실린더 속도제어, 미터인 / 미터아웃에 대하여 알아보자 !

 

 

 

6.2.1 단동 실린더의 제어 회로

(2) 단동 실린더의 속도 제어 회로

단동 실린더는 한 방향의 운동에만 공기압력을 사용하므로 속도 제어는 공급 공기 교축(meter in) 방식으로만 가능하다. 즉, 배기 조절(meter-out) 방식으로는 속도 조절을 할 수 없으며, 급속 배기 밸브에 의해 속도를 증가시키는 것도 곤란하다.

 

 

 

6.2.2 복동 실린더의 제어 회로

(1) 복동 실린더의 방향 제어 회로

복동 실린더는 전후진 운동 모두에 압축 공기를 사용하므로 헤드 측과 로드 측에 번갈아 가면서 압축 공기를 공급해야 제어되므로 기본적으로 4포트 밸브나 5포트 밸브 1개가 필요하며, 3포트 밸브로 제어하려면 2개가 필요하다.

 

A. 5포트 밸브를 사용한 제어 회로

그림 6-9는 가장 일반적인 복동 실린더의 방향 제어 회로로서 5포트 2위치 밸브를 사용한 경우이다. 이 회로에서 5포트2위치 밸브는 플립플롭형의 메모리 밸브이기 때문에 펄스 입력의 신호로 작동되고 또한 신호가 소거되어도 그 상태를 유지할 수 있다.

 

B. 스프링 복귀식 밸브를 사용한 제어 회로

그림 6-10의 제어 회로는 복동 실린더의 방향 제어에 스프링 복귀 형식의 5포 트 2위치 밸브를 사용한 회로이다. 이와같은 회로에서는 조작 신호가 계속 유지되어야만 실린더의 운동이 이루어지므로 입력 회로를 동작 유지 회로로 구성하여야 한다.

 

C. 3포트 2위치 밸브를 사용한 제어 회로

그림 6-11은 NO 형 3포트 2위치 밸브와 NC 형 3포트 2위치 밸브를 각각 사용한 복동 실린더의 방향 제어 회로이다. 그림 상태에서는 공기압력은 (1)번 밸브를 통해 실린더 로드 측에 가지므로 피스톤은 후진 위치에 있다. 여기서 a에 조작신호를 가하면 (2)번 밸브가 열리게 되고 (1)번 밸브는 닫히게 되므로 압축공기는 실린더 헤드 측으로 공급되고 로드 측 공기는 (1)번 밸브의 R 포트를 통해 배기 되므로 실린더는 던진 운동을 하는 것이다.

 

 

 

(2) 복동 실린더의 속도 제어 회로

복동 실린더의 속도 제어는 공급 공기를 교축하거나 배기 공기를 교축시켜 전후

진 속도 모두를 조절할 수 있고 또한 급속 배기 밸브를 사용하여 속도를 증가시키는 것도 가능하다.

 

 

 

A. 미터인(Meter-in) 회로

그림 6-12와 같이 액추에이터로 유입되는 공기 즉, 공급 공기량을 교축하여 속도를 제어하는 회로이며, 다음과 같은 특징이 있다.

1. 실린더의 초기 속도에서는 미터 아웃 회로보다 안정적이다.

2. 실린더의 속도가 부하 상태에 따라 크게 변하는 단점이 있다.

3. 부하가 불규칙한 곳에는 사용할 수 없다.

4. 인장 하중이 작용하면 속도 조절 기능이 없어진다.

5. 실린더의 직경이 작은 소형의 실린더에 제한적으로 사용된다.

 

 

 

B. 미터 아웃(Meter-out) 회로

그림 6-13과 같이 액추에이터로부터 유출되는 공기 즉, 배기 공기를 교축하여 속도를 조절하는 방식으로 속도 제어가 안정적이어서 공압 실린더의 속도 제어는 주로 이 방식에 의해 제어한다. 미터 아웃 방식의 속도 제어 회로는 다음과 같은특징이 있다.

1. 인장 하중이 작용하는 실린더에도 안정적이다.

2. 부하 변동이 있어도 영향을 받지 않는다.

3. 미터인 방식에 비해 초기 속도가 다소 불안정하다.

4. 복동 실린더의 속도 제어는 거의 이 방식으로 이루어진다.

 

 

 

그림 6-14는 실린더의 방향 제어를 5포트 밸브로 제어하고 속도 제어는 방향 제어 밸브의 배기 포트에 배기 교축 밸브를 사용하여 속도를 제어하는 회로이다. 이와 같은 속도 제어 방법은 실린더로부터 유출되는 공기를 조절하여 속도를 제어하므로 미터 아웃 방식의 속도 제어에 해당한다.

 

 

 

 

C. 속도 증가 회로

실린더의 속도를 증가시키는 방법은 기본적으로 공급측에는 많은 유량이 신속히 공급되어야 하고, 배기 측에는 배압이걸리지 않도록 해야 한다. 그림 6-15는 급속 배기 밸브를 이용하여 복동 실린더의 전진 운동 속도를 증가시키는 회로의 예제다. 이 회로에서 급속 배기 밸브는 가급적 실린더에 가깝게 설치하여야만 실린더 속도 증가 효과를 향상시킬 수 있다. 일반적으로 급속 배기 밸브를 이용하면 실린더의 속도가 약 2배까지도 증가하기 때문에 속도 에너지를 이용하여 작업을 수행하는 프레싱, 스탬핑, 엠보싱, 펀칭 작업 등에 이용된다.