KR101108565B1 - 자동 나이프 조립체 체인징 장치 - Google Patents

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Abstract

자동 나이프 조립체 체인징 장치가 개시된다. 본 발명의 자동 나이프 조립체 체인징 장치는, 강판을 슬리팅(slitting)하기 위한 나이프(knife) 및 나이프의 간격 조절을 위한 스페이서(spacer)를 갖는 나이프 조립체가 장착되는 슬리터축을 구비하는 슬리터 장치의 인접 영역에 마련되는 셔틀유닛; 나이프 조립체가 착탈 가능하게 결합될 수 있는 적어도 하나의 나이프축을 구비하며, 셔틀유닛에 상대 이동 가능하도록 결합되는 적어도 하나의 트랜스퍼유닛; 및 셔틀유닛에 인접하도록 마련되며, 나이프축으로부터 나이프 및 스페이서를 분리하거나 나이프축에 나이프 및 스페이서를 조립하는 로봇유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 슬리터 장치의 슬리터축 상에 결합되는 나이프 조립체를 자동 또는 반자동으로 교체할 수 있도록 함으로써 나이프 조립체를 수동으로 교체할 경우 발생되는 작업능률의 저하 및 안전사고의 발생을 저지할 수 있으며, 따라서 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있다.
나이프 조립체, 슬리터축, 로봇유닛, 셔틀유닛, 트랜스퍼유닛

Description

자동 나이프 조립체 체인징 장치{Apparatus for Automatically Changing Knife Assembly of Slitter Apparatus}
본 발명은, 자동 나이프 조립체 체인징 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 슬리터 장치의 슬리터축 상에 결합되는 나이프 조립체를 자동으로 교체함으로써 나이프 조립체를 수동으로 교체할 경우 발생되는 작업능률의 저하 및 안전사고의 발생을 저지할 수 있는 자동 나이프 조립체 체인징 장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉연강판, 열연강판 등의 강판을 일정 폭으로 슬리팅(slitting)하는 슬리터 장치는 평행한 축의 회전커터를 갖는 직선절단 장치를 총칭하는 것으로서, 소정 두께 및 폭으로 미리 제작되어 롤(코일) 형태로 권취된 가공 소재로서의 강판을 일정한 폭을 갖도록 슬리팅하는 장치를 가리킨다.
도 1은 슬리터 장치의 일반적인 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이, 슬리터 장치(500)는, 장치본체(510)와, 축 중심으로 회전 가능하도록 양단이 장치본체(510)에 결합되는 한 쌍의 슬리터축(520)과, 슬리터축(520)에 결합되며 강판을 소정의 폭으로 슬리팅하는 회전커터(530) 즉, 나이프 조립체(530)와, 한 쌍의 슬리터축(520)의 간극을 조절하는 축간극조절부(540)를 구비한다.
한 쌍의 슬리터축(520)은, 적정 간극을 두고 평행하게 수평 상으로 배열되어 그 사이로 통과되는 강판이 나이프 조립체(530)에 의해 소정의 폭으로 슬리팅될 수 있도록 한다. 이 때 한 쌍의 슬리터축(530) 간의 간극은 축간극조절부(540)에 의해 조절된다. 즉, 두꺼운 강판이 통과되는 경우 축간극조절부(540)의 조절에 의해 슬리터축(520) 간의 거리는 이격되는 것이며, 반대로 얇은 강판이 통과되는 경우 축간극조절부(540)의 조절에 의해 슬리터축(520) 간의 거리는 가까워지게 되는 것이다.
이러한 슬리터축(520)에 착탈 가능하게 조립되는 나이프 조립체(530)는, 강판을 실질적으로 슬리팅하는 나이프(531, knife)와, 나이프(531) 사이의 간격을 조절하는 스페이서(535, spacer)를 구비한다. 이러한 구성에 의해 나이프 조립체(530)는 소정 두께를 갖는 강판을 원하는 폭으로 슬리팅할 수 있다.
한편 롤 형태로 권취된 강판의 종류 또는 재질이 달라지거나 절단하고자 하는 강판의 폭이 변경되는 경우, 강판의 종류 및 재질에 따라 기존의 나이프(531)가 새로운 나이프(531)로 교체되어야 하며, 또한 절단하고자 하는 강판의 폭에 따라 기존의 스페이서(535)가 새로운 스페이서(535)로 교체되어야 한다.
