KR200178766Y1 - 스트립 자동 벤딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 스트립의 벤딩 작업을 자동으로 행할 수 있는 장치에 관한 것이다.

본 고안은 코일(10)을 제자리에서 회전시키는 회전수단과, 상기 회전하는 코일(10)에서 선단(11)의 위치를 감지하는 감지수단과, 상기 선단(11)을 인입측으로 인출하는 인출수단과, 상기 인출된 선단(11)을 연속적으로 이송 및 벤딩하는 벤딩수단으로 구성된다.

상기와 같은 본 고안의 벤딩장치에 의하면 각종 롤러에 의하여 코일(10) 표면과 접촉하고 인출시에도 자성체에 의하므로 코일(10)의 외경에 찍힘이 발생되지 않고, 귀불량인 경우에도 찢어짐이 발생하지 않으며, 선단(11)의 검출로부터 벤딩에 이르기까지 모든 작업을 일괄적으로 자동으로 처리하여 작업자의 수작업이 전혀 필요없고 또한 신속하고 정확하며 작업자에게도 안전하므로 코일의 벤딩작업에 있어서 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

Description

스트립 자동 벤딩 장치 {Automatic Strip Bending Device}

본 고안은 스트립의 벤딩 작업을 자동으로 행할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 정정패스라인(Pass Line)에 스트립의 선단부가 원활하게 인입될 수 있도록 벤딩시켜주는 작업을 자동으로 할 수 있는 스트립 자동 벤딩 장치에 관한 것이다.

일반적으로 열연 공장에서 마지막 공정인 조질 압연 과정에 있어서 코일은 스킨 패스(Skin Pass) 및 디바이딩(Dividing) 설비의 패스 라인(Pass Line)에 원활하게 인입되도록 하기 위하여 그 선단부를 벤딩할 필요가 있다.

종래의 벤딩 작업에 있어서는 먼저 열연 야드(Yard)에서 천정 기중기(Crane)에 의하여 운반되어 정정 라인 입측에 설치된 컨베이어상에 보급된 열연 소재 코일은 도 1의 측면도에 도시된 바와 같이 코일(10) 운송 수단인 코일카에 의하여 포지션롤(20)에 안착된다. 이렇게 포지션롤(20)에 안착된 코일(10)의 벤딩 작업에는 도 1에 개략적으로 도시된 장치가 사용되었는데, 코일(10)의 선단(11) 부분이 상향하여 끝난 부분에 벤딩장치(A)의 끝 부분을 접촉하여 하방으로 밀어내림으로써 벤딩 작업을 하도록 되어 있었다.

그런데, 상기 선단(11)은 작업의 진행상 항시 작업자의 반대 방향에 위치하므로 벤딩 작업도 작업자의 반대 방향에서 이루어지는데, 이때 코일(10)의 외경에 의하여 작업자의 시야가 가려지게 되므로 코일(10)의 선단(11)을 제대로 찾을 수 없었고, 이러한 과정이 자동화되어 있지도 아니하여 선단(11)을 용이하게 찾을 수 있는 장치가 따로 존재하는 것도 아니었으며, 또한 종래의 벤딩장치(A)로 벤딩 작업을 하는 경우에는 코일(10)의 외경에 찍힘이 발생되어 조질 압연시 워크롤 마크(Work Roll Mark)의 주요 요인이 되었을 뿐만 아니라 상기 벤딩장치(A)를 사용하여 선단(11)을 검출할 때는 벤딩장치(A)의 전진 동작에 의하여 코일(10)이 추락하는 사고나 벤딩장치(A)의 작동 실린더 장치가 파손되는 사고가 빈발하였고, 또한 선단(11)에 귀 불량 부분이 존재하는 경우에 벤딩장치(A)를 사용하여 벤딩 작업을 하게 되면 귀 불량 부분이 찢어지는 현상이 발생하여 작업자가 벤딩장치(A)를 상승시킨 후 그 밑에 들어가서 직접 찢어진 조각을 수거해야 하는 등 안전상의 문제점도 빈발하는 실정이었다.

