KR101959245B1

KR101959245B1 - 와이어 커팅 시스템

Info

Publication number: KR101959245B1
Application number: KR1020180098931A
Authority: KR
Inventors: 박승혁
Original assignee: 박승혁
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2019-03-18

Abstract

본 발명은 선재(steel wire)의 길이를 선택적으로 재단하기 위한 커팅 시스템으로서, 복수 개의 이송 롤러의 동력을 제공하고, 회전 속도를 제어하여 선재의 이송 속도를 제어하는 구동 유닛; 선재의 이송 경로상에 배치되어, 선재를 미리 설정된 길이만큼 절단하는 커팅 유닛; 및 선재의 이동 경로상의 일측에 이격되어 배치되며, 선재에 레이저 펄스를 조사하여 반사된 빛을 분석하여 선재의 강종(鋼種) 정보에 따라 선재의 이동 속도를 분석하고, 선재의 이동 속도에 따라 커팅 유닛을 제어하여 미리 설정된 길이만큼 선재를 절단하도록 커팅 유닛을 제어하는 콘트롤 유닛을 포함하는 시스템을 개시한다.

Description

와이어 커팅 시스템{System for cutting wire}

본 발명은 와이어 커팅 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 선재(steel wire)를 요구되는 길이에 따라 선택적으로 재단(cutting)하기 위한 와이어 커팅 시스템에 관한 기술분야이다.

일반적으로 선재 제품은 ‘선의 재료’ 라는 의미로 열간압연된 강재를 형상에 따라 분류한 명칭이다.

단면의 형상은 원형으로써 지름이 5.5~42㎜Ψ인 강재가 코일(Coil)형태로 감겨져 있으며, 14㎜Ψ이상의 선재는 특별히 Bar in Coil이라고 한다.

선재는 산업의 가장 기초적인 소재로부터 공장의 산업설비 및 자동차 부품까지 다양한 분야에 사용되는데, 이러한 용도에 따라 용접봉선재, 스프링강, 베어링강, 타이어코드용강, 연강선재, 쾌삭강, 경강선재, 피아노선재, 냉간압조용강, 고장력강, 합금강 등으로 사용된다.

이러한 용도에 맞게 선재는 정밀하게 길이에 맞는 재단이 필요한데, 종래의 기술들에서는 일반적인 절삭에 대한 기술적 사상만을 개시하고 있을 뿐이다.

대표적인 종래 특허문헌으로는 "케이블 절단장치(등록번호 제10-1130615호, 이하 특허문헌1이라 한다.)"가 존재한다.

특허문헌1은 케이블 절단장치에 관한 것으로, 구체적으로는 케이블을 종류별로 자동 교체하여 공급하는 케이블 공급수단 및 케이블 공급수단으로부터 공급되는 케이블을 사용목적에 맞는 정확한 길이로 절단할 수 있는 케이블 절단수단을 포함하여 구성됨으로써, 케이블의 낭비를 방지할 뿐만 아니라 생산성을 향상시킬 수 있는 케이블 절단장치에 관한 것이다.

마찬가지로, 또 다른 종래 특허문헌으로는"강선 절단기 및 이를 포함하는 강선 절단 장치(등록번호 제10-1365874호, 이하 특허문헌2라 한다.)"가 존재한다.

특허문헌2는 중공의 원통 형상으로 이루어진 유압실린더; 유압실린더의 일단에 결합되는 제1 캡; 유압실린더 내부를 유압에 의해 전진하는 피스톤; 피스톤의 종단부에 결합되어 강선을 절단하는 하이스; 유압실린더의 타단에 결합되어 피스톤이 관통될 수 있도록 제2 관통공이 형성되어 피스톤의 흔들림을 억제하는 제2 캡; 제2 캡의 일측에 돌출형성되어 하이스의 전진시 흔들리지 않도록 경로를 제공하고, 종단부에 강선을 고정할 수 있는 고리부가 형성된 가이드판; 제2 캡의 일측면과 피스톤의 일측에 양측 종단이 접하도록 구비되어 피스톤을 복귀시키기 위한 탄성을 제공하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 강선 절단기 및 이를 포함하는 강선 절단 장치를 개시한다.

그리고"와이어 커팅장치(등록번호 제10-1463241호, 이하 특허문헌3이라 한다.)"도 종래 특허문헌으로서 존재한다.

