KR101826234B1 - 원단의 정렬장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은,고속으로 공급되는 원단에 대하여 비틀림의 발생할 경우에 실시간으로 정렬시켜 투입하도록; 이송압력에 의해 이송되는 원단이 유입되는 입구와 배출되는 출구를 가지는 기계본체와, 상기 기계본체에 구비되며 이송되는 원단의 적어도 어느 한 측단의 위치를 감지하는 감지수단과, 상기 기계본체에 구비되며 이송되는 원단의 상면에 밀착되는 공회전롤러를 통해 원단의 위치를 이동시킬 수 있도록 된 조정수단과, 미리 설정된 위치에 기준 위치를 설정하고 상기 감지수단을 통해 상기 기계본체를 통과하는 상기 원단의 적어도 어느 한 측단 위치를 측정하여 상기 조정수단을 통해 상기 기준 위치로 상기 원단의 대응 위치를 이동시켜 주는 제어수단을 포함하는 원단의 정렬장치에 있어서; 상기 조정수단은, 상기 기계본체를 관통하면서 통과하는 원단의 상부면에 접촉 및 이격되도록 구비되는 복수 개의 상부조향롤러들과, 상기 상부조향롤러들을 조향시켜 주는 상부조향부재와, 상기 상부조향롤러들의 상하 위치를 조정하는 승강부재를 가지는 상부조정부와; 상기 기계본체를 관통하면서 통과하는 원단의 하부면에 접촉되도록 구비되는 복수 개의 하부조향롤러들과, 상기 하부조향롤러들을 조향시켜 주는 하부조향부재를 가지는 하부조정부;를 포함하여 이루어지는 원단의 정렬장치를 제공한다.

Description

원단의 정렬장치{Fabric sorting device for trim saver}

본 발명은, 원단을 이송하는 중에 정방향으로 이송하도록 정렬하는 원단의 정렬장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고속으로 공급되는 원단에 대하여 비틀림등과 같은 방향성의 오차가 발생할 경우에, 이를 감지하고 실시간으로 정방향으로 정렬시켜 이송하도록함으로써, 제조되는 원단의 불량발생을 최소화하고, 추후에 수행하는 작업의 정밀성을 증대함은 물론, 특히 골판지의 등과 같은 다중 원단의 트림(trim)작업에 특히 적용되어 트림작업에 따라 재단되어 폐기되는 부위를 극소화함으로써 생산성을 향상시키도록 된 원단의 정렬장치에 관한 것이다.

일반적으로, 골판지와 같은 접합지는 3장 이상의 종이나 판지를 서로 붙임으로써 변형 상태에 따라 완충, 보온 또는 내구성을 증대시킨 재료로, 원단을 접착제나 열접착 방법으로 서로 부착하여 형성하며, 통상 골판지 또는 골판지 원단이라고 한다.

상기 골판지는 포장 재료로 널리 이용되며, 용도 및 사용 환경에 따라 양면 골판지(single wall), 이중양면 골판지(double wall) 등으로 이루어진 것을 사용하며, 경우에 따라서는 3중 양면 골판지(tripple wall)를 사용하는 경우도 있다.

한편, 상기 골판지는 롤 형태로 되어 있는 원지를 풀어 골성형기로 보내 골을 형성한 후, 형성된 골의 한 면에 새로운 롤의 원지를 투입하여 서로 접착시켜 방출하는 과정을 편면 원단 제조 과정(single faced web)이라 하고, 이 편면 원단의 또 다른 한 면에 원지를 붙이는 과정 또는 또 다른 형태의 편면 원단을 추가한 후 원지를 접착시키는 과정을 포함하여 양면 원단(double faced web) 또는 이중 양면(복면) 제조 과정이라고 하며, 이 두 과정을 거쳐야 비로소 골판지 원단이 만들어진다.

이러한 두 과정에서 후자인 편면 원단이 골판지 원단이 되기 위해 다른 한 면에 원지, 또는 편면 원단과 원지가 동시에 나란히 투입될 때에 각 원단이나 원지의 투입 위치가 일정하게 정렬되어 투입되어야 원단 또는 원지의 손실을 막을 수 있고, 그 정렬하는 방법에 따라 생산성과 품질이 차이가 나며, 이 과정을 처리하는 장치를 양면접착기(DOUBLE FACER)라 하고, 열에 의한 접착 방법을 사용한다.

상기에서 접합지의 재료로는 편광지, 글라신 페이퍼, 백상지, 크라프트지, 판지 등 모든 종이류와 플라스틱 필름 즉, 셀로판, 염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 필름과 알루미늄, 철판 등의 금속, 가공 섬유 원단 등의 섬유류에 사용할 수 있다.

상기와 같이 종이를 다중 접합하여 가공하는 이유는 두께와 강도를 높이기 위한 경우와 골판지와 같이 내충격성과 강도를 높이기 위한 경우가 있으며, 이와 같은 접합지는 포장 상자, 우유나 주스 등의 음료 용기, 다층 구조를 가진 판지 등이 있다.

이와 같이 다중 원단을 접합해 주는 라미네이터는, 한국특허출원번호 제10-2008-0039292호(명칭: 다중 원단 접합을 위한 정렬장치 및 그 방법/2008.04.28.)에서 공지된 바와 같이, 원단을 공급해 주는 원단 공급부와, 상기 원단 공급부로부터 공급받은 원단을 정렬시켜 주는 정렬부와, 상기 정렬부에 의해 정렬된 원단을 접합시켜 주는 접합부로 구성된다.

