KR101410106B1 - 파이프를 가공하는 가공 장치용의 언로딩 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프들을 절단 가공하는 가공 장치용의 언로딩 장치(5)로서, 파이프 길이 방향(X)으로 이동할 수 있고 가공할 파이프(2)의 내부에 삽입될 수 있는 캐칭 랜스(27)를 구비하는 언로딩 장치(5)에 관한 것이다. 언로딩 장치(5)는 캐칭 랜스(27)를 지지하는 높이 방향(Z)으로 이동할 수 있는 적어도 하나의 지지 요소, 특히 롤 형태의 지지 요소 및/또는 절단 가공 동안 파이프(2)로부터 분리할 적어도 하나의 파이프 섹션을 적치하는 높이 방향(Z)으로 이동할 수 있는 적치 면(24)을 포함한다. 본 발명은 그러한 언로딩 장치(5)가 부속된 가공 장치에 의해 파이프를 절단 가공하는 방법에 관한 것이기도 하다.

Description

파이프를 가공하는 가공 장치용의 언로딩 장치{UNLOADING APPARATUS FOR MACHINING APPARATUS FOR MACHINING PIPES}

본 발명은 파이프를 가공하는 가공 장치용의 언로딩(unloading) 장치로서, 파이프 길이 방향(X 방향)으로 이동할 수 있고 가공할 파이프의 내부에 삽입될 수 있는 캐칭 랜스(catching lance)를 구비하는 언로딩 장치 및 그러한 언로딩 장치를 이용한 가공 방법에 관한 것이다.

본 발명의 취지에서, 파이프란 그 길이가 통상적으로 그 횡단면의 길이보다 훨씬 크고 거의 유연성이 없는 재료로 제작된 긴 물체(긴 공작물)를 의미한다. 파이프는 임의의 개방된 또는 폐쇄된 횡단면 형태를 가질 수 있는데, 통용되고 있는 파이프는 원형 파이프 및 사각형 파이프이다. 본 출원의 취지에서, 파이프로부터 레이저 절단에 의해 제조되는 파이프형 부품들을 파이프 부품들로 지칭하기로 한다.

도 1은 파이프(2)를 레이저 절단하는, "TruLaser Tube"로서 공지된 가공 시스템(1)을 도시한 것으로, 그 가공 시스템(1)은 레이저 절단 시스템으로 지칭되고, 임의의 횡단면 형태를 갖는 파이프를 가공하도록 구성되어 있다. 도시된 레이저 절단 시스템(1)은 절단할 파이프(2)를 옆에서 레이저 절단 시스템(1)에 공급하는 공급 장치(3), 파이프(2)로부터 파이프 부품들을 레이저 절단하는 가공 장치(4), 및 절단된 파이프 부품들을 레이저 절단 시스템(1)으로부터 언로딩하는 언로딩 장치(5)를 포함한다. 레이저 절단 시스템(1)의 모든 핵심 기능들은 수치 제어 장치(6)에 의해 제어된다.

공급 장치(3)는 공작물 이동 장치로서의 역할을 하는 회전 및 전진 장치(7), 가이드 레일들(9)을 갖는 머신 베드(machine bed)(8), 및 관통 캐리지 장치(10)를 포함한다. 회전 및 전진 장치(7)는 가이드 레일들(9) 상에서 모터에 의해 구동되어 전진 방향(11)으로 이동할 수 있다. 회전 및 전진 장치(7)는 공급되는 파이프(2) 쪽을 향한 측에 클램핑 장치(12)를 구비하는데, 그 클램핑 장치(12)는 이중 화살표(13)의 방향으로 제어되어 회전할 수 있고, 공급된 파이프(2)를 바깥쪽으로부터 둘러싸서 고정된 상태로 클램핑한다. 공급된 파이프(2)는 머신 베드(8)에 통합된 적어도 하나의 공작물 지지체(14)에 의해 지지된다. 가공 장치(4)의 영역에서는, 파이프(2)가 관통 캐리지 장치(10)를 통해 안내된다. 관통 캐리지 장치(10)는 클램핑된 파이프(2)가 전진 방향으로 안내되면서 고정되지 않은 상태로 클램핑되도록 설계된다. 파이프(2)는 관통 캐리지 장치(10)에서 회전축(13)을 중심으로 회전할 수 있다.

가공 장치(4)는 레이저 빔(16)을 생성하는 레이저 빔 공급원(15), 가공 헤드(17), 및 레이저 빔 공급원(15)으로부터 레이저 빔(16)을 가공 헤드(17)로 안내하는 빔 가이드(18)를 포함한다. 레이저 빔(16)은 가공 헤드(17)로부터 나와서 가공 지점(F)에서 클램핑된 파이프(2)의 외부 둘레 면에 집속된다. 머신 베드(8)의 반대쪽을 향한 관통 캐리지 장치(10) 측에는, 파이프(2)로부터 절단된 파이프 부품들 및 잔여 파이프를 레이저 절단 시스템(1)으로부터 반출하는 언로딩 장치(5)가 마련된다.

레이저 절단 시스템(1)의 생산성을 향상시키기 위해, 도 1에 도시된 레이저 절단 시스템(1)은 파이프(2)를 자동으로 인도 위치에 급송하여 레이저 절단 시스템(1)의 공급 장치(3)에 넘겨주는 자동화 요소로서의 로딩 장치(19)를 구비한다. 레이저 절단 시스템(1)과 로딩 장치(19)로 이루어진 기계적 어셈블리는 제작 셀(20)로 지칭된다.

로딩 장치(19)를 통해 공급된 파이프(2)가 인도 위치에 배치되면, 회전 및 전진 장치(7)는 먼저 가공 헤드로부터 떨어진 출발 위치에 있게 된다. 파이프 가공을 위해, 회전 및 전진 장치(7)는 가공 헤드(17)의 반대쪽을 향한 파이프(2)의 단부가 클램핑 장치(12)의 내부에 놓이게 될 때까지 클램핑 장치(12)를 개방한 채로 그 출발 위치로부터 공급된 파이프(2) 쪽으로 이동한다. 클램핑 장치(12)가 폐쇄되고, 그럼으로써 파이프(2)가 회전 및 전진 장치(7)에 고정된 상태로 클램핑된다. 회전 및 전진 장치(7)와 파이프(2)는 가공 헤드(17) 쪽으로 함께 이동한다. 이때, 파이프(2)는 가공 헤드(17) 쪽을 향한 그 단부가 먼저 관통 캐리지 장치(10)에 들어가고 나서 전진 방향(11)으로 그 관통 캐리지 장치(10)를 통해 이동하는데, 관통 캐리지 장치(10) 내에서는 파이프(2)가 회전축(13)을 중심으로 회전할 수 있다. 파이프(2)는 회전 및 전진 장치(7)를 전진 방향(11)으로 가공 헤드(17)에 대해 이동시킴으로써 원하는 가공 위치로 보내진다.

EP 1 923 166 B1로부터, 스패터 없이(spatter-free) 파이프를 가공할 수 있도록 하기 위해 언로딩 장치에 캐칭 랜스(catching lance)와 스트립퍼(stripper)가 구비되는, 파이프를 레이저 절단하는 가공 장치가 공지되어 있다. 캐칭 랜스는 가공할 파이프의 내부에 삽입될 수 있다. 최종적으로 절단된 파이프 부품들은 캐칭 랜스 상에 적치되고, 파이프의 가공 후에 스트립퍼에 의해 캐칭 랜스로부터 벗겨져 언로딩될 수 있다. 캐칭 랜스와 스트립퍼는 파이프 길이 방향으로 이동할 수 있다.

