KR100928498B1 - 재료편국취장치 - Google Patents

Abstract

방전가공용 전극과 피국취체와의 사이에서 방전을 행하게 하는 것에 의해 피국취체의 표면에서 재료편을 스쿠핑하는 재료편국취장치로서, 회전 구동 수단(40)과, 회전 구동 수단에 의해 회전축X의 주변으로 회전되는 암부(30)와, 암부에 유지되는 전극홀더(20)와, 전극홀더에 대하여 탈착자재로 부착되는 방전가공용 전극(10)을 가지며, 또한, 상기 암부를 상기 회전축에 직각인 방향으로 슬라이드 가능하게 하는 슬라이드 수단과, 암부의 회전축으로부터의 암 길이를 조절하는 암 길이 조절 수단을 마련하고, 암부의 회전 동작에 따르는 방전가공용 전극의 궤적을 조절하면서 방전가공용 전극의 궤적이 피국취체와 교차하는 선을 따라 재료편을 스쿠핑하도록 구성되어 있다.

국취(스쿠핑)장치, 방전전극, 슬라이드

Description

재료편국취장치{MATERIAL PIECE SCOOPING DEVICE}

본 발명은 재료편국취장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플랜트 등의 실기설비의 일부로서 실제로 사용되고 있는 파이프나 그 밖의 설비 구성부재로부터, 실기(實機)에 주는 데미지를 최대한 줄이고 또한, 가공 변형이나 열변형을 충분하게 억제한 상태에서, 재료편을 채취하거나 불량부위를 제거하거나 하는 등, 재료편을 떠낼 수 있는 재료편국취장치에 관한 것이다.

종래에는, 예를 들어 가동중의 발전용 플랜트 등 비교적 가혹한 조건 또는 안전성의 확보가 필요한 설비에 있어서는, 가동중의 설비에 실제로 사용되고 있는 설비 구성 부재에 있어서의 강도의 열화 정도를 파악하고, 잔여수명 등을 예측하며, 적절한 시기에 유지 보수를 행할 필요가 있다.

이 때문에, 기기의 계속적인 사용을 전제로 하는 설비 구성 부재의 검사는, 일반적으로 비파괴검사에 의해 행해지고 있다.

한편, 비파괴검사가 아닌 경우에는, 설비 구성부재로부터 재료편 등의 시편을 실제로 채취(국취)하는 방법으로서, 부재 전체를 교환한 후에 채취하거나, 또는 대형부재에 대하여는 가공 공장에 반송한 뒤에 부재의 일부로부터 재료편을 채취하는 것 등이 일반적이다.

다시 말해, 채취(국취) 장치 등을 현장설비가 있는 곳으로 운송하여 설비 구성부재로부터 직접 시편이나 기타 재료편의 채취를 행하는 것이 아니고, 검사가 필요한 부재를 채취 장치가 설비되어 있는 곳으로 운송하여 재료편을 채취하고 있는 것이 현실이다.

또 실제 가동하는 설비 구성 부재의 표면 등에 불량 부위 등이 있을 경우에는, 필요에 따라 그 불량 부위 등을 설비 구성 부재로부터 제거하거나, 또는 그 제거한 부분을 검사할 필요가 있다. 그런데, 이러한 경우에, 설비가 가동 중인 현장에 지참하여, 신속하게 가동 재료 부재로부터 소정의 불량부위를 제거할 수 있는 장치가 없었다.

설비 구성 부재로부터 시편이나 그 밖의 재료편을 채취하는 것은, 그 재료편이 기계적시험이나 그 밖의 시험에 제공되는 것이기 때문에, 재료편이 가공 변형이나 열변형 등의 변질을 일으킨다면 의미가 없다. 물론, 설비 구성부재에 관해서도, 재료편의 채취에 따른 가공 변형이나 열변형 등이 생기는 것을 막지 않으면 안되는 것이다.

이러한 요청에 대하여, 예를 들어 방전가공기를 사용하여 재료편을 채취(국취)하거나 불량부위를 제거할 수 있다고 생각된다.

방전가공기는, 피가공체와의 사이에서 방전을 행함으로써 피가공체에 가공을 시행하는 장치다. 이 장치는 가공 왜곡이 발생되는 영역을 비교적 좁은 범위로 한정할 수 있다.

[특허문헌1]일본국 공개특허공보 특개 2001-79658호

[특허문헌2]일본국 공개특허공보 특개평 10-76427호

[특허문헌3]일본국 공개특허공보 특개평 10-2988호

[특허문헌4]일본국 공개특허공보 특개평 9-218139호

[특허문헌5]일본국 공개특허공보 특개평 9-155646호

[특허문헌6]일본국 공개특허공보 특개평 7-159295호

그런데, 상기 비파괴검사로서는, 실제의 기계적 강도를 측정할 수 없기 때문에, 가동 설비의 구성부재에 있어서의 열화나 수명 등을 예측하는 등에는 충분하지 못하다는 문제가 있었다.

종래의 일반적인 시편의 채취 장치는 중량이 크고, 또 고정설치형이며, 그것들의 채취 장치를 현장에 운반하고, 또한 가동 설비의 구성부재에 대하여 세트하는, 실제의 채취 작업에는 적합하지 않는 것이었다.

