KR102415205B1 - 유압식 인발 장치 - Google Patents

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KR102415205B1
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이선옥
김봉윤
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(주)남경방재
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Abstract

본 발명은 인발용 홀이 천공된 배관을 자동으로 공급 후 상기 배관의 내측에서 외측 방향으로 인발용 금형을 유압으로 인발함으로써 스프링 쿨러용 배관에 적합한 인발 홀을 일련의 과정을 통해 자동으로 형성시킬 수 있고, 특히 배관에 천공된 인발용 홀의 위치에 따라 배관의 공급 동작을 자동적으로 조정함으로써 인발 공정의 작업 효율 및 공정 속도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 유압식 인발 장치에 관한 것이다.

Description

유압식 인발 장치{HYDRAULIC DRAWING DEVICE}
본 발명은 유압식 인발 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 인발용 홀이 천공된 배관을 자동으로 공급 후 상기 배관의 내측에서 외측 방향으로 인발용 금형을 유압으로 인발함으로써 스프링 쿨러용 배관에 적합한 인발 홀을 일련의 과정을 통해 자동으로 형성시킬 수 있고, 특히 배관에 천공된 인발용 홀의 위치에 따라 배관의 공급 동작을 자동적으로 조정함으로써 인발 공정의 작업 효율 및 공정 속도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 유압식 인발 장치에 관한 것이다.
일반적으로 인발가공은 금속의 막대 또는 선 혹은 관을 금형장치를 통해서 인장하고, 금형장치 구멍의 모양과 같은 단면의 막대나 선 또는 관재를 만드는 방법을 일컫는 용어이다.
파이프의 제조 방법 중 압출 제조는, 금형의 설계에 따라 원하는 형상을 쉽게 만들 수 있다는 장점이 있으나, 정밀한 치수의 파이프를 제조하기 어렵다는 한계가 있다. 파이프의 치수정밀도를 향상시키기 위하여, 압출 등의 방법으로 제조된 파이프를 다시 인발 공정을 거치도록 하는 방법이 주로 사용되고 있다.
종래 파이프 열간 인발 공정의 경우, 소재의 온도가 높으므로 금형과 플러그 사이에서 파이프가 늘어남에 따라 성형이 되지 않고 금형과 플러그 사이에 고착되는 현상이 발생한다.
이는 파이프의 강도를 저하시키고, 균일한 제품의 양산이 어려워지며, 공정이 정상적으로 진행되지 못하고 중단되는 상황이 발생할 수 있다. 제조 산업의 특성상, 택타임(Tact time)이 제품 단가에 큰 영향을 미치며, 공정 사이에 발생하는 고착 현상 등으로 인해 로스 타임(Loss time)이 지속적으로 증가하게 되면 큰 손실이 발생하므로, 이러한 문제점의 개선이 필요한 실정이다.
한국등록특허 제10-1572651호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인발용 홀이 천공된 배관을 자동으로 공급 후 상기 배관의 내측에서 외측 방향으로 인발용 금형을 유압으로 인발함으로써 스프링 쿨러용 배관에 적합한 인발 홀을 일련의 과정을 통해 자동으로 형성시킬 수 있고, 특히 배관에 천공된 인발용 홀의 위치에 따라 배관의 공급 동작을 자동적으로 조정함으로써 인발 공정의 작업 효율 및 공정 속도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 유압식 인발 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압식 인발 장치(100)는 일측에 인발용 홀(1a)이 천공된 배관(1)을 이송하는 하나 이상의 이송 롤러(110), 이송된 상기 배관(1)의 측면을 감아 상기 배관(1)이 상측 방향으로 상승되지 않도록 고정시키는 체결 고리 장치(120) 및 상기 배관(1)의 내측에 삽입된 후 상기 인발용 홀(1a)을 통해 외부로 돌출된 인발용 금형(10)의 일측을 고정한 상태에서 상측 방향으로 직선이동함으로써, 상기 인발용 금형(10)을 상기 인발용 홀(1a)을 통해 상기 배관(1)의 외부로 인발(Drawing)하는 유압식 인발부(130)를 포함하며, 상기 유압식 인발부(130)를 통해 상기 인발용 금형(10)이 상기 배관(1)의 외부로 인발되는 경우, 상기 인발용 금형(10)의 외측 형상에 상응하도록 상기 배관(1)의 인발용 홀(1a)이 벌어지면서 상측 방향으로 일정 높이로 융기되어 가지관(1b)을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 상기 유압식 인발부(130)의 일측에 마련되며, 상기 하나 이상의 이송 롤러(110)의 회전을 통한 상기 배관(1)의 이송 시, 상기 배관(1)에 형성된 상기 인발용 홀(1a)의 위치를 센싱한 후, 인발용 홀(1a)의 위치가 상기 인발용 금형(10)이 고정되는 위치와 동일 수직선 상에 위치되는 것으로 판단되는 경우, 상기 하나 이상의 이송 롤러(110)의 회전이 중지되도록 하는 홀 위치 감지부(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 상기 체결 고리 장치(120)의 일측에 마련되며, 상기 하나 이상의 이송 