KR20120003089U - A weft straightener with accurate correcting ability for fabric using an encoder - Google Patents

Abstract

본 고안은 정밀한 원단 교정이 가능한 포목교정기에 관한 것이며, 포목교정기 스큐 및 보우 모터들 일측에 엔코더들을 장착하여, 설정 기준값과 대비하여 모터출력을 제어함으로써 모터 부하상태와 무관하게 정확한 롤러 회전이 가능하고, 이로써 정밀한 포목교정이 가능한 포목교정기에 관한 것이다.The present invention relates to a woodworking straightener capable of precise fabric calibration, and by mounting encoders on one side of woodworking straightener skew and bow motors, it is possible to precisely rotate the roller regardless of the motor load state by controlling the motor output against the set reference value. Therefore, the present invention relates to a wood brace that enables precise wood correction.

Description

정밀한 원단 교정이 가능한 포목교정기{A weft straightener with accurate correcting ability for fabric using an encoder}A weft straightener with accurate correcting ability for fabric using an encoder}

본 고안은 정밀한 원단 교정이 가능한 포목교정기에 관한 것이며, 포목교정기 스큐 및 보우 모터들 일측에 엔코더들을 장착하여, 설정 기준값과 대비하여 모터출력을 제어함으로써 모터 부하상태와 무관하게 정확한 롤러 회전이 가능하고, 이로써 정밀한 포목교정이 가능한 포목교정기에 관한 것이다. 아울러, 현재의 스큐(skew) 및 보우(bow) 롤러들의 절대 위치정보를 사용자에게 제공할 수도 있는 기능을 가지는 포목교정기에 관한 것이다.The present invention relates to a woodworking straightener capable of precise fabric calibration, and by mounting encoders on one side of woodworking straightener skew and bow motors, it is possible to precisely rotate the roller regardless of the motor load state by controlling the motor output against the set reference value. Therefore, the present invention relates to a wood brace that enables precise wood correction. In addition, the present invention relates to a wood straightener having a function of providing the user with absolute position information of the current skew and bow rollers.

일반적으로, 경사(經絲)와 위사(緯絲)로 제직되는 섬유 원단은 제직 시에 위사에 굴곡(屈曲)이나 경사(傾斜)가 발생하게 되며, 발생한 위사의 굴곡이나 경사를 염색공정 또는 텐트공정 이전에 교정하지 않으면 원단을 상품화할 수 없다. 자동 포목교정기는, 이와 같이 원단의 직조 시에 원단의 위사에 굴곡이나 경사가 발생되면, 이 굴곡 또는 경사를 염색공정 또는 텐트공정 이전에 원단 위사가 경사와 정확히 90도(격자형)을 이루도록 자동으로 교정하는 장치이다. 교정기 하부 가이드롤러 사이에는 원단 실의 각도를 정밀하게 검출하는 다수의 감지부가 포함되며, 이러한 감지부는, 가이드롤러를 통과하는 원단의 실 각도를 검출하기 위해 램프에서 천의 종류에 따라 조절된 빛의 밝기를 발산시켜 원단을 투과하여 센서로 유입되는 빛의 량에 따라 실의 각도를 검출한다. 감지부에서 얻어진 정보는 콘트롤유닛을 통하여 각종 롤러의 모터를 제어하여 즉 롤러의 회전속도 및 회전위치를 제어함으로써 원단은 교정된다. In general, fiber fabrics woven with warp yarns and weft yarns are subject to bending or warp yarns in the weft yarns during weaving, and the bending or warp yarns of the weft yarns are formed by dyeing process or tent. Fabrics cannot be commercialized unless they are calibrated before the process. When the fabric weaving machine bends or inclines the weft of the fabric during weaving of the fabric in this way, the bending or inclination of the fabric weaving yarn is automatically made to be exactly 90 degrees (lattice) with the inclination before the dyeing process or the tent process. It is a device to calibrate. Between the lower guide rollers of the calibrator includes a plurality of detectors for precisely detecting the angle of the yarn thread, such a detector, to detect the thread angle of the yarn passing through the guide roller, It emits brightness and detects the thread angle according to the amount of light that passes through the fabric and flows into the sensor. The information obtained from the sensing unit is controlled by controlling the motors of the various rollers through the control unit, that is, by controlling the rotational speed and the rotational position of the rollers.

