KR101947759B1

KR101947759B1 - 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치

Info

Publication number: KR101947759B1
Application number: KR1020170134873A
Authority: KR
Inventors: 강영길; 김도희; 길경철; 정연숙; 하지훈
Original assignee: 강영길
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2019-02-14

Abstract

본 발명은 필라멘트 와인딩머신(100)에서 수동으로 이루어지던 각종 핸들링작업을 기계적으로 자동화시키도록 한 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치(1)를 제공코자 하는 것으로서, 상기 본 발명은 베이스부(2)의 일측에 필라멘트(F)의 공급방향과 직교되게 설치되어 필라멘트(F)를 클램핑되게 구성된 메인클램핑부(3) 및 메인클램핑부(3)와 동일한 구조로 메인클램핑부(3) 전방에 이격되게 구성된 서브클램핑부(4)와, 베이스부(2)에 메인클램핑부(3)와 서브클램핑부(4) 사이에서 클램핑된 필라멘트(F)를 절단토록 구성된 커팅부(5)와, 메인클램핑부(3) 및 서브클램핑부(4)의 전방에서 베이스부(2)에 상하로 각운동되게 설치되어 절단부분 전방의 필라멘트(F) 후단을 와인딩된 와인딩대상물(W)의 외측으로 가압 접착토록 구성된 마감부(6)와, 메인클램핑부(3) 및 서브클램핑부(4)의 후방에서 베이스부(2)에 회전 구동되게 설치되어 절단부분 후방의 필라멘트(F) 선단을 교체된 와인딩대상물(W) 표면에 밀착 고정토록 구성된 접합부(7)가 포함된 것을 특징으로 하며, 이에 의하면 필라멘트 핸들링작업을 자동화하여 인건비 절감 및 생산성 향상을 꾀하며, 핸들링 작업능률을 극대화키면서 작업신뢰도를 대폭 향상시키는 등 다수의 효과를 기대할 수 있다.

Description

와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치{Filament handling device for winding machine}

본 발명은 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치로서, 이를 보다 상세히 설명하면 압력용기 등의 와인딩대상물에 수지가 함침된 필라멘트를 와인딩한 후 필라멘트의 절단작업과 마무리작업 및 새로운 와인딩대상물의 교체 후 와이딩대상물로의 필라멘트 접합작업 등의 각종 핸들링작업을 기계적으로 자동화시켜서 일손을 줄일 수 있도록 한 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치에 관한 것이다.

일반적으로 CNG, 산소, 수소 등의 각종 가스를 압축, 저장할 수 있는 압력용기 등의 와인딩대상물을 경량화하면서도 고압력용으로 제작하기 위하여 와인딩대상물의 표면에 카본섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등의 섬유강화복합재료로 이루어진 필라멘트를 연속적으로 와인딩할 수 있도록 한 필라멘트 와인딩머신에 있어서, 종래의 필라멘트 와인딩머신은 대한민국 등록실용신안 제317059호(2003년 6월 25일자 공고)에 게재된 바와 같이 양측 바디에 각각 척-스핀들과 이송축이 각각 수개씩 설치되어 그 상간에 와인딩대상물을 장착 후 가이드레일을 타고 좌우 이송되는 캐리지에 가이더를 수개 설치하여 와인딩대상물을 회전시켜서 표면에 가이더를 통해서 공급되는 수지가 함침된 필라멘트가 와인딩되는 기술이 개발되어 왔으며, 이와 함께 공개실용신안 2010년 제9017호(2010년 9월 15일자 공개)에 게재된 바와 같이 이송축이 캐리지를 타고 이송되어 다양한 길이를 갖는 와인딩대상물을 와인딩할 수 있도록 하면서 축소가이더와 확장가이더로 이루어진 토출장치를 구비하여 조방사의 가닥수에 구애받지 않고 균일한 함침작업 및 폭을 확대 균일하게 수행토록 한 기술이 개발되어 있었으나, 이와 같은 종래 와인딩머신의 경우 크릴박스에서 공급되어 수지 함침조에서 수지가 함침된 필라멘트를 와인딩머신에서 와인딩이 종료된 후 일일이 작업자가 수가닥의 필라멘트를 별도의 커터로 절단하여 도구를 사용하여 와인딩머신에 마무리 작업을 행하고, 와인딩이 끝나면 다시 와인딩머신에 장착된 와인딩대상물을 교체 후 새로운 와인딩대상물에 크릴박스에서 함침조를 거쳐서 절단되어 있던 필라멘트를 당겨 와서 표면에 부착 후 와인딩머신을 구동시켜서 필라멘트를 와인딩하도록 하는 일련의 핸들링작업을 모두 작업자가 수동으로 하고 있어서, 근자에 개발되는 와인딩대상물이 여러 개가 한 번에 와인딩되는 필라멘트 와인딩머신에서 와인딩 작업효율이 급격히 떨어지는 문제점을 가지고 있었던 것이다.

