KR101834053B1 - 금속 와이어를 일정한 장력 및 양으로 작업 기계에 급송하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

금속 와이어(F)를 와이어 급송기(1)에 의해 기계(100)로 급송하기 위한 시스템으로서, 와이어는 장력 센서(25)에 의해 감지되는 요구되는 장력에서 일정하게 급송되고, 상기 급송기는, 수분의 1 회전 또는 수 회전만큼 금속 와이어가 감겨 있고 제어 유닛(18)의 작동하에서 미리 정해진 장력으로 상기 기계에 와이어를 공급하기에 적절한, 그 자신의 액츄에이터(16, 17)에 의해 구동되는 적어도 하나의 로터리 부재(rotary member)(14, 15)를 가지며, 상기 제어 유닛(18)은. 와이어(F)의 장력을 조정하여 적어도 프리-셋(pre-set) 및/프로그램 가능한 기준 값내에서 상기 와이어(F)의 장력을 유지하도록, 상기 로터리 부재(14, 15)에 작용하고, 상기 제어 유닛(18)에 연결되는, 상기 기계(100)로 급송되는 와이어(F)의 양의 감지기 수단이 제공되며, 상기 감지기 수단은 상기 급송되는 와이어의 양을 상기 제어 유닛(18)에게 감지시키는데 적절한 데이터를 상기 제어 유닛(18)에 제공하고, 상기 제어 유닛(18)은, 프리-셋 또는 프로그램된 기준 장력 값을, 프리-셋, 자체-학습 그리고/또는 프로그램 가능한 기준 값으로 급송되는 와이어의 양에 순응시키도록 상기 프리-셋 또는 프로그램된 기준 장력 값을 조정하는 것에 의해 개입하는 것을 특징으로 하는, 시스템.

Description

금속 와이어를 일정한 장력 및 양으로 작업 기계에 급송하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR FEEDING A METAL WIRE TO AN OPERATING MACHINE AT A CONSTANT TENSION AND QUANTITY}

본 발명은 대응하는 독립 청구항의 전제부에 따른, 금속 와이어를 기계에 급송(feed)하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 이러한 청구항의 도입부는 EP 0 926 090에서 읽을 수 있다.

상이한 형태들일 수 있고, 상이한 재료들로 이루어질 수 있으며, 완성품의 부품이거나 제조 단계 동안에서만 사용될 수 있는, 물리적인 부재상으로의 금속 와이어의 권선을 요구하는 많은 산업 공정들(전기 모터, 코어 등의 제조)이 알려져 있다.

일정한 장력에서의 금속 와이어의 기계로의 급송을 가능케 하는 와이어 급송기 장치(wire feeder device)가 이러한 공정들에 사용된다. 그러한 장치들 또는 급송기들은, 와이어의 하나 이상의 코일들이 그것들이 풀리는 지지 코일로부터 픽업(pickup)된 후에 감겨 있는 하나 이상의 휠 또는 풀리(pulley)를 포함한다. 와이어는 바람직하게, 급송 단계 동안에 미끄러지는 것을 방지하도록 몇몇의 코일들로 감겨 있다.

그러한 풀리들은, 상기 와이어가 겪는 작업의 진전 상태에 따라 또는 고정된 설정 범위 내에 장력 값을 유지하기 위해, 로딩 셀(loading cell)(또는 다른 장력 센서)에 의해 감지되는 와이어의 장력에 따라 회전 속도를 설정하는 전자 커맨드 및 제어 유닛에 의해 회전되는 그 전기 모터에 의해 회전하에 놓인다.

와이어는 어떠한 미끄러짐도 없이 와이어가 감겨지는 풀리상으로 급송되며, 전자 제어 유닛은 기계의 다양한 동작 단계들 동안에 일정한 장력을 유지할 수 있는 것만이 아니고, 와이어 급송의 양(LWA)을 절대적인 정밀도로 측정하는 것도 가능하다; 이것은, 예컨대, 모터의 내부나 외부에 고정되는 홀 센서(Hall sensor), 모터에 적용된 인코더(encoder) 또는 상기 모터에 의해 행해지는 회전의 수를 감지하기에 적절한 다른 센서에 의한 것이다.

따라서, 장력의 제어는 완성품의 품질 및 항구성을 보증하기 위해 상기한 공정들에 있어서 근본적인 것이다.

와이어에 가해지는 장력은 또한, 와이어의 신장(stretching)을 유발할 수 있고 그에 따라 그 단면적의 감소를 유발할 수 있다. 이러한 사실과 함께 와이어의 물리적 특성들(치수들)을 변화시키는 것은 제품 그 자체의 총 저항에 있어서의 변화를 수반하며, 와이어의 저항(R)은 실제적으로, 옴의 제2 법칙에 상술된 바와 같이 그 길이에 정비례하고 그 단면적에 반비례한다.

몇몇의 권선 공정에 있어서, 예컨대 전기 코일의 제조에 있어서, 와이어를 일정한 장력으로 급송하는 것만이 근본적인 것이 아니고, 각각의 완성품(코일)에 대한 동일한 양의 와이어의 존재를 보증하는 것이 또한 근본적이며, 완성품에 대한 본질적인 요구는 소망되는 임피던스(저항) 값을 갖게 하는 것이다.

