KR20160028720A - 절전장치를 포함하는 공작기계 - Google Patents

절전장치를 포함하는 공작기계 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공작기계의 구동범위 또는 절전기능이 입력되는 입력모듈; 공작기계의 구동상태를 감지하는 감지모듈; 상기 감지모듈로부터 감지되는 공작기계의 상태 또는 상기 입력모듈로부터 입력되는 입력값이 표시되는 표시모듈; 및 공작기계를 제어하기 위해 상기 입력모듈, 감지모듈 또는 표시모듈과 통신하며, 상기 입력모듈에서 절전기능이 입력되었을 경우 공작기계의 최종 구동상태를 저장하는 제어모듈;을 포함하는 절전장치를 포함하는 공작기계를 제공한다.

Description

절전장치를 포함하는 공작기계{MACHINE TOOL HAVING POWER SAVING APPARATUS}
본 발명은 작업 중 또는 작업을 종료한 공작기계를 효율적으로 제어할 수 있는 절전장치를 포함하는 공작기계에 관한 것이다.
공작기계는 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재(이하 모재)를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하던가 또는 더욱 정밀한 가공을 추가할 목적으로 사용되는 기계를 말한다.
이러한 공작기계는 산업 전반에 걸쳐 자동화 및 수치제어화(Numerical Control)가 급속히 진전되고 있으며, 산업현장의 폭 넓은 수요에 힘입어 시장이 급속도로 확대되고 있는 추세이다.
한편, 공작기계의 가공 구동은 NC(Numerical Contol) 장치 또는 조작반에 입력 또는 기설정된 프로그램을 기초로 구현되며, 상기 공작기계에 동일한 제품 생산을 위한 모재가 기설정된 갯수만큼 제공되므로, 공작기계는 장시간 구동된다.
따라서, 사용자는 구동 중인 공작기계로부터 이격된 곳에서 다른 일을 하거나 퇴근할 수 있으며, 공작기계는 기설정된 가공 수행을 마친 이후에도 전원이 계속 공급되어 불필요한 전력 소비가 야기될 수 있다.
또한, 사용자가 잠시 공작기계의 구동을 멈추고 싶을 때, 종래에는 구동 정지 후 재가동시 공작기계가 초기상태에서 구동되어 작업의 연속성을 보장받기 어려웠다.
이러한 종래 공작기계는 결과적으로, 제품 생산비용의 증가를 야기할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 공작기계의 불필요한 구동 전력을 절감함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 공작기계 재가동시 정지 전의 작업 연속성을 보장함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 공작기계의 구동범위 또는 절전기능이 입력되는 입력모듈; 공작기계의 구동상태를 감지하는 감지모듈; 상기 감지모듈로부터 감지되는 공작기계의 상태 또는 상기 입력모듈로부터 입력되는 입력값이 표시되는 표시모듈; 및 공작기계를 제어하기 위해 상기 입력모듈, 감지모듈 또는 표시모듈과 통신하며, 상기 입력모듈에서 절전기능이 입력되었을 경우 공작기계의 최종 구동상태를 저장하는 제어모듈;을 포함하는 절전장치를 포함하는 공작기계를 제공한다.
또한, 상기 입력모듈은 공작기계의 구동 수치를 입력할 수 있는 NC(Numerical Contol) 장치와, 공작기계의 변위, 회전 방향 또는 수동/자동 작동을 입력할 수 있는 조작반을 포함하며, 절전 기능의 입력은 버튼으로써 상기 NC 장치 또는 조작반에 구비되는 절전장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 감지모듈은 스핀들의 회전 펄스를 감지하는 회전감지부; 공작기계 축 변위를 감지하는 위치감지부; 또는 저전압, 변위 변경, 비상정지 또는 압력 변화시 구동되는 알람감지부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈은 상기 입력모듈에서 절전기능이 입력된 이후 계속해서 상기 입력모듈 또는 감지모듈에서 새로운 입력 또는 공작기계의 구동이 있는지 신호를 전달받고, 새로운 입력 또는 공작기계의 구동이 없으면 상기 표시모듈의 전원을 오프(Off)한 후 공작기계의 전원을 차단할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈은 상기 입력모듈에 새로운 입력이 있으면, 상기 표시모듈의 전원을 온(On)한 후, 상기 제어모듈에 저장된 최종 구동상태로 공작기계를 복귀시킬 수 있다.
