KR101531573B1 - 파이프 절단 및 개선 장치 - Google Patents

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KR101531573B1
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Abstract

파이프 절단 및 개선 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 파이프 절단 및 개선 장치는 파이프의 중심과 오비탈 회전중심을 일치시키고자 상기 파이프를 센터링하도록 상하로 이동되는 파이프 센터링부와, 상기 센터링된 파이프를 클램핑하는 파이프 클램핑부와, 상기 클램핑된 파이프에 대한 절단 및 개선 작업을 행하는 오비탈 작동부와, 상기 파이프 센터링부와, 파이프 클램핑부 및 오비탈 작동부의 구동을 제어하는 콘트롤러를 포함할 수 있다.

Description

파이프 절단 및 개선 장치{PIPE CUTTING AND BEVELING APPARATUS }
본 발명은 파이프 절단 및 개선 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 가스 또는 원유의 수송을 위한 해저 파이프라인은 특수 파이프부설선 또는 바지선으로부터 제어된 상태에서 전개되어 해저에 깔리면서 부설되는 바, 파이프라인은 부설선에서 단위길이의 각 파이프 섹션으로부터 조립되거나(이를 스토브파이프조립(stovepiping)이라 한다), 부설선에 착설된 하나 이상의 릴(reel)로부터 풀리어 나가도록 되어 있다(이를 릴 파이프부설이라 한다).
스토브파이프 조립 방법과 릴 파이프부설 방법 모두 도 1에 도시된 바와 같이, 작업 수심, 파이프 종류, 파이프 직경 등의 작업조건에 따라 S-부설(laying), J-부설, 릴(Reel)-부설, 플렉스(Flex)-부설 방식으로 분류되며, 각각 기능적 장단점이 상이하며, 복수의 파이프 설치 방식을 적용한 멀티 부설(Multi-laying) 방식이 추세이다.
일반적으로 S-lay방식을 채택하는 경우 해저 파이프 부설선에서 9~12m의 파이프를 면취 및 용접 및 검사를 수행한 이후에 해저로 내려보내는 작업을 반복하는데 본 발명은 원활하게 용접이 되도록 파이프의 양끝단에 개선(beveling)작업을 실시하고, 또한 용접시 불량이 발생된 파이프를 절단(cutting)하는 용도로 사용될 수 있다. 발명의 배경이 되는 선행기술로서의 특허문헌들에는 파이프의 절단과 개선 용접작업을 자동으로 실시하는 것과는 무관한, 파이프 부설선상에서의 파이프 스트링의 사전 제작과, 해저 파이프라인 부설방법과 장치 및 해저 케이블 부설장비를 구비한 선박을 각각 개시하고 있다.
한국공개특허 제10-2009-0130007호(2009.12.17. 공개) 한국공개특허 제10-201000021995호(2010.02.26. 공개) 한국공개특허 제10-2011-0072562호(2011.06.29. 공개)
본 발명의 실시예는 파이프 제조 공정에서의 절단 및 개선 작업을 완전 자동화하여 생산성 향상을 극대화한 파이프 절단 및 개선 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르는 파이프 절단 및 개선 장치는 파이프의 중심과 오비탈 회전중심을 일치시키고자 상기 파이프를 센터링하도록 상하로 이동되는 파이프 센터링부와, 상기 센터링된 파이프를 클램핑하는 파이프 클램핑부와, 상기 클램핑된 파이프에 대한 절단 및 개선 작업을 동시에 수행하는 오비탈 작동부와, 상기 파이프 센터링부와, 상기 파이프 클램핑부 및 상기 오비탈 작동부의 구동을 제어하는 콘트롤러를 포함한다.
상기 오비탈 작동부는 각 파이프의 양단에 대해 이중 V 개선을 수행할 수 있다.
