KR102335617B1 - 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템 - Google Patents

시트형 원재료를 위한 정량공급시스템 Download PDF

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Abstract

시트형 원재료를 위한 정량공급시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템은, 시트형태로 선가공되어 연속적으로 제공되는 원재료를 설정된 정량으로 믹서에 공급하는 정량공급시스템으로서, 상기 원재료를 상기 믹서 방향으로 이송하는 이송부; 상기 이송부로부터 전달된 상기 원재료의 무게를 측정하며 상기 원재료를 상기 믹서 방향으로 이송하는 무게측정부; 상기 무게측정부와 연동하여 상기 원재료가 설정된 정량에 도달하게 되면 상기 원재료에 대한 절단작동을 수행하도록, 상기 무게측정부의 일측에 설치되는 커팅부; 및 상기 이송부, 무게측정부 및 커팅부와 전기적으로 연결된 상태에서 측정된 정보를 전달받아 각각의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 원재료 더미 또는 권취롤 등에서 인출되어 이송부를 통해 연속적으로 전달되는 시트형태의 원재료에 대하여 무게를 실시간 측정하며 원재료를 정련공정의 믹서 방향으로 이송하는 무게측정부가 구비되고, 원재료가 설정된 정량에 도달하게 되면 원재료에 대한 절단작동을 수행하도록 커팅부가 무게측정부에 연동하도록 설치됨으로 인해, 종래 작업자의 반복된 절단작업을 대체하는 자동화가 구현될 수 있고, 이에 따라 인건비와 안전사고의 절감이 기대될 수 있는 효과가 있다.

Description

시트형 원재료를 위한 정량공급시스템{QUANTITATIVE SUPPLY SYSTEM FOR SHEET-SHAPED RAW MATERIALS}
본 발명은, 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 시트형태로 선가공되어 연속적으로 길게 제공되는 원재료를 지그재그로 적층한 후 설정된 정량으로 절단하여 믹서에 공급하는 정량공급시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 타이어 정련공정은 타이어 제조에 필요한 각종 원재료를 혼합해서 타이어에 사용되는 각종 고무혼합물을 시트형태로 만드는 공정으로, 구체적으로, 원료고무, 카본블랙, 각종 첨가오일이나 기타 화학약품을 포함하는 가류제를 적정량 계량하여 믹서에 투입하고 혼합하여 고무혼합물을 제조하게 된다.
이러한 시트형태의 고무혼합물은 반복된 여러 번의 믹싱과정 즉, 연속된 정련공정을 통해 다양한 화학품이 특성에 맞게 개별적으로 투입됨으로써 원하는 특성의 고무혼합물로 각각 제조될 수 있게 된다.
이때, 시트형태의 고무혼합물은 다양한 특성의 화학약품과 믹싱되기에 앞서 정련공정마다 필요한 정량으로 믹서에 투입될 수 있도록, 시트형태로 이송되어 계량된 후 작업자나 절단장치에 의해 절단된 다음, 컨베이어 등을 이용하여 믹서에 투입되고 있다.
상술한 바와 같이 시트형태의 고무혼합물을 계량하고 절단하는 공정단계와 관련성이 있는 선행기술 중 대한민국공개특허 제10-2017-0136030호(공개일: 2017년12월11일)는, 타이어 정련공정의 약품 계량 투입장치에 대한 기술을 개시하고 있다.
위 선행기술은, 도 1에 도시된 바와 같이, 가류제 약품과 고무가 혼합되어 일정한 두께와 폭 및 길이로 렛오프(8)에서 권취된 판상의 시트 가류제(7)가, 운반 컨베이어(9)를 통해 운반되어 낙하된 후, 하측의 계량 컨베이어(12)에서 적층되며 정량으로 계량된 다음, 커터(10)에 의해 자동으로 절단되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
이러한 선행기술로 인해 잔량 없는 시트 가류제(7)에 대한 정량투입이 작업자의 수작업을 통해 이루어지는 것이 아니라 자동화된 공정으로 구현될 수 있고, 시트 가류제(7)의 투입이 균일화되고, 설비 구성의 간소화로 설비고장 문제가 감소되어 설비보전이 용이한 효과가 있다.
