KR101941642B1 - 면취기에 장착되는 파이프 길이 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프의 내주면과 절단면을 회전 요소에 의해 가공하는 면취기에 장착되는 파이프 길이 검사 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 파파이프 길이 검사 장치는, 상기 면취기의 상기 회전 요소에 걸리는 부하값을 측정하는 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부와; 상기 회전 요소에 의한 파이프 가공 시 상기 센서부에 의해 측정된 부하값을 실시간 공급받아 상기 면취기의 작동을 유지하거나 중단시키는 제어부를 포함한다.
상기 면취기는 파이프의 길이가 목표 길이이거나 목표 길이보다 짧은 경우 파이프를 상기 회전 요소에 의한 가공이 가능하도록 공급하고 파이프의 길이가 목표 길이보다 긴 경우 파이프를 상기 회전 요소에 의한 가공이 가능한 위치로 공급하지 않는 파이프 공급부를 포함한다.
상기 제어부는 소정 시간 내에 상기 센서부에 의해 측정되어 실시간 공급받은 부하값이 사전 설정된 값에 이르는 경우에는 상기 면취기의 작동을 유지하고, 상기 소정 시간 내에 이 값이 사전 설정된 값에 이르지 못하는 경우에는 상기 면취기의 작동을 중단시킨다.

Description

면취기에 장착되는 파이프 길이 검사 장치{A PIPE LENGTH INSPECTION DEVICE MOUNTED ON THE CHAMFERING MACHINE}

본 발명은 파이프 길이 검사 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 파이프의 절단면을 가공하는 면취기에 장착되어 파이프의 길이 불량을 검사하는 파이프 길이 검사 장치에 관한 것이다.

산업 분야에서 사용되는 파이프는 용도에 따라 다양한 길이로 생산된다. 예를 들어, 자동차용 부시에 사용되는 파이프의 경우, 긴 파이프를 절단 장치를 이용하여 사전 설정된 길이로 절단하여 생산된다. 절단된 파이프의 절단면은 표면이 고르지 못하고 부분적으로 날카로운 버어(Burr)를 포함하여 다른 연결 부품과 용접하기 어렵다. 따라서, 긴 파이프를 절단하는 공정 이후에는 파이프의 절단면을 가공하는 면취 공정이 수반되고, 면취 공정이 완료된 이후에 완제품인 파이프가 거래 업체로 납품된다.

한편, 파이프를 절단하는 공정 후에는 별도의 길이 불량을 검사하는 공정이 없기 때문에 이미 거래 업체로 납품된 파이프 제품들 중에서 일부 제품의 길이 불량이 발견되는 경우, 납품한 제품들을 모두 수거하여야 하고, 수거된 제품들을 일일이 검사하여야 한다. 이렇게 제품을 다시 수거하여 검사하는데 많은 인력과 시간이 소요된다. 또한, 이러한 과정에서 파이프 제품을 납품한 업체의 신뢰도는 추락할 수밖에 없다.

이를 해결하기 위하여 종래에는 파이프를 절단한 후에 파이프의 길이를 측정하는 별도의 공정을 추가하였으나, 이를 위해서는 별도의 길이 측정 장비를 구비하고, 이를 관리하는 인력을 배치해야 하기 때문에 공정이 복잡해지고 생산 비용이 증가하였다. 본 발명자는 파이프의 길이 불량을 정확히 판별할 수 있으면서도 공정의 복잡화에 따른 생산 비용의 증가를 막을 수 있는 새로운 검사 장치에 대한 필요성을 절감해 왔으며, 오랜 시간 많은 시행 착오 끝에 본 발명에 이르게 되었다.