상기 원단 공급부는 골판지 중에서 원단의 한 면을 형성하는 라이너 원지를 공급해 주는 라이너 공급기와, 상기 라이너 공급기로부터 공급되는 라이너 원지를 건조시켜 주는 건조기, 골심지 원단을 공급하는 골심지 원단 공급기와, 상기 골심지 원단 공급기로부터 공급받은 골심지 원단을 이용해서 골을 형성하고 상기 라이너 원단과 부착하여 편면 원단을 형성하는 골성형기를 편면제조기라고 하고, 여기에 골판지 중에서 이면을 형성하는 이면지 원단을 공급하는 이면 원단 공급기가 포함되어 원단 공급부가 구성된다.

상기 정렬부는 상기 원단 공급부의 편면제조기로부터 공급되는 편면 원단를 정렬시켜 주는 것으로 본 발명과 관련이 있는 장치이다.

상기 접합부는 각 편면 원단과 이면 원지가 프리히터에 의해 예열된 후 형성된 골의 끝단에 풀칠이 되어 공급되어 오면, 접착제에 점성이 생기는 온도로 이들을 가열시키면서 서로를 접착하여 건조시킨다.

여기서 상기 접착제는 전분 성분으로 이루어진 접착제이며, 상기 접착제는 물에 녹은 상태에서 가열되면 점성이 발생하므로, 상기와 같이 골의 끝단에 칠해진 후에 가열되면 점성이 발생되어 이면 원지에 접착된다.

상기 접합부에 의해 형성된 골판지는 미리 설계된 위치에 접히는 선을 형성하고 폭을 갈라주는 장치와 길이를 재단하는 절단기을 통과하여 스태커에 의해 적층된다.

이를 위해, 상기 정렬부는 상기 접합부에 투입되는 편면원단들의 위치를 각 편면원단의 중심선이나 측단을 기준으로 하여 정렬시켜 주게 된다.

이러한 상기 정렬부는, 종래에는 편면원단이 통과하는 위치에 원단의 양단에 접촉되도록 가이드판을 설치하고, 상기 원단이 통과할 때 상기 가이드판을 좌우로 이동시키면서 원단의 진입 위치를 조정하여 정렬시키는 방법을 사용하고 있다.

즉, 원단이 진입하는 진입로 양측에 좌우 이동 조절이 가능한 상기 한 쌍의 가이드판을 설치하고, 원단을 상기 가이드판 사이에 공급하여, 진행하는 원단의 측단이 상기 가이드판에 의해 강제로 정렬되도록 하여 상기 접합기로 이동한다.

그런데, 상기 원단은 기계적 강성이 약한 소재(종이, 필름)이기 때문에 상기 가이드를 좌우로 이동할 때에 접촉부위가 가이드에 밀려서 변형(접히거나 구겨지는 현상)되거나 찢어지는 등의 문제가 발생한다.

상기와 같이 원단의 측단부가 가이드와 접촉하는 과정에서 변형이 되면, 이 측단부의 접착제 도포상태가 불량해져, 접합 시에 원단과 원단 또는 원지와의 접합이 충분하게 이루어지지 않는 문제점이 발생한다.

이와 같은 접합 불량이 발생하면, 그 부분은 물론이고 불량품이 속한 완제품 원단을 절단해야 하기 때문에 경제적 손실이 발생하는 문제점도 있다.

아울러, 종래의 가이드판을 이용한 방식의 원단 정렬 장치는 자주 교체되는 원단의 폭에 따라 상기 가이드판 위치를 자주 변경시켜 주어야 하고, 특히 연속적으로 지폭 교체가 이루어지는 이전 선행 원단의 끝부분과 교체되는 원단의 시작부분은 대부분 원단의 폭이 서로 달라서 고속으로 진행되는 접합 중에는 정렬할 수가 없으므로 생산 속도를 낮춰야 하는 문제점을 안고 있다.

이러한 종래 방식의 가이드판을 이용한 정렬장치의 문제점을 보완하기 위해 만들어진 다른 종래 조향 장치는 직경 160mm 폭 50mm의 우레탄으로 이루어진 8~10개 정도의 조향용 롤을 회전하는 축에 일렬로 장착하고, 상기 회전하는 축이 진행되는 편면원단의 중앙부 위에 진행방향과 90도가 되게 설치하고, 조향용 롤이 원단에 일정한 힘을 가할 수 있도록 상기 조향용 롤의 회전축에 공압 장치를 부착하여 작동시키고, 상기 조향용 롤이 진행하는 원단의 중심부에 위치하여 원단의 진행방향을 좌우로 이동시킬 수 있도록 롤의 회전축 지지대를 다시 상기 조향용 롤의 회전축을 조향하는 조향축에 연결하여 DC 모터로 상기 조향축을 제어하도록 되어 있다.

