KR100868220B1

KR100868220B1 - 롤 포밍 장치

Info

Publication number: KR100868220B1
Application number: KR1020070068138A
Authority: KR
Inventors: 정상범
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2008-11-11

Abstract

본 발명은 종래에서와 같은 루프유닛을 필요로 하지 않고, 원자재 강판의 두께에 관계 없이 롤 포머의 제품 성형 속도, 원자재 강판의 주행 속도 및 원자재 강판의 텐션 정도에 따라 언코일러의 구동을 용이하게 제어할 수 있는 롤 포밍 장치를 제공한다.

롤 포밍, 코일, 강판, 텐션, 속도, 언코일러, 롤 포머유닛, 텐션 센서, 초음파 센서, 속도 센서, 제어기

Description

롤 포밍 장치 {ROLL FORMING SYSTEM}

본 발명은 롤 포밍 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤 포머의 제품 성형 속도, 원자재 강판의 주행 속도 및 원자재 강판의 텐션에 따라 언코일러의 구동을 제어할 수 있는 롤 포밍 장치에 관한 것이다.

일반적으로 트럭과 같은 자동차의 조립 라인에서 차체에 적용되는 성형빔류는 상부 롤과 하부 롤로 구성되는 롤 포머가 10단 이상으로 일렬로 배치되어 공급되는 강판 패널을 다양한 형상으로 절곡하여 형성하는 롤 포밍 장치에 의해 이루어진다.

종래 기술에 따른 롤 포밍 장치의 구성은 도 6에 도시된 바와 같이, 언코일러(1)가 모터(미도시)에 의해 회전되면서 코일(2)로부터 띠상의 원자재 강판을 풀어 주고, 그 띠상의 원자재 강판을 스트레이트너(5)가 강판 패널로 펴주게 되며, 언급한 바 있는 롤 포머(R1~R7: 일부 미도시)들이 강판 패널을 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 성형빔의 형상으로 롤 포밍 성형할 수 있는 구조로 이루어진 다.

이러한 종래 기술의 롤 포밍 장치에 있어, 롤 포머(R1~R7)들에서의 성형빔 생산 속도는 롤 포머(R1~R7)들로 인입되는 강판 패널의 인입 속도와 동일해야 하므로, 코일(2)로부터 원자재 강판을 풀어주는 언코일러(1)의 회전 속도를 제어하여 원자재 강판의 주행 속도를 조절할 필요가 있다.

이는 언코일러(1)에 의해 코일(2)로부터 풀려 나는 원자재 강판의 주행 속도와 롤 포머(R1~R7)들에 의해 롤 포밍 성형된 성형빔의 주행 속도 차이로 인해 원자재 강판의 주행 속도가 성형빔의 주행 속도 보다 빠른 경우, 코일(2)의 풀림 현상으로 인해 롤 포머(R1~R7)들에 과부하가 걸려 완성 제품의 성형 불량 및 안전성에 문제가 있기 때문이다. 또한, 다른 문제로는 성형빔의 주행 속도가 원자재 강판의 주행 속도 보다 빠른 경우, 코일(2)로부터 풀려 나는 원자재 강판에 텐션이 작용하여 언코일러(1)의 브레이크가 파손되고, 롤 포머(R1~R7)들의 마모가 과다하게 발생되기 때문이다.

이를 위해 종래의 롤 포밍 장치에는 스트레이트너(5)와 롤 포머(R1~R7)들 사이에 배치되어 언코일러(1)로부터 풀린 원자재 강판을 늘어뜨려 원자재 강판의 여유 길이로서 그 원자재 강판에 텐션이 작용하는 것을 방지하기 위한 루프유닛(6)이 제공된다.

이러한 루프유닛(6)은 롤 포밍 장치의 초기 기동시 및 운전 정지시 원자재 강판의 주행 속도와 성형빔의 주행 속도 차이에 의해 원자재 강판에 작용하는 텐션을 방지하기 위한 것이다.

