KR101897127B1 - 자기베어링을 이용한 인압제어장치, 인압제어방법, 대상물 접촉 파라미터 제어방법, 대상물 위치정렬 제어방법 및 대상물 위치정렬 제어장치 - Google Patents

자기베어링을 이용한 인압제어장치, 인압제어방법, 대상물 접촉 파라미터 제어방법, 대상물 위치정렬 제어방법 및 대상물 위치정렬 제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기베어링을 이용하여 상기 자기베어링에 의하여 지지되는 대상물의 접촉 파라미터, 예를 들면 인압, 위치를 제어할 수 있는 인압제어장치, 인압제어방법, 대상물 접촉 파라미터 제어방법, 대상물 위치정렬 제어방법 및 대상물 위치정렬 제어장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 접촉대상물을 가압하기 위한 롤러유닛의 양단에 배치되어 상기 롤러유닛을 비접촉식으로 지지하는 자기베어링유닛; 상기 자기베어링유닛과 연결되어 상기 자기베어링유닛에 의한 베어링지지력을 산출하는 제1 연산부와, 상기 롤러유닛이 상기 접촉대상물을 가압하여야 하는 기준 힘과 상기 베어링지지력을 비교하여 상기 베어링지지력과 상기 기준 힘의 차이 값이 허용범위에 포함되는지를 판단하는 제2 연산부와, 상기 차이값이 상기 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 롤러유닛이 상기 접촉대상물을 가압하는 힘을 조절하기 위하여 상기 롤러유닛을 이동시키기 위한 전류값을 산출하는 제3 연산부를 갖는 제어유닛; 그리고, 상기 전류값을 상기 자기베어링유닛에 인가하는 전류인가유닛을 포함하는 자기베어링을 이용한 인압제어장치, 인압제어방법, 대상물 접촉 파라미터 제어방법, 대상물 위치정렬 제어방법 및 대상물 위치정렬 제어장치를 제공한다.

Description

자기베어링을 이용한 인압제어장치, 인압제어방법, 대상물 접촉 파라미터 제어방법, 대상물 위치정렬 제어방법 및 대상물 위치정렬 제어장치{Apparatus for controlling printing force, Method for controlling printing force, Method for controlling contact parameter of an object, Method for controlling alignment of an object and Apparatus for controlling alignment of an object using magnetic bearings}
본 발명은 자기베어링을 이용한 인압제어장치, 인압제어방법, 대상물 접촉 파라미터 제어방법, 대상물 위치정렬 제어방법 및 대상물 위치정렬 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프린팅 시스템에서 자기베어링을 이용하여 인압(printing force)를 간단하면서도 정확하게 제어할 수 있는 인압제어장치, 인압제어방법 및 대상물 접촉 파라미터 제어방법과, 자기베어링에 의하여 지지되고 있는 대상물의 위치를 간단하면서도 정확하게 정렬시킬 수 있는 대상물 위치정렬 제어방법 및 대상물 위치정렬 제어장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이, 태양전지 제품 등에 투명전극의 소재로 사용되는 그래핀 생산을 위한 롤투롤 장비, 터치스크린이나 휘어지는 디스플레이에 활용할 수 있는 초미세 인쇄전자 롤프린팅 장비, 핫엠보싱 장비의 정밀도 향상에 대한 관심이 높다.
이에 따라, 고집적도 회로소자와 사물인터넷에 사용되는 스마트 센서 등에 적용하기 위한 인쇄전자 롤프린팅 장비, 나노임프린팅 장비 및 핫엠보싱 장비 등은 인쇄 정밀도를 높이기 위해 장비에 사용되는 롤러의 정밀도 향상이 필수이다.
특히, 롤 프린팅을 이용한 인쇄소자 제작에 있어서 미세패턴의 인쇄품질에 영향을 미치는 주요 인자로는 인쇄속도, 인압(Printing force), 잉크의 특성 등이 있다. 이 중에서도 인압의 불균일은 판통(Plate roll)에서 기판으로 전이되는 잉크의 양을 변화시켜 인쇄품질의 불균일성을 증폭시킬 수 있다.
종래의 인쇄장비에서 인쇄정밀도 향상을 위하여 사용되는 인압제어장치는 인압을 측정하기 위한 부가적인 장치들 예를 들면, 센서 및 구동기가 설치되어야 한다. 그러나, 이러한 부가장치들이 설치됨으로 인하여 인쇄장비가 복잡해질 뿐만 아니라 부가장치들로 인한 추가적인 오차발생의 가능성이 존재하는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0976631호(발명의 명칭: 영구자석과 전자석을 이용한 자기베어링, 공고일: 2010년 8월 17일)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 자기베어링을 이용하여 인압(printing force)를 간단하면서도 정확하게 제어할 수 있는 인압제어장치, 인압제어방법 및 대상물 접촉 파라미터 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 자기베어링에 의하여 지지되고 있는 대상물의 위치를 간단하면서도 정확하게 정렬시킬 수 있는 대상물 위치정렬 제어방법 및 대상물 위치정렬 제어장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 접촉대상물을 가압하기 위한 롤러유닛의 양단에 배치되어 상기 롤러유닛을 비접촉식으로 지지하는 자기베어링유닛; 상기 자기베어링유닛과 연결되어 상기 자기베어링유닛에 의한 베어링지지력을 산출하는 제1 연산부와, 상기 롤러유닛이 상기 접촉대상물을 가압하여야 하는 기준 힘과 상기 베어링지지력을 비교하여 상기 베어링지지력과 상기 기준 힘의 차이 값이 허용범위에 포함되는지를 판단하는 제2 연산부와, 상기 차이값이 상기 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 롤러유닛이 상기 접촉대상물을 가압하는 힘을 조절하기 위하여 상기 롤러유닛을 이동시키기 위한 전류값을 산출하는 제3 연산부를 갖는 제어유닛; 그리고, 상기 전류값을 상기 자기베어링유닛에 인가하는 전류인가유닛을 포함하는 자기베어링을 이용한 인압제어장치를 제공한다.
상기 제어유닛은 상기 차이값을 바탕으로 상기 롤러유닛을 이동시켜야 하는 이동거리를 산출하는 제4 연산부를 더 포함하고, 상기 제3 연산부는 상기 이동거리를 바탕으로 상기 전류값을 산출할 수 있다.
