KR200294284Y1 - 고속 카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템 - Google Patents
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Abstract
프로그램 가능 논리 제어기(Programable Logic Controller: PLC)의 제어신호에 따라 부하장치가 구동되는 것을 실습하기 위한 고속 카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템에 있어서: PLC를 연결하기 위한 다수의 단자 및 사용자의 조작을 위한 다수의 조작 스위치가 구비되어 상기 PLC로부터 제공되는 고속 카운터 제어신호를 부하장치로 전달하고, 부하장치에 의해 출력되는 정보를 디스플레이하는 기능을 갖는 조작 패널부와; 상기 조작패널부를 거쳐 제공되는 PLC의 제어신호에 의해 동작하는 부하장치로서, 고속 카운터 모듈의 출력신호에 따라 전선을 이동시키고 절단하는 전선절단부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템.
Description
본 고안은 고속 카운터 모듈을 장착한 프로그램가능 논리 제어기(Programable Logic Controller)의 제어신호에 의해 부하장치가 구동하는 것을 실습하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고속 카운터 모듈을 이용하여 전선을 고속으로 절단할 수 있는 실습용 전선 절단시스템에 관한 것이다.
예전의 공작기계들은 기능이 단순하였다. 따라서, 그 구조 또한 단순하여 가공물에 대한 오차도 비교적 간단한 가공이 주류를 이루었으며, 대부분의 공작기계를 사람이 직접 제어함으로써 가공물에 대한 오차는 공작기계를 다루는 사람의 기술력에 의해 결정되는 등 변수가 많았다.
그러나, 현재는 공작기계도 복잡하고 가공물도 상당히 고 정밀도를 요함에 따라 가공물에 대한 오차가 매우 중요시 되고 있다. 또한 대부분의 공작기계는 사람이 직접 제어하지 않고 컴퓨터나 프로그램가능 논리 제어기(Programable Logic Controller: 이하 "PLC"라 함)를 이용해 자동으로 가공하여 대량생산이 가능하고 정밀도도 상당히 높아졌다.
일반적으로 PLC는 제어논리를 프로그램에 의해서 변경시킬 수 있는 제어기를말한다. 이러한 PLC는 최근 공장자동화(FA) 분야의 핵심 기계로 사용되고 있는 것으로서, 기계동작(POSP), 공정제어(PID) 및 정보제어(PT, ID) 등과 같은 작업의 순서를 특수 모듈 등을 사용하여 산업자동화에 크게 기여하고 있다.
이렇듯 공작기계를 사람이 아닌 컴퓨터나 PLC가 제어하게 됨으로써 매 상황에 대한 상태를 검출할 센서공학도 발전하게 되었고 각각에 대한 신호를 컴퓨터에서 인식할 수 있도록 인터페이스 기술도 상당한 발전을 하게 되었다.
가공물의 대량생산에 의해 컴퓨터나 PLC로의 입력 신호도 빨라져야 했고, 정밀도를 위해 많은 신호가 필요해야 했다. 기존의 PLC에서는 디지털 입력모듈을 이용해 접점신호나 포토센서, 근접센서와 같이 비교적 늦은 신호를 검출하여 공작기계를 제어했으나, 이러한 센서로는 속도가 빠른 디지털 입력 신호를 검출할 수 없었다. 따라서, 이러한 고속의 신호를 검출해 낼 모듈이 필요하게 되었고 이에 고속의 디지털 신호를 처리할 수 있는 고속카운터 모듈(High Count Module)이 개발되었다.
고속 카운터 모듈은 위치나 길이, 각도 등을 PLC에서 제어할 수 있도록 개발된 모듈로써, 현재의 공장자동화 생산라인에서 반드시 필요한 모듈이다. 이러한 특수모듈에 대한 중요성 및 필요성에 비해 현재 학교에서 진행중인 교과항목에 고속카운터 모듈의 적용사례 및 활용방법이 미비한 상태이다.
