KR102133690B1

KR102133690B1 - 중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어장치

Info

Publication number: KR102133690B1
Application number: KR1020200028815A
Authority: KR
Inventors: 조현광
Original assignee: 조현광
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2020-07-13

Abstract

본 발명은 중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다, 본 발명은 스펙 중량을 입력하는 제1 단계; 스펙 중량은 사용 용도에 따라 정해지는 중량으로써, 일정길이 및 일정밀도를 갖는 고무 원자재가 절단되어야 할 폭과 중량이 연계되며, 고무의 밀도와 길이가 미리 제어부에 의해 처리되어 저장부에 저장된 상태에서 절단폭을 조절하면서 중량과 맞추는 것, 절단폭을 입력하는 제2 단계; 1싸이클 운전을 수행하는 제3 단계; 상기 1싸이클 운전을 수행함에 따라 절단되어 배출된 절단고무의 중량을 중량측정장치를 통해 측정하는 제4 단계; 상기 중량측정장치에 의해 측정된 절단고무의 중량이 신호라인을 통해 제어부에 입력되면, 스펙 중량과 실제 측정된 절단고무의 중량을 비교한 후, 그 비교결과를 토대로 새로 절단되는 고무의 치수를 재조정하는 제5 단계; 1싸이클 운전을 다시 수행하는 제6 단계; 상기 1싸이클 운전을 다시 수행함에 따라 절단되어 배출된 절단고무의 중량을 중량측정장치를 통해 측정하는 제7 단계; 및 상기 중량측정장치에 의해 측정된 절단고무의 중량이 신호라인을 통해 제어부에 입력되면, 스펙 중량과 실제 측정된 절단고무의 중량을 비교한 후, 그 비교결과를 토대로 새로 절단되는 고무의 치수를 재조정하여 연속으로 절단 배출하는 제8 단계로 이루어진다.

Description

중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어장치{RUBBER CUTTING CONTROL DEVICE USING WEIGHT MEASURING DEVICE}

본 발명은 중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 중량측정장치에 의해 측정된 절단고무의 중량을 토대로 절단되어야 할 고무의 치수를 자동으로 변경하고, 그 변경된 치수에 맞게 고무를 절단할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 고무란 상온에서 탄성을 나타내는 사슬 모양의 고분자 물질 또는 그 원료가 되는 고분자 물질을 의미하는데, 이러한 고무를 이용한 고무 재질의 제품은 일상 생활에서 매우 널리 사용되고 있다. 특히, 고무의 탄성력을 이용하여 자동차나 일반 기계 장치에 각종 완충 수단으로 사용되며, 또한 각종 밸브에 대한 패킹 수단 등으로 사용되는 등 매우 다양한 분야에 폭넓게 사용되고 있다.

이러한 고무 재질의 제품을 제작하는 과정을 살펴보면, 고무 원료를 가공하여 평평한 판형이나 길게 연장된 봉형 등의 형태를 갖는 고무 원자재로 제작한다. 이러한 형태로 제작된 고무 원자재는 다양한 형태의 최종 고무 제품으로 형성되기 때문에, 이러한 고무는 최종 고무 제품으로 성형되기 전 대량 생산을 위해 최종 제품에 적합한 단면 형상 및 길이를 갖는 고무 중간 소재로 제작된다. 이후, 이러한 고무 중간 소재가 필요에 따라 금형에 투입되어 고온의 열과 압력 등으로 최종 고무 제품으로 성형된다.

상기 고무원재료는 절단된 크기와 고무의 물성에 의하여 고무의 양이 결정되거나 저울로 직접 측정하는 방법에 의하여 고무의 중량을 제어하였다.

그러나, 상기와 같은 중량 제어방법은 고무의 정확한 중량을 측정하고 고무 절단기를 셋팅하는데 많은 시간과 노력이 들고 결국 생산비용이 증가하는 문제점을 가지고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 여러 형태의 기술이 개시되어 있다.

등록특허 제898186호는 노즐을 통해 배출되는 고무가 일정한 길이만큼 배출되면 이를 센서로 감지하여 절단하도록 되어 있다. 그러나, 이러한 기술은 일정한 길이로 고무를 절단하는 방법으로는 유용하나, 다양한 물성을 가진 고무 원재료에 적용하기에 적절하지 못한 단점이 있다. 또한, 서보모터에 의해 회전하는 칼날에 의해 절단하는 절단 방식에는 적용되지 못하는 문제가 있다.

등록실용신안 제386509호는 고무 이송부 내부에 고무의 유량을 측정할 수 있는 카운터부를 마련하여 측정되는 고무의 유량에 따라 서보모터의 회전속도를 제어하여 일정한 중량을 가지는 고무를 생산하는 방법이나, 그 구조가 복잡하고, 측정방식이 간접적이어서 원하는 중량을 얻기 위해서 많은 시행착오를 겪어야 하는 불편함이 있다.

또한, 종래의 고무절단기는 고무가 주입되는 고무주입구의 폭이 일정하여 주입되는 고무의 폭에 따라 고무가 원활하게 주입되지 않는 문제가 발생하며, 고무배출구의 단면적이 일정하여 원하는 두께와 길이를 가지는 고무를 생산하기 어려우며, 파이프형의 고무를 생산함에 있어서, 노즐코어의 위치를 조정하지 못하여 두께가 일정한 고무를 생산하기 곤란한 문제점이 있었다.