또한 상기 루프유닛(6)에는 상사점 측정센서(6a)와 하사점 측정센서(6b)가 구비되어 있어, 그 루프유닛(6)의 구간에서 원자재 강판의 만곡된 부분이 상사점 측정센서(6a)에 의해 감지되면 언코일러(1)의 회전 속도를 높이고, 상기 만곡된 부분이 하사점 측정센서(6b)에 의해 감지되면 언코일러(1)의 회전 속도를 줄임으로써 롤 포밍 장치의 정상 운전시 원자재 강판의 주행 속도와 성형빔의 주행 속도 차이에 의해 원자재 강판에 작용하는 텐션을 방지할 수도 있다.

그런데 이와 같이 루프유닛(6)이 채용된 종래 기술의 롤 포밍 장치에 따르면, 원자재 강판의 두께가 2.0t 이하의 강판인 경우 루프유닛(6)이 0.5~2m 정도의 짧은 구간으로서 설정 가능하나, 원자재 강판의 두께가 2.5~9t 정도인 후판의 경우 상기 루프유닛(6)의 전체 구간을 4~10m 이상으로 설정해야 하므로 전체 장치의 설치 공간이 커지게 되는 문제를 야기시킨다.

또한, 원자재 강판의 두께가 10t 이상 또는 고장력강인 경우, 원자재 강판의 강성으로 처짐이 미약하여 루프유닛(6)의 설치가 아무런 의미가 없으며, 이런 경우 언코일러(1)의 회전 구동력을 제거 후 롤 포머(R1~R7)들의 강판 패널 인입력에 의해 언코일러(1)를 강제 구동하게 되므로, 롤 포머(R1~R7)들의 시동 및 정지시 언코일러의 관성으로 전체 장치에 충격 하중이 발생되고, 이로 인해 완성 제품의 품질이 저하되는 등의 문제를 야기시킨다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 극복하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 루프유닛을 필요로 하지 않고, 원자재 강판의 두께에 관계 없이 롤 포머의 제품 성형 속도, 원자재 강판의 주행 속도 및 원자재 강판의 텐션 정도에 따라 언코일러의 구동을 용이하게 제어할 수 있는 롤 포밍 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 예시적인 실시예는 공정라인 상에서, 전방에 구성되어 공급되는 코일을 풀어주는 언코일러와, 상기 언코일러로부터 풀려 나온 띠상의 원자재 강판을 평판의 띠상 강판패널로 펴주는 스트레이트너와, 상기 스트레이트너의 후방에서 다수개의 롤 포머들이 일렬로 배치되어 상기 스트레이트너로부터 공급된 상기 강판패널을 순차적으로 절곡하여 성형빔으로 롤 포밍 성형하는 롤 포머유닛과, 상기 롤 포머유닛의 후방에서 상기 성형빔을 일정 크기로 절단하는 절단유닛을 포함하여 구성되는 롤 포밍 장치에 있어서, 상기 언코일러 측에 설치되어 상기 원자재 강판의 텐션을 감지하는 텐션 센서와, 상기 롤 포머유닛과 상기 절단유닛 사이에 배치되어 상기 성형빔의 진행 속도를 감지하는 속도 센서와, 상기 코일의 중심에 대응하여 상기 언코일러 측에 설치되어 상기 코일의 외경을 감지하는 초음파 센서와, 상기 텐션 센서, 속도 센서 및 초음파 센서의 감지 신호에 따라 상기 언코일러의 작동을 제어하는 제어기를 더욱 포함하며, 상기 언코일러는 하우징 내부에 입력축 및 출력축이 각각 회전 가능하게 설치되고, 상기 입력축에 장착된 입력기어와 상기 출력축에 장착된 피동기어가 서로 치합하여 배치되며, 상기 하우징의 외측에는 상기 입력축의 선단에 연결되는 감속기가 구비되고, 상기 출력축의 선단에는 상기 코일이 감긴 코일 드럼이 설치되며, 상기 감속기에는 제1 브레이크가 설치된 구동 모터가 연결되게 장착되고, 상기 입력축의 동축 상에는 제2 브레이크가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 롤 포밍 장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 롤 포머유닛의 초기 기동 모드시 상기 텐션 센서의 감지 신호에 따라 상기 언코일러의 구동을 제어하는 제1 제어 모듈과, 상기 롤 포머유닛의 정상 운전 모드시 상기 속도 센서 및 상기 초음파 센서의 감지 신호에 따라 상기 언코일러의 구동을 제어하는 제2 제어 모듈과, 상기 롤 포머유닛의 운전 정지 모드시 상기 텐션 센서 및 상기 속도 센서의 감지 신호에 따라 상기 언코일러의 구동을 제어하는 제3 제어 모듈로서 이루어질 수 있다.

