는 것을 특징으로 하는 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 감지센서(320) 및 제2 감지센서(340)는, 유량감지센서와 중량감지센서 및 부피감지센서 중에서 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 절삭유교반기(Cutting oil agitator,360)는, 상기 교반탱크에 저장된 수용성 절삭유가 부패되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 PLC 제어부(510)의 명령을 받아 상기 절삭유교반기를 간헐적으로 운전시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 PLC 제어장치(500)와 제2 PLC 제어장치(500)의 사용자 조작 패널은, 시스템을 자동으로 운전하기 위한 자동운전 버턴(530), 수용성 절삭유 교반 중에 시스템에 이상이 발생할 경우 경보하는 알람(540) 및 알람을 해제하는 리셋 버턴(550), 긴급사고 시 시스템을 강제로 정지시키는 비상정지 버턴(560)이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 터치스크린(520)은, 기업홍보 및 시스템 스펙에 대한 초기화면(521)과, 수용성 절삭유 공급시스템을 자동으로 운전하기 위한 자동운전화면(522), 물과 오일이 교반된 후의 수용성 절삭유의 농도를 조절하기 위한 농도조정화면(523), 사용자가 수동으로 시스템을 운전하기 위한 수동운전화면(524), 물 공급 중지, 절삭유 부족, 농도 수정으로 인한 시스템 정지와 운전에 따른 이력을 기록하고 나타내는 알람이력화면(525), 물과 절삭유 원액을 사전에 설정된 입력값에 맞추어 사용자가 미세하게 설정할 수 있도록 한 관리자 모드(526)를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 공급시스템은, 상기 하나의 교반장치(Stirring device,300)에서 교반된 수용성 절삭유를 상기 이송장치(Transfer device,400)를 통해 하나의 이상의 기계 가공장치(700)로 공급하기 위해 파이프라인(800)이 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 공급시스템은, 상기 제1 PLC 제어부(510)와 제2 PLC 제어부(610)간의 통신을 위해 RS 232/422, TCP/IP 통신라인(900)이 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 종래의 보조탱크와 메인탱크를 구비하는 수용성 절삭유 자동 공급 시스템에 비해 수용성 절삭유의 유화안정성을 보다 높여줄 수 있고, 수용성 절삭유 자동 공급시스템을 보다 콤팩트하게 설계 가능하여 전력소모를 크게 줄일 수 있다.
(2) 본 발명에 따른 수용성 절삭유는, 1차적으로 교반장치의 교반탱크에서 완전한 교반을 실시하고, 2차적으로는 기계 가공장치로 이송하기 위해 임시로 저장하는 교반탱크에서 간헐적으로 교반을 실시함으로써, 수용성 절삭유에 대한 에멀젼(Emulsion)의 균질성 확보와 내부패성을 향상시킬 수 있다.
(3) 본 발명은 제1 PLC 제어장치와 제2 PLC 제어장치 간에 원격제어 통신이 가능하여 하나의 교반장치를 통해 하나 및 하나 이상의 기계 가공장치로 절삭유를 실시간으로 공급할 수 있다.
(4) 본 발명은 사용자 조작 패널에 구비된 제1/제2 터치스크린에 생성되는 초기화면, 자동운전화면, 농도조정화면, 수동운전화면, 알람이력화면 및 관리자 모드를 통해 사용자가 다양한 정보를 제공받을 수 있으며, 시스템을 구성하는 각각의 구성에 대한 동작 기능을 한 눈으로 파악할 수 있다.
(5) 본 발명의 사용자 조작 패널에는 자동운전 버턴, 알람 및 리셋 버턴, 비상정지 버턴이 구비됨으로써, 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 대한 안전운전과 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 절삭유 혼합 공급장치를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 대한 교반장치를 개략적으로 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 대한 전체 구성의 이해를 돕기 위해 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 대한 전체 구성을 나타낸 세부도면
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 대한 사용자 조작 패널을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 대한 제1/제2 터치스크린의 화면 생성 내용을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 대한 절삭유 공급 파이프라인 및 통신라인을 나타낸 도면
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 하며 비록 종래기술과 동일한 부호가 표시되더라도 종래기술은 그 자체로 해석하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저 도 2 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템의 기술적 구성은 크게, 물 공급관(100), 윤활유 공급탱크(200), 교반장치(Stirring device,300), 이송장치(Transfer device,400), 제1 PLC 제어장치(500) 및 제2 PLC 제어장치(600)로 이루어진다.
