KR20210024845A - Starting and stopping power controlling of tapping machines - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탭핑머신(Tapping machines)의 기동 및 정지 전원 제어장치에 관한 것으로, 특히 소용량 다수의 커패시터(Capacitor)를 기동 및 정지 전원을 위한 충전용으로 활용하고, 기동 및 정지와 같은 파워 서플라이의 용량을 초과하는 부하 발생시(기동, 정지)에 커패시터 전원의 충전 및 방전 전원을 순간 전압으로 사용하여 기동시에는 스핀들을 고속으로 회전시키고 정지시에는 스핀들을 순간적으로 정지시킬 수 있도록 한 탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply control device for starting and stopping tapping machines, in particular, utilizing a large number of small-capacity capacitors for charging for starting and stopping power, and the capacity of a power supply such as starting and stopping. When a load exceeding (start, stop) occurs, the charging and discharging power of the capacitor power is used as an instantaneous voltage. It relates to a stop power control device.
일반적으로, 기계나 산업장치의 부품을 조립할 때, 주로 볼트와 너트를 이용하여 조립하게 된다. 금속에 나사구멍을 형성하기 위해서는 먼저 그 나사구멍에 삽입될 볼트의 외경보다 약간 작은 치수로 드릴링을 하여 구멍을 뚫고 해당 구멍과 상응하는 적절한 치수를 가진 탭을 구멍에 삽입시켜 저속으로 윤활유나 절삭유를 공급하면서 회전시켜 구멍의 내면에 탭이 가지는 나사의 치수와 형상대로 볼트와 나사 결합되는 나사 산을 형성시키게 된다. 이렇게 나사 산을 형성하는 장치를 탭핑머신(탭핑기)이라고 부른다.In general, when assembling parts of machines or industrial devices, they are mainly assembled using bolts and nuts. To form a screw hole in the metal, first drill a hole with a dimension slightly smaller than the outer diameter of the bolt to be inserted into the screw hole, and insert a tap having an appropriate dimension corresponding to the hole into the hole, and use lubricant or cutting oil at a low speed. It is rotated while supplying to form a screw thread that is screwed with the bolt according to the size and shape of the screw of the tab on the inner surface of the hole. The device for forming the thread in this way is called a tapping machine (tapping machine).
이러한 탭핑머신에는 탭을 고정하기 위한 탭핑 척(스핀들 척)이 있으며, 이러한 탭핑 척을 회전시키는 전동모터가 구비되어 있다. 전동모터로는 통상 BLDC 모터를 이용한다.In such a tapping machine, there is a tapping chuck (spindle chuck) for fixing a tap, and an electric motor for rotating the tapping chuck is provided. As an electric motor, a BLDC motor is usually used.
탭핑머신을 이용하여 가공 작업을 시작할 때, 초기 기동전류가 많이 소요되고, 가공이 끝난 시점에서 탭핑 척을 순간적으로 정지하기 위해서도 많은 전류가 필요하다.When starting a machining operation using a tapping machine, a large amount of initial starting current is required, and a large amount of current is also required to instantly stop the tapping chuck at the point when machining is finished.
일반적으로 탭핑 머신은 초기 출력 전압을 높여 기동전류를 높이며, 정지시에는 역전류를 인가하여 탭핑 척을 정지시킨다. 이때, 정지시에는 전원 공급 장치인 파워서플라이의 용량보다 많은 과전류가 흐르게 되어, 파워서플라이가 다운되는 경우가 많으며, 이로 인해 작업 시간이 길어지는 단점을 유발한다.In general, tapping machines increase the initial output voltage to increase the starting current, and when stopping, the tapping chuck is stopped by applying a reverse current. At this time, when stopping, more overcurrent flows than the capacity of the power supply, which is a power supply, and the power supply is often down, which leads to a disadvantage of lengthening the working time.
