KR101695679B1 - 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전진속도와 후진속도, 후진속도설정, 후진감속설정 데이터를 포함하는 수치 메모리 저장을 통해 연마를 자동으로 할 수 있는 자동화 버튼으로 구성된 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 머신 바디에 베이스 플레이트가 놓여지고, 모터 브라켓 내의 서보를 회전시키기 위한 다수의 기어와 연결된 서보 모터와 연마를 위한 데이터에 따라 테이블에 설치되는 가공물의 자동 연마가 가능하도록 실린더와 서보모터의 속도 또는 전진, 후진을 제어하는 자동화 버튼 등으로 이루어지는 전자회로판을 포함하는 조작 판넬과 상기 서보 모터에 연결되어 동력을 전달하거나 끊는 전자 클러치와 기어 유닛과, 이에 전력을 공급하는 파워 서플라이, 파워 전원, 서보 드라이브를 포함하는 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템에 있어서, 상기 조작판넬에서 자동 선택 버튼으로 이동시킨 후 자동운전 구간을 정하거나 수동 전환을 위한 수동 또는 자동 선택버튼부; 상기 조작판넬에서 핸들 수동 선택 버튼인 핸들 선택버튼과, 서보모터에 운동에너지를 전달하기 위한 서보클러치 선택버튼을 포함하는 운전선택버튼부; 상기 조작판넬에서 실린더의 전진 또는 후진 운동을 수동으로 제어하기 위해 비상정지버튼, 전진버튼, 후진버튼을 포함하는 실린더작동버튼부; 상기 조작판넬에서 서보 모터의 원점 복귀를 제어하는 원점복귀버튼, '준비안됨' 램프 정보가 '운전가능' 녹색 램프로 전환되어 자동 운전 준비상태인 경우 자동운전을 시작하는 운전버튼, 상기 자동운전을 정지하는 정지버튼을 포함하는 자동운전버튼부; 상기 조작판넬에서 '전진' 또는 '후진'을 눌러 수동으로 서보 모터의 위치를 조정하기 위한 전진수동버튼, 후진수동버튼, 서보모터에 제어 신호를 전달하여 회전을 수동으로 제어하는 서보수동부;를 포함한다.

Description

근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템 및 그 방법{cylinder type grinding apparatus using proximity sensor and electric clutch and timer and the method thereof}
본 발명은 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전진속도와 후진속도, 후진속도설정, 후진감속설정 데이터를 포함하는 수치 메모리 저장을 통해 연마를 자동으로 할 수 있는 자동화 버튼으로 구성된 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템에 관한 것이다.
최근 기계가공품의 고정밀화 추세에 따라 연삭가공 기술도 빠르게 발전하고 있다.
절삭가공 기계들은 고속화, 고정밀화, 고능률화 추세에 있으며, 이러한 제품의 고정밀화 등의 요구에 맞춰 고정밀 연삭가공의 수요가 늘어나고 있으며 이에 덧붙여 높은 생산성과 고품질의 연삭 표면 연마도 요구하고 있는 실정이다.
국내에서도 이에 따라 고정밀화, 고능률화 기계가공품들이 생산되어짐으로 인해 연마/연삭기 산업이 빠르게 발전하고 있다.
현재 국내 소상공인들의 원통 연마작업의 90%를 범용인 원통연마기를 사용하여 진행하고 있는 실정이다.
즉 국내 소상공인들은 원통 연마 작업시 CNC(Computerized Numerical Control)가 아닌 범용 수동 연마기를 사용하고 있다.
그러나 고정밀도 제품의 경우 직진도, 정밀도가 1/100 ~ 2/100 mm, 표면 거칠기 S 3.2, S 0.8 등인데 이를 수동 연마기로 처리하기 어려움이 많았다.
또한 열처리 제품의 경우, CNC 범용 선반에서 가공이 끝나고 열처리(침탄, 고주파 등)하면 변형 제품마다 연마기에 클램프할 때 숙련된 작업자가 아날로그식으로 1:1 수정클램핑과 핸들을 돌려야 하는 문제점이 있었다.
또한 소량 다품종 제품이 75 ~ 80% 차지하는 현실에서 CNC 연마기는 프로그램 전문가만 할 수 있고, 디지털화 프로그램 작업시간 또한 많이 소요된다.
따라서 원통연마기 시장의 90% 이상인 수동연마기를 아날로그에서 디지털로 바꿔 원통연마기 시장의 혁신적 변화를 일으키고, 일반인들도 짧은 시간 교육을 통해 구동할 수 있는 새로운 디지털 제품이 필요하게 되었다.
