KR101942933B1 - 튜브 제조장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

실시예는 슬릿이 형성된 소재의 이송을 안내하도록 상호 마주보게 배치되는 복수 개의 롤러부; 및 상기 슬릿을 용접하는 용접부를 포함하며, 상기 롤러부는 프레임; 상기 프레임에 회전 가능하게 배치되는 복수 개의 사이드 롤러; 및 상기 프레임을 회전시키는 제1 구동부를 포함하고, 상기 소재의 형상에 따라, 상기 사이드 롤러 중 어느 하나가 상기 소재를 지지하게 상기 프레임이 회전되는 튜브 제조장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

튜브 제조장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING TUBE}

본 발명은 튜브 제조장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 롤 포밍 공법에 의해 조관된 소재를 용접하여 튜브(제품)을 제조하는 튜브 제조장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 금속관(pipe)은, 봉강을 원료로 하여 용접부가 없도록 만네스만 천공기에서 제조되는 심레스관과, 용접에 의해 용접부가 형성된 용접관으로 구분된다.

심레스관은 용접부가 없기 때문에 특성이 우수하다. 그러나, 심레스관은 제조 생산성이 매우 떨어지기 때문에, 보일러나 유압장치 등과 같이 고압의 유체가 사용되는 곳에 한정적으로 적용되며, 그 외에는 대부분 용접관이 사용되고 있다.

상기 용접관은 강판을 벤딩한 다음, 서로 마주보는 강판의 양 단부를 용접한 후 성형하여 생산한다.

예컨데, 롤 포밍 공법을 이용하여 평평한 플레이트를 벤딩하여 조관하고, 조관된 소재를 용접함으로써 제품(튜브)을 생산한다. 그리고, 상기 튜브를 성형하여 용접관을 생산한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 길이방향을 따라 슬릿(S)이 형성된 소재(M)가 연속적으로 공급될 때, 종래의 용접장치(2)의 용접기(10)는 슬릿(S)을 용접하여 튜브를 형성한다. 이때, 소재(M)는 롤러(20)에 의해 이송이 안내된다.

그러나, 상기 롤러(20)의 경우 하나의 형상으로만 이루어진 소재(M)를 안내할 수 있기 때문에, 소재(M)의 사이즈가 변형될 때 대응이 어려운 문제가 있다.

또한, 한 쌍의 전면 롤러(20a)와 한 쌍의 후면 롤러(20b) 각각의 간격이 정확하게 일치하지 않는 경우 소재(M)가 틀어지게 된다. 그에 따라, 용접 결함이 발생한다. 그리고, 상기 용접 결함은 제품의 성형시 터짐 현상 등을 유발하기 때문에, 완제품 성형을 불가능하게 한다.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 간격이 일치하지 않는 경우 융접부(30)가 일측으로 치우치는 용접 결함이 발생한다.

또한, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 롤러(20)가 소재(M)를 일정하게 가압하지 못하는 경우, 소재(M)의 끝단에 높이 차가 발생하고 그에 따라 용접 결함이 발생하는 문제도 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소재의 형상에 따라 소재를 안내하도록 사이드 롤러를 배치하는 튜브 제조장치 및 방법을 제공한다.

또한, 용접에 의해 발생하는 열을 통해 소재가 팽창하고, 상기 팽창에 사이드 롤러가 이동하여 적절한 소재의 안내를 할 수 없게 되는바, 상기 사이드 롤러를 폭방향으로 이동시켜 소재를 가압하는 튜브 제조장치 및 방법을 제공한다.

또한, 용접부와 슬릿의 위치를 일치하도록 용접부의 중심을 맞출 수 있는 튜브 제조장치를 제공한다.

실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제는 실시예에 따라, 슬릿이 형성된 소재의 이송을 안내하도록 상호 마주보게 배치되는 복수 개의 롤러부; 및 상기 슬릿을 용접하는 용접부를 포함하며, 상기 롤러부는 프레임; 상기 프레임에 회전 가능하게 배치되는 복수 개의 사이드 롤러; 및 상기 프레임을 회전시키는 제1 구동부를 포함하고, 상기 소재의 형상에 따라, 상기 사이드 롤러 중 어느 하나가 상기 소재를 지지하게 상기 프레임이 회전되는 튜브 제조장치에 의하여 달성된다.

