KR20130013205A - 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치및 그 제어방법 - Google Patents

웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨브의 연속된 가공공정에서 두께를 복수지점에서 측정하는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 연속된 웨브가 이송되는 것을 일측에서 지지하는 회전롤과 이격된 위치에 상기 회전롤과 수평하며 같은 길이방향을 가지도록 구비되는 제1가이드, 상기 제1가이드와 대향된 위치에 구비되는 제2가이드, 상기 제1가이드를 따라 슬라이딩 이동되도록 배치되어 위치된 지점으로부터 상기 회전롤의 마주보는 지점의 거리를 측정하거나, 상기 웨브의 마주보는 지점과의 거리를 측정하는 제1측정센서모듈, 상기 제2가이드를 따라 슬라이딩 이동되도록 배치되어 위치된 지점으로부터 상기 회전롤까지의 거리를 측정하는 제2측정센서모듈, 상기 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈을 상기 제1가이드와 제2가이드를 따라 슬라이딩 이송시키는 구동부 및 상기 회전롤에 웨브가 없을 때와 웨브가 접촉되면서 이송될 때에 상기 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈에서 측정한 거리의 차이로서 웨브의 두께를 계산하며, 상기 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈의 측정지점을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치가 제공된다.

Description

웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치및 그 제어방법{Measuring Device of Thickness of Multi Point of Web Having Shaft Roller And Controlling Method for the Same}
본 발명은 두께 측정장치에 관한 것으로서, 좀 더 자세하게는 종이나 필름, 호일, 섬유, 부직포 등의 유연한 재료의 풀기, 감기, 자르기 또는 붙이기 등의 연속된 가공공정에서 두께를 복수지점에서 측정하는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
종이나 필름, 호일, 섬유, 부직포 등의 유연한 웨브 재료는 일반적으로 보관 및 운송의 편의성을 위하여 두루마리형태로 권취된 후 해당공정에서 풀려지면서 재료가 이송되며, 이송되는 중에 자르기, 붙이기, 인쇄하기, 표면처리 및 성형등의 가공공정이 연속적으로 수행된다.
한편, 상기 웨브 재료를 가공할 때 웨브의 폭방향 두께가 다를 수도 있는데, 어느 한 지점만을 측정해서 전체의 두께로 추산하여 가공하는 방법은 가공의 정밀도를 보장할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같은 가공을 정밀하게 수행하기 위해서는 상기 플랙시블한 재료의 두께를 실시간으로 측정해야 하는데, 종래에는 X-ray 등의 방사선에 의한 투과측정 방식을 사용하였으나 이러한 방식은 장비가 지나치게 고가이며 장비를 운용할 때 작업자가 방사선에 과다노출될 위험성이 있어 운용 및 취급에 있어 불편함과 위험요소가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유연한 웨브 재료의 연속공정에서 웨브의 두께를 복수지점에서 측정할 수 있으며, 장비가 저렴하며 간편하고 운용 및 취급에 있어 위험성이 없는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전이 구비된 두께측정장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 원형단면을 가지며 회전되도록 구비되어 연속된 웨브가 이송되는 것을 일측에서 지지하는 회전롤과 이격된 위치에 상기 회전롤과 수평하며 회전롤과 같은 길이방향을 가지도록 구비되는 제1가이드, 상기 회전롤을 중심에 두고 상기 제1가이드와 대향된 위치에서 상기 회전롤과 이격되며 상기 회전롤과 수평하고 회전롤과 같은 길이방향을 가지도록 구비되는 제2가이드, 상기 회전롤에 상기 웨브가 접촉되는 지점과 마주보면서 상기 제1가이드를 따라 슬라이딩 이동되도록 배치되어 위치된 지점으로부터 상기 웨브가 없을 때의 상기 회전롤의 마주보는 지점의 거리를 측정하거나, 상기 회전롤에 웨브가 접촉되면서 이송될 때 상기 웨브의 마주보는 지점과의 거리를 측정하는 제1측정센서모듈, 상기 회전롤을 마주보면서 상기 제2가이드를 따라 슬라이딩 이동되도록 배치되어 위치된 지점으로부터 상기 회전롤까지의 거리를 측정하는 제2측정센서모듈, 상기 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈을 상기 제1가이드와 제2가이드를 따라 슬라이딩 이송시키는 구동부 및 상기 회전롤에 웨브가 없을 때와 상기 회전롤에 웨브가 접촉되면서 이송될 때에 상기 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈에서 측정한 거리의 차이로서 이송중인 웨브의 두께를 계산하며, 상기 구동부를 제어하여 상기 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈의 측정지점을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치가 제공된다.
