KR102025690B1 - 스트립 권취 장치 - Google Patents

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KR102025690B1
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홍연주
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주식회사 포스코
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    • B21C47/323—Slits or pinces on the cylindrical wall of a reel or bobbin, adapted to grip the end of the material being wound

Abstract

스트립 권취 장치는 스트립을 감는 맨드릴, 상기 맨드릴의 원주의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 맨드릴의 상기 원주를 따라 회전하는 레일 프레임을 포함하는 프레임 유닛, 및 상기 레일 프레임에 가이드되어 상기 레일 프레임의 일 단부와 타 단부 사이를 슬라이딩하며, 상기 맨드릴과 선택적으로 접촉하는 터치 롤을 포함하는 터치 카 유닛을 포함한다.

Description

스트립 권취 장치{APPARATUS FOR WINDING STRIP}
본 기재는 스트립 권취 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 냉간 압연한 스트립(strip)은 스트립 권취 장치의 텐션 릴(tension reel)의 맨드릴(mandrel)에 권취(winding)하여 코일(coil) 단위로 다음 공정으로 이송하거나 제품으로 생산한다.
종래의 스트립 권취 장치는 스트립을 맨드릴에 권취하기 위해 맨드릴을 감싸는 벨트 랩퍼(belt wrapper)를 포함한다.
종래의 스트립 권취 장치는 벨트 랩퍼의 벨트가 맨드릴을 감싸고 있다가 스트립의 단부가 맨드릴에 진입하면 맨드릴의 회전에 의해 벨트가 회전되면서 스트립의 단부가 맨드릴과 벨트 사이로 진입된다. 이후 스트립이 맨드릴에 4회 내지 5회권취되어 초기 권취 공정이 완료되면, 벨트를 맨드릴로부터 이격시키고, 맨드릴의 회전 스피드를 상승시켜 스트립을 맨드릴에 권취하여 코일을 생산한다.
그런데, 종래의 스트립 권취 장치는 벨트 랩퍼를 포함함으로써, 벨트를 맨드릴에 밀착시키기 위해 벨트에 텐션(tension)을 부여하기 위한 다수의 실린더들을 더 포함해야 하기 때문에, 다수의 실린더들의 작동 시 발생되는 좌우 편차로 인해 스트립의 초기 권취 불량이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 스트립 권취 장치는 맨드릴 본체의 외부에 슬리브(sleeve)를 삽입하여 스트립을 슬리브에 권취하는데, 슬리브의 두께가 여러 종류가 있어 벨트를 맨드릴에 밀착시키기 어렵기 때문에, 스트립의 초기 권취 불량이 발생되는 문제점이 있었다.
일 실시예는, 스트립의 초기 권취 불량이 억제된 스트립 권취 장치를 제공하고자 한다.
또한, 다양한 두께의 슬리브 또는 다양한 지름의 맨드릴 본체를 포함하더라도, 초기 권취 불량 없이 스트립을 권취하는 스트립 권취 장치를 제공하고자 한다.
또한, 맨드릴에 접촉하는 벨트의 조정 및 벨트 교환이 필요 없어, 스트립의 권취 시간 및 권취 비용과 유지 비용이 절감된 스트립 권취 장치를 제공하고자 한다.
일 측면은 스트립을 감는 맨드릴, 상기 맨드릴의 원주의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 맨드릴의 상기 원주를 따라 회전하는 레일 프레임을 포함하는 프레임 유닛, 및 상기 레일 프레임에 가이드되어 상기 레일 프레임의 일 단부와 타 단부 사이를 슬라이딩하며, 상기 맨드릴과 선택적으로 접촉하는 터치 롤을 포함하는 터치 카 유닛을 포함하며, 상기 터치 카 유닛은 상기 맨드릴과 상기 터치 롤 사이로 삽입된 상기 스트립의 단부를 상기 맨드릴의 일 표면에 선택적으로 고정하는 스트립 권취 장치를 제공한다.
상기 터치 카 유닛은, 상기 터치 롤을 지지하여 상기 터치 롤의 회전을 선택적으로 고정하며, 상기 맨드릴 방향으로 슬라이딩하는 터치 롤 유닛, 상기 터치 롤 유닛을 지지하며, 상기 레일 프레임의 상기 일 단부와 상기 타 단부 사이를 슬라이딩하는 터치 카 프레임, 상기 터치 롤 유닛과 이웃하여 상기 터치 카 프레임에 지지되며, 상기 스트립을 가이드하는 스트립 가이드 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 터치 롤 유닛은, 상기 터치 롤에 장착된 터치 롤 브레이크 디스크, 상기 터치 롤 브레이크 디스크를 고정하는 터치 롤 브레이크, 상기 터치 롤 유닛의 상기 슬라이딩을 가이드하는 터치 롤 프레임 슬라이드, 상기 터치 롤 유닛에 장착된 터치 롤 하이트 볼 너트, 상기 터치 롤 하이트 볼 너트에 삽입된 터치 롤 하이트 스크류, 및 상기 터치 롤 하이트 스크류를 구동하는 터치 롤 하이트 모터를 포함할 수 있다.
