KR100867014B1 - Center positioning controller using driving principle of linear induction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선형유도 구동원리를 이용한 사행 교정장치에 관한 것으로, 특히 일 방향으로 기울어져 이동하는 금속판의 방향을 비접촉식으로 교정할 수 있게 하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a meandering correction device using a linear induction driving principle, and more particularly, to an apparatus for enabling non-contact correction of the direction of a metal plate tilted and moved in one direction.
금속판 이송라인에서는 금속판이 이송되고 있는 도중에 금속판 이송 방향이 금속판을 이송시키려고 하는 방향과 기울어지게 되는 경우가 발생한다. 종래에는 다음과 같은 금속판의 사행을 교정하는 장치가 있었다.In the metal plate conveying line, the metal plate conveying direction may be inclined with the direction to convey the metal plate while the metal plate is being conveyed. Conventionally, there has been a device for correcting meandering of a metal plate as follows.
도 1은 종래의 금속판 사행 교정장치로 금속판의 사행을 교정하는 상태를 나타낸 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 금속판(10)의 사행을 교정하기 위해서 롤(20)의 일측은 모터(30)에 고정되게 하고, 타측은 금속판(10)의 진행 방향으로 움직일 수 있게 한다. 그리고, 롤(20)은 모터(30)의 구동에 의해 금속판(10)의 진행속도에 따라 회전운동을 한다.1 is a perspective view illustrating a state of correcting meandering of a metal plate with a conventional metal plate meander correcting device. As shown in FIG. 1, in order to correct the meandering of the
금속판(10)이 롤(20)의 드라이빙 사이드(driving side, 20a) 쪽으로 기울어지면, 롤(20)의 각은 a 방향으로 움직이게 되어 금속판(10)은 b 방향으로 힘을 받 아 금속판이 진행하고 있는 방향의 중앙으로 움직이게 된다. 그러나, 금속판(10)이 워킹 사이드(working side, 20b) 쪽으로 기울어지면, 롤(20)은 c 방향으로 움직이게 되어 금속판(10)은 d 방향으로 힘을 받아 금속판이 진행하고 있는 방향의 중앙으로 움직이게 된다.When the
상기와 같은 종래의 금속판 사행 교정장치는 롤(20)을 회전시키면서 롤(20)의 각도를 변경해야만 하기 때문에 회전하는 전동기와 유압장치에 의해 구동되는 복잡한 구조를 가진다. 그리고, 금속판(10)과 롤(20)의 마찰로 인하여 동작하기 때문에 마찰력이 큰 경우에는 금속판(10)에 흠집이 생길 우려가 있고, 마찰력이 작은 경우에는 사행 교정을 수행하는 것이 어렵다.The conventional metal sheet meandering correction device as described above has a complicated structure driven by a rotating electric motor and a hydraulic device because the angle of the
본 발명의 일 측면은 일 방향으로 기울어져 이동하는 금속판의 방향을 비접촉식으로 교정할 수 있게 하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.One aspect of the present invention aims to provide an apparatus for non-contactly correcting the direction of a metal plate tilted in one direction and moving.
그리고, 본 발명의 다른 측면은 금속판과 사행 교정장치 사이의 마찰이 생기지 않아 금속판에 흠집을 발생시키지 않게 하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an apparatus in which friction between the metal plate and the meander correcting device does not occur so as not to cause scratches on the metal plate.
또한, 본 발명의 또 다른 측면은 위치감지센서와 선형유도장치를 일체화하여 공간을 최적화할 수 있게 할 뿐만 아니라, 선형유도장치를 상하 대칭적으로 설치하여 1대의 선형유도장치를 설치할 경우에 비하여 금속판의 흡입력을 줄일 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, another aspect of the present invention is not only to optimize the space by integrating the position sensor and the linear guide device, but also to install the linear guide device up and down symmetrically compared to the case of installing one linear guide device It is an object of the present invention to provide a device that can reduce the suction force of the.
