KR101626415B1 - 고정식 드럼이 장착된 급사기로부터 해사의 정지를 감지하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

고정식 드럼 및 이 드럼(12)으로부터 풀리는 실의 매 루프마다 파동을 발생시키는 센서(S3)를 구비한 급사기(10)로부터 해사의 정지를 감지하기 위해, 임계 시간(MWT, MWT')이 연속적으로 계산되며, 이는 실의 우연한 정지가 일어난 것으로 간주해야하는 최대 간격에 상응한다. 임계 시간은 실의 연신 속도의 함수에 따라 실시간 업데이트된다. 그리고 나서, 최후 파동으로부터 지연 시간(DT, DT')이 연속적으로 측정되어 업데이트된 임계 시간(MWT, MWT')과 비교된다. 측정된 지연 시간(DT, DT')이 업데이트된 임계 시간(MWT, MWT')을 초과할 때, 기계된 정지된다.

Description

고정식 드럼이 장착된 급사기로부터 해사의 정지를 감지하기 위한 방법{METHOD FOR DETECTING THE STOP OF THE YARN UNWINDING FROM A YARN FEEDER PROVIDED WITH A STATIONARY DRUM}

본 발명은 고정식 드럼이 장착된, 특히 편물 기계용 급사기로부터 해사의 정지를 감지하기 위한 방법에 관한 것이다.

모터 구동식 플라이휠이 웨프트 스톡(weft stock)을 이루는 다수의 실 루프를 감는 고정식 드럼을 포함하는, 급사기(yarn feeder)가 공지되어 있다. 하류에 배치된 기계, 통상적으로 종래 유형의 원형 및 직사각형 편물 기계로부터의 요청에 따라, 루프가 드럼으로부터 풀려지면, 그 루프는 실의 장력을 제어하는 웨프트-제동 장치를 통과하여, 결국엔 편물 기계로 공급된다.

이러한 유형의 급사기는 당업자에게 잘 알려져 있으며, 하류에 배치된 기계의 실 연신 속도(yarn-drawing speed)만 아니라, 드럼 상에 축적된 실의 양도 실질적으로 균일하게 유지하는 한편, 운반된 실의 장력을 최소화하는 주요 범위를 갖는다. 이를 위해, 급사기는 제어 유닛에 연결된 다양한 센서를 구비하고 있다. 이들 센서 중 하나가, 특히 풀리는 실의 매 루프마다 하나 이상의 파동(pulse)을 발생시키는데, 이러한 센서의 예로, 광학 센서, 압전 센서 등이 있을 수 있다. 이러한 센서는, 드럼 상에 축적된 실의 양을 균일하게 유지하기 위해, 다른 센서와 연동하여, 플라이휠의 실 감김 속도를 최적화시킨다.

종래의 시스템에 따르면, 실이 끊어지거나 기계의 바늘로부터 실이 풀리는 경우 발생하는 실의 정지를 감지하기 위한 또 다른 센서가 급사기와 편물 기계 사이에 배치된다. 이 경우, 제어 유닛은, 최종 물품의 결함을 방지하고, 처리 중인 물품의 웨프트 튜브의 분리를 방지하기 위하여, 기계의 정지를 명령하는데, 이는, 후자의 경우(처리 중인 물품의 웨프트 튜브가 분리되면), 알려진 바와 같이, 물품을 형성하는 실을 기계에 재삽입하는데 많은 시간과 노력이 걸리는 작업을 요하기 때문이다.

알려진 바와 같이, 상기 절사 감지 센서(yarn-breaking sensors)는 기계식 또는 전자식일 수 있다.

기계식 센서의 장점으로 이들 센서는 저렴하지만, 반응 속도 면에서 덜 효과적이며, 또한, 작동시 이들 센서는 실이 센싱 암(sensing arm)을 스쳐 지나가게 하므로, 급사 장력(yarn-feeding tension)을 손상시키며, 그 결과 장력 제어 시스템의 정확도에 악영향을 미친다.

전자식 센서의 장점으로는, 이들 센서는 반응 속도 면에서 더욱 효과적이며, 작동시에, 실의 이동이 광전센서(photoelectric sensor)에 의해 감지되기 때문에, 해사의 장력을 손상시키지 않는다는 것이다. 그러나, 이들 전자식 센서는 매우 고가이고, 추가의 공급 회로와 통신 회로의 설치 및 배선을 필요로 하기 때문에, 감지 시스템의 비용 및 복잡성이 증가한다.

