KR101644012B1 - 파이프 벤딩 장치를 이용한 파이프 벤딩 방법 - Google Patents

파이프 벤딩 장치를 이용한 파이프 벤딩 방법 Download PDF

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박민호
김국용
유현주
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동의과학대학 산학협력단
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Abstract

본 발명은 3개의 축이 회전 운동과 편심 회전 운동 및 직선 운동을 선택적으로 수행하면서 파이프를 원하는 곡률의 곡선형으로 자동으로 벤딩 가공하는 장치 및 이를 이용한 파이프 벤딩 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치는, 베이스와; 상기 베이스에 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전하도록 설치된 제1회전블록 및 제2회전블록과; 상기 제1회전블록 및 제2회전블록의 상부면 각각에 중심으로부터 일정 거리 편심된 위치에서 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 피가공 파이프에 외력을 가하는 제1편심축 및 제2편심축과; 상기 제1회전블록 및 제2회전블록의 사이에서 선형운동장치에 의해 직선 왕복운동하도록 설치된 슬라이드블록과; 상기 슬라이드블록에 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 슬라이드블록과 함께 베이스에 대해 수평하게 선형 운동하면서 피가공 파이프에 외력을 가하는 선형이동축과; 상기 제1회전블록 및 제2회전블록을 베이스에 대해 각각 회전시키는 제1편심구동유닛 및 제2편심구동유닛과; 상기 제1편심축 및 제2편심축을 각각 제1회전블록 및 제2회전블록에 대해 회전시키는 제1축회동유닛 및 제2축회동유닛과; 상기 선형이동축을 슬라이드블록에 대해 회전시키는 선형이동축회전유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 벤딩 장치 및 이를 이용한 파이프 벤딩 방법{Bending Apparatus for Pipe-shaped Member And Method for Banding }
본 발명은 파이프를 곡선형으로 벤딩하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3개의 축이 회전 운동과 편심 회전 운동 및 직선 운동을 선택적으로 수행하면서 파이프를 원하는 곡률의 곡선형으로 자동으로 벤딩 가공하는 장치 및 이를 이용한 파이프 벤딩 방법에 관한 것이다.
일반적으로 산업이 지속적으로 발전되고 있는 현대 산업에서 소비자들의 구매 기호의 다양화와 산업구조의 다품종 소량화 및 대형화의 흐름에 따라 제품의 주기는 더욱 짧아지고 있다. 이에 대응하기 위해 산업 현장에서는 꾸준히 공정의 자동화를 추구해 왔다.
한편, 자동화 과정에는 필수적으로 신속한 작업과정과 공정의 정밀성과 제품의 품질 향상 등의 요소가 고려되고 반영되어야 함은 주지하는 바와 같다. 최근에는 제품의 다양한 개발에 힘입어 산업용 파이프의 사용도 증가하고 있다.
이러한 파이프는 다양한 파이프 벤딩 장치에 의해 원하는 곡률로 벤딩 가공되어 사용된다.
도 1은 종래의 파이프 벤딩 장치의 구성의 일례를 개략적으로 보여주는 도면으로, 종래에는 2개의 고정축(1, 2)이 서로 일정 거리 이격된 위치에 고정되고, 2개의 고정축(1, 2) 사이에 1개의 가동축(3)이 직선 운동하면서 파이프(P)를 가압하여 정해진 곡률로 벤딩하도록 구성된다.
그런데, 이와 같은 종래의 파이프 벤딩 장치는 파이프의 양 끝단이 가공이 되지 않기 때문에 자재의 손실로 처리되며, 자유로운 이중 곡선 작업이 어려운 문제가 있다.