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이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 종래에서와 같은 별도의 루프유닛을 필요로 하지 않고, 원자재 강판의 두께에 관계 없이 롤 포머의 제품 성형 속도, 원자재 강판의 주행 속도 및 원자재 강판의 텐션 정도에 따라 언코일러의 구동을 용이하게 제어할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 종래에서와 같은 루프유닛을 배제하여 설비를 단순화할 수 있으며, 롤 포머의 제품 성형 속도 및 원자재 강판의 주행 속도 차이에 의한 롤 포머들의 과부하를 줄여 완성 제품의 성형 불량률을 줄일 수 있고, 전체 장치의 내구성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 롤 포밍 장치 및 그 단계별 공정 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 롤 포밍 장치(100)는 띠상의 원자재 강판이 감긴 코일로부터 상기 원자재 강판을 풀어 주고, 그 강판을 강판 패널로 펴주며, 상기 강판 패널을 순차적으로 절곡하여 성형빔으로 롤 포밍 성형하고, 그 성형빔을 일정 길이 절단할 수 있는 구조로서 이루어진다.

본 장치(100)는 이하에서 설명하는 각종 구성요소들로서 구성되는 바, 이 구성요소들은 하나의 프레임(10)에 모두 설치될 수 있고, 분획된 각각의 프레임(10)에 결합된 형태일 수도 있다.

이러한 프레임(10)은 지면에 대해 본 장치(100)를 지지할 수 있도록 구성되며, 언급한 바 있는 원자재 강판, 강판 패널 및 성형빔이 주행할 수 있는 주행 경로를 가지면서 본 장치(100)를 구동하기 위한 파워 플랜트, 전자 제어 계측 시스템 등이 설치된다.

이하에서 설명하는 본 장치(100)의 구성요소들은 모두 프레임(10)에 설치되는 것으로서, 상기한 주행 경로 상에 각각 구획되게 설치된다. 그리고, 각종 브라켓, 블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등은 각각의 구성요소들을 프레임(10)에 설치하기 위한 부속 요소들이므로 예외적인 경우를 제외하고 프레임(10)으로 통칭 하는 것을 원칙으로 한다.

본 실시예에 의한 롤 포밍 장치(100)의 구성은 공정라인 상에서, 프레임(10)의 전방에 언코일러(20)가 구성되어 띠상의 원자재 강판(B)이 감긴 코일(A)을 풀어 주게 된다.

상기 언코일러(20)의 후방에는 그 언코일러(20)로부터 풀려 나온 띠상의 원자재 강판(B)을 평판의 띠상 강판 패널(C)로 펴주는 스트레이트너(50)가 구비된다.

그리고, 상기 스트레이트너(50)의 후방에는 10단 이상의 롤 포머(R1~R7: 일부 미도시)들이 일렬로 배치되어 언코일러(20), 스트레이트너(50)를 거쳐 공급되는 강판 패널(C)을 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 성형빔(D)의 형상으로 롤 포밍 성형하도록 롤 포머유닛(60)이 구성된다.

또한, 롤 포머유닛(60)의 후방에는 상기 성형빔(D)을 일정한 길이로 절단할 수 있는 절단유닛(70)이 구비되는 바, 그 절단유닛(70)의 후방에는 상기 절단된 성형빔(D)을 일정한 장소로 이송시키기 위한 이송 콘베어(미도시)가 설치된다.

따라서 언코일러(20)가 코일(A)을 풀어 주게 되면, 스트레이트너(50)는 언코일러(20)의 후방에서 그 언코일러(20)로부터 풀려 나오는 띠상의 원자재 강판(B)을 평판의 띠상 강판 패널(C)로 펴주게 된다. 그리고, 상기 강판 패널(C)은 롤 포머유닛(60)으로 안내되고 그 롤 포머유닛(60)의 각 롤 포머들(R1~R7: 일부 미도시)를 거치는 과정에서 상기 롤 포머(R1~R7)에 의해 순차적으로 절곡 성형되어 성형빔(D)으로 롤 포밍 성형되고, 그 성형빔(D)은 절단유닛(70)을 거치면서 일정 길이로서 절단되며, 상기 절단된 성형빔(D)은 이송 콘베이어(미도시)에 의해 소정 장소로 이 송된다.

