KR102604967B1 - Cnc 파이프 코스타 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CNC 파이프 코스타에 관한 것으로서, 보다 상세히는 파이프 내부면에 삽입되어 고정하는 확충 릴과, 절단과정에서 발생되는 열로부터 회전샤프트를 보호하기 위한 히트댐과, 불규칙한 원형을 안정적으로 절단하기 위한 접촉 봉과 공기 스프링을 구비한 터닝 롤을 구비한 것을 특징으로 하는 CNC 파이프 코스타에 관한 것이다.
본 발명은 프레임에 체결된 터닝롤 레일과, 상기 터닝롤 레일과 연결된 터닝 롤과, 상기 파이프 내주면에 삽입하여 파이프를 고정시키는 확충 릴과, 상기 확충 릴을 회전시키는 고정척 프레임과, 절단 레일에 수평 이동하는 절단부 본체와, 상기 절단부 본체와 체결된 절단부를 구비한 CNC 파이프 코스타에 있어서, 상기 프레임 양끝단부에 고정측 프레임이 대칭으로 배치되고, 상기 회전샤프트에 연결되어 수평 이동하며, 냉각수 관로를 구비한 히트댐;을 더 구비하고, 상기 터닝 롤은, 구동 롤러와 피동롤러를 지탱하는 터닝 롤 프레임과; 상기 터닝 롤 프레임의 일측면부에 체결되어, 상기 구동 롤러를 작동시키는 모터와; 상기 터닝 롤 프레임와 레일 슬리이딩 사이에 체결된 공기 스프링;을 더 구비하고, 상기 고정척 프레임이 수평이동할 수 있는 이동 레일을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

CNC 파이프 코스타 {CNC Pipe Coaster}
본 발명은 CNC 파이프 코스타에 관한 것으로서, 보다 상세히는 무게 20톤 이상이며 두께 50~250mm의 후판을 성형된 파이프 내부면에 고정할 수 있는 확충 릴과, 절단과정에서 발생되는 열로부터 회전샤프트를 보호하기 위한 히트댐과, 불규칙한 원형을 안정적으로 절단하기 위한 접촉 봉과 공기스프링을 구비한 터닝 롤을 구비한 것을 특징으로 하는 CNC 파이프 코스타에 관한 것이다.
일반적으로 파이프 코스타(Pipe Coaster)는 파이프 모관 또는 지관 절단을 행하는 파이프 절단용 장비이며, CNC 파이프 코스타는 CNC 기술을 접목하여 절단 Data를 생성하여, CNC의 간단한 조작으로 모관 절단 및 지관 절단 및 베벨링 작업을 수행하는 절단 전용 장치이다.
도 8은 CNC 파이프 코스타를 이용하여 파이프를 절단한 후 엘보우로 제작하는 개념도(A)이며, 도 8B는 CNC 파이프 코스타를 적용할 경우 절단 작업이 가능한 작업 상태를 도시한 사시도(B)이다.
파이프 코스타는 파이프를 회전시키는 방식으로 분류하면, 터닝 롤로 파이프를 회전시키는 방식과, 파이프에 척을 고정하고, 파이프는 X자형 지지대로 지지하는 고정척 방식으로 분류된다.
상기 회전 방식은 파이프 중량으로 파이프를 회전시키기 때문에 슬립이 발생할 수 있어서 정교한 절단 작업을 수행할 수 없지만, 파이프를 단순하게 원형으로 절단 및 베벨링만 할 수 있다.
상기 고정척 방식은 파이프를 척을 이용하여 고정하기 때문에, 도 8에서 도시한 바와 같이 정교한 절단 및 베벨링 작업이 가능하다.
본 출원인은 국내 유일 20,000톤급 유압식 Press를 보유한 업체로서, 압력용기의 Shell을 제조하는 전문업체이며, 특히 두께 50~250mm의 후판 성형 전문 업체로서, 주력 생산품은 열교환기의 Shell, 저장용기의 Drums, 화학반응기의 Reactors, 수직형 용기 본체의 Columms 및 건축 플랜트 자재로 성형하는 부품으로, LNG 선박, 초저온 용기, 화학 제조업의 반응기, 정유 제조업의 반응용기로 최종 제제작된다.
