KR102021319B1

KR102021319B1 - 파이프 개선장치의 제어방법

Info

Publication number: KR102021319B1
Application number: KR1020190047856A
Authority: KR
Inventors: 박기출; 안병훈
Original assignee: 진우엔지니어링주식회사
Priority date: 2019-04-24
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2019-09-16

Abstract

본 발명은 파이프의 단부에 개선면을 형성하는 개선장치를 제어하는 제어방법을 제공하되, 개선면을 가공하는 공구의 절입깊이 및 면취각도가 구동기를 제어하여 자동으로 이루어질 수 있도록 구성한 파이프 개선장치의 제어방법을 제공한다. 본 발명은, 파이프 개선장치를 파이프의 단부에 설치한 상태에서 상기 파이프를 개선하도록 제어부가 제어하되, 공구구동기를 구동시켜 공구를 회전시키는 공구작동단계; 전후이동구동기 및 각도조절구동기를 함께 작동시켜 회전하는 공구가 파이프의 단부에 절입되는 위치를 조절하는 공구절입단계; 상기 공구절입단계 후, 주행구동기를 작동시켜 파이프의 둘레를 따라 몸체부가 주행하는 주행단계;를 포함한다.

Description

파이프 개선장치의 제어방법{CONTROL METHOD OF PIPE BEVELING APPARATUS}

본 발명은 파이프 개선장치의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양 측의 파이프(강관)를 서로 맞대어 용접하기 위해, 파이프의 둘레로 주행하면서 파이프의 단부를 자동으로 개선(면취)할 수 있도록 파이프의 단부에 설치된 개선장치를 제어하는 방법에 관한 것이다.

가스관 등 비교적 큰 규격의 파이프를 연결하는 현장에서는, 양측 파이프에 용접용 개선면을 형성하기 위해, 파이프의 단부 모서리에 면취가공이 이루어진다.

이러한 개선면이 형성된 양측 파이프를 맞댄 후 용접을 진행함으로써, 용접 이음부의 정교함을 높여 파이프가 서로 양호한 상태로 연결될 수 있다.

종래 파이프의 개선면을 가공하기 위해, 작업자가 그라인딩 머신을 이용하여 개선면을 가공하고 있었으나, 작업자의 숙련도에 따라 개선면이 불규일하게 형성되어 자동용접에 적용하기 어려운 문제점이 있었다.

도 1은 등록특허공보 제10-1616370호에 기재된 것으로서, 파이프에 양호한 개선면을 형성하기 위해 자동화된 개선장치를 도시하고 있다.

도 1을 참고하면, 캐리지(1)는 파이프(4) 외면에 밀착되어 체인(2)의 안내에 의해 파이프(4) 둘레를 따라 이동할 수 있다.

상기 캐리지(1)에는 파이프(4) 단부의 개선을 위한 개선모듈(3)이 설치되고 체인(2)을 따라 이동시 파이프(4)의 외면과 접촉하여 구름 운동하도록 구동되는 구름휠(5)이 마련되어 있다.

체인(2)은 다수의 체인링크를 각각 링크 연결핀으로 연결하여 구성되고, 서로 연결된 체인링크의 일부가 분리된 상태에서 파이프(4)의 둘레와 캐리지(1) 내부의 지지스프라켓(2a)의 둘레를 감싸도록 배치된 후, 링크 연결핀을 체결함으로써 폐루프(closed loop)의 형태로 마련될 수 있다.

이에 따라, 지지스프라켓(2a)이 회전하면 캐리지(1)가 체인(2)의 안내를 받아 파이프(4)의 둘레를 주행할 수 있으며, 그 과정에서 개선모듈(3)이 파이프(4)의 단부를 면취하는 개선작업이 이루어진다.

전술한 종래의 개선장치를 살펴보면, 개선장치의 개선모듈(3)이 개선면에 대한 공구의 절입깊이를 설정하거나 설정된 면취각도로 가공하기 위해 개선모듈(3)의 각도를 조절하는 구성이나, 장치를 제어하는 방법에 대하여 구제적으로 제시하고 있지 않다.

