KR20130072618A - 전자석을 이용한 도어 인터락 장치 - Google Patents

전자석을 이용한 도어 인터락 장치 Download PDF

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KR20130072618A
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Abstract

본 발명은 전자석을 이용한 도어 인터락 장치를 개시한다. 상기 전자석을 이용한 도어 인터락 장치는, 공작기계의 외관을 형성하는 외관 캐비닛(110)의 일측에 개폐(open/close) 가능하게 결합되는 도어(120); 상기 외관 캐비닛(110)에 마련되며, 직류전원에 의해 기전력을 발생시키면서 상기 도어(120)를 인터락(interlock)시키는 인터락 구동부(130); 및 상기 인터락 구동부(130)를 제어하는 제어부(140)를 포함한다.

Description

전자석을 이용한 도어 인터락 장치{Door interlock apparatus using electromagnet}
본 발명은, 전자석을 이용한 도어 인터락 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 기구적인 어려운 조정 작업을 해소할 수 있음은 물론 잦은 고장으로 인한 유지보수 문제를 효율적으로 개선할 수 있으며, 나아가 작업자의 안전을 보장할 수 있는 전자석을 이용한 도어 인터락 장치에 관한 것이다.
터닝센터, 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.
모든 공작기계는 외관 캐비닛을 구비하고 있으며, 외관 캐비닛에는 내부 출입을 위한 도어(door)가 마련된다.
이러한 도어는 통상적으로 기구적인 메커니즘에 의해 인터락(interlock, 닫힘 혹은 로킹)되는 것이 보통이다.
즉 도어를 인터락(interlock)하기 위해서는 기구적인 키(key)가 안전 스위치(safety switch)에 걸려야 하며, 그래야만 도어의 인터락 동작이 진행된다.
만약, 키와 안전 스위치 간의 정확한 조정이 이루어지지 않아 키가 안전 스위치에 걸리지 않으면 도어의 인터락 동작이 진행되지 않는다.
이처럼 기구적인 메커니즘을 사용하는 종래기술의 경우, 키와 안전 스위치 간의 정확한 조정이 무엇보다도 중요한데, 키와 안전 스위치 간의 조정을 기구적으로 정확하게 수행하는 것은 쉽지 않은 작업일 뿐만 아니라 반복 동작에 따른 안전 스위치의 잦은 고장으로 인해 내구성을 보장하기 어렵다.
특히, 실제 설비에 있어 이중 도어의 경우, 키와 안전 스위치 간의 정확한 조정은 더더욱 어렵다.
게다가 작업자의 편의를 위해 키를 브래킷과 분리하여 도어를 열어둔 경우, 키만 꼽아 사용함으로써 작업자의 안전을 위협하는 문제점이 있으므로 이에 대한 효율적인 구조 보완이 요구된다.
대한민국실용신안 출원번호 제20-1997-0024850호
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 기구적인 어려운 조정 작업을 해소할 수 있음은 물론 잦은 고장으로 인한 유지보수 문제를 효율적으로 개선할 수 있으며, 나아가 작업자의 안전을 보장할 수 있는 전자석을 이용한 도어 인터락 장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 전자석을 이용한 도어 인터락 장치는 공작기계의 외관을 형성하는 외관 캐비닛의 일측에 개폐(open/close) 가능하게 결합되는 도어; 상기 외관 캐비닛에 마련되며, 직류전원에 의해 기전력을 발생시키면서 상기 도어를 인터락(interlock)시키는 인터락 구동부; 및 상기 인터락 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 전자석을 이용한 도어 인터락 장치의 인터락 구동부는, 교류전압을 인가받아 미리 결정된 직류전압으로 변환시키는 IC 컨트롤; 및 상기 외관 캐비닛에 마련되고 상기 IC 컨트롤과 연결되며, 상기 IC 컨트롤로부터의 직류전압을 받아 상기 기전력을 발생시키면서 상기 도어를 인터락시키는 마그네트 척을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 전자석을 이용한 도어 인터락 장치의 제어부는, 상기 외관 캐비닛에 마련되어 상기 도어의 닫힘 신호를 감지하는 센서; 상기 센서로부터 신호를 입력받고, 상기 기전력 발생을 위한 출력신호를 발생시키는 수치제어장치; 및 상기 수치제어장치로부터의 출력신호를 받아 상기 IC 컨트롤로 상기 교류전압을 인가하는 릴레이를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 전자석을 이용한 도어 인터락 장치에서, 교류전압은 AC 220V로, 직류전압은 DC 9OV 내지 100V로 설정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 기구적인 어려운 조정 작업을 해소할 수 있음은 물론 잦은 고장으로 인한 유지보수 문제를 효율적으로 개선할 수 있으며, 나아가 작업자의 안전을 보장할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자석을 이용한 도어 인터락 장치가 적용된 공작기계의 사시도이다.
도 2는 전자석을 이용한 도어 인터락 장치의 제어 블록도이다.
도 3은 전자석을 이용한 도어 인터락 장치의 플로 차트이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자석을 이용한 도어 인터락 장치가 적용된 공작기계의 사시도, 도 2는 전자석을 이용한 도어 인터락 장치의 제어 블록도, 그리고 도 3은 전자석을 이용한 도어 인터락 장치의 플로 차트이다.
도 1을 먼저 참조하면, 공작기계에는 그 외관을 형성하는 외관 캐비닛(110)이 마련되며, 외관 캐비닛(110)의 일측에는 외관 캐비닛(110)의 내부로 출입될 수 있도록 외관 캐비닛(110)에 개폐(open/close) 가능하게 도어(door, 120)가 결합된다.
참고로, 도 1에 도시된 공작기계의 그림은 하나의 예일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한할 수 없으므로 도어(120)가 마련되기만 하면 터닝센터, 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계에 본 발명이 적용될 수 있다.
