KR100468459B1 - 원사공급기의 장력 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직기에 공급되는 원사에 이상장력이 작용할 때 기계를 멈추지 않은 상태에서 원사에 스트레스를 반복적으로 가해 자동적으로 풀려나게 할 수 있는 원사 제어장치이다.

회동휠(4)이 정지된 상태에서 회동캡(11)이 일방향으로 회전하며 상승하면 축적 드럼(5)에 원사가 저장되고, 상승점에서 마이크로스위치(9a,9b)의 접속이 있으면 직기가 작동한다. 회동캡이 정지된 상태에서 회동휠이 타방향으로 회전하여 직기로 원사를 공급한다. 원사에 최소허용장력 이상의 장력이 작용하면 회동캡이 타방향으로 회전하여 하강하면서 반복적으로 제동을 걸어주고 그 와중에 정상 장력이 되면 원상태로 복귀한다. 최대허용장력 이상이 되면 편직기 중앙제어부에 신호를 보내 축적 드럼의 원사가 다 풀리기 전에 직기가 정지하게 된다.

Description

원사공급기의 장력 제어장치 {Tension control device of yarn supplier}

본 발명은 직기에 공급되는 원사에 이상장력이 작용할 때 기계를 멈추지 않은 상태에서 원사에 스트레스를 반복적으로 가해 자동적으로 풀려나게 할 수 있는 원사공급기의 원사 제어장치에 관한 것이다.

역직기 또는 자동직기라고 하는 직기에는 회동캡이 축적드럼의 상부에 유동설치되어 좌우회전과 상하로의 이동이 가능한 원사공급기가 설치되어 있다. 이 원사공급기는 원사가 감겨 있는 보빈과 직기의 조직부 사이에 설치되어 보빈 쪽에서 고속으로 공급되는 원사에 이상 장력이 발생하면 직기가 멈출 때까지 원사공급기에 약 1m 정도 예비로 감겨 있던 원사를 직기에 공급하는 역할을 한다.

종래의 원사공급기로는 특허공개 1991-1126에 개시되고 있다. 이 발명은 편직기용 전자동 원사공급기에 있어서, 회동캡의 내측 하단에는 물레핀이 구비되며 이는 드럼의 회동캡과 분리회전이 가능하도록 감싸는 형태로 형성된다. 회동캡은 좌우상하로 회동하면서 보빈으로부터 들어오는 원사를 드럼에 자동 축적하고 보빈으로부터 고속으로 들어오는 원사에 예상치 못한 장력이 발생되면 회동캡이 장력 받은 원사에 의해서 드럼을 따라 회전하는 것으로서 드럼의 물레핀에 감겨 있는 원사를 이 편직기가 완전 정지될 때까지 편물기의 조직부에 공급하게 된다. 그러므로 보빈으로부터 원사에 장력이 걸려 있더라도 원사가 끊어지지 않으며 다시 회동캡은 운전제어장치부의 정비신호를 받아 회동하게 되는 것이다.

물레핀에 원사를 간결하고 신속하게 자동 축적 및 자동 공급할 수 있는 제어수단을 가지는 회동캡과 회동캡 중심 내부에는 에너지 전달수단이 설치된다. 그리고 그 외주면에는 사도와 크립이 배치되며, 회동캡 드럼 상부의 외곽을 회동하면서 원사를 자동 축적할 수 있도록 드럼과 회동휠의 사이 외주면에는 물레핀이 일정 간격으로 배치된다.

또한, 상하 원추 표면을 가지며 일체로 형성된 드럼 내부에는 모터가 안치되는 것이며, 편직기 지지링에 설치되는 홀더에는 지지축, 모터, 닛트관, 볼트관, 회동캡이 구성되고 이들이 홀더 상단에 투입 사도관과 회동캡 중심부와 일직선을 원칙으로 회동캡이 유연한 회동을 할 수 있도록 볼트로서 고정된 것이다.

도 4는 이러한 선행기술의 동작 순서를 나타내고 있다.