본 발명에서는 최소 중량 15톤, 길이 12m 및 두께 50~250mm의 후판을 파이프로 절곡 성형한 후, 절단 및 베벨링 작업을 수행할 수 있는 CNC 파이프 코스타를 개시하고자 한다.
평균 20톤 이상의 파이프 중량을 정밀하게를 회전시키기 위한 기술이 필요하였으며, 길이가 12m이상이 되기 때문에 중량과 길이를 고려하면 파이프를 회전시킬 수가 없기 때문에 파이프 양끝단부를 베벨링할 수 있는 구조가 필요하였다.
또한, 두께 50~250mm의 후판을 절곡 성형한 후 파이프를 제작할 경우, 진원으로 성형 제작할 수 없어서, 외경의 1% 이내의 오차범위를 만족시키는 것이 통상적입니다. 일실시예의 외경 750cm, 두께 25cm의 후판을 성형하여 파이프로 제작할 경우, 원형 외경의 오차범위는 7.5cm이내를 만족시키면 된다.
따라서, 상기 불규칙한 외경을 가진 파이프를 절단 및 베벨링 하기 위해서는 파이프와 일정한 간격을 유지한 상태에서 절단 및 베벨링할 수 있는 보조장치의 개발이 필요한 실정이다.
1. KR 10-1522721 B1, '척 롤 타입의 파이프 코스타', 등록일자: 2015.05.18. 2. KR 10-1146286 B1, '자동 파이프 형상 절단 및 베벨링 장치', 등록일자: 2012.05.08. 3. KR 10-2171939 B1, '플라즈마 커팅기', 등록일자: 2020.10.26.
본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 최소 중량 15톤, 길이 12m 및 두께 50~250mm의 파이프를 절단 및 베벨링 작업을 수행할 수 있는 CNC 파이프 코스타로서, 파이프 내부면에 고정할 수 있는 확충 릴과, 절단과정에서 발생되는 열로부터 회전샤프트를 보호하기 위한 히트댐과, 불규칙한 원형을 안정적으로 절단하기 위한 접촉 봉과 공기스프링을 구비한 터닝 롤을 구비한 것을 특징으로 하는 CNC 파이프 코스타를 개시하는 것이 본 발명의 목적으로 한다.
상기 발명 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 20톤 이상의 파이프를 정밀하게 회전시키기 위하여 고정 방식과 회전방식을 동시에 사용할 수 있는 구조와, 파이프 내부 수용부에 삽입하여 내부에서 확대 및 축소되면서 파이프를 고정하는 확충 릴과, 모터를 구비한 터닝 롤을 구비한 CNC 파이프 코스타를 개시하고자 한다.
또한, 본 발명은 길이 12m의 파이프를 회전시킬 수 없기 때문에 파이프 양 끝단부에 절단 및 베벨링 작업을 수행하기 위하여, 고정척 프레임을 파이프 양쪽으로 배치한 구조와, 상기 고정척 프레임을 수평 이동할 수 있는 이동 레일을 구비한 CNC 파이프 코스타를 개시하고자 한다.
또한, 불규칙한 외경을 가진 파이프를 지탱하는 터닝 롤을 파이프에 밀착시키기 위해서 공기 스프링을 구비하여 터닝 롤을 구비한 CNC 파이프 코스타를 개시하고자 한다.
마지막으로, 불규칙한 외경의 파이프 외주면으로부터 일정한 간격에 플라즈마 절단기가 위치하도록 파이프와 접촉하는 접촉봉과, 상기 접촉봉을 대체할 수 있는 거리측정기를 구비한 CNC 파이프 코스타를 개시하고자 한다.
상기 해결수단으로 인하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 파이프 내주면 삽입되어 파이프를 고정하는 확충 릴로 인하여, 파이프를 회전하지 않고도 파이프 양끝단부를 절단할 수 있다.
둘째, 터닝 롤의 모터와 공기스프링을 구비함으로써, 고중량의 파이프를 안정적으로 회전시킬 수 있고, 울퉁불퉁한 파이프에 터닝 롤을 밀착시킬 수 있다.
셋째, 플라즈마 절단기의 홀더와 다관절 엘보우를 구비함으로써, 플라즈마 절단기의 충격과 맞침에 대비할 수 있다.
