KR102260383B1 - a tension controning method of filament-winding machine - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for controlling the tension of a filament winding machine. More specifically, the present invention relates to a method for controlling the tension of a filament winding machine which simplifies a structure of the filament winding machine as well as appropriately adjusts winding tension by adjusting only a rotation speed of a creel part or a nip roller without considering in detail all factors affecting the change of winding tension, such as the complicated vertical, forward, backward, left and right movements of a guide part, the rotational motion of a mandrel, the friction loss of a driving part, and the loss during acceleration and deceleration. In order to achieve the object, the present invention is composed of: a structural variables and dynamic characteristics fixing step for fixing the structural variables of the filament winding machine and the dynamic characteristics of the winding part; a theoretical control information extraction step of extracting theoretical control information to keep the winding tension constant through computer simulation; an actual control information extraction step of extracting actual control information by operating the actual filament winding machine based on the theoretical control information extracted in the theoretical control information extraction step; and a filament winding machine driving step of driving the filament winding machine through the actual control information derived in the actual control information extraction step.

Description

필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법{a tension controning method of filament-winding machine}A tension control method of filament-winding machine

본 발명은 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필라멘트 와인딩 머신의 구조를 단순하게 할 뿐만 아니라 가이드부의 복잡한 상하 전후 좌우 운동, 맨드릴의 회전 운동, 구동부의 마찰손실, 가속 및 감속시의 손실 등 와인딩 장력 변화에 미치는 모든 인자를 세부적으로 고려하지 않고도 크릴부 또는 닙롤러의 회전 속도만을 조절하여 와인딩 장력을 적절하게 조절할 수 있는 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the tension of a filament winding machine, and more particularly, to simplify the structure of the filament winding machine, as well as to simplify the structure of the filament winding machine. It relates to a tension control method of a filament winding machine that can properly adjust the winding tension by adjusting only the rotation speed of a creel part or nip roller without considering in detail all factors affecting the change in winding tension, such as loss of time.

필라멘트 와인딩이란 주로 원통형의 압력용기 등 회전대칭 구조물에 사용되는 성형법으로서, 수지가 함침된 연속 필라멘트를 맨드릴의 표면에 장력을 주면서 감고, 가열경화시킨 후 맨드릴로부터 성형품을 빼내어 완성한다. Filament winding is a molding method mainly used for rotationally symmetric structures such as cylindrical pressure vessels, and is completed by winding a continuous filament impregnated with resin while applying tension to the surface of the mandrel, curing it by heat, and then removing the molded product from the mandrel.

여기서, 전술한 바와 같이 맨드릴로부터 성형품을 분리할 수도 있고, 맨드릴 자체가 내부 라이너로 활용되어 외부에 필라멘트를 와인딩한 상태 그대로 사용될 수도 있다.Here, as described above, the molded article may be separated from the mandrel, or the mandrel itself may be used as an inner liner to be used as it is while the filament is wound to the outside.

이러한 필라멘트 와인딩은 수소압력용기, 로켓모터케이스 등 가벼우면서도 높은 강도가 요구되는 제품을 제작하는데 많이 사용되며, 최근에는 섬유의 정교한 배치가 가능하고 공정의 자동화에 유리한 장점으로 인해 비대칭의 복잡한 형상에도 적용 범위를 확대하려는 연구가 활발히 진행 중이다. These filament windings are often used to manufacture products that require high strength while being light, such as hydrogen pressure vessels and rocket motor cases. Research to expand the scope is actively underway.

이러한 필라멘트 와인딩의 핵심기술은 결함 최소화를 위한 수지 함침기술과 필라멘트 균일 분포를 위한 장력제어기술인데, 본 발명은 간단한 구조이면서도 정밀제어가 가능한 장력측정제어기술에 관한 것이다. The core technology of the filament winding is a resin impregnation technology for minimizing defects and a tension control technology for uniform distribution of the filaments. The present invention relates to a tension measurement control technology capable of precise control with a simple structure.

종래의 필라멘트 와인딩 장치의 장력 측정 및 제어 시스템은 장력 측정 장비 및 필라멘트의 경로길이를 조절하여 장력을 제어하도록 로드셀이나 댄서 등 기계식 장력수단을 적용하는 장력제어기술이 제시되어 왔으나, 이 같은 댄서 등 부가구성으로 인하여 필라멘트 와인딩 머신의 제품단가를 높이고 그 크기를 줄이는데 한계가 있어 왔다. The tension measurement and control system of the conventional filament winding device is a tension control technology that applies a mechanical tension means such as a load cell or a dancer to control the tension by adjusting the tension measurement equipment and the path length of the filament. Due to the configuration, there has been a limit in increasing the unit cost of the filament winding machine and reducing its size.

이 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 종래기술로, 특허문헌 1(JP 2001-260240A)을 들 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 특허문헌 1은 기존에 적용되어 온 필라멘트 와인딩 머신의 댄서 등 기계식 장력제어수단을 제거하고 언와인드측 구동부과 와인드측 구동부의 회전 속도를 조절하여 장력을 제어한다. As a prior art devised to solve such a problem, Patent Document 1 (JP 2001-260240A) can be cited. As shown in Figure 2, Patent Document 1 removes the mechanical tension control means such as a dancer of the filament winding machine that has been applied in the past, and controls the tension by adjusting the rotational speed of the unwind side drive unit and the wind side drive unit.

여기서, 특허문헌 1은 섬유의 와인딩 장력을 권경의 증가에 따라 미리 설정된 감소 곡선을 따라 변화시키는 장력 제어부를 구비한 것으로서, 필라멘트 재질, 섬도, 성형체의 권경, 와인딩기의 각부 동특성 등 파라미터로 장력 목표값을 결정하고, 섬유 권출부 또는 와인딩부에 각각 마련된 구동장치의 속도를 제어하여 각 구동 속도차에 기반하여 장력이 설정된 목표값이 되도록 실시간 제어한다.Here, Patent Document 1 is provided with a tension control unit that changes the winding tension of the fiber along a preset decreasing curve according to the increase in the winding diameter, and the tension target with parameters such as filament material, fineness, winding diameter of the molded body, and each floating characteristic of the winding machine The value is determined, and the speed of the driving device provided in the fiber unwinding unit or the winding unit is controlled in real time so that the tension becomes a set target value based on each driving speed difference.