본 고안은 프로그램가능 논리 제어기(PLC)를 이용하여 학생들이 직접 고속카운터 모듈을 제어할 수 있는 실습용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 고안의 다른 목적은 고속 카운터 모듈을 이용하여 전선을 절단할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 고안에 따른 고속 카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템은 프로그램 가능 논리 제어기(Programable Logic Controller: PLC)의 제어신호에 따라 부하장치가 구동되는 것을 실습하기 위한 고속 카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템에 있어서: PLC를 연결하기 위한 다수의 단자 및 사용자의 조작을 위한 다수의 조작 스위치가 구비되어 상기 PLC로부터 제공되는 고속 카운터 제어신호를 부하장치로 전달하고, 부하장치에 의해 출력되는 정보를 디스플레이하는 기능을 갖는 조작 패널부와; 상기 조작패널부를 거쳐 제공되는 PLC의 제어신호에 의해 동작하는 부하장치로서, 고속 카운터 모듈의 출력신호에 따라 전선을 이동시키고 절단하는 전선절단부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따른 고속 카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템의 세부적 특징은 상기 전선절단부가, 일정 공간을 두고 대향되도록 설치되어 상기 공간을 통해 제공되는 전선을 이송시키는 두개의 롤러(roller)와; 어느 하나의 롤러에 연결되어 PLC로부터 제공되는 고속 카운터 모듈의 제어신호를 받아 회전하여 두 롤러에 물려 이송되는 전선의 이송량(길이)를 조절하기 위한 스테핑 모터 (stepping motor)와; 상기 스테핑 모터가 연결된 롤러의 타측에 구성되어 롤러의 회전각도를 검출하여 상기 PLC로 전달하여 전선의 이동길이를 산출하기 위한 신호원으로 동작하는 엔코더(encoder)와; 상기 두 롤러의 회전에 따라 이송되는 전선을 절단하는 대향된 두 칼날과; 어느 하나의 칼날에 연결되어 PLC로부터 제공되는 고속 카운터 모듈의 제어신호를 받아 전선을 절단할 수 있도록 칼날의 캠(cam)운동 동력을 제공하는 단상 전동기를 포함하여 이루어지는 점이다.
도 1은 본 고안에 따른 고속 카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템의 외형을 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 전선 절단부의 구체적 구성도,
도 3은 도 1의 조작 패널부의 구성을 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 고안에 따른 전선 절단 시스템의 구성과 그에 따른 동작을 살펴보기로 한다.
도 1은 본 고안에 따른 고속 카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템의 외형을 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 전면에 PLC(도시되지 않음)를 연결하기 위한 다수의 단자 및 사용자의 조작을 위한 다수의 조작 스위치가 구비된 조작패널부(100)가 형성되어 있다. 상기 조작패널부(100)는 PLC로부터 제공되는 고속 카운터 제어신호를 부하장치로 전달하고, 부하장치에 의해 출력되는 정보를 디스플레이하는 기능을 한다.
롤(roll)의 형태로 제공되는 전선을 거치하기 위한 전선거치대(300)와, 상기 조작패널부(100)를 거쳐 제공되는 PLC의 제어신호에 의해 동작하는 부하장치로서, 고속 카운터 모듈의 출력신호에 따라 상기 전선거치대(300)에 거치된 전선을 이동시키고 절단하는 전선절단부(200)가 구성되어 있다.
도 2는 본 고안에 따른 도 1의 전선절단부(200)의 구성도이다. 일정 공간을 두고 대향되도록 설치되어 상기 공간을 통해 제공되는 전선을 이송시키는 두개의 롤러(roller)(211, 212)와; 어느 하나의 롤러(211)에 연결되어 PLC로부터 제공되는 고속 카운터 모듈의 제어신호를 받아 회전하여 두 롤러에 물려 이송되는 전선의 이송량(길이)를 조절하기 위한 스테핑 모터 (stepping motor)(220)와; 상기 스테핑 모터(220)가 연결된 롤러(211)의 타측에 구성되어 롤러(211)의 회전각도를 검출하여 PLC로 전달하여 전선의 이동길이를 산출하기 위한 신호원으로 동작하는 엔코더(encoder)(230)와; 상기 두 롤러(211,212)의 회전에 따라 이송되는 전선을 절단하는 대향된 두 칼날(241, 242)과; 어느 하나의 칼날(241)에 연결되어 PLC로부터 제공되는 고속 카운터 모듈의 제어신호를 받아 전선을 절단할 수 있도록 칼날의 캠(cam)운동 동력을 제공하는 단상 전동기(250)를 포함하여 이루어진다.
