KR102373010B1 - 수직형 루퍼장치 - Google Patents

Abstract

수직형 루퍼장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 루퍼타워 내의 하측에 고정되며 다수의 고정롤러를 지지하는 고정 캐리지; 상기 고정 캐리지의 상부에 위치하도록 상기 루퍼타워 내에 설치되어 다수의 이동롤러를 지지하며, 와이어 또는 체인으로 이루어진 라인에 의해 상하 이동하는 이동 캐리지; 상기 이동 캐리지가 상하 이동되도록 상기 라인이 감겨지거나 풀어지도록 회전력을 제공하는 구동부; 상기 이동 캐리지의 위치 레벨을 검출하는 검출부; 상기 이동 캐리지에 설치되어 상기 라인과 연결되고, 길이가 가변되며 상기 이동 캐리지를 수평 상태로 조정하는 조정부; 및 상기 검출부와 전기적으로 연결되어 상기 검출부의 검출 값에 따라 상기 조정부를 구동시키는 제어부;를 포함하는 수직형 루퍼장치가 제공될 수 있다.

Description

수직형 루퍼장치{Vertical type looper device}

본 발명은 수직형 루퍼 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 설비의 운전 중 이동 캐리지의 수평도를 측정하여 교정할 수 있는 수직형 루퍼장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 냉연 설비에는 연속 운전을 위하여 수직형 루퍼장치를 포함하며, 이 수직형 루퍼장치는 입구측에서의 스트립 용접과 출구측의 분할 권취 시간을 보장한다.

보다 구체적으로, 수직형 루퍼장치는 연속전기도금 및 연속용융아연도금설비, 연속소둔설비, 기타 표면처리 및 냉연 라인전체설비에 적용되는 기계설비로서, 용접 또는 출측의 단중분할 및 검사시에 스트립을 저장하여 연속조업을 구현시키도록 하는 필수 설비이다.

이러한 수직형 루퍼장치는 루퍼타워의 프레임 내부에 설치되며, 스트립이 감겨지는 다수의 하부 롤러와 상부 롤러를 포함한다.

다수의 하부 롤러는 프레임의 하측에 고정되는 고정 캐리지에 회전 가능하게 지지되어 있으며, 다수의 상부 롤러는 프레임의 상측에 마련되는 이동 캐리지에 회전 가능하게 지지되고, 이동 캐리지는 상하 이동 가능하게 마련된다. 즉, 루퍼타워의 입구측에서 유입된 스트립은 하부 롤러와 상부 롤러에 교대로 감겨지고, 스트립의 유입속도 및 배출속도에 따라 상부 캐리지가 상하 운동하게 된다. 예컨대, 스트립의 배출 속도가 유입 속도보다 빠를 경우 루퍼 장치에 저장된 스트립의 길이를 줄여야 하며, 이를 위하여 상부 롤러와 하부 롤러 사이의 간격을 줄여야 한다. 반대로, 루퍼장치로의 스트립의 유입 속도가 배출 속도보다 빠를 경우 상부 롤러 및 하부 롤러에 감겨진 스트립의 길이를 증가시켜야 하며, 이를 위하여 상부 롤러와 하부 롤러 사이의 간격은 증가되어야 한다.

상부 캐리지의 상하 이동을 위한 동력 전달계통은 모터, 감속기, 윈치드럼(winch drum), 와이어 또는 체인, 활차(sheave) 등으로 구성되어 있다. 즉, 모터의 구동에 따라 이동 캐리지의 상부 각 모서리 부근에 연결되는 와이어 또는 체인이 감기거나 풀리면서 상하 이동하게 된다.

한편, 와이어 또는 체인은 이동 캐리지 상에 고정된 턴버클과 연결되어 있으며, 턴버클의 회전에 따라 길이가 가변되는 기능을 통해 이동 캐리지의 수평도를 조절하도록 마련된다.

상기와 같은 기능을 수행하는 수직형 루퍼장치를 장시간 사용 시 이동 캐리지를 지지하며 이동시키는 각 와이어 또는 체인에는 장력에 차이가 발생하여 수평상태를 유지할 수 없게 되며, 이동 캐리지에 지지된 상부 롤러의 축심방향으로 좌,우 편차가 발생하게 된다. 이는, 상부 롤러의 전체 표면과 스트립 표면의 접촉이 이루어지지 않아 스트립이 원활하게 이송될 수 없게 되며, 스트립의 사행(斜行)에 의하여 스트립이 변형되거나, 심한 경우 파단되는 경우도 발생할 수 있다.

이러한 문제점이 발생할 경우, 루퍼장치의 가동을 중지시키고 작업자가 이동 캐리지의 교정하게 된다. 즉, 이동 캐리지에 고정된 턴버클을 조작하여 와이어의 길이를 조정함으로써 수평 상태로 교정한다.

