KR101158400B1

KR101158400B1 - 파이프 단부 복합 면취장치

Info

Publication number: KR101158400B1
Application number: KR1020110054519A
Authority: KR
Inventors: 이계봉
Original assignee: 서광기연 주식회사
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2012-06-25

Abstract

본 발명은 파이프 단부에 대한 면취가공을 위한 면취장치에 관한 기술로서, 베드; 상기 베드의 일측에 마련되어 파이프의 일단부를 지지하게 되는 스토퍼 유닛; 상기 베드의 타측에 마련되어 상기 베드의 길이방향을 따라 위치이동될 수 있는 컬럼유닛; 절삭툴이 장착되는 스핀들이 수직면을 따라 높이조정이 가능하며, 상기 수직면에 대해 각도조정이 이루어질 수 있도록 상기 컬럼유닛의 수직면에 마련되는 절삭유닛; 상기 컬럼유닛과 상기 스토퍼 유닛 사이로 상기 베드 위에 마련되어 상기 파이프를 받쳐주는 하나 이상의 아이들 롤러 유닛; 상기 컬럼유닛과 인접되게 상기 베드 위에 마련되어 상기 파이프를 회전되게 하는 터닝롤러 유닛; 상기 터닝롤러 유닛 상측에 위치되어 상기 파이프의 상면과 접촉을 이루는 가압롤러를 포함하는 푸싱유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 단부 복합 면취장치{PIPE CHAMFERING APPARATUS}

본 발명은 파이프 단부에 대한 면취가공을 위한 면취장치에 관한 기술로, 특히 대구경의 후육관과 같은 파이프를 용접결합시키기 위해 현장에서 파이프의 단부에 대한 면취작업을 할 수 있는 파이프 단부 복합 면취장치에 관한 것이다.

금속재 파이프를 연결하는 경우 각 파이프의 양단부를 적절한 각도로 면취한 후 용접각을 형성시켜서 이웃하는 파이프들을 용접결합시키게 된다.

보통 현장에서 대구경의 파이프 단부에 대한 면취를 하는 경우 작업자가 그라인드와 같은 공구를 이용하여 수작업으로 면취작업을 하곤 했었다.

수작업으로 면취작업을 하는 경우에는 많은 시간이 소요되었으며, 안전사고의 위험도 높았고 작업시마다 면취각이 달라지게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점에 착안하여 본 출원의 출원인에 의해 특허출원되어 등록된 대한민국 등록특허번호 제10-1012022호(2011.01.25 등록)의 "관단 절삭기"가 있었다.

도 1은 종래기술에 의한 관단 절삭기의 작업예를 보여주는 사시도이다.

종래기술의 관단 절삭기는 파이프 높이 조절장치(100)와 그 양측에 각각 마련되는 관단 절삭장치(200a,200b)로 이루어진다.

특히 관단 절삭장치는 이동 베이스 프레임(210), 회전판(230), 클램핑 유닛(250), 절삭용 이동대(260) 등으로 이루어진다.

회전판(230)이 수직지지대(211)에 회전가능하게 설치되며, 회전판의 중심으로 파이프의 단부가 삽입되고 회전판 둘레에 형성되는 클램핑 유닛(250)들이 파이프의 외면을 클램핑하게 된다. 이 같은 상태에서 회전판이 회전되면 파이프가 회전되고 절삭용 이동대(260)에 형성되는 절삭수단(270)이 파이프 단부에 접촉하여 면취작업이 이루어지게 된다.

종래기술은 기존 수작업 방식에 비교하여 간편하면서 신속 정확하게 파이프 단부에 대한 면취작업을 할 수 있다는 장점이 있다.

하지만, 종래기술의 관단 절삭기는 파이프의 양단부를 회전판에 끼운 후 클램핑 유닛들을 이용하여 클램핑해야만 하기 때문에 작업 가능한 파이프의 직경에 한계가 있다는 문제점이 있었다.

또한, 파이프를 장착시 파이프의 치수 변화시마다 높이 조절장치를 조정하여 회전판에 형성되는 구멍과 파이프의 센터축이 일치되게 조정해야하는 작업상 불편함이 있었다.

