KR100447807B1 - 산업용 필터의 절곡장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업용 필터의 절곡장치에 관한 것으로서, 필터 엘레멘트원지가 감겨져 있는 로딩부와, 그 로딩부로부터 풀려 나오는 필터 엘레멘트원지를 일정속도로 이송하는 원동,종동이송롤러와, 그 필터 엘레멘트원지를 일정한 폭으로 재단하는 슬리팅장치와, 재단된 필터 엘레멘트원지를 절곡하는 절곡장치로 이루어지는 필터 절곡기에 있어서,

상기 필터 엘레멘트원지를 이송하는 원동,종동이송롤러의 회전속도를 일정한 펄스로 변환, 출력하는 엔코더와, 상기 엔코더에서 출력된 펄스를 카운터하여 저장된 프로그램을 작동시키는 PLC와, 상기 PLC의 제어에 의해 속도를 변속할 수 있는 서보모터와, 상기 서보모터의 회전에 의해 연동되되, 서보모터의 회전속도에 따라 이송되는 필터 엘레멘트원지에 엠보싱을 형성시키는 원동,종동엠보싱롤러를 포함하여 구성된다.

Description

산업용 필터의 절곡장치{Bending device of industrial filter}

본 발명은 산업용 필터를 절곡하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필터 엘레멘트의 높이(절곡폭)를 결정하는 절곡부에 엠보싱 자국을 형성시키다.

또한, 절곡시 엠보싱이 형성된 곳에서 절곡이 이루어지도록 하되, 엠보싱의 위치를 자유롭게 변경시켜 다양한 높이(절곡폭)로 절곡되도록 하고, 다수개로 형성된 엠보싱 자국 사이로 핫멜트를 도포하여 절곡시 절곡부가 상호 접착되도록 하는 산업용 필터의 절곡장치이다.

통상의 산업용 필터를 절곡하는 장치는 필터 엘레멘트 원지가 감겨져 있는 로딩부와, 그 로딩부로부터 풀려 나오는 필터 엘레멘트 원지를 일정속도로 이송하며 절곡하는 롤러부와, 그 필터 엘레멘트 원지를 일정 넓이로 절개하는 절개부와, 그 절개된 필터 엘레멘트 원지를 일정길이로 자를 수 있도록 표시하는 길이 조정부와, 그 롤러부에서 이송된 필터 엘레멘트 원지를 절곡된 상태로 유지하도록 가열하는 히팅부로 이루어진다.

그러나, 상기 통상의 필터절곡장치는 필터 엘레멘트의 절곡 폭을 변경해야 할 경우 엠보싱롤러 전체를 교환해야 하는 단점이 발생하였다.

또한, 상기 통상의 필터절곡장치를 개선하기 위하여 본 출원인이 출원한 출원번호 특허1997-0079917호 '로타리절곡기의 절곡 폭 조절장치'는 필터 엘레멘트의 절곡 폭을 변경시키고자 할 때 엠보싱롤러 자체를 바꾸지 않고, 아이들 기어 만을 바꾸어 주면 되므로 고가의 엠보싱롤러를 다수 준비해 두어야 하는 문제가 해결되고, 교환작업도 간편해질 뿐만 아니라 다양한 절곡 폭의 필터 엘레멘트를 용이하게 만들 수 있도록 하였다.

즉, 원동기와 연결된 하측이송롤러축의 선단에 원동기어A를 장착하고, 하측엠보싱롤러축의 선단에 종동기어A를 장착하고, 상기 원동기어A와 종동기어A의 사이에 아이들기어가 맞물리도록 장착하여 필터 엘레멘트의 절곡 폭을 바꿀 경우 그 아이들기어를 잇수가 다른 것으로 교환해 주도록 하였다.

그러나, 상기 로타리절곡기의 절곡 폭 조절장치는 절곡 폭을 변경시키기 위해서 적용되는 아이들기어는 원동기어A의 회전 수를 그대로 종동기어A에 전달하는 역할만 하는 문제점으로 인하여 통상의 필터절곡장치에서와 마찬가지로 고가의 엠보싱롤러를 다수 준비한 후 교체할 수 밖에 없는 문제점이 발생한다.

