KR101194955B1 - 조관 라인용 파이프 절단장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 절단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강판을 튜브 형상으로 말아서 파이프를 제조하는 조관 생산 라인에 적용하기 위한 조관 라인용 파이프 절단장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 파이프 절단장치는, 다수 개의 이송 롤러로 이루어져 소정 길이의 파이프를 길이방향으로 전진 및 후진시키는 소정 길이의 롤러 컨베이어와; 상기 롤러 컨베이어의 후단에 설치되며, 상기 파이프가 전방으로 이동할 때는 상승하여 상기 파이프를 통과시키고 상기 파이프가 후방으로 이동할 때는 하강하여 파이프를 차단 및 지지하는 스토퍼 부재와; 상기 롤러 컨베이어의 선단에 설치되며, 상기 파이프가 이동할 때는 상승하여 상기 파이프를 통과시키고 상기 파이프가 상기 스토퍼 부재에 의해 차단된 때는 상기 파이프를 고정하는 클램프 부재와; 상기 클램프 부재의 전방에 설치되며, 상기 파이프가 전방이나 후방으로 이동할 때는 통과시키고 상기 파이프가 상기 클램프 부재에 의해 고정된 때는 상기 파이프의 외주면을 따라 회전하는 바이트를 이용하여 상기 파이프를 절단하는 절단 부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

조관 라인용 파이프 절단장치 및 그 방법{Pipe Cutting Method and Cutting Apparatus}

본 발명은 파이프 절단장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강판을 튜브 형상으로 말아서 파이프를 제조하는 조관 생산 라인에 적용하기 위한 조관 라인용 파이프 절단장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 강관(steel tube)을 제조하는 방법에는 사출 방식에 의한 생산방법과 강판을 튜브로 가공하는 방식이 있는데, 사출 방식에 의한 방법은 제조 단가 높아서 강판을 이용한 가공 방법이 많이 이용되고 있다.

후자 방식에 의한 강관 제조 방법은 파이프의 제관 시 롤(Roll) 형상으로 감긴 강판을 연속적으로 인출시키면서 수개의 롤러에 의하여 양단부가 상부에 접하도록 원형의 형태로 성형한 후 접합부를 전기저항 용접으로 용접하여 파이프를 완성하고 사용자의 요구 내지 필요에 따라 일정한 길이로 절단해서 사용한다.

따라서 이러한 조관 생산 라인은 길이방향으로 연속적으로 제조되는 파이프를 일정 길이로 절단하기 위한 파이프 절단장치가 구비된다. 특히, 조관 생산 라인에는 파이프의 길이 방향을 따라 전후로 이동하면서 연속적으로 생산되는 파이프를 절단하는 주행식 파이프 절단장치가 구비된다. 이러한 주행식 파이프 절단장치는 파이프의 이동속도에 대응하여 길이방향으로 수평이동하는 대차 위에 절단장치가 구비되므로 파이프의 연속적인 생산이 가능하다는 장점이 있으나 장치의 구조가 복잡하고 가격이 비싸다는 단점이 있다.

도 10에서 보는 바와 같이, 주행식 파이프 절단장치에 의해 절단된 파이프는 파이프의 일단은 수직으로 가공되지만 파이프의 타 단은 수직으로 가공되지 않는다는 문제가 있다. 그리고 조관 생산 라인에서는 절단된 파이프는 파이프의 지름을 원하는 크기로 교정하기 위한 교정공정을 거치는 동안에 다시 파이프의 길이가 변하기 때문에 조관 생산 라인의 후단에도 별도로 파이프 절단장치가 구비되어야 한다.

본 발명은 조관 생산 라인의 후단에 적용하기 위한 파이프 절단장치에 관한 것이다.

조관 생산 라인에 적용할 수 있는 파이프 절단장치로서, 대한민국 공개실용신안 제1999-12925호에는 '파이프 절단장치'가 개시되어 있다. 도시된 바와 같이, 파이프를 절단하기 위한 선반은 부호 (10)으로 나타내고 있다. 상기 선반(10)의 내측에는 이송된 파이프(P)를 감지하여 그 신호를 척으로 보내어 척킹이 이루어지도록 하는 스토퍼(11)가 장착되어 있고, 그 일 측에는 파이프(P)를 이송시키는 파이프 이송수단(20)이 장착되어 있다. 그리고 상기 파이프(P)의 상측에는 절삭시 회동되는 파이프(P)를 지지하는 복수 개의 파이프 안내수단(40)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 파이프 절단장치는 파이프 이송 수단((20)의 작동에 따라 파이프(P)가 선반(10)으로 이송되어 지는데, 이는 구동 모터의 작동에 따라 회동되는 이송 로울러의 회동 작동에 의해 파이프(P)의 이송이 이루어지며, 상기 파이프(P)가 이송되어 선단이 스토퍼(11)에 접촉되면 그 신호가 선반(10)의 척에 전달됨으로써 상기 척은 파이프(P)의 선단을 척킹하게 된다. 그리고, 파이프(P)가 척킹된 상태에서 회전 작동이 이루어지면 선반(10)의 공구대가 전진하여 바이트가 회전되는 파이프(P)에 접촉됨으로써 절삭이 이루어지게 된다.

