KR200223655Y1 - 공작기계의 수직축 낙하방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 정전이 되면 수직축에 곧바로 제동이 걸리도록 함으로서 수직축이 낙하하는 양을 최소화 하여 정전사고시 공작물 및 공구의 파손을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 수직축 낙하방지 장치에 관한 것으로,

공작기계를 총괄 제어하는 수치제어 컨트롤러와,

상기 수치제어 컨트롤러의 출력단에 접속되어 수직축 서보모터 브레이크를 단속하기 위한 제 1 릴레이와,

상기 제 1 릴레이가 오픈되면 수직축 서보모터 브레이크에 전원공급을 차단하여 브레이크를 작동시켜 수직축 서보모터의 운행을 정지토록 하는 브레이크 구동부와,

메인전원에 연결되어 정전으로 인해 메인전원이 차단되면 상기 브레이크에 공급되는 전원을 차단하여 제동력을 발생시켜 곧바로 수직축 서보모터의 운행을 정지토록 하는 제 2 릴레이부를 포함하여 구성함이 특징이다.

Description

공작기계의 수직축 낙하방지 장치{Device to Prevent CNC Vertical Axle from Dropping}

본 고안은 공작기계의 수직축 낙하방지 장치에 관한 것으로, 특히 정전이 되면 수직축에 곧바로 제동이 걸리도록 함으로서 수직축이 낙하하는 양을 최소화 하여 공작기계의 정전시 공작물 및 공구의 파손을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 수직축 낙하방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가공도를 정밀하게 제어할 수 있도록 하기 위해 공작기계가 산업현장에서 광범위하게 사용되고 있다.

한편, 공작기계에 있어 수직축은 일반적으로 해당축의 무게만큼 떨어지려는 힘이 작용하기 대문에 이를 보상하기 위하여 반대방향으로 주물덩어리를 매달던지 아니면 유압 등을 이용한 밸런스 평형장치 등을 추가하는 게 보편이나 최근에는 고속화 및 소형화 추세로 이러한 밸런스 평형장치 등을 제거하고 있는 추세이다.

그러나 밸런스 평형장치 등이 없는 상태에서 정전 현상이 발생할 경우 짧은시간(수십 - 수백 mS) 동안에 축이 떨어지는 현상이 발생하여 공작물 및 공구파손이 일어나기도 한다.

참고로, 현재 적용되는 일반적인 수직축 브레이크 제어회로는 도 1에 도시한 바와같이, 공작기계를 총괄 제어하는 수치제어 컨트롤러(10)와,

상기 수치제어 컨트롤러(10)의 출력단에 접속되어 수직축 서보모터 브레이크를 단속하기 위한 릴레이(20)와,

상기 릴레이(20)가 오픈되면 수직축 서보모터 브레이크에 전원공급을 차단하여 수직축 서보모터의 운행을 정지토록 하는 브레이크 구동부(30)로 이루어진다.

여기서 미설명부호 1은 직류로 전환된 전원을 모터에 공급하기 위한 정류기이다.

상기한 구성에 의한 종래의 수치제어 공작기계의 수직축 브레이크 장치의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

메인전원이 인가되면 수치제어 컨트롤러(10)로부터 서보 파워온 신호가 출력됨으로서 릴레이(20)에 전류가 흘러 여자되고 이로 인하여 릴레이의 스위치단 (21)이 온 된다.

상기와 같이 릴레이(20)의 스위치단(21)이 온되면 브레이크 구동부(30)에 신호가 입력되어 브레이크 구동부(30)가 동작하지 않게 됨으로서, 즉 수직축을 압착하여 제동력을 발생시켰던 스프링력이 해제되어 수직축의 유동이 가능토록 한다.

이 상태에서 수치제어 컨트롤러(10)의 제어에 의해 작업이 진행되다가, 공작기계의 동작을 정지시키기 위해 전원을 오프시키면 수치제어 컨트롤러(10)에서 신호의 출력을 중단하여 릴레이(20)의 스위치단(21)을 오프시킨다.

상기와 같이 릴레이(20)의 스위치단(21)이 오프되면 브레이크 구동부(30)에 신호가 입력되지 않음으로서 브레이크 구동부(30)가 동작하게 되어 수직축이 제동된다.

상기와 같이 정상적인 상태에서 서보제어를 차단하는 경우에는 먼저 브레이크를 동작시킨후에 서보제어를 차단하기 때문에 별다른 문제가 없으나, 정전시에는 이러한 선행제어가 불가능하기 때문에 일정량(기계에 따라 다르나 보통 0.3 - 2㎜정도) 떨어지는 현상이 발생하였다.

즉, 정전이 발생하게 되면 수치제어 컨트롤러(10)가 브레이브 구동부(30)를 제어하기 전에 전원이 차단되므로 그 순간 브레이크 구동부(30)에 전원공급 상태가 유지되어 일정길이 더 낙하후 멈추게 되는 것이다.

