KR20210058922A - 스레드의 인-라인 처리를 위한 방법, 및 처리 유닛 및 스레드 속도 센서를 포함하는 시스템 - Google Patents

스레드의 인-라인 처리를 위한 방법, 및 처리 유닛 및 스레드 속도 센서를 포함하는 시스템 Download PDF

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마틴 에클린드
요아킴 스타버그
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콜로릴 그룹 아베
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Abstract

스레드 소비 장치(15)와 함께 사용되는 스레드(20)의 인-라인 처리를 위한 시스템(10)이 제공된다. 상기 시스템은 활성화될 때 적어도 하나의 스레드에 하나 이상의 코팅 물질을 분배하도록 구성된 적어도 하나의 처리 유닛(100) 및 적어도 하나의 스레드(20)의 운동에 의해 구동되는 스레드 속도 센서(50)를 포함한다. 방법이 또한 제공된다.

Description

스레드의 인-라인 처리를 위한 방법, 및 처리 유닛 및 스레드 속도 센서를 포함하는 시스템
본 발명은 스레드 소비 장치의 기술 분야 및 그에 따른 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이러한 스레드 소비 장치와 관련하여 사용되는 처리 유닛을 포함하는 시스템에 관한 것이다.
자수기(embroidery machines) 등과 같은 스레드 소비 장치(thread consumption device)에 특정 처리를 갖는 스레드를 제공하도록 설계된 인-라인 장치(in-line apparatus)를 제공하는 것으로 제안되어 있다. 이러한 인-라인 장치는 예를 들어 스레드를 착색하기 위해 사용될 수 있으며, 이에 의해 복수의 색상 노즐은 자수기를 사용하여 다색 자수를 생성할 때 복수의 사전-착색된 스레드의 현재 사용을 대체할 수 있다. 상이한 색상의 스레드가 사용되는 종래 기술의 시스템에서, 제1 특정 색상을 갖는 하나의 스레드는 제1 세트의 스티치를 위해 사용되는 한편, 제2 특정 색상을 갖는 다른 스레드는 다른 세트의 스티치를 위해 사용된다.
상이한 색상의 복수의 스레드에 대한 요건의 명백한 단점을 제거하기 위해, 본 출원인은 WO2016204687호 및 WO2016204686호와 같은 스레드의 인-라인 착색 기술에 대한 여러 특허 출원을 하였다. 제안된 해결책은 색상 품질의 측면에서 개선을 제공하고, 또한 스레드 소비 장치의 복잡성을 감소시킨다.
그러나, 스레드의 인-라인 착색 품질을 더욱 향상시키기 위해, 스레드의 인-라인 착색의 일반적인 원리가 처리될 스레드의 의도된 위치 상에 정확한 양의 코팅 물질을 분배함에 있어서 정확도를 증가시키기 위해 변경될 수 있다면 유리할 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하는 해결책을 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 코팅 물질의 분배 동안에 스레드의 길이 및 속도가 고려된 해결책을 제공한다.
본 발명에서, 스레드의 속도는 스레드 속도 센서에 의해 측정된다. 이러한 방식으로, 상기 속도는 상기 시스템으로부터 발생된 열 및/또는 스레드의 탄성에 의해 영향을 받지 않고서 정확한 방식으로 측정될 수 있다. 스레드 속도 센서를 사용하는 것은 스레드를 구동하는 모터를 사용하여 속도를 측정하는 것과 같은 다른 가능한 해결책에 비해 몇 가지 이점을 갖는다. 스레드를 구동하는 모터에 의한 속도를 측정하는 것은, 예를 들면 스레드의 탄성 및 발생된 열에 의해 측정이 영향을 받을 것이다. 또한, 모터에 의해 구동되는 시스템에 대한 입구 및 출구 힘, 및 그에 따라 모터에 의해 생성된 속도는 시스템의 다른 구성요소에 의해 영향을 받는데, 이는 측정에서 불확실성을 유발한다.
제1 관점에서, 스레드 소비 장치와 함께 사용되는 스레드의 인-라인 처리를 위한 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 활성화될 때 적어도 하나의 스레드에 하나 이상의 코팅 물질을 분배하도록 구성된 적어도 하나의 처리 유닛, 및 적어도 하나의 스레드의 운동에 의해 구동되는 스레드 속도 센서를 포함한다.
상기 스레드 속도 센서는 상기 적어도 하나의 처리 유닛의 상류에 배치될 수 있다.
상기 시스템은 상기 처리 유닛의 동작을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제어 유닛은 상기 스레드 소비 장치의 사전결정된 동작 스킴에 기초하여 상기 처리 유닛의 활성화를 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 제어 유닛은 스레드 속도 센서로부터 속도 데이터를 수신하고, 수신된 속도 데이터에 기초하여 처리 유닛의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 스레드 속도 센서는 적어도 하나의 스레드의 운동에 의해 구동되는 회전 센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회전 센서는 풀리를 포함한다.
상기 스레드 속도 센서는 풀리와 동작가능하게 통신하는 인코더를 더 포함할 수 있다. 상기 인코더는 로터리 인코더일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 시스템은 상기 적어도 하나의 스레드가 조명될 때 상기 적어도 하나의 스레드로부터 반사되는 광을 수신하기 위해 상기 적어도 하나의 스레드를 조명하기 위한 광 검출 시스템을 더 포함하며, 상기 광 검출 시스템은 적어도 하나의 스레드의 이동 방향을 따라 적어도 하나의 처리 유닛의 하류에 배치된다.
상기 광 검출 시스템은 적어도 하나의 광원 및 광 센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 코팅 물질은 착색 물질이고, 상기 시스템은 상기 광 검출 시스템으로부터 데이터를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 스레드의 특정 섹션에 분배된 상기 착색 물질의 색상을 결정하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함한다.
