▶ ディーケーテック インダストリー カンパニー リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-01
(54)【発明の名称】ワイヤテンション制御装置及び方法
(51)【国際特許分類】
B65H 59/38 20060101AFI20220125BHJP
B65H 59/36 20060101ALI20220125BHJP
B65H 59/10 20060101ALI20220125BHJP
B65H 63/032 20060101ALI20220125BHJP
【ＦＩ】
B65H59/38 W
B65H59/36
B65H59/10 Z
B65H63/032 Z
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021532132
(86)(22)【出願日】2019-12-18
(85)【翻訳文提出日】2021-06-04
(86)【国際出願番号】 KR2019018031
(87)【国際公開番号】W WO2020138832
(87)【国際公開日】2020-07-02
(31)【優先権主張番号】10-2018-0168127
(32)【優先日】2018-12-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521214311
【氏名又は名称】ディーケーテック インダストリー カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】キム、チュン シク
(72)【発明者】
【氏名】キム、チン ソ
(72)【発明者】
【氏名】イ、ソン クン
(72)【発明者】
【氏名】ヨン、ヒョン シク
(72)【発明者】
【氏名】ホン、ヒョン ソン
(72)【発明者】
【氏名】キム、テ ヒョク
【テーマコード（参考）】
3F111
3F115
【Ｆターム（参考）】
3F111AA01
3F111AB01
3F111DA03
3F111DA08
3F111DB06
3F111DC01
3F111DD02
3F111DE01
3F115AA02
3F115CA23
3F115CA58
3F115CB08
3F115CC29
3F115CD05
3F115CF21
3F115CG02
(57)【要約】
本開示の一実施例に係るワイヤのテンションを制御するための制御装置は、回転によりワイヤを供給する巻き出しローラ（unwinding roller）；巻き出しローラを回転させるモータ；巻き出しローラにより供給されたワイヤのテンションを支持し、一軸経路に沿って移動可能なテンションローラ（tension roller）；ワイヤのテンションを支持するようにテンションローラに圧力を加えるエアシリンダ；一軸経路上においてテンションローラの位置を測定して、該位置を電圧値に変換するリニアポテンショメータ；及び、モータ及びエアシリンダを制御するための制御部を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワイヤのテンションを制御するための制御装置であって、回転によりワイヤを供給する巻き出しローラと、
前記巻き出しローラを回転させるモータと、
前記巻き出しローラにより供給されたワイヤのテンションを支持し、一軸経路に沿って移動可能なテンションローラと、
前記ワイヤのテンションを支持するように、前記テンションローラに圧力を加えるエアシリンダと、
前記一軸経路上において前記テンションローラの位置を測定して、前記位置を電圧値に変換するリニアポテンショメータと、
前記モータ及び前記エアシリンダを制御するための制御部と、を含み、
前記制御部は、前記エアシリンダの圧力を制御して前記ワイヤのテンションを調節し、
前記制御部は、前記リニアポテンショメータが変換した前記電圧値に基づいて前記モータの回転速度を制御する、ワイヤテンション制御装置。
【請求項2】
前記制御部は、前記リニアポテンショメータが変換した前記電圧値が閾電圧値から逸脱した場合、前記モータの回転速度を変更する、請求項１に記載のワイヤテンション制御装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記リニアポテンショメータが変換した前記電圧値が閾電圧値を超過した場合、前記モータの回転速度を増加させる、請求項１に記載のワイヤテンション制御装置。
【請求項4】
前記閾電圧値は、前記テンションローラの位置が、前記一軸経路上において中央に位置する場合の電圧値に対応される、請求項２又は３に記載のワイヤテンション制御装置。
【請求項5】
前記一軸経路の方向は、前記テンションローラを経由した前記ワイヤの進行方向と平行である、請求項１に記載のワイヤテンション制御装置。
【請求項6】
前記テンションローラを補助するための補助ローラをさらに含み、前記巻き出しローラにより供給された前記ワイヤは、前記補助ローラを経由して前記テンションローラに供給され、
前記補助ローラは、前記テンションローラの前記一軸経路から逸脱して配置された、請求項１に記載のワイヤテンション制御装置。
【請求項7】
前記テンションローラを通過したワイヤのテンションを測定するための圧力センサが具備されたセンシングローラをさらに含み、前記センシングローラは、前記圧力センサが測定した圧力値を前記制御部に提供し、
