KR100423702B1 - 회전절단장치및회전절단방법 - Google Patents

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KR100423702B1 KR10-1998-0708970A KR19980708970A KR100423702B1 KR 100423702 B1 KR100423702 B1 KR 100423702B1 KR 19980708970 A KR19980708970 A KR 19980708970A KR 100423702 B1 KR100423702 B1 KR 100423702B1
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Abstract

이동하는 판 소재(W)와 연합하여 설정된 길이(P)로 절단하기 위한 장치(10)로, 판 소재의 이동을 위한 갭(gap)을 갖는 한쌍의 상,하부 절단 롤(12,14)과, 상기 상,하부 롤을 연동 회전시키기 위한 기어(20,22)와, 상기 상,하부 롤의 어느 한 곳(14)에 위치하여 절단 위치를 결정하는 스톱 바(32)와, 상기 상, 하부 롤의 다른 한곳(12)에 위치하는 이동가능한 절단 날(52)을 가지며, 상기 절단 날(52)은 판(W)을 절단시키기 위해 상기 스톱 바(32)를 향하거나 스톱 바로부터 멀어지며, 이와 같은 장치를 이용하여 판 소재를 절단하는 방법.

Description

회전절단장치 및 회전절단방법
이동하는 판 소재를 절단하는 것은 다양한 방법으로 이루어져 왔다. 이와 관련된 초보적인 방법에서는 이동하는 판 소재는 전단날의 바로 앞에서 일시적으로 정지하여야 했고 전단날은 작동하게 된다. 전단날 전방의 판 소재는 이동을 하여 만곡부(loop)를 형성하게 된다. 전단날이 개방되면 판 소재는 다시 전방으로 진행하게 되고 상기 만곡부는 제거된다. 다른 시스템에서는 레일상에 장착된 한쌍의 상,하부 전단기를 가지며 이는 판 소재의 축을 따라 전,후방향으로 이동가능하도록 되어 있다. 판 소재의 속도에 맞춰 상,하부 전단다이를 가속시키므로써 판 소재의 정지없이 전단다이는 닫혀진다. 전단다이는 위로 열리고 다음의 절단작업을 위해 정지되어 초기위치로 복귀한다. 이와 같은 시스템은 효과적이나 그 기구는 복잡하고 고가이다. 이는 또한 매 절단지점의 정확한 위치설정이 어렵다. 추가로, 전단다이는 매 절단과정에서 전,후방향으로 한번씩 이동하여야 하므로 설정된 길이보다 짧게 절단하는 것으로 불가능하다.
미국특허 제 2,445,174호는 판 소재를 설정된 위치에서 절단하는 회전날을 갖고 있다. 그러나 이와 같은 회전 절단기는 절단길이가 절단날이 장착된 절단드럼(chopper drum)의 직경에 의해 좌,우되므로 절단길이를 조절하는 것이 어렵고, 요구로 하는 판속도가 기어에 의해서 변하게 된다.
따라서 이동하는 판 소재를 설정된 위치에서 절단할 수 있고, 그 위치는 조절가능하며 미리 설정할 수 있고, 짧은 절단거리에서도 작동가능하며, 구조적으로 복잡하지 않은 회전절단장치를 필요로 하게 된다.
본 발명은 판 소재를 절단하는 장치에 관한 것으로, 특히 장치가 고정되고 전단장치는 판 소재를 설정된 위치에서 간헐적으로 절단하도록 작동되는 동안 판 소재는 장치를 통과하도록 조화시킨 회전절단장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 회전절단장치와 가상선으로 도시된 작업물의 사시도;
도 2는 2개의 롤이 그 사이를 통과하는 판 작업물과 함께 움직이지 않는 상태를 도시한 단면도;
도 3은 도 2에 대응되는 단면도로서, 2개의 롤이 회전되고 절단 날의 전단동작을 보여주며;
도 4는 도 3에 대응되는 단면도로서, 절단이 종료된 직후 롤이 90도 회전하고 정지한 상태; 및
도 5는 본 발명에 의한 절단장치의 정면도이다.