롤러(110)를 통해 이송되는 상기 배관(1)의 외경을 측정한 후, 상기 배관(1)의 측면을 감는 상기 체결 고리 장치(120)의 감김 정도를 조정함으로써 상기 체결 고리 장치(120)가 상기 배관(1)의 측면에 밀착되도록 하는 밀착 고정 제어부(150)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 이송된 상기 배관(1)의 일측면에 위치되며, 상기 인발용 금형(10)을 상기 배관(1)의 일측 말단부에서 내측 방향으로 삽입하여 상기 인발용 홀(1a)의 위치까지 위치이동시킨 후, 상기 인발용 금형(10)의 일측 말단부가 상기 인발용 홀(1a)을 통해 외부로 돌출되도록 하는 인발용 금형 삽입 장치(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인발용 금형 삽입 장치(160)는 상기 인발용 금형(10)을 파지하는 클램프(161), 상기 클램프(161)의 위치에서 상기 인발용 홀(1a)의 위치까지의 거리를 측정하는 거리 측정 센서(162) 및 상기 거리 측정 센서(162)의 센싱 결과를 토대로, 상기 클램프(161)를 상기 배관(1)의 내측 방향으로 삽입하여 상기 인발용 홀(1a)의 위치까지 이동시키고, 상기 클램프(161)가 상기 인발용 홀(1a)의 위치에 도달한 경우 상기 클램프(161)를 90도 각도로 회전 및 상측 방향으로 일정한 거리만큼 상승함으로써 상기 인발용 금형(10)의 일측 말단부가 상기 인발용 홀(1a)을 통해 외부로 돌출되도록 하는 위치 이동 장치(163)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 인발용 홀이 천공된 배관을 자동으로 공급 후 상기 배관의 내측에서 외측 방향으로 인발용 금형을 유압으로 인발함으로써 스프링 쿨러용 배관에 적합한 인발 홀을 일련의 과정을 통해 자동으로 형성시킬 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명에 따르면, 배관에 천공된 인발용 홀의 위치에 따라 배관의 공급 동작을 자동적으로 조정함으로써, 인발 공정의 작업 효율 및 공정 속도를 크게 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.
특히 본 발명에 따르면, 형성되어야 할 가지관의 크기를 미리 입력시킴으로써, 인발용 금형의 자동 인식, 파지, 위치 산출 및 위치 이동, 유압식 인발부와의 결합 및 고정, 인발 공정 후 인발용 금형의 자동 회수와 같은 모든 과정이 자동으로 이루어질 수 있는 이점도 가지게 되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압식 인발 장치(100)의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압식 인발 장치(100)의 구성을 도시한 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 체결 고리 장치(120)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 체결 고리 장치(120)를 통해 배관(1)을 고정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 유압식 인발부(130)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 유압식 인발부(130)를 통해 인발용 금형(10)이 인발되면서 배관(1)에 가지관(1b)이 형성되는 과정을 도시한 도면이다.
도 7은 인발용 금형(10)을 도시한 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 인발용 금형 삽입 장치(160)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압식 인발 장치(100)를 통해 인발용 금형(10)을 인발하는 전체 과정을 일련의 순서대로 도시한 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유압식 인발 장치(100)의 형상을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압식 인발 장치(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 함께 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유압식 인발 장치(100)는 크게 하나 이상의 이송 롤러(110), 체결 고리 장치(120) 및 유압식 인발부(130)를 포함하여 구성될 수 있고, 추가적인 실시예에서는 홀 위치 감지부(140), 밀착 고정 제어부(150) 및 인발용 금형 삽입 장치(160)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
이송 롤러(110)는 회전 모터(미도시)와 연결되어, 회전 모터의 회전력을 기반으로 회전하면서 배관(1)을 길이 방향으로 전진 또는 후진시켜 이송하는 역할을 한다.
보다 구체적으로, 이송 롤러(110)는 일측에 인발용 홀(1a)이 천공된 배관(1)을 유압식 인발부(130)의 중심부 방향으로 이송키는 역할을 한다. 이를 위하여, 이송 롤러(110)는 적어도 2개 이상으로 마련되며, 각 이송 롤러(110)의 상측에 배관(1)이 안착된 상태에서 이송 롤러(110)의 회전에 의해 배관(1)이 전진 또는 후진을 통해 길이 방향으로 이송된다.