도 3은 고속 절단기 시스템의 조작 패널부를 나타낸 것으로서, 고속 절단기 시스템과 PLC를 연결할 수 있도록 각종 신호들이 단자처리 되어 있는 것을 알 수 있다.
길이 설정 블록(Length Set)(110)은 고속 절단기 시스템의 운전 중 절단할 전선의 길이를 설정하는 스위치이다. 4련의 디지털 스위치가 부착되어 있으며, 각 자리에 대한 설정값이 하단의 바나나잭에 출력된다. 단자에 출력되는 데이터 타입은 2진화 10진수(BCD) 코드로, 1, 10, 100, 1000의 자리마다 각각 4개의 단자에 설정한 데이터가 출력된다. 따라서, PLC의 디지털 입력모듈에 각 자리에 해당하는 단자를 연결하여 설정한 값을 프로그램에 반영한다.
길이 표시 블록(120)은 고속 절단기 시스템의 운전 중 현재 이송된 전선의 길이를 표시해 주는 디스플레이 장치로써, PLC와는 접속되지 않고 고속 절단기 시스템 의 펄스 출력부와 접속된다. 하단부에 위치한 4개의 단자에 신호를 입력하면 현재의 전선의 길이가 표시된다. "Step"단자에 펄스를 인가하면 입력되는 펄스를 계수하여 위쪽 숫자 표시기에 표시한다. 이것은 현재 전선이 몇 스텝만큼 이동했는지를 보여주는 것으로, PLC프로그램에서는 이 스텝으로 현재의 전선길이를 산출하게 된다. "Length"단자에 펄스를 인가하면 입력되는 펄스를 길이로 환산하여 위쪽 숫자 표시기에 표시한다. 이렇게 함으로써 현재 이동된 전선의 길이를 쉽게 확인할 수 있다.
운전/정지 스위치 블록(Start/Stop)(130)은 고속 절단기 시스템의 운전/정지용 스위치 블록으로써, PLC의 디지털 입력 모듈에 접속하여 고속 절단기 시스템의 운전/정지 지령을 PLC에 공급하고 입력되는 신호를 프로그램에 반영한다.
펄스, 절단완료 신호 출력 블록(Signal Output)(140)은 고속 절단기 시스템의 펄스신호, 절단완료 신호 출력 블록으로써, 전선 이송용 Feeder모터(스텝모터)를 회전시킬 때 매 스텝마다 펄스가 출력된다. 이 펄스신호를 PLC의 고속 카운터 모듈에 공급하고 입력되는 펄스를 계수하여 프로그램에 반영하게 된다.
모터 운전지령 블록(Motor Driver)(150)은 고속 절단기 시스템에서 전선 이송용 Feeder 모터와 전선 절단용 Cutter모터의 운전신호를 입력하는 블록으로써, PLC의 디지털 출력모듈에서 신호를 입력하여 운전을 제어한다. "Feeder"블록은 전선 이송용 블록으로, 황색 단자와 흑색 단자에 DC24V를 공급하면 전선이송용 Feeder모터가 회전하여 전선이 이송된다. "Cutter"블록은 전선 절단용 블록으로, 역시 황색 단자와 흑색 단자에 DC24V를 공급하면 전선 절단용 Cutter모터가 회전하여 전선이 절단된다.
경보 전원 블록(Buzzer Power)(160)은 고속 절단기 시스템의 메인 전원 스위치와 운전중 비상경보 발생용 부져 블록으로써, 장치의 전원은 AC220V이다. "Buzzer"블록은 비상시 경보용으로 사용되며, PLC의 디지털 출력모듈에 의해 DC24V를 공급하면 경보음이 발생한다.
촌동운전 스위치 블록(Jog)(170)은 고속 절단기 시스템의 Jog(촌동)운전 스위치 블록으로써, "Feeder"스위치와 "Cutter"스위치로 구성되어 있다. "Feeder"스위치는 전선을 이송시키는 전선이송용 모터 운전 스위치로, 최초 전선을 고무롤러에 맞물릴 때나 임의로 전선을 이송시킬 필요가 있을 때 사용되는 전선 이송용 수동 스위치이다. 이 신호를 PLC의 디지털 입력모듈에 입력하여 프로그램에 반영한다. "Cutter"스위치는 전선을 절단하는 전선 절단모터 운전 스위치로, 전선을 절단할 필요가 있을 때 사용되는 스위치이다. 이 신호 역시 PLC의 디지털 입력모듈에 입력하여 프로그램에 반영한다.
