KR20020001286A - 보빈 자동 교체 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신선기나 연선기에서 가공되어 나오는 선재의 권취를 위한 공보빈을 공급하고 선재가 만권된 보빈을 인출하기 위한 보빈 자동 교체 장치에 관한 것이다.

본 발명 보빈 자동 교체 장치는 크게 로드리스 마그네틱 실린더를 이용한 공보빈 공급 장치와, 보빈 회전 장치와, 만권된 보빈의 탈착과 인출을 담당하는 만권 보빈 인출 장치 및 제어부의 네부분으로 구성된다.

본 발명 보빈 자동 교체 장치를 구성하는 상기 공보빈 공급 장치는 로드리스 마그네틱 실린더에 의하여 상하 이동하는 보빈 리프트와 공보빈 스토퍼가 구비된 공보빈 적재대로 구성되며, 보빈 회전 장치는 보빈의 양측 플렌지 외면에 밀착되어 보빈을 고정시키는 심압대와 주축대 및 주축대에 회전 구동력을 부여하여 이에 고정된 보빈의 회전이 이루어지도록 하는 보빈 구동부로 구성되고, 만권 보빈 인출 장치는 상기 보빈 회전 장치로부터 분리된 만권 보빈이 안착되고 이를 만권 보빈 적재 다이로 이동시키는 이동대와 이동대에 놓여진 만권 보빈을 밀어 상기 만권 보빈 적재 다이에 만권 보빈을 적재시키는 푸셔 그리고 만권 보빈 적재 다이 및 만권 보빈 적재 다이에 놓여진 만권 보빈과 트레버스 롤러 사이에 연결된 상태로 있는 선재를 공보빈에 권취하기 위하여 선재를 절단해주는 절단기로 구성되며, 제어부는 각종 센서에 의하여 인식되는 신호를 입력받아 각 구성 부분을 제어하는 피엘씨(PLC)로 구성된다.

본 발명 보빈 자동 교체 장치는 보빈에 권취되는 길이를 셋팅하는 것을 제외한 만권 보빈의 인출, 공보빈의 장착, 선재의 절단 및 선재의 권취에 이르기까지 전 공정이 자동으로 수행되어 작업자의 노동 강도가 현저히 감소되므로 한 작업자가 담당하던 기계의 수를 증가시킬 수 있기 때문에 생산성의 향상과 성력화를 꾀할 수 있는 이점이 있다.

Description

보빈 자동 교체 장치{Automatic bobbin exchanger}

본 발명은 연선기나 신선기 등의 선재 생산 라인에서 작업이 완료된 와이어가 권취되는 보빈의 자동 교체 장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 로드레스 마그네틱 실린더(rodless magnetic cylinder)를 이용한 공(空)보빈 공급 장치와, 정열 권취를 위한 트레버스 롤러와 심압대 그리고 스프링의 탄성력을 이용한 선재 고정홈이 구비되는 주축대로 이루어지는 보빈 회전 장치와, 만권된 보빈의 탈착과 인출을 위한 인출 장치로 구성되어 공보빈의 장착과 만권 보빈의 인출을 자동화한 보빈 자동 교체 장치에 관한 것이다.

일반적으로 신선 또는 연선 라인과 같은 선재 생산 라인에서 연속 작업 공정으로 생산되는 선재는 구동 캡스탄으로부터 인출되어 출측 회전 장치에 장착되는 보빈에 권취된 후 인출되는데 이때, 만권된 보빈의 탈착 작업 및 공 보빈의 재장착이 수동으로 이루어짐에 따라 작업자는 현재 장착된 보빈의 권취 상태를 수시로 확인하여 만권 상태에 이른 시점에 손수 보빈의 교체를 행하여야 한다.

따라서, 한 작업자가 관리할 수 있는 신선기의 대수가 한정될 수 밖에 없고 중량체인 보빈을 손수 운반하여야 함에 따라 노동 생산성이 떨어질 뿐만 아니라 노동의 강도가 높다는 문제점이 지적되고 있다.