넷째, 접촉식 접촉봉과 접촉홀더를 구비함으로써, 울퉁불퉁한 파이프 외주면에서 설정 거리에 플라즈마 절단기를 위치할 수 있게 하여, 안정적 절단 및 베벨링 작업이 가능하다.
도 1은 종래의 CNC 파이프 코스타 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바림직한 일실시예 CNC 파이프 코스타 사시도이다.
도 3은 파이프(100)를 제거한 상태의 CNC 파이프 코스타 사시도(A)와 정면도(B)이다.
도 4는 확충 릴(60)의 사시도(A)와 측면도(B)이다.
도 5는 터닝 롤(20)의 사시도(A)와 측면도(B)이다.
도 6은 터닝 롤(20)의 공기 스프링(25) 구성도이다.
도 7은 절단부(30)의 사시도(A), 정면도(B) 및 측면도(C)이다.
도 8은 CNC 파이프 코스타를 이용한 엘보우 제작 개념도(A)와 다양한 절단 작업이 가능한 사시도(B)이다.
도 9는 플라즈마 절단기(31)의 맞침이나 충격을 대비하기 위한 다관절 엘보우(35)와 홀더(36)의 일실시예의 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분(전기회로, 기타 소요 부품 등과 같은 제반사항)은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기, 색상 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여, 구성요소별 색상을 도면에서와 같이 표현하였지만 특허 권리 범위는 다양한 색상을 다 포함하는 것이 자명하다.
도면 내지 구성요소의 두께 내지 크기 또한 표현을 명확하게 하기 위하여 확대하여 나타내었다. 일부 부분 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
도 1은 종래 고정척 방식의 CNC 파이프 코스타 사시도이다.
도 1의 CNC 파이프 코스타는 파이프 중량이 2톤 미만으로 길이 6m미만일 경우에 적용되는 것으로서, 고정척으로 파이프를 고정하여 회전하고, 파이프는 X자형 지지대로 지지하면서, 플라즈마 절단기를 4~6축 이동 또는 회전하는 절단 본체부를 구비하여 파이프 일측면부를 절단 내지 베벨링하고, 크레인을 이용하여 180도 회전시켜 타측면부를 절단하는 작업을 수행한다.
본 발명에서는 최소 중량 15톤, 길이 12m 및 두께 50~250mm의 후판을 파이프로 절곡 성형한 후, 절단 및 베벨링 작업을 수행할 수 있는 CNC 파이프 코스타를 개시하고자 한다.
통상적인 파이프 코스타는 파이프를 고정척에 고정한 후, 고정척 맞은편에 다양한 형상으로 절단 및 베벨링 작업을 수행한 후, 파이프를 회전시키서 상기 동일한 작업을 수행합니다.
그러나, 본 발명에 적용되는 파이프는 평균 20톤이상의 고중량, 길이 12m의 파이프를 양끝단부에 절단 및 베벨링 작업을 행해야 되므로, 파이프를 회전시키기에는 안전사고의 위험성이 존재하고, 파이프를 회전시키기 위한 공간 확보가 필요하다.
따라서, 고중량의 파이프를 회전시키지 않는 상태에서 두께 50~250mm의 파이프를 절단 및 베벨링 작업을 할 수 있는 CNC 파이프 코스타를 개시하고자 한다.
본 발명에 적용된 기술은 첫째, 고중량에 파이프를 정밀하게 회전시키기 위하여 고정척 방식과 회전 방식을 동시에 적용하고자 한다.
고정척 방식은 파이프 외경을 고정하는 것이 아니라 파이프 내부에 삽입하여 파이프 내부에서 확장하여 피이프를 고정하는 확충 릴(60)을 개시하고자 한다. 상기 확충 릴의 구조는 압연 롤러를 고정하여 회전시키는 언코일러에 확충 릴의 구조를 가지는 것이 바람직하다.
상기 확충 릴(60)이 파이프 내부 길이를 연장하고, 절단 작업이후, 완성된 파이프를 제거할 때, 작업의 편리성을 제공하기 위하여 고정척 프레임을 수평이동할 수 있도록 이동 레일(19)를 구비하는 것이 바람직하다.
