KR100744758B1

KR100744758B1 - 파이프 캡핑 장치

Info

Publication number: KR100744758B1
Application number: KR1020060028563A
Authority: KR
Inventors: 황명호; 조두석; 유철승; 장동민; 박맹호
Original assignee: 주식회사 휴스틸
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-08-01

Abstract

본 발명은 파이프의 이송방향에 영향을 주지않으면서 연속적으로 캡를 파이프에 끼워 조립시킬 수 있도록 구성하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 파이프 캡핑 장치를 제공하기 위한 것으로, 나란하게 들어오는 파이프의 일단부에 플라스틱 캡을 끼워넣기 위한 캡핑장치에 있어서, 프레임과; 외주면에 일정 간격으로 다수의 파이프 로케이팅 홈을 갖는 파이프 로케이팅 회전판이 복수개 이상 배치되어 상기 프레임에 회전 가능하게 설치된 회전축과; 상기 회전축의 일단부에 설치되고, 외주면에 일정 간격으로 다수의 캡 로케이팅 홈을 갖는 캡 로케이팅 회전판과; 상기 회전축의 타단부에 설치되어 상기 캡 로케이팅 회전판에 위치된 파이프를 상기 캡 로케이팅 회전판을 향하여 밀어내는 파이프 푸싱유닛과; 상기 회전축을 일방향으로 일정 각도만큼 간헐적으로 회전 구동시키는 구동수단을 포함한다.

파이프, 캡핑, 캡,

Description

파이프 캡핑 장치{Pipe caping device}

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 캡핑장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 파이프 캡핑장치에서 파이프의 원운동에 따른 동작상태도.

도 3은 본 발명의 파이프 캡핑장치에서 캡의 공급장치 예시도.

도 4는 본 발명의 파이프 캡핑장치에서 캡을 완충지지하는 장치의 구성도.

도 5는 본 발명의 파이프 캡핑장치에서 파이프 푸싱장치의 구성도.

도 6은 본 발명의 파이프 캡핑장치에 적용되는 파이프 푸싱장치의 구성도.

도 7은 본 발명의 파이프 캡핑장치에 적용되는 회전축 구동장치의 구성도.

도 8은 본 발명의 파이프 캡핑장치에서 파이프의 공급 상태를 나타내는 구성도.

도 9는 본 발명의 파이프 캡핑장치를 이용한 캡과 파이프의 끼움동작 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 프레임 20: 회전축

22: 회전판 22a: 로케이팅 홈

30: 회전판 30a: 캡 로케이팅 홈

40: 댐핑판 42: 댐핑축

44: 댐핑스프링 52: 기어드모터

54: 구동원판 56: 연결링크

102: 푸싱캠 104A,104B: 푸싱축 지지판

106: 파이프 푸싱축 108: 캠 팔로워

110: 공압실린더 112: 아암

114: 멈춤롤러

본 발명은 파이프의 끝단부에 캡을 끼워넣기 위한 캡핑 장치에 관한 것으로, 특히 파이프의 이송 방향을 방해하지 않고 캡이 끼움되도록 하여 캡핑시간을 대폭 줄여 생산성을 향상시킨 파이프 캡핑 장치에 관한 것이다.

송유관, 전선보호관, 가스관, 수도관 등등은 단일 파이프를 일렬로 조립시켜서 하나의 긴 관로를 이룬다.

따라서 파이프 제작사에서는 파이프를 제작한 후 최종적으로 파이프의 나사가 형성되어 있는 조립단부를 보호하기 위해 캡을 끼우는 캡핑작업이 이루어진다.

캡핑작업은 수작업을 할 경우 인력과 비용이 많이 들고 생산성이 떨어지기 때문에 자동화가 요구된다.

