KR102606884B1 - 원단 절단 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

원단 절단 장치 및 방법에 관한 것으로, 권취롤에 감긴 원단의 일단을 파지해서 이송하는 그리퍼, 상기 그리퍼에 의해 이송된 원단의 일단부를 파지해서 고정하는 고정부, 이송된 원단의 타단을 미리 설정된 길이로 재단하는 커팅부 및 각 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 원단의 일단부를 원단 이송 방향을 따라 상기 고정부 측으로 이송한 후, 다시 초기 위치로 복귀해서 상기 초기 위치에 배치된 원단의 타단부를 고정하도록 상기 그리퍼의 구동을 제어하는 구성을 마련하여, 그리퍼를 이용해서 권취롤에 감긴 원단의 일단부를 파지하여 원단 이송방향을 따라 이동시킨 후, 이송된 원단의 일단부를 파지해서 고정하고, 그리퍼를 초기 위치로 복귀시켜 원단의 타단을 고정한 상태에서 원하는 길이로 재단할 수 있다.

Description

원단 절단 장치 및 방법{FABRIC CUTTING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 원단 절단 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 시트커버를 제조하기 위한 원자재로 이용되는 원단을 절단하는 원단 절단 장치 및 방법에 관한 것이다.

자동차 시트커버는 가죽 원단, 폼, 종이 등을 원자재로 이용해서 제조된다.

이러한 시트커버는 제조 시 가죽 원단, 폼, 종이 등의 원자재를 필요한 형상에 대응되도록 재단하는 과정을 거친다.

일반적으로, 원단은 보관과 운반 및 가공작업을 위한 언코일 시, 처리가 용이하도록 지관에 권취하고, 소정 길이만큼 절단하여 보관하는 것이 보통이다.

그래서 상기한 가죽 원단의 경우, 롤 상태의 원단을 설비에 배치하여 일정 길이만큼 풀어 커터기로 재단한다.

그러나 종래에는 가죽 원단의 재단 작업시 재단사의 수작업으로 진행됨에 따라, 재단사의 숙련도에 따라 작업량 및 품질에 편차가 발생하는 문제점이 있었다.

즉, 작업자의 숙련도나 컨디션에 따라 원단의 균일한 커팅이 되지 않거나, 작업량, 품질 등에 차이가 발생하게 된다.

그리고 가죽 원단의 재단 작업시 롤 상태의 원단을 풀고 고정하는 작업과 재단 작업을 수행할 2인의 작업자가 필수적으로 투입되어야 한다.

또한, 단순 반복 작업으로 인해 작업자의 근골격계 질환을 발생시키는 문제점이 있었다.

따라서 원단의 재단 작업은 작업 효율이 재고하고, 품질을 개선할 수 있는 원단 절단 장치 기술의 개발이 요구되고 있다.

대한민국 특허 등록번호 10-1851733(2018년 4월 24일 공고) 대한민국 특허 공개번호 10-2015-0081874(2015년 7월 15일 공개)

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 시트 커버 제조시 원자재로 이용되는 가죽 원단을 자동으로 절단할 수 있는 원단 절단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 원단 절단 작업의 효율을 향상시키고 품질을 개선할 수 있는 원단 절단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 원단 절단 작업 과정에서 손상이나 파손을 억제할 수 있는 원단 절단 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 원단 절단 장치는 권취롤에 감긴 원단의 일단을 파지해서 이송하는 그리퍼, 상기 그리퍼에 의해 이송된 원단의 일단부를 파지해서 고정하는 고정부, 이송된 원단의 타단을 미리 설정된 길이로 재단하는 커팅부 및 각 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 원단의 일단부를 원단 이송 방향을 따라 상기 고정부 측으로 이송한 후, 다시 초기 위치로 복귀해서 상기 초기 위치에 배치된 원단의 타단부를 고정하도록 상기 그리퍼의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 원단 절단 방법은 (a) 그리퍼를 이용해서 권취롤에 감긴 원단이 일단부를 파지하는 단계, (b) 상기 그리퍼는 원단 이송 방향을 따라 고정부 측으로 이송하는 단계, (c) 상기 고정부를 이용해서 이송된 원단의 일단부를 파지해서 고정하는 단게, (d) 상기 그리퍼를 상기 원단 이동 방향의 반대 방향으로 이동시켜 초기 위치로 복귀시켜 원단의 타단부를 파지해서 고정하는 단계 및 (e) 커팅부를 이용해서 원단을 설정된 길이로 재단하는 단계를 포함하고, 상기 (d)단계에서 파지된 원단의 일단부를 다시 상기 고정부 측으로 이송해서 원단을 일정 길이로 재단하는 과정을 반복하며, 재단된 원단은 원단의 이송 및 절단 작업 공간을 형성하는 지지 프레임의 상면에 순차적으로 적재되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 원단 절단 장치 및 방법에 의하면, 그리퍼를 이용해서 권취롤에 감긴 원단의 일단부를 파지하여 원단 이송방향을 따라 이동시킨 후, 고정부를 이용해서 이송된 원단의 일단부를 파지해서 고정하고, 그리퍼를 초기 위치로 복귀시켜 원단의 타단을 고정한 상태에서 원하는 길이로 재단할 수 있다는 효과가 얻어진다.