그러나, 상기 이동 캐리지의 수평도를 조정하는 교정 작업은 작업자가 루퍼장치의 가동을 정지시킨 상태에서 수작업으로 진행해야 하며, 수평도 측정과 교정 작업을 여러번 반복하여 수행하여야 하기 때문에 소요시간이 증가함은 물론, 수리작업 시간에 스트립의 유입 및 배출이 이루어지지 않아 그 전후의 모든 공정 역시 중지해야 하는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 수직형 루퍼장치는 설비의 운전 중 이동 캐리지의 수평도를 주기적으로 측정하고, 교정이 필요한 경우 설비의 중단 없이 이동 캐리지의 수평도를 자동으로 교정할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 루퍼타워 내의 하측에 고정되며 다수의 고정롤러를 지지하는 고정 캐리지; 상기 고정 캐리지의 상부에 위치하도록 상기 루퍼타워 내에 설치되어 다수의 이동롤러를 지지하며, 와이어 또는 체인으로 이루어진 라인에 의해 상하 이동하는 이동 캐리지; 상기 이동 캐리지가 상하 이동되도록 상기 라인이 감겨지거나 풀어지도록 회전력을 제공하는 구동부; 상기 이동 캐리지의 위치 레벨을 검출하는 검출부; 상기 이동 캐리지에 설치되어 상기 라인과 연결되고, 길이가 가변되며 상기 이동 캐리지를 수평 상태로 조정하는 조정부; 및 상기 검출부와 전기적으로 연결되어 상기 검출부의 검출 값에 따라 상기 조정부를 구동시키는 제어부;를 포함하는 수직형 루퍼장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 고정 캐리지와 이동 캐리지는 각각 중심이 중공되어 롤러들의 양측을 지지하는 사각 플레이트 형상을 갖도록 마련되고, 상기 검출부는 상기 고정 캐리지의 각 모서리 부근에 마련되어 서로 대향하는 상기 고정 캐리지로부터 상기 이동 캐리지 사이의 거리를 측정하는 거리측정센서로 마련될 수 있다.

또한, 상기 조정부는, 일단이 상기 이동 캐리지의 상단에 고정되고 타단이 라인과 연결되며, 회전방향에 따라 길이가 가변되도록 마련되는 조절유닛; 유압을 제공받아 작동하며 상기 조절유닛을 회전시키는 작동부; 및 상기 작동부에 마련되어 상기 작동부의 움직임 정도를 감지하는 위치감지센서;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 조절유닛은, 원통형 몸체를 가지며 외주면에 왼나사산이 형성되고, 하단에 마련된 하부 브라켓에 의해 상기 이동 캐리지에 고정되는 제1 로드; 원통형 몸체를 가지며 외주면에 오른나사산이 형성되고, 상단에 마련된 상부 브라켓에 의해 상기 라인과 연결되는 제2 로드; 중심이 중공된 원통형상을 가지며, 길이방향 양측에 상기 제1 로드와 제2 로드가 각각 나사결합되는 몸체부; 상기 몸체부의 외주면에 방사상으로 연장되어 형성되어 상기 몸체부와 함께 회전하는 피니언기어; 및 상기 몸체부의 회전 시 상기 제1 및 제2 로드의 회전을 방지하는 회전방지부;를 구비할 수 있다.

또한, 상기 회전방지부는, 상기 제2 로드의 하부로부터 연장 형성되는 다각형 로드; 및 상기 다각형 로드가 삽입되도록 상기 제1 로드의 상부에 형성되는 다각형 홀;을 구비할 수 있다.

또한, 상기 작동부는, 상기 피니언기어와 치합되는 래크기어가 형성되는 작동로드; 상기 유압을 제공받아 상기 작동로드를 작동시키는 실린더; 및 상기 실린더로 제공되는 유압의 흐름을 제어하여 상기 작동로드를 전진 또는 후진시키는 유압제어유닛;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 작동로드의 일단에는 상기 작동로드의 이동을 안내하는 가이드로드가 연장 형성되고, 상기 가이드로드는 부쉬블록에 의해 지지될 수 있다.

또한, 상기 실린더는 내부가 상기 작동로드에 의해 제1 챔버와 제2 챔버로 구획되고, 상기 유압제어유닛은, 상기 제1 챔버와 연결되는 제1 유압라인; 상기 제2 챔버와 연결되는 제2 유압라인; 및 상기 제1 유압라인 및 제2 유압라인과 연결되어 작동에 따라 상기 제1 챔버 또는 제2 챔버로 유압이 흐르도록 제어하는 방향전환밸브;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 유압라인 또는 제2 유압라인에 마련되어 상기 실린더로 제공되는 유압을 필요 압력으로 조정하는 감압밸브를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 제1 유압라인에 마련되어 상기 제1 챔버로 제공되는 유압에 따른 상기 작동로드의 작동속도를 제어하는 제1 속도조절밸브; 및 상기 제2 유압라인에 마련되어 상기 제2 챔버로 제공되는 유압에 따른 상기 작동로드의 작동속도를 제어하는 제2 속도조절밸브;를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 제1 챔버로부터 배출되는 유압의 흐름을 허용하는 제1 체크밸브와, 상기 제2 챔버로부터 배출되는 유압의 흐름을 허용하는 제2 체크밸브를 더 구비하고, 상기 제1 체크밸브는 상기 제1 유압라인 상에서 상기 제1 속도조절밸브와 병렬로 마련되고, 상기 제2 체크밸브는 상기 제2 유압라인 상에서 상기 제2 속도조절밸브와 병렬로 마련될 수 있다.

