KR101736179B1 - 형강 적재장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일련의 가공공정이 완료된 길이가 긴 형강 부재를 적재대에 적재하기 위한 형강 적재장치에 있어서,
일련의 가공장치와 연속하여 배치되며, 가공공정이 완료된 형강을 형강의 길이방향(수평종방향)으로 이송하기 위한 복수개의 가이드 롤러; 상기 복수개의 가이드 롤러의 일측에 상기 가이드 롤러의 상부에 위치하는 형강의 낙하를 방지하는 지지부; 상기 복수개의 가이드 롤러의 상부에 위치하는 형강을 형강의 폭방향(수평횡방향)으로 이송하기 위한 이송부;를 포함하는 형강 이송장치;를 포함하는 형강 적재장치에 대한 것으로, 길이가 긴 금속 형강 부재를 적재대에 적재함에 있어서, 자유낙하에 의한 충격으로 인해 소음발생 및 형태가 손상되지 않도록 자동화에 의한 연속적인 공정으로 적재대에 적재할 수 있는 효과가 있다.

Description

형강 적재장치{A device for loading steel}

본 발명은 형강 적재장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 형강과 같은 길이가 긴 부재를 적재대에 적재함에 있어 소재에 충격을 가하지 않으면서도 연속적인 적재가 자동으로 이루어지도록 형강 이송장치 및 적재 완충장치를 포함하는 형강 적재장치에 관한 것이다.

일반적으로 건축, 토목 및 기계산업 분야 등에 이용되는 형강(shape steel) 또는 봉강(steel bar)은 단면형상에 따라 원형, 각형 등 그 형상이 매우 다양하며 탄소강, 스테인리스, 알루미늄 합금 등 소재도 다양하다.

이러한 형강은 압연, 압출 또는 인발공정 등을 통해 제조할 수 있으며, 이러한 형강을 제조하기 위한 공정 등에는 소재의 가공성 및 작업성을 향상시키기 위해, 다양한 열처리 공정을 포함하고 있다.

예를 들어, 환봉 형태의 금속소재를 중간소재로 인발 가공한 후, 가공된 중간소재를 재차 인발 가공하여, 형강의 일 예인 리니어 모션 가이드(Linear Motion Guide)를 가공하기 위한 엘엠 가이드 가공방법에서는 1차열처리 공정→필링 공정→포인팅 공정→1차 숏 공정→1차 피막 공정→1차 인발 공정으로 이루어지는 단계를 통해 환봉 형상의 금속소재를 중간소재로 인발 가공하는 제1공정을 거친 후, 2차 열처리 공정→2차 숏 공정→2차 피막 공정→2차 인발 공정으로 이루어지는 단계를 통해 제2공정을 거친 후, 상기 제2공정을 거친 소재를 열처리하는 제3공정을 실시하여 완제품인 LM 가이드 레일로 인발 성형하는 공정을 개시한다.

이때, 상기 제1공정 내지 제3공정이 연속적으로 처리되면 바람직할 것이나, 이들 공정을 연속적으로 처리하기 위해서는, 각각의 공정을 수행할 설비들을 일렬로 배치할 수 있는 넓은 공간이 필요하기 때문에, 이들 제1공정 내지 제3공정이 연속적이 아닌 순차적으로 이루어지게 된다.

즉, 제1공정의 최종 공정인 1차 인발 공정을 마친 소재들을 적재대에 계속해서 적재하고, 상기 적재대에 일정 양의 소재가 적재되면, 이들을 제2공정을 수행하는 설비로 이동시켜 제2공정을 수행하게 된다.

또한, 제2공정의 최종 공정인 2차 인발 공정을 마친 소재들을 적재대에 계속해서 적재하고, 상기 적재대에 일정 양의 소재가 적재되면, 이들을 제3공정을 수행하기 위한 설비로 이동시켜 제3공정을 수행하여 제품을 완성하게 된다.

또한, 제3공정의 최종 공정인 열처리 공정을 마친 소재들을 적재대에 계속해서 적재하고, 상기 적재대에 일정 양의 소재가 적재되면, 이들을 완제품 보관 장소로 이동시키게 된다.

이렇게 형강의 제조공정에서는 일련의 공정들을 마친 중간소재 또는 완제품 등의 일정 양을 다음 공정으로 이동시키기 위해 적재과정이 필요하다.

그러나 단면적이 작고 길이가 긴 금속의 형강 부재가 적재대에 적재됨에 있어서, 형강의 자유낙하에 의한 충격으로 인해 소음발생 및 형강의 소재특성이 나빠지거나 휘거나 형태가 손상되는 문제점이 발생할 수 있다.

특히, 열처리 공정을 거쳐 고온 상태이거나 강도가 약한 알루미늄 소재의 형강이라면 적재대에 적재하는 과정이 수작업으로 이루어지기 어렵고 적재과정에서 시간과 비용도 많이 소비되는 문제점이 있다.

