KR200167708Y1 - 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동장치 - Google Patents

인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 각종 감지 센서의 정보를 이용하여 모터를 효율적으로 구동시킬 수 있는 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치이다. 펄스발생기는 모터 회전용 자동 모드 신호와 회전 방향 신호를 발생시키고, 수동 제어부는 모터 제어용 수동 모드 신호와 회전 방향 신호를 발생시키며, 모터 인터페이스부는 감지센서부로부터 되먹임되어 입력되는 신호에 따라 자동 모드 신호와 수동 모드 신호를 조합하여 모터 드라이버에 펄스 신호 및 방향 신호의 공급 및 차단한다. 또한 모터 드라이버는 모터 인터페이스부로부터 펄스 신호와 방향 신호를 입력받아, 모터를 회전시키기 위한 구동 신호를 모터에 출력하고, 모터는 모터 드라이버로부터 구동 신호가 입력되면, 회전 동력을 발생하여 구동체에 전달하고, 감지센서부는 구동체에 부착되어, 구동체의 원점 및 제한 위치를 감지하여 되먹임 신호를 모터 인터페이스부에 출력한다. 그 결과 모터의 구동시, 특히 급속 정지시, 소프트웨어 프로그램 없이도 하드웨어적 구성을 통하여 처리 시간을 줄일 수 있으며, 자동 모드와 수동 모드를 분리시켜서 안정된 시스템을 구성할 수가 있고, 또한 하드웨어에 의해 모터 드라이버동작을 제어함으로써 정밀 위치 제어가 가능하다.

Description

인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치
제1도는 종래의 모터 구동 장치에 관한 구성 블록도이고,
제2도는 본 고안의 실시예에 따른 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치의 구성 블록도이고,
제3도는 본 고안의 실시예에 따른 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치의 상세 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11,21 : 펄스발생기 12,23 : 모터 드라이버
13,24 : 모터 14,25 : 구동체
15,26 : 감지 센서부 22 : 모터 인터페이스부
27 : 수동 제어부 31,32,33 : 버퍼
41 : 센서부
본 고안은 인터페이스(Interface) 회로를 갖춘 모터 구동 장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 각종의 감지 센서로부터 출력되는 구동체의 동작 상태에 관한 정보 신호에 따라 모터를 하드웨어적으로 즉시 구동함으로써 구동체를 신속 정확하게 구동시킬 수 있는 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치에 관한 것이다.
모터는 공장 자동화(Factory Automation, FA)를 위한 설비의 제작 및 개발시에 펄스 제어형 모터를 많이 사용하고 있으며, 실제로 모터를 구동시에는 그 응용분야에 따라 정밀 제어가 필요하며, 그 제어의 정도는 센서와 밀접한 관계를 갖고있다. 따라서 센서 정보를 이용하여 모터를 제어하는 것은 측정 설비 및 자동화 설비의 구축시에 필수적인 기술이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 모터 구동 장치에 관하여 설명하기로 한다.
제1도는 종래의 모터 구동 장치에 관한 구성 블록도이다.
제1도에 도시되어 있듯이 종래의 모터 구동 장치의 구성은, 모터의 회전을 위한 펄스를 발생시키는 펄스발생기(11)와, 상기 펄스발생기(11)로부터 입력된 신호를 받아 모터(13)를 구동하는 모터 드라이버(12)와, 상기 모터 드라이버(12)의 제어 신호를 통하여 구동되는 모터(13)와, 상기의 구동된 모터(13)에 의하여 움직이는 구동체(14)와, 상기 구동체(14)에 장착되어 구동체(14)의 동작 상태에 관한 정보 신호를 출력하는 센서부(15)로 구성되어 있다.
상기한 바와 같이 구성되어 있는, 종래의 모터 구동 장치의 동작은 다음과 같다.
펄스발생기(11)에서 펄스 신호 및 방향 신호(DIR)가 발생하면, 이 두 신호는 모터 드라이버(12)로 출력된다.
이와 같이, 펄스발생기(11)로부터 모터 드라이버(12)로 입력된 펄스 신호 및 방향 신호(DIR)는 모터 드라이버(12)에 의하여 모터(13)를 구동하는 신호로 바뀌어 모터(13)를 구동하게 된다.
이렇게 구동된 모터(13)를 통하여 구동체(14)가 구동되면, 구동체(14)에 장착되어 있는 센서부(15)에 의하여 구동체(14)의 원점이나 한계점이 검출된 뒤에 원점 신호(ORG1,ORG2)나 한계점 신호(EL+, EL-) 등의 전기적인 신호로 변환되어 펄스발생기(11)로 출력된다.
