KR100486039B1 - 투포원 연사기의 전자구동 시스템 및 그 구동제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투포원 연사기의 구조를 보다 간단히 하여 고장율을 대폭 줄이는 한편, 스핀들, 드럼, 트래버스 가이드의 회전 구동축을 각 개별적으로 장치된 개별모터에 의하여 구동되게 함과 동시에 그 모터를 전자제어시스템에 의하여 제어될 수 있도록 하여 운전의 용이성과 작업조건설정의 신속성 및 실 꼬임수를 보다 정밀하게 설정할 수 있는 등 생산성과 품질을 한층 높일 수 있고, 그 구동상태 및 작업조건 등을 모니터를 통하여 실시간 확인 할 수 있는 등 기존 투포원 연사기에 비하여 월등한 성능을 가질 뿐 아니라 특히 다품종 소량 생산시 보다 큰 효과를 발휘할 수 있는 투포원 연사기의 전자구동 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

즉, 연사기의 주요 구동축인 스핀들, 드럼의 회전축, 트래버스 가이드을 각 개별적으로 구동될 수 있도록 개별 구동모터를 각 설치하여 구동 및 운전의 편익성, 용이성과 함께 단순화된 구조를 가지게 하고, 또 보다 정밀한 실의 꼬임수를 설정할 수 있도록 하여 고품질의 권취 패키지를 생산할 수 있도록 하며, 전자제어시스템에 의한 구동방식으로 실시간 구동상태 및 작업조건 등을 확인할 수 있는 등 기존 투포원 연사기에 비하여 월등한 기능의 연사기를 제공코자 하는 것이다.

Description

투포원 연사기의 전자구동 시스템 및 그 구동제어방법{An electronic acuating system of the two for one twisting yarn machine and the device for controlling it}

본 발명은 투포원 연사기의 전자구동 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 투포원 연사기의 구조를 보다 간단히 하여 고장율을 대폭 줄이는 한편, 스핀들, 드럼, 트래버스 가이드의 회전 구동축을 각 개별적으로 장치된 개별모터에 의하여 구동되게 함과 동시에 그 모터를 전자제어시스템에 의하여 제어될 수 있도록 하여 운전의 용이성과 작업조건설정의 신속성 및 실 꼬임수를 보다 정밀하게 설정할 수 있는 등 생산성과 품질을 한층 높일 수 있고, 그 구동상태 및 작업조건 등을 모니터를 통하여 실시간 확인 할 수 있는 등 기존 투포원 연사기에 비하여 월등한 성능을 가질 뿐 아니라 특히 다품종 소량 생산시 보다 큰 효과를 발휘할 수 있는 투포원 연사기의 전자구동 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

종래의 투포원 연사기는 하나의 구동모터에서 발생된 동력을 이용하여 각 스핀들과 드럼축, 트래버스 가이드의 회전축 모두를 각 구동하게되는데, 이때 상기 각 회전축이 요구하는 회전방향과 비율이 각기 다를 뿐만 아니라 하나의 동력만을 가지고 계속적으로 연결 사용하여야 함으로 도 1에서 도시된 바와 같이 그 구동전달 과정이 상당히 복잡할 수밖에 없다.

즉, 동력전달과 감속, 및 회전방향전환 등을 행하기 위하여 크고, 작은 수많은 기어, 풀리 및 체인, 벨트 등이 장치되고, 서로 맞물림 구성되어 있는 것을 볼 수 있다.