특히, 전기 코일의 제조시에, 그 제조 동안에 동일한 양(LWA)의 와이어가 각각의 피스(piece)에 대해 급송되는 것을 보장하는 것은 생산을 표준화하고 완성품의 품질 및 반복성을 증대시키는 것을 의미한다. 급송되는 와이어의 양(LWA)을 측정하고 제어하는 것은, 다수 위치 기계상에서, 정확히 동일한 코일들을 제조할 수 있게 하는 것을 의미한다.

이러한 기계들상에서는 일반적으로, (급송기에 의해 코일로부터 풀린) 와이어의 장력이 와이어의 직경에 따라 (일람표의 관계에 따라) 설정된다. 이것은 양호한 시작 값이지만, 와이어가 부재상으로 유효하게 감기는 실제 장력의 변화를 실제적으로 유발하고 그에 따라서 완성품의 전기적 특성들의 변동을 유발하는, 급송기의 하류의 마찰을 고려하고 있지 않다. 명백히, 그러한 마찰의 차이는, 하나의 위치로부터 다른 위치로의 또는 (예컨대 오물 축적의 결과로서) 제조의 코스(course) 동안에 변화되어, 균질하게, 반복 가능한 제조를 사실상 불가능하게 만들 수 있다.

금속 와이어에 대해 고유한 다양한 유형의 급송기 장치들(또는 급송기들)이 알려져 있고 그것은 상기한 제어를 가능케 하며, 상기 장치들은 완벽히 기계적인 급송기들 및 전기기계 급송기들 - 하지만 여러 단점들을 가짐) -을 포함한다.

기계적 장력 조정 장치들은, 예컨대, 전체 공정 동안에 그리고 위치 대 위치로 수동적으로 조정되고 제어되어야 한다. 이것은, 공정 동안에 발생하는 임의의 오류들(코일로부터 오는 금속 와이어의 입력 장력의 변화, 스프링들 중 하나의 손상 또는 디캘리브레이션(decalibration), 입력 와이어 브레이크 내부의 오물의 축적 등)을 교정할 수 없는 “개루프 급송 제어 시스템”을 규정한다.

또한, 상기한 유형의 급송기에 있어서, 단일 작업 장력의 설정이 제공됨으로써, 래핑(wrapping) 공정, 작업 공정 및 로딩(loading) 공정에 대해 상이한 장력들이 설정될 수 없다.

마지막으로, 전체의 기계적 급송기는, 단일 장치로서, 금속 와이어가 기계에 일반적으로 급송되는 장력의 전체 범위를 허용하지 않는다. 따라서, 다수의 급송기 장치가 필요하거나 다수의 급송 장치 중 일부가 임의의 유형의 와이어에 작동할 수 있게 되도록 기계적으로 변형되어야 한다.

전기기계 장치들 또는 급송기들은, 순수하게 기계적인 것들과는 달리, 로터리 풀리가 한정되고, 코일로부터 오는 와이어가 펠트 와이어 브레이크(felt wire brake)를 통과한 후에 그리고 카운터 스프링(counter spring)들에 종속되는 기계적 가동 아암을 마주치기 전에 적어도 1회전만큼 감기는 전기 모터를 갖는다. 전기 제어 유닛은, 모터의 작동을 제어하는 것과 함께, 상기 아임의 위치를 측정할 수 있고, 그러한 위치에 따라서, (실제로, 가속 및 브레이킹에 대한 제어로서 상기 아암을 이용하여) 모터의 속도를 증가 또는 감소시킬 수 있고 따라서 와이어의 급송 속도를 증가 또는 감소시킬 수 있다.

상기 급송기들이 또한, 그것들이 와이어를 긴장시키기 위해 가동 아암의 사용을 제공하고 완성품의 실제 제어 없이 “개루프”로서 동작한다는 점에서 앞서 언급된 주로 기계적인 장치들의 단점들을 갖는다.

마지막으로, 복구 가동 아암과 더불어, 급송기의 출력에 위치되는 로딩 셀(또는 다른 등가의 장력 감지기), 보상기 아암(compensator arm)의 일반적으로 상류에 사전-브레이킹을 조정하기 위해 감지된 장력 값을 이용하는 디바이스의 제어 유닛을 또한 제공하는 전자 브레이킹 장치들이 알려져 있다. 하나의 그러한 솔루션은 예컨대, EP 0424770에 기술되어 있다.

하지만, 그러한 솔루션이 상기한 장치들의 몇몇의 문제들을 해결할지라도, 다양한 단점들을 갖는다: 예컨대, 폐루프상에서 작동함에도, 상기한 장치는, 임의의 경우에 있어서, 그러한 부재가 와이어를 차단만을 할 수 있고 따라서 그러한 장력을 증대시킬 수 있다는 점에서, 코일로부터 풀리는 것보다 더 낮은 장력에서 와이어를 급송할 수 없다.