이에 따라, 본 발명에 의하면, 원단 절단 작업에 필요한 인력을 최소화하고, 작업 속도 및 작업 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 의하면, 반복적인 원단 이송 작업으로 인한 작업자의 근골격계 질환을 예방하고, 생산 환경을 개선할 수 있으며, 작업자의 숙련도와 무관하게 일정한 품질로 원단을 재단할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명에 의하면, 원단을 파지하는 과정에서 손상을 방지해서 원단의 손상으로 인한 불량률을 감소시키고, 재단된 원단의 품질을 높일 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원단 절단 장치의 블록 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 원단 절단 장치의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 원단 절단 장치의 정면도,
도 4는 도 3에 도시된 원단 절단 장치의 평면도,
도 5는 도 2에 도시된 그리퍼의 부분 확대 사시도,
도 6은 도 2에 도시된 고정부의 부분 확대 사시도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원단 절단 장치를 이용한 원단 절단 방법을 단계별로 설명하는 공정도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원단 절단 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원단 절단 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 원단 절단 장치의 사시도이다.

이하에서는 '좌측', '우측', '전방', '후방', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 각 도면에 도시된 상태를 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원단 절단 장치(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 권취롤(12)에 감긴 원단(11)의 일단부를 파지해서 이송하는 그리퍼(20), 그리퍼(20)에 의해 이송된 원단(11)의 일단을 고정하는 고정부(30) 및 이송된 원단(11)의 타단부를 미리 설정된 길이로 재단하는 커팅부(40) 및 각 장치의 구동을 제어하는 제어부(50)를 포함한다.

그리고 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원단 절단 장치(10)는 그리퍼(20)와 고정부(30)의 동작 상태를 감지하는 감지부(60), 작업자로부터 재단하고자 하는 원단(11)의 길이와 작업속도를 입력받는 입력부(70) 및 각 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부(80)를 더 포함할 수 있다.

제어부(50)는 각 장치의 구동을 제어하는 중앙 처리 유닛으로 마련되고, 입력부(70) 및 전원공급부(80)와 함께 하나의 모듈로 마련될 수 있다.

제어부(50)는 내부의 메모리에 저장된 구동 프로그램을 실행시켜 각 장치의 구동을 제어할 수 있다.

감지부(60)는 그리퍼(20)의 좌우 방향 및 상하 방향의 이동 위치와, 원단(11)을 파지하는 동작 상태를 감지하는 하나 이상의 감지센서를 포함하고, 상기 감지센서에서 출력되는 감지신호는 제어부(50)로 전달될 수 있다.

상기 감지센서는 초음파 센서, 거리센서, 리미트 센서 등 다양한 방식으로 그리퍼(20)의 이동 위치 및 동작 상태를 감지하는 감지센서로 마련될 수 있다.

그래서 제어부(50)는 감지부(60)에서 감지된 그리퍼(20)의 이동 위치 및 동작 상태에 기초해서 그리퍼(20)와 고정부(30) 및 커팅부(40)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생할 수 있다.

입력부(70)는 전원을 온, 오프하는 전원 스위치 및 원단(11)의 길이와 작업속도, 예컨대 그리퍼의 이동속도 등을 입력받는 복수의 버튼을 포함할 수 있다.

전원 공급부(80)는 외부의 상용전원을 공급받아 각 장치의 구동에 필요한 구동전원으로 변환해서 공급하는 기능을 한다.

원단 절단 장치(10)에 마련된 각 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 프레임을 이용해서 구성되는 지지 프레임(13) 상에 설치될 수 있다.

다음, 도 2 내지 도 6을 참조하여 원단 절단 장치의 구조를 상세하게 설명한다.

