KR101204997B1 - 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본체; 상기 본체에 구비되어 절단된 강관이 투입되고, 상호 이격 배열된 한 쌍의 제1 커터; 상기 한 쌍의 제1 커터 사이에 배열되고, 절단된 강관에 구비된 용접비드 스크랩을 절단하기 위한 제2 커터; 및 상기 제2 커터의 양방향 스윙동작을 가능하게 하는 구동수단;을 포함하여 이루어지되, 상기 한 쌍의 제1 커터는 원통형 형태를 갖고, 등간격으로 구비된 위치조절부에 의하여 상기 본체와 결합 또는 분리되는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 각 커터를 이용한 절단작업에 의하여 용접비드 스크랩과의 절단지점에서 제1 커터가 손상되거나, 마모되는 경우 종래와 같이 커터를 교체하거나, 수리할 필요 없이 위치조절부를 이용하여 제1 커터를 본체에 재배치시켜 절단지점을 변경하여 재사용함으로써 비용을 절감하고, 불필요한 유지보수작업을 줄여 작업성을 향상시키며, 또한 제2 커터가 양방향 스윙동작을 통하여 한 쌍의 제1 커터 사이를 통과함으로써 한 쌍의 제1 커터와의 전단력에 의하여 용접비드 스크랩을 1회의 스트로크로 2회 절단함으로써 작업속도를 향상시켜 작업능률을 높일 수 있는 관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치를 제안하고자 한다.

Description

강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치{CUTTING APPARATUS FOR SCRAP OF WELDING BEAD}

본 발명은 강판을 이용하여 강관의 제관 작업 시, 강관 내부에 발생하는 용접비드 스크랩을 잘라내기 위한 절단장치에 관한 것이다.

종래에는 강판을 이용한 강관의 제관 작업 시에, 용접 작업에 의하여 생성되는 용접비드를 절단하여 제거하기 위해, 수작업을 통하여 용접비드 스크랩을 절단하는 것이 어렵기 때문에 절단커터를 이용하고 있는데, 이러한 종래의 절단커터는 용접비드 스크랩의 강도가 커 일정기간 사용하게 되면 커터날이 손상되거나, 마모가 발생하게 되고, 이러한 경우 종래에는 커터 자체를 교체하거나, 또는 커터를 수리하여 사용함으로써 추가적인 비용부담이 늘고, 유지보수로 인한 작업 지연의 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 이를 해결하기 위해 원통형 형태를 갖는 한 쌍의 제1 커터와, 한 쌍의 제1 커터 사이에 배열되는 제2 커터를 도입하되, 한 쌍의 제1 커터에는 본체와 결합 및/또는 분리 가능하게 하는 위치조절부가 등간격으로 구비되어 있어 용접비드 스크랩과의 절단지점에서 제1 커터가 손상되거나, 마모되는 경우 종래와 같이 커터를 교체하거나, 수리할 필요 없이 위치조절부를 이용하여 제1 커터를 본체에 재배치시켜 절단지점을 변경하여 재사용함으로써 비용을 절감하고, 불필요한 유지보수작업을 줄여 작업성을 향상시키며, 또한 제2 커터가 한 쌍의 제1 커터 사이에서 양방향 스윙동작이 가능하고, 제2 커터와 한 쌍의 제1 커터와의 전단력으로 용접비드 스크랩을 1회의 스트로크(왕복 스트로크)로 연속하여 2회 절단함으로써 작업속도를 향상과, 작업능률을 높일 수 있는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 강판을 이용하여 강관의 제관 내지 조관하는 작업은

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강판을 다수의 성형롤러(100)를 통하여 제관한 후, 제관된 강관(SP)의 연결부위를 강관(SP) 내부에서 용접장치(200)에 의하여 용접을 하게 되는데,

이때 용접과정에서 용접봉과 강관(SP)은 상호 용융되고, 이렇게 용융된 용융물이 굳어지면서 용접비드가 생성된다.

따라서 상기 용접비드는 강관(SP)을 사용하기 위해 제거되어야 하므로 용접작업 후, 강관(SP) 내부에 바이트(300)가 구비되어 상기 바이트(300)가 용접비드를 상기 강관(SP)에서 분리하게 되면서 연속적으로 이어진 상태의 용접비드 스크랩(WS)이 발생하게 된다.

그리고 강관(SP)은 필요에 따라 일정한 길이로 커팅장치(400)에 의하여 절단되는데,

일반적으로 강관을 절단하기 위한 커팅장치로는 직경 Φ165mm 이하의 강관은 일반 회전커터를 이용하여 절단하고,

직경 Φ165mm 이상의 강관은 로터리 커터를 이용하여 강관을 절단하게 된다.

이 경우 상기 각 커터는 강관을 가로질러 완전히 절단하는 것이 아니라, 강관의 주변을 회전하면서 일정한 깊이만큼만 커터로 강관을 절단하기 때문에 강관 내부에 잔존하는 용접비드 스크랩은 절단되지 않고 남게 된다.

따라서 절단된 강관(SP) 내부에는 절단되지 않고 연속적으로 연결되어 있는 용접비드 스크랩(WS)이 여전히 잔존하게 되어 다음 작업 공정을 수행하는 데에 많은 어려움이 따르게 된다.

그리고 종래에는 강관 내부에 잔존하는 용접비드 스크랩을 절단하기 위해 수작업을 통하여 작업을 수행하였으나, 강도가 큰 용접비드 스크랩을 작업자가 도구를 사용하여 절단하는 작업은 쉽지 않고,

또한 용접비드 스크랩을 절단하지 않고 작업자가 강관에서 연속적으로 뽑아내는 작업 역시 쉽지 않을 뿐만 아니라, 안전사고에 대한 위험이 있다는 문제가 있었다.

