KR20090068396A - 원형관의 단면 개선 가공기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 원형관의 원주면에 접하여 원형관을 회전 구동하는 제 1 구동 롤러 및 제 2 구동 롤러; 상기 원형관의 원주면에 접하여 원형관을 회전 가능하게 지지하는 제 1 공전 롤러 및 제 2 공전 롤러; 상기 원형관의 전방 단면 및 후방 단면에 접촉하여 상기 원형관을 지지하는 하나 이상의 정지 롤러; 상기 원형관의 내측 원주면에 접하여 원형관의 상하 진동을 억제하는 상하 고정 롤러; 상기 원형관의 전방 단면 또는 전방 원주면을 가공할 수 있도록 배치된 스핀들 헤드;를 구비하는, 원형관의 단면 개선 가공기가 제공된다.

용접 개선, 원형관, 가공기

Description

원형관의 단면 개선 가공기{Apparatus For Machining Cross-sectional Gap of Circular Tube}

본 발명은 원형관의 단면 개선 가공기로서, 보다 상세하게는 원형관의 단면에 형성되어야 하는 용접을 위한 개선(gap)을 가공하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 복수의 원형관을 용접으로 연결하는 복관(複管) 작업에 앞서, 개별 원형관의 단면에 존재하는 용접 개선(gap)을 가공하거나 또는 원형관의 외측 원주면을 테이퍼 가공하는 작업을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

통상적으로 압력 용기(vessel)를 제작하는 공정은 복수의 원형관을 밴딩(bending)에 의해서 형성하고, 복수의 원형관을 용접에 의해 상호 연결하는 방식으로 이루어진다. 이때 원형관을 연결하기 위한 용접면이 되는 개선(gap)을 가공 형성하는 작업은 가스 토치 절단기를 이용하여 "X" 자형 개선을 형성하는 것이 일반적이다. 공지된 바와 같이, "X" 자형 개선보다는 "U" 자형 개선을 이용하여 용접을 수행하면 용접 자재의 소요량이 적고 작업 시간이 단축되어 작업 효율성을 향상시킬 수 있지만, 원형관의 개선 작업에서는 가스 토치 절단기로 "U" 자형 개선을 형성하는 것이 불가능하다는 문제점이 있다.

한편, 모재의 두께가 두꺼운 후판으로부터 제작된 원형관은 화공기의 헤드 부위와 원형관을 연결할 때 두께에 대한 단차가 발생하므로, 원형관 외측 원주면의 테이퍼 가공 작업이 필요하게 된다. 원형관의 외측 원주면의 테이퍼 가공 작업은 가스 토치 절단기를 사용하여 이루어지는데, 절단부의 두께가 가스 토치 절단기의 1 회 절단 능력을 초과할 경우, 반복적인 절단 작업이 필요하다는 문제점이 있다. 즉, 원형관 외측 원주면의 테이퍼 작업을 가스 토치 절단기로 수행할 경우에 반복적인 절단 작업으로 인하여 작업 생산성 저하가 초래되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기계 가공에 의해 수행될 수 있는 원형관의 단면 개선 가공기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 원형관 단면에서의 용접 개선 단면 작업에서 "X" 자형 개선 및 "U" 자형 개선 작업이 모두 가능한 원형관의 단면 개선 가공기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 원형관의 외면부 테이퍼 절단 작업을 기계 가공으로써 수행할 수 있는 원형관의 단면 개선 가공기를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 원형관의 원주면에 접하여 원형관을 회전 구동하는 제 1 구동 롤러 및 제 2 구동 롤러; 상기 원형관의 원주면에 접하여 원형관을 회전 가능하게 지지하는 제 1 공전 롤러 및 제 2 공전 롤러; 상기 원형관의 전방 단면 및 후방 단면에 접촉하여 상기 원형관을 지지하는 하나 이상의 정지 롤러; 상기 원형관의 내측 원주면에 접하여 원형관의 상하 진동을 억제하는 상하 고정 롤러; 상기 원형관의 전방 단면 또는 전방 원주면을 가공할 수 있도록 배치된 스핀들 헤드;를 구비하는, 원형관의 단면 개선 가공기가 제공된다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 제 1 구동 롤러 및 제 2 구동 롤러는 동시에 회전된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제 1 구동 롤러 및 제 2 구동 롤러는 서로에 대하여 접근하거나 또는 서로로부터 이격될 수 있도록 설치된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제 1 공전 롤러 및 제 2 공전 롤러는 서로에 대하여 접근하거나 또는 서로로부터 이격될 수 있도록 설치된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 제 1 공전 롤러 및 제 2 공전 롤러는 상기 제 1 구동 롤러 및 제 2 구동 롤러를 향해 각각 근접하거나 또는 제 1 구동 롤러 및 제 2 구동 롤러로부터 이격될 수 있도록 설치된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 스핀들 헤드는 상기 원형관을 향하여 근접하거나 그로부터 이격될 수 있고, 승강 가능하며, 수직축을 중심으로 틸팅될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 원형관의 회전에 따라서 상기 원형관의 중심이 이동하는 것을 감지하기 위한 레이저 거리 감지 센서를 더 구비한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 스핀들에 장착된 절삭 공구가 상기 원형관의 단면을 절삭함으로써 발생되는 절삭 칩을 배출하기 위한 절삭 칩 콘베이어를 더 구비한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 스핀들에 장착된 절삭 공구가 상기 원형관의 단면을 절삭할 때 발생하는 열을 감소시킬 수 있도록 절삭유 공급 장치가 더 구비된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 원형관의 단면에 X 자형 개선 또는 U 자형 개선을 형성된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 원형관의 단부 외주면에 테이퍼를 형성된다.