또한, 상기 방전가공기를 이용해서 시편이나 그 밖의 재료편을 얻는 경우에는, 발생할 수 있는 재료편의 기계적, 열적 변형의 영향을 줄일 수 있으나, 그 반면, 종래의 방전가공기는 본래, 가공기일 뿐, 재료편을 채취하는 것을 주된 목적으로 한 장치가 아니므로, 재료편의 채취에는 적절치 않다.

즉, 특허문헌 1 내지 6에 개시된 장치에 있어서는, 재료편을 채취할 경우, 방전 전극의 이동 조작을 몇 번이고 되풀이해서 행하지 않으면 재료편을 채취할 수 없는 등의 작업 공정상 또는 작업시간상의 문제가 있었다. 또 방전 전극이 단순히 회전해서 원호궤적을 그릴 뿐인 것 등, 방전 전극의 궤적을 적절에 변경 조정하기 위한 편리하고 조작성이 좋은 수단이 제공되고 있지 않았다.

그리하여, 본 발명은 상기 종래의 문제를 해소하고, 설비부재나 그 밖의 부재로부터 현장 등에서 시편이나 불량부위 등의 재료편을 간단하게 떠낼 수 있으며, 가공 변형 및 열변형을 충분히 억제할 수 있는, 콤팩트한 재료편국취장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 재료편국취장치는, 방전가공용 전극과 피국취체와의 사이에서 방전을 행하게 함으로써 방전가공용 전극에 대치하는 피국취체의 부분을 순차적으로 소모시켜 감으로써 피국취체의 표면에서 재료편을 스쿠핑(scooping)하도록 하는 재료편국취장치이며, 회전구동수단과, 상기 회전구동수단에 의해 회전축 주변을 회전하는 암부와, 상기 암부에 유지되는 전극홀더와, 상기 전극홀더에 대하여 탈착되도록 부착되는 방전가공용 전극을 구비하고, 또한 상기 암부를 상기 회전축에 직각인 방향으로 슬라이드 가능하게 하는 슬라이드 수단과, 암부의 회전축으로부터의 암 길이를 조절하는 암 길이 조절 수단을 마련하여, 이것에 의해 암부의 회전 동작에 따르는 방전가공용 전극의 궤적을 조절하고, 방전가공용 전극의 궤적이 피국취체와 교차하는 선을 따라 피국취체의 표면에서 재료편을 스쿠핑하도록 구성된 것을 제1특징으로 한다.

또한, 본 발명의 재료편국취장치는, 상기 제1특징에 더해서, 상기 슬라이드 수단은, 회전구동수단 측의 회전 구동되는 회전대에 설치된 슬라이드 가이드와, 암부에 고정 설비됨과 동시에 상기 슬라이드 가이드에 의해 회전축에 직각인 방향으로 안내되는 슬라이드자를 가진 것을 제2특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 재료편국취장치는, 상기 제1 또는 제2특징에 더해서, 상기암 길이 조절 수단은, 암부를 회전축에 직각인 방향으로 슬라이드 부세(付勢)하는 부세(付勢)용수철과, 암부에 대하여 그 회전의 원주위치에 마련되어 암부와 접(接)해서 이것을 가이드함으로써 회전중에 있어서의 암 길이를 변경 조절하는 모방가이드를 가지는 것을 제3특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 재료편국취장치는, 상기 제3특징에 더해서, 각각 다른 가이드면을 가지는 복수의 모방가이드를 가지고, 그 중에서 원하는 것을 골라서 탈착가능하게 부착하는 구성을 제4특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 재료편국취장치는, 상기 제3특징에 더해서, 모방가이드를 복수개 조합하여 부착하는 구성으로 한 것을 제5특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 재료편국취장치는, 상기 제1 또는 제2특징에 더해서, 암부를 일 방향동작시키거나 왕복 동작시키는 구성으로 한 것을 제6특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 재료편국취장치는, 상기 제1 또는 제2특징에 더해서, 암 길이 조절 수단에 의해, 방전가공용 전극의 궤적과 피국취체가 교차되는 깊이가 일정해지도록 조절하고, 이것에 의해 스쿠핑되는 재료편의 두께가 일정해지도록 구성된 것을 제7특징으로 하고 있다.

청구항 1 에 기재된 발명에 의하면, 회전 구동 수단에 의해 암부가 회전축의 주변을 회전하게 되면, 그것에 따라 암부에 유지된 전극홀더가 방전가공용 전극을 동반하여 함께 회전한다. 이 회전은 대단히 천천히 행해지는 것으로서, 방전가공용 전극과 그 회전 방향에 근접해서 대치하는 피국취체의 부분과의 사이에서 방전이 행하여져, 방전가공용 전극의 궤적과 교차되는 피국취체 부분이 순차적으로 소모, 소멸된다. 이것에 의해 방전가공용 전극의 궤적에 대응한 분리면이 피국취체에 발생하고, 확대해 가서, 최종적으로 그 분리면에서 분리된 피국취체의 부분이 재료편으로서 채취되게 된다. 이 재료편은, 시편으로서 제공되거나 또는 제거된 불량부위로서 폐기되는 등, 여러 가지의 목적으로 이용할 수 있다. 또, 피국취체로서는, 그 스쿠핑 형상에 따른, 후처리를 실시할 수 있다.

