KR102514537B1

KR102514537B1 - 용접부의 품질을 향상시킬 수 있는 조관장치

Info

Publication number: KR102514537B1
Application number: KR1020220017352A
Authority: KR
Inventors: 백낙천
Original assignee: (주)백천정밀
Priority date: 2022-02-10
Filing date: 2022-02-10
Publication date: 2023-03-29

Abstract

본 발명에 따른 조관장치는, 소성가공된 강판 스트립의 좌우 측단을 이음 용접하는 용접공정에서 스트립 강판의 좌우 측단의 높이를 일정하게 유지시키면서, 좌우 측단 사이의 벌어짐을 최소화하도록 하기 위해,
이송방향을 따라 상기 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400)의 사이에 위치하며, 상기 용접유닛의 후방에서 상기 강판 스트립의 좌우 측단을 하부방향으로 각각 가압하는 한 쌍의 누름수단(500)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

용접부의 품질을 향상시킬 수 있는 조관장치{ROLL FORMING MACHINE FOR STAINLESS PIPE}

본 발명은 띠 강판(또는 강판 스트립)을 여러 개수의 성형롤 어셈블리가 일렬로 연속 배치된 롤 성형라인으로 통과시켜 원형의 파이프 또는 각형 파이프를 성형한 상태에서 띠 강판의 좌우 양쪽 가장자리를 서로 맞댄 상태에서 길이방향을 따라 맞댐 위치를 용접하여 제품을 완성하는 조관장치에 관한 발명이다.

일반적으로, 조관기는 평탄한 금속 강판(소재)을 원형 파이프 또는 각 파이프로 제조하는 것으로, 이와 같은 조관기는 성형파트, 용접파트, 정형파트로 구비되어, 상기 성형파트는 소재를 다단의 성형 롤유닛으로 통과시키면서 점진적으로 원형 또는 각파이프를 성형하는 설비이며, 상기 용접파트는 원형 또는 각 파이프 형상으로 성형된 소재의 좌우 양쪽 가장자리를 서로 맞댄 상태에서 소재의 이송방향을 따라 맞댐 위치를 용접하는 설비이다.

상술한 파이프 제조 과정 중에서 소정 형상으로 성형된 소재의 좌우 양쪽 가장자리를 맞대어서 용접하기 위해서는, 소재 이송방향을 기준으로 용접위치의 후방과 전방에는 이송되는 소재를 가이드하는 제1 가이드롤유닛(30,300) 및 제2 가이드롤유닛(40,400)이 각각 구비된다.

도 1은 종래 기술에 따른 조관기의 용접파트를 개념적으로 도시한 것으로서, 이송되는 소재를 가이드하는 제1 가이드롤유닛(30) 및 제2 가이드롤유닛(40)이 각각 구비되고, 상기 두 가이드롤유닛(30)(40) 사이의 간격(S) 사이에서 용접작업이 수행된다.

그런데, 종래의 가이드롤유닛(30(40)은 도 2에 도시된 바와 같이, 수직축에 의해 지지되는 좌우 한쌍의 롤(30L,30R)에 의해서만 지지를 받으며 이송되기 때문에, 소재의 좌우 양쪽 가장자리(좌우 측단)가 서로 정확한 높이로 맞닿지 않게 되거나, 스프링백 현상에 의해 소성가공된 스트립의 좌우 측단이 벌어지는 현상이 자주 발생된다. 특히 두꺼운 후판(厚板) 스트립으로 대형 파이프를 생산하는 경우, 스테인레스 강판 등과 같이 스프링백 현상이 큰 소재의 파이프 제품을 생산하는 경우에는 도 2에 도시된 가이드롤유닛의 구조만으로는 파이프 제품의 고품질을 확보할 수 없는 한계가 있다.

즉, 소성가공된 스트립 소재의 좌우 측단이 서로 정확한 높이로 맞닿지 않을 경우에, 또는 스프링백 현상에 의해 소성가공된 스트립의 좌우 측단이 벌어질 경우에는 이음부의 용접품질이 불량해질 뿐만 아니라, 단면이 균일하지 못한 제품이 생산될 수 있다. 특히, 소성가공된 스트립의 좌우 측단의 높낮이 차이가 유지된 채로 용접된 반제품은 정형파트를 거치면서 특정 부위가 과도하게 절삭되기 때문에 파이프의 해당 부위에서 두께가 얇아져 고압용 파이프로 사용할 수 없는 위험이 야기될 수도 있다.

