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KR100208734B1 - 유/공압식 기계장비의 충격방지장치 및 방법 - Google Patents

유/공압식 기계장비의 충격방지장치 및 방법 Download PDF

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Publication number
KR100208734B1
KR100208734B1 KR1019940006729A KR19940006729A KR100208734B1 KR 100208734 B1 KR100208734 B1 KR 100208734B1 KR 1019940006729 A KR1019940006729 A KR 1019940006729A KR 19940006729 A KR19940006729 A KR 19940006729A KR 100208734 B1 KR100208734 B1 KR 100208734B1
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KR
South Korea
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operation command
satisfied
signal
hydraulic
Prior art date
Application number
KR1019940006729A
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Inventor
송명훈
Original Assignee
토니헬샴
볼보건설기계코리아주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to US08/326,329 priority patent/US5510987A/en
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Priority to DE4440310A priority patent/DE4440310C2/de
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Abstract

본 발명은 유/공압식 로봇, 굴삭기, 로더, 도우저 및 크레인 등의 건설장비와 같이, 유공압실린더 및 모터를 액츄에이터로 사용하는 유/공압식 기계장비의 충격방지장치 및 그 방법에 관한 것이다. 종래의 유/공압식 기계장비는 급격한 유로개폐등으로 인해 유/공압 액츄에이터에 충격과 진동이 발생하고, 이로 인해 장비의 내구성과 수명이 저하됨은 물론 운전자의 작업성을 크게 저하시키는 문제점이 있었다. 본 발명은 조작부로부터의 계단파 형태의 원시 작동지령신호와, 액츄에이터내의 피스톤의 작동행정 변위데이터에 의거하여 이를 저주파필터링을 통해 완곡한 형태의 새로운 작동지령신호로 변환 출력함으로써 종래의 문제를 해결하였다.

Description

유/공압식 기계장비의 충격방지장치 및 방법
제1도는 본 발명에 따른 충격방지장치가 적용된 유압시스템의 전체적인 구성을 보인 개략도.
제2도는 원시의 액츄에이터작동지령신호와 이를 저주파필터링한 새로운 작동지령신호의 양태를 보여주는 도면.
제3도는 보다 안정된 충격방지동작을 수행하기 위한 작동지령신호의 양태를 보여주는 도면.
제4도는 본 발명에 따른 충격방지동작을 수행하는데 필요한 제1도의 마이크로컨트롤러의 프로그램 수행과정을 보여주는 흐름도.
제5도는 작동지령신호의 크기에 따른 충격방지구간의 변이를 보인 도면.
제6도는 본 발명에 따른 충격방지동작을 수행하는 데 필요한 제1도의 마이크로컨트롤러의 또 다른 프로그램 수행과정을 보여주는 흐름도.
본 발명은 유/공압식 로봇, 굴삭기, 로더, 도우저 및 크레인 등의 건설장비와 같이, 유공압실린더 및 모터를 액츄에이터(actuator)로 사용하는 유/공압식 기계장비의 충격방지장치 및 그 방법에 관한 것이다.
각종 산업현장에서 사용되는 작업용 로봇 등을 비롯하여 건설현장에서 사용되는 굴삭기, 로더, 도우저 및 크레인 등과 같은 대형의 건설중장비들은 일반적으로 유/공압에 의해 기계적 또는 물리적인 작업을 수행하는 장비들이다. 이러한 장비들은 유/공압 액츄에이터의 급격한 스타트(start) 및 스톱(stop)시에 유로(oil path)의 급격한 개방과 차단으로 인해 상당한 충격력이 발생되었다. 그리고, 이러한 충격력은 장비의 내구성과 수명을 총체적으로 저하시키는 원인이 되었다.
또한, 이와 같은 충격력은 동체에 전달되어 심한 진동을 유발하고, 이로 인해 운전자의 작업성을 크게 저하시키는 문제점이 있었다.