前記制御部は、前記圧力値に基づいて前記エアシリンダの圧力を制御する、請求項１に記載のワイヤテンション制御装置。
【請求項8】
前記センシングローラに具備された前記圧力センサは、前記ワイヤが前記センシングローラに対して前記ワイヤの進行方向の垂直方向に加える圧力を測定する、請求項７に記載のワイヤテンション制御装置。
【請求項9】
前記モータは、サーボモータに該当する、請求項１に記載のワイヤテンション制御装置。
【請求項10】
ワイヤのテンションを制御するための制御方法であって、定圧レギュレータを介してワイヤテンション値が入力されるステップと、
制御部が、前記ワイヤテンション値に基づき、エアシリンダの圧力を制御するステップと、
リニアポテンショメータにより、前記エアシリンダが圧力を加えるテンションローラの位置を一軸経路上において測定して、前記テンションローラの位置を電圧値に変換するステップと、
制御部が、前記電圧値に基づき、前記ワイヤを供給する巻き出しローラを回転させるモータの回転速度を制御するステップと、を含み、
前記テンションローラは、前記一軸経路上において移動可能であり、前記巻き出しローラにより供給されたワイヤのテンションを支持する、ワイヤテンション制御方法。
【請求項11】
前記制御部が、前記電圧値に基づき、前記ワイヤを供給する巻き出しローラを回転させるモータの回転速度を制御するステップにおいて、前記制御部は、前記電圧値が閾電圧値から逸脱した場合、前記モータの回転速度を変更するように制御する、請求項１０に記載のワイヤテンション制御方法。
【請求項12】
前記制御部が、前記電圧値に基づき、前記ワイヤを供給する巻き出しローラを回転させるモータの回転速度を制御するステップにおいて、前記制御部は、前記電圧値が閾電圧値を超過した場合、前記モータの回転速度を増加させるように制御する、請求項１０に記載のワイヤテンション制御方法。
【請求項13】
前記閾電圧値は、前記テンションローラの位置が、前記一軸経路上において中央に位置する場合の電圧値に対応される、請求項１１又は１２に記載のワイヤテンション制御方法。
【請求項14】
圧力センサにより、前記テンションローラを通過したワイヤのテンションを測定するステップをさらに含む、請求項１０に記載のワイヤテンション制御方法。
【請求項15】
測定した前記ワイヤのテンションに基づき、前記エアシリンダの圧力を制御するステップをさらに含む、請求項１４に記載のワイヤテンション制御方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ワイヤテンション制御装置及び方法に関し、より詳細には、巻線装置に供給されるワイヤのテンションを制御するための制御装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、二次電池技術の発展及び政府補助金政策等と共に、電気自動車の普及が加速化されている。これにより、電気自動車に搭載される駆動モータの小型化、軽量化及び高出力化に対する要求が増加している。これを達成するために、ワイヤをコイルに巻線できる多様な方法が研究されている。
【0003】
特に、ワイヤを巻線する過程において、ワイヤに加えられるテンション（Tension；張力）を精密に制御する必要がある。ワイヤテンションは、ワイヤ特性の差によって変動が発生するか、或いは、同一のワイヤを継続的に巻線しても、巻線装置の負荷の変動によってワイヤテンションに変動が発生することもできる。巻線されるワイヤのテンションが一定に維持されなくて変動される場合、巻線形状に変形を招くことにより、品質低下の原因になり得る。よって、巻線されるワイヤのテンションを精密に制御して一定に維持する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本明細書で開示する実施例は、ワイヤが巻線される過程において、テンションローラ（tension roller）によりワイヤに加えられるテンションを制御することで、ワイヤテンションを一定に維持でき、ワイヤの断線を防止できる装置及び方法を提供する。
【0005】
本明細書で開示する実施例は、ワイヤが巻線される過程において、テンションローラによりワイヤに加えられるテンションを一定に制御する際に、テンションローラの位置を調整できる装置及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一実施例に係るワイヤのテンションを制御するための制御装置は、回転によりワイヤを供給する巻き出しローラ（unwinding roller）；巻き出しローラを回転させるモータ；巻き出しローラにより供給されたワイヤのテンションを支持し、一軸経路に沿って移動可能なテンションローラ；ワイヤのテンションを支持するように、テンションローラに圧力を加えるエアシリンダ（air cylinder）；一軸経路上においてテンションローラの位置を測定して、該位置を電圧値に変換するリニアポテンショメータ（linear potentiometer）；及び、モータ及びエアシリンダを制御するための制御部を含む。制御部は、エアシリンダの圧力を制御してワイヤのテンションを調節する。制御部は、リニアポテンショメータが変換した電圧値に基づいてモータの回転速度を制御する。
【0007】