한국등록특허 제10-0228252호 한국공개특허 제10-2003-0063269호 한국등록특허 제10-0535919호 한국등록특허 제10-1058341호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

성형파트를 통과하면서 소성가공된 강판 스트립의 좌우 측단을 이음 용접하는 용접공정에서 스트립 강판의 좌우 측단의 높이를 일정하게 유지시키도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 성형파트를 통과하면서 소성가공된 강판 스트립의 좌우 측단을 이음 용접하는 용접공정에서 스트립 강판의 좌우 측단 사이의 벌어짐을 최소화하는 것을 목적으로 한다.

더 나아가, 본 발명은 용접공정에서 소성가공된 강판 스트립을 지지하는 지지롤들만을 교체할 수 있도록 함으로써, 하나의 용접파트 설비만으로도 다양한 규격의 제품을 다품종 소량 생산이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 성형파트와 용접파트 및 정형파트로 이루어져, 이송되는 강판 스트립을 여러 단계의 성형롤 어셈블리 사이로 통과시키면서 원형 또는 각형 파이프 제품을 제조하는 조관장치에 있어서,

본 발명에 따른 조관장치의 용접파트는, 상기 성형파트를 통과하면서 성형된 원형 또는 각형 파이프를 이송방향 기준으로 후방에서 가이드하는 지지롤을 구비한 제1 가이드롤유닛(300)과, 상기 제1 가이드롤유닛의 전방에서 가이드하는 지지롤을 구비한 제2 가이드롤유닛(400)과, 상기 제1 가이드롤유닛과 제2 가이드롤유닛 사이에 위치하며 소성가공에 의해 서로 맞대어진 강판 스트립의 좌우 측단을 이음 용접하는 용접유닛(W)을 구비하되, 이송방향을 따라 상기 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400)의 사이에 위치하며, 상기 용접유닛(W)의 후방에서 상기 강판 스트립의 좌우 측단을 하부방향으로 각각 가압하는 한 쌍의 누름수단(500)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 누름수단(500)은, 소성가공된 강판 스트립의 좌우 측단을 하부방향으로 가압하는 누름롤(502)과, 상기 누름롤(502)의 축을 지지하며 승강하는 승강로드(504)와, 상기 승강로드(504)를 승하강시켜 상기 누름롤(502)의 높낮이를 조절하는 누름구동수단(510)을 포함하는 것을 본 발명의 또 다른 특징으로 한다.

더 나아가, 본 발명에 따른 조관장치는 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400)을 구성하는 지지롤을, 가공대상물의 중심을 포함하는 수평면을 기준으로 상부 위치에서 가공대상물의 중심을 향하는 방향으로 지지하도록 하는 경사지지롤(302)로 구성함으로써, 성형파트를 통과하면서 소성가공된 강판 스트립의 좌우 측단을 이음 용접하는 용접공정에서 스트립 강판의 좌우 측단 사이의 벌어짐을 최소화하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400)의 경사지지롤(302)에 의해 하부방향으로 힘을 받게 되는 소재의 처짐 또는 변형을 방지하기 위해, 상기 제1 가이드롤유닛(300) 및 제2 가이드롤유닛(400)은 소재의 하부면을 지지하는 하부롤유닛(200)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 좌우 양쪽의 제1 가이드롤유닛(300)에 구비된 경사지지롤(302), 좌우 양쪽의 제2 가이드롤유닛(400)에 구비된 경사지지롤, 그리고 하부롤유닛(200)에 구비된 하부지지롤(202) 모두는 각각의 메인브라켓(340)에 착탈 가능하게 결합되도록 구성함으로써, 하나의 설비만으로 다양한 규격의 지지롤들을 교체하여 다품종 소량 생산이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 해결하고자 하는 또다른 과제 및 이의 구체적인 해결수단은 후술하는 ‘발명을 실시하기 위한 구체적인 내용’ 및 첨부도면에서 더욱 구체적으로 설명될 것이다.

본 발명에 따른 조관장치는, 성형파트를 통과하면서 소성가공된 스트립의 좌우 측단을 동일한 높이로 유지시키면서, 그리고 용접될 부위(즉, 소성가공된 스트립의 좌우 측단이 맞대어진 부위)의 벌어짐이 없이 용접공정을 수행할 수 있게 됨으로써, 두꺼운 후판(厚板) 스트립을 사용하는 대형 파이프 제품이나 스테인레스 강판 스트립 등의 소재로 고품질의 파이프 제품 생산이 가능해진다.

또한, 생산하고자 하는 제품의 규격에 따라 지지롤들을 교체할 수 있도록 구성됨으로써, 하나의 용접파트 설비만으로도 다양한 규격의 지지롤들을 교체하여 다품종 소량 생산이 가능하다.

