KR20220108585A - 파이프 내면 연마 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파이프 내면 연마 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연마 구동부를 통해 제공되는 구동력에 의해 연마부가 떨리는 것을 방지함으로써 길이가 긴 파이프를 일측에서 타측으로 한 번에 연마할 수 있고, 연마부와 별도로 파이프가 회전하면서 연마 과정이 진행될 수 있으며, 연마 과정에서 발생하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 파이프 내면 연마 장치에 관한 것이다.

Description

파이프 내면 연마 장치{Polishing apparatus for inner surface of pipe}
본 발명은 파이프 내면 연마 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연마 구동부를 통해 제공되는 구동력에 의해 연마부가 떨리는 것을 방지함으로써 길이가 긴 파이프를 일측에서 타측으로 한 번에 연마할 수 있고, 연마부와 별도로 파이프가 회전하면서 연마 과정이 진행될 수 있으며, 연마 과정에서 발생하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 파이프 내면 연마 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 연마 장치를 이용해서 파이프 내면을 연마하는 과정을 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 파이프(1)의 내면을 연마하는 과정은 연마 모터의 회전축 선단에 설치된 연마재(2)를 파이프(1) 내부에 배치한 상태에서 연마재(2)를 회전시키면서 축 방향으로 이동시키는 방식으로 진행하게 된다.
다만, 길이가 긴 파이프(1)의 경우 연마 모터의 회전축과 연마재 사이에 구동력을 전달하는 환봉 형상의 전달축(3)이 구비되는데, 이와 같은 형상의 전달축(3)을 사용해서 구동력을 전달하게 되면 연마 모터의 회전에 의한 연마재(2)의 떨림으로 인해 파이프(1) 내면에 스크래치(S)가 형성되는 문제가 있었다.
특히, 전달축(3)의 길이가 길어질수록 연마재(2)의 떨림이 증가하게 되며, 따라서 파이프(1)의 길이가 6m 이상 길게 형성되는 경우 이와 같은 떨림 문제로 인해 한 번에 연마하기 어려운 한계가 있었다. 이러한 경우 파이프(1)의 일측으로 연마재(2)를 삽입해서 파이프(1)의 3m 정도를 연마한 후에 파이프(1)의 타측으로 연마재(2)를 삽입 배치해서 파이프(1)의 나머지 3m 정도를 연마하는 방식을 사용하게 되는데, 이와 같이 연마 작업이 단속적으로 이루어지게 되면 파이프(1)의 중앙 부분에 연마가 이루어지지 않은 미연마부나, 양측의 연마 조도가 달라지게 되는 조도 불량부와 같은 연마 불량 부분(F)이 형성되는 문제도 있었다.
따라서 상기한 문제에 대한 개선이 필요한 실정이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 연마 구동부를 통해 제공되는 구동력에 의해 연마부가 떨리는 것을 방지함으로써 길이가 긴 파이프를 일측에서 타측으로 한 번에 연마할 수 있는 파이프 내면 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 연마부와 별도로 파이프가 회전하면서 연마 과정이 진행될 수 있는 파이프 내면 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러 연마 과정에서 발생하는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 파이프 내면 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 파이프 내면 연마 장치는 파이프의 내면을 연마하는 연마부, 상기 연마부가 회전하도록 구동력을 제공하는 연마 모터가 구비된 연마 구동부, 상기 연마 모터의 구동력을 상기 연마부에 전달하는 동력 전달부, 상기 연마부가 상기 파이프의 일측에서 타측으로 이동하면서 상기 파이프의 내면을 연마하도록 상기 연마부와, 상기 연마 구동부와, 상기 동력 전달부를 이동시키는 이송부, 상기 파이프의 타측을 지지하도록 상기 연마 구동부와 대향 배치되는 지지부, 및 상기 각 부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 동력 전달부는 상기 연마 모터의 구동력을 상기 연마부에 전달하되, 상기 연마 모터의 회전 속도에 따라 반경 방향으로 탄성 변형 가능한 제1 전달 부재와, 상기 제1 전달 부재를 감싸도록 배치되는 커버 부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 전달 부재는 일정 내경을 갖도록 복수 회 권취된 코일 스프링을 포함할 수 있다.
