KR101194022B1 - 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법에 관한 것으로, (a) 모터 구동에 의해 벨트가 회전하면서 이송물을 이송하는 단계, (b) 상기 벨트의 이송방향을 따라 미리 설정된 간격마다 설치되는 벨트감지부에서 상기 벨트의 이송방향 및 이송속도를 감지하는 단계, (c) 상기 벨트의 사행발생이 발생하면, 상기 벨트의 양측에 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되는 사행감지부의 감지신호에 기초해서 상기 벨트의 사행량을 산출하는 단계 및 (d) 상기 벨트의 이송방향을 따라 상기 사행감지부의 후측에 구비된 사행방지롤러부를 수평 회전운동시켜 벨트를 본래의 위치로 복귀시키는 단계를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법을 이용하는 것에 의해, 본 발명은 사행감지장치를 이용해 벨트의 이송속도, 이송방향 및 벨트의 사행발생시 사행량을 감지하고, 감지결과에 따라 사행방지장치에 구비된 한 쌍의 사행방지롤러부를 수평 회전운동시켜 벨트를 본래의 위치로 복귀시킬 수 있다.

Description

벨트 컨베이어 시스템의 제어방법{CONTROL METHOD OF BELT CONVEYER SYSTEM}
본 발명은 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이송물을 이송하는 컨베이어 벨트의 사행을 방지하는 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 석탄과 같은 이송물을 이송하는 방식으로 벨트 컨베이어 시스템(belt conveyor system)이 사용된다.
종래의 벨트 컨베이어 시스템은 고속으로 회전하는 벨트 상에 공급된 이송물의 양이 불균일하거나 이송물이 벨트의 일측으로 치우치는 경우, 또는 롤러와 벨트 사이에 공기가 유입되어 유격이 발생하는 경우, 벨트가 진행하는 방향에 대해 일측 방향으로 치우져 진행, 즉 사행(斜行)하게 된다.
이와 같이, 벨트가 사행하게 되면, 벨트의 손상은 물론, 구조물의 변형, 적재물의 낙하 등으로 인한 비용의 손실과 안전사고가 발생하는 등의 단점을 가지게 된다.
따라서 종래기술에 따른 벨트 컨베이어 시스템은 이송물을 원하는 위치에 정확하게 적재하지 못하게 되고, 이송물의 이송도중에 이송물이 벨트로부터 낙하하여 경제적인 손실을 야기하는 문제점도 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 출원인은 대한민국 특허 등록번호 10-1078337호(2011.11.01. 공고, 이하 '특허문헌 1'이라 함)에 석탄 이송용 컨베이어 시스템의 사행방지장치를 출원하여 등록받은 바 있다.
도 1은 특허문헌 1에 따른 석탄 이송용 컨베이어 시스템의 사행방지장치가 적용된 컨베이어 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 사행방지장치의 사시도이다.
특허문헌 1에 따른 석탄 이송용 컨베이어 시스템의 사행방지장치가 적용된 컨베이어 시스템(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 석탄에 근접하게 설치되고 모터(3)의 구동에 의해 구동되는 구동롤러(2), 석탄을 이동시키고자 하는 위치에 근접하여 회전 가능하게 설치되는 종동롤러(도면 미도시), 구동롤러(2)와 종동롤러를 연결하는 벨트(4), 구동롤러(2)와 종동롤러 사이에 설치되어 벨트(4)의 처짐을 방지하는 복수의 아이들러(5) 및 아이들러(5)의 양측에 힌지축을 중심으로 회전운동 가능하게 설치되어 벨트(4)의 사행을 방지하는 사행방지장치(6)를 포함한다.
사행방지장치(6)는 도 2에 도시된 바와 같이, 아이들러(5)의 양측에 설치되는 회전프레임(7), 호 형상으로 형성되어 회전프레임(7)의 상면에 상방을 향해 설치되며 외주면에 톱니가 형성되는 걸이부(8), 힌지축(9)을 중심으로 회전운동 가능하도록 회전프레임(7)에 힌지 결합되고 상부에 사행방지롤러(10)가 결합되는 롤러결합부(11) 및 롤러결합부(11)에 연결되고 걸이부(8)의 톱니에 치합되어 사행방지롤러(10)의 각도를 조절하는 조절부(12)를 포함한다.
이와 같이 구성되는 특허문헌 1은 사행방지장치(6)의 걸이부(8)와 조절부(12)에 형성된 톱니의 치합을 해제하여 사행방지장치(6)의 회전각도를 조절하는 간단한 조작으로 벨트(4)의 사행을 방지할 수 있다.
하지만, 특허문헌 1은 벨트의 사행 발생시, 벨트가 정위치로 복귀시키기 위해 관리자가 사행이 발생한 위치로 이동해서 사행방지장치의 회전각도를 수동으로 조작해야 하는 불편을 야기하는 문제점이 있었다.
대한민국 특허 등록번호 10-1078337호(2011.11.01. 공고)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 컨베이어 시스템에 적용되는 벨트의 사행을 방지하여 이송물을 안정적으로 이송할 수 있는 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이송물 이송시 벨트의 사행이 발생하는 경우, 사행이 발생한 각도에 따라 사행방지장치를 회전시켜 벨트의 사행을 방지하는 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 벨트의 사행을 방지하는 사행방지장치의 구성을 간단하게 할 수 있는 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 (a) 모터 구동에 의해 벨트가 회전하면서 이송물을 이송하는 단계, (b) 상기 벨트의 이송방향을 따라 미리 설정된 간격마다 설치되는 벨트감지부에서 상기 벨트의 이송방향 및 이송속도를 감지하는 단계, (c) 상기 벨트의 사행발생이 발생하면, 상기 벨트의 양측에 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되는 사행감지부의 감지신호에 기초해서 상기 벨트의 사행량을 산출하는 단계 및 (d) 상기 벨트의 이송방향을 따라 상기 사행감지부의 후측에 구비된 사행방지롤러부를 수평 회전운동시켜 벨트를 본래의 위치로 복귀시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 (e) 상기 (b)단계 수행 이전에 입력부의 모드선택스위치가 자동모드로 선택된 상태인지 검사하는 단계 및 (f) 상기 (e)단계의 검사 결과, 수동모드가 선택된 경우, 상기 입력부를 통해 입력되는 동작 명령에 기초해서 사행방지장치의 구동부를 구동하여 벨트를 본래의 위치로 복귀시키는 단계를 더 포함하고, 상기 (e)단계의 검사 결과, 자동모드가 선택된 경우에는 상기 (c)단계로 진행하는 것을 특징으로 한다.
