KR102068160B1 - 품질검사가 가능한 동관 절단기 - Google Patents

Abstract

동관의 진행방향을 따라 순차적으로 구비되어 상기 동관의 이송 및 규격에 따른 절단을 수행하는 절단장치에 있어서, 본 발명에 따른 품질검사가 가능한 동관 절단기는 회전력을 전달받아 상기 동관을 진행방향으로 이송시키는 제1 이송롤러부; 상기 제1 이송롤러부와 직각방향으로 롤러들이 배열되는 제2 이송롤러부; 상기 제2 이송롤러부로부터 이송되는 동관 상에 거치되어 상기 동관의 진행에 따라 회전하는 검출롤러를 구비하여 상기 검출롤러의 상하 움직임에 기초하여 상기 동관의 품질 상태를 검출하는 검출부; 상기 진행하는 동관을 절단하는 유압식 척장치; 및 상기 유압식 척장치의 출측에 구비되어 이송 가이드 레일을 따라 이동하고, 상기 유압식 척장치에 의한 절단 시 상기 동관의 일측을 고정시키고, 상기 동관의 절단 작업 후 상기 동관을 이송시키는 이송부;를 포함한다.

Description

품질검사가 가능한 동관 절단기{Copper tube cutting machine for quality inspection}

본 발명은 동관 절단기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절단과정에서 동관의 품질 검사의 수행이 가능한 동관 절단기에 관한 것이다.

제관 라인에서는 연속적으로 제조되는 관을 표준 크기로 절단하기 위해서 주행식 절단기가 사용된다. 주행식 절단기는 제조되는 관과 동기하여 주행하면서, 회전 톱날을 관과 직각인 면 내에서 이동시켜, 그 관을 절단한다.

그와 같은 관 절단기로서, 대한민국 등록 실용신안 1997-0005346호 "관체절단기용 유압척"(이하 선행문헌 1)에는 유압실린더가 콜릿작동관체를 전·후진시킴에 따라 콜릿의 선단 조오 부분이 오므러들 수 있도록 함으로써, 척을 동작시키기 위한 구성에 대하여 기재하고 있다.

본 발명은 실린더의 작동에 따른 마모를 최소화함으로써 장치 자체의 내구성을 향상시킬 수 있는 구조를 구비하는 동관 절단기용 유압식 척장치 및 이를 포함하는 동관 절단기를 제공한다.

또한 본 발명은 동관의 절단과정에서 일정 방향으로 주행하는 동관의 표면 형상 품질을 검사하고 하자를 검출할 수 있는 동관 절단기를 제공한다.

동관의 진행방향을 따라 순차적으로 구비되어 상기 동관의 이송 및 규격에 따른 절단을 수행하는 절단장치에 있어서, 본 발명에 따른 품질검사가 가능한 동관 절단기는 회전력을 전달받아 상기 동관을 진행방향으로 이송시키는 제1 이송롤러부; 상기 제1 이송롤러부와 직각방향으로 롤러들이 배열되는 제2 이송롤러부; 상기 제2 이송롤러부로부터 이송되는 동관 상에 거치되어 상기 동관의 진행에 따라 회전하는 검출롤러를 구비하여 상기 검출롤러의 상하 움직임에 기초하여 상기 동관의 품질 상태를 검출하는 검출부; 상기 진행하는 동관을 절단하는 유압식 척장치; 및 상기 유압식 척장치의 출측에 구비되어 이송 가이드 레일을 따라 이동하고, 상기 유압식 척장치에 의한 절단 시 상기 동관의 일측을 고정시키고, 상기 동관의 절단 작업 후 상기 동관을 이송시키는 이송부;를 포함한다.

또한 상기 검출부는 상기 검출롤러의 회전축이 지지되는 검출롤러 지지부를 포함하고, 상기 검출롤러 지지부는 상기 검출롤러의 회전축이 수용되는 검출롤러 회전축 수용홈이 형성되며, 상기 검출롤러 회전축 수용홈은 상기 검출롤러의 회전축이 수직방향으로 유격을 갖도록 수직 방향으로 일정 길이를 갖도록 형성될 수 있다.