장치는, 설비의 목표의 피국취체 부분에 세트함으로써, 그 부분의 표면부분을 방전가공용 전극이 그리는 궤적이 교차하는 선을 따라 스쿠핑할 수 있다. 그 때, 방전가공용 전극이 그리는 궤적을 조절함으로써 목표부분으로부터 소정의 형상의 재료편을 스쿠핑하는 것이 가능해 진다.

방전가공용 전극은 회전 방향에 직각인 일정한 폭을 가지고 있으므로, 이 폭이 대략 재료편의 폭이 된다.

그리고, 암부를 회전축에 직각인 방향으로 슬라이드 가능하게 함과 동시에, 암 길이 조절 수단에 의해 암부의 암 길이를 조절함으로써 회전중에 있어서의 방전가공용 전극의 회전반경을 도중에 변경 조절할 수 있고, 이에 의해 방전가공용 전극의 궤적을 원호형상으로부터 보다 편평한 궤적으로 또는 그 반대로 하는 등, 방전가공용 전극의 궤적을, 피국취체의 두께나 형상, 시행하는 시험의 종류, 제거해야 할 불량부위의 상황, 그 외, 얻고자 하는 재료편의 형상 등에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 다시 말해 구체적으로는, 방전가공용 전극의 궤적을 다양하게 변경 조절함으로써 피국취체와 교차하는 궤적을 자유로이 조절하여, 소망하는 형상으로 재료편을 스쿠핑할 수 있다.

따라서, 청구항 1 에 기재된 발명에 의하면, 설비 부재 등의 피국취체의 목적부분의 표면으로부터 재료편을 현장 등에서도 스쿠핑할 수 있고, 또한 스쿠핑된 재료편은 방전가공에 의한 것이기 때문에, 적절한 방전 조건의 설정에 의해, 스쿠핑할 때에 있어서의 재료편의 변질이 적고, 정확한 시험에 제공하는 것이 가능해 진다. 이것에 의해 여러가지의 기계적, 물리적, 화학적 시험에 제공할 수 있고, 그 부재의 피로상태나 수명의 예측, 메인터넌스 시기 등, 여러가지의 정보를 정확하게 얻는 것이 가능해 진다. 물론, 피국취체에 있어서도, 그 재료적 변질이 생기는 것을 방지할 수 있다.

또한, 스쿠핑되어야 할 재료편은, 암부의 회전 동작에 따라 자동적으로 스쿠핑되는 것이 가능하고, 작업이 용이하며 간단하다. 또 대형구조부의 응력집중부 또는 용접부 등에 대해서, 스크레인게이지를 붙인 후, 그 부분을 국부적으로 재료편으로서 스쿠핑함으로써 잔류 응력의 측정이 가능해 진다.

또, 설비는 회전 구동 수단, 암부, 전극홀더, 방전가공용 전극, 암부의 슬라이드 수단, 암부의 암 길이 조절 수단 등이므로, 비교적 간단하며 컴팩트하게 구성하는 것이 가능하므로, 현장에서의 운반이나 세트도 용이하게 행하는 것이 가능하다.

또, 제2항에 기재된 발명에 의하면, 상기 청구항 1 에 기재된 구성에 의한 상기 효과에 더해서, 암부 측에 마련된 슬라이드자와 회전 구동 수단 측에 마련된 회전대 및 슬라이드 가이드로 이루어지는 슬라이드 수단에 의해, 암부를 간단한 구성으로 인해 용이, 확실하게 회전축에 직각인 방향으로 이동시킬 수가 있다.

또, 제3항에 기재된 발명에 의하면, 상기 청구항 1 또는 2에 기재된 구성에 의한 상기 효과에 더해서, 암부는 회전중에 있어서, 부세용수철에 의해 회전축에 직각인 방향으로 부세되면서, 그 원주위치에서 모방가이드와 접하게 됨으로써 용이하게 회전축에 직각인 방향으로의 슬라이드 위치가 조정·제어된다.

즉, 암부는, 부세용수철과 모방가이드를 가지는 암 길이 조절 수단에 의해, 간단한 구성으로 용이하고 확실하게 암부의 암 길이를 회전중에 변경·조절할 수 있다.

또한, 제4항에 기재된 발명에 의하면, 제3항에 기재된 구성에 의한 상기 효과에 더해서, 각각 다른 가이드면을 가지는 복수의 모방가이드를 가지고, 그 중에서 원하는 것을 골라서 탈착하도록 부착한 구성이므로, 피국취체의 형상 및 재료편의 형상을 고려하고, 그에 알맞은 모방가이드를 선택해서 부착할 수 있고, 소망하는 형상의 재료편을 스쿠핑하거나 소망하는 형상의 스쿠핑된 피국취체를 용이하게 얻는 것이 가능해 진다.

또한, 제5항에 기재된 발명에 의하면, 상기 청구항 3 또는 4에 기재된 구성에 의한 작용 효과에 더해서, 모방가이드를 복수개 조합해서 부착한 구성으로 하였으므로, 각종 형상의 재료편을 새롭게 모방가이드를 제작하지 않아도, 여러가지의 형상의 재료편을 기존의 모방가이드의 조합으로 스쿠핑할 수 있는 장점이 있다.

