KR100742910B1 - 맨드릴의 센터링 보정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아웃보드에 장착되는 맨드릴의 센터링을 보정하도록 구성된 맨드릴의 센터링 보정장치에 관한 것으로, 상기 아웃보드(10)에 상기 맨드릴의 축 방향으로 이동 가능하게 설치되고 상기 맨드릴의 베어링케이지의 외경과 나란하도록 형성된 경사면(14b)을 갖는 조정판(14); 상기 맨드릴과 수직한 방향으로 상기 조정판(14)을 관통하여 형성된 관통홀(14a)에 위치된 탐촉자(42)와, 상기 탐촉자(42)가 맨드릴 쪽으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 스프링(44)과, 상기 탐촉자(42)의 위치를 감지하여 전기적인 신호를 송출하도록 설치된 위치감지센서(46)를 갖는 검출부(40); 상기 조정판(14)을 맨드릴의 축 방향으로 이동시키도록 설치된 동력제공부(20); 및 상기 검출부(40)에서 제공된 탐촉자(42)의 위치 정보에 의해 상기 동력제공부(20)를 구동하여 상기 조정판(14)을 이동시키는 제어부(50)를 포함하여 구성된다.

맨드릴, 아웃보드, 센터링, 보정

Description

맨드릴의 센터링 보정장치{Apparatus for compensating the center of mandrel}

도1은 아웃보드에 맨드릴이 장착된 상태로서 스트립을 코일 형태로 권취하는 모습을 나타낸 도면;

도2는 맨드릴에서 코일을 인출한 후 아웃보드를 하우징에 삽입하기 직전의 모습을 나타낸 도면;

도3은 본 발명에 따른 맨드릴의 센터링 보정장치를 전체적으로 나타낸 개략 구성도;

도4는 본 발명의 주요한 구성 부위를 나타낸 상세도;

도5는 본 발명의 조정판 구성을 상세하게 나타낸 단면도;

도6은 본 발명의 검출부를 나타낸 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

7 : 맨드릴 8 : 베어링케이지

10 : 아웃보드 12 : 고정판

14 : 조정판 20 : 동력제공부

22 : 모터 24, 26, 28 : 회전축

25, 27 : 회전력 전달기구 29 : 베벨기어

30 : 슬라이더 32 : 키이

40 : 검출부 42 : 탐촉자

44 : 스프링 46 : 위치감지센서

50 : 제어부

본 발명은 맨드릴의 센터링 보정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 맨드릴의 중심과 스트립의 진행 방향이 실질적인 수직 상태에 있도록 맨드릴의 센터링을 정확하게 보정할 수 있는 맨드릴의 센터링 보정장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소에서 생산되는 스트립은 텐션릴의 맨드릴에 의해 코일 형태로 권취된다. 이때, 상기 스트립의 백 텐션 및 자중에 의해 맨드릴의 장착 상태가 변화되며, 이 상태에서는 맨드릴의 중심과 스트립의 진행 방향이 실질적인 수직 상태에서 벗어나 코일의 권취 불량이 발생된다.

따라서, 코일의 권취 품질을 향상시키려면 맨드릴의 중심과 스트립의 진행 방향이 실질적인 수직 상태에 있도록 센터링하는 교정 작업이 수행되어야 하며, 종래에는 아웃보드에 장착되는 맨드릴의 베어링 케이지의 외경 부위에 위치되는 원형의 편심 부시를 이용한 갭 조정 작업으로 센터링 보정이 이루어졌다.

이를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 아웃보드에 맨드릴이 장착된 상태로서 스트립을 코일 형태로 권취하는 모습을 나타낸 도면이며, 도2는 맨드릴에서 코일을 인출한 후 아웃보드를 하우징에 삽입하기 직전의 모습을 나타낸 도면이다.

대개의 텐션릴은 강성체로서의 역할, 즉 변형되지 않는 지지프레임으로서의 역할을 담당하는 하우징(1)과, 이 하우징(1)에 구비된 주축(2)을 포함한다.

상기 주축(2)에는 아웃보드(3)가 시프트실린더(5)와 스윙실린더(6) 등에 의해 미끄럼 및 회전이 가능하도록 장착되며, 상기 하우징(1)과 아웃보드(3)에는 상기 주축(2)과 평행하면서 그 주축(2)으로부터 일정 거리 떨어져 형성된 핀홀(1a)과 핀(4)이 각각 구비된다. 그리고, 상기 아웃보드(3)에는 맨드릴(7)의 베어링케이지(8)가 장착된다.