또한 상기 검출롤러는 중심축으로부터 일정 길이 이격된 위치에 일저한 중심각 간격으로 적어도 하나 이상의 광통과 홀이 형성되고, 상기 검출롤러 지지부는 상기 검출롤러의 회전 시 상기 광통과 홀에 대응하는 위치에 발광부와 수광부를 구비하여 일정한 주기로 상기 발광부로부터 조사된 광이 상기 수광부에 도달할 수 있다.

또한 상기 수광부에 도달한 광의 검출 주기에 대한 왜곡값으로부터 동관 표면의 품질 평가값을 산출하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한 상기 이송부에는 절단된 동관의 외주면에 마킹을 수행하는 마킹부가 포함될 수 있다.

또한 상기 제어부는 상기 검출롤러의 회전수에 따른 상기 동관의 진행 거리를 산출하고, 상기 산출된 동관의 표면 품질 평가값이 기준치 이하인 경우 동관의 해당 지점이 상기 마킹부측에 도달 시 마킹이 되도록 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면 척의 작동을 위한 유압실린더의 작동에 따른 마모를 최소화할 수 있으며, 이를 통하여 동관 절단기 장치 자체의 내구성을 향상시키고 절단과정에서의 동관의 품질 저하를 최소화 할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 동관의 절단과정에서 일정 방향으로 주행하는 동관의 표면 형상 품질을 검사하고 하자를 검출하여 출하되는 제품의 하자를 효율적으로 검출할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동관 절단기의 모습을 나타내는 측면도 및 평면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 동관 절단기용 유압식 척장치 중 제1 회전체 및 프레임부의 모습을 나타내는 정면도이다.
도 4 및 도 5는 각각 일 실시예에 따른 동관 절단기용 유압식 척장치의 평면도 및 작동 예식도이다.
도 6은 도 4의 동관 절단기용 유압식 척장치의 모습을 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도 7은 도 4의 척의 모습을 나타내는 개략적인 정면도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 유압식 척장치의 모습을 나타내는 평면도이다.
도 9 및 도 10은 각각 일 실시예에 따른 이송부의 정면도 및 측면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 검출부의 모습을 나타내는 정면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.

도 1 및 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 동관 절단기의 개략적인 전체 구성을 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동관 절단기의 모습을 나타내는 측면도 및 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 동관의 진행방향(도면 상 우측으로부터 좌측방향)을 따라 순차적으로 구비되어 상기 동관의 이송 및 규격에 따른 절단을 수행하는 절단장치(10)는 회전력을 전달받아 상기 동관을 진행방향으로 이송시키는 제1 이송롤러부(700), 상기 제1 이송롤러부(700)와 직각방향으로 롤러들이 배열되는 제2 이송롤러부(600), 진행하는 동관의 품질 이상을 검사하는 검출부(500), 제어부(400), 진행하는 동관을 절단하는 유압식 척장치(300). 유압식 척장치(300)의 출측에 구비되어 이송 가이드 레일을 따라 이동하고, 상기 유압식 척장치에 의한 절단 시 동관의 일측을 고정시키고, 동관의 절단 작업 후 상기 동관을 이송시키는 이송부(100)를 포함한다. 거치롤러(200)는 동관의 절단 작업 시 지지를 위한 구성으로서 포함이 가능하다.

도 3 내지 도 7을 참조하여 일 실시예에 따른 유압식 척장치를 설명한다. 도 3은 일 실시예에 따른 동관 절단기용 유압식 척장치 중 제1 회전체 및 프레임부의 모습을 나타내는 정면도이고, 도 4 및 도 5는 각각 일 실시예에 따른 동관 절단기용 유압식 척장치의 평면도 및 작동 예식도이다. 또한 도 6은 도 4의 동관 절단기용 유압식 척장치의 모습을 나타내는 개략적인 측단면도이고, 도 7은 도 4의 척의 모습을 나타내는 개략적인 정면도이다.