여기에서, 배관(1)의 일측에는 플라즈마 커팅 공정을 통해 인발용 홀(1a)이 사전에 형성되며, 이송 롤러(110)에 의해 배관(1)이 길이 방향으로 전진 또는 후진함에 따라 상기 인발용 홀(1a)이 유압식 인발부(130)의 인발용 금형(10)이 고정 설치되는 위치와 동일한 수직선 상에 위치하게 된다.
이때, 인발용 홀(1a)과 인발용 금형(10)이 고정 설치되는 위치의 조정은 홀 위치 감지부(140)를 통해 이루어지게 되는데, 이에 관해 살펴보면 다음과 같다.
홀 위치 감지부(140)는 유압식 인발부(130)의 일측에 마련되며, 이송 롤러(110)의 회전을 통해 배관(1)이 이송되는 과정에서 배관(1)의 일측에 형성된 인발용 홀(1a)의 위치를 센싱한 후, 인발용 홀(1a)의 위치가 유압식 인발부(130)에 고정되는 인발용 금형(10)의 고정 위치와 동일 수직선 상에 위치되도록 한다. 만약 배관(1)이 이송되는 과정에서 인발용 홀(1a)의 위치가 인발용 금형(10)의 고정 위치와'동일 수직선 상에 위치되는 것으로 판단된 경우, 홀 위치 감지부(140)는 이송 롤러(110)와 연결된 회전 모터의 회전을 정지시킴으로써 이송 롤러(110)를 통해 배관(1)의 이송이 즉각 중단되도록 한다.
이러한 점은, 홀 위치 감지부(140)가 인발용 홀(1a)의 위치를 센싱하여 파악한다는 점에서, 배관(1)에 인발용 홀(1a)이 불규칙적인 간격으로 천공되어 있다 하더라도 홀 위치 감지부(140)에서는 각 인발용 홀(1a)의 위치를 정확하게 파악할 수 있게 된다. 마찬가지로, 그에 따른 이송 롤러(110)의 회전도 상응하게 제어할 수 있기 때문에, 작업자가 일일이 배관(1)을 움직여 인발용 홀(1a)과 인발용 금형(10)의 위치를 맞추는 작업 과정이 생략될 수 있다.
일 실시예에서, 인발용 홀(1a)의 위치가 인발용 금형(10)의 고정 위치와 동일 수직선 상에 위치하더라도, 만약 배관(1)이 일측 방향으로 회전됨에 따라 인발용 홀(1a)과 인발용 금형(10)의 고정 위치가 서로 대향하게 마주보는 것이 아닌 틀어진 상태인 경우, 이송 롤러(110)는 배관(1)의 길이를 회전축으로 하여 배관(1)을 축 방향으로 회전시킴으로써 인발용 홀(1a)과 인발용 금형(10)의 고저 위치가 서로 정확히 대향하여 마주보도록 회전시킬 수도 있다. 이러한 이송 롤러(110)의 회전은 홀 위치 감지부(140)의 제어에 의해 동작될 수 있기 때문에, 결과적으로는 홀 위치 감지부(140)는 인발용 홀(1a)과 인발용 금형(10)의 고정 위치 간의 동일 수직선 상 위치의 일치 여부와 함께, 인발용 홀(1a)과 인발용 금형(10)의 고정 위치 간의 대향 여부도 모두 파악할 수 있는 것이다.
한편, 도면에서는 이송 롤러(110)가 배관(1)의 길이 방향을 기준으로 시계 방향 또는 반 시계 방향으로만 회전되는 것으로 도시하였지만, 상기와 같이 배관(1)의 길이를 회전축으로 하여 배관(1)을 축 방향으로 회전시킬 수 있도록 이송 롤러(110)의 회전 각도가 자동으로 조정될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2로 돌아와서, 체결 고리 장치(120)는 하나 이상의 이송 롤러(110)에 의해 배관(1)이 이송되고 인발용 홀(1a)이 인발용 금형(10)의 고정 위치와 동일 수직선 상에 위치된 상태에서, 배관(1)의 측면을 감싸면서 고정하는 역할을 한다. 이는, 인발용 금형(10)이 배관(1)의 내측에서 인발용 홀(1a)을 통해 외부로 인발되는 경우, 배관(1)이 인발용 금형(10)에 의해 상측 방향으로 들어올려지는 것을 방지하기 위함이다. 이에 관해서는 도 3을 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 체결 고리 장치(120)를 보다 구체적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 체결 고리 장치(120)를 통해 배관(1)을 고정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 살펴보면, 체결 고리 장치(120)는 배관(1)의 외측 둘레에 상응하도록 만격된 형상을 가지며 배관(1)의 외측을 감싸는 제1 체결 고리 장치(121)와, 일측 말단부가 제1 체결 고리 장치(121)과 걸림 결합되고 타측 말단부는 회전축을 통해 회동이 가능하도록 마련되는 제2 체결 고리 장치(122)를 포함하여 구성된다.