바람직하게, 상기 사이드 롤러는 상기 소재의 외면을 지지하게 형성된 홈을 포함하고, 상기 사이드 롤러 각각에 형성된 상기 홈은 서로 다른 사이즈로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 프레임은, 상부 플레이트; 하부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 상기 사이드 롤러가 배치되도록 형성된 복수 개의 샤프트를 포함하며, 상기 샤프트는 상기 하부 플레이트의 중심(C)을 기준으로 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 배치될 수 있다.

바람직하게, 상기 롤러부 중 어느 하나를 이동시키는 이동부를 포함하며, 상기 이동부는, 이동되는 상기 롤러부의 상기 제1 구동부가 설치되는 이동 플레이트; 상기 이동 플레이트에 결합되는 스크류; 및 상기 스크류를 회전시키는 제2 구동부를 포함하며, 상기 스크류의 회전에 의해 상기 이동 플레이트는 상기 스크류를 따라 이동할 수 있다.

바람직하게, 상기 소재의 용접시, 상기 제2 구동부의 구동에 의해 이동하는 상기 롤러부의 상기 사이드 롤러는 상기 소재를 가압할 수 있다.

한편, 상기 튜브 제조장치는 상기 용접부의 위치를 조절하는 조절부를 더 포함하며, 상기 조절부는 상기 용접부를 지지하는 제1 가이드; 상기 소재의 길이방향을 따라 이격되게 배치되는 두 개의 상기 롤러부의 상부 플레이트를 연결하는 연결대; 상기 연결대에 배치되는 지지대; 및 상기 제1 가이드와 상기 지지대 사이에 배치되는 제1 탄성부재를 포함하고, 상기 연결대의 단부와 상부 플레이트 사이에는 베어링이 배치될 수 있다.

그리고, 상기 용접부는, 본체; 상기 본체의 내부에 형성된 공간에 배치되어, 상기 소재를 용접하는 용접구; 상기 용접구를 지지하는 제2 가이드; 및 상기 본체의 내부면과 상기 제2 가이드 사이에 배치되는 제2 탄성부재를 포함하며, 상기 제1 가이드는 상기 용접구를 지지할 수 있다.

상기 과제는 실시예에 따라, 이송되는 소재의 형상을 측정하는 측정단계; 상기 소재의 높이에 따라 복수 개의 사이드 롤러 중 어느 하나를 배치하는 배치단계; 상기 소재의 폭에 따라 상기 사이드 롤러의 폭방향 위치를 조정하는 조정단계; 및 상기 소재의 슬릿을 용접하는 용접단계를 포함하며, 상기 배치단계는, 프레임에 회전가능하게 배치되는 복수 개의 상기 사이드 롤러 중 어느 하나가 상기 소재의 외면을 지지하도록 상기 프레임을 회전시키는 튜브 제조방법에 의해 달성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 실시예에 따른 튜브 제조장치 및 방법은 소재의 형상에 대응되는 사이드 롤러를 회전을 통해 배치하여 소재의 형상에 따라 소재를 안내할 수 있다. 즉, 튜브의 형상에 따라 별도의 용접 장치를 구비하는 생산라인을 설치하지 않기 때문에, 튜브의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 사이드 롤러를 통해 소재를 가압함으로써, 서로 마주보게 배치되는 상기 사이드 롤러의 간격을 일정하게 유지되게 한다. 그에 따라, 소재가 틀어져서 이송되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 튜브 제조장치는 조절부를 이용하여 용접부와 슬릿의 위치를 일치하도록 용접부의 중심을 맞출 수 있다.