따라서, 세개 정도의 보빈을 장착시켜 선재를 권취시키는 장치가 개발되어 보빈을 수시로 교체해야 하는 불편함을 다소 해소하기는 하였으나, 이 역시 종래하나의 보빈에 권취되는 경우에 비하여 보빈의 교체 싯점에 대한 유연성이 증가되었을 뿐 작업자의 노동 강도가 감소하거나 여러대의 기계를 한 사람이 관리하기에는 역시 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 신선기나 연선기에 있어서 만권된 보빈의 탈착과 공보빈의 장착이 수동으로 이루어지고 있는 문제점을 근본적으로 해소하기 위한 것으로, 만권된 보빈의 탈착과 인출 및 공보빈의 공급을 자동으로 수행함으로써 작업자의 노동 강도를 줄이고 생산성을 높일 수 있는 보빈 자동 교체 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 본 발명 보빈 자동 교체 장치의 전체 구조를 보인 사시도.

도 2는 본 발명 보빈 자동 교체 장치의 정면 구조도.

도 3은 본 발명 보빈 자동 교체 장치의 평면 구조도.

도 4는 본 발명 보빈 자동 교체 장치의 측면 구조도.

도 5는 로드리스 마그네틱 실린더와 보빈 리프트의 구조도.

도 6은 로드리스 마그네틱 실린더의 단면도.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

100. 공보빈 적재대 200. 기대

300. 보빈 리프트 301. 로드리스 마그네틱 실린더

401. 주축대 402. 심압대

600. 만권보빈 이동대 700. 푸셔

800. 트레버스 롤러 900. 절단기

본 발명의 상기 목적은 크게 로드레스 마그네틱 실린더를 이용한 공보빈 공급 장치와, 보빈을 회전시켜 선재를 권취하는 회전 장치와, 만권된 보빈의 탈착과 인출을 담당하는 만권 보빈 인출 장치와, 상기의 각 구성 장치를 통제하는 제어부에 의하여 달성된다.

본 발명 보빈 자동 교체 장치를 구성하는 공보빈 공급 장치는 로드리스 마그네틱 실린더에 의하여 상하 이동하는 보빈 리프트와 공보빈 적재대로 구성되며, 보빈 회전 장치는 보빈의 양측 플렌지 외면에 밀착되어 보빈을 고정시키는 심압대와 주축대 및 주축대에 회전 구동력을 부여하여 이에 고정된 보빈의 회전이 이루어지도록 하는 보빈 구동부로 구성되고, 만권 보빈 인출 장치는 상기 보빈 회전 장치로부터 분리되는 만권 보빈을 적재한 후 이를 만권 보빈 적재 다이 앞까지 이동시키는 이동대와 이동대에 놓여진 만권 보빈을 밀어 만권 보빈 적재 다이에 만권 보빈을 적재시키는 푸셔(pusher) 그리고 만권 보빈 적재 다이 및 만권 보빈 적재 다이에 놓여진 만권 보빈과 트레버스 롤러 사이에 연결된 상태로 있는 선재를 공보빈에 권취하기 위하여 선재를 절단해주는 절단기로 구성되며, 제어부는 각종 센서에 의하여 인식되는 신호를 입력받아 각 구성 부분을 제어하는 피엘씨(PLC)로 구성된다.

본 발명 보빈 자동 교체 장치의 인출 장치를 구성하는 절단기는 두 개의 구리 전극봉이 구비되고, 두 전극봉에 접촉하게 되는 선재에 전원을 인가하여 저항열에 의하여 선재를 절단하는 전기식 절단기이며, 만권된 보빈의 선재로부터 절단된 선재가 상기 보빈의 회전 장치로부터 이탈되지 않도록 주축대 외주면에는 상기 절단된 선재를 고정시키기 위하여 심압대의 압착력과 스프링의 탄성력에 의하여 틈이 벌어지거나 및착되는 선재 고정홈이 구비된다.