상기 터치 카 프레임은, 상기 터치 카 프레임의 하부에 위치하여 상기 레일 프레임에 가이드되어 회전하는 터치 카 기어, 상기 터치 카 기어를 구동하는 터치 카 모터, 상기 터치 카 프레임의 하부에서 상기 터치 카 기어와 이격되며, 상기 레일 프레임에 가이드되어 회전하는 터치 카 아이들 기어, 상기 터치 카 프레임의 측부에 위치하여 상기 레일 프레임에 가이드되는 상부 가이드 롤러, 상기 터치 카 프레임의 측부에서 상기 상부 가이드 롤러와 이격되어 상기 레일 프레임에 가이드되는 하부 가이드 롤러, 상기 터치 카 모터를 구동하는 제1 서버 드라이브, 상기 터치 롤 하이트 모터를 구동하는 제2 서버 드라이브, 상기 제1 서버 드라이브 및 상기 제2 서버 드라이브를 제어하는 터치 카 컨트롤러, 및 상기 제1 서버 드라이브 및 상기 제2 서버 드라이브로 전류를 공급하는 배터리를 포함할 수 있다.
상기 스트립 가이드 유닛은, 상기 스트립을 가이드하는 스트립 가이드 바, 상기 스트립 가이드 바의 일 단부를 지지하는 스프링, 상기 스트립 가이드 바의 타 단부의 높이를 조절하는 테이퍼 웨치, 및 상기 테이퍼 웨치와 연결된 스트립 가이드 바 조정 볼트를 포함할 수 있다.
상기 프레임 유닛은, 상기 레일 프레임을 지지하며, 상기 맨드릴과의 거리가 조절되는 권취기 프레임, 및 상기 권취기 프레임에 장착되며, 상기 레일 프레임을 상기 맨드릴의 상기 원주를 따라 회전시키는 레일 가이드 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 레일 프레임은, 상기 터치 카 유닛의 측부를 가이드하는 가이드 롤러 레일, 상기 터치 카 유닛의 하부를 가이드하는 터치 카 레크 기어, 상기 레일 프레임의 하부에 위치하여 상기 레일 가이드 유닛에 가이드되는 레일 가이드 유닛 레크 기어, 및 상기 레일 프레임의 측부에 위치하여 상기 레일 가이드 유닛에 가이드되는 엘엠 레일을 포함할 수 있다.
상기 레일 가이드 유닛은, 상기 엘엠 레일을 가이드하는 엘엠 블록, 상기 레일 가이드 유닛 레크 기어를 가이드하는 레일 가이드 유닛 피니온 기어, 상기 레일 가이드 유닛 피니온 기어를 회전시키는 레일 가이드 유닛 기어, 및 상기 레일 가이드 유닛 기어를 구동하는 레일 가이드 유닛 모터를 포함할 수 있다.
상기 권취기 프레임은, 상기 레일 가이드 유닛 레크 기어와 이격되어 상기 레일 프레임의 상기 하부를 지지하는 서포트 롤, 상기 레일 프레임의 상기 일 단부와 이웃하며, 상기 스트립을 감지하는 포토 센서, 상기 터치 카 유닛과 이웃하며, 상기 터치 카 유닛을 충전하는 배터리 충전기, 및 상기 맨드릴과의 거리가 조절되도록 상기 권취기 프레임을 이동시키는 릴 프레임 지지대를 포함할 수 있다.
상기 맨드릴은, 회전하는 맨드릴 본체, 상기 맨드릴 본체를 감싸는 제1 슬리브, 및 상기 제1 슬리브를 감싸는 제2 슬리브를 포함할 수 있다.
상기 맨드릴과 상기 터치 롤 사이로 상기 스트립을 유도하는 스트립 유도 장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 일 측면은 맨드릴에 스트립을 초기에 권취하는 스트립 권취 장치에 있어서, 상기 맨드릴의 원주의 적어도 일부를 둘러싸며, 상기 맨드릴의 상기 원주를 따라 회전하는 레일 프레임을 포함하는 프레임 유닛, 및 상기 레일 프레임에 가이드되어 상기 레일 프레임의 일 단부와 타 단부 사이를 슬라이딩하며, 상기 맨드릴과 선택적으로 접촉하는 터치 롤을 포함하는 터치 카 유닛을 포함하는 스트립 권취 장치를 제공한다.
상기 터치 카 유닛은 상기 맨드릴과 상기 터치 롤 사이로 삽입된 상기 스트립의 단부를 상기 맨드릴의 일 표면에 선택적으로 고정할 수 있다.
상기 터치 카 유닛은, 상기 터치 롤을 지지하여 상기 터치 롤의 회전을 선택적으로 고정하며, 상기 맨드릴 방향으로 슬라이딩하는 터치 롤 유닛, 상기 터치 롤 유닛을 지지하며, 상기 레일 프레임의 상기 일 단부와 상기 타 단부 사이를 슬라이딩하는 터치 카 프레임, 상기 터치 롤 유닛과 이웃하여 상기 터치 카 프레임에 지지되며, 상기 스트립을 가이드하는 스트립 가이드 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 프레임 유닛은, 상기 레일 프레임을 지지하며, 상기 맨드릴과의 거리가 조절되는 권취기 프레임, 및 상기 권취기 프레임에 장착되며, 상기 레일 프레임을 상기 맨드릴의 상기 원주를 따라 회전시키는 레일 가이드 유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 스트립의 초기 권취 불량이 억제된 스트립 권취 장치가 제공된다.
