KR20140120066A

KR20140120066A - rotation indexing device using of dual motor

Info

Publication number: KR20140120066A
Application number: KR1020130035652A
Authority: KR
Inventors: 최해운
Original assignee: 계명대학교 산학협력단
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2014-10-13
Anticipated expiration: 2033-04-02
Also published as: KR101460202B1

Abstract

본 발명은 듀얼 모터를 이용한 회전 인덱싱 장치에 관한 것으로, 적층 코어를 받치고, 회동하는 인덱싱 테이블; 상기 인덱싱 테이블의 회동을 구동하는 서보모터; 상기 인덱싱 테이블 및 서보모터 사이에서 기어 연결을 통해 회동 속도를 제어하는 감속기; 상기 서보모터의 구동을 제어하는 모터 드라이버; 상기 인덱싱 테이블 하부에 설치하여, 상기 인덱싱 테이블의 백레쉬(backlash)에 의한 제어 위치 편차를 측정하는 광센서부; 및 상기 광센서부에서 측정된 제어 위치 편차 신호를 수신받아, 상기 감속기로 제어 위치 보정 명령 신호를 생성하여 보정 제어를 구동하는 보정 DC 모터부를 포함한다.
이와 같은 본 발명은 감속기 및 회전 인덱싱 테이블에서 발생하는 기어 백 래쉬 등에 대한 제어 오차를 정밀하게 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 피드백하여 또 하나의 DC 모터를 통해 정밀하고 빠른 보정을 수행함으로써, 정밀한 제어가 가능한 듀얼 모터를 이용한 회전 인덱싱 장치를 제공할 수 있다.The present invention relates to a rotary indexing apparatus using a dual motor, and more particularly to a rotary indexing apparatus using dual motors, which comprises an indexing table supporting and rotating a laminated core; A servo motor for driving the rotation of the indexing table; A speed reducer for controlling a rotation speed between the indexing table and the servo motor through a gear connection; A motor driver for controlling driving of the servo motor; A photosensor installed below the indexing table and measuring a control position deviation by backlash of the indexing table; And a correction DC motor unit receiving the control position deviation signal measured by the optical sensor unit and generating a control position correction command signal with the speed reducer to drive the correction control.
The present invention can precisely detect a control error of a gear backlash generated in a speed reducer and a rotary indexing table, and precisely and precisely corrects the control error through another DC motor by feeding back the control error. It is possible to provide a rotation indexing device using a dual motor.

Description

[0001] The present invention relates to a rotation indexing device using a dual motor,

본 발명은 회전 인덱싱 장치에 관한 것으로, 정밀한 보정과 제어가 가능한 듀얼 모터를 이용한 회전 인덱싱 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rotation indexing apparatus, and more particularly, to a rotation indexing apparatus using a dual motor capable of precise correction and control.

일반적으로 라미나 부재를 적층하여 제조되는 적층 코어는 발전기나 모터의 회전자 및 고정자로 사용되며, 이를 제조하는 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 도 1에는 라미나 부재(100)가 적층되어 완성된 적층 코어가 도시되어 있으며, 도 2에는 상기 도 1의 II-II선에 따른 단면도가 도시되어 있다. 도면들을 참조하면, 상기 라미나 부재(100) 중심에는 샤프트 홀(101)이 형성되어 있다. 상기 샤프트 홀Generally, a laminated core produced by laminating a lamina member is used as a rotor and a stator of a generator or a motor, and a method for manufacturing the same is well known in the art. FIG. 1 shows a laminated core in which laminated members 100 are laminated, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. Referring to the drawings, a shaft hole 101 is formed at the center of the lamina member 100. The shaft hole

(101)의 외곽으로는 방사상으로 다수의 슬롯(102)이 형성된다.A plurality of slots 102 are radially formed on the outer periphery of the base 101.

상기 각각의 라미나 부재(100)에는 상호간의 결합을 위한 인터록탭(103)이 형성되며, 라미나 부재(100)가 적층될 때 상부 라미나 부재(100)에 형성된 인터록탭(103)이 하부 라미나 부재의 인터록홈(104)에 억지끼움됨으로써 상호 체결이 이루어진다.An interlock tap 103 is formed on each of the laminar members 100 so that when the laminar member 100 is laminated, the interlock tab 103 formed on the upper laminar member 100 contacts the lower And are interlocked with each other by interference with the interlock groove 104 of the lamina member.

