KR20120138872A - 대구경 파이프 외경 측정장치 - Google Patents

대구경 파이프 외경 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대구경 파이프를 지지하여 길이방향으로 이동 가능하게 이송롤러가 구비된 복수 개의 이송기; 상기 이송기 사이에 각각 구비되되, 상부에는 상기 대구경 파이프를 지지하여 원주 방향으로 회전시키는 한 쌍의 회전롤러와 상기 회전롤러 사이에 구비되어 회전되는 대구경 파이프의 비드 부분를 인식하는 센서로 구성되는 회전부와, 하부에는 상기 회전부를 상하로 이동되게 하여 상기 대구경 파이프에 밀착 가능하게 하는 승강부로 구성되는 회전기; 상기 이송기와 회전기의 일측에 구비되되, 수직프레임과, 상기 수직프레임 상부에서 상하로 이동 가능하게 결합되어 대구경 파이프의 최상측을 측정하는 상부브라켓과, 상기 수직프레임 하부에 구비되어 대구경 파이프의 최하측을 측정하는 하부브라켓으로 구성되어 대구경 파이프의 외경을 측정 가능하게 하는 외경측정기; 및 상기 수직프레임에 설치되어 상기 이송기, 회전기 및 외경측정기의 작동을 제어하는 제어기;가 포함되는 것을 특징으로 하여 대구경 파이프의 외경을 보다 손쉽고 정확하게 측정할 수 있도록 하는 대구경 파이프 외경 측정장치에 관한 것이다.

Description

대구경 파이프 외경 측정장치{The outer diameter measuring device for large diameter pipe}
본 발명은 대구경 파이프 외경 측정장치에 관한 것으로, 대구경 파이프를 이송 할 수 있는 이송부, 대구경 파이프의 외경을 측정 할 수 있는 상승부와 회전부, 대구경 파이프의 외경의 기준점을 정해주는 센서 감지부, 대구경 파이프의 원주를 측정 할 수 있는 엔코더부, 대구경 파이프의 외경을 직접 측정 할 수 있는 접촉부 구성을 채택함으로써 대구경 파이프 외경 측정을 자동으로 이루어지도록 한 대구경 파이프 외경 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 대구경 파이프는 SAW(Submerged Arc Welding) 방식으로 제작되며, 송유관용(pipeline)으로 많이 사용되고 있다. 대구경 파이프의 제조 공정은 평판의 판재를 유압프레스에 의해서 벤딩 작업을 실시하여, 1차 대구경 파이프로 성형을 한 후 용접을 실시하며, 진원도 및 진직도 작업을 캘리브레이션 프레스(calibration press)에서 실시한 후 대구경 파이프의 외경 검사를 위한 측정을 실시하여 하나의 작업을 완료한다.
이때 진원도 작업을 위한 캘리브레이션 프레스로의 대구경 파이프 셋팅(setting)은 작업자가 직접 줄자로 대구경 파이프의 외경을 측정하여 외경의 최대 부분을 상부로 하여 세팅을 하고 있으며, 대구경 파이프의 최종 검사 또한 작업자에 의해서 수동으로 이루어지고 있다.