한편, 종래에 제안된 탭핑머신에 대한 기술이 하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 4> 에 개시되어 있다.On the other hand, techniques for the conventionally proposed tapping machine are disclosed in the following <
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 마그넷 베이스의 골조에 핸들을 가지는 작동 베드를 설치하고 작동 베드의 전면에는 에어 건을 취부하는 고정대를 부착한 탭핑기에서, 에어 건 고정대의 하방 작동 베드에는 스핀들 취부대를 볼트로 부착하여 지지하면서 통상의 탭과 척을 끼울 수 있는 스핀들을 가지는 스핀들 장치를 볼트로 결합하고, 스핀들의 상단부는 에어 건을 내부로 삽입 설치하여 에어 건의 작동에 따라 스핀들이 정/역 회전하게 구성된다.The prior art disclosed in <
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 소재공급장치의 회전으로 안내 슈트를 통해 공급되는 공작물이 상부의 지그레일로 연속적으로 공급되면 에어 실린더를 이용한 클램프가 공작물을 고정하면서 작업을 수행하고, 작업완료된 공작물 즉, 암나사 가공이 완료된 공작물을 하부의 호퍼를 통해 낙하시켜 가공물 보관함에 자동 적재하는 자동 탭핑기를 제공한다. 이러한 자동 탭핑기에 의해 작업자는 컨트롤박스만 조작하면 되므로, 작업의 정밀도를 높임과 아울러 대량 가공이 가능토록 하고 안전을 향상시켜 기존의 작업형태에 비하여 능률을 향상시킬 수 있다.In addition, in the prior art disclosed in <
또한, <특허문헌 3> 에 개시된 종래기술은 BLDC 모터, BLDC 모터의 구동에 따라 발생하는 열을 냉각시키기 위해 BLDC 모터의 일측에 형성되는 팬, 제어부, 인덕터, 펄스폭 변조부, 펄스폭 변조부에 의해 변조된 직류전원을 3상 교류 전원으로 변환시켜서 BLDC 모터의 고정자로 공급하는 출력 필터, 제어부의 제어에 따라 펄스폭 변조부에 입력되는 직류 전원의 ON/OFF 시간을 조절하는 스위칭 소자를 포함하여 드라이버를 구현한다. 이러한 구성을 통해 내구성을 향상시키고, 높은 에너지 효율을 통해 에너지 낭비를 방지할 수 있으며, 소형 및 경량화된 코아 드릴을 제공한다.In addition, the prior art disclosed in <
또한, <특허문헌 4> 에 개시된 종래기술은 비엘디씨(BLDC) 모터를 이용하여 전기적으로 변속이 이루어진 후에 토크와 감응하여 추후 필요시에 기계적인 변속이 이루어지도록 함으로써 전동 공구에 대한 제어효율을 향상시킨다.In addition, the prior art disclosed in <
그러나 상기와 같은 일반적인 탭핑 머신 및 종래기술들은 높은 전류가 필요하는 기동시에 초기 출력전압을 높이는 방식을 이용하므로 초기 출력 전압의 상승으로 과도한 전원이 소요되는 단점이 있으며, 스핀들의 정지시에는 신속하게 스핀들을 정지시키기 위해 역전류를 인가하는 방식이므로 별도의 역전류 인가장치를 구비해야 하는 단점이 있다.However, the general tapping machine and the prior art as described above use a method of increasing the initial output voltage when starting when a high current is required, so there is a disadvantage that excessive power is required due to an increase in the initial output voltage, and when the spindle is stopped, the spindle is quickly Since it is a method of applying a reverse current to stop the device, there is a disadvantage that a separate reverse current applying device must be provided.
여기서 가공 완료 시점에서 순간적으로 스핀들을 정지시키지 않으면 가공품에 불량이 발생하므로, 역전류 인가장치와 같은 별도의 장치를 이용하여 역전류를 인가하여 순간적으로 스핀들을 정지시키는 방식을 이용한다.Here, if the spindle is not stopped instantaneously at the time of completion of the machining, a defect occurs in the processed product, so a method of applying a reverse current using a separate device such as a reverse current application device to instantly stop the spindle is used.
특히, 정지시에는 역전류 인가장치에 의해 역전류를 이용하는 데, 이때 파워 서플라이의 용량을 초과하는 과전류로 인해 파워 서플라이가 다운되는 경우도 발생한다. 파워 서플라이가 다운되면 A/S를 해야 하므로, 작업의 지연을 유발하게 되고, 이는 결과적으로 전체적인 생산력 저하를 유발한다.In particular, the reverse current is used by the reverse current applying device when stopped, and at this time, the power supply may be down due to an overcurrent exceeding the capacity of the power supply. If the power supply goes down, A/S must be done, which causes delay in work, which in turn leads to a decrease in overall productivity.
