KR101482611B1

KR101482611B1 - 롤투롤 인쇄 시스템의 로드셀 캘리브레이션 장치

Info

Publication number: KR101482611B1
Application number: KR20130069961A
Authority: KR
Inventors: 신기현; 이종수; 장길완
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2015-01-21
Also published as: KR20130142091A

Abstract

본 발명은 롤투롤 인쇄 시스템의 로드셀(loadcell) 캘리브레이션을 위해 웹에 인가되는 장력을 조절하는 로드셀 캘리브레이션 장치가 개시된다.
로드셀 캘리브레이션 장치는 상기 웹에 고정되는 웹 고정부; 및
상기 웹 고정부에 연결되어 상기 웹에 장력을 인가하기 위한 장력 조절부; 를 포함하며, 여기서, 상기 장력조절부는
상기 웹고정부의 연결부와 연결되는 연결 그립;
스프링을 개재하여 상기 연결 그립에 연결되는 장력 조절 손잡이; 및
상기 스프링에 의한 장력을 측정 및 디스플레이하는 장력 측정 및 디스플레기;
이를 포함한다.

Description

롤투롤 인쇄 시스템의 로드셀 캘리브레이션 장치{Load-cell calibration apparatus of R2R printing system}

본 발명은 롤투롤 인쇄 시스템의 웹에 인가되는 장력을 측정하는 로드셀(loadcell)의 캘리브레이션을 위하여 웹에 인가되는 장력을 조절하기 위한 로드셀 캘리브레이션 장치에 관한 것이다.

롤투롤 인쇄 시스템에 있어서 롤에 걸려지는 소재(web)에 인가되는 장력을 측정하기 위하여 로드셀(loadcell)이 사용된다.

로드셀(104)는 힘이나 하중들의 물리량을 전기적 신호로 변환시켜 힘이나 하중을 측정하는 하중감지 센서이다.

웹(web, 롤투롤 프린팅을 위한 소재)에 인가되는 장력의 변동은 롤투롤 인쇄 시스템의 인쇄 품질을 결정하는 중요한 요소이므로, 웹에 인가되는 장력을 정밀하게 관리할 필요가 있다. 이를 위하여 로드셀을 이용하여 웹에 인가되는 장력을 검출하기 위한 로드셀이 필요하다.

따라서 웹에 인가되는 장력을 검출하기 위한 로드셀의 특성이 중요하게 관리되어야 하며, 특히, 입력과 출력 사이의 상관 관계 즉, 로드셀에 인가되는 장력과 로드셀에서 출력되는 전기적 신호의 강도와의 관계가 정확하게 일치하도록 캘리브레이션(calibration, 교정)되어 있어야 한다.

도 1은 종래에 있어서 로드셀을 캘리브레이션하는 방법을 도식적으로 도시한다.

도 1을 참조하면, 웹(102)은 로드셀(loadcell, 104), 아이들롤(106)에 걸쳐지며, 아이들롤(106) 후방에서 추(101)을 이용하여 웹(102)에 장력을 인가하게 된다. 추(101)는 연결부(100)에 의해 웹(102)에 연결된다. 연결부(100)는 노끈과 테이프로 구현되어 추(101)를 웹(102)에 매달기 위한 것이다.

종래의 로드셀 캘리브레이션 방법은 다음과 같이 수행된다.

추(101)에 의해 어느 정도의 장력이 소재(102)에 인가된 상태에서 로드셀(104)의 출력을 측정한다. 추(101)의 무게를 바꾸어 가면서 즉, 웹(102)에 인가되는 장력을 바꾸어 가면서 이러한 동작을 계속하여 웹(102)에 인가되는 장력의 변화에 대한 로드셀(102)의 출력 변화를 보이는 그래프를 얻는다.

그래프를 이용하여 로드셀(104)의 입출력 특성을 나타내는 수학적 모델을 얻는다. 얻어진 수학적 모델은 롤투롤 공정에서 장력 조절을 위한 시스템에서 사용된다.

그렇지만, 종래의 캘리브레이션 방법은 추(101)를 웹(102)에 매단 상태에서 로드셀(104)의 입출력 특성을 측정한다.