상기 자기베어링유닛은 상기 롤러유닛의 일측에 배치되어 상기 롤러유닛의 일측을 비접촉식으로 지지하는 제1 자기베어링과, 상기 롤러유닛의 타측에 배치되어 상기 롤러유닛의 타측을 비접촉식으로 지지하는 제2 자기베어링을 포함할 수 있다.
상기 제1 자기베어링에 의한 제1 베어링지지력과 상기 제2 자기베어링에 의한 제2 베어링지지력의 합은 상기 기준 힘과 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 자기베어링에 인가되는 제1 전류값과, 상기 제2 자기베어링에 인가되는 제2 전류값은 실질적으로 동일하며, 상기 제1 베어링지지력과 상기 제2 베어링지지력도 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 접촉대상물을 가압하기 위한 롤러유닛의 양단에 배치되어 상기 롤러유닛을 비접촉식으로 지지하는 자기베어링유닛과, 상기 자기베어링유닛을 제어하기 위한 제어유닛과, 상기 제어유닛에 따라 상기 자기베어링유닛으로 전류를 인가하는 전류인가유닛을 갖는 인압제어장치를 이용하여 인압을 제어함에 있어서, 상기 자기베어링유닛에 의한 베어링지지력을 산출하는 지지력 산출단계; 상기 롤러유닛이 상기 접촉대상물을 가압하여야 하는 기준 힘과 상기 베어링지지력을 비교하여 상기 베어링지지력과 상기 기준 힘의 차이값이 허용범위에 포함되는지를 판단하는 판단단계; 그리고, 상기 차이값이 상기 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 자기베어링유닛에 인가되는 전류를 조절하여 상기 롤러유닛을 이동시킴으로써 상기 롤러유닛이 상기 접촉대상물을 가압하는 힘을 조절하는 조절단계를 포함하는 자기베어링을 이용한 인압제어방법을 제공한다.
상기 조절단계는 상기 차이값을 바탕으로 상기 롤러유닛을 이동시켜야 하는 이동거리를 산출하는 단계와, 상기 롤러유닛을 상기 이동거리만큼 이동시키기 위하여 상기 자기베어링에 가해주는 전류값을 산출하는 단계와, 상기 자기베어링에 상기 전류값을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 지지력 산출단계, 상기 판단단계 및 상기 조절단계는 상기 차이값이 상기 허용범위 내에 있을 때까지 반복적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 제어대상물을 비접촉식으로 지지하고 있는 자기베어링의 베어링지지력을 산출하는 지지력 산출단계; 상기 제어대상물이 접촉대상물에 가압하여야 하는 기준 힘과 상기 베어링지지력을 비교하여, 상기 기준 힘과 상기 베어링지지력의 차이에 해당하는 차이값이 허용범위에 있는지를 판단하는 판단단계; 그리고, 상기 차이값이 상기 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 자기베어링에 인가되는 전류를 조절하여 상기 제어대상물을 이동시킴으로써 상기 제어대상물이 상기 접촉대상물에 가압하는 힘을 조절하는 조절단계를 포함하는 자기베어링을 이용한 대상물 접촉 파라미터 제어방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 제어대상물의 제1 회전축을 비접촉식으로 지지하고 있는 제1 자기베어링의 제1 베어링지지력과, 상기 제어대상물의 제2 회전축을 비접촉식으로 지지하고 있는 제2 자기베어링의 제2 베어링지지력을 산출하는 제1 단계; 상기 제어대상물이 접촉대상물의 좌측영역을 가압하여야 하는 제1 기준힘과 상기 제1 베어링지지력을 비교하여 상기 제1 베어링지지력과 상기 제1 기준힘의 차이인 제1 차이값이 제1 허용범위에 있는지를 판단하는 제2 단계; 상기 제어대상물이 상기 접촉대상물의 우측영역을 가압하여야 하는 제2 기준 힘과 상기 제2 베어링지지력을 비교하여 상기 제2 베어링지지력과 상기 제2 기준 힘의 차이인 제2 차이값이 제2 허용범위에 있는지를 판단하는 제3 단계; 상기 제1 차이값이 상기 제1 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제1 자기베어링에 인가되는 제1 전류값을 조절하여 상기 제어대상물의 제1 회전축을 이동시키는 제4 단계; 그리고, 상기 제2 차이값이 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제2 자기베어링에 인가되는 제2 전류값을 조절하여 상기 제어대상물의 제2 회전축을 이동시키는 제5 단계를 포함하는 자기베어링을 이용한 대상물 위치정렬 제어방법을 제공한다.
여기서, 상기 제1 기준 힘과 상기 제2 기준 힘은 실질적으로 동일한 값을 가지며, 상기 제1 베어링지지력과 상기 제2 베어링지지력은 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 대상물 위치정렬 제어방법은 상기 제1 자기베어링 및 상기 제2 자기베어링의 위치를 정렬하는 자기베어링 정렬단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 의하면, 본 발명은 제어대상물의 제1 회전축을 비접촉식으로 지지하고 있는 제1 자기베어링과, 상기 제어대상물의 제2 회전축을 비접촉식으로 지지하고 있는 제2 자기베어링을 갖는 자기베어링유닛; 상기 제어대상물의 위치를 정렬시키기 위하여 상기 제1 자기베어링 및 상기 제2 자기베어링에 인가되어야 하는 제1 전류값 및 제2 전류값을 산출하는 정렬제어유닛; 그리고, 상기 제1 전류값과 상기 제2 전류값을 상기 제1 자기베어링 및 상기 제2 자기베어링에 인가하기 위한 전류인가유닛을 포함하는 자기베어링을 이용한 대상물 위치정렬 제어장치를 제공한다.
상기 정렬제어유닛은 상기 제1 자기베어링의 제1 베어링지지력과 상기 제2 자기베어링의 제2 베어링지지력을 산출하는 제1 정렬연산부와, 상기 제어대상물이 접촉대상물의 좌측영역에 가압하여야 하는 제1 기준힘과 상기 제1 베어링지지력을 비교하여 상기 제1 기준힘과 상기 제1 베어링지지력의 차이인 제1 차이값이 제1 허용범위에 포함되는지를 판단함과 동시에 상기 제어대상물이 상기 접촉대상물의 우측영역에 가압하여야 하는 제2 기준힘과 상기 제2 베어링지지력을 비교하여 상기 제2 기준힘과 상기 제2 베어링지지력의 차이인 제2 차이값이 제2 허용범위에 포함되는지를 판단하는 제2 정렬연산부와, 상기 제1 차이값이 상기 제1 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제어대상물의 제1 회전축을 이동시키기 위한 상기 제1 전류값을 산출하고, 상기 제2 차이값이 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제어대상물의 제2 회전축을 이동시키기 위한 상기 제2 전류값을 산출하는 제3 정렬연산부를 포함할 수 있다.
