KR101486053B1

KR101486053B1 - 파이프 가공장치

Info

Publication number: KR101486053B1
Application number: KR20130089337A
Authority: KR
Inventors: 이재학
Original assignee: 이재학
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2015-01-23

Abstract

본 발명은 하나의 동력원으로 파이프의 회전과 연동되어 토치가 전후진 되면서 파이프의 형상을 라운드지게 가공할 수 있는 파이프 가공장치를 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 파이프를 고정하는 고정부; 상기 고정부의 중심과 연결되는 수평회전축 및, 상기 수평회전축을 회전시키는 구동모터를 포함하는 구동부; 상기 수평회전축의 일단에 설치되는 구동베벨기어 및 상기 구동베벨기어와 치합되어 상기 구동베벨기어의 회전중심을 수평회전축의 회전중심방향에 직교되는 방향으로 변환시키는 종동베벨기어를 포함하는 기어부; 상기 종동베벨기어의 중심과 연결되는 수직회전축, 상기 수직회전축과 결합되어 상기 수직회전축을 중심으로 회전하는 회전판, 상기 회전판 상면의 지름방향으로 형성되는 가이드홈 및, 상기 가이드홈을 따라 이동 및 고정 가능하게 설치되는 반경조절구를 포함하는 종동회전부; 상기 반경조절구와 결합되어 상기 회전판의 회전에 따라 전후진되는 토치이송부; 및, 상기 파이프의 상부에 배치되며, 상기 토치이송부의 일측과 결합되는 토치부;를 포함하여 이루어져, 상기 구동부의 동력으로 파이프가 회전되며, 이에 연동되어 상기 토치부가 전후진 되면서 파이프의 형상을 가공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 가공장치 {Pipe processing equipment}

본 발명은 파이프 가공장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 하나의 동력원을 통해 파이프의 회전과 토치의 전후진을 구동하여 파이프의 형상을 가공할 수 있는 파이프 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로 파이프 단부의 형상을 라운드지게 가공할 시에는 상기 파이프를 고정척과 같은 별도의 고정장치에 고정결합시킨 후, 작업 받침대의 작업 공간 내에서 절단기 또는 용접기를 수동으로 조작하여 파이프를 가공하게 된다.

이와 같은 경우, 작업자의 작업자세가 일정치 못해 작업자의 피로도가 극심해져 작업을 원활히 수행하지 못하며 가공 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 종래에는 다양한 구경을 갖는 파이프를 척으로 고정한 상태에서 회전시키거나 길이방향으로 이동시키고, 더불어 파이프를 가공하기 위한 토치를 상하좌우로 이동 또는 회전시켜 파이프 가공공정을 자동화하고 있다.

그러나, 상기한 종래 기술은 파이프를 회전시키기 위한 구동장치와 토치의 움직임을 위한 구동장치가 각각 장착됨으로써 파이프 가공장치의 구조가 매우 복잡할 뿐만 아니라, 파이프 가공장치의 제작 시 난해하고 까다로운 문제가 있어 왔다. 이로 인해, 파이프 가공장치의 제작비용이 증가하게 되는 다른 폐단이 있어 이를 개선하기 위한 기술의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

KR

10-2003-0090221

A

KR

10-0915223

B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하나의 동력원으로 파이프의 회전과 연동되어 토치가 전후진 되면서 파이프의 형상을 라운드지게 가공할 수 있는 파이프 가공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 파이프의 단부 형상을 라운드지게 가공함에 있어 라운드의 곡률반경을 조절할 수 있는 파이프 가공장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파이프 가공장치는, 파이프를 고정하는 고정부; 상기 고정부의 중심과 연결되는 수평회전축 및, 상기 수평회전축을 회전시키는 구동모터를 포함하는 구동부; 상기 수평회전축의 일단에 설치되는 구동베벨기어 및 상기 구동베벨기어와 치합되어 상기 구동베벨기어의 회전중심을 수평회전축의 회전중심방향에 직교되는 방향으로 변환시키는 종동베벨기어를 포함하는 기어부; 상기 종동베벨기어의 중심과 연결되는 수직회전축, 상기 수직회전축과 결합되어 상기 수직회전축을 중심으로 회전하는 회전판, 상기 회전판 상면의 지름방향으로 형성되는 가이드홈 및, 상기 가이드홈을 따라 이동 및 고정 가능하게 설치되는 반경조절구를 포함하는 종동회전부; 상기 반경조절구와 결합되어 상기 회전판의 회전에 따라 전후진되는 토치이송부; 및, 상기 파이프의 상부에 배치되며, 상기 토치이송부의 일측과 결합되는 토치부;를 포함하여 이루어져, 상기 구동부의 동력으로 파이프가 회전되며, 이에 연동되어 상기 토치부가 전후진 되면서 파이프의 형상을 가공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