이와 같은 충격을 방지하거나 완화하기 위하여 제시된 종래의 방식으로는, 무충격밸브(shockless valve)를 설치하거나 유/공압 회로 중에 오리피스(orifice) 등을 설치한 것들이 알려져 있지만, 이로 인한 효과는 극히 미미한 것으로 인식되었고, 그 설계 및 조정 또한 매우 어려웠다.
또한, 액츄에이터(예를 들면, 유압실린더)의 피스톤 작동행정의 끝단부에서 발생하는 충격을 방지하게 위해 액츄에이터내에 기계적인 완충장치(예를 들면, 유압실린더의 피스톤에 설치되는 큐션장치)를 설치하여 사용하기도 하였지만, 이는 기계적 가공의 정밀성이 요구되며 작동시 마찰이나 쿠션장치 자체의 충격에 의한 손상 및 파손이 유발되는 등 많은 결점을 갖고 있었다.
따라서, 유/공압 기계장비에서의 충격을 방지하기 위해서, 보다 효과적이고 근본적인 해결책의 필요성이 심각히 대두되어 왔다.
따라서 본 발명의 목적은 유/공압식 기계장비에 있어서 급격한 유로개폐로 인한 충격과 유/공압 액츄에이터의 피스톤 작동행정 끝단부에서의 충격을 방지하여 장비의 내구성과 수명을 향상하고 작업자의 안정된 운전환경을 보장할 수 있는 유/공압식 기계장비의 충격방지장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 유/공압식 기계장비에 있어서 종래에 비해 보다 효과적으로 충격방지기능을 수행하는 방법을 제공함에 있다.
전술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 태양에 의하면, 유/공압에 의해 소정의 기계적 및 물리적 작업을 수행하는 유/공압 액츄에이터와, 상기 유/공압 액츄에이터로의 유량/공기량을 조절하는 밸브를 구비한 유/공압식 기계장비의 충격방지장치에 있어서, 원시의 작동지령신호와 상기 유/공압 액츄에이터내의 피스톤의 변위에 관한 데이터를 입력하여 저주파필터링된 작동지령신호를 발생하고 상기 저주파필터링된 작동지령신호에 의해 상기 밸브를 제어하는 수단을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 유/공압 기계장비의 충격방지장치가 제공된다.
전술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 한 태양에 의하면, 전자 제어부에 의해 유량/공기량 조절 밸브의 작동을 제어하여 급격한 관로 개폐로 인한 유/공압 액츄에이터의 충격과 상기 유/공압 액츄에이터의 피스톤 작동행정 끝단부에서의 충격을 방지하는 유/공압 기계장비의 충격방지방법에 있어서, 상기 제어부에 상기 유/공압 액츄에이터의 상기 피스톤의 작동행정 변위데이터를 입력하는 제1단계와, 상기 제어부에 조작부로부터의 원시 작업지령신호를 입력하는 제2단계와, 상기 변위데이터와 상기 원시 작업지령신호에 의거하여 저주파필터링된 새로운 작업지령신호를 발생하여 이를 출력하는 제3단계와, 상기 제1단계로 복귀하는 제4단계를 포함하는 유/공압 기계장비의 충격방지방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 전술한 제2단계와 제3단계의 사이에 상기 원시 작업지령신호를 파라미터로 하여 소정의 함수연산을 통해 상기 유/공압 액츄에이터의 충격방지구간을 설정하는 단계가 포함된다.
이하, 첨부도면에 의거, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
본 실시예는 설명의 편의를 위해, 유압식 기계장비를 일예로 들어 설명하지만, 공압식 기계장비의 경우는 당업계의 전문가라면 별도의 설명이 없이도 이해되어질 수 있을 것이며, 후술될 유압식 기계장비에 있어서의 각 구성요소들은 공압식 기계장비에서의 동일한 기능을 수행하는 등가의 구성요소들로 용이하게 치환될 수 있을 것이다.
제1도는 본 발명에 따른 충격방지장치가 적용된 유압시스템의 전체적인 구성을 나타낸다.
