KR0152062B1 - 제직기의 원사 장력 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

방직기의 부분을 형성하는 구성요소들/기능들은 컴퓨터화된 시스템의 도움으로 제어되고 감시된다. 이는 구성요소/기능을 제공함과 아울러 다른 유닛들과 함께 네트워크를 형성하는 하나 이상의 유닛들로 구성된다. 하나 이상의 유닛들은, 필요시, 하나 이상의 구성요소 또는 하나 이상의 기능을 제공할 수 있다. 각 유닛은 유닛들에 의해 형성된 네트워크 부분을 형성하는 접속부에 접속되거나 접속 가능하다. 시스템내의 메시지 전송은 상기 몇개의 선(few-wired) 접속부(들)에서 일어난다. 각 구성요소/기능은 각 실경로에 관여된다. 일반적으로 실 브레이크(brake), 과정의 판독 및 실감개장치(spool)/급사 구성요소 이동장치들이 제어 및 감시된다.

Description

제직기의 원사 장력 제어 시스템

[기술적인 문제]

상기 유닛들은 다양한 형태 및 변형체로 존재하며, 제직기의 여러가지 형태 및 변형체에 적용 가능해야 한다. 원사 공급 요소, 즉 피더(feeder)들간의 전기적 접속 및, 상기 피더와 제직기의 제어 또는 감시 시스템간의 전기적 접속은 지금까지 각각의 접속 경우에 대해 상이한 방법으로 행하여져 왔다. 이러한 전기적 접속은 일반적으로 다수의 접속 와이어들이 접속 경우에 대해 그 위치가 고정된채 배치되어야 하는 단자함(terminal box)내에서 수행된다. 보다 표준화된 방식의 접속이 요구되고 있다.

제직기 및 원사 공급 요소들은 한편으로는 개별적으로 제어 및 감시될 수 있어야 하고, 또다른 한편으로는 제직기의 최적의 기능이 달성되도록 상호 밀접한 관계가 있어야 하는 다수의 기능들을 나타낸다. 이는 상기 감시 및/또는 제어 시스템이 예를 들어 원사 절단(yarn breaks), 제직 패턴에 있어서의 결점에 대한 짧은 반응 시간으로 기능적으로 신뢰성있고 신속하게 작동될 수 있어야 한다는 것을 의미한다.

컴퓨터화된 시스템을 사용함으로써 상기 원사 공급 요소/제직기의 제어 및 감시에 사용될 수 있는 다량의 정보를 저장할 수 있는 가능성이 생기게 된다. 신호 처리 유닛, 송신기 및 구동 유닛들이 다수로 사용될 수 있다. 종종 선택되는 경우에 따라 자신의 기계를 개작하고 싶어하는 고객들에게 광범위한 여러가지 변형체 및 해결책이 제공되는데, 이는 기존의 장비를 간단히 변형시킬 수 있는 해결책들이 선호된다는 것을 의미한다.

다량의 정보 및 그 정보의 정확도에 대한 요건을 고려하면, 컴퓨터화된 시스템에 있어서의 전송은 정확하게 그리고, 시스템내에서 일어난 이벤트들이 어떤 점에서 영향을 받게 될 장소에서 충분히 신속하게 검출가능한 속도로 행해져야 한다. 각각의 전송 경우에 있어서, 적용되는 원리는 사건(event)의 시퀀스가 실행되어야 한다는 것이다. 상기 시퀀스는 일반적으로 몇가지 방법으로 동기화되어야 하는데, 이는 한편으로는 시스템내에서 실행중인 어떤 시퀀스를 야기시키는 런(run) 개시 신호(트리거 신호) 및 다른 한편으로는 초래된 시퀀스가 수행되고 있다는 긍정응답(acknowledgement)을 발생하는 긍정응답 신호에 의해 달성될 수 있다. 어떤 경우에는 긍정응답 신호가 직접 신규 런을 개시하게끔 발생될 수 있다. 이와는 달리, 긍정응답 신호들은 신규 런의 개시를 위해 시스템내의 적절한 장소에서 수집될 수 있는데, 이렇게 함으로써, 몇몇 다른 기준과 함께 상기 긍정응답 신호들은 개시점(starting point)으로 간주될 수 있다.

전송이 효과적으로 이루어지기 위해서는, 다음과 같은 특성을 가져야 한다. 신호는 규정된 시간내에 목적지점에 도달해야 한다. 종종 그것은 사건(event)과 실행(action)간의 최대 허용시간의 문제이며, 이와 관련하여 사건의 발생 시기를 아는 것이 중대사안이 될 수 있다. 따라서, 어떤 경우에는 시간 지연이 보상될 수 있다. 또다른 필요조건은 전송이 높은 신뢰도로 발생되어야 한다는 것인데, 이는 전송시 장비가 작동되는 환경에서의 방해에 민감해서는 안되는 것을 의미한다. 장해(고장)접속 또는 장해 전송의 위험이 최소화되어야 한다. 또한, 통신은 상당한 동력으로 수행되어야 한다. 결정된 동작 상태이전의 장비의 시동 및 조정시에, 짧은 시간동안 많은 필요조건없이 비교적 많은 양의 데이터가 전송된다. 데이타는 없으나 당해 발생 사건이 전송될 것이라는 메시지만 있는 동기화 신호의 경우는 그 반대가 될 수 있다. 동기화가 신속히 그리고 효과적인 방법으로 수행될 수 있도록 하기 위한 추가의 필요조건은 동기화 신호가 당해 모든 유닛들로부터 또는 그 유닛들에 의해 보내질 수 있어야 한다는 것이다. 더우기, 많은 경우네는 구성요소 또는 섬유 기계의 기능상의 런(run)내에서의 사건은 다수의 유닛들로부터의 실행을 필요로 하기 때문에, 각각의 당해 유닛들은 신호를 검출할 수 있어야 한다.

새로운 마이크로 전자공학(컴퓨터기술)의 사용은 물리적 경계 또는 인터페이스에 상이한 정보 단편들을 모으고 상기 정보에 도달함에 있어서 문제가 발생한다는 것을 의미한다. 복수의 유닛을 함께 접속시키기 위해 전기적 또는 광학적 라인들이 신호 전송용으로 사용된다. 섬유 기계(예, 제직기) 및 관련 접속 가능한 요소들의 사용은 복수의 상이한 제어 및 감시 유닛들이 어떻게 당해 접속부와 함께 접속되는지의 그 접속방법에 상당히 좌우된다. 지금까지 복잡한 섬유 기계에는 매우 복잡한 배선(wiring)이 요구되어 왔다. 이것은 섬유 기계의 개조가 많은 유닛들을 교체하는 작업일뿐만 아니라, 배선의 광범위한 재배치작업을 필요로 했다는 것을 의미한다.

또한, 보다 급속한 제직 작업으로 인해 제직기 및/또는 원사 공급 요소의 여러 상이한 부품들이 순 영향 또는 응력을 받도록 하기 위해, 제직기에 있어서의 제직 기능을 최적화할 수 있는 필요조건이 요구된다. 이것은 특히, 어떤 부품 및 구성요소의 예컨대, 가동 및 정지 등과 같은 동작이 사전에 준비 가능함으로써 급가속 및 급감속 현상이 방지되거나 고속운전이 방지될 수 있다는 것을 의미한다.

또한, 각각의 경우에 최소가능한 원사 소모로 최적화를 위해 요구되는 원사의 소모량을 신속하고도 효과적이며 감시적인 방법으로, 예측 및 측정하는 것은 매우 중요하다.

본 발명은 다수의 작동요소중 최소 하나를 각각 제어하고 네트워크를 함께 형성하는 다수의 기능 제어 유닛을 구비하는 컴퓨터화된 시스템의 지원을 받아, 제직기(weaving machine)의 일부를 집합적으로 형성하는 상기 다수의 작동요소를 제어 및 감시하는 장치에 관한 것이다.

제직기에서 제어 및 감시되어야 하는 기능의 한 예는, 예를 들어 제직과 정정 중의 원사(yarn)의 장력이다. 이러한 장력은 원사가 마찰에 의해 작용하는 원사 브레이크(barke)에 의하여 변경될 수 있다. 원사 공급 요소들상에서의 스풀(spool)의 위치이동 및 변경은 원사와 관련한 제어 동작의 또다른 예라 할 수 있다. 상기 제어동작의 세번째 예로는 위사 삽입(넣기)(weft insertion), 원사공급(threading up), 통경(通經)(drawing in)등에 관한 동작을 들 수 있다. 본 발명은 제직기/즉, 레피어(rapier)(=이하에서는 그리퍼(gr ipper)라는 용어로 사용됨) 형태의 직기(loom)에 유용하다. 오늘날, 제직기에 있어서의 피크수는 통상적으로 800 내지 1200피크(picks)/분(minute)으로 하는 것이 필요하다.

섬유기계(textile machine)의 다수의 작동 요소에 복수의 기능 또는 유닛을 제어하기 위한 컴퓨터 또는 마이크로 프로세서를 제공한다는 사실은 이미 공지되어 있다.

제1도는 상기 제직기의 원사 공급 요소들의 제어 및 감시 시스템이, 데이터 버스 접속부로 작용하는 직렬 통신 전송을 위한 디지탈 접속부를 거쳐 접속될 수 있는 제어 및 감시 시스템을 구비한 제직기를 단선 결선도 형태로 도시한 것이다.

제2도는 디지탈 접속부에서 제2타입 또는 메시지/프레임 타입에 대해 우선순위를 갖는 제1메시지/프레임 타입의 구성을 도시한 것이다.

제3도는 디지탈 접속부에 나타날 수 있는 또다른 메시지/프레임 타입의 구성을 도시한 것이다.

제4도는 상기 디지탈 접속부에 대한 2개 기능 제어 유닛의 접속을 블록도 형태로 도시한 것이다.

제4a 내지 제7도는 3종의 상이한 기능 제어 유닛들이 동시에 상기 접속부에의 액세스(access)를 요할 경우, 우선순위 결정과 관련하여 상기 기능 제어 유닛들에 기인하는 신호 열(signal train)의 타이밍도를 도시한 것이다.

제8도는 기능 제어 유닛의 상이한 구성을 블록도 형태로 도시한 것이다.

제9도는 컴퓨터 시스템에 의해 지원되는 원사 공급 요소의 기능을 포함하는 제직기 기능의 연결상태를 블록도 형태로 도시한 것이다.

제10도는 원사 공급 중단(a yarn breaking) 또는 장력 제어 시스템의 제1실시예를 도시한 것이다.

제11도는 원사 공급 중단(braking) 또는 제어 시스템의 제2실시예를 도시한 것이다.

[장점]

레피어/그리퍼, 발사체(projectile) 등의 형태의 제직기는 하나 이상의 원사 공급 경로가 구비한다. 각 경로의 원사/위사는 원사/위사 모니터 장치 및/또는 제어장치에 의해 제어 및/또는 감시된다. 하나 이상의 상기 모니터 장치들은 당해 경로에서 원사/위사 장력을 나타내는 신호를 발생시키도록 구성된다. 기능 제어 유닛은 각각의 신호를 수신하고, 하나 이상의 원사/위사 제어장치 및/또는 제직기에서 작동 파라미터가 변하고 그에 따라 원사/위사 장력이 변화 또는 변경될 수 있을 때, 상기 신호에 의거하여 하나 이상의 제어 신호들을 발생시킨다. 상기 제어 신호들은 원사/위사 장력이 소정의 장력이하 또는 그 이상이 될 때 발생되어 상기 원사/위사 모니터 장치 및/또는 제어장치에 제공된다.

상기 원사/위사 제어장치는 상기 모니터 장치와 상호 작용하도록 구성되고, 원사 스풀과 원사 공급 요소간의 각 경로에서의 원사/위사 속도를 결정할 수 있다. 그 속도는 이상값(ideal value)의 +/-20%로 선택될 수 있는 소정의 최대 속도값으로 유지된다. 제직기내에 구비되거나 제직기에 접속되는 기능 제어 유닛은 최대값의 초과에 따라 전술된 소수개의 와이어 통신(예를 들어, 직렬 통신)을 통해 제어 신호들을 원사 제어장치 및/또는 제직기에 분배할 수 있다.

