KR940000238B1 - 스핀들 구동형 사조 권취기 및 그의 속도제어방법 - Google Patents

스핀들 구동형 사조 권취기 및 그의 속도제어방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

스핀들 구동형 사조 권취기 및 그의 속도제어방법
제1도는 본 발명에 의한 속도제어의 1실시예를 나타낸 블록도.
제2도는 권취속도(V), 데니어 (De), 패키지의 스트로우크(L), 패키지의 밀도(ρ)를 바꾼 경우의 패키지지름(D)과 보빈호울더 회전의 하강속도(dN/dt)의 관계를 나타낸 선도이며, 이 도면으로부터 보빈호울더의 하강속도는 속도, 데니어, 스트로우크, 밀도에 의하여 크게 다르다는 것을 알 수 있다.
제3도는 본 발명에 관한 사조(系條) 교체권취기의 인버어터 장치의 회로도.
제4도는 본 발명에 회생제동기능 및 순간정전 보상기능을 조입한 인버어터 장치의 회로도.
제5도는 터리트(turret)형 자동 교체권취기에 있어서 보빈호울더를 모우터로 운전한 경우의 전류치를 나타낸 선도.
제6도는 터리트형 자동 교체권취기에 있어서 보빈호울더를 구동하는 모우터로 회생제동한 경우의 회생에너지를 나타낸 선도.
제7도는 종래방식의 인버어터 장치의 회로도.
제8도는 종래방식에 있어서 회생제동기능 및 순간정전 보상기능을 조입한 인버어터 장치의 회로도.
제9도는 본 발명의 터리트형 자동 교체권취기의 정면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 보빈호울더 1' : 보빈
2 : 패키지 3 : 모우터
4 : 인버어터 5 : 콘택트호울더
7 : 검출기 D : 패키지이 지름
L : 패키지의 스트로우크 ρ : 패키지의 밀도
본 발명은 실권취용의 스핀들 구동형 권취기 및 그의 속도 제어방법에 관한 것이다.
보빈을 장착한 보빈호울더를 모우터로 구동하여, 이 보빈상에 권취되는 패키지에 콘택트로울러를 압접하여, 이 콘택트로울러의 회전수가 소정치로 되도록 제어되는 스핀들 구동형 권취기에 있어서는 일반으로 (1)식으로 나타내는 P.I.D. 연산제어(P는 비례제어, I는 적분제어, D는 미분제어)가 행하여진다.
Figure kpo00001
여기서 Q는 조작량 ; d는 콘택트로울러의 외경 ; D는 패키지의 외경 , KP'는 비례게인 ; Kl'는 적분게인 : KD'는 미분게인 ; △n는 콘택트로울러의 회전속도의 변화량이다.
일반적으로 권취기에 있어서는 P,I,D, 연산중 P,I 연산제어가 행하여진다.
이들 P,I,D 요소중 I(적분량)은 보빈호울더의 회전감소패턴을 결정하는 항이기 때문에 권취에는 I의 값이 가장 중요하다.
I의 값이 필요이상을 크면 헌팅현상(hunting phemonenon)을 일으켜 실에 신장의 불균일이나 데니어 불균일이 발생하거나 때로는 헌팅현상이 없어지지 않고 회전체에 진동을 유발하여 위험하다. 한편 I의 값이 작아지면 패키지의 권취굵기에 추종하여 보빈호울더의 회전속도가 저하하지 않고 권취된 실에 신도의 불균일이나 데니어의 불균일이 발생한다
근년, 합성섬유의 생산은 다품종화되어 있으며 동일한 설비로 광범위한 데니어(예를 들면 50 내지 1500de)의 실을 권취하거나 광범위한 권취속도 3000 내지 6000m/min로 권취할 것을 요구하고 있다.
또 트래버스 캠을 교환함으로써 4콥(cop)(250mm 스트로우크), 6콥(170mm 스트로우크), 8콥(110mm 스트로우크)와 같이 권취콥수가 가변인 것을 요구하게 되었다. 그런데 실의 권취에 대하는 보빈호울더의 회전수의 하강속도는 제2도에 도시한 바와같이 권취속도, 데니어, 스트로우크, 밀도에 의하여 크게 다르다.
종래는 이들 조건변경에 대하여 제어연산의 게인의 사전설정이 대단히 곤란하며, 사질(系質), 데니어. 권취속도, 패키지의 스트로우크 등의 권취조건의 변경때마다 최적치를 찾을 필요가 있으며, 생산의 FMS화(플렉시블 생산시스템화)에 대응하는 것이 곤란하였다.