그런데, 특허문헌 1은 와인딩부(6)와 닙롤러(8)의 속도차이를 조절하여 실제 장력을 목표 장력값으로 제어한다고만 할 뿐이어서 와인딩부와 닙롤러의 동일한 속도차이에 대하여 필라멘트의 경로 길이가 달라지는 경우에 대한 장력 제어가 불가능하다. By the way, Patent Document 1 only controls the actual tension to the target tension value by adjusting the speed difference between the winding part 6 and the nip roller 8, so the filament path for the same speed difference between the winding part and the nip roller 8 It is impossible to control the tension when the length is changed.

최근 적용되고 있는 필라멘트 와인딩 장치는 대부분 가이드부가 전후 좌우 운동을 하면서 각종의 감기 작업을 수행하고 있어, 가이드부의 위치에 따라 닙롤러부터 와인딩되는 부분까지의 필라멘트 경로 길이가 수시로 변화한다. 이 같은 필라멘트 경로 길이의 변화에 따라 와인딩부의 장력이 변화하므로, 단순히 와인딩부, 닙롤러 또는 크릴부의 속도 조절만으로는 효과적인 장력 제어가 매우 곤란하다. Most recently applied filament winding devices perform various winding operations while the guide part moves forward and backward, left and right, and the length of the filament path from the nip roller to the winding part varies frequently depending on the position of the guide part. Since the tension of the winding part changes according to the change in the length of the filament path, it is very difficult to effectively control the tension by simply controlling the speed of the winding part, the nip roller or the creel part.

또한, 특허문헌 1은 장력측정을 위한 별도의 기술수단이 필요하여 보다 심플한 필라멘트 와인딩 머신 설계에 한계가 있다. In addition, Patent Document 1 requires a separate technical means for measuring the tension, so there is a limit to a simpler filament winding machine design.

일본공개특허 특개2001-260240호(2001.09.25.공개)Japanese Patent Laid-Open No. 2001-260240 (published on September 25, 2001)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 필라멘트 와인딩 머신에서 장력센서 및 기계식 장력제어 수단을 구비하지 않을 뿐만 아니라 가이드부의 복잡한 상하 전후 좌우 운동, 맨드릴의 회전 운동, 구동부의 마찰손실, 가속 및 감속시의 손실 등 와인딩 장력 변화에 미치는 모든 인자를 세부적으로 고려하지 않고도 크릴부 또는 닙롤러의 회전 속도만을 조절하여 와인딩 장력을 적절하게 조절할 수 있는 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is not only to not have a tension sensor and a mechanical tension control means in a filament winding machine, but also to have a complicated vertical and horizontal movement of the guide part, a rotational movement of the mandrel, and a driving part A method of controlling the tension of a filament winding machine that can properly adjust the winding tension by adjusting only the rotation speed of the creel or nip roller without considering in detail all factors affecting the change in winding tension, such as friction loss of the motor and loss during acceleration and deceleration. is to provide

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;The present invention for solving these problems;

필라멘트 와인딩 머신의 구조 변수 및 와인딩부의 동적 특성을 고정하는 구조변수 및 동적특성 고정 단계와, 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 와인딩 장력을 일정하게 유지하기 위한 이론 제어 정보를 추출하는 이론 제어 정보 추출 단계와, 도출된 상기 이론 제어 정보를 운전 제어 정보로 하여 필라멘트 와인딩 머신을 운전하는 필라멘트 와인딩 머신 운전 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The structural variable and dynamic characteristic fixing step of fixing the structural variable of the filament winding machine and the dynamic characteristic of the winding part, the theoretical control information extraction step of extracting the theoretical control information to keep the winding tension constant through computer simulation, and the derived It characterized in that it comprises a filament winding machine operation step of driving the filament winding machine by using the theoretical control information as operation control information.

여기서, 상기 이론 제어 정보 추출 단계와 필라멘트 와인딩 머신 운전 단계 사이에는 실제 제어 정보 추출 단계가 더 수행되고 상기 실제 제어 정보를 운전 제어 정보로 하되, 상기 실제 제어 정보 추출 단계는 상기 이론 제어 정보 추출 단계에서 추출된 이론 제어 정보를 기초로하여 실제 필라멘트 와인딩 머신을 동작시켜 실제 제어 정보를 추출하는 것을 특징으로 한다.Here, the actual control information extraction step is further performed between the theoretical control information extraction step and the filament winding machine operation step, and the actual control information is the operation control information, but the actual control information extraction step is performed in the theoretical control information extraction step Based on the extracted theoretical control information, it is characterized in that the actual control information is extracted by operating the actual filament winding machine.

이때, 상기 이론 제어 정보 및 실제 제어 정보는 맨드렐에 감겨지는 필라멘트의 횟수와, 가이드의 위치와, 크릴 또는 닙롤러의 회전 속도의 관계 정보인 것을 특징으로 한다.At this time, the theoretical control information and the actual control information is characterized in that the relationship information between the number of filaments wound on the mandrel, the position of the guide, and the rotation speed of the creel or nip roller.

그리고, 상기 실제 제어 정보 추출 단계는 센싱부에서 측정한 와인딩 장력과 목표 와인딩 장력의 차이 값이 오차 범위를 벗어날 경우, 다음번 주기에서 크릴 또는 닙롤러의 회전 속도를 설정된 수치만큼 가감속하는 것을 특징으로 한다.And, in the step of extracting the actual control information, when the difference value between the winding tension measured by the sensing unit and the target winding tension is out of the error range, the rotation speed of the creel or nip roller in the next cycle is accelerated/decelerated by a set value. .

