KR102432761B1 - Contactless type thickness measuring apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비접촉식 두께 측정장치에 관한 것이다. 센서 프레임은 상하로 이격된 상태로 제품의 이송 방향과 직교하는 제품의 폭 방향을 따라 각각 좌우로 연장된 상,하측 지지블록부와 상,하측 지지블록부의 인접한 좌,우측 단들끼리 연결하는 좌,우측 연결블록부를 구비하여 통로를 형성하며, 통로에 제품을 통과시키면서 제품의 폭 방향을 따라 수평으로 주행하도록 베이스 프레임의 리니어 가이드에 의해 안내된다. 상측 센서들은 상측 지지블록부에 좌우 배열된 상태로 고정되어 제품의 상면까지 거리를 측정한다. 하측 센서들은 하측 지지블록부에 상측 센서들과 각각 일대일 대응된 상태로 고정되어 제품의 하면까지 거리를 측정한다. 주행기구는 센서 프레임을 제품의 폭 방향을 따라 수평으로 주행시킨다.The present invention relates to a non-contact thickness measuring device. The sensor frame is vertically spaced apart from each other along the width direction of the product orthogonal to the conveying direction of the product. A passage is formed by having a right connecting block part, and is guided by a linear guide of the base frame to run horizontally along the width direction of the product while passing the product through the passage. The upper sensors are fixed to the left and right side of the upper support block and measure the distance to the upper surface of the product. The lower sensors are fixed to the lower support block in a one-to-one correspondence with the upper sensors to measure the distance to the lower surface of the product. The traveling mechanism drives the sensor frame horizontally along the width direction of the product.

Description

비접촉식 두께 측정장치{Contactless type thickness measuring apparatus}Contactless type thickness measuring apparatus

본 발명은 필름, 시트 등과 같은 웹 형상의 제품 두께를 비접촉식으로 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device capable of measuring the thickness of a web-shaped product such as a film or sheet in a non-contact manner.

일반적으로, 필름, 시트 등과 같은 웹 형상의 제품은 압출 성형이나 카렌더링 등의 다양한 방식에 의해 제조된다. 예를 들어, 압축 성형의 경우, 필름 제조 장치는 용융된 수지를 필름으로 압출 성형하는 압출부와, 압출부를 통해 배출되는 필름이 굴곡 밀착되어 통과되는 냉각드럼, 및 압출부를 통해 배출되는 필름이 자화를 통해 냉각드럼에 부착되게 하는 방전수단을 포함한다. 여기서, 방전수단은 냉각드럼에 마이너스 전류를 흐르게 하고 와이어에 플러스 전류를 흐르게 하여, 필름이 냉각드럼에 밀착된 상태로 통과되도록 한다.In general, web-shaped products such as films and sheets are manufactured by various methods such as extrusion molding or calendaring. For example, in the case of compression molding, the film manufacturing apparatus includes an extrusion unit for extruding a molten resin into a film, a cooling drum through which the film discharged through the extrusion unit is bent and passed through close contact, and the film discharged through the extrusion unit is magnetized. It includes a discharge means to be attached to the cooling drum through the. Here, the discharging means causes a negative current to flow to the cooling drum and a positive current to flow through the wire, so that the film passes in a state in close contact with the cooling drum.

이러한 공정을 거쳐 제조되는 필름이 갖추어야 할 가장 중요한 특성 중의 하나는 두께의 균일성이다. 이를 위해, 냉각드럼을 통과한 필름의 두께를 실시간 측정하고, 측정된 필름 두께를 기초로 압출부의 자동 다이를 제어함으로써, 허용편차 내의 균일한 두께를 갖는 필름이 얻어질 수 있게 한다. 이와 같이, 필름 등과 같은 웹 형상의 제품을 허용편차 내의 균일한 두께로 제조하기 위해서는 제품 두께를 정확하게 측정하기 위한 장치가 요구된다.One of the most important characteristics that a film manufactured through this process should have is the uniformity of thickness. To this end, by measuring the thickness of the film passing through the cooling drum in real time and controlling the automatic die of the extruder based on the measured film thickness, a film having a uniform thickness within the tolerance can be obtained. As such, in order to manufacture a web-shaped product such as a film with a uniform thickness within an allowable deviation, an apparatus for accurately measuring the product thickness is required.

두께 측정 방식에서 기존에 방사선을 이용한 투과식은 질량을 측정하여 비중으로 나누어 두께로 표시하는 방법으로 측정 제품의 내부조성이 균일한 경우 정밀한 두께측정이 가능하지만, 내부조성이 불균일 하거나 물질이 서로 다른 다층구조인 경우에는 적용하기 어렵다. 측정 제품의 내부조성에 영향을 받지 않고 측정 제품의 전체 두께를 측정하는데 측정 제품의 상면 반사와 하면 반사를 이용한 방식을 사용하게 된다.In the thickness measurement method, the conventional transmission method using radiation measures the mass and divides it by the specific gravity to display the thickness. If the internal composition of the product to be measured is uniform, precise thickness measurement is possible. In case of structure, it is difficult to apply. To measure the total thickness of the product to be measured without being affected by the internal composition of the product to be measured, the method using the top and bottom reflections of the product to be measured is used.

일 예로, 두께 측정장치는 상,하측 센서가 측정 제품의 상,하측에서 상,하측 프레임의 각 리니어 가이드에 의해 안내되어 수평으로 주행하면서 측정 제품 두께를 측정할 수 있다. 그런데, 상,하측 센서는 개별적으로 리니어 가이드에 의해 주행 안내되므로, 상,하측 센서의 주행 중 상,하측 리니어 가이드의 유격, 위치 재현성문제 등으로 인해 상,하측 센서간 거리 값에 편차가 발생하여, 두께 측정값에 악영향을 주는 문제가 발생될 수 있다.For example, in the thickness measuring device, the upper and lower sensors are guided by the linear guides of the upper and lower frames at the upper and lower sides of the product to be measured, and the thickness of the product to be measured may be measured while driving horizontally. However, since the upper and lower sensors are individually guided by the linear guide, there is a deviation in the distance value between the upper and lower sensors due to the gap between the upper and lower linear guides and position reproducibility problems while the upper and lower sensors are running. , a problem that adversely affects the thickness measurement value may occur.