각 데이터 유닛(마이크로 프로세서)는 상기 제직기의 다수의 상이한 작동 응용분야가 관련되는 프로그램 선택기능 및/또는 프로그램 수신기능을 구비할 수 있다. 경험 및/또는 추정에 의하여, 원사 제어 및 감시 장치가 소정의 기능을 할당받을 수 있도록 하나 이상의 프로그램이 시뮬레이트(simulate)될 수 있다.

원가 브레이크(brake)/브레이크들은 제직기의 각 피크의 지속 기간중에 각 브레이크에 대해 간헐적 또는 연속적 신호를 발생시키는 하나 이상의 마이크로 프로세서에 의해 제어될 수 있다. 상기 신호는 제직기로부터 개시될 수 있고/있거나 상호적으로 당해 공급 요소/원사 공급 요소로부터 개시될 수 있다.

[해결책]

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고, 제직기의 어떤 부품 및 구성요소의 가동 및 정지 동작을 사전에 준비 가능하게 하여, 급가속 및 급감속 현상을 방지하거나 고속운정을 방지할 수 있음은 물론, 최소한의 원사 소모로 최적화를 위해 요구되는 원사의 소모량을, 신속하고도 효과적이며 감시적인 방법으로, 예측 및 측정할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일면에 따라, 최소 하나의 컴퓨터 및 다수의 작동요소중 최소 하나를 각각 제어하고 네트워크를 함께 형성하는 다수의 기능 제어 유닛을 구비하는 컴퓨터화된 시스템의 지원을 받아, 제직기의 일부를 집합적으로 형성하는 상기 다수의 작동요소를 제어하기 위한 장치가 제공되고, 상기 장치는 상기 네트워크가 상기 각각의 기능 제어 유닛과 상기 제직기간에 데이터 전송을 수행하기 위해, 상기 각각의 기능 제어 유닛이 접속되는 접속 수단을 포함하고, 상기 각각의 작동 요소가 각각의 위사용 원사 경로를 따라 배치되는 각각의 위사용 원사 스트랜드의 장력을 제어하기 위한 원사 장력 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 장치의 특징은 상기 작동요소/기능 제어 유닛/기능이, 원사/위사 장력, 원사 공급/통경/위사 삽입(넣기), 스풀/원사 공급 요소의 이동등과 같은 원사/위사 파라미터를 제어 및/또는 감시하기 위해, 제직기의 원사/위사 경로, 그리퍼 발사체(gripper projetile) 등과 관련이 있다는데 있다.

본 발명의 일실시예에서는, 전술한 네트워크 시스템내에서의 상이한 여러 유닛간에 전송되는 메시지들은 우선순위에 따라 분류될 수 있다. 다수의 여러가지 순시 신호들이 사용된다.

우선순위에 따르면, 상이한 여러 형태의 메시지들이 상이한 우선순위로 전송된다. 이는 특히 시간-임계(critical) 메시지들이 덜 중요한 다른 메시지들에 의해 방해받지 않는다는 사실에 의해 달성된다. 일실시예에서, 각 메시지의 길이는 비교적 짧다. 그러므로 중요한 메시지는 긴/길거나 중요하지 않은 메시지에 의해 방해받지 않는다. 일실시예에서 고장은 메시지의 일부분을 형성하는 패리티(parity) 비트 및 제어 비트의 도움으로 상기 장치에 의한 전송시에 검출된다. 더우기 몇가지 형태의 확인(confirmation)이 이용될 것이 제안된다. 데이터의 전송을 위한 하드웨어는 전기적인 측면에서 문제시되는 환경에 대처하도록 설계한다. 일실시예에서는 광학 전송이 이용된다.

표준화된 기계적 및 전기적 특성을 갖는 디지탈 통신 프로토콜을 사용할 수 있다. 이로써 이떤 장치의 한 부품이 다른 부품과 함께 접속될 수 있는 가능성이 생기나, 단, 상기 디지탈 통신 프로토콜이 당해 표준화 요구 조건을 만족시켜야 한다. 많은 경우에 있어서, 접속 장치는 어떤 시스템을 구성하는 중앙 컴퓨터에 부가할 필요성에 의해서만 직접적으로 사용될 수 있다. 다른 경우에 있어서, 상기 접속 장치는 각 접속 유닛을 변형한 것일 수도 있기 때문에, 정확한 방법으로 네트워크상에서 전송되는 커맨드(command)를 포함한다. 본 발명에 따르면, 모든 형태의 당해 장치에 대해 공통 방식의 접속이 제안된다. 따라서, 입력 및 출력이 얻어지고, 여기서 일련의 전송 데이터의 상이한 부호화 및 해석에 의해 변형체가 얻어진다. 그럼으로, 하드웨어면에서 복잡화된 인터페이스는 단일 접속부(저렴한 접촉부)로 대체될 수 있다. 결과적으로 더욱 복잡화된 데이터 처리는 기존의 첨단 마이크로 전자공학으로 간단하고도 저렴하게 처리될 수 있다. 제직기내의 또는 제직기상의 다른 컴퓨터 시스템으로부터의 또는 그 시스템에의 접속은 감시 유닛 또는 주 컴퓨터내의 프로그램을 조정하지 않고서도 수행될 수 있다.

본 발명에 의해 제안된 우선순위 결정은 정보가 기능 제어 유닛들 사이에 전송되어야 한다는 사실에 근거한다. 이러한 정보 전송은 직렬의 접속부를 통해 일어나며, 따라서 이는 비동기 처리과정이 적시에 수행됨을 의미한다. 기능 제어 유닛들로부터의 동시 전송 사이의 충돌은 방지되어야 하며, 이는 우선순위 결정에 의해 달성된다. 본 발명에 따르면, 접속부에 두개의 논리 레벨이 이용되는데, 이중 하나는 우세(dominant)하고 다른 하나는 열세(non-dominant)하다. 이것은 얼마나 많은 전송장치들이 열세한 비트를 전송하는지에 관계없이, 유닛이 동시에 우세한 비트를 전송한다면 우세 비트가 수신될 것이라는 것을 의미한다. 또다른 특성은 기능 제어 유닛이 언제 전송을 개시하는가 이며, 이는 소정 시간내에 모든 접속 유닛들에 의해 검출된다. 이러한 방법으로 통신의 디지탈 레벨은 상기 유닛들이 통신으로부터 비트를 판독하는 순간에 확실히 안정된 상태로 유지된다. 더우기, 각 유닛은 유닛 그 자체가 열세 비트를 전송하고 있을 때 우세 비트를 전송하고 있는 기능 제어 유닛에 의해 전송이 점유되고 있음을 검출하면 상기 유닛은 그 전송을 즉시 차단한다.

일실시예에서는 각 기능 제어 유닛은, 한편으로는 하나 이상의 제1마이크로 컴퓨터 및/또는 첨단 디지탈 회로 등을 구비하고, 다른 한편으로는 제2마이크로 컴퓨터 및/또는 첨단 디지탈 회로를 구비하거나 상기 제2마이크로 컴퓨터 및/또는 첨단 디지탈 회로에 접속되는 통신 제어부를 포함함으로써, 원사 공급 요소의 하나 이상의 기능들이 제어 및/또는 감시가능해진다. 따라서, 원사 공급 요소의 여러 상이한 통신 제어부들은 상기 통신 제어부들간 또는 상기 통신 제어부와 제어부와 제어 요소간의 데이터 버스로서 작용하는 디지탈 방식의 직렬 접속부를 통해 시스템내에서 서로 함께 작용하거나 하나 이상의 제어요소들(예, 주 컴퓨터)과 함께 작용할 수 있다.

따라서, 상기 기능 제어 유닛들은, 한편으로는 데이터 버스 접속부로서 작용하는 접속부, 바람직하게는 2개-와이어, 다른 한편으로는 원사 공급 요소의 기능들을 제어 또는 감시하기 위해 배분된 마이크로 컴퓨터 또는 그 등가물에 대한 접속 인터페이스를 갖는 통신 제어부를 구비한다. 직렬 접속부에서 상기 통신 제어부/상기 기능 제어 유닛에 의해 초래되는 직렬 비트 흐름은 프레임 및 데이터 부분을 각각 포함한 메시지들 형태로 전진한다. 상기 프레임들은 시스템의 전송 및 수신 기능, 예를 들어, 동기화 부호화 등을 위해 분할된 비트들을 포함한다.

일실시예에서, 상기 기능 제어 유닛들은 각각의 장치상에 근접한 물리적 위치에 또는 상기 장치상에 할당될 수 있다. 상기 유닛 또는 그 부품들, 예를 들어 상기 통신 제어부들은 원사 공급 요소의 다수의 기능, 바람직하게는 그 모든 기능들을 제어 및/또는 감시할 수 있으므로 개별적으로 상호교환 가능하다. 따라서, 상기 장치에 대한 실제 기능/기능들은 실제 용도에 선택될 수 있다.

트리거 신호에 기인함과 아울러 기능 제어 유닛들/통신 제어부들/제어 요소들간에 교환되는 소정의 메시지 타입은 디지탈화된 직렬 접속시에, 원사 공급 요소들 및/또는 제직기의 연속 작동에 기인하는 다른 메시지들에 대해 우선순위를 갖는다. 1차 메시지 타입에 속하는 메시지 교환은, 그것이 상기 1차 메시지 전송시에 가능하다면 2차 메시지 타입의 교환 완결후에 즉시 일어난다. 또한, 비트 속도는 상기 1차 메시지 타입의 교환이 단시간내에 가능하게끔 선택된다. 이와 관련하여 0.1 내지 1.0ms 범위의 시간이 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들어 1MHz/초의 비트 속도가 상기 시스템에 사용될 수 있다.

또다른 실시예에서, 상기 기능 제어 유닛들/통신 제어부들은 상기 메시지/프레임내의 하나 이상의 소정의 마킹(marking) 또는 어드레스에 응답한다. 주어진 피드휠(feedwheel) 요소를 위한 메시지/프레임의 경우에, 상기 피드휠은 메시지의 내용에 따라 동작을 위한 메시지를 수신하고 저장한다.

또한, 상기 기능 제어 유닛들은 피드백 기능으로 작동될 수 있다. 각 유닛은 제어 기능내에서 야기된 파라미터 변화, 예를 들면 이동, 상태등의 변화를 단계적으로 또는 연속적으로 피드백시키는 하나 이상의 전송장치들을 구비하거나 그들 전송장치와 상호작용할 수 있는 관련 원사 공급 요소의 제어 기능을 처리할 수 있다.

또다른 실시예에 있어서, 소수개-와이어 접속부에서의 정보는 한 기능 제어 유닛에서 다른 기능 제어 유닛으로 전송되거나, 또는 바람직하게는 제직기의 전자 시스템/컴퓨터 시스템의 일부를 형성하는 제어 요소(주 컴퓨터)으로부터 전송된다. 상기 정보는 당해 유닛, 예를 들면 제2마이크로 컴퓨터내에 저장된 제어 정보를 선택하거나 개시하는 제어 정보 또는 가동 정보와 관련될 수 있다. 상기 제어 정보의 도움으로 상기 기능 제어 유닛은 관련 원사 공급 요소의 제어 동작/제어 동작들을 수행한다. 상기 제어 동작/제어 동작들은 제직기의 전자 시스템/컴퓨터 시스템에서 프로그램되거나 선택된 제직 패턴에 따라 원사 공급 요소의 모터의 첫번째 제어와 관련될 수 있다. 또한, 각 제어 동작은 다른 원사 공급 요소들은 모터/모터들과 관련한 상기 원사 공급 요소의 모터의 두번째 제어와 관련될 수 있다. 이와는 달리, 또는 보충적으로, 원사 공급 요소의 모터의 세번째 제어가 있을 수 있으며, 여기서, 상기 세번째 제어에 의해 영향받는 모터 및 부품/부품들에 관한 예비의 가속 및/또는 감속운전은, 모터/부품/부품들이 제직기내의 원사 공급 요소의 기능을 수행하는 실질 부품의 실행을 위해 작동되는 전에 동작의 기본 속도를 할당받게끔 사전에 미리 실행될 수 있다. 또한, 최고 속도의 초과 또는 과속이 모터/부품/부품들내에서 방지될 수 있도록, 상기 가속 및/또는 감속 운전이 제어될 수 있다.