종래 자동화로 캡핑하는 장치는 파이프를 클램핑하고, 실린더를 이용하여 파이프를 길이방향으로 이동시켜 캡쪽으로 밀어넣는 방식을 이용하였다. 이럴 경우 파이프를 잠시 멈춤시키고 클램핑을 이루는 시간, 실린더가 전후 동작하는 시간 등등에 의해 캡핑 시간이 많이 소요되었다. 따라서 전체적인 단위 시간당 캡핑 수량을 증가시키기가 어려웠다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 제반적인 사정을 감안하여 창출된 것으로, 파이프의 이송방향에 영향을 주지않으면서 연속적으로 캡를 파이프에 끼워 조립시킬 수 있도록 구성하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 파이프 캡핑 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

나란하게 들어오는 파이프의 일단부에 플라스틱 캡을 끼워넣기 위한 캡핑장치에 있어서,

프레임과;

외주면에 일정 간격으로 다수의 파이프 로케이팅 홈을 갖는 파이프 로케이팅 회전판이 복수개 이상 배치되어 상기 프레임에 회전 가능하게 설치된 회전축과;

상기 회전축의 일단부에 설치되고, 외주면에 일정 간격으로 다수의 캡 로케이팅 홈을 갖는 캡 로케이팅 회전판과;

상기 회전축의 타단부에 설치되어 상기 캡 로케이팅 회전판에 위치된 파이프를 상기 캡 로케이팅 회전판을 향하여 밀어내는 파이프 푸싱유닛과;

상기 회전축을 일방향으로 일정 각도만큼 간헐적으로 회전 구동시키는 구동수단을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도면 부호 '10'은 하기의 각종 부품이나 장치를 탑재하기 위한 '프레임'이다.

상기 프레임(10)에는 도시안된 파이프 이송장치에 의해 이송되어 온 파이프(1)를 순차적으로 원주면에 배열시키는 복수개 이상의 파이프 로케이팅 회전판(22)을 갖는 회전축(20)이 설치되어 있고, 상기 회전축(20)은 기어드모터(52)에 의해 일방향으로 시계 초침의 회전동작과 같이 간헐적으로 연속회전하게 되어 있다.

상기 파이프 로케이팅 회전판(22)은 도 2와 같이 파이프(1)를 배열시키기 위해 원주면에 9개의 파이프 로케이팅 홈(22a)이 일정 각도마다 형성되어 있다. 이때 파이프 로케이팅 회전판(22)은 바람직하게는 파이프(1)의 단면 직경에 따라 교체 대응하기 위해 분할된 구조가 바람직하다.

상기 회전축(20)의 일단부에는 도 3 및 도 4와 같이 플라스틱으로 제작된 연질의 캡(5)을 홀딩하여 원주방향으로 회전시키는 다수의 캡 로케이팅 회전판(30)이 고정 설치되어 있고, 캡 로케이팅 회전판(30)의 외주면에는 캡(5)을 홀딩하기 위해 일정 간격으로 9개의 캡 로케이팅 홈(30a)이 형성되어 있다.

이때 캡 로케이팅 홈(30a)과 파이프 로케이팅 홈(22a)은 서로 대향하도록 동일한 일직선에 마주보게 배치된다.

그리고 상기 캡 로케이팅 회전판(30)의 전면에는 캡 공급가이드(36)가 배치되고, 상기 캡 공급가이드(36)에는 캡공급부(38)로부터 정열된 캡(5)을 공급받게 되어 있다. 캡공급부(38)는 다수의 캡(5)이 무작위로 들어있어 진동에 의해 차츰 정열시켜 캡(5)을 일방향 자세로 도 3과 같이 캡공급가이드(36)로 공급한다.

상기 회전축(20)의 타단부에는 도 1 및 도 5와 같이 상기 캡 로케이팅 회전판(30)에 배열된 파이프(1)를 상기 캡 로케이팅 회전판(30)을 향하여 밀어내는 파이프 푸싱유닛(100)이 구비되어 있다.

