KR101875469B1 - 산업용 롤의 홈 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필름ㆍ제지ㆍ섬유 등의 제조설비에 사용되는 산업용 롤에 관한 기술로서, 공작기계를 이용하여 롤을 회전시키면서 절삭날을 회전 및 이동시켜 롤의 표면에 홈을 가공함으로써, 작업시간을 단축할 뿐만 아니라 가공작업이 정밀하게 수행되므로 제품의 품질을 한층 높이며, 제품의 사양에 따라 절삭날의 각도를 작업자가 선택적으로 자동 조절하여 보다 정밀하게 가공작업이 수행되는 산업용 롤의 홈 가공장치에 관한 기술이다.
이러한 본 발명의 주요 구성은, 롤의 양측 샤프트가 척킹 및 지지되는 척과 심압대를 구비하고, 베드의 상부에 이송레일이 구비된 공작기계; 상기 공작기계의 베드 위에서 이송레일을 타고 왕복 이송하며, 상부에 모터의 구동으로 전후 이동하는 이송베드가 설치된 이송하우징; 및 상기 이송하우징의 상부에 설치되며, 구동모터로 절삭날을 회전시키는 한편 절삭날의 각도를 자동 조절하는 절삭유닛;을 포함하여 구현된다.

Description

산업용 롤의 홈 가공장치 {Industrial roller grooving equipment}

본 발명은 필름ㆍ제지ㆍ섬유 등의 제조설비에 사용되는 산업용 롤에 관한 기술로서, 보다 상세하게 설명하면 공작기계를 이용하여 롤을 회전시키면서 절삭날을 회전 및 이동시켜 롤의 표면에 홈을 가공함으로써, 작업성이 우수하고, 작업시간을 단축할 뿐만 아니라 가공작업이 보다 정밀하게 수행되므로 제품의 품질을 한층 높이며, 특히 제품의 사양에 따라 절삭날의 각도를 작업자가 선택적으로 자동 조절하여 가공작업이 진행되므로 작업이 신속하고, 보다 정밀하게 수행되는 산업용 롤의 홈 가공장치에 관한 기술이다.

일반적으로 필름ㆍ제지ㆍ섬유 등의 제조설비는 필름, 스트립, 시트 등의 물품을 제조공정에 따라 이송하기 위하여 다수의 롤(Roll)이 사용되며, 이러한 롤은 사용 목적 및 특성에 따라 다양한 재질로 제작되고 있는데, 예를 들어 섬유강화 플라스틱(FRP)이나 탄소섬유강화 플라스틱(CFRP) 또는 스틸(steel) 및 고무(rubber) 재질로 제작되고 있다.

기존 필름 원단의 제조설비에 사용되는 롤은 필름 원단을 이송시키기 위하여 회전을 하고 있으므로, 이러한 회전으로 인하여 롤의 주변 공기층이 그 표면을 따라 흐르면서 유동하게 된다.

필름의 이송설비에서 롤 측으로 유입되는 공기층은 필름 원단의 진행속도가 빠르고, 롤의 회전이 빠를수록 공기층의 유입량은 더욱 많아지게 된다. 또한 롤 측으로 유입된 공기층은 필름 원단과 롤의 접촉면 사이를 흐르면서 이들 사이에서 발생되어야 하는 마찰력을 크게 저하시키며, 이와 같이 유입된 공기에 의해 롤과 필름 원단이 슬립(slip)을 하는 문제점이 발생한다.

종래 컨버팅 설비에서 필름 원단에 슬립이 발생하면, 이러한 슬립에 의해 나이프로 절단(slitting)된 필름 원단이 그 후방측으로 주행하면서 좌우로 유동 즉, 원단의 폭방향으로 흔들리는 유동이 발생하고, 이로 인해 주행 직진성 및 안정성이 크게 떨어지게 된다.