DE 102 49 106 A1로부터, 제어되어 이동 가능한 캐리지를 파이프 절단기에 배치하되, 가공할 파이프 또는 가공 완료된 파이프를 지지하거나 안내하거나 배출하기 위해 여러 보조 장치들(예컨대, 중공 랜스)을 캐리지에 탑재할 수 있게 하는 것이 공지되어 있다. 캐리지는 보조 장치들을 지지하는 수평 지지 플레이트를 구비하는데, 그 수평 지지 플레이트는 서보 구동 장치에 의해 수직 방향으로 제어되어 이동할 수 있다.

본 발명의 과제는 캐칭 랜스를 구비한 파이프 가공기용 언로딩 장치를 안정적이고 견고하게 형성하고, 캐칭 랜스의 내구 수명을 향상시키며, 특히 가공 대상 파이프의 내면에서 스크래치(scratches)를 방지하는 것이다.

그러한 과제는 캐칭 랜스를 지지하는 높이 방향으로 이동할 수 있는 특히 롤 형태의 적어도 하나의 지지 요소 및/또는 절단 가공 동안 파이프로부터 분리할 적어도 하나의 파이프 섹션을 적치하는 높이 방향으로 이동할 수 있는 적치 면을 구비하는 서두에 언급된 타입의 언로딩 장치에 의해 해결된다. 그러한 언로딩 장치에서는, 파이프 섹션들이 캐칭 랜스 상에 떨어지거나 캐칭 랜스가 파이프 섹션들을 지탱할 때에 캐칭 랜스가 휘어져 처지거나 손상되는 것을 피하기 위해, 캐칭 랜스, 적어도 하나의 파이프 섹션, 또는 그 양자가 지지된다.

캐칭 랜스를 지지하는 높이 조절 가능한 지지 요소는 언로딩 장치의 구성 요소이다. 즉, 그 지지 요소는 회전 및 전진 장치의 반대편을 향한 가공 위치 쪽에 배치된다. 그러한 언로딩 장치에서는, 지지 요소가 높이 방향으로 캐칭 랜스에 맞대어 놓여 캐칭 랜스(영문: catcher)에 대한 지지점으로서 사용될 수 있다. 그것은 랜스가 그 자중으로 인해 또는 그에 꿰어진 파이프 섹션들의 중량으로 인해 휘어져 처지는 것을 방지하고, 그에 따라 어셈블리의 강성이 개선되고 진동이 감소하며 캐칭 랜스의 내구 수명이 증대되는 결과를 가져온다. 그와 같이 하여, 가공의 정확도도 더 좋아지고, 캐칭 랜스와 파이프 사이의 접촉으로 인해 파이프 내면에 스크래치가 생기는 것도 피할 수 있다.

절단된 파이프 섹션들이 캐칭 랜스 상에 떨어질 때에 캐칭 랜스가 휘어져 처지는 것과 캐칭 랜스에 손상이 생기는 것을 방지하기 위해, 파이프, 또는 절단 가공 동안 파이프로부터 분리할 파이프 섹션들을 지지하는 적치 면이 사용될 수 있다. 그를 위해, 적치 면은 가공 지점의 영역에 배치되고, 가공 동안 분리할 적어도 하나의 파이프 섹션을 지지한다. 그 경우, 절단된 파이프 섹션들을 캐칭 랜스로 수용할 필요가 없다. 그 대신, 파이프 섹션은 절단 가공 후에도 적치 면 상에 적치되어 있을 수 있다.

즉, 한편으로 캐칭 랜스가 계속해서 파이프 및 파이프 섹션들의 중심에 배치되어 있으면서도 파이프 내벽과 캐칭 랜스의 접촉이 생기지 않게 하는 것이 가능하다. 다른 한편으로, 파이프 섹션들이 중력의 작용에 의해 제어되지 않고서 랜스 상에 떨어지는 대신에, 적치 면의 제어된(완만한) 하강 이동에 의해 캐칭 랜스 상에 내려 놓이게 될 수 있다. 그와 같이 하여, 파이프 내면에서의 스크래치 및 캐칭 랜스의 손상이 방지된다. 본 발명에 따른 언로딩 장치의 매우 바람직한 형태에서는, 전술한 2가지 조치들이 조합된다.

바람직한 일 구성 형태에 있어서, 바람직하게는 파이프 길이 방향으로 이동할 수 있는 스트립퍼는 특히 지지 롤의 형태로 형성된 지지 요소를 포함한다. 캐칭 랜스를 지지하기 위해, 지지 요소는 높이 방향으로 이동할 수 있게 스트립퍼에 장착될 수 있다. 스트립퍼 그 자체가 높이 방향으로 이동할 수 있게 장착되고, 그에 따라 스트립퍼가 높이 방향으로 이동할 때에 지지 요소도 높이 방향으로 동반 이동하는 것이 바람직하다.

스트립퍼는 전형적으로 캐칭 랜스 상에 배치된 파이프 섹션들을 벗겨내는 스트립핑 요소 및 캐칭 랜스가 놓일 수 있는 하나의 지지 롤 또는 다수의 지지 롤들의 형태의 지지 요소를 포함한다. 캐칭 랜스가 스트립퍼에 대해 이동하면, 캐칭 랜스가 지지 롤 상에서 단지 작은 마찰만을 갖고 구르고, 그에 따라 스트립퍼는 물론 캐칭 랜스도 손상되지 않게 된다.

지지 롤에 의한 지지 시에 캐칭 랜스에 작용하는 힘을 제한하기 위해, 스트립퍼 및/또는 지지 롤은 높이 방향(Z 방향)으로 스프링 로딩식으로 장착된다. 그 경우, 스트립퍼 또는 지지 롤은 전형적으로 중력 방향의 반대 방향으로 작용하는 스프링력을 거슬러 이동할 수 있다.

일 실시 형태에 있어서, 스트립퍼는 파이프 길이 방향 또는 파이프의 전진 방향으로 특히 전형적으로는 스프링력을 거슬러 이동할 수 있게 스트립퍼에 장착되는 스트립핑 요소를 구비한다. 파이프 부품들을 벗겨낼 때에 경우에 따라서는 파이프 부품과 스트립퍼 사이에 재밍(jamming)이 발생할 수 있기 때문에, 전형적으로 플레이트 형태인 스트립핑 요소가 지나치게 큰 하중이 걸릴 때에 과하중 보호책으로서 파이프의 전진 방향(양의 X 방향)으로 회피 이동을 수행할 수 있는 것이 바람직하다. 스트립핑 요소의 회피 이동이 일어나는 힘은 예컨대 기계적 로드 리미터(load limiter)에 의해 무단으로 설정될 수 있다. 파이프의 길이 방향으로의 파이프의 더 이상의 전진을 중단시키기 위해, 회피 이동의 발생은 예컨대 근접 스위치(proximity switch)에 의해 검출될 수 있다.

스트립퍼는 파이프 길이 방향으로 이동할 수 있는 스트립퍼 캐리지에 높이 방향으로 이동 가능하게 배치되는 스트립퍼 홀더를 구비하는 것이 매우 바람직하다. 그러한 구조에서는, 스트립퍼가 가변적으로 위치될 수 있다. 즉, 캐칭 랜스를 따른 스트립퍼의 위치가 절단할 파이프의 다양한 크기들 또는 파이프 섹션들의 수 및 크기에 맞춰 가변적으로 조정될 수 있다.