이탈리아 특허 출원 MI12011A001983은, 폐루프 급송 제어에 의해, 프리-셋의 어쩌면 프로그램 가능한 값으로 그것을 순응시키게 (그것을 감소시키거나 증대시킴) 만들고 그 장력을 측정하는 금속 와이어를 급송할 수 있는 장치를 기술하다. 이러한 식으로, 장치는 와이어의 브레이킹만을 할 수 있는 것이 아니고 대응하는 소스 코일로터 풀리는 장력에 대해 더 낮은 (그리고 오로지 더 높지 않은) 장력에서 와이어를 또한 급송할 수 있다.

그러한 알려진 장치는, 기계의 상이한 작동 단계들(래핑, 작업, 로딩)에서 상이한 장력들을 갖도록, 겪거나 분화된 전체 공정에 대해 와이어의 동일한 급송 장력을 설정하는 것을 가능하게 만든다; 이것은 전체 자동화 방식이고 또는 기계와의 인터페이스에 의한 것이다.

그러한 장치 또는 급송기는, 최적으로 기능함에도, 와이어가 상기 장치를 떠나기 전에 급송되는 일반적 금속 와이어의 장력을 제어 및 조정한다. 하지만, 특히 예컨대, 몇몇의 기계적 통로들이, 기계가 실제적으로 그것을 처리하는 포인트로 급송기로부터 상기 와이어를 가이드하기 위한, 말한대로의, 목적을 갖는 와이어 가이드로서 일반적으로 알려져 있음으로 인해, 기계로의 그 이동 동안에, 급송기에 남겨진 후에 금속 와이어의 장력이 변화하는 것이 발생될 수 있다. 따라서, 이동 동안에 존재하는 마찰로 인해, 처리의 포인트 근처의 상기 와이어의 장력과 급송기로부터 오는 와이어의 장력간에 차이가 있다. 따라서, 상기 차이는 급송 와이어에 있어서의 물리적인 변화들(단면적 및 길이)을 유발할 수 있고, 따라서 완성품의 저항 값을 변화시킬 수 있다.

그러한 조건들에 있어서, 앞서 언급된 알려진 급송기 장치는 상기한 단점들을 방지하기 위해 자율적으로 개입할 수 없다; 따라서, 장치는 그 하류에서 발생하는 것을 정확히 자동적으로 보상할 수 없는데 그 이유는 그것이 그 폐루프 밖이기 때문이다. 또한, 와이어의 가능성 있는 물리적 변동은, 규칙적으로 발생하지 않는 따라서 예측 가능하지 않은 (하지만 시간 흐름에 따라 변화될 수 있는) 조건이다: 예컨대, 와이어가 슬라이드함에 따라 와이어에 퇴적되거나 와이어에 존재하는 윤활제의 양에 따라 그 입사를 변화시킬 수 있는 기계적인 통로 (와이어 가이드)에 의해 유발되는 마찰을 예컨대 고려한다.

동일한 방식으로, 급송기 상류의 와이어의 풀림 장력에 있어서의 변화가 와이어의 물적 특성들(단면적, 길이, 저항)의 변화를 유발할 수 있고, 따라서 완성품의 저항 값에 있어서의 변화를 유발한다; 이것은 그럼에도 일정 장력으로 상기 와이어를 급송하며, 상기한 현상은 급송기에 의해 작동되는 장력 제어 루프 밖에 있다.

동일한 단점이, 제조 공정 동안에 그 자체로 사용되는 와이어의 제조 허용 오차에 의해 유발될 수 있다.

US2009/178757은 타이어의 보강 케이블의 장력을 조절하는 방법을 기술한다. 그러한 방법은 급송기에 의해 코일로부터 기계에 감기는 와이어의 권선을 위한 시스템을 기술한다. 권선기(winder)와 같은 기계는, 제어 유닛에 연결된 장력 센서에 의해 제어되는 미리 정해진 그리고 소망되는 장략으로 급송되는 케이블을 받는다.

급송기는, 케이블이 기기에 도달하기 전에 하나 이상의 코일들에 감기는, 그 액츄에이터에 의해 구동되는 로터리 부재들을 포함한다. 급송 동안에, 로터리 부재들의 하류의 와이어의 급송 속도가 제어되고, 속도 데이터는 제어 유닛에 의해, 와이어의 장력을 제어하도록, 그러한 요소들의 액츄에이터들을 명령하는데 사용된다.

이러한 솔루션은, 기계에 급송되는 와이어 또는 금속 케이블의 양의 제어를 기술하지도 제안하지도 않으며, 급송 동안에 그러한 양을 일정한 값으로 유지시키지도 않는다.

본 발명의 목적은, 급송되는 금속 와이어의 특성에 관계없이, 또한 모세관 와이어의 경우에 있어서도, 와이어를 처리하는 기계로 공급되는 와이어의 양 및 장력의 최적 제어를 가능케 하는, 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 하나의 목적은, 와이어가 감긴 부재(일반적으로 플라스틱 스풀(spool))의 임의의 기계적 허용 오차를 보상하도록, 와이어를 처리하는 기계로 급송되는 와이어의 양을 일정하게 유지시킬 수 있게 하는, 언급된 유형의 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은, 와이어가 기계로 가는 도중에 통과하는 부재들에 의해 가해지는 기계적 마찰 - 하나의 부재로부터 다른 부재로 그리고 와이어의 경로를 따라 부재의 하나의 위치로부터 다른 위치로 변화될 수 있는 마찰 -의 존재를 보상할 수 있는 상기한 유형의 시스템을 제조하는 것이다.

