KR20180072787A - 띠 형상체 반송 장치 - Google Patents

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KR20180072787A
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가부시키가이샤 아이에이치아이
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Abstract

띠 형상체(W)를 반송하는 띠 형상체 반송 장치(1)로서, 띠 형상체의 일부가 권회되어 띠 형상체를 비접촉 지지하는 복수의 비접촉 안내부(2, 3, 4); 복수의 비접촉 안내부에 공급되기 전, 띠 형상체 표면의 수직선을 따른 방향으로부터 보아, 복수의 비접촉 안내부 중 적어도 2개의 비접촉 안내부를 동일 방향으로 동일 각도 회동시키는 구동부(5, 6, 7)를 구비한다.

Description

띠 형상체 반송 장치
본 발명은 띠 형상체 반송 장치에 관한 것이다.
본원은, 2016년 3월 4일에 일본에 출원된 특허 출원 제2016-042696호에 기초하는 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
예를 들면, 특허문헌 1에 나타낸 바와 같이, 비접촉식 턴 바를 구비하는 알루미늄제의 띠 형상의 웹을 반송하는 반송 장치가 알려져 있다. 이러한 반송 장치에서는 턴 바로부터 웹에 유체를 분출함으로써 웹을 비접촉으로 지지하고 있다.
특허문헌 1의 반송 장치는, 반송되는 웹의 중심 위치를 조정하여 웹을 반송할 때 웹의 센터링을 용이하고 고정밀도로 실시하기 위해, 턴 바의 위치를 변경하는 턴 바 조정 수단을 구비하고 있다.
일본 특허 공개 제2007-070084호 공보
그런데, 띠 형상체가 다중으로 권회된 롤체로부터 송출된 띠 형상체를 가공하는 등의 경우에는, 가공 위치에서 띠 형상체의 위치 정밀도가 중요하다. 이 때문에, 가공 위치에서의 띠 형상체의 위치는 규제 수단 등에 의해 미리 정해진 위치에 고정된다. 한편, 롤체에 띠 형상체를 권취할 때의 띠 형상체의 권취 정밀도나, 띠 형상체를 가공 위치까지 반송할 때의 띠 형상체의 위치 차이 등에 의해, 가공 위치보다 상류측의 띠 형상체의 위치가 흔들리는 경우가 있다. 이 결과, 띠 형상체의 중간 부위에 국소적으로 응력이 작용하여, 띠 형상체에 변형 등이 생길 가능성이 있다. 특히, 최근에는 매우 얇게 만곡 가능한 유리로 이루어지는 띠 형상체를 반송하는 경우가 있다. 이 경우, 띠 형상체에 가해지는 스트레스를 종래 이상으로 피할 필요가 있다.
이러한 띠 형상체의 변형 등을 방지하기 위해서는, 띠 형상체의 가공 위치 등의 하류측의 부위에 대해, 띠 형상체의 상류측의 부위가 띠 형상체의 폭 방향으로 평행하게 변위되는 경우, 띠 형상체에 스트레스를 가하지 않고 띠 형상체를 평행 이동시켜 변위를 해소할 필요가 있다. 그러나, 특허문헌 1에 개시된 반송 장치에서는, 띠 형상체의 하류측이 고정되는 것에 대해서는 아무것도 고려되어 있지 않으며, 띠 형상체를 폭 방향으로 평행 이동시킬 수 없다.
본 발명은 상술의 문제점을 감안한 것으로, 띠 형상체를 비접촉으로 지지하면서 반송하는 띠 형상체 반송 장치로서, 띠 형상체에 스트레스를 가하지 않고 띠 형상체를 폭 방향으로 평행 이동 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태의 띠 형상체를 반송하는 띠 형상체 반송 장치는, 상기 띠 형상체의 일부가 권회되며 상기 띠 형상체를 비접촉 지지하는 복수의 비접촉 안내부; 및 상기 복수의 비접촉 안내부에 공급되기 전, 상기 띠 형상체의 표면의 수직선을 따른 방향으로부터 보아, 상기 복수의 비접촉 안내부 중 적어도 2개의 비접촉 안내부를 동일 방향으로 동일 각도로 회동시키는 구동부;를 구비한다.
본 발명에 의하면, 띠 형상체를 비접촉으로 지지하면서 반송하는 띠 형상체 반송 장치에서 띠 형상체에 스트레스를 가하지 않고 띠 형상체를 폭 방향으로 평행 이동시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치가 구비하는 하류측 턴 바, 상류측 턴 바 및 반전 턴 바를 상방에서 바라본 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치에서 피드백 제어에 의해서만 제어를 하는 경우의 제어 계통도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치에서 피드백 제어와 함께 피드 포워드 제어를 하는 경우의 제어 계통도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치의 평행 이동량과, 하류측 턴 바, 상류측 턴 바 및 반전 턴 바의 회동 각도와의 관계를 나타내는 전개도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치에서, 피드백 제어에 의해서만 제어를 하는 경우의 제어 계통도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치의 링크 기구의 동작을 설명하는 모식도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치에서, 피드백 제어와 함께 피드 포워드 제어를 하는 경우의 제어 계통도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 띠 형상체 반송 장치의 일 실시 형태에 대해 설명한다.