또 근년 권취기는 보빈호울더 길이 1200mm, 최대 권취직경 420 내지 550mm으로 대형화되고, 권취직경비(최대 권취직경/공(空) 보빈지름)가 크게 되어 제어의 조작량이 크게 변화하고 권취시작으로부터 권취끝나기까지 안정된 제어를 하는 것이 곤란하였다.
본 발명은 이상과 같은 종래의 결점을 해소하고 스핀들 구동식 권취기에 있어서. 사질, 데니어, 권취속도, 패키지의 스트로우크, 패키지의 밀도 등의 권취조건의 변경에 대응하여 용이하고 신속하게 제어계의 최적게인을 설정가능케 하고 권취기의 FMS화를 가능케하며, 또 권취속도비, 권취직경비, 권취사의 굵기가 권취조건에 따라 큰 범위에 걸쳐 변할때에도 안정된 속도제어를 가능케하는 스핀들 구동형 권취기와 그의속도 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명은 보빈호울더를 구동하는 모우터와, 이 모우터에 전원을 공급하는 인버어터와 보빈호울더에 장착한 보빈상에 권취되는 패키지에 접촉하여 구동되는 콘택트로울러와 이 콘택트로울러의 회전수를 검출하는 검출기와, 이 콘택트로울러의 회전수가 소정치가 되도록 이 모우터의 회전을 제어하도록 적어도 적분연산제어를 행하는 제어기로 이루어진 권취기에 있어서, 상기 제어기의 적분항의 게인을 권취속도, 실의 굵기, 패키지의 지름, 패키지의 스트로우크, 패키지의 밀도중 적어도 1인자에 관하는 함수로서 변경하도록 한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 구동형 사조 권취기를 제공한다.
또, 본 발명에 있어서는 보빈호울더를 구동하는 모우터와, 이 모우터에 전원을 공급하는 인버어터와, 보빈호울더에 장착된 보빈상에 권취되는 패키지에 접촉하여 구동되는 콘택트로울러와, 이 콘택트로울러의 회전수를 검출하는 검출기로부터 구성되어 적어도 적분연산제어를 하고 이 콘택트로울러의 회전수가 소정의 값이 되도록 이 모우터의 회전을 제어하는 제어기로 이루어지는 상술한 권취기에 있어서, 패키지 지름 및 권취속도를 동시에 게인연산회로에 입력하여 상기 적분연산제어의 적분항의 게인을 실의 굵기(De), 패키지의 지름(D), 패키지의 스트로우크(L), 패키지의 밀도(ρ)중 적어도 1인자 및 권취속도(V)에 관한 함수로서 변경하도록 한 것을 특징으로 하는 스핀들 구동형 권취기의 속도제어방법에 의해 상술한 목적을 달성한다.
상기한 인자중, 권취속도(V) 및 패키지의 지름(D)이 중요한 요소이며, 패키지의 스트로우크(L), 실의굵기 (De) 및 패키지의 밀도(ρ)는 일정한 경우가 많다. 그러나 FMS화를 고려하는 경우에는 이들의 요소도 중요하게 된다
보빈을 장착한 보빈호울더를 모우터로 구동하여 이 보빈에 권취되는 패키지에 콘택트로울러를 압접하여, 이 콘택트로울러의 회전수가 소정치가 되도록 구성된 스핀들 구동형 권취기에 있어서는 권취속도(V)와 권취된 패키지의 직경(D)과 보빈호울더의 회전수(N)는 다음식으로 나타낼 수가 있다.
Figure kpo00002
한편 중심부의 보빈을 무시하여 실이 직주상(直柱狀)으로 권취되었다고 하면,
Figure kpo00003
여기서
N : 패키지외경(cm)
π : 원주율
De : 실의 데니어(de)
V : 권취 속도 (cm/sec)
L : 패키지의 길이 (cm)
ρ : 패키지의 밀도(g/cm2)
t : 권취경과시간(sec)
상기 (2) 및 (3)식에서
Figure kpo00004
보빈호울더의 회전이 하강하는 속도는 (4)식의 N를 미분함으로써 구해지며, (5)식으로 나타낸다. 또한 미소시간의 사이의(De,V,D,L,ρ)의 변화율은 미소함으로 생략되어 있다.