상기 제안들은 제직기와 같은 섬유 기계내의 또는 그 섬유 기계상의 원사 공급 요소의 전자적 제어부의 효과적인 통합 및 간단한 접속에 관련되거나, 상기 섬유 기계의 감시 제어 시스템에 관련되는 상세를 제공한다. 섬유 기계의 상이한 기능부들간의 통신 또는 원사 공급 요소간의 통신은 신속히 그리고 신뢰성있게 수행될 수 있다. 함께 작동하는 기능 제어 유닛들은 접속되어 광범위한 재접속 또는 재프로그램밍없이 상기 시스템내에서 연결 및 교환될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 피드휠 시스템이 용이하고도 명료하게 제직기에 연결될 수 있다.

일실시예에서는 최적의 원사 제동 기능(yarn brake functions)을 제공하기 위한 원사 장력 제어 시스템이 제안된다.

본 발명의 특징을 나타내는 제안된 실시예의 장치가 첨부된 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명될 것이다.

이하에 본 발명에 따른 장치가 설명될 것이다. 이하의 기술에서, 본 발명의 보다 철저한 이해를 위해 많은 특정 상세들이 설명된다. 그러나, 본 발명이 이들 특정 상세없이도 실시될 수도 있다는 사실이 당업자에게 명백히 이해될 것이다. 다른 경우에, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐리게 할 수 있는 공지된 특징부들에 대해서는 그 설명을 생략하였다.

제1도에 있어서, 참조부호 1은 선택적인 형태, 예를 들면 제직기(weaving machine), 편직기(knitting machine), 셔틀 머신(shuttle machine), 제트 머신(jet machine) 등의 섬유 기계를 나타낸다. 상기 섬유 기계는 상기 섬유 기계의 각 기능들을 제어하고 감시할 수 있는 전자 감시 시스템/컴퓨터 시스템 2를 구비한 형태로 구성된다. 상기 시스템의 상기 섬유 기계에는 접속은 참조 부호 3으로, 상기 섬유 기계의 상기 시스템에의 접속은 참조 부호 4로 각각 표기되어 있다. 이러한 제어 및 감시는 공지된 방법으로 행할 수 있으므로 본 명세서에서는 더 상세히 설명하지는 않는다. 원사 공급 요소(feeder) 5, 6, 7 및 8은 제직기 1에 접속 또는 접속가능하다. 또한, 상기 원사 공급 요소는 공지된 형태로 구성될 수 있으므로, 본 명세서에서 상세히 설명하지는 않는다. 따라서, 예컨대, 원사 매거진(magazin)은 명료성 차원에서 표시하지 않는다.

각각의 원사 공급 요소는 각각의 전기 접속부 5a, 6a, 7a 및 8a, 예를 들어 전자기계 부품을 구비한다. 각 원사 공급 요소에는 각각의 기능 제어 유닛 9, 10, 11 및 12가 할당 배치되어 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 상기 각 기능 제어 유닛은 물리적으로 원사 공급 요소에 가까이 위치되어 있다. 각 기능 제어 유닛은 직렬 인터페이스 제어 및 직렬 비트 흐름 처리를 위한 하나 이상의 제1마이크로 컴퓨터 또는 첨단 디지탈 회로 13, 14를 구비한다. 또한, 각 기능 제어 유닛은 메모리 회로 15(RAM,ROM) 및 클럭 회로 16를 포함한다. 그외에 시간 논리, 고장 처리 등을 위한 회로들이 역시 구비될 수 있다. 도면에서, 통신 포트는 참조 부호 17로 표시되어 있는데, 입력(read-in) 및 독출(read-out) 요소들은 상기 포트를 통해 정보를 입력 및 검색하고, 프로그램밍을 하기 위해 접속부 18을 거쳐 접속될 수 있다. 각 기능 제어 유닛은 각각의 원사 공급 요소의 동작, 감시등을 수행하는 제2마이크로 컴퓨터 19를 구비하거나 그에 접속된다. 상기 제2마이크로 컴퓨터에 의해, 접속부 20을 통해 각 원사 공급 요소의 최적 제어 및 감시를 위해 연산이 행해질 수 있다. 상기 제2마이크로 컴퓨터는 메모리 회로 21, 통신 회로 22 등과 같은 통상적인 주변장치들을 구비한다. 접속 인터페이스는 A/D 및 D/A회로, 통신 단자, 펄스 출력등을 포함한다. 상기 제2마이크로 컴퓨터 19는 기능 제어 유닛 9에 통합되거나, 또는 관련 주변장치 21 및 22를 갖는 제2마이크로 컴퓨터와는 별도로, 기능 제어 유닛 9에 대해 기술한 통신 제어부에 상응하는 구성을 갖는 별도의 통신 제어부 24에 제2마이크로 컴퓨터 23가 접속되는 별도의 유닛을 구성할 수 있다.

부품 23 및 24는 병렬 통신을 위한 접속 인터페이스 25를 통해 상호 통신한다. 기능 제어 유닛 9 내지 12는 각각의 상호 교환성이 상기 기능 제어 유닛를 사이에 존재하게끔 동일하거나 또는 본질적으로 동일한 접속 인터페이스로 구성될 수 있는데, 다시 말하면 어떤 기능 제어 유닛은 최소한 경미한 조정후에 또다른 기능 제어 유닛을 대신할 수 있다. 별도의 통신 제어부 24가 모든 기능 제어 유닛들에 존재하는 경우에, 이들 기능 제어 유닛은 개별적으로 상응하는 방법으로 상호 교환될 수 있다.

각 기능 제어 유닛 9 내지 12는 직렬 통신 또는 메시지 전송을 위한 2개-와이어 접속부 26 및 27에 접속가능하게 설치된다. 또한, 상기 컴퓨터 시스템 2 역시 상기 접속부 26 및 27에 접속된다. 상기 시스템은 각각의 제어 컴퓨터와 상호 작용하여 종속장치 역할을 하는 기능 제어 유닛 9 내지 12에 대한 감시 컴퓨터 또는 컴퓨터들로서 작용할 수 있는 하나 이상의 제어 컴퓨터 28을 구비할 수 있다. 일실시예에서는 기능 제어 유닛 9 내지 12는 상호 통신을 위해 보충적으로 또는 택일적으로 배치된다. 상기 제어 컴퓨터/제어 컴퓨터들과 기능 제어 유닛들간 또는 상기 기능 제어 유닛들간의 메시지/정보의 양방향 또는 일방향 교환은 화살표 29 내지 38로 표기된다. 추가의 기능 제어 유닛을 위한 추가의 접속부가 상기 제직기 1의 컴퓨터 시스템 2에 접속될 수 있다. 각기 다른 컴퓨터 시스템들은 병렬로 작동하거나 감시 및 종속 시스템과 함께 작동할 수 있다. 따라서, 하나 이상의 기능 제어 유닛은 하나 이상의 부품 13을 구비할 수 있고, 각 부품 13은 당해 기능 제어 유닛에 영향을 주는 그 부품 시스템 또는 그 루프(접속부)에 접속된다. 접속부, 예를 들어 주 접속부에 의해 접속된 두개 기능 제어 유닛은 접속부 또는 주 접속부를 통해 상호간에 내부 통신을 수행할 수 있으며, 상기 내부 통신은 상기 접속부에서의 다른 통신(주 통신)과는 무관하다.

기능 제어 유닛 및/또는 제어 요소의 디지탈 접속부 26 및 27(이는 데이타 버스로 작용함)에의 각 접속은 접속 요소, 예를 들어 각 기능 제어 유닛/제어 요소에 대해 한쌍의 나사를 갖는 단자 요소 39를 통해 이루어지며, 이때 상기 나사들을 통해 기능 제어 유닛/제어 요소 또는 접속부 26 및 27에의 접속이 이루어진다. 메시지 교환은 상이한 형태의 메시지로 발생할 수 있다. 디지탈 데이터 버스에 있어서, 기능 제어 유닛들간에 또는 상기 기능 제어 유닛들과 제어 요소간에 수행된 비트 흐름은 각기 프레임 부분 및 데이터 부분을 포함하는 상기 메시지에 배치된다(한 형태의 메시지에 적용). 상기 메시지/프레임은 기능 제어 유닛을 위한 마크 또는 어드레스들로 실행될 수 있다. 각 기능 제어 유닛은 상기 시스템/시스템들에 할당된 어드레스들을 수신하고 저장한다. 이와는 달리, 상기 시스템/시스템들은 상기 기능 제어 유닛에 대한 특정 순서로 작동될 수 있다. 상기 기능 제어 유닛들이 제어 컴퓨터(28)로부터 제어되는 경우에, 상기 시스템은 예를 들어, 프로그램되거나 선택된 제직 패턴에 따라 상기 원사 공급 요소의 기능의 선택을 위해 제어 정보가 발생되는 시동 단계, 및 선택된 원사 공급 요소의 기능 또는 기능들이 진단되고, 감시되고, 최적 기능 성능을 위해 제어되며, 실행되는 작동 단계로 가동될 수 있다. 그러므로, 예를 들어 원사의 양을 측정하고 원사(실)의 장력을 감지할 수 있다. 상기 기능 제어 유닛간의 상호 메시지 전송으로 인해, 상기 원사 공급 요소의 기능은 서로 관련지어질 수 있고, 예를 들면, 제직지의 방식, 원사 공급 중단 가능성등에 따라 속도 조절될 수 있도록 한다.

상기 원사 공급 요소들은, 상기 시스템으로 인해 상기 원사 공급 요소가 동일한 전송장치를 이용할 수 있는 피드백 기능/피드백 기능들로 가동될 수 있다. 또한, 상기 원사 공급 요소로부터의 원사 양 측정, 보유(retention) 및 풀기(winding off)를 위한 로킹(locking)요소의 기능이 제어될 수 있다.

2 이상의 메시지 타입이 이용될 수 있으며, 이때 한가지 메시지 타입은 디지탈 직렬 접속부에서 다른 메시지 타입에 우선한다. 제2도는 그 길이가 L로 표시되어 있는 메시지 40과 동일한 길이를 갖는 프레임 부분(시스템 부분)으로만 원칙적으로 구성되는 제1타입의 메시지의 구조를 도시한 것이다. 메시지 또는 프레임은 상이한 필드들로 구성된다. 개시 필드는 40a로, 우선순위 필드는 40b로, 제어 비트 필드는 40c로, 전체 제어 필드는 40d로, 마지막으로 긍정응답 및 완료 필드는 각각 40e 및 40f로 표시된다. 우선순위 필드내의 내용은 우선순위에 따라 메시지의 순위를 결정한다. 일실시예에서, 순시 신호들 또는 트리거 신호들은 최우선순위가 있는 것으로 생각되고 그런 다음 정규 통신이 시간 요건에 따라 우선순위를 갖기 때문에, 접속부에 나타나는 모든 메시지들은 상호적으로 순위가 정해진다. 피크(pick) 신호, 원사 공급 중단 신호(yarn break signals), 도달 신호(arrival signals), 피드휠 교체 신호(feedwheel exchange signal)등이 최우선순위를 갖는 한편, 제직기의 장기간 기능적 가동에 관한 정보의 전송은 하위 우선순위를 갖는다.

