KR101862828B1 - 코일 연결장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일 연결장치에 관한 것으로, 제1 판재의 상측에 위치되는 제1 지그부; 상기 제1 판재의 하측에 위치되어 상승 또는 하강되는 제1 클램프; 제2 판재의 상측에 위치되는 제2 지그부; 상기 제2 판재의 하측에 위치되어 상승 또는 하강되는 제2 클램프; 및 상기 제1 판재의 후단부와 상기 제2 판재의 선단부를 용접하는 용접부;를 포함한다.

Description

코일 연결장치 및 방법{Apparatus and method for connecting coil}

본 발명은 코일 연결장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 코일의 손실을 최소화하는 코일 연결장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 블랭킹라인은 프레스공장에서 원소재인 코일(COIL)을 패널(PANEL) 크기를 고려하여 최적의 일정형태(SHEET/BLANK)로 절단하여 스템핑라인(STAMPING LINE)으로 투입하기 위한 가공공정 라인이다.

도 1은 종래의 블랭킹라인의 구성을 나타내는 측면도로서, 코일 스키드 카(21)(COIL SKID CAR)는 코일(22)을 작업자가 크레인으로 코일 스키드 카(21)에 적재하여 주면 코일카(100)로 코일(22)을 이송시켜주는 대차이다. 이때, 코일 교환 시간 단축을 위하여 2세트를 구비한다.

상기 코일 카(100)는 코일(22)이 적재된 코일 스키드 카(21)를 언코일러(UNCOILER)까지 이송시켜 주는 대차로 주변의 센서에 의해 확인된 코일의 폭/지름 데이터를 기준으로 코일(22)의 센터가 언코일러의 센터에 정확히 안착되도록 이송하는 역할을 한다.

상기 언코일러는 형강 접구조의 베드(BED)부와 회전 및 직경이 축소/확대되는 맨드렐(MANDREL)부로 구성되며, 이는 블랭킹 프레스(BLANKING PRESS)의 생산속도, 블랭크의 피딩 피치(FEEDING PITCH), 코일 잔량 등의 변수와 상관관계를 가지며, 맨드렐의 회전속도를 조정하면서 코일을 언코일링하는 장치이다.

워싱부(24)(WASHING UNIT)는 코일(22)에 묻은 이물질을 제거하기 위한 장치로 내부에 피치 롤러, 브러시 롤러(RUSH ROLLER), 링거 롤러(WRINGER ROLLER)로 구성되어 있으며, 코일(22)이 피딩 될때 세척유를 이용하여 코일을 세척한다.

이때, 상기 피치 롤러는 코일을 피딩시키기 위한 롤러이고(정회전), 상기 브러시 롤러는 코일을 세척하는 롤러이고(정/역 회전 가능), 링거 롤러는 코일에 묻은 세척유를 제거하는 롤러이다.

레벨러(25)(LEVELLER)는 철판을 코일형태로 만들때 생기는 소성변형 및 내부 응력을 제거 하기 위한 장치로서, 워크 롤(WORK ROLL), 백업 롤(BACK-UP ROLL)로 구성된다.

상기 워크 롤은 직접적으로 코일과 접촉하여 코일의 내부응력을 제거하며, 백업 롤은 워크 롤에 가압력이 생기도록 백업하는 롤이다. 이는 코일 라인(COIL LINE)에서 제품의 품질과 가장 직결되는 장치이다.

루핑(LOOPING)부(26)는 전공정의 저속/연속 코일 피딩과 후공정의 고속/단속 코일피딩 간의 밸런스를 맞추어 주기 위한 버퍼 공정이다.

피더(27)는 루핑부(26) 전공정에서 연속으로 피딩된 코일(22)을 블랭킹 프레스(28)에서 필요로 하는 피딩 피치만큼 고속으로 피딩시켜주는 장치이다.

블랭킹 프레스(28)는 코일(22)을 원하는 제품 형태로 절단 가공하기 위한 장치로 제품별 블랭킹 금형을 셋팅할 수 있도록 구성되어 있다.

런 아웃 컨베이어(29)(RUN-OUT CONVEYOR)는 블랭킹 프레스(28)에서 절단된 소재를 필러측으로 이송시키기 위한 컨베이어이다.

필러(30)(PILER)는 블랭킹 프레스(28)에서 절단된 소재를 제품별로 소정단위로 적재하기 위한 장치이다.

