KR100225223B1 - 텐션장치 및 이것을 구비한 권선장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 텐션장치에 관하여, 특히 권선장치에 적용하므로서 그 선재에 적정한 텐션을 부여할 수 있어서 안정된 권선을 얻을 수 있는 텐션장치에 관한 것으로, 항상 적정한 텐션을 안정적으로 부여할 수 있고, 또 텐션의 절환을 자동적으로 행할 수 있는 텐션장치 및 이것을 구비한 권선장치를 제공하는 것을 목적으로 한 것이며, 그 구성에 있어서, 선재(11)를 미끄러지지 않도록 감은 텐션풀리(2)와, 텐션풀리(2)가 회전자에 연결된 텐션용모터(3)와, 텐션용모터(3)에 대해서 선재(11)를 공급할때의 회전자의 회전방향과는 반대방향으로 소정의 토오크를 발생하도록 텐션모터(3)의 토오크제어를 행하는 토오크제어수단을 구비한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

텐션장치 및 이것을 구비한 권선장치

제1도는 본 발명의 일실시예의 텐션장치를 적용한 권선장치의 요부의 개략구성을 표시한 사시도.

제2도는 동실시예의 권선장치의 사시도.

제3도는 동실시예의 권선장치의 제어기의 개략구성도.

제4도는 동실시예의 제어기에 있어서의 토오크제어부의 구성도.

제5도는 동실시예에 있어서의 권선공정의 설명도.

제6도는 동실시예에 있어서의 코어권선을 표시하고, (a)는 단면도, (b)는 요부의 확대단면도.

제7도는 동실시예에 있어서의 원통형상의 권선대상에 있어서의 텐션설정치의 설정방법의 설명도.

제8도는 동실시예에 있어서의 직사각형상의 권선대상에 있어서의 텐션설정치의 설정방법의 설명도.

제9도는 종래예에 있어서의 텐션장치의 구성을 표시하고, (a)는 사시도, (b)는 종단면도, (c)는 (b)의 C-C단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 텐션장치 2 : 텐션풀리

3 : 텐션용모터 11 : 선재(線材)

13 : 코어(대상물) 25 : 제어기

28 : 토오크제어부 30 : 데이터메모리부

본 발명은 텐션장치에 관한 것으로서, 특히 권선장치에 적용하므로서 그 선재에 적정한 텐션을 부여할 수 있어서, 안정된 권선을 얻을 수 있는 텐션장치 및 이것을 구비한 권선장치에 관한 것이다.

최근, 권선장치는 자동차, 고품귀화, 고생산화등이 요구되고 있으며, 그중에서 선재의 텐션장치에 필요하게되는 기능이 다양화되어 오고 있다.

이하에, 종래의 권선장치의 텐션장치에 대해서 설명한다.

제9도에 표시한 종래의 브레이크형의 텐션장치에 있어서, (41)은 선재, (42)는 선재(41)를 감은 풀리, (43)은 선재(41)의 공급방향, (44)는 풀리(42)의 회전방향이다. 풀리(42)는 회전 자재하게 지지된 축(45)에 결합되고, 축(45)에는 제동을 거는 브레이크슈우(46)가 바깥끼움되고, 이 브레이크슈우(46)의 축(45)에 대한 압접력을 조정하는 테이퍼부재(47)와 테이퍼부재(47)의 위치를 조정하는 조정손잡이(48)가 설치되어 있다. (49)는 이완제거용의 낚싯대이다.

다음에 그 동작에 대해서 설명한다. 먼저, 공급방향(43)으로 선재(41)가 공급되므로서 풀리(42)가 회전방향(44)으로 회전한다. 그때, 축(45)과 브레이크슈우(46)와의 사이에서 접촉 마찰이 발생하고, 풀리(42)의 회전방향에 대한 제동력에 의해 선재(41)에 텐션의 부여된다. 선재(41)의 텐션의 조정시에는 조정손잡이(48)를 수동으로 회전시켜서 테이퍼부재(47)를 이동시킨다. 그러자, 브레이크슈우(46)가 축(45)에 압접ㆍ이간이동하고, 접촉마찰이 변화해서 풀리(42)의 제동력이 변화하고, 텐션이 조정된다.