파이프 센터링부는 이송된 파이프가 안착되는 복수의 파이프 거치대와, 상기 파이프 거치대들이 설치되는 거치대 프레임과, 상기 거치대 프레임의 하부 양측에 장착되는 스크류 블록과, 상기 스크류 블록에 회전가능하게 부착되는 스크류 샤프트와, 상기 스크류 샤프트를 회전구동하는 구동모터부를 포함하되, 상기 구동모터부의 정역 회전 작동에 따라 상기 스크류 샤프트가 회전되어 상기 파이프 거치대를 상하로 이동할 수 있다.
파이프 클램핑부는 파이프가 삽입되는 클램핑 프레임과, 상기 클램핑 프레임에 부착되는 클램핑 회전판과, 직선운동에 의해 상기 클램핑 회전판을 회전시키는 클램핑 가압 구동부와, 상기 클램핑 회전판의 회전을 가이드 하도록 내부와 외부에 복수개 형성된 가이드 슬롯과, 상기 클램핑 회전판의 회전에 따라 파이프의 외주면을 클램핑하도록 돌출하거나 수축하는 복수개의 클램핑 죠(clamping jaw)를 포함할 수 있다.
클램핑 죠의 끝단에는 작은 직경을 파이프도 클램핑할 수 있도록 부착된 보조 죠를 더 포함할 수 있다.
죠 롤링 구동수단은 상기 보조 죠에 부착된 스프로켓과 체인으로 이루어진 롤링부를 포함하되, 상기 롤링부는 상기 콘트롤러에 의해 속도조절될 수 있다.
내부 가이드 슬롯에는 클램핑 죠 작동편이 삽입되어 클램핑 회전판의 회전에 따라 이동됨으로써 클램핑 죠가 돌출되어 파이프의 외주면을 클램핑하며, 외부 가이드 슬롯에는 이송가이드편이 삽입되어 클램핑 회전판의 회전을 가이드할 수 있다.
오비탈 작동부는 오비탈 프레임과, 상기 오비탈 프레임에 회전가능하게 부착되는 오비탈 회전판과, 상기 오비탈 회전판의 회전에 따라 지정된 량만큼 절입되어 절단을 실행하도록 공구가 부착된 공구부와, 상기 오비탈 회전판을 회전하도록 연결된 구동부를 포함할 수 있다.
공구부는 파이프를 절단하는 절단 바이트와 파이프의 개선(beveling/면취)을 행하는 개선 바이트와, 상기 절단 및 개선 바이트를 소정량 이송하도록 오비탈 회전판에 부착된 공구절입기구를 포함할 수 있다.
오비탈 작동부에는 오비탈 회전판의 1회전마다 공구부가 지정된 량만큼 절입되는 작동을 기구적 스위칭 작동으로 구현하는 공구 트리거와, 가공이 완료된 후, 추가의 가공을 위하여 하나 또는 2개 이상의 공구절입기구 및 공구부의 위치를 가공 위치로 초기화하는 공구 초기화 기구를 더 포함할 수 있다.
클램핑 작업의 수행 시 파이프의 진원도를 확보하도록 배치되는 보조 파이프 클램핑부를 더 포함할 수 있다.
보조 파이프 클램핑부는 이송대와, 이송대상에서 좌우이동되는 한쌍의 가이드 블록과, 상기 가이드 블록의 이동에 따라 파이프의 좌우면을 클램핑하도록 상기 가이드 블록에 부착된 죠 결합부와, 롤링부를 구비하여 죠 결합부를 구동하는 죠 롤링 구동수단를 포함하되, 한번의 구동에 의해 가이드 블록이 동시에 축소/확장될 수 있다.
이송대는 1피니언/2랙 구조로서, 하단에 부착된 직선이동가이드가 이동부를 밀고 당기면, 중심부에 있는 랙/ 피니언에 의해 반대면의 랙으로 구동되어 상기 가이드 블록이 동시에 동일한 양만큼 이동될 수 있다.
파이프의 이동거리를 측정하는 위치보상 센싱기구를 더 포함할 수 있다.