한국등록특허 제0751908호 한국등록특허 제0840413호 일본공개특허 제05329760호 일본공개특허 제06278004호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 CNC 연마기와는 다르게 속도, 위치, 카운터 등을 입력할 수 있는 자동화 버튼의 단순한 조작으로도 사용가능한 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 규격화된 범용 원통연마기의 수치 제어를 아날로그를 디지털로 변경이 가능하여, 종래 수동 연마기에 전자 클러치, 자동화 버튼 등을 간단히 설치할 수 있는 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 머신 바디에 베이스 플레이트가 놓여지고, 모터 브라켓 내의 서보를 회전시키기 위한 다수의 기어/벨트와 연결된 서보 모터와 연마를 위한 데이터에 따라 테이블에 설치되는 가공물의 자동 연마가 가능하도록 실린더와 서보모터의 속도 또는 전진, 후진을 제어하는 자동화 버튼 등으로 이루어지는 전자회로판을 포함하는 조작 판넬과 상기 서보 모터에 연결되어 동력을 전달하거나 끊는 전자 클러치와 기어 유닛과, 이에 전력을 공급하는 파워 서플라이, 파워 전원, 서보 드라이브를 포함하는 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템에 있어서, 상기 조작판넬에서 자동 선택 버튼으로 이동시킨 후 자동운전 구간을 정하거나 수동 전환을 위한 수동 또는 자동 선택버튼부; 상기 조작판넬에서 핸들 수동 선택 버튼인 핸들 선택버튼과, 서보모터에 운동에너지를 전달하기 위한 서보클러치 선택버튼을 포함하는 운전선택버튼부; 상기 조작판넬에서 실린더의 전진 또는 후진 운동을 수동으로 제어하기 위해 비상정지버튼, 전진버튼, 후진버튼을 포함하는 실린더작동버튼부; 상기 조작판넬에서 서보 모터의 원점 복귀를 제어하는 원점복귀버튼, '준비안됨' 램프 정보가 '운전가능' 녹색 램프로 전환되어 자동 운전 준비상태인 경우 자동운전을 시작하는 운전버튼, 상기 자동운전을 정지하는 정지버튼을 포함하는 자동운전버튼부; 상기 조작판넬에서 '전진' 또는 '후진'을 눌러 수동으로 서보 모터의 위치를 조정하기 위한 전진수동버튼, 후진수동버튼, 서보모터에 제어 신호를 전달하여 회전을 수동으로 제어하는 서보수동부;를 포함한다.
상기 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템은, 비상 정지, 실린더 전진, 실린더 후진, 좌측 근접, 우측 근접, 전진 근접, 후진 근접, 수동/자동, 핸들/서보, 원점복귀, 자동운전, 정지, 수동전진, 수동후진 명령을 입력 받고, 전자 클러치를 조작하는 파워 서플라이와 연결된 입력 모듈; 및 릴레이와 연결되어 상기 자동화 버튼의 선택에 따른 서보 전원, 실린더 전진, 실린더 후진, 비상 정지, 클러치, 자동 운전의 제어 명령을 출력하는 파워 전원에 연결된 출력 모듈;을 포함한다.
상기 서보 모터에 공급하는 전력을 서버모터에 적합한 형태로 변환하여 제어하는 서보 드라이브; 기어와 연결되어 운동 에너지를 전달하거나 끊는 전자클러치; 서보 모터에 관련된 속도, 위치, 카운트 값설정에 따라 원통 연마기를 제어하는 PLC; 상기 서보 모터에 관련된 값설정을 저장하는 메모리; 터치스크린에 디스플레이된 자동화 버튼을 통해 정보를 입력받는 터치스크린 모듈; 및 상기 구성들에 전력을 제공하는 파워 서플라이(POWER SUPPLY);을 포함한다.
본 발명은 메인 화면에서 자동운전하기 전 '준비안됨', '비상 정지', '서보 이상' 램프 정보 중에서'준비안됨' 램프 정보가 '운전가능' 녹색 램프로 전환되어 자동 운전 준비상태로 되는 단계; 상기 자동 운전 준비상태인 경우, 서보 모터의 현재 상태를 나타내는 서보 모터가 ON 상태이면, 일정 조작에 의하여 서보 모터가 움직여 '운전중'램프가 표시되는 단계; 서보 모터의 알람상태 및 서보 모터가 더 이상 움직일 수 없는 최대 전후진 위치를 경보하는 서보위치/알람을 통해 최대 전진 및 최대 후진 램프에 적색이 표시될 때까지 서보 모터가 그 이상 전진 또는 후진을 하지 않고, 이 경우 조작판넬의 '서보 수동' 패널에서 '전진' 또는 '후진'을 눌러 수동으로 서보 모터의 위치를 조정하는 단계; 및 '현재 위치'및 '현재 속도'에 따라, 현재 서보 모터의 '후진속도설정', '후진감속설정'을 조정하여 일정 속도를 입력하는 단계;를 포함한다.
