KR870001303B1 - 자동 가죽 도장장치의 제어 시스탬 - Google Patents

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내용 없음.

Description

자동 가죽 도장장치의 제어 시스탬

제1도는 본 발명 제어시스템의 개략 구성도.

제2도 a-c는 제1도 제어시스템의 상세회로도.

제3도 a, b는 본 발명 제어시스템에 사용되는 가죽형태감지장치 및 제어밸브의 구성도.

제4도 a-e는 본 발명 제어시스템의 작동상태의 유통도.

본 발명은 가죽표면에 자동으로 도장하기 위한 장치에 관한 것이며, 특히 도장될 가죽의 크기와 생긴 모양에 따라서 염료의 분사노즐의 위치, 분사노즐의 이동속도 및 염료 분사량을 조절하기 위한 제어시스템에 관한 것이다.

종래에 있어서는 도장 장치에 가죽을 연속적으로 공급하여 가죽표면에 도장하여 왔으나, 가죽에 분무되는 염료의 양 및 가죽의 크기와 생긴모양에 따른 분사노즐의 위치 등을 정밀하게 제어하지 못하여 염료의 손실이 많으며, 가죽 제품의 품질 향상을 기할수 없었다.

또한 가죽의 도장과정은 인체에 해로운 화학성분이 함유된 염료를 많이 사용하므로 수공으로 도장작업을 하는 것은 어려운 일이며, 종래의 기계적 장치로서는 사람의 수공과 같이 정밀한 도장 작업이 이루어지지 않는다.

따라서 본 발명은 가죽의 자동 도장작업시에 염료의 손실을 최대한 작게하여 경제성을 높임과 동시에 일정하고 정밀한 도장작업을 가능하게하여 제품의 고급화를 이루게 할 수 있는 것으로서 이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도를 참조하여 본 발명제어 시스템의 구성을 살펴보면, 제어유니트(1)에 인터럽트(interrupt)요청 신호발생기(2), 광결합기(3,4), 가죽형태감지기(5) 및 제어반 (9)을 연결하고, 광결합기(3)에는 작업기계장치(14)에 연결된 가죽위치 및 속도 감지기(6)를, 그리고 광결합기(4)에는 작업기계장치(14)에 연결된 제어밸브(7)와 모우터제조기(8)를 연결하되, 제어유니브(1)와 인터럽트요청 신호발생기(2) 및 제어반(9)을 컴퓨터(a)의 중앙처리 유니트(11 : cpu)에 연결하여된 것이다.

이러한 구성의 작용효과를 살펴보면, 작업 기계장치(14)에서 우선 가죽 형태감지기(5)로서 작업기계장치(14)에 콘베이어(15)로 이송되는 작업물(16 : 가죽)의 형태를 파악하여 제어유니트(1)에 형상정보를 공급한다.

여기에서 가죽형태감지기(5)는 콘베이어(15)의 밸트를 옆으로 가로지르는 방향으로 광감지 다이오드를 32개 연속 배열하여 구성하였다.

또한 가죽형태 감지기(5)에서의 형상 정보 출력은 가죽의 형태만을 나타내고 있으므로, 가죽(16)이 작업 기계장치(14)의 도장 작업이 될 수 있는 위치인가 아닌가, 그리고 이송속도는 어떠한가를 감지하는 가죽위치 및 속도감지기(6)로서 콘베이어(15)의 밸트상에 얹혀져서 공급되는 가죽(16)의 위치와 이송 속도를 판단하여 제어유니트 (1)에 판단정보를 공급한다. 이러한 영상정보와 판단정보에 의하여 제어유니트(1)는 광결합기(4)를 통하여 염료분사기(17)에 결합된 제어밸브(7) 및 콘베이어(15)와 염료분사기(17)의 회전 이동용 모우터(18)를 제어하는 모우터 제어기(8)를 제어구동한다.

동시에 제어반(9)에서의 조작 정보를 제어유니트(1)와 컴퓨터의 cpu(11) 및 메모리(12)에 공급하여 cpu(11)와 메모리(12)의 프로그램에 의한 조작이 수행된 후 제어유니트(1)에 공급되고, 인터럽트요청 신호발생기(2)에서의 수행의 종료를 감지하여 cpu(11)에 신호를 공급하여 제어유니트(1)와 제어반의 상태를 1/50초 주기로 cpu(11)가 확인하도록 한다. 이러한 확인 주기내에 cpu(11)에서 제어유니트(1)로의 제어신호 전달도 동시에 이루어지는 것이다.