본 발명은 일 방향으로 기울어져 이동하는 금속판의 사행을 교정하는 장치에 있어서, 상기 금속판의 위치를 감지하는 위치감지센서; 및 상기 위치감지센서가 감지한 상기 금속판의 위치에 따른 선형의 이동 자계를 발생시키는 고정자가 배치되어 있고, 전원을 입력받아 상기 이동 자계에 의해 상기 금속판이 힘을 받아 이동하게 하는 제1 및 제2 선형유도장치;를 포함하되, 상기 제1 선형유도장치와 제2 선형유도장치는 상하 대칭적으로 배치된 것을 특징으로 하는 선형유도 구동원리를 이용한 사행 교정장치를 제시한다.The present invention is a device for correcting the meandering of the metal plate inclined to move in one direction, position detection sensor for detecting the position of the metal plate; And stators configured to generate a linear moving magnetic field according to the position of the metal plate sensed by the position sensing sensor, and the first and second to move the metal plate under force by the moving magnetic field by receiving power. Including a linear induction device; The first linear induction device and the second linear induction device proposes a meandering correction device using a linear induction drive principle, characterized in that arranged up and down symmetric.
본 발명의 일 측면은 전동기와 유압장치와 같은 복잡한 장치를 갖추지 않고도 일 방향으로 기울어져 이동하는 금속판의 방향을 비접촉식으로 교정할 수 있게 한다.One aspect of the present invention allows a non-contact correction of the direction of a metal plate that is tilted and moved in one direction without having complicated devices such as an electric motor and a hydraulic device.
그리고, 본 발명의 다른 측면은 비접촉식으로 금속판의 사행을 교정할 수 있기 때문에, 금속판과 사행 교정장치 사이의 마찰이 생기지 않아 금속판에 흠집을 발생시키지 않게 한다.In addition, another aspect of the present invention is that the meandering of the metal plate can be corrected in a non-contact manner, so that the friction between the metal plate and the meandering correction device does not occur so that the metal plate is not scratched.
또한, 본 발명의 또 다른 측면은 위치감지센서와 선형유도장치를 일체화하여 공간을 최적화할 수 있게 할 뿐만 아니라, 선형유도장치를 상하 대칭적으로 설치하여 1대의 선형유도장치를 설치할 경우에 비하여 금속판의 흡입력을 줄일 수 있게 한다.In addition, another aspect of the present invention is not only to optimize the space by integrating the position sensor and the linear guide device, but also to install the linear guide device up and down symmetrically compared to the case of installing one linear guide device It can reduce the suction power of
이하, 본 발명에 대하여 도면을 통하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사행 교정장치로 금속판의 사행을 교정하는 상태를 나타낸 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 사행 교정장치(200)는 금속판(100)의 하부에 위치하여 금속판(100)이 이동하고 있는 방향으로부터 벗어나 일 방향으로 기울어져 이동하는 것을 교정함으로써, 금속판(100)을 중앙으로 이동시켜 원래 이동시키고자하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 사행 교정장치(200)가 화살표가 가리키는 방향으로 진행하는 도중에 a 방향이나 b 방향으로 기울어지게 되면, 사행 교정장치(200)가 이를 교정함으로써, 화살표가 가리키는 방향으로 이동할 수 있게 한다.Figure 2 is a