공개특허 제1998-035733호(1998.08.05) 등록특허 제10-0151439호(1998.06.19) 등록특허 제10-0726781호(2007.06.04)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 파이프 양 끝단까지 원하는 곡률로 벤딩 가공이 가능하여 자재 손실을 최소화할 수 있으며, 자유로운 이중 곡선 작업이 가능하고, 소구경 벤딩에서의 생산성과 대구경 벤딩에서의 가압력을 동시에 충족시킬 수 있는 파이프 벤딩 장치 및 이를 이용한 파이프 벤딩 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치는, 베이스와; 상기 베이스에 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전하도록 설치된 제1회전블록 및 제2회전블록과; 상기 제1회전블록 및 제2회전블록의 상부면 각각에 중심으로부터 일정 거리 편심된 위치에서 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 피가공 파이프에 외력을 가하는 제1편심축 및 제2편심축과; 상기 제1회전블록 및 제2회전블록의 사이에서 선형운동장치에 의해 직선 왕복운동하도록 설치된 슬라이드블록과; 상기 슬라이드블록에 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 슬라이드블록과 함께 베이스에 대해 수평하게 선형 운동하면서 피가공 파이프에 외력을 가하는 선형이동축과; 상기 제1회전블록 및 제2회전블록을 베이스에 대해 각각 회전시키는 제1편심구동유닛 및 제2편심구동유닛과; 상기 제1편심축 및 제2편심축을 각각 제1회전블록 및 제2회전블록에 대해 회전시키는 제1축회동유닛 및 제2축회동유닛과; 상기 선형이동축을 슬라이드블록에 대해 회전시키는 선형이동축회전유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 파이프 벤딩 장치는 편심 회전하는 2개의 편심축과 선형 운동하는 하나의 선형이동축을 이용하여 축간 거리 및 가압력을 조절하면서 피가공 파이프를 벤딩할 수 있으므로 원하는 곡률로 파이프를 벤딩할 수 있다.
둘째, 선형이동축에 의한 파이프의 가압과 편심 이동이 동시에 이루어져 벤딩 개시 부분의 자연스런 곡선 형성이 가능하며, 작업 하중을 감소시켜 파이프의 원형변형을 방지할 수 있다.
셋째, 벤딩 작업과 동시에 이루어지는 축간거리 조정으로 자연스러운 이중 곡선(한 본의 파이프 소재로 원형가공 작업 시 여러 종류의 반지름을 갖는 곡선) 작업이 가능하다.
넷째, 3축 간의 긴밀한 상호작용으로 파이프의 외부 형태 및 피막을 완벽히 보호할 수 있다.
다섯째, 벤딩 작업 공정에서 3개의 축이 회전하고 있을 때 편심축의 편심 이동으로 파이프의 끝부분 손실을 최소화할 수 있다.
여섯째, 피가공 파이프의 두께가 얇아도 작은 치수의 반지름으로 가공할 수 있으며, 피가공 파이프의 외부 손상을 최소화할 수 있다.
일곱째, 전체의 벤딩 공정이 전자동(CNC)으로 작동되도록 하여 정밀성과 반복(연속) 작업을 정확히 할 수 있으며, 생산성 향상과 품질 고급화로 경쟁력과 가격 절감효과를 얻을 수 있다. 또한 3개의 축이 개별 작동이 아닌 정밀 제어로 동시에 작동하여 내부 플러그 투입 없이 가공하여 뛰어난 생산력을 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 파이프 벤딩 장치의 구성의 일례를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 벤딩 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 파이프 벤딩 장치의 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 파이프 벤딩 장치의 회전블록과 편심축의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 회전블록과 편심축을 나타낸 정면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 파이프 벤딩 장치의 슬라이드블록과 선형이동축의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 슬라이드블록과 선형이동축을 나타낸 정면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 파이프 벤딩 장치의 가이드유닛의 구성을 나타낸 사시도이다.
도9는 도 8의 가이드유닛의 정면도이다.
