KR101527464B1 - 압연롤 로더용 그립퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연롤 로더용 그립퍼에 있어서, 그립퍼 프레임과; 상기 그립퍼 프레임에 수직방향의 축선에 대해 회전가능하게 지지된 스크류축과, 상기 스크류축의 숫나사부에 셀프록킹가능한 나사조합에 맞물리는 암나사부를 가지고 상기 스크류축의 회전에 의해 승강하는 승강슬라이더와, 상기 스크류축을 회전구동하는 스크류구동부를 갖는 승강동작부와; 상기 승강동작부를 사이에 두고 양측에 배치되며, 서로 접근 및 이격하여 압연롤의 단부를 파지하거나 해제하는 하부의 그립핑단부와 상기 그립퍼 프레임에 회동가능하게 고정되는 상부의 회동단부를 갖는 한 쌍의 그립핑 아암과; 일단이 상기 회동단부와 상기 그립핑단부 사이에서 상기 그립핑 아암에 결합되고 타단이 상기 승강슬라이더에 결합되어, 상기 슬라이더의 승강운동을 상기 한 쌍의 그립핑단부의 상호 접근 및 이격운동으로 전환시키는 한 쌍의 링크를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 따라 압연롤의 하중이 모터에 미치지 않아 모터의 고장을 방지하며, 그립퍼의 파지력을 상실시키지 않고 압연롤을 안전하게 그립 가능한 효과를 제공한다.

Description

압연롤 로더용 그립퍼 {GRIPPER FOR ROLLING ROLL LOADER}

본 발명은 압연롤 로더용 그립퍼에 관한 것이다.

철 등과 같은 금속은 코일이나 판상으로 압연하기 위해 사용되는 압연롤은 압연공정을 반복하여 수행할 경우 금속과의 마찰에 의해 표면이 마모되거나 일부 손상되어 매끄럽지 못하게 된다. 압연롤의 표면에 손상이 갈 경우 이를 이용하여 제조되는 판상의 금속 역시 표면에 손상이 생겨 상품의 가치가 떨어진다.

따라서 압연롤의 표면을 다시 매끄럽게 하기 위해 주기적으로 연마 가공을 실시한다. 연마 가공을 위해 그립퍼를 이용하여 압연롤의 양단부를 파지하여 압연기로부터 압연롤을 꺼낸 후 연마 시스템으로 이동시킨다.

압연롤을 이동시키기 위해 압연롤 양단부를 그립하는 종래의 그립퍼는 상호 접근 이격하여 압연롤을 파지하는 한 쌍의 그립핑 아암을 가지며, 이들 아암은 수평방향의 축선을 갖는 구동 스크류축에 의해 레버 메커니즘으로 그립핑 동작을 수행하였다. 구동 스크류축의 구동회전은 구동모터에 의해 제공되었다. 이러한 종래의 그립퍼에서는 압연롤의 하중이 구동 스크류축을 통해 구동모터에 역전달되어 모터에 과부하를 유도하기도 하고, 구동모터에 인가되는 전원이 불시에 차단된 경우 그립퍼의 파지력이 상실될 수 있는 위험이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 압연롤의 하중이 모터에 미치지 않고, 압연롤을 안전하게 그립 가능한 압연롤 로더용 그립퍼를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 압연롤 로더용 그립퍼에 있어서, 그립퍼 프레임과; 상기 그립퍼 프레임에 수직방향의 축선에 대해 회전가능하게 지지된 스크류축과, 상기 스크류축의 숫나사부에 셀프록킹가능한 나사조합에 맞물리는 암나사부를 가지고 상기 스크류축의 회전에 의해 승강하는 승강슬라이더와, 상기 스크류축을 회전구동하는 스크류구동부를 갖는 승강동작부와; 상기 승강동작부를 사이에 두고 양측에 배치되며, 서로 접근 및 이격하여 압연롤의 단부를 파지하거나 해제하는 하부의 그립핑단부와 상기 그립퍼 프레임에 회동가능하게 고정되는 상부의 회동단부를 갖는 한 쌍의 그립핑 아암과; 일단이 상기 회동단부와 상기 그립핑단부 사이에서 상기 그립핑 아암에 결합되고 타단이 상기 승강슬라이더에 결합되어, 상기 슬라이더의 승강운동을 상기 한 쌍의 그립핑단부의 상호 접근 및 이격운동으로 전환시키는 한 쌍의 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연롤 로더용 그립퍼에 의해 달성된다.