상기 파이프 푸싱유닛(100)은, 도 1 및 도 5와 같이 상기 회전축(20)에 삽입되어 상기 프레임(10)측에 고정 설치되고 외주면에 캠홈(102a)을 갖는 원통형 푸싱캠(102)과, 상기 푸싱캠(102)의 양단에 각기 가까이 위치하여 상기 회전축(20)에 고정 설치된 푸싱축 지지판(104A,104B)과, 상기 푸싱축 지지판(104A,104B)에 원주방향으로 일정 각도마다 배치되고 키이 결합되어 진퇴 운동가능하게 설치된 다수의 파이프 푸싱축(106)과, 일단이 상기 파이프 푸싱축(106)에 각기 고정되고 타단이 상기 캠홈(102a)에 구름접촉하는 캠 팔로워(108)가 포함된다.

본 실시예에서 푸싱축(106)은 모두 9개가 설치되어 있고, 이들 푸싱축(106)은 원주상에 40도 간격마다 배치되어 있고, 상기 캠홈(102a)은 도 6의 캠선도에 나 타난 바와같이 40도, 160도, 280도에서 동일한 최저점을 이루고 120도, 240도, 360도에서 동일한 최고점을 이루고 있다.

따라서 캠선도의 어느 한 구간(L)을 놓고 살표볼 때 40도 위치에서 푸싱축(106)은 최대로 후퇴하고 있다가 80도 위치에서 1차로 전진하고, 120도 위치에서 2차로 전진하게 된다.

이같이 회전축(20)이 일방향으로 간헐적으로 회전함에 따라 푸싱축(106)이 단계적으로 전진 이동하므로 해당 푸싱축(106)에 일직선상으로 놓인 파이프(1)가 캡로케이팅 회전판(30)에 위치된 해당 캡(5)에 단계적으로 밀어넣어지게 된다. 이는 한 번에 파이프(1)를 캡(5)에 강제로 밀어넣어서 생기는 찌그러짐을 방지하기 위함이다.

이같이 상기 회전축(20)을 일방향으로 일정 각도만큼 간헐적으로 회전 구동시키기 위한 구동수단으로, 도 7과 같이 상기 회전축(20)에 래치 결합되어 일방향으로 회전하도록 설치된 래치판(50)과, 상기 프레임(10)에 탑재된 기어드모터(52)와, 상기 기어드모터(52)의 출력단에 연결된 구동원판(54)과, 상기 구동원판(54)에 일단이 피봇 연결되고 타단이 상기 래치판(50)에 피봇 연결된 연결링크(56)가 포함된다.

이때 상기 래치판(50)은 일방향 회전을 유도하기 위해 주지의 래치 베어링(51)을 사용하여 회전축(20)에 설치된다.

따라서 상기 구동원판(54)이 1회전 할 때마다 연결링크(56)는 승강 동작하면서 상기 래치판(50)은 일방향으로 간헐적으로 회전 구동시키게 된다.

한편, 본 발명은 파이프(1)가 파이프 푸싱축(106)에 의해 밀려서 캡 로케이팅 회전판(30)에 위치된 캡(5)에 끼움될 경우 그 끼움력을 완충적으로 지지하기 위한 수단이 부가될 수 있다.

즉, 도 1과 같이 상기 캡 로케이팅 회전판(30)에 대향적으로 근접 배치되어 상기 회전축(20)에 고정된 댐핑판(40)과, 상기 댐핑판(40)에 상기 캡 로케이팅 홈(22a)을 향하여 이동가능하게 설치된 다수의 댐핑축(42)과, 상기 댐핑축(42)에 각기 삽입되어 탄성 반반력으로 해당 댐핑축(42)을 대향하는 캡 로케이팅 홈(22a)으로 밀어붙이는 댐핑스프링(44)으로 구성될 수 있다.

또한 본 발명은 상기 푸싱축 지지판(140A,140B)을 일정 회전각도마다 멈춤시키는 수단이 더 구비될 수 있다.