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 탭핑머신 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 소용량 다수의 커패시터(Capacitor)를 기동 및 정지 전원을 위한 충전용으로 활용하고, 기동 및 정지와 같은 파워 서플라이의 용량을 초과하는 부하 발생시(기동, 정지)에 커패시터 전원의 충전 및 방전 전원을 순간 전압으로 사용하여 기동시에는 스핀들을 고속으로 회전시키고 정지시에는 스핀들을 순간적으로 정지시킬 수 있도록 한 탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the problems occurring in the general tapping machine and the prior art as described above, and utilizes a plurality of small-capacity capacitors for charging for start and stop power, and starts and stops. When a load exceeding the capacity of the same power supply occurs (start, stop), the charging and discharging power of the capacitor power is used as an instantaneous voltage, so that the spindle rotates at high speed when starting and the spindle can be stopped instantaneously when stopped. An object thereof is to provide a starting and stopping power supply control device for a tapping machine.
본 발명의 다른 목적은 저가의 소용량 커패시터를 다수 이용하여 전원 충전장치로 사용하고, 이를 이용하여 기동 및 정지시 부가전원을 공급해줌으로써, 파워 서플라이의 용량을 초과하는 부하 발생시에도 안정적인 전원 공급과 파워 서플라이의 다운을 방지할 수 있도록 한 탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to use a large number of low-cost, small-capacity capacitors as a power charging device, and by using this to supply additional power during start-up and stop, stable power supply and power supply even when a load exceeding the capacity of the power supply occurs. It is to provide a power control device for starting and stopping a tapping machine so as to prevent downtime.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치"는, 기능 선택을 위한 선택 스위치; 상기 선택 스위치에 의한 운전 및 정지 조작 신호에 따라 탭핑 머신의 구동을 제어하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러의 제어에 따라 전원 릴레이를 동작시키는 릴레이부; 상기 릴레이부의 전원 릴레이의 온 동작에 따라 공급되는 상용 교류 전원을 소정의 직류 전원으로 변환하여 출력하는 파워 서플라이; 상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 파워 서플라이에서 공급되는 직류 전원을 충전 전원으로 공급하거나 차단하는 충전 전원 제어부; 상기 충전 전원 제어부에서 출력되는 전원을 충전하고, 충전 전원을 기동 및 정지 전원으로 공급하는 기동 및 정지 전원 공급부; 상기 파워 서플라이에서 공급되는 전원과 상기 기동 및 정지 전원 공급부에서 공급되는 전원으로 모터 구동 전원을 공급하는 구동 전원 공급부; 상기 구동 전원 공급부에서 공급되는 전원으로 탭이 장착된 척을 동작시키는 스핀들 구동용 BLDC 모터를 구동하거나, 상기 컨트롤러의 제어에 따라 정지시 상기 구동 전원 공급부에서 공급하는 전원으로 BLDC 모터를 정지시키는 모터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the "start and stop power control device for tapping machine" according to the present invention includes: a selection switch for selecting a function; A controller for controlling driving of the tapping machine according to the operation and stop operation signals by the selection switch; A relay unit operating a power relay under control of the controller; A power supply converting commercial AC power supplied according to an ON operation of the power relay of the relay unit into a predetermined DC power and outputting the converted DC power; A charging power controller configured to supply or cut off DC power supplied from the power supply as charging power under the control of the controller; A start and stop power supply unit for charging power output from the charging power control unit and supplying the charging power as start and stop power; A driving power supply unit for supplying motor driving power using power supplied from the power supply and power supplied from the start and stop power supply units; A motor driving unit that drives a BLDC motor for driving a spindle that operates a chuck equipped with a tap with power supplied from the driving power supply unit, or stops the BLDC motor with power supplied from the driving power supply unit when stopped under the control of the controller. It characterized in that it comprises a.
또한, 본 발명에 따른 탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치는, 상기 기동 및 정지 전원 공급부의 충전 전압을 검출하여 상기 컨트롤러에 제공하는 전압 검출부를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 전압 검출부에 의해 검출되는 전압과 전압 공급 및 차단을 위해 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 그 차이에 따라 상기 충전 전원 제어부를 제어하여 상기 기동 및 정지 전원 공급부의 공급 전원을 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the starting and stopping power control device of the tapping machine according to the present invention includes a voltage detection unit that detects a charging voltage of the starting and stop power supply and provides it to the controller, the controller being detected by the voltage detection unit. It is characterized in that the power supply of the starting and stopping power supply is controlled by comparing a voltage with a reference voltage set in advance for supplying and blocking the voltage, and controlling the charging power control unit according to the difference.
상기에서 기동 및 정지 전원 공급부는 커패시터와 저항으로 이루어진 단일의 충전수단이 복수로 구비되고, 상기 복수로 구비된 충전수단은 직렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.In the above, the starting and stopping power supply unit is characterized in that a plurality of single charging means consisting of a capacitor and a resistor are provided, and the plurality of charging means are connected in series.