종래 일본국 공개특허 2008년 제307792호(2008년 12월 25일자 공개)에 게재된 바와 같이 와인딩 기구에 회전 클램퍼에 의해서 지지된 라이너의 구금부재 부근에 섬유를 절단하는 커터가 각각 설치되는 기술이 개발되어 있었으나, 단지 섬유를 절단하는 커터만을 구비할 뿐 와인딩의 마무리작업, 와인딩대상물의 교체 후 와인딩 준비를 위한 접합작업 등 다양한 핸들링작업이 불가능하다는 단점 등 다수의 문제점을 가지고 있었던 것이다.

KR 20-0317059 Y1 2003. 6. 25. KR 20-2010-0009017 U 2010. 9. 15. JP 20307792 A 2008. 12. 25.

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 본 발명은 필라멘트 와인딩머신에서 와인딩대상물에 와인딩이 완료된 후 필라멘트를 클램핑한 상태에서 절단하는 절단작업과, 이후 와인딩대상물에 절단된 필라멘트를 마저 접착시키는 마무리작업과, 와인딩대상물의 교체 후 새로 장착된 와인딩대상물에 절단되었던 크릴박스로부터의 필라멘트 선단을 밀착 고정시켜서 와인딩 사전작업으로서의 접합작업 등의 핸들링작업을 하나의 장치를 이용하여 자동으로 이루어지도록 한 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치를 제공함에 그 주된 목적이 있는 것이다.

이와 더불어서 상기 절단작업, 마무리작업, 접합작업 시 구동이 신속하고 안정적으로 이루어져서 작업능률이 향상되면서 작업신뢰도가 일층 배가되며, 이로 인하여 필라멘트를 와인딩대상물로 와인딩 완료 후 불량률을 현저히 낮추어서 후처리작업을 최소화시킬 수 있도록 함을 해결하고자 하는 과제로 삼는 것이다.

또한 별도로 기술하지는 않았으나, 본 발명의 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치을 상세하게 기술한 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위 및 도면 등을 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 해결과제에 포함되는 것이다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치를 구성하되, 상기 본 발명의 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치는 와인딩머신의 캐리지 일측에 고정되어 캐리지의 이송에 의해서 필라멘트 토출가이드의 전방으로 이송토록 구성된 베이스부가 구비되며, 베이스부의 일측으로 필라멘트의 공급방향과 직교되게 설치되어 필라멘트를 클램핑되게 구성된 메인클램핑부 및 베이스부의 일측으로 메인클램핑부와 동일한 구조를 가지면서 메인클램핑부 전방으로 소정 거리 이격되게 설치된 서브클램핑부가 구비되며, 베이스부에 메인클램핑부와 서브클램핑부 사이에서 클램핑된 필라멘트를 절단토록 구성된 커팅부가 구비되며, 메인클램핑부 및 서브클램핑부의 전방에서 베이스부에 상하로 각운동되게 설치되어 절단부분 전방의 필라멘트 후단을 와인딩된 와인딩대상물의 외측으로 가압 접착토록 구성된 마감부가 구비되며, 메인클램핑부 및 서브클램핑부의 후방에서 베이스부에 회전 구동되게 설치되어 절단부분 후방의 필라멘트 선단을 교체된 와인딩대상물 표면에 밀착 고정토록 구성된 접합부가 구비된 것을 특징으로 하는 것이다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명의 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치는 와인딩대상물에 필라멘트 와인딩이 완료된 후 필라멘트의 절단작업과 절단된 필라멘트의 마무리작업과 새로 와인딩대상물로의 필라멘트 접합작업 등의 핸들링작업을 종래 작업자가 수동으로 하던 것에 비하여 기계에 의해서 필라멘트 핸들링작업을 자동화하여 인건비를 절감하면서 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면 필라멘트 핸들링작업을 자동화시켜서 작업속도를 일층 배가시키면서 정확하고 안정적인 작업이 이루어지도록 해서 핸들링 작업능률을 극대화시킬 수 있으며, 작업신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