도 10은 도 2에 도시된 파이프 벤딩 장치의 축에 금형이 장착된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치를 이용하여 파이프를 벤딩 가공하는 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 파이프 벤딩 장치 및 이를 이용한 파이프 벤딩 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
먼저 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 벤딩 장치는, 베이스(10)와, 상기 베이스(10)에 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전하도록 설치된 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)과, 상기 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)의 상부면 각각에 중심으로부터 일정 거리 편심된 위치에서 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 피가공 파이프에 외력을 가하는 제1편심축(31) 및 제2편심축(32)과, 상기 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)의 사이에서 직선 왕복운동하도록 설치된 슬라이드블록(23)과, 상기 슬라이드블록(23)에 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 슬라이드블록(23)과 함께 베이스(10)에 대해 수평하게 선형 운동하면서 피가공 파이프에 외력을 가하는 선형이동축(33)과, 상기 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)을 베이스(10)에 대해 각각 회전시키는 제1편심구동유닛 및 제2편심구동유닛과, 상기 제1편심축(31) 및 제2편심축(32)을 각각 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)에 대해 회전시키는 제1축회동유닛 및 제2축회동유닛과, 상기 선형이동축(33)을 슬라이드블록(23)에 대해 회전시키는 선형이동축회전유닛과, 상기 슬라이드블록(23)에 수평하게 선형 운동 가능하게 설치되어 상기 선형이동축(33)의 반대편에서 피가공 파이프를 지지하는 보조서포트축(34)과, 상기 보조서포트축(34)을 슬라이드블록(23)에 대해 선형 운동시키는 서포트축구동유닛 및, 상기 베이스(10)의 양측에 각각 설치되어 피가공 파이프를 떠받치면서 지탱하는 가이드유닛을 포함한 구성으로 이루어진다.
상기 베이스(10)는 본 발명의 파이프 벤딩 장치의 각 구성요소를 안정적으로 지지하는 프레임의 기능을 수행하는 구성부이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)은 소정의 직경을 갖는 원통형으로 이루어져, 상기 베이스(10)에 회전이 가능하게 설치된다. 상기 제1회전블록(21)과 제2회전블록(22)은 베이스(10)에 일정 거리 이격되어 나란하게 설치된다. 상기 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)의 하부에는 상기 제1편심구동유닛 및 제2편심구동유닛을 구성하는 워엄휠(51)이 설치된다.
상기 제1편심구동유닛 및 제2편심구동유닛은 상기 베이스(10)에 대해 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)을 회전시킴으로써 제1편심축(31)과 제2편심축(32)을 편심 회전시키는 작용을 한다. 상기 제1편심구동유닛과 제2편심구동유닛은 공지의 다양한 회전 구동 장치를 이용할 수 있지만, 이 실시예에서 상기 제1편심구동유닛과 제2편심구동유닛은 상기 제1회전블록(21)과 제2회전블록(22) 각각에 설치되는 워엄휠(51)과, 상기 각각의 워엄휠(51)에 치합되어 회전하는 워엄기어(52)와, 상기 베이스(10)에 설치되어 상기 각각의 워엄기어(52)에 회전력을 전달하는 편심회전용 구동모터(미도시)를 포함하여 구성된다.
따라서, 상기 편심회전용 구동모터(미도시)에 전원이 인가되어 편심회전용 구동모터(미도시)가 작동하게 되면, 워엄기어(52)가 회전하게 되고, 상기 워엄기어(52)와 치합된 워엄휠(51)이 회전하여 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)이 베이스(10)에 대해 회전하게 된다.
상기 제1편심축(31)과 제2편심축(32)은 소정의 길이를 갖는 원형 봉 형태를 가지며, 제1회전블록(21)과 제2회전블록(22)의 중심에서 일정 거리 이격된 위치에 회전 가능하게 설치된다. 상기 제1편심축(31)과 제2편심축(32)은 각각 제1회전블록(21)과 제2회전블록(22)을 상하로 관통하도록 설치되며, 하단부에는 상기 제1축회동유닛 및 제2축회동유닛을 구성하는 종동기어(63)가 설치된다.
상기 제1편심축(31)과 제2편심축(32)을 각각 제1회전블록(21)과 제2회전블록(22)에 대해 회전시키기 위한 제1축회동유닛 및 제2축회동유닛은 상기 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)의 하부에 각각 설치되는 축회전용 구동모터(61)와, 상기 각각의 축회전용 구동모터(61)와 축결합되어 회전하는 구동기어(62)와, 상기 제1편심축(31) 및 제2편심축(32)의 하단부에 각각 결합되며 상기 각각의 구동기어(62)와 치합되어 구동기어로부터 동력을 전달받아 회전하는 종동기어(63)를 포함한다.
따라서, 축회전용 구동모터(61)에 전원이 인가되어 축회전용 구동모터(61)가 작동하게 되면, 구동기어(62)에 의해 종동기어(63)로 모터의 동력이 전달되어 제1편심축(31)과 제2편심축(32)을 각각 제1회전블록(21)과 제2회전블록(22)에 대해 회전하게 된다.