본 발명에 따른 원형관의 단면 개선 가공기는 원형관의 단면 개선 가공 작업을 보다 효율적이고 신속하게 수행할 수 있다는 장점을 가진다. 특히 본 발명에 따른 원형관의 단면 개선 가공기는 X 자형 개선 작업뿐만 아니라 U자형 개선에서도 이용될 수 있으므로, 용접 재료를 절감할 수 있고 작업 시간을 단축시킬 수 있다는 장점을 가진다. 또한 원형관 외측 원주면의 테이퍼 가공 작업을 가스 토치절단기가 아닌 기계 가공 작업으로 수행할 수 있어서 정밀성을 요구하는 제품에서도 우수한 품질을 확보할 수 있다. 이외에도 작업 안전성을 확보할 수 있다는 부가적인 장점을 가진다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참조로 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 에 도시된 것은 본 발명에 따른 원형관 단면 개선 가공기의 일 실시예에 대한 개략적인 구성도이다.

도면을 참조하면, 원형관 단면 개선 가공기는 원형관(1)의 원주면에 접하여 원형관(1)을 회전 구동하는 제 1 구동 롤러(11) 및 제 2 구동 롤러(12)와, 상기 원형관(1)의 원주면에 접하여 원형관(1)을 회전 가능하게 지지하는 제 1 공전 롤러(13) 및 제 2 공전 롤러(14)와, 상기 원형관(1)의 전방 단면을 지지하는 제 1 정 지 롤러(15) 및 제 2 정지 롤러(16)와, 상기 원형관(1)의 후방 단면을 지지하는 제 3 정지 롤러(17)와, 상기 원형관(1)의 내측 원주면에 접하여 원형관(1)의 상하 진동을 억제하는 상하 고정 롤러(18)와, 상기 원형관(1)의 전방 단면 또는 전방 외측 원주면을 가공할 수 있도록 배치된 스핀들 헤드(21)를 구비한다.

이후에 보다 상세하게 설명되는 바로서, 제 1 구동 롤러(11) 및 제 2 구동 롤러(13)는 원형관(1)의 길이 방향에 직각으로 이송 가능하게 설치됨으로써, 서로에 대한 간격이 조절될 수 있으며, 따라서 다양한 직경을 가진 원형관(1)이 제 1 구동 롤러(11) 및 제 2 구동 롤러(13) 사이에 지지될 수 있다. 또한 제 1 공전 롤러(13) 및 제 2 공전 롤러(14)는 원형관(1)의 길이 방향으로 이송 가능하고, 또한 원형관(1)의 길이 방향에 직각인 방향으로 이송 가능하게 설치됨으로써, 다양한 직경 및 다양한 길이를 가진 원형관이 그 사이에 지지될 수 있다.

