KR100399840B1

KR100399840B1 - 파이프 제조장치

Info

Publication number: KR100399840B1
Application number: KR10-2000-0051229A
Authority: KR
Inventors: 이병룡
Original assignee: 학교법인 울산공업학원
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2003-09-29
Also published as: KR20020017721A

Abstract

본 발명은 파이프 제조장치에 관한 것으로서, 판 형상의 부재를 파이프 형상으로 성형하는 성형몰드를 가지는 파이프제조장치에 있어서, 다이(11)에 고정되며 제1반원홈(12a)이 형성된 제1몰드(12)와, 제1몰드(12)에 대하여 가까워지거나 멀어지도록 설치되며 제2반원홈(13a)이 형성된 제2몰드(13)를 가지는 성형몰드와; 제1,2반원홈(12a)(13a)의 전방에서 그 제1,2반원홈(12a)(13a)으로 공급되는 부재(5)의 양 가장자리(5a)(5b)의 간격을 측정하기 위한 간격측정부(20); 및 간격측정부(20)에서 발생되는 신호에 의하여 제2몰드(13)를 제1몰드(12)에 대하여 상대 운동시키는 제1구동부(30);를 포함한다. 이러한 구조에 의하면, 파이프를 제조하는 과정에서 용접불량을 미연에 완벽하게 방지할 수 있으므로, 제품의 고품질화 및 원가절감을 꾀할 수 있다는 효과가 있다.

Description

파이프 제조장치{Apparatus for manufacturing Pipe}

본 발명은 공급되는 판 형상의 부재를 파이프로 제조하기 위한 파이프 제조장치에 관한 것으로서, 상세하게는 파이프를 성형하는 과정에서 파이프심의 위치 변동이나 간격의 변화를 교정하여 용접함으로서 불량의 발생 가능성을 최소화할 수 있는 파이프 제조장치에 관한 것이다.

파이프 제조장치는 다양하게 구현되어 있으나, 대표적으로 사용되는 것은 평판상의 판부재를 다수의 롤러를 통과시킴으로써 단면을 "U" 자 형상으로 굽힌 후 관통공이 형성된 성형몰드를 최종적으로 통과시킴으로써 파이프형태로 성형한다. 이후에, 서로 맞닿는 가장자리(이하, 파이프심이라 함)를 용접함으로써 파이프가 완성되는 것이다.

그런데, 상기와 같은 장치에 의하면, 판부재의 치우침에 의해 파이프심의 위치가 변하게 되고, 이에 따라 용접기의 용접봉이 파이프심을 제대로 용접하기 못하여 불량이 발생하는 경우가 빈번하였다. 또한, 성형몰드를 통과할 경우에 파이프심이 벌어지거나 겹쳐지는 경우가 발생하여 용접이 되지 않는 경우가 있었다.

상기와 같은 용접불량이 발생하면 그 파이프는 재생이 곤란하므로 폐기처분되고, 이로 인한 재료의 손실이 발생하였다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 성형몰드를 빠져나오는 파이프 형상의 부재의 파이프심이 벌어지거나 겹치지 않도록 하고, 또 그 파이프심의 위치가 변하더라도 용접이 가능하게 할 수 있는 파이프 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 제조장치의 사시도,

