KR100507595B1 - Tension control device of filament winding machine - Google Patents

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KR100507595B1
KR100507595B1 KR10-2002-0037875A KR20020037875A KR100507595B1 KR 100507595 B1 KR100507595 B1 KR 100507595B1 KR 20020037875 A KR20020037875 A KR 20020037875A KR 100507595 B1 KR100507595 B1 KR 100507595B1
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이승호
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전북대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 필라멘트 와인딩 기계의 장력 제어장치에 관한 것으로서, 복합재료 성형기계의 핵심기술이라 할 수 있는 복합재료 장력을 설계치로 일정하게 유지시켜줄 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a tension control device of the filament winding machine, to maintain a constant tension of the composite material design value, which can be said to be the core technology of the composite molding machine.

본 발명은 전원이 인가됨과 아울러 소재(미도시)의 표면에 고기능 고강도를 발휘할 수 있는 필라멘트(복합재료)(1)를 권회시켜 성형하는 기기본체(10)와, 상기 기기본체(10)의 지지 프레임(11)에 설치됨과 아울러 소정 길이의 필라멘트(1)가 권회되는 스풀(Spool)(20)과, 상기 스풀(20)의 필라멘트(1)가 특정 속도로 일측으로 이동되게 메인 프레임(12)에 설치되는 장력 변화 수단(30)과, 상기 장력 변화 수단(30)의 후측에 설치되어 필라멘트(1)의 장력 변화량(이동속도 변화량)을 감지하는 장력 변화량 감지기(40)와, 상기 장력 변화량 감지기(40)의 후측인 안내롤러(45) 후방에 설치되어 필라멘트(1)가 적정 두께로 권회되는 멘드릴(Mandrel)(50)과, 상기 장력 변화량 감지기(40)의 신호를 인가받아 가변적으로 장력 변화 수단(30)을 제어하는 제어부(60)로 이루어진 것이다.The present invention provides a device body (10) for winding and molding a filament (composite material) (1) capable of applying high power and exhibiting high-function high strength on the surface of a material (not shown), and the support of the device body (10). The main frame 12 is installed in the frame 11 and the spool 20 in which the filament 1 of a predetermined length is wound and the filament 1 of the spool 20 is moved to one side at a specific speed. And a tension change amount sensor 40 installed at the rear side of the tension change means 30, a tension change amount sensor 40 for detecting a tension change amount (moving speed change amount) of the filament 1, and the tension change amount detector. The rear side of the guide roller 45, which is the rear side of the 40, the mandrel (Mandrel) 50, the filament 1 is wound to an appropriate thickness and the tension change sensor 40 is applied to the variable tension It consists of a control unit 60 for controlling the change means (30).

Description

필라멘트 와인딩 기계의 장력 제어장치 {TENSION CONTROL DEVICE OF FILAMENT WINDING MACHINE}Tension control device of filament winding machine {TENSION CONTROL DEVICE OF FILAMENT WINDING MACHINE}

본 발명은 필라멘트 와인딩 기계의 장력 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tension control device of a filament winding machine.

일반적으로 알려진 바와 같이 고기능 고강도를 발휘할 수 있는 복합재료 제품의 수요가 급속도로 증가하고 있는 것으로서, 상기 복합재료 성형제품의 제조 과정에서는 복합재료의 장력 제어가 구조적인 강도를 결정짓는 중요한 인자이고, 상기 장력 제어를 적절하게 수행함으로써 성형제품이 최적화되게 하는 것이다.As is generally known, the demand for a composite product capable of exhibiting high functional high strength is rapidly increasing. In the manufacturing process of the composite molded product, tension control of the composite material is an important factor determining structural strength. By properly performing tension control, the molded article is optimized.

