KR20050090319A - 강관 단부의 가공장치 및 이에 사용되는절삭공구대 조정방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

절삭공구대의 교환을 자동화 하여 노동력의 절감을 도모한다.

가공장치10은, 챔퍼링 장치11과, 그 챔퍼링 장치11의 측방에 배치되는 자동공구교환장치12로 구성된다. 자동공구교환장치12는, 복수의 절삭공구대16이 착탈 가능하도록 장착되는 공구 매거진15와, 그 매거진15와 챔퍼링 장치11의 사이에 설치되어 절삭공구대16을 교환하는 체인지 암18로 구성된다. 챔퍼링 장치11의 장치본체21에 회전할 수 있도록 설치되는 회전반25의 전면에 3기의 새들28이 직경방향으로 이동할 수 있도록 설치된다. 각 새들28에, 자동공구교환장치12에 의하여 착탈교환 가능한 절삭공구대16이 설치된다. 각 절삭공구대16에는, 강관22의 외단부나 내단부에 엣지 챔퍼링 가공을 실시하거나 또는 강관의 축단면에 평면가공을 실시하는 팁이 착탈교환 가능하도록 장착되는 바이트가 설치된다.

Description

강관 단부의 가공장치 및 이에 사용되는 절삭공구대 조정방법 및 그 장치{SYSTEM FOR MACHINING END PART OF STEEL PIPE AND METHOD AND SYSTEM FOR ADJUSTING TOOL REST FOR USE THERETO}

본 발명은, 회전반(回轉盤)을 회전시키면서 그 회전반에 장착한 절삭공구대(切削工具臺)의 팁(tip)에 의하여 강관(鋼管)의 단부(端部)에 엣지 챔퍼링 가공(edge chamfering 加工)이나 평면가공(平面加工)을 실시하는 가공장치 및 이에 사용되는 절삭공구대 조정방법 및 그 장치에 관한 것이다.

강관의 외단부(外端部) 및 내단부(內端部)에 엣지 챔퍼링 가공을 실시하고 또한 그 강관의 축단면(軸端面)에 평면가공을 실시하는 가공장치는, 장치본체(裝置本體)에 회전 가능하도록 피벗 지지(pivot 支持)된 주축(主軸)에 설치되어 일체적(一體的)으로 회전하는 회전반을 구비하고, 그 회전반의 전면(前面)에 3기의 새들(saddle)이 각각 직경방향으로 이동조정될 수 있도록 설치되어 있다. 각 새들은, 회전반의 회전중심으로부터 직경방향으로 편위(偏位)된 적당한 위치에 위치결정을 하여 고정되고 또한 강관의 가공위치나 가공형상 등에 따르는 팁을 구비한 바이트(bite)를 장착한 절삭공구대가 그 새들에 장착된다. 그리고 회전반의 전면에 강관의 끝면을 대향(對向)하여 위치결정하고 또한 강관의 가공위치에 따라 각 새들을 통하여 절삭공구대를 위치결정한 상태에서, 회전반을 원하는 방향으로 회전시킴으로써 그 회전반의 회전에 따라 선회(旋回)하는 절삭공구대의 팁에 의하여 강관의 외단부 및 내단부에 엣지 챔퍼링 가공을 실시하고 또한 축단면에 평면가공을 실시하도록 구성된다.

도1은 본원의 제1발명에 관한 가공장치의 전체를 나타내는 개략적인 정면도이다.

도2는 제1발명에 관한 가공장치의 챔퍼링 장치를 나타내는 개략적인 측면도이다.

도3은 제1발명에 관한 챔퍼링 장치의 개략적인 정면도이다.

도4는 제1발명에 관한 챔퍼링 장치의 회전반을 새들로부터 절삭공구대를 떼어낸 상태에서 나타내는 개략적인 정면도이다.

도5는 제1발명에 관한 챔퍼링 장치의 조정장치를 나타내는 개략적인 정면도이다.

도6은 제1발명에 관한 챔퍼링 장치의 지지장치를 나타내는 주요부의 단면도이다.

도7은 본원의 제2발명에 관한 절삭공구대 조정방법이 실시되는 제3발명에 관한 절삭공구대 조정장치가 채용되는 가공장치를 구성하는 챔퍼링 장치를 나타내는 개략적인 정면도이다.

도8은 제3발명에 관한 챔퍼링 장치의 개략적인 측면도이다.

도9는 제3발명에 관한 절삭공구대 조정장치의 이동장치, 지지장치 및 해제기구를 나타내는 주요부의 개략적인 정면도이다.

도10은 제3발명에 관한 절삭공구대 조정장치의 해제기구 및 유압실린더를 나타내는 주요부의 개략적인 측단면도이다.

도11은 제3발명에 관한 위치조정장치를 나타내는 개략적인 측면도이다.

도12는 제3발명에 관한 위치조정장치를 나타내는 단면도이다.

도13은 제3발명에 관한 가공장치의 제어 블록도이다.

상기 가공장치에서는 오더(order)의 변경에 의하여 가공하는 강관의 재질이나 가공형상 등이 변경되는 경우에는, 그에 따르는 팁을 구비하는 신절삭공구대(新切削工具臺)와 새들에 장착되어 있는 구오더(舊 order)에 대응하는 구절삭공구대(舊切削工具臺)를 교환할 필요가 있다. 종래에는, 새들에 대하여 절삭공구대는 볼트(bolt)로 고정되어 있어, 작업자가 수작업(手作業)으로 볼트를 빼내고 구절삭공구대를 새들로부터 천장 크레인을 사용하여 떼어내고, 이어서 신절삭공구대를 새들에 천장 크레인을 사용하여 위치결정한 후에 다시 볼트로 고정하였다. 즉 절삭공구대의 교환작업은 작업자의 수작업에 의지하고 있기 때문에, 1개의 절삭공구대의 교환에 있어서도 종래에는 30분 정도의 시간이 걸려서 로스타임(loss time)의 대부분을 차지하였기 때문에 생산능률이 저하되는 원인이 되었다.

또 상기 가공장치에서는, 오더의 변경에 의하여 가공되는 강관의 치수가 변경되거나 강관의 가공 부위가 변경되는 경우에는 그에 따라 새들을 회전반의 직경방향으로 이동시켜서 절삭공구대에 장착되어 있는 팁의 위치를 조정할 필요가 있다. 종래에는, 상기 회전반에 대하여 새들은 볼트로 고정되어 있기 때문에, 그 새들의 위치조정에 있어서는, 우선 회전반에 대한 새들의 볼트에 의한 고정을 해제한 후에 작업자가 회전반에 붙여진 눈금을 보면서 그 새들을 이동시켜서 조정하였다. 즉 상기 새들(절삭공구대)의 위치조정은 작업자의 수작업에 의지하고 있는 것이 실상으로서, 위치결정의 작업에 시간이 걸리고 또한 작업자의 숙련도 등에 의하여 위치결정의 정밀도에 편차를 발생시킨다는 문제가 지적된다.

본 발명은 상기한 종래의 기술에 내재되어 있는 상기 과제를 감안하여 이것을 합리적으로 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 절삭공구대의 교환을 자동화 하여 노동력의 절감을 도모할 수 있는 강관 단부의 가공장치를 제공하고 또한 절삭공구대의 위치조정을 자동화 하여 노동력의 절감 및 조정시간의 단축을 도모함과 동시에 위치결정의 정밀도를 향상시킬 수 있는 강관 단부의 가공장치에 있어서의 절삭공구대 조정방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 극복하고 소기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 강관 단부의 가공장치는,

장치본체(裝置本體)에 회전할 수 있도록 설치되는 회전반(回轉盤)의 전면(前面)에 복수의 새들(saddle)이 각각 직경방향으로 이동할 수 있도록 설치되고, 각 새들에 착탈교환(着脫交換)할 수 있도록 설치되는 절삭공구대(切削工具臺)에 강관(鋼管)의 단부(端部)를 엣지 챔퍼링 가공(edge chamfering 加工)하는 팁(tip) 또는 평면가공하는 팁을 구비하는 바이트(bite)가 장착되어 있고, 상기 회전반의 회전에 의하여 선회(旋回)하는 각 팁에 의하여 강관의 단부에 엣지 챔퍼링 가공 및 평면가공을 실시하는 가공장치에 있어서,