상기 정렬제어유닛은 상기 제1 차이값을 바탕으로 상기 제어대상물의 제1 회전축을 이동시켜야 하는 제1 이동거리를 산출하고, 상기 제2 차이값을 바탕으로 상기 제어대상물의 제2 회전축을 이동시켜야 하는 제2 이동거리를 산출하는 제4 정렬연산부를 더 포함하고, 상기 제3 정렬연산부는 상기 제1 이동거리 및 상기 제2 이동거리를 바탕으로 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값을 산출할 수 있다.
본 발명에 따른 자기베어링을 이용한 인압제어장치, 인압제어방법, 대상물 접촉 파라미터 제어방법, 대상물 위치정렬 제어방법 및 대상물 위치정렬 제어장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 롤러유닛을 지지하는 자기베어링의 베어링지지력과 접촉대상물에 가압하여야 하는 기준 힘을 비교하여 상기 롤러유닛의 이동거리를 산출하고, 상기 이동거리에 대응되는 전류를 상기 자기베어링에 인가하여 상기 자기베어링을 이동시킴으로써 상기 롤러유닛이 상기 접촉대상물에 가압하여야 하는 힘을 간단하면서도 정확하게 제어할 수 있는 이점이 있다. 이로 인하여 프린팅 시스템의 인압을 제어하기 위한 별도의 센서나 구동기가 필요하지 않게 된다.
둘째, 제어대상물의 제1 회전축과 제2 회전축을 각각 제1 자기베어링과 제2 자기베어링으로 지지하되, 상기 제1 자기베어링의 베어링지지력과 제2 자기베어링의 베어링 지지력을 각각의 기준힘과 비교하고, 이를 바탕으로 상기 제어대상물의 제1 회전축과 제2 회전축이 이동되어야 할 이동거리를 각각 산출한 후 상기 이동거리에 대응되는 전류값을 각각 인가하여 상기 제어대상물을 이동시킴으로써 상기 제어대상물에 대한 위치를 간단하면서도 정확하게 제어할 수 있는 이점이 있다.`
도 1은 본 발명에 따른 인압제어장치의 일 실시 예의 주요구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 인압제어장치에 따른 인압제어방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 롤러유닛과 접촉대상물이 떨어져 있는 상태에서 자기베어링유닛에 전류가 공급되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 롤러유닛이 접촉대상물을 가압하고 있는 상태에서 자기베어링유닛에 전류가 공급되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 위치정렬 제어방법의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 대상물 위치정렬 제어장치에 의하여 제어대상물이 정렬되는 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 자기베어링을 이용한 인압제어장치, 인압제어방법 및 대상물 접촉 파라미터 제어방법의 일 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 실시 예에 따른 인압제어장치는 자기베어링유닛, 제어유닛(400) 및 전류인가유닛(500)을 포함한다.
상기 자기베어링유닛은 접촉대상물, 예를 들면 프린팅을 위한 롤러 또는 평판을 가압하기 위한 롤러유닛(100)의 양단에 배치되어 상기 롤러유닛(100)을 비접촉식으로 지지한다.
여기서, 상기 롤러유닛(100)은 롤러몸체(130), 상기 롤러몸체(130)의 일측에서 연장되는 제1 회전축(110), 상기 롤러몸체(130)의 타측에서 연장되는 제2 회전축(120), 상기 제1 회전축(110)의 외측면상에 배치되는 제1 자성체 코어링(140), 상기 제2 회전축(120)의 외측면상에 배치되는 제2 자성체 코어링(150) 및 상기 제2 회전축(120)의 끝단에 결합되는 쓰러스트 칼라(thrust collar)(160)를 포함한다.
상기 자기베어링유닛은 상기 롤러유닛(100)의 일측에 배치되어 상기 롤러유닛(100)의 일측을 비접촉식으로 지지하는 제1 자기베어링(210)과, 상기 롤러유닛(100)의 타측에 배치되어 상기 롤러유닛(100)의 타측을 비접촉식으로 지지하는 제2 자기베어링(220)과, 상기 제2 회전축(120)의 주변에 배치되어 상기 롤러유닛(100)의 축방향의 이동을 제어하는 할 수 있는 축방향 자기베어링(230,240)을 포함한다.
상기 제1 자기베어링(210)과 상기 제2 자기베어링(220)은 반경방향 자기베어링의 형태로서 상기 제1 회전축(110)과 상기 제2 회전축(120)의 반경방향 이동을 제어하게 된다.
상기 제어유닛(400)은 상기 제1 자기베어링(210) 및 상기 제2 자기베어링(220)에 인가되는 전류값에 대한 제어명령을 상기 전류인가유닛(500)에 전달함으로써 상기 제1 회전축(110)과 상기 제2 회전축(120)을 이동시켜 상기 제1 자기베어링의 제1 베어링지지력과 상기 제2 자기베어링의 제2 베어링지지력을 제어하게 된다.
구체적으로, 상기 제어유닛(400)은 제1 연산부(미도시), 제2 연산부(미도시), 제3 연산부(미도시) 및 제4 연산부(미도시)를 포함한다.
상기 제1 연산부는 상기 자기베어링유닛과 연결되어 상기 자기베어링유닛에 의한 베어링지지력을 산출하게 된다. 즉, 상기 제1 연산부는 상기 제1 베어링지지력 및 제2 베어링지지력을 산출하게 된다.
상기 베어링지지력은 하기의 [수학식 1]에 의하여 계산된다. 여기서 베어링지지력은 반경방향 자기베어링의 지지력을 의미한다.
[수학식 1]
FB = Ki*I - Kx*X
여기서, FB 는 베어링지지력을 의미하며, Ki는 단위전류가 인가되었을 때 자기베어링에서 반경 방향으로 지지하는 힘을 의미하며, I는 자기베어링에 인가되는 전류를 의미하고, Kx는 회전축이 단위이동거리만큼 이동되었을 때 발생하는 힘을 의미하며, X는 자기베어링의 중심과 롤러유닛의 회전축 중심 사이의 거리를 의미하며, *는 곱셈을 의미한다.