Figure kpo00005
이상의 (5)식의 데니어, 권취속도, 패키지의 지름, 밀도를 바꿀때의 dN/dT의 값을 나타내면 제2도와 같이 되고 보빈호울더의 회전의 하강속도(dN/dT)는 권취속도, 실의 데니어, 패키지의 스트로우크(길이), 패키지의 밀도등의 권취조건에 의해서 크게 변하는 것을 알 수 있다
(1)식의 적분항의 값은 권취중의 보빈호울더의 하강기울기를 나타내고 있으며, 본 발명에서는 상기 (5)식에 의한 하강속도(dN/dt)에 실질적으로 비례되도록 하고 있다.
[바람직한 실시예]
제1도에 있어서 보빈호울더(1)에 보빈(1')을 장착하여 이 보빈(1')상에 패키지(2)를 형성한다.
보빈호울더(1)에 모우터(3)를 연결하여 이 모우터(3)에 의해 보빈호울더(1)를 구동한다. 모우터(3)는 동기모우터 또는 유도모우터도 좋으나 본 실시예에서는 유도모우터를 사용한다. 인버어터(4)는 모우터(3)에 접속하여 이 모우터(3)의 회전속도를 변화시킨다.
패키지(2)에는 콘택트로울러(5)가 압접되어서 회전한다.
이 콘택트로울러(5)의 단부에 기어(6)가 부착되어, 이 기어(6)의 톱니를 검출기(7)에서 검출하여 패키지(2)의 회전속도를 검출한다.
권경연산회로(卷徑演算回路)(8)는 인버어터(4)의 출력주파수와 권취속도 설정기(13)로 설정된 권취속도의 설정치(V)로부터 패키지 지름(D)을 산출한다.
조건설정기(14)는 패키지의 밀도(ρ), 패키지의 스트로우크(길이)(L), 실의 데니어(De), 정수(KI), (KP)를 설정한다. 게인연산회로(9)는 권경연산회로(8)의 출력과 조건설정기 (14)에 설정된 값(ρ),(LI),(De),(KI),(KP)와 권취속도(V)로부터 적분연산처리를 위한 게인(gain)을 산출한다.
비교회로(15)는 권취속도 설정기(13)에서 설정된 권취속도와 검출기(7)에서 검출한 귀환신호를 비교하여 편차를 산출한다. 적분연산처리회로(10)는 비교회로(15)에서 산출한 편차와 게인연산회로(9)에서 산출한 값에 의거 적분연산을 한다. 비례연산처리회로(11)는 비교회로(15)에서 산출한 편차와 게인연산회로(12)의 산출한 값으로 비례연산처리를 한다. 게인연산회로(12)는 권경연산회로(8)의 출력과 조건설정기(14)에 설정된 값(KP)으로부터 비례연산처리를 위해 게인을 산출한다.
이상의 구성으로 이루어진 장치의 동작을 이하 설명한다.
실은 트래버스장치(도시하지 않음)에 의해 능진(綾振)되고, 보빈호울더(1)에 장착된 보빈(1')위에 패키지(2)가 권취된다. 이 패키지(2)위에 압접되어서 회전하는 콘택트로울러(5)의 회전수를 검출기(7)(본 실시예에서는 전자피크업)에 의해 회전수를 샘플링한다.
권취속도 설정기(13)에서 설정된 값과 검출기(7)에서 검출된 귀환신호를 비교회로(15)에서 비교하여 편차(△n)를 산출한다. 인버어터(4)의 주파수와 권취속도 설정기에서 설정된 권취속도로부터 권취된 패키지의 직경(D)을 산출하다. 조건설정기(14)에서 설정된 데니어 (De), 패키지의 스트로우크(L), 패키지의 밀도(ρ), 상수(KI)와 권취속도 설정기(13)에서 설정된 권취속도(V)와 콘택트로울러(5)의 지름(d)과 패키지 지름(D)의 d/D로부터 게인연산회로(9)에 있어서 (5)식에 의거 dD/dt, 즉 적분항의 게인을 산출한다. 다시 비교회로(15)에서 산출한 편차(△n)로부터 적분연산회로(10)에서 적분연산처리를 한다. 또한 d/D는 콘택트로울러의 회전속도의 편차와 보빈호울더의 회전속도의 편차의 관계에 의해 콘택트로울러의 편차에 대한 반영량으로서 조정하는 게인의 하나이며 비례항, 적분항에 승산(承算)된다.
