KR20120028097A

KR20120028097A - 지그재그 이동형 전선외피 연속 압입시험장치

Info

Publication number: KR20120028097A
Application number: KR1020100090103A
Authority: KR
Inventors: 김종석; 장경남; 정선철; 박경흠
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: KR101168518B1

Abstract

본 발명은 압입자가 전선외피 상에서 지그재그로 이동하면서 연속적으로 압입시험을 수행하는 압입시험장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 압입시험장치는 압입자를 전선외피에 압입하는 제1 모터; 제1 바퀴와 연결되어 제1 바퀴를 회전시키는 제2 모터; 제2 바퀴와 연결되어 제2 바퀴를 회전시키는 제3 모터; 크램프의 한쪽 끝과 연결된 제4 모터; 크램프의 다른 쪽 끝과 연결된 제5 모터; 압입시험장치의 기울기를 측정하는 기울기 센서; 제1 모터와 압입자 사이에 연결되어 전선외피에 가해지는 압력을 측정하는 압력 센서; 전선외피에 대해 압입시험을 수행할 때 전선이 고정될 수 있도록 전선을 지지하는 크램프; 및 제1 모터를 제어해서 전선에 압력을 가해서 압입시험을 수행하고, 제2 모터 및 제3 모터를 제어해서 압입자를 전선외피 상에서 지그재그로 이동시키고, 제4 모터 및 제5 모터를 제어해서 전선을 크램프에 고정시키거나 크램프로부터 전선의 고정을 푸는 제어기를 포함하고, 상기 제어기에 의해서 제2 모터의 회전수를 제3 모터의 회전수와 다르게 제어함으로써 압입자를 전선외피 상에서 지그재그로 이동시킨다.

Description

지그재그 이동형 전선외피 연속 압입시험장치{DEVICE FOR PERFORMING CONTINUOUS INDENTATION TESTS WITH ZIGZAG MOVEMENTS ON A CABLE JACKET}

본 발명은 지그재그형 전선외피 연속 압입시험장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 압입자가 전선외피 상에서 지그재그로 이동하면서 연속적으로 압입시험을 수행하는 압입시험장치에 관한 것이다.

종래의 수동형 압입시험장치는 압입시험 모터를 작동시켜 압입자로 전선외피에 압입을 가한 후 압입자에 연결된 로드셀을 통해 압입력을 측정하고 지정된 압입력에 도달하면 모터가 후진하는 회로로 구성되어 있다. 수동형 압입시험제어기는 한 번에 한 개의 압입시험만 수행이 가능하므로 다음 압입시험을 위해서는 전선외피 고정 크램프 모터를 수동으로 작동시켜 위치이동 후 전선을 조이는 작업을 반복하였다. 수동작업에 의한 압입시험은 50개의 데이타를 얻기 위해 최소한 50분 정도의 시간이 소요되므로, 이러한 압입시험을 신속하게 자동으로 수행할 수 있는 압입시험장치가 요구된다.