이와 같이 필라멘트 와인딩머신에서 필라멘트 핸들링을 자동화시켜서 와인딩대상물에 필라멘트의 와인딩이 완료되면 정확한 타이밍에 절단이 이루어지고, 이어서 즉각적으로 마무리가 이루어진 후 자동화로 와인딩대상물의 교체까지 이루어진 다음, 새로 와인딩대상물에 교체와 동시에 필라멘트 접합이 이루어져서 끊김없이 와인딩이 원활하게 이어지므로 무수히 많은 와인딩대상물의 신속한 와인딩에 의해 와인딩효율을 극대화시켜서 작업시간을 대폭 줄이므로 단시간에 많은 와인딩대상물의 와인딩작업이 가능토록 하는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 와인딩머신의 일 실례를 보인 예시도
도 2는 본 발명이 와인딩머신에 적용된 일례를 보인 입체도
도 3은 본 발명에서 제공하는 핸들링장치의 평면적인 입체도
도 4는 본 발명에서 제공하는 핸들링장치의 저면적인 입체도
도 5a는 본 발명에 의한 필라멘트 절단작업을 보인 예시도
도 5b는 본 발명에 의한 필라멘트 마무리작업을 보인 예시도
도 5c는 본 발명에 의한 필라멘트 접합작업을 보인 예시도
도 5d는 본 발명에 의한 원위치로의 작동을 보인 예시도
도 6a 내지 도 6d는 본 발명 중 견인수단의 작동을 보인 예시도

본 발명은 CNG, 산소, 수소 등의 각종 가스를 압축, 저장할 수 있는 압력용기 등의 와인딩대상물을 경량화하면서도 고압력용으로 제작하기 위하여 와인딩대상물의 표면에 카본섬유, 유리섬유, 아라미드섬유 등의 다양한 섬유강화복합재료로 이루어진 필라멘트를 연속적으로 와인딩할 수 있도록 한 필라멘트 와인딩머신에서 와인딩대상물에 수지가 함침된 필라멘트를 와인딩한 후 필라멘트의 절단작업과 마무리작업 및 새로운 와인딩대상물의 교체 후 와이딩대상물로의 필라멘트 접합작업 등의 각종 핸들링작업을 기계적으로 자동화시키도록 한 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치를 제공코자 하는 것으로서, 이를 하기에서 도면들과 함께 보다 구체적으로 설명토록 하되, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 사용되는 용어들 역시 실시 예를 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐 해당 용어에 국한되게 해석되어서는 아니 된다.

상기 본 발명의 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 필라멘트(F)가 감긴 보빈이 수개 내입된 크릴박스(200)로부터 공급되는 수가닥의 필라멘트(F)를 수지가 내입된 수지 함침조(300)를 거쳐서 수지를 함침시킨 후 와인딩대상물(W)이 수개 장착된 와인딩머신(100)에서 와인딩대상물(W)에 와인딩이 완료된 후 및 와인딩대상물(W)이 교체된 후 각각 필라멘트(F)를 절단과 마무리 및 접합 등의 핸들링이 자동으로 이루어지도록 도 2에 도시된 바와 같이 와인딩머신(100)의 가이드레일(101)을 타고 좌우로 이송되는 캐리지(103)의 일측에 고정된 고정대(104)에 각각 설치되어 수지 함침조(300)를 거쳐 공급되는 필라멘트(F)가 토출 안내되는 와인딩머신(100)의 토출가이드(102)의 전방으로 이송되도록 이루어진 것이다.

이러한 본 발명은 와인딩머신(100)의 캐리지(103) 일측에 고정대(104)에 의해서 고정된 후 캐리지(103)의 이송에 의해서 필라멘트(F) 토출가이드(102)의 전방으로 이송되는 베이스부(2)가 구비되며, 이러한 베이스부(2)에 핸들링을 위해서 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 메인클램핑부(3), 서브클램핑부(4), 커팅부(5), 마감부(6), 접합부(7)가 각각 설치된다.