이상의 d/D는 비례항과 적분항을 가한후의 합에 승산하여도 되며, 비교회로에서 구한 편차(△n)에 d/D를 승산한후에 비례·적분항에 입력하여도 좋으나, 본 실시예에서는 게인연산회로(9,12)에서 KP,KI와 승산한 후에 처리하고 있다.
비례연산처리에 대하여는 권취중 교란(패키지에 발생하는 리본이나 접압변동에 의한 속도변동)이 발생한 경우에 생기는 속도변동을 수정하기 위해 변동에 대하여 즉응할 필요가 있으며, 본 실시예에서는 비례항의 게인이 패키지의 GD2에 비례하도록 되어 있다. 즉 권취직경을 연산하며 게인산출회로(12)에서 D4(GD2는 지름 D4에 비례)와 조건설정기(14)에서 설정된 상수(KP)에 의해 게인연산회로(12)에서 비례항의 게인을 산출하여 비교회로(15)에서 산출한 편차(△n)를 기초로 비례연산회로(11)에서 비례연산처리를 행한다.
또한 비례제어의 값은 대략 일정하여도 좋다.
미분연산처리에 대하여는 본 실시예에서는 적분항과 비례항의 처리만으로 충분한 제어성능이 얻어지기 때문에 행하여지지 않고 있다.
이상의 1실시예에 의한 연산처리를 식으로 나타내면 다음과 같이 된다.
Figure kpo00006
여기서
Q : 인버어터로의 조작량
KP: D4
KI:
Figure kpo00007
κP: 사용하는 모우터의 특성에 의하여 조작량을 조정하는 상수
κI: 사용하는 모우터의 특성에 의하여 조작량을 조정하는 상수
n : 편차
KP·KI의 값은 사용하는 모우터의 특성에 의하여 변화하는 편차에 대한 조작량의 비를 결정하는 것으로, 이 KP·KI의 일정값이, 어느-수준의 조건하에서 제어성이 안정되는 점에서 실험적으로 구해진후 권취속도, 패키지의 스트로우크, 패키지의 밀도, 권취사의 데니어가 입력되면 안정한 속도제어가 달성될 수 있다.
본 실시예에서는 KP·KI의 값을 상승·하강방향 모두 같은 값으로 하고 있으나 편차(△n)의 부호를 판별할 수 있도록 하여 상승·하강에 대하여 다른 값으로 하여도 좋다. KI의 값은 유도모우터를 사용한 경우에는 모우터의 슬립에 의한 불감대가 있기 때문에 회전수를 상승방향으로 제어하는 경우는 값을 작게, 하강방향으로 제어하는 경우는 크게 하도록 하는 편이 바람직하다
속도제어에 있어서 적분항은 보빈호울더의 회전감속패턴을 결정하는 것이며. 권취기에있어서는 권취중 보빈호울더는 하강할뿐만 아니라 하강방향은 KI의 값을 크게, 상승 방향은 작게 하도록 하는 쪽이 바람직하다.
본 실시예에 있어서는 데니어(De), 스트로우크(L), 밀도(ρ)를 각각 입력하도록 하고 있으나, 미리 여러가지의 설정조건을 기억시켜 두고, 적의 그 조건에 응하여 기억회로로부터 값을 입력하도록 하여도 좋다.
본 실시예에 의한 dN/dt의 값은 (5)식과 같지 않고 대략 근사한 값으로 되는 근사식이라도 좋다.
본 발명의 방법은 텐션제어의 권취기에 있어서도 응용할 수 있는 것은 말한 것도 없다.
본 실시예에 사용하는 모우터는 dN/dt의 구배의 2배이상의 구배로 회전을 변화할 수 있도록 용량을 충분히 크게 하는 것이 바람직하다.
상기한 실시예는 마이크로 컴퓨터를 사용하고 디지탈 연산처리를 하고 있으나 아날로그 처리를 할 수도 있다.
본 발명에서는 적분항의 조작량을 보빈호울더의 하강구배에 비례한 값으로 하기 때문에, 권취굵기에 의한 속도제어를 안정화시킬 수가 있으며 헌팅현상에 의한 실의 신도 불균일이나 데니어 불균일을 방지할 수가 있다. 또 헌팅현상에 의해 유발되는 회전체의 진동을 방지할 수가 있다.
본 발명에 의해 권취기의 스트로우크, 데니어, 실상품의 종류(밀도가 다른실), 속도의 변경에 즉응하여 안정된 제어성을 얻을 수가 있어 FMS화에 대응하는 것이 가능하게 되었다.
