KR102211302B1

KR102211302B1 - 파이프 커팅장치

Info

Publication number: KR102211302B1
Application number: KR1020200178285A
Authority: KR
Inventors: 이상철
Original assignee: 주식회사 현대알비
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-02-03

Abstract

본 발명은 파이프의 직경 크기에 맞추어 토치유닛을 지지하고 있는 파이프의 직경 크기와 위치에 맞추어 토치유닛을 지지하고 있는 링기어를 전, 후 그리고 상, 하 위치 이동시키도록 하여 링기어 내부로 진입한 파이프의 절단부위와 또한 파이프의 지경 크기에 맞추어 토치유닛의 위치를 정밀히 자동으로 조정한 상태에서 커팅작업을 수행하도록 하여 다양한 크기를 가진 파이프를 사용자가 원하는 길이로 정밀하게 커팅할 수 있는 파이프 커팅장치를 제공한다.

Description

파이프 커팅장치{The cutting apparatus for pipe}

본 발명은 파이프 커팅장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 파이프의 직경 크기와 위치에 맞추어 토치유닛를 전, 후 그리고 상, 하 이동시켜 조정한 상태에서 토치유닛을 파이프의 외경에 접촉시킨 상태에서 파이프는 고정상태에서 토치유닛을 파이프의 둘레를 따라 회전시켜 가며 절단작업을 수행하도록 한 파이프 커팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 파이프는 인발 가공방법과 포밍 가공방법 중에서 어느 한가지를 통해 성형된다. 여기서, 포밍 가공방법과 관련한 선행기술로는 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0326241호에 '자동 파이프 성형기' 제시되고 있다. 이러한, 상기 자동 파이프 성형기는 소재를 공급하는 소재공급부와, 상기 소재공급부를 통해 공급된 소재가 성형기에 투입될 수 있게 길이방향으로 이송시키는 소재이송부와, 상기 소재이송부에서 이송된 소재가 좌, 우 비틀림없이 정위치로 이송되도록 세팅하는 소재세팅부와, 상기 소재세팅부에서 세팅된 소재를 포밍부가 순차적으로 절곡시키면서 소망하는 형태의 파이프 모양으로 성형하는 소재포밍부와, 상기 소재포밍부에서 성형된 소재의 형태 유지 및 길이방향으로 형성되는 이음매가 서로 맞닿을 수 있도록 외주면을 압착시키는 롤러가 구비되는 이음매압착부와, 소재의 이음매 부위를 자동용접기로 접합시키는 용접부와, 완성된 파이프를 성형기 외부로 이송하는 배출부를 포함하여 구성한다.

한편, 위 공정을 걸쳐 성형 완료된 파이프는 사용자의 요구나 혹은 시공될 현장 여건 등에 따라 그 길이를 가변적으로 조절하기 위해 생산 라인에 별도의 커팅공정을 구축하여 원하는 길이로 파이프를 커팅시키게 된다.

파이프 커팅장치와 관련한 대표적인 기술로는 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0329195 호(대구경 파이프 절단장치)를 들 수 있다.

위 선행기술은 도넛형의 카라 내부로 파이프를 진입한 다음, 커터를 파이프에 접촉시킨 상태에서 카라를 회전시키는 동작으로 파이프를 커팅시키는 기술이다.

그러나 선행기술은 카라의 크기 이상의 직경을 가진 파이프의 커팅 작업은 불가능할 뿐 아니라, 절단 위치로 이동중 정확한 위치에 커터를 정위치시키는 작업이 불가능하여 커팅의 정밀성 및 정확성 그리고 실용성이 떨어지는 단점이 있다.

문헌 1: 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0326241호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 파이프의 직경 크기와 위치에 맞추어 토치유닛을 지지하고 있는 링기어를 전, 후 그리고 상, 하 위치 이동시켜 커팅 작업을 수행하는 파이프 커팅장치를 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 링기어 내부로 진입한 파이프의 절단부위에 맞추어 토치유닛의 위치를 정밀히 조정할 수 있는 파이프 커팅장치를 제공한다.

