KR920002506B1 - 회전링 방적장치를 장비한 정방기의 운전제어방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

회전링 방적장치를 장비한 정방기의 운전제어방법

제1도는 본 발명을 적용한 정방기의 회전링 방적장치의 바람직한 일실시예를 나타낸 부분 생략된 정면단면도.

제2도는 제1도에 표시한 회전링 방적장치의 사용 중에 있어서의 방출사장력 및 스트래치 길이의 변화상태를 표시한 설명도.

제3도는 본 발명을 적용한 회전링 방적장치와 조합된 제어시스템의 블록선도.

제4도는 본 발명에 의한 방출사장력 제어시스템에 이용되고 ROM 또는 외부기억 유닛에 내장된 프로그램을 갖는 CPU의 기능을 표시하는 블록선도.

제5도는 본 발명을 적용한 회전링 방적장치에 이용된 방출사장력 제어시스템에서의 링회전체의 회전속도 제어동작을 표시한 플로우챠트.

제6도는 전술한 ROM 또는 외부기억 유닛에 내장된 방출 프로그램에 의해, 제1도에 표시된 회전링 방적장치의 링회전체와 스핀들의 회전속도를 제어하는 제어시스템의 일예를 표시한 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전링 2 : 링회전체

3 : 플랜지로터 6, 7 : 베어링

8 : 홀더 9 : 링모터

10 : 회전자 11 : 전기자

20 : 검출판 27 : 광전센서

36 : 링레일 42 : 보빈

43 : 관사 44 : 방출사

51 : 래핏레일 52 : 장력센서

53 : 스네일와이어 54 : 프론트롤러

61 : 래핏레일위치 검출기 62 : 링레일위치 검출기

71 : CPU 72 : RAM

73 : ROM 77 : 외부기억수단

82 : 스핀들 구동모터 83 : 주축

84 : 회전검출기 85 : 검출부

101 : 속도제어부 103 : 비교판단부

104 : 장력검출부 106 : 스트래치검출부

본 발명은 회전링 방적장치를 장비한 정방기의 운전제어방법에 관한 것으로, 본원은 1989년 한국 특허출원 제16178호 「링모터를 내장한 회전링 방적장치 및 그 운전제어방법」의 분할출원이다.

종래부터 링방적기, 링연사기, 링연신연사기 등과 같은 방출사 및 가연(加撚)장치로서, 각종 회전링 방적 장치들이 개발이용되어 왔는바, 그 대표적인 일예로서 일본 특공개소화 63 제223,249호에 개시된 방적장치를 들 수 있다.

이들 공지의 회전링 방적장치의 구동시스템은, 압축공기나 프릭숀풀리 등에 의한 외부동력전도 기구를 사용한 적극적 회전링 구동수단을 이용하거나 또는 트래블러가 각 링의 플랜지주위를 맴돌때 발생하는 마찰압으로부터 얻어지는 토오크를 이용한 소극적 회전링 구동수단을 이용하는 것이 대부분을 차지하고 있다.

또 회전링에 링모터를 장치하여, 전기적으로 링회전체를 회전시키도록한 회전링 방적장치도 제안되고 있다(특개소 61-152835호). 그러나, 이와같은 것은 회전링의 구동수단이 아우터 로터식의 모터구조로 되어있기 때문에, 전기자나 회전자를 구성하는 권선이나 철심의 용적으로 인하여 자연히 부피가 커지고, 따라서 상술한 다른 구동방식의 회전링에 비교해서 링의 외경치수가 커지며, 이에따라 스핀들간의 간격을 상당히 확대할 필요가 있기 때문에, 단위바닥 면적당 설치될 수 있는 정방기의 스핀들수가 대폭적으로 감소하는 단점이 있다. 또, 다른 공지방식의 회전링을 장착한 정방기의 스핀들 회전수는 분당 2만-2만 2천 회전이 이미 실현되고 있고, 3만 회전의 시험도 실시되어 있는 현실을 감안할때에 상술한 모터식의 회전링을 사용하여 감소된 스핀들의 수에 의해서 동일한 생산효율을 얻기 위하여는 분당 4만-6만 회전정도의 스핀들 회전을 필요로 하며, 기계구조, 진동, 전력비용, 실의 품질, 조업관리 등의 점에서 문제가 있고, 현실적이 되지 못하였다.

한편 만관(滿管)에 이를때까지의 패키지 형성과정 중에 생기는 방출사에 가해지는 장력의 변동에 대응하는 수단으로서, 종래의 정방기에서는 빈 보빈에 실을 감기시작해서부터 완전히 감긴상태, 즉 만관상태의 약 20-30% 정도 감길때까지의 구간과 만관상태의 80-90%정도 감겼을때부터 만관에 이르기까지의 구간인 실이 끊기는 일이 많이 발생되는 패키지 형성구간에 있어서, 변속기를 사용해서 스핀들 회전수를 보빈에 실이 절반정도 감겼을때의 최고 회전수보다 10-20% 정도 감속하거나, 시동시에 완충 스타트 방식을 사용하는 등의 기계적인 조정수단으로 대처하고 있었기 때문에, 이러한 실이 많이 끊기는 구간에서의 생산성 저하는 피할 수 없는 일로 되어 있었다. 이러한 문제는 공지의 회전링 방적장치에서도 예외는 아니었다.

또, 트러스트 베어링 또는 공기압 지지방식을 이용하는 소극적 회전링 방적장치에 있어서는 링회전체의 중량과 회전링 부위에서의 트래블러의 마찰압과의 관계에 대응되는 회전링의 회전토오크는 스트래치의 길이, 보빈에 실이 감긴 정도에 따라 그때그

때 정해지는 링레일의 위치, 패키지 형성동작을 포함한 링레일의 승강운동, 트래블러의 체이스(chase)가 변속, 기타 여러 요인에 의한 방사장력의 증감에 수반되어서 변화된다. 그럼에도 불구하고, 링회전체의 중량은 그 링에 대해서 일정하기 때문에, 실에 가해지는 장력중 상방향의 분력, 즉 스핀들 축을따라 링회전체를 상방으로 들어올리는 힘이 링회전체의 중량을 초과할때에는 회전체가 고속으로 회전하게 된다. 그러므로 만일 브레이크 장치를 사용하지 않으면 회전체의 회전속도는 점차 증속되어, 베어링 부분의 작동상태가 공기압 베어링의 상태와 같은 상태로 되므로 극히 단시간에 트래블러와 동속회전 하기에 이른다.