따라서, 본 발명의 주목적은 고정식 드럼이 장착된 급사기(yarn feeder)로부터 해사(yarn unwinding)의 정지를 감지하기 위한 방법을 제공하는 것으로, 본 방법은 상술한 문제와 같은 전용 센서의 사용으로부터 발생하는 결함을 해결한다.

아래에서 더욱 명백해질 상기 주목적과 다른 장점은 청구항 제1항에서 언급된 특징을 갖는 방법에 의해 달성되는 한편, 종속 청구항은 본 발명의 다른 바람직한 부차적 특징을 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 급사 장치(yarn-feeding apparatus)를 나타내는 블록 선도이다.

다음으로, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 급사 장치를 나타내는 블록 선도를 도시한 도 1의 비제한적 예시를 통해 개시된 일부 바람직한 비배타적 실시예를 참조로 하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 섬유 기계용 급사기(yarn feeder)(10)는 고정식 드럼(stationary drum)(12), 및 릴(reel)(16)로부터 실(F)을 뽑아 그 실을 루프의 형태로 드럼(12) 상에 감는 모터(15) 구동식 플라이휠(14)을 포함하여, 웨프트 리저브(weft reserve) 또는 스톡(stock)을 형성한다. 일반적인 섬유 기계, 바람직하게는 편물 기계(17)로부터의 요청에 따라, 실(F)이 드럼(12)으로부터 풀리면서 편물 기계로 공급된다.

드럼(12) 상에 축적된 실의 양은 센서의 3개의 센서에 의해 제어된다. 제1 센서(S1), 통상적으로는 홀 센서(Hall sensor)가 드럼 상에 감긴 실의 양 및 감김 속도를 계산하기 위하여 플라이휠(14)에 부착된 M과 같은 자석의 통과를 감지한다. 제2 센서(S2), 바람직하게는 기계적 센서가 드럼(12)의 중간 부분 상의 최소 축적량의 유무를 나타내는 2진 정보를 제공한다. 제3 센서(S3), 바람직하게는 광학 센서가 드럼으로부터 풀리는 실의 매 루프마다 파동(UWP)을 발생시킨다.

웨프트-제동 장치(weft-braking device)(20)가 급사기(10)의 하류에 배치되고, 드럼(12)으로부터의 해사(yarn unwinding)의 장력을 실질적으로 일정한 상태로 유지하기 위하여 상기 장력을 제어하도록 프로그램된 제어 유닛(CU)에 의해 제어된다. 장력 센서(22)가 드럼으로부터 해사되는 실(F)의 장력을 측정하고, 이에 대응한 장력 측정 신호(T__측정)를 발생시키기 위해 웨프트-제동 장치(20)의 하류에 배치된다.

제어 유닛(CU)은, 장력 측정 신호(T__측정)와 원하는 장력을 나타내는 기준 장력(T__기준)을 비교하고, 웨프트-제동 장치(20)를 구동하는 제동 신호(braking signal)(BI)를 발생시키도록, 프로그램된 장력 제어 블록(TC; tension control block)을 포함함으로써, 측정된 장력과 기준 장력 사이의 차이를 최소화하도록 제동 세기를 조절한다.

통상적으로 제어 유닛(CU)은 경고 신호, 상태 및 매개 변수의 프로그래밍과 같은 데이터의 상호 교환을 위해 버스(bus)(30)를 통해 편물 기계(17)와 연결된다.

본 발명에 따른 방법에서는, 실이 끊어질 가능성이 있는 상태를 감지하기 위하여, 종래의 공급 라인(feeding lines)과는 달리, 상기 장치는 제3 센서(S3)에 의해 발생된 파동 신호(UWP)를 사용하기 때문에 전용 센서를 필요로 하지 않는다.

특히, 앞서 언급한 바와 같이, 정상 작동 중에, 상기 급사기는 드럼(12)으로부터 풀리는 실의 매 루프마다 센서(S3)로부터의 파동(UWP)을 접수한다. 당업자에게 잘 알려져 있듯이, 실의 연신 속도는 하류에 배치된 기계의 소정의 작동 속도로 대체로 일정하게 유지되므로, 이들 파동은 시간에 대해 대체로 동일한 간격을 이루는데, 이는 다시 말해, 연속하는 파동 사이의 시간이 무시할 수 있을 정도 만큼만 변하게 됨을 의미한다. 이러한 점을 미루어 볼 때, 본 발명에 따른 방법은, 최후 파동으로부터의 지연 시간이 두 파동 간의 평균 시간보다 상당히 클 때, 실의 끊어짐이나 편물 기계(17)의 바늘로부터의 해사로 인해 실이 뜻하지 않게 정지되는 원리에 기초한다.

