KR101432081B1 - 타이어 압출물의 중량편차 감소장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 제조시 압출공정에서 압출기를 통해 압출되는 압출물 중량의 수축률을 감소시키는 장치에 관한 것으로, 특히 압출공정에서 생산되는 압출물의 1차 중량과 2차 중량을 실시간으로 분석하여 압출물의 냉각 전후 중량편차를 감소시키어 압출물의 품질 균일성 향상과 공정관리 능력의 개선이 이루어지는 타이어 압출물의 중량편차 감소장치에 관한 것이다.
이를 위해 압출기(1)에서 압출되는 압출물(R)이 수축 컨베이어 벨트(2)를 거쳐 이동되어 1차 계중기(3)에 의해 1차 중량이 측정되고, 냉각라인(4)을 거쳐 2차 계중기(5)에서 2차 중량과 생산길이 측정부(6)에서 길이 측정되어 생산되는 타이어 압출물의 중량편차 감소장치에 있어서, 상기 1차 및 2차 계중기(3,5)에서 측정된 압출물(R)의 중량과 생산길이 측정부(6)에서 측정된 길이를 매칭시키어 저장하는 중량관리 저장부(7)와, 상기 중량관리 저장부(7)의 대차별, 규격별 데이터를 수신하는 메인 제어부(8), 상기 메인 제어부(8)에 의해 작동되는 부적합 마킹부(9) 및, 상기 메인 제어부(8)에 의해 작동되는 수축 컨베이어 벨트(2)의 구간별 제어를 위한 모터 제어부(10)를 갖추어 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

타이어 압출물의 중량편차 감소장치{Weight deflection shrinkage apparatus of tire extrudate}

본 발명은 타이어 제조시 압출공정에서 압출기를 통해 압출되는 압출물 중량의 수축률을 감소시키는 장치에 관한 것으로, 특히 압출공정에서 생산되는 압출물의 1차 중량과 2차 중량을 실시간으로 분석하여 압출물의 냉각 전후 중량편차를 감소시키어 압출물의 품질 균일성 향상과 공정관리 능력의 개선이 이루어지는 타이어 압출물의 중량편차 감소장치에 관한 것이다.

타이어를 제조하는 공정에서 압출공정은 정련공정을 통해 생산된 시트고무를 규격별 반제품으로 만드는 공정으로써 상기 반제품들이 성형공정에서 어셈블리 되어 그린타이어로 생산 되어진다. 상기 성형공정의 그린타이어는 중량편차 발생시 완제품 타이어의 동적 밸런스와 같은 타이어의 여러 가지 주요성분에 큰 영향을 미치기 때문에 압출공정에서 압출물 반제품의 중량편차를 최소화시키는 기술이 필요하다.

또한, 최근 라벨링 제도 도입으로 회전저항 항목이 중요시 해지고 있으며, 상기 회전저항과 가장 밀접한 항목이 바로 타이어 압출물의 중량이다.

기존 선행기술에서도 이러한 중량 중요성 때문에 중량편차를 줄일 수 있는 방법으로 측정값을 목표 중량과 비교하여 조절신호를 얻고, 그리고 그 조절신호에 응답하여 상기 복수 컨베이어 수단 가운데 단지 단일의 가변속도 컨베이어 수단의 속도만을 조절하는 것을 특징으로 하는 기술이 제시되었다.

하지만, 압출물은 냉각 전후의 수축(Shrinkage) 영향으로 중량 차이가 발생하기 때문에 냉각 전 중량을 최종 목표 중량으로 책정하여 그 값을 맞추게 되면 오차가 발생하여 매번 그 편차가 다르게 나타난다.

