KR102178620B1 - 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코일 포장용 밴드의 텐션을 콘트롤하기 위한 시스템으로서, 밴드를 인입시켜 이동 경로를 제공하는 무빙 패스; 밴드를 인입시키며, 밴드에 텐션을 인가하는 트랙션 유닛; 밴드에 인가되는 텐션 정보를 측정하는 로딩 유닛; 및 로딩 유닛이 측정한 텐션 정보에 기초하여 텐션 포스를 조절하는 어드저스팅 유닛을 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

Description

코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템{System for controlling tension of band used for packing coil}
본 발명은 코일 포장을 위한 밴드의 텐션을 콘트롤 하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 코일 포장을 위한 밴드 결속 헤드에 있어서, 밴드를 피딩하고 밴드에 장력을 부여하는 과정에서 밴드에 인가되는 텐션을 측정하여 밴드의 피딩을 재조정하기 위한 시스템에 관한 기술분야이다.
모든 산업의 쌀이라고 할 수 있는 철강 제품의 경우, 그 글로벌 철강 수요가 2018년에는 성장 기조가 유지될 것으로 전망하고 있다.
WSA는 2018년 세계 철강재 소비량이 전년(2017년) 대비 1.6% 증가한 16.5억톤을 기록할 것으로 예상하고 있다. 다만, 성장률은 전년 2.8%(통계 미반영 설비(유도로) 폐쇄 효과 제외 기준)보다 다소 둔화될 것으로 전망하였다.
중국이 2017년 부동산 경기 호조와 인프라 투자 확대 등에 힘입어 양호한 성장세를 보인 가운데, 중국의 철강 제품에 대한 수요가 2018년에는 정부의 환경통제 강화, 경제구조 리밸런싱 정책 등의 영향으로 정체될 것으로 점치고 있다.
그러나 세계경제 회복에 힘입어 중국을 제외한 신흥국의 소비가 강화되고, 선진국 또한 일정 수준의 성장을 나타내면서 이를 보완할 것으로 예상된다. 지역별로는 신흥국 비중이 높은 기타 유럽, CIS, 중남미, 아프리카, 중동에서 높은 수준의 수요 신장이 기대되고 있다.
이러한 철강 제품을 최종적으로 생산한 후에는 수요지까지 운송하기 위하여, 철강 제품의 최종 생산단계에서는 철강 제품을 양질의 품질을 유지하기 위하여 철강제품의 포장 작업이 필요하게 된다.
기존에는 이러한 철강 포장의 과정에서 수작업이 많이 동반되곤 하였는데, 철강 제품의 포장 및 결속의 과정에서 철강 제품의 견고하고 안정적인 결속이 철강 제품의 품질을 유지하기 위하여 매우 중요한 요소로 부각되고 있다.
철강 제품의 결속을 위한 자동화 장치에 대한 기술적인 시도가 존재하는데, 관련된 선행 특허문헌으로는 "코일 밴드 결속 장치(공개번호 제10-2018-0063459호, 이하 특허문헌1이라 한다.)"가 존재한다.
특허문헌1은 코일에 장착되는 외주링의 외주면에 자동으로 밴드를 정교하게 결속하는 코일 밴드 결속 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하는데, 이를 위하여 특허문헌1의 기술은, 원통형상의 코일 양측면 끝단에 결합하는 외주링 외면을 밴드 결속하기 위한 코일 밴드 결속 장치에 있어서, 서로 대칭형으로 배치되는 2개의 단위 베이스를 포함하는 베이스; 각 단위 베이스 상단에 슬라이딩 가능하게 결합하고, 코일의 측면을 지지하여 외주링의 이탈을 방지하는 2개의 지지부; 단위 베이스 사이에 설치되어 상하 및 좌우로 이송하는 이송장치; 이송장치에 부착되어 밴드를 결속 작업을 수행하는 헤드모듈; 단위 베이스 사이의 공간에 포장용 코일을 이송하는 컨베이어 장치; 및 지지부, 이송장치, 헤드모듈 및 컨베이어 장치를 제어하는 제어장치를 포함하는 기술적 사상을 개시한다.
또 다른 관련 선행 특허문헌으로는 "코일 포장용 결속 헤드 모듈용 밴드 절단 장치(공개번호 제10-2018-0063489호, 이하 특허문헌2라 한다.)"가 존재한다.
특허문헌2의 경우, 제1본체와 본체에 배치되는 제1절단날과 제1지지부를 포함하는 제1절단부재, 제1절단부재와 이격되어 배치되고, 제1본체와 제1본체에 배치되는 제2절단날을 포함하는 제2절단부재를 포함하고, 제1절단부재는 제1조우가 밴드와 접할 때까지 일측으로 이동하고, 제2절단부재는 제1절단부재의 이동이 완료된 후, 타측으로 이동하여 제1절단날과 제2절단날에 의해 밴드가 절단되는 것을 특징으로 하는 코일 포장용 결속 헤드 모듈용 밴드 절단 장치에 관한 기술적 사상을 개시한다.