종래의 파이프 개선장치가 파이프의 외면을 따라 자동으로 주행할 수 있는 구성을 가지더라도, 파이프의 단부에 대한 공구의 절입깊이와 면취각도 등에 대하여 입력된 값으로 자동 설정되는 과정이 제시되지 않는 한, 파이프의 개선면 가공의 완전한 자동화에는 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 관점에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 파이프의 단부에 개선면을 형성하는 개선장치를 제어하는 제어방법을 제공하되, 개선면을 가공하는 공구의 절입깊이 및 면취각도를, 구동기의 제어를 통해 자동으로 이루어질 수 있도록 구성한 파이프 개선장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 파이프 개선장치의 제어방법은, 주행롤러를 주행구동기가 구동함에 의해 파이프의 단부의 둘레를 따라 주행하는 주행부와, 상기 주행부에 결합되어 함께 주행하는 몸체부와, 상기 파이프의 단부와 접촉하여 공구구동기의 구동에 의해 면취가공하는 공구를 구비하는 것으로서 상기 몸체부에 설치되는 면취부와, 상기 면취부와 결합된 부분을 전후이동구동기가 전후방향으로 이동시켜 상기 파이프의 길이방향인 전후방향에서 상기 공구의 위치를 조절하는 것으로 상기 몸체부에 설치되는 위치조절부와, 상기 면취부와 결합된 푸쉬기를 각도조절구동기가 작동시킴에 의해 상기 공구가 상기 파이프의 단부에 접촉하는 면취각도를 조절하는 것으로서 상기 몸체부에 설치되는 각도조절부를 포함하는 파이프 개선장치를, 상기 파이프의 단부에 설치한 상태에서 상기 파이프를 개선하도록 제어부가 제어하되, 상기 공구구동기를 구동시켜 상기 공구를 회전시키는 공구작동단계; 상기 전후이동구동기 및 상기 각도조절구동기를 함께 작동시켜 회전하는 상기 공구가 상기 파이프의 단부에 절입되는 위치를 조절하는 공구절입단계; 상기 공구절입단계 후, 상기 주행구동기를 작동시켜 상기 파이프의 둘레를 따라 상기 몸체부가 주행하는 주행단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 개선장치의 제어방법은, 상기 파이프 개선장치가, 상기 파이프의 내주면에 밀착하는 가압롤러와, 상기 가압롤러를 이동시키는 밀착구동기를 구비하는 것으로서, 상기 몸체부 중 상기 파이프의 내부에 위치한 내측부분에 설치되는 파이프밀착부를 더 포함하고, 상기 공구작동단계 전에 실시되는 파이프파지단계를 포함하되, 상기 파이프파지단계에서, 상기 밀착구동기가 상기 가압롤러를 상기 파이프의 내주면에 밀착시켜, 상기 파이프의 외주면에 접촉한 상기 주행롤러와 상기 가압롤러가 협동하여 상기 파이프를 파지하도록 하는 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 개선장치의 제어방법은, 상기 면취부에 상기 공구구동기가 고정되어 상기 공구와 상기 공구구동기를 지지하는 지지부재를 포함하고, 상기 위치조절부는 상기 지지부재의 상부에 축결합되며, 상기 각도조절부의 상기 푸쉬기는 상기 지지부재의 하부와 축결합되고, 상기 공구작동단계 전에 실시되는 운전조건입력단계가 포함되며, 상기 공구절입단계에서, 상기 위치조절부가 상기 지지부재를 당기는 길이와, 상기 푸쉬기가 상기 지지부재를 당기는 길이가, 상기 운전조건입력단계에서 입력된 절입깊이 및 면취각도에 대응하는 내부 데이터의 값이 되도록, 상기 전후이동구동기 및 상기 각도조절구동기를 함께 작동시키는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 개선장치의 제어방법은, 상기 위치조절부재와 상기 지지부재의 상부가, 상기 파이프을 측방향으로 가로지르는 제1링크축에 의해 결합되고, 상기 푸쉬기와 상기 지지부재의 하부는, 상기 제1링크축과 나란한 제2링크축에 의해 결합되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 파이프 개선장치의 제어방법은, 상기 전후이동구동기 및 상기 각도조절구동기가 서보모터를 포함하고, 상기 공구작동단계 전에 실시되는 기준위치설정단계가 포함되며, 상기 기준위치설정단계는 상기 지지부재의 상부와 하부를 상기 파이프의 단부로부터 이동범위의 최외측으로 이격시키는 작동과정인 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따른 개선장치는, 파이프의 단부에 개선면을 형성하는 개선장치를 제어하는 제어방법을 제공하되, 공구가 파이프에 절입되는 절입깊이와 면취각도를 조절할 수 있도록 장치를 구성하고 그 장치에 대하여, 전후이동구동기 및 각도조절구동기를 함께 작동시켜 공구의 절입깊이 및 면취각도를 설정하는 동작이 이루어지도록 구성하고 있다.

이에 따라, 파이프의 개선면을 가공하기 위한 공구의 위치조절 및 각도조절이 제어부에 의해 실질적으로 자동화될 수 있도록 구성하여, 개선면의 정밀한 가공이 자동으로 이루어질 수 있다.