그런데, 나이프 조립체(530)를 슬리터축(520)에서 분리하고 새로운 배열을 갖는 나이프 조립체(530)를 슬리터축(520)에 조립하는 나이프 조립체(530)의 교체 작업은 생산성을 위하여 단시간에 이루어질 필요가 있다. 따라서 나이프 조립체(530)를 여분의 슬리터축(520) 상에서 미리 작업자가 가조립한 다음 새로운 나이프 조립체(530)가 가조립된 슬리터축(520)을 기존의 나이프 조립체(530)가 조립된 슬리터축(520)과 교체하는 방법을 이용하여 작업의 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
하지만, 이러한 방법의 경우, 작업자가 나이프 조립체(530)를 이루는 상당한 무게의 나이프(531) 및 스페이서(535)를 직접 여분의 슬리터축(520)에 끼우거나 분리하는 등의 작업을 직접 하기 때문에 작업자의 작업능률 및 작업의 정확성이 저하될 수 있을 뿐만 아니라 작업 도중 안전사고가 발생될 수 있으며, 또한 작업자의 숙련도에 따라 교체 작업시간이 길게 소요되어 전체적인 생산성을 저하시킬 우려가 있다.
따라서, 나이프 조립체의 교체 과정이 자동으로 진행될 수 있는 새로운 구조의 나이프 조립체 체인징 장치의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 슬리터 장치의 슬리터축 상에 결합되는 나이프 조립체를 자동 또는 반자동으로 교체할 수 있도록 함으로써 나이프 조립체를 수동으로 교체할 경우 발생되는 작업능률의 저하 및 안전사고의 발생을 저지할 수 있으며, 따라서 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있는 자동 나이프 조립체 체인징 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 강판을 슬리팅(slitting)하기 위한 나이프(knife) 및 상기 나이프의 간격 조절을 위한 스페이서(spacer)를 갖는 나이프 조립체가 장착되는 슬리터축을 구비하는 슬리터 장치의 인접 영역에 마련되는 셔틀유닛; 상기 나이프 조립체가 착탈 가능하게 결합될 수 있는 적어도 하나의 나이프축을 구비하며, 상기 셔틀유닛에 상대 이동 가능하도록 결합되는 적어도 하나의 트랜스퍼유닛; 및 상기 셔틀유닛에 인접하도록 마련되며, 상기 나이프축으로부터 나이프 및 스페이서를 분리하거나 상기 나이프축에 상기 나이프 및 상기 스페이서를 조립하는 로봇유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 적어도 하나의 트랜스퍼유닛은 상기 셔틀유닛에 대해 독립적으로 상대 이동 가능한 한 쌍의 트랜스퍼유닛이며, 상기 한 쌍의 트랜스퍼유닛 각각에는 상기 나이프축 한 쌍이 상하로 장착될 수 있다.
상기 트랜스퍼유닛 각각은, 상기 나이프축의 길이 방향 및 상기 나이프축의 길이 방향의 가로 방향으로 이동 가능하도록 상기 셔틀유닛에 결합되며, 상기 나이프축이 상하로 장착되는 이동몸체를 더 포함할 수 있다.
상기 트랜스퍼유닛은, 상기 나이프축에 상대 이동 가능하게 결합되며, 상기 나이프축 상에 결합된 상기 나이프 조립체를 일측으로 가압하여 상기 나이프축 상의 상기 나이프 조립체를 상기 슬리터축 상으로 이동시키는 조립체 가압부; 및 상기 이동몸체에 결합되며, 상기 조립체 가압부를 구동시키기 위한 실린더를 더 포함할 수 있다.
상기 셔틀유닛은, 상기 트랜스퍼유닛이 상기 나이프축의 길이 방향 및 상기 나이프축의 길이 방향의 가로 방향으로 상대 이동 가능하게 결합되는 셔틀몸체; 상기 트랜스퍼유닛이 상기 셔틀몸체에 대해 상기 나이프축의 길이 방향으로 상대 이 동 가능하도록 구동력을 제공하는 제1 구동부; 및 상기 트랜스퍼유닛이 상기 셔틀몸체에 대해 상기 나이프축의 길이 방향의 가로 방향으로 상대 이동 가능하도록 구동력을 제공하는 제2 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부 중 적어도 어느 하나는 실린더(Cylinder) 타입의 구동장치일 수 있다.
상기 로봇유닛은, 상기 셔틀유닛에 인접하게 배치되는 로봇몸체; 상기 로봇몸체에 대해 회동 가능하도록 상기 로봇몸체의 상단부에 결합되는 로봇회동부; 상기 로봇회동부에 접철 가능하게 결합되는 제1 로봇암; 및 상기 제1 로봇암의 일단부에 접철 가능하게 결합되며, 상기 나이프 조립체의 상기 나이프 및 상기 스페이서를 상기 나이프축에 결합하거나 상기 나이프축으로부터 상기 나이프 조립체의 상기 나이프 및 상기 스페이서를 결합 해제하는 로봇핸드를 구비하는 제2 로봇암을 포함할 수 있다.
상기 로봇유닛은 상하로 배치되는 상기 나이프축에 실질적으로 동시에 작업을 실행할 수 있도록 대향되는 상기 셔틀유닛의 양측에 한 쌍 마련될 수 있다.
