KR102218070B1

KR102218070B1 - 파이프 가용접 비드 커팅장치

Info

Publication number: KR102218070B1
Application number: KR1020200178415A
Authority: KR
Inventors: 이상철
Original assignee: 주식회사 현대알비
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-02-19

Abstract

본 발명은 파이프의 외면 용접 융합부 확보를 위해 내면 본용접이 끝난 상태에서 불완전 상태인 가용접 비드를 커터를 이용하여 자동으로 커팅시켜 제거한 다음 파이프의 외면 본용접이 이루어지도록 하여 불량 발생 없이 양질의 파이프를 성형할 수 있는 파이프 가용접 비드 커팅장치를 제공한다.

Description

파이프 가용접 비드 커팅장치{The tack welding bead cutting apparatus of pipe}

본 발명은 파이프 가용접비드 커팅장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 파이프의 내, 외면 용접 융합부 확보를 위해 불완전 상태인 가용접 비드를 커팅시켜 제거하는 파이프 가용접 비드 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, 상기한 과정을 거쳐 원형의 형상으로 성형된 파이프는 용접머신으로 이송된 후, 서로 맞대여지는 파이프의 양단부에 형성된 홈부를 용접으로 접합 처리하여 가용접된 파이프를 제조하게 된다.

그리고 파이프의 가용접이 이루어지고 나면, 이어서 용접머신에서는 파이프의 내면 본용접을 행한 다음, 파이프의 외면 본용접을 수행하여 파이프의 용접 작업을 완료한다.

그러나 파이프의 내, 외면 본용접을 행하기에 앞서 가용접 비드를 제거하는 작업이 필요한 데, 이는 불완전한 상태의 가용접 비드를 미리 제거하여 파이프의 두께가 두꺼운 경우에 파이프의 내, 외면 용접 융합부를 확보하고, 특히 파이프의 외면 용접을 보다 안정적이고 견고하게 행할 수 있기 때문이다.

따라서 파이프의 용접 머신에서는 외면 본용접을 행하기 전에 가용접 비드를 제거하는 장치가 필수적으로 필요하다.

문헌 1: 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2017-0014391 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 파이프의 내, 외면 용접 융합부 확보를 위해 불완전 상태인 가용접 비드를 미리 커팅시켜 제거한 상태에서 파이프의 외면 용접이 이루어지도록 한 파이프 가용접 비드 커팅장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 파이프의 양단부에 접합되어 있는 가용접비드를 커터로 커팅시켜 제거하는 파이프 가용접 비드 커팅장치에 있어서, 상기 파이프를 받쳐준 상태에서 모터의 동력으로 회전하는 구동롤러, 상기 구동롤러의 맞은편에 위치하며 상기 파이프를 받쳐주는 가이드롤러로 구성하여, 파이프를 터닝동작시켜 가용접비드를 상기 커터 아래에 정 위치시키는 파이프 터닝부(10), 상기 파이프 터닝부의 사이 사이에 설치되며 터닝 동작이 완료된 파이프를 고정하는 파이프 고정부, 상기 파이프 터닝부 및 파이프 고정부의 후방에 위치하는 레일, 상기 레일에 올려지는 기대, 상기 기대의 하단에 설치되는 모터, 상기 모터의 축에 결합되는 피니언, 상기 피니언에 맞물리며 상기 레일의 길이 방향을 따라 설치되는 랙기어로 구성하여 상기 기대를 상기 레일을 따라 좌, 우 왕복 이동시켜 상기 기대에 지지되어 있는 상기 커터를 상기 파이프의 길이 방향을 따라 이동시키는 커터 좌, 우 이동부, 상기 기대에 설치되며 모터의 동력으로 회전하는 스크류, 상기 스크류의 외경에 나사식으로 결합되며 상기 스크류의 회전 동작으로 상, 하 이동하는 너트, 상기 너트에 고정 설치되며 상기 커터와 지지프레임으로 연결 구성된 상태에서 상기 너트의 동작으로 상기 기대상에서 상, 하 이동하며 상기 커터를 상기 파이프의 직경 크기에 맞추어 상, 하 이동시키는 하우징으로 구성한 커터 상, 하 이동부, 상기 하우징에 설치되는 모터, 상기 하우징의 후면에 위치한 상태에서 상기 모터의 동력을 전달받아 회전하는 케이싱, 상기 케이싱에 일단이 설치되고 타단은 상기 하우징을 관통한 상태로 설치되며 상기 모터의 동력을 전달받아 회전하는 케이싱 연결관, 상기 케이싱 연결관의 타단에 결합되어 회전하는 작동대, 상기 작동대와 상기 커터를 연결하며 상기 작동대의 구동으로 상기 커터를 회전시키는 회전샤프트로 구성한 커터 구동부, 상기 케이싱의 내부에 설치되는 모터, 상기 모터의 축에 결합되며 상기 케이싱연결관의 내부에 관통 설치되는 샤프트, 상기 샤프트의 선단에 결합되며 상기 샤프트와 상기 회전샤프트를 연결하며 상기 작동대에 나사식으로 체결된 상태에서 상기 모터의 동력으로 상기 작동대를 타고 전, 후 이동하는 스플라인으로 구성하여, 상기 모터의 동력으로 상기 스플라인에 결합되어 있는 상기 회전샤프트를 전, 후 이동시켜 커터의 위치를 파이프의 가용접 비드에 맞추어 전, 후 방향으로 위치 조정하는 커터 전, 후 이동부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 파이프의 외면 용접 융합부 확보를 위해 가용접 및 내면 본용접이 완료된 상태에서 불완전 상태인 가용접 비드를 커터를 이용하여 자동으로 커팅시켜 제거한 후 외면 용접이 이루어지도록 하여 불량 발생 없이 양질의 파이프를 제조할 수 있는 작용 효과를 가진다.