도 1는 종래 파이프 개선장치의 구성을 도시하는 사시구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 개선장치의 제어방법을 순차적으로 도시한 블록순서도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 개선장치의 외관을 도시하는 사시구성도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 개선장치에서 부분적으로 절단하여 내부구성을 도시하는 사시구성도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 개선장치를 파이프의 후방에서부터 본 구성을 도시하는 구성도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 개선장치의 전체 구성을 설명하는 구성설명도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 개선장치의 제어방법을 보다 상세하게 순차적으로 설명하는 블록순서도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 개선장치의 제어방법에서 공구를 기준위치로 설정하는 과정을 설명하는 설명도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 개선장치의 제어방법에서 입력값에 따라 공구의 절입깊이 및 면취각도를 설정하는 과정을 설명하는 설명도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 개선장치의 제어방법에서 몸체부가 파이프의 둘레를 주행하는 과정을 설명하는 설명도
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 개선장치에서 제어부의 구성을 설명하는 블록구성도
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 개선장치에서, 입력값에 따라 제어부가 공구의 절입깊이 및 면취각도를 설정할 수 있도록, 설정전후이동구동기 및 각도조절구동기의 각각의 작동량에 관한 데이터 테이블의 예시도

이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 파이프(10) 개선장치의 제어방법은, 파이프(10) 개선장치가 파이프(10)의 단부에 설치된 상태에서 제어부(90)의 제어에 의해 개선작업을 진행한다.

도 2를 참조하면, 제어부(90)의 제어과정은, 파이프밀착부(70)에 의해 파이프(10)를 파지하는 파이프파지단계(S11단계)와, 공구(41)의 위치를 제어하기 위해 공구(41)의 기준위치를 설정하는 기준위치설정단계(S12단계)와, 공구구동기(43)를 구동시켜 공구(41)를 회전시키는 공구작동단계(S13단계)와, 전후이동구동기 및 각도조절구동기를 함께 작동시켜 회전하는 공구(41)가 파이프(10)의 단부에 절입되는 위치를 조절하는 공구절입단계(S14단계)와, 주행구동기(23)를 작동시켜 파이프(10)의 둘레를 따라 몸체부가 주행하는 주행단계(S15단계)를 포함한다.

상기 파이프파지단계는 파이프(10) 개선장치를 파이프(10)의 단부에 위치시킨 후, 파이프(10) 내주면에 가압롤러(71)를 밀착시킴으로써, 파이프(10)의 내부와 외부에서 파이프(10)의 외주면에 접촉한 주행롤러(21,22)와 파이프(10) 내주면에 접촉한 가압롤러(71)가 협동하여 파이프(10)를 파지하고, 주행하면서 파이프(10)의 단부에 대한 개선작업이 이루어지는 동안 파이프(10) 상에서 지지될 수 있도록 한다.

상기 기준위치설정단계는 공구(41)가 파이프(10)의 단부에 절입되는 면취깊이 및 면취각도를 정확하게 설정할 수 있도록 제어를 시작하는 시점에서의 기준위치로 이동하거나 기준위치인지 확인하는 단계이다. 상기 설정된 기준위치를 기준으로 입력값에 따른 설정값으로 공구(41)가 이동하여 공구(41)의 면취깊이 및 면취각도가 정확히 설정될 수 있다.

정확한 개선면의 가공을 위해, 제어부(90)에는 위치조절부(50)에 의한 조절량과 각도조절부(60)에 의한 조절량에 따른 공구(41)의 위치 및 각도변화의 상관관계가 데이터로 저장되어 그 데이터를 기반으로 제어가 이루어질 필요가 있다.

공구작동단계에서 공구(41)의 회전을 시작한 후, 상기 공구절입단계는 회전하는 공구(41)가 기준위치에서부터 파이프(10) 단부로 접근하여 파이프(10) 단부와 접촉하는 단계이다. 공구절입단계에서 설정된 절입깊이와 면취각도로 공구(41)가 파이프(10)의 단부에 파고들어 위치를 설정하게 된다.

이후, 주행단계에서 파이프(10) 개선장치가 파이프(10)의 둘레를 따라 주행하면서 공구절입단계에 설정된 절입깊이 및 면취각도로 파이프(10)의 단부에 대한 개선작업이 실시된다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어방법이 적용된 파이프(10) 개선장치의 구체적 구성을 도시하고 있다.

도 3 내지 도 6을 참고하면, 파이프(10)의 개선장치는, 주행롤러(21,22)를 주행구동기(23)가 구동함에 의해 파이프(10)의 단부의 둘레를 따라 주행하는 주행부(20)와, 상기 주행부(20)에 결합되어 함께 주행하는 몸체부(30)와, 상기 파이프(10)의 단부와 접촉하여 공구구동기(43)의 구동에 의해 면취가공하는 공구(41)를 구비하는 것으로서 몸체부(30)에 설치되는 면취부(40)와, 상기 면취부(40)와 결합된 부분을 전후이동구동기(54)가 전후방향으로 이동시켜 파이프(10)의 길이방향인 전후방향에서 공구(41)의 위치를 조절하는 것으로 몸체부(30)에 설치되는 위치조절부(50)와, 상기 면취부(40)와 결합된 푸쉬기(61)를 각도조절구동기(62)가 작동시킴에 의해 공구(41)가 파이프(10)의 단부에 접촉하는 면취각도를 조절하는 것으로서 몸체부(30)에 설치되는 각도조절부(60)와, 각 부의 작동을 제어하는 제어부(90)를 포함한다.