그러나 도 1에 도시된 바와 같이, 시트 가제류(7)는 운반컨베이어(9)의 끝단부에서 낙하되어 계량 컨베이어(12)에 연속적으로 적층되며 무게가 측정되는 한편, 절단장치인 커터(10)는 시트 가제류(7)의 낙하구간 일측에서 절단작업을 수행하게 된다.
위와 같은 구성으로 배치되어 작동하는 구조는, 낙하구간의 시트 가제류(7)와 계량 컨베이어(12)에 적층된 시트 가제류(7)를 구별하지 않은 상태로 측정된 절단전 로드셀(13)의 계량치에 기초하여 낙하구간의 시트 가제류(7)를 임의의 위치에서 절단하도록 구성하게 되면, 절단 전,후 시트 가제류(7)의 계량치 사이에 오차 내지 차이를 발생시키는 구조적인 문제가 있다.
즉, 커터(10)의 절단작업이 소정의 장력과 중력이 작용하는 시트 가제류(7)의 낙하구간 중간에서 이루어지기 때문에 절단된 후 시트 가제류(7)의 계량치는, 절단전 시트 가제류(7)의 계량치보다 커지는 오차(혹은 작아지는 오차)를 발생시킬 소지가 커서 시트 가제류(7)에 대한 정량 공급이 정확, 정밀하게 이루어지지 못하게 되는 것이다.
따라서, 시트형태의 원재료 또는 고무혼합물에 대한 연속적 이송과 함께 무게 계측이 가능하며, 무게 계측에 기초하여 설정된 정량으로 정확한 절단작업이 자동으로 이루어지고 세팅될 수 있는 운송 및 정량공급시스템에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.
대한민국공개특허 제10-2017-0136030호(공개일: 2017년12월11일)
본 발명의 목적은, 정련공정을 위해 연속적으로 제공되는 시트형 원재료에 대한 이송과 함께 무게 계측이 실시간으로 이루질 수 있고, 무게 계측에 기초하여 시트형 원재료에 대한 정확한 절단작업이 콤팩트 한 좁은 공간에서 연속적으로 이루어지며 믹서에 공급될 수 있는 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 시트형태로 선가공되어 연속적으로 제공되는 원재료를 설정된 정량으로 믹서에 공급하는 정량공급시스템으로서, 상기 원재료를 상기 믹서 방향으로 이송하는 이송부; 상기 이송부로부터 전달된 상기 원재료의 무게를 측정하며 상기 원재료를 상기 믹서 방향으로 이송하는 무게측정부; 상기 무게측정부와 연동하여 상기 원재료가 설정된 정량에 도달하게 되면 상기 원재료에 대한 절단작동을 수행하도록, 상기 무게측정부의 일측에 설치되는 커팅부; 및 상기 이송부, 무게측정부 및 커팅부와 전기적으로 연결된 상태에서 측정된 정보를 전달받아 각각의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템에 의해 달성된다.
상기 무게측정부는, 상기 이송부로부터 연속적으로 전달되는 상기 원재료의 무게를 실시간 측정하며, 상기 원재료가 이송단부에서 낙하되도록 상기 원재료를 상기 믹서 방향으로 이송하는 상부측정컨베이어; 및 상기 상부측정컨베이어에서 연속적으로 낙하되어 적층된 상기 원재료의 무게를 실시간 측정하며, 정량으로 절단된 상기 원재료를 상기 믹서로 공급하는 하부측정컨베이어를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 상부측정컨베이어에서 측정된 1차 측정치와, 상기 하부측정컨베이어에서 측정된 2차 측정치를 합산하여 무게정보를 산출하고, 상기 무게정보가 설정된 정량에 도달하면, 상기 커팅부에 의한 절단작동이 이루어지도록 작동제어할 수 있다.