또 청구항 6 에 기재된 발명에 의하면, 상기 청구항 1 내지 5항 중 어느 하나에 기재된 구성에 의한 작용 효과에 더해서, 암부를 1방향 동작시키거나 왕복운동시키는 구성이므로, 암부를 1 방향동작시킬 경우에는, 그 1방향에의 회전 동작에 의해 간단하게 재료편을 피국취체로부터 스쿠핑할 수 있다. 또한, 암부를 왕복 동작시킬 경우에는, 그 스쿠핑에 필요한 필요동작이 1회 증가하지만, 보다 복잡한 형상으로 재료편을 스쿠핑할 수 있다.

또 제7항에 기재된 발명에 의하면, 상기 청구항 1 내지 6항 중 어느 하나에 기재된 구성에 의한 작용 효과에 더해서, 암 길이 조절 수단에 의해, 방전가공용 전극의 궤적과 피국취체와의 교차되는 깊이가 일정해지도록 조절하고, 이것에 의해 스쿠핑되는 재료편의 두께가 일정하도록 한 구성이므로, 피국취체에 있어서의 표면으로부터의 스쿠핑 깊이가 함부로 깊어지는 것을 막을 수 있다. 또 재료편의 두께를 일정하게 할 수 있는 것은, 기계적 시험 등을 행하는데도 적합한 시편으로 채취할 수 있는 것이며, 또 피국취체로부터 시험에 사용되지 않는, 쓸데없는 부분이 스쿠핑되는 것을 최대한 없앨 수 있는 것이다. 그리고, 스쿠핑 깊이가 함부로 깊어지는 것을 막는 것은, 부재의 안전성을 확보하는데 있어서도 매우 중요한 사항이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 관한 재료편국취장치를 나타내고, (A)는 평면도, (B)는 정면도, (C)는 측면도,

도 2는 본 발명의 제1실시예의 재료편국취장치의 분해 사시도,

도 3은 본 발명의 제1실시예의 재료편국취장치의 기구를 설명하는 간략도로서, (A)는 정면도, (B)는 측면도,

도 4는 본 발명의 제1실시예의 재료편국취장치에 의한 재료편의 스쿠핑 동작을 설명하는 도면으로서, (A)는 스쿠핑 개시 부근에서의 동작, (B)는 스쿠핑 도중에서의 동작, (C)는 스쿠핑 종료 부근에서의 동작을 나타내고,

도 5는 본 발명의 제2실시예의 재료편국취장치의 기구를 설명하는 간략도로서, (A) 와 (B)는 정면도, (C)는 측면도,

도 6은 본 발명의 제2실시예의 재료편국취장치에 의한 재료편의 스쿠핑 동작을 설명하는 도면으로서, (A)는 제1모방가이드에 의한 스쿠핑 개시 부근에서의 동작, (B)는 제1모방가이드에 의한 스쿠핑 종료 부근에서의 동작, (C)는 제2모방가이드에 의한 스쿠핑 개시 부근에서의 동작, (D)는 제2모방가이드에 의한 스쿠핑 종료 부근에서의 동작을 보여주는 도면이다.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:방전가공용 전극 10a:폭부

10b:직립부 20:전극호울더

21:파지부 21a:부착홈

2lb:덮개 30:암부

31:본체 32:슬라이드자

32a:슬라이드 홈 33:절연 블록

40:회전 구동 수단 41:회전 구동축

42:회전대 42a:슬라이드 가이드

43:리미트작용편 50:기초대

51:입설벽 52:개구

53l:리미트스위치 61:부세용수철

62:용수철 설치 플레이트 62a:돌출편부

63:용수철 설치 볼트 64:용수철 설치 볼트

65:모방볼트 65a:로울러

66:모방가이드 66a:가이드면

67:모방볼트 67a:로울러

67b:부세용수철 67c:스페이서

68:제1모방가이드 68a:가이드면

69:제2모방가이드 69a:가이드면

S: 재료편 W: 방전가공용 전극의 폭

X: 회전축 Z: 피국취체

우선, 제1실시예에 관계되는 재료편취장치에 관하여 설명한다.

도 1, 도 2을 참조하여, 본 발명의 재료편국취장치는, 방전가공용 전극(10)과, 상기 방전가공용 전극(10)을 탈착자재로 부착할 수 있는 전극홀더(20)와, 상기 전극홀더(20)을 유지하는 암부(30)와, 상기 암부(30)를 회전축X의 주변으로 회전시키는 회전구동수단(40)을 가진다.

상기 회전구동수단(40)은, 써보모터 등의 모터로 구성되어 있다. 이 회전구 동수단(40)은, 기초대(50)에 고정되어, 상기 기초대(50)의 입설벽(51)에 마련되어진 개구(52)로부터 회전구동수단(40)의 회전구동축(41)이 돌출하는 형태로 구성되어 있다.

회전구동수단(40)의 회전구동축(41)에는, 그 선단에 회전대(42)가 고정되어, 회전구동축(41)과 함께 회전된다. 회전대(42)는, 그 중심에서 상기 회전구동축(41)과 고정되고, 그 회전은 자전으로 된다.