이‹š, 상기 이송부는 지지대 상에 축 방향을 따라 배치된 제1 가이드 레일과, 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 이송 브라켓과, 상기 이송 브라켓 상에 배치되어 상기 커버 부재를 지지하는 지지 브라켓을 포함할 수 있다.
이때, 상기 지지부는 상기 파이프의 타측 단부를 파지하는 파지 부재와, 상기 파이프의 하면을 지지하도록 축 방향을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 롤러 부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 파지 부재는 반경 방향을 따라 배치되면서 상기 파이프의 타측 단부를 지지하는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트에 구비되어 상기 파이프의 반경 방향 내측으로 이동하면서 상기 파이프의 외면을 가압 고정하는 고정 지그를 포함할 수 있다.
이때, 상기 베이스 플레이트에는 반경 방향을 따라 연장되는 제2 가이드 레일이 구비되고, 상기 고정 지그는 상기 제2 가이드 레일을 따라 이동하도록 배치될 수 있다.
이때, 상기 파이프의 타측에는 상기 연마부가 상기 파이프의 일측에서 타측으로 이동하면서 연마하는 과정에서 발생하는 이물질을 흡수하는 흡진부가 구비될 수 있다.
이때, 상기 베이스 플레이트에는 상기 흡진부와 상기 파이프의 내측을 연통시키는 연통홀이 구비될 수 있다.
이때, 상기 연통홀의 직경은 상기 파이프의 단부가 삽입되도록 상기 파이프의 외경보다 크게 형성될 수 있다.
이때, 상기 고정 지그는 상기 연통홀의 둘레보다 반경 방향 내측으로 이동하면서 상기 파이프의 외면을 고정 지지할 수 있다.
이때, 상기 파지 부재 또는 상기 롤러 부재는 연마 과정에서 상기 파이프가 일 방향 또는 타 방향으로 회전하도록 구동력을 전달할 수 있다.
이때, 상기 지지부는 연마 과정에서 상기 파이프가 회전하도록 구동력을 제공하는 롤링 모터를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 지지부는 상기 롤링 모터의 회전 속도를 감속해서 전달하는 감속 부재를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 롤러 부재와 상기 감속 부재는 상기 파이프의 축 방향을 따라 적어도 둘 이상 구비되며, 상기 지지부는 상기 롤링 모터의 회전력을 복수의 상기 감속 부재에 전달하는 제2 전달 부재를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제어부는 상기 연마부의 회전 속도 및 회전 방향과 상기 파이프의 회전 속도 및 회전 방향을 제어할 수 있다.
이때, 상기 제어부는 상기 연마 모터의 소모 전류를 이용해서 상기 연마 모터의 구동 부하를 확인하되, 연마 과정에서 구동 부하가 감소하는 경우 연마 모터의 회전 속도가 증가하도록 제어할 수 있다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 파이프 내면 연마 장치는 동력 전달부에 구비된 제1 전달 부재가 반경 방향을 따라 탄성 변형 가능하도록 구성됨으로써 연마 구동부를 통해 제공되는 구동력에 의해 떨림 현상이 발생하더라도 제1 전달 부재가 이러한 떨림을 흡수하여 연마부가 떨리는 것을 방지할 수 있게 되어 연마 품질이 향상되고, 특히, 6m 길이의 긴 파이프도 일측에서 타측으로 한 번에 연마할 수 있게 되어 연마 균일성 확보 및 미연마 현상 제거를 통한 연마 품질 및 작업성 향상이 가능하게 된다.
또한, 연마부와 별도로 파이프가 회전하면서 연마 과정이 진행됨에 따라 연마 품질 향상이 가능하게 된다.
아울러 연마 과정에서 발생하는 이물질을 효과적으로 제거함으로써 이물질에 의한 연마 조도 불량 문제가 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 연마 장치를 이용해서 파이프 내면을 연마하는 과정을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 내면 연마 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 구동부 및 동력 전달부를 확대 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 A 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파지 부재를 도시한 측면도이다.
도 6은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 부분의 단면도이다.
도 7은 도 2의 B 부분을 확대 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 내면 연마 장치를 이용해서 파이프를 연마하는 과정을 순차적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 내면 연마 장치의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 구동부 및 동력 전달부를 확대 도시한 단면도이며, 도 4는 도 2의 A 부분을 확대 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파지 부재를 도시한 측면도이고, 도 6은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ 부분의 단면도이고, 도 7은 도 2의 B 부분을 확대 도시한 단면도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프 내면 연마 장치를 이용해서 파이프를 연마하는 과정을 순차적으로 도시한 단면도이다.