도 2를 참조하면, 상기 물 공급관(100)은, 외부에서 공급되는 수도관 혹은 물 저장탱크가 될 수 있으며, 상기 윤활유 공급탱크(200)는 윤활유가 담긴 드럼통이 될 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 교반장치(Stirring device,300)는, 상기 물공급관(100) 및 윤활유 공급탱크(200)에서 공급되는 물(Water)과 윤활유(Lubricant)가 일정 비율로 혼합되도록 교반하고 제조된 수용성 절삭유를 임시 저장하는 수단으로, 교반탱크(310), 제1 감지센서(1st sensor,320), 제1 솔레노이드 밸브(1st solenoid valve,330), 제2 감지센서(2nd sensor,340), 제2 솔레노이드 밸브(2nd solenoid valve,350), 오버플로우센서(Overflow sensor,370)가 구비된다.
상기 교반탱크(310)는, 물과 오일을 일정 비율로 혼합되도록 교반하여 제조하며, 또 제조된 수용성 절삭유를 이송장치를 통해 기계 가공장치로 토출하기 위해 임시 저장하는 수단이다. 교반탱크는 녹이 쓸지 않은 스테인리스(Stainless) 등의 재질로 가공 제작된다.
상기 제1 감지센서(1st sensor,320)는, 외부의 수도관 혹은 물 저장탱크를 통해 교반탱크(310)로 공급되는 물의 양을 제1 PLC 제어부(510)를 통해 감지(혹은 측정)하기 위한 수단이다.
여기서 PLC(Programmable Logic Controller)란 논리연산, 순서조작, 타이머, 카운터, 산술연산 등의 제어 동작을 행하고 디지털/아날로그 입출력을 통해 행하는 디지털 조작형 공업용 전원장치이다. PLC는 기존의 릴레이 회로를 보다 폭넓게 운영한 시스템의 하나이다. PLC 내부는 마이크로 프로세서인 CPU를 탑재되고 CPU에는 본 발명의 실시 예에 따른 수용성 절삭유 자동 혼합장치 제어 시스템을 자동 및 수동으로 동작시키는 프로그램이 설정되어 있다.
또한, 상기 제1 감지센서(320)는, 상기 교반탱크에 공급(혹은 투입)되는 물의 양에 대한 물리적인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 제1 PLC 제어부(510)로 피드백 시킨다.
상기 제1 솔레노이드 밸브(1st solenoid valve,330)는, 상기 제1 감지센서(320)와 연동되어 상기 교반탱크(310)로 공급되는 물을 단속하는 수단으로, 상기 제1 감지센서(320)가 감지한 데이터를 제1 PLC 제어부(510)에서 피드백 받으며, 상기 제어부는 사전에 설정된 기준값과 비교 판단하여 제1 솔레노이드 밸브(120)의 개폐를 단속함으로써, 보조탱크(100)로 공급되는 물의 양(Amount)을 조절할 수 있다.
또한, 제1 솔레노이드 밸브(330)는, 상기 제1 솔레노이드 밸브(330)의 오동작에 의해 교반탱크(310)로 계속적으로 물이 공급되는 것을 방지하기 위한 오버플로우센서(Overflow sensor,370)와 연계되어 상기 교반탱크(310)에서 물이 넘치는 것을 단속할 수 있다.
상기 제2 감지센서(2nd sensor,340)는, 외부의 드럼통(Drum barrel)에 담겨진 윤활유(Lubricant)를 흡입 펌프(Suction pump)로 통해 상기 교반탱크(310)로 공급되는 윤활유(Lubricant)의 양(Amount)과 농도(Density)를 제1 PLC 제어부(510)를 통해 감지(혹은 측정)하는 수단이다.
또한, 상기 제2 감지센서(340)는, 상기 교반탱크(310)에 공급되는 오일(혹은 윤활유)의 양에 대한 물리적인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 PLC 제어부(300)로 피드백 시킨다.