이때, 상기 실제 제어 정보 추출 단계는 측정한 와인딩 장력이 목표 와인딩 장력에서 오차 범위 내에 있을 경우 이때의 회전 속도를 기준 회전 속도로 하고, 상기 이론 제어 정보의 회전 속도와 상기 기준 회전 속도와의 차이인 조정 회전 속도를 도출하며, 측정한 와인딩 장력이 목표 와인딩 장력에서 오차 범위 밖에 있는 경우, 해당 회전 속도를 상기 조정 회전 속도 정보를 근거로 보정되게 하고 그 보정된 회전 속도를 기준 회전 속도로 정하는 것을 특징으로 한다.At this time, in the step of extracting the actual control information, if the measured winding tension is within the error range in the target winding tension, the rotation speed at this time is the reference rotation speed, and the difference between the rotation speed of the theoretical control information and the reference rotation speed The adjusted rotational speed is derived, and when the measured winding tension is outside the error range from the target winding tension, the corresponding rotational speed is corrected based on the adjusted rotational speed information, and the corrected rotational speed is set as the reference rotational speed do it with

한편, 상기 이론 제어 정보 및 실제 제어 정보에는 시간 변수가 더 포함되되, 맨드렐에 감겨지는 필라멘트의 횟수, 맨드렐의 회전 속도, 가이드의 위치, 크릴 또는 닙롤러의 회전 속도가 시간에 따라 제어되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the theoretical control information and the actual control information further includes a time variable, the number of filaments wound on the mandrel, the rotation speed of the mandrel, the position of the guide, the rotation speed of the creel or nip roller is controlled according to time characterized in that

여기서, 상기 센싱부는 상기 필라멘트에 일정간격으로 형성되는 점을 광학센서를 통하여 측정하여 점간의 간격과 필라멘트의 물성을 고려하여 장력을 계산하는 것을 특징으로 한다.Here, the sensing unit is characterized in that it calculates the tension in consideration of the distance between the points and the physical properties of the filament by measuring the points formed at regular intervals on the filament through an optical sensor.

또한, 상기 실제 제어 정보에는 상기 센싱부를 통하여 측정한 와인딩 장력과 크릴의 부하 토크와의 관계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the actual control information may further include a relationship between the winding tension measured through the sensing unit and the load torque of the creel.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 필라멘트 와인딩 머신에서 장력센서 및 기계식 장력제어 수단을 구비하지 않을 뿐만 아니라 가이드부의 복잡한 상하 전후 좌우 운동, 맨드릴의 회전 운동, 구동부의 마찰손실, 가속 및 감속시의 손실 등 와인딩 장력 변화에 미치는 모든 인자를 세부적으로 고려하지 않고도 크릴부 또는 닙롤러의 회전 속도만을 조절하여 와인딩 장력을 적절하게 조절할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention having the above configuration, the filament winding machine does not have a tension sensor and mechanical tension control means, and the guide part does not have a complicated vertical, forward, backward, left and right movement, the mandrel rotational movement, the friction loss of the driving part, and the loss during acceleration and deceleration. There is an effect that the winding tension can be appropriately adjusted by adjusting only the rotation speed of the creel part or the nip roller without considering all factors affecting the change of the winding tension in detail.

도 1은 종래의 필라멘트 와인딩 머신의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법의 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법에서 가이드의 이동을 보여주는 개념도이다.
도 5은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법에서 가이드의 이동을 보여주는 개념도이다.
1 is a conceptual diagram of a conventional filament winding machine.
2 is a conceptual diagram of a tension control method of the filament winding machine according to the present invention.
3 is a flowchart of a method for controlling tension of a filament winding machine according to the present invention.
Figure 4 is a conceptual diagram showing the movement of the guide in the tension control method of the filament winding machine according to the present invention.
Figure 5 is a conceptual diagram showing the movement of the guide in the tension control method of the filament winding machine according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and repeated descriptions of the same components are omitted. And, it should be understood that the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the described embodiments.

도 2는 본 발명에 따른 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법의 개념도이고, 도 3은 본 발명에 따른 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법의 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법에서 가이드의 이동을 보여주는 개념도이고, 도 5은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법에서 가이드의 이동을 보여주는 개념도이다.Figure 2 is a conceptual diagram of the tension control method of the filament winding machine according to the present invention, Figure 3 is a flow chart of the tension control method of the filament winding machine according to the present invention, Figure 4 is the tension control method of the filament winding machine according to the present invention It is a conceptual diagram showing the movement of the guide, Figure 5 is a conceptual diagram showing the movement of the guide in the tension control method of the filament winding machine according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법에 관한 것으로 도 2에 도시된 바와 같은 필라멘트 와인딩 머신(100)은 필라멘트가 권취되는 크릴(160)과 크릴(160)로부터 풀려지는 필라멘트를 수지 함침부(140)로 공급하는 가이드 롤러(150)와 수지 함침부(140)를 통하여 수지가 함침된 필라멘트를 가이드(120)로 공급하는 닙롤러(130)와 가이드(120)에 의해 공급되는 필라멘트가 권취되는 맨드렐(110)을 포함하여 이루어질 수 있다.The present invention relates to a method for controlling the tension of a filament winding machine. The filament winding machine 100 as shown in FIG. 2 is a resin impregnated part 140 with a krill 160 on which a filament is wound and a filament released from the krill 160 . ) through the guide roller 150 and the resin impregnated part 140 to supply the resin-impregnated filament to the guide 120, the nip roller 130 and the guide 120, the filament supplied by the wound mand Reel 110 may be included.

