KR960006731B1

KR960006731B1 - 밀링식 주행강관 절단기

Info

Publication number: KR960006731B1
Application number: KR1019910001032A
Authority: KR
Inventors: 유즈루 가도노; 마사도시 오가노
Original assignee: 미쯔비시주우고오교오 가부시기가이샤; 우에다 쇼오지
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1996-05-23
Also published as: JPH03221311A; DE4101749C2; US5097576A; KR910014171A; DE4101749A1

Abstract

내용없음

Description

밀링식 주행강관 절단기

제1도는 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 측면도

제2도는 제1도의 II-II선 단면도

제3도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 제어장치의 제어플로우챠아트

제4도는 본 발명의 바람직한 일시시예에 의한 관절단방법을 도시한 개략도

제5도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 비대칭단면형상의 관절단방법을도시한 개략도

제6도는 본 발명의 종래 방식의 절단테스트에 의한 커터브레이드의 마모량 비교데이터를 도시한 그래프

제7도는 종래 주행관절단기의 요부절결 측면도

제8도는 종래 방식에 의한 관의 절단방법을 도시한 개략도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 피 절단관 12 : 제1밀링커더

13 : 제2밀링커터 14 : 제1커터헤드

15 : 제2커터헤드 16a,16b : 제1, 제2커터 구동 모우터

17 : 슬라이딩장치 18 : 제1구동모우터

19 : 제3구동모우터 20 : 제2구동모우터

21 : 제4구동모우터 23 : 클램프 장치

24 : 주행 대차 25 : 제어 장치

본 발명은 밀링커터를 회전구동시키면서 피절단관을 절단하는 밀링식 주행강관 절단기에 관한 것이다. 강관의 절단기로서, 일본국 특허공고 공보 소62-27926(1987)호에 공전식밀링 커터를 구비한 강관절단기가, 또한 관련출원으로서 일본국 특허공고공보 소62-745(1986)호에 관을 절단하기 위한 제어방법이 각각 제안되어 있다.

종래기술의 개요를 설명하면, 제7도 및 제8도에 도시한 바와같이, 업커트 방향으로 회전하는 밀링커터(1)를 각각 구비한 복수개의 커터헤드(2)가 회전축(3)을 개재하여 회전링에 지지되어 있다.

이 회전링은 피절단관(4)의 중심축을 회전중심으로 하는 회전운동(공전)을 모우터(5), 기어(6) 및 (7),위엄기어(8), 위엄휘일(9) 그리고 링기어(10)의 매개물에 의해 행하도록 되어 있다.

커터헤드(2)는 절입량(切입量)을 일정하게 하기 위하여, 화살표시호 01,02의 요동운동이 가능하게 되어있고, 절단기를 탑재한 대차가 라인속도와 동시에 주행하고, 같은 속도까지 대차가 가속되면, 도시하지않은 클램프장치에 의해 피절단관(4)은 클램프되고, 상기한 공전과 요동운동의 일련의 작동에 의해 피절단관(4)은 복수개의 밀링커터(1)에 의해 동시에 절단된다.

절단제어방법으로서, 미리피절단관(4)의 외경,관벽 두께,최대절삭깊이를 컴퓨터에입력하고,밀링커더(1)의 공전위치 및 속도와 요동위치 및 속도를 연도제어하여 최대 절삭깊이와 밀링커터(1)의 벽두께로부터의 돌출량을 늘 일정하게 유지하면서 절단한다.

종래의 기술은 공전과 요동운동을 행하는 강관절단기이며, 밀링커터의 궤적위치를 계산할때 극좌표로 표현되므로, 단순한 형상인 각관(square pipe)등의 경우에도 궤적위치의 연산 및 제어가 복잡해진다.

게다가 종래 기술에서는 밀링커터(1)의 절삭반력을 회전축(3)만으로 받은 구조이므로, 강성이 약하고 또한 관성질량도 크게 취하기 어렵다. 또한 절단은 단속절삭이므로, 커터헤드(2)의 진동이 크게 되어 칩두께(chip thickness)를 크게 할 수 없어 커터에지의 수명이 짧게 된다.

더 나아가 공전링(링기어(l0))으로 복수개의 커터헤드(2)를 동시에 회전시키기 때문에, 비대칭 이형관을 동일 조건으로 절삭하는 것은 불가능하다.

따라서 본 발명은, 이와같은 종래기술의 문쟤점을 해결한 개량된 밀링식 주행강관 절단기를 제공하는것을 목적으로 한다.

본 발명의 더 상세한 목적은 밀링커터의 궤적의 연산 및 제어가 단순하고도 용이하고 기계의 강성과 커너의 수명이 증가되며, 동일한 작업조건하에서 비대칭 이형단면을 가지는 관조차도 절단할 수 있는 밀링식 주행강관절단기를 제공하는데 있다.