한편, 상기 제1 감지센서(320) 및 제2 감지센서(340)는, 유량감지센서와 중량감지센서 및 부피감지센서 중에서 어느 하나가 선택될 수 있다.
여기서, 상기 유량감지센서(Flow Sensors)는 유량센서와 시이퀀스 릴레이를 사용하거나 사전에 설정된 프로그램에 따라 PLC 제어방식으로 구동되어야 한다. 본 발명에서는 제1 PLC 제어부(510)를 통해 기준값과 비교하고 판단하여 이를 사용자 조작 패널의 터치스크린으로 전송하게 된다.
또한, 상기 중량감지센서(Weight sensor)는, 로드 셀(Load cell)이며, 감지된 신호는 제1 PLC 제어부(510)로 보내지고, 제1 PLC 제어부에서는 기설정된 기준값과 비교하고 판단하여 사용자 조작 패널의 터치스크린으로 전송하게 된다.
그리고, 상기 부피감지센서(Volume sensor)는, 본 발명의 실시 예에 따른 교반탱크에 대한 용량, 즉 탱크로 유입되는 물과 오일의 부피 변화에 의한 체적의 단면적 변화를 레벨방식으로 측정하는 인버터를 사용하여 유량을 감지하게 된다.
상기 제2 솔레노이드 밸브(2nd solenoid valve,350)는, 상기 제2 감지센서(340)와 연동되어 윤활유의 공급을 단속하는 수단으로, 상기 제2 감지센서가 감지한 데이터를 제1 PLC 제어부(510)에서 피드백 받으며, 상기 제1 PLC 제어부는 사전에 설정된 기준값과 비교하고 판단하여 제2 솔레노이드 밸브(350)의 개폐를 단속함으로써, 상기 교반탱크(310)로 공급되는 윤활유의 양(Amount)을 조절할 수 있다.
상기 절삭유교반기(Cutting oil agitator,360)는, 상기 제1/제2 솔레노이드 밸브(330,350)를 통해 공급되는 물과 윤활유를 일정 농도 비율로 혼합시키기 위한 수단으로, 수중모터(M)를 갖고 상기 교반탱크(310)의 바닥 중앙에 설치된다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 절삭유교반기(Cutting oil agitator,360)는, 상기 교반탱크(310)에 임시 저장된 수용성 절삭유가 부패되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 PLC 제어부(510)의 명령을 받아 상기 절삭유교반기(360)를 간헐적으로 운전시키는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 절삭유교반기(360)를 제1 PLC 제어부(510)의 제어 명령을 받아 간헐적인 운전을 실시하는 것은, 별도의 교반기 등이 필요 없이 1차적으로는 수용성 절삭유를 제조하기 위한 교반을 실시하고, 2차적으로는 기계 가공장치 등이 가동이 되지 않을 경우 상기 교반탱크(310)에 임시 저장된 수용성 절삭유에 대해 간헐적으로 교반을 실시함으로써, 유화안정성을 높여주도록 한다. 이러한 1차 및 2차에 걸친 완벽한 교반은 균질한 에멀젼(Emulsion)을 기계 가공장치(700)로 공급하고 용존 산소량을 높여 호기성 박테리아의 증식을 도와 수용성 절삭유의 내부패성을 향상시키는데 그 특징이 있다고 할 것이다.
상기 오버플로우센서(Overflow sensor,370)는, 상기 제1/제2 솔레노이드 밸브(330,350)의 고장으로 상기 교반탱크(310)로 공급되는 물과 오일이 설정값으로 단속되지 못하고 상기 교반탱크(310)에서 넘치는 것을 방지하기 위한 수단이다.
다시 말해서, 상기 오버플로우센서(370)는, 상기 제1/제2 솔레노이드 밸브(330,350)의 전단에 연결되어 상기 제1/제2 솔레노이드 밸브의 고장 발생 시에도 상기 교반탱크(310)로 안정적으로 물과 윤활유를 공급하고 단속할 수 있는 일종의 2차적인 안전장치이다.