즉, 상기 조향장치는 회전하는 조향용 롤의 축 양단에 축대를 연장하여 고정된 조향축에 연결하고, 이 연결된 부분을 축으로 하여 조향용 롤 축이 다시 상하로 움직일 수 있도록 공압 장치를 설치하여, 인입되는 원단의 중심부를 조향용 롤로 누르고 제어부와 연결된 고정축이 좌우로 회전하면서 접합부에서 끌어 당겨 인입되는 원단의 진행방향을 조정하는 방식을 사용하고 있으나, 원단의 중심부에서 위치를 조정하는 단일 조향축에 의한 정렬 방법은 편면원단의 무게가 무거울 경우 또는 고속으로 정렬할 경우, 즉 고평량의 원지를 사용하거나 원단의 폭이 넓을 경우에는 끌어당겨야 할 원단의 길이가 상단에 놓여있는 원단은 20미터 이상이어서 그 무게만으로도 원단의 인입 장력이 높아져 적정한 조향 능력을 갖기 위한 조향용 롤의 원단 중심부에 누르는 기본 압력도 높아져야 된다.

따라서 원단에 누르는 압력이 강하게 되면 원단 중심부의 눌린 부분이 편면원단의 골변형(찌그러짐)을 가져오므로 원단 중앙부의 접착이 되지 않는 심각한 결함이 있다.

다시 말하면, 원단의 위치를 이동하려면 조향용 롤의 방향을 조정하면서 원단에 적정한 힘을 가하여 원단과 조향롤과의 마찰력으로 원단의 방향을 틀어 위치를 이동시킨다.

상기와 같은 조향용 롤이 하나의 조향축으로 이루어져 있어서, 원단의 진행하는 속도가 빠르거나 원단의 무게가 무거울 경우 접촉 부분(조향용 롤과 원단간의 접촉 부분)에서 조향용 롤이 원단을 끌어당기는 힘이 강하게 작용되어 조향용 롤이 원단에 누르는 접촉 면적도 그만큼 증가해야 한다.

그런데, 만일 조향용 롤의 누르는 힘이 약해지면 조향용 롤과 원단과의 접촉면적이 적어져 미끌어지는 현상이 발생하여 원단을 조향할 수가 없게 되고, 반대로 접촉면을 증가시키기 위해 강하게 누르게 되면 누른 부위의 원단에 골 변형이 발생하게 된다.

이러한 골 변형으로 인한 접착 불량을 피하기 위해서는 원단에 누르는 압력을 낮추어야 하고, 원단의 위치 이동을 원활하게 하기 위해서는 생산 속도를 낮춰야 하는 문제점이 있다.

한편, 상기와 같이 종래의 가이드판을 이용한 방식 정렬장치의 문제점을 탈피하기 위한 단일 조향축에 의한 조향용 롤로 원단의 중심부에서 조향하는 방식은 그 제어방식이 편면원단의 진행 방향 좌우 측단에 일정한 거리로 흑백 카메라를 설치하고, 설치된 카메라로부터 인입하는 원단의 뒤편 좌우에 한 쌍의 고주파 램프를 카메라를 향하여 설치하여, 카메라 화면 안에 들어오는 원단 측단에 형성되는 명암선을 촬영하여 좌우 원단의 측단 위치를 파악한 후, 원단의 위치를 조정하는 기술(E&L사의 카메라를 이용한 모델)이 제안되어 있으나, 이 방식은 카메라의 화면 내에서 원단의 양끝단의 위치만을 파악하므로 원단의 끝단 부분이 휘어지면 이미지 처리 과정에서 실제 원단의 위치와 명암선의 위치에 편차가 발생하는 문제(도 11과 관련된 설명 부분 참고)가 있고 진행하고 있는 편면원단의 폭을 알 수가 없어서 유사시에 작업자의 대응이 어려우며, 조정부와 제어부 간의 통신이 상대적으로 속도가 느린 CAN 통신 방식으로 이루어져 원단의 이동 속도에 대응하는 실시간 제어에 적용하기 어려운 문제점이 있다.

특히 원단 생산량을 극대화하기 위해 300mpm(meter per min) 수준의 고속으로 이동하는 경우에는 빠르게 진행하는 원단의 위치 정렬을 실시간으로 처리하기 위해서는 통신 속도를 높혀 조향 능력을 높혀야 하나, 이 모두 기술적인 문제가 있어 정렬 오차 범위를 넓혀 사용하는 방법 또는 보완책으로 상기 카메라를 이용한 장치에 또 하나의 카메라 장치를 연속적으로 설치하여 고속으로 이동하는 원단의 위치를 이중으로 조정하는 방식을 사용하고 있지만, 성능 대비 그 가격이 매우 높은 문제점을 안고 있다.

또한, 원단의 측단이 좌우가 동일하지 않게 휘어져 있거나 또는 좌우가 각기 다른 형태로 휘어진 상태에서 원단의 위치 측정은 원단 측단의 명암선을 촬영하는 카메라 방식으로 정확한 위치를 측정하기에는 기술적인 문제점이 있다.

다시 말하면, 편면원단은 상부면과 하부면 간의 습도 차이 또는 각 원지의 장력 차이에서 오는 휨 현상이 발생하는데, 카메라 방식은 원단의 측단부 위치 감지를 원단 뒤편에 설치한 후광 장치를 통하여 판정하기 때문에 원단의 끝단이 휘어져 안으로 들어온 위치도 원단의 실제위치로 판정하는 오류가 발생하여 원단 정렬의 오차가 발생하는 문제점이 있다.

한편, 접합이 완료된 원단은, 양단부에 대한 불량한 부위에 대한 재단을 하여 제거하는 트림(trim)작업을 수행하여 완제품을 형성하게 된다.