상기와 같은 본 실시예에 의한 롤 포밍 장치(100)에 있어, 언코일러(20)의 구성을 도 2를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하면, 상기 언코일러(20)는 하우징(21)의 내부에 입력축(22) 및 출력축(23)이 각각 회전 가능하게 장착된다.

상기 입력축(22)에는 입력기어(24)가 장착되고, 출력축(23)에는 피동기어(25)가 장착되는 바, 그 입력기어(24)와 피동기어(25)는 이들의 기어열이 서로 치합되게 배치된다.

그리고 상기 하우징(21)의 외측에는 입력축(22)의 선단에 연결되는 감속기(26)가 구비되고, 출력축(23)의 선단에는 코일(A)이 감기는 코일 드럼(27)이 설치된다.

또한 상기 감속기(26)에는 제1 브레이크(28a)가 설치된 구동 모터(29)가 연결되게 장착되고, 입력축(22)의 동축 상에는 제2 브레이크(28b)가 설치되어 있다. 이 때 상기 제1 브레이크(28a)는 구동 모터(29)의 회전을 제동할 수 있는 통상적인 구조의 모터 브레이크로서 이루어지며, 상기 제2 브레이크(28b)는 입력축(22)의 회전을 제동할 수 있는 통상적인 구조의 에어 브레이크로서 이루어지는 것이 바람직하다.

이에 더하여 본 실시예에 의한 롤 포밍 장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 언코일러(20)의 코일 드럼(27)에 감긴 코일(A)로부터 풀려지는 원자재 강판(B)의 텐션을 감지하는 텐션 센서(30)와, 상기 코일(A)의 외경을 감지하는 초음파 센서(40)와, 롤 포머유닛(60)에 의해 롤 포밍 성형된 성형빔(D)의 진행 속도 를 감지하는 속도 센서(80)와, 상기 텐션 센서(30), 초음파 센서(40) 및 속도 센서(80)의 감지 신호에 따라 언코일러(20)의 작동을 제어하는 제어기(90)를 더욱 포함하여 구성된다.

상기 텐션 센서(30)는 언코일러(20) 측에 설치되는데, 더욱 바람직하게는 구동 모터(29)에 장착된다. 이러한 텐션 센서(30)는 구동 모터(29)의 회전 변위량 즉, 구동 모터(29)의 역토크에 따른 전압 변화를 감지하는 통상적인 구조의 텐션 센서로서 이루어진다.

상기 초음파 센서(40)는 언코일러(20)의 코일 드럼(27)에 감긴 코일(A)의 중심부에 대응하여 하우징(21)에 설치되는데, 이러한 초음파 센서(40)는 초음파 발진부(41)와 초음파 수신부(43)로 구성되며, 그 초음파 발진부(41)에는 연산기(미도시)가 연결되고, 초음파 수신부(43)에는 증폭기(미도시)가 연결된다. 그리고, 상기 연산기는 제어기(90)와 연결된다.

따라서 초음파 센서(40)는 초음파 발진부(41)를 통해 코일(A)의 외주면 쪽으로 초음파를 발진하게 되면, 그 초음파가 코일(A)의 외주면에 부딪히면서 초음파 수신부(43)로 수신되는 바, 코일(A)의 중심부와 상기 초음파 센서(40)와의 거리에서 그 초음파 센서(40)와 코일(A)의 외주면 사이의 거리 만큼을 뺀 거리에 상응하는 코일(A)의 외경을 감지할 수 있게 된다.

상기 속도 센서(80)는 프레임(10)에 설치되며, 롤 포머유닛(60)과 절단유닛(70) 사이에 배치된다. 이러한 속도 센서(80)는 롤 포머유닛(60)에 의해 롤 포밍 성형되어 절단유닛(70) 쪽으로 주행하는 성형빔(D)과 접촉하여 회전되면서 그 성형 빔(D)의 진행 속도를 감지할 수 있는 통상적인 구조의 로터리 엔코더(rotary encoder)로서 이루어진다.

