KR101490633B1 - 루퍼 장치 - Google Patents

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이현구
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주식회사 포스코
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    • B21B39/08Braking or tensioning arrangements
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    • B21B2015/0057Coiling the rolled product

Abstract

본 발명의 일 실시예는 루퍼 장치의 연속 작동중 스트립 등 소재의 판파단이나, 장력 불균형 또는 운전 미숙 등의 설비 트러블 발생시 루퍼 장치의 작동을 중지시켜 대량 설비 장애를 미연에 방지토록 한 루퍼 장치를 제공하는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 장치는 연속적으로 공급되는 소재를 이동을 안내하는 루퍼롤이 구비되어 상기 소재의 장력에 따라 이동하는 이동부; 와이어 부재를 매개로 상기 이동부와 연결되어 상기 소재의 장력 변동에 대응하여 상기 와이어 부재의 풀림길이를 조절하는 와이어 권취 드럼; 및 상기 와이어 권취 드럼과 인접하게 제공되어 상기 소재의 장력 해소에 따른 상기 와이어의 이완을 감지하는 센서유닛;을 포함한다.

Description

루퍼 장치 {LOOPER}
본 발명은 루퍼 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스트립 등의 소재의 연속 작업을 위해 제공되는 루퍼 장치의 오작동을 방지할 수 있도록 개선된 루퍼 장치에 관한 것이다.
일반적으로 산세, 냉연, 도금공장 등에는 스트립의 연속적인 가공, 처리를 위해 루퍼 장치가 제공된다. 이러한 루퍼 장치는 통상 작업라인의 입, 출측에 설치되어 스트립의 연속 작업을 위해 선, 후행재의 용접 등의 작업 요인이 발생시 스트립을 저장, 인출작업을 반복적으로 수행하도록 제공된다.
이를 위해 루퍼 장치(10)는 연속적으로 공급되는 소재(P)의 이동을 안내하는 루퍼롤(22)이 구비된 이동부(20)를 포함하며, 이 이동부(20)는 소재(P)의 장력에 따라 이동하도록 제공된다. 이 이동부(20)는 와이어 부재(40)를 매개로 와이어 권취 드럼(30)에 연결된다. 와이어 권취 드럼(30)은 와이어 부재(40)의 풀림 길이를 가변하여 이동부(20)와 소재(P) 사이에 일정한 장력이 유지되도록 조절한다.
그런데, 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 연속 라인 작업중 스트립 등 소재(P)의 판파단이나, 장력 불균형 또는 운전 미숙 등의 설비 트러블이 발생할 경우, 와이어 권취 드럼(30)에서 와이어 부재(40)가 탈선이나 이완되어 대형 설비 장애를 유발시킬 수 있다.
이에 따라 루퍼 장치(10)의 설비 트러블 발생시 루퍼 장치(10)의 작동을 중지하기 위한 기술의 개발이 요구되고 있다.
국내 출원번호 제10-2001-0073888호
본 발명의 일 실시예는 루퍼 장치의 연속 작동중 스트립 등 소재의 판파단이나, 장력 불균형 또는 운전 미숙 등의 설비 트러블 발생시 루퍼 장치의 작동을 중지시켜 대량 설비 장애를 미연에 방지토록 한 루퍼 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 장치는 연속적으로 공급되는 소재를 이동을 안내하는 루퍼롤이 구비되어 상기 소재의 장력에 따라 이동하는 이동부; 와이어 부재를 매개로 상기 이동부와 연결되어 상기 소재의 장력 변동에 대응하여 상기 와이어 부재의 풀림길이를 조절하는 와이어 권취 드럼; 및 상기 와이어 권취 드럼과 인접하게 제공되어 상기 소재의 장력 해소에 따른 상기 와이어의 이완을 감지하는 센서유닛;을 포함하고, 상기 센서유닛은 상기 와이어 부재와 기계적 접촉 또는 근접인식으로 상기 와이어 부재의 이완을 감지하는 근접감지 센서부를 포함하고, 상기 근접감지 센서부는 상기 와이어 권취 드럼의 폭방향으로 배열되는 접촉부재와, 작업영역의 일측에 제공되어 상기 접촉부재를 회전 가능토록 지지하는 회전지지부와, 상기 접촉부재 또는 상기 회전지지부의 일측에 연계되어 상기 회전지지부의 회전량을 제한하는 탄성지지부와, 상기 와이어 부재의 이완시 상기 와이어 부재에 접촉되어 회전하는 접촉부재의 이동을 감지하는 센서를 포함한다.