制御部は、リニアポテンショメータが変換した電圧値が閾電圧値から逸脱した場合、モータの回転速度を変更する。
【0008】
制御部は、リニアポテンショメータが変換した電圧値が閾電圧値を超過した場合、モータの回転速度を増加させる。
【0009】
閾電圧値は、テンションローラの位置が、一軸経路上において中央に位置する場合の電圧値に対応される。
【0010】
一軸経路の方向は、テンションローラを経由したワイヤの進行方向と平行である。
【0011】
ワイヤテンション制御装置は、テンションローラを補助するための補助ローラをさらに含み、巻き出しローラにより供給されたワイヤは、補助ローラを経由してテンションローラに供給され、補助ローラは、テンションローラの一軸経路から逸脱して配置される。
【0012】
ワイヤテンション制御装置は、テンションローラを通過したワイヤのテンションを測定するための圧力センサが具備されたセンシングローラをさらに含み、センシングローラは圧力センサが測定した圧力値を制御部に提供し、制御部は圧力値に基づいてエアシリンダの圧力を制御する。
【0013】
センシングローラに具備された圧力センサは、ワイヤがセンシングローラに対してワイヤの進行方向の垂直方向に加える圧力を測定する。
【0014】
モータは、サーボモータ（Servo Motor）に該当する。
【0015】
本開示の一実施例に係るワイヤのテンションを制御するための制御方法は、定圧レギュレータを介してワイヤテンション値が入力されるステップ；制御部が、ワイヤテンション値に基づき、エアシリンダの圧力を制御するステップ；リニアポテンショメータにより、エアシリンダが圧力を加えるテンションローラの位置を一軸経路上において測定して、テンションローラの位置を電圧値に変換するステップ；及び、制御部が、電圧値に基づき、ワイヤを供給する巻き出しローラを回転させるモータの回転速度を制御するステップを含み、テンションローラは、一軸経路上において移動可能であり、巻き出しローラにより供給されたワイヤのテンションを支持する。
【0016】
制御部が、電圧値に基づき、ワイヤを供給する巻き出しローラを回転させるモータの回転速度を制御するステップにおいて、制御部は、電圧値が閾電圧値から逸脱した場合、モータの回転速度を変更するように制御する。
【0017】
制御部が、電圧値に基づき、ワイヤを供給する巻き出しローラを回転させるモータの回転速度を制御するステップにおいて、制御部は、電圧値が閾電圧値を超過した場合、モータの回転速度を増加させるように制御する。
【0018】
閾電圧値は、テンションローラの位置が、一軸経路上において中央に位置する場合の電圧値に対応される。
【0019】
圧力センサにより、テンションローラを通過したワイヤのテンションを測定するステップをさらに含む。
【0020】
測定したワイヤのテンションに基づき、エアシリンダの圧力を制御するステップをさらに含む。
【発明の効果】
【0021】
本開示の多様な実施例によれば、テンションローラ及びエアシリンダによりワイヤに加えられるテンションを精密に制御できる。
【0022】
本開示の多様な実施例によれば、テンションローラ及びエアシリンダによりワイヤに加えられるテンションを制御する過程において、リニアポテンショメータにより測定されたテンションローラの位置に応じて、巻き出しローラの回転速度を制御することで、テンションローラの位置を調整することが可能である。
【0023】
本開示の効果は、これに制限されず、言及されない他の効果等は、請求範囲の記載から当業者であれば明確に理解されるべきである。
【0024】
本開示の実施例は、以下の添付図面に基づいて説明する。ここで、類似の参照番号は類似の要素を示すが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本開示の一実施例によるワイヤテンション制御装置の主要部を示す図である。
【図3】本開示の一実施例によってワイヤテンション制御装置のテンションローラが一軸経路上において移動する例を示す例示図である。
【図4】本開示の他の実施例によってワイヤテンション制御装置のテンションローラが一軸経路上において移動する例を示す例示図である。
【図5】本開示の一実施例によってワイヤテンション制御装置の巻き出しローラがワイヤを供給する場合、巻き出しローラを回転させるモータの回転速度を制御する例を示す例示図である。
【図6】本開示の一実施例によるワイヤテンション制御方法を示す順序図である。
【図7】本開示の他の実施例によるワイヤテンション制御装置の主要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本開示を実施するための具体的な内容を添付図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明では、本開示の要旨を不要にぼやかす恐れがある場合、公知の機能や構成に関する具体的な説明は省略する。
【0027】
添付図面において、同一又は対応する構成要素には同一の参照符号が付与される。また、以下の実施例の説明において、同一又は対応する構成要素の重複記述は省略され得る。しかしながら、構成要素に関する記述が省略されても、そのような構成要素がある実施例に含まれないものと意図してはならない。相対的な位置を表現する用語は、図面に示す構成間の関係を説明するために使用されることができ、本開示はそのような用語により限定されるものではない。