여기서, 상기 그립핑단부에 설치되어 상기 압연롤을 언로딩하는 위치에 다른 압연롤의 존재를 확인하는 롤감지센서와; 상기 롤감지센서로부터의 신호에 기초하여 상기 그립퍼와 상기 승강동작부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 그립핑단부에 설치되어 상기 압연롤과 접촉하는 면에 상기 압연롤 방향으로 돌출되도록 설치된 근접센서를 더 포함하며, 상기 근접센서로부터의 신호에 기초하여 상기 그립핑단부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 스크류구동부는 구동모터와 상기 구동모터의 회전력을 감속하여 상기 스크류축에 전달하는 감속기를 포함하며, 상기 압연롤 단부의 지름에 맞춰 상기 구동모터의 회전수를 제어하는 엔코더를 더 포함하고, 상기 스크류축의 단부에 설치되어 상기 스크류축의 축방향 하중을 견디는 테이퍼롤러 베어링을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 압연롤의 하중이 모터에 미치지 않아 모터의 고장을 방지하며, 그립퍼의 파지력을 상실시키지 않고 압연롤을 안전하게 그립 가능한 효과를 제공한다.

도 1은 실시예에 따른 압연롤 로더용 그립퍼의 정면도이고,
도 2a 및 도 2b는 압연롤 로더용 그립퍼의 측면도이다.

이하 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 압연롤 로더용 그립퍼를 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 압연롤(1) 로더용 그립퍼(100)는 그립퍼 프레임(140)과, 그립퍼프레임(140)에 지지되는 승강동작부(110) 및 그립핑 아암(120)과, 승강동작부(110)와 그립핑 아암(120)을 연결하는 링크(130)를 포함한다.

그립퍼(100) 상부에서 그립퍼(100)를 이송가능하도록 압연롤(1) 로딩시스템과 결합된 그립퍼 프레임(140)에는 그립핑 아암(120)을 회동하는 승강동작부(110)가 지지되어 있다. 승강구동하는 승강동작부(110)는 스크류축(111)과, 스크류축(111)과 결합된 승강슬라이더(112)와, 스크류축(111)을 회전구동하는 스크류구동부(113)로 이루어져 있다.

스크류축(111)은 숫나사부(111a)를 포함하고 있으며, 그립퍼 프레임(140)의 수직방향 축선에 대해 회전한다. 스크류축은 축방향이 아닌 수직방향으로 설치할 경우 압연롤(1)의 하중이 구동모터(113a)에 미치지 않아 구동모터(113a)의 고장을 줄일 수 있다.

스크류축(111)에는 숫나사부(111a)와 맞물리는 암나사부(112a)를 가지는 승강슬라이더(112)가 결합되며, 승강슬라이더(112)는 스크류축(111)의 회전에 의해 상승하거나 하강한다. 스크류축(111)을 회전구동하도록 스크류축(111)의 일단부에 결합된 스크류구동부(113)는 구동모터(113a)와 감속기(113b)로 이루어져 있다. 여기서 구동모터(113a)는 서보모터를 사용하며, 감속기(113b)는 감속비가 1/10 내지 1/20인 것을 사용한다.

여기서 스크류축(111)은 숫나사부(111a)가 사다리꼴 형태로 이루어진 TM스크류를 사용한다. 하중이 큰 물체의 전달용 및 이동용에 주로 사용되는 TM스크류는 나사산의 단면이 사다리꼴이며 나사산의 각도 때문에 암나사부(112a)와 결합하면 암나사부(111a)를 일부러 돌려서 빼지 않는 이상 스스로 풀리지 않아 셀프록킹(self-locking)이 가능하다. 따라서 이러한 TM스크류를 사용할 경우 갑작스럽게 전원이 차단되더라도 셀프록킹이 되기 때문에 그립핑 아암(120)이 벌어지지 않고 압연롤(1)을 안전하게 파지한다.