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또한, 상기 센서는 상기 접촉부재의 이동에 따른 자기변화 또는 수광변화를 인식하여 센싱하는 자기센서 또는 포토센서를 포함하는 비접촉식 센서일 수 있다.
또한, 상기 센서는 상기 접촉부재 또는 상기 회전지지부의 접촉을 인식하여 센싱하는 누름센서를 포함하는 접촉식 센서일 수 있다.
또한, 상기 탄성지지부는 상기 접촉부재 또는 상기 회전지지부의 일측에 일단이 연계되는 코일스프링과, 작업영역의 일측에 제공되어 상기 코일스프링의 타단이 연계되고, 상기 접촉부재 또는 상기 회전지지부와 상기 코일스프링 사이의 간격을 조절하여 탄성력을 가변하는 길이조정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 루퍼 장치의 설비 트러블 발생시 이를 실시간으로 감지하여 루퍼 작동을 신속하게 정지시킬 수 있으며, 이로 인해 대형 설비 사고를 방지할 수 있고, 루퍼 설비의 정비 시간 및 비용을 줄일 수 있어 전체적인 생산성 및 작업 효율 향상에 기여할 수 있다. 또한, 본 실시예는 설비 사고의 방지뿐만 아니라 작업자의 안전 사고를 예방할 수 있으며, 전체적인 설비의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 루퍼 장치를 도시한 구성도.
도 2는 종래 기술에 따른 루퍼 장치의 설비 트러블 발생 상황을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 장치를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 장치의 일부를 확대한 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 장치의 설비 트러블 감지 작동상태를 도시한 구성도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 루퍼 장치의 일부를 확대하여 도시한 도면.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 장치를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 장치의 일부를 확대한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 루퍼 장치의 설비 트러블 감지 작동상태를 도시한 구성도이다.
도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 루퍼 장치(110)는 연속적으로 공급되는 소재(P), 예컨대 스트립의 연속 작업시 선, 후행재의 용접 등의 작업요인이 발생했을 때, 소재(P)의 연속 공급을 유지하면서 작업 지연 요인을 해결할 수 있도록 소재(P)를 저장, 인출작업을 반복적으로 수행하며 소재(P)를 연속적으로 공급하도록 안내하는 장치이다.
이러한 루퍼 장치(110)는 작업라인의 입, 출측에 설치되어 소재(P)의 공급을 안내할 수 있다.
이를 위해, 루퍼 장치(110)는 연속적으로 공급되는 소재(P)의 이동을 안내하는 루퍼롤(122)이 구비된 이동부(120)를 포함할 수 있다. 또한, 이동부(120)는 소재(P)의 진행방향을 전환하거나 안내하는 다수의 롤러를 포함하는 것도 가능하다.
여기서, 이동부(120)는 소재(P)의 장력에 따라 이동하도록 제공될 수 있다. 예컨대, 이동부(120)의 하부에는 다수의 바퀴(124)가 제공될 수 있다. 또한, 이동부(120)가 이동하는 작업영역에는 레일이 제공될 수 있으며, 이동부(120)의 바퀴가 이 레일에 안착됨에 따라 레일을 따라 이동할 수 있다.
또한, 이동부(120)의 일측에는 와이어 부재(140)가 연결될 수 있다.
와이어 부재(140)는 와이어 권취 드럼(130)에 연결될 수 있다.
와이어 권취 드럼(130)은 와이어 부재(140)가 권취되는 보빈(132)을 포함할 수 있으며, 이 보빈(132)의 회전축(134)에는 보빈(132)을 회전시키는 구동부인 모터가 연결될 수 있다.
