KR20110062565A - Installation for controlling winding based on detecting edge line - Google Patents
Installation for controlling winding based on detecting edge line Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110062565A KR20110062565A KR1020090119329A KR20090119329A KR20110062565A KR 20110062565 A KR20110062565 A KR 20110062565A KR 1020090119329 A KR1020090119329 A KR 1020090119329A KR 20090119329 A KR20090119329 A KR 20090119329A KR 20110062565 A KR20110062565 A KR 20110062565A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- winding
- sensor
- fabric
- motor
- control
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H18/00—Winding webs
- B65H18/08—Web-winding mechanisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H26/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms
- B65H26/06—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms responsive to predetermined lengths of webs
- B65H26/063—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms responsive to predetermined lengths of webs responsive to detection of the trailing edge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
- B65H2301/40—Type of handling process
- B65H2301/41—Winding, unwinding
- B65H2301/413—Supporting web roll
- B65H2301/4135—Movable supporting means
- B65H2301/41352—Movable supporting means moving on linear path (including linear slot arrangement)
- B65H2301/413523—Movable supporting means moving on linear path (including linear slot arrangement) reciprocrating supporting means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2551/00—Means for control to be used by operator; User interfaces
- B65H2551/10—Command input means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2551/00—Means for control to be used by operator; User interfaces
- B65H2551/20—Display means; Information output means
- B65H2551/21—Monitors; Displays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2553/00—Sensing or detecting means
- B65H2553/30—Sensing or detecting means using acoustic or ultrasonic elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2553/00—Sensing or detecting means
- B65H2553/40—Sensing or detecting means using optical, e.g. photographic, elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2557/00—Means for control not provided for in groups B65H2551/00 - B65H2555/00
- B65H2557/20—Calculating means; Controlling methods
- B65H2557/264—Calculating means; Controlling methods with key characteristics based on closed loop control
- B65H2557/2644—Calculating means; Controlling methods with key characteristics based on closed loop control characterised by PID control
Abstract
Description
본 발명은 와인딩(Winding) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 페이퍼, 테이프, 원단 등의 끝선 또는 인쇄선을 광센서 또는 초음파 센서로 검출하고, 검출 결과에 대한 비례적분 또는 비례미적분 연산을 기반으로 와인딩 제어를 수행할 수 있는 끝선 검출 제어 기반의 와인딩 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a winding device, and more particularly, to detect an end line or a printing line such as paper, tape, fabric, etc. with an optical sensor or an ultrasonic sensor, and based on a proportional integral or proportional calculus calculation for a detection result. The present invention relates to a winding apparatus based on end-line detection control capable of performing winding control.
일반적으로 와인딩 장치는 진행하는 원단 또는 페이퍼, 테이프 등의 가장자리를 균등하게 조절하여 권취시키는 장치로써, 이는 도 1에서 보는 바와 같이 베이스(10) 상에서 유압실린더(51)의 힘으로 좌우 이동할 수 있도록 설치되는 원단재치대(20)와, 상기 원단재치대에 재치된 원단롤러(21)로 감기는 원단의 폭방향 끝단 위치를 감지하기 위한 가변검출기(30)와, 상기 가변검출기(30) 및 상기 유압실린더(51)용 유압제어기구(50)와 연결되어 각각의 신호를 주고 받는 컨트롤 유니트(40)를 포함한다.In general, the winding device is a device that winds by uniformly adjusting the edge of the fabric or paper, tape, and the like, which is installed to move left and right by the force of the
여기서 상기 가변검출기(30)는 원단재치대(20)의 위치와 다른 별도의 장소에 원격제어 상태로 설치된다. 즉, 가변검출기(30)는 상기 전용 재치대(61) 상에 고정하여 원단 끝단을 검출하도록 하되, 상기 재치대(61)는 지지부재(62)에 고정하고, 상기 지지부재(62)는 상기 컨트롤 유니트(40)에 의해 원격제어되는 구동수단(60)에 의해 전, 후 이동되도록 하는 것이다.Wherein the variable detector 30 is installed in a remote control state in a separate place different from the position of the far end 20. That is, the variable detector 30 is fixed on the