이와 같은 프레스 공정을 위한 코일 공급 시스템을 갖춘 코일라인 설비에서, 종래에는 언코일러에 장착된 코일(선행 코일)이 다 풀린 경우, 블랭킹 프레스(28)를 정지한다. 블랭킹 프레스(28)은 진입되는 코일이 없는 경우 자동으로 정지하는 자동 정지 기능을 가지고 있으며, 작업자가 수동으로 작동을 정지시킬 수도 있다.

이후, 언코일러에 새로운 코일(후행 코일)을 장착하며, 후행 코일을 풀어서 피더(27)를 통해 블랭킹 프레스(28)까지 이송시키고, 다시 블랭킹 프레스(28)를 가동하면, 후행 코일이 블랭킹 프레스(28) 내로 피딩된다.

그런데, 코일 라인 설비에서 블랭킹 프레스(28)가 코일(22)의 진입이 없어 정지되는 경우 선행 코일의 후단 부분을 스크랩으로 처리하게 되며, 이에 따라 재료 손실이 크게 발생한다.

또한, 새로 장착된 후행 코일의 선단 부분도 스크랩으로 처리되기 때문에 추가작인 재료 손실이 발생하는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 제10-2009-0017721호(2009.02.19)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 코일의 손실을 줄일 수 있도록 코일이 연속적으로 공급될 수 있도록 하는 코일 연결장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 일관점에 따른 코일 연결장치 는, 제1 판재의 상측에 위치되는 제1 지그부; 상기 제1 판재의 하측에 위치되어 상승 또는 하강되는 제1 클램프; 제2 판재의 상측에 위치되는 제2 지그부; 상기 제2 판재의 하측에 위치되어 상승 또는 하강되는 제2 클램프; 및 상기 제1 판재의 후단부와 상기 제2 판재의 선단부를 용접하는 용접부;를 포함한다.

여기서, 상기 코일 연결장치는, 상기 용접부에서 발생한 비드를 제거하는 비드 제거부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 클램프의 하측에는 유체에 의해 상기 제1 및 제2 클램프를 상승 또는 하강시키는 가압수단이 각각 설치될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 클램프의 상측면에서 상기 용접부가 용접하는 부분은 알루미늄 재질로 형성되고, 상기 제1 및 제2 클램프가 맞닿는 부분은 적어도 일부가 열처리될 수 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2 지그부는 하측으로 갈수록 이격폭이 감소되도록 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따른 코일 연결방법은, 제1 판재의 후방부를 제1 클램프의 전방에 위치시키고, 제2 판재의 전방부를 제2 클램프의 후방에 위치시키는 단계; 상기 제2 클램프를 상승시키는 단계; 상기 제1 판재를 후진시켜 상기 제1 판재 후단이 상기 제2 클램프의 전방 측면부에 맞닿도록 위치시키는 단계; 상기 제1 클램프를 상승시켜 상기 제1 판재를 상기 제1 클램프와 제1 지그부 사이에 고정시키는 단계; 상기 제2 클램프를 하강시키는 단계; 상기 제2 판재를 전진시켜 상기 제2 판재의 선단이 상기 제1 클램프의 후방 측면부에 맞닿도록 위치시키는 단계; 상기 제2 클램프를 상승시키는 단계; 및 상기 제1 및 제2 판재를 용접하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 의하면, 선행 코일과 후행 코일을 용접을 통해 연결시킴으로써 스크랩으로 낭비되는 재료 손실을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 선행 코일의 후단과 후행 코일의 선단이 맞대임 정렬이 된 상태로 용접되므로 연결 품질을 향상시키는 것이 가능하고, 용접 연결 작업이 간편하게 수행될 수 있다.

또한, 비드 제거부에서 용접 부위의 비드를 제거하는 것이 가능하여 용접 연결 부위의 제품 품질이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 블랭킹라인의 구성을 나타내는 측면도이고,
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 코일 연결장치의 정면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코일 연결장치의 측면도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코일 연결장치의 평면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 연결장치를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 코일 연결장치를 도시한 것이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 코일 연결장치의 동작을 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 코일 연결장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코일 연결장치의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 코일 연결장치의 평면도를 도시한 것이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 코일 연결장치(100)는, 제1 및 제2 클램프(111,113)과 상기 제1 및 제2 클램프(111,113)의 상측에 위치한 제1 및 제2 지그부(131,133)을 포함한다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 코일 연결장치(100)는, 선행 코일의 후단부와 후행 코일의 선단부를 용접시키는 용접부(140)를 구비한다.

여기서, 본 발명의 코일 연결장치(100)는, 언코일러와 레벨러 사이에 설될 수 있다.