도 2는 도 1에 채용된 간격측정부의 발췌사시도,

도 3은 도 1의 파이프 제조장치의 동작을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

5, 6 ... 부재 5a, 5b ... 가장자리

6a ... 파이프심 7 ... 롤러

11 ... 다이 12,13 ... 제1,2몰드

12a, 13a ... 제1,2반원홈 14 ... 랙기어

20 ... 간격측정부 21 ... 고정브라켓

22 ... 제1브라켓 22a ... 제1탐침

23 ... 제2브라켓 23a ... 제2탐침

24 ... 지지봉 25 ... 스프링

26 ... 제1센서 26a ... 본체

26b ... 봉 27 ... 제1센서

27a ... 본체 27b ... 봉

30 ... 제1구동부 40 ... 용접부

41 ... 용접봉 50 ... 제2구동부

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 파이프 제조장치는, 판 형상의 부재를 파이프 형상으로 성형하는 성형몰드를 가지는 파이프 제조장치에 있어서, 다이(11)에 고정되며 제1반원홈(12a)이 형성된 제1몰드(12)와, 상기 제1몰드(12)에 대하여 가까워지거나 멀어지도록 설치되며 제2반원홈(13a)이 형성된 제2몰드(13)를 가지는 성형몰드와; 상기 제1,2반원홈(12a)(13a)의 전방에서 그 제1,2반원홈(12a)(13a)으로 공급되는 부재(5)의 양 가장자리(5a)(5b)의 간격을 측정하기 위한 간격측정부(20); 상기 간격측정부(20)에서 발생되는 신호에 의하여 상기 제2몰드(13)를 상기 제1몰드(12)에 대하여 상대 운동시키는 제1구동부(30);를 포함한다. 이때, 상기 제1몰드(12) 또는 제2몰드(13)중 어느 하나에 설치되며, 상기 제1,2반원홈(12a)(13a)을 통과함으로써 파이프 형상으로 성형된 부재(6)의 파이프심(6a)을 용접하는 용접부(40)를 더 포함하고, 상기 부재(6)의 파이프심(6a)의 위치가 변동되었을 때, 상기 간격측정부(20)에서 발생되는 신호에 따라 그 파이프심(6a)의 변동된 위치로 상기 용접부(40)를 움직이는 제2구동부(50)를 더 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 간격측정부(20)는, 상기 제1몰드(12)에 고정된 고정브라켓(21)과; 상기 제1,2반원홈(12a)(13a)의 전방에서 "U"자로 상기 부재(5)의 일측 가장자리(5a)와 접촉되는 제1탐침(22a)을 가지는 제1브라켓(22)과; 상기 제1,2반원홈(12a)(13a)의 전방에서 상기 부재(6)의 타측 가장자리(5a)와 접촉되는 제2탐침(23a)을 가지는 제2브라켓(23)과; 상기 고정브라켓(21)에 일단이 고정된 상태에서 상기 제1,2브라켓(22)(23)을 관통하는 지지봉(24) 및 그 지지봉(24)에 끼어지는 스프링(25)과; 상기 제1브라켓(22)과 상기 제2브라켓(23) 사이에 설치되어 그들 사이의 간격이 변동됨에 따라 변화하는 신호를 발생하는 제1센서(26);를 포함하고, 고정브라켓(21)과 제1브라켓(22) 사이에 설치되어 그들 사이의 간격이 변동됨에 따라 변화하는 신호를 발생하는 제2센서(27)를 더 포함한다.

여기서. 상기 제1센서(26)는, 상기 제1브라켓(22)에 고정된 본체(26a)와, 그 본체(26a)에서 출몰 가능하게 설치되어 상기 제2브라켓(23)에 고정된 봉(26b)을 가지며, 상기 봉(26b)이 상기 본체(26a)에 출몰됨에 따라 변화되는 신호를 발생하는 공지의 LVDT 이다.

한편, 상기 제2센서(27)는, 상기 고정브라켓(21)에 고정된 본체(27a)와, 그 본체(27a)에서 출몰 가능하게 설치되어 상기 제1브라켓(22)에 고정된 봉(27b)을 가지며, 상기 봉(27b)이 상기 본체(27a)에서 출몰됨에 따라 변화되는 신호를 발생하는 공지의 LVDT 이다.

이하, 본 발명의 파이프 제조장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 제조장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 채용된 간격측정부의 발췌사시도이며, 도 3은 도 1의 파이프 파이프 제조장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 파이프 제조장치는, 성형몰드와, 간격측정부(20)와, 제1구동부(30)와, 용접부(40), 제2구동부(50)를 포함한다.

성형몰드는, 초기 판 형상으로 공급되는 부재가 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 롤러(7)를 통과하면서 단면이 "U" 자 형상으로 굽어진 부재(5)를 파이프 형상으로 성형하기 위한 것이다. 성형몰드는, 다이(11)에 고정되며 제1반원홈(12a)이 형성된 제1몰드(12)와, 제1몰드(12)에 대하여 가까워지거나 멀어지도록 설치되며 제2반원홈(13a)이 형성된 제2몰드(13)를 가진다.