웹(102)에 인가되는 장력을 변화시키기 위하여 추(101)를 바꾸어야 하기 때문에 준비된 추의 종류에 의해 조절 가능한 장력값의 범위가 제한된다는 것 뿐만 아니라 웹(102)에 매달린 추(101)가 흔들려서 롤(104, 106) 혹은 웹(102)에 부딪힘에 따라 롤이나 웹이 손상될 수 있다는 문제점들이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 로드셀 캘리브레이션을 위하여 웹에 인가되는 장력을 조절하는 것으로서, 넓은 장력 범위의 캘리브레이션이 가능하고, 안전하게 캘리브레이션 과정을 수행할 수 있게 하는 로드셀 캘리브레이션 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치의 일 실시예는

롤투롤 시스템의 웹에 인가되는 장력을 측정하는 로드셀을 캘리브레이션하기 위한 장치에 있어서,

상기 웹에 고정되는 웹 고정부; 및

상기 웹 고정부에 연결되어 상기 웹에 장력을 인가하기 위한 장력 조절부; 를 포함하며,

여기서, 상기 장력조절부는

상기 웹고정부의 연결부와 연결되는 연결 그립; 및

내장된 스프링을 개재하여 상기 연결 그립에 연결되는 장력 조절 손잡이 및 상기 스프링에 의한 장력을 측정 및 디스플레이하는 장력 측정 및 디스플레이를 포함하는 장력 조절기;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 웹고정부는

상기 웹에 접촉하는 상판 및 하판; 및

상기 상판 및 하판을 결속시켜 상기 웹이 상기 상판 및 하판에 의해 협지되게 하는 고정구; 및

상기 장력 조절부와의 연결을 위한 연결구를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상판 및 하판의 표면에는 상기 웹과의 마찰력을 증대시키기 위한 메시형 거칠기가 제공되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 장력 조절기는

상기 장력 조절 손잡이의 위치를 고정시키기 위한 복수의 장력 조절용 고정 슬릿들이 형성된 고정 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정 프레임에는 상기 장력 조절용 고정 슬릿들의 위치를 표시하기 위한 장력 조절 눈금이 제공되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 장력 조절부에 연결되며, 상기 장력 조절부를 고정시키기 위한 고정 장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치의 다른 실시예는

상기 웹에 고정되는 웹 고정부; 및

여기서, 상기 장력조절부는

상기 웹고정부와 연결되는 연결 그립;

스프링을 개재하여 상기 연결 그립에 연결되는 장력 조절 손잡이;

상기 장력 조절 손잡이의 위치를 고정시키기 위한 복수의 장력 조절용 고정 슬릿들이 형성된 고정 프레임; 및

상기 스프링의 길이를 참조하여 상기 스프링에 의해 상기 웹에 인가되는 장력을 측정 및 디스플레이하는 장력 측정 및 디스플레이;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치의 또 다른 실시예는

상기 웹에 고정되는 웹 고정부; 및

상기 웹 고정부에 연결되어 상기 웹에 장력을 인가하기 위한 분동; 을 포함하며,

상기 웹고정부는

상기 웹을 협지하는 상판과 하판; 및

상기 분동이 걸려지는 후크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치는, 롤투롤 인쇄 시스템의 로드셀을 캘리브레이션함에 있어서, 웹(102)에 인가되는 장력을 여러 가지 값들 중의 하나로 설정할 수 있으므로 로드셀(104)의 캘리브레이션을 위한 장력 제어 범위가 넓어져서 로드셀(104)의 정확한 캘리브레이션 동작이 가능하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치에 의하면, 웹 고정부(108)가 웹(102)의 폭 방향에 걸쳐서 웹(102)을 단단하게 고정하며, 장력 조절부(110)가 이러한 웹고정부(108)를 잡아당겨서 웹(102)에 장력을 인가하는 형태를 취하고 있기 때문에 종래에 있어서와 같이 캘리브레이션에 사용되는 추(109)에 의해 아이들 롤(106)이 손상되는 문제가 원천적으로 방지된다.