또한, 상기 구동수단(60)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 지지부재(62)의 하단에 암나사(63)를 마련하고, 슬라이딩 가이드(64)를 마련하여 그 위에서 상기 지지부재(62)가 전후 이동될 수 있도록 한다. 이 슬라이딩 가이드(64)의 속에는 그 길이 방향으로 리드스크류(65)를 설치하여 모터(66)로써 구동되도록 함으로써 상기 암나사(63)를 가진 지지부재(62)가 전후 이동될 수 있도록 한다. 따라서, 종래 와인딩장치는 원단이 원단재치대(20)의 원단롤러(21)로 감기기 위해서 통과될 때, 상기 가변검출기(30)로써 끝단의 위치를 검출하고, 그 검출된 정보를 컨트롤 유니트(40)에 보낸다.In addition, the driving means 60 is provided with a
컨트롤 유니트(40)는 상기 가변검출기(30)에서 검출된 값을 본래의 설정 값과 비교하여 그 원단의 끝단을 이동시킬 필요가 있을 때는 원단재치대(20)용 유압제어기구(50)는 물론 구동수단(60)에도 신호를 보내어 같이 움직일 수 있게 한다. 즉, 유압제어기구(50)에 신호를 보내어 유압실린더(51)를 작동시키면 베이스(10)상의 원단재치대(20)가 이동하여 풀리는 원단의 끝단이 변경되며, 이와 동시에 따로 떨어져 있는 가변검출기(30)도 구동수단(60)의 모터(66)가 회전함에 따라 리드 스크류(65)가 구동되고, 그 리드스크류(65)에 암나사(63)로 연결된 지지부재(62)도 이동하기 때문에 이 지지부재(62)의 재치대(61)에 고정된 가변검출기(30)도 원단재 치대(20)와 동일하게 움직인다.The control unit 40 compares the value detected by the variable detector 30 with the original set value and when it is necessary to move the end of the far end, as well as the
따라서, 전술된 종래의 와인딩 장치는 가변검출기(30)의 끝단 검출결과에 근거하여 원단의 끝단을 적절한 위치로 보정하기 때문에, 가변 검출기(30)의 검출 값의 신뢰성과 정확성이 매우 주요하게 된다. 그러나, 상기한 가변 검출기(30)는 단순히 광센서에 의한 원단의 끝단을 검출하기 때문에, 광센서의 설치 위치에 따른 오차값이 발생하여 시스템의 안정성이 훼손되는 문제가 있다. 예컨대, 광센서를 지지하는 지지부재의 진동에 의해 가변검출기(30)의 검출 결과에 오류가 발생될 수 있으며, 더욱이 이러한 종래의 와인딩 장치에서는 유압실린더(51)의 응답속도가 늦어 페이퍼나 테이프와 같이 권취 속도가 높은 장치에서는 적용되지 못하는 문제가 발생되고 있다.Therefore, since the above-described conventional winding device corrects the end of the far end to an appropriate position based on the end detection result of the variable detector 30, the reliability and accuracy of the detection value of the variable detector 30 become very important. However, since the variable detector 30 simply detects the end of the far end by the optical sensor, an error value is generated according to the installation position of the optical sensor, thereby deteriorating the stability of the system. For example, an error may occur in the detection result of the variable detector 30 due to the vibration of the support member for supporting the optical sensor. Moreover, in such a conventional winding apparatus, the response speed of the
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 모터제어에 의한 원단 재치대를 이송 제어하여 응답속도를 높임에 따라, 원단 롤러의 고속회전 시에도 원단의 권취 보정이 가능한 끝선 검출 제어 기반의 와인딩 장치를 제공함에 있다.The present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the responsiveness of the fabric mounting table by the motor control to increase the response speed, so that the winding correction of the fabric can be performed even at a high speed rotation of the fabric roller. It is to provide a winding device based on the end detection detection control.
본 발명의 다른 목적은, 원단 재치대의 이송제어를 위한 원단의 끝선 검출 시, 센서의 비례적분 및 비례 미적분 방식을 적용함에 따라 원단의 유동시에도 센서의 검출 값에 대한 보정이 이루어져 시스템의 안정성을 확보할 수 있는 끝선 검 출 제어 기반의 와인딩 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention, when detecting the end of the fabric for the feed control of the fabric mounting base, by applying the proportional integral and proportional calculus of the sensor, correction of the detection value of the sensor even during the flow of the fabric is made to improve the stability of the system It is to provide a winding device based on end detection control that can be secured.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 끝선 검출 제어 기반의 와인딩 장치는, 원단의 끝단 또는 인쇄선을 검출하고, 이를 기반으로 원단을 권취하기 위한 와인딩 장치에 있어서, 상기 원단을 권취하기 위한 원단 재치대; 상기 원단 재치대의 유동 제어를 수행하는 구동 엑츄에이터; 상기 원단의 끝단 또는 인쇄선에 대한 변위량을 검출하고 그 결과를 전기적 신호로 출력하는 끝단 검출센서; 및 상기 끝단 검출센서의 출력신호에 근거하여, 원단 끝단의 변위량을 비례적분(PI) 또는 비례미적분(PID)을 수행한 후, 상기 원단 재치대의 유동량을 산출하고, 산출 결과에 따라 상기 구동 엑츄에이터를 제어하는 컨트롤러로 이루어진 것을 특징으로 한다.Winding device based on the end line detection control according to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the winding device for winding the end of the fabric or the printed line, based on this, for winding the fabric Fabric mounting table; A drive actuator for performing flow control of the far end table; An end detection sensor for detecting an amount of displacement with respect to the end or the printed line of the far end and outputting the result as an electrical signal; And performing a proportional integral (PI) or a proportional calculus (PID) on the displacement amount of the distal end of the distal end based on the output signal of the end detection sensor, and calculates the flow amount of the distal end of the distal end, and drives the actuator according to the calculation result. Characterized in that consisting of a controller for controlling.