이러한 목적 및 다른 목적들은 첨부된 청구범위에 따른 금속 와이어를 기계로 급송하기 위한 시스템 및 방법에 의해 달성된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

본 발명은, 급송되는 금속 와이어의 특성에 관계없이, 또한 모세관 와이어의 경우에 있어서도, 와이어를 처리하는 기계로 공급되는 와이어의 양 및 장력의 최적 제어를 가능케 하는, 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.

특히, 본 발명은, 와이어가 감긴 부재(일반적으로 플라스틱 스풀)의 임의의 기계적 허용 오차를 보상하도록, 와이어를 처리하는 기계로 급송되는 와이어의 양을 일정하게 유지시킬 수 있게 하는, 언급된 유형의 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명은, 와이어가 기계로 가는 도중에 통과하는 부재들에 의해 가해지는 기계적 마찰 - 하나의 부재로부터 다른 부재로 그리고 와이어의 경로를 따라 부재의 하나의 위치로부터 다른 위치로 변화될 수 있는 마찰 -의 존재를 보상할 수 있는 상기한 유형의 시스템을 제조할 수 있다.

본 발명의 더 양호한 이해를 위해, 하기의 도면들이 단지 비한정의 예로서 첨부된다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 와이어를 급송하기 위한 시스템의 개략적인 전면도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 시스템의, 도 1의 라인 2-2에 따른 단면이 있는, 뷰(view)를 나타낸다.

상기한 도면들을 참조하여, 예로서, MI2011A001983에 기술되어 있는 금속 와이어를 급송하기 위한 장치가 이 명세서에 표현되어 있다. 자명하게, 급송기 장치는 임의의 다른 알려진 유형일 수 있고 그와 더불어 본 텍스트의 도입부내에 사전에 기술된 바와 같이 금속 와이어의 장력을 제어하고 능동적으로 조정하기 위한 수단이 구비되어 있다. 도면들에 있어서의 급송기는 전체에 걸쳐서 참조 번호 1로 표시되고, 전면(3)과 측면들(4 및 5)을 갖는 몸체 또는 케이싱(2)을 포함한다. 후자는, 몸체(2)의 내부에 시각적인 접근을 주도록, 그 중 하나가 (면(4)의 것) 도 2에 도시되지 않은, 커버링 요소들에 의해 닫힌다.

전면(3)에 또는 그에 관련하여 그리고 (도 1을 참조하여 몸체(2)의 하부로부터 시작하여) 그로부터 돌출하여 평행한 부재(7 및 8)가 존재하며, 개개의 부재에 고정되는 핀상에서 자유롭게 회전하는 대응하는 홈 형성된 롤러(9 또는 10)를 지닌다. 바람직하게 세라믹으로 이루어진 각각의 롤러(9, 10)는, 코일(도시되지 않음)로부터 장치(1)로의 그리고 그로부터 참조 번호(200)로 표시되는 바와 같은 와이어(F)의 코일들을 만드는 기계(100)로의 금속 와이어(F)의 궤적을 규정하는 목적을 갖는다. 롤러들이 세라믹(또는 등가의 낮은 마찰 계수의 재료)로 이루어진다는 사실은, 와이어와 롤러간의 마찰을 최소화하고, 접촉 동안에 와이어를 손상시킬 가능성을 최소화하는 목적을 갖는다.

몸체(2)는, 와이어(F)가 롤러(9)의 출구측에서 협업하고, 장치로의 입력측에서 와이어를 안정화시키고 보통의 펠트들(도시되지 않음)을 이용하여 와이어를 세척하여 (이전의 작업 드로잉(operative drawing) 단계로부터 오는) 가능성 있는 파라핀 잔여물을 제거하는 작업을 갖는 와이어 브레이크(wire brake)(12)를 포함한다. 와이어 브레이크(12)로부터 나오는 그러한 와이어는, 제2 풀리(15)를 통과하기 전에 와이어가 (수분의 1회전 만큼 또는 수 회전 만큼) 감기는 제1 풀리(14)를 만나며, 상기 양쪽의 풀리는 몸체(2)와 관련되는 그들 자신의 전기 모터들(16 및 17)에 의해 각각 움직이며 그러한 몸체와 또한 관련되는 제어 유닛(18)에 의해 그 작동에 있어서 제어되고 명령받는다.

가동 복구 아암 또는 보상기(20)는 후자에 한정되고, 자유 단부(21)에서, 풀리(15)로부터 나오고 (그리고 몸체(2)의 창(2A)을 통과하는) 그러한 와이어(F)가 도달하는, (또는 세라믹 등으로 이루어지는) 롤러(22)를 갖는다. 그러한 가동 아암은 몸체(2)의 면(3) 뒤에서, 몸체(2)의 내부에 위치된다.

와이어는 롤러(22)(또는 고정된, 등가의 통로 부재)로부터 창(2)을 통해 그리고 그 다음으로 제어 유닛(18)에 또한 연결되는 장력 센서(25), 예컨대, 로딩 셀 로 패스되고 와이어가 그곳으로부터 나와서 롤러(10)로 패스되고 기계로 공급된다.