즉, 도 7과 같이 상기 프레임(10)측에 고정 설치된 한쌍의 공압실린더(110)와, 일단이 상기 프레임(10)에 힌지 고정되고 타단이 상기 공압실린더(110)의 작동로드 단부에 힌지 연결된 아암(112)과, 상기 아암(112)에 회전 가능하게 설치됨과 동시에 상기 푸싱축 지지판의 외주면에 상기 공압실린더(110)의 공압력으로 밀어붙여진 멈춤롤러(114)를 구비하고, 상기 멈춤롤러(114)는 상기 푸싱축 지지판(104A,104B)의 회전 각운동마다 상기 푸싱축 지지판(104B)의 외주면에 일정 각도마다 형성된 멈춤홈(105)에 걸림되도록 구성된다.

본 실시예에서는 회전축(20)이 40도 회전마다 멈춤었다가 다시 회전하는 간헐적 회전동작을 하기 때문에 멈춤홈(105)은 상기 푸싱축 지지판(104B)의 외주면에 40도 간격마다 모두 9개가 형성되어 있다.

한편, 본 발명은 상기 회전축(20)의 간헐 회전 동작중 멈춤 동작이 이루어질때 회전축(20)의 회전 관성력을 줄여주기 위해 주지의 텐션브레이크 장치(200)가 더 구비될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 회전축(20)의 일단에 설치된 스프라켓 휠(29)에 체인(201)을 매개로 텐션브레이크장치(200)가 연결되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.

먼저, 도 1에서 기어드모터(52)가 구동되면 연결링크(56)를 매개로 래치판(50)이 각운동을 하게 된다. 이때 래치판(50)은 회전축(20)과 래치베어링(51)을 통해 연결되어 있어 일방향으로만 일정각도만큼 움직이는 회전운동을 하게 된다. 즉, 래치판(50)은 시계 초침과 같은 회전 운동을 하게 된다. 본 실시예에서 래치판(50)은 40도씩 회전 이동하게 되어 있다.

따라서 래치판(50)에 결합된 회전축(20)과 회전축(20)에 배치된 파이프 로케이팅 회전판(22) 및 캡 로케이팅 회전판(30)이 모두 동시에 40도씩 일방향으로 회전하게 되어 있다. 이와 동시에 푸싱축 지지판(104A,104B)과 푸싱축 지지판(104A,104B)에 설치된 파이프 푸싱축(106)도 회전축(20)의 중심을 기준으로 회전 운동을 하게 된다.

따라서 모두 일직선상에 위치된 캡 로케이팅 홈(30a)과 파이프 로케이팅 홈(22a) 그리고 파이프 푸싱축(106)은 회전축(20)을 중심으로 원운동을 하게 된다.

한편, 푸싱축 지지판(104A,104B)의 회전 운동에 의해 파이프 푸싱축(106)은 푸심캠(102)의 캠홈(102a)에 의해 도 1에서 좌,우로 진퇴 운동을 하게 된다. 즉, 캠 팔로워(108)가 도 6의 캠선도를 그리는 캠홈(102a)에 안내되면서 파이프 푸싱축(106)을 직선적으로 진퇴 운동시킨다. 따라서 파이프 푸싱축(106)은 회전운동과 직선운동을 동시에 병행하게 된다.

이같이 본 발명은 캡 로케이팅 회전판(30)과 파이프 로케이팅 회전판(22) 및 파이프 푸싱축(106)의 회전 각운동이 동시에 일어나고, 또한 이와 동시에 파이프 푸싱축(106)이 캡 로케이팅 회전판(30)을 향하여 직선적으로 진퇴 운동이 이루어지면서 파이프(1)에 캡(5)을 끼우게 된다.

먼저, 도 3과 같이 0도인 'P1'의 위치에서 해당 캡(5)이 캡 로케이팅 홈(30a)에 끼워지고, 파이프(1)는 파이프 로케이팅 홈(22a)에 끼워지게 된다.