상하 고정 롤러(18)는 상하 고정 장치(20)에 의해 지지되며, 상하 고정 장치(20)는 승강 가능하게 설치된다. 상하 고정 롤러(18)는 원형관(1)의 내측 원주면에 도달하도록 하강되어 원형관(1)의 내측 원주면에 접할 수 있다. 원형관(1)이 회전할 때 원형관(1)의 진원도에 따라서, 또는 기계 가공시의 진동에 따라서 원형관(1)은 상하로 이동이 발생할 수 있는데, 상하 고정 롤러(18)는 원형관(1)의 상하 이동을 완충시키고 원형관(1)이 롤러(11,12,13,14)로부터 벗어나는 것을 방지한다. 상하 고정 장치(20)에 구비된 실린더(20a)는 상하 고정 롤러(18)에 가해지는 힘을 흡수하는 역할을 한다.

한편, 제 1 정지 롤러(15) 및 제 2 정지 롤러(16)는 원형관(1)이 자체 중량 등의 원인으로 인해 전방으로 밀리는 것을 방지하고, 제 3 정지 롤러(17)는 원형관(1)이 후방으로 밀려나는 것을 방지한다. 도면에 도시된 바와 같이, 제 3 정지 롤러(17)는 지지부(17a)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 도면에 도시되지 않았으나, 제 1 정지 롤러(15) 및 제 2 정지 롤러(16)도 지지부(17a)와 같은 유형의 다른 지지부에 의해 지지된다.

스핀들 헤드(21)에는 원형관(1)의 단면을 가공하기 위한 절삭 공구(23)가 장착될 수 있는데, 예를 들면 페이스 커터(face cutter) 또는 앵글 커터(angle cutter)등이 장착될 수 있다. 스핀들 헤드(21)는 용접을 위한 개선 가공 작업 뿐만 아니라 원형관의 외측 원주면에 테이퍼를 형성할 수 있으며, 수직 축에 대하여 틸팅 가능하게 설치된다.

도 2 에 도시된 것은 본 발명에 따른 원형관 단면 개선 가공기의 개략적인 평면도이다.

도면을 참조하면, 제 1 구동 롤러(11)는 구동 롤러 지지용 프레임(29a) 상에 회전 가능하게 지지되고, 제 2 구동 롤러(12)는 구동 롤러 지지용 프레임(29b)상에 회전 가능하게 지지된다. 상기 구동 롤러 지지용 프레임(29a,29b)은 구동 롤러 간격 조절 장치(25)에 의해서 서로 근접하거나 또는 서로로부터 멀어지도록 간격이 조절될 수 있다. 구동 롤러 간격 조절 장치(25)에는 간격 조절용 모터(25a)가 구비되며, 상기 간격 조절용 모터(25a)에 의해 회전하는 볼 스크류(25b)가 구동 롤러 지지용 프레임(29a,29b)에 구비된 너트(미도시)와 함께 작용하여 구동 롤러 지지용 프레임(29a,29b)을 이동시킬 수 있다.

제 1 구동 롤러(11) 및 제 2 구동 롤러(12)를 회전시키도록 구동 롤러 회전용 모터(30)가 구비된다. 상기 구동 롤러 회전용 모터(30)의 구동력은 변속기(31)를 통해서 제 1 감속기(32) 및 제 2 감속기(33)로 전달되는데, 하나의 동력 전달용 샤프트(34)를 통해서 전달된다. 따라서 제 1 구동 롤러(11) 및 제 2 구동 롤러(12)는 동시에 회전할 수 있다.

