KR200180942Y1 - Position control apparatus of a variable speed motor equipped to rotary motion machine - Google Patents

Position control apparatus of a variable speed motor equipped to rotary motion machine Download PDF

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Abstract

본 고안은 회전운동을 하는 일반공작기계에 있어서 변속모터를 제어하여 상사점에서 회전동작이 정지되도록 하는 변속모터의 상사점위치제어장치에 대한 것으로, 각도 검출신호(C1-C4)를 발생시키는 회전각도검출부(1)와, 각 SPM데이타에 해당하는 SPM검출출력신호(S1-S4)를 조합하여 변속컨트롤러(VSC)로 모터브레이크신호(B)를 출력시키는 상사점위치제어부(3)로 이루어지는 상사점위치제어장치를 구성하여 로타리캠의 각도를 타코제너레이터(TG)에서 실제 모터 SPM검출데이타를 받아 출력되는 변속컨트롤러의 SPM검출데이타와 직접적으로 조합 배선되도록 함으로써 확실한 모터 상사점 위치제어를 실시할 수 있도록 하여 기계운전의 능률향상과 안전이 보장되도록 한다.The present invention relates to a top dead center position control device of a shift motor that stops the rotation operation at the top dead center by controlling the shift motor in a general machine tool having a rotary motion, and generates an angle detection signal (C 1 -C 4 ). A top dead center position control unit (3) for outputting the motor brake signal (B) to the shift controller (VSC) by combining the rotation angle detection unit (1) to be made and the SPM detection output signals (S 1- S 4 ) corresponding to each SPM data. The top dead center position control device is configured to control the top dead center position by directly combining the rotary cam angle with the SPM detection data of the shift controller that receives the actual motor SPM detection data from the taco generator (TG). In order to improve the efficiency and safety of the machine operation.

Description

회전운동기계에 설치되는 변속모터의 상사점 위치제어장치Top dead center position control device of variable speed motor installed in rotary motion machine

제1도는 본고안의 실시예에 따른 회전운동기계에 설치되는 변속모터의 상사점 위치제어장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a top dead center position control device of a transmission motor installed in a rotary motion machine according to an embodiment of the present invention.

제2도는 본 고안의 출력신호로서,2 is an output signal of the present invention,

(a)는 각도검출부의 각도검출신호표이고,(a) is an angle detection signal table of the angle detection unit,

(b)는 변속컨트롤러의 SPM 검출출력신호표이다.(b) is SPM detection output signal table of shift controller.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 회전각도검출부 2 : SPM검출부1: rotation angle detection unit 2: SPM detection unit

3 : 상사점위치제어부 RC : 로타리캠3: Top dead center position control unit RC: Rotary cam

E : 엔코더 M : 변속모터E: Encoder M: Variable Speed Motor

VSC : 변속컨트롤러 C1-C4: 각도검출출력신호VSC: Shift controller C 1 -C 4 : Angle detection output signal

S1-S4: SPM검출출력신호 B : 모터브레이크신호S 1 -S 4 : SPM detection output signal B: Motor brake signal

본 고안은 회전운동기계에 설치되는 변속모터의 상사점 위치제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 회전운동을 하는 일반공작기계(프레스 등)에 있어서 변속모터를 제어하여 상사점에서 회전동작이 정지되도록 하는 변속모터의 상사점 위치제어장치에 대한 것이다.The present invention relates to a top dead center position control device of a shift motor installed in a rotary motion machine. More specifically, in a general machine tool (such as a press) that performs a rotary motion, the rotation motion is stopped at the top dead center by controlling the shift motor. It is about a top dead center position control device of a variable speed motor.

일반적으로 변속 가능한 교류모터의 정지위치를 제어하는데에는 프로그램로직컨트롤러(PLC)를 이용하고 있다. 상기한 PLC에서는 모터의 엔코더에서 읽어낸 회전각도와 변속컨트롤러에 의한 SPM(Strokes Per Minute) 데이타를 PLC의 입력카드에서 읽고, 미리 작성한 프로그램에 의해 읽어낸 데이타들을 SPM에 따른 위치제어에 필요한 회전각도의 조합형식으로 브레이크제동에 필요한 출력신호를 발생시키는 구조로 되어 있다.In general, a program logic controller (PLC) is used to control the stop position of a shiftable AC motor. In the above PLC, the rotation angle read from the encoder of the motor and the SPM (Strokes Per Minute) data by the shift controller are read from the input card of the PLC, and the rotation angle required for the position control according to the SPM is read from the data written by the pre-written program. It is a structure that generates the output signal for brake braking in the combination type of.