본 발명의 또다른 작용효과는 후술하는 ‘발명을 실시하기 위한 구체적인 내용’에서 더 자세하게 설명될 것이다.

도 1은 조관장치의 용접파트를 개념적으로 도시한 사시도
도 2는 조관장치의 종래 일반적인 가이드롤유닛의 일실시예를 도시한 정면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접파트의 개념을 도시한 평면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예로서의 누름수단(500)을 도시한 정면도
도 5는 도 4의 측면도
도 6은 도 4의 배면도
도 7은 본 발명의 용접파트를 구성하는 좌우 한 쌍의 가이드롤유닛과 누름수단 및 하부롤유닛의 결합관계 및 작동관계를 설명하는 정면도
도 8은 가공대상물의 규격이 변경되는 때에 가이드롤유닛과 누름수단 및 하부롤유닛의 작동위치 변경상태를 설명하는 정면도
도 9는 도 7의 측면도로서, 제1가이드롤유닛(300)과 제2가이드롤유닛(400), 누름수단(500) 및 하부롤유닛(200)의 결합관계를 개략적으로 도시한 설명도
도 10은 도 7의 A-A방향에서 바라본 가이드롤유닛 구성도
도 11은 도 7의 B방향에서 바라본 가이드롤유닛 구성도

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함한다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 제1~, 제2~ 등은 서로 다른 구성요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 롤 포밍장치를 첨부도면과 함께 설명함에 있어서, 편의를 위하여 대략의 방향 기준을 도 3 및 도 9를 참고하여 특정하면,

성형되는 가공대상물(P)이 진행하는 방향(도 3에서의 화살표 방향)을 '전방(前方)' 또는 앞쪽방향으로, 그 반대의 방향을 '후방(後方)' 또는 뒤쪽방향으로 정의하고, 도 7을 기준으로 조관장치의 베이스(110) 방향을 '하방(下方)' 또는 아래방향으로, 그 반대의 방향을 '상방(上方)' 또는 윗쪽방향으로 정의한다. 그리고, 도 7 및 도 8을 기준으로 도면의 좌측 방향을 '좌측(左側)' 또는 왼쪽방향으로, 그 반대의 방향을 '우측(右側)' 또는 오른쪽방향으로 정의하여, 각 구성요소의 결합관계를 설명한다. 예를 들어, 도 3의 우측에 도시된 제1 가이드롤유닛은, 도 3에서 화살표 방향을 전방으로 기준하기 때문에, 좌측 제1 가이드롤유닛(300L)으로 지칭하며, 도 3의 좌측에 도시된 제1 가이드롤유닛은 우측 제1 가이드롤유닛(300R)으로 지칭한다. 도 3의 우측에 도시된 제2 가이드롤유닛은 좌측 제2 가이드롤유닛(400L)으로, 도 3의 좌측에 도시된 제2 가이드롤유닛은 우측 제2 가이드롤유닛(400R)으로 지칭한다.

그리고 다른 도면 및 이와 관련된 발명의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 발명에 따른 조관장치에 대해, 바람직한 실시예를 중심으로 도시된 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접파트의 개념을 도시한 평면도로서, 용접될 소재(성형파트를 통과하여 소정 형상으로 소성가공 완료된 소재)(P)가 좌우 가이드롤유닛에 의해 지지되는 상태를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같은 용접될 부위의 벌어짐을 방지하기 위해 본원 발명에 따른 용접파트는 누름수단(500)을 구비한 것을 특징으로 하는데,

상기 누름수단(500)은 도 3에 도시된 바와 같이, 소재의 이송방향을 기준으로 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400) 상호간의 이격거리(S) 내에 위치하여, 소재의 좌우 측단을 하부방향으로 가압한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 누름수단(500)의 구성을 상세하게 설명하는 도면으로서, 도 4는 누름수단(500)의 정면도를 도시한 것이며, 도 5는 도 4의 측면도이며, 도 6은 도 5의 배면도를 도시한 것이다.

그리고, 도 7은 본 발명의 용접파트를 구성하는 좌우 한 쌍의 가이드롤유닛과 누름수단 및 하부롤유닛의 결합관계 및 작동관계를 설명하는 정면도이다.

<누름수단(500) 구조 및 승강 조절>

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 누름수단(500)은, 소성가공된 강판 스트립의 좌우 측단을 각각 가압하기 위해 좌우 한 쌍으로 구성되므로, 이하에서는 좌측 또는 우측의 어느 한 누름수단을 기준으로 설명한다. 도면부호 500R은 우측 누름수단을, 500L은 좌측 누름수단을 각각 지칭한다.