등록실용신안공보 제20-0216063호(2001.03.15. 공고)Registered Utility Model Publication No. 20-0216063 (2001.03.15. Announcement)

본 발명의 과제는 웹 형상의 제품 두께를 정확하게 측정할 수 있는 비접촉식 두께 측정장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a non-contact thickness measuring device capable of accurately measuring the thickness of a web-shaped product.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 비접촉식 두께 측정장치는 이송되는 웹 형상의 제품을 통과시키면서 제품 두께를 비접촉식으로 측정하는 장치로서, 베이스 프레임과, 센서 프레임과, 상측 센서와, 하측 센서와, 주행기구, 및 가이드 롤(guide roll)들을 포함한다. 센서 프레임은 상하로 이격된 상태로 제품의 이송 방향과 직교하는 제품의 폭 방향을 따라 각각 좌우로 연장된 상,하측 지지블록부와 상,하측 지지블록부의 인접한 좌,우측 단들끼리 연결하는 좌,우측 연결블록부를 구비하여 통로를 형성하며, 통로에 제품을 통과시키면서 제품의 폭 방향을 따라 수평으로 주행하도록 베이스 프레임의 리니어 가이드에 의해 안내된다.A non-contact thickness measuring device according to the present invention for achieving the above object is a device for measuring the thickness of a product in a non-contact manner while passing a web-shaped product being transferred, and includes a base frame, a sensor frame, an upper sensor, and a lower sensor. , a traveling mechanism, and guide rolls. The sensor frame is vertically spaced apart from each other along the width direction of the product orthogonal to the conveying direction of the product. A passage is formed by having a right connecting block part, and is guided by a linear guide of the base frame to run horizontally along the width direction of the product while passing the product through the passage.

상측 센서들은 상측 지지블록부에 좌우 배열된 상태로 고정되어 제품의 상면까지 거리를 측정한다. 하측 센서들은 하측 지지블록부에 상측 센서들과 각각 일대일 대응된 상태로 고정되어 제품의 하면까지 거리를 측정한다. 주행기구는 센서 프레임을 제품의 폭 방향을 따라 수평으로 주행시킨다. 가이드 롤들은 제품의 이송 방향에 따른 센서 프레임의 전,후방에 각각 배치되어 제품의 이송을 안내하도록 베이스 프레임에 장착된다.The upper sensors are fixed to the left and right side of the upper support block and measure the distance to the upper surface of the product. The lower sensors are fixed to the lower support block in a one-to-one correspondence with the upper sensors to measure the distance to the lower surface of the product. The traveling mechanism drives the sensor frame horizontally along the width direction of the product. Guide rolls are respectively disposed at the front and rear of the sensor frame according to the conveying direction of the product and are mounted on the base frame to guide the conveying of the product.

추가 양상으로, 비접촉식 두께 측정장치는, 상,하측 센서들에 의한 제품의 측정 영역 주변에 제품의 이송 방향을 따라 설정 간격으로 수평 배열되어 제품을 얹어서 제품의 이송을 안내하도록 베이스 프레임에 장착되는 한 쌍의 백업 롤들을 포함할 수 있다. 또한, 비접촉식 두께 측정장치는, 백업 롤들에 대한 제품의 진출입 각도를 조정하도록 가이드 롤들의 상하 위치를 조정하는 롤 승강기구를 포함할 수 있다.In a further aspect, the non-contact thickness measuring device is horizontally arranged at set intervals along the transport direction of the product around the measurement area of the product by the upper and lower sensors as long as it is mounted on the base frame to guide the transport of the product by placing the product It may include a pair of backup rolls. In addition, the non-contact thickness measuring apparatus may include a roll lifting mechanism for adjusting the upper and lower positions of the guide rolls to adjust the angle of entry and exit of the product with respect to the backup rolls.

본 발명에 따르면, 센서 프레임은 진동에 강인한 구조로 이루어져 상,하측 센서들을 고정한 상태로 주행하므로, 주행 중 상,하측 센서 간의 거리를 유지할 수 있고, 장폭의 제품에도 용이하게 대응해서 제품의 두께를 정확하게 측정할 수 있다.According to the present invention, since the sensor frame has a structure that is strong against vibration and travels in a state where the upper and lower sensors are fixed, it is possible to maintain the distance between the upper and lower sensors while driving, and to easily respond to long-width products to reduce the thickness of the product. can be measured accurately.

또한, 본 발명에 따르면, 상,하측 센서들은 제품의 폭 방향을 따라 센서 프레임에 배열되어 고정되므로, 센서 프레임의 스트로크를 줄여 비접촉식 두께 측정장치의 설치공간을 용이하게 확보할 수 있게 한다.In addition, according to the present invention, since the upper and lower sensors are arranged and fixed on the sensor frame along the width direction of the product, the stroke of the sensor frame is reduced, thereby making it possible to easily secure an installation space for the non-contact thickness measuring device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 두께 측정장치에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1에 대한 정면도이다.
도 3은 도 1에 대한 측면도이다.
도 4 및 도 5는 제품의 재질에 따라 백업 롤을 지나가는 상태를 나타낸 측면도이다.
도 6은 가이드 롤들의 상하 위치가 조정되는 예를 나타낸 측면도이다.
도 7은 가이드 롤들의 전후 위치가 조정되는 예를 나타낸 측면도이다.1 is a perspective view of a non-contact thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of FIG. 1 ;
FIG. 3 is a side view of FIG. 1 ;
4 and 5 are side views showing a state of passing the backup roll according to the material of the product.
6 is a side view illustrating an example in which the upper and lower positions of the guide rolls are adjusted.
7 is a side view showing an example in which the front and rear positions of the guide rolls are adjusted.

