KR930006009B1 - 정방기의 가변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

정방기의 가변속 제어방법

제1도는 정방기계의 기능을 설명하기 위한 개략도.

제2도는 콥의 권사부위별 장력상태도.

제3도는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 그래프.

제4도는 링레일의 상하운동에 대응하는 콥의 회전속도의 트라버스 제어상태를 도시한 다이어그램.

제5도는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 하드웨어 구성도.

제6도는 본 발명에 의한 트라버스 제어 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

7 : 스네일와이어 8 : 안티노드링

9 : 트래블러 11 : 격판

21 : 주컴퓨터 26 : 구동파넬부

28a~28n : 인버어터 29 : 도핑상태표시부

본 발명은 정방기의 가변속 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단사방출중에 유발되는 사절을 효과적으로 방지하도록 된 정방기의 가변속 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 정방기는 정방공정을 거쳐 만들어진 조사(組사)(roving)로 부터 단사를 방출하여 콥(cop)에 감아주는 기계로서, 콥에 단사가 감길때 초권부에서 가장 큰 장력이 걸리고 정상권부로 갈수록 점차 장력이 적게 걸리게 되며, 이에 따라 이 콥의 회전속도를 단사가 감기는 위치에 따라 변속시켜 줌으로서 사절을 감소시킬 수 있다.

종래의 정방기의 회전속도 제어방식은 콥의 초권부 및 정상권부에서의 장력차를 감안하여 2단(step)식으로 회전속도를 제어해 주도록 되어 있다.

즉, 가장 큰 장력이 소요되는 콥의 초권부에서는 회전속도를 정상속도의 70%정도인 저속으로 유지하고, 장력이 적게 걸리는 정상권부에서는 회전속도를 정상속도로 상승시켜 주도록 조절해 주게 된다.

그러나, 이와같은 종래의 2단식 변속제어 방법은 회전속도가 저속에서 정속으로 급격히 상승하게 되므로 초기에 사절이 많이 발생하게 되는 문제점이 있으며, 또한 단사가 콥에 감길때 원심력에 의해 야기되는 단사의 늘어짐(ballooning) 현상에 기인한 장력 변화에 의해 사절이 발생되게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 콥의 초권부에서 정상권부로 권사시 콥의 회전속도의 급격한 상승으로 인한 초기사절을 방지할 수 있도록 정방기의 가변속 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 콥의 권사를 위한 링레일의 상하운동에 의한 단사의 늘어짐의 크기 및 폭의 변화에 대하여 균일한 장력이 걸릴 수 있도록 콥의 회전속도를 자동 조절하도록 된 정방기의 가변속 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 콥의 초권부에서 정상권부로 권사시 콥의 회전속도를 다단(multi step)식으로 상승시켜 주게 되며, 링레일의 하강 및 상승 구간별로 소정 범위내에서 콥의 회전속도를 증가 및 감소시키는 트래버스(traverse) 기능을 부여해 주는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 특징을 첨부도면에 의하여 상세히 설명한다. 제1도는 정방기계의기능을 표시해 주기위한 개략도로서, 로빙(1)으로 부터 공급되는 단사가 공급부(feeding part)내의 가이드바아(2)와 연신부(draft part)내의 상하 백롤러(3)(3')와 에이프런(apron)(4), 리세스(recess)롤러(5) 및 상하 프론트롤러(6)(6')를 차례로 경유한 후 권사부(twisting ＆ winding part)내의 스네일와이어(snail wire)(7), 링(12)에 걸려있는 트래블러(traverller)(9)를 통해 콥(10)에 감기계 되며 이 콥(10)은 그 하부에 연결된 스핀들(도시되지 않음)에 의해 회전하게 된다.

이렇게 스네일와이어(7)를 통해 발출되는 단사는 원심력에 의해 스네일와이어(7)와 트래블러(9)사이에서 곡선을 그리면서 스핀들의 회전방향과 같은 방향으로 회전하게 되며, 이를 늘어짐(ballooning)현상이라 한다.

이와같은 늘어짐의 크기는 콥의 속도의 제곱에 비례하며, 장력에 반비례하게 되는데, 안티노드링(antinode ring)(8) 및 격판(separator)(11)은 늘어짐의 크기가 너무 커지는 것을 막아주기 위하여 부착된다.

