KR960013907B1 - 전기 작동되는 구동장치를 지니는 경편기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기 작동되는 구동장치를 지니는 경편기

제1도는 본 발명에 따른 경편기의 개략도.

제2도는 특정 프로그램 시퀀스에 대한 전류시간 선도.

제3도는 약간 변경된 전휴시간 선도.

제4도는 변경된 구동장치의 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 경편기 2 : 주샤프트

3 : 모터 4 : 바아

6,106 : 구동장치 7 : 로드

9,109 : 제어장치 13 : 보정장치

본 발명은 전기 작동 가능한 구동장치와 주 샤프트의 회전각도에 좌우되는 예정된 프로그램에 따르는 적절한 제어 장치에 의해 축방향으로 변위 가능한 적어도 하나의 바아를 지니는 경편기에 관한 것이다.

이러한 일반 형태의 경편기가 공지되어 있다. 구동장치에 따라, 그것들은 세팅 모터(setting motor), 특히 선형모터를 포함한다.

DE OS 27 34 072호(미합중국 특허 제4,989,423호)에 따르면, 상기 세팅 모터는 제어장치에 위애 스페핑임펄스(spepping impulse)들이 제공되는스페핑 모터이다. 이용가능한 스텝들의 수는, 프로그램에 의해 주샤프트의 회전각 세팅에 따라 정해진다.

예를들면, 정전후 변위오차가 발생할 가능성이 있으므로, 경편기의 시동중, 각각의 바아들의 초기위치는 시험되어야하며, 그에 따라 보정되어야 한다.

DE OS 42 15 691호(미합중국 특허 제5,311,752호)에 따르면, 세팅 모터는(현재의)위치를 프로그램에 의해 제공된 (제안(should value))위치와 비교하는 위치제어회로에 의한 기준으로부터의 편향에 따라 제어된다. 이것은 복잡한 구조의 원인이 된다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 경편기에, 특히 경편기의 시동중 장애가 회피되는, 구동장치에 대한 더 간단한 제어 수단을 제공하는 것이다. 이러한 과제는 구동장치에 전기장 및/또는 자기장의 치수에 따라 그 차원을 변경시키는 재료의 본체를 제공하는 본 발명에 의해 해결되며, 제어장치에 의해 제어된 프로그램은 각각의 변위 스텝중 예정된 실행시간을 지니는 상기 자기장의 제공을 위한 전기적 양자(electrical quantum)를 발생시킨다.

본원에 사용된 구동장치에서, 전기적 양자는 적절한 차원의 직접연결부를 지닌다. 전기적 양자에서 프로그램 예정된 변화는 크기의 정해진 변화, 즉 정해진 변위를 발생시킨다. 이것은 매우 간단한 제어의 원인이 된다. 공정의 초기에 특정 프로그램 시점에 관련된 특정 전기적 양자가 응소될 때, 바아는 자동적으로 그것의 정확한 초기 위치를 차지한다. 본원의 부가적인 장점은 크기의 변화가 상당한 힘으로 매우 신속하게 발생하는바, 그것은 바아의 관성 질량 모멘트를 용이하게 극복할 수 있게하여, 상기 바아는 구동장치에 관하여 사실상 어떤 역할도 하지 않는다. 프로그램 안내는 각각의 작동 사이클에서 신슈한 변위 크기가 발생하도록 할 뿐만 아니라, 각각의 사이클 내에서 변위 스텝에 대하여 지속적으로 적절하게 제어하기 때문에, 경편기는 특히 조용히 작동한다.

특정 실시예에 있어서, 구동장치는 압전 작동요소를 지니며, 전기적 양자는 전위로 된다. 구동장치가 자기 변형적 작동요소를 지니며 전기적 양자가 전류인 경우 한층 더 유리하다.