도 1은 파이프 성형 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 파이프 내면 용접 비드 제거장치의 전체 구성을 정면에서 도시한 도면.
도 3은 도 1의 측면을 도시한 도면.
도 4는 도 1의 파이프 터닝부 구조를 발췌하여 도시한 도면.
도 5는 도 1의 파이프 고정부 구조를 발췌하여 도시한 도면.
도 6은 도 1의 파이프 가용접 비드 커팅부의 구조를 도시한 도면.
도 7은 도 6의 정면도.
도 8은 커터 구동부 및 커터 전, 후 이동부의 구조를 발췌하여 도시한 도면.
도 9는 도 8의 확대도
도 10은 파이프에 비드용접이 형성된 것을 도시한 도면.

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 바람직한 실시 예에 따른 파이프 가용접 비드 커팅장치의 전체 구성을 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 정면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이다.

도 1 내지 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 파이프 가용접 비드 커팅장치는 서로 맞대여지는 파이프의 양단부(도 10참조)를 가용접한 다음 내면 본용접한 후, 외면 본 용접을 시작하기 전, 상기 가용접비드를 미리 커팅시켜 제거한 상태에서 파이프의 외면 용접이 이루어지도록 한 장치이다.

본 발명의 파이프 가용접 비드 커팅장치는 크게 파이프 터닝부, 파이프 고정부, 파이프 가용접 비드 커팅부로 나뉘어 구성한다.

상기 파이프 터닝부(10)는 파이프(P)를 터닝 동작시켜 파이프(P)의 가용접 비드(1)를 커터(300) 아래에 정위치시키는 수단이다.

상기 파이프 터닝부(10)는 도 4에서와 같이 모터(12), 상기 모터(12)의 동력으로 회전하며 상기 파이프(P)를 받쳐준 상태에서 상기 파이프(P)를 터닝시키는 터닝롤(14) 및 상기 터닝롤(14)의 반대편에 위치하며 파이프(P)의 터닝동작을 가이드하는 가이드롤(16)로 구성한다.

상기 파이프 고정부(20)는 도 5에서와 같이 상기 파이프 터닝부(10) 사이사이에 배치되며 상기 파이프 터닝부(20)의 동작으로 파이프(P)의 가용접비드(1)가 커터(300) 아래에 정위치하고 나면 상기 파이프(P)를 고정시키는 수단이다.

상기 파이프 고정부(20)는 서로 마주보는 상태로 배치되며 실린더(22)의 구동으로 전, 후 이동하며 파이프(P)의 양측 하면에 끼워지는 한 쌍의 고정용 쐐기(24)로 구성한다.

도 6은 도 1의 파이프 가용접 비드 커팅부의 구조를 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 정면도이며, 도 8은 커터 구동부 및 커터 전, 후 이동부의 구조를 발췌하여 도시한 도면이고, 도 9는 도 8의 확대도이다.

도 6 내지 도 9에서와 같이 파이프 가용접 비드 커팅부(30)는 상기 파이프 고정부(20) 및 파이프 터닝부(10)의 동작으로 파이프(P)의 가용접비드(1)가 커터(300) 아래에 정위치하면 상기 커터(300)를 좌, 우 방향으로 이동시켜가며 가용접비드를 제거하는 수단이다.