여기서, 본 발명의 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 필라멘트 와인딩 머신(100)의 구조 변수 및 와인딩부의 동적 특성을 고정하는 구조변수 및 동적특성 고정 단계(S100)와 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 와인딩 장력을 일정하게 유지하기 위한 이론 제어 정보를 추출하는 이론 제어 정보 추출 단계(S200)와 상기 이론 제어 정보 추출 단계(S200)에서 추출된 이론 제어 정보를 기초로하여 실제 필라멘트 와인딩 머신(100)을 동작시켜 실제 제어 정보를 추출하는 실제 제어 정보 추출 단계(S300)와 상기 실제 제어 정보 추출 단계(S300)에서 도출된 실제 제어 정보를 운전 제어 정보로 하여 필라멘트 와인딩 머신(100)을 운전하는 필라멘트 와인딩 머신 운전 단계(S400)로 이루어진다.Here, the method of controlling the tension of the filament winding machine of the present invention is, as shown in FIG. 3 , the structure variable and dynamic characteristic fixing step (S100) and the computer for fixing the structure variable and the dynamic characteristic of the winding part of the filament winding machine 100 Based on the theoretical control information extracted in the theoretical control information extraction step (S200) and the theoretical control information extraction step (S200) for extracting theoretical control information to keep the winding tension constant through simulation, the actual filament winding machine ( Actual control information extraction step (S300) of extracting actual control information by operating 100) and driving the filament winding machine 100 by using the actual control information derived from the actual control information extraction step (S300) as operation control information Filament winding machine operation step (S400) is made.

이때, 상기 구조변수 및 동적특성 고정 단계(S100)에서 필라멘트 와인딩 머신(100)의 구조 변수는 필라멘트 와인딩 머신(100)이 설치되는 작업장의 크기를 포함하여, 전술한 크릴(160), 가이드롤러(150), 수지 함침부(140), 닙롤러(130), 맨드렐(110)의 종류, 크기 및 위치 등을 의미하며, 상기 와인딩부는 가이드(120)와 맨드렐(110)을 포함하여 맨드렐(110)에 필라멘트가 권취되는 것을 제어하는 구성들을 의미하는데, 이러한 특성을 고정하여 변수를 줄여주게 된다.At this time, the structure variable and the structure variable of the filament winding machine 100 in the fixing step (S100) of the dynamic characteristics include the size of the workshop where the filament winding machine 100 is installed, the above-mentioned creel 160, guide roller ( 150), the resin impregnated part 140, the nip roller 130, the type, size, and position of the mandrel 110, and the winding part includes the guide 120 and the mandrel 110 and the mandrel. (110) refers to the components that control the winding of the filament, it will reduce the variable by fixing these characteristics.

따라서, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 장력의 변화에 영향을 미치는 다양한 변수를 고정하고, 최종적으로 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도만을 제어하여 장력을 조절할 수 있게 한다.Therefore, in the present invention, as described above, various variables affecting the change in tension are fixed, and finally, only the rotation speed of the creel 160 or the nip roller 130 is controlled to adjust the tension.

즉, 종래에는 와인딩 장력을 조절하기 위해서 댄서와 같은 추가적인 장력 조절장치를 구비하고, 장력을 포함한 다양한 변수들을 측정하기 위한 센서장치를 다수 구비하여야 하므로 장치가 복잡해질 뿐만 아니라 다양한 변수에 대응되도록 제어하여야 하므로 제어과정 역시 상당히 복잡하여 안정적인 제어가 어려운 문제점이 있었다.That is, in the related art, an additional tension adjusting device such as a dancer is provided to adjust the winding tension, and a plurality of sensor devices for measuring various variables including tension are required, so that the device is not only complicated but also controlled to correspond to various variables. Therefore, the control process was also quite complicated, and there was a problem that stable control was difficult.

그런데, 본 발명에서는 장력에 영향을 미치는 다양한 변수들을 별도로 측정하지 않고 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도를 제어하여 장력을 조절할 수 있어 필라멘트 와인딩 머신(100)에 추가적인 장치를 설치하지 않아 필라멘트 와인딩 머신(100)의 구조를 단순화함으로써, 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 와인딩 장력 역시 용이하게 제어할 수 있다.However, in the present invention, the tension can be adjusted by controlling the rotation speed of the creel 160 or the nip roller 130 without separately measuring various variables affecting the tension. By simplifying the structure of the filament winding machine 100, not only can the manufacturing cost be reduced, but also the winding tension can be easily controlled.

그리고, 상기 이론 제어 정보 추출 단계(S200)는 상기 구조변수 및 동적특성 고정 단계(S100)를 통하여 구조 변수 및 와인딩부의 동적 특성을 고정한 상태로 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이론 제어 정보를 추출하게 된다.In the theoretical control information extraction step (S200), the theoretical control information is extracted through computer simulation while the structure variables and the dynamic characteristics of the winding are fixed through the structural variables and dynamic characteristics fixing step (S100).

이때, 본 발명에서는 후술할 실제 제어 정보 추출 단계(S300)를 수행하지 않고 상기 이론 제어 정보 추출 단계(S200)에서 도출된 제어 정보인 이론 제어 정보를 운전 제어 정보로 사용하여 필라멘트 와인딩 머신(100)을 운전할 수도 있는데, 이럴 경우에는 와인딩 장력의 오차가 크더라도 상관이 없는 정밀하지 않은 용기를 제조할 때, 사용할 수 있다.At this time, in the present invention, the filament winding machine 100 by using the theoretical control information, which is the control information derived in the theoretical control information extraction step (S200), as the operation control information, without performing the actual control information extraction step (S300) to be described later. can be operated, and in this case, it can be used when manufacturing an inaccurate container that does not matter even if the error in winding tension is large.

여기서, 상기 이론 제어 정보는 맨드렐(110)에 감겨지는 필라멘트의 횟수, 가이드(120)의 위치, 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도의 관계 정보로 이루어지는데, 후술할 실제 제어 정보를 포함한 관계 정보는 데이터 베이스에 저장된다.Here, the theoretical control information consists of relationship information between the number of filaments wound around the mandrel 110 , the position of the guide 120 , and the rotation speed of the creel 160 or nip roller 130 , which will be described later in actual control. Relational information including information is stored in the database.