위치보상 센싱기구에 의해 측정된 이동거리와 세팅된 이동거리의 차이를 보상할 수 있도록 상기 콘트롤러를 통해 롤링부의 피드백 콘트롤(feedback control)을 실시할 수 있다.
본 발명의 실시예는 파이프의 절단 및 개선 작업을 자동화함으로서 작업자의 업무부하가 줄어들고, 수동 그라인딩 작업으로부터 발생하는 품질오차를 제거 가능하며, 작업속도가 증가함에 따라 스풀 제작에 대한 생산성 향상이 가능하며, 또한 작업자의 수를 최소화할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 파이프 절단 및 개선 장치가 파이프 자동 이송기구에 연결된 설치 상태를 나타내는 사시도이고,
도 2는 도 1의 파이프 이송기구에 설치된 파이프 정보 측정장치를 나타내는 부분 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 절단 및 개선 장치를 나타내는 사시도이고,
도 4는 도 3 장치의 하부 사시도이고,
도 5는 도 3 장치의 측면도이고,
도 6은 도 3 장치의 파이프 센터링부를 나타내는 개략 분해 사시도이고,
도 7 및 도 8은 도 3 장치의 파이프 클램핑부의 후면를 나타내는 사시도로서 그 작동 상태도이고,
도 9는 도 3 장치의 오비탈 작동부가 도 7의 파이프 클램핑부의 전면에 결합되는 상태를 나타내는 분해 사시도이고,
도 10은 도 9 오비탈 작동부의 상세도이고,
도 11은 도 3 장치의 보조 파이프 클램핑부를 나타내는 사시도이고,
도 12는 도 11 보조 파이프 클램핑부의 이동기구를 나타내는 상세도이고,
도 13은 도 11 보조 파이프 클램핑부의 파이프 클램핑 작동 상태를 나타내는 사시도이고,
도 14 내지 도 16은 도 3의 절단 및 개선 장치에 따른 절단 및 개선 방법을 나타내는 예시도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 파이프 절단 및 개선 장치가 파이프 자동 이송기구에 연결된 설치 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 파이프 이송기구에 설치된 파이프 정보 측정 장치를 나타내는 부분 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 파이프 절단 및 개선 장치(100)는 파이프 자동 이송기구(10)의 메인 프레임(12) 위에서 화살표 방향으로 이송되는 파이프(2)를 자동으로 절단한 후 개선작업을 실행하여 도 1에 도시된 바와 같은 파이프 자동 이송기구(10)를 통해 이송한다.
파이프 자동 이송 기구(10)의 메인 프레임(12)에는 도 2에 도시된 바와 같이 파이프(2)의 외경 치수 등의 정보를 측정하고자 측정기구 프레임(22)에 비전 시스템(24)과 다수의 변위센서(26)가 설치된 파이프 정보 측정 장치(20)를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 절단 및 개선 장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3 장치의 하부 사시도이고, 도 5는 도 3 장치의 측면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 절단 및 개선 용접 장치(100)는 상기 파이프 정보 측정 장치(20)에 의해 파이프의 외곽선을 추출하여 환산된 파이프의 중심위치와 오비탈 회전중심을 일치하고자 상기 파이프를 센터링하도록 상하로 이동되는 파이프 센터링부(200)와, 상기 센터링된 파이프를 클램핑하는 파이프 클램핑부(300)와, 상기 클램핑된 파이프에 대한 절단 및 개선 작업을 행하는 오비탈 작동부(400)와, 상기 파이프 센터링부(200)와, 파이프 클램핑부(300) 및 오비탈 작동부(400)의 구동을 제어하는 제어부로서의 콘트럴러(controller)(도시하지 않음)를 포함한다.