상기 복합재료의 장력은 일반적으로 0.45 ∼ 1.8kg 정도인데, 만약 장력이 설계치보다 높으면 복합재료의 함유량이 증가하여 제품의 강도는 증가하나 일정이상이 되면 함침을 위한 수지의 양이 부족하게 되어 많은 잔류응력이 남게된다. 그러므로 설계된 일정 장력이 유지되지 않으면 성형제품의 치수 안정성이 떨어지거나, 기공(void) 같은 것이 발생하여 취약한 부분을 통한 응력 집중 현상으로 인해서 치명적인 결함을 일으킬 수 있는 것이다.Generally, the tension of the composite material is about 0.45 to 1.8kg. If the tension is higher than the designed value, the content of the composite material increases and the strength of the product increases. Stress remains. Therefore, if the designed constant tension is not maintained, the dimensional stability of the molded product may be degraded or voids may occur, which may result in fatal defects due to stress concentration through the vulnerable part.

상기한 복합재료를 와인딩하여 성형되는 제품으로는 CNG 버스의 압력용기가 있는 것으로서, 상기 압력용기는 무게 대비 강도가 높아 점차적으로 생산이 증가하고 있는 추세이다. 상기한 복합재료 성형제품의 시장이 급격히 성장하고 있으나, 우리나라에서는 복합재료 성형제품 제작용 기계의 제조업체는 거의 전무한 상태이고, 현재 외국 기계를 복사하는 수준인 업체가 있을 뿐이다. 그리고 일부 연구원에서 복합재료 제품 성형기계용 공압식 제어장치를 개발하였으나 정확도 및 반응속도가 느려서 사용이 어려운 실정이다. 그래서 현재 거의 모든 복합재료 성형제품 제작용 기계를 수입하고 있으므로 복합재료 제품 성형기계의 핵심부품인 제어장치의 유지관리에 매우 어려움이 있다.As a product formed by winding the composite material, there is a pressure vessel of a CNG bus, and the pressure vessel has a high strength to weight ratio, and thus production is gradually increasing. Although the market of the composite molded article is growing rapidly, there are almost no manufacturers of composite molded article manufacturing machines in Korea, and there are only companies that copy foreign machines. And some researchers have developed a pneumatic control device for a composite material molding machine, but it is difficult to use due to the low accuracy and reaction speed. Therefore, since almost all of the composite molding products manufacturing machines are imported, maintenance of the control device, which is a key part of the composite molding products, is very difficult.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 복합재료 성형기계의 핵심기술이라 할 수 있는 복합재료 장력을 설계치로 일정하게 유지시켜줄 수 있도록 한 필라멘트 와인딩 기계의 장력 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tension control device for a filament winding machine to correct the above problems and to maintain a constant tension of a composite material, which is a core technology of a composite molding machine, at a design value.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기기본체와, 상기 기기본체의 지지 프레임에 설치되는 스풀과, 상기 스풀의 필라멘트(복합재료)가 특정 속도로 이동되게 메인 프레임에 설치되는 장력 변화 수단과, 상기 장력 변화 수단의 후측에 설치되어 필라멘트의 장력 변화량을 감지하는 장력 변화량 감지기와, 상기 장력 변화량 감지기의 후측 안내롤러 후방에 설치되어 필라멘트가 권회되는 멘드릴과, 상기 장력 변화량 감지기의 신호를 인가받아 장력 변화 수단을 제어하는 제어부로 이루어진 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a device body, a spool installed on the support frame of the device body, and a tension change means installed on the main frame to move the filament (composite material) of the spool at a specific speed; And a tension change detector installed at a rear side of the tension change unit and detecting a tension change amount of the filament, a mandrel installed at a rear side of the rear guide roller of the tension change detector to which the filament is wound, and a signal of the tension change detector. And a control unit for controlling the tension change unit.