한편, 이하의 도면에서, 각 부재를 인식 가능한 크기로 하기 위해 각 부재의 축척을 적절히 변경하였다.
(제1 실시 형태)
도 1은 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 측면도이다. 또한, 도 2는 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 한편, 도 1에서는, 후술하는 하류측 턴 바(2)의 축심, 상류측 턴 바(3)의 축심 및 반전 턴 바(4)의 축심이 띠 형상체(W)의 폭방향에 대해 평행으로 이루어진 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 2에서는, 하류측 턴 바(2)의 축심, 상류측 턴 바(3)의 축심 및 반전 턴 바(4)의 축심이 띠 형상체(W)의 폭방향에 대해 경사진 상태를 도시하고 있다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 띠 형상체 반송 장치(1)는, 하류측 턴 바(2)(비접촉 안내부), 상류측 턴 바(3)(비접촉 안내부), 반전 턴 바(4)(비접촉 안내부), 하류측 액츄에이터(5), 상류측 액츄에이터(6), 반전 액츄에이터(7), 하류측 엣지 센서(8), 상류측 엣지 센서(9) 및 제어부(10)를 구비하고 있다. 한편, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)에서는, 띠 형상체(W)가 도 1 및 도 2의 우측으로부터 좌측으로 반송된다. 즉, 본 실시 형태에서는, 도 1 및 도 2의 화살표로 나타낸 바와 같이, 도 1 및 도 2에서의 왼쪽 방향이 띠 형상체(W)의 주된 반송 방향으로 이루어져 있다. 또한, 도 1 및 도 2에서의 우측을 반송 방향의 상류측, 도 1 및 도 2에서의 좌측을 반송 방향의 하류측으로 한다. 단, 띠 형상체(W)가 주된 반송 방향으로 반송되는 동안, 띠 형상체(W)의 주행 방향이 변경된다.
하류측 턴 바(2)는 중심각이 90˚로 이루어진 원호에 따른 둘레면을 가지는 중공의 봉 형상 부재이다. 하류측 턴 바(2)는, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4) 중, 띠 형상체(W)의 주행 방향의 가장 하류측에 배치되어 있다. 하류측 턴 바(2)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 하류측 턴 바(2)의 축심(La)이 수평 방향으로 연장되고, 하류측 턴 바(2)의 둘레면이 상류측 턴 바(3)측이며 하측을 향하는 자세가 되도록 도시 생략한 지지부에 의해 이동 가능하게 지지되어 있다. 하류측 턴 바(2)의 둘레면에는 도시 생략한 복수의 관통공이 마련되어 있고, 도시 생략한 유체 공급부로부터 하류측 턴 바(2)의 내부에 공급된 유체가 관통공으로부터 분출된다. 이와 같이 관통공으로부터 분사된 유체가 띠 형상체(W)를 향하여 분사됨으로써, 띠 형상체(W)가 하류측 턴 바(2)에 비접촉 지지된다. 즉, 하류측 턴 바(2)의 둘레면은 띠 형상체(W)를 비접촉으로 지지하는 비접촉 지지면(2a)으로서 기능한다.
하류측 턴 바(2)는 상방으로부터 공급되는 띠 형상체(W)의 일부가 비접촉 지지면(2a)을 따라 도 1에서 오른쪽 방향으로 권회됨으로써, 띠 형상체(W)의 주행 방향이 90˚변경되도록 띠 형상체(W)를 안내한다. 본 실시 형태에서는, 하류측 턴 바(2)에 의해 안내되는 띠 형상체(W)는 하류측 턴 바(2)에 도달하기 전에는 표리면이 연직이 되는 자세로 주행하고, 하류측 턴 바(2)를 통과한 후에는 표리면이 수평이 되는 자세로 주행한다. 하류측 턴 바(2)는 띠 형상체(W)의 연직 방향에서의 위치(즉, 띠 형상체의 두께 방향에서의 위치)를 상류측 턴 바(3)에 공급되기 전의 위치에 맞춘다.