1. 대한민국 등록특허번호 제10-1012022호(2011.01.25 등록) 2. 대한민국 등록특허번호 제10-0472934호(2005.02.14 등록)

본 발명은 가공하고자 하는 파이프의 직경에 관계없이 쉽게 장착하여 파이프의 단부에 대한 면취작업이나 부분적인 내외면 절삭작업이 가능한 파이프 단부 복합 면취장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 하나의 절삭툴만으로 파이프 단부에 대한 내외면 면취작업 및 파이프 단부로부터 소정의 길이까지 파이프 외면에 대한 절삭작업이 가능한 파이프 단부 복합 면취장치를 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 파이프 단부 복합 면취장치는, 베드; 상기 베드의 일측에 마련되어 파이프의 일단부를 지지하게 되는 스토퍼 유닛; 상기 베드의 타측에 마련되어 상기 베드의 길이방향을 따라 위치이동될 수 있는 컬럼유닛; 절삭툴이 장착되는 스핀들이 수직면을 따라 높이조정이 가능하며, 상기 수직면에 대해 각도조정이 이루어질 수 있도록 상기 컬럼유닛의 수직면에 마련되는 절삭유닛; 상기 컬럼유닛과 상기 스토퍼 유닛 사이로 상기 베드 위에 마련되어 상기 파이프를 받쳐주는 하나 이상의 아이들 롤러 유닛; 상기 컬럼유닛과 인접되게 상기 베드 위에 마련되어 상기 파이프를 회전되게 하는 터닝롤러 유닛; 상기 터닝롤러 유닛 상측에 위치되어 상기 파이프의 상면과 접촉을 이루는 가압롤러를 포함하는 푸싱유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 푸싱유닛은, 상기 터닝롤러 유닛의 배면측에 수직상방으로 결합되는 고정기둥; 상기 고정기둥 상단부로부터 삽입되어 상하로 높이 조정이 이루어질 수 있는 출몰기둥; 상기 출몰기둥 상단부에 일측이 삽입 연결되어 상기 출몰기둥에 대해 회전될 수 있는 회동암; 상기 회동암의 타측에 연결되는 브라켓에 이격거리를 두고 동일 수평면상으로 형성되되, 상기 회동암의 회동각도에 따라 상기 파이프에 대한 접촉각도가 변경되는 가압롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 컬럼유닛은, 상기 베드 상면에 형성되는 레일에 삽입되는 레일홈을 갖는 수평 프레임; 상기 수평 프레임의 일측에 수직 상방으로 연장되되 내측면이 수직면이 되는 수직 프레임; 상기 수평 프레임 하부에 마련되어 제1모터에 의해 회전되는 제2스크류; 상기 제2스크류 외면에 결합되며 상기 수평 프레임과 연결되는 제2스크류 너트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 절삭유닛은, 상기 수직면에 상하 방향으로 평행하게 마련되는 한 쌍의 수직레일; 상기 수직레일 상부에 고정되는 제2모터; 상기 제2모터의 모터축과 연결되어 상기 두 수직레일 사이로 배치되는 제3스크류; 상기 수직레일에 삽입되며 상기 제3스크류와 결합되는 제3스크류 너트를 포함하는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 일측에 마련되는 제3모터; 상기 제3모터의 모터축과 연결되는 웜; 상기 베이스 프레이트 상면에 마련되되 상기 웜과 맞물리는 웜휠이 형성되는 턴테이블; 상기 턴테이블 정면에 결합되는 스핀들 하우징; 상기 스핀들 하우징에 마련되는 스핀들을 회전시키기 위한 스핀들 모터; 상기 스핀들과 연결되며 상기 스핀들 하우징 외면으로 돌출되어 절삭툴을 결합시킬 수 있도록 하는 절삭툴 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 파이프 단부 복합 면취장치는, 상기 절삭유닛과 인접한 곳에 상기 파이프의 내외면 원주를 측정할 수 있는 원주측정수단이 마련되고, 상기 원주측정수단에 의해 읽어들인 데이타를 바탕으로 상기 스핀들의 위치가 변화될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에서 상기 절삭툴은, 외경이 일정한 원통부와 상기 원통부에 연이어 외경이 점차 증가되는 확경부로 이루어고 상기 원통부와 확경부에는 함몰된 칩배출홈이 형성되고, 상기 칩배출홈을 따라 절삭팁들이 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 파이프 단부 복합 면취장치는 소구경에서부터 대구경 파이프까지 그 직경에 관계없이 파이프 단부에 대한 면취작업이 가능하다는 효과가 있다.

그리고 본 발명의 파이프 단부 복합 면취장치는 트레일러로 운반하여 작업 현장에 설치한 후 간편하게 파이프에 대한 면취작업을 할 수 있다는 효과도 있다.