상기에서 기동 및 정지 전원 공급부는 기동시에는 충전 전원을 순간 전압으로 공급하고, 정지시에는 방전 전원을 순간 전원으로 공급하는 것을 특징으로 한다.In the above, the start and stop power supply unit supplies charging power as an instantaneous voltage when starting, and supplies discharge power as an instantaneous power when stopped.
상기에서 모터 구동부는 기동시 상기 파워 서플라이에서 공급되는 전원과 상기 기동 및 정지 전원 공급부에서 공급되는 전원을 합하여 BLDC 모터를 구동시키며, 정지시 상기 파워 서플라이에서 공급되는 전원과 상기 기동 및 정지 전원 공급부에서 방전되는 방전 전원을 합하여 BLDC 모터를 정지시키는 것을 특징으로 한다.In the above, the motor drive unit drives the BLDC motor by combining the power supplied from the power supply and the power supplied from the start and stop power supply when starting, and the power supplied from the power supply and the start and stop power supply when stopped. It is characterized in that the BLDC motor is stopped by adding the discharge power to be discharged.
본 발명에 따르면 소용량 다수의 커패시터(Capacitor)를 기동 및 정지 전원을 위한 충전용으로 활용하고, 기동 및 정지와 같은 파워 서플라이의 용량을 초과하는 부하 발생시(기동, 정지)에 커패시터 전원의 충전 및 방전 전원을 순간 전압으로 사용하여 기동시에는 초기 스핀들의 고속 회전이 가능하도록 하고 정지시에는 스핀들을 순간적으로 정지시킬 수 있어, 별도의 역전류 인가장치를 사용하지 않으면서도 단순한 회로 구성을 통해 탭핑머신의 기동 및 정지 전원을 안정화하고 정지시 순간적으로 스핀들을 정지시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, a large number of small-capacity capacitors are used for charging for starting and stopping power, and charging and discharging of the capacitor power when a load exceeding the capacity of the power supply such as starting and stopping occurs (start, stop). The power is used as an instantaneous voltage to enable high-speed rotation of the initial spindle when starting, and instantaneously stop the spindle when stopped.Through a simple circuit configuration without using a separate reverse current application device, the tapping machine It has the advantage of stabilizing the start and stop power and instantaneously stopping the spindle when stopped.
또한, 본 발명에 따르면 저가의 소용량 커패시터를 다수 이용하여 전원 충전장치로 사용하고, 이를 이용하여 기동 및 정지시 부가전원을 공급해줌으로써, 파워 서플라이의 용량을 초과하는 부하 발생시에도 파워 서플라이의 다운을 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, a number of low-cost, small-capacity capacitors are used as a power charging device, and additional power is supplied during start-up and stop by using this, thereby preventing the power supply from being down even when a load exceeding the capacity of the power supply occurs. There is an advantage to be able to do.
도 1은 본 발명에 따른 탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치의 블록 구성도,
도 2는 도 1의 릴레이부 및 파워 서플라이의 실시 예 회로도,
도 3은 도 1의 타이머 릴레이의 릴레이 스위치 동작 회로도,
도 4는 도 1의 기동 및 정지 전원 공급부의 실시 예 회로도,
도 5는 도 1의 구동 전원 공급부의 실시 예 회로도이다.1 is a block diagram of an apparatus for controlling starting and stopping power of a tapping machine according to the present invention;
2 is a circuit diagram of an embodiment of the relay unit and the power supply of FIG. 1;
3 is a circuit diagram of a relay switch operation of the timer relay of FIG. 1;
4 is a circuit diagram of an embodiment of the start and stop power supply of FIG. 1;