제 1 공전 롤러(13)는 공전 롤러 지지용 프레임(28a)상에 지지되고, 제 2 공전 롤러(14)는 공전 롤러 지지용 프레임(28b)상에 지지된다. 또한 상기 공전 롤러 지지용 프레임(28a,28b)들은 길이 방향 이동 프레임(27)상에서 길이 방향에 직각인 방향으로 이동 가능하게 지지된다. 따라서 공전 롤러 지지용 프레임(28a,28b)은 서로 근접하게 이동하거나, 또는 서로로부터 멀어지도록 이동할 수 있다.

공전 롤러 지지용 프레임(28a,28b)을 서로 근접시키거나 또는 이격시키기 위하여, 간격 조절 장치(26)가 설치된다. 간격 조절 장치(26)에 구비된 간격 조절용 모터(26a)는 볼스크류(26b)를 회전시키게 되며, 상기 볼스크류(26b)는 공전 롤러 지지용 프레임(28a,28b)들에 설치된 너트(미도시)에 맞물려서 공전 롤러 지지용 프레임(28a,28b)들을 이동시킬 수 있다.

공전 롤러 지지용 프레임(28a,28b)은 길이 방향 이동 프레임(27)의 상부에 설치되어 있으므로, 길이 방향 이동 프레임(27)의 이동에 따라서 공전 롤러 지지용 프레임(28a,28b)은 길이 방향으로 이동할 수 있다. 길이 방향 이동 프레임(27)은 길이 방향 이동 장치(36a,36b)에 의해서 이동될 수 있다. 길이 방향 이동 프레임(27)의 이동에 의해서, 원형관(1, 도 1)의 길이에 대응하도록 공전 롤러(13,14) 를 움직일 수 있다. 길이 방향 이동 장치(36a,36b)는 예를 들면 공압 실린더 및/또는는 유압 실린더와 같은 것을 구비하여 길이 방향 이동 프레임(27)을 이동시킬 수 있다.

구동 롤러(11,12)의 전방 일측에는 제 1 정지 롤러(15, 도 2에서는 생략됨)와 제 2 정지 롤러(16)가 배치된다. 또한 공전 롤러(13,14)의 후방 일측에는 제 3 정지 롤러(17)가 배치된다. 상기 제 1 내지 제 3 정지 롤러(15,16,17)는 롤러의 원주면이 원형관(1)의 전방 단면 및 후방 단면에 접촉하도록 배치됨으로써, 원형관(1)이 구동 롤러 및 공전 롤러상에 안착되었을 때 길이 방향으로 밀려나는 것을 방지한다. 제 3 정지 롤러(17)는 절삭 공구(23)에 의해서 원형관(1)이 후방으로 밀리는 것을 방지하도록, 이후에 설명되는 바와 같이 축압기 및 실린더에 의한 완충 작용을 가지고 원형관(1)을 지지하게 된다. 또한 제 1 및 제 2 정지 롤러(15,16)들도 축압기 및 실린더에 의한 완충 작용이 구비된다.

한편, 도면에 도시되지 않았으나, 절삭칩을 제거하기 위한 절삭칩 콘베이어 및 칩 박스가 구비된다. 일 예를 들면, 절삭 칩 콘베이어는 스핀들 헤드(21)에 설치된 절삭 공구로부터 떨어지는 절삭 칩을 수용하여 칩 박스로 이송할 수 있도록, 절삭 공구의 하부로부터 칩 박스까지 연장되어 순환되는 콘베이어일 수 있다. 절삭 칩 콘베이어는 평탄한 상부 표면을 가지며, 칩이 콘베이어 상부에 떨어져서 칩 박스로 이송될 것이다. 또한 절삭유 공급 장치가 구비될 수 있는데, 통상의 절삭유 공급 장치로써 절삭 공구와 원형관(1)의 단면 사이에 절삭유를 공급할 수 있다.

도 3 에 도시된 것은 도 2 에 도시된 원형관 단면 개선 가공기의 정면도이 다.