본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. Here, the same reference numerals are used for the same components, and repeated descriptions and detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted. The embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 두께 측정장치에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1에 대한 정면도이다. 도 3은 도 1에 대한 측면도이다. 도 4 및 도 5는 제품의 재질에 따라 백업 롤을 지나가는 상태를 나타낸 측면도이다. 도 6은 가이드 롤들의 상하 위치가 조정되는 예를 나타낸 측면도이다. 도 7은 가이드 롤들의 전후 위치가 조정되는 예를 나타낸 측면도이다.1 is a perspective view of a non-contact thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of FIG. 1 ; FIG. 3 is a side view of FIG. 1 ; 4 and 5 are side views showing a state of passing the backup roll according to the material of the product. 6 is a side view illustrating an example in which the upper and lower positions of the guide rolls are adjusted. 7 is a side view showing an example in which the front and rear positions of the guide rolls are adjusted.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 두께 측정장치(100)는 이송되는 웹 형상의 제품(10)을 통과시키면서 제품(10) 두께를 비접촉식으로 측정하는 장치로서, 베이스 프레임(110)과, 센서 프레임(120)과, 상측 센서(130)들과, 하측 센서(140)들과, 주행기구(150), 및 가이드 롤(guide rolls, 161, 162)들을 포함한다. 여기서, 웹 형상의 제품(10)은 필름, 시트 등과 같은 제품일 수 있다.1 to 7, the non-contact thickness measuring device 100 according to an embodiment of the present invention is a device for measuring the thickness of the product 10 in a non-contact manner while passing the web-shaped product 10 to be transferred, It includes a base frame 110 , a sensor frame 120 , upper sensors 130 , lower sensors 140 , a traveling mechanism 150 , and guide rolls 161 and 162 . . Here, the web-shaped product 10 may be a product such as a film or a sheet.

베이스 프레임(110)은 상,하측 프레임(111, 112)과 수직 기둥(113)들이 연결되어 전후 방향으로 트인 공간을 형성할 수 있다. 베이스 프레임(110)은 전후 방향으로 트인 공간에 센서 프레임(120)을 수용해서 센서 프레임(120)의 통로(121)를 거쳐 제품(10)을 통과시킬 수 있다.The base frame 110 may form an open space in the front and rear directions by connecting the upper and lower frames 111 and 112 and the vertical pillars 113 . The base frame 110 may accommodate the sensor frame 120 in an open space in the front-rear direction and pass the product 10 through the passage 121 of the sensor frame 120 .

센서 프레임(120)은 상하로 이격된 상태로 제품(10)의 이송 방향과 직교하는 제품(10)의 폭 방향을 따라 각각 연장된 상,하측 지지블록부(120a, 120b)와, 상,하측 지지블록부(120a, 120b)의 인접한 좌,우측 단들끼리 연결하는 좌,우측 연결블록부(120c, 120d)를 구비하여 통로(121)를 형성한다.The sensor frame 120 has upper and lower support block parts 120a and 120b respectively extended along the width direction of the product 10 orthogonal to the conveying direction of the product 10 in a vertically spaced state, and the upper and lower sides A passage 121 is formed by having left and right connection block portions 120c and 120d connecting adjacent left and right ends of the support block portions 120a and 120b.

상,하측 지지블록부(120a, 120b)는 균일한 간격으로 이격될 수 있다. 상,하측 지지블록부(120a, 120b)의 간격은 제품(10)을 원활하게 통과시킬 수 있게 설정된다. 상,하측 지지블록부(120a, 120b)는 제품(10)의 폭 방향을 따라 일정 단면적으로 연장된 형상, 예컨대 육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 상,하측 지지블록부(120a, 120b)는 쌍을 이룰 수 있다. The upper and lower support block portions 120a and 120b may be spaced apart from each other at uniform intervals. The distance between the upper and lower support block portions 120a and 120b is set to allow the product 10 to pass smoothly. The upper and lower support block portions 120a and 120b may be formed in a shape extending with a predetermined cross-sectional area along the width direction of the product 10, for example, in a hexahedral shape. The upper and lower support block parts 120a and 120b may form a pair.

상,하측 지지블록부(120a, 120b)는 인접한 좌측 단들끼리 좌측 연결블록부(120c)에 의해 연결되어 지지되고, 인접한 우측 단들끼리 우측 연결블록부(120d)에 의해 연결되어 지지된다. 좌,우측 연결블록부(120c, 120d)는 상하로 일정 단면적으로 연장된 형상, 예컨대 육면체 형상으로 이루어질 수 있다. 좌,우측 연결블록부(120c, 120d)는 쌍을 이룰 수 있다.The upper and lower support block parts 120a and 120b are supported by being connected to the adjacent left ends by the left connection block part 120c, and the adjacent right ends being connected to and supported by the right connection block part 120d. The left and right connection block parts 120c and 120d may be formed in a shape extending vertically with a predetermined cross-sectional area, for example, in a hexahedral shape. The left and right connection block portions 120c and 120d may form a pair.

센서 프레임(120)은 상,하측 지지블록부(120a, 120b)와 좌,우측 연결블록부(120c, 120d)가 동일한 재질로 일체로 형성될 수 있다. 센서 프레임(120)은 강성을 갖는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 센서 프레임(120)은 정면에서 바라보는 형상이 대략 'ㅁ'자 형상으로 이루어질 수 있다.In the sensor frame 120 , the upper and lower support block parts 120a and 120b and the left and right connection block parts 120c and 120d may be integrally formed of the same material. The sensor frame 120 may be made of a metal material having rigidity. The sensor frame 120 may have an approximately 'ㅁ' shape when viewed from the front.