본 발명의 부가의 구성에 있어서, 적치 면은 파이프 길이 방향(X 방향)으로 이동할 수 있는 적치 캐리지에 형성된다. 적치 캐리지의 적치 면은 파이프 길이 방향뿐만 아니라 적어도 하나의 또 다른 방향으로 (제어되어) 이동할 수 있는 것이 바람직하다. 이때, 또 다른 방향으로의 이동은 적치 캐리지의 이동에 의해 일체로 이루어지거나, 적치 면이 그를 지탱하는 적치 캐리지에 대해 이동함으로써 이루어진다.

적치 면은 파이프의 가공 동안 적치할 또는 지지할 파이프의 아래에 위치되어 Z 방향으로 파이프에 맞대어 놓일 수 있고, 그에 따라 절단된 파이프 부품이 캐칭 랜스 상에 떨어지는 것이 아니라, 아래로부터 적치 면에 의해 지지된다. 가공의 종료 후에, 캐칭 랜스는 파이프 부품과 접촉하여 파이프 표면을 손상하는 일이 없이 파이프 부품으로부터 빼내어질 수 있다. 절단된 파이프 부품은 적치 면으로부터 직접 꺼내질 수 있거나, 적치 캐리지에 의해 파이프 길이 방향으로 다른 위치로 이동하여 거기서 언로딩될 수 있다.

또한, 적치 면이 추가로 파이프 길이 방향과는 다른 적어도 하나의 방향으로 이동할 수 있는 경우, 예컨대 가는 파이프를 가공하여야 하는 경우 그 가는 파이프를 가늘고 짧은 캐칭 랜스 상에 수용하여야 한다면, 스트립퍼 캐리지 또는 캐칭 랜스 캐리지를 직접 가공 지점에 위치시키는 것이 가능하다. 그를 위해, 일 실시 형태에서는, 적치 캐리지가 적치 캐리지의 적치 면을 파이프 길이 방향 또는 머신 축을 가로질러 이동시키는 캔틸레버 암을 구비한다. 그 경우, 적치 면은 캐칭 랜스를 지탱하는 스트립퍼 캐리지 또는 캐칭 랜스 캐리지가 가공 지점의 옆에 위치되어야 할 때에 머신 길이 방향 축으로부터 떨어져 이동할 수 있고, 그에 따라 매우 간단하게 충돌이 방지될 수 있다.

또 다른 구성 형태에 있어서, 적치 면은 높이 조정 가능하게 적치 캐리지에 장착된다. 그 경우, 스트립퍼 캐리지 또는 캐칭 랜스 캐리지가 적치 면의 아래를 통과하여 이동할 수 있거나 그 반대로 될 수 있다. 그를 위해, 예컨대 높이가 제어되어 조정 가능한 캐리지에 적치 면을 장착함으로써 구현될 수 있는 적치 면의 높이 조정은, 적치 면을 그 적치 면에 의해 지지하려는 파이프의 외접 원에 맞대어 놓는 데에도 사용될 수 있다.

이때, 적치 면은 특히 프리즘형으로 형성될 수 있다. 즉, 적치 면의 정점을 이루는 파이프 길이 방향으로 연장되는 에지로부터 출발하여 파이프 길이 방향을 가로질러 양옆으로 상승할 수 있고, 그에 따라 적치 면 상에 놓인 파이프 부품들이 옆으로 굴러 떨어지거나 미끄러져 떨어지는 것이 방지된다.

또 다른 실시 형태에 있어서, 적치 캐리지의 적치 면은 파이프로부터 분리할 파이프 섹션들을 적치하는 제1 위치(적치 면이 수평인 위치)와 파이프로부터 분리된 파이프 섹션들을 배출하는 제2 위치(적치 면이 경사진 위치) 사이에서 선회할 수 있다. 그러한 양 위치들 사이의 선회를 위해, 예컨대 그 피스톤이 적치 면의 자유 단부에 작용하는 유압 실린더 또는 공기압 실린더 형태의 선회 장치가 사용될 수 있다. 그러한 적치 면의 선회 이동에 의해, 적치 면 상에 놓인 파이프 부품들이 매우 간단하게 언로딩될 수 있다.

매우 바람직한 실시 형태에 있어서, 언로딩 장치는 지지 요소를 갖는 스트립퍼뿐만 아니라 적치 면을 갖는 적치 캐리지도 구비하고, 그에 따라 가공 동안 또는 가공 후에 캐칭 랜스는 물론 파이프 또는 파이프 섹션들도 지지될 수 있다. 그와 같이 하여, 매우 우수한 가공의 안정성 및 정밀성이 달성되게 된다.

캐칭 랜스는 서로 별개로 높이 조정 가능한, 즉 파이프 길이 방향에 수직한 Z 방향으로 이동 가능한 2개의 캐칭 랜스 홀더 상에 배치될 수 있다. 그와 같이 하여, 예컨대 캐칭 랜스를 상부 파이프 내면에 맞대어 놓기 위해 캐칭 랜스의 높이를 변경할 수 있을 뿐만 아니라, 캐칭 랜스를 X 축에 대해 각을 이루어 위쪽으로 경사지게 설정할 수도 있다. 그것은 특히 길고 가는 캐칭 랜스를 사용할 경우에 스크래치 없는 파이프의 가공을 가능하게 하는데, 왜냐하면 가공할 파이프에 캐칭 랜스를 삽입할 때에 캐칭 랜스가 파이프 내면과 충돌하거나 파이프 내면에 질질 끌리는 현상을 가져올 수 있는, 캐칭 랜스의 그 자중에 기인한 휨 처짐이 보상될 수 있기 때문이다. 캐칭 랜스 홀더들은 전형적으로 파이프 길이 방향(X 방향)으로 이동할 수 있게 장착된다.

캐칭 랜스 홀더들은 서로 별개로 파이프 길이 방향으로 이동할 수 있는 2개의 캐칭 랜스 캐리지들 상에 장착되는 것이 바람직하다. 그와 같이 하여, 캐칭 랜스 홀더들의 지지 간격은, 의도적으로 변경되어 캐칭 랜스의 길이 및 중량에 기초하여 그리고 가공할 파이프의 지름 및 중량에 기초하여 설정될 수 있게 된다. 캐칭 랜스가 길고 파이프 부품들이 무거운 경우, 캐칭 랜스의 휨 처짐 및 홀더들의 부하를 감소시키기 위해 지지 간격이 커질 수 있다.

일 실시 형태에 있어서, 캐칭 랜스는 그 캐칭 랜스에 작용하는 (양의 X 방향 또는 음의 X 방향으로) 힘이 지나치게 큰 경우에 회피 이동을 수행할 수 있도록 하기 위해 적어도 하나의 캐칭 랜스 홀더에 파이프 길이 방향으로 이동할 수 있게 장착된다. 그러한 이동은 스트립핑 요소에서와 같이 스프링력의 작용을 거슬러 이루어지는데, 회피 이동이 일어나는 하중은 역시 로드 리미터에 의해 설정될 수 있다. 캐칭 랜스에서는, 파이프의 전진 방향(양의 X 방향)으로는 물론 전진 방향의 반대 방향(음의 X 방향)으로도 회피 이동이 이루어지는 것이 바람직한데, 왜냐하면 캐칭 랜스를 파이프에 집어넣을 때뿐만 아니라 파이프로부터 빼낼 때에도 재밍이 발생할 수 있기 때문이다. 회피 이동의 발생은 파이프 길이 방향으로의 캐칭 랜스의 그 이상의 이동을 정지시키기 위해 근접 스위치에 의해 검출될 수 있다.