도 1은 종래에 있어서 로드셀을 캘리브레이션하는 방법을 도식적으로 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치의 외관을 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 웹 고정부의 상세한 구성을 도시한다.
도 4는 도 2에 도시된 장력 조절부의 구성을 도시한다.
도 5는 장력 조절부를 조작하여 웹에 인가되는 장력을 조절하는 것을 도식적으로 도시한다.
도 6은 도 2에 도시된 로드셀 캘리브레이션 장치를 이용하여 로드셀을 캘리브레이션하는 방법을 도시한다.
도 7은 스트레인 게이지의 저항변화량을 보이는 휘트스톤 브릿지 회로를 보인다.
도 8은 로드셀에 인가되는 장력값과 로드셀에서 출력되는 전압값 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 장력 조절부의 다른 실시예를 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 장치의 사용예를 도시한다.
도 11은 본 발명에 따른 웹 고정부의 다른 실시예를 도시한다.
도 12는 본 발명에 따른 웹 고정부의 또 다른 실시예를 도시한다.
도 13은 분동의 종류를 보인다.
도 14는 본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치를 고정하기 위한 고정 장치의 일 예를 도시한다.
도 15는 본 발명에 따른 고정장치의 다른 예를 도시한다.

도 2는 본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치의 외관을 도시한다.

도 2를 참조하면, 참조부호 102는 웹(web)이고, 104는 로드셀(loadcell)이고, 106은 아이들 롤(idle roll)이고, 108은 웹 고정부이고, 110는 장력 조절부이다. 웹 고정부(108) 및 장력 조절부(110)는 본 발명의 요약에 있어서의 로드셀 캘리브레이션 장치를 구성한다. 장력조절부(110)는 스프링이 내장된 전자저울로 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 아이들롤(106)은 웹(102)의 종단에서 웹(102)의 상부를 눌러주는 것이며, 로드셀(104)은 아이들롤(106)에 대하여 수직 방향으로 상방으로 이격되어 웹(102)의 하부를 지지하면서 웹(102)에 인가되는 장력을 측정하는 것이다.
로드셀(104)이 위치한 곳과는 반대인 곳에서 웹(102)을 권취하는 힘과 로드셀(104)과 아이들롤(106)의 배치 관계에 의해 웹(102)에 인가되는 장력은 로드셀(104)에 전달되고, 장력의 크기는 로드셀(104)에 의해 측정된다.

웹(102)의 단부에는 웹 고정부(108)가 고정된다. 웹 고정부(108)가 웹(102)에 고정된 상태에서 장력 조절부(110)에 의해 웹 고정부(108)가 당겨지게 되므로 웹(102)에 장력이 인가된다. 장력 조절부(110)에 의해 웹(102)에 인가되는 장력값은 장력 조절부(110)에 설치된 장력측정 및 디스플레이(110a)에 표시된다.

웹 고정부(108)는 웹(102)을 단단히 붙잡아서 장력 조절부(110)에 고정시키기 위한 것으로서, 그것의 일단은 웹(102)에 연결되고 타단은 장력 조절부(110)에 연결된다. 웹 고정부(108)에는 장력 조절부(110)와의 연결을 위한 연결구(108c)가 마련되며, 장력 조절부(110)에는 웹 고정부(108)의 연결구(108c)에 연결되는 연결 그립(110a)이 제공된다.

로드셀(104)을 캘리브레이션함에 있어서, 장력 조절부(110)에 의해 웹(102)에 인가되는 장력을 연속적으로 변화시켜 가면서 로드셀(104)에서 출력되는 전압을 측정한다. 측정이 종료되면, 로드셀(104)의 입출력 특성을 나타내는 그래프를 얻고, 이 그래프로부터 로드셀(104)의 입출력 특성을 나타내는 수학적 모델을 얻는다.