한국등록실용신안 제20-387938호(2005.6.16)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 파이프 길이 불량의 감지를 별도의 추가된 공정으로 수행하는 것이 아니라 파이프 절단에 이은 면취 공정을 수행 중에 파이프 길이 불량의 감지가 이루어질 수 있도록 하는 파이프 길이 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 면취기에 간단하게 장착할 수 있으면서 그 구조가 간단한 파이프 길이 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 파이프의 내주면과 절단면을 회전 요소에 의해 가공하는 면취기에 장착되는 파이프 길이 검사 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 파파이프 길이 검사 장치는, 상기 면취기의 상기 회전 요소에 걸리는 부하값을 측정하는 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부와; 상기 회전 요소에 의한 파이프 가공 시 상기 센서부에 의해 측정된 부하값을 실시간 공급받아 상기 면취기의 작동을 유지하거나 중단시키는 제어부를 포함한다.

상기 면취기는 파이프의 길이가 목표 길이이거나 목표 길이보다 짧은 경우 파이프를 상기 회전 요소에 의한 가공이 가능하도록 공급하고 파이프의 길이가 목표 길이보다 긴 경우 파이프를 상기 회전 요소에 의한 가공이 가능한 위치로 공급하지 않는 파이프 공급부를 포함한다.

상기 제어부는 소정 시간 내에 상기 센서부에 의해 측정되어 실시간 공급받은 부하값이 사전 설정된 값에 이르는 경우에는 상기 면취기의 작동을 유지한다. 반면, 상기 제어부는 상기 소정 시간 이내에 이 값이 사전 설정된 값에 이르지 못하는 경우에는 상기 면취기의 작동을 중단시킨다.

이외에도 추가적인 구성이 본 발명에 따른 파이프 길이 검사 장치에 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따르면 상술한 종래기술의 문제점이 해결될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따르면 파이프 길이 불량의 감지를 별도의 추가된 공정으로 수행하는 것이 아니라 파이프 절단에 이은 면취 공정을 수행 중에 파이프 길이 불량의 감지가 이루어질 수 있도록 하는 파이프 길이 검사 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 면취기에 간단하게 장착할 수 있으면서 그 구조가 간단한 파이프 길이 검사 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치가 설치된 면취기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치의 내부 구성을 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치가 설치된 면취기가 파이프를 가공하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치에 의해 측정되는 전류의 세기가 파이프의 길이에 따라 변화하는 양태를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치가 파이프의 길이 불량을 감지하는 과정을 도시하는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 명세서에서 하나의 구성요소와 다른 구성요소가 연결된다는 것은 이들이 직접 맞닿아 이어지는 것뿐만 아니라 또 다른 구성요소를 통하여 서로 이어지는 것도 포함하는 의미로 사용된다.

파이프 길이 검사 장치의 구성

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치가 설치된 면취기를 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치(100)는 면취기(10)에 장착된다. 면취기(10)는 절단 공정에 의하여 절단된 파이프(S)의 양쪽 절단면을 가공하는 공지의 파이프 가공 장치이다. 절단된 파이프의 상술한 가공을 위해 면취기(10)는 파이프 공급부(11), 클램프(12), 회전 요소(13) 및 모터(14)를 포함한다. 면취기(10)가 파이프의 절단면을 가공하는 공정은 다음과 같다. 우선, 절단된 파이프(S)가 파이프 공급부(11)를 통해 공급된다. 다음으로, 공급된 파이프(S)는 클램프(12)에 의해 고정된다. 이후, 모터(14)의 회전력에 의해 회전 요소(13)가 회전하면서 절단된 파이프(S)의 절단면과 내주면을 매끄럽게 가공한다. 파이프(S)의 내주면 가공 시 전체 내주면이 가공되는 것은 아니다. 파이프(S)의 절단면에서 일정 깊이까지의 내주면을 가공 목표 내주면으로 삼아 가공하게 된다.