센서 프레임(120)은 상,하측 지지블록부(120a, 120b)와 좌,우측 연결블록부(120c, 120d)에 의해 둘러진 중앙 개구가 통로(121)를 형성할 수 있다. 센서 프레임(120)은 통로(121)에 제품(10)을 통과시키면서 제품(10)의 폭 방향을 따라 수평으로 주행하도록 베이스 프레임(110)의 리니어 가이드(116)에 의해 안내된다.In the sensor frame 120 , a central opening surrounded by upper and lower support block portions 120a and 120b and left and right connection block portions 120c and 120d may form a passage 121 . The sensor frame 120 is guided by the linear guide 116 of the base frame 110 so as to travel horizontally along the width direction of the product 10 while passing the product 10 through the passage 121 .

리니어 가이드(116)는 베이스 프레임(110)에 수평으로 배치되어 고정되는 레일과, 센서 프레임(120)에 고정된 상태로 레일에 결합되어 레일을 따라 수평 이동하는 슬라이더를 포함할 수 있다. 리니어 가이드(116)는 슬라이더의 이동을 지지하기 위한 베어링을 가질 수 있다. 리니어 가이드(116)는 통상적인 LM 가이드(linear motion guide) 등으로 이루어질 수 있다.The linear guide 116 may include a rail that is horizontally disposed and fixed to the base frame 110 , and a slider that is coupled to the rail while being fixed to the sensor frame 120 and moves horizontally along the rail. The linear guide 116 may have a bearing for supporting the movement of the slider. The linear guide 116 may be formed of a conventional LM guide (linear motion guide) or the like.

센서 프레임(120)은 상측 지지블록부(120a)에 상측 센서(130)들을 좌우 배열시켜 고정하고, 하측 지지블록부(120b)에 하측 센서(140)들을 좌우 배열시켜 고정한다. 센서 프레임(120)은 전후 방향으로 이송되는 제품(10)을 통로(121)에 삽입시킨 상태로 제품(10)의 폭 방향을 따라 수평으로 주행함으로써, 상,하측 지지블록부(120a, 120b)에 각각 고정된 상,하측 센서(130, 140)들이 제품(10)의 폭 방향을 따라 수평으로 주행하면서 제품(10)의 두께를 측정할 수 있게 한다.The sensor frame 120 is fixed by arranging the upper sensors 130 left and right on the upper support block 120a, and arranging and fixing the lower sensors 140 on the left and right on the lower support block 120b. The sensor frame 120 horizontally travels along the width direction of the product 10 in a state in which the product 10 transferred in the front-rear direction is inserted into the passage 121, thereby forming the upper and lower support block parts 120a and 120b. The upper and lower sensors 130 and 140 respectively fixed to the can measure the thickness of the product 10 while driving horizontally along the width direction of the product 10 .

이와 같이, 상측 지지블록부(120a)는 좌,우측 단이 좌,우측 연결블록부(120c, 120d)에 의해 하측 지지블록부(120b)에 지지되므로, 수평 방향 주행시 진동에 강인할 수 있다. 상,하측 센서(130, 140)들은 진동에 강인한 센서 프레임(120)의 상,하측 지지블록부(120a, 120b)에 함께 고정되어 주행하므로, 주행 중 상호 간의 거리를 일정하게 유지할 수 있다.As such, since the upper support block part 120a has left and right ends supported by the lower support block part 120b by the left and right connection block parts 120c and 120d, it can be robust to vibration when traveling in the horizontal direction. The upper and lower sensors 130 and 140 are fixed together to the upper and lower support block parts 120a and 120b of the sensor frame 120 that are strong in vibration and travel, so that the distance between them can be kept constant while driving.

특히, 제품(10)의 폭이 상당한 긴 장폭인 경우, 그에 따라 상,하측 지지블록부(120a, 120b)가 길어지더라도, 상측 지지블록부(120a)는 수평 방향 주행시 진동에 강인할 수 있으므로, 장폭의 제품(10)에도 대응이 용이할 수 있다. 그 결과, 상,하측 센서(130, 140)들은 주행 중 제품(10) 두께를 정확하게 측정할 수 있다.In particular, if the width of the product 10 is quite long, even if the upper and lower support block parts 120a and 120b are lengthened accordingly, the upper support block part 120a can be strong against vibration when traveling in the horizontal direction. , it may be easy to respond to the product 10 of a long width. As a result, the upper and lower sensors 130 and 140 can accurately measure the thickness of the product 10 while driving.

상측 센서(130)들은 상측 지지블록부(120a)에 좌우 배열된 상태로 고정되어 제품(10)의 상면까지 거리를 측정한다. 하측 센서(140)들은 하측 지지블록부(120b)에 상측 센서(130)들과 각각 일대일 대응된 상태로 고정되어 제품(10)의 하면까지 거리를 측정한다. 하측 센서(140)들은 일대일 대응되는 상측 센서(130)들과 각 조를 이루어 제품(10)의 두께를 측정할 수 있게 한다.The upper sensors 130 are fixed to the upper support block part 120a in a left and right arrangement to measure the distance to the upper surface of the product 10 . The lower sensors 140 are fixed to the lower support block 120b in a one-to-one correspondence with the upper sensors 130 to measure the distance to the lower surface of the product 10 . The lower sensors 140 form a pair with the upper sensors 130 corresponding one-to-one to measure the thickness of the product 10 .

상,하측 센서(130, 140)들은 상,하측 지지블록부(120a, 120b)에 고정되어 센서 프레임(120)의 주행에 따라 제품(10)의 폭 방향을 따라 주행하면서 제품(10)의 두께를 측정한다. 이때, 상,하측 센서(130, 140)들은 센서 프레임(120)에 의해 상호 간 거리가 유지된 상태로 주행하므로, 제품(10)의 두께를 정확하게 측정할 수 있다.The upper and lower sensors 130 and 140 are fixed to the upper and lower support block parts 120a and 120b and the thickness of the product 10 while traveling along the width direction of the product 10 according to the driving of the sensor frame 120 . measure At this time, since the upper and lower sensors 130 and 140 travel in a state where the distance between them is maintained by the sensor frame 120 , the thickness of the product 10 can be accurately measured.