도 3은 도 2에 도시된 원단 절단 장치의 정면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 원단 절단 장치의 평면도이다. 그리고 도 5는 도 2에 도시된 그리퍼의 부분 확대 사시도이고, 도 6은 도 2에 도시된 고정부의 부분 확대 사시도이다.

지지 프레임(13)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 원단(11)의 이송 및 재단 작업공간을 형성하는 작업대 기능을 하며, 지지 프레임(13)의 상면에는 재단된 원단(11)이 순차적으로 적재될 수 있다.

이와 같이, 지지 프레임(13)의 상면에 재단된 원단이 일정 높이로 적재되면, 작업자의 수동 조작 또는 별도의 배출유닛(도면 미도시)을 구동해서 적재된 원단(11)을 외부로 배출할 수 있다.

지지 프레임(13)의 일측, 도 3에서 보았을 때 우측단에는 커팅부(40)와 권취롤(12)이 설치될 수 있다.

그리고 지지 프레임(13)의 상부에는 그리퍼(20)가 도 3에 도시된 원단 이송 방향을 따라 좌우 방향으로 직선 왕복 이동 가능하게 설치되는 상부 프레임(14)이 결합될 수 있다.

상부 프레임(14)은 상부에서 보았을 때 대략 사각틀 형상으로 형성되고, 지지 프레임(13)과 상부 프레임(14)은 복수의 수직 프레임에 의해 서로 연결될 수 있다.

권취롤(12)은 지지 프레임(13)의 우측단에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

이러한 권취롤(12)에는 원단이 롤 형태로 감긴 상태이다.

지지 프레임(13) 우측단에는 그리퍼(20)에 파지된 원단을 좌측 방향으로 이송하는 과정에서 권취롤(13)이 멈추지 않고 지속적으로 회전해서 원단(11)이 과도하게 풀리는 것을 방지하기 위한 롤 고정부(15)가 마련될 수 있다.

롤 고정부(15)는 도 5에 도시된 바와 같이, 지지 프레임(13)의 우측단 전후측에 고정되는 한 쌍의 고정플레이트(151)와 각 고정 플레이트(151)에 전단과 후단이 회전 가능하게 결합되고 상하로 나란하게 배치되는 한 쌍의 고정롤러(152)를 포함할 수 있다.

여기서, 각 고정 플레이트(151)에는 상하 방향을 따라 연장되는 장공 형상의 결합공이 형성될 수 있다.

그래서 원단 재단 작업 시작시, 원단(11)의 일단이 한 쌍의 고정롤러(152) 사이를 통과해서 그리퍼(20)에 파지되면, 상부에 배치된 고정롤러(152)는 자중에 의해 하강해서 한 쌍의 고정롤러(152) 사이에 배치된 원단(11)의 일부를 가압한다. 이에 따라, 롤 고정부(15)는 권취롤(12)의 지속적인 회전을 방지하고, 원단(11)이 과도하게 공급되면서 하방으로 처지는 것을 미연에 예방할 수 있다.

그리퍼(20)는 상부 프레임(14)을 따라 좌우 방향으로 직선 왕복 이동하게 하게 설치되는 이동유닛(21), 이동유닛(21)을 이동시키도록 구동력을 발생하는 구동모터(22), 이동유닛(21)의 하부에 설치되고 상하 방향으로 승강 동작 가능하게 설치되는 상부 그리퍼(23)와 상부 그리퍼(23)의 하부에 상하 방향으로 승강 동작 가능하게 설치되는 하부 그리퍼(24)를 포함할 수 있다.

이동유닛(21)은 상부에서 보았을 때 대략 사각틀 형상으로 형성되고, 상부 프레임(14)의 전후측 프레임 상면에 마련된 한 쌍의 레일을 따라 좌우 방향으로 이동할 수 있다.

구동모터(22)는 이동유닛(21)을 좌우 방향으로 직선 왕복 이동시키도록 구동력을 발생하는 서보 모터로 마련될 수 있다. 물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 원단(11)의 종류, 재단하고자 하는 원단(11)의 길이 및 하중에 의한 부하 등을 고려해사 다양한 방식으로 구동하는 다양한 규격의 모터를 적용하도록 변경될 수 있다.

이러한 구동모터(22)는 재단하고자 하는 원단(11)의 길이에 기초한 제어부(50)의 제어신호에 따라 회전량 및 회전속도가 조절될 수 있다.

