KR102263120B1 - 서보 드라이버 중계 장치 - Google Patents

서보 드라이버 중계 장치 Download PDF

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한춘수
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Abstract

본 발명은 서보 드라이버 및 전자식 브레이크의 동작 상태를 체크할 수 있는 것으로서, 이를 위하여 전원을 공급받기 위한 전원 단자와, 서보 드라이버와 연결되어 상기 서보 드라이버에 의해 제어되는 전자식 브레이크 모터 내 전자식 브레이크의 동작을 위한 제어 신호를 인가받으며, 센서들로부터 신호를 입력받아 상기 서보 드라이버에 제공하는 커넥터와, 상기 전자식 브레이크 모터와 연결되는 브레이크 연결 단자와, 상기 센서 각각과 연결되어 상기 센서들로부터 신호를 입력받은 센서용 연결 단자와, 상기 커넥터를 통해 제어 신호가 입력됨에 따라 동작하여 상기 전자식 브레이크 모터 내 전자식 브레이크를 동작시키기 위한 작동 릴레이를 포함하는 서보 드라이버 중계 장치를 제공할 수 있다.,

Description

서보 드라이버 중계 장치{Servo driver relay device}
본 발명은 서보 드라이버에 인가될 센서 신호를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 서보 드라이버로부터 전자식 브레이크의 동작을 위한 신호를 인가받아 전자 브레이크에 인가할 수 있는 서보 드라이버 중계 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 브레이크 모터는 전자 브레이크를 모터 케이스 내부에 내장한 것으로, 모터에 전기가 차단되면(off 되면) 브레이크가 작동하고, 모터에 전기가 인가되면(on 되면) 브레이크가 풀리도록 설계되어 있는 모터이다.
이러한 브레이크 모터는 다양한 산업 현장에서 사용된다. 특히, 자동차 생산 공정의 경우, 프레스 공정, 차체 조립 공정, 도장 공정, 의장 공정, 및 검수 공정 등에서 매우 많은 전자 브레이크 모터가 사용되고 있다.
또한, 브레이크 모터의 파손되는 원인은 매우 다양하다. 크게 브레이크 모터가 파손되는 원인으로는 전기적인 원인과 기계적인 원인으로 구분할 수 있다.
전기적인 원인으로는 정격 전류 범위를 벗어나는 과전류가 발생할 때 줄(Joule) 열이 급격하게 증가하여 권선 온도가 증가하고, 이로 인해 권선간의 절연이 파괴되어 모터의 단락 사고가 발생한다.
또는, 모터의 장시간 사용에 따라 축적된 열에 의해 모터 권선 및 인입 선로의 절연이 약화되고, 습기나 부식성 가스로 인해 모터 권선의 절연성이 약화되어 누전이 발생하여 단락 사고가 발생한다.
또 다른 원인인 기계적인 원인으로 브레이크 디스크 마찰판의 마모 또는 브레이크 갭(gap) 스프링의 복원력 상실로 인해 모터 구동이 정지하면서 고장의 원인이 된다.
이와 같은 다양한 원인으로 인해 산업 현장에서 사용되는 브레이크 모터가 파손되는 경우, 생산 라인이 중단되고, 중단 원인을 찾아 문제를 해결하는데 매우 많은 시간이 소요되고 있는 현실이다.
센서 제품의 경우 외부에서 전원선을 통해 전원을 공급한 후 센서를 동작시켜 동작 상태를 검증할 수 있는데, 사용자가 직접 센서에 전원을 연결한 후 센서의 동작 상태를 눈으로 확인하는 방식을 이용하고 있다.
한편, 서보 드라이버는 전기 서보 기계에 전원을 공급하는 데 사용되는 전자 증폭기입니다. 서보 드라이브는 서보 메커니즘의 피드백 신호를 모니터링하고 예상되는 동작과의 편차를 지속적으로 조정하는 역할을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같은 서보 드라이버와 브레이크 모터를 함께 중계할 수 있는 장치의 개발이 절실히 요구된다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0094767호(2009.09.08. 공개)
본 발명은 서보 드라이버의 동작을 위해 센서들로부터 입력된 신호를 서보 드라이버에 제공하고, 전자식 브레이크 모터 내 전자식 브레이크의 작동을 위한 서보 드라이버로부터 인가받아 전자식 브레이크를 동작시키는 서보 드라이버 중계 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 센서들로부터 입력된 신호 상태를 모니터링할 수 있는 서보 드라이버 중계 장치를 제공한다.
또한, 본 밟명은 전자식 브레이크의 동작 상태를 모니터링할 수 있는 서보 드라이버 중계 장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재들로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에 의해 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치는 전원을 공급받기 위한 전원 단자와, 서보 드라이버와 연결되어 상기 서보 드라이버에 의해 제어되는 전자식 브레이크 모터 내 전자식 브레이크의 동작을 위한 제어 신호를 인가받으며, 센서들로부터 신호를 입력받아 상기 서보 드라이버에 제공하는 커넥터와, 상기 전자식 브레이크 모터와 연결되는 브레이크 연결 단자와, 상기 센서 각각과 연결되어 상기 센서들로부터 신호를 입력받은 센서 연결 단자와, 상기 커넥터를 통해 제어 신호가 입력됨에 따라 동작하여 