1. 등록특허 제898186호 2. 등록실용신안 제386509호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 관련된 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 중량측정장치에 의해 측정된 절단고무의 중량을 토대로 절단되어야 할 고무의 치수를 자동으로 조정하고, 그 조정된 치수에 맞게 고무를 절단할 수 있도록 한, 중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 절단된 고무가 칼날에 부착되지 않고 용이하게 배출되도록 한, 중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 절단장치의 커버가 개방되면 장치의 동작이 중지되도록 한, 중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

기타 본 발명의 목적들은 이하에서 설명하는 바에 따라 충분히 유추 가능할 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어장치는,

중량 대비 고무의 치수를 연산하고, 그에 따라 고무를 절단하는 전체적인 동작을 제어하는 제어부;

상기 제어부의 제어에 의해 고무 절단장치에 대한 전원을 공급하거나 차단하는 전원부;

고무 절단장치의 동작에 필요한 조건을 설정하는 것으로써, 자동 또는 수동 동작되기 위한 조건을 설정하는 제1 조작부와, 번호, 모델명, 컷팅속도, 생산수량, 목표 절단수량, 목표수량 진행량, 절단폭, 커터 조정을 수동 조작하는 제2 조작부로 구성된 조작부;

상기 조작부에 의해 조작된 조건인 자동 또는 수동 동작 설정신호, 번호, 모델명, 커팅속도, 생산수량, 목표 절단수량, 목표수량 진행량, 절단폭, 커터 조정 의 설정신호들을 제어부에 입력하여 고무가 사용자가 원하는 조건에 맞추어 절단되도록 제어 가능하도록 하는 입력부;

분당 커팅속도를 선택하는 제1 선택부와, 중량측정장치의 사용여부를 선택하는 제2 선택부로 구성된 선택부;

중량측정장치를 사용하지 않는 절단작업시 절단폭을 조절하는 제1 조절부와, 절단 커터를 조절하는 제2 조절부로 구성된 조절부;

(상기 절단폭은 예를 들어, 스위치를 1회 누를때마다 소정폭씩 조절되도록 설정되고, 중량측정장치의 사용시에는 스펙 중량에 맞추어 절단되는 고무의 크기가 자동으로 설정되므로 고무 절단크기의 미세조절은 불가능하도록 함)

써보모터의 정상여부, 써보드라이브의 정상여부, 인버터 속도, 인버터 감속시간, 커팅모터 현재 전류, 인버터 통신상태, 커팅속도 등이 정상적으로 유지되는지를 감지하는 제1 감지부와, 절단 동작중에 장치의 커버가 오픈되는지를 감지하는 제2 감지부로 구성된 감지부;

고무 절단장치의 동작을 위해 설정된 조건과, 중량측정장치에 관련된 데이터와, 안전에 관련된 데이터를 표시하는 표시부;

절단 작업시 고무가 커터에 달라붙는 것을 방지하기 위하여 에어를 공급하는 에어공급부; 및

고무 절단장치의 자동 또는 수동 동작 설정신호, 번호, 모델명, 커팅속도, 생산수량, 목표 절단수량, 목표수량 진행량, 절단폭, 커터 조정 등의 설정신호와, 고무를 절단하기 위하여 구동되는 써보모터의 정상여부, 써보드라이브의 정상여부, 인버터 설정속도, 인버터 감속시간, 컷팅모터 현전류, 인버터 통신상태, 분당 커팅속도, 미세조절량 등의 신호와, 절단 동작중에 장치의 커버가 오픈되는지를 감지한 신호를 저장 관리하는 저장부; 로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어방법은,

스펙 중량을 입력하는 제1 단계;

상기 스펙 중량은 사용 용도에 따라 정해지는 중량으로써, 소정길이 및 밀도를 갖는 고무 원자재의 절단되어야 할 폭과 중량이 연계되며, 고무의 밀도와 길이가 미리 제어부에 의해 처리되어 저장부에 저장된 상태에서 절단폭만 조절하면서 중량과 부합시킴,

절단폭을 입력하는 제2 단계;

1싸이클 운전을 수행하는 제3 단계;

상기 1싸이클 운전을 수행함에 따라 절단되어 배출된 절단고무의 중량을 중량측정장치를 통해 측정하는 제4 단계;

상기 중량측정장치에 의해 측정된 절단고무의 중량이 신호라인을 통해 제어부에 입력되면, 스펙중량과 실제 측정된 절단고무의 중량을 비교한 후, 그 비교결과를 토대로 새로 절단되는 고무의 크기를 재조정하는 제5 단계;

1싸이클 운전을 다시 수행하는 제6 단계;.

상기 1싸이클 운전을 다시 수행함에 따라 절단되어 배출된 절단고무의 중량을 중량측정장치를 통해 측정하는 제7 단계; 및

상기 중량측정장치에 의해 측정된 절단고무의 중량이 신호라인을 통해 제어부에 입력되면, 스펙중량과 실제 측정된 절단고무의 중량을 비교한 후, 그 비교결과를 토대로 새로 절단되는 고무의 크기를 재조정하여 연속으로 절단 배출하는 제8 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어장치 및 그 제어방법에 따르면, 중량측정장치에 의해 측정된 절단고무의 중량을 토대로 절단되어야 할 고무의 치수를 자동으로 변경하고, 그 변경된 치수에 맞게 고무를 절단할 수 있도록 한 것으로써, 절단된 고무의 중량을 사용자가 일일이 측정한 후, 절단되는 고무의 크기를 수동으로 조절하는 등의 번거로움을 방지할 수 있다.