또한, 상기 컨트롤러는 권취롤러를 회전 구동시키는 제1 디씨모터 및 상기 구동 엑츄에이터를 동작시키는 제2 디씨모터를 PWM 방식에 따라 회전 제어를 수행하는 모터 컨트롤러; 상기 구동 엑츄에이터의 동작에 따라 유동암의 포지션을 검출하는 리미트 센서 및 상기 원단의 끝단을 검출하는 끝단 검출센서로부터 검출된 신호를 정격화된 신호로 변환하여 입력하고, 제어명령 출력에 근거하여 상기 제1 디씨모터의 회전 속도를 가변시키는 디코더로 속도정보를 제공하는 센서 인터페이스; 및 상기 끝단 검출센서의 검출신호의 오차와 오차의 차분에 의한 원단의 권취상태를 결정하고, 각 상태별 비례-적분(PI) 또는(및) 비례-미적분(PID) 이득을 퍼지 소 속 함수의 등급에 따라 결정하여 그 연산 결과를 PWM duty 비율로 치환한 후, 치환 결과에 따른 PWM 듀티 비율에 근거하여 상기 제1 디씨모터의 회전속도를 결정하고, 상기 제2 디씨모터로 권취롤러의 위치결정을 지시하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 한다.The controller may include a motor controller configured to perform rotation control of a first DC motor for rotating the winding roller and a second DC motor for operating the driving actuator according to a PWM method; In response to the operation of the drive actuator, the signal detected by the limit sensor for detecting the position of the flow arm and the end detection sensor for detecting the end of the distal end is converted into a rated signal and inputted, and based on the control command output, A sensor interface for providing speed information to a decoder for changing a rotation speed of a DC motor; And determine the winding state of the far-end due to the difference between the error and the error of the detection signal of the end detection sensor, and calculate the proportional-integral (PI) or proportional-integral (PID) gain for each state of the fuzzy belonging function. Determine the rotational speed of the first DC motor based on the PWM duty ratio according to the substitution result, and determine the rotational speed of the take-up roller with the second DC motor. Characterized in that it comprises a control unit for indicating.
본 발명에서 제시되는 끝선 검출 제어 기반의 와인딩 장치는, 광센서 또는 초음파 센서의 검출 결과를 비례적분(PI), 비례미적분(PID) 처리하고 이를 토대로 모터제어 기반의 원단 재치대를 이송 제어토록 함으로써, 원단 끝선 검출의 신뢰성을 높일 뿐만 아니라, 원단 재치대의 이송 제어속도를 높일 수 있어 고속 회전의 권취가 가능한 효과가 있다. 또한 이로 인해, 산업 설비의 안정성과 제품 생산의 효율성을 높이는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 시스템 운용 과정에서 센서의 진동이 보정되어 시스템의 완성도를 향상시키는 효과가 있다.Winding device based on the end detection detection control proposed in the present invention, by processing the detection result of the optical sensor or the ultrasonic sensor proportional integral (PI), proportional calculus (PID) and based on this to control the far-end mounting table based on the motor control In addition, it is possible to increase the reliability of the far end of the line detection, as well as to increase the feed control speed of the far end, and thus the winding of the high speed rotation can be performed. This also has the effect of increasing the stability of industrial equipment and the efficiency of product production. In addition, the present invention has the effect of improving the completeness of the system by correcting the vibration of the sensor in the system operation process.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시 예로 나타낸 끝선 검출 제어 기반의 와인딩 장치를 나타낸 구성도이다. 먼저, 본 발명에서 제시되는 원단은 천(Cloth)을 포함하여, 페이퍼, 테이프 등과 같이 롤 상으로 권취되는 평판구조의 플렉시블한 재질을 나타낸 다. 따라서, 본 발명에서 기술되는 원단은 단순히 천(Cloth)에 한정되지 않음은 당연할 것이다.3 is a block diagram showing a winding apparatus based on the end line detection control according to an embodiment of the present invention. First, the fabric presented in the present invention includes a cloth (Cloth), it shows a flexible material of a flat structure wound on a roll, such as paper, tape. Therefore, it will be apparent that the fabric described in the present invention is not merely limited to cloth.
먼저, 도시된 바와 같이 와인딩 장치(300)는 설정된 용량의 원단(321)을 권취하기 위한 원단 재치대(301)와, 상기 원단 재치대(301)의 유동 제어를 수행하는 구동 엑츄에이터(303)와, 상기 원단(321)의 끝단 변위량을 검출하고 그 결과를 전기적 신호로 출력하는 끝단 검출센서(307)와, 상기 끝단 검출센서(307)의 출력신호에 근거하여, 원단 끝단의 변위량을 비례적분(PI) 또는 비례미적분(PID)한 후, 상기 원단 재치대(301)의 유동량을 산출하고, 산출 결과에 따라 상기 구동 엑츄에이터(303)를 제어하는 컨트롤러(305)로 이루어진다.First, as shown, the winding device 300 includes a fabric mounting table 301 for winding up the fabric 321 having a set capacity, a driving actuator 303 for performing flow control of the fabric mounting table 301, and Based on the output signal of the
여기서, 상기 원단 재치대(301)는 상기 원단(321)을 소정량 권취하기 위한 권취롤러(309), 상기 권취롤러(309)의 회전 구동을 위한 디씨모터(미도시함) 및 상기 권취롤러(309)의 전단부에서 상기 원단(321)의 권취를 안내하는 가이드 롤러(317)를 지지하는 재치대(311), 상기 재치대(311)의 하단부로 고정 설치되는 슬라이드 베어링(313)으로 이루어진다. 또한, 상기 재치대(311) 및 구동 엑츄에이터(303)는 소정 형상의 베이스 패널(315) 상으로 장착되며, 상기 재치대(311)의 슬라이드 베어링(313)은 베이스 패널(315)의 고정 베어링(319)과 대향되도록 설치된다. 그리고, 상기 재치대(311)는 구동 엑츄에이터(303)의 유동암(323)과 체결되어, 구동 엑츄에이터(303)의 직선 운동에 대응하여, 상기 재치대(311)가 유동 제어된다.Here, the fabric mounting table 301 is a winding roller 309 for winding a predetermined amount of the fabric 321, a DC motor (not shown) and the winding roller (for rotation driving of the winding roller 309). It consists of a mounting table 311 for supporting the guide roller 317 for guiding the winding of the fabric (321) at the front end of the 309, the slide bearing 313 is fixed to the lower end of the mounting table (311). In addition, the mounting table 311 and the driving actuator 303 are mounted on the base panel 315 of a predetermined shape, the slide bearing 313 of the mounting table 311 is a fixed bearing ( 319). The mounting table 311 is engaged with the flow arm 323 of the driving actuator 303, and the mounting table 311 is flow-controlled in response to the linear movement of the driving actuator 303.