비상정지 스위치 블록(Emergency-stop)(180)은 고속 절단기 시스템의 비상정지 스위치 블록으로써, 갑작스럽게 장치를 정지시킬 필요가 있을 때 비상정지 신호를 PLC에 공급하는 스위치 블록이다. 이 블록 역시 PLC의 디지털 입력모듈에 접속되며, 입력되는 비상정지 신호를 PLC 프로그램에 반영한다.
수량 계수 블록(Counter Set Display)(190)은 고속 절단기 시스템에서 절단할 전선 수량을 설정하는 카운터 설정 표시 블록으로써, PLC의 디지털 입력모듈과 디지털 출력모듈에 접속된다. "Up"단자는 PLC에서 전선이 절단되었을 때 마다 1개의 펄스를 공급해 현재의 절단된 수량을 표시하게 되고, "Reset"단자는 PLC에 의해 지금까지 계수했던 수량을 "0"으로 리셋시킬 때 사용하는 단자이다. 아래쪽의 "Set"단자는 미리 설정된 수량과 현재 절단된 전선 수량이 일치했을 때 출력되는 신호로, PLC에 입력하여 고속 절단기 시스템의 자동정지 신호로 사용한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 전선 절단시스템은 고속카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템을 개발하여 기존의 이론 중심적 교육에서 학생들로 하여금 직접 고속카운터 모듈을 제어하여 시스템을 움직여 봄으로써, 흥미 유발과 함께 실무교육이 가능하여 차후 생산현장에서의 적응력을 높일 수 있도록 하였다.
Claims (2)
- 프로그램 가능 논리 제어기(Programable Logic Controller: PLC)의 제어신호에 따라 부하장치가 구동되는 것을 실습하기 위한 고속 카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템에 있어서:PLC를 연결하기 위한 다수의 단자 및 사용자의 조작을 위한 다수의 조작 스위치가 구비되어 상기 PLC로부터 제공되는 고속 카운터 제어신호를 부하장치로 전달하고, 부하장치에 의해 출력되는 정보를 디스플레이하는 기능을 갖는 조작 패널부와;상기 조작패널부를 거쳐 제공되는 PLC의 제어신호에 의해 동작하는 부하장치로서, 고속 카운터 모듈의 출력신호에 따라 전선을 이동시키고 절단하는 전선절단부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전선절단부는:일정 공간을 두고 대향되도록 설치되어 상기 공간을 통해 제공되는 전선을 이송시키는 두개의 롤러(roller)와;어느 하나의 롤러에 연결되어 PLC로부터 제공되는 고속 카운터 모듈의 제어신호를 받아 회전하여 두 롤러에 물려 이송되는 전선의 이송량(길이)를 조절하기 위한 스테핑 모터 (stepping motor)와;상기 스테핑 모터가 연결된 롤러의 타측에 구성되어 롤러의 회전각도를 검출하여 상기 PLC로 전달하여 전선의 이동길이를 산출하기 위한 신호원으로 동작하는 엔코더(encoder)와;상기 두 롤러의 회전에 따라 이송되는 전선을 절단하는 대향된 두 칼날과;어느 하나의 칼날에 연결되어 PLC로부터 제공되는 고속 카운터 모듈의 제어신호를 받아 전선을 절단할 수 있도록 칼날의 캠(cam)운동 동력을 제공하는 단상 전동기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 카운터 모듈을 이용한 전선 절단 시스템.
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| KR20180078775A (ko) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 주식회사 유라코퍼레이션 | 개별차폐 장선 절단장치 |
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| KR20180078775A (ko) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 주식회사 유라코퍼레이션 | 개별차폐 장선 절단장치 |
| KR102053276B1 (ko) * | 2016-12-30 | 2019-12-06 | 주식회사 유라코퍼레이션 | 개별차폐 장선 절단장치 |
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