편물 기계(17)의 작동 속도가 아닌, 단지 상태 정보(주행 및 정지)만이 이용될 수 있는 경우에 적합한 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은 기계가 작동 상태에 있을 때에만 허용되며, 다음의 단계, 즉

- 두 연속 파동 사이의 평균 시간(MUT)(즉, 평균 루프-풀림 시간)을 계산하고, 이로 부터, 실의 우연한 정지가 일어난 것으로 간주해야하는 최대 간격에 대응하며, 다음의 식:

에 따라 실시간 업데이트되는, 임계 시간(MWT)을 연속적으로 계산하는 단계(K는 바람직하게 2 내지 4의 상수임),

- 최후 파동(UWP)에 따른 지연 시간(DT)을 연속적으로 측정하여 업데이트된 임계 시간(MWT)과 비교하는 단계, 및

- 지연 시간(DT)이 업데이트된 임계 시간(MWT)을 초과할 때, 기계를 정지하는 단계를 포함한다.

물론, 상기 모든 측정 및 계산 작업은 센서(S3)로부터 받은 파동 신호에 기초하여 제어 유닛(CU)에 의해 수행된다. 제어 유닛의 프로그래밍은 당업자의 일반 지식에 포함되므로, 이에 대해서는 더이상 논의하지 않을 것이다.

바람직하게, 평균 루프-풀림 시간(MUT)은 최후 n개의 시간 UT₁, UT₂,…, UT_n(바람직하게, n은 3 내지 5임)의 산술 평균에 따라 계산된다.

기계의 작동 속도의 정보가 이용될 수 없는 상기 실시예에 따르면, 임계 시간(MWT)은 실의 연신 속도에 따라 변동되는 연속된 두 파동 간의 평균 시간의 변화에 따라 업데이트된다.

기계의 상태 정보 및 작동 속도가 이용될 수 있는 경우에 적합한 본 발명의 대안적인 실시예에 따르면, 감지 방법에서는 다음 단계, 즉

- 기계를 공칭 작동 속도(SPD0)로 작동시키고, 두 연속 파동 간의 평균 시간(MUTO)을 공칭 작동 속도(SPD0)에서 계산하는 단계,

- 공칭 임계 시간(MWT0)을 다음의 식:

에 따라 계산하는 단계(K'은 바람직하게 2 내지 4의 범위에 속하는 상수임), 및

- 기계의 공칭 임계 시간(MWT0) 및 공칭 작동 속도(SPD0)를 저장하는 단계를 포함하는 조정 작업이 선행된다.

일단 상기 조정 작업을 수행하고 나면, 상기 대안적인 실시예에 따른 방법은 다음 단계, 즉

- 실시간 업데이트된 임계 시간을 다음의 식:

에 따라 연속적으로 계산하는 단계(MWT'은 업데이트된 임계 시간이고, SPD는 기계의 실시간 업데이트된 작동 속도임),

- 최후 파동(UWP)에 따른 지연 시간(DT')을 연속적으로 측정하여 업데이트된 임계 시간(MWT')과 비교하는 단계, 및

- 지연 시간(DT')이 업데이트된 임계 시간(MWT')을 초과할 때, 기계를 정지하는 단계를 포함한다.

앞선 실시예와 마찬가지로, 공칭 작동 속도(SPD0)에서 두 연속 파동 간의 평균 시간(MUT0)이 바람직하게 최후 m개의 시간 UT₁, UT₂,…, UT_m(바람직하게 m은 3 내지 5임)의 산술 평균에 따라 계산된다.

기계가 작동하지 않을 시, SPD의 값은 0이고, 제어 유닛은 감지 방법을 불능화하는데, 이러한 상황은 임계 시간(MWT)을 무한대로 설정하는 것과 일치한다.

이 실시예에 따르면, 두 연속 파동 간의 평균 시간은 단지 조정 작업 동안에만 계산되고, 기계의 작동 속도의 정보가 이용될 수 있기 때문에, 임계 시간은 실의 연신 속도가 의존하는 기계의 작동 시간의 함수에 따라 직접 업데이트된다.