자동운전 메뉴에서 준비 완료 상태인지 확인한 후, 준비가 안된 경우 서보가 ON 상태인지, 테이블이 우측으로 이동해 있는지 확인하고 준비완료상태까지 준비시키는 트래버스 화면을 통한 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 방법에 있어서, 카운터 위치 메뉴를 통해 서보 모터가 완료위치에 도달하고 난 후 카운터를 진행할 경우, 테이블이 어느 위치에 있을 때 카운팅할 것인지 기준 위치를 좌,좌/우,우로 나누어 위치설정하는 단계; '저속속도설정'값을 정하는 속도설정 메뉴로서, 이 속도 설정만큼 전진속도가 결정되며, 미리 자동운전 전에 '저속속도설정'값을 입력하여 속도값을 셋팅하는 단계; '완료위치설정' 메뉴를 통해 초기 자동운전을 시작할 경우 카운터와 상관없이 '진행설정'값 만큼 테이블 기준으로 '완료위치설정'값에 따른 완료 위치에 서보 모터가 도달하도록 하는 단계; '카운터 설정'값을 설정하고 자동 운전을 시작하면 '완료위치설정'값 도달 전 까지 카운트를 하지 않다가, '완료위치설정'값 에 도달하고 카운터 위치'메뉴에 따른 위치에 테이블이 위치하면 자동으로 1씩 증가하여 카운트되는 단계; '카운터 횟수'메뉴가 '카운터 설정'값에 도달하면 자동 운전은 자동으로 정지 준비가 되고, 메인 화면에서 설정된'후진속도설정'값의 속도로 최초 자동시작 시의 위치로 돌아가는 단계;를 포함한다.
본 발명은 자동운전 메뉴에서 준비 완료 상태인지 확인한 후, 준비가 안된 경우 서보가 ON 상태인지, 테이블이 우측으로 이동해 있는지 확인하고 준비완료상태까지 준비시키는 후렌치 화면을 통한 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 방법에 있어서, 속도설정 메뉴를 통한 속도 설정만큼 전진속도가 결정되며, 서보 운전 중에 속도설정 메뉴를 조작하면 에러가 발생되므로 미리 자동운전 전에 '저속속도설정'값을 입력하고 '설정' 버튼을 눌러 속도값을 셋팅하는 단계; '완료위치설정' 메뉴로 초기 자동운전을 시작할 경우 '진행설정'값 만큼 테이블 기준으로 '완료위치설정'값에 따른 완료 위치에 서보가 도달하도록 설정하는 단계; 시간 설정 메뉴로 시간설정을 하고 자동운전을 시작하면 '완료위치설정'값까지 서보가 전진하며, 도달되면 '시간설정'값 만큼 시간이 진행되는 단계; '시간진행'값이 '시간설정'값으로 도달하면 자동운전은 자동으로 정지준비가 되고 "MAIN화면"에서 설정된 "후진속도설정"값의 속도로 최초 "자동시작"때의 위치로 돌아가는 단계; 자동정지 중에는, '현재 위치' 메뉴 값을 보고 모니터링이 편하도록 원점을 지정하려 할 때에는 조작판넬의 외부스위치 "클러치"를 핸들 또는 서보모드로 돌려놓고 "원점복귀"스위치나 "전진" 또는 "후진"스위치를 눌러 서보 모터의 위치를 조작하는 단계;를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 종래의 CNC 연마기와는 다르게 단순한 조작으로도 사용가능하여 미숙련자도 3 ~ 4 시간 교육 후 바로 작업 가능하도록 투입할 수 있다.
또한 본 발명은 미숙련자도 용이하게 작업할 수 있도록 수작업과 자동 작업을 간편하게 병용할 수 있어 예를 들어 원통연마기 1대/1인 작업에서 2~8대/1인 작업이 가능할 수 있다.
또한 본 발명은 규격화된 범용 원통연마기에 아날로그를 디지털로 변경이 가능하여, 종래 수동 연마기에 전자 클러치 등을 간단히 설치하는 것만을 통해서도 연마를 자동으로 할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 기술개발이 성공하여 양산이 가능함으로 원통연마기를 사용하고 있는 소공인들에게 그동안의 인원문제로 인한 애로사항을 상당히 해결할 수 있으며 원가 절감을 통한 경쟁력 제고에 기여를 할 수 있다.
또한 본 발명은 숙련공이 아닌 비숙련공도 작업이 가능함으로 인력수급문제를 해소할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 조작판넬의 세부적 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라서 자동화 입력을 위한 회로를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라서 자동화 출력을 위한 회로를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 서보 모터 드라이브를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 서보 상태와 서보 위치/알람과 트래버스와 후렌치 선택 화면을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 서보 상태와 서보 위치/알람과 테이블 위치를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 카운터 위치와 카운터 설정 메뉴 등을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 속도 설정과 시간 설정 메뉴 등을 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 머신 바디(1)에 베이스 플레이트(2)가 놓여지고, 모터 브라켓(3) 내의 숯돌(서보)을 회전시키기 위한 다수의 기어와 연결된 서보 모터(4)와 연마를 위한 데이터에 따라 테이블에 설치되는 가공물의 자동 연마가 가능하도록 실린더와 서보모터의 속도 또는 전진, 후진을 제어하는 자동화 버튼 등으로 이루어지는 전자회로판을 포함하는 조작 판넬과 상기 서보 모터(4)에 연결되어 동력을 전달하거나 끊는 전자 클러치(5)와 기어 유닛(6) 등과, 이에 전력을 공급하는 파워 서플라이, 파워 전원, 서보 드라이브 등을 포함한다.
