KR100315177B1 - 최소한하나의방적사센서를갖는방적사공급기 - Google Patents

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Abstract

센서소자(H)를 이용하여 최소한 자기장(M)의 변화에 반응하고 미리 정해진 시점들(t1,t2,t3)에서 표본화되거나 검출되는 상이한 출력신호들(Y)을 내는 디지털 센서(S)를 제어하기위하여, 센서소자(H)의 아날로그 응답신호(W)가 디지타이징(digitizing) 히스테리시스 스위칭 소자(T)를 이용하여 출력신호들(Y)로 변환되면서, 센서(S)는 꺼지고 최소한 각각의 출력신호(Y)가 검출되기전에 다시 켜진다. 센서(S)는 센서(S)를 교호적으로 켜고 끄기 위하여 클럭에 의하여 동작하는 인터럽터(U)를 포함하며, 센서(S)의 클럭 주파수가 검출 주파수에 적응되어서 출력신호(Y)는 센서(S)가 검출이전에 켜져있으면 단지 검출될 수 있다. 센서는 방적사 공급기(F)내의 방적사 센서를 구성하며, 방적사 공급기(F)는 고정저장드럼(13)내의 영구자석(P)을 포함하며, 영구자석(P)은 방적사(G)에 의해 이동이 가능하고, 방적사 센서의 출력신호들은 드라이브(12)상에 방적사를 감기위한 제어신호들로 변환된다.

Description

최소한 하나의 방적사 센서를 갖는 방적사 공급기{Yarn feeder having at least one yarn sensor}
EP-B-0171 516에 따른 방적사 공급기에서, 방적사 센서들은 예를들어 미리 설정된 크기의 방적사 저장을 본질적으로 방적사 소비에 무관하게 저장드럼상에 유지하는 드라이브상에 방적사를 감기 위한 제어신호들을 발생시키기 위하여 무접촉 방적사 검출을 하기위하여 제공된다. 상기 방적사 센서는 홀(Hall)센서 또는 자기저항성 또는 자기유도성 소자들을 갖는 근접센서를 포함한다. 이러한 방적사 센서는 또한 방적사 파손 센서로도 사용될 수 있다. 방적사는 저장드럼내에서 움직일 수 있도록 제공되는 영구자석을 이동시킨다. 방적사 센서는 상기 영구자석의 움직임 또는 그 거리에 반응한다. 예를들어 디지털 홀센서들은 합리적인 가격에 이용할 수 있고 신뢰성있게 동작한다. 그러나, 영구자석의 움직임 방향 또는 자성체 그리고/또는 센서소자로부터 영구자석까지와 동일한 거리에 있지 않은 전자기 플럭스 도전 물질에 좌우되어 각각의 출력신호변화가 발생하여 각각 움직임 그리고/또는 방적사의 존재여부에 관련된 부정확한 정보를 낳게 된다는 것이 결점이다. 예를들어 디지털 홀센서들의 히스테리시스는 일련의 생산제품사이에서 편차가 있고 완전히 동일한 방적사 공급기에서 여러개의 방적사 센서들이 제공될 수 있기 때문에, 지금까지 방적기 센서들의 편차에 기한 부정확한 제어행위는 당연한 것으로 여겨졌어야 했으며, 바람직하지 못하게 너무 크거나 너무 작은 크기로 방적사를 저장하게 되고 방적사 공급기의 동작중 장애를 일으키는 결과를 초래하였다. 이것은 센서소자로서 자기저항성 또는 자기유도성 센서소자들 뿐만 아니라 홀소자에서도 맞는 말이다.
EP-A-0'620 647에 따른 자기적으로 활성화되는 근접(proximity)센서는 동작피스톤(actuating piston)에 결합된 자석의 위치와 움직임을 탐색한다. 제어회로는 자기장의 검증을 수행하는 센서-펄서(sensor-pulser)를 이용하여 충분한 전압으로 작동되는 홀센서를 포함한다. 검증후에 모든 센서용 전압은 센서의 출력신호를 보호하기위하여 센서-펄서에 의하여 감소된다.
GB-A-227 646에서 알려진 것처럼 홀효과 센서는 홀소자를 포함하는데, 그 출력은 홀소자의 출력신호를 디지털화하기 위하여 기준전압에 의해 작동되는 비교기소자와 연결된다.