이리하여 일단 링회전체가 트래블러와 동속화된 경우에는 비록 트래블러의 회전속도가 각 체이스 내에서의 권취속도의 변화에 의하여 변화하더라도 링회전체의 회전속도는 관성에 의하여 트래블러의 최고 회전수와 동속화 되어서 변속하지 않고 거의 일정한 값으로 유지된다. 그러므로 실이 각 체이스 최상부에 위치한 보빈의 외경 d에 감길때에 비해서 체이스의 최하부에 위치한 실이 감겨진 외경 D에 감길때의 트래블러의 회전속도차 π(D-d)는 2배 전후에 이르게되고, 따라서 링회전체의 회전속도가 트래블러의 회전속도를 상회할 경우가 생기기 때문에, 방사장력은 정(正)의 값과 부(負)의 값 사이를 심하게 변동하게 된다.

그러한 결과, 트래블러를 통과하는 방출사는 반복해서 격한 충격을 받게되고, 특히 화합섬유사의 경우에는 심한 보플(nap)이 일어나거나 실을 형성하는 섬유가 절단되거나 마찰열에 의한 용융사나 황색 변질사등이 발생하는 등 실의 품질저하를 가져오거나 모우(毛羽) 또는 절사(切↙)가 발생되는 원인으로 되어있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 공지의 회전링 방적장치를 운전함에 있어서는 링회전체의 회전속도가 트래블러의 회전속도보다 항시낮게 유지되도록 해야하였으며, 그 때문에 링회전체와 트래블러간에는 필히, 마찰저항에 의해 제동작용이 필요하게 되어 있었다. 그러나, 이 마찰저항에 의해 발생되는 장력을 포함한 방출사장력이 실의 강도보다 커지면 실이 끊기기 때문에, 링회전체의 회전속도(회전수)를 적극적으로 제어할 수 없는 종래의 회전링에서는 스핀들의 회전속도가 상승하는 상승 한계가 20-30%에 머무르게 되어, 정방기를 보다 고속화하는 것을 저해하는 요인이 되고 있었다. 환언하면 공지의 회전링 방적장치를 이용한 경우는 2만 수천 회전 이상의 고속도 방출을 수행하는 것이 곤란하였다.

한편, 링회전체의 속도가 트래블러의 회전속도와 동속화되는 것을 방지할 수 있는 기능을 구비한 소극적 회전링 방적장치로서, 마찰브레이크 장치를 붙인 회전링 방적장치(특개소 57-34927호)와 와전류에 의한 자기 브레이크 장치를 붙인 회전링 방적장치(특원소 62-255456호)등이 있고, 이들은 각각 나름대로의 효과를 나타내고 있으나, 전자는 브레이크슈의 마모의 문제가 있고, 후자의 경우에는 방출사의 품종 또는 번수가 크게 바뀌는 경우에 그 방출사에 맞는 방적운전을 수행하는데 적합한 다른 자력을 갖는 자기 브레이크로 교체해야 하는 불편한 점이 있었다.

하여간, 정방기에 회전링 방적장치를 장비하더라도, 전술한 문제를 만족하게 해결할 수 없는 것이 사실이었다.

본 발명은, 스핀들 회전속도를 바로미터로하고, 한개의 만관사를 형성하기 위하여, 미리 설정된 정방기의 운전 프로그램에 따라, 정방기를 운전할때에, 방출사의 장력을 검출하고, 방출사의 장력이 허용되는 범위내에 있으면, 프로그램에 따라 운전을 속행하고, 허용범위내에서 방출사의 장력이 이탈된 경우에는, 스핀들 회전속도의 조절에 우선하여 링회전속도를 조절하는 것을 기본적인 기술사상으로하고, 더욱, 방출장력이 허용범위내에 있더라도, 목표하는 값에 근접되도록 회전장치의 링회전체의 회전상태가 미세하게 조절되게 한것이다.

따라서, 본 발명의 대상으로 되는 정방기의 회전링 방적장치는, 회전링 자체가 방출사장력의 변동에 따라서, 온·오프 제어원리에 의하여, 장치의 외부에서 제어장치에 의하여 회전속도가 조절되는 기능을 가지게 한다는 것을 전제로 한다. 바꾸어 말하면, 본 발명은, 상술한 문제를 해결하기 위하여 장치 자체의 외부에서 제어장치에 의하여 회전속도를 조정할 수 있는 회전링 방적장치를 장비한 링정방기의 운전제어방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 장치의 외부에서 제어장치에 의하여 회전속도를 제어할 수 있는, 회전링 방적장치를 장비한 링정방기를 대상으로 하고 있으므로, 본 발명이 적절하게 채용될 수 있는 링모터를 내장한 회전링 방적장치를 장비한 정방기를 대상으로 하여, 본 발명의 내용에 대해서 먼저 설명한다.

이 정방기에 사용되고 있는 링모터를 내장한 회전링 방적장치가 제1도에 표시되어 있다. 도면에 표시된 바와 같이, 회전링(1)은, 링플랜지(4)를 가진 플랜지로터(3)와 하부로터(5)가 일체화 되어서 이루어진 링회전체(2), 베어링(6, 7)을 개재하여서 링회전체(2)를 회전이 자유롭게 지지하는 홀더(8), 및 링회전체(2)의 외주면 거의 중앙부에 그 축방향을 따라 형성된 환상요홈 내부에 설치된 영구자석으로 이루어진 회전자(10)와 홀더(8)의 내주면의 거의 중앙부에 축방향을 따라 회전자(10)의 외주측의 대향되는 위치에 설치된 전기자(11)로 구성된 링모터(9)를 포함하여 구성되어 있다. 또, 본 실시예에서는 홀더(8)로서 링회전체(2)를 지지하기 위하여 사용된 베어링(6, 7)은 공지의 볼베어링을 예시하였으나, 볼베어링 대신에 트러스트 베어링을 사용해도 좋고, 내마모성과 내열성이 우수하고 저마찰계수를 가진 엔지니어링 플라스틱이나 세라믹등의 재질로 형성한 요소를 사용해도 좋다.