펄스발생기(11)는 센서부(15)로부터 되먹임 입력되는 원점 신호(ORG1,ORG2)나 한계점 신호(EL+, EL-)로부터 펄스 신호 및 방향 신호(DIR)를 소프트웨어적으로 처리하여, 상기 입력 신호에 따라 구동체(14)의 정지 동작 및 구동 동작을 제어하기 위한 펄스 신호 및 방향 신호(DIR)를 모터 드라이버(12)로 출력하는 과정을 반복적으로 수행함으로써 구동체(14)가 계속 동작될 수 있도록 한다.
그러나, 상기 종래의 모터 구동 장치에 있어서는 펄스발생기(11)가 각종의 감지 센서로부터 정보를 입력받아 소프트웨어적인 처리에 의한 모터(13)의 정지 및 구동을 결정함으로써 구동체(14)의 구동 시간 및 정지 시간이 상당히 많이 걸리기 때문에 응답성이 떨어지는 단점이 있다.
또한 상기 종래의 모터 구동 장치는 소프트웨어에 의한 제어를 함으로써 위치 제어의 정밀성이 많이 떨어지는 단점이 있다.
따라서, 본 고안의 목적은 상기 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로서, 각종의 감지 센서로부터 출력되는 구동체의 동작 상태에 관한 정보 신호에 따라 모터를 하드웨어적으로 즉시 구동함으로써, 제한 센서에 의한 한계점 감지시 급정지 기능 및 역방향 동작 기능과, 원점 센서에 의한 원점 감지시 급정지 기능 및 양방향동작 기능과, 자동 모드 및 수동 모드 자동 전환 기능과, 각종의 감지 센서 인터페이스 기능 등을 신속 정확하게 하드웨어적으로 구동시킬 수 있는 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치는, 모터 회전용 펄스 신호와 제1 모터 회전 방향 신호를 포함하는 자동 모드 신호를 발생시키는 펄스발생기; 모터 수동 제어용 펄스 신호와 제2 모터 회전 방향 신호를 포함하는 수동 모드신호를 발생시키는 수동 제어부; 감지 신호에 따라 상기 자동 모드 신호와 수동 모드 신호를 조합하여 모터 회전용 펄스 신호와 회전 방향 신호의 출력을 제어하는 모터 인터페이스부; 상기 모터 회전용 펄스 신호와 회전 방향 신호를 입력받아, 모터 회전용 구동 신호를 출력하는 모터 드라이버; 상기 모터 회전용 구동 신호가 입력되면, 회전 동력을 발생하여 액츄에이터를 포함하는 구동체에 전달하는 모터; 및 상기 구동체에 부착되어, 구동체의 원점 및 제한 위치를 감지한 감지 신호를 상기 모터 인터페이스부에 출력하는 감지센서부를 포함한다.
상기 구성에 의하여, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 고안의 실시예에 따른 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치의 구성 블록도이고, 제3도는 본 고안의 실시예에 따른 인터페이스 회로를 갖춘 모터구동 장치의 상세 회로도이다.
제2도 및 제3도에 도시되어 있듯이 본 고안의 실시예에 따른 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치의 구성은, 펄스발생기(21)와, 수동 제어부(27)와, 펄스발생기(21) 및 수동 제어부(27)에 연결되어 있는 모터 인터페이스부(22)와, 모터 인터페이스부(22)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 모터 드라이버(23)와, 모터 드라이버(23)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 모터(24)와, 모터(24)의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 구동체(25)와, 구동체(25)의 움직임을 감지하여 모터 인터페이스부(22)로 되먹임 출력하는 감지 센서부(26)로 이루어진다.
상기 펄스발생기(21)는 컴퓨터로써 제어가 가능하며, 주기능은 모터를 회전시킬 수 있는 펄스 신호와 모터의 회전 방향에 관한 방향 신호를 발생시킨다.
상기 수동 제어부(27)는 사용자가 스위치의 조작에 의해 모터(24)를 제어할수 있도록, 모터(24)를 회전시킬 수 있는 펄스 신호와 모터(24)의 회전 방향에 관한 방향 신호를 발생시키는 장치로서, 수동으로 작업자가 모터(24)를 구동시킬 수 있는 장치이다.
상기 모터 인터페이스부(22)는 감지 센서부(26)로부터 입력되는 신호를 이용하여, 펄스발생기(21)의 자동 모드 신호와 수동 제어부(27)의 자동 모드와 수동 모드의 신호의 조합으로서 모터 드라이버(23)에 펄스 신호, 방향 신호(DIR)의 공급 및 차단을 담당한다.
상기 모터 드라이버(23)는 모터 인터페이스부(22)로부터 펄스 신호와 방향신호(DIR)를 입력받아 최종적으로 모터(24)를 회전시키는 드라이브단으로서, 펄스제어형 드라이브에 속한다.
상기 모터(24)는 구동체(25)에 실질적인 동력을 전달한다.
