KR101148089B1 - 강재 라벨링 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

강재 라벨링 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 이송 중인 강재에 마킹 수단을 이용하여 마킹하는 라벨링 장치에 있어서, 상기 강재의 크기 및 강재에 마킹할 문자 및 이미지 정보를 반영한 이미지 파일을 생성하는 이미지 생성부; 상기 이미지 생성부에서 생성한 이미지 파일을 이용하여 잉크 헤드에 서로 어긋나게 형성되는 다수의 노즐 각각을 개폐하도록 제어하는 노즐 제어부; 및 상기 강재의 이송 속도에 맞춰 상기 잉크 헤드가 이동하도록 마킹 수단을 제어하는 헤드 이송 제어부를 포함하되, 상기 노즐 제어부는, 상기 마킹 수단의 엔코더를 이용하여 상기 잉크 헤드의 위치를 인식하는 잉크 헤드 위치 인식부; 상기 이미지 파일을 이용하여 상기 어긋나게 형성된 노즐이 중첩적으로 강재에 마킹할 수 있도록 상기 노즐 각각의 개폐 여부를 제어하는 노즐 개폐 관리부; 및 상기 다수의 노즐과 연결되며 상기 노즐 개폐 관리부의 제어하에 노즐을 개폐하는 드라이버부가 제공된다.

강재, 라벨링, 노즐, 중첩 마킹

Description

강재 라벨링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR STEEL MATERIAL LABELING}

본 발명은 강재 라벨링 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 어긋나게 이루어지는 다수의 노즐을 포함하는 강재 라벨링 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 강재를 사용하는 조선소 등에서는 강재의 녹과 이물질을 쇼팅 작업으로 제거하고 프라이머를 칠한 후 강재에 정보를 확인할 수 있는 ID(identification)의 마킹(marking)을 실시하는 라벨링(labeling) 작업을 실시하게 된다.

이러한 라벨링 작업은 종래에는 수작업으로 진행되었으나 근래에 들어서는 자동화된 라벨링 시스템을 이용하여 진행되고 있다.

라벨링 시스템은 일반적인 소형 제품에 잉크젯 또는 레이저 등을 이용하여 인쇄하는 것과 달리 수십 미터의 대형 강재에 고속으로 전처리 문자를 마킹한다.

그리고, 라벨링 시스템은 문자뿐만 아니라 문자 정보와 그림 정보를 동시에 인쇄하고, 캐드(CAD) 등의 데이터 파일인 벡터 형식을 지원하며, 비트맵(bitmap) 형식의 그림과 작업자의 임의 형상 추가가 가능하고, 강재 이름 또는 그림 등이 단순한 정보뿐 아니라, 가공도 정보까지도 정밀하게 표현할 수 있는 것이 바람직하다.

여기서, 가공도 정보란 절단 관련 직선과 곡선, 벤딩 관련 기호 내지 표식을 의미하며 이러한 중요한 가공도 정보 인쇄 작업은 이후의 절단 공정 등의 후처리 작업에서 생산성을 향상시킬 수 있다.

특히, 라벨링 시스템은 이송 중에 있는 강재의 한정된 위치가 아닌 강재정보 관리 제어부에서 지령한 위치에 정확히 마킹을 수행할 수 있어야 한다.

그리고, 라벨링 시스템은 강재의 움직임에 연동하여 수직 또는 수평 운동을 복합적으로 수행하여야만 누락되는 부분 없이 마킹을 수행할 수 있는 상대적으로 높은 기술 규격을 만족하여야 한다.

그러나, 종래의 라벨링 시스템은 하나의 열로 이루어진 노즐을 이용하므로 마킹이 누락되는 부분이 빈번히 발생하여 마킹의 선명도를 보장할 수 없는 문제가 발생한다.

본 발명은 강재에 문자 및 이미지 등의 정보를 마킹 할 때 다수개의 노즐을 이용하여 중첩적으로 마킹을 실시하므로 마킹의 선명도를 향상시킬 수 있는 강재 라벨링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이송 중인 강재에 마킹 수단을 이용하여 마킹하는 라벨링 장치에 있어서, 상기 강재의 크기 및 강재에 마킹할 문자 및 이미지 정보를 반영한 이미지 파일을 생성하는 이미지 생성부; 상기 이미지 생성부에서 생성한 이미지 파일을 이용하여 잉크 헤드에 서로 어긋나게 형성되는 다수의 노즐 각각을 개폐하도록 제어하는 노즐 제어부; 및 상기 강재의 이송 속도에 맞춰 상기 잉크 헤드가 이동하도록 마킹 수단을 제어하는 헤드 이송 제어부를 포함하되, 상기 노즐 제어부는, 상기 마킹 수단의 엔코더를 이용하여 상기 잉크 헤드의 위치를 인식하는 잉크 헤드 위치 인식부; 상기 이미지 파일을 이용하여 상기 어긋나게 형성된 노즐이 중첩적으로 강재에 마킹할 수 있도록 상기 노즐 각각의 개폐 여부를 제어하는 노즐 개폐 관리부; 및 상기 다수의 노즐과 연결되며 상기 노즐 개폐 관리부의 제어하에 노즐을 개폐하는 드라이버부가 제공된다.

그리고, 상기 노즐 제어부는, 상기 이미지 생성부로부터 수신받은 이미지 파일을 저장하는 제 1 및 제 2 저장부를 포함하되, 상기 제 1 및 제 2 저장부는 서로 다른 이미지 파일을 저장한다.

또한, 상기 노즐 제어부는, 상기 이미지 생성부로부터 수신받은 이미지 파일을 상기 제 1 저장부 및 상기 제 2 저장부에 교대로 저장하도록 제어하는 이미지 파일 관리부를 포함한다.

여기서, 상기 노즐 제어부는 상기 이미지 생성부로부터 이미지 파일을 수신받고, 헤드 이송 제어부로부터 노즐개폐명령을 수신받는 송수신부를 더 포함하되, 상기 노즐 개폐 관리부는 상기 송수신부로부터 제공받은 노즐개폐명령에 따라 상기 이미지 파일을 이용하여 노즐의 개폐 여부를 관리할 수 있다.

한편, 상기 노즐 제어부는, 상기 노즐의 이물질을 제거하기 위해 노즐을 정화하는 노즐 정화부를 더 포함한다.

그리고, 상기 노즐은, 하나의 열로 이루어진 제 1 노즐; 및 상기 제 1 노즐과 마주보며 제 1 노즐과 어긋나게 형성되는 제 2 노즐을 포함한다.

또한, 강재 라벨링 장치는 상기 강재의 기본 정보인 강재정보를 입력받는 정보 입력부; 상기 정보 입력부에 입력된 강재정보와 매칭되는 라벨링 데이터를 추출하여 라벨링 데이터 및 강재에 마킹할 문자 및 이미지 정보가 반영된 작업 파일을 생성하는 작업 파일 생성부; 상기 강재의 크기, 위치 및 기울어진 각도를 측정하여 계측결과를 생성하는 측정부를 포함한다.

여기서, 상기 이미지 파일은 상기 작업 파일 및 상기 계측결과를 반영하여 상기 노즐이 개폐할 위치가 표시될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 강재 라벨링 장치가 이송 중인 강재에 마킹 수단을 이용하여 라벨링하는 방법에 있어서, (a) 상기 강재의 크기를 측정하여 이미지 파일을 생성하는 단계; (b) 상기 강재의 이송 속도를 산출하는 단계; 및 (c) 상기 이미지 파일을 이용하여 노즐의 개폐여부를 결정하고, 상기 강재의 이송 속도에 맞춰 상기 마킹 수단을 이동시키면서 중첩적으로 상기 강재에 마킹할 수 있도록 정해진 위치에 노즐을 개폐하는 단계-상기 노즐은 상기 마킹 수단의 잉크 헤드에 서로 어긋나게 형성됨-가 제공된다.