한편, 상기 슬라이드블록(23)은 상기 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)의 사이에서 직선 왕복운동하도록 설치되어, 상기 슬라이드블록(23)이 베이스(10)에 대해 직선 왕복 운동함에 따라 슬라이드블록(23)에 설치된 선형이동축(33)이 직선 왕복 운동하여 제1편심축(31) 및 제2편심축(32)과 근접하거나 멀어지면서 피가공 파이프(P)의 가압력을 가변시키는 작용을 한다.
상기 슬라이드블록(23)은 공지의 선형운동장치에 의해 베이스(10)에 대해 직선 왕복 운동하게 되는데, 이 실시예에서는 선형운동장치로서 슬라이드블록(23)을 수평하게 관통하여 설치되는 볼스크류(71)와, 상기 베이스(10)에 설치되어 볼스크류(71)를 회전시키는 구동모터(미도시)를 포함한다. 상기 구동모터(미도시)는 동력전달기어(72)를 통해 볼스크류(71)에 동력을 전달한다. 따라서, 구동모터(미도시)에 전원이 인가되어 구동모터가 작동하게 되면 구동모터의 동력이 동력전달기어(72)를 통해 볼스크류(71)에 전달되어 볼스크류(71)가 회전하게 되고, 이에 따라 슬라이드블록(23)이 볼스크류(71)를 따라 직선 왕복 이동하게 된다.
상기 슬라이드블록(23)이 베이스(10)에 대해 원활하게 직선 이동할 수 있도록 하기 위하여 슬라이드블록(23)의 양측에는 베이스(10)에 수평하게 설치되는 가이드레일(미도시)을 따라 이동하는 복수개의 레일블록(73)이 설치된다.
상기 선형이동축(33)은 상기 슬라이드블록(23)에 회전 가능하게 설치된다. 상기 선형이동축(33)을 슬라이드블록(23)에 대해 회전시키는 선형이동축회전유닛은, 전술한 제1축회동유닛과 마찬가지로 슬라이드블록(23)의 하단부에 설치되는 선형이동축 구동모터(65)와, 상기 선형이동축 구동모터(65)와 축결합되어 회전하는 구동기어(미도시)와, 상기 선형이동축(33)의 하단부에 각각 결합되며 상기 구동기어와 치합되어 구동기어로부터 동력을 전달받아 회전하는 종동기어(66)를 포함한다.
따라서, 선형이동축 구동모터(65)에 전원이 인가되어 작동하게 되면, 구동기어(미도시)에 의해 종동기어(66)로 모터의 동력이 전달되어 선형이동축(33)이 슬라이드블록(23)에 대해 회전하게 된다.
그리고 상기 슬라이드블록(23)의 상부에는 상기 선형이동축(33)의 반대편에서 피가공 파이프를 지지하는 보조서포트축(34)이 서포트축구동유닛에 의해 수평하게 선형 운동 가능하게 설치된다. 상기 보조서포트축(34)은 선형이동축(33)에 의해 가압되는 피가공 파이프(P)의 반대면에 밀착되어 피가공 파이프(P)를 지지함으로써 백래쉬를 줄이는 작용을 하여 제품 생산이 효과적으로 이루어지게 한다.
상기 서포트축구동유닛은 공지의 다양한 선형운동장치를 이용하여 구성할 수 있는데, 이 실시예에서 서포트축구동유닛은 상기 슬라이드블록(23)의 상부면에 고정되게 설치된 고정프레임(84)과, 상기 고정프레임(84)에 설치되어 외부에서 인가되는 공압 또는 유압에 의해 수평 운동하는 피스톤(82)을 구비한 실린더(81)와, 상기 피스톤(82)의 선단부를 상기 보조서포트축(34)과 연결하는 연결부재(83)를 포함한 구성으로 이루어진다.
한편 상기 베이스(10)의 양측에는 상기 제1회전블록(21)과 제2회전블록(22)과 각각 근접하게 설치되어 피가공 파이프를 떠받치며 지지하는 2개의 가이드유닛이 설치된다.