본 발명에 따른 누름수단(500)은, 소성가공된 강판 스트립의 좌측단 또는 우측단을 하부방향으로 가압하는 누름롤(502)과, 하단부는 상기 누름롤(502)의 회전축(이하 '누름롤축'이라 한다)(503)을 지지하며 상부는 승강가이드(507)에 의해 승강 가능하게 가이드를 받으면서 승하강하는 승강로드(504)를 구비한다. 그리고 상기 승강로드(504)의 상단부는 누름구동수단(510)에 연결되어, 상기 누름구동수단(510)의 구동력을 전달받아 상기 승강로드(504)가 승강하게 된다.

상기 누름구동수단(510)은 승강실린더 또는 서보모터 등이 적용될 수 있는데, 후술하는 자동 위치제어를 위해서는 서보모터가 바람직할 수 있다. 상기 누름구동수단(510)의 일 실시예로서 서보모터가 적용되는 경우, 스크류잭(이하 '제1 스크류잭'이라 한다)(514)을 채용함으로써 서보모터의 구동력으로 상기 승강로드(504)를 승하강시켜 상기 좌우 각 누름롤(502R)(502L)의 높낮이를 독립적으로 각각 조절할 수 있다.

상기 한 쌍의 누름수단(500)은 상부수평프레임(102)에 의해 고정되며, 상기 승강가이드(507)는 후방수직프레임(103)에 의해 견고하게 지지될 수 있다. 도 5에서 미설명된 도면부호 512는 서보모터의 회전력을 전달하는 커플러를 도시한 것이다.

도 6은 도 5에서의 화살표 방향으로 바라본 한 쌍의 누름수단(500)을 도시한 도면으로서, 좌우 각 누름롤(502R)(502L)의 외주면은 완성될 제품의 단면형상에 대응하는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예로서 첨부도면에 도시된 제품의 단면은 원형이므로, 상기 좌우 각 누름롤(502R)(502L)의 외주면은 호(弧) 형상으로 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 누름롤축(503)을 지지하는 축수(506)와 상기 누름롤축(503) 사이에 윤활제를 주입하기 위한 윤활제공급관(505)을 구비하는 것도 고려될 수 있다.

이와 같이 구성되는 한 쌍의 누름수단(500)에 의해, 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400) 사이에서, 용접될 소재(성형파트를 통과하여 소정 형상으로 소성가공 완료된 소재)(P)의 좌우 측단 높이를 일정하게 유지시켜, 용접부위의 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 누름수단(500)은 누름구동수단(510)을 제어함으로써, 다양한 규격의 제품 생산에도 그대로 적용될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 외경이 큰 제품(P2)을 생산하는 경우에는 상기 누름구동수단(510)을 구동하여 상기 승강로드(504)를 상승시켜 상기 누름롤(502)의 기준위치를 높게 설정(도 4의 우측에 도시된 누름롤의 상승위치 참조)할 수도 있고, 외경이 작은 제품(P1)을 생산하는 경우에는 상기 누름구동수단(510)을 구동하여 상기 승강로드(504)를 하강시켜 상기 누름롤(502)의 기준위치를 낮게 설정(도 4의 좌측에 도시된 누름롤의 하강위치 참조)할 수도 있다.

<경사방향으로 지지하는 가이드롤유닛 구조 및 위치조절>

다음으로, 본원 발명의 또 다른 특징인 제1 가이드롤유닛(300) 및 제2 가이드롤유닛(400)의 구조 및 작동관계를 설명한다.

상기 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400)은 그 설치 위치가 이송방향의 전방 또는 후방에 위치하는 점을 제외하고는 모두 동일한 구성으로 이루어져 있으므로, 이하에서는 통칭하여 가이드롤유닛으로 지칭한다.

본 발명에 따른 조관장치의 가이드롤유닛은, 도 2에 도시된 바와 같이 수직축에 의해 지지되면서 용접될 가공대상물의 좌우 측면을 지지하던 종래 가이드롤유닛과 달리, 상기 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400) 모두 가공대상물 중심을 포함하는 수평면을 기준으로 상부 위치에서 가공대상물의 중심을 향하는 방향으로 지지력을 가하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에 따른 가이드롤유닛의 지지롤은, 수평면을 기준으로 상부 위치에서 하부에 위치한 가공대상물의 중심을 향하는 하향 경사방향으로 지지력을 가하는 경사지지롤(302)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

즉, 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 가공대상물의 중심을 포함하는 수직 가상면을 기준으로 좌우 대칭으로 배치되는 좌우 각각의 제1 가이드롤유닛(300L)(300R)의 경사지지롤(302)들에 의해 가해지는 두 지지력은 가공대상물의 중심을 향하면서 대략 '∨'자 형태의 각도를 이룬다.