파이프 가용접 비드 커팅부(30)는 기대(40), 상기 기대(40)에 설치되며 상기 기대(40)를 좌, 우 왕복 이동시켜 커터(300)를 파이프(P)의 길이 방향을 따라 이동시키는 커터 좌, 우 이동부(50), 상기 기대(40)에 설치되며 파이프(P)의 크기에 맞추어 커터(300)를 상, 하 이동시키는 커터 상, 하 이동부(60), 상기 커터(300)를 구동시키는 커터구동부(70) 및 상기 커터(300)를 전, 후 방향으로 이동시키는 커터 전, 후 이동부(90)로 나뉘어 구성한다.

상기 커터 좌우 이동부(50)는 기대(40)의 하단에 설치되며 상기 기대(40)를 바닥면에 설치되어 있는 레일(58)을 타고 좌, 우 방향으로 이동시킨다. 상기 커터 좌우 이동부(50)는 기대(40)의 하단에 설치되는 모터(52), 상기 모터(52)의 축에 결합되는 피니언(54), 상기 피니언(54)에 맞물리며 상기 레일(58)의 길이 방향을 따라 설치되는 랙기어(56)로 구성한다.

상기 커터 좌우 이동부(50)는 모터(52)의 동력으로 피니언(54)이 회전하면 상기 피니언(54)은 랙기어(56)를 타고 회전 이동하게 되며, 이를 통해 기대(40)와, 상기 기대(40)에 지지되어 있는 커터(300)를 파이프(P)의 길이 방향을 따라 좌, 우 이동시키게 된다.

상기 커터 상, 하 이동부(60)는 파이프(P)의 직경 크기에 맞추어 커터(300)의 높낮이를 조절한다.

상기 커터 상, 하 이동부(60)는 상기 기대(40)에 설치되며 모터(62)의 동력으로 회전하는 스크류(64), 상기 스크류(64)의 외경에 나사식으로 결합되는 너트(66), 상기 너트(66)에 고정 설치되는 하우징(68), 상기 하우징(68)의 전면에 설치되며 상기 기대(40)에 설치되어 있는 레일(42)을 타고 상, 하 이동하며 상기 하우징(68)의 이동을 안내하는 블럭(69)으로 구성한다. 상기 커터(300)는 하우징(68)의 상, 하 이동 동작에 따라 파이프(P)의 직경 크기에 맞추어 높낮이를 조절할 수 있다.

상기 하우징(68)에는 커터(300)를 회전시키는 커터 구동부(70), 상기 커터(300)를 전, 후 이동시키는 커터 전, 후 이동부(90)가 설치된다.

상기 커터 구동부(70)는 파이프(P)의 가용접 비드(1)에 커터(300)가 접촉하고 나면 상기 커터(300)를 고속 회전시켜 파이프(P)의 가용접 비드(1)를 커팅시키도록 한다.

상기 커터 구동부(70)는 상기 하우징(68)의 상단에 설치되는 모터(72), 상기 모터(72)의 축에 결합되는 구동풀리(74), 상기 구동풀리(74)와 벨트로 연결되는 피동풀리(76), 상기 피동풀리(76)에 결합되는 제1축(111), 상기 제1축(111)의 외경에 결합되는 제 1기어(112), 상기 제 1기어(112)와 맞물리는 제 2기어(114), 상기 제 2기어(114)에 결합되며 일단은 상기 케이싱(78)에 연결되고 그 타단은 상기 하우징(68)을 관통하는 케이싱 연결관(116), 상기 케이싱 연결관(116)의 타단에 결합되는 작동대(98), 상기 작동대(98)에 나사식으로 체결되는 서플라인(96), 상기 스플라인(96)과 상기 커터(300)를 연결하는 회전샤프트(82)로 구성한다.

상기 커터 구동부(70)는 모터(72)의 동력으로 케이싱(78)이 회전하면 케이싱연결관(116)을 통해 스플라인(96) 및 회전샤프트(82)가 회전하게 되고, 이에 따라 회전샤프트(82)에 연결되어 있는 커터(300)는 고속 회전하며 파이프(P)의 가용접 비드(1)를 커팅시키게 된다. 이때 상기 커터 구동부(70)의 구동으로 커터(300)가 고속 회전하며 가용접 비드(1)를 커팅하는 과정에서 상기 커터 구동부(70)를 지지하는 기대(40)는 커터 좌, 우 이동부(50)인 모터(52)의 동력으로 레일(58)을 타고 좌, 우 방향으로 이동하며 커터(300)를 파이프(P)의 길이방향을 따라 이동시켜 가며 가용접 비드(1)를 커팅하게 된다.

상기 커터 전, 후 이동부(90)는 파이프(P)의 가용접 비드(1)와 커터(300)의 위치가 어긋날 경우, 이를 보정하기 위한 목적으로 제공된다.