삭제

그리고, 상기 토치이송부는 상기 종동회전부의 일측과 연결되는 연결부재, 일단이 상기 연결부재와 힌지결합되고, 타단이 상기 토치부와 결합되는 레일 및, 상기 레일이 전후진 가능하도록 상기 레일을 지지하는 적어도 하나 이상의 레일가이드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 토치부는 토치, 상기 토치를 분리가능하게 고정하는 제1 홀더, 상기 제1 홀더의 일단과 결합하는 수직바, 상기 수직바를 분리가능하게 고정하여 제1 홀더를 승강 가능케 하는 제2 홀더 및, 상기 제2 홀더의 일단과 회전가능하게 결합하여, 상기 토치의 각도를 조절하는 토치각도조절부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

하나의 동력원으로 파이프의 회전과 동시에 토치의 전후진을 구동할 수 있게 됨으로써, 비교적 간단한 구조로 제작할 수 있어 제작비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 파이프 단부를 라운드지게 가공함에 있어 곡률반경을 조절할 수 있게 됨으로써, 파이프를 다양한 형상으로 가공할 수 있는 또 다른 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 파이프 가공장치를 나타낸 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종동회전부(400), 토치이송부(500) 및 토치부(600)를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 A-A를 나타낸 단면도이다.
도 4는 토치부(600)가 전후진되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 순서에 따라 가공된 파이프의 형상을 나타낸 도면이다.
도 6은 기어부(300)의 조작하여 가공된 파이프 형상을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 파이프 가공장치를 측면도로 나타낸 도 1과, 상기 도 1에 도시된 400, 500, 600을 평면도로 나타낸 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 파이프 가공장치는 크게, 고정부(100), 구동부(200), 기어부(300), 종동회전부(400), 토치이송부(500) 및 토치부(600)를 포함하여 이루어진다.

상기 고정부(100)는 파이프(P)를 길이방향으로 고정하는 것으로, 자세하게 상기 고정부(100)는 파이프(P) 후단부의 외주면을 척킹(chucking)하는 척(chuck)으로 이루어진다.

그리고, 상기 구동부(200)는 고정부(100)의 일측에 결합되어 파이프(P)를 중심으로 상기 고정부(100)를 회전시키는 것으로, 자세하게 상기 구동부(200)는 고정부(100)의 후단에 결합되며 수평회전축(210) 및 구동모터(220)를 포함하여 이루어진다. 상기 수평회전축(210)은 고정부(100)의 중심과 연결되는데, 즉 상기 파이프(P)와 고정부(100) 및 수평회전축(210)의 중심축이 일치되게 상기 고정부(100)의 중심과 연결된다. 여기서, 수평회전축(210)은 적어도 하나 이상의 베어링(미도시)을 설치하여 선반이나 지그 상에 지지될 수 있게 하는 것이 바람직할 것이다. 상기 구동모터(220)는 수평회전축(210)의 일측에 배치되어 상기 수평회전축(210)을 회전시키는 것으로, 상기 구동모터(220)는 수평회전축(210)과 동일선상에 배치될 수 있으나 바람직하게는 구동모터(220)와 수평회전축(210)은 상호 기어에 의해 연동되어 구동모터의 동력이 수평회전축(210)에 전달되게 한다. 이로 인해, 상기 파이프(P)는 중심의 수평방향을 회전축으로 회전가능하게 된다.