가공 대상물의 단면 형상이 도 7 및 도 8에 도시된 경우에는 좌우 경사지지롤(302)들에 의해 가해지는 두 지지력과, 하부지지롤(202)에 의해 가해지는 지지력이 대략 120도 각도를 이루면서 가공대상물의 외면 둘레에 고른 지지력을 가하도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

도 7은 본 발명의 용접파트를 구성하는 좌우 한 쌍의 가이드롤유닛과 누름수단 및 하부롤유닛의 결합관계 및 작동관계를 설명하는 정면도이며, 도 8은 가공대상 제품의 규격이 변경되는 때에 가이드롤유닛과 누름수단 및 하부롤유닛의 작동위치 변경상태를 설명하는 정면도이다.

그리고, 도 9는 도 7의 측면도로서, 제1가이드롤유닛(300)과 제2가이드롤유닛(400), 누름수단(500) 및 하부롤유닛(200)의 결합관계를 개략적으로 도시한 설명도이며, 도 10은 도 7의 A-A방향에서 바라본 가이드롤유닛 구성도이고, 도 11은 도 7의 B방향에서 바라본 가이드롤유닛의 구성도이다.

본 발명에 따른 좌우 각각의 제1 가이드롤유닛(300L)(300R) 및 좌우 각각의 제2 가이드롤유닛(400L)(400R)은 각각, 도 7에 도시된 바와 같이 수평면을 기준으로 상부 위치에서 하부에 위치한 가공대상물의 중심을 향하여 경사진 방향으로 지지력을 가하기 위해, 수평면을 기준으로 좌우 각각의 상부 위치에서 제품을 향하여 하부방향으로 경사진 슬라이딩가이드(314)를 구비한다. 상기 슬라이딩가이드(314)는 경사가이드프레임(106) 위에 지지되고, 상기 경사가이드프레임(106)은 좌우 수직프레임(104)에 각각 결합될 수 있다.

상기 경사지지롤(302)은 회전 가능하게 수직브라켓(330)에 결합되는데, 상기 수직브라켓(330)은 상기 경사지지롤(302)의 회전축(303) 상단과 하단을 각각 지지하는 상부브라켓(332)과 하부브라켓(331)을 구비한다. 이와 같이 구성되는 수직브라켓(330)은 메인브라켓(340)에 체결볼트(341)로 결합되고, 상기 메인브라켓(340)은 가동판(337) 위에 결합된다. 이와 같은 구성에 의해, 상기 경사지지롤(302)은 후술하는 위치조절수단(310)에 의해 상기 가동판(337)과 함께 상기 슬라이딩가이드(314)를 따라 가공대상물의 중심을 향해 전진하거나 반대방향으로 후진하게 된다. 상기 위치조절수단(310)은 상기 경사가이드프레임(106)에 대해 수직하게 고정된 고정프레임(108)에 결합되어, 상기 가동판(337)과 상기 슬라이딩가이드(314)를 전후진으로 직선운동을 제어한다.

상기 위치조절수단(310)은 직선이송실린더 또는 구동모터 등의 구성요소가 적용될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 상기 위치조절수단은 구동모터(310)와, 상기 구동모터의 회전력을 직각방향의 직선 왕복운동으로 전환하는 스크류잭(이하 '제2 스크류잭'이라 한다)(314)으로 이루어진다.

상기 경사지지롤(302)은 베이스(110)을 기준으로 할 때에는 경사져 있으나, 상기 슬라이딩가이드(314) 및 상부브라켓(332)과 하부브라켓(331)을 기준으로 수직한 회전축(303)을 가지므로, 상기 경사지지롤(302)은 가공대상물의 표면 전체에 고른 지지력을 인가할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 경사지지롤(302)은 회전축의 상단부와 하단부가 각각 상부브라켓(332)과 하부브라켓(331)에 의해 지지되는 구조이기 때문에, 회전축의 하단부만 지지되던 종래 캔틸레버 타입의 지지롤 회전축(도 2에 도시된 지지롤의 회전축 구조 참조)에 비해 우수한 강성을 확보할 수 있다.