본 발명은 청구항 1의 전문부(preamble)에 따른 방적사 공급기에 관한 것이다.
도 1은 디지털 센서를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 상호 관련된 여러개의 타이밍도이다.
도 3은 최소한 하나의 방적사 센서를 갖는 방적사 공급기를 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명의 목적은 개시된 바와 같은 종류의 방적사 공급기, 즉 그 내부에서 방적기 센서의 응답으로부터 도출되는 제어신호들이 영구자석 또는 자성체가 정확히 센서소자로 접근하거나 센서소자로부터 멀어지는지의 여부에 무관하게 영구자석 또는 자성체사이의 어떤 거리와 서로 연관된 방적사 공급기를 만드는데 있다.
상기 목적은 본 발명의 청구항 1의 특징에 의하여 얻어질 수 있다.
인터럽터 때문에 방적사 센서의 스위칭 신뢰성을 위하여 방적사 공급기에서 필요로 되는 것과 같은 히스테리시스는 거리 검출에 대한 영향을 감축한다. 왜냐하면 출력신호의 검출에 앞서 방적사 센서를 끄고 다시 켜는 결과로서, 자기장 밀도가 동작점을 위한 값에 도달했는지의 여부를 검출하게만 되며 센서소자가 반응을 하도록 하는 자성체의 움직임 방향에 독립적이 되기 때문이다. 클럭에 의해 동작되는 인터럽터는 방적사 센서를 시기적절하게 켜고 끄는 기능을 한다. 상기 방적사 센서는 방적사 공급기의 드라이브상에 감기를 제어하기 위하여 저장드럼상의 방적사 저장기의 크기(최소 그리고/또는 최대 센서, 기준 센서)를 탐색하는데 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 대신 방적사 파손시 스위치-오프 신호 또는 경보신호를 발생하는 방적사 파손 센서로도 사용될 수 있다.
청구항 2에 따르면, 방적사 공급기의 방적사 센서는 구조적으로 간단하다. 보통 인터럽터를 예를들어 홀소자같은 센서소자와 접지사이에 인터럽터를 제공하는 것이 바람직하다.
청구항 3에 따르면, 고 신뢰성, 긴 수명, 그리고 저손실 동작을 얻을 수 있다.
청구항 4에 따르면, 방적사 공급기내의 방적사 센서에 있어서 전자적 잡음에 의한 전압 피크 또는 교란을 일으키지 않고 스위칭 관계를 얻을 수 있다.
청구항 5에 따르면 여러 기능을 위한 마이크로프로세서를 이용했을 때 간단한 설계와 저가격을 얻을 수 있는데, 마이크로프로세서는 방적사 공급기내에 집적된다.
청구항 6에 따르면, 방적사 센서를 이용하여 거리검출을 하는데 있어 높은 정확성을 얻을 수 있는데, 이는 방적사 공급기에 있어서 중요하다.
청구항 7에 따르면, 스위칭소자는 스위칭 신뢰성을 위하여 적당한 히스테리시스를 만든다. 상기 히스테리시스는 거리검출에 어떠한 영향도 미치지 않는데, 그 이유는 방적사 센서의 스위칭 온/오프를 선행시킴으로써 스위칭소자의 릴리스점이 무시될 수 있어서 동작점이 도달되었는지의 여부가 유일하게 검출되기 때문이다. 출력신호변화는 영구자석과 센서소자사이의 상대적인 움직임 방향에 독립적으로 검출되고 항상 동일한 거리에 있다.
본 발명의 목적을 구현하기 위한 실시예들은 첨부된 도면을 참조하면 잘 설명된다.
도 1(개략적 도해)에 따른 디지털 센서(S)는 마이크로프로세서(MP)에 의해 적절하게 구성되는 검증회로 및 클럭 뿐 아니라 예를들면 홀센서 같은 센서소자(H), 히스테리시스를 가지면서 동작하는 집적된 디지털화 스위칭 소자(T),인터럽터(U)를 주된 구성요소로 포함한다. 대신 클럭에 의해 동작하는 인터럽터를 위한 클럭은 검증회로에서 분리될 수 있다. 게다가, 마이크로프로세서(MP)는 센서(S)의 외부에서 제공될 수 있으며 신호를 각각 수신하거나 송신하기 위하여 센서(S)에만 연결할 수 있다.