또한, 종래의 수동형 압입시험장치는 전선외피 축방향을 따라 일직선으로만 압입시험을 할 수 있다. 이러한 이유로, 특히 다중코어의 경우 코어 또는 코어가 없는 빈공간 중에서 어느 하나만이 압입시험 위치로서 택일적으로 선택되어 압입시험이 수행되기 때문에 전선외피 압입시험에서 상당한 오차가 발생한다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 압입자가 전선외피 상에서 지그재그로 이동하면서 연속적으로 압입시험을 수행하는 압입시험장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 압입자가 전선외피 상에서 지그재그로 이동하면서 연속적으로 압입시험을 수행하는 압입시험장치에 관한 것으로서, 상술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 압입시험장치는, 압입자를 전선외피에 압입하는 제1 모터; 제1 바퀴와 연결되어 제1 바퀴를 회전시키는 제2 모터; 제2 바퀴와 연결되어 제2 바퀴를 회전시키는 제3 모터; 크램프의 한쪽 끝과 연결된 제4 모터; 크램프의 다른 쪽 끝과 연결된 제5 모터; 압입시험장치의 기울기를 측정하는 기울기 센서; 제1 모터와 압입자 사이에 연결되어 전선외피에 가해지는 압력을 측정하는 압력 센서; 전선외피에 대해 압입시험을 수행할 때 전선이 고정될 수 있도록 전선을 지지하는 크램프; 및 제1 모터를 제어해서 전선에 압력을 가해서 압입시험을 수행하고, 제2 모터 및 제3 모터를 제어해서 압입자를 전선외피 상에서 지그재그로 이동시키고, 제4 모터 및 제5 모터를 제어해서 전선을 크램프에 고정시키거나 크램프로부터 전선의 고정을 푸는 제어기를 포함하고, 상기 제어기에 의해서 제2 모터의 회전수를 제3 모터의 회전수와 다르게 제어함으로써 압입자를 전선외피 상에서 지그재그로 이동시킨다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제어기는 기울기 센서에서 측정된 기울기를 고려해서 제2 모터 및 제3 모터를 제어해서 압입자를 전선외피 상에서 지그재그로 이동시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제어기는 압입시험장치가 정지해서 압입시험을 수행하는 때에는 전선을 크램프에 고정시키도록 제4 모터 및 제5 모터를 제어하고, 압입시험장치가 이동하는 때에는 크램프로부터 전선의 고정을 풀도록 제4 모터 및 제5 모터를 제어할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 제어기는 블루투스 무선통신 규격을 지원하는 외부 장치와 무선으로 제어신호 및 측정데이터를 주고 받기 위한 무선통신부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 압입시험장치에 의하면 전선의 장착 및 탈착뿐만 아니라 압입시험장치의 이동을 자동으로 수행하므로 압입시험에 필요한 시간을 대폭 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 압입시험장치에 의하면 전선외피 상에서 압입자가 지그재그로 이동하게 함으로써 특히, 다중코어 전선의 경우에 코어부위 및 빈공간 부위 모두에 압입시험을 수행할 수 있게 되었고, 그 결과 전선외피 열화진단에 오류가 없도록 할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 압입시험장치에 의하면 전선외피 압입시험장치의 좌우 기울임 상태 판별 및 원주방향으로 회전하면서 연속적으로 압입시험을 수행하는 것이 가능하며, 5개의 모터제어기를 1개의 소형 칩으로 제어하여 전선 압입시험장치 내부에 제어보드를 내장하는 것이 가능하다. 또한, 저전력 제어기를 적용함으로써 밧데리 소비전력을 1/83 줄일 수 있어 장기간 사용이 가능하며 소형 UMPC로 무선제어하고 데이터를 수집하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 압입시험장치에 의하면 압입시험장치 이동 및 압입시험 중 크램프 가압력을 자동으로 조정함으로써 압입시험장치의 이동을 용이하게 하고, 압입시험 중 크램프 조임상태를 정확하게 함으로써 압입시험 실패 확률을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 압입시험장치에 의하면 압입시험 명령 제어 및 데이터 취득을 무선으로 수행함으로써 손이 닿지 않는 부위에 설치된 전선 열화진단이 가능하고, 전선 주변 설치물과의 간섭을 최소화하여 작업 능률을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지그재그 이동형 전선외피 연속 압입시험장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그재그 이동형 전선외피 연속 압입시험장치의 개략도이다.
도 3은 종래의 수동형 압입시험장치에 의해서 압입시험 위치를 직선 상에서 단속적으로 바꿔가면서 압입시험하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동형 압입시험장치에 의해서 압입시험 위치를 지그재그선 상에서 연속적으로 바꿔가면서 압입시험하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 다중코어 전선의 단면도로서, 종래의 수동형 압입시험장치에 의해서 압입시험 위치를 직선 상에서 단속적으로 바꿔가면서 압입시험하는 경우에 압입시험 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 다중코어 전선의 단면도로서, 본 발명에 따른 자동형 압입시험장치에 의해서 압입시험 위치를 지그재그선 상에서 연속적으로 바꿔가면서 압입시험하는 경우에 압입시험 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 압입시험장치의 하드웨어 구현을 위한 개략적인 구성도이다.
도 8은 본 발명에 따른 압입시험장치의 제어기에서의 주 제어 DSP의 회로도이다.
도 9는 본 발명에 따른 압입시험장치의 제어기에서의 이송 제어부의 회로도이다.
도 10은 본 발명에 따른 압입시험장치의 기울기 센서의 회로도이다.
도 11은 본 발명에 따른 압입시험장치의 압력 센서의 신호 증폭부의 회로도이다.
도 12는 본 발명에 따른 압입시험장치의 제어기에서의 압입깊이 측정용 모타 엔코더의 FPGA 및 슈미트 트리거의 회로도이다.
도 13은 본 발명에 따른 압입시험장치의 제어기에서의 무선통신부의 회로도이다.
도 14는 본 발명에 따른 압입시험장치의 전원 제어부의 회로도이다.
도 15는 제어상태 표시 LED 및 부저출력 부분의 회로도이다.