특허문헌3은 와이어 커팅장치에 관한 것으로서, 프레임과, 와이어가 권취된 공급롤로부터 이송되는 와이어의 이송경로 상의 프레임에 설치되어 공급롤로부터 권출된 와이어의 길이를 측정하는 측정유닛과, 측정유닛에 의한 와이어의 길이 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있도록 와이어의 이송방향을 기준으로 측정유닛의 전후방에 각각 설치되어 측정유닛으로 전달되는 진동을 감쇄시키는 제1 및 제2진동감쇄유닛과, 제2진동감쇄유닛의 출구측에 인접된 위치의 프레임에 설치되어 측정유닛에 의한 와이어의 길이 측정값을 토대로 공급롤로부터 이송된 와이어의 길이가 기설정된 길이에 도달하면 와이어를 절단하는 절단유닛을 구비한다.

종래의 이들 선행특허문헌들은 앞서 지적한 바와 같이, 선재의 커팅 과정을 자동화되며 정량화된 방식에 의하여 커팅하는 것이 아니라, 인적 노련미에 의존하거나, 자(ruler)에 의해 사람이 길이를 측정하여 재단하는 것이 보통이다.

여기서 나아가, 기계적인 장치에 의하여 정량적인 길이 재단에 대한 기술적인 시도도 존재하기는 하나, 기계적인 시스템을 통한 길이의 측정과 재단은 장치의 노후화나 기계적인 마찰, 그리고 기계적 슬립(slip)의 발생 등으로 인해 정밀한 길이의 측정이나 정밀한 길이의 재단이 이루어지기 힘든 것이 현실이다.

등록번호 제10-1130615호 등록번호 제10-1365874호 등록번호 제10-1463241호

본 발명에 따른 와이어 커팅 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.

첫째, 이동하는 선재의 길이를 실시간으로 정밀하게 측정하도록 한다.

둘째, 선재의 이동 공정을 중단하지 않고, 실시간으로 커팅하도록 한다.

셋째, 기계적인 슬립의 발생에 따른 보상을 통해, 정밀한 길이의 선택적인 재단이 이루어지도록 한다.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 와이어 커팅 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.

본 발명에 따른 와이어 커팅 시스템은 선재(steel wire)의 길이를 선택적으로 재단하기 위한 커팅 시스템으로서, 상기 선재의 이동 경로상에 배치되어 롤링되며, 상기 선재의 하부에 접촉하여 상기 선재를 이송시키는 복수 개의 이송 롤러; 상기 선재가 상기 복수 개의 이송 롤러에 접촉을 유지하도록 상기 선재의 상부를 가압하며 상기 선재의 이송에 따라 롤링되는 복수 개의 가압 롤러; 상기 복수 개의 이송 롤러가 롤링하는 동력을 제공하며, 상기 복수 개의 이송 롤러의 회전 속도를 제어하여 상기 선재의 이송 속도를 제어하는 구동 유닛; 상기 선재의 이송 경로상에 배치되어, 상기 선재를 미리 설정된 길이만큼 절단하는 커팅 유닛; 및 상기 선재의 이동 경로상의 일측에 이격되어 배치되며, 상기 선재에 레이저 펄스를 조사하여 반사된 빛을 분석하여 상기 선재의 강종(鋼種) 정보에 따라 상기 선재의 이동 속도를 분석하고, 상기 선재의 이동 속도에 따라 상기 커팅 유닛을 제어하여 상기 미리 설정된 길이만큼 상기 선재를 절단하도록 상기 커팅 유닛을 제어하는 콘트롤 유닛을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 와이어 커팅 시스템의 상기 커팅 유닛은, 상기 선재의 일측에 이격되어 배치되며, 미리 설정된 길이만큼 가압하며 상기 선재의 양측부터 절단을 진행하는 가압 커터부; 상기 선재의 타측에 배치되어, 상기 가압 커터부에 대향하도록 제공되어 상기 가압 커터부가 상기 선재의 일측을 가압하면, 상기 선재의 타측을 지지하여 상기 선재가 커팅되도록 하는 베이스 커터부; 상기 가압 커터부에 제공되어, 상기 가압 커터부가 상기 선재를 가압하는 힘을 제공하는 프레싱부; 상기 가압 커터부, 상기 베이스 커터부와 상기 프레싱부를 서포팅하며, 상기 가압 커터부가 상기 선재를 가압하며 커팅하는 시간 동안 상기 선재의 이동에 따라 함께 이동되도록 하는 슬라이딩부; 및 상기 슬라이딩부의 하면에 접촉되도록 배치되어, 상기 슬라이딩부가 이동하는 경로를 제공하여 유인하는 레일부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 와이어 커팅 시스템의 상기 콘트롤 유닛은, 상기 구동 유닛을 제어하여 상기 이송 롤러의 구름 속도를 조절하여 상기 선재의 이동 속도를 제어하는 모터 제어부; 및 상기 선재가 상기 미리 설정된 길이만큼 이송되면, 상기 가압 커터부가 상기 선재를 가압하여 커팅을 개시하도록 상기 프레싱부를 제어하는 커터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 와이어 커팅 시스템의 상기 콘트롤 유닛은, 상기 선재를 향하여 소정의 주기를 가지는 레이저 펄스를 조사하는 펄스 발광부; 및 상기 펄스 발광부가 조사하여 상기 선재의 표면으로부터 반사되는 상기 레이저 펄스를 수신하는 펄스 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 와이어 커팅 시스템의 상기 콘트롤 유닛은, 상기 선재의 강종 정보를 저장하며, 상기 강종 정보에 상기 선재의 표면 정보를 저장하고 있는 메모리부; 및 상기 선재의 상기 강종 정보에 따라 상기 펄스 발광부가 조사하는 펄스의 주기(T)를 조절하는 펄스 제어부를 더 포함하되, 상기 펄스 제어부가 제어한 펄스 주기에 따라 상기 강종에 따른 상기 선재의 이동 속도 측정을 보상하여, 상기 미리 설정된 길이에 따라 상기 커팅 유닛을 제어하여 상기 선재가 커팅되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 위한 와이어 커팅 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 선재 길이의 치수 측정과 이를 통한 정확한 길이의 선택적 재단이 이루어지도록 한다.