그러나, 상기 종래의 구성에서는, 축(45)와 브레이크슈우(46)와의 정지마찰계수와 동작마찰계수와의 차이에 의해, 풀리(42)의 회전시동시와 회전시와의 사이에 텐션의 차이가 발생한다고 하는 문제가 있으며, 또 텐션의 절환은 수동으로 조정손잡이(48)를 회전시키는 것밖에 없다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 종래의 문제점에 비추어, 항상 적정한 텐션을 안정적으로 부여할 수 있고, 또 텐션의 절환을 자동적으로 행할 수 있는 텐션장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본원의 제1발명의 텐션장치는, 선재를 미끌어지지않도록 감은 텐션풀리와, 텐션풀리가 회전자에 연결된 모터와, 모터에 대해서 선재를 공급할때의 회전자의 회전방향과는 반대방향으로 소정의 토오크를 발생하도록 모터의 토오크제어를 행하는 토오크제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본원의 제2발명의 텐션장치는, 토오크제어수단이, 복수의 토오크제어의 설정치를 가지는 동시에 그 설정치를 외부전기신호에 의해서 임의의 타이밍으로 절환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본원의 제3발명의 텐션장치는, 토오크제어수단이, 선재공급대상물의 회전각도에 따라서 토오크제어의 설정치를 동기해서 절환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본원의 제4발명의 텐션장치는, 대상물에 대한 일련의 선재공급동작에 대응해서 토오크제어의 설정치가 설정되어 있는 선재공급데이터를 대상물마다 격납한 데이터격납수단과, 선재공급 데이터의 선택수단을 구비하고, 토오크제어수단은 선택된 선재공급데이터에 따라서 토오크제어의 설정치를 절환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본원의 제5발명의 권선장치는 상기 텐션장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 텐션장치에 의하면, 모터에 토오크제어를 걸고 텐션풀리에 대해서 안정된 소정의 토오크를 인가하므로서, 선재에 대해서 소정의 텐션을 안정적으로 또한 재현성좋게 부여할 수 있다.

또, 임의의 타이밍으로 토오크제어의 설정치를 절환하므로서, 최적한 텐션이 변화하는 경우에도 항상 최적텐션상태를 확보할 수 있고, 예를들면 권선동작, 단말처리등에 개별의 최적한 텐션을 선재에 부여하고, 안정된 일련의 권선동작으로 실현할 수 있다.

또, 대상물의 회전각도에 따라서 선재의 텐션이 변화할 경우, 예를들면 권선하는 대상물이 직사각형등의 경우에 대상물의 회전속도를 일정하게 하면 대상물의 회전각도에 따라서 선재속도나 선재의 도출각도의 변동등의 요인에 의해 선재의 공급단부에 있어서 텐션변동이 발생하나, 대상물의 회전각도와 동기해서 토오크제어의 설정치를 변화시키므로서 선재의 텐션변동을 완화할 수 있다.

또, 대상물에 대한 일련의 선재공급동작에 대응해서 토오크제어의 설정치가 설정되어 있는 선재공급데이터를 대상물마다 격납하고, 그것을 선택할 수 있도록 해두므로서, 대상물의 절환시에 소정의 텐션을 그 당장 재현성좋게 부여할 수 있다.

또, 이상의 텐션장치를 권선장치에 적용하므로서, 안정성이 있는 권선을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명을 권선장치에 적용한 일실시예에 대해서 제1도~제6도를 참조하면서 설명한다.

제1도에 텐션장치(1)의 외관과 권선부의 개략도를 표시한다. 제1도에 있어서 텐션장치(1)는, 선재(11)를 미끌어지지않도록 수회감은 텐션풀리(2)와, 이것에 회전토오크를 부여하는 서보모터로 이루어진 텐션용모터(3)와, 선재(11)를 텐션풀리(2)에 안내하는 가이드롤러(4)에 의해 주로 구성되어 있다. (5)는 텐션풀리(2)의 회전방향, (6)은 텐션풀리(2)의 토오크제어방향이다. (7)은 펠트, (8)은 가이드바, (9)는 그 선단부의 가이드롤러이다. (10)은 선재(11)를 감아돌린 보빈이다.