상기 전자식 브레이크 모터 내 전자식 브레이크를 동작시키기 위한 작동 릴레이를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 서보 드라이버 중계 장치는 상기 센서 연결 단자 각각과 연결되어 상기 센서 연결 단자를 통해 입력된 신호의 상태에 따라 점멸되는 센서용 LED 램프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 서보 드라이버 중계 장치는 상기 브레이크 연결 단자와 상기 작동 릴레이 사이에 연결되어 상기 작동 릴레이에 의해 동작하는 전자식 브레이크의 동작 상태에 따라 점멸하는 브레이크용 LED 램프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 서보 드라이버 중계 장치는 상기 센서 연결 단자 각각에 연결된 센서로부터 입력되는 신호가 바로 상기 커넥터로 출력되는 것을 방지하기 위한 신호 분리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 신호 분리부는 상기 센서 연결 단자 각각에 연결된 센서로부터 입력되는 신호에 따라 발광하는 포토다이오드와 상기 포토다이오드의 발광에 따라 동작하는 트랜지스터로 구성된 포토커플러일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 서보 드라이버 중계 장치는 상기 전원 단자를 통해 DC 전원을 공급받으며, 상기 서보 드라이버 중계 장치에 대응되는 회로를 보호하기 위한 퓨즈부를 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 서보 드라이버의 동작을 위해 센서들로부터 입력된 신호를 서보 드라이버에 제공하고, 전자식 브레이크 모터 내 전자식 브레이크의 작동을 위한 서보 드라이버로부터 인가받아 전자식 브레이크를 동작시키는 서보 드라이버 중계 장치를 제공함으로써, 하나의 장치를 이용하여 서보 드라이버에 인가되는 신호 및 전자식 브레이크의 동작 상태를 체크할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 센서들로부터 입력된 신호 상태를 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 전자식 브레이크의 동작 상태를 모니터링할 수 있는 서보 드라이버 중계 장치를 제공함으로써, 동작 상태를 한눈에 체크할 수 있는 사용자 편의성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치와 그 주변 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치의 LED 램프에 대응되는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치에 적용되는 신호 분리부에 대한 회로도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 서보 드라이버 중계 장치 및 그 동작 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치와 그 주변 구성을 도시한 도면으로서, 서보 드라이버(100), 서보 드라이버 중계 장치(200)로 구성될 수 있다.
서보 드라이버(100)는 서보 모터(110) 또는 전자 브레이크 모터(120) 등이 연결될 수 있다.
서보 드라이버 중계 장치(200)는 센서들(130, 132, 134)로부터 입력되는 신호를 변환하여 서보 드라이버(100)로 출력할 수 있으며, 서보 드라이버(100)로부터 입력된 제어 신호를 전자 브레이크 모터(120)의 전자 브레이크(122)를 동작시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 동작을 위한 서보 드라이버 중계 장치(200)의 세부 구성에 대해 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치(200)의 세부 구성을 도시한 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치(200)의 LED 램프에 대응되는 회로도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치(200)에 적용되는 신호 분리부에 대한 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이. 서보 드라이버 중계 장치(200)는 전원을 공급받기 위한 전원 단자(210)와, 서보 드라이버(100)와 연결되어 제어 신호를 입력받으며 센서들(130, 132, 134)로부터 입력되는 센서 신호에 대응되는 신호를 서보 드라이버(100)로부터 제공할 수 있는 커넥터(212)와, 서보 드라이버(100)로부터 입력된 제어 신호에 따라 동작하는 작동 릴레이(214)와, 센서들(130, 132, 134))이 연결되는 센서 연결 단자(220, 222, 224)와, 전자 브레이크 모터(120)가 연결되는 브레이크 연결 단자(226) 등을 포함할 수 있다.
