KR100339712B1 - 와이어 권취기의 자동 선속 및 텐션 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신선기나 연선기를 통하여 신선 또는 연선되어 나오는 와이어의 선속과 텐션이 자동으로 설정되어 권취되도록 한 와이어 권취기의 자동 선속 및 텐션 제어방법에 관한 것이다.

본 발명의 방법은, 마이크로 프로세서의 메모리상에 와이어 직경별 표준 텐션전압과 표준 선속을 설정하는 단계와, 선경선택 캠스위치를 이용하여 현재 작업중인 와이어의 직경을 선택하는 단계와, 상기 캠스위치에 의해 선택된 와이어 직경에 따라 표준 텐션전압과 표준선속을 판별해 내는 단계 및 판별된 표준 텐션전압과 표준선속으로 구동되도록 캡스턴 모터 및 권취기 구동모터를 구동제어신호를 인가하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명 와이어 권취기의 자동 텐션 및 선속 제어방법에 의하면, 선경선택용 캠스위치를 이용하여 작업대상 와이어의 선경만을 선택하여 입력시키게 되면 마이크로 프로세서에서 그 선택된 선경에 맞는 표준 텐션 및 표준 선속으로 와이어의 이동 및 권취가 이루어지도록 함으로써 작업인력의 절감 및 작업자에 의한 오조작이나 조작미숙에 의해 발생되는 단선이나 권취불량을 사전에 예방할 수 있다.

Description

와이어 권취기의 자동 선속 및 텐션 제어방법{Automatic wire speed and tension control method for wire winding device}

본 발명은 신선기나 연선기를 통하여 신선 또는 연선되어 나오는 와이어 제품의 권취를 위한 권취기에 관한 것으로, 보다 자세하게는 보빈의 장착 후 권취기의 초기가동시 권취대상 와이어의 선경에 따라 자동으로 와이어의 인출속도와 텐션의 조절이 이루어지도록 함으로써 텐션불량에 의한 단선발생 및 권취불량을 방지할 수 있도록 한 와이어 권취기의 자동 선속 및 텐션 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 소재 와이어 로드를 단계적으로 신선하여 소정의 직경으로 연신시키는 신선기나, 여러 가닥의 신선선을 서로 꼬아서 일정한 피치로 연선되도록 하여 스틸코드등을 제작하는 연선기에서 최종적으로 신선 또는 연선되어 나오는 와이어는 권취기에 장착되어 회전하는 보빈(또는 스풀)의 외주면에 권취되어 진다.

도1은 종래의 신선기나 연선기에 구비되어 있는 와이어 권취장치의 일반적인 구조를 보인 것으로 이에 의거하여 보빈에 와이어가 권취되는 과정을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

도시된 바와같이, 권취장치는 신선기나 연선기의 캡스턴 모터(1a)에 의해 구동되는 인출 캡스턴(1b)으로부터 인출되어 나오는 신선선이나 스틸코드로서의 와이어(w)를 권취 보빈(2)으로 안내하는 트래버스(3)와 보빈이 장착되어 회전하게 되는 권취기 본체(4)로 이루어져 있다.

이때, 상기 트래버스(3)는 양단부가 지지대(5a)(5b)에 지지된 상태로모터(6) 에 의해 회전하도록 설치된 볼스크류 드라이브(7)와, 볼스크류 드라이브의 외주면에 형성된 나사부에 나사결합되어 볼스크류 드라이브(7)의 회전에 의해 수평이동을 하면서 와이어(w)를 안내하는 가이드 롤러(8)와, 가이드 롤러(8)의 양 외측에 설치되어 가이드 롤러(8)의 접근에 따라 상기 모터(6)의 회전방향 전환이 이루어지도록 하는 접촉센서(9)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 권취기 본체(4)는 토크모터로서의 권취기 구동모터(10)와, 권취기 구동모터로부터 회전구동력을 전달받아 이에 장착되는 보빈(2)의 회전이 이루어지도록 하는 회전축(11)으로 이루어 진다.

상기와 같은 종래 와이어 권취장치에서는 트래버스 구동용 모터(6) 및 권취기 구동모터(10)의 회전구동에 의해서 가이드 롤러(8)가 양 접촉센서(9) 사이에서 왕복이동하면서 와이어(w)를 스풀(3)로 안내함으로써 스풀의 외주면상에 일정한 피치로 와이어의 균일한 권취가 이루어지게 된다.