즉, 전술한 바와 같이 필라멘트 와인딩 머신(100)의 구조 변수 및 와인딩부의 동적 특성이 고정됨으로써, 와인딩 장력을 제어하기 위한 수단은 필라멘트를 공급하는 상기 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도가 된다.That is, as described above, the structural parameters of the filament winding machine 100 and the dynamic characteristics of the winding part are fixed, so that the means for controlling the winding tension is the rotation speed of the creel 160 or the nip roller 130 that supplies the filament becomes

이때, 필라멘트 와인딩 머신(100)을 통하여 맨드렐(110)의 외측에 필라멘트를 와인딩할 때, 도 4에 도시된 바와 같이 가이드(120)만이 전후 좌우로 이동할 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 가이드(120)를 포함하여 닙롤러(130), 수지 함침부(140), 가이드 롤러(150) 및 크릴(160)이 하나의 프레임에 고정 설치되어 전체가 동시에 이동할 수도 있다.At this time, when the filament is wound on the outside of the mandrel 110 through the filament winding machine 100, only the guide 120 may move forward and backward and left and right as shown in FIG. 4, as shown in FIG. The nip roller 130, the resin impregnated part 140, the guide roller 150, and the creel 160, including the guide 120, are fixedly installed in one frame, so that the whole may move at the same time.

이렇게 가이드(120) 또는 전체가 이동함에 따라 맨드렐(110)에 권취되는 필라멘트의 경로가 변경됨으로써, 와인딩 장력이 변하게 된다.As the guide 120 or the whole moves, the path of the filament wound around the mandrel 110 is changed, so that the winding tension is changed.

또한, 와인딩 공정이 진행됨에 따라 맨드렐(110)에 권취되는 필라멘트의 횟수에 따라 맨드렐(110)의 직경이 변하게 되므로 그에 따라 장력이 변하게 되며, 크릴(160)에서 풀려지는 필라멘트의 양에 따라 크릴(160)의 직경이 변하게 되므로 그에 따라 장력이 변하게 된다.In addition, as the winding process progresses, the diameter of the mandrel 110 changes according to the number of filaments wound around the mandrel 110 , so the tension changes accordingly, depending on the amount of filaments released from the creel 160 . Since the diameter of the creel 160 is changed, the tension is changed accordingly.

그래서, 상기 이론 제어 정보 추출 단계(S200)에서는 전술한 사항들을 고려한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도를 조절하여 공급되는 필라멘트의 속도를 제어함으로써, 전술한 주기적인 변화에 따라 와인딩 장력이 일정하게 유지되도록 조절할 수 있는 이론 제어 정보를 추출하게 된다.So, in the theoretical control information extraction step (S200), by controlling the speed of the supplied filament by controlling the rotation speed of the creel 160 or the nip roller 130 through computer simulation in consideration of the above-mentioned matters, the above-described periodic Theoretical control information that can be adjusted to keep the winding tension constant according to the change is extracted.

즉, 상기 이론 제어 정보 추출 단계(S200)에서는 상기 필라멘트 와인딩 머신(100)의 가이드(120)가 이동함에 따라 경로 길이가 늘어나는 만큼 크릴(160) 또는 닙롤러(130)에서 필라멘트를 더 풀어주고, 경로 길이가 줄어드는 만큼 크릴(160) 또는 닙롤러(130)에서 풀어주는 필라멘트의 양을 줄여줌으로써, 와인딩 장력을 일정하게 유지하도록 하는 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하게 된다.That is, in the theoretical control information extraction step (S200), as the guide 120 of the filament winding machine 100 moves, as the path length increases, the filament from the creel 160 or the nip roller 130 is released further, By reducing the amount of filament released from the creel 160 or the nip roller 130 as the path length is reduced, a computer simulation is performed to keep the winding tension constant.

한편, 필라멘트 와인딩 머신(100)을 구성하는 상기 닙롤러(130)는 별도의 동력을 구비하지 않고 맨드렐(110)에 의해 권취되는 필라멘트를 따라 자유롭게 회전하도록 설치할 수도 있고, 별도의 동력을 구비하여 맨드렐(110)로 공급되는 필라멘트의 양을 닙롤러(130)에서 직접 제어할 수도 있다.On the other hand, the nip roller 130 constituting the filament winding machine 100 may be installed to freely rotate along the filament wound by the mandrel 110 without a separate power, and by having a separate power The amount of filament supplied to the mandrel 110 may be directly controlled by the nip roller 130 .

여기서, 닙롤러(130)에 동력이 구비되지 않을 경우에는 상기 크릴(160)의 회전 속도를 제어하여 와인딩 장력을 조절하게 되며, 닙롤러(130)에 동력이 구비될 경우에는 크릴(160)은 닙롤러(130)의 회전 속도에 대응되도록 회전하도록 제어하고 맨드렐(110)로 공급되는 필라멘트의 속도는 닙롤러(130)의 회전 속도로 제어하게 된다.Here, when the power is not provided in the nip roller 130, the winding tension is adjusted by controlling the rotation speed of the creel 160, and when the power is provided in the nip roller 130, the creel 160 is The rotation is controlled to correspond to the rotation speed of the nip roller 130 , and the speed of the filament supplied to the mandrel 110 is controlled by the rotation speed of the nip roller 130 .

그리고, 상기 실제 제어 정보 추출 단계(S300)에서는 상기 이론 제어 정보 추출 단계(S200)에서 추출된 이론 제어 정보를 기초로하여 실제 필라멘트 와인딩 머신(100)을 동작시켜 실제 제어 정보를 추출하게 된다.And, in the actual control information extraction step (S300), the actual control information is extracted by operating the actual filament winding machine 100 based on the theoretical control information extracted in the theoretical control information extraction step (S200).