상기 제어 유닛은 상기 결정된 컬러를 사전결정된 컬러 스킴에 대해 비교하고, 상기 결정된 컬러 및 상기 사전결정된 컬러 스킴이 공차 한계 내에서 매칭하지 않는 경우, 알람 신호를 생성하거나 및/또는 상기 처리 유닛의 동작을 조정할 수 있도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 처리 유닛은 적어도 하나의 스레드에 대해 상이한 위치들에 배열된 복수의 노즐을 포함하며, 상기 적어도 하나의 스레드는 사용 중에 움직이고, 각각의 노즐은 활성화될 때 적어도 하나의 스레드에 하나 이상의 코팅 물질을 분배하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 노즐은 잉크젯 노즐이다.
일 실시예에서, 상기 시스템은 스레드 소비 장치를 더 포함한다. 상기 스레드 소비장치는 자수기, 재봉기, 편직기, 직조기, 터프팅 기계, 스레드 권취기, 또는 이들의 임의의 조합물일 수 있다.
제2 관점에서, 스레드 소비 장치와 함께 사용되는 적어도 하나의 스레드의 인-라인 처리를 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 활성화될 때 상기 적어도 하나의 스레드 상에 하나 이상의 코팅 물질을 분배하도록 구성된 처리 유닛을 제공하는 단계와, 상기 적어도 하나의 스레드의 운동에 의해 구동되는 스레드 속도 센서를 제공하는 처리 유닛을 제공하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 상기 스레드 소비 장치의 사전결정된 동작 스킴에 기초하여 상기 적어도 하나의 치료 유닛의 활성화를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 스레드 속도 센서로부터 속도 데이터를 수신하는 단계, 및 수신된 속도 데이터에 기초하여 상기 처리 유닛의 동작을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
정의
스레드 소비 장치(thread consumption device)는 본원에서 사용시에 스레드를 소비하는 장치이다. 예를 들어 자수기, 직조기, 재봉기, 편물 기계, 터프팅 기계, 스레드 권취기 또는 임의의 다른 스레드 소비 장치일 수 있으며, 이는 표면 처리 또는 코팅 또는 염색과 같이 스레드가 물질에 대상이 되는 임의의 다른 공정으로부터 이익을 얻을 수 있다.
처리(Treatment)는 본원에서 스레드의 특성 변화를 야기하도록 설계된 임의의 공정이다. 이러한 공정은 착색, 습윤, 윤활, 세정, 정착, 가열, 경화, 염색 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
스레드(thread)는 본원에서 폭 및 높이방향이 얇고, 그 폭 및 높이 치수뿐만 아니라 본원에 기술된 시스템의 임의의 일부의 종방향 연장부보다 상당히 더 큰 종방향 연장부를 갖는 가요성 세장형 부재 또는 기재(substrate)이다. 전형적으로, 스레드는 함께 묶이거나 꼬인 복수의 플라이로 구성될 수 있다. 이에 따라, 용어 "스레드"는 유리 섬유, 울, 면, 중합체와 같은 합성물질, 금속, 또는 예컨대 울, 면, 중합체, 또는 금속, 폴리에스터, 비스코스의 혼합물, 또는 그 임의의 조합과 같은 상이한 재료로 이루어진 얀(yarn), 와이어, 스트랜드, 필라멘트 등을 포함한다.
본 명세서에서, 상류(upstream) 및/또는 하류(downstream)에 대한 모든 참조는 스레드 소비 장치의 정상 동작 동안, 즉 장치가 정상 동작방향으로 장치를 통해 연속적으로 이동하는 스레드와 같은 긴 기재를 처리하도록 동작할 때, 상대적인 위치로서 해석되어야 한다. 이에 따라, 상류 구성요소는 스레드가 하류 구성요소를 통과하기 전에 스레드의 특정 부분을 통과하도록 배열된다.
본 발명의 하기의 설명에서 본 발명의 실시예를 기술할 것이며, 본 발명의 개념이 실제로 옮겨질 수 있는지에 대한 비-제한적인 예를 도시하는 첨부된 도면이 참조로 이루어진다.
도 1a는 일 실시예에 따른 스레드의 인-라인 처리를 위한 시스템의 개략도이다.
도 1b는 일 실시예에 따른 스레드 소비 장치 및 처리 유닛을 갖는 시스템의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 시스템과 함께 사용하기 위한 처리 유닛의 개략도이다.
도 3은 처리 유닛의 일부를 형성하는 배출 장치의 개략도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 배출 장치의 일부의 개략적인 평면도이다.
도 4b는 일 실시예에 따른 배출 장치의 일부의 개략적인 평면도이다.
도 5a는 일 실시예에 따른 스레드 속도 센서의 개략도이다.
도 5b는 일 실시예에 따른 스레드 속도 센서의 개략도이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 광 검출 시스템의 개략도이다.
도 6b는 일 실시예에 따른 도 6a의 광 검출 시스템의 개략도이다.
도 6c는 시스템이 일 실시예에 따른 제1 위치에 배치될 때를 도시하는 개략도이다.
도 6d는 시스템이 일 실시예에 따른 제2 위치에 배치될 때를 도시하는 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 방법의 개략도이다.
도 8a는 일 실시예에 따른 시스템의 개략도이다.
도 8b는 일 실시예에 따른 시스템의 개략도이다.
