KR101331173B1 - 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지는, 슬리팅 라인에 있어서 슬리터와 리코일러(90)의 사이에 강판들(501)의 진행방향을 따라 2개의 레일 구조물이 서로 이격된 상태로 평행하게 설치된 이송레일(30); 상기 이송레일(30)에 결합된 상태에서 상기 리코일러(90)에 대해 접근하거나 그로부터 멀어지는 방향으로 왕복 이동이 가능한 보디 프레임(10); 상기 보디 프레임(10)의 상부에 설치되어 상기 복수개의 강판들(501)이 통과할 때의 위치들을 구분하고 제한하는 세퍼레이터 수단; 상기 강판들(501)의 진행방향을 기준으로 할 때 상기 보디 프레임(10)의 상부에서 상기 세퍼레이터 수단의 다음에 설치되며, 상기 강판들(501)을 눌러서 장력을 부여하는 텐션 제공 수단; 상기 보디 프레임(10)의 상부에서 상기 텐션 제공 수단의 다음에 설치되며 상기 강판들(501)이 디플렉터 롤들(81, 82)을 따라 휘어진 형태로 지나가도록 함으로써 상기 리코일러(90)로 전달되는 상기 강판들(501)에 대해 장력을 인가하는 디플렉터 롤 장치(80); 및 상기 보디 프레임(10)의 내부 공간에 설치되며, 보디 프레임(10)이 상기 이송레일(30)을 따라 이동하는데 필요한 구동력을 발생하는 캐리지 이동 구동부(20);를 포함한다.

Description

슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치{Braking carriage apparatus for use in a slitting line}
본 발명은 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치에 관한 것으로서, 특히 코일 형태의 강판을 슬리터 장치에 의해 여러 가닥의 강판들로 절단한 후 리코일러로 다시 권취하는 슬리팅 라인에서 리코일러의 직전에 전후로 왕복 이동가능하게 설치되어 상기 강판들을 리코일러까지 안정적으로 전달함과 동시에 강판들이 항시 적정한 장력으로 리코일러에 감겨질 수 있도록 함으로써 코일의 슬리팅 후 권취 작업을 가장 이상적인 상태로 수행할 수 있도록 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치에 관한 것이다.
철강 등의 제조과정에서 철판 등의 금속판재가 1차 가공이 완료되어 코일(coil) 형태로 권취된 후에는, 수요가의 요청에 맞게 이 코일을 소폭의 금속판들로 좁게 절단한 다음 다시 코일 형태로 권취하는 2차 가공과정을 거치게 되는데, 이처럼 광폭의 코일을 소폭의 스트랩(strap)체 또는 밴드체로 절단하는 장치를 슬리터(slitter) 또는 슬리팅 머신(slitting machine)이라고 부른다(이하, '슬리터'라고 통칭함). 일반 제철소의 열연 제품 및 냉간 제품의 제조과정에서는 설비의 사양이 미리 정해져 있어서 일정한 폭으로만 강판이 생산되고 그 생산된 코일 강판 제품의 폭이 상당히 크므로, 일종의 철강 제품 도매상 또는 대리점에 해당하는 '코일 센터'(coil center)에서 소폭의 강판을 원하는 수요자를 위해 슬리터로 코일을 절단해서 판매하고 있다. 현대의 산업시스템에서는 각종의 기계부품, 전자부품을 성형하기 위하여 프레스로 공급되는 소폭의 연속적인 코일 강판 소재가 산업계 전반에서 광범위하게 사용되고 있기 때문에, 광폭의 코일을 소폭으로 연속적으로 절단하는 슬리터는 매우 중요한 가공장비이다.
도1 및 도2는 일반적인 슬리터 라인(slitter line, 3)의 설비 배치구조를 개략적으로 도시한 것이다. 먼저 도1을 참고하면, 슬리터 라인(3)에서는 롤 형태로 감긴 강판 코일(600)을 언코일러(uncoiler, 601)에 걸어서 풀어내며, 이렇게 풀어진 코일 강판(500)은 롤 피더(roll feder, 602)의 압하력에 의해 편평하게 펴진 다음 사이드 가이드(side guide, 604)를 거쳐 슬리터(605)로 들어간다. 슬리터(605)는 큰 폭의 강판(500)을 복수 개의 소폭 강판들(501)로 절단하며, 이때 코일 강판(500)의 양 옆 부분은 스크랩으로서 잘라져 스크랩 권취기(scrap winder, 606)에 감겨진다. 한편 도면번호 603은 크롭 전단기(crop shear)로서 코일(500)을 그 길이방향에 대해 직각이 되는 방향으로 절단하는 역할을 담당한다.
상기 슬리터(605)의 나이프들에 의해서 길이방향으로 나란하게 연속적으로 절단된 코일 강판들(501)은 통판 테이블(threading table, 607a)을 지나 루퍼(looper, 608)로 들어가며, 상기 루퍼(608)에서 아래로 늘어진 다음에는 세퍼레이터들(separators, 609a, 609b)에 의해 각각의 가닥별로 정리되고, 텐션장치(610)에 의해 장력을 부여받는다. 이후 코일 강판들(501)은 디플렉터 롤들(deflector rolls, 611)을 거치면서 좀 더 당겨진 상태로 되고, 최종적으로 리코일러(612)에 의해 롤 형태로 권취됨으로써 스켈프(skelp, 613) 제품으로 완성된다. '스켈프'란 일반적으로 파이프를 제조할 때 사용하는 소폭의 강판류를 가리키는 용어인데, 도1의 경우를 놓고 보면, 슬리터(605)를 통과하기 이전 상태의 강판(500)은 '코일'이라고 부르고, 슬리터에 의해 여러 가닥으로 잘려진 이후에는 '스켈프'라고 부른다.
도1에서 상기 통판 테이블(607a)은 여러 가닥으로 절단된 강판들(501)을 루퍼(608)로 안내하는 설비이며, 이때 핀치 롤들(pinch rolls, 607)이 통판 테이블(607a)의 직전에서 강판들(501)을 잡아주고 이송하는 역할을 담당한다.
한편, 깊게 움푹 파여진 형상으로 제작된 상기 루퍼(608)는 텐션장치(610) 이전에서 당김 방지 역할을 하는 설비로, 소폭의 절단된 코일 강판 가닥들 각각에 대해 길이편차와 이송속도의 편차를 없애는 기능을 수행한다. 그리고 제1 및 제2세퍼레이터(609a, 609b)는 슬리팅된 코일 가닥들을 정리하여 분리시키는 역할을 하며, 이때 복수 개의 디스크들이 각각의 코일 가닥들을 정리 및 분리시킨다. 비록 도1에는 세퍼레이터(609a, 609b)가 텐션장치(610)의 전후에 각각 설치되는 것으로 도시되어 있지만, 실제로는 세퍼레이터를 텐션장치(610) 이전의 위치에서 한 개만 설치할 수도 있고 혹은 2개를 설치할 수도 있는 등, 슬리팅 라인 현장의 구체적인 사정과 사용자의 선택에 따라 그 설치 위치와 개수가 얼마든지 변경될 수 있다.
도2는 종래의 슬리터 라인(3)에 있어 슬리터(605)에서 사용되는 커팅 툴(cutting tool)들을 로봇 시스템에 의해 자동으로 교체할 수 있도록 한 설비 상태를 도시한 것이다. 도2을 참고하면, 롤 형태의 코일로부터 풀려진 강판(500)이 슬리터(605)로 연속적으로 공급되며, 슬리터(605)는 강판(500)을 소폭의 강판들('스켈프', 501)로 절단한다. 슬리터(605)는 아버 구동측 칼럼(605-1)과 아버 자유측 칼럼(605-2)의 사이에 한 쌍의 아버들(arbors, 605a)들이 평행하게 설치되고, 상기 아버들(605a)에는 링(ring) 형상의 나이프들이 배치되며, 그 나이프들의 사이에는 복수 개의 스페이서들(spacers)과 러버 스페이서들(rubber spacers)이 끼워져 있다. 이러한 슬리터(605)는 상하로 배치된 아버들(605a)의 사이로 강판(500)을 공급하면서 아버들(605a)을 회전 구동시키면 나이프들의 전단력에 의해 강판(500)이 절단되어 좁은 폭을 가진 복수 개의 스켈프들(501)로 잘라져 나오게 된다.
상기 아버 구동측 칼럼(605-1)은 구동모터(미도시)에 연결되어 구동력을 전달받는 측이고, 상기 아버 자유측 칼럼(605-2)은 아버(605a)의 자유단부로부터 분리되어 이동될 수 있는 칼럼이다. 상기 아버 자유측 칼럼(605-2)은 아버(605a)의 자유단부로부터 빠진 다음 가이드부(605-3)에 의해서 슬리터(605)의 전방 혹은 후방 측으로 다시 이동될 수 있다.
한편, 도2에서 상기 슬리터(605)의 일 측방에 배치된 툴 교체 장치부(700)는 2개의 로봇들(711, 721)이 각각 작동되는 제1 툴 교체 유닛(710)과 제2 툴 교체 유닛(720)으로 구성되며, 상기 로봇들(711, 721)은 툴 스탠드(712, 722)의 툴 적재랙(713, 723)에 있는 커팅 툴들을 핸드(711a, 721a)로 집어서 더미 샤프트(dummy shaft, 730)에 끼우는 작업을 하거나 또는 이와 반대로 더미 샤프트(730)에 끼워져 있는 커팅 툴들을 툴 적재랙(713, 723)으로 옮겨 정리하는 일을 수행한다.
도2에서 미설명 도면부호 601a는 언코일러(601)의 코일 공급용 회전축(601a)이고, 도면부호 612a는 리코일러(612)의 구동축이다. 그리고 도면부호 740은 푸시 스탠드(push stand)인데, 상기 푸시 스탠드(740)에는 더미 샤프트(730)에 끼워진 커팅 툴들을 밀어서 정리하는 푸시 플레이트(741)와 상기 푸시 플레이트(741)를 작동시키는 실린더(742)가 설치되어 있다. 한편, 도2에서 도면부호 614는 억제 롤(restrainer roll)로서, 제1세퍼레이터(609a)의 바로 다음에서 강판들(501)을 눌러 강판들(501)이 제 경로를 벗어나지 못하도록 유지시키는 역할을 담당한다.