상기 회전반에 대하여 새들을 직경방향으로 이동하도록 조정하는 조정장치(調整裝置)와,

상기 새들에 설치되어 항상 상기 절삭공구대를 새들에 대하여 고정지지하고 또한 지지를 해제할 수 있는 지지수단(支持手段)과,

상기 장치본체에 설치되고 또한 상기 조정장치에 의하여 해제위치로 이동위치가 결정된 새들을 상기 회전반의 회전에 의하여 공구교환위치에 위치결정한 상태에서, 상기 지지수단에 의한 절삭공구대의 고정지지를 해제할 수 있는 해제수단(解除手段)과,

복수의 절삭공구대가 착탈 가능하도록 장착되는 공구 매거진(工具 magazine) 및 그 매거진의 절삭공구대와 공구교환위치의 상기 새들의 절삭공구대를 교환하는 교환수단(交換手段)을 구비하는 자동공구교환장치(自動工具交換裝置)로 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기의 과제를 극복하고 소기의 목적을 달성하기 위하여 본원의 다른 발명에 관한 강관 단부의 가공장치에 있어서의 절삭공구대 조정방법은,

장치본체에 회전할 수 있도록 설치되는 회전반의 전면에 복수의 새들이 각각 직경방향으로 이동할 수 있도록 설치되고, 각 새들에 설치되는 절삭공구대에 강관의 단부를 엣지 챔퍼링 가공하는 팁 또는 평면가공하는 팁을 구비하는 바이트가 장착되어 있고, 상기 회전반의 회전에 의하여 선회하는 각 팁에 의하여 강관의 단부에 엣지 챔퍼링 가공 및 평면가공을 실시하는 가공장치에 있어서,

상기 회전반에 설치되어 있는 지지장치에 의한 상기 새들의 회전반에 대한 고정지지를 상기 장치본체에 설치되어 있는 해제수단에 의하여 해제하고,

상기 장치본체 또는 베이스(base)에 설치되어 있는 위치검출장치(位置檢出裝置)의 프로브(probe)를 상기 새들에 접촉시킨 상태에서, 그 새들을 이동장치(移動裝置)에 의하여 회전반에 대하여 직경방향으로 이동시키고,

상기 새들의 이동에 추종(追從)하여 이동하는 프로브의 이동량을 검출하는 검출기(檢出器)로부터의 신호에 따라 제어장치(制御裝置)에 의하여 상기 이동장치를 제어하여 새들의 위치조정을 하는 것을 특징으로 한다.

상기의 과제를 극복하고 소기의 목적을 달성하기 위하여 본원의 또 다른 발명에 관한 강관 단부의 가공장치에 있어서의 절삭공구대 조정장치는,

장치본체에 회전할 수 있도록 설치되는 회전반의 전면에 복수의 새들이 각각 직경방향으로 이동할 수 있도록 설치되고, 각 새들에 설치되는 절삭공구대에 강관의 단부를 엣지 챔퍼링 가공하는 팁 또는 평면가공하는 팁을 구비하는 바이트가 장착되어 있고, 상기 회전반의 회전에 의하여 선회하는 각 팁에 의하여 강관의 단부에 엣지 챔퍼링 가공 및 평면가공을 실시하는 가공장치에 있어서,

상기 회전반에 대하여 새들을 직경방향으로 이동시키는 이동장치와,

상기 회전반에 설치되어 항상 상기 새들을 회전반에 대하여 고정지지하고 또한 지지를 해제시킬 수 있는 지지장치와,

상기 장치본체에 설치되고 또한 상기 지지장치에 의한 새들의 고정지지를 해제시킬 수 있는 해제수단과,

상기 장치본체 또는 베이스에 설치되고 또한 상기 새들에 접리(接離) 가능한 프로브를 새들의 이동에 추종하여 이동시키고 또한 그 프로브의 이동량을 검출하는 검출기를 구비하는 위치검출장치와,

상기 검출기로부터의 신호에 의거하여 상기 이동장치를 제어하는 제어장치로 구성하는 것을 특징으로 한다.

다음에 본 발명에 관한 강관(鋼管)의 단부(端部)의 가공장치 및 이에 사용되는 절삭공구대(切削工具臺)의 조정방법 및 그 장치에 관하여 적합한　실시예를 들어 첨부된 도면을 참조하면서 이하에서 설명한다.

제1발명에 관한 강관 단부의 가공장치

도1∼도6은 제1발명에 관한 강관 단부의 가공장치의 적합한 실시예를 나타내는 것으로서, 그 가공장치(加工裝置)10은, 챔퍼링 장치(chamfering 裝置)11과, 그 챔퍼링 장치11의 측방에 배치되는 자동공구교환장치(自動工具交換裝置)12로 기본적으로 구성된다.

(자동공구교환장치(自動工具交換裝置))

자동공구교환장치12는, 기대(基臺)13에 세워서 설치되는 지지부재(支持部材)14에 공구 매거진(工具 magazine)15가 회전할 수 있도록 설치되고 또한 그 공구 매거진15의 외주(外周)에는, 둘레방향에 소정의 간격으로 복수의 공구지지부(工具支持部)15a가 형성되어 있고, 각 공구지지부15a에 각종 절삭공구대(切削工具臺)16이 앞측으로부터 착탈(着脫)될 수 있도록 장착되어 있다. 또한 공구 매거진15는, 도면에 나타나 있지 않은 분할용(分割用) 모터에 의하여 분할회전(分割回轉)되어, 임의의 공구지지부15a를 공구교환위치에 분할하여 위치결정할 수 있도록 구성된다.

상기 공구 매거진15와 챔퍼링 장치11 사이의 기대13에 지지대(支持臺)17이 세워서 설치되고, 그 지지대 상에는 교환수단인 체인지 암(change arm)18이 공구 매거진15와 챔퍼링 장치11의 사이를 이동할 수 있도록 설치되어 있다. 이 체인지 암18은, 그 길이방향의 양단부(兩端部)에 파지부(把持部)18a, 18a를 구비하고, 공구 매거진15의 공구교환위치에 위치결정된 절삭공구대16 또는 챔퍼링 장치11의 후술하는 공구교환위치에 위치결정된 절삭공구대16을 각 파지부18a에서 파지(把持)할 수 있도록 구성된다. 또 체인지 암18은, 전후방향으로 이동할 수 있도록 구성되고 또한 180도 회전할 수 있도록 구성되고, 각 파지부18a에서 파지한 절삭공구대16을, 공구 매거진15의 공구지지부15a 또는 후술하는 새들(saddle)28의 공구장착부(工具裝着部)28a로부터 전방으로 떼어 내거나 장착하고 또한 각 파지부18a의 절삭공구대16을 새들28과 공구 매거진15와의 사이에서 교환할 수 있도록 되어 있다.

(챔퍼링 장치(chamfering 裝置))

상기 챔퍼링 장치11은, 도2 및 도3에 나타나 있는 바와 같이 베이스(base)19의 상면에 한 쌍의 가이드 레일(guide rail)20, 20이 평행하게 설치되어 있고, 이 가이드 레일20, 20에 장치본체(裝置本體)21이 슬라이딩(sliding) 주행할 수 있도록 설치되어 있다. 또한 장치본체21의 전방에 접촉하는 베이스19 상에는, 강관22의 끝면을 장치본체21에 대향(對向)하는 상태에서 그 강관22를 지지하는 워크 지지장치(work 支持裝置)23이 배치된다. 그리고 장치본체21은, 워크 지지장치23에 의하여 지지된 강관22에 대하여, 예를 들면 서보모터(servo motor)에 의하여 정역회전(正逆回轉)되는 나사축과 너트의 조합 등으로 이루어지는 이동수단(移動手段)24에 의하여 근접·이간(近接·離間) 이동하도록 구성되어 있다.

