윤활제 자동공급방법 및 그 장치

[발명의 명칭]

윤활제 자동공급방법 및 그 장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 일 실시예에 의한 윤활제 자동공급장치의 일부를 다이죄임기구와 함께 나타내는 개략도.

제2도는 수치제어장치 및 다이죄임축용 서보회로를 나타내는 블록도.

제3도는 수치제어장치에 의하여 실행되는 그리스 공급처리를 나타내는 플로차트이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 윤활제 자동공급방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 모터로 구동되는 기계기구부에 윤활제를 적정시기에 자동적으로 공급할 수 있는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

[배경기술]

각종 슬라이딩 부품을 구비한 기계에 있어서, 일반적으로 이들 슬라이딩 부품에 윤활제를 공급하여 기계를 원활하게 운전하도록 하고 있다. 노출된 슬라이딩 부품은 육안 점검이 용이하고, 따라서 점검 결과에 의하여 이러한 종류의 슬라이딩 부품에 윤활제를 적정시기에 과부족없이 공급하는 것은 비교적 용이하다. 그러나 육안 점검이 불가능하게 비치된 슬라이딩 부품에 윤활제의 공급시기를 적정하게 판단하여 적정량의 윤활제를 공급하는 것은 곤란하다. 이 때문에 종래는 육안 점검이 불가능한 슬라이딩 부품에는 소정량의 윤활제를 정기적으로 공급하고 있다.

그러나 적정한 윤활제 공급시기는 기계의 운전상황에 따라서 변환한다. 따라서, 소정량의 윤활제를 정기적으로 공급했다해도, 공급시기가 불적정하게 되고, 혹은 윤활제 공급량에 과부족을 초래하는 경우가 있다. 윤활제가 부족한 상태에서 기계를 장기간에 걸쳐 운전하면 슬라이딩 부품의 운동이 원활하지 못하게 되고, 부품이 불균일하게 마모하게 되고, 또한 기계의 구성상 및 작동상의 정밀도가 저하하여 제품 정밀도의 저하를 초래하게 된다. 또한 윤활제가 과잉하면 윤활제가 새어나오고 윤활제에 대한 내성이 부족한 주변 부품이 열화하는 등의 불편이 발생하는 일이 있다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은 모터로 구동되는 기계기구부에 윤활제를 적정시기에 자동적으로 공급할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 태양에 따르면 모터로 구동되는 기계부에 윤활제 공급기에 의하여 윤활제를 공급하도록 한 기계에 있어서의 윤활제 자동공급방법이 제공된다. 이 방법은 모터에 가하여지는 부하를 나타내는 패러미터의 값을 검출하는 공정(a)과, 패러미터의 검출치가 기계기구부가 적정하게 윤활되어 있을 때의 정상적인 모터부하의 범위를 벗어나고 있는가의 여부를 판별하는 공정(b), 패러미터의 검출치가 정상범위를 벗어났을 때에 윤활제 공급기를 작동시키는 공정(c)을 갖추고 있다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 모터로 구동되는 기구부를 구비한 기계에 사용되는 윤활제 자동공급장치가 제공된다. 이 장치는 기계기구부에 윤활제를 공급하기 위한 윤활제 공급기와, 모터에 가해지는 부하를 나타내는 패러미터를 검출하기 위한 검출수단과, 기계기구부가 적정하게 윤활되어 있을 때의 정상적인 모터 부하의 범위를 기억하기 위한 기억수단과, 검출수단으로 검출한 패러미터치와 정상범위를 비교하여 패러미터의 검출치가 정상범위를 벗어났을때에 윤활제 공급기를 작동시키기 위한 제어수단을 갖추고 있다.

