KR100436995B1 - 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치 - Google Patents

탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치 Download PDF

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KR100436995B1 KR10-2001-0043268A KR20010043268A KR100436995B1 KR 100436995 B1 KR100436995 B1 KR 100436995B1 KR 20010043268 A KR20010043268 A KR 20010043268A KR 100436995 B1 KR100436995 B1 KR 100436995B1
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Abstract

본 발명은 음료용 캔의 뚜껑인 엔드 위에 따개의 역할로서 접합되는 탭에 대하여 탭의 성형전 탭 코일에 디자인을 인쇄하는데 있어서, 인쇄 실린더 롤의 누적 공차에 의해 탭 코일에 디자인 인쇄 후 탭 성형공정에서 탭 코일 디자인 인쇄공정에서 인쇄된 디자인이 탭 성형공정에서 목적한 위치로부터 벗어나는 것을 방지함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치에 관한 것으로, 이 탭 코일의 위상 조정장치는 롤 형태로 권취되어 있는 탭 코일을 디자인 인쇄공정으로 이송하기 위해 대향으로 배치되어 있는 한쌍의 옵셋 롤(30) 및 백업 롤(32)과, 상기 백업 롤(32)과 중심 정렬된 상태에서 양단이 서포트(20, 20')에 지지되어 있는 롤축(18)에 의해서 정·역회전이 가능하게 배치되어 있는 인쇄 실린더 롤(34)과, 상기 옵셋 롤(30)과 백업 롤(32)의 회전에 따라서 이송되는 탭 코일의 인쇄피치를 검출하는 이미지센서(76)와, 상기 탭 코일(70)의 표면을 촬영하는 CCD카메라(74)와, 위상 조정모터(40)에 의해 작동되는 위상 조정기(48)와, 상기 이미지센서(76)와 상기 CCD카메라(74)로부터 입력되는 신호 및 화상을 바탕으로 컴퓨터(80)의 모니터(82)에 신호를 출력하여 상기 탭 코일(70)의 표면 상태를 디스플레이 함과 동시에, 위상 조정모터(40)에 신호를 보내 상기 위상 조정기(48)를 작동시켜 탭 코일의 위상을 조정하는 제어유닛을 구비하고, 상기 인쇄 실린더 롤(34)을 지나는 탭 코일의 인쇄피치를 측정하는 포토센서(15)와, 상기 포토센서(15)에서 측정한 값과 오차를 수정 제어하는 피치 컨트롤러(68)를 포함한다.

Description

탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치{DEVICE FOR ADJUSTING DESIGN PRINTING POSITION OF TAB COIL}
본 발명은 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 인쇄 실린더 롤의 공차로 인하여 탭 코일에 디자인 인쇄 시, 인쇄 간격의 오차가 점진적으로 누적되어 인쇄 후에 디자인이 인쇄된 탭 코일을 탭 성형공정, 즉 컨버젼 프레스에 투입하여 탭을 성형함에 있어서, 인쇄공정에서 인쇄된 디자인의 위치가 목적으로 하는 핑거 홀 부분이 막힌 탭의 머리부분으로부터 벗어나는 것을 방지하기 위한 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치에 관한 것이다.
특히, 인쇄 실린더 롤의 표면에 일정한 간격으로 배치되어 있는 디자인의 잉크를 받아 옵셋 롤로 전이하여 백업 롤과 옵셋 롤의 상대적인 회전으로 이송되는 탭 코일에 디자인을 인쇄하는 공정에서, 상술한 실린더 롤의 인쇄 피치공차와 롤 직경 공차에 의해 인쇄 시 누적공차가 발생하여, 이후 탭 성형 공정 시 디자인이 목적으로 하는 위치로부터 벗어나는 것을 방지하여 정확한 성형 위치에 디자인을 인쇄하기 위한 탭 코일의 디자인 인쇄 위상조정장치에 관한 이다.
본 발명에 의하면, 선인쇄 후가공의 문제점을 개선한 목적으로 하는 동일위치에 가공이 이루어지도록 인쇄 시에 가공할 부위를 일정한 간격으로 연속 수정할수 있는 장치 및 그 가공위치를 연속으로 검출하는 위상조정장치를 제공하게 된다.
