본문내용
1. 공압 제어의 개요
1.1. 공압이란
공기의 운동이나 현상에 관한 학문으로서 고대 그리이스어인 Penuma(호흡, 바람)이라는 말에서 유래되었으며 압축 공기를 이용하여 공압 실린더(Cylinder)나 공압 모터(moter) 등을 구동하는 액추에이터(Actuator)와 이를 제어하는 밸브(Valve), 액체소자를 산업기술에 응응하는 것을 공기압이라 한다.
1.2. 공압기술의 특징
동력 전달에 있어서 공압 장치는 기계적인 방법보다 먼 곳까지 효율적으로 전달할 수 있다. 또한, 다양성이 있고, 다루기가 쉬우며, 기계의 형상에 따른 제한을 받지 않는다는 장점이 있기 때문에 최근 산업계에서는 제품의 생산성을 높이기 위하여 재료의 처리, 생산 과정의 제어, 생산 공정의 제어 등에 자동화를 도입하고 있으며 공압 장치는 이러한 자동화의 근본이 된다."
1.3. 공압의 역사적 배경
인간은 오래 전부터 풍차, 풀무, 및 범선 등을 통하여 공기를 잘 이용하면서 생활을 하여 왔으나 공기압의 원리 및 사용방법 등을 체계 적으로 연구하여 공기압을 사용하게 된 시점은 얼마 되지 않았다." 그러나 공정의 자동화와 합리화에 대한 문제가 대두되면서 공기압의 응용은 많은 발전을 하였고, 이제 모든 산업체에서 압축공기 없다는 것은 상상도 할 수 없으며 전기적인 시퀀스 및 PLC와 맞물려 사용됨으로써 공장 자동화를 하는데 있어서 가장 중요한 역할을 담당하고 있다."
1.4. 공압의 사용 분야
BC 100년전 그리스의 KTESIBIOS가 압축 공기를 작업 매체로 이용한 이후, 실제 산업 분야에 이용되기 시작한 것은 1950년대부터이며, 고도의 자동화및 생산 수단으로 대부분의 산업에 필수 불가결한 요소로 부각되면서 그 응용 범위가 매우 넓어졌다. 자동차, 트랙터, 항공기, 미사일, 선박, 공작기계 등이 전형적으로 공(유)압 장치를 이용한 기계들이다.
1.5. 공압의 장단점
공압의 장점은 에너지원을 쉽게 얻을 수 있으며, 힘의 전달 및 증폭이 용이하고, 속도·압력·유량 등의 제어가 용이하다. 또한 보수, 점검 및 취급이 용이하며, 인화 및 폭발의 위험성이 없고, 에너지의 축적이 용이하며, 과부하가 되어도 안전하고, 내환경성이 좋다는 것이다.
반면에 공압의 단점은 에너지 변환 효율이 낮고, 위치·속도의 제어성이 나쁘며, 응답성이 나쁘다. 윤활 대책이 필요하고, 이물질에 약하며, 큰 힘을 얻을 수 없고, 배기 소음이 크다는 것이다. 또한 균일한 속도를 얻을 수 없다는 단점도 있다.""
2. 공압장치의 구성요소
2.1. 공압시스템의 구성도
공압 시스템은 전동기나 원동기(내연기관)로 공기 압축기를 작동하여 기계적 에너지를 공기의 압력에너지로 변환시키고, 이 공기 압력을 제어하여 액추에이터에 공급함으로써 각종 기계적인 일을 하게 된다. 이들 일련의 기기 요소를 공기압 기기라 하고 이들 결합체를 공압 장치(Pneumatic system)라 한다.
공압 시스템은 크게 압축기, 서비스유닛, 액추에이터, 배관 및 부속 기기 등으로 구성된다. 공기압축기에서 발생된 압축공기는 배관을 거쳐 서비스유닛으로 보내지는데, 서비스유닛에는 필터, 레귤레이터, 윤활기 등이 포함되어 있어 압축공기의 정화와 압력 조정 및 윤활 기능을 수행한다. 정제된 압축공기는 다시 배관을 통해 액추에이터로 전달되어 기계적 동작을 일으키게 된다.
이와 같이 공압 시스템은 에너지 변환, 전달, 제어의 일련의 과정을 통해 동력원으로부터 동력을 공급받아 기계적인 일을 수행하는데, 이러한 공압 장치는 산업 자동화를 실현하는데 필수적인 요소라 할 수 있다.
2.2. 공압실린더
2.2.1. 단동실린더
단동실린더는 한쪽에서만 공압이 공급되기 때문에 실린더는 전진할 때에만 일을 하고 내장된 스프링의 힘으로 원위치로 귀환될 수 있도록 설계되어 있다. 내장된 스프링 때문에 행정거리가 제한되는데 일반적으로 단동 실린더는 최대 행정 거리가 100mm 정도이다.
단동실린더는 크게 단동식과 스프링 복귀식으로 구분할 수 있다. 단동식 실린더는 압축공기에 의해서만 전진 동작을 하...
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