구동모터(22)의 출력축에는 상부 프레임(14)의 중앙에 좌우 방향을 따라 설치되는 가이드 프레임(16)과 맞물리는 구동기어가 마련될 수 있다.

예를 들어, 가이드 프레임(15)과 상기 구동기어는 래크와 피니언으로 마련될 수 있다. 물론, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 기어와 벨트 또는 풀리 등 다양한 동력전달유닛을 통해 동력을 전달하도록 변경될 수도 있다.

이동유닛(21)의 하부에는 고정 프레임(211)이 수평 방향을 따라 일정 높이로 고정 설치되고, 고정 프레임(211)의 하부에는 공기나 오일 등의 유체 압력에 의해 신장 동착하는 복수의 실린더가 설치될 수 있다.

예를 들어, 고정 프레임(211)의 하면 중앙부에는 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 그리퍼(23)를 승강 동작시키는 제1 실린더(26)가 장착되고, 고정 프레임(25)의 하면 양단, 즉 전측과 후측에는 하부 그리퍼(24)를 승강 동작시키는 한 쌍의 제2 실린더(27)가 장착될 수 있다.

상부 그리퍼(23)는 전후 방향을 따라 수평으로 설치되고, 제1 실린더(26)에 의해 상하 방향으로 승강 동작할 수 있다.

하부 그리퍼(24)는 상부 그리퍼(23)의 하부에 나란하게 배치되고, 한 쌍의 제2 실린더(27)의 신장 동작에 의해 승강 동작할 수 있다.

여기서, 제2 실린더(27)의 로드가 신장 동작하는 최소 거리는 제1 실린더(26)의 로드가 신장 동작하는 최대 거리와 동일하거나 길게 설정될 수 있다.

그래서 그리퍼(20)는 상부 및 하부 그리퍼(23,24)의 승강 동작에 의해 원단(11)의 일단부를 파지하거나 해제할 수 있다.

이에 따라, 그리퍼(20)는 이동유닛(21)의 직선 왕복 이동에 의해 원단(11)의 일단부를 고정부(30)로 이송한 후, 다시 초기 위치로 복귀해서 상기 초기 위치에 배치된 원단(11)을 파지해서 고정할 수 있다.

한편, 상부 그리퍼(23)의 하면과 하부 그리퍼(24)의 상면에는 각각 하방과 상방을 향해 서로 돌출되는 복수의 제1 및 제2 파지부(231,241)가 형성될 수 있다.

즉, 제1 파지부(231)와 제2 파지부(232)는 하부 그리퍼(24)의 상승 동작시 서로 면 접촉되어 원단(11)을 파지하고, 하부 그리퍼(24)의 하강 동작시에는 서로 분리되어 원단(11)의 파지 상태를 해제함으로써, 원단(11)이 이동할 수 있는 공간을 형성한다.

여기서, 자동차의 시트에 적용되는 가죽 원단의 경우, 표면에 스크래치 등의 손상이 발생하는 경우, 상품성이 저하된다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 본 실시 예에서는 제1 파지부(231)의 하면과 제2 파지부(241)의 하면은 원단의 손상을 방지할 수 있도록, 조밀한 연마재를 이용해서 연마되고, 가장자리부는 라운드진 곡면으로 형성될 수 있다.

물론, 제1 파지부(231)의 상면과 제2 파지부(241)의 하면에 가죽이나 고무와 같이, 가죽 원단을 쉽게 파지하고, 손상을 방지할 수 있는 재질의 재료로 제조되는는 손상방지패드가 부착될 수도 있다.

또는, 제1 및 제2 파지부(231,241)는 가죽이나 고무와 같이, 가죽 원단을 쉽게 파지하고, 손상을 방지할 수 있는 재질의 재료를 이용한 손상방지블록으로 제조되고, 제1 그리퍼(23)의 하면과 제2 그리퍼(24)의 상면에 복수 개가 접착제나 열 융착 등의 접합 방식이나 볼트 등을 이용한 결합 방식으로 설치될 수도 있다.

한편, 이동유닛(20)의 하부에는 이동유닛(20)의 이동시 원단(11)의 상면에 접촉된 상태에서 원단이 수평 상태를 유지하도록 가이드하는 가이드 부재(28)가 설치될 수 있다.

가이드 부재(26)는 이동유닛(21)의 좌측 하부에서 전후단에 각각 설치된 한 쌍의 제3 실린더(29)에 의해 승강 동작 가능하게 설치될 수 있다.

고정부(30)는 그리퍼(20)에 의해 이송된 원단(11)의 일단부를 파지해서 고정하는 기능을 한다.