또한, 다양한 두께의 슬리브 또는 다양한 지름의 맨드릴 본체를 포함하더라도, 초기 권취 불량 없이 스트립을 권취하는 스트립 권취 장치가 제공된다.
또한, 맨드릴에 접촉하는 벨트의 조정 및 벨트 교환이 필요 없어, 스트립의 권취 시간 및 권취 비용과 유지 비용이 절감된 스트립 권취 장치가 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 스트립 권취 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 프레임 유닛 및 터치 카 유닛을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 터치 카 유닛과 프레임 유닛의 레일 프레임 및 레일 가이드 유닛을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 A-A' 및 B-B'를 따른 레일 프레임, 권취기 프레임, 레일 가이드 유닛 각각의 일 부분을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 터치 카 유닛을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 일 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 일 실시예에 따른 스트립 권취 장치를 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 스트립 권취 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 스트립 권취 장치(1000)는 스트립(strip)(10)을 텐션 릴(tension reel)의 맨드릴(mandrel)(100)에 코일(coil) 형태로 권취하는 장치이다.
스트립 권취 장치(1000)는 맨드릴(100), 스트립 유도 장치(200), 프레임 유닛(300), 터치 카 유닛(400)을 포함한다. 한편, 다른 실시예에서, 스트립 권취 장치는 프레임 유닛(300) 및 터치 카 유닛(400)을 포함할 수 있다.
맨드릴(100)은 회전하여 스트립(10)을 감는다. 맨드릴(100)에 권취된 스트립(10)은 코일 형태를 가질 수 있다.
맨드릴(100)은 맨드릴 본체(110), 제1 슬리브(120), 제2 슬리브(130)를 포함한다.
맨드릴 본체(110)는 반시계 방향으로 회전하여 맨드릴(100)에 스트립(10)을 권취한다. 한편, 맨드릴 본체(110)는 시계 방향으로 회전하여 맨드릴(100)에 스트립(10)을 권취할 수 있다.
제1 슬리브(120)는 맨드릴 본체(110)를 감싸고 있다. 제1 슬리브(120)는 맨드릴 본체(110)의 외부에 삽입될 수 있다. 제1 슬리브(120)는 러버(rubber)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 공지된 다양한 탄성 재료를 포함할 수 있다.
제2 슬리브(130)는 제1 슬리브(120)를 감싸고 있다. 제2 슬리브(130)는 제1 슬리브(120)의 외부에 삽입될 수 있다. 제2 슬리브(130)는 스틸(steel) 또는 종이(paper)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 공지된 다양한 재료를 포함할 수 있다.
스트립 유도 장치(200)는 맨드릴(100)의 표면으로 스트립(10)을 유도한다. 스트립 유도 장치(200)는 맨드릴(100)과 터치 카 유닛(400)의 터치 롤(410) 사이로 스트립(10)을 유도한다. 스트립 유도 장치(200)는 디플렉트 롤(210), 컨베이어 롤(220), 마그넷(230), 출측 스레딩 테이블 컨베이어(240), 컨베이어 벨트(250), 출측 스레딩 테이블(260)을 포함한다. 디플렉트 롤(210)을 통과한 스트립(10)은 출측 스레딩 테이블 컨베이어(240) 하부에 위치한 마그넷(230)에 의해 약간의 장력이 유지되면서 출측 스레딩 테이블(260)을 거쳐 맨드릴(100)로 유도된다. 스트립 유도 장치(200)는 상술한 구성에 한정되지 않으며, 스트립(10)을 맨드릴(100)의 표면으로 유도할 수 있다면 다양한 구성들을 포함할 수 있다.
프레임 유닛(300)은 맨드릴(100)의 원주의 적어도 일부를 둘러싸며, 레일 프레임(310), 권취기 프레임(320), 레일 가이드 유닛(330)을 포함한다.
도 2는 도 1에 도시된 프레임 유닛 및 터치 카 유닛을 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 터치 카 유닛과 프레임 유닛의 레일 프레임 및 레일 가이드 유닛을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 레일 프레임(310)은 맨드릴(100)의 원주의 적어도 일부를 둘러싼다. 레일 프레임(310)은 맨드릴(100)의 원주의 적어도 50%를 둘러싸고 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 레일 프레임(310)은 맨드릴(100)의 원주를 따라 회전한다. 레일 프레임(310)은 반원의 고리 형태를 가지고 있으며, 권취기 프레임(320)의 서포트 롤(321)에 지지되어 회전할 수 있다. 레일 프레임(310)은 레일 가이드 유닛(330)에 의해 가이드되어 맨드릴(100)의 원주를 따라 회전할 수 있다.
레일 프레임(310)은 가이드 롤러 레일(311), 터치 카 레크 기어(312), 레일 가이드 유닛 레크 기어(313), 엘엠 레일(314)을 포함한다.