이러한 와이어 권취 드럼(130)은 구동부인 모터(136)의 작동에 의해 와이어 부재(140)의 풀림 길이를 가변할 수 있으며, 이러한 와이어 부재(140)의 풀림을 조절함에 따라 와이어 부재(140)를 매개로 연결된 이동부(120)와 소재(P) 사이에 일정한 장력을 유지할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 루퍼 설비는 소재(P)가 연속적으로 공급되는 과정에서 지연 요인이 발생할 경우, 와이어 권취 드럼(130)에 권취된 와이어 부재(140)의 풀림 길이를 조절하면 이동부(120)가 이동하며 루퍼 설비내에 저장된 소재(P)를 인출하여 소재(P)의 연속적인 공급을 지속할 수 있다.
한편, 이러한 루퍼 장치(110)는 스트립을 포함하는 소재(P)가 파단되거나, 모터(136) 등의 주변 설비의 출력 이상 등에 의해 장력이 불균형하게 유지되거나, 작업자의 운전 미숙 등으로 인해 설비 트러블이 발생할 수 있으며, 이러한 설비 트러블의 영향으로 와이어 부재(140)의 장력이 급격하게 소실 또는 변동됨에 따라 와이어 부재(140)가 와이어 권취 드럼(130)으로부터 이탈되거나 이완될 수 있다.
본 실시예의 루퍼 장치(110)는 와이어 부재(140)가 와이어 권취 드럼(130)으로부터 이탈되거나 이완될 때 주변 설비 등에 설비 장애를 일으키는 것을 방지하기 위해 와이어 권취 드럼(130)의 이완을 감지하는 센서유닛(150)을 포함할 수 있다.
센서유닛(150)은 와이어 권취 드럼(130)의 이완을 감지할 경우, 와이어 권취 드럼(130)에 연계된 구동부, 즉 모터(136)의 제어부(170)로 이를 전달할 수 있으며, 이에 따라 제어부(170)는 모터(136)의 작동을 멈추도록 제어할 수 있다.
따라서, 본 실시예의 루퍼 장치(110)는 와이어 권취 드럼(130)의 작동 중지로 인해 이탈 또는 이완된 와이어 권취 드럼(130)의 장력이 해소되어 주변 설비에 대형 사고를 일으키는 것을 미연에 방지할 수 있다.
본 실시예에서 센서유닛(150)은 와이어 부재(140)와 기계적 접촉 또는 근접인식으로 와이어 부재(140)의 이완을 감지하는 근접감지 센서부(150)를 포함할 수 있다.
더불어, 본 실시예에서 센서유닛(150)은 근접감지 센서부(150)인 것으로 설명하고 있으나, 센서유닛(150)은 소재(P) 또는 와이어 부재(140)의 파단을 직접 감지하는 비전(vision) 센서 또는 이동부(120)의 이동 속도 변화를 감지하는 속도센서, 모터(136)의 부하 변화를 감지하는 토크 센서 등 다양한 센서를 포함하는 것도 가능하다.
일례로, 본 실시예에서 근접감지 센서부(150)는 와이어 권취 드럼(130)의 폭방향으로 배열되는 접촉부재(152)와, 이 접촉부재(152)를 회전 가능하게 지지하는 회전지지부(154)를 포함할 수 있다. 회전지지부(154)는 작업영역의 일측에 제공되어 접촉부재(152)가 와이어 권취 드럼(130)과 인접하게 지지한다. 이를 위해 회전지지부(154)는 일단이 접촉부재(152)와 일체로 연결될 수 있고, 타단은 작업영역에 설치된 힌지(154a) 등의 회전연결부재를 매개로 회전 가능하게 연결될 수 있다.
또한, 접촉부재(152) 또는 회전지지부(154)의 일측에는 회전지지부(154)의 회전량을 제한하기 위한 탄성지지부(156)가 연계될 수 있다. 또한, 탄성지지부(155)는 일례로 코일 스프링(156)을 포함할 수 있으며, 이 코일 스프링(156)의 일단은 접촉부재(152) 또는 회전지지부(154)의 일측에 연결되고, 타단은 작업영역의 일측에 설치될 수 있다. 바람직하게는 탄성지지부(155)는 코일 스프링(156)이 접촉부재(152) 또는 회전지지부(154)에 연결된 상태에서 최단거리를 유지하기 위한 작업영역에서 상측으로 연장되어 설치되는 기둥부재(158)를 더 포함할 수 있다.