또한, 상기 조정부는 상기 이동 캐리지의 상부 모서리 부근에 각각 마련되며, 복수의 조정부는 상기 제어부에 의해 각각 독립적으로 제어될 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 모터; 상기 모터와 연결되는 감속기; 상기 감속기로부터 출되는 회전력을 전달하도록 마련되는 장축 커플링; 및 상기 장축 커플링에 서로 일정간격 이격되게 설치되며, 상기 라인이 감겨지거나 풀어지도록 상기 장축 커플링과 함께 회전하는 윈치드럼;을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수직형 루퍼장치는 설비의 운전 중 실시간으로 이동 캐리지의 수평도를 측정하고, 수평도의 교정이 필요한 경우 설비의 중단 없이 이동 캐리지의 수평도를 자동으로 교정할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한, 이동 캐리지의 위치 레벨(수평도)을 주기적으로 검출하여 교정함으로써 레벨 편차로 인하여 스트립에 주름(wave)이 발생하는 현상 등의 제품 불량을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 이동 캐리지의 수평도를 주기적으로 교정함으로써 수평도 불량에 따른 와이어 또는 체인의 장력 편자를 최소화하여 설비 수명을 연장하고, 관련 설비의 교체 주기가 연장되는 효과를 가진다.

또한, 유압 및 기어 간의 조립을 통해 자동으로 턴버클의 길이를 조절함으로써 종래 작업자가 설비를 중단하고 수작업으로 수평도를 교정하는 작업에 비해 시간이 단축됨은 물론, 안전사고의 위험을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 이동 캐리지의 수평도를 측정하고 조정하는 정비비를 절감하여 원가 경쟁력 향상에 기여할 수 있는 효과를 가진다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직형 루퍼장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직형 루퍼장치에 구비된 조정부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 조립 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 각각 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직형 루퍼장치에 구비된 조정부의 작동부가 유압제어유닛에 의해 작동되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직형 루퍼장치를 통해 이동 캐리지의 수평도를 조정하는 방법을 설명하기 위한 블록도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직형 루퍼장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직형 루퍼장치에 구비된 조정부를 나타내는 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 조립 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 수직형 루퍼장치(1)는 루퍼타워(미도시) 내의 하측에 고정되는 고정 캐리지(10)와, 와이어 또는 체인으로 이루어진 라인(L)에 의해 상하 이동되는 이동 캐리지(20)와, 이동 캐리지(20)를 상하 이동시키는 구동력을 제공하는 구동부(30)와, 이동 캐리지(20)의 위치 레벨을 검출하는 검출부(40)와, 이동 캐리지(20)를 수평 상태로 조정하는 조정부(50) 및 검출부(40)의 검출 값에 따라 조정부(50)를 구동시키는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

고정 캐리지(10)는 루퍼타워의 프레임 하측에 고정된다. 고정 캐리지(10)에는 다수의 고정롤러(12)가 회전 가능하게 지지된다. 다수의 고정롤러(12)는 스트립(S)의 이송방향으로 일정간격 이격되게 배치되고, 양단이 고정 캐리지(10)에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이러한 고정 캐리지(10)는 중심이 중공되어 중공된 부분에 다수의 고정롤러(12)가 위치되게 마련되는 사각 플레이트 형상을 갖출 수 있다.

이동 캐리지(20)는 루퍼타워의 프레임 내에서 고정 캐리지(10)의 상측에 위치하도록 마련된다. 이동 캐리지(20)에는 다수의 이동롤러(22)가 회전 가능하게 지지된다. 다수의 이동롤러(22)는 스트립(S)의 이송방향으로 일정간격 이격되게 배치되고, 양단이 이동 캐리지(20)에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 즉, 이동 캐리지(20)는 고정 캐리지(10)와 마찬가지로, 중심이 중공된 사각 플레이트 형상을 갖출 수 있으며, 중공된 부분에 다수의 이동롤러(22)가 위치되게 마련될 수 있다. 이에, 루프타워의 입구측에서 유입된 스트립(S)은 하측의 고정롤러(12)와 상측의 이동롤러(22)에 교대로 감겨지게 된다.

이러한 이동 캐리지(20)는 스트립(S)의 유입속도 및 배출속도에 따라 상하 이동 가능하도록 마련된다. 예컨대, 스트립(S)의 배출 속도가 유입 속도보다 빠를 경우 수직형 루퍼장치(1)에 저장된 스트립(S)의 길이를 줄여야 하며, 이를 위하여 이동롤러(22)와 고정롤러(12) 사이의 간격을 줄여야 한다. 반대로, 수직형 루퍼장치(1)로의 스트립(S)의 유입속도가 배출속도보다 빠를 경우 이동롤러(22) 및 고정롤러(12)에 감겨진 스트립(S)의 길이를 증가시켜야 하며, 이를 위하여 이동롤러(22)와 고정롤러(12) 사이의 간격은 증가되어야 한다.