둘째, 선재의 강종에 따라 선재의 이동 속도를 정확히 측정하고, 이에 따라 목적하는 길이에 맞추어 절단 작업이 이루어지도록 한다.

셋째, 선재의 이동 공정 과정에서도 선재의 절단 작업이 이루어지도록 하여, 절단 공정에서 선재의 이송 공정이 중단되지 않도록 하여 작업 효율성을 극대화시키는 효과를 제공한다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 커팅 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 커팅 시스템 중 일 구성요소인 펄스 발광부가 조사하는 펄스를 도시한 시각 대비 와트 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 커팅 시스템 중 일 구성요소인 커팅 유닛을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 커팅 시스템이 작용할 선재의 표면을 도시한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 와이어 커팅 시스템의 콘트롤 유닛을 도시한 블록도이다.

본 발명에 따른 와이어 커팅 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 와이어 커팅 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 선재(steel wire, 1)의 길이를 선택적으로 절단하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 복수 개의 이송 롤러(10); 복수 개의 가압 롤러(20); 콘트롤 유닛(100); 구동 유닛(200); 및 커팅 유닛(300)을 포함하게 된다.

먼저, 선재(1)는 단면이 원형으로써 직경 5.5~42㎜Ψ인 강재가 보통 코일(Coil)의 형태로 감겨져 있는데, 직경14㎜Ψ이상의 선재는 특별히 바인코일(Bar in Coil)이라고 호칭되기도 한다.

여기서 언급되는 선재(1)는 산업의 가장 기초적인 소재로부터 공장의 산업설비 및 자동차 부품까지 다양한 분야에 사용되는데, 이러한 용도에 따라 용접봉 선재, 스프링강, 베어링강, 타이어 코드 용강, 연강 선재, 쾌삭강, 경강 선재, 피아노선재, 냉간 압조 용강, 고장력강, 합금강 등으로 사용될 수 있는 재료를 의미한다.

선재(1)는 언급된 바와 같이, 코일(coil) 형태로 권선된 상태에서 도 1에 도시된 바와 같은 복수 개의 이송 롤러(10: 11~16)에 의해 이송되며, 이송되는 과정에서 후술하게 되는 커팅 유닛(300)에 의해 정밀하게 절단되는 공정을 가지게 된다.

