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KR102774073B1 - Winding device and control method of winding device - Google Patents

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KR102774073B1
KR102774073B1 KR1020230103382A KR20230103382A KR102774073B1 KR 102774073 B1 KR102774073 B1 KR 102774073B1 KR 1020230103382 A KR1020230103382 A KR 1020230103382A KR 20230103382 A KR20230103382 A KR 20230103382A KR 102774073 B1 KR102774073 B1 KR 102774073B1
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spindle
roller
motor
winding
transport
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전광우
박병수
최재혁
김민근
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일진에이테크 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 권취 장치는, 권취재를 안내하는 제1 롤러와, 상기 제1 롤러에 연결되어 상기 제1 롤러의 위치 변화를 감지하는 센서와, 상기 제1 롤러의 위치를 조정하는 제1 작동기를 갖는 제1 롤러부;와, 상기 권취재가 권취되는 보빈이 결합되는 적어도 하나의 스핀들;과, 상기 스핀들에 인접하여 설치되며, 상기 스핀들의 길이 방향에 평행한 방향으로 왕복 직선 운동하고, 상기 권취재를 상기 스핀들로 안내하는 이송부;와, 상기 스핀들에 인접하여 설치되고 상기 스핀들의 길이 방향에 평행하게 배치되며 상기 권취재의 권취 시 상기 권취재를 가압하는 제2 롤러와, 상기 제2 롤러의 위치를 조정하는 제2 작동기를 갖는 제2 롤러부; 및 상기 센서의 신호를 받아 상기 스핀들의 회전속도 및 상기 이송부의 이송속도를 제어하는 컨트롤러;를 포함하며, 상기 컨트롤러는 스핀들 모터 구동장치와, 이송부 모터 구동장치를 포함하고, 상기 스핀들 모터 구동장치에서 출력된 구동 주파수가 상기 이송부 모터 구동장치에 명령 주파수로 직접 전달되는 것을 특징으로 한다.A winding device according to an embodiment of the present invention comprises: a first roller unit having a first roller for guiding a winding material, a sensor connected to the first roller for detecting a change in the position of the first roller, and a first actuator for adjusting the position of the first roller; at least one spindle on which a bobbin on which the winding material is wound is coupled; a transfer unit installed adjacent to the spindle and reciprocating in a linear direction parallel to the longitudinal direction of the spindle and guiding the winding material to the spindle; a second roller unit installed adjacent to the spindle and arranged parallel to the longitudinal direction of the spindle and pressuring the winding material when winding the winding material, and a second actuator for adjusting the position of the second roller; And a controller for receiving a signal from the sensor and controlling the rotation speed of the spindle and the transport speed of the transport unit; wherein the controller includes a spindle motor driving device and a transport unit motor driving device, and the driving frequency output from the spindle motor driving device is directly transmitted to the transport unit motor driving device as a command frequency.

Description

권취 장치 및 권취 장치의 제어 방법{Winding device and control method of winding device}{Winding device and control method of winding device}

본 발명의 실시예는 권취재의 장력 변화에 따라 자동으로 권취 장치를 제어할 수 있는 권취 장치 및 권취 장치의 제어 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a winding device capable of automatically controlling the winding device according to a change in tension of a winding material and a method for controlling the winding device.

일반적으로 실 권취 장치는 실을 보빈으로 안내하여 보빈에 일정 폭으로 실을 권취하는 장치로, 전 과정이 자동으로 이루어지는 장치이다. 실의 자동 권취를 위해 실을 공급하고 안내하는 복수의 롤러, 실이 보빈에 밀착된 상태로 감기도록 가압하는 롤러, 실의 권취를 위한 보빈 및 드럼, 각 구성품을 구동하기 위한 구동부, 여러 구성품이 설치되어 지지되는 지지 구조들이 복잡하게 구성되어 있다.In general, a yarn winding device is a device that guides yarn to a bobbin and winds yarn on the bobbin at a certain width, and the entire process is performed automatically. It is a complex device that consists of a plurality of rollers that supply and guide yarn for automatic yarn winding, a roller that pressurizes the yarn to be wound in close contact with the bobbin, a bobbin and drum for yarn winding, a driving unit for driving each component, and a support structure in which various components are installed and supported.

종래에는 엔코더 등으로 스핀들의 회전속도를 측정하여, 이 측정값으로 이송부의 속도를 추종하도록 제어하였다. 또는 엔코더 등으로 스핀들의 회전각도를 측정하여, 이 측정값에 이송부의 위치를 추종하도록 제어하였다. 하지만, 이러한 방식의 경우, 별도의 스핀들의 회전속도 측정장치와 회전각도 측정장치가 필요하고, 통신 및 제어 속도 등의 차이로 실시간 추종이 가능하지 않다는 문제점이 있다.In the past, the rotational speed of the spindle was measured using an encoder or the like, and the speed of the transport section was controlled to follow this measured value. Or, the rotational angle of the spindle was measured using an encoder or the like, and the position of the transport section was controlled to follow this measured value. However, in this method, there is a problem in that a separate spindle rotational speed measuring device and rotational angle measuring device are required, and real-time tracking is not possible due to differences in communication and control speeds.

이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.The above-described information disclosed in the background technology of this invention is only intended to improve understanding of the background of the present invention and therefore may include information that does not constitute prior art.

본 발명의 실시 예는 권취재의 장력 변화에 따라 자동으로 권취 장치를 제어할 수 있는 권취 장치 및 권취 장치의 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.An embodiment of the present invention provides a winding device and a control method of the winding device that can automatically control the winding device according to a change in tension of a winding material.

본 발명의 실시예에 따른 권취 장치는, 권취재를 안내하는 제1 롤러와, 상기 제1 롤러에 연결되어 상기 제1 롤러의 위치 변화를 감지하는 센서와, 상기 제1 롤러의 위치를 조정하는 제1 작동기를 갖는 제1 롤러부;와, 상기 권취재가 권취되는 보빈이 결합되는 적어도 하나의 스핀들;과, 상기 스핀들에 인접하여 설치되며, 상기 스핀들의 길이 방향에 평행한 방향으로 왕복 직선 운동하고, 상기 권취재를 상기 스핀들로 안내하는 이송부;와, 상기 스핀들에 인접하여 설치되고 상기 스핀들의 길이 방향에 평행하게 배치되며 상기 권취재의 권취 시 상기 권취재를 가압하는 제2 롤러와, 상기 제2 롤러의 위치를 조정하는 제2 작동기를 갖는 제2 롤러부; 및 상기 센서의 신호를 받아 상기 스핀들의 회전속도 및 상기 이송부의 이송속도를 제어하는 컨트롤러;를 포함하며, 상기 컨트롤러는 스핀들 모터 구동장치와, 이송부 모터 구동장치를 포함하고, 상기 스핀들 모터 구동장치에서 출력된 구동 주파수가 상기 이송부 모터 구동장치에 명령 주파수로 직접 전달되는 것을 특징으로 한다. A winding device according to an embodiment of the present invention comprises: a first roller section having a first roller for guiding a winding material, a sensor connected to the first roller for detecting a change in the position of the first roller, and a first actuator for adjusting the position of the first roller; at least one spindle on which a bobbin on which the winding material is wound is coupled; a feed section installed adjacent to the spindle and performing a reciprocating linear motion in a direction parallel to the longitudinal direction of the spindle and guiding the winding material to the spindle; a second roller section installed adjacent to the spindle and arranged parallel to the longitudinal direction of the spindle and pressuring the winding material when winding the winding material, and having a second actuator for adjusting the position of the second roller; and a controller for receiving a signal from the sensor and controlling the rotational speed of the spindle and the feed speed of the feed section; wherein the controller includes a spindle motor driving device and a feed section motor driving device, and is characterized in that a driving frequency output from the spindle motor driving device is directly transmitted as a command frequency to the feed section motor driving device.