여기서, 상기 (c) 단계는, 상기 마킹 수단의 엔코더를 이용하여 잉크 헤드의 위치를 인식하는 단계; 상기 이미지 파일을 이용하여 상기 노즐이 중첩적으로 강재에 마킹할 수 있도록 상기 노즐 각각의 개폐 여부를 결정하여 개폐 여부 신호를 발생하는 단계; 상기 개폐 여부 신호에 따라 노즐을 개폐하는 단계를 포함한다.

한편, 상기 (c) 단계 이전에, 상기 노즐에 발생할 수 있는 이물질을 제거하기 위해 상기 노즐을 정화하는 단계를 더 포함한다.

본 발명에 따른 강재 라벨링 장치 및 방법은 어긋나도록 배열된 적어도 두 열 이상의 노즐을 이용하여 중첩적으로 강재에 문자 및 이미지 등의 정보를 마킹하므로 마킹의 선명도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 강재 라벨링 장치 및 방법은 마킹의 품질이 향상되는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 강재 라벨링 장치를 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 강재의 라벨링 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 강재의 라벨링 장치를 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 강재의 라벨링 장치(100)는 강재(1)를 이송시키는 이송 수단(110), 강재(1)의 이송 상태를 감지하는 계측 수단(120), 이송 수단(110)에 의해 이송되는 강재(1)에 이동 및 회전하는 잉크 헤드(132)로 마킹하는 마킹 수단(130), 계측 수단(120)으로부터 출력되는 감지신호를 수신받음과 아울러 마킹 수단(130)을 제어하는 제어부를 포함한다.

이송 수단(110)은 강재(1)의 이송을 위하여 다양한 구성을 가질 수 있고, 바람직하게는 컨베이어 시스템이 사용된다. 그리고, 이송 수단(110)은 강재(1)의 이송 경로상에 설치되는 이송 테이블(111), 이송 테이블(111)에 설치되되, 나란하게 설치되어 강재(1)를 회전 지지하는 다수의 이송 롤러(112), 이송 롤러(112)를 회전시키는 구동 모터(미도시)를 포함한다.

계측 수단(120)은 강재(1)의 진입 위치를 감지하기 위하여 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 강재(1)의 이송 방향에 교차하도록 설치되는 제 1 갠트 리(gantry; 121), 제 1 갠트리(121)에 설치됨과 아울러 강재(1)에 접촉하여 회전하는 제 1 롤러(122), 제 1 롤러(122)를 승강시키는 제 1 롤러승강수단(123), 제 1 롤러(122)를 제 1 갠트리(121)를 따라 이송시키는 제 1 롤러이송수단(124), 제 1 롤러(122)에 설치됨과 아울러 제 1 롤러(122)의 회전 속도를 감지하여 제어부로 감지신호를 출력하는 제 1 엔코더(125)를 포함한다. 한편, 계측 수단(120)은 강재(1)의 이송 거리와 속도를 산출하기 위해 형성되는 제 3 엔코더(113)를 포함한다. 제 3 엔코더(113)는 컨베이어 롤러 중심에 일치되도록 장착되어 형성된다.

제 1 갠트리(121)는 이송 테이블(111) 상에 이격되도록 설치되어 양단이 지면에 고정된다.

제 1 롤러(122)는 제 1 롤러승강수단(123)에 의해 제 1 갠트리(121)에 설치되고, 이송 수단(110)에 의해 이송되는 강재(1)와의 접촉에 의해 회전하며, 스틸(stee)과 같은 강재(1)로부터 미끄러져서 슬립(slip)이 발생하는 것을 방지하기 위하여 MC(mono cast) 나일론으로 제작된다.

제 1 롤러승강수단(123)은 제 1 롤러(122)를 승강시키는 실린더 또는 리니어 모터 등의 다양한 구성을 가질 수 있는데, 본 실시예에서는 제 1 롤러(122)가 고정됨과 아울러 LM 가이드에 가이드된 승강부재에 마련되는 볼 스크루에 수직의 리드 스크루가 나사 결합되고, 리드 스크루를 모터에 의해 회전시킴으로써 리드 스크루를 따라 직선 운동하는 볼 스크루에 의해 승강부재와 함께 제 1 롤러(122)를 승강시킨다.

제 1 롤러이송수단(124)은 실린더로 이루어지거나, 모터, 리드 스크루 및 볼 스크루 등의 조합으로 이루어질 수 있는데, 본 실시예에서는 제 1 롤러(122)가 결합된 제 1 롤러승강수단(123)이 LM 가이드에 가이드된 상태에서 모터의 구동력을 직선 운동으로 전환시키는 랙과 피니언에 의해 제 1 롤러(122)가 제 1 갠트리(121)를 따라 직선 운동한다.

제 1 엔코더(125)는 강재(1)와 접촉하여 회전하는 제 1 롤러(122)의 회전축에 설치됨으로써 제 1 롤러(122)의 회전 속도를 감지하여 이를 제어부로 출력한다.

한편, 계측 수단(120)은 이송 수단(110)에 의해 이송되는 강재(1)의 크기, 위치 및 각도를 산출하기 위하여 강재(1)를 감지하도록 이송부재(126), 감지센서(127a,127b,127c,127d,127e), 센서이송수단(128)을 더 포함할 수 있다.

이송부재(126)는 감지센서(127a,127b,127c,127d,127e)가 강재의 수직 및 수평을 모두 감지하도록 부착되기 위하여 "T"자의 바 형태를 가진다. 그리고, 이송부재(126)는 감지센서(127a,127b,127c,127d,127e)가 하측에 위치하는 강재(1)를 감지할 수 있도록 위치 이동이 가능하게 슬라이딩 결합되어 나사에 의해 원하는 위치에서 고정될 수 있으며, 구 형태의 조인트를 사용하여 감지 각도를 전환시킬 수 있다. 이송부재(126)는 한 쌍으로 이루어져서 제 1 갠트리(121)의 양측에 제 1 갠트리(121)를 따라 이동하도록 각각 설치되고, 제 1 갠트리(121)를 따라 센서이송수단(128)을 통해 이동시 서로 충돌하는 것을 방지하기 위하여 근접센서(미도시)가 각각 설치된다.

감지센서(127a,127b,127c,127d,127e)는 이송부재(126)에 설치되어 이송부재(126) 하측을 통과하는 강재(1)의 크기, 위치 및 각도를 산출하기 위해서 강 재(1)를 각각 감지하여 제어부로 감지신호를 출력한다. 본 실시예에서 감지센서(127a,127b,127c,127d,127e)는 도 5에 도시된 바와 같이, 이송부재(126)에서 강재(1)가 진입하는 측의 선단(1a)에 일렬로 배열되어 강재(1)가 기준 범위에 도달하였는지를 감지하는 감지센서(127a,127b,127c), 이송부재(126)에서 강재(1)가 통과하는 측의 후단에 설치되어 강재(1)의 선단(1a)을 감지하는 감지센서(127d), 이송부재(126) 선단(1a)에서 중심에 위치하는 감지센서(127b)와 함께 강재(1)의 측단(1b)을 감지하도록 이송부재(126)의 후단에 설치되는 감지센서(127e)로 이루어진다. 따라서, 감지센서(127a,127b,127c,127d,127e)로부터 감지신호를 수신받은 제어부가 강재(1)의 선단(1a) 및 측단(1b)을 각각 좌표로 산출하여 강재(1)의 모서리(0) 위치 및 강재(1)의 폭과 길이를 산출할 수 있으며, 강재(1)의 선단(1a)과 측단(1b) 감지로 인해 강재(1)의 측단과 이송방향 간의 각도(α)를 구할 수 있다.

센서이송수단(128)은 이송부재(126)를 이송시키기 위하여 실린더로 이루어지거나, 모터, 리드 스크루 및 볼 스크루 등의 조합으로 이루어질 수 있으며, 이송부재(126)를 LM 가이드에 의해 가이드되도록 할 수 있다. 본 실시예에서 센서이송수단(128)은 이송부재(126)가 가이드 롤러(guide roller)에 가이드된 상태에서 모터의 구동력을 직선 운동으로 전환시키는 랙과 피니언에 의해 이송부재(126)가 제 1 갠트리(121) 양측에서 직선 운동하면서 강재(1)를 감지하게 된다. 이때, 모터는 서보모터를 사용함으로써 가이드 롤러에 의해 지지되어 가이드되는 이송부재(126)의 정확한 위치 제어가 가능하다.