이 경우에 홀소자인 센서소자(H)는 도체(10)를 통하여 하나의 입력단자에서 예를들면 +5V 같은 전압원(+V)에 연결되며, 한 편 다른 입력단자는 도체(2)를 통하여 접지된다. 센서소자(H)의 응답신호는 도체(4)를 통하여 센서(S)내에 집적된 스위칭소자(T)로 전달되고 스위칭소자(T)는 검증회로를 구성하는 마이크로프로세서(MP)의 접점(Z)과 도체(6)를 통하여 출력측에서 연결된다. 스위칭소자(T)는 의도적으로 제공되는 히스테리시스를 갖고 동작하며, 예를들어 센서소자(H)의 아날로그 응답신호들(W)의 디지털 출력신호들(Y, 1 또는 0)을 형성하기 좋은 슈미트 트리거(5)에 의해 정의된다. 도체(2)에서 적절하게는 NPN트랜지스터(8)인 클럭에 의해 동작하는 인터럽터(2)가 포함되며, 이것의 베이스는 도시된 실시예에서 마이크로프로세서(MP)에 의하여 구성되는 전압펄스들(X)을 발생하는 클럭과 도체(7)를 통하여 연결된다. 도체(7)에서 저항(R)이 제공될 수 있다. 접지용 도체(9)에서 커패시터(C)가 인터럽터(U)와 병렬로 제공될 수 있다. 도체(9)의 접합점은 인터럽터(U)와 센서소자의 입력사이에 위치한다.
센서소자(H)는 가변밀도를 갖는 자기장(M)에 의해 동작되는데, 예를들어 센서소자(H)와의 관계에서 양쪽 화살표(3)방향에서 움직이는 영구자석(P)에 의해 동작된다. 센서소자(H)는 대신에 자기저항성 센서소자일 수 있다. 금속체 또는 최소한 철(iron)을 포함하는 물체(P)의 거리 또는 그에 근접해서 반응하는 유도성 센서소자가 더 유용할 수 있다.
센서소자(H)는 자기장(M)의 밀도에 좌우되는 아날로그 응답신호들(W)을 출력한다(도체 (4)). 센서(S)내에 집적된 스위칭소자(T), 즉 슈미트 트리거(5)는 상기 응답신호들(W)로부터 디지털 출력신호들(Y, 1 또는 0)을 발생시키는데, 이 디지털 출력신호들(Y)은 마이크로프로세서(MP)내에서 스캐닝 또는 검출되며, 이 출력신호들(Y)로부터 마이크로프로세서(MP)는 제어신호들(Z')을 도출한다.
스위칭소자(T)는 미리 설정된 자기장(M)의 가우스값(센서소자쪽으로 영구자석(P) 접근)에 있는 동작점에서 출력신호(Y)를 값(0)에 대응하는 전압레벨로 스위칭한다. 만약 자기장(M)의 밀도가 감소(영구자석이 멀어짐)하면 스위칭소자(T)는 히스테리시스에 기하여 릴리스점에서보다 낮은 가우스 값에 도달하자마자 릴리스점에서 출력신호(Y)를 높은 신호레벨(1)로 스위칭한다. 이것은 0에서 1로의 출력신호변화가 1에서 0으로의 출력신호의 변화처럼 센서소자(H)와 영구자석(P)간의 또다른 거리에서 발생한다는 것을 의미한다. 그러나, 클럭에 의해 동작하는 인터럽터(U)를 이용하여 예를들면 릴리스점에서, 양 출력신호의 변화중 하나가 출력신호(Y)의 검출을 위하여 마이크로프로세서(MP)에 의하여 제거되게 되는데, 그 이유는 각 경우에 출력신호(Y)의 검출에 앞서 인터럽터(U)가 센서소자(H)를 끄고 상기 검출 이전에 센서소자(H)를 다시 켜기 때문이다. 스위치-오프 때문에 마이크로프로세서는 한 출력신호변화 (예를들면 1에서 0)를 검출할 수 없지만, 상기 한 출력신호변화(예를들면 0에서 1)가 발생했는지의 여부는 검출할 수 있다. 그것으로부터 마이크로프로세서는 상기 한 출력신호변화(예를들면 0에서 1)가 이미 발생했는지의 여부를 영구자석(P)의 각각의 움직임 방향(양쪽화살표(3))에 상관없이 결정할 수는 있다.