이때, 정밀한 트림작업을 수행하기 위하여 트립세이버(trim saver: 트림작업을 수행하는 장치)로 투입되는 원단이 비틀림 없이 정방향으로 공급되도록 정렬해줘야만 한다.

이에 따라, 원단의 트림작업을 정밀하게 수행하기위한 원단의 정밀한 정렬을 구현하도록 된 정렬장치의 필요성이 증대하고 있는 실정이다.

한국특허출원번호 제10-2008-0039292호(명칭: 다중 원단 접합을 위한 정렬장치 및 그 방법/2008.04.28.)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 원단 공급부로부터 원단을 공급받아 일정 높이로 유지해 주는 베이스; 상기 베이스를 통과하는 원단의 적어도 어느 한 측단의 위치를 감지하는 감지부; 상기 베이스를 통과하는 원단의 일측면에 접촉되고, 서로 분리된 적어도 2개로 이루어져 동일한 조향각으로 동조되어 원단의 위치를 이동시킬 수있는 조정부; 및 미리 설정된 위치에 기준 위치를 설정하고, 상기 감지부를 통해 상기 베이스를 통과하는 상기 원단의 적어도 어느 한 측단 위치를 측정하여, 상기 조정부를 통해 상기 기준 위치로 상기 원단의 대응 위치를 이동시켜 주는 제어부로 이루어진 정렬장치를 제안하여; 원단이 접합되어 이루어지는 골판지 또는 접합원단을 제조하기 위해 공급되는 각 원단을 실시간으로 정밀하고 신속하게 정렬하여 접합 장치에 공급할 수 있어서 정렬 오차로 인한 원단 손실을 방지하고, 원단의 지폭이 바뀔 때마다 생산 속도를 낮추던 종래의 방법과 달리 평상 속도에서 정렬상태를 유지하면서 지폭 교체가 가능하며 자동화로 인한 작업의 용이성으로 생산성 증대에 탁월한 효과를 구현하고 있다.

그리고 한국특허출원번호 제10-2009-0028479호(명칭: 다중 원단 접합을 위한 원단 정렬장치/2009.04.02.)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 동작을 제어하는 컴퓨터와, 공급부로부터 공급되는 원단을 일정 높이로 유지함과 동시에, 상기 원단의 중심선을 원단정렬장치의 폭방향 중심선 또는 상기 중심선으로부터 좌측 또는 우측으로 평행하게 일정폭 편위된 선상에 위치하도록 정렬하는 하부 및 상부 원단 지지유니트와, 상기 원단의 좌측 또는 우측으로의 이탈을 감지하도록 상기 원단의 폭방향으로 레이저광을 각각 조사함과 동시에, 상기 원단의 양측단(L1)(L2) 및 상기 양측단(L1)(L2)을 각각 벗어난 영역(L4,L5)을 일정 주기로 촬영하여 TCP/IP통신에 의해 영상데이터를 상기 컴퓨터에 출력하는 하부 및 상부 원단위치감지부와, 상기 하부 및 상부 원단 위치감지부의 상기 제1 내지 제4 카메라에 의해 촬영한 상기 원단의 양측단(L1)(L2) 및 상기 양측단(L1)(L2)을 각각 벗어난 영역(L4,L5)의 TCP/IP통신에 의해 영상데이터를 상기 컴퓨터에서 받아 본 발명의 원단 정렬장치의 중심선(M0) 또는 상기 중심선(M0)으로부터 좌측 또는 우측으로 평행하게 일정폭 편위된 선상으로부터 상기 원단의 중심선이 좌측 또는 우측으로 이탈되었을 경우 상기 하부 및 상부 원단 지지유니트의 상부를 각각 통과하는 상기 원단의 상부면에 각각 접촉되어 상기 원단의 위치를 우측 또는 좌측으로 이동시켜서 상기 원단의 폭방향 중심선을 본 발명의 원단 정렬장치의 폭방향 중심선(M0) 또는 상기 중심선(M0)으로부터 좌측 또는 우측으로 평행하게 일정폭 편위된 선상에 일치시키도록 각각 조정하는 제1 및 제2 원단 위치조정유니트와, 상기 컴퓨터에서 출력되는 제어신호를 상기 하부 및 상부 원단 위치감지부의 제1 내지 제4 레이저광원, 상기 하부 및 상부 원단 위치감지부의 제1 내지 제4 카메라 및 상기 제1 및 제2 원단 위치조정유니트에 통해 출력함과 동시에, 상기 하부 및 상부 원단 위치감지부의 제1 내지 제4 카메라에 의해 촬영된 상기 원단의 영상위치 데이터를 받아서 상기 컴퓨터에 출력하는 스위칭 허브와, 상기 컴퓨터에 상기 원단 및 상기 제1 및 제2 원단 위치조정유니트의 초기조건을 입력하는 입력수단으로 구성되어 있는 정렬장치가 제안되었다.

한편, 한국실용신안출원번호 제20-2003-0037680호(명칭; 포장용 박스의 정렬이송장치/2003.12.03.)에서는, 공보에 공지된 바와 같이, 박스 봉합기와 밴딩장치 사이에 설치되어 상기 박스 봉합기로 부터 배출되는 완성된 포장용 박스를 다수개 적층시키되, 상기 적층된 포장용 박스를 그 높이가 가지런 하도록 정렬시켜 주는 정렬수단까지 정역모터의 구동에 의 자동으로 이송시켜 주고, 상기 정렬수단에 의해 높이가 정렬된 상태의 포장용 박스를 밴딩장치까지 이송시켜 주는 이송수단과 상기 밴딩장치까지 이송된 포장용 박스를 압착하여 밴딩을 원활하게 하는 압착수단이 일체로 설치된 포장용 박스의 정렬이송장치가 기재되어 있다.