이후, 기어드모터(52)에 의해 래치판(50)이 첫번째로 각운동을 하게 되면, 캡(5)과 파이프(1)는 40도인 'P2'에 위치되고, 이때 파이프 푸싱축(106)은 캠홈(102a)이 갖는 캠선도에 의해 좌측으로 이동하여 파이프(1)의 일측 말단부를 캡(5)의 입구부측에 위치시키게 된다.

다음, 래치판(50)이 두번째의 각운동을 하게 되면, 캡(5)과 파이프(1)는 80도인 'P3'에 위치되고, 이때 파이프 푸싱축(106)은 캠홈(102a)이 갖는 캠선도에 의해 좌측으로 이동하여 파이프(1)의 일측 말단부를 캡(5)의 입구부로 일정량 밀어넣게 된다(도 9의 (나)참조). 이때 댐핑축(42)이 댐핑 스프링(44)력에 의해 캡(5)의 후퇴 이동을 완충적으로 저지한다.

그 다음, 래치판(50)이 3번째로 각운동을 하게 되면, 캡(5)과 파이프(1)는 도 2와 같이 120도인 'P4'에 위치되고, 이때 파이프 푸싱축(106)은 캠홈(102a)이 갖는 캠선도에 의해 좌측으로 더욱 이동하여 파이프(1)의 일측 말단부를 캡(5)의 내부로 완전히 밀어넣게 된다(도 9의 (다)참조). 이때 댐핑축(42)이 댐핑 스프링(44)력에 의해 캡(5)의 후퇴 이동을 완충적으로 저지한다. 따라서 캡(5)의 끼움시 찌그러짐이 방지된다.

그 다음, 래치판(50)이 4번째로 각운동을 하게 되면, 서로 연결된 캡(5)과 파이프(1)는 160도인 'P5'에 위치되고, 이때 파이프 푸싱축(106)은 캠홈(102a)이 갖는 캠선도에 의해 우측으로 후퇴 이동한다. 그 후 래치판(50)이 5번째로 각운동을 하게 되면 캡(5)이 끼워진 파이프(1)는 'P6'위치에서 자중에 의해 낙하되어 최초 파이프(1)가 들어온 반대 방향으로 배출된다.

이같이 본 발명에 따르면, 회전축(20)이 각운동을 계속적으로 하면서 일방향에서 들어오는 파이프(1)에 캡(5)을 끼워넣게 되고, 캡(5)이 끼워진 파이프(1)는 타방으로 배출된다.

이때 회전축(2)이 각운동을 완료할 때마다 도 7에서 공압실린더(110)의 아암(112)측에 연결된 멈춤롤러(114)가 푸싱축 지지판(104B)의 멈춤홈(105a)에 걸림된다. 따라서 회전축(2)이 각운동을 완료할 때 회전 완료 위치가 정확해진다.

또한 부가적으로 텐션브레이크 장치(200)에 의해 각운동량이 일정하므로 정확한 위치에서 캡(5)을 파이프(1)의 단부에 끼워넣을 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 파이프 캡핑 장치에 따르면, 일방에서 이송되어온 파이프들을 순차적으로 파이프 로케이팅 회전판의 둘레에 일정 각도마다 하나씩 끼워넣고 회전하면서 푸싱캠의 캠홈에 연결된 푸싱축의 전진 운동으로 캡을 파이프에 일대일 연속적으로 끼워넣게 된다. 따라서 캡을 파이프에 조립하는데 따른 시간을 줄여 생산성을 현저히 높일 수 있다.

또한 캡이 파이프에 다단으로 끼워넣어지는 동작에 의해 캡이 쪼그라들거나 우글어지는 일 없이 조립이 양호하게 진행된다.

