KR101203639B1

KR101203639B1 - 분체 정량 절출장치

Info

Publication number: KR101203639B1
Application number: KR20100110175A
Authority: KR
Inventors: 김병태
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2012-11-23
Also published as: KR20120048804A

Abstract

복수의 날개가 구비된 회전체를 통해 유입된 분체를 토출하는 로터리피더(100); 상기 로터리피더(100)에서 토출된 분체(A)를 원격지로 이송하는 컨베이어벨트(B) 및 컨베이어벨트(B)에 회전력을 제공하는 벨트구동부(330)로 구성된 이송부(300); 상기 이송부(300)의 컨베이어벨트(B)에 설치되어 컨베이어벨트(B)에 놓인 분체의 중량을 측정하는 중량감지부(500); 및 상기 중량감지부(500)에서 측정된 분체의 중량에 따라 로터리피더(100)의 회전속도 및 벨트구동부(330)의 구동력을 조절하는 제어부(400);를 포함하는 분체 정량 절출장치가 소개된다.

Description

분체 정량 절출장치 {APPARATUS FOR SENDING OUT REQUIRED AMOUNT OF MATERIAL}

본 발명은 산업현장에서 분체를 절출하기 위해 사용하는 로터리피더의 속도를 조절하여 분체의 절출량을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 분체 정량 절출장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에서 사용하는 로터리피더 또는 스크류피더는 모터(날개)의 회전수에 따라 분체 절출량을 단순 추정함으로써 실질적인 절출량을 확인할 수 없다. 즉, 분체의 절출량을 단순 추정하고, 이를 모터의 회전수로 계산하여 운용함으로써 분체의 절출량을 확인할 수 없게 되고, 분체가 적게 분출되더라도 일정한 회전수로 모터를 구동함으로써 분출량을 조절할 수 없게 되고, 이러한 문제는 분체의 절출량이 많은 경우에도 마찬가지인 것이다.

이를 위해 로터리피더의 출구측에 센서를 달아 순간적으로 분체가 절출되는 유량을 파악하여 제어하는 기술이 사용되고 있으나, 이는 분체의 크기가 어느 정도 작아서 쉽게 유량을 파악할 수 있는 경우에만 이용될 수 있는 것으로서, 분체의 크기가 클 경우에는 정확한 측정이 어렵고, 장비 자체의 부피가 커서 설계에 제약이 있으며 가격 역시 고가의 장비인 문제가 있었다.

따라서, 분체의 크기에 관계없이 좁은 공간에도 쉽게 장비의 설치가 가능하고 정확한 분체의 측정이 가능하며, 로터리피더와 벨트의 동시제어를 통한 안정적인 분체의 수급이 가능토록 하는 시스템의 개발이 시급하였던 것이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안될 것이다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 좁은 공간에도 장비의 설치가 가능토록 하여 설치가 용이한 분체 정량 절출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 모터로 구동되는 로터리피더와 벨트를 동시에 제어함으로써 분출되는 분체의 양을 정확히 제어하고, 분체의 크기가 크더라도 안정적으로 분체를 이송함으로써 분체의 수급을 원활히 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 분체 정량 절출장치는, 복수의 날개가 구비된 회전체를 통해 유입된 분체를 토출하는 로터리피더; 상기 로터리피더에서 토출된 분체를 원격지로 이송하는 컨베이어벨트 및 컨베이어벨트에 회전력을 제공하는 벨트구동부로 구성된 이송부; 상기 이송부의 컨베이어벨트에 설치되어 컨베이어벨트에 놓인 분체의 중량을 측정하는 중량감지부; 및 상기 중량감지부에서 측정된 분체의 중량에 따라 로터리피더의 회전속도 및 벨트구동부의 구동력을 조절하는 제어부;를 포함한다.

또한, 상기 중량감지부는 컨베이어벨트의 하단에 설치된 로드셀로 구성되고, 로드셀은 컨베이어벨트에서 로터리피더측에 치우쳐 설치될 수 있다.