상기 본 발명에서 메인클램프부는 베이스부(2)의 일측으로 필라멘트(F)의 공급방향과 직교되게 설치되어 필라멘트(F)를 클램핑되게 구성되며, 이러한 메인클램프부는 베이스부(2)에 고정 설치되는 메인공압레버식그리퍼(31)와, 메인공압레버식그리퍼(31)의 에어실린더(C) 내부에서 공압에 의해서 출몰되는 피스톤 구동에 의해서 상하로 마주보며 선단으로 대략 30~60도 정도 경사지게 돌출되어 개폐되게 구성된 한 쌍의 조(C-1)와, 메인공압레버식그리퍼(31)의 각 조(C-1)에 상하로 마주보게 설치되어 한 쌍의 조(C-1)가 닫힐 때 서로 접하여 필라멘트(F)를 클램핑토록 구성된 한 쌍의 메인고정니퍼(32)와, 한 쌍의 메인고정니퍼(32)에 서로 대응되어 필라멘트(F)를 클램핑 시 슬립을 방지토록 상호 요철 대응되게 형성된 메인요철면(33)으로 이루어진다.

이와 함께 상기 메인클램핑부(3) 전방으로 소정 거리 이격되게 베이스부(2)의 일측에 필라멘트(F)의 공급방향과 직교되게 설치되어 역시 메인클램핑부(3) 전방에서 필라멘트(F)를 클램핑되게 구성된 서브클램핑부(4)가 구비되며, 이러한 서브클램핑부(4)는 베이스부(2)에 메인클램핑부(3)의 메인공압레버식그리퍼(31) 전방으로 소정 거리 이격되게 고정 설치되는 서브공압레버식그리퍼(41)와, 서브공압레버식그리퍼(41)의 에어실린더(C) 내부에서 공압에 의해서 출몰되는 피스톤 구동에 의해서 상하로 마주보며 선단으로 대략 30~60도 정도 경사지게 돌출되어 개폐되게 구성된 한 쌍의 조(C-1)와, 서브공압레버식그리퍼(41)의 각 조(C-1)에 상하로 마주보게 설치되어 한 쌍의 조(C-1)가 닫힐 때 서로 접하여 필라멘트(F)를 클램핑토록 구성된 한 쌍의 서브고정니퍼(42)와, 한 쌍의 서브고정니퍼(42)에 서로 대응되어 필라멘트(F)를 클램핑 시 슬립을 방지토록 상호 요철 대응되게 형성된 서브요철면(43)으로 이루어지는바, 상기 메인클램핑부(3)와 동일한 구조를 가지되, 서브고정니퍼(42)의 형태는 도면에서와 같이 조(C-1)에 대응되게 결합코자 다소 상이해질 수도 있다.

상기 본 발명에서 커팅부(5)는 메인클램핑부(3)와 서브클램핑부(4) 상간의 베이스부(2)에 고정 설치된 단동 또는 복동식 슬라이드에어실린더(C2)에서 공압에 의해서 인출되는 슬라이드피스톤로드(C2-1) 단부에 고정 설치되어 메인클램핑부(3)와 서브클램핑부(4)에 의해서 클램핑된 필라멘트(F)를 메인클램핑부(3)와 서브클램핑부(4) 사이로 인출되어 절단하는 커터(51)가 구비되는 것이다.

상기 본 발명에서 마감부(6)는 메인클램핑부(3) 및 서브클램핑부(4)의 전방에서 베이스부(2)에 상하로 각운동되게 설치되어 절단부분 전방의 필라멘트(F) 후단을 와인딩된 와인딩대상물(W)의 외측으로 가압 접착토록 구성된 것으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 서브클램핑부(4)의 서브공압레버식그리퍼(41) 전방에서 베이스부(2)에 고정 설치되어 에어실린더(C) 구동에 의해서 핑거(C3-1)가 상부와 전방을 향하도록 각각 상하로 각운동되게 구성된 공압레크식그리퍼(61)와, 공압레크식그리퍼(61)의 핑거(C3-1)에 고정 설치되어 핑거(C3-1)의 회동 시 상부와 전방 상하로 각운되면서 절단되어 서브클램핑부(4)와 와인딩대상물(W) 사이의 필라멘트(F)를 와인딩대상물(W)의 외측으로 가압 접착토록 구성된 마감접착롤러(62)로 이루어지는 것이다.