상기 무게측정부는, 상기 상부측정컨베이어에서 낙하되어 적층되는 상기 원재료가 상기 하부측정컨베이어의 상면에 지그재그로 일정하게 적층되도록, 상기 하부측정컨베이어를 상기 믹서 방향을 따라 왕복 구동시키는 적층구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 커팅부는, 상기 이송부와 상기 상부측정컨베이어의 사이에 구비되고,
산출된 상기 무게정보와 설정된 정량 간의 오차를 보정하기 위해, 상기 원재료의 이송방향을 따라 상기 커팅부의 절단위치를 변경하는 절단조절부를 포함할 수 있다.
상기 하부측정컨베이어와 상기 믹서 사이에는, 정량으로 절단된 상기 원재료를 원거리에 배치된 상기 믹서로 공급하는 공급부가 더 구비될 수 있다.
상기 또 다른 목적은, 이송부에 의해 원재료를 믹서 방향으로 이송하는 제공단계; 상기 이송부에서 이송되어 상부측정컨베이어의 상부에 위치한 상기 원재료와, 이에 연결되어 상기 상부측정컨베이어에 대한 하중으로 작용하며 낙하되는 상기 원재료의 무게를 측정하는 제1 측정단계; 낙하되어 하부측정컨베이어의 상부에 적층된 상기 원재료의 무게를 측정하는 제2 측정단계; 상기 제1,2 측정단계에서 측정된 1,2 측정치를 합산한 무게정보와 설정된 상기 원재료의 정량을 상호 비교하여 상기 원재료의 절단여부를 결정하는 판별단계; 상기 무게정보가 설정된 상기 원재료의 정량에 도달하게 되면, 커팅부를 통해 상기 원재료에 대한 절단작동을 수행하는 절단단계; 및 정량으로 절단된 상기 원재료를 공급부를 통해 상기 믹서에 제공하는 공급단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트형 원재료를 위한 정량공급방법에 의해 달성된다.
본 발명에 의하면, 원재료 더미 또는 권취롤 등에서 인출되어 이송부를 통해 연속적으로 전달되는 시트형태의 원재료에 대하여 무게를 실시간 측정하며 원재료를 정련공정의 믹서 방향으로 이송하는 무게측정부가 구비되고, 원재료가 설정된 정량에 도달하게 되면 원재료에 대한 절단작동을 수행하도록 커팅부가 무게측정부에 연동하도록 설치됨으로 인해, 종래 작업자의 반복된 절단작업을 대체하는 자동화가 구현될 수 있고, 이에 따라 인건비와 안전사고의 절감이 기대될 수 있는 효과가 있다.
또한, 시트형 원재료에 대한 절단작업이 이송라인을 따라 길게 형성된 넓은 공간이 아니라 콤팩트한 공간에서 이루어지면서도 시트형태의 원재료가 정확한 정량으로 연속해서 믹서에 제공될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 타이어 정련공정의 약품 계량 투입장치의 구조를 보여주는 도면이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템의 전체 구성과 배치를 보여주는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템의 연결관계를 보여주는 블록도이다.
도 3 내지 도 7은 도 2a를 기준으로 전체 작동상태를 단계별로 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 종래 타이어 정련공정의 약품 계량 투입장치의 구조를 보여주는 도면이고, 도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템의 전체 구성과 배치를 보여주는 도면이고, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템의 연결관계를 보여주는 블록도이고, 도 3 내지 도 7은 도 2a를 기준으로 전체 작동상태를 단계별로 보여주는 도면이다.
발명의 설명 및 청구범위 등에서 방향을 지칭하는 상(위쪽), 하(아래쪽), 좌우(옆쪽 또는 측방), 전(정,앞쪽), 후(배,뒤쪽) 등은 권리의 한정의 용도가 아닌 설명의 편의를 위해서 도면 및 구성 간의 상대적 위치를 기준으로 정한 것으로, 3개의 축은 서로 대응되게 회전하여 바뀔 수 있으며, 특별히 다르게 한정하는 경우 외에는 이에 따른다.
