KR19990087895A - 사도(絲道)의위치결정을위한경편기의장치 - Google Patents

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Abstract

사도(5;絲道)의 위치 결정을 위한 경편기의 장치는 전기 변수의 영향하에서 형태를 변경하는 최종 제어 요소(1)를 가지고 있다. 측정 요소(15)는 실제 위치에 상응하는 위치 실제값(Si)을 방출한다. 프로그램 전송기는 원하는 위치(A 내지 C)를 위치 목표값(Ss)으로 방출한다. 전기 변수는 위치 실제값(Si)을 위치 목표값(Ss)과 거의 같게 유지하는 제어 회로(20)에 의해 결정된다. 이러한 방식으로 사도(5)의 위치 결정을 위한 스톱을 전부 또는 부분적으로 배제할 수 있다.

Description

사도(絲道)의 위치 결정을 위한 경편기의 장치{Vorrichtung an Kettenwirkmaschinen zum Positionieren eines Fadenfuhrers}
본 발명은 전기 변수의 영향하에 형태를 변경하는 최종 제어 요소를 통한 사도의 위치 결정에 쓰이는 경편기의 장치에 관한 것이다.
이러한 종류의 장치(DE 42 25 899 C1)에 있어서 최종 제어 요소는 한쪽 끝이 안내봉에 단단히 체결되어 있고 다른 쪽 끝에는 사도가 달려 있는 압전성 벤딩 변환기로 되어 있다. 사도는 2개의 편침로 간의 거리에 상응하고 스톱에 의해 정해진 두 가지 위치를 취할 수 있다. 사도는 운전 사이클 동안 실의 장력에 의하여 가로 방향에서 하중을 받을 수 있기 때문에 사도가 충분한 바이어스를 갖고 -보통의 경우에 적절하게 큰 전압을 가함으로써- 스톱에 배치되어 있도록 배려해야 한다.
이전에 공고되지 않은 과거의 어떤 특허 출원(DE 196 51 053.8)에서는 벤딩 변환기에 의해 지지되는 사도를 세 가지 위치로 조정할 수 있는데, 이 위치들은 각각 2개의 편침로 간의 거리만큼 떨어져 있다. 여기서는 스톱에의 배치 원칙이 고수되었다. 이러한 목적으로 중간 위치를 위하여 선택적으로 작용시킬 수 있는 중간 스톱이 마련되어 있다.
스톱은 마모 문제를 수반한다. 또한 두 가지 이상의 위치를 제어해야 할 경우 막대한 구조 비용을 감수해야 한다.
본 발명의 과제는 스톱과 연관된 문제들을 완전히 또는 부분적으로 제거하는 전술된 종류의 장치를 제시하는 것이다.
이러한 과제는 본 발명에 따라 사도의 실제 위치에 상응하는 위치 실제값을 나타내는 측정 요소, 원하는 위치를 위치 목표값으로서 결정하는 프로그램 전송기, 전기 변수를 결정하고 위치 실제값을 위치 목표값에 거의 같게 유지하는 제어 회로에 의해 해결된다.
이러한 구조에 있어서 사도의 위치 결정을 위한 스톱을 전부 또는 부분적으로 생략할 수 있다. 실의 장력의 방해 작용이 사도를 원하는 위치에 고정시키는 강력한 지지력 때문에 무시될 수 있거나 또는 전기 변수의 적절한 보정을 통해 보완되기 때문에 원하는 위치가 매우 정확하게 준수될 수 있다. 경편기는 초당 최고 40 운전 사이클을 실시하고 각 사이클 내에서 실의 장력이 변하기 때문에 전기 변수의 변경은 실제적으로 새로운 목표값의 결정과 동시에, 경우에 따라서는 실의 장력의 변경과도 동시에 이루어져야 한다. 제어 회로 내의 데이터 처리가 실제로 지체없이 이루어지기 때문에 본 발명에 따른 장치는 바로 이러하다.