상기 스핀들 모터 구동 장치는, 상기 센서로부터 전달된 측정장력과 목표장력 간의 차이를 기반으로 PID 제어를 통해 상기 스핀들의 회전속도를 계산하는 모터 속도 PID 제어기; 및 상기 모터 속도 PID 제어기에서 계산된 상기 스핀들의 회전속도를 위해 스핀들 모터를 구동하기 위한 구동 주파수를 출력하는 제1 모터 주파수 변환기;를 포함할 수 있다. The above spindle motor driving device may include a motor speed PID controller that calculates a rotational speed of the spindle through PID control based on a difference between a measured tension transmitted from the sensor and a target tension; and a first motor frequency converter that outputs a driving frequency for driving the spindle motor for the rotational speed of the spindle calculated by the motor speed PID controller.

상기 이송부 모터 구동장치는, 상기 제1 모터 주파수 변환기에서 출력된 구동 주파수를 입력받는 명령 주파수 입력부; 및 상기 스핀들 모터의 구동 주파수를 이송부 모터의 구동 주파수로 변환하는 제2 모터 주파수 변환기;를 포함할 수 있다. The above-described transport motor driving device may include a command frequency input section for receiving a driving frequency output from the first motor frequency converter; and a second motor frequency converter for converting the driving frequency of the spindle motor into the driving frequency of the transport motor.

상기 스핀들 모터의 구동 주파수는 선형 변환을 거쳐 상기 이송부 모터의 구동 주파수로 변환될 수 있다. The driving frequency of the above spindle motor can be converted into the driving frequency of the above feed motor through linear conversion.

상기 스핀들의 회전속도와 상기 이송부의 이송 속도의 비는 일정하게 유지될 수 있다.The ratio of the rotational speed of the spindle and the transport speed of the transport section can be maintained constant.

상기 컨트롤러는, 상기 권취재의 장력이 증가하면 상기 스핀들의 회전속도 및 상기 이송부의 이송속도가 감소하도록 제어하고, 상기 권취재의 장력이 감소하면 상기 스핀들의 회전속도 및 상기 이송부의 이송속도가 증가하도록 제어할 수 있다. The above controller can control the rotation speed of the spindle and the transport speed of the transport unit to decrease when the tension of the winding material increases, and can control the rotation speed of the spindle and the transport speed of the transport unit to increase when the tension of the winding material decreases.

본 발명의 실시예에 따른 권취 장치를 제어하는 권취 장치의 제어 방법은, 상기 센서의 신호가 상기 컨트롤러로 전달되는 단계;와, 상기 센서로부터 전달된 측정장력과 목표장력 간의 차이를 기반으로 PID 제어를 통해 상기 스핀들의 회전속도를 계산하는 단계; 및 상기 스핀들의 회전속도를 계산하는 단계에서 계산된 상기 스핀들의 회전속도를 위해 스핀들 모터를 구동하기 위한 구동 주파수를 출력하는 단계;를 포함할 수 있다. A control method of a winding device for controlling a winding device according to an embodiment of the present invention may include a step of transmitting a signal of the sensor to the controller; a step of calculating a rotational speed of the spindle through PID control based on a difference between a measured tension transmitted from the sensor and a target tension; and a step of outputting a driving frequency for driving a spindle motor for the rotational speed of the spindle calculated in the step of calculating the rotational speed of the spindle.

상기 구동 주파수를 출력하는 단계에서 출력된 상기 스핀들 모터의 구동 주파수를 입력받아 상기 스핀들 모터의 구동 주파수를 이송부 모터의 구동 주파수로 변환하는 단계;를 더 포함할 수 있다. The method may further include a step of receiving the driving frequency of the spindle motor output in the step of outputting the driving frequency and converting the driving frequency of the spindle motor into the driving frequency of the feed motor.

상기 스핀들의 회전속도와 상기 이송부의 이송 속도의 비는 일정하게 유지될 수 있다.The ratio of the rotational speed of the spindle and the transport speed of the transport section can be maintained constant.

본 발명의 실시예에 따르면, 권취재의 장력 변화에 따라 스핀들의 회전속도와 이송부의 이송속도를 가변함으로써 패키지가 불균일하게 감기는 것을 방지하고 평행하게 감기도록 할 수 있으며, 실의 장력을 균일하게 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by varying the rotation speed of the spindle and the conveying speed of the conveying section according to changes in the tension of the winding material, it is possible to prevent the package from being wound unevenly and to ensure parallel winding, and to make the tension of the yarn uniform.

특히, 실제 스핀들의 회전속도나 회전각도를 측정하여 이송부의 이송속도를 제어하지 않고, 컨트롤러에 있어서 스핀들 모터 구동 장치에서 출력된 스핀들 모터의 구동 주파수값을 이송부 모터 구동장치의 명령 주파수값으로 사용하여 실시간 제어가 가능하고 구성이 간단해진다. In particular, rather than controlling the feed speed of the feed section by measuring the actual rotation speed or rotation angle of the spindle, the driving frequency value of the spindle motor output from the spindle motor driving device in the controller is used as the command frequency value of the feed section motor driving device, enabling real-time control and simplifying the configuration.

또한, 외란이 발생하여, 스핀들의 회전속도 및 위치 변동성이 커질 경우에도, 스핀들의 회전속도와 이송부의 이송속도의 비를 일정하게 유지할 수 있다.In addition, even when a disturbance occurs and the rotational speed and positional fluctuations of the spindle increase, the ratio of the rotational speed of the spindle and the feed speed of the feed section can be kept constant.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 권취 장치를 간략하게 도시한 측면도이다.
도 2는 도 1에 따른 권취 장치를 간략하게 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에 따른 권취 장치의 주요 부분을 간략하게 도시한 정면도이다.
도 4는 도 3에 따른 권취 장치의 주요 부분의 동작을 간략하게 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 권취 장치의 제어 흐름을 도시한 모식도이다.
도 6은 도 5의 컨트롤러의 제어과정을 더욱 상세하게 도시한 모식도이다.
FIG. 1 is a side view schematically illustrating a winding device according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 is a plan view schematically illustrating a winding device according to Figure 1.
Figure 3 is a front view schematically illustrating the main parts of the winding device according to Figure 1.
FIG. 4 is a side view schematically illustrating the operation of the main parts of the winding device according to FIG. 3.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a control flow of a winding device according to one embodiment of the present invention.
Figure 6 is a schematic diagram illustrating the control process of the controller of Figure 5 in more detail.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are provided so that those skilled in the art will more fully understand the present invention, and the following embodiments may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. Rather, these embodiments are provided so that the present disclosure will be more faithful and complete, and so that those skilled in the art will fully convey the spirit of the present invention.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.In addition, in the drawings below, the thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of explanation, and the same reference numerals in the drawings represent the same elements. As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the listed items. In addition, the meaning of "connected" in this specification means not only when member A and member B are directly connected, but also when member C is interposed between member A and member B, so that member A and member B are indirectly connected.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.The terminology used herein is used to describe particular embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, when used herein, the words "comprise", "include" and/or "comprising", "including" specify the presence of stated features, numbers, steps, operations, elements, elements and/or groups thereof, but do not preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, operations, elements, elements and/or groups thereof.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.Although the terms first, second, etc. are used herein to describe various elements, components, regions, layers, and/or portions, it is to be understood that these elements, components, regions, layers, and/or portions are not intended to be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component, region, layer, or portion from another element, layer, or portion. Thus, a first element, component, region, layer, or portion described below may also refer to a second element, component, region, layer, or portion without departing from the teachings of the present invention.

