KR102395546B1

KR102395546B1 - 원반식 공구 매거진의 제어 시스템 및 제어 방법

Info

Publication number: KR102395546B1
Application number: KR1020210005180A
Authority: KR
Inventors: 징-산 장
Original assignee: 산제트 인터내셔널 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 2021-01-14
Filing date: 2021-01-14
Publication date: 2022-05-06

Abstract

원반식 공구 매거진의 제어 시스템은 서브 모터, 제1 엔코더, 감속기, 전동 기구, 제2 엔코더 및 서브 구동기를 포함한다. 제1 엔코더는 서브 모터에 설치되고, 감속기는 서브 모터와 전동 기구 사이에 설치되고, 제2 엔코더는 전동 기구에 설치된다. 제어 시스템의 제어 방법은, 서브 구동기는 회전 신호를 수신하고 회전 신호에 따라 서브 모터를 제어하고; 서브 구동기는 제1 엔코더의 제1 펄스 신호 및 제2 엔코더의 제2 펄스 신호를 수신하고, 제1 펄스 신호의 펄스 수가 상한 펄스 수에 도달하고 또한 제2 펄스 신호의 펄스 수가 소정의 펄스 수에 도달하지 않았으면(즉, 전동 오차가 허용 오차 범위를 초과하면), 신호를 발송하는 것을 포함한다.

Description

원반식 공구 매거진의 제어 시스템 및 제어 방법{CONTROL SYSTEM FOR DRUM-TYPE TOOL MAGAZINE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 원반식 공구 매거진에 관한 것으로, 특히 원반식 공구 매거진의 제어 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 원반식 공구 매거진(1), 서브 모터(2), 감속기(3), 전동 기구(4), 엔코더(5) 및 서브 구동기(6)를 포함하는 종래의 공작기계의 자동 공구 교환 기구이다. 상기 원반식 공구 매거진(1) 상에는 회전반(1a) 및 복수의 공구 포트(1b)가 포함되고, 공구 포트(1b)는 상이한 공구가 수용되도록 한다. 서브 모터(2)의 출력축은 상기 감속기(3)에 연결된다. 상기 감속기(3)는 기어비가 다른 복수의 기어를 포함한다. 상기 전동 기구(4)는 소기어(4a) 및 대기어(4b)를 포함하며, 소기어(4a)는 감속기(3)에 연결되고, 대기어(4b)는 원반식 공구 매거진(1)의 회전반(1a)에 연결되며, 상기 엔코더(5)는 상기 서브 모터(2)에 장착되어, 단지 상기 서브 모터(2)의 회전자의 속도 및 회전 각도가 확실하고 적절한지 여부를 검출하고, 대응하는 펄스 신호를 출력하여 상기 서브 구동기(6)에 피드백한다. 상기 서브 구동기(6)는 상기 서브 모터(2)에 구동 또는 제동하는 제어 명령을 발송한다. 상기 서브 모터(2)는 상기 감속기(3) 및 상기 전동 기구(4)를 통해 상기 원반식 공구 매거진(1)을 회전시켜 공구를 선택하는 목적에 도달한다.

상기 기구는 공구 선택 작업을 마쳐, 특정 공구 포트를 공구 교환 위치로 이동시켜, 공구 교환 아암이 공구 교환 위치에서 공구를 집어내거나 공구를 집어넣을 수 있도록 한다. 다만, 상기 감속기(3) 및 전동 기구(4)의 기어부분은 장시간 사용 후 백 래시(back lash) 문제가 쉽게 발생하고, 이런 미세한 간격은 전동 오차(transmission error)를 초래하여, 상기 원반식 공구 매거진(1)의 회전 위치에 영향을 미친다. 이 외에도, 상기 원반식 공구 매거진(1)은 과도한 부하로 인해 회전 위치에 영향을 주어 불안정한 회전을 초래할 수도 있다. 상술한 경우는 모두 자동 공구 교환 기구의 오작동의 원인이 된다. 그러나, 종래의 자동 공구 교환 기구는 엔코더(5)의 펄스 신호에 의해 특정 공구 포트(1b)가 공구 교환 위치로 이동하지 않았음을 알 수 없고, 공구 교환 아암이 공구 교환 위치에서 공구를 집어내거나 공구를 집어넣을 수 없을 때에만 경고를 보낼 수 있다. 따라서, 상술한 종래의 기술은 완벽하지 않고 개선이 필요하다.

이를 감안하여, 본 발명의 목적은 전동 오차가 허용 오차 범위를 초과하면, 대응하는 신호를 생성할 수 있는 원반식 공구 매거진의 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은는 원반식 공구 매거진의 제어 시스템을 제공하며, 상기 원반식 공구 매거진은 회전반 및 복수의 공구 포트를 포함하고, 상기 복수의 공구 포트는 상기 회전반에 설치되며, 상기 제어 시스템은 서브 모터, 제1 엔코더, 감속기, 전동 기구, 제2 엔코더 및 서브 구동기를 포함하고, 상기 서브 모터는 출력축이 구비되며; 상기 제1 엔코더는 상기 서브 모터에 설치되고, 상기 제1 엔코더는 상기 출력축의 회전에 대응하여 제1 펄스 신호를 출력하며, 상기 감속기는 입력단 및 출력단이 구비되고, 상기 입력단은 상기 출력축에 커플링되며, 상기 전동 기구는 서로 치합되는 제1 기어 부재 및 제2 기어 부재를 포함하고, 상기 제1 기어 부재는 상기 출력단에 커플링되며, 상기 제2 기어 부재는 상기 회전반에 커플링되고, 상기 제1 기어 부재가 상기 출력단에 의해 구동되어 회전하면, 상기 제1 기어 부재는 상기 제2 기어 부재를 회전시켜, 상기 회전반을 회전시킬 수 있으며, 상기 제2 엔코더는 상기 제1 기어 부재 및 상기 제2 기어 부재 중 하나에 설치되고, 상기 제2 엔코더는 설치된 상기 제1 기어 부재 또는 상기 제2 기어 부재의 회전에 대응하여 제2 펄스 신호를 출력하며, 상기 서브 구동기는 상기 서브 모터, 상기 제1 엔코더 및 상기 제2 엔코더에 전기적으로 연결되고, 상기 서브 구동기는 상기 서브 모터를 제어하여 회전시키거나 회전을 정지시키며,