파이프 센터링부(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 이송된 파이프가 안착되는 복수의 파이프 거치대(210)와, 이 파이프 거치대(210)들이 설치되는 거치대 프레임(220)과, 거치대 프레임(220)의 하부 양측에 장착되는 스크류 블록(230)과, 스크류 블록(230)에 회전가능하게 부착되는 스크류 샤프트(240)와, 스크류 샤프트(240)에 체결된 고정 플레이트(250)와, 스크류 샤프트(240)를 회전구동하는 구동모터부(260)를 포함한다.
파이프 거치대(210)에는 V자형 회전롤러(212)가 부착되며, 스크류 블록(230)에는 스크류 샤프트(240)의 일단부가 삽입되는 볼나사가 부착될 수 있다. 또한 스크류 샤프트(240)의 타단부, 즉 고정 플레이트(250)의 하부에는 풀리(262)가 각각 부착된다.
도 4를 참조하면, 풀리(262)는 서로 구동벨트(264)에 감겨져 있고, 그 중 하나의 풀리(262)는 구동모터(266)의 풀리(262)와 구동벨트(264)에 감겨져 있다.
또한, 고정 플레이트(250)에는 스크류 샤프트(240)에 나사체결되도록 이동나사가 형성될 수 있다. 이에 따라, 구동모터(266)의 정역 회전에 따라 그 구동력이 스크류 샤프트(240)에 전달되면, 스크류 샤프트(240)가 회전하게 되고, 그 결과, 파이프 거치대(210)가 상하로 이동될 수 있다.
이에 의해, 파이프 정보 측정 장치(20)의 다수의 변위센서(26)(도 2)에 의해 측정된 파이프의 중심을 고려하여 작동되는 구동모터(266)에 의해 파이프 거치대(210)가 상하로 이동함으로써, 파이프 거치대(210)에 안착된 파이프(2)는 그 중심이 오비탈 회전중심과 일치하도록 센터링될 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 3의 파이프 절단 및 개선 장치의 파이프 클램핑부의 후면을 나타내며, 그 작동 상태를 나타내고 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 파이프 클램핑부(300)는 파이프가 삽입되도록 중앙에 개구부(310)가 형성된 클램핑 프레임(320)과, 클램핑 프레임(320) 일측의 개구부(310)의 둘레에 부착되는 클램핑 회전판(330)과, 직선운동에 의해 클램핑 회전판(330)을 회전시키는 클램핑 가압 구동부(340)와, 클램핑 회전판(330)의 회전을 가이드 하도록 내부와 외부에 복수개 형성된 가이드 슬롯(350)(352)과, 클램핑 회전판(330)의 회전에 따라 파이프의 외주면을 클램핑하도록 돌출하거나 수축하는 복수개의 클램핑 죠(clamping jaw)(360)를 포함한다.
클램핑 죠(360)는 개구부(310)에서 등간격으로 5개가 설치될 수 있고, 또한 돌출되는 클램핑 죠(360)의 스트로크(stroke)가 한정되어 있다.
그런데, 클램핑이 어려운 작은 직경의 파이프를 클램핑하는 경우가 있으며, 이 경우에는 구체적으로 도시하여 예시하지는 않았지만, 클램핑 죠(360)에는 그 끝단에 자석을 이용하여 보조 죠를 부착함으로써, 작은 직경을 파이프도 클램핑할 수 있다.
클램핑 가압 구동부(340)는 유압 또는 공압에 의해 작동되는 것으로, 클램핑 프레임(320)에서 이동로드(342)가 수직으로 전후진되며, 이동로드(342)의 선단에는 클램핑 회전판(330)과 결합된 가압판(344)이 힌지 결합될 수 있다.
내부 가이드 슬롯(350)에는 클램핑 죠 작동편(362)이 삽입되며, 도 7에 도시된 바와 같이 클램핑 가압 구동부(340)의 이동로드(342)가 전진함에 따라 클램핑 회전판(330)이 시계방향으로 회전하면, 클램핑 죠 작동편(362)이 내부 가이드 슬롯(350)의 일측에서 타측으로 이동되며, 그 결과 클램핑 죠(360)는 개구부(310)의 내부를 향하여 돌출되어 파이프의 외주면을 클램핑하게 된다.