즉, 상기 고정홈에 의하여 선재가 만권 보빈 적재 다이에 적재된 기 만권된 보빈으로부터 절단 분리되는 선재가 회전 장치로부터 이탈되지 않고 새로운 공보빈에 권취될 수 있다.

그리고, 공보빈을 공급하는 보빈 리프트의 상하 운동은 로드레스 마그네틱 실린더를 사용하여 이루어짐으로써 그 움직임이 유연할 뿐 아니라, 일반적인 유압 실린더 또는 에어 실린더에 비하여 실린더의 설치 공간을 반으로 줄여주는 특징이 있다.

본 발명의 목적과 자세한 기술적 특성 및 작용 효과는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의하여 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명 보빈 자동 교체 장치의 전체 구조를 보인 사시도, 도 2는 정면도, 도 3은 평면도, 도 4는 측면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명 교체 장치는, 공 보빈(101)을 공급하기 위하여 기대(200)의 중부와 하부 사이 일측에 구비되며 공보빈 스토퍼(100A)가 부착되는 공보빈 적재대(100)와 공보빈 적재대의 하단부에 공 보빈이 안착되면 로드리스 마그네틱 실린더(301)에 의한 상하 운동으로 공 보빈을 심압대(402)와 주축대(401)의 사이로 운반하는 보빈 리프트(300)로 구성되는 공보빈 공급 장치와, 상기 기대(200)의 중앙부에 위치하고 보빈 리프트에 의하여 공급되는 보빈을 장착한 후 이를 회전시키기 위한 주축대(401)와 심압대(402) 그리고 주축대에 회전 구동력을 부여하여 이에 고정된 보빈의 회전이 이루어지도록 하는 주축(400A)과 풀리(400B) 및 구동 모터(도면 미도시)가 구비된 보빈 구동부(400)로 구성되는 보빈 회전 장치와, 상기 보빈 회전 장치로부터 분리되는 만권 보빈이 안착되면 이를 기대 중앙부 일측에 구비되는 만권 보빈 적재 다이(500)까지 이동시키는 만권 보빈 이동대(600)와 만권 보빈 이동대에 놓여진 만권 보빈을 밀어 만권 보빈 적재 다이위로 이동시키는 푸셔(700)와 만권 보빈과 트레버스 롤러 사이에 이어져 있는 선재를 절단하기 위한 전기 절단기(900)로 구성되는 만권 보빈 인출 장치와, 기대 상부에 장착되는 제어부(P)의 네부분으로 이루어진다.

그리고, 제어부(P)의 양측면과 접하여 브라케트(C1)가 부착되고, 이 브라케트에 본 발명 장치의 전면부를 덮을 수 있는 프레임(C2)과 투명창(C1)으로 구성되는 전면 덮개(C)가 조립된다. 이 전면 덮개를 통하여 작업자는 안전하게 작업 진행 상태를 파악할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 보빈 자동 교체 장치의 구성과 동작 방법을 자세히 살펴 보면 다음과 같다.

회전 장치에 장착되는 공 보빈에 선재의 권취가 완료되면 균일한 정열 권취를 위하여 보빈의 양 플렌지(101A)(101B) 내에서 좌우 이동되던 트레버스 롤러(800)가 만권 보빈의 주축대에 밀착되고 있는 플렌지(101B)의 위치 밖으로 벗어나 주축대(401) 외주면에 형성되는 선재 고정홈(401A) 위치까지 이동하게 되면 만권 보빈 적재 다이와 푸셔 사이에 위치하는 만권 보빈 이동대가 회전 장치에 장착되는 만권 보빈의 직하까지 이동한 후 만권 보빈의 적재시 발생하는 충격을 감소시키기 위하여 상승한다.