상기 (c)단계는 (c1) 상기 벨트의 양측에 설치된 한 쌍의 사행감지부 중에서 어느 하나의 사행감지부에 마련된 센싱롤러가 벨트와 접촉하여 회전하는 단계, (c2) 일단부에 상기 센싱롤러가 결합되고 타단부가 회전축모듈에 축 결합되어 상기 회전축모듈의 회전축을 중심으로 회전암이 회전운동하는 단계 및 (c3) 인코더유닛에서 상기 회전축의 회전각도를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (d)단계는 상기 (b)단계에서 감지된 벨트의 이송방향 및 이송속도와 상기 (c)단계에서 산출된 벨트의 사행량에 기초해서 사행방지장치의 구동부를 구동하여 한 쌍의 사행방지롤러부를 동시에 수평 회전운동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 (g) 상기 구동부의 일측에 마련된 이동판 감지부에서 상기 구동부의 구동시 상기 이동판의 이동을 감지하는 단계 및 (h) 상기 이동판 감지부의 감지신호에 따라 상기 이동판의 이동거리를 조절하도록 상기 구동부의 구동을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 (i) 상기 벨트의 미세 사행 발생시 상기 구동부의 구동과 무관하게 상기 한 쌍의 사행방지롤러부가 자유 수평 회전운동하여 상기 벨트의 사행을 방지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 사행감지장치를 이용해 벨트의 이송속도, 이송방향 및 벨트의 사행발생시 사행량을 감지하고, 감지결과에 따라 사행방지장치에 구비된 한 쌍의 사행방지롤러부를 수평 회전운동시켜 벨트를 본래의 위치로 신속하게 복귀시킬 수 있다.
즉, 본 발명은 벨트의 양측에 설치된 사행감지부의 센싱롤러가 벨트와 접촉되면서 회전함에 따라 인코더유닛을 이용해 회전암의 회전각도를 감지해서 벨트의 사행량을 정확하게 산출할 수 있다.
그리고 본 발명은 벨트의 사행 발생시 벨트의 이송방향과 직교하는 방향으로 배치된 회전프레임이 회전축을 중심으로 회전하여 벨트와 회전프레임을 항상 직교하게 유지함에 따라, 벨트를 본래 위치로 신속하게 복귀시킬 수 있다.
특히, 본 발명은 양측에 일정 간격으로 설치된 다수의 사행감지부를 이용해 사행 발생 여부를 감지함과 동시에 각 사행감지부의 후측에 마련된 사행방지롤러부를 미리 수평 회전운동시킴으로써, 사행된 벨트를 더욱 신속하게 복귀시킬 수 있는 효과를 가진다.
또 본 발명은 한 쌍의 사행방지롤러부에 마련되는 다수의 롤러를 이용해 벨트 및 벨트 상부에 안착되어 이송되는 이송물의 무게를 분할해서 지지함에 따라 벨트와 롤러 사이의 접촉 마찰력 및 롤러의 회전력을 축의 직각방향으로 유도하여 사행된 벨트를 신속하게 본래의 위치로 복귀시킬 수 있다.
또 본 발명은 이동판 감지부의 감지신호에 따라 한 쌍의 사행방지롤러부를 연결하여 동시에 수평 회전운동시키는 이동판의 위치를 정확하게 산출하여 벨트의 사행발생에 따른 이동판의 이동거리를 정밀하게 제어할 수 있다.
이와 함께, 본 발명은 한 쌍의 사행방지롤러부를 구동부의 구동과 무관하게 전후 방향으로 일정 각도만큼 자유회전 가능하게 설치함에 따라, 모드선택스위치에서 선택된 동작모드와 무관하게 벨트의 미세한 사행발생시에도 신속하게 본래의 위치로 복구시켜 벨트의 사행을 방지할 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 이송물을 원활하게 이송하여 이송물 이송작업의 작업성을 향상시키고, 이송물의 이송 도중 벨트의 유동 및 사행으로 인한 낙하를 방지하여 경제성을 향상시키는 효과를 가진다.
도 1은 종래기술에 따른 벨트 컨베이어 시스템의 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 사행방지장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 컨베이어 시스템의 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 사행감지부의 단면도,
도 5는 도 3에 도시된 벨트감지부 및 사행방지장치의 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 벨트감지부의 측면도.
도 7은 도 5에 도시된 사행방지장치의 블록 구성도,
도 8은 도 7에 도시된 사행방지롤러부의 정단면도,
도 9는 도 7에 도시된 구동부의 측면도,
도 10은 도 9에 도시된 구동부의 평면도,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도,
도 12 및 도 13은 벨트의 사행발생시 사행감지동작 및 사행방지동작을 설명하는 동작상태도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 컨베이어 시스템의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 사행감지부의 단면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 벨트감지부 및 사행방지장치의 사시도이며, 도 6은 도 5에 도시된 벨트감지부의 측면도이다.