본 발명에 따른 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템(100)은, 시트형태로 선가공되어 연속적으로 제공되는 원재료를 설정된 정량으로 믹서(10)에 공급하기 위해 마련된 발명이다.
이러한 본 발명에 따른 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템(100)이 구비됨으로 인해, 종래 작업자의 반복된 절단작업을 통해 이루어지던 시트형 원재료의 정량 공급이 자동화될 수 있고, 시트형 원재료에 대한 무게측정과 절단작업이 이송라인을 따라 길게 형성된 넓은 공간이 아니라 콤팩트 한 좁은 공간에서 이루어지는 한편, 시트형태의 원재료가 정확한 정량으로 연속해서 믹서(10)에 제공될 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 기능 내지 작용을 구체적으로 구현하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 정량공급시스템(100)은, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 이송부(110), 무게측정부(120), 커팅부(130), 제어부(140) 및 공급부(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 상술한 각 구성들에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 이송부(110)는 도시된 바와 같이 지그재그로 적재된 원재료 더미(20) 또는 감겨진 권취롤(20')에서 본 발명의 공급대상물인 시트형 원재료가 펼쳐지며 최초로 본 발명에 제공되는 구성요소로서, 이로 인해 시트형 원재료는 믹서(10) 방향으로 길게 이송될 수 있게 된다.
이러한 이송부(110)는, 상면에 놓인 시트형태의 공급대상물을 일정한 속도로 직선이동시킬 수 있는 상용화된 다양한 이동수단이면 충분하므로, 특별히 제한되지 않는다.
다만, 본 발명의 실시예에 따른 이송부(110)는, 길이방향으로 길게 형성된 시트형 원재료의 연속적이고 원활한 이송을 위해, 양단부에 회전가능하게 구비된 풀리와, 그 외주면을 감싸도록 배치된 환상의 벨트로 구성된 컨베이어로 구현될 수 있다.
이렇게 컨베이어로 구현된 이송부(110)는, 도시된 바와 같이 원재료 더미(20) 또는 권취롤(20')에서 인출되어 적재된 원재료가 후술할 하부측정컨베이어(124)로 낙하되며 적층될 수 있도록, 상향경사지게 설치되거나 또는 도시된 바와 달리 하부측정컨베이어(124)보다 높은 위치에서 수평방향으로 설치되어 상부 벨트에 적재된 시트형 원재료를 이동시키게 된다.
이때, 벨트의 폭은 공급대상물인 시트형 원재료의 폭보다 크고, 풀리의 정역회전과, 회전속도는 풀리와 연결된 모터 등을 작동제어하는 후술할 제어부(140)에 의해 이루어질 수 있다.
여기서 길이방향으로 길게 형성된 시트형 원재료를 후술할 하부측정컨베이어(124)로 낙하되며 적층되도록 한 이유는, 시트형 원재료에 대한 무게측정과 절단작업이 이송라인을 따라 길게 형성된 넓은 공간이 아니라 콤팩트 한 좁은 공간에서 이루어지도록 하기 위함이다. 이로 인해 시스템 유지관리의 효율화와 설치 공간의 효율적 활용이 도모될 수 있다.
한편, 공급부(150)는, 후술하는 바와 같이 적층된 상태로 정량으로 절단된 원재료를 원거리에 배치된 믹서(10)로 공급하기 위해 후술할 하부측정컨베이어(124)와 믹서(10) 사이에 구비되는 구성요소로서, 상면에 적층된 원재료(SM)를 일정한 속도로 직선이동시킬 수 있는 상용화된 다양한 이동수단이면 충분하므로, 특별히 제한되지 않는다.
다만, 본 발명의 실시예에 따른 공급부(150)도, 상술한 이송부(110)와 마찬가지로 컨베이어로 구현될 수 있고, 후술할 하부측정컨베이어(124)와 믹서(10)까지의 거리에 따라 그 구동길이는 적절하게 증감될 수 있다.