제3도에 따른 제2메시지 타입 41은 원칙적으로 제2도에 따른 메시지 타입과 동일한 구조를 갖는다. 다른점은 제3도에 따른 메시지가 데이터 필드 41a를 포함한다는 사실에 있다. 제3도에 따른 메시지 41중 프레임 부분은 부분 41b 및 41c로 구성되는 것으로 생각될 수 있다. 상기 데이터 필드는 기능 제어 유닛간에 전송될 정보를 포함한다.

통신 전송은 비트-동기식으로 수행되는데, 이는 특히 우선순위 선택에 있어서 중요하다. 메시지들은 비교적 짧은 길이 L 및 L'로 할당된다. 이러한 방법으로 하위 순위 메시지는, 상위 순위 메시지를 갖는 기능 제어 유닛이 접속부에 액세스(access)하고자 할 때 상기 상위 순위 메시지의 전송이 일어날 경우에 소정의 시간길이 동안에는 상위 순위의 메시지를 방해하지 않는다. 메시지 길이 L'는 매그니튜드(magnitude) 0.05-0.1ms(1Mbit/초)로 선택될 수 있다. 거리 a, a' 및 b는 매우 정확하게 선택된다. 제직기의 기능적 동작은 수행하기 위해서는 예를 들어 1Mbit/초 또는 그 보다 빠른 4Mbit/초의 비트 속도가 이용된다.

한가지 전송 타입의 근본적인 특징은 첫번째 레벨은 우세 레벨 0으로, 그리고 두번째 레벨은 열세 레벨 1로 불리우는, 두가지 상이한 타입의 논리 레벨들이 사용될 수 있다는데 있다. 상기 두 레벨을 사용함으로써, 우선순위 결정 및 고장 검출이 가능하게 된다. 시스템내의 하드웨어는, 하나 이상의 전송장치가 우세 비트 또는 우세 레벨을 전송하는 경우, 얼마나 많은 전송장치가 열세 비트 또는 열세 레벨을 전송하는가에 관계없이, 상기 우세 비트 또는 우세 레벨이 수신될 수 있도록 설계된다.

통신에 있어서의 비트 고장은 모든 접속 통신 유닛(유닛들)에서 나타나므로, 발생되는 모든 고장의 100%가 검출된다. 이는 전송 유닛이 통신에서 비트가 나타날 때 고장이 발생하는 것을 감지한다는 사실에 근거한다. 국부적으로 발생한 고장(즉, 수신 유닛에서만 발생하는 고장)에 대해 하기 조건이 적용된다. 5비트 이상이 고장이라면 그 고장은 100%까지 검출되며, 이는 상기 5가지 고장이 어떻게 메시지에 확산되는지에 관계없이 적용된다. 두번째 조건은 고장 비트의 수가 홀수라면 항상 검출된다는 것이다. 나머지 다른 타입의 고장(2 또는 4고장 비트)에 대해서, 이들 고장은 1/33000의 가능성으로 검출된다. 비트의 전송은 전송된 비트가 다섯 개 부분으로 분할되는 방법으로 수행된다. 첫번째 부분은 비트를 정상적으로 개시시키는 동기화부이다. 두번째 부분은 증가부(시간 증가부)로 이루어지며, 이로써 비트는 재동기화하는 경우에 증가한다. 세번째 부분은 안정한 레벨이 얻어지는 동안 시간 간격에 기인하는 제1지연부에 관한 것이다. 이 기간 말기에 비트의 값이 판독된다. 네번째 부분은, 그 유닛이 다음 비트를 전송할 현재 유닛인지, 그리고 그 경우에 어떤 비트가 전송될 것이지의 여부를 상기 회로가 내부적으로 결정할 수 있도록 시간 간격을 형성하는 제2지연부로 이루어진다. 다섯번째 부분은 재동기화 경우에 제거될 수 있는 감소부에 기인된다. 당해 통신부가 전적으로 단독으로 가동될 수 없는 경우에, 상기 통신부는 마이크로 프로세서로 보완될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서 접속부에 액세스하고자 하는 모든 기능 제어 유닛들은 상기 접속부에 자유공간이 있으면 곧바로 그들의 메시지를 전송하기 시작한다. 각기 다른 메시지들은 상이한 우선순위를 가지며, 이는 하위 우선순위를 갖는 모든 메시지들을 차단하며, 그러므로 최상위 우선순위를 갖는 메시지만이 완료된다. 그러나, 상기 접속부에 접속된 모든 기능 제어 유닛들은 전송 메시지를 판독할 수 있다. 모든 기능 제어 유닛들은 할당된 메시지를 수신 및 선택하도록, 그리고 메시지에 따라 당해의 기능을 수행하거나 실제 정보를 선택하도록 조정 또는 배치된다. 긍정응답은 다른 방법으로 발생할 수 있다. 수신 유닛은 예를 들어 그것이 정확한 메시지를 수신했다고 추정될 때, 긍정응답 비트를 전송할 수 있다. 수신 유닛이 수신된 메시지에 따라 메시지를 역 전송함으로써 응답할 또다른 가능성이 있다. 수신 장치는 선택적으로 특별 긍정응답 메시지를 전송할 수 있다.

본 발명에 따라 제안된 우선순위 결정 기능에 의해 기능 제어 유닛들간에 다량의 정보 전송이 가능하게 된다. 전송은 순차적으로 제때에 수행되어야 하는 비동기화 처리과정으로 이루어진다. 상기 기능 제어 유닛들은 메시지 전송이 일어나기 전에 정보를 수신하지 않는다. 따라서, 상기 시스템은 2종의 상이한 메시지들이 서로 충돌하지 않도록 작동되어야 한다. 본 발명에 따르면, 전송된 메시지에서 우선순위 결정의 발생이 일실시예에서 제안되며, 이는 별문제점없이 어느 한 기능 제어 유닛이 다른 어느 기능 제어 유닛으로 전송할 수 있음을 의미한다. 따라서, 2 논리 레벨들로 가동되는 시스템외에도, 접속된 모든 기능 제어 유닛은 한 기능 제어 유닛이 전송하기 시작하는 일정시간내에 검출할 수 있어야 한다. 그럼으로써, 기능 제어 유닛들이 통신부로부터 비트를 판독해 내고 있는 순간에, 상기 통신부의 디지탈 레벨들의 안정화가 보장된다. 이러한 범주의 시스템에 있어서의 또다른 요건은 기능 제어 유닛 그 자체가 열세 비트를 전송하고 있을 때 우세 비트를 갖는 메시지가 전송시 포함됨을 검출하자마다 곧 각 기능 제어 유닛은 전송을 차단해야 한다는 것이다. 상위 우선 순위를 갖는 기능 제어 유닛이 반드시 전송되도록 추가 동작이 취해질 수 있다. 통상적인 경우에, 전송 유닛들은 적시에 무작위 방식으로 전송을 시작함으로써, 두개의 기능 제어 유닛이 동시에 전송하는 것(두개의 유닛이 1MHz의 비트 주파수로 동일한 100-300ns 내에서 전송되기 시작해야 함)이 극히 불가능해진다. 전송이 상기 시간내에 동시에 일어나는 경우에, 우선순위 결정에 의해 선택된다. 접속부가 점유되어 있기 때문에, 전송 유닛이 전송할 수 없을 때 문제점이 야기된다. 접속부의 공간이 비게 되면, 여러 메시지들이 차례로 전송되길 기다리고 있을 가능성이 매우 높다. 네트워크가 비워져 있으면 대기 행렬에 대기하고 있는 모든 유닛은 전송을 개시할 수 있는데, 이 경우에 메시지가 완료되면 전송하고자 하는 모든 기능 제어 유닛들은 비트주기의 약 10%인 간격으로 전송을 개시해야 하는 요건이 필요한데, 이는 모든 기능 제어 유닛이 1MHz의 비트 주파수로 동일한 100-300ns 내에서 그들의 전송을 개시해야 함을 의미한다. 상기 후자 요건은 바람직하게는 하위 우선순위를 갖는 기능 제어 유닛이 상위 우선순위를 갖는 기능 제어 유닛보다 다소 먼저 전송되지 않도록 함으로써, 점유된 점속부가 생기지 않도록 규정된다. 그러나, 상기 요건은 우선순위 결정을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 우선순위를 정하는 방법은 메시지 완료 후, 기능 제어 유닛이 전송을 개시하기 전에 상기 기능 제어 유닛들이 여러 상이한 지연 신호들을 수신하는 것이다. 최상위 우선순위를 갖는 기능 제어 유닛은 짧은 대기시간을 가지며, 하위 우선순위를 갖는 기능 제어 유닛들은 전송 가능전에 오랜시간을 대기해야 한다.

최대 전송 속도를 갖는 접속부에 일반적으로 사용되는 대기시간은 프로세서가 정보를 프로그램으로 처리하는데 걸리는 시간에 148μs(2×111비트)를 더한 시간이 될 수 있다. 최소 전송 시간은 최대치의 절반이다. 단지, 불안정한 순간에 데이터없는 메시지의 전송을 허용함으로써, 상기 시간은 62μs로 감소될 수 있다. 상기의 모든 계산은 1.5Mbit/초의 비트 주파수를 사용하여 산정되고, 전송된 메시지가 최상위 우선순위를 갖는다는 가정하에 산정된다. 회로는 고장 프레임을 전송함으로써 전송을 차단할 가능성을 가지는데, 상기 고장 프레임은 상기 통신부에서 고장이 발견되고 모든 기능 제어 유닛이 정보 입력을 방해하고 입력된 모든 정보를 무시할 때 자동적으로 전송된다. 그러한 신호를 전송함으로써 진행중인 메시지는 차단될 수 있고 중요 메시지는 나중에 직접 전송될 수 있다. 이로써 응답시간이 최대 44μs 및 최소 40μs로 저하될 것이다.

연속적으로 동일 레벨을 갖는 소정의 비트수를 포함하는 메시지의 경우, 전송(프로토콜)은 소정의 수(예를 들면 5)에 따르고 역(逆)인 비트로 수행된다. 상기 역 비트는 메시지의 일부를 형성하도록 선택적으로 선택될 수는 선택안될 수도 있다. 따라서, 간섭(interference)으로 인해 접속부의 록킹(rocking)현상이 방지된다. 만약, 그렇지 않으면 간섭이 반복되고 시스템이 고장나게 되는 경우가 발생할 수 있을 것이다. 고장이 발상하는 경우에, 모든 기능 제어 유닛은 예를 들어 6개의 우세 비트들을 고장을 감지한 신호로서 연속하여 전송한다. 이때, 모든 기능 제어 유닛은 예를 들어 6개의 열세 비트들을 전송한다. 이로써, 통신은 복원되고 각 기능 제어 유닛은 전송준비를 하거나 전송을 개시할 수 있다. 고장 메시지를 수신한 각 기능 제어 유닛은 상기 고장 메시지를 무시하고, 개시부로부터 메시지를 보낸 기능 제어 유닛은 재전송한다. 이런 방법으로 경보 메시지의 가속화가 일어난다.

제4도는 3개의 기능 제어 유닛 42, 43 및 44가 접속부 26'에 접속된 상태를 원칙적으로 도시한 것이다. 하기 표 1는 제1실시예로서 우선순위 선택이 어떻게 배열되는가를 보여준다. 각 기능 제어 유닛 42 내지 44에 대한 각 메시지의 우선순위 필드의 구성은 표에서 알 수 있다. 기능 제어 유닛 44의 메시지는 대부분 우세 비트들(레벨들)을 가지며, 기능 제어 유닛 42 및 43의 메시지 이전에 선택된다.

제4도는 상기 기능 제어 유닛이 각 비트들을 전송하고 공통 통신 회선상에서 수신된 레벨들을 판독함(즉, 동시에 전송하고 판독함)을 보여준다.