5 is a circuit diagram of an embodiment of the driving power supply unit of FIG. 1.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus for controlling starting and stopping power of a tapping machine according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치의 블록 구성도로서, 기능 선택을 위한 선택 스위치(10), 상기 선택 스위치(10)에 의해 선택되는 운전 및 정지 조작 신호에 따라 탭핑 머신의 구동을 제어하는 컨트롤러(50), 상기 컨트롤러(50)의 제어에 따라 전원 릴레이를 동작시키는 릴레이부(20), 상기 릴레이부(20)의 전원 릴레이의 온 동작에 따라 공급되는 상용 교류 전원을 소정의 직류 전원으로 변환하여 출력하는 파워 서플라이(30), 상기 컨트롤러(50)의 제어에 따라 상기 파워 서플라이(30)에서 공급되는 직류 전원을 충전 전원으로 공급하거나 차단하는 충전 전원 제어부(90), 상기 충전 전원 제어부(90)에서 출력되는 전원을 충전하고, 충전 전원을 기동 및 정지 전원으로 공급하는 기동 및 정지 전원 공급부(40), 상기 파워 서플라이(30)에서 공급되는 전원과 상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)에서 공급되는 전원으로 모터 구동 전원을 공급하는 구동 전원 공급부(60), 상기 구동 전원 공급부(60)에서 공급되는 전원으로 탭이 장착된 척을 동작시키는 스핀들 구동용 BLDC 모터(80)를 구동하거나, 상기 컨트롤러(50)의 제어에 따라 정지시 상기 구동 전원 공급부(60)에서 공급하는 전원으로 BLDC 모터(80)를 정지시키는 모터 구동부(70)를 포함한다.1 is a block diagram of a starting and stopping power control device for a tapping machine according to a preferred embodiment of the present invention, a
또한, 본 발명에 따른 탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치는 상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)의 충전 전압을 검출하여 상기 컨트롤러(50)에 제공하는 전압 검출부(95)를 포함한다. 상기 컨트롤러(50)는 상기 전압 검출부(95)에 의해 검출되는 전압과 전압 공급 및 차단을 위해 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 그 차이에 따라 상기 충전 전원 제어부(90)를 제어하여 상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)의 공급 전원을 제어한다.In addition, the starting and stopping power supply control apparatus of the tapping machine according to the present invention includes a
상기 릴레이부(20)는 전원 온/오프 스위치에 따라 연동하는 전원 온/오프 릴레이(21), 파워 서플라이(30)에 전원을 공급 및 차단하는 전원 릴레이(22)를 포함한다.The
또한, 상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)는 도 3에 도시한 바와 같이, 커패시터(C)와 저항(R)으로 이루어진 충전수단이 복수(C1 - C9, R1 - R9)로 구비되고, 상기 복수로 구비된 충전수단은 직렬로 연결된다. 여기서 충전수단을 이루는 커패시터 및 저항 쌍을 9개로 도시 하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 탭핑머신의 용량에 따라 상기 충전수단을 이루는 커패시터 및 저항 쌍을 줄이거나 증가시키는 것이 가능함을 당해 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 자명하다 할 것이다. 이러한 기동 및 정지 전원 공급부(40)는 기동시에는 충전 전원을 시동용 순간 전원으로 공급하고, 정지시에는 방전 전원을 정지용 순간 전원으로 공급한다.In addition, the start and stop
또한, 상기 모터 구동부(70)는 기동시 상기 파워 서플라이(30)에서 공급되는 전원과 상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)에서 공급되는 전원을 합하여 BLDC 모터(80)를 구동시키며, 정지시 상기 파워 서플라이(30)에서 공급되는 전원과 상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)에서 방전되는 방전 전원을 합하여 BLDC 모터(80)를 정지시킨다.In addition, the
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치의 동작을 첨부한 도면 도 1 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the starting and stopping power control device for a tapping machine according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
먼저, 사용자가 탭핑 머신을 이용하여 작업 대상에 드릴링(탭 작업)을 하기 위해서, 외부의 패널에 형성된 전원 스위치를 온(on) 상태로 조작하면, 이에 연동하여 릴레이부(20)의 전원 릴레이(21)가 동작을 하여 상용 교류 전원을 탭핑 머신에 공급한다.First, when a user operates a power switch formed on an external panel in an on state in order to drill (tap) a work object using a tapping machine, the power relay of the
전원 스위치가 온 상태로 조작된 상태에서, 컨트롤러(50)는 선택 스위치(10)에 의해 선택되는 기능을 인지한다. 여기서 선택 스위치는 탭핑머신 드릴링 온 또는 오프 기능을 포함한다. In a state in which the power switch is operated in the ON state, the
