KR101597337B1 - 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템 및 그의 제어방법 - Google Patents

고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템 및 그의 제어방법 Download PDF

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Abstract

고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 구동롤러와 종동롤러 사이에 미리 설정된 만큼 이격되어 회전 가능하게 설치되는 다수의 캐리어 롤러, 상기 캐리어 롤러의 회전수와 캐리어 롤러의 양측에 설치된 베어링의 온도를 감지하는 감지부, 상기 캐리어 롤러의 회전력을 이용해 전기에너지를 발생하는 발전부 및 상기 감지부의 감지신호를 이용해서 상기 캐리어 롤러의 고장 발생 여부를 진단하는 진단부를 포함하는 구성을 마련하여, 컨베이어 시스템에 적용된 각 캐리어 롤러의 소착으로 인한 고장 발생 상태를 진단할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템 및 그의 제어방법{CONVEYOR SYSTEM CAPABLE OF FAULT DIAGNOSTIC AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벨트의 회전에 의해 회전운동하는 캐리어 롤러의 고장 발생 여부를 진단할 수 있는 고장 진단 진단이 가능한 컨베이어 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 발전소나 제철소에서는 석탄과 같은 이송물을 이송하는 방식으로 벨트 컨베이어 시스템(blet conveyor system)이 사용된다.
종래기술에 따른 컨베이어 시스템용 롤러에서 롤러축과 롤러관체 사이에는 베어링이 억지끼움 결합되고, 롤러관체의 양측단에는 앤드캡이 결합된다.
이와 같이 구성되는 롤러는 장시간 사용하는 과정에서 지속적인 외부 충격에 의해 롤러축과 앤드캡의 중심선이 상호 일치하지 않거나, 서로 경사지는 미스얼라인먼트((misalignment)가 발생할 수 있다.
이러한 베어링의 미스얼라인먼트는 베어링의 내구 수명에 지대한 영향을 미치는 요인이다.
즉, 베어링의 미스얼라인먼트가 발생하면, 베어링의 손상이 발생하고, 이로 인한 마찰열에 의해 화재가 발생하거나, 이상 진동 및 소음과 같은 벨트 컨베이어 시스템의 고장이 발생하게 된다.
그리고 종래기술에 따른 벨트 컨베이어 시스템은 고속으로 회전하는 벨트 상에 공급된 이송물의 양이 불균일하거나 이송물이 벨트의 일측으로 치우치거나, 롤러와 벨트 사이에 유격이 발생하는 경우에 벨트가 진행하는 방향에 대해 일측 방향으로 치우쳐서 진행하는 사행(斜行)이 발생하게 된다.
이와 같이, 벨트가 사행하게 되면, 벨트의 손상은 물론, 구조물의 변형, 적재물의 낙하 등으로 인한 비용의 손실과 안전사고가 발생하는 등의 단점을 가지게 된다.
따라서 종래기술에 따른 사행방지장치를 구비한 벨트 컨베이어 시스템은 이송물을 원하는 위치에 정확하게 적재하지 못하게 되고, 이송 도중에 이송물이 벨트로부터 낙하하여 경제적인 손실을 야기하는 문제점도 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 롤러의 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템에 대한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 1 등 다수에 개시되어 있다.
특허문헌 1에는 회전 감시수단에 의해서 롤러의 회전 등 정상 동작 유무를 인식하고, 통신모듈에 의해서 원격으로 정상 작동 여부를 점검하는 회전감지형 컨베이어 롤러장치의 구성이 기재되어 있다.
대한민국 특허 등록번호 제10-1077586호(2011년 10월 27일 공고)
그러나 특허문헌 1을 포함하는 종래기술에 따른 컨베이어 장치는 롤러의 회전수만을 이용해서 고장 진단을 수행함에 따라, 정상 회전 상태에서 발생하는 열화 및 화재 발생 여부를 정확하게 진단하기에 한계가 있었다.