본 발명의 부가의 구성에 있어서, 언로딩 장치는 파이프 길이 방향을 가로질러 적치 면에 연접되는 경사진 언로딩 면을 구비한다. 이때, 파이프들 또는 파이프 부품들을 제어된 방식으로 수집 용기 또는 운반 장치에 인도하기 위해, 경사진 언로딩 면의 상단이 경사진 위치에 있는 적치 면의 하단의 높이와 일치하는 높이에 배치된다. 파이프 길이 방향으로 적치 캐리지 또는 캐칭 랜스 캐리지의 전체의 이동로에 걸쳐 연장되는 그러한 (고정된) 언로딩 면에 의해, 적치 면이 파이프 길이 방향으로의 이동 시에 제대로 위치되지 않은 수집 용기와 충돌하는 것 그리고 경우에 따라 거기에 걸리게 되는 것이 방지된다.

캐칭 랜스 캐리지, 스트립퍼 캐리지, 및 적치 캐리지는 파이프 길이 방향으로 연장되는 캐리어(길이 방향 캐리어)의 가이드 레일들에 장착될 수 있다. 그러한 가이드 레일들은 매우 간단하고 그에 따라 저렴한 안내를 가능하게 한다. 제어 가능한 구동에 의해, 캐리지들은 가이드 레일들을 따라 서로 별개로 제어되어 이동하여 캐리어를 따른 원하는 위치에 보내질 수 있다. 그러한 가이드 레일들이 절단 가공기 작업장(machine hall)의 바닥에 직접 부착되어 캐리지들이 직접 바닥 상에서 이동할 수도 있음을 알아야 할 것이다. 그 경우, 적치 캐리지의 회피 이동은 예컨대 가이드 레일 중의 하나의 분기선에서 구현될 수 있는데, 그 분기선에서는 적치 캐리지가 파이프 길이 방향과는 다른 방향으로 연장되는 분기된 가이드 레일 섹션을 따라 이동할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 전술한 바와 같은 언로딩 장치가 부속된 레이저 가공 장치에 의해 파이프를 절단 가공하는 방법에 관한 것으로, 그러한 방법은 캐칭 랜스의 수용 개구부가 레이저 빔의 가공 지점에 위치될 때까지 캐칭 랜스를 절단할 파이프의 내부에 삽입하는 단계, 캐칭 랜스가 지지 요소에 의해 및/또는 분리할 적어도 하나의 파이프 섹션이 적치 캐리지의 적치 면에 의해 지지될 때까지 (예컨대, 스트립퍼의 이동에 의해) 지지 요소를 및/또는 적치 면을 높이 방향(Z 방향)으로 이동시키는 단계, 레이저 빔에 의해 파이프로부터 적어도 하나의 파이프 섹션을 분리하는 단계, 및 캐칭 랜스를 파이프 섹션으로부터 되돌아 빼내는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 방법에서는, 파이프를 가공하는 동안 및 절단된 파이프 부품들을 벗겨내는 동안 캐칭 랜스가 스트립퍼의 지지 요소에 의해 지지되고, 그에 따라 캐칭 랜스가 휘어져 처지는 것이 훨씬 덜하거나 아예 없어지고, 진동이 방지될 수 있다. 대안으로 또는 보완적으로, 가공 동안 또는 캐칭 랜스를 집어넣고 빼낼 때에 절단할 또는 절단된 파이프 부품이 적치 캐리지의 적치 면에 의해 지지된다. 그와 같이 하여, 캐칭 랜스와 파이프 내면 사이의 접촉이 완전히 방지되는데, 왜냐하면 캐칭 랜스가 절단된 부품을 수용하는 것이 아니라, 단지 금속 스패터를 반출하는 역할만을 하기 때문이다. 캐칭 랜스는 파이프 중심에 집어 넣어지거나 그로부터 빼내어지고, 절단된 파이프 부품들은 적치 면 상에 놓인 채 남아 있게 된다. 따라서 파이프 내면에서의 스크래치가 방지될 수 있다. 그 경우, 스트립퍼가 반드시 필요하지 않다.

캐칭 랜스는 절단 과정 동안 절단 에지까지의 간격을 줄이기 위해 적어도 하나의 파이프 섹션의 분리 전후에 높이 방향(Z 방향)으로 이동할 수 있는 것이 바람직하다.

부가적으로 또는 대안으로, 캐칭 랜스는 절단할 파이프에 삽입될 때 및/또는 파이프 섹션들로부터 되돌아 빼내질 때에 Z 방향으로 파이프 길이 방향 축(X 축)에 대해 각을 이루어 정렬될 수 있다. 그리하여 길고 가는 랜스의 휨 처짐이 보상되고, 랜스와 파이프 단부 사이의 충돌 및 랜스가 파이프 내면에 질질 끌리는 현상이 방지될 수 있다. 이때, 파이프 길이 방향 축에 대해 각을 이루어 캐칭 랜스를 정렬하는 것은 캐칭 랜스가 지지되는 캐칭 랜스 홀더들을 높이 방향으로 상이한 위치로 보냄으로써 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 캐칭 랜스를 구비한 파이프 가공기용 언로딩 장치에서는, 언로딩 장치가 안정적이고 견고하게 형성되고, 캐칭 랜스의 내구 수명이 향상되며, 특히 가공할 파이프의 내면에서 스크래치가 방지될 수 있다.

이후의 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 본 발명의 또 다른 이점들이 명확히 파악될 것이다. 아울러, 전술한 특징들 및 이제 후술하는 특징들은 각각 단독으로 또는 다수의 임의의 조합들로 사용될 수 있다. 도시되고 설명되는 실시 형태들은 종국적인 열거로 이해되어서는 안 되고, 오히려 본 발명을 기술하기 위한 예시적인 성격을 갖는 것이다. 첨부 도면들 중에서,
도 1은 파이프를 레이저 절단하는 종래의 가공 시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 적치 캐리지, 스트립퍼 캐리지, 및 2개의 캐칭 랜스 캐리지들 상에 고정된 캐칭 랜스를 구비한 언로딩 장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 도 2에 따른 스트립퍼 캐리지 및 2개의 캐칭 랜스 캐리지들 상에 고정된 캐칭 랜스를 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 도 2에 따른 스트립퍼 캐리지를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 캐칭 랜스가 출발 위치 또는 언로딩 위치에 있는 언로딩 장치의 측면도,
도 6은 캐칭 랜스가 가공할 파이프에 삽입된 위치에 있는 언로딩 장치의 측면도,
도 7은 캐칭 랜스가 작업 위치에 있는 언로딩 장치의 측면도.

도 2는 도 1에 도시된 언로딩 장치 대신에 도 1의 레이저 절단 시스템(1)에 사용되는 언로딩 장치(5)를 개략적으로 도시하고 있다. 그러한 언로딩 장치(5)는 파이프 길이 방향(XYZ 좌표계의 X 방향)으로 머신 베드(8)(도 1 참조)에 연접된 캐리어(길이 방향 캐리어)(21)를 구비한다. 캐리어(21)에는 파이프 길이 방향(X)으로 연장된 가이드 레일들(22)이 부착된다.