앞서 언급한 바와 같이, 면취기(10)는 본 발명의 등장 이전에 이미 알려진 공지의 파이프 가공 장치이다. 상술한 면취기(10) 구조의 설명은 다양한 면취기 구조의 한 예로서 이루어진 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치는 상술한 구조를 갖는 면취기에만 적용될 수 있는 것은 아니며, 회전력을 통해 파이프의 절단면을 가공하는 다양한 구조의 면취기에 적용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치(100)는 면취기(10)의 일측에 장착될 수 있다. 본 실시예에서 파이프 길이 검사 장치(100)는 별도의 하우징을 포함하여 면취기(10) 외부에 장착되는 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 파이프 길이 검사 장치는 별도의 하우징 없이 일체형으로 면취기에 설치되는 것 역시 가능하다. 파이프 길이 검사 장치는 검사 결과를 사용자가 확인할 수 있는 위치라면 어디든 구애받지 않고 설치될 수 있다. 한편, 본 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치(100)는 면취기(10)의 전원부(미도시)에 연결되어 전원을 공급받아 면취기(10)가 운용될 때 함께 작동되거나, 별도의 전원 장치를 구비하여 면취기(10)로부터 독립적으로 작동될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치의 내부 구성을 개념적으로 도시하는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치(100)는 센서부(110), 표시부(120), 타이머부(130), 알림부(140), 메모리부(150) 및 제어부(160)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 파이프 길이 검사 장치(100)의 센서부(110)는 면취기(10)의 전원부에 의해 모터(14)에 인가되는 전류의 세기를 측정할 수 있다. 센서부(110)는 하나 이상의 전류 센서를 포함할 수 있고, 전류 센서는 모터(14) 내부에 또는 전원부와 모터를 연결하는 전선에 설치될 수 있다. 사용자가 면취기(10)를 작동시키면 면취기(10)의 전원부가 모터(14)에 전류를 인가하고, 이때, 센서부(110)의 전류 센서는 면취기(10)의 모터(14)에 인가되는 전류의 세기를 실시간으로 측정한다. 센서부(110)에 의해 측정된 전류의 세기는 실시간으로 후술하는 제어부(160)에 전달된다. 만일, 면취기가 복수의 모터를 포함하는 경우, 센서부는 복수의 모터에 대응하는 복수의 전류 센서를 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 센서부가 파이프 가공 시의 부하값을 측정하는 방식으로서 센서부가 파이프 가공에 사용되는 모터에 인가되는 전류의 세기를 측정하는 것으로 설명하였으나, 파이프 가공 시의 부하값 측정 방식은 이에 한정되는 것이 아니라는 점이 이해되어야 한다. 센서부는 다른 공지의 센서-예를 들어, 모터의 토크를 측정하는 토크 센서(Torque Sensor)-를 포함함으로써 모터 또는 모터 대용으로 사용 가능한 다른 종류의 토크 발생 장치에 걸리는 전류의 세기 이외에 다른 부하값을 측정하는 구성으로 변경이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시부(120)는 파이프 길이 검사 장치(100) 상에 설치되고, 센서부(110)와 연결되어, 센서부(110)에 의해 측정된 전류의 세기를 실시간으로 화면에 나타낸다. 본 실시예에서 표시부(120)는 디지털 화면으로 구현될 수 있고, 사용자는 표시부(120)를 통해 모터에 인가되는 전류의 세기를 확인할 수 있다. 다만, 본 실시예에서 표시부(120)는 디지털 화면으로 예시하여 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 전류의 세기를 시각적으로 표시할 수 있는 다른 종류의 표시 수단으로 얼마든지 변경이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 타이머부(130)는 사용자가 설정한 소정의 시간을 측정할 수 있다. 타이머부(130)는 후술하는 제어부(160)에 의하여 시간 측정이 중단되거나 초기화될 수 있다. 타이머부(130)는 사용자가 설정한 소정의 시간이 경과하게 되면, 후술하는 제어부(160)에 소정의 시간이 경과되었음을 알릴 수 있다. 타이머부(130)는 복수의 타이머를 포함할 수 있으며, 복수의 타이머는 후술하는 제어부(160)에 의해 서로 독립적으로 작동될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 알림부(140)는 길이 검사 장치(100) 상에 설치되어 사용자에게 다양한 방법으로 면취기(10)의 작동 중단 여부를 알릴 수 있다. 알림부(150)는 전구 내지 발광 다이오드(LED)의 점등, 점멸 등을 통해 사용자에게 시각적으로 면취기(10)의 작동 중단 여부를 알려줄 수 있다. 또한, 부저 등을 포함함으로써 사용자에게 청각적으로 면취기(10)의 작동 중단 여부를 알려주도록 실시하는 것도 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 파이프 길이 검사 장치(100)는 메모리부(150)를 더 포함할 수 있다. 메모리부(150)는 면취기(10)의 작동 기록을 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 면취기(10)가 작동하는 동안에 모터(14)에 인가되는 전류의 세기를 시간에 따라 저장하는 형태, 또는, n번째 파이프를 가공하는 과정에서 면취기(10)의 작동이 멈춘 기록을 저장하는 형태 등으로 기록할 수 있다. 사용자는 메모리부(150)를 통해 제품의 불량품 발생 이력을 체계적으로 관리할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부(160)는 면취기(10)의 전원부와 연결되고, 센서부(110)에 의해 측정된 부하값(측정된 전류의 세기 또는 측정된 토크의 세기 등이 될 수 있으나, 이하에서는 측정된 전류의 세기에 따라 부하값이 결정되는 것으로 설명함)에 따라 면취기(10)의 작동 상태를 제어하고, 이와 동시에 타이머부(130) 및 알림부(140)의 작동을 제어한다.