결과적으로, 상기 Ki 및 상기 Kx 는 이미 알고 있는 상수값이며, 전류값(I)과 이동거리(X)를 알게 되면 상기 베어링지지력을 계산할 수 있게 된다.
상기 전류(I)가 커지거나 상기 이동거리(X)가 커지면 상기 베어링지지력은 증가하게 된다. 여기서, 상기 베어링지지력은 상기 전류(I)의 변화에 의하여 큰 영향을 받으며, 상기 이동거리(X)에 대한 영향은 상대적으로 적다.
상기 제2 연산부는 상기 롤러유닛(100)이 상기 접촉대상물을 가압하여야 하는 기준 힘과 상기 베어링지지력을 비교하여 상기 베어링지지력과 상기 기준 힘의 차이값이 허용범위에 포함되는지를 판단하게 된다.
상기 베어링지지력은 상기 롤러유닛(100)이 상기 접촉대상물을 가압하는 힘에 해당하게 된다. 즉, 상기 제1 자기베어링(210)의 제1 베어링지지력과 상기 제2 자기베어링(220)의 제2 베어링지지력의 합이 상기 롤러유닛(100)이 상기 접촉대상물을 가압하는 힘이 된다.
상기 기준 힘은 상기 롤러유닛(100)이 상기 접촉대상물을 가압하여야 하는 힘, 즉 인압(printing force)으로서, 미리 설정된 값에 해당한다. 상기 기준 힘은 상기 제1 베어링지지력과 대응되는 제1 기준힘과, 상기 제2 베어링지지력과 대응되는 제2 기준힘을 포함한다.
결과적으로, 상기 베어링지지력이 상기 기준힘과 동일한 값을 가지게 되면 사용자가 원하는 인압(printing force)이 설정되게 된다. 즉, 상기 제1 베어링지지력과 상기 제2 베어링지지력의 합이 상기 기준힘과 동일하게 되면 사용자가 원하는 인압이 설정되게 된다.
여기서, 상기 제1 기준 힘과 상기 제2 기준 힘은 실질적으로 동일한 값을 가지며, 상기 제1 베어링지지력과 상기 제2 베어링지지력은 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다.
물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1 기준 힘과 상기 제2 기준 힘은 서로 다른 값을 가지되, 상기 제1 기준힘과 상기 제2 기준힘의 합은 상기 제1 자기베어링력과 상기 제2 베어링지지력의 합과 동일한 값을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 연산부는 상기 제1 베어링지지력과 상기 제1 기준힘을 비교하여, 상기 제1 베어링지지력과 상기 제1 기준힘의 차이인 제1 차이값이 제1 허용범위 내에 있는지를 판단하게 된다. 상기 제1 허용범위는 상기 제1 베어링지지력과 상기 제1 기준힘이 실질적으로 동일하다고 판단될 정도의 오차허용범위를 의미한다.
또한, 상기 제2 연산부는 상기 제2 베어링지지력과 상기 제2 기준힘을 비교하여, 상기 제2 베어링지지력과 상기 제2 기준힘의 차이인 제2 차이값이 제2 허용범위 내에 있는지를 판단하게 된다.
만약, 상기 제1 차이값이 상기 제1 허용범위 내에 존재하고 상기 제2 차이값이 상기 제2 허용범위 내에 존재하게 된다면, 상기 제2 연산부는 상기 롤러유닛(100)이 상기 접촉대상물을 설정된 인압으로 누르고 있는 것으로 판단하게 된다.
그러나, 상기 차이값이 허용범위를 벗어나는 경우에는 상기 제4 연산부는 상기 차이값을 바탕으로 상기 롤러유닛(100)을 이동시켜야 하는 이동거리를 산출하게 된다.
구체적으로, 상기 제4 연산부는 상기 제1 차이값을 바탕으로 상기 제1 회전축(110)을 이동시켜야 하는 제1 이동거리를 산출하게 되고, 상기 제2 차이값을 바탕으로 상기 제2 회전축(120)을 이동시켜야 하는 제2 이동거리를 산출하게 된다.
상기 제1 회전축(110)이 이동되어야 하는 최종위치, 즉 제1 이동거리(X1)는 이전 단계에서의 이동거리(X0) + △X 가 된다. 상기 제2 이동거리도 상기 제1 이동거리와 동일한 과정을 통하여 계산된다.
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상기 제3 연산부는 상기 차이값이 상기 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 롤러유닛(100)이 상기 접촉대상물을 가압하는 힘을 조절하기 위하여 상기 롤러유닛(100)을 이동시키기 위한 전류값을 산출하게 된다.
구체적으로, 상기 제3 연산부는 상기 제1 이동거리(X1)를 바탕으로 상기 제1 이동거리(X1)에 대응되는 제1 전류값(I1)을 계산하게 된다.
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한편, 상기 전류인가유닛(500)은 상기 제어유닛(400)으로부터 상기 전류값, 즉 제1 전류값 및 제2 전류값에 대한 제어명령을 전달받은 후, 상기 제1 전류값과 상기 제2 전류값을 상기 제1 자기베어링(210) 및 상기 제2 자기베어링(220)에 인가하게 된다.
물론, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 인압제어장치는 상기 롤러몸체의 외측에 배치되는 제1 갭센서(310) 및 제2 갭센서(320)와, 상기 쓰러스트 칼라(160)의 외측에 배치되는 제3 갭센서(330)와, 상기 제1 갭센서(310), 상기 제2 갭센서(320) 및 상기 제3 갭센서(330)들의 신호를 증폭시키는 갭센서 앰프(340)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 갭센서(310), 상기 제2 갭센서(320) 및 상기 제3 갭센서(330)는 상기 롤러유닛(100)이 제어되기 전에 정위치에 위치하는지를 확인하기 위하여 사용될 수 있다. 여기서, 정위치라 함은 상기 롤러유닛이 수평을 유지하면서 상기 제1 회전축의 중심선 및 상기 제2 회전축의 중심선이 상기 제1 자기베어링의 중심선 및 상기 제2 자기베어링의 중심선과 동일한 위치에 있는 것을 의미할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 프린팅 시스템에서 자기베어링을 이용하여 인압을 제어하는 인압제어방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어대상물, 즉 롤러유닛(100)이 접촉대상물에 가압하여야 하는 기준 힘이 설정된다(S10).