본 발명의 다른 목적은 파이프의 직경 크기에 따라 토치유닛 자체를 전, 후 이동시켜 다양한 크기를 가진 파이프를 커팅할 수 있는 파이프 커팅장치를 제공한다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 파이프 커팅장치에 있어서, 사각틀 형태의 고정프레임, 상기 지지프레임의 전면에 상, 하 그리고 전, 후 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동프레임, 상기 이동프레임의 전면에 회전 가능하게 설치되며 중앙으로는 파이프가 통과하기 위한 공간이 마련된 링기어, 상기 링기어에 고정 설치되며 상기 링기어의 회전 동작에 따라 상기 공간을 통과한 파이프를 커팅하는 토치유닛, 상기 이동프레임에 설치되며 모터의 동력으로 상, 하 이동하는 승강대, 상기 승강대에 설치되며 모터의 동력으로 회전 동작하는 수평리드스크류, 상기 수평리드스크류의 외경에 나사식으로 결합되어, 상기 수평리드스크류의 회전 동작으로 전, 후 방향으로 이동하는 너트, 상기 너트에 일단이 고정되고 타단은 상기 이동프레임에 고정된 상태에서 상기 너트의 동작으로 상기 이동프레임을 전, 후 이동시켜 상기 링기어에 고정되어 있는 상기 토치유닛을 파이프의 절단부위로 정위치시키는 토치유닛 전, 후 위치 조정부, 상기 지지프레임의 상단에 설치되는 모터, 상기 모터의 축에 결합되는 구동풀리, 상기 구동풀리와 벨트로 연결되며 상기 지지프레임의 외곽 모서리에 각각 배치되는 4개의 피동풀리, 상기 피동풀리에 축 결합되어 회전 동작하는 리드스크류, 상기 리드스크류의 외경에 나사식으로 결합되며 상기 승강대에 고정 설치된 상태에서 상기 리드스크류의 회전 동작으로 상기 승강대르 상, 하 이동시키는 너트로 구성하여, 파이프의 직경 크기에 맞추어 상기 토치유닛의 높낮이를 조정하는 토치유닛 상, 하 위치 조정부로 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 파이프의 직경 크기에 맞추어 토치유닛을 지지하고 있는 파이프의 직경 크기와 위치에 맞추어 토치유닛을 지지하고 있는 링기어를 전, 후 그리고 상, 하 위치 이동시키도록 하여 링기어 내부로 진입한 파이프의 절단부위와 또한 파이프의 지경 크기에 맞추어 토치유닛의 위치를 정밀히 자동으로 조정한 상태에서 커팅작업을 수행하도록 하여 다양한 크기를 가진 파이프를 사용자가 원하는 길이로 정밀하게 커팅할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 파이프 코팅장치의 전체 구성을 도시한 정면도.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 도 1의 평면도.
도 4는 도 1의 토치 이동부의 구성을 발췌하여 도시한 도면.
도 5는 도 1의 파이프 코팅장치에서 토치유닛 상, 하 위치 조정부의 구성을 발췌하여 도시한 정면도.
도 6은 도 5의 측면도.
도 7은 도 1의 파이프 코팅장치에서 토치유닛 전, 후 위치 조정부의 구성을 발췌하여 도시한 정면도.
도 8은 도 7의 측면도.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

도 1은 본 발명의 파이프 커팅장치의 전체 구성을 도시한 정면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1의 평면도이다.

도 1 내지 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 파이프 커팅장치(100)는 크게 고정프레임(10), 이동프레임(12), 링기어(14), 토치유닛(30), 토치유닛 상, 하 위치조정부(50), 토치유닛 전, 후 위치조정부(70)를 포함하여 구성한다.

상기 고정프레임(10)은 중앙으로 공간이 형성된 사각틀 형태로 성형되며 이동프레임(12), 링기어(14), 토치유닛(30), 토치유닛 상, 하 위치조정부(50), 토치유닛 전, 후 위치조정부(60)를 받쳐주는 프레임이다.

상기 이동프레임(12)은 상기 고정프레임(10)의 전면에 상, 하 그리고 전, 후 방향으로 이동 가능하게 설치되는 프레임으로서, 상기 이동프레임(12)은 토치유닛(30)이 설치되어 있는 링기어(14)를 지지하며, 상기 링기어(14)를 상, 하 그리고 전, 후 방향으로 이동시키게 된다.

상기 링기어(14)는 상기 고정프레임(12)의 전면에 회전 가능하게 설치되는 것으로서 외경에는 기어이(15)가 형성되고, 상기 기어이(15)에는 구동기어(16)가 치합되며, 상기 구동기어(16)는 상기 이동프레임(12)에 설치되어 있는 모터(18)의 동력으로 구동하며 상기 링기어(14)를 정, 역 방향으로 회전 동작시킨다.

상기 토치유닛(30)은 상기 링기어(14)의 전면 일측에 설치되어 파이프(P)를 커팅시키는 유닛이다.

상기 토치유닛(30)은 토치부(32), 상기 토치부(32)를 좌, 우 왕복 이동시켜 파이프의 외면에 접촉시키는 토치 이동부(34)로 구성한다.