또한, 서보 드라이버 중계 장치(200)는 센서 연결 단자(220, 222, 224)와 커넥터(212)간을 완전히 분리하기 위한 신호 분리부(230)를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 신호 분리부(230)는 각 센서 연결 단자(220, 222, 224)로부터 입력되는 입력 신호와 커넥터(212)로 전달해주는 신호 사이를 완전히 분리하여 입력측, 즉 각 센서 연결 단자(220, 222,224)로부터 입력되는 신호가 출력측인 커넥터(212)로 넘어가는 것을 미연에 방지할 수 있다. 이를 통해 서보 드라이버 중계 장치(200) 내 회로의 쇼트나 이상 증상으로 서보 드라이버(100)의 파손 및 전기적인 고정을 미연에 방지할 수 있다.
신호 분리부(230)는 각 센서 연결 단자(220, 222, 224)의 출력단에 연결되는 제 1 내지 제 3 포토커플러(232, 234, 236)로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치(200)는 각 센서 연결 단자(220, 222, 224)와 연결되어 신호 동작(입력) 상태에 따라 점멸되는 센서용 LED 램프(240, 242, 244)를 더 구비하며, 전자 브레이크 동작 상태에 따라 점멸되는 브레이크용 LED 램프(246) 등을 더 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치(200)는 전원 단자(210)를 통해 DC 전원을 공급받을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치(200)는 DC 전원에 따라 회로를 보호할 수 있는 퓨즈부(250)를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 센서용 LED 램프(240, 242, 244) 각각은, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 센서 연결 단자(220, 222, 224)에 연결된 센서(130, 132, 134)로부터 인가되는 전원 신호 및 센서 신호가 정상적으로 입력됨에 따라 점멸하는 발광 다이오드(D)로 구성될 수 있다.
각 센서 연결 단자(220, 224, 224)로부터 입력되는 전원 신호와 각 센서 신호는 신호 분리부(230)에 인가될 수 있다.
이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 신호 분리부(230)는 입력되는 각 센서 신호와 전원 신호에 따라 동작(발광)하는 포토다이오드(D1, D2, D3)와, 포토다이오드(D1, D2, D3)의 발광에 따라 동작하는 트랜지스터(T1, T2, T3)를 통해 커넥터(212)에 신호를 인가할 수 있다.
이렇게 인가된 신호는 커넥터(212)를 통해 서보 드라이버(100)로 전달될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 신호 분리부(230)는 세 개의 센서 신호를 입력받아 동작하는 포토커플러(232, 234, 236)를 구비하며, 어떠한 신호도 입력되지 않는 하나의 포토커플러(238)를 더 구비할 수 있다. 여기에서, 세 개의 센서 신호는 마이너스 리미트 센서 입력 신호인 RLS 신호, 플러스 라미트 센서 입력 신호인 FLS 신호, 정위치 센서 입력 신호인 DOG 신호일 수 있다.
한펀, 본 발명의 실시예에서, 서보 드라이버(100)에 전자 브레이크 모터(120)가 연결되는 경우, 커넥터(212)를 통해 제어 신호를 입력받으며, 입력받은 제어 신호에 따라 작동 릴레이(214)를 동작시켜 전자 브레이크 모터(120) 내 전자 브레이크(122)를 동작시킬 수 있다.
이때, 전자 브레이크(122)의 정상 동작에 따라 브레이크용 LED 램프(246)는 점등될 수 있다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 서보 드라이버 중계 장치(200)는 연결되는 서보 드라이버(100)의 개수에 따라 다양한 형태로 제작될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치(200)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 서보 드라이버(100) 3개 연결될 수 있는 구조로 회로가 구성될 수 있다. 이 경우, 서보 드라이버 중계 장치(200)는 센서 연결 단자(220, 222, 224)와 브레이크 연결 단자(226)로 구성된 연결부(500)가 세 개로 구성되며, 작동 릴레이(214)가 각 연결부(500)에 연결된 전자 브레이크(122) 각각을 동작시키기 위해 3개 구비되며, 각 연결부(500)에 대응되는 신호 분리부(230)가 세 개로 구성될 수 있다.
또한, 서보 드라이버 중계 장치(200)는 각 센서 연결 단자(220, 222, 224) 및 브레이크 연결 단자(226)과 연결되어 신호 상태 및 전자 브레이크 동작 상태에 따라 점멸되는 LED 점멸부(510)를 포함할 수 있다.
이를 통해 본 발명의 실시예에 따른 서보 드라이버 중계 장치(200)는 세 개의 서보 드라이버(100)를 중계할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 서보 드라이버
110 : 서보 모터
120 : 전자 브레이크 모터
122 : 전자 브레이크
130, 132, 134 : 센서
200 : 서보 드라이버 중계 장치
210 : 전원 단자
212 : 커넥터
214 : 작동 릴레이
220, 222, 224 : 센서 연결 단자
226 : 브레이크 연결 단자
230 : 신호 분리부
232, 234, 236, 238 : 포토커플러
240, 242, 244 : 센서용 LED 램프
246 : 브레이크용 LED 램프