스크류축(111)의 자유단부에는 베어링(114)이 결합되어 있다. 베어링(114)은 압연롤(1)의 큰 하중을 견딜 수 있으며, 래디얼 하중과 드러스트 하중을 동시에 견딜 수 있는 테이퍼롤러 베어링을 사용한다.

승강동작부(110)를 사이에 두고 양측에는 그립핑 아암(120)이 배치된다. 그립핑 아암(120)의 상부는 한 쌍의 회동단부(122)를, 그립핑 아암(120)의 하부는 한 쌍의 그립핑단부(121)를 갖는다.

한 쌍의 그립핑단부(121)는 압연롤(1)을 파지하기 위해 갈고리 형상으로 되어있으며, 그립핑 아암(120)이 압연롤(1)을 파지하였는지 확인하기 위해 근접센서(121a)가 설치되어 있다. 근접센서(121a)는 그립핑단부(121)에서 압연롤(1) 방향으로 돌출되어 있으며, 그립핑단부(121)가 압연롤(1)을 파지하게 되면 압연롤(1) 단부는 근접센서(121a)를 그립핑단부(121) 내로 삽입되도록 누르게 된다. 근접센서(121a)가 눌러지면 근접센서(121a)의 신호를 받는 제어부가 압연롤(1)을 파지한 것을 감지하게 되고, 제어부에 의해 그립핑 아암(120)의 동작이 멈추게 된다. 그립핑 아암(120)의 동작이 멈추지 않고 압연롤(1) 방향으로 그립핑단부(121)가 계속 서로 근접할 경우 압연롤(1) 단부에 힘이 가해져 압연롤(1) 단부가 손상된다.

그립핑단부(121)의 하단부에는 압연롤감지센서(121b)가 설치되어 있다. 압연롤감지센서(121b)는 압연롤(1)을 언로딩하는 위치에 다른 압연롤(1)의 존재를 확인하는 센서이다. 다른 압연롤이 존재하는 곳에 파지된 압연롤(1)을 언로딩시킬 경우 두 개의 압연롤이 부딪쳐 마찰이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위해 언로딩 위치를 센싱하여 다른 압연롤이 존재하는지 확인하고, 만약 다른 압연롤이 이미 언로딩된 경우에는 다른 언로딩 위치로 그립퍼(100)를 이동시킨다. 언로딩 위치를 확인한 후 압연롤감지센서(121b)가 신호를 보내면 제어부는 승강동작부(110)를 구동시켜 그립핑단부(121)를 서로 이격시켜 압연롤(1) 단부를 파지 해제한다.

한 쌍의 회동단부(122)는 그립퍼 프레임(100)에 회동가능하게 고정되어 있다. 회동단부(122)가 고정된 그립퍼 프레임(140)에는 회동단부(122)의 회동을 확인하여 압연롤(1) 단부의 지름을 측정하기 위한 한 쌍의 엔코더(123)가 결합되어 있다. 엔코더(123)는 압연롤(1) 단부의 지름을 측정하기 위해 그립핑 아암(120)이 서로 최대한 이격되도록 한 다음 스크류구동부(113)를 작동시켜 그립핑 아암(120)이 점차 서로 접근하도록 구동시키고 최종적으로 압연롤(1) 단부를 그립할 때까지의 펄스 개수를 측정한다. 이렇게 측정된 압연롤(1) 단부에 대한 펄스 개수를 저장하여 동일한 압연롤(1)을 그립할 때마다 그에 대한 펄스 개수를 입력받아 스크류구동부(113)가 그만큼만 작동하여 그립핑 아암(120)이 압연롤(1) 단부를 약하게 그립하여 압연롤(1)이 이송 중에 분리되거나 혹은 너무 세게 파지하여 압연롤(1) 단부가 손상되는 것을 방지한다.