이하에서는 도 2 내지 도 8에 도시된 구성을 참조하여 설명하도록 한다.
일반적으로 반도체 제조 설비의 고순도 용액이 흐르는 배관류, 피팅류 등은 스테인리스강(316L) 재질이며, 그 내면은 표면의 거칠기 형상과 더불어 변형층과 부식 유발성 물질의 제거를 통한 내식성 향상 등의 고청정화, 고정밀화가 요구된다. 이를 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프 내면 연마 장치는 파이프(10)의 내면을 연마하는 연마부(100)와, 이러한 연마부(100)가 회전하도록 구동력을 제공하는 연마 모터(210)가 구비된 연마 구동부(200)와, 연마 모터(210)의 구동력을 연마부(100)에 전달하는 동력 전달부(300)와, 연마부(100)가 파이프(10)의 일측에서 타측으로 이동하면서 파이프(10)의 내면을 연마하도록 연마부(100)와, 연마 구동부(200)와, 동력 전달부(300)를 이동시키는 이송부(400)와, 파이프(10)의 타측을 지지하도록 연마 구동부(200)와 대향 배치되는 지지부(500), 및 이러한 각 부의 동작을 제어하는 제어부(600)를 포함하며, 동력 전달부(300)는 연마 모터(210)의 구동력을 연마부(100)에 전달하되, 연마 모터(210)의 회전 속도에 따라 반경 방향으로 탄성 변형 가능한 제1 전달 부재(320)와, 이러한 제1 전달 부재(320)를 감싸도록 배치되는 커버 부재(310)를 포함할 수 있다.
이때, 연마부(100)는 파이프(10) 내면 연마 특성 향상을 위하여 연삭력을 극대화할 수 있는 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 일 예로, 수지 결합 다이아몬드의 속성과 부직포 연마 휠을 결합한 연마 부재(110)를 사용할 수 있으며, 이러한 결합을 통해 파이프(10) 내면을 균일하게 연마할 수 있고, 이와 동시에 마찰열이 적게 발생하여 파이프(10) 열 변형으로 인한 불량 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 연마 과정에서 연마 부재(110)의 마모가 적게 발생하여 연마 부재(110)의 수명이 연장되게 된다.
이와 같이 동력 전달부(300)에 구비된 제1 전달 부재(320)가 반경 방향(r)을 따라 탄성 변형 가능하도록 구성됨으로써 연마 구동부(200)를 통해 제공되는 구동력에 의해 떨림 현상이 발생하더라도 제1 전달 부재(320)가 반경 방향(r)을 따라 탄성 변형하는 과정에서 이러한 떨림을 흡수하게 되고, 연마부(100)는 이러한 떨림의 영향을 받지 않고 안정적으로 회전하게 되면서 파이프(10) 내면을 연마하게 되어 연마 품질이 향상된다.
또한, 동력 전달부(300)에 구비된 제1 전달 부재(320)가 떨림을 흡수하게 되므로 동력 전달부(300)의 길이가 길어지게 되더라도 연마부(100)가 떨리는 것을 방지할 수 있으므로 6m 길이의 파이프(10)를 한 번에 연마할 수 있도록 동력 전달부(300)의 길이를 증가시키더라도 파이프(10) 내면의 안정적인 연마가 가능하게 된다.
즉, 종래와 같이, 6m 길이의 파이프 연마 시 일측으로 연마재를 삽입해서 파이프의 절반 정도를 연마한 후에 파이프의 타측으로 연마재를 삽입 배치해서 파이프의 나머지 절반 정도를 연마하는 방식을 적용하게 되면 연마 과정에서 소요되는 시간이 증가하게 됨과 동시에 파이프 중간 부분에서의 연마 조도 확인이 어려운 문제가 있게 된다.