【0028】
【0029】
【0030】
ワイヤテンション制御装置１００は、巻き出しローラ（unwinding roller）１１０、モータ１２０、テンションローラ（tension roller）１４０、エアシリンダ１５０（図２参照）、リニアポテンショメータ１７０（図２参照）及び制御部（図示せず）を含むことができる。ワイヤテンション制御装置１００は、補助ローラ１３０及びセンシングローラ１８０をさらに含むことができる。
【0031】
巻き出しローラ１１０は、ワイヤを供給するためのローラである。例えば、巻き出しローラ１１０は、ボビン（bobbin、図示せず）に巻回されているワイヤをワイヤテンション制御装置１００を介して巻線装置（図示せず）に供給でき、巻線装置に供給されたワイヤはコイルに巻線できる。ボビンはワイヤテンション制御装置１００の左側（図１に示すＸ軸の負の方向、図示せず）に配置されることができ、巻線装置はワイヤテンション制御装置１００の右側（図１に示すＸ軸の正の方向、図示せず）に配置されることができる。このとき、ワイヤが巻線される方向、或いは、ワイヤ進行方向は、右側方向（図１に示すＸ軸の正の方向）に該当できる。
【0032】
巻き出しローラ１１０は巻き出しローラ１１０と結合されたモータ１２０により回転でき、回転によりワイヤが供給できる。巻き出しローラ１１０は、巻き出しローラ１１０の中心に位置した回転軸を介してモータ１２０と連結できる。回転軸の一端は巻き出しローラ１１０と結合され、他端はモータ１２０と結合されることができる。モータ１２０は、制御部（図示せず）からの制御信号に基づき、巻き出しローラ１１０を一方向に回動させてワイヤが供給できる。モータ１２０はサーボモータ（Servo Motor）に該当できる。サーボモータを用いる場合、巻き出しローラ１１０の回転速度を制御信号に基づいてリアルタイムでより精密に制御できる。
【0033】
図１に示すように、ワイヤは、巻き出しローラ１１０から補助ローラ１３０を含む多数のローラを経由して、テンションローラ１４０に供給できる。図１では、ワイヤが巻き出しローラ１１０から多数のローラを経由して、テンションローラ１４０に供給されることを示しているが、これに制限されるものではない。ワイヤは、一つの補助ローラ１３０のみを経由して、テンションローラ１４０に供給されることもできる。
【0034】
テンションローラ１４０は、エアシリンダ１５０と結合され、一軸経路に沿って移動可能である。例えば、テンションローラ１４０は、一軸経路に沿って摺動可能である。テンションローラ１４０に対してエアシリンダ１５０が圧力を加えることができる。エアシリンダ１５０の圧力は、ワイヤがテンションローラ１４０を経由する間に一定に維持可能である。エアシリンダ１５０がテンションローラ１４０に加える圧力の方向は、巻線されるワイヤのテンション方向と実質的に反対であり得る。例えば、図１に示す方向のようにワイヤが巻線される時、巻線されるワイヤに加えられたテンション方向（図１に示すＸ軸の正の方向）と反対方向（図１に示すＸ軸の負の方向）に、エアシリンダ１５０がテンションローラ１４０に圧力を加えることができる。ここで、エアシリンダ１５０の圧力は、ユーザーが定圧レギュレータ１６０に入力された圧力値（或いは、ワイヤテンション値）により調整できる。
【0035】
エアシリンダ１５０がテンションローラ１４０に加える圧力により、テンションローラ１４０は、テンションローラ１４０を経由するワイヤに加えられるテンションが支持できる。エアシリンダ１５０がテンションローラ１４０に加える圧力の方向が、ワイヤに加えられるテンション方向と実質的に反対である場合、テンションローラ１４０は、ワイヤに加えられるテンションをより正確に支持でき、それによりワイヤテンションの精密な制御が可能である。
【0036】
本開示の一実施例によれば、テンションローラ１４０を経由して進行方向が変更されたワイヤの進行方向は、テンションローラ１４０が摺動可能な一軸経路の方向と実質的に平行である。このように構成する場合、エアシリンダ１５０がテンションローラ１４０に加える圧力の方向が、ワイヤに加えられるテンション方向と反対になることで、ワイヤテンションのより精密な制御が可能である。
【0037】
テンションローラ１４０の一軸経路上における位置は、エアシリンダ１５０がテンションローラ１４０に加える圧力と、テンションローラ１４０を経由するワイヤに加えられるテンションとにより決定できる。
【0038】
従来のワイヤテンション制御装置の場合、テンションローラが、本開示のように一軸に沿って摺動するものでなく、回転軸を中心に回転して搖動する方式により移動する。テンションローラが回転軸を中心に搖動する従来の方式は、テンションローラが回転した角度によってテンションローラを経由するワイヤテンションが急激に変化するため、ワイヤテンションの精密な制御が不可能である。反面、テンションローラ１４０が一軸経路に沿って摺動する場合、ワイヤテンションの精密な制御が可能である。
【0039】
リニアポテンショメータ１７０は、一軸経路上においてテンションローラ１４０の位置を測定して位置を電圧値に変換できる。リニアポテンショメータ１７０は、変換した電圧値を制御部（図示せず）に提供できる。