도 1은 종래의 튜브 제조장치를 나타내는 도면이고,
도 2는 종래의 튜브 제조장치에 의해 생산되는 소재에 발생하는 문제에 대한 실시예를 나타내는 사시도이고,
도 3 내지 도 5는 실시예에 따른 튜브 제조장치를 나타내는 사시도, 분해사시도 및 평면도이고,
도 6은 도 3의 A-A선을 나타내는 도면이고,
도 7은 실시예에 따른 튜브 제조장치의 제어관계를 나타내는 블럭도이고
도 8은 실시예에 따른 튜브 제조방법을 나타내는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

실시예에 따른 튜브 제조장치(1)는 소재(M)의 이송 라인상에 배치될 수 있다. 그에 따라, 상기 튜브 제조장치(1)는 소재(M)의 상부에 형성된 슬릿(S)을 용접하여 관 형상의 튜브(제품)를 생산한다. 즉, 상기 튜브 제조장치(1)는 조관된 소재(M)를 가압하면서 소재(M)의 길이방향을 따라 형성된 슬릿(S)을 용접하여 튜브를 생산한다.

여기서, 상기 튜브의 단면은 이송되는 소재(M)의 형상에 따라 원형 또는 타원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 튜브 제조장치(1)는 소재(M)의 형상에 관계없이 소재(M)를 안내하며 용접하기 때문에, 다양한 형상의 튜브를 사이드 롤러의 교체 없이 제작할 수 있다.

도 1 내지 도 7을 참조하여 살펴보면, 상기 튜브 제조장치(1)는 베이스(10)에 배치되는 복수 개의 롤러부(100), 롤러부(100) 중 어느 하나를 이동시키는 이동부(200), 조절부(300), 이송되는 소재(M)의 슬릿(S)을 용접하는 용접부(400), 소재(M)의 형상을 측정하는 측정장치(500) 및 제어부(600)를 포함할 수 있다. 이때, 슬릿(S)은 소재(M)의 상부에 형성될 수 있다.

롤러부(100)는 베이스(10)에 길이방향을 따라 상호 마주보게 복수 개가 설치될 수 있다.

롤러부(100)는 소재(M)의 이송을 안내한다.

도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면, 롤러부(100)는 프레임(110), 프레임(110)에 회전 가능하게 배치되는 사이드 롤러(120) 및 프레임(110)을 회전시키는 제1 구동부(130)를 포함할 수 있다.

프레임(110)은 베이스(10)의 상부측에 배치될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 프레임(110)은 상부 플레이트(111), 하부 플레이트(112) 및 상부 플레이트(111)와 하부 플레이트(112) 사이에 배치되는 복수 개의 샤프트(113)를 포함할 수 있다. 그리고, 샤프트(113)에는 사이드 롤러(120)가 회전 가능하게 배치된다.

샤프트(113)는 하부 플레이트의 중심(C)을 기준으로 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트(113)는 중심(C)을 기준으로 소정의 반경(R) 상에 상호 이격되게 배치될 수 있다.

여기서, 샤프트(113)는 90도 간격으로 네 개가 배치된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 상기 튜브 제조장치(1)로 이송되는 소재(M)의 사이즈에 따른 종류를 고려하여 네 개 미만 또는 초과하는 샤프트(113)가 배치될 수 있음은 물론이다.

복수 개의 사이드 롤러(120) 각각은 샤프트(113)에 회전 가능하게 배치된다. 이때, 샤프트(113)의 외주면과 사이드 롤러(120)의 내주면 사이에는 베어링(20)이 배치될 수 있다.

사이드 롤러(120)의 각각에는 소재(M)의 외면을 지지하는 홈(121)이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 홈(121)은 서로 다른 사이즈로 형성될 수 있다. 예컨데, 상기 홈(121)은 소재(M)의 외면의 일측과 타측을 각각 지지할 수 있기 때문에, 반원형 또는 반타원형 형상으로 형성될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 홈(121)의 높이(h)가 다르게 형성된 사이드 롤러(120) 각각은 샤프트(113)에 각각 배치될 수 있다.

제1 구동부(130)는 프레임(110)을 회전시킬 수 있다. 상세하게, 프레임(110)의 하부 플레이트(112)를 회전시킬 수 있다. 그에 따라, 사이드 롤러(120) 중 어느 하나는 소재(M)의 외면을 지지할 수 있다. 이때, 제1 구동부(130)는 상기 중심(C)에 연결될 수 있다. 그에 따라, 프레임(110)은 중심(C)을 기준으로 회전할 수 있다.