도 2의 타이밍도(I)는 시간축(t)을 따라 전압펄스들(X)을 도시하고 있는데, 마이크로프로세서(MP)는 이 전압펄스들(X)을 이용하여 센서소자(H)를 켜고 끄기 위하여 인터럽터(U)를 동작시킨다. 각각의 시점(시간축상의 "ti")에서 센서소자(H)는 다시 꺼지는 그 뒤의 시점(시간축상의 "to")까지 켜있게 된다. 적절하게 센서소자(H)가 켜지고 꺼지는 시간은 동일한 길이(예를들면 300Hz의 주파수)를 갖는다.
아래쪽 타이밍도(II)는 각각 시간축(t)상에서의 자기장(M)의 변화 또는 영구자석(P)의 거리변화를 도시한다. 타이밍도(III)는 센서소자(H)의 응답중 시간축(t)상에서의 출력신호들(Y)을 나타낸다. 자기장(M)이 약한 동안(영구자석(P)이 센서소자(H)로부터 멀 때)은 스위치-온 시간간격(ti에서 to사이)중에 출력신호(Y)는 1의 값을 같는다. 스위치-오프 시간간격(to에서 ti까지)중에 출력신호(Y)는 0의 값을 갖는다. 영구자석(P)이 센서소자(H)에 충분히 가깝게 접근하는 경우에 출력신호(Y)는 0의 값을 유지한다. 영구자석(P)이 스위치-온 시간간격중에 센서소자(H)로부터 충분히 멀리 떨어지도록 이동한 경우에, 출력신호(Y)는 하이(high)값(1)을 갖는다. 타이밍도(IV)에서 마이크로프로세서(MP)가 시점들(t1,t2,t3)에서 출력신호(Y)를 검출하는 방법을 도시한다. 그러나 그 경우에 시점들(t1,t2,t3)은 각각 스위치-온 시간간격내(ti에서 to까지)에 있으며 대략 시간적으로(time-wise) 스위치-온 시간간격의 중간에 있다. 마지막으로, 타이밍도(V)는 영구자석(P)이 센서소자(H)에 가까운 시간간격중에 마이크로프로세서(MP)가 시점들(t1,t2,t3)에서 검출된 출력신호로부터 제어신호(Z')를 발생하고, 또 그 반면에 임의의 다른 제어신호들(Z')을 발생하지 않는 방법을 나타낸다.
타이밍도(III)에서 우측으로 있는 출력신호(Y)는 센서소자(H)가 초기에 꺼지고 켜졌을 때에만 검출되기 때문에, 이전의 출력신호변화(예를들면 0에서 1)보다 영구자석(P)과 센서소자(H)사이의 또 다른 먼 거리에서 발생한 출력신호변화(예를들면 1에서 0)는 무시될 것이다.
도 1에 따른 디지털 센서는 도 3에서 방적사 공급기(F)내의 방적사센서로서 제공된다. 상기 방적사 공급기(F)의 하우징(housing, 11)내에서 드라이브(전기모터, 12)상에 감기(winding)가 제공되는데, 이는 구성요소(element, 14)상에 감기를 구동하는 기능을 하며 고정저장드럼(13)상에서 방적사 감기들로 구성되는 방적사 저장기(yarn store)가 상기 구성요소에 의해 형성될 수 있고, 상기 저장기로부터 예를들어 직물기계(weaving machine)같은 섬유기계(textile machine)는 요구에 따라 방적사를 소비한다. 드라이브(12)상에 감기(winding)는 섬유기계에 의한 소비와 독립적으로 방적사(G)를 항상 충분히 크게 저장하는 역할을 갖는데, 이것은 상기 저장기의 크기가 너무 크거나 너무 작지 않도록 보장하는 것이다. 저장드럼(13)내에서 영구자석(P) 또는 자성체 그리고/또는 전자기 플럭스 도전 물질이 스프링(17)에 의해 바깥쪽으로 편향된(biased) 감지기(feeler, 16)상에서 제공된다. 방적사가 영구자석(P) 또는 상기 자성체의 영역내에 있는지의 여부에 따라, 영구자석(P)은 저장드럼(13)내로 후퇴한 위치 또는 저장드럼(13)위로 올라온 위치 중에서 하나의위치를 갖게된다. 영구자석(P)과 예를들어 방적사센서(S)의 홀센서같은 센서소자(H)사이에서 하나의 거리값만을 고려함으로써, 제어신호들은 드라이브(12)상의 감기를 구동하기 위하여, 또는 방적사 저장기를 보충하기 위해 그 것을 가속하기 위하여, 또는 드라이브(12)상의 감기를 정지시키기 위하여, 또는 방적사 저장기의 바람직한 크기가 초과되지 않도록 하기 위해 드라이브(12)상의 감기를 감속하기 위하여 그 것의 제어장치(15)로 송신된다. 방적사 센서(S)는 도 1의 센서(S)에 대응하며 영구자석(P)의 거리가 정확하게 미리 설정된 값을 갖는지의 여부에 종속적이고, 상기 영구자석(P)이 센서소자로 접근하고 있는지 또는 그것으로부터 멀어지고 있는지와는 특히 독립적인 제어신호들을 쉽게 출력하는 경향이 있다.