이하에서는 제어부(160)가 센서부(110)에 의해 측정된 전류의 세기에 따라 면취기(10), 타이머부(130) 및 알림부(140)를 제어하는 방식의 일 예를 구체적으로 설명하도록 한다. 사용자는 면취기(10)를 가동하기 전에 제어부(160)에 목표값 M을 설정할 수 있다. 이와 함께, 타이머부(130)에 의한 시간 측정의 기준점 설정을 위해 다른 설정값 m을 설정할 수 있다. 사용자는 또한 소정의 시간 간격을 설정할 수 있다.

여기서, 목표값 M은 목표 길이로 절단된 파이프들이 면취기(10)에 의해 가공될 때 측정되는 전류의 값이 공통적으로 도달하는 전류의 세기이다(목표 길이보다 짧게 절단된 파이프의 경우에는 측정된 전류의 값이 이 값에 도달하지 못함).

설정값 m은 면취기(10)에 부하가 걸리기 전에 전원부가 모터(14)에 인가하는 전류의 세기[회전 요소(13)가 공회전할 때 모터(14)에 인가되는 전류의 세기]보다는 크거나 같고 상술한 목표값 M보다는 작은 임의의 값이다. 앞서 설명한 바와 같이, 설정값 m은 가공 주기의 특정 시점을 지정하기 위한 값이다. 특정 시점은 반드시 제어부(160)에 의해 인식 가능한 시점이어야 하는데, 제어부(160)는 가공 주기의 진행을 센서부(110)에 의해 감지되고 전달되는 부하값으로 인식하기 때문에, 측정되는 부하값 중 특정 설정값 m으로 시점을 특정하는 것이다.

소정의 시간은 제어부(160)에 저장되는 사용자에 의한 설정 값이다. 파이프 가공에 걸리는 시간은 대략적으로 동일하지만, 모든 파이프의 정상적인 가공에 소요되는 시간이 완전히 동일한 것은 아니다. 제어부(160)에 저장되는 소정의 시간은 그 시간 내에도 센서부(110)에 의해 감지되는 부하값이 목표값에 다다르지 못하는 경우에는 가공 불량으로 판정하는 시간 간격으로서, 이 소정의 시간이 정상적인 가공의 1주기 동안 타이머(130)에 의해 측정되는 시간 정도로 타이트하게 설정되면, 정상적인 가공의 1주기 동안 평균적으로 타이머(130)에 의해 측정되는 시간보다는 아주 약간 시간이 더 걸렸으나 감지되는 부하값이 결국에는 목표값에 이르게 되는 정상 가공으로 분류될 수 있는 경우에까지 면취기의 작동을 멈추는 결과가 초래된다. 이렇게 실시하면, 면취기의 작동을 멈추는 경우가 빈번하게 발생할 것이며, 생산성 감소를 초래한다. 따라서, 사용자는 정상적인 파이프 가공의 경우 타이머(130)가 측정하게 되는 시간 간격보다는 충분히 긴 시간을, 즉 타이머 측정 평균적인 시간에 완충 시간을 더한 시간 간격을 상기 소정의 시간으로 설정하는 것이 바람직하다.