제1도를 참조하면, 엔진(10)에 의해 구동되는 가변용량형 유압펌프(20a), (20b)에 의해 오일탱크(1)로부터 유압실린더(60a), (60b)의 작동에 필요한 유량이 공급된다. 유압펌프(20a), (20b)와 유압실린더(60a), (60b) 사이의 유로에는 마이크로컨트롤러(40)에 의해 제어되는 전자비례형 유량조절밸브(50a), (50b)가 설치되어 있다. 마이크로컨트롤러(40)는 작업조건에 따른 제어프로그램이 내장된 마이크로컴퓨터를 내장하고 있으며, 조작레버(31a), (32b)가 설치된 입력기(31), (32)에 의해 입력된 작동지령신호와 변위검출기(70a), (70b)에 의해 검출된 피스톤(62a), (62b)의 위치에 관한 데이터를 연산처리하여 유량조절밸브(50a), (50b)의 상태를 제어한다.
마이크로컴퓨터에 내장된 제어프로그램의 실행과정에 관하여는 후술될 것이다.
각 유량조절밸브(50a), (50b)는 전술한 마이크로컨트롤러(40)의 제어에 따른 스풀(51a), (51b) 이동에 의해, 각 유압실린더(60a), (60b)의 라지챔버(63a), (63b) 및 스몰챔버(64a), (64b)로 통하는 유로를 절환접속하여, 각 유압실린더(60a), (60b)의 피스톤(62a), (62b)을 복동시키게 된다. 제1도에서는 전자비례 유량조절밸브 및 유압실린더 등이 두 개씩만 도시되었으나, 실제의 장치에 있어서는 그 이상의 갯수가 될 수도 있다.
한편, 본 발명에서는, 입력기(31), (32)를 통하여 마이크로컨트롤러(40)로 입력되는 작동지령신호가 계단파형태로 입력되는 경우, 유량조절밸브(50a), (50b)가 급격하게 구동되어 충격이 발생되는 것을 방지하기 위하여, 입력기(31), (32) 또는 마이크로컨트롤러(40)의 내부, 입력기(31), (32)와 마이크로컨트롤러(40)의 사이 중, 적어도 어느 하나의 위치에 전술한 계단파 형태의 작동지령신호를 완곡한(smooth) 파형의 작동지령신호로 변환시키는 수단이 구비되어 있다.
본 실시예에서는 이러한 수단으로서, 저주파통과필터가 이용된다.
제2도를 참조하면, 계단파 형태의 원시 작동지령신호 Vm를 저주파통과필터를 통과시킴으로써, 계단파 형태의 에지(edge) 부분이 완곡하게 처리된 새로운 작동지령신호 Vf를 얻을 수 있다.
따라서, 원시 작동지령신호 Vm이 급격하게 천이된다 하더라도, 이를 저주파통과필터를 통과시킴으로써 변환된 완곡한 파형의 새로운 작동지령신호에 의해 전술한 전자비례 유량조절밸브(50a), (50b)를 제어하게 되면, 유압실린더(60a), (60b)로의 유로는 급격하게 개폐되지 않으므로 유압실린더의 충격 및 장비 장비전체에 전달되는 충격이 방지될 수 있다.
한편, 제3도를 참조하면, 유압실린더내에서 피스톤행정의 끝단부근의 충격방지 개시위치에서 충격방지가 시작되는 시간 t0에서, 피스톤이 행정 끝단방향으로 계속 진행되도록 원시 작동지령신호 Vm가 입력되더라도, 제1도의 마이크로컨트롤러(40)에 내장된 후술될 프로그램에 의하여, 충격방지를 위한 신호 Vc를 다시 저주파필터링시키게 되면 보다 완곡한 새로운 작동지령신호 Vf가 얻어질 수 있다.
여기서, 충격방지를 위한 신호 Vc의 입력은 원시 작동지령신호 Vm의 최소치와 동일하다. 즉, 피스톤 행정의 끝단에서 원시 작동지령신호 Vm이 기계적 충격을 일으킬 수 있는 크기 및 방향을 갖더라도, 이를 보다 완곡한 파형의 새로운 작동지령신호 Vf로 변환시킴으로써 충격을 방지할 수 있다.