특히 유리한 점은 측정 요소가 최종 제어 요소에 붙어있고 최종 제어 요소의 실제 형태에 상응하는 위치 실제값을 제시한다는 것이다. 최종 제어 요소의 형태 변화는 사도의 실제 위치를 분명히 나타내준다. 다른 한편으로 원래 작용 범위는 측정 요소에 의해 추가적으로 방해되지 않는다.
목적에 부합하도록 최종 제어 요소는 압전성 벤딩 변환기이고 전기 변수는 제어 전압이다. 이러한 종류의 최종 제어 요소는 그 적합성이 증명되었다.
한쪽 끝은 체결되어 있고 다른 쪽 끝에는 사도가 달려있는 스트립으로 형성되어 있는 벤딩 변환기를 권할 만하다. 공지된 이러한 벤딩 변환기도 또한 이제 스톱 없이 위치를 정할 수 있다.
더 나아가 벤딩 변환기가 제 1 기준 전극, 제 1 피에조 세라믹층, 제어 전극, 제 2 피에조 세라믹층 및 제 2 기준 전극을 갖는 적층 구조를 가지며, 이때 제 1 기준 전극에는 상한 기준 전압, 제 2 기준 전극에는 하한 기준 전압, 제어 전극에는 양 기준 전압 사이에 위치하는 제어 전압이 공급되어 있는 것이 유리하다. 제어 전압이 상한 또는 하한 기준 전압에 근접하느냐에 따라 벤딩 변환기는 한쪽 또는 다른 쪽으로 변형한다. 제어 전압이 상한과 하한 기준 전압의 중간에 있을 때 벤딩 변환기의 안정된 중간 위치가 발생한다.
다수의 피에조 세라믹층이 전극들의 중간층 밑에 서로 겹쳐 놓여 있고 전극에서 제 1 및 제 2 기준 전극이 교대로 오며 그 사이에 각각 제어 전극이 배치되어 있고 피에조 세라믹층이 기준 전극들 사이에서 짝을 지어 서로 반대로 분극화되어 있는 것이 매우 흥미롭다. 이를 통해 전압이 제한되어 있을 경우 높은 실의 장력에도 견디어 내는 안정된 왕복 행정(excursion)이 발생한다.
측정 요소가 벤딩 변환기에 설치되어 있는 저항선 변형 게이지인 점이 특히 유리하다는 것이 증명되었다. 대개 휘트스톤 브리지 원칙에 따라 작동하는 저항선 변형 게이지는 벤딩 변환기의 형태와 함께 자신의 옴 저항을 변경한다. 게이지는 단지 눈에 띄지 않게 벤딩 변환기의 두께를 늘린다. 그렇기 때문에 여느 때와 같이 수많은 벤딩 변환기를 서로 조밀하게 배치할 수 있다.
저항선 변형 게이지가 벤딩 변환기 상에 부착되어 있고 이에 속하는 접속선이 벤딩 변환기 상에 붙어 있을 때 아주 간단한 해결책이 나타난다.
그밖에도 다수의 벤딩 변환기가 봉에 고정되어 있고 플러그형 연결에 의해 압력 및 목표값 공급장치와 연결되어 있는 세그먼트에 통합되어 있는 것도 권할 만 하다. 이러한 식의 구조는 플러그형 연결을 풀고 봉으로부터 분리함으로써 전체 세그먼트를 제거하고 새로운 세그먼트로 교환할 수 있기 때문에 경편기의 조립과 수리를 쉽게 해준다.
무엇보다도 세그먼트는 당해 세그먼트의 벤딩 변환기들을 위한 제어 회로의 평가 및 제어 유닛을 가지고 있다. 측정 요소와 평가 및 제어 유닛 사이에는 방해에도 민감한 측정 신호의 이용을 쉽게 해주는 매우 짧은 선분이 발생한다.
도 1은 본 발명에 따른 위치 결정 장치의 도시.
도 2는 압전성 벤딩 변환기의 부분 단면도.