다음으로, 상기 기어부(300)는 구동부(200)와 연결되어 상기 구동부(200)의 회전방향을 변환시키는 것으로, 구동베벨기어(310) 및 종동베벨기어(320)를 포함하여 이루어진다. 상기 구동베벨기어(310)는 구동부(200)의 일단에 설치되는 것으로, 자세하게는 상기 구동부(200)의 수평회전축(210) 후단에 설치된다. 그리고, 상기 종동베벨기어(320)는 구동베벨기어(310)와 치합되어 상기 구동부(200)의 회전방향을 변환시키게 되며, 상기 구동부(200)의 동력을 종동회전부(400)에 전달가능하게 한다. 즉, 상기 구동부(200)는 중심의 수평방향을 회전축으로 회전하였다면, 상기 종동베벨기어(320)에 의해 구동부(200)의 수평방향 회전축이 직교하는 방향으로 변환되어 상기 종동회전부(400)는 중심의 수직방향을 회전축으로 회전가능하게 된다. 여기서, 상기 종동베벨기어(320)의 하부에는 종동베벨기어(320)를 회전가능하게 지지하는 베어링(미도시)을 설치하여 선반이나 지그상에 지지될 수 있게 한다.

이어서, 상기 종동회전부(400)는 기어부(300)와 연결되어 상기 구동부(200)의 구동력에 의해 연동되어 회전되는 것으로, 수직회전축(410), 회전판(420), 가이드홈(430) 및 반경조절구(440)를 포함하여 이루어진다. 상기 수직회전축(410)은 기어부(300)의 상부 중심과 연결되는 것으로, 자세하게 상기 수직회전축(410)은 종동베벨기어(320)의 중심과 연결되어 중심의 수직방향을 회전축으로 회전하는 축이다. 그리고, 상기 회전판(420)은 수직회전축(410)을 중심으로 회전하는 것으로, 자세하게 상기 회전판(420)의 중심과 수직회전축(410)의 중심축을 일치시켜 상호 결합하여 수직회전축(410)의 회전에 의해 회전판(420)이 회전되게 한다. 이와 함께, 상기 가이드홈(430)은 회전판(420)에 형성되는 것으로, 자세하게 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전판(420)의 상면에 회전판(420)의 지름방향으로 형성되어 반경조절구(440)가 삽입 설치된다. 이어서, 상기 반경조절구(440)는 가이드홈(430)을 따라 이동 및 고정가능하게 설치되는 것으로, 상기 반경조절구(440)의 하부는 상기 가이드홈(430)의 단면형상과 대응되게 형성되어 상기 가이드홈(430)에 슬라이딩 가능하게 하고, 도면에 도시하지 않았으나 상기 가이드홈(430)에는 탈부착되는 스토퍼를 설치하여 슬라이딩되는 반경조절구(440)를 고정가능하게 하여, 상기 가이드홈(430)을 따라 이동 및 고정가능하게 설치되게 한다. 이러한, 상기 반경조절구(440)는 토치부(600)와 연결되는 토치이송부(500)와 연결되어 상기 회전판(420)이 회전함에 따라 상기 토치부(600)를 전후진 가능하게 하며, 상기 가이드홈(430)을 따라 이동시켜 토치부(600)가 전후진되는 거리를 조절하여 파이프(P)를 라운드지게 가공할 시 라운드의 곡률반경을 조절할 수 있게 된다.

그리고, 상기 토치이송부(500)는 종동회전부(400)의 일측과 연결되어 상기 종동회전부(400)의 회전에 따라 전후진되는 것으로, 연결부재(510), 레일(520) 및 레일가이드(530)를 포함하여 이루어진다. 상기 연결부재(510)는 종동회전부(400)의 일측과 연결되는 것으로, 자세하게 상기 연결부재(510)는 반경조절구(440)의 상부와 결합되어 상기 회전판(420)의 회전에 따라 반경조절구(440)와 함께 원을 그리며 움직인다. 이와 함께, 상기 레일(520)은 일단이 상기 연결부재(510)와 회전가능하도록 힌지결합되고 타단이 상기 토치부(600)와 결합된다. 이어서, 상기 레일가이드(530)는 레일(520)이 전후진 가능하도록 레일(520)을 지지하는 것으로 적어도 하나 이상 설치된다. 자세하게, 상기 레일가이드(530)는 레일(520)을 직선왕복운동 가능하게 지그 등으로부터 지지하는 베어링과 같은 기능을 하게 되는 것으로, 일측면이 레일(520) 형상과 대응되게 형성되어 레일(520)이 직선왕복운동할 수 있게 된다.