도어(120)는 도 1의 화살표 방향으로 슬라이딩 이동되면서 외관 캐비닛(110)을 개폐하는 소위, 오토 도어(auto door)일 수 있다.
이러한 도어(120)와 연계되어 사용될 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 인터락 장치는 크게, 인터락 구동부(130)와 제어부(140)를 포함할 수 있다.
주로 도 1 및 도 2를 참조하면, 인터락 구동부(130)는 외관 캐비닛(110)에 마련되며, 직류전원에 의해 기전력을 발생시키면서 도어(120)를 인터락(interlock)시키는 역할을 한다.
이러한 인터락 구동부(130)는, 교류전압을 인가받아 미리 결정된 직류전압으로 변환시키는 IC 컨트롤(IC control, 131)과, 외관 캐비닛(110)에 마련되고 IC 컨트롤(131)과 연결되며, IC 컨트롤(131)로부터의 직류전압을 받아 기전력을 발생시키면서 도어(120)를 인터락시키는 마그네트 척(magnetic chuck, 132)을 포함할 수 있다.
IC 컨트롤(IC control, 131)은 교류를 직류로 변환하는 장치이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 교류전압은 AC 220V를 인가받아 직류전압인 DC 90V 내지 100V로 변환시킨다. 이처럼 변환되는 직류전압은 95V인 것이 가장 바람직하나, 이를 약간 벗어나는 90V 내지 100V 사이에서는 도어 인터락을 위한 제어가 가능하다. 그러나, 변환되는 직류전압이 90V 미만이거나 100V를 초과하는 경우에는, 도어 인터락을 위한 제어 정밀도가 저하될 수 있다.
마그네트 척(magnetic chuck, 132)은 전류 즉 직류전압이 인가되면 기전력이 발생되는 전자석 척(chuck)이다.
마그네트 척(132)은 도 1에 도시된 바와 같이, 도어(120)의 닫침 위치에 인접된 외관 캐비닛(110)에 마련될 수 있다.
이때, 마그네트 척(132)은 외관 캐비닛(110)의 외면에 노출되게 마련될 수도 있고, 외관 캐비닛(110)의 내면에 부착될 수도 있으며, 혹은 외관 캐비닛(110) 내에 매입되는 형태가 될 수도 있다.
뿐만 아니라 도면에는 마그네트 척(132)이 길게 한 줄로 되어 있지만 마그네트 척(132)은 다수의 조각으로 제작되어 외관 캐비닛(110)에 마련될 수도 있을 것이다.
이러한 마그네트 척(132)은 IC 컨트롤(131)로부터의 직류전압을 받아 기전력을 발생시킴으로써 도어(120)가 달라붙어 도어(120)가 인터락되도록 하는 역할을 한다.
한편, 제어부(140)는 인터락 구동부(130)를 제어하는 역할을 한다.
이러한 제어부(140)는, 외관 캐비닛(110)에 마련되어 도어(120)의 닫힘 신호를 감지하는 센서(sensor, 141)와, 센서(141)로부터 신호를 입력받고 기전력 발생을 위한 출력신호를 발생시키는 수치제어장치(CNC, 142)와, 수치제어장치(142)와 연결되며, 수치제어장치(142)로부터의 출력신호를 받아 IC 컨트롤(131)로 교류전압을 인가하는 릴레이(relay, 143)를 포함할 수 있다.
센서(sensor, 141)는 도 1에 도시된 바와 같이, 도어(120)의 닫침 위치에 인접된 외관 캐비닛(110)에 마련될 수 있다.
본 실시예에서 센서(141)는 근접 센서일 수 있지만 반드시 그러한 것은 아니다. 예컨대, 레이저 센서 등이 적용될 수도 있다.
이러한 센서(141)는 도어(120)가 닫힐 경우 도어(120)의 근접신호를 감지한다. 본 실시예의 경우, 도어(120)가 닫히는 순간을 감지하여 수치제어장치(142)로 감지신호를 보낸다.
본 실시예의 경우, 센서(141)가 마그네트 척(132)의 상부에 배치되어 있지만 센서(141)의 위치가 반드시 도 1과 같을 필요는 없다.
예컨대, 센서(141)는 도어(120)의 닫힘 신호를 감지하는 역할을 수행하면 그것으로 충분하며, 따라서 외관 캐비닛(110)의 어떠한 위치에 마련되어도 무방하다.
수치제어장치(CNC, 142)는 센서(141)와 연결되며, 기전력 발생을 위한 출력신호를 발생시키는 역할을 한다. 즉 수치제어장치(142)는 신호를 받으면 보조접점이 도통하는 장치이다.
릴레이(relay, 143)는 수치제어장치(142)로부터의 출력신호를 받아 IC 컨트롤(131)로 교류전압(AC 220V)을 인가하는 역할을 한다.
이러한 구성을 갖는 전자석을 이용한 도어 인터락 장치의 동작에 대해 도 3을 참조하여 일련적으로 설명한다.
우선, 도어(120)의 인터락(닫힘 동작)이 진행된다(S11). 이처럼 도어(120)가 닫히기 시작하면 이의 동작을 센서(141)가 감지한다(S12).
센서(141)에 의해 감지된 신호는 수치제어장치(142)로 전송되어 수치제어장치(142)를 구동한다(S13).
다음, 수치제어장치(142)가 릴레이(143)를 구동시켜 IC 컨트롤(131)로 교류전압(AC 220V)을 인가하도록 지령한다(S14).
그러면 IC 컨트롤(131)이 구동되어 교류전압(AC 220V)을 미리 결정된 직류전압(DC 95V)으로 변환한 후(S15), 마그네트 척(132)으로 제공한다.
마그네트 척(132)에 직류전압(DC 95V)이 제공되면 마그네트 척(132)에 기전력이 발생된다(S16).
이후, 마그네트 척(132)에 발생되는 강한 기전력으로 인해 도어(120)가 마그네트 척(132)에 달라붙어 도어(120)가 인터락될 수 있다(S17).
이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 발명에 따르면, 종래처럼 기구적인 어려운 조정 작업을 해소할 수 있음은 물론 잦은 고장으로 인한 유지보수 문제를 효율적으로 개선할 수 있으며, 나아가 작업자의 안전을 보장할 수 있게 된다.
이상 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하였지만 본 발명의 권리범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
전술한 실시예의 경우, 센서를 사용하여 도어의 닫힘 동작을 감지하였지만 예컨대, 외관 캐비닛에 비전(vision)을 달아두고 비전으로부터의 촬영 영상에 기초하여 도어의 닫힘 동작을 감지할 수도 있을 것이며, 이러한 사항 역시 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110 : 외관 캐비닛 120 : 도어
130 : 인터락 구동부 131 : IC 컨트롤
132 : 마그네트 척 140 : 제어부
141 : 센서 142 : 수치제어장치
143 : 릴레이