상기 복수의 공구 포트의 수는 N이고, 상기 출력축이 한 바퀴 회전할 경우, 상기 제1 엔코더에서 출력되는 제1 펄스 신호는 제1 소정의 펄스 수를 가지며, 상기 제1 소정의 펄스 수는 K1이고, 상기 제2 엔코더가 설치된 상기 제1 기어 부재가 한 바퀴 회전하거나 상기 제2 엔코더가 설치된 상기 제2 기어 부재가 1/N바퀴 회전할 경우, 상기 제2 엔코더에서 출력되는 제2 펄스 신호는 제2 소정의 펄스 수를 가지며, 상기 제2 소정의 펄스 수는 K2이고, 상기 감속기의 감속비는 M:1이며,

상기 서브 구동기는 제1 조건이 충족되면 신호를 발송하고, 상기 제1 조건은, 수신된 상기 제1 엔코더에서 출력되는 제1 펄스 신호의 펄스 수가 K1×M+E에 도달하고, 또한 수신된 상기 제2 엔코더에서 출력되는 제2 펄스 신호의 펄스 수가 K2 이하인 것이고, 여기서, E는 오차 펄스 수이다.

본 발명은 또한 원반식 공구 매거진의 제어 시스템을 제공하며, 상기 제어 시스템은 서브 모터, 제1 엔코더, 감속기, 전동 기구, 제2 엔코더 및 서브 구동기를 포함하고, 상기 서브 모터는 출력축이 구비되며, 상기 제1 엔코더는 상기 서브 모터에 설치되고, 상기 제1 엔코더는 상기 출력축의 회전에 대응하여 제1 펄스 신호를 출력하며, 상기 감속기는 입력단 및 출력단이 구비되고, 상기 입력단은 상기 출력축에 커플링되며, 상기 전동 기구는 상기 출력단과 상기 회전반 사이에 커플링되고, 상기 제2 엔코더는 상기 전동 기구에 설치되며, 상기 제2 엔코더는 상기 전동 기구의 회전에 대응하여 제2 펄스 신호를 출력하고, 상기 서브 구동기는 상기 서브 모터, 상기 제1 엔코더 및 상기 제2 엔코더에 전기적으로 연결되며, 상기 서브 구동기는 회전 신호를 수신하고, 상기 회전 신호에 따라 상기 서브 모터를 제어하여, 상기 출력축을 회전시키고 상기 감속기 및 상기 전동 기구를 통해 상기 회전반을 회전시키며, 상기 서브 구동기는 상기 제1 펄스 신호 및 상기 제2 펄스 신호를 수신하고, 상기 제1 펄스 신호의 펄스 수가 상한 펄스 수에 도달하고 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수가 소정의 펄스 수에 도달하지 않으면, 상기 서브 구동기는 신호를 발송한다.

본 발명은 또한 원반식 공구 매거진의 제어 시스템의 제어 방법을 제공하며, 상기 제어 시스템은, 출력축이 구비된 서브 모터; 상기 출력축의 회전에 대응하여 제1 펄스 신호를 출력하는 제1 엔코더; 입력단 및 출력단이 구비되고, 상기 입력단은 상기 출력축에 커플링되는 감속기; 서로 치합되는 제1 기어 부재 및 제2 기어 부재를 포함하고, 상기 제1 기어 부재는 상기 출력단에 커플링되며, 상기 제2 기어 부재는 상기 회전반에 커플링되고, 또한, 상기 제1 기어 부재가 상기 출력단에 의해 구동되어 회전하면, 상기 제1 기어 부재는 상기 제2 기어 부재를 회전시켜 상기 회전반을 회전시킬 수 있는 전동 기구; 상기 제1 기어 부재 및 상기 제2 기어 부재 중 하나의 회전에 대응하여 제2 펄스 신호를 출력하는 제2 엔코더; 상기 서브 모터, 상기 제1 엔코더 및 상기 제2 엔코더에 전기적으로 연결되는 서브 구동기; 를 포함하며, 상기 복수의 공구 포트의 수는 N이고, 상기 출력축이 한 바퀴 회전할 경우, 상기 제1 엔코더에서 출력되는 제1 펄스 신호는 제1 소정의 펄스 수를 가지며, 상기 제1 소정의 펄스 수는 K1이고, 상기 제2 엔코더에 대응하는 상기 제1 기어 부재가 한 바퀴 회전하거나 상기 제2 엔코더에 대응하는 상기 제2 기어 부재가 1/N바퀴 회전할 경우, 상기 제2 엔코더에서 출력되는 제2 펄스 신호는 제2 소정의 펄스 수를 가지며, 상기 제2 소정의 펄스 수는 K2이고, 상기 감속기의 감속비는 M:1이며, 상기 제어 방법은 상기 서브 구동기에 의해 실행되고,

A. 회전 신호를 수신하는 단계;

B. 상기 서브 모터를 제어하여, 상기 출력축을 회전시키고, 상기 제1 펄스 신호 및 상기 제2 펄스 신호를 수신하는 단계;

C. 상기 제1 펄스 신호의 펄스 수를 카운팅하고, 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수를 카운팅하는 단계;

D. 제1 조건이 충족되면 신호를 발송하고, 상기 제1 조건은 상기 제1 펄스 신호의 펄스 수가 K1×M+E에 도달하고, 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수가 K2 이하인 것이고, 여기서, E는 오차 펄스 수인 단계;를 포함한다.