또한, 필터 엘레멘트의 절곡 폭이 상호 맞도록 핫멜트를 도포하여 접착하는 히팅부가 구비되어 있으나 절곡 폭이 바뀔때마다 핫멜트를 도포하는 거리가 변경되므로써 변경된 거리만큼 상기 히팅부를 조작해주어야 하는 번거로움이 발생한다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상기 필터 엘레멘트의 절곡 폭을 변경해야 할 경우 엠보싱롤러 전체를 교환해야 하는 단점을 극복하기 위하여 절곡 폭에 따른 엠보싱을 엠보싱롤러 전체의 교환없이 자동으로 이루게하고, 상기 엠보싱된 필터 엘레멘트의 폭 만큼 핫멜트를 도포하는 작업이 동시에 진행되도록 하는 방법 및 장치를 제공한다.

도 1a은 본 발명인 산업용 필터의 절곡장치를 도시한 정면도이고, 도 1b는 본 발명인 산업용 필터의 절곡장치에 적용되는 엠보싱롤러부를 도시한 사시도이고, 도 2는 엔코더에서 발생된 펄스를 감지한 후 서보모터내지 그 밖의 기기를 제어하는 PLC의 구성도이고, 도 3은 엠보싱된 필터 엘레멘트원단의 폭이 슬리팅된 후 핫멜트가 도포되는 공정을 도시한 부분확대도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 필터 엘레멘트원지, 2: 로딩부, 3: 장력롤러, 4: 엠보싱롤러부, 5a,5b: 원동,종동이송롤러, 6a,6b: 원동,종동엠보싱롤러, 7: 구동모터, 8: 엔코터, 9: PLC, 10: 중앙처리장치, 11,12: 입·출력부, 13: 전원부, 14: 메모리, 15a: 전자 접촉기, 15b솔레노이드, 16: 슬리팅장치, 17: 핫멜트도포장치,

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 필터 엘레멘트원지가 감겨져 있는 로딩부와, 그 로딩부로부터 풀려 나오는 필터 엘레멘트원지를 일정속도로 이송하는 원동,종동이송롤러와, 그 필터 엘레멘트원지를 일정한 폭으로 재단하는 슬리팅장치와, 재단된 필터 엘레멘트원지를 절곡하는 절곡장치로 이루어지는 필터 절곡기에 있어서,

상기 필터 엘레멘트원지를 이송하는 원동,종동이송롤러의 회전속도를 일정한 펄스로 변환, 출력하는 엔코더와,

상기 엔코더에서 출력된 펄스를 카운터하여 저장된 프로그램을 작동시키는 PLC와,

상기 PLC의 제어에 의해 속도를 변속할 수 있는 서보모터와,

상기 서보모터의 회전에 의해 연동되되, 서보모터의 회전속도에 따라 이송되는 필터 엘레멘트원지에 엠보싱을 형성시키는 원동,종동엠보싱롤러를 포함하여 구성된다.

이하, 첨부된 도면에 의해서 본 발명에 따른 산업용 필터의 절곡 방법 및 장치를 상세히 설명한다.

도 1a은 본 발명인 산업용 필터의 절곡장치를 도시한 정면도이고, 도 1b는 본 발명인 산업용 필터의 절곡장치에 적용되는 엠보싱롤러부를 도시한 사시도이고, 도 2는 엔코더에서 발생된 펄스를 감지한 후 서보모터내지 그 밖의 기기를 제어하는 PLC이고, 도 3은 엠보싱된 필터 엘레멘트원단의 폭이 슬리팅된 후 핫멜트가 도포되는 공정을 도시한 부분확대도이다.

먼저, 도 1a은 본 발명인 산업용 필터의 절곡장치를 도시한 정면도로서 필터 엘레멘트원단(1)이 감겨져 있는 로딩부(2)가 도시되어 있다.