"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.Space-related terms such as "beneath," "below," "lower," "above," and "upper" may be used to facilitate understanding of one element or feature and another element or feature depicted in the drawings. These space-related terms are provided to facilitate understanding of the present invention in various process states or usage states and are not intended to limit the present invention. For example, if an element or feature in a drawing is flipped, an element or feature described as "beneath" or "below" becomes "above" or "above." Therefore, "beneath" is a concept that includes "upper" or "below."

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 따른 권취재의 권취 장치 및 권취 장치의 제어 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a winding device and a control method of the winding device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

먼저 권취 장치에 대해 상세히 설명한다.First, let's explain the winding device in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 권취 장치를 간략하게 도시한 측면도이다. 도 2는 도 1에 따른 권취 장치를 간략하게 도시한 평면도이다. 도 3은 도 1에 따른 권취 장치의 주요 부분을 간략하게 도시한 정면도이다. 도 4는 도 3에 따른 권취 장치의 주요 부분의 동작을 간략하게 도시한 측면도이다.FIG. 1 is a side view schematically illustrating a winding device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view schematically illustrating the winding device according to FIG. 1. FIG. 3 is a front view schematically illustrating a main part of the winding device according to FIG. 1. FIG. 4 is a side view schematically illustrating the operation of a main part of the winding device according to FIG. 3.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 권취 장치(10)는 권취재(1)를 자동으로 권취하기 위한 장치이다. 권취 장치(10)는 크게 권취재(1)의 장력 감지를 위한 제1 롤러부(100), 권취재(1)의 안내를 위한 방향전환 롤러(200), 이송부(300), 권취재(1)의 권취를 위한 제2 롤러부(400), 지지부(500) 및 제어를 위한 컨트롤러(600)를 포함할 수 있다. As shown in FIGS. 1 to 4, a winding device (10) according to an embodiment of the present invention is a device for automatically winding a winding material (1). The winding device (10) may largely include a first roller unit (100) for detecting tension of the winding material (1), a direction-changing roller (200) for guiding the winding material (1), a conveying unit (300), a second roller unit (400) for winding the winding material (1), a support unit (500), and a controller (600) for control.

예시적으로, 도 3 및 도 4에서와 같이, 지지부(500)는 주요 구성품의 지지를 위한 판상의 베이스 플레이트(510)와, 베이스 플레이트(510) 상에 회전 가능하게 설치된 복수의 스핀들(520), 스핀들(520)의 위치 이동을 위한 드럼(530), 이송부(300)의 지지를 위한 이송축(540) 등을 포함할 수 있다. 스핀들(520)과 이송축(540)은 베이스 플레이트(510)의 판면에 수직으로 배치된다. 또한, 스핀들(520)과 이송축(540)은 길이 방향을 따라 서로 평행하게 배치될 수 있다.For example, as shown in FIGS. 3 and 4, the support member (500) may include a plate-shaped base plate (510) for supporting the main components, a plurality of spindles (520) rotatably installed on the base plate (510), a drum (530) for moving the position of the spindles (520), a transfer shaft (540) for supporting the transfer member (300), etc. The spindles (520) and the transfer shaft (540) are arranged perpendicular to the plate surface of the base plate (510). In addition, the spindles (520) and the transfer shaft (540) may be arranged parallel to each other along the longitudinal direction.

권취 장치(10)는 전술한 구성들 이외에도 다수의 구성을 포함할 수 있으나, 본 실시 예에서는 권취 장치(10)의 기능을 설명하기 위해 필수적인 구성들에 대해서만 간단하게 설명한다.The winding device (10) may include a number of configurations in addition to the configurations described above, but in this embodiment, only the configurations essential for explaining the function of the winding device (10) are briefly described.

권취재(1)는 예시적으로, 실(yarn or thread)을 포함할 수 있다. 여기서 실은 탄성이 있는 실이나 탄성이 없는 실, 여러 굵기를 갖는 실, 다양한 소재의 실 등 다양한 실을 모두 포함하는 의미일 수 있다. 권취재(1)는 권취 장치(10)의 외부로부터 제1 롤러부(100)를 향해 자동으로 공급될 수 있다. 이를 위해, 도면에 도시하지는 않았으나, 별도의 권취재 공급 기구가 구비될 수 있다. 권취재(1)는 후술할 스핀들(520)에 탈착 가능하게 삽입되는 보빈(미도시)에 감기고, 권취가 완료된 권취재(1) 및 보빈의 묶음을 패키지(3)로 정의할 수 있다. 권취재(1)는 스핀들(520)을 기준으로 방사 방향(스핀들의 원주 방향)을 따라 권취된다.The winding material (1) may include, for example, yarn (yarn or thread). Here, the yarn may mean various yarns such as elastic or inelastic yarn, yarns of various thicknesses, and yarns of various materials. The winding material (1) may be automatically supplied from the outside of the winding device (10) toward the first roller unit (100). For this purpose, although not shown in the drawing, a separate winding material supply mechanism may be provided. The winding material (1) is wound on a bobbin (not shown) that is detachably inserted into a spindle (520) to be described later, and a bundle of the winding material (1) and the bobbin that have been wound may be defined as a package (3). The winding material (1) is wound in a radial direction (circumferential direction of the spindle) based on the spindle (520).

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 롤러부(100)는 제1 롤러(110)와 레버(120), 레버 샤프트(130), 센서(140) 및 제1 작동기(150)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the first roller unit (100) may be configured to include a first roller (110), a lever (120), a lever shaft (130), a sensor (140), and a first actuator (150).

제1 롤러(110)는 권취재(1)의 장력을 확인하고 감지하기 위한 구성이다. 제1 롤러(110)는 권취재(1)가 투입되는 투입 위치와 후술할 방향전환 롤러(200)의 사이에 배치될 수 있다. 권취재(1)는 일 방향으로 공급되어 제1 롤러(110)의 외주면을 따라 방향전환 롤러(200)로 이송된다. 제1 롤러(110)는 제1 롤러 샤프트(110a)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 이때, 제1 롤러(110)는 도 1을 기준으로 권취재(1)가 외주면에 접촉하는 방향을 따라 회전 가능하게 설치된다. 예시적으로, 제1 롤러(110)는 댄서 롤러(dancer roller or dancer roll)로 구비될 수 있다. 댄서 롤러는 스프링이나 공기압, 무게 추 등을 이용해 일정 방향으로 일정 크기의 힘을 가해 위치 변동에 관계없이 권취재(1)에 일정한 장력이 인가되도록 하는 기구이다. 본 실시 예에서는 제1 롤러(110)가 레버(120)에 연결되고, 레버(120)를 지지하는 레버 샤프트(130)에 센서(140)가 설치되며, 제1 작동기(150)에 의해 제1 롤러(110)의 위치가 제어될 수 있다. The first roller (110) is configured to check and detect the tension of the winding material (1). The first roller (110) can be arranged between the input position where the winding material (1) is input and the direction changing roller (200) to be described later. The winding material (1) is supplied in one direction and transported to the direction changing roller (200) along the outer surface of the first roller (110). The first roller (110) is rotatably supported by a first roller shaft (110a). At this time, the first roller (110) is installed so as to be rotatably along the direction in which the winding material (1) contacts the outer surface with reference to FIG. 1. For example, the first roller (110) can be provided as a dancer roller (or dancer roll). The dancer roller is a mechanism that applies a constant amount of force in a constant direction using a spring, air pressure, a weight, etc. so that a constant tension is applied to the winding material (1) regardless of positional change. In this embodiment, a first roller (110) is connected to a lever (120), a sensor (140) is installed on a lever shaft (130) that supports the lever (120), and the position of the first roller (110) can be controlled by a first actuator (150).

