KR20200066851A

KR20200066851A - 파이프 굽힘 장치

Info

Publication number: KR20200066851A
Application number: KR1020180153473A
Authority: KR
Inventors: 김현우; 김도승; 최종원
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2020-06-11

Abstract

파이프 굽힘 장치가 개시된다. 파이프(900)를 길이 방향으로 양쪽에서 지지하는 아이들 롤부(500); 아이들 롤부(500)의 중심에 놓이고 반대 방향에서 파이프(900)에 힘을 가해 휘어지게 만드는 드라이브 롤부(300); 및 드라이브 롤부(300)에 의해 파이프(900)에 가해지는 힘을 제어하여 파이프(900)의 굽힘 정도를 제어하는 제어부(1000)를 포함한다. 따라서 원하는 곡률을 가지는 파이프(900)를 생산할 수 있고, 정량화된 품질의 곡률을 가지는 파이프(900)를 생산하는 장점이 있다.

Description

파이프 굽힘 장치{PIPE-BENDING MACHINE}

본 발명은 파이프 굽힘 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파이프를 굽히는 파이프 굽힘 장치에 관한 것이다.

종래에는 풍구 산소 파이프 작업시 4~5명의 작업자가 파이프를 잡고 풍구측으로 삽입했으며, 파이프 삽입시 굽힘각도 및 방향을 조절하기 위해 가이드 파이프를 사용했다. 이 과정에서 가이드 파이프의 굽힘 정도가 심하면 파이프가 삽입되면서 풍구를 손상시킬 수도 있다. 또한, 풍구 전단에서 작업자들이 근접거리 수작업이 진행되므로 안전 사고가 상존하는 문제점이 있다.

파이프 굽힘 장치는 가이드 파이프(900)를 매개로 파이프(900)를 굽힌다. 종래 파이프 굽힘 장치는 사용자 조작에 의해 파이프(900) 굽힘을 작업하므로 작업자 숙련도와 가이드 파이프(900) 형상에 크게 의존한다. 이에 따라 제작된 파이프(900)의 품질이 균일하지 못하고 파이프(900)간에 품질 차가 발생할 수 있다.

따라서 파이프 굽힘 장치가 균일한 품질의 파이프(900) 굽힘을 처리하기 위해서는 자동화된 작업이 요구된다. 파이프 굽힘 장치가 자동화됨으로써 파이프(900) 굽힘이 정량화된 품질을 나타낼 필요가 있다.

공개번호 제10-1990-0017677호, 소구경 금속관의 휨가공장치 등록번호 제10-0716374호, 마그네슘 합금관의 굽힘 장치 및 방법

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 파이프(900) 굽힘이 정량화된 품질을 나타내는 파이프 굽힘 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파이프(900)를 길이 방향으로 양쪽에서 지지하는 아이들 롤부(500); 아이들 롤부(500)의 중심에 놓이고 반대 방향에서 파이프(900)에 힘을 가해 휘어지게 만드는 드라이브 롤부(300); 및 드라이브 롤부(300)에 의해 파이프(900)에 가해지는 힘을 제어하여 파이프(900)의 굽힘 정도를 제어하는 제어부(1000)를 포함한다.

또한, 드라이브 롤부(300)와 아이들 롤부(500)를 평행 지지하는 서포트(400)가 구성되고, 서포트(400)를 수직 지지하는 브라켓 캐싱(600)이 구성된다.

또한, 드라이브 롤부(300)는 파이프(900)가 안착 접촉되며 결이 새겨진 일정 반경을 가지는 파이프 접촉면(330); 파이프 접촉면(330)을 회전시키는 회전 지지축(311, 312); 및 회전 지지축(311, 312)을 구동하는 구동축(320)을 포함한다.

또한, 드라이브 롤부(300)로부터 일정 거리 이격되어 위치하는 힌지 핀부(700)를 더 포함하고, 드라이브 롤부(300)는 힌지 핀부(700)를 중심으로 회전한다.

또한, 드라이브 롤부(300)가 힌지 핀부(700)를 중심으로 회전하여 파이프(900)의 굽힘 정도가 제어된다. 유압 잭부(800)가 파이프(900) 삽입시 드라이브 롤부(300)를 힌지 핀부(700)에 중심으로 회전시킨다.

또한, 회전력을 발생하는 기어드 모터부(100); 회전력을 조절하는 기어 커플링부(200)를 더 포함하고, 드라이브 롤부(300)는 기어 커플링부(200)에 결합되어 회전한다.

또한, 기어 커플링부(200)는 드라이브 롤부(300)를 회전시켜 파이프(900)를 이송하는데, 드라이브 롤부(300)의 회전면에는 결이 형성되어 있어 파이프(900)가 보다 잘 이송될 수 있도록 한다.