상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 절단커터가 도입된 종래의 절단장치는 커터가 직선 형태를 이루고, 두 날이 평행하게 배열되어, 하나의 날이 승하강하여 용접비드 스크랩을 절단하게 되는데,

특히 일정한 강도 이상을 갖는 용접비드 스크랩이 불균일한 단면을 갖는 경우에는 용접비드 스크랩이 두 칼날 사이에서 비틀어지거나, 또는 어느 한 쪽 방향으로 미끄러지는 경우가 발생될 수 있어 정확한 절단작업이 어렵고, 이에 의하여 작업능률이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

한 쌍의 제1 커터와, 한 쌍의 제1 커터 사이에 배열되는 제2 커터를 도입하되, 한 쌍의 제1 커터에는 본체와 결합 및/또는 분리 가능하게 하는 위치조절부가 등간격으로 구비되어 있어 용접비드 스크랩과의 절단지점에서 제1 커터가 손상되거나, 마모되는 경우 종래와 같이 커터를 교체하거나, 수리할 필요 없이 위치조절부를 이용하여 제1 커터를 본체에 재배치시켜 절단지점을 변경하여 재사용함으로써 비용을 절감하고, 불필요한 유지보수작업을 줄여 작업성을 향상시키며,

또한 제2 커터가 한 쌍의 제1 커터 사이에서 양방향 스윙동작이 가능하고, 제2 커터와 한 쌍의 제1 커터와의 전단력으로 용접비드 스크랩을 1회의 스트로크(왕복 스트로크)로 연속하여 2회 절단함으로써 작업속도를 향상과, 작업능률을 높일 수 있는 것을 하나의 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 제2 커터의 스윙동작 시에, 제2 커터가 용접비드 스크랩을 끌고 가면서 한 쌍의 제1 커터 사이를 통과하는 동안 제2 커터와 한 쌍의 제1 커터 사이의 정확한 위치에서 용접비드 스크랩을 절단하기 위해

제2 커터의 양측부에 오목부를 도입하여 제2 커터의 오목부와 원통형태의 제1 커터 내면 사이의 상호 작용에 의해 균일 및/또는 불균일한 단면을 갖는 용접비드 스크랩을 감싸듯이 모아 가두어 각 거터들과 용접비드 스크랩간의 접촉면적을 확대하여 줌으로써, 특히 불균일한 단면의 용접비드 스크랩도 정확하게 단번에 절단할 수 있어 작업정밀도와, 작업성을 향상시킬 수 있는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

또한 본 발명은 강도가 큰 용접비드 스크랩의 절단작업 시에 걸리는 부하에 영향을 받지 않으면서도, 장치의 구조를 콤팩트하게 구성할 수 있도록 구동수단으로 링크구조를 도입하고, 이에 의하여 발생되는 큰 토크로 절단력을 극대화시켜 작업신뢰성을 보장하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 각 커터에 의한 절단 작업 시, 커터에 의하여 절단된 스크랩 칩이 외부로 배출되는 것을 방지하기 위한 비산방지커버를 도입하여 작업 주변의 환경을 보다 청결히 유지하고, 비산하는 스크랩 칩에 의하여 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 비산방지커버에 슬라이드유도판을 도입함으로써 스크랩 칩이 슬라이드유도판을 타고 자연스럽게 수거함에 모아지도록 하여 스크랩 칩의 배출 및 수거 작업이 쉽고 용이하도록 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명에 따른 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치는 본체; 상기 본체에 구비되어 절단된 강관이 투입되고, 상호 이격 배열된 한 쌍의 제1 커터; 상기 한 쌍의 제1 커터 사이에 배열되고, 절단된 강관에 구비된 용접비드 스크랩을 절단하기 위한 제2 커터; 및 상기 제2 커터의 양방향 스윙동작을 가능하게 하는 구동수단;을 포함하여 이루어지되,

상기 한 쌍의 제1 커터는 원통형 형태를 이루고, 등간격으로 구비된 위치조절부에 의하여 상기 본체와 결합 또는 분리되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 제2 커터의 양측면에 구비되고, 제1 및 제2 커터에 의한 절단동작 시에 용접비드 스크랩의 유동을 방지하기 위한 오목부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 구동수단은 상기 본체에 힌지 결합되는 구동실린더와, 상기 구동실린더의 작동로드에 힌지 결합되는 링크부재와, 상기 본체에 연결되고, 상기 링크부재와 상기 제2 커터가 결합되는 종동축을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 본체의 양측부에는 상기 커터에 의하여 잘려진 스크랩 칩이 외부로 방출되는 것을 방지하기 위한 비산방지커버가 더 구비되고,

상기 비산방지커버에는 상기 스크랩의 칩이 하부 방향으로 배출될 수 있도록 유도하는 슬라이드유도판이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치는 한 쌍의 제1 커터와, 한 쌍의 제1 커터 사이에 배열되는 제2 커터를 도입하되, 한 쌍의 제1 커터에는 본체와 결합 및/또는 분리 가능하게 하는 위치조절부가 등간격으로 구비되어 있어 용접비드 스크랩과의 절단지점에서 제1 커터가 손상되거나, 마모되는 경우 종래와 같이 커터를 교체하거나, 수리할 필요 없이 위치조절부를 이용하여 제1 커터를 본체에 재배치시켜 절단지점을 변경하여 재사용함으로써 비용을 절감하고, 불필요한 유지보수작업을 줄여 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명은 제2 커터가 한 쌍의 제1 커터 사이에서 양방향 스윙동작이 가능하고, 제2 커터와 한 쌍의 제1 커터와의 전단력으로 용접비드 스크랩을 1회의 스트로크(왕복 스트로크)로 연속하여 2회 절단함으로써 작업속도를 향상과, 작업능률을 높일 수 있게 된다.