또한, 상,하측 센서(130, 140)들은 상,하측 지지블록부(120a, 120b)에 제품(10)의 폭 방향으로 배열된 상태로 고정되어 제품(10)의 두께를 측정하므로, 센서 프레임(120)의 주행 스트로크(stroke)를 단축시킬 수 있게 한다. 이에 따라, 센서 프레임(120)은 주행 스트로크가 단축되는 만큼 좌우 폭이 줄어들 수 있으므로, 비접촉식 두께 측정장치(100)의 풋프린트(footprint)를 줄일 수 있다.In addition, since the upper and lower sensors 130 and 140 are fixed to the upper and lower support block parts 120a and 120b in a state arranged in the width direction of the product 10 to measure the thickness of the product 10, the sensor frame It makes it possible to shorten the travel stroke of 120 . Accordingly, since the left and right widths of the sensor frame 120 may be reduced as the traveling stroke is shortened, the footprint of the non-contact thickness measuring apparatus 100 may be reduced.

따라서, 비접촉식 두께 측정장치의 설치장소에 다른 구조물이나 설비가 이미 있더라도, 비접촉식 두께 측정장치의 설치공간을 충분히 확보하여 원하는 위치에 설치할 수 있다. 게다가, 상,하측 센서(130, 140)는 복수 개로 구비됨에 따라 더 많은 데이터를 확보하여 제품(10)의 두께를 더욱 정확하게 측정할 수 있다.Therefore, even if other structures or facilities are already installed at the installation location of the non-contact thickness measurement device, the installation space of the non-contact thickness measurement device can be sufficiently secured and installed at a desired location. In addition, as the upper and lower sensors 130 and 140 are provided in plurality, more data can be secured to measure the thickness of the product 10 more accurately.

상,하측 센서(130, 140)는 레이저 거리센서로 각각 이루어질 수 있다. 레이저 거리센서는 레이저 광원으로부터 레이저를 출사한 후 반사체에 의해 반사되어 돌아오는 레이저를 레이저 검출기에 의해 검출하도록 구성된다. 레이저 거리센서는 레이저가 출사된 후 되돌아오는 시간을 측정함으로써, 거리를 산출할 수 있다.The upper and lower sensors 130 and 140 may be formed of laser distance sensors, respectively. The laser distance sensor is configured to detect, by a laser detector, a laser that is reflected by a reflector and returned after emitting a laser from a laser light source. The laser distance sensor can calculate the distance by measuring the return time after the laser is emitted.

상,하측 센서(130, 140)에 의해 측정된 거리 정보는 제어기(미도시)로 제공될 수 있다. 제어기는 상,하측 센서(130, 140) 간의 거리 값(L0)을 미리 제공받아서 저장해둘 수 있다. 제어기는 센서 프레임(120)의 주행 중, 상측 센서(130)에 의해 제품(10)의 상면까지 측정된 거리 값(A)과, 하측 센서(140)에 의해 제품(10)의 하면까지 측정된 거리 값(B)을 동시에 제공받는다. 그러면, 제어기는 T = L0 - (A + B)의 계산식에 의해 제품(10)의 두께인 T 값을 산출할 수 있다.Distance information measured by the upper and lower sensors 130 and 140 may be provided to a controller (not shown). The controller may receive and store the distance value L 0 between the upper and lower sensors 130 and 140 in advance. The controller measures the distance value A measured to the upper surface of the product 10 by the upper sensor 130 and the lower surface of the product 10 by the lower sensor 140 while the sensor frame 120 is running. The distance value (B) is provided at the same time. Then, the controller can calculate the T value, which is the thickness of the product 10, by the formula of T = L 0 - (A + B).

주행기구(150)는 센서 프레임(120)을 제품(10)의 폭 방향을 따라 수평으로 주행시킨다. 일 예로, 주행기구(150)는 회전 모터(151)와, 스크류(152), 및 이동 블록(153)을 포함할 수 있다.The traveling mechanism 150 drives the sensor frame 120 horizontally along the width direction of the product 10 . For example, the traveling mechanism 150 may include a rotation motor 151 , a screw 152 , and a moving block 153 .

회전 모터(151)는 구동축이 정,역 회전하도록 구성된다. 스크류(152)는 제품(10)의 폭 방향을 따라 베이스 프레임(110)의 좌우 방향으로 길게 배치된 상태로 베이스 프레임(110)에 회전 가능하게 지지된다. 스크류(152)는 양단이 베어링들에 의해 베이스 프레임(110)에 회전 지지될 수 있다. 스크류(152)는 회전 모터(151)의 회전 구동력을 제공받아 회전한다. 스크류(152)는 회전 모터(151)의 구동축에 동축으로 고정될 수 있다.The rotation motor 151 is configured to rotate the drive shaft forward and reverse. The screw 152 is rotatably supported by the base frame 110 in a state in which the screw 152 is long disposed in the left and right direction of the base frame 110 along the width direction of the product 10 . Both ends of the screw 152 may be rotationally supported on the base frame 110 by bearings. The screw 152 rotates by receiving the rotation driving force of the rotation motor 151 . The screw 152 may be coaxially fixed to the drive shaft of the rotation motor 151 .