만권 보빈 이동대와 트레버스의 동작이 완료된 상태에서 회전 장치의 심압대가 수축하게 되면 만권 보빈이 만권 보빈 이동대에 떨어져 안착되는 동시에 상기 주축대 외주면의 선재 고정홈이 벌어진 상태가 된다. 만권 보빈이 안착된 만권 보빈 이동대가 하강한 후 만권 보빈 적재 다이와 푸셔 사이의 처음 위치로 되돌아 간 다음, 푸셔가 만권 보빈을 만권 보빈 적재 다이로 밀어 적재시키게 되면 트레버스 롤러로부터 가이드 봉(902)에 지지된 상태로 만권 보빈에 이어지는 선재가 상기 선재 고정홈 사이로 삽입된다.

상기 선재 고정홈은 스프링의 탄력에 의하여 동작하는 것으로 심압대가 보빈을 주축대에 밀착시키면서 압착하게 되면 그 압착력에 의하여 밀착되고, 심압대의 압착력이 제거되면 그 홈이 벌어지는 구조이다.

상기와 같이 만권 보빈의 인출이 완료되면 공보빈이 안착된 보빈 리프트가 회전 장치와 공보빈의 축이 일치되는 위치까지 상승하고, 보빈 리프트의 상승이 완료되면 심압대가 주측대측으로 확장되면서 공보빈을 회전 장치에 장착하게 된다. 이때, 주축대에 구비된 선재 고정홈이 밀착하면서 그 홈 사이에 삽입되어 있던 선재를 단단히 고정시키게 된다.

상기와 같이 공보빈의 장착과 선재의 고정이 완료되면, 전기 절단기가 하강하여 상기 고정홈과 만권 보빈 적재 다이의 만권 보빈 사이에 이어져 있는 선재를 절단하게 된다. 상기 전기 절단기에는 2개의 원통형 구리 전극봉(901)이 구비되어 있는 바, 이 두 전극봉과 선재의 접촉시 전원이 인가되면 저항열에 의하여 선재가 절단되는 것이다. 상기와 같이 전기 저항에 의한 절단 방식을 채용한 이유는 선재의 절단부가 저항열에 의하여 용융 용착되는 효과에 의하여 선재의 연선 구조가 풀어지지 않도록하기 위함이다.

고정홈과 만권 보빈 적재 다이의 만권 보빈 사이에 이어져 있는 선재의 절단이 완료되면, 보빈의 양 플렌지를 벗어나 고정홈 위치까지 후퇴하였던 트레버스 롤러가 회전 장치에 장착된 보빈의 일측 플렌지(101B)내측으로 이동하게 된다. 이때, 트레버스 롤러를 거쳐 고정홈에 고정된 선재는 상기 플렌지(101B)의 외주면에 접하는 상태가 되면서 권취 준비가 완료되고, 주축대와 함께 보빈의 회전이 시작됨과동시에 트레버스 롤러가 타측 보빈 플렌지(101A)측으로 이동하게 되면 선재의 권취가 이루어진다. 이와 같이 일련의 순서로 작동하는 각 구성 부분들의 제어는 각종 센서로부터의 신호를 입력받는 제어부(C)에 의하여 이루어진다.

상기 본 발명 보빈 자동 교체 장치를 구성하는 보빈 리프트의 상하 이동은 로드리스 마그네틱 실린더에 의하여 작동되며, 이러한 로드리스 마그네틱 실린더는 동일 스트로크를 갖는 유압 내지는 에어 실린더에 비하여 설치 길이가 반정도에 불과하다. 즉, 종래 유압 내지는 에어 실린더는 확장되는 실린더 스트로크 만큼 수축시에도 상기 스트로크 길이 만큼의 축 방향 공간이 필요하나, 로드리스 마그네틱 실린더는 수축에 필요한 축 방향 공간이 필요없기 때문에 설치 공간을 줄일 수 있다.

상기 로드리스 마그네틱 실린더에 연결되는 보빈 리프트의 부분 상세도를 도 4와 5에 도시하였다.