이러한 종래 연사기의 구성은 하나의 구동모터만 구동하면 전체의 회전축이 연동되어 동시 구동시킬 수 있다하지만 많은 구성부재들간의 유격 및 gap 발생, 그리고 원활한 작동을 위한 유지관리의 비효율성, 전력의 과소비 등과 아울러 특히, 실의 정밀한 꼬임수 설정의 곤란성 등으로 인하여 고품질 권취패키지 생산에 많은 어려움이 있고, 또 운전 중 고장이 생길 경우에는 숙련된 정비공만이 수리가 가능했으며, 뿐만 아니라 그 구성부재중 어느 하나의 구성부재에서 고장이 발생하여 동작되지 않거나 오작동이 있더라도 작업자가 확인하기 전 까지는 그대로 가동하게 됨으로 그 고장으로 인한 피해는 상당할 수밖에 없고,

또 각 스핀들, 드럼의 회전축, 트래버스 가이드 등이 하나의 동력에 의하여 동작됨에 따라서 실의 꼬임수의 미세 조절을 목적으로 각 회전축의 회전수를 개별적으로 조절하고자하는 경우나 고장수리 혹은 시운전 등 각 개별적으로 동작을 할 필요성이 있지만 위와 같은 종래 시스템으로는 기대할 수 없는 등 산업의 발전에 따라 자동화 체계를 구축하는 현실을 역행하는 비합리적 시스템이라 할 것이어서, 개선이 시급한 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 일소하기 위하여 안출한 것으로서, 연사기의 주요 구동축인 스핀들, 드럼의 회전축, 트래버스 가이드을 각 개별적으로 구동될 수 있도록 개별 구동모터를 각 설치하여 구동 및 운전의 편익성, 용이성과 함께 단순화된 구조를 가지게 하고, 또 보다 정밀한 실의 꼬임수를 설정할 수 있도록 하여 고품질의 권취 패키지를 생산할 수 있도록 하며, 전자제어시스템에 의한 구동방식으로 실시간 구동상태 및 작업조건 등을 확인할 수 있는 등 기존 투포원 연사기에 비하여 월등한 기능의 연사기를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위하여 본원에서는 첨부된 각 도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.

즉, 일정량의 원사가 권취된 서플라인 패키지(11)가 장착된 다수의 스핀들(10)과 상기 스핀들(10)의 상단에 권취패키지(50)를 밀착시켜 회전구동하기 위해 구성된 다수의 드럼(31)을 구동하는 드럼회전축(30)과, 상기 드럼회전축(30)과 동력전달용 풀리 및 벨트 등으로 연결되어 동시 회전되는 오버피드롤러(21)를 가지는 회전축(20)이 각 구성되고, 실(P)이 상기 오버피드롤러(21)에 안내되어 드럼(31)에 의하여 회전되는 권취패키지(50)에 리본현상이 발생되지 않는 가운데 골고루 권취될 수 있도록 트래버스가이드(41)를 좌우왕복운동 시키는 트래버스가이드축(40)을 구비시킨 한편, 이의 구동은 구동제어장치(100)를 통하여 각 모터(M1,M2,M3)를 기동시킴으로서 구동되는 통상의 투포원 연사기에 있어서,

상기 서플라이 패키지(11)가 장착된 다수의 스핀들(10)을 일정 RPM으로 회전 구동시켜 상기 서플라이 패키지(11)에 권취된 실(P)을 해사 시킴과 동시에 일정 꼬임수로 꼬임되도록 하기 위하여 마련된 스핀들 구동용 원동 풀리(60)와 종동풀리(70) 중 상기 원동 풀리(60)의 일측에 스핀들 구동용 모터(MI)를 구비시켜 벨트 등의 동력전달수단으로 동력이 전달되도록 하는 것과;

상기 스핀들(10)의 상단에 동일수의 일정간격 드럼(31)이 각 축설된 드럼회전축(30)과 그 하측의 오버피드롤러(21)를 가진 회전축(20)을 동시 회전구동시키는 드럼회전축구동용 모터(M2)를 상기 드럼회전축(30)과 벨트 연결 구비시킨 것과;

상기 트래버스가이드축(40) 일측 끝단의 캠슈(42)가 캠(46)을 따라 안내되어 좌우 왕복운동을 할 수 있도록 하는 캠축(45)의 일측에 트래버스가이드 작동용 모터(M3)를 축 연결시킨 것과;

