KR100534665B1

KR100534665B1 - 타이어용 고무시트 제조장치의 고무시트 두께 제어수단 및그 방법

Info

Publication number: KR100534665B1
Application number: KR10-2004-0029197A
Authority: KR
Inventors: 이원희
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-12-08
Also published as: KR20050104038A

Abstract

본 발명은 고무 배합장치인 믹서에서 배합원료인 고무를 스크류와 쉬팅롤러로 압출하여 시트(sheet)형상으로 성형하는 타이어용 고무 시트 제조장치에서 고무시트의 두께를 사용자가 원하는 두께로 일정하게 나올 수 있도록 하는 타이어용 고무시트 제조장치의 고무시트 두께 제어수단 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 타이어용 고무 시트 제조장치의 고무 시트 두께 제어 수단은 고무를 배합하는 믹서(Mixer, 1)와 배합이 완료된 고무원료를 일시 저장하고 이를 다시 후술하는 시트압출밀에 공급하는 호퍼(2)와 공급된 배합고무를 압송하는 스크류(31)와 압송되어 온 배합고무를 소정의 폭과 두께로 압출하여 판상의 고무시트를 제조하는 한 쌍의 쉬팅롤러(32)가 구비된 시트압출밀(Sheet Extruding Mill, 3)로 구성된 타이어용 고무 시트 제조장치에 있어서, 쉬팅롤러(32) 사이간격의 변위를 측정하는 것으로 두 쉬팅롤러(32)에 각각 구름접촉되어 부착된 실린더형 변위센서(S1)와 변위센서의 신호를 전기적 신호로 변환하는 트렌스듀서(S2)와, 전기적 신호를 받아 실시간 비례적으로 스크류(31)의 회전속도와 쉬팅롤러(32)의 회전속도를 제어하는 PID제어기(S3)와, 수신된 변위값 및 스크류와 쉬팅롤러의 회전속도를 실시간으로 디스플레이하는 디스플레이어(S4)로 이루어진다

Description

타이어용 고무시트 제조장치의 고무시트 두께 제어수단 및 그 방법 {Rubber Sheet Control Means and Method of the Tire Rubber Sheet Mill}

타이어 제조용 고무시트 제조장치는 도 1에 도시된 바와 같이 기본적으로 고무를 배합하는 믹서(Mixer, 1)와 배합이 완료된 고무원료를 일시 저장하고 이를 다시 후술하는 시트압출밀에 공급하는 압출기호퍼(2)와, 공급된 배합고무를 압송하는 스크류(31)와, 압송되어온 배합고무를 소정의 폭과 두께로 압출하여 판상의 고무시트를 제조하는 한 쌍의 쉬팅롤러(32)가 구비된 시트압출밀(Sheet Extruding Mill, 3)로 구성된다.

종래의 타이어용 고무시트 제조장치는 믹서(Mixer, 1)에서 고무배합을 완료한 후, 시트압출밀(3)에서 배합된 고무를 압출할 때, 일정한 속도로 회전하는 한 쌍의 쉬팅롤러(32) 사이를 통과하게 된다. 이 방법은 사용자가 원하는 시트(Sheet) 두께를 유지하기 위해서 시트압출밀(3)의 스크류(31)의 회전속도와 쉬팅롤러(32)의 속도를 연계하여 제어하는 방법을 사용하고 있다.

즉, 압출기 호퍼(2) 내부에 저장된 배합된 고무의 양이 많으면 압출기 스크류(31) 및 압착롤러(32)의 속도를 빠르게 하고, 호퍼(2)에 배합된 고무의 양이 적으면 압출 스크류(31) 및 두개의 쉬팅롤러(32)의 속도를 느리게 하여 시트압출밀(3)에 미치는 압력을 일정하게 하므로써 시트의 두께를 일정하게 제어하는 방법이다.

이와 같은 종래의 시트 두께 제어수단은 고무 배합장치인 믹서(1)에서 배합이 완료된 후 압출기를 이용하여 배합 완료된 고무를 쉬팅할 때, 호퍼(2) 내부에 부착된 레벨 센서에 의해 압출기 스크류(31) 및 쉬팅롤러(32)의 속도를 제어하여 시트압출밀(3)에 미치는 압력을 간접적으로 제어함으로써, 시트의 두께를 제어하였다.