도면에 도시되어 있지는 않았으나, 좌우 각각의 제2 가이드롤유닛(400L)(400R) 또한 제1 가이드롤유닛(300L)(300R)의 구성과 동일하므로, 제2 가이드롤유닛(400L)(400R)에 관한 설명은 생략한다.

부수적으로, 좌우 각각의 제1 가이드롤유닛(300L)(300R)은 하나의 경사지지롤로 구성될 수도 있으며, 바람직한 실시예로서 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 경사지지롤(302)로 구성될 수도 있다.

도 7과 도 8, 도 10 그리고 도 11에서 미설명된 도면부호 315는 가동판(337)의 가장자리의 이탈을 방지하는 지지부재를 나타낸 것이며, 도면부호 320은 위치조절수단(310)의 구동에 의해 직선운동하면서 상기 가동판(337)과 상기 슬라이딩가이드(314)를 전후진시키는 위치조절로드를 지칭하며, 도면부호 335는 수직브라켓(330)을 메인브라켓(340)에 고정하는 고정부재를 나타낸 것이다. 그리고 도면부호 336은 메인브라켓(340)의 뒷면에 구비되어 상기 메인브라켓(340)의 강성을 보강하는 보강편을 도시한 것이다.

<하부롤유닛(200) 구조 및 높낮이조절>

그리고, 본 발명에 따른 조관장치는, 좌우 가이드롤유닛이 가공대상물의 외측 상부 위치에서 제품을 향해 비스듬히 하부방향으로 경사지게 지지력을 가하는 구조를 가지므로, 상기 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400)으로부터 제품에 가해지는 경사방향 지지력에 의해 제품이 하부방향으로 처지거나 변형되는 것을 방지하기 위해, 제품의 하부면을 지지하는 하부롤유닛(200)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하부롤유닛(200)은, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 가이드롤유닛(300)이 구비된 위치에서 제품 하부를 지지하는 제1 하부롤유닛(200A)와, 제2 가이드롤유닛(400)이 구비된 위치에서 제품 하부를 지지하는 제2 하부롤유닛(200A)으로 구성된다. 상기 제1 하부롤유닛(200A) 및 제2 하부롤유닛(200B)은 모두 동일한 구성으로 이루어져 있으므로, 이하에서는 통칭하여 하부롤유닛(200)으로 지칭하기로 한다.

본 발명에 따른 하부롤유닛(200)은, 제품의 이송방향에 대해 직교하며 수평으로 배치되는 회전축(203)을 갖는 하부지지롤(202)와, 상기 하부지지롤 회전축(203)의 양 단부를 지지하는 하부롤지지프레임(112)을 포함하는 하부롤브라켓(230)을 구비한다.

나아가, 상기 하부롤브라켓(230)을 승강시키기 위한 승강수단(210)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 승강수단은 승강실린더 또는 구동모터 등의 구성요소가 적용될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 상기 승강수단은 승강모터(210)와, 상기 승강모터의 회전력을 전달하는 전동축(211)과, 상기 전동축을 통해 전달된 회전력을 수직방향의 승하강 운동으로 전환하는 스크류잭(이하 '제3 스크류잭'이라 한다)(214)으로 이루어진다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 조관장치는, 소성가공된 강판 스트립의 좌우 측단을 하부방향으로 가압하는 누름수단(500)에 의해 스트립의 좌우 측단의 높낮이를 일정하게 유지시켜 용접품질을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 소성변형된 파이프 형상의 소재 중심부의 좌우 양측을 상부에서 비스듬히 하부방향으로 경사지게 가압함으로써 소성변형된 파이프 형상의 소재 좌우 측단 사이의 벌어짐을 최소화할 수 있다.

그리고, 상기 제1 가이드롤유닛(300) 및 제2 가이드롤유닛(400)은 소재의 하부면을 지지하는 하부롤유닛(200)의 지지력에 의해, 상기 누름수단에 의한 하부방향 가압력과, 가이드롤유닛에 의한 경사방향 지지력으로 발생될 수 있는 소재의 처짐 또는 변형을 방지할 수 있다.

가공 대상물의 단면 형상이 원형인 경우에는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 좌우 경사지지롤(302)들에 의해 가해지는 두 지지력과, 하부지지롤(202)에 의해 가해지는 지지력을 포함한 세가지 방향의 지지력들이 120도 각도를 이루도록 하여, 가공대상물 외면에 걸쳐 균일한 지지력이 인가되도록 것이 바람직하다.