마찬가지로 "코일 포장용 결속 헤드 모듈용 밴드 인장 시험 장치(등록번호 제10-1858478호, 이하 특허문헌3이라 한다.)"도 관련된 특허 기술로서 존재한다.
특허문헌3의 경우, 강판 코일을 포장을 위한 결속기에 적용되며, 프레임과 상기 프레임 일측에 배치되어 밴드를 이송하는 피딩부를 포함하는 코일 포장용 결속 헤드 모듈에 결합하는 코일 포장용 헤드 모듈용 밴드 인장 시험 장치에 있어서, 프레임의 타측에 결합하는 하우징, 하우징의 내부에 배치되며, 밴드를 그립하는 제1조우체, 제1조우체의 일측에 배치되는 제1로드셀을 포함하고, 피딩부는, 제1조우체에 그립된 밴드에 장력을 인가하고, 제1로드셀은 밴드에 인가되는 장력을 감지하는 것을 특징으로 하는 코일 포장용 결속 헤드 모듈용 밴드 인장 시험 장치를 개시한다.
또한 "코일 포장용 헤드 유닛(일본 특허공개번호 제2009-298477호, 이하 특허문헌4라 한다.)"도 존재한다.
특허문헌4의 경우, 코일 포장용 헤드 유닛은 코일의 포장을 위해 공급되는 밴드의 선단을 코일에 감는 로봇이 밴드의 선단을 잡을 수 있는 위치로 이송하고 코일에 감겨진 밴드의 선단을 로봇이 제공함으로써 밴드의 선단을 밴드에 겹쳐지도록 이송하는 밴드 이송부, 및 밴드의 선단을 밴드에 체결하는 밴드 체결부을 포함한다.
종래의 이들 선행 특허문헌들은 철강 제품의 포장과 이를 결속하는 과정에서 철강 제품 자체의 하중과, 이들 제품 각각에 발생되는 척력, 그리고 제품 운송 과정에서 발생되는 기타 외력에 의하여 초래될 수 있는 다양한 변수들을 배제하도록 하는 밴드 결속에 필요한 텐션을 최적화하는 기술적 사상이 전무하였다.
공개번호 제10-2018-0063459호 공개번호 제10-2018-0063489호 등록번호 제10-1858478호 일본 공개특허번호 제2009-298477호
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.
첫째, 포장하고자 하는 철강 제품의 하중에 따라 결속 밴드의 텐션을 적절히 조정할 수 있도록 한다.
둘째, 철강 제품을 포장 및 결속하는 결속 밴드의 물성에 따라 텐션을 적절히 조절할 수 있도록 한다.
셋째, 철강 제품의 포장 과정에서 결속용 밴드에 최적의 텐션이 인가된 상태로 결속이 이루어질 수 있도록 하도록 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 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템은 코일(coil) 포장용 밴드(band)의 텐션(tension)을 콘트롤하기 위한 시스템으로서, 상기 밴드를 인입시켜, 상기 코일을 포장하기 위하여 상기 밴드의 이동 경로를 제공하는 무빙 패스(moving path); 상기 무빙 패스에 제공되어, 상기 밴드를 인입시키며, 상기 코일의 포장을 위하여 상기 밴드에 텐션을 인가하는 트랙션 유닛(traction unit); 상기 무빙 패스의 제공되며, 상기 밴드에 인가되는 텐션 정보를 측정하는 로딩 유닛(loading unit); 및 상기 트랙션 유닛에 제공되며, 상기 로딩 유닛이 측정한 상기 텐션 정보에 기초하여 상기 트랙션 유닛이 상기 밴드에 인가하는 텐션 포스(tension force)를 조절하는 어드저스팅 유닛(adjusting unit)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 상기 트랙션 유닛은, 상기 밴드의 일면을 가압하며 접촉하며, 롤링하면서 상기 밴드를 인입시키거나 상기 밴드에 텐션 포스를 인가시키는 드라이빙 휠부; 및 상기 밴드를 가운데 두고 상기 드라이빙 휠부와 대칭되는 위치에 배치되어, 상기 드라이빙 휠부가 상기 밴드를 가압하며 롤링하는 동안 상기 밴드의 타면을 백업하며 롤링되는 백업 휠부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템은 상기 드라이빙 휠부는, 상기 밴드의 일면을 가압하며 접촉하며, 표면에 소정의 그루브(groove)가 형성되어 있는 드라이빙 휠 표면; 및 상기 드라이빙 휠 표면의 양 