레버(120)는 소정의 길이를 갖는 바(bar) 형상으로, 일단이 제1 롤러(110)를 회전 가능하게 지지하는 샤프트에 결합된다. 레버(120)의 타단에 인접하여 레버(120)를 선회 가능하게 지지하는 레버 샤프트(130)가 결합된다. 또한, 레버(120)의 타단에는 제1 작동기(150)가 연결될 수 있다. 제1 작동기(150)에 의해 레버(120)가 작동되며, 작동 중심은 레버 샤프트(130)이다. 레버(120)는 레버 샤프트(130)를 중심으로 제1 롤러(110)와 연결된 단부가 지렛대의 동작과 같이 동작될 수 있다. 레버 샤프트(130)의 일단에는 센서(140)가 설치된다. 레버(120)는 레버 샤프트(130)를 중심으로 반대쪽 단부가 제1 작동기(150)에 의해 도 1의 화살표 방향을 따라 선회(회전)할 수 있다. 즉, 레버 샤프트(130)를 중심으로 레버(120)의 반대쪽 단부가 선회함으로써 레버(120)의 이동에 따라 제1 롤러(110)의 위치가 조정될 수 있다. 이를 위해, 레버 샤프트(130)는 권취 장치(10)의 지지 구조 상에 고정되고, 제1 롤러(110)의 제1 롤러 샤프트(110a)는 고정되지 않을 수 있다. 예를 들어, 도 1을 기준으로 제1 롤러(110)에 연결된 레버(120)의 일단이 레버 샤프트(130)를 중심으로 상측으로 선회하면 제1 롤러(110) 역시 상향 이동될 수 있다. 반대로 레버(120)의 일단이 레버 샤프트(130)를 중심으로 하측으로 선회하면 제1 롤러(110) 역시 하향 이동될 수 있다. 이러한 제1 롤러(110)의 위치 조정은 권취재(1)의 권취 중에도 이루어질 수 있다.The lever (120) is a bar shape having a predetermined length, and one end is connected to a shaft that rotatably supports the first roller (110). A lever shaft (130) that rotatably supports the lever (120) is connected adjacent to the other end of the lever (120). In addition, a first actuator (150) may be connected to the other end of the lever (120). The lever (120) is operated by the first actuator (150), and the center of operation is the lever shaft (130). The lever (120) may be operated like a lever at an end connected to the first roller (110) centered on the lever shaft (130). A sensor (140) is installed at one end of the lever shaft (130). The lever (120) may be rotated (rotated) along the direction of the arrow in FIG. 1 at the opposite end centered on the lever shaft (130) by the first actuator (150). That is, since the opposite end of the lever (120) pivots around the lever shaft (130), the position of the first roller (110) can be adjusted according to the movement of the lever (120). To this end, the lever shaft (130) may be fixed on the support structure of the winding device (10), and the first roller shaft (110a) of the first roller (110) may not be fixed. For example, with reference to FIG. 1, if one end of the lever (120) connected to the first roller (110) pivots upward around the lever shaft (130), the first roller (110) may also move upward. Conversely, if one end of the lever (120) pivots downward around the lever shaft (130), the first roller (110) may also move downward. Such position adjustment of the first roller (110) may be performed even during the winding of the winding material (1).

상세한 구조를 도시하지는 않았으나, 제1 작동기(150)의 회전축은 스크류 형상을 가질 수 있다. 제1 작동기(150)의 회전축에 레버(120)가 연결되어 제1 작동기(150)의 회전으로 레버(120)가 직선 운동할 수 있다. 제1 작동기(150)는 미리 설정된 장력 범위 내에서 권취 길이(또는 권취 시간)에 따른 구간별 장력 설정값에 비례하여 동작될 수 있다. 예를 들어, 장력값은 제1 롤러(110)의 최상부 위치~최하부 위치의 범위 내에서 설정될 수 있다. 제1 작동기(150)의 동작 범위 역시 제1 롤러(110)의 최상부 위치~최하부 위치의 범위 내에서 레버(120)가 직선 운동할 수 있도록 설정될 수 있다.Although the detailed structure is not illustrated, the rotational axis of the first actuator (150) may have a screw shape. A lever (120) is connected to the rotational axis of the first actuator (150) so that the lever (120) can move linearly by the rotation of the first actuator (150). The first actuator (150) can be operated in proportion to the tension setting value for each section according to the winding length (or winding time) within a preset tension range. For example, the tension value can be set within a range from the top position to the bottom position of the first roller (110). The operation range of the first actuator (150) can also be set so that the lever (120) can move linearly within a range from the top position to the bottom position of the first roller (110).

전술한 센서(140)는 레버 샤프트(130)의 편향 감지를 위한 센서로, 예를 들어 로터리 엔코더일 수 있다. 권취재(1)의 장력이 커지면 제1 롤러(110)에 부하를 주어 제1 롤러(110)의 위치가 초기 세팅 기준 위치와 달라지게 된다. 센서(140)는 제1 롤러(110)의 위치 변화에 따른 레버(120)의 편향을 감지하고, 감지된 편향도를 전기적 신호로 변환해 컨트롤러(600)로 전달한다(편향은 미리 설정된 레버(120)의 기준 위치를 중심으로 상부 또는 하부 방향으로 치우치는 정도를 감지하는 것임. 후술할 컨트롤러(600)는 레버(120)가 상부로 편향된 것으로 감지되면 권취재의 장력이 증가, 하부로 편향된 것으로 감지되면 권취재의 장력이 감소하는 것으로 판단할 수 있다).The sensor (140) described above is a sensor for detecting the deflection of the lever shaft (130), and may be, for example, a rotary encoder. When the tension of the winding material (1) increases, a load is applied to the first roller (110), so that the position of the first roller (110) becomes different from the initially set reference position. The sensor (140) detects the deflection of the lever (120) according to the change in the position of the first roller (110), and converts the detected deflection into an electrical signal and transmits it to the controller (600) (The deflection is detecting the degree of deviation in the upper or lower direction centered on the preset reference position of the lever (120). The controller (600) described below can determine that the tension of the winding material increases when the lever (120) is detected as being deflected upward, and that the tension of the winding material decreases when it is detected as being deflected downward).