언로딩 장치(5)는 적치 면(24)을 갖는 적치 캐리지(23), 일측에서 2개의 캐칭 랜스 캐리지들(25, 26)에 장착된 캐칭 랜스(27), 및 스트립퍼 캐리지(28)에 배치된 스트립퍼(29)를 구비한다.

파이프(도 2에 도시되지 않음)의 반대쪽을 향한 횡방향 캐리어(21)의 측면에 부착된 가이드 레일(도 2에 도시되지 않음)에서는 적치 캐리지(23)가 파이프 길이 방향(X)으로 안내된다. 적치 캐리지(23)는 도 1에 도시된 제어 장치(6)를 사용하여 구동 장치(도시되지 않음)에 의해 제어 작동될 수 있고 제어되어 이동할 수 있다. 적치 캐리지(23)의 적치 면(24)은 본 예에서는 프리즘형으로 형성된 적치 테이블로서 형성되는데, 그러한 적치 테이블은 캔틸레버 암(30)에 의해 파이프 길이 방향(X)을 가로지르는 방향(Y 방향)으로 캐리어(21)의 상면을 넘어 세워져 후퇴될 수 있고, 그에 따라 적치 면(24)이 파이프 쪽을 향한 캐리어(21) 측의 영역으로 더 이상 돌출하지 않게 된다. 횡방향 캔틸레버 암(30)은 구동 장치(도시되지 않음)에 의해 이동할 수 있는 적치 캐리지(23)의 Z 방향 캐리지(도시되지 않음)에 부착되고, 그에 따라 적치 캐리지(23)의 적치 면(24)이 높이 방향(Z 방향)으로 프로그램 제어되어[제어 장치(6)에 의함] 이동하여 가공되는 또는 가공할 파이프의 지름 또는 외접 원에 맞대어 놓일 수 있게 된다.

도 2에 도시된 적치 캐리지(23)의 적치 면(24)은 제1 위치와 제2 위치 사이를 선회할 수 있다. 적치 면이 수평인 제1 위치(도 2에 도시되지 않음)에서는, 파이프 부품들이 구르거나 미끄러지는 일이 없이 적치 면(24) 상에 적치된다. 이때, 파이프 부품들을 미가공 파이프로부터 분리하는 동안, 적치 캐리지(23)는 적치하려는 각각의 파이프 부품의 아래에 위치된다. 양옆으로 상승하는 프리즘형 적치 면(24)은 그 위에 놓인 파이프들 또는 파이프 부품들이 옆으로 굴러 떨어지거나 미끄러져 떨어지는 것을 방지한다. 수평 위치에서 적치 면(24) 상에 적치된 파이프 부품들은 후속적으로 파이프 길이 방향(X)으로의 적치 캐리지(23)의 이동에 의해 캐리어(21)를 따라 다른 위치로 운반되어 거기서 수동으로 또는 적치 면(24)의 기울임에 의해 언로딩될 수 있다. 그와 같이 하여, 부품들을 머신 베드 또는 캐리어(21)를 따라 상이한 용기들에 분류하는 것이 가능하게 된다. 언로딩 장치(5)의 길이 방향 축(X)을 따라 상이한 위치들에 파이프 부품들을 배출하기 위해, 적치 캐리지(23)는 파이프 길이 방향(X)으로 프로그램 제어되어 이동한다. 유압 실린더(도시되지 않음)는 적치 면(24)을 제1 위치로부터 적치 면이 경사진 제2 위치(도 2에 도시되어 있음)로 그리고 그 반대로 선회시키는 역할을 한다. 그를 위해, 적치 면(24)의 자유 단부는 유압 실린더의 피스톤 로드와 이동에 있어서 커플링된다.

공정상으로 확실한 파이프 부품들의 언로딩 및 수집 용기 또는 운반 장치에의 명확한 인도를 보장하기 위해, 파이프 길이 방향(X)으로 캐리어(21)의 전체를 따라 연장되는 경사진 언로딩 면(31)이 머신 베드에 부착된다. 이때, 언로딩 면(31)의 상단은 그 경사 위치에 있는 적치 면(24)의 하단에 연접된다. 언로딩 면(31)은 예컨대 이동하는 적치 면(24)이 제대로 위치되지 않은 수집 용기들에 걸리는 것을 방지하는 역할을 한다. 전형적으로, 경사진 언로딩 면(31)의 하단은 그 높이(Z 방향)에 있어 파이프 부품들이 추가의 리프트 장치 없이 유로 격자 박스들(EURO grid boxes)(배출 높이 900㎜)로 배출될 수 있도록 배치된다.

적치 캐리지(23)의 적치 면(24)은 횡방향 캔틸레버 암(30)에 의해 파이프의 반대쪽을 향한 캐리어(21) 측의 후퇴 위치로 옮겨질 수 있다. 즉, 적치 면(24)은 예컨대 스트립퍼 캐리지(28)가 가공 위치(도 1 참조)에 바로 연접하여 위치되어야 할 때에 Y 방향으로 머신 길이 방향 축으로부터 떨어져 이동할 수 있다.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 캐칭 랜스(27)는 파이프 길이 방향(X)으로 이동할 수 있는 캐칭 랜스 캐리지들(25, 26)에 각각 부착된 2개의 캐칭 랜스 홀더들(32, 33)에 장착된다. 캐칭 랜스(27)는 파이프 길이 방향(X)으로 회전 및 전진 장치(7)(도 1 참조) 쪽으로 돌출한다. 캐칭 랜스 캐리지들(25, 26)은 모터 방식의 캐칭 랜스 구동 장치의 구동 유닛에 각각 커플링된다. 구동 유닛은 전기 구동 모터를 구비한다. 전기 구동 모터에 의해 도면들에 상세히 기술되지 않은 구동 기어가 구동되는데, 구동 기어 그 자체는 횡방향 캐리어(21)에 부착된 구동 랙에 맞물린다.

그러한 모터 구동에 의해, 캐칭 랜스 캐리지들(25, 26)이 캐칭 랜스(27)와 커플링되어 그와 공동으로 파이프 길이 방향(X)으로 이동할 수 있다. 그러한 이동 중에, 캐칭 랜스 캐리지들(25, 26)은 길이 방향 가이드에 의해 안내된다. 그러한 길이 방향 가이드는 캐리어(21)에 조립된 가이드 레일을 포함하는 통상의 선형 가이드이다. 통상적으로, 캐칭 랜스 캐리지들(25, 26)에 마련된 캐칭 랜스 측의 통상의 구조의 길이 방향 가이드 장치가 가이드 레일과 연동한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 캐칭 랜스 홀더들(32, 33)은 캐칭 랜스 캐리지들(25, 26)의 배면에 배치된 각각의 전기 구동 모터(도 3에서는 식별할 수 없음)에 의해 피니언(48)과 톱니 벨트(49)를 매개로 하여 서로 별개로 높이 조정될 수 있다. 캐칭 랜스 홀더들(32, 33)을 상이한 Z 위치들에 보냄으로써, 상세히 후술하는 바와 같이 캐칭 랜스(27)가 파이프 길이 방향(X)에 대해 각을 이루어 정렬될 수 있다.