일반적으로, 음료용 캔은 장기간 음료수를 저장할 수 있는 점과 대체로 취급이 용이한 점으로 인하여 현재 널리 사용되고 있으며, 이 음료용 캔에는 탄산음료, 과일음료, 혼합음료뿐만 아니라, 맥주 등도 저장하고 있다. 통상, 음료용 캔은 스틸과 같은 금속이나 알루미늄과 같은 비 철금속재를 소재로 하여 원통형상으로 만드는 몸체와, 이 몸체의 윗면에 접합(시밍)되어 있는 알루미늄 엔드로 구성되어 있고, 이 알루미늄 엔드에는 음료의 개구가 용이하게 찢겨져 나가도록 스코어 라인이 형성되어 있다. 또한, 상기 엔드에는 음용 시에 스코어 라인을 눌어 용기를 개방하기 위한 탭이 접합되어 있다.
따라서, 캔 용기에 담겨져 있는 내용물을 음용하기 위해서는 탭을 잡아당겨 엔드상에 형성된 스코어 라인을 파쇄시킨다. 이때, 캔 속에 들어 있는 음료는 탭에 의해 파쇄된 스코어 라인의 출구를 통해 배출되므로, 음료수를 간편하게 마실 수 있다.
본 발명은 이러한 음료 캔의 편리성과 엔드에 접합되어 있는 탭에 디자인을 적용하여 이를 이용한 장식적인 기능을 가능하게 하기 위한 음료용 캔의 디자인 탭 엔드를 생산하는 제조방법과 관련된 것으로, 그 중에서도 탭 코일이 인쇄되는 디자인의 위치를 이후 탭 성형을 위한 컨버져 프세스 공정에서, 인쇄공정에서 인쇄된 디자인이 항상 핑거 홀 부분이 막힌 탭의 머리부분에 정확히 위치하도록 하기 위한 탭 코일의 디자인 위상 조정과 관련된다.
여기에서, 탭에 적용되는 디자인이라 함은 음료 브랜드의 로고나, 이미지,선전문구 및 제품특성에 대한 함축적인 문구나 문양, 제품의 프로모션을 위한 다양한 애니메이션의 캐릭터, 유명인의 캐리컬쳐, 과일음료에 적용된 과일의 이미지, 스포츠 대회의 로고 및 마스코트, 각종 업체의 로고와 상표 등을 포함한다.
음료용 캔에 있어서 디자인 탭 엔드의 제조공정의 일예로서, 2001년 2월 17일 본 출원인이 출원한 국내특허 출원번호 제2001-8020호에는 탭 코일에 탭의 바탕색 도장공정을 완료한 후에, 디자인 인쇄공정 및 니스공정을 완료하고, 이를 피치 정렬장치를 이용하여 탭 성형공정 및 스태킹 공정인 컨버젼 프레스 공정으로 투입하여 디자인 탭 엔드를 생산하는 제조방법이 개시되어 있다.
이러한 일련의 디자인 탭 성형 제조공정에서는 탭 코일에 인쇄되는 디자인의 간격을 인쇄공정 이후 컨버젼 프레스에서 성형되는 탭의 간격과 위치에 맞게 정확히 인쇄하여야만 인쇄된 디자인이 목적한 핑거 홀 부분이 막힌 탭의 머리부분에 정확히 위치할 수 있게 되는 것이다. 그러나 탭 코일에 디자인 인쇄공정에 있어서, 인쇄간의 공차 및 인쇄 실린더 롤의 공차에 의해 인쇄초기부터 미세한 디자인 인쇄간격의 오차가 점진적으로 누적되어 일정한 길이 인쇄 시에는 인쇄의 위치가 허용범위를 벗어나게 되어 상품의 가치를 하락시키고, 컨버젼 프레스에 탭 코일을 재정렬하여 투입하여야 하는 등의 문제가 발생할 수 있다. 즉, 탭 코일에 대한 디자인 인쇄공정에서 인쇄 실린더 롤의 공차에 대응하는 디자인 인쇄 위상조정이 없을 경우에는 인쇄 실린더의 공차가 인쇄의 진행에 따라서 지속적으로 누적되어 수 킬로미터에 달하는 탭 코일을 디자인 인쇄 후에 컨버젼 프레스로부터 탭 성형시 일정 길이 이상의 디자인 탭 코일을 성형하면 목적한 디자인의 위치가 성형된 탭의 목적한 위치로부터 벗어나는 문제가 있다.