상기 본 발명에서 접합부(7)는 메인클램핑부(3) 및 서브클램핑부(4)의 후방에서 베이스부(2)에 회전 구동되게 설치되어 절단부분 후방의 필라멘트(F) 선단을 교체된 와인딩대상물(W) 표면에 밀착 고정토록 구성된 것으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 캐리지(103)에 베이스부(2)를 고정 시 베이스부(2)를 상하로 터닝시킬 수 있도록 캐리지(103)의 고정대(104)와 베이스부(2) 사이에 개재되게 설치된 공압로터리테이블(71)과, 메인클램핑부(3)의 메인공압레버식그리퍼(31) 후방에서 토출가이드(102)에서 메인클램핑부(3)로 공급되는 필라멘트(F)가 하부를 지나도록 돌출되게 베이스부(2)에 고정 설치되어 공압로터리테이블(71)에 의해 베이스부(2)가 터닝되면 절단된 필라멘트(F)를 교체된 와인딩대상물(W) 표면에 밀착 고정토록 구성된 1~2개의 착수접합롤러(72)로 이루어지는 것이다.

이와 더불어서 본 발명에서는 상기 접합부(7)에서 공압로터리테이블(71)에 의한 베이스부(2)의 터닝에 의해서 착수접합롤러(72)가 하부로 지나던 수가닥의 필라멘트(F)를 와인딩대상물(W)의 표면으로 견인 시 필라멘트(F)의 가닥수가 많아지면 견인력이 부족하게 되므로 도 1에서와 같이 수지 함침조(300)의 전방에 수직으로 설치된 견인용실린더(C4)에 의해서 승강되는 견인지지롤러(81)로 이루어진 견인수단(8)이 구비되며, 이러한 견인수단(8)은 크릴박스(200)에서 인출되어 수지 함침조(300)를 거쳐서 와인딩머신(100)의 토출가이드(102)로 공급되는 필라멘트(F)가 견인지지롤러(81)의 상부로 지나게 구성되어 와인딩 후 커팅부(5)에서 필라멘트(F)의 절단 이전에 견인용실린더(C4)에 의해서 견인지지롤러(81)를 상승시키면 크릴박스(200)에서 필라멘트(F)가 인출되게 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치(1)는 크릴박스(200)에서 인출되어 수지 함침조(300)를 거쳐 와인딩머신(100)의 토출가이드(102)를 통해서 전방의 와인딩대상물(W)에 와인딩머신(100)에 의해서 와인딩이 이루어지는 것으로서, 이와 같이 와인딩대상물(W)에 필라멘트(F)의 와인딩이 완료되면, 필라멘트(F)를 절단하는 절단작업과, 절단 후에 와인딩대상물(W)에서 절단부까지 돌출된 필라멘트(F)마저 와인딩대상물(W)에 가압 접착하여 마감하는 마무리작업과, 와인딩이 마무리된 와인딩대상물(W)을 와인딩머신(100)에서 분리 후 와인딩코자 하는 새 와인딩대상물(W)을 장착하여 절단되어 있던 필라멘트(F)를 다시 새 와인딩대상물(W)의 표면에 밀착 고정하는 접합작업을 다시 착수해야 하는 핸들링을 필요로 하며, 이에 본 발명의 핸들링장치(1)를 이용하여 필라멘트(F)의 핸들링을 기계적으로 자동화시켜서 인건비 절감과 핸들링의 신속화 등으로 생산성 및 작업효율을 극대화시키도록 한 것이다.