도면을 참조하면, 메인 프레임(50)상에는 제 1 구동 롤러(11) 및 제 1 공전 롤러(13)가 설치되며, 도면 번호 13'는 제 1 공전 롤러(13)가 길이 방향 이송 장치(36a)인 로드 실린더와 같은 것에 의해서 제 1 구동 롤러(11)에 근접하게 이동한 것을 나타낸다. 제 1 및 제 2 구동 롤러(11,12)와 제 1 및 제 2 공전 롤러(13,14)에 의해 지지되는 원형관의 전방 단부는 제 1 정지 롤러(15) 및 도 1 에 도시된 제 2 정지 롤러(16)에 의해 지지되고, 후방 단부는 제 3 정지 롤러(17)에 의해서 지지된다. 또한 상하 고정 롤러(18)는 원형관의 후방에서 내측 원주면에 접촉하여 지지하게 된다.

제 3 정지 롤러(17)와 상하 고정 롤러(18)는 후방 고정용 슬라이더(43)에 설치되어 있다. 후방 고정용 슬라이더(43)는 후방 프레임(45)상에서 왕복 운동할 수 있게 설치되며, 후방 고정용 슬라이더(43)를 전방 또는 후방으로 이동시키기 위해서 공압 실린더 및/또는 유압 실린더(46)가 구비된다. 후방 프레임(45)도 메인 프레임(50)에 대하여 전진하거나 후진될 수 있다.

원형관(1)의 길이에 대응하여, 후방 프레임(45)이 전진하여 소정의 위치에 고정되고, 이후에 다시 공압 실린더 및/또는 유압 실린더(46)의 전진에 의해서 제 3 정지 롤러(17)는 원형관(1)의 후방 단부에 접하게 되어 원형관(1)의 후방 단부에 대한 정지 작용이 이루어지고, 상하 고정 롤러(18)는 원형관(1)의 내부로 진입하게 된다. 다음에 승강 실린더(42)의 작용에 의해서 상하 고정 롤러(18)는 하강하게 되어, 원형관(1)의 내측 원주면에 접촉함으로써 원형관(1)의 상하 고정 작용이 이루 어질 수 있다. 절삭 가공시에 원형관(1)에 전달되는 추력등으로 인하여 또는 원형관(1)의 자체 중량의 편중에 의하여 원형관(1)이 후방으로 밀리게 된다면, 축압기(47)에 축적된 공기압이 실린더(46)에 공급됨으로써 충격 발생시의 압력을 흡수하고 손실된 압력을 즉각적으로 보상할 수 있다.

스핀들 헤드(11)는 승강 실린더(41)에 의해서 승강 가능하게 설치되며, 또한 원형관(1)의 길이 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 도시되지 않은 장치에 의해 틸팅(tilting)이 가능하도록 설치된다. 스핀들 헤드(11)의 틸팅에 의해서 다양한 형태의 절삭면 가공이 가능해진다.

도 4 에 도시된 것은 도 2 에 도시된 원형관 단면 개선 가공기의 좌측면도이다.

도면을 참조하면, 직경이 큰 원형관(1)을 가공할 경우에는 제 1 공전 롤러(13)와 제 2 공전 롤러(14)가 서로로부터 이격된 상태를 유지하며, 반대로 직경이 작은 원형관(1')을 가공할 경우에는 도면 번호 13' 및 도면 번호 14'로 표시된 위치로 제 1 공전 롤러 및 제 2 공전 롤러가 이동하여 배치된다. 제 1 공전 롤러(13)와 제 2 공전 롤러(14)의 상호 접근 및 이격은 위에서 설명된 바와 같이 간격 조절 장치(26)에 의해서 수행될 수 있다. 제 1 공전 롤러(13) 및 제 2 공전 롤러(14) 사이의 간격에 대응하여, 제 1 구동 롤러(11) 및 제 2 구동 롤러(12)의 간격도 조절될 수 있다는 점이 이해되어야 한다.

도 5 에 도시된 것은 복수의 원형관을 이용하는 압력 용기의 일 예를 개략적으로 나타낸 것이다.

도면을 참조하면, 제 1 원형관(61)과 제 2 원형관(62)이 용접에 의해서 상호 연결되고, 제 1 원형관(61)의 전방 및 후방에는 헤드(63,64)가 용접된다. 이와 같은 경우에, 제 1 원형관(61)과 제 2 원형관(62) 사이의 용접을 위해서 용접 개선(gap)을 가공하여야 하고, 또한 헤드(63,64)들과 원형관(61,62)들의 두께 단차로 인하여 원형관(61,62)의 외주면에 테이퍼 가공이 필요하다.