철판 및 강판 제품들은 판의 두께가 아주 두꺼운 경우를 제외하고는 대부분 운반 및 보관상의 편리함 때문에 코일 형태로 감아서 유통되는데, 이때 단순히 코일 형태로 감는 것만으로는 부족하고, 제품의 특성과 소비자의 요청에 맞춰서 적절한 장력으로 일정하고 깨끗하게 감을 필요가 있다. 만약 강판을 코일로 권취할 때 가해진 장력이 부족한 경우에는, 코일이 느슨하게 감겨서 코일의 양쪽 끝부분들이 텔레스코핑(telescoping) 식으로 튀어나오거나 들어가게 되며, 이런 코일 제품을 세워놓으면 양쪽 끝부분들이 찌그러져서 강판의 품질에 하자가 생길 수 있다. 또한 반대로 코일의 권취시에 가해진 장력이 너무 과도한 경우에는 강판 제품에 주름이 생기거나 변형이 발생해서 소비자가 원하는 용도에 사용할 수 없게 될 수가 있다. 이렇듯 슬리팅 후에 코일을 어떻게 적정 장력으로 재권취할 것인가 하는 점은 이제 코일 제품의 품질에 큰 영향을 미치는 요인으로 인식되고 있으며, 특히 최근에는 소비자들이 코일 센터에 대해 아예 장력 수치 값을 직접 제시하면서 그 장력 값대로 코일을 감아달라고 요구하는 경우까지 있어서, 이제 코일 센터 등에 설치된 슬리팅 라인 현장에서는 적절한 장력으로 코일을 권취하기 위해 필요한 보다 발전된 수준의 기술을 확보하지 않을 수 없게 되었다.
한편, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 종래의 슬리팅 라인(3) 설비들은 리코일러(612)의 직전에 디플렉터 롤들(611)이 설치되어 있는데, 이 디플렉터 롤들(611)은 리코일러(612)가 일정한 장력으로 강판들(501)을 권취하는데 있어 꼭 필요한 설비로서, 리코일러(612)로부터 일정한 거리만큼 떨어져서 설치되어 있다. 그런데 기존의 디플렉터 롤들(611)은 모두 고정된 장소에 설치되어 있을 뿐이라서, 디플렉터 롤(611)과 리코일러(612) 간의 거리를 상황에 맞게 가변할 수 없다는 문제가 있었다.
즉, 리코일러(612)의 권취 작업이 진행됨에 따라 점차적으로 리코일러(612)에 감긴 코일 강판(혹은 '스켈프')(501)의 두께(외경)가 커지므로, 디플렉터 롤(611)과 리코일러(612) 사이의 실제 거리는 계속적으로 작아지는 셈이 되는데, 종래 기술처럼 디플렉터 롤(611)이 리코일러(612) 전방에서 고정된 위치에 설치되어 있는 경우에는, 리코일러(612)에 권취된 코일의 외경이 작을 때는 디플렉터 롤(611)과 리코일러(612) 사이에 걸쳐진 강판(501)의 길이가 너무 길게 되어서 장력이 제대로 인가되지 못할 수 있고, 반대로 리코일러(612)에 권취된 코일의 외경이 상당히 커졌을 때는 디플렉터 롤(611)과 리코일러(612) 사이에 걸쳐진 강판(501)의 길이가 너무 짧게 되어서 장력이 과도하게 걸릴 수가 있는 것이다.
뿐만 아니라 기존의 슬리팅 라인(3)은 처음 슬리팅 작업을 시작할 때에 슬리터(605)에서 절단되어 나오는 강판들(스켈프들)(501)을 루퍼(608), 세퍼레이터(609a, 609b), 텐션장치(610) 및 디플렉터 롤들(611)에 지나 리코일러(612)의 위치까지 연결하는 작업이 상당히 까다롭다는 단점이 있었다. 상기 루퍼(608)는 지하로 파진 깊이가 최소 10m 이상이고 강판(501)의 진행방향으로의 폭도 거의 4m에 이를 정도여서 안전상 위험성이 있는 설비인데, 슬리터(605)에서 절단되어 나온 강판들(501)을 이렇게 긴 폭의 루퍼(608)를 건너 리코일러(612)까지 연결하기 위해서는 사람이 직접 루퍼(608) 근처에 접근해서 수작업으로 강판들(501)을 세퍼레이터(609a, 609b) 등의 장치들까지 나르고 각 장치들에 차례대로 물린 다음 최종적으로 리코일러(612)에까지 연결시켜야만 하므로 작업이 번거로운 뿐만 아니라 안전상으로도 상당히 조심해야 한다는 문제가 있었다.
이러한 이유에서, 본 발명자는 슬리팅 라인에서 리코일러(612)에 감긴 코일의 두께(외경)가 변화함에 따라 자동적으로 디플렉터 롤(611)의 위치를 변경할 수 있도록 하여 코일의 권취 작업 동안 디플렉터 롤(611)과 리코일러(612) 간의 실제 거리를 항상 일정하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 슬리터 작업의 시작 시에 슬리터(605) 근처로 이동해서 절단된 강판들(501)을 받아 가지고 리코일러(612)의 위치까지 운반하도록 함으로써, 코일의 권취 품질을 향상시키는 동시에 강판(501)을 리코일러(612)에 연결하는 작업을 간편하고 안전하게 수행할 수 있게끔 도와줄 수 있는 새로운 타입의 슬리팅 라인용 설비 장치를 개발할 필요가 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 슬리팅 라인에서 리코일러의 직전에 전후로 왕복 이동가능하게 설치되어 강판들을 리코일러까지 안정적으로 전달함과 동시에 강판들이 항시 적정한 장력으로 리코일러에 감겨질 수 있게끔 환경을 제공함으로써 슬리팅 작업 후의 권취 작업이 가장 이상적인 상태로 수행할 수 있도록 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 슬리팅 라인에서 리코일러에 감긴 코일의 두께(외경)가 변화함에 따라 자동적으로 디플렉터 롤들의 위치를 조정하여 코일의 권취 작업 동안 디플렉터 롤과 리코일러 간의 실제 거리를 항상 최적의 상태로 일정하게 유지할 수 있는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 슬리팅 라인의 작업 시작 시에 슬리터로부터 절단되어 나온 강판들을 리코일러까지 연결하는 작업을 사람이 직접 현장에 들어가서 수행할 필요없이 자동 설비 장치에 의해서 이루어질 수 있도록 하여 혹시라도 발생할지 모르는 안전사고의 위험성을 원천적으로 차단함과 아울러 슬리팅 작업을 준비하는데 소요되는 시간과 인력의 수고를 대폭 절감할 수 있도록 한 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의해 제공된 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치는, 코일(coil, 600)에 감겨진 강판(500)을 풀어서 슬리터(605)에 의해 강판(500)의 길이방향을 따라 소폭의 복수 개의 강판들(501)로 연속적으로 절단한 다음 상기 절단된 소폭의 강판들(501)을 리코일러(recoiler, 90)에 의해 다시 코일 형태로 권취하는 슬리팅 라인에 있어서, 상기 슬리터(605)와 상기 리코일러(90)의 사이에 상기 강판들(501)의 진행방향을 따라 2개의 레일 구조물이 서로 이격된 상태로 평행하게 설치된 이송레일(30); 상기 이송레일(30)에 결합된 상태에서 상기 리코일러(90)에 대해 접근하거나 그로부터 멀어지는 방향으로 왕복 이동이 가능한 보디 프레임(10); 상기 보디 프레임(10)의 상부에 설치되어 상기 복수개의 강판들(501)이 통과할 때의 위치를 일정 범위로 제한하는 세퍼레이터 수단; 상기 강판들(501)의 진행방향을 기준으로 할 때 상기 보디 프레임(10)의 상부에서 상기 세퍼레이터 수단의 다음에 설치되며, 상기 강판들(501)을 압착해서 장력을 부여하는 텐션 제공 수단; 상기 보디 프레임(10)의 상부에서 상기 텐션 제공 수단의 다음에 설치되며 상기 강판들(501)이 디플렉터 롤들(81, 82)을 따라 휘어진 형태로 지나가도록 함으로써 상기 리코일러(90)로 전달되는 상기 강판들(501)에 대해 장력을 인가하는 디플렉터 롤 장치(80); 및 상기 보디 프레임(10)의 내부 공간에 설치되며, 상기 보디 프레임(10)이 상기 이송레일(30)을 따라 이동하는데 필요한 구동력을 발생하는 캐리지 이동 구동부(20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치는, 보디 프레임(10)의 측판(10a) 일부에 마련된 바퀴 고정부(13); 일단(一端)이 상기 바퀴 고정부(13)에 고정되고, 타단(他端)은 상기 이송레일(30)의 위치까지 연장된 바퀴축(130); 상기 바퀴축(130)의 타단(他端) 상에 제1베어링(131)을 매개로 회전가능하게 결합되며 상기 이송레일(30) 안에 안착된 바퀴(12);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치는, 이송레일(30)의 상부에는 랙형 레일(rack-type rail, 33)이 설치되고, 상기 랙형 레일(33)의 상면에는 랙 기어(rack gear, 331)가 형성되며, 캐리지 이동 구동부(20)는, 유압 에너지에 의해 연속 회전 운동을 하는 유압모터(21), 및 상기 유압모터(21)와 축 연결되어 출력축(23)의 회전속도를 감소시키는 감속기(22)를 포함하고, 상기 감속기(22)의 출력축(23)과 연결된 피니언 구동축(25)은 상기 랙형 레일(33)의 위치까지 길이가 연장되고 그 단부에는 피니언(26)이 장착되며, 상기 피니언(26)은 상기 랙형 레일(33)위에 안착되어서 상기 랙 기어(331)와 결합된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의해 제공된 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치는, 상기 브레이킹 캐리지의 작동 상황을 제어하는 제어부(2)를 더 포함하며, 상기 제어부(2)는 상기 리코일러(90)에 의한 강판들(501)의 권취 작업이 진행되는 동안 리코일러(90)에 감긴 코일의 외경(93)이 커지는 것에 대응하여 상기 보디 프레임(10)의 위치가 상기 리코일러(90)로부터 계속적으로 멀어지도록 상기 캐리지 이동 구동부(20)의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
뿐만 아니라 본 발명에 의해 제공된 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치는, 상기 유압모터의 구동축(21a) 또는 감속기 출력축(23)의 회전수를 측정하는 제1엔코더(29); 및 상기 리코일러(90)의 회전속도를 측정하는 제2엔코더(95);를 더 포함하며, 상기 제어부(2)는 상기 제1엔코더(29)의 출력신호에 의해 브레이킹 캐리지의 현재 위치를 연산하고, 상기 제2엔코더(95)의 출력신호에 의해 리코일러(90)상에 권취된 코일의 외경(93)을 연산함으로써, 상기 리코일러(90)에 권취된 코일의 표면과 상기 제2디플렉터 롤(82) 간의 최단거리가 1000~1400㎜의 범위 이내로 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치는 리코일러의 바로 앞에서 전후로 왕복 이동가능하게 설치되어 강판들을 리코일러까지 안정적으로 전달함과 동시에 강판들이 항시 적정한 장력으로 리코일러에 감겨질 수 있게끔 최적의 환경을 제공함으로써, 가장 이상적인 상태로 코일의 권취작업이 이루어지도록 만드는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치는 리코일러에 감긴 코일이 점차적으로 두꺼워짐에 따라 자동적으로 디플렉터 롤들의 위치를 후퇴시켜 코일의 권취 작업 동안 디플렉터 롤과 리코일러 간의 실제 거리가 항상 최적의 상태로 일정하게 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따른 브레이킹 캐리지 장치는 슬리팅 라인의 작업 시작 시에 슬리터로부터 절단되어 나온 강판들을 리코일러까지 연결하는 작업을 자동 설비 장치에 의해서 수행할 수 있도록 함으로써 현장 안전사고의 위험성을 원천적으로 차단하고 슬리팅 작업 준비에 소요되는 시간과 인력을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.