충격방지 시작 시점의 위치는 유압실린더의 작동지령신호의 최대치 또는 임의치 중 어느 하나에서 최소치로의 계단파 입력에 대하여 저주파필터링된 새로운 작동지령신호를 입력하였을 때 실제 유압실린더가 초기 최대 또는 임의 중 어느 하나의 작동지령신호에 대응하는 최대 또는 임의의 속도치 중 어느 하나에서 최소 작동지령신호에 대응하는 최소속도를 가질 때까지 유압실린더가 진행하는 고정된 절대 변위치로 설정된다.
한편, 전술한 저주파통과필터에 대한 바람직한 일실시예로서, 마이크로컨트롤러(40)내에 내장된 마이크로컴퓨터에 의해 저주파통과필터의 효과를 갖는 알고리즘이 수행되도록 함으로써 실현될 수 있다.
제4도는 이러한 저주파통과필터의 알고리즘을 실현하는 마이크로컴퓨터의 프로그램 흐름을 나타낸다.
먼저, 스텝-1에서는, 제1도의 변위검출기(70a, 70b)로부터 변위데이터를 입력받고 소정의 연산을 통해 유압실린더의 피스톤 행정거리를 산출한다.
스텝-2에서는, 피스톤이 팽창방향의 충격방지구간내에 위치하고 현재 팽창방향으로의 작동지령신호가 있으며 이전 샘플의 작동지령신호가 현재 샘플의 작동지령신호와 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-3에서는, 스텝-2의 조건이 만족되는 경우, 현재 피스톤의 행정거리가 최대인가를 판별한다.
스텝-4에서는, 스텝-3의 조건이 만족되는 경우, 팽창측의 최소 작동지령신호를 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-5에서는, 스텝-3의 조건이 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤이 팽창방향의 충격방지구간내에 위치하고 현재 팽창방향으로의 작동지령신호가 인가되고 있으며 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있고 피스톤이 팽창방향의 행정끝단에 도달하지 않은 경우, 충격방지신호를 발생하고 최소 작동지령신호를 입력으로 하는 저주파통과필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-6에서는, 피스톤이 수축방향의 충격방지구간내에 위치하고 현재 수축방향으로의 작동지령신호가 있으며 이전 샘플의 작동지령신호가 현재 샘플의 작동지령신호와 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-7에서는, 스텝-6의 조건이 만족되는 경우, 현재 피스톤의 행정거리가 최대인가를 판별한다.
스텝-8에서는, 스텝-7의 조건이 만족되는 경우, 수축측의 최소 작동지령신호를 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-9에서는, 스텝-7의 조건이 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤이 수축방향의 충격방지구간내에 위치하고 현재 수축방향으로의 작동지령신호가 인가되고 있으며 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있고 피스톤이 수축방향의 행정끝단에 도달하지 않은 경우, 충격방지신호를 발생하고 최소 작동지령신호를 입력으로 하는 저주파통과필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-10에서는, 스텝-2와 스텝-6의 조건이 모두 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤이 충격방지구간내에 위치하지 않거나 팽창측 충격방지구간내에서 수축측방향으로의 작동지령신호가 있는 경우 혹은 수축측충격방지구간에서 팽창측방향으로의 작동지령신호가 있는 경우, 팽창방향으로 작동지령신호가 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-11에서는, 스텝-10의 조건이 만족되면, 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-12에서는, 스텝-11의 조건이 만족되면, 무충격신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-13에서는, 스텝-11의 조건이 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤 작동방향의 반전을 의도하는 작동지령신호가 인가된 경우, 리세트신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링된 신호를 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-14에서는, 스텝-10의 조건이 만족되지 않으면, 수축방향으로 작동지령신호가 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-15에서는, 스텝-14의 조건이 만족되면, 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-16에서는, 스텝-15의 조건이 만족되면, 무충격신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-17에서는, 스텝-15의 조건이 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤 작동방향의 반전을 의도하는 작동지령신호가 인가된 경우, 리세트신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링된 신호를 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-18에서는, 스텝-2, 스텝-6, 스텝-10 및 스텝-14의 모든 조건이 만족되지 않은 경우, 예를들면 작동지령신호가 중립상태인 경우에 해당되며, 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-19에서는, 스텝-18의 조건이 만족되면, 무충격신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-20에서는, 스텝-18의 조건이 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤 작동방향의 반전을 의도하는 작동지령신호가 인가된 경우, 리세트신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링된 신호를 새로운 작동지령신호로 결정한다.
