KR200420733Y1 - 종이 두께 제어장치 - Google Patents

Abstract

히터의 출력을 저항제어 방식으로 조정하는 것에 의하여 원격 제어와 현장 제어가 모두 가능하고 히터의 소손을 방지하는 것이 가능하도록, 상부 롤과 하부 롤이 한쌍으로 이루어지는 캘리퍼 롤과, 캘리퍼 롤에 고온의 공기를 공급하는 가열부와, 가열부에 인가되는 전압을 저항제어방식으로 220V 또는 440V로 제어하는 파워제어부와, 파워제어부에 연결되고 수동으로 제어신호를 입력하기 위한 로칼패널과, 파워제어부에 원격으로 제어신호를 인가하는 캘리퍼 서버를 포함하는 종이 두께 제어장치를 제공한다.

캘리퍼, 종이, 두께, 제어, 히터, 출력, 팽창, 가열, 원격

Description

종이 두께 제어장치 {Caliper Control System for Paper}

도 1은 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치의 일실시예를 나타내는 블럭도이다.

도 2는 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치의 일실시예에 있어서 로컬패널을 이용하여 수동 제어를 행하는 상태를 나타내는 배선도이다.

도 3은 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치의 일실시예에 있어서 캘리퍼 서버를 이용하여 원격 제어를 행하는 상태를 나타내는 배선도이다.

본 고안은 종이 두께 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캘리퍼 롤(caliper roll)의 가열(heating)을 행하는 히터의 제어를 저항제어방식으로 행하는 것에 의하여 히터의 소손 발생을 방지하고 제조되는 종이의 두께를 일정하게 제어하는 것이 가능한 종이 두께 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 종이나 합성수지 필름 등을 제조하는 과정에서 두께를 일정하게 제어하기 위하여 두께 제어장치를 사용한다. 예를 들면 한쌍의 칼렌다 롤(calender roll) 또는 캘리퍼 롤(caliper roll) 사이의 간격에 의하여 제조되는 종이나 합성수지 필름의 두께를 제어하도록 구성되며, 칼렌다 롤 또는 캘리퍼 롤을 고온의 공기로 가열하는 방식으로 간격 및 두께를 제어한다.

상기에서 칼렌다 롤 또는 캘리퍼 롤을 가열하게 되면, 가열된 부분이 가열되지 않은 부분보다 미세하지만 더 팽창되고, 상부 롤(top roll)과 하부 롤(bottom roll)이 서로 회전하면서 종이를 가압할 때 팽창된 부분이 더 가압을 하면서 종이를 눌러주는 것에 의하여 두께를 제어한다.

종래 칼렌다 롤 또는 캘리퍼 롤을 가열하는 히터는 구동시간을 조정하는 것에 의하여 출력을 제어하도록 구성된다. 예를 들면 50%의 히터 출력을 필요로 하는 경우에는 440V AC전원을 4초간 온(on) 뒤 5초간 오프(off)하며, 100% 히터 출력을 필요로 하는 경우에는 440V AC전원을 8초간 온(on) 뒤 1초간 오프(off)하도록 구성된다.

상기와 같이 구성되는 종래 두께 제어장치는 국내에서는 생산되지 않고 외국으로부터 수입하여 사용하고 있으며, 설치 및 유지 보수 비용이 과다하게 소요되는 문제가 있다.

또 종래 두께 제어장치는 히터의 제어를 타이머를 이용하여 행하므로, 장시간 사용시에 히터가 소손되는 현상이 빈번하게 발생하고, 원격 제어만이 가능하고 현장에서의 제어가 불가능하다는 문제가 있다.

본 고안은 상기와 같은 점에 조감하여 이루어진 것으로서, 히터의 출력을 저항제어 방식으로 조정하는 것에 의하여 원격 제어와 현장 제어가 모두 가능하고 히 터의 소손을 방지하는 것이 가능한 종이 두께 제어장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.