도1 및 도2는 종래의 슬리팅 라인(3)의 공정 진행 순서 및 설비 배치 구조를 도시한 개략도들이다.
도3은 본 발명에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치(1)의 평면 상태의 구조도이고, 도4는 입단면 상태의 구조도이다.
도5 내지 도9는 본 발명에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치(1)의 작동 상황을 순서적으로 도시한 도면들로서, 이 중 도5 내지 도8은 슬리터에 의해 절단된 강판들(501)을 강판 전달 장치(100)로부터 넘겨받아 리코일러(90)에 근접한 위치로까지 가지고 가서 리코일러(90)에 강판(501)을 전달하는 과정을 순서적으로 도시하며, 도9는 상기 리코일러(90)에 감긴 코일들이 점차적으로 두꺼워짐에 따라 브레이킹 캐리지(4)가 뒤로 후퇴해서 디플렉터 롤 장치(80)와의 거리를 항시 일정하게 유지할 수 있음을 도시한다.
도10은 본 발명에 있어서 브레이킹 캐리지(4)상에 설치되는 텐션장치의 일 예를 도시한 것으로서, 텐션패드 장치(60)가 강판들(501)을 압착하여 장력을 부여하는 상황을 도시한다.
도11은 도3에 도시된 평면 구조도의 좌측에서 브레이킹 캐리지(4)를 바라보았을 때의 입단면도를 도시한 것으로서, 브레이킹 캐리지(1)를 구성하는 보디 프레임(10)의 상면에는 디플렉터 롤 장치(80)가 설치되고, 보디 프레임(10)의 하부의 내부공간에는 캐리지 이동 구동부(20)가 설치된 것이 나타나 있다.
도12는 본 발명에 있어서 브레이킹 캐리지(4) 중의 보디 프레임(10)과 상기 보디 프레임(10) 내부에 마련된 캐리지 이동 구동부(20)의 설치 상태를 도시한 것이다.
도13은 도12 중의 캐리지 이동 구동부(20)를 확대하여 도시한 것이다.
도14는 도11에 도시된 구성 중에서 보디 프레임(10)과 캐리지 이동 구동부(20)를 확대하여 도시한 것이다.
도15는 도14에서 A-A선을 따라 캐리지 이동 구동부(20)를 절단한 상태의 평단면도이다.
도16은 도14에서 좌측의 이송레일(30) 부분을 확대한 단면도로서, 이송레일(30)과 그 상부의 랙형 레일(33)에 바퀴축(130)과 피니언 구동축(25)이 각각 결합된 구조를 도시한다.
도17은 본 발명의 제2실시예에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치(1)의 전체 구성도로서, 브레이킹 캐리지(4a)가 강판 전달 장치(100)와 리코일러(90) 사이를 이동하면서 강판들(501)을 리코일러(90)로 전달하는 상황을 도시한다.
도18은 본 발명에서 브레이킹 캐리지(4, 4a)를 계속적으로 리코일러로(90)부터 적정 거리만큼 떨어져 위치하도록 만드는 제어 시스템에 관한 개략도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치의 구성 및 작용 효과를 상세하게 설명한다.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치(1)의 평면 상태의 구조도이고, 도4는 그 입단면 상태의 구조도이다. 우선 참고적으로, 본 발명의 명칭에서 사용되고 있는 '브레이킹 캐리지'(braking carriage)라는 용어는 슬리팅 라인에서 리코일러가 코일을 재권취할 때 그 리코일러의 전방에서 강판들을 붙잡아주는 기능을 수행하는 장비가 텐션장치 및 디플렉터 롤 장치 등과 같은 여러 설비들이 운반대(carriage) 위에 설치되어 이동 가능한 형태로 제작되었다는 것을 나타내는 뜻에서 부여된 명칭이라는 점을 밝혀둔다.
도3 및 도4를 참고하면, 본 발명에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치(1)는 슬리터(미도시)로부터 절단되어 보내진 강판들을 받아 전달하는 강판 전달 장치(100)와 상기 강판들을 코일 형태로 재권취하는 리코일러(90)의 사이에 설치되며, 2개의 평행하게 배치된 이송레일(30) 위에 브레이킹 캐리지(braking carriage, 4)가 전후로 왕복이동이 가능한 상태로 장착되어 있다. 비록 도3에 도시되지는 않았지만, 전체 슬리팅 라인의 설비 배치 구조를 고려하면, 광폭의 강판들을 소폭의 복수 개의 강판들로 절단하는 슬리터는 도3에서 우측에 배치되어 있는 강판 전달 장치(100)의 우측에 위치하게 되며, 상기 이송레일들(30)의 왼쪽에는 리코일러(90)가 위치하게 된다(도4 참조).
종래기술로서 설명한 도1 및 도2의 경우에는 슬리팅 라인의 작업이 좌측으로부터 우측으로 흘러가면서 진행되는 것으로 설비들이 배치되어 있었는데 반해, 본 발명에 관한 도면들인 도3 내지 도9의 도면들에는 슬리팅 라인의 설비들이 이와 거꾸로(즉, 강판들이 우측으로부터 좌측으로 진행되는 것으로) 도시되어 있다. 종래기술의 도면들(도1 및 도2)과 본 발명의 도면들(도3 이하의 도면들)은 도면 작성의 편의상 슬리팅 라인의 작업 진행 방향만이 서로 반대로 도시되어 있을 뿐이고, 코일을 슬리팅 후 재권취한다는 점에서는 동일하므로 결국 라인의 전반적인 구조가 동일하다고 할 수 있다.
도3에서 강판 전달 장치(100)는 통판 테이블((threading table, 101)의 앞에 위치한 핀치 롤들(103)을 회전시켜서 강판들을 좌측으로 전달하는 역할을 수행하는데, 상기 통판 테이블(101)은 서로 평행하게 배치된 복수 개의 이송 롤들(102)을 체인(chain)식으로 순서대로 연결한 상태에서 실린더(101a)가 맨 뒤의 이송 롤(102) 부분을 지지하게끔 되어 있어서, 실린더(101a)의 신축 동작에 따라 이송 롤들(102)의 연결된 자세가 변경될 수 있다. 즉, 도4에 통판 테이블(101)의 상태에 관한 2가지 자세들이 한 번에 도시된 바와 같이, 상기 실린더(101a)가 신장하면 통판 테이블(101)은 편평하게 펼쳐진 자세로 될 수 있으며, 또 실린더(101a)가 수축되었을 때에는 마치 원호(圓弧) 모양으로 휘어진 자세를 취할 수가 있다. 상기 실린더(101a)는 유압실린더로 제작하는 것이 바람직하며, 이와 달리 공압 실린더로써 제작하는 것도 가능하다.
상기 강판 전달 장치(100)는 구동모터(105)에 의해서 발생된 축의 회전이 감속기(106)에 의해서 감속되면서 스핀들(107)로 전달되고, 스핀들(107)에 연결된 핀치 롤들(103)이 회전하게 된다. 도3 및 도4에서 미설명 도면부호 104는 상기 핀치 롤(103)의 앞에 위치한 이송 롤을 가리키고, 108은 강판 전달 장치(100)의 지지부를 가리키며, 도면부호 41은 상기 강판 전달 장치(100)가 설치된 현장 기초부를 가리킨다.
상기 강판 전달 장치(100)의 다음에는 리코일러(90)까지 이르는 공간에 이송레일들(30)이 설치되어 있는데, 상기 이송레일들(30)은 2개의 레일 구조물이 서로 이격된 상태로 평행하게 설치된 구조를 취하고 있다. 상기 이송레일(30)의 초입부에는 그 하부에 루퍼(608)가 설치되는데, 이미 종래 기술에 관한 도1 및 도2에서 설명한 바와 같이, 루퍼(608)는 텐션장치 이전 단계에서 코일 강판의 당김 방지 역할을 하는 설비로, 최소 10m 이상의 깊이로 움푹하게 파여져 있으며, 그 안으로 코일 강판들이 늘어뜨려진 상태로 들어갔다 나옴으로써 코일 강판 가닥들 각각에 대해 길이편차와 이송속도의 편차를 없애는 기능을 수행한다.
도3 및 도4를 참고하면, 본 발명에 따른 브레이킹 캐리지 장치(1)는 상기 이송레일(30) 위에 브레이킹 캐리지(4)가 장착되어서 이송레일(30)을 따라 전후로 왕복 이동이 가능한 구조로 되어 있으며, 이때 상기 브레이킹 캐리지(4)의 상부에는 세퍼레이터 수단, 텐션장치, 전단장치(70) 및 디플렉터 롤 장치(80)등과 같이 강판을 안내하고 장력을 제공하기 위한 설비들이 장착되어 있다.