그러나, 종래의 파이프 절단장치는, 파이프(P)를 회전시켜 절단하는 구조이므로 파이프 절단시 소음과 진동이 발생하는 문제가 있었다. 또한, 종래의 파이프 절단장치는 파이프의 절단 길이를 자동으로 설정하는 기능이 구비되어 있지 않다. 즉, 조관 생산 라인에서 생산되는 파이프는 교정 공정을 거치면서 파이프의 길이가 서로 달라지기 때문에 동일한 지점, 예를 들어 파이프의 선단으로부터 일정거리 떨어진 지점을 절단할 경우, 절단된 파이프의 길이가 서로 다르게 된다. 따라서 절단된 파이프의 길이를 균일하게 하기 위해서는 반드시 파이프의 절단 길이를 자동으로 설정하는 수단이 구비되어야 한다. 그러나 종래의 파이프 절단장치는 스토퍼(11)가 파이프의 선단에 설치되고 그 후방에 일정 거리 이격되어 선반(10)이 설치되는 구조이기 때문에 절단된 파이프의 길이가 균일하지 않게 되는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 파이프 절단장치에서는 파이프의 절단 길이를 자동으로 설정하기 위해서 선반 또는 바이트를 좌우로 이동하여야 하므로 장치의 구조가 복잡하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 파이프의 외주면을 따라 회전하는 바이트를 이용하여 파이프를 절단하되, 상기 파이프의 후단을 지지하는 스토퍼를 통해 파이프의 절단 길이를 자동으로 설정하도록 함으로써 조관 생산 라인에서 연속적으로 생산되는 파이프를 일정 길이로 절단할 수 있는 파이프 절단장치 및 이를 이용한 파이프 절단방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 파이프의 길이방향으로 파이프를 이송하는 롤러 컨베이어를 설치하고 이 롤러 컨베이어를 통해 파이프를 전후로 이동시킴으로써 파이프 절단장치의 구조를 단순하게 하여 설치 공간을 절약할 수 있을 뿐만 아니라 조관 생산 라인에서 연속적으로 생산되는 파이프를 연속적으로 절단할 수 있는 파이프 절단장치및 이를 이용한 파이프 절단방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 파이프를 절단하고 남은 잔재물을 자동으로 배출시킬 수 있고, 조관 생산 라인을 통해 생산되는 파이프의 양단을 모두 수직으로 가공함으로써 제품의 품질을 높일 수 있는 파이프 절단장치 및 이를 이용한 파이프 절단방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 조관 라인용 파이프 절단장치는, 조관 생산 라인의 컨베이어에 연결되는 파이프 절단장치에 있어서,

다수 개의 이송 롤러로 이루어져 소정 길이의 파이프를 길이방향으로 전진 및 후진시키는 소정 길이의 롤러 컨베이어와;

상기 롤러 컨베이어의 후단에 설치되며, 상기 파이프가 전방으로 이동할 때는 상승하여 상기 파이프를 통과시키고 상기 파이프가 후방으로 이동할 때는 하강하여 파이프를 차단 및 지지하는 스토퍼 부재와;

상기 롤러 컨베이어의 선단에 설치되며, 상기 파이프가 이동할 때는 상승하여 상기 파이프를 통과시키고 상기 파이프가 상기 스토퍼 부재에 의해 차단된 때는 상기 파이프를 고정하는 클램프 부재와;

상기 클램프 부재의 전방에 설치되며, 상기 파이프가 전방이나 후방으로 이동할 때는 통과시키고 상기 파이프가 상기 클램프 부재에 의해 고정된 때는 상기 파이프의 외주면을 따라 회전하는 바이트를 이용하여 상기 파이프를 절단하는 절단 부재와;

상기 절단 부재에 의해 절단된 파이프를 상기 롤러 컨베이어의 옆으로 배출시키는 배출 부재;를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 절단 방법은, 조관 생산 라인에서 생산되는 파이프를 일정 길이로 절단하는 파이프 절단 방법에 있어서,

조관 생산 라인에서 생산되고 후단이 수직으로 가공된 소정 길이의 파이프를 롤러 컨베이어로 이송하는 로딩 단계와;

상기 롤러 컨베이어를 따라 상기 파이프를 전방으로 이송하여 상기 파이프의 후단이 스토퍼 부재를 통과하도록 하는 전방이송단계와;

상기 롤러 컨베이어를 반대방향으로 작동하여 상기 파이프의 후단이 상기 스토퍼 부재에 의해 차단될 때까지 상기 파이프를 후방으로 이송시키는 후방이송단계와;

