KR20040105196A

KR20040105196A - 선재 권취장치

Info

Publication number: KR20040105196A
Application number: KR1020030036503A
Authority: KR
Inventors: 유조석
Original assignee: 유조석
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-12-14

Abstract

본 발명은 권취드럼에 향하는 선재의 각도를 검출하여 라인변화를 보정하도록 함으로써 향상 선재가 권취드럼에 수직으로 향하도록 하여 균일하게 권취되도록 하는 선재 권취장치를 제공한다.

상기 목적을 위하여 본 발명에는 모터회전에 의하여 선재가 권취되는 권취드럼; 상기 선재를 상기 권취드럼내에 장착되는 보빈의 횡폭을 따라서 왕복 권취하며, 권취시 각도검출수단에 의하여 배출되는 선재와 상기 보빈의 횡폭축이 이루는 각도를 검출하는 트래버스; 상기 각도검출수단에 의하여 검출된 각도와 기설정된 각도를 비교하여 상기 트래버스의 이동속도를 가감하는 제어수단이 구비된다.

Description

선재 권취장치 {apparatus for winding wire}

본 발명은 선재를 권취드럼에 균일하게 권취할 수 있도록 하는 권취장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 권취드럼으로 향하는 선재의 각도를 검출하여 라인변화를 보정하도록 함으로써 향상 선재가 권취드럼에 수직으로 향하도록 하여 균일하게 권취되도록 하는 선재 권취장치에 관한 것이다.

종래에 선재를 권취드럼에 균일하게 권취하기 위해서는 선재를 위치를 조정하는 트래버스는 일정위치에 고정되어지고, 트래버스에 대하여 권취드럼이 횡으로왕복운동을 함으로써 일정폭의 권취드럼에 선재를 권취하였다. 그러나, 이러한 권취장치에서는 양쪽 드럼단의 프랜지에서 드럼의 무게와 드럼에 권취된 선재의 무게에 의하여 관성이 작용하게 되어 정확한 제어가 이루어지지 못하고, 한 라인에 두가닥의 선재가 중복 권취되는 등의 라인변화가 발생하게 되어 불규칙하게 권취되는 문제점이 존재하였으며, 특히 권취되는 선재가 4각형상인 경우에는 라인 변화가 더욱 심화되어 이러한 불균일 현상이 매우 크게 발생되었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 드럼은 일정위치에서 회전하도록 하고, 상대적으로 관성이 작은 트래버스를 정확히 제어함으로써 항상 드럼에 선재가 수직으로 권취되도록 하여 균일한 권취를 달성하도록 하는 선재 권취장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 트레버스로부터 배출되는 선재와 드럼에 장착된 보빈의 횡폭축이 이루는 각을 검출하여 이에 대한 보정을 신속히 하도록 함으로써 균일한 권취를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 전체사시도이다.

도 2는 선재가 통과하는 과정을 설명하기 위한 모식도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 제어동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에서 각도감지수단을 설명하기 위한 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에서 각도 보정을 설명하기 위한 모식도이다.

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 모터회전에 의하여 선재가 권취되는 권취드럼; 상기 선재를 상기 권취드럼내에 장착되는 보빈의 횡폭을 따라서 왕복 권취하며, 권취시 각도검출수단에 의하여 배출되는 선재와 상기 보빈의 횡폭축이 이루는 각도를 검출하는 트래버스; 상기 각도검출수단에 의하여 검출된 각도와 기설정된 각도를 비교하여 상기 트래버스의 이동속도를 가감하는 제어수단을 포함하는 것이다.

또한, 본 발명에서 상기 트래버스는 스핀들 나사홈이 형성된 회전축이 구비된 트래버스 구동모터; 상기 구동모터의 정역회전에 의하여 회전축을 따라 왕복운동을 하는 가동기어박스; 일단부가 상기 가동기어박스에 고정되어 회전축과 평행으로 배치되어 상기 가동기어박스의 이동에 의하여 이동되며, 타단부에 트래버스 몸체가 장착된 가동봉; 및 상기 트래버스 몸체에 설치된 가이드 롤러 및 각도감지수단을 포함하며, 상기 각도감지수단은 상기 트래버스 몸체에 회전지지되는 회전축을 중심으로 회전되며, 선단부에 수직으로 설치되는 두 개의 핀롤러들이 설치되는 회전암; 상기 회전암과 일체로 회전되는 회전축의 회전변위를 검출하기 위한 각변위센서로 이루어지며, 상기 핀롤러들 사이를 통과하는 선재에 의하여 상기 보빈의 횡폭축과 상기 선재가 수직이 아닐 때 상기 회전축의 회전변위를 발생시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 각도감지수단으로부터 입력되는 편차각을 보정하기 위하여 상기 트레버스의 이동속도를 산출하기 위한 보정속도산출부; 상기 보정속도산출부에 의하여 입력되는 데이터에 의하여 상기 트레버스를 구동시키는 모터의 회전속도를 가감하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 전체사시도이고, 도 2는 선재가 통과하는 과정을 설명하기 위한 모식도이다.