상기 세퍼레이터 수단은 브레이킹 캐리지(4)의 제일 앞쪽에 설치된 구성으로서, 제1세퍼레이터(51) 및 제2세퍼레이터(52)로 이루어져 있으며, 상기 제1세퍼레이터(51)와 제2세퍼레이터(52)의 사이에는 억제 롤(53)이 설치되어 있다. 상기 제1 및 제2세퍼레이터(51, 52)는 모두 파이프 또는 봉 형태로 된 회전축 상에 원판형의 디스크들이 복수 개 설치된 것으로서 그 디스크들의 사이사이에 각각의 강판들이 끼워져 들어가 통과하도록 되어 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 브레이킹 캐리지(4)에서 2개의 세퍼레이터들(51, 52)을 설치한 것은 여러 가닥으로 분리된 강판들을 보다 안정적으로 안내하기 위함이다. 본 발명에서 브레이킹 캐리지(4) 상에 설치되는 세퍼레이터의 개수는 반드시 2개로 한정될 필요는 없으며, 브레이킹 캐리지 장치(1)를 필요로 하는 수요자(코일센터)의 선택에 따라 1개의 세퍼레이터 또는 2개의 세퍼레이터를 설치할 수 있다. 그리고 상기 억제 롤(53)은 제1세퍼레이터(51)의 바로 다음에서 상방에 위치함으로써 제1세퍼레이터(51)를 통과한 강판들이 위로 떠올라 이탈하는 것을 방지한다.
한편, 상기 세퍼레이터 수단에 있어서, 제1세퍼레이터(51)와 억제 롤(53)은 상하 방향으로 승강이 가능한 실린더들(51b, 53a)에 각각 결합되어 있어서 높이를 조정할 수 있다. 그리고 상기 제1세퍼레이터(51)의 바로 앞에는 가이드 롤(51a)이 설치되어 있어서, 상기 강판 전달 장치(100) 또는 루퍼(608)를 통해 인입된 강판들을 제1세퍼레이터(51)로 안내하는 역할을 한다.
그리고 상기 세퍼레이터 수단의 다음에 설치된 텐션패드 장치(60)는 코일 강판들(501)에 장력을 부여하기 위한 텐션 장치의 일종으로서, 텐션 장치는 텐션패드 또는 브라이들 롤(bridle roll)을 이용해서 구성할 수 있다. 텐션패드는 도10에 도시된 바와 같이 복수 개의 가닥으로 분리된 강판들을 상하의 패드들로 눌러서 압착하여 강판들에 인장력을 부여하는 장치이며, 브라이들 롤은 2개의 큰 롤들의 사이를 S자 형태로 강판이 지나가도록 함으로써 강판과 브라이들 롤 간의 접지력을 높여 강판을 평탄하게 함과 동시에 인장력을 부여하는 장치이다.
도3을 비롯한 본 발명의 실시예들에서는 편의상 텐션장치로서 텐션패드(60)만을 제시하였지만, 실제로는 텐션패드와 브라이들 롤을 함께 설치할 수도 있고, 혹은 텐션패드 대신 브라이들 롤만을 설치할 수도 있다. 본 발명에 따른 브레이킹 캐리지(4)상에 장착되는 텐션장치를 어떻게 구성할 것인가는 코일센터와 같은 본 장치를 사용할 수요자의 선택에 달려 있다. 즉, 수요자가 브레이킹 캐리지 상에 텐션장치를 구성함에 있어 정교하고 완벽한 텐션설비를 원하는 경우에는, 텐션패드와 브라이들 롤을 함께 장착할 수 있으며, 이와 달리 좀 더 저예산의 설비를 원하는 경우에는 텐션패드와 브라이들 롤 중 어느 하나만을 선택해서 설치하는 것도 가능하다.
본 발명에 있어서 브레이킹 캐리지(4)의 상부에 설치된 텐션패드 장치(60)는 상부 빔(62)과 하부 빔(63)의 사이를 강판들이 통과하게끔 되어 있으며, 이때 하부 빔(63)은 지재대(64)에 고정되어 있고, 상부 빔(62)은 유압실린더(61)의 작동에 의해서 하방으로 압하력을 가할 수 있다.
도3 및 도4의 브레이킹 캐리지(4)에 있어서 상기 텐션패드 장치(60)의 다음에 설치된 전단장치(70)는 강판들을 폭방향으로 절단하는 설비로서, 한 통의 코일을 슬리터로 절단하다가 중간에서 끊는 경우에 사용한다. 만약 한 통의 코일 전부를 슬리터로 절단 작업하는 경우에는 굳이 그 코일 강판을 중간에서 잘라 끊을 필요가 없겠지만, 소비자가 코일 한 통 전부를 구매하지 않고 일부만을 구매할 경우에는 중간에서 강판을 끊어야 하므로, 브레이킹 캐리지(4) 상에 전단장치(70)를 설치하였다. 코일 강판을 폭 방향으로 절단하고자 할 때, 만약 본 발명에서와 같은 전단장치(70)가 브레이킹 캐리지(4) 위에 설치되어 있지 않다면, 얇은 강판의 경우에는 현장 작업자가 가위로 절단해야 하고, 두꺼운 강판의 경우에는 가스절단기로 절단해야만 하므로 작업 진행상 매우 불편하게 된다. 따라서 본 발명은 브레이킹 캐리지(4)에 전단장치(70)를 함께 설치함으로써, 슬리팅 라인을 갖춘 코일 센터에서 운영할 때 소비자가 원하는 양 만큼 코일 강판들을 끊어서 편리하게 판매할 수 있도록 하는 장점이 있다.
상기 전단장치(70)는 상부 나이프 홀더(72a)와 하부 나이프 홀더(72b)에 각각 상하부 나이프들(73)이 결합된 구조로 되어 있으며, 이때 하부 나이프 홀더(72b)는 지지대에 의해 고정되어 있고, 상부 나이프 홀더(72a)는 상방에 설치된 유압실린더(71a)에 연결되어서 유압실린더(71a)의 힘에 의해 아래로 눌려짐으로써 강판들을 절단할 수 있다. 상기 상하부 나이프들(73)은 모두 편평한 형태의 날을 가진 긴 평도(平刀)들로서, 마치 가윗날처럼 서로의 엣지(edge) 부분들이 앞뒤에서 면접촉될 수 있게끔 배치된다. 한편, 상기 전단장치(70)의 바로 앞에는 상하부 핀치 롤들(74a, 74b)과 상기 상부 핀치 롤(74a)과 연결되어서 그 상방에 설치된 유압실린더(71b)가 마련되어 있다. 전단장치(70)가 강판들을 자른 후에는 그 뒤의 강판들을 다시 앞쪽으로(즉, 디플렉터 롤 장치(80)쪽으로) 보내야 하는데, 상기 핀치 롤들(74a, 74b)이 강판들을 상하 양면에서 물어서 앞쪽으로 보내는 역할을 담당한다.
상기 전단장치(70)의 다음에는 디플렉터 롤 장치(80)가 설치되어 있는데, 상기 디플렉터 롤 장치(80)는 2개의 디플렉터 롤들(81, 82)이 서로 엇갈린 위치로 설치되어 있고, 그 디플렉터 롤들(81, 82)의 사이를 강판들이 면접촉한 상태로 지나가면서 리코일러(90)에 강판들이 코일 형태로 감기도록 되어 있다. 도4를 참고하면, 제1디플렉터 롤(81)은 위치가 고정되어 있으며, 제2디플렉터 롤(82)은 그 상방에 설치된 유압실린더(85)에 의해서 상하 승강이 가능하게 되어 있는데, 상기 제1 및 제2디플렉터 롤들(81, 82)은 강판들이 통과하면서 발생하는 강판들과의 면접촉에 의해 피동적으로 회전할 뿐이고, 별도로 회전 구동을 시키지는 않는다.
도3 및 도4를 참고하면, 상기 디플렉터 롤 장치(80)의 상부 프레임(87) 상에는 디플렉터 롤 승강위치 조절용 구동모터(83)가 설치되어 있으며, 상기 구동모터(83)는 감속기(84)와 연결되어 있고, 상기 감속기(84)의 출력 구동축(84a)은 기어장치부(86)에 연결되어서, 결국 구동모터(83)의 회전이 상기 기어장치부(86)에 결합된 전달축들(841)을 통해 승강기어부(840)로 전달됨으로써 승강기어부(840)에 의해 유압실린더(85)의 상하 방향으로의 승강이 이루어진다.
도4를 참고하면, 디플렉터 롤 장치(80)의 상부프레임(87)은 사이드 프레임(88)에 의해서 하부의 지지대와 연결되며, 상기 유압실린더(85)의 실린더 로드(85a)는 제2디플렉터 롤(82)의 양측 단부에 마련된 가동블록 부분에 결합되어서 제2디플렉터 롤(82)의 위치를 결정함과 동시에 압하력을 부여할 수 있다. 한편, 상기 디플렉터 롤 장치(80)의 제2디플렉터 롤(82)의 다음에는 받침 플레이트(89)가 설치되어 있는데, 상기 받침 플레이트(89)는 제2디플렉터 톨(82)을 통과한 강판을 받치기 위한 설비로서, 유압 또는 공압에 의해서 수평으로 펼쳐지거나 혹은 수직으로 접힌 상태로 될 수가 있다(도4 참조).
도4에서 리코일러(90)는 지지대(92)에 의해 그 위치가 고정되어 있는데, 도면부호 91은 리코일러(90)의 코일 권취용 회전축을 가리키며, 도면부호 93은 리코일러(90)상에 감겨진 코일의 외경(두께)을 의미한다.