탭핑머신 온 기능이 선택되면 컨트롤러(50)는 릴레이부(20)의 파워 서플라이 릴레이(22)를 온 상태로 구동한다. 온 구동에 따라 파워 서플라이 릴레이(22)의 코일에 전류가 흐르면, 그에 연동하는 릴레이 스위치(22a)가 온 되어, 접점 1과 2가 연결되고, 접점 3과 4가 연결된다. 릴레이 스위치(22a)가 온 상태로 동작을 하면 파워 서플라이(30)에 상용 교류 전원(230V AC/60Hz)이 공급된다.When the tapping machine ON function is selected, the
이와 같이 탭핑 머신을 사용하기 위해서 사용자 드릴링 온 기능을 선택하면(드릴링 스위치 온), 파워 서플라이(30)에 상용 교류 전원이 공급된다.In this way, when the user selects the drilling-on function (drilling switch on) to use the tapping machine, commercial AC power is supplied to the
상기 파워 서플라이(30)는 공급되는 상용 교류 전원을 내부에 구비된 전파 정류기 및 평활기, 정전압기 등을 이용하여 소정의 직류 전압(23V DC)으로 만들어 출력을 한다.The
상기 파워 서플라이(30)로부터 출력되는 직류 전압은 기동 및 정지 전원 공급부(40) 및 드릴 전압으로 공급되는 데, 이때 구동 초기에는 컨트롤러(50)의 제어에 의해 충전 전원 제어부(90)의 전원 스위치(92)가 온 상태를 유지하여, 직류/직류 컨버터(91)를 통해 상기 파워 서플라이(30)에서 공급되는 전원을 소정의 직류 전압으로 변환하여 충전 전원으로 기동 및 정지 전원 공급부(40)에 공급한다.The DC voltage output from the
상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)는 도 3에 도시한 바와 같이, 커패시터(C)와 저항(R)으로 이루어진 충전수단이 복수(C1 - C9, R1 - R9)로 구비되어 있으며, 상기 복수로 구비된 충전수단은 직렬로 연결되어 순차 충전을 하게 된다.The start and stop
즉, 탭핑 머신의 구동 초기에는 1차적으로 기동 및 정지 전원 공급부(40)를 충전하게 된다.That is, in the initial driving of the tapping machine, the starting and stopping
상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)의 충전이 시작되면, 전압 검출부(95)는 상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)의 충전 전압 상태를 검출한다. 여기서 전압 검출부(95)는 통상의 변류기나 변압기 등과 같은 검출장치를 이용하여 전압을 검출할 수 있다. 검출된 전압 값은 실시간으로 컨트롤러(50)에 전달된다.When charging of the start and stop
상기 컨트롤러(50)는 상기 전압 검출부(95)에 의해 검출되는 검출 전압과 전압 공급 및 차단을 위해 미리 설정된 기준 전압을 비교하여, 그 차이에 따라 상기 충전 전원 제어부(90)를 제어하여 상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)의 공급 전원을 제어한다. 즉, 상기 검출 전압이 상기 기준 전압보다 낮으면 상기 충전 전원 스위치(92)를 온 상태로 유지시켜 전원 충전이 이루어지도록 하고, 이와는 달리 상기 검출 전압이 상기 기준 전압 이상이 되면 상기 충전 전원 스위치(92)를 오프 상태로 하여 전원 충전이 중단되도록 한다.The
상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)의 충전이 완료되면 컨트롤러(50)의 제어에 따라 구동 전원 공급부(60)의 릴레이가 온 상태로 동작을 한다. 즉, 충전 릴레이(61)와 드릴 전원 릴레이(62)의 릴레이 코일에 전류가 흘려 동시에 온 되고, 상기 충전 릴레이(61) 및 드릴 전원 릴레이(62)의 릴레이 코일에 연동하여 각각의 릴레이 스위치(61a)(62a)가 온 상태(접점 1과 접점 2 연결, 접점 3과 접점 4 연결)가 되어 드릴 전원을 모터 구동부(70)에 공급한다.When charging of the starting and stopping
이어, 모터 구동부(70)는 컨트롤러(50)의 제어에 따라 공급되는 드릴 전원으로 BLDC 모터(80)를 동작시킨다. BLDC 모터(80)에는 스핀들이 연결되며, 스핀들에는 탭을 장착한 척이 연결되어, 스핀들의 회전에 따라 탭이 회전을 하여 탭핑 작업을 하게 된다.Subsequently, the
이때, 탭핑 작업 초기에는 많은 기동전류가 필요하다. 이러한 기동 전류의 필요에 따라 기존에는 초기 출력 전압을 높여서 기동 전류를 높이는 방식을 이용하였다. 초기 출력 전압을 높이게 되면 전력 소모가 커지고, 이에 따라 전력 장치의 용량도 크게 구현해야 하므로 탭핑머신의 구현 비용도 많이 소요된다.At this time, a large starting current is required at the beginning of the tapping operation. In accordance with the need for such a starting current, a method of increasing the starting current by increasing the initial output voltage was used in the past. If the initial output voltage is increased, power consumption increases, and accordingly, the capacity of the power device must be largely implemented, and thus the implementation cost of the tapping machine is high.