상기 구동 엑츄에이터(303)는 모터의 원운동을 직선운동으로 변환하기 위한 메카니즘을 가지며, 다수 개의 기어를 이용한 운동변환이 이루어지거나 공압 또는 유압제어를 기반으로 유동암(323)의 직선 운동을 제어할 수 있을 것이다. 본 발명의 실시 예에서는 디씨(DC) 모터를 이용하여 유동암(323)의 직선운동을 제어할 것이며, 이는 상기 디씨 모터에 의한 너트를 회전구동하고, 너트와 맞물리는 볼트 구조의 유동암(323)을 직선운동으로 변환시키는 것이나, 본 발명의 요지를 벗어날 우려가 있어 구체적인 설명은 생략한다.The drive actuator 303 has a mechanism for converting the circular motion of the motor into a linear motion, the motion conversion using a plurality of gears can be made or can control the linear motion of the flow arm 323 based on pneumatic or hydraulic control There will be. In the embodiment of the present invention will be used to control the linear motion of the flow arm 323 using a DC (DC) motor, which rotates the nut by the DC motor, and the flow arm 323 of the bolt structure that meshes with the nut It may be converted into linear motion or may deviate from the gist of the present invention, and thus detailed description thereof is omitted.
따라서, 상기 컨트롤러(305)는 구동 엑츄에이터(303)를 동작시키는 디씨 모터와 상기 권취롤러(309)를 회전시키는 디씨 모터를 구동시키는 드라이버를 포함하여, 상기 끝단 검출센서(307)의 검출 결과를 입력받아 상기 두 디씨 모터를 동작제어하기 위한 알고리즘을 갖는다.Accordingly, the controller 305 includes a DC motor for operating the drive actuator 303 and a driver for driving the DC motor for rotating the take-up roller 309 to input the detection result of the
한편, 본 발명에 따른 와인딩 장치(300)로 적용되는 끝단 검출센서(307)는 정방형 예컨대, 1 × 1, 2 × 2의 셀 구조를 갖는 광센서가 사용될 수 있다. 상기 광센서는 포토 다이오드, 포토 트랜지스터 및 카드뮴 센서(CDS) 중 어느 하나가 적용될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에서는 전술된 광센서 이외에, 초음파 센서가 사용되어, 원단의 종단부 즉, 끝단부를 통해 반사되는 음파신호를 근거로 원단의 끝단 변화량을 인지토록 할 수 있다.On the other hand, the
도 4는 본 발명에 따른 컨트롤러(305)의 주요 기능을 설명하기 위한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 상기 권취롤러(309)를 회전 구동시키는 제1 디씨모터(415) 및 상기 구동 엑츄에이터(303)를 동작시키는 제2 디씨모터(413)를 PWM 방식에 따라 회전 제어를 수행하는 모터 컨트롤러(403)와, 상기 구동 엑츄에이 터(303)의 동작에 따라 상기 유동암(323)의 포지션을 검출하는 리미트 센서(407) 및 상기 원단(321)의 끝단을 검출하는 끝단 검출센서(307)로부터 검출된 신호를 정격화된 신호로 변환하여 입력하고, 제어명령 출력에 근거하여 상기 제1 디씨모터(415)의 회전 속도를 가변시키는 디코더(409)로 속도정보를 제공하는 센서 인터페이스(405)와, 상기 끝단 검출센서(307)의 검출신호의 오차와 오차의 차분에 의한 원단(321)의 권취상태를 결정하고, 각 상태별 비례-적분(PI) 또는(및) 비례-미적분(PID) 이득을 퍼지 소속 함수의 등급에 따라 결정하여 그 연산 결과를 PWM duty 비율로 치환한 후, 치환 결과에 따른 PWM 듀티 비율에 근거하여 상기 제1 디씨모터(415)의 회전속도를 결정하고, 상기 제2 디씨모터(413)로 권취롤러(309)의 위치결정을 지시하는 제어부(401)로 구성된다.4 is a configuration diagram illustrating the main functions of the controller 305 according to the present invention. As shown, a motor for performing rotation control of the
또한 상기 제어부(401)는 권취롤러(309)의 권취상태에 따른 상태모드를 표시하는 디스플레이부(417)와 접속되며, 시스템의 자동모드 또는 수동모드를 결정하는 키입력부(419)와 연동될 수 있다. 그리고, 상기 디코더(409)는 상기 제1 디씨모터(415)를 회전 제어하기 위한 모듈로써, 상기 컨트롤러(305) 내부에 장착되거나 상기 제1 디씨모터(415)의 근접된 위치에 별도의 모듈로써 설치될 수 있을 것이다. 상기 리미트 센서(407)는 상기 유동암(323)의 유동거리에 대한 변화량을 측정하는 것으로, 상기 제2 디씨모터(413)의 회전량을 검출하여 이에 대응하는 유동암(323)의 변위를 측정한다. 따라서, 상기 구동 엑츄에이터(303)는 서보모터의 기능으로서 제시될 수 있을 것이다.In addition, the