본 발명은 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 전원이 인가됨과 아울러 소재(미도시)의 표면에 고기능 고강도를 발휘할 수 있는 필라멘트(복합재료)(1)를 권회시켜 성형하는 기기본체(10)와, 상기 기기본체(10)의 지지 프레임(11)에 설치됨과 아울러 소정 길이의 필라멘트(1)가 권회되는 스풀(Spool)(20)과, 상기 스풀(20)의 필라멘트(1)가 특정 속도로 일측으로 이동되게 메인 프레임(12)에 설치되는 장력 변화 수단(30)과, 상기 장력 변화 수단(30)의 후측에 설치되어 필라멘트(1)의 장력 변화량(이동속도 변화량)을 감지하는 장력 변화량 감지기(40)와, 상기 장력 변화량 감지기(40)의 후측인 안내롤러(45) 후방에 설치되어 필라멘트(1)가 적정 두께로 권회되는 멘드릴(Mandrel)(50)과, 상기 장력 변화량 감지기(40)의 신호를 인가받아 가변적으로 장력 변화 수단(30)을 제어하는 제어부(60)로 이루어지는 것이다.1 to 4, the main body 10 is formed by winding the filament (composite material) (1) that can be applied to the power supply and exhibit a high-performance high strength on the surface of the material (not shown) (10) ), A spool 20 installed on the support frame 11 of the device body 10 and to which the filament 1 of a predetermined length is wound, and the filament 1 of the spool 20 are identified. Tension change means 30 is installed on the main frame 12 to be moved to one side at a speed, and the tension is installed on the rear side of the tension change means 30 to sense the tension change amount (movement speed change amount) of the filament 1 Mandrel 50 installed behind the change amount sensor 40 and the guide roller 45, which is the rear side of the tension change amount sensor 40, and the filament 1 is wound to an appropriate thickness, and the tension change amount detector To control the tension change means 30 in response to a signal of 40 It consists of the control part 60.

상기 장력 변화 수단(30)은 메인 프레임(12)의 배면측에 설치된 제 1 액추에이터(31)와 벨트(32)에 의해 가변적으로 작동되는 구동롤러(33)와, 상기 구동롤러(33)의 상면 및 필라멘트(1)에 면접촉되게 설치되는 한쌍의 지지롤(34))과, 상기 한쌍의 지지롤(34) 중심 상측으로 연결됨과 아울러 메인 프레임(12)에 결합되어 지지롤(34)의 상하방향 위치를 세팅하는 지지롤 조정체(35)로 이루어진 것이다.The tension change means 30 is a drive roller 33 which is variably operated by the first actuator 31 and the belt 32 provided on the back side of the main frame 12, and the top surface of the drive roller 33 And a pair of support rolls 34 installed to be in surface contact with the filament 1, and connected to an upper side of the center of the pair of support rolls 34, and coupled to the main frame 12 so as to be connected to the top and bottom of the support rolls 34. It consists of the support roll adjuster 35 which sets a direction position.

상기 장력 변화량 감지기(40)는 스풀(20)에서 멘드릴(50)로 향하는 필라멘트(1)의 장력이 변할때 그 변화량을 감지하여 제어부(60)로 인가하는 것이다. 그리고 상기 멘드릴(50)은 제어부(60)의 가변 신호에 따라 작동되는 제 2 액추에이터(51) 및 벨트(52)에 의해 회전되는 것으로서, 상기 멘드릴(50)은 일정 형상의 소재 대용으로 형성되는 것이고, 상기 멘드릴(50)의 표면에 권회되는 필라멘트(1)의 두께와 멘드릴(50)의 형상에 따라 필라멘트(1)의 이동 속도(장력이 변화됨)가 가변되는 것이고, 상기 필라멘트(1)의 이동 속도가 가변됨과 동시에 장력 변화량 감지기(40)가 제어부(60)로 그 신호를 인가하는 것이다.The tension change detector 40 detects the change amount and applies it to the controller 60 when the tension of the filament 1 changes from the spool 20 toward the mendrel 50. The mandrel 50 is rotated by the second actuator 51 and the belt 52 operated according to the variable signal of the controller 60. The mendrel 50 is formed in place of a material having a predetermined shape. According to the thickness of the filament 1 wound on the surface of the mendrel 50 and the shape of the mendrel 50, the moving speed (the tension is changed) of the filament 1 is varied, and the filament ( At the same time that the moving speed of 1) is changed, the tension change sensor 40 applies the signal to the controller 60.

