전공압 시스템의 특징 및 시퀀스 회로의 설계

 

 

 

6.5.2 운동 상태 표시법

(3) 그래프에 의한 표시법

A. 작동 선도 작도법

이상의 작도법에 따라 앞서 모델로 제시한 6-37의 컨베이어 간 이송 장치의 변위-단계 선도를 작성하면 그림 6-39와 같이 된다. 그림의 내용을 보면 1단계로 실린더 A가 전진하고 이때 실린더 B는 후진된 상태로 정지되어있다. 이어서 2단계에서는 실린더 B가 전진하고 실린더 A는 전진된 상태로 정지되어있다. 3단계에서는 실린더 A가 후진하고 실린더 B는 전진된 상태에서 정지되어 있으며, 그리고 마지막 4단계에서는 실린더 B가 후진하고 실린더 A는 후진된 상태에서 정지되고 있음을 보여 주고 있다. 이후부터는 이 변위-단계 선도를 작동 선도라 부르고, 변위-시간 선도를 시간 선도라 부르기로 한다.

 

 

 

B. 시간 선도 작성법

시간 선도는 작동 선도가 실린더의 작동 시간과 관계없이 항상 일정한 간격으로 그리는 것에 비해, 각 실린더의 운동 상태를 시간의 변화에 따라 나타내는 선도로 장치의 시간 동작 특성과 속도 변화를 자세히 파악할 수 있다. 따라서 이 선도의 작도법은 작동 선도의 작도법과 거의 같으나 다만 작업의 단계를 동작 시간에 대응시켜 나타내야 한다. 그림 6-40은 컨베이어 간 반송 장치 시간 선도를 나타낸 것이다.

 

C. 제어 선도 작도법

제어 선도는 실린더의 운동 변화에 따른 제어 밸브의 동자 상태를 나타내는 선도로써 뒤에 설명하는 신호 중복의 여부를 판단하는데 유용한 선도이다. 그러므로 제어 선도는 앞서 설명한 작동 선도 밑에 연관 지어 그리면 제어 신호의 중복 여부를 판단하는데 용이하다. 제어 선도의 작도법은 작동 선도와 같이 가로축을 운동 스텝으로 표시하고 세로축을 밸브의 ON, OFF 상태를 펄스 파형으로 그린다. 그리고 밸브의 상태를 0과 1로 표시하거나 열림, 닫힘 등으로 나타내기도 한다.

 

 

 

6.5.3 전공압 시스템의 특징

전공압(all pneumatics) 시스템이란 구동부는 물론 제어 및 검출 부를 포함한 시스템 전체에 공압 에너지를 사용한 시스템을 말한다. 즉, 일반적으로 산업 현장에서는 구조가 간단하고 값이 저렴하면서 속도나 파워의 조절이 용이하다는 장점 때문에 공압 액추에이터를 많이 사용하고 있으나 그 제어는 대부분 전기 에너지에 의한 시퀀스 제어가 대부분이다. 이러한 시스템에 비해 작동 요소는 물론 그 제어도 스풀 밸브나 포핏 밸브 등과 같은 가동형 소자로서 제어하거나 또는 가동부가 없는 순유체 소자(fluidics)로 제어하는 방식을 전공압 시스템이라 하며 다음과 같은 분야에 이용된다.

 

A. 단순 작업의 간이 자동화

절삭칩의 제거, 프레스에서 소형 부품의 송출 및 공작물의 장착이나 탈착 등 단순 작업에서는 에너지 균질성이 확보되기 때문에 경제적이면서 안전하다.

 

B. 방폭이 요구되는 작업장

도장 시스템, 세척 장치 및 인화성이 있는 장소에서의 전기적 제어 방식은 가스로 인한 폭발이나 화재의 우려 때문에 안전장치를 해야 한다. 이러한 작업장에서 전공압 시스템은 안전성과 가격 면에서 우수한 장점을 발휘한다.

 

 

 

C. 환경이 나쁜 작업장

습기, 먼지, 수분, 절삭유다 자계가 강한 작업장 등에서 전기적 제어는 감전이나 노이즈(noise) 영향에 의한 오작동 등이 문제시된다. 이러한 환경 분야에서 전공압 방식은 안심하고 사용할 수 있다.

 

D. 전기적 제어가 문제시되는 환경

정전이나 누전 등이 일어나면 트러블이 큰 시스템에서 전공압 제어는 비상 운전이 가능하면서 안전하다는 장점이 있다.

 

 

 

6.5.4 시퀀스 회로의 설계

공압 제어 회로를 설계할 때는 시스템에서 요구하는 정확한 작동은 물론 신뢰성 높은 방법으로 단순화되도록 설계되어야 한다. 그러기 위해서는 각 액추에이터의 동작 상태를 감시하는 검출기가 배치되어야 하고 경우에 따라서는 회로 내의 압력을 검출하여 제어 신호를 이용하여야 한다. 제어회로의 설계 방법이나 그 순서는 회로 설계법에 따라 각기 다르고, 회로 설계법도 신호 중복 유무 및 장치의 특성에 따라 결정되지만 여기서는 순서 제어에서 가장 일반적인 외부 검출 신호(리밋 밸브)만으로 순차 작동되는 회로의 설계법에 관해 설명한다.