본 발명의 개념은 스레드 소비 장치와 관련하여 사용하기 위해, 제어된 방식으로 스레드에 코팅 물질을 분배하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. 도 1a에는 스레드의 인-라인 처리를 위한 시스템(10)의 개략도가 도시되어 있다. 시스템(10)은 하나 이상의 코팅 물질을 적어도 하나의 스레드 상에 분배하기 위한 처리 유닛(100)을 포함한다. 시스템(10)은, 예를 들어 하나 또는 수 개의 자수기(들), 직조기(들), 재봉기(들), 편조기(들), 터프팅 기계(들), 스레드 권취기(들) 등의 형태일 수 있는 적어도 하나의 스레드 소비 장치(15)를 더 포함한다. 이로써, 시스템은 적어도 하나의 스레드 소비 장치(15) 및 처리 유닛(100)을 구비하는 스레드 소비 유닛을 형성한다. 2개 이상의 스레드가 스레드 소비 장치(들)에 사용될 수 있음을 유의해야 한다.
시스템의 여러가지 관점이 본 명세서 내에 기술되어 있고, 스레드 소비 장치(15)의 포함을 필요로 하지 않는다는 것을 유의하여야 한다. 후술하는 바와 같이, 모든 실시예를 위해, 스레드의 인-라인 처리를 위한 시스템은 스레드 소비 장치와 함께 사용될 처리 유닛(100)과, 스레드의 스레드 속도를 측정하기 위한 스레드 속도 센서(50)(예컨대, 도 5 참조)을 필요로 한다.
이제 도 1b를 참조하면, 스레드 소비 장치(15)는 처리 유닛(100)을 구비한 자수기(15)(본 명세서에서 단일-헤드 자수기로 도시됨)로서 예시된다. 자수기(15)는 자수될 직물을 이송하는 가동 스테이지(2b)를 포함한다. 동작 중에, 가동 스테이지(2b)는 X 및 Y 방향(즉, 본 경우 수평면이지만, 수직면일 수도 있음)으로 그 위치를 신속하게 변경하도록 제어된다.
처리 유닛(100)은 종래의 자수기에 요구되는 바와 같이, 자수기(15)가 유일하게 사전-착색된 스레드를 제공하지 않고서 동작할 수 있게 한다. 그 대신에, 처리 유닛(100)은 착색 자수가 생성될 수 있도록 사전결정된 착색 패턴에 따라 스레드(20)의 인-라인 착색을 제공한다. 이에 따라, 처리 유닛(100)은 종래 기술의 시스템에 존재하는 바와 같이 별개의 스레드 릴을 대체한다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 처리 유닛(100)과 자수기(15) 사이의 유일한 연결은 스레드(20)뿐만 아니라 전기적 연결(도시되지 않음)이다. 이에 따라, 처리 유닛(100)은 가동 스테이지(2b)와의 기계적 연결이 없는 독립형 유닛으로서 제공된다. 선택적인 실시예에서, 독립형 처리 유닛(100)은 처리 유닛(100)으로의 진동의 전달을 감소시키기 위한 서스펜션 구성체를 통해 스레드 소비 장치(15)에 장착된다.
처리 유닛(100)의 다양한 구성요소는 도 2에 도시되어 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 대부분의 구성요소는 하우징(105c) 내에 배열된다. 스레드 릴(120)의 바로 하류에는, 처리 유닛(100)을 통해 스레드를 전방으로 끌어당기도록 구성된 스레드 피더(130)가 배열될 수 있다. 스레드 피더(130)는 본 명세서에서 추가로 설명되지 않지만, 더 일반적인 이해를 위해, 스레드 피더(130)는 스레드(20)을 수용하고 전진시킨다. 이를 위해, 스레드 피더(130)는 아래에서 더 설명되는 제어 유닛(190)에 의해 제어된다. 스레드 피더(130)는, 예컨대 구동 롤러, 인코더 휠 및 하나 이상의 스레드 가이드에 의해 스레드 장력을 제어하는 것이 바람직하다. 스레드 피더(130)를 통과한 후, 스레드(20)은 스레드 안내 장치(140)와 맞물린다.
예를 들어, 하나 이상의 안내 롤러(142, 144) 또는 다른 적절한 수단의 형태일 수 있는 스레드 안내 장치(140)는 스레드(20)가 적어도 하나의 배출 장치(150)의 일부를 형성하는 하나 이상의 처리 노즐과 정렬되는 것을 보장한다.
배출 장치(150)는, 배출 장치(150)를 통과할 때, 스레드(20) 상에 착색제와 같은 처리 물질을 배출하도록 구성된다. 이를 위해, 노즐은 도 3a-c와 관련하여 추가로 설명되는 바와 같이 스레드(20)의 길이방향으로 배치되는 것이 바람직하다.
배출 장치(150)는 구동 유닛(미도시)에 의해 이동가능할 수 있다. 구동 유닛을 갖는 것은, 예를 들어 코팅 물질을 스레드에 분배하는 제1 상태 및 세정 세션을 수행하는 제2 상태, 또는 다른 유지보수 또는 아이들링 등의 상이한 작업들을 수행하기 위해 상이한 작업 상태에서 배출 장치(150)를 배치할 수 있게 한다.
배출 장치(150)의 하류에는, 다른 스레드 안내 장치(160)가 제공된다. 제2 스레드 안내 장치(160)는 제1 스레드 안내 장치(140)와 연동하여 스레드(20)의 위치가 배출 장치(150)를 따라 이동 중에 교정된다. 제2 스레드 안내 장치(160)는 예를 들어 하나 이상의 안내 롤러(162, 164)의 형태일 수 있지만, 종축을 따라 스레드(20)의 회전을 유도하도록 설계될 수도 있다. 이러한 추가적인 기능성은 후술하는 바와 같이 착색에 이점을 제공할 수 있다.
