KR20080076687A - 전동 프레스 - Google Patents

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KR20080076687A
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Abstract

본 발명은 안전성이 높은 전동 프레스를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면 메인 CPU(1)는 서보드라이버(10)로부터 신호에 의해 램(51)이 소정의 위치에 있을 때에는 검출 신호를 릴레이(2)에 출력하고 뮤트 신호를 에리어 센서(30)에 전달한다. 서브 CPU(3)는 엔코더(9)의 위치 신호에 의해 램(51)이 소정의 상태에 있을 때에는 검출 신호를 릴레이(4)에 출력하고 뮤트 신호를 에리어 센서(30)에 전달한다. 메인 및 서브 CPU는 서로 감시하여, 즉 메인 CPU(1)는 릴레이(4)의 출력을 체크하여 뮤트 신호가 뮤트 신호가 출력되지 않는 때에는 릴레이(2)를 오프한다. 그리고 서브 CPU(3)의 상태와 메인 CPU(1)의 상태를 비교하여, 양자가 상호 일치하면 릴레이(4)의 이상을 판단한다. 서브 CPU(3)도 동일한 양식으로 동작을 행한다.
전동 프레스, CPU, 에리어 센서, 오작동.

Description

전동 프레스{Electric press}
본 발명은 전동 프레스에 관한 것이다.
일반적으로 전동 프레스에는 전동 모터가 구동원으로 제공되어 피가공물에 대하여 램(ram)을 승강시키도록 가입하는 구성을 가지는 것이며, 이와 연계하여, 전동 프레스는 일반적으로 안전을 위하여 에리어 센서가 제공되어 전동 프레스 구동 중에 조작자가 소정의 에리어에 침입되는 경우에는 사고를 방지하기 위하여 비상정지하는 구성을 구비하는 경우가 많다.
한편, 전동 프레스는 램에 장착하는 후크의 교환 및 동작을 프레스에 티칭하여야할 필요가 있으므로, 조작자가 상기한 소정의 에리어 내로 들어가야 할 필요가 있다. 따라서, 전동 프레스가 대기상태로 있는 때와 같이 소정의 상태로 있는 때에는 상기 에리어 센서에 뮤팅 신호(muting signal)를 출력하여 에리어 센서를 무효화하는 장치를 구비하고 있다.
특허문헌으로 일본국 특허공개공보 평10-277800호 공보가 종래기술로 언급될 수 있다.
그러나, CPU(중앙 처리 장치)는 제어되지 않은 상태로 작동될 수 있고, 이런 경우에 전동 프레스가 대기상태에서의 소정의 상태에 있지 않을 때에 무효화 장치가 작동하여 에리어 센서가 작동하지 않는 위험이 있다. 따라서, 전동 프레스는 복수의 CPU를 사용하여 CPU 간에 워치도그 신호(watchdog signal)를 감시하여 CPU의 제어되지 않은 작동상태를 검출하는 것이 제공될 수 있으나 워치도그 신호는 소프트웨어에 의해 작성되어지기 때문에 그리고 CPU 비제어 작동 시에는 마찬가지로 프로그램 역시 비제어 상태로 작동할 것으로 여겨지므로 신뢰성이 충분하다고 할 수 없는 것이다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위한 것을 그 목적으로 한다.
위에 언급된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소정의 영역 내로 사람이 들어오는 것을 검출하기 위해 에리어 센서를 접속하는 전동 프레스에 있어서, 상기 전동 프레스가 소정의 상태로 되어 지는 것을 검출하는 검출 수단과, 상기 검출 수단의 검출에 대응하여 상기 전동 프레스가 소정의 상태로 있는 동안은 상기 에리어 센서를 무효화하는 신호를 출력하는 신호 출력수단과, 상기 신호 출력수단이 정상적으로 작동하는지를 감시하는 감시 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
검출 수단으로는 제일 검출 수단 및 제이 검출 수단의 두 개의 검출 수단을 구비하는 것이 바람직하고, 상기 신호 출력수단으로는 제일 신호 출력수단 및 제이 신호 출력수단의 두 개의 신호 출력수단을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 감시 수단으로서는 상기 제일 신호 출력수단이 정상으로 동작하는가 않는가를 감시하는 제일의 감시수단과 상기 제이 신호 출력수단이 정상으로 동작하는가 않는가를 감시하는 제이의 감시 수단을 구비하는 것이 바람직하며, 특히 상기 제일의 신호출력수단과 제이의 신호 출력수단은 타방의 신호 출력수단이 정상으로 작동하지 않는 때에는, 상기 에리어 센서를 무효화시키기 위한 신호를 출력하지 않는 것으로 구성되어 지는 것이 바람직하다.