그러므로, 상기 두 실시예에 의하면, 임계 시간은 실의 연신 속도의 함수에 따라 연속적으로 업데이트된다. 제1 실시예에 따르면, 하류에 배치된 기계의 작동 속도는 이용될 수 없기 때문에, 두 연속 파동 간의 평균 시간이 임계 시간을 업데이트하기 위한 파라미터로서 사용된다. 제2 실시예에 따르면, 기계의 작동 속도가 이용될 수 있으므로, 이에 대한 정보가 이용된다.

본 발명의 일부 바람직한 실시예가 본 명세서에서 설명되었지만, 청구항의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변경이 이루어질 수 있음은 물론이다. 특히, 상술한 바람직한 실시예에서는 단 1개의 센서(S3)가 존재하여, 드럼으로부터 풀리는 실의 매 루프마다 단 하나의 파동이 발생되지만, 본 발명은 동일한 간격을 이루는 다수의 센서가 제공되어, 드럼으로부터 풀리는 실의 매 루프마다 다수의 파동이 발생되는 경우에도 적용될 수 있다.

Claims (9)

1. 고정식 드럼(stationary drum)(12) 및 상기 드럼(12)으로부터 풀리는 실(yarn)의 매 루프(each loop)마다 파동을 발생시키도록 배치된 센서(S3)를 구비한 급사기(yarn feeder)(10)로부터 하류에 배치된 기계로 풀리는 실의 정지를 감지하기 위한 방법에 있어서,
   두 연속 파동 사이의 최대 간격에 대응하며, 이를 초과할 경우, 실의 우연한 정지가 일어난 것으로 간주되어야 하며, 실의 연신 속도(yarn-drawing speed)의 함수에 따라 실시간 업데이트되는, 임계 시간(treshold time interval)(MWT, MWT')을 연속적으로 계산하는 단계,
   최후 파동으로부터 지연 시간(DT, DT')을 연속적으로 측정하고, 상기 지연 시간(DT)을 업데이트된 상기 임계 시간(MWT, MWT')과 비교하는 단계, 및
   측정된 상기 지연 시간(DT, DT')이 업데이트된 상기 임계 시간(MWT,MWT')을 초과할 때, 하류에 배치된 상기 기계를 정지하는 단계
   를 포함하는,
   감지 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 임계 시간은 다음의 식:
   

   

   
   에 기초하여 계산되며, 여기서, MWT는 임계 시간이고, MUT는 실의 매 루프가 풀릴 때 발생되는 파동 중 2개의 연속하는 파동 사이의 평균 시간이고, 상기 평균 시간은 실시간 업데이트되며, K는 상수인, 감지 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 상수(K)는 2 내지 4의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는, 감지 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   두 연속 파동 사이의 상기 평균 시간(MUT)은 최후 n개의 시간(UT₁, UT₂,…, UT_n)의 산술 평균에 따라 계산되는, 감지 방법.
5. 제4항에 있어서,
   n은 2 내지 5의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는, 감지 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 감지 방법은 예비 조정 작업을 수행하되, 상기 예비 조정 작업은,
   상기 기계를 공칭 작동 속도(SPD0)로 작동시키고, 상기 공칭 작동 속도(SPD0)에서 두 연속 파동 간의 평균 시간(MUTO)을 계산하는 단계,
   공칭 임계 시간(MWT0)을 다음의 식:
   

   

   
   에 따라 계산하는 단계(MWT0는 공칭 임계 시간이고, MUT0는 공칭 속도에서 두 연속 파동 간의 평균 시간이며, K'는 상수임), 및
   상기 공칭 임계 시간을 다음의 식:
   

   

   
   에 따라 계산하는 단계(MWT'은 계산된 임계 시간이며, SPD0는 공칭 작동 속도이며, SPD는 실시간 업데이트된 작동 속도임)
   를 포함하는, 감지 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 상수(K')는 2 내지 4의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는, 감지 방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
   상기 공칭 속도에서 두 연속 파동 간의 상기 평균 시간(MUT0)은 최후 m개의 간격(UT0₁, UT0₂,…, UT0_m)의 산술 평균에 따라 계산되는, 감지 방법.
9. 제8항에 있어서,
   m은 2 내지 5의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는, 감지 방법.

Images