상기 스풀(20)과 장력 변화 수단(30) 사이의 베이스(13)에 필라멘트(1) 지지용 스프링(70)이 설치되고, 상기 스프링(70)의 상측에 필라멘트(1)가 지지되게 함으로써 구동롤러(33)로의 필라멘트(1)의 이동이 일정한 지지력을 유지한 상태로 발휘되게 하는 것이며, 상기 스풀(20)의 축선상에 설치되는 브레이크(Magnetic Particle Brake)(100)로 하여금 상기 스프링(70)이 작동될 수 있게 상기 스풀(20)에 일정한 마찰력을 가하는 것이다.A spring 70 for supporting the filament 1 is installed in the base 13 between the spool 20 and the tension change means 30, and the filament 1 is supported on the upper side of the spring 70 to drive the drive. The movement of the filament 1 to the roller 33 is to be exerted in a state of maintaining a constant supporting force, and causes the spring (70) to be installed on the axis of the spool 20 (Magnetic Particle Brake) 100 ) Is to apply a constant friction force to the spool 20 to be able to operate.

또한 상기 스풀(20)의 후측 메인 프레임(12)에 필라멘트(1) 안내용 가이더(80)가 설치되는 것으로서, 상기 스풀(20)로부터 이동되어진 필라멘트(1)가 구동롤러(33)로 정확하게 안내되도록 하는 것이다.In addition, the filament 1 guide guider 80 is installed on the rear main frame 12 of the spool 20, and the filament 1 moved from the spool 20 is accurately guided to the driving roller 33. To make it possible.

그리고 상기 메인 프레임(12)에 필라멘트(1) 지지겸 유도용 유도롤러(90,91,92)가 설치되는 것으로서, 상기 유도롤러(90)중 전방측 유도롤러(90)는 가이더(80)와 구동롤러(33) 사이에 설치되고, 상기 유도롤러(90,91,92)중 중간측 유도롤러(91)는 구동롤러(33)와 장력 변화량 감지기(40) 사이에 설치되며, 상기 유도롤러(90,91,92)중 후방측 유도롤러(92)는 장력 변화량 감지기(40) 후측과 안내롤러(45) 사이에 설치되어 필라멘트(1)의 지지와 안내가 원활하게 이루어지도록 하는 것이다.In addition, the induction rollers 90, 91, 92 for supporting and supporting the filament 1 are installed on the main frame 12. The induction rollers 90 of the induction rollers 90 are guiders 80 and the induction rollers 90. It is installed between the driving roller 33, the middle induction roller 91 of the induction roller (90, 91, 92) is installed between the driving roller 33 and the tension change sensor 40, the induction roller ( The rear guide roller 92 of the 90, 91, 92 is installed between the rear side of the tension change sensor 40 and the guide roller 45 to facilitate the support and guide of the filament (1).

이상과 같은 본 발명은 복합재료 성형기계의 핵심기술이라 할 수 있는 복합재료 장력을 설계치로 일정하게 유지시켜줄 수 있도록 하는 것으로서, 베이스(13)에 지지 프레임(11)을 통해 설치된 스풀(20)과 멘드릴(일정 형상을 구현한 소재 대용)(50) 사이에 메인 프레임(12)을 설치함과 아울러 상기 메인 프레임(12)에 장력 변화 수단(30)과 장력 변화량 감지기(40)를 설치하는 것이다. 상기 스풀(20)로부터 멘드릴(50)로 이동되어 권회되어지는 필라멘트(1)의 장력을 적절하게 조절하기 위한 장력 변화 수단(30)과 장력 변화량 감지기(40)는 컴퓨터의 제어부(60)에 의해서 적절하게 제어되는 것이다.The present invention as described above is to maintain a constant tension in the design value of the composite material, which is the core technology of the composite molding machine, and the spool 20 installed through the support frame 11 to the base 13 and It is to install the main frame 12 between the mandrel (substituting a material that implements a certain shape) 50 and the tension change means 30 and the tension change detector 40 on the main frame 12. . The tension change means 30 and the tension change amount sensor 40 for appropriately adjusting the tension of the filament 1 which is moved from the spool 20 to the mendrel 50 are wound on the controller 60 of the computer. Is properly controlled.