측면으로부터 돌출되어 형성되어 복수 개의 규칙적인 나사이를 형성하는 드라이빙 기어를 포함하며, 상기 백업 휠부는, 상기 밴드의 타면을 지지하며 접촉되며, 표면에 소정의 그루브가 형성되어 있는 백업 휠 표면; 및 상기 백업 휠 표면으로부터 돌출되어 형성되어 복수 개의 규칙적인 나사이를 형성하는 백업 기어를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 상기 로딩 유닛은, 상기 무빙 패스에 제공되어, 상기 밴드에 접촉되어 상기 밴드에 인가되는 텐션 포스에 따라 상기 밴드 표면으로부터 소정의 거리만큼 유동되는 로딩 플레이트; 및 상기 로딩 플레이트에 제공되며 상기 밴드에 인가되는 텐션 포스를 측정하는 로드셀부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 상기 어드저스팅 유닛은, 상기 드라이빙 휠부의 축에 제공되어 상기 드라이빙 휠부가 상기 밴드를 가압하는 방향으로의 전후 이동을 관장하는 샤프트 무빙부; 상기 샤프트 무빙부에 제공되어, 구비된 탄성력을 통해 상기 드라이빙 휠부가 상기 밴드의 일면으로부터 이격되는 방향으로 움직이도록 힘을 가하는 탄성 인가부; 및 상기 샤프트 무빙부에 제공되어, 길이의 확장력을 통해 상기 샤프트 무빙부가 상기 밴드를 가압하도록 하며, 길이의 확장력 해제를 통해 상기 샤프트 무빙부가 상기 밴드의 가압력이 해제되도록 하는 프레싱부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템은, 상기 로딩 유닛으로부터 상기 밴드에 인가되는 텐션 정보를 수신하는 로드 수신부; 및 상기 로드 수신부가 수신한 텐션 정보에 기초하여 상기 드라이빙 휠부를 제어하여 상기 밴드에 인가되는 텐션을 재조정하는 텐션 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템은, 상기 밴드의 강종에 따른 인장 강도(Ts) 정보를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하되, 상기 텐션 조정부는, 상기 데이터베이스로부터 상기 밴드의 강종에 따른 인장 강도 정보에 기초하여, 상기 밴드에 인가하는 텐션 포스에 리밋값(limit value)을 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템은, 상기 밴드가 결속하고자 하는 상기 코일의 하중 정보(W)를 외부 단말기로부터 수신하는 하중 수신부를 더 포함하되, 상기 텐션 조정부는, 상기 코일의 상기 하중 정보(W)에 기초하여, 상기 밴드의 인장 강도 정보(Ts)를 반영하여 상기 밴드에 인가할 텐션 포스를 결정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 상기 텐션 조정부는, 상기 프레싱부를 제어하여, 상기 드라이빙 휠부가 상기 밴드를 가압하는 가압력을 제어하는 압력 제어부; 및 상기 드라이빙 휠부의 회전 토크를 제어하는 토크 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 상기 압력 제어부는, 상기 프레싱부의 확장력을 일정 주기(T) 마다 인가하며 해제하여, 상기 드라이빙 휠부가 상기 밴드를 가압하는 가압력에 일정 주기 마다 바이브레이션을 발생시켜 상기 드라이빙 휠부와 상기 밴드 사이에 마찰력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 밴드의 무빙 패스(moving path)에 로드셀을 인가하여 실시간으로 결속 밴드에 인가되는 텐션을 측정하여, 최적의 텐션이 인가되는 경우, 밴드 용접이 이루어지도록 한다.
둘째, 결속 밴드에 로드셀로 인가되는 텐션에 따라, 트랙션 유닛을 조절하여 결속 밴드에 인가되는 텐션을 재조정하고, 이에 따라 결속 밴드에 최적의 텐션을 인가하여 결속이 이루어지도록 한다.
셋째, 밴드의 물성과 포장 대상 제품의 중량(하중)을 기반으로 하여 최적의 텐션이 인가되도록 로드셀의 정보를 수집하고 이에 따라 최적의 텐션이 인가된 상태에서 결속 밴드의 결속 용접이 이루어지도록 한다.