아울러 본 발명은 제2 커터의 스윙동작 시에, 제2 커터가 용접비드 스크랩을 끌고 가면서 한 쌍의 제1 커터 사이를 통과하는 동안 제2 커터와 한 쌍의 제1 커터 사이의 정확한 위치에서 용접비드 스크랩을 절단하기 위해

제2 커터의 양측부에 오목부를 도입하여 제2 커터의 오목부와 원통형태의 제1 커터 내면 사이의 상호 작용에 의해 균일 및/또는 불균일한 단면을 갖는 용접비드 스크랩을 감싸듯이 모아 가두어 각 거터들과 용접비드 스크랩간의 접촉면적을 확대하여 줌으로써, 특히 불균일한 단면의 용접비드 스크랩도 정확하게 단번에 절단할 수 있어 작업정밀도와, 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명은 강도가 큰 용접비드 스크랩의 절단작업 시에 걸리는 부하에 영향을 받지 않으면서도, 장치의 구조를 콤팩트하게 구성할 수 있도록 구동수단으로 링크구조를 도입하고, 이에 의하여 발생되는 큰 토크로 절단력을 극대화시켜 작업신뢰성을 보장할 수 있게 된다.

나아가 본 발명은 각 커터에 의한 절단 작업 시, 커터에 의하여 절단된 스크랩 칩이 외부로 배출되는 것을 방지하기 위한 비산방지커버를 도입하여 작업 주변의 환경을 보다 청결히 유지하고, 비산하는 스크랩 칩에 의하여 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

아울러 본 발명은 비산방지커버에 슬라이드유도판을 도입함으로써 스크랩 칩이 슬라이드유도판을 타고 자연스럽게 수거함에 모아지도록 하여 스크랩 칩의 배출 및 수거 작업이 쉽고 용이해진다.

도 1 및 도 2는 강관의 제조 공정을 나타내는 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 구동수단의 제1 실시례가 적용된 절단장치를 나타내는 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 구동수단의 제1 실시례가 적용된 절단장치를 나타내는 작동도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 구동수단의 제1 실시례가 적용된 절단장치를 나타내는 정단면도 및 측단면도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 구동수단의 제2 실시례가 적용된 절단장치를 나타내는 정단면도 및 측단면도,
도 9는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 구동수단의 제2 실시례가 적용된 절단장치를 정면도 및 부분단면도,
도 10은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 구동수단의 제2 실시례가 적용된 절단장치를 나타내는 평단면도,
도 11은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 구동수단의 제2 실시례가 적용된 절단장치를 동작 상태를 나타내는 작동도.

이하에서는 본 발명에 따른 관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

우선 본 명세서상에서 사용되는 '용접비드 스크랩'은 용접작업 시, 발생하는 용접비드를 바이트에 의하여 강관에서 분리하는 경우 강관 내부에 연속적으로 이어진 분리된 용접비드를 의미하고,

아울러 '스크랩 칩'은 용접비드 스크랩의 절단 작업 시, 커터에 의하여 일정한 크기로 절단되어 배출되는 용접비스 스크랩의 절단물을 의미한다.

도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치는

본체(10); 상기 본체(10)에 구비되고, 상호 이격 배열된 한 쌍의 제1 커터(20); 상기 한 쌍의 제1 커터(20) 사이에 배열되고, 절단된 강관 단부에 위치하는 용접비드 스크랩(WS)을 절단하기 위한 제2 커터(30); 및 상기 제2 커터(30)의 양방향 스윙동작을 가능하게 하는 구동수단(40);을 포함하여 이루어진다.

우선 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강관(SP)은 강판을 다수의 성형롤러(100)를 통하여 제관한 후, 제관된 강관(SP)의 연결부위를 강관(SP) 내부에서 용접장치(200)에 의하여 용접을 하게 되는데,

이때 용접과정에서 용접봉과 강관(SP)은 상호 용융되고, 이렇게 용융된 용융물이 굳어지면서 용접비드가 생성된다.

따라서 상기 용접비드는 강관(SP)을 사용하기 위해 제거되어야 하므로 용접작업 후, 강관(SP) 내부에 바이트(300)가 구비되어 상기 바이트(300)가 용접비드를 상기 강관(SP)에서 분리하게 되면서 연속적으로 이어진 상태의 용접비드 스크랩(WS)이 발생하게 된다.

그리고 강관(SP)은 필요에 따라 일정한 길이로 커팅장치(400)에 의하여 절단되는데,

일반적으로 강관을 절단하기 위한 커팅장치로는 직경 Φ165mm 이하의 강관은 일반 회전커터를 이용하여 절단하고,

직경 Φ165mm 이상의 강관은 로터리 커터를 이용하여 강관을 절단하게 된다.

이 경우 상기 각 커터는 강관을 가로질러 완전히 절단하는 것이 아니라, 강관의 주변을 회전하면서 일정한 깊이만큼만 커터로 강관을 절단하기 때문에 강관 내부에 잔존하는 용접비드 스크랩은 절단되지 않고 남게 된다.

따라서 절단된 강관(SP) 내부에는 절단되지 않고 연속적으로 연결되어 있는 용접비드 스크랩(WS)이 여전히 잔존하게 되어 다음 작업 공정을 수행하는 데에 많은 어려움이 따르게 된다.

그리고 종래에는 강관 내부에 잔존하는 용접비드 스크랩을 절단하기 위해 수작업을 통하여 작업을 수행하였으나, 강도가 큰 용접비드 스크랩을 작업자가 도구를 사용하여 절단하는 작업은 쉽지 않고,

또한 용접비드 스크랩을 절단하지 않고 작업자가 강관에서 연속적으로 뽑아내는 작업 역시 쉽지 않을 뿐만 아니라, 안전사고에 대한 위험이 있다는 문제가 있었다.