캐칭 랜스(27)가 전적으로 수평 정렬로만 사용되어 X 축에 대한 그 각도를 변경하지 않을 경우, 2개의 캐칭 랜스 홀더들(32, 33)은 예컨대 플레이트 브리지(34)에 의해 기계적으로 서로 커플링된다. 그와 같이 하여, 캐칭 랜스(27) 및 그 위에 놓인 파이프 부품들에 의해 생성되는 모멘트가 일체로 수용될 수 있고, 그럼으로써 어셈블리의 안정성 및 강성이 개선된다. 캐칭 랜스(27)는 플레이트 브리지(34) 상에 배치된 랜스 커플링(35)에 장착되는데, 랜스 커플링(35)은 캐칭 랜스(27)를 교체하는 것을 가능하게 한다. 캐칭 랜스(27)를 파이프(2)에 삽입하거나 캐칭 랜스(27)를 파이프(2)로부터 되돌아 빼낼 때에 충돌이 생길 경우에 캐칭 랜스(27)의 회피 이동을 가능하게 하기 위해, 랜스 커플링(35)은 파이프 길이 방향(X)으로 이동할 수 있게 가이드 레일(36)에 장착된다. 회피 이동이 일어나는 X 방향의 힘은 기계적 로드 리미터(37)에 의해 무단으로 설정될 수 있다. 이때, 회피 이동을 일으키는 힘은 가공할 파이프(2)의 중량 및 크기에 기초하여 또는 캐칭 랜스(27)의 크기 및 길이에 기초하여 맞춰질 수 있다.

캐칭 랜스(27)는 그 자유 단부에 도 3에서 볼 수 있는 수용 개구부(38)를 구비한다. 캐칭 랜스(27)는 그 구조 및 기능 방식에 있어 예컨대 EP 1 454 700 A1에 개시된 냉각 및/또는 플러싱 랜스(cooling and/or flushing lance)와 일치한다. 대안으로, 캐칭 랜스(27)는 플러싱 기능이 없는 "희생 랜스(sacrificial lance)"로서 구성될 수도 있다. 그 경우, 캐칭 랜스는 용접 스패터를 수용하기 위해 플러싱 유체 통로가 없는 스푼 형태의 수용 개구부(38)를 그 단부에 구비한다. 파이프 절단 가공 동안, 수용 개구부(38)는 가공할 파이프(2)의 내부에서 레이저 빔(16)의 가공 지점(F)의 아래에 배치된다(도 1 참조).

플러싱 랜스에서는, 파이프(2)의 내부에서 발생하는 금속 스패터가 수용 개구부(38)를 통해 랜스(27)의 내부에 도달하고, 그곳으로부터 플러싱 매체에 의해 반출된다. 플러싱 매체는 호스를 통해 캐칭 랜스(27)에 제공되고 오물들을 실은 채로 캐칭 랜스(27)로부터 반출된다. 플러싱 매체용 공급 라인 및 배출 라인은 캐칭 랜스 캐리지들(25, 26)에 고정된 견인 체인의 내부에 보호되어 수납된다.

도 4에는, 스트립퍼(29)가 상세하게 도시되어 있다. 스트립퍼(29)는 스트립핑 요소(39) 및 지지 롤 형태의 지지 요소(40)를 포함한다. 스트립핑 요소(39)는 플레이트형으로 형성되고, U자형 통과 개구부(41)를 구비하는데, 그 U자형 통과 개구부(41)에서 캐칭 랜스(27)가 스트립핑 요소(39)를 통과한다. 지지 롤은 스트립퍼 홀더(42)에 회전 가능하게 장착되고, 레이저 절단 가공 동안 및 파이프 섹션들의 언로딩 시에 캐칭 랜스(27)를 지지하는 역할을 한다. 지지 롤에 의해 캐칭 랜스(27)에 작용하는 힘을 제한하기 위해, 스트립퍼 홀더(42)는 Z 방향으로 스프링 로딩식으로 장착되고, 높이 방향(Z 방향)으로 스트립퍼 캐리지(28)에 대해 이동할 수 있다.

스트립퍼(29)가 달린 스트립퍼 캐리지(28)는 모터 방식의 스트립퍼 구동 장치(도시를 생략함)의 구동 유닛과 커플링된다. 모터 방식의 스트립퍼 구동 장치의 구동 유닛은 전기 구동 모터를 포함한다. 전기 구동 모터는 구동 기어를 구동하는데, 구동 기어 그 자체는 구동 랙의 상대 기어와 맞물린다. 그에 상응하여, 구동 랙은 모터 방식의 캐칭 랜스 구동 장치 및 모터 방식의 스트립퍼 구동 장치와 함께 지지 구조물 측 구동 장치를 형성한다. 모터 방식의 스트립퍼 구동 장치에 의해, 스트립퍼(29)가 달린 스트립퍼 캐리지(28)가 파이프 길이 방향(X)으로 레이저 절단 헤드(17)에 대해 이동할 수 있다. 그러한 파이프 길이 방향(X)으로의 이동 시에, 도시되지 않은 길이 방향 스트립퍼 가이드가 스트립퍼 캐리지(28) 또는 스트립퍼(29)를 안내하는 역할을 한다. 그러한 길이 방향 스트립퍼 가이드도 역시 통상의 선형 가이드이다.

파이프 섹션들을 벗겨내는 동안 캐칭 랜스(27)와 각각의 파이프 섹션과 스트립퍼(29) 또는 스트립핑 요소(39) 사이에 재밍(jamming)이 발생할 수 있기 때문에, 너무 큰 하중이 걸릴 경우에 스트립핑 요소(39)가 파이프(2)의 이동 방향(즉, 양의 X 방향)으로 비켜나 피할 수 있어야 할 필요가 있다. 그를 위해, 2개의 텐션 스프링들(44) 및 (또 다른) 기계적 로드 리미터(45)를 포함하는 과하중 보호 장치(43)가 스트립퍼 홀더(42)에 마련된다. 파이프 길이 방향(X)으로의 스트립핑 요소(39)의 회피 길이는 2개의 텐션 스프링들(42)의 스프링 편위에 의해 미리 주어지고, 예컨대 120 ㎜에 달한다. 회피 이동이 일어나기 시작하는 힘은 파이프 부품들 및 랜스(27)의 중량에 기초하여 기계적 로드 리미터(45)에 의해 약 100 N 내지 1500 N의 범위에서 수동으로 설정될 수 있다. 설정된 힘은 로드 리미터(45)에 있는 지시계에 의해 표시된다. 회피 이동이 일어나는 것은 스트립퍼 캐리지(42)에 부착된 근접 스위치(46)에 의해 검출된다. 해당 스위치 플래그는 스트립퍼 홀더(42)가 높이 방향으로 이동할 경우에도 계속해서 근접 스위치(46)를 덮도록 구성된다. 근접 스위치(42)가 작동되면, 캐칭 랜스 캐리지들(25, 26)의 이동이 정지된다.

파이프 가공의 진행 과정은 도 5, 도 6, 및 도 7에 의거하여 명확히 파악될 수 있다.