상기 커터 전, 후 이동부(90)는 상기 커터 구동부(70)의 동력으로 회전하는 케이싱(78)의 내부에 설치되는 모터(92), 상기 모터(92)의 축에 결합되며 상기 커터 구동부(70)의 케이싱 연결관(116)의 내부에 설치되는 샤프트(94), 상기 샤프트(94)의 선단에 결합되며 상기 커터구동부(70)의 작동대(98)에 나사식으로 체결된 상태에서 상기 샤프트(94)와 상기 커터 구동부(70)의 회전샤프트(82)를 연결하는 커터구동부(70)의 스플라인(96)을 포함한다.

상기 커터 전, 후 이동부(90)는 모터(92)의 동력으로 샤프트(94)에 연결되어 있는 스플라인(96)이 정, 역 방향으로 회전하면 상기 스플라인(96)은 정지상태의 작동대(98)의 내경에 형성되어 있는 나사산을 타고 전, 후 이동하게 되고, 이와 동시에 스플라인(96)에 결합되어 있는 회전샤프트(82)를 전, 후 이동시켜 커터(300)의 위치를 파이프(P)의 가용접 비드(1)에 맞추어 전, 후 방향으로 조정할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 파이프 가용접 비드 커팅장치의 동작을 하기에서 기술하기로 한다.

먼저, 전 공정을 거쳐 파이프(P)의 양단부를 가용접하고 나면, 상기 가용접된 파이프(P)는 내면 본용접이 된상태에서 파이프 가용접 비드 커팅장치의 파이프 터닝부(10) 위에 올려지고, 이어서 파이프 터닝부(10)는 모터(12)의 동력으로 터닝롤러(14)가 회전하며 파이프(P)를 터닝 동작시켜 가용접 비드(1)를 커터(300) 아래에 정위치시키게 된다.

다음, 파이프 고정부(20)인 고정용 쐐기(24)는 파이프(P)를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치된 상태에서 각각의 실린더(22)의 구동으로 전진하며 파이프(P)의 양측 하면에 끼워지며 터닝 동작이 완료된 파이프(P)를 고정시킨다.

다음, 파이프(P)의 터닝 및 고정이 완료되고 나면 파이프 가용접 비드 커팅부(30)가 구동하며 커터(300)를 이용하여 파이프(P)의 양단부에 형성된 가용접 비드(1)를 커팅시켜 제거한다.

파이프 가용접 비드 커팅부(30)인 커터 상, 하 이동부(60)가 동작하여 커터(300)의 높이를 파이프(P)의 직경 크기에 맞추어 조절하고, 이어서 커터 전, 후 이동부(90)를 동작시켜 커터(300)의 위치를 파이프(P)의 가용접 비드(1)에 정 위치시킨다.

다음, 커터 구동부(70)를 구동시켜 파이프(P)의 가용접 비드(1)를 커팅시키기 시작함과 동시에 커터 좌, 우 이동부(50)가 동작하며 커터(300)를 파이프(P)의 길이방향을 따라 이동시켜 파이프(P)의 가용접 비드(1)를 커팅시킨다.

즉, 기대(32)에 설치되어 있는 커터 상, 하 이동부(60)인 모터(62)가 구동하며 스크류(64)를 회전시키면 상기 스크류(64)에 나사식으로 체결되어 있는 너트(66)는 상, 하 이동시키게 되고, 이와 함께 상기 너트(66)에 설치되어 있는 하우징(68)은 기대(32)의 전면에 설치되어 있는 레일(58)을 타고 상, 하 이동하게 된다.

상기 하우징(68)의 상, 하 이동에 따라 커터(300)는 파이프(P)의 직경 크기에 맞추어 높이가 자동 조정된다.

커터(300)의 높이가 조정되고 나면 커터 전, 후 이동부(90)인 모터(92)가 구동하여 샤프트(94)를 회전시키게 되고, 이에 따라 상기 샤프트(94)에 결합되어 있는 스플라인(96)은 작동대(98)의 나사산을 타고 전 후 이동하며 커터(300)가 설치되어 있는 회전샤프트(82)를 전, 후 이동시켜 커터(300)를 파이프(P)의 가용접 비드(1)에 정 위치시킨 상태로 접촉시킨다.

다음, 커터 구동부(70)인 모터(72)의 구동으로 케이싱(78)이 회전 동작하면 상기 케이싱(78)과 케이싱연결관(116) 및 스플라인(82)으로 연결 구성되어 있는 회전샤프트(82)는 회전하게 되고, 이에 따라 회전샤프트(82)에 결합되어 있는 커터(300)는 고속 회전하며 파이프(P)의 가용접 비드(1)를 커팅하기 시작한다.