상기 자동 나이프 조립체 체인징 장치는, 상기 로봇유닛의 상기 로봇핸드가 접근할 수 있는 상기 셔틀유닛의 인접 영역에 마련되며, 상기 나이프축에 제공되는 상기 나이프 및 상기 스페이서를 보관하기 위한 공간이 마련되어 있는 랙(Rack)을 더 포함할 수 있다.
상기 랙은, 상기 나이프 및 상기 스페이서가 사이즈(size) 별로 보관되는 다수의 선반을 포함할 수 있다.
상기 자동 나이프 조립체 체인징 장치는, 상기 나이프축의 전방 영역에 인접하게 마련되어 상기 로봇유닛에 의해 상기 나이프축 상에 결합된 상기 나이프 또는 상기 스페이서를 상기 나이프축의 내측으로 가압하는 가압유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 가압유닛은, 가압몸체; 상기 가압몸체에 결합되는 가압암부; 및 상기 가압암부의 단부에 상기 가압암부에 대해 상대 이동 가능하게 결합되어 상기 나이프축 상에 결합된 상기 나이프 또는 상기 스페이서를 상기 나이프축의 내측으로 가압하는 가압부를 포함할 수 있다.
상기 가압유닛은, 상기 가압부가 상기 나이프축의 선단부에 결합된 상기 나이프 및 상기 스페이서를 상기 나이프축의 내측 방향으로 가압하기 위하여 가압력을 제공하는 유압부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 슬리터 장치의 슬리터축 상에 결합되는 나이프 조립체를 자동 또는 반자동으로 교체할 수 있도록 함으로써 나이프 조립체를 수동으로 교체할 경우 발생되는 작업능률의 저하 및 안전사고의 발생을 저지할 수 있으며, 따라서 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2의 측면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 셔틀유닛 및 트랜스퍼유닛의 개략적인 구성을 설명하기 위한 사시도이며, 도 5는 도 2에 도시된 슬리터 장치의 슬리터축에 결합되는 나이프 조립체의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
이하에서는, 나이프 조립체(130)를 교체하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치(200)를 설명하기에 앞서 자동 나이프 조립체 체인징 장치(200)에 의해 나이프 조립체(130)가 교체되는 슬리터 장치(100)의 개략적인 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 슬리터 장치(100)는, 그 내부에 구동부(미도시)와 같은 장치들이 장착되는 장치본체(110)와, 축 중심으로 회전 가능하도록 양단이 장치본체(110)에 결합되는 한 쌍의 슬리터축(120)과, 슬리터축(120)에 결합되며 강판을 소정의 폭으로 슬리팅(slitting)하는 나이프 조립체(130)와, 한 쌍의 슬리터축(120)의 간극을 조절하는 축간극조절부(미도시)를 구비한다.
한 쌍의 슬리터축(120)은, 적정 간극을 두고 평행하게 수평 상으로 배열되어 그 사이로 통과하는 강판이 나이프 조립체(130)에 의해 소정의 폭으로 슬리팅될 수 있도록 한다. 이 때 한 쌍의 슬리터축(120) 간의 간극은 축간극조절부에 의해 조절되며, 따라서 강판의 두께에 따라 슬리터축(120) 간의 간극을 적절하게 조절할 수 있다.
한 쌍의 슬리터축(120)에 착탈 가능하게 조립되는 나이프 조립체(130)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 강판을 실질적으로 슬리팅하는 복수의 나이프(131, knife)와, 나이프(131) 사이에 배치되어 복수의 나이프(131) 사이의 간극을 조절하는 스페이서(135, spacer)들을 구비한다. 이러한 구성에 의해 나이프 조립체(130)는 소정 두께를 갖는 강판을 원하는 폭으로 슬리팅할 수 있다.
한편, 롤 형태로 권취된 강판의 종류 및 재질 등이 달라지거나 절단하고자 하는 강판의 폭이 변경되는 경우, 기존의 나이프(131) 및 스페이서(135)를 새로운 나이프(131) 및 스페이서(135)로 교체해주어야 한다.
그런데 나이프 조립체(130)를 이루는 나이프(131) 및 스페이서(135)는 상당한 무게가 나가기 때문에, 나이프 조립체(130)의 교체 작업이 작업자의 수작업에 의해 진행되는 것이 아니라 자동으로 진행된다면 종래보다 훨씬 작업의 생산성을 향상시킬 수 있고 작업 시 발생될 수 있는 안전사고를 방지할 수 있다.