따라서 규격 및 컴파운드별 변하는 수축률을 실시간으로 분석하여 제어할 수 있어야 중량편차를 줄일 수 있다. 또한, 부적합 마킹장치를 설치하여 중량 스펙을 벗어난 제품에 대해선 표기처리가 되어야 하도록 되어 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 압출물의 중량편차를 저감하기 위해 발명된 것으로, 타이어 압출공정에서 생산되는 압출물의 냉각 전후 중량을 매칭하여 분석하고, 분석된 압출물의 수축률을 실시간으로 수축 컨베이어 벨트 비율에 적용하여 규격과 컴파운드별 수축에 의한 중량편차를 감소시킬 수 있으며, 또한 냉각 후 압출물의 중량 허용차를 판정하고 중량 부적합품을 표시하여 타이어 성형공정에서 중량 부적합품의 사용을 방지하여 품질저하를 예방할 수 있는 타이어 압출물의 중량편차 감소장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압출기에서 압출되는 압출물이 수축 컨베이어 벨트를 거쳐 이동되어 1차 계중기에 의해 1차 중량이 측정되고, 냉각라인을 거쳐 2차 계중기에서 2차 중량측정과 생산길이 측정부에서 길이 측정되어 생산되는 타이어 압출물의 중량편차 감소장치에 있어서, 상기 1차 및 2차 계중기에서 측정된 압출물의 중량과 생산길이 측정부에서 측정된 길이를 매칭시키어 저장하는 중량관리 저장부와, 상기 중량관리 저장부의 대차별, 규격별 데이터를 수신하는 메인 제어부, 상기 메인 제어부에 의해 작동되는 부적합 마킹부 및, 구간별 제어를 위해 수축 컨베이어 벨트의 모터 제어부를 갖추어 이루어져 있다.

이러한 본 발명에 따른 타이어 압출물의 중량편차 감소 시스템과 방법은 압출기에서 압출되어 생산되는 압출물의 1차 중량과 2차 중량 데이터를 실시간으로 분석하여 압출물의 중량편차를 감소시키면서 중량 부적합 표시를 통해 압출물의 품질 균일성을 향상시킨다.

또한, 본 발명은 압출기에서 압출되는 압출물의 롯트(Lot)별 평균값 및 공정관리 능력수치를 손쉽게 확인할 수 있기에 공정관리의 개선화에도 도움을 준다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 압출물의 중량편차 감소장치의 전체 개략 구성도,
도 2는 도 1에서 모터 제어부와 수축 컨베이어 벨트의 구성관계를 보여주는 확대 도면,
도 3은 본 발명의 작동 흐름을 나타내는 흐름도(Flow chart) 이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어 압출물의 중량편차 감소장치의 전체적인 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명의 부분 확대도 이며, 도 3은 본 발명의 작동 흐름도이다.

본 발명은 타이어 제조시 정련공정에서 생산된 배합고무를 압출기 다이를 통하여 제조 시방서에 의거 일정한 형상의 토출 압출물을 생산해 내는 시스템으로서, 압출물의 종류는 대략 캡 트레드(Cap tread), 언더 트레드(Under tread), 사이드 트레드(Side tread), 블래더 및 플랩(Flap) 등이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 압출기(1)에서 압출되는 압출물(R)이 수축 컨베이어 벨트(2)를 거쳐 이동되어 1차 계중기(3)에 의해 1차 중량이 측정되고, 냉각라인(4)을 거쳐 2차 계중기(5)에서 2차 중량과 생산길이 측정부(6)에서 길이 측정되어 생산되는 타이어 압출물의 중량편차 감소장치에 있어서, 상기 1차 및 2차 계중기(3,5)에서 측정된 압출물(R)의 중량과 생산길이 측정부(6)에서 측정된 길이를 매칭시키어 저장하는 중량관리 저장부(7)와, 상기 중량관리 저장부(7)의 대차별, 규격별 데이터를 수신하는 메인 제어부(8), 상기 메인 제어부(8)에 의해 작동되는 부적합 마킹부(9) 및, 상기 메인 제어부(8)에 의해 작동되는 수축 컨베이어 벨트(2)의 구간별 제어를 위한 모터 제어부(10)를 갖추어 이루어져 있다.