따라서, 상기 아웃보드(3)의 핀(4)이 상기 하우징(1)의 핀홀(1a)에 끼워진 상태에서 맨드릴(7)이 회전되면서 스트립(S)을 코일(C) 형태로 권취할 수 있다.

이때, 맨드릴(7)의 회전 중심과 그 맨드릴(7)에 감겨지는 스트립(S)의 진행 방향이 실질적으로 수직 상태를 이루어야만 코일이 최적의 품질을 갖도록 권취되며, 그렇지 못한 경우에는 텔레스코프 등의 품질 불량이 발생한다.

그런데, 상기 맨드릴(7)은 외팔보 형태로 아웃보드(3)에 장착되고 또한 상기 맨드릴(7)은 무게가 큰 중량물인 관계로, 텐션릴이 일정 시간 사용된 후 또는 맨드릴 세트의 교환 작업이 수행된 후에, 상기 맨드릴(7)의 회전 중심이 기준 위치에서 벗어나는 현상이 발생되며, 따라서 맨드릴(7)의 회전 중심이 기준 위치로 있도록 하는 센터링 보정 작업이 필요하다.

이러한 센터링 보정 작업을 수행하기 위한 종래의 방법은, 아웃보드(3)에 맨드릴(7)을 삽입하고, 여러 개소, 예컨대 90°간격 떨어진 4개소에서 갭(gap)을 실측한 후, 상기 아웃보드(3)에 장착된 편심부쉬(9) 2개를 회전시키는 극히 재래적인 방법으로 센터링 보정 작업이 수행되었다.

이와 같은 종래의 센터링 보정 작업은 많은 시간과 노동력이 필요한 것으로 바람직하지 못한 것이며, 게다가 갭 측정의 오차에 의해 실질적인 센터링 보정 작업이 제대로 이루어지지 않아 코일의 권취 불량이 여전히 발생하는 것으로 생산성과 실수율이 극도로 저하되는 문제점을 갖는 것이었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 맨드릴의 센터링 보정작업이 신속하고 정확하게 이루어질 수 있는 맨드릴의 센터링 보정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 아웃보드에 장착되는 맨드릴의 센터링을 보정하는 장치에 있어서, 상기 아웃보드에 상기 맨드릴의 축 방향으로 이동 가능하게 설치되고 상기 맨드릴의 베어링케이지의 외경과 나란하도록 형성된 경사면을 갖는 조정판; 상기 맨드릴과 수직한 방향으로 상기 조정판을 관통하여 형성된 관통홀에 위치된 탐촉자와, 상기 탐촉자가 맨드릴 쪽으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 스프링과, 상기 탐촉자의 위치를 감지하여 전기적인 신호를 송출하도록 설치된 위치감지센서를 갖는 검출부; 상기 조정판을 맨드릴의 축 방향으로 이동시키도록 설치된 동력제공부; 및 상기 검출부에서 제공된 탐촉자의 위치 정보에 의해 상기 동력제공부를 구동하여 상기 조정판을 이동시키는 제어부를 포함하여 구성된 맨드릴의 센터링 보정장치를 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도3은 본 발명에 따른 맨드릴의 센터링 보정장치를 전체적으로 나타낸 개략 구성도이다.

아웃보드(10)에는 중공의 원통 모양을 이루도록 고정판(12)과 조정판(14)이 교대로 배치된다.

상기 고정판(12)은 아웃보드(10)에 고정된다.

상기 조정판(14)은 상기 고정판(12) 사이에 배치되며, 각각의 조정판(14)은 후술하는 구성에 의해 맨드릴(7)의 축 방향으로 이동 가능하게 장착된다.

도4는 본 발명의 주요한 구성 부위를 나타낸 상세도이다.

조정판(14)은 동력제공부(20)에 의해 맨드릴(7)의 축 방향으로 이동되도록 동력을 제공받는다.

상기 동력제공부(20)는, 전원의 공급에 의해 회전되는 모터(22)와, 이 모터(22)의 회전력을 필요 개소로 전달하도록 연결된 회전축(24)(26)(28)들과, 상기 회전축(24)(26)(28)을 서로 연결하도록 설치된 회전력 전달기구(25)(27)를 포함한다.