가이드 롤러 레일(311)은 터치 카 유닛(400)의 측부를 가이드한다. 가이드 롤러 레일(311)은 레일 프레임(310)의 연장 방향을 따라 돌출된 구조를 가지고 있으며, 터치 카 유닛(400)의 측부에 위치하는 상부 가이드 롤러(434) 및 하부 가이드 롤러(435)를 지지 및 가이드한다.
터치 카 레크 기어(312)는 터치 카 유닛(400)의 하부를 가이드한다. 터치 카 레크 기어(312)는 레일 프레임(310)의 연장 방향을 따라 서로 이격 배치된 2개의 레크 기어의 형태를 가진다. 터치 카 레크 기어(312)는 터치 카 유닛(400)의 하부에 위치하는 터치 카 기어(431) 및 터치 카 아이들 기어(433)를 지지 및 가이드한다.
레일 가이드 유닛 레크 기어(313)는 레일 프레임(310)의 하부에 위치하여 레일 가이드 유닛(330)에 가이드된다. 레일 가이드 유닛 레크 기어(313)는 레일 프레임(310)의 연장 방향을 따라 레일 프레임(310)의 하부에 서로 이격 배치된 2개의 레크 기어의 형태를 가진다. 레일 가이드 유닛 레크 기어(313)는 레일 가이드 유닛(330)의 레일 가이드 유닛 피니온 기어(332)에 지지 및 가이드된다.
엘엠 레일(314)은 레일 프레임(310)의 측부에 위치하여 레일 가이드 유닛(330)에 가이드된다. 엘엠 레일(314)은 레일 프레임(310)의 측부에서 레일 프레임(310)의 연장 방향을 따라 돌출된 형태를 가진다. 엘엠 레일(314)은 레일 가이드 유닛(330)의 엘엠 블록(331)에 지지 및 가이드된다.
도 4는 도 2의 A-A' 및 B-B'를 따른 레일 프레임, 권취기 프레임, 레일 가이드 유닛 각각의 일 부분을 나타낸 도면이다.
도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 권취기 프레임(320)은 레일 프레임(310)을 지지하며, 레일 프레임(310)과 맨드릴(100) 사이의 거리를 조절한다.
권취기 프레임(320)은 서포트 롤(321), 포토 센서(322), 배터리 충전기(323), 릴 프레임 지지대(324), 실린더(325)를 포함한다.
서포트 롤(321)은 레일 프레임(310)의 레일 가이드 유닛 레크 기어(313)와 이격되어 레일 프레임(310)의 하부를 지지한다.
포토 센서(322)는 레일 프레임(310)의 일 단부와 이웃하여 터치 카 유닛(400)과 맨드릴(100) 사이로 삽입된 스트립(10)이 포토 센서(322)와 중첩하는지를 감지한다.
배터리 충전기(323)는 터치 카 유닛(400)과 이웃하며, 터치 카 유닛(400)을 충전한다.
릴 프레임 지지대(324)는 레일 프레임(310)과 맨드릴(100) 사이의 거리가 조절되도록 권취기 프레임(320)을 회동시킨다.
실린더(325)는 릴 프레임 지지대(324)와 권취기 프레임(320) 사이를 연결하여 권취기 프레임(320)을 릴 프레임 지지대(324)를 기준으로 회동시킨다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 레일 가이드 유닛(330)은 권취기 프레임(320)에 장착되며, 레일 프레임(310)을 맨드릴(100)의 원주를 따라 회전시킨다.
레일 가이드 유닛(330)은 엘엠 블록(331), 레일 가이드 유닛 피니온 기어(332), 레일 가이드 유닛 기어(333), 레일 가이드 유닛 모터(334)를 포함한다.
엘엠 블록(331)은 레일 프레임(310)의 엘엠 레일(314)을 지지 및 가이드한다.
레일 가이드 유닛 피니온 기어(332)는 레일 프레임(310)의 레일 가이드 유닛 레크 기어(313)를 지지 및 가이드한다.
레일 가이드 유닛 기어(333)는 레일 가이드 유닛 피니온 기어(332)와 동일축에 연결되어 있으며, 회전하여 레일 가이드 유닛 피니온 기어(332)를 회전시킨다.
레일 가이드 유닛 모터(334)는 레일 가이드 유닛 기어(333)와 연결되어 레일 가이드 유닛 기어(333)를 구동하여 회전시킨다.
도 1을 참조하면, 터치 카 유닛(400)은 레일 프레임(310)에 가이드되어 레일 프레임(310)의 일 단부와 타 단부 사이를 슬라이딩한다. 터치 카 유닛(400)은 맨드릴(100)과 선택적으로 접촉하는 터치 롤(410)을 포함한다. 터치 카 유닛(400)은 맨드릴(100)과 터치 롤(410) 사이로 삽입된 스트립(10)의 단부를 맨드릴(100)의 일 표면에 선택적으로 고정한다.
도 5는 도 2에 도시된 터치 카 유닛을 나타낸 도면이다.
도 2, 도 3, 및 도 5를 참조하면, 터치 카 유닛(400)은 터치 롤(410), 터치 롤 유닛(420), 터치 카 프레임(430), 스트립 가이드 유닛(440)을 포함한다.