이하에서는 슬리터 장치(100)의 슬리터축(120)의 나이프 조립체(130)를 자동으로 교체하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치(200)에 대해서 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치(200)는, 슬리터 장치(100)에 인접하게 마련되는 셔틀유 닛(210)과, 셔틀유닛(210)에 상대 이동 가능하게 결합되며 나이프 조립체(130)가 착탈 가능하게 결합될 수 있는 나이프축(221)이 각각 한 쌍씩 마련되어 있는 두 개의 트랜스퍼유닛(220)과, 셔틀유닛(210)에 인접하게 마련되어 나이프축(221)에 나이프 조립체(130)를 조립하거나 반대로 나이프축(221)으로부터 나이프 조립체(130)를 분리하는 로봇유닛(230)과, 나이프축(221)의 전방에 위치하여 나이프축(221)의 선단부에 조립되는 나이프(131) 또는 스페이서(135)를 나이프축(221)의 내측으로 가압하는 가압유닛(240)과, 나이프 조립체(130)를 이루는 나이프(131)와 스페이서(135) 등이 보관되는 랙(250, rack)을 포함한다.
먼저, 셔틀유닛(210)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼유닛(220)이 이동 가능하게 결합되는 셔틀몸체(211)와, 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)들의 선단이 다른 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)들의 선단에 비해 전진하여 위치할 수 있도록 트랜스퍼유닛(220)을 전후방 방향, 즉 나이프축(221)의 길이 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 제1 구동부(213)와, 각각의 트랜스퍼유닛(220)의 한 쌍의 나이프축(221)들이 슬리터축(120)과 선택적으로 일렬이 될 수 있도록 셔틀몸체(211)에 대해 트랜스퍼유닛(220)을 좌우 방향, 즉 나이프축(221)의 길이 방향의 가로 방향으로 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 제2 구동부(214)를 구비한다. 여기서, 제1 구동부(213) 및 제2 구동부(214)는 다양한 타입의 구동원이 이용될 수 있을 것이나, 본 실시 예에서는 제1 구동부(213) 및 제2 구동부(214)가 실린더 장치로 마련된다.
셔틀몸체(211)의 상면에는, 도시하지는 않았지만, 트랜스퍼유닛(220)이 전후 방 방향(나이프축(221)의 길이 방향) 및 좌우 방향(나이프축(221)의 길이 방향의 가로 방향)으로 이동할 수 있도록 이동레일(미도시)이 마련되어 있다. 따라서 트랜스퍼유닛(220)이 셔틀몸체(211)의 상면에서 원하는 방향으로 용이하게 슬라이딩 이동할 수 있다.
트랜스퍼유닛(220)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 셔틀유닛(210)에 대해 독립적으로 이동 가능하도록 2개 마련된다. 트랜스퍼유닛(220)이 2개 마련되는 이유는, 하나의 트랜스퍼유닛(220)이 슬리터 장치(100)의 슬리터축(120)으로부터 분리된 나이프 조립체(130)를 결합시키기 위하여 사용될 때, 다른 하나의 트랜스퍼유닛(220)은 나이프 조립체(130)가 분리된 슬리터축(120)에 새로이 조립될 나이프 조립체(130)가 소정의 배열로 조립하기 위해서이다.
따라서, 나이프축(221)의 나이프 조립체(130)를 슬리터축(120)으로 로딩할 때, 2개의 트랜스퍼유닛(220) 중 어느 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)과 슬리터 장치(100)의 슬리터축(120)이 일렬이 될 수 있도록, 트랜스퍼유닛(220)은 셔틀몸체(211)의 상면에서 전후 및 좌우 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있도록 구성된다.
이러한 트랜스퍼유닛(220) 각각은, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 후술할 로봇유닛(230)에 의해 나이프 조립체(130)가 조립되거나 분리되는 한 쌍의 나이프축(221)과, 일측에는 한 쌍의 나이프축(221)이 결합되고 하단부는 셔틀몸체(211)에 이동 가능하도록 결합되는 이동몸체(223)와, 나이프축(221)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 나이프축(221)에 결합되어 나이프축(221) 상에 조립된 나 이프 조립체(130)를 가압하여 슬리터 장치(100)의 슬리터축(120) 상으로 이동시키는 조립체 가압부(225)와, 이동몸체(223)에 내장되어 조립체 가압부(225)를 구동시키는 실린더(227)를 구비한다.
나이프축(221)은 슬리터축(120)과 실질적으로 유사한 형상을 가지며, 상하로 배치되는 한 쌍의 슬리터축(120)의 위치와 대응되도록 이동몸체(223)에 상하로 한 쌍 마련된다. 즉, 셔틀유닛(210)에 2개의 트랜스퍼유닛(220)이 병렬로 마련되는 것이며, 또한 각각의 트랜스퍼유닛(220)의 이동몸체(223)에 한 쌍의 나이프축(221)이 상하로 마련되는 것이다.