상기 제어부는, 상기 제1측정센서모듈에서 웨브가 없을 때에 측정한 거리와, 상기 웨브가 있을 때에 측정한 거리의 차이로서 이송중인 웨브의 두께를 계산하며, 상기 회전롤이 회전할 때 제2측정센서모듈에서 측정한 거리의 변화량으로서 상기 회전롤의 회전진원오차를 보상하여 상기 웨브의 두께를 계산하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 구동부를 제어함으로써 상기 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈의 측정지점을 제어하며, 상기 회전롤에 접촉되면서 이송되는 웨브의 폭방향 복수지점의 두께를 계산하도록 이루어질 수 있다.
상기 구동부는, 외주면에 나사산이 형성되며 상기 제1가이드와 같은 길이방향으로 상기 제1가이드와 평행하게 배치되며 상기 제1측정센서모듈과 치합되어, 회전하면서 상기 제1측정센서모듈을 제1가이드를 따라 슬라이딩 이동시키는 제1스크류, 외주면에 나사산이 형성되며 상기 제2가이드와 같은 길이방향으로 상기 제2가이드와 평행하게 배치되고 상기 제2측정센서모듈과 치합되어, 회전하면서 상기 제2측정센서모듈을 제2가이드를 따라 슬라이딩 이동시키는 제2스크류 및 상기 제어부에 의해 제어되며 정역방향의 회전력을 상기 제1스크류와 제2스크류에 제공하는 모터를 포함하여 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 구동부는, 상기 제1스크류의 일측에 구비된 제1풀리, 상기 제2스크류의 일측에 구비된 제2풀리, 상기 모터와 상기 제1풀리 및 제2풀리에 감겨 모터의 회전력을 상기 제1스크류 및 제2스크류에 전달하는 밸트를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1측정센서모듈은, 상기 제1스크류에 치합되어 상기 제1스크류의 회전에 의해 상기 제1가이드를 따라 슬라이딩 가능하게 구비되는 제1마운트, 상기 제1마운트로부터 상기 회전롤을 향하여 신축가능하게 구비되는 제1변위센서를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2측정센서모듈은, 상기 제2스크류에 치하되어 상기 제2스크류의 회전에 의해 상기 제2가이드를 다라 슬라이딩 가능하게 구비되는 제2마운트, 상기 제2마운트로부터 상기 회전롤을 향하여 신축가능하게 구비되는 제2변위센서를 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 형태에 따르면, 회전롤과 마주보는 위치의 제1측정센서모듈이 위치된 지점으로부터 회전롤의 폭방향 범위 내의 적어도 1개소의 웨브가 없을 때 상기 회전롤까지의 거리를 측정하는 초기 거리측정단계, 상기 웨브가 상기 회전롤에 접촉되면서 이송될 때, 상기 초기 거리측정단계와 동일한 지점에서 상기 제1측정센서모듈이 위치된 지점으로부터 상기 회전롤에 접촉되면서 이송되는 웨브까지의 거리를 측정하는 운전중 거리측정단계, 상기 초기 거리측정단계에서 측정된 거리와, 상기 운전중 거리측정단계에서 측정된 거리의 차이로서 상기 웨브의 측정지점별 두께를 계산하는 두께계산단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 초기 거리측정단계는, 모터를 구동하여 상기 제1측정센서모듈을 이동시켜 복수지점에서 회전롤의 표면까지의 거리를 측정하는 단계이고, 상기 운전중 거리측정단계는, 상기 제1측정센서모듈을 이동시켜 상기 초기 거리측정단계에서 측정한 복수의 각 지점과 동일한 지점에서 상기 제1측정센서모듈이 위치된 지점으로부터 상기 웨브까지의 거리를 측정하는 단계일 수 있다.
그리고, 상기 회전롤의 회전진동에 따른 회전진원오차를 보상하는 오차보상단계가 더 포함되어 이루어질 수 있다.
상기 오차보상단계는, 제2측정센서모듈이 상기 회전롤과 직접 접촉되어 회전롤의 회전진동에 따른 이동거리를 측정하여, 상기 제1측정센서모듈이 운전중 거리측정단계에서 측정한 거리의 변화량에서 상기 제2측정센서모듈이 측정한 거리의 변화량을 제하여 웨브의 두께를 계산하는 단계일 수 있다.
본 발명의 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치 및 그 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 측정센서를 웨브의 폭방향으로 이동시킬 수 있어 측정센서가 웨브의 폭방향의 임의의 어느 한 지점에서 연속적인 두께 측정이 가능하거나 또는 복수지점에서 측정이 가능하여 측정자가 원하는 지점의 두께 측정이 가능하므로 측정의 자유도 및 정확도가 향상되는 효과가 있다.