제1 엔코더 및 제2 엔코더의 펄스 신호에 의해, 상기 서브 구동기는 전동 오차가 허용 오차 범위를 초과하면, 후속 처리를 위해 신호를 발송할 수 있다.

도 1은 종래의 자동 공구 교환 기구의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예 1에 따른 제어 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예 1에 따른 제어 시스템과 원반식 공구 매거진이 연결된 개략도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예 1에 따른 원반식 공구 매거진의 개략도 이다.
도 5은 본 발명의 바람직한 실시예 1에 따른 제어 시스템의 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예 2에 따른 제어 시스템의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예 3에 따른 제어 시스템의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예 4에 따른 제어 시스템과 원반식 공구 매거진이 연결된 개략도이다.

본 발명을 보다 명백하게 설명하기 위해, 바람직한 실시예와 도면을 결합하여 다음과 같이 상세하게 설명한다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예 1에 따른 원반식 공구 매거진(1)의 제어 시스템(100)은, 도 3 및 도 4에 도시된 원반식 공구 매거진(1)을 제어하며, 상기 원반식 공구 매거진(1)은 회전반(1a) 및 복수의 공구 포트(1b)를 포함하고, 상기 복수의 공구 포트(1b)는 상기 회전반(1a)에 설치되어 상기 회전반(1a)을 따라 회전한다.

상기 제어 시스템(100)은 서브 모터(10), 제1 엔코더(12), 감속기(14), 전동 기구(16), 제2 엔코더(18) 및 서브 구동기(20)를 포함한다.

상기 서브 모터(10)는 출력축(102)이 구비되고, 상기 서브 모터(10)는 제어를 받으면서 출력축(102)을 회전시킨다. 상기 제1 엔코더(12)는 상기 서브 모터(10)에 설치되고, 상기 출력축(102)과 함께 움직이며, 상기 제1 엔코더(12)는 상기 출력축(102)의 회전에 대응하여 제1 펄스 신호를 출력한다. 상기 출력축(102)이 한 바퀴 회전할 경우, 상기 제1 엔코더(12)에서 출력되는 제1 펄스 신호는 소정의 펄스(이하, 제1 소정의 펄스 수 K1로 정의하여 설명한다)를 가진다.

상기 감속기(14)는 입력단(142) 및 출력단(144)이 구비되며, 상기 입력단(142)은 상기 출력축(102)에 커플링되고, 상기 감속기(14)는 감속비를 가지며, 감속비는 M:1이다(즉 상기 서브 모터(10)의 출력축(102)이 상기 입력단(142)을 M바퀴 회전시키면, 출력단(144)은 한 바퀴 회전한다). 본 실시예에서, M은 10을 예로 들지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 감속기(14)는 감속을 진행하기 위해 기어비가 다른 복수의 기어를 포함하고, 예를 들면 유성 기어 감속기 또는 웜 기어 감속기일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.

상기 전동 기구(16)는 상기 출력단(144)과 상기 원반식 공구 매거진(1)의 회전반(1a) 사이에 커플링된다. 본 실시예에서, 상기 전동 기구(16)는 서로 치합되는 제1 기어 부재(162) 및 제2 기어 부재(164)를 포함하고, 상기 제1 기어 부재(162)는 상기 감속기(14)의 출력단(144)에 커플링되며, 상기 제2 기어 부재(164)는 상기 회전반(1a)에 커플링되고, 또한 제2 기어 부재(164)는 상기 회전반(1a)과 함께 움직인다. 상기 제1 기어 부재(162)가 상기 감속기의 출력단(144)에 의해 구동되어 회전하면, 상기 제1 기어 부재(162)는 상기 제2 기어 부재(164)를 회전시켜, 상기 회전반(1a)을 회전시킬 수 있고, 상기 제2 기어 부재(164)가 한 바퀴 회전하는 것은 상기 원반식 공구 매거진(1)의 회전반(1a)이 한 바퀴 회전하는 것과 동일하다. 본 실시예에서, 제1 기어 부재(162)는 예를 들어 웜이고, 상기 제2 기어 부재(164)는 예를 들어 웜 휠이며, 상기 웜의 일단은 상기 감속기(14)의 출력단(144)에 커플링되고, 상기 웜의 몸체는 상기 웜 휠의 외둘레와 치합되며, 상기 웜 휠의 몸체는 상기 회전반(1a)에 커플링된다. 정상적인 상태(즉 제1 기어 부재(162)가 제2 기어 부재(164)에 밀착되어 회전시키는 상태)에서, 상기 제1 기어 부재(162)가 한 바퀴 회전하면, 상기 제2 기어 부재(164)를 1/N바퀴 회전시키고, 여기서, N은 공구 매거진의 수이다. 본 실시예에서, N은 10을 예로 들지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 제1 기어 부재(162)가 한 바퀴 회전하는 것, 또는 상기 제2 기어 부재(164)가 1/N바퀴 회전하는 것은, 모두 상기 원반식 공구 매거진(1)이 1/N바퀴 회전하는 것(즉 하나의 공구 위치가 바뀌는 것)에 해당한다. 공구 위치를 바꾸면 특정된 하나의 공구 포트(1b)가 공구 교환 위치에 대응되게 할 수 있다.

상기 제2 엔코더(18)는 상기 전동 기구(16)에 설치되고, 상기 제2 엔코더(18)는 상기 전동 기구(16)의 회전에 대응하여 제2 펄스 신호를 출력하며, 상기 제2 엔코더(18)는 상기 제1 기어 부재(162) 및 상기 제2 기어 부재(164) 중 하나에 설치될 수 있고, 상기 제2 엔코더(18)는 설치된 상기 제1 기어 부재(162) 또는 상기 제2 기어 부재(164)의 회전에 대응하여 상기 제2 펄스 신호를 출력한다. 본 실시예에서, 상기 제2 엔코더(18)는 제2 기어 부재(164)에 설치되고, 구체적으로, 제2 기어 부재(164)의 회전 중심(즉 웜 휠의 몸체의 회전 중심)에 설치되며, 제2 엔코더(18)는 상기 제2 기어 부재(164)의 회전에 대응하여 상기 제2 펄스 신호를 출력한다. 상기 제2 기어 부재(164)가 1/N바퀴 회전할 경우, 상기 제2 엔코더(18)에서 출력되는 제2 펄스 신호는 소정의 펄스(이하, 제2 소정의 펄스 수 K2로 정의한다)를 가진다.