전술한 바와 같이, 각각의 트랜스퍼유닛(220)은 셔틀몸체(211)에 대해 전후 방향(나이프축(221)의 길이 방향) 및 좌우 방향(나이프축(221)의 길이 방향의 가로 방향)으로 상대 이동할 수 있다. 이러한 트랜스퍼유닛(220)의 개별 이동에 의해, 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)의 선단부는 다른 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)의 선단부에 비해 전방을 향해 돌출될 수 있으며, 이에 따라 로봇유닛(230)에 의해 한 쌍의 나이프축(221)에 나이프 조립체(130)를 조립하거나 분리하는 과정을 진행할 때 다른 한 쌍의 나이프축(221)에 의해 간섭 없이 용이하게 작업이 진행될 수 있다.
이동몸체(223)는, 셔틀몸체(211)에 상대 이동 가능하게 결합되는 부분으로서, 슬리터축(120)을 향하는 일측면에는 한 쌍의 나이프축(221)이 상하로 결합되고, 하단부는 셔틀몸체(211)에 상대 이동 가능하게 결합되는 구조를 갖는다. 이러한 이동몸체(223)에는 한 쌍의 나이프축(221) 상에 각각 결합되는 조립체 가압 부(225)를 구동시키기 위한 한 쌍의 실린더(227)가 내장되어 있다.
조립체 가압부(225)는, 이동몸체(223)에 인접한 나이프축(221)의 단부에 위치하여 그 상태를 유지하다가 나이프축(221) 상에 결합된 나이프 조립체(130)를 슬리터 장치(100)의 슬리터축(120) 상으로 이동시켜야하는 경우 나이프 조립체(130)를 가압하는 역할을 담당한다. 이에 대해 보다 상세히 설명하면, 나이프 조립체(130)를 나이프축(221)으로부터 슬리터축(120)으로 이동시키기 위해 나이프축(221)의 단부와 슬리터축(120)의 단부가 인접하도록 나이프축(221)과 슬리터축(120)을 일렬로 배치한 후, 조립체 가압부(225)에 의해 나이프축(221) 상의 나이프 조립체(130)를 슬리터축(120) 방향으로 가압함으로써 나이프 조립체(130)를 나이프축(221) 상으로부터 슬리터축(120) 상으로 이동시킬 수 있다.
이와 같이, 나이프 조립체(130)에 대한 조립체 가압부(225)의 가압 동작에 의해 나이프축(221)으로부터 슬리터축(120)으로 나이프 조립체(130)를 자동으로 이동시킬 수 있으며, 이로 인해 나이프 조립체(130) 교체 작업에 소요되는 시간이 종래에 비해 현저히 단축될 수 있다.
한편, 로봇유닛(230)은, 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221) 상에 나이프 조립체(130), 즉 나이프(131) 및 스페이서(135)를 조립하거나 또는 나이프축(221)상에 결합된 나이프 조립체(130)를 분리하는 유닛으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 셔틀유닛(210)에 인접하게 배치되는 로봇몸체(231)와, 로봇몸체(231)에 대해 회동 가능하도록 로봇몸체(231)의 상단부에 결합되는 로봇회동부(232)와, 로봇회동부(232)의 상단부에 접철 가능하게 힌지(hinge) 결합되는 제1 로봇암(233) 과, 제1 로봇암(233)의 일단부와 접철 가능하도록 힌지 결합되며, 나이프축(221) 상에 나이프 조립체(130)를 조립하거나 나이프축(221)으로부터 나이프 조립체(130)를 분리하기 위한 로봇핸드(235)를 구비하는 제2 로봇암(234)을 구비한다.
이러한 로봇유닛(230)이 구성에 의해 제2 로봇아암(234)의 선단부에 장착되는 로봇핸드(235)가 다방향으로 용이하게 이동할 수 있으며, 따라서 나이프 조립체(130)에 대한 다양한 운반 작업이 용이하게 실행될 수 있다.
이에 대해 설명하면, 로봇핸드(235)는 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)에 조립되어 있던 나이프(131) 및 스페이서(135)를 나이프축(221)으로부터 분리한 후 후술할 랙(250)으로 용이하게 이송시킬 수 있으며, 반대로 랙(250)에 보관되어 있던 나이프(131) 및 스페이서(135)를 나이프축(221)의 선단부에 용이하게 조립할 수 있다.
또한, 로봇핸드(235)는 한 쌍의 슬리터축(120)으로부터 나이프 조립체(130), 즉 나이프(131)와 스페이서(135)를 분리한 후 트랜스퍼유닛(220)의 한 쌍의 나이프축(221) 상으로 이송시킬 수 있다.
이 때, 한 쌍의 나이프축(221)에 각각 나이프 조립체(130)를 조립하거나 한 쌍의 나이프축(221)으로부터 나이프 조립체(130)를 분리할 때 실질적으로 동시에 작업이 진행될 수 있도록 로봇유닛(230)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 셔틀유닛(210)의 양측에 각각 마련된다. 즉, 한 쌍의 로봇유닛(230)이 마련되는 것이다.