복수 개의 이송 롤러(10)는 선재(1)의 이동 경로 상에 배치되며, 선재(1)의 하부에 접촉하여 선재를 이송시키는 구성이다.

복수 개의 이송 롤러(10)는 후술하게 되는 구동 유닛(200)에 의해 구동되어, 능동적으로 회전되어 선재(1)를 목적하는 방향으로 이동시키게 된다.

복수 개의 이송 롤러(10)는 상호 이격되어 존재하되 이들의 이격 거리는 후술하게 되는 가압 롤러(20)의 배치 위치를 고려하여 상호 이격된 거리가 적절히 조정될 수 있다.

복수 개의 가압 롤러(20: 21~23)는 선재(1)가 복수 개의 이송 롤러(10)에 접촉을 유지하도록 선재(1)의 상부를 약한 힘으로 가압하는 구성이다.

복수 개의 가압 롤러(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 선재(1)의 상부 중에서 복수 개의 이송 롤러(10)가 상호 이격된 공간의 상부를 가압하는데, 여기서 가압하는 힘은 선재(1)의 복원력의 범위 내에서 가압하도록 하여, 선재(1)에 가압 롤러(20)에 의한 찌그러짐 현상이나 굽혀짐 등의 현상이 발생되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

구동 유닛(200)은 복수 개의 이송 롤러(10)가 롤링하도록 하는 동력을 제공하는 구성이다.

구동 유닛(200)은 내부에 모터(motor, 미도시)를 구비하여, 상술한 바와 같은 이송 롤러(10)의 회전 동력을 제공하고, 이송 롤러(10)의 회전 토크 및 회전 속도를 제어하게 된다.

구동 유닛(200)은 이송 롤러(10)의 회전 속도 및 토크 제어를 통하여, 선재(1)의 이송 속도를 제어하게 되는데, 구동 유닛(200)의 이송 롤러(10)를 제어하도록 하는 제어력은 후술하게 되는 콘트롤 유닛(100)으로부터 제공된다.

커팅 유닛(300)은 도 1 및 3에 도시된 바와 같이, 선재(1)의 이송 경로 상에 배치되는데, 이송되는 선재(1)를 미리 설정된 길이만큼 절단하게 된다.

일반적인 경우, 이동되는 물체를 커팅하기 위해서는 커팅되는 짧은 시간 동안에는 이송 공정이 일시적으로 멈추어야 하는데, 커팅 유닛(300)은 도 3에 도시된 바와 같이, 레일부(350)위에 슬라이딩되는 슬라이딩부(340)에 의해 수동적으로 아이들(idle) 슬라이딩 되는바, 선재(1)의 이송을 멈추지 않아도 커팅 작업이 이루어지도록 하는 구성이다.

커팅 유닛(300) 역시 후술하게 되는 콘트롤 유닛(100)에 의해 그 커팅 작업의 유무가 결정된다.

콘트롤 유닛(100)은 도 1 및 5에 도시된 바와 같이, 선재(1)의 이송 경로상에 일측에 이격되어 배치되는 구성이다.

콘트롤 유닛(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 선재(1)의 외주면에 레이저 펄스(laser pulse)를 조사한 후에, 선재(1)의 외주면(표면)으로부터 반사된 레이저 펄스를 분석하게 된다.

콘트롤 유닛(100)은 선재(1)의 강종에 따라 레이저 펄스의 반사되는 횟수를 카운트하여 선재(1)의 이동 속도 및 이동 거리를 분석한 후, 상술한 바와 같은 미리 설정된 거리만큼 선재(1)가 이동하면 커팅 유닛(300)을 제어하여 목적하는 선재(1)의 위치에 커팅이 이루어지도록 한다.

보다 자세하게는, 선재(1)의 경우, 상술한 바와 같이, 다양한 강종이 존재하게 되며, 이러한 강종의 대표적인 종류들은 용도에 따라 용접봉선재, 스프링강, 베어링강, 타이어코드용강, 연강선재, 쾌삭강, 경강선재, 피아노선재, 냉간압조용강, 고장력강, 합금강 등으로 분류될 수 있다.

이들의 강종에 따라, 선재(1)의 외주면 즉 표면은 도 4에 도시된 바와 같이, 검은 페라이트 조직과 하안 페라이트 조직이 비교적 규칙적으로 반복하여 나타나게 된다.