도 3은 1개의 세그먼트에 통합되어 있는 다수의 위치 결정 장치의 도시.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
스트립형의 압전성 벤딩 변환기 형태의 최종 제어 요소(1)는 한쪽 끝이 안내봉에 설치되어 있는 고정 장치(2) 내에 체결되어 있고 다른 쪽 끝에는 연결 피스(3)를 통해 구멍 바늘의 형태로 된 사도(5)가 달린 바늘 체결쇠(4)가 달려 있다. 바늘은 세 가지 위치 A, B, C를 취할 수 있다.
최종 제어 요소는 제 1 기준 전극(7), 제 1 피에조 세라믹층(8), 제어 전극(9), 제 2 피에조 세라믹층(10) 및 제 2 기준 전극(11)을 갖는 적층 구조(6)를 갖는다. 제 1 기준 전극(7)은 결선(12)을 통해 상한 기준 전압 Uo를, 제 2 기준 전극(11)은 결선(13)을 통해 하한 기준 전압 Uu를, 제어 전극(9)은 결선(14)을 통해 제어 전압 Us를 공급받는다.
적층(6) 상에는 휘트스톤 브리지 식으로 개폐되는 저항선 변형 게이지 형태의 측정 요소(15)가 부착되어 있다. 측정 요소는 적층 상에 붙일 수 있는 전선(16)을 통하여 위치 실제값 Si를 평가 및 제어 유닛(17)에 방출하고 이 값은 프로그램 전송기(18)에 의해 입력 단자(19)를 거쳐 마찬가지로 각 위치 목표값 Ss에 전달된다. 보통 마이크로 프로세서에 의해 실현되는 이 유닛은 그러고 나서 위치 실제값이 위치 목표값에 거의 근접하도록 그러한 식으로 제어 전압 Us을 방출한다. 따라서 그 결과 전체적으로 제어 회로(20)가 발생하고 제어 회로의 도움으로 각기 편물 바늘 사이의 1개의 바늘로에 해당하는 원하는 세 가지 위치 A, B, C를 조정할 수 있다. 예를 들어 상한 기준 전압 Uo= 60V, 하한 기준 전압 Uu= 0V를 전제로 한다면 A 위치의 전형적인 제어 전압값은 9V, B 위치는 30V, C 위치는 51V이다. 제어 전압은 A와 C 위치에서 가장 가까운 기준 전압과 간격을 두고 있는데, 이는 기준 전압차의 약 15%이다. 제어 편차를 재조정할 수 있기 위하여 이 간격은 필요하다.
사도(5)가 각각의 원하는 위치에서 지지될 수 있기 때문에 세 가지 이상의 위치를 조정할 수도 있다.
도 2에 따른 실시 형태에서는 도 1에 비하여 100 단위로 높여진 관련 번호에 상응하는 부분들이 이용된다. 중요한 차이점은 최종 제어 요소(101)가 다수의 피에조 세라믹층(108, 108a, 108b ... 와 110, 110a, 110b ...)을 가지고 있고 그 층들 사이에 전극들이 위치한다는 것이다. 매 2개의 전극마다 한 개는 기준 전극(107, 107a, ... , 111, 111a, ...)이고 이때 제 1 및 제 2 기준 전극이 교대로 온다. 그 사이에는 각각 제어 전극(109, 109a, 109b)이 위치한다. 화살표 P1과 P2는 각기 각각의 피에조 세라믹층의 분극화 방향을 나타낸다. 모든 제 1 기준 전극은 접선(112), 모든 제 2 기준 전극은 접선(113), 모든 제어 전극은 접선(114)과 연결되어 있다. 이러한 식으로 매우 강력한 체결력이 발생한다.
특히 최종 제어 요소(101) 내에 16 내지 20개의 피에조 세라믹층을 배치할 수 있는데, 이때 각 적층은 약 60㎛의 두께를 갖는다. 제어 전압의 보통 구배가 1000Vmm에 달하기 때문에 약 60V의 제어 전압이 발생한다.
이러한 다층 벤딩 변환기는 예를 들어 피에조 세라믹층을 건식 세라믹 재료로 제조하고 전극으로 가압하며 서로 층층히 쌓은 후에 소결하는 식으로 그렇게 제작할 수 있다.