예컨데, 이송되는 소재(M)의 사이즈를 고려하여 제어부(600)가 제1 구동부(130)를 구동하여 프레임(110)을 회전시키면, 소재(M)의 사이즈에 대응되는 사이드 롤러(120)가 소재(M)의 외면을 지지할 수 있도록 배치된다. 바람직하게, 소재(M)의 높이(h)를 고려하여 대응되는 사이드 롤러(120)가 소재(M)의 외면을 지지할 수 있도록 배치된다.

따라서, 상기 튜브 제조장치(1)는 소재(M)의 외면 형상에 맞는 사이드 롤러(120)를 회전운동을 통해 배치하여 다형상 튜브의 제작을 가능하게 한다.

여기서, 제1 구동부(130)로는 모터가 제공될 수 있으며, 정밀한 회전 제어를 위해 스텝 모터가 제공될 수 있다. 그리고, 구동부(130)는 제어부(600)에 의해 제어될 수 있도록 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 복수 개의 롤러부(100)는 소재(M)의 이송방향(길이방향)을 따라 배치될 수 있다. 그리고, 롤러부(100)는 상호 마주보게 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 롤러부(100)는 네 개가 배치된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이때, 복수 개의 롤러부(100)는 배치 위치를 고려하여 제1 롤러부(100a), 제2 롤러부(100b), 제3 롤러부(100c) 및 제4 롤러부(100d)로 구분하여 설명을 명확히 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 롤러부(100a)와 제2 롤러부(100b)는 소재(M)의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치되고, 제3 롤러부(100c)와 제4 롤러부(100d)는 소재(M)의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치된다. 그리고, 제1 롤러부(100a)와 제3 롤러부(100c)는 소재(M)를 사이에 두고 상호 마주보게 배치되며, 제2 롤러부(100b)와 제4 롤러부(100d)는 소재(M)를 사이에 두고 상호 마주보게 배치된다.

여기서, 제1 롤러부(100a), 제2 롤러부(100b), 제3 롤러부(100c) 및 제4 롤러부(100d) 각각은 프레임(110), 프레임(110)에 회전 가능하게 배치되는 복수 개의 사이드 롤러(120) 및 프레임(110)을 회전시키는 제1 구동부(130)를 포함할 수 있다.

이동부(200)는 롤러부(100) 중 어느 하나를 이동시킬 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하여 살펴보면, 이동부(200)는 제1 롤러부(100a)와 제2 롤러부(100b)를 함께 이동시킬 수 있다. 이때, 제3 롤러부(100c)와 제4 롤러부(100d)는 베이스(10)에 고정 설치된다.

예컨데, 소재(M)의 폭(W)을 고려하여, 이동부(200)는 서로 마주보게 배치되는 롤러부(100)의 사이드 롤러(120) 사이의 이격거리(D)를 조절할 수 있다.

제1 롤러부(100a)와 제3 롤러부(100c)의 이격거리(D)와 제2 롤러부(100b)와 제4 롤러부(100d)의 이격거리(D)는 이동부(200)에 의해 조절되기 때문에, 복수 개의 롤러부(100)는 소재(M)가 틀어져서 이송되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 이격거리(D)는 소재(M)의 폭(W)과 동일할 수 있다.

도 4를 참조하여 살펴보면, 이동부(200)는 이동 플레이트(210), 스크류(220) 및 스크류(220)를 회전시키는 제2 구동부(230)를 포함할 수 있다. 그리고, 제1 롤러부(100a)와 제2 롤러부(100b) 각각에 배치되는 제1 구동부(130)는 이동 플레이트(210)에 형성된 홈에 설치될 수 있다. 이때, 제3 롤러부(100c)와 제4 롤러부(100d) 각각에 배치되는 제1 구동부(130)는 베이스(10)에 고정 설치될 수 있다.

이동 플레이트(210)는 베이스(10)의 상부에 이동 가능하게 배치될 수 있다.