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 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 구성요소 중 트랙션 유닛과 어드저스팅 유닛을 중심으로 도시한 부분 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 일 구성요소인 로딩 유닛을 도시한 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 일 구성요소인 레벨러 유닛을 도시한 부분 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 일 구성요소인 콘트롤 유닛을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 콘트롤 유닛의 일 구성요소인 텐션 조정부를 도시한 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 콘트롤 유닛의 일 구성요소인 레벨러 조정부를 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 정면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 구성요소 중 트랙션 유닛과 어드저스팅 유닛을 중심으로 도시한 부분 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 일 구성요소인 로딩 유닛을 도시한 부분 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 일 구성요소인 레벨러 유닛을 도시한 부분 정면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 일 구성요소인 콘트롤 유닛을 도시한 블록도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 콘트롤 유닛의 일 구성요소인 텐션 조정부를 도시한 블록도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 콘트롤 유닛의 일 구성요소인 레벨러 조정부를 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 철강 제품 예컨대, 코일(coil)을 포장하기 위하여 밴드(band)를 코일의 주위를 감싸고, 코일 주위를 감싼 밴드를 결속하기 위한 장치에서 밴드의 텐션(tension) 즉 장력을 최적화된 값으로 인가하고 결속하기 위한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 밴드(미도시)는 레벨러 유닛(20)의 사이에 배치된 무빙 패스(moving path, 10)로 진입되고, 이러한 밴드는 트랙션 유닛(traction unit, 100)에 의해 인입된 후, 향후 코일(coil)의 주위를 한바퀴 감싸게 되면, 밴드는 일정 거리만큼 2겹으로 겹쳐진 후, 일정한 텐션 포스(tension force)가 인가되도록 트랙션 유닛(100)이 조정하게 되는데, 이 과정에서 로딩 유닛(200)이 텐션 포스를 측정한 것에 기초하여 트랙션 유닛(100)가 밴드의 텐션 포스를 재조정하게 된다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 경우, 상술한 바와 같이, 기본적으로 무빙 패스(10), 트랙션 유닛(100), 로딩 유닛(200), 및 어드저스팅 유닛(300)을 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 무빙 패스(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 밴드를 인입시키는 구성이며, 코일을 포장하기 위하여 밴드의 이동 경로를 제공하게 된다.
도 2를 참조하면, 무빙 패스(10)의 경우, 상부에서 수직하게 하향 진입되어, 하부에서는 코일의 상면에 수평하도록 배치되기 위하여, 곡면으로 커브가 형성되는 것이 바람직하다.
무빙 패스(10)의 경로 상에서는 트랙션 유닛(100)과 로딩 유닛(200) 그리고 어드저스팅 유닛(300) 등이 존재하여, 코일을 결속하고자 하는 밴드가 최적의 텐션 포스를 유지하며 코일을 포장할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 트랙션 유닛(100)의 경우, 무빙 패스(10) 상에 제공되어, 상술한 바와 같이 밴드를 강제로 하향 인입시키기도 하며, 코일의 외주면을 한바퀴 두른 상태의 밴드를 상향으로 당겨 밴드에 텐션 포스를 가하기도 한다.
로딩 유닛(200)은 무빙 패스의 경로 상에 제공되는데, 로딩 유닛(200)은 상술한 바와 같이, 코일의 외주면을 한바퀴 두른 밴드가 일정 길이만큼 2중으로 겹쳐지는 부분 혹은 인접하게 배치(도 2 및 4참조))되어, 밴드에 인가되는 텐션 정보를 측정하게 된다.
어드저스팅 유닛(300)의 경우, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 트랙션 유닛(100)에 제공되어, 로딩 유닛(200)이 측정한 텐션 정보에 기초하여 트랙션 유닛(100)이 밴드에 인가하는 텐션 포스를 조절하게 된다.
보다 자세히 설명하면, 본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 트랙션 유닛(100)의 경우, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 드라이빙 휠부(110)와 백업 휠부(120)를 포함할 수 있다.
드라이빙 휠부(110)와 백업 휠부(120)의 경우, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 맞물려 돌아가되 그 사이에는 밴드를 인입시켜 전후 이동될 수 있도록 하는 한 쌍의 기어 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
먼저, 드라이빙 휠부(110)의 경우, 인입되는 밴드의 일면을 가압하며 접촉하며, 구동 모터 등에 의해 능동적으로 롤링하면서 밴드를 인입(도 2를 기준으로 설명하면 밴드를 하향 진입시킴)시키거나 밴드에 텐션을 인가(도 2를 기준으로 설명하면 밴드를 상향 이동시킴)하는 구성이다.
백업 휠부(120)의 경우, 드라이빙 휠부(110)와 한 쌍을 이루며 상호 맞물려 돌아가되, 그 상이에는 밴드를 두면서 밴드를 인입시키거나 텐션을 가하는 것이다.
백업 휠부(120)의 경우, 드라이빙 휠부(110)가 밴드를 가압하며 롤링하는 동안 밴드의 타면을 지지하며 롤링된다.
즉, 드라이빙 휠부(110)는 밴드의 일면을 가압하며 롤링하는 능동적인 휠(wheel)인 반면, 백업 휠부(120)는 밴드의 타면을 지지하며 롤링되는 수동적인 휠(wheel)에 해당하는 것이다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 드라이빙 휠부(110)를 보다 자세히 설명하면, 드라이빙 휠부(110)는 드라이빙 휠 표면(112)과 드라이빙 기어(111)를 포함할 수 있다.