상기와 같은 종래 와이어 권취기에서는 와이어의 선경에 따라 선속 및 텐션을 달리하여 와이어의 권취가 이루어지도록 하게 되는 데, 이같은 와이어의 선속 및 텐션조절 과정을 도2에 도시된 흐름도에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 권취가 완료된 보빈을 권취기로부터 분리해 낸 다음 새보빈(공보빈)을 권취기의 주축대와 심압대 사이에 장착한다. 이어서, 볼륨 스위치(volume switch)를 조정하여 선속볼륨과 텐션볼륨을 각각 최저위치로 전환시킨 상태에서 스타트 버튼을 누르게 된다.

스타트 버튼을 누름에 따라 캡스턴 모터만이 가동하여 인출 캡스턴으로부터와이어의 인출이 이루어지게 되는 데, 이때 초기에는 인출 선속을 100 ∼ 150m/min으로 하여 와이어상의 용접부위를 인출시켜 절단 제거한 후 선속을 약 40m/min 정도로 낮추고 와이어의 직선상태를 확인하게 된다.

이때, 권취기 구동용 모터의 볼륨은 최저로 정지상태를 유지하게 된다. 즉, 권취기에 장착된 새보빈은 회전이 정지된 상태로 된다.

다음, 직선검사가 완료된 후에는 와이어의 단부를 새보빈에 끼우고 텐션볼륨을 선경에 맞는 전압으로 올리게 된다.

이때, 와이어 선경별 텐션 표준전압(권취기 구동용 모터의 구동전압)은 일예로 아래의 표1과 같이 정해져 있음에 따라 작업자는 현재 작업중인 와이어의 선경에 맞는 텐션전압이 권취기 구동용 모터에 인가되도록 조정하게 된다.

구 분	와이어 직경(mm)
	0.78	0.95	1.60	1.83	2.00
표준전압(V)	225±5	217	260±5	265±5	270±5

한편 상기 텐션전압의 조절과 병행하여 선속볼륨을 조정하여 선경별 표준선속으로 셋팅이 이루어지도록 함으로써 캡스턴 모터의 회전속도에 대한 제어가 이루어지도록 하는 데, 이때 선경별 표준선속의 일예는 아래의 표2와 같다.

구 분	와이어 직경(mm)
	0.78	0.95	1.60	1.83	2.00
표준선속(m/min)	310±20	310±20	260±5	220±20	200±20

상기와 같이 텐션전압 및 선속을 선경에 맞는 표준치로 설정 완료됨에 따른 캡스턴 모터의 구동 및 권취기 구동모터의 동작으로 와이어의 이동 및 권취가 이루어지게 된다.

앞서 살펴본 바와같이, 종래 권취기의 와이어 권취 시스템에서는 선경에 따른 선속 및 텐션을 작업자가 볼륨스위치를 조작하여 수동으로 조절함에 따라 작업자의 노동 부하량이 증대되고 또한 작업자의 숙련도에 따라 와이어의 권취상태가 변화될 수 밖에 없다.

특히, 새보빈을 장착한 후 초기에 텐션이 낮은 상태로 권취가 이루어지도록 하다가 실수에 의해서 텐션볼륨을 정상(표준) 텐션으로 전환시켜야 하는 타이밍을 경과하여 보빈에 와이어의 권취가 어느 정도 이상으로 감긴 권취 중기나 말기에 정상텐션으로 전환시키는 경우가 발생하게 되는 데, 이러한 때에는 느슨한 상태로 권취된 와이어 위로 높은 텐션의 와이어가 권취되어짐에 따라 와이어가 내부로 파고드는 현상이나 보빈의 중간 부분이 불룩하게 튀어나오는 권취불량이 발생하게 된다.

이와같이, 권취불량이 발생된 경우에는 이를 리와인드 장치를 이용하여 다시 감아야 하는 번거로움이 따르게 되고, 만일 권취불량된 제품이 타이어 제조공장등에 납품되는 때에는 해권시 와이어간의 엉킴 현상이 발생되어 단선이 일어나게 되는 문제점이 있다.

통상적으로 와이어 제조업체에서는 한 작업자가 수십대의 기계를 관리하고 있음에 따라 상기와 같이 텐션조절 타이밍을 놓쳐서 텐션불량에 의한 비정상적인권취가 이루어지게 되거나 와이어의 단선이 발생되는 현상이 빈번하게 발생하고 있음에 따라 이러한 문제점의 해결을 위한 선경별 자동 텐션 및 선속 제어방법에 대한 개발이 시급하게 요망되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 종래 와이어 권취기의 제어시스템에서 지적되고 있는 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마이크로 프로세서에 선경별 표준 텐션전압 및 표준선속을 설정해 둔 상태에서 콘트롤 패널상에 구비된 캠스위치를 이용한 선경의 선택에 의해 상기 마이크로 프로세서에서 선택된 선경에 맞는 표준 텐션전압이 권취기 구동용 모터로 인가됨과 아울러 인출 캡스턴의 회전속도 제어가 이루어지도록 함으로써 텐션불량에 의한 와이어의 단선이나 권취불량이 근본적으로 방지되도록 한 와이어 권취기의 자동 선속 및 텐션 제어방법을 제공하는 데 발명의 목적을 두고 있다.