상기 장치본체21의 내부에는, 상기 가이드 레일20과 평행한 주축(主軸)(도면에는 나타내지 않는다)이 회전할 수 있도록 피벗 지지되어 있고, 그 주축의 본체 전면(前面)으로 돌출하는 축단(軸端)에 원형의 회전반(回轉盤)25가 일체적(一體的)으로 설치되어 있다. 주축에는, 기어(gear)나 벨트(belt) 등으로 이루어지는 전달장치(傳達裝置)26을 통하여 구동모터(驅動 motor)27이 접속되고, 그 구동모터27을 구동시킴으로써 주축 및 회전반25가 일체적으로 회전하도록 구성된다. 또 회전반25는, 구동모터27에 의하여 회전되어 각 새들28을 자동공구교환장치12에 의한 공구교환위치에 위치결정할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 회전반25의 전면에는, 도4에 나타나 있는 바와 같이 복수(실시예에서는 3기)의 새들28이 직경방향으로 이동할 수 있도록 설치되어 있고, 각 새들28은 후술하는 조정장치(調整裝置)31에 의하여 강관22의 치수 등에 따라 위치조정할 수 있도록 되어 있다. 또 각 새들28에는, 상기 자동공구교환장치12에 의하여 착탈교환(着脫交換)할 수 있는 절삭공구대16이 설치된다. 각 절삭공구대16은, 새들28에 형성된 공구장착부28a에 삽입 가능한 아버부(arbor 部)29(도6 참조)를 구비하고 또한 강관22의 외단부(外端部)나 내단부(內端部)에 엣지 챔퍼링 가공(edge ahamfering 加工)을 실시하거나 또는 강관22의 축단면(軸端面)에 평면가공을 실시하는 팁(tip)이 착탈교환될 수 있도록 장착된 바이트(bite)30이 설치되어 있다. 또 강관22의 외단부나 내단부에 엣지 챔퍼링 가공을 실시하는 팁이 설치되는 절삭공구대16은, 강관22의 외주면(外周面) 또는 내주면(內周面)에 접촉하는 프로파일링 롤러(profiling roller)를 구비하고, 그 프로파일링 롤러가 강관22의 외주면 또는 내주면에 접촉한 상태에서, 팁이 강관22에 있어서의 외단부 또는 내단부에 원하는 각도에서 접촉되어 그 부위에 엣지 챔퍼링 가공을 적합하게 실시할 수 있도록 구성되어 있다. 또 절삭공구대16에 있어서의 아버부29의 둘레면 부분에는, 후술하는 지지장치(支持裝置)43의 결합부재(結合部材)44가 결합·해제될 수 있도록 결합되는 피결합부(被結合部)인 오목부29a가 형성되어 있고 또한 그 오목부29a에 있어서의 회전반측의 내면에 경사면(傾斜面)29b가 형성되어 있다(도6 참조).

(새들(saddle)의 조정장치(調整裝置))

상기 각 새들28을 회전반25에 대하여 이동조정(移動調整)하는 조정장치31은, 장치본체21에 설치되는 구동기구부(驅動機構部)32와, 각 새들28에 대응하여 회전반25에 설치되는 이동기구부(移動機構部)33으로 구성된다. 또 각 이동기구부33의 구성은 동일하므로 도4에 있어서 좌측에 위치하는 새들28의 이동기구부33에 대해서만 설명하고, 다른 새들28, 28의 이동기구부33, 33의 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙여서 나타낸다.

상기 구동기구부32는, 상기 주축의 내부에 동축적(同軸的)으로 회전할 수 있도록 설치되는 작동축(作動軸)34를 구비하고, 그 작동축34는 장치본체21에 설치되는 서보모터 등의 조정용 모터35(도2 참조)에 의하여 정역방향(正逆方向)으로 회전제어(回轉制御)되도록 구성된다. 도5에 나타나 있는 바와 같이 이 작동축34의 전단(前端)에 주베벨기어(主 bevel gear)36이 일체로 회전할 수 있도록 설치되어 있고, 그 베벨기어36에 각 이동기구부33을 구성하는 전달축(傳達軸)37에 설치되는 종베벨기어(從 bevel gear)38이 각각 맞물리도록 되어 있다.

상기 회전반25의 전면에는, 직경방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드부(guide 部)39, 39가 평행하게 설치되어 있고, 양쪽 가이드부39, 39의 사이에 새들28이 슬라이딩 가능하도록 설치되어 있다. 또 이동기구부33을 구성하는 조정용 나사축40이 회전할 수 있도록 양쪽 가이드부39, 39의 사이에 설치되어 있고, 그 나사축40이 새들28에 설치된 너트41에 나사결합되어 있다. 또한 양쪽 가이드부39, 39의 사이에는, 상기 전달축37이 조정용 나사축40과 평행하게 회전반25의 회전중심으로부터 직경방향으로 연장되어 함께 회전할 수 있도록 설치되고, 그 전달축37은 조정용 나사축40에 기어열(gear 列)42를 통하여 연계되어 있다. 즉 상기 조정용 모터35에 의하여 작동축34를 정역방향으로 회전시킴으로써 전달축37을 통하여 조정용 나사축40이 정역회전되고, 이에 따라 너트41과의 연동작용(連動作用) 하에 새들28이 가이드부39, 39를 따라 회전반25의 직경방향으로 이동조정되도록 되어 있다.

또 실시예에서는 각 이동기구부33의 종베벨기어38이 작동축34의 주베벨기어36에 공통적으로 맞물려서 1기의 조정용 모터35에 의하여 각 새들28의 이동조정을 할 수 있도록 구성되어 있다. 단, 각 이동기구부33에 있어서의 전달축37과 조정용 나사축40과의 연계는, 적당한 수단에 의하여 해제할 수 있도록 구성되어 있어 임의의 새들28만을 개별적으로 이동조정할 수 있도록 구성되어 있다.

(절삭공구대(切削工具臺)의 지지장치(支持裝置))

상기 각 새들28에는, 상기 절삭공구대16을 착탈 가능하도록 지지하는 지지수단인 지지장치(支持裝置)43이 각각 설치되어 있다. 이 지지장치43은, 도6에 나타나 있는 바와 같이 새들28에 있어서의 상기 공구장착부28a의 축 중심선과 직교하는 방향으로 진퇴이동(進退移動)할 수 있는 결합부재(結合部材)44를 구비하고, 그 결합부재44의 선단부(先端部)44a가 공구장착부 내로 돌출되어, 그 공구장착부28a에 삽입되어 있는 절삭공구대16의 아버부29에 있어서의 오목부29a에 착탈 가능하게 결합하도록 구성된다. 또 결합부재44는, 가압수단인 접시스프링45에 의하여 선단부(先端部)44a가 항상 오목부29a에 결합하는 방향으로 가압(加壓)되어 있다. 또 선단부44a에는, 오목부29a에 형성된 상기 경사면29b와 대응하는 경사면44b가 형성되어 있고, 양쪽 경사면29b, 44b가 접촉하는 웨지(wedge) 작용에 의하여 공구장착부28a에 대하여 아버부29를 견고하게 고정하여 지지할 수 있도록 되어 있다.

상기 지지장치43은, 상기 결합부재44를 접시스프링45의 탄성력(彈性力)에 저항하여 오목부29a로부터 이간이동(離間移動)시키는 해제기구(解除機構)46을 구비한다. 이 해제기구46은, 결합부재44의 후단부(後端部)에 제1핀47을 통하여 일단부(一端部)가 회전 가능하도록 연결되는 연결판(連結板)48과, 새들28에 대하여 제2핀49를 통하여 회전 가능하도록 설치되는 L자 모양의 작동판(作動板)50으로 기본적으로 구성되어 있고, 그 작동판50의 일단부와 연결판48의 타단부(他端部)가 제3핀51을 통하여 회전 가능하도록 연결되어 있다. 또한 새들28에 있어서의 회전반측의 부위에는, 작동판50의 타단부에 대하여 근접·이간(近接·離間) 가능한 작동핀(作動 pin)52가 슬라이딩 가능하도록 설치되어 있고, 그 작동핀52를 작동판50의 타단부에 접촉시켜서 그 작동판50을 제2핀49를 지점(支點)으로 하여 소정의 방향(도6의 반시계방향)으로 회전시킴으로써 상기 결합부재44의 선단부44a가 아버부29의 오목부29a로부터 이간하도록 이동되고, 이에 따라 새들28에 대한 절삭공구대16의 고정지지가 해제되도록 구성된다.

상기 회전반25에 있어서의 가이드부39, 39 사이에 설정된 해제위치에는, 구동핀(驅動 pin)53이 회전반25의 축방향(작동핀52의 이동방향과 동일한 방향)으로 이동할 수 있도록 설치되어 있고 또한 그 구동핀53은 압축스프링(壓軸 spring)54에 의하여 항상 새들28로부터 이간하는 방향(후방)을 향하여 가압하도록 되어 있다. 또 구동핀53은, 상기 새들28을 조정장치31에 의하여 해제위치로 이동위치를 결정한 상태에서, 상기 작동핀52로부터 이간되어 축방향으로 정렬하도록 설정되어 있다.