이와 함께, 상기 토치부(600)는 파이프(P)의 상부에 배치되며, 상기 토치이송부(500)의 일측과 결합되어 파이프(P)의 형상을 가공하게 되는 것으로, 토치(610), 제1 홀더(620), 수직바(630), 제2 홀더(640) 및 토치각도조절부재(650)를 포함하여 이루어진다. 상기 토치(610)는 파이프(P)의 상부에 배치되어 파이프(P)의 단부 형상을 가공하는 것으로 용접, 연삭, 연마, 그리인더, 절단 등의 토치로 사용될 수 있으나 본 명세서에는 플라즈마 절단 토치로 설명하기로 한다. 그리고, 상기 제1 홀더(620)는 토치(610)를 분리가능하게 고정하는 것으로, 자세하게 상기 토치(610)의 외주면을 감싸서 클램핑 가능한 구조를 가지게 된다. 이어서, 상기 수직바(630)는 제1 홀더(620)의 일단과 결합하는 것으로, 자세하게 하단이 상기 제1 홀더(620)의 후단부와 결합하여 상기 제2 홀더(640)의 조작에 따라 승하강되어 상기 토치(610)의 높이를 조절할 수 있게 한다. 그리고, 상기 제2 홀더(640)는 수직바(630)를 분리가능하게 고정하여 제1 홀더(620)를 승강 가능케 함으로써 상기 토치(610)의 높이를 조절할 수 있게 한다. 이러한, 상기 제2 홀더(640)는 수직바(630)의 외주면을 감싸서 클램핑 가능한 구조를 가지게 된다. 이어서, 상기 토치각도조절부재(650)는 제2 홀더(640)의 일단과 회전가능하게 힌지결합되어, 상기 제2 홀더(640)의 각도를 조절할 수 있게 되는 구조를 가지게 되어 상기 토치(610)의 각도 조절을 가능하게 한다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 파이프 가공장치는 상기 구동부(200)의 동력으로 파이프(P)가 회전됨과 동시에, 상기 파이프(P)의 회전과 연동되어 상기 토치부(600)가 전후진 되면서 파이프(P)의 단부 형상을 라운드지게 가공할 수 있게 된다. 이것을 상기 도 1 내지 도 2 및, 파이프(P)의 일회전 시 상기 종동회전부(400)가 일회전하여 상기 토치부(600)가 전후진 왕복이동하게 되는 과정을 도시한 도 4와, 상기 도 4의 과정에 따라 가동된 파이프(P)를 전개도(a)와 측면도(b)로 도시한 도 5와, 상기 기어부(300)의 기어비를 변경하여 파이프(P)의 일회전 시 상기 종동회전부(400)가 다회전되어 가공된 파이프(P)의 전개도(a)와 측면도(b)로 도시한 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

상기 파이프(P)가 일회전 할 시 이에 연동되어 상기 종동회전부(400)는 일회전할 수 있도록 상기 기어부의 기어비를 셋팅하면, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 토치(610)를 파이프(P)의 단부측에 배치하고 상기 레일(520)과 상기 반경조절구(440)가 수평으로 일치된 초기상태(L0)를 기준으로 순차적으로, 상기 반경조절구(440)가 시계방향으로 45도, 90도, 180도 회전하면 토치부(600)는 L1, L2, L3 만큼 전진하게 되고, 상기 반경조절구(440)가 270도, 315도, 360도 회전하면 토치부(600)는 L2, L3만큼 후진하여 마지막에는 LO로 복귀하게 된다. 이러한, 상기 토치부(600)의 전후진 거리는 상기 반경조절구(440)를 조작하여 변경가능하며 이로 인해, 파이프(P)의 라운드 곡률반경을 조절할 수 있게 된다. 이렇게, 상기 파이프(P)의 회전에 따라 전후진되는 토치부(600)에 의해 가공된 파이프의 형상은 도 5로 확인할 수 있게 된다. 여기서, 상기 연결부재(510)와 레일(520)의 힌지결합을 해제한 후 상기 구동부(200)를 구동하면 파이프(P)의 회전에 따라 토치부(600)를 수동으로 전후진 시키면서 파이프(P)의 형상을 가공할 수 있음을 주지하는 바이다.