따라서, 길이가 긴 형강 부재의 적재과정이 연속적이고 자동화된 과정으로 이루어져야 할 필요성이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 길이가 긴 금속 형강 부재를 적재대에 적재함에 있어서, 자유낙하에 의한 충격으로 인해 소음발생 및 형태가 손상되지 않도록 적재하는 형강 적재장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 길이가 긴 형강 부재를 적재대에 층층이 적재함에 있어서 소재에 충격을 가하지 않으면서 연속적인 공정에 의해 적재가 자동으로 이루어지도록 하는 형강 적재장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 일련의 가공공정이 완료된 길이가 긴 형강 부재를 적재대에 적재하기 위한 형강 적재장치에 있어서, 일련의 가공장치와 연속하여 배치되며, 가공공정이 완료된 형강을 형강의 길이방향(수평종방향)으로 이송하기 위한 복수개의 가이드 롤러; 상기 복수개의 가이드 롤러의 일측에 상기 가이드 롤러의 상부에 위치하는 형강의 낙하를 방지하는 지지부; 상기 복수개의 가이드 롤러의 상부에 위치하는 형강을 형강의 폭방향(수평횡방향)으로 이송하기 위한 이송부;를 포함하는 형강 이송장치; 를 포함하는 형강 적재장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 적재대와 함께 배치되어, 상기 형강 이송장치로부터 자유낙하하는 형강의 충격을 흡수하는 완충바; 상기 완충바의 높낮이를 조절하는 높이조절장치; 및, 상기 완충바에 적재된 무게를 감지하는 무게센서;를 포함하는 적재 완충장치; 를 더 포함하는 형강 적재장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 이송부는, 상기 가이드 롤러의 상부에 위치하는 형강을 형강의 폭방향(수평횡방향)으로 가이드 하기 위한 이송벨트; 상기 이송벨트와 맞물려 이송벨트를 회전시키는 복수개의 회전축; 및 상기 이송벨트 상부에 위치하는 형강의 낙하를 제어하는 스토퍼를 포함하고, 상기 복수개의 회전축 중에 적어도 하나 이상의 회전축(152)은 구동모터의 동력을 제공받는 구동축인 형강 적재장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 스토퍼는, 상기 이송벨트의 상부에 위치하는 형강의 이송방향과 대향하는 대향면; 및 상기 대향면의 각도를 조절하는 각도조절축(을 포함하는 형강 적재장치를 제공한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 길이가 긴 금속 형강 부재를 적재대에 적재함에 있어서, 자유낙하에 의한 충격으로 인해 소음발생 및 형태가 손상되지 않도록 적재대에 적재할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 일련의 공정들을 마친 중간소재 또는 완제품 등의 금속 형강의 일정 양을 적재하여 다음 공정으로 이동시키기 위한 적재과정이 자동화에 의해 연속적으로 진행되므로, 생산성이 증대되고 불필요한 인력낭비가 줄어드는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 적재대를 도시한 도면이다.
도 2a는 본 발명에 따른 형강 이송장치를 도시한 사시도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 형강 이송장치 및 적재대를 도시한 사시도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 적재 완충장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 적재 완충장치가 도 2b에 적용된 사시도이다.
도 3c는 도 3b의 적재 완충장치를 X축 방향에서 본 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 적재 완충장치의 작동원리를 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 형강 적재장치의 형강 이송 및 적재과정을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 적재대를 도시한 도면이다.

도 1은, 길이가 긴 부재를 적재하기 위한 일반적인 구조의 형강 적재대(10)로써 적어도 둘 이상의 적재부(10-1, 10-2...)를 포함하고, 상기 각각의 적재부(10-1, 10-2...)는 수직지지부(11) 및 수평지지부(13)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 수직지지부(11)는 제1수직지지부(11a) 및 제2수직지지부(11b)를 포함하고, 상기 수평지지부(13)가 상기 제1수직지지부(11a) 및 상기 제2수직지지부(11b) 사이를 연결하도록 구비된다.

이때, 상기 수직지지부(11)는 적재되는 형강(1)이 적재대의 전방(도 1의 X축 양의 방향) 또는 후방(도 1의 X축 음의 방향)으로 이탈하는 것을 방지하고, 상기 수평지지부(13)는 형강(1)이 하부(도 1의 Z축 방향)로 이탈하는 것을 방지하여 적재될 수 있도록 한다. 즉, 형강(1)은 상기 수직지지부(11)와 수평지지부(13) 사이에 형성되는 적재공간(12)에 적재될 수 있다.

또한, 길이가 긴 형강부재는 제조 중간공정을 거친 후에 다음 공정으로 이동하기 위해 적재대(10)에 적재 및 적재가 완료된 경우 다음 공정으로의 이동과정이 필요하고, 일련의 제조공정을 통해 완제품으로 최종 생산되더라도 적재 및 이동하는 과정이 역시 필요하다.

따라서, 상기 적재대(10)는 형강을 적재한 후 이송이 원활하게 이루어질 수 있도록 적재대 저부에 이동수단(15)을 더 포함할 수 있으며, 이를 도 1에서는 바퀴수단으로 도시하였다.