무게측정부(120)는, 상술한 이송부(110)로부터 전달된 원재료의 무게를 측정하는 한편, 원재료를 믹서(10) 방향으로 이송하기 위해 마련된 구성요소로서, 이때의 무게측정은 연속적으로 이송되는 시트형 원재료에 대하여 상부와 하부에서 각각 이루어진다는 점에서 본 발명만의 기술적 특징이 있다.
상술한 바와 같이 원재료에 대한 무게측정과 이송이 이루어지도록 하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 무게측정부(120)는, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 상부측정컨베이어(122), 하부측정컨베이어(124) 및 적층구동부(126) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
상부측정컨베이어(122)는, 상술한 이송부(110)로부터 연속적으로 전달되는 시트형 원재료의 무게를 실시간 측정하며, 원재료가 이송단부에서 낙하되도록 원재료를 믹서(10) 방향으로 이송하는 구성요소이다.
이러한 상부측정컨베이어(122)는, 도시된 바와 같이 중력방향에 수직을 이루도록 배치되는 상술한 컨베이어와 같은 이송수단과, 이송수단 하부를 지지하도록 구비되어 이송수단에 가해지는 하중 즉, 무게를 측정하는 적어도 하나 이상의 로드셀(LC)로 구성될 수 있다.
여기서 이송수단과 로드셀(LC)을 경사지게 배치할 수도 있지만, 중력방향에 수직을 이루도록 배치하는 이유는, 이송수단에 가해지는 시트형 원재료의 무게를 정확하고 정밀하게 측정하기 위함이다.
상술한 구성과 배치의 상부측정컨베이어(122)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 이송수단의 상부에 위치하며 이송되는 시트형 원재료는 물론, 이에 연결되어 이송수단에 대한 하중으로 작용하며 이송수단에서 낙하되는 원재료(FM)의 무게를 연속적으로 실시간 측정하게 된다.(①부분)
이때, 상부측정컨베이어(122)에서 실시간 측정되는 무게는, 후술할 하부측정컨베이어(124)에 낙하되는 원재료(FM)가 지그재그로 적층될수록, 즉 낙하되는 원재료(FM)의 구간길이가 짧아질수록 작아지게 된다.
상술한 바와 같이 상부측정컨베이어(122)를 구성하는 이송수단에 대한 작동제어는 제어부(140)에 의해 이루어지고, 실시간 측정된 무게정보(1차 측정치)는 제어부(140)에 전송되어 후술하는 바와 같이, 원재료가 설정된 정량에 도달했는지를 판별하는 데에 이용될 수 있다.
그리고 하부측정컨베이어(124)는, 상부측정컨베이어(122)에서 연속적으로 낙하되어 적층된 원재료(SM)의 무게를 실시간 측정하며, 정량으로 절단된 원재료를 믹서(10)로 공급하는 구성요소로서, 상부측정컨베이어(122)의 아래쪽에 배치될 수 있다.
이러한 하부측정컨베이어(124)는, 상술한 상부특정컨베이어와 마찬가지로 중력방향에 수직을 이루도록 배치되는 상술한 컨베이어와 같은 이송수단과, 이송수단 하부를 지지하도록 구비되어 이송수단에 가해지는 하중 즉, 무게를 측정하는 적어도 하나 이상의 로드셀(LC)로 구성될 수 있다.
이때, 이송수단과 로드셀(LC)을 중력방향에 수직을 이루도록 배치하는 이유는, 이송수단에 적층된 원재료(SM)의 무게를 정확하고 정밀하게 측정하기 위함이다.
상술한 구성과 배치의 하부측정컨베이어(124)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 이송수단의 상부로 낙하되어 지그재그로 적층된 원재료(SM)의 무게만을 연속적으로 실시간 측정하게 된다.(②부분)
이때, 하부측정컨베이어(124)에서 실시간 측정되는 무게는, 상부컨베이어에서 낙하되는 원재료(FM)의 구간길이가 짧아질수록, 즉 하부측정컨베이어(124)의 상면에 적층된 원재료(SM)가 지그재그로 적층될수록 커지게 된다.