간격측정부(20)는, 제1,2반원홈(12a)(13a)의 전방에서 그 제1,2반원홈(12a)(13a)을 통과하는 부재(5)의 양 가장자리(5a)(5b)의 간격을 측정하기 위한 것이다. 간격측정부(20)는, 제1몰드(12)에 고정된 고정브라켓(21)과, 제1,2반원홈(12a)(13a)의 전방에서 판부재(5)의 일측 가장자리(5a)와 접촉되는 제1탐침(22a)을 가지는 제1브라켓(22)과, 제1,2반원홈(12a)(13a)의 전방에서 판부재(5)의 타측 가장자리(5b)와 접촉되는 제2탐침(23a)을 가지는 제2브라켓(23)을 포함한다. 고정브라켓(21)에는 제1,2브라켓(22)(23)을 관통하는 지지봉(24)이 설치되고, 고정브라켓(21)과 제1브라켓(22) 사이에, 그리고 제1브라켓(22)과 제2브라켓(23) 사이의 지지봉(24)에는 각각 스프링(25)기 끼어진다. 따라서, 실질적으로 제1,2브라켓(22)(23) 각각은 지지봉(24)에 가이드되어 운동될 수 있으며, 스프링(25)은 제1,2브라켓(22)(23)이 초기 위치를 유지할 수 있도록 탄성 바이어스를 가한다.

제1브라켓(22)과 제2브라켓(23) 사이에는 그들 사이의 간격이 변동됨에 따라 변화되는 신호를 발생하는 제1센서(26)가 설치되고, 고정브라켓(21)과 제1브라켓(22) 사이에는 그들 사이의 간격이 변동됨에 따라 변화되는 신호를 발생하는 제2센서(27)가 설치된다.

제1센서(26)는, 제1브라켓(22)에 고정된 본체(26a)와 그 본체(26a)에서 출몰 가능하게 설치되어 제2브라켓(23)에 고정된 봉(26b)을 가지며, 봉(26b)이 본체(26a)에 출몰됨에 따라 변화되는 신호를 발생하는 공지의 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)이다. 또, 제2센서(27)는, 고정브라켓(21)에 고정된 본체(27a)와, 그 본체(27a)에서 출몰 가능하게 설치되어 상기 제1브라켓(22)에 고정된 봉(27b)을 가지며, 봉(27b)이 본체(27a)에서 출몰됨에 따라 변화되는 신호를 발생하는 공지의 LVDT 이다. 본 실시예에서, 제1,2센서로 LDVT 를 사용하였으나 이는 일 실시예에 불과하고, 브라켓들 사이의 간격을 측정하는 센서는 다양한 방법으로 구현될 수 있음은 물론이다. 제1,2센서(26)(27)는 봉(26b)(27b)이 본체(26a)(27a)에서 출몰됨에 따라 변화되는 신호를 발생하고, 이 신호는 후술할 제1,2구동부(30)(50)를 제어하는 제어부(미도시)로 전송된다.

제1구동부(30)는, 제1,2몰드(12)(13)를 통과하는 부재(5)의 두께나 그 밖의 원인에 의하여 제1,2몰드(12)(13)의 간격이 변동되었을 때, 제1센서(26) 및 제어부에 제어되어 제2몰드(13)를 제1몰드(12)에 대하여 상대 운동시킨다. 본 실시예에서 제1구동부(30)는 그 내부에 감속기어(미도시)가 설치된 감속모터로서, 기어(31)가제2몰드(13)에 고정된 랙기어(14)를 전후 진행시킴으로써 제2몰드(13)를 움직이는 것이다.

용접부(40)는, 제1,2반원홈(12a)(13a)을 통과함으로써 파이프 형상으로 성형된 부재(6)의 접촉되는 양 가장자리가 형성하는 파이프심(6a)을 용접한다. 용접부(40)는 제1몰드(12) 또는 제2몰드(13)중 어느 하나에 설치되는데, 본 실시예에서는 제1몰드(12)의 상부에 설치된다. 용접부(40)는 용접되는 부재의 재질에 따라서 다양하게 채용될 수 있는데, 본 실시예에서는 Ar 용접기를 사용하였다.