한편, 이미 전술한 바와 같이 상기 끝단 검출센서(307)는 적외선을 이용한 광센서가 적용되거나, 초음파 센서가 사용될 수 있으며 본 발명의 제1 실시 예에서 상기 끝단 검출센서(307)는 광센서 모듈로써 광센서(적외선(IR) 센서 포함)가 사용될 것이다. 먼저, 본 발명의 제1 실시 예에 따라 상기 끝단 검출센서(307)는 1 x 2 및 2 x 2 셀의 포토 다이오드 또는 포토 트렌지스터, 또는 카드뮴센서(CDS)가 사용된다. 그리고, 상기 끝단 검출센서(307)는 광센서로부터 검출되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 처리하기 위한 신호 처리부를 포함하며, 신호 처리부의 출력 데이터는 상기 센서 인터페이스(405)를 통해 제어부(401)로 제공된다.Meanwhile, as described above, the
여기서, 상기 끝단 검출센서(307)에서 제시되는 광센서의 셀 구조는, 도 5에 도시된 바와 같이 셀 격자가 원단의 끝단과 45도 기울어지도록 하여 끝단 검출의 신뢰성을 높일 수 있다. 즉, 광센서에서 검출되는 원단의 끝선이 최대한 많은 양의 셀 격자로부터 인지되도록 하여 끝단 검출 오차를 줄이도록 하는 것이다.Here, the cell structure of the optical sensor presented by the
이하, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 동작을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an operation according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 상기 컨트롤러(305)는 끝단 검출센서(307), 제2 디씨모터(413) 및 제1 디씨모터(415)와 접속된 후, 시스템 전원이 인가된다. 상기 제어부(401)는 초기모드로 진입하여 상기 제1 디씨모터(415)를 설정된 회전 값으로 구동시킨다. 이때, 제어부(401)는 디코더(409)로부터 검출되는 제1 디씨모터(415)의 회전 속도를 인지하고, 피드백 제어를 기반으로 상기 제1 디씨모터(415)의 회전 속도를 정속으로 유지토록 제어한다.First, the controller 305 is connected to the
그리고, 제어부(401)는 상기 끝단 검출센서(307)에서 검출된 신호를 인지한 후, 상기 원단(321)의 끝단이 끝단 검출센서(307)의 정 위치에 존재하는지 판단한다. 여기서, 원단(321)이 정 위치에 존재할 경우에는 끝단 검출센서(307)의 출력 값이 '100 ~ 200'으로 인지되는 것으로 정의한다. 즉, 끝단 검출센서(307)의 출력 값은 '0 ~ 500'으로 설정하는 것으로, 이는 프로그램상의 A/D 컨버터 값을 나타낸다. 물론, 센서의 종류 또는 프로그램의 설정 값 정의, A/D 컨버터의 분해 비트(Bit) 값에 따라 달라질 수 있으나, 이하의 설명에서는 설명의 용이성을 위해 센서의 출력 값 범위를 "0 ~ 500"으로 정의한다.The
또한, 센서의 출력 값이 '0'인 것은 원단(321)이 끝단 검출센서(307)를 모두 가려 수광량이 '0'인 상태이고, 센서의 출력 값이 '500'인 것은 원단(321)이 끝단 검출센서(307)를 벗어나 수광량이 최대인 것을 나타낸다.In addition, when the output value of the sensor is '0', the far end 321 covers all of the
한편, 이와 같이 초기과정에서 끝단 검출센서(307)의 출력 값을 인지하는데, 원단(321)의 종류에 따라 인쇄선(원단의 테두리 안측으로 인쇄된 기준 선 또는 가용선)을 감지하거나, 원단의 끝단을 감지한다. 상기 제어부(401)는 원단(321)의 끝선 또는 인쇄선을 검출한 끝단 검출센서(307)의 출력 값을 수신한다. 끝단 검출센서(307)의 출력 값은 A/D 컨버팅된 디지털 값으로, 그 출력 값이 기준 범위 즉, '100 ~ 200' 사이에 존재하는지를 판단한다.Meanwhile, in the initial process, the output value of the
도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(401)가 끝단 검출센서(307)의 출력 값을 수신한 결과, ADResult 값이 200을 넘는 경우 제2 디씨모터(413)의 회전방향을 정방향(도면에서 '1'로 표현함)으로 하고, 기 설정된 듀티비(도면에서 '2'로 표 현함)로 구동시킨다. 여기서, 듀티비(duty rate)는 제2 디씨모터(413)의 회전속도를 조절하기 위한 것으로, 모터의 용량이나 기어의 감속 비율에 따라 재설정될 수 있다. 본 발명에서는 기 설정된 듀티비로서 '2'로 표현하고 있으며, 모터의 회전방향 또한 기어의 갯 수에 따라 달리 되기 때문에 정방향을 '1'로 표현하고, 역방향을 '0'으로 표현한다.As shown in FIG. 6A, when the
이와 같이, 끝단 검출센서(307)의 출력 값이 '200'이 넘을 경우 즉, 광센서의 수광량이 기준치에 미치지 못할 경우 예컨대, 도 5에서 ① ~ ④ 범위(끝단 검출센서의 출력 값이 '200' 초과) 이내에 원단(321)이 존재할 경우, 제어부(401)는 모터 컨트롤러(403)로 제어명령을 하달함으로써, 상기 유동암(323)이 재치대(311)를 안쪽 방향으로 슬라이드 시키도록 한다. 그리고, 제어부(401)는 센서 인터페이스(405)로 접속되는 리미트 센서(407)로부터 상기 유동암(323)이 일정 량 이송되었는지를 판단한다.As such, when the output value of the