그리고 본 발명에서는 하나의 절삭툴로 파이프 단부에 대한 내외면 면취 및 절삭작업이 가능하다는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 의한 관단 절삭기의 작업예를 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 단부 복합 면취장치의 개략적인 사시도.
도 3은 도 2에 대한 정면도.
도 4는 도 2에 대한 우측면도.
도 5는 스토퍼 유닛의 사시도.
도 6은 스토퍼 유닛의 단면도.
도 7과 도 8은 컬럼유닛의 구성을 보여주는 사시도.
도 9 내지 도 13은 절삭유닛의 주요부에 대한 예시도.
도 14와 도 15는 터닝롤러 유닛의 예시도.
도 16과 도 17은 푸싱유닛의 예시도.
도 18은 절삭툴의 정면도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

첨부되는 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 파이프 단부 복합 면취장치의 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 2에 대한 정면도이고, 도 4는 도 2에 대한 우측면도를 나타낸 것이다.

도 5는 스토퍼 유닛의 사시도이며, 도 6은 스토퍼 유닛의 단면도를 나타낸 것이다. 도 7과 도 8은 컬럼유닛의 구성을 보여주는 사시도이다.

도 9 내지 도 13은 절삭유닛의 주요부에 대한 예시도이며, 도 14와 도 15는 터닝롤러 유닛의 예시도이고, 도 16과 도 17은 푸싱유닛의 예시도이다.

도 18은 절삭툴의 정면도를 나타낸 것이다.

본 발명의 실시예에 의한 파이프 단부 복합 면취장치는 베드(100), 스토퍼 유닛(200), 컬럼유닛(300), 절삭유닛(400), 아이들 롤러유닛(500), 터닝 롤러유닛(600) 및 푸싱유닛(700)을 포함하여 이루어진다. 바람직하게 제어부(미도시)를 마련하여 본 파이프 단부 복합 면취장치가 자동제어되면서 파이프 단부에 대한 면취작업을 수행할 수 있도록 한다.

즉, 프로그램된 제어명령에 따라 본 장치를 구성하는 각 요소들이 자동제어되어 절삭툴에 의한 절삭이 이루어질 수 있도록 한다.

베드(100)는 본 장치의 기본적인 골격을 이루는 것으로 소정의 폭과 길이로 형성된다. 본 실시예의 경우 평행한 두 가로 프레임(110)이 다수의 세로 프레임(120)에 의해 일체로 결합되는 형태가 되는 것으로 한다.

그리고 베드(100)의 가로 프레임(110) 상면에는 V 자형과 같이 오목하게 함몰된 슬라이딩홈(111)이 형성되도록 한다.

베드(100)의 일측 단부에 스토퍼 유닛(200)이 마련되며, 스토퍼 유닛(200)은 파이프(P)의 일단부를 지지하는 기능을 한다. 스토퍼 유닛(200)은 도시와 같이 도면상 우측 단부에 고정 설치될 수도 있고 슬라이딩홈(111)을 따라 위치이동될 수 있도록 장착될 수도 있다.

보다 구체적으로 스토퍼 유닛(200)은 베드(100) 위에 놓이는 베이스 프레임(210), 베이스 프레임(210) 위에 결합되는 탑재 프레임(220), 탑재 프레임(220)의 좌우 양단에 고정되는 브라켓(230), 두 브라켓(230)에 각 단부가 회전될 수 있도록 결합되는 제1스크류(240), 제1스크류(240)와 평행하게 양측으로 배치되어 브라켓(230)과 연결되는 안내봉(250), 하부면에 제1스크류 너트(260)가 결합되고 전후 양측에 안내봉(250)과 연결되는 안내관(270)을 포함하는 이동블럭(280), 이동블럭(280)의 일측에 회전될 수 있도록 회전축(290)이 수직방향으로 배치되는 지지롤러(201)로 이루어진다.

브라켓(230)에 결합되는 제1스크류(240)를 회전되게 하면 이동블럭(280)은 안내봉(250)을 따라 좌우로 움직이게 되며, 파이프의 길이를 고려하여 이동블럭(280)을 이동시켜서 지지롤러(201)에 파이프(P)의 일측 단부가 접촉되도록 한다.

지지롤러(201)는 수직방향으로 세워진 상태로 회전될 수 있으며, 파이프(P)의 일측 단부 하단부가 지지롤러(201)와 접촉되고 파이프(P)가 회전될 때 지지롤러(201)도 회전되면서 파이프(P)가 제위치에서 회전될 수 있도록 지지하게 된다.