먼저, 회동캡의 하강 위치에서 원사 안내사도에 원사를 삽입하고(S41), 직기에 대한 작동 명령이 있게 되면 회동캡이 상승하면서 축적 드럼에 자동으로 원사를 감는다(S42). 직조 준비가 완료되면 편직기 중앙제어부에 시그널을 보내고(S43), 이에 따라 편직기가 작동한다(S44). 편직기 작동 중에 원사의 장력이 발생하면 회동캡이 하강하면서 편직기 중앙제어부에 정지신호 명령 시그널을 보낸다(S45). 그 후 편직기 정지시까지 축적 드럼에 저장된 원사를 공급하여 원사의 끊어짐을 방지하고(S46), 이러한 정비후 다시 시작으로 복귀한다(S47).

이같은 종래의 원사공급기에서는 허용장력이 되면 회동캡이 하강하면서 일정시간 동안 예비로 감겨 있던 1m 가량의 원사가 거의 다 풀릴 때 쯤 직기가 멈추도록 한 것이다. 따라서 어떠한 허용장력 조건에서도 원사는 대부분 끊어지지 않지만 직기는 반드시 멈춰야만 하는 불편이 있다.

허용장력은 설계상 주어지는 최소허용장력에서부터 원사가 끊어지는 순간의 최대허용장력까지의 범위를 말하는 것으로서, 이 범위 내에서는 직기로의 원사공급을 재개할 수 있는 여지는 충분히 있다. 그러므로 보빈 쪽에서 조금 단단하게 감겨 있을 때에는 약간의 인장력을 가하더라도 쉽게 풀릴 수 있는 것이다. 그러나 이러한 범위까지 고려하지 않고 원사에 장력이 발생할 때마다 무조건 직기를 멈춰야 한다는 것은 작업능률을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 생산성과 품질저하를 가져온다.

본 발명은, 이같이 설계상 주어지는 최소허용장력 이상의 장력을 물리적으로 반복해서 가할 수 있는 점검수단을 원사공급기의 회동캡에 부여하여 줌으로서, 원사에 일정장력이 가해지더라도 직기를 무조건 정지시키는 일 없이 원사가 직기를 향해 자동적으로 재공급될 수 있도록 하는데 그 주된 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 원사공급기 구성도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예의 액튜에이터 설치부 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 동작순서도.

도 4는 종래의 원사공급기에 의한 동작순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:홀더, 2:원사, 4:회동휠, 5:축적 드럼, 9a,9b:마이크로스위치, 10:편직기 중앙제어부(콘트롤러), 11:회동캡, 12:전자석, 13:금속띠, 21:액튜에이터, 22:수직요홈, 23:스프링

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 홀더와, 이 홀더 상에서 공급되는 원사를 축적드럼에 예비적으로 감고 일방향의 회전에 따라 원사를 풀 수 있는 회동휠과, 이 회동휠 상에서 동축으로 설치되고 원사의 공급을 안내하면서 모터 구동에 따라 승하강하며 양방향으로 회전하는 회동캡을 구비한 원사공급기에 있어서; 상기 홀더와 상기 회동캡 사이에는 최소허용장력 이상의 장력을 반복해서 가해 상기 회동캡의 회전을 일시적으로 억제시킴으로서 자체적으로 장력의 감지 및 정비를 행할 수 있도록 하는 정비수단이 설치되고, 상기 홀더에는 상기 회동캡의 상승점과 하강점을 감지하여 직기의 콘트롤러에 신호 입력할 수 있는 한 쌍의 마이크로 스위치가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 정비수단은 바람직하게, 상기 회동캡의 외면에 부착된 금속띠와, 상기 홀더에 원사의 종류에 따라 전압조절이 가능하게 장착되어 상기 금속띠가 접근할 때 전자력을 발생시켜 회전하는 회동캡에 제동을 걸어주는 전자석으로 이루어진다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 정비수단으로서 액튜에이터를 이용할 수 있다. 액튜에이터를 이용하는 경우에는 상기 회동캡의 외면에 형성된 수직요홈과, 상기 홀더에서 상기 수직요홈에 탄력적이고 간헐적으로 걸릴 수 있도록 스프링과 함께 설치되고 원사의 종류에 따라 그 스프링력의 조절이 가능한 액튜에이터를 포함한다.