제1 회전체(325)는 제1 모터(51; 도 1 참조)의 회전력을 전달받아 동관이 진행하는 중공의 회전축을 회전 중심으로 하여 회전한다.

제2 회전체(326)은 회전축 방향으로 이동가능하도록 회전축 상에 결합한다.

이 때 제2 회전체(326)는 동관의 출측으로 돌출된 삽입부(323)가 구비된다. 가압부(324)는 제2 회전체(326)의 외측 둘레에 회전축을 따라 이동 가능하도록 구비되어 상기 제2 회전체(326)를 동관의 출측으로 가압한다.

제3 회전체(322)는 상기 제2 회전체(326)의 출측 및 상기 회전축 상에 결합하여 함께 회전한다. 척부(321)는 제3 회전체(322)에 구비되고, 도 7에 도시된 바와 같이 블레이드(3213)를 구비하여 상기 삽입부(323)의 전진 또는 후진 상태에 따라 회전축 방향으로 오므려지거나 벌어짐으로써 상기 동관의 절단을 수행한다.

프레임부(310)는 도 3에 도시된 바와 같이 가압부(324)에 회동가능하도록 고정된다. 유압 실린더(350)는 프레임부의 일측을 전진 및 후퇴시켜 상기 제2 회전체(326)를 상기 회전축 방향으로 이동시킨다.

프레임부(310)는, 한 쌍의 수직프레임과 이를 연결하는 한 쌍의 수평 프레임으로 구성된 사각형상으로 형성된다. 제1 힌지부(311)는 가압부(324)의 중심축을 지나는 직경 방향으로 서로 대향하는 위치에 수평 프레임을 각각 회동가능하도록 결합시킨다. 제2 힌지부(313)는 수직 프레임 중 어느 하나를 동관 절단장치를 구성하는 프레임 또는 기타 구성부에 회동 가능하도록 결합시킨다. 이 때 제2 힌지부(313)는 2축 타입으로 구비된다. 즉, 제2 힌지부(313)는, 상기 동관 절단장치를 구성하는 어느 한 프레임에 고정되는 제2-1힌지(3133)와, 상기 제2-1힌지(3133)와 이격된 위치에 형성되어 수직 프레임에 고정되는 제2-2힌지(3131)를 포함한다.

수직 연장부(315)는 수직 프레임 중 나머지 하나에 인접하여 구비되고, 수직방향의 길이를 갖도록 돌출된다. 유압 실린더(350)는 실린더암(351)의 단부측에 상기 수직 연장부(315)가 관통 수용되는 수직 연장부 수용홈(3511)이 형성된다. 상기 수직 연장부 수용홈(3511)은 상기 회전축에 수직인 방향으로 일정한 길이를 갖도록 형성되어 상기 수직 연장부가 상기 중심축을 기준으로 방사상 방향으로 유격을 갖도록 한다.

또한 척부(321)는 도 7에 도시된 바와 같이 상호 대향하는 한 쌍의 척을 구비하고, 상기 한 쌍의 척 중 어느 하나에는 척킹 롤(3211)이 상기 회전축을 향하여 노출되도록 구비되고, 상기 한 쌍의 척 중 나머지 하나에는 블레이드(3213)가 상기 회전축을 향하여 노출되도록 구비되어 상기 제3 회전체(322)의 회전에 따라 상기 동관을 절단할 수 있다.

한편, 상기 가압부(324)와 상기 제2 회전체(326) 사이 접촉면에는 볼 베어링이 구비되어 마찰력을 최소화할 수 있다.

도 8을 참조하여 다른 실시예에 따른 유압식 척장치를 설명한다. 도 8은 다른 실시예에 따른 유압식 척장치의 모습을 나타내는 평면도이다.