권선부에 있어서, (12)는 선재(11)를 도출하는 노즐, (13)은 권선의 대상물인 코어, (14)는 코어척, (15)는 코어(13)의 회전구동용의 코어회전서보모터, (16)은 타이밍풀리, (17)은 타이밍벨트, (18)은 코어(13)의 회전방향, (19)는 선재(11)의 공급방향이다.

제2도에 권선장치(20)의 전체구성을 표시한다. 이 권선장치(20)는 효율적으로 권선을 행하기 위하여 6축구성으로 되어 있으며, 텐션장치(1)는 각축마다 설치되고, 개별적으로 텐션을 설정할 수 있도록 구성되어 있다. (21)은 노즐(12)의 이동과 위치결정을 행하는 XYZ테이블, (22)는 코어척(14)이 배설된 권축드럼이고, 권축드럼(22)의 바로 앞쪽에서 코어(13)의 공급인출을 행하고, 권축드럼(22)을 180°회전시켜 반대쪽에서 권선을 행하도록 구성되어 있다. (23)은 선재(11)의 단부를 잡는 선처리척, (24)는 커터이다.

제3도에 권선장치(20)의 제어시스템 구성을 표시한다. (25)는 권선장치(20)의 동작제어를 행하는 제어기이고, 기계제어부(26)와, 코어회전서보모터(15)를 구동제어하는 NC제어부(27)와, 텐션용모터(3)의 발생토오크를 제어하는 토오크제어부(28)를 구비하고, 각 제어부(26)~(28)은 버스(29)를 개재해서 데이터메모리부(30)로부터 제어데이터를 판독하도록 구성되어 있다.

제4도에 토오크제어부(28)의 구성을 표시한다. 토오크지령치 발생수단(51)으로부터 출력된 토오크지령치 T가, 선재(11)의 단선시등의 이상고속회전을 방지하기 위한 감산기(52)를 개재해서 전류지령치발생수단(53)에 입력되어 있다. 전류지령치 발생수단(53)으로부터 출력된 전류지령치 I가, 피드백 전류치 If와의 오차를 산출하는 감산기(54)를 개재해서 전류오차앰프(5f)에 입력되고, 전류오차앰프(55)의 출력이 파워앰프(56)에 입력되어서 텐션용모터(3)를 구동하도록 구성되어 있다. 이 텐션용모터(3)에 흐르는 전류가 전류검출기(57)에 의해 검출되고, 피드백 전류치 If로서 감산기(54)에 입력되어 있다. 또 텐션용 모터(3)의 회전이 펄스발전기(58)에 의해 검출되고, 그 출력신호가 미분기(59)에 입력되고 속도신호 V로 변환되어서 속도규제수단(60)에 입력되어 있다. 이 속도규제수단(60)에 의해 텐션용모터(3)가 일정회전이상으로 되면 토오크지령치를 상쇄하는 제어신호를 감산기(52)에 출력하도록 구성되어 있다.

이상과 같이 구성된 권선장치(20)에 있어서의 일련의 권선동작을 먼저 실행하면, 제5도에 있어서, 스타트선 얽매이는 공정(a)에 있어서, 노즐(12)로부터 도출된 선재(11)의 단부를 선처리척(23)이 잡고 있으며, 코어(13)에 형성된 단자핀(31)의 원주방향에 있어서 노즐(12)이 나선궤도에서 회동하므로서 선재(11)를 단자핀(31)에 얽어맨다. 다음에, 스타트선커트공정(b)에 있어서, 커터(24)가 단자핀(31)의 근방에서 선처리척(23)과 연결되어 있는 선재(11)를 절단한다. 다음에, 제1층권선공정(c)에 있어서, 코어(13)의 1회전당의 노즐(12)의 이동량을 선재(11)의 직경에 상당하는 직진궤도에서 동작시키고 코어(13)에 대해서 선재(11)를 정렬해서 권선한다. 다음에, 제2층 이후 권선공정(d)에 있어서, 제1층권선과 동일한 동작을 제8~제10층위까지 반복하므로서, 코어(13)에 대해서 선재(11)를 적층해서 정렬권선한다. 다음에, 마무리된선 얽어매는 공정(e)에 있어서, 다른쪽의 단자핀(32)에 대해서 스타트선과 동일한 동작으로 선재(11)를 얽어맨다. 마지막으로, 마무리한 선커트공정(f)에 있어서, 선재(11)를 선처리척(23)으로 잡게하고, 커터(24)가 단자핀(32)의 근방에서 선재(11)를 전단한다. 제6도에 코어(13)에 대하여 선재(11)를 적층해서 정렬권선한 상태를 표시한다.