상기와 같은 해결수단으로 인해, 본 발명은 공작기계의 작업 완료 또는 설정시간 이후에 전원을 효율적으로 차단하여 우수한 전력 절감을 꾀하는 공작기계를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명은 공작기계의 재가동시 정지 전의 작업 상태로 복귀할 수 있기 때문에, 작업 연속성을 보장하여 생산성이 향상될 수 있는 공작기계를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 감지모듈의 기능을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어모듈의 기능을 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 플로우차트.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명은 공작기계가 기설정된 모재의 가공이 종료되거나, 사용자의 조작이 없으면 공작기계의 전력원을 오프(Off)시켜 전력 소비를 최소화 할 수 있으며, 이에 대한 기술적 사상은 이하 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공작기계의 개략적인 구성도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 감지모듈의 기능을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어모듈의 기능을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 절전장치를 포함하는 공작기계(100)는 입력모듈(110), 표시모듈(120), 제어모듈(130) 또는 감지모듈(140)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 입력모듈(110)은 공작기계(100)의 구동범위 또는 절전기능을 입력할 수 있으며, NC(Numerical Contol) 장치와, 조작반을 포함할 수 있으며, 상기 절전 기능의 입력은 버튼으로써 상기 NC 장치 및/또는 조작반에 구비될 수 있다.
상기 NC 장치는 공작기계(100)의 구동 수치를 입력할 수 있는 패널로서, 일측에 후술할 표시모듈(120)이 배치될 수도 있다. 예를 들어 주축대의 x, y, z, 4 또는 5축에 대한 이동거리를 입력할 수 있으며, 스핀들 모터의 회전 속도를 입력할 수 있다.
상기 조작반은 숫자번튼과, x, y, z, 4 또는 5축에 대한 정방향과 역방향의 이동과 같은 공작기계(100)의 변위, 스핀들 모터의 정방향과 역방향의 회전 방향 또는 공작기계(100)의 수동/자동 작동, 가공 절삭유의 유동 조작 또는 비상 정지 스위치 등을 포함할 수 있다.
상기 감지모듈(140)은 공작기계(100)의 구동상태를 감지할 수 있다. 구체적으로, 스핀들의 회전 펄스를 감지하는 회전감지부와, x, y, z, 4 또는 5축과 같은 공작기계(100) 축 변위를 감지하는 위치감지부 또는, 저전압, 변위 변경, 비상정지 또는 압력 변화시 구동되는 알람감지부를 포함할 수 있다.
이러한 각각의 감지부는 감지센서를 구비할 수 있으며, 상기 알람감지부는 NC 알람감지장치와 PMC 알람감지장치를 포함할 수 있다.
여기서, NC 알람은 NC에 전원이 공급된 상태에서 축과 스핀들에 대한 전원이 제거되면 NC에서 저전압 알람, 축의 위치 확인 알람 또는 공작기계(100) 전압준비 알람 등을 포함하며, 비상 정지 알람과 압력 스위치 알람을 더 포함할 수 있으며, 상기 NC 감지장치는 이러한 NC 알람을 감지하는 장치를 의미한다.
PMC 알람감지장치는 상기 조작반에 의해 구현되는 구동에 대한 PMC 알람을 감지하는 장치를 의미한다.
상기 표시모듈(120)은 상기 감지모듈(140)로부터 감지되는 공작기계(100)의 상태 또는 상기 입력모듈(110)로부터 입력되는 입력값이 표시될 수 있으며, 통상적인 액정화면이 구비되는 디스플레이로 구현될 수 있다. 이러한 표시모듈(120)은 상기 입력모듈(110)의 상기 NC 장치 및/또는 조작반에 배치될 수 있다.