상류측 턴 바(3)는 하류측 턴 바(2)와 마찬가지로, 중심각이 90˚로 이루어진 원호를 따른 둘레면을 가지는 중공의 봉 형상 부재이다. 상류측 턴 바(3)는, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4) 중, 띠 형상체(W)의 주행 방향의 가장 상류측에 배치되어 있다. 상류측 턴 바(3)는 하류측 턴 바(2)와 동일한 높이에 배치되어 있다. 상류측 턴 바(3)는 상류측 턴 바(3)의 축심(Lb)이 하류측 턴 바(2)의 축심(La)과 평행이 되도록 도시 생략한 지지부에 의해 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 상류측 턴 바(3)는 상류측 턴 바(3)의 둘레면이 하류측 턴 바(2) 측이며 하방을 향하는 자세가 되도록 배치되어 있다. 상류측 턴 바(3)의 둘레면에는 하류측 턴 바(2)의 둘레면과 마찬가지로 도시 생략한 복수의 관통공이 마련되어 있고, 도시 생략한 유체 공급부로부터 상류측 턴 바(3)의 내부에 공급된 유체가 관통공으로부터 분출된다. 이와 같이 관통공으로부터 분사된 유체가 띠 형상체(W)를 향해 분사됨으로써, 띠 형상체(W)가 상류측 턴 바(3)에 비접촉 지지된다. 즉, 상류측 턴 바(3)의 둘레면은, 띠 형상체(W)를 비접촉으로 지지하는 비접촉 지지면(3a)으로서 기능한다.
상류측 턴 바(3)는 수평 방향으로부터 공급되는 띠 형상체(W)의 일부가 비접촉 지지면(3a)을 따라 도 1에서의 오른쪽 방향으로 권회됨으로써, 띠 형상체(W)의 주행 방향이 90˚변경되도록 띠 형상체(W)를 안내한다. 본 실시 형태에서, 상류측 턴 바(3)에 의해 안내되는 띠 형상체(W)는 상류측 턴 바(3)에 도달하기 전에는 표리면이 수평이 되는 자세로 주행하고, 상류측 턴 바(3)를 통과한 후에는 표리면이 연직이 되는 자세로 주행한다.
반전 턴 바(4)는 수평 방향으로부터 보아 하류측 턴 바(2)와 상류측 턴 바(3)의 상방에 배치되어 있고, 연직 방향으로부터 보아 하류측 턴 바(2)와 상류측 턴 바(3) 사이에 배치되어 있다. 반전 턴 바(4)는 중심각이 180˚로 이루어진 원호를 따른 둘레면을 가지는 중공의 봉 형상의 부재이다. 반전 턴 바(4)는 반전 턴 바(4)의 축심(Lc)이 하류측 턴 바(2)의 축심(La) 및 상류측 턴 바(3)의 축심(Lb)과평행이 되도록 도시 생략한 지지부에 의해 이동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 반전 턴 바(4)는 반전 턴 바(4)의 둘레면이 상방을 향하도록 배치되어 있다. 반전 턴 바(4)의 둘레면에는 하류측 턴 바(2)의 둘레면 및 상류측 턴 바(3)의 둘레면과 마찬가지로, 도시 생략한 복수의 관통공이 마련되어 있고, 도시 생략한 유체 공급부로부터 반전 턴 바(4)의 내부에 공급된 유체가 관통공으로부터 분출된다. 이와 같이 관통공으로부터 분사된 유체가 띠 형상체(W)를 향해 분사됨으로써, 띠 형상체(W)가 반전 턴 바(4)에 비접촉 지지된다. 즉, 반전 턴 바(4)의 둘레면은 띠 형상체(W)를 비접촉으로 지지하는 비접촉 지지면(4a)으로서 기능한다.
반전 턴 바(4)는 상류측 턴 바(3)를 통과하여 하방으로부터 공급되는 띠 형상체(W)의 일부가 비접촉 지지면(4a)을 따라 도 1에서 왼쪽 방향으로 권회됨으로써, 띠 형상체(W)의 주행 방향이 180˚변경되도록 띠 형상체(W)를 안내한다. 반전 턴 바(4)는 상류측 턴 바(3)에 의해 방향이 변경된 띠 형상체(W)의 주행 방향을 하류측 턴 바(2)를 향해 반전한다. 본 실시 형태에서, 반전 턴 바(4)에 의해 안내되는 띠 형상체(W)는 반전 턴 바(4)에 도달되기 전과 통과한 후에는 주행 방향이 180˚반전된다. 
하류측 액츄에이터(5)는 도시 생략한 전달 기구를 통하여 하류측 턴 바(2)에 접속되어 있으며, 하류측 턴 바(2)를 회동시킨다. 도 3은, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)를 상방(비접촉 안내부에 공급되기 전 띠 형상체의 표면의 수직선을 따른 방향)으로부터 본 모식도이다. 본 실시 형태에서 하류측 턴 바(2)는 하류측 액츄에이터(5)에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같이 하류측 턴 바(2)의 축심(La)을 따른 방향에서의 중심 위치(O1)를 중심으로 수평면 내에서 회동된다.