시스템(10)은, 시스템(10)을 통과하는 스레드(20)의 속도를 측정하도록 구성된 스레드 속도 센서(50)를 더 포함할 수 있다. 도 2에서, 스레드 속도 센서(50)는 배출 장치(150) 바로 앞에 배치된다. 일부 실시예에서, 스레드 속도 센서(50)는 스레드 안내 장치(140)를 대체할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 스레드 속도 센서(50)는 배출 장치(150) 바로 뒤에 배치된다. 일부 실시예에서, 스레드 속도 센서(50)는 제2 스레드 안내 장치(160)를 대체할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 2개의 스레드 센서, 즉 배출 장치(150) 전에 배치된 제1의 것과, 배출 장치(150) 후에 배치된 제2의 것이 제공된다. 스레드 속도 센서(50)는 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
그 다음, 스레드(20)는 처리 물질을 스레드(20)에 고정하기 위해 제공되는 하나 이상의 고정 유닛(170)을 통과하도록 전방으로 공급된다. 고정 유닛(170)은 바람직하게, 처리 물질, 예컨대 착색 물질이 스레드(20) 상에 경화 또는 고정되도록 고온 공기 공급기 또는 가열된 요소, 또는 UV 광원과 같은 가열 수단을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 고정 유닛(170)은 수평, 수직, 또는 수평과 수직 사이의 각도로 배열될 수 있다.
하우징(105)을 빠져나가기 전에, 스레드(20)는 초음파 배스와 같은 세정 유닛(180)을 통과할 수 있으며, 여기에서 원하지 않는 입자가 스레드(20)로부터 제거된다. 처리 물질이 스레드(20) 상에 고정될 때, 세정 유닛(180)은 처리 물질이 영향을 받지 않고 남길 것이다.
처리 유닛(100)은 하우징(10)의 내부에 배치되는 윤활 유닛(185)을 더 포함할 수 있다. 또한, 추가적인 스레드 버퍼 및 피더(미도시)가 처리 유닛(100) 내에 구비되어, 스레드 경로 내의 각종 위치에 배치된다.
스레드(20)는 바람직하게 개구 또는 유사한 것을 통해 처리 유닛(100)을 빠져나와서, 스레드(20)는 도 1a-b에 도시된 바와 같이 자수기(15)와 같은 관련 스레드 소비 장치로 진행된다.
스레드 피더(130) 및 동작 중에 스레드(20)와 맞물리는 다른 구성요소는 바람직하게 처리 유닛(100)으로부터 스레드(20)를 끌어당기는데 필요한 힘, 즉 하류 자수기(15)에 의해 가해지는 당김력이 처리 유닛(100)이 종래 기술의 스레드 릴에 의해 대체되는 경우와 대략 동일하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 제어 유닛(190)은 파워 전자장치, 통신 모듈, 메모리 등과 같은 관련 전자장치를 구비한다. 제어 유닛(190)은 스레드 피더(130), 배출 장치(150), 및 이들 구성 요소의 동작을 제어하는 고정 유닛(170)에 연결된다. 또한, 제어 유닛(190)은 세정 유닛(180), 윤활 유닛(185), 스레드(20)의 파괴, 처리 유닛(100)을 따른 다양한 위치의 스레드 속도, 스레드 버퍼 등을 포함하는 전체 처리 유닛(100)의 동작을 제어하도록 구성된다. 또한, 제어 유닛(190)은 처리 유닛(100)의 하나 이상의 구성요소로부터의 제어 신호, 예를 들어 특정 제어를 트리거하기 위한 제어 신호, 또는 예컨대 자수기(15)에 의한 스레드 소비와 관련된 다른 정보를 수신하도록 구성될 수 있다.
제어 유닛(190)은 임의의 상업적으로 이용가능한 CPU("중앙 처리 유닛"), DSP("디지털 신호 프로세서") 또는 임의의 다른 전자 프로그램가능한 로직 장치, 또는 이러한 프로세서 또는 다른 전자 프로그램가능한 로직 장치의 조합에 의해 구현될 수 있다. 제어 유닛(190)은, 예를 들어 이러한 프로세서에 의해 실행될 컴퓨터 판독가능한 저장 매체(디스크, 메모리 등) 상에 저장될 수 있는 범용 또는 특수 목적 프로세서에서 실행가능한 컴퓨터 프로그램 명령들을 사용함으로써, 하드웨어 기능성을 가능하게 하는 명령들을 사용하여 구현될 수 있다. 저장 매체(192)는 바람직하게 제어 유닛(190)과 동작가능하게 통신한다.
일 실시예에서, 사용자 인터페이스는 바람직하게 하우징(105)의 전방 단부에 배치된 디스플레이(195)를 통해 제공된다. 디스플레이(195)는 사용자가 제어 유닛(190)과 상호작용하도록 하며, 이에 따라 쓰레드 피더(130), 배출 장치(150), 고정 장치(170) 등의 제어 파라미터가 공정 사양에 따라 설정될 수 있도록 한다. 또한, 디스플레이(195)는 임계 상황의 사용자에게 경고하기 위해 사용될 수 있으며, 이에 의해 디스플레이(195)는 경보 등을 발생시키기 위해 제어 유닛(190)에 사용될 수 있다.
전술한 구성요소는 독립형 처리 유닛(100)에 반드시 포함될 필요는 없지만, 대신에 처리 유닛(100)의 구성 요소는 여러 유닛으로 분리될 수 있으며, 그 중 적어도 하나의 유닛은 독립형 유닛이다. 바람직하게, 독립형 유닛은 적어도 하나의 배출 장치(150)를 구비한다.
도 3에는, 전술한 바와 같은 처리 유닛(100)의 일부를 형성하는 배출 장치(150)가 도시되어 있다. 사용 중의 스레드(20)의 이동 방향은 도 3의 실선 화살표로 나타낸다. 보다 상세하게 기술된 바와 같이, 배출 장치(150)는 사용 중에 처리 유닛(100)에 의해 통과하는 스레드(20)를 따라 상이한 종방향 위치(예를 들어, 거리(d1)만큼 이격됨)로 배열된 복수의 노즐(152a-f)을 포함한다.