1, 한국특허출원번호 제10-2008-0039292호(2008.04.28.) 2, 한국특허출원번호 제10-2009-0028479호(2009.04.02.) 3, 한국실용신안출원번호 제20-2003-0037680호(2003.12.03.)

그러나 상기와 같은 원단 이송 정렬장치들은, 고속으로 공급되는 원단에 대하여 비틀림의 발생할 경우에 실시간으로 정렬시켜 투입할 수는 있으나, 원단의 비틀린 이송에 대하여 정밀하게 정렬시키지 못하여 불량발생을 극소화하지 못하는 문제점이 있다.

즉, 이송되는 원단의 상부에서만 원단의 비틀림에 대한 보정하도록 되어 있어, 원단의 하부에서는 보정작업이 이루어지지 않아 보정이 더욱 정밀하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 고속으로 공급되는 원단에 대하여 비틀림등과 같은 방향성의 오차가 발생할 경우에, 이를 감지하고 실시간으로 정방향으로 정렬시켜 이송하도록함으로써, 제조되는 원단의 불량발생을 최소화하고, 추후에 수행하는 작업의 정밀성을 증대함은 물론, 특히 골판지의 등과 같은 다중 원단의 트림(trim)작업에 특히 적용되어 트림작업에 따라 재단되어 폐기되는 부위를 극소화함으로써 생산성을 향상시키도록 된 원단의 정렬장치를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 원단의 정렬장치는, 이송압력에 의해 이송되는 원단이 유입되는 입구와 배출되는 출구를 가지는 기계본체와, 상기 기계본체에 구비되며 이송되는 원단의 적어도 어느 한 측단의 위치를 감지하는 감지수단과, 상기 기계본체에 구비되며 이송되는 원단의 상면에 밀착되는 공회전롤러를 통해 원단의 위치를 이동시킬 수 있도록 된 조정수단과, 미리 설정된 위치에 기준 위치를 설정하고 상기 감지수단을 통해 상기 기계본체를 통과하는 상기 원단의 적어도 어느 한 측단 위치를 측정하여 상기 조정수단을 통해 상기 기준 위치로 상기 원단의 대응 위치를 이동시켜 주는 제어수단을 포함하는 원단의 정렬장치에 있어서; 상기 조정수단은, 상기 기계본체를 관통하면서 통과하는 원단의 상부면에 접촉 및 이격되도록 구비되는 복수 개의 상부조향롤러들과, 상기 상부조향롤러들을 조향시켜 주는 상부조향부재와, 상기 상부조향롤러들의 상하 위치를 조정하는 승강부재를 가지는 상부조정부와; 상기 기계본체를 관통하면서 통과하는 원단의 하부면에 접촉되도록 구비되는 복수 개의 하부조향롤러들과, 상기 하부조향롤러들을 조향시켜 주는 하부조향부재를 가지는 하부조정부;를 포함하여 이루어지되; 상기 하부조향부재는, 상기 상부조향롤러들의 운동방향에 대하여 동일한 운동방향으로 운동하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 원단의 정렬장치는, 기계본체를 관통하여 고속으로 공급되는 원단에 대하여 비틀림의 발생할 경우에 실시간으로 이송되는 원단에 대하여 감지수단과 제어수단을 통해 실시간으로 원단의 비틀림을 측정하고 조정수단을 통해 원단의 상부와 하부에서 동시에 보정하여 정렬시켜 투입함으로써, 제조되는 제품의 품질을 향상시키는 효과를 가진다.

특히 원단의 비틀린 이송에 대하여 정밀하게 정렬시켜 이송하도록 됨으로써, 불량발생을 극소화하는 효과를 가진다.

이에 따라, 골판지의 등과 같은 다중 원단의 트림(trim)작업에 특히 적용되어 트림작업에 따라 재단되어 폐기되는 부위를 극소화함으로써 생산성을 향상시키는 효과를 가진다

도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 원단의 정렬장치를 보인 개략 예시도.
도 2는, 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치를 보인 개략 측단면 예시도.
도 3은, 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치의 사용상태를 보인 개략 예시도.
도 4는, 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치의 제어상태를 보인 개략 예시도
도 5 및 도 6은, 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치를 구성하는 조정수단을 보인 개략 예시도.
도 7 및 도 8은, 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치를 구성하는 조정수단의 사용상태를 보인 개략 예시도.
도 9 내지 도 11은, 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치를 구성하는 상부조정부를 보인 개략 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 원단의 정렬장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1 내지 도 11은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 원단의 정렬장치를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치(1)는, 이송압력에 의해 이송되는 원단(F)이 유입되는 입구와 배출되는 출구를 가지는 기계본체(2)와, 상기 기계본체(2)에 구비되며 이송되는 원단(F)의 적어도 어느 한 측단의 위치를 감지하는 감지수단(3)과, 상기 기계본체(2)에 구비되며 이송되는 원단(F)의 상면에 밀착되는 공회전롤러를 통해 원단(F)의 위치를 이동시킬 수 있도록 된 조정수단(4)과, 미리 설정된 위치에 기준 위치를 설정하고 상기 감지수단(3)을 통해 상기 기계본체(2)를 통과하는 상기 원단(F)의 적어도 어느 한 측단 위치를 측정하여 상기 조정수단(4)을 통해 상기 기준 위치로 상기 원단(F)의 대응 위치를 이동시켜 주는 제어수단(5)을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 기계본체(2)를 관통하여 고속으로 공급되는 원단(F)에 대하여 비틀림의 발생할 경우에 상기 감지수단(3)을 통해 실시간으로 이송되는 원단(F)의 비틀림 정도를 감지하여 데이터화하고, 상기 제어수단(5)을 통해 구동되는 상기 조정수단(4)을 통해 실시간으로 원단(F)의 비틀림을 보정하여 정렬시켜 이송하게 된다.