그리고, 이동 플레이트(210)는 스크류(220)와 나사 결합을 할 수 있다.

그에 따라, 제2 구동부(230)에 의해 스크류(220)가 회전하게 되면, 이동 플레이트(210)는 스크류(220)를 따라 전후진 하면서 이동하게 된다. 이때, 스크류(220)는 소재(M)의 길이방향과 수직인 폭방향으로 배치될 수 있다. 여기서, 제2 구동부(230)로는 정밀한 회전 제어를 위해 스텝 모터가 제공될 수 있다. 그리고, 구동부(230)는 제어부(600)에 의해 제어될 수 있도록 전기적으로 연결될 수 있다.

따라서, 이동 플레이트(210)가 스크류(220)를 따라 이동하게 되면 제1 롤러부(100a)와 제2 롤러부(100b)도 함께 이동된다. 그에 따라, 상기 이격거리(D)가 일정하게 되기 때문에, 소재(M)가 틀어져서 이송되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 용접에 의해 상기 소재(M)가 가열되고 이에, 소재(M)가 팽창 등의 변형이 일어날 수 있는바, 제어부(600)는 제2 구동부(230)를 제어하여 이동되는 롤러부(100a, 100b)의 사이드 롤러(120)를 통해 소재(M)를 일정한 힘으로 가압한다.

상세하게, 제어부(600)의 신호에 의해 제2 구동부(230)가 구동하여 스크류(220)를 회전시키면, 제1 롤러부(100a)와 제2 롤러부(100b) 각각에 배치되는 사이드 롤러(120)는 소재(M)의 외면을 일정한 힘으로 가압한다. 그에 따라, 소재(M)의 변형을 방지할 수 있다.

즉, 소재(M)의 용접시, 용접에 따른 소재(M)의 변형을 방지하도록, 제2 구동부(230)의 구동에 의해 이동하는 롤러부(100a, 100b)의 사이드 롤러(120)는 소재(M)의 외면을 가압할 수 있다.

조절부(300)는 용접부(400)의 위치를 조절할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 조절부(300)는 롤러부(100a, 100b)의 프레임(110)의 상부에 배치될 수 있다. 롤러부(100a, 100b)가 이동부(200)에 의해 이동됨에 따라, 조절부(300)는 용접부(400)의 위치를 조정할 수 있다.

조절부(300)는 제1 가이드(310), 연결대(320), 지지대(330) 및 제1 탄성부재(340)를 포함할 수 있다.

제1 가이드(310)는 용접부(400)의 일측을 지지할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상호 마주보게 한 쌍의 제1 가이드(310)는 용접부(400)를 지지할 수 있다. 상세하게, 제1 가이드(310)는 용접부(400)의 용접구(420)를 지지할 수 있다.

연결대(320)는 소재(M)의 길이방향을 따라 이격되게 배치되는 두 개의 롤러부(100)의 상부 플레이트(111)를 연결할 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 연결대(320)는 소재(M)의 길이방향으로 배치되며, 갠트리 타입으로 형성될 수 있다. 그리고, 상부 플레이트(111)에는 연결대(320)의 단부가 삽입 설치되게 내부에 공간이 형성된 보스(111a)가 배치될 수 있다.

이때, 연결대(320)의 단부와 상부 플레이트(111) 사이에는 베어링(20)이 배치될 수 있다. 상세하게, 연결대(320)의 단부와 상부 플레이트(111)의 보스(111a) 사이에는 베어링(20)이 배치될 수 있다.

따라서, 제1 구동부(130)에 의해 롤러부(100)의 프레임(110)이 회전하더라도 연결대(320)의 단부에 배치된 베어링(20)에 의해 조절부(300)의 회전이 방지될 수 있다. 다만, 조절부(300)는 이동부(200)에 의해 폭방향으로 이동할 수는 있다.

지지대(330)는 연결대(320)에서 용접부(400)를 향해 돌출되게 형성될 수 있다. 그리고, 지지대(330)는 제1 탄성부재(340)의 일측을 지지할 수 있다.