스토퍼 유닛(200)의 이동블럭(280)은 소정의 범위내에서 좌우로 이동될 수 있기 때문에 파이프(P)의 길이 변화에 적절히 대처할 수 있다. 물론, 파이프(P)의 길이가 지나치게 짧게되면 스토퍼 유닛(200) 전체를 적합한 위치로 이동시켜 고정되게 한 후 이동블럭(280)을 미세조정하여 파이프(P)를 지지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

베드(100)의 타측 단부 근처에 컬럼유닛(300)이 마련되며, 컬럼유닛(300)은 베드(100)의 길이방향을 따라 좌우로 위치 이동된다.

보다 구체적으로 컬럼유닛(300)은 수평 프레임(310), 수직 프레임(320), 제2스크류(330), 제2스크류 너트(340)를 포함하게 된다.

베드(100)의 타측부 상면에는 컬럼유닛(300)의 이동을 위한 레일(130)이 형성되며, 수평 프레임(310)의 하부면에 레일(130)이 삽입되는 레일홈(311)이 형성된다. 수평 프레임(310)은 편평한 판상 형태를 이룬다.

수평 프레임(310)의 일측에 수직 상방으로 높게 연장되는 수직 프레임(320)이 결합되고, 수직 프레임(320)의 전방면이 수직면(321)이 된다.

수평 프레임(310)의 하부에 베드(100)의 길이방향으로 제2스크류(330)가 마련되며, 제2스크류(330)는 제1모터(350)에 의해 회전된다. 제1모터(350)는 베드(100)의 상면에 고정 설치되고 제2스크류(330)도 베드(100) 상면에서 양단이 지지되어 회전될 수 있도록 배치되어 제1모터(350)와 연결된다.

수평 프레임(310)은 제2스크류(330)의 회전에 의해 좌우로 이동하게 되는데, 제2스크류(330)에 결합되는 제2스크류 너트(340)가 수평 프레임(310)의 하부면과 연결된다.

베드(100)를 따라 이동될 수 있는 컬럼유닛(300)에 절삭유닛(400)이 결합되며, 절삭유닛(400)에는 스핀들(미도시)이 마련되고 스핀들에 절삭툴(410)이 결합된다. 그리고 절삭유닛(400)은 컬럼유닛(300)의 수직면(321)을 따라 상하 이동 및 수직면(321)에 대해 회동되어 각도조정이 이루어질 수 있도록 형성된다.

절삭유닛(400)은 수직레일(420), 제2모터(430), 제3스크류(440), 베이스 플레이트(450), 제3모터(460), 웜(470), 웜휠(480), 턴테이블(490), 스핀들 하우징(401), 스핀들 모터(402), 절삭툴 홀더(403) 등을 포함하여 이루어진다.

컬럼유닛(300)의 수직면(321)에 상하 방향으로 평행하게 한 쌍의 수직레일(420)이 마련되며, 수직레일(420)의 상부에 제2모터(430)가 장착된다.

제2모터(430)의 모터축과 연결되면서 수직레일(420)들 사이로 배치되는 제3스크류(440)가 마련된다.

수직레일(420)에 결합되어 상하로 이동되는 베이스 플레이트(450)가 마련되며, 베이스 플레이트(450)는 제3스크류 너트(440-1)를 통해서 제3스크류(440)와 연결된다. 제2모터(430)가 동작되면 제3스크류(440)가 회전하게 되고 이에 따라 제3스크류 너트(440-1)가 결합된 베이스 플레이트(450)는 수직레일(420)을 따라 상하로 움직이게 된다.

베이스 플레이트(450)의 일측에 제3모터(460)가 마련되며, 제3모터(460)의 모터축과 연결되는 웜(470)이 베이스 플레이트(450)의 내부에 위치되도록 결합된다.

베이스 플레이트(450)의 상면에 원판형태의 턴테이블(490)이 회전될 수 있도록 결합되며, 턴테이블(490)의 외주면에는 웜(470)과 맞물리게 되는 웜휠(480)이 형성되어 턴테이블(490)은 제3모터(460)의 회전에 의해 회동된다.

즉, 턴테이블(490)은 수직면(321)에 형성되는 수직레일(420)에 구속되는 베이스 플레이트(450) 상면에 마련되기 때문에 턴테이블(490)은 수직면(321)에 대해 상하로 회전될 수 있는 형태가 된다.