상기와 같이, 이동 캐리지(20)의 상하 이동은 와이어 또는 체인을 통해 이루어질 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 수직형 루퍼장치(1)는 와이어나 체인 중 어느 것을 사용하더라도 무방하기 때문에, 와이어와 체인을 통칭하여 라인(L)이라 한다. 라인(L)은 이동 캐리지(20)와 연결되어 구동부(30)의 회전력에 따라 감겨지거나 풀어지며 이동 캐리지(20)를 상하 이동시킬 수 있다.

도 1을 참조하면, 이동 캐리지(20)의 상측에는 스트립(S)의 입측과 출측에 각각 작업측 활차(38a)와 구동측 활차(39a)가 마련되고, 고정 캐리지(10)의 하측에는 스트립(S)의 입측과 출측에 각각 작업측 활차(38b)와 구동측 활차(39b)가 마련된다. 라인(L)은 입측 부근에 마련된 활차(38a, 38b, 39a, 39b)를 통해 이동 캐리지(20)의 일단에 연결되고, 또한 출측 부근에 마련된 활차(38a, 38b, 39a, 39b)를 통해 이동 캐리지(20)의 타단에 연결될 수 있다. 예컨대, 스트립(S)의 입측에 라인(L)이 설치되는 경우, 라인(L)의 일단은 작업측 방향의 이동 캐리지(20)에 장착된 조정부(50)와 연결된 상태로, 이동 캐리지(20)의 상측의 작업측 활차(38a), 고정 캐리지(10)의 하측의 작업측 활차(38b), 고정 캐리지(10)의 하측의 구동측 활차(39b)를 거쳐 후술할 윈치드럼(34a)과 연결되고, 라인(L)의 타단은 구동측 방향의 이동 캐리지(20)에 장착된 조정부(50)와 연결된 상태로 이동 캐리지(20)의 상측의 구동측 활차(39a)를 거쳐 윈치드럼(34a)과 연결된다. 즉, 라인(L)은 윈치드럼(34a)에 감겨진 상태를 기준으로 일단이 복수의 활차(38a, 38b, 39b)를 거쳐 이동 캐리지(20)의 작업측 상단에 연결되고, 타단이 하나의 활차(39a)를 거쳐 이동 캐리지(20)의 구동측 상단에 연결된다. 이러한 라인(L)은 스트립(S)의 입측과 출측에서 각각 루프타워에 마련된 이동 캐리지(20)와 고정 캐리지(10)를 감싸는 형태로 설치되며, 구동부(30)의 작동에 따라 감겨지거나 풀어지며 이동 캐리지(20)를 상하 이동시키게 된다.

구동부(30)는 루프타워의 구동측 구간에 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 구동부(30)는 모터(31)와, 모터(31)와 연결되는 감속기(32)와, 감속기(32)와 연결되는 장축 커플링(33) 및 장축 컬플링(33)에 설치되어 함께 회전하는 윈치드럼(34a, 34b)을 포함할 수 있다. 이에, 모터(31)에 전원이 인가되어 회전력이 발생하면, 감속기(32)를 통해 증폭된 회전력이 장축 커플링(33)을 통해 출력된다. 이때, 장축 커플링(33)에 일정간격 이격된 한 쌍의 윈치드럼(34a, 34b)이 회전하며 라인(L)을 감거나 풀어주어 이동 캐리지(20)를 상하 이동시키게 된다.

검출부(40)는 수직형 루퍼장치(1)가 운전되는 동안 이동 캐리지(20)의 위치 레벨을 실시간 또는 주기적으로 검출할 수 있다. 즉, 검출부(40)는 이동 캐리지(20)의 수평도를 검출하는 역할을 수행한다.

검출부(40)는 고정 캐리지(10)의 각 모서리 부근에 마련되어 서로 대향하는 고정 캐리지(10)로부터 이동 캐리지(20) 사이의 거리를 측정하는 거리측정센서로 마련될 수 있다. 거리측정센서(40)는 적외선, 초음파 등을 이용하여 고정 캐리지(10)의 4곳 모서리에서 이동 캐리지(20)의 4곳 모서리 사이의 거리를 측정함으로써 이동 캐리지(20)의 수평도를 정밀하게 검출할 수 있게 된다. 이때, 이동 캐리지(20)의 하부에는 거리측정센서(40)와 대응하는 위치에 반사판(42)이 마련될 수 있다. 검출부(40)를 통해 검출된 검출 값은 제어부로 전달되게 된다.

조정부(50)는 이동 캐리지(20)의 수평도를 교정하는 역할을 수행한다. 보다 구체적으로, 조정부(50)는 이동 캐리지(20)의 상단에 마련되는 조절유닛(100)과, 조절유닛(100)을 작동시키는 작동부(200) 및 작동부(200)에 마련되어 작동부(20)의 움직임 정도를 감지하는 위치감지센서(300)를 포함할 수 있다.

조절유닛(100)은 이동 캐리지(20)에 고정된 상태에서 라인(L)과 연결되어 회전에 따라 길이가 가변되는 턴버클 타입으로 마련될 수 있다. 예컨대, 조절유닛(100)은 외주면에 왼나사산(111)이 형성된 제1 로드(110)와, 외주면에 오른나사산(121)이 형성된 제2 로드(120)와, 길이방향 양측에 제1 로드(110)와 제2 로드(120)가 각각 나사결합되는 몸체부(130)와, 몸체부(130)의 외주면에 형성된 피니언기어(132) 및 제1 로드(110)와 제2 로드(120)의 회전을 방지하는 회전방지부를 구비할 수 있다.