둘째, 종래의 방사능을 이용한 두께측정방식 대신 LVDT를 이용하여 웨브의 두께를 측정하므로, 장비의 비용이 매우 저렴해지며 또한 방사능을 사용하지 않으므로 작업에 있어 방사능 유출이나 과다노출등의 위험이 없어 안전한 효과가 있다.
셋째, 회전롤이 구비되므로, 웨브과의 마찰 발생이 적으므로, 스크래치등에 민감한 필름등의 웨브을 측정하는데 유용한 효과가 있다.
넷째, 상기 제1측정센서와 제2측정센서가 회전진원오차를 보상하여 웨브의 두께를 측정하므로 더욱 정밀한 측정이 가능한 효과가 있다.
도 1은 권취된 웨브가 회전가능하게 거치되어 풀리거나 말려지는 장치를 도시한 도면;
도 2는 도 1의 장치에 본 발명의 일 형태에 따른 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치가 설치된 것을 개략적으로 도시한 도면;
도 3은 도 2의 사시도;
도 4는 도 3의 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치의 단면도;
도 5는 도 4의 제1측정센서모듈 및 제2측정센서모듈이 웨브의 두께를 측정하는 모습을 도시한 도면;
도 6은 도 4의 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈의 각 변위센서가 신장한 거리를 나타낸 그래프;
도 7은 도 4의 회전롤에 회전진원오차가 발생할 때 제1측정센서모듈 및 제2측정센서모듈이 회전롤과의 거리를 측정하는 모습을 도시한 도면;
도 8은 도 7의 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈이 측정한 거리의 변화를 나타낸 그래프;
도 9는 도 3의 정면도;
도 10은 도 9의 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈이 회전롤의 폭방향으로 이동하면서 측정한 복수지점의 회전롤 또는 웨브까지의 거리를 나타낸 그래프 이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치(이하, '두께측정장치'라 칭함)은 도 1에 도시된 바와 같이 종이, 필름, 호일, 섬유, 부직포 등 휘어질 수 있는 유연(flexible) 한 재질의 웨브(web)재료를 가공하는 장치에 적용될 수 있다.
상기와 같은 웨브(5)는 일반적으로 연속적으로 이어진 형태로 제작되며 롤에 말린 형태로 보관될 수 있으며, 이렇게 권취된 상태에서 풀려지거나 말려지면서 이송하는 도중에 중에 자르기, 붙이기, 인쇄하기, 표면처리 및 성형등의 가공공정이 연속적으로 수행된다.
도 1은 상기와 같이 권취된 형태의 웨브(5)가 거치되어 회전되면서 풀려 이송되거나 말려지는 장치를 도시한 도면이다. 즉, 제1거치부(10)에는 가공전의 웨브가 권취된 롤이 회전가능하게 거치되며, 제2거치부(20)에는 가공된 웨브가 말려지는 롤이 회전가능하게 거치된다. 그리고, 상기 제1거치부(10)와 제2거치부(20)의 사이에는 가공 및 측정을 위한 장치들이 구비될 수 있다.
따라서, 상기 제1거치부(10)에 거치된 롤이 회전하면서 말려진 웨브(5)가 풀려지면서 제2거치부(20)측으로 이송되며, 이송중에 가공 및 두께의 측정이 이루어지며 본 실시예의 두께측정장치 또한 상기 제1거치부(10)와 제2거치부(20)의 사이에 구비될 수 있다.
상기와 같은 두께측정장치는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 제1가이드(130)와 제2가이드(140), 제1측정센서모듈(110)과 제2측정센서모듈(120) 및 구동부와 제어부(160)를 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제1거치부(10)와 제2거치부(20)의 사이에는 웨브(5)의 이송도중에 쳐짐을 방지하기 위하여 상기 웨브를 지지하거나 또는 웨브의 장력을 유지하여 팽팽한 상태로 유지하기 위한 회전롤(105)이 구비된다. 본 실시예에서 상기 회전롤(105)은 회전하는 원통 형태의 롤로 이루어지며, 베어링에 의해 양단이 회전가능하게 지지지되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 제1가이드(130)는 상기 회전롤(105)과 이격된 위치에 회전롤(105)과 수평하며 회전롤(105)의 길이방향인 폭방향으로 길이방향을 갖도록 구비된다. 본 실시예에서는 상기 제1가이드(130)가 상기 회전롤(105)의 상측으로 이격된 위치에 구비되는 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명은 반드시 이에 한정된 것은 아니며 다른 위치로 이격될 수도 있다.