그리고 종래기술에 따른 컨베이어 장치는 회전 감지수단 및 통신모듈을 동작시키기 위해 롤러 외부에서 전원을 공급함에 따라, 구성이 복잡하고, 전력 소비로 인해 관리 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 캐리어 롤러의 회전수 및 캐리어 롤러에 마련된 베어링의 온도에 기초해서 캐리어 롤러의 고장 발생 여부를 진단하는 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 롤러의 회전력을 이용해서 전기에너지를 발생하여 롤러의 고장 발생 여부를 진단하는 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템은 구동롤러와 종동롤러 사이에 미리 설정된 만큼 이격되어 회전 가능하게 설치되는 다수의 캐리어 롤러, 상기 캐리어 롤러의 회전수와 캐리어 롤러의 양측에 설치된 베어링의 온도를 감지하는 감지부, 상기 캐리어 롤러의 회전력을 이용해 전기에너지를 발생하는 발전부 및 상기 감지부의 감지신호를 이용해서 상기 캐리어 롤러의 고장 발생 여부를 진단하는 진단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템의 제어방법은 (a) 벨트의 회전에 의해 회전운동하는 캐리어 롤러의 회전력을 이용해서 전기에너지를 발생하는 단계, (b) 상기 (a)단계에서 발생된 전기에너지를 감지부에 공급하고, 상기 감지부를 이용해서 상기 캐리어 롤러의 회전수 및 캐리어 롤러에 설치된 베어링의 온도를 감지하는 단계, (c) 상기 (b)단계에서 감지된 회전수 및 온도를 미리 설정된 한계 회전수 및 한계 온도와 비교하는 단계 및 (d) 상기 (c)단계의 비교결과에 기초해서 상기 캐리어 롤러의 고장 발생 여부를 진단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템에 의하면, 컨베이어 시스템에 적용된 각 캐리어 롤러의 소착으로 인한 고장 발생 상태를 진단할 수 있다는 효과가 얻어진다.
즉, 본 발명에 의하면, 각 캐리어 롤러에 설치된 회전감지센서와 온도감지센서를 이용해서 캐리어 롤러의 회전수 및 베어링의 온도를 감지하고, 미리 설정된 한계 회전수 및 한계 온도와 비교해서 캐리어 롤러의 고장 진단을 수행할 수 있다는 효과가 얻어진다.
그리고 본 발명에 의하면, 캐리어 롤러의 회전력을 이용해서 전기에너지를 발생하고, 이를 감지부 및 진단부의 구동전원으로 공급하여 별도의 전원공급 없이도 감지부와 진단부를 동작시켜 고장 진단을 수행할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템의 블록 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 컨베이어 시스템의 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 캐리어 롤러와 발전부의 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템 및 그의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템의 블록 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 롤러축에 회전 가능하게 설치되는 캐리어 롤러(11), 캐리어 롤러(11)의 회전수와 캐리어 롤러(11)의 양측에 설치된 베어링의 온도를 감지하는 감지부(12), 캐리어 롤러(11)의 회전력을 이용해 전기에너지를 발생하는 발전부(13) 및 감지부(12)의 감지신호를 이용해서 캐리어 롤러(11)의 고장 발생 여부를 진단하는 진단부(14)를 포함한다.
이와 함께, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템(10)은 각 캐리어 롤러(11)의 동작 상태를 모니터링하는 관제단말(20)과 감지부(12)에서 감지된 감지신호를 관제단말(20)로 전송하는 통신부(15)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 2는 도 1에 도시된 컨베이어 시스템의 구성도이다.
컨베이어 시스템(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 이송물이 적재된 위치에 근접하게 설치되고 모터의 구동에 의해 구동되는 구동롤러(16), 이송물을 이송하고자 하는 위치에 근접하여 회전 가능하게 설치되는 종동롤러(17) 및 구동롤러(16)와 종동롤러(17)를 연결하는 벨트(18)를 포함하고, 구동롤러(16)와 종동롤러(17) 사이에는 벨트(18)와 접촉되어 회전하는 다수의 캐리어 롤러(11)가 설치된다.
캐리어 롤러(11)는 벨트(18)의 회전방향과 직각 방향으로 미리 설정된 간격만큼 이격되어 다수 개가 설치될 수 있다.