제1 로드(110)는 원통형 몸체를 가지며, 외주면에 왼나사산(111)이 형성된다. 제1 로드(110)의 하단에는 하부 브라켓(112)이 일체로 마련되어 있으며, 하부 브라켓(112)은 이동 캐리지(20)에 고정되는 고정 플레이트(113)와 결합되어 고정될 수 있다.

제2 로드(120)는 원통형 몸체를 가지며, 외주면에 오른나사산(121)이 형성된다. 제2 로드(120)의 상단에는 상부 브라켓(122)이 일체로 마련되어 있으며, 상부 브라켓(122)은 라인(L)의 끝단이 고정된 클레비스(123)와 결합될 수 있다.

몸체부(130)는 중심이 중공된 원통형상을 가지며, 하측에 제1 로드(110)가 나사 결합되고, 상측에 제2 로드(120)가 나사 결합된다. 이에, 몸체부(130)에는 제1 로드(110)와 제2 로드(120)가 결합되는 부분에 각각 나사산이 형성된다. 이에 따라 몸체부(130)가 시계방향으로 회전시 제1 로드(110)와 제2 로드(120)는 서로 멀어지는 방향으로 이동하고, 몸체부(130)가 반시계방향으로 회전시 제1 로드(110)와 제2 로드(120)는 서로 가까워지는 방향으로 이동하게 된다.

상기 몸체부(130)의 회전방향에 따라 제1 로드(110)와 제2 로드(120)가 직선운동하도록 제1 및 제2 로드(110, 120)는 회전방지부에 의해 회전이 제한된 상태로 마련될 수 있다. 회전방지부는 제2 로드(120)의 하부로부터 연장 형성되는 다각형 로드(125)와, 다각형 로드(125)가 삽입되도록 제1 로드(110)의 상부에 형성된 다각형 홀(115)을 구비할 수 있다. 즉, 제1 로드(110)가 고정 플레이트(113)에 의해 이동 캐리지(20)에 고정되고, 제2 로드(120)의 다각형 로드(125)가 제1 로드(110)의 다각형 홀(115)에 삽입됨에 따라 제1 로드(110)와 제2 로드(120)는 회전이 제한된 상태로 마련된다. 이에 몸체부(130)의 회전 방향에 따라 제1 로드(110)와 제2 로드(120)는 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동하게 된다. 한편, 제1 로드(110)에 다각형 홀(115)이 형성되고, 제2 로드(120)에 다각형 로드(125)가 형성된 것으로 도시하고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 로드(110)에 다각형 로드가 형성되고, 제2 로드(120)에 다각형 홀이 형성될 수도 있다.

피니언 기어(132)는 몸체부(130)의 회전 동력을 전달받도록 몸체부(130)의 외주면에 방사상으로 연장 형성된다. 이 피니언 기어(132)는 몸체부(130)와 일체로 형성되며, 외주면에 후술할 작동부(200)의 래크기어(212)와 치합되도록 기어이가 형성된다.

작동부(200)는 래크기어(212)가 형성되는 작동로드(210)와, 유압을 제공받아 작동로드(210)를 작동시키는 실린더(220) 및 실린더(220)로 제공되는 유압의 흐름을 제어하는 유압제어유닛(400)을 포함할 수 있다.

작동로드(210)는 소정 길이를 가지며, 일단에 피니언기어(132)와 치합되는 래크기어(212)가 형성된다. 이에, 작동로드(210)가 실린더(220)에 의해 진퇴이동 시 피니언기어(132)를 회전시키게 된다. 이러한 작동로드(210)의 일단에는 작동로드(210)의 이동을 안내하는 가이드로드(214)가 연장 형성된다. 이 가이드로드(214)는 부쉬블록(216)에 의해 지지되어 작동로드(210)가 안정적으로 진퇴가능하도록 가이드하는 역할을 수행한다.

실린더(220)는 부쉬블록(226)에 의해 고정되도록 마련되며, 유압을 제공받아 작동로드(210)를 작동시키도록 마련된다. 이러한 실린더(220)는 작동로드(210)에 의해 내부가 제1 챔버(221)와 제2 챔버(222)로 구획된다. 이는 실린더(220) 내의 제1 챔버(221)와 제2 챔버(222)로 제공되는 유압에 의해 작동로드(210)를 전진 또는 후진시키기 위함이다.

한편, 실린더(220)에는 위치감지센서(300)가 마련된다. 위치감지센서(300)는 작동로드(210)에 마련되는 플랜지부(310)에 피아노선(312) 등을 통해 후크 결합되어 작동로드(210)의 작동거리를 감지하도록 마련될 수 있다.