본 발명에 따른 원통 연마기는 이하 설명하는 각종 구성에 의하여 수동 또는 반자동 연마기에 장착되어 가동시킬 수 있다.
수동 또는 자동 선택버튼부(101)에서 자동 선택 버튼으로 이동시킨 후 본 발명에 따른 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템을 작동시킬 수 있는데, 자동운전 구간을 정하고 서보 모터(4)에 관련된 값설정(속도설정, 감속설정, 시간설정)을 위해 서보 모터(4)의 전진속도와 후진속도 등의 설정을 위한'후진속도설정', '후진감속설정', '카운터 설정'버튼 등이 포함된다.
또한 운전선택버튼부(102)는 핸들 수동 선택 버튼인 핸들 선택버튼과, 서보모터에 운동에너지를 전달하기 위한 서보클러치 선택버튼을 포함한다.
그리고, 머신 바디(1)나 베이스 플레이트(2) 등을 이동시키는 실린더의 전진 또는 후진 운동을 수동으로 제어하는 실린더작동버튼부(1010)에는'비상 정지'(a2)를 나타내는 비상정지버튼(103), 전진버튼(104), 후진버튼(105) 등을 포함한다.
자동운전버튼부(1020)에는 서보 모터(4)의 원점 복귀를 제어하는 원점복귀버튼(106), '준비안됨' 램프 정보(a1)가 '운전가능' 녹색 램프로 전환되어 자동 운전 준비상태인 경우 자동운전을 시작하는 운전버튼(107), 상기 자동운전을 정지하는 정지버튼(108)을 포함한다.
서보수동부(1030)에서는 조작판넬에서 '전진' 또는 '후진'을 눌러 수동으로 서보 모터(4)의 위치를 조정하기 위한 전진수동버튼(111), 후진수동버튼(112), 서보모터에 제어 신호(PWM 등)를 전달하여 회전을 수동으로 제어할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파워 서플라이(100W, AC220/DC24; 10)와 연결된 입력 모듈((P00 ~ P0D) 은 각각 비상 정지(11), 실린더 전진(12), 실린더 후진(13), 좌측 근접(14), 우측 근접(15), 전진 근접(16), 후진 근접(17), 수동/자동(18), 핸들/서보(19), 원점복귀(20), 자동운전(21), 정지(22), 수동전진(23), 수동후진(24) 명령을 입력 받고, 전자 클러치를 조작(25)한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 파워 전원(NF 6A; 31)에 연결된 출력 모듈(P10 ~ P15)은 릴레이(R1 ~ R5)와 연결되어 상기 자동화 버튼의 선택에 따른 서보 전원(33), 실린더 전진(34), 실린더 후진(35), 비상 정지(36), 클러치(37), 자동 운전(38) 등의 제어 명령을 출력한다.
이 외에도, 도 5에 도시된 바와 같이, 서보 드라이브(XDL-L7NA0~0B)는 서보 모터(4)를 제어하는 데, 위치 제어와 속도 제어를 할 수 있다. 서보 드라이브(Servo Drive)는 상기 서보 모터(4)에 공급하는 전력을 서버모터에 적합한 형태로 변환하여 제어한다.
상기 전자클러치(5)는 기어와 연결되어 운동 에너지를 전달하거나 끊는 장치이다.
그리고, 본 발명에 따른 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 시스템에 추가되는 PLC(32)는 서보 모터(4)에 관련된 값설정(속도설정, 감속설정, 시간설정)에 따라 원통 연마기를 제어하는 제어장치이다.
메모리는 상기 서보 모터(4)에 관련된 값설정을 저장하는 장치이다. 터치스크린 모듈은 터치스크린에 디스플레이된 자동화 버튼을 통해 정보를 입력받는 모듈이다. POWER SUPPLY(10)는 상기 구성들에 전력을 제공하는 장치이다.
따라서 상술한 구성요소들을 통해 서보모터 제어시 수동 사용이 가능해 반드시 자동으로 회전하도록 프로그래밍 되어야하는 번거러움을 해결할 수 있고, 이더넷과 같은 통신 모듈을 더 추가하여, 최대 8대 까지 1인 작업자가 제어하는 것을 원격지에서 모니터링 할 수 있다.
또한 상술한 구성들은 수동 연마기에 간단히 설치하는 것만을 통해 디지털화된 수치 제어를 통한 원통 연마가 가능하다.