상기 제2가이드(140)는 상기 회전롤(105)을 중심에 두고 상기 제1가이드(130)와는 대향된 위치에 구비되며, 상기 회전롤(105)과 이격되고, 상기 회전롤(105)과 수평하며 회전롤(105)과 같은 길이방향을 가지도록 구비된다.
상기 제1측정센서모듈(110)은 상기 회전롤(105)에 웨브(5)가 접촉되는 지점과 마주보면서 상기 제1가이드(130)를 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 구비되며, 위치된 곳으로부터 상기 웨브(5)가 없을때의 회전롤의 마주보는 지점과의 거리를 측정하거나 또는 상기 회전롤(105)에 웨브(5)가 접촉되면서 이송될 때 상기 웨브(5)의 마주보는 지점과의 거리를 측정하도록 구비되는 구성요소이다.
상기 제2측정센서모듈(120)은 상기 회전롤(105)과 마주보는 지점에 상기 제2가이드(140)를 따라 슬라이딩 되도록 구비되며, 상기 회전롤(105)이 회전할 때 위치된 지점으로부터 상기 회전롤(105)까지의 거리를 측정하며, 좀 더 자세하게는 상기 회전롤(105)이 베어링 유격 등의 오차로 인해 상하방향으로 진동하는 변위를 측정하는 구성요소이다.
상기 구동부는 상기 제1측정센서모듈(110) 및 제2측정센서모듈(120)을 상기 제1가이드(130)와 제2가이드(140)를 따라 슬라이딩 이동시키는 구성요소이다.
그리고, 상기 제어부(160)는, 상기 제1측정센서모듈(110)과 제2측정센서모듈(120)을 제어하여 상기 웨브(5)의 두께를 측정하며, 상기 구동부를 제어하여 상기 제1측정센서모듈(110)과 제2측정센서모듈(120)의 측정지점을 제어하는 구성요소이다.
상기 제1측정센서모듈(110)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가이드()에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제1마운트(112)와, 상기 제1마운트(112)로부터 상기 회전롤(105)을 향하여 신축 가능하게 구비되는 제1변위센서(114)를 포함하여 이루어진다. 상기 제1변위센서(114)는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)일 수 있다. 즉, 상기 제1변위센서(114)는 그 끝단이 상기 회전롤(105) 또는 웨브(5) 등의 측정대상물의 표면에 접촉할 때까지 신장되며 그 신장길이로서 위치된 지점과 측정대상물까지의 거리를 측정하는 구성요소이다.
또한, 상기 제1변위센서(114)의 끝단에는 이송중인 웨브(5) 또는 회전롤(105)과의 구름접촉을 위한 롤러(116)가 구비될 수 있다. 상기 롤러(116)는 상기 제1변위센서(114)의 끝단에 착탈 가능하게 구비될 수 있으며, 필요에 따라 상기 롤러(116) 대신 원형 또는 구형의 회전하지 않는 팁(미도시)를 장착할 수도 있다. 상기와 같이 원형 또는 구형의 회전하지 않는 팁의 경우 스크래치에 강하여 스크래치가 발생할 확률이 적거나 또는 스크래치가 발생하여도 무방한 재질의 웨브(5)의 두께를 측정할 때 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 스크래치에 강한 섬유나 부직포등의 웨브의 두께를 측정할 때는 원형 또는 구형의 회전하지 않는 접촉식 팁을 장착하며, 필름 등의 스크래치에 민감함 웨브의 두께를 측정할 때에는 상기 롤러(116)를 장착하는 것이다.
또한, 상기 제2측정센서모듈(120)도 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 제1측정센서모듈(110)과 유사하게 제2마운트(122) 및 제2변위센서(124)로 이루어질 수 있으며, 상기 제2마운트(122)는 제2가이드(140)에 슬라이딩 가능하게 결합하며, 상기 제2변위센서(124)는 상기 제2마운트(122)로부터 상기 회전롤(105)을 향하여 신축 가능하게 구비된다.
한편, 상기 제어부(160)에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회전롤(105)에 웨브(5)가 없을 때(예를 들어 웨브를 가공 또는 측정하기 위한 장치가 가동되기 전) 상기 제1변위센서(114)가 회전롤(105)의 표면까지 슬라이딩되는 거리(d1)를 측정하여 기억한 후, 상기 회전롤(105)에 웨브(5)가 접촉되면서 이송될 때(예를 들어 웨브를 가공 또는 측정하기 위한 장치가 운전중일 때), 상기 제1변위센서(114)가 웨브(5)의 표면까지 슬라이딩되는 거리(d2)를 측정하여, 기억된 회전롤(40) 표면까지 거리(d1)에서 측정된 웨브(5) 표면까지 슬라이딩 되는 거리(d2)를 감하게 되면 상기 웨브의 두께(d3)를 계산할 수 있다.
