KR880002551B1 - 자동공구 교환장치용 보호장치 - Google Patents

자동공구 교환장치용 보호장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

자동공구 교환장치용 보호장치
제1도는 자동공구 교환장치의 구동전동기의 작동 사이클중의 부하 전류변화를 표시한 선도.
제2도는 본 발명의 한 실시예를 표시한 회로 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 보호장치 2 : 구동전동기
5 : 전류검출용 저항기 6 : 변압기
7 : 정류, 직류증폭기 8 : 제 1 비교회로
9 : 제 2 비교회로 10 : 시한회로
11,12,14 : 퍼텐셔미터 13 : 시간상수회로
15,16 : 스위팅수단 17 : 복귀스위치
18 : 경보기 R1: 경보용 계전기
R2: 보호작동용 계전기.
본 발명은 예컨대 머시닝센터등의 NC콘트롤이 달린 공작기계에 있어서, 자동공구 교환장치의 교환중의 공구와 공작물과의 기계적 간섭에 의한 공구 및 공작물, 공구교환 장치 기구등의 손상을 방지하는 보호장치에 관한 것이다. 출원인은 일본국 특공소 55-27821호 공보에서, 특히 머시닝센터에 가장 적합한 자동공구교환장치, 즉 다수의 공구를 보전유지 할 수 있고 공구의 교환을 공작물(work)에 방해하지 않을 만큼의 가장 가까운 위치에서 실시하게 하면서 고속으로 교환할 수 있는 자동공구 교환장치를 발명하였다.
본 장치에 있어서는, 공작물에 대한 가공을 실시하기 위한 헤드의 주축에 장착한 공구를 교환공구를 다수개 지지한 매거지인에 대하여 상대이동을 시키므로 인하여, 공구를 주축인 소켓에서 제거(매거지인의 하강)하고, 매거지인안의 아암의 이동에 따라 사용이 끝난 공구와 대체하여 새로운 공구를 소켓 바로 밑에 놓이게 하는, 즉 매거지인의 상승으로 새공구를 소켓에 장착한다고 하는 일련의 공구교환 사이클 작동을 수초~수십초 사이에 실시할 수 있다. 그렇지만 이와같은 자동공구 교환장치가 달린 머시닝센터에서 교환시간의 단축을 위하여 매거지인을 공작물 가까이에 위치하게 하면 할수록 교환중의 공구와 공작물이 방해할 염려가 많아지며, 또 공작물의 크기라거나 형상에 따라서는 같은 교환위치라도 공구의 종류에 따라서는 방해를 일으키는 것이 있으므로, 이와같은 교환중의 공구와 공작물과의 방해로 인하여 공구 혹은 공작물, 나아가서는 자동공구 교환장치 그 자체의 손상을 해결하지 않으면 안되는 새로운 문제점이 생겼다.
본 발명은 상술한 바와같은 문제점을 해결하는 것을 주목적으로 하는 것이므로, 교환작동중에 공구와 공작물과의 방해가 생겼을때에, 그것을 자동공구 교환장치 내부에서 검사해 내어 즉각적으로 교환작동을 역행시켜서 정지시키는 보호장치를 제공하려고 하는 것이다. 즉, 본 발명의 보호장치는, 공작기계의 가공헤드 주축인 소켓과 공구 매거지인과의 사이에서 구동전동기로 공구 매거지인의 하강, 공구의 선택, 매거지인의 상승등 일련의 공구교환 사이클 작동을 실시 할 수 있도록한 자동 공구 교환장치에서의 교환중의 공구와 공작물과의 방해에 대한 보호장치이며, 이 보호장치는 전기한 구동전동기의 부하(전동기에 가하여지는 작업량에 대한)전류를 검출하는 전류검출회로와 전기한 전동기의 정상적인 부하 전류 최대값 보다 높은 전류레벨로 설정한 경고 전류값 이상의 전류를 전기한 전류검출회로가 검출하였을때 출력이 생기는 제 1 비교회로와, 전기한 전류레벨 보다도 보다 높은 별도의 전류레벨로 설정한 이상 보호 전류값 이상의 전류를 전기한 전류검출회로가 검출하였을때에 출력이 생기는 제 2 비교회로와, 전기한 전동기의 발동후에 부하전류가 정사치(定常値)로 안정하기 까지의 발등시에 미리 설정한 시간에 걸쳐서 전기한 전류검출회로의 검출 출력이 제 1, 2 비교회로에 입력하는 것을 저지하는 시한회로와, 제 1 비교회로의 출력으로 작동하여 과부하 경보를 발신하기 위한 경보용 계전장치와 전기한 제 2 비교회로의 출력과 경고용 계전장치의 작동신호에 따라 작동하여 전기한 구동전동기의 회전방향을 그 시점에서 역으로 전환하기 위한 보호작동용 계전장치와를 구비하여 구성하는 장치이다.