이때, 지지대(330)는 원통형 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 제1 가이드(310)는 지지대(330)의 내주면을 따라 이동할 수 있게 배치된다.

그리고, 지지대(330)의 단부는 내측으로 절곡되게 형성되어 지지턱의 역할을 수행할 수 있다. 그에 따라, 제1 가이드(310)가 지지대(330)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

제1 탄성부재(340)는 제1 가이드(310)와 지지대(330) 사이에 배치될 수 있다. 그에 따라, 제1 탄성부재(340)는 제1 가이드(310)를 탄성 지지할 수 있다. 여기서, 제1 탄성부재(340)로는 스프링이 이용될 수 있다.

따라서, 이동부(200)에 의해 조절부(300)가 이동하더라도, 제1 탄성부재(340)에 의해 용접부(400)는 중앙에 위치할 수 있다. 그리고, 폭(W)이 다른 소재(M)가 진입되어 이동부(200)에 의해 롤러부(100a, 100b)가 이동하더라도 용접부(400)는 조절부(300)에 의해 소재(M)의 폭방향 중앙에 위치할 수 있다.

이에, 용접부(400)에 의한 용접 위치는 슬릿(S)의 위치와 일치하게 된다.

용접부(400)는 이송되는 소재(M)의 슬릿(S)을 용접할 수 있다.

도 6을 참조하여 살펴보면, 용접부(400)는 본체(410), 용접구(420), 제2 가이드(430) 및 제2 탄성부재(440)를 포함할 수 있다.

본체(410)의 내부에는 공간이 형성되며, 용접구(420)는 상기 공간에 배치될 수 있다. 그리고, 소재(M)의 슬릿(S)을 용접하는 용접구(420)는 하방을 향해 배치될 수 있다.

제2 가이드(430)는 용접구(420)의 일측을 지지할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상호 마주보게 한 쌍의 제2 가이드(430)는 용접구(420)를 지지할 수 있다.

제2 탄성부재(440)는 본체(410)의 내부면(411)과 제2 가이드(430) 사이에 배치될 수 있다. 그에 따라, 제2 탄성부재(440)는 제2 가이드(430)를 탄성 지지할 수 있다. 여기서, 제2 탄성부재(440)로는 스프링이 이용될 수 있다.

따라서, 상기 튜브 제조장치(1)의 용접구(420)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상하로 이격되게 배치되는 제1 탄성부재(340) 및 제2 탄성부재(440)에 의해 적어도 2점에서 탄성 지지되기 때문에, 조절부(300)가 이동하더라도 틀어짐 없이 용접부(400)의 용접구(420)는 중앙에 위치할 수 있다.

즉, 상기 튜브 제조장치(1)는 용접구(420)에 대한 2점 탄성 지지구조를 구현하여 용접구(420)의 틀어짐 없이 용접구(420)의 용접 위치와 슬릿(S)의 위치가 일치하도록 조절할 수 있다.

측정장치(500)는, 소재(M)의 이동시, 소재(S)의 형상을 측정할 있다. 상세하게, 측정장치(500)는 소재(M)의 높이(h)와 폭(W)을 측정할 수 있다.

이때, 측정장치(500)는 소재(M)의 위쪽 및 측면에 이격되어 설치되는 카메라일 수 있다. 측정장치(500)로 카메라를 제공하는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 소재(M)의 형상을 측정할 수 있는 레이저 측정장치가 이용될 수 있음은 물론이다.

따라서, 측정장치(500)는 소재(M)를 촬상하고 연속 또는 단상으로 촬상된 이미지를 영상 분석하여 측정된 소재(M)의 높이(h)와 폭(W)을 측정할 수 있다.

한편, 상기 튜브 제조장치(1)는 상기 측정장치(500)에서 측정된 정보를 이용하여 사이드 롤러(120)를 배치하는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 상기 튜브 제조장치(1)는 고객사에서 요구하는 형상의 설정치를 기반으로 이송되는 소재(M)를 구분하고, 그에 따라 제어부(600)가 상기 설정치를 기초로 제1 구동부(130)와 제2 구동부(230)를 제어할 수도 있다.