상기 라미나 부재(100)는 전형적인 적층 코어 제조 장치에 의해 스트립 스톡 소재(strip stock material)로부터 스탬핑됨으로써 제조되는데, 미국특허 제4,619,028호 "라미나 부재의 제조장치"에는 스톡 스트립 소재에 샤프트 파일럿 구멍, 슬롯 개구부, 인터록 탭 개구부, 카운터보어 개구부 등을 순차적으로 스템핑하고 이를 블랭킹하여 라미나 부재를 얻는 과정이 개시되어 있다. 상기 라미나 부재는 제조라인의 종단에 설치된 쵸크 링 다이배럴 내로 삽입되며, 이때 상부 라미나 부재와 하부 라미나 부재의 인터록 탭이 상호 체결됨으로써 적층 코어가 완성된다.The lamina member 100 is fabricated by stamping from a strip stock material by a typical laminated core manufacturing apparatus. U.S. Patent No. 4,619,028 entitled "Lamina member manufacturing apparatus" includes a shaft pilot hole A slot opening, an interlock tap opening, a counter bore opening, and the like are sequentially stuck and blanked to obtain a lamina member. The lamina member is inserted into the choke ring die barrel installed at the end of the production line, and the interlamic taps of the upper lamina member and the lower lamina member are mutually fastened to complete the laminate core.

일반적으로, 라미나 부재를 제조하는 상기 스트립 스톡 소재는 그 두께가 일정치 않기 때문에 여러 겹의 라미나 부재를 도 2에 도시된 바와 같이 적층할 경우 좌우의 두께 편차로 인해 적층 코어의 측면이 기울어지게 된다. 이러한 현상을 방지하기 위해, 상기 특허발명은 상기 라미나 부재의 적층 과정에서, 상기 다이배럴을 간헐적으로 180° 회전시켜 두께 편차를 보정하는 인덱싱 장치를 포함한다.In general, since the thickness of the strip stock material for manufacturing the lamina member is not uniform, when the laminar members of several layers are laminated as shown in Fig. 2, the lateral side of the laminate core tilts . In order to prevent such a phenomenon, the patent invention includes an indexing device for intermittently rotating the die barrel 180 ° in the laminating process of the lamina member to correct the thickness deviation.

이처럼, 회전 적층 인덱싱 기술에서 종래에는, 압연밀 공정에서 발생하는 중심부와 측면부의 두께 불균형의 근본적인 문제가 제품에 영향을 미치고, 스템핑공정 후 모터코어 적층시 두께 편차가 발생하여서 코어의 회전 불균형 문제 발생하여, 이러한 문제점을 방지하기 위하여 기계적인 방법으로 회전하면서 적층 하지만 속도 및 기구복잡성 문제가 있었다.As described above, in the conventional rotary laminated indexing technique, a fundamental problem of the thickness unevenness in the center portion and the side portion occurring in the rolling mill process affects the product, the thickness variation occurs in the lamination of the motor core after the stamping process, However, in order to prevent such problems, there is a problem in speed and mechanism complexity, although it is stacked by rotating in a mechanical manner.

이를 개선하기 위해 상기 특허문헌에 개시된 인덱싱 장치는 서보모터 기어 드라이브를 채용하여 라미나 부재의 적층체를 회전시키는 모터방식을 취한다. 상기 인덱싱 장치는, 서보모터의 빠른 응답성을 이용해 고속으로 적층되는 라미나 부재 적층체의 회전을 정밀하게 수행한다. 즉, 서보모터의 회전력이 피니언 기어 및 스파이럴 베벨링 기어를 통해 다이배럴로 전달되어, 적층되는 라미나 부재의 두께 편차값에 따라 다이배럴을 180°회전시키게 된다.In order to solve this problem, the indexing device disclosed in the patent document adopts a motor type in which a laminated body of a lamina member is rotated by employing a servo motor gear drive. The indexing device precisely performs the rotation of the laminar member laminate which is stacked at a high speed using the quick response of the servo motor. That is, the rotational force of the servo motor is transmitted to the die barrel through the pinion gear and the spiral beveling gear, and the die barrel is rotated 180 degrees according to the thickness deviation value of the laminated member.

도 3은 종래의 서보모터를 이용한 회전 인덱싱 장치의 블록 구성도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 회전 인덱싱 테이블에 적층 코어가 놓여져 있고, 상부에 프레스가 위치하여, 회전을 하면서 스템핑 공정을 수행하게 되는데, 상기 인덱싱 테이블은 서보모터와 연결되고, 드라이버를 통해 제어되는 구성이다.3 is a block diagram of a conventional rotary indexing apparatus using a servo motor. As shown in FIG. 3, a laminated core is placed on a rotary indexing table, a press is placed on the rotary indexing table, and a stamping process is performed while rotating. The indexing table is connected to a servo motor, .

그러나, 상기 서보모터 또는 스텝핑모터를 이용하는 인덱싱 장치는 모터가 시동 및 정지동작을 지속적으로 반복해야 하므로, 모터의 응답성이 매우 빨라야 한다. 따라서, 정밀 제어에 사용되는 고가의 서보모터가 채용되어야만 한다.However, since the indexing device using the servo motor or the stepping motor continuously repeats start and stop operations of the motor, the response of the motor must be very fast. Therefore, an expensive servo motor used for precision control must be employed.