타이머부(130)에 의해 시간을 측정하는 방식은 여러가지가 있을 수 있으며, 이하에서 그 한 실시예를 설명하기로 한다.

제어부(160)는 센서부(110)에 의해 측정된 전류의 세기가 사전 설정된 목표값 M에 도달하는 시점에 타이머부(130)의 시간을 초기화 할 수 있다. 앞서 설정값 m에 대하여 설명하였다. 제어부(160)는 목표값 M에 도달하는 시점부터 설정값 m에 도달할 때까지는 타이머부(130)의 초기화 상태를 유지하다가, 설정값 m에 도달한 시점부터 타이머부(130)가 가동되도록 하여 시간을 측정한다. 타이머부(130)에 의한 시간 측정의 중단은 센서부(110)에 의해 측정되어 제어부(160)로 전달되는 전류의 세기, 즉 부하값이 다시 목표값 M에 도달한 때이다. 이와 같이, 타이머부(130)에 의해 측정되는 시간은 가공의 완전한 1주기가 아닐 수 있으며, 가공 공정의 제1 시점부터 제2 시점까지, 이 시점들이 가공 공정의 특정한 시점으로 특정 가능한 한 어느 시점들이라도 모두 시간 측정의 기준으로 삼을 수 있다. 위에 예시한 시점을 타이머부(130)에 의한 시간 측정의 기준으로 삼는 것으로 본 발명의 범주는 제한되지 않는다. 타이머부(130)는 제어부(160)가 명확히 인식할 수 있는 특정 시점을 기준으로 하는 것이면, 가공의 어떤 시간 간격도 측정할 수 있다.

제어부(160)는 타이머부(130)가 작동을 개시하여 초기화되는 시간 간격에 상술한 완충 시간을 더한 소정의 시간 동안 센서부(110)에 의해 측정되고 제어부(160)로 전달된 부하값이 사전 설정된 목표값 M에 도달하는 것을 기다린다. 그 소정 시간 내에 측정된 부하값이 사전 설정된 목표값 M에 도달하는 경우, 제어부(160)는 타이머부(130)를 초기화하고 다음 가공에 대한 제어를 시작한다. 만일, 그 소정 시간 내에 측정된 부하값이 사전 설정된 목표값 M에 도달하지 못하는 경우, 제어부(160)는 면취기의 작동을 중단한다. 이 때 알림부(140)가 작동하도록 제어할 수 있다.

이후, 사용자가 적절한 조치를 취하여 면취기(10)가 다시 작동하면, 제어부(160)는 타이머부(130)의 시간을 초기화하여 다시 시간을 측정하도록 하고, 알림부(140)의 작동을 중단시킬 수 있다.

파이프 길이 검사 장치가 길이 불량을 감지하는 원리

이하에서는 전술한 본 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치를 통해 파이프의 길이 불량을 감지하는 원리에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치가 설치된 면취기가 파이프를 가공하는 과정을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치에 의해 측정되는 전류의 세기가 파이프의 길이에 따라 변화하는 양태를 도시하는 도면이다. 도 4에 도시된 그래프에서 Y축은 센서부에 의해 측정된 전류의 세기[단위는 암페어(A)]이며, X축은 시간[단위는 초(sec)]을 의미한다.