본 발명의 일형태에 의하면, 조관속도와 동기해서 주행하여 관을 절단하는 밀링식 주행강관절단기에있어서, 상기 관의 축방향과 직교한 2축 방향으로 직선이동하는 안내기구와 이송구동모우터를 가진 이송기구와 회전구동되는 밀링커터를 가진 복수개의 커터헤드와, 상기 밀링커터의 근방에 위치하여 상기관을 유지, 고정하는 클램프장치를 주행대차상에 설치하는 동시에, 상기 관의 형상, 치수 둥 절단조건의 데이터에 의거하여 상기 밀링커터가 상기 관의 다른점으로부터 동시에 의형을 따라서 움직이도록 상기 커터헤드의 이송구동모우터를 회전제어하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 밀링식 주행강관절단기를 제공한다.

상기 형태의 주행강관절단기의 작용에 있어서, 주행하는 대차가 가속되고 또한 조관속도와 동속으로되면, 피 절단관은 클램프장치에 의해 고정되고, 각각이 X축, Y축등의 2축이송제어되는 복수개의 커터헤드가 서로 서로 독립적으로 움직인다. 따라서 비대칭단면형상의 관도 절삭가능하게 된다. 또한 커터궤적을 극좌표보다는 오히려 직교좌표로 현하기 때문에 커터궤적의 연산 및 제어프로그램의 준비도 단순하고 용이하게 된다.

본 발명의 상기한 제목적, 특징 및 장점들이 첨부도면을 참조하여 다음에 기술하는 본 발명의 바람직한 일실시예에서 명백하게 나타날 것이다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 밀링식 주행강관절단기에 있어서, 다음커트방향으로 회전하는 제1밀링커터(12)와 제1커터구동모우터(16a)를 구비하고 구동기어등올 그속에 내장한 제2커터헤드(15)가 기계프레임(11)내에 설치된 안내수단으로서 직교하는 2축방향으로 이동가능한 슬라이딩장치(l7)에 의해 고정된다.

제1커터헤드(14)및 제1밀링 커터(12)는 이송스크류우(22)등의 이송수단을 경유하여 제1구동모우터(18)에의해 제1축(이하, "Y축"이라 부름) 방향으로, 또한 제2구동모우터(20)에 의해 Y축방향과 직교하는 제2축(이하, "Y축"이라 부름) 방향으로 각각 독립하여 이송되도록 구동되고, 또한 제2커더헤드(15) 및 제2밀링커터(13)는 제3구동모우터(19)에 의해 Y축 방향으로, 그리고 제4구동모우터(21)에 의해 X축 방향으로 각각 독립하여 이송되도록 구동된다 (제2도 중의 화살표 참조)

또한 제1,제2밀링커터(12),(13)의 근방에는 피절단관(4)의 절단시에 있어서 채터(chatter)를 억제하여 안정된 절삭을 행하기 위하여 커터전후의 위치에 피절단관(4)을 클램프 고정하는 전후 한쌍의 클램프장치(23)가 설치되어 있다.

또한 상술한 구성기구는 피절단관(4)과 동시에 주행하는 주행대차(24)상에 설치되어 있다.

제2도에 도시한 바와같이, 본 발명에 의한 절단기는 관의 형상, 치수, 절단길이등과 같은 절단조건 데이터를 입력하여 커터주속, 커터궤적 및 커터이송속도를 결정하는 기능을 가지고, 제1및 제2커터구동모우터(l6a),(16b)와 제1내지 제4구동모우터 (18)∼(21)을 회전하게 제어하는 제어장치(25)를 구비하고 있다.

다음에 상술한 본 절단기의 작용을 제3도에 나타낸 플로우차아트에 의거하여 설명한다.

먼저, 제어장치(25)에 관의 형상, 치수, 관절단길이, 칩두께 등과 같은 절단조건이 입력되면(스텝 P1참조), 제어장치(25)는 상기 입력데이터에 의거하여 각 커터의 궤적, 각 커터의 각각의 위치에 있어서의 이송속도, 커터의 주속(周速)등을 연산하여 절단준비를 한다. (스텝 P2참조)

계속해서 관이 주행하면, 조관속도신호에 의해 (스텝 P3참조), 관의 절단길이가 설정길이로 되도록 주행대차(24)를 동시제어하고 (스텝 P4참조), 관과 주행대차(24)가 동속으로 되면, 클램프장치(23)에 의해 피절단관(4)의 절단점의 근방을 가압하여 클램프한후 (스텝 P5참조), 제4도에 도시한 바와같이, 다운커트방향으로 설정커터 주속으로 구동제어된 제1,제2밀링커터(12),(13)는 동시에 단독으로 X축, Y축의 2축이송제어되어 (스텝 P6, P7참조), 피절단관(4)의 단면형상의 외형을 따라 움직여서, 제1밀링커터(l2)는 제4도에서 화살표로 나타낸 바와같이 A→A'→A"로 이동 절단하고, 제2밀링커터(13)은 B→B'→B''로 이동절단한다.