상술한 바와 같이 하부측정컨베이어(124)를 구성하는 이송수단에 대한 작동제어는 제어부(140)에 의해 이루어지고, 실시간 측정된 무게정보(2차 측정치)는 제어부(140)에 전송되어 후술하는 바와 같이, 원재료가 설정된 정량에 도달했는지를 판별하는 데에 이용될 수 있다.
적층구동부(126)는, 상부측정컨베이어(122)에서 낙하되어 적층된 원재료(SM)가 하부측정컨베이어(124)의 상면에 지그재그로 일정하게 적층되도록 하기 위해 마련된 구성요소로서, 하부측정컨베이어(124)를 일방향 즉, 믹서(10) 방향을 따라 왕복 구동시킬 수 있는 상용화된 다양한 동력전달장치로 구현될 수 있다.
다만, 본 발명의 실시예에 따른 적층구동부(126)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 신속한 왕복 작동보다는 정확한 왕복거리와 속도로 작동제어될 수 있도록, 모터(M)와 같은 동력장치에 볼스크류를 적용한 구동방식으로 구현되어 후술할 제어부(140)에 의해 작동제어될 수 있다.
상술한 바와 같이 상,하부측정컨베이어(122,124)로 구성된 이중의 무게측정 구조로 인해, 상부측정컨베이어(122)의 하중으로 작용하는 원재료의 무게(①부분)와, 낙하되어 지그재그로 적층된 원재료(SM)의 무게(②부분)가 서로 중복되지 않고 정확히 분리된 상태로 각각 개별적으로 실시간 측정됨에 따라, 무게측정이 시작되는 상부측정컨베이어(122)의 시작위치에서 원재료에 대한 절단이 이루어지게 되면, 시트형 원재료는 설정된 정량으로 정확하게 절단될 수 있게 되는 것이다.
커팅부(130)는, 무게측정부(120) 일측에 설치된 상태로 무게측정부(120)와 연동하여 원재료가 설정된 정량에 도달하게 되면 원재료에 대한 절단작동을 수행하는 구성요소로서, 무게측정부(120)로부터 실시간 무게정보를 전송받은 후술할 제어부(140)를 매개로 작동제어될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 커팅부(130)는, 도 6에 도시된 바와 같이 이송부(110)와 상부측정컨베이어(122)의 사이에서 선형구동장치(132), 커터(134), 다이(136) 및 절단조절부(138) 등을 포함하여 이루어지게 된다.
여기서 선형구동장치(132)는, 신속한 절단 작업을 위해 직선방향으로 왕복하는 유압 또는 공압실린더로 구현되어 원재료의 이송방향에 대하여 직각으로 설치될 수 있다.
그리고 선형구동장치(132)의 작동단부에 결합된 커터(134)는, 서로 마주하도록 배치된 다이(136)와 함께 상부측정컨베이어(122)에서 무게측정이 이루어지기 시작한 원재료의 일측을 정확하게 절단하게 된다.
절단조절부(138)는, 후술할 제어부(140)에 의해 산출된 원재료의 무게정보와 설정된 정량 간의 오차를 보정하기 위해 마련된 구성요소로서, 도 6에 도시된 바와 같이 원재료의 이송방향을 따라 커팅부(130)의 절단위치를 변경하도록 구성될 수 있다.
구체적으로 절단조절부(138)는, 모터 등과 연결된 스크류축과 결합되어 직선왕복하는 너트로 구성되는 볼스크류 방식 등으로 구현되어 후술할 제어부(140)에 의해 작동제어될 수 있다.