도 3의 점선에서, 하나의 방적사 센서(S)가 제공될 수 있을 뿐만 아니라, 때때로 더 나아가 동일한 여러개의 센서들 또는 심지어 방적사 파손 센서도 제공될 수 있다는 것이 표시되고 있다.

Claims (7)

  1. 고정 저장 드럼(stationary storage drum)(13)과, 홀소자(Hall element)와 같은 센서 소자(H)를 가지며 상기 저장 드럼(13) 위에 감겨진 방적사가 상기 고정 드럼(13)을 따라서 존재하는지의 여부 혹은 움직임에 의존해서, 상기 센서 소자(H)에 가까운 위치들과 먼 위치들 사이에서 움직일 수 있으며 상기 저장 드럼(13)에서 움직일 수 있도록 제공된 플럭스 도전물질의 자계 필드(M)를 향하면서 상기 고정 저장 드럼(13)과 거리를 두고 배치되어 있는 최소한 하나의 방적사 센서(S)를 포함하며,
    상기 방적사 센서(S)의 출력신호들(Y)은 드라이브(12)에 방적사를 감기 위한 제어신호들(Z')을 적어도 구동하기 위해 주기적으로 검출되고,
    검출 주파수에 자신의 클럭 주파수가 동조된 클럭에 의해 동작되는 인터럽터(clocked interrupter)(U)가 상기 방적사 센서(S)를 교호적으로 켜고 끄기 위하여 상기 방적사 센서(S)에 제공되어 각각의 출력 신호(Y)는 상기 방적사 센서(S)가 검출에 앞서 꺼지고 다시 켜질 때 유일하게 검출되는 것을 특징으로 하는 방적사 공급기(F).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터럽터(U)가 바람직하게는 홀센서의 홀소자 혹은 자기저항성 또는 자기유도성 센서소자인 상기 센서소자(H)와 접지 사이 또는 센서소자(H)와전압원(+V)사이에서 제공되고 클럭(MP)과 연결되는 것을 특징으로 하는 방적사 공급기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인터럽터(U)가 클럭(MP)으로서 전압펄스(X)용 펄스 발생기가 베이스에 연결되는 바람직하게는 NPN트랜지스터인 스위칭 트랜지스터(8)임을 특징으로 하는 방적사 공급기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    접지에 접속된 커패시터(C)가 상기 인터럽터(U)에 평행하게 연결되고 센서소자(H)와 접지사이에 배열되며, 저항(R)이 상기 인터럽터(U)와 상기 펄스 발생기(MP)사이에서 제공되는 것을 특징으로 하는 방적사 공급기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 펄스 발생기(MP)가 상기 출력신호(Y)를 검출하는 역할도 하는 마이크로프로세서 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 방적사 공급기.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 소자는 약 +5 볼트의 공급 전압에 접속되어 있고, 상기 클럭주파수는 약 300㎐로 조절된 것을 특징으로 하는 방적사 공급기.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방적사 센서(S)는 미리 설정된 시점(t1,t2,t3)에서 출력신호들(Y)을 검출하거나 표본화하기 위하여 상기 마이크로프로세서와 연결되면서 상기 센서소자(H)의 응답신호(W)를 상이한 출력신호들(Y)로 디지털화 하기 위하여 슈미트 트리거같은 히스테리시스를 갖는 스위칭소자(T)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방적사 공급기.
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