상기 파이프의 후단이 상기 스토퍼 부재에 의해 차단된 상태에서 클램프 부재를 이용하여 상기 파이프를 고정하는 고정단계와;

상기 클램프 부재에 의해 고정된 파이프의 외주면을 따라 회전하는 바이트를 이용하여 파이프를 절단하는 절단단계와;

상기 파이프를 전방으로 이송하여 상기 절단단계에서 절단된 파이프의 잔재물을 제거하는 제2 전방이송단계와;

상기 파이프를 후방으로 이송하여 상기 파이프의 선단이 상기 클램프 부재를 통과하도록 하는 제2 후방이송단계와;

상기 클램프 부재를 통과한 파이프를 상기 롤러 컨베이어의 옆으로 배출시키는 파이프 배출단계;를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 조관 생산 라인용 파이프 절단장치는, 조관 생산라인에 직접 연결하여 연속 생산되는 파이프를 자동으로 절단할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 파이프 절단장치는 구조가 간단할 뿐만 아니라 파이프의 후단에 설치된 스토퍼를 이용하여 파이프의 길이를 균일하게 절단할 수 있을 뿐만 아니라 스토퍼의 위치를 조정함으로써 다양한 길이의 파이프를 절단할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 조관 생산 라인에서 파이프의 후단이 수직으로 가공된 파이프의 선단을 다시 절단하는 동시에 수직 가공함으로써 파이프의 길이를 균일하게 절단하는 동시에 파이프의 양면이 모두 수직 가공되도록 함으로써 제품의 품질이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 파이프의 공급 및 배출을 자동으로 수행할 뿐만 아니라 파이프 잔재물도 자동으로 배출함으로써 작업 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 절단장치의 개략적인 구조를 보여주는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 파이프 절단장치의 구조를 보여주는 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 파이프 절단장치의 롤러 컨베이어의 구조를 보여주는 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 파이프 절단장치의 스토퍼 부재의 구조를 보여주는 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 파이프 절단장치의 클램프 부재의 구조를 보여주는 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 파이프 절단장치의 파이프 절단 부재의 구조를 보여주는 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 파이프 절단장치의 파이프 배출 부재의 구조를 보여주는 측면도,
도 8은 본 발명에 따른 파이프 절단방법을 보여주는 흐름도,
도 9a 내지 9h는 본 발명에 따른 파이프 절단방법을 보여주는 설명도,
도 10은 조관 생산 라인에서 생산되는 파이프의 일 예를 보여주는 개략적인 단면도이다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 조관 라인용 파이프 절단장치 및 그 방법에 대해서 설명한다.

먼저, 도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 조관 라인용 파이프 절단장치 (이하 '파이프 절단장치'라고 함)(100)은, 크게 다수 개의 이송 롤러(112)로 이루어진 소정 길이의 롤러 컨베이어(110)와, 상기 롤러 컨베이어(110)의 후단에 설치된 스토퍼 부재(120)와, 상기 롤러 컨베이어(110)의 선단에 설치되어 상기 스토퍼 부재(120)로부터 일정 거리 떨어진 클램프 부재(150)와, 상기 클램프 부재(150)의 전방에 근접하게 설치된 절단 부재(170)와, 상기 롤러 컨베이어(110)의 하부에 설치된 파이프 배출 부재(190)로 구성된다.

이어, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 롤러 컨베이어(110)는 바닥으로부터 일정 높이에 설치된 다수 개의 이송 롤러(112)로 이루어진다. 상기 이송 롤러(112)는 회전방향에 따라 상기 파이프(P)를 길이방향으로 전진시키거나 후진시킬 수 있다. 상기 다수 개의 이송 롤러(112)는 소정 높이의 프레임(111)에 회전가능하게 설치된다. 그리고 상기 이송 롤러(112)는 체인이나 벨트와 같은 동력전달수단(114)을 통해 구동모터(116)와 연결된다. 따라서 상기 구동모터(116)의 회전에 따라 다수 개의 이송 롤러(112)가 회전하여 상기 파이프(P)를 전진시키거나 후진시킨다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 스토퍼 부재(120)는 상기 롤러 컨베이어(110)의 후단 상부에 상하로 이동가능하게 설치된 스토퍼(122)로 이루어진다. 상기 스토퍼(122)는 제1 유압실린더(124)에 의해 상하로 수직이동하도록 설치된다. 예를 들어, 상가 스토퍼(122)는 상기 이송 롤러(112)를 따라 이동하는 파이프(P)를 통과시킬 수 있도록 상승할 수 있다. 반대로 상기 스토퍼(122)가 아래로 하강하면 상기 이송 롤러(112)를 따라 이동하는 파이프(P)를 차단할 수 있다. 상기 제1 유압실린더(124)는 제1 지지대(126)에 의해 고정된다. 상기 제1 지지대(126)는 상기 프레임(111)에 탈착 가능하게 설치된다. 따라서 상기 스토퍼 부재(120)는 절단하고자 하는 파이프(P)의 길이에 따라 상기 제1 지지대(126)의 설치 위치를 바꿀 수 있수 있다. 상기 스토퍼 부재(120)는 파이프(P)가 전방으로 이동할 때 상기 스토퍼(122)를 상승시켜 파이프가 통과할 수 있도록 하고, 상기 파이프(P)가 후방으로 이동할 때는 스토퍼(122)를 하강시켜 파이프(P)의 후단을 차단하도록 한다.