제어부(140)는, 이송부(110), 무게측정부(120) 및 커팅부(130) 등과 전기적으로 연결된 상태에서 측정된 정보를 전달받아 처리하고, 각각의 작동을 제어하는 구성요소로서, MCU(micro controller unit), 마이컴(microcomputer), 아두이노(Arduino), PLC (Programmable Logic Controller) 등과 같이 정보 연산 및 처리, 시퀀스 제어가 프로그래밍으로 모듈화될 수 있는 정보처리유닛으로 구현될 수 있다.
이때, 연결된 각 장치를 제어하고 송수신된 데이터 등을 처리하는 제어부(140)의 일련의 처리과정은, 상술한 정보처리유닛을 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 프로그래밍 언어로 코딩됨으로써 이루어지게 된다.
여기서 제어부(140)의 일련의 연산 및 처리 알고리즘은, 당업자 수준에서 다양한 방식 및 형태로 손쉽게 코딩되어 이루어질 수 있는 것이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다만, 본 발명에 따른 정량공급시스템(100)을 이용하여 시트형태의 원재료를 정량으로 믹서(10)에 공급하는 일련의 과정에 대하여는, 도 3 내지 도 7을 참조하여 단계별로 설명하기로 한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 원재료 더미(20) 또는 권취롤(20')에 적재된 원재료(WM)의 일단부를 인출하여 이송부(110)의 상부에 적재한 후, 제어부(140)는 적재된 원재료가 믹서(10) 방향으로 이송되도록 이송부(110)를 작동제어하는 제공단계를 수행하게 된다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는 이송부(110)로부터 이송되어 상부측정컨베이어(122)의 상부에 위치한 원재료와, 이에 연결되어 상부측정컨베이어(122)에 대한 하중으로 작용하며 낙하되는 원재료(FM)의 무게를 상부측정컨베이어(122)의 로드셀(LC)을 통해 실시간 측정하여 1차 측정치(①부분)를 생성하는 제1 측정단계를 수행하게 된다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는, 낙하되어 하부측정컨베이어(124)의 상부에 적층된 원재료(SM)의 무게를 실시간 측정하여 2차 측정치(②부분)를 생성하는 제2 측정단계를 수행하게 된다.
위와 같은 제2 측정단계의 수행과 함께, 제어부(140)는 상부측정컨베이어(122)에서 낙하되어 적층된 원재료(SM)가 하부측정컨베이어(124)의 상면에 지그재그로 일정하게 적층되도록 하부측정컨베이어(124)를 왕복운동시키는 적층구동부(126)를 작동제어하게 된다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는 상술한 제1,2 측정단계에서 각각 연속적으로 측정된 1,2 측정치(①②부분)를 합산한 무게정보와 설정된 원재료의 정량을 상호 비교하여 원재료의 절단여부를 결정하는 판별단계를 수행하게 된다.
즉, 앞서 설명한 바와 같이 상부측정컨베이어(122)에서 실시간 측정된 1차 측정치(①부분)는 하부측정컨베이어(124)에 낙하되는 원재료(FM)가 지그재그로 적층될수록 작아지는 반면에, 하부측정컨베이어(124)에서 실시간 측정되는 2차 측정치(②부분)는 점점 커지면서 1,2 측정치의 합산 무게는 설정된 원재료의 정량에 결국 도달하게 되고, 이때 제어부(140)는 절단명령을 커팅부(130)에 송출하게 된다.
제어부(140)의 절단명령이 있게 되면, 커팅부(130)는 무게측정이 시작되는 상부측정컨베이어(122)의 시작위치에서 원재료에 대한 절단작동을 수행하게 된다.