본 발명은 또한, 상기 정비수단의 다른 실시예로서 상기 회동캡을 구동하기 위한 내장된 직류전동기와, 안내사도를 거쳐 공급되는 원사의 장력을 감지하는 압전센서의 조합으로 구성할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 상기와 같은 구성에 따라, 회동휠이 정지된 상태에서 회동캡이 일방향으로 회전하며 상승하면 축적 드럼에 원사가 저장되고, 상승점에서 마이크로 스위치의 접속이 있으면 직기가 작동한다. 이에 따라 회동캡이 정지된 상태에서 회동휠이 타방향으로 회전하여 직기로 원사를 공급한다. 이 과정에서 원사에 최소허용장력 이상의 장력이 작용하면 회동캡이 타방향으로 회전하여 하강하면서 반복적으로 제동을 걸어주고 그 와중에 정상 장력이 되면 원상태로 복귀한다. 최대허용장력 이상이 되면 콘트롤러에 신호를 보내 축적 드럼의 원사가 다 풀리기 전에 직기가 정지하게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예는 도 1에 나타내었다. 상기한 콘트롤러는 실시예에서 편직기 중앙제어부로, 직기는 편직기로 각각 달리 표현하기로 한다.

홀더(1)는 편직기(미도시) 쪽에 설치되는 것으로서, 이 홀더(1)의 상부에는 보빈(미도시)에서 보내오는 원사(2)가 투입되는 원사 안내사도(3)가 설치되고, 그 밑에는 회동휠(4)의 축적 드럼(5)에 감기는 원사의 장력을 일정하게 유지시키면서 일정한 방향으로 안내할 수 있는 원사 유도용 가이드(6)가 설치되어 있다. 홀더(1)의 하부에는 신호램프(7)가 설치되어 있고, 중부에는 편직기로 공급되는 원사의 장력, 즉 최대허용장력 이상의 장력을 감지하여 편직기의 동작을 일정시간 후에 멈출 수 있도록 하는 크립(8)이 포함되어 있다. 이 부분은 공지이므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

또 홀더(1)의 중부와 상부에는 한 쌍의 마이크로스위치(9a,9b)가 설치되어 있다. 이 마이크로 스위치(9a,9b)는 편직기 중앙제어부(10)에 신호 입력된다. 편직기의 작동명령에 따른 회동캡(11)의 상승은 홀더(1) 상부의 마이크로스위치(9a,9b)의 접속에 의하여 완료되고, 장력의 작용에 따른 회동캡(11)의 하강은 홀더(1)의 중부에 설치되는 마이크로스위치(9a,9b)의 접속에 의하여 완료된다.

한편, 홀더(1)의 중앙부에는 전자석(12)이 설치되어 있다. 이 전자석(12)은 원사의 종류에 따라 상,중,하로 구분하여 작업 전에 전압을 조절할 수 있는 것으로, 전압의 조절은 스위치 레버(미도시)의 조작에 의하여 달성되게 할 수 있다. 이러한 전자석(12)은 회동캡(11)에 부착된 금속띠(13)와 함께 하나의 정비수단을 이루는 것으로, 최소허용장력 이상이면서 최대허용장력 이내의 범위 내에서 이상장력의 원사(2)를 감지하여 자체적으로 정비하는 역할을 수행한다. 그래서 위의 장력이 작용함에 따라 회동캡(11)이 하강할 때 한바퀴를 돌 때마다 금속띠(13)가 전자석(12)에 접근하여 전자력을 발생시키게 되므로 회동캡(11)은 전자력이 발생할 때마다 제동이 걸리게 되는 것이다. 그 제동력은 최대허용장력을 넘지 못한다. 회동캡(11)이 상승할 때에는 전자석(12)이 작동하지 않는다.

회동휠(4)은 지지축(14) 상에 회전가능하게 결합되어 있는 바 타방향, 즉 풀림방향으로만 회전하여 편직기에 원사(2)를 공급한다. 이 회동휠(4)은 편직기의 작동명령이 가해지는 초기에는 정지되어 있어서 회동캡(11)이 일방향으로 상승하면 그 축적 드럼(5)에 원사(2)가 약 1m 정도 감기게 된다. 회동캡(11)이 완전히 상승한 경우에 회동휠(4)은 풀림방향으로 정상적으로 회전하기 때문에 축적 드럼(5)의 윗쪽에서는 원사(2)가 계속해서 감기고 아랫쪽에서는 원사(2)가 계속해서 편직기쪽으로 풀려나가게 된다. 다만, 최대허용장력 이상의 장력이 작용할 때에는 회동캡(11)과 회동휠(4)이 같은 풀림방향으로 회전하게 되므로 이때에는 축적 드럼(5)의 원사(2)만 풀리게 되는 것이다.