또한, 회전구동수단(40)의 회전구동축(41)에는, 그 도중 위치에 리미트작용편(43)이 고정되어 있다. 이 리미트작용편(43)은, 상기 기초대(50)에 마련되어진 한 쌍의 리미트스위치(limit switch,53)에 접함으로써 상기 리미트스위치(53)을 온(on) 하고, 회전구동수단(40)의 회전구동축(41)의 더 이상의 회전을 정지시키는 것이다. 이 리미트작용편(43)과 리미트스위치(53)는, 암부(30)의 회전 범위를 일정 범위 내로 규제하는 기능을 하는 것이다.

상기 암부(30)는, 방전가공용 전극(10)을 암부(30)의 회전축의 주변에 공전시키는 역할을 하는 부재이다.

암부(30)는, 상기 회전구동수단(40)의 회전구동축(41)의 회전에 의해, 상기회전구동축(41)과 동축인 회전축X의 주변을 회전하게 됨과 동시에, 회전축X에 직각인 방향으로 슬라이드 가능하게 구성된다.

암부(30)는, 가늘고 긴 장방체 형상의 암 모양으로 형성된 본체(31)의 일면측에는 슬라이드자(32)가 고정되고, 타면 측에는 절연블록(33)이 개재되어 전극홀더(20)을 유지하고 있다.

상기 슬라이드자(32)에는 슬라이드홈(32a)이 마련되어 있다. 한편, 상기 회전대(42)의 상기 슬라이드홈(32a)과 대향하는 면에는, 회전대(42)의 자전의 중심인 회전축X를 지나며 또한 회전축X에 대하여 직각방향으로 연장되는 슬라이드가이드(42a)가 마련되어 있다. 그리고 이 슬라이드가이드(42a)와 상기 슬라이드자(32)의 슬라이드 홈(32a)이 서로 접동 가능하게 끼워 감합된다. 이로 인해, 암부(30)는 회전축X에 직각한 방향으로 슬라이드 가능하게 된다.

상기 슬라이드홈(32a)을 가진 슬라이드자(32)와 상기 회전대(42)에 설비된 슬라이드가이드(42a)로, 슬라이드 수단이 구성된다.

상기 암부(30)는, 부세용수철(61)에 의해 회전축X에 직각인 방향으로 부세되어 있다. 더 상세하게는, 상기 슬라이드 수단(32, 32a, 42a)에 의한 슬라이드 방향으로 부세용수철(61)에 의해 스프링력이 부여되어 있다.

부세용수철(61)은, 상기 회전대(42)의 양측면에 고정된 한 쌍의 용수철 설치 플레이트(62)의 돌출편부(62a)에 마련된 용수철 설치 볼트(63)와, 상기 암부(30)의 본체(31)의 양측면에 마련된 용수철 설치 볼트(64) 사이에 걸리고 있다. 상기 용수철 설치 플레이트(62)의 돌출편부(62a)는, 회전대(42)로부터 암부(30)의 본체(31)쪽으로 연장되어서, 그 용수철 설치 볼트(63)가 상기 암부(30)의 본체(31) 측면의 용수철 설치 볼트(64)에 대하여 정확히 윗 쪽에 위치하도록 배치되어 있다.

한편, 상기 암부(30)의 본체(31)의 상부에는, 첨단부에 로울러(65a)가 설비 된 모방볼트(65)가 부착되어 있다. 또한, 이 모방볼트(65)에 대응하며 상기 기초대( 50)의 입설벽(51)에는 모방가이드(66)가 마련되어 있다.

상기 모방볼트(65)는, 암부(30)의 회전축X와 평행하게 배치되고 그 선단의 로울러(65a)가 상기 모방가이드(66)의 밑면에 구성된 가이드면(66a)에 접하도록 되어 있다. 로울러(65a)는, 상기 부세용수철(61)에 의해 가이드면(66a)에 밀린 상태로 암부(30)의 회전에 따라 가이드면(66a)을 원주방향으로 이동해 간다.

상기 모방가이드(66)는, 암부(30)의 회전 원주위치에 마련된다. 모방가이드(66)의 가이드면(66a)은, 방전가공용 전극(10)이 이동하는 궤적을 결정하는 것이다. 가이드면(66a)의 형상을 따라 로울러(65a)가 이동해 감으로써, 암부(30)의 회전중에 있어서의 회전축X에 직각인 방향으로의 슬라이드 위치가 결정되고, 이에 의해 암부(30)의 암 길이가 조절된다. 다시 말해, 암부(30)의 회전중에 있어서의 회전축X로부터 방전가공용 전극(10)이 유지된 위치까지의 암 길이가 조절된다. 회전중에 암 길이가 조절됨으로써 방전가공용 전극(10)의 궤적이 조절된다.

상기 부세용수철(61), 모방볼트(65), 모방가이드(66) 등 더 상세하게는, 부세용수철(61), 용수철 설치 플레이트(62), 용수철 설치 볼트(63,64), 모방볼트(65), 모방가이드(66))에 의해 암부(30)의 회전축X로부터의 암 길이를 조절하는 암 길이 조절 수단이 구성된다.