그리고 도 7은 도 5에 도시된 사행방지장치의 블록 구성도이고, 도 8은 도 7에 도시된 사행방지롤러부의 정단면도이며, 도 9는 도 7에 도시된 구동부의 측면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 구동부의 평면도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 컨베이어 시스템(이하, '컨베이어 시스템'이라 약칭함)(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 이송하고자 하는 이송물이 적재된 위치에 근접하게 설치되고 모터(21)의 구동에 의해 구동되는 구동롤러(22), 이송물을 이송하고자 하는 위치에 근접하여 회전 가능하게 설치되는 종동롤러(23), 구동롤러(22)와 종동롤러(23)를 연결하는 벨트(24), 벨트(24)의 사행발생시 벨트(24)의 이송속도, 이송방향 및 사행량을 감지하는 사행감지장치(30) 그리고 구동롤러(22)와 종동롤러(23) 사이에 미리 설정된 간격으로 설치되어 사행감지부(30)의 감지신호에 기초해서 벨트(24)의 사행발생시 벨트(24)를 신속하게 본래의 위치로 복귀시켜 사행을 방지하는 사행방지장치(40)를 포함한다.
모터(21)는 장착대(25)의 일단부에 설치되어 메인제어부(도면 미도시)로부터 인가되는 제어신호 및 전원에 의해 구동된다.
사행감지장치(30)는 도 3에 도시된 바와 같이, 벨트(24) 양측에 미리 설정된 거리만큼 이격되어 미리 설정된 간격으로 설치되고 벨트(24)의 사행발생 여부 및 사행량을 감지하는 사행감지부(31) 및 사행방지장치(40)의 전단에 설치되어 벨트(24)의 이송속도 및 이송방향을 감지하는 벨트감지부(32)를 포함한다.
사행감지부(31)는 도 4에 도시된 바와 같이, 벨트(24)의 사행발생시 벨트(24)와 접촉하여 회전하는 센싱롤러(33), 일단부의 상면에 센싱롤러(33)가 축 결합되고 타단부를 중심으로 회전운동 가능하게 마련되는 회전암(34), 상면에 회전암(34)이 결합되도록 회전축(351)이 마련되는 회전축모듈(35) 및 회전축모듈(35)의 회전각도를 감지하는 인코더유닛(36)을 포함한다.
센싱롤러(33)의 내주면과 롤러샤프트(331) 사이 공간의 상하부에는 센싱롤러(33)가 원활하게 회전할 수 있도록 한 쌍의 볼베어링(332)이 마련되고, 한 쌍의 볼베어링(332) 중에서 상부에 위치된 볼베어링(332) 상부에는 스냅링(333)이 마련된다.
이와 함께, 센싱롤러(33)의 상단에는 센싱롤러(33) 및 롤러샤프트(332)의 상면을 차폐하는 롤러커버(334)가 결합된다.
여기서, 롤러샤프트(331)는 하부 외주면에 나사산이 형성되어 회전암(34)의 일측에 상하 방향으로 형성된 결합공을 관통하여 결합된 후, 너트를 이용해 고정된다.
회전암(34)은 바 형상으로 형성되고, 회전암(34)의 양단에는 각각 센싱롤러(33)의 롤러샤프트(31) 및 회전축모듈(35)의 회전축(351)이 결합되는 결합공이 상하 방향으로 관통되어 형성된다.
회전축모듈(35)은 중앙에 회전축(351)이 결합되는 케이스(352), 케이스(352)의 내주면과 회전축(351) 외부면 사이에 설치되는 베어링부재(353), 케이스(352)와 회전암(34) 사이에 설치되는 탄성부재(354) 및 케이스(352)의 상면에 설치되어 회전암(34)의 회전방향을 제한하는 스토퍼(355)를 포함한다.
케이스(352)는 회전축(351)이 삽입되도록 내부에 삽입공간이 마련된 대략 원통 형상으로 형성된다. 이러한 케이스(352)는 용접과 같은 접합작업에 의해 장착대(25)로부터 벨트(24)의 양측 상방을 향해 연장되어 설치되는 설치프레임(26)에 고정된다.
여기서, 케이스(352)와 회전축(351) 사이에는 회전축(351) 및 베어링부재(353)가 원활하게 회전할 수 있도록 오일이나 그리스와 같은 윤활수단이 주입된다.
이러한 케이스(352)의 내주면 상하단부에는 각각 회전축(351)과 케이스(352) 사이의 틈을 통해 케이스(352) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 한 쌍의 오일실(356)이 마련된다.
그리고 회전축(351)의 외주면 상부에는 회전축(351)과 케이스(352) 사이의 간격을 일정하게 유지하는 디스턴서(357) 및 한 쌍의 오일실(356) 중에서 상부에 위치한 오일실(356)의 하단부에 대응되는 위치에 회전축(351)이 케이스(352)로부터 분리되는 것을 방지하는 스냅링(358)이 마련된다.
이를 위해, 케이스(352)의 내주면에는 스냅링(358)이 결합되는 결합홈이 형성되는 것이 바람직하다.
베어링부재(353)는 회전축(351)이 원활하게 회전하도록 회전축(351)의 외주면과 케이스(352)의 내주면에 사이에 마련되는 한 쌍의 볼 베어링과 하나의 스러스트베어링을 포함한다.
탄성부재(354)는 회전암(34)이 항상 미리 설정된 설정위치에 위치하도록 안내하고, 벨트(24)의 사행발생시 센싱롤러(33)가 벨트(24)에 밀착된 상태를 유지하는 역할을 한다.
이를 위해, 탄성부재(354)는 회전암(34)에 복원력을 제공하는 코일 스프링으로 구비되고, 탄성부재(354)의 상단부는 회전암(34)의 측면에 지지되며, 탄성부재(354)의 하단부는 스토퍼(355)에 지지된다.