도 6a 내지 도 6c 에 도시된 것은 도 5 의 일부를 확대하여 도시한 개략적인 단면도이다.

도 6a 는 도 5에서 A 로 표시된 부분을 확대하여 도시한 것으로서, 본원 발명에 따른 원형관 단면 개선 가공기를 이용하여 원형관(1)의 외측 단면을 테이퍼 가공한 것으로 나타낸 것이다. 즉, 도면 번호 65 로 표시된 바와 같이 원형관(1)의 외표면 일부가 테이퍼 형상으로 절삭되어 제거된다.

도 6b 는 도 5에서 B 로 표시된 부분을 확대하여 도시한 것으로서, 본원 발명에 따른 원형관 단면 개선 가공기를 이용하여 원형관(1)의 용접 단면에 U 자형 개선(67)을 형성한 것을 나타낸 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, U 자형 개선(67)에는 반경 R 의 곡면이 형성될 수 있으며, 이러한 개선 사이에 용접 재료가 채워짐으로써 제 1 및 제 2 원형관(61,62)의 상호 용접이 이루어질 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 종래의 가스 토치를 이용한 개선 작업에서는 이와 같은 U 자형 개선 작업이 불가능하였다.

도 6c 는 도 5에서 B 로 표시된 부분을 확대하여 도시한 다른 예로서, 본원 발명에 따른 원형관 단면 개선 가공기를 이용하여 원형관(1)의 용접 단면에 X 자형 개선(68)을 형성한 것을 나타낸 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, X 자형 개선(68) 사이에 용접 재료가 채워짐으로써 제 1 및 제 2 원형관(61,62)의 상호 용접이 이루어질 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 종래의 가스 토치를 이용한 개선 작업에서는 오직 이러한 X 자형 개선만이 형성될 수 있었으나, 본원 발명의 원형관 단면 개선 가공기로는 상기의 U 자형 개선뿐만 아니라 X 자형 개선을 형성하는 작업도 가능하다는 점이 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 원형관의 단면 개선 가공기를 이용한 단면 개선 가공 방법을 개략적으로 설명하기로 한다.

모재인 후판을 밴딩(bending) 성형함으로써 원형관(1)을 형성한 이후에, 크레인을 이용하여 단면 가공 개선기의 롤러(11,12,13,14)상에 안착시킨다. 원형관(1)을 안착시키기 이전에, 롤러(11,12,13,14)들의 간격을 조절하여야 하는데, 원형관(1)의 중심과 롤러(11,12,13,14)의 지지점이 안전각을 이룰 수 있도록 간격 조절 장치(25,26)를 작동시킨다. 또한 길이 방향 이송 장치(36a,36b)를 이용하여 제 1 및 제 2 공전 롤러(13,14)를 원형관(1)의 길이에 대응하도록 전진시킨다. 제 3 정지 롤러(17)도 원형관(1)의 길이에 따라서 전진하게 된다.

원형관(1)이 롤러상에 안착되면 제 1 내지 제 3 정지 롤러(15,16,17)들이 원형관(1)의 전후방 단면에 접함으로써 길이 방향의 고정이 이루어지며, 상하 고정 롤러(18)도 하강하여 원형관(1)을 상하 고정시켜 진동을 방지한다. 제 1 내지 제 3 정지 롤러(15,16,17)를 구비하는 장치에는 유압 실린더(미도시) 및 축압기(미도시)들이 설치되어 있으므로, 제 1 내지 제 3 정지 롤러에 가해지는 압력에 의한 충격 을 유압 실린더가 흡수하고 손실 압력을 축압기로써 보상할 수 있으며, 상하 고정 롤러(18)에 대해서도 동일한 작용이 이루어질 수 있다. 원형관(1) 자체의 편중된 중량으로 인해 길이 방향으로 밀림이 발생하면 제 1 내지 제 3 정지 롤러가 밀림을 방지하고, 원형관(1)의 진원도에 따라서 회전시에 진동이 발생하게 되면 상하 고정 롤러(18)가 진동을 방지한다.