상기 로딩부(2)의 후방에는 장력롤러(3)가 구비되고, 상기 풀려진 필터 엘레멘트원단(1)에 적당한 장력을 유지시킨다.

또한, 엠보싱롤러부(4)가 구비되어 필터 엘레멘트원단(1)의 표면에 절곡을 위한 엠보싱을 형성시킨다.

이러한, 상기 엠보싱롤로부(4)는 첨부된 도 1b에 의해서 그 구성이 명확히 설명될 것이다.

또한, 상기 엠보싱롤러부(4)를 통하여 이송된 필터 엘레멘트원단(1)은 슬리팅장치(16)에 의해서 슬리팅된 후 본 발명에 따른 핫멜트도포장치(17)를 통과하여 핫멜트가 도포된다.

이러한, 상기 슬리팅장치(16), 핫멜트도포장치(17)는 도 3, 상기 엠보싱롤러부(4)와 핫멜트도포장치(17)를 제어하는 피엘씨(9) 역시, 첨부된 도 2에 의해서 그 구성이 더욱 명확하게 될 것이다.

상기 핫멜트도포장치(17)를 통과한 필터 엘레멘트원단(1)는 그 장력을 유지시키도록 하는 롤러(18)를 통과한 후 통상의 절곡장치(19)에 의해서 절곡된다.

도 1b는 본 발명인 산업용 필터의 절곡장치에 적용되는 엠보싱롤러부를 도시한 사시도로서, 상기 필터 엘레멘트원단(1)을 이송시키도록 후단과 선단에 원동,종동이송롤러(5a,5b)와 원동,종동엠보싱롤러(6a,6b)가 구비된다.

상기 후단에 구비된 원동,종동이송롤러(5a,5b)는 원동이송롤러(5a)에서 전달된 구동력을 종동이송롤러(5b)로 전달시켜 연동회전시키는 구조로 이루어진다.

한편, 상기 원동,종동이송롤러(5a,5b)의 좌우축선상에는 원동,종동이송회전축(5c,5d)이 돌설되고, 그 일축선상에는 베어링이 삽입되어 설치된다.

또한, 상기 타축선상의 원동,종동이송회전축(5c,5d)에는 원동,종동이송기어 (5e,5f)가 맞물려 설치되고, 원동이송회전축(5c)에는 상기 원동이송기어(5e)이외에 스프라켓(5g), 타이밍풀리(5h)가 차례로 동일 축선상에 설치된다.

한편, 상기 원동이송회전축(5c)의 하단에는 구동모터(7)가 설치되고, 그 회전축선상으로는 구동스프라켓(7a)이 돌설된다.

또한, 상기 스프라켓(5g)과 구동스프라켓(7a)은 구동체인(7a)에 의해서 체결되고, 상기 구동체인(7a)의 회전은 구동모터(7)에서 발생된 회전력을 원동회전축 (5c)에 전달한다.

따라서, 상기 동일 축상에 설치된 타이밍풀리(5h)는 원동이송회전축(5c)의 회전에 연동되므로써 동일한 회전수가 되고, 원동이송회전축(5c)의 회전수를 읽을 수 있는 엔코터(8)가 일측에 장착된다.

또한, 상기 엔코더(8)는 각종 정보를 부호화하는 일종의 변환기로서, 병진 또는 회전운동체의 변위, 속도 및 가속도를 측정하는 장치이다.

즉, 이진화된 이산신호 형태의 출력을 통해서 알고 싶은 물리량을 계산할 수 있다.

특히, 본 발명과 같은 회전운동체에 사용되는 엔코더를 샤프트엔코더라 하고, 모터의 회전에 의한 엔코더의 A상, B상, Z상의 신호를 검출하여 위치 제어를 할 수 있는 인크리멘트형이 바람직하다.

