KR920000854B1 - 자동사절 재봉기의 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동사절 재봉기의 제어장치

제1도는 일반적인 공업용 사절재봉기의 개략적인 구조를 도시하는 도면.

제2도는 본 발명에 따라서 구성된 공업용 사절 재봉기 제어장치의 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2 : 재봉기 제어장치 2′ : CPU

10,10′ : 재봉기 몸체 21 : 페달 센서

24 : 솔레노이드 드라이버 26 : 전류 제어 회로부

30 : 트랜지스터 인버터 32 : 로타리인코더

33 : 전류센서

본 발명은 공업용 자동 사절 재봉기를 제어하는 재봉기 제어 장치에 관한 것으로, 특히 재봉기의 재봉속도를 정확히 제어하기 위한 속도 제어장치에 관한 것이다.

통상 공업용 재봉기는 모터에 의해 구동되는 전동식이 일반적이다. 이 종류의 재봉기는 모터의 회전을 풀리와 벨트에 의해 재봉기축에 전달하여 재봉기 축을 회전구동시킨다.

상기와 같은 재봉기를 제어하는 개략적인 시스템이 제1도에 도시된다. 이 도면에서, (10)은 재봉기 몸체이고, 재봉기 구동용 모터(1)는 제어장치(2)와 함께 취부되어 재봉기의 하부에 구성된다. 재봉기(10)의 속도지령, 재봉기 시동, 정지 및 사절 지령등을 발생시키는 페달부(3)는 상기 제어장치(2)와 연결되고, 재봉기 폴리(4)는 모터폴리(5)와 연관되어 모터 축에 연결되어 있으며 재봉기 폴리(4)에는 재봉기 바늘(6)의 위치를 제어하기 위한 위치검출기(7)가 구성되며, 이 검출기(7)의 신호는 제어장치(2)로 피드백된다. 또한 재봉기는 각 기구의 구동을 위한 네 개의 솔레노이드, 즉 사절, 실채기, 역진, 노루발올림 솔레노이드(11,12,13 및 14)가 도시된 바와 같이 구성되어 있다. 여기에서 제어장치(2)와 상기 솔레노이드와의 접속관계는 도시하지 않았다.

이러한 공업용 자동 사절 재봉기에는 일반적으로 모터부가 인덕션 모터에 전자 클러치와 브레이크가 일체형으로 구성된 클러치 모터를 적용하였으며, 이러한 클러치 모터의 제어는 일반적인 클러치와 브레이크에 신호의 듀티사이클(duty cycle)을 속도에 따라 변화시켜주므로써 속도지령을 발생하는 방식을 적용하였다. 즉, 페달식의 제어스위치를 온으로 하였을 때 클러치를 동작시켜서 모터의 회전을 재봉기에 전달하므로써 재봉기 구동부를 회전시키며, 스위치를 오프로 하였을때는 클러치를 해제하여 재봉기의 회전을 모터의 회전에서 떼어 놓음과 동시에, 브레이크를 걸어 회전하고 있는 재봉기를 정지시켜주는 방식이었다.

이와 같이 클러치, 브레이크를 제어하여 속도 제어를 수행하므로써, 재봉기로 전원이 투입되면 인덕션 모터는 계속 공회전을 이루면서 클러치와 브레이크의 신호를 제어하기 때문에 전력 소모가 많았으며 또한 속도에 대한 귀환이 이루어지지 않기 때문에 정속 제어가 불가능하여 재봉속도가 일정하지 않은 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자하며 종래의 구동 모터를 영구자석 동기 전동기로 대체하고 모터의 전류 및 속도의 귀환 소자로서 전류센서 및 인코더를 이용하여 귀환 제어 루프를 구성하였는바, 그러므로써 모터를 보다 정확히 제어하기위한 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이하 본 발명에 따른 일실시예의 도면을 참조하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

이제 제2도를 참조하면, 본 발명은 통상 모터(1′), 페달(3′), 위치검출기(7′), 재봉기몸체(10′)로 구성되고 페달 센서(21)와 수동 스위치(22) 및 조작 상자(23)등은 데이터를 입력시켜주기 위한 장치이며 입력 매트 릭스(32)는 상기 수동스위치(22)와 조작 상자(23)로부터 입력된 데이터를 수신하여 CPU(2′)로 전달한다. CPU(2′)는 상기 입력데이타를 조합하고 이를 처리하여 재봉기(101′)의 작동을 제어하는 장치이다. 솔레노이드 드라이버(24)는 솔레노이드부(25)(사절, 실채기, 역진 및 노루발 올림 솔레노이드)를 구동시키기위한 장치이다. 전류 제어회로부(26)는 상기 CPU(2′)에서 전류 지령을 수신하며, 귀환된 전류 신호 및 모터에 취부된 회전자 위치 센서(27)에 의한 모터 회전자 위치 데이터 신호를 수신하여 전류 귀환 및 PWM(펄스 폭변조)루프를 구성한다. DC/DC 변환기(28)는 정류 회로부(100)로부터 생성된 DC전원을 제어용 전원과, 트랜지스터 인버터(30)를 구동시키기 위한 베이스 드라이버(29)로 공급되는 전원을 각기 생성시켜 주기 위한 장치이다. 보호회로(31)는 모터(1′)의 구동 도중에 발생되는 과전류, 과전압등의 이상상태를 감지하여 모터의 전원 입력측을 차단시켜 주기 위한 논리 회로부이다. 로타리 인코더(32)는 모터(1′)측에 취부되어 모터에서 출력되는 속도 신호를 CPU(2′)로 귀환시켜준다. 전류 센서(33)는 모터 구동용 트랜지스터 인버터(30)의 구동에 의해 모터로 인가되는 전류 양을 검출하며 바람직하게 변류기(current transformer)로 구성된다.