제1 작동기(150)는 권취재(1)의 공급 초기에 미리 설정된 위치에 제1 롤러(110)가 배치될 수 있도록 레버(120)를 작동시킬 수 있다. 제1 작동기(150)는 편향 정도에 따라 스핀들(520)의 회전수를 제어할 수 있도록 변경된 장력값에 대한 전기적 신호를 후술할 컨트롤러(600)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 후술할 컨트롤러(600)에서 이송부(300)의 이송속도 및 스핀들(520)의 회전속도를 제어하게 된다.The first actuator (150) can operate the lever (120) so that the first roller (110) can be placed in a preset position at the beginning of the supply of the winding material (1). The first actuator (150) can transmit an electric signal for the changed tension value to the controller (600) to be described later so that the rotational speed of the spindle (520) can be controlled according to the degree of deflection. Accordingly, the controller (600) to be described later controls the transport speed of the transport section (300) and the rotational speed of the spindle (520).

도 1에 도시된 바와 같이, 방향전환 롤러(200)는 권취재(1)의 방향을 변경하는 롤러로, 권취 장치(10)의 지지구조 상에 위치가 고정될 수 있다. 즉, 방향전환 롤러(200)는 위치가 고정된 샤프트(200a)에 의해 회전 가능하게 설치될 수 있다. 방향전환 롤러(200)는 제1 롤러(110)와 소정 간격 이격되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 권취재(1)가 제1 롤러(110)의 하측으로 투입된 후, 방향전환 롤러(200)의 상측으로 이송될 수 있다. 제1 롤러(110)를 거쳐 이송된 권취재(1)는 방향전환 롤러(200)를 거쳐 이송부(300) 쪽으로 안내될 수 있다. As illustrated in FIG. 1, the direction-changing roller (200) is a roller that changes the direction of the winding material (1), and its position can be fixed on the support structure of the winding device (10). That is, the direction-changing roller (200) can be rotatably installed by a shaft (200a) whose position is fixed. The direction-changing roller (200) can be installed at a predetermined distance from the first roller (110). For example, the winding material (1) can be fed to the lower side of the first roller (110) and then transferred to the upper side of the direction-changing roller (200). The winding material (1) transferred through the first roller (110) can be guided toward the transfer unit (300) through the direction-changing roller (200).

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 이송부(300)는 권취 장치(10)의 지지 구조물 중 하나인 지지부(500)의 이송축(540) 상에 이동 가능하게 설치된다. 이송부(300)는 이송부 모터(미도시)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기구장치(예를 들어, 원통형 캠)를 통해 축 방향으로 이동한다. 즉, 이송축(540)에 위치하는 원통형 캠을 회전시켜 이송부(300)를 축 방향으로 이동시킨다. 이송부(300)는 소정의 길이를 갖는 이송축(540) 상을 왕복 직선운동 하며(도 3의 화살표 방향 참조), 미리 설정된 간격으로 권취재(1)가 보빈에 권취되도록 한다(도 2에 예시적인 간격이 도시되어 있다. 도 2에서 이송부(300) 양측의 이점 쇄선으로 표시한 간격이 미리 설정된 간격을 표시한다). 이송부(300)는 후술할 스핀들(520)의 길이 방향과 평행한 방향을 따라 이동한다. 예를 들어, 미리 설정된 간격은 보빈의 폭 및 패키지(3)의 폭에 대응할 수 있다. 이송부(300)에 의해 권취재(1)가 스핀들(520) 상의 한 지점으로만 공급되지 않고 이송부(300)의 직선운동 간격 내에서 왕복 이동하면서 공급될 수 있다. 따라서 권취재(1)가 보빈에 권취될 때 균일한 두께로 권취될 수 있다. 예시적으로, 이송부(300)는 '트래버스'로 지칭될 수 있다. 이송부(300)에 의해 이송된 권취재(1)는 제2 롤러부(400)에 의해 스핀들(520) 상의 보빈에 밀착되어 권취될 수 있다.As illustrated in FIGS. 1 to 3, the transfer unit (300) is movably installed on the transfer shaft (540) of the support unit (500), which is one of the support structures of the winding device (10). The transfer unit (300) moves in the axial direction by a mechanism (e.g., a cylindrical cam) that converts the rotational motion of the transfer unit motor (not illustrated) into linear motion. That is, the cylindrical cam positioned on the transfer shaft (540) is rotated to move the transfer unit (300) in the axial direction. The transfer unit (300) reciprocates linearly on the transfer shaft (540) having a predetermined length (see the arrow direction of FIG. 3) and winds the winding material (1) onto the bobbin at a preset interval (an exemplary interval is illustrated in FIG. 2. The interval indicated by the dashed lines on both sides of the transfer unit (300) in FIG. 2 indicates the preset interval). The conveying unit (300) moves in a direction parallel to the longitudinal direction of the spindle (520) to be described later. For example, the preset interval may correspond to the width of the bobbin and the width of the package (3). The winding material (1) may not be supplied to only one point on the spindle (520) by the conveying unit (300), but may be supplied while reciprocating within the linear movement interval of the conveying unit (300). Therefore, the winding material (1) may be wound with a uniform thickness when wound on the bobbin. For example, the conveying unit (300) may be referred to as a 'traverse'. The winding material (1) conveyed by the conveying unit (300) may be wound by being brought into close contact with the bobbin on the spindle (520) by the second roller unit (400).

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 롤러부(400)는 제2 롤러(410) 및 제2 작동기(420)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 4, the second roller unit (400) may include a second roller (410) and a second actuator (420).