스토퍼(355)는 케이스(352)의 상면에 상방을 향해 돌출 형성되어 회전암(34)의 대기위치를 안내하고, 역회전을 방지하는 역할을 한다.
인코더유닛(36)은 회전축(351)의 하부에 결합되어 회전축(351)의 회전위치를 감지하고, 감지신호를 아래에서 설명할 사행방지장치(40)의 제어수단(43)으로 전달한다.
이에 따라, 본 발명은 벨트의 양측에 설치된 사행감지부의 센싱롤러가 벨트와 접촉되면서 회전함에 따라 인코더유닛을 이용해 회전암의 회전각도를 감지해서 이용해 벨트의 사행량을 정확하게 산출할 수 있다.
벨트감지부(32)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 벨트(24)의 하면에 접촉하여 회전하는 회전롤러(37) 및 회전롤러(37)의 일측에 서로 90°각도로 설치되는 제1 및 제2 근접센서(38,39)를 구비한다.
회전롤러(37)는 사행방지장치(40)의 전단에 상하 방향으로 설치된 한 쌍의 지지부재에 축 결합되어 벨트(24)의 이동에 따라 회전한다.
이러한 회전롤러(37)의 일측면에는 회전축으로부터 편심된 위치에 센싱도그(371)가 설치된다.
제1 및 제2 근접센서(38,39)는 회전롤러(37)의 일측에 서로 90°각도로 배치되어 센싱도그(371)를 감지한다.
이러한 제1 및 제2 근접센서(38,39)는 회전롤러(37)의 회전시 센싱도그(371)의 접근 여부를 감지한다.
제1 및 제2 근접센서(38,39)는 센싱도그의 접근 여부에 따라 고주파 발진회로의 발진코일의 임피던스 변화를 감지하는 고주파 발진형, 자석의 흡인력을 이용하는 자기형, 브리지회로의 한 변 임피던스 변화를 감지하는 유동 브리지형 등 다양한 형태의 근접센서로 구비될 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 벨트감지부에 구비된 센싱도그의 회전에 의한 제1 및 제2 근접센서의 감지 횟수를 이용해 벨트의 이송속도를 정확하게 산출할 수 있다.
이와 함께, 본 발명은 제1 및 제2 근접센서의 감지 및 감지 해제 시점을 판단하여 벨트의 이송방향을 정확하게 판단할 수 있다.
사행방지장치(40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 벨트(24)를 따라 작업대(25)에 일정 간격으로 벨트(24)의 이송방향과 직교하는 방향으로 설치되는 다수의 베이스 프레임(27) 상부에 각각 설치된다.
사행방지장치(40)는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 벨트(24)의 하부에 이송방향과 직교하게 설치되어 벨트(24)를 가이드하는 한 쌍의 사행방지롤러부(41), 벨트(24)의 사행 발생시 사행방향에 따라 한 쌍의 사행방지롤러부(41)를 동시에 수평 회전운동시키도록 구동력을 발생하는 구동부(42) 및 사행감지장치(30)의 감지신호에 기초해서 구동부(42)의 구동을 제어하는 제어수단(43)을 포함한다.
즉, 본 발명은 한 쌍의 사행방지롤러부를 일정 간격으로 배치해서 동시에 수평 회전운동시킴으로써, 벨트의 사행발생시 벨트를 신속하게 본래의 위치로 복귀시킬 수 있다.
특히, 본 발명은 한 쌍의 사행방지롤러부에 마련되는 다수의 롤러를 이용해 벨트 및 벨트 상부에 안착되어 이송되는 이송물의 무게를 분할해서 지지함에 따라 벨트와 롤러 사이의 접촉 마찰력 및 롤러의 회전력을 축의 직각방향으로 유도하여 사행된 벨트를 신속하게 본래의 위치로 복귀시킬 수 있다.
제어수단(43)은 도 7에 도시된 바와 같이, 사행감지장치(30) 및 사행방지장치(40)에 전원을 공급하는 전원공급부(44), 사행방지장치(40)를 동작시키기 위한 각종 동작 명령을 입력받는 입력부(45), 사행감지장치(30)의 감지신호 또는 입력부를 통해 입력된 명령에 기초해서 구동부(42)의 구동을 제어하는 제어부(46) 및 구동부(42)의 구동을 제어하기 위한 각종 프로그램을 저장하는 메모리(47)를 포함한다.
입력부(45)는 사행감지장치(30)의 감지신호에 따라 사행방지장치(40)를 구동하는 자동모드와 관리자의 조작에 따른 동작 명령에 따라 사행방지장치(40)를 구동하는 수동모드를 선택하는 모드선택스위치를 구비하는 것이 바람직하다.
제어부(46)는 메모리(47)에 미리 저장된 프로그램을 이용하여 사행감지장치(30)의 감지신호에 따른 벨트(24)의 이송속도, 이송방향 및 사행량에 기초해서 구동부(42)에 구비된 모터(61)(도 9 참조)의 회전방향 및 회전량을 산출하여 구동부(42)의 구동을 제어한다.
이에 따라, 본 발명은 사행감지장치에서 감지된 벨트의 이송속도, 이송방향 및 사행량에 따라 사행방지장치의 구동을 정밀하게 제어하여 벨트의 사행발생시 벨트를 신속하게 본래의 위치로 복귀시킬 수 있다.
이러한 제어수단(43)은 장착대(25)의 일측에 설치되는 컨트롤박스(도면 미도시) 내부에 장착되거나, 컨베이어 시스템(20)의 메인제어부 기능을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 제어수단(43)은 전력선 통신(Power Line Communication) 방식이나 RS-232와 같은 직렬 인터페이스를 이용해 사행감지장치(30) 및 사행방지장치(40)의 각 장치들과 통신 가능하게 연결될 수 있다.