회동캡(11)은 상기한 회동휠(4)과 동축상에 설치되어 있는 것으로, 내부에 설치된 모터(미도시)에 의하여 그 회전이 제어된다. 이 회동캡(11)은 편직기의 작동명령에 따라 일방향으로 회전하며 상승하고, 원사(2)에 최소허용장력 이상이나 최대허용장력 이상의 이상장력이 작용할 때에는 그 반대로 회전하면서 하강한다. 회동캡(11)의 상승과 하강의 완료는 위에서 언급한 바와 같이 한 쌍의 마이크로 스위치(9a,9b)에 의하여 달성된다. 또 회동캡(11)의 외면에는 금속띠(13)가 부착되는 바 이 금속띠(13)는 회동캡(11)이 상하로 이동하더라도 계속해서 전자석(12)과 대접(근접)할 수 있는 범위 내에 부착되어 있다.

이와 같은 일 실시예의 작동순서를 도 3의 순서도에 입각하여 설명한다.

먼저, 회동캡(11)이 완전히 하강되어 있는 상태, 다시말해 하부의 마이크로 스위치(9a,9b)에 접속이 이루어지는 위치에서 원사 안내사도(3)에 원사(2)가 투입된다(S31). 편직기에 대한 작동명령이 있게 되면 회동캡(11)이 일방향(감김방향)으로 회전하면서 상승하여 축적 드럼(5)에 원사(2)가 약 1m 정도 자동으로 감겨 저장된다(S32). 회동캡(11)이 상승하여 상부의 마이크로 스위치(9a,9b)에 접속하게 되면 그 입력 신호, 즉 준비완료 신호명령을 편직기 중앙제어부(10)에 보낸다(S33). 이후에 편직기가 작동하기 시작한다(S34). 정상적인 장력이 작용하는 상태에서는 회동휠(4)이 풀림방향으로 회전하기 때문에 축적드럼(5)의 윗쪽에서는 원사(2)가 계속해서 감기고 아랫쪽에서는 원사(2)가 계속해서 편직기쪽으로 풀려나가게 된다.

편직기의 작동 중 원사(2)에 최소허용장력에서 최대허용장력까지의 이상장력이 발생하면 회동캡(11)이 하강하게 된다(S35). 이같은 장력범위 내에 들어온 원사(2)의 장력은 편직기 중앙제어부(10)에 정지 명령신호를 보내지 않고 자체에서 감지 및 정비를 행한다(S36). 즉 회동캡(11)이 하강하며 한바퀴 돌 때마다 금속띠(13)가 전자석(12)에 접근하여 전자력을 발생시키므로 회동캡(11)은 전자력의 발생에 따라 제동이 걸리게 된다. 이러한 제동이 원사(2)에 반복해서 주어지다 보면 왠만한 이상장력 하의 원사(2)는 정상적으로 공급된다. 그러나 원사(2)의 이상장력이 최대허용장력의 범주를 벗어나게 되면 편직기 중앙제어부(10)에 정지 명령신호를 보내게 된다(S37).

이에 따라 편직기의 정지가 이루어질 때까지 축적 드럼(5)에 저장된 원사(2)를 편직기에 공급하여 원사(2)의 끊어짐을 방지하게 된다(S38). 그 과정에서 회동캡(11)과 회동휠(4)은 같은 풀림방향으로 회전해 축적 드럼(5)의 원사(2)만 풀리게 된다. 위와 같은 정비 후에는 시작으로 복귀한다(S39).

도 2는 전자석(12)과 금속띠(13)에 의해 회동캡(11)을 제동하는 경우를 대신하는 다른 실시예를 나타낸 것으로, 액튜에이터(21)를 이용하는 경우이다. 이 경우 회동캡(11)의 외면 한쪽에는 상하로 길게 반원의 단면을 갖는 수직요홈(22)을 형성하고, 홀더(1)에는 상기 수직요홈(22)에 탄력적이고 간헐적으로 걸릴 수 있도록 스프링(23)과 함께 설치되는 액튜에이터(21)를 구비한다. 액튜에이터(21)의 끝은 구면을 이룬다. 액튜에이터(21)가 상기 수직요홈(22)에 가하는 압력은 원사의 종류에 따라 달라져야 한다. 그래서 액튜에이터(21)가 회동캡(11) 쪽으로 튀어나가려는 스프링력은 나비너트 등에 의하여 조절이 가능하도록 구성한다.