그리고 도4를 참고하면, 브레이킹 캐리지(4)는 금속재질의 보디 프레임(10)을 가지며, 상기 보디 프레임(10)의 내부 공간에는 캐리지 이동 구동부(20)가 설치되어 있다. 상기 캐리지 이동 구동부(20)는 유압모터(21; 도3, 도11 및 도15 참조)에 의해서 발생된 회전력을 감속기(22; 도3, 도11, 도14 및 도15 참조)를 거쳐 피니언 구동축(25)에 전달하는데, 상기 피니언 구동축(25)에 결합된 피니언(26, 도11 및 도14 참조)이 이송레일(30)의 상부에 형성된 랙형 레일(rack type rail, 33)과 맞물려 회전할 때 발휘하는 힘에 의해 브레이킹 캐리지(4)가 이송레일(30) 상에서 전후방향으로 이동될 수 있다.
상기 이송레일(30)에는 브레이킹 캐리지(4)의 보디 프레임(10)의 좌우측 하단부 앞뒤 부분에 각각 설치된 총 4개의 바퀴들(12)이 안착되어 있는데, 상기 이송레일(30)은 현장의 '레일 기초부'(40)위에 설치되고(도3 참조), 밑에는 굄부재(32)를 깔고 있다. 이송레일(30)의 앞뒤 양단에는 충격 완충부들(31a, 31b)이 각각 설치되어 있는데, 상기 충격 완충부들(31a, 31b)은 상기 바퀴들(12)이 더 이상 굴러가지 못하도록 차단하는 역할을 함과 동시에 바퀴들(12)의 접근을 감지하는 역할을 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 브레이킹 캐리지 장치(1)에 있어서는 브레이킹 캐리지(4)를 이동시키는 구동력이 유압모터(21)에 의해서 발생하는 것으로 되어 있다. 일반적으로 축을 회전시킬 수 있는 원동력은 전동기 또는 엔진을 통해서도 얻을 수도 있으나, 본 발명에서는 브레이킹 캐리지(4)를 가까운 거리에 대해서는 천천히 움직이고 또 먼 거리에 대해서는 빨리 이동시킬 필요가 있으므로 이러한 용도에 가장 부합하는 특성을 갖춘 구동장치로서 유압모터(21)를 적용하였다. 그러나 이와 달리 유압모터(21) 대신에 전동기 또는 엔진을 설치하는 것도 가능하다.
도4에서 미설명부호 222는 상기 감속기(22)내에 설치된 제2중간 기어축을 가리키며(도13 및 도15 참조), 도면부호 11은 캐리지 이동 구동부(20)에 전력 또는 제어신호를 전달하기 위한 전선들이 들어가 있는 케이블베이어(cableveyor)를 가리킨다.
도5 내지 도9는 본 발명에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치(1)의 작동 상황을 순서적으로 도시한 도면들로서, 이 중 도5 내지 도8은 슬리터에 의해 절단된 강판들(501)을 강판 전달 장치(100)로부터 넘겨받아 리코일러(90)에 근접한 위치로까지 가지고 가서 리코일러(90)에 강판(501)을 전달하는 과정을 순서적으로 도시하며, 도9는 상기 리코일러(90)에 감긴 코일들이 점차적으로 두꺼워짐에 따라 브레이킹 캐리지(4)가 뒤로 후퇴해서 디플렉터 롤 장치(80)와의 거리를 항시 일정하게 유지할 수 있음을 도시한다.
먼저, 도5는 슬리팅 라인의 작업 시작 시점에서 본 발명에 따른 브레이킹 캐리지 장치(1)를 처음 가동하는 상태를 도시한 것인데, 이때는 강판 전달 장치(100)의 통판 테이블(101)상으로 강판들(501)이 전달되어 나오고 있으며, 브레이킹 캐리지(4)는 이송레일(30)의 우측 끝으로 이동하여 강판들(501)을 이어받을 준비를 하고 있다. 이 경우는 브레이킹 캐리지(4)가 이송레일의 최우측으로 이동한 상태이므로, 브레이킹 캐리지(4)의 뒤쪽의 바퀴들(12)이 이송레일(30)안의 충격 완충부(31b)에 접촉하고 있으며, 제1세퍼레이터(51)는 강판들(501)이 인입되는 위치까지 상승되어서 강판들(501)을 쉽게 받을 수 있도록 되어 있다.
다음으로 도6은 강판들(501)이 제1세퍼레이터(51), 억제 롤(53) 및 제2세퍼레이터(52)로 구성된 세퍼레이터 수단을 통과한 후 텐션패드 장치(60)와 전단장치(70)를 지나서 디플렉터 롤 장치(80)의 바로 직전 위치까지 전달된 상태를 도시하며, 도7은 여기서 더 나아가 강판들(501)이 디플렉터 롤 장치(80)의 제1 및 제2디플렉터 롤들(81, 82)까지 통과한 상태를 도시한다.
도6 또는 도7에 도시된 바와 같이 강판들(501)이 브레이킹 캐리지(4)의 텐션장치(60) 및 디플렉터 롤 장치(80)에 의해서 완벽하게 파지된 후에는, 이제 상기 브레이킹 캐리지(4)는 이송레일(30)을 따라 전진하여 리코일러(90) 쪽으로 접근하며, 강판들(501)을 리코일러(90)로 전달함으로써, 리코일러(90)에 의한 코일 권취작업이 이루어지게 된다(도8 참조).
도8은 리코일러(90)에 의한 코일 강판들(501)의 권취작업이 진행되는 상황을 도시하는데, 이때 리코일러(90)에 감긴 코일의 외경 부분 중 우측 부분과 제2디플렉터 롤(82)의 중심축 간의 거리(L1)는 리코일러(90)에 감기는 강판들(501)에 장력을 최적 상태로 부여하기에 적합한 간격을 유지하고 있다. 본 발명자가 실험한 바에 의하면, 상기 제2디플렉터 롤(82)의 중심축으로부터 리코일러(90)에 감긴 코일의 외경 부분까지의 최단 거리(L1)는 1000~1400㎜를 유지하는 것이 바람직하였으며, 특히 1100~1300㎜의 거리를 유지하는 것이 가장 유리한 것으로 나타났다.
그런데, 상기 리코일러(90)에 강판들(501)이 코일 형태로 감겨지다 보면 점차적으로 코일의 두께가 두꺼워지게 되므로 본 발명에 따른 브레이킹 캐리지(4)는 리코일러(90)와의 실질적인 거리를 항상 일정하게 유지하기 위해 점차적으로 뒤로 후퇴하도록 되어 있다(도9 참조). 즉, 브레이킹 캐리지(4)는 그 바퀴(12)의 회전수를 측정할 수 있는 수단을 구비해서 제어시스템에 그 신호를 전송하고 있으므로, 슬리팅 라인 또는 브레이킹 캐리지 장치(1)의 제어 시스템은 상기 브레이킹 캐리지(4)가 이송레일(30)상에서 현재 어느 위치에 와 있는가를 실시간으로 파악하고 있으며, 또 리코일러(90)의 회전속도를 실시간으로 측정한 결과가 제어 시스템에 전송되어 리코일러(90)에 감긴 코일의 외경을 연산할 수가 있다. 본 발명에 따른 브레이킹 캐리지 장치(1)는 슬리팅 라인의 일부로서 가동되는 것이므로, 슬리팅 라인 설비 전체의 제어 시스템에서 통합적으로 브레이킹 캐리지(4)의 현재 위치를 실시간으로 제어하는 것이 바람직하다.
도9는 도8과 비교할 때, 리코일러에 감긴 코일의 외경이 상당히 두꺼워진 상태에서 브레이킹 캐리지(4)가 뒤쪽으로(리코일러(90)로부터 멀어지는 방향으로) 후퇴하여 코일의 외경 부분(93)과 제2디플렉터 롤(82)간의 실질적인 거리(L2)가 도8의 경우의 거리(L1)와 거의 동일하게 유지되고 있는 것을 도시한다.
도8 및 도9에서 도면부호 D1 및 D2는 리코일러(90)에 감긴 코일의 반경(半徑)을 의미하며, 통상적으로 코일 제품들은 그 외경이 최대 2200㎜ 정도의 크기로 제조되므로, 상기 D2는 그 최대 외경의 절반인 1100㎜까지 커질 수가 있다.
도8 및 도9의 경우에는 슬리팅 후의 코일 재권취 작업이 본격적으로 진행되고 있는 상황이므로, 강판 전달 장치(100)로부터 배출된 복수 개의 강판들(501)은 루퍼(608) 내부를 늘어뜨려진 상태로 통과한 다음 제1세퍼레이터(51)로 인입된다. 상기 루퍼(608)의 내부 입구 부분에는 강판 가이드들(608b)이 설치되어 강판들(501)이 부드럽게 인입되고 배출될 수 있도록 하며, 루퍼(608)의 내부 벽면에는 측면 설치 프레임들(608a)이 설치되어 있다. 도8에서 도면부호 501a 및 501b는 복수 개의 강판들(501)의 상기 루퍼(608)내에서의 이동 경로를 표시한 것인데, 각 강판들(501, 501a, 501b)은 그 길이상의 편차 및 이동속도 상의 편차로 인해 루퍼(608)내에서 늘어뜨려진 모습이 조금씩 다를 수 있다.
도9에서 미설명 도면부호 95는 리코일러(90) 축의 회전속도를 검출하는 제2엔코더를 의미하는데, 엔코더(encoder)는 움직임이 발생하는 각종 기기에서 회전량 등의 변위를 정확히 측정하기 위한 계측기이다. 리코일러(90)는 항상 일정한 장력으로 강판들(501)을 권취해야만 하므로, 그 감긴 코일의 외경(93)이 작을 때는 상대적으로 빨리 회전하고, 감긴 코일의 외경이 커졌을 때는 상대적으로 천천히 회전하게 된다. 따라서 상기 제2엔코더(93)에 의해 리코일러(90) 축의 회전속도를 검출하면, 제어부(2, 도18 참조)에서 그에 상응하는 상태의 코일의 외경을 연산할 수 있다.
이처럼 본 발명에 따른 브레이킹 캐리지 장치(1)는 제어부(2, 도18 참조)에서 브레이킹 캐리지(4)의 현재 위치 및 리코일러(90)에 감긴 코일의 외경(93)값을 실시간으로 파악하고 있으므로, 리코일러(90) 상의 코일의 외경이 커짐에 따라 브레이킹 캐리지(4)를 뒤로 후퇴시켜서 상기 제2디플렉터 롤(82)과 상기 리코일러(90) 사이에 있는 강판들(501)의 길이를 항상 일정하게 유지하도록 한다. 그 결과 본 발명에 따른 브레이킹 캐리지 장치(1)는 리코일러에 의한 코일의 재권취 작업에 있어서 처음부터 끝까지 항상 최적의 상태로 코일을 권취할 수 있으므로, 권취 품질이 우수한 코일 제품을 얻을 수 있다.