또한 종래에는 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 절단커터가 도입된 것이 있는데, 이 경우에는 용접비드 스크랩의 강도가 커 일정기간 사용하게 되면 커터날이 손상되거나, 마모가 발생하게 되고,

이러한 경우 종래에는 커터 자체를 교체하거나, 또는 커터를 수리하여 사용함으로써 추가적인 비용부담이 늘고, 유지보수로 인한 작업 지연의 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같이 제관하여 성형된 강관(SP) 내부에 발생하는 용접비드 스크랩(WS)을 절단하여 제거하기 위해 절단장치를 도입하여 연속 공정으로 이루어진 제관 작업 공정을 보다 효율적으로 운용할 수 있게 된다.

이하에서는 상기한 바와 같은 목적을 위하여 안출된 본 발명에 따른 절단장치를 구성하기 위해 유기적으로 결합된 각 구성요소의 기능과, 이를 통한 작용효과를 보다 상세하게 기술하기로 한다.

도 2 내지 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치에서, 상기 본체는

커팅장치(400)에 의하여 절단된 강관(SP)이 투입되고, 용접비드 스크랩(WS)을 절단하기 위해 강관(SP)을 지지하는 역할을 하게 된다.

상기 본체(10)는 복수의 지지부(3)에 의하여 받쳐지는 지지프레임(1) 상부에 배열되고,

상기 본체에는 중공부를 갖는 장착부(12)가 구비되어 상기 지지프레임(1) 상부에 고정된 지지블록(13)과 연결된다.

그리고 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 본체(10)에는 원통형 또는 도넛 형상의 안착구(14)가 장착부(12)에 연결되어 한 쌍의 제1 커터(20) 외측면을 지지함으로써 안정적인 지지구조를 이루게 되고,

상기 안착구(14)에는 체결공(14a)이 복수로 구비되고, 장착부(12)에는 상기 체결공(14a)에 대응하도록 체결홈(12b)(내측에 나사산이 형성됨.)이 구비되어 상기 체결공(14a)을 통하여 삽입된 체결볼트(14b)를 상기 체결홈(12b)에 체결함으로써 상기 안착구(14)가 장착부(12)에 고정 설치된다.

또한 상기 각 안착구(14) 내측으로는 상기 장착부(12)와 연결되는 결합구(15)가 구비되며, 상기 결합구(15)에는 등간격으로 형성되고, 내측에 나사산이 형성된 결합공(15)이 구비된다.

따라서 상기 각 안착구(14)와 한 쌍의 제1 커터(20)에는 상호 연통되도록 투입구(S)가 구비되어 있어, 상기 커팅장치(400)에 의하여 절단된 강관(SP)이 이송장치(미도시)에 의하여 상기 투입구(S)로 삽입 장착되어 지지되고,

이때 강관(SP)은 전방 및 후방에 배열되어 상기 각 안착구(14)와 한 쌍의 제1 커터(20)에 의하여 지지될 뿐만 아니라, 한 쌍의 제1 커터(20)와 제2 커터(30) 사이에 용접비드 스크랩(WS)을 노출시킴으로써 용접비드 스크랩(WS)의 절단작업이 가능하게 된다.

그리고 상기 장착부(12)는 상부에는 장착공(12a)이 형성되고, 상기 장착부(12) 후방에는 축결합부(19)가 구비되며, 상기 축결합부(19)에는 축결합공(19a)이 구비되어 상기 장착공(12a)과 상기 축결합공(19a)을 통하여 구동수단(40)의 종동축(43)이 삽입 배열된다.

더 나아가 상기 본체(10)의 전방과 후방에는 보강브라켓(17)이 구비되어 상기 안착구(14)를 지지하게 되고,

후방에 위치하는 보강브라켓(17)에는 상기 축결합부(19)가 연결되어 고정됨으로써 장치의 안정적인 지지구조를 구축할 수 있게 된다.

도 5, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치에서, 상기 제1 커터(20)는

상기 본체(10)에 장착되어 한 쌍으로 구성되고, 그 사이에 배열되는 제2 커터(30)의 양방향 스윙동작에 의하여 용접비드 스크랩(WS)의 절단작업을 수행하게 된다.

상기 제1 커터(20)는 상호 이격 배열되고, 원통형 또는 도넛 형상을 갖는 전방 제1 커터(20A)와, 후방 제1 커터(20B)로 구성되어 상기 각 안착구(14)에 의하여 지지되는데,

이 경우 상기 전후방 제1 커터(20A)(20B)에는 위치조절부(21)가 구비되어 상기 본체의 결합구(150)에 전후방 제1 커터(20A)(20B)가 결합된다.

이를 위하여 상기 위치조절부(21)는 상기 전후방 제1 커터(20A)(20B)에 각각 등간격으로 형성되는 조절공(21a)과, 상기 조절공(21a)을 통하여 본체(10)와 결합되는 조절볼트(21b)를 포함하여 이루어져,

상기 조절공(21a)을 통하여 삽입된 조절볼트(21b)가 상기 결합구(15)의 결합공(15a)에 체결됨으로써 상기 전후방 제1 커터(20A)(20B)가 본체(10)에 장착 고정된다.

한편 도 4, 도 5, 도 8 및 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 절단장치에 의한 용접비드 스크랩의 절단작업은

제2 커터(30)가 상기 전후방 제1 커터(20A)(20B) 사이에서 양방향으로 스윙되면서 전후방 제1 커터(20A)(20B)와 제2 커터(30)간의 전단력에 의하여 용접비드 스크랩(WS)이 절단되는데,

이 경우 전후방 제1 커터(20A)(20B)와, 하기할 제2 커터(30)의 오목부(31)에 의하여 용접비드 스크랩(WS)의 절단지점(CP)은 일정한 곳으로 특정된다.