여기서, 상기 실제 제어 정보 추출 단계(S300)는 상기 필라멘트 와인딩 머신(100)에 와인딩 장력을 측정하기 위한 센싱부(미도시)가 구비되어 이론 제어 정보를 참조한 초기 장력으로 필라멘트의 장력을 설정한 후에 수행하게 되는데, 상기 실제 제어 정보 추출 단계(S300)에서는 상기 센싱부에서 측정한 와인딩 장력과 목표 와인딩 장력의 차이 값이 오차 범위를 벗어날 경우, 다음번 주기에서 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도를 설정된 수치만큼 가감속하도록 제어한다.Here, the actual control information extraction step (S300) is provided with a sensing unit (not shown) for measuring the winding tension in the filament winding machine 100, after setting the tension of the filament to the initial tension referring to the theoretical control information In the actual control information extraction step (S300), when the difference value between the winding tension measured by the sensing unit and the target winding tension is out of the error range, the creel 160 or the nip roller 130 in the next cycle. Controls the rotation speed to accelerate and decelerate by the set value.

즉, 상기 맨드렐(110)에는 여러 번 필라멘트가 감겨지게 되는데, 필라멘트가 N번째 감겨지는 N차에서 상기 센싱부를 통하여 측정된 와인딩 장력이 목표 와인딩 장력보다 클 경우에는 크릴(160) 또는 닙롤러(130)로부터 공급되는 필라멘트의 속도가 느리다는 것이므로, N+1차에서는 설정된 수치만큼 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도를 높이도록 한다.That is, the filament is wound several times on the mandrel 110. When the winding tension measured through the sensing unit in the Nth order where the filament is wound N times is greater than the target winding tension, the creel 160 or the nip roller ( Since the speed of the filament supplied from 130 is slow, in the N+1 order, the rotation speed of the creel 160 or the nip roller 130 is increased by a set value.

반대로 상기 센싱부를 통하여 측정된 와인딩 장력이 목표 와인딩 장력보다 작을 경우에는 크릴(160) 또는 닙롤러(130)로부터 공급되는 필라멘트의 속도가 빠르다는 것이므로, N+1차에서는 설정된 수치많큼 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도를 낮추도록 한다.Conversely, when the winding tension measured through the sensing unit is smaller than the target winding tension, since the speed of the filament supplied from the creel 160 or the nip roller 130 is fast, in the N+1 order, the set number is larger than the creel 160 Or to lower the rotation speed of the nip roller 130.

이러한 과정을 반복하게 되면 최종적으로는 보정된 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도에 의해 형성되는 측정된 와인딩 장력을 목표 와인딩 장력과 비교할 때, 그 차이가 오차를 벗어나지 않게 된다.When this process is repeated, when the measured winding tension formed by the rotation speed of the finally corrected creel 160 or the nip roller 130 is compared with the target winding tension, the difference does not deviate from the error.

이렇게 최종적으로 와인딩 작업을 완료한 후, 측정된 와인딩 장력이 목표 와인딩 장력의 오차 범위 이내일 경우, 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도가 기준 회전 속도가 된다.After the final winding operation is completed, when the measured winding tension is within an error range of the target winding tension, the rotation speed of the creel 160 or the nip roller 130 becomes the reference rotation speed.

이때, 이론 제어 정보의 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도와 상기 기준 회전 속도와의 차이인 조정 회전 속도를 도출하고, 실제 제어 정보 추출 단계(S300)를 진행하면서 데이터 베이스에 저장된 측정한 와인딩 장력과 목표 와인딩 장력의 차이가 오차를 벗어나는 부분에서는 상기 조정 회전 속도 정보를 근거로 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도를 보정하여 실제 제어 정보를 설정하게 된다.At this time, the adjusted rotational speed that is the difference between the rotational speed of the creel 160 or the nip roller 130 of the theoretical control information and the reference rotational speed is derived, and the actual control information extraction step (S300) stored in the database while proceeding. In the portion where the difference between the measured winding tension and the target winding tension is out of error, the actual control information is set by correcting the rotation speed of the creel 160 or the nip roller 130 based on the adjusted rotation speed information.

그래서, 상기 필라멘트 와인딩 머신 운전 단계(S400)에서는 상기 실제 제어 정보 추출 단계(S300)에서 설정된 실제 제어 정보에 의해 상기 필라멘트 와인딩 머신(100)을 운전함으로써, 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도만을 제어하여 와인딩 장력을 적절하게 제어할 수 있게 된다.So, in the filament winding machine driving step (S400), by driving the filament winding machine 100 by the actual control information set in the actual control information extraction step (S300), the creel 160 or the nip roller 130 of By controlling only the rotation speed, it becomes possible to properly control the winding tension.

한편, 상기 이론 제어 정보 및 실제 제어 정보는 맨드렐(110)에 감겨지는 필라멘트의 횟수, 가이드(120)의 위치, 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도의 관계 정보로 이루어져, 맨드렐(110)에 감겨지는 필라멘트의 횟수와 가이드(120)의 위치에 따라 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도를 제어하게 된다.On the other hand, the theoretical control information and the actual control information consists of the relationship information of the number of filaments wound on the mandrel 110, the position of the guide 120, the rotation speed of the creel 160 or the nip roller 130, the mandrel The rotation speed of the creel 160 or the nip roller 130 is controlled according to the number of filaments wound around the reel 110 and the position of the guide 120 .

여기서, 와인딩 장력을 정확하게 제어하기 위해서는 맨드렐(110)에 감겨지는 필라멘트의 횟수와 가이드(120)의 위치에 대한 정확한 감지가 필요하고 이를 위해서는 추가적인 센싱 장비가 필요할 수도 있다.Here, in order to accurately control the winding tension, it is necessary to accurately sense the number of filaments wound around the mandrel 110 and the position of the guide 120 , and for this, additional sensing equipment may be required.

그리고, 본 발명의 다른 실시 예로서 상기 이론 제어 정보 및 실제 제어 정보에는 시간 변수가 더 포함될 수 있는데, 상기 맨드렐(110)에 감겨지는 필라멘트의 횟수, 맨드렐(110)의 회전 속도, 가이드(120)의 위치, 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도가 시간에 따라 제어되도록 한다.And, as another embodiment of the present invention, the theoretical control information and the actual control information may further include a time variable, the number of filaments wound around the mandrel 110, the rotation speed of the mandrel 110, the guide ( The position of 120, the creel 160 or the rotation speed of the nip roller 130 is controlled according to time.