상류측 액츄에이터(6)는 도시 생략한 전달 기구를 통하여 상류측 턴 바(3)에 접속되어 있으며, 상류측 턴 바(3)를 회동시킨다. 본 실시 형태에서 상류측 턴 바(3)는 상류측 액츄에이터(6)에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같이 상류측 턴 바(3)의 축심(Lb)을 따른 방향에서의 중심 위치(O2)를 중심으로 수평면 내에서 회동된다.
반전 액츄에이터(7)는 도시 생략한 전달 기구를 통하여 반전 턴 바(4)와 접속되어 있으며, 반전 턴 바(4)를 회동시킨다. 본 실시 형태에서 반전 턴 바(4)는 반전 액츄에이터(7)에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같이 반전 턴 바(4)의 축심(Lc)을 따른 방향에서의 중심 위치(O3)를 중심으로 수평면 내에서 회동된다.
여기서, 본 실시 형태에서는 제어부(10)의 제어 하에서, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)는 동일 방향으로 동일 각도 회동된다. 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 하류측 턴 바(2)가 오른쪽으로 회동 각도 θ로 회동되는 경우, 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)도 오른쪽으로 회동 각도 θ로 회동된다.
이와 같이, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)에서는, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)가 회동 가능하게 이루어져 있다. 또한, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)는 제어부(10)의 제어 하에서, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)를 동일 방향으로 동일 각도 회동시키는 하류측 액츄에이터(5), 상류측 액츄에이터(6) 및 반전 액츄에이터(7)를 구비한다. 본 실시 형태에서는, 본 발명의 구동부가, 하류측 액츄에이터(5), 상류측 액츄에이터(6) 및 반전 액츄에이터(7)에 의해 구성되어 있다.
하류측 엣지 센서(8)는 하류측 턴 바(2)의 더욱 하류측에 배치되어 있고, 하류측 턴 바(2)를 통과한 띠 형상체(W)의 폭방향에서의 일방측(본 실시 형태에서는 도 1 및 도 2의 앞쪽)의 엣지 위치를 검출한다. 상류측 엣지 센서(9)는 상류측 턴 바(3)의 더욱 상류측에 배치되어 있고, 상류측 턴 바(3)에 도달하기 전 띠 형상체(W)의 폭방향에서의 일방측(본 실시 형태에서는 도 1 및 도 2의 앞쪽)의 엣지 위치를 검출한다. 하류측 엣지 센서(8) 및 상류측 엣지 센서(9)로서는, 예를 들면 레이저식 엣지 센서를 이용할 수 있다. 하류측 엣지 센서(8) 및 상류측 엣지 센서(9)는 제어부(10)와 전기적으로 접속되어 있으며, 검출 결과를 제어부(10)를 향해 출력한다.
제어부(10)는 하류측 엣지 센서(8) 및 상류측 엣지 센서(9) 중 적어도 어느 한 쪽의 검출 결과에 기초하여, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)의 회동 각도(θ)를 산출하고, 회동 각도(θ)에 기초하여 하류측 액츄에이터(5), 상류측 액츄에이터(6) 및 반전 액츄에이터(7)를 제어한다.
도 4는, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)에서, 피드백 제어에 의해서만 제어를 하는 경우의 제어 계통도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 피드백 제어에 의해서만 제어를 하는 경우, 제어부(10)는, 목표값 설정부(10a), 감산기(10b) 및 피드백 연산부(10c)를 구비한다. 목표값 설정부(10a)는 하류측 턴 바(2)를 통과한 후의 띠 형상체(W)의 엣지 위치(도 1 및 도 2의 앞쪽 엣지의 위치)의 목표값을 설정한다. 목표값 설정부(10a)는 미리 기억된 값 또는 외부에서 입력되는 값을, 목표값으로서 설정한다. 감산기(10b)는 하류측 엣지 센서(8)의 검출 결과와 목표값의 차분을 계산한다. 피드백 연산부(10c)는 감산기(10b)에서 산출된 하류측 엣지 센서(8)의 검출 결과와 목표값의 차분에 기초하여, 예를 들면 PID 처리를 하고, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)의 회동 각도(θ)를 산출한다.
이와 같이 하여 제어부(10)에 의해 산출된 회동 각도(θ)에 기초하여, 하류측 액츄에이터(5), 상류측 액츄에이터(6) 및 반전 액츄에이터(7)의 제어가 이루어지고, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)가 회동된다.