사행방지롤러부(41)는 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임(27) 상부에 각각 마련되는 회전축부(51), 회전축부(51)의 회전축(511) 상단에 회전축(511)을 중심으로 수평 회전운동 가능하게 설치되는 회전프레임(52) 및 회전프레임(52)의 상부에 설치되어 벨트(24)의 사행 방향에 따라 회전하는 롤러부(53)를 포함한다.
회전축부(51)는 도 8에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임(27)에 상하 방향으로 설치되는 회전축(511), 회전축(511)의 외주면을 차폐하는 케이스(512), 회전축(511)과 케이스(512) 사이에 마련되는 베어링부재(513), 회전축(511)과 케이스(512) 사이 공간의 상부를 차폐하는 상부 커버(514), 회전축(511)과 케이스(512) 사이 공간의 하부를 차폐하는 캡(515) 및 케이스(512)의 하단을 차폐하는 하부 커버(516)를 포함한다.
회전축(511)은 케이스(512) 내부에 삽입되고, 베어링부재(513)에 의해 케이스(512) 내부에서 자유롭게 회전한다.
이에 따라, 회전축(511)의 중앙부에 결합되는 회전프레임(52)도 회전축(511)을 중심으로 회전하게 된다.
케이스(512)는 회전축(511)이 삽입되도록 내부에 삽입공간이 마련된 대략 원통 형상으로 형성된다. 이러한 케이스(512)는 용접과 같은 접합작업에 의해 베이스 프레임(27)에 고정된다.
여기서, 케이스(512)와 회전축(511) 사이에는 회전축(511) 및 베어링부재(513)가 원활하게 회전할 수 있도록 오일이나 그리스와 같은 윤활수단이 주입된다.
베어링부재(513)는 회전축(511)의 외주면과 케이스(512)의 내주면에 각각 접하도록 마련되는 한 쌍의 볼베어링과 롤러 베어링을 포함한다.
상기 한 쌍의 볼베어링은 회전축(511)의 상하단으로부터 중앙을 향해 각각 일정 간격만큼 이격된 위치에 결합된다.
여기서, 상기 롤러 베어링은 회전축의 상단에 결합되는 회전프레임(52)으로부터 가해지는 축 방향 하중을 지지할 수 있도록 테이퍼 롤러 베어링(taper roller bearing)으로 구비되는 것이 바람직하다.
상부 커버(514)는 케이스(512)와 회전축(511) 사이의 틈을 통해 케이스(512) 내부로 먼지나 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
그리고 상부 커버(514)의 내주면에는 오일링이 결합되도록 환홈이 형성된다.
캡(515)은 회전축(511)의 하단에 결합되어 회전축(511) 하부에 결합된 볼베어링을 고정하는 역할을 한다.
이를 위해, 캡(515)은 상방이 개구된 대략 원통 형상으로 형성되고, 회전축(511)의 하단은 캡(515) 내부에 형성된 공간에 결합된다.
이러한 캡(515)은 볼트와 같은 고정수단에 의해 회전축(511) 하단에 고정된다.
하부 커버(516)는 회전축(511)과 케이스(512) 사이 공간의 하부를 차폐하는 역할을 한다.
이를 위해, 하부 커버(515)는 내부에 캡(515), 오일이나 그리스가 주입되는 공간이 형성되도록 상방이 개구된 원통 형상으로 형성된다.
이러한 하부 커버(515)는 볼트와 같은 고정수단에 의해 케이스(512) 하단에 고정된다.
이에 따라, 본 발명은 벨트의 사행 발생시 벨트의 이송방향과 직교하는 방향으로 배치된 회전프레임이 회전축을 중심으로 회전하여 벨트와 회전프레임을 항상 직교하게 유지함에 따라, 벨트를 본래의 위치로 신속하게 복귀시킬 수 있다.
회전프레임(52)은 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 폭에 비해 길이가 길고 상방이 개구된 직육면체 형상으로 형성되고, 회전축부(51)의 회전축(511) 상단에 벨트(24)의 이송방향과 직교하도록 결합되어 회전축(511)을 중심으로 수평 회전운동한다.
여기서, 회전프레임(52)는 벨트(24)의 미세한 사행발생시에 대비하여 구동부(42)의 구동과 무관하게 전후 방향으로 각각 최대 2°, 총 4°만큼 자유 수평 회전운동 가능하게 회전축부(51)에 결합될 수 있다.
롤러부(53)는 회전프레임(52)의 상부 공간에 일정 간격으로 이격된 한 쌍의 지지플레이트에 축 결합되어 벨트(24)의 이송동작시 회전하는 아이들러(54), 아이들러(54)의 양측에 각각 경사지게 설치되는 제1 및 제2 브래킷(551,561)에 축 결합되어 벨트(24)의 이송동작시 회전하는 제1 및 제2 사행방지롤러(55,56) 그리고 제1 및 제2 브래킷(515,561) 외측 하면에 설치되어 제1 및 제2 사행방지롤러(55,56)를 각각 경사지게 지지하는 제1 및 제2 지지수단(57,58)을 포함한다.
제1 및 제2 브래킷(551,561)은 단면이 대략 '∪'자 형상으로 형성되어 회전프레임(52)의 양측 내면에 힌지 결합된다.
이에 따라, 제1 및 제2 브래킷(551,561)은 힌지축을 중심으로 회전운동하여 경사각도가 조절될 수 있다.
제1 및 제2 브래킷(551,561)의 양측면에는 제1 및 제2 사행방지롤러(55,56)의 축 양단이 결합되도록 결합공이 형성된다.
제1 및 제2 지지수단(57,58)은 베이스 프레임(27)의 상면에 결합되고, 제1 및 제2 지지수단(57,58)의 상부에는 제1 및 제2 브래킷(551,561)의 하면과 접촉하여 회전프레임(52)의 회전운동시 제 1 및 제2 브래킷(551,561)이 슬라이딩 회전 가능하게 지지하는 제1 및 제2 슬라이딩 플레이트(571,581)가 설치된다.