링모터(9)는 예컨대, 직류 전동기 또는 동기 전동기 등으로 구성되어 있고, 이에 공급되는 전류, 전압, 또는 주파수 등에 대응하는 속도로 회전한다.

플랜지로터(3)의 외주에는 상부방진 커버(21)가, 홀더(8)의 하부내주에는 하부방진 커버(22)가, 각각 부착되어 있다. 하부로터(5)의 하단외주면에 설치된 나사(23)에는 베어링(7)을 고정시키기 위한 고정너트(24)가 끼워져 있고, 이 고정너트(24)에 형성된 환상 턱부(24a)의 상면에는 한쪽 반원부분은 흑색이고 다른쪽 반원부분은 백색인 환상검출판(25)이 설치되어 있다. 한편, 홀더(8)의 하방부에 부착된 베어링 케이싱(26)에는 상술한 검출판(25)의 흑색 부분 사이의 색변환을 검출해서 링회전체(2)의 회전속도를 검출하기 위한 반사형의 광전 센서(27)가 부착되어 있다. 또, 링회전체(2)의 회전속도가 검출수단으로는 절결부나 요철(凹凸)부 또는 자계발생부등을 설치한 환상 회전체와 광차단기나 마이크로스위치 또는 자기센서 등을 조합한 공지의 각종 검지수단을 사용할 수가 있다.

제1도에 도시된 바와 같이 비 자성체로 이루어진 스페이서(28)(28a), 절연체로 이루어진 코일케이스(29), 고정링(30)(31)(32), 스페이스 조정링(33)등이 회전링 방적장치를 구성하는 요소로서 사용되고 있다. 또 홀더(8)에는 부착용 플랜지부(34)가 마련되어 있고 이 플랜지부(34)는 링레일(36)상에 고정볼트(35)에 의해 고정부착되어 있다. 이 도면에 있어서 트래블러는 부호 41로 나타내었다.

회전링 방적장치를 사용하여 보빈(42)에 방출사(44)가 감겨 관사(43)가 형성되는 과정에 있어서, 체이스를 형성하는 각 단계에서의 방출사(44)의 벌룬(balloon)형태의 변환상태와, 방출사장력의 검출기구를 표시하는 제2도에서 도시된 바와같이 공지의 래핏 레일(lappet rail)(51)에 방출사(44)의 벌룬에 대한 장력을 검출하기 위한 장력센서(52)가 부착되어 있다.

이 장력센서(52)는 하중을 전기적인 신호로 변환시키므로서 하중의 미소한 변화도 검출해낼 수 있는 하중 변환기로서, 반도체 또는 스트레인 게이지 등을 이용하는 공지의 장치를 이용할 수 있다. 이 장력센서(52)는 제2도에 도시한 바와같이, 그 검출봉(53a)선단에 부착된 링모양의 스네일와이어(53)를 방출사(44)가 통과할때 스네일와이어(53)와 트래블러(41)사이에서의 방출사(44)의 벌룬장력의 수평분력을 검출함으로서 방출사(44)의 벌룬장력을 검출해내고 이에 따르는 전기신호를 발생하게 된다. 이 장력센서(52)에서 입력되는 신호에 따라서 후술하는 CPU(중앙처리장치)에 의하여 방출사(44)가 스네일와이어(53)에 접촉되는 접촉점(PS)과 프론트롤러(54)의 닙포인트(PN)와의 사이에 있어서의 방출사(44)의 상부장력이 연산되어서 구해진다.

또 래핏레일(51)에는 통상 각 스핀들 마다에 래핏이 부착되어 있으나, 본 실시예에서는 정방기 1대(400-1000스핀들)에 대하여 상술한 장력센서(52)가 합계 10개 이상 부착되어 있고, 이들의 장력센서(52)가 검출한 장력의 방출장력으로서 입력사용된다.

또 제2도에 쇄선으로 표시한 바와 같이, 접촉점(PS)과 닙포인트(PN)와의 사이에 방출사(44)의 상부장력을 직접 검출하는 장력센서(52a)를 부착하여도 좋다.

또 제2도에서 B는 체이스, A1 및 A2는 체이스(B)의 최하위치 또는 최상위치에서의 벌룬 스트래치를 각각 표시하고 있다.

또 제2도에서는 도시되어 있지 않으나, 래핏레일(51) 및 링레일(36)이 수직방향 위치의 검출수단으로서, 래핏레일(51) 및 링레일(36)에 걸친 랙, 링레일(36)에 부착되어 랙과 맞물리는 피니온 기어 및 피니온 기어의 회전각도 위치에 따른 펄스를 출력하는 엔코더 등으로 이루어진 래핏레일위치 검출기(61) 및 링레일위치 검출기(62)가 설치되어 있다. 링레일위치 검출기(62)에 의하여 검출된 보빈(42)에 대한 링레일(36)의 절대위치에 의해서 관사(43)의 만관상태에 대하여 어느 정도까지 관사(43)의 형성이 이루어졌는지(이하, 링레일의 관사형성 위치라 칭함)가 검지되고, 또, 양 위치 검출기(61, 62)에 의하여 검출된 양 레일의 상대위치에서 양 레일 사이의 수직거리 즉, 스트래치 길이 A1, A2가 검지되고, 이로인하여, 후술하는 바와 같이, 링레일의 만관위치를 1로하고 빈 보빈을 감기 시작한 위치를 0으로 한 관사(43)의 각 형성위치에 따라서 스핀들 회전 및 링회전의 조정제어가 이루어진다.