제4a도는 우선순위 결정이 메시지의 한 부분에서 일어나는 상기 표 1에 따른 경우를 도시한 것이다. 도면 제4a도에서 1은 열세 레벨/전송을 0은 로우 레벨/우세 전송을 각각 나타낸다. 각 접속부에서의 전송은 각 비트가 수신장치/기능 제어 유닛에 의해 판독될 때 전송된 모든 비트들이 각 수신장치에 틀림없이 도달되도록 신속하게 이루어져야 한다. B1, B2 등 내지 B8은 각각의 비트 공간을 나타낸다. 기능 제어 유닛 42가 공간 B1내의 전송 비트를 통신중에 수신된 상태와 비교할 때, 상기 기능 제어 유닛은 열세 비트가 우세 비트에 의해 중복기재 되었음을 알린다. 따라서, 상기 기능 제어 유닛은 전송을 차단한다. 이러한 상황은, 기능 제어 유닛의 비트들의 연속 전송으로 인해, 상기 기능 제어 유닛의 우세 비트들의 중복 기재에 의한 우선순위 결정이 불가능해지므로, 반드시 일어나야 한다. 비트공간 B3에서 기능 제어 유닛 43은 전송된 비트값과 상기 기능 제어 유닛이 통신부에서 조사한 비트값간의 차를 동일하게 관찰하는데, 이러한 이유로 인해, 전송이 차단된다. 비트공간 B8에서 기능 제어 유닛 44는 전송을 결코 방해해서는 안되기 때문에, 최상위 우선순위를 가졌음을 알린다. 결과적으로 상기 기능 제어 유닛 44가 메시지를 완결한다. 물론, 전송(메시지)은, 비록 예시적 실시예에서 0으로만 표시되었지만, 1 및 0들 모두로 구성될 수 있다. 전술된 실시예에서, 우선순위 결정 과정은 8비트의 도움으로 수행된다. 물론, 그이상 또는 그 이하의 비트를 사용할 수도 있다.

제5도는 그 자체로 공지된 충돌 검출의 또다른 경우를 도시한 것이다. 기능 제어 유닛 42', 43' 및 44'는 충돌후 상이한 대기시간 Δt, Δt' 및 Δt를 할당받는다. 최장 대기시간(Δt)를 할당받은 기능 제어 유닛 42'은 접속부에서 우선순위를 수신하는 반면, 나머지 다른 기능 제어 유닛(들)은 각각 그들의 전송을 대기해야 한다.

제5도는 또한 3개의 전송장치/기능 제어 유닛이 동시에 전송하려고 시도할 때 충돌하는 시스템에서 발생하는 신호들을 도시한 것이다. 상기 기능 제어 유닛/접속부는 일반적으로 또다른 기능 제어 유닛이 전송하고 있을 때, 그 어떤 기능 제어 유닛도 그 전송을 개시하지 못하도록 실행된다. 그러나, 동시 개시된 경우에는 각 기능 제어 유닛은 다른 기능 제어 유닛이 동시 전송하고 있음을 검출하지 못할 위험성이 약간 있다. 잠시후 또는 보다 짧은 간발의 시간간격 후에, 전송중인 기능 제어 유닛/회로는 그들의 전송이 다른 전송장치와 충돌하고 있음을 지시하게 된다. 전송중인 기능 제어 유닛이 이러한 사실을 검출하면, 상기 기능 제어 유닛은 메시지를 완료하기 위해, 그리고 전송이 충돌했다는 사실을 다른 기능 제어 유닛에 지적하기 위하여, 고장 검출단계로 들어간다. 완료는 관련된 모든 기능 제어 유닛이 서로 중복된 우세 비트들의 시퀀스를 전송하는 방법으로 수행됨으로써, 충돌의 명확하고 명료한 완료가 당해의 펄스 구간으로 모두 동기화된 모든 기능 제어 유닛에 의해 검출될 수 있다. 시간 KA로부터, 모든 기능 제어 유닛은 소정의 시간을 대기하고, 최상위 우선순위를 갖는 기능 제어 유닛은 그 유닛의 전송 개시 전에 최단시간 대기한다.

하위 우선순위를 갖는 기능 제어 유닛들은 장시간 대기하며, 상기 유닛들이 전송을 개시할 시간이 되면, 상기 기능 제어 유닛들은 접속부가 점유되어 있음을 지시하는데, 이러한 이유로 당해 기능 제어 유닛들은 통신이 없을 때까지 대기해야 한다.

제6도는 기계적으로 유도된 충돌에 관한 또다른 실시예를 도시한 것으로서, 여기서 우세 레벨들은 유닛이 전송하고자 함을 명백히 하기 위해 우선적으로 전송된다. 기능 제어 유닛 42, 43 및 44는 모든 기능 제어 유닛이 우세 비트들의 전송을 완료한 후 상이한 대기시간 Vt1, Vt2 및 Vt3을 할당 받는다. 따라서, 최단 대기시간 Vt1을 갖는 기능 제어 유닛 44는 접속부에 대한 우선순위를 획득한다. 펄스열의 구간들은 매우 정확하게(예컨대, 100ns) 시간 t1을 유지해야 한다.

제6도에 따른 경우는 제5도에 따른 경우와 거의 동일하다. 그 기능은 제6도에 따른 경우의 기능 제어 유닛들이 제5도에 따른 경우에서 충돌을 지시하는 시퀀스를 전송함으로써 개시없이 메시지를 전송하기 시작하지 않는다는 점에서 다르다. 따라서, 충돌은 어떤 다른 기능 제어 유닛이 전송되고 있는지 아닌지의 여부에 관계없이 신호로 전달된다. 만약 그렇지 않으면, 우선순위 결정은 제5도에 따른 경우와 동일한 방법으로 일어난다. 제6도에 따른 방법이 갖는 이점은 지연이 일정하고 충돌 지시가 수행될 필요가 없다는 것이고, 제5도에 따른 경우에서의 단점은 전송할 기능 제어 유닛이 단지 하나뿐이더라도 우선순위 결정에 일정시간이 걸린다는 것이다.

제7도는 기능 제어 유닛 42', 43' 및 44'에 관한 우선순위 선택에 관한 네번째 실시예를 도시한 것이다. 이 경우에, 개시점은 각 메시지에 있어서 각각 비트 번호 BA, BA' 및 BA 또는 시간 T1, T2 및 T3이다. 최대 번호 BA를 갖는 기능 제어 유닛 44'에 대한 메시지는 전송 상태를 수신한다.

이러한 해결법에 있어서, 우선순위 결정을 위해 사용되는 것은 개시 시퀀스 그 자체이다. 이 경우에, 개시 시퀀스의 길이는 변하고, 최장 개시 시퀀스를 갖고 개시 시퀀스로 중지되지 않는 것은 최상위 우선순위를 갖는다. 우선순위 결정후에 특정시간 TU는 기능 제어 유닛이 전송하려는 그 자체임을 상기 기능 제어 유닛이 명확히 하는데 사용된다. 상이한 우선순위 결정 시간들 T1, T2 및 T3는 결코 서로 섞일 수 없도록 길이가 달라야 한다. 이 경우에, 다른 기능 제어 유닛들에 의해 당해 개시 구간이 검출될 때까지 전송장치가 전송을 개시하는 시간부터, 시간의 불확정도가 존재한다.

제8도는 상이한 타입의 기능 제어 유닛 45 및 46의 실시예를 도시한 것으로서, 기능 제어 유닛 45는 고성능의 정보 처리 기능을 갖춘 타입이고, 기능 제어 유닛 46은 보다 간단한 타입이다. 상기 기능 제어 유닛 45는 예를 들어, 각각 RAM 또는 ROM 메모리 형태의 메모리 영역 48, 49로 이루어지거나 상기 메모리영역 48, 49에 접속되는 마이크로 컴퓨터 47를 갖는다. 상기 마이크로 컴퓨터 47은 D/A 및 A/D 변환기를 포함하는 접속 인터페이스 50에 접속된다. 또한 상기 기능 제어 유닛 45는 카운터, 펄스 출력부 및 펄스 입력부를 포함한다. 상기 접속 인터페이스 50은 통신단자 51을 포함할 수 있다. 상기 접속 인터페이스 50는 제직기와 같은 섬유 기계내의 실질적인 구성요소에 속하는 전자기계부 52에 접속된다. 또한, 상기 마이크로 컴퓨터 47은 하나 이상의 마이크로 컴퓨터, 첨단회로 등으로 이루어질 수 있는 통신부 53에 접속된다. 특히 상기 기능 제어 유닛 45를 구성하는 회로 54가 포함될 수 있다. 상기 회로 54는 입력 및 출력부 55를 구비한다. 상기 기능 제어 유닛 45는 출력부 56을 통해 디지탈 접속부 26'에 접속된다. 기능 제어 유닛 46은 하나 이상의 전송장치 요소 58 및 하나 이상의 지시 요소 59 및/또는 실행 요소 59'에 접속되는 통신부 57로 구성될 수 있다. 상기 기능 제어 유닛 46은 상기 디지탈 접속부 26'에 접속 가능한 출력부 60를 갖는다.

제9도는 A1을 갖는 에어젯(airjet) 제직기를 상징적으로 A1으로 도시한 것이다. 이 제직기는 도달 검출기 A2 및 제직기 각도에 대한 기준 전송장치 A3를구비한다. 다수(4개)이 원사 공급 요소(피더) A4가 상기 제직기에 설치된다. 각 원사 공급 요소는 내부 및 외부 원사 모니터 A5 및 A6를 포함한다. 또한, 상기 원사 공급 요소는 원사 측정 장치 A7 및 모터 제어 요소 A8를 포함한다. 각각의 원사 스톡(stock)은 A9로 표시된다. 각 원사 공급 요소에는 주 노즐(main nozzle) A10이 제공되고, 릴레이 노즐은 A10' 및 A11로 원사(실)는 A12로 각각 표시된다. 절단 요소 A13도 역시 상기 제직기에 포함된다. 상기 제직기의 구동 요소는 A14로 표시된다.

상기 제직기는 상기 내용에 따른 2개의 컴퓨터화된 시스템에 의해 제어되고 감시된다. 각 시스템에 있어서의 직렬 디지탈 접속부는 각각 A15 및 A16으로 표시된다. 상기 제직기의 컴퓨터화된 시스템 또는 전자 제어 시스템은 A17로 표시된다.

상기 제직기의 일부를 형성하는 상기 원사 공급 요소들은 상기 내용에 따른 기능 제어 유닛을 통해 각 접속부에 접속된다. 상기 유닛들은 그들의 관련 구성요소들과 동일한 참조 표시들을 갖지만, 프라임 기호로 완성된다. 구성요소에 참조 기호가 된 유닛들만이 대응 참조기호로 표시된다.

유사한 구성요소(예컨대, 각 피드휠에 대한 주 노즐들)는 도면에서 각각 그들 자신의 유닛을 갖고 있으나, 상기 구성요소들은 동일 유닛을 공유하거나 쌍으로 동일 유닛에 접속될 수 있다. 한편, 다른 유닛들(참조, 모터 제어 요소 A8)은, 각각 그들 자신의 2개의 컴퓨터화 시스템에 포함되거나 접속된 2개의 유닛들 A8', A8에 접속될 수 있다. 상기 제직기의 제어 시스템 A17은 유닛 A17'를 통해 접속되며, 호출 모니터 A2는 유닛 A2' 및 A2를 통해 두 시스템에 접속된다.