계측 수단(120)은 제 1 롤러승강수단(123)에 의해 미리 상승되어진 제 1 롤 러(122)가 강재(1)의 진입을 인식하여 강재(1)에 밀착되도록 하강되기 위하여 강재(1)의 정방향 진입을 감지하여 제어부로 감지신호를 출력하는 제 1 진입감지센서(129a)가 제 1 롤러(122)의 전측에 설치된다. 그리고, 강재(1)의 선단(1a)이 제 1 롤러(122)를 통과함을 감지하여 제어부로 감지신호를 출력하는 제 1 통과감지센서(129b)가 제 1 롤러(122)의 후측에 설치된다. 강재(1)가 제 1 롤러(122)를 통과하지 않은 상태에서 제 1 롤러(122)가 하강하면 이송 중인 강재(1)와 제 1 롤러(122)가 충돌된다. 이를 방지하기 위하여, 제 1 롤러(122)의 하강 운동은 제 1 진입감지센서(129a)와 제 1 통과감지센서(129b) 모두가 강재(1)를 인식한 이후에 실시하게 된다.

마킹 수단(130)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 강재(1)의 이송 방향에 교차하도록 설치되는 제 2 갠트리(131), 제 2 갠트리(131)에 설치되는 잉크 헤드(132), 잉크 헤드(132)를 제 2 갠트리(131)를 따라 이송시키는 제 1 헤드이송수단(133a), 잉크 헤드(132)를 제 2 갠트리(131)로부터 강재(1)의 이송 방향을 따라 이송시키는 제 2 헤드이송수단(133b), 잉크 헤드(132)를 승강시키는 헤드승강수단(133c), 잉크 헤드(132)를 회전시키는 헤드회전수단(133d)을 포함한다. 따라서, 마킹 수단(130)은 제 1 및 제 2 헤드이송수단(133a,133b), 헤드승강수단(133c) 및 헤드회전수단(133d)에 의해 잉크 헤드(132)를 X,Y,Z축을 따라 이동시킴과 아울러 회전시키게 된다.

제 2 갠트리(131)는 제 1 갠트리(121)와 나란하도록 이송 테이블(111)상에 설치되어 지면에 양단이 고정된다.

잉크 헤드(132)는 도 8에 도시된 바와 같이, 강재(1)의 문자 및 이미지를 나타낼 수 있는 다수, 예컨대 512개의 노즐(132a,132b)이 직육면체의 본체 하면에 마련됨으로써 노즐(132a,132b)의 개방에 의해 강재(1) 표면에 잉크로 마킹하는데, 문자 및 이미지 등의 정보를 중첩적으로 마킹하는 다수의 열로 이루어지는 다수의 노즐(132a,132b)을 가지며, 어느 열의 노즐(132a)들이 이웃하는 열의 노즐(132b)들과 서로 어긋나도록 배열된다.

즉, 잉크 헤드(132)는 본 실시예에서처럼 2열의 노즐(132a,132b)들로 이루어지는 경우, 하나의 열을 이루는 제 1 노즐(132a)사이에 다른 열을 이루는 제 2 노즐(132b)이 평행하게 위치하도록 배열된다. 잉크 헤드(132)가 이동시 제 1 노즐(132a)의 개방에 의해 1차적으로 문자 및 이미지 등의 정보를 마킹한다. 그리고, 잉크 헤드(132)는 이동하면서 제 1 노즐(132a)의 개방에 의해 노즐의 해상도를 가지고, 1차적으로 문자 및 이미지 등의 정보를 마킹한다. 그리고, 잉크 헤드(132)가 계속 이동하면서 제 1 노즐(132a)에 의해 1차 마킹한 곳에 제 2 노즐(132b)이 2차적으로 마킹한다. 제 2 노즐(132b)에 의해 마킹되는 점들은 이 제 1 노즐(132a)에 의해 마킹되는 점들 사이에 위치하도록 엇갈리게 배열되어 있다. 따라서, 제 1 노즐(132a) 및 제 2 노즐(132b)로 분리되어 중첩적으로 마킹하면 개별 노즐의 해상도보다 2배 향상된다.

제 1 헤드이송수단(133a)은 잉크 헤드(132)가 설치된 제 2 헤드이송수단(133b)을 제 2 갠트리(131)를 따라 이송시키기 위하여 실린더로 이루어지거나, 모터, 리드 스크루 및 볼 스크루 등의 조합으로 이루어질 수 있다. 그리고, 제 1 헤드이송수단(133a)은 잉크 헤드(132)를 LM 가이드에 의해 가이드되도록 할 수 있는데, 본 실시예에서는 잉크 헤드(132)가 설치된 제 2 헤드이송수단(133b)이 베어링 가이드(bearing guide)에 가이드된 상태에서 모터의 구동력을 직선 운동으로 전환시키는 랙과 피니언에 의해 제 2 헤드이송수단(133b)과 함께 잉크 헤드(132)를 제 2 갠트리(131)를 따라 직선 운동시킨다.

한편, 베어링 가이드는 편심이 되어 있어 중심에 마련되는 볼트로 조이게 됨으로써 베어링이 가이드면을 단단히 물게 되어 제 2 헤드이송수단(133b)의 가이드 역할을 하게 된다.

제 2 헤드이송수단(133b)은 잉크 헤드(132)가 하단에 설치되는 "ㄱ"자 형태의 지지부재(133e)가 제 2 갠트리(131)에 직교하는 방향으로 왕복 운동하도록 가이드된 상태에서 모터의 구동력을 직선 운동으로 전환시키는 랙과 피니언에 의해 잉크 헤드(132)가 강재(1)의 이송방향(A)을 따라 왕복 운동하도록 한다.

헤드승강수단(133c)은 잉크 헤드(132)를 제 2 갠트리(131)로부터 수직방향으로 왕복 운동시키는데, 이를 위해 실린더를 사용하거나, 모터의 구동력을 직선 운동으로 전환시키는 다양한 부재들을 사용할 수 있는데, 본 실시예에서는 모터의 구동력을 직선 운동으로 전환시키는 랙과 피니언에 의해 잉크 헤드(132)가 수직방향으로 왕복 운동하도록 한다.

헤드회전수단(133d)은 지지부재(133e)와 잉크 헤드(132)가 만나는 지점에서 상측에 설치되는 모터의 회전력을 직접 또는 감속 기어를 통해 간접적으로 잉크 헤드(132)로 전달하여 바람직하게는 -90도에서 +90도의 범위 내에서 잉크 헤드(132) 가 회전하도록 한다.

한편, 마킹 수단(130)은 제 2 갠트리(131)에 설치됨과 아울러 이송 수단(110)에 의해 진입하는 강재(1)에 접촉하여 회전하는 제 2 롤러(134), 제 2 롤러(134)를 승강시키는 제 2 롤러승강수단(135), 제 2 롤러(134)를 제 2 갠트리(131)를 따라 이송시키는 제 2 롤러이송수단(136), 제 2 롤러(134)에 설치되어 제 2 롤러(134)의 회전 속도를 감지하여 제어부로 감지신호를 출력하는 제 2 엔코더(137)를 포함한다.

제 2 롤러(134)는 제 2 롤러승강수단(135)에 의해 제 2 갠트리(131)에 설치되고, 이송 수단(110)에 의해 이송되는 강재(1)와의 접촉에 의해 회전하며, 강재(1)로부터 슬립(slip)되는 것을 방지하기 위하여 MC(mono cast) 나일론 등의 재질로 제작된다.

제 2 롤러승강수단(135)은 제 2 롤러(134)를 승강시키는 실린더, 리니어 모터 등의 다양한 구성을 가질 수 있는데, 본 실시예에서는 제 2 롤러(134)가 고정됨과 아울러 LM 가이드에 가이드된 승강부재에 마련되는 볼 스크루에 수직의 리드 스크루가 나사 결합되고, 리드 스크루를 모터에 의해 회전시킴으로써 리드 스크루를 따라 직선 운동하는 볼 스크루에 의해 승강부재와 함께 제 2 롤러(134)를 승강시킨다.