또한 종래의 벤딩장치(A)를 사용하는 경우에는 매 코일(10)마다 작업자가 수작업으로 선단(11)을 찾아내어 벤딩작업을 해야 하므로 매우 번거로울 뿐만 아니라 벤딩 작업이 제대로 이루어지지 않은 경우에는 패이오프릴(Pay Off Reel)에 삽입 후에 코일(10)의 진입이 불가능하게 되므로 패이오프릴에서 코일(10)을 인출한 후 코일카를 후진시켜서 포지션롤(20)에 안착시키고 다시 벤딩 작업을 하여야 하므로 불편함은 물론이고 이로 인한 작업의 지연도 막심한 실정이었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 코일(10)의 외경에 찍힘을 생기게 하지 않고, 귀불량인 경우에도 찢어짐이 발생하지 않으며, 선단(11)의 검출로부터 벤딩에 이르기까지 모든 작업을 일괄적으로 자동으로 처리하여 작업자의 수작업이 필요없고 신속하고 정확하며 안전한 스트립 자동 벤딩 장치를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 스트립 벤딩 장치의 측면 개념도,

도 2는 본 고안의 스트립 벤딩 장치의 사시도,

도 3은 본 고안의 스트립 벤딩 장치를 이용한 벤딩 작업도,

도 4는 본 고안의 스트립 벤딩 장치의 측면도,

도 5는 본 고안의 구성부분인 선단 검출부의 측면도,

도 6은 본 고안의 구성부분인 선단 검출부의 사시도.

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 코일 11 : 선단

20 : 포지션롤 30 : 모터

40 : 가이드테이블 50 : 아이들롤

60 : 스토퍼 61 : 실린더

62 : 고정가이드 63 : 고정홈

64 : 리미트스위치 70 : 롤베이스

71 : 검출롤 72 : 자성체

73 : 실린더 75 : 롤프레임

76 : 실린더 77 : 리미트스위치

80 : 벤딩롤 81 : 베어링초크

82 : 초크프레임 83 : 샤프트베어링

84 : 벤딩롤샤프트 85 : 베어링베이스

86 : 실린더

100 : 선단검출부 101 : 베이스플랜트

102 : 실린더 103 : 인입구

104 : 브래킷 105 : 플랜트라이너

106 : 플랜트가이드 107 : 플랜트후단센서

108 : 선단검출센서 109 : 플랜트

110 : 롤러플랜트 111 : 보조 볼부쉬롤러

112 : 주 볼부쉬롤러 113 : 스프링

114 : 스프링 115 : 연결고리

116 : 롤러축 117 : 센서브래킷

118 : 볼트

상기의 과제를 달성하기 위하여 본 고안은 도 2의 사시도에 도시된 바와 같이 코일(10)을 제자리에서 회전시키는 회전수단과, 상기 회전하는 코일(10)에서 선단(11)의 위치를 감지하는 감지수단과, 상기 선단(11)을 인입측으로 인출하는 인출수단과, 상기 인출된 선단(11)을 연속적으로 이송 및 벤딩하는 벤딩수단으로 구성된다.

여기서 상기 회전수단은 여러가지로 구성할 수 있지만, 본 고안의 일실시예에 의하면 도면에 도시된 바와 같이 종래의 한쌍의 포지션롤(20) 및 이를 구동시키는 모터(30)로 구성할 수 있다.

또한 상기 감지수단 역시 촬상장치 등에 의한 이미지 프로세싱을 이용한 광학적 감지수단, 자성체에 의한 유도자기를 이용한 전자기적 감지수단, 레이저 등을 이용한 거리측정에 의한 감지수단 등 여러가지로 구성할 수 있지만, 본 고안의 일실시예에 의하면 물리적 감지수단으로서 선단(11)의 두께를 이용하여 선단(11)으로 인하여 형성되는 턱 부분을 감지하는 장치를 고안하였다. 이러한 턱 부분을 감지할 수 있는 센서의 구성도 여러가지로 다양할 수 있지만 본 고안의 일실시예에 있어서는 평면의 요철을 검출하는 다이얼게이지의 원리를 응용한 장치를 고안하였다.