상기 서브 구동기(20)는 상기 서브 모터(10), 상기 제1 엔코더(12) 및 상기 제2 엔코더(18)에 전기적으로 연결되고, 상기 서브 구동기(20)는 상기 서브 모터(10)를 제어하여 회전시키거나 회전을 정지시킨다. 본 실시예에서, 상기 서브 구동기(20)는 제어기(22)에 연결되고, 상기 제어기(22)는 예컨대 프로그래밍 가능한 논리 제어기일 수 있으며, 상기 제어기(22)는 상기 서브 구동기(20)에 제어 신호를 발송하고, 상기 서브 구동기(20)는 제어 신호에 따라 상기 서브 모터(10)를 제어하여 회전시키거나 회전을 정지시킨다. 상기 제어기(22)에서 출력되는 제어 신호가 회전 신호인 경우, 상기 서브 구동기(20)는 상기 서브 모터(10)를 제어하여 상기 출력축(102)을 회전시킨다. 본 실시예에서, 상기 회전 신호는 상기 원반식 공구 매거진(1)의 회전반이 제1 소정의 회전 방향 또는 제2 소정의 회전 방향을 따라 적어도 1/N바퀴 회전하는 것에 대응되고, 상기 제1 회전 방향은 상기 제2 회전 방향과 반대이며, 즉 상기 원반식 공구 매거진(1)이 적어도 하나의 공구 위치를 바꾸도록 하지만, 이에 한정되지 않다. 상기 회전 신호는 상기 원반식 공구 매거진(1)의 회전반이 2/N바퀴 이상 회전하는 것에 대응될 수도 있고, 즉 2개 이상의 공구 위치를 바꾼다.

상술한 제어 시스템(100)에 의해, 본 실시예의 제어 방법을 진행할 수 있고, 상기 제어 방법은 상기 서브 구동기(20)에 의해 실행되고, 도 5에 도시된 아래 단계들을 포함한다.

상기 서브 구동기(20)는 상기 회전 신호를 수신한다. 상기 회전 신호가 상기 원반식 공구 매거진(1)의 회전반(1a)이 1/N바퀴 회전하는 것에 대응되는 것을 예로 들면, 하나의 공구 위치가 바뀐다.

상기 서브 구동기(20)는 상기 회전 신호에 따라 상기 서브 모터(10)를 제어하여 상기 출력축(102)을 회전시키고, 상기 제1 엔코더(12)의 제1 펄스 신호 및 상기 제2 엔코더(18)의 제2 펄스 신호를 수신한다.

상기 서브 구동기(20)는 상기 제1 펄스 신호의 펄스 수를 지속적으로 카운팅하고, 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수를 지속적으로 카운팅한다.

상기 서브 구동기(20)는 제1 조건이 충족되면 신호를 발송하고, 상기 제1 조건은, 상기 제1 펄스 신호의 펄스 수가 상한 펄스 수에 도달하고, 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수가 제2 소정의 펄스 수 K2보다 작은 것이다. 상기 상한 펄스 수 및 상기 제2 소정의 펄스 수는 판단을 위해 상기 서브 구동기(20)의 메모리부에 미리 저장될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 상한 펄스 수는 K1×M+E이고, 여기서 E는 오차 펄스 수이다. 본 실시예에서, E=K1×0.1이다. 다시 말하면, 제1 소정의 펄스 수의 10%를 허용 오차 펄스 수로 한다. 기타 실시예에서 제1 소정의 펄스 수의 5~15%를 허용 오차 펄스 수로 할 수도 있고, 즉 E는 K1×0.05 내지 K1×0.15 사이이다.

다시 말하면, 정상 상태에서, 하나의 공구 위치를 바꾸고자 할 경우, 상기 서브 모터(10)의 출력축(102)은 M바퀴 회전시키며, 상기 감속기(14)를 통해 상기 제1 기어 부재(162)를 한 바퀴 회전시키고, 제2 기어 부재(164)를 1/N바퀴 회전시켜야 한다. 상기 제1 조건의 의미는 출력축(102)이 M바퀴 회전한 것에 0.1바퀴의 오차가 더해질 경우, 제2 기어 부재(164)가 아직 1/N바퀴 회전하지 않았으면, 출력축(102)과 제2 기어 부재(164) 사이의 전동 오차가 허용 오차 범위를 초과했음을 의미하고, 이때, 상기 서브 구동기(20)는 상기 신호를 발송한다. 본 실시예에서, 상기 신호는 경고 신호 및/또는 정지 신호를 포함할 수 있다. 상기 서브 구동기(20)는 상기 제어기(22)에 경고하도록 상기 제어기(22)에 경고 신호를 전송할 수 있다. 기타 실시예에서, 상기 서브 구동기(20)는 직접 또는 상기 제어기(22)를 통해 경고부에 상기 경고 신호를 보낼 수 있고, 경고부는 디스플레이, 경고등, 사운드 소자 등일 수 있다.

상기 서브 구동기(20)는 정지 신호를 상기 서브 모터(10)로 전송하여, 상기 서브 모터(10)를 제어하여 회전을 정지시킴으로써, 유지 보수 담당자가 후속 보정을 진행하게 할 수 있다.