결과적으로, 좌우 유동을 하면서 권취롤에 감겨진 필름 원단은 양측 단면이 깨끗하지 않고, 흐트러져 감김으로써, 이로 인해 필름 원단의 상품가치가 저하되고, 후속 공정에서 작업효율이 떨어질 뿐만 아니라 각종 트러블을 야기하게 된다.

따라서, 필름 원단의 이송설비에서 감겨진 최종 필름 원단 제품은 그 양측 단면이 흐트러지지 않고, 깨끗하게 감기는 것이 최고의 제품으로 중요 품질관리 항목으로서, 이와 관련되어 종래 필름 원단의 주행 안정성 및 직진성을 개선하기 위한 롤이 제안되고 있으며, 예를 들면 PET, OPP, CPP, BOPP 등 필름 원단의 주행 안정성과 직진성을 향상시키기 위하여 표면에 경방향 일자홈 또는 경방향 나선홈이 가공된 롤이 제안되었다.

이와 같이, 경방향 일자홈 또는 경방향 나선홈이 가공된 롤은 표면에 수개 또는 수십개의 홈을 피치(pitch)를 고려하여 일정한 간격으로 가공한 것으로서, 이와 같은 홈 사이로 공기층을 유도하여 제거함으로써, 롤과 필름 원단의 마찰력을 유지하고, 슬립을 방지하게 된다.

따라서, 종래 롤의 표면에 경방향 일자홈 또는 경방향 나선홈을 가공하기 위한 방법으로, 선반과 같은 범용 공작기계를 이용하고 있으며, 이러한 방법은 공작기계에 롤을 척킹한 다음, 롤을 회전시키면서 절삭날을 사용하여 롤의 표면에 홈을 가공하게 된다.

이러한 종래 방법은 작업자가 수작업으로 가공작업을 진행함에 따라 정밀도가 떨어지고, 작업시간이 길어질 뿐만 아니라 작업성과 생산성이 저하되는 한편 제품의 사양에 따라 홈의 각도나 피치를 정밀하게 가공할 수 없으며, 신속하게 대처할 수 없는 문제점들이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0992493호. 대한민국 등록특허 제10-1064646호. 대한민국 등록특허 제10-1286174호. 대한민국 등록특허 제10-1335287호.

본 발명은 종래 산업용 롤의 선행기술에서 롤의 표면에 일자홈 또는 나선홈을 가공할 경우, 정밀도가 떨어지는 한편 작업성과 생산성이 저하되고, 제품의 사양에 따라 홈의 각도나 피치를 정밀하게 가공할 수 없는 문제점들을 개선하고 안출된 기술로서, 공작기계를 이용하여 롤을 회전시키면서 절삭날을 회전 및 이동시켜 롤의 표면에 홈을 가공하는 한편 제품의 사양에 따라 절삭날의 각도를 작업자가 선택적으로 자동 조절하여 가공작업이 진행되는 산업용 롤의 홈 가공장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 제품의 사양에 따라 절삭날의 각도를 작업자가 선택적으로 자동 조절하여 가공작업이 진행되므로 작업성이 우수하고, 작업시간을 단축할 뿐만 아니라 가공작업이 보다 정밀하게 수행되므로 제품의 품질을 한층 높이는 산업용 롤의 홈 가공장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,

롤의 양측 샤프트가 척킹 및 지지되는 척과 심압대를 구비하고, 베드의 상부에 이송레일이 구비된 공작기계; 상기 공작기계의 베드 위에서 이송레일을 타고 왕복 이송하며, 상부에 모터의 구동으로 전후 이동하는 이송베드가 설치된 이송하우징; 및 상기 이송하우징의 상부에 설치되며, 구동모터로 절삭날을 회전시키는 한편 절삭날의 각도를 자동 조절하는 절삭유닛;을 포함하여 구현된다.