여기서, 상기 오버플로우센서(Overflow sensor,370)는, 1~4개의 접점{LL(Low Low level:물이 없다는 경보 발생, 제1 솔레노이드밸브 작동), L(Low Level:제1 솔레노이드밸브 작동), H(High Level:제1 솔레노이드밸브 정지), HH(High High Level:물이 넘친다는 경보 발생, 제1 솔레노이드밸브 정지)}을 갖는 후로트형 레벨 트랜스미터(Float type level transmitter), 전극식 레벨 스위치(Electrode type level switch), 코어와 자석을 이용한 자석 후로트식 레벨 스위치(Magnetic float level switches 등이 사용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 하나의 교반탱크에서 1차 및 2차 교반을 실시하도록 구성한 것은, 종래의 보조탱크와 메인탱크를 각각 구비하는 수용성 절삭유 자동 공급 시스템에 비해 수용성 절삭유의 유화안정성을 보다 높여줄 수 있고, 임시로 저장하는 교반탱크에서 간헐적으로 교반을 실시함으로써, 수용성 절삭유에 대한 에멀젼(Emulsion)의 균질성 확보와 내부패성을 향상시킬 수 있으며, 수용성 절삭유 자동 공급시스템을 보다 콤팩트하게 설계 가능하여 전력소모를 크게 줄일 수 있는 특징이 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 상기 이송장치(Transfer device,400)는, 상기 교반탱크(310)에서 혼합(혹은 교반)된 수용성 절삭유를 기계 가공장치(700)로 이송하기 위한 수단으로, 상기 교반탱크(310)의 내부 혹은 외측 하단에 설치된다.
또한, 상기 이송장치(400)는, 상기 교반탱크(310)에 교반된 수용성 절삭유를 제1 PLC 제어장치(500)의 명령을 받아 기계 가공장치(700)로 이송하기 위한 제3 솔레노이드 밸브(3rd solenoid valve,410)와 이송펌프(Transfer pumps,420)가 각각 구비된다.
여기서 상기 제3 솔레노이드 밸브(410)와 이송펌프(420)는, 제1 PLC 제어장치(500)의 제1 PLC제어부(510)와 제1 터치스크린(520)으로부터 하달되는 명령을 수행하여 교반탱크(310)에 임시 저장된 수용성 절삭유를 기계 가공장치(700)로 이송하는 기능을 수행한다. 또한, 기계 가공장치(700)에 설치된 제2 PLC 제어장치(600)의 제2 PLC제어부(610)와 제2 터치스크린(620)으로부터 통신된 명령을 연계하는 상기 제1 PLC 제어장치(500)의 제1 PLC제어부(510)의 명령도 수행할 수 있다. 그리고 제1 PLC 제어장치(500)와 제2 PLC 제어장치(600) 간에는 RS-232/422, TCP/IP 통신라인(900)이 구성된다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 상기 제1 PLC 제어장치(500)는, 상기 교반장치(300)와 이송장치(400)의 동작을 사전에 설정된 프로그램에 따라 제어명령을 수행하는 제1 PLC 제어부(510)와 상기 제1 PLC 제어부에 명령을 지시하는 사용자 조작 패널을 갖는 제1 터치스크린(520)이 구비한다.
여기서 상기 제1 PLC 제어장치(500)는, 상기 제1 감지센서(320)가 상기 교반탱크(310)에 공급되는 물의 양에 대한 물리적인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 상기 제1 PLC 제어장치의 제1 PLC 제어부(510)로 피드백 시키면, 상기 제1 PLC 제어부(510)에서는 피드백된 정보를 사전에 설정된 PLC 제어 프로그램과 비교 판단하여 제1 솔레노이드 밸브(330)를 개폐시켜 교반탱크(310)로 공급되는 물의 양을 조절하게 된다.
또한, 상기 제1 PLC 제어장치(500)는, 상기 제2 감지센서(340)가 상기 교반탱크(310)에 공급되는 오일의 양에 대한 물리적인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시켜 상기 PLC 제어장치의 제1 PLC 제어부(510)로 피드백 시키면, 상기 제1 제1 PLC 제어부에서는 피드백된 정보를 사전에 설정된 PLC 제어 프로그램과 비교 판단하여 제2 솔레노이드 밸브(350)를 개폐시켜 교반탱크로 공급되는 오일의 양을 조절하게 된다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제1 PLC 제어장치(500)의 사용자 조작 패널은, 사용자가 시스템 조작을 원터치 방식으로 조작하기 위한 제1 터치스크린(1st touch screen,520)과, 시스템을 자동으로 운전하기 위한 자동운전 버턴(530)과, 수용성 절삭유 교반 중에 시스템에 이상이 발생할 경우 경보하는 알람(540) 및 알람을 해제하는 리셋 버턴(550)과, 긴급사고 시 시스템을 강제로 정지시키는 비상정지 버턴(560)이 포함된다.