이와 같이, 본 발명은 상기 스토퍼(122)를 롤러 컨베이어(110)의 후단에 설치하고 후방으로 이동하는 파이프를 차단함으로써 파이프(P)의 절단 길이를 결정할 수 있다. 즉, 조관 라인에서 공급되는 파이프는 교정 공정을 거치는 동안에 그 길이가 변하기 때문에 파이프(P)의 후단을 기준으로 전방으로 일정 거리 이격된 지점을 절단함으로써 파이프의 길이를 항상 균일하게 절단할 수 있다. 또한, 종래의 조관 라인에서 생산되는 파이프는 파이프의 후단이 수직 가공되어 있으므로 파이프의 전단을 절단할 때 수직 가공함으로써 파이프의 양단을 모두 수직으로 가공할 수 있다.

또한, 상기 롤러 컨베이어(110)의 길이 방향으로 따라 상기 스토퍼(122)의 위치를 바꿈으로써 절단되는 파이프(P)의 길이를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 스토퍼 부재(120)를 상기 롤러 컨베이어(100)의 후단으로 이동할수록 파이프(P)의 길이가 길어지고 반대로 상기 스토퍼 부재(120)를 롤러 컨베이어(110)의 전단으로 이동할수록 절단된 파이프(P)의 길이가 짧아진다.

이어, 도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 클램프 부재(150)는 상기 롤러 컨베이어(110)의 선단에 고정된 상부클램프(154)와 상기 상부클램프(154)에 대응하도록 설치된 하부클램프(152)로 구성된다. 상기 하부클램프(152)는 롤러 컨베이어(110)를 따라 이송되는 파이프(P)를 지지하도록 설치되고, 상기 상부클램프(154)는 상하로 이동가능하게 설치되어 상기 하부클램프(152) 위에 있는 파이프(P)를 고정할 수 있도록 설치된다. 상기 상부클램프(154)는 롤러 컨베이어(110)의 상부에 설치된 제2 유압실린더(156)에 의해 상하로 이동가능하게 설치된다. 그리고 상기 제2 유압실린더(156)는 롤러 컨베이어(110)의 상부에 수직으로 설치된 제2 지지대(158)에 의해 고정된다. 상기 제2 지지대(158)는 프레임(111)에 고정된다. 또한, 상기 상부클램프(154)의 하면과 하부클램프(152)의 상면에는 파이프의 외형에 대응하고 파이프의 지름보다 다소 작은 지름을 갖는 홈이 각각 형성된다. 따라서 상기 파이프(P)가 전방이나 후방으로 이동할 때는 상부 클램프(154)가 상승하여 그대로 통과시키고 상기 스토퍼(122)에 의해 파이프가 차단된 때는 상기 상부클램프(154)가 하강하여 상기 파이프(P)를 하부클램프(152)와 상부클램프(154) 사이에 단단히 고정한다.

그리고, 도 2 및 도 6을 참조하면, 상기 절단 부재(170)는 상기 클램프 부재(150)의 전방에 일정 거리 이격되게 설치되며, 상기 파이프(P)의 선단이 삽입되는 중공의 스핀들(172)과, 상기 파이프(P)의 주위를 회전하는 바이트(171)로 이루어진다. 즉, 상기 절단 부재(170)는 상기 스핀들(172)에 일체로 형성된 풀리(174)와, 벨트(175)를 통해 상기 풀리(174)와 연결되어 상기 스핀들(173)을 회전시키는 제2 구동모터(176)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 스핀들(172)은 소정 높이의 하우징(177) 내부에 회전가능하게 설치된다. 그리고 상기 중공의 스핀들(172)의 타 측에는 플랜지(182)가 일체로 형성된다. 그리고 상기 플랜지(182)에는 다수 개의 가이드 바(184)를 통해 툴 플랜지(186)가 연결되고, 상기 툴 플랜지(186)에는 바이트 홀더(173)를 통해 바이트(171)가 상하로 이동가능하게 설치된다. 그리고 상기 툴 플랜지(186)와 플랜지(182) 사이에는 상기 가이드 바(184)를 따라 좌우로 이동가능하게 휠 슬라이드(188)가 설치된다. 이때, 상기 휠 슬라이드(188)의 외주 면에는 소정의 경사각을 갖는 가이드 홈(185)이 형성된다. 그리고 상기 가이드 홈(185)에는 툴 홀더(178)를 통해 상기 바이트(171)와 연결되는 안내 봉(189)이 회동가능하게 설치된다. 그리고 상기 스핀들(172)의 하부에는 상기 휠 슬라이드(188)를 전후로 이동시키기 위한 키는 제3 유압실린더(179)가 설치된다. 상기 제3 유압실린더(179)는 소정의 아암(183)을 통해 회전하는 휠 슬라이드(188)와 연결된다.