상기 본 발명의 핸들링 종류에 따라 우선 절단작업은 도 5a에 도시된 바와 같이 와인딩대상물(W)에 필라멘트(F)의 와인딩이 완료되면 와인딩머신(100)의 가이드레일(101)을 타고 캐리지(103)가 슬라이드 이동되어 도 5a의 (가)에서처럼 핸들링장치(1)의 선단이 토출가이드(102)의 전방으로 와인딩대상물(W)과의 사이로 내입되며, 이와 같이 개방된 한 쌍의 메인고정니퍼(32) 및 한 쌍의 서브고정니퍼(42) 각 사이를 토출가이드(102)를 통해 와인딩대상물(W)로 이어진 필라멘트(F)가 내입되며, 이후 도 5a의 (나)에서와 같이 메인클램핑부(3)와 서브클램핑부(4)의 각 한 쌍의 메인고정니퍼(32) 및 서브고정니퍼(42)가 메인공압레버식그리퍼(31) 및 서브공압레버식그리퍼(41)의 구동에 의해서 필라멘트(F)를 클램핑하게 되며, 이때 하부 메인고정니퍼(32) 및 서브고정니퍼(42)에 피스톤로드(C1-1)의 단부가 연결된 보강실린더(C1)에 의해서 필라멘트(F)의 클랭핑 정도를 향상시키도록 할 수 있으며, 이후 도 5a의 (다)에서와 같이 슬라이드에어실린더(C2)의 구동에 의해서 커터(51)가 메인클램핑부(3)와 서브클램핑부(4) 사이로 진출하여 필라멘트(F)를 커팅하게 되는 것이다.

상기 절단작업 후의 마무리작업은 도 5b의 (가)에 도시된 바와 같이 서브클램핑부(4)의 상하 한 쌍의 서브고정니퍼(42)가 개방된 후 도 5b의 (나)에서와 같이 절단된 와인딩대상물(W)에 와인딩된 필라멘트(F)의 후단을 공압레크식그리퍼(61)의 구동에 의해서 각운동하는 마감접착롤러(62)에 의해서 회전하는 와인딩대상물(W)의 외측으로 가압하여 도 5b의 (다)와 같이 마감 접착이 이루어지게 되며, 이후 도 5b의 (라)처럼 마감부(6)의 마감접착롤러(62)가 상향 각운동되어 원위치하게 되는 것으로서, 이와 같이 와인딩 후 에는 본 발명의 필라멘트 핸들링장치(1)에 의해서 절단작업과 마무리작업이 자동으로 이루어지게 된다.

상기와 같이 와인딩 후 절단작업과 마무리작업을 끝낸 후에는 도 5c의 (가)에서와 같이 와인딩머신(100)에 다시 와인딩할 새로운 와인딩대상물(W)을 교체하여 장착한 후 와인딩대상물(W)에 절단되어 있던 필라멘트(F)를 밀착 고정하는 접합작업을 행하되, 이러한 접합작업은 도 5c의 (나)에서와 같이 접합부(7)의 공압로터리테이블(71)의 구동에 의해서 베이스부(2)를 상하로 터닝시키면 메인클램핑부(3)의 메인고정니퍼(32)에 클램핑되어 있던 절단된 필라멘트(F)를 착수접합롤러(72)에 의해 당겨서 착수접합롤러(72)와 와인딩대상물(W) 사이에 필라멘트(F)가 개재토록 되며, 도 5c의 (다)에서와 같이 메인클램핑부(3) 한 쌍의 메인고정니퍼(32)를 개방시키면서 와인딩대상물(W)을 와인딩 시와 반대로 소정 시간동안 역회전시켜 필라멘트(F)의 단부가 와인딩대상물(W)에 표면에 한 쌍의 착수접합롤러(72)와의 사이에서 밀착 고정시킨 다음, 도 5c의 (라)에서와 같이 와인딩대상물(W)을 정회전시켜서 와인딩이 처음부터 자동으로 이루어지게 된다.

이후 도 5d의 (가)에 도시된 바와 같이 와인딩대상물(W)이 2~3회전 이루어진 후 캐리지(103)가 와인딩머신(100)의 가이드레일(101)에서 슬라이드 이송되어 도 5d의 (나)에처럼 핸들링장치(1)가 토출가이드(102)의 전방에서 일측으로 빠지면서 도 5d의 (다)에서와 같이 공압로터리테이블(71)에 의해서 베이스부(2)가 원래대로 상하로 터닝되어 본 발명의 필라멘트 핸들링장치(1)가 원위치하게 되는 것이다.