그립핑 아암(120)의 회동단부(122)와 그립핑단부(121) 사이에는 한 쌍의 링크(130)의 일단부가 결합되어 있으며, 링크(130)의 타단부는 승강슬라이더(112)와 결합되어 있다. 승강슬라이더(112)가 승강운동을 할 경우 승강슬라이더(112)와 연결된 링크(130)는 승강운동을 한 쌍의 그립핑단부(121)의 상호 접근 및 이격운동으로 전환시킨다. 즉 도 2a에 도시된 바와 같이 압연롤(1) 단부에 그립핑 아암(120)을 위치시킨 후에, 승강슬라이더(112)를 스크류축(111) 회전을 이용하여 상승시킬 경우, 도 2b에 도시된 바와 같이 그립핑단부(121)가 서로 접근하여 압연롤(1) 단부를 파지하게 되고, 스크류축(111)의 회전방향을 달리하여 승강슬라이더(112)가 하강하게 되면 도 2a처럼 그립핑단부(121)가 서로 이격되어 압연롤(1) 단부의 파지를 해제하게 된다.

이와 같은 그립퍼(100)를 이용하여 압연롤(1) 단부를 파지할 경우 셀프록킹 가능하기 때문에 압연롤(1) 단부를 안전하게 파지하여 전기가 끊기는 비상시 등에 그립퍼(100)가 압연롤(1)을 떨어뜨리는 사고를 방지한다. 또한 축방향이 아닌 수직방향으로 스크류축(111)을 설치하여 압연롤(1)의 하중이 구동모터(113a)에 미치지 않도록 한다.

1: 압연롤 100: 그립퍼
110: 승강동작부 111: 스크류축
111a: 숫나사부 112: 승강슬라이더
112a: 암나사부 113: 스크류구동부
113a: 구동모터 113b: 감속기
114: 베어링 120: 그립핑 아암
121: 그립핑단부 121a: 근접센서
121b: 압연롤감지센서 122: 회동단부
123: 엔코더 130: 링크
140: 그립퍼프레임

Claims (5)

1. 압연롤 로더용 그립퍼에 있어서,
   그립퍼 프레임과;
   상기 그립퍼 프레임에 수직방향의 축선에 대해 회전가능하게 지지된 스크류축과, 상기 스크류축의 숫나사부에 셀프록킹가능한 나사조합에 맞물리는 암나사부를 가지고 상기 스크류축의 회전에 의해 승강하는 승강슬라이더와, 상기 스크류축을 회전구동하는 스크류구동부를 갖는 승강동작부와;
   상기 승강동작부를 사이에 두고 양측에 배치되며, 서로 접근 및 이격하여 압연롤의 단부를 파지하거나 해제하는 하부의 그립핑단부와 상기 그립퍼 프레임에 회동가능하게 고정되는 상부의 회동단부를 갖는 한 쌍의 그립핑 아암과;
   일단이 상기 회동단부와 상기 그립핑단부 사이에서 상기 그립핑 아암에 결합되고 타단이 상기 승강슬라이더에 결합되어, 상기 슬라이더의 승강운동을 상기 한 쌍의 그립핑단부의 상호 접근 및 이격운동으로 전환시키는 한 쌍의 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연롤 로더용 그립퍼.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 그립핑단부에 설치되어 상기 압연롤을 언로딩하는 위치에 다른 압연롤의 존재를 확인하는 롤감지센서와;
   상기 롤감지센서로부터의 신호에 기초하여 상기 그립퍼와 상기 승강동작부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연롤 로더용 그립퍼.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 그립핑단부에 설치되어 상기 압연롤과 접촉하는 면에 상기 압연롤 방향으로 돌출되도록 설치된 근접센서를 더 포함하며,
   상기 근접센서로부터의 신호에 기초하여 상기 그립핑단부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연롤 로더용 그립퍼.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 스크류구동부는 구동모터와 상기 구동모터의 회전력을 감속하여 상기 스크류축에 전달하는 감속기를 포함하며,
   상기 압연롤 단부의 지름에 맞춰 상기 구동모터의 회전수를 제어하는 엔코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연롤 로더용 그립퍼.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 스크류축의 단부에 설치되어 상기 스크류축의 축방향 하중을 견디는 테이퍼롤러 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압연롤 로더용 그립퍼.

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