이하, 첨부 도면을 참고로 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지그재그 이동형 전선외피 연속 압입시험장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지그재그 이동형 전선외피 연속 압입시험장치의 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 지그재그 이동형 전선외피 연속 압입시험장치는, 제1 모터(101), 제2 모터(103), 제3 모터(105), 제4 모터(107), 제5 모터(109), 기울기 센서(111), 압력 센서(113), 크램프(115), 및 제어기(119)를 포함한다.

제1 모터(101)는 압력 센서(113)를 매개로 압입자를 전선외피에 압입하는 모터이다. 제1 모터(101)에 의해서 전선외피에 대한 압입시험이 수행된다.

제2 모터(103) 및 제3 모터(105) 각각은 바퀴와 연결되고, 각각의 바퀴는 전선(117)에 접촉된다. 제2 모터(103)는 제1 바퀴를 회전시키고, 제3 모터(105)는 제2 바퀴를 회전시킨다. 제1 바퀴와 제2 바퀴가 전선(117)과 접촉된 상태에서 회전하면 압입시험장치가 이동하게 되고, 압입시험장치가 이동하면 압입시험장치에 부착되어 있는 압입자의 압입시험 위치 또한 바뀐다.

제2 모터(103)의 회전수와 제3 모터(105)의 회전수가 같은 경우에는, 제1 바퀴와 제2 바퀴는 동일한 회전수로 회전하게 되므로 압입자의 압입시험 위치는, 도 3 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 전선의 축 방향과 동일하게 직선으로 된다.

제2 모터(103)의 회전수와 제3 모터(105)의 회전수가 다른 경우에는, 제2 모터(103)의 회전수와 제3 모터(105)의 회전수를 적절하게 조정하면 압입자의 압입시험 위치는, 도 4 및 도 6에서 도시된 바와 같이, 전선의 축 방향과 원주 방향을 따라서 지그재그로 된다.

제4 모터(107)는 크램프(115)의 한쪽 끝과 연결되고, 제5 모터(109)는 크램프(115)의 다른 쪽 끝과 연결된다. 제4 모터(107)와 제5 모터(109)는 크램프(115)를 상하로 이동시켜서 전선(117)을 압입자 쪽으로 조이거나 전선(117)을 압입자로부터 푸는 기능을 한다. 예를 들어, 압입시험장치가 정지해서 압입시험을 수행하는 때에는 크램프가 전선을 조이도록 제4 모터(107) 및 제5 모터(109)를 제어하고(도 1에서 크램프를 위쪽 방향으로 이동시킴), 압입시험장치가 이동하는 때에는 크램프가 전선을 조이지 않도록 제4 모터(107) 및 제5 모터(109)를 제어한다(도 1에서 크램프를 아래쪽 방향으로 이동시킴).

기울기 센서(111)는 전선을 따라 이동하는 압입시험장치의 기울기를 측정하는 센서이다. 압입시험장치가 좌측으로 기울면 기준값보다 낮은 전압을 출력하고, 우측으로 기울면 기준값보다 높은 전압을 출력하여 압입시험장치의 기울기를 알 수 있게 한다. 기울기 센서에서 측정된 기울기를 이용해서 압입시험장치가 이동 또는 주행할 때의 직진성을 알 수 있고, 전선 압입시험 위치를 전선의 최상단이 아닌 원주방향 설정 각도에 따라 지정할 수 있다. 다시 말해, 기울기 센서(111)에서 측정된 기울기를 고려해서 제2 모터(103)의 회전수와 제3 모터(105)의 회전수를 조절함으로써 전선외피 상에서 압입시험 위치를 자유로이 설정할 수 있다.