바람직하게로는, 윤활제 공급기는 1회의 작동마다 소정량의 윤활제를 배출하도록 되어 있다. 또한 윤활제 자동공급장치는 윤활제 공급기에 접속된 입구 포트와 복수의 출구 포트를 갖는 분배기와, 복수의 관로를 내포하고, 분배기의 출구포트는 관로를 통해서 기계기구부의 복수부위에 각각 접속된다. 그리고 각각의 관로는 이관로를 통하여 윤활제 공급량을 조정할 수 있게 되어 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기계기구부 구동용의 모터에 가해지는 부하를 나타내는 패러미터의 검출치가 기계기구부가 적정하게 윤활되어 있을 때의 정상적인 모터부하의 범위를 벗어났는가의 여부를 판별하고, 검출치가 정상범위를 벗어났을때에 윤활제 공급기를 구동하여 윤활제를 기계기구부에 공급하도록 하였으므로 기계기구부의 윤활상태를 정량적으로 파악할 수 있고, 윤활제를 적정시기에 자동적으로 공급할 수 있다. 바람직하게로는, 윤활제 공급기를 분배기 및 복수의 관로를 통해서 기계기구부의 복수부위의 각각에 접속하였으므로 기계기구부의 복수부위에의 윤활제 공급을 적정하게 실시할 수 있다. 또한 윤활제 공급기에서 소정량의 윤활제를 배출 가능하게 함과 동시에 각각의 관로를 통하여 윤활제 공급량을 조정 가능케 하였으므로 기계기구부의 복수부위에의 윤활제 공급량을 적정화할 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 제1도 및 제2도를 참조하여, 예들 들면 전동식 사출성형기에 탑재되는 본 발명의 한 실시예의 윤활제 자동공급장치를 설명한다.

윤활제 공급장치는 사출성형기의 다임죄임기구(10)에 윤활제를 공급하기 위한 윤활제 공급기(40)와, 사출성형기의 각종 기구부를 구동 제어하는 종래 공지의 기능을 갖는 컴퓨터 내장식의 수치제어장치(50)으로 이루어진다. 수치제어장치(50)는 각축 서보모터(다이죄임축용 서보모터만을 부호 12로 나타냄)를 각각 구동하기 위한 각축 서보회로의 전력증폭기 이외의 회로 구성요소를 내장하고 있다. 단 설명의 편의상, 다이죄임기구(10)에 대응하는 서보회로(70)만을 표시함과 동시에 서보회로(70)를 제어장치(50)와 별개로 나타낸다.

다이죄임기구(10)는 본 실시예에서는 토글(toggle)식이고, 리어플래튼(rearplaten)(13)에 고정된 서보모터(12)에 의하여 전동기구(도시생략)를 통해서 회전구동되는 볼나사(11a)와 볼나사(11a)에 나사맞춤하는 볼너트(도시생략)을 갖는 크로헤드(11b)와, 크로스헤드(11b)에 각각 연결된 두 개의 링크군(11c, 11d)으로 이루어진 토글기구(11)를 구비하고 있다. 토글기구(11)는 서보모터(12)의 정역(正逆)회전에 따라서 크로스헤드(11b)가 볼나사(11a)에 따라서 왕복운동을 하여 2개의 링크군(11c, 11d)을 굴곡 신장시키고, 토글기구(11)에 연결한 가동 플래튼(14)을 고정 플래튼(15)과 리어 플래튼(13) 사이에 연장되는 타이바(16)를 따라서 왕복운동 시키도록 되어 있다. 부호 12a는 서보모터(12)에 부설된 펄스엔코더를 나타내고, 17 및 20은 다이두께 조정용 서보모터 및 이젝터를 나타낸다.