상기 제어부는 로터리피더의 회전속도값과 벨트구동부의 구동력값이 대응되도록 매칭된 데이터테이블을 구비하며, 측정된 분체의 중량값이 목표값에 미달될 경우 데이터테이블에 따라 로터리피더의 회전속도값과 벨트구동부의 구동력값을 증가시키고, 측정된 분체의 중량값이 목표값을 초과할 경우 데이터테이블에 따라 로터리피더의 회전속도값과 벨트구동부의 구동력값을 감소시키도록 할 수 있다.

상기 중량감지부는 컨베이어벨트의 하단에 이격 설치된 복수의 로드셀로 구성되고, 상기 제어부는 복수의 로드셀에서 특정된 중량의 평균값을 목표값과 비교하여 로터리피더의 회전속도 및 벨트구동부의 구동력을 조절할 수 있다.

상기 중량감지부는 컨베이어벨트의 하단에 이격 설치된 복수의 로드셀로 구성되고, 상기 제어부는 컨베이어벨트의 출구측 로드셀에서 측정된 중량값에 따라 벨트구동부의 구동력을 조절하고, 컨베이어벨트의 입구측 로드셀에서 측정된 중량값에 따라 로터리피더의 회전속도를 조절할 수 있다.

상기 중량감지부는 컨베이어벨트의 하단에 이격 설치된 복수의 로드셀로 구성되고, 상기 제어부는 복수의 로드셀에서 특정된 중량의 평균값을 목표값과 비교하여 로터리피더의 회전속도 및 벨트구동부의 구동력을 동시에 조절하되, 출구측 로드셀에서 측정된 중량값이 제1설정범위를 벗어나면 벨트구동부의 구동력을 독립적으로 조절하고, 입구측 로드셀에서 측정된 중량값이 제2설정범위를 벗어나면 로터리피더의 회전속도를 독립적으로 조절할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 분체 정량 절출장치에 따르면, 좁은 공간에도 장비의 설치가 가능토록 하여 설치가 용이하다.

또한, 모터로 구동되는 로터리피더와 벨트를 동시에 제어함으로써 분출되는 분체의 양을 정확히 제어하고, 분체의 크기가 크더라도 안정적으로 분체를 이송함으로써 분체의 수급을 원활히 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체 정량 절출장치의 구성도.
도 2 내지 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분체 정량 절출장치의 구성도.
도 5는 도 2에 도시된 분체 정량 절출장치의 작동 순서도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량평가 자동화 시스템에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체 정량 절출장치의 구성도이다. 본 발명에 따른 분체 정량 절출장치는, 복수의 날개가 구비된 회전체를 통해 유입된 분체를 토출하는 로터리피더(100); 상기 로터리피더(100)에서 토출된 분체(A)를 원격지로 이송하는 컨베이어벨트(B) 및 컨베이어벨트(B)에 회전력을 제공하는 벨트구동부(330)로 구성된 이송부(300); 상기 이송부(300)의 컨베이어벨트(B)에 설치되어 컨베이어벨트(B)에 놓인 분체의 중량을 측정하는 중량감지부(500); 및 상기 중량감지부(500)에서 측정된 분체의 중량에 따라 로터리피더(100)의 회전속도 및 벨트구동부(330)의 구동력을 조절하는 제어부(400);를 포함한다.

로터리피더(100)는 상부의 호퍼(10)를 통해 분체를 공급받고, 하부에 복수의 날개가 구비된 회전체를 통하여 분체를 일정량으로 하방으로 분출한다. 날개를 통해 분출된 분체(A)는 하방으로 낙하하여 컨베이어벨트(B)에 놓여지고, 컨베이어벨트(B)는 입구측과 출구측에 각각 롤러(310,320)를 통하여 회전되며 일측 롤러(320)에는 벨트구동부(330)가 연결되어 벨트구동부(330)로부터 회전력을 전달받아 분체(A)를 이송한다. 벨트(B)는 입구측에서 분체(A)를 받아 출구측으로 이송한다. 이송된 분체(A)는 다시 원하는 지점에 낙하하여 분체(A)가 일정량으로 원격지에 절출되는 이송되는 것이다.