도10은 본 발명에 있어서 브레이킹 캐리지(4)상에 설치되는 텐션장치의 일예로서 텐션패드 장치(60)를 도시한 것으로서, 텐션패드 장치(60)가 강판들(501)을 압착해서 강판들에 장력을 부여하는 상황이 나타나 있다. 도10을 참고하면, 브레이킹 캐리지(4)의 상부면에 설치된 텐션 패드 장치(60)는 보디 프레임(10)의 상면에 고정된 지지대(64)상에 좌우 양측의 2개의 사이드 스탠드들(side stands, 66)이 서로 대향한 형태로 직립하여 설치되고, 상기 사이드 스탠드들(66)의 상단부가 상부 프레임(65)에 의해서 연결된 구조로 되어 있다. 그리고 이처럼 상기 사이드 스탠드들(66)의 상부를 연결하여 횡방향으로 설치된 상부 프레임(65)의 좌우 양단부에는 유압 실린더들(61)이 각각 설치된다. 상기 사이드 스탠드(66)는 그 중간 부분에 높이방향으로 빈틈이 마련되어 상부 빔(beam, 62)과 하부 빔(63)이 끼워져 설치된다. 상기 하부 빔(63)은 사이드 스탠드(66)의 중앙 빈틈의 하부에 위치하여 사이드 스탠드(66) 자체에 의해서 지지되며, 상부 빔(62)은 양단부가 사이드 스탠드(3)에 대해 미끄러짐 가능하게 설치된 상태에서 그 윗면이 상기 유압 실린더들(61)과 연결되어 있으므로 유압 실린더들(61)의 신축에 따라 상승 및 하강할 수 있다. 상기 유압 실린더들(61)은 상부 빔(62)의 높이를 조절함으로써 하부 빔(63)과의 갭(gap)을 조정하는 역할을 담당함과 동시에 상부 빔(62)에 압하력을 가하여 코일 강판들(501)을 눌러주는 역할을 수행한다. 유압 실린더(61)의 하단부는 연결블록(664)으로 구성되며, 상기 연결블록(664)은 상부 빔(62)의 상부면에 결합된 끼움블록(663)과 체결핀(665)으로 결합됨으로써, 유압 실린더(61)의 신축 동작이 곧 상부 빔(62)의 승강 동작으로 이어진다.
상기 상부 빔(62)에는 그 길이방향을 따라 복수 개의 블록 실린더들(661)이 설치되어 있고, 상부 빔(62)의 밑면에 부착된 상부 패드(미도시)는 블록 실린더들(661)에 의해 독립적인 압하력을 추가적으로 더 받아서, 역시 하부 빔(63)의 밑면에 부착된 하부 패드(미도시)와 협력함으로써 강판들(501)을 압착한다.
도10에서 도면부호 662는 상부 빔(62)의 밑면에 부착된 상부 패드들의 높이를 수동으로 조절하는 스크류 로드(screw rod)들이며, 도면부호 67a 및 67b는 상부 빔(62)과 하부 빔(63)에 각각 결합되어서 강판들(501)의 인입과정을 안내하는 상하부 가이드 플레이트들이고, 68a 및 68b는 상기 상하부 가이드 플레이트들(67a, 67b)을 각각 지지하는 상부 고정판 및 하부 고정판을 가리킨다. 그리고 상기 상부 및 하부 고정판들(68a, 68b)은 삼각형 모양으로 된 제1 및 제2지지고정부(69a, 69b)에 의해서 상부 빔(62)과 하부 빔(63)에 각각 고정된다.
도11은 도3에 도시된 평면 구조도의 좌측에서 브레이킹 캐리지(4)를 바라보았을 때의 입단면도를 도시한 것으로서, 브레이킹 캐리지(1)를 구성하는 보디 프레임(10)의 상면에는 디플렉터 롤 장치(80)가 설치되고, 보디 프레임(10)의 하부의 내부공간에는 캐리지 이동 구동부(20)가 설치된 것이 나타나 있다. 도11에서 도면부호 801은 제2디플렉터 롤(82)의 바로 다음에 설치된 배출 롤이며, 상기 배출 롤(801)은 제2디플렉터 롤(82)을 통과하여 나온 강판들을 받침 플레이트(89)쪽으로 가이드하는 역할을 담당한다.
도11을 참고하면, 브레이킹 캐리지(4)의 하부에 위치한 보디 프레임(10)은 상판(14)과 측판(10a)을 갖고 있으며, 그 내부의 빈 공간 안에 캐리지 이동 구동부(20)가 설치된다. 보디 프레임(10) 내부에 설치된 유압모터(21)는 구동축이 감속기(22)와 연결되어 있고, 감속기(22)의 출력축(23)은 축 이음부(24)를 통해서 피니언 구동축(25)과 연결되어 있다. 상기 피니언 구동축(25)은 보디 프레임(10)의 측판(10a)을 지나 외부로까지 연장되며, 그 양단부들에 피니언(pinion, 26)이 장착되어 있다. 상기 피니언(26)의 둘레에 마련된 톱니들은 이송레일(30)의 상부에 설치된 랙형 레일(33)의 랙 기어(rack gear, 331; 도14 및 도16 참조)와 맞물려 있어서, 상기 피니언 구동축(25)이 회전하면 그 힘에 의해 피니언(26)이 랙형 레일(33)을 따라 구르게 되므로, 브레이킹 캐리지(4) 전체가 이송레일(30)상에서 이동할 수 있다.
한편, 보디 프레임(10)의 측판(10a)의 하단부 쪽에 설치된 바퀴 고정부(13)에는 바퀴(12)가 고정되어 있고, 상기 바퀴(12)가 이송레일(30) 속에 들어가서 안착되므로, 브레이킹 캐리지(4)의 하중 전체는 바퀴 고정부(13)와 바퀴(12)의 구성에 의해 이송레일(30)로 전달되어서 지지된다.
도11에서 도면부호 15는 상기 유압모터(21) 및 감속기(22) 등이 설치된 구동부 안착판을 가리킨다.
도12는 본 발명에 있어서 브레이킹 캐리지(4) 중의 보디 프레임(10)과 상기 보디 프레임(10) 내부에 마련된 캐리지 이동 구동부(20)의 설치 상태를 도시한 것이다. 도12에서는 브레이킹 캐리지(4)의 보디 프레임(10) 위쪽이 모두 빈 공간으로 표시되어 있는데, 제1장착위치(111) 내지 제4장착위치(114)에는 각각 필요한 장치들이 설치될 수 있다. 앞서 도3 내지 도9에서는 본 발명의 제1실시예로서 브레이킹 캐리지(4) 상에 세퍼레이터 수단, 텐션패드 장치(60), 전단장치(70) 및 디플렉터 롤 장치(90)를 설치한 예를 도시하였는데, 브레이킹 캐리지(4)의 역할을 고려할 때 텐션장치와 디플렉터 롤 장치(90)는 반드시 구비되어야 하는 장치들인 반면, 기타의 장치들을 어떻게 설치할 것인가 여부는 수요자의 선택과 현장 상황에 따라서 변경될 수 있다. 그리고 텐션장치 역시도 텐션패드와 브라이들 롤 중에서 어느 하나를 선택하여 설치하는 것이 가능하며, 둘 다 설치하는 것도 가능하다.
도12에서 도면부호 17a는 보디 프레임(10)의 전단면을 의미하고, 17b는 후단면을 의미한다. 그리고 도면부호 117은 보디 프레임(10)의 상판(14)에서 각종 설비들을 고정시키기 위해 삽입된 고정볼트를 가리키며, 21a는 유압모터의 구동축을 가리킨다.
도13은 도12 중의 캐리지 이동 구동부(20)를 확대하여 도시한 것으로서, 구동부 안착판(15) 위에 설치된 감속기(22)의 내부 구조를 입단면 형태로 도시하며, 도14는 도11에 도시된 구성 중에서 보디 프레임(10)과 캐리지 이동 구동부(20)를 확대하여 도시한 것이고, 도15는 도14에서 A-A선을 따라 캐리지 이동 구동부(20)를 절단한 상태의 평단면도이다.
도13 내지 도15를 참고하면, 유압모터(20)의 구동축(21a)의 회전력은 상기 감속기(22) 내부에서 제1중간기어축(221), 제2중간기어축(222) 및 제3중간기어축(223)을 거쳐 출력축(23)으로 전달되고, 상기 감속기 출력축(23)의 회전력은 축 이음부(14)를 통해 피니언 구동축(25)으로 전달된다. 한편, 도13에서 도면부호 16a는 유압모터(21)와 감속기(22) 등 캐리지 이동 구동부(20)의 구성을 다른 구역으로부터 분리하고 보호하기 위한 격벽을 의미한다.
도15에는 유압모터(21) 및 감속기(22)의 평단면 구조가 도시되어 있는데, 유압모터(21)와 감속기(22)는 보디 프레임(10)의 내부에 마련된 캐리지 이동 구동부 설치 플레이트(28)상에 설치되며, 유압모터(21)의 제동을 위해 공기 브레이크(27)가 설치된 것이 나타나 있다. 그리고 미설명 도면부호 221a는 제1중간기어축(221)에 형성된 제1중간기어이고, 222a와 222b는 제2중간기어축(222)에 설치된 제2-1중간기어와 제2-2중간기어이다. 한편, 감속기(22)의 출력축(23) 근처에는 제1엔코더(29)가 설치된 것이 도시되어 있는데, 상기 제1엔코더(29)는 출력축(23)의 회전수를 체크하는 광전 센서 장치로서, 특히 앱솔루트 엔코더(absolute encoder)인 것이 바람직하다. 제1엔코더(29)의 출력신호가 제어부(2, 도18 참조)에 전달되면, 제어부(2)는 상기 감속기 출력축(23)이 회전한 횟수에 의해서 현재 브레이킹 캐리지(4)가 이송레일(30)의 전체 길이 중 어느 위치에 와 있는가를 연산할 수 있다.