또한 본 발명의 실시예로서, 이송하우징은 이송베드가 전후 이동가능케 상부에 끼워져 설치되는 한편 전방에 모터가 설치되어 이송베드를 전후 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예로서, 절삭유닛은 이송베드의 상부에 설치되고, 기어박스가 부착되는 하우징; 상기 기어박스의 전방에 설치되는 정회전모터; 상기 기어박스의 후방에 회동가능케 설치되는 기어브라켓; 상기 기어브라켓에 설치되는 구동모터; 및 상기 기어브라켓에 회전가능케 설치되고, 구동모터의 작동으로 회전하는 절삭날;을 포함하여 구현된다.

본 발명의 실시예는 공작기계를 이용하여 롤을 회전시키면서 절삭날을 회전 및 이동시켜 롤의 표면에 홈을 가공함으로써, 작업성이 우수하고, 작업시간을 단축할 뿐만 아니라 가공작업이 보다 정밀하게 수행되므로 제품의 품질을 한층 높이는 효과가 있다.

아울러, 본 발명의 실시예는 제품의 사양에 따라 절삭날의 각도를 작업자가 선택적으로 자동 조절하여 가공작업이 진행되므로 작업시간을 단축할 뿐만 아니라 가공작업이 보다 정밀하게 수행되므로 제품의 품질과 경쟁력을 한층 높이는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 정면도.
도 2는 본 발명에서 롤의 설치상태를 나타낸 정면도.
도 3은 본 발명에서 작동상태를 나타낸 정면도.
도 4는 본 발명에서 설치상태를 나타낸 요부 측단면도.
도 5는 본 발명에서 작동상태를 나타낸 요부 측단면도.
도 6은 본 발명에서 나선홈 가공상태를 나타낸 요부 평면도.
도 7은 본 발명에서 절삭날의 각도 조절상태를 나타낸 요부 정면도.
도 8은 본 발명에서 나선홈이 가공된 산업용 롤을 나타낸 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 주요 구성을 살펴보면, 롤(40)의 양측 샤프트(41)가 척킹 및 지지되는 척(12)과 심압대(13)를 구비하고, 베드(11)의 상부에 이송레일이 구비된 공작기계(10); 상기 공작기계(10)의 베드(11) 위에서 이송레일을 타고 왕복 이송하며, 상부에 모터(22)의 구동으로 전후 이동하는 이송베드(21)가 설치된 이송하우징(20); 및 상기 이송하우징(20)의 상부에 설치되며, 구동모터(35)로 절삭날(36)을 회전시키는 한편 절삭날(36)의 각도를 자동 조절하는 절삭유닛(30);을 포함하여 이루어진다.

상기 실시예의 주요 구성에서 공작기계(10)는 롤(40)을 척킹하여 회전시키는 기능으로서, 상기 공작기계(10)는 도면에서 도 1 내지 도 3과 같이, 베드(11)ㆍ척(12)ㆍ심압대(13) 등으로 구성되며, 공작물을 척킹하여 모터의 구동으로 회전하는 척(12)과, 공작물을 지지하는 심압대(13)가 베드(11)의 양측부에 각각 위치하고, 상기 베드(11) 위에 길이 방향으로 이송레일이 구성된다.

상기에서 공작기계(10)의 척(12)은 롤(40)의 한쪽 샤프트(41)를 물어 척킹한 상태에서 모터의 구동으로 회전 작동하며, 또한 심압대(13)는 척(12)과 마주하여 배치된 상태에서 롤(40)의 다른 한쪽 샤프트(41)를 회전가능케 지지한다.

이러한 공작기계(10)는 일반적으로 공작물의 가공 및 절삭작업에 사용되는 선반 등을 적용할 수 있으며, 척(12)과 심압대(13) 사이에 롤(40)의 양측 샤프트(41)가 척킹된 상태에서 모터의 구동으로 척(12)이 회전 작동하여 롤(40)이 회전함으로써, 절삭작업을 수행하게 된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 이송하우징(20)은 공작기계(10)의 베드(11) 위에서 왕복 이송하는 기능으로서, 상기 이송하우징(20)은 도면에서 도 1 내지 도 5와 같이, 공작기계(10)의 베드(11) 위에 안치되고, 이송베드(21)가 전후 이동가능케 상부에 끼워져 설치되는 한편 전방에 모터(22)가 설치되어 이송베드(21)를 전후 방향으로 이동시킨다.