제어 유닛(18)은 센서(25)에 의해 와이어의 장력을 측정할 수 있고 개개의 모터들(16 및 17)에 작용하여 풀리들(14 및 15)의 회전 속도를 조정할 수 있으며, 따라서, 마이크로프로세서일 수 있고, 예컨대, 상기한 작동 단계들에 대응하는, 테이블 형태로 하나 이상의 장력 데이터가 저장되는 메모리를 갖는(또는 그와 협업하는) 유닛(18)내에 설정되는 가능성 있게 프로그램 가능한 프리-셋 값에 상기 와이어의 장력을 (예컨대, 기계(100)의 와이어(F)가 겪는 다양한 작동 단계들에 따라서) 순응하게 만들고 제어할 수 있다.

그러한 프리-셋 장력 값은 코일로부터의 와이어의 풀림 장력보다 더 크거나 더 작을 수 있다.

몸체(2)는 또한, 디바이스의 작동 조건들(측정된 장력, 프리-셋 장력, 급송 속도 등)이 표시되는 유닛(18)에 의해 제어되는 디스플레이(33)를 지닌다. 그러한 디스플레이는 또한, 키보드(34)를 이용하여 설정될 수 있는 작동 파라미터들을 표시한다.

몸체(2)는 또한, 그에 의해 급송기가 전기적으로 동력을 제공받을 수 있고, 그 상태(측정된 장력, 속도, 있음직한 경보 조건들)를 판독하도록 표준의 또는 사유의 필드 버스(RS485, CANBUS, ETHERNET...)를 통해 디바이스와 통신하거나 그 작동(작동 장력, 작동 모드, ...)을 프로그램하는, (도면에 도시되어 있지 않은) 커넥터들을 준비한다. 그러한 몸체는 또한, 작동 장력을 아날로그 모드로 프로그래밍하기 위한 0~10V dc 입력과 기계가 작동 모드에 있는지의 여부에 대해 디바이스에게 표시하기 위한 시작-정지 입력과 함께, 그에 의해 기계의 다양한 작동 단계(래핑, 작업, 로딩, ...)들에 따라 상이한 작동 장력들을 프로그램하는 하나 이상의 디지털 입력들을 준비한다.

적어도 하나의 부재(50)가 와이어(F)의 직경을 측정할 수 있고 그리고/또는 부재(60)가, 급송기 디바이스(1)에 연결되고 특히 유닛(18)에 연결되는 와이어(F)(예를 들면, 전기 코일)를 포함하는 완성품의 임피던스 값(또는 저항)을 측정할 수 있다. 또한, 급송기(1)의 작동 모드를 수정하도록 소망할 때마다 개입하도록, 그 데이터를 판독하거나 그와 통신하기 위한, 그러한 유닛을 프로그래밍하기 위한 디바이스(170)는 그러한 유닛에 무선 모드(Wi-Fi)로 또는 물리적 연결에 의해 연결될 수 있다.

보다 특히, 유닛(18)과 직접적으로 또는 간접적으로 인터페이스되는 부재(50)는 디바이스(1)와 기계(100) 사이의 임의의 포인트에 위치된다. 이것은, 전제 게이지, 예컨대 광학 또는 레이저, 전자 세정 디바이스 또는 유사 부재와 같은 와이어(F)의 직경을 측정하기 위한 부재이다.

부재(60)를 고려하면, 그것은 와이어(F)를 통해 획득되는 코일의 저항 또는 임피던스 감지기, 예컨대 옴 감지기이다. 부재(50)처럼 그러한 부재(60)는 유닛(18)과 직접적으로 간접적으로 인터페이스된다. 그러한 연결은, 예컨대, 필드 버스(RS485, CANBUS, MODBUS, PROFIBUS, ...) 또는 2 요소들에 있어서 제공되는 특정 입력들(아날로그 입력 0~10V, 입력 4~20mA, 디지털 입력들, ...)과 같은, 상기 부재(50 또는 60)와 유닛 사이의 임의의 통신 채널을 통해 이루어질 수 있다.

기계에 급송하는 동안에, 금속 와이어는, 지나치게 높은 장력을 받을 경우, “신장되고” 그리고 따라서 그러한 장력은 그 직경을 변화시킨다. 그 직경이 변함에 따라, 와이어 그 자체의 (특히, 전기 저항과 같은 전기적)특성과 함께 기계(100)에 급송되는 와이어의 양이 변화한다.

와이어(F)의 초과적인 장력 부여에 관련되는 그러한 후자의 단점을 방지하기 위해, 본 발명은 와이어의 급송을 일정하게 달성하도록 급송기(1)에 의해 와이어의 장력 부여를 필요에 따라 조정하도록, 모터들(16 및 17)을 제어하는 것에 의해 급송 디바이스(1)에 의해 일정한 장력으로 그 급송을 제공한다. (도시되지 않은) (각각의 모터의 내부 또는 외부에 달린 홀 센서들, 후자에 관련된 인코더들 또는 그 자체로 알려진 등가의 센서들과 같은) 2개의 센서들은 모터들(16 및 17P에 관련되고, 속도 및/또는 회전수 또는 그 극소 마찰을 감지한다. 그러한 부재들은, 그러한 센서들에 의해 수신되는 데이터에 기초하여, 풀리들(4 및 5)로부터 급송되는 와이어의 양을 식별하는 유닛(18)에 연결된다.