또한, 서보모터 기어를 이용하는 경우, 서보모터를 사용해서 구동후, 서보모터에 장착되어 있는 엔코더를 사용해서 피드백 제어를 할 수 있으나(반 폐쇄회로 방식), 감속기 및 회전 인덱싱 테이블에서 발생하는 기어 백래쉬(backlash) 등으로 정밀도가 많이 떨어지는 문제점이 있다. 그리고, 이를 보정하기 위해 직접적으로 서보모터를 사용하는 경우, 구동력이 작고 관성이 클 뿐만 아니라, 응답성 느리다는 문제점이 있다.In the case of using a servo motor gear, feedback control can be performed using an encoder mounted on the servo motor after the servo motor is driven (semi-closed circuit type), but the gear backlash (backlash) and the like. If the servo motor is directly used for correcting this problem, there is a problem that the driving force is small and the inertia is large, and the responsiveness is slow.

상술한 문제를 해결하고자 하는 본 발명의 과제는 감속기 및 회전 인덱싱 테이블에서 발생하는 기어 백 래쉬 등에 대한 제어 오차를 줄여 정밀한 제어가 가능하고, 빠르고 정밀하게 보정할 수 있을 뿐만 아니라, 회전 인덱싱 테이블의 진동감지 및 프로세서의 안정성을 모니터링 할 수 있는 회전 인덱싱 장치를 제공하고자 함이다.The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a rotary indexing table capable of precisely controlling the reduction of the control error of the gear backlash generated in the speed reducer and the rotary indexing table, correcting it quickly and precisely, And to provide a rotation indexing device capable of monitoring the stability and the detection of the processor.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 적층 코어를 받치고, 회동하는 인덱싱 테이블; 상기 인덱싱 테이블의 회동을 구동하는 서보모터; 상기 인덱싱 테이블 및 서보모터 사이에서 기어 연결을 통해 회동 속도를 제어하는 감속기; 상기 서보모터의 구동을 제어하는 모터 드라이버; 상기 인덱싱 테이블 하부에 설치하여, 상기 인덱싱 테이블의 백레쉬(backlash)에 의한 제어 위치 편차를 측정하는 광센서부; 및 상기 광센서부에서 측정된 제어 위치 편차 신호를 수신받아, 상기 감속기로 제어 위치 보정 명령 신호를 생성하여 보정 제어를 구동하는 보정 DC 모터부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an indexing table comprising: an indexing table supporting and rotating a laminated core; A servo motor for driving the rotation of the indexing table; A speed reducer for controlling a rotation speed between the indexing table and the servo motor through a gear connection; A motor driver for controlling driving of the servo motor; A photosensor installed below the indexing table and measuring a control position deviation by backlash of the indexing table; And a correction DC motor unit receiving the control position deviation signal measured by the optical sensor unit and generating a control position correction command signal with the speed reducer to drive the correction control.

여기서, 상기 광센서부는, 레이저 광을 조사하는 레이저 장치와; 상기 인덱싱 테이블 저면에 중심으로 일정 거리의 반경을 갖는 둘레에 동일한 간격으로 부착되어, 상기 조사되는 레이저 광을 반사시키는 다수의 인덱싱 테이블 마커와; 상기 인덱싱 테이블 마커에서 반사되는 레이저 광을 센싱하는 광센서를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 광센서는 4분할 광다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the optical sensor unit includes a laser device for irradiating a laser beam; A plurality of indexing table markers attached to the bottom surface of the indexing table at equal intervals around a circumference having a radius centered on the indexing table and reflecting the irradiated laser light; And a photosensor for sensing laser light reflected from the indexing table markers, wherein the photosensor preferably includes a quadrant photodiode.

또한, 바람직하게는 상기 마커는, 상기 둘레에서 동일한 간격으로 적어도 2개 설치되고, 상기 각 마커의 광 반사율이 서로 다른 것일 수 있고, 상기 마커는, 상기 둘레에서 동일한 간격으로 3개 설치되고, 상기 각 마커는 적색(R), 녹색(G) 및 파란색(B) 반사 물질이 코팅된 것일 수 있다.Preferably, at least two of the markers are provided at the same interval around the periphery, and the light reflectance of each of the markers may be different from each other, and three markers are provided at the same interval on the perimeter, Each marker may be coated with red (R), green (G), and blue (B) reflective materials.

더하여, 상기 보정 DC 모터부는, 보정 모터 드라이버; 및 DC 모터를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 서보모터에 엔코더가 장착되어, 출력된 회전수 또는 회전각 신호를 상기 주 모터 드라이버로 피드백하는 것이 바람직하다.
In addition, the corrected DC motor unit may further include: a correction motor driver; And a DC motor. Preferably, the servo motor is equipped with an encoder, and the output rotation number or rotation angle signal is fed back to the main motor driver.