랙(250, Rack)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 로봇유닛(230)의 로봇핸드(235)가 접근 가능한 부분에 마련되며, 나이프(131)와 스페이서(135)를 보관하는 역할을 담당한다. 이러한 랙(250)에는 나이프(131) 및 스페이서(135)가 각각 그 종류 및 사이즈 별로 구분되어 보관될 수 있도록 다수의 선반(251)이 마련되어 있다. 따라서 로봇유닛(230)은 나이프축(221) 상에 새로운 나이프 조립체(130)를 가조립할 때 랙(250)으로부터 필요한 사이즈의 나이프(131) 및 스페이서(135)를 제공받을 수 있다. 또한 로봇유닛(230)은 나이프축(221)으로부터 분리된 나이프(131) 및 스페이서(135)를 해당 선반(251)에 이송시킬 수 있다.
한편, 가압유닛(240)은, 로봇유닛(230)에 의해 나이프축(221)의 선단부에 조립되는 나이프(131) 또는 스페이서(135)를 나이프축(221)의 내측으로 가압하는 유닛으로서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 셔틀유닛(210)의 전방에 배치되는 가압몸체(241)와, 가압몸체(241)에 회동 가능하게 결합되는 가압암부(242)와, 나이프축(221)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 가압암부(242)에 결합되어 나이프축(221)의 선단부에 결합된 나이프(131) 또는 스페이서(135)를 나이프축(221)의 내측으로 가압하는 가압부(243)와, 가압부(243)를 구동시키되 가압부(243)가 유압에 의해 구동되도록 하는 유압부(미도시)를 구비한다.
전술한, 로봇유닛(230)의 로봇핸드(235)는 나이프(131) 또는 스페이서(135)를 나이프축(221)의 내측에 결합시키는 것이 아니라 나이프축(221)의 선단부에 결합시킨다. 그리고, 나이프축(221)의 선단부에 결합된 나이프(131) 또는 스페이서(135)는 가압유닛(240)의 가압부(243)가 가압하여 내측 방향으로 옮겨진다. 즉, 로봇유닛(230)과 가압유닛(240)의 상호 작용에 의해 나이프축(221) 상에 새로운 배열의 나이프 조립체(130)가 조립될 수 있는 것이다.
이하에서는, 이러한 구성을 갖는 자동 나이프 조립체 체인징 장치(200)에 의해 슬리터축(120) 상의 나이프 조립체(130)를 교체하는 과정에 대해서 설명하되, 나이프축(221)에 나이프 조립체(130)를 가조립하는 과정, 슬리터축(120)의 나이프 조립체(130)를 나이프축(221)에 언로딩(unloading)하는 과정, 나이프축(221)에 조립된 나이프 조립체(130)를 슬리터축(120)으로 로딩(loading)하는 과정, 슬리터축(120)으로부터 언로딩된 나이프축(221)의 나이프 조립체(130)를 랙(250)으로 분리(결합 해제)하는 과정 순으로 설명하기로 한다.
먼저, 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)들에 나이프 조립체(130), 즉 나이프(131)와 스페이서(135)를 소정 배열로 가조립하는 경우에 대해 설명하면, 우선 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)의 선단이 다른 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)의 선단에 비해 전방에 위치하도록 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 위치를 조절한다. 이후, 로봇유닛(230)을 이용하여 랙(250)에 보관된 나이프(131) 및 스페이서(135)를 나이프축(221)의 선단부에 조립한다. 이 때, 나이프축(221)의 선단부에 조립된 나이프(131) 또는 스페이서(135)는 가압유닛(240)의 작동에 의해 나이프축(221)의 내측으로 이동할 수 있으며, 이러한 과정에 의해 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 한 쌍의 나이프축(221)에 소정의 배열로 나이프 조립체(130)를 조립할 수 있다.
이어서, 소정의 배열로 배치된 나이프축(221)의 나이프 조립체(130)를 슬리터 장치(100)의 슬리터축(120)으로 로딩하기 위해, 슬리터축(120)에 조립되어 있던 기존의 나이프 조립체(130)를 다른 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)으로 언로딩(unloading)한다. 이러한 나이프 조립체(130)의 언로딩 과정은 로봇유닛(230)에 의해 실행될 수 있다.
다음으로, 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)들에 가조립된 나이프 조립체(130)를 슬리터축(120)으로 로딩한다. 이를 위해, 트랜스퍼유닛(220)을 셔틀유닛(210)에 대해 전후 및 좌우 방향으로 이동시켜 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)과 슬리터축(120)이 일렬로 배치되도록 한다. 이후, 나이프축(221)에 장착된 조립체 가압부(225)를 나이프축(221)의 외측 방향으로 구동시킴으로써 나이프 조립체(130)를 슬리터축(120) 방향으로 가압하여 나이프 조립체(130)를 나이프축(221)으로부터 슬리터축(120)으로 이동시킨다.