상기한 제반 문제점을 해소하기 위해 본 발명은 이동하는 판 소재와 연합하여 이를 설정된 길이로 절단하는데 사용할 수 있는 회전성형장치를 포함하며, 이는 판 소재가 이동가능한 갭(gap)을 결정하는 한쌍의 상,하부 절단 롤과, 상기 절단 롤의 회전운동을 동일하게 연동시키기 위한 기어수단과, 상기 상,하부 롤을 동일하게 작동시킬 수 있는 선택적으로 작동가능하게 하는 수단과, 상기 상,하부 롤의 어느 한 곳에 위치하여 절단위치를 결정하는 스톱 바(stop bar)와, 상,하부 롤의 다른 한 곳에 위치하는 이동가능한 절단 날과, 상기 스톱 바를 향하거나 스톱 바에 대하여 멀어지도록 절단 날을 이동시키는 수단을 포함하며, 상기 절단 날은 상기 스톱 바에 대해 약간 치우치며 따라서 상기 절단 날은 상기 스톱 바 근처로 이동하여 절단동작을 달성하게 한다.
본 발명은 또 이동 가능한 절단 날은 다른 쪽 롤로 뻗어 있는 적어도 3개의 플런저 부재에 연결되고, 상기 플런저 부재에는 캠 수단이 설치되며, 상기 캠 수단는 캠 작동수단에 결합되어 플런저를 전진시켜 절단 날이 스톱 바를 향하도록 한다.
바람직하게 본 발명은 상기 절단 날이 모터 또는 클러치 수단과 같은 구동수단에 의해 가동 및 정지될 수 있도록 하는데, 이 구동수단은 상기 절단장치의 전방에 설치되어 금속판 소재의 길이측정을 하고 구동수단에 이 신호를 송출하는 길이측정장치에 접속되어 있다.
절단동작이 판 소재의 일측에서 시작되어 타측으로 계속되는 절단 동작을 제공하도록 절단 날을 스톱 바에 대해 약간의 전단각을 갖도록 하면 유리하다.
양 롤은 시작과 정지를 쉽게 할 수 있도록 작은 직경으로 형성하는 것이 바람직하며 따라서 매 절단위치는 정확하게 조절가능하다.
절단날의 동작은 절단동작이 빨리 끝나는 것과 같이 이루어져서, 절단날은 다시 후퇴하며 따라서 판 소재의 전방단(upstream end)은 방해없이 롤 사이를 연속적으로 진행할 수 있다.
본 발명의 특징을 이루는 신규성을 갖는 다양한 형태들이 첨부된 본 명세서의 일부를 구성하는 청구항에 의해 상세하게 지적되어 있다.
본 발명의 작용효과 및 본 발명에 의해 달성될 수 있는 특정한 목적을 이해시키기 위해 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 1을 참조하면, W로 표시된 판 작업물과 관련하여 P로 표시된 단위길이의 판으로 절단하기 위한 절단장치가 부호 10으로 표시되어 있다.
전형적으로, 절단장치는 롤 상의 판 소재를 지지하기 위한 전형적인 금속판 언코일러(uncoiler)와, 인장기(tensioner) , 스트레이트너(straghtener), 평판기(flattner) 등 금속판 성형분야에서 알려진 것들과 작업선상에 연합하여 배치된다. 이와 같은 장비들은 판 소재의 성형분야에서 전형적인 것들이다. 그러나, 다른 소재들과 연합될 때, 절단장치는 판 소재가 평평한 상태로 공급될 수 있거나 판 소재가 비금속인 경우에는 다양한 위치에 배치할 수 있다.
본 발명에 의한 절단장치의 목적은 판(web)이 비교적 빠른 속도로 연속적으로 이동하는 동안, 판의 단위판(P)을 판의 나머지 부분으로부터 절단시켜, 이를 사용하거나 성형하거나 판매하거나 또는 다른 용도로 소모시킬 수 있도록 하는데 있다. 단위판(P)은 미리 설정된 길이로 절단되어야 한다. 본 장치의 목적은 즉각적인제어와 조정이 가능하여 단위판(P)을 원하는 어떤 길이로든 절단할 수 있고, 필요하다면 절단지점을 다양하게 변화시킬 수 있도록 하는데 있다.
부분적으로, 절단장치는 스탠드(16,18)사이에 장착되고 기어(20,22)에 의해 연동되도록 상호 연결된 하부 및 상부 롤(12,14)를 포함한다.
상기 롤(12,14)의 전방에는 길이 감지장치(24)가 위치하고 있는데, 이는 적당한 중앙처리장치(26; CPU)와 접속되어 길이 신호를 발생시킨다. 중앙처리장치(26)는 미리 설정되어 있는 판의 길이를 측정한 후, 절단신호를 송출할 수 있도록 제어가능하다. 절단될 작업물(W)의 길이는 공지된 방법에 의해 중앙처리장치에서 프로그램될 수 있다. 본 실시예에서 상부 롤(14)은 통상적으로 타원형 단면을 가지며, 두 정점(28,30)은 완만한 반원형 표면을 갖고 있다. 정점(28)에는 이하에서 설명되는 목적을 위한 스톱 바(32)가 장착되어 있다.