상기 주행부(20)는 가이드체인(80)의 안내를 받아 주행하는 전후의 주행롤러(21,22)를 구비하여 파이프(10)의 둘레를 따라 주행한다.

상기 가이드체인(80)은 파이프(10)의 단부 근처에서 파이프(10)의 외주면 둘레를 환형으로 감싸도록 설치된다.

가이드체인(80)은 링크판(81)이 핀(82)에 의해 서로 연결된 구조를 가지고, 파이프(10)의 둘레의 길이에 맞도록 링크판(81)의 개수를 조절하여 환형으로 설치한다.

주행구동기(23)는 몸체부(30)의 측면에 부착되어 주행롤러(21,22)를 회전구동시킨다.

주행부(20)에 몸체부(30)가 올려져 결합됨으로써 주행부(20)의 주행과 함께 몸체부(30)가 가이드체인(80)을 따라 주행할 수 있다.

상기 전후의 주행롤러(21,22)는 파이프(10)의 외주면에 접촉한 상태에서 가이드체인(80)의 폭방향의 양 측면(85,86)의 안내를 받아 주행한다. 전측의 주행롤러(22)와 후측의 주행롤러(21)가 각각 2개씩 설치되고, 전측의 주행롤러(22)가 가이드체인(80)의 일 측면(85)과 접촉하면서 따라 주행하고, 후측의 주행롤러(21)가 가이드체인(80)의 타 측면(86)과 접촉하면서 따라 주행한다.

한편, 상기 몸체부(30)는 주행부(20)에 결합되어 함께 주행하는 부분으로서 C자 형상의 한 쌍의 판상몸체(31,32)가 전체적인 외면의 형상을 구성한다.

한 쌍의 판상몸체(31,32)는 간격을 두고 나란히 배치되고 주행부(20) 상측의 결합판체(33)에 의해 한 쌍의 판상몸체(31,32)가 서로 결합되며, 한 쌍의 판상몸체(31,32) 사이에 배치되어 위치조절부(50)가 상면에 설치될 수 있는 수평판체(34)를 포함한다. 이 수평판체(34)와 후술하는 하부판체(37)도 한 쌍의 판상몸체(31,32)를 서로 결합시키는 역할을 한다.

몸체부(30)는 한 쌍의 판상몸체(31,32)에 의해 외형을 구성함으로써 C자 형상을 가지되, 그 C자 형상은, 가이드체인(80)의 외측에 위치하는 외측부분(31a,32a)과, 파이프(10)의 내부로 진입하는 내측부분(31c,32c)과, 상기 외측부분(31a,32a)과 내측부분(31c,32c)을 연결하고 파이프(10)의 단부의 전방에 위치하는 연결부분(31b,32b)으로 이루어진다.

상기 외측부분(31a,32a)이 주행부(20) 상에 올려져 결합됨으로써 주행부(20)와 함께 몸체부(30)가 주행할 수 있다.

상기 면취부(40)는 파이프(10)의 단부와 접촉하여 면취가공하는 공구(41)를 구비하고 몸체부(30)에 설치된다.

상기 면취부(40)는 공구(41)가 결합되어 공구(41)를 구동시키는 공구구동기(43)와, 상기 공구구동기(43)가 고정되어 공구(41)와 공구구동기(43)를 지지하는 지지부재(45)를 포함한다.

지지부재(45)는 한 쌍의 판체로 이루어지고 그 한 쌍의 판체 사이에 공구구동기(43)가 배치되어 지지부재(45)에 고정되는 것이며, 공구구동기(43)에 공구(41)가 상측경사방향으로 돌출되어 설치되도록, 공구(41)와 공구구동기(43)가 지지부재(45)에 의해 지지되고 있다.

상기 공구구동기(43)는 공구전동기(43a)와 벨트전동박스(43b)를 포함하고, 도 4에서는 타 구성이 관찰될 수 있도록 공구전동기(43a)가 제거된 구성을 도시하고 있다.

공구(41)는 벨트전동박스(43b)로부터 상하경사지게 돌출되어 설치되고 공구전동기(43a)의 회전력을 전달받아 파이프(10)의 단부를 연마제거하여 개선면을 가공한다.

공구(41)의 위치는 후술하는 위치조절부(50)에 의해 전후방향으로 조절되고, 공구(41)가 파이프(10)의 단부를 가공하는 각도는 각도조절부(60)에 의해 조절이 이루어진다.