배출부(10)는 권취부(40)에 권취될 선재를 공급하며, 선재가 권취된 배출드럼(11)과 배출드럼(11)을 회전시키는 모터(12)로 이루어지며, 배출부(10)와 권취부(40)에는 장력조절부(20)가 배치되어 배출부(10)로부터 배출되는 선재의 장력을 일정하게 조정한다. 이때, 장력조절부(20)는 두 개의 장력조절드럼(22), (23)과 이들 사이에 연결되어 장력조절드럼(22), (23)에 권취된 선재의 장력에 의하여 길이가 조절되는 유압로드(21)로 이루어지며, 선재의 장력이 강한 경우에는 유압로드(21)의 길이가 줄어들어 장력조절드럼(22), (23)들간의 간격을 줄여주고, 선재의 장력이 약한 경우 유랍로드(21)의 길이를 늘려 장력조절드럼(22), (23)들간의 간격을 늘려줌으로써 일정장력을 유지하도록 한다. 장력조절부(20)로부터 배출되는 선재는 선재를 복수회 권취하여 균일장력으로 배출하기 위한 보조드럼(24), (25)과 보조드럼(25)으로부터 배출된 선재를 휨없이 배출하기 위한 휨 교정 가이드롤러들(26), (27)로 이루어진다. 이때, 선재가 4각형상인 경우에는 상하, 양측면의 휨 현상을 교정하여야 하기 때문에 휨 교정가이드롤러는 종방향으로 배치된 종가이드롤러(26)와 횡방향으로 배치된 횡가이드롤러(27)로 이루어진다. 횡가이드롤러(27)를 통과한 선재는 길이측정용 롤러(28)를 통과하여 트래버스(30)의 가이드 롤러(34)들을 통과하여 트래버스(30)에 대하여 회전이동하는 회전암(35)상에 설치된 핀롤러(36), (37)사이를 통과하여 권취부(40)의 권취드럼(42)에 탑재된 권취보빈에 균일하게 감기게 된다.

트래버스(30)는 스핀들 나사홈이 형성된 회전축이 구비된 트래버스 구동모터(31)와 모터(31)의 정역회전에 의하여 회전축을 따라 왕복운동을 하는 가동기어박스(33)와, 일단부가 가동기어박스(33)에 고정되어 회전축과 평행으로 배치되어 가동기어박스(33)의 이동에 의하여 이동되며, 타단부에 트래버스 몸체(38)가 장착된 가동봉(32) 및 트래버스 몸체(38)에 설치된 다수의 가이드 롤러(34) 및 각도감지수단으로 이루어진다.

또한, 권취부(40)에는 권취보빈이 장착되는 권취드럼(42)이 배치되고, 권취드럼(42)은 권취모터(41)에 의하여 구동, 회전되게 되며 권취모터(41)는 선재의 장력에 의하여 속도가 가변되는 토오크 모터가 사용된다. 또한, 배출드럼(11), 권취드럼(40), 장력조절드럼(22), (23), 보조드럼(24), (25), 및 가이드 롤러들은 동일선속을 유지하도록 제어된다.