제 2 롤러이송수단(136)은 실린더로 이루어지거나, 모터, 리드 스크루 및 볼 스크루 등의 조합으로 이루어질 수 있는데, 본 실시예에서는 제 2 롤러(134)가 결합된 제 2 롤러승강수단(135)이 LM 가이드에 가이드된 상태에서 모터의 구동력을 직선 운동으로 전환시키는 랙과 피니언에 의해 제 2 롤러(134)가 제 2 갠트리(131)를 따라 직선 운동하도록 한다.

제 2 엔코더(137)는 강재(1)와 접촉하여 회전하는 제 2 롤러(134)의 회전축에 설치됨으로써 제 2 롤러(134)의 회전 속도를 감지하여 이를 제어부로 출력한다.

마킹 수단(130)은 제 2 롤러승강수단(135)에 의해 상승된 제 2 롤러(134)가 강재(1)의 진입을 인식하여 강재(1)측에 밀착되도록 하기 위하여 강재(1)의 정방향 진입을 감지하여 제어부로 감지신호를 출력하는 제 2 진입감지센서(138a)가 제 2 롤러(134)의 전측에 설치된다. 마킹 수단(130)은 강재(1)의 선단(1a)이 제 2 롤러(134)를 통과함을 감지하여 제어부로 감지 신호를 출력하는 제 2 통과감지센서(138b)가 제 2 롤러(134)의 후측에 설치된다. 강재(1)가 제 2 롤러(134)를 통과하지 않은 상태에서 제 2 롤러(134)가 하강하면, 이송 중인 강재(1)가 충돌된다. 이를 방지하기 위하여, 제 2 롤러(134)의 하강 운동은 제 2 진입감지센서(138a)와 제 2 통과감지센서(138b) 모두가 강재(1)를 인식한 이후에 실시하게 된다.

한편, 마킹 수단(130)은 강재(1)의 이동 경로 일측에서 제 2 갠트리(131) 하측에 강재(1)의 진입을 감지하여 제어부로 감지신호를 출력하는 제 3 진입감지센서(139)를 더 포함할 수 있다.

제어부는 제 2 롤러(134)로부터 출력되는 감지신호를 수신받으며, 강재(1)의 이송 속도에 따라 잉크 헤드(132)를 사선방향(B; 도 1에 도시)으로 이송시켜서 마킹하도록 마킹 수단(130)을 제어하고, 제 1 및 제 2 진입감지센서(129a,138a)와 제 1 및 제 2 통과감지센서(129b,138b)로부터 각각 출력되는 감지신호를 수신받아 제 1 및 제 2 롤러(122,134)가 강재(1)의 정방향으로 진입시 강재(1)에 접촉되도록 함과 아울러 강재(1)가 역방향으로 진입시 충돌하지 않도록 제 1 및 제 2 롤러승강수단(123,135)을 각각 제어하게 된다.

한편, 제어부와 연관된 강재 라벨링 제어 시스템(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 정보 입력부(13), 데이터 관리부(15), 작업 파일 생성부(17), 측정부(19), 이미지 생성부(21), 노즐 제어부(23) 및 헤드 이송 제어부(25)를 포함한다.

정보 입력부(13)는 이송 수단(110)으로 투입되는 강재(1)의 기본 정보인 강재정보를 입력한다. 여기서, 강재정보는 각각의 강재에 부여되는 강재번호 및 강재크기정보를 포함한다. 강재정보의 강재번호는 강재별 고유ID이며, 강재번호에 따라 강재가 부착될 위치 및 순서 등을 식별할 수 있다.

데이터 관리부(15)는 강재정보의 강재번호와 매칭되어 형성된 라벨링 데이터 파일을 저장하고, 강재 별로 라벨링 데이터 파일을 관리한다.

작업 파일 생성부(17)는 정보 입력부(13)에 입력된 강재정보와 매칭되는 라벨링 데이터 파일을 데이터 관리부(15)로부터 추출하여 작업 파일을 생성 및 관리한다. 또한, 작업 파일 생성부(17)는 시스템 전반의 운영 상태에 대한 모니터링을 수행한다.

측정부(19)는 계측 수단(120)의 감지센서(127a,127b,127c,127d,127e)로부터 각각 출력되는 감지신호를 각각 수신받아 강재(1)의 크기, 위치 및 기울어진 각도를 측정하여 계측결과를 생성한다. 그리고, 측정부(19)는 생성된 계측결과를 이미지 생성부(21)로 전송한다.

이미지 생성부(21)는 측정부(19)로부터 수신받은 계측결과를 이용해서 강재(1)가 놓여진 위치대로 작업 파일의 문자 및 이미지 등을 포함하는 기호의 정보 위치값을 계산한 이미지 파일을 생성한다. 다시말하여, 이미지 파일은 작업 파일 및 계측결과를 반영하여 상기 노즐이 개폐할 위치가 표시된다. 여기서, 이미지 파일은 비트맵(Bit Map : BMP) 파일로 형성될 수 있다.

노즐 제어부(23)는 이미지 생성부(21)의 이미지 파일을 이용해서 잉크 헤드(132)에 마련되는 다수의 노즐(132a,132b) 각각을 정해진 위치에서 개폐시킴으로써 강재(1)에 문자 및 이미지 등의 정보가 마킹되도록 제어한다.

헤드 이송 제어부(25)는 이송되는 강재(1)의 속도에 맞추어 잉크 헤드(132)가 이동하도록 마킹 수단(130)의 제 1 및 제 2 헤드이송수단(133a, 133b)과 헤드회전수단(133d)을 각각 제어한다. 그리고, 헤드 이송 제어부(25)는 정확한 위치에서 다수의 노즐(132a,132b)들이 분사될 수 있도록 노즐 제어부(23)를 제어한다.

본 발명에 따른 강재 라벨링 장치의 노즐 제어부를 도 9를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다. 도 9는 본 발명에 따른 노즐 제어부를 도시한 블록도이다.

노즐 제어부(23)는 송수신부(231), 이미지 파일 관리부(233), 제 1 저장부(235), 제 2 저장부(237), 잉크 헤드 위치 인식부(239), 노즐 개폐 관리부(241), 드라이버부(243), 노즐 정화부(245), 메인 관리부(247) 및 전원 발생부(249)를 포함한다.

송수신부(231)는 이미지 생성부(21)로부터 이미지 파일을 수신받고, 헤드 이송 제어부(25)로부터 노즐개폐명령을 수신받는다.

이미지 파일 관리부(233)는 송수신부(231)로부터 이미지 파일을 제공받아 제 1 저장부(235) 및 제 2 저장부(237)에 교대로 저장하고 이미지 파일을 노즐 개폐 관리부(241)에 제공한다. 구체적으로, 이미지 파일 관리부(233)는 이미지 생성부(21)로부터 수신받은 이미지 파일을 제 1 저장부(235)에 저장하고, 제 1 저장부(235)에 저장된 이미지 파일을 노즐 개폐 관리부(241)에 제공한다. 그리고, 이미지 파일 관리부(233)는 작업을 수행 하기 위하여 제 1 저장부(235)에 저장된 이미지 파일을 출력 대상으로 지정한다. 이미지 파일 관리부(233)는 출력 대상인 이미지 파일을 노즐 개폐 관리부(241)로 제공한다. 이미지 파일 관리부(233)는 출력 대상인 이미지 파일을 이용하여 노즐 개폐 관리부(241)에서 노즐(132a,132b)을 개폐하면 이미지 생성부(21)로 이미지 파일을 요청하고, 이미지 생성부(21)로부터 수신받은 이미지 파일을 제 2 저장부(237)에 저장한다. 그리고, 이미지 파일 관리부(233)는 제 1 저장부(235)에 저장된 이미지 파일을 이용하여 노즐 개폐 관리부(241)가 노즐(132a, 132b)의 개폐를 완료하면 제 2 저장부(237)에 저장된 이미지 파일을 출력 대상으로 지정한다. 한편, 송수신부(231)는 이미지 파일 관리부(233)로부터 제공받은 이미지 파일 요청 신호를 이미지 생성부(21)로 전송한다.