특히, 캐리어 롤러(11)는 이송물이 벨트(18) 외부로 낙하하는 것을 방지하도록 수평 방향으로 설치되는 수평롤러(111)와 수평롤러(111)의 양측에 각각 벨트(18)의 중앙부를 향해 경사지게 설치되는 한 쌍의 경사롤러(112)를 포함할 수 있다.
이를 위해, 구동롤러(16)와 종동롤러(17) 사이에는 벨트(19)의 회전방향과 직각 방향을 따라 다수의 롤러축(19)이 설치되고, 각 롤러축(19)은 각각 수평롤러(111)와 경사롤러(112)에 대응되도록 중앙부에 수평으로 설치되는 수평축(191)과 수평축(191)의 양측에 수평축(191)을 향해 경사지게 설치되는 한 쌍의 경사축(192)을 포함할 수 있다.
본 실시 예에서는 수평축(191)에 설치되는 수평롤러(111)를 이용해서 캐리어 롤러(11)의 구성을 설명하지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 경사축(192)에 설치되는 경사롤러(112)에도 동일하게 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.
그리고 본 실시 예에서는 발전부(12)가 캐리어 롤러(11) 내부에 설치되는 것으로 설명하지만, 본 발명은 발전부(12)를 캐리어 롤러(11)의 외부에 설치하도록 변경될 수 있음에 유의하여야 한다.
도 2 및 도 3을 참조하여 캐리어 롤러와 발전부의 구성을 상세하게 설명한다.
도 3은 도 2에 도시된 캐리어 롤러와 발전부의 단면도이다.
캐리어 롤러(11)는 롤러축(19)에 회전 가능하게 결합되는 롤러관체(30), 롤러관체(30)의 양단에 일체로 형성되는 앤드캡(40) 및 롤러축(19)의 양단에서 내측으로 일정 간격만큼 이격되어 설치되고 롤러관체(30)를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 베어링(50)을 포함할 수 있다.
롤러축(19)은 롤러관체(30)의 정중앙에 배치되고, 강성을 유지하도록 고강성 플라스틱과 같은 합성수지 재질 또는 강재를 이용해서 제조될 수 있다.
롤러축(19)의 양단은 컨베이어 시스템의 장착대(도면 미도시)에 장착될 수 있다.
이러한 롤러축(19)은 강성유지를 위해 금속 재질인 강재 또는 고강성 플라스틱 등으로 제작되고, 중공축으로 형성될 수 있다.
롤러관체(30)는 원통 형상 또는 원기둥 형상으로 형성되어 캐리어 롤러(11)의 외관을 형성한다.
롤러관체(30)는 롤러축(19)에 회전 가능하게 결합되고, 외면에 접촉되는 벨트(18)의 회전동작에 따라 회전운동한다.
이러한 롤러관체(30)는 합성수지 재질 또는 내부식성을 갖는 금속 재질의 재료로 제작될 수 있다.
앤드캡(40)은 롤러관체(30)의 양단 내측에 설치되고, 베어링(50)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다.
앤드캡(40)의 상부 및 하부는 각각 단면이 대략 'ㄷ' 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 앤드캡(40)은 롤러관체(30)와 수직 방향으로 설치되는 수직부(41)와 수직부(41)의 상단 및 하단에 각각 롤러관체(21)와 나란하게 형성되는 제1 및 제2 수평부(42,43)를 포함할 수 있다.
제1 수평부(42)는 롤러관체(21)의 내경에 대응되는 외경 또는 롤러관체(21)의 내경보다 약간 큰 외경으로 형성되어 롤러관체(21)의 양측단 내측에 억지끼움 결합될 수 있다.
제2 수평부(43)는 베어링(50)의 외경에 대응되는 내경 또는 베어링(50)의 외경보다 약간 작은 내경으로 형성되어 베어링(50)의 외측에 억지끼움 결합될 수 있다.
제2 수평부(43)의 내주면에는 베어링(50)의 위치를 고정하도록 단턱(44)이 형성될 수 있다.
이와 같이 구성되는 앤드캡(40)의 외측 및 내측에는 각각 앤드캡(40)의 외측 및 내측을 차폐하는 제1 및 제2 커버(45,46)가 결합될 수 있다.