제2 롤러(410)는 이송부(300)와 스핀들(520)의 사이에 배치되며, 권취재(1)가 스핀들(520) 상의 보빈에 감길 때 보빈의 표면을 가압하여 권취재(1)가 풀리지 않고 단단하게 권취되도록 한다. 이를 위해, 제2 롤러(410)는 스핀들(520)과 평행하게 배치되는 제2 롤러 샤프트(410a)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 제2 롤러(410)는 제2 작동기(420)에 의해 위치가 조정되어 권취재(1)를 가압하는 가압력이 유지될 수 있다. 제2 롤러(410)는 권취재(1)를 가압하는 기능을 하므로, '가압 롤러'로 지칭될 수 있다. 제2 롤러(410) 및 제2 작동기(420)는 전술한 제1 롤러(110) 및 제1 작동기(150)와 동일하거나 유사한 구조를 가질 수 있다. 또한, 제2 롤러(410)는 보빈을 전체적으로 가압할 수 있어야 하므로 적어도 보빈의 폭 또는 미리 설정된 패키지의 폭과 동일하거나 그보다 큰 길이를 가질 수 있다. 즉, 제2 롤러(410)는 스핀들(520)의 길이 방향에 따른 길이가 패키지의 폭과 동일하거나 그보다 큰 길이를 갖는다. 예시적으로, 도 3과 같이 제2 롤러(410)의 길이는 패키지(3)의 폭(스핀들의 길이 방향에 따른 패키지의 폭)보다 큰 길이로 형성될 수 있다. 권취재(1)가 권취되면서 패키지(3)의 외경이 커지면, 제2 롤러(410)는 커진 외경만큼 스핀들(520)로부터 멀어지게 된다. 도면에 도시하지는 않았으나, 제2 롤러(410)의 일측에 패키지(3)의 권취 외경 변화에 따른 제2 롤러(410)의 위치 변화를 감지하는 센서가 설치될 수 있다. 제2 롤러(410)의 위치 변화를 감지한 센서의 신호에 따라 제2 롤러(410)가 스핀들(520)로부터 일정거리 이상 멀어지게 되면, 드럼(530)이 미리 정해진 각도만큼 회전하도록 제어될 수 있다. 이에 따라 도 4에 도시된 바와 같이, 패키지(3)의 권취가 완료된 후 드럼(530)이 선회하여 비어 있는 스핀들(520a)이 권취 위치로 이동할 수 있다. 이로 인해 제2 롤러(410)는 다시 스핀들(520a)에 가까워지도록 제어되며, 전술한 드럼(530)과 제2 롤러(410)의 위치 제어 동작은 권취가 완료될 때까지 반복적으로 수행될 수 있다. 패키지(3)의 권취 완료 후 권취재(1)의 커팅이나 드럼(530)의 동작은 종래의 구조를 차용할 수 있다(이 구조는 본 발명의 주요 특징이 아니므로 상세한 설명을 생략한다). 비어 있는 스핀들(520a)이 권취 위치로 이동하면 권취재(1)는 다시 새 보빈에 권취되고, 권취 완료된 패키지(3)는 스핀들(520)로부터 분리될 수 있다.The second roller (410) is arranged between the conveying section (300) and the spindle (520), and presses the surface of the bobbin when the winding material (1) is wound on the bobbin on the spindle (520) so that the winding material (1) is wound firmly without unwinding. To this end, the second roller (410) can be rotatably supported by a second roller shaft (410a) arranged parallel to the spindle (520). The position of the second roller (410) can be adjusted by the second actuator (420) so that the pressing force for pressing the winding material (1) can be maintained. Since the second roller (410) has the function of pressing the winding material (1), it can be referred to as a 'pressure roller'. The second roller (410) and the second actuator (420) can have the same or similar structures as the first roller (110) and the first actuator (150) described above. In addition, since the second roller (410) must be able to press the entire bobbin, it may have a length at least equal to or greater than the width of the bobbin or the width of the preset package. That is, the second roller (410) has a length along the longitudinal direction of the spindle (520) equal to or greater than the width of the package. For example, as shown in FIG. 3, the length of the second roller (410) may be formed to be greater than the width of the package (3) (the width of the package along the longitudinal direction of the spindle). When the winding material (1) is wound and the outer diameter of the package (3) increases, the second roller (410) moves away from the spindle (520) by the increased outer diameter. Although not shown in the drawing, a sensor may be installed on one side of the second roller (410) to detect a change in the position of the second roller (410) according to a change in the outer diameter of the package (3). When the second roller (410) moves away from the spindle (520) by a predetermined distance or more according to a signal from a sensor that detects a change in the position of the second roller (410), the drum (530) can be controlled to rotate by a predetermined angle. Accordingly, as shown in FIG. 4, after the winding of the package (3) is completed, the drum (530) can rotate so that the empty spindle (520a) can move to the winding position. Accordingly, the second roller (410) is controlled to come closer to the spindle (520a) again, and the position control operation of the drum (530) and the second roller (410) described above can be repeatedly performed until the winding is completed. After the winding of the package (3) is completed, the cutting of the winding material (1) or the operation of the drum (530) can adopt a conventional structure (since this structure is not a main feature of the present invention, a detailed description thereof will be omitted). When the empty spindle (520a) moves to the winding position, the winding material (1) is wound on a new bobbin again, and the package (3) that has been wound can be separated from the spindle (520).

전술한 바에 따르면, 이송부(300)와 제2 롤러(410), 스핀들(520)이 평행하게 배치됨으로써 하나의 패키지를 평행하게 감을 수 있다.As described above, the transfer unit (300), the second roller (410), and the spindle (520) are arranged in parallel, so that one package can be wound in parallel.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 권취 장치에 있어서, 도 5 및 도 6을 참조하여 권취재의 장력에 따라 스핀들의 회전속도 및 이송부의 이송속도를 제어하는 방법을 설명하면 다음과 같다.In a winding device according to one embodiment of the present invention having the above-described configuration, a method for controlling the rotational speed of the spindle and the feed speed of the feed section according to the tension of the winding material will be described as follows with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 권취 장치의 제어 흐름을 도시한 모식도이다. 도 6은 도 5의 컨트롤러의 제어과정을 더욱 상세하게 도시한 모식도이다.Fig. 5 is a schematic diagram illustrating a control flow of a winding device according to one embodiment of the present invention. Fig. 6 is a schematic diagram illustrating a control process of the controller of Fig. 5 in more detail.

도 5에서와 같이, 컨트롤러(600)는 제1 작동기(150) 및 센서(140)로부터 전달된 신호를 통해 권취재(1)의 장력 변화에 따라 스핀들(520)의 회전속도를 제어할 수 있다. 그리고 이송부(300)의 이송속도는 스핀들(520)의 회전속도를 추종하도록 제어된다. As shown in Fig. 5, the controller (600) can control the rotation speed of the spindle (520) according to the change in tension of the winding material (1) through the signal transmitted from the first actuator (150) and the sensor (140). In addition, the transfer speed of the transfer unit (300) is controlled to follow the rotation speed of the spindle (520).

예를 들어, 권취재(1)의 장력이 커져 제1 롤러(110)에 위치 변화가 발생할 수 있다. 장력이 커지면 제1 롤러(110)는 초기 세팅 위치를 기준으로 일방향으로 이동할 수 있다. 예시적으로, 컨트롤러(600)는 도 1을 기준으로 제1 롤러(110)가 상승하는 것을 장력이 커진 것으로 판단할 수 있다(그러나 롤러들의 설치 위치나 방향이 변경되면 장력이 커진 것으로 판단하는 방향이 달라질 수 있다). 위치 변화에 대한 감지는 센서(140)를 통해 이루어지고, 센서(140)에서 측정된 신호는 컨트롤러(600)로 전달된다. For example, the tension of the winding material (1) may increase, causing a change in position of the first roller (110). When the tension increases, the first roller (110) may move in one direction based on the initial setting position. For example, the controller (600) may determine that the tension has increased when the first roller (110) rises based on FIG. 1 (however, the direction in which the tension is determined to have increased may change if the installation position or direction of the rollers is changed). The detection of the change in position is performed through the sensor (140), and the signal measured by the sensor (140) is transmitted to the controller (600).

이하 컨트롤러(600)에서 스핀들(520)의 회전속도와 이에 추종하여 이송부(300)의 이송속도를 제어하는 방법에 관하여 상세하게 살펴보도록 한다. Below, we will examine in detail the method of controlling the rotation speed of the spindle (520) and the transport speed of the transport unit (300) accordingly in the controller (600).

도 6에 도시된 바와 같이 컨트롤러(600)는 상위 제어기 및 스핀들 모터 구동장치(620), 그리고 이송부 모터 구동장치(640)를 포함한다. 또한, 스핀들 모터 구동장치(620)는 모터 속도 PID 제어기(622)와 제1 모터 주파수 변환기(624)를 포함한다. 모터 속도 PID 제어기(622)는 센서(140)로부터 전달된 측정장력과 목표장력 간의 차이를 기반으로 PID 제어(비례적분미분 제어)를 통해 스핀들(520)의 회전속도를 계산한다. 제1 모터 주파수 변환기(624)는 계산된 스핀들(520)의 회전속도를 위해 스핀들 모터를 구동하기 위한 구동 주파수를 출력한다. 이후 출력된 구동 주파수에 의해 스핀들 모터가 구동되면, 스핀들 모터가 스핀들(520)을 계산된 회전속도로 회전시키게 된다. As illustrated in FIG. 6, the controller (600) includes an upper controller and a spindle motor driving device (620), and a feed motor driving device (640). In addition, the spindle motor driving device (620) includes a motor speed PID controller (622) and a first motor frequency converter (624). The motor speed PID controller (622) calculates the rotation speed of the spindle (520) through PID control (proportional integral derivative control) based on the difference between the measured tension transmitted from the sensor (140) and the target tension. The first motor frequency converter (624) outputs a driving frequency for driving the spindle motor for the calculated rotation speed of the spindle (520). Thereafter, when the spindle motor is driven by the output driving frequency, the spindle motor rotates the spindle (520) at the calculated rotation speed.