스톱 바(32)는 완만한 전단면(34)을 형성하는데, 이는 롤의 중심에 대하여 방사상으로 형성되어 있고, 날끝에서 종료된다.
스톱 바(32)는 정점(28)에 형성된 직각 홈(36)에 장착되고 볼트(38)에 의해 탈착가능하게 고정되어 정비을 위해서 때때로 제거될 수 있다. 전단면(34)을 따라서 정점(28)이 평면부(40)와 함께 이하에서 설명되는 이유에 따라 형성되어 있다.
본 실시예에서, 하부 롤(12) 또한 타원형 단면을 가지고 반원형으로 된 2개의 정점(42,44)을 갖는다. 그러나, 하부 롤(12)은 롤의 내부에 미리 설정된 깊이로 롤의 길이를 따라 뻗어 있는 중심 직경 슬롯(45)이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 중심직경슬롯과 연결되는 구멍(46)(48)(50)이 슬롯을 관통해서 롤의 반대측으로개방되도록 형성되어 있다. 슬롯 내부에는 이동가능한 절단 날(52)이 설치되어 있는데, 이는 슬롯(45)밖으로 미끄러져 나가거나 안으로 미끄러져 들어올 수 있다. 본 실시예에서는 절단 날(52)이 3개의 구멍(46,48,50)을 통해 뻗어 있는 3개의 작동 로드(54)상에 장착되어 있다. 상기 작동 로드는 위치 멈춤 턱(locating stop)으로 작용하는 칼라(56)가 형성되어 있다.
구멍 내부에는 복원 스프링(58)이 위치하고 있는데, 이는 작동 로드를 수축 위치로 밀어내는 작용을 하며, 이에 의해 절단 날(52)이 슬롯(45)내부로 수축된다.
각 작동 로드(54)의 자유단에는 캠 숄더(60)가 구비되어 있다. 상기 캠 숄더는 캠 롤러(62)에 대하여 얹혀질 수 있도록 설계되어 있다. 본 실시예에서 캠 롤러(62)들은 슬라이딩 캠 바(64; 도5참조)를 따라 이격된 위치에서 회전가능하게 장착되어 있는데, 이는 하부 롤 아래에 위치한다. 캠 바(cam bar)에는 3개의 작동램프(66;ramp)가 형성되어 있다. 슬라이드 할 수 있는 콘트롤 바(68)는 스탠드(16,18)가 고정된 베이스(70)상에 이동가능하게 고정되어 있다. 볼트(72)는 콘트롤 바(68)의 개구(도시안됨)를 관통하여 뻗어 있고, 콘트롤 바(68)가 전후로 슬라이드 가능하게 된다(도 5참조). 상기 콘트롤 바(68)에 연결된 피스톤 로드(76)를 갖는 작동 실린더(74)가 베이스(70)상에 장착되어 있다. 콘트롤 바(68)위의 램프(77)들은 램프(66)를 슬라이딩 캠 바(64)에 결합시킨다. 실린더(74)는 적절한 수단에 의해 구동되어 콘트롤 바(68)를 캠 바(64)에 대하여 전후로 이동시킨다.
일방향으로의 이동은 캠 바(64)를 상부로 들어 올리게 되고, 타방향으로의 이동은 캠 바(64)를 하방으로 하강시킨다. 캠 바(64)의 이와 같은 운동은 롤러(62)들이 캠 숄더(60)에 결합되거나 이로부터 분리되게 해준다.
하부 롤(12)이 회전동작함에 따라, 캠들은 숄더에 결합되어 로드를 하부 롤을 통해 이동시켜 절단 날을 슬롯으로부터 돌출되도록 한다. 하부 롤이 회전을 계속함에 따라, 캠들은 숄더를 낙하시키고 스프링에 의해 로드와 절단 날이 물러나게 한다.