상기 제어모듈(130)은 공작기계(100)를 전반적으로 제어할 수 있으며, 상기 입력모듈(110), 감지모듈(140) 또는 표시모듈(120)과 통신하여 정보를 송, 수신할 수 있다. 또한, 상기 제어모듈(130)은 상기 입력모듈(110)에서 절전기능이 입력되었을 경우 공작기계(100)의 최종 구동상태를 저장할 수 있으며, 상기 제어모듈(130)은 이러한 정보를 저장하는 메모리부를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어모듈(130)은 상기 입력모듈(110)의 상기 NC 장치 및/또는 조작반에 의해 입력되는 신호를 공작기계(100)의 각 구성요소에 전달하여 각 구성요소를 제어할 수 있으며, 사용자의 수동 조작에 따른 신호를 수신받아 공작기계(100)의 각 구성요소에 전달하여 각 구성요소를 제어할 수도 있다.
여기서, 실시예에 따른 제어모듈(130)은 상기 입력모듈(110) 또는 감지모듈(140)과 계속적으로 통신할 수 있다. 따라서, 상기 제어모듈(130)은 상기 입력모듈(110)에서 절전기능이 입력된 이후 계속해서 상기 입력모듈(110) 또는 감지모듈(140)에서 새로운 입력 또는 공작기계(100)의 구동이 있는지 신호를 전달받을 수 있으며, 새로운 입력 또는 공작기계(100)의 구동이 없으면 공작기계(100)의 전원을 차단할 수 있다. 상기 제어모듈(130)이 공작기계(100) 전원을 차단하는 경우, 상기 표시모듈(120)의 전원을 오프(Off)한 후 공작기계(100)의 전원을 순차적으로 차단할 수 있다.
또한, 실시예의 제어모듈(130)은 상기 입력모듈(110)에 새로운 입력이 있으면, 상기 표시모듈(120)의 전원을 온(On)한 후, 저장된 최종 구동상태로 공작기계(100)를 복귀시키도록 설정될 수 있으며, 이는 사용자에 의한 공작기계(100)의 일시적 정지, 또는 기설정된 시간(예를 들어, 5분 후 공작기계(100) 전원 차단을 상기 입력모듈(110)로써 입력한 경우) 이 후 공작기계(100)가 차단된 경우에 공작기계(100)를 정지 전의 상태로 복귀하여 제품 가공의 연속성을 도모할 수 있다.
이러한 실시예에 따른 절전장치를 포함하는 공작기계(100)의 제어 방법을 설명하자면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공작기계(100)의 플로우차트이다.
일단, 상기 NC 장치 및/또는 조작반에 배치된 절전 기능 입력 버튼이 온(on) 시킨다(S10). 상기 절전 기능 입력 버튼의 온/오프(On/Off) 여부는 표시모듈(120)에 표시하거나, 버튼 일측에 LED와 같은 점등 기능으로서 직관적으로 파악할 수 있게 구현될 수 있다.
이 후, 제어모듈(130)은 상기 감지모듈(140)로써 축의 이송 신호가 감지되었는지(S20), 스핀들의 회전이 감지되었는지(S30), 사용자에 의한 수동 작동이 감지되었는지(S40), 또는 새로운 조작반 또는 NC 장치의 입력은 없는지(S50)를 계속적으로 수신 받는다. 한편, 상기 단계 S20 내지 S50은 그 시계열적인 순서가 변경될 수 있으며, 또한, 시계열적인 순서 없이 동시에 감지되어 수신될 수 있다.
상기 감지모듈(140)에 의한 감지가 없는 경우, 상기 NC 장치로써 전원 차단될 임의 시간을 설정하거나, 기설정된 전원 차단을 위한 시간을 NC 장치로 전송한다(S60). 예를 들어, 최종적인 전원 차단 시간은 10분으로 설정 할 수 있으며, 또는 기설정된 전원 차단 시간을 상기 절전 기능 입력 버튼이 온 된 이후로부터 10분, 또는 공작기계(100)에 기설정된 가공 카운터가 종료된 시점으로부터 10분이 될 수 있다.
이 후, 기설정된 시간 또는 입력된 시간이 경과 전의 임의의 시간에 일단 표시모듈(120)의 전원을 차단하기 위해 스크린의 오프회로를 구동시킬 수 있다(S70). 예를 들어, 상기 임의의 시간은 최종적인 전원 차단 시간으로부터 4분 전으로 설정 할 수 있으며, 또는 상기 절전 기능 입력 버튼이 온 된 이후로부터 6분, 또는 공작기계(100)에 기설정된 가공 카운터가 종료된 시점으로부터 6분이 될 수 있다.