그러나, 지지부재(45)가 상부에서 위치조절부(50)와 제1링크축(45a)에 의해 결합되고, 각도조절부(60)와는 하부에서 제2링크축(45b)에 의해 결합되어, 지지부재(45)의 자세변경에 따라 공구(41)의 위치 및 각도가 변경되므로, 공구(41)의 위치(절입깊이) 및 각도(면취각도)는 독립적 조절이 아닌 복합적인 조절이 이루어진다.

위치조절부(50)에 의해 조절값과 각도조절부(60)에 의한 조절값의 공구(41)의 위치 및 각도변화의 상관관계는, 제어부(90)에 테이터가 저장되어 공구(41)의 위치 및 각도의 설정값이 입력시, 위치조절부(50)와 각도조절부(60)에 대한 자동조절이 이루어지도록 한다.

한편, 상기 위치조절부(50)는 면취부(40)를 파이프(10)의 길이방향인 전후방향으로 이동시켜 위치를 조절하는 것으로서 몸체부(30)의 외측부분(31a,32a)에 설치된다.

보다 구체적으로 위치조절부(50)는 몸체부(30)의 외측부분(31a,32a)에서 한 쌍의 판상몸체(31,32) 사이에 배치된 수평판체(34) 상면에 설치된다.

위치조절부(50)는 몸체부(30)에 설치되는 가이드레일(51)과, 상기 가이드레일(51)을 따라 전후방향으로 이동하는 이동블록(52)과, 상기 이동블록(52)과 결합되어 회전시 이동블록(52)을 길이방향으로 이동시키는 볼스크류(55)와, 상기 이동블록(52)에 결합되는 위치조절부재(53)와, 상기 볼스크류(55)를 회전구동시키는 전후이동구동기(54)를 포함한다.

상기 전후이동구동기(54)는 몸체부(30)의 결합판체(33)에 고정상태로 배치되고, 그 회전력이 구동풀리(54a,55a) 및 벨트(56)에 의해 볼스크류(55)에 전달되며, 볼스크류(55)의 회전시 이동블록(52)이 볼스크류(55)의 길이방향인 전후방향으로 이동될 수 있다.

이동블록(52)은 한 쌍의 레일블록(52b)과 그 한 쌍의 레일블록(52b)이 하면에 고정된 판상블록(52a)을 포함하고 위치조절부재(53)는 판상블록(52a)에 고정된다.

이동블록(52)이 전후방향으로 이동함에 따라, 이동블록(52)과 결합된 위치조절부재(53)를 전후방향으로 이동시킨다.

상기 위치조절부재(53)는 전단부가 지지부재(45)의 상부와 제1링크축(45a)에 의해 결합됨으로써, 이동블록(52) 및 위치조절부재(53)가 함께 전후방으로 이동하면, 면취부(40)의 지지부재(45)의 상부가 전후방향으로 이동하며, 이에 따라 공구(41)의 위치가 전후방향으로 변화하여 조절될 수 있다.

상기 제1링크축(45a)은 파이프(10)을 측방향으로 가로지르는 방향으로써 이동블록(52)의 전후이동방향에 수직인 방향이며, 후술하는 제2링크축(45b) 및 제3링크축(60a)과 동일방향이어서 서로 나란히 배치된다.

한편, 상기 각도조절부(60)는 공구(41)가 파이프(10)의 단부와 접촉하는 면취각도를 조절하는 것으로 몸체부(30)에 설치된다.

상기 각도조절부(60)는, 지지부재(45)의 하부와 결합되어 지지부재(45)의 하부를 전후방향으로 밀고 당기는 작동이 이루어지는 푸쉬기(61)와, 상기 푸쉬기(61)의 작동을 발생시키는 각도조절구동기(62)를 포함한다.

상기 푸쉬기(61)는 각도조절구동기(62)로부터 벨트 및 풀리(61c)에 의해 회전력을 전달받아 지지부재(45)의 하부를 전후방으로 밀고 당기는 것으로서, 나선봉(61a)과 나선봉(61a)에 결합된 푸쉬블록(61b)을 포함한다.

푸쉬블록(61b)은 제2링크축(45b)에 의해 지지부재(45)의 하부와 결합되고, 제2링크축(45b)은 제1링크축(45a)과 동일한 방향으로 나란히 설치된다.

나선봉(61a)의 회전시 푸쉬블록(61b)이 이동하면 푸쉬블록(61b)과 지지부재(45)가 링크결합되어 링크운동이 발생함에 따라 나선봉(61a)도 상하방향으로 선회가 발생한다.

따라서, 나선봉(61a)의 후단부에도 제3링크축(60a)이 설치되어 제3링크축(60a)을 중심으로 나선봉(61a)의 선회운동이 발생할 수 있도록 한다.

제3링크축(60a)은 나선봉(61a)의 후단부를 몸체부(30)의 내측부분(31c,32c)에서 한 쌍의 판상몸체(31,32)에 결합시킨다.