여기서 본 발명의 실시에서는 제2 PLC 제어장치(600)의 사용자 조작 패널에도 상기 제1 PLC 제어장치(500)의 사용자 조작 패널과 동일하게 구성된다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 제1/제2 PLC 제어장치(500,600)의사용자 조작 패널은, 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 대한 안전운전과 신뢰성을 확보할 수 있는 특징이 있다.
또한, 도 4 및 도 6을 참조하여, 제1 터치스크린(520)은, 기업홍보 및 시스템 스펙(Spec')에 대한 초기화면(521)과, 수용성 절삭유 공급시스템을 자동으로 운전하기 위한 자동운전화면(522), 물과 오일이 교반된 후의 수용성 절삭유의 농도를 조절하기 위한 농도조정화면(523), 사용자가 수동으로 시스템을 운전하기 위한 수동운전화면(524), 물 공급 중지, 절삭유 부족, 농도 수정으로 인한 시스템 정지와 운전에 따른 이력을 기록하고 나타내는 알람이력화면(525), 물과 절삭유 원액을 사전에 설정된 입력값에 맞추어 사용자가 미세하게 설정할 수 있도록 한 관리자모드(526)를 갖는다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 제2 터치스크린(620)은 상기 제1 터치스크린(520) 기능과 동일하게 구성되며, 기계 가공장치의 일 측면에 장착되어 상기 제1 PLC제어장치와 통신을 통해 교반장치로 하여금 수용성 절삭유를 원격지에서도 교반시켜 공급 받을 수 있는 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 조작 패널에 구비된 제1/제2 터치스크린(520,620)에 생성되는 초기화면, 자동운전화면, 농도조정화면, 수동운전화면, 알람이력화면 및 관리자 모드는, 사용자가 다양한 정보를 제공받을 수 있으며, 시스템을 구성하는 각각의 구성에 대한 동작 기능을 한 눈으로 파악할 수 있는 특징이 있다.
또한, 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템은, 하나의 교반장치(Stirring device,300)에서 교반된 수용성 절삭유를 이송장치(Transfer device,400)를 통해 하나 이상의 기계 가공장치(700)로 공급하기 위해 파이프라인(800)이 설치된다.
여기서, 본 발명은 하나의 교반장치(300)를 통해 하나의 기계 가공장치로 수용성 절삭유를 공급할 수 있고, 또 하나 이상의 기계 가공장치(700)로도 수용성 절삭유를 공급할 수 있는 특징이 있다. 이러한 특징은 하나의 교반장치를 통해 다수개의 기계 가공장치로 수용성 절삭유를 공급하는 중앙집중식 시스템을 구현할 수 있다.
그리고 본 발명의 실시 예에 따른 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템은 종래의 보조탱크에서 교반된 수용성 절삭유를 메인탱크로 이송 저장하여 기계 가공장치로 공급하는 방식에 비해 수용성 절삭유의 유화안정성을 보다 높여줄 수 있고, 수용성 절삭유 자동 공급시스템을 더욱 콤팩트하게 설계 가능하여 전력소모를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 필요시 기계 가공장치 등에 부착하여 사용할 수 있는 특징이 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제1 PLC 제어부(510)와 제2 PLC 제어부(610)간의 통신은, RS 232/422, TCP/IP 통신라인(900)이 구성되는 것이 포함된다.
이러한 통신라인은 하나의 교반장치(Stirring device,300)와 하나의 기계 가공장치 또는 하나의 교반장치와 하나 이상의 기계 가공장치 간에 원격제어가 가능한 통신라인을 통해 실시간으로 수용성 절삭유를 제조하고 기계 가공장치로 공급할 수 있는 특징이 있다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 대한 작용효과를 설명한다.