이상의 실시예들은 상기 정비수단이 원사공급장치의 외부로 노출된 설치구조를 설명하고 도시하였다. 그러나 본 발명이 추구하는 상기 정비수단은 그 설치위치를 제한하고자 하는 것이 결코 아님은 너무도 자명하다. 본 발명은 회전캡의 동작을 일시적으로 지연시킴으로서 허용장력을 흡수할 수 있는 구조라면 원사공급장치의 내부에 일체로 설치되는 것이 또한 가능하기 때문이다.

이러한 실시예로서, 상기 회동캡을 구동하기 위한 내장된 직류전동기와, 안내사도를 거쳐 공급되는 원사의 장력을 감지하는 압전센서의 조합으로 구성된 정비수단이 이용될 수 있다. 이러한 내장형의 정비수단은 원사공급장치의 외부로부터 입력되는 원사의 장력 변화에 대응하여 회동캡 구동용 직류전동기의 회전력을 이용하는 방법으로서, 원사의 장력 변화분에 따른 회동캡의 하강 회전력에 반대되는 방향으로 전동기의 회전력을 지속적으로 제어하여 제동을 걸 수 있도록 한다. 이때 장력은, 원사공급장치 상단의 안내사도에 설치되는 압전센서에 의하여 감지된다.

다시말해, 안내사도의 선단 또는 안내사도 결합부에 설치되는 로드셀 등의압력검출센서를 이용하여 원사의 장력신호를 검출하면, 이를 제어부에 보내주고, 제어부의 출력신호에 의해 직류전동기를 역방향으로 구동시켜 원사 장력 변화분에 따른 장력제어를 실시하는 것이다.

이상과 같이 구성된 본 발명은 원사에 주어지는 허용장력의 범위를 달리해 최대허용장력 범위 내에서는 직기의 정지없이 자동적이고 반복적으로 원사의 장력을 감지하면서 정비할 수 있게 되고, 그 이상의 장력이 작용할 때에만 원사가 끊어지지 않는 범위 내에서 저장된 원사를 풀어주게 되므로 작업능률이 향상되고 생산성과 품질이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 편직기에 설치되는 홀더(1) 상부에 보빈에서 보내오는 원사(2)가 투입되는 원사 안내사도(3)가 설치되고, 그 밑에는 회동휠(4)의 축적드럼(5)에 감기는 원사의 장력을 일정하게 유지시키면서 일정한 방향으로 안내할 수 있는 원사 유도용 가이드(6)가 설치되며, 홀더(1)의 하부에는 신호램프(7)가 설치되어 있고, 중간부에는 편직기로 공급되는 원사의 장력, 즉 최대허용장력 이상의 장력을 감지하여 편직기의 동작을 일정시간 후에 멈출 수 있도록 하는 크립(8)이 포함되는 원사공급기용 장력조절장치에 있어서,

   상기 홀더(1)의 중간부와 상부에 한 쌍의 마이크로스위치(9a,9b)가 설치되고, 이 마이크로 스위치(9a,9b)는 편직기 중앙제어부(10)에 신호 입력되며, 편직기의 작동명령에 따른 회동캡(11)의 상승은 홀더(1) 상부의 마이크로스위치(9a,9b)의 접속에 의하여 완료되고, 장력의 작용에 따른 회동캡(11)의 하강은 홀더(1)의 중부에 설치되는 마이크로스위치(9a,9b)의 접속에 의하여 완료되도록 하는 한편;

   상기 홀더(1)의 중앙부에는 전자석(12)을 설치하여 원사에 따라 전압을 조절하여 장력을 설정 제어하고, 이 전자석(12)은 회동캡(11)에 부착된 금속띠(13)와 함께 정비수단을 구성하여, 최소허용장력 이상이면서 최대허용장력 이내의 범위 내에서 이상장력의 원사(2)를 감지하여 자체적으로 정비하도록 하되, 회동캡(11)이 하강할 때 한바퀴를 돌 때마다 금속띠(13)가 전자석(12)에 접근하여 전자력을 발생시켜 회동캡(11)은 전자력이 발생할 때마다 제동이 걸리게 하며, 그 제동력은 최대허용장력을 넘지 못하게 하고, 회동캡(11)이 상승할 때에는 전자석(12)이 작동하지 않도록 구성하는 것을 특징으로 하는 원사공급기의 장력제어장치.
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