perspective view showing a state of correcting the meandering of the metal plate with a meandering correction device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레임으로 일체화된 사행 교정장치로 금속판의 사행을 교정하는 상태를 나타낸 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 프레임(frame)으로 일체화된 사행 교정장치(이하, 사행 교정장치라 한다., 300)는 금속판(100)이 이동하고 있는 방향으로부터 벗어나 일 방향으로 기울어져 이동하는 것을 교정함으로써, 금속판(100)을 중앙으로 이동시켜 원래 이동시키고자하는 방향으로 이동시킬 수 있다.Figure 3 is a perspective view showing a state of correcting the meandering of the metal plate with the meander correction apparatus integrated into the frame according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the meander correcting device integrated into a frame (hereinafter, referred to as a meander correcting device) 300 is moved away from the direction in which the
사행 교정장치(300)가 금속판(100)의 이동 방향을 교정하여 금속판(100)을 원래 이동시키고자하는 방향으로 이동시킬 수 있는 것은, 도 2의 사행 교정장치와 공통적인 사항이다. 그러나, 사행 교정장치(300)는 선형유도장치가 상하 대칭적으로 배치됨으로써(도 4에 도시됨.) 사행 교정장치(300)와 금속판(100)의 인력을 최소화시킨다.The
도 4는 본 발명의 선형유도 구동원리를 이용한 사행 교정장치의 상세 구조도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 사행 교정장치는 위치감지센서(320), 제1 및 제2 선형유도장치(340, 360)를 일체화하여 프레임(380)에 내장하고 있다. 그리고, 프레임(380)의 외부에는 제어기(도시되지 않음)가 연결될 수 있다. 프레임(380)은 예를 들어, 슬릿(slit)을 갖는 ㄷ 형태를 가질 수 있다.4 is a detailed structural diagram of a meandering calibration device using the linear induction driving principle of the present invention. As shown in FIG. 4, the meandering calibration device integrates the
위치감지센서(320)는 일 방향으로 기울어져 이동하는 금속판(100)의 위치를 감지한다.The
제어기는 위치감지센서(320)가 감지한 금속판(100)의 위치 데이터를 수신하고, 제1 및 제2 선형유도장치(340, 360)에 공급되어야 할 전류의 위상, 전압 및 주 파수의 크기에 관한 데이터를 계산하여 인버터(inverter)에 전송한다.The controller receives the position data of the
제1 및 제2 선형유도장치(340, 360)는 외부의 인버터에 연결되어 인버터로부터 각 상에 인가되는 전류, 전압 및 주파수를 공급받는다. 그리고, 제1 및 제2 선형유도장치(340, 360)에는 각각 제1 및 제2 코일(340b, 360b)이 감겨있는 3상의 극(A, B, C)이 배치되어 있다. 이때, 금속판(100)이 이동할 때 선형유도장치(340, 360)가 받는 힘의 크기는 각 상에 인가되는 전류의 크기에 비례하고, 힘의 방향은 각 상에 인가되는 전류의 위상에 따라 변경된다. 그리고, 금속판(100)의 이동 속도는 각 상에 인가되는 전압 및 주파수의 크기에 비례한다.The first and second
그리고, 제1 및 제2 선형유도장치(340, 360)에는 위치감지센서(320)가 감지한 금속판(100)의 위치에 따른 선형의 이동 자계를 발생시키는 각각의 고정자 (stator, 340a, 360a)가 배치되어 있는데, 제1 선형유도장치(340)와 제2 선형유도장치(360)는 상하 대칭적으로 배치되어 있다.In addition, each of the
또한, 제1 및 제2 선형유도장치(340, 360)는 3상 교류전원을 입력받아 금속판(100)이 고정자(340a, 360a)에 배치된 극의 길이 방향으로 형성된 이동 자계에 의하여 힘을 받아 이동하게 한다. 이동 자계는 금속판(100)에 와전류를 형성시킨다. 그리고, 이동 자계과 와전류는 플레밍의 왼손법칙에 의해 금속판(100)에 힘을 가한다. 이때, 힘의 크기는 제1 및 제2 선형유도장치(340, 360)의 각 상에 유입되는 전류의 크기에 비례하고, 힘의 방향은 각 상에 유입되는 전류의 위상에 따라 변경된다. 그리고, 금속판(100)의 이동 속도는 3상 교류전원의 전압 또는 주파수에 비례한다. 제1 및 제2 고정자(340a, 360a)는 선형으로 배치되어 선형의 이동 자계 를 발생시키게 된다. 여기서, 제1 및 제2 고정자(340a, 360a)의 길이 방향은 금속판(100)을 이동시키고자하는 방향과 직각으로 배치되어 있다.In addition, the first and second