상기 장치본체21에 있어서의 자동공구교환장치12의 설치측에 설정된 공구교환위치에는, 상기 회전반25의 이면측(裏面側)에 접촉하는 부위에 해제수단인 유압실린더(油壓 cylinder)55가 설치되어 있고, 그 실린더55의 피스톤 로드(piston rod)55a는 회전반25를 지향(指向)하고 있다. 이 피스톤 로드55a는, 배럴(barrel) 내에 후퇴한 대기위치에 있어서는 상기 구동핀53으로부터 이간되어 회전반25의 회전에 지장을 주지 않도록 설정된다. 또한 회전반25를 회전시켜서 해제위치에 접촉하는 각 새들28을 공구교환위치에 위치결정하였을 때에, 상기 구동핀53과 피스톤 로드55a가 축방향으로 정렬하고, 그 피스톤 로드55a를 배럴로부터 연장되도록 유압실린더55를 가압함으로써 구동핀53을 통하여 작동핀52를 작동판50의 타단부에 접촉시켜서 이동시키도록 되어 있다.

또 상기 챔퍼링 장치11의 장치본체21에는, 회전반25를 위치결정할 수 있는 위치결정장치(位置決定裝置)(도면에는 나타내지 않는다)가 설치되어 있고, 후술하는 절삭공구대16의 교환에 있어서 회전반25를 위치결정하여 지지하도록 구성된다.

제1발명의 실시예의 작용

다음에 이렇게 구성한 제1발명의 실시예에 관한 가공장치의 작용에 대하여 설명한다. 상기 강관22의 치수에 따르는 위치에 각 새들28이 위치결정되어 있는 회전반25를 회전시키면, 상기 각 절삭공구대16에 장착되어 있는 팁은, 강관22의 외단부, 내단부 또는 축단면을 따르는 궤적(軌跡)을 선회(旋回)한다. 이 상태에서 장치본체21을 강관 단부를 향하여 근접하도록 이동시키면, 선회하고 있는 각 팁에 의하여 강관22의 외단부 및 내단부에 엣지 챔퍼링 가공이 실시되고 또한 축단면에는 평면가공이 실시된다.

오더(order)의 변경에 의하여 절삭공구대16을 교환하는 경우에는, 상기 조정장치31을 작동시켜서 제어하여 상기 새들28을 가이드부39, 39를 따라 이동시킴으로써 해제위치에 위치결정한다. 다음에 상기 회전반25를 회전시키고, 교환하는 절삭공구대16이 장착되어 있는 새들28을 공구교환위치에 위치결정함으로써, 도6에 나타나 있는 바와 같이 상기 유압실린더55의 피스톤 로드55a, 구동핀53 및 작동핀52를 축방향으로 정렬시킨다. 이 때, 장치본체21에 설치한 위치결정장치에 의하여 회전반25가 회전변위(回轉變位)되지 않도록 지지한다.

다음에 상기 유압실린더55를, 그 피스톤 로드55a를 배럴로부터 연장되는 방향으로 가압하면, 그 로드55a가 상기 구동핀53에 접촉되어 이것을 전방(새들측)을 향하여 이동시킴으로써 그 구동핀53이 상기 작동핀52에 접촉되고, 그 작동핀52가 전방(작동판50의 타단부)을 향하여 이동된다. 이 작동핀52는, 상기 작동판50의 타단부에 접촉되어 이것을 전방으로 가압시킴으로써 그 작동판50은 제2핀49를 지점으로 하여 도6에 있어서 반시계방향으로 회전하고, 상기 연결판48을 통하여 결합부재44를 접시스프링45의 탄성력에 저항하여 공구장착부28a로부터 대피하도록 이동시킨다. 즉 결합부재44의 선단부44a가, 공구장착부28a에 삽입되어 있는 절삭공구대16에 있어서의 아버부29의 오목부29a로부터 이간되어 절삭공구대16의 새들28에 대한 고정지지가 해제된다.

상기 자동공구교환장치12에 있어서는, 상기 체인지 암18에 있어서의 일방(一方)의 파지부(把持部)18a에 신오더(新 order)에 대응하는 신절삭공구대(新切削工具臺)16이 파지되어 있고, 이 암18에 있어서의 비어 있는 파지부18a가 상기 챔퍼링 장치11에 근접하도록 체인지 암18이 챔퍼링 장치11을 향하여 이동한다. 이에 따라 비어 있는 파지부18a에, 새들28에 대한 고정지지가 해제된 구오더(舊 order)에 대응하는 구절삭공구대(舊切削工具臺)16이 파지된다. 그리고 이 체인지 암18을 회전반25로부터 전방으로 이간하도록 이동시킴으로써 새들28로부터 구절삭공구대16이 분리된다.

다음에 상기 체인지 암18을 회전시켜서 신절삭공구대16을 파지하고 있는 파지부18a를 새들28의 전방으로 이동시킨 후, 그 체인지 암18을 회전반25에 근접하도록 이동시킴으로써 신절삭공구대16의 아버부29가 새들28의 공구장착부28a에 삽입된다. 또한 상기 유압실린더55를 역가압(逆加壓)하여 피스톤 로드55a를 배럴 내로 후퇴시킴으로써 상기 구동핀53이 압축스프링54의 탄력에 의하여 작동핀52로부터 이간하도록 이동한다. 이에 따라 상기 작동판50의 시계방향(도6에 있어서)으로의 회전이 허용되는 상태가 되어, 상기 결합부재44는 접시스프링45의 탄성력에 의하여 선단부44a가 공구장착부 내로 돌출하도록 이동되어 아버부29의 오목부29a에 결합된다. 이 때, 결합부재44의 경사면44b와 아버부29의 경사면29b가 접촉하는 웨지 작용에 의하여 신절삭공구대16은 새들28에 견고하게 고정지지된다. 체인지 암18의 파지부18a에서의 파지를 해제한 후, 그 암18을 회전반25로부터 이간하도록 이동시키고 또한 상기 공구 매거진15를 향하여 근접하도록 이동시킴으로써 신구의 절삭공구대16, 16의 교환이 완료된다.

또 상기 체인지 암18의 파지부18a에 지지되어 있는 구절삭공구대16은, 그 암18의 전후이동에 의하여 미리 공구교환위치에 분할되어 위치결정되어 있는 공구 매거진15에 있어서의 공구지지부15a로 되돌려진다.

상기한 교환작업을 각 새들마다 함으로써 모든 새들28에 신오더에 대응하는 신절삭공구대16이 장착된다. 그리고 각 새들28은, 상기 조정장치31을 작동시켜서 제어함으로써 상기 회전반25에 대하여 강관22의 가공위치에 따르는 위치로 이동조정된다.

즉 실시예에서는 절삭공구대16을 새들28에 고정지지하는 지지장치43의 해제를 하는 유압실린더55(해제수단)를 회전하지 않는 장치본체21에 설치하였기 때문에, 회전반25의 구성을 복잡하게 하지 않아 절삭공구대16의 교환작업의 자동화를 도모할 수 있다. 따라서 절삭공구대16의 교환작업에 사람의 손을 필요로 하는 경우는 없어 노동력의 절감을 달성할 수 있다.

상기한 실시예에서는, 강관의 외단부, 내단부 또는 축단면에 가공을 실시하는 각 팁을 각각 개별적으로 절삭공구대에 장착하였을 경우에 대하여 설명하였지만, 예를 들면 강관의 외단부, 내단부에 가공을 실시하는 2개의 팁을 1대의 절삭공구대에 장착한 형식의 것에도 본원 발명을 채용할 수 있다. 또한 강관의 외단부, 내단부에 가공을 실시하는 절삭공구대는, 프로파일링 롤러를 구비하지 않는 고정타입(固定 type)이더라도 좋다. 또한 실시예에서는 해제기구의 작동판을 작동핀을 통하여 회전시키도록 구성하였지만, 구동핀 혹은 유압실린더의 피스톤 로드에 의하여 직접 회전시키는 구성을 채용할 수 있다. 또한 해제수단은, 유압실린더에 한정되지 않아 공기압 실린더(空氣壓 cylinder) 등이더라도 좋고 또는 모터와 그 모터에 의하여 회전되는 캠(cam)을 조합시킨 기구 등을 채용할 수 있다. 또한 가압수단은 접시스프링에 한정되는 것이 아니라 압축스프링 등 다른 탄성부재를 사용하더라도 좋다.