상술한 종래의 시트 두께 제어방법은 시트압출밀(3) 내의 고무가 너무 많은 경우 쉬팅롤러(32)에 미치는 압력이 너무 크게 되어 두 개의 쌍으로 이루어진 쉬팅롤러(32)의 사이가 벌어짐으로 인해 시트의 두께가 두꺼워지게 되고, 시트압출밀(3) 내의 고무가 너무 적은 경우에는 쉬팅롤러(32)에 미치는 압력이 적어 쉬팅롤러(32) 사이가 좁아져 시트가 너무 얇아 끊어지거나, 투입량의 불균일로 인해 정상적인 시트 형태를 갖출 수 없게 되는 것을 의미한다.

상기 종래의 시트 두께 제어방법으로 호퍼(2) 내부에 부착된 레벨센서를 이용하여 시트의 두께를 제어할 때, 레벨센서의 반사판이 고무나 기타 이물질에 의해 오염되어 레벨 센서의 오작동이 유발되므로, 반사판에 부착된 이물질을 제거하기 위해 작업자가 직접 압출기 호퍼(2) 내부로 들어가서 처리해야 하므로, 이물질 제거 작업시 믹서의 작동을 중지함으로 인하여 생산성 저하는 물론이고 상당한 위험 부담도 따른다.

상술한 바와 같은 문제점을 갖고 있는 종래의 방법을 개선하고자 본 발명이 창안되었는데, 본 발명에 따른 타이어용 고무 시트제조장치의 제어방법은 시트압출밀을 구성하는 두 쉬팅롤러 사이 간격을 실린더형 변위센서의 거리변화량의 PID제어를 이용하여 기준 거리값을 설정한 후, 압력에 의한 쉬팅밀의 변화값에 대해, 기준값을 일정하게 유지하기 위해 쉬팅밀의 롤러 회전속도와 스크류 회전속도를 제어하여 시트의 두께를 제어함으로써, 균일한 시트의 두께를 얻을 수 있고, 설비의 유지/보수에 상당히 유리한 장치를 제공함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따른 시트 두께 제어수단이 구비되고 그 방법이 구현되는 타이어용 고무시트 제조장치 도 1과 같은 구성으로 시스템이 구성되어 있는데, 타이어용 고무시트 제조장치는 상기 종래기술에서 설형한 바와 같이 기본적으로 고무를 배합하는 믹서(Mixer, 1)와, 배합이 완료된 고무원료를 일시 저장하고 이를 다시 후술하는 시트압출밀에 공급하는 호퍼(2)와, 공급된 배합고무를 압송하는 스크류(31)와 압송되어온 배합고무를 소정의 폭과 두께로 압출하여 판상의 고무시트를 제조하는 한 쌍의 쉬팅롤러(32)가 구비된 시트압출밀(Sheet Extruding Mill, 3)로 구성되고, 본 발명에 따른 방법을 구현하기 위하여 부가적으로 두 쉬팅롤러(32) 사이 변위를 측정하는 것으로 두 쉬팅롤러(32)에 각각 구름접촉되어 부착된 실린더형 변위센서(S1)와, 변위센서의 신호를 전기적 신호로 변환하는 트렌스듀서(S2)와, 전기적 신호를 받아 실시간 비례적으로 스크류(31)의 회전속도와 쉬팅롤러(32)의 회전속도를 제어하는 PID제어기(S3), 그리고 수신된 변위 값 및 스크류와 쉬팅롤러의 회전속도를 실시간으로 디스플레이하는 디스플레이어(S4)로 구성된다.

본 발명에 따르면, 배합이 완료된 고무가 호퍼(2)로부터 시트압출밀(3)에 투입되면, 스크류(31)에 의해서 쉬팅롤러(32)까지 압송되고, 두 쉬팅롤러(32) 사이 틈새로 판상의 시트가 압출되는데, 이 때 실린더형 변위센서(S1)에 의하여 두 쉬팅롤러(32) 사이거리의 변위 값이 측정되고, 이 측정된 거리 변위 값은 트랜스듀서(S2)에 의하여 전기적 신호로 변환되며, 상기 전기신호로 변환된 변위 값은 PID제어기(S3)로 송신된다.

상기와 같이 PID제어기(S3)에 수신되어 입력된 거리 변위값은 기(旣) 입력된 거리 기준변위값과 비교하여 수신된 입력값이 기준변위값과 같아질 수 있도록 스크류(31)와 쉬팅롤러(32)의 회전속도를 제어하고, 안전을 위해 변위값이 크거나 작을 때 즉, 거리 상한값 또는 거리 하한값에 변위값에 이르면 스크류(31)와 쉬팅롤러(32)의 회전이 멈추도록 제어한다.