이러한 선재(1)의 표면에 조사된 레이저 펄스(도 2에 도시)는 도 4에 도시된 페라이트 조직의 흑백이 반복되어 나타나는 현상을 기준으로 하여 선재(1)의 이송 속도를 인식하고 이러한 이송 속도로부터 선재(1)의 이동한 거리를 인식하고 상술한 바와 같이, 미리 설정된 길이만큼 선재(1)의 커팅이 이루어질 수 있도록 하게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 선재(1)의 표면은 그 강종에 따라 흑백의 페라이트 무늬의 패턴이 상이하게 되는데, 이러한 강종의 정보는 후술하게 되는 바와 같이, 메모리부(102)에 저장되고, 이러한 강종 정보에 따른 선재(1)의 표면 정보도 매칭되도록 저장하게 된다.

커팅 유닛(300)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 가압 커터부(310), 베이스 커터부(320), 프레싱부(330), 슬라이딩부(340), 및 레일부(350)를 포함하게 된다.

먼저, 가압 커터부(310)와 베이스 커터부(320)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 예시적으로 도시될 수 있다.

가압 커터부(310)와 베이스 커터부(320)의 경우, 상호 이격되어 있은 후, 커팅이 이루어지는 과정에서는 상호 교차하며 슬라이딩되어, 그 사이에 배치되는 선재(1)는 커팅되는 것이다.

가압 커터부(310)와 베이스 커터부(320)의 경우, 선재(1)를 사이에 두고 상호 마주보며 이격되어 배치되는데, 가압 커터부(310)는 도 3에 도시된 바와 같이, 그 중앙이 오목하며 양 사이드 쪽은 볼록하게 형성되는 것이 바람직하다.

가압 커터부(310)는 그 표면이 일자(ㅡ)로 형성되거나 가운데가 볼록하게 형성되는 경우, 가압 커터부(310)가 선재(1)를 가압하며 커팅하는 과정에서 선재(1)의 양 측면이 찌그러지며 뾰족하게 모서리지는 현상이 발생되기 때문에, 상술한 바와 같이, 그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 가운데가 오목하게 되고 양 측면이 볼록하게 되어 선재(1)의 양 측면부터 가압하여 절삭하여 들어가는 것이 바람직하다.

베이스 커터부(320)는 도 3에 도시된 바와 같이, 선재(1)를 사이에 두고 상술한 가압 커터부(310)와 마주보는 구성이다.

베이스 커터부(320)는 선재(1)의 타측에 아주 미세하게 이격되도록 배치되어, 가압 커터부(310)를 대향하도록 제공되는데, 가압 커터부(310)가 선재(1)의 일측을 가압하면 선재(1)의 타측을 엇갈리게 지지하여 선재(1)가 커팅되도록 하는 구성이다.

프레싱부(330)는 도 3에 도시된 바와 같이, 가압 커터부(310)에 제공되어 가압 커터부(310)가 선재(1)를 가압하는 힘을 제공하게 된다.

프레싱부(330)는 내부에 유압 실린더(미도시)를 구비하여, 길이방향의 팽창과 수축 작용을 수반할 수 있으며, 이러한 길이 방향의 팽창력에 의하여 가압 커터부(310)로 하여금 선재(1)를 가압할 수 있도록 한다.

슬라이딩부(340)는 가압 커터부(310), 베이스 커터부(320), 프레싱부(330)를 서포팅하며 가압 커터부(310)가 선재(1)를 가압하며 커팅하는 동안 선재(1)의 이동에 따라 슬라이딩 수동 이동되는 구성이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 레일부(350)는 슬라이딩부(340)의 하면에 접촉되도록 배치되는 구성인데, 슬라이딩부(340)가 이동하는 경로를 제공하여 유인하는 구성이다.

레일부(350)는 도 3에 도시된 바와 같이, 한 쌍으로 구성되어, 선재(1)의 하부에 상호 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 슬라이딩부(340)는 레일부(350)의 형상에 맞추어 선재(1)의 하부에 상호 이격되어 평행하게 배치되고, 이렇게 평행하게 이격되어 배치되는 구조는 레일부(350)에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. 나아가, 이 경우, 슬라이딩부(340)는 베이스 프레임(302)을 상부에 부착되어 상호 고정되는 것이 바람직하며, 베이스 프레임(302)은 그 상부에 수직 프레임(301)이 형성되어, 이러한 수직 프레임(301)에는 상술한 바와 같은 가압 커터부(310), 베이스 커터부(320) 및 프레싱부(330)를 수용 및 지지하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 와이어 커팅 시스템의 콘트롤 유닛(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 모터 제어부(140) 및 커터 제어부(150)를 포함할 수 있다.