제1도에 따른 장치는 시동 단계 및 작동단계에서 가동된다. 시동 단계의 경우, 각 원사 공급 요소는, 예를 들어 시스템내에서 식별번호를 할당받는다. 이러한 할당은 단자 접촉부에서 수신되는 코드에 의해 일어날 수 있다. 상기 시스템에서의 시동 단계의 특징을 설명하면 다음과 같다. 각 원사 공급 요소는 상기 시스템의 감시 유닛으로부터의 각 접속부에서 실행된 통신 전송을 통해 식별 코드를 판독한다. 상기 제직기는 상기 시스템에 그의 폭 및 가동 속도 정보를 제공한다. 상기 제직기는 상기 시스템에 그 폭과 동작 속도를 알려준다. 또한, 제직기는 다음번 피크 시퀀스 번호(coming pick sequence number)를 예컨대, 상기 시퀀스 번호에 매우 밀접하게 대응하는 제직기 속도의 경우의 16을 각 원사 이송 요소에 알려준다. 또한, 상기 제직기는 기준 신호 이후 상기 원사 공급 요소가 원사를 방출하기 전에 얼마나 많은 시간이 소요될 것인지에 관한 정보를 각 원사 공급 요소에 제공한다. 각 원사 공급 요소는 상기 정보의 도움으로 최적의 원사 스톡을 취하고 그 자체를 최적의 최대 속도로 조절함으로써 준비를 갖춘다.

작동 단계는 개시 신호를 상기 시스템에 제공하는 제직기에 의해 개시된다. 기준 전송장치 A3을 통과할 때마다 기준 신호가 발생된다. 원사를 방출할 차례가 된 원사 공급 요소는 방출시간까지 시간을 카운트 다운한다. 방출시간에 도달하면 상기 원사 공급 요소는 원사를 방출한다. 또한, 상기 원사 공급 요소는 원사를 측정하고 즉시 원사 공급 요소를 작동시킨다. 도달 모니터 A2는 원사가 통과할 때 메시지를 제공한다. 그런 다음, 기준 전송장치의 기준 신호로부터 반복되고 계산된다. 상기 반복은 시퀀스의 길이에 의존한다. 일실시예에서는 시퀀스는 7회 더 반복될 수 있다. 그런 다음, 제직기는 다수의 피크(pick)(예컨대, 8피크)의 피크 시퀀스를 제공하는데, 상기 다수의 피크들은 이미 주어진 잔류 피크들(이 경우에는 8피크)후에 올 예정이다. 기준 전송장치 A3를 통과 할 때 기준 신호가 수신되는 단계로부터 시퀀스는 다시 한번 반복된다. 따라서, 전술한 동작 단계에서는 제2도 및 제3도에 따른 상이한 형태의 메시지가 호출된다. 제직기의 시동 신호는 통상적인 순시 신호/트리거 신호이다. 기준 전송장치로부터의 신호들 정지 요소에 대한 원사 공급 요소의 작동 신호 및 도달 모니터로부터의 신호들은 전형적인 순시 신호들이다. 상술한 바에 따르면 이들 신호는 통신 전송 시스템에서 데이터 부분을 포함하고 있는 메시지들에 우선한다. 이러한 메시지 타입의 예로는 속도정보 및 각 원사 공급 요소로 전송될 다른 메시지들이다. 이들 메시지들은 선입선출(first-in-first-out) 원리로 작동하는 메모리 스택에 저장될 수 있다. 예컨대, 원사의 양은 이들 메시지들에서 직접 수신될 수 있다.

제9도에 따른 제직기에 이용될 수 있는 작용원리의 또다른 한 실시예는 시스템이 주 노즐 A10 및 릴레이 노즐 A10' 및 A11을 제어하는 별도의 노즐 제어 장치를 구비하고 있다는 사실로부터 출발한다. 상기 노즐 제어기는 상기 제직기 및 원사 공급 요소와 동일한 직렬 통신부에 접속된다. 시동 단계는 통신 전송부에서 원사 공급 요소의 식별 코드를 판독하는 각각의 원사 공급 요소 A4에 의해 개시된다. 상기 제직기는 그 폭 및 가동 속도를 지시한다. 상기 제직기는 번호 16에 가장 근접하게 대응하는 제직기 속도에 대한 다음번 피크 시퀀스(예, 16) 정보를 각 원사 공급 요소에 제공한다. 각 원사 공급 요소는 상기 정보의 도움으로 최적의 원사 스톡을 취하고 상기 원사 공급 요소를 최적의 최대 속도로 조절함으로써 준비를 갖춘다. 상기 제직기는 (그 부품 즉, 전자 제어 시스템 A17에 의해) 각 원사 공급 요소 A4에 방출 신호이후 피더들이 얼마나 오랫동안 원사를 방출할지에 관한 정보를 요구한다. 각 원사 공급 요소는 방출 신호가 수신되는 순간부터 원사 공급 요소들이 원사를 방출하기까지 얼마만큼의 시간이 소요되는지의 정보를 제직기에 제공한다. 상기 제직기는 각각의 작동 경우에 방출 신호를 실제 원사 공급 요소에 전송하는데 필요한 최적 시간을 산정할 수 있게끔 상기 값들을 저장한다. 상기 제직기는 특정길이, 예컨대, 7cm가 풀릴 때마다 이를 지시하도록 각 원사 공급 요소에 명령한다. 이러한 정보는 상기 노즐 제어부에 의해 동시에 독출된다.

이 경우에 작동 단계역시 시동 신호를 제공하는 제직기에 의해 개시된다. 각 원사 공급 요소는 최적 가속도 및 속도 시퀀스를 산출하고 실행한다. 기준 신호는 기준 전송장치 A3를 통과할 때 제공된다. 상기 제직기는 원사를 방출할 원사 공급 요소에 방출 신호를 제공하기 위한 최적 시간 및, 메시지를 노즐 제어부에 전송하여 주 노즐을 작동시키기 위한 최적 시간을 산정한다. 정확한 시간에 제직기는 주 노즐의 입구를 개방하기 위한 메시지 및 방출 신호를 실제 원사 공급 요소에 전송한다. 주 노즐이 개방되는 즉시, 상기 원사 공급 요소는 원사를 방출한다. 원사 공급 요소는 원사를 측정하고 7cm의 원사가 풀릴 때마다 상황 신호를 전송한다. 이로써, 노즐 제어부는 릴레이 노즐의 입구를 개폐시키고 주 노즐의 입구를 폐쇄하기 위한 최적 시간을 산출하고, 상기 노즐은 이에 따라 제어된다. 상기 원사 공급 요소는 그 정지 요소를 작동시키기 위한 정확한 시간을 산출하고 때가 되면 상기 정지 요소를 작동시킨다. 도달 모니터 A2는 원사가 통과할 때 메시지를 제공한다. 이러한 절차에 의해 안내되는 각 구성요소는 피크(pick)가 성공적이었는지 아니었는지의 여부를 판단할 수 있다. 만약, 피크가 고장인 것으로 판단되면, 이에 관련된 메시지가 전송된다. 상기 제직기는 정지할 것인지 계속할 것인지를 결정한다. 최적 가속도 및 속도 시퀀스를 산출하고 실행하는 각 원사 공급 요소로부터 산정된 상기 시퀀스는 7회 더 반복된다. 상기 제직기는 이미 주어진 잔류 8피크 후에 오는 8피크의 피크 시퀀스를 제공한다. 각 원사 공급 요소가 최적 가속도 및 속도 시퀀스를 산출하고 실행하는 단계로부터 전체 시퀀스의 반복이 다시 일어난다.

전술한 경우에, 원사 공급 요소앞에서 원사가 절단되는 경우, 당해 원사 공급 요소는 메시지 코드(순시신호) 원사 공급 요소앞에서 원사 공급이 중단됨을 전송하고, 그 피크를 완료한다. 상기 제직기는 상기 시스템에 대해 적절한 조치를 취한다. 상기 원사 공급 요소는 상기 시스템에 피크가 완료되었는지 아닌지의 여부에 관한 정보를 제공한다. 원사 공급 요소 뒤 A6에서 원사 공급이 중단되는 경우에, 당해 원사 공급 요소에 메시지 코드(순시신호) 원사 공급 요소뒤에서 원사 공급이 중단됨을 전송한다. 제직기는 시스템에 대해 적절한 조처를 취한다.

본 발명은 원사 공급 요소와 관련한 원사/위사 브레이크(brake)에 대한 제어 작동들을 제안한다. 상기 브레이크는 복잡하지 않거나 복잡한 구조를 가질 수 있다. 일실시예에 있어서, 원사/위사의 장력은 원사/위사 풀림과정에서 상기 원사 공급 요소의 속도에 비례한다. 상기 장력은 상기 원사 공급 요소의 작동 개시시에 매우 낮고, 이로 인해, 특히 스풀 본체(spool body)로부터 원사(실)가 분리되지 않는 경우에 문제점이 야기된다. 상기 언급한 경우에 원사는 본래 풀림과정에서 스풀 본체상의 원사 와인딩부/원사 저장부를 향해간다. 가장 적절한 동작을 위해서는 원사에 있어서 최소 장력을 가지는 것이 필요하고, 낮은 원사 공급 요소의 이송 속도에서는 입구측의 브레이크에 의해 원사를 제동하는 것이 요구된다. 공지된 원사 브레이크는 원사와 계속 접촉하는데, 이는 원사 공급 요소가 원사 저장물을 스풀 본체상으로 공급시키기에 충분한 장력을 유지하는데 필요한 회전수보다 많은 회전수로 가동될 때, 원사상에 부적당한 하중이 가중된다는 것을 의미한다. 본 발명은 간헐적인 브레이크 동작을 제안한다. 제1실시예에서 브레이크 동작은 간단하다. 제어 장치는 브레이크 위치 및 비-브레이크(non-brake) 위치로 가동되는 브레이크의 두가지 위치 또는 브레이크의 상태를 야기시킨다. 본 발명의 시스템에서의 트리거 신호들은 상기 시스템에 다소 의존하는 트리거 신호에 따라 작동되는 (원사)브레이크/브레이크들에 적용된다.

본 발명에 의해 제안되는 직렬 프로토콜은 상술한 것보다 더 복잡한 브레이크 기능을 제어할 수 있게 한다. 본 발명에 따르면, 원사 공급 요소의 출구측에서 제어된 원사 브레이크를 잘 작동시키는 것이 제안된다. 그러한 브레이크는 피크 시간동안 원사/위사 장력을 조절한다. 예를 들어, 그리퍼 제직기에 있어서는 그리프(grip)장치에 의해 원사가 물릴 때 특정의 최소 원사 장력이 요구된다. 공지된 제직기에 있어서, 그러한 장력은 원사 공급 요소의 입구측에서 상술한 브레이크와 같은 상술값을 갖는다. 브레이크를 최적의 장력으로 설정하는 것은 어렵다. 설정치는 기계의 형태마다 다르다. 동일 회사에서 동일 제품을 생산하는데 사용되는 제직기들 조차도, 관례적으로 상이한 설정치를 갖는다. 또한, 브레이크의 특성은 온도, 침적물 등의 변화로 인하여 변한다.

본 발명은 상이한 여러 종류의 브레이크게 적용가능하다. 첫번째 종류의 브레이크에 있어서, 원사는 실린더 표면상에서 특정각도로 미끄러져 나간다. 제동력(break ofrce)은 다음과 같이 얻어진다(제10도 대조).

F_ut2=F_ut1*e^μα

여기서, μ=마찰계수

α=각도

이러한 종류의 브레이크는 후속 장력을 강화시키거나 확대시키는데, 이것은 대부분의 경우에 단점이 된다. 두번째 종류의 브레이크(엽상-브레이크:leaf-brake)에 있어서, 제동력은 다음식으로부터 얻어진다:

F_ut1=μF+브레이크 앞의 원사의 힘

이러한 종류의 브레이크는 후속 장애에 대해 민감하지 않으나, 원사 브레이크를 통과한다.

상기 첫번째 및 두번째 종류의 브레이크들의 원리를 조합함으로써, 진보된 제어 브레이크를 얻을 수 있다(제10도 참조). 상기 첫번째 종류의 브레이크는 축이 소정 각도, 예를 들어 ±90°로 움직이는 LAT(=Limited Angle Torque Motor:제한 각 토크 모터)형의 모터 M1에 적용된다. 이러한 형태의 모터들은 회전속도가 매우 빠르고, 시중에서 시판되고 있다. 각 가속는 예를 들어 약 10⁵내지⁹, 바람직하게는 10⁷라디안/S²일 수 있다. 상기 모터는 특정각도 β에서 주어진 모멘트 M을 발생시킨다. 모멘트 또는 토크의 값은 제동력과 관련된다(제10도 대조).