이와 같은 관계를 도 2에서 그래프로 도시하고 있다. 도 2에서 수직축은 거리 변위값(△X)을 표시하고, 수평축은 시간(t)을 표시하며, 곡선(λ)은 입력된 거리 변위값의 변화를 표시하고, 중앙의 수평축에 평행한 선(△X0)은 거리 기준변위값을 표시하며, 맨 위의 수평축에 평행한 선(△X1)은 거리 기준변위값의 상한치를 표시하며, 맨 아래 수평축에 평행한 선(△X2) 거리 기준변위값의 하한치를 표시한 것이다.

현재의 거리 변위값(△X)을 거리 기준변위값(△X0)에 일치시키기 위해서 거리 변위값이 거리 기준값보다 작으면(도 2에서 -쪽으로 갈수록), 스크류(31)의 속도를 증가시켜 내부 고무의 압력을 높여 거리 변위값(△X)의 변화가 +방향으로 유도되도록 제어하여 거리 기준값과 일치하도록 한다.

거리 변위값(△X)이 거리 기준변위값(△X0)보다 크면(도 2에서 +쪽으로 갈수록) 스크류(31)의 회전속도를 감속하여 내부 고무 압력을 낮추어 거리 변위값(△X)의 변화가 -방향으로 유도되도록 제어한다.

쉬팅롤(32)의 회전속도는 일정하게 유지하고 스크류(31)의 회전속도 만을 제어하여 거리 변위값(△X)을 제어한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 타이어용 고무 시트 제조장치의 시트 두께 제어수단 및 그 방법은 종래의 시트 두께 결정방법의 문제점들을 해결하고 고무 시트 제조장치의 유지 및 보수가 용이하고 유지 및 보수작업의 위험 부담도 적으며, 고장시 경제적 손실을 줄일 수 있으며, 무엇보다도 항상 원하는 균일한 두께의 고무 시트를 제조할 수 있다는데 그 장점이 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 시트 두께 제어수단이 구비되고 그 방법이 구현되 는 타이어용 고무시트 제조장치의 개략적 구성 설명도

도 2 는 두 쉬팅롤러 사이거리 변위값(△X)와 시간과의 관계 그래프

****도면의 주요부호에 대한 설명***

1 : 믹서 2 : 호퍼 3 : 시트압출밀

32 : 쉬팅롤러

S1 : 실린더형 변위센서 S2 : 트렌스듀서

S3 : 피디아이제어기 S4 : 디스플레이어

Claims

고무를 배합하는 믹서(Mixer, 1)와 배합이 완료된 고무원료를 일시 저장하고 이를 다시 후술하는 시트압출밀에 공급하는 호퍼(2)와 공급된 배합고무를 압송하는 스크류(31)와 압송되어 온 배합고무를 소정의 폭과 두께로 압출하여 판상의 고무시트를 제조하는 한 쌍의 쉬팅롤러(32)가 구비된 시트압출밀(Sheet Extruding Mill, 3)로 구성된 타이어용 고무 시트 제조장치에 있어서,

쉬팅롤러(32) 사이간격의 변위를 측정하는 것으로 두 쉬팅롤러(32)에 각각 구름접촉되어 부착된 실린더형 변위센서(S1)와 변위센서의 신호를 전기적 신호로 변환하는 트렌스듀서(S2)와, 전기적 신호를 받아 실시간 비례적으로 스크류(31)의 회전속도와 쉬팅롤러(32)의 회전속도를 제어하는 PID(S3)와, 수신된 변위 값 및 스크류와 쉬팅롤러의 회전속도를 실시간으로 디스플레이하는 디스플레이어(S4)로 이루어진 타이어용 고무 시트 제조장치의 고무 시트 두께 제어 수단.
제1항의 고무시트 두께 제어 수단이 구현됨에 있어서, 실린더형 변위센서(S1) 및 트랜스듀서(S2)에 의하여 측정된 두 쉬팅롤러(32) 사이 거리의 변위값(△X)을 피디아이제어기(PDI Controller, S3)에 입력하고, 상기 거리변위값(△X)과 기 입력된 거리 기준변위값(△X0)과 비교하여, PID제어기(S3)가 거리 변위값(△X)이 거리 기준변위값(△X0)보다 작으면 스크류(31)의 속도를 증가시키고, 거리 변위값(△X)이 거리 기준변위값(△X0)보다 크면 스크류(31)의 회전속도를 감속시키어, 거리 변위값(△X)이 거리 기준변위값(△X0)과 같아지도록 하여 고무 시트 두께를 제어하는 타이어용 고무 시트 제조장치의 고무 시트 두께 제어 방법.