윤활제 공급기(40)는 그리스를 윤활제로서 사용하는 본 실시예에서는, 예를 들면, 피스톤펌프(이하, 그리스 펌프라함)로 이루어진다. 그리스펌프(40)는 그리스 공급원(도시생략)에서 공급되는 그리스를 축적하기 위한 실린더(41)를 갖추고, 실린더(41) 내에는 피스톤(도시생략)이 왕복운동이 자유롭도록 배치되어 있다. 또한, 그리스펌프(40)는 피스톤을 왕복운동시키기 위한 펌프 구동부(42)를 갖추고 있다. 펌프 구동부(42)는 예를 들면, 피스톤에 연결된 크랭크기구(도시생략)와, 그 크랭크 축에 구동적으로 연결된 모터(도시생략)와, 수치제어장치(50)에서의 그리스 공급 개시 명령에 따라서 모터를 가도시킴과 동시에 도시하지 않는 검출부에 의하여 모터가 1회전하고 혹은 피스톤이 1왕복한 것을 검출했을 때에 모터를 정지시키고 또한 그리스 공급 종료신호를 발생하기 위한 모터구동회로(도시생략)로 구성된다. 즉 모터회전에 수반하여 피스톤이 1왕복하는 동안에 소량의 그리스가 실린더(41)에서 배출되고, 이어서 동량의 새로운 그리스가 그리스 공급원에서 실린더(41)내로 충전되도록 되어 있다.

그리고 실린더(41)의 배출포트(도시생략)에는 분배기(43)의 입구포트(도시생략)가 접속되고, 분배기(43)의 출구포트(도시생략)의 각각은 튜브(그 일부는 부호 44로 표시함)를 통해서 다이죄임기구(10)의 복수부위에 각각 형성된 그리스 공급로(도시생략)의 바깥쪽 끝에 연이어 통하는 그리스 니플(18)의 대응하는 것에 접속되어 있다. 그리고 공급로의 각각의 안쪽끝은 대응하는 슬라이딩 부품간의 슬라이딩면에 열려져 있다. 상세하게는 각각의 그리스 공급로의 안쪽끝은 가동 플래트(14)과 타이바(16) 사이, 링크와 링크핀사이, 볼나사(11a)와 크로스헤드(11b) 사이, 볼나사(11a)와 리어 플래튼(13) 사이, 전동기구 부품사이 등의 슬라이딩면에 열려져 있다. 또한 각 튜브(34)의 내경은 다이죄임기구(10)의 대응하는 그리스 피공급부위에의 소요 그리스 공급량에 따른 값에 설정되어 있다.

수치제어장치(50)는 사출성형기를 전체적으로 제어하기 위한 관리 프로그램을 격납한 판독 전용 메모리(ROM)(52)와 연산 데이터 등의 일시 기억을 위한 랜덤 액세스 메모리(RAM)(53)를 접속한 수치제어용의 마이크로 프로세서(NC용 CPU)(51)을 갖추고, CPU(51)은 서보인터페이스(SSU)(54)를 통해서 각축 서보회로에 접속되어 있다. 또한 제어장치(50)는 시퀀스 프로그램을 격납한 ROM(56) 및 RAM(57)을 접속한 프로그램머블 머신 콘트롤러(도시생략)용의 마이크로 프로세서(PMC용 CPU)(55)를 갖추고 있다. 양 CPU(51, 54)사이에 개재하는 버스아비터 콘트롤러(BAC)(58)에는 제어 프로그램 및 각종 설정치를 기억하기 위한 불휘발성의 공유 RAM(59)와, 입출력회로(60, 61)와, 브라운관 표시장치가 붙은 수동테이터 입력장치(CRT/MDI)(63)를 접속한 오퍼레이터 패널 콘트롤러(62)가 접속되어 있다.