Claims (4)

  1. 공작기계의 외관을 형성하는 외관 캐비닛(110)의 일측에 개폐 가능하게 결합되는 도어(120);
    상기 외관 캐비닛(110)에 마련되며, 직류전원에 의해 기전력을 발생시키면서 상기 도어(120)를 인터락(interlock)시키는 인터락 구동부(130); 및
    상기 인터락 구동부(130)를 제어하는 제어부(140)를 포함하는, 전자석을 이용한 도어 인터락 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터락 구동부(130)는,
    교류전압을 인가받아 미리 결정된 직류전압으로 변환시키는 IC 컨트롤(131); 및
    상기 외관 캐비닛(110)에 마련되고 상기 IC 컨트롤(131)과 연결되며, 상기 IC 컨트롤(131)로부터의 직류전압을 받아 상기 기전력을 발생시키면서 상기 도어(120)를 인터락시키는 마그네트 척(132)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 도어 인터락 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는(140),
    상기 외관 캐비닛(110)에 마련되어 상기 도어(120)의 닫힘 신호를 감지하는 센서(141);
    상기 센서(141)로부터 신호를 입력받고, 상기 기전력 발생을 위한 출력신호를 발생시키는 수치제어장치(142); 및
    상기 수치제어장치(142)로부터의 출력신호를 받아 상기 IC 컨트롤(131)로 상기 교류전압을 인가하는 릴레이(143)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 도어 인터락 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 교류전압은 AC 220V 이며, 상기 직류전압은 DC 90V 내지 100V인 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 도어 인터락 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20000034502A (ko) * 1998-11-30 2000-06-26 전주범 전자렌지 도어열림장치
KR20050062690A (ko) * 2003-12-22 2005-06-27 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 전자석을 이용한 도어 로킹장치

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