그리고 앤드캡(40)의 외면에는 제1 커버(45)와 결합되어 제1 실링부(47)를 형성하는 하우징 부재(48)가 결합될 수 있다.
하우징 부재(48)는 외측에 형성되어 앤드캡(40)의 제2 수평부(44) 선단에 결합되는 환원부(481) 및 환원부(481)의 중앙측에 형성되고 제1 커버(45)에 결합되어 제1 실링부(47)를 형성하도록 하나 이상의 돌출부(482)가 형성되는 홈부(483)를 포함할 수 있다.
홈부(483)는 제1 커버(45)와의 관계에서 제1 실링부(47)인 래비린스(labylinth) 실을 형성할 수 있다.
본 실시 예에서 제1 커버(45)와 하우징 부재(48)는 요철 맞물림 결합 방식으로 체결될 수 있다.
이를 위해, 제1 커버(45)에는 홈부(483)에 대응되는 형상으로 요철돌기부(451)가 형성될 수 있다.
여기서, 돌출부(482)는 반지름 방향으로 외향 경사지도록 형성되고, 요철돌기부(451)는 반지름 방향으로 내향 경사지도록 형성될 수 있다.
그래서 하우징 부재(48)에 대해 제1 커버(45)를 접촉시켜 가압하면, 제1 커버(45)의 요철돌기부(451)와 하우징 부재(48)의 홈부(483)에 형성된 돌출부(482)가 상호 요철 맞물림 결합된다.
이에 따라, 하우징 부재(48)와 제1 커버(45) 사이, 즉 베어링(50)의 외측에 제1 실링부(47)가 형성된다.
이와 같이, 본 발명은 하우징 부재와 환원부에 각각 돌출부와 요철돌기부를 마련하고, 돌출부와 요철돌기부를 경사지게 형성하여 상호 요철 맞물림 결합 방식으로 견고하게 결합할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 하우징 부재가 롤러관체와 일체로 회전할 때 발생하는 원심력에 의해, 홈부에 잔류할 수 있는 수분 또는 분진 등이 반지름 방향으로 외향 이동시켜 롤러 외부의 먼지나 이물질에 의하여 베어링이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 커버(45)와 하우징 부재(48)에 각각 결합돌기(도면 미도시)와 결합홈(도면 미도시)을 형성하는 방식과 같이, 다양한 체결 방식을 적용해서 제1 커버(45)와 하우징 부재(48)를 체결하도록 변경될 수 있다.
한편, 하우징 부재(48)는 탄성 변형 가능하도록 합성수지 재질의 재료로 제조될 수 있다.
이에 따라, 롤러축(20)과 앤드캡(40)의 중심선이 상호 일치하지 않거나 서로 경사지는 현상이 발생하는 경우, 합성수지 재질의 재료로 제조된 하우징 부재(48)가 변형되면서 베어링(50)에 발생하는 미스얼라인먼트(misalignment)를 보상할 수 있다.
그리고 제1 커버(45)는 금속 재질의 재료를 이용해서 제조되거나, 합성수지 재질의 재료를 이용해서 사출 성형방식으로 제조될 수 있다.
제2 커버(46)는 대략 원판 형상으로 형성되고, 체결볼트에 의해 앤드캡(40) 내측면에 결합된다.
제2 커버(46)에는 아래에서 설명할 감지부(12)의 자석(122)이 설치될 수 있다.
이러한 제2 커버(46)는 금속 재질의 재료를 이용해서 제조되거나, 합성수지 재질의 재료를 이용해서 사출 성형방식으로 제조될 수 있다.
그리고 제2 커버(46)의 하단부는 롤러축(20)에 근접하게 연장 형성되어 롤러축(20)과 베어링(50) 사이 공간에 롤러관체(30) 내부의 먼지나 이물질이 유입되는 것을 차단하는 제2 실링부(49)를 형성할 수 있다.
베어링(50)은 롤러축(19)에 체결되어 롤러관체(30)를 회전 가능하게 지지하는 기능을 한다.
예를 들어, 베어링(50)은 볼베어링이나 롤러 베어링과 같은 구름베어링으로 마련될 수 있다.