이러한 종래의 자동포목교정기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(20)의 상부측에는 원단을 교정하기 위한 즉 원단의 각도가 삐뚤어져 굴곡되거나(보잉) 경사지는 것(스큐잉)을 교정시키는 스큐롤러(skew rol1er)(30) 및 보우롤러(bow rol1er)(40)가 구성되고, 하우징(20)의 하부측에는 교정된 원단의 각도를 정밀하게 검출하여 콘트롤유닛을 통해 원단의 각도가 정확히 교정되게 스큐롤러(30) 및 보우롤러(40)를 제어하는 감지부(60)가 구성된다.As shown in FIG. 1, the conventional automatic tooling corrector 10 corrects the fabric on the upper side of the housing 20, that is, the angle of the fabric is crooked (boeing) or inclined (skewing). The skew rol1er 30 and the bow rol1er 40 are configured, and the lower side of the housing 20 detects the corrected angle of the corrected fabric to precisely detect the angle of the fabric through the control unit. The sensing unit 60 is configured to control the skew roller 30 and the bowl roller 40 to be corrected.

상기 자동포목교정기에서의 모터들 (스큐롤러 및 보우롤러의 구동모터들)은 구동시간에 기초하여 회전됨으로써, 동일 시간 모터를 구동하여도 실제 모터 구동 정도 (롤러 회전위치)는 모터 부하상태에 따라 달라지므로, 정밀한 포목 교정에 문제가 있었다. 또한, 작업 상황에 따라 구동 시점에서의 skew 및 bow 모터의 절대위치 정보가 필요가 경우 이러한 정보를 제공할 필요가 있었다. The motors (the drive motors of the skew roller and the bow roller) in the automatic tool corrector are rotated based on the driving time, so that the actual motor driving degree (roller rotation position) is driven according to the motor load state even if the motor is driven for the same time. As it was different, there was a problem in precise tooling correction. In addition, it is necessary to provide such information when the absolute position information of the skew and the bow motor at the time of driving is necessary according to the working situation.

본 고안의 목적은 자동포목교정기 스큐 및 보우 모터들의 회전을 정밀하게 제어하는 것이며, 또 다른 목적은 포목교정기 작업자들에게 상기 모터들 (즉, 해당 롤러들)의 절대 위치정보를 제공하는 것이다. 자동포목교정기에서의 모터들은 교정 대상인 원단이 경유하는 스큐 또는 보우롤러들과 직, 간접적으로 연결되므로, 본 고안에서 모터의 정확한 회전이란 궁극적으로 포목교정기 롤러들의 정확한 회전으로, 모터들의 절대위치란 포목교정기 롤러들의 절대위치로 이해될 수 있다. It is an object of the present invention to precisely control the rotation of the automachining machine skew and bow motors, and yet another object is to provide absolute position information of the motors (ie the corresponding rollers) to the woodworking machine operators. Since the motors in the automatic woodworking cutter are directly or indirectly connected to the skew or bow rollers through the fabric to be calibrated, in this design, accurate rotation of the motor ultimately results in accurate rotation of the wood straightener rollers, which means the absolute position of the motors. It can be understood as the absolute position of the straightener rollers.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 스큐 및 보우 모터, 교정센서 및 모터출력 제어기를 포함하여 구성되는 포목교정기에 있어서, 스큐 및 보우 모터 일측에 각각의 모터들의 위치변화량을 측정하는 엔코더가 장착된 것을 특징으로 한다. 상기 제어기는 엔코더로부터 입력된 위치변화량 및 교정센서로부터의 기준값과 비교하여, 모터가 기준값에 도달되도록 모터출력을 제어한다. 상기 엔코더들은 모터들에 직접 장착되어 구동되거나 모터 풀리로부터 동력전달수단 예를들면 벨트를 걸어서 간접적으로 장착되어 구동될 수 있다. In order to achieve the above object, the present invention, a wood straightener comprising a skew and bow motor, a calibration sensor and a motor output controller, the encoder is mounted on one side of the skew and bow motor to measure the position change of each motor It is characterized by. The controller controls the motor output so that the motor reaches the reference value by comparing the position change amount input from the encoder and the reference value from the calibration sensor. The encoders can be mounted and driven directly on the motors or indirectly mounted and driven by power transmission means such as belts from the motor pulley.