또한, 절단된 고무가 커터에 부착되지 않고 용이하게 배출됨으로써 생산성이 향상된다.

또한, 절단장치의 커버가 개방되면 장치의 동작이 중지되도록 함으로써 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고무 절단장치의 전체 개념도.
도 2는 도 1의 고무 절단장치의 제어 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 중량측정장치를 이용하여 자동으로 치수가 조정되어 고무를 절단하는 동작 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 절단동작중에 수행되는 동작을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중량측정장치를 이용하지 않는 고무 절단방법의 동작 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중량측정장치를 이용한 고무 절단방법의 동작 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고무 절단장치의 측면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고무 절단장치를 절단된 고무가 배출되는 쪽에서 본 정면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 고무 절단장치의 평면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고무 절단장치의 저면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고무 절단 제어장치의 전체 개념도이다. 도 2는 도 1의 고무 절단 제어장치의 제어 구성도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 중량측정장치를 이용하여 자동으로 치수가 조정되어 고무를 절단하는 동작 흐름도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 절단중에 수행되는 동작을 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중량측정장치를 이용하지 않는 고무 절단 제어방법의 동작 흐름도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어방법의 동작 흐름도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 고무 절단장치의 측면 구조도이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 고무 절단장치를 절단된 고무가 배출되는 쪽에서 본 정면도이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 고무 절단장치의 평면도이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 고무 절단장치의 저면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고무 절단 제어장치(10)는 중량측정장치(20)와 연계하여 고무의 절단크기(치수)를 제어한다. 상기 중량측정장치(20)는 무게를 측정하는 저울일 수 있다. 그러나 이러한 종류로만 제한하는 것은 아니다.

고무재료(원자재)는 이송롤러를 거쳐 절단장치로 주입되어 커터(칼날)쪽으로 이송된 후 커터에 의해 일정한 크기로 절단되어 외부로 배출되며, 미리 스펙 중량이 설정된 상태에서 소정 싸이클의 운전 후 배출된 절단고무의 중량이 측정되어 절단 제어장치에 입력되면, 이를 토대로 절단되어야 할 고무의 크기가 재조정되며, 이와 같이 재조정된 크기로 고무가 절단됨으로써 스펙 중량에 맞추어지게 된다.

상기에서 절단고무의 크기는 배출방향을 기준으로 전후면에 걸친 폭을 의미할 수 있으며, 이러한 경우 배출방향을 기준으로 좌우면에 걸친 길이와 밀도는 미리 정해진 것으로 가정한다. 그러나 반드시 이러한 것으로만 제한하는 것은 아니다.

본 발명의 고무 절단은 자동 또는 수동 운전이 가능하며, 자동 운전시에는 절단 제어장치(10)와 중량측정장치(20)간에 통신이 이루어져 중량측정장치(20)에 재치된 절단고무의 중량을 측정한 후, 측정된 중량값이 절단 제어장치에 입력되면 고무의 절단 크기가 재조정되지만, 수동 운전시에는 중량측정장치(20)와의 통신이 이루어지지 않도록 설정할 수 있다.

본 발명의 고무 절단은 자동 운전시에는 중량측정장치(20)와의 통신에 의한 동작으로 인해 수동으로 절단 크기의 미세 조절이 불가능하지만, 수동 운전시에는 절단 동작 중에도 미세한 조절이 가능하도록 설정된다.

중량측정장치(20)는 절단된 고무의 중량을 측정하는 장치로써, 측정된 중량데이터를 신호라인을 통해 절단 제어장치(10)에 입력한다. 절단 제어장치(10)는 입력된 데이터를 토대로 절단되어야 할 고무 치수를 재설정한다. 따라서 제어장치(10)는 치수에 따라 중량을 판단하는 프로그램이 저장된다.

본 발명의 고무 절단은 치수에 따라 분당 개수가 정해질 수 있으며, 이와 같이 분당 절단 개수가 정해지는 것은 절단의 정확성을 향상시키기 위한 것이다.

본 발명의 고무 절단 크기는 예를 들어, 써보모터의 회전속도를 제어함으로써 가능하도록 할 수 있다. 즉 절단 크기가 클수록 회전속도는 느리게, 절단 크기가 작을수록 회전속도는 빠르게 하는 방법으로 고무의 절단크기를 조절할 수 있고, 또한, 이러한 상태를 감지하여 정확한 크기로 절단되었는지를 확인할 수 있다. 이는 정확한 크기로 절단되어야만 스펙 중량에 일치할 수 있기 때문이다. 상기 써보모터의 회전속도가 느리다 함은 고무원자재의 이송속도가 느려지고 그에 따라 커터의 움직임도 느리게 진행됨에 따라 예를 들어, 1분당 절단되는 개수가 적어짐을 의미하면, 회전속도가 빠르다 함은 그 반대의 동작으로 나타난다.

