제철 공장내의 열간압연기 또는 냉간압연기를 통해 연속 생산되는 강판은 일정폭을 가지며 코일형태로 감겨 보관 및 이송된다. 이러한 코일형태의 강판(이하, 강판코일)의 이송은, 전용 운반장치인 강판코일 리프터에 의해 이루어진다.
상기 강판코일 리프터는 크레인에 지지된 상태로 수평 및 수직운동을 통해 운반할 강판코일을 집어 원하는 지점으로 이동시켜 내려놓는 운반기계로서 여러 가지 타입의 것이 사용되고 있다.
도 1에 종래의 강판코일 리프터를 코일과 함께 개략적으로 도시하였다. 도 2는 상기 도 1에 도시한 강판코일 리프터의 암을 별도로 도시한 사시도이다.
도시한 바와같이, 일반적인 강판코일 리프터(11)는, 크레인(미도시)에 매달려 지지되며 수평 및 수직방향으로 이송되는 리프터바디(13)와, 상기 리프터바디(13)에 상호 진퇴운동 가능하도록 설치되는 한 쌍의 암(17)과, 상기 암(17)을 동작시키는 구동부(15)와, 상기 암(17)의 하단부에 위치하며 강판코일(A)의 중심구멍으로 진입하여 강판코일의 중심 구멍에 걸리는 슈(shoe)(19)를 포함한다.
또한 상기 암(17)의 내향면에는 다수의 완충판(21)이 구비된다. 상기 완충판(21)은 강판코일(A)을 사이에 두고 암(17)이 상호 근접할 때, 강판코일(A)의 측면이 암(17)의 내향면에 충돌하지 않도록 마련한 완충수단이다. 상기 완충판(21)이 없을 경우, 이송작업 중 강판코일(A)의 양측면이 암(17)의 내향면에 부딪혀 강판코일이 손상된다.
여하튼, 상기 완충판(21)은 탄성력을 갖는 띠 형태의 금속판을 만곡시킨 것으로서 강판코일(A)측으로 볼록한 상태로 그 일단부가 암(17)의 내향면에 고정되어 있다.
그런데 상기한 구조를 갖는 종래의 강판코일 리프터(11)는, 사용시간이 오래됨에 따라 완충판(21)의 기능이 서서히 저하한다는 문제를 갖는다. 즉, 상기 완충판(21)은 탄성력이 부여된 금속판으로서, 강판코일에 의한 눌림과 복원이 반복됨에 처음의 탄성력이 점차 없어져 완충효율이 떨어짐은 물론 피로가 쌓여 아예 부러질 수 도 있는 것이다.
이러한 현상을 방지하기 위해서는 완충판(21)을 수시로 점검해야 하며 정기적 또는 비정기적으로 교체해 줘야 한다. 완충판(21)을 제때에 교체하지 않으면 강판코일(A)에 흠집이 생겨 불량을 발생한다. 아울러 상기 다수의 완충판(21)에 의해 암(17)의 내측면이 복잡하고 너저분하며 청소하기가 번거롭다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강판코일 리프터의 구조를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 강판코일 리프터(31)는, 구동부(37) 및 제어부(35)가 구비되어 있는 리프터바디(33)와, 상기 리프터바디(33)에 지지되며 서로에 대해 근접하거나 멀어지는 방향으로 진퇴운동 하는 한 쌍의 암(39)과, 상기 암(39)의 하단부에 위치하며 제 1,2센서(61,63)를 가지고 도 8에 도시한 바와같이 강판코일(A)의 중앙 구멍에 진입하는 슈(41)와, 상기 암(39)에 설치되며 강판코일(A)과 암의 충돌을 방지하는 완충수단을 포함한다.
상기 리프터바디(33)는 크레인(미도시)에 수평으로 매달리며, 구동부(37) 및 제어부(35)와 함께 수평 및 수직 운동한다. 상기 구동부(37)는 외부로부터 전력을 공급받아 상기 암(39)을 진퇴운동 시킨다. 또한 상기 제어부(35)는 상기 제1,2센서(61,63)로부터 신호를 전달받아 구동부(37)의 동작을 제어하여, 암(39)의 근접속도를 감속시키거나 정지시킨다.