도 3은 다수의 최종 제어 요소(1)를 위한 고정 장치(2)를 받치며 경편기의 안내봉(23)에 전체로서 고정될 수 있는 세그먼트(22)를 도시한다. 세그먼트 상에는 세그먼트(22)에 의해 지지되는 전체 최종 제어 요소의 평가 및 제어 유닛(17)도 설치되어 있다. 모든 벤딩 변환기의 제 1 기준 전극은 접선(12)과, 전체 벤딩 변환기의 제 2 기준 전극은 접선(13)과 연결되어 있다. 플러그형 연결(24)은 각 최종 제어 요소(1)의 평가 및 제어 유닛의 결선(12 및 13)과 입력 단자(19)를 위한 플러그를 포함한다.
본 발명의 기본 개념을 벗어나지 않고 도시한 실시 형태를 여러 측면에서 변형할 수 있다. 예를 들어 2개의 최종 위치는 계속 스톱에 의해 확정하고 1개 또는 그 이상의 중간 위치만 본 발명에 따라 결정할 수 있다. 또한 기술한 저항선 변형 게이지와는 다른 측정 요소도 고려된다. 예를 들어 기존의 또는 추가적인 압전층에 의한 최종 제어 요소의 변형시 발생하는 전압을 측정값으로 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 장치를 사용하면 스톱과 연관된 문제들을 완전히 또는 부분적으로 제거하는 전술된 종류의 장치를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 전기 변수의 영향하에서 형태를 변경하는 최종 제어 요소를 통한 사도의 위치 결정을 위한 경편기의 장치에 있어서, 사도(5)의 실제 위치에 상응하는 위치 실제값(Si)을 방출하는 측정 요소(15), 원하는 위치를 위치 목표값(Ss)으로 결정하는 프로그램 전송기, 전기 변수를 결정하고 위치 실제값(Si)을 위치 목표값(Ss)에 거의 같게 유지하는 제어 회로(20)를 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 측정 요소(15)가 최종 제어 요소(1)에 붙어 있고 이것의 실제 형태에 상응하는 위치 실제값(Si)을 방출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 최종 제어 요소(1)가 압전성 벤딩 변환기이고 전기 변수가 제어 전압(Us)인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 벤딩 변환기가 한쪽 끝은 체결되어 있고 다른 쪽 끝에는 사도(5)가 달려 있는 스트립으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 벤딩 변환기가 제 1 기준 전극(7), 제 1 피에조 세라믹층(8), 제어 전극(9), 제 2 피에조 세라믹층(10) 및 제 2 기준 전극(11)을 갖는 적층 구조(6)를 가지며, 이때 제 1 기준 전극(7)에는 상한 기준 전압(Uo), 제 2 기준 전극(11; 111)에는 하한 기준 전압(Uu), 제어 전극(9; 109)에는 양 기준 전압 사이에 위치하는 제어 전압(Us)이 공급되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 다수의 피에조 세라믹층(108, 108a, 108b; 110, 110a, 110b)이 전극들의 중간층 밑에 서로 겹쳐 놓여 있고 전극에서 제 1 및 제 2 기준 전극(107, 107a, 111, 111a)이 교대로 오며 그 사이에 각각 제어 전극(109, 109a, 109b)이 배치되어 있고 피에조 세라믹층(108, 108a, 108b; 110, 110a, 110b)이 기준 전극들 사이에서 짝을 지어 서로 반대로 분극화되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 3 항에 있어서, 측정 요소(15)가 벤딩 변환기에 설치되어 있는 저항선 변형 게이지인 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 저항선 변형 게이지가 벤딩 변환기 상에 부착되어 있고 이에 속하는 접속선(16)이 벤딩 변환기 상에 붙어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 봉(23)에 고정되어 있고 플러그형 연결(24)에 의해 전압 및 목표값 공급 장치와 연결되어 있는 세그먼트(22)에 다수의 벤딩 변환기가 통합되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 세그먼트(22)에 당해 세그먼트를 위한 제어 회로(20)의 평가 및 제어 유닛(17)도 달려 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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