이러한 컨베이어벨트(B)의 하단에는 중량감지부(500)가 설치된다. 중량감지부(500)는 컨베이어벨트(B) 위에 놓인 분체(A)의 중량을 감지하여 제어부(400)로 전송한다. 제어부(400)는 분체(A)의 이송량을 감지하여 목표량과 비교하고, 그에 따라 이송량이 부족할 경우에는 로터리피더(100)의 회전속도와 벨트의 벨트구동부(330)의 구동력을 증대시켜 이송량을 증대시키고, 이송량이 초과할 경우에는 로터리피더(100)의 회전속도와 벨트의 벨트구동부(330)의 구동력을 감소시켜 전체적인 분체의 이송량을 감소시킨다.

따라서, 이러한 분체(A)의 중량 측정 및 제어부(400)의 구성에 의해 전체적인 장비의 구성이 축소되고 설치공간의 면에서 제약이 많이 줄어들게 되는 것이다. 또한, 제어부(400)는 이송되는 분체(A)의 중량을 실시간으로 측정하여 반영함으로써 실시간으로 정확한 양의 분체(A)가 절출되어 이송되는 것이며, 로터리피더(100)의 회전수와 벨트구동부(330)의 구동력을 동시에 제어함으로써 정밀한 제어가 가능하고 대응시간이 빨라 의도한 이송량에 근접하게 분체를 절출할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 중량감지부(500)는 컨베이어벨트(B)의 하단에 설치된 로드셀로 구성되고, 로드셀은 컨베이어벨트(500)에서 로터리피더(100)측에 치우쳐 설치된 것을 특징으로 한다. 로드셀은 벨트(B)의 하단에 밀착되어 벨트에 놓인 분체의 중량을 실시간으로 체크하며, 이는 벨트 중에서도 로터리피더(100) 측에 치우쳐 설치됨으로써 로터리피더(100)로부터 방금 나온 분체의 중량을 측정할 수 있는 것이고, 그만큼 이송량의 변화를 예측하여 빠르게 대응할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 제어부(400)는 로터리피더(100)의 회전속도값과 벨트구동부(330)의 구동력값이 대응되도록 매칭된 데이터테이블을 구비하며, 측정된 분체의 중량값이 목표값에 미달될 경우 데이터테이블에 따라 로터리피더(100)의 회전속도값과 벨트구동부(330)의 구동력값을 증가시키고, 측정된 분체의 중량값이 목표값을 초과할 경우 데이터테이블에 따라 로터리피더(100)의 회전속도값과 벨트구동부(330)의 구동력값을 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 제어부(400)에는 데이터테이블이 구비되는데, 데이터테이블은 로터리피더(100)의 회전속도값과 벨트구동부(330)의 구동력값이 대응되도록 매칭된 복수의 데이터 쌍으로 구성된다. 데이터테이블에는 로터리피더(100)의 회전수와 벨트구동부(330)의 구동력이 일정한 비율로 구비되어 있으며, 측정된 측정값과 목표값이 차이가 있을 경우에는 정하여진 테이블의 데이터대로 로터리피더(100)의 회전수와 벨트구동부(330)의 구동력을 조정함으로써 안정적으로 분체의 절출량을 조절할 수 있게 되는 것이다.

도 2 내지 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 분체 정량 절출장치의 구성도로서, 또 다른 실시예의 분체 정량 절출장치는 상기 중량감지부(500)가 컨베이어벨트(B)의 하단에 이격 설치된 복수의 로드셀(510,520,530)로 구성되고, 상기 제어부(400)가 복수의 로드셀(510,520,530)에서 특정된 중량의 평균값을 목표값과 비교하여 로터리피더(100)의 회전속도 및 벨트구동부(330)의 구동력을 조절하는 것을 특징으로 한다.

중량감지부(500)는 도시된 예와 같이, 복수의 로드셀(510,520,530)로 구성되며 로드셀(510,520,530)은 벨트(B)의 하단에서 일정 간격 이격되어 설치됨으로써 벨트(B)의 전방향에서 실제 분체의 이송량을 측정할 수 있게 된다. 또한, 이러한 분체 측정값들의 평균을 통해 실측치를 보정함으로써 좀 더 안정적인 분체의 절출량을 파악할 수 있게 된다.