이에 따라, 각도조절구동기(62)가 나선봉(61a)을 회전시키면 푸쉬블록(61b)이 전후이동하면서 지지부재(45)의 하부를 밀고 당길 수 있으며, 그에 따라 지지부재(45)의 배치각도가 조절되면서 지지부재(45)에 의해 지지되고 있는 공구(41)의 설치각도가 조절될 수 있다.

한편, 본 실시예의 파이프(10) 개선장치는, 상기 파이프(10)의 내주면에 밀착하는 가압롤러(71)와, 상기 가압롤러(71)를 이동시키는 밀착구동기(73)를 구비하는 것으로서, 상기 몸체부(30) 중 상기 파이프(10)의 내부에 위치한 내측부분(31c,32c)에 설치되는 파이프밀착부(70)를 더 포함한다.

상기 파이프밀착부(70)는, 파이프(10)의 내측에 밀착하는 가압롤러(71)와, 상기 가압롤러(71)가 파이프(10)의 내주면에 밀착 및 이격되도록 이동시키는 밀착구동기(73)를 구비한다.

파이프밀착부(70)는 몸체부(30)의 내측부분(31c,32c)에서 한 쌍의 판상몸체(31,32) 사이에 설치되는 몸체부(30)의 하부판체(37) 상에 설치된다.

가압롤러(71)는 몸체부(30)의 주행이동에 따라서 파이프(10)의 내주면에 구름접촉하는 상태이고, 밀착구동기(73)는 전동기의 회전력을 기어박스(72)에 의해 가압롤러(71)의 상하운동으로 변환시켜 가압롤러(71)를 이동시킨다.

이에 따라, 제어부(90)의 제어신호에 의해 작업의 개시전 밀착구동기(73)가 가압롤러(71)를 상승시킴으로써 가압롤러(71)가 파이프(10)의 내주면에 밀착할 수 있고, 파이프(10)의 외주면에 접촉한 주행롤러(21,22)와 가압롤러(71)가 협동하여 파이프(10)을 양면에서 밀착하여 파지할 수 있다.

이에, 개선면을 형성하는 가공 중, 주행부(20)와 몸체부(30)가 파이프(10)의 둘레를 따라 이동하는 상황에서도, 파이프(10)의 외주면에 접촉한 주행롤러(21,22)와 가압롤러(71)가 협동하여 파이프(10)을 파지한 상태이므로, 가공과 주행동작이 안정적으로 이루어질 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파이프(10) 개선장치의 제어방법을 순차적으로 보다 상세히 설명하고 있다.

도 7을 참조하면, 먼저 자동적인 작동이 이루어지기 전에 운전조건을 입력한다.(S21단계)

상기 운전조건은 절입깊이와 면취각도를 포함하고, 공구(41) 회전속도와 가공회수, 주행방향 등이 설정될 수 있다.

운전조건의 입력이 완료되면, 파이프(10)의 단부에 설치된 파이프(10) 개선장치가 자동으로 작동을 시작한다.

먼저, 제어부(90)는 밀착구동기(73)를 구동시켜 파이프파지단계를 진행한다.(S22단계)

도 6을 참조하면, 밀착구동기(73)가 가압롤러(71)를 상승시킴으로써 가압롤러(71)가 파이프(10)의 내주면에 밀착할 수 있고, 파이프(10)의 외주면에 접촉한 주행롤러(21,22)와 가압롤러(71)가 협동하여 파이프(10)을 양면에서 밀착하여 파지할 수 있다.

파이프(10) 개선장치가 파이프(10)의 단부를 파지하여 단단히 지지된 상태에서, 공구(41)가 기준위치에 있는지 여부를 확인하는 기준위치설정단계가 진행된다.(S23~S24단계)

이러한 기준위치인지 여부는 전후이동구동기(54) 및 각도조절구동기(62)를 서보모터로 구성하여, 서보모터가 현재의 회전수 및 회전위치를 감지함으로써 확인할 수 있다.

전후이동구동기(54) 및 각도조절구동기(62)를 서보모터로 구성하지 않더라도, 이동블록(52)와 푸쉬블록(61b)의 위치를 감지하는 별도의 센서가 설치됨으로서, 공구(41)가 기준위치에 있는지 여부를 확인할 수 있다.

상기 기준위치는 공구(41)가 파이프(10)의 단부로부터 최외곽에 위치한 위치로 하는 것이 가장 바람직하고, 이에 따라, 기준위치설정단계는 전후이동구동기(54) 및 각도조절구동기(62)를 구동시켜, 지지부재(45)의 상부와 하부를 파이프(10)의 단부로부터 이동범위의 최외측으로 이격시키는 도 8과 같은 작동과정이 될 수 있다.