본 발명에서는 적분항의 조작량을 속도, 권취직경, 데니어에 의하여 변하도록 하였기 때문에 권취속도비, 권취직경비, 권취데니어의 비가 클때에도 안정한 속도제어가 가능하게 되었다.
본 발명에서는 제어기의 게인을 최적으로 설정할 수 있으며 보빈호울더의 회전속도에 있어서 헌팅현상등의 급격한 변동이 발생하지 않기 때문에 인버어터의 용량을 작게 할 수가 있다.
[다른 실시예]
본 발명을, 보빈을 장착한 보빈호울더는 인버어터를 통하여 복수대의 구동모우터에 의해 직접 구동되며, 한편의 보빈호울더상의 보빈에 권취되는 사조가 소정량이 되면 다른쪽의 보빈호울더상의 보빈에 사조의 권취를 교체하도록 한 교체권취기에 실시하는 경우에 대하여 말한다.
종래의 고체권취기에 있어서는 복수개의 보빈호울더 각각에 인버어터장치를 접속하고 권취사조의 장력 또는 패키지의 주속이 소정의 값으로 되도록 제어하는 방법이 취하여진다.
종래기술에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.
① 복수대의 보빈호울더를 구동하는 모우터 각각에 인버어터장치가 필요하게 되고, 설치공간이 크고 원가가 비싸다.
즉 제7도 및 제8도에 표시한 바와같이 인버어터장치(용량은 c로 함)가 2대 필요하다.
② 또 순간정전 발생시에 전원을 보상하기 위해서는 복수대의 인버어터장치 각각에 콘덴서가 필요하며 콘덴서의 설치공간이 크고 원가가 비싸다.
즉 제8도에 표시한 바와같이 전류(C)를 보상하기 위해 양 인버어터장치에서 콘덴서가 2대 필요하다.
③ 보빈호울더를 정지한 때에, 인버어터장치를 통하여 구동모우터를 회생제동하는 경우에는 인버어터장치 각각에 회생용 저항이 필요하게 되고 설치공간이 크고 원가가 비싸다.
그래서 상술한 단점을 해소하기 위하여 본 발명을 이와같은 보빈교체권취기에 실시하는 경우에는, 복수대의 구동모우터가 복수개의 보빈호울더에 연결되어 있고 이 구동모우터가 콘버어터부 및 인버어터부로 이루어진 인버어터장치에 접속되어 있는 사조의 교체권취기에 있어서, 상기 인버어터장치의 인버어터부는 상기복수개의 구동모우터에 대응하여 병렬로 접속된 복수의 인버어터부로부터 구성되어 있으며, 콘버어터부는 상기 복수의 인버어터부에 공통하여 하나 설치되어 있으며, 이 콘버어터부의 용량은 적어도 1개의 보빈호울더의 정상권취상태에서의 최대부하와 다른 1개의 보빈호울더의 정상권취상태에서의 권취시작 때의 부하의 합과 동등하게 설정되어 있는 사조의 교체권취기로 한다.
이 경우에 순간 정전보상기능 또는 회생 제동기능을 구비시킨 때에는 보상용 콘덴서 또는 회생용 저항을 복수의 인버어터부에 대하여 공통으로 접속한다.
제9도는 주속제어방식의 터리트형 자동교체 권취기의 정면도이며, 기틀(22)에 터리트테이블(23)이 회동가능하게 지지되어 있으며, 이 터리트테이블(23)위에는 2개의 보빈호울더 (21a) 및 (21b)가 회전가능하게 지지되어 있다. 이 보빈호울더(21a), (21b)는 각각 구동모우터(38a),(38b)(제3도, 제4도 참조)에 연결되어 있으며 소정의 속도로 회전된다.
트래버스장치(24)는 사조(27)를 좌우로 능진하는 트래버스 가이드(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 콘택트로울러용 프레임(15)에는 보빈호울더(21a,21b)상에 장착된 보빈 또는 이 보빈상에 형성된 패키지(28)에 접속되어, 이 패키지(28)의 주속을 측정하는 콘택트로울러 (26)가 회전가능하게 지지되어 있다. 트래버스장치(24) 및 콘택트로울러용 프레임(25)은 터리트테이블(23)에 대하여 승강가능하다.