상기 제1 조건이 충족되기 전에, 상기 서브 구동기(20)는 수신된 상기 제1 엔코더(12)에서 출력되는 제1 펄스 신호의 펄스 수가 K1×M보다 크고 K1×M+E보다 작은 경우, 상기 서브 모터(10)를 제어하여 상기 출력축(102)을 계속 회전시킨다. 즉, 출력축(102)이 M바퀴 이상 회전하였으나, M바퀴에 0.1바퀴를 더한 오차에 아직 도달하지 않은 경우, 상기 서브 구동기(20)는 전동 오차가 허용 오차 범위 내에 있으면 상기 서브 모터(10)가 계속 회전하도록 여전히 허용한다. 상기 제2 엔코더(18)에서 출력되는 제2 펄스 신호의 펄스 수가 K2와 같게 되면, 제2 기어 부재(164)가 1/N바퀴 회전하였음을 의미(즉 하나의 공구 위치가 이미 바뀌었음을 의미)하고, 상기 서브 구동기(20)는 상기 서브 모터(10)를 제어하여 상기 출력축(102)의 회전을 정지시킨다.

상술한 실시예를 통해, 상기 서브 구동기(20)는 허용 오차 범위 내에서, 계속하여 원반식 공구 매거진(1)이 공구 위치를 바꾸도록 하고, 전동 오차가 허용 오차 범위를 초과하면, 후속 처리를 위해 신호를 발송한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예 2에 따른 원반식 공구 매거진의 제어 시스템(200)을 도시하였고, 실시예 1과 거의 동일한 구조를 가지며, 차이점은, 본 실시예에서, 제2 엔코더(24)는 제1 기어 부재(162)에 설치(즉 감속기의 출력단에 대해 상대적인 웜 휠의 타단에 설치)되는 것이다. 상기 제2 엔코더(24)는 상기 제1 기어 부재(162)의 회전에 대응하여 제2 펄스 신호를 출력하고, 상기 제1 기어 부재(162)가 한 바퀴 회전하면, 상기 제2 엔코더(24)에서 출력되는 제2 펄스 신호는 제2 소정의 펄스 수 K2를 가진다.

본 실시예의 제어 방법은 실시예 1과 거의 동일하며, 마찬가지로 상기 서브 구동기(20)는 상기 제1 조건이 충족되면 신호를 발송한다. 상기 제1 조건은 상기 제1 펄스 신호의 펄스 수가 상한 펄스 수에 도달하고, 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수가 제2 소정의 펄스 수 K2보다 작은 것이다. 상술한 제1 조건의 의미는 출력축(102)이 M바퀴 회전한 것에 0.1바퀴의 오차가 더해질 경우, 제1 기어 부재(162)가 아직 한 바퀴 회전하지 않았으면, 출력축(102)과 제1 기어 부재(162) 사이의 전동 오차가 허용 오차 범위를 초과했음을 의미하고, 이때, 상기 서브 구동기(20)는 상기 신호를 발송한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예 3에 따른 원반식 공구 매거진의 제어 시스템(300)을 도시했고, 실시예 1의 구조를 바탕으로, 제3 엔코더(26)를 더 포함하며, 상기 제3 엔코더(26)는 상기 서브 구동기(20)에 전기적으로 연결된다.

상기 제2 엔코더(18)는 상기 제1 기어 부재(162) 및 상기 제2 기어 부재(164) 중 하나에 설치되고, 상기 제3 엔코더(26)는 상기 제1 기어 부재(162) 및 상기 제2 기어 부재(164) 중 다른 하나에 설치된다. 본 실시예에서, 상기 제3 엔코더(26)와 제2 실시예의 제2 엔코더(24)의 설치 위치 및 작용이 동일하다. 상기 제3 엔코더(26)는 상기 제1 기어 부재(162)의 회전에 대응하여 제3 펄스 신호를 출력한다. 제1 기어 부재(162)가 한 바퀴 회전하면, 제3 엔코더(26)에서 출력되는 제3 펄스 신호는 소정의 펄스 수(이하, 제3 소정의 펄스 수 K3로 정의한다)를 가진다.

본 실시예의 제어 방법은 실시예 1을 바탕으로, 상기 서브 구동기(20)는 상기 제3 펄스 신호를 수신하고, 상기 제3 펄스 신호의 펄스 수를 카운팅하는 단계를 더 포함한다.

상기 서브 구동기(20)는 제2 조건이 충족되면 다른 신호를 발송하고, 여기서, 상기 제2 조건은, 제1 펄스 신호의 펄스 수가 K1×M+E 보다 크고, 또한 수신된 상기 제3 엔코더에서 출력되는 제2 펄스 신호의 펄스 수가 K3보다 작은 것이다.

상기 제2 조건의 의미는, 출력축(102)이 M바퀴 회전한 것에 0.1바퀴의 오차가 더해질 경우, 제1 기어 부재(162)가 아직 한 바퀴 회전하지 않았으면, 출력축(102)과 제1 기어 부재 사이의 전동 오차가 허용 오차 범위를 초과했음을 의미하고, 이때, 상기 서브 구동기(20)는 상기 다른 신호를 발송한다.

상기 다른 신호는 경고 신호 및/또는 정지 신호를 포함할 수 있다.

경고 신호는 제어기에 경고하도록 상기 제어기(22)에 전송된다. 기타 실시예에서, 상기 서브 구동기(20)는 상기 경고 신호를 직접 또는 상기 제어기(22)를 통해 경고부에 발송할 수도 있다. 상기 정지 신호는 상기 서브 모터(10)에 전송되어, 상기 서브 모터(10)를 제어하여 회전을 정지시킴으로써, 유지 보수 담당자가 후속 수정을 진행하게 할 수 있다.