도시된 바와 같이, 로드리스 마그네틱 실린더(301)는 상하 에어 공급배관(301A)이 구비되고 공급되는 에어에 의하여 상하 운동하는 주 자석(301B)의 이동 공간인 주 가이드 포스트(301C)와, 상기 주 자석(301B)의 자력에 의하여 주 가이드 포스트 외주면상에서 주 자석(301B)의 움직임과 동일하게 상하로 움직이는 주 자석(301B)과 반대극의 제1 보조 자석(301D)과, 제1 보조 자석(301D)에 부착되는 제2 보조 자석(301E)과, 제2 보조 자석의 상하 움직임을 지지해 주는 보조 가이드 포스트(301F)로 구성된다. 그리고, 보빈 리프트(300)는 상기 제2 보조 자석의 일측 단부에 부착되는 구조이다.

상기 로드리스 마그네틱 실린더는 주 가이드 포스트(301C)의 중공으로 공급되는 에어에 의하여 주 가이드 포스트(301C)의 중공에 삽입된 주 자석(301B)이 상하 이동을 하게 되면 주 가이드 포스트(301C)의 외주면에 구비된 주 자석(301B)과 반대극의 보조 자석(301D)이 함께 움직이게 되어 보빈 리프트가 작동하는 구조이다.

상기 보빈 리프트와 공보빈 적재대에 적재된 공보빈의 움직임을 살펴보면 다음과 같다.

보빈 리프트가 공보빈을 회전 장치에 장착한 후 하강하여 공보빈 적재대의 일측 단부에 도달하면 스토퍼(100A)를 누르게 되어 공보빈이 보빈 리프트에 안착되고, 보빈 리프트가 상승하게 되면 상기 스토퍼도 상승하게 되어 공보빈이 공보빈 적재대를 따라 계속 내려오는 것을 방지되는 일련의 동작이 반복된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 보빈 자동 교체 장치는 보빈에 권취되는 길이를 셋팅하는 것을 제외한 만권 보빈의 인출, 공보빈의 장착, 선재의 절단 및 선재의 권취가 자동으로 수행되는 바, 작업자의 노동 강도가 현저히 감소되어 한 작업자가 담당하던 기계의 수를 증가시킬 수 있기 때문에 생산성의 향상과 성력화를 꾀할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 선재의 권취에 사용되는 자동 보빈 교체 장치로, 로드레스 마그네틱 실린더를 이용한 공보빈 공급 장치와, 보빈 회전 장치와, 만권된 보빈의 탈착과 인출을 담당하는 만권 보빈 인출 장치와, 제어부의 네부분으로 구성되며, 상기 공보빈 공급 장치는 로드리스 마그네틱 실린더에 의하여 상하 이동하는 보빈 리프트와 공보빈 스토퍼가 구비되는 공보빈 적재대로 구성되고, 보빈 회전 장치는 보빈을 고정하고 회전시키기 위한 심압대와 주축대 및 보빈 구동부로 구성되며, 만권 보빈 인출 장치는 상기 보빈 회전 장치로부터 분리된 만권 보빈이 안착되고 이를 만권 보빈 적재 다이로 이동시키는 만권 보빈 이동대와 만권 보빈 이동대에 놓여진 만권 보빈을 밀어 만권 보빈 적재 다이에 만권 보빈을 적재시키는 푸셔 그리고 만권 보빈 적재 다이 및 만권 보빈 적재 다이에 놓여진 만권 보빈과 트레버스 롤러 사이에 연결된 상태로 있는 선재를 공보빈에 권취하기 위하여 선재를 절단해주는 절단기로 구성되고, 제어부는 피엘씨로 구성됨을 특징으로 하는 보빈 자동 교체 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보빈 회전 장치의 주축대에는 보빈을 통하여 주축대에 가해지는 심압대의 압착력에 의하여 밀착되나 심압대의 압착력이 제거되면 스프링의 탄성력에 의하여 벌어지는 선재 고정홈이 구비됨을 특징으로 하는 보빈 자동 교체 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 절단기는 두개의 전극봉이 구비되어 와이어의 절단과 함께 와이어 절단부를 부분 용착시켜 와이어 절단부가 풀리지 않도록 해주는 전기 절단기임을 특징으로 하는 보빈 자동 교체 장치.