이러한 것은 작업기계장치(14)를 사람이 직접적으로 조작, 조정하는 것이 아니기 때문에 작업중에 작업기계장치(14)의 근치에 사람이 가까이 갈 필요가 없고, 작업이 중단 또는 종료된 후에 작업기계장치(14)에 사람이 가까이 갈 수 있으므로 염료의 유독성분에서 사람을 보호할 수 있는 것이다.

또한 가죽 형태 감지기(5)에서 가죽의 형태를 상세히 감지하고 가죽의 위치 및 가죽의 이동속도를 위치 및 속도감지기(6)에서 감지하여 제어가 이루어지므로 사람의 손으로 하는 것 이상으로 도장 작업이 균일하고 정밀하게 이루어질수 있으며, 동시에 필요없는 염료 손실을 방지할 수 있으며, 제품의 고품질화를 이룰수 있는 것이다.

이제 제2도 a-c 및 제3도를 참조하여 본 발명 시스템의 상세회로를 살펴보면, 제어유니트(1)는 NAND 게이트(100), 인버터(101-108), AND 게이트(109-112), 플립플롭(113,114,) OR 게이트(115,116), 및 입출력 포트(117-119)로 구성되어 있으며, 인터럽트 요청 신호발생기(2)는 제2도 c에서와 같이 저항(R₃,R₄), 콘덴서(C₃), x-tal 발진기(201), 인버터(202,203,204,215), 4비트 2진 계수기(205-208), 플립플롭(209-213), 스위치(SW₁) 및 AND 게이트(214)로 구성되어 있다. 또한 제2도 b에서와 같이 결합기(3,4)는 제어기(1)측의 전원이 작업기계장치(14)의 제어장치들 즉, 형상, 위치, 속도 감지기(5,6) 및 제어밸브(7) 그리고 모우터 제어기(8)의 전원과 별개로하여 상호 전원선을 통한 영향을 없도록 하기 위한 것이다. 본원에서의 결합기 (3,,4)는 광트랜지스터(301₁-301_n, 302₁-302_n, 303-305)와 발광다이오드 (306₁-306_n, 307₁-307_n, 308-310)로 구성되어 있다.

이제 제3도 a, b를 참조하여 본 발명의 시스템중 작업기계장치(14)와 각종제어장치들의 기계적 상관위치를 설명하면 다음과 같다.

우선 가죽형태감지기(5)의 구성은, 32개의 광트랜지스터를 일열로 등간격으로 배열하되 다수개의 철선으로 형성된 콘테이어밸트(502)의 진행방향에 직각이 되도록 콘베이어밸트 밑에 설치하므로서 각각의 광트랜지스터는 콘베이어밸트(502)의 상측에 설치된 형광등(503)에서의 빛을 수감할 수 있다.