즉, 모터(22)의 회전은 동력 전달기구인 커플링(23)을 통해 제1 회전축(24) 에 제공되며, 상기 제1 회전축(24)의 회전은 제1 회전력 전달기구(25)를 통해 제2 회전축(26)에 제공되며, 상기 제2 회전축(26)의 회전은 제2 회전력 전달기구(27)를 통해 제3 회전축(28)에 제공된다.

그리고, 상기 제1 및 제2 회전력 전달기구(25)(27)는 각각 한 쌍의 베벨기어(29)에 의해 일측 회전축의 회전을 타측 회전축의 회전으로 전달하는 구성을 갖는다.

상기 동력제공부(20)에 의해 회전력을 제공받아 회전하는 상기 제3 회전축(28)에는 도5에 보다 상세하게 도시된 것처럼 슬라이더(30)가 끼워 설치되며, 이 슬라이더(30)는 상기 제3 회전축(28)의 회전에 의해 축 방향으로 이동 가능하도록 아웃보드(10)에 장착되며, 상기 제3 회전축(28)과 슬라이더(30)의 축 방향은 상기 아웃보드(10)에 장착되는 맨드릴(7)의 중심과 실질적으로 평행하다.

상기 슬라이더(30)의 축 방향 이동은 다양한 구조에 의해 구현 가능하며, 본 발명은 일례로서 상기 맨드릴(7)의 중심과 실질적으로 평행하게 배치되어 키이(32)에 의해 축 방향으로 이동 가능하도록 상기 아웃보드(10)에 장착되며 내경부에 암나사산(30a)이 형성된 슬라이더(30)의 구성과, 상기 제3 회전축(28)의 외경부에 상기 슬라이더(30)의 암나사산(30a)에 결합되는 수나사산(28a)이 형성된 구성을 제시하고 있다.

그리고, 상기 슬라이더(30)에는 상기 조정판(14)이 고정되어 슬라이더(30)와 함께 이동되며, 상기 제3 회전축(28)의 선단에는 원호 모양의 홈이 형성되고, 상기 조정판(14)에는 상기 제3 회전축(28)의 선단에 형성된 홈에 끼워지도록 그 홈과 동 일한 모양을 갖도록 원호 모양으로 돌출된 블록(34)이 설치된다.

상기 조정판(14)은 상기 맨드릴(7)의 중심과 실질적으로 수직한 방향으로 관통된 관통홀(14a)을 가지며, 이 관통홀(14a)에는 후술하는 검출부(40)의 탐촉자(42)가 위치된다.

그리고, 상기 조정판(14)은 상기 맨드릴(7)의 베어링케이지(8)에 인접하도록 위치되면서 그 베어링케이지(8)의 외경 부위와 실질적으로 평행하도록 경사를 갖는 내부경사면(14b)을 구비한다.

상기 아웃보드(10)에는 도6에 도시된 것처럼, 상기 조정판(14)의 관통홀(14a)에 위치되는 탐촉자(42)를 갖는 검출부(40)가 설치되며, 상기 검출부(40)의 탐촉자(42)는 상기 맨드릴(7)의 중심과 실질적으로 수직한 방향으로 이동 가능하도록 상기 조정판(14)의 관통홀(14a)에 위치된다.

즉, 상기 아웃보드(10)에는 상기 조정판(14)의 관통홀(14a)과 실질적으로 나란하도록 길게 형성된 탐촉자 수용홈(10a)이 형성되며, 이 탐촉자 수용홈(10a)에는 상기 탐촉자(42)가 슬라이딩 이동하도록 끼워진다. 물론, 상기 탐촉자(42)의 끝부분은 맨드릴(7)의 베어링케이지(8)와 면접촉할 수 있도록 베어링케이지(8)의 외경 부위와 실질적으로 평행하도록 경사를 갖는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 탐촉자 수용홈(10a)에는 스프링(44)이 설치되어 상기 탐촉자(42)가 맨드릴(7)의 베어링케이지(8) 쪽으로 이동하도록 탄성력을 제공하며, 또한 상기 탐촉자 수용홈(10a)에는 상기 탐촉자(42)의 위치를 파악하여 그 위치정보를 제공하기 위한 위치감지센서(46)가 설치된다.

이러한 위치감지센서(46)는 근접센서 등에 의해 구현될 수 있고, 또한 작업자가 육안으로 관찰할 수 있도록 구현될 수 있다. 후자의 경우, 예컨대, 상기 탐촉자 수용홈(10a)에 눈금이 형성된 눈금자(47)와, 이 눈금자(47)에 의해 탐촉자(42)의 위치를 파악할 수 있도록 그 탐촉자(42)의 적정 위치에 형성된 위치파악용 블록(48)이 형성된다.