변위의 증가를 위해 압전 작동요소가 사용될 경우, 전위는 상승되어 절연문제를 발생시킬 수 있다. 자기 변형적 작동 요소들에 있어서, 전류가 상승되어야 하는바, 그것은 일반적으로 문제점들을 발생시키지 않는다. 만일, 바아가 구동장치의 출력 부재에 견고하게 연결 부착된 형태로 되어, 귀환 스프링에 의해 바이어스되지 않을 경우 유리하다. 귀환 스프링은 그것의 작용에 의해 작동판의 전기적 양자에 영향을 줄 수 있으므로, 생략되어야 한다. 예를들면 볼 조인트(ball joint)와 같은 고정 또는 형상 연결부에 의해, 작동 요소는 동시에 귀환요소로서 작용한다.

적절한 실시예에 있어서, 구동장치는 제어장치에 의해, 단독 또는 조합으로 여기될 수 있는 다수의 연속작동 요소들을 포함한다. 이러한 양식으로, 여기된 모든 작동 요소들의 지수변화의 합으로 전체 변위 경로가 결정되는 가중구동(summation drive)이 달성된다.

전기적 양자는 초기에 바아의 점진적인 가속 변화를 발생시키고, 발기에 바아의 점전적인 감속을 발생시키는 변위 스텝내에 예정된 타임 런(Time run)을 지니는 것이 특히 유리하다. 낮은 값으로 정해진 바아의 관성 질량 모멘트에 의해 반대 힘들이 발생하여, 매우 정확하고 신속한 성과가 달성된다.

제어장치는, 전기적 양자가 예정된 인자에 의해 변경될 수 있는 보정장치를 포함하는 것이 더 유리하다. 이러한 연결에서, 보정장치의 각각의 변위는 특히 니이들 바아의 열팽창 때문에 필요한 길이 변화로 여겨진다.

본 발명의 적절한 실시예들을 예시하는 첨부 도면들에 의해 더 상세히 설명된다.

도면의 상세한 설명

제1도는 가이드 바아(4)들이 선회통과(swing through)하는 것을 허여하고, 종래의 방식으로, 니이들 및 슬라이더 바아들을 변위시키는 모터(3)에 의해 구동되는 주샤프트(2)를 지니는 경편기(1)를 제시한다. 바아(4)를 종방향(화살표 5)으로 변위시키기 위하여, 로드(7)를 경유하여, 적절하게 양단부의 볼링크를 경유하여 바아(4)에 연결된 구동장치(6)가 제공된다.

그 구동장치(6)는 자기장 하에서 기계적 차원이 변하는 강자성 재료의 본체를 포함하는 자기 변형적 작동요소(작동자)이다. 상기 재료들은 예를들면 철, 니켈 또는 코발티를 포함한다. 그 본체는 테르븀, 철 및 디스프로슘으로 이루어진 강한 자기 변형적 합금을 포함하는 것이 특히 적절하다. 제어장치(9)의 출력(8)을 통하여 유도되는 전류(I)의 조력으로 전기장이 발생한다. 전류(I)의 크기는 입력 수단(10)에 제공될 수 있는 프로그램에 의해 결정되며, 그것의 타임 런은 주샤프트(2)의 회전각 위치에 따른다. 이러한 목적으로 그 출력(12)이 제어장치(9)에 영향을 주는 각도 측정 장치(11)가 제공된다. 보정장치(13)에 의해 증배율(multiplication factor)이 제공될 수 있으며, 프로그램에 의해 제공된 전류(I)는 열팽창들을 고려하도록 증배될 수 있다.

전류(I)의 타임런에 대한 실례가 제2도에서 곡선(K)으로 도시된다. 포화영역 아래에서, 구동장치(6)의 자기 변형적 본체의 길이 변화는 실질적으로 그 포화에 정비례한다. 예를들면 작동 사이클(A)에서, 곡선(K)의 구획(a)은 중첩변위(overlap displacement)로 일관한다. 구획(b)에서느 언더랩(underlap)위치의 선회통과가 뒤따른다. 구획(c)에서는 언더랩 변위가 뒤따른다. 구획(d)에서는 니이들들이 중첩위치로 복귀한다. 곡선(K')은 증배율이 보정장치(13)로 삽입될 때 발생하는 변위 및 전류를 가상선으로 도시한다.