이를 첨부된 도 5의 측면도 및 도 6의 사시도를 참조하여 설명하면 기본적으로 선단(11)의 두께에 의하여 형성되는 턱에 의한 보조 볼부쉬롤러(111) 또는 주 볼부쉬롤러(112)의 길이변형 및/또는 그 전달된 변형을 선단검출센서(108)에 의하여 감지하도록 구성하였다. 즉 기초가 되는 베이스플랜트(101)에 이동원으로서 실린더(102)를 설치하고, 이에 평행하게 플랜트라이너(105)를 설치하며, 상기 플랜트라이너(105)의 후방부에 플랜트후단센서(107)를 설치한다. 한편 상기 실린더(102)에는 전후진할 수 있는 플랜트가이드(106)를 설치하고, 상기 플랜트라이너(105)에는 역시 전후진할 수 있는 플랜트(109)를 설치한 후, 상기 플랜트가이드(106)와 플랜트(109)를 일체적으로 결합한다. 상기 플랜트(109)에는 선단(11)을 검출할 수 있는 수단이 설치되는데, 이는 다이얼게이지의 원리를 그대로 이용하여 단순히 스프링(113)에 의하여 일정한 유격을 가지는 주 볼부쉬롤러(112)와 상기 주 볼부쉬롤러(112)의 후단부의 운동을 감지하는 선단검출센서(108)로 구성할 수도 있다.

한편 도 5 및 도 6에 도시된 본 고안의 일실시예에 있어서는 턱 부분에 의하여 센서가 받는 충격을 완화하고 보다 정확한 동작을 위하여 다소 복잡한 구성을 보이고 있는데, 이를 상세히 설명하면 상기 플랜트(109)의 선단측에는 롤러플랜트(110a)를 고정 설치하고, 이에 평행하게 스프링(114)와 연결고리(115)에 의하여 상하방향으로 운동가능하도록 고정된 롤러플랜트(110)를 설치하며, 상기 롤러플랜트(110)에는 중앙 상하부에 각각 보조 볼부쉬롤러(111, 111a)를 설치하고, 그 중앙에 상기 롤러플랜트(110, 110a)를 관통하여 주 볼부쉬롤러(112)를 설치하며, 상기 주 볼부쉬롤러(112)가 선단(11)의 턱에 접촉하여 전후진 운동을 하면 이에 따라 센서브래킷(117)이 전후진되어 선단검출센서(108)에 의하여 감지되는 구조로 되어 있다.

한편 상기 인출수단은 코일(10)의 중앙부에 맞추어 설치되어 실린더(76)에 의하여 운동할 수 있도록 구성된 롤프레임(75) 선단에 롤베이스(70)를 설치하고, 그 후방에 실린더(73)를 설치하고 상하에 검출롤(71, 71a)을 설치하며, 일측방에는 선단을 맞추어 상기의 선단검출부(100)를 설치하고, 상기 실린더(73) 선단에 자성체판(72)을 구비하도록 구성한다.

마지막으로 상기 벤딩수단은 기본적으로 바닥측에 설치된 다수개의 아이들롤(50)과, 상기 아이들롤(50)에 걸쳐진 선단(11)을 위에서 누르도록 구성된 벤딩롤(80)로 구성된다. 여기서 상기 벤딩롤(80)은 양측이 수평으로 기중 장치에 의하여 동시에 상하운동하도록 구성할 수도 있으나, 본 고안의 일실시예에 의하면 도 2에 도시된 바와 같이 일측은 실린더(86)에 의하여 운동가능하도록 고정되고 타측은 개방되어 운동하도록 구성되어 있다.