도 3을 참조하여 설명한다. 파이프(S)가 클램프(12)에 고정된다. 회전 요소(13)는 파이프(S)를 가공하는 기계 가공 수단이다. 회전 요소(13)는 선단(13a)과 말단(13b)을 포함한다. 선단(13a)은 파이프의 내주면을 가공하기 위해 축방향으로 연장된 회전 요소이다. 말단(13b)은 파이프의 절단면을 가공하기 위해 방사형으로 연장된 회전 요소이다. 도 3의 (a) 단계는 회전 요소(13)를 사용한 가공을 위하여 회전 요소(13)가 클램프(12)에 고정된 파이프(S)에 접근하는 단계를 도시한다. 회전 요소(13)의 구조 상 선단(13a)이 먼저 파이프(S)의 내주면에 접촉하게 되고 절단면 가공에 앞서 내주면에 대한 가공이 시작된다. 회전 요소(13)의 말단(13b)이 파이프 가공을 위하여 최종적으로 이동하는 가공 위치를 도 3에서 h로 표시하였다.

도 3의 (a) 단계에서 설명한 위치까지 회전 요소(13)가 이동하면, 그 상태에서 회전 요소(13)는 이동을 멈추고 소정의 설정된 시간 동안 파이프(S)의 내주면과 절단면을 가공한다. 사전 설정된 가공 시간이 경과하여 내주면 및 절단면 가공이 완료되면 회전 요소(13)는 다시 원위치로 복귀한다(도 3의 (c) 참조). 파이프(S)의 타측 절단면에 대해서도 동일한 공정이 이루어진다.

이때, 센서부(110)에 의해 측정되는 전류의 세기는 회전 요소(13)의 선단(13a)이 파이프에 접하기 전에는 모터(14)에 파이프 가공을 위한 아무런 부하가 걸리지 않기 때문에 기본값이다. 이러한 기본값은 모터(14)가 회전 요소(13)를 공회전 시키는데 필요한 전류의 세기이다.

회전 요소(13)가 파이프를 가공하기 시작하면 모터(14)에 부하가 걸리기 때문에 모터(14)에 인가되는 전류의 세기 역시 다양하게 변화하게 된다. 특히, 회전 요소(13)의 말단(13b)이 사전 설정된 최종 가공 위치(h)에 도달하는 시점 부근에서 회전 요소(13)가 파이프의 절단면을 면취하는 양이 가장 많다(도 3의 (b) 참조). 여기서 "부근"이라는 표현을 사용한 것은 파이프 재질의 균일성, 파이프 형상의 미세한 변화, 회전 요소(13)의 가공을 위한 회전의 균일성 등 면취량에 영향을 미치는 기타 변수가 존재할 가능성이 있기 때문이다. 회전 요소(13)의 선단(13a)이 파이프에 접촉을 개시하여 가공을 시작하는 순간부터 회전 요소(13)의 말단(13b)이 최종 가공 위치(h)에 도달하기 전까지는 선단(13a)에 의한 가공 면적이 지속적으로 증가하므로 모터(14)에 걸리는 부하량은 증가 추세이다. 회전 요소(13)의 말단(13b)이 최종 가공 위치(h)에 도달하는 시점 부근에서 모터(14)에 걸리는 부하량 및 모터(14)에 인가되는 전류의 세기가 최대치에 도달한다. 그 이후 시간의 경과에 따라 회전 요소(13)의 절삭 공구와 접촉되는 면의 절삭이 이미 이루어진 정도가 증가하기 때문에, 시간당 면취량이 줄어들고 모터(14)에 걸리는 부하량도 감소한다. 모터(14)에 인가되는 최대 전류의 세기는 고정된 값은 아니며, 파이프의 길이, 절단면의 형상 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 사용자는 면취기(10)를 본격적으로 운용하기 전에 적합한 길이로 절단된 파이프 제품들을 면취기(10)에 투입하여 측정되는 전류의 세기에 관한 데이터를 얻을 수 있으며, 이러한 데이터를 통해 최대 전류의 세기에 대한 적절한 목표값 M을 도출할 수 있다. 한편, 절단면의 가공이 종료된 이후인 도 3의 (c)에서는 도 3의 (a)에서와 마찬가지로 기본값이 측정된다.

다음으로 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4에서는 파이프의 길이 별로 (a), (b), (c)를 나눈다. (a)에서는 파이프의 길이가 L1으로서, 길이 L1은 파이프의 길이가 목표 길이인 경우이다. (b)에서는 파이프의 길이가 L2로서, 길이 L2는 파이프의 길이가 목표 길이보다 짧은 경우이다. (c)에서는 파이프의 길이가 L3로서, 길이 L3는 파이프의 길이가 목표 길이보다 긴 경우이다.