제1 및 제2 슬라이딩 플레이트(571,581)는 제1 및 제2 브래킷(551,561)의 회전시 최대 회전거리보다 길이가 길게 형성되고, 제1 및 제2 브래킷(551,561)에 대응되도록 경사지게 설치된다.
특히, 제1 및 제2 슬라이딩 플레이트(571,581)는 전후단이 벨트(24)를 향해 휘어져서 측면 상부에서 보았을 때, 오목한 곡면으로 형성된다.
이에 따라, 본 발명은 사행방지롤러부(41)의 회전운동시 제1 및 제2 브래킷(551,561)을 제1 및 제2 슬라이딩 플레이트(571,581)의 오목한 상면을 따라 원활하게 슬라이딩 이동시켜 벨트(24)의 사행발생시 벨트(24)를 본래의 위치로 복귀시키는 동작의 효율을 높일 수 있다.
한편, 제1 및 제2 지지수단(57,58)은 한 쌍의 사행방지롤러(55,56)의 경사각도를 조절할 수 있도록 공압이나 유압에 의해 구동되는 실린더 또는 기어부재를 이용해 높이 조절가능하게 구비될 수 있다.
구동부(42)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제어부(46)의 제어신호에 따라 구동되는 모터(61), 모터(61)의 회전속도를 감속하는 감속수단(62), 감속수단(62)의 회전운동을 직선 왕복운동으로 전환하는 전환유닛(63) 및 한 쌍의 사행방지롤러부(41)의 일측단을 연결하고 전환유닛(63)과 함께 직선 왕복운동하여 한 쌍의 사행방지롤러부(41)를 각각 회전축부(51)를 중심으로 회전운동시키는 이동판(64)을 포함한다.
감속수단(62)은 모터(61)의 구동축에 결합된 나사형 웜과 결합되는 웜휠을 이용해 모터(61)의 회전수를 감속하여 모터(61)의 기동 정지시 발생하는 백래쉬를 최소화하는 웜감속기로 구비된다.
전환유닛(63)은 감속수단(62)의 출력축에 설치된 피니언 기어와 결합되는 래크 기어를 이용해 감속수단(62)의 회전운동을 직선 왕복운동으로 전환하는 수평식 랙잭(Rack Jack) 유닛으로 구비된다.
본 실시 예에서 전환유닛(63)은 전방 이동거리 100mm, 후방 이동거리 100mm 및 예비길이 100mm를 포함하여 총 300mm의 길이로 구비된다.
이에 따라, 롤러부(53)는 전후 방향으로 각각 최대 8°, 총 16°만큼 수평 회전운동하게 된다.
이동판(64)은 전환유닛(63)의 직선 왕복운동에 의해 전후 방향으로 이동하면서 한 쌍의 사행방지롤러부(41)를 각각 회전축(511)을 중심으로 회전운동시킨다.
이에 따라, 본 발명은 벨트의 사행발생시 일정 간격으로 설치되는 한 쌍의 사행방지롤러부를 동시에 회전시켜 벨트를 본래의 위치로 신속하게 복귀시킬 수 있다.
한편, 구동부(42)의 일측에는 도 10에 도시된 바와 같이, 이동판(64)의 위치를 감지하는 이동판 감지부(65)가 구비된다.
이동판 감지부(65)는 감속수단(62)의 출력축 회전수를 감속하는 감속기어(651) 및 감속기어(651)의 회전각 변위를 측정하여 측정된 신호를 제어부(46)로 전송하는 인코더(652)를 구비한다.
감속기어(651)는 감속수단(62)의 출력축에 설치되는 제1 감속기어 및 인코더(652)의 입력축에 제1 감속기어(62)와 맞물리게 설치되어 감속수단(62)의 회전수를 감속하는 제2 감속기어를 구비한다.
예를 들어, 감속수단(62)의 출력축이 이동판(64)을 최대로 이동시키는 경우, 상기 출력축의 회전에 따라 인코더(652)의 입력축이 1회전 이하로 회전하도록, 상기 제1 감속기어는 1*20t의 감속비를 갖고, 상기 제2 감속기어는 1*50t의 감속비를 갖는다.
이에 따라, 본 발명은 이동판 감지부의 감지신호에 따라 한 쌍의 사행방지롤러부를 연결해서 동시에 수평 회전운동시키는 이동판의 위치를 정확하게 산출하여 벨트의 사행발생에 따른 이동판의 이동거리를 정밀하게 제어할 수 있다.
다음, 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법을 상세하게 설명한다.
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이고, 도 12 및 도 13은 벨트의 사행발생시 사행감지동작 및 사행방지동작을 설명하는 동작상태도이다.
여기서, 도 12에는 벨트가 우측 방향으로 사행된 상태가 도시되어 있고, 도 13에는 벨트가 좌측으로 사행된 상태가 도시되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법은 메인제어부로부터 전원 및 제어신호를 인가받는 모터(21)가 구동되면서 시작된다(S10).
그러면 모터(21)의 구동력에 의해 구동롤러(22)가 회전하면서 벨트(24), 사행방지장치(40)에 마련된 아이들러(54)와 제1 및 제2 사행방지롤러(55,56), 종동롤러(23)가 회전하고, 벨트(24) 상에 적재된 이송물을 원하는 위치로 이송할 수 있게 된다(S11).
제 S12단계에서 제어부(46)는 입력부(45)에 구비된 모드선택스위치가 자동모드로 선택되어 있는지 검사한다.
검사결과, 자동모드로 선택된 경우, 전원공급부(44)는 제어부(46)의 제어신호에 따라 사행감지장치(30) 및 사행방지장치(40)의 각 장치에 전원을 인가한다.