상기 구동체(25)는 생산 설비의 구동체 부분으로서, 모터(24)가 구동시키고자 하는 액츄에이터 및 장치를 가리킨다.
상기 감지 센서부(26)는 구동체(25)에 부착되어 원점 감지 및 제한 감지용으로 사용된다. 감지 센서부(26)에서 발생되는 신호는 한계점 신호(EL+, EL-)와 원점신호(ORG1,ORG2)이며, 한계점 신호(EL+)는 구동체(25)의 (+)방향 상한 감지시 온이 되며, 한계점 신호(EL-)는 구동체(25)의 (-)방향 하한 감지시 온이 되고, 원점신호(ORG1,ORG2)는 구동체(25)의 원점 감지용으로 둘중에 하나를 쓰는 경우도 둘다 쓰는 경우도 있으며, 경우에 따라 수를 증감할 수도 있다.
제3도에 도시되어 있듯이 상기 모터 인터페이스부(22)의 구성은, 펄스 감지 센서부(26)로부터 입력되는 모드 신호(AUTO/)에 의해서 인에이블됨으로써 펄스발생기(21)로부터 입력되는 신호를 버퍼링하는 버퍼(31)와, 펄스 감지 센서부(26)로부터 입력되는 모드 신호(AUTO/)에 의해서 인에이블됨으로써 수동 제어부(27)로부터 입력되는 신호를 버퍼링하는 버퍼(32)와, 펄스 감지 센서부(26)로부터 입력되는 신호에 의해서 인에이블됨으로써 버퍼(31,32)로부터 입력되는 신호를 버퍼링하는 버퍼(33)로 이루어진다.
제3도에 도시되어 있듯이 상기 감지 센서부(26)의 구성은, 자동 모드용으로서의 모터 인터페이스부(22)의 버퍼(31)의 인에이블 신호(E1, E2)를 제어하는 NAND게이트(G1, G2)와, 모터 인터페이스부(22)의 버퍼(32)의 인에이블 신호(E1, E2)를제어하는 NAND 게이트(G4, G5)와, 자동 모드 및 수동 모드로의 전환을 제어하고, 상, 하한 감지시 역회전이 가능하도록 하는 인버터(N1, N3)와, 모터 인터페이스부(22)의 버퍼(33)의 인에이블 신호(E1, E2)를 제어하는 AND게이트(G7, G8)와, 자동모드용 또는 수동 모드용 신호(AUTO/)를 출력하고, 원점 신호(ORG1,ORG2) 및 한계점 신호(EL+, EL-)를 출력하며, 모터의 회전 방향을 제어하는 신호(DIR1,DIR2)를 출력하는 센서부(41)로 이루어진다.
상기 구성에 의한 본 고안의 실시예에 따른 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치의 작용은 다음과 같다.
전원이 인가되면, 본 고안의 실시예에 따른 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치의 동작이 시작된다.
모터 인터페이스부(22)의 버퍼(31)는 감지 센서부(26)의 센서부(41)에서 출력된 로우 레벨 상태의 모드 신호(AUTO/)가 NAND게이트(G1, G2)를 통하여 반전된 뒤에 모터 인터페이스부(22)의 인에이블 입력 단자(E1, E2)에 각각 인가되면, 버퍼(31)는 펄스발생기(21)로부터 입력되는 신호(A1, A2)를 받아서 출력 단자(Y1,Y2)로 내보내는 역할을 한다.
모터 인터페이스부(22)의 버퍼(32,33)의 경우 있어서도, 감지 센서부(26)로부터 인에이블 입력 단자(E1, E2)로 하이 상태의 신호가 인가될 때 상기 버퍼(32,33)로 입력되는 신호(A1, A2)를 출력 단자(Y1, Y2)로 내보내는 역할을 하는 기능에 있어서는 상기 버퍼(31)에 있어서와 동일하다.
또한 모터 인터페이스부(22)의 버퍼(31)는 펄스발생기(11)의 신호를 버퍼링하는 자동 모드용으로써, 인에이블 신호(E1, E2)는 감지센서부(26)의 NAND 게이트(G1, G2)에 의하여 제어되며, NAND 게이트(G1, G2)는 자동 모드와 수동 모드의 신호(AUTO/)와 한계점 신호(EL+, EL-)와, 방향 신호(DIR1)를 입력받아 그 논리조합으로 모터 인터페이스부(22)의 버퍼(31)의 인에이블 신호(E1, E2)를 제어한다.
모터 인터페이스부(22)의 버퍼(32)는 수동 모드용으로써, 수동 제어부(27)의신호를 버퍼링하는 역할을 하며, 인에이블 신호(E1, E2)는 NAND 게이트(G4, G5)의입력 조합으로 제어된다.
따라서, 자동 모드와 수동 모드 신호(AUTO/)가 하이 상태이면, 자동 모드의 버퍼(31)가 인에이블된다.