그리고 용접비드 스크랩의 절단작업이 장시간 동안 수행되는 경우, 용접비드 스크랩은 강도가 커, 특정 절단지점에서 제1 및 제2 원통형 커터가 손상되거나, 마모가 일어날 수 있고,

이 경우 커터 자체를 교체하는 경우에는 비용 부담이 커지고, 커터를 수리하여 사용하는 경우에는 유지보수 작업에 소모되는 시간이나 추가 비용에 의하여 작업능률이나 경제성이 떨어지는 문제가 있다.

따라서 상기한 바와 같이 강도가 큰 용접비드 스크랩(WS)의 절단작업이 오랜 시간 동안 진행되어 상기 전방 및/또는 후방 제1 커터(20)A)(20B)의 절단지점(CP)이 손상되거나, 또는 마모되는 경우 커터를 교체하거나, 수리할 필요 업이 위치조절부(21)의 조절볼트(21b)를 결합구(15)의 결합공(15a)에서 풀어 전방 및/또는 후방 제1 커터(20)A)(20B)를 본체(10)에서 분리하게 된다.

이 상태에서 상기 전방 및/또는 후방 제1 커터(20)A)(20B)에서 손상되거나, 마모되지 않은 부분을 절단지점(CP)에 위치시킨 후, 상기 위치조절부(21)의 조절공(21a)을 통하여 조절볼트(21b)를 결합구(15)의 결합공(15a)에 체결하게 되면,

상기 전방 및/또는 후방 제1 커터(20)A)(20B)가 본체(10)에 재배되어 절단지점(CP)이 변경됨으로써 커터 자체를 교체할 필요가 없어 비용은 절감되고, 또한 불필요한 유지보수작업 역시 수행할 필요가 없게 되어 작업능률을 향상시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 위치조절부(21)는 단순히 조절볼트(21b)를 결합구(15)의 결합공(15a)에 풀고 조우는 것만으로 전방 및/또는 후방 제1 커터(20)A)(20B)의 재배치 작업이 완료됨으로써 작업이 신속해질 뿐만 아니라, 쉽고 용이하여 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 3 내지 도 6 및 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치에서, 상기 구동수단(40)은

상기 제2 커터(30)의 양방향 스윙동작을 가능하게 하도록 제2 커터(20)를 구동시키는 동력을 전달하는 역할을 하게 된다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 구동수단으로 제1 실시례는 링크구조가 도입된 것으로,

상기 구동수단(40)은 상기 본체(10)에 힌지 결합되는 구동실린더(41)와, 상기 구동실린더(41)에 구비된 작동로드(41a))에 힌지 결합되는 링크부재(42)와,

그리고 상기 링크부재(42)와 본체(10)를 연결하고, 상기 제2 커터(20)와 결합되는 종동축(43)을 포함하여 이루어진다.

즉 상기 구동수단(40)의 상기 구동실린더(41)는 상기 본체(10)의 상부 일측에 구비된 고정브라켓(16)에 힌지결합부(48)에 의하여 힌지 결합되는데,

상기 구동실린더(41)의 작동유체로는 유압을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 국한되지 않고 공압과 같은 작동유체를 사용하는 것도 가능하다.

또한 상기 링크부재(42)의 일단은 상기 구동실린더(41)의 작동로드(41a) 단부에 힌지결합부(48)에 의하여 힌지 결합되고, 타단에는 연결부(42a)가 구비되며,

상기 종동축(34)은 상기 장착부(12)의 장착공(12a)과, 축결합부(19)의 축결합공(19a)에 회전 가능하게 구비되어, 전방에는 제2 커터(30)의 상단이 연결부재(47)에 의하여 고정되고, 후방에는 상기 링크부재(42)의 연결부(42a)가 고정 설치된다.

따라서 상기 구동실린더(41)가 작동되어 작동로드(41a)가 구동실린더(41)로부터 인출입되고, 이때 상기 작동로드(41a)와, 링크부재(42), 연결부(42a) 및 종동축(43)간의 상호 작용에 의하여 제2 커터(30)는 상기 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B) 사이에서 양방향으로 스윙동작이 가능하게 되고,

이때 상기 제2 커터(30)와 상기 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B)와의 전단력에 의하여 용접비드 스크랩의 절단작업을 수행하게 된다.

이 경우 구동실린더(41)의 작동로드(41a)가 인출된 상태에서 인입되는 동작 시에 제2 커터(30)의 1차 스윙동작을 하여 용접비드 스크랩(WS)을 절단하고,

상기 작동로드(41a)가 인입된 상태에서 인출되는 동작 시에 제2 커터(30)는 반대 방향으로 2차 스윙동작을 하여 용접비드 스크랩(WS)이 절단되도록 구성됨으로써, 결국 상기 구동실린더(41)의 1회 스트로크(왕복 스트로크)에 의해 용접비드 스크랩(WS)을 2회 절단되게 하여, 절단작업의 속도를 향상시켜 작업능률을 높일 수 있게 된다.

본 발명에 따른 구동수단(40)으로 제2 실시례로는 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이

상기 구동수단(40)은 상기 본체(10)의 상부에 연결되고, 작동로드(41a)가 구비된 구동실린더(41)와, 상기 본체(10)의 내부에 구비되고, 상기 작동로드(41a)와 연결된 래크기어(44)와,

그리고 상기 제2 커터(30)와 결합되는 종동축(43)과 연결되고, 상기 래크기어(44)와 맞물리는 피니언기어(45)를 포함하여 이루어진다.