우선, 파이프의 길이가 L1인 경우(길이 L1은 고정된 값이 아니며, 각 파이프 제품마다 사전 설계된 길이 및 허용 오차 범위를 포함하는 범위를 의미함), 일정한 각속도로 회전하는 회전 요소(13)의 선단(13a)이 파이프에 접하는 시점(이하, '시간 t1'이라고 함)까지는 기본값이 측정되며, 이후, 시간 t1부터 회전 요소(13)가 다시 원위치로 이동하는 시점(이하, '시간 t2'라고 함)까지 측정되는 전류의 세기는 변화한다. 전술한 바와 같이, 회전 요소(13)의 말단(13b)이 사전 설정된 위치(h)에 도달하는 시점 부근에서 측정된 전류의 세기는 목표값 M에 도달한다(도 4의 (a) 참조).

파이프의 길이가 L2인 경우 시간 t1까지는 기본값이 측정되다가 시간 t1부터 시간 t2까지 전류의 세기가 변화한다. 파이프의 길이가 L2인 경우 회전 요소(13)의 말단(13b)이 사전 설정된 위치(h)에 도달하여 파이프의 내주면과 절단면에 대한 본격적인 가공이 개시되더라도 파이프 절단면을 가공하기 위한 말단(13b)과 파이프의 접촉 정도가 파이프의 길이가 L1인 경우에 비하여 낮다. 즉, 불완전한 접촉이 일어나거나 접촉이 일어나지 않을 수 있으며, 회전 요소(13)의 말단(13b)에 의한 절단면에 대한 예정된 가공이 실행되지 않는다. 회전 요소(13)의 선단(13a)에 의한 내주면의 절삭 또한 마찬가지로 예정된 정도로 충분하게 실시되지 않는다. 이에 따라, 모터(14)에 걸리는 부하가 정상적인 경우보다 작게 되고, 측정되는 최대 전류의 세기 P는 사전 설정된 목표값 M에 도달하지 못한다(도 4의 (b) 참조).

한편, 면취기(10)의 파이프 공급부(11)의 폭은 파이프(S)의 설계된 길이에 대응되도록 제작된다. 면취기의 파이프 공급부(11)에 공급되는 파이프(S)의 길이가 L1이거나 L1보다 짧은 L2의 경우 파이프가 파이프 공급부(11)를 통과할 수 있으나, 파이프(S)의 길이가 L1보다 긴 L3인 경우 파이프가 면취기(10)의 파이프 공급부(11)를 통과할 수 없다. 파이프(S)의 길이가 L3인 경우에는 파이프 공급부(11)를 통과하는 파이프 없이 회전 요소(13)가 가공을 위한 이동 및 가공을 실시하기 때문에 공회전이 발생한다. 이때 측정된 전류의 세기는 무부하 상태에서의 모터(14)에 걸리는 전류의 값인 기본값이다. 이 값은 당연히 목표값 M보다 작다.

도 4는 전류 세기의 증감을 도시함에 있어서, 선형으로 증가하여 최대값에 도달하였다가 선형으로 감소하는 것으로 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 길이 검사 장치의 작동 원리를 쉽게 설명하기 위한 것이다. 실제 측정되는 전류 세기의 증감에는 비선형 요소가 개입될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 절단된 파이프의 길이가 합격품의 허용 오차 범위를 벗어난 경우(즉, 파이프의 길이가 목표 길이보다 길거나 짧은 경우)에는 파이프를 가공하는 동안 센서부(110)에 의해 측정되는 전류의 세기가 사용자가 사전에 설정한 목표값 M에 도달하지 못하기 때문에 제어부(160)는 면취기(10)의 작동을 중지시키고, 알림부(140)를 작동시키게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 길이 검사 장치가 파이프의 길이 불량을 감지하는 과정을 나타내는 도면이다.