본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치는, 장력 조절부(110)를 사용하여 웹(102)에 인가되는 장력을 여러 가지 값들 중의 하나로 설정할 수 있으므로, 로드셀의 캘리브레이션을 위한 장력 제어 범위가 넓어진다. 이에 따라, 로드셀(104)을 정밀하게 캘리브레이션하는 것이 가능하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치에 있어서는 웹 고정부(108)가 웹(102)의 폭 방향에 걸쳐서 웹(102)을 단단하게 고정하며, 장력 조절부(110)가 이러한 웹고정부(108)를 잡아당겨서 웹(102)에 장력을 인가하는 형태를 취하고 있기 때문에 종래에 있어서와 같이 캘리브레이션에 사용되는 추(109)에 의해 아이들 롤(106)이 손상되는 문제가 원천적으로 방지된다.

도 3은 도 2에 도시된 웹 고정부의 상세한 구성을 도시한다. 도 3을 참조하면, 웹 고정부(108)는 상판 및 하판(108a, 108b)으로 구성되며, 상판 및 하판(108a, 108b)사이에 웹(102)을 끼운 채로 상판 및 하판(108a, 108b)를 상호 단단히 조임에 의해 웹(102)을 고정시킨다. 여기서, 상판 및 하판(108a, 108b)의 표면 즉, 웹(102)에 접촉하는 면에는 메시(mesh, 그물) 형상의 표면 거칠기를 부여하여 웹(102)이 웹 고정부(108)로부터 용이하게 빠지지 않도록 하는 것이 바람직하다. 도 3에는 상판 및 하판(108a, 108b)의 표면에 그물 모양의 홈을 형성함으로써 표면에 거칠기를 부여한 것이 도시된다.

상판 및 하판(108a, 108b)은 고정구(108d)를 이용하여 결속된다.

즉, 고정구(108d)는 상기 상판 및 하판(108a, 108b)을 서고 결속시켜 상기 웹(102)이 상기 상판 및 하판(108a, 108b)에 의해 협지되게 한다. 고정구(108d)는 볼트-너트 등의 나사 체결 수단이 될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 통상의 클램프 기구가 사용될 수 있다.

연결구(108c)는 장력 조절부(110)의 연결 그립(110a)과의 연결을 위해 제공된다. 연결구(108c)는 상판(108a)의 일측이 함몰된 형태로 형성되며, 상판 및 하판(108a, 108b)에는 연결구(108c)를 관통하는 관통공들이 제공되어 있다.

상판 및 하판(108a, 108b)를 상호 결속시켰을 때, 연결구(108c)는 합체된 웹 고정부(108)의 안쪽으로 파여들어간 홈 형태로 남겨지며, 연결구(108c)에 장력 조절부(110)의 연결 그립(112)을 끼운후 연결구(108c)를 상하방향으로 관통하는 관통공을 통하여 볼트를 관통시킨다. 이 볼트에 의해 연결구(108c)와 연결 그립(112)의 탈착을 선택적으로 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서 웹 고정부(108)와 장력 조절부(110)를 연결하기 위하여 웹고정부(108)에 연결구(108c)를 형성한 예를 제시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 연결구(108c) 대신에 연결 고리, 후크(hook), 클램프(clamp) 등이 사용될 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 장력 조절부의 구성을 도시한다.

도 4를 참조하면, 장력 조절부(110)는 웹(102)에 소정의 장력을 인가하기 위한 것으로서 도시되지는 않았지만 단단한 고정물에 부착되어 사용되거나 별도의 고정 장치에 의해 고정되는 것이다.

장력 조절부(110)는 웹고정부(108)의 연결고리(108c)에 연결되는 연결 그립(112) 및 장력 조절기(114)를 포함한다.

장력 조절기(114)는 연결 그립(112)에 연결되는 내장 스프링(114a) 및 장력 조절 손잡이(114b), 그리고 장력 조절 손잡이(114b)에 동작적으로 연결된 장력 측정 및 디스플레이(114c)를 포함한다. 이러한 장력 조절기(114)는 스프링이 내장된 전자 저울에 의해 구현될 수 있다. 구체적으로 내장 스프링(114a)과 장력 측정 및 디스플레이(114c)는 스프링이 내장된 전자저울로 구현된다.

또한, 장력 조절기(114)는 장력 조절 손잡이(114b)를 고정시키기 위한 복수의 고정 슬릿(114d)들이 형성된 고정 프레임(114e)을 포함한다.