한편, 단면적이 작고 길이가 긴 금속의 형강 부재를 적재대에 층층이 적재하는 과정은 결코 쉬운 일이 아니며, 적재대의 수평지지부(13) 및 상기 수평지지부 양단의 수직지지부(11)가 마련하는 적재공간(12)에 계속해서 층층이 쌓아올리게 되는데, 이때 수평지지부(13) 양단에 형강을 쌓아 올리고, 쌓아 올린 형강의 전후이탈을 방지하고자 일정한 높이로 수직지지부(11)가 형성되기 때문에 초기 적재과정에서는 상기 수평지지부(13)로부터 수직지지부(11) 상단까지 이르는 고유 높이(h1)에 의해 형강(1)의 자유낙하에 따른 소음발생 및 낙하시 충격에 의해 형강의 변형 또는 소재특성이 나빠지는 문제점이 발생할 수 있다.

특히, 열처리 공정을 거쳐 고온 상태이거나 강도가 약한 알루미늄 소재의 형강이라면 적재대에 적재하는 과정이 수작업으로 이루어지기 어렵고 적재과정에서 시간과 비용도 많이 소비되는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 길이가 긴 형강 부재의 적재대 지지부에 의한 적재 높이(h1)로 인해 자유낙하에 따른 소음과 충격에 의한 변형을 방지하면서 적재과정이 연속적이고 자동화된 과정으로 이루어지도록 하는 형강 적재장치를 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 형강 적재장치는, 후술하는 도면을 참조한 바 형강 이송장치(100) 및 적재 완충장치(200)를 포함하여 구성된다.

도 2a는 본 발명에 따른 형강 이송장치를 도시한 사시도이다.

도 2b는 본 발명에 따른 형강 이송장치 및 적재대를 도시한 사시도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조한 바, 상기 형강 이송장치(100)는,

일련의 가공공정이 완료된 형강을 형강의 길이방향(또는 수평종방향, 도 2a의 Y축 방향)으로 이송하기 위한 복수개의 가이드 롤러(120);

상기 복수개의 가이드 롤러(120)의 일측에 상기 가이드 롤러의 상부에 위치하는 형강의 낙하를 방지하는 지지부(110); 및

상기 복수개의 가이드 롤러(120)의 상부에 위치하는 형강을 형강의 폭방향(또는 수평횡방향, 도 2a의 X축 방향)으로 즉, 적재대(10)로 이송하기 위한 이송부(150)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 이송부(150)의 이송방향은 형강의 폭방향(또는 수평횡방향, 도 2a의 X축 방향)이되, 상기 폭방향은 상기 가이드 롤러(120)의 타측 방향, 즉 상기 가이드 롤러의 지지부(110)가 마련된 일측과는 반대 방향을 의미하며, 상기 적재대(10)는 상기 지지부(110)가 마련되지 않은 상기 가이드 롤러(120)의 타측에 배치하여 상기 형강 이송장치(100)로부터 형강의 자동적이고 연속적인 적재가 이루어질 수 있다.

계속해서 상기 이송부(150)는,

상기 가이드 롤러(120)의 상부에 위치하는 형강을 형강의 폭방향(또는 수평횡방향, 도 2a의 X축 방향)으로 가이드 하기 위한 이송벨트(151);

상기 이송벨트(151)와 맞물려 이송벨트를 회전시키는 복수개의 회전축(152); 및

상기 이송벨트 상부에 위치하는 형강의 낙하를 제어하는 스토퍼(154)를 포함하고,

상기 복수개의 회전축 중에 적어도 하나 이상의 회전축(152)은 구동모터(M1)의 동력을 제공받는 구동축(152a)인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 이송부(150) 역시 상기 가이드 롤러(120)와 마찬가지로 복수개가 구비될 수 있다. 즉, 상기 복수개의 가이드 롤러(120) 사이에 상기 이송부(150-1, 150-2...)가 소정 간격마다 배치되며, 상기 복수개의 이송부(150-1, 150-2...)는 하나의 구동모터(M1)로 일괄적으로 구동하는 이송부 어셈블리(150')를 구성하게 된다.

이를 위해, 상기 이송부(150-1, 150-2...)를 구성하는 각각의 구동축(152a)은 구동모터(M1)로부터 일괄적인 회전동력을 제공받기 위해 하나의 연동축(152a')으로 연동됨으로써 상기 이송부 어셈블리(150')의 작동이 일괄적으로 이루어질 수 있다.

즉, 상기 연동축(152a')에 의해 각각의 이송부(150-1, 150-2...)의 구동축이 동일한 회전수를 갖도록 제어하여 이송벨트(151)의 회전속도를 일정하게 유지하여 형강의 안정적인 폭방향(또는 수평횡방향, 도 2의 X축 방향) 이송이 가능하다.

계속해서, 상기 이송부 어셈블리(150')는 높이조절부(160)를 포함할 수 있다.