이 실시예에서 상기 가이드유닛은, 상기 베이스(10)의 양측에 설치되는 마운트블록(41)과, 상기 마운트블록(41)에 선형운동장치에 의해 수평 이동 가능하게 설치되는 롤러블록(42)과, 상기 롤러블록(42)의 상부에 수평한 축을 중심으로 회전이 자유롭게 설치되어 피가공 파이프를 지탱하는 가이드롤러(43)를 포함한 구성으로 이루어진다.
상기 가이드롤러(43)가 설치되는 롤러블록(42)이 마운트블록(41)에 수평 이동 가능하게 설치되면, 제1편심축(31) 및 제2편심축(32)의 편심 회전에 의해 피가공 파이프(P)가 벤딩 가공되어 피가공 파이프(P)의 위치가 가변되더라도 가이드롤러(43)의 위치가 피가공 파이프(P)의 벤딩 정도에 따라 이동하면서 안정적으로 피가공 파이프(P)를 지탱하면서 피가공 파이프(P)의 수평 상태를 유지할 수 있다.
또한 앵글이나 특수 소재의 피가공 파이프(P)를 가공할 때 뒤틀림을 방지하기 위하여 상기 마운트블록(41)의 위치를 상향 조정하여 가공 품질을 균일하게 유지할 수 있다. 이를 위해 상기 마운트블록(41)은 상기 베이스(10)에 지면(地面)에 대해 수직 방향으로 운동력을 제공하도록 설치되는 승강용 선형운동장치(미도시)에 의해 상하로 이동 가능하게 구성된다. 상기 승강용 선형운동장치는 볼스크류와 모터를 이용한 선형운동장치나 공압 또는 유압 실린더, 풀리와 벨트 및 모터를 이용한 선형운동장치, 리니어모터 등 공지의 선형운동장치를 이용하여 구성할 수 있다.
상기 제1편심축(31)과 제2편심축(32), 선형이동축(33), 보조서포트축(34)은 직접 피가공 파이프(P)의 외면과 접촉하여 피가공 파이프(P)에 외력을 가할 수도 있지만, 상기 제1편심축(31)과 제2편심축(32)과 선형이동축(33) 및 보조서포트축(34)에 피가공 파이프(P)가 삽입되는 홈이 원주방향을 따라 형성되어 있는 롤러 형태의 금형(90)이 각각 설치되어, 상기 금형(90)의 홈 내측에 피가공 파이프가 삽입되면서 벤딩 가공이 수행될 수도 있다. 상기 금형(90)은 가공하고자 하는 파이프(P)의 종류와 크기 등에 따라 교체될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 파이프 벤딩 장치를 이용하여 피가공 파이프를 가공하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 11a에 도시한 것과 같이, 제1편심축(31)과 제2편심축(32) 및 선형이동축(33) 사이에 피가공 파이프(P)를 안착하여 가공 준비를 한다. 이 때, 피가공 파이프(P)는 제1편심축(31)과 제2편심축(32) 및 선형이동축(33)과 일정 거리 이격되거나 밀착되지 않고 느슨하게 지지된 상태이다.
이어서 벤딩 가공 작동을 개시하면, 도 11b에 도시한 것과 같이 슬라이드블록(23)이 선형운동장치에 의해 베이스(10)에 대해 이동하여 선형이동축(33)이 피가공 파이프(P)를 제1편심축(31) 및 제2편심축(32) 쪽으로 밀어서 가압 밀착시킨다. 이 때, 보조서포트축(34)이 슬라이드블록(23)에 대해 수평 이동하여 보조서포트축(34)이 상기 선형이동축(33)의 맞은 편에서 피가공 파이프(P)의 다른 일면에 밀착되면서 피가공 파이프(P)를 지지하게 된다.
이와 동시에 제1축회동유닛과 제2축회동유닛의 축회전용 구동모터(61)에 전원이 인가되어 제1편심축(31)과 제2편심축(32)이 각각 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)에 대해 회전함과 더불어, 선형이동축회전유닛의 선형이동축 구동모터(65)에 전원이 인가되어 선형이동축(33)이 슬라이드블록(23)에 대해 일방향으로 회전하도록 한다. 이에 따라 상기 피가공 파이프(P)가 일방향으로 수평 이동하게 된다. 이 때 피가공 파이프(P)는 가이드유닛의 가이드롤러(43)에 얹혀져 지지된다.