제어부(600)는 측정장치(500)에서 측정된 소재(M)의 형상 정보를 기반으로 제1 구동부(130)와 제2 구동부(230)를 제어할 수 있다.

제어부(600)는 측정장치(500)에서 측정된 소재(M)의 높이(h)를 기반으로 제1 구동부(130)를 제어하여 소재(M)의 높이(h)에 대응되는 사이드 롤러(120)를 배치한다.

제어부(600)는 측정장치(500)에서 측정된 소재(M)의 폭(W)을 기반으로 제2 구동부(230)를 제어하여 소재(M)의 폭(W)에 대응되는 사이드 롤러(120)의 폭 방향 위치를 조정한다.

이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 튜브 제조장치를 제어하여 튜브를 생산하는 제조방법에 대하여 살펴보기로 한다. 이때, 튜브 제조방법(S1)을 설명함에 있어서, 상기 튜브 제조장치(1)와 동일한 구성에 대하여는 동일한 번호로 기재될 것인바 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 튜브 제조방법(S1)은 측정단계(S10), 배치단계(S20), 조정단계(S30) 및 용접단계(S40)를 포함할 수 있다.

상기 측정단계(S10)는 이송되는 소재(M)의 형상을 측정한다.

측정장치(500)는 소재(M)의 높이(h)와 폭(W)을 측정하고, 소재(M)의 높이(h)와 폭(W)에 대한 정보를 제어부(600)로 송출한다. 이때, 측정장치(500)로 카메라가 이용될 수 있는바, 측정장치(500)는 상기 카메라에 의해 촬상된 이미지 정보를 제어부(600)로 송출하고, 제어부(600)는 이미지 정보를 분석하여 소재(M)의 높이(h)와 폭(W)을 측정할 수 있다.

배치단계(S20)는 소재(M)의 높이(h)에 따라 복수 개의 사이드 롤러(120) 중 어느 하나를 소재(M)의 이송라인 상에 배치한다. 그에 따라, 상기 사이드 롤러(120)는 소재(M)를 안내할 수 있다.

상세하게, 배치단계(S20)는 프레임(110)에 회전가능하게 배치되는 복수 개의 사이드 롤러(120) 중 어느 하나가 소재(M)의 외면을 지지하도록 프레임(110)을 회전시킬 수 있다.

즉, 제어부(600)는 소재(M)의 높이(h) 정보를 기반으로 이에 대응되는 사이드 롤러(120)가 소재(M)의 외면을 지지할 수 있도록 제1 구동부(130)를 제어하고, 그에 따라 프레임(110)이 회전되어 상기 사이드 롤러(120)가 소재(M)의 외면을 지지할 수 있게 한다.

조정단계(S30)는 소재(M)의 폭(W)에 따라 선택된 사이드 롤러(120)를 폭방향으로 이동시킨다. 즉, 조정단계(S30)는 소재(M)의 폭(W)에 따라 선택된 사이드 롤러(120)의 폭방향 위치를 조정한다.

예컨데, 제어부(600)는 소재(M)의 폭(W) 정보를 기반으로 선택된 사이드 롤러(120)가 소재(M)의 외면을 지지할 수 있도록 제2 구동부(230)를 제어하고, 그에 따라 선택된 사이드 롤러(120)가 폭방향으로 이동되어 소재(M)의 외면을 지지할 수 있게 한다.

용접단계(S40)는 소재(M)의 슬릿(S)을 용접한다.

조절부(300)에 의해 사이드 롤러(120)가 폭방향으로 이동하더라도, 상기 튜브 제조장치(1)는 제1 탄성부재(340) 및 제2 탄성부재(440)에 의해 위치가 조절되어 용접구(420)의 용접 위치와 슬릿(S)의 위치가 일치하게 된다.