본 발명의 보호장치에 의하면, 자동공구 교환장치 자체의 일련의 자동사이클 제어작동과 연관하여 예컨대 사용이 끝난 공구를 주축인 소켓에서 제거될때에 공작물과 방해가 일어났을 경우에는 즉각 그것을 탐지하여 공구를 본래의 주축 소켓로 돌려 보내서 공구교환을 정지시켜서, 또 새 공구를 매거지인에서 주축 소켓으로 이동하는 도중에서 공작물과 방해를 일으킨 경우에는 즉시 그것을 탐지하여 새공구를 매거지인으로 되돌려 보내서 공구교환을 정지시킨다. 이동한 경보가 계속 발신되며, 보호장치를 복귀시키지 않는한 공구교환 작동의 진행은 불가능하게 되는 것이다.
본 발명에 있어 전기한 교환작동중의 공구와 공작물과의 방해는 자동 공구교환 장치의 구동전동기의 부하전류의 감시에 따라 검출된다. 이 구동전동기의 부하전류의 교환작동 1사이클에 대한 변화 패턴은 자동공구 교환장치가 하는 정형화(定形化)된 교환작동에 대응하여 제 1 도에서 보는 바와같이 일정한 패턴을 나타낸다. 즉, 제 1 도에서 t0시점에서 자동공구 교환장치에 지령을 보내서 구동전동기가 발동되면 장치 고유의 특성으로 정하는 기간 T0에 걸쳐, 불변 부하전류11의 10수배나 되는 기동전류에 의한 피이크(a)가 나타난다음, 매거지인의 하강에 소요하는 부하전류가 11보다 약간 큰 전류가 흐르고 이동안에 매거지인쪽에서 사용이 끝난 공구의 수납 및 새공구의 선택이 개시되어서 t2시점에서 매거지인의 일정높이의 위치에 하강을 완료하면 부하전류는 정격치(定格値)11로 안정하고, 가공헤드주축인 소켓의 사용이 끝난 공구와 새공구의 교환작동이 이루어지며, t3시점에서 교환이 완료됨과 동시에, 매거지인이 상승 복귀하게되므로 11의 2배정도의 부하전류값이 흐르게 되며, t4시점에서 1사이클 작동이 끝나게 되어 정지하거나 그렇지 않으면 교환 사이클 작동개시를 하게 된다.
공구가 공작물과 간섭하면, 제 1 도중에서 파선곡선으로 나타낸 바와같이 부하전류를 증가하기 시작하며, 정격치의 수배이상의 전류가 흘러서, 소위 과부하상태로 된다. 그러므로 본 발명에서는 전기한 T0기간을 제외한 교환 사이클중에 이 과부하 전류의 레벨감시를 실시하므로 인하여 가공헤드 및 매거지인 근방에 별개의 검지기(檢知器)등을 설치하지 않아도 말하자면 공작물 가공작업 공간에 여분의 것을 부가하지 않고서도 공구의 방해를 신속하게 검지하여 일련의 자동공구 교환순서를 역행하도록 구동전동기를 반전시키는 것이며, 반전후의 작동은 상기한 순서로 정하여진 시점 또는 위치에서 이 순서 자체의 작용으로 정지하게 되는 것이다.
제 1 도에서, I2는 부하전류의 상승이 기동시 T0를 제외한 사이클 작동중의 최대전류값(t3~t4사이의 전류값)을 초과하여 정격치 즉 3배정로 되었다는 것을 검출하여 경고발신을 하기 위하여 설정된 경고 전류값 레벨이며, I3는 마찬가지로 5배정도로 되었다는 것을 검출하여 보호작동을 하게하기 위하여 설정된 이상 보호 전류값 레벨이다. 제 2 도에는 본 발명의 보호장치가 부호(1)로 나타낸 사슬선으로 둘러싼 전기한 구동전동기(2) 및 그 정역전(正逆轉)전환회로 시스템을 함께 나타내고 있다.