한편, 턴테이블(490)의 정면에는 스핀들 하우징(401)이 결합되고 스핀들 하우징(401) 내부에 스핀들(미도시)이 배치된다. 그리고 스핀들 하우징(401)의 상측에 스핀들 모터(402)가 마련되어 스핀들 모터(402)의 회전력을 받아 스핀들은 회전하게 된다.

그리고 스핀들 하우징(401) 우측으로 스핀들과 연결되면서 돌출된 절삭툴 홀더(403)가 마련된다. 절삭툴 홀더(403)에 소정의 절삭툴(410)이 결합되며 본 실시예에서 절삭툴(410)은 도 18과 같은 형태인 것으로 한다.

본 발명의 실시예에서 채택되는 절삭툴(410)은 도시된 바와 같이 원통부(411)와 확경부(412)로 이루어진다. 원통부(411)는 소정의 길이만큼 외경이 일정하게 유지되는 부위이고, 원통부(411)에 연이어 외경이 점차 증가되는 확경부(412)가 형성된다. 확경부(412) 끝단에 절삭툴 홀더(403)와 결합시키기 위한 연결단(413)이 형성되도록 함이 바람직하다. 절삭툴 홀더(403)에 절삭툴(410)을 고정 연결시킴에 있어서는 연결단(413)을 절삭툴 홀더(403)에 맞춘 후 다수의 볼트를 채워 고정시키면 된다.

그리고 절삭툴(410)의 원통부(411)와 확경부(412) 각각에는 등간격을 유지하면서 함몰되는 다수의 칩배출홈(G)이 형성되며, 칩배출홈(G)을 따라 다수의 절삭팁(T)들이 결합된다.

절삭팁(T)들이 파이프 단부와 접촉되면서 다양한 각도로 면취가공이 이루어지게 된다.

본 발명에 의한 절삭툴(410)을 이용하면 하나의 절삭툴(410)로서 파이프 단부에 대한 내외면 면취 작업이 가능하고, 또한 절삭유닛(400)의 각도 조정을 통해서 다양한 각도로 면취작업을 할 수 있다. 그리고 파이프 단부로부터 소정길이에 걸쳐서 파이프 단부에 대한 외면 혹은 내면 절삭작업도 가능하게 된다.

절삭툴(410)의 확경부(412)를 이용하여 파이프 단부에 대한 큰 경사각의 내외면 면취작업을 하도록 함이 바람직하고, 매우 완만한 경사각으로 파이프 단부로부터 폭넓게 외면 절삭가공을 하는 경우에는 원통부(411)를 이용하는 것이 바람직하다.

베드(100) 위에 가공될 파이프를 안정적으로 올려서 회전동작될 수 있도록 하기 위해 아이들 롤러유닛(500)과 터닝롤러 유닛(600)이 마련된다.

아이들 롤러유닛(500)은 컬럼유닛(300)과 스토퍼 유닛(200) 사이에 하나 이상 마련될 수 있으며, 파이프를 받쳐주는 기능을 하게 된다. 그리고 아이들 롤러유닛(500)은 베드(100)의 슬라이딩홈(111)을 따라 이동될 수 있는 것으로 한다.

아이들 롤러 유닛(500)으로 본 실시예에서는 하나의 아이들 롤러 유닛(500)이 베드(100) 상면에 마련되도록 하며, 보다 구체적으로 아이들 프레임(510) 상면에 전후방향으로 이동되어 이격거리가 조정될 수 있는 두개의 아이들 롤러(520)가 형성되도록 한다.

두 개의 아이들 롤러(520)는 작업자의 조작에 의해 상호간 이격거리가 조정되며, 각 아이들 롤러(520)는 파이프의 하부면과 접촉되어 회전동작하면서 파이프를 지지하게 된다. 아이들 롤러(520)의 이동관계는 다양한 형태로 가능하지만 스크류(S)와 스크류 너트의 조합을 통해 달성하도록 함이 바람직하고, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하는 것으로 한다. 그리고 두 아이들 롤러(520)간 간격은 파이프의 직경변화에 따라 적절하게 조정하는 것으로 한다.

터닝롤러 유닛(600)은 컬럼유닛(300)과 인접된 위치에 마련되며, 터닝롤러 유닛(600)에 의해 파이프는 회전하게 된다.

보다 구체적으로 터닝롤러 유닛(600)은 터닝롤러 프레임(610)이 베드(100) 상부에 마련되고 터닝롤러 프레임(610)의 일측에 구동모터(620)가 마련된다. 그리고 터닝롤러 프레임(610) 상면에 두 개의 터닝롤러(630)가 위치되고 두 터닝롤러(630)는 그 간격이 조정될 수 있도록 스크류(S) 및 스크류 너트의 조합을 가지게 된다.