이러한 베어링(50)은 롤러축(20)의 외경면에 내경면이 접촉되는 내륜(51)과 앤드캡(40)의 제2 수평부(43)에 외경면이 접촉되는 외륜(52)을 포함할 수 있다.
감지부(12)는 베어링(50)의 온도를 감지하는 온도감지센서(121) 및 제2 커버(46)에 설치되어 회전운동하는 자석(122)을 감지하여 캐리어 롤러(11)의 회전수를 감지하는 회전감지센서(123)를 포함할 수 있다.
온도감지센서(121)는 베어링(50)의 온도를 직접 감지할 수 있도록 베어링(50)의 내륜(51)이나 롤러축(19)에 설치될 수 있다.
회전감지센서(123)는 회로기판(60)으로부터 제2 커버(16)를 향해 연장되는 브래킷이나 암에 설치되고, 회전하는 자석(122)을 감지하여 캐리어 롤러(11)의 회전수를 감지할 수 있다.
한편, 도 3에는 하나의 온도감지센서(121)만이 도시되어 있지만, 본 발명은 한 쌍으로 마련되는 각 베어링(50)의 온도를 감지하여 고장 발생 여부를 진단할 수 있도록 한 쌍의 온도감지센서(121)를 구비하는 것이 바람직하다.
발전부(13)는 앤드캡(40)에 결합된 제2 커버(46)에 결합되고 앤드캡(40) 및 롤러관체(30)와 함께 회전 운동하는 회전기어(131), 회전기어(131)와 맞물리는 구동기어(132) 및 구동기어(132)의 회전력을 전달받아 전기에너지를 발생하는 발전기(133)를 포함할 수 있다.
구동기어(132)는 발전기(133)의 회전축에 설치되고, 회전기어(131)와 맞물려서 캐리어 롤러(11)의 회전력을 발전기(133)로 전달하는 기능을 한다.
이에 따라, 발전기(133)는 캐리어 롤러(11)의 회전운동을 이용해서 전기에너지를 발생하고, 발생된 전기에너지를 감지부(12)와 진단부(14) 및 통신부(15)의 구동전원으로 공급할 수 있다.
한편, 발전기(133)는 롤러축(19)에 고정되는 회로기판(60)과 전기적으로 연결될 수 있다.
회로기판(60)에는 진단부(14)가 설치되고, 진단부(14)는 감지부(12) 및 통신부(15)와 전선을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
진단부(14)는 감지부(12)에서 감지된 캐리어 롤러(11)의 회전수와 베어링(50)의 온도를 각각 미리 설정된 기준회전수 및 기준온도와 비교하고, 비교 결과에 따라 고장 진단 신호를 발생한다.
예를 들어, 진단부(14)는 감지부(12)에서 감지된 캐리어 롤러(11)의 회전수가 기준회전수, 예컨대 약 500rpm보다 약 40% 이상 감소하여 한계범위를 벗어나면, 캐리어 롤러(11)의 소착으로 인한 고장발생 상태로 진단할 수 있다.
그리고 진단부(14)는 감지부(12)에서 감지된 베어링(50)의 감지온도가 기준온도, 예컨대 상온으로부터 약 30℃ 이상 상승하여 한계온도를 초과하면, 캐리어 롤러(11)의 소착으로 인한 고장발생 또는 화재 발생 상태로 진단할 수 있다.
한편, 진단부(14)는 동일선 상에 설치된 수평롤러(111)와 한 쌍의 경사롤러(112) 중에서 하나에만 마련되고, 전체 롤러(111,112)에 각각 마련된 감지부(12)의 감지신호를 전달받아 전체 롤러(111,112)의 고장발생 여부를 진단할 수 있다.
그리고 장착대의 일측에는 캐리어 롤러(11)의 고장 발생 시 경고음을 발생하거나 경고등을 점등하는 경고부(도면 미도시)가 마련될 수 있다.
상기 경고부는 진단부(14)의 고장 진단 신호에 따라 경고음을 출력하거나 경고등을 점등하여 캐리어 롤러(11)의 고장 발생 사실을 안내하는 기능을 한다.
통신부(15)는 진단부(14)로부터 전달되는 감지신호를 관제단말(20)로 송신하고, 관제단말(20)의 제어신호를 수신해서 구동롤러(16)를 구동하는 모터에 전달할 수 있다.