특히, 파이프 중간 부분에서의 연마 조도 확인을 위해서는 샘플링 목적의 파이프를 몇 개 선정하여 절단한 후 직접 조도를 확인할 밖에 없었으나, 본 본 발명에 따른 파이프 내면 연마 장치는 제1 전달 부재(320)가 떨림을 흡수하게 되므로 동력 전달부(300)의 길이가 길어지게 되더라도 연마부(100)가 떨리는 것을 방지할 수 있으므로 6m 길이의 파이프(10)를 한 번에 연마할 수 있으며, 이러한 파이프(10)의 연마 조도는 파이프(10) 중간 부분의 조도를 확인하지 않고, 파이프(10) 일측과 타측의 연마 조도를 확인하는 것만으로도 간단하게 확인 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전달 부재(320)는 일정 내경(ID)을 갖도록 복수 회 권취된 코일 스프링(321)을 포함할 수 있다. 이러한 코일 스프링(321)은 기본적으로 연마 모터(210)의 회전 구동력을 연마부(100)에 전달하되, 연마 모터(210)를 통해 떨림이 전달되는 경우 축 방향으로 탄성 변형하면서 이러한 떨림을 흡수하게 된다.
이때, 코일 스프링(321)의 내경(ID)은 적절한 크기를 갖도록 형성되는 것이 중요하다. 만일 코일 스프링(321)의 내경(ID)이 지나치게 작게 형성될 경우 회전 구동력은 원활하게 전달될 수 있으나, 반경 방향(r)으로 탄성 변형되는 정도가 감소하게 되어 떨림 흡수가 원활하게 이루어지지 않게 되고, 이와는 반대로 코일 스프링(321)의 내경(ID)이 지나치게 크게 형성될 경우 코일 스프링(321)의 탄성 변형 정도가 증가하게 되어 떨림 흡수는 원활해지나, 코일 스프링(321)의 지나친 탄성 변형으로 인해 정확한 회전 구동력 전달이 어렵게 되기 때문이다. 따라서 코일 스프링(321)의 내경(ID)은 회전 구동력의 전달과 떨림 흡수가 모두 원활하게 이루어질 수 있는 적절한 크기를 갖도록 형성되는 것이 중요하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이송부(400)는 지지대(411) 상에 축 방향(a)을 따라 배치된 제1 가이드 레일(410)과, 이러한 제1 가이드 레일(410)을 따라 이동하는 이송 브라켓(420)과, 이송 브라켓(420) 상에 배치되어 커버 부재(310)를 지지하는 지지 브라켓(430)을 포함할 수 있다.
이러한 연마 과정에서 연마부(100) 뿐만 아니라 연마 구동부(200), 동력 전달부(300)도 파이프(10)의 축 방향을 따라 함께 이동하게 되며, 파이프(10)의 일측부터 타측까지 한 번에 연마할 수 있도록 제1 가이드 레일(410)은 충분한 길이로 형성되는 것이 바람직하다.
이송 브라켓(420)의 상면에는 연마 구동부(200)가 안착 배치되며, 연마 구동부(200)에는 연마부(100)와 동력 전달부(300)의 하중이 인가되므로 이송 브라켓(420)은 이러한 상태에서도 안정적으로 이동할 수 있도록 설치되는 것이 중요하다.
연마 구동부(200)에는 전술한 연마부(100)와 동력 전달부(300)의 하중이 모멘트로 작용하게 되며, 이러한 상태에서도 연마 구동부(200)가 연마부(100)와 동력 전달부(300)를 안정적으로 지지할 수 있도록 전술한 바와 같이, 이송 브라켓(420)에는 동력 전달부(300)에 구비된 커버 부재(310)를 지지하는 지지 브라켓(430)이 구비될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지지부(500)는 파이프(10)의 타측 단부를 파지하는 파지 부재(510)와, 파이프(10)의 하면을 지지하도록 축 방향(a)을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 롤러 부재(520)를 포함할 수 있다.
즉, 연마부(100)가 파이프(10)의 일측에 배치된 상태에서 파이프(10)의 타측을 향하는 방향으로 이동하면서 파이프(10) 내면을 연마하게 되며, 전술한 파지 부재(510)는 파이프(10)의 타측 단부를 지지함으써 연마 과정에서 상호 간섭이 발생하지 않고 안정적인 지지가 가능하게 된다.