둘째, 기존의 터닝 롤에 회전모터를 구비하여, 상기 확충 릴(60)의 회전부하를 감소시킬 수 있으며, 불규칙한 외경을 가진 파이프의 밀착성을 높이기 위하여 회전 방식은 X자형 지지대를 대신, 터닝 롤 프레임(21)와 레일 슬라이딩(27) 사이에 체결된 공기 스프링(25)을 구비하는 것이 특징이다.
셋째, 파이프를 회전시키지 않고, 파이프를 양끈단부를 절단할 경우, 플라즈마 절단기(61)의 열기로 고정척의 회전 샤프트(13)의 열변형을 제거하기 위하여, 상기 회전 샤프트(13)에 연결되어 수평 이동하며, 냉각수 관로를 구비한 히트댐(70)을 구비하는 것이 특징이다.
넷째, 불규칙한 외경의 파이프 외주면으로부터 플라즈마 절단기(31)가 일정한 간격을 유지할 수 있도록 파이프와 접촉하는 접촉봉과, 상기 접촉봉을 대체할 수 있는 거리측정기를 구비한 CNC 파이프 코스타를 개시하고자 한다.
도 2는 본 발명의 바림직한 일실시예 CNC 파이프 코스타 사시도이며, 도 3은 파이프(100)를 제거한 상태의 CNC 파이프 코스타 사시도(A)와 정면도(B)이다.
도 2 내지 도 3을 참조하며, 본 발명은 지면에 고정된 프레임(1)과, 상기 프레임(1)에 체결된 터닝롤 레일(2)과, 상기 터닝롤 레일(2)과 연결되어 수평 이동하며 파이프(100)를 지탱하면서 회전하는 터닝 롤(20)과, 상기 파이프(100) 내주면에 삽입하여 파이프의 일단부를 수평으로 고정시키는 확충 릴(60)과, 상기 확충 릴(60)을 회전시키는 회전샤프트(13)를 구비한 고정척 프레임(10)과, 상기 프레임(1)에 수평으로 이격된 거리에 설치된 절단 레일(51)과, 상기 절단 레일(51)에 연결되어 수평 이동하는 절단부 본체(50)와, 상기 절단부 본체(50)와 체결된 절단부(30)를 구비한 CNC 파이프 코스타에 있어서, 상기 프레임(1) 양끝단부에 고정척 프레임(10)이 대칭으로 배치되고, 상기 회전 샤프트(13)에 연결되어 수평 이동하는 히트댐(70);을 더 구비하고, 상기 터닝 롤(20)은, 구동롤러(23)와 피동롤러(24)를 지탱하는 터닝 롤 프레임(21)과; 상기 터닝 롤 프레임(21)의 일측면부에 체결되어, 상기 구동 롤러(23)를 작동시키는 모터(22)와; 상기 터닝 롤 프레임(21)와 레일 슬라이딩(27) 사이에 체결된 공기 스프링(25);을 더 구비하고, 상기 고정척 프레임(10)이 수평이동할 수 있는 이동 레일(19)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 CNC 파이프 코스타를 개시하고자 한다.
상기 고정척 프레임은 회전 샤프트(13)를 수평 내지 수직으로 이동시킬 수 잇는 이동부를 구비하는 것이 바람직하며, 상기 회전 샤프트(13)에 연결되어 구동하는 모터 및 감속기를 포함한다.
상기 절단부 본체(50)는 플라즈마 절단기(31)의 동력원과 컨트롤러를 구비하고 있으며, 플라즈마 절단기(31)를 수평방향 내지 수직방향으로 이동시킬 수 있는 부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 고정척 프레임(10)는 파이프 중량에 따라, 상기 프레임(1) 양끝단부에 고정척 프레임(10)이 대칭으로 배치되어, 양쪽으로 파이프를 확충 릴(60)로 고정하고 파이프를 회전시킬 수도 있다.
도 4는 확충 릴(60)의 사시도(A)와 측면도(B)이며, 도 5는 터닝 롤(20)의 사시도(A)와 측면도(B)이다.
도 4에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 핵심기술중의 하나는 파이프를 이동하지 않은 상태에서 양끝단부를 절단 내지 베벨링할 수 있다는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 파이프 내주면에 일정한 깊이로 삽입한 상태에서 파이프를 고정하는 확충 릴(60)을 개시하고자 한다.