따라서 도시되지 않은 제어기를 통해 상기 제2 구동모터(176)에 전원을 인가하면, 상기 제2 구동모터(176)의 작동으로 상기 스핀들(172)과 연결된 상기 플랜지(182), 휠 슬라이드(188) 및 툴 플랜지(186)가 회전하게 된다. 그러면 상기 툴 플랜지(186)에 설치된 바이트(171)도 함께 회전하게 된다. 그런 다음 상기 제3 유압실린더(179)를 작동시키면 상기 아암(183)이 회전하는 휠 슬라이드(188)를 좌측으로 밀어주게 되고, 상기 휠 슬라이드(188)가 좌측으로 이동하면, 상기 휠 슬라이드(188)의 경사면을 따라 회전하는 상기 안내 봉(198)이 상기 바이트(171)를 축 중심방향으로 전진시켜 상기 바이트(171)에 의한 절단이 이루어지게 된다. 반대로 또한 절단작업이 완료되면, 제3 유압실린더(179)의 복귀작동으로 인하여 바이트(171)가 후퇴하게 되고 상기 제2 구동모터(176)는 정지하게 된다. 이와 같이, 상기 절단 부재(170)는 파이프(P)의 외주 면을 따라 회전하는 바이트(171)를 이용하여 파이프(P)를 절단하고, 상기 바이트(171)에 의해 절단된 파이프의 잔재물(S)은 상기 중공의 스핀들(173) 내부에 남게 된다.

한편, 본 명세서에서는 상기 안내 봉(198) 및 아암(183)의 구체적인 구조에 대해서는 상세히 기술하지 않았다. 그러나 이러한 기능을 달성하기 위한 안내 봉(198) 및 아암(183)의 구조는 당해 분야에서 다양하게 취사 선택할 수 있는 정도의 것이므로 어느 것이나 본 발명의 목적에 맞도록 적용할 수 있을 것이다. 그리고 상기 절단 부재(170)의 전방에는 상기 스핀들(173)에서 배출되는 파이프 잔재물(S)을 보관하기 위한 잔재물 보관박스가 더 구비된다.

이어서, 도 2 및 도 7을 참조하면, 상기 파이프 배출 부재(190)는, 다수 개의 이송 롤러(112) 사이에 설치된 다수 개의 배출대(191)로 구성된다. 그리고 상기 파이프 배출 부재(190)는 상기 배출대(191)의 단부와 연결되고 회전축(193)을 중심으로 회동하도록 설치된 다수 개의 회동대(194)와, 상기 다수 개의 회동대(194)의 단부에 연결된 가로대(195)와, 상기 가로대(195)에 연결되도록 설치된 제4 유압실린더(197)로 구성된다. 이때, 상기 배출대(191)는 이송 롤러(112)의 하부에 설치되어 파이프(P)가 자유롭게 전후로 이동할 수 있도록 한다.

따라서 상기 제4 유압실린더(197)를 작동시켜 상기 다수 개의 배출대(191)를 회동시켜 상기 이송 롤러(112)의 위쪽으로 경사지게 하면 상기 이송 롤로(112) 위에 있던 파이프(P)가 상기 배출대(191)의 경사면을 따라 롤러 컨베이어(110)의 옆으로 배출하게 된다. 이때, 상기 롤러 컨베이어(110)의 옆에는 상기 파이프 배출 부재(190)에 의해 배출되는 파이프를 적재하기 위한 도시되지 않은 파이프 적재장치(199)가 더 구비된다.

한편, 본 발명에 따른 파이프 절단장치(100)가 설치되는 조관 생산 라인은, 크게 언코일링부, 조관부, 열처리부, 주행식 절단기, 교정부로 구성된다. 그리고 상기 조관부는 다시 포밍부, 용접부, 연마부, 냉각부, 비드롤링부 등으로 구성된다. 상기 언코일링부는 코일 형태로 감긴 강판을 풀어서 공급한다. 상기 포밍부는 평평한 상태로 공급되는 강판을 이용하여 관(TUBE) 형태로 조관한다. 상기 용접부는 파이프의 이음부를 용접하여 관을 형성한다. 상기 연마부는 용접부를 연마한다. 상기 냉각부는 포밍, 용접 및 연마 공정을 거친 관의 온도는 매우 높은 상태이기 때문에 적당한 온도로 냉각시킨다. 상기 비드롤링부는 관의 비드(BEAD)부 즉, 용접 부위를 매끄럽게 절삭한다. 이어, 열처리부는 관의 기계적 성질을 향상시키기 위하여 열처리한다. 상기 주행식 절단기는 조관된 파이프를 적당한 길이로 절단한다. 상기 교정부는 최종적으로 생산하고자 하는 관의 직경 규격대로 관의 직경을 축소한다. 이러한 조관 생산 라인을 통해 생산되는 파이프는 교정부를 거치는 동안에 파이프의 길이가 변하기 때문에 조관 생산 라인의 후단에는 별도로 최종 절단 부재가 구비되어야 한다.