이러한 고정부(30)는 도 6에 도시된 바와 같이, 재단하고자 하는 원단(11)의 길이에 따라, 지지 프레임(11)의 상면에 좌우 방향으로 이동해서 고정될 수 있다.

즉, 고정부(30)는 지지 프레임(13)의 상면에 설치되는 한 쌍의 레일을 따라 좌우 방향으로 이동해서 위치가 조절되는 조절유닛(31), 조절유닛(31)의 상부에 고정되는 하부 고정체(32) 및 조절유닛(31)의 상부에 승강 동작 가능하게 설치되는 상부 고정체(33)를 포함할 수 있다.

조절유닛(31)은 상기 한 쌍의 레일을 따라 이동해서 위치가 조절되고, 조절된 위치에 고정되는 한 쌍의 고정부재(311) 및 한 쌍의 고정부재(311)의 상단에 설치되고 상부에 하부 및 상부 고정체(32,33)가 설치되는 설치 플레이트(312)를 포함할 수 있다.

상부 고정체(33)는 설치 플레이트(312)의 상면에 설치되는 제4 실린더(34)에 의해 승강 동작 가능하게 설치될 수 있다.

하부 고정체(32)와 상부 고정체(33)에는 각각 그리퍼(20)에 의해 이송된 원단(11)의 일단부를 파지해서 고정하기 위해, 권취롤(12)을 향하는 방향, 즉 도 3에서 보았을 때 우측을 향해 복수의 제3 및 제4 파지부(321,331)가 돌출 형성될 수 있다.

여기서, 제3 파지부(321)의 상면과 제4 파지부(331)의 하면은 원단(11)의 손상을 방지할 수 있도록, 조밀한 연마재를 이용해서 연마되고, 가장자리부는 라운드진 곡면으로 형성될 수 있다.

물론, 제3 파지부(321)의 상면과 제4 파지부(331)의 하면에 가죽이나 고무와 같이, 가죽 원단을 쉽게 파지하고, 손상을 방지할 수 있는 재질의 재료로 제조되는는 손상방지패드가 부착될 수도 있다.

또는, 제3 및 제4 파지부(321,331)는 가죽이나 고무와 같이, 가죽 원단을 쉽게 파지하고, 손상을 방지할 수 있는 재질의 재료를 이용한 손상방지블록으로 제조되고, 하부 고정체(32)와 상부 고정체(33)의 전단에 각각 복수 개가 접착제나 열 융착 등의 접합 방식이나 볼트 등을 이용한 결합 방식으로 설치될 수도 있다.

그래서 제3 및 제4 파지부(321,331)는 서로 상하 방향을 따라 일정 간격만큼 이격된 상태에서 서로 접촉된 복수의 제1 및 제2 파지부(231,241) 사이 공간에 삽입되고, 상부 고정체(33)의 하강 동작에 의해 이송된 원단(11)의 일단부를 파지해서 고정할 수 있다.

다시 도 2 내지 도 4에서, 커팅부(40)는 제어부(50)의 제어신호에 따라 지지 프레임(13)의 좌측단에 전후 방향을 따라 이동 가능하게 설치되고, 회전 동작에 의해 원단을 재단하는 커팅휠(41)과 커팅휠(41)을 회전시키도록 회전력을 발생하는 커팅 모터(42)를 포함할 수 있다.

이를 위해, 지지 프레임(13)의 좌측단 상면에는 전후 방향을 따라 레일이 설치되고, 커팅부(40)는 상기 레일을 따라 전후 방향으로 직선 왕복 이동할 수 있다.

이러한 커팅부(40)의 구성은 공지된 기술이므로, 커팅부(40)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이, 본 발명은 그리퍼를 이용해서 권취롤에 감긴 원단의 일단부를 파지하여 원단 이송방향을 따라 이동시킨 후, 고정부를 이용해서 이송된 원단의 일단부를 파지해서 고정하고, 그리퍼를 초기 위치로 복귀시켜 원단의 타단을 고정한 상태에서 원하는 길이로 재단할 수 있다.

다음, 도 7을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원단 절단 장치를 이용한 원단 절단 방법을 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 원단 절단 장치를 이용한 원단 절단 방법을 단계별로 설명하는 공정도이다.