도15에는 상기 제1엔코더(29)가 감속기(22)의 출력축(23)에 근접 설치되어 상기 감속기 출력축(23)의 회전수를 검출하는 것으로 도시되어 있지만, 제1엔코더(29)는 이와 달리 유압모터(21)의 회전수를 검출하도록 하는 것도 가능하며, 혹은 피니언 구동축(25)의 회전수를 검출하도록 구성하는 것도 가능하다.
도16은 도14에서 좌측의 이송레일(30) 부분을 확대한 단면도로서, 이송레일(30)과 그 상부의 랙형 레일(33)에 바퀴축(130)과 피니언 구동축(25)이 각각 결합된 구조를 도시한다.
도14 및 도16을 참고하면, 유압모터(21)의 구동력에 의해서 회전하는 피니언 구동축(25)은 보디 프레임(10)의 측판(10a)에 설치된 축 지지부(250)에 의해서 위치가 지지된다. 상기 축 지지부(250)에는 제2베어링(252)이 설치되어 있어서 피니언 구동축(25)의 하중을 지탱한 상태에서 피니언 구동축(25)이 회전할 수 있도록 한다. 그리고 보디 프레임(10)의 측판(10a) 하부에 마련된 바퀴 고정부(13)에는 바퀴축(130)의 일단이 고정되어 있으며, 상기 바퀴축(130)의 타 단부에는 제1베어링(131)을 매개로 하여 바퀴(12)가 회전가능하게 결합되어 있다. 이런 구성에 의해서 브레이킹 캐리지(4)의 전체 하중은 바퀴축(130)과 바퀴(12)를 통해 이송레일(30)위로 전달되며, 바퀴축(130)의 상부에 설치된 피니언 구동축(25)은 브레이킹 캐리지(4)를 앞뒤 방향으로 굴려 이동시키는 역할을 담당한다.
도16을 참고하면, 상기 이송레일(30)은 레일 프레임(35)의 상부에 커버판(35a)이 결합된 구조로 되어 있어서 ㄷ자 형태의 단면구조를 가진다. 상기 커버판(35a)은 제1체결볼트(35b)에 의해서 레일 프레임(35)상에 고정되며, 상기 레일 프레임(35)안에 바퀴(12)가 삽입된다. 그리고 상기 레일 프레임(35)의 상부에 결합된 커버판(35a)의 위로는 랙형 레일(331)이 연결부(332)를 매개로 하여 결합된 구조로 되어 있는데, 상기 연결부(332)는 제3체결볼트(332a)에 의해서 커버판(35a)과 결합된다. 한편, 상기 피니언 구동축(25)의 단부에서 피니언(26)은 제2체결볼트(26a)에 의해 고정되어 있다.
도17은 본 발명의 제2실시예에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치(1)의 전체 구성도로서, 브레이킹 캐리지(4a)가 강판 전달 장치(100)와 리코일러(90) 사이를 이동하면서 강판들(501)을 리코일러(90)로 전달하는 상황을 도시한다. 제2실시예에 따른 브레이킹 캐리지(4a)는 그 상방에 2개의 텐션장치들(60a, 400)이 설치되어 있다는 점과 피니언 구동축(25)과 바퀴가 보디 프레임(10)의 뒤쪽(리코일러로(90)부터 먼 쪽)에 위치하고 있다는 점에서 상술한 제1실시예의 경우와 차이가 난다. 도17에 도시된 제1텐션장치(60a)는 제1실시예에서 설명한 텐션패드 장치(60)와 동일한 것이라고 할 수 있으며, 제2텐션장치(400)는 브라이들 롤 장치일 수도 있고 혹은 또 다른 유형의 텐션장치일 수도 있다. 도17에서 제2텐션장치(400)는 강판들(501)이 상부 롤(401)과 하부 롤(402)을 S자 형태로 접촉하면서 지나가도록 하여, 강판들에 장력을 부여한다.
도18은 본 발명에서 브레이킹 캐리지(4, 4a)를 계속적으로 리코일러로(90)부터 적정 거리만큼 떨어져 위치하도록 만드는 제어 시스템에 관한 개략도이다.
도18을 참고하면, 리코일러(90)의 구동모터(96) 혹은 감속기(91)의 축상에 설치된 제2엔코더(95)는 회전축의 회전속도를 검출하여 그 신호를 제어부(2)로 전송하며, 이와 동시에 상기 제어부(2)는 캐리지 이동 구동부(20)에 설치된 제1엔코더(29)에서 보내오는 검출신호도 함께 전송받는다. 상기 캐리지 이동 구동부(20) 중의 유압모터(21)는 외부에 설치된 유압펌프(201)에서 발생된 유압에너지를 유압라인(204)을 통해 전달받는데, 이때 유압펌프(201)는 전동모터(203) 또는 엔진의 구동력에 의해서 임펠러가 회전함으로써 작동유에 압력을 가하며, 상기 유압라인(204) 상에는 비례제어밸브(202)가 장착되어서 유압모터(21)에 전달되는 유압에너지를 효과적으로 공급 및 차단할 수 있다.
도18의 블록 안에 순서도로서 표시된 바와 같이, 상기 제어부(2)는 제2엔코더(95)의 출력신호를 수신하여(S1 단계), 리코일러(90)의 구동축의 회전속도를 검출하고(S2 단계), 그에 따라 상기 리코일러(90)에 감긴 코일의 외경을 연산한다(S3 단계). 이와 함께 상기 제어부(2)는 캐리지 이동 구동부(20)에 설치된 제1엔코더(29)로부터 전송되어 오는 출력신호를 수신하여(S11 단계), 유압모터(21) 또는 감속기(22)의 구동축의 회전수를 연산하며(S12 단계), 그 결과 브레이킹 캐리지(4)가 현재 이송레일 위에서 어느 위치에 있는가를 연산한다(S13 단계). 그 다음으로, 상기 제어부(2)는 리코일러(90)에 권취된 코일의 외경이 커지는 것에 따라서 리코일러(90)와 제2디플렉터 롤(82) 간의 실질적인 거리가 항시 일정하게 되도록 상기 브레이킹 캐리지(4)를 후진시키며(S20 단계), 그 결과 리코일러(90)에 감긴 코일의 표면과 제2디플렉터 롤(82)간의 최단 거리를 미리 설정된 수치범위 내로 항상 유지시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치는 리코일러의 바로 앞에서 전후로 왕복 이동가능하게 설치되어 강판들을 리코일러까지 안정적으로 전달함과 동시에 세퍼레이터 수단, 텐션장치, 디플렉터 롤 등을 모두 하나의 세트로서 탑재하여 운용함으로써 강판들이 항시 적정한 장력으로 리코일러에 감겨질 수 있게끔 최적의 환경을 제공하고, 그 결과 가장 이상적인 상태로 코일의 권취작업이 이루어지도록 만들어 코일의 권취품질을 최상으로 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치는 리코일러에 감긴 코일이 점차적으로 두꺼워지는 것을 센서에 의해서 감지하여 제어부가 자동적으로 브레이킹 캐리지를 후퇴시킬 수 있으므로, 코일의 권취 작업 동안 디플렉터 롤과 리코일러 간의 실제 거리가 항상 최적의 상태로 일정하게 유지할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명에 따른 브레이킹 캐리지 장치는 슬리팅 라인의 작업 시작 시에 슬리터로부터 절단되어 나온 강판들을 리코일러까지 연결하는 작업을 사람이 직접 들어가서 할 필요없이 자동 설비 장치에 의해서 수행되도록 하였으므로 현장 안전사고의 위험성을 원천적으로 차단할 수 있고, 슬리팅 작업 준비에 소요되는 시간과 인력을 대폭 절감할 수 있는 장점이 있다.