상기 원동 풀리(60)와 종동풀리(70)간 권취된 상태에서 스핀들(10)을 회전구동 시키는 스핀들구동용 벨트(80)에 구비하는 벨트장력풀리(90)의 일단과 상기 드럼회전축구동용 모터(M2) 일측과 캠축(45)의 각 회전구동장치의 일측에 회전검출기(140,141,142)를 각각 구비하는 것과;

상기 구동제어장치(100)는 디스플레이 표시장치(110), 중앙처리장치(120), 인버터1(130), 인버터2(131), 인버터3(132), 회전검출기1(140), 회전검출기2(141), 회전검출기3(142)으로 각 구성하되, 상기 인버터 1, 2, 3(130,131,132)은 스핀들구동용모터(M1), 드럼회전축모터(M2), 트래버스가이드 작동용 모터(M3)와 중앙처리장치(120)간 연결된 배선 사이에 각 구비하여서 된 것이다.

이와 같은 구성을 가지는 투포원 연사기의 전자구동 시스템 및 그 구동제어방법은 하나의 구동모터로서 전체의 시스템을 구동하는 기존방식과는 다르게 3개소의 구동 회전부에 각각 인버터(130,131,132)의 신호를 받아 구동되는 별도의 각 구동모터 즉, 스핀들구동용모터(M1), 드럼회전축모터(M2), 트래버스가이드 작동용 모터(M3)가 구비되어 각 회전부를 직접 작동시킴에 따라서 기존과 같이 하나의 모터에서 발생된 동력의 전달과 감속, 및 회전방향전환 등에 필요한 크고, 작은 수많은 기어, 풀리 및 체인, 벨트 등이 전혀 필요가 없게됨으로 구조가 대폭 간소화될 수 있어 그에 상응하는 만큼의 작업조건에 필요한 시간의 절감은 물론 고장율 감소 및 유지관리에 많은 이점을 제공한다.

뿐만 아니라 각 회전구동부에 장치된 개별 모터(M1,M2,M3)를 기동시켜 구동하는 개별구동방식을 취하고 있음에 따라서 구동의 원활성을 도모하는 한편, 보다 정밀한 실의 꼬임수 조절 및 작업조건설정의 용이성과 함께 조작(운전)의 간편성 등과 같은 이점까지 제공한다.

또, 상기 벨트장력풀리(90)의 일단과 상기 드럼회전축구동용 모터(M2) 일측과 캠축(45)의 일측 등 각 3개소에 구비하는 회전검출기(140,141,142)를 통하여 회전구동여부 및 기계의 가동상태(스핀들회전수, 실의 꼬임수, 능각도, 실꼬임방향, 사속, 실의 감김량, 생산량, 가동시간 등)을 실기간 확인할 수 있도록 함과 아울러 고장으로 인해 일부 작동이 정지한다거나 부분 오작동이 있다하더라도 상기 회전 검출기에 의하여 즉각 적으로 확인 가능하여 전체 회전 구동부를 정지시킴으로서 부분 고장 및 오작동으로 인한 제품불량 및 보다 확대되는 기계고장 등을 사전에 방지할 수 있고,

또, 각 모터(M1,M2,M3)의 기동은 각 회전부에서 요구되는 구동조건에 맞게 구동제어장치(100)내의 중앙처리장치(CPU, 120)에서 각 인버터(130,131,132)를 통하여 정확한 회전수로 구동될 수 있도록 함은 물론 실의 꼬임수를 달리하고자 할 경우 이에 필요한 선택된 구동모터(M1,M2,M3)의 회전수를 중앙처리장치(120)에서 간단하게 변경 조절하여 인버터(130,131,132)를 통하여 해당되는 모터(M1,M2,M3)에 신호를 전달하면 되고,

또, 상기 각 회전부에 구비하는 각 모터(M1,M2,M3)의 구동을 중앙처리장치(120)에서 개별적으로 조절 가능함에 따라서 원하는 실 꼬임수를 보다 정교하게 설정 할 수 있을 뿐만 아니라 실의 꼬임수를 간단한 방법으로 자유로이 선택할 수 있는 것이다.