본 실시예의 제어 시스템(300) 및 제어 방법에 의해, 상기 서브 구동기(20)는 출력축(102)과 제2 기어 부재(164) 사이의 전동 오차가 허용 오차 범위(제1 조건)를 초과하면 상기 신호를 보내거나, 출력축(102)과 제1 기어 부재(162) 사이의 전동 오차가 허용 오차 범위(제2 조건)를 초과하면 상기 다른 신호를 보낼 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예 4에 따른 원반식 공구 매거진의 제어 시스템(400)을 도시하였고, 실시예 1과 거의 동일한 구조를 가지며, 차이점은, 본 실시예의 전동 기구(28)의 제1 기어 부재(282)는 소기어이고, 제2 기어 부재(284)는 대기어인 점이다. 마찬가지로, 제1 기어 부재(282)가 한 바퀴 회전하면, 제2 기어 부재(284)를 1/N바퀴 회전시킨다. 본 실시예의 제어 방법은 실시예 1과 동일하므로 설명을 생략한다. 또한, 본 실시예의 전동 기구(28)는 제2, 제3 실시예2, 실시예 3에도 응용될 수 있다.

상술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시예일뿐, 본 발명의 명세서 및 특허청구범위에 따른 등가 변화는 모두 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되어야 한다.

1: 원반식 공구 매거진
1a: 회전반
1b: 공구 포트
100: 제어 시스템
10: 서브 모터
102: 출력축
12: 제1 엔코더
14: 감속기
142: 입력단
144: 출력단
16: 전동 기구
162: 제1 기어 부재
164: 제2 기어 부재
18: 제2 엔코더
20: 서브 구동기
22: 제어기
200: 제어 시스템
24: 제2 엔코더
300: 제어 시스템
26: 제3 엔코더
400: 제어 시스템
28: 전동 기구
282: 제1 기어 부재
284: 제2 기어 부재