먼저, 입력부(70)에 마련된 전원 스위치가 온 조작되면, 전원 공급부(80)는 원단 절단 장치(10)에 마련된 각 장치에 전원을 공급하고, 제어부(50)는 메모리에 저장된 구동 프로그램을 실행시켜서 각 장치를 초기화하고, 원단 공급 및 재단 동작을 수행하도록 대기한다.

이때, 입력부(70)는 작업자의 버튼 조작에 의해, 재단하고자 하는 원단의 길이 및 작업속도에 대응되는 조작 명령을 입력받고, 제어부(70)는 입력된 조작 명령에 따라 원단의 길이 및 작업속도를 설정한다.

도 7의 S10단계에서 작업자는 권취롤(12)에 감긴 원단(11)의 일단부를 풀어 롤 고정부(15)에 마련된 한 쌍의 고정롤러(152) 사이를 통해 통과시키고, 제어부(70)는 원단(11)의 일단부를 파지하도록 그리퍼(20)에 마련된 상부 및 하부 그리퍼(23,24)의 구동을 제어한다.

그러면, 상부 그리퍼(23)와 하부 그리퍼(24)는 각각 제1 및 제2 실린더(26,27)의 신장 동작에 의해 미리 설정된 초기 위치에 배치되도록 하강 동작하고, 하부 그리퍼(24)는 원단(11)의 일단부를 파지하기 위해, 미리 설정된 거리만큼 더 하강 동작한다. 이어서, 원단(11)의 일단부가 상부 그리퍼(23)와 하부 그리퍼(24) 사이에 배치되면, 하부 그리퍼(24)는 다시 상승 동작해서 원단(11)의 일단부를 파지한다.

이때, 고정부(30)는 재단부(40)로부터 원단 이송 방향을 따라 재단하고자 하는 원단(11)의 길이만큼 이격된 위치로 이동된 상태에서 지지 프레임(13)에 견고하게 고정된 상태이다.

S12단계에서 그리퍼(20)의 이동유닛(21)은 구동모터(22)에서 발생한 구동력에 의해 원단 이송 방향을 따라 좌측으로 이동한다. 그래서 그리퍼(20)는 원단(11)의 일단부를 파지한 상태에서 고정부(30) 측으로 이동한다.

그리퍼(20)의 이동 동작 시, 제어부(50)는 설정된 원단(11)의 길이 및 작업속도에 따라 그리퍼(20)에 마련된 구동모터(22)의 회전량 및 회전속도를 제어한다.

이때, 고정부(30)의 상부 고정체(33)는 제4 실린더(34)에 의해 상방으로 상승한 상태이다.

그래서 하부 고정체(32)와 상부 고정체(33)에 각각 마련된 복수의 제3 및 제4 파지부(321,331)는 각각 상부 및 하부 그리퍼(23,24)에 마련된 복수의 제1 및 제2 파지부(231,241) 사이 공간에 삽입된다.

이어서, 상부 고정체(33)가 하강 동작해서 하부 고정체(32)와 접촉되면, 고정부(30)는 이송된 원단(11)의 일단부를 파지해서 일정한 위치에 고정한다(S14).

S16단계에서 그리퍼(20)는 하부 그리퍼(24)를 하강 동작시켜 원단(11)의 파지 상태를 해제한 후, 상부 및 하부 그리퍼(23,24)를 원단(11)에서 상방으로 일정 거리만큼 이격되도록 상승 동작시킨다. 그리고 그리퍼(23,24)는 원단 이송 방향의 반대 방향, 즉 우측으로 이동해서 초기 위치로 복귀한다. 이때, 그리퍼(20)의 이동유닛(21) 하부에 마련된 한 쌍의 가이드 부재(28)는 제3 실린더(29)의 신장 동작에 의해 미리 설정된 거리만큼 하강 동작해서 펼쳐진 원단(11)의 유동을 방지하도록 가이드할 수 있다.

초기 위치로 복귀한 후, 그리퍼(20)는 다시 하부 그리퍼(24)를 상승 동작시켜 초기 위치에 배치된 원단(11)의 타단부를 파지해서 고정한다(S18).

이와 같이, 그리퍼(20)와 고정부(30)에 의해 원단(11)의 양단, 도 3에서 보았을 때 좌측단과 우측단이 고정되면, 재단부(40)는 제어부(50)의 제어신호에 따라 후방으로 이동하면서 원단(11)을 재단한다(S20).

그래서 재단된 원단(11)은 지지 프레임(13)의 상면에 순차적으로 적재된다.