상기 전극홀더(20)는, 절연블록(33)을 개재하여 암부(30)에 유지된다. 전극홀더(20)에는, 방전가공용 전극(10)을 끼워넣는 형태로 탈착자재로 유지하는 파지부 (21)가 마련되어 있다. 방전가공용 전극(10)은 파지부(21)의 부착홈(21a)에 끼워 넣어져 덮개(2lb)로 조음으로써 협지된다. 전극홀더(20)는, 상기 암부(30)가 회전함에 따라 회전축X의 주변을 공전한다.

방전가공용 전극(10)은 프레임 형상의 전극으로서, 회전 방향에 직각(회전축X에 평행)인 방향으로 일정한 폭(W)을 갖도록 구성되어 있다. 방전가공용 전극(10)은, 더 구체적으로는, 상기 폭(W)을 구성하는 폭부(10a)와, 상기 폭부(10a)의 양단으로부터의 직립부(10b)를 가지는 프레임 형상으로 되어 있다. 이러한 프레임 형상의 전극이 암부(30)의 회전에 따라 그리는 궤적이 그 도중에 피국취체(Z)와 교차할 때에, 상기 폭부(10a)와 직립부(10b)가 근접해서 대치되는 피국취체(Z)의 부분이 방전에 의해 소모, 소멸되고, 한편으로는, 프레임으로 둘러싸인 내부 공간에 대응하는 피국취체(Z)부분은 소모, 소멸되지 않기 때문에, 결과적으로 피국취체(Z)로부터, 폭(W)의 재료편(S)이 스쿠핑된다.

도면에 나타낸 상기 방전가공용 전극(10)은, 폭부(10a)와 직립부(10b)가 90도의 각도를 가지는 형상으로 되어 있지만, 폭부(10a)와 직립부(10b)가 U자 모양 와 같은 만곡된 형상이라도 좋다. 또 폭부(10a)와 직립부(10b)의 각도는 90도에 한정되는 것이 아니고, 그 이상의 각도를 가지거나 그 미만이라도 된다.

재료편국취장치를 간략화한 도 3 및 도 4를 함께 참조하여, 제1실시예에 관련된 재료편국취장치의 기구 및 동작을 설명한다.

회전구동수단(40)의 회전구동축(41)이 회전 구동되면, 그것에 따라 회전대(42)가 회전하고, 이 회전대(42)의 회전에 따라 암부(30)의 본체(31)가 회전한다. 그리고, 암부(30)의 회전에 의해, 전극홀더(20)를 개재시켜 방전가공용 전극(10)이 회전축X의 주변을 회전(공전)한다. 이 때, 암부(30)는, 슬라이드 수단 (32, 32a, 42a)에 의해 슬라이드 가능하게 되고, 또한 암 길이 조절수단(61, 65, 66)에 의해, 로울러(65a)가 가이드면(66a)을 가압하면서 이동함으로써 가이드면(66a)의 요철형상에 대응해서 그 암 길이가 변경된다. 암부(30)의 암 길이가 회전 도중에 변경되기 때문에, 방전가공용 전극(10)의 궤적은 원호궤적으로부터 도중에 변경된다.

도 3(Ｂ)에 나타나 있는 바와 같이, 모방가이드(66)의 가이드면(66a)은, 전체로서 원호면 모양으로 구성됨과 동시에, 그 도중 위치를 그 전후의 위치보다도 깊게 만든 곡면으로 하여, 상기 깊게 자른 곡면위치를 로울러(65a)가 통과하는 동안은 방전가공용 전극(10)의 회전의 암 길이가 짧아지도록 하고 있다. 따라서, 이 경우에 있어서의 방전가공용 전극(10)의 궤적은, 최초와 최후가 원호형상이고 도중이 대략 직선 모양을 나타내는 배형상의 궤적이 된다.

즉, 도 4(Ａ), (B), (c)에 나타나 있는 바와 같이, 방전가공용 전극(10)은, 피국취체(Z)에 대하여 원호궤적을 가지면서 교차되기 시작(Ａ)한 후, 도중에는 그 교차 깊이가 대략 일정한 상태를 유지(B)하다가, 최후에는 다시 원호궤적이 되면서 피국취체(Z)와의 교차를 해소(Ｃ)하게 되는 궤적을 따르게 된다. 그리고 그 결과, 피국취체(Z)로부터 배형상의 재료편(S)이 스쿠핑된다.

상기한 바와 같이, 방전가공용 전극(10)의 궤적이 배형상의 궤적이 되도록, 모방가이드(66)의 가이드면(66a)의 형상을 구성함으로써, 피국취체(Z)의 수평인 표면으로부터 폭이 대략 W인 배형상의 재료편(S)을 떠낼 수 있다. 배형상의 재료편(S)의 경우에 재료편(S)의 두께를 일정하게 하는 것이 가능하므로, 이후의 기계적 시험이나 그 밖의 시험을 행할 경우에 있어서, 재료편의 조정이 용이하다. 또 피국취체(Z)에 있어서도 스쿠핑되는 깊이가, 예를 들어 원호 모양으로 스쿠핑되는 경우와 비교할 때 충분히 얕아지므로, 상기 피국취체(Z)가, 가령 가동중의 설비의 일부로서 실제로 가동되고 있는 경우라도, 그 재료로서의 강도나 그 밖의 면에서의 위험부담을 최소한으로 억제할 수 있다.