상기 확충 릴(60)은 압연 판재에 적용되는 언코일러의 확장 드럼을 모방한 기술이며, 상기 회전 샤프트(13) 외주면에 체결되어 고정되는 고정 플레이트(65)와;상기 고정 플레이트(65)의 일측면부와 보조링크(64)와 힌지 연결된 확장링크(62)와; 상기 회전 샤프트(13)를 관통하는 수용부를 구비하고, 일측면부는 확장 링크(62)와 흰지 연결되는 실린더(61)와; 상기 확장 링크(62)의 끝단부와 힌지 연결되며, 파이프 내주면과 접촉하는 접촉 드럼(63);을 포함한다.
상기 확충 릴(60)은, 상기 고정 플레이트(65)외 체결된 실린더(61)가 수평방향으로 팽창 내지 수축함에 따라 확장링크(62)와 보조링크(64)의 힌지체결로 접촉 드럼(63)이 수축 내지 확대되는 구조를 가진다.
본 발명은 파이프를 움직이지 않는 상태에서 양끝단부를 베벨링하기 위해서는 상기 확충 릴(60)이 파이프 내주면으로 일정 이상이 깊이로 삽입되어야만 된다.
따라서, 상기 목적을 달성하기 위하여, 2가지 기술을 개시하고자 한다.
첫째, 고정척 프레임(10)을 수평방향으로 이동할 수 있도록, 상기 고정척 프레임(10) 하단부에 이동 레일(19)을 구비한다.
상기 이동 레일(19)에 고정척 프레임(10)이 위치하게 되어 고정척 프레임(10)이 수평이동하게 되어, 파이프를 터닝 롤(20)에 안착되는 배출할때에는 고정척 프레임(10)을 바깥쪽으로 이동시키고, 파이프를 터닝롤에 안착되어 절삭 내지 베벨링 작업을 수행할 경우에는 고정척 프레임(10)을 안쪽으로 이동시켜 파이프 내주면에 삽입한 후, 확충 릴(60)를 구동시켜 내주면 내부에서 확장하여 접촉 드럼(63)이 파이프 내면과 접촉하면서 파이프를 회전시킨다.
대한민국 등록특허 제10-1522721호, '척 롤 타입의 파이프 코스타'에서도 파이프 내주면에 밀착되는 조와 척을 수직방향 및 수평방향으로 이동시키는 이동부를 개시하고 있지만, 파이프 내주면에 밀착되는 조의 기술과 본 발명의 파이프 내주면에 삽입하여 확대되면서 고정되는 확충 릴(60)과는 구성요소, 기능 및 효과가 차별성이 있고, 고정척의 이동부를 개시하고 있지만, 본 발명의 이동 레일(19)을 이용하여 방법에 비하여 이동거리 절대적 거리에서 차이가 난다.
둘째, 고정척 프레임(10) 근처에 있는 파이프 끝단부를 절단할 경우, 두께 50~250mm의 후판을 절단할 경우, 플라즈마 절단기(31)에 발생되는 열에너지를 오랜시간동안 노출되기 때문에, 상기 회전 샤프트(13)의 열변형을 발생시킬 수도 있다.
따라서, 회전 샤프트(13)의 열변형을 예방 내지 억제하기 위하여, 본 발명에서너는 히트 댐(70)을 개시하고자 한다.
상기 히트 댐(70)은 회전샤프트를 관통하는 내부 수용부를 구비하고, 냉각수 관로와 수평 이동이 가능한 슬라이딩 구조를 포함하는 것이 바람직하다.
도 5는 터닝 롤(20)의 사시도(A)와 측면도(B)이며, 도 6은 터닝 롤(20)의 공기 스프링(25) 구성도이다.
도 5 내지 도 6에서 나타낸 것과 같이, 본 발명에 적용되는 터닝 롤(20)은, 구동 롤러(23)와 피동롤러(24)를 지탱하는 터닝 롤 프레임(21)과; 상기 터닝 롤 프레임(21)의 일측면부에 체결되어, 상기 구동 롤러(23)를 작동시키는 모터(22)와; 상기 터닝 롤 프레임(21)와 레일 슬라이딩(27) 사이에 체결된 공기 스프링(25);을 포함한다.