상기 정확한 크기로 절단되었는지는 예를 들어, 써보모터의 동작이 정상인지를 감지하는 것과, 회전수를 감지하는 것으로부터 가능해질 수 있다.

본 발명은 또한, 커버가 열렸음을 감지하여 안전사고 방지를 위하여 운전이 중지되도록 하는 구성을 추가할 수 있다.

본 발명은 또한, 절단된 고무가 커터에 접착되어 외부로의 배출이 원활하게 이루어지지 않는 것을 방지하도록 커터쪽으로 에어를 공급(토출)하는 구성을 추가로 포함할 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 고무 절단 제어장치(10)는 제어부(11), 전원부(12), 조작부(13), 입력부(14), 선택부(15), 조절부(16), 표시부(17), 에어공급부(18), 감지부(19), 저장부(DB)를 포함하여 구성된다.

제어부(11)는 본 발명의 실시예에 따라 고무를 절단하는 전체적인 동작을 제어한다. 제어부(11)는 바람직하게는 PLC(Programmable Logical Controller)이다. 본 발명에서 제어부(11)와 다른 구성요소들간의 통신은 일반적인 인버터 통신을 치용한다.

전원부(12)는 본 발명의 고무 절단장치에 대한 전원을 공급하거나 차단한다. 전원부(12)는 고무 절단 동작중에 장치에 이상이 발생하였을 경우에는 물론이고, 커버가 열렸을 경우에도 절단장치의 동작이 중지되도록 제어부(11)의 제어에 의해 전원을 차단할 수 있다.

조작부(13)는 고무 절단장치의 동작에 필요한 조건을 설정하는 것이다.

조작부(13)는 고무 절단장치의 동작이 자동 또는 수동으로 수행되도록 조건을 설정하는 제1 조작부와, 번호, 모델명, 커팅속도, 생산수량, 목표 절단수량, 목표수량 진행량, 절단폭, 커터 조정 등을 수동 조작하는 제2 조작부로 이루어진다.

입력부(14)는 상기 조작부(13)에 의해 조작된 조건, 즉 고무 절단 제어장치(10)의 자동 또는 수동 동작 설정신호, 번호, 모델명, 커팅속도, 생산수량, 목표 절단수량, 목표수량 진행량, 절단폭, 커터 조정 등의 설정신호들을 제어부(10)에 입력하여 고무가 사용자가 원하는 조건에 맞추어 절단되도록 한다.

선택부(15)는 분당 커팅속도를 선택하는 제1 선택부와, 중량측정장치(20)의 사용여부를 선택하는 제2 선택부로 이루어진다. 절단작업시 적절한 분당 커팅속도로는 45 ~ 70mm에 대해서는 60개/분, 30 ~ 45mm에 대해서는 70개/분, 1 ~ 30mm에 대해서는 80개/분, 1 ~ 15mm에 대해서는 90개/분이 바람직하다. 또한, 중량측정장치(20)를 사용하여 절단 작업시에는 1 ~ 70mm에 대해서 50 ~ 60개/분이 바람직하다. 그러나 반드시 이러한 수치로만 제한하는 것은 아니다.

한편, 중량측정장치(20) 사용시에는 스펙 중량에 맞추어 절단되는 고무의 치수(크기)가 자동으로 설정되므로 조절부(16)에 의한 고무 절단치수의 미세조절은 불가능하도록 구성한다.

조절부(16)는 중량측정장치(20)를 사용하지 않는 절단시 절단폭(치수)을 조절하는 제1 조절부와, 절단 커터를 조절하는 제2 조절부로 이루어진다. 상기 절단폭은 예를 들어, 스위치를 1회 누를때마다 0.01mm씩 조절되도록 설정될 수 있다. 그러나 반드시 이러한 수치로만 제한하는 것은 아니다.

표시부(17)는 고무 절단장치의 동작을 위해 설정된 조건과, 중량측정장치(20)에 관련된 데이터와, 커버 열림 등 안전에 관련된 데이터 등을 표시한다,

표시부(17)는 조작부(13)에 의해 조작되고 입력부(14)를 통해 제어부(11)에 입력되는 번호, 모델명, 커팅속도, 생산수량, 목표 절단수량, 목표수량 진행량, 절단폭, 커터 조정 등의 설정신호들을 표시하는 제1 표시부와, 고무를 절단하기 위하여 구동되는 써보모터 및 써보드라이브의 정상여부, 인버터 설정속도, 인버터 감속시간, 커팅모터 현재 전류, 인버터 통신상태, 분당 커팅속도, 미세조절량을 표시하는 제2 표시부와, 1싸이클 운전동작 여부, 1싸이클 저울 측정 시간 설정여부, 저울 측정값, 스펙 중량, - 범위값, + 범위값, 허용공차, 절단폭, 0.1g당 증감량을 표시하는 제3 표시부와, 절단 동작중에 장치의 커버가 열리는지를 표시하는 제4 표시부로 이루어질 수 있다.

상기 써보모터 및 써보드라이브와 인버터의 정상은 녹색, 이상은 적색으로 각각 표시된다.

에어공급부(18)는 절단된 고무가 커터에 달라붙는 것을 방지하기 위하여 커터쪽으로 에어를 공급한다. 제어부(11)에 의해 에어 공급시간 설정이 가능하고, 자동작업시 사용여부를 온/오프로 선택하며, 수동작업시 온/오프 선택으로 테스트가 가능하다.