예를 들어, 통신부(15)는 각 캐리어 롤러(11)의 진단부(14)로부터 감지신호 및 고장 진단 신호를 전달받아 실시간으로 관제단말(20)로 송신하거나, 통신부하를 최소화하기 위해 전달받은 신호를 그룹핑해서 미리 설정된 설정시간 간격마다 주기적으로 송신할 수도 있다.
관제단말(20)은 통신부(15)와 통신을 수행하는 통신모듈(21), 캐리어 롤러(11)의 동작상태 및 고장 발생 여부를 표시하는 표시부(22) 및 진단부(14)로부터 전달되는 고장 진단 신호와 감지신호를 이용해서 캐리어 롤러(11)의 동작 상태를 감시하고 캐리어 롤러(11)의 정상 동작시 동작 상태와 고장발생 시 고장 상태를 표시하도록 표시부(22)의 동작을 제어하는 제어부(23)를 포함할 수 있다.
표시부(22)는 캐리어 롤러(11)의 동작 상태를 표시하는 표시패널, 경고음을 출력하는 스피커 및 경고등을 점등하는 점등유닛을 포함할 수 있다.
다음, 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템의 제어방법을 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템의 제어방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.
도 4의 S10단계에서 관제단말(20)은 전원스위치가 온 조작되면, 컨베이어 시스템(10)을 구동하기 위한 제어신호를 발생하고, 통신모듈(21)을 통해 통신부(15)로 송신하도록 제어한다.
구동롤러(16)를 구동하는 모터는 관제단말(20)의 제어신호에 따라 공급전원을 공급받아 구동되어 구동롤러(16)를 회전시킨다.
그러면, 구동롤러(16)와 종동롤러(17) 사이에 연결된 벨트(18)가 회전하면서, 벨트의 상면에 안착된 이송물을 이송한다.
구동롤러(16)와 종동롤러(17) 사이에 설치된 다수의 캐리어 롤러(11)는 벨트(18)와 접촉된 상태에서 회전한다.
이때, 발전부(13)의 회전기어(131)는 캐리어 롤러(11)의 회전력을 전달받아 회전하고, 발전기(133)는 회전기어(131)에 맞물린 구동기어(132)의 회전력을 이용해서 전기에너지를 발생해서 감지부(12), 진단부(14) 및 통신부(15)의 구동전원으로 공급한다(S12).
각 캐리어 롤러(11)에 마련된 회전감지센서(123)는 캐리어 롤러(11)의 제2 커버(46)에 설치된 자석(122)을 감지해서 캐리어 롤러(11)의 회전수를 감지하고, 온도감지센서(121)는 베어링(50)의 온도를 감지해서 감지신호를 동일선 상에 마련된 수평롤러(111)와 한 쌍의 경사롤러(112) 중에서 어느 하나에 마련된 진단부(14)로 전달한다(S14).
진단부(14)는 회전감지센서(123)와 온도감지센서(121)에서 전달되는 감지신호를 관제모듈(20)로 전송하고, 관제모듈(20)은 감지신호를 수신해서 표시패널의 화면에 표시함으로써, 관리자는 실시간으로 캐리어 롤러(11)의 동작상태를 모니터링할 수 있다.
S16단계에서 진단부(14)는 감지된 캐리어 롤러(11)의 회전수가 미리 설정된 기준회전수의 한계범위를 비교하고, 한계범위에 속하는지 여부를 검사한다.
만약, S16단계의 검사결과 감지된 캐리어 롤러(11)의 회전수가 한계범위 이내이면, S18단계로 진행한다.
S18단계에서 진단부(14)는 감지된 베어링(50)의 온도와 미리 설정된 기준온도의 한계온도를 비교하고, 한계온도 이하인지 여부를 검사한다.
만약, S18단계의 검사결과 감지된 베어링의 온도가 한계온도 이하이면, S28단계로 진행한다.
반면, S16단계와 S18단계의 검사결과, 감지된 캐리어 롤러(11)의 회전수가 한계범위를 벗어나거나 감지된 베어링(50)의 온도가 한계온도를 초과하면, 진단부(14)는 캐리어 롤러(11)의 소착으로 인한 고장 발생 상태로 진단한다(S20).