또한, 근접감지 센서부(150)에서 접촉부재(152)는 설비 트러블 발생시 이완되는 와이어 부재(140)에 접촉됨에 따라 회전지지부(154)와 함께 회전할 수 있으며, 근접감지 센서부(150)는 이와 같이 이동하는 접촉부재(152)를 감지하기 위한 센서(160)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 센서는 비접촉식 센서일 수 있다. 일례로 비접촉식 센서는 접촉부재(152)의 이동에 따른 자기변화를 감지하는 자기센서일 수 있다. 또한, 본 실시예에서 비접촉식 센서는 자기센서 외에도 접촉부재(152)의 이동에 따른 수광변화를 인식하여 센싱하는 포토센서를 포함할 수 있다. 바람직하게는 접촉부재(152)의 일단부에는 자기센서 또는 포토센서에 대한 감지력을 향상시킬 수 있도록 플레이트(153)가 제공될 수 있다.
본 실시예에 따른 루퍼 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 루퍼 장치(110)의 이동부(120)에 제공된 루퍼롤(122)에 스트립을 포함하는 소재(P)가 감겨지며 이동이 안내된다.
이동부(120)는 와이어 권취 드럼(130)과 와이어 부재(140)를 매개로 연결된 상태에서 소재(P)와의 장력에 따라 이동하며 소재(P)를 루퍼 장치(110) 내로 저장 또는 인출하는 과정을 수행하며 소재(P)를 연속이동시킨다.
한편, 소재(P)가 파단되거나, 모터(136) 등의 주변 설비의 출력 이상 등에 의해 장력이 불균형하게 유지되거나, 작업자의 운전 미숙 등으로 인해 설비 트러블이 발생할 경우, 급격한 장력의 해소로 인해 이동부(120)가 와이어 권취 드럼(130) 쪽으로 이동하게 되며, 이에 따라 와이어 부재(140)가 이완되어 하부로 처지게 된다.
이때, 와이어 부재(140)는 하부에 위치한 접촉부재(152)와 접촉되고, 접촉부재(152)는 이에 따라 접촉부재(152)를 지지하는 회전지지부(154)가 회전하게 된다.
그리고, 센서유닛(150)에 제공된 센서, 즉 비접촉식 센서는 접촉부재(152)에 설치된 플레이트의 이동을 감지하게 되고, 이를 와이어 권취 드럼(130)의 제어부(170)로 전달한다. 이에 따라 와이어 권취 드럼(130)은 구동부인 모터(136)의 작동을 멈추게 되어 와이어 부재(140)의 감김을 제한할 수 있다.
이와 같이 와이어 부재(140)의 감김이 제한됨에 따라 이동부(120) 및 와이어 부재(140)의 급격한 이동이 억제되고, 이에 따른 안전사고 등의 설비 장애의 발생을 최소화할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 센싱유닛에 제공된 센서는 비접촉식 센서로 제공된 것으로 설명하고 있으나, 센서의 종류나 형식은 제한되지 않으며 다양하게 변형될 수 있다. 일례로, 본 실시예에서 센서유닛(150)에 제공된 센서는 접촉부재(152) 또는 회전지지부(154)의 회전시 접촉되는 접촉식 센서일 수 있다.
이러한 접촉식 센서로는 누름센서가 활용될 수 있으며, 이 누름센서는 급격한 장력 변화 또는 해소에 따른 와이어 부재(140)의 처짐시 접촉부재(152) 또는 회전지지부(154)가 회전하게 누름 접촉을 통해 설비 이상을 감지하는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 루퍼 장치의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 6을 참고하면, 본 실시예에서 근접감지 센서부(250)는 와이어 권취 드럼(130)의 폭방향으로 배열되는 접촉부재(252)와, 이 접촉부재(252)를 회전 가능하게 지지하는 회전지지부(254)를 포함할 수 있다. 회전지지부(254)는 작업영역의 일측에 제공되어 접촉부재(252)가 와이어 권취 드럼(130)과 인접하게 지지한다. 이를 위해 회전지지부(254)는 일단이 접촉부재(252)와 일체로 연결될 수 있고, 타단은 작업영역에 설치된 힌지(254a) 등의 회전연결부재를 매개로 회전 가능하게 연결될 수 있다.