이와 같이, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)가 회동되면, 우선 띠 형상체(W)의 폭방향의 일방측의 엣지와 타방측의 엣지가 상류측 턴 바(3)에 도달하는 위치가 달라지게 된다. 예를 들면, 도 3의 일점 쇄선으로 나타낸 바와 같이, 상류측 턴 바(3)가 오른쪽으로 회동되고 있는 경우에는, 도 1 및 도 2의 안쪽의 엣지가 앞쪽의 엣지보다 먼저 상류측 턴 바(3)에 도달한다. 이에 따라, 도 2에 나타낸 바와 같이, 띠 형상체(W)가 상류측 턴 바(3)를 따라 나선상으로 비틀리고, 상류측 턴 바(3)를 통과한 후의 띠 형상체(W)의 주행 방향이, 상류측 턴 바(3)에 공급되기 전의 띠 형상체(W)의 법선에 대해서 띠 형상체(W)의 폭방향으로 기울어진다. 이와 같이 하여, 상류측 턴 바(3)에 의해 주행 방향이 기울어진 띠 형상체(W)는 반전 턴 바(4)에 의해 주행 방향이 반전되고, 상류측 턴 바(3)에 공급되기 전의 띠 형상체(W)의 법선에 대하여 주행 방향이 기울어진 채 하류측 턴 바(2)에 도달한다. 하류측 턴 바(2)에서는 상류측 턴 바(3)와 반대 방향으로 띠 형상체(W)가 나선상으로 비틀려 띠 형상체(W)의 비틀림이 해소된다. 여기서, 띠 형상체(W)는 상류측 턴 바(3)로부터 하류측 턴 바(2)에 도달할 때까지 상류측 턴 바(3)에 공급되기 전의 띠 형상체(W)의 법선에 대해 기울어진 상태로 주행한다. 이 결과, 하류측 턴 바(2)를 통과한 후의 띠 형상체(W)의 부위가, 상류측 턴 바(3)에 공급되기 전의 띠 형상체(W)의 부위에 대해 폭방향으로 평행 이동된다.
이와 같이 평행 이동된 띠 형상체(W)의 엣지 위치가 다시 하류측 엣지 센서(8)에서 검출되고, 그 검출 결과가 제어부(10)에 입력됨으로써, 본 제어계에서는 연속적으로 피드백 제어가 이루어진다.
도 5는, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)에서, 피드백 제어와 함께 피드 포워드 제어를 하는 경우의 제어 계통도이다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 피드백 제어와 함께 피드 포워드 제어를 하는 경우, 제어부(10)는 목표값 설정부(10a), 감산기(10b) 및 피드백 연산부(10c)에 더하여, 피드 포워드 연산부(10d)및 가산기(10e)를 구비한다.
피드 포워드 연산부(10d)는 하류측 엣지 센서(8)의 검출 결과와 상류측 엣지 센서(9)의 검출 결과에 기초하여 회동 각도(θ1)를 산출한다. 도 5에 나타내는 구성에서는, 예를 들면 피드 포워드 연산부(10d)에서 산출된 회동 각도(θ1)에 의해 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)의 회동 각도(θ)가 대략 결정되고(θ≒θ1), 피드백 연산부(10c)에서 산출되는 회동 각도(θ2)와 회동 각도(θ)의 미세 수정을 한다. 이 때문에, 도 5에 나타내는 구성에서는, 가산기(10e), 피드 포워드 연산부(10d)에서 산출된 회동 각도(θ1) 및 피드백 연산부(10c)에서 산출된 회동 각도(θ2)를 가산하여, 이에 의해 회동 각도(θ)를 구한다. 이러한 제어에 따르면, 피드백 제어만을 실시하는 경우보다 응답 성능을 향상시킬 수 있다.
여기서, 회동 각도(θ)의 구체적인 계산 방법에 대해 설명한다. 도 6은 도 2에 나타내는 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)의 폭방향의 평행 이동량(Δh)과, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)의 회동 각도(θ)와의 관계를 나타내는 전개도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 하류측 턴 바(2)의 축심(La), 상류측 턴 바(3)의 축심(Lb) 및 반전 턴 바(4)의 축심(Lc)의 회동 각도를θ로 하고, 하류측 턴 바(2)에 공급되기 전의 띠 형상체(W)의 일방측의 엣지와 중첩되는 직선을 직선 LA로 하고, 하류측 턴 바(2)에 공급되기 전의 띠 형상체(W)의 타방측의 엣지와 중첩되는 직선을 직선 LB로 하고, 축심 La와 직선 LA의 교차점을 점 A로 하고, 축심 Lb와 직선 LA의 교차점을 점 B로 하고, 축심 La로부터 축심 Lb까지의 경로 길이를 L로 한 경우, 평행 이동량(Δh)은 하기의 식 (1)에 의해 나타낼 수 있다. 한편, 실용적으로는, 경로 길이(L)가 예를 들면 수 m인 경우, 평행 이동량(Δh)이 예를 들면 수 mm가 되기 때문에, 하기의 식 (1)의 근사식이 성립된다.