또한, 본 출원인이 2001년 6월 13일 선출원한 국내특허출원 제2001-33177호에는 백업 롤과 옵셋 롤의 상대회전으로 이동되는 탭 코일의 위치 및 이송속도를 정확히 측정한 다음, 옵셋 롤과 맞닿아 회전하는 정역 회전가능한 위상 조정롤을 이용하여 옵셋 롤의 위치를 변화시킴으로써, 탭 코일의 위상을 정확히 유지할 수 있는 디자인 탭 코일의 위상 조정장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기 위상 조정장치에서는 인쇄피치를 정확히 감지함으로써, 인쇄 실린더 롤의 누적공차 만큼 위상 조정하는 수단이 구비되어 있지 않아, 위상 정밀도가 저하될 우려가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 탭 코일의 디자인 인쇄 공정에서 롤 회전 감지용 센서를 통하여 인쇄 실린더 롤의 1회전에 대한 오차를 측정하여, 이 감지센서로부터 전달되는 입력신호를 바탕으로 위상 조정모터에 신호를 보내 위상 조정용 모터를 회전시켜 위상 조정장치를 구동함으로써, 위상 조정장치가 정·역회전하여 인쇄 실린더 롤의 누적공차 만큼 위상 조정하는 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 일차로 디자인 인쇄 후에 후속공정으로 이송되는 탭 코일의 연속피치를 CCD카메라로 촬영한 다음, 컴퓨터의 모니터를 통해 이를 모니터링함과 동시에, 기입력된 피치 대비 위상이 상이한 경우에는 위상 조정모터로 신호를 보내 탭 코일의 인쇄위치를 2차로 조정함으로써, 보다 정밀한 위상 조정이 가능하도록 한 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치의 개략적인 구성을 보인 평면도.
도 2는 인쇄 실린더 롤의 배치관계를 보인 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치의 구성을 보인 블록도.
도 4는 본 발명에서 채용한 모니터링 수단의 구성을 보인 블록도.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
10:본체 12, 16:요크
14:커플러 15:포토센서
18:롤 샤프트 20, 20':서포트
30:옵셋 롤 32:백업 롤
34:인쇄 실린더 롤 40:위상 조정모터
42:구동기어 44:종동기어
46:트랜스퍼 48:위상 조정기
50:롤 회전 감지센서 60:제어유닛
70:탭 코일 74:CCD 카메라
76:이미지센서 80:컴퓨터
82:모니터
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디자인 탭 코일의 위상 조정장치는 롤형태로 권취되어 있는 탭 코일을 도장 및 디자인 인쇄공정으로 이송하기 위해 대향으로 배치되어 있는 한쌍의 옵셋 롤 및 백업 롤과, 상기 백업 롤과 중심 정렬된 상태에서 양단이 서포트에 지지되어 있는 롤축에 의해서 정역회전 가능하게 배치되는 위상 조정롤과, 내부에 위상 조정기가 장착되어 있는 본체와, 일단은 제 1요크를 통해서 상기 롤축에 결합되고 타단은 제 2요크를 통해서 상기 위상 조정기에 작동적으로 연결되어 있으며, 중앙은 커플러에 위해 동축적으로 결합되어 있는 샤프트 조립체와, 상기 제 1요크의 위상을 검출하여 상기 위상 조정롤의 위상을 간접적으로 검출하는 롤 회전 감지센서와, 상기 본체의 일측에 설치되고 상기 위상 조정기와 작동적으로 연결된 트랜스퍼와, 외부 전원의 공급에 의해 작동되면서 발생된 회전력을 구동기어 및 종동기어를 통해 상기 트랜스퍼로 전달하여 상기 위상 조정기를 작동시키는 위상 조정모터와, 상기 롤 회전 감지센서로부터 입력되는 신호를 바탕으로 상기 위상 조정모터로 제어신호를 출력하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치의 개략적인 구성을 보인 평면도이고, 도 2는 인쇄 실린더 롤의 배치관계를 보인 측면도이고, 도3은 본 발명에 따른 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치의 구성을 보인 블록도이며, 도 4는 본 발명에서 채용한 모니터링 수단의 구성을 보인 블록도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 채용한 위치 조정장치에서는 사각형상의 본체(10)에 위상 조정기(48)를 구비함과 동시에, 일측면에는 위상 조정모터(40)가 장착된 구조를 채용하였다. 위상 조정모터(40)의 모터축 상단에는 구동기어(42)가 장착되어 있으며, 이 구동기어(42)는 트랜스퍼(46)의 하단으로 돌출되어 있는 종동기어(44)와 치합되어 있다. 따라서, 위상 조정모터(40)의 작동력은 이들 기어(42, 44)의 치합을 통해서 트랜스퍼(46)로 전달된다. 트랜스퍼(46)는 위상 조정모터(40)의 회전력을 전달받아 위상 조정기(48)로 공급한다.