이송부 모터 구동장치(640)는 명령 주파수 입력부(642)와 제2 모터 주파수 변환기(644)를 포함한다. 이때, 스핀들 모터 구동 장치의 제1 모터 주파수 변환기(624)에서 출력된 구동 주파수는 이송부 모터 구동장치의 명령 주파수 입력부(642)로 직접 전달된다. 이와 같이, 실제 스핀들의 회전속도나 회전각도를 측정하여 이송부의 이송 속도를 제어하지 않고, 스핀들 모터 구동 장치(620)에서 출력된 구동 주파수값을 이송부 모터 구동장치(640)의 명령 주파수값으로 사용하여 실시간 제어가 가능하고 구성이 간단해진다. 제2 모터 주파수 변환기(644)는 스핀들 모터의 구동 주파수를 이송부 모터의 구동 주파수로 변환하는 역할을 한다. 예를 들어, 스핀들 모터의 구동 주파수가 선형 변환(일차함수 변환)을 거쳐 이송부 모터의 구동 주파수로 변환될 수 있다. 이후 제2 모터 주파수 변환기(644)에서 변환된 구동 주파수에 의해 이송부 모터가 구동되면, 이송부(300)가 스핀들(520)의 회전 속도에 비례하여 왕복 운동하게 된다. The conveying motor driving device (640) includes a command frequency input unit (642) and a second motor frequency converter (644). At this time, the driving frequency output from the first motor frequency converter (624) of the spindle motor driving device is directly transmitted to the command frequency input unit (642) of the conveying motor driving device. In this way, real-time control is possible and the configuration is simplified by using the driving frequency value output from the spindle motor driving device (620) as the command frequency value of the conveying motor driving device (640) without controlling the conveying speed of the conveying device by measuring the actual rotation speed or rotation angle of the spindle. The second motor frequency converter (644) serves to convert the driving frequency of the spindle motor into the driving frequency of the conveying motor. For example, the driving frequency of the spindle motor can be converted into the driving frequency of the conveying motor through linear conversion (linear function conversion). Afterwards, when the transport motor is driven by the driving frequency converted from the second motor frequency converter (644), the transport unit (300) reciprocates in proportion to the rotation speed of the spindle (520).

구체적으로, 권취재(1)의 장력이 커지면 컨트롤러(600)에 의해 스핀들(520)의 회전속도가 기준 회전속도보다 감소되고 이에 따라 이송부(300)의 이송 속도 역시 감소되어, 권취재(1)의 장력을 물리적으로 낮추는 것과 동일한 효과를 나타낼 수 있다. Specifically, when the tension of the winding material (1) increases, the rotation speed of the spindle (520) is reduced by the controller (600) from the reference rotation speed, and accordingly, the transport speed of the transport unit (300) is also reduced, so that the same effect as physically lowering the tension of the winding material (1) can be achieved.

반대로 권취재(1)의 장력이 작아져 제1 롤러(110)에 위치 변화가 발생할 수 있다. 장력이 작아지면 제1 롤러(110)는 초기 세팅 위치를 기준으로 타방향으로 이동할 수 있다. 예시적으로, 컨트롤러(600)는 도 1을 기준으로 제1 롤러(110)가 하강하는 것을 장력이 작아진 것으로 판단할 수 있다(그러나 롤러들의 설치 위치나 방향이 변경되면 장력이 커진 것으로 판단하는 방향이 달라질 수 있다). 권취재(1)의 장력이 작아지면 컨트롤러(600)에 의해 스핀들(520)의 회전속도가 기준 회전속도보다 증가되고 이에 따라 이송부(300)의 이송 속도 역시 증가되어, 권취재(1)의 장력을 물리적으로 높이는 것과 동일한 효과를 나타낼 수 있다.On the other hand, if the tension of the winding material (1) decreases, a change in position of the first roller (110) may occur. If the tension decreases, the first roller (110) may move in another direction based on the initial setting position. For example, the controller (600) may determine that the tension decreases when the first roller (110) descends based on FIG. 1 (however, if the installation position or direction of the rollers is changed, the direction in which the tension is determined to increase may change). If the tension of the winding material (1) decreases, the rotation speed of the spindle (520) is increased by the controller (600) more than the reference rotation speed, and accordingly, the transport speed of the transport unit (300) is also increased, which may have the same effect as physically increasing the tension of the winding material (1).

이와 같이 컨트롤러(600)는 장력 변화에 따라 스핀들(520)의 회전속도를 조절하여 권취재(1)의 장력 변화에 대응할 수 있다. 따라서 일정한 장력으로 권취재(1)를 권취하는 것과 동일하게 권취재(1)를 균일하게 권취할 수 있다. 스핀들(520)과 이송부(300)의 속도 변화 후 일정 시간이 지나면서 제1 롤러(110)는 장력 변화 전 세팅 위치로 회귀하게 된다.In this way, the controller (600) can respond to the change in tension of the winding material (1) by adjusting the rotation speed of the spindle (520) according to the change in tension. Therefore, the winding material (1) can be wound uniformly in the same way as winding the winding material (1) with a constant tension. After a certain period of time has passed after the change in speed of the spindle (520) and the conveying unit (300), the first roller (110) returns to the setting position before the change in tension.

결과적으로 실의 장력을 균일하게 할 수 있으며, 스핀들(520)의 회전 속도(rpm)와 이송부(300)의 이송(왕복) 속도(cpm)의 비를 일정하게 유지할 수 있다. 이에 따라 권취 중 리본 현상(실이 같은 지점에 여러 번 쌓여 붕괴되는 현상)이 일어나는 것을 방지할 수 있다. As a result, the tension of the thread can be made uniform, and the ratio of the rotation speed (rpm) of the spindle (520) and the feed (reciprocating) speed (cpm) of the feed section (300) can be kept constant. Accordingly, the ribbon phenomenon (a phenomenon in which the thread is piled up multiple times at the same point and collapses) can be prevented from occurring during winding.

이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.The above description is only one embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the following claims, it will be understood that the technical spirit of the present invention encompasses a range in which various modifications can be implemented without departing from the gist of the present invention.