본 발명에 의하면, 수용성 절삭유는 교반장치(Stirring device,300)의 교반탱크(310)에서 1차적으로 교반이 일어난다. 이를 위해 교반탱크(310)로 공급되는 물의 공급량을 제1 PLC 제어장치의 제1 PLC 제어부(510)를 통해 감지하는 제1 감지센서(320) 및 물 공급을 단속하는 제1 솔레노이드 밸브(330)와, 윤활유(Lubricant)의 공급량과 농도를 제1 PLC 제어장치의 제1 PLC 제어부(510)를 통해 감지하는 제2 감지센서(340) 및 윤활유의 공급을 단속하는 제2 솔레노이드 밸브(350)와, 상기 제1/제2 솔레노이드 밸브를 통해 공급된 물과 윤활유를 일정 비율로 혼합시켜 교반하는 절삭유교반기(360)와, 상기 혼합된 수용성 절삭유가 교반탱크에서 흘러넘치는 것을 방지하기 위한 오버플로우센서(Overflow sensor,370)가 구비된 교반장치(300)를 구성함으로써, 종래의 보조탱크와 메인탱크를 구비하는 시스템에 비해 보다 콤팩트하게 설계 가능하여 전력소모를 크게 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 수용성 절삭유는 교반장치(Stirring device,300)의 교반탱크(310)에서 2차적으로 교반이 일어난다. 이를 위해 기계 가공장치(700)로 이송하기 위해 임시로 저장하는 교반탱크(310)의 바닥 중에 설치된 수중모터를 갖는 절삭유교반기(360)에서 제1 PLC 제어부(510)의 제어를 받아 간헐적으로 교반을 진행함으로써, 수용성 절삭유에 대한 에멀젼(Emulsion)의 균질성 확보와 내부패성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 제1 PLC 제어장치(500)와 제2 PLC 제어장치(600) 간에 통신이 가능하여 하나의 교반장치를 통해 하나 및 하나 이상의 기계 가공장치로 절삭유를 실시간으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 사용자 조작 패널을 갖는 제1/제2 터치스크린(520,620)에 생성되는 초기화면(521), 자동운전화면(522), 농도조정화면(523), 수동운전화면(524), 알람이력화면(525), 관리자 모드(526)를 통해 사용자가 다양한 정보를 제공받을 수 있으며, 시스템을 구성하는 각각의 구성에 대한 동작 기능을 한 눈으로 파악할 수 있다.
그리고, 상기 제1/제2 PLC 제어장치(500,600)의 사용자 조작 패널에는 자동운전 버턴(530), 알람(540) 및 리셋 버턴(550), 비상정지 버턴(560)이 더 구성됨으로써, 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템에 대한 안전운전과 신뢰성을 확보할 수 있는 독특한 특징이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 물 공급관 200 : 윤활유 공급탱크
300 : 교반장치 310 : 교반탱크
320 : 제1 감지센서 330 : 제1 솔레노이드 밸브
340 : 제2 감지센서 350 : 제2 솔레노이드 밸브
360 : 절삭유교반기 370 : 오버플로우센서
400 : 이송장치 410 : 제3 솔레노이드 밸브
420 : 이송펌프 500 : 제1 PLC 제어장치
510 : 제1 PLC 제어부 520 : 제1 터치스크린
521 : 초기화면 522 : 자동운전화면
523 : 농도조정화면 524 : 수동운전화면
525 : 알람이력화면 526 : 관리자 모드
530 : 자동운전 버턴 540 : 알람
550 : 리셋 버턴 560 : 비상정지 버턴
600 : 제2 PLC 제어장치 610 : 제2 PLC 제어부
620 : 제2 터치스크린 700 : 기계 가공장치
800 : 파이프라인 900 : RS 232/422, TCP/IP 통신라인

Claims (7)

  1. 수용성 절삭유(Water soluble cutting oil) 자동 공급시스템에 있어서,
    상기 공급시스템은, 외부에서 공급되는 물 공급관(100)과 윤활유 공급탱크(200)를 포함하되,