도 5에는, 파이프 가공기(1)의 언로딩 측이 측면도로 도시되어 있다. 본 예의 경우, 비교적 큰 지름을 갖는 파이프(2)를 가공하려고 한다. 좀 더 잘 식별할 수 있도록 하기 위해, 훨씬 더 작은 지름을 갖는 캐칭 랜스(27)가 도시되어 있다. 그러나 파이프(2)의 내부에 집어 넣어지는 캐칭 랜스(27)는 파이프 지름에 맞춰진 더 큰 지름을 가질 수도 있다. 더 큰 캐칭 랜스 지름은 다시 더 긴 캐칭 랜스 길이를 허용하는데, 왜냐하면 비교적 긴 경로 길이에 걸쳐서도 플러싱 매체의 기능 신뢰성 있는 공급 및 반출을 허용하는 유동 횡단면이 캐칭 랜스(27)의 내부의 플러싱 매체에 제공될 수 있기 때문이다. 또한, 캐칭 랜스(27)의 더 큰 지름은 더 긴 길이에서 요구되는 높은 고유 강성을 갖는 캐칭 랜스를 구성할 가능성을 제공한다.

파이프 절단 가공의 시작 전에, 먼저 레이저 절단 빔을 끈 상태에서 캐칭 랜스(27)와 스트립퍼(29)를 파이프 길이 방향(X)으로 도 6에 도시된 바와 같이 위치시킨다. 그를 위해, 레이저 절단 헤드(17)의 가공 축(47)이 캐칭 랜스(27)의 수용 개구부를 통과하도록 캐칭 랜스 캐리지들(25, 26)을 모터 구동 장치에 의해 수치 제어하여 파이프 길이 방향(X)으로 배치한다. 이때, 캐칭 랜스(27)를 가공할 파이프(2)의 자유 단부에서 파이프 내부로 들여보낸다. 이어서, 파이프 단부를 레이저 절단 헤드(17)의 가공 축(47)을 넘어 원하는 만큼 레이저 절단기(1)의 언로딩 측으로 돌출시킨다.

캐칭 랜스(27)의 길이가 길 때에 그 자중에 기인하여 휨 처짐이 발생할 경우, 그것은 랜스(27)의 경사 세팅에 의해 보상될 수 있다. 그를 위해, 레이저 절단 헤드(17)에 더 가까이 배치된 캐칭 랜스 캐리지(25)의 캐칭 랜스 홀더(32)가 절단 헤드로부터 멀리 떨어져 있는 캐칭 랜스 홀더(33)에 대해 위쪽으로 이동한다. 따라서 캐칭 랜스(27)가 파이프(2)의 내면을 손상시키는 일이 없이 단지 약간 더 큰 내경을 갖는 파이프(2)의 내부에 집어 넣어질 수 있다. 캐칭 랜스(27)의 경사 세팅은 필요에 따라 파이프 길이 방향(X)으로의 그 이동 경로를 따라 변경될 수 있음을 알아야 할 것이다.

가공 전에, 스트립퍼 캐리지(28)를 역시 수치 제어되는 모터 방식의 스트립퍼 구동 장치에 의해 파이프 길이 방향(X)으로 이동시키되, 스트립퍼 캐리지(28)가 레이저 절단 헤드(17)의 가공 축(47)으로부터 파이프 길이 방향(X)으로 파이프 가공 후에 언로딩할 완성 부품의 전체 길이에 맞춰진 간격을 갖게 되는 위치로 이동시킨다. 따라서 스트립퍼(29)에 대해 절단 헤드 쪽으로 돌출한 캐칭 랜스(27)의 부분도 역시 언로딩할 완성 부품의 전체 길이에 맞춰지게 된다.

적치 캐리지(23)를 파이프(2)의 아래에 배치하고, Z 방향으로 파이프(2)에 맞대어 놓는다. 즉, 파이프(2)는 가공 동안 및/또는 가공 후에 적치 면(24)에 의해 지지된다. 그것은 무거운 파이프를 절단하여야 할 경우 또는 스크래치 없이 언로딩하여야 할 경우에 유리하다. 도 6에 도시된 언로딩 위치에서는, 적치 캐리지(23)가 절단 헤드(17)와 스트립퍼 캐리지(28) 사이에서 파이프(2)의 아래에 배치된다. 벽이 얇은 파이프들을 가공하거나 짧은 파이프 부품들을 절단하여야 할 경우, 적치 면(24)에 의한 지지는 불필요하거나 거추장스럽기까지 한다. 그 경우, 적치 면(24)을 횡방향 캔틸레버 암(30)(도 2 참조)에 의해 파이프(2)의 반대쪽을 향한 캐리어(21) 측의 후퇴 위치로 옮길 수 있고, 그에 따라 스트립퍼 캐리지(28)가 가공 위치(F)에 바로 연접하여 위치될 수 있다.

도 7이 도시하고 있는 바와 같이, 캐칭 랜스(27)를 파이프(2) 내에 들여보낸 후에 Z 방향으로의 캐칭 랜스 홀더들(32, 33)의 이동에 의해 캐칭 랜스(27)를 들어올려 상부 파이프 내면의 아래에 밀착하여(예컨대, 약 3 ㎜의 간격을 두고) 위치시킨다. 스트립퍼(29)도 역시 Z 방향으로 올려 지지 롤이 캐칭 랜스(27)를 지지하게 한다.

이제, 파이프 길이 방향(X)으로 회전 및 전진 장치(7)를 고정하고 레이저 절단 빔(16)을 켠 상태에서 회전 및 전진 장치(7)의 클램핑 척(12)을 그에 고정된 파이프와 함께 파이프 둘레 방향으로 360°회전시킨다. 그러한 회전 이동 중에, 파이프 둘레 방향으로 연속된 분리 컷이 파이프(2)에 생성된다. 절단 과정 동안 형성되는 금속 스패터에 의한 파이프 내벽의 오염이 캐칭 랜스(27)에 의해 방지된다. 분리 컷에 의해 파이프(2)로부터 분리된 파이프 섹션을 중력의 작용 하에 저절로 캐칭 랜스(27) 상에 적치하거나 적치 캐리지(23)의 적치 면(24)에 의해 아래쪽으로부터 지지하고, 경우에 따라서는 적치 면(24)의 제어된 이동에 의해 아래쪽으로 캐칭 랜스(27) 상에 적치한다.

이어서, 레이저 절단 빔(16)을 끈 상태에서 회전 및 전진 장치(7)를 레이저 절단 헤드(17) 쪽으로 이동시킴으로써 파이프(2)를 추가 공급할 수 있다. 이때, 캐칭 랜스(27) 상에 꿰어져 있는 파이프 섹션을 파이프(2)의 선단에 의해 스트립퍼(29) 쪽으로 이동시킨다. 추가 공급 이동의 종료 후에, 파이프 길이 방향(X)으로 회전 및 전진 장치(7)를 고정하고 레이저 절단 빔(16)을 켠 상태에서 파이프(2)를 360°회전시킴으로써 또 다른 분리 컷을 생성한다. 이때 분리된 파이프 섹션도 역시 저절로 또는 적치 면(24)에 의해 지지되도록 하여 캐칭 랜스(27) 상에 놓는다. 전술한 분리 과정은 또 여러 번 반복될 수 있고, 그에 따라 스트립퍼(29)에 대해 절단 헤드 쪽으로 돌출한 캐칭 랜스(27)의 부분이 파이프 섹션들에 의해 거의 덮일 때까지 또 다른 파이프 섹션들이 분리되어 역시 캐칭 랜스(27) 상에 꿰어지게 된다.