상기 제어기(90)는 앞서 개시한 텐션 센서(30), 초음파 센서(40) 및 속도 센서(80)와 신호 체계로서 연결되어, 텐션 센서(30), 초음파 센서(40) 및 속도 센서(80)에서의 감지 신호를 수신하고, 그 감지 신호에 따라 언코일러(20)의 작동을 제어하는 기능을 하게 된다.

이러한 제어기(90)는 텐션 센서(30), 초음파 센서(40) 및 속도 센서(80)에서의 감지 신호에 따라 앞서 개시한 바 있는 언코일러(20)의 제1 브레이크(28a) 및 제2 브레이크(28b)을 작동시키거나 제동력을 해제하고, 구동 모터(29)의 구동을 제어하는 제어 신호를 출력한다.

본 실시예에서 상기 제어기(90)는 제1 제어 모듈(91), 제2 제어 모듈(92) 및 제3 제어 모듈(93)로서 이루어진다.

여기서, 제1 제어 모듈(91)은 롤 포머유닛(60)의 초기 기동 모드시, 텐션 센서(30)의 감지 신호에 따라 언코일러(20)의 구동을 제어한다. 제2 제어 모듈(92)은 롤 포머유닛(60)의 정상 운전 모드시 초음파 센서(40) 및 속도 센서(80)의 감지 신호에 따라 언코일러(20)의 구동을 제어한다. 그리고 제3 제어 모듈(93)은 롤 포머유닛(60)의 운전 정지 모드시 텐션 센서(30) 및 속도 센서(80)의 감지 신호에 따라 언코일러(20)의 구동을 제어한다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 롤 포밍 장치(100)의 제어 방법을 롤 포머유닛(60)의 초기 기동 모드, 정상 운전 모드, 및 운전 정지 모드로 구분하여 상세하게 설명하기로 한다.

우선, 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예에 의한 롤 포밍 장치(100)에 있어, 롤 포머유닛(60)의 초기 기동시 제어기(90)의 제1 제어 모듈(91)은 롤 포머유닛(60)의 운전 상태를 수신하고(S11 단계), 롤 포머유닛(60)의 초기 기동을 확인한다(S12 단계).

이 경우는 코일(A)에서 풀린 원자재 강판(B)이 스트레이트너(50) 및 롤 포머유닛(60)을 경유하고 있는 상태로 롤 포머유닛(60)의 정지 상태에서 초기 기동이 이루어지는 시점을 말한다.

다음, 텐션 센서(30)는 원자재 강판(B)의 텐션을 감지하여 그 감지 신호를 출력하고, 제1 제어 모듈(91)은 텐션 센서(30)에서의 상기 감지 신호를 수신한다(S13 단계).

이어서, 제1 제어 모듈(91)은 상기 감지 신호를 원자재 강판(B)의 실제 텐션값으로 변환하고(S14 단계), 상기 실제 텐션값이 기설정된 기준 텐션값을 만족하는가를 판단한다(S15 단계).

상기 S14 단계에서의 조건을 만족하는 경우, 제1 제어 모듈(91)은 언코일러(20)의 구동 모터(29)에 제어 신호를 인가하여 그 구동 모터(29)가 구동되도록 제어한다(S16 단계).

만약, 상기 S14 단계에서의 조건을 만족하지 않는 경우, 제1 제어 모듈(91)은 상기 기준 텐션값에 대한 실제 텐션값의 오차 범위가 (+)인가를 판단한다(S17 단계).

이 경우 상기 오차 범위가 S17 단계에서의 조건을 만족하는 경우, 제1 제어 모듈(91)은 제1 브레이크(28a)에 소정의 제어 신호를 인가하여 제1 브레이크(28a)의 제동력을 해제하고(S18 단계), 상기 구동 모터(29)에 제어 신호를 인가하여 그 구동 모터(29)가 구동되도록 제어한다(상기 S16 단계).

반대로, 상기 오차 범위가 S17 단계에서의 조건을 만족하지 않는 (-)인 경우, 제1 제어 모듈(91)은 제1 브레이크(28a)에 소정의 제어 신호를 인가하여 제1 브레이크(28a)가 작동되도록 제어하고(S19 단계), 이 상태에서 상기 구동 모터(29)에 제어 신호를 인가하여 그 구동 모터(29)가 구동되도록 제어한다(상기 S16 단계).