이와 같이 상기 피가공 파이프(P)가 일방향으로 이동하여 피가공 파이프(P)의 일단부가 제1편심축(31)의 중심부에 대응하는 위치에 도달하면, 제1편심구동유닛의 편심회전용 구동모터(미도시)에 전원이 인가되어 워엄기어(52)에 의해 제1회전블록(21)이 회전하게 된다. 상기 제1회전블록(21)이 회전함에 따라 제1편심축(31)은 제1회전블록(21) 상에서 편심 회전시킴과 동시에 선형이동축(33)을 직선 이동시켜 축간 거리를 줄이면서 피가공 파이프(P)의 일단부를 가압하여 벤딩하게 된다.
제1편심축(31)에 의한 벤딩 가공이 이루어지면, 상기 제1축회동유닛과 제2축회동유닛과 선형이동축회전유닛에 의해 제1편심축(31)과 제2편심축(32) 및 선형이동축(33)이 이전과는 반대방향으로 회전하도록 하여 피가공 파이프(P)를 다른 일방향으로 수평 이동시킨다(도 11c 참조).
상기 피가공 파이프(P)의 다른 일단부가 제2편심축(32)의 중심부에 대응하는 위치에 도달하면, 제2편심구동유닛의 편심회전용 구동모터(미도시)에 전원이 인가되어 제2회전블록(22)이 회전하게 된다. 이에 따라 제2편심축(32)이 제2회전블록(22)과 함께 회전하면서 편심 회전시킴과 동시에 선형이동축(33)을 직선 이동시켜 축간 거리를 줄이면서 피가공 파이프(P)의 다른 일단부를 가압하여 벤딩하게 된다.
이와 같이 제2편심축(32)의 편심 회전 및 선형이동축(33)의 직선 이동에 의해 피가공 파이프(P)가 가압되면서 벤딩 가공되어 피가공 파이프(P)가 원하는 곡선 형상으로 가공되면(도 11d 참조), 선형이동축(33)을 이전과는 반대 방향으로 선형 이동시켜 피가공 파이프(P)의 가압 상태를 해제하고, 피가공 파이프(P)를 베이스(10)에서 분리한다.
한편 상기 제1편심축(31)과 제2편심축(32)이 편심 회전하여 피가공 파이프(P)를 벤딩 가공하는 동안, 상기 제1편심축(31)과 제2편심축(32) 및 선형이동축(33)은 회전하지 않고 정지된 상태를 유지할 수도 있으나, 이와 다르게 제1편심축(31) 또는 제2편심축(32)의 편심 회전에 의한 벤딩 가공이 진행되는 동안 상기 제1축회동유닛과 제2축회동유닛과 선형이동축회전유닛에 의해 제1편심축(31)과 제2편심축(32) 및 선형이동축(33)이 각각 제1회전블록(21)과 제2회전블록(22), 슬라이드블록(23)에 대해 동시에 어느 한 방향으로 회전하면서 피가공 파이프의 벤딩 가공을 수행할 수도 있다.
또한 상기 선형이동축(33)은 벤딩 가공 과정에서 미리 정해진 거리만큼 전진 또는 후진하면서 피가공 파이프(P)에 가해지는 가압력을 적절히 조정한다.
전술한 것과 같이 본 발명의 파이프 벤딩 장치는 편심 회전하는 2개의 편심축과 선형 운동하는 하나의 선형이동축을 이용하여 축간 거리 및 가압력을 조절하면서 피가공 파이프를 벤딩할 수 있으므로 원하는 곡률과 형상으로 파이프를 벤딩할 수 있으며, 파이프의 양 끝단까지도 벤딩 가공할 수 있으므로 벤딩 가공 후 낭비되는 재료를 최소화할 수 있다.