도 6은 상기 회전롤(105)에 웨브(5)가 없을 때와 상기 회전롤(105)에 웨브(5)가 접촉되면서 이송될 때 상기 제1변위센서(114)에서 측정되는 슬라이딩 거리를 나타내는 그래프이다.
즉, 상기 회전롤(105)에 웨브(5)가 없을 때 상기 제1변위센서(114)의 슬라이딩 거리(d1)와 상기 회전롤(105)에 웨브(5)가 있을 때의 상기 제1변위센서(114)의 슬라이딩 거리(d2)를 측정한 후, 상기 제어부(160)가 그 차이를 구하면 상기 웨브(5)의 두께(d3)을 계산할 수 있는 것이다.
또한, 상기 웨브(5)의 표면까지의 거리는 상기 웨브(5)가 이송되면서 연속적으로 측정되므로 상기 웨브(5)의 두께 또한 연속적으로 계산할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 회전롤(105)은 회전하는 구성요소로서, 상기 회전롤(105)자체 또는 회전롤(105)를 회전가능하게 지지하는 베어링의 오차 또는 상기 회전롤(105)에 가해지는 외력등의 변화로 인해 상기 회전롤(105)이 회전될 때 진동하는 회전진동오차(回轉眞圓誤差)가 발생하여 상하로 진동할 수 있다.
이 때에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 회전롤(105)이 상기 제1측정센서모듈(110)와 제2측정센서모듈(120)측으로 진동되는 상황을 예로 들어 설명하기로 하면, 회전롤(105)의 진동에 따라 제1측정센서모듈(110)의 제1변위센서(114)가 회전롤(105)이 상측으로 이동된 거리(d4)만큼 상측으로 이동되며(d4), 제2측정센서모듈(120)의 제2변위센서(124) 또한 회전롤(105)이 상측으로 이동된 거리(d-4) 만큼 상측으로 이동된다.
도 8은 상기 회전롤(105)이 진동할 때 상기 제1측정센서모듈(110)와 제2측정센서모듈(120)에서 측정된 거리의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 0에서 볼 수 있듯이, 상기 제1측정센서모듈(110)에서 측정된 거리와 제2측정센서모듈(120)에서 측정된 거리는 그 크기는 다를지라도 동일한 형태의 변화를 나타낸다.
따라서, 상기 제어부(160)는 상기 제2측정센서모듈(120)의 제2변위센서(124)에서 측정된 늘어난 거리로서 회전롤(105)의 상하 진동량을 알 수 있으므로, 상기 제1측정센서모듈(110)의 제1변위센서(114)에서 측정된 줄어든 거리를 제2측정센서모듈(120)의 제2변위센서(124)에서 측정된 늘어난 거리로서 보상한 후에 그 차이를 계산하면 상기 웨브(5)의 정확한 두께를 측정할 수 있다.
상기와 같이 측정한 웨브(5)의 두께(d3)는 웨브의 자르기, 붙이기, 인쇄하기, 표면처리 및 성형 또는 수지도포 등의 후속공정등에 필요한 데이터로서 활용될 수 있으며 웨브의 정확한 두께를 알 수 있으므로 양/불량 검사에도 활용될 수 있다.
한편, 상기 구동부는 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1스크류(151)와 제2스크류(153), 제1풀리(152)와 제2풀리(154) 및 모터(155)와 밸트(156)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1스크류(151)는 외주면에 나사산이 형성되며, 상기 제1가이드(130)와 같은 길이방향으로 제1가이드(130)와 평행하게 배치되며, 상기 제1가이드(130)에 슬라이딩 가능하게 결합된 상기 제1측정센서모듈(110)의 제1마운트(112)와 치합되도록 구비된다.
그리고, 상기 제1스크류(151)의 일측단에는 제1풀리(152)가 결합될 수 있다.
상기 제2스크류(153)는 상기 제1스크류(151)와 마찬가지로 외주면에 나사산이 형성되며 상기 제2가이드(140)와 같은 길이방향으로 제2가이드(140)와 평행하게 배치되며, 상기 제2가이드(140)에 슬라이딩 가능하게 결합된 제2측정센서모듈(120)의 제2마운트(122)와 치합되도록 구비된다.
그리고, 상기 제2스크류(153)의 일측단에는 제2풀리(154)가 결합될 수 있다.