다이죄임축용 서보회로(80)는 서보 인터페이스(54)를 통해서 NC용 CPU(51)에서 공급되고 지령모터 회전 위치를 표시하는 지령펄스와 펄스엔코더(12a)에서 공급되고 실제 모터회전 위치를 나타내는 피드백 펄스를 입력하는 에러레지스터(71)을 갖추고, 위치 편차를 나타내는 에러레지스터(71)의 출력을 디지탈/아날로그(D/A) 변환기(72)에 있어서 지령모터 속도를 나타내는 전압으로 변환하도록 하고 있다. 또한 서보회로(70)는 피드백 펄스의 주파수를 실제 모터속도를 나타내는 전압으로 변환하는 주파수/전압(F/V) 변환기(77)와, 속도편차를 나타내는 양변환기(72, 77)으 출력전압의 차를 증폭해서 지령모터 구동전류를 나타내는 출력전압을 발생하는 보상기(73)와, 보상기(73)의 출력전압을 출력회로(61) 및 D/A변환기(78)를 통해서 PMC용 CPU(55)에서 송출되는 토오크 리미트치에 대응하는 전압 이하로 제한하는 토오크 리미트회로(74)를 내포한다. 또한 서보회로(70)는 토오크 리미트회로(74)의 출력전압과 서보모터(12)의 전기자에 흐르는 실제 모터 구동 전류를 나타내는 전류검출기(79)의 출력전압과의 차를 증폭하는 보상기(75)와, 보상기(75)의 출력전압에 따라서 서보모터(12)를 구동하는 전력 증폭기(76)를 갖추고 있다.

수치제어장치(50)의 입력회로(60)는 펄스엔코더(12a)와, 전류검출기(79)에 접속된 A/D변환기(80), 그리고 그리스 펌프(40)의 모터 구동부에 접속되고, 출력회로(61)는 펌프(40)의 모터 구동부에 접속되어 있다. 이에 따라, 수치제어장치(50)는 실제 모터회전 위치를 나타내는 펄스엔코더 출력과, 실제 모터 구동 전류를 나타내는 전류검출기 출력, 그리고 그리스 펌프(40)에서의 그리스 공급 종료 신호를 입력 가능하게 되고, 그리스 펌프(40)에 그리스 공급개시 명령을 송출가능하게 되어 있다.

이하, 윤활제 자동공급 장치의 작동을 설명한다.

다이죄임기구(10)에의 그리스 공급량이 부족하면, 다이죄임기구(10)의 작동시에 가동 플래튼(14)과 타이바(16), 링크 상호간 등의 다이죄임기구(10)의 각 슬라이딩 부품간에 생기는 슬라이딩 저항에 증대하고, 이에 수반하여 다이죄임용 서보모터(12)에 가해지는 부하가 증대하고, 따라서 모터 구동 전류가 증대한다. 그래서 오퍼레이터는 상술한 현상을 정량적으로 파악 가능하고 또한 후술하는 그리고 공급처리를 가능하도록 다이죄임기구(10)가 적정한 윤활 상태에서 부적정한 윤활상태에 이르는 과정에서의 모터 구동 전류의 증대량을 예를 들면 실험적으로 사전에 결정해둔다. 동일기종의 사출성형기를 동일한 성형 조건에서 동일한 그리스를 사용하여 운전하는 경우에 있어서도 모터 구동 전류는 다이 닫힘, 다이 죄임, 다이 열림 공정중, 가동 플래튼(14)의 이동위치에 따라서 변화하므로, 상기 모터 구동 전류의 증대량을 사출성형기의 기종마다, 성형조건마다 또한 그리스 종류마다 결정함과 동시에 가동 플래튼(14)이 특정한 이동위치(예를 들면, 금형터치 직전에서의 가동 플래튼 위치)에 달할때마다 측정한 모터 전류에 의거하여 결정한다. 상술한 바와 같이 결정된 모터 전류 증대량(바람직하게는 이것보다도 약간 작은량)은 사출성형기의 기종, 성형조건 및 그리스 종류의 조합마다 공유 RAM(59)내에 파일화하여 격납된다. 가동 플래튼 특정 이동위치도 공유 RAM(59)에 격납된다.