또한 상기 핸들링 중 접합작업 시 필라멘트(F)의 가닥수가 많아지면 공압로터리테이블(71)에 의한 착수접합롤러(72)의 터닝에 의해서 필라멘트(F)를 견인하는 견인력이 부족하게 될 수 있으므로, 도 6a에 도시된 바와 같이 와인딩이 완료된 후 절단작업의 커팅을 행하기 전에 수지 함침조(300)의 전방에 설치된 견인수단(8)의 견인용실린더(C4) 구동에 의해 견인지지롤러(81)를 도 6b에서처럼 상승시켜서 크릴박스(200)로부터의 필라멘트(F)를 견인시키되, 이때 필라멘트(F)의 전방은 와인딩머신(100)에 의해 고정된 와인딩대상물(W)에 와인딩된 상태이므로 와인딩머신(100)에서 풀리지 않고 크릴박스(200)에서만 견인되며, 이후 도 6c에서와 같이 견인수단(8)의 견인지지롤러(81)를 하강시킨 후 핸들링장치(1) 후방의 필라멘트(F)를 적정토록 느슨하게 한 다음, 도 6d에 도시된 바와 같이 핸들링장치(1)의 커팅부(5)에 의한 필라멘트(F)의 절단작업 후 마감부(6)에 의한 마무리작업을 행하며, 이후 접합부(7)의 공압로터리테이블(71)에 의해서 베이스부(2)를 터닝시켜서 착수접합롤러(72)에 의해서 절단부위 후방에서 메인클램핑부(3) 후방의 느슨한 필라멘트(F)를 가볍게 견인할 수 있으며, 많은 가닥수의 필라멘트(F)도 공압로터리테이블(71)에 과도한 부하를 주지 않으면서 쉽게 견인할 수 있도록 하여 장치에 무리를 주지 않아 내구성 및 수명을 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 필라멘트 핸들링장치(1)는 이와 같이 와인딩이 완료된 후 필라멘트(F)의 절단작업과 마무리작업이 이루어지고, 와인딩대상물(W)의 교체 후 접합작업과 장치의 원위치가 이루어지는 일련의 필라멘트 핸들링작업이 와인딩머신(100)과 작동과 함께 자동으로 이루어져서 종래 수작업에 의한 필라멘트(F)의 핸들링작업 시보다 현저하게 신속하게 이루어져서 작업효율 및 생산성이 월등히 향상되며, 특히 와인딩이 짧게 이루어지는 저(低)압력 용기 등의 와인딩대상물(W)의 경우 와인딩머신(100)에서 와인딩이 금방 이루어져서 신속한 교체와 더불어서 필라멘트(F)의 핸들링이 보다 신속하게 이루어져야 하므로 와인딩시간이 장시간 걸리는 고(高)압력 용기 등의 와인딩대상물(W)에 적용 할 때보다 작업효율 및 생산성이 상대적으로 월등하다고 할 것이다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

100:와인딩머신 101:가이드레일 102:토출가이드 103:캐리지 104:고정대
200:크릴박스 300:함침조 F:필라멘트 W:와인딩대상물
1:핸들링장치
2:베이스부
3:메인클램핑부 31:메인공압레버식그리퍼 32:메인고정니퍼 33:메인요철면 C:에어실린더 C-1:조
4:서브클램핑부 41:서브공압레버식그리퍼 42:서브고정니퍼 43:서브요철면 C:에어실린더 C-1:조
C1:보강실린더 C1-1:피스톤로드
5:커팅부 51:커터 C2:슬라이드에어실린더 C2-1:슬라이드피스톤로드
6:마감부 61:공압레크식그리퍼 62:마감접착롤러 C3:회동식에어실린더 C3-1:핑거
7:접합부 71:공압로터리테이블 72:착수접합롤러
8:견인수단 81:견인지지롤러 C4:견인용실린더