1: 권취재 3: 패키지
10: 권취 장치 100: 제1 롤러부
110: 제1 롤러 110a: 제1 롤러 샤프트
120: 레버 130: 레버 샤프트
140: 센서 150: 제1 작동기
200: 방향전환 롤러 200a: 샤프트
300: 이송부 400: 제2 롤러부
410: 제2 롤러 410a: 제2 롤러 샤프트
420: 제2 작동기 500: 지지부
510: 베이스 플레이트 520, 520a: 스핀들
530: 드럼 540: 이송축
600: 컨트롤러 620: 스핀들 모터 구동 장치
622: 모터 속도 PID 제어기 624: 제1 모터 주파수 변환기
640: 이송부 모터 구동장치 642: 명령 주파수 입력부
644: 제2 모터 주파수 변환기
1: Cover 3: Package
10: Winding device 100: First roller section
110: 1st roller 110a: 1st roller shaft
120: Lever 130: Lever Shaft
140: Sensor 150: First actuator
200: Direction change roller 200a: Shaft
300: Transfer section 400: Second roller section
410: Second roller 410a: Second roller shaft
420: Second actuator 500: Support
510: Base plate 520, 520a: Spindle
530: Drum 540: Transfer shaft
600: Controller 620: Spindle motor drive device
622: Motor speed PID controller 624: First motor frequency converter
640: Transfer motor drive device 642: Command frequency input unit
644: 2nd motor frequency converter

Claims (9)

권취재를 안내하는 제1 롤러와, 상기 제1 롤러에 연결되어 상기 제1 롤러의 위치 변화를 감지하는 센서와, 상기 제1 롤러의 위치를 조정하는 제1 작동기를 갖는 제1 롤러부;
상기 권취재가 권취되는 보빈이 결합되는 적어도 하나의 스핀들;
상기 스핀들에 인접하여 설치되며, 상기 스핀들의 길이 방향에 평행한 방향으로 왕복 직선 운동하고, 상기 권취재를 상기 스핀들로 안내하는 이송부;
상기 스핀들에 인접하여 설치되고 상기 스핀들의 길이 방향에 평행하게 배치되며 상기 권취재의 권취 시 상기 권취재를 가압하는 제2 롤러와, 상기 제2 롤러의 위치를 조정하는 제2 작동기를 갖는 제2 롤러부; 및
상기 센서의 신호를 받아 상기 스핀들의 회전속도 및 상기 이송부의 이송속도를 제어하는 컨트롤러;를 포함하며,
상기 컨트롤러는 스핀들 모터 구동장치와, 이송부 모터 구동장치를 포함하고,
상기 스핀들 모터 구동장치에서 출력된 구동 주파수가 상기 이송부 모터 구동장치에 명령 주파수로 직접 전달되는 것을 특징으로 하는, 권취 장치.
A first roller unit having a first roller for guiding a roll, a sensor connected to the first roller for detecting a change in the position of the first roller, and a first actuator for adjusting the position of the first roller;
At least one spindle to which a bobbin on which the above winding material is wound is coupled;
A transport unit installed adjacent to the spindle, performing reciprocating linear motion in a direction parallel to the longitudinal direction of the spindle, and guiding the winding material to the spindle;
A second roller unit having a second roller installed adjacent to the spindle and arranged parallel to the longitudinal direction of the spindle and pressurizing the winding material when the winding material is wound, and a second actuator for adjusting the position of the second roller; and
It includes a controller that receives a signal from the sensor and controls the rotation speed of the spindle and the transport speed of the transport part;
The above controller includes a spindle motor driving device and a transport motor driving device,
A winding device, characterized in that the driving frequency output from the spindle motor driving device is directly transmitted as a command frequency to the transfer motor driving device.
제1항에 있어서,
상기 스핀들 모터 구동 장치는,
상기 센서로부터 전달된 측정장력과 목표장력 간의 차이를 기반으로 PID 제어를 통해 상기 스핀들의 회전속도를 계산하는 모터 속도 PID 제어기; 및
상기 모터 속도 PID 제어기에서 계산된 상기 스핀들의 회전속도를 위해 스핀들 모터를 구동하기 위한 구동 주파수를 출력하는 제1 모터 주파수 변환기;를 포함하는, 권취 장치.
In the first paragraph,
The above spindle motor driving device,
A motor speed PID controller that calculates the rotation speed of the spindle through PID control based on the difference between the measured tension transmitted from the sensor and the target tension; and
A winding device, comprising: a first motor frequency converter for outputting a driving frequency for driving a spindle motor for the rotational speed of the spindle calculated by the motor speed PID controller;
제2항에 있어서,
상기 이송부 모터 구동장치는,
상기 제1 모터 주파수 변환기에서 출력된 구동 주파수를 입력받는 명령 주파수 입력부; 및
상기 스핀들 모터의 구동 주파수를 이송부 모터의 구동 주파수로 변환하는 제2 모터 주파수 변환기;를 포함하는, 권취 장치.
In the second paragraph,
The above-mentioned transport motor driving device is,
A command frequency input section for receiving the driving frequency output from the first motor frequency converter; and
A winding device, comprising a second motor frequency converter that converts the driving frequency of the spindle motor into the driving frequency of the feed motor.
제3항에 있어서,
상기 스핀들 모터의 구동 주파수는 선형 변환을 거쳐 상기 이송부 모터의 구동 주파수로 변환되는 것을 특징으로 하는, 권취 장치.
In the third paragraph,
A winding device, characterized in that the driving frequency of the spindle motor is converted into the driving frequency of the feed motor through linear conversion.
제3항에 있어서,
상기 스핀들의 회전속도와 상기 이송부의 이송 속도의 비는 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는, 권취 장치.
In the third paragraph,
A winding device, characterized in that the ratio of the rotational speed of the spindle and the transport speed of the transport section is maintained constant.
제5항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 권취재의 장력이 증가하면 상기 스핀들의 회전속도 및 상기 이송부의 이송속도가 감소하도록 제어하고, 상기 권취재의 장력이 감소하면 상기 스핀들의 회전속도 및 상기 이송부의 이송속도가 증가하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 권취 장치.
In paragraph 5,
The above controller,
A winding device characterized in that when the tension of the winding material increases, the rotation speed of the spindle and the transport speed of the transport section are controlled to decrease, and when the tension of the winding material decreases, the rotation speed of the spindle and the transport speed of the transport section are controlled to increase.
제1항에 따른 권취 장치를 제어하는 권취 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 센서의 신호가 상기 컨트롤러로 전달되는 단계;
상기 센서로부터 전달된 측정장력과 목표장력 간의 차이를 기반으로 PID 제어를 통해 상기 스핀들의 회전속도를 계산하는 단계; 및
상기 스핀들의 회전속도를 계산하는 단계에서 계산된 상기 스핀들의 회전속도를 위해 스핀들 모터를 구동하기 위한 구동 주파수를 출력하는 단계;를 포함하는, 권취 장치의 제어 방법.
In a control method of a winding device for controlling a winding device according to Article 1,
A step in which a signal from the above sensor is transmitted to the above controller;
A step of calculating the rotation speed of the spindle through PID control based on the difference between the measured tension transmitted from the sensor and the target tension; and
A method for controlling a winding device, comprising: a step of outputting a driving frequency for driving a spindle motor for the rotational speed of the spindle calculated in the step of calculating the rotational speed of the spindle;
제7항에 있어서,
상기 구동 주파수를 출력하는 단계에서 출력된 상기 스핀들 모터의 구동 주파수를 입력받아 상기 스핀들 모터의 구동 주파수를 이송부 모터의 구동 주파수로 변환하는 단계;를 더 포함하는, 권취 장치의 제어 방법.
In Article 7,
A control method for a winding device, further comprising a step of receiving the driving frequency of the spindle motor output in the step of outputting the driving frequency and converting the driving frequency of the spindle motor into the driving frequency of the feed motor.
제8항에 있어서,
상기 스핀들의 회전속도와 상기 이송부의 이송 속도의 비는 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는, 권취 장치의 제어 방법.
In Article 8,
A control method for a winding device, characterized in that the ratio of the rotational speed of the spindle and the transport speed of the transport section is maintained constant.
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