예를 들어, 범용 원통연마기에 근접센서, 시간타이머를 이용하여 A.C로 서브모터와 서브 드라이브를 활용해 전후 좌우 슬라이더를 자동제어할 수 있는 트레버스와 후렌지 작업을 통하여 아날로그(수동: 사람이 핸들을 돌림) 작업에서 디지털(자동화 버튼과 숫자 메모리)작업으로 변경 가능하다.
공통 구성
도 7에 도시된 바와 같이, 먼저 작업자는 메인 화면에서 자동운전하기 전 중요 사항에 대한 시각적 정보(a)에서, 예를 들어 3가지 '준비안됨'(a1), '비상 정지'(a2), '서보 이상'(a3) 램프 정보를 확인한다.
작업자는 '준비안됨' 램프 정보(a1)가 '운전가능' 녹색 램프로 전환되어 자동 운전 준비상태임을 확인한 후, 서보의 현재 상태를 나타내는 '서보상태' 램프(b)를 확인하여 항상 서보가 ON 상태를 유지하는지 확인하고, 작업자의 어떤 조작에 의하여 서보가 움직이면 '운전중'램프가 표시된다.
이 때, '서보 ON'램프가 켜지지 않은 경우 조작판넬의 차단기를 OFF한 후 다시 ON 시킨다.
또한 서보에 관련된 값설정(속도설정, 감속설정, 시간설정 등)은 항상 서보의 '운전중'램프가 OFF시에만 조작하여야 하며, '운전중' 램프가 ON일 경우 상기 값을 변경하게 되면 서보가 이상상태가 되며 알람이 발생하고 정지한다. 이러한 경우 다시 조작판넬의 차단기를 OFF한 후 다시 ON 시키는 것이 바람직하다.
도 6(a)와 도 7의 서보위치/알람(e)은 서보의 알람상태 및 서보가 더 이상 움직일 수 없는 최대 전후진 위치를 경보한다.
예를 들어 최대 전진 및 최대 후진 램프에 적색이 표시되면 서보는 그 이상 전진 또는 후진을 할 수 없으며, 조작판넬의 '서보 수동' 패널에서 '전진' 또는 '후진'을 눌러 수동으로 서보의 위치를 조정할 수 있다.
'현재위치'는 테이블의 현재 위치를 나타낸다.
또한 서보위치/알람(e)은 서보의 위치 및 속도 설정을 위한 화면이다.
작업자는'현재 위치'및 '현재 속도'를 확인하여, 현재 서보(숫돌)의 위치와 속도를 알 수 있으며, '후진속도설정', '후진감속설정'을 조정하여 일정 속도를 정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따라서 서보위치/알람(e)에서 전진속도와 후진속도는 2단계로 속도설정이 가능하다.
여기에서 전진속도는 서보가 전진하는 속도이고, 후진속도는 서보가 후진하는 속도이다. 전진은 저속, 후진은 고속의 속도로 설정되는 것이 바람직하며, 특히 후진속도 설정시에는 고속으로 운전 중 급정지하였을 경우 관성의 법칙으로 원하는 위치보다 더 멀리에서 정지하는 서보 때문에 위치상 오차 범위가 커질 수 밖에 없다.
따라서 상술한 '후진감속설정'을 mm 단위로 조정하면 후진 상태에서 목표도달 전 미리 저속으로 감속하여 제자리에 오차 없이 정지할 수 있다.
단, 상기'후진감속설정'이 적용되는 구간은 자동운전 또는 원점 조정 구간이다.
또한 서보위치/알람(e)의 설정은 항상 '운전중'램프가 표시되지 않은 경우에만 조작하고, 운전 중 조작하면 조작판넬이 알람을 발생하여 정지한다.
또한 본 발명의 일실시예에 따라 상기'후진속도설정'값을 변경하면 반드시 옆의 '설정'버튼을 눌러줘야 값이 변경되도록 세팅한다.
또한 상기'후진속도설정'값은 항상 '전진속도설정'값 보다 높아야 하며, 상기'후진속도설정'값이 상기'전진속도설정'값 보다 낮으면 서보 에러가 발생하기 때문이다.
도 6(b), (c)에 도시된 바와 같이 트래버스 또는 후렌치를 눌러 자동운전 모드를 선택한다.
트래버스 또는 후렌치 모드를 상호 전환할 때 마다 초기 운전조건이 준비안됨과 준비완료로 나뉘는 데 준비완료조건은 다음과 같다.
-트래버스 준비 조건 : 서보 ON, 운전중 아님, 테이블 위치에서 근접 센서가 우측에 터치하여 점등하였을 경우만 가능
-후렌치 준비 조건 : 서보 ON, 운전중 아님, 테이블 위치에서 근접 센서가 우측에 터치하여 점등하였을 경우만 가능
도 6(b), (c)에서 터치패드의 준비안됨 또는 준비완료를 터치하면 선택된 모드에 따라 각각의 자동운전을 위한 화면으로 들어간다.