그러면, 사행감지장치(30)의 벨트감지부(32)는 회전롤러(37)가 벨트(24)와 접촉하여 회전함에 따라 제1 및 제2 근접센서(38,39)를 이용해 벨트(24)의 이송속도 및 이송방향을 지속적으로 감지하여 감지신호를 제어부(46)로 전달한다(S13).
이와 함께, 사행감지장치(30)에 구비된 한 쌍의 사행감지부(31)는 벨트(24)의 사행발생 여부를 감지한다.
만약, 이송물 이송 도중에 벨트(24)가 일측으로 기울어지면서 사행이 발생하면(S14), 벨트(24)가 기울어진 측에 마련된 사행감지부(31)의 센싱롤러(33)와 벨트(24)가 접촉하면서 회전암(34)이 회전하게 된다.
그러면, 사행감지부(31)의 인코더유닛(36)은 회전축모듈(35)의 회전각도를 감지하여 감지신호를 제어부로 전달한다. 이때, 사행감지부(31)의 탄성부재(355)는 회전암(34)에 복원력을 제공하여 센싱롤러(33)가 벨트(24)에 접촉된 상태를 유지하게 한다.
이에 따라, 제어부(46)는 사행감지부(31)로부터 전달된 감지신호에 따라 벨트의 사행량을 산출하고(S15), 산출된 벨트(24)의 사행량과 벨트감지부(32)로부터 전달된 벨트(24)의 이송속도 및 이송방향에 기초해서 사행감지장치(30)의 후측에 위치한 사행방지장치(40)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생한다(S16).
그래서 사행방지장치(40)의 모터(61)는 제어부(46)의 제어신호에 따라 일측 방향으로 구동되고, 감속수단(62)은 모터(61)의 회전수를 감속하며, 전환유닛(63)은 감속수단(62)의 회전운동을 직선 왕복운동으로 전환하여 이동판(64)을 이동시킨다.
이에 따라, 사행방지장치(40)에 마련된 한 쌍의 사행방지롤러부(41)가 사행을 방지하도록 수평 회전운동한다(S17).
이와 같이, 본 발명은 사행감지장치의 사행감지 결과에 따라 사행감지장치의 후측에 위치한 사행방지장치의 구동부를 미리 구동하여 사행감지장치의 후측에 마련된 한 쌍의 사행감지롤러부를 미리 수평 회전운동시킴으로써 벨트를 본래의 위치로 신속하게 복귀시킬 수 있다.
예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 벨트(24)가 우측으로 기울어지면서 사행이 발생하면, 벨트(24)의 우측에 마련된 사행감지부(31)는 센싱롤러(33)가 벨트(24)와 접촉하면서 회전암(34)이 회전함에 따라, 인코더유닛(36)에서 회전암(34)과 결합된 회전축(351)의 회전각도를 감지한다.
그러면, 제어부(46)는 인코더유닛(36)의 감지신호에 따라 벨트(24)의 사행량을 산출해서 한 쌍의 사행방지롤러부(41)를 연결하는 이동판(61)을 도 12에서 보았을 때, 전방을 향해 직선 이동하도록 구동부(42)에 구비된 모터(61)의 구동을 제어한다.
이에 따라, 한 쌍의 사행방지롤러부(41)는 각각 반 시계 방향으로 수평 회전운동하여 벨트(24)의 사행을 방지한다.
이때, 이동판(64)은 최대 약 100mm만큼 전방을 향해 직선이동되고, 한 쌍의 사행방지롤러부(41)는 각각 최대 약 8°만큼 반 시계 방향으로 수평 회전운동한다.
반면, 도 13에 도시된 바와 같이, 벨트(24)가 좌측으로 기울어지면서 사행이 발생하면, 벨트(24)의 좌측에 마련된 사행감지부(31)는 센싱롤러(33)가 벨트(24)와 접촉하면서 회전암(34)이 회전함에 따라, 인코더유닛(36)에서 회전암(34)과 결합된 회전축(351)의 회전각도를 감지한다.
그러면, 제어부(46)는 인코더유닛(36)의 감지신호에 따라 벨트(24)의 사행량을 산출해서 한 쌍의 사행방지롤러부(41)를 연결하는 이동판(61)을 도 13에서 보았을 때, 후방을 향해 직선 이동하도록 구동부(42)에 구비된 모터(61)의 구동을 제어한다.
이에 따라, 한 쌍의 사행방지롤러부(41)는 각각 시계 방향으로 수평 회전운동하여 벨트(24)의 사행을 방지한다.
이때, 이동판(64)은 최대 약 100mm만큼 후방을 향해 직선이동되고, 한 쌍의 사행방지롤러부(41)는 각각 최대 약 8°만큼 시계 방향으로 수평 회전운동한다.
S18단계에서 제어부(46)는 사행감지부(31)의 감지신호를 이용해 벨트(24)가 본래의 위치로 복귀되었는지 여부를 검사하고, 벨트(24)가 본래의 위치로 복귀될 때까지 S15단계 내지 S18단계를 반복 수행하도록 제어한다.
S18단계의 검사결과, 벨트(24)가 본래위치로 복귀되면, 제어부(46)는 입력부(45)에 구비된 전원스위치가 조작되어 구동중지 명령이 입력되는지 여부를 검사하고, 구동중지 명령이 입력될 때까지 상기 S12단계 내지 S19단계를 반복 수행하도록 제어한다.
만약, S19단계의 검사결과, 입력부(45)를 통해 구동중지 명령이 입력되면, 제어부(46)는 사행감지장치(30) 및 사행방지장치(40)에 공급되는 전원을 차단하도록 전원공급부(44)를 제어한 후 종료한다(S20).
한편, S12단계에서 수동모드가 선택된 경우, 제어부(46)는 입력부(45)를 통해 입력되는 동작명령에 따라 사행방지장치(40)의 구동을 제어하여 벨트(24)의 사행을 방지할 수도 있다(S21).