다음으로, 상기 자기베어링유닛에 의한 베어링지지력을 산출하는 지지력 산출단계가 수행된다(S20). 구체적으로, 상기 제1 연산부는 제1 자기베어링(210)의 제1 베어링지지력과 제2 자기베어링(220)의 제2 베어링지지력을 상기 [수학식 1]을 통하여 계산하게 된다.
초기의 제1 베어링지지력 및 제2 베어링지지력은 제1 이동거리 및 제2 이동거리가 0인 상태의 베어링지지력에 해당한다. 도 3은 제1 이동거리 및 제2 이동거리가 0인 상태를 나타낸 도면이다.
다음으로, 상기 롤러유닛(100)이 상기 접촉대상물을 가압하여야 하는 기준 힘과 상기 베어링지지력을 비교하여 상기 베어링지지력과 상기 기준 힘의 차이값이 허용범위에 포함되는지를 판단하는 판단단계가 수행된다(S30, S40).
구체적으로, 상기 제2 연산부는 상기 제1 베어링지지력과 제1 기준힘을 비교하여 이들이 차이인 제1 차이값이 제1 허용범위에 포함되는지를 판단하고, 상기 제2 베어링지지력과 상기 제2 기준힘을 비교하여 이들의 차이인 제2 차이값이 제2 허용범위에 포함되는지를 판단한다.
다음으로, 상기 차이값이 상기 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 자기베어링유닛에 인가되는 전류를 조절하여 상기 롤러유닛(100)을 이동시킴으로써 상기 롤러유닛(100)이 상기 접촉대상물을 가압하는 힘을 조절하는 조절단계가 수행된다.
물론, 상기 차이값이 상기 허용범위의 내에 있는 경우에는 상기 인압이 상기 기준힘에 해당한다고 판단하여 인압제어가 종료된다.
상기 조절단계는 상기 차이값을 바탕으로 상기 롤러유닛(100)을 이동시켜야 하는 이동거리를 산출하는 단계(S50)와, 상기 롤러유닛(100)을 상기 이동거리만큼 이동시키기 위하여 상기 자기베어링에 가해주는 전류값을 산출하는 단계(S60)와, 상기 자기베어링에 상기 전류값을 인가하는 단계(S70)를 포함한다.
구체적으로, 상기 제4 연산부는 상기 제1 차이값을 바탕으로 제1 이동거리를 산출하고, 상기 제2 차이값을 바탕으로 제2 이동거리를 산출한다. 또한, 상기 제3 연산부는 상기 제1 이동거리를 바탕으로 상기 제1 전류값을 산출하고, 상기 제2 이동거리를 제2 전류값을 산출한다.
상기 제1 전류값과 상기 제2 전류값이 상기 제1 자기베어링(210) 및 상기 제2 자기베어링(220)에 인가되면, 상기 제1 연산부는 상기 제1 자기베어링의 새로운 베어링지지력과 상기 제2 자기베어링의 새로운 베어링지지력을 산출하게 된다.
도 4는 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값이 인가되어 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축이 각각 제1 이동거리 및 제2 이동거리만큼 이동된 상태를 나타낸다. 여기서, XL는 제1 자기베어링의 중심과 제1 회전축 중심 사이의 거리를 의미하고, XR는 제2 자기베어링의 중심과 제2 회전축 중심 사이의 거리를 의미한다.
상기 제1 자기베어링(210)의 새로운 베어링지지력 및 상기 제2 자기베어링(220)의 새로운 베어링지지력을 바탕으로 상기 제2 연산부, 상기 제3 연산부 및 상기 제4 연산부는 동일한 과정을 반복하게 된다.
상술한 과정을 반복하는 동안 상기 제1 차이값 및 상기 제2 차이값이 상기 제1 허용범위 및 상기 제2 허용범위에 존재하게 되면 상기 프린팅 시스템의 인압제어는 종료하게 된다.
결과적으로, 롤러유닛(100)을 지지하는 자기베어링의 베어링지지력과 접촉대상물에 가압하여야 하는 기준 힘을 비교하여 상기 롤러유닛(100)의 이동거리를 산출하고, 상기 이동거리에 대응되는 전류를 상기 자기베어링에 인가하여 상기 자기베어링을 이동시킴으로써 상기 롤러유닛(100)이 상기 접촉대상물에 가압하여야 하는 힘을 간단하면서도 정확하게 제어할 수 있게 된다.
상술한 인압제어방법은 자기베어링을 이용한 대상물 접촉 파라미터 제어방법의 일례에 속한다. 상기 대상물 접촉 파리미터 제어방법은 제어대상물이 접촉대상물에 가압하는 힘뿐만 아니라, 제어대상물과 접촉대상물의 정렬위치좌표 등을 제어하는데 사용될 수 있다.
상기 자기베어링을 이용한 대상물 접촉 파라미터 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어대상물을 비접촉식으로 지지하고 있는 자기베어링의 베어링지지력을 산출하는 지지력 산출단계가 수행된다.
다음으로, 상기 제어대상물이 접촉대상물에 가압하여야 하는 기준 힘과 상기 베어링지지력을 비교하여, 상기 기준 힘과 상기 베어링지지력의 차이에 해당하는 차이값이 허용범위에 있는지를 판단하는 판단단계가 수행된다.
다음으로, 상기 차이값이 상기 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 자기베어링에 인가되는 전류를 조절하여 상기 제어대상물을 이동시킴으로써 상기 제어대상물의 정렬위치좌표를 제어하거나, 상기 제어대상물을 이동시킴으로써 상기 접촉대상물에 가압하는 힘을 제어하는 조절단계가 수행된다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여, 자기베어링을 이용한 대상물 접촉 파라미터 제어방법의 일례로 제어대상물의 위치를 정렬하는 대상물 위치정렬 제어방법 및 대상물 위치정렬 제어장치를 설명하면 다음과 같다.
상기 대상물 위치정렬 제어장치는 상술한 인압제어장치와 실질적으로 유사한 구성을 가진다. 구체적으로, 상기 대상물 위치정렬 제어장치는 자기베어링유닛, 정렬제어유닛(미도시) 및 전류인가유닛(미도시)을 포함한다.
제어대상물(10)은 제어대상물 본체(13), 제어대상물의 제1 회전축(11), 제어대상물의 제2 회전축(12)을 포함하며, 접촉대상물(20)은 접촉대상물 본체(23), 접촉대상물의 제1 회전축(21), 접촉대상물의 제2 회전축(22)을 포함한다.