Figure pct00001
이 때문에, 제어부(10)는 하류측 엣지 센서(8)의 검출 결과, 상류측 엣지 센서(9)의 검출 결과 및 목표값 설정부(10a)에서 설정된 목표값에 기초하여 Δh를 구하고, 하기의 식 (2)을 이용함으로써 회동 각도(θ1)를 산출할 수 있다. 한편, 하기의 식 (2)에서 y1이 하류측 엣지 센서(8)의 검출 결과를 나타내고, y2가 상류측 엣지 센서(9)의 검출 결과를 나타내고 있다.
Figure pct00002
이상과 같은 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)에 의하면, 비접촉으로 띠 형상체(W)를 지지하는 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)가 동일 방향으로 동일 각도 회동된다. 이에 따라, 띠 형상체(W)가 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)에 나선상으로 권회되고, 상류측 턴 바(3)에 공급되기 전의 띠 형상체(W)의 부위에 대해 하류측 턴 바(2)를 통과한 띠 형상체(W)의 부위를 띠 형상체(W)의 폭방향으로 평행 이동시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 띠 형상체(W)에 스트레스를 가하지 않고 띠 형상체(W)를 폭방향으로 평행 이동시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)에서는, 봉 형상의 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)를 이용하여 띠 형상체(W)를 안내하고 있다. 이 때문에, 봉 형상체가 아닌 형상의 비접촉 안내부를 이용하여 띠 형상체(W)를 안내하는 경우와 비교하여, 비접촉 안내부의 형상을 단순화하고 장치 구성을 간소하게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)는, 하류측 엣지 센서(8)와 상류측 엣지 센서(9)를 구비하고, 하류측 엣지 센서(8)와 상류측 엣지 센서(9)의 검출 결과에 기초하여, 하류측 액츄에이터(5), 상류측 액츄에이터(6) 및 반전 액츄에이터(7)을 제어하는 제어부(10)를 구비하고 있다. 이 때문에, 띠 형상체(W)의 위치를 자동으로 정확하게 조정할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 본 발명의 제 2 실시 형태에 대해, 도 7~도 11을 참조하여 설명한다. 한편, 본 실시 형태의 설명에서, 상기 제1 실시 형태와 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하거나 간략화한다.
도 7은 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1A)의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 측면도이다. 또한, 도 8은 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1A)의 개략 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 한편, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1A)에서도, 띠 형상체(W)가 도 7 및 도 8의 우측으로부터 좌측으로 반송된다. 즉, 본 실시 형태에서는 도 7 및 도 8의 화살표로 나타낸 바와 같이, 도 7 및 도 8에서의 왼쪽 방향이 띠 형상체(W)의 주된 반송 방향으로 이루어져 있다. 또한, 도 7 및 도 8에서의 우측을 반송 방향의 상류측, 도 7 및 도 8에서의 좌측을 반송 방향의 하류측으로 한다.
한편, 도 7에서는, 하류측 턴 바(2)의 축심, 상류측 턴 바(3)의 축심 및 반전 턴 바(4)의 축심이 띠 형상체(W)의 폭방향에 대해서 평행으로 이루어진 상태를 도시하고 있다. 또한, 도 8에 있어서는, 하류측 턴 바(2)의 축심, 상류측 턴 바(3)의 축심 및 반전 턴 바(4)의 축심이 띠 형상체(W)의 폭방향에 대해 경사진 상태를 도시하고 있다.
이들 도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1A)는 제1 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1)가 구비하고 있던 하류측 액츄에이터(5), 상류측 액츄에이터(6) 및 반전 액츄에이터(7)를 구비하지 않으며, 대신 단일 액츄에이터(20)를 구비한다. 또한, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1A)는 액츄에이터(20)와, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4) 각각을 연결하는 링크 기구(21)를 구비한다.
액츄에이터(20)는, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4) 모두를 회동시키기 위한 동력을 생성한다. 액츄에이터(20)로서는, 예를 들면 직동식 액츄에이터를 이용할 수 있다. 링크 기구(21)는 액츄에이터(20)에서 생성된 동력을, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)의 각각에 전달하고, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)를 동시에 회동시킨다. 링크 기구(21)를 구비하고 있으므로, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)의 각각에 대해서 액츄에이터를 마련할 필요가 없어, 장치 구성을 보다 간소하게 할 수 있다.