한편, 사행방지롤러부(41)는 벨트(24)의 미세한 사행발생시에 대비하여 구동부(42)의 구동과 무관하게 전후 방향으로 수평 회전운동 가능하게 설치된다.
이에 따라, 본 발명은 모드선택스위치에서 선택된 동작모드와 무관하게 한 쌍의 사행방지롤러부가 각각 일정 각도, 예컨대 전후 방향으로 최대 4°만큼 수평 회전운동하여 벨트의 미세한 사행을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 벨트의 사행 발생 여부를 감지하고, 사행이 발생하면 미리 사행방지장치에 마련된 한 쌍의 사행방지롤러부를 수평 회전운동시켜 벨트를 본래의 위치로 신속하게 복귀시킬 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
상기의 실시 예에서는 사행방지장치에 한 쌍의 사행방지롤러부가 구비되어 동시에 수평 회전운동하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 본 발명은 이송되는 적재물의 형상이나 중량, 크기에 따라 하나의 사행방지롤러부를 구비하거나, 셋 이상의 사행방지롤러부를 동시에 수평 회전운동시키도록 변경될 수도 있다.
본 발명은 벨트의 사행 발생 여부를 감지하고, 사행이 발생하면 미리 사행방지장치에 마련된 한 쌍의 사행방지롤러부를 수평 회전운동시켜 벨트를 본래의 위치로 신속하게 복귀시키는 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법 기술에 적용된다.
20: 벨트 컨베이어 시스템 21: 모터
22: 구동롤러 23: 종동롤러
24: 벨트 25: 장착대
26: 설치프레임 27: 베이스 프레임
30: 사행감지장치 31: 사행감지부
32: 벨트감지부 33: 센싱롤러
331: 롤러샤프트 332: 볼베어링
333: 스냅링 334: 롤러커버
34: 회전암 35: 회전축모듈
351: 회전축 352: 케이스
353: 베어링부재 354: 탄성부재
355: 스토퍼 356: 오일실
357: 디스턴서 358: 스냅링
36: 인코더유닛 37: 회전롤러
371: 센싱도그 38,39: 제1,제2 근접센서
40: 사행방지장치 41: 사행방지롤러부
42: 구동부 43: 제어수단
44: 전원공급부 45: 입력부
46: 제어부 47: 메모리
51: 회전축부 511: 회전축
512: 케이스 513: 베어링부재
514: 상부커버 515: 캡
516: 하부커버 52: 회전프레임
53: 롤러부 54: 아이들러
55,56: 제1,제2 사행방지롤러 551,561: 제1,제2 브래킷
57,58: 제1,제2 지지수단 571,581: 제1,제2 슬라이딩 플레이트
61: 모터 62: 감속수단
63: 전환유닛 64: 이동판
65: 이동판 감지부 651: 감속기어
652: 인코더

Claims (6)

  1. (a) 모터 구동에 의해 벨트가 회전하면서 이송물을 이송하는 단계,
    (b) 상기 벨트의 이송방향을 따라 미리 설정된 간격마다 설치되는 벨트감지부에서 상기 벨트의 이송방향 및 이송속도를 감지하는 단계,
    (c) 상기 벨트의 사행발생이 발생하면, 상기 벨트의 양측에 미리 설정된 거리만큼 이격되어 설치되는 사행감지부의 감지신호에 기초해서 상기 벨트의 사행량을 산출하는 단계,
    (d) 상기 벨트의 이송방향을 따라 상기 사행감지부의 후측에 구비된 적어도 하나 이상의 사행방지롤러부를 수평 회전운동시켜 벨트를 본래의 위치로 복귀시키는 단계,
    (g) 상기 사행방지롤러부를 수평 회전운동시키도록 구동력을 발생하는 구동부의 일측에 마련된 이동판 감지부에서 상기 구동부의 구동시 상기 이동판의 이동을 감지하는 단계 및
    (h) 상기 이동판 감지부의 감지신호에 따라 상기 이동판의 이동거리를 조절하도록 상기 구동부의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (e) 상기 (b)단계 수행 이전에 상기 사행방지롤러부를 수평 회전운동시키기 위한 각종 동작 명령을 입력받는 입력부의 모드선택스위치가 자동모드로 선택된 상태인지 검사하는 단계 및
    (f) 상기 (e)단계의 검사 결과, 수동모드가 선택된 경우, 상기 입력부를 통해 입력되는 동작 명령에 기초해서 사행방지장치의 구동부를 구동하여 벨트를 본래의 위치로 복귀시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 (e)단계의 검사 결과, 자동모드가 선택된 경우에는 상기 (c)단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (c)단계는
    (c1) 상기 벨트의 양측에 설치된 한 쌍의 사행감지부 중에서 어느 하나의 사행감지부에 마련된 센싱롤러가 벨트와 접촉하여 회전하는 단계,
    (c2) 일단부에 상기 센싱롤러가 결합되고 타단부가 회전축모듈에 축 결합되어 상기 회전축모듈의 회전축을 중심으로 회전암이 회전운동하는 단계 및
    (c3) 인코더유닛에서 상기 회전축의 회전각도를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (d)단계는
    상기 (b)단계에서 감지된 벨트의 이송방향 및 이송속도와 상기 (c)단계에서 산출된 벨트의 사행량에 기초해서 사행방지장치의 구동부를 구동하여 한 쌍의 사행방지롤러부를 동시에 수평 회전운동시키는 것을 특징으로 하는 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    (i) 상기 벨트의 미세 사행 발생시 상기 구동부의 구동과 무관하게 상기 한 쌍의 사행방지롤러부가 자유 수평 회전운동하여 상기 벨트의 사행을 방지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트 컨베이어 시스템의 제어방법.
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