따라서 본 실시예에서는 상기와 같이 롤 포머유닛(60)의 초기 기동 모드시, 제1 제어 모듈(91)이 텐션 센서(30)의 감지 신호에 따라 언코일러(20)의 구동을 제어하기 때문에, 원자재 강판(B)의 텐션에 따라 언코일러(20)의 구동 모터(29)의 회전력을 조절함으로써 롤 포머유닛(60)에 작용하는 기계적 부하로 인해 롤 포머유닛(60)의 성형 속도가 언코일러(20)에서 풀려 나오는 원자재 강판(B)의 진행 속도 보다 늦어지게 되는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 롤 포밍 장치(100)에 있어, 롤 포머유닛(60)의 정상 운전 모드시 우선, 제어기(90)의 제2 제어 모듈(92)은 롤 포머유닛(60)의 운전 상태를 수신하고(S21 단계), 롤 포머유닛(60)의 정상 운전을 확인한다(S22 단계).

이 경우는 원자재 강판(B)이 코일(A)에서 풀려지면서 스트레이트너(50) 및 롤 포머유닛(60)을 거쳐 성형빔(D)으로 성형되는 롤 포밍 장치(100)의 정상적인 운전이 이루어지고 있는 시점을 말한다.

이어서, 속도 센서(80)는 롤 포머유닛(60)을 거쳐 롤 포밍 성형된 성형빔(D)의 진행 속도를 감지하여 그 감지 신호를 출력하고, 제2 제어 모듈(92)은 속도 센서(80)에서의 상기 감지 신호를 수신한다(S23 단계).

다음, 제2 제어 모듈(92)은 상기 속도 센서(80)에서의 감지 신호를 성형빔(D)의 진행 속도값으로 변환한다(S24 단계).

이어서, 초음파 센서(40)는 언코일러(20)의 코일(A)의 외경을 감지하여 그 감지 신호를 출력하고, 제2 제어 모듈(92)은 초음파 센서(40)에서의 상기 감지 신호를 수신한다(S25 단계).

이 경우 초음파 센서(40)는 초음파 발진부(41)를 통해 코일(A)의 외주면 쪽으로 초음파를 발진하게 되면, 그 초음파가 코일(A)의 외주면에 부딪히면서 초음파 수신부(43)로 수신되는 바, 코일(A)의 중심부와 상기 초음파 센서(40)와의 거리에서 그 초음파 센서(40)와 코일(A)의 외주면 사이의 거리 만큼을 뺀 거리에 상응하는 코일(A)의 외경을 감지한다.

다음, 제2 제어 모듈(92)은 상기 초음파 센서(40)에서의 상기 감지 신호를 코일(A)의 선속도값으로 변환한다(S26 단계).

이어서, 제2 제어 모듈(92)은 코일(A)의 선속도값이 성형빔(D)의 진행 속도값 보다 큰가를 판단한다(S27 단계).

상기 S27 단계에서의 조건을 만족하면, 제2 제어 모듈(92)은 언코일러(20)의 구동 모터(29)에 소정의 제어 신호를 인가하여 그 구동 모터(29)의 회전 속도가 감속되도록 제어한다(S28 단계).

그리고 상기 S27 단계에서의 조건을 만족하지 않으면, 제2 제어 모듈(92)은 언코일러(20)의 구동 모터(29)에 소정의 제어 신호를 인가하여 그 구동 모터(29)의 회전 속도가 가속되도록 제어한다(S29 단계).

따라서 본 실시예에서는 상기와 같이 롤 포머유닛(60)의 정상 운전 모드시, 제2 제어 모듈(92)이 속도 센서(80) 및 초음파 센서(40)의 감지 신호로부터 성형빔(D)의 진행 속도와 코일(A) 외경의 선속도 차이를 판단하여 그 차이에 따라 구동 모터(29)의 가속 및 감속을 제어하기 때문에, 롤 포머유닛(60)의 운전 중 기계적/전기적인 오차에 의해 운전 시간에 따라 롤 포머유닛(60)의 성형 속도와 언코일러(20)에서 풀려 나오는 원자재 강판(B)의 진행 속도의 속도차가 발생되는 현상을 방지할 수 있다.