제 1 저장부(235) 및 제 2 저장부(237)는 이미지 파일 관리부(233)의 제어하에 서로 다른 이미지 파일을 각각 저장한다. 예를 들어, 제 1 저장부(235)는 첫 번째 수행할 이미지 파일이 저장되어 이를 이용하여 노즐 개폐 관리부(241)가 노 즐(132a,132b)을 개폐하면 제 2 저장부(237)는 두 번째 수행할 이미지 파일이 저장된다. 구체적으로, 이미지 파일 관리부(233)는 제 1 저장부(235)의 첫 번째 이미지 파일을 이용하여 노즐 개폐 관리부(241)가 마킹을 완료하면, 제 2 저장부(237)의 두 번째 이미지 파일을 노즐 개폐 관리부(241)에 제공한다. 이후. 이미지 파일 관리부(233)는 제 1 저장부(235)에 세 번째 이미지 파일을 새로 저장한다. 다시 말하여, 제 1 저장부(235)의 이미지 파일이 마킹될 때는 제 2 저장부(237)에 다음에 작업할 이미지 파일이 저장되고, 제 2 저장부(237)의 이미지 파일이 마킹될 때는 제 1 저장부(235)에 다음 작업할 이미지 파일이 저장되어 서로 교대로 마킹 작업 및 다음 작업할 이미지 파일이 저장되는 방식이다.

잉크 헤드 위치 인식부(239)는 노즐(132a,132b)을 개방하여 마킹을 실시하기 위한 마킹 수단(130)의 강재(1) 폭 방향 엔코더(미도시)를 이용하여 잉크 헤드(132)의 폭 방향 위치를 인식하여 노즐(132a,132b)을 중첩적으로 마킹한다.

노즐 개폐 관리부(241)는 헤드 이송 제어부(25)로부터 노즐개폐명령을 제공받으면 노즐(132a,132b)을 개폐하도록 제어한다. 다시말하여, 노즐 개폐 관리부(241)는 이미지 파일 관리부(233)로부터 제공받은 이미지 파일을 이용하여 노즐(132a,132b) 각각의 개폐 여부를 결정하고 개폐 여부 신호를 발생하여 노즐(132a,132b)을 개폐하도록 제어한다.

드라이버부(243)는 다수의 노즐(132a,132b)과 연결되며 노즐 개폐 관리부(241)로부터 제공받은 개폐 여부 신호를 이용하여 노즐(132a,132b)을 개폐한다.

노즐 정화부(245)는 노즐(132a,132b)을 정화시키기 위해 정화 스위치 온 신 호를 발생하고, 정화 스위치 온 신호를 드라이버부(243)에 제공하여 노즐을 개방할 수 있도록 제어한다. 이때, 드라이버부(243)는 노즐 정화부(245)에서 제공받은 정화 스위치 온 신호를 바탕으로 노즐(132a,132b)을 개방하여 노즐(132a,132b)을 정화한다. 한편, 노즐 정화부(245)는 잉크 헤드(132)에 마련된 다수의 노즐(132a,132b)을 모두 개방하도록 제어할 수 있고, 특정 노즐(132a,132b)만 개방하도록 제어할 수도 있다. 다시말하여, 노즐 정화부(245)는 이물질이 발생할 가능성이 있는 노즐(132a,132b)을 모두 개방하거나, 선택적으로 노즐(132a,132b)을 개방하여 이물질을 제거한다.

메인 관리부(247)는 노즐(132a,132b)을 개폐하여 강재(1)에 마킹하기 위해 송수신부(231), 이미지 파일 관리부(233), 제 1 저장부(235), 제 2 저장부(237), 잉크 헤드 위치 인식부(239), 노즐 개폐 관리부(241), 드라이버부(243), 노즐 정화부(245) 및 전원 발생부(249) 등을 제어한다.

전원 발생부(249)는 송수신부(231), 이미지 파일 관리부(233), 제 1 저장부(235), 제 2 저장부(237), 잉크 헤드 위치 인식부(239), 노즐 개폐 관리부(241), 드라이버부(243), 노즐 정화부(245) 및 메인 관리부(247)에게 전원을 공급한다. 예를 들어, 전원 발생부(249)는 송수신부(231), 이미지 파일 관리부(233), 제 1 저장부(235), 제 2 저장부(237), 잉크 헤드 위치 인식부(239), 노즐 개폐 관리부(241), 노즐 정화부(245) 및 메인 관리부(247)에게 5V 또는 12V 전원을 공급할 수 있고, 드라이버부(243)에게 30V 전원을 공급할 수 있다.

본 발명에 따른 강재 라벨링 장치에서의 라벨링 방법을 도 10 내지 도 14를 참조하여 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명에 따른 강재 라벨링 장치에서의 라벨링 방법을 간략하게 도시한 순서도이다.

도 10에 도시된 바와 같이 이미지 생성부(21)는 측정부(19)에서 강재(1)를 측정하여 생성한 계측결과 및 작업 파일 생성부(17)에서 강재(1)에 마킹할 문자 및 이미지 정보가 포함된 작업 파일을 이용하여 이미지 파일을 생성한다(S30).

다음으로, 헤드 이송 제어부(25)는 강재(1)와 접촉한 제 1 롤러(122) 및 제 1 롤러(122)의 회전 속도를 측정하는 제 1 엔코더(125)를 이용하여 강재(1)의 이송 속도를 산출한다(S60).

마지막으로, 노즐 제어부(23)는 헤드 이송 제어부(25)의 제어하에 이미지 파일을 바탕으로 노즐(132a,132b)의 개폐 여부를 결정한다. 그리고, 헤드 이송 제어부(25)가 강재(1)의 이송 속도에 맞춰 마킹 수단(130)을 이동시키면 노즐 제어부(23)는 중첩적으로 강재(1)에 마킹할 수 있도록 정해진 위치에서 노즐(132a,132b)을 개폐한다(S90).

이하, 도 11 내지 도 14를 참조하여 도 10에서 설명한 강재 라벨링 장치에서의 라벨링 방법을 자세히 설명하기로 한다. 도 11 내지 도 14는 도 10에 도시한 강재 라벨링 장치에서의 라벨링 방법을 자세히 설명하기 위해 도시한 순서도이다.

도 11 내지 도 14를 참조하면, 먼저 이송 수단(110)에 강재(1)가 진입할 경우에 계측 수단(120)의 감지센서(127a,127b,127c,127d,127e)가 준비 위치로 이동하고, 측정부(19)는 이미지 생성부(21)에 강재크기정보를 요청한다(S101, S103).　 구체적으로, 이송 수단(110)에 강재(1)가 진입할 경우 측정부(19)의 모드가 수동인 경우 다른 키입력부(미도시)의 키입력을 대기하고 자동 모드인 경우는 준비위치동작을 하였는지 체크한다. 그리고, 준비위치버튼을 입력받아서 준비위치동작을 하는 경우, 계측 수단(120)의 감지센서(127a,127b,127c,127d,127e)가 준비 위치로 이동하고, 측정부(19)는 이미지 생성부(21)에 강재크기정보를 요청한다.　 여기서, 키입력부는 측정부(19) 및 헤드 이송 제어부(21)를 조작하는 키입력을 입력받는다.

이때, 정보 입력부(13)는 이송 수단(110)에 진입한 강재정보를 사용자로부터 입력받는다. 여기서, 강재정보는 각각의 강재에 부여되는 강재번호 및 강재번호에 해당하는 강재크기정보를 포함한다. 강재정보의 강재번호는 강재별 고유ID이며, 강재번호에 따라 강재가 부착될 위치 및 순서를 식별할 수 있다.

그리고, 정보 입력부(13)는 입력받은 강재정보를 작업 파일 생성부(17)로 전송한다(S105). 작업 파일 생성부(17)는 정보 입력부(13)로부터 수신받은 강재정보를 데이터 관리부(15)에 저장된 라벨링 파일과 매칭시켜 작업 파일을 생성한다(S107, S109).