일실시예의 장치는 제어부(50)에 의하여 제어대상이 동작된다. 제어부(50)에는 권취길이, 선재가 권취되는 권취드럼(42)에 장착되는 보빈의 횡방향 피치, 권취길이를 비롯한 권취에 필요한 기초자료를 입력하는 입력부(51), 초기상태에서 선재가 드럼 및 가이드 롤러에 정확히 권취되어져 있는가를 판별하고, 선재가 절단되거나 더 이상 배출부(10)로부터 선재공급이 이루어지지 않는 경우를 감지하기 위하여 선재의 이동경로를 통하여 배치되어 선재의 존재유무를 감지하기 위한 권취감지센서(52)와, 배출드럼 구동모터(12), 장력조절드럼(22), (23), 보조드럼(24), (25) 및 가이드 롤러들을 구동시키기 위한 모터들을 동작시키기 위한 드럼 및 롤러 구동부(53), 제어부(50)의 운용프로그램이 저장되는 롬(54), 일시적인 데이터가 저장되는 램(55), 길이측정용 롤러(28)로부터 신호를 받아 총 권취길이를 산출하는 권취길이 계산부(56), 각도검출센서(59)로부터 전기적 신호를 공급받아 각도에 대한 데이터를 산출하는 각도입력부(58), 각도입력부(58)로부터 입력되는 각도와 설정된 각도를 비교하여 차이가 나는 경우에 차이를 보정하기 위하여 트래버스 구동모터의 회전속도를 산출하는 보정속도 산출부(60)와, 입력데이터와 장치의 상태를 화면에 표시하기 위한 표시수단인 모니터(61)가 연결된다.

트래버스 몸체(38)의 선단에는 지면에 수평으로 수평대(381)가 형성되며, 수평대(381)의 상부면에는 수평대(381)에 회전지지되는 회전축을 중심으로 회전되며, 선단부에 수직으로 설치되는 두 개의 핀롤러(36), (37)들이 설치되는 회전암(35)이 설치된다. 회전암(35)은 수평대(381)에 접촉되어 회전하는 수평부와 수평부로 상향절곡되는 수직부(382), (383)로 이루어지되, 수직부는 수평부로부터 절개되어 2개의 편으로 분할되며, 분할된 각각의 수직부(382), (383)에는 핀롤러(36), (37)가 설치되고, 핀롤러(36), (37)들 사이에 트래버스 몸체(38)의 선단의 가이드롤러(34)를 통과한 선재가 통과하게 된다. 또한, 회전암(35)의 회전축은 수평대(381)의 하부면을 관통하여, 수평대(381)의 하부에 설치된 각도검출센서(384) 내부에 수납되어 회전축의 회전에 의한 회전각도가 각도검출센서(384)에 의하여 검출된다. 이때, 각도검출센서(384)는 회전축의 회전량에 따라서 슬릿의 통과하는 광을 검출하는 인코딩방식의 광학식 검출계, 회전량에 의하여 자기장의 변화를 검출하는 국내공개특허공보 특2002-0025708과 같은 자기장방식의 검출계, 회전량에 의하여 저항값이 변화함으로 회전값을 산출하는 가변저항식 검출계등 다양하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 동작과정을 설명하기로 한다.

우선 배출드럼(11)으로부터 선재의 선단을 풀어 장력조절드럼(22), (23), 보조드럼(24), (25), 가이드롤러(26), (27), 길이측정용 롤러(28), 가이드롤러(34), 핀롤러(36), (37)들을 통과시켜 권취드럼(42)의 보빈에 고정시키고, 권취길이, 권취횡폭들에 대한 입력조건들을 입력부(51)에 입력하고, 권취동작을 시작하면, 제어부(50)에서는 드럼 및 롤러 구동부(53)로 하여금 모터들을 구동시켜 드럼 및 가이드 롤러들을 회전시켜 배출드럼(11)에 감긴 선재를 권취드럼(42)에 장착된 보빈에 권취하도록 한다. 이때, 트래버스(30)의 핀롤러들(36), (37)을 통과한 선재는 보빈에 수직으로 감기게되고, 트래버스 몸체(38)가 등속도로 권취드럼(42)의 횡방향을 따라서 입력된 폭을 반복 이동함에 따라서 균일하게 권취된다.