고정 프레임(114e)는 장방형 박스 형상을 가지며, 측면에서 보았을 때, 길이 방향을 따라 복수의 장력 조절용 슬릿(114d)들이 나란히 배치된다.

장력 조절 손잡이(114b)는 고정 프레임(114e) 내부에 설치되는 것으로서, 장력 조절 손잡이(114b)를 복수의 장력 조절용 슬릿(114d)들 중의 하나에 위치시키는 것에 의해 웹(102)에 인가되는 장력이 조절된다. 장력 조절 손잡이(114b)는 손으로 잡고 당길 수 있도록 고정 프레임(114e)의 두께 방향으로 연장되어 있다.

한편, 고정 프레임(114e)에는 장력 조절 손잡이(114b)의 위치를 표시할 수 있는 눈금 혹은 문자가 표시된다.

도 5는 장력 조절부를 조작하여 웹에 인가되는 장력을 조절하는 것을 도식적으로 도시한다.

웹 고정부(108)와 장력 조절부(110)를 연결한 다음에 도 5에 표시된 화살표 방향으로 장력 조절 손잡이(114b)를 당겨서 복수의 장력 조절용 슬릿(114d)들 중의 하나에 안착시키는 것에 의해 웹(102)에 인가되는 장력을 조절한다.

연결 그립(112)에 연결되는 장력 조절기(114)에는 스프링이 내장되어 있어서 스프링(114a)의 늘어나는 길이 즉, 장력 조절 손잡이(114b)가 안착되는 장력 조절용 슬릿(114d)의 위치에 따라 웹(102)에 인가되는 장력을 조절할 수 있다. 장력 조절 손잡이(114b)에 의해 조절된 장력은 장력 측정 및 디스플레이부(114c)에 의해 측정 및 표시된다.

또한, 장력 조절용 슬릿(114d)의 위치를 표시하기 위하여 장력 조절 눈금이 제공된다.

도 6은 도 2에 도시된 로드셀 캘리브레이션 장치를 이용하여 로드셀을 캘리브레이션하는 방법을 도시한다.

도 6을 참조하면, 먼저, 웹(102)에 인가될 장력을 T로 하고 로드셀(104)에서 출력되는 전압값을 Y로 정의한다.(s602)

로드셀(104)에는 스트레인 게이지(strain gage)가 포함된다. 웹(102)에 소정의 장력을 가할 경우, 로드셀 (106)내의 스트레인 게이지가 변형되면서 전기저항을 변화시키게 된다. 로드셀(104)은 전기 저항의 변화에 상응하는 전압치를 출력한다.

스트레인 게이지의 변형과 출력값(전압)과의 관계 즉, 로드셀(104)에 인가되는 장력과 로드셀(104)의 출력과의 관계는 아래의 수학적 모델로 표현될 수 있다.

스트레인 게이지는 휘트스톤 브릿지(Wheatstone Bridge)의 원리로 전기회로가 구성되는데 회로의 구성은 도 7에 도시된 바와 같다.

스트레인 게이지의 저항변화와 변형률 사이의 관계는 아래와 같다.

스트레인 게이지의 저항변화량은 휘트스톤 브릿지에 의해 전압변화량의 값으로 환산되어 나타나게 되는데, 이 관계는 아래와 같다.

롤투롤 장비의 최대 하중(Tmax)를 결정한다.(s604)

Tmax는 롤투롤 장비에서 가할 수 있는 최대 장력을 의미한다. Tmax는 롤투롤 장비의 설계 시 결정되거나, 웹(102)의 항복 응력의 20%내에서 결정되기도 한다.

웹(102)에 가할 초기 장력 a 및 장력 증가량 b를 결정한다.(s606)

웹 고정부(108)를 이용하여 웹(102)을 고정한다.(s608)

장력 조절부(114)를 이용하여 웹(102)에 장력 T를 인가한다.(s610) s608단계에서 최초로 인가되는 장력 T는 s606단계에서 결정된 초기 장력 a이며, 이후는 b만큼씩 증가된 장력 T(T=T+b)가 인가된다.