제2구동부(50)는 파이프심(6a)의 위치가 변동되었을 때, 제2센서(27) 및 제어부에 제어되어 용접부(40)를 변동시킴으로써, 용접봉(41)이 파이프심(6a)의 위치를 추적하게 만든다. 이러한 제2구동부(50)는 다양한 방법으로 구현할 수 있으나, 본 실시예에서는 공지의 리니어 모터를 이용하였으나, 이는 일 실시예에 불과하고, 제1구동부같이 감속모터 및 랙을 사용할 수도 있음은 물론이다.

상기와 같은 구조의 파이프 제조장치의 동작을 설명한다.

공급되는 부재(5)는 롤러(7)에 의하여 단면을 대략 "U" 자 형상으로 굽혀지게 하고, 이후 제1,2반원홈(12a)(13a)을 빠져나가면서 파이프 형상의 부재(6)로 된다. 이때, 제1,2몰드(12)(13) 전방에서, 제1,2몰드(12)(13)가 벌어지거나 오무려지면 유입되는 부재(5)의 양 가장자리의 간격의 변동되고, 이에 따라 제1,2탐침(22a)(23a)이 연동되어 고정브라켓(21)에 대하여 제1브라켓(22), 제2브라켓(23)의 위치를 변동시킨다. 그러면, 고정브라켓(21)과 제1브라켓(22) 사이에 설치된 제1센서(26)는 변동된 값에 대응하는 신호를 제어부로 전송하고,제1브라켓(22)과 제2브라켓(23) 사이에 설치된 제2센서(27)도 변동된 값에 대응하는 신호를 제어부로 전송한다.

여기서, 제1,2탐침(22a)(23a) 사이의 간격이 부재(5)의 양 가장자리(5a)(5b)의 간격이므로, 제1,2탐침(22a)(23a)의 간격의 변화량을 측정함으로써 부재(5)의 양 가장지리(5a)(5b) 사이의 간격을 제어할 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 부재(5)의 양 가장자리(5a)(5b)의 간격(L)이 넓어지면, 즉 L > L_정상이면, 파이프 성형 후 파이프심이 완전하게 붙지 못하는 현상이 발생하게 되는데, 이때 제1센서(LVDT 의 변위는 기준 변위보다 늘어나게 된다)가 이를 검지하여 제어부로 신호를 전송하면 제1구동부(30)는 제2몰드(13)를 제1몰드(12)로 접근시켜 L = L_정상이 유지되도록 한다.

또, L < L_정상이면, 부재(5)의 양 가장자리(5a)(5b)가 좁아짐을 의미하므로, 파이프 성형 후 파이프심이 겹치게 되고, 제1센서( LVDT 의 변위는 기준 변위보다 줄어들게 된다)는 이를 검지하여 제어부로 신호를 전송하면 제1구동부(30)는 제2몰드(13)를 제1몰드(12)에서 멀어지게 하여 L = L_정상이 유지되도록 한다.

한편, 부재(5)가 파이프 형상으로 성형되는 과정에서, 제1,2몰드(12)(13)를 빠져나온 파이프심의 위치가 변하게 될 경우가 있다. 이 경우는, 부재(5)의 양 가장자리(5a)(5b)의 간격이 유지(제1,2탐침(22a)(23a)의 간격 유지)된 상태에서 부재(5)가 움직이는 것이다. 이러한 움직임은 제2센서(27)에 의하여 검지되고(LVDT 의 변위가 변하게 된다), 이에 대응하는 신호를 제어부로 전송한다. 그러면, 제어부는 용접부의 용접봉(41)이 파이프심(6a)의 위치를 추적할 수 있도록 제2구동부(50)를 작동시키고, 이에 따라 용접봉(41)은 파이프심(6a)의 용접을 확실하게 할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 알 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 파이프 제조장치에 따르면, 평판상의 부재를 파이프로 제조하는 과정에서, 부재(5)의 양 가장자리(5a)(5b)의 간격이 변하면 제1센서(26)가 이를 검지하여 제1구동부(30)를 구동하기 위한 신호를 발생한다. 따라서, 제1,2몰드(12)(13)를 빠져나온 부재(6)의 양 가장자리가 벌어지거나 겹쳐지지 않는다.