구동전동기(2)의 정역전 전환회로 시스템은 자동공구 교환장치 자체에 포함되어 있는 것으로, 공구교환 자동제어 시스템에서 정전지령(正轉指令)을 받아서 이끌어 주는 스위치 수단(3) 및 역전지령을 받아서 이끌어주는 스위치수단(4)과, 스위치수단(3)을 이끌어 주었을때 가압하는 정전용계전기(M1) 및 스위치수단(4)을 이끌어 주었을때 가압하는 역전용 계전기(M2)와 계전기(M1)의 상개접점(常開接點)(m11), (m12), (m13) 및 계전기(M2)의 상개접점(m21), (m22), (m23)등으로 구성하였으며, 3상 교류전원의 T, S, R의 각상을 전동기(2)에 정전접속 및 역전접속하여, 그 회전방향을 전환하는 것이다. 더우기, 계전기(M1)의 상폐접점(m14)와 계전기(M2)의 상폐접점(m24)와는 각기 상대편 계전기의 인터록용의 접점이다. 그래서 본 발명의 보호장치는 전동기(2)의 전동자 전류를 임의 1상(相)으로 검출하므로서 전기한 부하전류의 레벨감시를 수행하고 있다. 즉 전동기의 어떤 1상의 전동자 회로중에 저항(5)이 직열로 삽입되어 그 양쪽끝의 전압강하를 변압기(6)로 절연한 다음, 적당한 전압레벨로 승압하여 검출함으로써, 부하전류를 전압신호로서 뽑아내고 있다.
변압기(6)의 2차 출력은 정류.직류증폭기(7)로 직류전압레벨 신호로 되고, 제 1 비교회로(8)와 제 2 비교회로(9) 및 시한회로(10)에 입력되고 있다. 제 1 비교회로(8)과 제 2 비교회로(9)는 각기 퍼텐셔미터(11) 및 (12)로 설정한 기준전위에 대하여 상기한 입력 직류전압 레벨신호가 그것을 초과하였을때 출력이 생기는 것으로 퍼텐셔미터(11)는 전기한 제 1 도의 경고전류값 레벨 I2에대응하여 설정되었으며, 퍼텐셔미터(12)는 마찬가지로 이상 보호전류값 레벨I3에 대응하여 설정된다. 시한회로(10)는 증폭기(7)의 출력이 영에서 벗어날 때에만 시간상수회로(13)의 퍼텐셔미터(14)로 설정한 시한에 걸쳐 제 1, 2 비교회로 (8)(9)의 입력을 커트오프 상태로 하여 증폭기(7)에서의 신호가 제 1, 2 비교회로 (8)(9)에 입력하는 것을 저지하는 것이며, 상기한 시간상수회로(13)의 퍼텐셔미터(14)로 설정하는 시한은 전기한 기동시의 T0기간을 약간 초과하는 정도로 충분하다.
제 1 비교회로(8)는 그 출력에 따라서 스위칭수단(15)을 이끌어주게 하고, 또 제 2 비교회로(9)는 그 출력에 따라서 별도의 스위칭수단(16)을 이끌어 주게 한다. 이들 스위칭 수단(15)(6)은 트랜지스터라거나 다이리스터등의 무접점계 전기 및 전자석식의 유접점계전기등으로 구성한다. 스위칭수단(15)은 복귀스위치(17) 및 경고용계전기(R1)와 직열회로를 형성하여 제어전원 양쪽끝 사이에 접속되었으며 또 스위칭수단(16)은 계전기(R1)이 상개접전(r12)와 보호 작동용 계전기(R2)와 직열회로를 형성하여 마찬가지로 제어전원 양쪽끝 사이에 접속되어 있다. 즉, 스위칭수단(15)과 계전기(R1)과로 경고용 계전장치를 구성하고, 스위칭수단(16)과 계전기(R2)과로 보호작동용 계전장치를 구성하고 있다.