본 고안이 제안하는 종이 두께 제어장치는 상부 롤과 하부 롤이 한쌍으로 이루어지는 캘리퍼 롤과, 상기 캘리퍼 롤에 고온의 공기를 공급하는 가열부와, 상기 가열부에 인가되는 전압을 제어하는 파워제어부와, 상기 파워제어부에 연결되고 수동으로 제어신호를 입력하기 위한 로칼패널과, 상기 파워제어부에 원격으로 제어신호를 인가하는 캘리퍼 서버를 포함하여 이루어진다.

상기 파워제어부는 로칼패널 또는 캘리퍼 서버로부터 인가되는 제어신호에 따라 저항제어방식으로 가열부에 인가되는 전압을 220V 또는 440V로 제어하도록 구성한다.

다음으로 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 상부 롤(14)과 하부 롤(12)이 한쌍으로 이루어지는 캘리퍼 롤(10)과, 상기 캘리퍼 롤(10)에 고온의 공기를 공급하는 가열부(20)와, 상기 가열부(20)에 인가되는 전압을 제어하는 파워제어부(30)와, 상기 파워제어부(30)에 연결되고 수동으로 제어신호를 입력하기 위한 로칼패널(40)과, 상기 파워제어부(30)에 원격으로 제어신호를 인가하는 캘리퍼 서버(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 파워제어부(30)는 로칼패널(40) 또는 캘리퍼 서버(50)로부터 인가되는 제어신호에 따라 저항제어방식으로 가열부(20)에 인가되는 전압을 220V 또는 440V로 제어하도록 구성한다.

즉 상기 파워제어부(30)는 가열부(20)의 출력을 50%로 유지하고자 하는 경우에는 220V AC 전원을 인가하고, 가열부(20)의 출력을 100%로 유지하고자 하는 경우에는 440V AC 전원을 인가하도록 구성된다.

상기 가열부(20)는 히터를 이용하여 공기를 가열시켜 상기 캘리퍼 롤(10)로 공급하도록 구성된다.

도 2에는 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치의 일실시예를 로칼패널(40)을 사용하여 현장에서 파워제어부(30)의 제어값을 제어하여 운전하는 상태를 나타낸다.

작업자가 로컬패널(40)을 사용하여 가열부(20)의 출력을 설정하거나 변경하면, 로컬패널(40)의 설정값을 전달받은 파워제어부(30)에서는 저항을 변경하여 대응되는 전압을 가열부(20)로 인가한다.

상기 가열부(20)는 복수의 히터로 구성되고, 상기 파워제어부(30)에서는 상기 가열부(20)를 구성하는 히터 각각에 대응하여 서로 다른 제어신호를 인가하는 것도 가능하다.

그리고 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치의 일실시예는 품질관리시스템(QCS) 프레임(60)과 품질관리시스템(QCS) 마스터피스(master piece)(62) 등이 설치되어 종이 두께의 품질을 일정 수준으로 관리하도록 구성되고, 품질관리시스템(QCS) 어드밴트(advant)(64)로부터 데이터를 전달받아 캘리퍼 롤(10)의 회전속도 등을 제어하는 캘리퍼 모터제어부(58)가 설치된다.

상기 품질관리시스템 프레임(60)과 품질관리시스템 마스터피스(62)는 상기 캘리퍼 롤(10)에 의하여 압착되어 제조되는 종이(2)의 두께를 정밀 측정하여 품질을 관리하도록 구성된다.

상기에서 작업자는 품질관리시스템 프레임(60)과 품질관리시스템 마스터피스(62)로부터 확인되는 종이 두께의 편차 등에 대응하여 상기 로컬패널(40)을 사용하여 현장에서 캘리퍼 롤(10)의 팽창 여부를 제어하므로, 종이 두께를 일정하게 제어하는 것이 가능하다.

도 3에는 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치의 일실시예를 원격 제어로 운전하는 상태를 나타낸다.

상기 캘리퍼 서버(50)에서는 품질관리시스템 프레임(60)과 품질관리시스템 마스터피스(62)로부터 전송되어온 종이 두께에 대한 데이터를 분석하여 설정된 데이터와의 편차가 발생하면, 상기 파워제어부(30)에 가열부(20)의 출력을 조정하도록 제어신호를 전송한다.