먼저, 모터 제어부(140)의 경우, 구동 유닛(200)을 제어하며, 이송 롤러(10)의 회전 속도를 제어하며, 이에 따라 선재(1)의 이동 속도를 제어하게 된다.

커터 제어부(150)의 경우, 선재(1)가 상술한 바와 같이 미리 설정된 길이만큼 이동되면, 가압 커터부(310)가 선재(1)를 가압하며 커팅을 개시해야 하는데, 이때 커터 제어부(150)는 프레싱부(330)를 제어하여 프레싱부(330)로 하여금 가압 커터부(310)가 선재(1)를 가압 및 커팅하도록 하게 한다.

본 발명에 따른 와이어 커팅 시스템의 콘트롤 유닛(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 펄스 발광부(110), 및 펄스 수신부(120)를 더 포함할 수 있다.

펄스 발광부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 콘트롤 유닛(100)이 선재(1)의 표면인 외주면을 향하여 레이저 펄스를 조사하게 되는데, 이러한 레이저 펄스는 상술한 바와 같이 소정의 주기(T)를 가지는 펄스파에 해당한다.

레이저 펄스는 도 2에 도시된 바와 같이, 소정의 주기(T) 동안 레이저 광이 지속되고, 일정한 간격동안 펄스가 조사되지 않다가 다시 소정의 주기(T) 동안 레이저 광이 조사되도록 한다.

레이저 펄스의 소정의 주기(T)는 도 4에 도시된 바와 같이 선재(1)의 표면 무늬의 적어도 5주기보다 길게 형성되는 것이 바람직하다.

표면 무늬 패턴 주기는 강종에 따라 표면 정보(단위 길이당 흑백의 무늬 패턴의 반복 개수)를 가지고 있으며, 이러한 정보는 후술하게 되는 메모리부(102)에 저장하고 있게 된다.

강종의 표면 무늬 패턴의 단위 주기보다는 길어야 레이저 펄스 하나를 통해 선재(1)의 이동 속도를 측정할 수 있으며, 5주기는 이러한 오차를 최소화할 수 있는 최소의 단위로 분석되었다.

펄스 수신부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 펄스 발광부(110)가 조사하여 선재(1)의 표면인 외주면으로부터 반사되는 레이서 펄스를 수신하는 구성이다.

펄스 수신부(120)가 수신한 레이저 펄스의 한 펄스주기(T)에는 상술한 바와 같이, 선재(1)의 표면의 흑백의 무늬 패턴이 일정하게 반복되고 있으며, 이러한 흑백의 무늬 패턴에 대한 정보의 교차하는 시간차이는 선재(1)의 이동 속도를 측정하는 기준 정보가 되며, 이에 따라 미리 설정된 길이 정보에 따라 선재(1)를 커팅해야 하는 타이밍을 결정하게 된다.

본 발명에 따른 길이의 선택적 재단을 위한 와이어 커팅 시스템의 콘트롤 유닛(100)의 경우, 메모리부(102) 및 펄스 제어부(130)를 더 포함할 수 있다.

먼저 메모리부(102)의 경우, 선재(1)의 강종 정보와 강종에 따른 선재의 표면 정보 즉, 선재(1)의 표면에 미세한 흑백의 무늬 패턴에 대한 전형적인 정보를 담고 있게 된다.

펄스 제어부(130)는 메모리부(102)가 저장하고 있는 선재(1)의 강종 정보에 따라, 펄스 발광부가 조사하는 펄스의 주기를 조절하는데, 이에 대해서는 상술한 바와 같이, 선재(1)의 표면 정보 즉, 흑백의 패턴 반복의 최소 5주기 이상에 해당하는 펄스 지속 시간(T)이 필요한데, 다양한 선재(1)를 수용하고 이들 다양한 선재(1)의 강종에 따라 펄스 주기를 조절할 필요가 있기 때문이다.