이와같은 구성의 본 발명의 작동을 설명하면, 전원이 온되면 초기에 각각의 데이터 입력부인 수동 스위치(22) 및 조작 상자(23)로부터 전달되는 데이터가 일단 입력 매트릭스(32)로 입력된다. 이 데이터는 입력 매트릭스(32)에서 어떠한 데이터 파일로 구성되고, 페달 센서(21)로부터의 신호와 함께 CPU(2′)로 입력된다. CPU(2′)는 이 데이터를 처리하여 초기화 작업을 하고 모터(1′)를 임의의 속도로 구동시켜 재봉기 바늘(6)을 준비상태인 윗쪽으로 상정지시킨다. 이렇게 상정지 구동이 끝난후, 재봉기용의 구동하는 모터(1′)의 속도제어를 수행하기 위하여 CPU(2′)는 모터의 일측에 취부되어 그 회전량을 펄스 수로 변환시키는 로터리 인코더(32)를 통하여 귀환되는 속도 신호를 수신하고 새로운 전류 지령 데이터를 전류 제어 회로부(26)로 출력한다. 이럴때마다 CPU(2′)는 인터럽트를 발생하여 모터의 속도제어를 수행함과 동시에 일정한 시간마다 수행해야 하는 루틴을 처리하게 된다. 이러한 속도제어 방식은 PI 제어 개념을 소프트웨어로 구성하여 모터의 제어를 수행할 수도 있다.

또한, 전류 제어 회로부(26)는 모터의 전류 제어를 수행하기 위하여 베이스 드라이버(29)로 전류 제어 신호를 출력한다. 베이스 드라이버(29)는 DC/DC 변환기(28)로부터 구동용 전원을 인가받고 있는 트랜지스터 인버터(30)를 구동시키게 된다. 상기 인버터(30)의 구동에 따라 구동하는 모터(1′)는 회전자 위치 센서(27)를 통하여 회전자의 위치신호를 전류 제어 회로부(26)로 귀환 출력한다. 또한 상기 인버터(30)를 통하여 모터로 인가되는 전류를 감지하는 전류 센서(33)도 전류 제어 회로부(26)로 전류 신호를 귀환시킨다. 따라서 전류 제어 회로부(26)는 이들 신호에 따라서 각 트랜지스터 베이스 드라이버(29)로 그와 대응하는 신호를 출력한다. 이 출력 신호는 트랜지스터 인버터(30)의 온·오프 시퀀스 및 폭을 결정해 주는 PWM 신호이며 이렇게 함으로써 모터의 전류 제어를 수행하게 된다.

상기 CPU(2′)는 또한 재봉기 시퀀스에 필요한 솔레노이드 제어를 페달 센서(21)의 입력데이타 및 조작상자(23)에 설정된 데이타에 의해 솔레노이드 드라이버(24)를 통하여 전달함으로써 각각의 솔레노이드부(25)에 온·오프 시퀀스를 제어해 준다.

재봉기 바늘(6)의 위치제어는 위치 검출기(71′)로부터 입력 매트릭스(32)로 출력된 신호를 근거로 하여 각 입력데이타 파일에서 설정되어진 위치 제어를 수행하게 되며, 재봉 시퀀스가 완료되었을때는 항상 상정지위치에서 유지되도록 제어된다.

이상에서와 같이 본 발명의 구성을 채택함으로써 종래의 클러치, 브레이크를 사용한 인덕션 모터의 제어성능에 비하여 정속·정토크 제어가 가능하며 클러치 브레이크의 마모에 따른 보수가 필요없게 된다. 또한 종래의 제어 장치가 재봉을 하지않을때에도 모터가 계속 공회전하여 많은 전력 소모를 하는데 비하여 저전력 소비와 소음도 적은 장점이 제공된다.

Claims (2)

1. 클러치와 브레이크에 신호의 듀티 사이클을 속도에 따라 변화시켜주므로써 모터의 제어를 수행하는 재봉기 제어장치에 있어서, 재봉기 구동용 모터(1′)와; 상기 모터(1′)에 입력신호를 입력시키기위한 페달(3′)과 페달센서(21), 수동스위치(22), 조작 상자 및 입력 매트릭스(32)와; 상기 입력 신호 및 귀환신호를 처리하여 상기 모터 구동에 필요한 전류 지령을 출력하는 CPU(2′)와; 상기 CPU의 전류 지령 및 귀환신호를 수신하여 모터 구동용 베이스 드라이버(29) 및 트랜지스터 인버터(30)로 구동 신호를 출력하는 전류 제어 회로부(26)와; 상기 모터(1′)의 회전자의 위치를 검출하며 상기 전류제어 회로부(26)로 귀환시키기위한 회전자 위치센서(27)와; 상기 모터의 속도제어를 위하여 모터로 인가되는 전류량을 측정하며 그 측정된 신호를 상기 전류 제어 회로부(26)로 귀환시키기 위한 전류 센서(33)와; 상기 모터의 속도 제어를 위하여 모터의 일측에 취부되어 모터의 속도를 검출하여 그 검출 신호를 상기 CPU(2′)로 귀환시키기 위한 인코더(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 재봉기의 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 모터(1′)는 상기와 같이 전류 신호와 속도 신호가 귀환 가능하게한 영구자석동기 모터로 구성한 재봉기의 제어장치.

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