상기 높이조절부(160)는, 상기 각각의 이송부(150-1, 150-2...)의 높낮이(도 2a의 Z축 방향)를 조절하기 위한 것으로써, 상기 이송부의 구성요소인 이송벨트(151)의 높이를 제어하여 상술한 가이드 롤러(120) 상부면의 높이에 맞추어 형강의 길이방향 또는 폭방향 이송을 같은 선상에서 이루어지도록 한다.

한편, 상기 높이조절부(160)는, 상기 이송부 어셈블리(150')의 저부에 구비되며, 각각의 이송부(150-1, 150-2...)의 높이를 일괄적으로 조절할 수 있도록, 접철식 링크장치 또는 유압실린더 장치 등의 일반적인 높이조절장치가 적용될 수 있다.

상기한 높이조절장치의 높이조절 방식은 당업계에서 자명한 것이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 이송부(150)는, 상기 이송벨트 상부에 위치하는 형강을 상기 적재대(10)로 가이드하는 이송가이드(155)를 더 포함할 수 있다.

상기 이송가이드(155)는, 상기 이송벨트의 상부에 위치하는 형강을 형강의 폭방향(수평횡방향)으로 가이드 하기 위한 슬라이드(155a) 및 상기 슬라이드의 높낮이를 조절하는 높낮이조절부(155b)를 포함한다.

이때, 상기 슬라이드(155a)는 상기 이송벨트(151) 상부에 위치하는 형강이 이송벨트의 작동에 의해 적재대(10)에 낙하하는 경우, 복수개의 형강들이 한꺼번에 적재대로 굴러떨어지지 않고 이송벨트(151)와 먼 거리부터 하나씩 낙하하여 정렬시키기 위한 장치이다.

상기 이송가이드(155)의 작동원리에 대해서는 도 5a 및 도 5b에 대한 설명에서 후술하기로 한다.

이로써 도 2b를 참조한 바, 상기 형강 이송장치(100)를 통해, 길이가 긴 형강부재는 상기 가이드 롤러(120) 상부면에서 형강의 길이방향(또는 수평종방향, 도 2b의 Y축 방향)으로 이송되다가, 동일 선상에 위치한 이송벨트(151)가 작동함에 따라 형강의 폭방향(또는 수평횡방향, 도 2b의 X축 방향)으로 이송방향을 바꾸어 이송벨트(151)의 이송경로(도 2b 의 X축 방향)가 종료되는 지점, 즉 이송벨트의 회전방향이 바뀌는 지점에서 자유낙하가 이루어지게 된다.

따라서, 상기 형강 이송장치(100)의 가이드 롤러(120) 타측, 즉 상기 이송벨트(151)의 이송경로가 종료되는 위치에 배치된 적재대(10)로 형강의 자유낙하에 따라 적재가 이루어지게 된다.

계속해서, 상기 가이드 롤러(120)의 일측에는 지지부(110)가 구비되어 형강의 자유낙하를 방지하고, 상기 가이드 롤러의 타측에는 지지부 없이 개방부를 가지며, 따라서 상기 이송벨트(151)의 상부에 위치하는 형강들은 이송벨트의 회전에 따라 형강의 폭방향(또는 수평횡방향, 도 2b의 X축 방향)으로 계속적인 이송이 이루어지게 된다.

그런데 이때, 상기 이송벨트 상부에 위치하는 형강의 폭방향(또는 수평횡방향, 도 2b의 X축 방향)으로의 이송 시 무분별한 자유낙하를 방지하기 위해, 상기 이송부는 스토퍼(154)를 포함할 수 있다.

상기 스토퍼(154)는, 상기 이송벨트(151)의 상부에 위치하는 형강의 이송방향과 대향하는 대향면(154a); 및 상기 대향면의 각도를 조절하는 각도조절축(154b)을 포함한다.

이때, 상기 각도조절축(154b)은, 복수개의 이송부(150-1, 150-2...)에 각각 구비되며, 따라서 상기 복수개의 각도조절축을 일괄적으로 구동하기 위해 상기 복수개의 각도조절축(154b-1, 154b-2...)은 상술한 연동축(152a')과 마찬가지로 상기 스토퍼연동축(154b')에 의해 축연결되어 일괄적으로 각도조절을 제어할 수 있다.

이를 위해, 상기 스토퍼연동축(154b')은 상기 이송벨트(151)의 이송경로(도 2b 의 X축 양의 방향)가 종료되는 지점, 즉 이송벨트의 회전방향이 바뀌는 지점에 인접하되, 상기 구동축(152a)으로부터 일정간격 이격하여 평행하게 위치할 수 있다.

또한, 상기 복수개의 스토퍼(154-1, 154-2...)의 회전방향을 일괄적으로 제어할 수 있도록 스토퍼연동축(154b')의 일단에는 모터(M2)를 포함할 수 있다.

