KR920003906Y1 - 수치제어 공작기계의 출력모듈 - Google Patents

수치제어 공작기계의 출력모듈 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

수치제어 공작기계의 출력모듈
제1도는 본 고안의 수치제어 공작기계의 출력모듈을 도시한 개략적인 회로도.
제2도는 제1도의 회로도를 설명하기 위한 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제어수단 20 : 출력모듈
21 : 스위칭회로 21a : 광아이솔레이터
22 : 과전류방지 및 검출수단 T1 : 트라이악
본 고안은 수치제어 공작기계의 출력모듈에 관한 것이다. 특히, 교류전원에 의해 구동되는 부하를 제어하기 위한 수치제어 공작기계의 출력모듈에 관한 것이다.
수치제어 공작기계는 통상적으로 출력기기, 즉, 부하를 구동하기 위해, 교류전원과 부하 사이에 스위칭 수단을 이용한다. 즉, 스위칭 수단을 제어함으로써 부하의 구동을 제어하게 된다. 이 때문에 수치제어 공작기계의 출력에는 각종 부하를 구동하기 위해 스위칭 수단을 다수개 포함하는 출력모듈을 갖게 된다. 한편으로 수치제어 공작기계의 제어수단을 직류에 의해 구동되기 때문에 교류에 의해 구동되는 부하를 제어 하기 위해서는 릴레이를 이용해 왔으며, 특히 출력 모듈로는 전용교류출력 모듈을 이용하고 있었다.
그러나 전용 교류 출력 모듈은 그 구입가격이 비싸고 특정 수치 제어공작기계를 위한 전용 모듈이므로 호환성있는 활용이 불가능하다. 또한, 릴레이를 이용한 경우, 릴레이의 접점이 기계식이기 때문에 동작이 느리며, 접점의 수명에 한계가 있다. 그리고 릴레이는 스위치 투입시기가 교류전원 출력의 제로점에서 이루어지는 제로크로싱이 불가능하여 스위칭 동작시 노이즈와 스파크 현상이 발생하는 등의 많은 문제가 있다.
따라서 본 고안의 목적은 이러한 문제를 해결하고자 하는 것으로, 보다 저 소비전력의 신뢰성있는 스위칭 동작과 보다 간편하고 소형이며 저가격의 개선된 수치제어 공작기계의 출력 모듈을 제공하는데 있다.
본 고안의 또다른 목적은 부하로의 과전류를 방지하고 관전류시 사용자에게 경보하여, 부하를 보호할수 있는 수치제어 고장기계의 출력 모듈을 제공하는데 있다.
이하 본 고안을 첨부한 도면을 참조하여 일 실시예로서 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 수치제어 공작기계의 출력부를 도시한 것으로, 출력모듈(20)은 다수개의 스위치 회로(21) 및 과전류 방지 및 검출수단(22)을 포함한다.
각 스위치 회로(21)는 교류측 단자(31) 및 (32)간에 연결된 반도체의 양방향 스위칭 소자인 트라이악(T1)을 포함하고 있다. 이때 트라이악(T1)은 부하 용량에 따라 선택이 가능하며 일반적으로 내압 400V에 1A이상의 전류용량이 바람직하다.
상기 트라이악(T1)을 제어하기 위해, 트라아악(T1)의 일단(d)과 제어단자인 게이트(e)사이에는 전류 조절 저항(R2) 및 광아이솔레이터(21a)의 포토트라이악(T2)의 직렬결합체가 연결되고, 게이트(e)와 또다른 단자(f)에는 전류 조절저항(R3)가 연결된다.
이때, 전류조절저항(R2)는 상기 트라이악(T1)의 게이트 전류를 제어하기 위한 것으로 저항값은 식여기서, vpeak : 교류전류의 피이크(peak)전압 ipeak : 상기 트라이악(T1)에 흐를 수 있는 전류의 최대 피이크값에 의해 결정된다. 또한 전류조절 저항(R3)은 트라이악(T1)의 게이트 임피던스가 클때 사용하는 것으로 게이트(e)의 노이즈를 방지하기 위한 것으로 게이트(e)의 노이즈를 방지하기 위한 것으로 바람직하게는 100Ω에서 500Ω사이가 적당하다.
상기 포트 트라이악(T2) 및 상기 포토트라이악(T2)의 게이트를 구동하기 위한 발광다이오드(LD2)는 전기적으로 분리된 제로크로싱 광 아이솔레이트(21a)를 구성한다. 이제로크로싱 광 아이솔레이트(21a)는 시중에 IC칩화된 것을 구입할 수 있다.