또한, 파이프(10)의 하면을 지지하는 롤러 부재(520)가 구비됨으로써 파지 부재(510)와 함께 파이프(10)의 하중 및 연마 과정에서 연마부(100)로 인해 인가되는 하중을 안정적으로 지지할 수 있게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 파지 부재(510)는 반경 방향(r)을 따라 배치되면서 파이프(10)의 타측 단부를 지지하는 베이스 플레이트(511)와, 이러한 베이스 플레이트(511)에 구비되어 파이프(10)의 반경 방향(r) 내측으로 이동하면서 파이프(10)의 외면을 가압 고정하는 고정 지그(512)를 포함할 수 있다.
즉, 베이스 플레이트(511)는 연마 과정에서 파이프(10)가 밀리지 않도록 안정적으로 지지하게 되며, 베이스 플레이트(511)에는 후술하는 흡진부(700)와 연통된 연통홀(511b)이 형성될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 연마부(100)는 파이프(10)의 내부에 배치된 상태에서 파이프(10) 내면을 연마하게 되므로 이러한 연마부(100)와 간섭이 발생하지 않도록 파이프(10)를 고정하는 것이 바람직하며, 이를 위해 고정 지그(512)는 파이프(10)의 반경 방향(r) 내측으로 이동하면서 파이프(10)의 외면을 가압 고정하도록 베이스 플레이트(511)에 구비된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(511)에는 반경 방향(r)을 따라 연장되는 제2 가이드 레일(511a)이 구비되고, 고정 지그(512)는 제2 가이드 레일(511a)을 따라 이동하도록 배치될 수 있다.
이와 같이 제2 가이드 레일(511a)이 반경 방향(r)을 따라 연장된 상태에서 고정 지그(512)가 제2 가이드 레일(511a)을 따라 이동하도록 배치되면 고정 지그(512)의 슬라이딩 동작을 통해 파이프(10) 외면을 간단하고 고정하거나, 이러한 고정 상태를 해제하는 것이 가능하게 된다.
고정 지그(512)에는 파이프(10) 외면을 가압한 상태에서 위치가 고정되도록 별도의 고정 장치가 구비될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 파이프(10)의 타측에는 연마부(100)가 파이프(10)의 일측에서 타측으로 이동하면서 연마하는 과정에서 발생하는 이물질을 흡수하는 흡진부(700)가 구비될 수 있다.
전술한 바와 같이, 연마부(100)는 파이프(10)의 일측에 배치된 상태에서 타측을 향하는 방향으로 이동하면서 연마 과정이 진행되는데, 연마 과정에서 발생하는 분진과 같은 이물질을 빠르게 제거하지 않으면 이러한 이물질로 인해 파이프(10) 내면에 스크레치 등과 같은 연마 조도 불량 문제가 발생할 수 있으므로 연마 과정에서 발생하는 이물질을 빠르게 제거하는 것이 중요하다.
이를 위해 파이프(10)의 타측에는 이러한 이물질을 흡수하는 흡진부(700)가 구비될 수 있으며, 이러한 흡진부(700)가 파이프(10) 타측에 구비되면 연마 과정에서 발생하는 이물질을 빠르게 제거할 수 있다.
이는 전술한 바와 같이, 연마부(100)가 파이프(10)의 일측에 배치된 상태에서 타측을 향하는 방향으로 이동하면서 연마 과정이 진행되므로 연마부(100)의 타측(연마가 시작되는 부분)에 가장 많은 이물질이 발생하게 되며, 흡진부(700)가 파이프(10)의 타측에 배치되면 이러한 이물질을 효과적으로 흡수할 수 있기 때문이다.
또한, 연마부(100), 연마 구동부(200) 및 동력 전달부(300)는 모두 파이프(10)의 일측에 배치되므로 흡진부(700)가 파이프(10)의 타측에 배치되면 이들 상호 간의 간섭 문제가 발생하지 않게 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(511)에는 흡진부(700)와 파이프(10)의 내측을 연통시키는 연통홀(511b)이 구비될 수 있다. 파이프(10)의 타측 단부가 베이스 플레이트(511)와 고정 지그(512)에 의해 고정 지지된 상태에서 파이프(10) 타측에 배치된 흡진부(700)를 통해 이물질을 제거할 수 있도록 베이스 플레이트(511)에는 연통홀(511b)이 구비되며, 연마 과정에서 발생한 이물질은 연통홀(511b)을 통해 베이스 플레이트(511)를 통과하여 흡진부(700)로 이동하게 되는 것이다.