압력 센서(113)는 제1 모터(101)가 압입자를 전선(117)에 압입하는 경우에, 즉 압입시험이 수행되는 경우에 전선외피에 가해지는 압력을 측정하는 센서이다. 압력 센서(113)는 제1 모터(101)와 압입자 사이에 연결되고, 압력 센서의 예로서 로드셀을 들 수 있다.

크램프(115)는 전선외피에 대해 압입시험을 수행할 때 전선이 고정될 수 있도록 전선을 지지하는 부분이다. 실시예에 따라서, 크램프(115)의 형상은 도 1에서와 같이 바닥부분이 뾰족하게 될 수도 있고, 도 2에서와 같이 바닥부분이 둥글게 될 수도 있다.

제어기(119)는 제1 모터 내지 제5 모터를 제어하는 부분으로서, 제1 모터(101)를 제어해서 전선에 압력을 가하는 측정 제어부, 선택적으로 기울기 센서(111)에서 측정된 기울기를 고려해서 제2 모터(103)와 제3 모터(105)를 제어해서 압입자를 전선외피 상에서 지그재그로 이동시키는 이송 제어부, 및 제4 모터(107) 및 제5 모터(109)를 제어해서 전선을 크램프에 고정시키거나 크램프로부터 전선의 고정을 푸는 크램프 제어부를 포함한다.

또한, 제어기(119)는 외부 장치와 무선으로 제어신호 및 측정데이터를 주고 받기 위한 무선통신부를 더 포함할 수 있다. 외부 장치는 PC, UMPC, 및 노트북 등을 포함한다. 사용자는 이러한 외부 장치를 이용해서 압입시험장치에 제어신호를 보내서 압입시험장치를 무선으로 제어하고, 압입시험장치로부터 측정신호 또는 측정데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 무선통신부가 외부 장치와 통시하기 위해서 블루투스 무선통신 규격을 이용할 수 있으며, 사용자는 블루투스 무선통신 규격을 지원하는 외부 장치를 이용해서 압입시험장치를 무선으로 원격 조정하는 것이 가능하다.

제어기(119)는 압입자가 전선외피 상에서 지그재그로 이동해서 압입시험을 하도록 예컨대, 다음과 같은 순서로 압입시험장치를 제어한다. 우선, 제2 모터(103) 및 제3 모터(105) 각각의 회전수를 다르게 제어해서 전선외피에서 지그재그선 상의 제1 압입시험 위치로 압입시험장치를 이동시킨다. 이후, 제4 모터(107) 및 제5 모터(109)를 후진 회전시켜서 크램프를 조인다. 이후, 제1 모터(101)를 전진 회전시켜서 제1 압입시험 위치로 압입자를 삽입한다. 이후, 압입력 및 압입깊이를 측정한다(압입시험 1회 완료). 이후, 제1 모터(101)를 후진 회전시켜서 압입자를 인출한다. 이후, 제4 모터(107) 및 제5 모터(109)를 전진 회전시켜서 크램프를 푼다. 이후, 제2 모터(103) 및 제3 모터(105) 각각의 회전수를 다르게 제어해서 전선외피에서 지그재그선 상의 제2 압입시험 위치로 압입시험장치를 이동시킨다.

도 3은 종래의 수동형 압입시험장치에 의해서 압입시험 위치를 직선 상에서 단속적으로 바꿔가면서 압입시험하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동형 압입시험장치에 의해서 압입시험 위치를 지그재그선 상에서 연속적으로 바꿔가면서 압입시험하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 다중코어 전선의 단면도로서, 종래의 수동형 압입시험장치에 의해서 압입시험 위치를 직선 상에서 단속적으로 바꿔가면서 압입시험하는 경우에 압입시험 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 다중코어 전선의 단면도로서, 본 발명에 따른 자동형 압입시험장치에 의해서 압입시험 위치를 지그재그선 상에서 연속적으로 바꿔가면서 압입시험하는 경우에 압입시험 위치를 설명하기 위한 도면이다.