따라서 콘베이어 밸트(502)에 의하여 형광등 (503)에서의 빛이 광트랜지스터에 수광되지 못하도록 가려지는 일은 없다. 예를들어 60mm의 등간격으로 광트랜지스터를 설치하면 가죽 형태를 60mm의 분해농과 ±30mm의 오차를 갖게 된다. 만약 광트랜지스터의 개수를 증가시키고 컴퓨터 입력 데이터의 수를 증가시킨다면 보다 정밀한 가죽 형태를 감지할 수 있으나 본 발명에서 대상으로 하고 있는 가죽은 원자재로서의 가죽이므로 더 이상의 정밀한 가죽 형태를 감지할 필요가 없다. 또한 가죽 형태 감지기 (5)로서는 가죽 형태를 일직선상으로만 판독할 수 있으므로 염료 분사기의 노즐제어를 위해서는 가죽(16)을 실은 콘베이어밸트(502)의 이동속도를 감지하여야 하며, 실제로는 콘베이어밸트(502)의 구동 모터의 특성변화 및 콘베이어밸트의 적재 부하량 등에 따라서 콘베이어밸트(502)의 이동 속도가 변화된다. 그러므로 공지된 콘베이어밸트의 구동장치를 보상하기 위하여 콘베이어밸트(502)의 속도를 감지하기 위하여 근접 속도 감지기(501)를 콘베이어밸트(502)와 맞물려 회전할수 있도록 제3도 a에서 최우측의 구동측(504)에 장치한다. 그러므로 근접속도 감지기(501)의 회전은 예를들어 공지의 기술인 소형신호 발전기 등에 연결되어 소정 신호를 발생시켜 콘베이어밸트(502)의 구동모터의 속도변화를 보상하게 된다. 또한 콘베이어밸트(502)의 후단은 윗쪽에는 회전축(1401)에 축지된 회전반(601)을 설치하고 회전반(601)의 외주면에는 콘베이어밸트(502)를 향하여 8개의 염료분사노즐(701~708)을 설치하고 각각의 염료분사노즐 (701~708)은 8개의 제어밸브(7)와 공급관(709)을 통하여 회전축(1401)에 연결한다. 회전축(1401)은 파이프 형태이며 제어밸브(7)는 전기신호로 제어될 수 있는 공지의 솔레노이드 밸브이므로 그 구조의 상세한 설명은 생략된다. 또한 염료 분사노즐 (701~708)의 현재 위치를 판별하기 위한 신호발생용으로 제3도 b에서 도시된 바와같이 회전반(601)의 회전축(1401)의 주위에는 염료 분사노즐(701~708)과 회전축 (1401)을 연결한 선상에 동심원으로 8개의 자석편(602)을 설치하고 다시 8개의 자석편(602)이 이루는 동심원주 내측에 하나의 자석편(602′)을 설치하고 제3도 a에서와 같이 회전축(1401)의 지지봉(1402)밑에 2개의 리드스위치(603)을 설치하되 2개의 리드스위치(603)는 자석편(602,602′)과 대응되도록 위치시킨다. 여기에서 하나의 자석편(602′)은 염료 분사노즐(701~708)이 회전반(601)의 회전에 의하여 1바퀴 돌았을 경우를 감지하는 기준점이 된다. 8개의 자석편(602)은 각각 회전축(1401)에 대하여 45℃간격으로 배치되어 있으므로 예를들어 회전축(1401)이 32(rpm)의 속도로 회전할 때, 45℃를 보간법으로 다시 세분하여 그 사이의 정확한 위치를 추정할 수 있다. 또한 염료분사시 제어밸브(7)의 기계적 온오프 지연을 고려하며 이하에서 제4도를 참조하여 설명되는 바와같은 프로그램으로 회전각10~20℃ 앞서서 미리 염료를 분사시켜 주거나, 리드 스위치(603)를 시계반대 방향으로 10~20℃ 미리 돌려 설치하면 제어밸브(7)의 기계적 온오프 지연에 의한 오차를 수정할 수 있다.

이러한 구성을 이용한 도장작업을 제4도 a-e를 참조하면서 설정하면, 제4e도 a에서는 주프로그램이 도시되어 있고 제4 도 b에서는 중앙처리장치에 인터럽트가 발생한 경우에 처리 프로그램의 유통도가 도시되어 있으며 제3도 a에서 ＇초기상태 설정＇은 프로그램내에서 사용되는 각종 변수들을 초기화시켜주는 과정이고 ＇인터럽트허가＇는 제4도 b와같은 과정이 수행되어야 비로소 일정한 시간 간격으로 데이타를 주고 받을수 있게하는 인터럽트 신호가 발생된다. ＇수동/자동확인＇의 과정은 판넬스위치의 온 오프 상태를 검사하여 수동인 경우에는 가죽의 모양에 무관하게 콘베이어벨트의 염료 분사노즐 영역에서 염료를 제3도 b에서와 같이 분사하는 경우이고 자동일 경우에는 가죽의 모양에 따라 염료를 절약하여 효율적인 작업이되는 경우이다. 다음의 ＇비작동＇의 단계는 비작동 명령이며 주 프로그램은 아무 명령도 수행하지 않고 다음명령으로 넘어간다. 제4도 b에서는 제4도 a중 인터럽트 허가에 대한 프로그램 수행에 관한 유통도가 도시되어 있으며 여기에서 ＂인터럽트 신호 유지＂의 과정은 제4도 b의 과정중 또 다시 인터럽트신호가 발생되는 것을 방지한다.

이후 ＇광트랜지스터 데이터 신호＇의 과정은 가죽(16)이 콘베이어 밸트(502)를 따라서 공급이 되면 일단 가죽 형태 감지기(5)에서 가죽의 형태를 32개의 광트랜지스터로 감지한 32비트의 신호가 제어기(1)의 I/O 포르(117,118)에 공급한다.