그리고, 상기 제2 디씨모터(413)에 의해 구동되는 유동암(323)의 변위에 따라, 상기 원단(321)이 권취롤러(309)로 권취되는 각도가 변화하는데, 제어부(401)는 현재 원단(321)의 끝단이 끝단 검출센서(307)의 정 위치 즉, 도 5에서 ⑤ ~ ⑥ 범위내에 존재하는지를 판단한다. 만약, 정 위치 범위 내에 원단(321)이 존재하지 않을 경우 즉, 도 5에서 ① ~ ④ 범위에 존재할 경우, 제2 디씨모터(413)를 정방향으로 계속 구동제어하며, 또한 현재 원단(321)의 위치가 정 위치를 벗어나 도 5에서 ⑦ ~ ⑨ 범위(끝단 검출센서의 출력 값이 '100' 미만) 내에 존재할 경우, 제어부(401)는 제2 디씨모터(413)를 설정된 듀티비를 갖는 역방향('0') 제어를 수행한 다. 따라서, 상기 유동암(323)은 재치대(311)를 외향으로 가압하여 원단(321)이 정 위치에 존재하도록 제어하는 것이다.In addition, according to the displacement of the flow arm 323 driven by the second DC motor 413, the angle at which the far end 321 is wound around the winding roller 309 is changed. It is determined whether the end of 321 exists within the correct position of the
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 끝단 검출센서(307)는 원단(321)의 끝단을 검출하고, 그 결과에 기초하여 상기 구동 엑츄에이터(303)를 동작시킨다. 본 발명의 제1 실시 예로서, 상기 끝단 검출센서(307)는 광센서를 사용하고 있으며, 광센서로부터 검출된 신호를 비례 미적분(PID) 함으로써, 끝단 검출의 오차를 줄이게 된다. 그러면, 광센서의 비례 미적분(PID)을 살펴 보면 다음과 같다.As described above, the
먼저, 광센서는 도 7a에 도시된 바와 같이, 인쇄선(끝단) 위치에 대한 출력 전압은 수학식 1과 같이;First, as shown in FIG. 7A, the optical sensor has an output voltage with respect to the printed line (end) position as in
로 산출되며, 중심 전압을 고려할 경우 수학식 2와 같이;It is calculated as, when considering the center voltage as shown in
로 산출된다.Is calculated.
여기서, 배경과 선의 전압 차가 작은 경우 이득 α 가 커야하며 전압차가 클 경우에는 α가 작은 값이라야 한다. 따라서 이득 α를 구하기 위하여 출력의 최대값을 Omax, 최소값을 Omin이라 하면 출력 O는 수학식 3과 같다.Here, if the voltage difference between the background and the line is small, the gain α should be large, and if the voltage difference is large, the α should be small. Therefore, in order to obtain the gain α, if the maximum value of the output is Omax and the minimum value is Omin, the output O is expressed by
여기서, 인쇄선이 좌-우로 이탈할 경우와 점선형 라인 등에 대한 고려가 필요한데, 이때 각 셀의 신호 합은 선이 감지영역 내에 있을 때에 일정한 성질을 이용할 수 있다. 즉, 각 셀의 신호 합 "S = A0 + A1 + A2 + A3"이 허용 범위를 이탈할 경우 이전 출력을 유지하도록 함으로써, 선-이탈 문제를 해소하게 된다. 만약, 검출하고자 하는 대상이 원단의 인쇄선이 아닌, 원단의 끝단일 경우, 센서의 출력 계산은 비교적 단순하게 산출될 수 있다. 즉, 도 7b에 도시된 바와 같이 각 셀의 신호 합 "S = A0 + A1 + A2 + A3"의 최대값을 Smax, 최소값을 Smin이라 하면 출력 전압은 수학식 4와 같이;In this case, consideration should be given to the case where the printed line deviates from the left-right and the dotted line. The signal sum of each cell may use a certain property when the line is in the sensing area. In other words, if the signal sum "S = A0 + A1 + A2 + A3" of each cell is out of the allowable range, the previous output is maintained to solve the line-deviation problem. If the object to be detected is not the printed line of the far end but the end of the far end, the output calculation of the sensor may be relatively simple. That is, as shown in FIG. 7B, when the maximum value of the signal sum "S = A0 + A1 + A2 + A3" of each cell is Smax and the minimum value is Smin, the output voltage is expressed by Equation 4;
과 같이 연산될 수 있다.Can be calculated as
여기서, Smax = 4 × max{A0, A1, A2, A3}이며, Smin = 4 × min{A0, A1, A2, A3}로 근사화될 수 있다.Here, Smax = 4 × max {A0, A1, A2, A3}, and Smin = 4 × min {A0, A1, A2, A3}.