이후, 제어부(50)는 S10단계 내지 S20단계를 반복해서 그리퍼(20)에 파지된 원단(11)의 일단부를 원단 이송 방향을 따라 고정부(30) 측으로 이송하고, 원단(11)의 양단을 고정한 상태에서 재단하는 과정을 반복한다.

한편, 재단하고자 하는 원단(11)의 길이가 변경되는 경우, 입력부(70)는 작업자의 버튼 조작에 의해, 변경하고자 하는 원단의 길이 및 작업속도에 대응되는 조작 명령을 입력받고, 제어부(70)는 입력된 조작 명령에 따라 원단의 길이 및 작업속도를 변경 설정한다.

그리고 고정부(30)는 작업자의 수동 조작 또는 구동모듈에 의해 이동해서 지지 프레임(13)에 고정되는 위치가 조절될 수 있다.

상기한 바와 같은 과정을 통해, 본 발명은 그리퍼를 이용해서 권취롤에 감긴 원단의 일단부를 파지하여 원단 이송방향을 따라 이동시킨 후, 고정부를 이용해서 이송된 원단의 일단부를 파지해서 고정하고, 그리퍼를 초기 위치로 복귀시켜 원단의 타단을 고정한 상태에서 원하는 길이로 재단할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 원단 재단 작업에 필요한 인력을 최소화하고, 작업 속도 및 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명은 반복적인 원단 이송 작업으로 인한 작업자의 근골격계 질환을 예방하고, 생산 환경을 개선할 수 있으며, 작업자의 숙련도와 무관하게 일정한 품질로 원단을 재단할 수 있다.

또한, 본 발명은 원단을 파지하는 과정에서 손상을 방지해서 원단의 손상으로 인한 불량률을 감소시키고, 재단된 원단의 품질을 높일 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명은 그리퍼를 이용해서 권취롤에 감긴 원단의 일단부를 파지하여 원단 이송방향을 따라 이동시킨 후, 고정부를 이용해서 이송된 원단의 일단부를 파지해서 고정하고, 그리퍼를 초기 위치로 복귀시켜 원단의 타단을 고정한 상태에서 원하는 길이로 재단하는 원단 재단 장치 및 방법 기술에 적용된다.

10: 원단 절단 장치
11: 원단 12: 권취롤
13: 지지 프레임 14: 상부 프레임
15: 롤 고정부 151: 고정 플레이트
152: 고정롤러 16: 가이드 프레임
20: 그리퍼
21: 이동유닛 22: 구동모터
23,24: 상부, 하부 그리퍼 231,241: 제1, 제2 파지부
25: 고정 프레임 26,27: 제1, 제2 실린더
28: 가이드 부재 29: 제3 실린더
30: 고정부 31: 조절유닛
311: 고정부재 312: 설치 플레이트
32,33: 상부, 하부 고정체 321,331: 제3, 제4 파지부
34: 제4 실린더
40: 커팅부 41: 커팅휠
42: 커팅 모터
50: 제어부 60: 감지부
70: 입력부 80: 전원 공급부

Claims (10)