트래버스 화면
도 8에 도시된 바와 같이, 터치패드의 해당 화면에서 전술한 모든 설정이 끝난 후 외부의 조작판넬에서 자동으로 동작중 설정값을 변경해도 자동 시작 전 설정 값으로만 움직이도록 제어하여 신뢰성을 높인다.
도 8의 자동운전 메뉴(a)에서 준비 완료 상태(a1)인지 확인한 후, 준비가 안된 경우 서보가 ON 상태인지, 테이블이 우측으로 이동해 있는지 확인하고 준비완료상태까지 준비 시킨다.
원점복귀 램프(a2)는 원점복귀 중일 때 적색으로 표시되고, 메인 메뉴(a3)는 초기화면으로 돌아가기 위한 메뉴이다.
카운터 위치 메뉴(b)는 서보가 완료위치에 도달하고 난 후 카운터를 진행할 경우, 테이블이 어느 위치에 있을 때 카운팅할 것인지 기준 위치를 좌,좌/우,우로 나누어 위치설정하는 메뉴이다.
속도설정 메뉴(c)는 '저속속도설정'값, "고속속도설정"값을 정하는 메뉴로서, 이 속도 설정만큼 전진속도가 결정되며, 서보 운전 중에 속도설정 메뉴(c)를 조작하면 에러가 발생되므로 미리 자동운전 전에 '저속속도설정'값을 입력하고 '설정' 버튼을 눌러 속도값을 셋팅한다.
여기에서도 '저속속도설정'값은 '후진속도설정'값 보다 낮아야 하며, 높은 경우 서보 에러가 발생한다.
'완료위치설정' 메뉴(d)는 초기 자동운전을 시작할 경우 카운터와 상관없이 '진행설정'값(d1) 만큼 테이블 기준으로 '완료위치설정'값에 따른 완료 위치에 서보가 도달하면, '카운터 위치'메뉴(b)에 설정된 위치에 도달할 때마다 카운터가 1씩 상승하여 '진행 설정'값 만큼 서보가 전진한다. 여기에서 '진행 설정'값은 d12 버튼과 d13 버튼으로 증감한다.
'현재 위치' 메뉴(e)는 현재 서보의 진행 위치를 표시하는 메뉴로서, 이 값은 원점 복귀를 어디로 했는지에 따라 달라질 수 있다.
또한 자동 운전의 경우'카운터 설정'값(f)과 '카운터 횟수'값(g)은 자동으로 0으로 시작한다.
'카운터 설정'값(f)을 f1버튼과 f2버튼을 눌러 설정하고 자동 운전을 시작하면 '완료위치설정'값 도달 전 까지 카운트를 하지 않다가, '완료위치설정'값 에 도달하고 카운터 위치'메뉴(b)에 따른 위치에 테이블이 위치하면 자동으로 1씩 증가하여 카운트된다.
'카운터 횟수'메뉴(g)가 '카운터 설정'값(f)에 도달하면 자동 운전은 자동으로 정지 준비가 되고, 메인 화면에서 설정된'후진속도설정'값의 속도로 최초 자동시작 시의 위치로 돌아간다. 즉, 위치 도달 전까지 조작판넬의 '자동 운전'스위치의 램프가 점멸하며 최초 위치에 도달하면 자동 정지된다.
그리고 자동 운전 중 조작판넬에서 비상 정지(103)나 자동 정지 버튼을 눌러 해당 운전 상태를 강제로 정지시킬 수 있다.
자동정지 중에 조작이 가능한 기능을 살펴보면, '현재 위치' 메뉴(e) 값을 보고 모니터링이 편하도록 원점(제로점)을 지정하려 할 때에는 조작판넬의 외부스위치 "클러치"를 핸들 또는 서보모드로 돌려놓고 "원점복귀"스위치나 "전진" 또는 "후진"스위치를 눌러 서보의 위치를 조작한다.
단, "원점복귀"스위치(a2)는 "현재위치"값이 + 값일때만 조정이 된다.
상기 외부스위치 중 "자동모드"스위치는 자동운전을 하기 위하여 존재를 하지만 "전진" 또는 "후진"스위치의 속도변환에도 사용된다.
상기 자동모드의 상태로 "전진" 또는 "후진"을 하면 속도설정 메뉴(c)의 "저속속도설정"값으로 서보 모터(4)가 이동하지만, 수동모드의 상태로 "전진" 또는 "후진"을 하면 속도설정 메뉴(c)의"고속속도설정"값으로 서보 모터(4)가 이동을 한다.
여기에서 근접센서가 "원점복귀"는 "고속속도설정"값으로 이동을 하며 "후진감속설정"에 도달되면 자동으로 "저속속도설정"값으로 변하여 목표에 도달하도록 정보를 제공한다.