다음으로, 작업 파일 생성부(17)는 생성된 작업 파일을 이미지 생성부(21)로 전송한다(S111). 이미지 생성부(21)는 작업 파일을 바탕으로 강재크기정보를 추출하여 측정부(19)로 전송하고, 측정부(19)는 이미지 생성부(21)로부터 강재크기정보 를 수신받는다(S113, S115).

측정부(19)는 센서에 의해 강재(1)가 측정부(19)의 하단으로 진입하는 것을 판단한다. 측정부(19)는 강재(1)가 진입하면 Y축 방향으로 이송하는 강재(1)를 계측 수단(120)의 감지센서(127a,127b,127c,127d,127e)로 측정을 실시함으로써 강재(1)의 선단(1a) 및 측단(1b)을 좌표로 산출하여 강재(1)의 모서리(0) 위치 및 강재(1)의 폭과 길이를 포함하는 크기를 산출한다. 여기서, Y축 방향은 강재(1)가 이송되는 방향이다. 그리고, 측정부(19)는 강재(1)의 선단(1a) 및 측단(1b)을 감지하여 강재(1)의 측단(1b)과 이송 방향 간의 각도 즉, 기울기(α)를 측정하게 되며 강재(1)에 대해 측정된 계측결과를 이미지 생성부(21)로 전송한다(S117, S119). 이에 따라, 측정부(19)는 이미지 생성부(21)로부터 수신받은 강재크기정보와 계측결과가 동일한지 판단하여, 정보 입력부(13)로부터 입력한 강재가 올바르게 이송 수단(110)으로 진입하였는지 판단한다.

이미지 생성부(21)는 측정부(19)로부터 강재(1)의 크기, 위치 및 기울기를 포함하는 계측결과를 수신받는다(S121).

이미지 생성부(21)는 측정부(19)의 계측결과를 작업 파일에 반영하여 각 문자 및 이미지 등의 기호 정보 위치를 결정하여 이미지 파일을 생성한다(S123). 여기서, 이미지 파일은 이진수 형태로 이루어져 있으며, 저장된 0과 1에 따라 노즐의 개폐 여부가 결정된다. 그리고, 이미지 생성부(21)는 두 개의 이미지 파일을 노즐 제어부(23)로 전송한다(S125).

다음으로, 노즐 제어부(23)의 송수신부(231)는 두 개의 이미지 파일을 이미 지 생성부(21)로부터 수신받는다(S127). 이후, 이미지 파일 관리부(233)의 제어하에 이미지 파일 각각을 제 1 저장부(235) 및 제 2 저장부(237)에 저장한다(S129). 예를 들어, 제 1 저장부(235)에는 현재 수행할 이미지 파일이 저장될 수 있고, 제 2 저장부(237)에는 제 1 저장부(235)에 저장된 이미지 파일을 완료한 후에 수행할 이미지 파일이 저장될 수 있다.

노즐 제어부(23)의 메인 관리부(247)는 이미지 생성부(21)로부터 수신받아 제 1 저장부(235) 및 제 2 저장부(237)에 정상적으로 저장되었는지 확인한다(S131). 만약, 제 1 저장부(235) 및 제 2 저장부(237)에 이미지 파일이 정상적으로 저장되지 않았으면, 이미지 파일 관리부(233)는 일정 횟수를 초과하지 않는 범위 내에서 이미지 생성부(21)로 재전송을 요청한다. 여기서, 횟수는 사용자에 의해 정해질 수도 있고, 강재 라벨링 장치가 임의로 정할 수도 있다. 일정 횟수를 초과한 이후는 더 이상 이미지 생성부(21)로 재전송을 요청하지 않고, 메인 관리부(247)는 노즐 제어부(23)의 노즐 정화부(245)에서 발생한 정화 스위치 온(ON) 신호를 발생하였는지 확인한다(S133). 만약, 정화 스위치 온 신호가 발생하였으면 드라이버부(243)는 해당하는 노즐(132a,132b)의 밸브를 개방하여 노즐(132a,132b)을 정화하고, 정화 스위치 온 신호가 발생하지 않았으면 드라이버부(243)는 노즐(132a,132b)의 밸브를 닫는다(S135, S137). 여기서, 노즐 정화부(245)가 정화 스위치 온 신호를 발생하는 이유는 이물질이 발생했거나 이물질이 발생할 가능성이 있는 노즐(132a,132b)을 이용하여 강재(1)에 마킹을 실시하면 마킹의 품질이 저하되는 문제가 발생하므로 노즐(132a,132b)의 이물질을 제거하는 정화 작업을 실시함으로써 마킹의 품질을 향상시킬 수 있다.

그리고, 제 1 저장부(235) 및 제 2 저장부(237)에 정상적으로 이미지 파일이 저장되었으면 메인 관리부(247)는 송수신부(231)를 통해 전송 완료 신호를 헤드 이송 제어부(25)로 전송하고, 헤드 이송 제어부(25)는 노즐 제어부(23)로부터 전송 완료 신호를 수신받는다(S139, S141). 여기서, 헤드 이송 제어부(25)가 수동 모드이거나 준비위치로 이동되어 있지 않을 때는 사용자의 키입력을 대기하게 되고, 자동 모드이고 준비위치로 이동되어 있으면 측정부(19)의 전송 신호를 대기한다.

다음으로, 헤드 이송 제어부(25)는 강재(1)에 마킹을 실시하기 위하여 스타트 위치로 마킹 수단(130)을 이동시키도록 제어한다(S143). 구체적으로, 측정부(19)는 현재 진입중인 강재(1)의 X방향 진입 위치를 헤드 이송 제어부(25)로 전송한다. 그리고, 헤드 이송 제어부(25)는 측정부(19)로부터 수신받은 진입 위치로 제 2 롤러(134) 및 제 2 롤러승강수단(135)을 RX축 방향으로 이동시킨다. 그리고, 헤드 이송 제어부(25)는 RZ축 방향으로 제 2 롤러승강수단(135)을 하강하여 제 2 롤러승강수단(135)에 연결된 제 2 롤러(134)를 강재(1)에 압착시킨다. 여기서, RX축 방향은 제 2 롤러(134) 및 제 2 롤러승강수단(135)이 강재(1)가 이송되는 방향과 직교하는 방향으로 움직이는 방향을 말하며, RZ축 방향은 제 2 롤러(134)를 강재(1)에 압착하기 위해 제 2 롤러승강수단(135)이 승강 또는 하강하는 방향을 말한다.

이후, 헤드 이송 제어부(25)는 현재 진입되는 강재(1)의 전체 블록 개수를 작업 파일 생성부(17)에 요청하고 작업 파일 생성부(17)는 전체 블록 개수를 헤드 이송 제어부(25)로 전송한다(S147, S149). 여기서, 블록은 잉크 헤드(132)의 크기와 대응되게 형성되며, 작업 파일 생성부(17)는 작업 파일의 계측결과를 바탕으로 강재의 길이, 폭 및 기울기에 따라 블록의 개수를 결정한다. 그리고, 헤드 이송 제어부(25)는 작업 파일 생성부(17)로부터 전체 블록 개수를 수신받는다.

그리고, 헤드 이송 제어부(25)는 압착된 제 2 롤러(134)를 이용해서 제 2 엔코더(137)를 인식하고 제 2 엔코더(137)를 통해 얻어진 길이 정보를 미분하여 강재(1)의 이송 속도를 산출한다(S151, S153). 다시 말하여, 헤드 이송 제어부(25)는 제 2 엔코더(137)를 통해 강재(1)와 접촉한 제 2 롤러(134)의 회전 속도를 측정하여 강재(1)의 이송 속도를 산출할 수 있다. 이때, 헤드 이송 제어부(25)는 제 2 엔코더(137)의 길이 정보를 리셋하여 제로화한다(S155). 여기서, 제 2 엔코더(137)는 강재가 이송한 거리를 측정한다. 따라서, 헤드 이송 제어부(25)는 하나의 블록을 수행하기 위한 모션을 시행하기 전에 제 2 엔코더(137)에 저장된 길이 정보를 리셋하여 제 2 엔코더(137)가 정확히 강재가 이송한 거리를 측정할 수 있도록 한다.