【0040】
例えば、リニアポテンショメータ１７０は、テンションローラ１４０の経路１４２上の位置を０Ｖ～５Ｖの一つの電圧値に変換できる。より具体的には、リニアポテンショメータ１７０は、テンションローラ１４０が移動経路１４２の右側（図１に示すＸ軸の正の方向）端に位置する場合、該位置を５Ｖの電圧値に変換でき、テンションローラ１４０が移動経路１４２の左側（図１に示すＸ軸の負の方向）端に位置する場合、該位置を０Ｖの電圧値に変換できる。リニアポテンショメータ１７０は、変換した電圧値に基づいて制御部（図示せず）に提供できる。
【0041】
或いは、リニアポテンショメータ１７０は、変換した電圧値を変位値に再変換して制御部に提供できる。例えば、リニアポテンショメータ１７０は、電圧値を０～４０００の一つの変位値に再変換して制御部に提供できる。すなわち、電圧値の０Ｖは０に変換され、電圧値の５Ｖは４０００に変換され、電圧値の２．５Ｖは２５００に変換できる。本開示のように、リニアポテンショメータ１７０を用いる場合、一軸経路に沿って摺動するテンションローラ１４０の位置を毎度新しくセッティングする必要がない。例えば、ワイヤテンション制御装置１００を再作動させる場合にも、ユーザーは経路１４２上でのテンションローラ１４０の位置を再セッティングする必要がない。装置が再作動する前に、テンションローラ１４０の位置に対応する電圧値が２．２Ｖである場合、装置が再作動した後に、リニアポテンショメータ１７０はテンションローラ１４０の現在位置に対応する電圧値の２．２Ｖをユーザーの別途セッティングなしも制御部にそのまま提供できる。
【0042】
制御部（図示せず）は、リニアポテンショメータ１７０が変換した電圧値に基づいてモータ１２０の回転速度を制御できる。制御部（図示せず）がテンションローラ１４０の位置に基づいてモータ１２０の回転速度を制御することで、テンションローラ１４０の位置を調整できる。本開示の一実施例によれば、制御部（図示せず）は、リニアポテンショメータ１７０が変換した電圧値が既定の閾電圧値から逸脱した場合、巻き出しローラ１１０と結合されたモータ１２０の回転速度を変更するように制御できる。例えば、リニアポテンショメータ１７０が変換した電圧値が閾電圧値を超過した場合、モータ１２０の回転速度を増加させるように制御できる。制御部が電圧値に基づいてモータ１２０の回転速度を制御する過程については、図３乃至図６を参照して詳細に後述する。
【0043】
リニアポテンショメータ１７０が変換した電圧値の代りに、制御部（図示せず）は、リニアポテンショメータ１７０が変換した変位値に基づいてモータ１２０の回転速度を制御できる。以下では、制御部（図示せず）が、リニアポテンショメータ１７０が変換した電圧値に基づいてモータ１２０の回転速度を制御することを説明しているが、制御部は、リニアポテンショメータ１７０が変換した変位値に基づいてモータ１２０の回転速度を制御できることに留意すべきである。
【0044】
補助ローラ１３０は、図１に示すように、ワイヤの進行経路上において巻き出しローラ１１０及びテンションローラ１４０間に配置できる。より具体的には、補助ローラ１３０の位置は、テンションローラ１４０の移動可能な経路１４２を考慮して決定される。補助ローラ１３０は、テンションローラ１４０の一軸上での経路１４２から逸脱して配置できる。本開示の一実施例によれば、テンションローラ１４０の移動経路１４２よりも右側（図１に示すＸ軸の正の方向に該当）に配置できる。このように構成する場合、テンションローラ１４０が経路１４２上において最右側に位置しても、補助ローラ１３０はテンションローラ１４０よりも右側に位置するため、テンションローラ１４０の位置と無関係にエアシリンダ１５０がテンションローラ１４０に加える圧力の方向が、ワイヤに加えられるテンション方向と常に実質的に反対になる。これにより、テンションローラ１４０は、ワイヤに加えられるテンションをより正確に支持できることで、ワイヤテンションの精密な制御が可能である。
【0045】
テンションローラ１４０を通過したワイヤは、センシングローラ１８０を経由して巻線装置（図示せず）に供給できる。センシングローラ１８０は、ワイヤによりセンシングローラ１８０に加えられる圧力を測定する圧力センサ１８２に連結できる。本開示の一実施例によれば、テンションローラ１４０の両側に二つのローラが配置できる。例示として、センシングローラ１８０の左側及び右側の側面に各々第１のローラ１８４及び第２のローラ１８６が配置できる。
【0046】
図１に示すように、第１のローラ１８４及び第２のローラ１８６がセンシングローラ１８０に対向配置され、センシングローラ１８０に向かってワイヤを所定の圧力で加圧し、ワイヤは第１のローラ１８４、センシングローラ１８０及び第２のローラ１８６を順次経由する。第１のローラ１８４及び第２のローラ１８６がワイヤに加える圧力により、ワイヤがセンシングローラ１８０を押す圧力が生成される。ワイヤがセンシングローラ１８０を押す圧力は、センシングローラ１８０に具備された圧力センサ１８２で測定できる。一実施例によれば、圧力センサ１８２は、ワイヤがセンシングローラ１８０に対してワイヤの進行方向の垂直方向に加える圧力を測定できる。圧力センサ１８２により測定された圧力値は、制御部（図示せず）に提供できる。圧力値は、制御部によりワイヤに加えられるテンション値に変換できる。制御部（図示せず）は、変換したテンション値をユーザー端末や外部端末などに転送してユーザーに提供できる。したがって、ユーザーは、ワイヤに加えられるテンションをリアルタイムでモニターリングできる。