상기 상태에서 제 1, 2 액추에이터(31,51)를 작동시키면, 멘드릴(50)과 구동롤러(33)가 회전됨과 동시에 스풀(20)이 회전되는 것이고, 상기 멘드릴(50)의 회전이 이루어질 때 멘드릴(50)에 권회되는 필라멘트(1)의 장력이 변하는 것이며, 상기 필라멘트(1)의 장력이 변함과 동시에 장력 변화량 감지기(40)가 필라멘트(1)의 장력 변화량을 감지하는 것이다. 상기 장력 변화량을 감지한 장력 변화량 감지기(40)는 그 신호를 제어부(60)로 인가시키는 것이고, 상기 제어부(60)는 필라멘트(1)의 장력 변화량을 연산하여 제 1 액추에이터(31)의 회전수를 조절하는 것이며, 상기 제 1 액추에이터(31)의 회전수가 증감됨에 따라 구동롤러(33)의 회전수도 변하는 것이다.In this state, when the first and second actuators 31 and 51 are operated, the spool 20 is rotated at the same time as the mandrel 50 and the driving roller 33 are rotated, and the rotation of the mandrel 50 is performed. When the tension of the filament (1) wound on the mendrel (50) is changed, the tension change amount sensor 40 detects the tension change amount of the filament (1) at the same time the tension of the filament (1) changes. The tension change sensor 40, which senses the amount of change in tension, applies the signal to the control unit 60, and the control unit 60 calculates the change in tension of the filament 1 to rotate the first actuator 31. This is to adjust the number of revolutions of the drive roller 33 also changes as the number of revolutions of the first actuator (31) increases.

상기 구동롤러(33)의 회전수가 변하여 구동롤러(33)와 지지롤(34) 사이에 위치된 필라멘트(1)의 이동속도가 변하는 것으로서, 상기 필라멘트(1)의 장력이 상승되는 경우에는 구동롤러(33)의 회전수를 상승시키는 것이고, 상기 필라멘트(1)의 장력이 저하되는 경우에는 구동롤러(33)의 회전수를 저하시키는 것이다. 상기 필라멘트(1)의 장력 변화량은 실시간적으로 감지되는 장력 변화량 감지기(40)와 제어부(60)의 콘트롤에 의해서 유지되는 것이고, 상기 제어부(60)의 콘트롤에 따라 구동롤러(33)의 회전 속도가 가변되는 것이며, 상기 구동롤러(33)의 회전에 따라 면접촉되어 회전되는 지지롤(34)의 마찰력 조정은 지지롤 조정체(35)의 회전 조정에 의해서 가변되는 것이다.The rotational speed of the drive roller 33 is changed to change the moving speed of the filament 1 located between the drive roller 33 and the support roll 34, the drive roller when the tension of the filament 1 is increased The rotation speed of 33 is increased, and when the tension of the filament 1 falls, the rotation speed of the drive roller 33 is decreased. The tension change amount of the filament 1 is maintained by the control of the tension change sensor 40 and the control unit 60 is detected in real time, the rotational speed of the drive roller 33 in accordance with the control of the control unit 60 Is variable, and the friction force adjustment of the support roll 34 which is rotated in surface contact with the rotation of the drive roller 33 is variable by the rotation adjustment of the support roll adjuster 35.

그리고 상기 스풀(20)의 후방측에 설치된 스프링(70)은 구동롤러(33)의 회전에 의해서 이동되는 필라멘트(1)가 적정한 장력으로 스풀(20)에서 구동롤러(33)로 이동되게 하는 것이며, 상기 스프링(70)에서 구동롤러(33)쪽으로 필라멘트(1)가 이동될 때 가이더(80) 및 유도롤러(90,91,92)에 의해서 원활한 필라멘트(1) 이동이 이루어지는 것이다.And the spring 70 is installed on the rear side of the spool 20 is to allow the filament (1) to be moved by the rotation of the drive roller 33 is moved from the spool 20 to the drive roller 33 with a suitable tension. When the filament 1 is moved from the spring 70 toward the driving roller 33, the filament 1 is smoothly moved by the guider 80 and the guide rollers 90, 91, and 92.