따라서, 상기 스토퍼연동축(154b')에 회전동력을 정회전 또는 역회전방향으로 선택적으로 작동시켜 스토퍼 대향면(154a)의 각도조절이 가능하며(도 2b 참조), 이송벨트(151)의 상부에서 적재대(10) 방향으로 이송되는 형강의 안정적인 자유낙하 또는 낙하를 저지하는 것도 가능하다.

한편, 상기 적재대(10)는, 도 1을 통해 설명한 바와 같이 수평지지부(13) 및 상기 수평지지부 양단의 수직지지부(11)가 마련하는 적재공간(12)에 형강(1)이 층층이 적재되게 된다. 이때 적재되는 형강의 전후면 이탈을 방지하고자 일정 적재 높이를 갖도록 수직지지부(11)가 형성되기 때문에, 형강을 적재대에 쌓아 올리는 과정에서 상기 수직지지부(11)와 상기 수평지지부(13)의 높이(h1)차에 의해 형강의 낙하에 의한 충격 및 소음이 초래될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 형강 적재장치는 상기한 문제점을 해결하기 위해, 적재 완충장치(200)를 포함할 수 있다.

도 3a는 본 발명에 따른 적재 완충장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 3b는 본 발명에 따른 적재 완충장치가 도 2b에 적용된 사시도이다.

도 3c는 도 3b의 적재 완충장치를 X축 방향에서 본 단면도이다.

본 발명에 따른 적재 완충장치(200)는,

상기 형강 이송장치(100)로부터 자유낙하하는 형강의 충격을 흡수하는 완충바(210);

상기 완충바의 높낮이를 조절하는 높이조절장치(220); 및

상기 완충바(210)에 적재된 무게를 감지하는 무게센서(230)를 포함한다.

상기 완충바는, 형강의 길이방향(또는 수평종방향, 도 3c의 Y축 방향)으로 일정 간격마다 이격하여 복수개 구비되고, 상기 각각의 완충바에는 높이조절장치(220)가 구비되어 지면으로부터의 높이(h2)를 조절할 수 있다.

한편, 도 3a를 참조한 바, 본 발명의 실시예에서 상기 높이조절장치(220)의 예로 스크류잭(screw jack)(220)을 도시하였다.

상기 스크류잭(220)은, 상기 완충바(210)의 지면으로부터의 높이(h2)를 조절하기 위한 장치로, 수동 또는 모터구동(M3)에 의해 작동할 수 있으며 상기 형강의 폭방향(또는 수평횡방향, 도 3c의 Y축 방향)의 웜축(221); 및

상기 웜축(221)에 맞물려 웜축의 회전방향과 수직한 방향(도 3c의 Z축 방향)으로 높이조절되는 스크류(222)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 각각의 높이조절장치(220-1, 220-2...)는, 상기 형강 이송장치(100)의 연동축(152a') 및 스토퍼연동축(154b')과 마찬가지로 상기 복수개의 웜축(221-1, 221-2...)은 축연결되고, 구동모터(M2) 구동에 따라 일괄적으로 작동하여 상기 각각의 높이조절장치(220-1, 220-2...)에 연결된 각각의 완충바(210-1, 210-2...)의 높이를 일괄적으로 제어할 수 있게 된다.

이때, 상기 구동모터(M2)의 정회전에 따라 상기 웜축(221)은 정회전하며, 스크류(222)가 수직방향으로 상승하게 된다. 또한, 상기 구동모터(M3)가 역회전하는 경우 상기 웜축(221)은 역회전 하며, 스크류(222)가 수직방향으로 하강하게 된다.

한편, 도 3a 내지 도 3b에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 상기 높이조절장치(220)로서 나사방식의 스크류잭(screw jack)을 도시하였으나, 본 발명에서 상기 높이조절장치(220)를 스크류잭으로 한정하는 것은 아니며, 펌프에 의해 실린더로 유압을 공급하여 램의 높이를 조절하는 유압 잭(hydraulic jack), 피니언 기어에 맞물려 피니언의 회전에 따라 래크의 높낮이를 조절하는 래크 잭(rack jack) 등 기어, 나사, 유압 등 다양한 방식의 잭 장치를 본 발명의 적재 완충장치(200)에 적용시킬 수 있다.

또한, 상기 완충바(210) 및 높이조절장치(220)는, 적재대(10)의 이동 및 공간의 제약을 받지 않으려면 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 지면 아래로의 매립이 가능하도록 설치될 수 있다.

계속해서, 상기 높이조절장치(220)의 구동모터(M3)는 전자동 방식으로 상기 무게센서(230)의 입력된 설정값에 따라 전류흐름을 제어하여 구동모터(M3)의 역회전을 통해 높이조절장치(220)의 수직높이를 단계별로 감쇄시키는 전류회로(미도시)를 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 적재 완충장치의 작동원리를 도시한 단면도이다.

상기 무게센서(230)는, 상기 완충바(210)의 적재무게를 감지하여, 설정된 값 이상의 무게가 감지될 때마다, 상기 높이조절장치(220)의 높이를 단계별로 감쇄시킬 수 있다.