본 발명의 터닝 롤(20)은 2가지 특징을 가진다.
첫째, 중량 20톤이상의 파이프를 회전시킬 경우, 확충 릴(60)의 회전만을 의존할 경우, 고정척 프레임(10)의 부하가 많이 걸리게 되어 내구성이 현저하게 떨어진다.
따라서, 고중량의 파이프의 원활한 회전과 정밀하게 회전 제어를 위해서는 단순한 지지대의 터닝롤이 아니라 확충릴(60)의 회전과 연동하여 구동하는 모터를 구비하는 것이 특징이다.
둘째는 두께 50~250mm의 후판을 절곡 성형하여 파이프로 제작할 경우, 진원의 원형의 단면이 아니라 울퉁불통한 원형의 단면을 가지고 된다. 따라서, 파이프중량을 균등하게 분배하고, 원활한 회전을 위해서는 터닝 롤을 파이프에 밀착시키는 기술이 필요하다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 상기 터닝 롤 프레임(21)와 레일 슬라이딩(27) 사이에 체결된 공기 스프링(25);을 포함한다.
상기 공기 스프링(25)은 개별 제어 내지 그룹제어가 가능한 구조를 가지는 것이 바람직하다.
도 7은 절단부(30)의 사시도(A), 정면도(B) 및 측면도(C)이다.
상기 절단부(30)는, 플라즈마 절단기(31)를 지탱하는 홀더(36)와; 상기 홀더(36)에 체결되며, 다양한 각도로 절곡되는 다관절 엘보우(35)와; 상기 다관절 엘보우(35)와 체결된 LM가이드(32)와; 상기 LM가이드(32)와 체결된 링크부(33)와; 상기 링크부(33)와 절단부 본체(50)와 연결되며 회전하는 회전샤프트(34)와; 상기 링크부(33)와 체결되며, 수직이동하는 접촉 홀더(81)과; 상기 접촉 홀더(81)의 끝단부에 위치하며, 파이프와 접촉하는 접촉봉(82);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 절단부(30)는 절단부 본체(50)의 작동과 절단 레일(51)의 구성으로 플라즈마 절단기(31)의 X축 방향으로 수평 왕복 이동과 Z축 방향의 수직 왕복이동을 가능하게 한다.
상기 절단부 본체(50)는 플라즈마 절단기(31)의 파워 소스와 컨트롤러를 포함한다.
상기 회전 샤프트(34)는 절단부 본체(50)의 Y축 수평 이동 실린더에 의하여 앞뒤로 이동하는 것이 바람직하며, 회전 샤프트 축을 중심으로 회전하는 장치이다.
상기 절단부(30)의 링크부(33)는 플라즈마 절단기(31)를 파이프 센터 중심선을 기준으로 틸팅할 수 있도록 한다.
상기 LM 가이드(32)는 플라즈마 절단기(31)를 Z축 방향으로 수직으로 이동할 수 있는 레일이며, 미세 조정이 가능한 구조이다.
도 9는 플라즈마 절단기(31)의 맞침이나 충격을 대비하기 위한 다관절 엘보우(35)와 홀더(36)의 일실시예의 사진이다.
도 9에서 나타난 것과 같이, 파이프 코스타의 절단 및 베벨링을 수행하기 이전에 셋팅과정에서 플라즈마 절단기(31)의 충돌이나 꺽임을 대비할 수 있는 기술이 필요하다.
따라서, 본 발명에서는 충돌이나 꺽임이 대응할 수 있는 다과절 엘보우(35)와, 플라즈마 절단기(31)가 충돌이나 꺽임이 발생할 경우 쉽게 탈거될 수 있는 홀더를 개시하고자 한다.
상기 홀더(36)는 플라즈마 절단기(31)를 지지하는 지지대이지만 완전하게 체결하는 구조가 아니라, 파이프의 충돌이 발생할 경우 쉽게 탈거가 가능한 구조를 가지는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 스프링 및 탄성부재를 추가할 수도 있다.