Claims

와인딩머신(100)의 캐리지(103) 일측에 고정되어 캐리지(103)의 이송에 의해서 필라멘트(F) 토출가이드(102)의 전방으로 이송토록 구성된 베이스부(2);
베이스부(2)의 일측으로 필라멘트(F)의 공급방향과 직교되게 설치되어 필라멘트(F)를 클램핑되게 구성된 메인클램핑부(3);
베이스부(2)의 일측으로 메인클램핑부(3)와 동일한 구조를 가지면서 메인클램핑부(3) 전방으로 소정 거리 이격되게 설치된 서브클램핑부(4);
베이스부(2)에 메인클램핑부(3)와 서브클램핑부(4) 사이에서 클램핑된 필라멘트(F)를 절단토록 구성된 커팅부(5);
메인클램핑부(3) 및 서브클램핑부(4)의 전방에서 베이스부(2)에 상하로 각운동되게 설치되어 절단부분 전방의 필라멘트(F) 후단을 와인딩된 와인딩대상물(W)의 외측으로 가압 접착토록 구성된 마감부(6);
메인클램핑부(3) 및 서브클램핑부(4)의 후방에서 베이스부(2)에 회전 구동되게 설치되어 절단부분 후방의 필라멘트(F) 선단을 교체된 와인딩대상물(W) 표면에 밀착 고정토록 구성된 접합부(7)가 포함된 것을 특징으로 하는 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치.
청구항 1에 있어서;
메인클램핑부(3)는 베이스부(2)에 고정 설치되어 에어실린더(C) 구동에 의해서 상하로 마주보며 선단으로 경사지게 돌출된 한 쌍의 조(C-1)가 개폐되게 구성된 메인공압레버식그리퍼(31)와, 메인공압레버식그리퍼(31)의 각 조(C-1)에 고정 설치되어 한 쌍의 조(C-1)가 닫힐 때 상하로 마주보며 접하여 필라멘트(F)를 클램핑토록 상호 대응되는 메인요철면(33)이 각각 구비된 한 쌍의 메인고정니퍼(32)로 이루어지며;
서브클램핑부(4)는 베이스부(2)에 메인클램핑부(3)의 메인공압레버식그리퍼(31) 전방으로 소정 거리 이격되게 고정 설치되어 에어실린더(C) 구동에 의해서 상하로 마주보며 선단으로 경사지게 돌출된 한 쌍의 조(C-1)가 개폐되게 구성된 서브공압레버식그리퍼(41)와, 서브공압레버식그리퍼(41)의 각 조(C-1)에 고정 설치되어 한 쌍의 조(C-1)가 닫힐 때 상하로 마주보며 접하여 필라멘트(F)를 클램핑토록 상호 대응되는 서브요철면(43)이 각각 구비된 한 쌍의 서브고정니퍼(42)로 이루어짐을 특징으로 하는 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치.
청구항 2에 있어서;
메인클램핑부(3)의 하부 메인고정니퍼(32)와 서브클램핑부(4)의 하부 서브고정니퍼(42)에 각각 베이스부(2) 하부에 후단이 자유 회전되게 설치된 보강실린더(C1)의 피스톤로드(C1-1) 선단이 자유 회전되게 설치됨을 특징으로 하는 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치.
청구항 1에 있어서;
마감부(6)는 서브클램핑부(4)의 서브공압레버식그리퍼(41) 전방에서 베이스부(2)에 고정 설치되어 회동식에어실린더(C3) 구동에 의해서 핑거(C3-1)가 상부와 전방을 향하도록 각각 상하로 각운동되게 구성된 공압레크식그리퍼(61)와, 공압레크식그리퍼(61)의 핑거(C3-1)에 고정 설치되어 핑거(C3-1)의 회동 시 상부와 전방 상하로 각운되면서 절단되어 서브클램핑부(4)와 와인딩대상물(W) 사이의 필라멘트(F)를 와인딩대상물(W)의 외측으로 가압 접착토록 구성된 마감접착롤러(62)로 이루어짐을 특징으로 하는 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치.
청구항 1에 있어서;
접합부(7)는 캐리지(103)에 베이스부(2)를 고정 시 베이스부(2)를 상하로 터닝시킬 수 있도록 캐리지(103)의 고정대(104)와 베이스부(2) 사이에 개재되게 설치된 공압로터리테이블(71)과, 메인클램핑부(3)의 공압레버식그리퍼 후방에서 토출가이드(102)에서 메인클램핑부(3)로 공급되는 필라멘트(F)가 하부를 지나도록 돌출되게 베이스부(2)에 고정 설치되어 공압로터리테이블(71)에 의해 베이스부(2)가 터닝되면 절단된 필라멘트(F)를 교체된 와인딩대상물(W) 표면에 밀착 고정토록 구성된 착수접합롤러(72)로 이루어짐을 특징으로 하는 와인딩머신용 필라멘트 핸들링장치.