상기 구동실린더(41)는 상기 본체(10)의 상부 일측에 연결된 고정브라켓(16)에 연결되고,

상기 구동실린더(41)는 상기한 바와 같이 작동유체로 유압을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 국한되지 않고 공압과 같은 작동유체를 사용하는 것도 가능하다.

그리고 상기 래크기어(44)는 상기 구동실린더(41)의 작동로드(41a) 단부에 연결되어 상기 구동실린더(41)의 구동 시, 전후 방향으로 직선 왕복운동을 하게 되는데,

이때 상기 본체(10)의 내측 상부에는 상기 래크기어(44)의 동작을 가이드하기 위해 상기 래크기어(44) 하부 부분이 삽입되는 가이드블록(46)이 구비되어 래크기어(44)의 동작을 안정적으로 지지하게 된다.

아울러 상기 피니언기어(45)는 상기 종동축(47)에 연결되고,

상기 피니언기어(45)는 상기 래크기어(44)에 맞물려 있어 상기 래크기어(44)가 전후 방향으로 직선 왕복운동을 하는 경우 양방향으로 회전하게 되고,

이때 상기 피니언기어(45)와 연결된 종동축(47) 역시 양방향으로 회전이 가능하게 된다.

그리고 상기 종동축(43)은 상기한 바와 같이 장착공(12a)과 축결합공(19a)에 삽입되어 회전하게 구비되고,

상기 종동축(43)의 전방에는 제2 커터(30)가 고정되고, 상기 종동축(43)의 후방에는 상기 피니언기어(45)가 고정 설치된다.

따라서 상기 구동수단(40)은 구동실린더(41)의 작동로드(41a)의 직선 운동을 제2 커터(30)의 회전운동으로 전환되도록 구성하여, 상기 제2 커터(30)가 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B) 사이에서 스윙동작이 이루어짐으로써,

상기 제2 커터(30)와 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B)와의 전단력에 의하여 용접비드 스크랩(WS)의 절단작업이 이루어지게 된다.

이 경우에도 상기 구동실린더(41)의 직선 전진운동에 의해 상기 제2 커터(30)가 1차 스윙동작을 하게 되어 용접비드 스크랩(WS)을 절단하고, 상기 구동실린더(41)의 직선 후퇴운동에 의해 상기 제2 커터(30)가 반대방향으로 2차 스윙동작을 하면서 용접비드 스크랩(WS)이 절단되도록 구성됨으로써, 결국 상기 구동실린더(41)의 1회의 스트로크(왕복 스트로크)에 의해 용접비드 스크랩(WS)을 2회 절단하게 되어, 절단작업의 속도를 향상시켜 작업능률을 높일 수 있게 된다.

한편 상기한 바와 같은 구동수단(40)으로 도입된 제1 실시례 및 제2 실시례는 강도가 큰 용접비드 스크랩(WS)을 절단하기 위해 제2 커터(30)의 큰 회전력, 즉 큰 토크를 발생시켜야 하는데,

이 경우 큰 토크를 발생시키기 위해서는 상기 제1 실시례와 같이 구동수단으로 링크구조를 도입하는 것이 바람직하다.

이는 제2 실시례와 같이 구동수단으로 래크기어(44)와 피니언기어(45)를 도입하는 경우에는 제2 커터(30)의 회전에 의한 관성으로 각 기어에 부하가 걸리게 되고,

또한 큰 토크를 발생시키기 위해 직경이 큰 피니언기어가 적용하는 경우에는 장치를 대형화시킬 뿐만 아니라, 제2 커터의 회전에 의한 관성으로 각 기어에 부하가 걸리는 문제는 여전히 잔존하게 되는 한계가 있다.

이와 반대로 제1 실시례와 같이 구동수단으로 링크구조를 도입하는 경우에는 링크부재(42)의 크기를 증대시키지 않아도 제2 커터(30)의 토크가 충분히 증대될 뿐만 아니라, 이로 인하여 장치가 대형화될 염려가 없고,

또한 제2 커터의 회전에 의한 관성이 작용하는 경우에도 링크구조의 구동수단에 관성에 의한 변위를 수용함으로써 부하가 걸리는 것을 방지할 수 있게 된다.

따라서 상기한 바와 같이 구동수단으로 링크구조를 도입하여 구동수단에 부하가 걸리는 것을 방지하고, 또한 장치가 대형화되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하고,

다만 큰 토크가 필요하지 않아, 일정 정도의 부하를 수용할 수 있는 경우에는 제2 실시례와 같이 래크기어와 피니언기어를 도입하여 구동력을 전달할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치에서, 상기 제2 커터(30)는

구동수단(40)에 연결되어 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B) 사이에서 양방향으로 스윙동작을 통하여 강관(SP) 내부의 용접비드 스크랩(WS)을 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B)와의 전단력에 의하여 절단하는 역할을 하게 된다.

상기 제2 커터(30)는 상기 구동수단(40)의 종동축(43) 전방에 연결부재(47)에 의하여 연결 고정되고,

상기 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B) 사이에 배열되어 스윙동작을 통하여 용접비드 스크랩(WS)을 절단하게 된다.

따라서 상기 제2 커터(30)는 상기한 바와 같은 구동수단에 의하여 상기 구동실린더(41)의 1회의 스트로크(왕복 스트로크)에 의해 용접비드 스크랩(WS)을 2회 절단하는 것이 가능하여 절단작업의 속도를 향상시켜 작업능률을 높일 수 있게 된다.