상기 신호 출력수단과 감시 수단은 동일한 중앙연산처리장치(CPU)에 의해 실현가능한 것이다. 예를 들어, 상기 제일의 신호 출력수단이 정상으로 동작하는가 않는가를 감시하는 제일의 감시수단과 상기 제이 신호 출력수단을 실현하는 서브 중앙연산처리장치와, 상기 제이 신호 출력수단이 정상으로 동작하는가 않는가를 감시하는 제이의 감시 수단과 상기 제일 신호 출력수단을 실현하는 메인 중앙연산처리장치로 구성되어 지는 것을 가능하다.
더욱이, 상기 제일의 검출 수단은 전동 프레스의 구동모터의 구동신호에 의하여 전동 프레스가 소정의 상태로 되는가를 검출하고, 상기 제이의 검출 수단은 전동 프레스의 램의 위치를 검출하고, 이의 위치 검출에 의해 전동 프레스가 소정의 위치로 되는가를 검출하는 구성으로 되는 것이 가능하다.
더 더욱이, 상기한 소정의 상태로는 전동 프레스가 대기위치에 있는 상태인 지 또는 전동 프레스가 대기위치에서 이동중의 상태로 되는 것이 가능하다.
본 발명의 전동 프레스에 따르면 에리어 센서의 무효화의 오작동에 없이 안전한 작업을 수행하는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 도면을 참고로 보다 자세하게 설명한다.
도 1에 있어서, 전동 프레스(A)는 램(51)을 구비하고, 이 램(51)은 서보모터(50)에 의해 상하 방향으로 이동하고, 서보모터(50)는 서보드라이버(10)를 통해 매개로 하여 메인 CPU(1)에 의하여 제어되어 진다.
메인 CPU(1)는 서보모터(50)의 회전량을 수치로서 제어하고, 이 서보모터(50)의 회전량을 스크류기구(레지기구)에 의해 직선운동으로 변환하여 램(51)을 승강하도록 되어 진다. 참고번호 52는 엔코더를 나타내고, 53은 브레이크를 나타낸다. 메인 CPU(1)는 엔코더(52)로부터의 피드백 신호에 의해 서보드라이버(10)를 매개로 하여 서보모터(50)를 높은 정밀도로 위치 제어하도록 되어진다.
램(51) 측에는 다른 엔코더(9)가 설치되어져 램(51)의 위치를 직접적으로 검출한다. 램(51)의 위치검출 신호는 서브 CPU(3)로 전달되도록 구성되어 진다.
서브 CPU(3)와 메인 CPU(1)는 서로 상호에 대한 위치신호를 제공하도록 구성되어 진다.
메인 CPU(1)는 엔코더(52)로부터의 신호에 의하여 램(51)이 소정의 위치, 즉 그의 실시형태로는 대기위치에 있을 때에 또는 대기위치에서 이동 중일 때에, 그의 그 검출신호를 릴레이(2)에 출력하는 것에 의하여 구성되어 진다. 릴레이(2)는 이 검출신호에 대답하여 동작하고, 뮤트(mute) 신호를 에리어 센서(30)에 송달하는 것으로 구성되어 진다. 에리어 센서(30)에는 AND 회로(31)가 여기에 연결되어 설치되어 지고, 그의 릴레이(2)로부터의 뮤트 신호와 다음에 기술하는 릴레이(4)로부터의 뮤트 신호에 의해 AND 회로(31)가 온(on) 되는 경우에 에리어 센서(30)가 무효화 되도록 되어 진다.
에리어 센서(30)에는 비상정지회로(32)가 구비되어져, 비상정지회로(32)는 동력차단회로(33)에 접속되어 진다. 동력차단회로(33)는 메인 CPU(1)와 서브 CPU(3) 사이에 개재되어, 메인 CPU(1)로부터의 신호를 차단하여 전동 프레스(A)를 정지시키는 것으로 되어 진다.