제2 및 제3발명에 관한 강관 단부의 가공장치에 있어서의 절삭공구대 조정방법 및 그 장치

도7∼도13은 제2발명에 관한 절삭공구대 조정방법이 실시되는 제3발명에 관한 절삭공구대 조정장치를 채용한 가공장치의 적합한 실시예를 나타내는 것으로서, 이 가공장치를 구성하는 챔퍼링 장치110은, 베이스111의 상면에 한 쌍의 가이드 레일112, 112가 평행하게 설치되어 있고, 이 가이드 레일112, 112에 장치본체113이 슬라이딩 주행할 수 있도록 설치되어 있다. 또한 장치본체113의 전방에 접촉하는 베이스111 상에는, 강관114의 끝면을 장치본체113에 대향시키는 상태에서 그 강관114를 지지하는 워크 지지장치115가 배치된다. 그리고 장치본체113은, 워크 지지장치115에 의하여 지지된 강관114에 대하여, 예를 들면 서보모터에 의하여 정역회전되는 나사축과 너트의 조합 등으로 이루어지는 이동수단(移動手段)116에 의하여 근접·이간 이동하도록 구성되어 있다.

상기 장치본체113의 내부에는, 상기 가이드 레일112와 평행한 주축(도면에는 나타내지 않는다)이 회전할 수 있도록 피벗 지지되어 있고, 그 주축의 본체 전면으로 돌출되는 축단에 원형의 회전반117이 일체적으로 설치되어 있다. 주축에는, 기어나 벨트 등으로 이루어지는 전달장치118을 통하여 구동모터119가 접속되고, 그 구동모터119를 구동시킴으로써 주축 및 회전반117이 일체적으로 회전하도록 구성된다. 또 회전반117은 후술하는 새들124의 위치조정에 있어서는, 구동모터119에 의하여 회전되어 미리 설정된 조정위치에 위치결정되도록 설정되어 있다.

또 상기 장치본체113에는, 회전반117의 측방(도7의 우측)에 접촉하는 위치에 피스톤 로드120a를 회전반117의 회전중심으로 지향하는 에어 실린더120으로 이루어지는 위치결정장치121이 부착 프레임(附着 frame)122를 통하여 설치되어 있다. 또한 피스톤 로드120a의 선단에 상부가 평평한 원추형 모양의 가압체(加壓體)123이 설치되어 있고, 그 로드120a를 연장시키는 방향으로 에어 실린더(air cylinder)120을 가압시켰을 때에 가압체123이 회전반117의 둘레면에 형성된 오목부117a에 삽입·가압되어 회전반117을 조정위치에 위치결정을 하여 지지할 수 있도록 되어 있다. 또 피스톤 로드120a를 배럴 내로 후퇴시킨 대기위치에 있어서는, 가압체123은 회전반117로부터 이간되어 회전에 지장을 주지 않도록 설정되어 있다.

상기 회전반117의 전면에는, 도7에 나타나 있는 바와 같이 복수(실시예에서는 3기)의 새들124가 직경방향으로 이동할 수 있도록 설치되어 있고, 각 새들124는 절삭공구대 조정장치(切削工具臺 調整裝置)M에 의하여 강관114의 치수 등에 따라 위치조정되도록 되어 있다. 또한 각 새들124에는, 절삭공구대125가 설치된다. 각 절삭공구대125는, 강관114의 외단부나 내단부에 엣지 챔퍼링 가공을 실시하거나 또는 강관114의 축단면에 평면가공을 실시하는 팁이 장착된 바이트126을 구비하고 있다. 또 강관114의 외단부나 내단부에 엣지 챔퍼링 가공을 실시하는 팁이 설치되는 절삭공구대125는, 강관114의 외주면 또는 내주면에 접촉하는 프로파일링 롤러를 구비하고, 그 프로파일링 롤러가 강관114의 외주면 또는 내주면에 접촉한 상태에서 팁이 강관114에 있어서의 외단부 또는 내단부에 원하는 각도에서 접촉하여, 그 부위에 엣지 챔퍼링 가공을 적합하게 실시할 수 있도록 구성되어 있다.

(절삭공구대 조정장치(切削工具臺 調整裝置))

상기 절삭공구대 조정장치M은, 상기 회전반117에 대하여 새들124를 직경방향으로 이동시키는 이동장치127과, 새들124를 회전반117에 대하여 고정지지하는 지지장치149와, 지지장치149에 의한 새들124의 고정지지를 해제하는 유압실린더166과, 새들124의 이동량을 검출하는 위치검출장치167과, 위치검출장치167로부터의 신호에 의거하여 이동장치127을 제어하는 제어장치142로 기본적으로 구성된다.

(새들(saddle)의 이동장치(移動裝置))

상기 각 새들124를 회전반117에 대하여 이동시키는 이동장치127은, 장치본체113에 설치되는 구동기구부(驅動機構部)128과, 각 새들124에 대응하여 회전반117에 설치되는 이동기구부(移動機構部)129로 구성된다. 또 각 이동기구부129의 구성은 동일하므로, 도7에 있어서 좌측에 위치하는 새들124의 이동기구부129에 대해서만 설명하고, 다른 새들124, 124의 이동기구부129, 129의 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙여서 나타낸다.

상기 구동기구부128은, 상기 주축의 내부에 동축적으로 회전할 수 있도록 설치되는 작동축130을 구비하고, 그 작동축130은 장치본체113에 설치되는 서보모터(servo motor) 등의 조정용 모터131(도8 참조)에 의하여 정역방향으로 회전되도록 구성된다. 도9에 나타나 있는 바와 같이 이 작동축130의 전단에 주베벨기어132가 일체로 회전할 수 있도록 설치되어 있고, 각 이동기구부129를 구성하는 전달축133의 일단부에 설치되는 종베벨기어134가 그 베벨기어132에 각각 맞물리도록 되어 있다. 또 조정용 모터131과 작동축130은 클러치(clutch)135를 통하여 연결되어 있고, 가공장치110에 의한 가공 중에는, 클러치135에 의하여 조정용 모터131과 작동축130과의 연결을 해제하여 그 작동축130을 자유롭게 회전시킬 수 있는 상태로 할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 회전반117의 전면에는, 직경방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드부136, 136이 평행하게 설치되어 있고, 양쪽 가이드부136, 136 사이에 상기 새들124가 슬라이딩 가능하도록 설치되어 있다. 또 양쪽 가이드부136, 136 사이에 이동기구부129를 구성하는 조정용 나사축137이 회전할 수 있도록 설치되어 있고, 그 나사축137이 새들124에 설치된 너트138에 나사결합되어 있다. 또한 양쪽 가이드부136, 136 사이에는, 상기 전달축133이 조정용 나사축137과 평행하게 회전반117의 회전중심으로부터 직경방향으로 연장되어 함께 회전할 수 있도록 설치되어 있다. 이 전달축133의 타단부에 제1기어139가 설치되어 있고, 그 기어139는 조정용 나사축137의 일단부에 설치된 제2기어140에 중간기어141을 통하여 맞물리도록 되어 있다. 즉 도13에 나타나 있는 제어장치142에 의하여 회전제어되는 상기 조정용 모터131에 의하여 작동축130을 정역방향으로 회전시킴으로써 전달축133을 통하여 조정용 나사축137이 정역방향으로 회전되고, 이에 따라 너트138과의 연동작용 하에 새들124가 가이드부136, 136을 따라 회전반117의 직경방향으로 이동되도록 되어 있다. 또 실시예에서는 각 이동기구부129의 종베벨기어134가 작동축130의 주베벨기어132에 공통적으로 맞물려서 1기의 조정용 모터131에 의하여 모든 새들124를 이동시킬 수 있도록 구성된다.

또한 상기 조정용 나사축137에 대하여 제2기어140은, 토크리미터(torque limiter)143을 통하여 설치되어 있다. 이 토크리미터143은, 항상 조정용 나사축137과 제2기어140을 연결시켜서 일체적으로 회전시키지만, 그 나사축137에 소정 이상의 부하(과부하(過負荷))가 가하여졌을 때에는, 제2기어140을 조정용 나사축137에 대하여 자유롭게 회전시켜서 회전의 전달을 해제하도록 기능을 한다.