드라이빙 휠 표면(112)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 표면에 밴드의 일면과 슬립이 발생되지 않도록 마찰계수를 높이기 위한 소정의 그루브(groove)를 형성하는 것이 바람직하다.
드라이빙 기어(111)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 드라이빙 휠 표면(112)의 외주면의 양 측면에 돌출 형성되는 복수 개의 규칙적인 나사이에 해당한다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 백업 휠부(120)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 백업 휠 표면(122)과 백업 기어(121)를 포함할 수 있다.
백업 휠 표면(122) 역시 밴드의 타면을 지지하며 접촉되는 구성인데, 그 표면에는 도 3에 도시된 바와 같이, 밴드의 타면과의 마찰계수를 높이기 위하여 소정의 그루브(groove)가 형성되는 것이 바람직하다.
드라이빙 휠 표면(112)과 백업 휠 표면(122) 사이에 형성된 그루브는 밴드의 일면과 타면의 접촉을 유지하며 롤링하여, 드라이빙 휠 표면(112)과 백업 휠 표면(122) 사이와 밴드와의 슬립이 발생되지 않도록 하기 위함인바, 그 그루브 형성의 방향은 이들 드라이빙 휠 표면(112)과 백업 휠 표면(122)이 롤링하는 방향과 수직한 방향으로 장방향의 그루브가 형성되는 것이 바람직하다.
드라이빙 휠 표면(112)과 백업 휠 표면(122)은 상호 일정 거리만큼 이격되는데, 이 거리는 밴드의 두께와 대응된다.
드라이빙 휠 표면(112)과 백업 휠 표면(122) 사이가 일정 공간 이격되어 있는 동안, 상술한 바와 같은, 드라이빙 기어(111)와 백업 기어(121)는 항상 상호 맞물려 회전되도록 돌출형성된 기어이에 해당한다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 로딩 유닛(200)의 경우, 도 1, 2 및 4에 도시된 바와 같이, 로딩 플레이트(220)와 로드셀부(210)를 포함할 수 있다.
먼저, 로딩 플레이트(220)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 무빙 패스(10)에 제공되어, 밴드에 접촉하면서 밴드에 인가되는 텐션 포스에 따라 밴드 표면으로부터 소정 거리만큼 유동된다.
아울러, 로드셀부(210)는 로딩 플레이트(220) 상에 제공되어, 상술한 바와 같이, 밴드에 인가되는 텐션 포스에 따라 로딩 플레이트가 소정 거리만큼 유동되면서 로드셀부(210)의 하중을 측정하는 부위를 가압하면, 로드셀부(210)는 이에 대한 텐션 포스를 읽어 들인다.
로드셀부(210)는 일반적으로 상용화된 하중측정 장치 등의 것을 활용하면 되는바, 구체적인 그 기작의 원리에 대한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 어드저스팅 유닛(adjusting unit, 300)은 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 샤프트 무빙부(310), 탄성 인가부(320), 및 프레싱부(330)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 어드저스팅 유닛(300)의 샤프트 무빙부(310)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 드라이빙 휠부(110)의 축에 제공되어, 드라이빙 휠부(110)의 축을 전후 이동시켜, 드라이빙 휠부(110)가 밴드를 가압하는 방향으로 가압시키거나 그 가압력을 약하게 하도록 하는 기계적인 장치이다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 어드저스팅 유닛(300)의 탄성 인가부(320)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트 무빙부(310)에 제공되어, 자체적으로 구비된 탄성력을 이용하여 드라이빙 휠부(110)가 밴드의 일면으로부터 이격되는 방향으로 움직이도록 힘을 가하는 구성이다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 어드저스팅 유닛(300)의 프레싱부(330)의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트 무빙부(310)에 제공되는 구성인데, 길이가 신축(伸縮)됨을 이용하여 샤프트 무빙부(310)가 밴드를 가압하도록 하는 것이다.
프레싱부(330)의 경우, 그 길이가 확장되면, 샤프트 무빙부(310)가 밴드의 가압하도록 움직이게 된다. 반대로, 프리싱부(330)의 길이가 수축되면, 샤프트 무빙부(310)가 밴드의 가압력을 약화시키도록 움직인다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 샤프트 무빙부(310), 탄성 인가부(320) 및 프레싱부(330)를 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트 무빙부(310)는 샤프트 홀더부(311), 그리고 힌지 연결구(312)를 포함할 수 있으며, 탄성 인가부(320)의 경우, 유격 조정부(321), 프레싱 아암부(322), 탄성부(323)을 포함할 수 있으며, 프레싱부(330)는 푸싱 로드부(331) 및 실린더부(332)를 포함할 수 있다.