<지지롤들의 교체를 위한 구조>

또한, 본 발명에 따른 조관장치는 생산하고자 하는 규격에 맞게 소정 치수의 지지롤들을 용이하게 교체할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다. 즉, 좌우 양쪽의 제1 가이드롤유닛(300)에 구비된 경사지지롤(302), 좌우 양쪽의 제2 가이드롤유닛(400)에 구비된 경사지지롤, 그리고 하부롤유닛(200)에 구비된 하부지지롤(202) 모두는 각각을 지지하는 브라켓에 착탈 가능하게 결합되도록 구성된다.

먼저, 가이드롤유닛(300R(300L)(400R)(400L)에 각각 구비되는 경사지지롤(302)은, 도 7과 도 8 및 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 그 회전축(303)의 상단 및 하단이 각각 상부브라켓(332) 및 하부브라켓(331)에 착탈핀(339)에 의해 교체 가능하게 구성되며, 또한 경사지지롤(302)과 상부브라켓(332) 및 하부브라켓(331)을 포함하는 수직브라켓(330)은 일체로 결합된 상태에서 메인브라켓(340)에 착탈가능하게 체결볼트(341)에 의해 결합된다.

도 7은 대형 직경의 파이프를 지지하는 가이드롤유닛의 일 실시예를 도시한 것이며, 도 8은 소형 직경의 파이프를 지지하는 가이드롤유닛의 일 실시예를 도시한 것으로, 도 7에 도시된 '경사지지롤(302)과 상부브라켓(332) 및 하부브라켓(331)을 포함하는 수직브라켓(330)'의 규격은, 도 8에 도시된 '경사지지롤(302)과 상부브라켓(332) 및 하부브라켓(331)을 포함하는 수직브라켓(330)'의 규격 크기에 비해 월등히 크다는 것을 확인할 수 있다.

이와 같이, 가공하고자 하는 제품의 규격 크기에 맞는 '경사지지롤(302)과 상부브라켓(332) 및 하부브라켓(331)을 포함하는 수직브라켓(330)'을 선택하여 메인브라켓(340)에 교체 장착 한 후에, 상기 위치조절수단(310)을 제어하여, 설정된 소정위치로 상기 경사지지롤(302)을 이동시키면, 해당 규격에 맞는 제품 생산의 준비가 완료된다.

그리고, 하부롤유닛(200)을 구성하는 하부지지롤(202) 또한 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 하부지지롤(20)을 관통하여 회전 가능하게 결합된 회전축(203)의 좌우 양단은 하부롤브라켓(230)에 체결핀에 의해 착탈 가능하게 결합된다. 그리고, 하부지지롤(202)의 규격 크기 변경에 따라 하부롤브라켓(230)의 높이 조절이 필요한 경우에는 상기 승강모터(210)를 구동 제어하여 정확한 위치조절이 가능하다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 조관장치는, 경사지지롤 및 하부지지롤을 간편하게 교체가 가능할 뿐만 아니라,

특정 규격의 제품 생산에 적합한 최적의 경사지지롤 및 하부지지롤 및 누름롤의 위치값들을 사전에 설정(입력)하고, 상기 가이드롤유닛의 위치조절수단 및 승강수단, 그리고 누름구동수단을 연동시키면, 지지롤 교체작업만으로 간편하고 신속하고 그리고 정확하게 용접파트 설비의 생산준비 환경을 세팅할 수 있다.

제어프로그램은 PLC내에 연산프로그램과 터치스크린을 통해 실시간으로 동작되도록 구현될 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 설명 및 첨부도면에서는 구동수단의 회전력을 상기 회전축에 대해 직각 방향의 직선운동으로 변환하기 위한 구성요소로서 스크류잭을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 스크류잭의 구성에 한정되는 것은 아니다.

200, 200A, 200B: 하부롤유닛
202: 하부지지롤 210: 승강수단
230: 하부롤브라켓
300: 제1 가이드롤유닛
300L: 좌측 제1 가이드롤유닛 300R: 우측 제1 가이드롤유닛
302: 경사지지롤 310: 위치조절수단
320: 위치조절로드 340:메인브라켓
400: 제2 가이드롤유닛
400L: 좌측 제2 가이드롤유닛 400R: 우측 제2 가이드롤유닛
500, 500L, 500R: 누름수단
502, 502L, 502R: 누름롤
510: 누름구동수단 504: 승강로드

