KR20220064630A - 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템 - Google Patents

리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템 Download PDF

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KR20220064630A
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김홍윤
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주식회사 제우기술
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    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • G—PHYSICS
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    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/06—Linear motors

Abstract

리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템이 개시된다. 진동을 감지하는 진동 센서; 온도를 감지하는 온도 센서; 연기를 감지하는 연기 센서; 상기 진동 센서에 의해 감지되는 진동, 상기 온도 센서에 의해 감지되는 온도, 상기 연기 센서에 의해 감지되는 연기에 따라 리니어 모터의 동작을 중지시키는 리니어 모터 제어 모듈을 구성한다. 상술한 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템에 의하면, 고속 스핀들의 고장을 감지하고 예지 보전을 하도록 구성됨으로써, 고속 스핀들에 연결된 리니어 모터를 보호하고 고속 스핀들에 의한 안전 사고 등을 예방할 수 있는 효과가 있다.

Description

리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템{HIGH-SPEED SPINDLE MONITORING SYSTEM FOR LINEAR MOTOR PROTECTION}
본 발명은 스핀들 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템에 관한 것이다.
치아 가공기라든가 여러 가지 기구물의 동작을 위해 모터가 이용된다.
현재 모터의 안전 동작을 위해서는 그 온도 측정이나 전류값 측정에 의해 회생 저항을 회로에 추가하여 과전류나 이상 온도를 감지하시 저항이 끊어져 작동이 안되게 하고 있다.
그러나, 모터에 연결된 고속 스핀들(high speed spindle)의 경우 고장 발생이 자주 발생하고 있으나, 고속 스핀들의 고장을 감지하는 기술은 개시되어 있지 않다.
5축 가공기와 같은 다축의 고속 스핀들의 고장 시에는 이와 연결된 모터에도 상당한 부담을 주게 되어 안좋은 영향을 미치며, 치아 가공기 등의 사용 시에는 안전 사고의 위험도 있다.
이에, 고속 스핀들의 고장을 감지하고 이를 미리 예측할 수 있는 수단이 요구된다.
공개특허공보 10-1999-0056095 공개특허공보 10-1993-0023977
본 발명의 목적은 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템은, 진동을 감지하는 진동 센서; 온도를 감지하는 온도 센서; 연기를 감지하는 연기 센서; 상기 진동 센서에 의해 감지되는 진동, 상기 온도 센서에 의해 감지되는 온도, 상기 연기 센서에 의해 감지되는 연기에 따라 리니어 모터의 동작을 중지시키는 리니어 모터 제어 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 진동, 온도, 연기가 누적 저장되는 관계형 데이터베이스를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 리니어 모터 제어 모듈에 의해 동작이 중지되는 경우 사용자 단말로 알람 송신하는 알람 송신 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상술한 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템에 의하면, 고속 스핀들의 고장을 감지하고 예지 보전을 하도록 구성됨으로써, 고속 스핀들에 연결된 리니어 모터를 보호하고 고속 스핀들에 의한 안전 사고 등을 예방할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템의 블록 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템의 모식도이다.
도 1에서 보듯이 고속 스핀들(20)의 고장을 다양한 센서를 통해 실시간 감지하고 이를 예측하도록 구성될 수 있다.
이를 통해 고속 스핀들(20)의 동작을 즉시 또는 미리 중지시켜 이에 연결된 리니어 모터(10)를 보호할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템(100)은 진동 센서(101), 온도 센서(102), 가스 센서(103), 연기 센서(104), 습도 센서(105), 압력 센서(106), 진동 모니터링 모듈(107), 온도 모니터링 모듈(108), 가스 모니터링 모듈(109), 연기 모니터링 모듈(110), 습도 모니터링 모듈(111), 압력 모니터링 모듈(112), 관계형 데이터베이스(113), 임계치 설정 모듈(114), 고속 스핀들 고장 감지 모듈(115), 알람 송신 모듈(116), 예지 보전 모니터링 모듈(117), 리니어 모터 제어 모듈(118)을 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
진동 센서(101)는 리니어 모터(10)에 의해 구동되는 고속 스핀들(20)의 진동을 감지하도록 구성될 수 있다.
온도 센서(102)는 고속 스핀들(20)의 온도를 감지하도록 구성될 수 있다.
가스 센서(103)는 고속 스핀들(20)에서 발생되는 가스를 감지하도록 구성될 수 있다.