이동 블록(153)은 센서 프레임(120)에 고정된 상태로 스크류(152)에 나사 결합된다. 이동 블록(153)은 스크류(152)의 회전에 의해 스크류(152)의 길이 방향으로 이동함으로써, 센서 프레임(120)을 제품(10)의 폭 방향을 따라 주행시킬 수 있게 한다. 다른 예로, 주행기구(150)는 회전모터와 풀리들 및 벨트를 포함하여 구성되거나, 리니어 모터 등과 같은 통상적인 리니어 액추에이터를 포함하여 구성될 수 있으므로, 예시된 바에 한정되지 않는다.The moving block 153 is screwed to the screw 152 while being fixed to the sensor frame 120 . The moving block 153 moves in the longitudinal direction of the screw 152 by rotation of the screw 152 , thereby allowing the sensor frame 120 to travel along the width direction of the product 10 . As another example, the traveling mechanism 150 may include a rotary motor, pulleys, and a belt, or may include a conventional linear actuator such as a linear motor, and thus is not limited thereto.

가이드 롤들(161, 162)은 제품(10)의 이송 방향에 따른 센서 프레임(120)의 전,후방에 각각 배치되어 제품(10)의 이송을 안내하도록 베이스 프레임(110)에 장착된다. 가이드 롤들(161, 162)은 각각 제품(10)의 폭 방향을 따라 길게 배치된 상태로 베이스 프레임(110)에 회전 가능하게 지지된다. 가이드 롤들(161, 162)은 센서 프레임(120)의 전,후방에 각각 복수 개씩 제품(10)의 이송 방향을 따라 배열될 수 있다. 가이드 롤들(161, 162)은 센서 프레임(120)에 가까울수록 상대적으로 높게 배열되어 제품(10)의 이송을 안내할 수 있다.The guide rolls 161 and 162 are respectively disposed in front and rear of the sensor frame 120 according to the transport direction of the product 10 and are mounted on the base frame 110 to guide the transport of the product 10 . The guide rolls 161 and 162 are rotatably supported by the base frame 110 in a state in which they are elongated along the width direction of the product 10 , respectively. A plurality of guide rolls 161 and 162 may be arranged at the front and rear of the sensor frame 120 in the transport direction of the product 10 . The guide rolls 161 and 162 may be arranged to be relatively high as they are closer to the sensor frame 120 to guide the conveyance of the product 10 .

추가 양상으로, 비접촉식 두께 측정장치(100)는 한 쌍의 백업 롤(170)들을 포함할 수 있다. 백업 롤(170)들은 상,하측 센서(130, 140)들에 의한 제품(10)의 측정 영역 주변에 제품(10)의 이송 방향을 따라 설정 간격으로 수평 배열되어 제품(10)을 얹어서 제품(10)의 이송을 안내하도록 베이스 프레임(110)에 장착된다.In a further aspect, the non-contact thickness measurement apparatus 100 may include a pair of backup rolls 170 . The backup rolls 170 are horizontally arranged at set intervals along the conveying direction of the product 10 around the measurement area of the product 10 by the upper and lower sensors 130 and 140 to put the product 10 on top of the product ( 10) is mounted on the base frame 110 to guide the transport.

제품(10)은 이송시 상,하측 센서(130, 140)의 유효 측정 범위 안에 있어야 하는데, 이송 중인 제품(10)에 장력 제어가 미비하거나 진동이 있는 경우, 제품(10)이 유효 측정 범위를 벗어나는 경우가 생긴다. 특히, 상,하측 센서(130, 140)의 유효 측정 범위가 비교적 짧은 고정밀 센서인 경우, 제품(10)이 유효 측정 범위를 벗어나는 경우가 생기기 쉽다.The product 10 should be within the effective measurement range of the upper and lower sensors 130 and 140 during transport. exit may occur. In particular, in the case of a high-precision sensor having a relatively short effective measurement range of the upper and lower sensors 130 and 140 , it is easy to cause the product 10 to deviate from the effective measurement range.

이 경우, 백업 롤(170)들은 제품(10)의 처짐을 방지하고 진동 발생시 진폭을 줄여줌으로써, 제품(10)이 상,하측 센서(130, 140)의 유효 측정 범위로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있게 한다. 백업 롤(170)들의 간격은 전술한 기능을 최적으로 수행할 수 있게 설정된다.In this case, the backup rolls 170 prevent the product 10 from sagging and reduce the amplitude when vibration occurs, thereby preventing the product 10 from deviating from the effective measurement range of the upper and lower sensors 130 and 140 . do. The interval between the backup rolls 170 is set to optimally perform the above-described function.

백업 롤(170)들은 각각 제품(10)의 폭 방향으로 길게 배치된다. 베이스 프레임(110)은 수직 기둥(113)들에 전후 방향으로 가로질러 고정되는 수평대(114)들과, 수평대(114)들에 각각 고정되어 백업 롤(170)들의 각 양단을 회전 가능하게 지지하는 회전 지지대(115)들를 포함할 수 있다. 백업 롤(170)들은 각 양단이 베어링들을 매개로 회전 지지대(115)에 회전 가능하게 지지될 수 있다.The backup rolls 170 are respectively arranged long in the width direction of the product 10 . The base frame 110 is fixed to the horizontal bars 114 and horizontal bars 114 that are fixed to the vertical posts 113 transversely in the front-rear direction, respectively, so that both ends of the backup rolls 170 can be rotated. It may include rotation supports 115 for supporting. The backup rolls 170 may be rotatably supported at both ends by the rotation support 115 via bearings.

추가 양상으로, 비접촉식 두께 측정장치(100)는 롤 승강기구(180)를 포함할 수 있다. 롤 승강기구(180)는 백업 롤(170)들에 대한 제품(10)의 진출입 각도(θ)를 조정하도록 가이드 롤(161)들의 상하 위치를 조정한다. 여기서, 가이드 롤들(161, 162) 중 센서 프레임(120)에 대해 상대적으로 가까운 가이드 롤(161)들의 각 상하 위치가 롤 승강기구(180)에 의해 조정된다.In a further aspect, the non-contact thickness measuring apparatus 100 may include a roll lifting mechanism 180 . The roll lifting mechanism 180 adjusts the upper and lower positions of the guide rolls 161 to adjust the entry/exit angle θ of the product 10 with respect to the backup rolls 170 . Here, the upper and lower positions of the guide rolls 161 that are relatively close to the sensor frame 120 among the guide rolls 161 and 162 are adjusted by the roll lifting mechanism 180 .