또한, 제어부(1000)는 드라이브 롤부(300)의 회전 속도와 아이들 롤부(500)와 드라이브 롤부(300)의 이격 정도를 제어하여 파이프(900) 굽힘을 조절한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 파이프 굽힘 장치를 이용할 경우에는 원하는 곡률을 가지는 파이프(900)를 생산할 수 있다.

또한, 정량화된 품질의 곡률을 가지는 파이프(900)를 생산하고, 풍구 산소 파이프 작업을 자동화하는 장점이 있다.

도 1은 풍구에 파이프(900)가 삽입된 상태를 보인 예시도이다.
도 2는 파이프 굽힘 장치를 보인 예시도이다.
도 3은 파이프 굽힘 장치의 측면도이다.
도 4는 드라이브 롤을 보인 예시도이다
도 5는 파이프 굽힘 장치를 보인 예시도이다..

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 풍구에 파이프(900)가 삽입된 상태를 보인 예시도이다.

파이프 굽힘 장치(10)가 철피에 구성되고, 파이프 굽힘 장치(10)에 의해 파이프(900)가 굽혀져서 풍구 내로 삽입된다. 예를 들어, 파이프(900)는 산소 창 파이프(900)일 수 있다. 파이프 굽힘 장치(10)가 풍구 내로 삽입되는 파이프를 자동으로 굽혀 삽입시킴으로써 작업자의 수작업에 의한 파이프 굽힘을 해소해서 안전 사고를 예방할 수 있다.

도 2는 파이프 굽힘 장치를 보인 예시도이다.

파이프 굽힘 장치는 롤에 의해 파이프(900)에 압력을 가해 파이프(900)를 휘어지게 한다. 이러한 파이프 굽힘 장치는 기어드 모터, 기어 커플링, 드라이브 롤, 서포트(400), 브라켓 캐싱(600), 힌지 핀을 포함하며, 실시예로, 파이프(900)를 길이 방향으로 양쪽에서 지지하는 아이들 롤부(500); 아이들 롤부(500)의 중심에 놓이고 반대 방향에서 파이프(900)에 힘을 가해 휘어지게 만드는 드라이브 롤부(300); 및 드라이브 롤부(300)에 의해 파이프(900)에 가해지는 힘을 제어하여 파이프(900)의 굽힘 정도를 제어하는 제어부(1000)를 포함한다.

구체적으로, 드라이브 롤부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 파이프(900)가 안착 접촉되며 결이 새겨진 일정 반경을 가지는 파이프 접촉면(330); 파이프 접촉면(330)을 회전시키는 회전 지지축(311, 312); 및 회전 지지축(311, 312)을 구동하는 구동축(320)을 포함한다.

또한, 드라이브 롤부(300)를 구동하는 파이프 굽힘 장치에서 회전력을 발생하는 기어드 모터부(100); 회전력을 조절하는 기어 커플링부(200)를 포함하고, 드라이브 롤부(300)는 기어 커플링부(200)에 결합되어 회전한다.

기어 커플링부(200)는 드라이브 롤부(300)를 회전시켜 파이프(900)를 이송하는데, 드라이브 롤부(300)의 회전면에는 결이 형성되어 있어 파이프(900)가 보다 잘 이송될 수 있도록 한다.

도 3은 파이프 굽힘 장치의 측면도이다.

측면도에서 알 수 있듯이 파이프 굽힘 장치는 드라이브 롤부(300)로부터 일정 거리 이격되어 위치하는 힌지 핀부(700)를 포함하고, 드라이브 롤부(300)는 힌지 핀부(700)를 중심으로 회전한다.

드라이브 롤부(300)가 힌지 핀부(700)를 중심으로 회전하여 파이프(900)의 굽힘 정도가 제어된다. 유압 잭부(800)가 파이프(900) 삽입시 드라이브 롤부(300)를 힌지 핀부(700)에 중심으로 회전시킨다. 아이들 롤부(500)와 드라이브 롤부(300)의 이격 정도가 파이프(900) 굽힘을 제어하게 되며, 제어부(1000)는 드라이브 롤부(300)를 회전시켜 파이프(900)를 이송하면서 아이들 롤부(500)와 드라이브 롤부(300)의 이격 정도를 제어해서 파이프(900) 굽힘을 조절할 수 있다. 예를 들어, 파이프(900) 이송 속도가 낮고, 아이들 롤부(500)와 드라이브 롤부(300)의 이격 정도가 작으면 파이프(900) 굽힘이 커질 수 있다.

도 5는 파이프 굽힘 장치를 보인 예시도이다.