상기 자기베어링유닛은 상기 제어대상물의 제1 회전축(11)을 비접촉식으로 지지하고 있는 제1 자기베어링(14)과, 상기 제어대상물의 제2 회전축(12)을 비접촉식으로 지지하고 있는 제2 자기베어링(15)을 포함한다.
물론, 상기 자기베어링유닛은 상기 접촉대상물의 제1 회전축(21)을 비접촉식으로 지지하고 있는 제3 자기베어링(24)과, 상기 접촉대상물의 제2 회전축(22)을 비접촉식으로 지지하고 있는 제4 자기베어링(25)을 포함할 수 있다.
상기 제어대상물(10)은 상기 제1 자기베어링(14) 및 상기 제2 자기베어링(15)에 의하여 지지되면서 이동이 제어되고, 상기 접촉대상물(20)은 상기 제3 자기베어링(24) 및 상기 제4 자기베어링(25)에 의하여 지지되면서 이동이 제어될 수 있다.
이하에서는 상기 제어대상물(10)이 상기 제1 자기베어링(14) 및 상기 제2 자기베어링(15)에 의하여 지지되면서 이동이 제어되는 경우에 한하여 설명한다.
상기 정렬제어유닛은 상기 제어대상물(10)의 위치를 정렬시키기 위하여 상기 제1 자기베어링(14) 및 상기 제2 자기베어링(15)에 인가되어야 하는 제1 전류값 및 제2 전류값을 산출하게 된다.
구체적으로, 상기 정렬제어유닛은 제1 정렬연산부(미도시), 제2 정렬연산부(미도시), 제3 정렬연산부(미도시) 및 제4 정렬연산부(미도시)를 포함한다.
상기 제1 정렬연산부는 상기 제1 자기베어링(14)의 제1 베어링지지력과 상기 제2 자기베어링(15)의 제2 베어링지지력을 산출한다.
상기 제2 정렬연산부는 상기 제어대상물(10)이 상기 접촉대상물(20)의 좌측영역에 가압하여야 하는 제1 기준힘과 상기 제1 베어링지지력을 비교하여 상기 제1 기준힘과 상기 제1 베어링지지력의 차이인 제1 차이값이 제1 허용범위에 포함되는지를 판단하게 된다.
또한, 상기 제2 정렬연산부는 상기 제어대상물(10)이 상기 접촉대상물(20)의 우측영역에 가압하여야 하는 제2 기준힘과 상기 제2 베어링지지력을 비교하여 상기 제2 기준힘과 상기 제2 베어링지지력의 차이인 제2 차이값이 제2 허용범위에 포함되는지를 판단하게 된다.
상기 제4 정렬연산부는 상기 제1 차이값을 바탕으로 상기 제어대상물의 제1 회전축(11)을 이동시켜야 하는 제1 이동거리를 산출하고, 상기 제2 차이값을 바탕으로 상기 제어대상물의 제2 회전축(12)을 이동시켜야 하는 제2 이동거리를 산출하게 된다.
상기 제3 정렬연산부는 상기 제1 차이값이 상기 제1 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제어대상물의 제1 회전축(11)을 이동시키기 위한 상기 제1 전류값을 산출하고, 상기 제2 차이값이 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제어대상물의 제2 회전축(12)을 이동시키기 위한 상기 제2 전류값을 산출하게 된다. 즉, 상기 제3 정렬연산부는 상기 제1 이동거리 및 상기 제2 이동거리를 바탕으로 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값을 산출하게 된다.
상기 전류인가유닛은 상기 제1 전류값과 상기 제2 전류값을 상기 제1 자기베어링(14) 및 상기 제2 자기베어링(15)에 인가하게 된다.
도 6의 (a)는 상기 제어대상물(10)과 상기 접촉대상물(20)이 정렬되지 않은 상태를 나타낸 도면이고, 도 6의 (b)는 새로운 제1 전류값과 상기 제2 전류값이 인가되어 상기 제어대상물(10)과 상기 접촉대상물(20)이 정렬된 상태를 나타낸 도면이다.
상기 정렬제어유닛의 제1 정렬연산부, 제2 정렬연산부, 제3 정렬연산부 및 제4 정렬연산부는 상술한 인압제어장치의 제어유닛에 구비된 제1 연산부, 제2 연산부, 제3 연산부 및 제4 연산부와 실질적으로 동일한 기능을 수행하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 앞서 상술한 인압제어장치의 제어유닛은 롤러유닛이 접촉대상물에 가압하여야 하는 인압을 제어하는 반면, 상기 정렬제어유닛은 상기 제어대상물(10)이 상기 접촉대상물(20)의 좌측영역 및 우측영역에 가하는 힘을 바탕으로 상기 제어대상물(10)의 이동거리를 제어하여 상기 제어대상물(10)의 위치를 정렬하는 점에서 차이가 있다.
도 5를 참조하여, 상술한 대상물 위치정렬 제어장치를 사용하여 제어대상물의 위치를 정렬하는 대상물 위치정렬 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1 자기베어링(14), 제2 자기베어링(15), 제3 자기베어링(24) 및 제4 자기베어링(25)의 위치를 정렬하는 자기베어링 정렬단계가 수행된다. 상기 제1 자기베어링(14), 상기 제2 자기베어링(15), 제3 자기베어링(24) 및 제4 자기베어링(25)이 정위치에 있는 조건 하에서 상기 제어대상물(10)의 위치가 정렬되면 보다 정확한 위치정렬이 이루어질 수 있다.
다음으로, 제어대상물(10)이 접촉대상물(20)에 가압하여야 하는 기준 힘이 설정된다(S100).
다음으로, 상기 제어대상물의 제1 회전축(11)을 비접촉식으로 지지하고 있는 제1 자기베어링(14)의 제1 베어링지지력과, 상기 제어대상물의 제2 회전축(12)을 비접촉식으로 지지하고 있는 제2 자기베어링(15)의 제2 베어링지지력을 산출하는 제1 단계가 수행된다(S210, S310).
다음으로, 상기 제어대상물(10)이 상기 접촉대상물(20)의 좌측영역을 가압하여야 하는 제1 기준힘과 상기 제1 베어링지지력을 비교하여 상기 제1 베어링지지력과 상기 제1 기준힘의 차이인 제1 차이값이 제1 허용범위에 있는지를 판단하는 제2 단계가 수행된다(S220, S230).