또한, 상기 모터(155)는 상기 제어부(160)의 제어에 따라 정방향 또는 역방향으로 그 회전각도가 제어되도록 이루어지며, 상기 밸트(156)는 상기 모터(155)의 회전축과 상기 제1풀리(152) 및 제2풀리(154)에 감겨 상기 모터(155)의 회전력을 상기 제1풀리(152) 및 제2풀리(154)로 전달하는 구성요소이다.
따라서, 상기 모터(155)가 회전함에 따라 상기 밸트(156)에 감긴 제1풀리(152) 및 제2풀리(154)도 같은방향으로 같은각도 회전하며, 그에 따라 상기 제1스크류(151) 및 제2스크류(153)도 같은 방향으로 같은 각도 회전하고, 상기 제1스크류(151) 및 제2스크류(153)에 치합된 상기 제1측정센서모듈(110)과 제2측정센서모듈(120) 또한 같은 방향으로 같은 거리만큼 이동될 수 있다. 그에 따라, 상기 제1측정센서모듈(110)과 제2측정센서모듈(120)은 항상 서로 맞은편에 위치될 수 있다.
물론, 본 실시예에서는 상기 모터(155)의 회전력을 상기 제1스크류(151) 및 제2스크류(153)에 전달하는 구성요소로서 제1풀리(152) 및 제2풀리(154)와 밸트(156)를 구비하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 상기 밸트(156)와 제1풀리(152) 및 제2풀리(154) 대신 체인(미도시)과 스프라켓(미도시)등을 구비할 수도 있으며, 또는 복수개의 기어(미도시)로서 대신할 수도 있을 것이다.
따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1변위센서(114) 및 제2변위센서(124)가 상기 제1스크류(151)와 제1가이드(130) 및 제2스크류(153)와 제2가이드(140)를 따라 수평이동하면서 상기 웨브(5)의 폭에 해당하는 회전롤(105)의 폭방향 범위 내의 복수개소에 상기 웨브(5)이 없을 때의 상기 회전롤(105)까지 슬라이딩 되는 거리(d11, d21, d31, d41)를 측정한 후, 상기 웨브(5)이 상기 회전롤(105)에 접촉되면서 이송될 때 상기 웨브(5)이 없을 때에 측정한 위치와 동일한 위치에서 상기 대상물까지의 거리(d12, d22, d32, d42)를 측정하여, 그 거리의 차이를 구함으로써 상기 대상물의 복수지점의 두께(d13, d23, d33, d43)를 측정할 수 있다.
또한, 상기 제2변위센서(124)또한 상기 제1변위센서(114)와 동일하게 이동되므로, 전술한 바와 같이, 상기 회전롤(105)의 회전진원오차를 복수지점에서 지속적으로 보상할 수 있다.
따라서, 상기 제1측정센서모듈(110)과 제2측정센서모듈(120)이 상기 웨브(5)의 폭방향의 임의의 위치에서 연속적인 두께 측정이 가능하여 측정자가 원하는 지점의 두께 측정이 가능하므로 측정의 자유도 및 정확도가 향상되는 효과가 있다.
아하에서는, 본 발명의 다른 형태에 따른 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치의 제어방법(이하, '두께측정장치의 제어방법'이라 칭함)을 설명하고자 한다.
본 실시예에 따른 두께측정장치의 제어방법은 도 11에 도시된 바와 같이, 초기 거리측정단계(S110)와 운전중 거리측정단계(S120), 두께계산단계(S130) 및 오차보상단계(S140)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 초기 거리측정단계(S110)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(160)에서 상기 회전롤(105)에 웨브가 없을 때(예를 들어 웨브를 가공 또는 측정하기 위한 장치가 가동되기 전) 상기 제1변위센서(114)가 회전롤(105)의 표면까지 슬라이딩 되는 거리(d1)를 측정하는 단계이다.
이 때, 상기 제어부(160)가 상기 모터(155)를 구동하여 상기 제1측정센서모듈(110)과 제2측정센서모듈(120)을 상기 회전롤(105)의 폭방향으로 상기 제1가이드(130)와 제2가이드(140)를 따라 수평으로 이동시키면서 상기 회전롤(105)의 폭방향 임의의 지점의 복수개소에서 상기 제1측정센서모듈(110)을 작동시켜 상기 제1변위센서(114)가 회전롤의 표면까지의 거리(d11, d21, d31, d41)를 측정하도록 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 운전중 거리측정단계(S120)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 회전롤(105)에 웨브(5)가 접촉되면서 이송될 때(예를 들어 웨브를 가공 또는 측정하기 위한 장치가 운전중일 때), 상기 제1변위센서(114)가 웨브의 표면까지 슬라이딩 되는 거리(d2)를 측정하는 단계이다.