종래의 자동교체권취기에 있어서는 제7도에 표시한 바와같이 각각 콘버어터부(33a,33b) 및 인버어터부(37a,37b)로 이루어진 인버어터장치가 각 구동모우터(38a.38b)로 접속되어 있다. 또한 리레이(31a,31b)는 전원투입용이고, 각각 퓨우즈(32a,32b)에 직렬로 접속되어 있다. 리레이(34a,34b)는 리레이(31a,31b)의 투입후 수초후에 접점이 닫히고 리레이 (34a,34b) 투입직후의 돌입전류(rush current)를 저항(35a,35b)에 의해 방지하도록 되어 있다.
종래의 자동교체권취기에 있어서는 각 구동모우터에 대하여 각각 인버어터장치를 설치하고 있고 설치공간이 크고 양 인버어터장치의 용량은 각각 정상권취상태의 최대부하에 견디도록 설정되어 있으며 설비비가 고가이다.
또한 제8도에 표시한 바와같이 종래의 자동교체권취기에 있어서는 구동모우터 (38a,38b)를 제동할 때에 발생하는 회생에너지를 소비할려고 하면 회생에너지의 발생을 검출하여 스위칭하는 트랜지스터(40a,40b)및 회생저항(39a,39b)을 각 인버어터장치에 설치할 필요가 있으며 설치공간이 크고 설비비가 고가이다.
또 순간정전이 발생한 때에 수초간 보상하고, 또한 구동모우터의 기동시 또는 그밖의 과부하시에 보상하는 콘덴서 (36a,36b)도 각 인버어터장치에 설치할 필요가 있으며 설치공간이 크고 설비비가 고가이다.
스핀들 구동형의 교체권취기에 있어서 부하특성은 제5도에 표시한 바와같다.
한쪽의 보빈호울더(21a)에 연결된 구동모우터(38a)에 착목하면, 구동모우터의 기동시에 I0의 기동전류가 단시간 흘러서, 그후 정상 권취상태로 된다.
이때 보빈호울더(21a)에 장착된 보빈상에 형성된 패키지(28)는 작고 따라서 권취 시작때의 전류(I1)는 작은 값으로 되어 있다. 보빈호울더(21a)에 장착된 보빈상의 패키지(28)의 권취량이 증가됨에 따라 구동모우터(38a)의 구동전류는 곡선(A)에 따라 증가하고 패키지 (28)가 소정의 권취직경의 권취량에 달하였을 때에는 최대의 구동전류(I2)로 된다.
이 상태에 달하면 다른쪽의 구동모우터(38b)를 기동하여 다른쪽의 보빈호울더(21b)가 소정의 속도로 승속되면, 사조의 권취를 보빈호울더(21a)로부터 다른쪽의 보빈호울더(21b)로 사조(27)가 이동되어, 사조(27)의 권취작동은 계속된다. 구동모우터(38b)는 구동도우터 (38a)의 부하특성(A)과 같은 부하특성(B)를 표시한다.
종래의 교체권취기에서는 각 구동모우터(38a,38b)에 각각 인버어터장치를 접속하고 있으며, 각 인버어터장치는 각 구동모우터 (38a,38b)의 구동전류를 개별로 마련하여 공급하는 용량(제5도에서 C) 으로 하고 있다.
1대의 인버어터장치의 용량은 작으나 교체권취기 전체에서 보면, 2대의 인버어터장치가 있으므로 (2C)의 용량이 필요하다.
본 발명자는 보빈호울더(21a,21b)의 한쪽이 완전 권취상태로 되고 그것에 연결된 구동모우터(38a,38b)의 부하전류(I2)가 최대로 된 경우에 다른쪽의 구동모우터(38a,38b)는 권취시작 상태이며 부하전류(I1)가 최소라는 교체권취기의 특유한 특성에 착안하여 양 구동모우터 (38a) 및 (38b)를 종합적으로 마련하여 공급하는 용량으로 함으로써 교체권취기의 인버어터장치의 용량(D)을 종래의 (2C)보다도 대폭으로 작게 할 수 있으며 설비비를 저감할 수 있는 것을 발견하였다.
아울러, 양 구동모우터(38a,38b)에 공통하여 사용가능한 부품을 공통으로 함으로써 교체권취기의 설치공간을 저감할 수 있다는 것을 발견하였다.
본 실시예에 있어서는 제3도에 표시한 바와같이 인버어터장치의 인버어터부(37a,37b)는 각 구동모우터(38a,38b)에 대응하여 설치되어 있으나 한편, 인버어터장치의 콘버어터부(직류부)(33)는 양 구동모우터(38a,38b)에 공통하여 1대 설치하였다.