후렌치 화면
도 9에 도시된 바와 같이, 터치패드의 해당 화면에서 전술한 모든 설정이 끝난 후 외부의 조작판넬에서 자동으로 동작 중 설정값을 변경해도 자동 시작 전 설정 값으로만 움직이도록 제어하여 신뢰성을 높인다.
도 9의 자동운전 메뉴(a)에서 준비 완료 상태(a1)인지 확인한 후, 준비가 안된 경우 서보가 ON 상태인지, 테이블이 우측으로 이동해 있는지 확인하고 준비완료상태까지 준비 시킨다.
원점복귀 램프(a2)는 원점복귀 중일 때 적색으로 표시되고, 메인 메뉴(a3)는 초기화면으로 돌아가기 위한 메뉴이다.
속도설정 메뉴(b)는 "트래버스 화면"에서의 속도설정과 동일하며, 이 속도 설정만큼 전진속도가 결정되며, 서보 운전 중에 속도설정 메뉴(b)를 조작하면 에러가 발생되므로 미리 자동운전 전에 '저속속도설정'값을 입력하고 '설정' 버튼을 눌러 속도값을 셋팅한다.
여기에서도 '저속속도설정'값은 '후진속도설정'값 보다 낮아야 하며, 높은 경우 서보 에러가 발생한다.
'완료위치설정' 메뉴(c)는 초기 자동운전을 시작할 경우 '진행설정'값(c1) 만큼 테이블 기준으로 '완료위치설정'값에 따른 완료 위치에 서보가 도달하는 위치를 나타내며, '시간설정'의 값대로 시간이 1초 단위로 진행된다.
'현재 위치' 메뉴(d)는 현재 서보의 진행 위치를 표시하는 메뉴로서, 이 값은 원점 복귀를 어디로 했는지에 따라 달라질 수 있다.
시간 진행 메뉴(f)에서처럼 자동시작을 하면 시간은 자동으로 0으로 된다.
시간 설정 메뉴(e)로 시간설정을 하고 자동운전을 시작하면 '완료위치설정'값(c)까지 서보(숫돌)이 전진하며, 도달되면 '시간설정'값(f) 만큼 시간이 진행된다.
'시간진행'값(f)이 '시간설정'값(e)으로 도달하면 자동운전은 자동으로 정지준비가 되고 "MAIN화면"에서 설정된 "후진속도설정"값의 속도로 최초 "자동시작"때의 위치로 돌아간다. 이 때, 위치 도달 전까지 외부 조작판넬의 '자동운전'스위치의 램프가 점멸을 하며 위치에 도달하면 자동정지가 된다. 자동정지 중에 조작이 가능한 기능을 살펴보면, '현재 위치' 메뉴(d) 값을 보고 모니터링이 편하도록 원점(제로점)을 지정하려 할 때에는 조작판넬의 외부스위치 "클러치"를 핸들 또는 서보모드로 돌려놓고 "원점복귀"스위치나 "전진" 또는 "후진"스위치를 눌러 서보의 위치를 조작한다.
단, "원점복귀"스위치(a2)는 "현재위치"값이 + 값일때만 조정이 된다.
상기 외부스위치 중 "자동모드"스위치는 자동운전을 위하여 존재를 하지만 "전진" 또는 "후진"스위치의 속도변환에도 사용된다.
상기 자동모드의 상태로 "전진" 또는 "후진"하면 속도설정 메뉴(b)의 "저속속도설정"값으로 서보 모터(4)가 이동하지만, 수동모드의 상태로 "전진" 또는 "후진"을 하면 속도설정 메뉴(b)의"고속속도설정"값으로 서보 모터(4)가 이동을 한다.
여기에서 근접센서가 "원점복귀"는 "고속속도설정"값으로 이동을 하며 "후진감속설정"에 도달되면 자동으로 "저속속도설정"값으로 변하여 목표에 도달하도록 정보를 제공한다.
한편, 트레버스 타입에서 자동 완료가 끝나고 카운터 터치가 끝나면서 테이블 우측 센서(예 : 근접 센서)에 점등이 되고 후진 벨브의 전원이 차단되어 좌우 테이블 작동이 멈추도록 하는 회로 기능이 추가될 수 있다.
또한 트레버스나 후렌지 가공시 공작물을 돌려주는 주축대와 절삭유펌프를 작동해주는 리미트가 자동버튼을 누름과 동시에 작동하여 추축대와 절삭유 펌프가 일정 타이머 시간(1 ~ 30초) 만큼 작동하였다가 끝난 후 원점 복귀하는 회로 기능이 추가될 수 있다.
상술한 본 발명은 도 1에서 보는 바와 같이 기어에 의하여 동력을 전달하는 장치만 도시되었으나, 벨트 또는 체인으로 치환하는 것이 당업자에게는 자명한 것이다.
또한 상술한 각 모터들은 저속으로 사용하기 때문에 감속기를 이용해서 동력을 전달하는 것이 바람직하다.