감지부(19)는 써보모터 및 써보드라이브의 정상여부, 인버터 속도, 인버터 감속시간, 커팅모터 현재 전류, 인버터 통신상태, 커팅속도 등이 설정된데로 정상적으로 이루어지는지를 감지하는 제1 감지부와, 절단 동작중에 장치의 커버가 열리는지를 감지하는 제2 감지부로 이루어진다.

상기 제1 감지부에 의해 써보모터 및 써보드라이브의 정상여부, 인버터 속도, 인버터 감속시간, 커팅모터 현재 전류, 인버터 통신상태, 커팅속도가 제어부(11)에 입력되면, 제어부(11)는 그 치러결과에 따라 전원부(12)를 제어하여 장치 동작전원이 차단되도록 할 수 있다.

상기 제2 감지부에 의해 커버 열림신호가 제어부(11)에 입력되면, 제어부(11)는 전원부(12)를 제어하여 장치 동작전원이 차단되도록 할 수 있다.

저장부(DB)는 고무 절단장치의 자동 또는 수동 동작 설정신호, 번호, 모델명, 커팅속도, 생산수량, 목표 절단수량, 목표수량 진행량, 절단폭, 커터 조정 등의 설정신호와, 고무를 절단하기 위하여 구동되는 써보모터 및 써보드라이브의 정상여부, 인버터 설정속도, 인버터 감속시간, 커팅모터 현재 전류, 인버터 통신상태, 분당 커팅속도, 미세조절량 등의 신호와, 절단 동작중에 장치의 커버가 열리는지를 감지한 신호 등을 저장 관리한다.

상기 저장부(DB)에 저장된 데이터는 절단장치의 동작 조건 등이 변경되면 제어부(11)의 제어에 의해 실시간 변경 저장되어 사용자가 확인하고자 하는 데이터를 실시간으로 표시부(17)를 통해 제공할 수 있다.

다음에, 도 3을 참조하여 중량측정장치를 이용하여 자동으로 치수가 조정되어 고무를 절단하는 방법에 대해 설명한다.

먼저, 스펙 중량을 입력한다(S10).

스펙 중량이란 사용 용도에 따라 정해지는 중량을 말한다. 소정형상의 고무 원자재(고무판)는 다양한 형태의 최종 고무 제품으로 형성되기 때문에, 이러한 고무는 최종 고무 제품으로 성형되기 전 대량 생산을 위해 최종 제품에 적합한 단면 형상 및 길이를 갖는 고무 중간 소재로 제조된다. 이후, 이러한 고무 중간 소재가 필요에 따라 소정 공정에 투입되어 최종 고무 제품으로 성형되는데, 본 발명은 일정길이 및 일정밀도를 갖는 고무 원자재가 절단되어야 할 폭을 중량과 연계시켜 고무 중간소재로 제조하는 것이다.

다음에, 절단폭을 입력한다(S20). 절단폭은 mm 단위로 입력되며, 최초에는 사용자가 임의로 입력하게 된다. 즉 일정길이 및 일정밀도를 갖는 고무 원자재를 정해진 스펙 중량을 갖도록 제조할 경우 절단폭이 어느 정도가 되어야 하는지를 사용자가 임의로 예측하여 입력하는 것이다.

상기 고무의 밀도와 길이는 미리 제어부(11)에 의해 처리되어 저장부(DB)에 저장된 상태에서 절단폭만 조절하면서 중량과 맞추는 것이다.

제어부(11)는 길이와 폭 및 중량이 서로 연계되어 처리되도록 프로그램 될 수도 있으나, 본 발명에서는 길이는 제어부(11)에 설정된 길이로 미리 재단된 상태에서 폭과 중량을 서로 연계시키는 것이다. 그러나 반드시 이러한 방법으로만 제한하는 것은 아니며, 여러 가지 다양한 방법이 적용될 수 있다.

다음에, 1싸이클 운전을 수행한다(S30).

다음에, 1싸이클 운전을 수행함에 따라 절단되어 배출된 절단고무의 중량을 중량측정장치(20)를 통해 측정한다(S40). 이때, 절단고무는 사용자가 직접 중량측정장치(20)에 올려놓게 된다.

다음에, 상기와 같이 중량측정장치(20)에 의해 측정된 절단고무의 중량은 신호라인을 통해 제어부(10)에 입력되고, 제어부(10)는 스펙 중량과 실제 측정된 절단고무의 중량을 비교한 후, 그 비교결과를 토대로 새로 절단되어야 할 고무의 절단폭을 재조정한다(S50).

다음에, 1싸이클 운전을 다시 수행한다(S60).

다음에, 1싸이클 운전을 다시 수행함에 따라 절단되어 배출된 절단고무의 중량을 중량측정장치(20)를 통해 측정한다(S70). 이때에도, 절단고무는 사용자가 직접 중량측정장치(20)에 올려놓게 된다.

다음에, 상기와 같이 중량측정장치(20)에 의해 측정된 절단고무의 중량은 신호라인을 통해 제어부(10)에 입력되고, 제어부(10)는 스펙 중량과 실제 측정된 절단고무의 중량을 비교한 후, 그 비교결과를 토대로 새로 절단되어야 할 고무의 절단폭을 재조정한다(S80).