F_ut2=M(r*sin(β))

힘 F_ut2는 각도 β를 일정하게 유지하도록 힘 F가 어느정도 피드백되면, 적용된 모멘트 M에 관해 선형 비례할 수 있다. 피크하에서 모멘트 M을 변화시킴으로써, 피크 지속기간하의 원사 장력을 제어할 수 있다. 본 발명은 또한 모멘트 M을 각속도 β'로 변화시킬 가능성을 제공하며, 이로써 동적 인자들은 보상될 수 있다. 또한, 힘 F가 해제됨과 동시에 부(-)의 모멘트 -M를 적용할 수 있다. 원사 장력은 상기와 같은 방법으로 급격히 최저치로 감소될 수 있다. 각도(α=α1+α2)이 각 β에 의존함에 따라, 상기 시스템은 매우 신속히 반응하도록 설계될 수 있다. 이와 같은 방법으로 상기 언급한 첫번째 종류의 브레이크의 단점은 조합된 버전에서는 이점으로 변했다.

조합 브레이크(제10도)는 그 자체의 마이크로 프로세서 mP(유닛)를 가지며, 통신부 26, 27(제1도 참조)를 통해 제직기 Z로부터 데이터 정보를 얻거나 상기 제직기와 정보교환을 한다. 제1신호는 마찰계수 μ의 첫번째 값에 관한 것이며, 원하는 원사 장력 F_ut2를 위해 제직 사이클에서 제직기의 각 함수로서 테이블 F2를 설정한다. 장력 제어 시스템은 제직기에 계수 μ의 실제값, 원사 두께의 차에 관한 정보를 제공할 수 있으며, 이때 상기 실제값은 모멘트/토크 M(=M1 및/또는 M2) 및 각도 β, γ의 측정치로부터 산출될 수 있고, 상기 모멘트 값은 모터 전류로부터 산출되거나 그 모터 전류에 의해 결정될 수 있다.

제2신호은 제직기의 각도를 알리는데 적합하다. 각각의 회전을 위해서는 최소 하나의 신호가 필요하며, 이 신호는 트리거 신호(제1신호) 형태로 되어 있다. 각 회전 당 여러개의 신호들, 예를 들어 4가지의 신호가 사용될 때, 모든 신호은 트리거 신호들이어야 한다(제1신호). 최근 통상적인 그러퍼형 제직기는 전형적으로 600γ/min, 즉 10Hz인 다수의 회전수로 작동한다. 원사는 약 반회전상태에서 끌어당겨지고, 원사의 이송 속도는 20Hz의 주파수에서 두개의 절반 주기로 대략 사인곡선으로 변환한다. 본 발명에 따른 브레이크는 최소한 200Hz로는 거칠게 조정되고 2KHz로는 원활하게(겹쳐지게) 조정된다. 이러한 사값 신호를 전송한다. 상기 값들(신호들)에 의해 상기 모터 Mo, Mt 또는 모멘트 M1, M2까지도 최적으로 제어될 수 있다. 원사의 마찰력이 상기 덮개면에서 높아지려는 경향이 있을 때, 상기 부재 Mo2 및 FM에서의 마찰력은 저하될 수 있고, 그 반대로 한 마찰 작용점에서 다른 마찰 작용점까지의 마찰상태를 넘어 이송함으로써 그 반대현상이 일어난다. 조합된 원사 제어 시스템은 제직 과정중에 정확한/최적의 원사 브레이크 동작을 가능케할 수 있다. 상기 장력 제어 시스템은 고유한 마찰 측정기능으로 가동한다. 상기 원사 장력 시스템은 제1도 내지 제9도를 통해 설명된 장치들과 관련하여 별도로 사용될 수 있다.

상기 언급된 기준값은 테이블 F2, 각도 β의 실제값 및 모멘트 M1 및 M2에 대응하는 전류들과 협력하여 상기 마이크로 프로세서에 의해 산정된다.

상기 언급한 수학식들은 고정적인 장치인 부재 Mo2, Mt1 및 Mtb에 유효하다. 상기 마찰 부재의 마찰 표면은 충분한 마찰 계수를 갖고, 열 전도성이 있으며, 내마모성이 있는 다이아몬드, 금속, 금속 산화물, 세라믹 등의 마찰층들을 갖는다.

상기 장력 제어 시스템은 당해 원사 공급 요소(피더)의 입구 또는 출구측에 설치하기에 적합하도록 구성된다. 원사의 공급 경로는 제10도에서 알 수 있듯이 좌에서 우로 연장된다. 장력 F_ut2의 변화는 토크 M2에 대한 각도 β의 변화를 야기시킨다. 상기 제어 시스템은 장력 변화에 매우 신속히 반응하고, 각 모멘트에서 장력 F_ut2의 각각의 발생값에 대하여 균형이 이루어지는 상태/위치를 취할 수 있다.

본 발명은 자동 원사 공급(통경)기능, 단색의 경우의 제직 기능 및 위사 혼합한 경우(즉, 각각의 제2피크에서 각 원사 공급 요소는 공급을 위해 작동됨)의 두개의 원사 공급 요소를 갖춘 제직기에 적용될 수 있다.

자동 원사 공급 과정(automatic threading up procedure)에서는 다음과 같은 시퀀스가 가능하다:

1. 원사 공급 요소 1은 상기 원사 공급 요소앞에서의 원사 절단을 지시하고, 원사 공급 요소의 입구측에서의 원사 절단이란 메시지를 보낸다(상기 지시는 트리거 신호=제1신호로 이루어짐).

2. 상기 제직기는 원사 공급 요소 2에 원사 공급량을 두배로 늘일 것을 지시하고, 그런 후 두배의 주파수로 가동하는 원사 공급 요소 2로부터 상기 원사가 공급된다.

3. 상기 제직기는 실 공급 시스템에 원사를 교체할 것를 지시한다.

4. 상기 원사 공급 시스템은 상기 원사 공급 요소 1에 스풀 본체가 빈 상태에 있음을 통보하고, 상기 스풀 본체를 비운다.

5. 상기 실 공급 시스템은 상기 원사 공급 요소 1의 입구에 새로운 원사를 인가하고, 원사를 공기로 흡입하거나 배출할 것을 상기 원사 공급 요소에 지시한다.

6. 상기 원사 공급 요소는 원사를 흡입하거나 배출하고, 원사가 적절한 제 위치에 있음을 상기 실 공급 시스템에 통고한다.

7. 상기 실 공급 시스템은 원사를 잡아 붙든 다음, 원사가 포획되었음을 통고한다.

8. 상기 원사 공급 요소는 원사를 스풀 본체표면에 감고 공급 준비를 지시한다.

9. 상기 원사 공급 시스템은 원사 선단부가 원사 안내부에 의해 포획될 수 있는 위치로 상기 원사 선단부를 옮기고, 제직기에 원사가 수용될 준비가 완료되었음을 통고한다.

10. 상기 제직기는 상기 원사를 수용하고, 상기 원사 공급 요소에 더블 위치 이동(double shift)으로의 복귀를 지시한다.

상기 항목 1 내지 10에 있어서 통신부상에서 전송된 메시지들은 시간의 관점에서는 그리 중요하지는 않으나, 트리거 신호들 사이에서 인터리브될 수 있다. 상기 항목 1 내지 10에 설명된 과정은 몇몇 신호 및 단계들에 의해 수행될 수 있고, 단지 일예로서 제시된 것이다. 상기 제직기와의 통신하는 대신에, 원사 공급 요소들은 상기 과정중에 상호간에 정보를 취하고, 서로 정보를 교환할 수 있다. 상기 시스템이 자동 스풀 이동 장치를 구비하면, 추가의 메시지가 다음과 같이 분포되고 수신된다:

11. 스풀 이동 장치는 상기 제직기에 상기 원사 공급 요소 1상의 원사가 다 소모되었음이란 정보를 통고한다.

12. 상기 제직기 및 상기 원사 공급 요소들은 상기 항목 2 내지 10에 따라 메시지들을 교환한다.

제직기는 원사 공급 요소, 원사용의 원사 브레이크(brakes) 및 모니터들을 통해 유도되는 하나 이상의 원사 공급 경로로 가동된다. 원사 공급 동작부는 데이터로 제어되고, 몇개의 와이어 통신부(직렬 통신부)를 통해 상호 접속되는 데이터 유닛(마이크로 프로세서)을 포함한다. 원사 브레이크, 원사 공급 요소, 모니터등은 각각의 동작을 제어하는 프로그램을 갖는다. 상기 원사 공급 요소들은 기능 제어 유닛에 의해 제어되어, 최적의 원사 저장/비축상태로 가동될 수 있도록 구성된다. 상기 원사 브레이크는 상기 기능 제어 유닛에 의해 제어되어, 상기 원사 공급 요소의 입구 및 출구에서 원사의 장력이 제어될 수 있도록 구성된다. 일실시예에서, 상기 모니터 장치는 원사의 공급 속도 변화를 실제로 표시함으로써, 각 모니터 장치는 상기 속도 변화시 원사의 공급중단을 표시하지 않는다. 원사 브레이크는 상기 기능 제어 유닛들도부터의 제어 신호에 의거하여 스풀 본체상에 균등한 장력을 야기시키는 소정의 낮은(최적의) 속도를 제공한다. 상기 원사 공급 요소 및 상기 원사 브레이크는 스풀과 원사 공급 요소간의 원사 공급 경로에 작은 속도변화를 야기시킨다. 각 원사 공급 요소상의 원사 비축량은 제어가능하게 체크될 수 있다.

몇개의 와이어를 구비한 데이터 통신 접속부가 이용될 수 있다. 일실시예에서, 몇개의 와이어에 대한 접속은, 예를 들어, 신호 전송 및 접지(접지도선)로의 액세스를 위한 2개의 와이어/도선과, 상기 시스템의 내/외부에서의 간섭을 방지하는 스크린 도선에 대한 접속을 의미한다. 2개-와이어는 개시점으로서 이들 상태를 판독하기 위한 것이다.

제11도는 선형 모터 장치 K 및 K1을 포함하는 원사/위사 장력 제어 시스템을 도시한 것이다. 상기 각 선형 모터 장치는 신장된 철(철심) 부재 K2, K3, K4, K5, K6 및 K7을 포함하는 영구 자석장치를 구비한다. 가동 코일(권선) 부재 K8, K9는 각각의 부재 K4, K7상으로 안내되고, 상기 부재 K4, K7에 대해 종축방향으로 이동가능하다. 상기 부재 K2, K3 및 K5, K6의 자극은 북극이고, 상기 부재 K4, K7의 자극은 남극이다. 가동 코일은 원사 Y'에 마찰 맞물림 결합이 생기도록 상기 원사를 지지체 K12에 대해 반작용시키는 부재 K11를 갖는 작동 부재 K10에 부착되거나, 상기 작동 부재 K10을 구비한다. 상기 가동 코일부재 K8, K9는 상기 철심 부재 K4 및 K7상의 코일의 위치 변위 및 지지체 K12와 관련한 부재 K11의 위치 변위를 나타내기 위한 센서 장치를 갖거나 상기 센서 장치와 상호작용한다. 상기 센서 장치는 상기 가동 코일 부재에 부착된 분로 부재(shunt member)와 상호작용 가능한 전위차계(potentiometer)를 구비한다. 상기 센서 장치에 의해, 신호 Ki1의 값은 상기 전위차계와 관련된 코일의 변위 위치에 좌우된다. 상기 신호 Ki1은 제11도의 최하위의 코일위치에서 최저값을 최상위의 코일 위치에서 최고값을 갖는다. 첨심 또는 철 부재 K2, K3, K4 및 K5, K6, K7 및 철심 또는 철 부재 K15, K16 및 K17, K18을 구비하는 영구자석 장치는 자기장을 발생시키고, 이 자기장에서 상기 가동 코일 부재 K8, K9는 신호들(전류,직류) Ki2, Ki3에 의해 신장 부재 K4, K7의 길이 방향으로 변위가능하다. 상기 제1신호들/전류는 코일 부재의 상향이동을 야기시키고, 제2신호/전류는 하향이동을 야기시킨다. 또는 상기 상향 및 하향이동은 전류 방향에 의해 결정될 수 있다.