두 터닝롤러(630)는 구동모터(620)의 회전력을 받아 동시에 동일한 속도로 회전하게 되며, 이를 위해 구동모터(620)와 연결되는 웜(640)이 마련되고 각 터닝롤러(630)의 축에 웜휠(650)이 결합되어 웜(640)과 웜휠(650)의 조합을 통해 터닝롤러(630)가 회전될 수 있도록 한다.

파이프는 아이들 롤러(520)와 터닝롤러(630) 위에 올려지게 되며, 터닝롤러(630)가 회전됨에 의해 파이프는 적절한 속도로 회전하게 된다.

본 발명에 의한 파이프 단부 복합 면취장치에는 아이들 롤러(500)와 터닝롤러(600) 위에 놓여 회전되는 파이프가 일정한 위치에서 회전될 수 있도록 하기 위한 푸싱유닛(700)이 마련된다.

푸싱유닛(700)은 터닝롤러 유닛(600)보다 상측에 위치되어 파이프의 상면과 접촉을 이루는 가압롤러(710)를 포함하게 되며, 가압롤러(710)는 파이프의 직경에 따라 상하로 이동될 수 있고 소정의 각도로 회전될 수 있도록 구성된다. 터닝롤러(630)에 의해 파이프가 회전되면 파이프는 직선방향으로 이동되려는 경향을 나타낸다.

절삭툴(410)에 의한 면취작업시 파이프가 절삭유닛(400)을 향해 직선이동하게 되면 정확한 치수로 면취작업을 할 수 없게 된다. 따라서 푸싱유닛(700)의 가압롤러(710)를 파이프 상면에 비스듬한 각도로 접촉되게 하여 파이프가 직선방향으로 이동될 수 없도록 한다. 파이프에 접촉되는 가압롤러(710)의 각도는 파이프의 회전방향 및 회전속도 등을 고려하여 적절한 각도로 배치하면 된다.

푸싱유닛(700)은 고정기둥(720), 출몰기둥(730), 회동암(740) 및 가압롤러(710)를 포함하여 이루어진다.

고정기둥(720)은 터닝롤러 유닛(600)의 배면측에 수직상방으로 결합되며, 고정기둥(720)에 출몰기둥(730)이 삽입된다.

고정기둥(720)의 상단부로부터 출몰기둥(730)이 삽입되며, 출몰기둥(730)은 고정기둥(720)에 상하로 이동될 수 있어 높이 조정이 이루어지도록 형성된다.

출몰기둥(730)의 상하이동을 위해 고정기둥(720)의 하부 내측에 모터(750)를 두도록 하고 모터(750)와 연결되는 길다란 스크류(760)를 직립되게 배치한다. 그리고 출몰기둥(730)의 하단부에 스크류(760)에 결합되는 스크류 너트(770)를 형성시키도록 한다. 또한, 출몰기둥(730)의 어느 일측면에는 상하방향으로 절개된 슬롯홈(731)이 형성되고 고정기둥(720)의 상단부에 슬롯홈(731)에 끼워지는 슬롯블록(721)이 마련된다.

모터(750)가 회전되어 스크류(760)를 회전시키게 되면 스크류(760)에 결합된 스크류 너트(770)로 회전력이 전달되며, 출몰기둥(730)은 슬롯홈(731)이 슬롯블록(721)에 끼워져 있기 때문에 회전되지 못하고 상하로 직선 이동하게 된다.

출몰기둥(730)의 상단부에 회동암(740)이 연결되며, 회동암(740)은 출몰기둥(730)에 대해 회전될 수 있도록 마련된다. 출몰기둥(730)의 상단부에 회동암(740)의 일측이 삽입되어 회전될 수 있는 고정축(732)이 형성되며, 고정축(732)과 연결되는 브라켓(733)에 모터(734)가 마련된다. 회동암(740)의 일측에 고정축(732)을 감싸면서 회동암(740)과 일체가 되는 부싱(741)이 형성되며, 부싱(741)의 상단에 모터축에 형성되는 구동기어(735)와 맞물리는 피동기어(742)가 결합된다.

모터(734)가 회전되면 구동기어(735)와 맞물린 피동기어(742)가 회전되어 회동암(740)은 소정의 각도로 회전하게 된다.