1. 권취롤에 감긴 원단의 일단을 파지해서 이송하는 그리퍼,
   상기 그리퍼에 의해 이송된 원단의 일단부를 파지해서 고정하는 고정부,
   이송된 원단의 타단을 미리 설정된 길이로 재단하는 커팅부 및
   각 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는 원단의 일단부를 원단 이송 방향을 따라 상기 고정부 측으로 이송한 후, 다시 초기 위치로 복귀해서 상기 초기 위치에 배치된 원단의 타단부를 고정하도록 상기 그리퍼의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 원단 절단 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 그리퍼와 고정부의 동작 상태를 감지하는 감지부,
   작업자로의 조작 명령에 의해 재단하고자 하는 원단의 길이와 작업속도를 입력받는 입력부 및 각 장치에 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 입력부를 통해 입력된 원단의 길이와 작업속도에 기초해서 상기 그리퍼를 이동시키는 구동모터의 회전량 및 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 원단 절단 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 그리퍼와 고정부 및 커팅부는 원단의 이송 및 재단 작업공간을 형성하는 지지 프레임에 설치되고,
   상기 지지 프레임의 상면에는 재단된 원단이 순차적으로 적재되는 것을 특징으로 하는 원단 절단 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 그리퍼는 상기 지지 프레임의 상부에 설치된 상부 프레임을 따라 직선 왕복 이동 가능하게 설치되는 이동유닛,
   상기 이동유닛을 이동시키도록 구동력을 발생하는 구동모터,
   상기 이동유닛의 하부에 설치되고 상하 방향으로 승강 동작 가능하게 설치되는 상부 그리퍼와
   상기 상부 그리퍼의 하부에 상하 방향으로 승강 동작 가능하게 설치되는 하부 그리퍼를 포함하고,
   상기 하부 그리퍼를 승강 동작시키는 제2 실린더의 로드가 신장 동작하는 최소 거리는 상기 상부 그리퍼를 승강 동작시키는 제1 실린더의 로드가 신장 동작하는 최대 거리와 동일하거나 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 원단 절단 장치.
5. 제4항에 잇어서,
   상기 상부 그리퍼와 하부 그리퍼에는 각각 서로 접촉되는 면에 하방 및 상방으로 돌출 형성되는 복수의 제1 및 제2 파지부가 마련되고,
   상기 제1 및 제2 파지부는 상기 하부 그리퍼의 상승 동작에 의해 원단의 일단부를 파지하며,
   상기 제1 및 제2 파지부는 원단의 손상을 방지하는 손상방지블록으로 마련되는 것을 특징으로 하는 원단 절단 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 고정부는 상기 지지 프레임에 설치되는 한 쌍의 레일을 따라 이동해서 재단하고자 하는 원단의 길이에 대응하여 상기 커팅부로부터 이격되도록 위치가 조절되는 조절유닛,
   상기 조절유닛의 상부에 고정되는 하부 고정체 및
   상기 조절유닛의 상부에 승강 동작 가능하게 설치되는 상부 고정체를 포함하며,
   상기 하부 고정체와 상부 고정체에는 각각 상기 복수의 제1 및 제2 파지부 사이 공간에 삽입된 상태에서 상기 상부 고정체의 하강 동작에 의해 이송된 원단의 일단부를 파지해서 고정하는 복수의 제3 및 제4 파지부가 마련되고,
   상기 제3 및 제4 파지부는 원단의 손상을 방지하는 손상방지블록으로 마련되는 것을 특징으로 하는 원단 절단 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 이동유닛의 하부에는 상기 이동유닛의 이동시 원단의 상면에 접촉되어 원단의 유동을 방지하도록 가이드하는 가이드 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 원단 절단 장치.
8. 제3항에 있어서,
   상기 지지 프레임에는 상기 그리퍼에 파지된 원단을 이송하는 과정에서 권취롤에서 공급되는 원단을 고정하는 롤 고정부가 마련되고,
   상기 롤 고정부는 상기 지지 프레임의 전후측에 고정되는 한 쌍의 고정플레이트와
   각 고정 플레이트에 상하로 나란하게 배치되는 한 쌍의 고정롤러를 포함하며,
   상기 한 쌍의 고정롤러는 각 고정 플레이트에 장공 형상으로 형성된 결합공에 전단과 후단이 각각 회전 가능하게 결합되고, 상기 한 쌍의 고정롤러 사이에 투입된 원단을 가압해서 권취롤의 지속적인 회전을 방지하는 것을 특징으로 하는 원단 절단 장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 원단 절단 장치를 이용한 원단 절단 방법에 있어서,
   (a) 그리퍼를 이용해서 권취롤에 감긴 원단이 일단부를 파지하는 단계,
   (b) 상기 그리퍼는 원단 이송 방향을 따라 고정부 측으로 이송하는 단계,
   (c) 상기 고정부를 이용해서 이송된 원단의 일단부를 파지해서 고정하는 단게,
   (d) 상기 그리퍼를 상기 원단 이동 방향의 반대 방향으로 이동시켜 초기 위치로 복귀시켜 원단의 타단부를 파지해서 고정하는 단계 및
   (e) 커팅부를 이용해서 원단을 설정된 길이로 재단하는 단계를 포함하고,
   상기 (d)단계에서 파지된 원단의 일단부를 다시 상기 고정부 측으로 이송해서 원단을 일정 길이로 재단하는 과정을 반복하며,
   재단된 원단은 원단의 이송 및 재단 작업 공간을 형성하는 지지 프레임의 상면에 순차적으로 적재되는 것을 특징으로 하는 원단 절단 방법.
10. 제9항에 있어서,
    (f) 제어부에서 입력부를 통해 재단하고자 하는 원단의 길이 및 작업속도를 입력받아 설정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제어부는 설정된 원단의 길이 및 작업속도에 기초해서 상기 그리퍼의 이동시 상기 그리퍼에 마련된 구동모터의 회전량 및 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 원단 절단 방법.
    

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