(새들(saddle)의 지지장치(支持裝置))

도9에 나타나 있는 바와 같이 상기 조정용 나사축137의 타단부에, 상부가 평평한 원추형 모양의 브레이크 콘(brake corn)144가 일체적으로 회전하도록 설치되어 있다. 또 브레이크 콘144와 대향하는 이간위치에, 회전반117에 설치된 지지부재145에 축부재(軸部材)146이 조정용 나사축137의 축방향으로 슬라이딩 가능하도록 삽입되어 지지되어 있고 또한 그 축부재146의 브레이크 콘144를 지향하는 일단부에, 그 콘(corn)144의 외주면에 접촉 가능한 오목부147a를 형성한 제동부재(制動部材)147이 설치되어 있다. 그리고 그 제동부재147을 브레이크 콘144에 접촉시킴으로써 조정용 나사축137에 제동을 걸 수 있도록 구성된다. 또한 제동부재147과 지지부재145의 사이에 가압수단인 접시스프링148이 삽입되어 있고, 제동부재147은 항상 접시스프링148의 탄성력에 의하여 브레이크 콘144에 접촉하는 방향으로 가압되어 있다. 또 접시스프링148의 탄성력은, 상기 조정용 나사축137에 상기 토크리미터143이 작동시키는 과부하를 부여할 수 있는 값으로 설정되어 있다. 즉 제2실시예에서는 브레이크 콘144, 제동부재147 및 접시스프링148로 새들124의 지지장치149가 구성된다.

(지지장치(支持裝置)의 해제기구(解除機構))

상기 각 조정용 나사축137에 근접하여 상기 제동부재147을 접시스프링148의 탄성력에 저항하여 브레이크 콘144로부터 이간하도록 이동시킬 수 있는 해제기구150이, 회전반117에 각각 설치된다. 이 해제기구150은, 도10에 나타나 있는 바와 같이 회전반117에 브래킷(bracket)151을 통하여 조정용 나사축137과 평행하게 설치되는 작동레버(作動 lever)152를 구비하고, 그 작동레버152는 길이방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 이 작동레버152에 있어서의 상기 제동부재147에 근접하는 일단부와 상기 지지부재145로부터 조정용 나사축137과는 반대측으로 연장되는 축부재146과의 사이에, 도9에 나타나 있는 바와 같이 제1핀154를 통하여 제1작동판155가 회전반117에서 회전할 수 있도록 피벗 지지된다. 또한 제1작동판155의 일단부가 제2핀156을 통하여 회전할 수 있도록 축부재146에 연결되어 있고 또한 그 작동판155의 타단부가 제3핀157을 통하여 회전할 수 있도록 제1연결판158의 일단부에 연결되어 있다. 그리고 제1연결판158의 타단부가 제4핀159를 통하여 회전할 수 있도록 작동레버152의 일단부에 연결되어 있다.

또한 상기 작동레버152의 타단부에 근접하는 회전반117에는, 도10에 나타나 있는 바와 같이 L자 모양의 제2작동판160이 제5핀161을 통하여 회전할 수 있도록 피벗 지지되어 있고, 그 작동판160의 일단부에 제6핀162를 통하여 일단부가 회전할 수 있도록 연결된 제2연결판163의 타단부가, 제7핀164를 통하여 회전할 수 있도록 작동레버152의 타단부에 연결되어 있다. 상기 회전반117에 있어서의 제2작동판160의 타단부에 대응하는 위치에, 그 작동판160의 타단부에 대하여 근접·이간 가능한 작동핀165가 슬라이딩 가능하도록 설치되어 있고, 그 작동핀165의 선단부를 제2작동판160의 타단부에 접촉시켜서 그 작동판160을 제5핀161을 지점으로 하여 해제방향(도10의 반시계방향)으로 회전시킴으로써 상기 작동레버152를 통하여 제1작동판155가 제1핀154를 지점으로 하여 해제방향(도9의 시계방향)으로 회전한다. 이에 따라 상기 축부재146을 통하여 제동부재147이 접시스프링148의 탄성력에 저항하여 상기 브레이크 콘144로부터 이간하도록 이동하여, 상기 조정용 나사축137에 대한 과부하의 부여가 해제되도록 구성되어 있다.

(해제기구(解除機構)를 작동시키는 유압실린더(油壓 cylinder))

상기 회전반117을 조정위치에 위치결정한 상태에서, 상기 각 해제기구150에 있어서의 작동핀165의 후단부와 대향하는 위치의 장치본체113에 해제수단인 유압실린더166이 각각 설치되어 있고, 그 실린더166의 피스톤 로드166a는, 도10에 나타나 있는 바와 같이 작동핀165의 후단부를 지향하고 또한 축방향으로 정렬되도록 설정된다. 이 피스톤 로드166a는, 배럴 내로 후퇴한 대기위치에 있어서는, 상기 작동핀165의 후단부로부터 이간되어 회전반117의 회전에 지장을 주지 않도록 설정된다. 그리고 피스톤 로드166a를 배럴로부터 연장되도록 유압실린더166을 가압시킴으로써 그 로드166a에 의하여 작동핀165를 가압하여 이동시켜서 상기 제2작동판160을 해제방향으로 회전시키도록 구성되어 있다.

즉 각 새들124에 대응하여 설치되는 임의의 유압실린더166을, 상기 제어장치142에 의하여 가압제어하여 조정용 나사축137에 대한 과부하의 부여를 해제함으로써 1기의 조정용 모터131에 의하여 임의의 새들124만을 개별적으로 이동시킬 수 있도록 되어 있다.

(새들(saddle)의 위치검출장치(位置檢出裝置))

상기 장치본체113 또는 베이스111에는, 각 새들124(절삭공구대125)의 위치를 검출하는 위치검출장치167이 새들124의 수와 동일한 수만큼 대응하여 설치되어 있다. 또 각 위치검출장치167의 구성은 대략 동일하므로, 도7에 있어서 좌측에 위치하는 위치검출장치167의 구성에 대해서만 설명하고, 다른 위치검출장치167, 167의 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙여서 나타낸다.

상기 위치검출장치167은, 도7에 나타나 있는 바와 같이 조정위치에 위치결정된 회전반117의 직경방향 외측에 있어서, 새들124와 대응하는 위치에 부착 프레임122를 통하여 베이스111에 설치된다. 즉 부착 프레임122에는, 피스톤 로드168을 새들124의 이동방향으로 이동시킬 수 있도록 구비한 위치검출장치167을 구성하는 양쪽 로드식의 에어 실린더169가, 부착대170을 통하여 설치된다. 피스톤 로드168에 있어서의 배럴169a의 새들측으로 연장되는 제1로드168a의 선단에 프로브171이 설치되고, 그 프로브171은, 새들124의 외측면(회전반117의 외주측을 향하는 면)에 접촉할 수 있도록 위치되어 있다. 그리고 에어 실린더169는, 후술하는 위치조정작업 중에는 프로브171을 항상 새들124에 소정의 압력으로 접촉하는 방향으로 가압하여, 새들124의 이동에 추종(追從)하여 프로브171이 진퇴이동(進退移動)할 수 있도록 구성된다. 또 제1로드168a를 배럴 내로 대피한 대기위치에 있어서, 그 프로브171은 회전반117의 외주단보다 외측으로 이동하여, 그 회전반117의 회전에 지장을 주지 않도록 설정되어 있다.

상기 피스톤 로드168의 배럴169a로부터 새들의 반대측으로 연장되는 제2로드168b의 선단에, 도11에 나타나 있는 바와 같이 상기 부착대170에 슬라이딩 가능하도록 지지되어 있는 래크(rack)172가 브래킷173을 통하여 일체적으로 이동하도록 설치된다. 또한 도12에 나타나 있는 바와 같이 검출기(檢出器)인 펄스 제너레이터(pulse generator)174가 부착대170에 설치되어 있고, 그 펄스 제너레이터174의 축에 설치된 피니언(pinion)175가 상기 래크172와 맞물리도록 되어 있다. 이 펄스 제너레이터174는, 제2로드168b, 즉 상기 프로브171의 이동량에 따라 펄스가 발생하고, 이 펄스(신호)가 상기 제어장치142에 입력되도록 되어 있다.

여기에서 상기 회전반117을 조정위치에 위치결정하였을 때에, 도7에 나타나 있는 바와 같이 상부에 위치하는 새들124를 위한 위치검출장치167은, 부착 프레임122를 통하여 장치본체113에 설치되어 있다. 그리고 이렇게 장치본체113에 설치된 부착 프레임122에는, 당해의 위치검출장치167의 전체를 회전반117로부터 이간하도록 이동시키는 대피용 에어 실린더176이 설치되어 있어, 가공장치110에 의한 가공 중에는 위치검출장치167을 회전반117로부터 이간시켜서 대피시킬 수 있도록 구성되어 있다. 또 도7의 우측에 위치하는 위치검출장치167에 관해서는, 상기 위치결정장치121이 설치되는 부착 프레임122에 설치되어 있다.