회동암(740)의 타측 단부에 가압롤러(710)가 형성되며 두 개의 가압롤러(710)가 브라켓(711)에 연결된다. 브라켓(711)에 회전가능하게 장착되는 두 개의 가압롤러(710)는 서로 이격거리를 두고 동일 수평면상에 형성되고, 회동암(740)의 회동각도에 따라 파이프와 접촉되는 가압롤러(710)의 접촉각도는 변경될 수 있다.

가압롤러(710)가 장착되는 브라켓(711)은 회동암(740)에 대해 상하로 이동되어 위치조정이 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다. 가압롤러(710)가 파이프에 접촉되게 할 때 대략적으로 출몰기둥(730)의 위치를 조정하여 가압롤러(710)가 파이프 외면에 근접되게 하고, 최종적으로는 회동암(740)에 연결된 브라켓(711)을 상하 이동시켜 가압롤러(710)가 파이프 외면에 적정한 힘으로 접촉될 수 있도록 한다.

회동암(740)의 타측 하부에 가압롤러(710)가 장착되는 브라켓(711)이 위치되게 하고, 브라켓(711)은 회동암(740)에 수직으로 설치되는 실린더의 피스톤(712) 및 보조바아(713)와 연결되도록 한다. 실린더는 유공압에 의해 작동되어 가압롤러(710)의 위치가 조정되도록 하고 보조바아(713)는 브라켓(711)의 상하 이동시 안정적인 이동이 이루어질 수 있도록 보조하게 된다.

본 발명에 의한 파이프 단부 복합 면취장치에는 가공될 파이프의 어느 일측 단부의 내외면 원주를 측정할 수 있는 원주측정수단(미도시)이 더 마련될 수 있다.

바람직하게 절삭유닛(400)과 인접한 곳에 파이프의 내면이나 외면과 접촉 혹은 비접촉 방식에 의해 파이프의 원주를 측정할 수 있는 원주측정수단을 두도록 한다. 원주측정수단에 의해 측정된 데이타는 제어부로 전송되며, 제어부에서는 측정 데이타를 바탕으로 하여 절삭툴(410)에 의해 가공되는 파이프 단부의 외면이나 내면이 매끈하게 가공될 수 있도록 절삭툴(410)이 장착되는 스핀들의 위치가 자동적으로 변경되면서 절삭작업이 이루어지도록 한다.

원주측정수단은 비접촉식의 광센서와 같은 것을 이용할 수 있고, 기타 공지의 거리측정수단을 이용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 파이프 단부 복합 면취장치는 500mm 이상의 대구경 파이프와 같은 큰 사이즈의 파이프 단부에 대한 면취작업을 효과적으로 실시할 수 있다.

파이프를 아이들 롤러와 터닝롤러 위에 올려두고, 파이프의 일단은 스토퍼의 지지롤러에 접촉되게 하고, 파이프의 타단은 절삭유닛을 향하도록 한다. 푸싱유닛의 가압롤러가 파이프의 상부면에 접촉되게 한 후 터닝롤러가 회전되게 하면 파이프는 소정의 속도로 회전하게 된다.

절삭툴을 적절히 조정하여 파이프의 단부에 근접되게 하여 면취작업이나 파이프 단부 외면이나 내면에 대한 절삭가공이 이루어지도록 한다.

파이프의 일측 단부에 대한 가공이 완료되면 크레인을 이용하여 파이프를 180도 회전시켜서 다른쪽 단부에 대한 가공을 함으로써 파이프 양단부에 대한 면취 등의 작업을 완료할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 의한 파이프 단부 복합 면취장치는 취급이 곤란한 대구경의 파이프와 같은 물품에 대한 면취작업을 위한 용도로 제공될 수 있다.

100 : 베드 110 : 가로 프레임
111 : 슬라이딩홈 120 : 세로 프레임
130 : 레일 200 : 스토퍼 유닛
210 : 베이스 프레임 220 : 탑재 프레임
230 : 브라켓 240 : 제1스크류
250 : 안내봉 260 : 제1스크류 너트
270 : 안내관 280 : 이동블럭
290 : 회전축 201 : 지지롤러
300 : 컬럼유닛 310 : 수평 프레임
311 : 레일홈 320 : 수직 프레임
321 : 수직면 330 : 제2스크류
340 : 제2스크류 너트 350 : 제1모터
400 : 절삭유닛 410 : 절삭툴
420 : 수직레일 430 : 제2모터
440 : 제2스크류 440-1: 제3스크류 너트
450 : 베이스 플레이트 460 : 제3모터
470 : 웜 480 : 웜휠
490 : 턴테이블 401 : 스핀들 하우징
402 : 스핀들 모터 403 : 절삭툴 홀더
411 : 원통부 412 : 확경부
413 : 연결단 G : 칩배출홈
T : 절삭팁 500 : 아이들 롤러 유닛
510 : 아이들 프레임 520 : 아이들 롤러
600 : 터닝롤러 유닛 610 : 터닝롤러 프레임
620 : 구동모터 630 : 터닝롤러
640 : 웜 650 : 웜휠
700 : 푸싱유닛 710 : 가압롤러
720 : 고정기둥 730 : 출몰기둥
740 : 회동암