여기에서, 제1 체결 고리 장치(121)는 일측 말단부가 제2 체결 고리 장치(122)와 걸림 결합되고, 타측 말단부는 회전축을 통해 회동이 가능하도록 마련된다. 이때 제1 체결 고리 장치(121) 및 제2 체결 고리 장치(122) 각각의 회전축은 배관(1)의 길이 방향과 상응하는 방향을 향하도록 마련된다.
이때, 제1 체결 고리 장치(121)는 배관(1)의 외경보다 크게 형성되기 때문에, 앞서 살펴본 하나 이상의 이송 롤러(110)에 의해 배관(1)이 이송되더라도 배관(1)과 제1 체결 고리 장치(121) 간의 간섭은 발생하지 않는다.
제2 체결 고리 장치(122)는 일측 말단부가 후크(hook) 형상으로 형성됨에 따라, 제1 체결 고리 장치(121)의 말단부에 형성된 후크에 걸림 결합된다.
따라서, 인발용 금형(10)이 유압식 인발부(130)에 의해 상측 방향으로 이동됨에 따라 배관(1)이 상측 방향으로 들어올려 지더라도, 제1 체결 고리 장치(121)가 배관(1)을 감싸 고정하고 있기 때문에 인발용 금형(10)이 배관(1)으로부터 용이하게 분리될 수 있는 것이다.
이때, 제2 체결 고리 장치(122)는 회전축을 통해 회동이 가능하기 때문에, 제2 체결 고리 장치(122)를 일측 방향으로 회동시키는 경우 제1 체결 고리 장치(121)와 제2 체결 고리 장치(122) 간의 결속이 해제될 수 있다.
도 4를 살펴보면, 먼저 제1 체결 고리 장치(121)가 배관(1)의 감싸도록 회전된 상태에서 제2 체결 고리 장치(122)가 회전됨으로써, 제1 및 제2 체결 고리 장치(121, 122) 각각의 말단부가 서로 맞물려 체결됨으로써, 배관(1)이 상측 방향으로 들어 올려지지 않게 고정되는 것이다.
일 실시예에서, 밀착 고정 제어부(150)는 체결 고리 장치(120)의 일측에 마련되며, 하나 이상의 이송 롤러(110)를 통해 이송되는 배관(1)의 외경 크기를 측정하고, 이를 토대로 배관(1)의 측면을 감싸는 제1 체결 고리 장치(121)의 감김 정도를 조정하게 된다.
보다 구체적으로, 제1 체결 고리 장치(121)는 그 형상이 고정된 상태이기 때문에, 일 실시예에서 밀착 고정 제어부(150)는 제1 체결 고리 장치(121)의 회전축이 위치하는 부분을 상하 방향으로 직선이동 시킴으로써 제1 체결 고리 장치(121)의 내측 곡면이 배관(1)과 완벽하게 일치하도록 밀착시킬 수 있다.
이때, 배관(1)은 하나 이상의 이송 롤러(110)에 안착된 상태이기 때문에, 만약 제1 체결 고리 장치(121)가 배관(1)의 상부에 위치된 상태에서 밀착 고정 제어부(150)에 의해 제1 체결 고리 장치(121)가 하부 방향으로 하강할 경우, 제1 체결 고리 장치(121)의 내측 곡면과 배관(1)의 외측면이 서로 밀착되면서 강하게 고정되는 것이다. 이 상태에서는 후술되는 유압식 인발부(130)에 의해 인발용 금형(10)이 상측 방향으로 직선 이동하더라도 배관(1)이 상측 방향으로 들어 올려지지 않고 견고하게 안착상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.
한편, 일 실시예에서 제1 체결 고리 장치(121)와 제2 체결 고리 장치(122) 각각의 회전축에는 회전 모터가 연결될 수 있으며, 회전 모터의 회전력을 통해 제1 체결 고리 장치(121) 및 제2 체결 고리 장치(122) 모두 자동으로 회전되면서 말단부가 서로 체결될 수 있다.
유압식 인발부(130)는 배관(1)의 내측에 삽입된 인발용 금형(10)의 일측을 고정한 상태에서 인발용 금형(10)을 상측 방향으로 상승시킴으로써, 인발용 금형(10)을 인발용 홀(1a)을 통해 배관(1)의 외부로 인발(drawing)하는 역할을 한다. 이에 관해서는, 도 5 내지 도 7을 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 5는 도 1에 도시된 유압식 인발부(130)를 보다 구체적으로 도시한 도면이며, 도 6은 도 5에 도시된 유압식 인발부(130)를 통해 인발용 금형(10)이 인발되면서 배관(1)에 가지관(1b)이 형성되는 과정을 도시한 도면이고, 도 7은 인발용 금형(10)을 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7을 살펴보면, 유압식 인발부(130)는 유압 실린더부터 인입 또는 인출되어 상하 방향으로 직선 이동되는 로드(131), 로드(131)와 연결된 제1 및 제2 금형 연결부(132, 133), 제2 금형 연결부(133)와 연결되는 금형 고정부(134), 금형 고정부(134)에 마련되는 금형 고정홈(135) 및 금형 고정홈(135) 내 받침턱(136)을 포함하며, 받침턱(136)에는 인발용 금형(10)의 상측이 걸림 결합을 통해 고정된다.