상기에서 이송하우징(20)은 한쪽 측면부에 모터(23)가 설치되고, 상기 모터(23)는 이송하우징(20)을 공작기계(10)의 베드(11)에서 이송레일을 따라 좌우 방향으로 왕복 이송시킨다.

또한 상기에서 이송베드(21)는 이송하우징(20)의 상부에 전후 방향으로 형성된 이송레일에 끼워져 이동가능케 설치되며, 전방에 설치된 모터(22)가 구동하여 이송베드(21)를 전후 방향으로 이동시키고, 이송하우징(20)의 상부로 컨트롤박스(24)가 부착 설치된다.

또한 상기 실시예의 주요 구성에서 절삭유닛(30)은 절삭날(36)을 회전 및 이동시켜 롤(40)의 표면에 홈을 절삭 가공하는 기능으로서, 상기 절삭유닛(30)은 도면에서 도 1 내지 도 6과 같이, 이송베드(21)의 상부에 설치되고, 기어박스(32)가 부착되는 하우징(31); 상기 기어박스(32)의 전방에 설치되는 정회전모터(33); 상기 기어박스(32)의 후방에 회동가능케 설치되는 기어브라켓(34); 상기 기어브라켓(34)에 설치되는 구동모터(35); 및 상기 기어브라켓(34)에 회전가능케 설치되고, 구동모터(35)의 작동으로 회전하는 절삭날(36);을 포함하여 구성된다.

상기에서 하우징(31)은 이송하우징(20)의 이송베드(21) 위에 부착 설치되고, 한쪽 측면부에 기어박스(32)가 부착 설치되며, 상기 기어박스(32)의 전방에 정회전모터(33)가 부착 설치된다.

따라서, 하우징(31)은 이송하우징(20)의 상부에서 이송베드(21)의 전후 이동에 따라 전후 방향으로 이동하며, 결과적으로 공작기계(10)에 척킹된 롤(40)의 위치에서 절삭날(36)을 전후 방향으로 이동시켜 절삭 가공작업을 수행하게 된다.

또한 상기에서 기어박스(32)의 후방에 기어브라켓(34)이 회동가능케 설치되고, 상기 기어브라켓(34)의 일측에 절삭날(36)을 회전시키는 구동모터(35)가 설치되며, 상기 기어브라켓(34)은 정회전모터(33)의 구동에 따라 일정 각도로 회동 작동하게 된다.

상기에서 정회전모터(33)의 구동은 컨트롤박스(24)에서 제어되며, 작업자가 롤에 가공되는 나선홈의 각도에 따라 컨트롤박스(24)에서 정회전모터(33)를 제어하여 절삭날(36)의 각도를 자동으로 조절하게 된다.

결과적으로, 정회전모터(33)의 구동에 따라 절삭날(36)이 설치된 기어브라켓(34)이 일정한 각도로 회동 작동함으로써, 정회전모터(33)를 구동시켜 절삭날(36)의 경사 각도를 조절할 수 있으며, 이는 제품의 사양에 따라 절삭날(36)의 각도를 작업자가 선택적으로 자동 조절하여 나선홈의 절삭 가공작업을 진행할 수 있게 된다.

상기에서 절삭날(36)은 산업용 롤의 재질에 따라 다양하게 적용할 수 있으며, 일반적으로 연삭숫돌(grinding wheel)이나 커터날이 사용되고, 작업자가 마모 상태를 확인하여 주기적으로 교체하게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예는 공작기계(10)의 척(12)과 심압대(13)에 롤(40)의 양측 샤프트(41)를 각각 척킹한 다음, 공작기계(10)로 롤(40)을 회전시키면서 절삭날(36)을 회전 및 이동시켜 롤(40)의 표면에 나선홈을 절삭 가공하게 된다.