상기 다관절 엘보우(35)는 디스크 형상으로 영구자석 내지 전자석으로 연결된 구조이거나, 디스크 형상의 클러치 플레이트와 상기 클러치 플레이트를 가압할 수 있는 스프링을 구비하여, 외력이 전달되었을때 다양한 각도로 꺽임이 발생할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 주요 기술중의 하나가 파이프와 접촉하면서 플라즈마 절단기(31)를 파이프 외주면에 설정된 위치에서 절단 및 베벨링 할 수 있도록 하는 접촉봉(81)을 구비하는 것이다.
통상적으로 파이프 코스타는 진원의 파이프를 전제로 플라즈마 절단기의 이동 궤적을 산출하지만, 본 발명의 적용되는 파이프는 진원의 형상보다는 울퉁불퉁한 원형의 형상을 가지고 있기 때문에 플라즈마 절단기(31)의 이동궤적도 울퉁불퉁한 형상과 동일하게 이동하면서 절단 내지 베벨링 작업을 수행하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 접촉봉(82)는 파이프와 접촉하면서 이동할 수 있는 구 내지 롤러 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 접촉 홀더(81)의 끝단부에 접촉 봉(82)과 연결되는 것이 바람직하며, 파이프 형상에 따라 아래쪽 내지 위쪽으로 이동시킬 수 있는 엑추에이터를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 접촉 홀더(81)와 접촉 봉(82)는 거리 측정기로 대체될 수 도 있으며, 비접촉식 내지 광학식 거리 측정기로 대체될 수도 있다.
1: 메인 프레임, 2: 터닝 롤 레일,
10: 고정척 프레임, 11: 컨트롤러, 12: 외경 고정척,
13: 회전샤프트, 19: 이동 레일
20: 터닝 롤, 21: 터닝 롤 프레임, 22: 모터,
23: 구동 롤러, 24: 피동 롤러, 25: 공기스프링,
26: 하부 프레임, 27: 레일 슬라이딩,
30: 절단부, 31: 플라즈마 절단기, 32: LM가이드,
33: 링크부, 34: 회전샤프트, 35: 다관절 엘보우,
36: 홀더,
50: 절단부 본체, 51: 절단 레일,
60: 확충 릴, 61: 실린더, 62: 확장 링크,
63: 접촉드럼, 64: 보조링크, 65: 고정 플레이트,
70: 히트 댐,
81: 접촉 홀더, 82: 접촉봉,
100: 파이프.

Claims (3)

  1. 지면에 고정된 프레임(1)과, 상기 프레임(1)에 체결된 터닝롤 레일(2)과, 상기 터닝롤 레일(2)과 연결되어 수평 이동하며 파이프(100)를 지탱하면서 회전하는 터닝 롤(20)과, 상기 파이프(100) 내주면에 삽입하여 파이프의 일단부를 수평으로 고정시키는 확충 릴(60)과, 상기 확충 릴(60)을 회전시키는 회전 샤프트(13)를 구비한 고정척 프레임(10)과, 상기 프레임(1)에 수평으로 이격된 거리에 설치된 절단 레일(51)과, 상기 절단 레일(51)에 연결되어 수평 이동하는 절단부 본체(50)와, 상기 절단부 본체(50)와 체결된 절단부(30)를 구비한 CNC 파이프 코스타에 있어서,
    상기 절단부(30)는,
    플라즈마 절단기(31)를 지탱하는 홀더(36)와; 상기 홀더(36)에 체결되며, 다양한 각도로 절곡되는 다관절 엘보우(35)와; 상기 다관절 엘보우(35)와 체결된 LM가이드(32)와; 상기 LM가이드(32)와 체결된 링크부(33)와; 상기 링크부(33)와 절단부 본체(50)와 연결되며 회전하는 회전샤프트(34)와; 상기 링크부(33)와 체결되며, 수직이동하는 접촉 홀더(81)과; 상기 접촉 홀더(81)의 끝단부에 위치하며, 파이프와 접촉하는 접촉봉(82);을 구비하며,
    상기 프레임(1) 양끝단부에 고정척 프레임(10)이 대칭으로 배치되고,
    상기 회전 샤프트(13)에 연결되어 수평 이동하며, 상기 회전 샤프트 (13)의 열변형을 억제하기 위하여, 냉각수 관로를 구비한 히트댐(70);을 더 구비하고,
    상기 고정척 프레임(10)이 수평 이동할 수 있는 이동 레일(19);을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 CNC 파이프 코스타.
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