이를 상세히 설명하면 포지션롤(20)의 다음단에 높이를 맞추기 위한 가이드테이블(40)을 설치하고, 그 다음단에 다수개의 아이들롤(50)을 설치한다. 상기 아이들롤(50)은 상기 감지수단 및 인출수단의 동작을 고려하면 최소한 전후 및 좌우로 배치된 4개 이상이 된다. 그리고 상기 아이들롤(50)의 중앙부에 해당되는 측면부에는 베어링베이스(85)에 고정된 샤프트베어링(83)에 의해 지지되는 벤딩롤샤프트(84)에 운동 가능하도록 일측이 설치된 벤딩롤(80)이 실린더(86)에 의하여 상하운동할 수 있도록 설치되고, 이에 대응되는 반대편에는 상기 벤딩롤(80)의 타측단을 수용할 수 있는 고정홈(63)을 구비하고, 실린더(61)에 의하여 동작하여 상기 벤딩롤(80)의 이탈을 방지할 수 있는 스토퍼(60)를 구비한다.

이하 상기와 같은 구성을 가지는 본 고안의 벤딩장치의 동작을 설명한다.

먼저 종래와 같이 코일카에 의하여 코일(10)이 운반되어 포지션롤(20)에 안착되면 미도시된 하중센서 등에 의하여 자동으로 모터(30)를 구동시켜 체인(31)에 의하여 포지션롤(20)을 회전시킨다. 이때 회전방향은 시계방향이든 반시계방향이든 무관하지만 회전방향이 변경되면 상기 감지수단의 선단검출센서(108)의 감지 방법이 반대가 되어야 한다.

그리고 이와 동시에 자동으로 실린더(76)를 작동시켜서 도 4에 도시된 바와 같이 상기 감지수단 및 인출수단이 회전중인 코일(10) 표면에 접촉되도록 한다. 이때 인출수단의 상하에 설치되어 있는 검출롤(71, 71a)에 의하여 코일(10) 표면에 손상을 가하지 않으면서 원활한 접촉이 이루어진다.

그리고 상기 검출롤(71, 71a)이 접촉되면서 코일(10)의 회전에 따라 함께 회전되면 미도시된 접촉센서 또는 회전감지센서 등에 의하여 도 5에 도시된 바와 같이 상기 감지수단의 실린더(102)를 구동시켜 플랜트(109)를 전진시키고, 이에 의하여 그 선단에 설치된 상하의 보조 볼부쉬롤러(111) 및 중앙의 주 볼부쉬롤러(112)가 코일(10) 표면과 접촉된다. 이때 상기 보조 볼부쉬롤러(111, 111a) 및 주 볼부쉬롤러(112)의 선단에는 롤러가 설치되어 있으므로 역시 코일(10) 표면에 손상을 가하지 않으면서 원활한 접촉이 이루어진다.

이와 같이 코일(10)의 회전이 계속되다가 선단(11)이 상기 보조 볼부쉬롤러(111, 111a) 또는 주 볼부쉬롤러(112)에 접촉되면 도 5에 도시된 바와 같이 그 두께로 인하여 평행하게 설치되어 있던 롤러플랜트(110, 110a)의 평행상태가 깨지면서 그 비틀림이 후방으로 전달되어 센서브래킷(117)을 운동시키게 되고, 이를 선단검출센서(108)가 감지하면 즉시 모터(30)의 동작을 중단시킨다. 따라서 코일(10)의 선단(11)이 정확하게 감지되고, 코일(10)은 벤딩이 시작될 적정한 위치에 위치하게 된다. 또한 이와 동시에 실린더(102)가 반대방향으로 작동하여 플랜트후단센서(107)에 의하여 감지될 때까지 플랜트(109)를 후진시켜서 다음 검출을 위한 준비위치로 이동시킨다.

또한 이와 동시에 상기 인출수단의 실린더(73)를 작동시켜 자성체판(72)을 코일(10)의 선단(11) 부분에 접촉시킨다. 이때 상기 자성체판(72)은 영구자석 또는 전자석으로 구성될 수 있고, 전자석의 경우에는 전원을 인가할 필요가 있다.