다른 한편으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 롤 포밍 장치(100)에 있어, 롤 포머유닛(60)의 운전 정지 모드시 우선, 제어기(90)의 제3 제어 모듈(93)은 롤 포머유닛(60)의 운전 상태를 수신하고(S31 단계), 롤 포머유닛(60)의 운전 정지를 확인한다(S32 단계).

이 경우는 원자재 강판(B)이 코일(A)에서 풀려지면서 스트레이트너(50) 및 롤 포머유닛(60)을 거쳐 성형빔(D)으로 성형되는 롤 포밍 장치(100)의 정상적인 운전 상태에서 롤 포머유닛(60)의 구동이 정지되는 시점을 말한다.

이어서, 텐션 센서(30)는 원자재 강판(B)의 텐션을 감지하여 그 감지 신호를 출력하고, 제3 제어 모듈(93)은 텐션 센서(30)에서의 상기 감지 신호를 수신한다(S33 단계).

다음, 제3 제어 모듈(93)은 상기 텐션 센서(30)에서의 감지 신호를 원자재 강판(B)의 실제 텐션값으로 변환하고(S34 단계), 상기 실제 텐션값이 기설정된 기준 텐션값을 만족하는가를 판단한다(S35 단계).

이 과정에서, 상기 S35 단계의 조건을 만족하면, 제3 제어 모듈(93)은 언코일러(20)의 구동 모터(29)에 제어 신호를 인가하여 그 구동 모터(29)의 구동이 정지되도록 제어하고(S36 단계), 제1 브레이크(28a)에 제어 신호를 인가하여 제1 브레이크(28a)가 작동되도록 제어하며(S37 단계), 제2 브레이크(28b)에 제어 신호를 인가하여 제2 브레이크(28b)가 작동되도록 제어한다(S38 단계).

만약, 상기 S35 단계에서의 조건을 만족하지 않으면, 제3 제어 모듈(93)은 상기 기준 텐션값에 대한 실제 텐션값의 오차 범위가 (+)인가를 판단한다(S39 단계).

이 경우 상기 오차 범위가 S39 단계에서의 조건을 만족하는 경우, 제3 제어 모듈(93)은 상기 구동 모터(29)에 소정의 제어 신호를 인가하여 그 구동 모터(29)가 정회전되도록 제어한다(S40 단계).

반대로 상기 오차 범위가 S35 단계에서의 조건을 만족하지 않는 (-)인 경우, 속도 센서(80)는 롤 포머유닛(60)을 거쳐 롤 포밍 성형된 성형빔(D)의 진행 속도를 감지하여 그 감지 신호를 출력하고, 제3 제어 모듈(93)은 속도 센서(80)에서의 상기 감지 신호를 수신한다(S41 단계).

이어서, 제3 제어 모듈(93)은 상기 속도 센서(80)에서의 감지 신호를 성형빔(D)의 진행 속도값으로 변환한다(S42 단계).

다음, 제3 제어 모듈(93)은 상기 진행 속도값을 기준 진행 속도값과 비교하여 성형빔(D)이 진행하고 있는가를 판단한다(S43 단계).

상기 S43 단계에서의 조건을 만족하면, 제3 제어 모듈(93)은 제1 브레이크(28a)에 제어 신호를 인가하여 제1 브레이크(28a)가 작동되도록 제어한다(S44 단계).

반대로, 상기 S43 단계에서의 조건을 만족하지 않으면, 제3 제어 모듈(93)은 상기 구동 모터(29)에 소정의 제어 신호를 인가하여 그 구동 모터(29)가 역회전되도록 제어한다(S45 단계).

따라서 본 실시예에서는 상기와 같이 롤 포머유닛(60)의 운전 정지 모드시, 텐션 센서(30)의 감지 신호로부터 원자재 강판(B)의 텐션을 판단하여 그 텐션 정도에 따라 구동 모터(29)의 구동이 정지되도록 하고, 제1,2 브레이크(28a, 28b)가 작동되도록 하며, 구동 모터가 정회전되도록 제어하고, 상기 원자재 강판(B)의 텐션 정도에 따라 속도 센서(80)의 감지 신호로부터 성형빔(D)의 진행 여부를 판단하여 그 진행 여부에 따라 제1 브레이크(28a)가 작동되도록 하고, 구동 모터(29)가 역회전되도록 제어할 수 있다.