모든 프로그램의 시점에서, 제어장치(9)는 각각의 바아(4)에 특정한 전류를 제공하여, 심지어 초기에 조차 바아의 명확한 위치를 이용할 수 있다는 것이 주목된다. 제3도에는 다소 확대된 형태가 도시된바, 곡선(K)에서 각각의 구획(a, b, c 및 d)들은 선형적으로 이어지지 않지만, 그들 사이에 점진적인 전이가 존재한다. 이러한 방식으로, 초기에는 바아(4)의 점진적인 가속 변화가,말기에는 바아(4)의점진적인 감속이 존재한다. 따라서, 더 효율적인 절차가 발생하도록, 자기변형 작동요소상에 과잉 반대력이 작용하지 않는다.

제4도는, 제어장치(109)에 의해 선택된 선택적 조합으로 그러나 공동으로, 전위가 제공될 수 있는 4개의 연속 정렬된 압전 작동요소(14－17; 작동자)들을 포함하는 구동장치(106)에 의해 가이드 바아(4)가 작동되는 실시예를 도시한다. 바아(103)의 변위는 적절히 여기된 작동요소드르이 길이 변화의 합계에 상응한다. 가장 간단한 경우, 모든 작동요소들은 유사하게 형성되고, 동일 전위에 의해 제어된다. 상기 압전 작동요소들은 유사하게 형성되고, 피에조 트랜스레이터(Piezo Translators)라는 상표명으로 Physik Instruments사에 의해 판매된다.

사용된 용어 바아는 가이드 바아 뿐만 아니라, 예를들면 파일 싱커 바아(pile sinker bars)와 같은 축방향 변위 가능한 모든 다른 형태의 바아들을 의미한다.

Claims (7)

1. 전기 작동가능한 구동장치와 예정된 프로그램을 따르는 적절한 제어장치에 의해 주샤프트의 회전각도세팅에 따라 축방향으로 변위가능한 적어도 하나의 가이드 바아를 지니는 경편기에 있어서, 상기 구동장치(6,106)는 전기장 및/또는 자기장의 크기에 따라 그 차원이 변화하는 재료의 본체를 포함하며, 프로그램에 의해 안내된 상기 제어장치(9,109)는 각각의 변위스텝 내에, 예정된 타임런(time run)을 지니는, 상기 자기장의 달성을 위한 전기적 양자(I. U; electrical quantum)를 산출하는 것을 특징으로 하는 경편기.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동장치(106)는 압전 작동요소를 포함하고, 상기 전기적 양자는 전위(U)로 되는 것을 특징으로 하는 경편기.
3. 제1항에 있어서, 상기 구동장치(6)는 자기 변형적 작동요소를지니며, 상기 전기적 크기는 전류(1)로 되는 것을 특징으로 하는 경편기.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 바아(4,104)는 구동장치(6,106)의 출력부재와 견고하게 또는 형태연결가능하게 연결되며, 귀환 스프링(return spring)에 의해 바이어스 피지 않는 것을 특징으로 하는 경편기.
5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동장치(106)는 제어장치(109)에 의해 단독으로 또는 공동으로 작동가능한, 일렬로 정렬된 다수의 작동요소(14 내지 17)들로 형성되는 것을 특징으로 하는 경편기.
6. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기적 양자(I)는, 초기에 바아(4)의 점진적인 가속 변화를 발생시키고, 말기에 바아의 점진적인 감속 변화를 발생시키는 변위스텝의 타임 런(time run)을 지니는 것을 특징으로 하는 경편기.
7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어장치(9)는 전기적 크기(I)에 따른 전치요소(preset factor)에 의해 변경가능한 보정장치(13)를 지니는 것을 특징으로 하는 경편기.