또한, 접촉부재(252) 또는 회전지지부(254)의 일측에는 회전지지부(254)의 회전량을 제한하기 위한 탄성지지부(255)가 연계될 수 있다.
또한, 탄성지지부(255)는 일례로 코일 스프링(256)을 포함할 수 있다. 또한, 탄성지지부(255)는 코일 스프링(256)이 접촉부재(252) 또는 회전지지부(254)에 연결된 상태에서 최단거리를 유지하기 위한 작업영역에서 상측으로 연장되어 설치되는 기둥부재(258)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 탄성지지부(255)는 코일 스프링(256)과 접촉부재(252) 또는 회전지지부(254) 사이에 제공되는 길이조정부를 포함할 수 있다.
길이조정부는 코일 스프링(256)과 접촉부재(252) 또는 회전지지부(254) 사이의 간격을 조절하여 탄성력을 가변할 수 있다.
즉, 길이조정부는 코일 스프링(256)과 작업영역 또는 기둥부재(158) 사이의 거리를 조절하여 와이어 권취 드럼(130)과 접촉부재(152)의 이격된 거리의 조절할 수 있고, 코일 스프링(256)의 늘어남 또는 처짐 등에 대해 접촉부재(252)가 와이어 권취 드럼(130)과 일정한 거리를 유지할 수 있도록 길이를 조절할 수 있다.
본 실시예에서 길이조정부는, 기둥부재(258)의 일측에 체결되는 볼트부재(259)를 포함할 수 있다.
볼트부재(259)는 기둥부재(258)에 체결된 길이에 따라 코일 스프링(256)의 탄성력을 가변할 수 있다.
또한, 볼트부재(259)에는 기둥부재(258)에 체결된 길이의 조정 또는 고정을 위해 볼트(259a, 259b)가 체결될 수 있다.
본 발명의 명세서, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
110: 루퍼 장치 120: 이동부
122: 루퍼롤 130: 와이어 권취 드럼
132: 보빈 134: 회전축
136: 모터 140: 와이어 부재
150: 센서유닛(근접감지 센서부) 152: 접촉부재
154: 회전지지부 155: 탄성지지부
156: 코일스프링 158: 기둥부재
160: 센서

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 연속적으로 공급되는 소재를 이동을 안내하는 루퍼롤이 구비되어 상기 소재의 장력에 따라 이동하는 이동부; 와이어 부재를 매개로 상기 이동부와 연결되어 상기 소재의 장력 변동에 대응하여 상기 와이어 부재의 풀림길이를 조절하는 와이어 권취 드럼; 및 상기 와이어 권취 드럼과 인접하게 제공되어 상기 소재의 장력 해소에 따른 상기 와이어의 이완을 감지하는 센서유닛;을 포함하고,
    상기 센서유닛은 상기 와이어 부재와 기계적 접촉 또는 근접인식으로 상기 와이어 부재의 이완을 감지하는 근접감지 센서부를 포함하고,
    상기 근접감지 센서부는
    상기 와이어 권취 드럼의 폭방향으로 배열되는 접촉부재와, 작업영역의 일측에 제공되어 상기 접촉부재를 회전 가능토록 지지하는 회전지지부와, 상기 접촉부재 또는 상기 회전지지부의 일측에 연계되어 상기 회전지지부의 회전량을 제한하는 탄성지지부와, 상기 와이어 부재의 이완시 상기 와이어 부재에 접촉되어 회전하는 접촉부재의 이동을 감지하는 센서를 포함하는 루퍼 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 센서는 상기 접촉부재의 이동에 따른 자기변화 또는 수광변화를 인식하여 센싱하는 자기센서 또는 포토센서를 포함하는 비접촉식 센서인 루퍼 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 센서는 상기 접촉부재 또는 상기 회전지지부의 접촉을 인식하여 센싱하는 누름센서를 포함하는 접촉식 센서인 루퍼 장치.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 탄성지지부는
    상기 접촉부재 또는 상기 회전지지부의 일측에 일단이 연계되는 코일스프링과,
    작업영역의 일측에 제공되어 상기 코일스프링의 타단이 연계되고, 상기 접촉부재 또는 상기 회전지지부와 상기 코일스프링 사이의 간격을 조절하여 탄성력을 가변하는 길이조정부를 포함하는 루퍼 장치.
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