이와 같은 본 발명에 따른 적층 코어 회전 인덱싱 장치는 공정에서 서보모터를 사용하여 구동한 후, 회전 인덱싱 테이블에서 신호를 직접 검출하는 피드백 제어방법(폐쇄회로 방식)을 사용함으로써 감속기 및 회전 인덱싱 테이블에서 발생하는 기어 백 래쉬 등에 대한 제어 오차를 정밀하게 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 피드백하여 또 하나의 DC 모터를 통해 정밀하고 빠른 보정을 수행함으로써, 정밀한 제어가 가능한 듀얼 모터를 이용한 회전 인덱싱 장치를 제공할 수 있다.The laminated core rotary indexing device according to the present invention is driven by a servo motor in a process and then generated in a reducer and a rotary indexing table by using a feedback control method (closed circuit method) for directly detecting a signal on a rotary indexing table A rotation indexing device using a dual motor capable of precisely detecting a control error of a gear back lash or the like and performing precise and quick correction through another DC motor by feeding back the control error, .

또한, 분할 광센서를 사용하여 회전 인덱싱 테이블의 진동감지 및 프로세서의 안정성을 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라, 서보모터의 액티브(Active) 제어루프 성능을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to monitor the vibration of the rotary indexing table and the stability of the processor by using the split optical sensor, and to improve the active control loop performance of the servo motor.

도 1은 일반적인 라미나 부재가 적층되어 완성된 적층 코어를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 II-II선에 따른 단면도이고,
도 3은 종래의 서보모터를 이용한 회전 인덱싱 장치의 블록 구성도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모터를 사용한 회전 인덱싱 장치의 블록 구성을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모터를 사용한 회전 인덱싱 장치에서 광센서부를 통한 피드백 제어 구성 모식도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전 인덱싱 장치의 광센서부의 설치 구성을 나타낸 도면이고,
도 7은 4분할 광센서의 회로 구성 및 신호처리 모식도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 듀얼 모터를 사용한 회전 인덱싱 장치의 마커의 배열 구성의 예를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a laminated core in which general laminar members are laminated,
Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in Fig. 1,
3 is a block diagram of a conventional rotary indexing device using a servo motor,
4 is a block diagram of a rotation indexing apparatus using a dual motor according to an embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a schematic diagram of a feedback control configuration through an optical sensor unit in a rotation indexing apparatus using a dual motor according to an embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a view showing the installation structure of the optical sensor unit of the rotation indexing device according to the embodiment of the present invention,
7 is a circuit diagram and signal processing diagram of a quadrant optical sensor.
FIG. 8 is a view showing an example of arrangement of markers in a rotation indexing apparatus using a dual motor according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 통해 설명될 것이다. 그러나 본 발명은 여기에서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish it, will be described with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. The embodiments are provided so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention to those skilled in the art.

도면들에 있어서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소를 나타낸다.In the drawings, embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown and are exaggerated for clarity. Also, the same reference numerals denote the same components throughout the specification.

본 명세서에서 "및/또는"이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "포함한다" 또는 "포함하는"으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 소자 및 장치의 존재 또는 추가를 의미한다.
The expression "and / or" is used herein to mean including at least one of the elements listed before and after. Also, singular forms include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, components, steps, operations and elements referred to in the specification as " comprises "or" comprising " refer to the presence or addition of one or more other components, steps, operations, elements, and / or devices.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모터를 사용한 회전 인덱싱 장치의 블록 구성을 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 회전 인덱싱 장치는, 적층 코어(C)를 받치고, 회동하는 인덱싱 테이블(10); 상기 인덱싱 테이블의 회동을 구동하는 서보모터(30); 상기 인덱싱 테이블 및 서보모터 사이에서 기어 연결을 통해 회동 속도를 제어하는 감속기(20); 상기 서보모터(30)의 구동을 제어하는 모터 드라이버(40); 상기 인덱싱 테이블(10) 하부에 설치하여, 상기 인덱싱 테이블(10)의 백레쉬(backlash)에 의한 제어 위치 편차를 측정하는 광센서부(50); 상기 광센서부(50)에서 측정된 제어 위치 편차 신호를 수신받아, 상기 감속기로 제어 위치 보정 명령 신호를 생성하여 보정 제어를 구동하는 보정 DC 모터부(60)를 포함하여 구성된다.4 is a block diagram of a rotation indexing apparatus using a dual motor according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 4, the rotation indexing device according to the embodiment of the present invention includes: an indexing table 10 that supports and rotates a laminated core (C); A servo motor (30) for driving the rotation of the indexing table; A speed reducer (20) for controlling the rotation speed between the indexing table and the servo motor through a gear connection; A motor driver (40) for controlling the driving of the servo motor (30); An optical sensor unit 50 provided below the indexing table 10 to measure a control position deviation by a backlash of the indexing table 10; And a correction DC motor unit 60 receiving the control position deviation signal measured by the optical sensor unit 50 and generating a control position correction command signal with the speed reducer to drive the correction control.