종래의 수동형 압입시험장치에 의해서 압입시험할 때는, 도 5에서 도시된 바와 같이, 특히 다중코어 전선의 압입시험에 있어서 전선내부의 빈공간에 압입시험하는 경우가 발생할 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 압입시험장치에 의해서 압입시험할 때는, 도 6에서 도시된 바와 같이, 다중코어 전선인 경우에도 압입자가 전선외피 상에서 지그재그로 이동하므로 전선 전체의 열화정도를 정확하게 판단할 수 있다.

이하에서는, 도 7 내지 도 15를 참조하여 본 발명에 따른 압입시험장치의 하드웨어 구현에 대한 일실시예를 설명한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 압입시험장치의 하드웨어 구현을 위한 개략적인 구성도이다.

도 7에 도시된 제어기는 주 제어를 하는 DSP(Digital Signal Processor)부, 모터 제어 및 각종 입출력 포트를 갖는 FPGA부, 압입 센서, 기울기 센서부, 무선 통신을 위한 블루투스(Bluetooth) 모듈 및 전원부로 구성된다.

제어기에는 하나의 마이크로컨트롤러와 5개의 모터제어용 DSP가 탑재되어 압입시험장치의 이송과 크램프의 조임을 제어하는 역할을 수행한다. 제어기 내부에는 압입시험장치 전체 컨트롤을 위한 DSP가 장착되어 있으며, 외부 장치에 의한 제어를 위한 입력 및 출력 포트를 또한 장착되어 있다. 모터에서 출력된 엔코더 신호처리를 위해 FPGA를 사용하고, DSP에 있는 입출력 포트로 FPGA와 접속한다. 압입자에 연결된 압력 센서에서 나오는 출력은 신호레벨이 낮기 때문에 OP Amp로 증폭하여 DSP에 있는 아날로그 디지털 컨버터를 통하여 읽어 들인다. 압입시험장치의 이동을 위해 내장된 DSP의 PWM Port와 FPGA의 회로를 이용하여 좌우 2개의 이동모터를 제어한다. 또한, 각 모터를 제어하기 위하여 DSP에 내장된 PWM 신호 발생부와 FPGA에 내장된 회로로 모터를 제어하며, 모터에서 출력되는 신호를 FPGA에서 4체배 엔코더 디코더(encoder Decoder)를 구현하여 모터의 위치 및 속도를 제어하는 작업을 수행한다.

도 8은 본 발명에 따른 압입시험장치의 제어기에서의 주 제어 DSP의 회로도이다.

제어기의 핵심인 주 제어(main control) DSP에는. 장비를 제어하기 위한 프로그램이 저장되어 있으며, UART, 타이머(Timer), 포트(Port) 등과 같은 각종 페리페럴(Peripheral)이 내장되어 있다. 동작 속도는 약 40MHz이며 40MIPS의 처리능력을 갖는다.

제어기는 메인 프로세서로서 16bit Fixed Point DSP(Digital Signal Processor)를 이용하여 전체 압입시험장치를 제어한다. 내장된 DSP는 한정된 입출력 포트를 가지고 있기 때문에 각 주변기기들에게 접근하기 위하여 외부에 FPGA를 이용해서 I/O 시스템을 확장하였다. 제어기는 DSP의 PWM 포트와 FPGA의 엔코더 디코더(Encoder Decoder)를 이용하여 모터를 제어한다. 모터 속도제어는 설정시간에 따라 엔코더 신호 개수와 포스 데이터(Force Data)를 제어기로 전송한다. 모터는 제어기로부터 정지 신호를 받으면 정지한다. 디지털 입력 제어 모듈(Digital input control module)은 각 스위치 입력이 5㎳이상 눌려져 있을 때만 값을 읽도록 한다. 디지털 출력 모듈(Digital output module)은 메인 컨트롤러(Main controller)의 상태를 외부로 표현하여 주는 부분이다. 메인 컨트롤러(Main controller)에서 제어할 수 있는 출력은 메인 컨트롤러(Main controller)의 동작여부를 알려주는 LED와 부저를 이용하여 소리로 동작여부를 알려주는 두 신호를 제어한다.