상기 커터 구동부(70)의 동작과 동시에 커터 좌, 우 이동부(50)의 모터가 구동하며 피니언(54)을 회전시키게 되고, 상기 피니언(54)은 랙기어(56)를 타고 이동하며 커터 구동부(70)를 지지하고 있는 기대(32)를 좌, 우 방향으로 이동시키게 되며, 이를 통해 커터(300)는 파이프(P)의 길이 방향을 따라 이동하며 파이프(P)의 가용접비드(1)를 커팅하여 제거하게 된다.

10: 파이프 터닝부 20: 파이프 고정부
30: 파이프 가용접 비드 커팅부 40: 기대
50: 커터 좌우 이동부 60: 커터 상, 하 이동부
70: 커터 구동부 90: 커터 전, 후 이동부

Claims

파이프(P)의 양단부에 접합되어 있는 가용접비드(1)를 커터(300)로 커팅시켜 제거하는 파이프 가용접 비드 커팅장치에 있어서,
상기 파이프(P)를 받쳐준 상태에서 모터(12)의 동력으로 회전하는 구동롤러(14);
상기 구동롤러(14)의 맞은편에 위치하며 상기 파이프(P)를 받쳐주는 가이드롤러(16)로 구성하여, 파이프(P)를 터닝동작시켜 가용접비드(1)를 상기 커터(300) 아래에 정 위치시키는 파이프 터닝부(10);
상기 파이프 터닝부(10)의 사이 사이에 설치되며 터닝 동작이 완료된 파이프(P)를 고정하는 파이프 고정부(20);
상기 파이프 터닝부(10) 및 파이프 고정부(20)의 후방에 위치하는 레일(58);
상기 레일(58)에 올려지는 기대(40);
상기 기대(40)의 하단에 설치되는 모터(52);
상기 모터(52)의 축에 결합되는 피니언(54);
상기 피니언(54)에 맞물리며 상기 레일(58)의 길이 방향을 따라 설치되는 랙기어(56)로 구성하여 상기 기대(40)를 상기 레일(58)을 따라 좌, 우 왕복 이동시켜 상기 기대(40)에 지지되어 있는 상기 커터(300)를 상기 파이프(P)의 길이 방향을 따라 이동시키는 커터 좌, 우 이동부(50);
상기 기대(40)에 설치되며 모터(62)의 동력으로 회전하는 스크류(64);
상기 스크류(64)의 외경에 나사식으로 결합되며 상기 스크류의 회전 동작으로 상, 하 이동하는 너트(66);
상기 너트(66)에 고정 설치되며 상기 커터(300)와 지지프레임(69)으로 연결 구성된 상태에서 상기 너트(66)의 동작으로 상기 기대(40)상에서 상, 하 이동하며 상기 커터(300)를 상기 파이프(P)의 직경 크기에 맞추어 상, 하 이동시키는 하우징(68)으로 구성한 커터 상, 하 이동부(60);
상기 하우징(68)에 설치되는 모터(72);
상기 하우징(68)의 후면에 위치한 상태에서 상기 모터(72)의 동력을 전달받아 회전하는 케이싱(78);
상기 케이싱(78)에 일단이 설치되고 타단은 상기 하우징(68)을 관통한 상태로 설치되며 상기 모터(72)의 동력을 전달받아 회전하는 케이싱 연결관(116);
상기 케이싱 연결관(116)의 타단에 결합되어 회전하는 작동대(98);
상기 작동대(98)와 상기 커터(300)를 연결하며 상기 작동대(98)의 구동으로 상기 커터(300)를 회전시키는 회전샤프트(82)로 구성한 커터 구동부(70);
상기 케이싱(78)의 내부에 설치되는 모터(92);
상기 모터(92)의 축에 결합되며 상기 케이싱연결관(116)의 내부에 관통 설치되는 샤프트(94);
상기 샤프트(94)의 선단에 결합되며 상기 샤프트(94)와 상기 회전샤프트(82)를 연결하며 상기 작동대(98)에 나사식으로 체결된 상태에서 상기 모터(92)의 동력으로 상기 작동대(98)를 타고 전, 후 이동하는 스플라인(96)으로 구성하여, 상기 모터(92)의 동력으로 상기 스플라인(96)에 결합되어 있는 상기 회전샤프트(82)를 전, 후 이동시켜 커터(300)의 위치를 파이프(P)의 가용접 비드(1)에 맞추어 전, 후 방향으로 위치 조정하는 커터 전, 후 이동부(90)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 파이프 가용접 비드 커팅장치.