본 고안에 의하면 자동포목교정기 스큐 및 보우 모터들의 회전을 정밀하게 제어할 수 있으며, 부가적으로 포목교정기 작업자들에게 상기 모터들 (즉, 해당 롤러들)의 절대 위치정보를 제공할 수 있다. 이에 따라, 종래 모터 부하에 따라 스큐 및/또는 롤러들의 회전량이 달라져 정확한 원단 교정이 불가능하였던 교정 작업은, 모터와 연동되는 엔코더를 이용한 모터출력제어에 의해 모터 부하상태와는 무관하게 원단의 위사 및 경사의 정밀 교정이 가능하다.According to the present invention, it is possible to precisely control the rotation of the automatic tool corrector skew and the bow motors, and additionally provide the tool correctors with absolute position information of the motors (ie, corresponding rollers). Accordingly, the calibration operation, which was not possible to precisely correct the original fabric due to the rotation amount of the skew and / or the rollers according to the conventional motor load, is performed by the motor output control using the encoder linked to the motor, regardless of the motor load state. Precise correction of slope is possible.

도 1은 자동포목교정기(10) 개략도이다.
도 2는 인크리멘탈 타입의 엔코더(ENB-500-3-1 모델, 1회전에 500개 펄스 출력)의 실물 사진이다.
도 3은 엔코더가 장착된 포목교정기 기계실 내부 사진이다.
도 4는 본 고안에 의한 모터 제어를 위한 제어 구성도를 도시한 것이다.1 is a schematic diagram of an automatic tool corrector 10.
Fig. 2 is a real picture of an incremental type encoder (ENB-500-3-1 model, 500 pulse outputs per revolution).
3 is a picture of the inside of the machine calibrator machine equipped with an encoder.
Figure 4 shows a control block diagram for controlling the motor according to the present invention.

공지된 바와 같이, 엔코더는 회전축(Shaft)의 기계적인 변화량을 전기적인 신호(Pulse)로 변환하여 출력하는 광학식 장치로써, 본원에 적용된 로터리 엔코더는 회전축을 회전시키면 구형파 펄스를 출력하는 인크리멘탈 타입 및 회전축의 회전 각도에 따라 지정된 디지털 코드(BCD, Binary, Gray Code)를 출력하는 앱솔루트 타입이 존재한다. 본 고안은 모터들의 절대위치, 즉 롤러들의 절대위치정보를 사용자에게 제공하는 것을 본원의 다른 목적으로 제안하고 있으며 이를 위하여 모터들의 절대위치를 즉시 파악할 수 앱솔루트 타입의 엔코더를 사용하는 것이 바람직하다. 한편 인크리멘탈 타입의 엔코더를 적용하는 경우 절대위치는 포목교정기 작동개시에 롤러들을 한쪽 끝까지 이동시켜 기준위치 설정 리미트 스위치를 작동시켜 기준위치 대비 절대위치가 연산될 수 있다. As is known, the encoder is an optical device that converts the mechanical change of the shaft into an electrical signal (Pulse) and outputs, and the rotary encoder applied herein is an incremental type that outputs a square wave pulse when the rotating shaft is rotated. And an absolute type for outputting a digital code (BCD, Binary, Gray Code) designated according to the rotation angle of the rotation axis. The present invention proposes to provide a user with the absolute position of the motor, that is, the absolute position information of the rollers for another object of the present application, and for this purpose, it is preferable to use an absolute type encoder that can immediately determine the absolute position of the motor. On the other hand, in the case of applying the incremental type encoder, the absolute position can be calculated by moving the rollers to one end at the start of the woodworking machine operation and operating the reference position limit switch to calculate the absolute position relative to the reference position.

도 2는 본원에서 적용된 인크리멘탈 타입의 엔코더(ENB-500-3-1 모델, 1회전에 500개 펄스 출력)의 실물 사진이며, 기본 작동은, 회전원판(DISK)에 일정 간격으로 구멍이 뚫려져 있고 광센서로 신호가 출력된다. 즉, 상기 회전축이 회전하면, 내부의 디스크(disk)가 같이 회전하므로, 센서에 의해 하이(high) 출력 및 로우(low) 출력을 반복한다. 출력 펄스 개수를 계수하여 회전 정도를 감지한다.FIG. 2 is a real picture of an incremental type encoder (ENB-500-3-1 model, 500 pulse outputs in one revolution) applied in the present application, and the basic operation is a hole in a rotating disc DISK at regular intervals. It is open and a signal is output to the optical sensor. That is, when the rotary shaft rotates, the internal disk rotates together, so that the high output and the low output are repeated by the sensor. Count the number of output pulses to detect the degree of rotation.