절단 완료후, 클램프장치(23)는 관(4)을 언클램프하고, 주행대차(24)는 리턴하여 다음 절단을 준비한다 (스텝 P8, P9 및 P11 참조) 그후 스텝 P10에서 설정치의 변경이 있는 경우는 스텝 P1으로부터 개시하고,변경이 없는 경우는 스텝 P1,P2 생략된다.

또한 제5도에 도시한 바와같이, 비대칭형상의 이형관에 있어서도, 제1밀링커터(l2)는 A→A'→A"로 제2밀링커터(13)은 B→B'→B''로 단독으로 2축방향으로 이송제어되어 절단한다.

이상 본 발명의 바람직한 일실시예의 상세한 설명에서 명백한 바와같이, 본 발명예 의하면, 커터궤적을 직교좌표로 나타내기 때문에, 한쌍의 이형관 등의 궤적위치의 연산 및 졔어프로그램이 단시간에 준비되어 현장에서의 수정작업도 가능하게 된다.

또한 복수개의 커터헤드가 단독으로 작동하기 때문에, 비대칭형상의 관도절삭이 가능하게 된다.

더 나아가, 안내기구의 강성을 크게하여 커터헤드의 지지력을 높여 이것에 의해 커터헤드의 관성질량을 크게 할 수 있기 때문에, 밀링특유의 단속절삭에 의한 커터헤드의 진동 및 스윙을 줄일 수 있고, 클램프장치로 절삭점 근방의 관을 클램프하여 피절단관의 채터를 억제하는 것과 아울러, 커터에지의 파손이 거의 발생하지 않고 또한 커터에지의 마모를 줄일 수 있다. 종래에는, 절삭에 의한 칩두께 S는 0.2㎜가한도였으나, 본 발명에서는 칩두께 S를 0.3㎜이상으로 취하여도 커터에지의 파손이 일어나지 않아 절삭이 가능하다고 하는 것이 증명되었다. 이것에 의해, 관절단시간이 대폭단축되어 주행대차의 주행거리가작아짐에 따라 설비의 소형화와 코스트절감이 가능하게 될 뿐만 아니라, 절단능력이 대폭 향상되어 고속주행하고 있는 관도 짧은 길이로 절단할 수 있도록 되었다.

또한, 커터에지의 수명에 관하여, 종래에는 커터에지의 파손이 발생하기 때문에 진동발생이 적은 업커터로 절삭하고 있었으나, 절삭테스트의 결과 본 발명은 다운 커터로 절삭할 수 있다는 것이 증명되었다. 제6도에 커터주속을 매분 240m로 각관을 절삭절단한 때의 종래예의 경우와 본 발명의 경우와의 커터의플랭크마모(VB마모)의 비교데이터를 나타낸다. 이 도면에서 명확하게 나타난 바와같이, 본 발명의 경우는 표준절삭량 절삭한 이후에 커터의 플랭크마모(flank wear)가 종래예의 경우에 비하여 5분의 1로 감소하는 것이 증명되었다. 이것에 의해, 커터에지의 수명이 비약적으로 신장하고, 커터교환빈도가 대폭적으로 감속하여 생산능률을 높일 수 있음과 동시에, 운영비를 형성하는 커터비용을 크게 줄일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의거하여, 본 발명의 원리를 설명하였으나, 상기 명세서에 기재되고 첨부도면에 도시한 모든 내용은 단지 예시적인 것에 불과하며 본 발명의 범위를 한정시키는 것은 아니다.

Claims

조관속도와 동기해서 주행하여 관을 절단하는 밀링식 주행강관절단기에 있어서, 상기관의 축방향과 직교한 2축방향으로 직선이동하는 안내기구와 이송구동모우터를 가진 이송기구와 회전구동되는 밀링커터를 가진 복수개의 커터헤드와, 상기 밀링커터의 근방에 위치하여 상기관을 유지, 고정하는 클램프장치를 주행대차상에 설치하는 동시에, 상기관의 형상, 치수 등 절단 조건의 데이터에 의거하여 상기 밀링커터가 상기관의 다른점으로부터 동시에 의형을 따라서 움직이도록 상기 커터헤드의 이송구동모우터를 회전제어하는 제어장치를 구비한 것을 특징으로 하는 밀링식 주행강관절단기.