유닛(18)은 미리 정해진 세트-포인트 값에 기초하여 일정한 장력으로 기계에 와이어를 계속해서 급송하고, 급송의 장력 값이 세트-포인트로부터 빗나가는 경우에, 상기 모터들(16 및 17)에 작용하여 그 회전의 속도를 수정한다(그리고 따라서 풀리들(14 및 15)의 속도를 변경한다). 상기 유닛(18)은 계속해서 급송 와이어의 양(LWA)을 측정하여 그 값을 미리 정해진 세트-포인트 값과 비교하고, 장력의 세트-포인트 값에 작용하여, 기계에 급송되는 와이어의 양의 일정성을 달성하도록 그것을 가능성 있게 조정한다,

와이어의 양의 미리 정해진 값은 프리-셋 값 또는 자체 학습 값일 수 있고; 그것은 임의의 경우에 디바이스(170)에 의해 또는 키보드(34)를 이용하여 수정될 수 있다.

명백히, 일정한 장력으로의 와이어의 급송의 제1 제어 루프와 함께 제2 제어 루프를 정의하는, 급송되는 와이어의 양의 상기한 제어(또는 LWA)가 또한, 상기한 것(18)에 명백히 연결되는, 다른 제어 유닛에 의해 실행될 수 있다.

예컨대, 감지된 LWA의 가능성 있는 오류들이 보상되는, 설정 장력에 좌우되는, 하나 이상의 교정 범위들에 따른 교정들을 만들 가능성이 또한 제공된다. 급송되는 와이어의 양이 상기 범위 밖이라고 하면, 변칙 급송 조건(풀리들의 베어링이 걸림, 롤러들(25)이 깨짐 등)을 알리는 기계(100)로의 그리고/또는 조작자로의 오류 신호 및 경보가 발생된다.

유닛(18)은 제조되는 피스들 및 그 양의 완전한 추적을 보장하도록 제조되는 각 피스의 LWA 측정 및 장력 방향을 명백히 기억할 수 있다.

명백히, 특성의 감지( 및 즉, 당면한 사례에 있어서, 급송되는 와이어의 양)는, 상기 급송기의 유닛(18)에 연결되는 센서들(예컨대, 그러한 급송기(1)와 기계(100) 사이의 회전수에 있어서 그리고 회전에 있어서 제어되는 풀리들)에 의해 급송기(1)의 하류에서 실행될 수 있다.

본 발명의 덕택으로, 따라서, 와이어를 정확하고 일정한 장력으로 기계에 급송하여, 그것을 가능성 있게 프로그램 가능하거나 호환 가능한 기준 견본을 적어도 프리-셋 값, 급송 와이어의 양(LWA)의 대응 값을 유지할 수 있다.

이것은, 본 발명이 관련되는 장치가, 급송기(1)의 하류에 위치되는 급송되는 와이어의 양의 감지기 수단에 의해 또는 모터들(16 및 17)에 관련되는 센서들에 의해 수신되는 정보를 이용하여 제2 조정 루프를 닫을 수 있는 경우이다.

예를 들어, 와이어의 양의 감소가 감지된다면, 유닛(18)은 대응 데이터를 수신하고, 알려진 제어 알고리즘들 P, PI, PD, PID 또는 FOC(Field Oriented Control)에 따라 모터들(16 및 17)에 작용하여 그것들을 가속하거나 감속하여, 와이어의 기준 장력 값을 수정함으로써(그것을 감소시킴), 프리-셋 값까지의 급송되는 와이어의 양의 대응하는 수정(증가)이 감지될 수 있다. 와이어의 상기한 양을 가진 새로운 그러한 장력에서, 따라서 와이어가 기계로 급송된다.

디바이스(1)는 이러한 제2 조정 루프의 닫힘을 보장할 수 있고 그 물리적 특성들(길이, 단면적, 저항, ...)을 변화시키지 않고 와이어를 급송할 수 있다. 그러한 디바이스는, 급송되는 와이어의 요구되는 양의 값을 보장하기 위해서, 와이어가 감기는 풀리들(14 및 15)을 이동시키는 2개의 모터들(16 및 17)의 토크를 제어하는 와이어의 장력을 조정한다. 따라서, 2개의 모터들(16 및 17)의 속도를 제어하는 것에 의해 코일로부터 풀리는 동안 존재하는 더 크거나 더 작은 와이어의 (센서(25)에 의해 제어되는) 장력을 보장하여, 급송기(1) 하류의 요구되는 와이어 급송 양을 유지하게 될 수 있다.