이러한 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치(1)에서, 상기 기계본체(2)는, 바닥면에 고정되는 이동레일(61)의 상부에 구름운동을 통해 이동가능하게 고정되는 것이 바람직하며, 전원공급부(50)의 전원을 상기 제어수단(5)의 제어를 통해 공급받아 회전력을 발생하도록 된 이동모터(62)와, 상기 이동모터(62)의 회전력을 전달받아 회전하도록 된 이동나사봉(63)과, 상기 이동나사봉(63)에 나사결합하며 상기 기계본체(2)의 저면에 고정된 너트관(11)을 가지는 이송수단(6)을 구비하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 이송모터(62)의 구동에 따라 상기 이동나사봉(63)에 대하여 나사결합된 상기 너트관(11)이 상기 이동나사봉(63)에서 직선운동하게 됨으로써, 상기 기계본체(2)가 상기 이동레일(61)상에서 직선이동운동을 하게된다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치(1)에서, 상기 기계본체(2)에는, 미 도시된 원단공급부로부터 그 전단에 회전 가능하게 설치된 인입롤과, 상기 인입롤을 통과하는 원단(F)을 지지해 주는 고정롤과, 상기 고정롤을 통과하는 원단(F)의 하부면을 지지해 주는 베이스를 구비할 수 있다.

상기 베이스의 후단에는, 수동으로 원단(F)의 위치를 조정할 수 있는 가이드가 설치될 수 있다.

한편 상기 가이드는 상하로 분리 구성되어 있으며, 양측단에 연동되는 가이드블록이 설치되어 있고, 상기 가이드블록은 양쪽 가이드판에 연결된 동심축에 의해 중심선으로부터 원단(F)의 횡 방향으로 동일 거리를 유지하며 좌우 동시 이동을 하도록 될 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치(1)에서, 상기 감지수단(3)은, 레이저 방식 거리 측정 장치로 이루어지는 것이 바람직하며, 레이저빔을 발광하는 광원부와, 원단(F)으로부터 반사되는 레이저빔을 수광하는 수광부와, 상기 광원부의 레이저빔이 인입하는 원단(F)의 횡 방향으로 미리 설정된 범위로 조사되면서 동시에 원단(F)으로부터 반사되는 반사광을 상기 수광부로 반사시키는 다수의 반사판을 가진 반사부, 상기 광원부로부터 일정한 범위에 단방향으로 조사되는 레이저빔의 반사광을 미리 설정된 범위에서 일정한 간격으로 수광하여 조사광과 수광간의 시차를 이용해 원단(F)과의 거리를 측정하고 이 거리 측정선에 따라 다시 광원부간의 미리 설정된 거리를 연산하여 원단(F)의 폭을 산출하는 감지제어부로 구성되는 것이 가장 바람직하다.

이러한 상기 감지수단(3)을 이용하여 상기 기계본체(2)를 통과하는 원단(F)의 위치를 제어하는 상기 제어수단(5)은, 상기 감지수단(3)을 통해 상기 원단(F)의 측단부에 대해 미리 설정된 측정 범위 내에서 미리 설정된 간격으로 상기 원단(F)의 진행 방향에 대해 수직 방향 즉, 상기 인입롤 등의 축방향으로 거리를 측정하여, 상기 조사광과 수광된 반사광의 시차를 계산하는 방법으로 산출된 원단(F)의 폭과 위치를 알고 여기에 원단의 가이드선을 만들어 이 가이드선이 미리 설정된 기준선과 일치하도록 조정수단(4)을 제어하여 원단 위치를 기준선으로 이동하도록 되는 것이 바람직하다.

이때, 원단(F)의 폭과 위치 산정하는 방법은 다음과 같이 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 기계본체(2)로 인입되는 원단(F)의 횡방향으로 광원부에서 연속적으로 조사되어 반사된 레이저빔을 일정한 간격으로 수광하여 거리에 따른 물체의 측정선을 만들고, 여기에 미리 설정된 원단(F)의 통과선(또는 정렬선, 원단(F)이 통과하는 높이 즉, 상기 기계본체(2)를 통과하는 원단(F)의 윗면에 형성되는 레이저빔의 측정선)과 상기 감지수단(3)과의 거리를 벗어나는 물체의 측정선을 제거하면 원단(F)의 상부 표면으로부터 반사된 측정선의 표면 형상이 산출되고, 다시 설정된 감지수단(3)간의 거리의 중간 위치에 설정된 기준 위치에 상기 감지수단(3)에 의한 측정선 즉, 상기 원단(F)의 측단부 위치를 대입하여 원단(F)의 폭을 산출하여 2분하면 원단(F) 폭의 중심선의 위치를 산정할 수 있다.