또한 외부 가이드 슬롯(352)에는 이송가이드편(364)이 삽입되어, 클램핑 회전판(330)의 회전을 가이드할 수 있다.
이와 반대로 클램핑 가압 구동부(340)의 이동로드(342)가 수축되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 클램핑 회전판(330)이 반시계방향으로 회전되어, 클램핑 죠 작동편(362)은 내부 가이드 슬롯(350)의 타측에서 일측으로 이동됨에 따라 클램핑 죠(360)가 수축되어 파이프의 클램핑을 해제하게 된다.
도 9 및 도 10은 도 3 장치의 오비탈 작동부가 파이프 클램핑부의 타측에 결합되는 상태를 나타내고 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 오비탈 작동부(400)는 파이프 클램핑부(300)의 개구부(310)에 대응되도록 중앙에 개구부(410)가 형성된 오비탈 프레임(420)과, 오비탈 프레임(420)에 회전가능하게 부착되는 오비탈 회전판(430)과, 오비탈 회전판(430)의 회전에 따라 지정된 량만큼 절입되어 절단을 실행하도록 공구가 부착된 공구부(440)와, 오비탈 회전판(430)을 회전하도록 연결된 구동부(도시하지 않음)를 포함한다.
오비탈 프레임(420)은 메인 프레임(12)과 오비탈 회전판(430)을 연결하는 부분으로서, 내주면에 축방향 돌기(422)가 구비될 수 있다.
오비탈 회전판(430)에는 중앙에 개구부(432)가 형성되어 오비탈 프레임(420)의 축방향 돌기(422)에 결합되는 원주방향 홈(434)이 형성되며, 외주에 기어(436)가 가공되어 부착되며, 구동부(도시하지 않음)의 작동에 의해 회전된다. 구동부는 유체 또는 전기를 이용하는 구동기일 수 있고, 또는 수동조작에 의해 구성된 기구부를 채용할 수 있다.
공구부(440)는 파이프를 절단하도록 절단용 인서트에 부착된 절단 바이트(442)와 파이프의 개선(beveling/면취)을 행하는 개선 바이트(444)와, 절단 및 개선 바이트(442)(444)를 소정량 이송하도록 오비탈 회전판(430)에 부착된 공구절입기구(450)를 포함할 수 있다.
도 10에 있어서, 각각 한쌍의 절단 및 개선 바이트(442)(444)가 오비탈 회전판(4320)의 상하좌우에 서로 대향하도록 등간격으로 부착되는 것으로 도시되어 있지만, 필요에 따라 절단 바이트와 개선 바이트를 적절히 위치시켜 다양하게 적용시킬 수 있다.
공구절입기구(450)는 절단 및 개선 바이트(442)(444)를 파이프의 원주방향으로 이동할 수 있도록 볼나사 또는 이동나사를 이용하며, 그 종료단에는 오비탈 회전판(430)이 1회전 정도(1회전 이상 또는 이하), 회전할 때마다, 공구트리거(도시하지 않음)와 접촉하여 지정된 이송량만큼 절단 및 개선 바이트(442)(444)를 절입 또는 후퇴시킬 수 있는 회전 티스(teeth)(도시하지 않음)로 구성될 수 있다.
또한 구체적으로 도시하여 설명하지는 않았지만, 2개의 구동축에 의해 공구부(440)가 길이방향으로 전후진이 가능하도록 구성하여 파이프의 개선 형상을 다양하게 구현할 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 실시예에 있어서, 절단 및 개선 바이트(442)(444)는 오비탈 회전판(430)의 상하 좌우에 90도 간격으로 각각 부착되어 공구절입기구(450)에 의해 이송된다.