이 때에도, 상기 제어부(160)가 모터(155)를 구동하여 상기 제1측정센서모듈(110)과 제2측정센서모듈(120)이 상기 회전롤(105)의 폭방향으로 상기 제1가이드(130)와 제2가이드(140)를 따라 수평이동이동하면서 상기 초기 거리측정단계(S110)에서 측정한 복수의 각 지점과 동일한 지점에서 상기 제1측정센서모듈(110)이 위치된 지점으로부터 상기 웨브(5)의 표면까지의 거리(d12, d22, d32, d42: 도 10참조)를 측정하도록 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 두께계산단계(S130)는 상기 초기 거리측정단계(S110)에서 측정된 거리(d1)에서 상기 운전중 거리측정단계(S120)에서 측정된 거리(d2)의 차이로서 상기 웨브(5)의 두께(d3)를 측정하는 단계이다.
물론, 상기 초기 거리측정단계(S110)와 운전중 거리측정단계(S120)에서 복수지점의 거리를 측정한 경우, 상기 두께계산단계(S130)에서도 측정된 각 지점에 대한 대상물 두께(d13, d23, d33, d43)를 계산할 수 있다.
또한, 상기 회전롤(105)의 회전진동에 따른 회전진원오차를 보상하는 오차보상단계(S140)가 더 수행될 수도 있다.
상기 오차보상단계(S140)는 상기 제2측정센서모듈(120)이 상기 회전롤(105)와 직접 접촉되어 회전롤(105)의 회전진동에 따른 제2변위센서(124)의 이동거리를 측정하여, 상기 제1변위센서(114)가 운전중 거리측정단계에서 측정된 거리의 변화량에서 상기 제2변위센서(124)가 측정한 거리의 변화량을 제하여 웨브(5)의 두께를 계산하는 단계이다.
도 8에서 볼 수 있듯이, 상기 제1측정센서모듈(110)에서 측정된 거리와 제2측정센서모듈(120)에서 측정된 거리는 그 크기는 다를지라도 동일한 형태의 변화를 나타내므로, 상기 제2측정센서모듈(120)의 제2변위센서(124)에서 측정된 거리의 변화량으로서 회전롤(105)의 상하 진동량을 알 수 있으므로, 상기 제1측정센서모듈(110)의 제1변위센서(114)에서 측정된 줄어들거나 늘어난 거리를 제2측정센서모듈(120)의 제2변위센서(124)에서 측정된 늘어나거나 줄어든 거리로서 보상한 후에 그 차이를 계산하면 상기 웨브(5)의 정확한 두께를 측정할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
5: 웨브 10: 제1거치부
20: 제2거치부 105: 회전롤
110: 제1측정센서모듈 112: 제1마운트
114: 제1변위센서 116: 롤러
120: 제2측정센서모듈 122: 제2마운트
124: 제2변위센서 130: 제1가이드
140: 제2가이드 151: 제1스크류
152: 제1풀리 153: 제2스크류
154: 제2풀리 155: 모터
156: 밸트 160: 제어부

Claims (11)

  1. 원형단면을 가지며 회전되도록 구비되어 연속된 웨브가 이송되는 것을 일측에서 지지하는 회전롤과 이격된 위치에 상기 회전롤과 수평하며 회전롤과 같은 길이방향을 가지도록 구비되는 제1가이드;
    상기 회전롤을 중심에 두고 상기 제1가이드와 대향된 위치에서 상기 회전롤과 이격되며 상기 회전롤과 수평하고 회전롤과 같은 길이방향을 가지도록 구비되는 제2가이드;
    상기 회전롤에 상기 웨브가 접촉되는 지점과 마주보면서 상기 제1가이드를 따라 슬라이딩 이동되도록 배치되어 위치된 지점으로부터 상기 웨브가 없을 때의 상기 회전롤의 마주보는 지점의 거리를 측정하거나, 상기 회전롤에 웨브가 접촉되면서 이송될 때 상기 웨브의 마주보는 지점과의 거리를 측정하는 제1측정센서모듈;
    상기 회전롤을 마주보면서 상기 제2가이드를 따라 슬라이딩 이동되도록 배치되어 위치된 지점으로부터 상기 회전롤까지의 거리를 측정하는 제2측정센서모듈;
    상기 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈을 상기 제1가이드와 제2가이드를 따라 슬라이딩 이송시키는 구동부;
    상기 회전롤에 웨브가 없을 때와 상기 회전롤에 웨브가 접촉되면서 이송될 때에 상기 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈에서 측정한 거리의 차이로서 이송중인 웨브의 두께를 계산하며, 상기 구동부를 제어하여 상기 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈의 측정지점을 제어하는 제어부;
    를 포함하여 이루어지는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1측정센서모듈에서 웨브가 없을 때에 측정한 거리와, 상기 웨브가 있을 때에 측정한 거리의 차이로서 이송중인 웨브의 두께를 계산하며,