즉, 종래에는 하나의 모터에서 발생된 동력에 의하여 그 모터에서 직, 병렬로 연결된 각 회전부가 그 동력을 전달받아 동시 기동하기 때문에 그 모터의 회전수에 따라서 연결된 타 회전부의 회전수가 결정됨으로 꼬임수를 변화시키고자 하는 경우 각 회전부 사이에 구비하는 감속 혹은 치간 물림된 기어를 교체하여 회전속도를 변화시켜야하고, 또 원하는 꼬임수에 맞는 감속/증속 비율의 계산은 물론 그 비율에 맞는 감속기 또는 기어의 선택이 어려울 뿐 아니라 교체시에도 상당히 번거로운 등 선택의 폭이 상대적으로 좁지만 본 발명의 구동시스템은 주지된 바와 같이 전자입력방식으로 각 모터를 구동과 아울러 각 개별구동을 시킬 수 있어 간단하게 꼬임수를 선택 할 수 있음은 물론 꼬임수의 선택 폭이 상당히 크다.

이는 실의 꼬임 품질을 향상시켜 우수한 권취 패키지의 생산에 많은 도움을 주게되고, 또 생산성 향상과 원가절감 및 작업의 효율성을 높이는데 막대한 영향이 미친다.

이상에서 상세히 설명된 것과 같은 구성과 작용을 갖는 본 발명의 투포원 연사기의 전자구동 시스템 및 그 구동제어방법은 전자입력 방식과 전자제어시스템으로 구동됨은 물론 각 회전부에 구비한 각 모터를 개별적으로 구동시킬 수 있기 때문에 스핀들의 회전수, 실의 꼬임수 및 방향, 능각도, 사속 등을 보다 간단하게 설정 및 변경/조절할 수 있게 되는데, 이는 작업조건의 신속성을 도모하여 생산성 향상에 지대한 공헌을 할 것으로 기대되고, 또 실의 꼬임수를 보다 정밀하고도 다양하게 설정 및 조절할 수 있는 등 우수한 품질의 권취패키지를 생산할 수 있도록 하며, 또 회전감지센서에 의하여 운전 중 연사기의 구동상태를 모니터를 통하여 실시간 확인 가능함과 동시에 이상 발견시 전 회전 구동부를 정지시키는 등 응급조치까지 이루어짐으로 고장 등으로 인한 오작동 및 불량을 미연에 방지할 수 있고, 또 구조가 간단하여 고장율이 대폭 줄어드는 등 그 기대되는 바가 실로 다대한 발명이다.

도 1은 종래의 투포원 연사기의 구조를 나타낸 예시도

도 2은 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 구조도

도 3는 투포원 연사기의 측면 구조도

□ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 □

P:실 M1,M2,M3:모터

10:스핀들 11:서플라이 패키지

20:회전축 21:오버피드롤러

30:드럼회전축 31:드럼

40:트래버스가이드축 41:트래버스가이드

42:캠슈 46:캠

45:캠축 50:권취패키지

60:원동 풀리 70:종동풀리

80:스핀들구동용 벨트 90:벨트장력풀리

100:구동제어장치 110:디스플레이 표시장치

120:중앙처리장치 130:인버터1

131:인버터2 132:인버터3

140:회전검출기1 141:회전검출기2

142:회전검출기3

Claims (2)