상기 모방가이드(66)의 가이드면(66a)의 형상은, 스쿠핑하고자 하는 재료편(S)의 형상, 피국취체(Z)의 크기나 두께 등의 조건에 따라, 여러가지 형상으로 조정할 수 있다. 그러나, 모방가이드(66)의 가이드면(66a)의 형상은, 방전가공용 전극(10)의 궤적이 피국취체(Z)와 교차를 시작(떠내기를 시작)하는 부근과 교차를 종료(떠내기를 종료)하는 부근에서는 피국취체(Z)에 대한 교차 각도(잘라드는)가 커지고, 도중의 위치(떠내기의 도중 위치)에서는 그 궤적이 피국취체(Z)의 표면에 평행하게 진행하도록, 그 가이드면(66a)의 형상을 구성하는 것이 바람직하다.

도 5, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 영향을 미치는 재료편국취장치를 설명한다. 상기 제2실시예의 장치는, 그 대부분의 구성이 상기 제1실시예의 재료편국취장치와 같다. 다른 구성은, 모방볼트(67)와, 제1모방가이드(68), 제2모방가이드(69)의 구성이며, 다른 구성은 제1실시예의 장치와 같다.

또한, 제2실시예에 있어서는, 방전가공용 전극(10)과 전극홀더(20)는, 제1실시예에 사용되었던 것과 치수가 다소 다른 것을 사용하고 있다.

본 제2 실시예에서는 모방볼트(67)가 암부(30)를 관통하도록 마련하고, 그 선단에 로울러(67a)를 구비하고 있다. 그리고, 상기 모방볼트(67)의 암부(30)보다도 후방부분에 부세용수철(67b)을 부착함으로써 모방볼트(67)를 항상 후퇴시키는 방향(후단방향)으로 부세하고 있다. 한편, 모방볼트(67)의 상기 암부(30)보다도 전방 부분에는, 스페이서(67c)를 탈착자재로 교환하여 부착하도록 구성되어 있다.

도 5(Ａ)는, 스페이서(67c)로서 길이가 짧은 것을 사용함으로써 로울러(67a)가 제1모방가이드(68)의 밑면에 구성된 가이드면(68a)에 접하도록 구성된다. 또한, 도 5 (Ｂ)는, 스페이서(67c)로서 길이가 긴 것을 사용함으로써 로울러(67a)가 제2모방가이드(69)의 하면에 구성된 가이드면(69a)에 접하도록 구성된다.

제2실시예에서는 제1모방가이드(68)와 제2모방가이드(69)의 2개의 모방가이드를 조합하여 사용한 예를 보여준다. 다시 말해, 기초대(50)의 입설벽(51)에 대하여, 제2모방가이드(69)와 제1모방가이드(68)를 포개서 나사 고정 등에 의해 탈착 가능하게 부착되도록 한다.

제1모방가이드(68) 및 제2모방가이드(69) 각각의 하면에 구성된 가이드면 (68a,69a)은 서로 좌우 대칭의 가이드면(68a,68b)으로 되어 있다. 가이드면(68a,69a)은, 모두 아래쪽을 향해서 대략 V자 형상으로 돌출된 가이드면으로 구성되어 있다. 그리고 본 실시예에서는 제1모방가이드(68)의 가이드면(68a)을 구성하는 대략 V자 형상의 좌측의 경사면을 실제로 사용하는 가이드면으로 하고 있으며, 제2모방가이드(69)에서는, 그 가이드면(69a)을 구성하는 대략 V자 형상의 오른쪽의 경사면을 실제로 사용하는 가이드면으로 하고 있다.

이하, 도 6의 (Ａ), (B), (C), (D)에서 나타낸 동작을 설명함으로써 제2실시예의 장치를 더욱 상세히 설명한다.

우선, 도 5(Ａ)에 나타낸 짧은 쪽의 스페이서(67c)를 사용하여, 모방볼트(67)의 로울러(67a)가 제1모방가이드(68)의 가이드면(68a)에 접하도록 세팅한다. 암부(30)를 먼저 우회전시킨다. 이에 의해 방전가공용 전극(10)은 피국취체(Z)에 대하여 우회전의 원호궤적을 가지면서 교차를 시작한다(A). 그리고 암부( 30)는 피국취체(Z)의 표면에 대하여 수직상태가 될 때까지 상기한 우회전을 행한다. 암부(30)은 회전하면서 상기 제1모방가이드(68)의 대략 V자 형상의 가이드면(68a)을 따라 가이드 되어, 회전축X에 직각인 방향으로 암 길이가 슬라이드 조정된다. 이에 의해 본 실시예의 경우에는, 방전가공용 전극(10)의 궤적이 피국취체(Z)의 표면에서 기울어진 좌측 하향으로 직선적으로 경사지게 교차해 간다. 그리고, 도 6의 (Ｂ)의 상태까지 진행되면, 일단 방전가공을 정지하고, 암부(30)을 역회전시키는 등으로, 방전전극(10)의 피국취체(Z)와의 교차를 떼어낸다.