다음에, 상기와 같이 재조정된 절단폭으로 고무가 연속으로 절단되어 배출된다(S90). 이때, 상기 재조정된 절단고무의 폭에 따라 분당 절단고무의 배출량이 결정되는데, 상기에서 설명한 바와 같이 45 ~ 70mm에 대해서는 60개/분, 30 ~ 45mm에 대해서는 70개/분, 1 ~ 30mm에 대해서는 80개/분, 1 ~ 15mm에 대해서는 90개/분이 배출된다.

한편, 상기와 같은 고무 절단 중에도 도 4에 도시한 바와 같이 제어부(11), 감지부(19), 에어공급부(18)가 동작되어 절단장치를 구성하는 구성요소들의 정상동작 여부에 대한 감지 및 커터에 대한 에어공급이 수행된다.

감지부(19)는 써보모터 및 써보드라이브의 정상여부, 인버터 속도, 인버터 감속시간, 컷팅모터 현재 전류, 인버터 통신상태, 커팅속도 등이 정상적으로 이루어지는지를 감지한 감지신호와, 절단 동작중에 절단장치의 커버가 열리는지를 감지한 감지신호를 각각 제어부(11)에 입력하여 처리하도록 하며, 제어부(11)는 그 처리결과를 토대로 절단장치의 동작 유지 또는 중지를 결정할 수 있다.

써보모터의 정상여부 감지신호는 써보모터가 설정된 속도로 회전되는지를 감지한 신호이고, 써보드라이브 정상여부 감지신호는 써보모터에 대한 제어신호가 정상적으로 발생되는지를 감지한 신호이다. 써보모터는 제어부(11)로부터의 입력신호에 따라 커팅모터의 회전속도를 제어하는 모터로써, 고무의 이송속도에 따라 일정한 중량을 가지는 고무를 절단하기 위하여 적절한 회전속도로 회전되도록 제어된다.

제어부(11)는 설정된 중량을 갖는 고무로 절단하기 위해 상기 고무의 이송속도에 대응하는 써보모터의 회전속도를 계산하고, 상기 계산된 써보모터의 회전속도와 측정된 써보모터의 회전속도와의 오차를 계산하고, 써보모터의 회전속도를 감속 또는 가속하여 상기 계산된 오차를 수정하도록 써보드라이브로 제어신호를 출력할 수 있다.

감지부(19)로부터 입력된 신호를 제어부(11)에서 처리하여 고무의 배출시간을 측정하고, 배출속도를 계산하며, 써보모터의 회전속도를 계산하여 실제 회전하는 써보모터의 회전속도와 비교하여 그 오차를 수정하도록 제어신호를 전송하는데, 이러한 과정은 써보모터의 1회전마다 수행되어 예를 들어, 온도 및 압력과 같은 외부 조건이 변화하여 고무의 이송속도가 변화되어도 이에 맞추어 써보모터의 속도가 수정되어 정량의 고무를 이송할 수 있게 된다.

또한, 커팅모터의 현재 전류 감지신호는 모터의 회전이 정상적으로 이루어져야만 써보모터가 정상적으로 회전되면서 미리 설정된 치수로 고무가 절단되므로 커팅모터에 공급되는 전류가 정상적인지를 감지한 신호이고, 인버터 통신상태 감지신호는 절단장치의 구성요소들간 신호의 송수신이 정상적으로 이루어지는지를 감지한 신호이다.

또한, 커팅속도 감지신호는 상기에 설명한 바와 같은 분당 절단개수, 즉 수동작업시에는 45 ~ 70mm에 대해서는 60개/분, 30 ~ 45mm에 대해서는 70개/분, 1 ~ 30mm에 대해서는 80개/분, 1 ~ 15mm에 대해서는 90개/분이 정상적으로 이루어지는지와, 중량측정장치(20)를 사용하여 자동으로 절단 작업시에는 1 ~ 70mm에 대해서 50 ~ 60개/분이 정상적으로 절단되는지를 감지한 신호이다.

따라서 제어부(11)는 상기와 같은 감지신호들을 감지부(19)로부터 입력받아 처리하며, 그 처리결과 어느 하나의 신호라도 정상적이지 못할 경우에는 장치의 동작을 중지시킬 수 있다, 그러나 반드시 이러한 방법으로만 제한하는 것은 아니며, 여러 가지 동작 제어 설정이 가능하다.

에어공급부(18)는 커터 부분에 에어를 공급할 수 있도록 구성된 것으로써, 예를 들어 블로우어 등의 에어공급부(18)에 연결된 파이프가 커터 부분을 향하도록 설치될 수 있으며, 제어부(11)의 제어에 의해 동작된다.

자동 또는 수동 절단 중에는 제어부(11)가 에어공급부(18)에 대한 동작 유지 제어신호를 유지하여 에어공급부(18)가 동작을 유지함으로써 커터에 의해 절단된 고무가 커터에 부착되지 않고 원활하게 외부로 배출되도록 한다.

또한, 상기 감지부(19)에 의한 감지신호를 제어부(11)에서 처리한 결과, 적어도 하나 이상의 감지신호가 정상이 아닌 것으로 판단되어 절단장치의 동작이 중지되는 경우, 제어부(11)는 에어공급부(18)에 대하여 동작중지 제어신호를 전송하여 동작을 중지시킴으로써 커터를 향한 에어 공급도 중지된다.