이와 같이 구성하면 베이스 플레이트(511)와 고정 지그(512)가 파이프(10)의 타측 단부를 안정적으로 고정 지지하면서도 흡진부(700)를 통해 효과적인 이물질 제거가 가능하게 된다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 연통홀(511b)의 직경(DH)은 파이프(10)의 단부가 삽입되도록 파이프(10)의 외경(DP)보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 연통홀(511b)의 직경이 파이프(10)의 외경(DP)보다 크게 형성되므로 파이프(10) 내면을 따라 고르게 연마되는 과정에서 발생하는 이물질이 모두 연통홀(511b)을 통해 흡진부(700)로 이동할 수 있게 된다. 또한, 파이프(10) 단부가 연통홀(511b)에 일부 삽입 배치되므로 연마 과정 종료 시까지 발생하는 모든 이물질이 연통홀(511b)을 통해 흡진부(700)로 이동할 수 있게 되어 이물질로 인한 연마 조도 불량 문제나 연마 작업이 진행되는 현장이 이물질로 인해 오염되는 문제를 방지할 수 있게 된다.
이와 같이 파이프(10)의 타측 단부가 연통홀(511b)에 일부 삽입된 상태에서 파이프(10) 타측을 고정하기 위해 도 5에 도시된 바와 같이, 고정 지그(512)는 연통홀(511b)의 둘레보다 반경 방향(r) 내측으로 이동하면서 파이프(10)의 외면을 고정 지지하도록 구성될 수 있다.
이때, 파지 부재(510) 또는 롤러 부재(520)는 연마 과정에서 파이프(10)가 일 방향 또는 타 방향으로 회전하도록 구동력을 전달할 수 있다. 즉, 연마부(100)와 별도로 파이프(10)가 회전하면서 연마 과정이 진행되도록 함으로써 연마 품질 향상이 가능하게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 파이프(10)의 회전을 위해 파지 부재(510)에만 구동력이 전달되고, 롤러 부재(520)는 파이프(10)의 회전을 보조하기 위해 단순히 지지하도록 구성할 수 있다. 또는 이와는 반대로 롤러 부재(520)에만 구동력이 전달되고, 파지 부재(510)는 파이프(10)의 회전을 보조하기 위해 단순히 지지하도록 구성하는 것도 가능하다.
도 7에 도시된 바와 같이, 지지부(500)는 연마 과정에서 파이프(10)가 회전하도록 구동력을 제공하는 롤링 모터(530)를 더 포함할 수 있다. 이러한 롤링 모터(530)는 연마를 위한 연마 모터(210)와 별개로 구비될 수 있다. 롤링 모터(530)는 파지 부재(510) 또는 롤러 부재(520)가 회전하도록 구동력을 제공하게 되며, 롤링 모터(530)로부터 제공되는 구동력에 의해 파지 부재(510) 또는 롤러 부재(520)가 회전하면 파이프(10)도 함께 회전하게 된다.
이때, 지지부는 롤링 모터(530)의 회전 속도를 감속해서 전달하는 감속 부재(540)를 더 포함할 수 있다. 파이프(10) 연마 시 파이프(10)가 지나치게 빠르게 회전할 경우 연마 조도 불량 문제가 발생할 수 있고, 연마 작업을 진행하는 작업자의 안전 사고도 발생할 수 있게 된다. 따라서 파이프(10)가 저속 회전하도록 감속 부재(540)를 통해 롤링 모터(530)의 회전 속도를 감속해서 전달하게 된다.
이러한 롤러 부재(520)와 감속 부재(540)는 파이프(10)의 축 방향(a)을 따라 적어도 둘 이상 구비되며, 지지부(500)는 롤링 모터(530)의 회전력을 복수의 감속 부재(540)에 전달하는 제2 전달 부재(550)를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 6m 길이의 파이프(10)를 연마하는 과정에서 파이프(10)가 중력에 의해 처지지 않도록 안정적으로 지지하는 것이 중요하므로 이를 위해 축 방향(a)을 따라 복수의 롤러 부재(520)가 구비될 수 있다.