이 후, 일정시간이 경과하면 현재의 공작기계(100) 상태를 상기 제어모듈(130)의 메모리부에 저장하고(S80), 각 구성요소에 전원이 공급되지 아니하더라도 알람이 울리지 않게 안전장치회로를 구동할 수 있다(S90).
여기서 상기 안전장치회로는 최종적인 전원 오프 전에 NC 장치에 각 축과 스핀들이 없는 것으로 인식시킴으로써 알람이 울리지 않게 할 수 있다. 또한, 전원 차단으로 인한 중력축의 낙하에 따른 알람을 방지하기 위해 중력축의 낙하 방지를 위한 브레이크를 구동되게 할 수 있으며, 압력 변화 감지에 따른 알람은 자동 절전 기능 온 확인 신호를 이용하여 강제적으로 알람이 울리지 않게 할 수 있다. 또한, 일정시간 반복되게 온/오프가 되어야 하는 카운터의 경우는 카운터 지연을 시켜 알람을 울리지 않게 할 수 있다. 이러한 각종 알람이 발생될 상황을 제어함으로써, 최종적으로 정상적인 기계 상태로 NC장치가 인식하게 하여 비상 정지 알람이 울리지 않게 할 수 있다.
이 후, 인버터, 모터를 포함한 각종 액추에이터 또는 작업등의 전원공급을 차단함으로써 최종적으로 공작기계(100)의 절전을 도모할 수 있다(S100, S110).
물론, 전술한 것과 같이, 사용자에 의해 상기 입력모듈(110)에 새로운 입력이 있으면, 상기 제어모듈(130)은 상기 표시모듈(120)의 전원을 온(On)한 후, 상기 메모리에 저장된 최종 구동상태로 공작기계(100)를 복귀시킬 수 있다.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
100: 공작기계 110: 입력모듈
120: 표시모듈 130: 제어모듈
140: 감지모듈

Claims (5)

  1. 공작기계의 구동범위 또는 절전기능이 입력되는 입력모듈;
    공작기계의 구동상태를 감지하는 감지모듈;
    상기 감지모듈로부터 감지되는 공작기계의 상태 또는 상기 입력모듈로부터 입력되는 입력값이 표시되는 표시모듈; 및
    공작기계를 제어하기 위해 상기 입력모듈, 감지모듈 또는 표시모듈과 통신하며, 상기 입력모듈에서 절전기능이 입력되었을 경우 공작기계의 최종 구동상태를 저장하는 제어모듈;을 포함하는 절전장치를 포함하는 공작기계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력모듈은,
    공작기계의 구동 수치를 입력할 수 있는 NC(Numerical Contol) 장치와, 공작기계의 변위, 회전 방향 또는 수동/자동 작동을 입력할 수 있는 조작반을 포함하며, 절전 기능의 입력은 버튼으로써 상기 NC 장치 또는 조작반에 구비되는 절전장치를 포함하는 공작기계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감지모듈은,
    스핀들의 회전 펄스를 감지하는 회전감지부;
    공작기계 축 변위를 감지하는 위치감지부; 또는
    저전압, 변위 변경, 비상정지 또는 압력 변화시 구동되는 알람감지부;를 포함하는 절전장치를 포함하는 공작기계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 입력모듈에서 절전기능이 입력된 이후 계속해서 상기 입력모듈 또는 감지모듈에서 새로운 입력 또는 공작기계의 구동이 있는지 신호를 전달받고,
    새로운 입력 또는 공작기계의 구동이 없으면 상기 표시모듈의 전원을 오프(Off)한 후 공작기계의 전원을 차단하는 절전장치를 포함하는 공작기계.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 입력모듈에 새로운 입력이 있으면, 상기 표시모듈의 전원을 온(On)한 후, 상기 제어모듈에 저장된 최종 구동상태로 공작기계를 복귀시키는 절전장치를 포함하는 공작기계.
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