본 발명에 따른 중량측정장치를 이용하지 않는 고무 절단장치의 수동 동작 방법은 도 5에 도시한 바와 같다.

먼저, 절단할 총생산수량을 입력한다(S10). 이때, 입력된 데이터를 삭제할 경우에는 총생산수량을 다시 터치하면 된다.

다음에, 절단할 목표 수량을 입력한다(S20). 목표 수량을 별도로 정하지 않을 경우에는 "0"을 입력하면 된다.

다음에, 절단할 치수를 입력한다(S30). 치수는 상기한 바와 같이 절단폭을 의미하며, 단위는 mm이다.

다음에, 절단된 고무를 저장하기 위한 저장번호와 모델명을 입력한다(S40). 상기 저장번호와 모델명은 미리 저장되어 있을 수 있다.

다음에, 절단속도를 입력한다(S50). 절단속도는 1분당 절단속도로써, 분당 커팅개수를 의미한다.

상기와 같이 스텝 S10 ~ S50의 동작이 완료되면, 써보모터와 인버터가 정상을 유지하는 상태에서 고무 절단 동작이 수행된다.

본 발명에 따른 중량측정장치를 이용한 고무 절단장치의 수동 동작 방법은 도 6에 도시한 바와 같다.

다음에, 절단된 고무를 저장하기 위한 저장번호와 모델명을 입력한다(S40).상기 저장번호와 모델명은 미리 저장되어 있을 수 있다.

다음에, 상기와 같이 설정되어 절단된 고무의 중량을 중량측정장치에 의해 측정되면, 측정된 중량값을 입력한다(S60).

다음에, 절단할 고무의 중량값, 즉 스펙 중량값을 입력한다(S70).

다음에, 스펙 중량값의 허용 공차값을 입력한다(S80). 상기 절단 고무의 중량이 허용 공차값에서 벗어나면 0.1g을 기준으로 절단폭이 조절된다.

상기와 같이 스텝 S10 ~ S80의 동작이 완료되면, 써보모터와 인버터가 정상을 유지하는 상태에서 고무 절단 동작이 수행된다.

한편, 본 발명에서 고무판을 처음으로 절단시에는 커터 부분에서 전후진을 반복하면서 첫 번째 면을 절단 수 있도록 설정할 수 있다.

도 7 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고무 절단장치는 상하부에 서로 마주보도록 각각 구성된 커터(101, 102)와, 써보모터(105)의 회전에 따라 회전하면서 고무원자재를 커터쪽으로 이송하는 스틸롤러(103), 상기 스틸롤러(103)와 함께 회전하면서 고무원자재를 커터쪽으로 이송하는 고무롤러(104), 설정된 시간, 예를 들어 1분당 절단속도로 고무가 절단되도록 설정된 속도로 회전하는 써보모터(105), 써보모터 감속기(115)와 스틸롤러(103)를 연결하는 커플링(106), 커터쪽으로 에어를 공급하는 에어공급부(107), 스틸롤러(103)와 고무롤러(104)를 연결하는 기어(108), 기어(108)와 고무롤러(104)를 연결하는 캠(109), 고무롤러(104)를 상하 작동시켜 고무원자재의 커터쪽으로의 이송을 제어하는 클램프 실린더(111), 써보모터(105)의 설정된 회전속도에 맞추어 고무원자재가 절단되도록 커터(101, 102)를 상하 작동시키는 클랭크(112), 클랭크 축 풀리(113), 상기 클랭크 축 풀리(113)와 써보모터 감속기(115)를 연결하는 벨트(114), 써보모터 감속기(115)를 포함하여 구성된다.

도 7에서 부호 17은 절단장치의 커버이고, 부호 18은 절단된 고무가 외부로 배출되는 배출통로이다.

상기 커터는 스틸롤러(104)와 고무롤러(104) 사이를 통과하면서 이송되는 고무원자재를 커터(102)가 지지대역할을 하면서 하부에서 받치면, 상부에 구성된 커터(101)가 하방 이동하면서 고무를 절단하도록 구성된다. 도 8에 도시한 바와 같이 커터(101, 102)는 고무원자재의 전체폭에 맞는 크기로 구성되며, 이렇게 해야만 고무가 전체폭에 걸쳐서 완전하게 절단될 수 있다.

상기 스틸롤러(103)는 커플링(106)을 통해 써보모터 감속기(115)와 연결되며, 써보모터 감속기(115)에 의해 감속된 속도로 스틸롤러(103)가 회전하면서 고무원자재를 커터쪽으로 이송하게 된다. 상기 스틸롤러(103)의 속도 제어는 상기에서 설명한 바와 같이 절단치수가 결정된 상태에서 1분당 절단되는 개수가 차질없이 절단되어 배출될 수 있도록 하기 위해 이루어진다.

상기 써보모터(105)는 상기 절단치수가 결정된 상태에서 1분당 절단 개수가 차질없이 배출될 수 있도록 제어부에 의해 속도가 제어된다.

상기 에어공급부(107)는 도 8에 도시한 바와 같이 커터의 전체폭에 걸쳐서 소정개수가 구성될 수 있으며, 절단된 고무가 커터(101)(102)에 접착되지 않으면서 배출통로(18)를 통해 원활하게 외부로 배출되도록 커터(101)쪽으로 공기를 공급한다.