사절은 상기의 연신부의 동작과정에서 약 20% 정도로 발생되며, 권사부에서는 약 60% 정도의 사절이 발생되는데, 이는 늘어짐의 높이나 길이, 트래블러(9)의 선속도 및 방출장력등에 의해 가장 많은 장력이 걸리는 부분이기 때문이다.

본 발명의 방법은 이와같은 권사부 내에서의 많은 사절요인을 해결하기 위하여 안출된 것이다.

제2도는 콥의 권사부위별 장력상태를 설명하기 위한 도면으로서, 콥(10)이 회전할때 그 초권부인 A지점에서 가장 큰 장력이 소요되며, 이에 따라 가장 사절이 많이 일어나게 되는데, 상단부위로 갈수록 서서히 장력이 줄어들게 된다.

B지점은 정상적인 권사(winding)가 이루어지는 정상권부 지점이며, C지점은 콥(10)의 교체가 예상되는 도핑(doffing) 지점이 된다.

한편, 트래블러(9)가 걸려있는 링(12)은 콥(10)의 각 권부에 효율적으로 단사를 감아주기 위하여 일정구간 내에서 반복적으로 상하운동을 하게 되는데, 이 링(12)을 상하 이동시켜 주기 위한 링레일(도시되지 않음)이 상승 또는 하강함에 따라 스네일와이어(7)와 트래블러(9) 사이에서 발생하는 단사의 늘어짐의 길이 및 폭도 변화하게 되는데, 이 늘어짐의 길이 및 폭이 짧아질수록 장력이 적게 걸리며, 매회의 상승, 하강 구간별로 장력이 약 15%정도 차이가 나게 된다.

제3a도는 종래의 2단식 변속제어 방식을 그래프로 나타낸 것으로서, 콥의 회전속도는 원료, 변소 및 정방기 기종에 따라 약간씩 상이하나 A/W 60수 단사의 경우 장력이 크게 작용하는 초권부에서는 콥의 회전속도가 정상속도의 70%인 5600 R·P·M·으로 유지되다가 정상권부에서는 콥의 회전속도가 정속인 8200R·P·M·으로 급격히 상승되는데, 이에 의해 초기사절이 많이 발생되어 왔다. 또한, 콥의 권사시간 역시 원료, 변수 및 정방기 기종에 따라 차이가 나며, A/W 60수 단사의 경우 콥에 단사가 감기는 전체시간은 약 8시간으로서, 이중 초권부의 권사시간은 전체 시간의 약 10-15% 정도이고 정상권부의 권사시간은 전체시간의 약 90-85%정도로 된다.

제3b도는 본 발명에 의한 다단식 변속제어 방법을 나타낸 것으로서, 초권부에서 정상권부에 이르기까지의 콥의 회전속도가 다단식으로 상승하게 되므로 급격한 회전속도 상승에 의한 초기사절의 감소효과를 얻게 된다.

제3c도는 제3b도의 다단식 변속제어에 부가하여, 링레일의 상하위치에서 장력이 균일하도록 콥의 회전속도를 자동으로 조절하는 트라버스 기능을 부여한 본 발명의 회전속도 제어방법을 나타낸 것으로서, 이와같은 트라버스 제어는 콥의 전 권사부분에서 이루어지게 된다.

제4도는 링레일의 상하운동에 대한 콥의 회전속도의 트라버스 제어를 나타낸 다이어그램으로서, 링캠의 1회전시 링레일은 상하 왕복 운동을 하게되며, 콥에 단사가 감길때 이와같은 링레일의 상하위치에서 장력차이로 인해 사절이 증가된다. 이는 콥의 회전에 따른 늘어짐 및 단사의 감김각도(winding angle)등에 의한 것으로서, 늘어짐의 길이 및 폭이 짧아질수록 장력이 적게 걸리므로 제4도에서와 같이 링레일이 하강할때 서서히 콥의 회전속도를 상승시키고 링레일이 상승할 때는 서서히 콥의 회전속도를 감소시켜 줌으로서 링레일의 상하위치에서 장력이 균일하게 걸리도록 유지시키는 것이 본 발명의 트라버스 제어방식이다.