제품(10)은 재질에 따라 상대적으로 연질이거나 경질일 수 있는데, 도 4에 도시된 바와 같이, 연질 제품(10')은 장력을 받으면 백업 롤(170)들 사이의 측정 영역을 쉽게 펴진 상태로 지나가게 된다. 반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 경질 제품(10")은 장력을 받더라도 백업 롤(170)들 사이의 측정 영역을 굴곡져 변형된 상태로 지나가게 된다.The product 10 may be relatively soft or hard depending on the material. As shown in FIG. 4 , the soft product 10 ′ easily spreads the measurement area between the backup rolls 170 when it receives tension. will pass On the other hand, as shown in FIG. 5 , the hard product 10 ″ bends and passes through the measurement area between the backup rolls 170 in a deformed state even when subjected to tension.

이 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 가이드 롤(161)들의 위치가 높아짐에 따라 제품(10)의 진출입 각도(θ)가 θ'로 작아질수록 백업 롤(170)들 사이를 지나는 제품(10)의 변형량이 줄어들게 된다. 다만, 제품(10)의 진출입 각도(θ)가 너무 작아지면, 백업 롤(170)들의 회전이 안되어 제품(10)에 손상이 생길 수 있다. 따라서, 제품(10)의 진출입 각도(θ)는 제품(10)이 측정 허용 상태로 백업 롤(170)들 사이의 측정 영역을 지나도록 설정된다.In this case, as the position of the guide rolls 161 increases, as the entry/exit angle θ of the product 10 decreases as θ', as shown in FIG. 6 , the product passing between the backup rolls 170 ( 10) is reduced. However, if the entry/exit angle θ of the product 10 is too small, the backup rolls 170 may not rotate and damage to the product 10 may occur. Accordingly, the entry/exit angle θ of the product 10 is set so that the product 10 passes the measurement area between the backup rolls 170 in a measurement allowable state.

이와 같이, 롤 승강기구(180)는 가이드 롤(161)들의 상하 위치를 조정하여 백업 롤(170)들에 대한 제품(10)의 진출입 각도(θ)를 조정함으로써, 제품(10)이 재질에 상관 없이 백업 롤(170)들 사이의 측정 영역을 측정 허용 상태로 지나갈 수 있게 한다.In this way, the roll lifting mechanism 180 adjusts the upper and lower positions of the guide rolls 161 to adjust the entry/exit angle θ of the product 10 with respect to the backup rolls 170, so that the product 10 is attached to the material. Regardless, the measurement area between the backup rolls 170 can be passed in a measurement-permissive state.

롤 승강기구(180)는 승강 블록(181)들과, 잠금 볼트(182)들을 포함할 수 있다. 승강 블록(181)들은 가이드 롤(161)의 양단을 각각 회전 가능하게 지지한다. 가이드 롤(161)의 양단은 베어링들을 매개로 승강 블록(181)들에 회전 지지될 수 있다. 승강 블록(181)들은 끼움홀들을 통해 수직 기둥(113)들에 끼워져 승강 지지된다. 승강 블록(181)은 끼움홀 주변이 절개된 형태로 이루어질 수 있다.The roll lifting mechanism 180 may include lifting blocks 181 and lock bolts 182 . The lifting blocks 181 rotatably support both ends of the guide roll 161, respectively. Both ends of the guide roll 161 may be rotationally supported by the lifting blocks 181 via bearings. The lifting blocks 181 are inserted into the vertical pillars 113 through the fitting holes to be lifted and supported. The lifting block 181 may be formed in a shape in which the periphery of the fitting hole is cut.

잠금 볼트(182)들은 승강 블록(181)의 끼움홀 주변에 나사 결합된다. 잠금 볼트(182)들은 끼움홀들 주변으로부터 풀린 상태에서 수직 기둥(113)들에 대한 승강 블록(181)들의 승강을 허용하여 가이드 롤(161)의 상하 위치가 조정되게 한다. 잠금 볼트(182)들은 가이드 롤(161)의 상하 위치가 조정된 상태에서 끼움홀들 주변에 죄어져 승강 블록(181)들을 수직 기둥(113)들에 고정시킬 수 있게 한다. 한편, 롤 승강기구(180)는 실린더 등과 같은 리니어 액추에이터를 포함하여 가이드 롤(161)을 승강시킬 수도 있으므로, 예시된 바에 한정되지 않는다.The lock bolts 182 are screwed around the fitting hole of the lifting block 181 . The lock bolts 182 allow the lifting of the lifting blocks 181 with respect to the vertical pillars 113 in a state released from the periphery of the fitting holes so that the upper and lower positions of the guide roll 161 are adjusted. The locking bolts 182 are tightened around the fitting holes in a state where the upper and lower positions of the guide roll 161 are adjusted to fix the lifting blocks 181 to the vertical posts 113 . Meanwhile, the roll elevating mechanism 180 may elevate the guide roll 161 by including a linear actuator such as a cylinder, and thus is not limited thereto.

추가 양상으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 가이드 롤들(161, 162) 중 센서 프레임(120)에 대해 상대적으로 멀리 배치된 가이드 롤(162)들의 전후 위치는 롤 수평 조정기구(190)에 의해 제품(10)의 이송 방향으로 조정될 수 있다. 제품(10)에 주름이 지는 등 장력이 고르지 않을 경우, 롤 수평 조정기구(190)는 제품(10)의 장력을 균일하게 맞추도록 제품(10)의 이송 방향을 따라 가이드 롤(162)들을 수평 이동시켜 정렬할 수 있다.In a further aspect, as shown in FIG. 7 , the front and rear positions of the guide rolls 162 disposed relatively far from the sensor frame 120 among the guide rolls 161 and 162 are determined by the roll leveling mechanism 190 . It can be adjusted in the conveying direction of the product 10 . When the tension of the product 10 is uneven, such as wrinkles, the roll leveling mechanism 190 horizontally aligns the guide rolls 162 along the conveying direction of the product 10 to uniformly adjust the tension of the product 10 . You can move it to sort.