이때, 전술한 바와 같이, 연마 과정에서 파이프(10)가 회전하도록 회전 구동력을 제공하는 것이 중요하며, 일 예로, 롤러 부재(520)를 회전시켜서 파이프(10)를 회전시키는 경우 각각의 롤러 부재(520)에는 감속 부재(540)가 각각 구비될 수 있고, 복수의 감속 부재(540)에는 롤링 모터(530)의 회전 구동력이 전달되는데, 단일의 롤링 모터(530)를 이용해서 복수의 감속 부재(540)에 회전 구동력이 전달되도록 제2 전달 부재(550)를 구비하는 것이다.
전술한 제어부(600)는 연마부(100)의 회전 속도 및 회전 방향과 파이프(10)의 회전 속도 및 회전 방향을 제어할 수 있다. 즉, 연마 작업이 진행되면서 필요에 따라 연마부(100)의 회전 속도를 조절할 수 있도록 구성하는 것이다. 또한, 필요에 따라 연마부(100)의 회전 방향도 제어할 수 있도록 구성하는 것이다.
전술한 바와 같이 연마 조도 향상을 위해 연마 과정이 진행되는 동안 파이프(10)도 함께 회전하게 되는데, 제어부(600)를 통해 파이프(10)의 회전 속도나 회전 방향도 제어할 수 있도록 구성하는 것이다.
이때, 제어부(600)는 연마 모터(210)의 소모 전류를 이용해서 연마 모터(210)의 구동 부하를 확인하되, 연마 과정에서 구동 부하가 감소하는 경우 연마 모터(210)의 회전 속도가 증가하도록 제어할 수 있다.
즉, 연마 과정에서 파이프(10)의 내면이 고르게 연마되는 경우 연마 모터(210)의 구동 부하가 일정하게 되고, 이는 연마 모터(210)의 소모 전류를 통해 확인할 수 있다. 다만, 파이프(10)의 진원도 문제로 인해 파이프(10) 내면에 연마 작업이 정상적으로 이루어지지 않게 되면 연마 모터(210)의 구동 부하가 감소하게 되고, 이로 인해 연마 모터(210)의 소모 전류도 감소하게 된다. 제어부(600)는 이를 통해 연마 작업이 정상적으로 진행되는지 확인할 수 있으며, 이러한 경우 연마 모터(210)의 회전 속도를 증가시켜서 연마되지 않는 부분도 함께 연마될 수 있도록 제어할 수 있다.
도 8을 참조하여 본 발명의 파이프 내면 연마 장치를 이용해서 파이프(10) 내면을 연마하는 과정을 설명한다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 파이프(10)의 일측에서부터 연마 작업이 시작되며, 연마 작업이 진행됨에 따라 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 연마부(100)는 파이프(10)의 타측으로 이동하게 된다. 이때, 전술한 바와 같이, 동력 전달부(300)에 구비된 제1 전달 부재(320)가 반경 방향(r)을 따라 탄성 변형 가능하도록 구성됨으로써 연마 구동부(200)를 통해 제공되는 구동력에 의해 떨림 현상이 발생하더라도 제1 전달 부재(320)가 이러한 떨림을 흡수하여 연마부(100)가 떨리는 것을 방지할 수 있게 되어 연마 품질이 향상되고, 특히, 6m 길이의 긴 파이프(10)도 일측에서 타측으로 한 번에 연마할 수 있게 되어 연마 균일성 확보 및 미연마 현상 제거를 통한 연마 품질 및 작업성 향상이 가능하게 된다. 또한, 지지부(500)를 통해 연마부(100)와 별도로 파이프(10)가 회전하면서 연마 과정이 진행됨에 따라 연마 품질 향상이 가능하게 된다. 아울러 파이프(10)의 타측에 배치된 흡진부(700)를 통해 연마 과정에서 발생하는 이물질을 효과적으로 제거함으로써 이물질에 의한 연마 조도 불량 문제가 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10 : 파이프 100 : 연마부
110 : 연마 부재 200 : 연마 구동부
210 : 연마 모터 300 : 동력 전달부
310 : 커버 부재 320 : 제1 전달 부재
321 : 코일 스프링 400 : 이송부
410 : 제1 가이드 레일 411 : 지지대
420 : 이송 브라켓 430 : 지지 브라켓
500 : 지지부 510 : 파지 부재
511 : 베이스 플레이트 511a : 제2 가이드 레일
511b : 연통홀 512 : 고정 지그
520 : 롤러 부재 530 : 롤링 모터
540 : 감속 부재 550 : 제2 전달 부재
600 : 제어부 700 : 흡진부
a : 축 방향 r : 반경 방향
DH : 연통홀의 직경 DP : 파이프의 외경
ID : 코일 스프링의 내경

Claims (16)

  1. 파이프의 내면을 연마하는 연마부;
    상기 연마부가 회전하도록 구동력을 제공하는 연마 모터가 구비된 연마 구동부;
    상기 연마 모터의 구동력을 상기 연마부에 전달하는 동력 전달부;
    상기 연마부가 상기 파이프의 일측에서 타측으로 이동하면서 상기 파이프의 내면을 연마하도록 상기 연마부와, 상기 연마 구동부와, 상기 동력 전달부를 이동시키는 이송부;