다음으로, 헤드 이송 제어부(25)는 노즐 제어부(23)로부터 에러 신호가 입력되었는지 확인한다(S157). 만약, 에러 신호가 입력되었으면 헤드 이송 제어부(25)는 에러처리 자동 모드를 해제하고 어떤 에러 신호인지 파악하여 에러 신호를 해결한다(S159).

한편, 노즐 제어부(23)로부터 에러 신호가 입력되지 않았으면 헤드 이송 제어부(25)는 노즐개폐명령인 잉크 스타트 온 신호를 노즐 제어부(23)로 전송한다(S161).

그리고, 노즐 제어부(23)의 송수신부(231)는 헤드 이송 제어부(25)로부터 잉크 스타트 온 신호를 수신받는다(S163).

이후, 헤드 이송 제어부(25)는 제 3 진입감지센서(139)를 인식하여 하나의 블록을 마킹하기 위한 모션을 시행한다(S165). 그리고, 헤드 이송 제어부(25)는 강재(1)의 이송 속도에 맞춰 잉크 헤드(132)를 이송하면서 노즐 제어부(23)가 다수의 노즐(132a,132b)을 개폐하여 정해진 위치에 잉크를 분사해서 마킹하도록 제어한다.

한편, 노즐 제어부(23)가 강재(1)에 마킹하기 위하여 노즐 제어부(23)의 잉크 헤드 위치 인식부(239)는 헤드 이송 제어부(25)로부터 강재(1)의 폭 방향 엔코더를 이용하여 강재(1)에 마킹하기 위해 잉크 헤드(132)의 위치를 파악한다.

메인 관리부(247)는 잉크 헤드(132)의 위치를 인식하고, 노즐 제어부(23)의 노즐 개폐 관리부(241)는 이미지 파일을 이용하여 노즐(132a,132b)의 개폐를 제어한다(S167). 구체적으로, 이미지 파일 관리부(233)는 노즐(132a,132b)을 개폐하기 위하여 제 1 저장부(235)에 저장된 이미지 파일을 출력 대상으로 지정하고, 출력 대상인 이미지 파일을 노즐 개폐 관리부(241)로 제공한다. 노즐 개폐 관리부(241)는 이미지 파일 관리부(233)로부터 제공받은 이미지 파일을 이용하여 중첩적으로 마킹할 수 있도록 노즐(132a,132b) 각각의 개폐 여부를 결정하고, 개폐 여부 신호를 발생하여 노즐(132a,132b)을 개폐하도록 제어한다. 그리고, 드라이버부(243)는 노즐 개폐 관리부(241)에서 제공받은 개폐 여부 신호를 이용하여 노즐(132a,132b)을 개폐하여 강재(1)에 마킹할 수 있도록 한다. 구체적으로, 노즐 개폐 관리부(241)는 제 1 노즐(132a)을 개폐하도록 제어하면, 드라이버부(243)가 제 1 노즐(132a)을 개폐하여 1차적으로 강재(1)에 마킹한다. 그리고, 노즐 개폐 관리부(241)는 제 1 노즐(132a)이 1차적으로 마킹한 곳을 제 2 노즐(132b)을 개폐하도록 제어하면, 드라이버부(243)는 제 2 노즐(132b)을 개폐하여 2차적으로 강재(1)에 마킹한다. 따라서, 강재 라벨링 장치를 이용하여 강재(1)에 마킹을 실시하면 마킹의 선명도가 향상되는 효과가 발생한다.

다음으로, 헤드 이송 제어부(25)는 목표 위치에 도달하였는지 확인한다(S169). 다시말하여, 헤드 이송 제어부(25)는 하나의 블록 길이와 강재(1)의 이송 거리가 동일한지 판단한다. 만약, 하나의 블록 길이와 강재(1)의 이송 거리가 동일하지 않으면 헤드 이송 제어부(25)는 블록 모션이 완료될 때까지 대기한다(S171).

하나의 블록 길이와 강재의 이송 거리가 동일하면 헤드 이송 제어부(25)는 노즐 제어부(23)로 잉크 스타트 오프 신호를 전송하여 노즐(132a,132b) 개폐를 중단한다(S173). 그리고, 노즐 제어부(23)의 송수신부(231)는 헤드 이송 제어부(25)로부터 잉크 스타트 오프 신호를 수신받는다(S175). 이에 따라, 노즐 개폐 관리부(241)는 잉크 스타트 오프 신호를 인식하여 노즐(132a,132b)의 개폐를 종료한다(S177).

그리고, 이미지 파일 관리부(233)는 잉크 스타트 오프 신호를 인식하고, 이미지 생성부(21)로 이미지 파일 요청 신호를 송수신부(231)를 통해 전송한다(S179).

이때, 이미지 파일 관리부(233)는 출력 대상을 제 1 저장부(235)에 저장된 이미지 파일에서 제 2 저장부(237)에 저장된 이미지 파일로 교체한다(S181).

이후, 이미지 생성부(21)는 노즐 제어부(23)의 송수신부(231)로부터 이미지 파일 요청 신호를 수신받고, 제 1 저장부(235)에 저장될 이미지 파일을 노즐 제어부(23)로 전송한다(S183, S185). 여기서, 이미지 생성부(21)가 생성한 이미지 파일은 제 2 저장부(237)에 저장된 이미지 파일을 수행한 후 마킹할 이미지 파일을 말한다.

다음으로, 노즐 제어부(23)의 송수신부(231)는 이미지 생성부(21)로부터 이미지 파일을 수신받고, 이미지 파일 관리부(233)는 송수신부(231)로부터 제공받은 이미지 파일을 제 1 저장부(235)에 저장한다(S187, S189).

그리고, 하나의 블록을 처리하기 위한 모션이 끝나면 헤드 이송 제어부(25)는 블록모션 횟수와 작업 파일 생성부(17)로부터 수신받은 전체 블록 개수가 동일한지 판단한다(S191). 여기서, 블록모션 횟수는 하나의 블록을 완성하기 위해 시행하는 모션의 횟수를 하나로 인식한다. 만약, 블록모션 횟수와 전체 블록 개수가 동일하지 않으면 헤드 이송 제어부(25)는 다음 블록의 모션을 시행한다. 이에 따라, 헤드 이송 제어부(25)는 잉크 헤드(132)를 강재(1)의 이송 속도에 맞춰 노즐을 개폐하여 마킹을 실시하도록 제어한다. 이때, 노즐 제어부(23)의 이미지 파일 관리부(233)는 출력 대상인 제 2 저장부(237)에 저장된 이미지 파일을 노즐 개폐 관리부(241)에 제공하고, 노즐 개폐 관리부(241)는 이미지 파일을 이용하여 노즐(132a,132b)을 개폐한다. 노즐 개폐가 완료되면 헤드 이송 제어부(25)가 블록모션 횟수와 전체 블록 개수가 동일한지 파악해서 동일하지 않으면 이미지 파일 관리 부(223)는 출력 대상을 제 2 저장부(237)에 저장된 이미지 파일에서 제 1 저장부(235)에 저장된 이미지 파일로 교체한다. 따라서, 이미지 파일 관리부(233)는 제 1 저장부(235)와 제 2 저장부(237)에 교대로 이미지 파일을 저장하여 노즐 개폐 관리부(241)가 노즐 개폐할 수 있도록 한다.

이렇게 계속 동일한 모션을 수행하다가 RZ축의 감지센서를 통해 강재(1)의 끝단이 감지되면 RZ축을 상승시키고 헤드 이송 제어부(25)는 엔코더(125)에서 감지된 길이, 속도 정보를 초기화시킨다.