또한, 상기 제어부(400)는 컨베이어벨트(B)의 출구측 로드셀(530)에서 측정된 중량값에 따라 벨트구동부(330)의 구동력을 조절하고, 컨베이어벨트(B)의 입구측 로드셀(510)에서 측정된 중량값에 따라 로터리피더(100)의 회전속도를 조절하는 것을 특징으로 할 수도 있다. 이는 만약 컨베이어벨트(B)의 출구측에서 분체의 중량이 크다면 이러한 큰 중량의 분체(A)는 바로 출구측에서 절출되는 분체이기 때문에 벨트(B)의 구동속도를 늦춤으로써 바로 절출되는 분체의 양을 조절할 수 있기 때문이며, 만약 벨트(B)의 입구측에서 분체의 양이 넘치거나 부족한 것으로 파악된다면, 벨트(B)의 구동보다는 로터리피더(100)의 구동을 조절함으로써 좀 더 쉽고 빠르게 분체의 양을 조절하고, 분체(A)가 항상 일정한 양으로 절출되도록 제어할 수 있게 때문이다.

한편, 상기 제어부(400)는 복수의 로드셀(510,520,530)에서 특정된 중량의 평균값을 목표값과 비교하여 로터리피더(100)의 회전속도 및 벨트구동부(330)의 구동력을 동시에 조절하되, 출구측 로드셀(530)에서 측정된 중량값이 제1설정범위를 벗어나면 벨트구동부(330)의 구동력을 독립적으로 조절하고, 입구측 로드셀(510)에서 측정된 중량값이 제2설정범위를 벗어나면 로터리피더(100)의 회전속도를 독립적으로 조절하도록 할 수 있다.

이러한 방식은 평균값을 이용한 제어를 수행하면서도 동시에 컨베이어벨트(B)의 입구나 출구측에서 과도한 오차가 발생할 경우 이를 시급하게 수정할 수 있도록 함으로써 장시간에 걸쳐 안정적으로 분체(A)를 절출함과 동시에 필요시 즉각적으로 분체의 절출량을 조절할 수 있다는 장점이 있다.

구체적으로, 도 3과 같은 경우에는 벨트(B)에서 출구측의 분체가 양이 많아진 경우이다. 이러한 경우에도 기본적으로 제어부(400)는 전체 로드셀(510,520,530)의 평균값을 목표값과 비교하여 로터리피더(100) 및 벨트구동부(330)를 제어한다. 그러나 만약 출구측의 분체량이 미리 설정된 제1설정범위에서 벗어난 경우라면 분체의 절출량이 시급히 제어되어야 하는 경우로서, 로터리피더(100)보다는 컨베이어벨트(B) 자체의 속도를 조절함으로써 즉각적으로 절출량의 오차에 대응할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 도 4의 경우에는 컨베이어벨트(B)의 입구측에서 분체의 양이 많아진 경우로서, 이러한 경우 입구측의 측정치가 제2설정범위를 벗어나는 경우 향후 일어날 수 있는 분체 절출량의 불균일을 미리 즉각적으로 수정하기 위해 로터리피더(100)의 회전속도를 독립적으로 제어함으로써 분체의 절출이 현재뿐만 아니라 향후에도 출구측에서 올바르게 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

즉, 각 로드셀(510,520,530)의 평균 측정값을 통해 로터리피더(100)와 벨트구동부(330)를 제어하되, 긴급하거나 과도한 경우에는 로터리피더(100) 또는 컨베이어벨트(B)의 속도를 차별적으로 제어함으로써 좀 더 민감하게 절출량을 조절할 수 있게 되는 것이다.