이때, 로드(131)의 상하 방향으로의 직선 이동에 따라 금형 연결부(132)의 받침턱(136)에 걸림 결합된 인발용 금형(10) 또한 상하 방향으로 직선 이동하게 되는데, 이때 유압 실린더의 유압에 의해 인발용 금형(10)의 하부가 배관(1)의 인발용 홀(1a)을 통해 외측 방향으로 강하게 빠져나오게 된다. 이 과정에서, 인발용 홀(1a)이 벌어지면서 상측 방향으로 일정 높이로 융기하게 되고, 이는 가지관(1b)을 형성하게 된다.
이때, 인발용 금형(10)의 하부는 하측 방향으로 갈수록 단면적이 점점 넓어지는 형상을 가지고, 인발용 홀(1a)의 크기는 이보다 작게 형성되기 때문에, 인발용 금형(10)이 인발용 홀(1a)을 통과하여 배관(1)의 상측 방향(외측)을 향해 상승되는 과정에서 인발용 홀(1a)이 벌어지면서 가지관(1b)을 형성하는 것이다.
도 7을 살펴보면, 인발용 금형(10)은 인발용 금형 몸체부(11), 상기 인발용 금형 몸체부(11)와 볼트 결합을 통해 연결되는 연결봉(12), 연결봉(12)의 상단에 마련되며, 금형 고정홈(135) 내 받침턱(136)에 걸림 결합되는 스토퍼(13)를 포함하여 구성된다.
이때, 인발용 금형 몸체부(11)는 하부로 갈수록 그 단면적이 점점 넓어지는 구조를 가지며, 상측 중심부에는 내측 방향으로 홈이 형성되되 내주면을 따라 나사선이 형성된다. 인발용 금형 몸체부(11)의 나사선은 연결봉(12)의 하부 외주면을 따라 형성된 나사선과 볼트 결합되며, 스토퍼(13) 금형 고정홈(135) 내 받침턱(136)에 걸림 결합되는 것이다.
한편, 일 실시예에서 인발용 금형(10)은 도 1에 도시된 배관(1)의 가지관(1b)의 크기에 따라 다양한 형태 및 크기로 마련될 수 있다. 이때, 가지관(1b)의 크기 및 형상에 따라 다수 개의 인발용 금형(10) 중에서 그에 상응하는 인발용 금형(10)을 자동으로 선택(결정)하고 이를 자동으로 배관(1)의 내측 방향으로 삽입하기 위하여 본원발명에서는 인발용 금형 삽입 장치(160)를 포함할 수 있는데, 이에 대해 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 8은 도 2에 도시된 인발용 금형 삽입 장치(160)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 8을 살펴보면, 인발용 금형(10)이 배관(1)의 인발용 홀(1a)을 통해 빠져나오려면, 먼저 인발용 금형(10)이 배관(1)의 내측 방향으로 삽입되어야 한다.
이를 위해, 본원발명에서는 인발용 금형 삽입 장치(160)를 통해 인발용 금형(10)을 배관(1)의 내측 방향으로 삽입하는 것은 물론, 인발용 금형(10)을 배관(1)의 내측에서 인발용 홀(1a)의 위치까지 이동시키게 된다.
보다 구체적으로, 인발용 금형 삽입 장치(160)는 인발용 금형(10)을 파지하는 클램프(161), 클램프(161)의 현재 위치(배관(1)의 일측 말단부의 위치)에서 배관(1)의 인발용 홀(1a) 위치까지의 직선거리를 측정하는 거리 측정 센서(162) 및 거리 측정 센서(162)의 센싱 결과를 토대로, 클램프(161)를 배관(1)의 내측 방향으로 삽입한 후 인발용 홀(1a)의 위치까지 이동시키는 것은 물론, 해당 위치에 도달할 경우 클램프(161)를 다시 90도 각도로 회전시키고 상측 방향으로 상승시킴으로써 인발용 금형(10)의 상부가 인발용 홀(1a)을 통해 외부로 돌출되도록 하는 위치 이동 장치(163)를 포함하여 구성될 수 있다.