이를 도 4를 참조하여 설명하면, 완충바(210) 상부면에 형강(1)이 쌓인 층수가 증가할 때마다, 상기 무게센서(230)를 통해 감지된 하중만큼 높이조절장치(220)가 완충바(210)의 높이를 단계적으로 줄어들며, 복수개의 형강을 적재대(10)에 소음, 충격 및 변형을 방지하며 안정적으로 적재할 수 있게 된다.

다음으로, 도 5a 및 도 5b를 통해, 형강 이송장치(100) 및 적재 완충장치(200)를 포함하는 본 발명에 따른 형강 적재장치의 작동 원리를 설명하기로 한다.

도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 형강 적재장치의 형강 이송 및 적재과정을 설명하기 위한 도면이다.

형강의 제조공정에서는 일련의 공정들을 마친 중간소재 또는 완제품 등의 일정 양을 다음 공정으로 이동시키기 위해 적재 및 이송과정이 필요하며, 도 5a 및 도 5b는 특히 길이가 긴 형강부재를 제조하기 위한 일련의 중간공정의 가운데 금속 압출공정을 일례로 도시한 도면이다.

이때, 상기 일련의 가공공정은, 소재의 가공이나 열처리와 같은 중간공정 또는 완제품으로 가공된 완료공정의 단계일 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 상기 가공공정 단계를 압출기(20)에 의한 압출공정으로 나타냈으나, 압출 외에 인발, 열처리 등의 전반적인 금속 제조공정단계 중 어떤 적용되어도 무방하다.

먼저, 상기 압출 가공장치(20)를 작동시키기에 앞서, 본 발명에 따른 형강 이송장치(100) 및 적재 완충장치(200)에 인접하도록 적재대(10) 및 압출기(20)를 초기 세팅하는 과정이 필요하다.

이때, 상기 형강 완충장치(200)는 본 발명의 실시예에 나타난 바와 같이 지면에 고정된 장치일 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 상기 적재 완충장치(200)의 위치에 맞추어 형강 이송장치(100), 적재대(10) 및 압출기(20)를 배치하는 것이 바람직하다.

이를 보다 상세히 설명하면, 압출공정이 완료된 길이가 긴 형강(1) 부재들을 자동화된 연속공정으로 적재대(10)로 적재하기 위해, 적재 완충장치(200)의 후방(도 5a의 X축 음의 방향)에 상기 적재 완충장치(200)와 평행하도록 일정간격 이격하여 형강 이송장치(100)를 배치하고, 상기 형강 이송장치(100)의 길이방향(도 5a의 Y축 방향)에 나란하도록 일정간격 이격하여 압출기(20)를 배치한다.

이때, 상기 형강 이송장치(100)의 가이드 롤러(120) 상부면의 높이에 맞추어 상기 이송부 이송벨트(151) 상부면의 높이를 높이조절부(160)로 조절하여 압출물의 길이방향 또는 횡방향 이송이 같은 선상에서 연속적으로 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 상기 적재대(10)의 수직지지부(11)의 상단의 높이는, 상기 이송벨트(151)로부터 압출물이 자유낙하하여 적재대에 적재되기 위해, 상기 이송벨트 상부면의 높이 이하인 것이 바람직하다.

계속해서, 상기 적재 완충장치(200)가 구비된 지면에 적재대(10)를 배치하되, 이때 상기 적재 완충장치 완충바(210)의 길이방향에 대응하도록 적재대(10)를 배치한다.

다음으로, 적재 완충장치(200)의 구동모터(M3)를 작동시켜 복수개의 높이조절장치(220)의 완충바(210) 상부면의 높이를 적재대(10)의 수직지지바 상단의 높이와 유사하도록 스크류(222)를 상승시킨다.

이와 같은 초기 세팅과정이 끝나면킨 후 압출기(20)를 작동시켜 형강 부재를 압출한다.

도 5a를 참조한 바, 상기 압출기(20)로부터 압출된 형강(1)은 형강의 길이방향(또는 수평종방향, 도 5a의 Y축 양의 방향)으로 압출되며 상기 형강 운반장치(100)에 구비된 복수개의 가이드 롤러(120)를 따라 이송된다.

이때, 상기 복수개의 가이드 롤러(120)는 별도의 회전동력을 필요로하지 않으며 상기 압출기(20)의 압출력만으로도 상기 가이드 롤러(120) 상에서 형강의 길이방향(또는 수평종방향, 도 5a의 Y축 양의 방향)으로 압출이 이루어질 수 있다.

한편, 상기 압출기(10)의 출구와 상기 형강 운반장치(100) 입구 사이에는 상기 압출기로부터 압출되는 형강을 일정 길이로 절단하여 상기 형강 운반장치로 일정길이 이송된 형강(1)을 절단할 수 있도록 별도의 절단기(미도시)를 더 배치할 수 있다.