또한, 본 발명에 사용되는 엔코더(8)는 회전당 펄스가 10-5000이고, 응답속도는 100KHZ인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 원동,종동엠보싱롤러(6a,6b)는 그 외주면으로 엠보싱펀치(6c)가 형성되되, 외주면에 수평으로 다수개가 돌설되어 있다.

또한, 상기 원동,종동엠보싱롤러(6a,6b)는 그 축선상으로 원동,종동엠보싱롤러회전축(6c,6d)이 돌설된다.

상기 원동,종동엠보싱롤러회전축(6cc,6d)의 일단에는 원동,종동엠보싱기어 (6e,6f)가 동일한 잇수로 구비되고, 타단에는 원동,종동엠보싱롤러(6a,6b)의 회전시 축하중을 받도록 베어링이 설치된다.

즉, 소정의 회전력을 받은 상기 원동엠보싱기어(6e)이 일방향으로 회전하게 되면 같이 물려있는 종동엠보싱기어(6f) 역시 같은 회전수로 회전하는 기어열이다.

또한, 원동엠보싱기어(6e)를 회전시키도록 하는 엠보싱타이밍풀리(6g)가 상기 원동엠보싱롤러회전축(6cc)과 동일 축선상에 설치된다.

한편, 상기 엠보싱타이밍풀리(6g)를 회전시키되, 가속 및 감속이 자유로운 서보모터(6h)가 엠보싱타이밍풀리(6g)와 수평방향으로 설치된다.

아울러, 아이들풀리(6i)가 상기 서보모터(6h)와 엠보싱타이밍풀리(6g)의 사이에 설치되어 서보모터(6h)의 회전을 엠보싱타이밍풀리(6g)로 전달한다.

도 2는 엔코더에서 발생된 펄스를 감지한 후 서보모터내지 그 밖의 기기를 제어하는 PLC의 구성도로서, 상기 엔코더(8)에서 발생된 펄스가 피엘씨(9, Programmable Logic Controller, 이하 'PLC'라 한다)로 전송되어 서보모터(6h) 및 그 밖의 기기를 작동시킨다.

한편, 상기 PLC(9)는 마이크로프로세서(microprocessor) 및 메모리를 중심으로 구성되어 인간의 두뇌 역할을 하는 중앙처리장치(10), 외부 기기와의 신호를 연결시켜 주는 입·출력부(11,12), 각 부에 전원을 공급하는 전원부(13), PLC(9)내의 메모리(14)에 프로그램을 기록하는 주변 장치로 구성되어 있다.

즉, 상기 중앙처리장치(10)는 인간의 두뇌에 해당하는 부분으로서, 메모리 (14)에 저장되어 있는 프로그램을 하나씩 꺼내서 해독하여 처리 내용을 실행한다. 이 절차는 매우 빠른 속도로 반복되며, 모든 정보는 2진수로 처리된다.

상기 메모리(14)는 사용자 프로그램 메모리(14a), 데이터 메모리(14b), 시스템 메모리(14c)의 3가지로 구분된다.

사용자 프로그램 메모리(14a)는 제어하고자 하는 시스템 사양에 따라 사용자가 작성한 프로그램이 저장되는 영역으로, 제어 내용이 프로그램 완성 전이나 완성 후에도 바뀔 수 있으므로 램(RAM)이 사용된다. 프로그램이 완성되어 고정이 되면 롬(ROM)에 써 넣어 롬(ROM) 운전을 할 수 있다.

데이터 메모리(14b)는 입,출력 릴레이, 보조 릴레이, 타이머와 카운터의 접점 상태 및 설정값, 현재값 등의 정보가 저장되는 영역으로 정보가 수시로 바뀌므로 램(RAM) 영역이 사용된다.

시스템 메모리(14c)는 본 발명에 따른 시스템 프로그램이 저장되는 영역이다.

또한, PLC(9)의 입·출력부(11,12)는 현장의 외부 기기에 직접 접속하여 사용한다.