    상기 물 공급관을 통해 교반탱크(310)로 공급되는 물의 양을 제1 PLC 제어부(510)를 통해 감지하는 제1 감지센서(1st sensor,320) 및 상기 제1 감지센서와 연동되어 물의 공급을 단속하는 제1 솔레노이드 밸브(1st solenoid valve,330)와 상기 윤활유 공급탱크를 통해 공급되는 윤활유의 양(Amount)과 농도(Density)를 제1 PLC 제어부를 통해 감지하는 제2 감지센서(2nd sensor,340) 및 상기 제2 감지센서와 연동되어 윤활유의 공급을 단속하는 제2 솔레노이드 밸브(2nd solenoid valve,350)와 상기 제1/제2 솔레노이드 밸브(330,350)를 통해 공급되는 물과 윤활유를 일정 농도 비율로 혼합시키기 위한 수중모터를 갖는 절삭유교반기(Cutting oil agitator,360)와 상기 혼합된 수용성 절삭유가 교반탱크에서 흘러넘치는 것을 방지하기 위한 오버플로우센서(Overflow sensor,370)가 구비되는 교반장치(Stirring device,300)와;
    상기 교반탱크에 교반된 수용성 절삭유를 제1 PLC 제어부의 명령을 받아 기계 가공장치(700)로 이송하기 위한 제3 솔레노이드 밸브(3rd solenoid valve,410)와 이송펌프(Transfer pumps,420)가 구비되는 이송장치(Transfer device,400)와;
    상기 교반장치(300)와 이송장치(400)의 동작을 사전에 설정된 프로그램에 따라 제어명령을 수행하는 제1 PLC 제어부(510)와 상기 제1 PLC 제어부에 명령을 지시하는 사용자 조작 패널을 갖는 제1 터치스크린(520)이 구비되는 제1 PLC 제어장치(500)와;
    상기 제1 PLC 제어장치와 연동되되, 상기 교반장치에 교반된 수용성 절삭유를 상기 이송장치를 통해 기계 가공장치(700)로 공급하도록 제어명령을 수행하는 제2 PLC 제어부(610)와 상기 제2 PLC 제어부에 명령을 지시하는 사용자 조작 패널을 갖는 제2 터치스크린(620)이 구비되는 제2 PLC 제어장치(600)가 포함되는 것을 특징으로 하는 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 감지센서(320) 및 제2 감지센서(340)는, 유량감지센서와 중량감지센서 및 부피감지센서 중에서 어느 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 절삭유교반기(Cutting oil agitator,360)는, 상기 교반탱크에 저장된 수용성 절삭유가 부패되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 PLC 제어부(510)의 명령을 받아 상기 절삭유교반기를 간헐적으로 운전시키는 것을 특징으로 하는 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 PLC 제어장치(500)와 제2 PLC 제어장치(600)의 사용자 조작 패널은, 시스템을 자동으로 운전하기 위한 자동운전 버턴(530), 수용성 절삭유 교반 중에 시스템에 이상이 발생할 경우 경보하는 알람(540) 및 알람을 해제하는 리셋 버턴(550), 긴급사고 시 시스템을 강제로 정지시키는 비상정지 버턴(560)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 터치스크린(520)은, 기업홍보 및 시스템 스펙에 대한 초기화면(521)과, 수용성 절삭유 공급시스템을 자동으로 운전하기 위한 자동운전화면(522), 물과 오일이 교반된 후의 수용성 절삭유의 농도를 조절하기 위한 농도조정화면(523), 사용자가 수동으로 시스템을 운전하기 위한 수동운전화면(524), 물 공급 중지, 절삭유 부족, 농도 수정으로 인한 시스템 정지와 운전에 따른 이력을 기록하고 나타내는 알람이력화면(525), 물과 절삭유 원액을 사전에 설정된 입력값에 맞추어 사용자가 미세하게 설정할 수 있도록 한 관리자 모드(526)를 갖는 것을 특징으로 하는 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 공급시스템은, 상기 하나의 교반장치(Stirring device,300)에서 교반된 수용성 절삭유를 상기 이송장치(Transfer device,400)를 통해 하나의 이상의 기계 가공장치(700)로 공급하기 위해 파이프라인(800)이 설치되는 것을 특징으로 하는 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 공급시스템은, 제1 PLC 제어부(510)와 제2 PLC 제어부(610)간의 통신을 위해 RS 232/422, TCP/IP 통신라인(900)이 구성되는 것을 특징으로 하는 원격제어 기능을 갖는 수용성 절삭유 자동 공급시스템
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