상기한 PLC의 동작을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the PLC in detail as follows.

먼저, 모터의 회전에 따른 각도를 로타리캠이나 기타 각도 검출장치를 이용하여 그 각도 데이타를 PLC로 전송한다. 또한 모터의 SPM를 읽어내어 그 데이타를 PLC로 전송한다. 이때 로타리캠 등에 의해 읽어낸 실제 회전각도 데이타 외에 바뀔수 있는 모터의 SPM에서 위치제어에 필요한 제어각도신호(브레이크 기동신호)를 로타리캠 스위치에 설정한다. 그러면 SPM에 따른 제어각도신호와 모터의 실제 SPM 데이타를 PLC에서 종합하여 제어 가능한 소프트웨어 프로그램에 의해 SPM 제어각도의 실제 브레이크 기동신호를 발생시키고, 이 신호는 배선을 따라 모터브레이크에 기동신호로 주어진다. 그러면 일정 SPM으로 회전하고 있는 모터는 SPM의 증감에 따라 브레이크 기동시작 시간이 조금씩 틀려지게 된다. 빠른 SPM에서는 좀더 빨리 브레이크를 기동시키고 느린 SPM에서는 목표위치(360°)에 보다 가까이 가서 브레이크를 가동시킨다. 상기한 SPM에 따른 브레이크기동으로 생기는 슬립(Slip)량은 모두 다르므로 이것을 회전각도에 따라 소프트웨어 프로그램으로 조정해 주어야 한다.First, the angle of the rotation of the motor is transmitted to the PLC using a rotary cam or other angle detection device. It also reads the motor's SPM and sends the data to the PLC. At this time, in addition to the actual rotation angle data read by the rotary cam, the control angle signal (brake start signal) necessary for position control is set in the rotary cam switch. Then, the control angle signal according to the SPM and the actual SPM data of the motor are generated by the PLC program which can control the actual brake start signal of the SPM control angle. The signal is given to the motor brake as a start signal along the wiring. Then, the motor starting with the SPM is slightly different from the brake start time depending on the increase or decrease of the SPM. In the fast SPM, the brakes start faster, and in the slow SPM, the brakes move closer to the target position (360 °). Since the slip amount caused by the brake start according to the SPM is different, it should be adjusted by a software program according to the rotation angle.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 모터정지 위치제어장치는, 모터의 SPM을 읽고 이 데이타를 PLC로 전송하고, 또한 기계적인 회전각도를 로타리캠 등에 의해 읽고 그 데이타를 PLC로 보낸 후, PLC에서 미리 입력된 프로그램에 의해 이 두 데이타를 연산하여 새로운 브레이크제동용신호를 발생시켜 브레이크장치를 보내는 방법을 이용하고 있기 때문에 이것은 PLC와 각 데이타를 검출하여 통신을 하는 과정과 PLC에서 데이타를 연산하는 과정을 거쳐야 하므로 정확한 위치제어가 어렵고, 또한 각 데이타를 PLC로 보내기 위해 데이타전선용 배선과 따로 이 데이타를 받아들이기 이한 PLC의 입력카드가 필요하게 되어 선로배선이 복잡해지는 등의 문제점이 있다.However, the conventional motor stop position control device as described above reads the SPM of the motor and transmits this data to the PLC, and also reads the mechanical rotation angle by a rotary cam or the like and sends the data to the PLC beforehand in the PLC. Since these two data are calculated by the input program to generate a new brake braking signal and send the brake device, this method detects and communicates each data with the PLC and calculates the data in the PLC. It is difficult to control the exact position because it must go through, and also requires wiring of the data wire and PLC input card to receive this data separately in order to send each data to the PLC, which leads to complicated line wiring.

