KR970006842Y1 - 소보 모터의 이상 진동 경보장치 - Google Patents

Abstract

없음

Description

소보 모터의 이상 진동 경보장치

제1도는 종래기술에 따른 서보 모터의 이상 진동 경보장치를 나타낸 회로도

제2도는 종래 허용 전류가 초과하여 진동전류 발생시의 파형도

제3도는 종래 허용 전류 내의 파형도

제4도는 본 고안에 따른 서보 모터의 이상 진동 경보장치를 나타낸 회로도

제5도는 제4도의 고역통과 필터의 세부 회로도

제6도는 모터 전류의 기본파 성분을 나타낸 도면

제7도는 고역통과 필터의 주파수 특성을 나타낸 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

3 : 전류검출기4 : 정류기

7 : 고역통과 필터

본 고안은 로봇이나 NC공작 기계에 사용되는 서보모터축의 이상 진동을 적시에 검출하여 이를 알려줄 수 있는 서보모터의 이상 진동 경보장치에 관한 것이다.

일반적으로 로봇이나 공작기계에서 상위 제어기로부터 동작지령을 받아 실제 동작을 발생시키는 액튜에이터로서는 서보 제어기가 사용된다.

이 서보 제어기가 주어진 동작 지령을 원활하게 수령하기 위하여는 서보모터 및 기계부를 포함한 서보제어 계통이 충분한 강인성(Robustness)을 가져야하며 이를 위해서는 제어기 상수 및 이들이 잘 선정되어야 한다.

그러나 이러한 제어계통에는 통상 가변요소(예를들어 부하계통의 변동 등)가 많이 포함되어 모델링 및 이득산출작업이 어렵고 잘못 선정된 이득에서는 이상 진동이 발생하기 쉽다.

종래에는 진동을 직접 검출하지 않고 이상진동 발생시 모터에 흐르는 전류가 증가하므로 이 전류를 누적하여 과부하 경보를 발생시킨다.

즉, 제1도와 같이 서보제어기(1)와 서보모터(2)로 구성되는 서보계통에서 전류검출기(3)로 모터의 전류를 검출하는데 이 전류는 양방향 모두 검출되어야 하므로 정류기(4)를 거쳐 적분기(5)로 입력되며 이 적분기(5)의 출력전압이 비교기(6)의 기준전압과 비교되어 이상 발생시 과부하 경보를 발생시킨다.

다시 말해서, 서보 모터(2)의 축이 이상진동하여 제2도와 같이 허용전류를 초과하는 진동전류가 발생하면 이 값이 정류기(4)를 통하여 검파되어 적분기(5)에 입력되는데 방전저항(R1)을 통한 콘덴서(C1)의 양단 전압의 하강율보다 적분기 입력에 의한 상승율이 크므로 적분기(5)의 출력전압이 점점 상승하게 되어 기준전압을 초과할 때 비교기(6)로부터 과부하 경보전압이 발생하게 된다.

그러나, 서보 모터(2)축의 이상진동에 의한 진동전류가 제3도와 같이 허용전류 안에 들어 있으면 이상 진동이 발생했음에도 불구하고 경보가 발생하지 않게 된다.

본 고안은 이와 같은 종래의 결점을 감안하여 안출한 것으로 전류의 크기와 주파수성분을 모두 검출하여 이상 진동 발생시 정확한 진동 경보를 발생시킬 수 있는 서보모터의 이상진동 경보장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하에서 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 제4도는 본 고안의 회로도로 서보제어기(1), 서보모터(2), 전류검출기(3), 정류기(4), 적분기(5), 비교기(6)로 이루어진 회로에 있어서, 상기 전류검출기(3)와 정류기(4) 사이에 모터의 이상진동 발생시 이의 주파수를 검출할 수 있는 고역통과필터(7)를 구비하여서 이루어진 것이다.

상기 고역통과 필터(7)는 제5도에 나타낸 바와 같이, OP램프(OP1)와 저항(R2-R4) 및 콘덴서(C2)(C3)를 포함하여서 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 서보 모터의 이상 진동 경보장치는 서보제어기(1) 및 서보모터(2)로 구성되는 서보제어 계통의 모터전류가 전류검출기(3)에 의해 검출되어 전압신호로 변환된다.

통상모터 전류의 기본파 성분은 제6도와 같이 정상운전영역(A), 이상진동영역(B)로 구분지을 수 있다.

만약, 서보 모터축에 이상 진동이 발생하면 제2도 및 제3도와 같은 전류진동 신호가 발생한다.

역서, 서보 모터(2)축에 이상 진동이 발생하여 제2도에 나타낸 바와 같이, 허용전류를 초과하는 진동전류가 발생하면 이 값이 정류기(4)를 통하여 검파되어 적분기(5)에 입력되는데 방전저항(R1)을 통한 콘덴서(C1)의 양단전압의 하강율보다 적분기(5) 입력에 의한 상승율이 크므로 적분기(5)의 출력전압이 점점 상승하게 되어 기준전압을 초과할 때 비교기(6)로부터 과부하 경보전압이 발생한다.

또한, 서보 모터(2)축에 이상 진동이 발생하여 제3도에 나타낸 바와 같이, 허용전류내에 진동전류가 발생하면, 즉 주파수가 높은 진동전류 일때는 제7도와 같은 주파수 특성을 가진 고역통과 필터(7)를 거쳐 진동 성분만이 증폭되고 이렇게 증폭된 진동 성분이 정류기(4)를 통하여 적분기(5)에 입력된다.

이때 적분기(5)를 사용하는 이유는 단발성의 진동 전류에도 너무 민감하지 않도록 하기 위함이며 상기 적분기(5)에 누적된 이상 진동 전류치가 기준전압을 초과하면 비교기(6)를 통해 진동 경보가 발생하게 된다.

실제 파형은 제2도 및 제3도와 같은 정현파 파형이 아닐 수 있으나 기본파의 주파수 성분은 같으므로 결과는 같다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 전류의 크기와 주파수 성분을 고역통과 필터(7)를 통하여 검출하여 이상 진동 주파수 성분을 걸러내므로 정확한 진동 경보를 발생시킬 수 있어 전력소자의 파괴나 기계 계통의 파손 및 이상 동작의 위험 등을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 서보모터 축의 이상 진동을 검출하여 경보를 발생하는 장치에 있어서,

   상기 서보모터에 흐르는 진동전류의 크기와 주파수성분을 검출하는 전류검출기와;

   상기 전류검출기에서 출력되는 진동전류의 크기와 주파수성분중 고주파수일 경우 진동 성분만을 증폭하여 출력하는 고역통과 필터와;

   상기 고역통과 필터로 증폭된 진동 성분을 적분기에 출력하는 정류기와;

   상기 적분기에서 출력되는 전압과 기준전압을 비교하여 모터축의 이상진동 경보를 출력하는 비교기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 서보모터의 이상진동 경보장치.