터치 롤(410)은 맨드릴(100)과 선택적으로 접촉하며, 맨드릴(100)의 회전에 따라 회전할 수 있다. 또한, 터치 롤(410)은 터치 롤(410)에 장착된 터치 롤 브레이크 디스크(421)가 터치 롤 브레이크(422)에 의해 고정될 경우, 회전 되지 않고 고정된다.
터치 롤 유닛(420)은 터치 롤(410)을 지지하여 터치 롤(410)의 회전을 선택적으로 고정한다. 또한, 터치 롤 유닛(420)은 맨드릴(100) 방향으로 슬라이딩할 수 있다.
터치 롤 유닛(420)은 터치 롤(410)에 장착된 터치 롤 브레이크 디스크(421), 터치 롤 브레이크 디스크(421)를 선택적으로 고정하는 터치 롤 브레이크(422), 터치 롤 유닛(420)의 슬라이딩을 가이드하는 터치 롤 프레임 슬라이드(423), 터치 롤 유닛(420)에 장착된 터치 롤 하이트 볼 너트(424), 터치 롤 하이트 볼 너트(424)에 삽입된 터치 롤 하이트 스크류(425), 터치 롤 하이트 스크류를 구동하는 터치 롤 하이트 모터(426)를 포함한다.
한편, 터치 롤 유닛(420)은 터치 롤(410)을 지지하여 터치 롤(410)의 회전을 선택적으로 고정하는 동시에 맨드릴(100) 방향으로 슬라이딩할 수 있다면 상술한 구성과 다른 구성을 가질 수 있다.
터치 카 프레임(430)은 터치 롤 유닛(420)을 지지하며, 레일 프레임(310)의 일 단부와 타 단부 사이를 슬라이딩한다.
터치 카 프레임(430)은 터치 카 프레임(430)의 하부에 위치하여 레일 프레임(310)의 터치 카 레크 기어(312)에 가이드되어 회전하는 터치 카 기어(431), 터치 카 기어(431)를 구동하는 터치 카 모터(432), 터치 카 프레임(430)의 하부에서 터치 카 기어(431)와 이격되며 레일 프레임(310)의 터치 카 레크 기어(312)에 가이드되어 회전하는 터치 카 아이들 기어(433), 터치 카 프레임(430)의 측부에 위치하여 레일 프레임(310)의 가이드 롤러 레일(311)에 가이드되는 상부 가이드 롤러(434), 터치 카 프레임(430)의 측부에서 상부 가이드 롤러(434)와 이격되어 레일 프레임(310)의 가이드 롤러 레일(311)에 가이드되는 하부 가이드 롤러(435), 터치 카 모터(432)를 구동하는 제1 서버 드라이브(436), 터치 롤 하이트 모터(426)를 구동하는 제2 서버 드라이브(437), 제1 서버 드라이브(436) 및 제2 서버 드라이브(437)를 제어하는 터치 카 컨트롤러(438), 및 제1 서버 드라이브(436) 및 제2 서버 드라이브(437)로 전류를 공급하는 배터리(439)를 포함한다.
한편, 터치 카 프레임(430)은 터치 롤 유닛(420)을 지지하며, 레일 프레임(310)의 일 단부와 타 단부 사이를 슬라이딩할 수 있다면 상술한 구성과 다른 구성을 가질 수 있다.
스트립 가이드 유닛(440)은 터치 롤 유닛(420)과 이웃하여 터치 카 프레임(430)에 지지되며, 스트립(10)을 가이드한다.
스트립 가이드 유닛(440)은 스트립(10)을 가이드하는 스트립 가이드 바(441), 스트립 가이드 바(441)의 일 단부를 지지하는 스프링(442), 스트립 가이드 바(441)의 타 단부의 높이를 조절하는 테이퍼 웨치(443), 및 테이퍼 웨치(443)와 연결된 스트립 가이드 바 조정 볼트(444)를 포함한다.
한편, 스트립 가이드 유닛(440)은 터치 카 프레임(430)에 지지되어 스트립(10)을 가이드할 수 있다면 상술한 구성과 다른 구성을 가질 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 상술한 일 실시예에 따른 스트립 권취 장치(1000)를 이용한 스트립(10) 권취를 설명한다.
우선, 도 1을 참조하면, 맨드릴 본체(110)에 제1 슬리브(120) 및 제2 슬리브(130)를 삽입하면, 릴 프레임 지지대(324)에 위치한 실린더(325)가 다운(down)되면서 권취기 프레임(320)이 맨드릴 포지션(실선)에 위치한다. 그리고 맨드릴(100)이 권취를 위해 회전(일례로 30rpm)하면, 터치 카 유닛(400)이 홈 포지션(HP)에서 스타트 포지션(SP)으로 움직이고 터치 롤(410)이 터치 롤 유닛(420)에 의해 업(up)되어 제2 슬리브(130)에 접촉되면서 맨드릴(100)의 회전에 의해 터치 롤(410)이 회전된다. 이때, 스트립 유도 장치(200)의 디플렉트 롤(210)을 통과한 스트립(10)은 출측 스레딩 테이블 컨베이어(240) 하부에 위치한 마그넷(230)에 의해 약간의 장력이 유지되면서 출측 스레딩 테이블(260)을 거쳐 맨드릴(100)로 피딩된다.