명백히, 급송기(1)(그리고 특히 이태리 특허 출원 MI2011A001983에 기술되어 있는 도면들에 도시된 것)가 또한, 가능성 있는 프로그램 가능 값에 동등하게 그리고 일정하게 그것을 유지하기 위해서, 하지만 임의의 경우에, 와이어의 양의 일정성을 - 그러한 양은 프리-셋 값에 순응함 - 허용하기 위해서, 그 제어 및 조정 루프에 의해, 상기 급송기로부터 출력되는 와이어(F)의 장력을 조정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예가 기술되었다; 하지만, (유닛(18) 또는 센서(25)가 몸체(2)에 관련되지 않는 것과 같은) 다른 실시예들이 하기의 청구 범위의 보호의 범위내에 남은채로 만들어질 수 있다.

예를 들어, 급송기(1)는, 각각이 다른 코일들의 와이어의 물리적 특성과 동일한 물리적 특성을 갖는 적어도 하나의 와이어를 갖고 각각이 다른 코일들과 동일한 와이어의 양을 갖는, 다수의 코일들(200)을 동시에 제조할 수 있는 다수의 작동 헤드들을 갖는 기계(100)에 관련되는 다수의 상이한 금속 와이어 급송기들 중 하나일 수 있다.

그러한 경우에, 모든 급송기들(1)이 (예컨대, 유닛(18); 디바이스(170); 또는 기계(100)에 삽입되는 유닛과 같은 그러한 급송기들 중 하나의 내부에 있을 수 있는), 기계(100)로 향해지는 그러한 와이어의 양 및 다양한 급송기들에 의해 급송되는 각각의 와이어의 양을 검증하는) 단일 제어 유닛에 연결된다. 상기한 제어 유닛은, 모든 와이어들의 공통 세트-포인트를 가진 각각의 와이어(1)에 의해 감지되는 장력과 양의 값들을 비교한다; 감지된 장력 값 또는 양과 대응하는 세트-포인트 값 간의 불일치의 경우에, 제어 유닛은, 불일치가 감지된 특정 와이어의 급송기에 작용하고, 도 1 및 2에서 급송기(1)에 대해 기술된 것과 동일한 방식으로, 풀리들(14 및 15)의 모터들(16 및 17)에 작용하여 와이어의 장력 값과 양을 조정하여 그러한 후자의 값을 요구되는 세트-포인트 값에 순응하게 만든다.

그러한 해결책은 또한, 하기의 청구 범위의 보호의 범위에 속한다.

Claims (11)