즉, 상기 감지수단(3)은, 수직 중심선을 기준으로 좌우 양쪽으로 35도씩 전체 70도의 범위 내에서 원단(F)에 대한 거리 측정을 일정한 각도 간격으로 측정하는데, 이렇게 측정하면, 원단(F)의 측단부를 좌우로 해서는 측정된 거리가 있는 부분(원단의 내측 즉, 표면 형상이 이루어지는 부분)과 거리가 측정되지 않는 부분(측정선이 도출되지 않는 부분)이 발생되므로, 거리가 측정되지 않는 부분의 측정각을 통해 원단(F)의 측단 위치를 산출할 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치(1)에서, 상기 조정수단(4)은, 상기 기계본체(2)를 관통하면서 통과하는 원단(F)의 상부면에 접촉 및 이격되도록 구비되는 복수 개의 상부조향롤러(411)들과, 상기 상부조향롤러(411)들을 조향시켜 주는 상부조향부재와, 상기 상부조향롤러(411)들의 상하 위치를 조정하는 승강부재(42)를 가지는 상부조정부를 가진다.

즉, 상기 승강부재(42)를 통해 상기 상부조향롤러(411)의 상하 위치를 조절하여 원단(F)의 상부면에 밀착 및 이격하는 동작을 구현하게 되며; 상기 상부조향부재를 통해 상기 상부조향롤러(411)의 각도를 조절하여 원단(F)을 조향하게 된다.

상기에서 승강부재(42)는, 상기 상부조향롤러(411)들이 축회전가능하게 고정되는 중심축봉(422)이 고정된 승강판(421)과. 상기 기계본체(2)에 고정되며 상기 승강판(421)을 승강시키도록 된 승강기를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 상기 승강기를 통해 상기 승강판(421)을 상하로 승강시켜 상기 승강판(421)에 고정된 상기 상부조향롤러(411)의 상하위치가 조절된다.

상기에서 승강기는, 상기 제어수단(5)을 통해 제어되어 구동하도록 된 승강실린더(423)로 이루어질 수 있다.

즉, 상기 승강실린더(423)의 구동에 따라 상기 승강판(421)이 승강하게 된다.

그리고 상기 승강기는, 상단에 상기 승강판(421)의 저면이 고정되며 하부에 상하로 길이를 가지는 너트관(11)이 구비된 승강봉과, 상기 기계본체(2)에 공회전가능하게 축고정되며 하단에 종동베밸기어(433)가 고정되고 상부에 상기 너트관(11)과 나사결합하는 나사봉(435)이 구비된 종동축봉(431)과, 상기 기계본체(2)에 공회전가능하게 축고정되며 일단에 상기 종동베밸기어(433)와 기어결합하는 가동베벨기어(434)가 고정되며 일측에 손으로 잡아 회전시키도록 된 핸들(44)이 구비된 가동축봉(432)을 포함하여 이루어질 있다.

즉, 상기 핸들(44)을 손으로 잡고 회전시키면, 상기 가동축봉(432)과 기어를 통해 결합된 상기 종동축봉(431)이 회전하게 되고, 상기 너트관(11)이 상기 종동축봉(431)에서 상하로 승강됨에 따라 상기 승강판(421)이 상하로 그 위치가 조절된다.

한편, 상기 상부조향부재는, 상기 상부조향롤러(411)가 공회전가능하게 고정되며 상기 승강판(421)에 고정된 상기 중심축봉(422)의 하부가 수용되면서 공회전가능하게 고정된 상부조향브라켓(451)과, 상기 상부조향브라켓(451)의 일 부위에 일단이 축회전가능하게 고정된 가동링크(453)와, 상기 가동링크(453)의 타단에 공회전가능하게 고정되며 상기 가동링크(453)를 직선운동시키도록 된 조향기를 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 상기 제어수단(5)의 제어에 따라 구동되는 상기 조향기의 구동에 의해 직선운동하는 상기 가동링크(453)가 상기 조향브라켓을 가압하여 상기 상부조향브라켓(451)이 상기 중심축봉(422)에 대하여 회동하도록 함으로써, 상기 상부조향롤러(411)의 공회전각도를 조절하여 상기 원단(F)의 상면에서 상기 원단(F)의 비틀림에 대한 비틀림 각도를 조절하게 된다.

상기에서 조향기는, 상기 제어수단(5)의 제어에 따라 전원공급부(50)의 전원을 공급받아 회전력을 발생하도록 되며 상기 승강판(421)에 회동가능하게 축고정된 조향모터(461)와, 상기 조향모터(461)의 회전력을 전달받아 회전하도록 된 조향나사봉(463)과, 상기 일단에 상기 조향나사봉(463)이 관통하면서 나사결합하는 너트홈이 형성되며 타단이 상기 가동링크(453)에 축결합된 조향너트관(462)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제어수단(5)의 제어에 따라 구동되는 상기 조향모터(461)의 회전력을 전달받아 회전하는 상기 조향나사봉(463)과 나사결합된 상기 조향너트관(462)이 직선운동하게 되어 상기 가동링크(453)를 직선운동시키게 된다.