이처럼 본 발명의 실시예는, 종래의 엔코더(35)에 의해 서보모터(30)의 회전비를 산출하여 모터 드라이버(40)를 통해 다시 서버 모터로 피드백하여 회전 인덱싱 테이블(10)의 구동을 제어하는 종래의 간접적 제어 시스템과 달리, 감속기(20)의 기어 연결에서 발생하는 백래쉬 등의 제어 위치 편차를 직접적으로 검출하고 이를 보정하기 위해, 인덱싱 테이블(10) 하부에 인덱싱 테이블(10)의 회전 및 그 위치를 정확히 검출할 수 있는 광센서부(50)를 설치하고, 광센서부(50)에서 검출한 신호를 보정 제어를 위한 보정 DC 모터부(60)로 피드백하여 보정 DC 모터부(60)에서 감속기를 통해 회전 인덱싱 테이블(10)의 위치 보정을 수행하도록 하여, 인덱싱 테이블(10)의 회전 구동을 정밀하고 빠르게 제어할 수 있는 듀얼 모터를 이용하 회전 인덱싱 장치를 제안한다. As described above, in the embodiment of the present invention, the rotation ratio of the servo motor 30 is calculated by the conventional encoder 35, and the rotation of the rotary indexing table 10 is controlled by feeding back the servo motor 30 through the motor driver 40 to the server motor Unlike the conventional indirect control system, the rotation of the indexing table 10 and the rotation of the indexing table 10 are provided below the indexing table 10 in order to directly detect and correct the control position deviation such as backlash which occurs in the gear connection of the speed reducer 20, The optical sensor unit 50 capable of accurately detecting the position can be provided and the signal detected by the optical sensor unit 50 can be fed back to the correcting DC motor unit 60 for correcting control and outputted to the correcting DC motor unit 60 A rotary indexing device using a dual motor capable of precisely and rapidly controlling the rotation of the indexing table 10 by performing position correction of the rotary indexing table 10 through a speed reducer.

즉, 회전 인덱싱의 회전 구동은 서보모터에서 구동하고, 테이블 하부에 설치된 광센서부(50)를 통해 제어 구동을 하는 경우의 테이블의 위치 변화에 따른 백래쉬 양을 검출하여 보정 DC 모터부(60)로 피드백하여 보정제어를 함으로써, 정밀한 구동 제어가 가능할 뿐만 아니라, 제어 편차가 발생할 때 용이하게 보정할 수 있는 회전 인덱싱 장치를 제공하게 된다.That is, the rotary drive of the rotary indexing is driven by the servomotor, detects the backlash amount according to the positional change of the table when the control drive is performed through the optical sensor unit 50 provided at the lower portion of the table, The present invention provides a rotation indexing device capable of precise drive control and correcting easily when a control deviation occurs.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모터를 사용한 회전 인덱싱 장치는 인덱싱 테이블(10) 상부에 놓여진 적층 코어(C)를, 인덱싱 테이블(10)을 회전하면서 프레스(P)로 스템핑 공정하는 장치로서, 인덱싱 테이블(10)의 중심축을 감속기(20)와 서보모터(30)를 연결하여 회전 구동을 제어하게 되는데, 모터 드라이버(40)의 지령에 의해 인덱싱 테이블(10)을 특정 각도와 속도록 회동시키고, 인덱싱 테이블(10) 하부에 설치된 광센서부(50)에 의해 인덱싱 테이블(10)의 회전각 또는 회전거리를 정밀하게 측정하고, 측정된 신호를 보정 모터 드라이버(63)로 피드백하게 되면, 보정 모터 드라이버(63)에서 주 모터 드라이버의 지령신호에 따른 인덱싱 테이블(10)의 회전 공차 등의 백래쉬(backlash) 양을 산출하여, 공차 보정 명령 신호를 보정 DC 모터(65)로 전달하여 보정함으로써, 공정의 정밀성을 높일 수 있게 된다. 4, a rotation indexing apparatus using a dual motor according to the embodiment of the present invention includes a laminated core C placed on an indexing table 10, The rotation driving is controlled by connecting the decelerator 20 and the servo motor 30 to the center axis of the indexing table 10. The indexing table 10 is rotated by the motor driver 40 The rotation angle or the rotation distance of the indexing table 10 is precisely measured by the optical sensor unit 50 provided under the indexing table 10 and the measured signal is supplied to the correction motor driver 63 The correction motor driver 63 calculates the amount of backlash such as the rotation tolerance of the indexing table 10 according to the command signal of the main motor driver and outputs a tolerance correction command signal to the correction DC motor 65 ) To me By correction, it is possible to improve the precision of the process.