콘버어터부(33)의 용량(Z)은 어느 보빈호울더(21a) 또는 (21b)중 어느 하나의 정상권취상태에 있어서의 최대부하(I2)와 다른쪽의 보빈호울더 (21b) 또는 (21a)의 정상권취상태에서의 권취개시시의 부하(I1)의 합(I1+I2)으로 설정되며, 통상의 권취장치에서 요구되는 (2I2)보다 작게 설정되어 있다.
간단히 말해서, 용량(Z)은 다음 조건을 만족시킨다.
Figure kpo00008
또한 인버어터장치는 트랜지스터, 타이리스터(thyristor)를 인버어터부에 사용한 것등 공지의 것을 이용할 수 있다. 또 순간정전보상용 콘덴서(36) 및 회생제동용 저항(39)은 복수의 인버어터부(37A,38B)에 공동으로 설치하였다.
제3도에 있어서, 리레이(31)가 닫힌 상태에서는 모우터(38)로 구동되는 보빈호울더(21a)에 권취되는 패키지(28)에 콘택트로울러(26)는 압접되며, 콘택트로울러(26)의 회전수가 검출되며, 이 콘택트로울러(26)의 회전수가 미리 설정한 소정치가 되도록 제1도 및 제2도를 참조하여 상술한 제어기에 의해 Pl 통제가 행하여진다.
즉 인버어터장치의 콘버어터부(33)에서 교류를 직류로 변환하여 제어회로(도시하지 않음)에 의해 인버어터부(37a)가 제어되어 소정의 주파수의 교류로 변환되어서 모우터(38a)가 제5도의 선(A)에 따라서 구동이 된다.
패키지(28)가 소정의 권취량이 되면 모우터(38b)가 시동되어 인버어터부(37b)가 제어된다. 대기중의 보빈호울더(21b)가 소정의 회전수에 달하면 터리트테이블(23)이 회동되어 공지의 교체방법에 의하여 사조(27)는 보빈호울더(21a)위의 만권패키지(28)로부터 다른쪽의 보빈호을더(21b) 위의 보빈으로 이동된다.
다음에 보빈호울더(21a)를 구동하는 모우터(38a)의 회전수가 소정의 구배로 감속되어서 모우터(38a)에 브레이크가 걸린다. 모우터(38a)의 감속시에 모우터(38a)로부터 백파워(back power)가 작용하여 인버어터장치의 콘버어터부(직류부)(33)에 작용한다. 이 백파워를 검출기(도시하지 않음)로 검출하여 트랜지스터(40)를 스위칭하여 저항(39)으로 에너지를 소비하여 인버어터장치가 트립(trip) 또는 파손하는 것을 방지하고 있다.
모우터(38b)를 제공할때도 마찬가지로 저항(39)으로 에너지가 소비된다.
만일, 패키지(28) 권취중에 순간정전이 발생하면 콘덴서(36)에 충전되어 있던 전기가 서서히 방전되어 모우터(38a)의 운전이 속행된다.
다음에 전원이 복전하면 돌입전류가 발생하여 트랜지스터가 파손되는 것을 방지하기 위해 전류가 서서히 흘러들어가도록 저항(35)을 설치하고 있다.
또 순간정전발생시는 상기한 바와같이 콘덴서 또는 축전기 (도시하지 않음)에 의해 인버어터장치의 제어회로, 속도제어회로 리레이 (31)등이 백업되어 있다.
① 본 실시예에서는 인버어터장치의 직류부 즉, 콘버어터부를 공통으로 하고 있기 때문에 콘버어터부의 용량은 (I2)와 (I1)의 합의 용량으로 좋고, 종래장치의 2/3정도로 되고 공간이 작게 되며 또 원가도 저감할수 있다.
② 교체권취기에서는 2대의 모우터가 중복하여 감속되지 않기 때문에 만권패키지를 감속할때에 에너지를 소비하는 저항의 용량은 1대분의 용량으로 끝나고 종래의 1/2의 공간으로 되며 원가도 저감할 수 있다.
또 한쪽의 모우터의 재동시의 회생에너지를 다른쪽의 모우터로 흡수할 수 있기 때문에 다시 저항의 용량을 작게 할 수 있다는 장점이 있다(패키지를 감속한 때에는 발생하는 에너지를 소비하기 위한 저하의 설치공간으로서 종래 모우터를 구동하는 인버어터장치의 1 내지 1.5배의 공간이 필요하나 본 발명에 의하면 패널의 설치공간의 작게할 수 있다)
③ 순간정전용 콘덴서는 예컨대 0.06초간 완전히 전압이 드롭하는 것을 방지할 필요가 있으며 인버어터장치의 1∼1.5배의 공간이 필요하게 된다.