도 9는, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1A)에서, 피드백 제어에 의해서만 제어를 하는 경우의 제어 계통도이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1A)에서는, 단일 액츄에이터(20)가 마련되어 있기 때문에, 피드백 연산부(10c)는 액츄에이터(20)의 구동량을 산출한다. 예를 들면, 액츄에이터(20)가 직동식이며, 도 10에 나타낸 바와 같이 축심(La)을 회동시키도록 봉 형상의 링크 기구(21)의 일단과 접속되어 있는 경우, 액츄에이터(20)의 구동량을 x, 액츄에이터(20)와 링크 기구(21)의 접속 지점으로부터 축심(La)의 중심 위치(O1)까지의 거리를 d로 하면, 회동 각도(θ)와 액츄에이터(20)의 구동량(x)은 하기의 식 (3)에 의해 나타낼 수 있다. 이 때문에, 피드백 연산부(10c)는, 예를 들면 식 (3)에 기초하여 구동량(x)을 산출한다.
Figure pct00003
도 11은, 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1A)에서, 피드백 제어와 함께 피드 포워드 제어를 하는 경우의 제어 계통도이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 피드백 제어와 함께 피드 포워드 제어를 하는 경우, 피드 포워드 연산부(10d)는 하류측 엣지 센서(8)의 검출 결과 및 상류측 엣지 센서(9)의 검출 결과에 기초하여 액츄에이터(20)의 구동량(x1)을 산출한다. 여기서는, 예를 들면 하기의 식 (4)에 기초하여 구동량(x1)을 산출한다. 한편, 식 (4)는 하기의 식 (5), 하기의 식 (6) 및 식 (3)에 기초하여 도출되었다.
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
또한, 도 11에 나타내는 구성에서는, 예를 들면 피드 포워드 연산부(10d)에서 산출된 구동량(x1)에 의해 액츄에이터(20)의 구동량(x)이 대략 결정되고, 피드백 연산부(10c)에서 산출되는 구동량(x2)에서 구동량(x)의 미세 수정을 한다. 이 때문에, 도 11에 나타내는 구성에서는, 가산기(10e)에서, 피드 포워드 연산부(10d)에서 산출된 구동량(x1)과 피드백 연산부(10c)에서 산출된 구동량(x2)을 가산하고, 이에 의해 구동량(x)을 구한다. 이러한 제어에 의하면, 피드백 제어만을 실시하는 경우보다 응답 성능을 향상시킬 수 있다.
이상과 같은 본 실시 형태의 띠 형상체 반송 장치(1A)에 의하면, 단일 액츄에이터(20)만을 구비하기 때문에, 하류측 액츄에이터(5), 상류측 액츄에이터(6) 및 반전 액츄에이터(7)를 구비하는 경우와 비교하여, 제어를 단순화할 수 있다.
이상, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않는다. 상술한 실시 형태에서 나타낸 각 구성 부재의 모든 형상이나 조합 등은 일례이며, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서 설계 요구 등에 기초하여 다양한 변경이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 본 발명의 비접촉 안내부로서 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4)를 구비한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 봉 형상이 아닌 다른 형상의 비접촉 안내부를 구비할 수도 있다. 이 경우, 모든 비접촉 안내부가 동일 형상일 필요는 없다.
또한, 반전 턴 바(4)를 생략하고, 하류측 턴 바(2)와 상류측 턴 바(3)를 높이 방향으로 변위하여 배치할 수도 있다. 이러한 경우에는, 상류측 턴 바(3)에 공급되기 전과 하류측 턴 바(2)로부터 통과된 후의 띠 형상체(W)의 높이가 달라지지만, 띠 형상체(W)를 폭방향으로 평행 이동시킬 수 있다.
또한, 비접촉 안내부를 2개만 또는 4개 이상(복수) 구비할 수 있다. 또한, 비접촉 안내부를 3개 이상 구비하는 경우에는, 이러한 모든 비접촉 안내부를 회동시킬 필요는 없으며, 적어도 2개의 비접촉 안내부를 동일 방향으로 동일 각도 회동시키면 된다. 이러한 경우에는, 회동시키지 않은 비접촉 안내부와 띠 형상체(W)의 틈새 거리가 변화됨으로써 띠 형상체(W)의 변형이 허용된다. 예를 들면, 상기 제1 실시 형태에서, 반전 턴 바(4)를 회동시키지 않고 하류측 턴 바(2)와 상류측 턴 바(3)를 회동시킨 경우, 하류측 턴 바(2)와 상류측 턴 바(3)에 의해 안내되는 띠 형상체(W)가 비접촉 상태를 유지하면서 부분적으로 반전 턴 바(4)에 가까워지거나 멀어진다. 이러한 경우라도, 반전 턴 바(4)에 띠 형상체(W)가 비접촉 지지된 상태가 유지된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 하류측 엣지 센서(8) 및 상류측 엣지 센서(9)를 구비한다. 그러나, 띠 형상체(W)의 엣지 위치를 검출할 수 있는 센서라면, 센서의 배치 지점 및 설치 수는 상기 실시 형태에 한정되지 않는다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 유체를 분출함으로써 띠 형상체(W)를 비접촉 지지한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 자력(磁力)이나 정전기력에 의해 띠 형상체(W)를 비접촉 지지할 수도 있다.