상기 조정부(50)에 마련된 작동부(200)가 유압제어유닛(400)에 의해 작동되는 상태가 도 4 내지 도 6에 도시되어 있다. 도 4 내지 도 6을 참조하면, 유압제어유닛(400)은 작동로드(210)가 전진 또는 후진되며 몸체부(130)를 회전시키도록 실린더(220)로 제공되는 유압의 흐름을 제어하게 된다. 보다 구체적으로, 유압제어유닛(400)은 제1 챔버(221)와 연결되는 제1 유압라인(410)과, 제2 챔버(222)와 연결되는 제2 유압라인(420)과, 제1 유압라인(410) 및 제2 유압라인(420)과 연결되는 방향전환밸브(440)와, 제1 유압라인(410) 또는 제2 유압라인(420)에 마련되는 감압밸브(430)와, 제1 유압라인(410)에 마련되는 제1 속도조절밸브(451) 및 제2 유압라인(420)에 마련되는 제2 속도조절밸브(452)를 구비할 수 있다. 이때, 유압제어유닛(400)을 통해 실린더(220)로 제공되는 유압은 유체가 저장되는 저장탱크 및 유체를 강제 이동시키는 펌프를 이용하여 제공할 수 있다.

제1 및 제2 유압라인(410, 420)은 각각 실린더(220) 내로 유압이 유입되거나 배출되도록 제1 챔버(221) 및 제2 챔버(222)와 연결된다. 이러한 제1 유압라인(410)과 제2 유압라인(420) 중 어느 하나에는 감압밸브(430)가 마련될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 감압밸브(430)는 제1 유압라인(410)에 마련되어 실린더(220)로 제공되는 유압을 필요 압력으로 조정하는 역할을 수행한다.

방향전환밸브(440)는 작동에 따라 제1 챔버(221) 또는 제2 챔버(222)로 유압이 제공되도록 제어될 수 있다. 이 방향전환밸브(440)는 인가되는 전류의 방향에 따라 양방향의 흐름을 허용하도록 작동하며, 평상시 폐쇄된 상태를 유지하는 노멀 클로즈 타입(NC Type)의 솔레노이드밸브로 마련될 수 있다.

예컨대, 도 4에 도시된 바에 따르면, 방향전환밸브(440)는 평상시 폐쇄된 상태를 유지하도록 마련됨에 따라 제1 유압라인(410)과 제2 유압라인(420)을 차단한 상태로 마련된다. 이에, 제1 챔버(221) 및 제2 챔버(222)로의 유압이 제공되지 않아 작동로드(210)의 동작이 제한된다.

만약, 작동로드(210)를 전진시키고자 하는 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 방향전환밸브(440)가 'b'포트 방향으로 작동되며 제1 및 제2 유압라인(410, 420)의 유압 흐름을 허용하게 된다. 즉, 감압밸브(430)를 통해 조정된 압력이 방향전환밸브(440)를 통하여 제2 유압라인(420)으로 흐르며 제2 챔버(222)로 제공된다. 이에, 작동로드(210)가 전진하며 피니언 기어(132)를 시계방향으로 회전시켜 제1 및 제2 로드(110, 120)를 서로 멀어지는 방향으로 이동시키게 된다. 이때, 제1 챔버(221)의 체적이 감소하도록 변함에 따라 제1 챔버(221) 내의 유체는 제1 유압라인(410) 및 방향전환밸브(440)를 통해 저장탱크로 흐르게 된다.

또한, 작동로드(210)를 후퇴시키고자 하는 경우 도 6에 도시된 바와 같이, 방향전환밸브(440)가 'a'포트 방향으로 작동되며 제1 및 제2 유압라인(410, 420)의 유압 흐름을 허용하게 된다. 즉, 감압밸브(430)를 통해 조정된 압력이 방향전환밸브(440)를 통하여 제1 유압라인(410)으로 흐르며 제1 챔버(221)로 제공된다. 이에, 작동로드(210)가 후퇴하며 피니언 기어(132)를 반시계방향으로 회전시켜 제1 및 제2 로드(110, 120)를 서로 가까워지는 방향으로 이동시키게 된다. 이때, 제2 챔버(222)의 체적이 감소하도록 변함에 따라 제2 챔버(222) 내의 유체는 제2 유압라인(420) 및 방향전환밸브(440)를 통해 저장탱크로 흐르게 된다.

제1 및 제2 속도조절밸브(451, 452)는 제1 및 제2 유압라인(410, 420)의 하류측에 마련되어 방향전환밸브(440)를 통해 제1 챔버(221) 또는 제2 챔버(222)로 제공되는 유압에 따른 작동로드(210)의 작동속도를 제어하는 역할을 수행한다. 즉, 제1 유압라인(410)으로 유체가 흐르는 경우 제1 속도조절밸브(451)는 제1 챔버(221)로 제공되는 유압에 따른 작동로드(210)의 작동속도를 제어하고, 제2 유압라인(420)으로 유체가 흐르는 경우 제2 속도조절밸브(452)는 제2 챔버(222)로 제공되는 유압에 따른 작동로드(210)의 작동속도를 제어하게 된다. 이러한 제1 속도조절밸브(451)는 제1 유압라인(410) 상에서 제1 챔버(221)로만 유체의 흐름을 허용하고, 제2 속도조절밸브(452)는 제2 유압라인(420) 상에서 제2 챔버(222)로만 유체의 흐름을 허용하게 마련된다.