이후, 강재(1)의 이송 거리와 속도는 컨베이어 롤러 중심에 일치되도록 장착되어 있는 제 3 엔코더(113)를 이용해서 산출되게 된다. 제 3 엔코더(113)를 사용하는 동안 헤드 이송 제어부(25)는 강재가 이미 RZ축 하단을 벗어났기 때문에 강재의 끝단을 알 수 없게 되는데 이때 작업 파일 생성부(17)로부터 수신한 현재 출력 중인 강재의 블록 개수와 블록모션 횟수를 비교하여 강재의 끝단을 판단하게 된다.

마지막으로, 헤드 이송 제어부(25)는 블록모션 횟수와 블록 개수가 동일하면 마지막 블록의 모션 후 다음 강재(1)가 인식될 때까지 기다린다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 강재의 라벨링 장치를 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 강재의 라벨링 장치를 도시한 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 강재의 라벨링 장치의 계측 수단을 도시한 정면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 강재의 라벨링 장치의 계측 수단을 도시한 평면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 강재의 라벨링 장치의 감지센서 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 강재의 라벨링 장치의 마킹 수단을 도시한 정면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 강재의 라벨링 장치의 마킹 수단을 도시한 평면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 강재의 라벨링 장치의 잉크 헤드를 도시한 저면도이다.

도 9는 본 발명에 따른 노즐 제어부를 도시한 블록도이다.

도 10은 본 발명에 따른 강재 라벨링 장치에서의 라벨링 방법을 간략하게 도시한 순서도이다.

도 11 내지 도 14는 도 10에 도시한 강재 라벨링 장치에서의 라벨링 방법을 자세히 설명하기 위해 도시한 순서도이다.

<도면 부호의 간단한 설명>

1 : 강재 10 : 제어부

13 : 정보 입력부 15 : 데이터 관리부

17 : 작업 파일 생성부 19 : 측정부

21 : 이미지 생성부 23 : 노즐 제어부

25 : 헤드 이송 제어부 100 : 강재 라벨링 장치

110 : 이송 수단 111 : 이송 테이블

112 : 이송 롤러 113 : 제 3 엔코더

120 : 계측 수단 121 : 제 1 갠트리

122 : 제 1 롤러 123 : 제 1 롤러승강수단

124 : 제 1 롤러이송수단 125 : 제 1 엔코더

126 : 이송부재

127a,127b,127c,127d,127e:감지센서

130 : 마킹 수단 132 : 잉크 헤드

132a : 제 1 노즐 132b : 제 2 노즐

133a : 제 1 헤드이송수단 133b : 제 2 헤드이송수단

134 : 제 2 롤러 135 : 제 2 롤러승강수단

136 : 제 2 롤러이송수단 137 : 제 2 엔코더

231 : 송수신부 233 : 이미지 파일 관리부

235 : 제 1 저장부 237 : 제 2 저장부

239 : 잉크 헤드 위치 인식부 241 : 노즐 개폐 관리부

243 : 노즐 정화부 245 : 메인 관리부

247 : 전원 발생부

Claims (11)

1. 이송 중인 강재에 마킹 수단을 이용하여 마킹하는 라벨링 장치에 있어서,

   상기 강재의 크기 및 강재에 마킹할 문자 및 이미지 정보를 반영한 이미지 파일을 생성하는 이미지 생성부;

   상기 이미지 생성부에서 생성한 이미지 파일을 이용하여 잉크 헤드에 서로 어긋나게 형성되는 다수의 노즐 각각을 개폐하도록 제어하는 노즐 제어부; 및

   상기 강재의 이송 속도에 맞춰 상기 잉크 헤드가 이동하도록 마킹 수단을 제어하는 헤드 이송 제어부를 포함하되,

   상기 노즐 제어부는,

   상기 마킹 수단의 엔코더를 이용하여 상기 잉크 헤드의 위치를 인식하는 잉크 헤드 위치 인식부;

   상기 이미지 생성부로부터 수신받은 이미지 파일을 저장하는 제 1 및 제 2 저장부;

   상기 이미지 파일을 이용하여 상기 어긋나게 형성된 노즐이 중첩적으로 강재에 마킹할 수 있도록 상기 노즐 각각의 개폐 여부를 제어하는 노즐 개폐 관리부; 및

   상기 다수의 노즐과 연결되며 상기 노즐 개폐 관리부의 제어하에 노즐을 개폐하는 드라이버부를 포함하되,

   상기 제 1 및 제 2 저장부는 서로 다른 이미지 파일을 저장하고, 상기 노즐 개폐 관리부는 상기 제 1 저장부에 저장된 이미지 파일을 이용하여 상기 노즐의 개폐를 제어한 후 상기 제 2 저장부에 저장된 이미지 파일을 이용하여 상기 노즐 각각의 개폐 여부를 제어하는 강재 라벨링 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐 제어부는,

   상기 이미지 생성부로부터 수신받은 이미지 파일을 상기 제 1 저장부 및 상기 제 2 저장부에 교대로 저장하도록 제어하는 이미지 파일 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강재 라벨링 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐 제어부는 상기 이미지 생성부로부터 이미지 파일을 수신받고, 헤드 이송 제어부로부터 노즐개폐명령을 수신받는 송수신부를 더 포함하되,

   상기 노즐 개폐 관리부는 상기 송수신부로부터 제공받은 노즐개폐명령에 따라 상기 이미지 파일을 이용하여 노즐의 개폐 여부를 관리하는 것을 특징으로 하는 강재 라벨링 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 노즐 제어부는,

   상기 노즐의 이물질을 제거하기 위해 노즐을 정화하는 노즐 정화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강재 라벨링 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐은,

   하나의 열로 이루어진 제 1 노즐; 및

   상기 제 1 노즐과 마주보며 제 1 노즐과 어긋나게 형성되는 제 2 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 강재 라벨링 장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 강재의 기본 정보인 강재정보를 입력받는 정보 입력부;

   상기 정보 입력부에 입력된 강재정보와 매칭되는 라벨링 데이터를 추출하여 라벨링 데이터 및 강재에 마킹할 문자 및 이미지 정보가 반영된 작업 파일을 생성하는 작업 파일 생성부;

   상기 강재의 크기, 위치 및 기울어진 각도를 측정하여 계측결과를 생성하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강재 라벨링 장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 이미지 파일은 상기 작업 파일 및 상기 계측결과를 반영하여 상기 노즐이 개폐할 위치가 표시되는 것을 특징으로 하는 강재 라벨링 장치.
9. 강재 라벨링 장치가 이송 중인 강재에 마킹 수단을 이용하여 라벨링하는 방법에 있어서,

   (a) 상기 강재의 크기를 측정하여 이미지 파일을 생성하는 단계;

   (b) 상기 이미지 파일을 제 1 저장부에 저장하는 단계;

   (c) 상기 강재의 이송 속도를 산출하는 단계;

   (d) 상기 제 1 저장부에 저장된 상기 이미지 파일을 이용하여 노즐의 개폐여부를 결정하고, 상기 강재의 이송 속도에 맞춰 상기 마킹 수단을 이동시키면서 중첩적으로 상기 강재에 마킹할 수 있도록 정해진 위치에 상기 노즐을 개폐하는 단계-상기 노즐은 상기 마킹 수단의 잉크 헤드에 서로 어긋나게 형성됨-; 및

   (e) 상기 제 1 저장부에 저장된 상기 이미지 파일을 이용하여 상기 노즐을 개폐한 이후에 상기 노즐의 개폐 여부를 결정하기 위한 이미지 파일을 상기 제 2 저장부에 저장하는 단계를 포함하는 강재 라벨링 방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 (d) 단계는,

    상기 마킹 수단의 엔코더를 이용하여 잉크 헤드의 위치를 인식하는 단계;

    상기 이미지 파일을 이용하여 상기 노즐이 중첩적으로 강재에 마킹할 수 있도록 상기 노즐 각각의 개폐 여부를 결정하여 개폐 여부 신호를 발생하는 단계;

    상기 개폐 여부 신호에 따라 노즐을 개폐하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강재 라벨링 방법.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 (d) 단계 이전에,

    상기 노즐에 발생할 수 있는 이물질을 제거하기 위해 상기 노즐을 정화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강재 라벨링 방법.

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