트래버스의 몸체(38)가 a방향으로 이동되고 있는 중에 트래버스의 몸체에 장착된 가이드 롤러(34)를 통과한 선재가 핀롤러들(36), (37) 사이를 통과하여 권취드럼(42)의 보빈(43)에 감기고 있다. 이때, 보빈(43)에 선재가 상호 중첩되는 라인변화없이 균일하게 권취되기 위해서는 보빈(43) 폭방향축(X)과 선재가 이루는 각이 90°로 이루어져야 한다. 도4의 ② 의 상태는 이러한 정상상태를 도시한 것이다. 이러한 정상상태에서 장력등의 변화로 인하여 트래버스 몸체(38)의 이동속도와 권취드럼(42)의 권취속도에 불일치가 된다면 속도차가 발생하게 되어 회전암(35)가수평대(381)에 대하여 회전을 하게 되고, 회전암(35)과 함께 회전하는 회전축(39) 또한 회전변위를 발생시킨다. 회전축(39)이 회전변위를 발생시키면, 각도검출센서(384)에 의하여 회전변위량이 검출되게 된다. 도 4의 ①의 상태는 트래버스 몸체(38)의 이동속도가 상대적으로 빠르게 되어 선재와 보빈의 폭방향축(X)이 각α의 편차각이 발생한 경우로 이 편차각이 보정속도 산출부(60)에 입력되면 트래버스 구동모터(31)의 회전속도를 감속시켜 편차각의 크기를 줄이도록 한다. 이때, 편차각의 크기와 회전속도의 변화크기는 비례하도록 설정된다. 또한, 도 4의 ③의 상태는 트래버스 몸체(38)가 권취속도에 비하여 느린 경우를 도시하는 것으로 편차각β가 발생된 경우를 도시한다. 이러한 경우에 트래버스 구동모터(31)의 회전속도를 증가시켜 편차각β의 크기를 감소시키도록 한다.

이와 같은 편차각 보정에 의하여 선재가 이루는 선과 보빈의 횡폭축이 90°를 유지하며 권취를 진행하는 중에 입력부에 의하여 입력된 횡폭길이에 도달하게 되면 제어부(50)는 트래버스 구동모터(31)의 회전방향을 역회전시켜 a의 반대방향으로 트래버스 몸체(38)를 이동시키고 이러한 과정을 반복하여 트래버스 몸체(38)를 반복왕복운동시킴으로써 권취보빈에 선재를 한층한층 권취시킨다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상기의 목적과 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 라인변화에 대한 제어가 엄밀하게 요청되는 선재권취를 위하여, 특히 4각선재를 권취하기 위하여 선재와 권취드럼의 보빈의 횡폭축이 이루는 각도를 산출하여 이 산출된 각도에 따라서 트래버스를 이동시킴으로써 속응성있게 보정함으로써 균일한 권취를 이룰 수 있도록 한다.

Claims

모터회전에 의하여 선재가 권취되는 권취드럼;

상기 선재를 상기 권취드럼내에 장착되는 보빈의 횡폭을 따라서 왕복 권취하며, 권취시 각도검출수단에 의하여 배출되는 선재와 상기 보빈의 횡폭축이 이루는 각도를 검출하는 트래버스;

상기 각도검출수단에 의하여 검출된 각도와 기설정된 각도를 비교하여 상기 트래버스의 이동속도를 가감하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 선재권취장치.
제 1 항에 있어서, 상기 트래버스는 스핀들 나사홈이 형성된 회전축이 구비된 트래버스 구동모터; 상기 구동모터의 정역회전에 의하여 회전축을 따라 왕복운동을 하는 가동기어박스; 일단부가 상기 가동기어박스에 고정되어 회전축과 평행으로 배치되어 상기 가동기어박스의 이동에 의하여 이동되며, 타단부에 트래버스 몸체가 장착된 가동봉; 및 상기 트래버스 몸체에 설치된 가이드 롤러 및 각도감지수단을 포함하며,

상기 각도감지수단은

상기 트래버스 몸체에 회전지지되는 회전축을 중심으로 회전되며, 선단부에 수직으로 설치되는 두 개의 핀롤러들이 설치되는 회전암;

상기 회전암과 일체로 회전되는 회전축의 회전변위를 검출하기 위한 각변위센서로 이루어지며, 상기 핀롤러들 사이를 통과하는 선재에 의하여 상기 보빈의 횡폭축과 상기 선재가 수직이 아닐 때 상기 회전축의 회전변위를 발생시키는 것을 특징으로 하는 선재권취장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은

상기 각도감지수단으로부터 입력되는 편차각을 보정하기 위하여 상기 트레버스의 이동속도를 산출하기 위한 보정속도산출부;

상기 보정속도산출부에 의하여 입력되는 데이터에 의하여 상기 트레버스를 구동시키는 모터의 회전속도를 가감하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선재권취장치.