상기 토치 이동부(34)는 모터의 동력으로 제 1, 2이동레일이 좌, 우 이동하며 토치부를 파이프의 외경에 접촉시키는 유닛이다.

도 4에서와 같이 토치 이동부(34)는 하나의 구동원인 모터(35)의 동력으로 복수개의 제 1, 2이동레일(40, 46)이 다단식으로 인출 및 인입 동작하며 토치부(32)를 파이프의 외경에 접촉시킨다.

구체적으로, 모터(35)는 고정레일(36)에 올려져 있고, 상기 고정레일(36)은 전술한 고정프레임에 고정된다.

상기 모터(35)의 축에는 피니언(37)이 결합되고, 상기 피니언(37)은 상기 고정레일(36)의 전면에 위치하고 있는 제 1이동레일(40)에 설치되어 있는 랙기어(38)와 맞물린다.

상기 제 1이동레일(40)과 상기 고정레일(36)은 LM블럭 및 LM레일로 연결되어, 상기 제 1이동레일(40)은 상기 고정레일(36)의 전면에서 좌, 우 이동 가능하게 설치된다. 또한, 상기 제 1이동레일(40)의 전면에는 제 2이동레일(46)이 LM블럭 및 LM레일로 연결되어, 상기 제 2이동레일(46)은 상기 제 1이동레일(40)의 전면에서 좌, 우 이동 가능하게 설치된다.

상기 제 1이동레일(40)의 양측에는 제 1, 2풀리(42, 44)가 각각 결합된다. 그리고 상기 제 1이동레일(40)과 제 2이동레일(46)은 상기 고정레일(36)과 제 1, 2체인(48, 49)으로 각각 연결 구성되어, 하나의 구동원인 모터(35)의 동력으로 동시에 단계적으로 인출 및 인입 동작을 수행한다.

상기 제 1체인(48)은 일단은 고정레일(36)에 고정된 상태에서 상기 제 1이동레일(40)의 제 1풀리(42)를 경유하여 상기 제 2이동레일(46)에 고정된다.

상기 제 2체인(49)은 상기 고정레일(36)에 고정된 상태에서 상기 제 1이동레일(40)의 제 2풀리(44)를 경유하여 상기 제 2이동레일(46)에 고정된다.

이러한 구성의 토치 이동부(34)는 모터(35)의 구동으로 피니언(37)이 회전하면 상기 피니언(37)에 맞물려 있는 랙기어(38)를 통해 제 1이동레일(40)은 좌측으로 이동하게 되는 데, 이때 제 1, 2체인(48, 49) 및 제 1, 2풀리(42, 44)의 구성을 통해 모터(35)의 동력은 제 1이동레일(40)은 물론 제 2이동레일(46)로 함께 전해져 제 1, 2이동레일(40, 46)은 모터(35)의 동력으로 동시 인출 동작하며 제 2이동레일(46)에 고정되어 있는 토치부(32)를 파이프(P)의 외경에 접촉시키게 된다.

상기 토치이동부(34)의 제 2이동레일(46) 아래에는 완충에어실린더(47)가 설치된다. 상기 완충에어실린더(47)는 파이프(P)의 표면 요철 정도에 따라 파이프(P)의 외면에 접촉하는 토치부(32)로 전해지는 충격을 완충하는 압쇼바 역할을 수행한다.

상기 토치유닛 상, 하 위치조정부(50)는 도 5와 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 링기어(14)의 통과공(19)을 통과하는 파이프(P)의 직경 크기에 맞추어 상기 토치유닛(30)을 상, 하 이동시켜 토치유닛(30)의 토치부(32)가 다양한 직경 크기를 가진 파이프(P)의 센터를 향하도록 위치 이동시키는 유닛이다.

상기 토치유닛 상, 하 위치조정부(50)는 고정프레임(10)의 상부에 설치되는 모터(52), 상기 모터(52)의 축에 결합되는 구동풀리(54), 상기 구동풀리(54)와 벨트로 연결되며 상기 고정프레임(10)의 외곽 모서리에 각각 배치되는 4개의 피동풀리(56), 상기 피동풀리(56)에 축 결합되어 회전 동작하는 수직리드스크류(58), 상기 수직리드스크류(58)의 외경에 나사식으로 결합되며 상기 수직리드스크류(58)의 회전 동작으로 상기 수직리드스크류(58)의 외경에 형성된 나사산을 타고 상, 하 이동하는 너트(60), 상기 너트(60)에 설치되며 전술한 토치유닛 전, 후 위치조정부(70)의 구성을 지지한 상태에서 상기 너트(60)의 동작으로 상기 토치유닛 전, 후 위치 조정부(70)를 상, 하 이동시키는 승강대로 구성한다.