따라서 작업자에 의한 대구경 파이프의 직접 측정방법은 측정 위치와 작업자의 측정 자세 등에 따라서 오차가 발생하며, 작업자에 의한 직접 측정으로 측정 시간이 과다 발생하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기계적 장치를 이용하여 대형의 파이프의 외경을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 대구경 파이프 외경 측정장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 대구경 파이프를 지지하여 길이방향으로 이동 가능하게 이송롤러가 구비된 복수 개의 이송기; 상기 이송기 사이에 각각 구비되되, 상부에는 상기 대구경 파이프를 지지하여 원주 방향으로 회전시키는 한 쌍의 회전롤러와 상기 회전롤러 사이에 구비되어 회전되는 대구경 파이프의 비드 부분을 인식하는 센서로 구성되는 회전부와, 하부에는 상기 회전부를 상하로 이동되게 하여 상기 대구경 파이프에 밀착 가능하게 하는 승강부로 구성되는 회전기; 상기 이송기와 회전기의 일측에 구비되되, 수직프레임과, 상기 수직프레임 상부에서 상하로 이동 가능하게 결합되어 대구경 파이프의 최상측을 측정하는 상부브라켓과, 상기 수직프레임 하부에 구비되어 대구경 파이프의 최하측을 측정하는 하부브라켓으로 구성되어 대구경 파이프의 외경을 측정 가능하게 하는 외경측정기; 및 상기 수직프레임에 설치되어 상기 이송기, 회전기 및 외경측정기의 작동을 제어하는 제어기;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 이송롤러는, 수평으로 복수개가 설치되되, 중앙부에서 양측부로 향할수록 외경이 큰 것으로 구비되도록 하여 상기 대구경 파이프의 하부 형상에 대응되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전롤러에는, 엔코더가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부브라켓의 단부에는, 상부실린더와, 상기 상부실린더 하부에 구비되어 상하이동 가능한 상부수평바가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 하부브라켓의 단부에는, 하부실린더와, 상기 하부실린더 상부에 구비되어 상하이동 가능한 하부수평바가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 승강부는, 유압 또는 공압 실린더에 의해 상기 회전부를 상하로 작동되게 하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.
우선, 대구경 파이프를 자동으로 이송하는 이송기가 일렬로 설치됨에 따라 대형의 파이프의 이동을 쉽게하여 대구경 파이프의 길이마다 외경을 쉽게 측정할 수 있게 된다.
그리고, 상기 이송기 사이에 설치된 회전기는 상기 대구경 파이프를 원주 방향으로 회전시키게 되는데, 이때 이송기 일측에 설치된 외경측정기로 일정각도로 회전하는 대구경 파이프의 외경을 여러번 측정하여 정확한 대구경 파이프의 외경을 측정할 수 있게 된다.
또한, 상기 이송기의 이송롤러에 설치된 엔코더에 의해서 대구경 파이프의 외경을 산출함으로써 외경측정기로 측정된 외경값과 비교하여 더 정확한 대구경 파이프의 외경값을 얻을 수 있게 된다.
그리고, 본 발명은 일련의 대구경 파이프 외경 측정 작업을 자동적으로 실시할 수 있도록 한 구성을 채택함으로써 측정의 정확도를 높이고, 측정 공정을 개선함으로써 생산성 향상 등의 경제적인 측면에서 매우 효율적인 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대구경 파이프 외경 측정장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 이송기 상세도.
도 3은 도 1의 회전기 상세도.
도 4는 도 1의 외경측정기 상세도.
도 5는 도 1의 제어기 상세도.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대구경 파이프 외경 측정장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 이송기 상세도이고, 도 3은 도 1의 회전기 상세도이고, 도 4는 도 1의 외경측정기 상세도이며, 도 5는 도 1의 제어기 상세도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명인 대구경 파이프 외경 측정장치는 크게 이송기(100), 회전기(200), 외경측정기(300) 및 제어기(400)를 포함하여 이루어지게 된다.
먼저, 상기 이송기(100)는 복수 개가 일렬로 설치되어 길이가 긴 대구경 파이프(P)를 지지하여 길이방향으로 이송되게 하고, 상기 회전기(200)는 상기 이송기(100) 사이에 구비되어 상기 대구경 파이프(P)를 지지하여 원주방향으로 회전시킬 수 있게 되며, 상기 외경측정기(300)는 상기 이송기(100)와 회전기(200)의 일측에 구비되어 대구경 파이프(P)의 외경을 측정할 수 있으며, 상기 제어기(400)는 상기 이송기(100), 회전기(200) 및 외경측정기(300)의 작동을 제어할 수 있게 된다.
상기 각 구성요소를 살펴보기 위해서 각 구성을 상세하게 표시한 도면을 참조로 설명하기로 한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 상기 이송기는(100)는 대구경 파이프(P)를 길이방향으로 이동 가능하게 이송롤러(120)가 구비되게 되게 되는데, 상기 이송롤러(120)는 축(121)에 관통 결합되고, 상기 축(121) 단부에 모터(122)가 구비되게 되어 상기 이송롤러(120)를 회전시킬 수 있게 된다.