【0047】
本開示の一実施例によれば、制御部は、圧力センサ１８２により測定された圧力値に基づき、エアシリンダ１５０の圧力を制御できる。例えば、ユーザーが定圧レギュレータ１６０に入力したワイヤテンション値、及び、センシングローラ１８０から測定された圧力値を変換したテンション値間に差異がある場合、制御部は、その差異を低減するために、テンションローラ１４０と結合されたエアシリンダ１５０の圧力を制御できる。
【0048】
図３は、本開示の一実施例に係るワイヤテンション制御装置１００のテンションローラ１４０が一軸経路上において移動する例を示す例示図である。
【0049】
テンションローラ１４０は、経路１４２に沿って摺動可能である。経路１４２は一軸に沿う直線に該当し、経路１４２の方向はテンションローラ１４０を経由したワイヤの進行方向と実質的に平行である。テンションローラ１４０の経路１４２上における位置は、エアシリンダ１５０がテンションローラ１４０に加える圧力と、テンションローラ１４０を経由するワイヤに加えられるテンションとにより決定できる。
【0050】
テンションローラ１４０の経路１４２上における位置は、リニアポテンショメータにより電圧値に変換できる。例えば、リニアポテンショメータは、テンションローラ１４０の経路１４２上の位置を０Ｖ～５Ｖの一つの電圧値に変換できる。リニアポテンショメータは、テンションローラ１４０が移動経路１４２の左側（図３に示すＸ軸の負の方向）端に位置する場合、対応する位置値を０Ｖの電圧値に変換し、テンションローラ１４０が移動経路１４２の右側（図３に示すＸ軸の正の方向）端に位置する場合、対応する位置値を５Ｖの電圧値に変換できる。テンションローラ１４０が移動経路１４２の中央に位置する場合、対応する位置値を２．５Ｖの電圧値に変換できる。リニアポテンショメータは、テンションローラ１４０の位置に対応する電圧値を制御部に提供できる。
【0051】
第１の動作３１０は、テンションローラ１４０の初期位置を示す。第１の動作３１０に示すように、テンションローラ１４０の初期位置は、例えば、位置Ｂであり得る。リニアポテンショメータは、テンションローラ１４０の位置Ｂをそれに対応する電圧値である３．６Ｖに変換して制御部に提供できる。位置Ａは、経路１４２の中央に該当し、それに対応する電圧値は２．５Ｖであり得る。
【0052】
第２の動作３２０は、エアシリンダがテンションローラ１４０に加える力Ｆ１が、巻線装置（図示せず）によりワイヤに加えられるテンションＦ２よりも大きい場合、初期位置から移動したテンションローラ１４０の位置を示す。例えば、ユーザーが、定圧レギュレータを介してエアシリンダがテンションローラ１４０に加える圧力を上向調整するか、或いは、多様な要素によってワイヤに加えられるテンションの力を瞬間的に減少できる。このように、エアシリンダがテンションローラ１４０に加える力Ｆ１が、巻線装置（図示せず）によりワイヤに加えられるテンションＦ２よりも大きい場合、第２の動作３２０に示すように、テンションローラ１４０の位置が初期位置Ｂから新しい位置Ｃに移動できる。テンションローラ１４０が移動する間に、エアシリンダはテンションローラ１４０に一定の圧力を加えることができる。
【0053】
図３に示すように、エアシリンダの力Ｆ１の方向は、テンションローラ１４０を左側（図３に示すＸ軸の負の方向に該当）にプッシュする方向であり、ワイヤに加えられるテンションＦ２の方向は、Ｆ１の反対（図３に示すＸ軸の正の方向に該当）であり得る。テンションローラ１４０は、エアシリンダがテンションローラ１４０に加える力Ｆ１と、巻線装置（図示せず）によりワイヤに加えられるテンションＦ２とが一致する場合、例えば、位置Ｃで停止することができる。
【0054】
リニアポテンショメータは、テンションローラ１４０の変更された位置Ｃを電圧値（２．２Ｖ）に変換して制御部に提供できる。制御部は、変換された電圧値（２．２Ｖ）を既定の閾電圧値と比較でき、比較の結果に基づいて巻き出しローラの回転速度を制御できる。ここで、閾電圧値は、テンションローラ１４０の位置が経路１４２上において中央に位置する場合の電圧値（２．５Ｖ）に対応できる。
【0055】
図４は、本開示の他の実施例に係るワイヤテンション制御装置１００のテンションローラ１４０が一軸経路上において移動する例を示す例示図である。
【0056】
第１の動作４１０は、テンションローラ１４０の初期位置を示す。第１の動作４１０に示すように、テンションローラ１４０の初期位置は、例えば、位置Ｄであり得る。リニアポテンショメータは、テンションローラ１４０の位置Ｄをそれに対応する電圧値である４Ｖに変換して制御部に提供できる。位置Ａは、経路１４２の中央に該当し、それに対応する電圧値は２．５Ｖであり得る。
【0057】