다음에, 이상의 권선동작중에 있어서의 텐션장치(1)의 작용을 제1도를 참조해서 설명한다. 코어회전 서보모터(15)에 의해 코어(13)가 회전방향(18)으로 회전구동되면, 코어(13)에 권선하고 있는 선재(11)가 공급방향(19)으로 노즐(12)로부터 도출되고, 그에 따라서 텐션장치(1)에 있어서 선재(11)가 미끄러지지않도록 수회감겨져 있는 텐션풀리(2)가 회전방향(5)으로 회전한다. 그때에, 제3도에 표시한 제어기(25)의 토오크제어부(28)에 의해, 데이터메모리부(30)에 격납되어 있는 텐션설정치에 의거해서 텐션용모터(3)에 대해서 텐션풀리(2)의 회전방향(5)과는 반대방향의 토오크제어방향(6)으로 토오크제어가 걸려진다. 그 결과, 텐션풀리(2)의 회전에 대해서 억제력이 부여되고, 선재(11)에 소정치에 제어된 텐션이 부여된다. 특히, 텐션용모터(3)에 대한 전기적인 제어에 의해 토오크제어해서 텐션을 부여하므로, 소정의 텐션이 안정해서 얻을 수 있다.

또, 상기 일련의 권선동작에 있어서, 스타트선 얽어매는 공정, 각층권선(합계8~10층정도) 공정, 마무리된선 얽어매는 공정에 있어서의 각각의 동작에 적합한 텐션치를 개별적으로 데이터메모리부(30)에 설정하여 두므로서, 노즐(12)의 동작, 또 권선동작에 맞추어서 각각 최적한 텐션으로 자동적으로 절환할 수 있고, 안정된 적층정렬권선을 얻을 수 있다.

다음에, 데이터메모리부(30)에 격납되는 권선시에 있어서의 텐션설정치의 설정방법에 대해서, 원통형상워크(33)와 직사각형워크(34)의 경우에 대해서 제7도, 제8도를 참조하면서 설명한다.

제7(a)도에 있어서, 원통형상워크(33)를 회전시켜 선재(11)를 권선할때에 원통형상워크(33)의 회전속도가 일정한 경우에는, 노즐(12)로부터 도출되는 선재(11)의 선속도가 일정하고, 노즐(12)의 선단부와 선재(11)와의 도출각도가 일정하게 되고 접촉각도가 일정하기 때문에, 권선에 중요한 노즐(12)로부터 도출된 선재(11)의 텐션이 일정하게 된다. 따라서, 제7(b)도에 표시한 바와 같이, 텐션장치(1)의 텐션치는 원통형상워크(33)의 회전각도에 관계없이 일정하게 설정된다.

이에 대해서 직사각형워크(34)의 경우에는, 제8(a)도에 표시한 바와 같이, 직사각형워크(34)의 회전속도가 일정하여도, 노즐(12)로부터 도출되는 선재(11)의 선속도가 직사각형상워크(34)의 회전각도와 연동해서 변화하고, 또 노즐(12)의 선단부와 선재(11)와의 도출각도도 직사각형상워크(34)의 회전각도와 연동해서 변화한다. 이들의 일로해서, 텐션장치(1)와 노즐(12)사이에서의 선재(11)의 텐션을 일정하게 하면, 권선에 중요한 노즐(12)로부터 도출된 선재(11)의 텐션이 직사각형상워크(34)의 회전각도로 연동해서 변화하여 버리게 된다.