도 5는 도 2에 도시된 분체 정량 절출장치의 작동 순서도이다. 이는 분체의 평균 측정값과 목표값을 비교하여 제어하는 실시예를 나타낸 것으로서, 우선, 제1로드셀이 분체의 양을 측정하고, 그와 동시에 제2로드셀, 제3로드셀도 분체의 양을 동시에 측정한다(S100,S200,S300). 측정된 분체의 양은 제어부로 전송되고, 제어부는 측정값의 평균값을 계산한다(S400). 또한, 제어부는 미리 저장된 목표값과 평균값을 비교하여 두 값의 대소여부를 판단한다(S500). 이를 통해 제어부는 두 값의 차이값을 산출하고, 차이값을 통해 로터리피더와 벨트구동부에 입력할 입력값을 계산/전달한다(S600). 만약 상기 측정값이 평균값보다 작다면, 이를 반영한 입력값을 전달하여 로터리피더와 벨트구동부의 속도를 증가시킴으로써 측정값이 목표값에 근접할 수 있도록 하는 것이다(S700).

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

A : 분체 B : 컨베이어벨트
100 : 로터리피더 300 : 이송부
330 : 벨트구동부 400 : 제어부
500 : 중량측정부 510,520,530 : 로드셀

Claims

복수의 날개가 구비된 회전체를 통해 유입된 분체를 토출하는 로터리피더(100);
상기 로터리피더(100)에서 토출된 분체(A)를 원격지로 이송하는 컨베이어벨트(B) 및 컨베이어벨트(B)에 회전력을 제공하는 벨트구동부(330)로 구성된 이송부(300);
상기 이송부(300)의 컨베이어벨트(B)에 설치되어 컨베이어벨트(B)에 놓인 분체의 중량을 측정하도록 컨베이어벨트(B)의 하단에 이격 설치되는 복수개의 로드셀(510,520,530)을 포함하는 중량감지부(500); 및
상기 복수개의 로드셀(510,520,530)에서 특정된 중량의 평균값을 목표값과 비교하여 로터리피더(100)의 회전속도 및 벨트구동부(330)의 구동력을 조절하는 제어부(400);를 포함하는 분체 정량 절출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 중량감지부(500)는 컨베이어벨트(B)의 하단에 설치된 로드셀로 구성되고, 로드셀은 컨베이어벨트(500)에서 로터리피더(100)측에 치우쳐 설치된 것을 특징으로 하는 분체 정량 절출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(400)는 로터리피더(100)의 분체(A)의 토출량과 컨베이어벨트(B)의 분체(A)의 이송량이 동일하도록 로터리피더(100)의 회전속도값과 벨트구동부(330)의 구동력값이 일정(一定)한 비율을 갖도록 매칭된 데이터테이블을 구비하며, 측정된 분체의 중량값이 목표값에 미달될 경우 데이터테이블에 따라 로터리피더(100)의 회전속도값과 벨트구동부(330)의 구동력값을 증가시키고, 측정된 분체의 중량값이 목표값을 초과할 경우 데이터테이블에 따라 로터리피더(100)의 회전속도값과 벨트구동부(330)의 구동력값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 분체 정량 절출장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 중량감지부(500)는 컨베이어벨트(B)의 하단에 이격 설치된 복수의 로드셀(510,520,530)로 구성되고, 상기 제어부(400)는 컨베이어벨트(B)의 출구측 로드셀(530)에서 측정된 중량값에 따라 벨트구동부(330)의 구동력을 조절하고, 컨베이어벨트(B)의 입구측 로드셀(510)에서 측정된 중량값에 따라 로터리피더(100)의 회전속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 분체 정량 절출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 중량감지부(500)는 컨베이어벨트(B)의 하단에 이격 설치된 복수의 로드셀(510,520,530)로 구성되고, 상기 제어부(400)는 복수의 로드셀(510,520,530)에서 특정된 중량의 평균값을 목표값과 비교하여 로터리피더(100)의 회전속도 및 벨트구동부(330)의 구동력을 동시에 조절하되, 출구측 로드셀(530)에서 측정된 중량값이 제1설정범위를 벗어나면 벨트구동부(330)의 구동력을 독립적으로 조절하고, 입구측 로드셀(510)에서 측정된 중량값이 제2설정범위를 벗어나면 로터리피더(100)의 회전속도를 독립적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 분체 정량 절출장치.