즉, PLC(9) 내부는 DC+5(V)의 전원(TTL 레벨)을 사용하지만 입·출력부(11, 12)는 다른 전압 레벨을 사용하므로 PLC(9) 내부와 입,출력의 접속은 시스템 안정에 결정적인 요소가 될 뿐만 아니라 입출력의 각 접점 상태를 감시할 수 있어야 한다.

상기 입력부(11)는 입력의 종류로는 아날로그입력모듈(11a), 고속카운터모듈 (11b) 등이 있어 외부 기기의 상태를 검출하거나 조작 판넬을 통해 외부 장치의 움직임을 지시하고, 출력부(12)는 외부 기기를 움직이거나 상태를 표시하고, 내부 연산의 결과를 외부에 접속된 전자 접촉기(15a)나 솔레노이드밸브(17a)에 전달한다.

출력의 종류에는 출력 모듈로 아날로그출력모듈(12a), 위치결정모듈(12b)가 있다.

아울러, 입,출력부에 접속되는 외부 기기 및 장치는 다음과 같다.

입력부: 조작입력, 제어반과 조작반, 푸시버튼스위치, 선택스위치, 토글스위치, 검출입력(센서), 기계장치, 리밋스위치, 광전스위치, 근접스위치, 레벨스위치.

출력부: 표시경보, 제어반 및 조작반, 파일럿램프, 부저, 출력구동출력, 전자밸브, 전자클러치, 전자브레이크, 전자개폐기.

도 3은 엠보싱된 필터 엘레멘트원단의 폭이 슬리팅된 후 핫멜트가 도포되는공정을 도시한 부분확대도로서, 도 1a에 도시된 엠보싱롤러부(4)에서 엠보싱되어 이송되는 필터 엘레멘트원단(1)이 통상의 슬리팅장치(16)에 의해서 슬리팅된 후 본 발명에 따른 핫멜트도포장치(17)로 상기 슬리팅된 필터 엘레멘트원단(1)의 표면에 핫멜트를 도포한다.

또한, 상기 핫멜트도포장치(17)는 필터 엘레멘트원단(1)의 전후 표면에 도포되도록 양쪽으로 설치되되, 도 2의 PLC(9)에 의해서 제어되는 솔레노이드밸브(17a)가 다수개로 배열되어 장착된다.

한편, 상기 솔레노이드밸브(17a)의 제어를 받는 핫멜트도포건(17b)이 솔레노이드밸브(17a)와 동일한 갯수로 설치되고, 상기 핫멜트도포건(17b)으로 핫멜트를 공급하는 핫멜트히팅기(17c)가 장착된다.

또한, 상기 핫멜트히팅기(17c)는 통상의 히팅기가 부착되어 핫멜트가 녹아 접착하기에 적당한 온도인 100-110℃로 유지되도록한다.

아울러, 바람직하게로는 상기 핫멜트도포건(17b)은 본 발명에 전후로 50개 씩 장착됨을 그 특징으로 하나 그 이상내지는 이하도 무방하다.

뿐만 아니라, 상기 핫멜트도포건(17b)은 솔레노이드밸브(17a)의 제어를 받아 도포의 길이와 도포량을 자유로이 조절할 수 있다.

상기와 같은 구성으로 인한 본 발명의 작동을 도 1a 내지 도 2에 의하여 설명한다.

로딩부(2), 스리팅장치(16) 및 절곡장치(18)는 통상의 작업방법에 의하므로 설명을 생략한다.

먼저, 필터 엘레멘트원단(1)를 이송하는 상기 원동,종동이송롤러(5a,5b)를 회전하게 되면 그 회전수는 엔코더(8)에 의해서 펄스로 변환되어 고속카운터모듈 (11b)로 입력된 후 카운터된다.

즉, 중앙처리장치(10) 내의 카운터는 시스템 프로그램을 스캔(SCAN)하므로 스캔 주기는 수 밉스(ms) 이하일 경우가 대부분이어서, 이보다 더 짧은 펄스 신호를 카운터 할 수 없다.