도 9는 본 발명에 따른 압입시험장치의 제어기에서의 이송 제어부의 회로도이다. 도 9에 도시된 이송 제어부의 회로는 DSP와 FPGA에서 만들어진 PWM신호로 모터를 구동하기 위한 회로이다. 구동 능력은 12V, 1.5A이며, 출력 전류를 감지하기 위한 회로가 추가되어 있다.

압입시험장치를 이송시키기 위한 제어 신호는 모터의 정/역 구동신호를 조합하여 만들어지며 하프 브리지(Half Bridge) 게이트 드라이버를 이용하여 정/역 신호를 모터를 구동할 수 있는 영역의 신호로 증폭시킨다. 또한, 모터와 연결되는 부분에는 모터의 전류를 프리 휠링(Free wheeling)할 수 있도록 다이오드를 추가하여 모터와 게이트 드라이버(Gate Driver)를 보호하도록 하였다. 모터에서 출력된 2개의 상 신호는 FPGA에 입력되어 4체배하여 얻은 엔코더 신호를 기준으로 하여 필요한 위치나 속도를 제어할 수 있도록 카운터(Counter)를 구성하였다. DSP는 FPAG에 있는 엔코더 카운터(Encoder Counter)의 결과에 따라 모터를 제어한다.

도 10은 본 발명에 따른 압입시험장치의 기울기 센서의 회로도이고, 도 11은 본 발명에 따른 압입시험장치의 압력 센서의 신호 증폭부의 회로도이다.

도 10에 도시된 기울기 센서의 회로는 장비의 기울기를 측정하기 위한 센서 회로로서 출력은 0~3.3V이며 측정 범위는 ±180도이다.

도 11에 도시된 압력 센서의 신호 증폭부의 회로는 압력센서의 신호 출력을 증폭하는 회로로서 입력신호의 불균형을 보상하기 위해 초단 입력과 2단 입력에 Offset 보상을 위한 가변저항을 사용하였다. 다시 말해, 압력센서 출력은 대단히 낮은 전압이기 때문에 제로 오프셋(Zero Offset) OP Amp와 정전압 전원부를 사용해서 신호대 잡음비를 개선하였다. 종합 증폭율은 200배이다.

도 12는 본 발명에 따른 압입시험장치의 제어기에서의 압입깊이 측정용 모타 엔코더의 FPGA 및 슈미트 트리거의 회로도이다.

도 12에 도시된 압입깊이 측정용 모타 엔코더의 FPGA 회로에는 5종의 모터 PWM신호 변환, 모터 엔코더 디코딩(Encoder Decoding) 및 입출력 포트(LED 출력, SW 입력)를 위한 회로가 내장되어 있다. PWM 신호 변환부는 DSP에서 출력된 PWM신호를 FPGA에 내장된 포트의 신호에 따라, 정회전, 역회전, 정지 기능을 갖는다. 모터 엔코딩(Encoding)부는 모터에 내장된 엔코더(Encoder)에서 출력된 신호를 입력해서 32bit 직렬-병렬 변환기(Serial to Parallel Converter)를 구성해서 설정된 시점으로부터 모터에서 출력된 엔코더 신호 개수를 카운팅 하는 기능을 갖는다.

도 13은 본 발명에 따른 압입시험장치의 제어기에서의 무선통신부의 회로도이다.

본 실시예에서는, 무선통신부에서 안정된 통신과 혼신을 방지하기 위해 블루투스 모듈을 사용하였다. 무선 통신을 위한 블루투스 모듈은 가시거리 100m정도 범위에서 통신할 수 있으며 SPP mode로 동작한다.

제어기는 최초 전원이 인가되었을 때 작업을 수행하기 위하여 압입시험장치의 위치를 초기화하는 과정을 수행한다. 초기화는 내부 모듈 초기화와 자세 초기화로 나누어지는데, 내부 모듈 초기화는 자세초기화가 시작되기 이전에 수행되는 것으로서, 각 ADC(Analog Digital Converter), PWM(Pulse Width Modulation) module, Timer, UART 등을 초기화하는 부분으로 구성되어 있다. 자세초기화 과정은 압입시험장치가 전선 위에 설치된 이후에 시작되며, 자세초기화는 압입시험장치의 위치교정용 스위치가 온(ON)될 때까지 수행된다.