제1, 제2 지그부(131,133)은 소정거리 이격되어 설치되고, 이격된 공간 사이로 용접부(140)가 위치되어 용접작업을 수행하게 된다.

여기서, 제1, 제2 지그부(131,133)는 하측으로 갈수록 이격폭이 감소되도록 형성됨으로써 선행 코일의 후단부와 후행 코일의 선단부의 노출부를 최소화하고 클램프와 지그부에 의해 견고하게 지지될 수 있도록 한다.

제1, 제2 클램프(111,113)는 제1, 제2 지그부(131,133) 하부측에 대응되는 위치에 이격되어 전후 방향으로 한 쌍으로 설치되고, 제1, 제2 클램프(111,113)의 하측에는 제1, 제2 클램프(111,113) 각각을 상하방향으로 이동시키기 위한 제1, 제2 가압수단(121,123)을 포함한다.

용접부(140)는 아르곤 특수용접(TIG), 레이져 용접 등 다양한 용접방식을 사용할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 이산화탄소를 이용한 아크 용접 방식을 사용한다. 이산화탄소 저장부(170)에서 이산화탄소를 공급받아 용접부(140)에서 아크를 발생시키며 선행 코일과 후행 코일을 용접시키게 된다.

여기서, 용접부(140)는, 제1, 제2 지그부(131,133) 사이에 위치하여 상하 방향 및 측면 방향으로 이동할 수 있도록 구성된다. 용접부(140)는 상하 방향 및 측면 방향으로 이동시키는 공지의 이동부(미도시)에 고정된다.

본 발명의 일실시예에 따른 코일 연결장치(100)는, 용접부(140)의 후측에 비드 제거부(150)가 설치되어 코일 용접부위에 형성된 비드(bead)를 절삭하여 제거하도록 구성된다.

비드 제거부(150)은 상하 방향 및 측면 방향으로 이동시키는 공지의 이동부(미도시)에 체결된다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 이동 궤도(151)에 의해 측면 방향으로 이동되도록 구성할 수 있다.

또한, 코일에서 이탈된 비드가 코일의 상측면에서 제거되도록 블로워(blower, 미도시)를 추가로 포함할 수 있다.

제1, 제2 가압수단(121,123)은 제1, 제2 클램프(111,113)의 하측에서 유체의 압력(공압 또는 유압)에 의해 제1 및 제2 클램프(111,113)를 상승 또는 하강시키도록 구성된다.

한편, 제1 및 제2 클램프(111,113)의 상측면에서 용접부(140)가 용접하는 부분은 알루미늄 재질로 형성되어 내열성을 갖도록 구성하고, 제1 및 제2 클램프(111,113)가 맞닿는 부분은 적어도 일부가 열처리되어 제1, 제2 클램프(111,113)가 상승 또는 하강하면서 마찰에 의한 마모 및 코일의 끝단부가 부딪힐 때의 충격에 의한 마모에 강한 강성을 지니도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 코일 연결장치(100)의 본체(101)에는, 제어판(103)이 구비되어 용접부(140) 및 비드 제거부(150), 제1 및 제2 가압수단(121,123)을 제어할 수 있다.

또한, 코일 이동의 이동을 안내하기 위해 본 발명의 코일 연결장치(100)의 코일 유입측과 코일 배출측에는 각각 롤러(115,117)가 포함된다.

아울러, 이동하는 코일의 폭에 맞게 조절가능한 코일 안내부(160)을 더 포함할 수도 있다. 코일 안내부(160)의 인입부에는 회전가능한 하단롤러(163)가 설치되어 코일의 하측을 지지한다.

또한, 코일 안내부(160)은, 소정 간격 이격된 한 쌍의 수직롤러(161)를 더 구비한다. 여기서, 수직롤러(161)의 간격은 조절가능하도록 구성된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 코일 연결장치를 도시한 것이다.

본 발명의 코일 연결장치(100)는, 소정 간격만큼 이격 설치된 한 쌍의 가압롤러(180)을 더 포함할 수 있다.

가압롤러(180)는, 선행 코일(210)과 후행 코일(220)이 서로 맞닿은 상태에서 용접을 수행할 때 선행 코일(210)의 후단부 및 후행 코일(220)의 선단부의 상부로 하강 이동하여 가압하도록 구성된다.