본 발명의 실시예에서 보정 DC 모터(65)를 사용하는 것은, 서보모터(30)는 관성이 크지만, DC 모터는 관성이 작고 아날로그 제어방식으로 응답성이 빠르기 때문이다. 즉, 서보모터(30)로 위치를 정밀보정 하기 위해서는 실제 구동력을 훨씬 상회하는 모터 장착이 필요하기 때문에, 본 발명의 실시예에서 보정 DC 모터(65)를 사용함으로써, 서보모터(30) 용량 감소 및 빠른 응답성을 통한 정밀제어가 가능하게 된다.
The use of the corrected DC motor 65 in the embodiment of the present invention is because the inertia of the servo motor 30 is large but the inertia of the DC motor is small and the responsiveness is fast in the analog control method. That is, in order to precisely correct the position of the servomotor 30, it is necessary to mount the motor much higher than the actual driving force. Therefore, by using the corrected DC motor 65 in the embodiment of the present invention, And precise control through quick response becomes possible.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 모터를 사용한 회전 인덱싱 장치에서 광센서부(50)를 통한 피드백 제어 구성 모식도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전 인덱싱 장치의 광센서부(50)의 설치 구성을 나타낸 도면이고, 도 7은 4분할 광센서(55)의 회로 구성 및 신호처리 모식도이다. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a feedback control configuration through the optical sensor unit 50 in a rotation indexing apparatus using a dual motor according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 50, and Fig. 7 is a circuit diagram and signal processing diagram of the quadrant optical sensor 55. As shown in Fig.

도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 핵심적 특징은 종래의 엔코더(35)에 의한 간접적 피드백 제어가 아니라, 인덱싱 테이블(10)의 회전각 또는 회전거리를 정확히 검출하여 보정 모터 드라이버(63)로 피드백하고, 백래쉬에 의한 공차등을 보정 DC 모터(65)를 통해 보정하여 정밀한 인덱싱 공정 제어시스템을 제공하게 된다. 여기서, 광센서부(50)는 레이저 장치(51), 인덱싱 테이블(10) 마커(53) 및 4분할 광센서(55)로 구성된다.5, a key feature of the present invention is to accurately detect the rotation angle or the rotation distance of the indexing table 10, not to indirect feedback control by the conventional encoder 35, and to feedback to the correction motor driver 63 And the backlash tolerance is corrected through the correcting DC motor 65 to provide a precise indexing process control system. Here, the optical sensor unit 50 is composed of a laser device 51, an indexing table 10 marker 53 and a quadrant optical sensor 55.

도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 인덱싱 테이블(10) 하부에 광센서부(50)가 설치되는데, 광센서부(50)는 레이저 장치(51)와, 인덱싱 테이블(10) 하부면에 중심에서 일정 거리의 반경을 갖는 둘레에 동일한 간격으로 다수 부착된 인덱싱 테이블(10) 마커(53) 방향으로 레이저 광을 조사하고, 조사된 레이저 광이 상기 마커(53)에서 반사되어 수광 센서인 4분할 광센서(55)를 통해 전기 신호로 변환하여 보정 모터 드라이버(63)로 피드백하게 된다.5 and 6, the optical sensor unit 50 is provided below the indexing table 10, and the optical sensor unit 50 includes a laser device 51, A laser light is radiated in the direction of the markers 53 of the indexing table 10, which are attached at a plurality of equidistant intervals around the radius of the indexing table 10, and the irradiated laser light is reflected by the markers 53, It is converted into an electric signal through the optical sensor 55 and fed back to the correction motor driver 63.

여기서 4분할 광센서(55)는 4개의 광 다이오드가 분할되어 있어서 상기 마커(53)에서 반사된 레이저 광의 위치에 따라 신호의 강약이 달라지게 되어, 초기 인덱싱 테이블(10) 마커(53)의 백래쉬에 의하여 위치가 변경된 경우, 위치 변경에 따른 공차 등을 정확히 검출할 수 있게 된다. (도 7 참조)In this case, the quadrant optical sensor 55 is divided into four photodiodes, so that the strength of the signal varies depending on the position of the laser beam reflected by the marker 53, so that the backlight of the initial indexing table marker 53 It is possible to accurately detect the tolerance or the like due to the position change. (See Fig. 7)

즉, 인덱싱 테이블(10)을 특정한 각도로 회동시키거나 그 반대 방향으로 회동시키면 초기에 측정된 인덱싱 테이블(10)의 위치가 백래쉬 등에 의해 미세하게 변하게 되는데, 이와 같은 변화된 위치 신호를 검출하여, 보정 모터 드라이버(63)로 피드백하면, 보정 모터 드라이버(63)에서 공차를 정확히 산출하여 보정 명령 신호를 보정 DC 모터(65)로 보내어 보정함으로써, 정밀하고 빠른 적층 코어(C)등의 회전 인덱싱 공정을 수행할 수 있게 된다.
That is, when the indexing table 10 is rotated at a specific angle or in the opposite direction, the position of the indexing table 10 initially measured is slightly changed due to backlash or the like. Such a changed position signal is detected, The correction motor driver 63 accurately calculates the tolerance and sends the correction command signal to the correcting DC motor 65 to correct the rotational indexing process of the laminated core C and the like .