각각의 노즐(152a-f)은 노즐이 활성화될 때, 잉크와 같은 코팅 물질을 스레드(20) 상에 분배하도록 배열된다. 코팅 물질은, 스레드(20)가 그 종축을 중심으로 비틀릴 때, 예들 들어 스레드(20)의 상이한 원주방향 위치에서 스레드(20)에 의해 흡수된다. 2개의 인접하게 분배된 코팅 물질의 액적에 대한 상대적인 위치는 액적이 중첩되도록 선택될 수 있다.
처리 유닛(100)은 하나 이상의 배출 장치(150)를 포함한다. 각각의 배출 장치(150)는 바람직하게 일련의 잉크젯 프린트 헤드(151a-d)로서 형성되고, 각각의 프린트 헤드(151a-d)는 하나 이상의 노즐 어레이를 갖는다. 각각의 노즐 어레이는 전형적으로 수백 또는 수천 개의 노즐을 포함한다. 예시를 목적으로, 단지 6개의 노즐(152a-f)만이 하나의 프린트 헤드(151a-d)에 대해 도시되어 있지만, 각각의 노즐 어레이는 각각 수백 또는 수천 개의 노즐(152)을 구비할 수 있다. 일례로서, 각각의 프린트 헤드(151a-d)는 단일 색상과 연관될 수 있고; 도시된 예에서, 배출 장치(150)는 4개의 프린트 헤드(151a-d)를 가지며, 각각의 프린트 헤드(151a-d)는 CMYK 표준에 따른 특정 색상과 연관된다. 그러나, 다른 착색 모델이 또한 사용될 수 있다.
처리 유닛(100)의 정확한 구성은 변할 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛(100)은 복수의 프린트 헤드(151a-d)를 갖는 단일 배출 장치(150)를 구비한다. 각각의 프린트 헤드(151a-d)는 복수의 노즐(152a-f)을 차례로 구비한다.
다른 실시예에서, 처리 유닛(100)은 직렬 또는 병렬로 배치된 몇 개의 배출 장치(150)를 구비한다. 그 다음, 각각의 배출 장치(150)는 복수의 프린트 헤드(151a-d)를 구비한다. 직렬로 배치되면, 상류 배출 장치(150)는 특정 색상 표준의 하나 이상의 색상과 연관되는 프린트 헤드(151a-d)를 가질 수 있는 반면, 하류 배출 장치(150)는 동일한 색상 표준의 다른 색상과 연관되는 프린트 헤드(151a-d)를 가질 수 있다. 병렬로 배열되면, 각각의 배출 장치(150)는 특정 색상 표준의 모든 색상과 연관되지만, 상이한 스레드(20)와 연관되는 프린트 헤드(151a-d)를 가질 수 있다. 이러한 실시예를 위해, 2개의 별개의 스레드(20)는 동시에 그리고 병렬로 처리될 수 있다. 물론, 병렬/직렬 구성의 조합이 또한 가능하다.
또 다른 실시예에서, 배출 장치(150)는 단지 단일 프린트 헤드(151a-d)를 가지며; 스레드(20)의 동적 착색은 처리 유닛(100)의 몇 개의 배출 장치(150)를 필요로 할 것이다.
각각의 노즐(152a-f)은 CMYK 색상 모델에 따라 색상을 갖는 코팅 물질을 분배할 수 있으며, 여기서 주요 색상은 시안(Cyan), 마젠타(Magenta), 옐로우(Yellow) 및 블랙(Black)이다. 이에 따라, 스레드(20)의 특정 길이의 전체 착색 물질이 노즐(152a-f)에 의해 분배되는 착색 물질의 혼합이 되도록 노즐(152a-f)을 동작시킴으로써 광범위한 색상을 스레드 상으로 분배할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이는 바람직하게 직렬로 배열된 몇 개의 프린트 헤드(151a-d)를 가짐으로써 달성되며, 이에 의해 특정 프린트 헤드(151a-d)의 노즐(152a-f)은 단일 색상에 전용된다.
다른 실시예에서, 각각의 노즐(152a-f)은 CMYK 색상 모델의 2개 이상의 주요 색상의 혼합을 포함하는 색상을 갖는 코팅 물질을 분배한다.
제어 유닛(190)은 코팅 물질이 처리 유닛(100), 특히 배출 장치(150)를 통과함에 따라 코팅 물질이 스레드(20) 상에 방출되는 노즐(152a-f)의 동작을 제어하도록 구성된다. 이러한 구성에 의해, 예를 들어 처리 유닛(100)에 의해 제공된 착색에 의해 시각적으로 매우 정교한 진보된 자수 패턴을 제공하기 위해, 스레드(20)의 매우 정밀한 착색이 가능하다.
착색 동작을 위해, 제어 유닛(190)은 원하는 색상 및/또는 착색 효과를 특정하는 하나 이상의 입력 신호를 수신한다. 색상 입력은 바람직하게 정확한 색상에 관한 정보뿐만 아니라, 특정 색상에 대한 스레드(20)의 종방향 시작 및 정지 위치를 포함한다. 종방향 시작 및 정지 위치는, 스레드 속도가 결정된 경우의 특정 시간 값으로 표현될 수 있다.
도 4a-b는 프린트 헤드(151a)의 각각의 평면도를 도시한다. 프린트 헤드(151a)는 노즐(152)이 배열된 평면 표면을 갖는다. 전술한 바와 같이, 단일 프린트 헤드의 노즐(152)의 총 개수는 수천 개일 수 있고, 프린트 헤드(151a) 상에 몇 cm의 크기로 제공될 수 있다. 도시된 예에서, 훨씬 적은 개수의 노즐(152)이 도시되어 있다. 노즐(152)은 하나 이상의 노즐 어레이(153)에 분포될 수 있다. 도 4a에서, 노즐(152)은 2개의 평행한 어레이(153)에 분포된다. 어레이(153)들이 서로 정렬되어, 하나의 어레이(153)의 노즐(152)이 다른 어레이(153)의 노즐(152)에 인접하게 배열된다.
