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고속 롤투롤 인쇄기의 장력제어시스템 안정도 해석
Stability Analysis of the Tension Control System of a High-speed Roll-to-Roll Printing Machine 원문보기

대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A, 2007 May 30, 2007년, pp.873 - 878  

강철구 (건국대학교 기계공학부) ,  이봉주 (건국대학교 기계공학과 대학원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Stability of high-speed roll-to-roll printing machines is one of the most important factors that are required for the printing machines to operate properly and to obtain reasonable printing performance. This paper proposes a new model for the web-tension system of a high-speed gravure printing machi...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 Fig. 1 과 같은 롤투롤 인쇄기인 고속 그러뷰어 인쇄기에 대해, Shin[1]의 모델링 방법을 확장하여 스팬길이변화를 적극적으로 고려한 새로운 플랜트 장력모델을 제시한다. 그리고 이 새로운 플랜트 모델을 이용하여 댄서 동특성이 고려된 플랜트 시스템의 안정도 해석을 수행한다.
  • 본 논문에서는 롤투롤 인쇄기에서 스팬길이 변화를 고려한 비선형 장력모델을 제안하고, 플랜트의 안정도를 해석하였다. 댄서롤러의 질량, 관성모멘트 및 점성마찰을 고려하지 않은 14×14 선형화 시스템이나, 고려한 22×22 선형화 시스템은 모두 불안정하지 않고, 14×14 선형화 시스템은 한계안 정도에 가까운, 그리고 22×22 선형화 시스템은 한계안정도를 보여주었다.
  • 하나는 풀림터릿(unwinder turret)과 감김터릿(rewinder turret)의 회전에 의한 스팬길이변화이고[2], 다른 하나는 댄서(dancer)의 움직임에 의한 스팬길이변화이다. 이 중 터릿에 의한 스팬길이변화는 플랜트의 안정도에 큰 영향을 주지 않기 때문에, 즉, 선형화된 모델에서는 플랜트의 안정도에 영향을 주기 않기 때문에, 본 논문에서는 댄서의 움직임에 의한 스팬길이변화를 주목한다.

가설 설정

  • 이 경우에 검사체적을 VU 롤러에서 점선까지와 점선에서 VI 롤러까지의 2 개의 사각형으로 둔다. 각각의 검사체적에서 웹속도가 댄서롤러의 상하 직선 속도에 비해 크다고 가정한다. 그러면 TU1, TU2 대한 다음과 같은 비선형 장력모델을 얻을 수 있다.
  • 는 댄서롤러에서의 웹의 속도를 나타낸다. 댄서롤러에서 웹의 미끄러짐은 없다고 가정한다.
  • 3 에서 V1, V2 는 구동롤러(driven roller)의 속도를, L 은 검사체적내의, 즉, 한 스팬내의 웹 길이를, T1, T2 는 상류측 및 하류측 스팬의 장력을, ε1, ε2 는 상류측 및 하류측 스팬의 변형률을 나타낸다. 한 스팬내에서 단면적과 속도는 연속적으로 다를 수 있으나, 장력과 변형률은 일정하다고 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고속 롤투롤 인쇄기의 설계에서 장력제어시스템의 안정도가 만족되지 않을 때 생기는 문제점은 무엇인가? 이러한 고속 롤투롤 인쇄기의 설계에서 고려해야 할 가장 중요한 요소 중의 하나로서 장력제어시스템의 안정도(stability)를 들 수 있다. 장력제어시스템의 안정도가 만족되지 않으면 시스템이 적절하게 작동하지 않을뿐더러 원하는 인쇄성능을 얻을 수 없게 된다.
고속 롤투롤 인쇄기 사용이 점차 확대 되는 이유는 무엇인가? 오늘날 사회에서 요구하는 인쇄물은 대량이면서 적시에 공급되기를 요구하고 있다. 따라서 오목판 인쇄의 일종인 그러뷰어 인쇄기(gravure printing machine)와 같은 고속 롤투롤(roll-to-roll) 인쇄기가 점차 사용이 확대되고 있다.
고속 롤투롤 인쇄기의 설계에서 고려해야 할 가장 중요는 무엇인가? 따라서 오목판 인쇄의 일종인 그러뷰어 인쇄기(gravure printing machine)와 같은 고속 롤투롤(roll-to-roll) 인쇄기가 점차 사용이 확대되고 있다. 이러한 고속 롤투롤 인쇄기의 설계에서 고려해야 할 가장 중요한 요소 중의 하나로서 장력제어시스템의 안정도(stability)를 들 수 있다. 장력제어시스템의 안정도가 만족되지 않으면 시스템이 적절하게 작동하지 않을뿐더러 원하는 인쇄성능을 얻을 수 없게 된다.
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