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 듀얼 모터를 사용한 회전 인덱싱 장치의 마커(53)의 배열 구성의 예를 나타낸 도면이다. 도 8의 (a)는 중심에서 일정 거리의 반경을 갖는 둘레에 서로 다른 광 반사율을 갖는 물질로 코팅된 마커(53)가 배열된 예이고, 도 8의 (b) 중심에서 일정 거리의 반경을 갖는 둘레에 적색, 녹색 및 파란색 반사물질이 코팅된 마커(53)가 3등분 되어 배열된 예이다.8 is a view showing an example of the arrangement of the markers 53 of the rotary indexing apparatus using the dual motor according to another embodiment of the present invention. 8A shows an example in which markers 53 coated with a material having a different light reflectance are arranged around a radius having a certain distance from the center, and FIG. 8B shows a radius of a certain distance from the center of FIG. 8B And the markers 53 coated with red, green and blue reflective materials are arranged in three halves.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 서로 다른 반사율을 갖는 마커(53)를 동일한 반경에 등 간격으로 배열된 구조를 제안하는데, 이는 인덱싱 테이블(10)의 각 위치를 명확히 구분함으로써, 각 마커(53)에서 반사된 신호가 서로 다른 크기의 전기 신호로 측정됨으로써, 인덱싱 테이블(10)의 특정 위치의 공차 등의 위치 변화량을 정확하고 빠르게 검출할 수 있기 때문이다.As described above, the embodiment of the present invention proposes a structure in which markers 53 having different reflectances are arranged at equal intervals in the same radius, which clearly distinguishes each position of the indexing table 10, Is measured with electric signals of different sizes, it is possible to accurately and quickly detect a positional change amount such as a tolerance of a specific position of the indexing table 10.

인덱싱 테이블(10)에 회전 구동에 따른 미세한 위치 변화는 기어 연결에서 나오는 백래쉬에 의한 것뿐만 아니라, 진동에 따른 중심 축의 기울어짐 등 다양한 원인에 의해 발생할 수 있다. 그러므로, 단순히 회전 이동 거리의 편차를 측정하기 위해 종래의 엔코더(35)에 의한 회전비 검출에 의한 피드백은 편차 발생의 위치나 그 공차를 정확하게 검출할 수 없지만, 도 8에 나타낸 예와 같이, 중심에서 일정한 반경을 갖는 둘레에 동일한 간격으로 마커(53)를 다수게 배치하여, 각 마커(53)에서 반사된 레이저 광 신호를 구분하고, 각 신호의 변위를 산출하여 피드백함으로써, 인덱싱 테이블(10)의 공차를 정확히 산출하고, 보정 DC 모터부(60)로 피드백하여 보정할 수 있게 된다.The fine positional change of the indexing table 10 due to the rotation driving can be caused by various causes such as a backlash from the gear connection as well as a tilting of the central axis due to vibration. Therefore, in order to simply measure the deviation of the rotational movement distance, the feedback by the rotation rate detection by the conventional encoder 35 can not accurately detect the position and the tolerance of the deviation occurrence, but as in the example shown in Fig. 8, A plurality of markers 53 are arranged at regular intervals around the circumference having a constant radius to divide the laser light signals reflected by the respective markers 53 and calculate the displacements of the respective signals and feed back the signals, The tolerance can be accurately calculated, and the correction can be made by feeding back to the corrected DC motor unit 60. [

도 8의 (a) 중심에서 특정 거리의 반경을 갖는 둘레에 동일한 간격으로 배치된 것으로, 각 마커(53)가 서로 다른 반사율을 갖는 물질로 코팅된 것을 사용함으로써, 각 마커(53)에서 반사된 레이저 광이 신호의 세기가 4 분할 센서에서 각각 다르게 검출되기 때문에, 마커(53)의 위치를 명확히 구분하게 됨으로써, 신호에 따른 각 위치의 변위량 산출이 가능하고, 보다 빠르게 인덱싱 테이블(10)의 회전 공차를 산출할 수 있게 된다.8 (a), the markers 53 are coated with a material having a different reflectance, and the markers 53 are arranged at equal intervals around a radius having a specific distance from the center, Since the intensity of the laser beam is detected differently in the four-divided sensor, the position of the marker 53 is clearly distinguished, so that it is possible to calculate the amount of displacement at each position according to the signal, The tolerance can be calculated.

또한 도 8의 (b)와 같이, 중심에서 일정한 반경을 갖는 둘레에 등 간격으로 3등분하여 배치된 마커(53)가 적색(R), 녹색(G) 및 파란색(B) 반사 물질로 코팅된 것으로, 각 마커(53)에서 나오는 레이저 광선의 파장이 서로 다르게 되어, 각각의 마커(53) 위치를 명확히 구분하게 됨으로써, 신호에 따른 각 위치의 변위량 산출이 가능하고, 보다 빠르게 인덱싱 테이블(10)의 회전 공차를 산출할 수 있다.8 (b), a marker 53, which is equally divided into three equal parts around a circumference having a predetermined radius, is coated with red (R), green (G) and blue (B) As the wavelengths of the laser beams emitted from the respective markers 53 are different from each other and the positions of the respective markers 53 are clearly distinguished from each other, it is possible to calculate the amount of displacement at each position according to the signal, Can be calculated.