결국, 상기 끝단 검출센서(307)는 상기한 수학식에 근거하여 원단(321)의 인쇄선 또는 끝단의 상태를 인지하고, 이를 디지털 신호로 변환하여 제어부(401)로 제공한다. 따라서, 제어부(401)는 끝단 검출센서(307)의 출력 값이 기초하여 제2 디씨모터(413)의 회전 속도 및 방향을 결정하며, 그 결과를 모터 컨트롤러(403)로 제공하는 것이다. 이는 유동암(323)의 유동량을 제어하는 것으로, 퍼지 PID 제어방 식에 기반한다. 즉, 도 8a에 도시된 바와 같이, 유동암(323)의 조작량을 산출하기 위해 퍼지화를 수행하는 것으로, 상수 값 gp, gi, gd를 갖는 편차(gpe), 편차의 누적값(gi∫edt), 전(前)회 편차와의 차(gd(de/dt))를 토대로 PWM 신호의 듀티를 결정하는 것이다.As a result, the
한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따라 끝단 검출센서(307)가 초음파 센서로 사용될 수 있으며 이때, 초음파 센서는 센서 지향특성의 향상을 위하여 동작 주파수가 200kHz이고 반치각(Half Power Beam Width)이 ±7°인 센서가 바람직할 것이다.Meanwhile, according to the second embodiment of the present invention, the
초음파 센서는 도 9와 같이 도시될 수 있으며, 수신된 신호는 계측용 증폭기에서 1차 필터링이 이루어지고, 증폭기의 증폭률은 단위이득일 경우에 수학식 5에 의하여 계산된다.The ultrasonic sensor may be illustrated as shown in FIG. 9, and the received signal is first filtered in the measuring amplifier, and the amplification factor of the amplifier is calculated by Equation 5 when the unit gain is obtained.
또한, 1차 동상모드가 제거된 신호는 대역 통과 필터(상태변수 필터)를 거치게 되며, 날카로운 첨두 응답의 대역 통과 특성의 출력을 나타내며 안정되고 높은 Q값을 얻을 수 있다. 여기서 상태변수 필터의 양호도 Q는 수학식 6에 의해 결정된다.In addition, the signal in which the first in-phase mode has been removed passes through a band pass filter (state variable filter), and exhibits an output of the band pass characteristic of a sharp peak response, thereby obtaining a stable and high Q value. Here, the goodness degree Q of the state variable filter is determined by Equation 6.
또한, 상태변수 필터의 중심 주파수는 200kHz가 되도록 구성되며, 필터의 대역폭은 수학식 7에 의해서 산출된다.In addition, the center frequency of the state variable filter is configured to be 200kHz, and the bandwidth of the filter is calculated by Equation (7).
그리고, 대역 통과 필터를 거친 신호는 클리퍼 회로(clipper circuit)에서 신호의 상측 전압이 제거된 후 다음 단인 적분기(integrator circuit)로 인가된다. 적분기는 가산 증폭기와 적분기로 구성되며, 가산 증폭기의 증폭률은 수학식 8에 의하여 결정되고, 적분기에서의 출력 변화율은 수학식 9에 의해 결정된다.The signal passing through the band pass filter is applied to the integrator circuit, which is the next stage, after the upper voltage of the signal is removed from the clipper circuit. The integrator is composed of an adder amplifier and an integrator. The amplification factor of the adder amplifier is determined by
그리고, 적분기에서는 입력 신호의 포락선 성분만이 추출되어 다음 단의 저역 통과 필터(LPF : Low Pass Filter)로 인가된다. 상기 적분기의 출력 신호는 저역통과 필터로 인가되어 신호에 섞여있는 고주파 잡음이 제거된다. 저역 통과 필터 의 차단 주파수는 수학식 10에 의해 정해진다.In the integrator, only the envelope component of the input signal is extracted and applied to the next stage low pass filter (LPF). The output signal of the integrator is applied to a low pass filter to remove the high frequency noise mixed in the signal. The cutoff frequency of the low pass filter is determined by
또한, 저역 통과 필터를 거친 신호는 샘플 앤드 홀드 증폭기(Sample-and-Hold Amplifier)에서 첨두부 신호를 표본화하여 다음 단의 가산 증폭기로 인가된다. 가산 증폭기에서의 신호의 증폭률은 수학식 11에 의해 결정된다.In addition, the signal passed through the low pass filter is sampled from the peak-to-sample signal in a sample-and-hold amplifier and applied to the next adder amplifier. The amplification factor of the signal in the add amplifier is determined by the equation (11).
가산 증폭된 신호는 그림 2.9의 적분 회로에서 다시 한 번 반전 증폭되고 최종단의 완충 증폭기를 거친 후 상기 구동 액츄에이터(303) 제어를 위한 신호로서 출력된다.The addition-amplified signal is inverted and amplified once more in the integrating circuit of Fig. 2.9, and then output as a signal for controlling the drive actuator 303 after passing through the buffer amplifier of the final stage.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 끝선 검출 제어 기반의 와인딩 장치는 원단의 끝선 검출의 신뢰성을 높이도록 센서의 검출결과에 대한 비례적분, 비례미적분 처리를 수행하고, 원단 재치대의 이송 속도 및 정확성을 높이도록 스텝모터 또는 DC 모터에 의한 구동 메카니즘을 제공함에 따라, 원단 권취의 속도 및 정확성을 향상시켜, 결국 권취 속도가 늦은 원단롤 또는, 권취속도가 빠른 페이퍼, 테이프 롤의 생산성을 높일 수 있어 산업적 이용 가치가 충분히 향상될 것으로 판단된다.As described above, the winding device based on the end line detection control according to the present invention performs the proportional integral, proportional calculus processing for the detection result of the sensor to increase the reliability of the end line detection of the far end, and the feed rate and accuracy of the far end By providing a driving mechanism by a stepper motor or a DC motor to increase the speed and accuracy of the fabric winding, it is possible to increase the productivity of the paper roll with the slow winding speed, the paper or the tape roll with the high winding speed, and increase the productivity. The value of use is expected to improve sufficiently.