또 상기 링레일의 위치를 검출함으로서, 링레일 1회의 승강운동 길이, 즉 체이스가 검지되고, 또, 링레일의 상승, 하강의 방향도 검지된다. 또 체이스 형성 중의 스트래치의 변화, 권취속도, 권취각도의 변화에 따른 영향도 있어서, 회전링 부분의 위치가 체이스 형성에 있어서, 상부로 갈수록 실이 끊기는 일이 많이 발생하는 경향이 있다. 이 문제를 해결하기 위하여, 이 검지된 체이스의 최상부 위치에서는, 최하부 위치에서의 링회전에 대하여 5-10%만큼 링회전을 상승시키도록, 또 링레일 최하단에서 최상부에 도달하는 시간은, 최상부에서 최하단에 도달하는 시간의 2배가 되도록 링회전체의 증가변속 타임챠트를 짜고, 역으로 하강시에는 상승시의 1/2의 시간으로 링회전체의 회전이 감속되도록 속도제어를 수행한다.

다음, 전술한 회전링 방적장치에 사용되어 제어시스템에 대하여 그 구조와 기능에 관해서 상세히 설명한다.

제3도에 표시하는 블록선도에 있어서, CPU(71)은 마이크로컴퓨터나 적당한 인터페이스 회로등으로 구성되어 있고, 입력된 신호에 따라서 여러가지 연산을 수행하고, 각종 데이터의 처리나 전송을 수행하며, 제어시스템의 각부에 대하여 여러가지 필요한 신호를 출력한다.

RAM(72)는 데이터나 프로그램등을 일시적으로 기억한다. ROM(73) 또는 프로피 디스크나 하드 디스크 등의 외부 기억수단(77)은, 여러가지 종류의 방출사(44)의 품종번수마다 설정된 전체 방출공정의 방출 프로그램을 내장하고 있다. 방출 프로그램에는 각 방출사에 관한 적정방출장력 범위 및 보빈(42)에 권취되는 그때그때의 관사(42)의 형성위치에 따라서 미리 정해진 스핀들(SP) 및 링회전체(2)의 표준적인 회전속도를 설정하고 있다.

ROM(73) 또는 외부기억수단(77)에는 CPU(71)에 의하여 수행될 공정운전용 프로그램 및 기타의 프로그램이나 데이터등이 내장되어 있다.

키보드(74)는 방출사(44)의 최적장력(TS)을 설정함과 아울러, CPU(71)에 대하여 여러가지 데이터나 명령을 입력하기 위한 것이다.

표시부(75)는 CPU(71)에 의한 연산결과나 각부의 제어상태 등을 브라운관 등에 의해 표시하기 위한 것이다.

프린터(76)는 여러가지 데이터나 메세지 등을 인쇄해 낸다. 알려진 바와같이 다수의 스핀들(SP)은, 스핀들 구동모터(82)에 의하여 주축(83)이 구동됨으로써 주축에 대하여 일정비율로 증속 또는 감속회전 구동된다. 스핀들 구동모터(82)는, 인버터 등을 내장한 구동출력부(81)에 의하여 그 회전속도가 제어되면서 구동된다. 주축(83)에는 그의 회전속도를 검출하기 위한 회전검출기(84)가 부착되어 있고 회전검출기(84)의 출력은 검출부(85)를 경유해서 CPU(71)에 입력된다. 장력센서(52)의 검출신호는 증폭부(86)를 경유하여 CPU(71)에 입력된다.

회전링(1)을 회전구동하는 링모터(9)는 구동출력부(87)에 의하여 CPU(71)에서 그의 회전속도의 지령을 받아 제어되면서 구동된다. 각 회전링(1)에 설치된 광전센서(27)의 검출신호는, 각각 검출부(88)를 경유하여 CPU(71)에 입력된다.

래핏레일(51) 및 링레일(36)에는 각각 리니어 스케일(linear scale)등으로 된 래핏레일위치 검출기(61) 및 링레일위치 검출기(62)가 설치되고 이들 검출기(61)(62)로부터의 검출신호는, 각 검출부(90), (89)를 경유하여 CPU(72)에 입력된다.

다음에 장력센서(52)로부터 검출되는 신호에 의하여 방출사(44)의 장력을 구하는 방법에 대하여 본출원의 원출원인 1989년 한국 특허출원 제16178호의 명세서에 상세하게 설명되어 있으므로 그 설명을 생략한다.

다음 ROM(73) 또는 외부기억수단(77)에 내장된 방출 프로그램에 의한 스핀들 회전속도에 대응하여 회전링의 회전속도를 제어하는 방식의 일예를 제6도에 의거하여 설명한다.

제6도에서, 횡축은 빈 보빈에 실을 감기 시작하는 시점에서 만관상태에 패키지 형성이 이루어지는 시점까지의 시간을 보빈(42)에 형성되는 관사(43)의 각 지점에서의 패키지 크기(만관을 기준으로 하여, 백분율로 나타내는 관사의 패키지 크기)에 따라 표시하고, 종축은 회전속도를 스핀들(SP)의 경우는 분당회전수(RPM)에 의거하고, 회전링(1)의 경우는 스핀들(SP)에 대한 회전링(1)의 분당 회전수의 비율에 의거하여 표시하고 있다. 이 비율의 상한을 ru, 하한을 rd로 표시한다. 또, 제6도에서, 상기 패키지 크기의 비율은, 예를 들면, 만관상태에서의 관사(43)의 패키지 크기를 FB로서 표시하면 만관의 10%정도 크기로 형성된 패키지 크기는 0.1FB, 또 만관의 30%정도 크기로 형성된 패키지 크기의 경우는 0.3FB로 표시된다.

스핀들의 회전속도에 관련된 방출 프로그램은, 방출사의 품종번수 기타 방사의 제조건 및 기계의 성능 조건에 따라 달라진다. 스핀들의 회전수는, 절사가 발생하지 않는 정도의 회전수를 유지하는 상태로 하는 것이 방적기 운전의 상식이다. 따라서 방적운전에서는, 정방기의 생산능력을 가능한한 높게 유지할 필요가 있으므로, 상기의 조건을 만족시키는 전제로, 절사가 많이 발생하는 경향이 있는 관사의 밑부분을 형성하는 관사형성의 초기단계와 만관의 머리부 즉, 관사의 최상부를 형성하는 최종단계를 빼고서, 스핀들의 회전속도를 25000 내지 30000 r.p.m.으로 대단히 높은 수준까지 올린다. 이에비해, 방출사가 절단되는 임계장력을 넘지않을 정도로 방출사의 장력을 제어하는 것이 가능하게한 성능을 갖고 있는 본 발명에 의한 회전링 방적장치에서는, 공지의 방적장치에 있어서의 전술한 회전속도 보다 훨씬 높은 스핀들 회전속도로 운전하는 것이 가능하다. 이하 본 발명에 의한 회전링 방적장치의 방적운전을 제6도에 표시한 바와같이 미리 설정한 방적프로그램에 따라 제어하는 한 방법에 대해 상세히 설명한다.