이후, 다른 하나의 트랜스퍼유닛(220)의 나이프축(221)에 결합되어 있는 나이프 조립체(130)를 결합 해제한 후 랙(250)으로 그 사이즈에 맞게 옮긴다. 즉, 기존에 슬리터축(120)에 장착되어 있던 나이프 조립체(130)의 나이프(131) 및 스페이서(135)가 그 사이즈에 맞게 랙(250)의 해당 선반(251)에 옮겨지는 것이다.
이와 같이, 본 실시 예에 의하면, 슬리터 장치(100)의 슬리터축(120)에 새로운 배열의 나이프 조립체(130)를 교체해야 할 경우, 교체 과정이 자동으로 진행됨으로써 나이프 조립체(130)를 수동으로 조립하여 발생되는 작업능률의 저하 및 안전사고의 발생을 저지할 수 있으며, 따라서 작업의 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치의 다른 적용 예를 설명하기 위한 도면으로서, 이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치(200)는, 슬리터 장치(300)의 장치본체(310a)가 가조립대(350) 상으로 분리되어 가조립대(350) 상에 배치된 장치본체(310a)로 나이프 조립체(330)를 조립하는 경우에도 적용될 수 있다. 이러한 경우는 나이프 조립체(330)를 슬리터 장치(300)를 수작업으로 조립 및 해체하는 기존의 공장에 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치(200)를 설치하여야 하는 경우일 수 있다.
이에 대해 보다 상세히 설명하면, 기존의 공장에 설치된 슬리터 장치(300)의 경우, 가조립대(350)에 슬리터 장치(300)의 장치본체(310a)가 자동 나이프 조립체 체인징 장치(200) 방향, 즉 슬리터축(320a)의 길이 방향으로 이동할 수 있도록 레일(360)이 마련되어 있으며, 이에 따라 슬리터축(320a)이 마련된 장치본체(310a)는 슬리터 장치(300)로부터 분리되어 가조립대(350) 상으로 이동할 수 있다('①' 방향으로 이동, 도 6 참조).
이러한 가조립대(350)에는 슬리터 장치(300)로부터 분리된 장치본체(310a) 이외에 이와 실질적으로 동일한 구성을 갖는 여분의 장치본체(310b)가 마련되어 있다. 따라서 여분의 장치본체(310b)의 슬리터축(320b)에 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치(200, 도 2 참조)의 나이프 조립체(330) 교체 방법과 실질적으로 동일한 방법에 의해 새로운 배열을 갖는 나이프 조립체(330)를 미리 조립해 놓을 수 있으며, 이에 따라 교체하여야 할 장치본체(310a)가 분리된 슬리터 장치(300)에 새로운 나이프 조립체(330)가 조립된 슬리터축(320b)을 갖는 여분의 장치본체(310b)를 결합시킬 수 있다('②'방향으로 이동, 도 6 참조). 또한 슬리터 장치(300)로부터 분리된 장치본체(310a)에 대해서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치(200)로 해체 작업을 진행할 수 있다. 한편, 장치본체(310a, 310b)는 전술한 바와 같이 슬리터축(320a, 320b)의 길이 방향을 따라 이동 가능하며 또한 장치본체(310a, 310b)가 레일(360)에 의하여 슬리터축(320a, 320b)의 길이 방향의 가로 방향으로 이동할 수 있어 슬리터 장치(300)에 대한 장치본체(310a, 310b)의 위치를 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치(200)는 신규 공장에 설치된 슬리터 장치(100, 도 2 참조)뿐만 아니라 수작업으로 나이프 조립체(330)를 조립하고 있는 기존 공장에 설치된 슬리터 장치(300)에도 나이프 조립체(330)를 자동으로 교체할 때 사용될 수 있다.