또한 벤딩 가공 작업이 전자동화 가능하므로 생산성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
P : 파이프 10 : 베이스
21 : 제1회전블록 22 : 제2회전블록
23 : 슬라이드블록 31 : 제1편심축
32 : 제2편심축 33 : 선형이동축
34 : 보조서포트축 41 : 마운트블록
42 : 롤러블록 43 : 가이드롤러
51 : 워엄휠 52 : 워엄기어
61 : 축회전용 구동모터 62 : 구동기어
63 : 종동기어 65 : 선형이동축 구동모터
66 : 종동기어 71 : 볼스크류
72 : 동력전달기어 73 : 레일블록

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  11. 베이스(10)와, 상기 베이스(10)에 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전하도록 설치된 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)과, 상기 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)의 상부면 각각에 중심으로부터 일정 거리 편심된 위치에서 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 피가공 파이프에 외력을 가하는 제1편심축(31) 및 제2편심축(32)과, 상기 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)의 사이에서 선형운동장치에 의해 직선 왕복운동하도록 설치된 슬라이드블록(23)과, 상기 슬라이드블록(23)에 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 슬라이드블록(23)과 함께 베이스(10)에 대해 수평하게 선형 운동하면서 피가공 파이프에 외력을 가하는 선형이동축(33)과, 상기 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)을 베이스(10)에 대해 각각 회전시키는 제1편심구동유닛 및 제2편심구동유닛과, 상기 제1편심축(31) 및 제2편심축(32)을 각각 제1회전블록(21) 및 제2회전블록(22)에 대해 회전시키는 제1축회동유닛 및 제2축회동유닛과, 상기 선형이동축(33)을 슬라이드블록(23)에 대해 회전시키는 선형이동축회전유닛을 포함하는 파이프 벤딩 장치를 이용하여 피가공 파이프를 가공하는 방법으로서,
    (a) 제1편심축(31)과 제2편심축(32) 및 선형이동축(33) 사이에 피가공 파이프(P)를 안착하는 단계;
    (b) 선형이동축(33)을 베이스(10)에 대해 선형 이동하여 피가공 파이프(P)를 제1편심축(31) 및 제2편심축(32) 쪽으로 밀어서 피가공 파이프(P)의 양면을 제1편심축(31)과 제2편심축(32) 및 선형이동축(33)에 밀착시킴과 동시에 제1축회동유닛과 제2축회동유닛과 선형이동축회전유닛에 의해 제1편심축(31)과 제2편심축(32) 및 선형이동축(33)이 일방향으로 회전하도록 하여 피가공 파이프(P)를 일방향으로 이동시키는 단계;
    (c) 피가공 파이프(P)의 일단부가 제1편심축(31)의 중심부에 대응하는 위치에 도달하면, 제1편심구동유닛에 의해 제1회전블록(21)이 회전하도록 하여 제1편심축(31)을 편심 회전시킴과 동시에 선형이동축(33)을 직선 이동시켜 축간 거리를 줄이면서 피가공 파이프의 일단부를 벤딩하는 단계;
    (d) 상기 제1축회동유닛과 제2축회동유닛과 선형이동축회전유닛에 의해 제1편심축(31)과 제2편심축(32) 및 선형이동축(33)이 상기 (b) 단계와 반대방향으로 회전하도록 하여 피가공 파이프(P)를 다른 일방향으로 이동시키는 단계;
    (e) 피가공 파이프(P)의 다른 일단부가 제2편심축(32)의 중심부에 대응하는 위치에 도달하면, 제2편심구동유닛에 의해 제2회전블록(22)이 회전하도록 하여 제2편심축(32)을 편심 회전시킴과 동시에 선형이동축(33)을 직선 이동시켜 축간 거리를 줄이면서 피가공 파이프의 다른 일단부를 벤딩하는 단계; 그리고,
    (f) 선형이동축을 이전과는 반대 방향으로 선형 이동시켜 피가공 파이프(P)의 가압 상태를 해제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 벤딩 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 (c) 단계와 (e) 단계를 수행하는 동안 제1축회동유닛과 제2축회동유닛과 선형이동축회전유닛에 의해 제1편심축(31)과 제2편심축(32) 및 선형이동축(33)이 동시에 어느 한 방향으로 회전하면서 피가공 파이프의 벤딩 가공을 수행하는 것을 특징으로 하는 파이프 벤딩 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 (b) 단계를 수행할 때 보조서포트축(34)을 슬라이드블록(23)에 대해 수평 이동하여 보조서포트축(34)이 상기 선형이동축(33)의 맞은 편에서 피가공 파이프(P)의 다른 일면에 밀착되면서 피가공 파이프를 지지하게 하는 것을 특징으로 하는 파이프 벤딩 방법.
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