파이프 섹션들의 언로딩을 위해, 적치 캐리지(23)의 적치 면(24)을 경사진 언로딩 위치로 선회시킨다. 이어서, 캐칭 랜스(27)를 도 7에 따른 그 작업 위치로부터 도 5에 따른 언로딩 위치로 수치 제어하여 이동시킨다. 이때, 캐칭 랜스(27)는 스트립퍼(29)에 대한 상대 이동을 수행한다. 그러한 상대 이동으로 인해, 그 지름이 스트립퍼(29)에 있는 통과 개구부(41)의 폭보다 큰 파이프 섹션들이 스트립퍼(29)에 의해 캐칭 랜스(27)로부터 벗겨진다. 파이프 섹션들은 중력의 작용 하에 적치 캐리지(23)의 (경사져 세팅된) 적치 면(24) 상에 떨어지고 나서 경사진 언로딩 면(31) 상을 구르거나 미끄러져 내리고, 그곳으로부터 상세하게 도시되지 않은 완성 부품 용기들에 적치되며, 최종적으로 레이저 절단 시스템(1)의 근역으로부터 반출된다.

대안으로, 캐칭 랜스(27)를 빼내는 동안 적치 캐리지(23)의 적치 면(24)을 수평 위치로 설정할 수도 있다. 그 경우, 파이프 섹션들은 적치 면(24) 상에 떨어져 거기에 그대로 놓여 있게 된다. 캐리어(21)를 따라 적치 캐리지(23)를 이동시키고 이어서 적치 면(24)을 기울임으로써, 원하는 위치에서 파이프 부품들을 언로딩할 수 있다.

파이프 부품들이 무거운 경우 또는 캐칭 랜스(27)를 빼내는 동안 파이프 내면의 스크래칭을 피해야 할 경우, 절단된 파이프 부품들을 적치 캐리지(23)에 의해 언로딩한다. 그 경우, 분리 커팅 동안 파이프(2)는 (수평으로 세팅된) 적치 면(24)에 의해 아래쪽으로부터 지지된다. 절단된 파이프 부품들은 적치 면(24) 상에 그대로 놓여 있고, 캐칭 랜스(27) 상에 적치되지 않는다. 가공의 종료 후에, 캐칭 랜스(27)를 Z 방향으로 파이프 중심까지 하강시키고, 파이프 내면과 접촉함이 없이 절단된 파이프 부품들로부터 빼낸다. 이어서, 완성된 파이프 부품들을 적치 캐리지(23)에 의해 캐리어(21)를 따라 임의의 지점으로 옮기고, 적치 면(24)을 기울임으로써 언로딩할 수 있다.

2: 파이프 4: 가공 장치
5: 언로딩 장치 16: 레이저 빔
21: 캐리어 23: 적치 캐리지
24: 적치 면 27: 캐칭 랜스
28: 스트립퍼 캐리지 29: 스트립퍼
30: 캔틸레버 암 31: 언로딩 면
32, 33: 캐칭 랜스 캐리지 38: 수용 개구부
39: 스트립핑 요소 40: 지지 요소
42: 스트립퍼 홀더 X: 파이프 길이 방향
Y: 횡방향 Z: 높이 방향

Claims (16)

1. 파이프(2)를 절단 가공하는 가공 장치(4)용의 언로딩 장치(5)로서, 파이프 길이 방향(X)으로 이동할 수 있고 가공할 파이프(2)의 내부에 삽입될 수 있는 캐칭 랜스(27)를 구비하는 언로딩 장치(5)에 있어서,
   i) 캐칭 랜스(27)를 지지하는 높이 방향(Z)으로 이동할 수 있는 하나 이상의 지지 요소(40)와, 스트립핑 요소(39)를 구비하는 스트립퍼(29), 또는
   ii) 절단 가공 동안 파이프(2)로부터 분리할 하나 이상의 파이프 섹션을 적치하는 높이 방향(Z)으로 이동할 수 있는 적치 면(24),
   을 포함하거나, i) 및 ii) 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립퍼(29)는 파이프 길이 방향(X)으로 이동할 수 있고, 상기 스트립퍼(29)가 상기 캐칭 랜스(27)를 지지하는 상기 지지 요소(40)를 포함하며, 상기 스트립퍼(29)는 높이 방향(Z)으로 이동할 수 있게 지지되는 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 스트립퍼(29), 지지 요소(40), 또는 양자 모두는 높이 방향(Z)으로 스프링 로딩식으로 장착되는 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 스트립퍼(29)가 상기 캐칭 랜스(27)를 지지하는 상기 지지 요소(40)를 포함하고, 상기 스트립핑 요소(39)는 파이프 길이 방향(X)으로 이동할 수 있게 상기 스트립퍼(29) 상에 지지되는 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 스트립퍼(29)는 파이프 길이 방향(X)으로 이동할 수 있는 스트립퍼 캐리지(28)에 높이 방향(Z)으로 이동할 수 있게 장착되는 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 적치 면(24)은 파이프 길이 방향(X)으로 이동할 수 있는 적치 캐리지(23)에 형성되는 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 적치 캐리지(23)는 파이프 길이 방향(X)을 가로질러 이동할 수 있거나, 적치 캐리지(23)의 적치 면(24)을 파이프 길이 방향(X)을 가로질러 이동시키는 캔틸레버 암(30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
8. 제 6 항에 있어서, 적치 면(24)은 적치 캐리지(23)에 높이 조정 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
9. 제 6 항에 있어서, 적치 캐리지(23)의 적치 면(24)은 적치 면(24)의 정점을 이루는 파이프 길이 방향(X)으로 연장된 에지로부터 출발하여 파이프 길이 방향(X)을 가로질러 양옆으로 상승하는 형태의 프리즘형인 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
10. 제 6 항에 있어서, 적치 캐리지(23)의 적치 면(24)은 파이프 섹션들을 적치하는 제1 위치와 파이프 섹션들을 배출하는 제2 위치 사이에서 선회할 수 있는 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
11. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 캐칭 랜스(27)는 하나 이상의 캐칭 랜스 홀더(32, 33)에 파이프 길이 방향(X)으로 이동할 수 있게 장착되는 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
12. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서, 파이프 길이 방향(X)을 가로지르는 방향(Y)으로 적치 캐리지(23)의 적치 면(24)에 연접되고 파이프 길이 방향(X)으로 연장되는 경사진 언로딩 면(31)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.
13. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 따른 언로딩 장치(5)가 부속된 레이저 가공 장치(4)에 의해 파이프(2)를 절단 가공하는 방법으로서,
    캐칭 랜스(27)의 수용 개구부(38)가 레이저 빔(16)의 가공 지점(F)에 위치될 때까지 캐칭 랜스(27)를 절단할 파이프(2)의 내부에 삽입하는 단계,
    캐칭 랜스(27), 분리할 하나 이상의 파이프 섹션, 또는 양자 모두가 지지될 때까지 지지 요소(40), 적치 면(24), 또는 양자 모두를 높이 방향(Z)으로 이동시키는 단계,
    레이저 빔(16)에 의해 파이프(2)로부터 하나 이상의 파이프 섹션을 분리하는 단계, 및
    캐칭 랜스(27)를 파이프 섹션으로부터 되돌아 빼내는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 가공 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 하나 이상의 파이프 섹션을 분리하기 이전에 또는 이후에 캐칭 랜스(27)를 높이 방향(Z)으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 절단 가공 방법.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 캐칭 랜스(27)를 파이프 섹션으로부터 되돌아 빼내는 단계에서, 하나 이상의 파이프 내면과 접촉함이 없이 캐칭 랜스(27)를 빼내는 것을 특징으로 하는 절단 가공 방법.
16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지 요소는 롤 형태인 것을 특징으로 하는 언로딩 장치.

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