도 4b는 유사한 예를 도시하지만, 2개의 어레이(153)들 사이에는 종방향 오프셋이 있다.
도 5a-5c는 스레드 속도 센서(50)의 개략도이다. 스레드 속도 센서(50)는 시스템(10) 내의 적어도 하나의 스레드의 운동에 의해 구동된다. 스레드는 모터 또는 일부 다른 유형의 구동 유닛에 의해 구동된다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 스레드 속도 센서(50)는 적어도 하나의 스레드(20)의 운동에 의해 구동되는 회전 센서(52)를 포함할 수 있다. 회전 센서는 풀리(52) 또는 안내 롤러와 같은 휠을 포함하거나 구성할 수 있다.
스레드 속도 센서(50)는 풀리(52)와 동작가능하게 연통하는 인코더(54)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 인코더(54)는 회전 인코더 또는 샤프트 인코더이다. 회전 인코더는 각도 위치 또는 운동을 시스템(10)의 제어 유닛(190)에 의해 처리될 수 있는 출력 신호로 변환한다. 이에 따라, 인코더는 풀리의 운동 및 그에 따라 스레드의 운동에 대한 정보를 제공한다. 제어 유닛(190)은 이러한 데이터를 사용하여 스레드의 속도를 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 인코더는 절대 엔코더(absolute encoder)이다. 또 다른 실시예에서, 인코더는 증분 인코더(incremental encoder)이다.
바람직한 실시예에서, 스레드 속도 센서(50)는 상기 적어도 하나의 처리 유닛(100)의 상류측에 배치된다. 바람직하게, 스레드 속도 센서(50)는 처리 유닛(100)의 상류에 배치되어 처리 유닛(100)에 근접한다. 도 5b 및 5c는 스레드 속도 센서(50)의 2개의 가능한 배열을 도시한다. 도 5b에서, 스레드 속도 센서(50)는 배출 장치(150) 바로 전에 배치된다. 이러한 실시예에서, 스레드 속도 센서(50)는 스레드 안내 장치(140)를 대체한다. 따라서, 스레드 속도 센서(50)는 스레드(20)가 배출 장치(150)의 일부를 형성하는 하나 이상의 처리 노즐과 정렬되는 것을 보장하도록 하나 이상의 안내 롤러 또는 다른 적절한 수단을 포함한다.
도 5c에서, 스레드 속도 센서(50)는 배출 장치(150) 바로 뒤에 배치된다. 이러한 실시예에서, 스레드 속도 센서(50)는 스레드 안내 장치(160)를 대체한다. 따라서, 스레드 속도 센서(50)는 스레드(20)의 위치가 배출 장치(150)를 따라 이동하는 동안 정확하도록 보장하기 위해 하나 이상의 안내 롤러 또는 다른 적절한 수단을 포함한다.
제어 유닛(190)은 이미 설명된 바와 같이, 사전결정된 동작 스킴에 기초하여 시스템(10)의 활성화를 제어하도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제어 유닛(190)은 스레드 소비 장치(15)의 사전결정된 동작 스킴에 기초하여 처리 유닛(100)의 활성화를 제어하도록 구성될 수 있다. 사전결정된 동작 스킴은 스레드의 속도뿐만 아니라, 다른 스레드 소비 파라미터와 관련될 수 있다.
제어 유닛(190)은 스레드 속도 센서로부터 데이터를 수신하도록 구성된다. 데이터는 바람직하게 스레드(20)의 속도와 관련된다. 수신된 데이터에 기초하여, 제어 유닛(190)은 시스템(10)의 상이한 부분을 제어하도록 추가로 구성된다. 일 실시예에서, 제어 유닛(190)은 수신된 속도 데이터에 기초하여 처리 유닛(100) 및/또는 시스템(10)의 다른 부분의 동작을 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어 유닛(190)은 속도 데이터에 기초하여 적어도 하나의 배출 장치(150)의 동작을 제어하도록 구성된다. 제어 유닛은 하나 이상의 배출 장치(들)(150)의 동작, 프린트 헤드(151a-d)의 동작 및/또는 하나 또는 복수의 노즐(152a-f)의 동작을 제어할 수 있다.
제어 유닛(190)은 예를 들어 활성 노즐의 개수를 결정하는 뿐만 아니라, 프린트 헤드, 노즐 어레이 또는 노즐의 속도, 운동, 타이밍을 조절하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛(190)은 스레드 속도에 기초하여 활성 노즐 및/또는 노즐 어레이 및/또는 프린트 헤드의 개수를 제어하도록 구성될 수 있다.
스레드가 탄성일 수 있고, 시스템(10)의 상이한 처리 단계에 의해 영향을 받을 수 있기 때문에, 프로세스의 이후 단계에서 실제 스레드 소비의 피드백을 수신하는 것이 유익할 것이다. 이는 도 6a-b에 도시된 바와 같이, 광 검출 시스템(60)의 추가에 의해 달성될 수 있다. 광 검출 시스템(60)은 도 6b에 도시된 바와 같이, 스레드(20)가 조명될 때 스레드(20)로부터 반사되는 광을 수신하기 위해 스레드(20)를 조명하도록 배치된다. 광 검출 시스템(60)은 적어도 하나의 스레드(20)의 이동 방향을 따라 적어도 하나의 처리 유닛(100)의 하류에 배치된다.
일 실시예에서, 광 검출 시스템(60)은 적어도 하나의 광원(62) 및 적어도 하나의 광학 센서(64)를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 광 검출 시스템(60)은 광원으로서 작용하도록 구성된 광학 센서(64)를 포함한다. 광학 센서(60)는 예를 들어,단색 센서, 컬러 센서 또는 분광광도계(spectrophotometer)일 수 있다.