그리고, 용접구(420)는 사이드 롤러(120)에 안내되어 이송되는 소재(M)의 슬릿(S)을 용접한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 튜브 제조장치 20: 베어링
100: 롤러부 110: 프레임
111: 상부 플레이트 112: 하부 플레이트
113: 샤프트
120: 사이드 롤러 121: 홈
130: 제1 구동부
200 : 이동부 210: 이동 플레이트
220: 스크류 230: 제2 구동부
300 : 조절부 310: 제1 가이드
320: 연결대 330: 지지대
340: 제1 탄성부재
400 : 용접부 410: 본체
420: 용접구 430: 제2 가이드
440: 제2 탄성부재
500 : 측정장치
600 : 제어부
M: 소재
S1: 튜브 제조방법

Claims (8)

1. 슬릿이 형성된 소재의 이송을 안내하는 복수 개의 롤러부; 및
   상기 슬릿을 용접하는 용접부를 포함하며,
   상기 롤러부는,
   프레임;
   상기 프레임에 회전 가능하게 배치되는 복수 개의 사이드 롤러; 및
   상기 프레임을 회전시키는 제1 구동부를 포함하고,
   상기 프레임은 상부 플레이트; 하부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 상기 사이드 롤러가 배치되도록 형성된 복수 개의 샤프트를 포함하며,
   상기 샤프트는 상기 하부 플레이트의 중심(C)을 기준으로 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 배치되고,
   상기 소재의 형상에 따라, 상기 사이드 롤러 중 어느 하나가 상기 소재를 지지하게 상기 프레임이 회전되는 튜브 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 사이드 롤러는 상기 소재의 외면을 지지하게 형성된 홈을 포함하고,
   상기 사이드 롤러 각각에 형성된 상기 홈은 서로 다른 사이즈로 형성되는 튜브 제조장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 롤러부 중 어느 하나를 이동시키는 이동부를 포함하며,
   상기 이동부는,
   이동되는 상기 롤러부의 상기 제1 구동부가 설치되는 이동 플레이트;
   상기 이동 플레이트에 결합되는 스크류; 및
   상기 스크류를 회전시키는 제2 구동부를 포함하며,
   상기 스크류의 회전에 의해 상기 이동 플레이트는 상기 스크류를 따라 이동하는 튜브 제조장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 소재의 용접시, 상기 제2 구동부의 구동에 의해 이동하는 상기 롤러부의 상기 사이드 롤러는 상기 소재를 가압하는 튜브 제조장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 용접부의 위치를 조절하는 조절부를 더 포함하며,
   상기 조절부는,
   상기 용접부를 지지하는 제1 가이드;
   상기 소재의 길이방향을 따라 이격되게 배치되는 두 개의 상기 롤러부의 상부 플레이트를 연결하는 연결대;
   상기 연결대에 배치되는 지지대; 및
   상기 제1 가이드와 상기 지지대 사이에 배치되는 제1 탄성부재를 포함하고,
   상기 연결대의 단부와 상부 플레이트 사이에는 베어링이 배치되는 튜브 제조장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 용접부는,
   본체;
   상기 본체의 내부에 형성된 공간에 배치되어, 상기 소재를 용접하는 용접구;
   상기 용접구를 지지하는 제2 가이드; 및
   상기 본체의 내부면과 상기 제2 가이드 사이에 배치되는 제2 탄성부재를 포함하며,
   상기 제1 가이드는 상기 용접구를 지지하는 튜브 제조장치.
8. 이송되는 소재의 형상을 측정하는 측정단계;
   상기 소재의 높이에 따라 프레임에 회전 가능하게 배치되는 복수 개의 사이드 롤러 중 어느 하나를 배치하는 배치단계;
   상기 소재의 폭에 따라 상기 사이드 롤러의 폭방향 위치를 조정하는 조정단계; 및
   상기 소재의 슬릿을 용접하는 용접단계를 포함하며,
   상기 프레임은 상부 플레이트; 하부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 상기 사이드 롤러가 배치되도록 형성된 복수 개의 샤프트를 포함하며,
   상기 샤프트는 상기 하부 플레이트의 중심(C)을 기준으로 원주 방향을 따라 소정의 간격으로 배치되고,
   상기 배치단계는 상기 프레임에 회전가능하게 배치되는 복수 개의 상기 사이드 롤러 중 어느 하나가 상기 소재의 외면을 지지하도록 상기 프레임을 회전시키는 튜브 제조방법.

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