이와 같이 가압롤러(180)에 의해 용접 부위가 눌러지는 상태를 유지하면서 가압롤러(180) 사이에 용접부(140)가 지나면서 선행 코일(210) 및 후행 코일(220)이 동일한 높이로 유지된 상태에서 용접 작업을 진행할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 코일 연결장치를 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 제1 및 제2 클램프(111,113)의 외측에는 각각 충격흡수부재(190)가 제1 및 제2 클램프(111,113)보다 상측으로 돌출되게 설치될 수 있다.

충격흡수부재(190)는, 후술할 선행 코일(210) 및 후행 코일(220)의 정렬동작시에 선행 코일(210) 또는 후행 코일(220)이 제1 또는 제2 클램프(111,113)와 맞닿을 때 클램프가 충격에 의해 외측으로 밀리는 것을 방지하는 기능을 수행하는 것으로, 충격을 흡수할 수 있도록 탄성소재로 구성되는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 코일 연결장치의 동작을 도시한 것이다.

본 발명의 코일 연결장치는, 먼저 도 7(a)에 도시된 바와 같이, 제1 판재인 선행 코일(210)의 후방부를 제1 클램프(111)의 전방에 위치시키고, 제2 판재인 후행 코일(220)의 전방부를 제2 클램프(113)의 후방에 위치시킨다. 선행 코일(210)의 후방부의 일부 또는 후행 코일(220)의 전방부 일부가 제1 클램프(111) 또는 제2 클램프(113)의 상측에 위치될 수도 있지만, 선행 코일(210) 및 후방 코일(220)이 변형되는 것을 방지하기 위해서는 초기단계에서는 제1 및 제2 클램프(111,113)의 상측에 코일을 위치시키지 않는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 7(b)에 도시된 바와 같이, 제2 클램프(113)를 상승시킨 후, 선행 코일(210)을 후진시켜 선행 코일(210)의 후단이 제2 클램프(113)의 전방 측면부에 맞닿도록 위치시킨다.

이후, 도 7(c)과 같이, 제1 클램프(111)를 상승시켜 선행 코일(210)을 제1 클램프(111)와 제1 지그부(131) 사이에 고정시킨다. 또한, 상승된 상태에 있던 제2 클램프(113)을 하강시키고 후행 코일(220)을 전진시켜 후행 코일(220)의 선단이 제1 클램프(111)의 후방 측면부에 맞닿도록 위치시킨다.

이후, 도 7(d)과 같이 제2 클램프(113)를 상승시켜 선행 코일(210) 및 후행 코일(220)을 정렬된 상태를 유지한 다음, 선행 코일(210) 및 후행 코일(220)을 용접하게 된다.

본 발명에서는 선행 코일과 후행 코일의 용접 전에 제1 및 제2 클램프(111,113)을 상승 또는 하강시키고, 선행 코일 및 후행 코일을 후진/전진시키는 동작을 수행하여 선행 코일의 후단과 후행 코일의 전단이 갭(gap)이 없이 맞닿아 정렬된 상태에서 용접될 수 있도록 구성된다.

용접이 완료되어 선행 코일과 후행 코일이 연결되면, 작업자의 조작에 의해 프레스는 다시 가동하며, 프레스는 피딩된 코일은 펀칭하고 적층하는 프레스 공정을 통해 소정 두께로 적층된 모터 코어 등과 같은 자동차 부품을 제조한다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 선행 코일의 후단을 후행 코일의 선단과 용접 연결하는 작업을 통해 코일의 재료 손실을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 선행 코일과 후행 코일의 연결 작업이 보다 정확하고 간편하게 수행될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 코일 연결장치
111: 제1 클램프
113: 제2 클램프
121: 제1 가압수단
123: 제2 가압수단
131: 제1 지그부
133: 제2 지그부
140: 용접부
150: 비드 제거부

Claims (6)

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6. 제1 판재의 후방부를 제1 클램프의 전방에 위치시키고, 제2 판재의 전방부를 제2 클램프의 후방에 위치시키는 단계;
   상기 제2 클램프를 상승시키는 단계;
   상기 제1 판재를 후진시켜 상기 제1 판재 후단이 상기 제2 클램프의 전방 측면부에 맞닿도록 위치시키는 단계;
   상기 제1 클램프를 상승시켜 상기 제1 판재를 상기 제1 클램프와 제1 지그부 사이에 고정시키는 단계;
   상기 제2 클램프를 하강시키는 단계;
   상기 제2 판재를 전진시켜 상기 제2 판재의 선단이 상기 제1 클램프의 후방 측면부에 맞닿도록 위치시키는 단계;
   상기 제2 클램프를 상승시키는 단계; 및
   상기 제1 및 제2 판재를 용접하는 단계;를 포함하는, 코일 연결방법.

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