클램프(161)의 경우, 클램프(161)에 인발용 금형(10)을 인식할 수 있는 카메라 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 따라서, 클램프(161)는 배관(1)에 형성될 가지관(1b)의 크기에 상응하는 인발용 금형(10)을 자동을 선택(결정)할 수 있게 되며, 해당 인발용 금형(10)을 파지하게 된다.
이때, 배관(1)에 형성될 가지관(1b)의 크기는 관리자에 의해 클램프(161)에 미리 입력될 수 있으며, 클램프(161)는 지정된 배관(1)이 이송 롤러(110)에 의해 이송되는 경우, 다수 개의 인발용 금형(10)들 중에서 해당 배관(1)에 상응하는 인발용 금형(10)을 자동으로 인식하여 파지하게 된다.
이를 일 실시예로써 살펴보면, 배관(1)의 일측에 인발용 홀(1a)이 천공되고, 이때 해당 인발용 홀(1a)에 대해 a크기에 해당하는 가지관(1b)이 형성되도록 하는 신호를 관리자가 클램프(161)에 입력시킨 상황을 가정할 경우, 배관(1)이 이송 롤러(110)에 의해 이송되면 클램프(161)는 다수 개의 인발용 금형(10)들 중에서 a크기에 해당하는 인발용 금형(10)을 카메라 장치를 통해 자동으로 인식 후 파지하고, 거리 측정 센서(162)를 통해 해당 인발용 금형(10)이 위치되어야 하는 인발용 홀(1a)의 위치를 파악 한 후 해당 인발용 홀(1a) 까지의 거리를 측정하게 된다. 거리 측정이 완료되는 경우, 위치 이동 장치(163)는 해당 인발용 금형(10)을 파지한 상태의 클램프(161)를 배관(1) 내로 삽입함은 물론 해당 인발용 홀(1a)의 위치까지 이동시키게 된다. 이동이 완료되는 경우, 클램프(161)는 상측 방향으로 인발용 금형(10)을 상승시킴으로써 인발용 금형(10)의 상측에 마련된 스토퍼(13)이 인발용 홀(1a)을 통해 배관(1)의 외측으로 돌출되도록 한다. 그 다음, 유압식 인발부(130)의 로드(131)가 유압 실린더로부터 하측 방향으로 하강하게 되되, 금형 고정홈(135) 내 받침턱(136)에 인발용 금형(10)의 스토퍼(13)가 걸림 결합가능한 위치까지 하강하게 된다.
인발용 금형(10)의 스토퍼(13)가 받침턱(136)에 걸림 결합되는 경우, 로드(131)는 다시 상측 방향으로 상승하게 되면서 인발용 금형(10)은 해당 인발용 홀(1a)로부터 외측 방향으로 인발되고, 그에 따라 인발용 홀(1a)은 벌어지면서 융기되어 가지관(1b)을 형성하게 된다.
일 실시예에서, 상기와 같은 인발 공정이 완료된 후, 클램프(161)는 카메라 장치를 통해 금형 고정홈(135) 내 받침턱(136)에 걸림 결합된 인발용 금형(10)의 위치를 인식한 후, 위치 이동 장치(163)는 클램프(161)를 해당 인발용 금형(10)의 위치까지 이동시킴으로써 클램프(161)로 하여금 해당 인발용 금형(10)을 파지하도록 한다. 클램프(161)를 통해 인발용 금형(10)이 파지되는 경우, 위치 이동 장치(163)는 클램프(161)를 원래 자리로 위치이동 시킴으로써 인발용 금형(10)이 금형 고정홈(135)으로부터 분리 및 회수되도록 한다.
만약 이 상태에서, 추가적으로 인발용 홀(1a)에 대해 동일한 인발 공정이 다시 진행되어야 할 경우에는 상기와 같은 과정이 반복되고, 만약 추가적으로 인발용 홀(1a)에 대해 다른 크기(예를 들어, b크기)의 가지관(1b)이 형성되는 공정이 진행되어야 할 경우에는 클램프(161)는 해당 인발용 금형(10)을 원래 자리에 안착시키고 다시 카메라 장치를 통해 b크기에 해당하는 인발용 금형(10)을 자동으로 인식 및 파지하게 된다. 이 후 공정은 상기의 공정이 반복될 수 있다.
즉, 이러한 인발용 금형 삽입 장치(160)를 통해, 작업자가 일일이 인발용 홀(1a)의 위치에 상응하게 인발용 금형(10)을 삽입하여야 한다거나, 삽입된 인발용 금형(10)의 상측을 인발용 홀(1a)의 외측 방향으로 잡아당겨야 하는 등의 작업 과정이 불필요하게 된다는 점에서, 작업 효율 및 공정 속도가 극대화될 수 있는 이점을 가지게 된다. 특히, 형성되어야 할 가지관(1b)의 크기를 미리 클램프(161)에 입력시킴으로써, 인발용 금형(10)의 자동 인식, 파지, 위치 산출 및 위치 이동, 인발용 금형(10)의 결합 및 고정, 인발 공정 후 인발용 금형(10)의 자동 회수와 같은 모든 과정이 자동으로 이루어질 수 있는 이점도 가지게 되는 것이다.