본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 변속 컨트롤러를 설치하여 모터의 정지위치가 항시 상사점에서 이루어질 수 있도록 함으로써 기계운전효율을 향상시키고 안정성에 큰 기여를 할 수 있도록 한 회전운동기계에 설치되는 변속모터의 상사점 위치제어장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, by installing a shift controller so that the stop position of the motor can be made at the top dead center at all times to improve the machine operating efficiency and make a significant contribution to stability. It is to provide a top dead center position control device of a variable speed motor installed in a rotary motion machine.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 고안의 실시예에 따른 상사점 위치제어장치는 회전각도검출부(1)와 SPM검출부(2)와 상사점위치제어부(3)로 구성되는데, 상기 회전각도검출부(1)에서는 엔코더(E)의 회전각도데이타를 로타리캠(RC)에서 읽고 사용자가 검출을 원하는 각도신호를 설정하면 그 각도에서 각도검출신호(C1-C4)를 발생시키는 역할을 수행하게 된다. 즉, 기계의 회전운동을 엔코더(E)에서 읽어내고 그 데이타를 로타리캠(RC)에 입력시키면 로타리캠(RC)에서는 회전운동을 0~360°의 디지탈수치로 표시하게 되는데 이때 로타리캠(RC)에서 사용자가 검출을 원하는 각도를 설정함으로써 엔코더(E)의 각도와 로타리캠(RC)의 설정각도가 일치하면 해당 각도검출신호(C1-C4)가 발생되는 것이다.The top dead center position control apparatus according to the embodiment of the present invention is composed of a rotation angle detection unit 1, an SPM detection unit 2 and a top dead center position control unit 3, in the rotation angle detection unit 1 of the encoder (E) When the rotation angle data is read from the rotary cam RC and the user sets an angle signal to be detected, the angle detection signals C 1 to C 4 are generated at the angle. That is, if the rotational movement of the machine is read from the encoder E and the data is inputted to the rotary cam, the rotary cam displays the rotational movement as a digital value of 0 to 360 °. By setting the angle that the user wants to detect at), if the angle of the encoder E and the set angle of the rotary cam RC coincide with each other, the corresponding angle detection signals C 1 -C 4 are generated.

상기 SPM검출부(2)에서는 타코제너레이터(TG)를 통해 모터(M)의 SPM을 읽어내어 그 데이타를 변속컨트롤러(VSC)로 입력시켜서 각 SPM마다 SPM검출출력신호(S1-S4)를 출력시키는 역할을 수행한다. 즉, 사용자가 모터조작반에서 SPM을 설정하고 모터(M)를 기동시키면, 변속컨트롤러(VSC)에서 사용자가 설정한 SPM에 맞게 모터(M)를 회전운동시킨다.The SPM detector 2 reads the SPM of the motor M through the taco generator TG, inputs the data to the shift controller VSC, and outputs the SPM detection output signals S 1 -S 4 for each SPM. Play a role of That is, when the user sets the SPM in the motor control panel and starts the motor M, the shift controller VSC rotates the motor M in accordance with the SPM set by the user.

이때, 타코제너레이터(TG)는 모터(M)의 실제회전에 따른 SPM을 검출하여 변속컨트롤러(VSC)에 그 데이타를 귀환시킨다. 그러면 변속컨트롤러(VSC)에서는 이렇게 타코제너레이터(TG)로부터 귀환된 실제 SPM 데이타를 SPM검출출력신호(S1-S4)로서 발생시키게 된다. 그리고, 변속컨트롤러(VSC)에서는 모터조작반에서 사용자에 의해 설정된 SPM값과 타코제너레이터(TG)의 검출 SPM을 비교하여 모터(M)를 설정 SPM에 일치되도록 증속 또는 감속시키거나 강제로 정지시키게 된다.At this time, the taco generator TG detects the SPM according to the actual rotation of the motor M and returns the data to the transmission controller VSC. Then, the variable speed controller VSC generates the actual SPM data fed back from the taco generator TG as the SPM detection output signals S 1 -S 4 . In the transmission controller VSC, the SPM value set by the user in the motor control panel is compared with the detection SPM of the taco generator TG to increase, decrease or forcibly stop the motor M to match the set SPM.