제어 수단(10)으로 부터의 직류 구동신호에 따라 상기 발광 다이오드(LD2)를 구동하기 위해, 상기 발광다이오드(LD2)의 에노드단(a)에는 제어회로로 부터의 신호를 입력하는 정류기(D1)의 일출력단이 연결된다. 상기 발광 다이오드(LD2)의 캐소드단(b) 및 정류기(D1)의 타출력단 사이에는 전류조절저항(R1)과 출력신호 표시용 발광 다이오드(LD1)의 직렬 결합체가 연결 된다. 여기서, 상기 정류기(D1)은 상기 제어수단(10)으로부터 직류 출력의 극성에 상관없이 상기 발광다이오드(LD2)를 제어하기 위한 것이다.
한편, 완충회로로서 저항(R4)과 캐패시터(C1)의 직렬 결합체가 병렬로 상기 트라이악(T1)에 연결된다.
과전류 방지 및 검출수단(22)은 각 스위치 회로(21)의 교류공통출력단자(31)에 전류를 감지하여 과전류가 부하에 인가되면 경보신호를 상기 제어수단(10)의 단자(16) 및 (17)에 출력하고, 회로를 차단함으로써 과전류를 방지하는 수단이다.
이것은 보다 간편하고 적절하게는 휴우즈 상태스위치(22b)로 구성된다.
스위칭회로(21)는 구조 및 동작이 동일하므로 하나만을 특정하여 제2도 파형도를 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 제어수단(10)으로부터 부하 구동신호(예를들면 DC 24V)가 출력되면 이 신호는 극성에 관계없이 정류기(D1)에 입력된다. 정류기(D1)에 입력된 신호는 전류 조절저항(R1)을 통해 출력 신호 표시용 발광다이오드(LD1)를 구동하고 동시에, 상기 광 아이솔레이트(21a)내부의 발광다이오드(LD2)를 구동한다. 이때 발광다이오드(LD2)가 구동하여 제2도의 S1과 같이 A-D간에 신호를 출력한다. 이 신호에 의해 포토드라이악(T2) 및 저항(R2)를 통과하여 트라이악(T2)게이트(e)에 인가되는 신호는 제2도는 S3에 보는 바와 같이 교류의 제로크로스점에서 순간적인 전류이다.
이 게이트 신호 때문에 트라이악(T1)은 B-E구간에서 도통이 되고 트라이악(T1)양단(d) 및 (f)간의 전압은 제2도 S4에서와 같다. 따라서 전류는 제2도 S5에서와 같이 교류 신호가 "0"이도는 점(B)에서 시작되는 트라이악(T1)이 구동하는 구간(D-E)동안 부하에 인가된다.
한편, 부하구동중에 부하로 과전류가 흐르는 경우, 단자(31)에 연결된 과전류방지 및 검출수단(22)은 회로를 차단하고 제어 회로(10)로 경보신호를 출력한다.
따라서, 본 고안의 수치제어 공작기계의 출력 모듈에 있어서는 출력부하에 따라 스위치회로를 확장하거나 축소할 수 있으며 또한, 모듈을 컴팩트하게 소형화 할수 있으며, 어느 수치제어 공작이 기계에도 호환성 있게 사용 할수 있다.
또한, 저전력의 반도체 스위칭소자를 사용하여 제로크로스점에서 스위칭 하므로 보다 신뢰성 있으며, 부하로의 과전류 인가에 대한 차단 및 경보 신호를 포함하고 있어, 부하를 보호 할수 있는 등의 커다란 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 각종부하를 제어수단(10)에 의해 자동으로 제어하는 수치제어 공작기계에 있어서, 교류 부하를 구동하기 위해 스위칭 동작을 하는 반도체 스위칭소자(T1)을 구동하기위해 입력측과 출력측이 전기적으로 분리된 구동수단(LD2, T2)을 포함하는 적어도 하나의 스위칭회로(21)와; 상기 교류 부하로의 전류를 검지하여 과전류시 회로를 차단하고, 상기 제어수단으로 경보 신호를 출력하는 과전류 방지 및 검출수단(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수치제어 공작기계의 출력모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동수단이 상기 반도체 스위칭 소자(T1)의 일단자(d)와 상기반도체 스위칭소자(T1)의 제어단자(e)사이에 연결된 전류조절저항(R2) 및 포토 트라이악(T2)의 직렬결합체, 상기 포토 트라이악(T2)를 구동하기 위한 발광다이오드(LD2) 및 상기 제어 수단(10)으로 부터의 직류 신호에 따라 상기 발광다이오드(LD2)를 구동하기 위한 발광다이오드 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 수치제어 공작기계의 출력모듈.
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