한편 종래의 절단장치는 커터가 직선 형태를 이루고 있어, 두 날이 평행하게 배열되어, 하나의 날이 승하강하여 용접비드 스크랩을 절단하게 되는데,

특히 용접비드 스크랩이 불균일한 단면을 갖는 경우에는 용접비드 스크랩이 두 칼날 사이에서 비틀어지거나, 또는 어느 한 쪽 방향으로 미끄러지는 경우가 발생될 수 있어 정확한 절단작업이 이루어지지 못하는 문제가 있었다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제2 커터(30)의 양측면부에는 오목부(41)가 더 구비되는데,

상기 오목부(31)는 상기 재2 커터(30)의 양측면부를 상부와 하부 방향에서 내측방향으로 경사를 이루는 경사면(33)으로 구성되어 대략 양측면의 형상은 정면에서 바라보는 경우 '〉〈' 형태로 이루어진다.

즉 도 4 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 제2 커터(30)는 양방향으로 스윙동작을 하면서 각 방향으로의 스윙동작 시에 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B)와의 전단력으로 용접비드 스크랩(WS)을 절단하게 되는데,

이 경우 용접비드 스크랩(WS)은 고정되어 있지 않기 때문에 상기 제2 커터의 측면에 접촉된 용접비드 스크랩은 제2 커터에 끌려 이동을 하게 된다.

이때 상기 제2 커터(30)가 일방향으로 스윙동작을 하게 되면 용접비드 스크랩(WS)은 상기 제2 커터(30)의 상부 또는 하부 경사면(33)을 타고 점층적으로 상기 오목부(31)로 모아지게 되고,

상기 제2 커터(30)가 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B)와의 절단지점(CP)으로 근접하게 되면, 상기 제2 커터(30)의 오목부(31)와, 상기 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B)가 용접비드 스크랩(WS)을 감싸듯이 모아 가두어 가압함으로써 종래와 같이 용접비드 스크랩이 불균일한 경우에도 용접비드 스크랩이 비틀어지거나, 또는 미끄러지는 것을 방지할 수 있게 된다.

따라서 상기 오목부(31)의 도입으로 용접비드 스크랩(WS)의 단면이 일정하든, 불균일하든 상관없이 용접비드 스크랩(WS)을 정확한 위치에서 단번에 절단할 수 있어 작업정밀도와, 작업신뢰성을 보장할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 제2 커터(30)의 오목부(31)와 상기 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B)는 상기한 바와 같은 과정에서 용접비드 스크랩과 각 커터들간의 접촉면적이 확대됨으로써 절단력이 증대되어 보다 안정적인 절단작업을 수행할 수 있게 된다.

나아가 상기 제2 커터(30)의 오목부(31)는 상기 제2 커터(30)에 의하여 절단되는 스크랩 칩(SC)의 배출을 용이하도록 하는데,

이는 상기 제2 커터(30)의 하부 부분은 상기 오목부(31)에 의하여 외측 하부 방향으로 경사진 형태의 경사면(33)을 갖기 때문이고,

또한 상기 제2 커터(30)가 회전하여 최고점에 위치하는 경우에도 상기 경사면(33)은 하부 방향으로의 경사를 유지할 수 있게 된다.

따라서 상기 제2 커터(30)에 의하여 잘라진 스크랩 칩(SC)은 상기 제2 커터(30)의 스윙동작 시에 상기 제2 커터(30)의 하부 측면부, 즉 경사면(33)을 타고 쉽게 흘러내릴 수 있고,

또한 상기 제2 커터(30)가 최고점 위치에 도달하는 경우에도 상기 제2 커터(30)의 경사면(33)이 유지됨으로 스크랩 칩(SC)의 배출이 용이하게 된다.

더 나아가 본 발명에서는 상기한 바와 같이 상기 제2 커터(30)에 의하여 용접비드 스크랩(WS)에서 잘려진 스크랩 칩(SC)은 상기 제2 커터(30)의 스윙동작에 의하여 외측방향으로 배출되어 작업장 환경을 어지럽히거나 또는 비산하는 스크랩 칩(SC)에 의하여 작업자가 상해를 입는 것을 방지하기 위해 비산방지커버(50)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

도 3, 도 5, 도 7, 도 9, 및 도 11에 도시된 바와 같이 상기 비산방지커버(50)는 상기 본체(10)의 양측면부, 즉 상기 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B) 사이의 제2 커터(30)에 근접하도록 배열되되,

상기 비산방지커버(50)는 상기 제2 커터(30)의 스윙동작에 의하여 최고점에 달하는 위치를 포함할 수 있는 높이로 제작되어 스크랩 칩(SC)이 외부로 배출되는 것을 완전히 차단할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 스크랩 칩(SC)이 하부 방향으로 자연스럽게 이송될 수 있도록 상기 비산방지커버(50)의 상부 부분은 외측 하부방향으로 경사를 이루는 제1 경사부(51)가 구비되고,

상기 비산방지커버(50)의 하부 부분은 내측 하부방향을 경사를 이루는 제2 경사부(53)가 구비된다.

더 나아가 상기 비산방지커버(50)에는 상기 스크랩의 칩을 하부 방향으로 배출 유도시키기 위한 슬라이드유도판(55)이 구비되는데,

상기 슬라이드유도판(55)은 상기 비산방지커버(50)의 제2 경사부(53) 하단부에 연결되고,

상기 제2 경사부(53)와 동일한 경사면(43)을 이루도록 형성되어 스크랩 칩(SC)이 상기 제2 경사부(53)를 타고 흘러내려와 상기 슬라이드유도판(55)을 타고 본체(10) 하부에 마련된 수거함에 스크랩 칩(SC)이 모아지도록 하여 스크랩 칩(SC)의 수거 작업을 보다 쉽게 수행할 수 있게 된다.

한편 본 발명에 따른 절단장치에서는 용접비드 스크랩(WS)의 절단 작업을 보다 효율적으로 수행하기 위해 절단된 강관(SP)을 투입 및 배출을 감지하여 작업 합리화를 구현하는 것이 바람직하다.