1. 일정량의 원사가 권취된 서플라이 패키지(11)가 장착된 다수의 스핀들(10)과 상기 스핀들(10)의 상단에 권취패키지(50)를 밀착시켜 회전구동하기 위해 구성된 다수의 드럼(31)을 구동하는 드럼회전축(30)과, 상기 드럼회전축(30)과 동력전달용 풀리 및 벨트 등으로 연결되어 동시 회전되는 오버피드롤러(21)를 가지는 회전축(20)이 각 구성되고, 실(P)이 상기 오버피드롤러(21)에 안내되어 드럼(31)에 의하여 회전되는 권취패키지(50)에 리본현상이 발생되지 않는 가운데 골고루 권취될 수 있도록 트래버스가이드(41)를 좌우왕복운동 시키는 트래버스가이드축(40)을 구비시킨 한편, 이의 구동은 구동제어장치(100)를 통하여 각 모터(M1,M2,M3)를 기동시킴으로서 구동되는 통상의 투포원 연사기에 있어서,

   상기 서플라이 패키지(11)가 장착된 다수의 스핀들(10)을 일정 회전수로 구동시켜 상기 서플라이 패키지(11)에 권취된 실(P)을 해사 시킴과 동시에 일정 꼬임수로 꼬임되도록 하기 위하여 마련된 스핀들 구동용 원동 풀리(60)와 종동풀리(70) 중 상기 원동풀리(60)의 일측에 스핀들 구동용 모터(MI)를 구비시켜 벨트 등의 동력전달수단으로 동력이 전달되도록 하는 것과;

   상기 스핀들(10)의 상단에 동일수의 일정간격 드럼(31)이 각 축설된 드럼회전축(30)과 그 하측의 오버피드롤러(21)를 가진 회전축(20)을 동시 회전구동시키는 드럼회전축구동용 모터(M2)를 상기 드럼회전축(30)과 벨트 연결 구비시킨 것과;

   상기 트래버스가이드축(40) 일측 끝단의 캠슈(42)가 캠(46)을 따라 안내되어 좌우 왕복운동을 할 수 있도록 하는 캠축(45)의 일측에 트래버스가이드 작동용 모터(M3)를 축 연결시킨 것과;

   상기 원동 풀리(60)와 종동풀리(70)간 권취된 상태에서 스핀들(10)을 회전구동 시키는 스핀들구동용 벨트(80)에 구비하는 벨트장력풀리(90)의 일단과 상기 드럼회전축구동용 모터(M2) 일측과 캠축(45)의 각 회전구동장치의 일측에 회전검출기(140,141,142)를 각각 구비하는 것과;

   상기 구동제어장치(100)는 디스플레이 표시장치(110), 중앙처리장치(120), 인버터1(130), 인버터2(131), 인버터3(132), 회전검출기1(140), 회전검출기2(141), 회전검출기3(142)으로 각 구성하되, 상기 인버터 1, 2, 3(130,131,132)은 스핀들구동용모터(M1), 드럼회전축모터(M2), 트래버스가이드 작동용 모터(M3)와 중앙처리장치(120)간 연결된 배선 사이에 각 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 투포원 연사기의 전자구동 시스템.
2. 투포원 연사기의 회전부 즉, 스핀들(10), 드럼(31) 및 오버피드롤러(21), 캠축(45) 및 트래버스 가이드(40)을 각각 별도로 장치된 개별모터(M1,M2, M3)에 의하여 개별적으로 회전 구동될 수 있도록 하는 것과;

   상기 회전부(10)(21,31)(45,40)의 회전상태를 각 회전검출기를 통하여 확인한 다음 모니터에서 확인할 수 있도록 함과 동시에 상기 각 회전부(10)(21,31)(45,40)의 회전속도가 불규칙하거나 원하는 회전비로 정확하게 구동되고 있지 않을 경우 중앙처리장치(120)에서 그 오차값을 연산하여 인버터(130,131,132)를 통하여 해당되는 개별모터(M1,M2,M3)에 신호를 전달하여 보정 토록 하는 한편, 그 회전부(10)(21,31)(45,40)에 이상이 있을 경우는 회전부(10)(21,31)(45,40)의 구동모터(M1,M2,M3)를 자동으로 정지시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한 투포원 연사기의 전자구동 제어방법.