제어 유닛(190)은 광 검출 시스템(60)으로부터 수신된 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(190)은, 예를 들어 스레드에 분배된 착색제의 색상을 결정하도록 구성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제어 유닛(190)은 적어도 하나의 스레드(20)의 특정 섹션에 분배된 착색제의 색상을 결정하도록 구성된다.
제어 유닛(190)은 우측 색상이 스레드의 우측 섹션에 적용되는지를 결정하기 위해 사전결정된 컬러 스킴에 대해 결정된 색상을 비교하도록 추가로 구성될 수 있다. 결정된 컬러와 사전결정된 컬러 스킴이 공차 한계 내에서 일치하지 않는 경우, 제어 유닛(190)은 알람 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 알람 신호는 예를 들어 디스플레이(195) 상에 나타낼 수 있고, 그리고/또는 예를 들어 조명 등을 조명함으로써 가청 알람 및/또는 시각적 알람일 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 결정된 컬러와 사전결정된 컬러 스킴이 공차 한계 내에서 일치하지 않는 경우, 제어 유닛(190)은 시스템(10)의 상이한 구성요소의 위치를 조정하고 그리고/또는 처리 유닛(100)의 컬러 큐(colour queue)를 조정하도록 구성될 수 있다. 위치를 조정함으로써, 시스템은 스레드의 가능한 변경된 길이(수축 또는 연장)를 고려할 수 있다.
광 검출 시스템(60)은 시스템(10)의 하나 이상의 구성요소의 위치를 결정하는데 사용될 수 있는 제어 유닛(190)에 데이터를 생성하도록 추가로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 노즐 중 적어도 하나는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 스레드와 관련하여 이동 가능하다. 제1 위치에서, 복수의 노즐 중 적어도 하나와 적어도 하나가 정렬된다. 시스템이 제1 위치에 있을 때, 적어도 하나의 노즐로부터 분배된 하나 이상의 코팅 물질이 적어도 하나의 스레드(20)를 타격한다. 이는 도 6c-6d에 개략적으로 도시되며, 여기서 도 6c는 제1 위치에 배치된 시스템(10)을 도시하고, 도 6d는 제2 위치에 배치된 시스템(10)을 도시한다. 제2 위치에서, 복수의 노즐 중 적어도 하나와 적어도 하나의 스레드가 정렬되지 않는다. 시스템이 제2 위치에 있을 때, 적어도 하나의 노즐로부터 분배되는 하나 이상의 코팅 물질은 적어도 하나의 스레드(20)를 만나지 못한다.
이에 따라, 제어 유닛(190)은, 광 검출 시스템으로부터 수신된 데이터에 기초하여, 시스템이 제1 또는 제2 위치에 있는지를 결정하도록 구성된다. 이러한 데이터는 처리 유닛이 하나 이상의 코팅 물질을 적어도 하나의 스레드(20) 상에 분배할 때의 시간(또는 제2 위치에서, 스레드 상에 하나 이상의 코팅 물질을 더 이상 분배하지 않을 때) 노즐 위치를 결정하고, 상기 위치 데이터를 저장하는데 사용될 수 있다. 이러한 정보는, 예를 들어 배출 장치(150)가 적절하게 동작하는지를 평가하기 위해 유익할 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛(190)은, 예를 들어 분배 장치(150)를 제어하는 것과 같이, 시스템(10)의 상이한 부분을 제어하기 위해 속도 센서(50)로부터 수신된 속도 데이터와 광 검출 시스템으로부터 수신된 데이터를 조합하도록 구성된다.
도 7은 스레드 소비 장치(15)와 함께 사용되는 적어도 하나의 스레드(20)의 인-라인 처리를 위한 방법을 도시한다. 상기 방법은, 활성화될 때 적어도 하나의 스레드에 하나 이상의 코팅 물질을 분배하도록 구성된 처리 유닛(100)을 제공하는 단계(210) 및 적어도 하나의 스레드(20)의 운동에 의해 구동되는 스레드 속도 센서(50)를 제공하는 단계(220)를 포함한다.
상기 방법은 스레드 속도 센서(50)로부터 속도 데이터를 수신하는 단계(230), 및 수신된 속도 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 처리 유닛(100)의 동작을 제어하는 단계(240)를 더 포함한다.
본 발명이 하나의 처리 유닛(100) 및 하나의 스레드 소비 장치(15)를 포함하는 시스템을 참조하여 주로 기술되었지만, 본 발명의 특징은 다른 시스템에도 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 도 8a 및 8b는 이러한 대안적인 시스템의 2가지 예를 도시한다.
도 8a에서, 시스템(10)은 제1 및 제2 처리 유닛(1OOa, 1OOb)뿐만 아니라 제1 및 제2 스레드 소비 장치(15a-b)를 포함한다. 각각의 처리 유닛(1OOa, 1OOb)은 각각의 스레드 소비 장치(15a-b)에 대한 동작을 제어 및 실행하고 있다. 분리되지만, 제1 및 제2 처리 유닛(100a)은 하나 이상의 구성요소를 공유할 수 있음에 유의해야 한다. 일 실시예에서, 제어 유닛(190)은 제1 및 제2 처리 유닛(1OOa, 1OOb)으로부터 별개의 유닛으로 배열되고, 이에 따라 하나의 제어 유닛(190)은 양자의 처리 유닛(1OOa, 1OOb)의 동작 및 그에 대응하여 양자의 스레드 소비 장치(15a-b)의 동작을 제어하도록 구성된다.
도 8b에서, 시스템(10)은 하나의 처리 유닛(1OOa) 및 제1 및 제2 스레드 소비 장치(15a-b)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 하나의 처리 유닛(1OOa)은 2개의 스레드 소비 장치(15a-b)의 동작을 제어하고 수행하도록 구성된다.