Claims

원반식 공구 매거진의 제어 시스템에 있어서,
상기 원반식 공구 매거진은 회전반 및 복수의 공구 포트를 포함하고, 상기 복수의 공구 포트는 상기 회전반에 설치되며,
상기 제어 시스템은,
출력축이 구비된 서브 모터;
상기 서브 모터에 설치되고, 상기 출력축의 회전에 대응하여 제1 펄스 신호를 출력하는 제1 엔코더;
입력단 및 출력단이 구비되고, 상기 입력단은 상기 출력축에 커플링되는 감속기;
서로 치합되는 제1 기어 부재 및 제2 기어 부재를 포함하고, 상기 제1 기어 부재는 상기 출력단에 커플링되며, 상기 제2 기어 부재는 상기 회전반에 커플링되고, 또한 상기 제1 기어 부재가 상기 출력단에 의해 구동되어 회전하면, 상기 제1 기어 부재는 상기 제2 기어 부재를 회전시켜 상기 회전반을 회전시킬 수 있는 전동 기구;
상기 제1 기어 부재 및 상기 제2 기어 부재 중 하나에 설치되고, 설치된 상기 제1 기어 부재 또는 상기 제2 기어 부재의 회전에 대응하여 제2 펄스 신호를 출력하는 제2 엔코더;
상기 서브 모터, 상기 제1 엔코더 및 상기 제2 엔코더에 전기적으로 연결되고 상기 서브 모터를 제어하여 회전시키거나 회전을 정지시키는 서브 구동기;
를 포함하고
상기 복수의 공구 포트의 수는 N이고, 상기 출력축이 한 바퀴 회전할 경우, 상기 제1 엔코더에서 출력되는 제1 펄스 신호는 제1 소정의 펄스 수를 가지며, 상기 제1 소정의 펄스 수는 K1이고, 상기 제2 엔코더가 설치된 상기 제1 기어 부재가 한 바퀴 회전하거나 상기 제2 엔코더가 설치된 상기 제2 기어 부재가 1/N바퀴 회전할 경우, 상기 제2 엔코더에서 출력되는 제2 펄스 신호는 제2 소정의 펄스 수를 가지며, 상기 제2 소정의 펄스 수는 K2이고, 상기 감속기의 감속비는 M:1이며,
상기 서브 구동기는 제1 조건이 충족되면 신호를 발송하고, 여기서, 상기 제1 조건은,
수신된 상기 제1 엔코더에서 출력되는 제1 펄스 신호의 펄스 수가 K1×M+E에 도달하고, 또한 수신된 상기 제2 엔코더에서 출력되는 제2 펄스 신호의 펄스 수가 K2 이하 이며, 여기서, E는 오차 펄스 수인,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 신호는 상기 서브 모터에 전송되어, 상기 서브 모터를 제어하여 회전을 정지시키는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 기어 부재는 웜이고, 상기 제2 기어 부재는 웜 휠이며, 상기 웜의 일단은 상기 감속기의 출력단에 커플링되고, 상기 웜 휠은 상기 회전반에 커플링되며, 상기 제2 엔코더는 상기 웜의 타단 또는 상기 웜 휠의 회전 중심에 설치되는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 기어 부재 및 상기 제2 기어 부재 중 다른 하나에 설치되고 상기 서브 구동기에 전기적으로 연결되는 제3 엔코더를 포함하고, 상기 제3 엔코더는 설치된 상기 제1 기어 부재 또는 상기 제2 기어 부재의 회전에 대응하여 제3 펄스 신호를 출력하며, 상기 제3 엔코더가 설치된 상기 제1 기어 부재가 한 바퀴 회전하거나 상기 제3 엔코더가 설치된 상기 제2 기어 부재가 1/N바퀴 회전할 경우, 상기 제3 엔코더에서 출력되는 제3 펄스 신호는 제3 소정의 펄스 수를 가지며, 상기 제2 소정의 펄스 수는 K3이고,
상기 서브 구동기는 제2 조건이 충족되면 다른 신호를 발송하고, 여기서, 상기 제2 조건은,
수신된 상기 제1 엔코더에서 출력되는 제1 펄스 신호의 펄스 수가 K1×M+E 보다 크고, 수신된 상기 제3 엔코더에서 출력되는 제2 펄스 신호의 펄스 수가 K3보다 작은,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제4항에 있어서,
상기 다른 신호는 상기 서브 모터에 전송되어, 상기 서브 모터를 제어하여 회전을 정지시키는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제2 엔코더는 상기 제2 기어 부재에 설치되고, 상기 제3 엔코더는 상기 제1 기어 부재에 설치되는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제5항에 있어서,
상기 제1 기어 부재는 웜이고, 상기 제2 기어 부재는 웜 휠이며, 상기 웜의 일단은 상기 감속기의 출력단에 커플링되고, 상기 웜의 몸체는 상기 웜 휠의 외둘레와 치합되며, 상기 웜 휠의 몸체는 상기 회전반에 커플링되고, 상기 제2 엔코더는 상기 웜 휠의 몸체의 회전 중심에 설치되며, 상기 제3 엔코더는 상기 웜의 타단에 설치되는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 엔코더는 상기 제2 기어 부재에 설치되고, 상기 서브 구동기는, 수신된 상기 제1 엔코더에서 출력되는 제1 펄스 신호의 펄스 수가 K1×M+E보다 작은 경우, 상기 서브 모터를 제어하여 상기 출력축을 계속 회전시키는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제8항에 있어서,
상기 서브 구동기는, 수신된 상기 제1 엔코더에서 출력되는 제1 펄스 신호의 펄스 수가 K1×M+E보다 작은 경우, 또한 상기 제2 엔코더에서 출력되는 제2 펄스 신호의 펄스 수가 K2와 같은 경우, 상기 서브 모터를 제어하여 상기 출력축의 회전을 정지시키는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 오차 펄스 수는, E는 K1×0.05 내지 K1×0.15 사이인 조건을 충족하는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
원반식 공구 매거진의 제어 시스템에 있어서,
상기 원반식 공구 매거진은 회전반 및 복수의 공구 포트를 포함하고, 상기 복수의 공구 포트는 상기 회전반에 설치되며,
상기 제어 시스템은,
출력축이 구비된 서브 모터;
상기 서브 모터에 설치되고, 상기 출력축의 회전에 대응하여 제1 펄스 신호를 출력하는 제1 엔코더;
입력단 및 출력단이 구비되고, 상기 입력단은 상기 출력축에 커플링되는 감속기;
상기 출력단과 상기 회전반 사이에 커플링되는 전동 기구;
상기 전동 기구에 설치되고, 상기 전동 기구의 회전에 대응하여 제2 펄스 신호를 출력하는 제2 엔코더;
상기 서브 모터, 상기 제1 엔코더 및 상기 제2 엔코더에 전기적으로 연결되는 서브 구동기;
를 포함하고,
상기 서브 구동기는 회전 신호를 수신하고, 상기 회전 신호에 따라 상기 서브 모터를 제어하여, 상기 출력축을 회전시키고 상기 감속기 및 상기 전동 기구를 통해 상기 회전반을 회전시키며, 상기 서브 구동기는 상기 제1 펄스 신호 및 상기 제2 펄스 신호를 수신하고, 상기 제1 펄스 신호의 펄스 수가 상한 펄스 수에 도달하고 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수가 소정의 펄스 수에 도달하지 않으면, 상기 서브 구동기는 신호를 발송하는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제11항에 있어서,
상기 신호는 상기 서브 모터에 전송되어, 상기 서브 모터를 제어하여 회전을 정지시키는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제11항에 있어서,
상기 전동 기구는 서로 치합되는 제1 기어 부재 및 제2 기어 부재를 포함하고, 상기 제1 기어 부재는 상기 출력단에 커플링되며, 상기 제2 기어 부재는 상기 회전반에 커플링되고, 상기 제1 기어 부재가 상기 출력단에 의해 구동되어 회전하면, 상기 제1 기어 부재는 상기 제2 기어 부재를 회전시켜, 상기 회전반을 회전시킬 수 있으며, 상기 제2 엔코더는 상기 제1 기어 부재 및 상기 제2 기어 부재 중 하나에 설치되는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제13항에 있어서,