한편, 오비탈 작동부(400)에는 오비탈 회전판(430)의 1회전마다 공구부(440)가 지정된 량만큼 절입되는 작동을 기구적 스위칭 작동으로 구현할 수 있는 공구 트리거(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 공구 트리거는 전후진 운동을 통하여 가공작업의 시작과 종료를 결정할 수도 있다. 즉, 공구 트리거가 전진하였을 때 가공이 실시되고, 공구 트리거가 후진하였을 때 가공이 종료될 수 있다.
또한 오비탈 작동부(400)에는 가공이 완료된 후, 추가의 가공을 위하여 하나 또는 2개 이상의 공구절입기구(450) 및 공구부(440)의 위치를 가공에 적당한 위치로 초기화시키기 위한 공구 초기화 기구(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 파이프 절단 및 개선 장치(100)는 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같은 보조 파이프 클램핑부(500)를 포함할 수 있다.
도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 보조 파이프 클램핑부(500)는 상술한 파이프 클랭핑부(300)의 전후단에 배치되며, 이송대(510)와, 이송대(510) 상에서 좌우이동되는 한쌍의 가이드 블록(520)과, 상기 가이드 블록(520)의 이동에 따라 파이프의 좌우면을 클램핑하도록 상기 가이드 블록(520)에 부착된 죠 결합부(530)와, 죠 결합부(530)를 구동하는 죠 롤링 구동수단(540)를 포함한다.
이송대(510)에는 하나의 구동부에 의해 가이드 블록(520)이 동시에 축소/확장할 수 있도록 양단 볼나사 또는 1피니언/2랙 구조를 적용할 수 있고, 본 실시예는 1피니언/2랙 구조를 적용하였다.
도 11에 도시된 바와 같이 이송대(510)는 하단에 1피니언/2랙 구조를 적용함에 따라 피니언(522)을 중심으로 좌우에 설치된 랙(514)이 설치되고, 각각의 랙(514)에는 직선이동가이드(512)이 결합됨에 따라, 어느 하나의 랙(514)에 결합된 직선이동가이드(512)가 부착된 이동부를 밀고 당기면, 다른 쪽의 랙(514)에 결합된 직선이동가이드(512)에 부착된 이동부 역시 구동되므로, 가이드 블록(520)이 동시에 동일한 양만큼 이동될 수 있다.
이와 같이 한번의 구동에 의해 가이드 블록(520)이 동시에 축소/확장됨에 따라 클램핑 작업이 수행될 수 있으므로 파이프의 진원도를 확보하기가 용이하다.
각각 대칭구조로 배치된 한 쌍의 죠 결합부(530)는 각각 가이드 블록(520)으로부터 직선이동되는 가이드바(536)가 부착된 브라켓(532)과, 브라켓(532)에 회전가능하게 설치되어 파이프의 외주면과 수직한 방향으로 클램핑하는 좌우 한쌍의 보조 죠(534)를 포함한다.
죠 롤링 구동수단(540)은 보조 죠(534)에 부착된 스프로켓(544)과 스프로켓(544)에 결합된 체인(546)으로 이루어진 롤링부(548)를 포함한다. 롤링부(548)는 유체를 이용하는 구동기 또는 전기를 이용하는 구동기 또는 수동조작이 가능하도록 구성할 수 있다. 본 실시예에서는 유체를 이용한 구동기를 적용하였다.
죠 롤링 구동수단(540)이 작동되면, 보조 죠(534)가 회전함에 따라 클램핑된 파이프는 이동된다. 이러한 죠 롤링 구동수단(540), 즉 롤링부(548)는 콘트롤러를 통하여 속도조절이 가능하다.
한편, 본 발명의 파이프 절단 및 개선 장치(100)는 파이프의 이동거리를 측정하는 위치보상 센싱기구(550)를 더 포함할 수 있다. 죠 롤링 구동수단(540)의 작동에 따라 이동되는 파이프에 슬립 현상이 발생하여 파이프가 사전 세팅된 이동거리만큼 정확하게 이동하지 못하였을 경우, 위치보상 센싱기구(550)에 의해 측정된 이동거리와 세팅된 이동거리의 차이를 보상할 수 있도록 콘트롤러를 통해 롤링부(548)의 피드백 콘트롤(feedback control)을 실시할 수 있다.