Claims

삭제
성형파트와 용접파트 및 정형파트로 이루어져, 이송되는 강판 스트립을 여러 단계의 성형롤 어셈블리 사이로 통과시키면서 원형 또는 각형 파이프 제품을 제조하는 조관장치에 있어서,
상기 용접파트는,
상기 성형파트를 통과하면서 성형된 원형 또는 각형 파이프를 이송방향 기준으로 후방에서 가이드하는 지지롤을 구비한 제1 가이드롤유닛(300)과, 상기 제1 가이드롤유닛의 전방에서 가이드하는 지지롤을 구비한 제2 가이드롤유닛(400)과, 상기 제1 가이드롤유닛과 제2 가이드롤유닛 사이에 위치하며 소성가공에 의해 서로 맞대어진 용접위치(WP)에서 강판 스트립의 좌우 측단을 이음 용접하는 용접유닛(W)을 구비하되,
이송방향을 따라 상기 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400)의 사이에 위치하며, 상기 용접위치(WP)의 후방에서 상기 강판 스트립의 좌측단을 하부방향으로 가압하는 좌측 누름수단(500L)과 상기 강판 스트립의 우측단을 하부방향으로 가압하는 우측 누름수단(500R)을 더 구비하는 것으로서,
상기 좌측 누름수단(500L) 및 우측 누름수단(500R) 각각은, 상부수평프레임(102)에 의해 고정되며, 소성가공된 강판 스트립의 좌측단 및 우측단을 하부방향으로 가압하는 좌측 누름롤(502L)과 우측 누름롤(502R)을 각각 구비하며;
상기 좌측 누름수단(500L) 및 우측 누름수단(500R)은 승강로드(504)를 각각 구비하되, 상기 각 승강로드(504)의 하단부는 좌측 누름롤(502L)과 우측 누름롤(502R) 각각의 회전축(503)을 지지하며, 상기 각 승강로드(504)의 상부는 각각의 승강가이드(507)에 의해 승강 가능하게 가이드되고, 상기 승강가이드(507)는 후방수직프레임(103)에 의해 견고하게 지지되며;
상기 각 승강로드(504)의 상단부는 각각의 누름구동수단(510)에 연결되어 상기 누름구동수단(510)의 구동력을 전달받아 상기 승강로드(504)가 승강하며,
상기 각 누름구동수단(510)은 서보모터와 제1 스크류잭(514)으로 구성되어 상기 서보모터 구동력으로 상기 승강로드(504)를 승하강시켜 좌측 누름롤(502R)과 우측 누름롤(502L) 각각의 높낮이를 독립적으로 조절하며;
상기 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400) 모두는, 제품의 중심부를 포함하는 수평면을 기준으로 상부 위치에서 제품의 중심부를 향하는 방향으로 지지하는 경사지지롤(302)을 구비하는 것을 특징으로 하는 조관장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400) 모두는 각각,
상기 경사지지롤(302)을 전진시키거나 반대방향으로 후진시키면서 수평면을 기준으로 상부 위치에서 하부에 위치한 가공대상물의 중심을 향하는 하향 경사방향으로 지지력을 가하기 위해, 수평면을 기준으로 좌우 각각의 상부 위치에서 제품을 향하여 하부방향으로 경사진 슬라이딩가이드(314)를 구비하며, 상기 슬라이딩가이드(314)는 경사가이드프레임(106) 위에 지지되고, 상기 경사가이드프레임(106)은 좌우 수직프레임(104)에 각각 결합되며,
상기 경사지지롤(302)의 회전축(303) 상단과 하단을 각각 지지하는 상부브라켓(332)과 하부브라켓(331)을 구비하는 수직브라켓(330)에 의해 상기 경사지지롤(302)이 지지되며, 상기 수직브라켓(330)은 메인브라켓(340)에 체결볼트(341)로 결합되고, 상기 메인브라켓(340)은 가동판(337) 위에 결합되며, 상기 가동판(337)과 함께 상기 슬라이딩가이드(314)를 따라 가공대상물의 중심을 향해 상기 경사지지롤(302)을 전진시키거나 반대방향으로 후진시키는 위치조절수단(310)을 더 구비하되,
상기 위치조절수단(310)은 구동모터(310)와, 상기 구동모터의 회전력을 직각방향의 직선 왕복운동으로 전환하는 제2 스크류잭(314)으로 구성되며, 상기 위치조절수단(310)은 상기 경사가이드프레임(106)에 대해 수직하게 고정된 고정프레임(108)에 결합되어, 상기 가동판(337)과 상기 슬라이딩가이드(314)를 전후진으로 직선운동을 제어하는 것을 특징으로 하는 조관장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 제1 가이드롤유닛(300)과 제2 가이드롤유닛(400) 모두는, 제품의 하부면을 지지하는 하부지지롤(202)을 구비한 하부롤유닛(200)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조관장치.