(r11)는 계전기(R1)의 자기보전 유지용의 상개접점이며, (r21)는 계전기(R2)의 자기보전유지용의 상개접점이다. 또(r22)는 계전기(R1)의 작동을 보전유지하기 위한 계전기(R2)의 상개접점이다. 계전기(R1)는 다시금 별도의 상개접점(r13)을 갖고 있는데, 이 접점(r13)이 닫쳤을때에 발신하는 경보기(18)(경고등 및 경음기)를 설치하고 있다. 한편, 계전기(R2)는 2개의 상폐접점(r23) 및 (r26)와, 2개의 상개접점(r24) 및 (r25)을 다시 더 구비하여 이들 접점(r23)(r24)(r25)(r26)에 따라 스위치수단(3)(4)과 계전기(M1)(M2)와의 상호접속의 반전을 할수 있도록 되어있다. 즉, 정전지령을 스위치수단(3)에 부여하고 있어서 계전기(M1)가 가압되고 있을때에 계전기(R2)가 작동하면, 계전기(M1)가 차단되는 대신 계전기(M2)가 가압되며, 반대로 역전지령이 스위치수단(4)에 부여하고 있어서 계전기(M2)가 가압되고 있을때에 계전기(M2)가 작동하면 계전기(M2)가 차단되는 대신 계전기(M1)가 가압된다고 하는 방법이다. 이에 따라서 전동기(2)는 계전기(R2)가 작동한 시점에서 반전하여, 자동공구 교환장치 자체의 순서를 역행시켜서 일정한 시점 또는 위치에서 정지한다.
본 발명의 자동공구 교환장치용의 보호장치에서는 위에서 설명한 바와같이 공구 교환장치의 구동전동기의 부하전류를 감시하여 우선 경고전류레벨 I2를 초과하였을 때에 공구 중량의 초과라거나, 윤활유가 끊겼다는등의 과부하 경고를 발신하고, 그래도 역시 부하전류가 상승하여 전류레벨 I3을 초과하였을 때에는 전동기의 록현상으로서 공구와 공작물과의 방해를 탐지하고, 탐지결과에 근거하여 전동기를 반전시켜서 공구를 공작물에서 떨어져나가게한 다음 비상정치를 걸게되는 것이며, 이 비상정지상태의 해제는 그 원인을 제거한 다음에 복귀스위치(17)을 열지 않으면 그대로 지속하게 되는 것이다. 또 상기한 각 전류레벨 I2및 I3는 각기 퍼텐셔미터(11)(12)에 따라 따로따로 조정할수 있으며, 따라서 머시닝센터의 자동공구 교환장치에 선택적으로 짜넣어서 여러가지 효과를 제공할수 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 가공헤드의 주축인 소켓과 공구 매거지인과의 사이에서 구동전동기에 따라 공구 매거지인을 하강하거나, 상승하는 등의 일련의 공구교환 사이클 작동을 할수 있도록한 공작기계인 자동공구 교환장치에 있어서 교환작동중에 있는 공구와 공작물과의 간섭에 대한 보호장치로서, 전기한 구동전동기의 부하전류를 검출하는 전류검출회로와, 전기한 전동기의 정상 부하전류 최대값보다 높은 전류레벨로 설정된 경고전류값 이상의 전류를 전기한 전류검출회로에서 검출하였을때 출력이 생기는 제 1 비교회로와, 전기한 전류레벨 보다도 보다 높은 별도의 전류레벨로 설정된 이상 보호전류값 이상의 전류를 전기한 전류검출회로에서 검출하였을때 출력이 생기는 제 2 비교회로와, 전기한 전동기의 기동후에 부하전류를 정상치에 안정하기 까지의 기동시에 미리 설정한 시간에 걸쳐, 전기한 전류검출 회로의 검출출력을 제 1, 2 비교회로에 입력시키는 것을 저지하는 시한회로와 제 1 비교회로의 출력으로 작동하여 과부하 경보를 발전하기 위한 경보용 계전 장치, 전기한 제 2 비교회로의 출력 및 경고용 계전장치의 작동신호와의 양자에 의하여 작동하여 전기한 구동전동기의 회전방향을 그 시점에서 반대로 전환하기 위한 보호작동용 계전장치를 구비하여 구성하는 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용의 보호장치.
KR8200592A 1981-02-26 1982-02-11 자동공구 교환장치용 보호장치 KR880002551B1 (ko)

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