한편, 상사점위치제어부(3)에서는, 상기한 SPM검출부(2)의 모터조작반의 강제 브레이크기능과는 별도로, 회전각도검출부(1)의 각도검출신호(C1-C4)와 SPM검출부(2)의 SPM검출출력신호(S1-S4)를 이용하여 상사점에서 기계가 정지될 수 있도록 모터브레이크신호(B)를 만들어 출력시킴으로써, 상기한 모터브레이크신호(B)가 변속콘트롤러(VSC)로 입력되어 변속콘트롤러(VSC)의 강제정지신호와 병렬로 접속되어 모터(M)를 정지시키는 역할을 수행하게 된다.On the other hand, in the top dead center position control unit 3, in addition to the forced brake function of the motor control panel of the SPM detection unit 2, the angle detection signals C 1 -C 4 and the SPM detection unit ( By using the SPM detection output signal (S 1 -S 4 ) of 2) to generate and output the motor brake signal (B) so that the machine can be stopped at the top dead center, the motor brake signal (B) is a variable speed controller (VSC). It is input to the) is connected in parallel with the forced stop signal of the transmission controller (VSC) serves to stop the motor (M).

상기한 모터(M)의 SPM에 따른 브레이크 제동시기는 동작중 달라지게 되는데, 로타리캠(RC)의 각도검출신호(C1-C4)와 SPM에 따라 상사점에서 기계가 정확히 정지할 수 있는 브레이크 제동각도를 찾아서 설정하면, SPM검출출력신호(S1-S4)가 온(ON)되고 현재 SPM에 맞도록 설정된 각도검출신호(C1-C4)가 온(ON)되는 시점에서 브레이크를 기동시켜 모터회전에 따른 슬립(slip)이후 정지하는 위치가 상사점이 된다.The brake braking timing according to the SPM of the motor (M) is different during operation, the machine can stop exactly at the top dead center according to the angle detection signal (C 1- C 4 ) and SPM of the rotary cam (RC). When the brake braking angle is found and set, the brake is operated when the SPM detection output signals S 1 -S 4 are turned on and the angle detection signals C 1 -C 4 set to match the current SPM are turned on. The position where the motor stops after slipping due to motor rotation becomes the top dead center.

이때 모터(M)의 최대 SPM과 최소 SPM의 범위에서, 최대 SPM 각도검출신호(C1)는 각각 355°(ON각도)와 15°(OFF각도)로 설정하고, 최소 SPM 각도검출신호(C4)는 각각 340°(ON각도)와 15°(OFF각도)를 설정하여, 그 범위대의 SPM을 분할하여 SPM각도검출신호(C1-C4)를 각각 설정하게 된다. 예를들어, SPM신호값이 30일때는 S2신호가 '온'이 되는데 이때 각도검출신호 'C3'가 기계회전중 345°에서 '온'되므로 브레이크제동은 정지신호(B)가 '온'되면서 시작되어 일정 슬립발생후 상사점에서 정지하게 된다. 도면중 C1-a-C4-a는 각도검출신호의 각 내부접점을 나타낸다.At this time, in the range of the maximum SPM and the minimum SPM of the motor M, the maximum SPM angle detection signal C 1 is set to 355 ° (ON angle) and 15 ° (OFF angle), respectively, and the minimum SPM angle detection signal C 4 ) sets 340 ° (ON angle) and 15 ° (OFF angle), respectively, and divides the SPM in the range to set the SPM angle detection signals C 1 -C 4 , respectively. For example, when the SPM signal value is 30, the S 2 signal is 'on'. At this time, the angle detection signal 'C 3 ' is 'on' at 345 ° during machine rotation, so the brake braking stops (B). It starts and stops at the top dead center after a certain slip occurs. In the figure, C 1-a- C 4- a represent each internal contact of the angle detection signal.