1: 브레이킹 캐리지(braking carriage) 장치
2: 제어부 3: 슬리팅 라인(slitting line)
4, 4a: 브레이킹 캐리지 10: 보디 프레임(body frame)
11: 케이블베이어(cableveyor) 12: 바퀴
13: 바퀴 고정부 14: 상판
15: 구동부 안착판 15a: 바닥판
16: 수직판 16a: 격벽
17a: 전단면 17b: 후단면
20: 캐리지 이동 구동부 21: 유압모터
21a: 유압모터 구동축 22: 감속기
23: 감속기 출력축 24: 축 이음부
25: 피니언 구동축 26: 피니언
26a: 제2체결볼트 27: 공기 브레이크
28: 캐리지 이동 구동부 설치 플레이트
29: 제1엔코더(encoder) 30: 이송레일
31a, 31b: 충격 완충부 32: 굄 부재
33: 랙(rack)형 레일 35: 레일 프레임
35a: 커버판 35b: 제1체결볼트
40: 레일 기초부 41: 현장 기초부
42: I형빔 51: 제1세퍼레이터(separator)
51a: 가이드 롤(guide roll) 51b: 실린더
52: 제2세퍼레이터 53: 억제 롤(restrainer roll)
53a: 실린더 60: 텐션패드(tension pad) 장치
60a: 제1텐션장치 61: 유압실린더
62: 상부 빔(upper beam) 63: 하부 빔(lower beam)
64: 지지대 65: 상부 프레임
66: 사이드 스탠드 67a: 상부 가이드 플레이트
67b: 하부 가이드 플레이트 68a: 상부 고정판
68b: 하부 고정판 69a: 제1지지고정부
69b: 제2지지고정부 70: 전단장치(剪斷裝置)
71a, 71b: 유압실린더 72a: 상부 나이프 홀더
72b: 하부 나이프 홀더 73: 나이프
74a: 상부 핀치롤 74b: 하부 핀치롤
75: 구동모터
80: 디플렉터 롤(deflector roll) 장치 81: 제1디플렉터 롤
82: 제2디플렉터 롤
83: 디플렉터 롤 승강위치 조절용 구동모터
84: 감속기 84a: 구동축
85: 유압실린더 85a: 실린더 로드
86: 기어장치부 87: 상부 프레임
88: 사이드 프레임 89: 받침 플레이트
90: 리코일러(recoiler) 91: 코일권취용 회전축
92: 지지대 93: 권취되는 코일의 외경
95: 제2엔코더 96: 구동모터
97: 감속기 100: 강판 전달 장치
100a: 강판전달장치 설치위치 101: 통판 테이블(threading table)
101a: 실린더 102: 이송롤
103: 핀치롤 104: 이송롤
105: 구동모터 106: 감속기
107: 스핀들(spindle) 108: 지지부
111: 제1장착위치 112: 제2장착위치
113: 제3장착위치 114: 제4장착위치
117: 고정볼트 130: 바퀴축
131: 제1베어링 201: 유압펌프
202: 유압제어밸브 203: 전동기
204: 유압공급라인 221: 제1중간기어축
221a: 제1 중간기어 222: 제2중간기어축
222a: 제2-1 중간기어 222b: 제2-2 중간기어
223: 제3중간기어축 250: 축 지지부
252: 제2베어링 331: 랙 기어(rack gear)
332: 연결부 332a: 제3체결볼트
400: 제2텐션장치 401: 상부 롤
402: 하부 롤 500: 코일 강판
501, 501a, 501b: 잘라진 강판 601: 언코일러(uncoiler)
601a: 코일 공급용 회전축 602: 롤 피더(roll feeder)
603: 크롭 전단기(crop shear) 604: 사이드 가이드(side guide)
605: 슬리터(slitter) 605a: 슬리터 아버(slitter arbor)
605-1: 아버 구동측 칼럼 605-2: 아버 자유측 칼럼
605-3: 가이드부 605-4: 이동레일
606: 스크랩 권취기(scrap winder) 607: 핀치롤(pinch roll)
607a: 통판 테이블(threading table) 608: 루퍼(looper)
608a: 측면 설치 프레임 608b: 강판 가이드
609a: 제1세퍼레이터 609b: 제2세퍼레이터
610: 텐션장치(tension equipment) 611: 디플렉터 롤
611a: 제1디플렉터 롤 611b: 제2디플렉터 롤
612: 리코일러(recoiler) 612a: 리코일러 구동축
613: 스켈프(skelp) 614: 억제 롤(restrainer roll)
661: 블록 실린더 662: 스크류 로드(screw rod)
663: 끼움블록 664: 연결블록
665: 체결핀 700: 툴 교체 장치부
710: 제1툴 교체 유닛 711, 721: 로봇
711a, 721a: 로봇 핸드 712: 제1스탠드
713: 제1 툴 적재랙(rack) 720: 제2툴 교체 유닛
722: 제2스탠드 723: 제2 툴 적재랙
740: 푸시 스탠드(push stand) 741: 푸시 플레이트(push plate)
742: 실린더 801: 배출롤
840: 승강기어부 841: 전달축

Claims (13)

  1. 코일(coil)에 감겨진 강판을 풀어서 슬리터에 의해 강판의 길이방향을 따라 소폭의 복수 개의 강판들로 연속적으로 절단한 다음 상기 절단된 소폭의 강판들(501)을 리코일러(recoiler)에 의해 다시 코일 형태로 권취하는 슬리팅 라인에 있어서, 상기 슬리터와 상기 리코일러의 사이에 상기 강판들(501)의 진행방향을 따라 2개의 레일 구조물이 서로 이격된 상태로 평행하게 설치된 이송레일(30);
    상기 이송레일(30)에 결합된 상태에서 상기 리코일러(90)에 대해 접근하거나 그로부터 멀어지는 방향으로 왕복 이동이 가능한 보디 프레임(10);
    상기 보디 프레임(10)의 상부에 설치되어 상기 복수개의 강판들(501)이 통과할 때의 위치들을 구분하고 제한하는 세퍼레이터 수단;
    상기 강판들(501)의 진행방향을 기준으로 할 때 상기 보디 프레임(10)의 상부에서 상기 세퍼레이터 수단의 다음에 설치되며, 상기 강판들(501)을 눌러서 장력을 부여하는 텐션 제공 수단;
    상기 보디 프레임(10)의 상부에서 상기 텐션 제공 수단의 다음에 설치되며 상기 강판들(501)이 디플렉터 롤들(81, 82)을 따라 휘어진 형태로 지나가도록 함으로써 상기 리코일러(90)로 전달되는 상기 강판들(501)에 대해 장력을 인가하는 디플렉터 롤 장치(80); 및
    상기 보디 프레임(10)의 내부 공간에 설치되며, 상기 보디 프레임(10)이 상기 이송레일(30)을 따라 이동하는데 필요한 구동력을 발생하는 캐리지 이동 구동부(20);를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 슬리터(605)와 상기 이송레일(30)의 사이에는 상기 슬리터(605)에서 절단된 복수개의 강판들(501)을 상기 보디 프레임(10)의 상방으로 전달하기 위한 강판 전달 장치(100)가 설치된 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세퍼레이터 수단은,
    회전하는 축 상에 복수 개의 디스크들이 이격된 상태로 끼워져 설치되며, 상기 디스크들이 상기 강판들(501)을 서로 구분된 경로들로 안내함으로써 상기 강판들(501)이 정상적인 이송 경로를 벗어나지 않도록 하는 제1세퍼레이터(51); 및
    상기 제1세퍼레이터(51)의 직후에 설치되어 상기 제1세퍼레이터(51)를 통과한 강판들(501)을 하방으로 눌러줌으로써 강판들(501)의 안정적 이동을 돕는 억제 롤(restrainer roll, 53);을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이송레일(30)의 전체 길이 중 상기 리코일러(90)로부터 반대되는 쪽에 위치한 일부 길이 부분에는 슬리팅 라인 현장의 지면으로부터 5~20m의 깊이로 파여진 루퍼(looper, 608)가 설치되며, 상기 강판 전달 장치(100)로부터 전달된 강판들(501)은 상기 루퍼(608) 속으로 늘어뜨려졌다가 상기 세퍼레이터 수단으로 인입되는 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 텐션 제공 수단은 텐션패드(tension pad) 및 브라이들 롤(bridle roll)로 이루어진 장치 군에서 선택된 적어도 하나의 장치인 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 텐션 제공 수단과 상기 디플렉터 롤 장치(80)의 사이에 설치되어 상기 강판들(501)을 절단할 수 있는 전단장치(70)를 더 포함하며, 상기 전단장치(70)는
    그 구조물 내에서 승강 작동이 가능하며 밑면에 상부 나이프가 결합된 상부 나이프 홀더(72a);
    상기 상부 나이프 홀더(72a)의 하방에 위치하며 상면에 하부 나이프가 결합된 하부 나이프 홀더(72b); 및
    상기 상부 나이프 홀더(72a)를 승강 작동시킬 수 있는 유압실린더(71a);를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전단장치(70)의 전단에 설치되어 상기 강판들(501)을 상하 양측에서 압착하면서 상기 디플렉터 롤 장치(80) 쪽으로 이송시키는 상부 핀치 롤(pinch roll, 74a) 및 하부 핀치롤(74b); 그리고 상기 상하부 핀치 롤들(74a, 74b) 중 적어도 어느 하나의 핀치 롤과 연결되어 그 핀치 롤을 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 유압실린더(71b);를 더 포함하는 것을 특징으로 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보디 프레임(10)의 측판(10a) 일부에 마련된 바퀴 고정부(13);
    일단(一端)이 상기 바퀴 고정부(13)에 고정되고, 타단(他端)은 상기 이송레일(30)의 위치까지 연장된 바퀴축(130);
    상기 바퀴축(130)의 타단(他端) 상에 제1베어링(131)을 매개로 회전가능하게 결합되며 상기 이송레일(30) 안에 안착된 바퀴(12);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  9. 제1항에 있어서, 보디 프레임(10)의 측판 일부에는 슬라이더가 고정되고, 상기 슬라이더는 상기 이송레일에 삽입되어 미끄러짐이 가능하며, 상기 슬라이더와 상기 이송레일은 '선형 운동 가이드'(linear motion guide) 레일의 구조를 가진 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 이송레일(30)의 상부에는 랙형 레일(rack-type rail, 33)이 설치되고, 상기 랙형 레일(33)의 상면에는 랙 기어(rack gear, 331)가 형성되며,
    상기 캐리지 이동 구동부(20)는, 유압 에너지에 의해 연속 회전 운동을 하는 유압모터(21), 및 상기 유압모터(21)와 축 연결되어 출력축(23)의 회전속도를 감소시키는 감속기(22)를 포함하고,
    상기 감속기(22)의 출력축(23)과 연결된 피니언 구동축(25)은 상기 랙형 레일(33)의 위치까지 길이가 연장되고 그 단부에는 피니언(26)이 장착되며, 상기 피니언(26)은 상기 랙형 레일(33)위에 안착되어서 상기 랙 기어(331)와 결합된 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 캐리지 이동 구동부(20)는, 전동기(203)의 회전력을 유압에너지로 바꿔주는 유압펌프(201), 상기 유압펌프(201)의 압유(壓油)를 상기 유압모터(21)로 전달하는 유압공급라인(204), 및 상기 유압공급라인(204) 상에 설치되어 상기 유압모터(21)로 공급되는 유압에너지의 양을 조절하는 유압제어밸브(202)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 브레이킹 캐리지의 작동 상황을 제어하는 제어부(2)를 더 포함하며,
    상기 제어부(2)는 상기 리코일러(90)에 의한 강판들(501)의 권취 작업이 진행되는 동안 리코일러(90)에 감긴 코일의 외경(93)이 커지는 것에 대응하여 상기 보디 프레임(10)의 위치가 상기 리코일러(90)로부터 계속적으로 멀어지도록 상기 캐리지 이동 구동부(20)의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 유압모터의 구동축(21a) 또는 감속기 출력축(23)의 회전수를 측정하는 제1엔코더(29); 및
    상기 리코일러(90)의 회전속도를 측정하는 제2엔코더(95);를 더 포함하며,
    상기 제어부(2)는 상기 제1엔코더(29)의 출력신호에 의해 브레이킹 캐리지의 현재 위치를 연산하고, 상기 제2엔코더(95)의 출력신호에 의해 리코일러(90)상에 권취된 코일의 외경(93)을 연산함으로써, 상기 리코일러(90)에 권취된 코일의 표면과 상기 디플렉터 롤들(81, 82) 중 상하 승강이 가능하도록 배치된 제2디플렉터 롤(82) 간의 최단거리가 제1범위 이내로 유지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 슬리팅 라인을 위한 브레이킹 캐리지 장치.
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