    상기 파이프의 타측을 지지하도록 상기 연마 구동부와 대향 배치되는 지지부; 및
    상기 각 부의 동작을 제어하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 동력 전달부는 상기 연마 모터의 구동력을 상기 연마부에 전달하되, 상기 연마 모터의 회전 속도에 따라 반경 방향으로 탄성 변형 가능한 제1 전달 부재와, 상기 제1 전달 부재를 감싸도록 배치되는 커버 부재를 포함하는 파이프 내면 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전달 부재는 일정 내경을 갖도록 복수 회 권취된 코일 스프링을 포함하는 파이프 내면 연마 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이송부는 지지대 상에 축 방향을 따라 배치된 제1 가이드 레일과, 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 이송 브라켓과, 상기 이송 브라켓 상에 배치되어 상기 커버 부재를 지지하는 지지 브라켓을 포함하는 파이프 내면 연마 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 파이프의 타측 단부를 파지하는 파지 부재와, 상기 파이프의 하면을 지지하도록 축 방향을 따라 배치되는 적어도 하나 이상의 롤러 부재를 포함하는 파이프 내면 연마 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 파지 부재는 반경 방향을 따라 배치되면서 상기 파이프의 타측 단부를 지지하는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트에 구비되어 상기 파이프의 반경 방향 내측으로 이동하면서 상기 파이프의 외면을 가압 고정하는 고정 지그를 포함하는 파이프 내면 연마 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트에는 반경 방향을 따라 연장되는 제2 가이드 레일이 구비되고,
    상기 고정 지그는 상기 제2 가이드 레일을 따라 이동하도록 배치되는 파이프 내면 연마 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 파이프의 타측에는 상기 연마부가 상기 파이프의 일측에서 타측으로 이동하면서 연마하는 과정에서 발생하는 이물질을 흡수하는 흡진부가 구비되는 파이프 내면 연마 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 베이스 플레이트에는 상기 흡진부와 상기 파이프의 내측을 연통시키는 연통홀이 구비되는 파이프 내면 연마 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 연통홀의 직경은 상기 파이프의 단부가 삽입되도록 상기 파이프의 외경보다 크게 형성되는 파이프 내면 연마 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 고정 지그는 상기 연통홀의 둘레보다 반경 방향 내측으로 이동하면서 상기 파이프의 외면을 고정 지지하는 파이프 내면 연마 장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 파지 부재 또는 상기 롤러 부재는 연마 과정에서 상기 파이프가 일 방향 또는 타 방향으로 회전하도록 구동력을 전달하는 파이프 내면 연마 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 지지부는 연마 과정에서 상기 파이프가 회전하도록 구동력을 제공하는 롤링 모터를 더 포함하는 파이프 내면 연마 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 롤링 모터의 회전 속도를 감속해서 전달하는 감속 부재를 더 포함하는 파이프 내면 연마 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 롤러 부재와 상기 감속 부재는 상기 파이프의 축 방향을 따라 적어도 둘 이상 구비되며,
    상기 지지부는 상기 롤링 모터의 회전력을 복수의 상기 감속 부재에 전달하는 제2 전달 부재를 더 포함하는 파이프 내면 연마 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 연마부의 회전 속도 및 회전 방향과 상기 파이프의 회전 속도 및 회전 방향을 제어하는 파이프 내면 연마 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 연마 모터의 소모 전류를 이용해서 상기 연마 모터의 구동 부하를 확인하되, 연마 과정에서 구동 부하가 감소하는 경우 연마 모터의 회전 속도가 증가하도록 제어하는 파이프 내면 연마 장치.
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