1 : 머신 바디
2 : 베이스 플레이트
3 : 모터 브라켓
4 : 서보 모터
5 : 전자 클러치
6 : 기어 유닛
10 : 파워 서플라이
11 : 비상 정지
12 : 실린더 전진
13 : 실린더 후진
14 : 좌측 근접
15 : 우측 근접
16 : 전진 근접
17 : 후진 근접
18 : 수동/자동
19 : 핸들/서보
20 : 원점복귀
21 : 자동운전
22 : 정지
23 : 수동전진
24 : 수동후진
31 : 파워 전원
32 : PLC
33 : 서보 전원
34 : 실린더 전진
35 : 실린더 후진
36 : 비상 정지
37 : 클러치
38 : 자동 운전

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 메인 화면에서 자동운전하기 전 '준비안됨', '비상 정지', '서보 이상' 램프 정보 중에서'준비안됨' 램프 정보가 '운전가능' 녹색 램프로 전환되어 자동 운전 준비상태로 되는 단계;
    상기 자동 운전 준비상태인 경우, 서보 모터의 현재 상태를 나타내는 서보 모터가 ON 상태이면, 일정 조작에 의하여 서보 모터가 움직여 '운전중'램프가 표시되는 단계;
    상기 서보 모터의 알람상태 및 서보 모터가 더 이상 움직일 수 없는 최대 전후진 위치를 경보하는 서보위치/알람을 통해 최대 전진 및 최대 후진 램프에 적색이 표시될 때까지 서보 모터가 그 이상 전진 또는 후진을 하지 않고, 이 경우 조작판넬의 '서보 수동' 패널에서 '전진' 또는 '후진'을 눌러 수동으로 서보 모터의 위치를 조정하는 단계; 및
    '현재 위치'및 '현재 속도'에 따라, 현재 서보 모터의 '후진속도설정', '후진감속설정'을 조정하여 일정 속도를 입력하는 단계;
    상기 자동 운전 준비상태에서 트래버스 화면을 통한 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 방법에서, 카운터 위치 메뉴를 통해 서보 모터가 완료위치에 도달하고 난 후 카운터를 진행할 경우, 테이블이 어느 위치에 있을 때 카운팅할 것인지 기준 위치를 좌,좌/우,우로 나누어 위치설정하는 단계;
    '저속속도설정'값을 정하는 속도설정 메뉴로서, 이 속도 설정만큼 전진속도가 결정되며, 미리 자동운전 전에 '저속속도설정'값을 입력하여 속도값을 셋팅하는 단계;
    '완료위치설정' 메뉴를 통해 초기 자동운전을 시작할 경우 카운터와 상관없이 '진행설정'값 만큼 테이블 기준으로 '완료위치설정'값에 따른 완료 위치에 서보 모터가 도달하도록 하는 단계;
    '카운터 설정'값을 설정하고 자동 운전을 시작하면 '완료위치설정'값 도달 전 까지 카운트를 하지 않다가, '완료위치설정'값 에 도달하고 카운터 위치'메뉴에 따른 위치에 테이블이 위치하면 자동으로 1씩 증가하여 카운트되는 단계;
    '카운터 횟수'메뉴가 '카운터 설정'값에 도달하면 자동 운전은 자동으로 정지 준비가 되고, 메인 화면에서 설정된'후진속도설정'값의 속도로 최초 자동시작 시의 위치로 돌아가는 단계;를 포함하는 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 자동 운전 준비상태에서 후렌치 화면을 통한 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 방법에 있어서,
    속도설정 메뉴를 통한 속도 설정만큼 전진속도가 결정되며, 서보 운전 중에 속도설정 메뉴를 조작하면 에러가 발생되므로 미리 자동운전 전에 '저속속도설정'값을 입력하고 '설정' 버튼을 눌러 속도값을 셋팅하는 단계;
    '완료위치설정' 메뉴로 초기 자동운전을 시작할 경우 '진행설정'값 만큼 테이블 기준으로 '완료위치설정'값에 따른 완료 위치에 서보가 도달하도록 설정하는 단계;
    시간 설정 메뉴로 시간설정을 하고 자동운전을 시작하면 '완료위치설정'값까지 서보가 전진하며, 도달되면 '시간설정'값 만큼 시간이 진행되는 단계;
    '시간진행'값이 '시간설정'값으로 도달하면 자동운전은 자동으로 정지준비가 되고 "MAIN화면"에서 설정된 "후진속도설정"값의 속도로 최초 "자동시작"때의 위치로 돌아가는 단계; 자동정지 중에는, '현재 위치' 메뉴 값을 보고 모니터링이 편하도록 원점을 지정하려 할 때에는 조작판넬의 운전선택버튼부에서 핸들 또는 서보모드로 돌려놓고 "원점복귀"스위치나 "전진" 또는 "후진"스위치를 눌러 서보 모터의 위치를 조작하는 단계;를 포함하는 근접 센서와 전자클러치와 타이머를 이용한 원통 연마기 자동 제어 방법.
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