본 발명에서는 콘덴서의 크기에도 콘버어터부의 용량을 작게 할 수 있는 것에 비례하여 작게하는 것을 가능케하며, 종래의 2/3정도의 용량, 원가로도 족하다.
상기 실시예에서는 완전권취시와 공보빈시의 양쪽을 보상하도록 하였으나 터리트는 권취시간 2∼3시간내의 1분 정도이기 때문에 안전권취축만을 보상하여도 좋다. 이 경우는 종래의 1/2의 용량, 원가로도 족하다.
상시 실시예에서는 보빈호울더를 2개 갖는 자동교체권취기의 2대의 인버어터장치의 콘버어터부, 방전저항, 순간정전보상용 콘덴서를 공통으로 하였으나 다시 수대의 권취기의 전원을 공통으로 하여 콘버어터부, 방전저항, 순간정전 보상용 콘덴서를 공통으로 하여 각각의 교체시기를 어긋나게 하면 더우기 용량, 원가를 내릴 수 있다.

Claims (5)

  1. 보빈호울더(1)를 구동하는 모우터(3), 이 모우터(3)에 전원을 공급하는 인버어터(4), 보빈호울더(1)에 장착한 보빈(1')상에 권취되는 패키지(2)에 접촉하여 구동되는 콘택트로울러(5), 이 콘택트로울러(5)의 회전수를 검출하는 검출기(7)와, 이 콘택트로울러(5)의 회전수가 소정치가 되도록 이 모우터(3)의 회전을 제어하도록 적어도 적분연산제어를 행하는 제어기(6∼15)로 이루어진 권취기에 있어서, 상기 제어기의 적분항의 게인을 권취속도, 실의 굵기, 패키지의 지름, 패키지의 스트로우크, 패키지의 밀도중 적어도 1인자에 관한 함수로서 변경하도록 한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들 구동형 사조권취기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 사조권취기가 보빈교체형식이며, 복수대의 구동모우터(38a,38b)가 복수개의 보빈호울더(21a,21b)에 연결되어 있으며, 이 구동모우터(38a,38b)가 콘버어터부(33) 및 인버어터부(37a,37b)로부터 이루어진 인버어터장치(4)에 접속되어 있으며 상기 인버어터장치(4)의 인버인터부(37a,37b)는 상기 복수개의 구동모우터(38a,38b)에 대응하여 병렬로 접속된 복수의 인버어터부(37a,37b)로 구성되어 있고, 콘버어터부(33)는 상기 복수의 인버어터부(37a.37b)에 공통으로 1개 설치되어 있으며, 이 콘버어터부(33)의 용량은 적어도 1개의 보빈호울더 (21a,21b)의 정상 권취상태에서의 최대부하와 다른 1개의 보빈호울더의 정상 권취상태에서의 권취시작시의 부하의 합한 것과 동일하게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 스핀들 구동형 사조권취기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 인버어터부(37a,37b)에 공통하여 순간 정전보상용 콘덴서 (36)가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 스핀들 구동형 사조권취기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 복수의 인버어터부(37a,37b)에 공통하여 회생용 저항(39)이 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 스핀들 구동형 사조권취기.
  5. 보빈호출더(1)를 구동하는 모우터(3)와 이 모우터(3)에 전원을 공급하는 인버어터(4)와 보빈호울더(1)에 장착된 보빈(1')상에 권취되는 패키지(2)에 접촉하여 구동되는 콘택트로울러(5)와 이 콘택트로울러(5)의 회전수를 검출하는 검출기(7)로 구성되어, 적어도 적분연산제어를 행하고, 그 콘택트로울러(5)의 회전수가 소정치가 되도록 이 모우터(3)의 회전을 제어하도록 한 권취기에 있어서, 패키지의 지름을 연산하여, 이 패키지 지름 및 권취속도를 동시에 게인연산회로에 입력하여 상기 적분연산제어의 적분항의 게인을 실의 굵기, 패키지의 지름, 패키지의 스트로오크 및 패키지의 밀도중 적어도 1인자 및 권취속도에 관한 상수로서 변경하도록 한 것을 특징으로 하는 스핀들 구동형 권취기의 속도제어방법.
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