스텝-21에서는, 샘플링시간의 증가를 위하여 현재 샘플의 작동지령신호값을 이전 샘플의 작동지령신호값으로 치환시킨다.
스텝-22에서는, 저주파필터링된 작동지령신호값을 실제가능한 작동지령신호값의 최대치와 최소치이내에서 제한시킨다.
스텝-23에서는 다시 초기의 시작부분으로 진행하여 무한 루우프를 구성한다.
한편, 제6도에서는 전술한 저주파통과필터의 효과를 갖는 알고리즘의 또 다른 바람직한 일실시예를 나타낸다.
먼저, 스텝-1에서, 제1도의 입력기(30a), (30b)로부터 원시 작동지령신호를 입력받는다.
스텝-2에서는, 스텝-1에서 입력받은 원시 작동지령신호를 파라미터로하여 원시 작동지령신호와 충격방지구간과의 함수관계가 제4도에 도시한 그래프와 같이 되도록 소정의 함수연산을 통하여 충격방지구간 D을 설정한다.
스텝-3에서는, 제1도의 변위검출기(70a, 70b)로부터 액츄에이터의 변위데이터를 입력받아 소정의 연산을 통해 유압실린더의 피스톤 행정거리를 산출한다.
스텝-4에서는, 피스톤이 팽창방향의 충격방지구간내에 위치하고 현재 팽창방향으로의 작동지령신호가 있으며 이전 샘플의 작동지령신호가 현재 샘플의 작동지령신호와 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-5에서는, 스텝-4의 조건이 만족되면, 현재 피스톤의 행정거리가 최대인가를 판별한다.
스텝-6에서는, 스텝-5의 조건이 만족되면, 팽창측의 최소 작동지령신호를 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-7에서는, 스텝-5의 조건이 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤이 팽창방향의 충격방지구간내에 위치하고 현재 팽창방향으로의 작동지령신호가 인가되고 있으며 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있고 피스톤이 팽창방향의 행정끝단에 도달하지 않은 경우, 충격방지신호를 발생하고 최소 작동지령신호를 입력으로 하는 저주파통과필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-8에서는, 피스톤이 수축방향의 충격방지구간내에 위치하고 현재 수축방향으로의 작동지령신호가 있으며 이전 샘플의 작동지령신호가 현재 샘플의 작동지령신호와 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-9에서는, 스텝-8의 조건이 만족되면, 현재 피스톤의 행정거리가 최대인가를 판별한다.
스텝-10에서는, 스텝-9의 조건이 만족되면, 수축측의 최소 작동지령신호를 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-11에서는, 스텝-9의 조건이 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤이 수축방향의 충격방지구간내에 위치하고 현재 수축방향으로의 작동지령신호가 인가되고 있으며 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있고 피스톤이 수축방향의 행정끝단에 도달하지 않은 경우, 충격방지신호를 발생하고 최소 작동지령신호를 입력으로 하는 저주파통과필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-12에서는, 스텝-4와 스텝-8의 조건이 모두 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤이 충격방지구간내에 위치하지 않거나 팽창측 충격방지구간내에서 수축측방향으로의 작동지령신호가 있는 경우 혹은 수축측충격방지구간에서 팽창측방향으로의 작동지령신호가 있는 경우, 팽창방향으로 작동지령신호가 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-13에서는, 스텝-12의 조건이 만족되면, 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-14에서는, 스텝-13의 조건이 만족되면, 무충격신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-15에서는, 스텝-13의 조건이 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤 작동방향의 반전을 의도하는 작동지령신호가 인가된 경우, 리세트신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링된 신호를 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-16에서는, 스텝-12의 조건이 만족되지 않으면, 수축방향으로 작동지령신호가 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-17에서는, 스텝-16의 조건이 만족되면, 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-18에서는, 스텝-17의 조건이 만족되면, 무충격신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-19에서는, 스텝-17의 조건이 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤 작동방향의 반전을 의도하는 작동지령신호가 인가된 경우, 리세트신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링된 신호를 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-20에서는, 스텝-4, 스텝-8, 스텝-12 및 스텝-16의 모든 조건이 만족되지 않은 경우, 예를들면 작동지령신호가 중립상태인 경우에 해당되며, 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별한다.