기어의 상태와 위치는 절단날과 스톱 바의 그것과 같으며, 각각 하부 롤과 상부 롤이 판의 반대면의 미리 설정된 위치에서 겹치게 된다(도 3참조). 캠이 절단 날을 슬롯으로부터 돌출되도록 하면, 절단 날은 스톱 바의 완반한 반경 절단면을 따라 슬라이드 되며, 이에 의해 전단동작을 제공한다. 도 4에서 설명되듯이, 절단 날은 일측에서 타측으로 약간이 전단각을 이루고 있어 판의 일측으로부터 타측으로의 점진적인 절단을 제공하게 된다.
상기 롤을 가동시키고 시작 및 정지를 시키기 위해 적절한 모든 구동수단이 사용될 수 있다. 도 1에서는 중앙처리장치(CPU)로부터의 신호에 의해 시작 및 정지가 이루어지는 직류 모터(80)를 보여주고 있다. 이는 절단 롤을 구동시키기 위한 간단하면서도 효율이 높은 수단이다. 그러나 어떤 경우에 있어서는 조합된 클러치와 브레이크기구의 사용이 바람직하거나, 또는 다른 경우에 있어서는 클러치만의 사용이 바람직할 것이며, 이와 같은 기술은 그다지 설명의 필요가 없는 잘 알려진 것들이다. 중앙처리장치(26)로부터 절단신호를 받게 되면, 구동수단이 작동하여 기어를 회전시킨다.
설정된 짧은 시간내에, 롤이 회전하여 절단동작이 이루어지고 난 후, 동력이끊어져 롤이 정지되며, 따라서 판은 방해받지 않고 롤 사이를 연속적으로 통과하게 된다. 롤은 도 2에 도시한 상태에서 정지되게 되며, 작업물은 이 롤을 자유롭게 통과하게 된다.
또한, 롤은 도 4에 도시한 상태 즉, 양 롤이 절단 점에서 90도 회전한 상태에서 정지하게 된다.
많은 경우에 있어서 롤은 이와 같이 간헐적으로 작동하게 된다. 다른 경우에 있어서는 롤이 미리 설정된 느려진 속도로 연속적으로 회전하게 된다. 이러한 경우에 있어서, 실린더가 작동되어 캠 바를 낙하시켜 절단 바의 동작이 이루어지지 않도록 한다. 비록 롤이 회전하더라도 롤 사이의 공간은 판이 통과하기 충분하므로 판은 롤 사이를 아무런 방해없이 연속적으로 통과 가능하다. 절단신호를 받은 실린더는 슬라이드 바를 이동시켜 캠 바를 상부로 들어 올린다. 이는 캠 롤러를 상승시켜 캠 숄더에 결합되므로써 절단행정이 이루어지도록 한다.
절단장치의 작동방법은 상술한 것에 의해 자명하다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명은 예를 들기 위한 것이다. 본 발명은 위에서 설명된 특정한 형태에 한정되지 않으며, 첨부된 청구항의 요지내에서 변형가능한 모든 것들을 포함한다.

Claims (9)

  1. 한쌍의 상,하부 절단 롤(12,14)을 갖는 형태로, 이 롤 사이에는 롤에 의해 판 소재가 통과 가능한 갭(gap)이 결정되고, 롤의 어느 하나는 판 소재를 절단하기 위한 이동가능한 절단 날을 가지며, 상기 상,하부 롤을 동일하게 회전되도록 연동시키기 위한 수단을 갖고 이동하는 판 소재(W)를 설정된 길이로 절단하기 위한 장치(10)로;
    상기 상,하부 롤의 어느 고정된 한 곳(14)에 위치하여 절단 위치를 결정하는 고정된 스톱 바(32);
    상기 상,하부 롤의 다른 한 곳(12)에 위치하는 이동가능한 절단 날(52);
    상기 다른 롤(12)을 관통하여 뻗어 있는 복수개의 작동 로드(54);
    상기 작동로드(54)상의 캠 수단(60)과, 상기 캠 수단(60)과 겹치는 상기 롤의 외측에 위치하여 상기 롤(12)의 회전에 의해 캠 수단(60)이 결합되어 상기 작동로드(54)가 절단 날을 고정된 스톱 바를 향해 전진시키며, 절단 날은 상기 스톱 바에 대하여 약간 치우쳐 상기 절단 날이 상기 스톱 바에 근접되게 이동하여 상기 판 소재를 절단시키는 전단동작을 이루도록 하는 캠 작동수단(62);
    상기 캠 작동수단(62)을 이동시키기 위한 이동가능한 장착수단(64), 그리고 상기 장착수단(64)에 대해서 이동가능한 슬라이드 수단(68)과, 상기 장착수단을 승하강시키는 램프 수단(66,77)과, 그리고 두 위치사이에서 상기 슬라이드 수단(68)을 이동시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전절단장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 절단장치의 전방에 설치되어 판 소재의 길이를 측정하여 이 길이신호를 상기 구동수단에 전송하는 길이측정장치(24)에 접속된 구동수단(80)에 의해 절단 롤(12,14)을 출발시키고 