파이프(S)가 면취기(10)의 클램프(12)에 위치하게 되면 절단면의 가공이 시작된다(S100). 센서부(110)는 모터(14)에 인가되는 전류의 세기를 측정한다(S200).

먼저 설명한 것과 같은 방식으로 제어부(160)에 의해 제어되는 타이머부(130)가 측정하는 시간이 소정의 시간을 경과하기 전에 센서부(110)에 의해 측정된 전류의 세기가 사전 설정된 목표값에 도달하는 경우(예를 들어, 파이프의 길이가 L1인 경우)라면, 제어부(160)는 면취기(10)의 작동을 유지하여 파이프(S)의 절단면 가공이 완료되고 다음 파이프가 위치하게 된다(S300).

그러나, 타이머부(130)가 측정하는 시간이 소정의 시간에 이르거나 경과하였는데도 센서부(110)에 의해 측정된 전류의 세기가 사전 설정된 목표값에 도달하지 못한 경우라면, 제어부(160)는 모터(14)에 인가되는 전류를 차단하여 면취기(10)의 작동이 멈추며, 이때, 제어부(160)는 알림부(140)를 통해 사용자에게 장치 중단 여부를 알린다(S400).

이후, 사용자에 의해 적절한 조치가 이루어지면 제어부(160)는 다시 모터(14)에 전류가 인가되도록 하며, 알림부(140)의 작동을 중단시키고, 타이머부(130)의 시간을 초기화하여 다시 파이프의 가공이 수행되도록 할 수 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 면취기
100: 파이프 길이 검사 장치
110: 센서부
120: 표시부
130: 타이머부
140: 알림부
150: 메모리부
160: 제어부

Claims (4)

1. 파이프의 내주면과 절단면을 회전 요소에 의해 가공하는 면취기에 장착되는 파이프 길이 검사 장치로서,
   상기 면취기의 상기 회전 요소에 걸리는 부하값을 측정하는 하나 이상의 센서를 포함하는 센서부와,
   상기 회전 요소에 의한 파이프 가공 시 상기 센서부에 의해 측정된 부하값을 실시간 공급받아 상기 면취기의 작동을 유지하거나 중단시키는 제어부를 포함하고,
   상기 면취기는 파이프의 길이가 목표 길이이거나 목표 길이보다 짧은 경우 파이프를 상기 회전 요소에 의한 가공이 가능하도록 공급하고 파이프의 길이가 목표 길이보다 긴 경우 파이프를 상기 회전 요소에 의한 가공이 가능한 위치로 공급하지 않는 파이프 공급부를 포함하고,
   상기 제어부는 소정 시간 내에 상기 센서부에 의해 측정되어 실시간 공급받은 부하값이 사전 설정된 값에 이르는 경우에는 상기 면취기의 작동을 유지하고, 상기 소정 시간 이내에 이 값이 사전 설정된 값에 이르지 못하는 경우에는 상기 면취기의 작동을 중단시키는,
   파이프 길이 검사 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전 요소는 전기로 작동되는 모터이고,
   상기 센서부는 상기 모터에 인가되는 전류의 세기를 측정하는 전류 센서를 포함하는, 파이프 길이 검사 장치.
3. 제2항에 있어서,
   타이머부를 더 포함하고,
   상기 타이머부는 상기 면취기에 의한 파이프 가공에 걸리는 시간을 측정하고, 상기 제어부는 상기 타이머부에 의해 측정된 시간이 상기 소정 시간에 이르렀음에도 불구하고 상기 센서부에 의해 측정되어 실시간 공급받은 부하값이 사전 설정된 값에 이르지 못하는 경우에는 상기 면취기의 작동을 중단시키는,
   파이프 길이 검사 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 센서부에 의하여 측정되어 전달되는 부하값이 목표값에 이르는 시점에서 상기 타이머부를 초기화하고, 특정 가능한 가공 주기 내 다른 시점에 이를 때까지 상기 초기화 상태를 유지하다가, 이 시점부터 상기 타이머부의 작동을 개시하는,
   파이프 길이 검사 장치.

Images