원형관(1)의 가공면인 전방 단면은 스핀들(1)에 설치되는 절삭 공구와 평행을 이루고 있으며, 예를 들어 스핀들(21)에 페이스 커터를 장착한 이후에 스핀들(21)은 승강 실린더(41)에 의해서 상하 방향 이동이 가능하고, 도시되지 않은 다른 장치에 의해서 길이 방향으로도 이동이 가능하다. 또한 스핀들(1)은 수직 축을 중심으로 좌우 틸팅이 가능하게 설치됨으로써 다양한 형태의 가공이 가능하다.

원형관(1)이 롤러(11,12,13,14)상에 설치되면 회전 구동 모터(30)의 회전에 의해서 절삭 조건에 적합하게 제 1 및 제 2 구동 롤러(11,12)가 회전하게 되고, 그에 의해서 원형관(1)이 회전한다. 또한 스핀들(21)에 설치된 절삭 공구가 회전하면서 원형관(1)의 전방 단면에 접근하여 가공이 수행될 수 있다. 이때 스핀들(21)의 길이 방향 이동 거리 및 상하 방향 이동 거리와 틸팅 각도등이 적합하게 설정되어 수행될 수 있으며, 제어 패널의 디스플레이 장치(미도시)를 통해 각각의 조건을 확인할 수 있다.

원형관(1)의 회전시에 진원도의 차이에 따라서 가공 기준이 변하는 것을 보상하기 위하여, 메인 프레임(20)에 레이저 거리 감지 센서(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 레이저 거리 감지 센서는 원형관(1)의 하부 원주면을 기준으로 원형관(1) 의 회전시 발생하는 중심부의 이동량 만큼 스핀들(1)의 상하 방향 이동량을 자동으로 보정할 수 있다.

도 6a를 참조하여 설명된 원형관의 원주면 테이퍼 가공시에는 스핀들 헤드(21)에 앵글 공구(angle tool)를 장착하고 상기와 같은 작업을 수행할 수 있다.

도 7 에 도시된 것은 스핀들 헤드(21)의 틸팅 구조를 개략적으로 도시한 정면도이다.

도면을 참조하면, 스핀들 헤드(21)는 회전판(72)에 고정되어 있고, 상기 회전판(72)은 고정판(71)상에서 회전될 수 있도록 설치되어 있다. 회전판(72)에는 하나 이상의 원호형의 홈(72a)이 형성되어 있으며, 상기 홈(72a)을 통해서 삽입된 볼트(75)는 고정판(71)에 고정된다. 따라서, 상기 회전판(72)이 회전하는 동안, 홈(72a)과 볼트(75)는 회전판(72)의 회전을 안내하는 작용을 수행할 수 있다. 즉, 회전판(72)이 회전할 때, 홈(72a)은 볼트(75)가 고정된 위치를 벗어날 수 없으므로, 정해진 원형의 궤적을 따라서 회전판(72)이 회전할 수 있는 것이다.

회전판(72)의 원주면 일측에는 웜 휠(worm wheel, 82)이 형성되어 있으며, 상기 웜 휠(82)은 웜 기어(79)와 맞물린다. 웜 기어(79)는 베어링(80)에 의해 회전 가능하게 설치되어 있다. 웜 기어(79)는 유니버설 조인트(78)를 통해 구동 모터(77)의 회전축(77a)에 연결된다.