또, 부재(5)가 움직여 파이프 형상으로 성형된 부재(6)의 파이프심(6a)의 위치가 변하면 제2센서(27)가 이를 검지하여 제2구동부(50)를 구동하기 위한 신호를 발생한다. 따라서, 용접부(40)의 용접봉(41)은 파이프심(6a)을 따라 움직이므로, 정확한 용접을 가능하게 한다.

따라서, 파이프를 제조하는 과정에서 용접불량을 미연에 완벽하게 방지할 수 있으므로, 제품의 고품질화 및 원가절감을 꾀할 수 있다는 효과가 있다.

Claims

판 형상의 부재를 파이프 형상으로 성형하는 성형몰드를 가지는 파이프 제조장치에 있어서,

다이(11)에 고정되며 제1반원홈(12a)이 형성된 제1몰드(12)와, 상기 제1몰드(12)에 대하여 가까워지거나 멀어지도록 설치되며 제2반원홈(13a)이 형성된 제2몰드(13)를 가지는 성형몰드와;

상기 제1,2반원홈(12a)(13a)의 전방에서 그 제1,2반원홈(12a)(13a)으로 공급되는 부재(5)의 양 가장자리(5a)(5b)의 간격을 측정하기 위한 간격측정부(20)와;

상기 간격측정부(20)에서 발생되는 신호에 의하여 상기 제2몰드(13)를 상기 제1몰드(12)에 대하여 상대 운동시키는 제1구동부(30)와;

상기 제1몰드(12) 또는 제2몰드(13)중 어느 하나에 설치되며, 상기 제1,2반원홈(12a)(13a)을 통과함으로써 파이프 형상으로 성형된 부재(6)의 파이프심(6a)을 용접하는 용접부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 제조장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 부재(6)의 파이프심(6a)의 위치가 변동되었을 때, 상기 간격측정부(20)에서 발생되는 신호에 따라 그 파이프심(6a)의 변동된 위치로 상기 용접부(40)를 움직이는 제2구동부(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 제조장치.
제1항에 있어서, 상기 간격측정부(20)는,

상기 제1몰드(12)에 고정된 고정브라켓(21)과;

상기 제1,2반원홈(12a)(13a)의 전방에서 "U"자로 상기 부재(5)의 일측 가장자리(5a)와 접촉되는 제1탐침(22a)을 가지는 제1브라켓(22)과;

상기 제1,2반원홈(12a)(13a)의 전방에서 상기 부재(6)의 타측 가장자리(5a)와 접촉되는 제2탐침(23a)을 가지는 제2브라켓(23)과;

상기 고정브라켓(21)에 일단이 고정된 상태에서 상기 제1,2브라켓(22)(23)을 관통하는 지지봉(24) 및 그 지지봉(24)에 끼어지는 스프링(25)과;

상기 제1브라켓(22)과 상기 제2브라켓(23) 사이에 설치되어 그들 사이의 간격이 변동됨에 따라 변화하는 신호를 발생하는 제1센서(26);를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 제조장치.
제4항에 있어서,

상기 고정브라켓(21)과 제1브라켓(22) 사이에 설치되어 그들 사이의 간격이 변동됨에 따라 변화하는 신호를 발생하는 제2센서(27)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 제조장치.
제5항에 있어서,

상기 제1센서(26)는, 상기 제1브라켓(22)에 고정된 본체(26a)와, 그 본체(26a)에서 출몰 가능하게 설치되어 상기 제2브라켓(23)에 고정된 봉(26b)을 가지며, 상기 봉(26b)이 상기 본체(26a)에 출몰됨에 따라 변화되는 신호를 발생하는 공지의 LVDT 인 것을 특징으로 하는 파이프 제조장치.
제5항에 있어서,

상기 제2센서(27)는, 상기 고정브라켓(21)에 고정된 본체(27a)와, 그 본체(27a)에서 출몰 가능하게 설치되어 상기 제1브라켓(22)에 고정된 봉(27b)을 가지며, 상기 봉(27b)이 상기 본체(27a)에서 출몰됨에 따라 변화되는 신호를 발생하는 공지의 LVDT 인 것을 특징으로 하는 파이프 제조장치.