그래서 진단부(14)는 각 캐리어 롤러(11)의 일측에 마련된 경고부를 동작시켜 경고음을 출력하거나 경고등을 점등하도록 제어할 수 있다(S22).
이어서, 진단부(14)는 고장 진단 신호를 발생하고, 통신부(15)는 고장 진단 신호를 관제단말(20)로 송신한다(S24).
그러면, 관제단말(20)의 통신모듈(21)은 고장 진단 신호를 수신하고, 제어부(23)는 고장 진단 신호에 따라 해당 캐리어 롤러(11)의 고장발생 사실을 표시패널의 화면에 표시하도록 표시부(22)의 동작을 제어한다(S26).
이때, 제어부(23)는 컨베이어 시스템(10)의 구동을 중지시키기 위한 제어신호를 발생해서 모터의 구동을 중지하도록 제어할 수 있다.
이에 따라, 관리자는 고장 진단된 캐리어 롤러(11)의 위치를 확인하고, 신속하게 고장 진단된 캐리어 롤러(11)를 수리하거나 교체할 수 있다.
한편, S16단계 및 S18단계의 검사결과 각 캐리어 롤러(11)가 정상 동작하는 경우, S28단계에서 제어부(23)는 구동롤러(16)의 구동을 중지시키기 위한 중지명령이 입력되거나 전원스위치가 오프 조작되는지 여부를 검사하고, 중지명령이 입력되거나 전원스위치가 오프 조작될 때까지 S12단계 내지 S28단계를 반복 수행하도록 제어한다.
만약, S28단계의 검사결과, 구동롤러(16)의 중지 명령이 입력되거나 전원스위치가 오프 조작되면, 제어부(22)는 구동롤러(11)의 구동을 중지시키고 컨베이어 시스템(10)의 작동을 종료하도록 제어한다.
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 컨베이어 시스템에 적용된 각 캐리어 롤러의 소착으로 인한 고장 발생 상태를 진단할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
상기의 실시 예에서는 발전부 및 감지부가 캐리어 롤러 내부에 마련되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 본 발명은 캐리어 롤러의 외측에 회전기어를 설치하고, 발전기를 캐리어 롤러 외부에 설치하도록 변경될 수 있다.
그리고 본 발명은 회전감지센서를 캐리어 롤러의 외부에 설치하도록 변경될 수도 있다.
본 발명은 컨베이어 시스템에 적용된 각 캐리어 롤러의 소착으로 인한 고장 발생 상태를 진단하는 기술에 적용된다.
10: 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템
11: 캐리어 롤러 111: 수평롤러
112: 경사롤러 12: 감지부
121: 온도감지센서 122: 자석
123: 회전감지센서 13: 발전부
131: 회전기어 132: 구동기어
133: 발전기 14: 진단부
15: 통신부 16: 구동롤러
17: 종동롤러 18: 벨트
19: 롤러축 191: 수평축
192: 경사축 20: 관제단말
21: 통신모듈 22: 표시부
23: 제어부 30: 롤러관체
40: 앤드캡 41: 수직부
42,43: 제1 및 제2 수평부 44: 단턱
45: 제1 커버 451: 요철돌기부
46: 제2 커버 461: 결합돌부
47: 제1 실링부 48: 하우징 부재
481: 환원부 482: 돌출부
483: 홈부 49: 제2 실링부
50: 베어링 51: 내륜
52: 외륜 53: 지지부재
60: 회로기판

Claims (8)

  1. 구동롤러와 종동롤러 사이에 미리 설정된 만큼 이격되어 회전 가능하게 설치되는 다수의 캐리어 롤러,
    상기 캐리어 롤러의 회전수와 캐리어 롤러의 양측에 설치된 베어링의 온도를 감지하는 감지부,
    상기 감지부의 감지신호를 이용해서 상기 캐리어 롤러의 고장 발생 여부를 진단하는 진단부,
    상기 캐리어 롤러의 회전력을 이용해 전기에너지를 발생해서 상기 감지부와 진단부의 구동전원으로 공급하는 발전부,
    각 캐리어 롤러의 동작 상태를 모니터링하는 관제단말 및
    상기 감지부에서 감지된 감지신호를 상기 관제단말로 전송하는 통신부를 포함하며,