먼저, 샤프트 무빙부(310)의 샤프트 홀더부(311)는 도 3에 도시된 바와 같이, 드라이빙 휠부(110)의 축(110a)을 홀딩하며, 드라이빙 휠부(110)의 축(110a)의 위치를 관장하는 구성이다.
아울러, 힌지 연결부(312)를 따라 푸싱 로드부(331)가 힌지 연결되며, 이러한 푸싱 로드부(331)는 실린더부(332)의 힘에 의해 상하로 유동될 수 있다. 실린더부(332)의 하강시, 샤프트 홀더부(311)는 우하향하면서 프레싱 아암부(322)가 탄성부(323)인 스프링을 확장시키면서, 궁극적으로는 드라이빙 휠부(110)가 백업 휠부(120)를 가압하여 밴드에 가압력을 증가시키게 된다.
반대로, 실린더부(332)의 상승시, 샤프트 홀더부(311)는 좌상향하면, 스프링인 탄성부(323)는 수축하면서, 궁극적으로는 드라이빙 휠부(110)가 백업 휠부(120)를 가압하는 힘을 약화시키게 된다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 콘트롤 유닛(control unit, 400)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 콘트롤 유닛(400)의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 로드 수신부(410) 및 텐션 조정부(430)를 포함할 수 있다.
먼저, 로드 수신부(410)는 밴드에 인가되는 텐션 정보를 로딩 유닛(200), 보다 구체적으로는 로드셀부(210)로부터 수신하게 된다.
아울러, 텐션 조정부(430)는 로드 수신부(410)가 수신한 텐션 정보에 기초하여, 드라이빙 휠부(110)를 제어하여 밴드에 인가되는 텐션을 재조정하게 된다.
즉, 텐션 조정부(430)의 경우, 로드 수신부(410)로부터 밴드에 실제로 인가된 텐션 정보에 기초하여 (1) 밴드에 인가되어야 할 텐션보다 큰 텐션이 인가되는 경우에는 그 텐션을 하향하도록 하고, 반대로 (2) 밴드에 인가되어야 할 텐션보다 작은 텐션이 인가되는 경우에는 그 텐션을 상향하도록 하는 것이다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 콘트롤 유닛(control unit, 400)의 경우, 데이터베이스(database, 402)를 더 포함할 수 있다.
데이터베이스(402)의 경우, 코일을 결속하기 위한 다양한 종류의 밴드와 이러한 밴드의 강종에 따른 인장 강도(Ts)의 정보를 저장하고 있다.
이 경우, 본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 텐션 조정부(430)는 데이터베이스로부터 밴드의 강종에 따른 인장 강도(Ts) 정보에 기초항ㅕ 밴드에 인가하는 텐션 포스(tension force)에 리밋값(limit value) 즉, 제한치를 두는 것이다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 경우 하중 수신부(420)를 더 포함할 수 있다.
하중 수신부(420)의 경우, 밴드가 결속하고자 하는 제품인 코일 제품의 하중 정보(W)를 외부 단말기, 예컨대, HMI, PC, 태블릿 PC, 데스크톱 PC, 랩탑 PC, 기타 모바일 단말기 등으로부터 수신할 수 있다. 즉, 밴드가 결속하고자 하는 코일 제품의 하중 정보를 입력 받는 단말기의 형태에는 제한이 없다.
이 경우, 본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 텐션 조정부(430)는 이러한 하중 수신부(430)로부터 코일의 하중 정보(W)에 기초하여 밴드의 인장 강도 정보(Ts)를 반영 즉, 인장 강도 정보에 제한값을 둔 상태로, 하중 정보(W) 이상의 텐션이 인가될 수 있도록 텐션 포스를 결정하게 된다. 물론, 결속하는 개수(N)에 따라 하중 정보(W)를 개수(N)으로 나누어서 결속하는 위치 각각에 대한 텐션 포스를 인가할 수도 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 텐션 조정부(430)는 도 7에 도시된 바와 같이, 압력 제어부(431) 및 토크 제어부(432)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 압력 제어부(431)는 프레싱부(330)를 제어하여 드라이빙 휠부(110)가 밴드를 가압하는 가압력을 제거하는 구성이다.
즉, 상술한 바와 같이, 압력 제어부(431)는 프레싱부(330)를 제어하여, 프레싱부(330)의 길이가 확장되면, 샤프트 무빙부(310)가 밴드의 가압하도록 움직이게 된다. 반대로, 프리싱부(330)의 길이가 수축되면, 샤프트 무빙부(310)가 밴드의 가압력을 약화시키도록 움직인다.