전술한 실시 예들에서는, 한 쌍의 나이프축을 구비하는 한 쌍의 트랜스퍼유닛이 병렬로 배치된다고 상술하였지만, 제작이 가능하다면 높이 방향으로 총 네 개의 나이프축이 마련된 단일의 트랜스퍼유닛이 본 발명에 적용될 수 있으며, 이러한 트랜스퍼유닛은 높이 방향으로 위치 조절됨으로써 나이프 조립체가 로딩 및 언로딩될 수 있을 것이다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 슬리터 장치의 일반적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 셔틀유닛 및 트랜스퍼유닛의 개략적인 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 슬리터 장치의 슬리터축에 결합되는 나이프 조립체의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 자동 나이프 조립체 체인징 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 슬리터 장치 110 : 장치본체
120 : 슬리터축 130 : 나이프 조립체
131 : 나이프 135 : 스페이서
200 : 자동 나이프 조립체 체인징 장치
210 : 셔틀유닛 220 : 트랜스퍼유닛
221 : 나이프축 223 : 이동몸체
230 : 로봇유닛 240 : 가압유닛
250 : 랙

Claims (13)

  1. 강판을 슬리팅(slitting)하기 위한 나이프(knife) 및 상기 나이프의 간격 조절을 위한 스페이서(spacer)를 갖는 나이프 조립체가 장착되는 슬리터축을 구비하는 슬리터 장치의 인접 영역에 마련되는 셔틀유닛;
    상기 나이프 조립체가 착탈 가능하게 결합될 수 있는 적어도 하나의 나이프축을 구비하며, 상기 셔틀유닛에 상대 이동 가능하도록 결합되는 적어도 하나의 트랜스퍼유닛;
    상기 셔틀유닛에 인접하도록 마련되며, 상기 나이프축으로부터 나이프 및 스페이서를 분리하거나 상기 나이프축에 상기 나이프 및 상기 스페이서를 조립하는 로봇유닛; 및
    상기 나이프축의 전방 영역에 인접하게 마련되어 상기 로봇유닛에 의해 상기 나이프축 상에 결합된 상기 나이프 또는 상기 스페이서를 상기 나이프축의 내측으로 가압하는 가압유닛을 포함하며,
    상기 가압유닛은,
    가압몸체;
    상기 가압몸체에 결합되는 가압암부; 및
    상기 가압암부의 단부에 상기 가압암부에 대해 상대 이동 가능하게 결합되어 상기 나이프축 상에 결합된 상기 나이프 또는 상기 스페이서를 상기 나이프축의 내측으로 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 트랜스퍼유닛은 상기 셔틀유닛에 대해 독립적으로 상대 이동 가능한 한 쌍의 트랜스퍼유닛이며,
    상기 한 쌍의 트랜스퍼유닛 각각에는 상기 나이프축 한 쌍이 상하로 장착되는 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트랜스퍼유닛 각각은,
    상기 나이프축의 길이 방향 및 상기 나이프축의 길이 방향의 가로 방향으로 이동 가능하도록 상기 셔틀유닛에 결합되며, 상기 나이프축이 상하로 장착되는 이동몸체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 트랜스퍼유닛은,
    상기 나이프축에 상대 이동 가능하게 결합되며, 상기 나이프축 상에 결합된 상기 나이프 조립체를 일측으로 가압하여 상기 나이프축 상의 상기 나이프 조립체를 상기 슬리터축 상으로 이동시키는 조립체 가압부; 및
    상기 이동몸체에 결합되며, 상기 조립체 가압부를 구동시키기 위한 실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 셔틀유닛은,
    상기 트랜스퍼유닛이 상기 나이프축의 길이 방향 및 상기 나이프축의 길이 방향의 가로 방향으로 상대 이동 가능하게 결합되는 셔틀몸체;
    상기 트랜스퍼유닛이 상기 셔틀몸체에 대해 상기 나이프축의 길이 방향으로 상대 이동 가능하도록 구동력을 제공하는 제1 구동부; 및
    상기 트랜스퍼유닛이 상기 셔틀몸체에 대해 상기 나이프축의 길이 방향의 가로 방향으로 상대 이동 가능하도록 구동력을 제공하는 제2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부 중 적어도 어느 하나는 실린더(Cylinder) 타입의 구동장치인 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 로봇유닛은,
    상기 셔틀유닛에 인접하게 배치되는 로봇몸체;
    상기 로봇몸체에 대해 회동 가능하도록 상기 로봇몸체의 상단부에 결합되는 로봇회동부;
    상기 로봇회동부에 접철 가능하게 결합되는 제1 로봇암; 및
    상기 제1 로봇암의 일단부에 접철 가능하게 결합되며, 상기 나이프 조립체의 상기 나이프 및 상기 스페이서를 상기 나이프축에 결합하거나 상기 나이프축으로부터 상기 나이프 조립체의 상기 나이프 및 상기 스페이서를 결합 해제하는 로봇핸드를 구비하는 제2 로봇암을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 로봇유닛은 상하로 배치되는 상기 나이프축에 실질적으로 동시에 작업을 실행할 수 있도록 대향되는 상기 셔틀유닛의 양측에 한 쌍 마련되는 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 로봇유닛의 상기 로봇핸드가 접근할 수 있는 상기 셔틀유닛의 인접 영역에 마련되며, 상기 나이프축에 제공되는 상기 나이프 및 상기 스페이서를 보관하기 위한 공간이 마련되어 있는 랙(Rack)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 랙은,
    상기 나이프 및 상기 스페이서가 사이즈(size) 별로 보관되는 다수의 선반을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 가압유닛은,
    상기 가압부가 상기 나이프축의 선단부에 결합된 상기 나이프 및 상기 스페이서를 상기 나이프축의 내측 방향으로 가압하기 위하여 가압력을 제공하는 유압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 나이프 조립체 체인징 장치.
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