그래서, 제8(b)도에 표시한 바와 같이, 직사각형상워크(34)의 회전각도와 동기해서 텐션장치(1)에 있어서 텐션설정치를 변화시키므로서 노즐(12)로부터 도출되는 선재(11)의 텐션을 일정하게 할 수 있고, 그에 의해 안정된 정렬권선을 얻을 수 있다.

또, 권선하는 대상기종이 절환되고, 코어척(14)의 회전수, 선재(11)의 선직경등의 변경이 있으며, 그에 따라서 텐션장치(1)의 텐션설정치를 절환할 필요가 있을 경우에는, 데이터메모리부(30)에는 미리 각 대상기종마다 각각의 권선공정에 있어서의 최적한 텐션설정치를 포함한 권선데이터가 격납되어 있고, 각축개별적으로 관리된 권선데이터를 선택하는 것만으로 그 당장 텐션을 절환할 수 있도록 구성되어 있다. 이와같이 구성하면, 제2도에 표시한 바와 같이 축수가 많을때일수록, 효율적으로 단시간에 텐션을 절환할 수 있고, 안정된 권선을 얻을 수 있다.

본 발명의 텐션장치에 의하면, 이상의 설명에서 명백한 바와 같이, 모터에 토오크제어를 걸고 텐션풀리에 대해서 소정의 토오크를 부여하도록 하고 있으므로, 선재에 대해서 소정의 텐션을 안정하고 또한 재현성좋게 부여할 수 있다.

또, 임의의 타이밍으로 토오크제어의 설정치를 절환하므로서, 최적한 텐션이 변화하는 경우에도 항상 최적텐션상태를 확보할 수 있고, 예를들면 권선동작, 단말처리등에 개별적인 최적한 텐션을 선재에 부여하고, 안정된 일련의 권선동작을 실현할 수 있다.

또, 대상물의 회전각도에 따라서 선재의 텐션이 변화하는 경우, 예를들면 권선하는 대상물이 직사각형등의 경우에 대상물의 회전속도를 일정하게 하면 대상물의 회전각도에 따라서 선재속도나 선재의 도출각도의 변동등의 요인에 의해 선재의 공급단부에 있어서 텐션변동을 발생하나, 대상물의 회전각도와 동기해서 토오크제어의 설정치를 변화시키므로서 선재의 텐션변동을 완화할 수 있다.

또, 대상물에 대한 일련의 선재공급동작에 대응해서 토오크제어의 설정치가 설정되어 있는 선재공급데이터를 대상물마다 격납하고, 그것을 선택할 수 있도록 해두므로서, 대상물의 절환시에 소정의 텐션을 그 당장 재현성좋게 부여할 수 있다.

또, 이상의 텐션장치를 권선장치에 적용하므로서, 안정성이 있는 권선을 얻을 수 있다.

Claims (5)

1. 선재를 미끄러지지않도록 감은 텐션풀리와, 텐션풀리에 연결된 모터와, 선재를 공급하는 방향을 따른 텐션풀리의 회전방향과는 반대방향으로 소정의 토크를 상기 텐션풀리에 주어서 상기 선재를 그 공급방향과는 반대방향으로 인장하는 것에 의해 상기 선재를 긴장시키도록 모터의 토오크제어를 행하는 토오크제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 텐션장치.
2. 제1항에 있어서, 토오크제어수단은, 복수의 토오크제어의 설정치를 가지는 동시에 그 설정치를 외부전기신호에 의해서 임의의 타이밍으로 절환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 텐션장치.
3. 제1항에 있어서, 토오크제어수단은, 선재공급대상물의 회전각도에 따라서 토오크제어의 설정치를 동기해서 절환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 텐션장치.
4. 제1항에 있어서, 대상물에 대한 일련의 선재공급동작에 대응해서 토오크제어의 설정치가 설정되어 있는 선재공급데이터를 대상물마다 격납한 데이터격납수단과, 선재공급데이터의 선택수단을 구비하고, 토오크제어수단은 선택된 선재공급데이터에 따라서 토오크제어의 설정치를 절환하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 텐션장치.
5. 제1항, 제2항, 제3항 또는 제4항기재의 텐션장치를 구비한 것을 특징으로 하는 권선장치.