도 1 및 도 2는 종래 와인딩 장치를 나타낸 구성도이다.1 and 2 is a configuration diagram showing a conventional winding device.
도 3은 본 발명에 따른 끝선 검출 제어 기반의 와인딩 장치를 나타낸 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a winding apparatus based on the end line detection control according to the present invention.
도 4는 도 3의 컨트롤러를 설명하기 위한 구성도이다.4 is a configuration diagram illustrating the controller of FIG. 3.
도 5는 본 발명에 제1 실시 예에 따른 광센서의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining the operating principle of the optical sensor according to the first embodiment of the present invention.
도 6a 및 6b는 본 발명의 제어 원리를 설명하기 위한 흐름도이다.6A and 6B are flowcharts for explaining the control principle of the present invention.
도 7a 및 7b는 광센서의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.7A and 7B are diagrams for describing an operating state of an optical sensor.
도 8a 및 8b는 본 발명에 따른 퍼지 PID 제어를 설명하기 위한 도면이다.8A and 8B are diagrams for describing fuzzy PID control according to the present invention.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 초음파 센서를 나타낸 회로 구성도이다.9 is a circuit diagram illustrating an ultrasonic sensor according to a second embodiment of the present invention.
<주요 도면에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main drawings>
301 : 원단 재치대 303 : 구동 엑츄에이터301: fabric mounting table 303: driving actuator
305 : 컨트롤러 307 : 끝단 검출센서305: controller 307: end detection sensor
309 : 권취롤러 311 : 재치대309: winding roller 311: mounting table
313 : 슬라이딩 베어링 315 : 베이스 패널313: sliding bearing 315: base panel
317 : 가이드 롤러 319 : 고정 베어링317: guide roller 319: fixed bearing
321 : 원단 323 : 유동암321: fabric 323: fluid arm
401 : 제어부 403 : 모터 컨트롤러401
405 : 센서 인터페이스 407 : 리미트 센서405: sensor interface 407: limit sensor
409 : 디코더 413 : 제2 디씨모터409: decoder 413: second DC motor
415 : 제1 디씨모터 417 : 디스플레이부415: first DC motor 417: display unit
419 : 키 입력부419 key input unit
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090119329A KR20110062565A (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Installation for controlling winding based on detecting edge line |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090119329A KR20110062565A (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Installation for controlling winding based on detecting edge line |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110062565A true KR20110062565A (en) | 2011-06-10 |
Family
ID=44396731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090119329A KR20110062565A (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Installation for controlling winding based on detecting edge line |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20110062565A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113371500A (en) * | 2021-05-12 | 2021-09-10 | 张银滨 | Melt-blown fabric production equipment and melt-blown fabric production process |
-
2009
- 2009-12-03 KR KR1020090119329A patent/KR20110062565A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113371500A (en) * | 2021-05-12 | 2021-09-10 | 张银滨 | Melt-blown fabric production equipment and melt-blown fabric production process |
CN113371500B (en) * | 2021-05-12 | 2023-10-24 | 张银滨 | Melt-blown fabric production equipment and melt-blown fabric production process |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7208905B2 (en) | Driving method, driving mechanism, and image capturing apparatus | |
JPH0790017B2 (en) | Endoscope device | |
JP2010512264A (en) | System for automatic control of kite flight | |
EP1808956A3 (en) | Driving apparatus and driving system for electric motor | |
CN103407823B (en) | A kind of novel high-precision high-speed automatic deviation rectifying device | |
CN115159217A (en) | Coiled material deviation rectifying system based on direct current servo drive | |
KR100835066B1 (en) | Apparatus for auto focusing | |
CN112875379B (en) | Deviation rectifying system and deviation rectifying method for cutting and stacking all-in-one machine | |
CN103101789A (en) | Winding and unwinding rectification device | |
KR20110062565A (en) | Installation for controlling winding based on detecting edge line | |
CN103979349A (en) | Motor winding constant-tension control method and system | |
JPH0629107B2 (en) | Web guide device | |
JP3546957B2 (en) | Winding device for long objects | |
JP2916910B2 (en) | Electric cable feeding device | |
CN110329821B (en) | Automatic deviation rectifying and alarming device of automatic paper receiving machine | |
CN214506045U (en) | Device for controlling laser power stability | |
CN209656087U (en) | A kind of composite laminate unit production pressure roller digital display control system | |
CN210655518U (en) | Rim charge tension control system and rim charge rolling machine | |
CN209764690U (en) | Electrochemical aluminum release layer tensile machine | |
CN207632204U (en) | A kind of paper rewinding machine with tension detection | |
JP5055932B2 (en) | Synchronous motor controller | |
CN204473969U (en) | Plastic cylinder braiding machine identical tension wrap-up | |
CN213124671U (en) | Improve unfamiliar coating device on wavy limit | |
KR101141334B1 (en) | Transfer device and method for the same | |
US8219240B2 (en) | Conveyance device and conveyance method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E601 | Decision to refuse application |