이후, 공구(41)를 회전시키는 공구작동단계가 진행된다.(S25단계)

공구(41)의 회전이 시작되면, 공구절입단계가 진행된다.(S26단계)

상기 공구절입단계에서는 절입깊이와 면취각도가 설정되는 동작이 이루어진다. 즉, 전후이동구동기(54) 및 각도조절구동기(62)가 각각 지지부재(45)의 상부와 하부를 당기는 동작에 의해, 도 9와 같이, 지지부재(45)와 결합되어 있는 공구(41)가 파이프(10)의 단부에 접촉하여 면취가공할 절입깊이가 결정되고, 이와 동시에 지지부재(45)의 상부와 하부를 각각 당기는 길이의 서로간의 비율에 따라 공구(41)가 파이프(10)의 단부에 접촉하는 면취각도가 결정된다.

공구절입단계에서, 위치조절부(50)가 지지부재(45)를 당기는 길이와, 푸쉬기(61)가 지지부재(45)를 당기는 길이는, 상기 운전조건입력단계에서 입력된 절입깊이 및 면취각도에 대응하는 내부 데이터의 값이 되도록, 전후이동구동기(54) 및 각도조절구동기(62)를 제어작동시킨다.

운전조건입력단계에서 입력된 절입깊이 및 면취각도에 대응하는 내부 데이터의 값은, 도 12에서 예시하고 있는 바와 같이, 절입깊이 및 면취각도의 입력치에 따라 전후이동구동기의 작동량(A)(당기는 길이) 및 각도조절구동기(62)의 작동량(B)(당기는 길이)의 데이터값으로 저장된 것이다.

이에 따라, 제어부(90)는 운전조건의 입력시 절입깊이 및 면취각도에 따라, 저장된 데이터테이블에서 전후이동구동기(54)의 작동량(A) 및 각도조절구동기(62)의 작동량(B)을 각각 읽어 작동을 제어한다.

다만, 저장된 데이터테이블을 이용하지 않고, 위의 절입깊이 및 면취각도의 입력시 본 실시예의 파이프(10) 개선장치의 기구학적 구성에 따른 계산식에 의해, 전후이동구동기(54)의 작동량 및 각도조절구동기(62)의 작동량을 각각 산출하여 제어부(90)가 전후이동구동기(54) 및 각도조절구동기(62)를 작동제어하는 방식도 가능하다.

또한, 상기 면취각도는 반드시 절입깊이와 동시에 설정동작이 이루어지는 것은 아니며, 공구(41)의 면취각도가 먼저 설정되도록 공구(41) 및 지지부재(45)의 자세를 잡고 그 면취각도를 유지하면서 공구(41)가 파이프(10)의 단부에 그대로 절입하여 절입깊이가 설정되도록, 전후이동구동기(54) 및 각도조절구동기(62)를 각각 제어하는 것도 가능하다.

한편, 절입깊이와 면취각도의 설정동작이 완료된 후, 주행단계가 진행된다.(S27~S31단계)

상기 주행단계는, 주행롤러(21,22)를 주행구동기(23)가 구동함에 의해 파이프(10)의 단부의 둘레를 따라 도 10과 같이, 몸체부(30)와 면취부(40)가 함께 이동하면서 모서리를 면취하는 개선작업이 이루어진다. (S27단계)

주행단계의 진행 중에는 공구구동기(43)의 부하를 감시하여 공구구동기(43)의 부하가 설정치를 초과하는 경우에는 주행구동기(23)를 감속시켜 단위시간당 면취가공량을 감소시킨다.

적정부하로 공구구동기(43)가 공구(41)를 회전시켜 면취가공이 이루어지되, 주행각도 센서에 의해 360도를 회전한 것으로 감지되면, 파이프(10)의 개선작업을 종료하고 주행구동기(23)를 정지시킨다.(S31단계)

이후, 공구(41)는 파이프(10)의 단부로부터 이격되어 기준위치로 복귀하고 공구구동기(43)도 정지시켜 공구(41)의 회전이 정지하여 작업을 완료한다.(S32단계)

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

10; 파이프 20; 주행부
21,22; 주행롤러 23; 주행구동기
30;몸체부 31,32; 판상몸체
31a,32a; 외측부분 31b,32b; 연결부분
31c,32c; 내측부분 33; 결합판체
34; 수평판체 37; 하부판체
40; 면취부 41; 공구(41)
43; 공구구동기 43a; 공구전동기
43b; 벨트전동박스 45; 지지부재
45a; 제1링크축 45b; 제2링크축
50; 위치조절부 51; 가이드레일
52; 이동블록 52a; 판상블록
52b; 레일블록 53; 위치조절부재
54; 전후이동구동기 54a,55a; 구동풀리
55; 볼스크류 56; 벨트
60; 각도조절부 60a; 제3링크축
61; 푸쉬기 61a; 나선봉
61b; 푸쉬블록 61c; 풀리
62; 각도조절구동기 70; 파이프밀착부
71; 가압롤러 72; 기어박스
73; 밀착구동기 80; 가이드체인
81; 링크판 82; 핀
85,86; 측면 90; 제어부