본 발명에 따른 파이프 절단장치(100)는 이러한 조관 생산 라인에서 연속적으로 생산된 파이프(P)를 일절 길이로 절단하기 위한 것이다. 특히 상기 조관 생산 라인에서 생산된 파이프(P)의 절단면은 도 8에서 보는 바와 같이, 파이프(P)의 후단은 수직으로 가공되어 있으나 파이프(P)의 선단은 수직으로 가공되지 않은 상태이다. 따라서 본 발명의 파이프 절단장치(100)는 상기 파이프(P)의 선단으로부터 일정 길이(d)를 잘라냄으로써 파이프를 일정한 길이로 절단하는 동시에 파이프의 선단을 수직으로 가공하는 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 파이프 절단방법에 대해서 설명한다.

상술한 바와 같이, 상기 조관 생산 라인에서 연속적으로 생산되는 파이프는 그 후단이 수직으로 가공된 상태이므로 본 발명의 파이프 절단방법은 파이프의 선단을 일정 길이로 절단하는 것으로서, 도 8에서 보는 바와 같이, 크게 상기 파이프를 롤러 컨베이어로 이송하는 로딩 단계(S10)와, 상기 롤러 컨베이어를 따라 상기 파이프를 전방으로 이송하여 상기 파이프의 후단이 스토퍼 부재를 통과하도록 하는 제1 전방이송단계(S20)와, 상기 롤러 컨베이어를 반대방향으로 작동하여 상기 파이프를 후방으로 이동하여 상기 파이프의 후단이 상기 스토퍼 부재에 의해 차단되는 제1 후방이송단계(S30)와, 상기 파이프의 후단이 상기 스토퍼 부재에 의해 차단된 상태에서 클램프 부재가 상기 파이프를 고정하는 고정단계(S40)와, 상기 클램프 부재에 의해 고정된 파이프의 선단부를 절단하는 절단단계(S50)와, 상기 절단단계에서 절단된 파이프를 전방으로 이동시켜 절단된 잔재물을 배출하는 제2 전방이송단계(S60)와, 상기 절단단계에서 절단된 파이프를 후방으로 이동시켜 그 선단이 상기 클램프 부재를 통과하도록 하는 제2 후방이송단계(S70)와, 상기 후방으로 이송된 파이프를 상기 롤러 컨베이어의 옆으로 배출시키는 파이프 배출단계(S80)를 포함하여 구성된다. 그리고 이러한 공정을 반복함으로써 조관 생산 라인에서 생산되는 파이프를 연속적으로 균일하게 절단할 수 있다.

먼저, 도 9a를 참조하면, 상기 로딩 단계(S10)는 조관 생산 라인에서 생산된 일정 길이의 파이프(P)를 상기 롤러 컨베이어(110)에 장착하여 상기한 파이프 절단장치(100)로 공급하는 단계이다. 이때 상기 파이프(P)는 도 10에 도시된 바와 같이, 조관 생산 라인의 절단기에 의해 일정 길이로 절단된 것으로서 그 후단은 수직으로 가공되어 있으나 선단은 수직으로 가공되어 있지 않은 상태이다.

이어, 도 9b를 참조하면, 상기 전방이송단계(S20)는 상기 롤러 컨베이어(110)를 따라 파이프(P)를 전방으로 이송하는 단계이다. 이 전방이송단계(S20)는 상기 파이프(P)의 후단이 스토퍼 부재(120)를 완전히 통과할 때까지 진행된다. 이를 위해, 상기 스토퍼 부재(120)의 스토퍼(122)와 상기 클램프 부재(150)의 상부클램프(154)는 모두 상승한 상태를 유지한다.

그리고, 도 9c를 참조하면, 상기 제1 후방이송단계(S30)는 상기 롤러 컨베이어(110)를 반대방향으로 작동시켜 상기 파이프(P)를 후방으로 이송시키는 단계이다. 이때, 상기 스토퍼 부재(120)는 스토퍼(122)를 하강시켜 상기 파이프(P)의 후단을 차단한다. 상기 후방이송단계(S30)는 파이프(P)의 후단이 상기 스토퍼(122)에 의해 차단될 때까지 진행된다.

이어, 도 9d를 참조하면, 상기 고정단계(S40)는 상기 클램프 부재(150)를 이용하여 상기 파이프(P)를 고정하는 단계이다. 즉, 상기 파이프(P)의 후단이 상기 스토퍼(122)에 의해 차단된 상태에서 상기 클램프 부재(150)의 상부클램프(154)가 하강하여 상기 파이프(P)를 상부클램프(154)와 하부클램프(152) 사이에 단단히 고정한다. 이때, 상기 롤러 컨베이어(110)의 이송 롤러(112)는 회전이 정지된다.