    상기 캐리어 롤러는 롤러축에 회전 가능하게 결합되는 롤러관체,
    상기 롤러관체의 양단에 일체로 형성되는 앤드캡 및
    상기 롤러축의 양단에서 내측으로 일정 간격만큼 이격되어 설치되고 상기 롤러관체를 회전 가능하게 지지하는 한 쌍의 베어링을 포함하고,
    상기 앤드캡의 외측 및 내측에는 각각 상기 앤드캡의 외측 및 내측을 차폐하는 제1 및 제2 커버가 결합되며,
    상기 감지부는 회로기판으로부터 상기 캐리어 롤러의 제2 커버를 연장되는 위치에 설치되고 상기 제2 커버에 설치되는 자석을 감지하여 상기 캐리어 롤러의 회전수를 감지하는 회전감지센서와
    상기 한 쌍의 베어링의 내륜 또는 롤러축에 설치되고 상기 한 쌍의 베어링의 온도를 각각 감지하는 온도감지센서를 포함하고,
    상기 발전부는 상기 앤드캡에 결합된 제2 커버에 결합되고 상기 앤드캡 및 롤러관체와 함께 회전 운동하는 회전기어,
    상기 회전기어와 맞물리는 구동기어 및
    상기 구동기어의 회전력을 전달받아 전기에너지를 발생하는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 감지부에서 감지된 신호를 실시간으로 전송하거나, 미리 설정된 시간간격에 따라 주기적으로 전송하는 것을 특징으로 하는 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 관제단말은
    상기 통신부와 통신을 수행하는 통신모듈,
    상기 캐리어 롤러의 동작상태 및 고장 발생 여부를 표시하는 표시부 및
    상기 진단부로부터 전달되는 고장 진단 신호와 감지신호를 이용해서 캐리어 롤러의 동작 상태를 감시하고 캐리어 롤러의 정상 동작시 동작 상태와 고장발생 시 고장 상태를 표시하도록 상기 표시부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템.
  6. (a) 구동롤러와 종동롤러 사이에 설치되고 벨트의 회전에 의해 회전운동하는 캐리어 롤러의 회전력을 이용해서 전기에너지를 발생하는 단계,
    (b) 상기 (a)단계에서 발생된 전기에너지를 감지부에 공급하고, 상기 감지부를 이용해서 상기 캐리어 롤러의 회전수 및 캐리어 롤러에 설치된 베어링의 온도를 감지하는 단계,
    (c) 상기 (b)단계에서 감지된 회전수 및 온도를 미리 설정된 한계 회전수 및 한계 온도와 비교하는 단계 및
    (d) 상기 (c)단계의 비교결과에 기초해서 상기 캐리어 롤러의 고장 발생 여부를 진단하는 단계를 포함하고,
    상기 감지부의 회전감지센서는 회로기판으로부터 상기 캐리어 롤러의 제2 커버를 연장되는 위치에 설치되고 상기 제2 커버에 설치되는 자석을 감지하여 상기 캐리어 롤러의 회전수를 감지하며,
    온도감지센서는 상기 한 쌍의 베어링의 내륜 또는 롤러축에 설치되고 상기 한 쌍의 베어링의 온도를 각각 감지하고,
    상기 (d)단계에서 진단부는 상기 캐리어 롤러의 고장 발생 상태로 진단되면, 고장진단 신호를 발생해서 통신부를 통해 관제단말로 전송하며,
    상기 관제단말은 상기 고장진단 신호가 수신되면, 고장진단된 캐리어 롤러의 위치를 표시패널의 화면에 표시하는 것을 특징으로 하는 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템의 제어방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    (e) 상기 (d)단계에서 고장 발생 상태로 진단되면, 상기 캐리어 롤러의 일측에 마련된 경고부를 동작시켜 경고음을 출력하거나, 경고등을 점등하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고장 진단이 가능한 컨베이어 시스템의 제어방법.
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