T=Tmax인가를 검사한다.(s614) 여기서 T는 장력 조절부(110)에 의해 측정되는 장력값에 의해 알 수 있다.

s614단계에서 T=Tmax가 아니라면 s612단계에서 T를 b만큼 증가시킨 후에 s610단계로 복귀한다.

예를 들어, T가 2kgf로 Tmax가 5kgf로, b를 1kgf로 정의했다면, X는 Tmax보다 작으므로 2kgf에서 1kgf 증가시킨 값 즉, 3kg만큼을 아이들 롤(102)측의 웹(102)에 인가한다.

로드셀(104)의 캘리브레이션 시, 중요한 데이터는 웹(102)에 가해지는 장력이기 때문에 로드셀(104)을 수직방향으로 움직이지 않고, 웹(102)에 변화하는 장력을 인가하고 이에 상응하여 변화되는 로드셀(104)의 출력값(전압)을 측정한다.

s614단계에서 T=Tmax이라면, 장력값 T 및 그에 상응하는 측정된 Y의 관계를 수학적 모델링에 의해 구한다.

예를 들면, Tmax가 10kgf 인 경우, 로드셀 캘리브레이션 장치(108,110)을 이용하여 1kgf에서 10kgf까지 1kgf 단위로 변화되는 장력을 웹(102)에 인가하면서 각각의 장력값에 따른 로드셀(104)의 전압값을 측정한다.

모든 장력값에 대한 측정이 종료된 후, 도 8에 도시된 바와 같이 로드셀의 전압값을 x축으로, 장력값을 y축으로 하는 그래프를 얻는다.

도 8에 도시된 그래프로부터 장력값과 전압값 사이의 관계를 나타내는 수학적 모델이 얻어진다. 수학적 모델은 보통 1차 함수로서 나타나게 된다.

도 9는 본 발명에 따른 장력 조절부의 다른 실시예를 도시한다. 도 9를 참조하면, 웹고정부(908) 및 장력 조절부(910)가 도시된다. 장력 조절부(910)는 연결 그립(910a), 스프링(910b, 미도시), 스프링(910b)에 연결된 장력 조절 손잡이(910c), 고정 슬릿(910d)들이 형성된 고정 프레임(910e) 그리고 장력 측정 및 디스플레이(910f)를 포함한다. 이러한 장력 조절부는 스프링 및 스프링에 인가된 장력을 측정하는 스트레인 게이지를 이용하여 구현될 수 있다.

도 10은 도 9에 도시된 장치의 사용예를 도시한다.

도 10을 참조하면, 장력 측정 및 디스플레이(910f)는 장력 조절 손잡이(910c)에 의해 조절되는 스프링(910a)의 길이에 따른 장력을 측정 및 디스플레이한다. 도 4 내지 5에 도시되는 실시예는 스프링이 내장된 전자 저울에 의해 구현되는 것이며, 도 9에 도시된 실시예는 스프링(910b)에 의해 장력을 설정하고 장력 측정 및 디스플레이(910f)에 의해 스프링(910b)에 의한 장력을 측정 및 디스플레이한다는 점에서 차이점을 갖는다.

본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치에 있어서 장력 조절부의 또 다른 실시예는 도 9에 도시된 형태와 전자저울을 조합한 것이 될 수 있다. 구체적으로 도 9에 도시되는 장력 측정 및 디스플레이(910f) 대신에 전자 저울을 사용하는 것이다. 이때 전자저울은 고정 프레임(910e)의 끝단에 설치되며, 장력 조절 손잡이(910c)에 연결될 수 있다. 전자 저울은 고정 프레임(910e)의 끝단으로부터 장력 조절 손잡(910c)까지의 거리에 상응하는 장력값을 발생한다. 이 경우 장력 조절 손잡이(910c)를 고정프레임(910e)의 끝단쪽으로 당길 수록 웹(102)에 인가되는 장력은 커지지만 전자저울에 의해 측정되는 장력은 반대로 작아진다. 따라서, 측정값을 반비례로 적용하여야 한다.

도 11은 본 발명에 따른 웹 고정부의 다른 실시예를 도시한다.