또한, 외부의 인버터(도시되지 않음)로부터 제1 및 제2 코일(340b, 360b)에 인가되는 전류의 위상에 따라 금속판(100)이 힘을 받는 방향이 변경될 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 코일(340b, 360b)에 인가되는 전류가 커지면 금속판(100)이 받는 힘은 커지고, 제1 및 제2 코일(340b, 360b)에 인가되는 전압 또는 주파수가 커지면 금속판(100)의 이동 속도는 빨라진다.In addition, the direction in which the
상기와 같이 금속판(100)의 사행을 교정하는데 있어서, 비접촉식으로 금속판 (100)의 사행을 교정할 수 있으며, 금속판(100)의 사행을 교정하기 위한 방향으로 힘을 가하여 효과적으로 사행을 교정할 수 있다.In the correction of the meandering of the
그리고, 제1 선형유도장치(340)와 제2 선형유도장치(360)를 상하 대칭적으로 설치하면, 도 2와 같이 1대의 사행교정장치를 설치할 경우에 비하여 금속판(100)의 흡입력을 줄일 수 있다. 즉, 금속판(100)이 제1 및 제2 선형유도장치(340, 360)를 통과하는 경우에 제1 및 제2 선형유도장치(340, 360)에 동시에 인력이 동작하여 제1 선형유도장치(340)나 제2 선형유도장치(360)의 어느 하나에 금속판(100)이 흡착되는 현상이 발생하지 않는다.In addition, when the first
도 5는 본 발명의 위치감지센서의 구조도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 위치감지센서는 제1 및 제2 발광소자(321a, 321b), 제1 및 제2 수광소자(322a, 322b), 제1 및 제2 광전압 변환기(323a, 323b) 및 차동 증폭기(324)를 포함한다.5 is a structural diagram of a position sensor of the present invention. As shown in FIG. 5, the position detection sensor includes first and second
제1 및 제2 발광소자(321a, 321b)는 금속판(100)의 위치에 따라 빛의 세기를 조절하여 발광하고, 제1 및 제2 수광소자(322a, 322b)는 제1 및 제2 발광소자 (321a, 321b)로부터 각각 빛을 받는다. 제1발광소자(321a)와 제2 발광소자(321b) 는 금속판(100)의 이동경로를 중심으로 좌우에 대칭적으로 배치된다. 그리고, 제1 수광소자(322a)와 제2 수광소자(322b)도 금속판(100)의 이동경로를 중심으로 좌우에 대칭적으로 배치된다. 또한, 제1 발광소자(321a)와 제1 수광소자(322a)는 금속판(100)의 이동경로의 상하에 대칭적으로 배치되어 있다. 또한, 제2 발광소자(321b)와 제2 수광소자(322b)도 금속판(100)의 이동경로의 상하에 대칭적으로 배치되어 있다. 즉, 금속판(100)이 이동할 때, 금속판(100)의 하부에는 제1 및 제2 발광소자(321a, 321b)가 좌우에 배치되어 있고, 금속판(100)의 상부에는 제1 및 제2 수광소자(322a, 322b)가 좌우에 배치되어 있다. 제1 및 제2 발광소자(321a, 321b) 및 제1 및 제2 수광소자(322a, 322b)는 동일한 파장 대역을 사용하며, 파장 대역을 좁게 설정하여 사용할수록 외부의 광 잡음 신호를 줄일 수 있다. 가시광선의 영향을 줄이기 위해서는 적외선 영역을 사용할 수도 있다. 제1 및 제2 수광소자(322a, 322b)의 출력신호는 각각 제1 및 제2 광전압 변환기(323a, 323b)를 통하여 수광의 세기에 따라 출력전압을 달리할 수 있다.The first and second
그리고, 제1 및 제2 광전압 변환기(323a, 323b)는 제1 및 제2 수광소자 (322a, 322b)가 받는 빛의 세기에 따라 각각의 전압을 출력하고, 차동 증폭기(324)는 제1 및 제2 광전압 변환기(323a, 323b)로부터 출력된 2개의 전압을 입력받아 그 차이값을 출력한다. 이동하는 금속판(100)이 프레임의 중앙에 위치하게 되면 제1 및 제2 수광소자(322a, 322b)의 출력은 동일하게 되고, 차동 증폭기(324)의 출력은 0이 된다.The first and second
이동하는 금속판(100)이 왼쪽으로 기울어지면 제1 수광소자(322a)보다 제2 수광소자(322b)의 수광량이 많아지게 되고, 차동 증폭기(324)의 출력은 음(-)의 값으로 증가하게 된다. 그러나, 이동하는 금속판(100)이 오른쪽으로 기울어지면 제2 수광소자(322b)보다 제1 수광소자(322a)의 수광량이 많아지게 되고, 차동 증폭기 (324)의 출력은 양(+)의 값으로 증가하게 된다. When the moving