한편, 상기 완충수단은 도 8에 도시한 바와같이, 강판코일(A)을 사이에 두고 암(39)이 근접할 때, 강판코일(A)의 측면이 암(39)과 부딪히는 것을 방지하는 역할을 한다. 이러한 완충수단의 목적이 강판코일의 손상을 방지하기 위한 것임은 물론이다.
상기 완충수단은, 각 암(39)의 양측면에 위 아래로 구비되는 상부롤러(43a) 및 하부롤러(43b)와, 상기 상하부롤러(43a,43b)에 걸리는 것으로서 하나의 루프를 이루며 와이어(51)와 인장스프링(47)과 무게추(49)로 구성되는 탄력스트링(string)(65)과, 상기 와이어(51)에 고정되되 암(39)의 내향면에 위치하는 완충판(45)을 포함한다.
상기 상부롤러(43a) 및 하부롤러(43b)는 연직 방향에 위치하며 암(39)의 양측면에 배치된다. 따라서 하나의 리프터(31)에는 네 개의 상부롤러(43a)와 네 개의 하부롤러(43b) 및 네 개의 탄력스트링(65)이 구비된다. 상기 암 및 완충수단에 대한 설명을 도 4를 통해 보다 자세히 하기로 한다.
도 4는 상기 도 3에 도시한 강판코일 리프터의 일측 암을 별도로 나타내 보인 분해 사시도이다. 하나의 쌍을 이루는 두 개의 암(39)은 동일한 구성을 가지므로 한 쪽 암에 대해서만 설명한다.
도면을 참조하면, 상기 암(39)의 양측면에 상부롤러(43a)와 하부롤러(43b)가 구비되어 있음을 알 수 있다. 상기 상부롤러(43a) 및 하부롤러(43b)는 수직방향으로 배치되며 회전 가능하다.
또한 상기 상부롤러(43a) 및 하부롤러(43b)에는 상기한 탄력스트링(65)이 채 워져 지지된다. 상기 탄력스트링(65)은 상기 상하부롤러(43a,43b)에 감겨 지지되는 와이어(51)와, 상기 와이어(51)의 일단부에 연결되는 인장스프링(47)과, 상기 인장스프링(47)과 와이어(51)의 타단부에 결합하는 무게추(49)로 구성된다. 상기 탄력스트링(65)은 상하부롤러(43a,43b)에 걸린 상태로 팽팽한 상태를 유지한다. 경우에 따라 상기 인장스프링(47)이 약간 인장된 상태가 되도록 유지시킬 수 도 있다.
상기 무게추(49)는 후술할 완충판(45)이, 외력이 가해지지 않은 상태에서 일정한 높이에 위치하도록 와이어(51)를 화살표 w방향으로 당기는 역할을 한다. 이를 위해 상기 무게추(49)는 완충판(45)보다 무거우며 무게추(49)의 하부에 스토퍼(57)가 구비된다. 상기 스토퍼(57)는 무게추(49)가 그 이상 내려가지 않도록 지지하는 돌출부로서 관통구멍(57a)을 가져 와이어(51)를 통과시킨다.
또한 상기 무게추(49)의 측부에는 지지부(49a)가 구비되어 있다. 상기 지지부(49a)는 무게추(49)의 측부에 고정된 돌출부재로서 가이드로드(53)를 통과시켜 무게추(49)의 승강운동을 가이드한다. 상기 가이드로드(53)는 수직으로 연장된 일정단면의 봉형 부재로서 상기 지지부(49a)를 통과하여 지지부(49a)의 승강운동을 가이드한다. 상기와 같이 지지부(49a)가 가이드로드(53)에 의해 가이드 되므로 무게추(49)는 승강 운동만 가능할 뿐 측방향으로 움직일 염려가 없다.
상기 암(39)의 양측면에는 다수의 브라켓(55)이 고정되어 있다. 상기 브라켓(55)은 암나사구(55a)가 형성되어 있는 금속판으로서 커버플레이트(59)가 결합하는 결합부이다. 상기 브라켓(55)에 커버플레이트(59)를 맞추고 볼트(67)를 이용해 커버플레이트(59)를 브라켓(55)에 결합시킴으로써 암(39)에 대한 커버플레이트(59) 의 결합이 이루어진다.