Claims

베드와, 상기 베드의 일측에 마련되어 파이프의 일단부를 지지하게 되는 스토퍼 유닛과, 상기 베드의 타측에 마련되어 상기 베드의 길이방향을 따라 위치이동될 수 있는 컬럼유닛과, 절삭툴이 장착되는 스핀들이 수직면을 따라 높이조정이 가능하며, 상기 수직면에 대해 각도조정이 이루어질 수 있도록 상기 컬럼유닛의 수직면에 마련되는 절삭유닛과, 상기 컬럼유닛과 상기 스토퍼 유닛 사이로 상기 베드 위에 마련되어 상기 파이프를 받쳐주는 하나 이상의 아이들 롤러 유닛과, 상기 컬럼유닛과 인접되게 상기 베드 위에 마련되어 상기 파이프를 회전되게 하는 터닝롤러 유닛과, 상기 터닝롤러 유닛 상측에 위치되는 푸싱유닛을 포함하는 파이프 단부 복합 면취장치에 있어서,
상기 푸싱유닛은,
상기 터닝롤러 유닛의 배면측에 수직상방으로 결합되는 고정기둥;
상기 고정기둥 상단부로부터 삽입되어 상하로 높이 조정이 이루어질 수 있는 출몰기둥;
상기 출몰기둥 상단부에 일측이 삽입 연결되어 상기 출몰기둥에 대해 회전될 수 있는 회동암;
상기 회동암의 타측에 연결되는 브라켓에 이격거리를 두고 동일 수평면상으로 형성되되, 상기 파이프의 상면에 접촉되며, 상기 회동암의 회동각도에 따라 상기 파이프에 대한 접촉각도가 변경되는 가압롤러;를 포함하고,
상기 컬럼유닛은,
상기 베드 상면에 형성되는 레일에 삽입되는 레일홈을 갖는 수평 프레임;
상기 수평 프레임의 일측에 수직 상방으로 연장되되 내측면이 수직면이 되는 수직 프레임;
상기 수평 프레임 하부에 마련되어 제1모터에 의해 회전되는 제2스크류;
상기 제2스크류 외면에 결합되며 상기 수평 프레임과 연결되는 제2스크류 너트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 단부 복합 면취장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 절삭유닛은,
상기 수직면에 상하 방향으로 평행하게 마련되는 한 쌍의 수직레일;
상기 수직레일 상부에 고정되는 제2모터;
상기 제2모터의 모터축과 연결되어 상기 두 수직레일 사이로 배치되는 제3스크류;
상기 수직레일에 삽입되며 상기 제3스크류와 결합되는 제3스크류 너트를 포함하는 베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트의 일측에 마련되는 제3모터;
상기 제3모터의 모터축과 연결되는 웜;
상기 베이스 프레이트 상면에 마련되되 상기 웜과 맞물리는 웜휠이 형성되는 턴테이블;
상기 턴테이블 정면에 결합되는 스핀들 하우징;
상기 스핀들 하우징에 마련되는 스핀들을 회전시키기 위한 스핀들 모터;
상기 스핀들과 연결되며 상기 스핀들 하우징 외면으로 돌출되어 절삭툴을 결합시킬 수 있도록 하는 절삭툴 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 단부 복합 면취장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 파이프 단부 복합 면취장치는,
상기 절삭유닛과 인접한 곳에 상기 파이프의 내외면 원주를 측정할 수 있는 원주측정수단이 마련되고, 상기 원주측정수단에 의해 읽어들인 데이타를 바탕으로 상기 스핀들의 위치가 변화될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 단부 복합 면취장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 절삭툴은,
외경이 일정한 원통부와 상기 원통부에 연이어 외경이 점차 증가되는 확경부로 이루어고 상기 원통부와 확경부에는 함몰된 칩배출홈이 형성되고, 상기 칩배출홈을 따라 절삭팁들이 결합되는 것을 특징으로 하는 파이프 단부 복합 면취장치.