다음으로, 파이프(P)의 일회전 시 상기 종동회전부(400)가 다회전할 수 있도록 상기 기어부(300)의 기어비를 변경하여 도 6에 도시된 바와 같이 파이프(P) 단부의 라운드 형상을 다양하게 가공할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 하나의 동력원으로 파이프의 회전과 연동되어 토치가 전후진 되면서 파이프의 형상을 라운드지게 가공할 수 있으며, 파이프의 단부 형상을 라운드지게 가공함에 있어 라운드의 곡률반경을 조절할 수 있는 파이프 가공장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 그리고 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주내에서 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에게 있어 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

100: 고정부 200: 구동부
210: 수평회전축 220: 구동모터
300: 기어부 310: 구동베벨기어
320: 종동베벨기어 400: 종동회전부
410: 수직회전축 420: 회전판
430: 가이드홈 440: 반경조절구
500: 토치이송부 510: 연결부재
520: 레일 530: 레일가이드
600: 토치부 610: 토치
620: 제1 홀더 630: 수직바
640: 제2 홀더 650: 토치각도조절부재

Claims

파이프(P)를 고정하는 고정부(100);
상기 고정부(100)의 중심과 연결되는 수평회전축(210) 및, 상기 수평회전축(210)을 회전시키는 구동모터(220)를 포함하는 구동부(200);
상기 수평회전축(210)의 일단에 설치되는 구동베벨기어(310) 및 상기 구동베벨기어(310)와 치합되어 상기 구동베벨기어(310)의 회전중심을 수평회전축(210)의 회전중심방향에 직교되는 방향으로 변환시키는 종동베벨기어(320)를 포함하는 기어부(300);
상기 종동베벨기어(320)의 중심과 연결되는 수직회전축(410), 상기 수직회전축(410)과 결합되어 상기 수직회전축(410)을 중심으로 회전하는 회전판(420), 상기 회전판(420) 상면의 지름방향으로 형성되는 가이드홈(430) 및, 상기 가이드홈(430)을 따라 이동 및 고정 가능하게 설치되는 반경조절구(440)를 포함하는 종동회전부(400);
상기 반경조절구(440)와 결합되어 상기 회전판(420)의 회전에 따라 전후진되는 토치이송부(500); 및,
상기 파이프(P)의 상부에 배치되며, 상기 토치이송부(500)의 일측과 결합되는 토치부(600);를 포함하여 이루어져,
상기 구동부(200)의 동력으로 파이프(P)가 회전되며, 이에 연동되어 상기 토치부(600)가 전후진 되면서 파이프(P)의 형상을 가공할 수 있는 것을 특징으로 하는 파이프 가공장치.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 토치이송부(500)는,
상기 종동회전부(400)의 일측과 연결되는 연결부재(510),
일단이 상기 연결부재(510)와 힌지결합되고, 타단이 상기 토치부(600)와 결합되는 레일(520) 및,
상기 레일(520)이 전후진 가능하도록 상기 레일(520)을 지지하는 적어도 하나 이상의 레일가이드(530)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프 가공장치.
제1항에 있어서,
상기 토치부(600)는,
토치(610),
상기 토치(610)를 분리가능하게 고정하는 제1 홀더(620),
상기 제1 홀더(620)의 일단과 결합하는 수직바(630),
상기 수직바(630)를 분리가능하게 고정하여 제1 홀더(620)를 승강 가능케 하는 제2 홀더(640) 및,
상기 제2 홀더(640)의 일단과 회전가능하게 결합하여, 상기 토치(610)의 각도를 조절하는 토치각도조절부재(650)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프 가공장치.