연기 센서(104)는 고속 스핀들(20)에서 발생되는 연기를 감지하도록 구성될 수 있다.
습도 센서(105)는 고속 스핀들(20)의 습도를 감지하도록 구성될 수 있다.
압력 센서(106)는 고속 스핀들(20)의 압력을 감지하도록 구성될 수 있다.
진동 모니터링 모듈(107)은 진동 센서(101)에서 감지되는 진동을 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다.
온도 모니터링 모듈(108)은 온도 센서(102)에서 감지되는 온도를 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다.
가스 모니터링 모듈(109)은 가스 센서(103)에서 감지되는 가스를 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다.
연기 모니터링 모듈(110)은 연기 센서(104)에서 감지되는 연기를 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다.
습도 모니터링 모듈(111)은 습도 센서(105)에서 감지되는 습도를 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다.
압력 모니터링 모듈(112)은 압력 센서(106)에서 감지되는 압력을 실시간 모니터링하도록 구성될 수 있다.
관계형 데이터베이스(113)는 정상 동작하는 고속 스핀들(20)의 진동, 온도, 가스 연기, 습도 및 압력이 미리 저장되도록 구성될 수 있다.
한편, 관계형 데이터베이스(113)는 진동 모니터링 모듈(107)에서 실시간 모니터링되는 진동, 온도 모니터링 모듈(108)에서 실시간 모니터링되는 온도, 가스 모니터링 모듈(109)에서 실시간 모니터링되는 가스, 연기 모니터링 모듈(110)에서 실시간 모니터링되는 연기, 습도 모니터링 모듈(111)에서 실시간 모니터링되는 습도, 압력 모니터링 모듈(112)에서 실시간 모니터링되는 압력이 시간에 따라 누적 저장되도록 구성될 수 있다.
임계치 설정 모듈(114)은 관계형 데이터베이스(113)에 미리 저장된 정상 동작하는 고속 스핀들(20)의 진동, 온도, 가스 연기, 습도 및 압력을 참조하여 고속 스핀들(20)의 고장에 관한 임계치를 자동 설정하도록 구성될 수 있다.
고속 스핀들 고장 감지 모듈(115)은 임계치 설정 모듈(114)에서 설정된 임계치와 실시간 모니터링되는 진동, 온도, 가스, 연기, 습도 및 압력을 대비하여 고속 스핀들(20)의 고장을 실시간 감지하도록 구성될 수 있다.
알람 송신 모듈(116)은 고속 스핀들 고장 감지 모듈(115)에 의해 실시간 감지된 고속 스핀들(20)의 고장을 사용자 단말(200)로 실시간으로 알람 송신하도록 구성될 수 있다.
예지 보전 모니터링 모듈(117)은 고속 스핀들 고장 감지 모듈(115)에 의해 실시간 감지된 고장 여부 및 관계형 데이터베이스(113)에 누적 저장된 고속 스핀들(20)의 진동, 온도, 가스 연기, 습도 및 압력의 변화를 상호 간에 매칭시켜 모니터링하고 분석하며, 분석 결과에 따라 고장을 미리 예측하도록 구성될 수 있다.
고속 스핀들(20)이 다축으로 구성된 경우 각 축에 대해 감지를 할 수 있는데, 분석을 통해 각 축마다 고장을 미리 감지할 수 있다.
리니어 모터 제어 모듈(118)은 고속 스핀들 고장 감지 모듈(115)에서 고속 스핀들(20)의 고장이 감지되는 경우, 리니어 모터(10)의 동작을 중지시키고, 예지 보전 모니터링 모듈(117)에 의해 고장이 예측되는 경우 리니어 모터(10)의 지속 동작 시간을 설정하여 제어하도록 구성될 수 있다.
지속 동작 시간이 긴 경우 고장이 더 빨리 찾아올 수 있으므로, 지속 동작 시간을 줄여 부품 교체를 위한 시간을 미리 확보할 수 있으며, 안전 사고도 예방할 수 있다.
여기서, 알람 송신 모듈(116)은 예지 보정 모니터링 모듈(117)에서 미리 예측된 고장에 관한 정보를 사용자 단말(200)로 알람 송신하도록 구성될 수 있다.
한편, 임계치 설정 모듈(114)은 고속 스핀들 고장 감지 모듈(115)에서 실시간 감지된 고장과 앞서 실시간 모니터링되는 진동, 온도, 가스, 연기, 습도 및 압력을 대비하여 고속 스핀들(20)의 고장을 매칭시켜 고장 예측 임계치를 설정하되, 고장 예측 임계치를 누적적으로 가변 설정하도록 구성될 수 있다.
실제 사용되는 고속 스핀들(20)의 내구성 등이 각 축마다 다 다를 수 있기 때문에 고장 예측 임계치를 기존의 누적된 데이터의 분석에 의해 가변적으로 설정할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
101: 진동 센서
102: 온도 센서
103: 가스 센서
104: 연기 센서
105: 습도 센서
106: 압력 센서
107: 진동 모니터링 모듈
108: 온도 모니터링 모듈
109: 가스 모니터링 모듈
110: 연기 모니터링 모듈
111: 습도 모니터링 모듈
112: 압력 모니터링 모듈
113: 관계형 데이터베이스
114: 임계치 설정 모듈
115: 고속 스핀들 고장 감지 모듈
116: 알람 송신 모듈
117: 예지 보전 모니터링 모듈
118: 리니어 모터 제어 모듈

Claims (3)

  1. 진동을 감지하는 진동 센서;
    온도를 감지하는 온도 센서;
    연기를 감지하는 연기 센서;
    상기 진동 센서에 의해 감지되는 진동, 상기 온도 센서에 의해 감지되는 온도, 상기 연기 센서에 의해 감지되는 연기에 따라 리니어 모터의 동작을 중지시키는 리니어 모터 제어 모듈을 포함하는 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동, 온도, 연기가 누적 저장되는 관계형 데이터베이스를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리니어 모터 제어 모듈에 의해 동작이 중지되는 경우 사용자 단말로 알람 송신하는 알람 송신 모듈을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 리니어 모터 보호를 위한 고속 스핀들 모니터링 시스템.
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