보다 자세하게는, 압력 제어부(431)는, 프레싱부(330)의 확장력을 일정 주기(T) 마다 인가한 후 해제하여, 드라이빙 휠부(110)가 밴드를 가압하는 가압력에 일정 주기 마다 바이브레이션(vibration)을 발생시켜 드라이빙 휠부(110)와 밴드 사이에 마찰력을 일정하게 유지시키게 된다. 가압력으로만 드라이빙 휠부(110)와 백업 휠부(120)와 밴드 사이의 밀착성을 유지시키려 하면, 그 가압력에 의해 밴드의 두께에 영향을 줄 수 있으며, 이렇게 영향을 준 경우 밴드의 인장강도 자체에 변화를 줄 수 있기 때문에, 밀착성을 최대정지 마찰력의 극대화된 마찰력을 동원하는 것이다. 일정 주기는 바이브레이션이 초당 4회 내지 10회가 일어날 수 있는 시간 간격으로 설정할 수 있다.
토크 제어부(432)의 경우, 드라이빙 휠부(110)의 회전 토크를 제어하게 된다.
드라이빙 휠부(110)는 드라이빙 휠부(110)의 구동 모터(미도시)가 그 회전 토크를 관장하게 되는데, 토크 제어부(432)는 이러한 구동 모터에 연결되어 드라이빙 휠부(110)의 회전 토크를 제어하는 것이다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 콘트롤 유닛(400)은 레벨러 조정부(440)를 더 포함할 수 있다.
레벨러 유닛(leveler unit, 20)의 경우, 도 1, 2 및 5에 도시된 바와 같이, 인입되는 밴드의 양 면에 상호 교차하면서 마주보는 제1레벨러 롤러(21)와 제2레벨러 롤러(22)를 구비한다.
본 발명에 따른 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템의 콘트롤 유닛(400)의 레벨러 조정부(440)는 간격 조절부(441)와 저항 조절부(442)를 포함할 수 있다.
먼저, 간격 조절부(441)는 제1레벨러 롤러(21)와 제2레벨러 롤러(22) 사이의 간격을 조절하여, 인입되는 밴드의 불량 문제를 사전에 차단할 수 있도록 하며, 이러한 간격 조절을 통해 트랙션 유닛(110)에 인가되는 텐션을 부수적으로 조절할 수 있다. 즉, 제1레벨러 롤러(21)와 제2레벨러 롤러(22) 사이의 간격 조절을 통해, 인입되는 밴드에 저항을 줄 수 있는 것이며, 이를 통해 인입되는 밴드에 인가되는 텐션 포스에 미세 영향을 줄 수 있다.
저항 조절부(442)의 경우, 이들 제1레벨러 롤러(21)와 제2레벨러 롤러(22)의 롤링에 저항을 구비하여, 상술한 바와 같은 트랙션 유닛(110)에 인가되는 텐션을 부수적으로 조절할 수 있다. 즉, 제1레벨러 롤러(21)와 제2레벨러 롤러(22)들에 구름 저항을 조절하여, 인입되는 밴드에 저항을 줄 수 있는 것이며, 이를 통해 인입되는 밴드에 인가되는 텐션 포스에 미세 영향을 줄 수 있다.
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.
10: 무빙 패스(moving path) 20: 레벨러 유닛(leveler unit)
21(21a~21d): 제1레벨러 롤러 22(22a~22c): 제2레벨러 롤러
23: 엣지 롤러 (edge roller) 100: 트랙션 유닛(traction unit)
110: 드라이빙 휠부 111: 드라이빙 기어
112: 드라이빙 휠 표면 120: 백업 휠부
121: 백업 기어(backup gear) 122: 백업 휠 표면
200: 로딩 유닛(loading unit) 210: 로드셀부
220: 로딩 플레이트(loading plate) 300: 어드저스팅 유닛(adjusting unit)
310: 샤프트 무빙부 311: 샤프트 홀더부
311a: 유격 홀 312: 힌지 연결부
320: 탄성 인가부 321: 유격 조정부
322: 프레싱 아암부 323: 탄성부
330: 프레싱부 331: 푸싱 로드부
332: 실린더부 400: 콘트롤 유닛(control unit)
401: 중앙 제어부 402: 데이터베이스(database)
410: 로드 수신부 420: 하중 수신부
430: 텐션 조정부 431: 압력 제어부
432: 토크 제어부 440: 레벨러 조정부
441: 간격 조절부 442: 저항 조절부

Claims (10)

  1. 코일(coil) 포장용 밴드(band)의 텐션(tension)을 콘트롤하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 밴드를 인입시켜, 상기 코일을 포장하기 위하여 상기 밴드의 이동 경로를 제공하는 무빙 패스(moving path);
    상기 무빙 패스에 제공되어, 상기 밴드를 인입시키며, 상기 코일의 포장을 위하여 상기 밴드에 텐션을 인가하는 트랙션 유닛(traction unit);
    상기 무빙 패스의 제공되며, 상기 밴드에 인가되는 텐션 정보를 측정하는 로딩 유닛(loading unit); 및