이어서, 도 9e를 참조하면, 상기 절단단계(S50)는 상기 클램프 부재(150)에 의해 고정되어 있는 파이프(P)의 외주면을 따라 회전하는 바이트(171)를 이용하여 파이프(P)의 선단을 절단하는 단계이다. 이때, 상기 클램프 부재(150)에 의해 고정된 파이프(P)는 그 선단이 스핀들(172)의 중공에 위치한다. 따라서 바이트(171)는 상기 스핀들(172)과 함께 회전하면서 축 중심방향으로 전진하여 절단이 이루어진다. 그리고 상기 절단 작업이 완료되면 상기 스핀들(172)의 회전은 중지되고 절단된 잔재물(S)이 스핀틀(172)의 중공에 잔류하게 된다.

이어, 도 9f를 참조하면, 상기 제2 전방이송단계(S60)는 상기 절단단계(S50)에서 절단된 파이프(P)를 다시 전방으로 이동시켜 상기 스핀들(172)의 중공에 남아 있는 잔재물(S)을 외부로 배출하는 단계이다. 이 단계는 잔재물을 배출하기 위한 단계로서, 제1 전방이송단계(S20)와 유사한 방식으로 이루어지되 비교적 짧은 거리만 이동하도록 타임 제어가 가능하다.

그리고, 도 9g를 참조하면, 상기 제2 후방이송단계(S70)는 절단된 파이프(P)를 다시 후방으로 이송하는 단계로서, 상기 파이프(P)의 선단이 상기 클램프 부재(150)를 완전히 벗어날 때까지 진행된다.

끝으로, 도 9h를 참조하면, 상기 파이프 배출단계(S80)는 후방으로 이송된 파이프(P)를 상기 롤러 컨베이어(110)의 옆으로 배출하는 단계이다. 상기 파이프 배출단계(S80)는 제3 실린더(197)를 이용하여 상기 이송 롤러(112) 사이에 설치된 다수개의 배출대(191)를 일정 각도로 경사지게 세워서 이루어진다. 따라서 일정 각도로 경사진 상기 배출대(191) 위의 파이프(P)는 상기 롤러 컨베이어(110)의 옆으로 떨어져서 파이프 적재함에 적재되게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 절단방법은, 조관 생산 라인에서 연속적으로 이송되는 파이프를 다시 후방으로 이송시킨 후 스토퍼를 이용하여 차단하고 클램프 부재를 이용하여 고정한 상태에서 클램프 부재로부터 일정 거리 이격된 위치에 설치된 바이트를 이용하여 파이프를 절단함으로써 항상 일정한 길이로 절단할 수 있을 뿐 아니라 장치의 구조를 단순하게 할 수 있고, 공간을 절약할 수 있으며 스토퍼의 위치에 따라 다양한 길이의 파이프를 절단할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 절단방법은, 롤러 컨베이어에 설치된 스토퍼와 클램프 그리고 절단 부재를 이용하기 때문에 복잡한 센서 등을 사용하지 않고도 파이프의 길이를 일정하게 절단할 수 있고, 파이프의 로딩 및 배출을 자동화하기 용이하다. 또한, 본 발명에 따른 파이프 절단방법은, 파이프를 전방으로 일정 거리 이송시킴으로써 절단 부재에 남은 잔재물을 자동으로 배출시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 명세서는 조관 생산 라인에 적용되는 파이프 절단장치의 바람직한 실시 예를 중심으로 상세히 설명하였으나 본 발명의 파이프 절단장치는 조관 생산 라인에서 생산되는 파이프뿐만 아니라 다른 방법에 의해 생산된 파이프를 절단하는데도 적용하는 것이 당업자에게 용이한 것이므로 이러한 것까지 본 발명의 권리범위에 미친다 할 것이다.

100: 파이프 절단장치 110: 롤러 컨베이어
111: 프레임 112: 이송 롤러
114: 동력전달수단 116: 구동모터
120: 스토퍼 부재 122: 스토퍼
124: 제1 유압실린더 126: 제1 지지대
150: 클램프 부재 152: 하부클램프
154: 상부클램프 156: 제2 유압실린더
158: 제2 지지대 170: 절단 부재
171: 바이트 172: 스핀들
174: 풀리 175: 벨트
176: 제2 구동모터 177: 하우징
178: 툴 홀더 179: 제3 유압실린더
182: 플랜지 183: 아암
184: 가이드 바 185: 가이드 홈
186: 툴 플랜지 188: 휠 슬라이드
189: 안내 봉

Claims (7)