상기한 필라멘트(복합재료)(1)는 제 1 액추에이터(31)에 연결된 구동롤러(33)를 통과하는 과정에서 지지롤 조정체(35)에 의해 조절되는 두 개의 지지롤(34)에 의해 구동롤러(33) 표면에 일정한 마찰력을 가지고 접촉하게 되며, 상기 마찰력을 이용하여 구동롤러(33)가 필라멘트(1)를 당기거나 혹은 풀어주는 방향으로 구동하여 장력을 제어하며, 이 때 구동롤러(33)는 제어부(컴퓨터)(60)의 제어 신호에 따라 구동되어진다. 상기 구동롤러(33)와 지질롤(34)의 표면은 재료의 변형을 막고 마찰력을 증가시키기 위하여 금속이 아닌 고무 소재를 사용하였으며, 보다 넓은 마찰 면을 통해 동력을 전달하기 위하여 두 개의 지지롤(34)을 사용하여 필라멘트(1)를 구동롤러(33)의 원주를 따라 부착시켰다. 상기 필라멘트(1)의 장력 측정값은 장력 변화량 감지기(40)에 의해 측정되어 컴퓨터에 의해 모니터링 되며 장력 제어 알고리즘의 피드백 신호로 사용되어진다.The filament (composite material) 1 is driven by two support rolls 34 controlled by the support roll adjuster 35 in the course of passing through the drive roller 33 connected to the first actuator 31. The surface of the roller 33 is brought into contact with a constant friction force, and the driving roller 33 drives in the direction in which the driving roller 33 pulls or releases the filament 1 by using the friction force, thereby controlling the tension. Is driven in accordance with a control signal from the control unit (computer) 60. The surfaces of the driving roller 33 and the lipid roll 34 are made of a rubber material rather than a metal to prevent deformation of the material and increase friction, and two support rolls to transfer power through a wider friction surface. 34) was used to attach the filament 1 along the circumference of the drive roller 33. The tension measurement value of the filament 1 is measured by the tension change detector 40, monitored by a computer, and used as a feedback signal of the tension control algorithm.

그리고 스풀(20)에서는 브레이크(100)를 이용하여 일정한 마찰력으로 필라멘트(1)를 제공하게 되는데, 이 때 필라멘트(1)가 풀리는 속도가 구동롤러(33)에서 당기는 속도와 같지 않기 때문에 정지한 혹은 낮은 속도로 회전하는 스풀(20)을 빠른 속도로 잡아당길 때, 즉 필라멘트(1)가 느슨해졌다가 다시 팽팽하게 잡아 당겨지는 순간에는 큰 힘이 구동롤러(33)에 작용되어 예기치 않은 외란을 발생시킨다.In the spool 20, the filament 1 is provided with a constant frictional force by using the brake 100. At this time, the filament 1 is unfastened because the speed at which the filament 1 is released is not the same as the speed of pulling the driving roller 33. When pulling the spool 20 which rotates at a low speed at high speed, that is, when the filament 1 is loosened and pulled again, a large force is applied to the driving roller 33 to generate an unexpected disturbance. Let's do it.

상기 필라멘트(1)의 속도 변화가 적은 경우는 시스템에 미치는 영향이 미소하나 그렇지 않은 경우는 장력 제어에 악 영향을 미치게되므로, 상기한 구동롤러(33)와 스풀(20) 사이에 설치된 스프링(70)을 이용하여 구동롤러(33)에 아주 짧은 순간에도 발생되는 큰 힘을 좀더 넓은 시간 간격을 두고 증가시킴으로써 이를 방지하였다.If the speed change of the filament 1 is small, the influence on the system is small, but otherwise it adversely affects the tension control, and thus, the spring 70 provided between the driving roller 33 and the spool 20. By increasing the large force generated even at a very short moment by using the drive roller 33 at a wider time interval to prevent this.