第２の動作４２０は、エアシリンダがテンションローラ１４０に加える力Ｆ１が、巻線装置（図示せず）によりワイヤに加えられるテンションＦ２よりも小さい場合、初期位置から移動したテンションローラ１４０の位置を示す。例えば、ユーザーが、定圧レギュレータを介してエアシリンダがテンションローラ１４０に加える圧力を下向調整するか、或いは、多様な要素によってワイヤに加えられるテンションの力を瞬間的に増加できる。このように、エアシリンダがテンションローラ１４０に加える力Ｆ１が、巻線装置（図示せず）によりワイヤに加えられるテンションＦ２よりも小さい場合、第２の動作４２０に示すように、テンションローラ１４０の位置が初期位置Ｄから新しい位置Ｅに移動できる。
【0058】
図４に示すように、エアシリンダの力Ｆ１の方向は、テンションローラ１４０を左側（図４に示すＸ軸の負の方向に該当）にプッシュする方向であり、ワイヤに加えられるテンションＦ２の方向は、Ｆ１の反対（図４に示すＸ軸の正の方向に該当）であり得る。テンションローラ１４０は、エアシリンダがテンションローラ１４０に加える力Ｆ１と、巻線装置（図示せず）によりワイヤに加えられるテンションＦ２とが一致する場合、例えば、位置Ｅで停止することができる。
【0059】
リニアポテンショメータは、テンションローラ１４０の変更された位置Ｅを電圧値（４．５Ｖ）に変換して制御部に提供できる。制御部は、変換された電圧値（４．５Ｖ）を既定の閾電圧値と比較でき、比較の結果に基づいて巻き出しローラの回転速度を制御できる。ここで、閾電圧値は、テンションローラ１４０の位置が経路１４２上において中央に位置する場合の電圧値（２．５Ｖ）に対応できる。
【0060】
図３及び図４に基づいて説明した通り、テンションローラ１４０は、多様な要素により経路１４２上において右側又は左側に移動できる。このとき、テンションローラ１４０が経路１４２上において移動可能な範囲に限界があるため、テンションローラ１４０の位置を調整する必要がある。テンションローラ１４０の位置を調整するために、制御部は、テンションローラ１４０にワイヤを供給する巻き出しローラ１１０の回転速度を調節できる。
【0061】
図４に示すように、テンションローラ１４０が位置Ｄから位置Ｅに移動した場合、リニアポテンショメータが位置Ｅを変換した電圧値（４．５Ｖ）は閾電圧値である２．５Ｖを超過する値を持つことができる。したがって、制御部は、巻き出しローラ１１０を回転させるモータ１２０の回転速度を増加させるように制御して、テンションローラ１４０の位置を左側方向（Ｘ軸の負の方向）に移動させることができる。制御部は、テンションローラ１４０の位置を変換した電圧値が閾電圧値（２．５Ｖ）以下に該当するまで、モータ１２０の回転速度を制御できる。このとき、エアシリンダ１５０がテンションローラ１４０に加える力の強度は一定に維持され、モータ１２０の回転速度のみを変更できる。
【0062】
本開示の一実施例によれば、テンションローラの位置を変換した電圧値が閾電圧値を超過した場合、制御部は変換された電圧値と閾電圧値との差を算出でき、その差に基づいてモータ１２０の回転速度を制御できる。すなわち、変換された電圧値が閾電圧値から逸脱した程度に比例して、モータ１２０の回転速度を増加させることができる。このとき、エアシリンダ１５０がテンションローラ１４０に加える力の強度は一定に維持され、モータ１２０の回転速度のみを変更できる。
【0063】
例えば、テンションローラ１４０が位置Ｅよりも右側（Ｘ軸の正の方向）に位置できる。テンションローラ１４０の位置Ｅに対応する電圧値（４．５Ｖ）と閾電圧値（２．５Ｖ）との差は２Ｖに該当するが、テンションローラ１４０がそれよりも右側に位置する場合には、閾電圧値（２．５Ｖ）との差は２Ｖよりも大きい。このとき、制御部は、テンションローラ１４０が位置Ｅに位置する場合に比べて、テンションローラ１４０が位置Ｅよりも右側に位置する場合、モータ１２０の回転速度を一層増加させるように制御できる。すなわち、テンションローラ１４０の位置が経路１４２の中央から逸脱して右側に偏向する程度に比例して、制御部はモータ１２０の回転速度を一層増加させることができる。
【0064】
反面、図３に示すように、テンションローラ１４０が位置Ｂから位置Ｃに移動した場合、リニアポテンショメータが位置Ｃを変換した電圧値（２．２Ｖ）は閾電圧値である２．５Ｖ以下に該当するので、制御部はモータ１２０の回転速度を増加させる必要なしにそのまま維持できる。
【0065】
制御部が巻き出しローラ１１０を回転させるモータ１２０の回転速度を制御する過程については、図５を参照して詳細に後述する。
【0066】
図５は、本開示の一実施例に係るワイヤテンション制御装置１００の巻き出しローラ１１０がワイヤを供給する場合、巻き出しローラ１１０を回転させるモータの回転速度を制御する例を示す例示図である。
【0067】
第１の動作５１０は、テンションローラ１４０の位置を変換した電圧値が閾電圧値を超過した場合、テンションローラ１４０の位置を示す。第１の動作５１０に示すように、テンションローラ１４０が経路１４２上において中央よりも右側に位置できる。リニアポテンショメータは、テンションローラ１４０の位置を電圧値に変換し、変換された電圧値を制御部に提供する。制御部は、リニアポテンショメータがテンションローラ１４０の位置を変換した電圧値を閾電圧値と比較する。ここで、閾電圧値は、テンションローラ１４０が経路１４２上において中央に位置する場合の電圧値である２．５Ｖに該当できる。
【0068】