도 14 내지 도 16은 절단 및 개선 용접 방법을 나타내는 개략도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 파이프 절단 및 개선 장치(100)는 파이프 자동 이송기구(10)의 메인 프레임(12) 위에서 연속 이송되는 파이프(2)를 파이프 센터링부(200)에서 파이프의 중심위치와 오비탈 회전중심을 일치하도록 센터링시킨 다음, 센터링된 파이프를 파이프 클램핑부(300)에서 클램핑하면, 오비탈 작동부(400)의 오비탈 회전판(430)이 회전됨에 따라, 공구부(440)의 절단 바이트(442) 또는 개선 바이트(444)가 공구절입기구(450)에 의해 설정된 절입깊이로 이송됨으로서, 각 파이프의 일단과 타단에 대한 양단 개선을 행할 수 있다. 즉 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 싱글 V 개선 및 이중 V 개선을 행할 수 있으며, 또한 도 16에 도시된 바와 같이, 절단 및 개선 작업을 동시에 행할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 파이프 절단 및 개선 장치(100)는 파이프의 절단 및 개선 작업을 자동화함으로서 작업자의 업무부하가 줄어들고, 수동 그라인딩 작업으로부터 발생하는 품질오차를 제거 가능하며, 작업속도가 증가함에 따라 스풀 제작에 대한 생산성 향상이 가능하며, 또한 작업자의 수를 최소화할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예들에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
100 : 파이프 절단 및 개선 장치 200 : 파이프 센터링부
210 : 파이프 거치대 212 : V자형 회전롤러
220 : 거치대 프레임 230 : 스크류 블록
240 : 스크류 샤프트 250 : 고정 플레이트
260 : 구동모터부 300 ; 파이프 클램핑부
320 : 클램핑 프레임 330 : 클램핑 회전판
340 : 클램핑 가압 구동부 350 : 가이드 슬롯
360 : 클램핑 죠 400: 오비탈 작동부
420 : 오비탈 프레임 430 : 오비탈 회전판
440 : 공구부 442 : 절단 바이트
444 : 개선 바이트 450 : 공구절입기구
500 : 보조 파이프 클램핑부 510 : 이송대
520 : 가이드 블록 530 : 죠 결합부
540 : 죠 롤링 구동수단 550 : 위치보상 센싱기구

Claims (15)

  1. 파이프의 중심과 오비탈 회전중심을 일치시키고자 상기 파이프를 센터링하도록 상하로 이동되는 파이프 센터링부와,
    상기 센터링된 파이프를 클램핑하는 파이프 클램핑부와,
    상기 클램핑된 파이프에 대한 절단 및 개선 작업을 동시에 수행하는 오비탈 작동부와,
    상기 파이프 센터링부와, 상기 파이프 클램핑부 및 상기 오비탈 작동부의 구동을 제어하는 콘트롤러를 포함하고,
    상기 파이프 센터링부는
    이송된 파이프가 안착되는 복수의 파이프 거치대와,
    상기 파이프 거치대들이 설치되는 거치대 프레임과,
    상기 거치대 프레임의 하부 양측에 장착되는 스크류 블록과,
    상기 스크류 블록에 회전가능하게 부착되는 스크류 샤프트와,
    상기 스크류 샤프트를 회전구동하는 구동모터부를 포함하되, 상기 구동모터부의 정역 회전 작동에 따라 상기 스크류 샤프트가 회전되어 상기 파이프 거치대가 상하로 이동되는 파이프 절단 및 개선 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 파이프 클램핑부는
    파이프가 삽입되는 클램핑 프레임과,
    상기 클램핑 프레임에 부착되는 클램핑 회전판과,
    직선운동에 의해 상기 클램핑 회전판을 회전시키는 클램핑 가압 구동부와, 상기 클램핑 회전판의 회전을 가이드 하도록 내부와 외부에 복수개 형성된 가이드 슬롯과,