스텝-21에서는, 스텝-20의 조건이 만족되면, 무충격신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정한 다음 스텝-a로 진행한다.
스텝-22에서는, 스텝-20의 조건이 만족되지 않은 경우, 즉 피스톤 작동방향의 반전을 의도하는 작동지령신호가 인가된 경우, 리세트신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파통과필터링된 신호를 새로운 작동지령신호로 결정한다.
스텝-23에서는, 샘플링시간의 증가를 위하여 현재 샘플의 작동지령신호값을 이전 샘플의 작동지령신호값으로 치환시킨다.
스텝-24에서는, 저주파필터링된 작동지령신호값을 실제가능한 작동지령신호값의 최대치와 최소치이내에서 제한시킨다.
스텝-25에서는 다시 초기의 시작부분으로 진행하여 무한 루우프를 형성한다.
전술한 본 발명의 실시예에서는 마이크로컨트롤러내의 마이크로컴퓨터에 내장된 프로그램을 이용하여 계단파형태의 원시 작동지령신호에 대한 저주파통과필터링연산을 수행하고, 여기서 얻어진 완곡한 파형의 작동지령신호로 유/공압 액츄에이터를 제어함으로써 급격한 유로개폐로 인한 충격과 유/공압 액츄에이터의 작동행정 끝단부에서의 충격을 방지할 수 있다.
또한, 전술한 저주파통과필터의 대역폭을 조절함에 의하여, 임의의 기계장비에 대한 최적의 효과가 발현되도록 할 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 저주파통과필터링 특성을 이용함으로써, 유/공압식 기계장비에서의 급격한 유로개폐로 인한 충격과 유/공압 액츄에이터의 작동행정 끝단에서의 충격 및 이로 인한 장비의 진동을 보다 효과적으로 방지할 수 있으며, 그에 따라 장비의 내구성과 수명을 총체적으로 향상시키고, 작업자의 안정된 운전환경을 보장할 수 있다.

Claims (5)

  1. 유/공압에 의해 소정의 기계적 및 물리적 작업을 수행하는 유/공압 액츄에이터와, 상기 유/공압 액츄에이터로의 유량/공기량을 조절하는 밸브를 구비한 유/공압식 기계장비의 충격방지장치에 있어서, 원시의 작동지령신호를 발생시키기 위한 하나 이상의 입력기; 및 상기 원시의 작동지령신호와 상기 유/공압 액츄에이터내의 피스톤의 변위에 관한 데이터를 수신하고 이에 대한 저주파필터링된 작동지령신호를 발생시켜 상기 밸브가 저주파필터링된 작동지령신호를 출력하는 저주파필터링 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 유/공압 기계장비의 충격방지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입력기가 계단파 형태를 갖는 상기 원시의 작동지령신호를 발생함을 특징으로 하는 유/공압 기계장비의 충격방지장치.
  3. 전자 제어부에 의해 유량/공기량 조절 밸브의 작동을 제어하여 급격한 관로개폐로 인한 유/공압 액츄에이터의 충격과 상기 유/공압 액츄에이터의 피스톤 작동 행정 끝단부에서의 충격을 방지하는 유/공압 기계장비의 충격방지방법에 있어서, 상기 제어부에 상기 유/공압 액츄에이터의 상기 피스톤의 작동행정변위 데이터를 입력하는 제1단계와, 상기 제어부에 조작부로부터의 원시 작업지령신호를 입력하는 제2단계와, 상기 변위데이터와 상기 원시 작업지령신호에 의거하여 저주파필터링된 새로운 작업지령신호를 발생하여 이를 출력하는 제3단계와, 상기 제1단계로 복귀하는 제4단계를 포함하는 유/공압 기계장비의 충격방지방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2단계와 제3단계의 사이에 상기 원시 작동지령신호를 파라미터로하여 소정의 함수연산을 통해 상기 유/공압 액츄에이터의 충격방지구간을 설정하는 단계를 더 포함하는 유/공압 기계장비의 충격방지방법.