동시에, 상기 제어대상물(10)이 상기 접촉대상물(20)의 우측영역을 가압하여야 하는 제2 기준 힘과 상기 제2 베어링지지력을 비교하여 상기 제2 베어링지지력과 상기 제2 기준 힘의 차이인 제2 차이값이 제2 허용범위에 있는지를 판단하는 제3 단계가 수행된다(S320, S330).
다음으로, 상기 제1 차이값이 상기 제1 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제1 자기베어링에 인가되는 제1 전류값을 조절하여 상기 제어대상물의 제1 회전축(11)을 이동시키는 제4 단계가 수행된다.
동시에, 상기 제2 차이값이 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제2 자기베어링에 인가되는 제2 전류값을 조절하여 상기 제어대상물의 제2 회전축(12)을 이동시키는 제5 단계가 수행된다.
구체적으로, 상기 제4 단계 및 상기 제5 단계에서 상기 제4 정렬연산부는 상기 제1 차이값을 바탕으로 상기 제어대상물의 제1 회전축(11)을 이동시켜야 하는 제1 이동거리를 산출하고, 상기 제2 차이값을 바탕으로 상기 제어대상물의 제2 회전축(12)을 이동시켜야 하는 제2 이동거리를 산출하게 된다(S240, S340).
또한, 상기 제3 정렬연산부는 상기 제1 차이값이 상기 제1 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제어대상물의 제1 회전축(11)을 이동시키기 위한 상기 제1 전류값을 산출하고, 상기 제2 차이값이 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제어대상물의 제2 회전축(12)을 이동시키기 위한 상기 제2 전류값을 산출하게 된다(S250, S350).
상기 전류인가유닛은 상기 제1 전류값과 상기 제2 전류값을 상기 제1 자기베어링(210) 및 상기 제2 자기베어링(220)에 인가하게 된다(S260, S360).
결과적으로, 제어대상물의 제1 회전축과 제2 회전축을 각각 제1 자기베어링(14)과 제2 자기베어링(15)으로 지지하되, 상기 제1 자기베어링(14)의 베어링지지력과 제2 자기베어링(15)의 베어링지지력을 각각의 제1 기준힘 및 제2 기준힘과 비교하고, 이를 바탕으로 상기 제어대상물의 제1 회전축과 제2 회전축이 이동되어야 할 이동거리를 각각 산출한 후 상기 이동거리에 대응되는 전류값을 각각 인가하여 상기 제어대상물(10)을 이동시킴으로써 상기 제어대상물(10)에 대한 위치를 간단하면서도 정확하게 제어할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.
100: 롤러유닛
110: 제1 회전축 120: 제2 회전축
130: 롤러몸체 140: 제1 자성체 코어링
150: 제2 자성체 코어링 160: 쓰러스트 칼라
210: 제1 자기베어링 220: 제2 자기베어링
230,240: 축방향 자기베어링 310: 제1 갭센서
320: 제2 갭센서 330: 제3 갭센서
340: 갭센서 앰프 400: 제어유닛
500: 전류인가유닛

Claims (13)

  1. 접촉대상물을 가압하기 위한 롤러유닛의 양단에 배치되어 상기 롤러유닛을 비접촉식으로 지지하는 자기베어링유닛;
    상기 자기베어링유닛과 연결되어 전류가 인가되었을 때 상기 자기베어링유닛에 의해 반경방향으로 지지되는 베어링지지력을 산출하는 제1 연산부와, 상기 롤러유닛이 상기 접촉대상물을 가압하도록 미리 설정되는 기준 힘과 산출되는 상기 베어링지지력을 비교하여 상기 베어링지지력과 상기 기준 힘의 차이값이 허용범위에 포함되는지를 판단하는 제2 연산부와, 상기 차이값이 상기 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 롤러유닛이 상기 접촉대상물을 가압하는 힘을 조절하기 위하여 상기 롤러유닛을 이동시키기 위한 전류값을 산출하는 제3 연산부를 갖는 제어유닛; 그리고,
    상기 전류값을 상기 자기베어링유닛에 인가하는 전류인가유닛을 포함하는 자기베어링을 이용한 인압제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은 상기 차이값을 바탕으로 상기 롤러유닛을 이동시켜야 하는 이동거리를 산출하는 제4 연산부를 더 포함하고, 상기 제3 연산부는 상기 이동거리를 바탕으로 상기 전류값을 산출하는 것을 특징으로 하는 자기베어링을 이용한 인압제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자기베어링유닛은 상기 롤러유닛의 일측에 배치되어 상기 롤러유닛의 일측을 비접촉식으로 지지하는 제1 자기베어링과, 상기 롤러유닛의 타측에 배치되어 상기 롤러유닛의 타측을 비접촉식으로 지지하는 제2 자기베어링을 포함하며,
    상기 제1 자기베어링에 의한 제1 베어링지지력과 상기 제2 자기베어링에 의한 제2 베어링지지력의 합은 상기 기준 힘과 동일한 것을 특징으로 하는 자기베어링을 이용한 인압제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 자기베어링에 인가되는 제1 전류값과, 상기 제2 자기베어링에 인가되는 제2 전류값은 동일하며, 상기 제1 베어링지지력과 상기 제2 베어링지지력도 동일한 것을 특징으로 하는 자기베어링을 이용한 인압제어장치.
  5. 접촉대상물을 가압하기 위한 롤러유닛의 양단에 배치되어 상기 롤러유닛을 비접촉식으로 지지하는 자기베어링유닛과, 상기 자기베어링유닛을 제어하기 위한 제어유닛과, 상기 제어유닛에 따라 상기 자기베어링유닛으로 전류를 인가하는 전류인가유닛을 갖는 인압제어장치를 제어함에 있어서,
    전류가 인가되었을 때 상기 자기베어링유닛에 의해 반경방향으로 지지되는 베어링지지력을 산출하는 지지력 산출단계;
    상기 롤러유닛이 상기 접촉대상물을 가압하도록 미리 설정되는 기준 힘과 산출되는 상기 베어링지지력을 비교하여 상기 베어링지지력과 상기 기준 힘의 차이값이 허용범위에 포함되는지를 판단하는 판단단계; 그리고,
    상기 차이값이 상기 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 자기베어링유닛에 인가되는 전류를 조절하여 상기 롤러유닛을 이동시킴으로써 상기 롤러유닛이 상기 접촉대상물을 가압하는 힘을 조절하는 조절단계를 포함하는 자기베어링을 이용한 인압제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조절단계는 상기 차이값을 바탕으로 상기 롤러유닛을 이동시켜야 하는 이동거리를 산출하는 단계와, 상기 롤러유닛을 상기 이동거리만큼 이동시키기 위하여 상기 자기베어링에 가해주는 전류값을 산출하는 단계와, 상기 자기베어링에 상기 전류값을 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기베어링을 이용한 인압제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지지력 산출단계, 상기 판단단계 및 상기 조절단계는 상기 차이값이 상기 허용범위 내에 있을 때까지 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 자기베어링을 이용한 인압제어방법.