따라서, 가공물에 따라 가공불량 및 공구파손등의 요인이 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 정전상황 발생시 브레이크 구동부를 우선적으로 제어하여 수직축 낙하에 따른 공작물 파손을 막도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 고안은 공작기계를 총괄 제어하는 수치제어 컨트롤러와,

상기 수치제어 컨트롤러의 출력단에 접속되어 수직축 서보모터 브레이크를 단속하기 위한 릴레이와,

상기 릴레이가 오픈되면 수직축 서보모터 브레이크에 전원공급을 차단하여 수직축 서보모터의 운행을 정지토록 하는 브레이크 구동부를 포함한 공작기계의수직축 낙하방지 장치에 있어서,

상기 브레이크 구동부와 릴레이단 사이에, 정전으로 인해 메인전원이 차단되면 상기 브레이크에 공급되는 전원을 차단하여 곧바로 수직축 서보모터의 운행을 정지토록 하는 릴레이부를 더 추가하여 구성함이 특징이다.

도 1은 종래의 수치제어 공작기계의 수직축 브레이크 장치 구성도.

도 2는 본 발명의 수치제어 공작기계의 수직축 브레이크 장치 구성도.

도 3은 본 발명에 적용되는 수직축 브레이크 릴레이단의 상세 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 수치제어 컨트롤러 20: 제 1 릴레이

30: 브레이크 구동부 40: 제 2 릴레이

이하, 이 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 고안의 구성도로서, 도시한 바와 같이,

공작기계를 총괄 제어하는 수치제어 컨트롤러(10)와,

상기 수치제어 컨트롤러(10)의 출력단에 접속되어 수직축 서보모터 브레이크를 단속하기 위한 릴레이(20, 이하에서 편의상 제 1 릴레이부라함)와,

상기 릴레이(20)가 오픈되면 수직축 서보모터 브레이크에 전원공급을 차단하여 수직축 서보모터의 운행을 정지토록 하는 브레이크 구동부(30)를 포함한 공작기계의수직축 낙하방지 장치에 있어서,

상기 브레이크 구동부(30)와 릴레이단(20) 사이에, 정전으로 인해 메인전원이 차단되면 상기 브레이크에 공급되는 전원을 차단하여 곧바로 수직축 서보모터의 운행을 정지토록 하는 릴레이부(40, 이하에서 편의상 제 2 릴레이부라함)를 더 추가하여 구성한다.

상기 제 2 릴레이부(40)의 스위치단(41)은 3상을 직렬연결하여 1개의 상이라도 이상이 발생하면 곧바로 브레이크 구동부(30)로 향하는 전원을 끊어 제동력을 발생시켜 수직축을 제동함으로서 수직축의 낙하를 곧바로 차단할 수 있도록 하였다.

상기한 구성에 의한, 이 고안의 실시예에 따른 정전시 낙하를 차단하는 수치제어 공작기계의 수직축 브레이크 장치의 작용은 다음과 같다.

먼저 메인전원이 인가되면 제 2 릴레이(40)가 온됨과 동시에, 수치제어 컨트롤러(10)로부터 신호가 출력됨으로서 제 1 릴레이(20)의 코일에 전류가 흘러 여자되고 이로인해 제 1 릴레이 스위치단이 온 된다.

그러면, 브레이크 구동부(30)에 신호가 입력되어 브레이크 구동부(30)가 동작하지 않음으로서 수직축을 압착하고 있던 스프링력이 해제되어 수직축을 제동하고 있던 브레이크가 해제 된다.

이 상태에서 수치제어 컨트롤러(10)의 제어에 의해 작업이 진행되다가, 작업자가 전원을 차단하는 경우에는 수치제어 컨트롤러(10)에서 제 1 릴레이(20)를 제어하여 제 1 릴레이(20)의 스위치를 오프시켜 브레이크 구동부(30)가 동작되도록 함으로서 스프링력에 의해 수직축이 제동된다.

즉, 먼저 브에이크 구동부(30)를 제어하여 수직축을 제동시킨 다음에 서보제어를 차단하게 되는 것이다.

한편, 정전으로 인하여 예기치 못하게 전원이 오프된 경우에는 메인전원에 연결된 제 2 릴레이(40)가 작동하게 되어, 제 2 릴레이 스위치단(41)을 오프시키게 된다.

상기와 같이 제 2 릴레이 스위치단(41)이 오프되면, 브레이크 구동부(30)에 신호가 입력되지 않음으로서 브레이크 구동부(30)가 동작하지 않게 되어 수직축이 제동된다.

이 과정에서 제 2 릴레이 스위치단이 오프된 뒤에 브레이크 구동부(30)에 의해서 브레이크가 동작하게 되기까지는 극히 짧은 시간밖에 걸리지 않으므로 수직축의 낙하량은 최소화 된다.

상술한 바와 같이 본 고안을 이용하게 되면 정전시 공작기계의 수직축에 곧바로 제동이 걸리도록 함으로서 수직축이 낙하하는 양을 최소화하여 공작기계의 초기 동작 에러를 방지토록 하는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 공작기계를 총괄 제어하는 수치제어 컨트롤러와,

   상기 수치제어 컨트롤러의 출력단에 접속되어 수직축 서보모터 브레이크를 단속하기 위한 릴레이와,

   상기 릴레이가 오픈되면 수직축 서보모터 브레이크에 전원공급을 차단하여 수직축 서보모터의 운행을 정지토록 하는 브레이크 구동부를 포함한 공작기계의수직축 낙하방지 장치에 있어서,

   상기 브레이크 구동부와 릴레이단 사이에, 정전으로 인해 메인전원이 차단되면 상기 브레이크에 공급되는 전원을 차단하여 곧바로 수직축 서보모터의 운행을 정지토록 하는 릴레이부를 더 추가하여 구성함을 특징으로 하는 공작기계의 수직축 낙하방지 장치.