Claims

주행롤러(21,22)를 주행구동기(23)가 구동함에 의해 파이프(10)의 단부의 둘레를 따라 주행하는 주행부(20)와, 상기 주행부(20)에 결합되어 함께 주행하는 몸체부(30)와, 상기 파이프(10)의 단부와 접촉하여 공구구동기(43)의 구동에 의해 면취가공하는 공구(41)를 구비하는 것으로서 상기 몸체부(30)에 설치되는 면취부(40)와, 상기 면취부(40)와 결합된 부분을 전후이동구동기(54)가 전후방향으로 이동시켜 상기 파이프(10)의 길이방향인 전후방향에서 상기 공구(41)의 위치를 조절하는 것으로서 상기 몸체부(30)에 설치되는 위치조절부(50)와, 상기 면취부(40)와 결합된 푸쉬기(61)를 각도조절구동기(62)가 작동시킴에 의해 상기 공구(41)가 상기 파이프(10)의 단부에 접촉하는 면취각도를 조절하는 것으로서 상기 몸체부(30)에 설치되는 각도조절부(60)를 포함하는 파이프(10) 개선장치를, 상기 파이프(10)의 단부에 설치한 상태에서 상기 파이프(10)를 개선하도록 제어부(90)가 제어하되,
상기 공구구동기(43)를 구동시켜 상기 공구(41)를 회전시키는 공구작동단계;
상기 전후이동구동기(54) 및 상기 각도조절구동기(62)를 함께 작동시켜 회전하는 상기 공구(41)가 상기 파이프(10)의 단부에 절입되는 위치를 조절하는 공구절입단계;
상기 공구절입단계 후, 상기 주행구동기(23)를 작동시켜 상기 파이프(10)의 둘레를 따라 상기 몸체부가 주행하는 주행단계;를 포함하고,
상기 파이프(10) 개선장치는,
상기 파이프(10)의 내주면에 밀착하는 가압롤러(71)와, 상기 가압롤러(71)를 이동시키는 밀착구동기(73)를 구비하는 것으로서, 상기 몸체부(30) 중 상기 파이프(10)의 내부에 위치한 내측부분(31c,32c)에 설치되는 파이프밀착부(70)를 더 포함하며,
상기 공구작동단계 전에 실시되는 파이프파지단계를 포함하되,
상기 파이프파지단계에서,상기 밀착구동기(73)가 상기 가압롤러(71)를 상기 파이프(10)의 내주면에 밀착시켜, 상기 파이프(10)의 외주면에 접촉한 상기 주행롤러(21,22)와 상기 가압롤러(71)가 협동하여 상기 파이프(10)을 파지하도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 개선장치의 제어방법
제1항에 있어서,
상기 면취부(40)는 상기 공구구동기(43)가 고정되어 상기 공구(41)와 상기 공구구동기(43)를 지지하는 지지부재(45)를 포함하고,
상기 위치조절부(50)는 상기 지지부재(45)의 상부에 축결합되며,
상기 각도조절부(60)의 상기 푸쉬기(61)는 상기 지지부재(45)의 하부와 축결합되고,
상기 공구작동단계 전에 실시되는 운전조건입력단계가 포함되며,
상기 공구절입단계에서,
상기 위치조절부(50)가 상기 지지부재(45)를 당기는 길이와, 상기 푸쉬기(61)가 상기 지지부재(45)를 당기는 길이가,
상기 운전조건입력단계에서 입력된 절입깊이 및 면취각도에 대응하는 내부 데이터의 값이 되도록, 상기 전후이동구동기(54) 및 상기 각도조절구동기(62)를 함께 작동시키는 것을 특징으로 하는 파이프 개선장치의 제어방법
제2항에 있어서,
상기 위치조절부(50)와 상기 지지부재(45)의 상부는, 상기 파이프(10)을 측방향으로 가로지르는 제1링크축(45a)에 의해 결합되고,
상기 푸쉬기(61)와 상기 지지부재(45)의 하부는, 상기 제1링크축(45a)과 나란한 제2링크축(45b)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 파이프 개선장치의 제어방법
제2항에 있어서,
상기 전후이동구동기(54) 및 상기 각도조절구동기(62)는 서보모터를 포함하고,
상기 공구작동단계 전에 실시되는 기준위치설정단계가 포함되며,
상기 기준위치설정단계는 상기 지지부재(45)의 상부와 하부를 상기 파이프(10)의 단부로부터 이동범위의 최외측으로 이격시키는 작동과정인 것을 특징으로 하는 파이프 개선장치의 제어방법
제1항에 있어서,
상기 주행단계에서, 상기 공구구동기(43)의 부하가 설정치를 초과하는 경우, 상기 주행구동기(23)를 감속시키는 것을 특징으로 하는 파이프 개선장치의 제어방법