상기 커버플레이트(59)는 일정두께를 갖는 강판으로서 상기 상하부롤러(43a,43b)와 탄력스트링(65)을 부분적으로 덮어 보호한다. 상기 커버플레이트(59)를 암(39)에 결합시킴으로써 상기 탄력스트링(65)과 상하부롤러(43a,43b)가 커버플레이트(59)에 은폐된다.
한편, 상기 암(39)의 내향면측에는 사각판 형태의 완충판(45)이 위치한다. 상기 완충판(45)은 강판코일(A)의 양측면과 암(39)의 사이에 개재되어, 강판코일(A)이 암(39)에 충돌하지 않도록 하는 것으로서, 상기 와이어(51)에 결합되어 있다.
상기 완충판(45)이 와이어(51)에 결합되어 있으므로, 완충판(45)은 탄력스트링(65)이 허용하는 범위안에서 전후좌우 및 상하 방향으로 움직임이 가능하다.
상기 완충판(45)은, 사각의 고무패드(45a)와, 상기 고무패드(45a)의 배면에 밀착 결합하며 와이어(51)를 수직으로 관통시키는 지지플레이트(45)와, 상기 지지플레이트(45)에 대해 와이어(51)를 고정시키는 고정구(45c)를 포함한다.
도 5에 상기 완충판(45)을 도시하였다.
도 5를 참조하면, 상기 와이어(51)가 지지플레이트(45b)를 수직으로 통과한 상태로, 고정구(45c)에 의해 고정되어 있음을 알 수 있다. 상기 고정구(45c)는 지지플레이트(45b)에 고정된 상태로 와이어(51)를 그 내부로 통과시켜 고정하는 것으로서, 와이어(51)를 죄어 고정하는 방식은 공지의 임의의 방식을 따른다. 아울러 수직의 와이어(51)에 완충판(45)을 위치이동 가능하게 고정하는 방식은 얼마든지 변경 가능하다.
한편, 상기 슈(41)의 상부에는 두 개의 센서(61,63)가 설치된다. 상기 센서(61,63)는 코일지지판(41a)의 대략 중앙부에 위치하는 제 1센서(61)와 완충판(45)의 하부에 위치하는 제 2센서(63)이다. 상기 코일지지판(41a)은 강판코일(A)의 내주면부(A2)를 받쳐 올리는 부분이다.
상기 제 1센서(61) 및 제 2센서(63)는 제어부(35)와 유선 또는 무선으로 접속되는 센서로서, 제 1센서(61)는 슈(41)가 강판코일(A)의 중심구멍(도 6의 A3)으로 진입한 후 신호를 발생하고, 제 2센서(63)는 슈(41)의 진입이 완료된 순간의 신호를 발생한다. 상기 제 1,2센서(61,63)의 세부 위치는 경우에 따라 달라질 수 있다. 또한 센서의 종류로는 포토센서를 예로 들 수 있다.
상기 제어부(35)는 제 1센서(61)로부터 신호를 받는 순간 구동부(37)의 동작을 제어하여 암(39)의 속도를 낮추고, 제 2센서(63)로부터 전달된 신호에 의해 암(39)을 정지시키는 역할을 한다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 강판코일 리프터의 동작을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 6은 동작이 개시될 때의 모습이고, 도 7은 슈(41)가 강판코일(A)의 중심구멍(A3)에 진입한 직후의 모습이다. 또한 도 8은 중심구멍에 대한 슈(41)의 진입이 완료된 상태이고, 도 9는 리프터를 들어올린 상태의 모습이다. 아울러 도면에서 상기한 커버플레이트(59)는 생략하였다.
도 6을 참조하면, 강판코일 리프터(31)가 암(39)이 벌어진 상태로 하강하여 운반할 강판코일(A)의 좌우에 암(39)이 위치함을 알 수 있다. 이 때 상기 암(39) 하단의 슈(41)를 연결하는 가상의 직선이 강판코일(A)의 중심구멍(A3)을 통과함은 물론이다.