상기 방전전극(10)이 피국취체(Z)로부터 떼어진 상태로 된 후, 상기 모방볼트(67)의 스페이서(67c)를, 도 5의 (Ａ)에 나타낸 짧은 것에서, 도 5의 (Ｂ)에 나타낸 긴 것으로 교환한다. 이에 의해 모방볼트(67)의 로울러(67a)가 제2모방가이드(69)의 가이드면(69a)에 접한다.

그리고, 이번에는 암부(30)를 좌측으로 회전시킨다. 이것에 의해 방전가공용 전극(10)은, 피국취체(Z)에 대하여 좌회전의 원호궤적을 가지면서 교차를 시작한다 (C). 그리고, 암부(30)가 피국취체(Z)의 표면에 대하여 수직상태가 될 때까지 상기 좌회전을 행한다. 암부(30)는, 회전하면서 상기 제1모방가이드(69)의 대략 V자 형상의 가이드면(69a)을 따라 가이드 되어, 회전축X에 직각인 방향으로 암 길이가 슬 라이드 조정된다. 이것에 의해 본 실시예의 경우에는, 방전가공용 전극(10)의 궤적이 피국취체(Z)의 표면에서 기울어진 오른쪽 아래로 직선적으로 경사지게 교차해 간다. 그리고, 도 6의 (Ｄ)의 상태까지 진행되면, 암부(30)의 회전을 정지하고, 방전가공을 정지한다. 이것에 의해 피국취체(Z)의 표면에서, 단면이 V자 형상의 재료편(S)가 스쿠핑된다.

본 제2실시예에서는, 2개의 모방가이드(68,69)을 조합하여 사용하는 것 이외에도, 재료편(S)을 스쿠핑하기 위해 암부(30)를 왕복 동작시키고 있다. 이렇게, 암부(30)(방전가공용 전극(10))를 1방향 동작시키는 것 이외에도, 왕복 동작시킴으로써 재료편(S)을 떠내도록 한 구성도 또한 본 발명의 범위 내다.

본 발명은 재료편국취장치로서, 여러가지의 금속재료 등으로 이루어지는 관, 중실체, 그 외 다양한 구조물이나 그 구성체의 표면에서 재료편을 스쿠핑하는데 쓸 수 있다. 보다 자세하게는, 플랜트 등의 실기설비의 일부로서 실제로 가동되고 있는 파이프나 그 밖의 설비 구성부재로부터, 실기에 주는 데미지를 최대한 적고, 또한, 가공 변형이나 열변형을 충분히 억제한 상태에서, 재료편을 채취하거나 불량부위를 제거하는데도 적합한 장치로서, 산업상의 이용성이 크다.

Claims (7)

1. 방전가공용 전극과 피국취체와의 사이에서 방전을 행하게 하는 것에 의해, 방전가공용 전극에 대치하는 피국취체의 부분을 순차적으로 소모시켜 감으로써, 피국취체의 표면에서 재료편을 스쿠핑하는 재료편국취장치에 있어서,

   회전 구동 수단과, 상기 회전 구동 수단에 의해 회전축의 주변을 회전하는 암부와, 상기 암부에 유지되는 전극홀더와, 상기 전극홀더에 대하여 탈착하도록 부착되는 방전가공용 전극를 가지고, 또한, 상기 암부를 상기 회전축에 직각인 방향으로 슬라이드 가능하게 하는 슬라이드 수단과, 암부의 회전축으로부터의 암 길이를 조절하는 암 길이 조절 수단을 마련하고, 이에 의해 상기 암부의 회전 동작에 따르는 방전가공용 전극의 궤적을 조절하며, 상기 방전가공용 전극의 궤적이 피국취체와 교차하는 선을 따라 피국취체의 표면으로부터 재료편을 스쿠핑하도록 구성된 것을 특징으로 하는 재료편국취장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 슬라이드 수단은, 회전 구동 수단 측에 있어서, 회전 구동되는 회전대에 설치된 슬라이드 가이드와, 암부에 고정 설치됨과 동시에 상기 슬라이드 가이드에 의해 회전축에 직각인 방향으로 안내되는 슬라이드자를 포함하는 것을 특징으로 하는 재료편국취장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 암 길이 조절 수단은, 상기 암부를 회전축에 직각인 방향으로 슬라이드 부세(付勢)하는 부세용수철과, 상기 암부에 대하여 그 회전의 원주위치에 마련되어 상기 암부와 접해서 이를 가이드 함으로써 회전중에 있어서의 암 길이를 변경 조절하는 모방가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 재료편국취장치.
4. 제3항에 있어서,

   각각 다른 가이드면을 가지고 있는 복수개의 모방가이드를 가지고, 그 중에서 원하는 것을 골라서 탈착자재로 부착되는 구성인 것을 특징으로 하는 재료편국취장치.
5. 제3항에 있어서,

   상기 모방가이드를 복수개 조합하여 부착시키는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 재료편국취장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 암부를 1방향 동작시키거나 왕복 동작시키는 구성인 것을 특징으로 하는 재료편국취장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 암 길이 조절 수단에 의해, 방전가공용 전극의 궤적과 피국취체와의 교차 깊이가 일정하게 되도록 조절하는 것에 의해, 스쿠핑되는 재료편의 두께가 일정해 지도록 구성된 것을 특징으로 하는 재료편국취장치.

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