단지 2개의 처리 유닛 및 2개의 스레드 소비 장치가 도 8a에 도시되어 있고, 단지 하나의 처리 유닛 및 2개의 스레드 소비 장치가 도 8b에 도시되어 있지만, 임의의 적절한 개수의 처리 유닛 및/또는 스레드 소비 장치가 시스템(10)에 존재할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
본 발명은 특정 실시예를 참조하여 상기에 기술되었지만, 본 명세서에 기재된 특정 형태에 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.
청구범위에서, 용어 "포함한다/포함하는"은 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다. 부가적으로, 개별적인 특징들이 상이한 청구항들에 구비될 수 있지만, 이들은 유리하게 결합될 수 있고, 상이한 청구항들에 포함은 특징의 조합이 실행가능하지 않고 그리고/또는 유리하다는 것을 암시하지 않는다. 또한, 단수는 복수를 배제하지 않는다. 용어 "a", "an", "first", "second" 등은 복수를 배제하지 않는다. 청구범위 내의 참조부호는 단지 명확한 예로서 제공되며, 임의의 방식으로 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (20)

  1. 스레드 소비 장치(15)와 함께 사용되는 스레드(20)의 인-라인 처리를 위한 시스템(10)에 있어서,
    활성화될 때 적어도 하나의 스레드(20) 상에 하나 이상의 코팅 물질을 분배하도록 구성된 처리 유닛(100); 및
    상기 적어도 하나의 스레드(20)의 운동에 의해 구동되는 스레드 속도 센서(50)
    를 포함하는,
    시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스레드 속도 센서는 상기 적어도 하나의 처리 유닛(100)의 상류에 배치되는,
    시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 처리 유닛(100)의 동작을 제어하도록 구성된 제어 유닛(190)을 더 포함하는,
    시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 유닛(190)은 상기 스레드 소비 장치(15)의 사전결정된 동작 스킴에 기초하여 상기 처리 유닛(100)의 활성화를 제어하도록 구성되는,
    시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제어 유닛(190)은,
    스레드 속도 센서(50)로부터 속도 데이터를 수신하고,
    수신된 속도 데이터에 기초하여 상기 처리 유닛(100)의 동작을 제어하는,
    시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스레드 속도 센서(60)는 적어도 하나의 스레드(20)의 운동에 의해 구동되는 회전 센서(52)를 포함하는,
    시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전 센서는 풀리(52)를 포함하는,
    시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스레드 속도 센서는 상기 풀리(52)와 동작가능하게 연통하는 인코더(54)를 더 포함하는,
    시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 인코더(54)는 로터리 인코더인,
    시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스레드(20)가 조명될 때 상기 적어도 하나의 스레드(20)로부터 반사되는 광을 수신하기 위해 상기 적어도 하나의 스레드(20)를 조명하기 위한 광 검출 시스템(60)을 더 포함하고,
    상기 광 검출 시스템(60)은 상기 적어도 하나의 스레드(20)의 이동 방향을 따라 상기 적어도 하나의 처리 유닛(100)의 하류에 배치되는,
    시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광 검출 시스템은 적어도 하나의 광원(62) 및 광학 센서(64)를 포함하는,
    시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 코팅 물질은 착색 물질이고,
    상기 시스템은,
    광 검출 시스템(60)으로부터 데이터를 수신하고,
    수신된 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 스레드(20)의 특정 섹션에 분배된 상기 착색 물질의 색상을 결정하도록 구성된 제어 유닛(190)을 더 포함하는,
    시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어 유닛(190)은,
    결정된 컬러와 사전결정된 컬러 스킴(color scheme)을 비교하고,
    상기 결정된 컬러 및 상기 사전결정된 컬러 스킴이 공차 한계 내에서 일치하지 않는 경우, 알람 신호를 생성하고 그리고/또는 상기 처리 유닛(100)의 동작을 조정할 수 있는,
    시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 유닛(100)은 상기 적어도 하나의 스레드(20)에 대해 상이한 위치에 배열된 복수의 노즐(152a-f)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 스레드(20)는 사용 중에 움직이고, 각각의 노즐(152)은 활성화될 때 상기 적어도 하나의 스레드에 하나 이상의 코팅 물질을 분배하도록 구성되는,
    시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 노즐(152a-f)은 잉크젯 노즐인,
    시스템.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    스레드 소비 장치(15)를 더 포함하는,
    시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 스레드 소비 장치(15)는 자수기, 재봉기, 편물 기계, 직조 기계, 터프팅 기계, 스레드 권취기, 또는 그 임의의 조합물인,
    시스템.
  18. 스레드 소비 장치(15)와 함께 사용되는 적어도 하나의 스레드(20)의 인-라인 처리 방법으로서,
    활성화될 때 적어도 하나의 스레드에 하나 이상의 코팅 물질을 분배하도록 구성된 처리 유닛(100)을 제공하는 단계(210); 및
    상기 적어도 하나의 스레드(20)의 운동에 의해 구동되는 스레드 속도 센서(50)를 제공하는 단계(220)
    를 포함하는,
    방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 스레드 소비 장치(15)의 사전결정된 동작 스킴에 기초하여 상기 적어도 하나의 처리 유닛(100)의 활성화를 제어하는 단계(230)를 포함하는,
    방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 스레드 속도 센서(50)로부터 속도 데이터를 수신하는 단계(240), 및
    수신된 속도 데이터에 기초하여 상기 처리 유닛(100)의 동작을 제어하는 단계(250)를 포함하는,
    방법.
KR1020217011144A 2018-09-15 2019-08-27 스레드의 인-라인 처리를 위한 방법, 및 처리 유닛 및 스레드 속도 센서를 포함하는 시스템 KR20210058922A (ko)

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