이와 같은 마커(53)의 위치를 반사광의 세기 또는 파장에 변화를 주어 구분하게 함으로써, 각 마커(53)의 반사광에 신호를 구분하고, 각 위치에서의 위치 편차를 산출하고, 이에 따라 평면상의 회전 편차뿐만 아니라, 중심축의 기울어짐에 의해 발생할 수 있는 2차원적인 위치 편차를 산출할 수 있게 되어, 보다 정밀한 위치 편차 또는 공차를 빠르게 산출하고 보정 DC 모터부(60)로 피드백시켜 보정하게 함으로써, 정밀하고 빠른 공정 제어 시스템을 제공할 수 있게 된다.
By distinguishing the positions of the markers 53 by changing the intensity or wavelength of the reflected light, signals are distinguished from the reflected light of the markers 53, and the positional deviation at each position is calculated, It is possible to calculate not only the deviation but also the two-dimensional positional deviation that can be caused by the inclination of the central axis, so that more precise positional deviation or tolerance can be quickly calculated and fed back to the corrected DC motor unit 60, And provide a fast process control system.

이처럼 본 발명은 적층 코어(C) 회전 인덱싱 공정에서 주 서보모터(30)를 사용하여 구동한 후, 회전 인덱싱 테이블(10)에서 신호를 직접 검출하는 피드백 제어방법(폐쇄회로 방식)을 사용함으로써 감속기(20) 및 회전 인덱싱 테이블(10)에서 발생하는 기어 백래쉬 등에 대한 제어 오차를 산출하여 보정 DC 모터부(60)를 통해 보정함으로써 정밀하고 빠른 제어가 가능하다.As described above, the present invention uses the feedback control method (closed circuit method) for directly detecting signals in the rotary indexing table 10 after driving the main servo motor 30 in the rotary indexing process of the laminated core (C) The control error of gear backlash and the like generated in the rotary indexing table 20 and the rotary indexing table 10 is calculated and corrected through the correction DC motor unit 60 so that precise and quick control is possible.

또한, 분할 광센서를 사용하여 회전 인덱싱 테이블(10)의 진동감지 및 프로세서의 안정성을 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라, 서보모터(30)의 액티브(Active) 제어루프 성능을 향상시킬 수 있는 회전 인덱싱 장치를 제공한다.
It is also possible to monitor the vibration of the rotary indexing table 10 and the stability of the processor by using the split optical sensor and to improve the active control loop performance of the servo motor 30. [ Lt; / RTI >

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
While the invention has been shown and described with respect to the specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone with it will know easily.

10: 인덱싱 테이블, 20, 감속기, 30: 서보모터,
40: 모터 드라이버, 35: 엔코더, 50: 광 센서부
51: 레이저 장치, 53: 마커, 55: 광센서
60: 보정 DC 모터부, 63: 보정 모터 드라이버, 65: 보정 DC 모터10: indexing table, 20, speed reducer, 30: servo motor,
40: motor driver, 35: encoder, 50: optical sensor unit
51: laser device, 53: marker, 55: light sensor
60: a correction DC motor unit, 63: a correction motor driver, 65: a correction DC motor

Claims

An indexing table supporting and rotating the laminated core;
A servo motor for driving the rotation of the indexing table;
A speed reducer for controlling a rotation speed between the indexing table and the servo motor through a gear connection;
A motor driver for controlling driving of the servo motor;
A photosensor installed below the indexing table and measuring a control position deviation by backlash of the indexing table; And
And a correction DC motor unit receiving the control position deviation signal measured by the optical sensor unit and generating a control position correction command signal by the speed reducer to drive a correction control.

The method according to claim 1,
The optical sensor unit includes:
A laser device for irradiating laser light;
A plurality of indexing table markers attached to the bottom surface of the indexing table at equal intervals around a circumference having a radius centered on the indexing table and reflecting the irradiated laser light;
And an optical sensor for sensing the laser light reflected from the indexing table markers.

3. The method of claim 2,
Wherein the optical sensor includes a quadrant photodiode.

The method of claim 3,
The marker
At least two of them are provided at the same interval around the circumference,
And the light reflectance of each of the markers is different.

The method of claim 3,
The marker
Three of them are installed at the same intervals around the circumference,
Wherein each of the markers is coated with red (R), green (G), and blue (B) reflective materials.

The method according to claim 4 or 5,
The correction DC motor unit includes:
Compensation motor driver; And
And a DC motor.

The method according to claim 6,
Wherein the servo motor is equipped with an encoder, and the output rotation number or rotation angle signal is fed back to the main motor driver.