이상에서와 같이 본 고안은, 모터의 SPM에 따른 상사점제어를 위한 브레이크 제동시기를 로타리캠으로 한번 설정함으로써 PLC로 모터 상사점제어를 위한 각종 SPM 데이타와 각도 데이타가 배선되지 않아도 되며, 따라서 PLC 입출력카드의 용량(사용가능포트)의 증가효과가 기대되고, 실제 회전운동에서 읽어낸 엔코더(E)의 데이타, 즉 로타리캠의 각도를 타코제너레이터(TG)에서 실제 모터 SPM 검출데이타를 받아 출력되는 변속컨트롤러(VSC)의 SPM검출데이타와 직접적으로 조합, 배선함으로서 확실한 모터 상사점위치제어를 할 수 있게 되어 기계운전에 있어 그 기능과 능률을 향상시키고 안전성에 큰 기여를 하게 되는 효과를 갖는다.As described above, according to the present invention, by setting the brake braking timing for the top dead center control according to the SPM of the motor with a rotary cam, the SPM data and the angle data for the motor top dead center control do not need to be wired to the PLC. It is expected to increase the capacity (available port) of the input / output card, and the actual motor SPM detection data is output from the taco generator (TG) data of the encoder (E), that is, the rotary cam, read in the actual rotary motion. By directly combining and wiring the SPM detection data of the transmission controller (VSC), it is possible to perform the motor top dead center position control, which has the effect of improving its function and efficiency in machine operation and making a significant contribution to safety.

Claims (1)

회전운동기계에 설치되는 변속모터의 정지위치를 제어하기 위한 상사점위치제어장치를 구성함에 있어서, 로타리캠(RC)을 통해 엔코더(E)의 회전각도데이타를 읽고 사용자가 검출을 원하는 각도신호를 설정하면 해당 각도에서 각도검출신호(C1-C4)를 발생시키는 회전각도검출부(1)와, 타코제너레이터(TG)에서 읽어들인 변속모터(M)의 회전속도(SPM) 데이타를 변속컨트롤러(VSC)에 입력시켜 각 SPM데이타에 해당하는 SPM검출출력신호(S1-S4)를 발생시키는 SPM검출부(2)와, 상기 회전각도검출부(1)의 각도검출신호(C1-C4)와 SPM검출부(2)의 SPM검출출력신호(S1-S4)를 조합하여, 즉 모터(M)의 최대 SPM과 최소 SPM의 범위로서, 최대 SPM 각도검출신호(C1)는 각각 355°(ON각도)와 15°(OFF각도)로 설정하고, 최소 SPM 각도검출신호(C4)는 각각 340°(ON각도)와 15°(OFF각도)를 설정하여, 그 범위대의 SPM을 분할하여 SPM각도검출신호(C1-C4)를 각각 설정하여, 상기 변속컨트롤러(VSC)로 모터브레이크신호(B)를 출력시키는 상사점위치제어부(3)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전운동기계에 설치되는 변속모터의 상사점위치제어장치.In constructing the top dead center position control device for controlling the stop position of the variable speed motor installed in the rotary motion machine, the rotation angle data of the encoder E is read through the rotary cam RC and the angle signal desired by the user is detected. When set, the rotation angle detection unit 1 that generates angle detection signals C 1 to C 4 at the corresponding angle, and the rotational speed SPM data of the transmission motor M read out from the taco generator TG are assigned to the speed controller. VM) and SPM detection unit 2 for generating SPM detection output signals S 1 -S 4 corresponding to each SPM data, and angle detection signal C 1 -C 4 of the rotation angle detection unit 1. And the SPM detection output signals S 1- S 4 of the SPM detection unit 2 are combined, that is, the range of the maximum SPM and the minimum SPM of the motor M, and the maximum SPM angle detection signal C 1 is respectively 355 °. (ON angle) and 15 ° (OFF angle) with setting and set the minimum SPM angle detection signal (C 4) is 340 ° (ON angle) and 15 ° (OFF angle), respectively And, SPM angle detection signal by dividing the range of one SPM (C 1 -C 4) each set to, including the top dead center position control section 3 for outputting the motor brake signal (B) to the variable speed controller (VSC) Top dead center position control device of a variable speed motor installed in the rotary motion machine, characterized in that consisting of.
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