(가) 우선 다음과 같은 프로그램을 설정한다. 즉 시동시의 스핀들(SP)의 회전속도(S)를 통상 10,000-12,000 r.p.m.의 회전속도(S1)로 설정한 프로그램 곡선(SC)으로 하고, S가 스위치/온된 시점부터 설정된 회전속도(S1)에 도달하는 시점까지의 가속제1기간(P1)의 소요시간은 주동력에 대한 기계부하에 의해서도 다르지만, 통상 5 내지 10초의 범위내로 설정된다. 이 가속 제1기간(P1)의 링회전체(2)의 회전속도(R)는 0으로 설정되고, 링회전체(2)의 회전속도제어를 위한 프로그램곡선(RC)은 스핀들 회전속도(S)가 상술한 10,000 내지 12,000 r.p.m.에 도달한 후 5 내지 10초의 시간차를 두고서 링회전체(2)를 회전시키는 제어동작이 스타트하도록 설정한다.

(나) 스핀들(SP)의 회전속도(S)가 상기한 회전속도(S1)에 도달된 후, 스위치/온된 시점에서 20초 내지 30초 사이의 제2기간(P2)내에 목표 최고속도(Sh)의 1/2에 상당하는 15,000 r.p.m.정도의 속도(S2)에 도달되도록 프로그램곡선(SC)을 설정한다. 그후 스핀들(SP)의 회전속도(S)는 스위치/온 시점에서 60초 이내에 목표 최고속도(Sh)의 60%(18,000 r.p.m.전후)의 속도(S3)로 증속된다. 그리고, 다시 목표 최고속도(Sh)의 2/3(20,000 r.p.m.전후)로 속도(S)를 증속한다. 제6도에 도시된 프로그램선(SC)에서, 이와같은 스핀들 회전속도에 관련된 부분은 각각 N2, N3, N4로 표시되어 있고, 상술한 바와같은 스핀들(SP)의 회전속도(S)의 증속동작은 방적프로그램의 제1단계로서 수행된다.

그후 스핀들(SP)의 회전속도는 관사가 만관의 5%에 상당하는 관사의 밑부분이 형성될 때까지 속도(S4)를 유지한다. 프로그램곡선(SC)에서 상기 부분은 N5로서 나타나고, 이와같은 스핀들(SP)의 회전제어는 방출프로그램의 제2단계로서 수행된다. 스핀들(SP)의 회전속도가 전술한 바와같이 상승하는 동안, 링회전체(2)의 회전속도는 다음의 프로그램에 따라 상승한다. 즉, 링회전체(2)의 회전속도에 관한 프로그램선(RC)에 표시한 바와같이, 스핀들 회전의 가속 제1기간(P1)의 종점까지는 링회전체(2)는 정지하고, 이 시점에서, 스핀들의 회전개시부터 늦게 그 회전을 개시하도록 회전운동이 제어되고 있다. 그후 링회전체(2)의 회전속도는 프로그램선(SC)의 스핀들 회전속도(S2)에 대응하는 시점에서 속도 K1까지 상승한다. 이 속도 K1은 스핀들(SP)의 회전속도의 40% 내지 50% 의 범위내에 들어가도록 프로그램되어, 이 링회전체의 회전속도는 더욱 상승하게 되어 프로그램선(SC)의 스핀들 회전속도(S4)에 대응하는 시점에서 속도 K2에 달한다. 이 회전속도(K2)는 스핀들(SP)의 회전속도의 50% 내지 60%의 범위로 프로그램되어 있다. 환언하면, 링회전체(2)의 회전이 전술한 바와 같이 지연되어도, 전술한 프로그램을 따라, 링회전체(2)의 회전속도는 스핀들(SP)의 회전속도의 상승에 수반되어 상승하고, 스핀들(SP)의 방출프로그램의 제1단계의 종점에서 링회전체(2)의 회전속도는 11,000-12,000 r.p.m.에 달한다.

링회전체(2)의 회전속도 제어프로그램선(RC)에서의 이들의 부분은 각각 제6도에서 R1, R2로서 표시되어 있다. 이 프로그램 운전작업은 관사의 밑부분(만관사의 5%에 상당한다)의 형성이 완료될 때까지의 제2단계로 수행된다.

(다) 그후, 관사의 크기가 0.1 내지 0.2FB로 될때까지, 스핀들(SP)의 회전속도(S)는 속도(S5)[스핀들(SP)의 최고 회전속도(Sh)의 85%, 즉 25,000 r.p.m.]에 도달되고, 관사의 크기가 0.22 내지 0.3FB로 될때까지(관사의 밑부분의 형성이 종료된다) 스핀들(SP)의 회전속도가 유지된다. 전술한 일정한 속도에서 스핀들(SP)의 회전속도가 전술한 바와같이, 일정하게 유지되어 있는 프로그램곡선(SC)의 이 부분은 N6으로 표시되어 있다. 그후 스핀들의 회전속도는 완만하게 경사된 프로그램선 N7에 의하여 표시된 제어프로그램에 따라 스핀들(SP)의 회전속도가 그의 최고 회전속도(Sh)에 도달될 때까지 연속적으로 상승된다. 이 시점에서 관사의 크기는 0.4FB 내지 0.5FB의 범위에 있다.

전술한 바와같이 스핀들(SP)의 회전속도가 증가하는 동안에, 링회전체(2)의 회전속도는 스핀들(SP)의 회전속도의 50%와 60% 사이의 범위인 회전속도(K3)로 증가한다. 그리고 이 상태에서, 링회전체(2)와 트래블러(41)에 안정된 속도관계가 유지됨으로써 실의 끊어짐이 방지된다. 전술한 바와같이 링회전체(2)의 회전속도가 상승되고 있는 동안에, 링회전체(2)의 회전속도는 프로그램에 의해 제어되고, 스트래치의 변화 및 보빈에 대한 권취각도의 변화에 의해 방출사 장력의 변동에 기인하는 충격이 흡수되고, 따라서 방출사의 장력은 바람직한 상태로 유지할 수 있다.