이러한 단점을 개선하기 위해서 본 발명은 저가의 소용량 커패시터를 직렬로 복수로 구현하고, 기동 이전에 일정시간 동안 충전을 한 후, 실제 기동 시 충전 전류를 순간 기동 전류로 공급해줌으로써, 초기 출력 전압을 높이지 않은 상태에서 기동 순간 전압을 높일 수 있어, 초기 기동시에도 안정적인 기동 전류 공급이 이루어지게 된다.In order to improve these disadvantages, the present invention implements a plurality of low-cost small-capacity capacitors in series, charges for a certain period of time before starting, and then supplies a charging current as an instantaneous starting current during actual startup, thereby increasing the initial output voltage. It is possible to increase the instantaneous voltage when the start-up is not in the state, so that a stable start-up current is supplied even during initial start-up.
즉, 드릴 전원은 기본적으로 파워 서플라이(30)에서 공급되는 일반적인 드릴 공급 전원을 이용하는 데, 초기 기동시에는 소요되는 추가 기동 전류는 상기 기동 및 정지 전원 공급부(40)의 충전 전원을 함께 이용함으로써, 초기 기동시 순간 전압(전류)을 높여 안정적인 기동전류를 공급해 줄 수 있게 되는 것이다.That is, the drill power basically uses a general drill supply power supplied from the
한편, 상기와 같은 드릴 전원 공급으로 드릴링을 하여 탭핑 작업을 하는 도중에 탭핑 작업이 완료되어 작업자가 드릴 머신 오프 스위치를 조작하면, 컨트롤러(50)는 이를 인지하고, 모터 구동부(70)에 정지 명령을 전달한다.On the other hand, when the tapping operation is completed during the tapping operation by drilling with the above drill power supply and the operator operates the drill machine off switch, the
이러한 정지 명령에 따라 모터 구동부(70)는 BLDC 모터(80)의 구동 전류를 오프하여 드릴 머신 즉, 스핀들의 동작을 정지시킨다.In response to this stop command, the
이때, 일반적인 스핀들 정지 전압을 이용하여 스핀들을 정지시키면 스핀들이 순간적으로 정지하는 것이 아니고, 점점 회전이 줄어들면서 멈추게 된다. 실제 탭핑 작업이 완료된 상태에서 스핀들을 순간적으로 정지시켜야 작업 불량을 방지할 수 있다. At this time, when the spindle is stopped using a general spindle stop voltage, the spindle does not stop instantaneously, but stops as the rotation gradually decreases. When the actual tapping operation is completed, the spindle must be stopped momentarily to prevent malfunction.
따라서 작업 완료 후 스핀들을 순간적으로 정지시키기 위해, 기존에는 역전류를 이용하였다. 역전류를 이용하기 위해서는 별도의 역전류 인가장치를 구현해야 하므로, 장치의 구성이 복잡함은 물론 추가적인 비용이 발생한다.Therefore, in order to stop the spindle momentarily after completion of the work, a reverse current was used in the past. In order to use the reverse current, it is necessary to implement a separate reverse current application device, thus complicating the configuration of the device and incurring additional costs.
따라서 이러한 단점을 개선하기 위해서 본 발명은 컨트롤러(50)에 의해서 구동 전원 공급부(60) 및 모터 구동부(70)에 의해 정지 명령이 전달되면, 구동 전원 공급부(60)는 기동 및 정지 전원 공급부(40)에서 방전되는 전원을 일반적인 정지 전압과 합하여 순간 정지 전압으로 공급한다.Therefore, in order to improve this disadvantage, the present invention is when a stop command is transmitted by the driving
이렇게 공급되는 순간 정지 전압을 이용하여 모터 구동부(70)는 BLDC 모터(80)를 순간적으로 정지시켜, 스핀들을 순간적으로 정지시킨다.Using the instantaneous stop voltage supplied in this way, the
즉, 본 발명은 탭핑 작업이 완료되어 스핀들을 정지시킬 때, 파워 서플라이(30)에서 공급되는 정지 전압과 기동 및 정지 전원 공급부(40)에서 방전되는 방전 전압을 합하여 순간적으로 정지 전압을 상승시켜 스핀들 정지에 사용하게 된다.That is, in the present invention, when the tapping operation is completed and the spindle is stopped, the stop voltage is instantaneously increased by adding the stop voltage supplied from the
이로써 정지 동작시 별도의 역전류를 사용하지 않고 단순히 방전 전압을 이용하여 스핀들을 순간적으로 정지시킴으로써, 제품 불량을 방지하게 되는 것이다.This prevents product defects by temporarily stopping the spindle by simply using the discharge voltage without using a separate reverse current during the stop operation.