한편, 위상 조정기(48)는 샤프트 조립체를 개재하여 정·역회전이 가능한 인쇄 실린더 롤(34)과 작동적으로 결합되어 있다. 샤프트 조립체는 중앙에 커플러(14)가 구비되어 있으며, 이 커플러(14)의 양단에는 제 1요크(12)와 제 2요크(16)가 연결되어 있다. 이 중, 도면에서 우측에 배치되는 제 1요크(12)는 위상 조정기(48)와 연결되어 있고, 좌측에 배치되는 제 2요크(16)는 인쇄 실린더 롤(34)을 회전시키는 롤축(18)에 연결되어 있다. 따라서, 트랜스퍼(46)를 개재하여 위상 조정모터(40)로부터 전달된 동력은 위상 조정기(48)를 거쳐서 제 1요크(12)로 입력된 다음, 이 동력은 다시 커플러(14)를 개재하여 제 1요크(12)와 결합되어 있는 제 2요크(16)를 통해서 롤축(18)으로 전달됨으로써, 인쇄 실린더 롤(34)의 정·역회전을 가능케 한다. 이때, 롤축(18)은 좌우측의 서포트(20, 20')에 의해 회전 가능하게 지지된 상태에서, 옵셋 롤(30)과 밀착되어 있다.
다음에, 도 2에 도시된 바와 같이, 인쇄 실린더 롤(34)과 접촉된 상태로 회전하는 옵셋 롤(30)은 백업 롤(32)과 접촉된 상태로 회전 가능하게 배치되어 있다. 따라서, 공급롤(도시 생략)로부터 화살표 방향(P)을 따라 공급된 탭 코일은 이들 2개의 롤(30, 32)사이로 유입되면서 이들의 가압력에 의해 캡 코일은 다음의 디자인 인쇄공정 등으로 공급된다.
이 때, 인쇄공정 및 니스공정을 거쳐 디자인이 인쇄된 디자인 탭 코일이 컨버젼 프레스에 의해 성형되는 디자인 탭 성형공정에서 인쇄된 디자인이 핑거홀 부분이 막히도록 성형된 탭의 머리부분에 정확히 위치하도록 하기 위해서는 탭 코일에 인쇄된 디자인의 위치와 간격이 누적 공차없이 정확히 유지되어야만 하는데, 이를 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에서는 인쇄 실린더 롤(34) 1회전에 대한 오차를 측정하여, 이를 바탕으로 하여 탭 코일의 디자인 인쇄 위상을 조정하는 방안을 제시하였다. 이때, 인쇄 실린더 롤(34)의 오차 검출을 위하여 롤 회전 감지용 센서(50) 및 각 인쇄 피치가 셋팅한 피치와 일치하는 지를 체크하는 포토센서(15)가 설치되어 있다.
롤 회전 감지센서(50)에서 감지한 인쇄 실린더 롤(34)의 오차는 도 3에 도시한 제어유닛(60)으로 입력된다. 제어유닛(60)에는 위치 컨트롤러(62)와 회전속도 컨트롤러(64) 및 전류 컨트롤러(66)가 구비되어 있다. 따라서, 롤 회전 감지센서(50)로부터 입력된 입력신호를 바탕으로 제어유닛(60)은 인쇄 실린더 롤(34)의 오차에 대하여 위치 컨트롤러(62)와 회전속도 컨트롤러(64) 및 전류 컨트롤러(66)의 연속 동작에 따라서 제어신호를 출력한다. 제어유닛(60)으로부터 출력된 신호는 위상 조정모터(40)로 보내져 이를 구동하게 되며, 위상 조정모터(40)의 회전력은 트랜스퍼(46)를 개재하여 위상 조정기(48)로 전달된다.
그러므로, 위상 조정기(48)는 제 1요크(12)와, 커플러(14) 및 제 2요크(16)를 통해서 롤축(18)을 정·역 회전시킴으로써, 인쇄 실린더 롤(34)을 위상차만큼 정회전 또는 역회전시켜 정확한 위상을 유지할 수 있도록 하고, 인쇄피치감지 포토센서(15)를 통해서 인쇄피치를 감지함으로써, 상기와 동일한 경로를 통해 위상을 조정한다. 포토센서(15)에서 감지한 인쇄피치의 정보는 피치 컨트롤러(68)로 전달되며, 제어유닛(60)은 상기와 같은 일련의 제어과정을 통해서 위상 조정모터(40) 및 위상 조정기(48)를 제어하여 디자인 인쇄피치를 조절하게 된다.
다음에, 도 4에는 상술한 바와 같이, 일차로 위상 조정된 후에 인쇄후 후속공정에서 탭 코일의 연신으로 발생되는 피치공차 및 인쇄가 완료된 탭 코일의 디자인 인쇄품질, 인쇄 피치 정렬상태를 2차로 검출하여 이에 대한 데이터를 인쇄초기공정으로 다시 피드 백(feed back)하여 2차로 디자인 인쇄 위상조정을 할 수 있는 수단을 제시하고 있다.