한편, 제1 및 제2 속도조절밸브(451, 452)가 제1 및 제2 유압라인(410, 420) 상에서 일방향으로의 흐름을 허용하도록 마련됨에 따라, 제1 챔버(221)로부터 배출되는 유압의 흐름을 허용하는 제1 체크밸브(461)와, 제2 챔버(222)로부터 배출되는 유압의 흐름을 허용하는 제2 체크밸브(462)를 더 구비할 수 있다.

제1 체크밸브(461)는 제1 유압라인(410) 상에서 제1 속도조절밸브(451)와 병렬로 마련되고, 제2 체크밸브(462)는 제2 유압라인(420) 상에서 제2 속도조절밸브(452)와 병렬로 마련될 수 있다. 이에, 제1 챔버(221)로 유압이 제공되는 경우 제2 챔버(222) 내의 유체는 제2 체크밸브(462)를 통해 흐름이 허용되고, 제2 챔버(222)로 유압이 제공되는 경우 제1 챔버(221) 내의 유체는 제1 체크밸브(461)를 통해 흐름이 허용될 수 있다.

상기와 같은 조정부(50)는 이동 캐리지(20)의 상부 모서리 부근에 각각 마련될 수 있으며, 복수의 조정부(50)는 제어부에 의해 각각 독립적으로 제어될 수 있다.

그러면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직형 루퍼장치(1)를 통해 이동 캐리지(20)의 수평도를 교정하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직형 루퍼장치를 통해 이동 캐리지의 수평도를 조정하는 방법을 설명하기 위한 블록도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 먼저 실시간 또는 주기적으로 설정된 시간이 경과되면 고정 캐리지(10)에 마련된 검출부(40)를 통하여 고정 캐리지(10)의 각 모서리에서 이동 캐리지(20)의 각 모서리 사이의 거리를 측정한다. 즉, 4곳의 거리를 측정하게 된다.

측정된 검출값은 전기적으로 연결된 제어부로 전달될 수 있으며, 검출된 4 곳의 거리를 비교 시 최대와 최소의 거리 값 차이가 1mm 이하일 경우 이동 캐리지(20)의 위치 레벨은 정상인 것으로 간주하게 된다.

만약, 최대 거리와 최소 거리의 차이가 1mm가 초과되는 경우 제어부는 검출된 최대값 또는 최소값 중 어느 하나를 기준으로 하고, 나머지 3곳의 조절유닛(100)을 통한 작동부(200)의 이동할 거리를 연산하게 된다. 즉, 작동부(200)에 의해 조절유닛(100)의 몸체부(130)를 회전시켜 제1 및 제2 로드(110, 120)를 이동시키게 된다.

연산에 의해 작동부(200)의 이동할 거리가 계산되면 방향전환밸브(440)를 작동시켜 실린더(220)로 제공되는 유압의 흐름을 제1 챔버(221) 또는 제2 챔버(222)로 흐르도록하여 작동로드(210)를 전진 또는 후진시키게 된다. 이때, 실린더(220)에 마련된 위치감지센서(300)는 작동로드(210)의 작동거리를 감지하게 된다. 즉, 제어부는 위치감지센서(300)로부터 작동로드(210)의 전진 또는 후진 상태와 이동 거리를 피드백 받아 설정된 거리만큼 작동로드(210)가 작동되었는지 확인할 수 있으며, 이를 통해 작동로드(210)의 움직임을 제어하게 된다.

작동부(200)의 작동에 따라 이동 캐리지(20)의 위치 레벨이 교정되면, 다시 검출부(40)를 통해 고정 캐리지(10)로부터 이동 캐리지(20) 까지의 각 모서리 측의 4 개소 거리를 측정하고, 검출된 값의 최대값과 최소값의 차이가 1mm 이하인 경우 교정을 종료하고, 1mm를 초과하는 경우 다시 교정 작업을 수행하게 된다.

상기와 같이, 검출부(40)와, 위치감지센서(300) 및 제어부를 통해 실시간 또는 주기적으로 이동 캐리지(20)의 수평도를 검사함은 물론, 교정을 자동으로 실행함으로써 이동 캐리지(20)의 틀어짐에 따른 제품 불량 및 기존 교정을 위해 설비를 중단시키는 문제점 등을 해소할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 수직형 루퍼장치 10 : 고정 캐리지
20 : 이동 캐리지 30 : 구동부
40 : 검출부 50 : 조정부
100 : 조절유닛 200 : 작동부
300 : 위치감지센서 400 : 유압제어유닛

Claims (13)