1. 조관 생산 라인의 컨베이어에 연결되는 파이프 절단장치에 있어서,
   다수 개의 이송 롤러로 이루어져 소정 길이의 파이프를 길이방향으로 전진 및 후진시키는 소정 길이의 롤러 컨베이어와;
   상기 롤러 컨베이어의 후단에 설치되며, 상기 파이프가 전방으로 이동할 때는 상승하여 상기 파이프를 통과시키고 상기 파이프가 후방으로 이동할 때는 하강하여 파이프를 차단 및 지지하는 스토퍼 부재와;
   상기 롤러 컨베이어의 선단에 설치되며, 상기 파이프가 이동할 때는 상승하여 상기 파이프를 통과시키고 상기 파이프가 상기 스토퍼 부재에 의해 차단된 때는 상기 파이프를 고정하는 클램프 부재와;
   상기 클램프 부재의 전방에 설치되며, 상기 파이프가 전방이나 후방으로 이동할 때는 통과시키고 상기 파이프가 상기 클램프 부재에 의해 고정된 때는 상기 파이프의 외주면을 따라 회전하는 바이트를 이용하여 상기 파이프를 절단할 수 있도록 하는 절단 부재를 포함하되;
   상기 절단 부재는 상기 클램프 부재의 전방에 일정 거리 이격되게 설치되며, 상기 파이프의 선단이 삽입되는 중공의 스핀들과, 상기 스핀들에 일체로 형성된 풀리와, 벨트를 통해 상기 풀리와 연결되어 상기 스핀들을 회전시키는 제2 구동모터와, 상기 스핀들의 타 측에 설치된 플랜지와, 다수 개의 가이드 바를 통해 상기 플랜지와 연결되는 툴 플랜지와, 상기 툴 플랜지에 설치되어 파이프의 외주면을 따라 회전하도록 설치된 바이트와, 상기 툴 플랜지와 상기 플랜지 사이에 설치된 상기 가이드 바를 따라 좌우로 이동가능하게 설치된 휠 슬라이드와, 상기 휠 슬라이드의 외주 면에 형성된 가이드 홈을 따라 이동하면서 상기 바이트를 축 방향으로 가압하는 안내 봉과, 상기 휠 슬라이드를 좌우로 이동시킬 수 있도록 설치된 제3 유압실린더를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 절단장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기한 파이프 절단장치는 상기 절단 부재에 의해 절단된 파이프를 상기 롤러 컨베이어의 옆으로 배출시키는 파이프 배출 부재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 절단장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 롤러 컨베이어는 바닥으로부터 일정 높이에 설치된 다수 개의 이송 롤러와, 상기 이송 롤러에 동력을 전달하도록 설치된 동력전달수단과, 상기 동력전달수단과 연결된 구동모터를 포함하여 이루어지고;
   상기 스토퍼 부재는 상기 파이프를 차단할 수 있도록 상기 롤러 컨베이어의 상부에 설치된 스토퍼와, 상기 스토퍼를 상하로 수직이동시키는 제1 유압실린더와, 상기 제1 유압실린더를 고정하는 제1 지지대를 포함하여 이루어지며;
   상기 클램프 부재는 상기 파이프를 고정할 수 있도록 상기 롤러 컨베이어의 상부에 설치된 상부클램프와 상기 상부클램프에 대응하도록 상기 롤러 컨베이어의 하부에 설치된 하부클램프과, 상기 상부클램프를 상하로 수직이동시키는 제2 유압실린더와, 상기 제2 유압실린더를 지지하는 제2 지지대를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프 절단장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 조관 생산 라인에서 생산되는 파이프를 일정 길이로 절단하는 파이프 절단 방법에 있어서,
   상기 조관 생산 라인에서 생산되고 후단이 수직으로 가공된 소정 길이의 파이프를 롤러 컨베이어로 이송하는 로딩 단계와;
   상기 롤러 컨베이어를 따라 상기 파이프를 전방으로 이송하여 상기 파이프의 후단이 스토퍼 부재를 통과하도록 하는 전방이송단계와;
   상기 롤러 컨베이어를 반대방향으로 작동하여 상기 파이프의 후단이 상기 스토퍼 부재에 의해 차단될 때까지 상기 파이프를 후방으로 이송시키는 후방이송단계와;
   상기 파이프의 후단이 상기 스토퍼 부재에 의해 차단된 상태에서 클램프 부재를 이용하여 상기 파이프를 고정하는 고정단계와;
   상기 클램프 부재에 의해 고정된 파이프의 외주면을 따라 회전하는 바이트를 이용하여 파이프를 절단하는 절단단계와;
   상기 파이프를 전방으로 이송하여 상기 절단단계에서 절단된 파이프의 잔재물을 제거하는 제2 전방이송단계와;
   상기 파이프를 후방으로 이송하여 상기 파이프의 선단이 상기 클램프 부재를 통과하도록 하는 제2 후방이송단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 절단 방법.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 클램프 부재를 통과한 파이프를 상기 롤러 컨베이어의 옆으로 배출시키는 파이프 배출단계;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 절단 방법.
   

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