즉, 시간의 흐름에 따라 맨드렐(110)에 감겨지는 필라멘트의 횟수, 맨드렐(110)의 회전 속도, 가이드(120)의 위치, 크릴(160) 또는 닙롤러(130)의 회전 속도의 싱크를 맞추도록 함으로써, 별도의 센싱 장치를 구비하지 않더라도 정확한 타이밍에 정확한 제어를 수행할 수 있게 된다.That is, according to the passage of time, the number of filaments wound around the mandrel 110, the rotation speed of the mandrel 110, the position of the guide 120, and the sink of the rotation speed of the creel 160 or the nip roller 130 By adjusting , accurate control can be performed at an accurate timing even without a separate sensing device.

또한, 상기 실제 제어 정보 추출 단계(S300)를 수행하기 위한 상기 센싱부(미도시)는 필라멘트의 장력을 측정하게 되는데, 상기 필라멘트에는 일정간격으로 점이 형성되고, 상기 센싱부는 광학센서가 포함되어 필라멘트에 형성된 점의 간격을 측정할 수 있게 된다.In addition, the sensing unit (not shown) for performing the actual control information extraction step (S300) measures the tension of the filament, the filament is formed with dots at regular intervals, and the sensing unit includes an optical sensor to measure the filament. It is possible to measure the spacing of the points formed in

여기서, 상기 필라멘트의 물성은 저장된 상태이므로 필라멘트의 물성과 점들의 간격을 통하여 필라멘트의 장력을 계산할 수 있게 되므로 필라멘트 와인딩 머신(100)에 물리적인 충격을 가하지 않고도 정확하게 각 부분의 필라멘트의 장력을 측정할 수 있게 된다.Here, since the physical properties of the filament are stored, the tension of the filament can be calculated through the properties of the filament and the distance between the dots, so that the tension of the filament of each part can be accurately measured without applying a physical impact to the filament winding machine 100 . be able to

한편, 상기 실제 제어 정보 추출 단계(S300)에서 도출되는 실제 제어 정보에는 상기 센싱부를 통하여 측정한 와인딩 장력과 크릴(160)의 부하 토크와의 관계가 더 포함될 수 있다.Meanwhile, the actual control information derived in the step of extracting the actual control information ( S300 ) may further include a relationship between the winding tension measured through the sensing unit and the load torque of the creel 160 .

그래서, 별도로 와인딩 장력을 측정하지 않더라도 크릴(160)의 부하 토크를 확인함으로써, 와인딩 장력의 크기가 목표 장력에서 어느 정도 벗어나고 있는지를 모니터링 할 수 있다.Therefore, even if the winding tension is not separately measured, by checking the load torque of the creel 160, it is possible to monitor how much the magnitude of the winding tension deviates from the target tension.

이때, 상기 크릴(160)의 부하 토크를 계산하는 방법은 이미 공지된 사항이므로 별도의 설명은 생략하도록 한다.At this time, since the method of calculating the load torque of the creel 160 is already known, a separate description thereof will be omitted.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited thereto, and the scope of the present invention extends to those substantially equivalent to the embodiments of the present invention. Various modifications are possible by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains without departing from the scope of the invention.

본 발명은 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 필라멘트 와인딩 머신의 구조를 단순하게 할 뿐만 아니라 가이드부의 복잡한 상하 전후 좌우 운동, 맨드릴의 회전 운동, 구동부의 마찰손실, 가속 및 감속시의 손실 등 와인딩 장력 변화에 미치는 모든 인자를 세부적으로 고려하지 않고도 크릴부 또는 닙롤러의 회전 속도만을 조절하여 와인딩 장력을 적절하게 조절할 수 있는 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling the tension of a filament winding machine, and more particularly, to simplify the structure of the filament winding machine, as well as to simplify the structure of the filament winding machine as well as the complicated vertical, forward and backward movement of the guide part, the rotational motion of the mandrel, the friction loss of the driving part, acceleration and deceleration It relates to a tension control method of a filament winding machine that can properly adjust the winding tension by adjusting only the rotation speed of a creel part or a nip roller without considering all factors affecting the change in winding tension, such as loss of time in detail.

100 : 필라멘트 와인딩 머신 110 : 맨드렐
120 : 가이드 130 : 닙롤러
140 : 수지 함침부 150 : 가이드 롤러
160 : 크릴
S100 : 구조변수 및 동적특성 고정 단계
S200 : 이론 제어 정보 추출 단계
S300 : 실제 제어 정보 추출 단계
S400 : 필라멘트 와인딩 머신 운전 단계
100: filament winding machine 110: mandrel
120: guide 130: nip roller
140: resin impregnated part 150: guide roller
160: Krill
S100: Structural variables and dynamic characteristics fixed stage
S200: theoretical control information extraction step
S300: step of extracting actual control information
S400: Filament Winding Machine Driving Steps

Claims (8)