이 같은 본 발명은 상기 압출기(1)를 통해 토출된 압출물(R)이 수축 컨베이어 벨트(2)를 거쳐 냉각전 1차 계중기(3)를 통과할 때 상기 1차 계중기(3)에서 중량 데이터를 실시간으로 측정하게 된다. 통상적으로 압출기(1)에서 압출되는 압출물(R)은 온도가 상당히 높기 때문에 (약 125℃ 정도) 압출물의 온도를 낮추어 주기 위해 냉각라인(4)을 통과시킨다.

따라서 상기 1차 계중기(3)를 거쳐 냉각라인(4)을 통과한 압출물(R)은 수축과 같은 고무의 열적 유동화 변형이 거의 종료된 상태로 2차 계중기(5)를 지나가게 된다.

이때 상기 1차 계중기(3)에서 실시간으로 측정된 중량 데이터들은 2차 계중기(5)로 인가된 상태이기 때문에 상기 2차 계중기(5)에서는 냉각라인(4)을 통과한 압출물(R)의 중량을 실시간으로 측정하여 저장하게 되고, 생산길이 측정부(6)를 통해 압출물(R)의 길이를 측정하여 상기 1차 계중기(3)와 2차 계중기(5) 사이의 거리시점에 도달했을 때 메인 제어부(8)로 신호를 주게 된다.

그리고 상기 메인 제어부(8)는 다시 2차 계중기(5)로 신호를 보내어 중량관리 저장부(7)에서 압출물(R)의 1차 중량과 2차 중량 데이터를 매칭시키어 저장하도록 되어 있다.

여기서 매칭된 데이터는 다음 ①식의 수축률 식을 이용하여 현재 생산규격에 대한 수축률을 구하게 되고, 이값을 메인 제어부(8)를 통해 도 3에 도시된 수축 컨베이어 벨트(2)의 각 구간을 구동시키는 섹션 모터(11a,11b)들을 제어하는 모터 제어부(10)를 보내어 상기 수축 컨베이어 벨트(2)의 각 구간을 제어하도록 되어 있다.

압출물의 수축률(%) = (편차중량 / 1차 단위 미터당(1m) 단위중량) × 100 … ①

여기서, 편차중량 = 2차 단위 미터(1m)당 단위중량 - 1차 단위 미터(1m)당 단위중량.

한편, 상기 모터 제어부(10)에 제어되는 수축 컨베이어 벨트(2)의 구간별 구동용 섹션 모터(11a,11b,11c)들은 수축 컨베이어 벨트(2)들의 여러 구간을 독자적인 장력이 부여되도록 구동시키기 위해 다수 개가 설치되는데, 상기 섹션 모터(11a,11b,11c)들의 속도를 조절하여 수축 컨베이어 벨트(2)의 장력을 제어하게 됨으로써 압출물(R)의 수축률을 최소화시킬 수가 있도록 되어 있는바, 즉 상기 메인 제어부(8)로 받은 수축률을 모터 제어부(10)에서 받아 각각의 섹션 모터(11a,11b,11c)별 수축인자(Shrinkage factor)를 다르게 설정하도록 되어 있다.

예를 들어, 상기 수축 컨베이어 벨트(2)의 바로 앞에 있는 컨베이어 모터(12)의 수축률 0%일 경우, 상기 섹션모터 1, 2, 3(11a,11b,11c)의 수축인자는 100, 100, 100.

수축률이 증가할 경우, 상기 섹션모터 1, 2, 3(11a,11b,11c)의 수축인자는 100 이하로 설정하되, 그 수축비율 정도에 따라 수축인자를 가변적으로 부여한다.