상기에서 캘리퍼 서버(50)에는 파워제어부(30)와 품질관리시스템 마스터피스(62)와 데이터를 주고받을 수 있도록 연결하기 위한 입출력포트(52)가 연결 설치된다. 상기 입출력포트(52)로는 일반적으로 널리 사용되는 USB 포트, RS-232 포트, RS-485 포트 등이 모두 사용 가능하다.

상기 품질관리시스템 마스터피스(62)쪽에는 컨버터(54)가 연결 설치된다. 상기 컨버터(54)로는 RS-232 컨버터, RS-485 컨버터 등이 사용된다.

상기 캘리퍼 서버(50)와 파워제어부(30) 사이에는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 D/A 컨버터(80)가 설치된다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치의 일실시예에 의하면, 종이(2)를 압착하여 두께를 일정하게 형성하는 캘리퍼 롤(10)의 상부 롤(14)과 하부롤(12) 사이의 간격이 특정 지점에 따라 불균일하여 종이(2)의 두께가 설정값 이상으로 편차를 발생시키게 되면, 상기 캘리퍼 서버(50)에서는 품질관리시스템 마스터피스(62)쪽으로부터 종이(2) 두께에 대한 데이터를 전송받아 설정값과 비교하여 조정이 필요한 부분에 대응하는 위치의 가열부(20)에 해당하는 제어신호를 상기 파워제어부(30)로 전송하고, 상기 파워제어부(30)에서는 제어신호에 해당하는 전압을 상기 가열부(20)에 인가하게 된다. 따라서 가열부(20)에 의하여 가열되는 캘리퍼 롤(10)의 팽창량이 조정되어 종이(2)를 압착하는 압착력이 미세하게 조정되고, 전체적으로 균일한 두께를 갖는 종이(2)를 제조하는 것이 가능하다.

본 고안은 작업자가 필요에 따라 캘리퍼 서버(50)의 제어신호와 별도로 로컬패널(40)을 사용하여 파워제어부(30)에 제어신호를 인가하는 것도 가능하다. 작업자가 로컬패널(40)을 사용하여 파워제어부(30)에 제어신호를 인가하는 경우에는 캘리퍼 서버(50)의 제어신호보다 우선하여 적용하도록 파워제어부(30)의 작동체계를 설정한다.

상기에서는 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고 실용신안등록청구범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 고안의 범위에 속한다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치에 의하면, 원격 제어도 가능하고 현장에서의 로칼 제어도 가능하므로, 사용이 매우 편리하다.

본 고안에 따른 종이 두께 제어장치에 의하면, 저항 제어 방식을 채택하여 가열부에 인가되는 전압을 조정하므로, 가열부를 구성하는 히터의 소손을 방지하는 것이 가능하고, 원가절감 및 생산성 향상이 얻어지며, 조작이 용이하여 모든 작업자가 손쉽게 운전하는 것이 가능하다.

그리고 본 고안에 따른 종이 두께 제어장치는 국내에서 제조하는 것이 가능하므로, 부품의 구입 및 유지보수가 용이하고 저렴하다.

Claims (3)

1. 상부 롤과 하부 롤이 한쌍으로 이루어지는 캘리퍼 롤과,

   상기 캘리퍼 롤에 고온의 공기를 공급하는 가열부와,

   상기 가열부에 인가되는 전압을 제어하는 파워제어부와,

   상기 파워제어부에 연결되고 수동으로 제어신호를 입력하기 위한 로칼패널과,

   상기 파워제어부에 원격으로 제어신호를 인가하는 캘리퍼 서버를 포함하는 종이 두께 제어장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 파워제어부는 로칼패널 또는 캘리퍼 서버로부터 인가되는 제어신호에 따라 저항제어방식으로 가열부에 인가되는 전압을 220V 또는 440V로 제어하도록 구성하는 종이 두께 제어장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 캘리퍼 롤에 의해 압착되는 종이의 두께를 측정하여 데이터값을 캘리퍼 서버로 전송하는 품질관리시스템(QCS) 프레임과 품질관리시스템(QCS) 마스터피스, 상기 캘리퍼 서버와 파워제어부 사이에 설치되어 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터를 더 포함하는 종이 두께 제어장치.

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