  5. 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3단계는, 상기 피스톤의 상기 변위 데이터에 의해 상기 액츄에이터의 피스톤 행정거리를 계산하는 제1스텝과, 상기 피스톤의 팽창방향의 충격방지구간내에 위치하고 현재 팽창방향으로의 작동지령신호가 있으며 이전 샘플의 작동지령신호가 현재 샘플의 작동지령신호와 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별하는 제2스텝과, 상기 2스텝의조건이 만족될 때 현재 상기 피스톤의 행정거리가 최소인가를 판별하는 제3스텝과, 상기 제3스텝의 조건이 만족될 때 팽창측의 최소 작동지령신호를 새로운 작동지령신호로 결정하는 제4스텝과, 상기 제3스텝의 조건이 만족되지 않을 때 충격방지신호를 발생하고 최소 작동지령신호를 입력으로 하는 저주파필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정하는 제5스텝과, 상기 피스톤인 수축방향의 충격방지구간내에 위치하고 현재 수축방향으로의 작동지령신호가 있으며 이전 샘플의 작동지령신호가 현재 샘플의 작동지령신호와 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판별하는 제6스텝과, 상기 제6스텝의 조건이 만족될 때 현재 상기 피스톤의 행정거리가 최소인가를 판별하는 제7스텝과, 상기 제7스텝의 조건이 만족될때 수축측의 최소 작동지형신호를 새로운 작동지령신호로 결정하는 제8스텝과, 상기 제7스텝의 조건이 만족되지 않을 때 충격방지신호를 발생하고 최소 작동지령신호를 입력으로 하는 저주파필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정하는 제9스텝과, 상기 제2스텝과 제6스텝의 조건이 모두 만족되지 않을 때 팽창방향으로 작동지령신호가 인가되고 있는지를 판별하는 제10스텝과, 상기 제10스텝의 조건이 만족될 때 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판단하는 제11스텝과, 상기 제11스텝의 조건이 만족될 때 무충격신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정하는 제12스텝과, 상기 제11스텝의 조건이 만족되지 않을 때 리세트신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파필터링된 신호를 새로운 작동지령신호로 결정하는 제13스텝과, 상기 제10스텝의 조건이 만족되지 않을 때 수직방향으로 작동지령신호가 인가되고 있는지를 판별하는 제14스텝과, 상기 제14스텝의 조건이 만족될 때 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판단하는 제15스텝과, 상기 제15스텝의 조건이 만족될 때 무충격신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정하는 제17스텝과, 상기 제2스텝 및 제6스텝과 상기 제10스텝 및 제14스텝의 모든 조건이 만족되지 않을 때 이전 샘플의 작동지령신호와 현재 샘플의 작동지령신호가 동일한 방향으로 인가되고 있는지를 판단하는 제18스텝과, 상기 제18스텝의 조건이 만족될 때 무충격신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파필터링값을 새로운 작동지령신호로 결정하는 제19스텝과, 상기 제18스텝의 조건이 만족되지 않을 때 리세트신호를 발생하고 작동지령신호의 저주파필터링된 신호를 새로운 작동지령신호로 결정하는 제20스텝과, 샘플링시간의 증가를 위하여 현재 샘플의 작동지령신호 값을 이전 샘플의 작동지령신호 값으로 치환시키는 제21스텝과, 저주파필터링된 작동지령신호 값을 실제 가능한 작동지령신호 값의 최대치와 최소치 이내에서 제한시키는 제22스텝을 포함하는 유/공압 기계장비의 충격방지방법.
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