이를 위하여 본 발명에서는 상기 본체(10) 전방 또는 후방, 또는 이들 모두에 감지센서(60)를 설치하게 되는데,

상기 감지센서(60)는 제관 작업을 통하여 성형된 강관(SP)은 커팅장치(400)에 의하여 절단되고, 이렇게 절단된 강관(SP)은 본 발명의 절단장치로 공급되는데,

이때 본 발명의 제2 커터(30)는 양방향으로 스윙동작이 가능하여 한 번의 스트로크로 용접비드 스크랩(WS)을 두 번 절단할 수 있게 된다.

따라서 하나의 절단된 강관(SP)이 상기 커팅다이에 투입된 후, 상기 제2 커터(30)가 일방향으로의 제1 스윙동작 시에 용접비드 스크랩(WS)을 절단하고,

절단작업을 마친 강관(SP)은 배출된 후, 또 다른 하나의 절단된 강관(SP)이 상기 전방 및 후방 제1 커터(20)A)(20B)에 두입되면, 상기 제2 커터(30)가 타방향으로의 제2 스윙동작을 통하여 용접비드 스크랩(WS)을 절단하게 된다.

그러므로 상기한 바와 같이 강관(SP)의 투입과, 상기 제2 커터(40)의 스윙동작이 상호 연관되어 작업이 효율적으로 이루어질 수 있도록 상기 감지센서(60)가 도입되는 것이고,

또한 상기 감지센서(60)에 의하여 감지된 신호는 중앙 컨트롤러에 전송된 후, 전송된 신호에 따라 커팅장치(400), 강관(SP)의 이송장치, 각 거터들 등에 제어신호로 보내어 그에 상응하는 작업을 수행할 수 있게 된다.

한편 본 발명에 따른 절단장치에 의하여 용접비드 스크랩이 절단된 강관을 일정한 장소에 모아지게 되는데,

이때 절단된 강관의 내부에는 용접작업이나, 용접비드를 바이트로 분리해내는 작업 시에 발생하는 이물질들을 제거하기 위해 물과 에어를 고압으로 분사하여 제거하는 블로윙 작업이 수행된다.

그리고 상기 블로윙 작업 시에는 잘려진 상태로 강관 내부에 잔존하는 용접비드 스크랩도 이물질들과 함께 제거됨으로써 별도의 작업 공정을 통하여 용접비드 스크랩을 제거할 필요가 없게 된다.

첨부된 도 1의 미설명 참조부호 '500'은 모니터링 카메라로 바이트에 의하여 강관의 연결부위에 부착된 용접비드의 분리 작업 시, 용접비드의 제거상태나, 바이트와 위치, 마모 상태 등을 모니터링하고,

모니터링된 영상 데이터를 이용하여 작업 상황을 감시하고, 또한 부품의 교체 및/또는 수리 등과 같은 유지관리 작업 등에 보다 신속하게 대응할 수 있도록 총괄적이 감시제어가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치를 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

SP : 강관 WS : 용접비드 스크랩
SC : 스크랩 칩 CP : 절단지점
OP : 투입구
1 : 지지프레임 3 : 지지부
10 : 본체 12 : 장착부
12a : 장착공 12b : 체결홈
13 : 지지블록 14 : 안착구
14a : 체결공 14b : 체결볼트
15 : 결합구 15a : 결합공
16 : 고정브라켓 17 : 보강브라켓
18 : 베어링 19 : 축결합부
19a : 축결합공
20 : 제1 커터 20A : 전방 제1 커터
20B : 후방 제1 커터 21 : 위치조절부
21a : 조절공 21b : 조절볼트
30 : 제2 커터 31 : 오목부
33 : 경사면
40 : 구동수단 41 : 구동실린더
41a : 작동로드 42 : 링크부재
42a : 연결부 43 : 종동축
44 : 래크기어 45 : 피니언기어
46 : 가이드블록 47 : 연결부재
48 : 힌지결합부
50 : 비산방지커버 51 : 제1 경사부
53 : 제2 경사부 55 : 슬라이드유도판
60 : 감지센서
100 : 성형롤러 200 : 용접장치
300 : 바이트 400 : 커팅장치
500 : 모니터링 카메라

Claims (4)

1. 본체;
   상기 본체에 구비되어 절단된 강관이 투입되고, 상호 이격 배열된 한 쌍의 제1 커터;
   상기 한 쌍의 제1 커터 사이에 배열되고, 절단된 강관에 구비된 용접비드 스크랩을 절단하기 위한 제2 커터; 및
   상기 제2 커터의 양방향 스윙동작을 가능하게 하는 구동수단;을 포함하여 이루어지되,
   
   상기 한 쌍의 제1 커터는 원통형 형태를 갖고, 등간격으로 구비된 위치조절부에 의하여 상기 본체와 결합 또는 분리되는 것을 특징으로 하는 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 커터의 양측면에 구비되고, 제1 및 제2 커터에 의한 절단동작 시에 용접비드 스크랩의 유동을 방지하기 위한 오목부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 구동수단은
   상기 본체에 힌지 결합되는 구동실린더와,
   상기 구동실린더의 작동로드에 힌지 결합되는 링크부재와,
   상기 본체에 연결되고, 상기 링크부재와 상기 제2 커터가 결합되는 종동축을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 본체의 양측부에는 상기 커터에 의하여 잘려진 스크랩 칩이 외부로 방출되는 것을 방지하기 위한 비산방지커버가 더 구비되고,
   상기 비산방지커버에는 상기 스크랩의 칩이 하부 방향으로 배출될 수 있도록 유도하는 슬라이드유도판이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 강관 내부의 용접비드 스크랩의 절단장치.

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