    상기 트랙션 유닛에 제공되며, 상기 로딩 유닛이 측정한 상기 텐션 정보에 기초하여 상기 트랙션 유닛이 상기 밴드에 인가하는 텐션 포스(tension force)를 조절하는 어드저스팅 유닛(adjusting unit)을 포함하되,
    상기 트랙션 유닛은,
    상기 밴드의 일면을 가압하며 접촉하며, 롤링하면서 상기 밴드를 인입시키거나 상기 밴드에 텐션 포스를 인가시키는 드라이빙 휠부; 및
    상기 밴드를 가운데 두고 상기 드라이빙 휠부와 대칭되도록 배치되어, 상기 드라이빙 휠부가 상기 밴드를 가압하며 롤링하는 동안 상기 밴드의 타면을 백업하며 롤링되는 백업 휠부를 포함하며,
    상기 어드저스팅 유닛은,
    상기 드라이빙 휠부의 축에 제공되어 상기 드라이빙 휠부가 상기 밴드를 가압하는 방향으로의 전후 이동을 관장하는 샤프트 무빙부;
    상기 샤프트 무빙부에 제공되어, 구비된 탄성력을 통해 상기 드라이빙 휠부가 상기 밴드의 일면으로부터 이격되는 방향으로 움직이도록 힘을 가하는 탄성 인가부; 및
    상기 샤프트 무빙부에 제공되어, 길이의 확장력을 통해 상기 샤프트 무빙부가 상기 밴드를 가압하도록 하며, 길이의 확장력 해제를 통해 상기 샤프트 무빙부가 상기 밴드의 가압력이 해제되도록 하는 프레싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드라이빙 휠부는,
    상기 밴드의 일면을 가압하며 접촉하며, 표면에 소정의 그루브(groove)가 형성되어 있는 드라이빙 휠 표면; 및
    상기 드라이빙 휠 표면의 양 측면으로부터 돌출되어 형성되어 복수 개의 규칙적인 나사이를 형성하는 드라이빙 기어를 포함하며,
    상기 백업 휠부는,
    상기 밴드의 타면을 지지하며 접촉되며, 표면에 소정의 그루브가 형성되어 있는 백업 휠 표면; 및
    상기 백업 휠 표면으로부터 돌출되어 형성되어 복수 개의 규칙적인 나사이를 형성하여 상기 드라이빙 기어와 상호 맞물려 회전되는 백업 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 로딩 유닛은,
    상기 무빙 패스에 제공되어, 상기 밴드에 접촉되어 상기 밴드에 인가되는 텐션 포스에 따라 상기 밴드 표면으로부터 소정의 거리만큼 유동되는 로딩 플레이트; 및
    상기 로딩 플레이트에 제공되며 상기 밴드에 인가되는 텐션 포스를 측정하는 로드셀부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 시스템은,
    상기 로딩 유닛으로부터 상기 밴드에 인가되는 텐션 정보를 수신하는 로드 수신부; 및
    상기 로드 수신부가 수신한 텐션 정보에 기초하여 상기 드라이빙 휠부를 제어하여 상기 밴드에 인가되는 텐션을 재조정하는 텐션 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 시스템은,
    상기 밴드의 강종에 따른 인장 강도(Ts) 정보를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하되,
    상기 텐션 조정부는,
    상기 데이터베이스로부터 상기 밴드의 강종에 따른 인장 강도(Ts) 정보에 기초하여, 상기 밴드에 인가하는 텐션 포스에 리밋값(limit value)을 설정하는 것을 특징으로 하는, 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 시스템은,
    상기 밴드가 결속하고자 하는 상기 코일의 하중 정보(W)를 외부 단말기로부터 수신하는 하중 수신부를 더 포함하되,
    상기 텐션 조정부는,
    상기 코일의 상기 하중 정보(W)에 기초하여, 상기 밴드의 인장 강도 정보(Ts)를 반영하여 상기 밴드에 인가할 텐션 포스를 결정하는 것을 특징으로 하는, 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 상기 텐션 조정부는,
    상기 프레싱부를 제어하여, 상기 드라이빙 휠부가 상기 밴드를 가압하는 가압력을 제어하는 압력 제어부; 및
    상기 드라이빙 휠부의 회전 토크를 제어하는 토크 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 압력 제어부는,
    상기 프레싱부의 확장력을 일정 주기(T) 마다 인가한 후 해제하여, 상기 드라이빙 휠부가 상기 밴드를 가압하는 가압력에 일정 주기 마다 바이브레이션(vibration)을 발생시켜 상기 드라이빙 휠부와 상기 밴드 사이에 마찰력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는, 코일 포장용 밴드의 텐션 콘트롤 시스템.

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