상기 제1 기어 부재는 웜이고, 상기 제2 기어 부재는 웜 휠이며, 상기 웜의 일단은 상기 감속기의 출력단에 커플링되고, 상기 웜 휠은 상기 회전반에 커플링되며, 상기 제2 엔코더는 상기 웜의 타단 또는 상기 웜 휠의 회전 중심에 설치되는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제13항에 있어서,
상기 제1 기어 부재에 설치되고 상기 서브 구동기에 전기적으로 연결되는 제3 엔코더를 포함하고, 상기 제3 엔코더는 상기 제1 기어 부재의 회전에 대응하여 제3 펄스 신호를 출력하고, 상기 제2 엔코더는 상기 제2 기어 부재에 설치되며, 상기 서브 구동기는 상기 제3 펄스 신호를 수신하고, 상기 제1 펄스 신호의 펄스 수가 상기 상한 펄스 수에 도달하고, 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수가 다른 소정의 펄스 수에 아직 도달하지 않았으면, 상기 서브 구동기는 다른 신호를 발송하는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제15항에 있어서,
상기 다른 신호는 상기 서브 모터에 전송되어, 상기 서브 모터를 제어하여 회전을 정지시키는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제15항에 있어서,
상기 제1 기어 부재는 웜이고, 상기 제2 기어 부재는 웜 휠이며, 상기 웜의 일단은 상기 감속기의 출력단에 커플링되고, 상기 웜의 몸체는 상기 웜 휠의 외둘레와 치합되며, 상기 웜 휠의 몸체는 상기 회전반에 커플링되고, 상기 제2 엔코더는 상기 웜 휠의 몸체의 회전 중심에 설치되며, 상기 제3 엔코더는 상기 웜의 타단에 설치되는, 원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제13항에 있어서,
상기 제2 엔코더는 상기 제2 기어 부재에 설치되며, 상기 서브 구동기는, 수신된 제1 펄스 신호의 펄스 수가 상기 상한 펄스 수보다 작고 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수가 상기 소정의 펄스 수에 아직 도달하지 않았으면, 상기 서브 모터를 제어하여 상기 출력축을 계속 회전시키는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
제18항에 있어서,
상기 서브 구동기는, 수신된 제1 펄스 신호의 펄스 수가 상기 상한 펄스 수보다 작고, 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수가 상기 소정의 펄스 수에 도달하면, 상기 서브 모터를 제어하여 상기 출력축의 회전을 정지시키는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템.
원반식 공구 매거진의 제어 시스템의 제어 방법에 있어서,
상기 원반식 공구 매거진은 회전반 및 복수의 공구 포트를 포함하고, 상기 복수의 공구 포트는 상기 회전반에 설치되며, 상기 제어 시스템은 출력축이 구비된 서브 모터; 상기 출력축의 회전에 대응하여 제1 펄스 신호를 출력하는 제1 엔코더; 입력단 및 출력단이 구비되고, 상기 입력단은 상기 출력축에 커플링되는 감속기; 서로 치합되는 제1 기어 부재 및 제2 기어 부재를 포함하고, 상기 제1 기어 부재는 상기 출력단에 커플링되며, 상기 제2 기어 부재는 상기 회전반에 커플링되고, 또한 상기 제1 기어 부재가 상기 출력단에 의해 구동되어 회전하면, 상기 제1 기어 부재는 상기 제2 기어 부재를 회전시켜 상기 회전반을 회전시킬 수 있는 전동 기구; 상기 제1 기어 부재 및 상기 제2 기어 부재 중 하나의 회전에 대응하여 제2 펄스 신호를 출력하는 제2 엔코더; 상기 서브 모터, 상기 제1 엔코더 및 상기 제2 엔코더에 전기적으로 연결되는 서브 구동기;를 포함하고,
상기 복수의 공구 포트의 수가 N이고, 상기 출력축이 한 바퀴 회전할 경우, 상기 제1 엔코더에서 출력되는 제1 펄스 신호는 제1 소정의 펄스 수를 가지며, 상기 제1 소정의 펄스 수가 K1이고, 상기 제2 엔코더에 대응하는 상기 제1 기어 부재가 한 바퀴 회전하거나 상기 제2 엔코더에 대응하는 상기 제2 기어 부재가 1/N바퀴 회전할 경우, 상기 제2 엔코더에서 출력되는 제2 펄스 신호는 제2 소정의 펄스 수를 가지며, 상기 제2 소정의 펄스 수가 K2이고, 상기 감속기의 감속비는 M:1이며, 상기 제어 방법은 상기 서브 구동기에 의해 실행되고,
(A). 회전 신호를 수신하는 단계;
(B). 상기 서브 모터를 제어하여, 상기 출력축을 회전시키고, 상기 제1 펄스 신호 및 상기 제2 펄스 신호를 수신하는 단계;
(C). 상기 제1 펄스 신호의 펄스 수를 카운팅하고, 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수를 카운팅하는 단계;
(D). 제1 조건이 충족되면 신호를 발송하고, 여기서, 상기 제1 조건은, 상기 제1 펄스 신호의 펄스 수는 K1×M+E에 도달하고, 상기 제2 펄스 신호의 펄스 수는 K2 이하인 것이고, 여기서, E는 오차 펄스 수인 단계;
를 포함하는, 원반식 공구 매거진의 제어 시스템의 제어 방법
제20항에 있어서,
단계(D)에서, 상기 제1 조건이 충족되면 상기 신호는 상기 서브 모터로 전송되어, 상기 서브 모터를 제어하여 회전을 정지시키는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템의 제어 방법.
제20항에 있어서,
상기 제2 엔코더는 상기 제2 기어 부재의 회전에 대응하여 상기 제2 펄스 신호를 출력하고, 단계(D)에 제1 펄스 신호의 펄스 수가 K1×M+E보다 작은 경우, 상기 서브 모터를 제어하여 상기 출력축을 계속 회전시키는 것이 포함되는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템의 제어 방법.
제22항에 있어서,
단계(D)에 제1 펄스 신호의 펄스 수가 K1×M+E보다 작은 경우, 또한 상기 제2 엔코더에서 출력되는 제2 펄스 신호의 펄스 수가 K2와 같은 경우, 상기 서브 모터를 제어하여 상기 출력축의 회전을 정지시키는 것이 포함되는, 원반식 공구 매거진의 제어 시스템의 제어 방법.
제20항에 있어서,
상기 제어 시스템은 상기 제1 기어 부재 및 상기 제2 기어 부재 중 다른 하나의 회전에 대응하여 제3 펄스 신호를 출력하는 제3 엔코더를 포함하고, 상기 제3 엔코더에 대응하는 상기 제1 기어 부재가 한 바퀴 회전하거나 상기 제3 엔코더에 대응하는 상기 제2 기어 부재가 1/N바퀴 회전하면, 상기 제3 엔코더에서 출력되는 제3 펄스 신호는 제3 소정의 펄스 수를 가지며, 상기 제3 소정의 펄스 수는 K3이고, 상기 제어 방법은,
단계(B)에 상기 제3 펄스 신호를 수신하는 것이 포함되는 단계;
단계(C)에 상기 제3 펄스 신호의 펄스 수를 카운팅하는 것이 포함되는 단계;
단계(C)에 제2 조건이 충족되면 다른 신호를 발송하는 것이 포함되고, 여기서, 상기 제2 조건은 상기 제1 펄스 신호의 펄스 수가 K1×M+E에 도달하고, 상기 제3 펄스 신호의 펄스 수는 K3보다 작은 것인 단계;
를 포함하는, 원반식 공구 매거진의 제어 시스템의 제어 방법.
제24항에 있어서,
단계(D)에서, 상기 다른 신호는 상기 서브 모터에 전송되어, 상기 서브 모터를 제어하여 회전을 정지시키는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템의 제어 방법.
제20항에 있어서,
상기 오차 펄스 수는, E가 K1×0.05 내지 K1×0.15 사이인 조건을 충족하는,
원반식 공구 매거진의 제어 시스템의 제어 방법.