    상기 클램핑 회전판의 회전에 따라 파이프의 외주면을 클램핑하도록 돌출하거나 수축하는 복수개의 클램핑 죠(clamping jaw)를 포함하는 파이프 절단 및 개선 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 클램핑 죠의 끝단에는 작은 직경을 파이프도 클램핑할 수 있도록 부착된 보조 죠를 더 포함하는 파이프 절단 및 개선 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 죠 롤링 구동수단은 상기 보조 죠에 부착된 스프로켓과 체인으로 이루어진 롤링부를 포함하되, 상기 롤링부는 상기 콘트롤러에 의해 속도조절되는 파이프 절단 및 개선 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 내부 가이드 슬롯에는 클램핑 죠 작동편이 삽입되어 상기 클램핑 회전판의 회전에 따라 이동됨으로써 상기 클램핑 죠가 돌출되어 상기 파이프의 외주면을 클램핑하며,
    상기 외부 가이드 슬롯에는 이송가이드편이 삽입되어 상기 클램핑 회전판의 회전을 가이드하는 파이프 절단 및 개선 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 오비탈 작동부는 오비탈 프레임과, 상기 오비탈 프레임에 회전가능하게 부착되는 오비탈 회전판과, 상기 오비탈 회전판의 회전에 따라 지정된 량만큼 절입되어 절단을 실행하도록 공구가 부착된 공구부와, 상기 오비탈 회전판을 회전하도록 연결된 구동부를 포함하는 파이프 절단 및 개선 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공구부는 파이프를 절단하는 절단 바이트와 파이프의 개선(beveling/면취)을 행하는 개선 바이트와, 상기 절단 및 개선 바이트를 소정량 이송하도록 상기 오비탈 회전판에 부착된 공구절입기구를 포함하는 파이프 절단 및 개선 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 오비탈 작동부에는 상기 오비탈 회전판의 1회전마다 상기 공구부가 지정된 량만큼 절입되는 작동을 기구적 스위칭 작동으로 구현하는 공구 트리거와, 가공이 완료된 후, 추가의 가공을 위하여 하나 또는 2개 이상의 상기 공구절입기구 및 공구부의 위치를 가공 위치로 초기화하는 공구 초기화 기구를 더 포함하는 파이프 절단 및 개선 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    클램핑 작업의 수행 시 상기 파이프의 진원도를 확보하도록 배치되는 보조 파이프 클램핑부를 더 포함하는 파이프 절단 및 개선 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보조 파이프 클램핑부는 이송대와, 이송대상에서 좌우이동되는 한쌍의 가이드 블록과, 상기 가이드 블록의 이동에 따라 파이프의 좌우면을 클램핑하도록 상기 가이드 블록에 부착된 죠 결합부와, 롤링부를 구비하여 죠 결합부를 구동하는 죠 롤링 구동수단를 포함하되, 한번의 구동에 의해 상기 가이드 블록이 동시에 축소/확장되는 파이프 절단 및 개선 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 이송대는 1피니언/2랙 구조로서, 하단에 부착된 직선이동가이드가 이동부를 밀고 당기면, 중심부에 있는 랙/ 피니언에 의해 반대면의 랙으로 구동되어 상기 가이드 블록이 동시에 동일한 양만큼 이동되는 파이프 절단 및 개선 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 파이프의 이동거리를 측정하는 위치보상 센싱기구를 더 포함하는 파이프 절단 및 개선 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 위치보상 센싱기구에 의해 측정된 이동거리와 세팅된 이동거리의 차이를 보상할 수 있도록 상기 콘트롤러를 통해 롤링부의 피드백 콘트롤(feedback control)을 실시하는 파이프 절단 및 개선 장치.
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