도 3은 포목교정기 기계실 내부 사진이다. 도 2에 도시된 엔코더는 모터 풀리를 경유하여 벨트로 모터와 연동된다. 도 4는 본 고안에 의한 모터 제어를 위한 제어 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 본 고안에 의한 포목교정기 모터 제어를 위한 구성은 개략적으로 교정센서 (100), 기준값 설정부 (110), 모터 (120), 엔코더 (130) 및 제어기(140)로 구성된다. 3 is a photograph of the inside of the machine. The encoder shown in FIG. 2 is linked to the motor by a belt via the motor pulley. 4 schematically shows a control configuration for motor control according to the present invention. The configuration for controlling the woodworking cutter motor according to the present invention is roughly composed of a calibration sensor 100, a reference value setting unit 110, a motor 120, an encoder 130, and a controller 140.

상기 모터(120)는 포목교정기에서 원단이 경유하는 롤러와 연결되는 모터를 의미하며, 스큐 및/또는 보우 모터일 수 있다. 이하 설명 복잡을 피하고 간단하게 기술하기 위하여 스큐 모터를 기준으로 설명되지만, 보우 모터에도 동일하게 이해될 수 있다. 기준값 설정부(110)는 감지부 교정센서(100)로부터 입력된 경유 원단 스큐 각도(angle)로부터 스큐 각도를 0도로 교정하기 위하여 스큐 롤러가 회전되어야 목표위치를 설정한다. 구체적으로는, 포목교정기는 원단의 skew를 0도로 교정하는 장치이며, 이를 위하여 교정 목표각도 (기준값)가 측정되어야 한다. 상기 교정센서는, 공지된 바와 같이, 광학렌즈, 슬릿형태의 광센서 및 회로기판으로 구성되며, 이러한 교정센서들은 통상 다수개로 존재하며, 각각의 센서에서 보내오는 skew 값 (0도에서 이탈된 각도)을 평균하여, 원단의 skew 값을 결정하고, 이러한 원단의 skew 값에 따라, 이에 비례하도록, 기준값 설정부 (110)에서는 기준값을 갱신하도록 구성된다. 상기 제어기(140)는 엔코더로부터의 위치변화량 및 기준값을 비교하여 PID, PI 또는 P 제어 등으로 모터출력값을 연산하여 모터를 제어함으로써 궁극적으로 원단의 skew를 기준값으로 교정한다.The motor 120 refers to a motor that is connected to the roller passing through the fabric in the wood cutting machine, and may be a skew and / or bow motor. The following description will be based on the skew motor for simplicity and avoidance of the description, but the same can be understood for the bow motor. The reference value setting unit 110 sets the target position only when the skew roller is rotated so as to correct the skew angle to 0 degrees from the gasoline far-end skew angle input from the sensor calibration sensor 100. Specifically, the wood cutter is a device for correcting the skew of the fabric to 0 degrees, for which the calibration target angle (reference value) should be measured. The calibration sensor, as is known, is composed of an optical lens, an optical sensor in the form of a slit and a circuit board, and these calibration sensors usually exist in plural and skew values (angles deviated from 0 degrees) sent from each sensor ), The skew value of the far-end is determined, and according to the skew value of the far-end, the reference value setting unit 110 is configured to update the reference value. The controller 140 compares the position change amount and the reference value from the encoder and calculates the motor output value by PID, PI or P control to control the motor and ultimately corrects the skew of the far end to the reference value.

이하 PI 제어에 기초하여 본 고안에 따른 포목교정기 모터 제어과정을 설명한다. Hereinafter, a description will be given of a woodworking corrector motor control process according to the present invention based on the PI control.