위와 같은 구성을 가지는 스핀들 헤드의 틸팅 장치는 구동 모터(77)의 회전에 의해 스핀들 헤드(21)가 틸팅될 수 있게 한다. 작업자는 제어 패널을 통해 구동 모터(77)를 회전시키고, 구동 모터(77)의 회전력은 유니버설 조인트(78)를 통해 웜 기어(79)를 회전시킨다. 웜 기어(79)에 맞물린 웜 휠(82)에 기인하여 회전판(72)이 회전하게 되면, 그에 따라 회전판(72)에 고정된 스핀들 헤드(21)의 각도가 변화하게 되며, 결과적으로 스핀들 헤드(21)의 틸팅이 이루어지게 되는 것이다. 소망하는 틸팅 각도가 획득되면, 유압 록킹 척을 이용하여 회전판(72)을 고정할 수 있다. 작업자는 디지털 각도계를 이용하여 틸팅 각도를 측정할 수 있고, 제어 패널을 통해 구동 모터(77)의 구동을 제어할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 원형관의 단면 개선 가공기의 개략적인 구성도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 원형관의 단면 개선 가공기의 평면도이다.

도 3 은 본 발명에 따른 원형관의 단면 개선 가공기의 정면도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 원형관의 단면 개선 가공기의 좌측면도이다.

도 5 는 복수의 원형관으로 이루어진 압력 용기를 나타낸 것이다.

도 6a 내지 도 6c 는 도 5 의 일부를 확대하여 도시한 확대도이다.

도 7 에 도시된 것은 스핀들 헤드(21)의 틸팅 구조를 개략적으로 도시한 정면도이다.

<도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명>

11. 제 1 구동 롤러 12. 제 2 구동 롤러

13. 제 1 공전 롤러 14. 제 2 공전 롤러

15. 제 1 정지 롤러 16. 제 2 정지 롤러

17. 제 3 정지 롤러 18 상하 고정 롤러

Claims (11)

1. 원형관의 원주면에 접하여 원형관을 회전 구동하는 제 1 구동 롤러 및 제 2 구동 롤러;

   상기 원형관의 원주면에 접하여 원형관을 회전 가능하게 지지하는 제 1 공전 롤러 및 제 2 공전 롤러;

   상기 원형관의 전방 단면 및 후방 단면에 접촉하여 상기 원형관을 지지하는 하나 이상의 정지 롤러;

   상기 원형관의 내측 원주면에 접하여 원형관의 상하 진동을 억제하는 상하 고정 롤러;

   상기 원형관의 전방 단면 또는 전방 원주면을 가공할 수 있도록 배치된 스핀들 헤드;를 구비하는, 원형관의 단면 개선 가공기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 구동 롤러 및 제 2 구동 롤러는 동시에 회전되는 것을 특징으로 하는, 원형관의 단면 개선 가공기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 구동 롤러 및 제 2 구동 롤러는 서로에 대하여 접근하거나 또는 서로로부터 이격될 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 원형관의 단면 개선 가공기.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1 공전 롤러 및 제 2 공전 롤러는 서로에 대하여 접근하거나 또는 서로로부터 이격될 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 원형관의 단면 개선 가공기.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 제 1 공전 롤러 및 제 2 공전 롤러는 상기 제 1 구동 롤러 및 제 2 구동 롤러를 향해 각각 근접하거나 또는 제 1 구동 롤러 및 제 2 구동 롤러로부터 각각 이격될 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 원형관의 단면 개선 가공기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 스핀들 헤드는 상기 원형관을 향하여 접근하거나 그로부터 이격될 수 있고, 승강 가능하며, 수직축을 중심으로 틸팅될 수 있는 것을 특징으로 하는, 원형관의 단면 개선 가공기.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 원형관의 회전에 따라서 상기 원형관의 중심이 이동하는 것을 감지하기 위한 레이저 거리 감지 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 원형관의 단면 개 선 가공기.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 스핀들에 장착된 절삭 공구가 상기 원형관의 단면을 절삭함으로써 발생되는 절삭 칩을 배출하기 위한 절삭 칩 콘베이어를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 원형관의 단면 개선 가공기.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 스핀들에 장착된 절삭 공구가 상기 원형관의 단면을 절삭할 때 발생하는 열을 감소시킬 수 있도록 절삭유 공급 장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는, 원형관의 단면 개선 가공기.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 원형관의 단면에 X 자형 개선 또는 U 자형 개선을 형성하는 것을 특징으로 하는, 원형관의 단면 개선 가공기.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 원형관의 단부 외주면에 테이퍼를 형성하는 것을 특징으로 하는 원형관의 단면 개선 가공기.

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