(라) 그후, 스핀들(SP)의 회전속도는 관사의 크기가 0.95FB가 될때까지 최고 속도(Sh)로 유지된다. 스핀들(SP)의 회전속도가 그의 최고 속도(Sh)로 유지되어 있는 기간을 P3으로 표시하고, 이 기간(P3)에 대응되는 프로그램곡선(SC)의 부분을 제6도에서 N8로 표시하고 있다. 그리고, 이 기간에서는 안정된 방출이 이루어지고, 따라서, 실이 끊기는 일이 방지된다.

링회전체(2)의 회전속도는 관사의 크기가 0.5 내지 0.55FB로 될때까지, 회전속도(K3)로 제어되고, 그후 계속해서 제6도에 도시한 바와 같이 스핀들(SP)의 최고 회전속도(Sh)의 40% 내지 50%의 범위내의 속도(K4)로 감속되고, 관사의 크기가 0.85FB 내지 0.9FB에 근접되는 상태로 될때까지 그 감속된 속도가 유지된다. 그리고 그후 다시 링회전체(2)의 회전속도가 상승되어서, 관사의 크기가 0.85 내지 0.9FB로 된후에는 관사의 크기가 0.95FB로 될때까지 이 회전속도가 유지된다. 관사의 중간 크기를 형성하는 동안, 링회전체(2)는 전술한 바와 같이 제어되고, 따라서, 최고 속도로 회전되는 스핀들(SP)의 구동전력은 대단히 절약된다. 더욱, 마모로 손상되는 회전링 방적장치의 내구성이 강화된다.

(마) 관사의 크기가 0.95FB에 근접되면, 프로그램선(N9)에 따라서, 스핀들(SP)의 최고 회전속도(Sh)의 1/2 내지 2/3의 범위내의 회전속도로 감속되고, 프로그램선(SC)의 시점(a)에서, 만관 FB로 되면, 만관형성 완료를 표시하는 신호에 의하여 정방기의 구동모터의 스위치가 단락되고, 링 레일은 대기위치까지 강하하고, 각 만관관사의 밑부분의 실이 감기게 되어, 스핀들(SP)은 완전히 정지된다. 전술한 마지막 단계에서, 스핀들(SP)의 회전속도의 프로그램선(N10)의 경사는, 제6도에 도시한 바와 같이, 링회전체(2)의 회전속도에 관한 프로그램선(R6)보다 약간 완만하므로, 이들 프로그램선(N10)과 프로그램선(R6)의 출발시점이 비록 동일하다 할지라도, 프로그램선(N10)이 횡축(제로라인)에 도달하는 시간은 프로그램선(R6)이 횡축에 도달하는 시간보다 지연된다. 환원하면, 링회전체(2)는 스핀들(SP)이 완전히 정지하기 이전에 완전히 정지된다. 제6도에 도시한 바와같이, 스핀들(SP) 및 링회전체(2)의 회전속도는 시점(a)의 직전의 짧은 기간 각각 프로그램된 회전속도를 유지하고 있다. 또 스핀들이 최고 회전속도(Sh)에서 완전히 정지하게 될때까지의 기간을 제6도에서 P4로 표시하였다.

제6도에서, 프로그램선(SZ)은 통상의 링정방기에 의하여 관사를 방출하기 위한 프로그램을 표시하고, 단지 스핀들의 회전속도만이 전기의 프로그램에 의하여 제어되고 있다. 이들의 프로그램선도 (SC)와 (SZ)에서 이해할 수 있는 바와 같이, 스핀들의 최고 회전속도가 양자 사이에서 크게 차이가 생기고 따라서, 생산용량은 회전링 방적장치의 것이 보통의 링정방기에 비교해서 대단히 우수하다.

다음, 상술한 바와 같이 구성된 제어장치(70)의 동작에 대하여 제4도를 참조하여 설명한다.

우선 방출이 개시되면, 돌출부(107)에 의하여 ROM(73) 또는 외부기억수단(77)에서 당해 방출사에 대응되는 방출 프로그램이 나타난다. 속도제어부(101)는 방출 프로그램에 따른 스핀들과, 링회전체의 회전속도를 제어하는 지령을 구동출력부(81, 87)에 출력한다.

검출부(85)의 회전수 검출기(84)는, 당해 정방기의 주동축(83)의 회전수를 측정함으로써 스핀들(SP)의 회전속도를 검출한다. 또, 검출부(88)는 제1도에 표시된 회전링 방적장치에서 기술한 검출수단에 의하여 검출되지만, 회전링 방적장치의 링회전체(2)의 회전수의 검출은 필히 전체의 스핀들에 대해 수행할 필요는 없다. 그 이유는, 복수의 스핀들에 대하여 검출한 값의 평균치가 링회전체의 회전수로서 제어시스템에서 이용되기 때문이다. 속도제어부(101)는, 방출 프로그램에 따라 스핀들의 회전속도를 제어하는 지령을 구동출력부(81, 87)에 출력한다.

또, 정방기의 전체 스핀들에 회전링 방적장치를 사용하고 있는데도 불구하고, 방출사 장력 검출기를 전체 스핀들에 설치할 필요는 없다. 그 이유는, 복수의 스핀들에 설치한 방출사 장력 검출기의 신호를 평균하여, 평균치를 제어시스템에 입력하기 때문이다. 스트래치 검출부(106)는, 래핏레일 위치검출기(61) 및 링레일 위치검출기(62)의 검출신호에 의거하여 스트래치 길이로 구한다.

장력검출부(104)는 다수의 장력센서(52)에서의 검출신호에 따라서, 장력이 일정치 이하인 검출신호는 실이 끊긴 것으로 판단하여 제외하고, 나머지의 데이터에서 평균장력(TC)를 구한다.