Claims

나란하게 들어오는 파이프의 일단부에 플라스틱 캡을 끼워넣기 위한 캡핑장치에 있어서,

프레임(10)과;

외주면에 일정 간격으로 다수의 파이프 로케이팅 홈(22a)을 갖는 파이프 로케이팅 회전판(22)이 복수개 이상 배치되어 상기 프레임(10)에 회전 가능하게 설치된 회전축(20)과;

상기 회전축(20)의 일단부에 설치되고, 외주면에 일정 간격으로 다수의 캡 로케이팅 홈(30a)을 갖는 캡 로케이팅 회전판(30)과;

상기 회전축(20)의 타단부에 설치되어 상기 캡 로케이팅 회전판(30)에 위치된 파이프를 상기 캡 로케이팅 회전판(30)을 향하여 밀어내는 파이프 푸싱유닛(100)과;

상기 회전축(20)을 일방향으로 일정 각도만큼 간헐적으로 회전 구동시키는 구동수단을 포함한 것을 특징으로 하는 파이프 캡핑장치.
제 1항에 있어서,

상기 캡 로케이팅 회전판(30)에 위치된 캡(5)을 완충적으로 지지하기 위한 수단으로,

상기 캡 로케이팅 회전판(30)에 대향적으로 배치되어 상기 회전축(20)에 고정된 댐핑판(40)과;

상기 댐핑판(40)에 상기 캡 로케이팅 홈(22a)을 향하여 이동가능하게 설치된 다수의 댐핑축(42)과;

상기 댐핑축(42)에 각기 삽입되어 탄성 반반력으로 해당 댐핑축(42)을 대향하는 캡 로케이팅 홈(22a)으로 밀어붙이는 댐핑스프링(44)을 포함한 것을 특징으로 하는 파이프 캡핑장치.
제 1항에 있어서,

상기 파이프 풋싱유닛(100)은,

상기 회전축(20)에 삽입되어 상기 프레임(10)측에 고정 설치되고, 외주면에 캠홈(102a)을 갖는 원통형 푸싱캠(102)과;

상기 푸싱캠(102)의 양단에 각기 위치하여 상기 회전축(20)에 고정 설치된 푸싱축 지지판(104A,104B)과;

상기 푸싱축 지지판(104A,104B)에 원주방향으로 일정 각도마다 배치되어 진퇴 운동가능하게 설치된 다수의 파이프 푸싱축(106)과;

일단이 상기 파이프 푸싱축(106)에 각기 고정되고 타단이 상기 캠홈(102a)에 구름접촉하는 캠 팔로워(108)가 구비된 것을 특징으로 하는 파이프 캡핑장치.
제 3항에 있어서,

상기 푸싱축 지지판을 일정 회전각도마다 멈춤시키는 수단으로,

상기 프레임(10)측에 고정 설치된 공압실린더(110)와;

일단이 상기 프레임(10)에 힌지 고정되고 타단이 상기 공압실린더(110)의 작동로드 단부에 힌지 연결된 아암(112)과;

상기 아암(112)에 회전 가능하게 설치됨과 동시에 상기 푸싱축 지지판의 외주면에 상기 공압실린더(110)의 공압력으로 밀어붙여진 멈춤롤러(114)를 구비하고,

상기 멈춤롤러(114)는 상기 푸싱축 지지판(104A,104B)의 회전 각운동마다 상기 푸싱축 지지판(104B)의 외주면에 일정 각도마다 형성된 멈춤홈(105)에 걸림되도록 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 캡핑장치.
제 1항에 있어서,

상기 회전축(20)에는 텐션브레이크 장치(200)가 더 연결된 것을 특징으로 하는 파이프 캡핑장치.
제 1항에 있어서,

상기 구동수단은,

상기 회전축(20)에 래치 베어링(51)을 매개로 결합되어 일방향으로 회전하도록 설치된 래치판(50)과;

상기 프레임(10)에 탑재된 기어드모터(52)와;

상기 기어드모터(52)의 출력단에 연결된 구동원판(54)과;

상기 구동원판(54)에 일단이 피봇 연결되고 타단이 상기 래치판(50)에 피봇 연결된 연결링크(56)를 포함하여,

상기 구동원판(54)이 1회전 할 때마다 상기 래치판(50)은 일방향으로 간헐적으로 회전 구동되도록 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 캡핑장치.