사출성형기에 의한 사출성형 사이클을 개시하기 전에 오퍼레이터는 사출성형기의 기종, 성형조건 및 그리스 종류, 그리고 다이죄임기구(10)가 적정한 윤활 상태에서 부적정한 윤활상태에 이르는 과정에서의 모터 전류 증대량을 결정하기 위한 모터 전류 측정시의 가동 플래튼(14)의 특정 이동위치(환원하면, 다이죄임기구(10)의 윤활상태 판별을 실시해야 할 가동 플래튼 이동위치)를 CRT/MDI63을 통해서 수치제어장치(50)에 입력한다. 이 데이터 입력에 의해 작동하는 PMC용 CPU(55)의 제어하에서, 사출성형기의 기종, 성형조건 및 그리스 종류의 조합에 따른 모터 구동 전류의 증대량이 공유 RAM(59)내의 파일에서 판독되고, 이것이 가동 플래튼(14)의 특정 이동 위치와 함께 공유 RAM(59)의 소정기억 영역에 격납된다.

이어서, 사출성형기의 각 축기구부가 적정한 윤활상태에 있음을 확인한후에 오퍼레이터는 사출성형 사이클을 개시시킨다. 사출성형기는 수치제어장치(50)의 제어하에서 정상적인 사출성형 사이클을 실행한다. 예를 들면 최초의 성형 사이클의 실행중, PMC용 CPU(55)는 펄스엔코더(12a)에서의 피드백 펄스에 따라서 갱신되고 가동 플래튼(14)의 실제 이동위치(다이죄임용 서보모터의 실제 회전위치)를 나타내는 공유 RAM(59)내에 설치한 현재치 레지스터의 기억치를 참조하여, 가동 플래튼(14)이 특정 이동위치에 도달한지의 여부를 판별한다. 특정 이동위치에 달했다고 판별하면 PMC용 CPU(55)는 이 시점에서의 실제 모터구동 전류를 나타내는 전류검출기(79)의 출력을 A/D변환기(80) 및 입력회로(60)를 통해서 판독하고, 이렇게 판독한 정상적인 실제 모터 전류치에 상기 모터 전류 증대량을 가하여 다이죄임기구(10)의 윤활상태가 부적정하게 되기 시작한 때의 실제모터 전류치(정상적인 모터 전류의 범위의 상한치)를 구하고, 이것을 모터 전류의 기준치로하여 공유 RAM(59)에 격납한다.

모터 전류의 기준치를 격납후에 실행되는 사출성형 사이클에 있어서 윤활제 자동 공급장치의 제어수단 및 사출성형 사이클에 관련하는 시퀀스 제어수단으로서 기능하는 PMC용 CPU(55)는 제3도의 그리스 공급처리를 종래 공지의 시퀀스 제어처리와 평행하여 실행한다.

제3도의 처리에 있어서, PMC용 CPU(55)는 그리스 공급시기 판별지령이 CRT/MDI63을 통해서 수동입력의 여부를 우선 판별한다(스텝 S1). 판별지령이 입력되어 있지 않으면, 이 지령이 입력에 대기한다. 한편 판별지령이 입력되었다고 판별하면, PMC용 CPU(55)는 「그리스 공급시기 판정증」을 나타내는 메시지를 CRT/MDI63의 CRT화면상에 표시시킨다(스텝 S2). 이어서 공유 RAM(59)에 사전에 격납된 모터 전류의 기준치 및 가동 플래튼 특정 이동위치를 판동하여 RAM(59)에 기억시키고(스텝 S3), 가동 플래튼(14)의 실제 이동위치를 나타내는 현재치 레지스터의 기억치를 참조하여 가동 플래튼(14)이 특정 이동위치에 도달했는지의 여부를 판별한다(스텝 S4). 가동 플래튼(14)이 아직 특정 이동위치에 도달되어 있지 않으면, 특정 이동위치에의 도달을 대기한다.