자동 모드와 수동 모드의 2가지 모드 다 마찬가지로 제한 센서에 의한 제한신호(EL+) 출력시 모터(24)의 (-)방향의 구동이 가능하며, 제한 신호(EL-) 출력시 (+) 방향 구동이 가능하다.
원점 감지 기능을 위하여 감지센서부(26)의 NAND 게이트(G3, G6)와, AND 게이트(G7, G8)를 사용하였다.
상기 감지센서부(26)의 인버터(N2)는 자동일 때, 자동 모드용 NAND 게이트(G1)의 입력단으로 하이 상태가 입력되는 것을 이용하여 수동 모드용 NAND 게이트(G4, G5, G6)의 입력단으로 로우 신호가 입력되도록 하여 모터 인터페이스부(22)의 버퍼(32)를 디스에이블시킴으로써 수동 모드 및 자동 모드가 자동으로 전환되도록 한다.
상기 펄스발생기(11)의 출력 신호인 방향 신호와 수동 제어부(27)의 출력 신호인 방향 신호는 각각 감지센서부(26)의 인버터(N1, N3)를 이용하여, 제한 센서에 의한 감지시 모터(24)의 역회전이 가능하도록 하었으며, 원점 감지 기능용으로는 AND 게이트(G7)는 버퍼(33)의 인에이블 신호(E1)를 제어함으로써 자동 모드에서 모터의 역회전이 가능하도록 하였다.
감지센서부(26)로부터 원점 감지 기능용의 신호(ORG1,ORG2)가 감지되면, 모터 인터페이스부(22)의 버퍼(23)의 인에이블 단자(E1, E2)로 하이 상태의 신호가 입력됨으로써 버퍼(23)가 디스에이블되어 모터(35),가 정지하게 되며, 자동 모드용신호와 수동 모드용 신호(AUTO/)에 의해 버퍼(33)의 인에이블 단자(E1, E2)가 다시 인에이블된다.
이상에서와 같이 본 고안의 실시예에서 살펴본 것처럼, 종래의 모터 구동 장치에 있어서는 소프트웨어에 의한 모터 정지시 센서 감지 유무 프로그램이 필요하였으며, 또한 소프트웨어의 처리로 인한 일정 시간의 소요가 발생하였으나, 본 고안에서는 종래의 모터 구동 장치에서와 같은 소프트웨어 프로그램이 없이도 하드웨어적 구성을 통하여 처리 시간을 줄일 수 있으며, 자동 모드와 수동 모드를 분리시켜서 안정된 시스템을 구성할 수가 있고, 또한 하드웨어에 의해 모터 드라이버 동작을 제어함으로써 정밀 위치 제어를 가능하게 하는 효과를 가진 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치를 제공할 수 있다.

Claims (2)

  1. 모터 회전용 펄스 신호와 제1모터 회전방향 신호를 포함하는 자동 모드 신호를 발생시키는 펄스발생기(21); 모터 수동 제어용 펄스 신호와 제2모터 회전 방향 신호를 포함하는 수동 모드 신호를 발생시키는 수동 제어부(27); 감지 신호에 따라 상기 자동 모드 신호와 수동 모드 신호를 조합하여 모터 회전용 펄스신호와 회전 방향 신호의 출력을 제어하는 모터 인터페이스부(22); 상기 모터 회전용 펄스 신호와 회전 방향 신호를 입력받아, 모터 회전용 구동 신호를 출력하는 모터 드라이버(23); 상기 모터 회전용 구동 신호가 입력되면, 회전 동력을 발생하여 액츄에이터를 포함하는 구동체(25)에 전달하는 모터(24); 및 상기 구동체(25)에 부착되어, 구동체(25)의 원점 및 제한 위치를 감지한 감지 신호를 상기 모터 인터페이스부(22)에 출력하는 감지센서부(26)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감지 센서부(26)는, 자동 모드용 또는 수동 모드용 신호(AUTO/MAN)와, 원점 신호(ORG1,ORG2) 및 한계점 신호(EL+, EL-)와, 모터의 회전 방향을 제어하는 신호(DIR1, DIR2)를 각각 출력하는 센서부(41); 자동 모드용으로써의 인에이블 신호(E1, E2)를 제어하는 낸드 게이트(G1,G2); 상기 수동 제어부(27)의 입력 신호를 제어하는 낸드 게이트(G4, G5); 상기 자동 모드용 신호를 수동 모드용 신호로의 전환을 제어하는 인버터(N2 ); 모터의 회전 방향을 제어하는 신호(DIR1, DIR2) 감지시 역회전이 가능하도록하는 인버터(N1, N3); 및 원점 감지 기능용의 앤드 게이트(G7,G8)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인터페이스 회로를 갖춘 모터 구동장치.
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