이로써 본 실시예에서는 롤 포머유닛(60)의 운전 정지시, 롤 포머유닛(60)의 기계적/전기적인 오차로 의해 롤 포머유닛(60)의 성형 정지 속도와 언코일러(20)의 정지 속도의 속도차가 발생되는 현상을 방지할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 롤 포밍 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 언코일러의 구성을 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 롤 포밍 장치의 제어 방법에 있어, 롤 포머유닛의 초기 기동 모드를 설명하기 위한 플로우-챠트이다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 롤 포밍 장치의 제어 방법에 있어, 롤 포머유닛의 정상 운전 모드를 설명하기 위한 플로우-챠트이다.

도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 롤 포밍 장치의 제어 방법에 있어, 롤 포머유닛의 운전 정지 모드를 설명하기 위한 플로우-챠트이다.

도 6은 종래 기술에 따른 롤 포밍 장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

Claims

공정라인 상에서, 전방에 구성되어 공급되는 코일을 풀어주는 언코일러와, 상기 언코일러로부터 풀려 나온 띠상의 원자재 강판을 평판의 띠상 강판패널로 펴주는 스트레이트너와, 상기 스트레이트너의 후방에서 다수개의 롤 포머들이 일렬로 배치되어 상기 스트레이트너로부터 공급된 상기 강판패널을 순차적으로 절곡하여 성형빔으로 롤 포밍 성형하는 롤 포머유닛과, 상기 롤 포머유닛의 후방에서 상기 성형빔을 일정 크기로 절단하는 절단유닛을 포함하여 구성되는 롤 포밍 장치에 있어서,

상기 언코일러 측에 설치되어 상기 원자재 강판의 텐션을 감지하는 텐션 센서와, 상기 롤 포머유닛과 상기 절단유닛 사이에 배치되어 상기 성형빔의 진행 속도를 감지하는 속도 센서와, 상기 코일의 중심에 대응하여 상기 언코일러 측에 설치되어 상기 코일의 외경을 감지하는 초음파 센서와, 상기 텐션 센서, 속도 센서 및 초음파 센서의 감지 신호에 따라 상기 언코일러의 작동을 제어하는 제어기를 더욱 포함하며,

상기 언코일러는 하우징 내부에 입력축 및 출력축이 각각 회전 가능하게 설치되고, 상기 입력축에 장착된 입력기어와 상기 출력축에 장착된 피동기어가 서로 치합하여 배치되며, 상기 하우징의 외측에는 상기 입력축의 선단에 연결되는 감속기가 구비되고, 상기 출력축의 선단에는 상기 코일이 감긴 코일 드럼이 설치되며, 상기 감속기에는 제1 브레이크가 설치된 구동 모터가 연결되게 장착되고, 상기 입 력축의 동축 상에는 제2 브레이크가 설치되는 것을 특징으로 하는 롤 포밍 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 브레이크가 모터 브레이크이고, 상기 제2 브레이크가 에어 브레이크인 것을 특징으로 하는 롤 포밍 장치.
제1 항에 있어서,

상기 텐션 센서는 상기 구동 모터에 장착되어 상기 구동 모터의 역토크에 따른 전압 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 롤 포밍 장치.
제1 항에 있어서,

상기 속도 센서가 로터리 엔코더로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 포밍 장치.
제1 항에 있어서,

상기 초음파 센서는 초음파 발진부와 초음파 수신부로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 포밍 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제어기는,

상기 롤 포머유닛의 초기 기동 모드시, 상기 텐션 센서의 감지 신호에 따라 상기 언코일러의 구동을 제어하는 제1 제어 모듈과,

상기 롤 포머유닛의 정상 운전 모드시, 상기 속도 센서 및 상기 초음파 센서의 감지 신호에 따라 상기 언코일러의 구동을 제어하는 제2 제어 모듈과,

상기 롤 포머유닛의 운전 정지 모드시, 상기 텐션 센서 및 상기 속도 센서의 감지 신호에 따라 상기 언코일러의 구동을 제어하는 제3 제어 모듈로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 포밍 장치.
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