보다 구체적으로 설명하면, 공작기계(10)에 롤(40)을 척킹한 다음, 도면에서 도 2와 같이, 모터(23)의 작동으로 이송하우징(20)을 한쪽으로 이송시켜 배치하고, 정회전모터(33)를 구동시켜 절삭날(36)의 각도를 설정한 후, 구동모터(35)를 작동시켜 절삭날(36)을 회전시키는 한편 이송하우징(20)의 모터(22)가 작동하여 나선홈의 깊이에 따라 절삭날(36)을 롤(40)이 위치한 방향으로 이동시켜 가공작업을 수행한다.

이와 동시에 도면에서 도 3과 같이, 이송하우징(20)의 모터(23)가 작동하여 나선홈의 피치에 맞도록 절삭날(36)을 롤(40)의 길이 방향으로 이송시켜 롤(40)의 표면에 나선홈을 절삭 가공하게 된다.

따라서, 본 발명의 실시예는 공작기계를 이용하여 롤을 회전시키면서 절삭날을 회전 및 이동시켜 롤의 표면에 홈을 절삭 가공하는 한편 제품의 사양에 따라 절삭날의 각도를 작업자가 선택적으로 자동 조절하여 가공작업이 진행되므로, 작업성이 우수하고, 작업시간을 단축할 뿐만 아니라 가공작업이 보다 정밀하게 수행될 수 있다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10: 공작기계 11: 베드
12: 척 13: 심압대
20: 이송하우징 21: 이송베드
22: 모터 23: 모터
30: 절삭유닛 31: 하우징
32: 기어박스 33: 정회전모터
34: 기어브라켓 35: 구동모터
36: 절삭날

Claims (5)

1. 롤(40)의 양측 샤프트(41)가 척킹 및 지지되는 척(12)과 심압대(13)를 구비하고, 베드(11)의 상부에 이송레일이 구비된 공작기계(10); 상기 공작기계(10)의 베드(11) 위에서 이송레일을 타고 왕복 이송하며, 상부에 모터(22)의 구동으로 전후 이동하는 이송베드(21)가 설치된 이송하우징(20); 및 상기 이송하우징(20)의 상부에 설치되며, 구동모터(35)로 절삭날(36)을 회전시키는 한편 절삭날(36)의 각도를 자동 조절하는 절삭유닛(30);을 포함하고,
   상기 이송하우징(20)은 이송베드(21)가 전후 이동가능케 상부에 끼워져 설치되는 한편 전방에 모터(22)가 설치되어 이송베드(21)를 전후 방향으로 이동시키며,
   상기 절삭유닛(30)은 이송베드(21)의 상부에 설치되고, 기어박스(32)가 부착되는 하우징(31); 상기 기어박스(32)의 전방에 설치되는 정회전모터(33); 상기 기어박스(32)의 후방에 회동가능케 설치되는 기어브라켓(34); 상기 기어브라켓(34)에 설치되는 구동모터(35); 및 상기 기어브라켓(34)에 회전가능케 설치되고, 구동모터(35)의 작동으로 회전하는 절삭날(36);을 포함하여 구성되며,
   상기 하우징(31)은 이송하우징(20)의 상부에서 이송베드(21)의 전후 이동에 따라 전후 방향으로 이동하고, 상기 정회전모터(33)의 구동에 따라 절삭날(36)이 설치된 기어브라켓(34)이 일정한 각도로 회동 작동하며,
   상기 정회전모터(33)의 구동은 컨트롤박스(24)에서 제어되고, 작업자가 롤에 가공되는 나선홈의 각도에 따라 컨트롤박스(24)에서 정회전모터(33)를 제어하여 절삭날(36)의 각도를 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 산업용 롤의 홈 가공장치.
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