에리어 센서(30)는 전동 프레스(A)의 소정 영역에 작업자가 들어오는 것을 검지하고, 비상정지회로(32), 동력차단회로(33)를 구동하여 전동 프레스(A)를 정지시키는 것으로 된다.
에리어 센서(30)가 무효화 되어 지는 때에는, 소정 영역에 작업자가 침입하여도 전동 프레스(A)가 정지하지 않는데, 예를 들어, 작업자가 티칭(teaching)을 행하는 상태가 있다.
서브 CPU(3)는 엔코더(9)로부터의 램(51)의 위치 신호에 의하여 램(51)이 대기위치에 있는지 또는 대기위치에서 이동 중의 상태로 있는지, 그의 그 검출신호를 릴레이(4)에 출력하는 것에 의하여 구성되어 진다. 릴레이(4)는 이 검출신호에 대답하여 동작하고, 뮤트(mute) 신호를 AND 회로(31)를 매개로 하여 에리어 센서(30)에 송달하는 것으로 구성되어 진다.
메인 CPU(1)과 서브 CPU(3)은 에리어 센서(30)을 무효화하는 신호를 출력하는 신호 출력수단으로서의 기능에 더하여 사호 서로를 감시하는 감시 수단으로서의 기능을 갖는다.
자세하게는, 메인 CPU(1)는 상기한 대기위치에 있거나 또는 대기위치에서 이동 중인지를 가르치는 검출 신호를 릴레이(2)에 출력할 때에, 그와 동시에 릴레이(4)의 출력을 체크하여, 뮤트신호가 출력되어 지지 않은 때에는 이 릴레이(2)를 오프(off) 함으로 뮤트 신호를 오프하게 된다. 그래서, 서브 CPU(3)에 릴레이(4)가 이상하다는 것을 나타내는 신호를 출력하여, 서브 CPU(3)의 상태를 수신한다. 이 서브 CPU(3)의 상태와 메인 CPU(1)의 상태를 비교하여, 양자가 일치되어 지면 서브 CPU(3)는 정상으로 릴레이(4)가 이상으로 판단되어 지는 구성으로 된다. 양자가 일치하지 않는 경우에는, 서브 CPU(3) 또는 메인 CPU(1)가 이상으로 판단되어 지는 구성으로 된다.
이러한 판단에 기하여 에러 표시와 시스템 정지 같은 에러 처리를 행하는 것으로 된다.
한편, 서브 CPU(3)도 유사하게, 상기한 대기위치에 있거나 또는 대기위치에서 이동 중인지를 가르치는 검출 신호를 릴레이(4)에 출력할 때에, 그와 동시에 릴레이(2)의 출력을 체크하여, 뮤트신호가 출력되어 지지 않은 때에는 이 릴레이(4) 를 오프(off) 함으로 뮤트 신호를 오프하게 된다. 그래서, 메인 CPU(1)에 릴레이(2)가 이상하다는 것을 나타내는 신호를 출력하여, 메인 CPU(1)의 상태를 수신한다. 이 메인 CPU(1)의 상태와 서브 CPU(3)의 상태를 비교하여, 양자가 일치되어 지면 메인 CPU(1)는 정상으로 릴레이(2)가 이상으로 판단되어 지는 구성으로 된다. 양자가 일치하지 않는 경우에는, 메인 CPU(1) 또는 서브 CPU(3)가 이상으로 판단되어 지는 구성으로 된다.
이러한 판단에 기하여 에러 표시와 시스템 정지 같은 에러 처리를 행하는 것으로 된다.
이상의 구성에 의하여 메인 CPU(1), 서브 CPU(3) 또는 서보드라이버(10)와 서보모터(50), 엔코더(52), 엔코더(9), 릴레이(2) 또는 릴레이(4)에 오동작이 있는 경우에는 릴레이(2, 4)로부터 뮤트 신호는 출력되지 않고 에리어 센서(30)은 무효화되지 않을 것이다. 따라서, 안전을 확보하는 것이다.
다음에서는 도 2와 도 3에 의해 동작을 설명한다.
먼저, 도 2에 의하여 메인 CPU(1)와 릴레이(2)의 동작을 설명한다.