도1은 종래 와이어 권취기에 대한 개략구조도.

도2는 종래 와이어 권취기의 와어어 선속 및 텐션 제어과정을 보인 흐름도.

도3은 본 발명의 자동 선속 및 텐션 제어시스템의 블럭도

도4는 본 발명의 제어방법 수행에 사용되는 선경 선택용 캠스위치 구조도.

도5는 본 발명의 제어방법 수행에 사용되는 선속 선택용 캠스위치 구조도.

도6은 본 발명의 일실시예 자동 선속 및 텐션 제어과정을 보인 흐름도.

(( 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ))

20. 선경선택 캠스위치 21. 선속선택 캠스위치

본 발명 와이어 권취기의 자동 선속 및 텐션 제어방법은, 마이크로 프로세서의 메모리상에 와이어 직경별 표준 텐션전압과 표준 선속을 설정하는 단계와, 캠스위치를 이용하여 현재 작업중인 와이어의 직경을 선택하는 단계와, 상기 캠스위치에 의해 선택된 와이어 직경에 따라 표준 텐션전압과 표준선속을 판별해 내는 단계 및 판별된 표준 텐션전압과 표준선속으로 구동되도록 캡스턴 모터 및 권취기 구동모터를 구동제어신호를 인가하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명의 방법에서는 권취기에 새보빈 장착 후 권취대상 와이어의 선경으로 캠스위치를 선택하여 조절하는 동작만에 의해서 자동으로 선경에 맞는 속도(표준속도)로 와이어의 이송이 이루어짐과 아울러 와이어의 텐션조절이 이루어지도록 한 데에 기술적 특징이 있다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 대한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 보인 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도3은 본 발명의 자동 선속 및 텐션 제어시스템의 블럭도이고, 도4는 본 발명의 제어방법 수행에 사용되는 선경 선택용 캠스위치 구조도이며, 도5는 본 발명의 제어방법 수행에 사용되는 선속 선택용 캠스위치 구조도이다.

도시된 바와같이, 마이크로 프로세서의 내부에는 미리 권취대상 와이어의 직경별 표준 텐션전압 및 표준선속이 입력되어 저장된다.

상기와 같이 마이크로 프로세서에 입력되는 선경별 표준 텐션전압은 앞서 살펴본 바의 표1에서와 같은 표준전압이 입력되어질 수 있을 것이며, 표준선속 역시 상기 표2에서와 같은 선속이 입력되어 선경별 표준 텐션 및 선속에 대한 설정이 완료된다.

다음, 권취기의 콘트롤 패널상에는 도4에 도시된 바와같은 구조의 선경선택용 캠스위치(20)가 구비되어 있어 와이어의 선경에 대한 선택이 이루어지게 된다.

즉, 캠스위치(20)의 노브를 회전시켜 현재의 작업대상 와이어에 해당되는 선경에 일치시킴에 의해서 선경의 선택이 완료되고, 이와같이 선택된 선경은 마이크로 프로세서로 입력되어 특정 선경의 표준 텐션 및 선속에 대한 선택이 행해지게 된다.

상기 마이크로 프로세서에서 선택되어진 특정 선경에 대한 표준 텐션 및 선속값에 따라 권취기 구동모터는 특정한 구동전압으로 구동되며, 이와 함께 인출 캡스턴을 구동시키는 캡스턴 모터도 특정한 회전속도로 회전구동하게 되어 와이어는 그 선경에 맞는 속도(표준 선속)로 이동이 이루어지는 가운데 적절한 텐션하에서 권취보빈에 권취가 이루어지게 된다.

한편, 권취기에서 이전 보빈의 만권 후 새보빈을 장착하고 새보빈상에 와이어의 권취가 행해지기 전에 와이어 용접부의 절단 제거 및 와이어의 직선상태를 검사하고자 할 때에는 인칭 버튼(도면 미도시)을 누른 후 도5에 도시된 바와같은 선속선택용 캠스위치(21)를 조작하여 권취보빈의 회전이 정지된 가운데 인출 캡스턴만의 느린 회전이 이루어지도록 하게 된다.