도 11을 참조하면, 다른 한편으로는 상판 및 하판(1108a, 1108b)의 표면 즉, 웹(102)에 접촉하는 면에 공기압을 이용한 압착부(1108c, 1108d)를 설치할 수 있다. 이러한 압착부(1108c, 1108d)는 유리 압착기에 적용되는 형태를 가질 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 웹 고정부의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 12에 도시된 웹고정부(1208)는 분동과 결합될 수 있는 형태를 가지는 것이다. 웹고정부(1208)는 분동(1210)의 핸들(1210a)이 걸쳐질 수 있는 복수의 후크(1208c)를 갖는다. 도 12에 도시된 바의 웹고정부(1208)는 미리 그 무게값을 알수 있는 분동(1210)을 사용하여 로드셀(104)의 캘리브레이션을 수행할 수 있게 한다.

도 13은 분동의 종류를 보인다.

도 13을 참조하면, 분동은 형태상 두 가지로 나누어지는 것을 알 수 있다. 하나는 좌측의 (a) 그림에 도시되는 바와 같이 핸들을 가지는 형태로서 5Kg 이상의 무게를 가진다. 다른 하나는 우측의 (b) 그림에 도시되는 바와 같이 핸들을 가지지 않는 형태이다.

핸들을 가지는 형태의 분동은 웹고정부(1208)의 후크(1208c)에 걸어서 사용한다. 한편,

핸들을 가지지 않은 형태의 분동은 노끈이나 줄을 이용하여 웹고정부의 후크에 연결하거나 고리를 사용하여 후크에 걸어서 사용할 수 있다.

도 14는 본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치를 고정하기 위한 고정 장치의 일 예를 도시한다. 도 14에 도시된 고정 장치(1400)는 도 3에 도시된 전자저울형 장력 조절부나 도 9에 도시된 스트레인 게이지형 장력조절부에 연결되어 사용될 수 있다.

고정장치(1400)는 본 발명에 따른 로드셀 캘리브레이션 장치를 고정시키기 위한 힘을 지탱할 정도의 무게를 가지며 미끄럼을 방지하기 위해 바닥면에 표면 거칠기를 주거나 추가적인 미끄럼 방지 장치가 장착된 것일 수 있다.

줄(1402)은 고정장치(1400) 내에 권취되며, 줄자 형식으로 필요한 만큼 밖으로 빼낸 후 줄이 다시 감기거나 더 이상 빠져나오지 못하도록 스톱퍼(미도시)를 이용하여 고정될 수 있다.

도 15는 본 발명에 따른 고정장치의 다른 예를 도시한다.

도 15에 도시된 고정 장치(1505)는 도 14에 도시된 고정 장치(1400)과 동일한 기능을 수행하면서 또한 줄(1502)에 연결된 장력조절부의 당기는 힘을 측정할 수 있는 스트레인 게이지, 전자저울, 로드셀 등을 내장한 것이다.

캘리브레이션 장치의 당기는 힘이 캘리브레이션시 인가되는 최소 장력의 1%이하일 경우, 고정장치(1500)를 이용하여 1%에 해당하는 장력들 부가할 수 있다.

이를 위하여, 고정장치(1500)로부터 1%에 해당하는 무게만큼의 줄(1502)을 빼내고, 스톱퍼로 고정시킨다. 빼낸 줄(1502)을 장력조절부(110)에 연결하고, 줄(1502) 및 고정장치(1500)를 고정시킨다.