전원이 온으로 스윗칭되거나 또는 티칭에 따른 대기위치를 변경할 때에, 메인 CPU(1)는 서브 CPU(3)에 대기위치에 있다는 것으로 나타내는 신호를 송달하고, 동시에 대기위치에 있는지를 확인한다(단계 S1).
메인 CPU(1)는 전동 프레스(A)가 소정의 상태에 있는지 아닌지를 체크한다. 이 실시형태에 따르면, 전동 프레스(A)가 대기위치에 있는지 아니면 대기위치에서 상승 중인지 아닌지를 체크한다(단계 S2). 소정의 상태, 즉 대기위치에 있거나 또는 대기위치에서 상승 중에 있는 경우에, 메인 CPU(1)는 그것을 나타내는 검출 신호를 출력하고(단계 S4), 이 신호에 대응하여, 릴레이(2)가 온(on) 되어져 뮤트 신호를 에리어 센서(30)의 AND 회로(31)로 출력한다(단계 S5).
한편, 전동 프레스(A)가 소정의 위치에 있지 않는 경우에는 릴레이(2)를 오프하여 뮤트 신호를 오프(단계 S3)하고, 단계 S2로 돌아간다.
더욱이, 메인 CPU(1)는 또한 서브 CPU(3) 측의 릴레이(4)를 감시하고, 릴레이(4)가 뮤트 신호를 출력하는지 않는지를 체크한다(단계 S6). 릴레이(4)가 뮤트 신호를 출력하는 경우에는 단계 S2로 되돌아간다.
릴레이(4)가 뮤트 신호를 출력하지 않는 경우에는 릴레이(2)를 오프하여 뮤트 신호를 오프한다(단계 S7). 그런 다음 서브 CPU(3)에 릴레이(4)가 이상하다는 것을 나타내는 신호를 출력하고(단계 S8), 그런 다음 서브 CPU(3)의 상태를 수신한다(단계 S9). 이 서브 CPU(3)의 상태와 메인 CPU(1)의 상태를 비교하여(단계 S10), 양자가 일치되면, 서브 CPU(3)는 정상으로 릴레이(4)는 이상으로 판단되어진다(단계 S11). 양자가 일치되지 않는 경우에는, 서브 CPU(3) 측 또는 메인 CPU(1) 측이 이상으로 되는 것으로 판단되어진다(단계 S12). 그래서, 에러 표시와 시스템 정지로서 에러 처리를 실행한다(단계 S13).
다음으로, 도 3에 의하여 서브 CPU(3)와 릴레이(4)의 동작을 설명한다.
전원이 온으로 스윗칭되거나 또는 티칭에 따른 대기위치를 변경할 때에, 서브 CPU(3)는 송달되어진 대기위치에 있다는 것으로 나타내는 신호를 수신하고, 동 시에 대기위치에 있는지를 확인한다(단계 S30).
다음으로 서브 CPU(3)는 엔코더(9)로부터 램(51)의 위치 신호를 체크하여, 대기위치에 있는지 아니면 대기위치에서 상승 중인지 아닌지를 체크한다(단계 S31). 대기위치에 있거나 또는 대기위치에서 상승 중에 있는 경우에, 서브 CPU(3)는 그것을 나타내는 검출 신호를 출력하고(단계 S33), 이 신호에 대응하여, 릴레이(4)가 온(on) 되어져 뮤트 신호를 에리어 센서(30)의 AND 회로(31)로 출력한다(단계 S34).
한편, 대기위치에 있지 않거나 또는 대기위치에서 상승 중의 상태가 아닌 경우에는 릴레이(4)를 오프하여 뮤트 신호를 오프(단계 S32)하고, 단계 S31로 돌아간다.
서브 CPU(3)는 또한 메인 CPU(1) 측의 릴레이(2)를 감시하고, 릴레이(2)가 뮤트 신호를 출력하는지 않는지를 체크한다(단계 S35). 릴레이(2)가 뮤트 신호를 출력하는 경우에는 단계 S31로 되돌아간다.