즉, 와이어의 용접부위 인출을 위해서는 선속선택용 캠스위치(21)를 '고속'으로 전환하여 와이어의 인출속도가 100 ∼ 150m/min의 속도가 유지되도록 하고, 와이어의 용접부위 인출에 의한 절단 제거 후에는 상기 캠스위치(21)를 '저속'으로 전환하여 와이어가 약 40m/min의 속도로 인출되도록 한 가운데 직선상태에 대한 검사를 행하게 된다.

도6은 본 발명의 일실시예 자동 선속 및 텐션 제어과정을 보인 흐름도로서, 이에 의거하여 와이어의 선속 및 텐션이 자동으로 설정되어 권취보빈상에 권취되는과정을 살펴보고자 한다.

먼저, 권취가 완료된 보빈을 권취기로부터 분리해 낸 다음 새보빈(공보빈)을 권취기의 주축대와 심압대 사이에 장착한다.

이어서, 콘트롤 패널상에 구비된 선경선택용 캠스위치(20)를 회전조작하여 새보빈에 권취될 와이어의 직경과 일치하도록 한다. 이와같은 캠스위치에 의한 선경선택이 이루어지게 되면 이는 마이크로 프로세서로 입력되어 그 선택된 선경에 따른 표준 텐션전압과 표준 선속의 설정이 자동으로 이루어지게 된다.

한편, 새보빈상에 와이어의 권취가 이루어지도록 하기 전에 공급대에서 와이어의 연속적인 공급을 위해 와이어간의 용접을 행한 용접부를 인출해 내어 절단제거함과 아울러 와이어의 직선검사를 필요로 하는 경우에는 인칭버튼을 누른 다음 도5의 선속선택용 캠스위치(21)를 조작하여 와이어의 인출이 이루어지도록 하게 된다.

다음, 직선검사가 완료된 후에는 와이어의 단부를 새보빈에 끼우고 스타트 버튼을 누름에 의해 현재 인출되어 나오는 선경에 맞는 표준 텐션과 표준 선속으로 와이어의 권취가 이루어지게 된다.

즉, 와이어의 선속을 결정하는 캡스턴 모터와 와이어의 텐션을 정하는 권취기 구동모터는 상기 마이크로 프로세서로부터 인가되는 구동제어신호에 의해 구동속도와 텐션전압이 정해진 가운데 구동된다.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명 와이어 권취기의 자동 텐션 및 선속 제어방법에 의하면, 선경선택용 캠스위치를 이용하여 작업대상 와이어의 선경만을 선택하여 입력시키게 되면 마이크로 프로세서에서 그 선택된 선경에 맞는 표준 텐션 및 표준 선속으로 와이어의 이동 및 권취가 이루어지도록 함으로써 다음과 같은 장점 내지는 효과가 기대되고 있다.

먼저, 와이어의 텐션 및 선속에 대한 조절이 종래의 작업자가 손수 볼륨스위치를 조작하는 수동식과는 달리 캠스위치를 통한 선경 선택에 의해 마이크로 프로세서에서 자동적으로 이루어지기 때문에 인력의 절감 및 작업자에 의한 오조작이나 조작미숙에 의해 발생되는 단선이나 권취불량을 사전에 예방할 수 있다.

그리고, 본 발명은 보빈에의 권취초기로부터 만권시에 이르기까지 일정한 선속(표준선속) 및 텐션(표준 텐션전압)이 유지되도록 한 가운데 권취가 이루어지기 때문에 권취보빈상에 권취되는 와이어의 권취피치가 균일하여 이후 타이어 제조업체등에서의 해권시 엉킴이나 단선이 발생될 가능성이 훨씬 줄어드는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 마이크로 프로세서의 메모리상에 와이어 직경별 표준 텐션전압과 표준 선속을 설정입력하는 단계와, 선경선택 캠스위치를 이용하여 작업 대상 와이어의 직경을 선택하는 단계와, 상기 캠스위치에 의해 선택된 와이어 직경에 따라 상기 마이크로 프로세서가 메모리에 입력된 여러 종류의 표준 텐션전압과 표준 선속들 중에서 상기 선택된 와이어에 적합한 표준 텐션전압과 표준선속을 선정하는 단계와, 선정된 표준 텐션전압과 표준선속으로 구동되도록 마이크로 프로세서가 캡스턴 모터 및 권취기 구동모터의 구동제어신호를 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 권취기의 자동 선속 및 텐션 제어방법.