이에 따라, 상기 가동링크(453)가 상기 상부조향브라켓(451)을 가압하여 상기 상부조향브라켓(451)이 상기 중심축봉(422)에 대하여 회동시키게 된다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치(1)에서, 상기 조정수단(4)은, 상기 기계본체(2)를 관통하면서 통과하는 원단(F)의 하부면에 접촉되도록 구비되는 복수 개의 하부조향롤러(412)들과, 상기 하부조향롤러(412)들을 조향시켜 주는 하부조향부재를 가지는 하부조정부;를 더 포함하여 이루어지되; 상기 하부조향부재는, 상기 상부조향롤러(412)들의 운동방향에 대하여 동일한 운동방향으로 운동하도록 이루어진다.

한편, 상기 하부조향부재는, 상기 하부조향롤러(412)가 공회전가능하게 고정되며 상기 기계본체(2)에 고정된 고정축봉(471)의 상부가 수용되면서 공회전가능하게 고정된 하부조향브라켓(452)과, 일단이 상기 하부조향브라켓(452)에 일단이 고정되며 타단은 상기 가동링크(453)에 고정된 연결와이어(413)와, 상기 기계본체(2)에 공회전가능하게 고정되며 상기 연결와이어(413)를 유도하도록 된 다수의 풀리(414)들을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하며; 상기 연결와이어(413) 및 상기 풀리(414)들은, 상기 하부조향브라켓(452)에 대하여 상기 상부조향롤러(411)들의 회전운동방향과 동일한 회전운동방향으로 회전시키도록 배치되는 것이 가장 바람직하다.

이와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치(1)에서, 상기 상부조향롤러(411)들은, 상기 가동링크(453)에 3개가 일조로 배치되는 것이 바람직하며; 상기 하부조향롤러(412)들은, 상기 기계본체(2)에 3개가 일조로 배치되며, 각각의 하부조향브라켓(452)들이 축회전가능하게 연결하는 회동링크(472)가 구비되는 것이 가장 바람직하다.

즉, 일 하부조향브라켓(452)의 회동에 대하여 타 하부조향브라켓(452)들이 상기 회동링크(472)에 의해 동일 방향으로 회동하게 된다.

그리고 상기 상부조향롤러(411)들과 상기 하부조향롤러(412)들은 각각 서로 맞대응하도록 된 위치에 각각 배치되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어지는 본 실시 예에 의한 원단의 정렬장치(1)는, 상기 기계본체(2)를 관통하여 고속으로 공급되는 원단(F)에 대하여 비틀림의 발생할 경우에 원단(F)의 상부와 하부에서 원단의 전 폭에 걸쳐 동시에 보정하여 정렬시켜 투입하게 된다.

따라서 원단(F)의 비틀린 이송에 대하여 정밀하게 정렬시켜 이송하도록 됨으로써, 불량발생을 극소화된다.

이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 정렬장치 11 : 너트관
2 : 기계본체 3 : 감지수단
4 : 조정수단 411 : 상부조향롤러
412 : 하부조향롤러 413 : 연결와이어
414 : 풀리 42 : 승강부재
421 : 승강판 422 : 중심축봉
423 : 승강실린더 431 : 종동축봉
432 : 가동축봉 433 : 종동베밸기어
434 : 가동베밸기어 435 : 나사봉
44 : 핸들 451 : 상부조향브라켓
452 : 하부조향브라켓 453 : 가동링크
461 : 조향모터 462 : 조향너트관
463 : 조향나사봉 471 : 고정축봉
472 : 회동링크 5 : 회동링크
50 : 전원공급부 6 : 이송수단
61 : 이동레일 62 : 이동모터
63 : 이동나사봉 F : 원단

Claims (1)

1. 이송압력에 의해 이송되는 원단이 유입되는 입구와 배출되는 출구를 가지는 기계본체와, 상기 기계본체에 구비되며 이송되는 원단의 적어도 어느 한 측단의 위치를 감지하는 감지수단과, 상기 기계본체에 구비되며 이송되는 원단의 상면에 밀착되는 공회전롤러를 통해 원단의 위치를 이동시킬 수 있도록 된 조정수단과, 미리 설정된 위치에 기준 위치를 설정하고 상기 감지수단을 통해 상기 기계본체를 통과하는 상기 원단의 적어도 어느 한 측단 위치를 측정하여 상기 조정수단을 통해 상기 기준 위치로 상기 원단의 대응 위치를 이동시켜 주는 제어수단을 포함하는 원단의 정렬장치에 있어서;
   상기 조정수단은,
   상기 기계본체를 관통하면서 통과하는 원단의 상부면에 접촉 및 이격되도록 구비되는 복수 개의 상부조향롤러들과, 상기 상부조향롤러들을 조향시켜 주는 상부조향부재와, 상기 상부조향롤러들의 상하 위치를 조정하는 승강부재를 가지는 상부조정부와; 상기 기계본체를 관통하면서 통과하는 원단의 하부면에 접촉되도록 구비되는 복수 개의 하부조향롤러들과, 상기 하부조향롤러들을 조향시켜 주는 하부조향부재를 가지는 하부조정부;를 포함하여 이루어지되;
   상기 하부조향부재는,
   상기 상부조향롤러들의 운동방향에 대하여 동일한 운동방향으로 운동하도록 된 것을 특징으로 하는 원단의 정렬장치.

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