상기 기어(108)는 스틸롤러(103)와 고무롤러(104)를 치합하는 것으로써 스틸롤러(103)의 회전에 고무롤러(104)가 연동 회전됨으로써 고무원자재가 원활하게 커터쪽으로 이송되도록 한다.

슬라이드(110)는 클랭크(120)와 커터(101)를 연결하는 부재로써 상기 클랭크(120)의 상하 구동력이 커터(101)의 상하 작동으로 나타나도록 역할을 수행한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 절단장치는 고무원자재가 제어부(11)에 의해 소정속도로 스틸롤러(103)와 고무롤러(104)를 통해 커터쪽으로 이송되면, 커터에 의해 절단되는데, 클랭크(112)에 의해 커터(101)가 상하로 움직이면서 절단되고, 이후 배출통로(18)를 통해 외부로 베출된다.

이때, 상기 스틸롤러(103)는 써보모터(105)의 회전속도에 연동되어 회전되며, 그 회전속도는 절단고무의 크기 또는 분당 절단개수의 설정변경에 따라 변경될 수 있다. 또한, 상기 커터(101)의 상하로의 움직임도 절단고무의 크기 또는 분당 절단개수의 설정변경에 따라 변경될 수 있다.

중량측정장치를 이용한 고무 절단장치 및 그 절단방법을 구현하기 위한 장치의 실시예가 기술되었다. 위에 기술된 실시예는 본원발명에 기술되는 원리를 나타내는 많은 구체적 실시예중에서 일부 실시예를 예시하는 것이다. 따라서 본원발명의 실시예를 이용함에 따라 당업자들이 본원발명의 청구항에 의해 정의된 범위내에서 많은 다른 배열들을 쉽게 구현해낼 수 있을 것이다.

10 : 절단장치 11 : 제어부
12 : 전원부 13 : 조작부
14 : 입력부 15 : 선택부
16 : 조절부 17 : 표시부
18 : 에어공급부 19 : 감지부
DB : 저장부 20 : 중량측정장치
101, 102 : 커터 103 : 스틸롤러
104 : 고무롤러 105 : 써보모터
106 : 커플링 107 : 에어공급부
108 : 기어 109 : 캠
110 : 슬라이드 111 : 클램프실린더
112 : 클랭크 113 : 클랭크축 풀리
114 : 벨트 115 : 써보모터 감속기

Claims

고무를 절단하는 전체적인 동작을 제어하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 의해 고무 절단장치에 대한 전원을 공급하거나 차단하는 전원부;
고무 절단장치의 동작에 필요한 조건을 설정하는 것으로써, 자동 또는 수동 동작되기 위한 조건을 설정하는 제1 조작부와, 번호, 모델명, 컷팅속도, 생산수량, 목표 절단수량, 목표수량 진행량, 절단폭, 커터 조정을 수동 조작하는 제2 조작부로 구성된 조작부;
상기 조작부에 의해 조작된 조건인 자동 또는 수동 동작 설정신호, 번호, 모델명, 커팅속도, 생산수량, 목표 절단수량, 목표수량 진행량, 절단폭, 커터 조정의 설정신호들을 제어부에 입력하여 고무가 사용자가 원하는 조건에 맞추어 절단되도록 하는 입력부;
분당 커팅속도를 선택하는 제1 선택부와, 중량측정장치의 사용여부를 선택하는 제2 선택부로 구성된 선택부;
중량측정장치를 사용하지 않는 절단시 절단폭을 조절하는 제1 조절부와, 절단 커터를 조절하는 제2 조절부로 구성된 조절부;
(상기 절단폭은 스위치를 1회 누를때마다 소정폭씩 조절되도록 설정되고, 중량측정장치의 사용시에는 스펙 중량에 맞추어 절단되는 고무의 크기가 자동으로 설정되므로 고무 절단크기의 미세조절은 불가능하도록 함)
써보모터 및 써보드라이브의 정상여부, 인버터 속도, 인버터 감속시간, 커팅모터 현재 전류, 인버터 통신상태, 커팅속도가 정상적으로 유지되는지를 감지하는 제1 감지부와, 절단 동작중에 장치의 커버가 열리는지를 감지하는 제2 감지부로 구성된 감지부;
고무 절단장치의 동작을 위해 설정된 조건과, 중량측정장치에 관련된 데이터와, 안전에 관련된 데이터를 표시하는 표시부;
절단 작업시 고무가 커터에 접착되는 것을 방지하기 위하여 에어를 공급하는 에어공급부; 및
고무 절단장치의 자동 또는 수동 동작 설정신호, 번호, 모델명, 커팅속도, 생산수량, 목표 절단수량, 목표수량 진행량, 절단폭, 커터 조정의 설정신호와, 고무를 절단하기 위하여 구동되는 써보모터 및 써보드라이브의 정상여부, 인버터 설정속도, 인버터 감속시간, 커팅모터 현재 전류, 인버터 통신상태, 분당 커팅속도, 미세조절량 신호와, 절단 동작중에 장치의 커버가 열리는지를 감지한 신호를 저장 관리하는 저장부; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 중량측정장치를 이용한 고무 절단 제어장치.
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