102...웹 104...로드셀
106...아이들롤 108...웹 고정부
110...장력 조절부

Claims

웹의 종단에서 웹의 상부를 눌러주는 아이들롤 그리고 상기 아이들롤에 대하여 수직 방향으로 상방으로 이격되어 웹의 하부를 지지하면서 상기 웹에 인가되는 장력을 측정하는 로드셀을 구비하는 롤투롤 시스템에서 상기 로드셀을 캘리브레이션하기 위한 장치에 있어서,
상기 웹의 단부에서 상기 웹을 협지하여 고정시키는 것으로서 연결구를 가지는 웹 고정부;
상기 웹 고정부의 연결구에 연결되어 상기 웹에 장력을 인가하기 위한 장력 조절부;를 포함하며,
여기서, 상기 장력조절부는
상기 웹고정부의 연결구와 연결되는 연결그립; 및
내장된 스프링을 개재하여 상기 연결그립에 연결되는 장력조절손잡이 및 상기 스프링에 의한 장력을 측정 및 디스플레이하는 장력 측정 및 디스플레이를 포함하는 장력 조절기;를 포함하며,
상기 장력조절손잡이를 사용하여 상기 웹에 변화하는 장력을 인가하고 이에 상응하여 변화되는 상기 로드셀의 출력값을 측정하고 측정된 결과로부터 상기 웹에 인가되는 장력값과 상기 로드셀의 출력값 사이의 관계를 나타내는 수학적 모델을 얻을 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
제1항에 있어서, 상기 웹고정부는
상기 웹에 접촉하는 상판과 하판; 및
상기 상판 및 하판을 결속시켜 상기 웹이 상기 상판 및 하판에 의해 협지되게 하는 고정구; 및
상기 장력 조절부와의 연결을 위한 연결구를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
제2항에 있어서,
상기 상판 및 하판의 표면에는 상기 웹과의 마찰력을 증대시키기 위한 거칠기가 부여되도록 그물 모양의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
제2항에 있어서,
상기 상판 및 하판의 표면에는 상기 웹에 압착되는 압착부가 제공된 것을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
제1항에 있어서, 상기 장력조절기는
상기 장력 조절 손잡이의 위치를 고정시키기 위한 복수의 장력 조절용 고정 슬릿들이 형성된 고정 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
제5항에 있어서,
상기 고정 프레임에는 상기 장력 조절용 고정 슬릿들의 위치를 표시하기 위한 장력 조절 눈금이 제공되는 것을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
제1항에 있어서, 상기 스프링 및 상기 장력 측정 및 디스플레이는 스프링이 내장된 전자저울로 구현된 것임을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
제1항에 있어서, 상기 장력조절부에 연결되며, 상기 장력조절부를 고정시키기 위한 고정 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
제8항에 있어서, 상기 고정장치는
내장된 줄; 및
상기 줄을 고정하기 위한 스톱퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
제9항에 있어서, 상기 고정장치는
외부로 빼내어진 줄에 연결된 상기 장력조절부의 당기는 힘을 측정할 수 있는 전자저울을 내장한 것을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
롤투롤 시스템의 웹에 인가되는 장력을 측정하는 로드셀을 캘리브레이션하기 위한 장치에 있어서,
상기 웹에 고정되는 웹 고정부; 및
상기 웹 고정부에 연결되어 상기 웹에 장력을 인가하기 위한 장력 조절부; 를 포함하며,
여기서, 상기 장력조절부는
상기 웹고정부와 연결되는 연결 그립;
스프링을 개재하여 상기 연결 그립에 연결되는 장력 조절 손잡이;
상기 장력 조절 손잡이의 위치를 고정시키기 위한 복수의 장력 조절용 고정 슬릿들이 형성된 고정 프레임; 및
상기 스프링의 길이를 참조하여 상기 스프링에 의해 상기 웹에 인가되는 장력을 측정 및 디스플레이하는 장력 측정 및 디스플레이;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
제11항에 있어서, 상기 장력측정 및 디스플레이는 상기 스프링에 인가되는 장력을 측정하는 스트레인 게이지로 구현된 것임을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.
롤투롤 시스템의 웹에 인가되는 장력을 측정하는 로드셀을 캘리브레이션하기 위한 장치에 있어서,
상기 웹에 고정되는 웹 고정부; 및
상기 웹 고정부에 연결되어 상기 웹에 장력을 인가하기 위한 분동; 을 포함하며,
상기 웹고정부는
상기 웹을 협지하는 상판과 하판; 및
상기 상판 및 하판을 결속시켜 상기 웹이 상기 상판 및 하판에 의해 협지되게 하는 고정구; 및
상기 분동이 걸려지는 후크를 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀 캘리브레이션 장치.