본 실시예에 따른 유압식 척장치(300a)는 회동가이드부(355)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있다. 회동가이드부(355)는 상기 유압 실린더(350)의 실린더암(351)의 진행방향 상에 구비되어 상기 실린더암(351)의 확장 시 상기 실린더암이 접촉하여 실린더암(351) 및 유압실린더(350)의 전진 시 제1 회전체(325)의 회전축을 향하여 밀어내도록 가이드한다. 회동가이드부(355)는 상기 유압 실린더의 실린더암의 진행방향 상에 곡면형상인 곡면부(3551)가 형성된다. 곡면부(3551)는 실린더암(351)의 확장 시 접촉하여 회동을 가이드 한다.

도 9 및 도 10을 참조하여 일 실시예에 따른 이송부를 설명한다. 도 9 및 도 10은 각각 일 실시예에 따른 이송부의 정면도 및 측면도이다.

이송부(100)는 가이드 레일(110)을 따라 이동하는 이송부 본체(120)와, 상기 이송부 본체(120)에 고정되어 상기 가이드 레일(110)에 대하여 수직 방향으로 제1 플레이트(1251)와 제2 플레이트(1252)의 이중 벽 구조를 형성하는 이송부 지지부(125)와, 상기 이송부 지지부(125)에 고정되고 하부에 동관의 외주면을 가압하거나 릴리즈시키는 그립부(145)를 포함하는 이송부 본체(140)와, 제1 플레이트(1251)와 제2 플레이트(1252)를 관통하도록 구비되고, 일측 단부가 상기 이송부 본체(140)에 고정되어 이송부 지지부(125)에 대하여 이송부 본체(140)가 가이드 레일의 길이 방향으로 이동하도록 가이드하는 가이드암(121);을 포함한다.

상기 가이드암(121)은 이송부 지지부(125)의 두 플레이트 사이에 외경이 확대된 외경확대부(1211)가 구비된다. 외경확대부(1211)와 이송부 지지부(125)의 양 플레이트 각각의 사이에는 탄성부재(123, 124)가 구비된다.

가이드암(121)의 단부에는 외경이 확대되어 타측에 연결된 이송부 본체가 이탈하는 것을 방지하는 이탈방지부(1213)가 형성될 수 있다.

또한 가이드 레일(110) 또는 기타 타 지지구성부(190)에는 도 9에 도시된 바와 같이 유압식 척장치에 의하여 절단 작업 시 이송부의 정렬 위치에 인접하도록 구비되는 바 형상의 트리거부(191)가 구비된다. 이 때 가이드암의 외경확대부(1211)는 상부로 연장형성되며, 유압식 척장치에 의한 동관 절단 작업 시 상기 이송부(100)가 동관을 고정시키기 위하여 정렬되는 위치에서 상기 외경확대부(1211)는 상기 트리거부(191)에 의하여 동관의 진행방향측으로 가압될 수 있다.

또한 이송부 본체(140)에는 절단된 동관의 외주면에 마킹을 수행하는 마킹부(130)가 포함될 수 있다. 또한 상기 그립부(145)는 집게 타입으로 형성될 수 있다.

도 11을 참조하여 일 실시예에 따른 검출부 및 이를 이용한 동관의 표면 품질 검사 방법을 설명한다. 도 11은 일 실시예에 따른 검출부의 모습을 나타내는 정면도이다.

검출부(500)는 앞서 설명한 제2 이송롤러부로부터 이송되는 동관 상에 거치되어 상기 동관의 진행에 따라 회전하는 검출롤러(550)를 구비하여 상기 검출롤러(550)의 상하 움직임에 기초하여 상기 동관의 품질 상태를 검출한다.

검출부(500)는 상기 검출롤러(550)의 회전축이 지지되는 검출롤러 지지부(510)를 포함하고, 상기 검출롤러 지지부(510)는 상기 검출롤러(550)의 회전축(520)이 수용되는 검출롤러 회전축 수용홈(5102)이 형성되며, 상기 검출롤러 회전축 수용홈(5102)은 상기 검출롤러의 회전축(520)이 수직방향으로 유격을 갖도록 수직 방향으로 일정 길이를 갖도록 형성될 수 있다.