마지막으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는 적층된 상태로 정량 절단된 원재료가 믹서(10)에 제공되도록 공급부(150)를 작동제어하는 공급단계를 수행하게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 믹서 20,20': 원재료 더미, 권취롤
WM: 적재된 원재료 FM: 낙하되는 원재료
SM: 적층된 원재료
100: 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템
110: 이송부 120: 무게측정부
122: 상부측정컨베이어 124: 하부측정컨베이어
126: 적층구동부 LC: 로드셀
130: 커팅부 132: 선형구동장치
134: 커터 136: 다이
138: 절단조절부 140: 제어부
150: 공급부

Claims (7)

  1. 시트형태로 선가공되어 연속적으로 제공되는 원재료를 설정된 정량으로 믹서에 공급하는 정량공급시스템으로서,
    상기 원재료를 상기 믹서 방향으로 이송하는 이송부; 상기 이송부로부터 전달된 상기 원재료의 무게를 측정하며 상기 원재료를 상기 믹서 방향으로 이송하는 무게측정부; 상기 무게측정부와 연동하여 상기 원재료가 설정된 정량에 도달하게 되면 상기 원재료에 대한 절단작동을 수행하도록, 상기 무게측정부의 일측에 설치되는 커팅부; 및 상기 이송부, 무게측정부 및 커팅부와 전기적으로 연결된 상태에서 측정된 정보를 전달받아 각각의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 무게측정부는,
    상기 이송부로부터 연속적으로 전달되는 상기 원재료의 무게를 실시간 측정하며, 상기 원재료가 이송단부에서 낙하되도록 상기 원재료를 상기 믹서 방향으로 이송하는 상부측정컨베이어; 및
    상기 상부측정컨베이어에서 연속적으로 낙하되어 적층된 상기 원재료의 무게를 실시간 측정하며, 정량으로 절단된 상기 원재료를 상기 믹서로 공급하는 하부측정컨베이어를 포함하고,
    상기 상부측정컨베이어에서 낙하되어 적층되는 상기 원재료가 상기 하부측정컨베이어의 상면에 지그재그로 일정하게 적층되도록, 상기 하부측정컨베이어를 상기 믹서 방향을 따라 왕복 구동시키는 적층구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 상부측정컨베이어에서 측정된 1차 측정치와, 상기 하부측정컨베이어에서 측정된 2차 측정치를 합산하여 무게정보를 산출하고, 상기 무게정보가 설정된 정량에 도달하면, 상기 커팅부에 의한 절단작동이 이루어지도록 작동제어하는 것을 특징으로 하는 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 커팅부는,
    상기 이송부와 상기 상부측정컨베이어의 사이에 구비되고,
    산출된 상기 무게정보와 설정된 정량 간의 오차를 보정하기 위해, 상기 원재료의 이송방향을 따라 상기 커팅부의 절단위치를 변경하는 절단조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부측정컨베이어와 상기 믹서 사이에는,
    정량으로 절단된 상기 원재료를 원거리에 배치된 상기 믹서로 공급하는 공급부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 시트형 원재료를 위한 정량공급시스템.
  7. 이송부에 의해 원재료를 믹서 방향으로 이송하는 제공단계;
    상기 이송부에서 이송되어 상부측정컨베이어의 상부에 위치한 상기 원재료와, 이에 연결되어 상기 상부측정컨베이어에 대한 하중으로 작용하며 낙하되는 상기 원재료의 무게를 측정하는 제1 측정단계;
    낙하되어 하부측정컨베이어의 상부에 적층된 상기 원재료의 무게를 측정하는 제2 측정단계;
    상기 상부측정컨베이어에서 낙하되어 적층되는 상기 원재료가 상기 하부측정컨베이어의 상면에 지그재그로 일정하게 적층되도록, 상기 하부측정컨베이어를 상기 믹서 방향을 따라 왕복 구동시키는 단계;
    상기 제1,2 측정단계에서 측정된 1,2 측정치를 합산한 무게정보와 설정된 상기 원재료의 정량을 상호 비교하여 상기 원재료의 절단여부를 결정하는 판별단계;
    상기 무게정보가 설정된 상기 원재료의 정량에 도달하게 되면, 커팅부를 통해 상기 원재료에 대한 절단작동을 수행하는 절단단계; 및
    정량으로 절단된 상기 원재료를 공급부를 통해 상기 믹서에 제공하는 공급단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트형 원재료를 위한 정량공급방법.
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