릴레이(2)가 뮤트 신호를 출력하지 않는 경우에는 릴레이(4)를 오프하여 뮤트 신호를 오프한다(단계 S36). 그런 다음 메인 CPU(1)에 릴레이(2)가 이상하다는 것을 나타내는 신호를 출력하고(단계 S37), 그런 다음 메인 CPU(1)의 상태를 수신한다(단계 S38). 이 메인 CPU(1)의 상태와 서브 CPU(3)의 상태를 비교하여(단계 S39), 양자가 일치되면, 메인 CPU(1)는 정상으로 릴레이(2)는 이상으로 판단되어진다(단계 S40). 양자가 일치되지 않는 경우에는, 메인 CPU(1) 측 또는 서브 CPU(3) 측이 이상으로 되는 것으로 판단되어 진다(단계 S41). 그래서, 에러 표시와 시스템 정지로서 에러 처리를 실행한다(단계 S42).
에리어 센서(30) 측에는 릴레이(2)와 릴레이(4)가 양방이 온으로 될 때에는 AND 회로(31)이 온으로 되어져 무효화 신호를 출력하여서 에리어 센서(30)을 무효화한다.
이에 따라, 메인 CPU(1)에 따른 상태검출과 서브 CPU(3)로부터의 위치검출이 일치하지 않을 때에는 에리어 센서(30)가 무효화를 행하지 않는다. 더욱이, 릴레이(2)와 릴레이(4)의 각 하나가 또는 쌍방이 이상이 있을 때에도, 에리어 센서(30)는 무효화를 행하지 않는다.
따라서, 오작동에 따른 에리어 센서(30)의 무효화가 방지되고 안전성을 확보한다.
상기 기술된 본 발명은 많은 방식으로 개변될 수 있음은 물론이며, 이러한 개변 또한 본 발명의 사상 및 범주에서 벗어나지 않는 한, 이러한 모든 개변은 다음의 청구범위 내에 포함되는 것으로 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 블럭도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 동작을 나타내는 플로우 챠트도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시형태의 동작을 나타내는 플로우 챠트도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 메인 CPU 2 : 릴레이
3 : 서브 CPU 4 : 릴레이
9 : 엔코더 10 :서보드라이버
11 : 서보모터 30 : 에리어 센서
31 : AND 회로 32 : 비상정지회로
33 : 동력차단회로 50 : 서보모터
51 : 램 52 : 엔코더
53 : 브레이크

Claims (6)

  1. 소정의 영역 내로 사람이 들어오는 것을 검출하기 위해 에리어 센서를 접속하는 전동 프레스에 있어서,
    상기 전동 프레스가 소정의 상태로 되어 지는 것을 검출하는 검출 수단과,
    상기 검출 수단의 검출에 대응하여 상기 전동 프레스가 소정의 상태로 있는 동안은 상기 에리어 센서를 무효화하는 신호를 출력하는 신호 출력수단과,
    상기 신호 출력수단이 정상적으로 작동하는지를 감시하는 감시 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 검출 수단으로는 제일 검출 수단 및 제이 검출 수단의 두 개의 검출 수단을 구비하고,
    상기 신호 출력수단으로는 제일 신호 출력수단 및 제이 신호 출력수단의 두 개의 신호 출력수단을 구비하고,
    상기 감시 수단으로서는 상기 제일 신호 출력수단이 정상으로 동작하는가를 감시하는 제일 감시수단과 상기 제이 신호 출력수단이 정상으로 동작하는가를 감시하는 제이 감시 수단을 구비하고,
    상기 제일 신호출력수단과 제이 신호 출력수단은 타방의 신호 출력수단이 정 상으로 작동하지 않는 때에는 상기 무효화시키기 위한 신호를 출력하지 않는 것으로 구성되어 지는 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제일 검출 수단은 전동 프레스의 구동모터의 구동신호에 의하여 전동 프레스가 소정의 상태로 되는가를 검출하고,
    상기 제이 검출 수단은 전동 프레스의 램의 위치를 검출하고, 이의 위치 검출에 의해 전동 프레스가 소정의 상태로 되는가를 검출하는 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제일 신호 출력수단이 정상으로 작동하는지를 감시하는 제일 감시 수단과 제이 신호 출력수단을 실현하는 서브 중앙연산처리장치와,
    상기 제이 신호 출력수단이 정상으로 동작하는지를 감시하는 제이 감시 수단과 상기 제일 신호 출력수단을 실현하는 메인 중앙연산처리장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기한 소정의 상태는 전동 프레스가 대기위치에 있는 상태인 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기한 소정의 상태는 전동 프레스가 대기위치에서 이동중의 상태로 되는 것을 특징으로 하는 전동 프레스.
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