그리고 수축률이 감소할 경우, 상기 섹션모터 1, 2, 3(11a,11b,11c)의 수축인자는 100 이상으로 설정하되, 그 수축비율 정도에 따라 수축인자를 가변적으로 부여하여 작동시키도록 되어 있다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 타이어 압출물의 중량편차 감소장치를 작동시키는 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 1차 계중기(3)를 통해 1차 중량을 1초 주기로 측정하고 그 데이터를 2차 계중기(5)로 보낸다. 이어 상기 1차 계중기(3)와 2차 계중기(5)의 중량 데이터와 생산길이 측정부(6)에서 측정된 압출물의 거리를 중량관리 저장부(7)를 보내고, 상기 중량관리 저장부(7)는 1차 중량과 2차 중량을 규격별로 엑셀파일에 저장하되, 대차별, 규격별로 자동 입력하여 자동으로 평균값과 Cp값을 계산하여 입력하도록 되어 있다. 이렇게 중량관리 저장부(7)에서 추출된 데이터는 메인 제어부(8)로 보내어 1차 중량과 2차 중량편차 및 2차 중량이 기준 스펙 내에 만족되었을 때 수축 컨베이어 벨트(2)의 작업이 진행되지만, 그렇지 못할 경우 부적합 마킹부(9)로 신호를 주어 중량기준 스펙을 벗어난 중량물 부분에 대해 상기 부적합 마킹부(9)가 작동하게 되는데, 상기 부적합 마킹부(9)는 기어모양으로 설계되어 다음 공정인 타이어 성형공정에서 압출물(R)이 중량 부적합품인 것을 시각적으로 표시하는 기능을 갖추고 있다.

이어 상기 메인 제어부(8)에서 보내진 수축률을 수축 컨베이어 벨트(2)의 각 구간을 제어하는 섹션모터(11a,11b,11c)들을 제어함에 따라 상기 수축 컨베이어 벨트(2)에서 압출물(R)의 수축률을 각 구간별로 장력을 부여하여 감소시키도록 제어하도록 되어 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 타이어 압출물의 중량편차 감소장치는 압출기 다이를 통해 토출되는 압출물을 중량과 길이를 측정하여 압출물의 기준 스펙에 매칭시키어 수축률 편차를 최소화시킬 수 있기에 압출물의 균일성 향상에 도움을 주면서 공정관리 개선에도 효율적으로 활용되는 잇점을 갖추게 된다.

1 : 압출기, 2 수축 컨베이어 벨트,
3 : 1차 계중기, 4 : 냉각라인,
5 : 2차 계중기, 6 : 생산길이 측정부,
7 : 중량관리 저장부, 8 : 메인 제어부,
9 : 부적합 마킹부, 10 : 모터 제어부,
11a,11b,11c : 섹션 모터.

Claims (3)

1. 압출기(1)에서 압출되는 압출물(R)이 수축 컨베이어 벨트(2)를 거쳐 이동되어 1차 계중기(3)에 의해 1차 중량이 측정되고, 냉각라인(4)을 거쳐 2차 계중기(5)에서 2차 중량과 생산길이 측정부(6)에서 길이 측정되어 생산되는 타이어 압출물의 중량편차 감소장치에 있어서,
   상기 1차 및 2차 계중기(3,5)에서 측정된 압출물(R)의 중량과 생산길이 측정부(6)에서 측정된 길이를 매칭시키어 저장하는 중량관리 저장부(7)와, 상기 중량관리 저장부(7)의 대차별, 규격별 데이터를 수신하는 메인 제어부(8), 상기 메인 제어부(8)에 의해 작동되는 부적합 마킹부(9) 및, 상기 메인 제어부(8)에 의해 작동되는 수축 컨베이어 벨트(2)의 구간별 제어를 위한 모터 제어부(10)를 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어 압출물의 중량편차 감소장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 부적합 마킹부(9)는 기어모양으로 다음 공정인 타이어 성형공정에서 압출물(R)이 중량 부적합품인 것을 시각적으로 표시하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어 압출물의 중량편차 감소장치.

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