여기서, 상기 이송롤러(120)는, 수평으로 복수 개가 설치되되, 중앙부에서 양측부로 향할수록 외경이 큰 것으로 구비되도록 하여 상기 대구경 파이프(P)의 하부 형상에 대응되어 상기 대구경 파이프(P)를 안정적으로 이송할 수 있게 된다.
도 3을 참조하면, 상기 회전기(200)는 도 1에서 상기 이송기(100) 사이에 각각 구비되되, 크게 상기 대구경 파이프(P)를 회전시키는 회전부(220)와, 상기 회전부(220)를 상하로 이동시키는 승강부(240)로 구성되게 된다.
상기 회전부(220)는 상기 파이프(P)를 지지하여 원주 방향으로 회전시키는 한 쌍의 회전롤러(222)와 상기 회전롤러(222) 사이에 구비되어 회전되는 대구경 파이프(P)의 비드 부분을 인식하는 센서(224)가 일체로 구성되게 된다.
여기서, 상기 센서(224)는 상기 대구경 파이프(P)에 용접된 비드 부분을 인식하여 대구경 파이프(P)의 회전 기준점을 잡을 수 있는 것으로 어떠한 센서라도 사용 가능한데, 본 발명의 실시예에서는 근접센서를 사용하여 대구경 파이프(P) 외경보다 돌출된 비드 부분이 인식되는 것이 바람직하며, 상기 센서(224)의 신호를 상기 제어기(400)로 전송하여 대구경 파이프(P)의 비드 부분을 판별할 수 있게 된다.
또한, 상기 회전롤러(222)에는, 엔코더(223)가 더 구비되어 상기 회전롤러(222)의 회전각이 검출되고, 상기 회전롤러(222)와 맞물려 회전되는 상기 대구경 파이프(P)의 원주길이와 외경을 상기 제어기(400)로 산출할 수 있게 된다. 이는 상기 제어기(400)에 회전롤러(222)의 외경이 기입력되어야 함은 물론이다.
상기 엔코더(223)에 의해서 상기 외경측정기(300)에서 측정된 외경과 비교할 수 있게 되는데 상기 외경측정기(300)는 이후에 상세 설명하기로 한다.
상기 승강부(240)는 상기 회전부(220)를 상하로 이동되게 하여 상기 대구경 파이프(P)의 하부에 밀착 가능하게 하여 대구경 파이프(P)를 지지하여 회전시킬 수 있게 된다.
여기서, 상기 승강부(240)는 유압실린더로 작동되며 이는 상기 제어기(400)에 의해서 작동되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 승강부(240)가 구비됨에 따라 상기 이송기(100)가 작동할 경우 상기 승강부(240)를 하강시켜 이송되는 대구경 파이프(P)가 상기 회전부(220)와의 간섭을 피할 수 있으며, 상기 회전기(200)를 사용하여 대구경 파이프(P)를 원주방향으로 회전할 시에는 상기 승강부(240)를 상기 이송기(100) 보다 높게 상승시켜 간섭을 피할 수 있게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 외경측정기(300)는 도 1에서 상기 이송기(100)와 회전기(200)의 일측에 구비되되, 수직프레임(320)과, 상기 수직프레임(320) 상부에서 상하로 이동 가능하게 결합되어 대구경 파이프(P)의 최상측을 측정하는 상부브라켓(340)과, 상기 수직프레임(320) 하부에 구비되어 대구경 파이프(P)의 최하측을 측정하는 하부브라켓(360)으로 구성되어 대구경 파이프(P)의 외경을 측정 가능하게 된다.
여기서, 상기 상부브라켓(340)의 상하이동은 LM 가이드(343)에 의해서 이루어지도록 하는 것이 바람직하고, 상기 제어기(400)와 연결되어 작동되도록 하는 것이 바람직하다.