(제어장치(制御裝置))

실시예의 제어장치142에서는, 상기 펄스 제너레이터174로부터의 펄스의 입력을 받고, 그 펄스의 발생수로부터 연산하여 상기 새들124의 현재위치를 감시하여, 상기 조정용 모터131의 회전제어를 하도록 설정되어 있다. 즉 제어장치142에 미리 설정되어 입력되어 있는 새들124의 새로운 가공위치에 관한 데이터(data)와 새들124의 현재위치에 관한 데이터를 비교함으로써 조정용 모터131의 회전방향 및 회전량이 설정되어, 새들124의 위치조정이 이루어지도록 구성된다. 또 제2실시예에서는, 프로브171의 대기위치를 원점으로 하여 새들124의 현재위치가 연산되도록 되어 있다.

제2발명의 실시예의 작용

다음에 이와 같이 구성된 제2발명의 실시예에 관한 가공장치에 있어서의 절삭공구대 조정장치의 작용에 대하여 절삭공구대 조정방법과의 관계에 의하여 설명한다. 상기 강관114의 치수에 따르는 가공위치에 각 새들124가 위치결정되어 있는 회전반117을 회전시키면, 상기 각 절삭공구대125에 장착되어 있는 팁은, 강관114의 외단부, 내단부 또는 축단면을 따르는 궤적을 선회한다. 이 상태에서 장치본체113을 강관의 단부를 향하여 근접하도록 이동시키면, 선회하고 있는 각 팁에 의하여 강관114의 외단부 및 내단부에 엣지 챔퍼링 가공이 실시되고 또한 축단면에는 평면가공이 실시된다.

오더의 변경에 의하여 각 절삭공구대125의 위치조정을 하는 경우에는, 상기 회전반117을 회전제어하여 각 새들124가 위치검출장치167과 대응하는 위치에 접촉하는 조정위치에 그 회전반117을 위치결정한다. 이에 따라 각 새들124에 대응하여 회전반117에 설치되어 있는 각 작동핀165가, 장치본체113에 설치되어 있는 대응하는 상기 유압실린더166에 있어서의 피스톤 로드166a와 축방향으로 정렬된다(도10 참조). 이 때, 장치본체113에 설치된 위치결정장치121의 에어 실린더120이 소정의 방향으로 가압되어 피스톤 로드120a가 배럴로부터 연장되어, 상기 가압체123이 회전반117의 오목부117a에 삽입되어 가압됨으로써 그 회전반117은 회전변위되지 않도록 지지된다.

다음에 상기 임의의 유압실린더166을, 그 피스톤 로드166a를 배럴로부터 연장되는 방향으로 가압하면 그 로드166a가 상기 작동핀165에 접촉되어 이것을 전방(새들측)을 향하여 이동시킴으로써 그 작동핀165가 제2작동판160의 타단부에 접촉된다. 이에 따라 제2작동판160은 제5핀161을 지점으로 하여 해제방향으로 회전하고, 상기 제2연결판163, 작동레버152 및 제1연결판158을 통하여 제1작동판155가 제1핀154를 지점으로 하여 해제방향으로 회전한다. 따라서 제1작동판155에 축부재146을 통하여 연결되어 있는 제동부재147은, 상기 접시스프링148의 탄성력에 저항하여 상기 브레이크 콘144로부터 이간하도록 이동된다. 즉 상기 조정용 나사축137에는, 상기 토크리미터143이 작동시키는 과부하는 부여되지 않는 해제상태가 되어, 그 나사축137과 상기 제2기어140은 일체적으로 회전할 수 있게 된다.

또한 상기 위치검출장치167의 양쪽 로드식의 에어 실린더169가 소정의 방향으로 가압되어, 상기 프로브171을 대응하는 새들124의 외측면에 접촉시킨다. 이 때의 프로브171의 이동량은, 상기 래크172 및 피니언175를 통하여 펄스 제너레이터174에 의하여 검출되어, 그 이동량에 따르는 펄스가 제어장치142에 입력된다. 제어장치142에서는, 펄스 제너레이터174로부터의 펄스의 입력을 받고, 그 펄스의 발생수로부터 새들124의 현재위치가 연산되어, 미리 설정되어 입력되어 있는 새로운 가공위치에 관한 데이터와 비교함으로써 상기 조정용 모터131의 회전방향 및 회전량이 설정된다.

이 상태에서 상기 클러치135에 의하여 작동축130과 조정용 모터131을 연결하고, 상기 제어장치142에 의하여 조정용 모터131을 소정의 방향으로 회전제어함으로써 주베벨기어132, 전달축133, 제1기어139, 중간기어141 및 제2기어140을 통하여 조정용 나사축137이 회전하여, 상기 너트138과의 나사결합작용 하에 새들124가 상기 가이드부136, 136을 따라 이동한다. 이 때, 상기 프로브171은 에어 실린더169의 가압 하에 새들124에 접촉된 상태에서 추종하여 이동하고, 그 이동량이 래크172 및 피니언175를 통하여 펄스 제너레이터174에 의하여 검출되어, 그 이동량에 따르는 펄스가 제어장치142에 피드백(feed back)됨으로써 새들124를 새로운 가공위치에 정확하게 위치결정할 수 있다. 또 상기 지지장치149에 의한 과부하의 부여가 해제되어 있지 않은 조정용 나사축137에 대해서는, 대응하는 제2기어140이 토크리미터143에 의하여 자유롭게 회전하여 회전은 전달되지 않아 새들124는 이동조정은 이루어지지 않는다.

상기 새들124, 즉 절삭공구대125의 위치조정이 완료되면, 상기 유압실린더166이 역가압되어 그 피스톤 로드166a가 배럴 내로 후퇴하여 작동핀165로부터 이간하도록 이동된다. 이에 따라 상기 제1작동판155의 반해제방향(反解除方向)(도9의 반시계방향)으로의 회전이 허용되는 상태가 되어, 상기 제동부재147은 접시스프링148의 탄성력에 의하여 상기 브레이크 콘144에 접촉되어, 상기 조정용 나사축137에는 상기의 과부하가 부여된다. 또한 상기 위치검출장치167의 프로브171 및 위치결정장치121의 가압체123이 대기위치까지 후퇴하고 또한 상기 클러치135에 의하여 작동축130과 조정용 모터131의 연결상태가 해제됨으로써 위치조정작업이 종료된다.

그리고 상기한 위치조정작업을, 각 새들마다 또는 복수의 새들을 동시에 함으로써 모든 새들124가 신오더에 대응하는 가공위치에 위치조정된다. 또 상기 회전반117을 회전시킴으로써 강관114의 가공을 할 때에는, 상기 작동축130과 조정용 모터131의 연결상태가 해제되고 또한 상기 조정 나사축137에 과부하가 부여되어 있기 때문에, 그 나사축137이 회전하여 새들124가 이동되는 경우는 없다.

즉 실시예에서는 새들124를 회전반117에 고정지지(과부하의 부여)하는 지지장치149의 해제를 하는 유압실린더166 및 새들124의 위치를 검출하는 위치검출장치167을, 회전하지 않는 장치본체113 또는 베이스111에 설치하였기 때문에 회전반117에 전기배선(電氣配線)이나 유압관로(油壓管路) 등을 설치하여 구성을 복잡하게 하지 않아 새들124, 즉 절삭공구대125의 위치조정의 자동화를 도모할 수 있다. 따라서 절삭공구대125의 위치조정작업에 사람의 손을 필요로 하는 경우는 없어 노동력의 절감을 달성할 수 있다.

여기에서 상기 각 절삭공구대125를 교환할 때에는, 모든 새들124가 회전반117에 설정된 소정의 교환위치로 이동된 상태에서 이루어진다. 따라서 절삭공구대125의 교환 후의 위치조정에 있어서는, 모든 새들124를 소정의 위치까지 일제히 이동시킨 후에, 선택한 임의의 새들124의 상기 지지장치149에 의한 고정지지를 해제한 상태에서 조정용 모터131을 회전제어함으로써 위치조정작업의 시간 단축을 도모할 수 있다.

또 실시예에서는, 회전반117에 설치되는 각 새들124에 대응하여 해제수단인 유압실린더166 및 위치검출장치167을 장치본체113 또는 베이스111에 설치하였을 경우에 대하여 설명하였지만, 본원 발명은 이에 한정되는 것이 아니다. 즉 유압실린더166 및 위치검출장치167을 소정의 위치(조정 스테이션)에 1기만 설치하여 회전반117을 회전제어함으로써 그 조정 스테이션에 각 새들124를 위치결정할 때마다 그 새들124의 위치조정을 순차적으로 하는 구성을 채용할 수 있다.