1. 루퍼타워 내의 하측에 고정되며 다수의 고정롤러를 지지하는 고정 캐리지;
   상기 고정 캐리지의 상부에 위치하도록 상기 루퍼타워 내에 설치되어 다수의 이동롤러를 지지하며, 와이어 또는 체인으로 이루어진 라인에 의해 상하 이동하는 이동 캐리지;
   상기 이동 캐리지가 상하 이동되도록 상기 라인이 감겨지거나 풀어지도록 회전력을 제공하는 구동부;
   상기 이동 캐리지의 위치 레벨을 검출하는 검출부;
   상기 이동 캐리지에 설치되어 상기 라인과 연결되고, 길이가 가변되며 상기 이동 캐리지를 수평 상태로 조정하는 조정부; 및
   상기 검출부와 전기적으로 연결되어 상기 검출부의 검출 값에 따라 상기 조정부를 구동시키는 제어부;를 포함하고,
   상기 조정부는,
   일단이 상기 이동 캐리지의 상단에 고정되고 타단이 라인과 연결되며, 몸체부 회전방향에 따라 길이가 가변되도록 마련되는 조절유닛;
   유압을 제공받아 작동하며 상기 조절유닛을 회전시키는 작동부; 및
   상기 작동부에 마련되어 상기 작동부의 움직임 정도를 감지하는 위치감지센서;를 포함하며,
   상기 작동부는,
   상기 몸체부의 외주면에 방사상으로 연장 형성되어 상기 몸체부와 함께 회전하는 피니언기어와 치합되는 래크기어가 형성되는 작동로드;
   상기 유압을 제공받아 상기 작동로드를 작동시키는 실린더; 및
   상기 실린더로 제공되는 유압의 흐름을 제어하여 상기 작동로드를 전진 또는 후진시키는 유압제어유닛;을 포함하는 수직형 루퍼장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정 캐리지와 이동 캐리지는 각각 중심이 중공되어 롤러들의 양측을 지지하는 사각 플레이트 형상을 갖도록 마련되고,
   상기 검출부는 상기 고정 캐리지의 각 모서리 부근에 마련되어 서로 대향하는 상기 고정 캐리지로부터 상기 이동 캐리지 사이의 거리를 측정하는 거리측정센서로 마련되는 수직형 루퍼장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 조절유닛은,
   중심이 중공된 원통형상을 갖는 상기 몸체부;
   원통형 몸체를 가지며 외주면에 왼나사산이 형성되어 상기 몸체부의 길이방향 하측에 나사결합되고, 하단에 마련된 하부 브라켓에 의해 상기 이동 캐리지에 고정되는 제1 로드;
   원통형 몸체를 가지며 외주면에 오른나사산이 형성되어 상기 몸체부의 길이방향 상측에 나사결합되고, 상단에 마련된 상부 브라켓에 의해 상기 라인과 연결되는 제2 로드; 및
   상기 몸체부의 회전 시 상기 제1 및 제2 로드의 회전을 방지하는 회전방지부;를 구비하는 수직형 루퍼장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 회전방지부는,
   상기 제2 로드의 하부로부터 연장 형성되는 다각형 로드; 및
   상기 다각형 로드가 삽입되도록 상기 제1 로드의 상부에 형성되는 다각형 홀;을 구비하는 수직형 루퍼장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 작동로드의 일단에는 상기 작동로드의 이동을 안내하는 가이드로드가 연장 형성되고,
   상기 가이드로드는 부쉬블록에 의해 지지되는 수직형 루퍼장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 실린더는 내부가 상기 작동로드에 의해 제1 챔버와 제2 챔버로 구획되고,
   상기 유압제어유닛은,
   상기 제1 챔버와 연결되는 제1 유압라인;
   상기 제2 챔버와 연결되는 제2 유압라인; 및
   상기 제1 유압라인 및 제2 유압라인과 연결되어 작동에 따라 상기 제1 챔버 또는 제2 챔버로 유압이 흐르도록 제어하는 방향전환밸브;를 포함하는 수직형 루퍼장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 유압라인 또는 제2 유압라인에 마련되어 상기 실린더로 제공되는 유압을 필요 압력으로 조정하는 감압밸브를 더 구비하는 수직형 루퍼장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 유압라인에 마련되어 상기 제1 챔버로 제공되는 유압에 따른 상기 작동로드의 작동속도를 제어하는 제1 속도조절밸브; 및
    상기 제2 유압라인에 마련되어 상기 제2 챔버로 제공되는 유압에 따른 상기 작동로드의 작동속도를 제어하는 제2 속도조절밸브;를 더 구비하는 수직형 루퍼장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 챔버로부터 배출되는 유압의 흐름을 허용하는 제1 체크밸브와, 상기 제2 챔버로부터 배출되는 유압의 흐름을 허용하는 제2 체크밸브를 더 구비하고,
    상기 제1 체크밸브는 상기 제1 유압라인 상에서 상기 제1 속도조절밸브와 병렬로 마련되고,
    상기 제2 체크밸브는 상기 제2 유압라인 상에서 상기 제2 속도조절밸브와 병렬로 마련되는 수직형 루퍼장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 조정부는 상기 이동 캐리지의 상부 모서리 부근에 각각 마련되며,
    복수의 조정부는 상기 제어부에 의해 각각 독립적으로 제어되는 수직형 루퍼장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    모터;
    상기 모터와 연결되는 감속기;
    상기 감속기로부터 출되는 회전력을 전달하도록 마련되는 장축 커플링; 및
    상기 장축 커플링에 서로 일정간격 이격되게 설치되며, 상기 라인이 감겨지거나 풀어지도록 상기 장축 커플링과 함께 회전하는 윈치드럼;을 포함하는 수직형 루퍼장치.
    

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