초기화가 진행되고 난 이후 제어기는 명령어 큐에서 명령어를 가져온다(Fetch). 가져 온 명령어는 현재 압입시험장치의 상태가 자동모드인지 수동모드인지 판단한 후 명령을 해독(Decode)한다. 수동모드에서 명령어는 이동 명령인지, 센서 측정 측정명령인지, 엔코더모터를 제어하는 명령인지를 해독하고 각 명령에 따른 세부 명령을 수행하도록 한다. 각 세부 명령에 따른 명령어 수행 상태를 변경하고 그에 따른 적당한 모터 제어 명령을 수행한다. 그 후 각 입력포트에서 모든 입력을 받아들이고, 출력을 제어하며, 출력 버퍼에 저장된 문자를 전송한다.

도 14는 본 발명에 따른 압입시험장치의 전원 제어부의 회로도이며, 도 15는 제어상태 표시 LED 및 부저출력 부분의 회로도이다.

도 14에 도시된 전원 제어부의 회로는 내장된 7.2V 배터리에서 로봇제어부에 필요한 전원을 만드는 회로로서 모터 구동에 필요한 12V 컨버터(Converter) 회로와 3.3V 회로로 구성된다.

본 명세서에 사용된 용어는 단지 구체적인 실시예를 서술하기 위한 목적이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

상술한 내용 및 그 등가물들은 다양한 형태로 구현될 수 있다는 것이 상기 설명으로부터 이해될 것이다. 그러므로, 본 발명에 대한 설명이 특정 실시예와 관련하여 서술되었지만, 본 발명의 진정한 범위는 이하의 청구항들 및 당업자들에게 그 자체로 연상될 수 있는 임의의 등가물들을 포함하며, 본 명세서에서 서술된 특정 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

Claims

압입자가 전선외피 상에서 지그재그로 이동하면서 연속적으로 압입시험을 수행하는 압입시험장치로서,
압입자를 전선외피에 압입하는 제1 모터;
제1 바퀴와 연결되어 제1 바퀴를 회전시키는 제2 모터;
제2 바퀴와 연결되어 제2 바퀴를 회전시키는 제3 모터;
크램프의 한쪽 끝과 연결된 제4 모터;
크램프의 다른 쪽 끝과 연결된 제5 모터;
압입시험장치의 기울기를 측정하는 기울기 센서;
제1 모터와 압입자 사이에 연결되어 전선외피에 가해지는 압력을 측정하는 압력 센서;
전선외피에 대해 압입시험을 수행할 때 전선이 고정될 수 있도록 전선을 지지하는 크램프; 및
제1 모터를 제어해서 전선에 압력을 가해서 압입시험을 수행하고, 제2 모터 및 제3 모터를 제어해서 압입자를 전선외피 상에서 지그재그로 이동시키고, 제4 모터 및 제5 모터를 제어해서 전선을 크램프에 고정시키거나 크램프로부터 전선의 고정을 푸는 제어기를 포함하고,
상기 제어기에 의해서 제2 모터의 회전수를 제3 모터의 회전수와 다르게 제어함으로써 압입자를 전선외피 상에서 지그재그로 이동시키는 것을 특징으로 하는 압입시험장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어기는 기울기 센서에서 측정된 기울기를 고려하여 제2 모터 및 제3 모터를 제어해서 압입자를 전선외피 상에서 지그재그로 이동시키는 것을 특징으로 하는 압입시험장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어기는 압입시험장치가 정지해서 압입시험을 수행하는 때에는 전선을 크램프에 고정시키도록 제4 모터 및 제5 모터를 제어하고, 압입시험장치가 이동하는 때에는 크램프로부터 전선의 고정을 풀도록 제4 모터 및 제5 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 압입시험장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제어기는 블루투스 무선통신 규격을 지원하는 외부 장치와 무선으로 제어신호 및 측정데이터를 주고 받기 위한 무선통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압입시험장치.
제 3 항에 있어서,
상기 압력센서는 압력센서의 출력을 증폭하기 위한 신호 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압입시험장치.