Claims (6)

  1. 서보 드라이버 중계 장치에 있어서,
    전원을 공급받기 위한 전원 단자와,
    서보 드라이버와 연결되어 상기 서보 드라이버에 의해 제어되는 전자식 브레이크 모터 내 전자식 브레이크의 동작을 위한 제어 신호를 인가받으며, 센서들로부터 신호를 입력받아 상기 서보 드라이버에 제공하는 커넥터와,
    상기 전자식 브레이크 모터와 연결되는 브레이크 연결 단자와,
    상기 센서 각각과 연결되어 상기 센서들로부터 신호를 입력받은 센서 연결 단자와,
    상기 커넥터를 통해 제어 신호가 입력됨에 따라 동작하여 상기 전자식 브레이크 모터 내 전자식 브레이크를 동작시키기 위한 작동 릴레이를 포함하는
    서보 드라이버 중계 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서보 드라이버 중계 장치는,
    상기 센서 연결 단자 각각과 연결되어 상기 센서 연결 단자를 통해 입력된 신호의 상태에 따라 점멸되는 센서용 LED 램프를 더 포함하는
    서보 드라이버 중계 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 서보 드라이버 중계 장치는,
    상기 브레이크 연결 단자와 상기 작동 릴레이 사이에 연결되어 상기 작동 릴레이에 의해 동작하는 전자식 브레이크의 동작 상태에 따라 점멸하는 브레이크용 LED 램프를 더 포함하는
    서보 드라이버 중계 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센서 연결 단자 각각에 연결된 센서로부터 입력되는 신호가 바로 상기 커넥터로 출력되는 것을 방지하기 위한 신호 분리부를 포함하는
    서보 드라이버 중계 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 신호 분리부는,
    상기 센서 연결 단자 각각에 연결된 센서로부터 입력되는 신호에 따라 발광하는 포토다이오드와 상기 포토다이오드의 발광에 따라 동작하는 트랜지스터로 구성된 포토커플러인
    서보 드라이버 중계 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 서보 드라이버 중계 장치는,
    상기 전원 단자를 통해 DC 전원을 공급받으며, 상기 서보 드라이버 중계 장치에 대응되는 회로를 보호하기 위한 퓨즈부를 더 포함하는
    서보 드라이버 중계 장치.
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KR101445229B1 (ko) * 2014-04-01 2014-09-29 주식회사 엠이티 서보 드라이버 검사 장치

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