또한, 본 발명은 상기 위치감지센서(46)에 의해 측정된 값을 제공받고 모터(22)를 구동하도록 미리 입력된 프로그램에 동작하는 제어부(50)를 갖는다.

이러한 구성을 갖는 본 발명은 다음과 같이 작동될 수 있다.

본 발명의 장치는 여러 개로 이루어진 조정판(14)이 각각 모터(22)의 구동에 의해 맨드릴(7)의 축 방향으로 이동하도록 작동시키며, 이러한 모터(22)는 제어부(50)에 미리 입력된 각각의 기준값에 적합하도록 정, 역 회전된다. 그리고, 상기 모터(22)의 구동에 의해 이동된 상기 조정판(14)의 이동량은 운전실에서 인식되도록 디스플레이된다.

상기 모터(22)의 구동에 의해 기준 위치로 조정판(14)이 이동한 상태일 때, 그 조정판(14)과 베어링 케이지(8) 사이의 갭은 검출부(40)에서 측정된다.

즉, 스프링(44)에 의해 베어링 케이지(8)에 접촉된 상태를 유지하는 탐촉자(42)의 위치가 위치감지센서(46)에 의해 측정되어 제어부(50)로 전송되며, 제어부(50)는 그 갭에 해당되는 값만큼 상기 모터(22)를 구동시켜 조정판(14)을 이동시키며, 이러한 동작에 의해 갭이 조절된다.

따라서, 맨드릴(7)의 선단부와 아웃보드의 핀홀 중심이 실질적으로 일치된 상태, 즉 맨드릴의 중심과 스트립의 진행 방향이 실질적인 수직 상태에 있도록 맨드릴의 센터링이 정확하게 보정된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 맨드릴의 센터링 보정장치에 의하면, 맨드릴의 센터링이 신속하고 정확하게 보정되어 맨드릴의 중심과 스트립의 진행 방향이 실질적인 수직 상태에 있도록 함으로써 맨드릴에 의한 코일 권취 품질이 향상된다.

Claims (4)

1. 아웃보드에 장착되는 맨드릴의 센터링을 보정하는 장치에 있어서,

   상기 아웃보드(10)에 상기 맨드릴의 축 방향으로 이동 가능하게 설치되고 상기 맨드릴의 베어링케이지의 외경과 나란하도록 형성된 경사면(14b)을 갖는 조정판(14);

   상기 맨드릴과 수직한 방향으로 상기 조정판(14)을 관통하여 형성된 관통홀(14a)에 위치된 탐촉자(42)와, 상기 탐촉자(42)가 맨드릴 쪽으로 이동하도록 탄성력을 제공하는 스프링(44)과, 상기 탐촉자(42)의 위치를 감지하여 전기적인 신호를 송출하도록 설치된 위치감지센서(46)를 갖는 검출부(40);

   상기 조정판(14)을 맨드릴의 축 방향으로 이동시키도록 설치된 동력제공부(20); 및

   상기 검출부(40)에서 제공된 탐촉자(42)의 위치 정보에 의해 상기 동력제공부(20)를 구동하여 상기 조정판(14)을 이동시키는 제어부(50)를 포함하여 구성된 맨드릴의 센터링 보정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 동력제공부(20)는, 전원의 공급에 의해 회전되는 모터(22)와, 이 모터(22)의 회전력을 회전력 전달기구(25)(27)를 통해 상기 조정판(14)에 전달하도록 연결된 회전축(24)(26)(28)들로 이루어짐을 특징으로 하는 맨 드릴의 센터링 보정장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 회전력 전달기구(25)(27)는 각각 한 쌍의 베벨기어(29)로 이루어짐을 특징으로 하는 맨드릴의 센터링 보정장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 동력제공부(20)는, 상기 조정판(14)에 고정되고 상기 맨드릴(7)에 나란하게 설치되며 길이방향을 따라 암나사산(30a)이 형성된 슬라이더(30)와, 상기 아웃보드(10)에 장착되고 상기 슬라이더(30)를 맨드릴(7)의 길이방향과 나란한 방향으로 직선 이동하도록 지지하는 키이(32)를 가지며, 상기 회전축(28)은 상기 슬라이더(30)의 암나사산(30a)에 끼워 결합되는 수나사산(28a)을 가짐을 특징으로 하는 맨드릴의 센터링 보정장치.

Images