가동 플래튼(14)이 특정 이동위치에 달했다고 판별하면, PMC용 CPU(55)은 이 시점에서의 실제 모터 구동 전류를 나타내는 전류검출기(79)의 출력을 판독하고, 모터 전류의 검출치가 표준치 이상인가의 여부를 판별한다(스텝 S5). 모터 전류 검출치가 표준치보다 작고, 따라서 다이죄임기구(10)가 적정하게 윤활되고 있다고 판별하면, 그리스 펌프(40)를 작동시키지 않고 제3도의 처리를 종료한다. 한편 스텝 S5에 있어서, 모터 전류 검출치가 표준치 이상이고, 따라서 다이죄임기구(10)의 윤활상태가 부적정하게 되었다고 판별하면, PMC용 CPU(55)는 그리스 펌프(40)의 모터 구동부에 그리스 공급 개시 지령을 송출한다(스텝 S6).

그리스 공급 개시 지령에 따라서 모터 구동부는 그리스 펌프(40)의 모터를 기동시킨다. 모터 회전에 수반하여 펌프(40)의 실린더(41)내에 배치된 피스톤이 전진한다. 모터가 반회전하여 피스톤이 소정 스트로크에 걸쳐 전진하는 동안에 실린더(41)에서 분배기(43)에 소정량의 그리스가 공급된다. 그리스는 분배기(43)의 각각의 출구 포트에 접속된 튜브(44)를 통해서 다이죄임기구(10)의 복수부위에 공급된다. 각각의 튜브(44)의 내경은 각각은 튜브를 통하는 그리스 공급량이 소요량으로 조절되도록 설정되어 있고, 따라서, 어느부위에의 그리스 공급에도 과부족을 초래하지 않고, 각각의 부위에서의 윤활상태가 걱정화된다.

그후, 모터 회전에 수반하여 피스톤이 후퇴한다. 모터가 피스톤 후퇴 방향으로 반회전하면, 모터 구동부에 내장된 검출기에 의하여 모터 1회전이 검출되고, 그리스 공급 종료 신호가 발생된다. 모터 구동부는 이 종료 신호에 따라서 모터 회전을 정지시킨다. 이 결과, 피스톤이 소정 스트로크에 걸쳐서 후퇴하고 원래의 위치로 되돌아오고, 이 피스톤 후퇴중에 그리스 공급원에서 실린더(41) 내에 피스톤의 전진에 의하여 실린더에서 배출된 그리스량과 동량의 새로운 그리스가 충전된다.

이 사이에, PMC 용 CPU(55)는 그리스 펌프(40)에서의 그리스 공급 종료 신호의 입력의 유무를 감시하고(스텝 S7), 이 종료 신호의 입력에 따라서 CRT 화면상의 메시지 표시를 끄고(스텝 S8), 제3도의 그리스 공급처리를 종료한다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 여러 가지 변형이 가능한다.

예를 들면, 상기 실시예에서는 본 발명을 사출성형기의 다이죄임기구에 적용했지만, 본 발명은 모터로 구동되는 기구부를 구비한 각종 기계에 적용이 가능하고, 사출성형기의 기타의 기구부에도 적용할 수 있다. 또한 본 발명에 따라서 복수의 기계 기구부에 윤활제를 공급해도 좋다. 이 경우, 바림직하게는 기계 기구부마다 윤활제 공급시기를 판별함과 동시에 윤활제 공급기를 기계 기구부 마다에 설치한다. 상기 실시예에서는 다이죄임기구의 복수부위에의 그리스 공급량을 적정화하기 위해서 각각 소요의 내경의 튜브를 사용했지만 이에 대신하여 각각의 튜브에 밸브를 배설함과 동시에 각각의 밸브의 열림도를 조정하도록 해도 좋다. 그리스 이외의 각종 윤활제를 사용해도 좋다. 또, 상기 실시예에서는 그리스 공급시기 판별지령을 수동으로 입력했지만 제어 프로그램중에 이 지령을 기술해 놓고, 이 지력을 판독할때마다, 예를 들면, 소정회수의 사출성형 사이클마다 그리스 공급처리를 자동적으로 실행하도록 해도 좋다.