또 실시예에서는 지지장치에 의한 고정지지의 해제를 해제기구를 통하여 하도록 구성하였지만, 유압실린더(해제수단)에 의하여 직접 하는 구성으로 할 수 있다. 또 해제수단은, 유압실린더에 한정되지 않아 공기압 실린더 등이더라도 좋고 또는 모터와 그 모터에 의하여 회전되는 캠을 조합시킨 기구 등을 채용할 수 있다. 또한 가압수단은 접시스프링에 한정되는 것이 아니라 압축스프링 등 다른 탄성부재를 사용하더라도 좋다. 또 검출기는, 펄스 제너레이터에 한정되는 것이 아니라 프로브의 이동량을 검출할 수 있는 다른 수단을 채용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 관한 강관 단부의 가공장치에 의하면, 팁을 구비하는 절삭공구대를 새들에 고정지지하는 지지장치의 해제수단을 회전반의 외부에 설치함으로써 구성을 복잡하게 하지 않아 자동공구교환장치에 의한 절삭공구대의 교환작업을 자동화 할 수 있다. 즉 작업자를 중노동으로부터 해방시킬 수 있어 노동력의 절감을 달성할 수 있다. 또한 작업자가 기계장치에 근접하여 작업할 필요는 없기 때문에 안전성을 확보할 수 있다.

또한 본 발명에 관한 강관 단부의 가공장치에 있어서의 절삭공구대 조정방법 및 그 장치에 의하면, 절삭공구대를 구비하는 새들을 회전반에 고정지지하는 지지장치의 해제수단 및 새들의 위치검출을 하는 위치검출장치를 회전반의 외부에 설치함으로써 구성을 복잡하게 하지 않아 절삭공구대의 위치조정을 자동화 할 수 있다. 즉 작업자를 중노동으로부터 해방시킬 수 있어 노동력의 절감 및 조정시간의 단축을 달성할 수 있다. 또한 작업자가 기계장치에 근접하여 작업할 필요가 없기 때문에 안전성을 확보할 수 있다. 또한 작업자의 숙련 등의 차이에 의하여 위치결정의 정밀도에 편차를 발생시키는 경우는 없어 절삭공구대를 항상 우수한 정밀도로 위치조정할 수 있다.

Claims (4)

1. 장치본체(裝置本體)(21)에 회전할 수 있도록 설치되는 회전반(回轉盤)(25)의 전면(前面)에 복수의 새들(saddle)(28)이 각각 직경방향으로 이동할 수 있도록 설치되고, 각 새들(28)에 착탈교환(着脫交換)할 수 있도록 설치되는 절삭공구대(切削工具臺)(16)에 강관(鋼管)의 단부(端部)를 엣지 챔퍼링 가공(edge chamfering 加工)하는 팁(tip) 또는 평면가공하는 팁을 구비하는 바이트(bite)(30)가 장착되어 있고, 상기 회전반(25)의 회전에 의하여 선회(旋回)하는 각 팁에 의하여 강관(22)의 단부에 엣지 챔퍼링 가공 및 평면가공을 실시하는 가공장치에 있어서,

   상기 회전반(25)에 대하여 새들(28)을 직경방향으로 이동하도록 조정하는 조정장치(調整裝置)(31)와,

   상기 새들(28)에 설치되어 항상 상기 절삭공구대(16)를 새들(28)에 대하여 고정지지하고 또한 지지를 해제할 수 있는 지지수단(支持手段)(43)과,

   상기 장치본체(21)에 설치되고 또한 상기 조정장치(31)에 의하여 해제위치로 이동위치가 결정된 새들(28)을 상기 회전반(25)의 회전에 의하여 공구교환위치에 위치결정한 상태에서, 상기 지지수단(43)에 의한 절삭공구대(16)의 고정지지를 해제할 수 있는 해제수단(解除手段)(55)과,

   복수의 절삭공구대(16)가 착탈 가능하도록 장착되는 공구 매거진(工具 magazine)(15) 및 그 매거진(15)의 절삭공구대(16)와 공구교환위치의 상기 새들(28)의 절삭공구대(16)를 교환하는 교환수단(交換手段)(18)을 구비하는 자동공구교환장치(自動工具交換裝置)(12)로 구성하는 것을 특징으로 하는 강관 단부의 가공장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지지수단(43)은, 상기 절삭공구대(16)의 피결합부(被結合部)(29a)에 결합 및 해제 가능한 결합부재(結合部材)(44)와, 그 결합부재(44)를 항상 피결합부(29a)에 결합하도록 가압(加壓)하는 가압수단(加壓手段)(45)과, 결합부재(44)를 가압수단(45)의 탄성력에 저항하여 피결합부(29a)로부터 이간(離間)하도록 이동시킬 수 있는 해제기구(解除機構)(46)로 구성되고, 상기 해제수단(55)에 의하여 해제기구(46)를 작동시킴으로써 결합부재(44)를 피결합부(29a)로부터 이간하여 이동되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 강관 단부의 가공장치.
3. 장치본체(113)에 회전할 수 있도록 설치되는 회전반(117)의 전면에 복수의 새들(124)이 각각 직경방향으로 이동할 수 있도록 설치되고, 각 새들(124)에 설치되는 절삭공구대(125)에 강관(114)의 단부를 엣지 챔퍼링 가공하는 팁 또는 평면가공하는 팁을 구비하는 바이트(126)가 장착되어 있고, 상기 회전반(117)의 회전에 의하여 선회하는 각 팁에 의하여 강관(114)의 단부에 엣지 챔퍼링 가공 및 평면가공을 실시하는 가공장치에 있어서,

   상기 회전반(117)에 설치되어 있는 지지장치(149)에 의한 상기 새들(124)의 회전반(117)에 대한 고정지지를 상기 장치본체(113)에 설치되어 있는 해제수단(166)에 의하여 해제하고,

   상기 장치본체(113) 또는 베이스(base)(111)에 설치되어 있는 위치검출장치(位置檢出裝置)(167)의 프로브(probe)(171)를 상기 새들(124)에 접촉시킨 상태에서, 그 새들(124)을 이동장치(移動裝置)(127)에 의하여 회전반(117)에 대하여 직경방향으로 이동시키고,

   상기 새들(124)의 이동에 추종(追從)하여 이동하는 프로브(171)의 이동량을 검출하는 검출기(檢出器)(174)로부터의 신호에 따라 제어장치(制御裝置)(142)에 의하여 상기 이동장치(127)를 제어하여 새들(124)의 위치조정을 하는 것을 특징으로 하는 강관 단부의 가공장치에 있어서의 절삭공구대 조정방법.
4. 장치본체(113)에 회전할 수 있도록 설치되는 회전반(117)의 전면에 복수의 새들(124)이 각각 직경방향으로 이동할 수 있도록 설치되고, 각 새들(124)에 설치되는 절삭공구대(125)에 강관(114)의 단부를 엣지 챔퍼링 가공하는 팁 또는 평면가공하는 팁을 구비하는 바이트(126)가 장착되어 있고, 상기 회전반(117)의 회전에 의하여 선회하는 각 팁에 의하여 강관(114)의 단부에 엣지 챔퍼링 가공 및 평면가공을 실시하는 가공장치에 있어서,

   상기 회전반(117)에 대하여 새들(124)을 직경방향으로 이동시키는 이동장치(127)와, 상기 회전반(117)에 설치되어 항상 상기 새들(124)을 회전반(117)에 대하여 고정지지하고 또한 지지를 해제시킬 수 있는 지지장치(149)와,

   상기 장치본체(113)에 설치되고 또한 상기 지지장치(149)에 의한 새들(124)의 고정지지를 해제시킬 수 있는 해제수단(166)과,

   상기 장치본체(113) 또는 베이스(111)에 설치되고 또한 상기 새들(124)에 접리(接離) 가능한 프로브(171)를 새들(124)의 이동에 추종하여 이동시키고 또한 그 프로브(171)의 이동량을 검출하는 검출기(174)를 구비하는 위치검출장치(167)와,

   상기 검출기(174)로부터의 신호에 의거하여 상기 이동장치(127)를 제어하는 제어장치(142)로 구성하는 것을 특징으로 하는 강관 단부의 가공장치에 있어서의 절삭공구대 조정장치.