이를 위해서, 컨베이어(72)를 통해서 이송되는 탭 코일(70)의 표면을 CCD카메라(74)로 촬영한 다음, 컴퓨터(80)의 모니터(82)를 통해 이를 모니터링 함과 동시에, 위상이 상이한 경우에 제어유닛(60)은 위상 조정모터(40)로 신호를 보내 탭 코일(70)의 위상을 2차로 조정함으로써 보다 정밀한 위상 조정이 가능하도록 한다. CCD카메라(74)의 근처에는 탭 코일(70)의 인쇄피치를 검출하는 이미지센서(76)가 배치되어 있다.
이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 음료용 캔의 탭 코일의 디자인 인쇄 공정에서 인쇄 실린더 롤의 오차를 회전 감지센서를 통해 감지하고, 피치 측정 포토센서로 피치를 측정한 다음, 이 감지센서로부터 전달되는 입력신호를 바탕으로 위상 조정모터를 구동하여 위상 조정기를 작동시킴으로써, 탭 코일의 디자인 인쇄 위치를 정확히 유지하여 항상 정확한 위치에서 디자인 인쇄작업이 실행되도록 하고, 위상 조정에 따른 생산중단 등으로 인한 생산성의 저하를 막을 수 있는 이점이 있다.
또한, 일차로 위상 조정된 후에 디자인 인쇄공정 등의 후속공정으로 이송되는 탭 코일을 CCD카메라로 촬영한 다음, 컴퓨터의 모니터를 통해 이를 모니터링함과 동시에, 위상이 상이한 경우에는 위상 조정모터로 신호를 보내 탭 코일의 위상을 2차로 조정함으로써 보다 정밀하게 탭 코일의 위상을 조정함으로써, 보다 정밀하고 정교한 디자인 인쇄품질을 유지하여 상품성이 향상된다.

Claims (3)

  1. 롤형태로 권취되어 있는 탭 코일을 도장 및 디자인 인쇄공정으로 이송하기 위해 대향으로 배치되어 있는 한쌍의 옵셋 롤(30) 및 백업 롤(32)과,
    상기 백업 롤(32)과 중심 정렬된 상태에서 양단이 서포트(20, 20')에 지지되어 있는 롤축(18)에 의해서 정역회전 가능하게 배치되는 위상 조정롤(34)과,
    내부에 위상 조정기(48)가 장착되어 있는 본체(10)와,
    일단은 제 1요크(12)를 통해서 상기 롤축(18)에 결합되고 타단은 제 2요크(16)를 통해서 상기 위상 조정기(48)에 작동적으로 연결되어 있으며, 중앙은 커플러(14)에 위해 동축적으로 결합되어 있는 샤프트 조립체와,
    상기 제 1요크(12)의 위상을 검출하여 상기 위상 조정롤(34)의 위상을 간접적으로 검출하는 롤 회전 감지센서(50)와,
    상기 본체(10)의 일측에 설치되고 상기 위상 조정기(48)와 작동적으로 연결된 트랜스퍼(46)와,
    외부 전원의 공급에 의해 작동되면서 발생된 회전력을 구동기어(42) 및 종동기어(44)를 통해 상기 트랜스퍼(46)로 전달하여 상기 위상 조정기(48)를 작동시키는 위상 조정모터(40)와,
    상기 롤 회전 감지센서(50)로부터 입력되는 신호를 바탕으로 상기 위상 조정모터(40)로 제어신호를 출력하는 제어유닛(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디자인 탭 코일의 위상 조정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 백업 롤(32)과 상기 옵셋 롤(30)의 회전에 따라서 이송되는 탭 코일(70)의 진입을 감지하는 근접센서(76)와, 상기 탭 코일(70)의 표면을 촬영하는 CCD카메라(74)를 추가로 구비하고, 상기 제어유닛(60)은 상기 근접센서(76)와 상기 CCD카메라(74)로부터 입력되는 신호 및 화상을 바탕으로 컴퓨터(80)의 모니터(82)에 신호를 출력하여 상기 탭 코일(70)의 표면 상태를 디스플레이 함과 동시에, 상기 위상 조정모터(40)에 신호를 보내 상기 위상 조정기(48)를 작동시켜 탭 코일의 위상을 추가로 조정하는 것을 특징으로 하는 디자인 탭 코일의 위상 조정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 인쇄 실린더 롤(34)을 지나는 탭 코일의 인쇄피치를 측정하는 포토센서(15)와,
    상기 포토센서(15)에서 측정한 값과 오차를 수정 제어하는 피치 컨트롤러(68)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 탭 코일의 디자인 인쇄 위상 조정장치.
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