롤 수평 조정기구(190)는 조정 블록(191)들과, 조정 볼트(192)들을 포함할 수 있다. 조정 블록(191)들은 수직 기둥(113)들에 고정될 수 있다. 조정 블록(191)들은 전후 방향으로 길게 연장된 장홀(191a)들에 가이드 롤(162)의 양단을 끼워서 전후 방향으로 안내함으로써, 가이드 롤(162)의 전후 위치를 조정할 수 있게 한다. 가이드 롤(162)의 양단은 베어링들을 매개로 조정 블록(191)들에 회전 지지될 수 있다.The roll leveling mechanism 190 may include adjustment blocks 191 and adjustment bolts 192 . The adjustment blocks 191 may be fixed to the vertical posts 113 . The adjustment blocks 191 are guided in the front-rear direction by inserting both ends of the guide roll 162 into the long holes 191a elongated in the front-rear direction, so that the front-rear position of the guide roll 162 can be adjusted. Both ends of the guide roll 162 may be rotationally supported by the adjustment blocks 191 via bearings.

조정 볼트(192)는 장홀(191a)의 길이 방향으로 조정 블록(191)을 통과해서 가이드 롤(162)의 베어링에 나사 결합되어 회전 방향에 따라 가이드 롤(162)의 전후 위치를 조정할 수 있게 한다. 한편, 롤 수평 조정기구(190)는 실린더 등과 같은 리니어 액추에이터를 포함하여 가이드 롤(162)을 수평 이동시킬 수도 있으므로, 예시된 바에 한정되지 않는다.The adjustment bolt 192 is screwed to the bearing of the guide roll 162 through the adjustment block 191 in the longitudinal direction of the long hole 191a, so that the front and rear positions of the guide roll 162 can be adjusted according to the rotational direction. . On the other hand, the roll horizontal adjustment mechanism 190 may include a linear actuator such as a cylinder to horizontally move the guide roll 162 , and thus is not limited thereto.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings, which is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. will be able Accordingly, the true protection scope of the present invention should be defined only by the appended claims.

110..베이스 프레임
120..센서 프레임
130..상측 센서
140..하측 센서
150..주행기구
161, 162..가이드 롤
170..백업 롤
180..롤 승강기구
190..롤 수평 조정기구110..Base frame
120..Sensor frame
130..Upper sensor
140..lower sensor
150..Travel equipment
161, 162.. guide roll
170..Backup Roll
180..Roll Elevator
190..Roll leveling mechanism

Claims (3)

이송되는 웹 형상의 제품을 통과시키면서 제품 두께를 비접촉식으로 측정하는 장치로서,
베이스 프레임;
상하로 이격된 상태로 제품의 이송 방향과 직교하는 제품의 폭 방향을 따라 각각 좌우로 연장된 상,하측 지지블록부와 상기 상,하측 지지블록부의 인접한 좌,우측 단들끼리 연결하는 좌,우측 연결블록부를 구비하여 통로를 형성하며, 상기 통로에 제품을 통과시키면서 제품의 폭 방향을 따라 수평으로 주행하도록 상기 베이스 프레임의 리니어 가이드에 의해 안내되는 센서 프레임;
상기 상측 지지블록부에 좌우 배열된 상태로 고정되어 제품의 상면까지 거리를 측정하는 상측 센서들;
상기 하측 지지블록부에 상기 상측 센서들과 각각 일대일 대응된 상태로 고정되어 제품의 하면까지 거리를 측정하는 하측 센서들;
상기 센서 프레임을 제품의 폭 방향을 따라 수평으로 주행시키는 주행기구;
제품의 이송 방향에 따른 상기 센서 프레임의 전,후방에 각각 배치되어 제품의 이송을 안내하도록 상기 베이스 프레임에 장착되는 가이드 롤들;
상기 상,하측 센서들에 의한 제품의 측정 영역 주변에 제품의 이송 방향을 따라 설정 간격으로 수평 배열되어 제품을 얹어서 제품의 이송을 안내하도록 상기 베이스 프레임에 장착되는 한 쌍의 백업 롤들; 및
상기 백업 롤들에 대한 제품의 진출입 각도를 조정하도록 상기 가이드 롤들의 상하 위치를 조정하는 롤 승강기구;
을 포함하는 비접촉식 두께 측정장치.A device for non-contact measurement of product thickness while passing a web-shaped product being transported,
base frame;
Upper and lower support block portions extending left and right respectively along the width direction of the product orthogonal to the conveying direction of the product in a vertically spaced state and left and right connections connecting the adjacent left and right ends of the upper and lower support block portions a sensor frame provided with a block portion to form a passage, and guided by a linear guide of the base frame so as to travel horizontally along the width direction of the product while passing the product through the passage;
upper sensors fixed to the upper support block in a left and right arrangement to measure the distance to the upper surface of the product;
lower sensors fixed to the lower support block in a one-to-one correspondence with the upper sensors, respectively, to measure the distance to the lower surface of the product;
a traveling mechanism for horizontally driving the sensor frame along the width direction of the product;
Guide rolls respectively disposed at the front and rear of the sensor frame according to the conveying direction of the product and mounted on the base frame to guide the conveying of the product;
a pair of backup rolls mounted on the base frame to guide the conveyance of the product by placing the product horizontally at a set interval along the conveyance direction of the product around the measurement area of the product by the upper and lower sensors; and
a roll lifting mechanism for adjusting the upper and lower positions of the guide rolls to adjust the angle of entry and exit of the product with respect to the backup rolls;
A non-contact thickness measuring device comprising a. 삭제delete 삭제delete
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