상기 토치유닛 상, 하 위치조정부(50)는 파이프(P)가 링기어(16)의 내부 통과공을 통과하고 나면, 파이프(P)의 직경 크기에 맞추어 토치유닛(30)의 토치부(32)를 파이프(P)의 외경에 접촉될 수 있도록 상, 하 이동시키게 된다.

예를 들어, 파이프(P)의 직경 크기가 작으면 이에 맞추어 토치유닛(30)의 높이를 낮춰주어야 하며, 이를 위해서는 모터(52)를 구동시키게 되면 구동 및 피동풀리(54, 56)를 통해 수직리드스크류(58)가 회전하게 되고, 이에 따라 너트(60)는 상기 수직리드스크류(58)의 나사산을 타고 하강하며 승강대(62)를 하강시키게 되며, 이를 통해 상기 승강대(62)에 지지되어 있는 토치유닛 전, 후 위치 조정부(70)는 토치유닛(30)을 지지한 상태에서 상기 승강대(62)의 동작으로 하강하며 토치유닛(30)을 파이프(P)의 직경 크기에 맞추어 높이를 자동으로 낮춰주게 되는 것이다.

상기 토치유닛 전, 후 위치 조정부(70)는 파이프의 직경 크기에 따라 토치유닛 상, 하 위치조정부가 동작하여 토치유닛의 높이가 결정되고 나면 파이프의 커팅위치에 토치유닛이 정위치할 수 있도록 토치유닛을 전, 후 방향으로 이동시키는 수단이다.

상기 토치유닛 전, 후 위치 조정부(70)는 도 7과 도 8에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 승강대(62)에 지지되는 모터(72), 상기 모터(72)의 축에 결합되는 수평리드스크류(74), 상기 수평리드스크류(74)의 외경에 나사식으로 결합되어 상기 수평리드스크류(74)의 회전 동작으로 상기 수평리드스크류(74)의 나사산을 타고 전, 후 방향으로 이동하는 너트(76), 상기 너트(76)에 결합되며 상기 링기어(16)의 후면에 고정 설치되는 브라켓(78)으로 구성한다.

상기 토치유닛 전, 후 위치 조정부(70)는 언급한 바와 같이 파이프(P)의 직경 크기에 따라 토치유닛 상, 하 위치조정부(50)가 동작하여 토치유닛(30)의 높이가 결정되고 나면 토치유닛(을 전, 후 이동시켜 절단하고자 하는 파이프(P)의 외경에 토치유닛(30)을 정 위치시키게 된다.

상기 파이프 커팅장치(100)의 정면에는 파이프(P)에서 잘려나간 시편(커팅과정을 거쳐 파이프에서 잘려나간 부위)을 별도로 배출시키는 시편 배출장치(90)가 마련된다.

상기 시편 배출장치(90)는 모터(92)의 동력으로 좌, 우 왕복 이동하는 대차(94), 상기 대차(94)의 상면에 설치되며 외부에서 인가된 전원으로 자력을 발생시켜 파이프(P)에서 잘려나간 시편을 흡착 고정하는 전자석받침대(96)로 구성한다.

즉, 전자석받침대(96)는 대차(94)의 구동으로 파이프 커팅장치(100)의 정면 아래에 위치한 상태에서 토치유닛(30)의 구동으로 파이프(P)에서 시편이 잘려지면, 상기 시편을 자력으로 흡착한 상태로 받쳐준 다음, 대차(94)의 구동으로 시편을 파이프 커팅장치(100)의 좌측으로 자동 이동시키게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 파이프 커팅장치의 동작을 기술하기로 한다.

먼저, 전 공정을 거쳐 파이프(P)가 완성되고 나면, 완성된 파이프(P)를 사용자의 요구에 따른 길이로 커팅하기 위해 파이프 커팅장치(100)의 링기어(14) 내부로 통과시키게 되면 파이프 커팅장치(100)를 구성하는 토치유닛(30)은 토치유닛 상, 하 위치 조정부(50)의 동작에 따라 파이프(P)의 직경 크기에 맞추어 높이가 조절된다.

즉, 파이프(P)의 직경 크기가 제어부(미 도시 함)로 전해지면 제어부는 토치유닛 상, 하 위치 조정부(50)인 모터(52)로 전원을 공급하여 승강대(62)를 상, 하 이동시키게 되는 데, 이때 토치유닛(30)이 지지되어 있는 토치유닛 전, 후 위치 조정부(70)는 상기 승강대(62)에 지지된 상태에서 상기 승강대(62)의 동작으로 상, 하 이동하며 토치유닛(30)의 높이를 파이프(P)의 직경 크기에 맞추어 조정하게 된다.