  8. 제어대상물을 비접촉식으로 지지하고 있는 자기베어링에 전류가 인가되었을 때 상기 자기베어링에 의해 반경방향으로 지지되는 베어링지지력을 산출하는 지지력 산출단계;
    상기 제어대상물이 접촉대상물에 가압하도록 미리 설정되는 기준 힘과 산출되는 상기 베어링지지력을 비교하여, 상기 기준 힘과 상기 베어링지지력의 차이에 해당하는 차이값이 허용범위에 있는지를 판단하는 판단단계; 그리고,
    상기 차이값이 상기 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 자기베어링에 인가되는 전류를 조절하여 상기 제어대상물을 이동시킴으로써 상기 제어대상물이 상기 접촉대상물에 가압하는 힘을 조절하는 조절단계를 포함하는 자기베어링을 이용한 대상물 접촉 파라미터 제어방법.
  9. 제어대상물의 제1 회전축을 비접촉식으로 지지하고 있는 제1 자기베어링에 전류가 인가되었을 때 상기 제1 자기베어링에 의해 반경방향으로 지지되는 제1 베어링지지력과, 상기 제어대상물의 제2 회전축을 비접촉식으로 지지하고 있는 제2 자기베어링에 전류가 인가되었을 때 상기 제2 자기베어링에 의해 반경방향으로 지지되는 제2 베어링지지력을 산출하는 제1 단계;
    상기 제어대상물이 접촉대상물의 좌측영역을 가압하도록 미리 설정되는 제1 기준힘과 산출되는 상기 제1 베어링지지력을 비교하여 상기 제1 베어링지지력과 상기 제1 기준힘의 차이인 제1 차이값이 제1 허용범위에 있는지를 판단하는 제2 단계;
    상기 제어대상물이 상기 접촉대상물의 우측영역을 가압하도록 미리 설정되는 제2 기준 힘과 산출되는 상기 제2 베어링지지력을 비교하여 상기 제2 베어링지지력과 상기 제2 기준 힘의 차이인 제2 차이값이 제2 허용범위에 있는지를 판단하는 제3 단계;
    상기 제1 차이값이 상기 제1 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제1 자기베어링에 인가되는 제1 전류값을 조절하여 상기 제어대상물의 제1 회전축을 이동시키는 제4 단계; 그리고,
    상기 제2 차이값이 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제2 자기베어링에 인가되는 제2 전류값을 조절하여 상기 제어대상물의 제2 회전축을 이동시키는 제5 단계를 포함하는 자기베어링을 이용한 대상물 위치정렬 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 기준 힘과 상기 제2 기준 힘은 동일한 값을 가지며, 상기 제1 베어링지지력과 상기 제2 베어링지지력은 동일한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 자기베어링을 이용한 대상물 위치정렬 제어방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 자기베어링 및 상기 제2 자기베어링의 위치를 정렬하는 자기베어링 정렬단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기베어링을 이용한 대상물 위치정렬 제어방법.
  12. 제어대상물의 제1 회전축을 비접촉식으로 지지하고 있는 제1 자기베어링과, 상기 제어대상물의 제2 회전축을 비접촉식으로 지지하고 있는 제2 자기베어링을 갖는 자기베어링유닛;
    상기 제어대상물의 위치를 정렬시키기 위하여 상기 제1 자기베어링 및 상기 제2 자기베어링에 인가되어야 하는 제1 전류값 및 제2 전류값을 산출하는 정렬제어유닛; 그리고,
    상기 제1 전류값과 상기 제2 전류값을 상기 제1 자기베어링 및 상기 제2 자기베어링에 인가하기 위한 전류인가유닛을 포함하며,
    상기 정렬제어유닛은 상기 제1 자기베어링에 전류가 인가되었을 때 상기 제1 자기베어링에 의해 반경방향으로 지지되는 제1 베어링지지력과 상기 제2 자기베어링에 전류가 인가되었을 때 상기 제2 자기베어링에 의해 반경방향으로 지지되는 제2 베어링지지력을 산출하는 제1 정렬연산부와,
    상기 제어대상물이 접촉대상물의 좌측영역에 가압하도록 미리 설정되는 제1 기준힘과 산출되는 상기 제1 베어링지지력을 비교하여 상기 제1 기준힘과 상기 제1 베어링지지력의 차이인 제1 차이값이 제1 허용범위에 포함되는지를 판단함과 동시에 상기 제어대상물이 상기 접촉대상물의 우측영역에 가압하도록 미리 설정되는 하는 제2 기준힘과 산출되는 상기 제2 베어링지지력을 비교하여 상기 제2 기준힘과 상기 제2 베어링지지력의 차이인 제2 차이값이 제2 허용범위에 포함되는지를 판단하는 제2 정렬연산부와,
    상기 제1 차이값이 상기 제1 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제어대상물의 제1 회전축을 이동시키기 위한 상기 제1 전류값을 산출하고, 상기 제2 차이값이 상기 제2 허용범위를 벗어나는 경우에 상기 제어대상물의 제2 회전축을 이동시키기 위한 상기 제2 전류값을 산출하는 제3 정렬연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 자기베어링을 이용한 대상물 위치정렬 제어장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 정렬제어유닛은 상기 제1 차이값을 바탕으로 상기 제어대상물의 제1 회전축을 이동시켜야 하는 제1 이동거리를 산출하고, 상기 제2 차이값을 바탕으로 상기 제어대상물의 제2 회전축을 이동시켜야 하는 제2 이동거리를 산출하는 제4 정렬연산부를 더 포함하고, 상기 제3 정렬연산부는 상기 제1 이동거리 및 상기 제2 이동거리를 바탕으로 상기 제1 전류값 및 상기 제2 전류값을 산출하는 것을 특징으로 하는 자기베어링을 이용한 대상물 위치정렬 제어장치.
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