구체적으로, 도 3 및 도 5를 참조하면, 터치 롤 유닛(420)에 의한 터치 롤(410)의 업(up)은 터치 카 컨트롤러(438)에 맨드릴 본체(110), 제1 슬리브(120), 제2 슬리브(130)의 두께 값이 무선 안테나를 통해 전송되면 터치 카 컨트롤러(438)는 상술한 두께 값의 합산 값만큼 거리를 계산하여 제2 서버 드라이브(437)로 신호를 전송하고, 제2 서버 드라이브(437)는 터치 롤 하이트 모터(426)를 구동하여 터치 롤 하이트 볼 너트(424)에 결합된 터치 롤 하이트 스크류(425)를 회전시켜 터치 롤 프레임 슬라이드(423)를 따라 터치 롤 유닛(420)을 맨드릴 방향으로 슬라이딩하여 수행할 수 있다.
그리고, 도 1을 참조하면, 출측 스레딩 테이블(260)을 거친 스트립(10)의 단부가 터치 롤 유닛(420)의 터치 롤(410)과 맨드릴(100) 사이로 삽입되고 이어서 포토 센서(322)에 의해 감지되면, 터치 롤(410)이 브레이킹되어 맨드릴(100)과 터치 롤(410) 사이로 삽입된 스트립(10)의 단부는 터치 카 유닛(400)에 의해 맨드릴(100)의 일 표면에 고정된다.
구체적으로, 도 3 및 도 5를 참조하면, 터치 롤(410)의 브레이킹은 터치 롤(410)과 동일축에 장착된 터치 롤 브레이크 디스크(421)를 터치 롤 브레이크(422)로 고정하여 수행할 수 있다.
그리고, 도 1을 참조하면, 터치 카 유닛(400)의 터치 롤(410)로 스트립(10)의 단부를 맨드릴(100)의 일 표면에 고정한 상태에서, 맨드릴(100)의 회전과 동조하여 레일 프레임(310)이 맨드릴(100)의 원주를 따라 회전하여 레일 프레임(310)의 일 단부에 위치하는 터치 카 유닛(400)이 스트립(10)의 단부를 맨드릴(100)의 일 표면에 고정한 상태로 맨드릴(100)의 하부로 이동한다. 터치 롤 브레이크(422)가 터치 롤 브레이크 디스크(421)를 구속하여 터치 롤(410)의 회전을 중지시킴과 동시에 레일 프레임(310)이 구동되면 스트립(10)은 팽팽한 상태로 맨드릴(100)을 따라 돌 수가 있다.
구체적으로, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 레일 프레임(310)의 회전은 서포트 롤(321)이 레일 프레임(310)의 하부를 지지한 상태에서, 레일 가이드 유닛 모터(334)의 동력이 레일 가이드 유닛 기어(333) 및 레일 가이드 유닛 피니온 기어(332)를 거쳐 레일 가이드 유닛 레크 기어(313)까지 전달되어 수행된다. 이때, 레일 프레임(310)의 회전 가이드는 엘엠 레일(314) 및 엘엠 블록(331)에 의해 수행된다.
그리고, 도 1을 참조하면, 터치 카 유닛(400)이 스트립(10)의 단부를 맨드릴(100)의 일 표면에 고정한 상태로 맨드릴(100)의 회전과 동조하여 레일 프레임(310)의 일 단부로부터 타 단부로 슬라이딩하여 엔드 포지션(EP)에 도달한다.
구체적으로, 도 2, 도 3, 및 도 5를 참조하면, 터치 카 유닛(400)의 슬라이딩은 터치 카 컨트롤러(438)에 의한 신호가 제1 서버 드라이브(436)로 전달되고, 제1 서버 드라이브(436)에 의해 구동된 터치 카 모터(432)의 동력이 터치 카 기어(431)를 거쳐 터치 카 레크 기어(312)까지 전달되어 수행된다. 이때, 터치 카 유닛(400)의 슬라이딩 가이드는 가이드 롤러 레일(311)과 상부 가이드 롤러(434) 및 하부 가이드 롤러(435)에 의해 수행된다.
그리고, 도 1을 참조하면, 엔드 포지션(EP)에 도달한 터치 카 유닛(400)의 터치 롤(410)의 브레이킹을 해제하여, 터치 롤(410)이 스트립(10)의 단부를 누른 상태로 맨드릴(100)의 회전에 의해 터치 롤(410)이 회전함으로써, 스트립(10)의 단부가 스트립 가이드 바(441)에 의해 가이드되어 맨드릴(100)과 스트립(10) 사이로 삽입된다. 이어서 맨드릴(100)이 4회 내지 5회 회전하면 맨드릴(100)에 스트립(10)이 초기 권취되어 스트립(10)에 장력이 형성된다.
구체적으로, 도 5를 참조하면, 스트립 가이드 바(441)는 스트립(10)의 단부가 맨드릴의 회전 시 쳐지지 않도록 각도 조절될 수 있다. 일례로, 스트립 가이드 바 조정 볼트(444)를 돌리면 테이퍼 웨치(443)가 내측으로 밀려 들어가면서 스트립 가이드 바(441)의 각도가 조절될 수 있고, 스프링(442)에 의해 스트립 가이드 바(441)가 충격에도 유연성을 가진다.