따라서, 상기 압출기로부터 연속적으로 형강(1)이 압출되는 동시에, 상기 가이드 롤러(120) 상부면을 따라 형강의 길이방향(또는 수평종방향, 도 5a의 Y축 양의 방향)으로 가이드됨과 동시에, 소정의 길이로 압출된 형강(1)은 상기 압출기(20) 및 형강 운반장치(100) 사이에 구비된 절단기(미도시)에 의해 일정한 길이로 절단된 후 이송을 멈추게 된다.

이때, 상기 절단기(20)에는 압출물을 일정한 길이로 절단하도록 하는 카운터 시스템을 적용하여 미리 입력된 값에 따라 압출물의 길이를 일정하게 절단할 수 있다.

계속해서, 새로운 압출물의 압출 및 절단과정이 반복되고, 일정 시간이 경과하면 상기 가이드 롤러(120) 상부면에는 이송을 멈춘 복수개의 형강(1)들이 위치하게 된다.

이때, 상기 복수개의 형강(1)들은 상기 복수개의 가이드 롤러(120) 일측에는 지지부(110)가 구비되므로 이탈이 방지되고, 상기 가이드 롤러의 타측, 즉 적재대(10)로의 자유낙하가 이루어지는 이송부 이송벨트(151)의 일단부에는 스토퍼(154)의 대향면(154a)이 상기 이송벨트의 이송방향과 대향하도록 각도조절이 되어 있는 상태로 적재대(10)로의 자유낙하가 저지되며, 따라서 복수개의 형강(1)들은 상기 가이드 롤러(120) 또는 상기 이송벨트(151) 상부면에 위치한 상태로 대기하고 있는 상태이다. (도 5a 참조)

다음으로, 이송벨트(151)의 상부에 위치하는 복수개의 형강을 적재대(10)에 낙하시키기 전에, 즉 이송벨트를 작동시키기 전에 슬라이드(155a)를 형강의 폭방향(또는 수평횡방향, 도 5a의 X축 방향)으로 슬라이드시켜 형강의 낙하지점인 이송벨트의 단부로부터 가장 먼 거리에 위치시킨다.

이때, 상기 슬라이드(155a)의 단부는 X축 방향으로 끝까지 슬라이드시켜 상기 이송벨트(151)로부터 먼 거리의 적재대의 완충바(210) 단부에 가깝게 슬라이드시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 이송벨트(151)의 상부면과 상기 슬라이드(155a)의 상부면의 높이는 같은 선상에 오도록 상기 슬라이드 높낮이조절부(155b)로 조절하는 것이 바람직하며, 상기 높낮이조절부(155b)는 상기 각각의 이송부(150-1, 150-2...)의 슬라이드(155a)의 높낮이를 일괄적으로 조절할 수 있도록, 접철식 링크장치 또는 유압실린더 장치 등의 일반적인 높이조절장치가 적용될 수 있다.

상기한 높낮이조절부의 높이조절 방식은 당업계에서 자명한 것이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 도 5b와 같이 상기 가이드 롤러(120) 상부에 형강의 길이방향(또는 수평종방향, 도 5b의 Y축 방향)으로 이송 및 절단과정을 통해 형강(1)들이 일정량 모이게 되면, 구동모터(M2)를 통해 상기 스토퍼(154)의 대향면(154a)의 각도를 수평방향으로 조절하여 형강(1)의 자유낙하가 가능하도록 한 후, 상기 형강 이송장치의 이송부(150)의 구동모터(M1) 작동시킨다.

계속해서 이송벨트(151)를 작동시키게 되면 이송벨트 상부면을 따라 복수개의 형강들이 형강의 폭방향(또는 수평횡방향, 도 5b의 X축 방향)으로 이송하게 되고, 이송된 형강들은 이송벨트(151) 단부의 낙하지점이 아닌, X축 방향으로 더 연장된 슬라이드(155a)면을 따라 이송되며 상기 적재대(10)의 완충바(210)에 적재된다.

따라서, 상기 이송벨트(151)의 작동과 함께, 이송벨트 상부면에 위치하는 복수개의 형강(1)들은, 형강의 폭방향(또는 수평횡방향, 도 5b의 X축 방향)으로 이송되며, 이송벨트 상부면보다 하측에 위치한 적재대(10)에 자유낙하하여 굴러떨어지게 된다.

한편, 도 5b를 참조한 바, 상기 슬라이드(155a)를 따라 이송된 형강들이 적재대(10)가 위치하는 완충바(210)에 낙하함에 있어서, 상기 이송벨트(151) 단부의 낙하지점에서 먼 거리부터 적재대의 완충바(210)에 낙하하게 되며, 이때 형강이 완충바(210)에 하나씩 낙하할 때마다 슬라이드를 X축의 음의방향으로 복귀시키며 이송벨트(151)로부터 먼 거리부터 적재대(10)의 완충바(210)에 하나씩 정렬되며 적재될 수 있도록 한다.

또한, 상기 이송가이드(155)의 이송 슬라이드(155a)는 상기 완충바(210)에 복수개의 형강들이 한층씩 쌓이게 될 때마다 X축 양의방향으로의 슬라이드 또는 X축 음의방향으로의 슬라이드 복귀를 반복하게 된다.