따라서, 고속카운터모듈(11b)은 PLC(9)의 중앙처리장치(10)와 독립적으로 펄스를 카운터하되, 10μs 이상의 펄스를 카운터 한다.

또한, 비교 기능을 가지고 설정치와 카운터 값의 상태( <, >, = )을 출력하여 주고, 가,감산 카운터를 지원하여 설정치와 카운터 값이 일치할 때의 시스템메모리(14c)로 그 신호를 보낸다.

한편, 상기 신호를 받은 서보모터(6h)는 시스템메모리(14c)의 제어에 의해서 속도를 변환하게 된다.

따라서, 서보모터(6h)의 제어에 의해서 원동,종동엠보싱롤러(6a,6b)가 회전하게 되고, 그 외주면으로 형성된 엠보싱펀치(6c) 역시 연동되어 회전하게 된다.

즉, 상기 엠보싱펀치(6c)는 상기 원동,종동엠보싱롤러(6a,6b)의 회전에 따라 엠보싱자국을 상기 필터 엘레멘트원단(1)에 마킹한다.

따라서, 그 회전속도가 빨라 지면 엠보싱자국의 간격이 좁아지게 되고, 느리게 되면 간격이 넓어져 절곡 피치를 조절하게 된다.

그러나, 상기와 같은 작동은 일반적인 작동으로써 본 발명에서는 시스템메모리(14c)의 제어에 따라 자유로운 변속이 가능하다.

즉, 상기 원동,종동엠보싱롤러(6a,6b)의 회전이 느리더라도 원동,종동엠보싱롤러(6a,6b)의 회전은 빠를 수 있다.

이러한, 상기 과정을 거친 후 슬리팅장치(16)에 의해서 필터 엘레멘트원단 (1)의 폭이 재단된다.

또한, 도 3에 도시된 바와같이 상기 핫멜트도포건(17b)을 제어하는 솔레노이드밸브(17a)는 상기 PLC(9)의 제어를 받는다.

즉, 원동,종동엠보싱롤러(6a,6b)의 회전에 비례하여 솔레노이드밸브(17a)의 작동이 빨라지거나 느려진다.

이러한, 핫멜트도포를 마친 필터 엘레멘트원단(1)은 통상의 절곡장치(18)에 의하여 절곡된 후 필터가 완성된다.

상술한 바와같이 본 발명에 따른 산업용 필터의 절곡장치는 필터 엘레멘트의 절곡 폭을 변경해야 할 경우 엠보싱롤러 전체를 교환해야 하는 단점을 극복하여 절곡폭에 따른 엠보싱을 엠보싱롤러 전체의 교환없이 자동으로 이루게 하였다.

또한, 상기 엠보싱된 필터 엘레멘트의 폭 만큼 핫멜트를 도포하는 작업이 동시에 진행되도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 필터 엘레멘트원지가 감겨져 있는 로딩부와, 그 로딩부로부터 풀려 나오는 필터 엘레멘트원지를 일정속도로 이송하기 위하여 상·하로 설치된 원·종동이송롤러와, 상기 원·종동이송롤러의 전방에 인접하여 상·하로 설치된 원·종동엠보싱롤러와, 필터 엘레멘트원지를 일정한 폭으로 재단하는 슬리팅장치와, 재단된 필터 엘레멘트원지에 일정한 간격으로 형성된 일자형 엠보싱부를 따라 절곡하는 절곡장치를 포함하여 구성된 필터 절곡기에 있어서,

   상기 원·종동이송롤러의 회전속도를 일정한 펄스로 변환 출력하는 엔코더와,

   상기 엔코더에서 출력된 펄즈를 카운터하여 저장된 프로그램을 작동시키는 PLC와,

   상기 PLC의 제어에 의해 속도를 변속할 수 있는 서보모터와,

   상기 서보모터의 회전속도에 따라 이송되는 필터 엘레멘트원지에 엠보싱을 형성시키는 원·종동엠보싱롤러로 구성된 것을 특징으로 하는 산업용 필터의 절곡장치.
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