또한 제 3 액추에이터(70)는 멘드릴(Mandrel)에서 필라멘트(1)를 감는 과정에서 미끄러짐이 발생할 경우 필라멘트(1)의 이동이 역 방향이 되고 이때 구동롤러(33)로부터 풀어진 필라멘트(1)를 다시 감아주는 리와인딩(Rewinding) 기능도 수행한다.In addition, when the third actuator 70 slips in the process of winding the filament 1 in the mandrel, the movement of the filament 1 becomes the reverse direction, and at this time, the filament 1 released from the driving roller 33 is moved. It also rewinds.

이와 같이 필라멘트(1)에 발생하는 실제 장력 변화를 측정하여 실시간으로 제어하기 때문에 장력 오차가 발생하는 즉시 이를 직접 보상함으로써 공정 중에 발생하는 어떠한 외란에서도 항상 일정한 설계치의 장력을 유지시킬 수 있다.As described above, since the actual tension change occurring in the filament 1 is measured and controlled in real time, the tension can be directly compensated immediately when the tension error occurs so that the tension of a constant design value can be maintained at all times in any disturbance occurring during the process.

이상과 같이 본 발명은 기기본체의 베이스에 장력 변화량 감지기와 장력 변화 수단을 설치함으로써 복합재료 성형기계의 핵심기술이라 할 수 있는 복합재료 장력을 설계치로 일정하게 유지시켜줄 수 있는 것이다.As described above, the present invention can maintain the tension of the composite material, which is the core technology of the composite molding machine, by providing a tension change detector and a tension change means at the base of the machine body.

그리고 상기 장력 변화 수단인 구동롤러를 제 1 액추에이터로 작동시킴과 아울러 지지롤 조정체를 통해 이동되는 필라멘트의 장력이 적절하게 조정됨에 따라 멘드릴로의 정상적인 필라멘트 공급이 이루어지는 것이다.In addition, by operating the driving roller as the first means for changing the tension as a first actuator, as the tension of the filament moved through the support roll adjuster is properly adjusted, the normal filament supply to the mandrel is made.

또한 스풀과 장력 변화 수단 사이의 베이스에 필라멘트 지지용 스프링이 설치됨으로써 구동롤러의 장력 제어가 정상적으로 이루어지는 것으로서, 상기 스프링에 의해 구동롤러에서 순간적으로 발생되는 큰 힘이 좀더 넓은 시간 간격으로 증가시켜지는 것이다.In addition, the filament support spring is installed on the base between the spool and the tension change means to control the tension of the driving roller normally, and the large force generated instantaneously in the driving roller by the spring is increased at a wider time interval. .

도 1은 본 발명의 실시예의 사시도,1 is a perspective view of an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 실시예의 정면도,2 is a front view of an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 실시예의 평면도,3 is a plan view of an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예의 블럭도이다.4 is a block diagram of an embodiment of the invention.

<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명><Description of the code used in the main part of the drawing>

1: 필라멘트 10: 기기본체1: filament 10: device body

20: 스풀 30: 장력 변화 수단20: spool 30: tension change means

33: 구동롤러 34: 지지롤33: drive roller 34: support roll

35: 지지롤 조정체 40: 장력 변화량 감지기35: support roll adjuster 40: tension change sensor

50: 멘드릴 60: 제어부50: mendrel 60: control unit

70: 스프링 100: 브레이크70: spring 100: brake

Claims (6)