1. 대응 코일로부터 풀린 금속 와이어(F)를 와이어 급송기(wire feeder)(1)에 의해 기계(100)로 급송(feed)하기 위한 시스템으로서,
   상기 기계(100)는 예로서 적어도 하나의 작동 헤드(operating head)에 의해 코일들(200)을 제조하기에 적절한 와인딩 기계(winding machine)이고,
   와이어는 요구되는 장력으로 급송되고,
   장력 센서(25)가 와이어의 장력을 감지하도록 제공되며,
   상기 급송기(1)는, 수분의 1 회전 또는 수 회전만큼 금속 와이어가 감겨 있고 상기 기계에 와이어를 공급하기에 적절한, 그 자신의 액츄에이터(16, 17)에 의해 구동되는 적어도 하나의 로터리 부재(rotary member)(14, 15)를 가지며,
   제어 유닛(18)이 와이어의 급송을 미리 정해진 장력으로 제어하도록 제공되고,
   상기 제어 유닛(18)은, 상기 로터리 부재(14, 15)에 작용하여, 와이어(F)의 장력을 조정해서 적어도 프리-셋(pre-set) 및/프로그램 가능한 기준 값내에서 상기 와이어(F)의 장력을 일정하게 유지하도록 제공되며,
   상기 제어 유닛(18)에 연결되는, 상기 기계(100)로 급송되는 와이어(F)의 양의 감지기 수단이 제공되며,
   상기 감지기 수단은 상기 급송되는 와이어(F)의 양에 관련된 데이터를 상기 제어 유닛(18)에 제공하고,
   상기 제어 유닛(18)은 상기 데이터에 기초하여 상기 와이어의 양을 감지하기에 적절하며,
   상기 제어 유닛(18)은, 급송되는 와이어의 양을 프리-셋, 자체-학습 그리고/또는 프로그램 가능한 기준 값으로 유지시키도록, 프리-셋 또는 프로그램된 기준 장력 값을 조정하는 것에 의해 개입하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 감지기 수단은, 회전의 수 또는 회전의 극히 일부 혹은 그 속도와 같은, 로터리 부재(14, 15)의 회전에 상관되는 매그니튜드(magnitude)를 감지하기에 적절한 센서인 것을 특징으로 하는, 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 센서는 상기 로터리 부재(14, 15)의 액츄에이터(16, 17)에 관련되는 홀 센서(Hall sensor)인 것을 특징으로 하는, 시스템.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 센서는 상기 로터리 부재(14, 15)의 액츄에이터(16, 17)에 관련되는 인코더(encoder)인 것을 특징으로 하는, 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 감지기 수단은 상기 급송기(1)와 상기 기계(100) 사이에 위치되는 로터리 부재에 관련되고, 상기 감지기 수단은 회전의 수 또는 회전의 극히 일부 혹은 그 회전 속도와 같은, 상기 부재의 회전에 상관되는 매그니튜드를 감지하기에 적절한 것을 특징으로 하는, 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 급송기(1)의 하류에 위치되고 상기 제어 유닛(18)에 연결되며, 감지된 각각의 물리적 특성의 데이터를 상기 제어 유닛(18)에 제공하기에 적절한, 와이어(F)의 적어도 하나의 물리적 특성의 감지기 수단(50, 60)이 제공되고, 제어되는 상기 물리적 특성은 와이어(F)의 직경과 같은 적어도 하나의 치수적 특성 및/또는 그 전기적 특성이며, 상기 유닛(18)은, 감지된 특성이 프리-셋 및/또는 프로그램 가능 값과 상이하다면, 와이어의 장력을 조정하도록 상기 로터리 부재(14, 15)에 개입하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 물리적 특성의 감지기 수단은, 와이어의 - 그 자신의 직경과 같은 - 치수적 특성을 측정하기 위한 부재, 예로서 광전자 또는 레이저 게이지, 전자 세정 장치 또는 유사 장치와, 옴 검출기와 같은 와이어(F)의 전기 저항/임피던스를 측정하기 위한 부재 중에서 적어도 하나이며, 치수적 특성을 측정하기 위한 상기 부재는 상기 공급 디바이스(1)와 상기 기계(100) 사이에 위치되고, 와이어의 전기 저항을 측정하기 위한 상기 부재는 상기 기계(100)에 교호로 위치되거나 상기 와이어가 완성품에 관련될 때 상기 와이어의 그 물리적 특성을 측정하기에 적절한 것을 특징으로 하는, 시스템.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어 유닛(18)은 바람직하게 마이크로프로세서이고 상기 감지기 수단에 의해 감지되는 급송되는 와이어의 양에 따라 로터리 부재(14, 15)의 액츄에이터(16, 17)에 의해 생성되는 토크를 조정하기에 적절하며, 상기 장력은 대응 코일로부터 와이어를 푸는 장력보다 가능성 있게 더 크거나 더 작은 것을 특징으로 하는, 시스템.
9. 청구항 1에 있어서,
   다음의 특성들:
   - 상기 제어 유닛(18) 및 와이어의 물리적 특성의 상기 감지기 수단(50, 60)은 상기 기계(100)에 관련됨;
   - 와이어의 물리적 특성의 상기 감지기 수단(50, 60)은 상기 기계(100)에 관련됨;
   - 와이어의 물리적 특성의 상기 감지기 수단(50)은 상기 급송기에 직접적으로 부착됨;
   - 상기 제어 유닛(18) 및 상기 장력 센서(25)는 상기 급송기(1)에 관련됨;
   - 상기 급송기(1)는 전기기계 타입(electromechanical type)의 급송기임;
   - 상기 급송기(1)는 전자 타입의 급송기임;
   중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
10. 청구항 1에 있어서,
    복수의 금속 와이어를 기계(100)에 급송하기에 적절한 복수의 급송기(1)를 포함하고, 상기 기계(100)는 상기 복수의 와이어의 열(row)에 각각이 작용하는 복수의 작동 헤드를 포함하고, 상기 급송기들(1)에 연결되고 각각의 급송기에 의해 상기 기계에 공급되는 데이터를 수신하여 수신된 데이터를 자체-학습 및/또는 프로그램 가능한 프리-셋 값과 비교하기에 적절한 제어 유닛이 제공되며, 상기 제어 유닛은 수신 데이터가 상기 프리-셋 및/또는 프로그램 가능 값과 상이하다면 데이터를 상기 프리-셋 및/또는 프로그램 가능 값에 순응시키도록 각각의 급송기의 로터리 부재에 개입하는 것을 특징으로 하는, 시스템.
11. 그 자신의 코일로부터 풀린 금속 와이어(F)를 기계(100)에 급송하는 방법으로서, 상기 급송은 청구항 1에 기재된 시스템에 의해 이루어지며,
    상기 방법은,
    상기 코일로부터 와이어를 픽업(pick up)하는 단계,
    장력 센서(25)에 의해 감지되는 요구되는 장력으로 상기 와이어(F)를 상기 기계에 보내는데 적절한 와이어(F)의 급송기(1)에 상기 와이어(F)를 공급하는 단계를 포함하고,
    상기 장력 센서(25)는 와이어의 상기 급송을 일정한 장력으로 제어하고 명령하는 제어 유닛(18)에 연결되고,
    상기 급송기에 관련되어 와이어와 공동-작동하기에 적절한 적어도 하나의 로터리 부재(14, 15)가 제공되며,
    급송되는 와이어(F)의 양의 감지가, 상기 제어 유닛(18)에 연결되고 상기 제어 유닛(18)에 감지된 데이터를 제공하기에 적절한 그 와이어의 양의 감지기 수단에 의해 제공되며,
    상기 제어 유닛(18)은, 그 데이터가 프리셋 및/또는 프로그램 가능한 기준 값과 상이할 때, 상기 로터리 부재에 대한 개입에 의해 와이어의 급송을 제어하고 명령하고,
    상기 제어 유닛(18)이, 급송되는 와이어의 양을 프리-셋, 자체-학습 및/또는 프로그램 가능 기준 값으로 유지시키도록, 프리-셋 또는 프로그램된 기준 장력 값을 조정하는 것을 조건으로 하는 것을 특징으로 하는, 방법.

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