또한 상기 검출롤러(550)는 중심축으로부터 일정 길이 이격된 위치에 일정한 중심각 간격으로 적어도 하나 이상의 광통과 홀(5101)이 형성되고, 상기 검출롤러 지지부는 상기 검출롤러의 회전 시 상기 광통과 홀에 대응하는 위치에 발광부(511)와 수광부(513)를 구비하여 일정한 주기로 상기 발광부로부터 조사된 광이 상기 수광부에 도달할 수 있다.

이 때 제어부(미도시)는 수광부에 도달한 광의 검출 주기에 대한 왜곡값으로부터 동관 표면의 품질 평가값을 산출한다. 예를 들어 동관의 표면에 돌출된 부분에서는 검출 주기가 더 빨라지고, 오목한 부분에서는 검출 주기가 더 느려지게 된다.

또한 상기 제어부는 상기 검출롤러의 회전수에 따른 상기 동관의 진행 거리를 산출하고, 상기 산출된 동관의 표면 품질 평가값이 기준치 이하인 경우 동관의 해당 지점이 상기 마킹부측에 도달 시 마킹이 되도록 제어할 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양하게 구현될 수 있다.

145: 그립부
300: 유압식 척장치
310: 프레임부
322: 제3 회전체
324: 가압부
326: 제2 회전체
350: 유압실린더
5101: 광통과 홀

Claims (6)

1. 동관의 진행방향을 따라 순차적으로 구비되어 상기 동관의 이송 및 규격에 따른 절단을 수행하는 절단장치에 있어서,
   회전력을 전달받아 상기 동관을 진행방향으로 이송시키는 제1 이송롤러부;
   상기 제1 이송롤러부와 직각방향으로 롤러들이 배열되는 제2 이송롤러부;
   상기 제2 이송롤러부로부터 이송되는 동관 상에 거치되어 상기 동관의 진행에 따라 회전하는 검출롤러를 구비하여 상기 검출롤러의 상하 움직임에 기초하여 상기 동관의 품질 상태를 검출하는 검출부;
   상기 진행하는 동관을 절단하는 유압식 척장치; 및
   상기 유압식 척장치의 출측에 구비되어 이송 가이드 레일을 따라 이동하고, 상기 유압식 척장치에 의한 절단 시 상기 동관의 일측을 고정시키고, 상기 동관의 절단 작업 후 상기 동관을 이송시키는 이송부;를 포함하고,
   상기 검출부는 상기 검출롤러의 회전축이 지지되는 검출롤러 지지부를 포함하고,
   상기 검출롤러 지지부는 상기 검출롤러의 회전축이 수용되는 검출롤러 회전축 수용홈이 형성되며,
   상기 검출롤러 회전축 수용홈은 상기 검출롤러의 회전축이 수직방향으로 유격을 갖도록 수직 방향으로 일정 길이를 갖도록 형성되는 품질검사가 가능한 동관 절단기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 검출롤러는 중심축으로부터 일정 길이 이격된 위치에 일정한 중심각 간격으로 적어도 하나 이상의 광통과 홀이 형성되고,
   상기 검출롤러 지지부는 상기 검출롤러의 회전 시 상기 광통과 홀에 대응하는 위치에 발광부와 수광부를 구비하여 일정한 주기로 상기 발광부로부터 조사된 광이 상기 수광부에 도달이 가능한 품질검사가 가능한 동관 절단기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 수광부에 도달한 광의 검출 주기에 대한 왜곡값으로부터 동관 표면의 품질 평가값을 산출하는 제어부;를 포함하는 품질검사가 가능한 동관 절단기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 이송부에는 절단된 동관의 외주면에 마킹을 수행하는 마킹부가 포함되는 품질검사가 가능한 동관 절단기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 검출롤러의 회전수에 따른 상기 동관의 진행 거리를 산출하고, 상기 산출된 동관의 표면 품질 평가값이 기준치 이하인 경우 동관의 해당 지점이 상기 마킹부측에 도달 시 마킹이 되도록 제어하는 품질검사가 가능한 동관 절단기.

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