기기본체(10)와, 상기 기기본체(10)의 지지 프레임(11)에 설치되는 스풀(20)과, 상기 스풀(20)의 필라멘트(복합재료)(1)가 특정 속도로 이동되게 메인 프레임(12)에 설치되는 장력 변화 수단(30)과, 상기 장력 변화 수단(30)의 후측에 설치되어 필라멘트(1)의 장력 변화량을 감지하는 장력 변화량 감지기(40)와, 상기 장력 변화량 감지기(40)의 후측 안내롤러(45) 후방에 설치되어 필라멘트(1)가 권회되는 멘드릴(50)과, 상기 장력 변화량 감지기(40)의 신호를 인가받아 장력 변화 수단(30)을 제어하는 제어부(60)로 이루어진 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 기계의 장력 제어장치.The main frame 10, the spool 20 installed on the support frame 11 of the device body 10, and the filament (composite material) 1 of the spool 20 to move at a specific speed A tension change means (30) provided at (12), a tension change amount sensor (40) installed at a rear side of the tension change means (30) for detecting an amount of change in tension of the filament (1), and the tension change amount detector (40). A control unit 60 installed at the rear of the rear guide roller 45 to control the tension change means 30 by receiving a signal from the mandrel 50 to which the filament 1 is wound and the tension change detector 40. Tension control device of the filament winding machine, characterized in that consisting of. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 장력 변화 수단(30)은 메인 프레임(12)의 배면측에 설치된 제 1 액추에이터(31)에 의해 작동되는 구동롤러(33)와, 상기 구동롤러(33)의 상면 및 필라멘트(1)에 면접촉되게 설치되는 지지롤(34)과, 상기 지지롤(34)의 상측으로 연결되어 지지롤(34)의 상하방향 위치를 세팅하는 지지롤 조정체(35)로 이루어진 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 기계의 장력 제어장치.The tension changing means 30 has a driving roller 33 actuated by a first actuator 31 provided on the rear side of the main frame 12, and an upper surface and a filament 1 of the driving roller 33. A filament winding machine comprising a support roll 34 which is installed to be in contact with the support roll, and a support roll adjuster 35 which is connected to an upper side of the support roll 34 to set a vertical position of the support roll 34. Tension control device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 멘드릴(50)은 제어부(60)의 신호에 따라 작동되는 제 2 액추에이터(51) 및 벨트(52)에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 기계의 장력 제어장치.The mandrel (50) is tension control device of the filament winding machine, characterized in that the rotation by the second actuator (51) and the belt 52 is operated in accordance with the signal of the control unit (60). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스풀(20)가 장력 변화 수단(30) 사이의 베이스(13)에 필라멘트(1) 지지용 스프링(70)이 설치되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 기계의 장력 제어장치.The spool 20 is a tension control device of the filament winding machine, characterized in that the filament (1) support spring 70 is installed on the base 13 between the tension change means (30). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스풀(20)의 후측 메인 프레임(12)에 필라멘트(1) 안내용 가이더(80)가 설치되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 기계의 장력 제어장치.The filament winding machine tension control device, characterized in that the filament (1) guide guider (80) is installed on the rear main frame (12) of the spool (20). 제1항 또는 제5항에 있어서,The method according to claim 1 or 5, 상기 메인 프레임(12)에 필라멘트(1) 지지겸 유도용 유도롤러(90,91,92)가 설치되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 기계의 장력 제어장치.The filament (1) support and guide rollers for induction rollers (90,91,92) is installed on the main frame (12) tension control device of the filament winding machine.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101706761B1 (en) * 2015-02-12 2017-02-15 오영국 bobbin winder for sewing machine
KR102147369B1 (en) * 2019-08-01 2020-08-24 킴텍(주) Facility for manufacturing the composite pole
KR102510168B1 (en) * 2020-03-09 2023-03-15 킴텍 주식회사 Facility for manufacturing the composite device without a brake or a clutch for tension
CN111890668B (en) * 2020-07-31 2022-06-14 深圳普迈仕精密制造技术开发有限公司 Steel wire plastic pipe spooling equipment
KR102260383B1 (en) * 2020-09-10 2021-06-03 김태형 a tension controning method of filament-winding machine
CN115352035A (en) * 2022-08-12 2022-11-18 合肥工业大学 Fiber winding nozzle device and operation method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102049865A (en) * 2010-11-12 2011-05-11 天津工业大学 Multi-tow fiber preimpregnation laying device

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