이때, 상기 적재대(10)에 자유낙하하는 복수개의 형강(1)들은, 상기 적재대(10)의 수평지지부(13)에 곧바로 낙하하여 소음과 충격을 발생하는 것이 아니라, 초기 세팅과정에서 설정한 상기 적재대의 수직지지바(11)에 상응하는 높이로 조절된 완충바(210)에 의해 충격과 소음이 방지되며, 상기 이송 슬라이드(155a)에 의해 복수개의 형강들이 안정적으로 한층씩 쌓이며 안정적으로 정렬된다.

즉, 상기 이송벨트(151) 상부면과 완충바(210)의 낙하높이 간격(g)이 미소하므로 형강(1)의 충격에 의한 소음발생 및 변형이 방지되며 안정적인 적재가 이루어지게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에서 상기 완충바(210)의 길이(d1)는, 상기 적재대의 수평지지부(13)의 폭(d2)에 대응하는 것이 바람직하다.

계속해서, 상기 완충바(210)에 복수개의 형강(1)이 한층 쌓이게 되면, 상기 완충장치에 구비된 무게센서(230)로 무게를 감지하여, 상기 완충바(210)에 쌓인 형강의 층수가 높아질때마다, 상기 완충바(210)의 높이도 점진적으로 낮아지게 된다. 이로써 적재대(10)에 형강(1)을 적재하는 과정에서 충격 및 소음이 방지될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서, 상기 이송벨트(151)의 상부면은, 상기 이송벨트에 맞물린 복수개의 회전축(152)의 배열이 상기 적재대(10)에 자유낙하가 용이하도록 형강의 폭방향(또는 수평횡방향, 도 5b의 X축 방향)으로 경사지게 배치될 수도 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 형강 적재장치는, 일련의 공정들을 마친 중간소재 또는 완제품 등의 길이가 긴 금속 형강 부재를 적재대에 적재함에 있어서, 자유낙하에 의한 충격으로 인해 소음발생 및 형태가 손상되지 않도록 적재대에 적재할 수 있다.

또한, 형강의 일정 양을 적재하여 다음 공정으로 이동시키기 위한 과정이 자동화에 의해 연속적으로 진행되므로, 생산성이 증대되고 불필요한 인력낭비가 줄어드는 효과가 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 형강 10: 적재대
20: 압출기 100: 형강 이송장치
110: 지지부 120: 가이드 롤러
150: 이송부 151: 이송벨트
152: 회전축 154: 스토퍼
155: 이송가이드 160: 높이조절부
200: 적재 완충장치 210: 완충바
220: 높이조절장치 230: 무게센서

Claims (5)

1. 일련의 가공공정이 완료된 길이가 긴 형강 부재를 적재대에 적재하기 위한 형강 적재장치에 있어서,
   일련의 가공장치와 연속하여 배치되며, 가공공정이 완료된 형강을 형강의 길이방향(수평종방향)으로 이송하기 위한 복수개의 가이드 롤러; 상기 복수개의 가이드 롤러의 일측에 상기 가이드 롤러의 상부에 위치하는 형강의 낙하를 방지하는 지지부; 상기 복수개의 가이드 롤러의 상부에 위치하는 형강을 형강의 폭방향(수평횡방향)으로 이송하기 위한 이송부;를 포함하는 형강 이송장치를 포함하고,
   상기 적재대와 함께 배치되어, 상기 형강 이송장치로부터 자유낙하하는 형강의 충격을 흡수하는 완충바; 상기 완충바의 높낮이를 조절하는 높이조절장치; 및 상기 완충바에 적재된 무게를 감지하는 무게센서;를 포함하는 적재 완충장치를 더 포함하는 형강 적재장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 이송부는,
   상기 가이드 롤러의 상부에 위치하는 형강을 형강의 폭방향(수평횡방향)으로 가이드 하기 위한 이송벨트;
   상기 이송벨트와 맞물려 이송벨트를 회전시키는 복수개의 회전축; 및
   상기 이송벨트 상부에 위치하는 형강의 낙하를 제어하는 스토퍼;를 포함하고,
   상기 복수개의 회전축 중에 적어도 하나 이상의 회전축은 구동모터의 동력을 제공받는 구동축인 형강 적재장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 스토퍼는,
   상기 이송벨트의 상부에 위치하는 형강의 이송방향과 대향하는 대향면; 및
   상기 대향면의 각도를 조절하는 각도조절축;을 포함하는 형강 적재장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 이송부는,
   상기 이송벨트 상부에 위치하는 형강을 상기 적재대로 가이드하는 이송가이드를 더 포함하고,
   상기 이송가이드는,
   상기 이송벨트의 상부에 위치하는 형강을 형강의 폭방향(수평횡방향)으로 가이드 하기 위한 슬라이드; 및
   상기 슬라이드의 높낮이를 조절하는 높낮이조절부;를 포함하는 형강 적재장치.

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