    상기 회전롤이 회전할 때 제2측정센서모듈에서 측정한 거리의 변화량으로서 상기 회전롤의 회전진원오차를 보상하여 상기 웨브의 두께를 계산하는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 구동부를 제어함으로써 상기 제1측정센서모듈과 제2측정센서모듈의 측정지점을 제어하며, 상기 회전롤에 접촉되면서 이송되는 웨브의 폭방향 복수지점의 두께를 계산하는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    외주면에 나사산이 형성되며 상기 제1가이드와 같은 길이방향으로 상기 제1가이드와 평행하게 배치되며 상기 제1측정센서모듈과 치합되어, 회전하면서 상기 제1측정센서모듈을 제1가이드를 따라 슬라이딩 이동시키는 제1스크류;
    외주면에 나사산이 형성되며 상기 제2가이드와 같은 길이방향으로 상기 제2가이드와 평행하게 배치되고 상기 제2측정센서모듈과 치합되어, 회전하면서 상기 제2측정센서모듈을 제2가이드를 따라 슬라이딩 이동시키는 제2스크류;
    상기 제어부에 의해 제어되며 정역방향의 회전력을 상기 제1스크류와 제2스크류에 제공하는 모터;
    를 포함하여 이루어지는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치
  5. 제4항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 제1스크류의 일측에 구비된 제1풀리;
    상기 제2스크류의 일측에 구비된 제2풀리;
    상기 모터와 상기 제1풀리 및 제2풀리에 감겨 모터의 회전력을 상기 제1스크류 및 제2스크류에 전달하는 밸트;
    를 더 포함하여 이루어지는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1측정센서모듈은,
    상기 제1스크류에 치합되어 상기 제1스크류의 회전에 의해 상기 제1가이드를 따라 슬라이딩 가능하게 구비되는 제1마운트;
    상기 제1마운트로부터 상기 회전롤을 향하여 신축가능하게 구비되는 제1변위센서;
    를 포함하여 이루어지는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제2측정센서모듈은,
    상기 제2스크류에 치하되어 상기 제2스크류의 회전에 의해 상기 제2가이드를 다라 슬라이딩 가능하게 구비되는 제2마운트;
    상기 제2마운트로부터 상기 회전롤을 향하여 신축가능하게 구비되는 제2변위센서;
    를 포함하여 이루어지는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치.
  8. 회전롤과 마주보는 위치의 제1측정센서모듈이 위치된 지점으로부터 회전롤의 폭방향 범위 내의 적어도 1개소의 웨브가 없을 때 상기 회전롤까지의 거리를 측정하는 초기 거리측정단계;
    상기 웨브가 상기 회전롤에 접촉되면서 이송될 때, 상기 초기 거리측정단계와 동일한 지점에서 상기 제1측정센서모듈이 위치된 지점으로부터 상기 회전롤에 접촉되면서 이송되는 웨브까지의 거리를 측정하는 운전중 거리측정단계;
    상기 초기 거리측정단계에서 측정된 거리와, 상기 운전중 거리측정단계에서 측정된 거리의 차이로서 상기 웨브의 측정지점별 두께를 계산하는 두께계산단계;
    를 포함하여 이루어지는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 초기 거리측정단계는,
    모터를 구동하여 상기 제1측정센서모듈을 이동시켜 복수지점에서 회전롤의 표면까지의 거리를 측정하는 단계이고,
    상기 운전중 거리측정단계는,
    상기 제1측정센서모듈을 이동시켜 상기 초기 거리측정단계에서 측정한 복수의 각 지점과 동일한 지점에서 상기 제1측정센서모듈이 위치된 지점으로부터 상기 웨브까지의 거리를 측정하는 단계인 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치의 제어방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 회전롤의 회전진동에 따른 회전진원오차를 보상하는 오차보상단계를 더 포함하여 이루어지는 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 오차보상단계는,
    제2측정센서모듈이 상기 회전롤과 직접 접촉되어 회전롤의 회전진동에 따른 이동거리를 측정하여, 상기 제1측정센서모듈이 운전중 거리측정단계에서 측정한 거리의 변화량에서 상기 제2측정센서모듈이 측정한 거리의 변화량을 제하여 웨브의 두께를 계산하는 단계인 웨브의 복수지점의 두께를 측정하는 회전롤이 구비된 두께측정장치의 제어방법.
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