실제적으로 링레일의 상승 및 하강구간별 장력차는 약 15%차이가 나므로 콥의 회전속도는 기준속도를 중심으로 ±7.5%로 변경시켜 주게 된다.

제5도는 본 발명의 방법을 수행하기 위한 하드웨어 구성을 나타낸 것으로서, 시스템 전체의 제어 및 데이타 처리기능을 수행하는 주컴퓨터(21), 이 주컴퓨터(21)로의 입출력 제어기능을 하는 I/O블록(22), 정방기의 작업조건 및 오더번호 내역(order number history)을 입력 및 수정하기 위한 구동파넬부(operation pannel)(26), 이 구동파넬부(26)에서 지정된 조건에 의해 구동되며 트라버스 지점 및 도핑신호의 입출력이 이루어지는 정방기(27a-27n), 상기 주컴퓨터(21)에 의해 제어되며 콥의 회전속도에 대응하는 구동전압을 상기 정방기(27a-27n)에 출력시키는 인버어터(28a-28n), 상기 각 정방기(27a-27n)의 구동중에 콥의 권사가 완료되거나 콥의 도핑지점에 단사가 감길때 각 정방기로부터 출력되는 도핑신호 또는 도핑예비신호에 의해 각 정방기의 도핑여부를 표시해주는 도핑상태표시부(29), 상기 주컴퓨터(21)에 연결되어 각종 데이타의 입력 및 조회를 하기위한 모니터(23), 플로피디스크구동부(24) 및 프린터(25)로 구성된다.

정방기(27a-27n)의 제반 가동정보의 입력은 구동파넬부(26)를 통해 수작업으로 이루어지게 되며, 가동상황 및 이상가동에 대하여는 사용자가 주컴퓨터(21)를 통해 수정 및 재지시를 하게 된다.

인버어터(28a-28n)는 콥의 회전속도에 대응하는 구동전압을 출력하여 정방기(27a-27n)의 구동을 제어하게 되는데, 제4도에서와 같이 각 정방기(27a-27n)에 설치된 링캠의 A, B지점에 센서를 각각 설치하여 이들 각 센서에 의해 A점이 감지되면 링레일은 하강되며 이때, 제6도의 트라버스 제어 흐름도에서와 같이 콥의 회전속도가 서서히 상승하도록 해당 인버어터를 제어해주고, B점이 감지되면 링레일이 상승되면서 콥의 회전속도는 서서히 하강하도록 해당 인버어터를 제어해 주게 된다.

한편, 정방기의 운행중에 콥의 권사가 완료되거나 또는 제2도의 C지점인 도핑지점에 권사가 이루어질 경우 각 정방기(27a-27n)로 부터 출력되는 콥의 교체확인 신호인 도핑신호 또는 도핑예비신호가 주 컴퓨터(21)로 입력되며, 이때 주컴퓨터(21)는 이들 신호를 도핑상태표시부(29)에 연결하여 각 정방기의 도핑여부를 표시해주게 되며, 현재 도핑작업을 하는 정방기를 제외한 다른 정방기의 속도를 자동으로 낮추어줌으로서 동시 도핑을 방지하고 사절을 감소시키게 된다.

이상과 같이 본 발명의 가변속 제어방법은 콥의 초권부에서 정상권부로의 회전속도를 다단식으로 상승시켜줌과 함께 링레일의 상승하강 운동에 대하여 상대적으로 콥의 회전속도를 트래버스 제어해 줌으로서 단사가 감기는 콥의 전 부분에서 항상 일정한 장력이 걸리게 되어 사절을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 링레일의 상하운동에 따라 콥에 단사를 감아주되 콥의 권사부위별로 그 회전속도를 가변시키는 정방기의 가변속 제어방법에 있어서, 상기 콥의 초권부에서 정상권부로의 권사시 콥의 회전속도를 다단식으로 상승시키는 단계와, 상기 단계중에 링레일의 상승 및 하강구간 별로 상기 콥의 회전속도를 상대적으로 감소 및 증가시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정방기의 가변속 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 콥의 회전속도의 제어가 인버어터 시스템에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 정방기의 가변속 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 링레일의 상하운동에 대하여 상기 콥의 회전속도가 기준속도의 ±7.5% 범위내에서 가변되도록 설정해 주는 것을 특징으로 하는 정방기의 가변속 제어방법.

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