최적 장력기억부(105)는 생산되어야할 실에 대응해서 각각 설정된 최적장력을 키보드(74)를 조작하여 저장하고, 이 기억부(105)에 저장된 최적장력(TS)의 하나가 생산되는 실에 대응되어서 선정되고, 방적작업을 수행하기 위하여 기억부(105)에서 읽을 수 있다.

비교판단부(103)는 입력된 평균장력(TC)과 최적장력(TS)을 비교하고, 그의 차의값(TK)을 출력함과 아울러 평균장력(TC)이 상한장력(TSU)과 하한장력(TSD)으로 정해지는 허용범위(EK)에 들어 있는지 아닌지, 들어있지 아니하면 상한장력(TSU) 또는 하한장력(TSD)의 어느것을 초과하였는지를 판단하고, 그의 판단결과도 출력한다.

속도제어부(101)는, 방출 프로그램에 따라서 회전속도 지령을 출력하면서, 비교판단부(103)에서의 판단결과에 따라서, 보정제어부(102)에 의한 속도보정제어를 수행한다.

다음, 제5도에 표시한 플로우 챠트로 방출프로그램(제6도)을 참조하여, 스핀들 회전속도 및 링회전체의 회전속도를 제어하는 단계에 대하여 설명한다.

제6도의 방출 프로그램에 의해서 설정된 스핀들 회전속도(NS)와 회전링의 회전속도(N)에 대하여, 평균 방출사장력(Tc)과 최적장력(Ts)을 비교하여(단계 #1), 이들이 동일하면 회전링의 회전속도(N) 및 스핀들 회전속도(Ns)를 변경하지 않고 후술하는 단계 #2에 진출한다.

단계 #1에 있어서, 평균 방출사장력(Tc)이 최적장력(Ts)보다 클 경우에는, 평균장력(Tc)이 허용 상한장력(TSU)을 초과하고 있는가 아닌가를 판단한다(단계 #3).

단계 #3에서 예스이면 즉, 평균장력(Tc)이 상한장력(TSU)을 초과하지 아니하고 허용범위(EK)에 들어있으면, 회전링(1)의 회전속도(N)가 현재의 스핀들 회전속도(Ns)에 상한 비(ru)를 곱한 값의 이하인지 아닌지를 판단한다(단계 #4).

단계 #4에서 예스이면, 회전링(1)의 회전속도를 상승시키기 위하여, 평균장력(Tc)과 최적장력(Ts)과의 차의 값에 이득(gr)을 곱한 것을 현재의 링회전속도(Nsp)에 더하고 이 더한 값을 새로운 링회전속도(N)로서 설정한다(단계 #5).

단계 #4에서 노우이면, 즉 링회전속도(N)가 링회전속도의 상한치(Ns×ru)를 초과하고 있으면, 링회전 속도를 (Ns)를 변경하지 않고 단계 #2로 진행한다.

단계 #3에서 노우이면, 스핀들(SP)의 회전속도를 낮추기 위하여, 현재의 회전속도(NSP)에서 평균장력(Tc)과 상한장력(TSU)과의 차의 값에 이득(gs)를 곱한 것을 뺀 값을 새로운 스핀들 회전속도(Ns)로 하여 설정한다(단계 #6).

단계 #1에서 평균장력(Tc)이 최적장력(Ts)보다 적은 경우에는, 평균장력(Tc)이 하한장력(TSD)이상인지 아닌지를 판단한다(단계 #7).

단계 #7에서, 예스이면, 즉, 평균장력(Tc)이 하한장력(TSD)이하로 내려가지 않고, 허용범위(EK)에 들어있으면, 회전링(1)의 회전속도(N)가 스핀들 회전속도(Ns)에 하한비(rd)를 곱한값 이상인가 아닌가를 판단한다(단계 #8).

단계 #8에서 예스이면, 회전링(1)의 회전속도를 하강시키기 위하여, 최적장력(Ts)과, 평균장력(Tc)과의 차의 값에 이득(gr)을 곱한것을 현재의 링회전속도(Np)에서 뺀 값을 새로운 링회전속도(N)로 하여 설정한다(단계 #9).

단계 #8에서 노우이면, 즉, 이 링회전속도(N)가 설정된 링회전속도의 하한치(Ns×rd)이하로 내려가고 있으면, 링회전속도(N)를 그 이상 감속할 필요가 없기 때문에, 링회전속도(N) 및 스핀들 회전속도(Ns)를 변경하지 않고 단계 #2로 진행한다.

단계 #7에서 노우이면, 스핀들(SP)의 회전속도를 올리기 위하여 하한장력(TSD)과 평균장력(Tc)과의 차의 값에 이득(gr)을 곱한 것을, 현재의 스핀들 회전속도(Nsp)에 더한 값을 새로운 스핀들의 회전속도(Ns)로 하여 설정한다(단계 #10).

단계 #2에서 링레일의 위치가 종료위치인지 아닌지를 판단하고, 노우이면, 단계 #1로 되돌아가고 제어를 계속한다. 단계 #2에서 예스이면 제어를 종료한다.

상술한 처리에 있어서, 수치의 일예를 들어보면, 예컨대 중번수의 방출사(44)에서는, 최적장력(Ts)이 25그램, 허용범위(EK)가 플러스 마이너스 10그램, 즉 상한장력(TSU)이 35그램, 하한장력(TUD)이 15그램이다.

상술한 처리에 의하여 방출사의 평균장력(TC)의 미리 설정된 최적장력(TS)에 근접되도록 제어된다. 또 방출 프로그램에서 설정된 스핀들 회전속도(NS)에 대하여, 링회전속도(R)를 증속하여도 평균장력(TC)이 최적장력(TS)의 허용범위(EK)내에 들어가지 않을 경우에는, 스핀들 회전속도(NS)가 변경되고, 평균장력(TS)이 허용범위(EK)에 들어가도록 제어된다.

그리하여, 전방출공정을 통해서 평균장력(TC)이 허용범위(EK)내에서 또한 최적장력(TS)으로 되도록 제어된다.

전술한 설명에 의하여 이해된 바와같이, 본원의 회전링 방적장치의 운전제어 방법은 다음과 같은 이점을 갖고 있다.