상기와 같이 접촉이 되어 자력에 의한 부착이 완료되면 도 3에 도시된 바와 같이 실린더(76)를 작동시켜 롤베이스(70) 전체를 수평으로 눕히는데, 이때 자력에 의하여 코일(10)의 선단(11)도 함께 인출된다. 상기 인출의 완료 여부는 리미트스위치(77)에 의한 감지에 의한다.

상기 리미트스위치(77)에 의하여 인출의 완료를 감지하면 자동으로 실린더(86)를 작동시켜서 벤딩롤(80)을 선단(11)의 위에 가로질러 위치시킨다. 이때 상기 벤딩롤(80)의 하측과 아이들롤(50)의 상측에 의하여 선단(11)이 적정한 힘으로 물릴 수 있도록 상기 벤딩롤(80)의 하강 및 고정 위치는 미리 결정되어 있다. 그리고 상기 벤딩롤(80)의 타단은 반대편의 고정홈(63)에 수용시키고, 이탈을 방지하기 위하여 실린더(61)를 작동시켜 스토퍼(60)를 고정가이드(62) 내부로 활주시켜 잠근다. 이때 리미트스위치(64)에 의하여 스토퍼(60)가 감지되면 실린더(61)의 작동을 자동으로 정지시켜서 잠금을 완료시킨다.

상기 리미트스위치(64)의 감지에 의하여 다시 모터(30)를 작동시키면 포지션롤(20)이 회전하게 되고, 이에 따라 코일(10)이 풀리면서 공급되는데, 이때 아이들롤(50)과 벤딩롤(80)이 모두 아이들롤 역할을 하면서 벤딩작업을 하게 된다.

따라서 상기와 같은 본 고안의 벤딩장치에 의하면 각종 롤러에 의하여 코일(10) 표면과 접촉하고 인출시에도 자성체에 의하므로 코일(10)의 외경에 찍힘이 발생되지 않고, 귀불량인 경우에도 찢어짐이 발생하지 않으며, 선단(11)의 검출로부터 벤딩에 이르기까지 모든 작업을 일괄적으로 자동으로 처리하여 작업자의 수작업이 전혀 필요없고 또한 신속하고 정확하며 작업자에게도 안전하므로 코일의 벤딩작업에 있어서 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 매우 획기적인 고안이라 할 것이다.

Claims (1)

1. 스트립의 벤딩 작업을 자동으로 행할 수 있는 장치에 있어서, 코일(10)을 제자리에서 회전시키는 회전수단과, 상기 회전하는 코일(10)에서 선단(11)의 위치를 감지하는 감지수단과, 상기 선단(11)을 인입측으로 인출하는 인출수단과, 상기 인출된 선단(11)을 연속적으로 이송 및 벤딩하는 벤딩수단으로 구성하되,

   상기 회전수단은 포지션롤(20) 및 이를 구동시키는 모터(30)로 구성하고,

   상기 감지수단은 선단(11)의 두께에 의하여 형성되는 턱에 의한 보조 볼부쉬롤러(111) 또는 주 볼부쉬롤러(112)의 변형 및 그 전달된 변형을 선단검출센서(108)에 의하여 감지하도록 구성하며,

   상기 인출수단은 코일(10)의 중앙부에 설치되어 실린더(76)에 의하여 운동할 수 있도록 구성된 롤프레임(75) 선단에 롤베이스(70)를 설치하고, 그 후방에 실린더(73)를 설치하고 상하에 검출롤(71, 71a)를 설치하며, 일측방에는 선단을 맞추어 상기의 선단검출부(100)를 설치하고, 상기 실린더(73) 선단에 자성체판(72)을 구비하도록 구성하고,

   상기 벤딩수단은 바닥측에 설치된 다수개의 아이들롤(50)과, 상기 아이들롤(50)에 걸쳐진 선단(11)을 위에서 누르도록 구성된 벤딩롤(80)로 구성됨을 특징으로 하는 스트립 자동 벤딩 장치.