선형 모터 장치 K1은 선형 모터 장치 K와 동일한 방법으로 작동한다. 원사 Y'는 3개의 원통형 부재 K19, K20 및 K21을 거쳐 이동하며, 그중 선형 모터 장치 K는 아암 K22상에서 적용된다. 상기 원사 Y'는 각도 V1, V2 및 V3로 상기 부재 K19, K20 및 K21과 맞물림 결합한다. 상기 각도의 값은 상기 부재 K19, K20 및 K21간의 상대 변위에 의존한다. 도시된 실시예에서 부재 K21은 부재 K19, K20과 관련하여 변위가능하다. 상기 부재 K19, K20, K21( 및 K11, K12)은 원사를 측면 방향으로 안내하기 위하여 주변 홈(groove)을 구비할 수 있다.

각각의 선형 모터장치 K 및 K1은 각각의 유닛 KU1 및 KU2에 의해 가동된다. 주 유닛은 KU3로 설계된다. 높은 응답 및 정확도로 동작하는 고감도 원사 장력 제어 시스템은 본 발명의 주제에 의해 달성된다. 상기 시스템은 기능 제어 유닛들에 의해 초래되는 인가 신호/전류로 제어될 수 있다. 코일은 자기장에 노출되고, 그 자체로 공지된 매우 민감한 방식으로 즉, 디스크 판독장치로 상기 신호/전류에 의해 변위가능하다.

원사 공급 요소로부터 공급되는 원사는 그 연장된 형태를 유지하기 위하여 특정의 장력을 가져야 한다. 원사는 가속 및 감속되며, 전체 시간에 걸쳐 양쪽 선단에 견인력 즉, 잡아 당기는 힘이 요구된다. 근본적으로 상기 요구되는 견인력은 원사의 공급 과정중에 변한다. 원사의 이동은 제직기의 기계적 구조와 관계가 있고, 그로써 시간이 조정되며 그 기하학적 이동은 발생된 힘과 제동력의 요구에 좌우된다. 본 발명은 견인력이 어떻게 풀림 단부에서 최적의 결과로 성취될 것인가하는 그 방법의 달성을 제안한다. 상기 견인력은 제직 속도에 따라 변하고, 낮은 제직 속도에서는 견인력이 낮다. 제동력은 원사의 공급과 정중에 변화해야 한다.

공지된 장치들에 있어서, 제동력은 일반적으로 일정하다. 제직 공정에서 최소한 몇몇 타임 슬롯하에서는 제동력을 피하는 것이 중요하다. 공지된 제직기에서는 제동력이 원사를 감속시키기 위해 적용된다는 사실에 비추어 볼 때 큰 장력 피크가 가속시에 발생한다. 가속 및 감속이 동일 속도값을 갖는다면, 원사의 장력은 커질 것이다. 본 발명은 제직 공정중에 변화하고 제직 공정중에 최소값으로 유지되는 제어된 장력을 제안한다. 원사의 장력은 전체 공정중에 증가 및 감소한다. 압착 브레이크 K는 상기 두번째 식에서의 압착력에 비례하는 추기의 힘 및, 원사를 하나 이상의 (고정된)굴곡 표면위에서 편향시킴으로써 힘을 증대시키는 추가부분을 초래한다. 압착력 및 편향각을 변화시킴으로써, 제동력은 원하는 값으로 제어될 수 있다. 이러한 형태의 브레이크에 있어서의 상기 추가 힘이 브레이크 앞에서 원사의 힘과는 무관하기 때문에, 압착 브레이크를 제1위치로 배치한다는 사실에 장점이 있다. 제2브레이크 단계에서 제동력은 인입력에 비례한다. 제2브레이크 단계의 또다른 장점은 부재 K21이 원사 가속시에 상향 이동가능하고, 이러한 방식으로 제동력이 원사의 커브(curve)로부터 얻어지는 초과량으로부터의 원사 배출로 인하여 매우 작게 유지될 수 있다는 사실로부터 명백해진다.

원사의 두께와 같이, 원사의 횡방향 탄성은, 제동력이 측정됨과 동시에 상기 부재 K11 및 K12간의 상대적 거리를 측정할 수 있는 분로 부재 K14에 의해 측정될 수 있다. 이러한 방법으로, 원사의 품질에 대한 연속적인 제어를 달성하게끔 상이한 정보가 도출될 수 있다. 상기 부재 K11과 K12간의 일정 거리에서의 힘 변화를 조사하여 원사의 불균일성을 인지할 수 있다. 소정 거리상에서 불규칙성이 나타나면, 원사의 공급 속도는 제동력 피크(peak)간의 시간 주기에 의하여 측정될 수 있다. 만약, 2개의 압착 브레이크가 이들 브레이크사이에서 소정간격으로 배치되는 경우에, 속도 측정은 제동력 관련신호 또는 그들간의 상호관계에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 속도 측정은 원하는 원사가 불균일한 경우에 상기 원사에 대해 수행될 수 있다. 부재 K1은 힘이 제어될 수 있고, 그 다음 원사의 장력에 대한 신속한 조절이 달성될 수 있다. 원사의 최종적인 매듭은 원사가 압착 부재 K11, K12를 통과할 때 추가의 힘을 야기시킬 수 있다. 상기 제어장치는 부재 K22에 의해 힘을 일정하게 유지하려 하고, 부재 K21은 상향 이동될 수 있으며, 원사의 공급은 매듭이 상기 부재 K11 및 K12를 지나는 동안, 상기 부재 K19 및 K20간의 비축된 원사로부터 이루어진다. 편향각이 감소하면 마찰력은 급격히 감소한다. 매듭이 통과하고 추가 힘이 소멸된 후, 상기 원사 장력은 상기 부재 K21이 하향 이동할 때 신속히 복원될 수 있다. 제10도에 따른 브레이크의 기능은 제11도의 그것과 유사하다. 압착력은 로킹 레버를 통해 압착력을 야기시키는 부재 Mo2의 이동에 의해 얻어진다. 두 단계에서의 편향각은 Mtb의 회전에 의해 얻어지는데, 상기 회전은 모멘트 M2를 갖는 모터 Mt 주위의 아암 Mt1에 의해 이루어진다. 또다른 장점은 원사가 당겨지고, 그후에 팽팽하게 신장될 수 있다는 점이다. 상기 부재 K11은 힘 F의 충분한 값에 의해 원사를 고착시킬 수 있고, 그 후에 원사는 상기 부재 K21에 의해 잡아 당겨질 수 있다. 이러한 방식으로, 원사는 균일한 후방 에지(edge)가 얻어지도록 특정 지점까지 잡아 당겨질 수 있다. 원사는 부재 K20 및 K21 뒤에서 고착될 수 있고, 그런다음, 원사가 가속화되기 시작할 때 상기 부재 K21을 신속히 상향 이동시킴으로써 상기 부재 K19와 K20사이의 원사 저장부를 적은 힘으로 공급될 수 있는 원사로 채울 수 있다.

유닛 KU1 및 KU2는 제10도의 테이블 F2와 같은 테이블들을 구비한다. 본 발명은 예를 통해 상술된 실시예에 제한되지 않고, 하기 특허청구의 범위의 범위내에서 변형될 수 있다.

본 발명은 자동 원사 공급(통경)기능, 단색인 경우의 제직 기능 및 위상 혼합인 경우(즉, 각각의 제2피크에서 각 원사 공급 요소는 공급을 위해 작동됨)의 두개의 원사 공급 요소를 구비한 제직기에 적용될 수 있다.

Claims (14)

1. 최소 하나의 컴퓨터 및 다수의 작동요소중 최소 하나를 각각 제어하고 네트워크를 함께 형성하는 다수의 기능 제어 유닛(9-12,MP,KU1,KU2,KU3)을 구비하는 컴퓨터화된 시스템의 지원을 받아, 제직기의 일부를 집합적으로 형성하는 상기 다수의 작동요소를 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 네트워크는 상기 각각의 기능 제어 유닛과 상기 제직기간에 데이터 전송을 수행하기 위해, 상기 각각의 기능 제어 유닛(9-12,MP,KU1,KU2)이 접속되는 접속 수단(26,27)을 포함하고, 상기 각각의 작동 요소는 각각의 위사용 원사 경로를 따라 배치되는 각각의 위사용 원사 스트랜드(Y,Y')의 장력을 제어하기 위한 원사 장력 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 원사 장력 제어기는 상기 위사용 원사 스트랜드의 장력을 감지하기 위한 수단 및 상기 위사용 원사 스트랜드에 마찰력을 인가하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 기능 제어 유닛은 상기 장력 감지 수단에 응답하여 상기 위사용 원사 스트랜드상에 작용하는 상기 마찰력을 조절하기 위해, 상기 장력 감지 수단 및 상기 마찰력 인가 수단에 작동가능하게 연결되는 특징으로 하는 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 장력 감지 수단은 토크 제공 수단, 상기 위사용 원사 스트랜드와 결합하는 제1원통형 덮개 표면을 갖는 제1마찰 원사 접촉 부재, 상기 토크 제공 수단으로부터 방사상으로 배치되고 상기 위사용 원사 스트랜드와 결합하는 제2원통형 덮개 표면을 가지며 상기 위사용 원사 스트랜드에 대해 회전되지 않는 제2마찰 원사 접촉 부재, 및 상기 토크 제공 수단에 대해 상기 제2마찰 원사 접촉 부재의 방사상 이동을 허용하도록 상기 제2마찰 원사 접촉 부재를 상기 토크 제공 수단에 선회가능하게 결합시키는 로커 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 마찰력 인가 수단은 제2토크 제공 수단, 원사 브레이크 및, 상기 제2토크 제공 수단을 상기 원사 브레이크에 결합시키는 제2로커 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 원사 브레이크는 사이를 통과하는 상기 위사용 원사 스트랜드에 대한 횡방향 연장축을 따라 배치되는 제1 및 제2대향 제동 요소를 포함하고, 상기 제2로커 암은 상기 마찰력을 상기 연장축을 따라 상기 위사용 원사 스트랜드에 한 방향으로 인가하도록 상기 제2제동 요소에 대해 반작용하는 상기 제1제동 요소에 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1제동 요소와 제2제동 요소중 적어도 하나는 상기 위사용 원사 스트랜드에 대해 회전가능한 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2토크 제공 수단은 제한된 앵글 토크 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 기능 제어 유닛은 상기 제1토크 제공 수단의 각도 변위에 응답하여 마찰력 조정 신호를 상기 제2토크 제공 수단에 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2원통형 덮개 표면은 다이어몬드, 금속, 금속 산화물 및 세라믹으로 구성된 물질군으로 형성된 마찰 발생 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제4항에 있어서, 상기 제1마찰 원사 접촉 부재는 상기 토크 제공 수단의 회전축에 회전가능하게 결합되고, 상기 위사용 원사 스트랜드에 대해 회전가능한 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제4항에 있어서, 상기 제1마찰 원사 접촉 부재는 상기 토크 제공 수단에 인접하게 배치되고, 상기 위사용 원사 스트랜드에 대해 회전되지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제3항에 있어서, 상기 기능 제어 유닛은 마이크로 프로세서인 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제3항에 있어서, 상기 장력 감지 수단 및 상기 마찰력 인가 수단은 각각 선형 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.