또한 상기 무게추(49)는 최대한 하강하여 스토퍼(57)에 올려져 있다. 상기한 바와같이 무게추(49)는 완충판(45) 보다 무거우므로, 무게추(49)가 상기 스토퍼(57)에 안착된 상태로 완충판(45)을 최상점에 대기시키는 것이다. 상기 완충판(45)은 와이어(51)에 고정된 상태로 공중에 매달려 대기한다. 이 상태에서 상기 완충판(45)을 인위적으로 아래로 내리면 상기 인장스프링(47)이 늘어나며 무게추(49)가 상부로 들어 올려진다.
여하튼 상기 상태에서 구동부(37)를 동작시켜 암(39)을 상호 근접하는 방향으로 이동시키면, 도 7에 도시한 바와같이 상기 슈(41)에 구비되어 있는 제 1센서(61)가 중심구멍(A3)의 바깥쪽 모서리부(A1)를 지나게 된다.
도 7을 참조하면, 상기 중심구멍(A3)의 양단부 모서리부(A1)의 하부에 제 1센서(61)가 위치하고 있음을 알 수 있다. 상기 제 1센서(61)는 모서리부(A1)를 감지하여, 슈(41)가 강판코일(A)의 중심구멍(A3) 내부로 진입하였다는 내용의 신호를 제어부(35)로 전달한다.
상기 제 1센서(61)로부터 신호를 전달받은 제어부(35)는 상기 구동부(37)의 동작을 조절하여 암(39)의 이동속도를 늦춘다. 결국 상기 암(39)은 슈(41)가 중심구멍(A3)으로 진입한 후 상대적으로 느려지는 것이다. 이 때 상기 완충판(45)이 강판코일(A)의 양측면에 대향하고 있음은 물론이다.
상기 슈(41)의 중심구멍(A3) 내부로의 진입이 계속됨에 따라, 마침내 제 2센 서(63)가 상기 모서리부(A1)를 감지하게 되면 암(39)이 정지된다. 상기 제 2센서(63)는 모서리부(A1)를 지나는 순간 신호를 발생하여 상기 제어부(35)로 보내어, 제어부(35)로 하여금 강판코일(A)에 대한 암(39)의 근접 이동을 멈추게 한다.
도 8을 참조하면, 상기 슈(41)가 중심구멍(A3)의 내부로 완전히 진입한 상태로 정지하고 있음을 알 수 있다. 이 때 상기 모서리부(A1)의 하부에 제 2센서(63)가 위치함은 물론이다.
또한 상기 강판코일(A)의 양측면은 완충판(45)과 접하며 완충판(45)을 화살표 F방향으로 가압하고 있다. 상기 완충판(45)이 강판코일(A)에 의해 밀림에 따라 상기 와이어(51) 및 인장스프링(47)에 인장력이 발생하고 무게추(49)가 상부로 들어올려진다. 이는 상기 강판코일(A)이 인장스프링(47)의 인장력에 해당하는 힘으로 (화살표 F방향의 반대방향으로) 탄력 지지됨을 의미한다. 상기 강판코일(A)은 그 양측면이 완충판(45)과 접함으로써 암(39)에 직접적으로 충돌하지 않는다.
상기 상태에서 크레인(미도시)을 이용해 리프터(31)를 화살표 z방향으로 들어올리면, 도 9에 도시한 바와같이 상기 슈(41)가 상승하여 강판코일(A)의 내주면부(A2)에 접하고 그 다음부터는 강판코일(A)이 슈(41)에 걸려 상부로 들어올려 진다.
특히 상기 슈(41)가 상승하여 내주면부(A2)에 도달하기까지, 상기 완충판(45)은 강판코일(A)과 함께 그 자리에 머물러 있다. 이는 완충판(45)이 강판코일(A)과의 마찰력에 의해 화살표 p방향으로 힘을 받기 때문이다.
상기와 같이 완충판(45)이 강판코일(A)의 측면에 밀착되어 구속된 상태로 슈(41)가 상승하므로, 와이어(51)는 화살표 d방향으로 당겨져 인장스프링(47)이 인장되고 무게추(49)가 상승한다.
상기 강판코일 리프터(31)가 목표지점에 도달하여 강판코일(A)을 내려놓기 위해 암(39)을 벌리면, 강판코일(A)의 측면으로부터 완충판(45)이 이격되고 상기 인장스프링(47)의 탄성복원력과 무게추(49)의 하강에 의해 완충판(45)은 최초의 위치로 복귀한다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.