상기 실시 형태에서의 띠 형상체(W)는 예를 들면, 유리, 세라믹 또는 실리콘 등의 취성 재료로 이루어지는 띠 형상체일 수도 있고, 또한 유기 재료 등의 필름일 수도 있다. 유리로 이루어지는 띠 형상체의 경우, 두께가 예를 들면 0.2mm 이하의 매우 얇은 유리일 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 띠 형상체(W)의 주된 반송 방향이 수평 방향인 구성에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 실시 형태의 장치 구성의 전체를 기울이는 등, 띠 형상체(W)의 주된 반송 방향을 수평 방향 이외의 방향으로 할 수도 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 하류측 턴 바(2), 상류측 턴 바(3) 및 반전 턴 바(4) 모두를 회동시키는 구성에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들면, 하류측 턴 바(2) 및 상류측 턴 바(3)만을 회동시키도록 할 수도 있다.
또한, 상기 실시 형태에서, 제어부(10)는 피드백 제어 혹은 피드백 제어와 함께 피드 포워드 제어를 하고 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제어부(10)가 피드 포워드 제어만을 할 수도 있다.
본 발명에 의하면, 띠 형상체를 비접촉으로 지지하면서 반송하는 띠 형상체 반송 장치에서 띠 형상체에 스트레스를 가하지 않고 폭방향으로 평행 이동시킬 수 있다.
1: 띠 형상체 반송 장치 1A: 띠 형상체 반송 장치
2: 하류측 턴 바(비접촉 지지부) 2a: 비접촉 지지면
3: 상류측 턴 바(비접촉 지지부) 3a: 비접촉 지지면
4: 반전 턴 바(비접촉 지지부) 4a: 비접촉 지지면
5: 하류측 액츄에이터(구동부) 6: 상류측 액츄에이터(구동부)
7: 반전 액츄에이터(구동부) 8: 하류측 엣지 센서
9: 상류측 엣지 센서 10: 제어부
10a: 목표값 설정부 10b: 감산기
10c: 피드백 연산부 10d: 피드 포워드 연산부
10e: 가산기 20: 액츄에이터
21: 링크 기구 W: 띠 형상체

Claims (6)

  1. 띠 형상체를 반송하는 띠 형상체 반송 장치로서,
    상기 띠 형상체의 일부가 권회되며 상기 띠 형상체를 비접촉 지지하는 복수의 비접촉 안내부; 및
    상기 복수의 비접촉 안내부에 공급되기 전, 상기 띠 형상체의 표면의 수직선을 따른 방향으로부터 보아, 상기 복수의 비접촉 안내부 중 적어도 2개의 비접촉 안내부를 동일 방향으로 동일 각도 회동시키는 구동부를 구비하는, 띠 형상체 반송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 비접촉 안내부는,
    상기 복수의 비접촉 안내부 중 상기 띠 형상체의 주행 방향의 가장 상류측에 배치되고, 상기 띠 형상체의 주행 방향을 변경하는 상류측 턴 바;
    상기 복수의 비접촉 안내부 중 상기 띠 형상체의 주행 방향의 가장 하류측에 배치되고, 상기 띠 형상체의 두께 방향에서의 위치를 상기 상류측 턴 바에 공급되기 전의 위치에 맞추는 하류측 턴 바; 및
    상기 상류측 턴 바에 의해 변경된 상기 띠 형상체의 주행 방향을 상기 하류측 턴 바를 향해 반전하는 반전 턴 바를 구비하는, 띠 형상체 반송 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상류측 턴 바보다 상류측에 배치되며, 상기 띠 형상체의 엣지 위치를 검출하는 상류측 엣지 센서;
    상기 하류측 턴 바보다 하류측에 배치되며, 상기 띠 형상체의 엣지 위치를 검출하는 하류측 엣지 센서; 및
    상기 상류측 엣지 센서의 검출 결과와 상기 하류측 엣지 센서의 검출 결과 중 적어도 어느 하나에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 구비하는, 띠 형상체 반송 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    액츄에이터; 및
    상기 액츄에이터에서 생성된 동력을 상기 적어도 2개의 비접촉 안내부에 전달하는 링크 기구를 구비하는, 띠 형상체 반송 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 구동부는,
    액츄에이터; 및
    상기 액츄에이터에서 생성된 동력을 상기 적어도 2개의 비접촉 안내부에 전달하는 링크 기구를 구비하는 띠 형상체 반송 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 구동부는,
    액츄에이터; 및
    상기 액츄에이터에서 생성된 동력을 상기 적어도 2개의 비접촉 안내부에 전달하는 링크 기구를 구비하는, 띠 형상체 반송 장치.
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