도 6은 본 발명의 바퀴가 장착된 사행 교정장치를 나타낸 정면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 사행 교정장치(300)에는 바퀴(400a, 400b)가 장착되어 있고, 바퀴(400a, 400b)가 장착된 사행 교정장치(300)는 레일(500) 상에서 이동할 수 있다. 그리고, 바퀴(400a, 400b)를 제거하여 레일이 없는 상태에서도 사행 교정장치(300)를 이용할 수 있게 바퀴(400a, 400b)는 탈부착이 가능하게 할 수 있다.Figure 6 is a front view showing the meander correction apparatus equipped with a wheel of the present invention. As shown in FIG. 6, the
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해서만 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정되며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited only to the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is defined by the appended claims, and various forms of substitution, modification, and change within the scope not departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to one of ordinary skill in the art that this is possible.
도 1은 종래의 금속판 사행 교정장치로 금속판의 사행을 교정하는 상태를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a state of correcting meandering of a metal plate with a conventional metal plate meander correcting device.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사행 교정장치로 금속판의 사행을 교정하는 상태를 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing a state of correcting the meandering of the metal plate with a meandering correction device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레임으로 일체화된 사행 교정장치로 금속판의 사행을 교정하는 상태를 나타낸 사시도이다.Figure 3 is a perspective view showing a state of correcting the meandering of the metal plate with the meander correction apparatus integrated into the frame according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 선형유도 구동원리를 이용한 사행 교정장치의 상세 구조도이다. 4 is a detailed structural diagram of a meandering calibration device using the linear induction driving principle of the present invention.
도 5는 본 발명의 위치감지센서의 구조도이다. 5 is a structural diagram of a position sensor of the present invention.
도 6은 본 발명의 바퀴가 장착된 사행 교정장치를 나타낸 정면도이다.Figure 6 is a front view showing the meander correction apparatus equipped with a wheel of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 금속판 200, 300 : 사행 교정장치 100:
320 : 위치감지센서 321a : 제1 발광소자 320:
321b : 제2 발광소자 322a : 제1 수광소자 321b: second
322b : 제2 수광소자 323a : 제1 광전압 변환기 322b: second
323b : 제2 광전압 변환기 324 : 차동 증폭기323b: second optical voltage converter 324: differential amplifier
340 : 제1 선형유도장치 340a : 제1 고정자340: first
340b : 제1 코일 360 : 제2 선형유도장치340b: first coil 360: second linear induction device
360a : 제2 고정자 360b : 제2 코일360a:
380 : 프레임 400a, 400b : 바퀴 380:
500 : 레일500: rail
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