이후, 펄스 제어부(130)가 제어한 펄스 주기에 따라 강종에 따른 선재(1)의 이동 속도 측정에 오차가 있는 경우, 이러한 오차를 보상(compensation)하여 미리 설정된 길이에 맞추어 커팅 유닛(300)으로 하여금 선재(1)를 적시의 타이밍에 커팅되도록 하는 것이다.

본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

1: 선재(steel wire) 10(11~16): 이송 롤러
20(21~23): 가압 롤러 100: 콘트롤 유닛
101: 중앙제어부 102: 메모리부
110: 펄스 발광부 120: 펄스 수신부
130: 펄스 제어부 140: 모터 제어부
150: 커터 제어부 200: 구동 유닛
300: 커팅 유닛 301: 수직 프레임
302: 베이스 프레임 310: 가압 커터부
320: 베이스 커터부 330: 프레싱부
340: 슬라이딩부 350: 레일부

Claims

선재(steel wire)의 길이를 선택적으로 재단하기 위한 커팅 시스템에 있어서,
상기 선재의 이동 경로상에 배치되어 롤링되며, 상기 선재의 하부에 접촉하여 상기 선재를 이송시키는 복수 개의 이송 롤러;
상기 선재가 상기 복수 개의 이송 롤러에 접촉을 유지하도록 상기 선재의 상부를 가압하며 상기 선재의 이송에 따라 롤링되는 복수 개의 가압 롤러;
상기 복수 개의 이송 롤러가 롤링하는 동력을 제공하며, 상기 복수 개의 이송 롤러의 회전 속도를 제어하여 상기 선재의 이송 속도를 제어하는 구동 유닛;
상기 선재의 이송 경로상에 배치되어, 상기 선재를 미리 설정된 길이만큼 절단하는 커팅 유닛; 및
상기 선재의 이동 경로상의 일측에 이격되어 배치되며, 상기 선재에 레이저 펄스를 조사한 후, 상기 선재의 표면으로부터 반사된 레이저 펄스를 분석하여 상기 선재의 강종(鋼種) 정보에 따라 상기 선재의 이동 속도를 분석하고, 상기 선재의 이동 속도에 따라 상기 커팅 유닛을 제어하여 상기 미리 설정된 길이만큼 상기 선재를 절단하도록 상기 커팅 유닛을 제어하는 콘트롤 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 와이어 커팅 시스템.
제1항에 있어서, 상기 커팅 유닛은,
상기 선재의 일측에 이격되어 배치되며, 미리 설정된 길이만큼 가압하며 상기 선재의 양측부터 절단을 진행하는 가압 커터부;
상기 선재의 타측에 배치되어, 상기 가압 커터부에 대향하도록 제공되어 상기 가압 커터부가 상기 선재의 일측을 가압하면, 상기 선재의 타측을 지지하여 상기 선재가 커팅되도록 하는 베이스 커터부;
상기 가압 커터부에 제공되어, 상기 가압 커터부가 상기 선재를 가압하는 힘을 제공하는 프레싱부;
상기 가압 커터부, 상기 베이스 커터부와 상기 프레싱부를 서포팅하며, 상기 가압 커터부가 상기 선재를 가압하며 커팅하는 시간 동안 상기 선재의 이동에 따라 함께 이동되도록 하는 슬라이딩부; 및
상기 슬라이딩부의 하면에 접촉되도록 배치되어, 상기 슬라이딩부가 이동하는 경로를 제공하여 유인하는 레일부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 와이어 커팅 시스템.
제2항에 있어서, 상기 콘트롤 유닛은,
상기 구동 유닛을 제어하여 상기 이송 롤러의 회전 속도를 조절하여 상기 선재의 이동 속도를 제어하는 모터 제어부; 및
상기 선재가 상기 미리 설정된 길이만큼 이송되면, 상기 가압 커터부가 상기 선재를 가압하여 커팅을 개시하도록 상기 프레싱부를 제어하는 커터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 와이어 커팅 시스템.
제3항에 있어서, 상기 콘트롤 유닛은,
상기 선재를 향하여 소정의 주기를 가지는 레이저 펄스를 조사하는 펄스 발광부; 및
상기 펄스 발광부가 조사하여 상기 선재의 표면으로부터 반사되는 상기 레이저 펄스를 수신하는 펄스 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 와이어 커팅 시스템.
삭제