이때 32비트의 신호선은 4개의 8비트 다발(Bus₁~Bus₄)로 나뉘어서 상위 16비트의 신호선(Bus₁,Bus₂)은 I/O 포트(117)에 공급하고, 하위 16비트의 신호 (Bus₃, Bus₄)은 I/O 포트(118)에 공급하여, 가죽 형태의 82비트 데이터를 단자(DA)를 통하여 컴퓨터의 cpu(11)에 공급한다. 이후 제4도 c와같은 과정으로 컴퓨터의 cpu에서는 데이터를 메로리(12)에 기억시킨 다음 버퍼의 표시의 증가가 완료되면, 즉 32비트의 신호의 입력이 완료되면 제4도 가와같은 과정으로 콘베이어 밸트(502)의 이동속도를 감안한 위치 조정을하여 가죽이 경계점, 즉 도장될 위치에 왔는가를 판별하여 그 다음 작동으로 들어간다.

그 다음에 cpu(11)에서의 속도조절은 초기입력을 확인한다음 2초간의 계수기를 통과시키는데 2초인가 아닌가를 판별하여 2초계수기 소거 및 밸트 속도입력을 제어한다음 속도가 허용 오차내에 있는가를 판단하여 출력제어를 한다. 그 다음에 제4도 e와 같이 또한 제1분사노즐(701)에 대한 제어는 기준점에 있는가 아닌가를 판별하여 회전반 계수입력을 받아들여 이전값과 비교하여 회전자의 속도를 제어하고 솔레노이드 밸브를 제어하고 분사를 시작한다.

그후 제4도 f와 같이 제2분사노즐에 대한 제어는 밸브 속도가 정상인가 아닌가를 판별하여 정상이 아니면 분사노즐을 오프시키고, 정상이면 자동인가 수동인가를 판별한다음 분사노즐을 개방하여 분사를 시작한다. 그다음에 제4도 b에서 ＇인터럽트 신호제거＇의 과정에서는 제4도 b의 과정에서 제4도 b의 주프로그램으로 복귀되었을 때 다음 인터럽트 신호가 발생하도록 해주는 역할을 하는 것이며 이는 단일 레벨 인터럽트 모드로서의 사용이 가능하도록 한다.

이중에서 제4도 d의 과정중＇포인터 증가＇의 과정은 인터럽트 발생시마다 증가되어서 제4도 d의 속도 처리과정에서의 속도 변화를 보상하는 결과가 되며 포인터의 증가량이 속도 변화에 따라 조절된다.

또한 제4도 e의 ＇분사노즐 1＇의 처리과정은 회전반(601)의 위치를 확인하기 위한 것이고 제4도 f의 ＇분사노즐 2＇의 처리과정은 8개의 제어밸브(7)를 개폐시켜 염료를 자동 또는 수동으로 염료 분사노즐(701~708)에 공급하기 위한 것이다.

이상에서 설명된 바와같이 본 발명에 의하면, 정밀제어 및 정밀 작업이 균일하게 이루어지므로 염료의 손실 및 낭비가 없을 뿐 더러 제품의 고급질화를 이룰수 있는 것이다.

또한 작업자가 염료의 처리작업 공간내에 있지 않아도 되므로 안전성이 매우 높은 것이다.

Claims (1)

1. 제어 유니트(1)에 인터럽트 요청 신호 발생기(2), 광결합기(3,4), 가죽형태 감지기(5) 및 제어반(9)을 연결하고, 광 결합기(3)에는 작업기계장치(14)에 연결된 가죽 위치 및 속도감지기(6)를 그리고 광결합기(4)에는 작업 기계장치(14)에 연결된 제어밸브(7)와 모우터 제어기(8)를 연결하되, 제어 유니트(1)와 인터럽트 요청 신호 발생기(2) 및 제어반(9)을 컴퓨터 (a)의 중앙 처리 유니트(11)에 연결하며 작업 기계장치(14)는 회전축(1401)의 회전반(601) 주위에 등간격으로 설치된 다수개의 염료 분사노즐(701~708)과 제어밸브(7) 그리고 자석편(602,602′) 및 리드수위치 (603)로 구성되어, 가죽형태 감지기(5)에서 감지된 가죽의 형태에 따라 제어유니트 (1)로 염료 분사노즐(701~708)의 제어밸브를 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 자동 가죽 도장 장치의 제어시스템.

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