필라멘트 와인딩 머신의 구조 변수 및 와인딩부의 동적 특성을 고정하는 구조변수 및 동적특성 고정 단계와,
컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 와인딩 장력을 일정하게 유지하기 위한 이론 제어 정보를 추출하는 이론 제어 정보 추출 단계와,
도출된 상기 이론 제어 정보를 운전 제어 정보로 하여 필라멘트 와인딩 머신을 운전하는 필라멘트 와인딩 머신 운전 단계로 이루어지고,
상기 이론 제어 정보 추출 단계와 필라멘트 와인딩 머신 운전 단계 사이에는 실제 제어 정보 추출 단계가 더 수행되고 상기 실제 제어 정보를 운전 제어 정보로 하되, 상기 실제 제어 정보 추출 단계는 상기 이론 제어 정보 추출 단계에서 추출된 이론 제어 정보를 기초로하여 실제 필라멘트 와인딩 머신을 동작시켜 실제 제어 정보를 추출하며,
상기 실제 제어 정보 추출 단계는 센싱부에서 측정한 와인딩 장력과 목표 와인딩 장력의 차이 값이 오차 범위를 벗어날 경우, 다음번 주기에서 크릴 또는 닙롤러의 회전 속도를 설정된 수치만큼 가감속하고,
상기 실제 제어 정보 추출 단계는 측정한 와인딩 장력이 목표 와인딩 장력에서 오차 범위 내에 있을 경우 이때의 회전 속도를 기준 회전 속도로 하고,
상기 이론 제어 정보의 회전 속도와 상기 기준 회전 속도와의 차이인 조정 회전 속도를 도출하며,
측정한 와인딩 장력이 목표 와인딩 장력에서 오차 범위 밖에 있는 경우, 해당 회전 속도를 상기 조정 회전 속도 정보를 근거로 보정되게 하고 그 보정된 회전 속도를 기준 회전 속도로 정하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법.
A structure variable and dynamic property fixing step of fixing the structure variable of the filament winding machine and the dynamic property of the winding part;
A theoretical control information extraction step of extracting theoretical control information to keep the winding tension constant through computer simulation;
It consists of a filament winding machine operation step of driving the filament winding machine by using the derived theoretical control information as operation control information,
Between the theoretical control information extraction step and the filament winding machine operation step, an actual control information extraction step is further performed, and the actual control information is used as the operation control information, wherein the actual control information extraction step is extracted in the theoretical control information extraction step. Based on the theoretical control information, the actual filament winding machine is operated to extract the actual control information,
In the step of extracting the actual control information, when the difference value between the winding tension measured by the sensing unit and the target winding tension is out of the error range, the rotation speed of the creel or nip roller is accelerated and decelerated by a set value in the next cycle,
In the step of extracting the actual control information, if the measured winding tension is within an error range from the target winding tension, the rotational speed at this time is used as the reference rotational speed,
Deriving an adjusted rotation speed that is a difference between the rotation speed of the theoretical control information and the reference rotation speed,
When the measured winding tension is outside the error range from the target winding tension, the rotation speed is corrected based on the adjusted rotation speed information, and the corrected rotation speed is set as the reference rotation speed. control method.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 이론 제어 정보 및 실제 제어 정보는 맨드렐에 감겨지는 필라멘트의 횟수와,
가이드의 위치와,
크릴 또는 닙롤러의 회전 속도의 관계 정보인 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법.
According to claim 1,
The theoretical control information and the actual control information is the number of filaments wound on the mandrel,
the location of the guide,
Tension control method of a filament winding machine, characterized in that the relationship information between the rotation speed of the creel or nip roller.
삭제delete 삭제delete 제3항에 있어서,
상기 이론 제어 정보 및 실제 제어 정보에는 시간 변수가 더 포함되되,
맨드렐에 감겨지는 필라멘트의 횟수, 맨드렐의 회전 속도, 가이드의 위치, 크릴 또는 닙롤러의 회전 속도가 시간에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법.
4. The method of claim 3,
The theoretical control information and the actual control information further include a time variable,
A method for controlling tension of a filament winding machine, characterized in that the number of filaments wound on the mandrel, the rotational speed of the mandrel, the position of the guide, and the rotational speed of the creel or nip roller are controlled with time.
제1항에 있어서,
상기 센싱부는 상기 필라멘트에 일정간격으로 형성되는 점을 광학센서를 통하여 측정하여 점간의 간격과 필라멘트의 물성을 고려하여 장력을 계산하는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법.
According to claim 1,
The sensing unit measures the points formed at regular intervals on the filament through an optical sensor, and calculates the tension in consideration of the distance between the points and the properties of the filament.
제1항에 있어서,
상기 실제 제어 정보에는 상기 센싱부를 통하여 측정한 와인딩 장력과 크릴의 부하 토크와의 관계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 머신의 장력 제어 방법.
According to claim 1,
The actual control information, the tension control method of the filament winding machine, characterized in that it further includes a relationship between the winding tension measured through the sensing unit and the load torque of the creel.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100239808B1 (en) * 1990-09-28 2000-01-15 이데이 노부유끼 Method and apparatus for measuring tension
JP2001260240A (en) 2000-03-16 2001-09-25 Mitsubishi Rayon Co Ltd Filament winding machine for molding composite product of fiber-reinforced resin
KR200289888Y1 (en) * 2002-07-02 2002-09-19 오재윤 Tension control device of filament winding machine
KR20040003229A (en) * 2002-07-02 2004-01-13 오재윤 Tension control device of filament winding machine
KR101203162B1 (en) * 2012-03-20 2012-11-21 한국기계연구원 Method of controlling roll-to-roll printing process using adaptive simulation
JP2013049069A (en) * 2011-08-30 2013-03-14 Jfe Steel Corp Take-up control device and take-up control method
KR20150096500A (en) * 2012-12-21 2015-08-24 에스엠에스 그룹 게엠베하 Method and device for winding a metal strip

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100239808B1 (en) * 1990-09-28 2000-01-15 이데이 노부유끼 Method and apparatus for measuring tension
JP2001260240A (en) 2000-03-16 2001-09-25 Mitsubishi Rayon Co Ltd Filament winding machine for molding composite product of fiber-reinforced resin
KR200289888Y1 (en) * 2002-07-02 2002-09-19 오재윤 Tension control device of filament winding machine
KR20040003229A (en) * 2002-07-02 2004-01-13 오재윤 Tension control device of filament winding machine
JP2013049069A (en) * 2011-08-30 2013-03-14 Jfe Steel Corp Take-up control device and take-up control method
KR101203162B1 (en) * 2012-03-20 2012-11-21 한국기계연구원 Method of controlling roll-to-roll printing process using adaptive simulation
KR20150096500A (en) * 2012-12-21 2015-08-24 에스엠에스 그룹 게엠베하 Method and device for winding a metal strip

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