파이프 굽힘 장치에서 드라이브 롤부(300)를 제어하는 제어부(1000)는 드라이브 롤부(300)의 회전 속도와 아이들 롤부(500)와 드라이브 롤부(300)의 이격 정도를 제어하여 파이프(900) 굽힘을 조절한다.

예를 들어, 드라이브 롤부(300)의 회전 속도가 빠르고, 아이들 롤부(500)와 드라이브 롤부(300)의 이격 정도가 크면 파이프(900) 굽힘이 작아질 수 있다. 회전 속도는 기어드 모터부(100)와 기어 커플링부(200)에 의한 회전력으로 조절되고, 이격 정도는 유압 잭부(800)에 의해 조절된다. 회전 속도와 이격 정도의 적절한 조절은 파이프(900) 굽힘을 제어할 수 있다. 이러한 파이프(900) 굽힘을 제어하는 로직은 수치 제어 모델을 따르거나 신경망 제어 모델을 사용할 수 있다. 수치 제어 모델은 아이들 롤부(500)와 드라이브 롤부(300)의 형상, 위치, 회전 속도, 이격 정도에 기반한 수식에 의한 것이고, 신경망 제어 모델은 형상, 위치, 회전 속도, 이격 정도를 변수로 신경망이 학습된 모델을 이용한다.

실시예로, 제어부(1000)가 신경망 제어 모델을 이용할 때 변수와 변수가 적용된 신경망, 신경망으로부터 출력된 예측값이 사용된다. 예측값은 드라이브 롤부(300)의 제어 데이터로 적용되며 파이프(900) 굽힘에 대한 실측 데이터가 신경망에 피드백될 수 있다. 실측 데이터는 신경망에 피드백되어 신경망을 학습시키고 예측값이 파이프(900) 굽힘에 대한 학습에 의해 업데이트된다.

예를 들어, 파이프 굽힘을 제어하는 로직이 수치 제어 모델인 경우 제어부(1000)는 유압 잭부(800), 기어드 모터부(100), 기어 커플링부(200)의 구동값을 센싱하는 센서; 센서의 센서값을 입력받아 수치 제어 모델에 의한 제어값을 출력하는 모델부; 모델부의 제어값을 유압 잭부(800), 기어드 모터부(100), 기어 커플링부(200)에 출력하는 출력부를 포함한다. 또한, 로직이 신경망 제어 모델인 경우 제어부(1000)는 유압 잭부(800), 기어드 모터부(100), 기어 커플링부(200)의 구동값을 센싱하는 센서; 센서의 센서값을 입력받아 신경망 제어 모델에 의한 제어값을 출력하는 모델부; 모델부의 제어값을 유압 잭부(800), 기어드 모터부(100), 기어 커플링부(200)에 출력하는 출력부를 포함한다. 여기서, 모델부는 제어값에 따른 실측 센서값으로 신경망을 학습시키는 피드백부를 더 포함할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 기어 모터부 200: 기어 커플링부
300: 드라이브 롤부 311, 312: 회전 지지축
320: 구동축 330: 파이프 접촉면
400: 서포트 500: 아이들 롤부
600: 브라켓 캐싱 700: 힌지 핀부
800: 유압 잭부 900: 파이프
1000: 제어부

Claims

파이프(900)를 길이 방향으로 양쪽에서 지지하는 아이들 롤부(500);
상기 아이들 롤부(500)의 중심에 놓이고 반대 방향에서 상기 파이프(900)에 힘을 가해 휘어지게 만드는 드라이브 롤부(300); 및
상기 드라이브 롤부(300)에 의해 상기 파이프(900)에 가해지는 힘을 제어하여 상기 파이프(900)의 굽힘 정도를 제어하는 제어부(1000)를 포함하는 파이프 굽힘 장치.
제1항에 있어서,
상기 드라이브 롤부(300)로부터 일정 거리 이격되어 위치하는 힌지 핀부(700)를 더 포함하고,
상기 드라이브 롤부(300)는 상기 힌지 핀부(700)를 중심으로 회전하는 파이프 굽힘 장치.
제1항에 있어서,
회전력을 발생하는 기어드 모터부(100); 및
상기 회전력을 조절하는 기어 커플링부(200)를 더 포함하고,
상기 드라이브 롤부(300)는 상기 기어 커플링부(200)에 결합되어 회전하는 파이프 굽힘 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부(1000)는 상기 드라이브 롤부(300)의 회전 속도와, 상기 아이들 롤부(500)와 상기 드라이브 롤부(300)의 이격 정도를 제어하여 상기 파이프(900) 굽힘을 조절하는 파이프 굽힘 장치.