물론, 상기 상부브라켓(340)과 하부브라켓(360)으로 대구경 파이프(P)의 외경 산출이 가능한데, 본 발명의 실시예에서는 상기 상부브라켓(340) 단부에 상부수평바(344)와 상기 하부브라켓(360)의 단부에 하부수평바(364)로 대구경 파이프(P)의 외경을 더 정확하게 측정할 수 있도록 구성하였는데 이는 다음과 같다.
상기 상부브라켓(340)의 단부에는, 상부실린더(342)와, 상기 상부실린더(342) 하부에 구비되어 상하이동 가능한 상부수평바(344)가 구비되는 것을 특징으로 하여, 상기 상부수평바(344)의 미세한 이동으로 대구경 파이프(P)의 최상측을 측정할 수 있게 된다.
상기 하부브라켓(360)의 단부에는, 하부실린더(362)와, 상기 하부실린더(362) 상부에 구비되어 상하이동 가능한 하부수평바(364)가 구비되는 것을 특징으로 하여 상기 하부수평바(364)의 미세한 이동으로 대구경 파이프(P)의 최하측을 측정할 수 있게 된다.
위와 같이, 상기 상부브라켓(340)과 하부브라켓(360)에 각각 상부수평바(344)와 하부수평바(364)가 구비됨에 따라, 대구경 파이프(P)의 외경을 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.
상기 제어기(400)는 도 5와 같이 상기 수직프레임(320)에 설치되어 상기 이송기(100), 회전기(200), 외경측정기(300)의 작동을 제어하게 된다.
여기서, 상기 제어기(400)에는 디스플레이가 더 구비되게 하여 사용자가 간단하게 터치 스크린으로 상기 이송기(100), 회전기(200), 외경측정기(300)을 작동시켜 대구경 파이프의 외경 측정결과가 디스플레이에 표시되게 하는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명인 대구경 파이프 외경 측정장치를 이용하여 상기 도면을 참조하면서 대구경 파이프의 외경을 측정하는 방법에 관해서 설명하기로 한다.
먼저, 상기 이송기(100)와 회전기(200)를 바닥프레임에 일렬로 복수 개 배치시키고, 상기 이송기(100)와 회전기(200)의 일측에 외경측정기(300)를 구비되도록 한다. 여기서 상기 이송기(100), 회전기(200) 및 외경측정기(300)의 작동은 제어기(400)에 의해 작동되는 것임을 유념하고 아래 상세 설명을 이해하기로 한다.
상기 이송기(100)와 회전기(200) 상부에 대구경 파이프(P)를 안착시키고 이송기(100)의 이송롤러(120) 회전으로 상기 대구경 파이프(P)를 길이방향으로 이동시킨다.
그 다음, 상기 이송롤러(120)의 작동이 정지되고, 상기 회전기(200)의 승강부(240)가 작동되어 상기 승강부(240) 상부에 있는 회전부(220)에 상기 대구경 파이프(P) 하부가 밀착되게 된다.
상기 회전부(220)의 회전롤러(222)가 회전되어 대구경 파이프(P)를 회전시키고, 상기 회전롤러(222) 사이에 구비된 센서(224)가 회전되는 대구경 파이프(P)에 형성된 비드 부분을 기준점으로 인식하게 된다.
그런 다음, 상기 회전롤러(222)는 45˚씩 회전하고 정지하여 외경측정기(300)에 의해 대구경 파이프(P)의 외경이 측정되는데, 이러한 과정을 상기 회전롤러(222)가 1회전 할때까지 상기 외경측정기(300)의 작동도 반복하게 되어 대구경 파이프(P)의 외경을 여러 방향에서 측정하게 된다.
여기서, 상기 외경측정기(300)가 대구경 파이프(P)의 외경을 측정하는 것을 상세하게 설명하면, 외경측정기(300)의 상부브라켓(340)에 설치된 상부수평바(344)는 회전롤러(222)가 멈추면 작동되어 대구경 파이프(P)의 최상측을 측정하고, 외경측정기(300)의 하부브라켓(360)에 설치된 하부수평바(364)가 상하로 이동되어 대구경 파이프(P)의 최하측을 측정하는 것을 반복하게 된다.