그리고, 도 1을 참조하면, 터치 롤 유닛(420)으로 터치 롤(410)을 다운(down)시켜 스트립(10)과 분리하고, 터치 카 유닛(400)을 레일 프레임(310)을 따라 리버스(reverse) 운전하는 동시에 레일 프레임(310)도 리버스 운전하여, 터치 카 유닛(400)을 홈 포지션(HP)에 도달시킨다. 터치 카 유닛(400)이 홈 포지션(HP)에 위치하면 터치 카 유닛(400)의 배터리(439)가 배터리 충전기(323)에 연결되어 충전된다.
그리고, 실린더(325)를 업(up)시키면 권취기 프레임(320)이 맨드릴(100)로부터 이격되면서 초기 권취 작업이 완료된다.
이상과 같이, 일 실시예에 따른 스트립 권취 장치(1000)는 맨드릴(100)과 밀착하는 벨트(belt)를 포함하는 벨트 래퍼(belt wrapper)를 포함하지 않고, 프레임 유닛(300) 및 터치 카 유닛(400)을 포함함으로써, 벨트에 의한 스트립(10)의 초기 권취 불량을 억제한다.
또한, 스트립 권취 장치(1000)는, 다양한 두께의 제1 슬리브(120), 제2 슬리브(130), 또는 다양한 지름의 맨드릴 본체(110)를 포함하더라도, 터치 롤 유닛(420)을 이용해 터치 롤(410)을 맨드릴(100) 방향으로 다양한 거리로 슬라이딩함으로써, 초기 권취 불량 없이 스트립(10)을 권취한다.
또한, 스트립 권취 장치(1000)는 맨드릴(100)에 접촉하는 벨트의 조정 및 벨트 교환이 필요 없어, 스트립(10)의 권취 시간 및 권취 비용과 유지 비용이 절감된다.
또한, 스트립 권취 장치(1000)는 스트립(10)에 벨트가 접촉하지 않음으로써, 벨트에 의한 스트립(10)의 스크래치(scratch)를 방지하여 품질이 향상된 코일을 제조할 수 있다.
본 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
스트립(10), 맨드릴(100), 레일 프레임(310), 프레임 유닛(300), 터치 롤(410), 터치 카 유닛(400)

Claims (15)

  1. 스트립을 감는 맨드릴;
    상기 맨드릴의 원주의 적어도 일부를 둘러싸며 상기 맨드릴의 상기 원주를 따라 회전하는 레일 프레임을 포함하는 프레임 유닛; 및
    상기 레일 프레임에 가이드되어 상기 레일 프레임의 일 단부와 타 단부 사이를 슬라이딩하며, 상기 맨드릴과 선택적으로 접촉하는 터치 롤을 포함하는 터치 카 유닛
    을 포함하며,
    상기 터치 카 유닛은 상기 맨드릴과 상기 터치 롤 사이로 삽입된 상기 스트립의 단부를 상기 맨드릴의 일 표면에 선택적으로 고정하는 스트립 권취 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 터치 카 유닛은,
    상기 터치 롤을 지지하여 상기 터치 롤의 회전을 선택적으로 고정하며, 상기 맨드릴 방향으로 슬라이딩하는 터치 롤 유닛;
    상기 터치 롤 유닛을 지지하며, 상기 레일 프레임의 상기 일 단부와 상기 타 단부 사이를 슬라이딩하는 터치 카 프레임;
    상기 터치 롤 유닛과 이웃하여 상기 터치 카 프레임에 지지되며, 상기 스트립을 가이드하는 스트립 가이드 유닛
    을 더 포함하는 스트립 권취 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 터치 롤 유닛은,
    상기 터치 롤에 장착된 터치 롤 브레이크 디스크;
    상기 터치 롤 브레이크 디스크를 고정하는 터치 롤 브레이크;
    상기 터치 롤 유닛의 상기 슬라이딩을 가이드하는 터치 롤 프레임 슬라이드;
    상기 터치 롤 유닛에 장착된 터치 롤 하이트 볼 너트;
    상기 터치 롤 하이트 볼 너트에 삽입된 터치 롤 하이트 스크류; 및
    상기 터치 롤 하이트 스크류를 구동하는 터치 롤 하이트 모터
    를 포함하는 스트립 권취 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 터치 카 프레임은,
    상기 터치 카 프레임의 하부에 위치하여 상기 레일 프레임에 가이드되어 회전하는 터치 카 기어;
    상기 터치 카 기어를 구동하는 터치 카 모터;
    상기 터치 카 프레임의 하부에서 상기 터치 카 기어와 이격되며, 상기 레일 프레임에 가이드되어 회전하는 터치 카 아이들 기어;
    상기 터치 카 프레임의 측부에 위치하여 상기 레일 프레임에 가이드되는 상부 가이드 롤러;
    상기 터치 카 프레임의 측부에서 상기 상부 가이드 롤러와 이격되어 상기 레일 프레임에 가이드되는 하부 가이드 롤러;
    상기 터치 카 모터를 구동하는 제1 서버 드라이브;
    상기 터치 롤 하이트 모터를 구동하는 제2 서버 드라이브;
    상기 제1 서버 드라이브 및 상기 제2 서버 드라이브를 제어하는 터치 카 컨트롤러; 및
    상기 제1 서버 드라이브 및 상기 제2 서버 드라이브로 전류를 공급하는 배터리
    를 포함하는 스트립 권취 장치.