모터(120)가 회전되면, 엔코더 (130)로부터 위치 펄스값(skew_position)을 얻을 수 있다. 제어기(140)에서는, 상기 위치 펄스값 및 기준설정부(110)로부터의 skew 롤러(모터)의 목적위치펄스값(skew_destination_position, 기준값) 과의 차이값인 this_error_sk (양수 혹은 음수 혹은 0)에 기초하여 PI 제어에 의해 모터출력을 제어하여 스큐 모터, 궁극적으로는 스큐 롤러를 원하는 위치로 회전시킨다. 이러한 과정은 바람직하게는 1초에 200회 반복된다. 상기 PI 제어과정을 상술하면, 상기 변수 this_error_sk를 변수 error_sum_sk (양수 혹은 음수 혹은 0)에 누적하고, 계산식 this_error_sk * P_gain_sk(양수) + error_sum_sk * I_gain_sk(양수)에 따라 PID_term_sk 값 (양수 혹은 음수 혹은 0)을 구하여 이러한 값을 모터로 출력한다. 상기 값이 양수인 경우 모터는 시계방향, 음수인 경우 반시계방향 등으로 부호는 방향을, 크기는 모터속도를 결정한다. When the motor 120 is rotated, the position pulse value skew_position may be obtained from the encoder 130. The controller 140 based on this_error_sk (positive or negative or 0) which is a difference value between the position pulse value and the target position pulse value (skew_destination_position, reference value) of the skew roller (motor) from the reference setting unit 110. The motor output is controlled by the PI control to rotate the skew motor and ultimately the skew roller to the desired position. This process is preferably repeated 200 times per second. Referring to the PI control process, the variable this_error_sk is accumulated in the variable error_sum_sk (positive or negative or 0), and PID_term_sk value (positive or negative or 0) according to the calculation this_error_sk * P_gain_sk (positive) + error_sum_sk * I_gain_sk (positive). Obtain these values and output them to the motor. If the value is positive, the motor clockwise, if negative, counterclockwise, etc., the direction is indicated by the sign, the size determines the motor speed.

예시적으로, P 제어의 경우를 설명하면, P_gain이 1이라 가정하면, 기준값이 1,000펄스 위치이고, 엔코더로부터의 현재 위치값이 1,100펄스인 경우, 상기 작동과정을 통하여 모터출력값은 100 (시계방향, 절대치는 100으로서 최대속도)으로 설정되고, 또는 설정값이 1,000펄스 위치이고, 엔코더로부터의 현재 위치값이 900펄스라면, 모터출력값은 -100 (반시계방향, 절대치는 100으로서 최대속도)으로 설정될 것이다. 모터출력값의 단위는 최대출력대비 %로 이해될 수 있다. For example, in the case of P control, assuming that P_gain is 1, when the reference value is 1,000 pulse positions and the current position value from the encoder is 1,100 pulses, the motor output value is 100 (clockwise) through the operation process. If the absolute value is set to 100 as the maximum speed) or if the set value is 1,000 pulse position and the current position value from the encoder is 900 pulses, the motor output value is -100 (counterclockwise, absolute value is 100 as the maximum speed). Will be set. The unit of the motor output value can be understood as a percentage of the maximum output.

이에 따라, 종래 모터 부하에 따라 스큐 및/또는 롤러들의 회전량이 달라져 정확한 원단 교정이 불가능하였던 교정 작업은, 모터와 연동되는 엔코더를 이용한 모터출력제어에 의해 모터 부하상태와는 무관하게 원단의 위사 및 경사의 정밀 교정이 가능하다. Accordingly, the calibration operation, which was not possible to precisely correct the original fabric due to the rotation amount of the skew and / or the rollers according to the conventional motor load, is performed by the motor output control using the encoder linked to the motor, regardless of the motor load state. Precise correction of slope is possible.

100 교정센서
110 기준값 설정부
120 모터 120
130 엔코더
140 제어기100 Calibration Sensor
110 Reference value setting section
120 motor 120
130 encoder
140 controller

Claims (3)

스큐 및 보우 모터, 교정센서 및 모터출력 제어기를 포함하여 구성되는 포목교정기에 있어서, 스큐 및 보우 모터 일측에 각 모터들의 위치변화량을 측정하는 엔코더가 장착된 것을 특징으로 하는 포목교정기.A wood straightener comprising a skew and bow motor, a calibration sensor, and a motor output controller, wherein the encoder corrects positional changes of each motor on one side of the skew and bow motors. 제1항에 있어서, 상기 모터출력 제어기는 엔코더로부터 입력된 위치변화량 및 교정센서로부터 입력되는 기준값과 비교하여, 기준값에 도달되도록 모터출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 포목교정기.The method of claim 1, wherein the motor output controller compares the position change amount input from the encoder and the reference value input from the calibration sensor, the wood cutter corrector, characterized in that for controlling the motor output to reach the reference value. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 엔코더들은 각 모터들 풀리로부터 동력전달수단으로 통하여 모터와 연결되는 것을 특징으로 하는 포목교정기. 3. The method of claim 1 or 2, wherein the encoders are connected to the motor through the power transmission means from the respective motor pulley.

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