다음으로는, 도 9를 통해, 앞서 살펴본 유압식 인발 장치(100)를 통해 인발용 금형(10)을 인발하는 전체 과정을 순서대로 살펴보기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유압식 인발 장치(100)를 통해 인발용 금형(10)을 인발하는 전체 과정을 일련의 순서대로 도시한 순서도이다.
도 9를 살펴보면, 먼저 하나 이상의 이송 롤러(110)를 통해 배관(1)이 유압식 인발부(130) 방향으로 이송되고(S901), 이때 홀 위치 감지부(140)를 통해 배관(1)의 인발용 홀(1a)과 인발용 금형(10)이 고정되는 위치가 서로 조정된다(S902).
다음으로, 클램프(161)는 기 입력된 정보를 토대로, 카메라 장치를 통해 해당 인발용 홀(1a)을 통과하는 인발용 금형(10)을 자동은 판단한 후 해당 인발용 금형(10)을 파지하게 된다(S903). 다음으로, 거리 측정 센서(162)에서는 해당 인발용 금형(10)이 위치되어야 하는 인발용 홀(10a)까지의 거리를 측정하며(S904), 위치 이동 장치(163)는 해당 인발용 금형(10)을 파지한 상태인 클램프(161)를 배관(1) 내로 삽입함은 물론 해당 인발용 홀(1a)의 위치까지 이동시킨다(S905).
그 다음, 위치 이동 장치(163)는 클램프(161)를 상측 방향으로 상승시킴으로써 인발용 금형(10)의 상측에 마련된 스토퍼(13)가 인발용 홀(1a)을 통해 배관(1)의 외측 방향으로 돌출되도록 하고(S906), 유압식 인발부(130)의 로드(131)가 유압 실린더로부터 하측 방향으로 하강하게 된다(S907).
다음으로, 인발용 금형(10)의 스토퍼(13)가 받침턱(136)에 걸림 결합되는 경우, 로드(131)는 다시 상측 방향으로 상승하게 되면서 인발용 금형(10)은 인발용 홀(1a)로부터 외측 방향으로 인발되고(S908), 그에 따라 인발용 홀(1a)이 벌어지면서 융기되어 배관(1)에 가지관(1b)이 형성되는 것이다(S909).
다음으로, 인발용 금형(10)의 회수 작업을 위하여, 클램프(161)는 카메라 장치를 통해 금형 고정홈(135) 내 받침턱(136)에 걸림 결합된 인발용 금형(10)의 위치를 인식하게 되고(S910), 위치 이동 장치(163)는 클램프(161)를 다시 인발용 금형(10)의 위치까지 이동시킴으로써 클램프(161)로 하여금 인발용 금형(10)이 파지되도록 하며(S911), 파지가 완료되는 경우 위치 이동 장치(163)는 클램프(161)를 원래 자리로 위치이동 시킴으로써 인발용 금형(10)이 금형 고정홈(135)으로부터 분리 및 회수되도록 한다(S912).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 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: 배관
1a: 인발용 홀
1b: 가지관
10: 인발용 금형
11: 인발용 금형 몸체부
12: 연결봉
13: 스토퍼
100: 유압식 인발 장치
110: 이송 롤러
120: 체결 고리 장치
121: 제1 체결 고리 장치
122: 제2 체결 고리 장치
130: 유압식 인발부
131: 로드
132: 제1 금형 연결부
133: 제2 금형 연결부
134: 금형 고정부
135: 금형 고정홈
136: 받침턱
140: 홀 위치 감지부
150: 밀착 고정 제어부
160: 인발용 금형 삽입 장치
161: 클램프
162: 거리 측정 센서
163: 위치 이동 장치

Claims (5)

  1. 일측에 인발용 홀(1a)이 천공된 배관(1)을 이송하는 하나 이상의 이송 롤러(110);
    이송된 상기 배관(1)의 측면을 감아 상기 배관(1)이 상측 방향으로 상승되지 않도록 고정시키는 체결 고리 장치(120);
    상기 배관(1)의 내측에 삽입된 후 상기 인발용 홀(1a)을 통해 외부로 돌출된 인발용 금형(10)의 일측을 고정한 상태에서 상기 인발용 금형(10)을 상측 방향으로 상승시킴으로써, 상기 인발용 금형(10)을 상기 인발용 홀(1a)을 통해 상기 배관(1)의 외부로 인발(Drawing)하는 유압식 인발부(130); 및