정지시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전절단장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 절단 날(52)은 스톱 바(32)에 대해 약간의 전단각을 갖도록 장착되어 판의 일측으로부터 절단동작이 시작되어 판의 타측으로 연속되도록 하는 것을 특징으로 하는 회전절단장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 양 롤(12,14)은 용이하게 시작과 정지가 가능하고 매 절단 위치가 정확하게 조절가능하도록 상대적으로 직경이 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 회전절단장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 절단이 종료되자마자, 상기 절단날(52)은 캠 작동 수단(62)에 의해 이완되어 판의 전방단(upstream end)이 롤(12,14)사이를 방해없이 연속적으로 통과하도록 된 것을 특징으로 하는 회전절단장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 롤(12,14)은 두 정점(28,30,42,44)을 갖는 타원형 단면으로 이루어지고, 상기 스톱 바(32)가 상기 일 롤의 일정점(28)에 위치하며, 상기 절단날(52)과 슬롯(45)은 타 롤의 일정점(42)에 위치하는 것을 특징으로 하는 회전절단장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 타 롤(12)의 직경방향으로 관통개구(46)(through opening)가 뻗어 있고, 상기 로드(54)는 상기 관통개구에 위치하며 상기 로드를 상기 롤 내부에서 로드가 물러나는 위치로 치우치도록 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전절단장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 스톱바 롤(14)은 일정점에서 직각 숄더(36)를 갖고 있으며, 이 숄더에는 스톱 바가 고정수단(18)으로 고정되어 스톱 바(32)가 정비를 위해 분리가능하도록 된 것을 특징으로 하는 회전절단장치.
  9. 판소재가 통과 가능한 갭(gap)을 결정하는 한 쌍의 상,하부 절단 롤(12,14) 사이를 통과시키면서 이동하는 판 소재(W)를 설정된 길이로 절단하기 위한 방법으로, 이동가능한 절단 날(52)이 상기 다른 롤(12)을 관통해서 뻗어 있는 복수개의 작동 로드(54)에 연결되고, 상기 작동 로드(54)에는 캠 수단(60)이 설치되며, 상기 캠 수단(60)과 일치되는 상기 롤의 외측에는 캠 작동수단(62)이 설치되며, 상기 캠 작동수단(62)은 장착수단(64)에 장착되고 상기 로드(54)의 캠 숄더(60)에 대해 결합 및 분리 가능하며, 그리고 슬라이드 수단(68)은 상기 장착 수단(64)에 대하여 이동가능하고, 램프 수단(66,77)은 슬라이드 수단(68)의 이동에 의하여 상기 장착수단(64)을 승하강시키며, 구동수단(74)은 두 위치사이에서 상기 슬라이드 바(68)를 이동시키도록 하는 절단방법으로;
    상기 상,하부 롤(12,14)을 간헐적으로 작동시켜 동일하게 회전되도록 하고, 상,하부 롤의 어느 한 곳에는 절단 위치를 결정하는 스톱 바(32)가 설치되어 있으며, 상기 상,하부 롤의 다른 한 곳(12)에는 이동가능한 절단 날(52)이 위치하여 캠 수단(60)이 캠 작동수단에 결합되어 작동로드가 절단 날을 스톱 바를 향해 전진하도록 하며, 절단 날은 상기 스톱 바에 대하여 약간 치우쳐 상기 절단 날이 상기 스톱 바에 근접되게 이동하여 상기 판 소재를 절단시키는 전단동작을 이루도록 하고, 상기 절단장치의 전방에 설치되어 판 소재의 길이를 측정하여 이 길이신호를 상기 구동수단에 전송하는 길이측정장치(24)에 접속된 구동수단(80)에 의해 절단 롤(12,14)을 출발시키고 정지시키는 스텝을 포함하며, 상기 슬라이드 수단(68)을 상기 롤의 동작에 맞추어 동작시켜 캠 수단(60)에 대하여 상기 캠 작동수단(62)을 결합시켜 상기 로드가 상기 절단 바를 스톱 바 쪽으로 이동하게 하여 상기 판을 절단하도록 한 것을 특징으로 하는 회전절단방법.
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