상술한 실시예에 의하면, 보빈(42)에 방출사(44)를 감기시작하거나 만관에 이를때에 방출사(44)가 끊기는 일이 발생되지 않고 고속으로 단시간에 방출을 수행할 수 있으며, 또 중간에서도 고속으로 안정된 방출을 할수 있기 때문에, 생산성이 향상된다.

전술한 실시예에 있어서, 다음과 같이 변경하여 실시할 수도 있다.

1) 상술한 실시예에 있어서, 단계 #1에서 평균장력(TC)과 최적장력(TS)를 비교판단하였으나 최적장력을 판단의 비교목표로 하지 않고 허용범위(EK)를 비교판단의 목표로 해도 좋다.

2) 상술한 실시예에 있어서, 방출 프로그램에 의한 스핀들(SP) 및 링회전체(2)의 회전이 방출사에 대하여 최적장력을 부여하도록 프로그램되어 있는 경우, 또는 방출사의 장력의 변동을 다른 수단에 의하여 흡수하는 것이 가능한 경우에는 방출사의 장력에 의한 링모터의 회전속도의 보정을 행하지 않고 방출 프로그램만에 의하여 스핀들(SP) 및 회전링(1)의 회전속도를 제어할 수 있다.

3) 상술한 실시예에 있어서, 방출 프로그램만을 ROM(73) 또는 외부기억수단(77)에 내장하였으나, 그 내장형식은, 관사의 패키지 크기에 대응하는 회전속도를 출력하는 순수한 프로그램으로 하여도 좋고 또는 패키지 크기에 대응하는 회전속도 또는 회전속도의 변화분의 데이터를 내장한 테이블로 하여도 좋다. 또, 스핀들(SP)과 링회전체(2)는 방출 프로그램의 형식이나 데이터의 내장장소가 달라도 좋다. 예를 들면 링회전체(2)에 대해서는 스핀들(SP)에 대한 회전비율의 데이터를 테이블에 내장해 놓아도 좋다.

4) 상술한 실시예에 있어서, 방출사(44)의 평균방출사장력에 의한 스핀들 회전속도(NS)의 제어를 행하지 않는 경우에는 방출 프로그램을 스트래치길이나 미리 정해진 시간의 경과에 따라서 방출 프로그램을 설정하는 것도 가능하다. 이 경우에는 방출 프로그램의 매개변수는 경과시간으로 된다.

5) 또 방출사권취과정 중의 각 체이스 형성에 있어서, 그 최상부와 최하부간의 링레일의 승강운동거리를 전술한 링레일 검출수단에 의하여 검출되거나, 또는 링레일의 승강운동을 제어하는 공지의 하트형 캠기구를 사용하여 이 하트형 캠의 각 회전에 있어서의 회전각도를 로터리엔코더 또는 펄스발생기 등에 의하여 검출하고 그 각 회전각도에 있어서의 하트형 캠의 편심길이를 검출해서 입력하고 링회전수 N을 각 체이스 형성구간에 따라 변속제어하는 제어시스템을 추가하여 링회전수에 대하여 각 체이스 형성 중에도 방출사장력의 변동에 대응한 보정제어를 수행할 수 있다.

Claims (5)

1. 외부에서 회전운동을 제어할 수 있는 회전링 방적장치를 장비한 정방기의 운전제어방법으로서, 만관사의 1회 방출에 대한 스핀들의 회전속도 제어프로그램이 미리 설정되고, 방출사의 장력에 대하여 허용범위를 미리 설정하고, 방출사의 장력을 연속적으로 검출하여, 허용범위내에 있는지의 여부를 전기적으로 비교판단하고, 허용범위내에 있는 경우는 그대로 설정된 프로그램에 따라서 스핀들을 제어회전시키고, 만약 허용범위내를 벗어난 것으로 판단된 경우에는, 스핀들의 회전속도의 조정에 대하여 우선해서, 전기적 판단지령에 의하여 회전링장치의 링회전체의 회전속도를 조정하여, 방출사의 장력을 허용범위내로 있게 하고, 또한, 최적방출사장력으로 근접시키는 것을 특징으로 하는 회전링 방적장치를 장비한 정방기의 운전제어방법.
2. 제1항에 있어서, 운전개시로부터 만관상태로 권사가 완료되기까지의 스핀들의 회전속도에 관하여 미리 스핀들의 회전속도 제어프로그램을 설정하고, 상기 설정된 스핀들의 회전속도 제어프로그램에 대응하여, 링회전체의 회전속도의 제어프로그램을 설정하고, 이 제어프로그램은, 스핀들이 초기속도에 이르는 시점에 대하여 수초동안 시간적으로 지연시켜서 링회전체의 회전을 시동시키고, 스핀들의 회전속도에 대하여 항상 40% 내지 60%의 범위로 링회전체의 회전속도를 추종시키고, 관사가 만관에 대하여 90% 정도의 실의 량으로 되었을때에 스핀들의 회전속도의 감소개시와 함께 링회전체의 회전속도도 감소시키고, 스핀들의 회전이 정지되기 전에 링회전체가 정지되도록 프로그램이 설정되어 있고, 링회전체의 회전속도가 상기 프로그램에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 회전링 방적장치를 장비한 정방기의 운전제어방법.
3. 제2항에 있어서, 링회전체의 회전속도에 관한 상기 기준 프로그램 회전속도에는, 스핀들의 회전이 최고 회전속도로 회전되는 동안, 링회전체의 회전속도를 그의 50% 이하로 억제하는 프로그램이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 회전링 방적장치를 장비한 정방기의 운전제어방법.
4. 제2항에 있어서, 관사의 각 체이스를 형성하는 동안에 있어서의 방출사의 장력을 상기 최적장력과 비교시키고, 다시 링회전체의 회전속도의 미세한 조정을 수행하게 하는 것을 특징으로 하는 회전링 방적장치를 장비한 정방기의 운전제어방법.
5. 제2항에 있어서, 목표치로서, 최적장력 대신에, 최적장력을 기준으로 하여 상·하의 허용범위를 설정한 것을 특징으로 하는 회전링 방적장치를 장비한 정방기의 운전제어방법.

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