    이송된 상기 배관(1)의 일측면에 위치되며, 상기 인발용 금형(10)을 상기 배관(1)의 일측 말단부에서 내측 방향으로 삽입하여 상기 인발용 홀(1a)의 위치까지 위치이동시킨 후, 상기 인발용 금형(10)의 일측 말단부가 상기 인발용 홀(1a)을 통해 외부로 돌출되도록 하는 인발용 금형 삽입 장치(160);를 포함하며,
    상기 유압식 인발부(130)를 통해 상기 인발용 금형(10)이 상기 배관(1)의 외부로 인발되는 경우, 상기 인발용 금형(10)의 외측 형상에 상응하도록 상기 배관(1)의 인발용 홀(1a)이 벌어지면서 상측 방향으로 일정 높이로 융기되어 가지관(1b)을 형성하고,
    상기 유압식 인발부(130)의 일측에 마련되며, 상기 하나 이상의 이송 롤러(110)의 회전을 통한 상기 배관(1)의 이송 시, 상기 배관(1)에 형성된 상기 인발용 홀(1a)의 위치를 센싱한 후, 인발용 홀(1a)의 위치가 상기 인발용 금형(10)이 고정되는 위치와 동일 수직선 상에 위치되는 것으로 판단되는 경우, 상기 하나 이상의 이송 롤러(110)의 회전이 중지되도록 하는 홀 위치 감지부(140);를 더 포함하며,
    상기 체결 고리 장치(120)의 일측에 마련되며, 상기 하나 이상의 이송 롤러(110)를 통해 이송되는 상기 배관(1)의 외경을 측정한 후, 상기 배관(1)의 측면을 감는 상기 체결 고리 장치(120)의 감김 정도를 조정함으로써 상기 체결 고리 장치(120)가 상기 배관(1)의 측면에 밀착되도록 하는 밀착 고정 제어부(150);를 더 포함하고,
    상기 인발용 금형 삽입 장치(160)는,
    상기 인발용 금형(10)을 파지하는 클램프(161);
    상기 클램프(161)의 위치에서 상기 인발용 홀(1a)의 위치까지의 거리를 측정하는 거리 측정 센서(162); 및
    상기 거리 측정 센서(162)의 센싱 결과를 토대로, 상기 클램프(161)를 상기 배관(1)의 내측 방향으로 삽입하여 상기 인발용 홀(1a)의 위치까지 이동시키고, 상기 클램프(161)가 상기 인발용 홀(1a)의 위치에 도달한 경우 상기 클램프(161)를 90도 각도로 회전 및 상측 방향으로 일정한 거리만큼 상승함으로써 상기 인발용 금형(10)의 일측 말단부가 상기 인발용 홀(1a)을 통해 외부로 돌출되도록 하는 위치 이동 장치(163);를 포함하고,
    상기 체결 고리 장치(120)는 배관(1)의 외측 둘레에 상응하도록 만격된 형상을 가지며 배관(1)의 외측을 감싸는 제1 체결 고리 장치(121) 및 일측 말단부가 상기 제1 체결 고리 장치(121)과 걸림 결합되고 타측 말단부는 회전축을 통해 회동이 가능하도록 마련되는 제2 체결 고리 장치(122)를 포함하고,
    상기 제1 체결 고리 장치(121)는 일측 말단부가 상기 제2 체결 고리 장치(122)와 걸림 결합되고, 타측 말단부는 회전축을 통해 회동 가능하며,
    상기 제1 체결 고리 장치(121)의 외경은 배관(1)의 외경보다 크게 형성되고,
    상기 제1 체결 고리 장치(121)의 일측 말단부 및 상기 제2 체결 고리 장치(122)의 일측 말단부는 각각 후크 형상으로 형성되어 상호 걸림 결합되며,
    상기 제1 체결 고리 장치(121) 및 상기 제2 체결 고리 장치(122)는 각각의 회전축에 회전 모터가 연결되고,
    상기 유압식 인발부(130)는 유압 실린더부터 인입 또는 인출되어 상하 방향으로 직선 이동되는 로드(131), 상기 로드(131)와 연결된 제1 및 제2 금형 연결부(132, 133), 상기 제2 금형 연결부(133)와 연결되는 금형 고정부(134), 상기 금형 고정부(134)에 마련되는 금형 고정홈(135) 및 상기 금형 고정홈(135) 내 받침턱(136)을 포함하며,
    상기 인발용 금형(10)은 인발용 금형 몸체부(11), 상기 인발용 금형 몸체부(11)와 볼트 결합을 통해 연결되는 연결봉(12), 상기 연결봉(12)의 상단에 마련되며, 상기 금형 고정홈(135) 내 받침턱(136)에 걸림 결합되는 스토퍼(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유압식 인발 장치.
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