第２の動作５２０は、テンションローラ１４０により多くの量のワイヤ１９０を供給するために、モータの回転速度を増加させて巻き出しローラの回転速度を増加させることを示す。変換された電圧値が閾電圧値を超過した場合（すなわち、テンションローラ１４０が経路１４２上において中央よりも右側に位置する場合）、第２の動作５２０に示すように、制御部は、モータの回転速度を増加させて巻き出しローラ１１０をより速く回転させることで、単位時間当たりより多くの量のワイヤ１９０を供給できる。
【0069】
第３の動作５３０は、テンションローラ１４０に供給された多量のワイヤにより、閾電圧値以下の電圧値に対応する位置まで移動されたテンションローラ１４０を示す。テンションローラ１４０に瞬間的により多くの量のワイヤ１９０が提供される場合、ワイヤに加えられるテンションの力が瞬間的に減少できる。したがって、テンションローラ１４０は、第３の動作５３０に示すように、エアシリンダにより提供される一定の圧力によりｘ軸の負の方向に移動経路に沿って移動でき、閾電圧値以下の電圧値に対応する位置まで移動できる。したがって、ワイヤテンション制御装置は、ワイヤを適切なテンションにより巻線装置に円滑に供給すると同時に、テンションローラ１４０の位置を調整できる。
【0070】
図６は、本開示の一実施例に係るワイヤテンション制御方法６００を示す順序図である。
【0071】
本開示の一実施例によれば、ユーザーは、所望のワイヤテンション値を定圧レギュレータ１６０を介してワイヤテンション値を入力することにより開始することができる（ステップ６１０）。入力されたワイヤテンション値は制御部に提供できる。制御部は、ワイヤテンション値に基づいてエアシリンダ１５０の圧力を制御できる（ステップ６２０）。それにより、エアシリンダ１５０は経路に沿って移動可能なテンションローラ１４０に圧力を加える。テンションローラ１４０は、エアシリンダ１５０から受信した圧力を用いて、巻き出しローラにより供給されたワイヤのテンションを支持する。したがって、エアシリンダの圧力を制御することで、テンションローラによるワイヤテンションの制御が可能である。
【0072】
リニアポテンショメータ１７０は、エアシリンダ１５０と結合されたテンションローラ１４０の位置を一軸経路上において測定して、テンションローラ１４０の位置を電圧値に変換できる（ステップ６３０）。リニアポテンショメータ１７０は変換した電圧値を制御部に提供できる。
【0073】
制御部は、電圧値に基づき、ワイヤを供給する巻き出しローラ１１０を回転させるモータ１２０の回転速度を制御できる（ステップ６４０)。よって、テンションローラ１４０の経路上の位置を調整できる。
【0074】
一実施例において、制御部は、リニアポテンショメータ１７０が変換した電圧値が閾電圧値から逸脱した場合、モータ１２０の回転速度を変更するように制御できる。例えば、リニアポテンショメータ１７０が変換した電圧値が閾電圧値を超過したと判定された場合、制御部は、モータ１２０の回転速度を増加させるように制御し、巻き出しローラ１１０の回転速度を増加させて、単位時間当たりワイヤの供給量を増加させることができる。より多くの量のワイヤが単位時間当たり供給される場合、テンションローラ１４０の経路上の位置が調整されることができる。ここで、閾電圧値は、テンションローラの位置が一軸経路上において中央に位置する場合の電圧値に対応できる。テンションローラ１４０の位置が経路上において調整される間に、エアシリンダ１５０はテンションローラ１４０に一定の圧力を加えることができる。
【0075】
以後、テンションローラ１４０を通過したワイヤがセンシングローラ１８０に対して加える圧力を圧力センサ１８２により測定できる。制御部は、圧力センサ１８２が測定した圧力値に基づいてエアシリンダ１５０の圧力を制御できる。例えば、圧力センサ１８２が測定した圧力値を変換したワイヤテンション値が、ユーザーが定圧レギュレータ１６０に入力したワイヤテンション値よりも低い場合、制御部はエアシリンダ１５０の圧力を増加させるように制御できる。
【0076】
図７は、本開示の他の実施例に係るワイヤテンション制御装置７００の主要部を示す図である。ワイヤテンション制御装置７００は、巻き出しローラ１１０及びテンションローラ１４０間のワイヤの進行経路において、多数のローラでない１つの補助ローラ１３０のみを含むように構成できる。図７に示すように、ワイヤの進行経路上において一つの補助ローラ１３０が巻き出しローラ１１０及びテンションローラ１４０間に配置されてワイヤを支持できる。
【0077】
前述した本発明の好適な実施例は例示の目的により開示されたものであり、本発明に対して通常の知識を有した当業者であれば、本発明の思想及び範囲内で多様な修正、変更及び付加が可能であり、このような修正、変更及び付加は特許請求の範囲に属するものと理解されるべきである。
【0078】
本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者であれば、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で色々な置換、変形及び変更が可能であるので、本発明は前述した実施例及び添付図面により限定されるものでない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【国際調査報告】