다음, 토치유닛(30)의 높이 조절이 끝나고 나면 토치유닛 전, 후 위치 조정부(70)가 구동하며 토치유닛(30)을 절단하고자 하는 파이프(P)의 절단부위로 정위치시킨다.

즉, 토치유닛 전, 후 위치 조정부(70)의 모터(52)가 구동하면 수평리드스크류(74) 및 너트(76)를 통해 이동프레임(12)에 설치되어 있는 브라켓(78)은 전 후 이동하게 되고, 이에 따라 상기 이동프레임(78)에 지지되어 있는 링기어(14) 및 상기 링기어(14)에 지지되어 지는 토치유닛(30) 역시 전, 후 이동하며 설정된 파이프(P)의 절단위치로 이동하게 된다.

다음, 토치유닛 좌, 우 이동수단의 구동으로 토치유닛(30)을 구성하는 토치부(32)는 좌, 우 이동하며 파이프(P)의 외경에 접촉하게 되고, 이어서 파이프(P)의 외경에 커팅하기 시작한다.

다음, 구동모터(18)의 동작으로 링기어(14)가 회전하기 시작하면 상기 링기어(14)에 지지되어 있는 토치유닛(30)은 상기 링기어(14)의 구동으로 파이프(P)의 외경을 따라 이동하며 파이프(P)를 커팅시키게 된다.

한편, 커팅작업 후에 잘려진 시편은 시편 배출수단(90)인 전자석 받침대(96)에 흡착된 다음, 대차(94)의 구동으로 좌측으로 이동한 다음, 배출수단에 의해 외부로 자동 배출된다.

10: 고정프레임 12: 이동프레임
14: 링기어 30: 토치유닛
32: 토치부
50: 토치유닛 상, 하 위치 조정부 52: 모터
62: 승강대 70: 토치유닛 전, 후 위치 조정부
72: 모터 78: 브라켓
90: 시편 배출장치

Claims

파이프 커팅장치에 있어서,
사각틀 형태의 고정프레임(10):
상기 고정프레임(10)의 전면에 상, 하 그리고 전, 후 방향으로 이동 가능하게 설치되는 이동프레임(12);
상기 이동프레임(12)의 전면에 회전 가능하게 설치되며 중앙으로는 파이프(P)가 통과하기 위한 통과공이 구비된 링기어(14);
상기 링기어(14)에 고정 설치되며 상기 링기어(14)의 회전 동작에 따라 상기 통과공을 통과한 파이프(P)를 커팅하는 토치유닛(30);
상기 고정프레임(10)의 상단에 설치되는 모터(52);
상기 모터(52)의 축에 결합되는 구동풀리(54);
상기 구동풀리(54)와 벨트로 연결되며 상기 고정프레임(10)의 외곽 모서리에 각각 배치되는 4개의 피동풀리(56);
상기 피동풀리(56)에 축 결합되어 회전 동작하는 수직리드스크류(58);
상기 수직리드스크류(58)의 외경에 나사식으로 결합되며 상기 수직리드스크류(58)의 회전 동작으로 상, 하 이동하는 너트(60);
상기 너트(60)에 고정된 상태에서 상기 이동프레임(12)에 설치되며 상기 너트(60)의 동작으로 상기 이동프레임(12)을 상, 하 이동시켜 파이프(P)의 직경 크기에 맞추어 상기 이동프레임(12)에 지지되어 있는 토치유닛(30)의 높낮이를 조정하는 승강대(62)로 구성한 토치유닛 상, 하 위치 조정부(50);
상기 승강대(62)에 설치되는 모터(72);
상기 모터(72)의 동력으로 회전 동작하는 수평리드스크류(74);
상기 수평리드스크류(74)의 외경에 나사식으로 결합되어, 상기 수평리드스크류(74)의 회전 동작으로 전, 후 방향으로 이동하는 너트(76);
상기 너트(76)에 일단이 고정되고 타단은 상기 이동프레임(12)에 고정된 상태에서 상기 너트(76)의 동작으로 상기 이동프레임(12)을 전, 후 이동시켜 상기 링기어(14)에 지지되어 있는 상기 토치유닛(30)을 파이프(P)의 절단부위로 정위치시키는 토치유닛 전, 후 위치 조정부(70)로 구성함을 특징으로 하는 파이프 커팅장치.