  5. 제2항에서,
    상기 스트립 가이드 유닛은,
    상기 스트립을 가이드하는 스트립 가이드 바;
    상기 스트립 가이드 바의 일 단부를 지지하는 스프링;
    상기 스트립 가이드 바의 타 단부의 높이를 조절하는 테이퍼 웨치; 및
    상기 테이퍼 웨치와 연결된 스트립 가이드 바 조정 볼트
    를 포함하는 스트립 권취 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 프레임 유닛은,
    상기 레일 프레임을 지지하며, 상기 맨드릴과의 거리가 조절되는 권취기 프레임; 및
    상기 권취기 프레임에 장착되며, 상기 레일 프레임을 상기 맨드릴의 상기 원주를 따라 회전시키는 레일 가이드 유닛
    을 더 포함하는 스트립 권취 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 레일 프레임은,
    상기 터치 카 유닛의 측부를 가이드하는 가이드 롤러 레일;
    상기 터치 카 유닛의 하부를 가이드하는 터치 카 레크 기어;
    상기 레일 프레임의 하부에 위치하여 상기 레일 가이드 유닛에 가이드되는 레일 가이드 유닛 레크 기어; 및
    상기 레일 프레임의 측부에 위치하여 상기 레일 가이드 유닛에 가이드되는 엘엠 레일
    을 포함하는 스트립 권취 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 레일 가이드 유닛은,
    상기 엘엠 레일을 가이드하는 엘엠 블록;
    상기 레일 가이드 유닛 레크 기어를 가이드하는 레일 가이드 유닛 피니온 기어;
    상기 레일 가이드 유닛 피니온 기어를 회전시키는 레일 가이드 유닛 기어; 및
    상기 레일 가이드 유닛 기어를 구동하는 레일 가이드 유닛 모터
    를 포함하는 스트립 권취 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 권취기 프레임은,
    상기 레일 가이드 유닛 레크 기어와 이격되어 상기 레일 프레임의 상기 하부를 지지하는 서포트 롤;
    상기 레일 프레임의 상기 일 단부와 이웃하며, 상기 스트립을 감지하는 포토 센서;
    상기 터치 카 유닛과 이웃하며, 상기 터치 카 유닛을 충전하는 배터리 충전기; 및
    상기 맨드릴과의 거리가 조절되도록 상기 권취기 프레임을 이동시키는 릴 프레임 지지대
    를 포함하는 스트립 권취 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 맨드릴은,
    회전하는 맨드릴 본체;
    상기 맨드릴 본체를 감싸는 제1 슬리브; 및
    상기 제1 슬리브를 감싸는 제2 슬리브
    를 포함하는 스트립 권취 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 맨드릴과 상기 터치 롤 사이로 상기 스트립을 유도하는 스트립 유도 장치를 더 포함하는 스트립 권취 장치.
  12. 맨드릴에 스트립을 초기에 권취하는 스트립 권취 장치에 있어서,
    상기 맨드릴의 원주의 적어도 일부를 둘러싸며, 상기 맨드릴의 상기 원주를 따라 회전하는 레일 프레임을 포함하는 프레임 유닛; 및
    상기 레일 프레임에 가이드되어 상기 레일 프레임의 일 단부와 타 단부 사이를 슬라이딩하며, 상기 맨드릴과 선택적으로 접촉하는 터치 롤을 포함하는 터치 카 유닛
    을 포함하는 스트립 권취 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 터치 카 유닛은 상기 맨드릴과 상기 터치 롤 사이로 삽입된 상기 스트립의 단부를 상기 맨드릴의 일 표면에 선택적으로 고정하는 스트립 권취 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 터치 카 유닛은,
    상기 터치 롤을 지지하여 상기 터치 롤의 회전을 선택적으로 고정하며, 상기 맨드릴 방향으로 슬라이딩하는 터치 롤 유닛;
    상기 터치 롤 유닛을 지지하며, 상기 레일 프레임의 상기 일 단부와 상기 타 단부 사이를 슬라이딩하는 터치 카 프레임;
    상기 터치 롤 유닛과 이웃하여 상기 터치 카 프레임에 지지되며, 상기 스트립을 가이드하는 스트립 가이드 유닛
    을 더 포함하는 스트립 권취 장치.
  15. 제12항에서,
    상기 프레임 유닛은,
    상기 레일 프레임을 지지하며, 상기 맨드릴과의 거리가 조절되는 권취기 프레임; 및
    상기 권취기 프레임에 장착되며, 상기 레일 프레임을 상기 맨드릴의 상기 원주를 따라 회전시키는 레일 가이드 유닛
    을 더 포함하는 스트립 권취 장치.
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