정지 동작 후 다시 드릴 머신을 온 시키면, 이전과 동일하게 충전을 한 후, 탭핑 작업을 시작한다.If the drill machine is turned on again after stopping operation, it is charged as before and then tapping is started.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and it is common knowledge in the art that various changes can be made without departing from the gist of the invention. It will be self-evident to those who have.
10: 선택 스위치
20: 릴레이부
30: 파워 서플라이
40: 기동 및 정지 전원 공급부
50: 컨트롤러
60: 구동 전원 공급부
70: 모터 구동부
80: BLDC 모터
90: 충전 전원 제어부
95: 전압 검출부10: selector switch
20: relay unit
30: power supply
40: start and stop power supply
50: controller
60: drive power supply
70: motor drive unit
80: BLDC motor
90: charging power control unit
95: voltage detection unit
Claims (5)
기능 선택을 위한 선택 스위치;
상기 선택 스위치에 의한 운전 및 정지 조작 신호에 따라 탭핑 머신의 구동을 제어하는 컨트롤러;
상기 컨트롤러의 제어에 따라 전원 릴레이를 동작시키는 릴레이부;
상기 릴레이부의 전원 릴레이의 온 동작에 따라 공급되는 상용 교류 전원을 소정의 직류 전원으로 변환하여 출력하는 파워 서플라이;
상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 파워 서플라이에서 공급되는 직류 전원을 충전 전원으로 공급하거나 차단하는 충전 전원 제어부;
상기 충전 전원 제어부에서 출력되는 전원을 충전하고, 충전 전원을 기동 및 정지 전원으로 공급하는 기동 및 정지 전원 공급부;
상기 파워 서플라이에서 공급되는 전원과 상기 기동 및 정지 전원 공급부에서 공급되는 전원으로 모터 구동 전원을 공급하는 구동 전원 공급부; 및
상기 구동 전원 공급부에서 공급되는 전원으로 탭이 장착된 척을 동작시키는 스핀들 구동용 BLDC 모터를 구동하거나, 상기 컨트롤러의 제어에 따라 정지시 상기 구동 전원 공급부에서 공급하는 전원으로 BLDC 모터를 정지시키는 모터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치.
As a device that controls the power supply of the tapping machine,
Selector switch for function selection;
A controller for controlling driving of the tapping machine according to the operation and stop operation signals by the selection switch;
A relay unit operating a power relay under control of the controller;
A power supply for converting and outputting commercial AC power supplied according to an ON operation of the power relay of the relay unit into a predetermined DC power;
A charging power controller configured to supply or cut off DC power supplied from the power supply as charging power under the control of the controller;
A start and stop power supply unit for charging power output from the charging power control unit and supplying the charging power as start and stop power;
A driving power supply unit for supplying motor driving power using power supplied from the power supply and power supplied from the start and stop power supply units; And
A motor driving unit that drives a BLDC motor for driving a spindle that operates a chuck equipped with a tap with power supplied from the driving power supply unit, or stops the BLDC motor with power supplied from the driving power supply unit when stopped under the control of the controller. Power control device for starting and stopping the tapping machine, characterized in that it comprises a.
상기 컨트롤러는 상기 전압 검출부에 의해 검출되는 전압과 전압 공급 및 차단을 위해 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 그 차이에 따라 상기 충전 전원 제어부를 제어하여 상기 기동 및 정지 전원 공급부의 공급 전원을 제어하는 것을 특징으로 하는 탭핑머신의 기동 및 정지 전원 제어장치.
The method according to claim 1, comprising a voltage detection unit for detecting the charging voltage of the start and stop power supply unit to provide to the controller,
The controller compares the voltage detected by the voltage detection unit with a reference voltage set in advance for supplying and blocking the voltage, and controlling the charging power control unit according to the difference to control the supply power of the starting and stopping power supply unit. Start and stop power control device of tapping machine.
The starting and stopping power supply control apparatus of a tapping machine according to claim 1, wherein the starting and stopping power supply unit includes a plurality of charging means comprising a capacitor and a resistor, and the plurality of charging means are connected in series.
In claim 1 or 3, wherein the starting and stopping power supply unit supplies charging power as an instantaneous voltage when starting and discharging power as instantaneous power when stopped. .
In claim 1, wherein the motor driving unit drives the BLDC motor by combining power supplied from the power supply and power supplied from the start and stop power supply when starting, and the power supplied from the power supply and the start and stop when stopped. A power control device for starting and stopping a tapping machine, characterized in that the BLDC motor is stopped by adding the discharge power discharged from the power supply unit.
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