또한, 상기 회전롤러(222)에 설치된 엔코더(223)는 상기 회전롤러(222) 회전각을 검출하여 대구경 파이프(P)의 외경이 산출되는데 이를 상기 외경측정기(300)에서 측정된 외경과 비교 분석할 수 있게 되어 대구경 파이프(P)의 외경을 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.
위와 같은 작동과정이 반복되게 되어 대구경 파이프의 길이방향으로 이동시켜 대구경 파이프의 길이에 해당되는 외경을 반복하여 모두 측정하여 평균 외경을 산출할 수 있게 되므로 대구경 파이프의 외경을 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.
본 발명과 같은 대구경 파이프 외경 측정장치는 소형인 파이프의 외경을 측정할 때도 사용가능 할 것이다.
이상과 같이 본 발명은 대구경 파이프를 이송기로 이송시키고 회전기로 대구경 파이프를 원주방향으로 일정각도 회전시켜 외경측정기로 외경을 측정할 수 있도록 한 구성으로 대구경 파이프의 외경을 쉽고 정확하게 측정할 수 있도록 하는 대구경 대구경 파이프 외경 측정장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
100: 이송기 120: 이송롤러
200: 회전기 220: 회전부
222: 회전롤러 223: 엔코더
224: 센서 240: 승강부
300: 외경측정기 320: 수직프레임
340: 상부브라켓 342: 상부실린더
344: 상부수평바 360: 하부브라켓
362: 하부실린더 364: 하부수평바
400: 제어기 P: 대구경 파이프

Claims (6)

  1. 대구경 파이프를 지지하여 길이방향으로 이동 가능하게 이송롤러(120)가 구비된 복수 개의 이송기(100);
    상기 이송기 사이에 각각 구비되되, 상부에는 상기 대구경 파이프를 지지하여 원주 방향으로 회전시키는 한 쌍의 회전롤러(222)와 상기 회전롤러 사이에 구비되어 회전되는 대구경 파이프의 비드 부분을 인식하는 센서(224)로 구성되는 회전부(220)와, 하부에는 상기 회전부를 상하로 이동되게 하여 상기 대구경 파이프에 밀착 가능하게 하는 승강부(240)로 구성되는 회전기(200);
    상기 이송기와 회전기의 일측에 구비되되, 수직프레임(320)과, 상기 수직프레임 상부에서 상하로 이동 가능하게 결합되어 대구경 파이프의 최상측을 측정하는 상부브라켓(340)과, 상기 수직프레임 하부에 구비되어 대구경 파이프의 최하측을 측정하는 하부브라켓(360)으로 구성되어 대구경 파이프의 외경을 측정 가능하게 하는 외경측정기(300); 및
    상기 수직프레임에 설치되어 상기 이송기, 회전기, 및 외경측정기의 작동을 제어하는 제어기(400);가 포함되는 것을 특징으로 하는 대구경 파이프 외경 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송롤러(120)는,
    수평으로 복수개가 설치되되, 중앙부에서 양측부로 향할수록 외경이 큰 것으로 구비되도록 하여 상기 대구경 파이프의 하부 형상에 대응되는 것을 특징으로 하는 대구경 파이프 외경 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전롤러(222)에는,
    엔코더(223)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 대구경 파이프 외경 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부브라켓(340)의 단부에는,
    상부실린더(342)와, 상기 상부실린더 하부에 구비되어 상하이동 가능한 상부수평바(344)가 구비되는 것을 특징으로 하는 대구경 파이프 외경 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부브라켓(360)의 단부에는,
    하부실린더(362)와, 상기 하부실린더 상부에 구비되어 상하이동 가능한 하부수평바(364)가 구비되는 것을 특징으로 하는 대구경 파이프 외경 측정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 승강부(240)는,
    상기 승강부는, 유압 또는 공압 실린더에 의해 상기 회전부를 상하로 작동되게 하는 것을 특징으로 하는 대구경 파이프 외경 측정장치.
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