KR100953414B1 - 파이프 롱 심 밀링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 길이 방향으로 내부용접된 파이프가 안치되어 길이 방향으로 외부용접될 부위를 심 가공하기 위하여, 상기 파이프의 하부 양측에 상기 파이프의 길이 방향을 따라 마련되어 안치된 파이프를 터닝시키는 복수의 터닝 롤러부, 상기 파이프의 하부 양측에 상기 파이프의 길이 방향을 따라 마련되어 상기 파이프를 상기 파이프의 길이 방향으로 이송가능한 복수의 이송 롤러부, 상기 파이프를 고정하기 위하여 마련되는 복수의 클램핑부, 상기 파이프의 하부에 상기 파이프의 길이 방향을 따라 이동가능하게 마련되어 상기 파이프의 길이 방향으로 외부용접될 부위를 심 가공하는 밀링 유니트를 포함하여 이루어지는 파이프 롱 심 밀링 장치에 있어서 : 상기 각각의 클램핑부는, 상기 파이프의 길이 방향을 따라 나란히 마련되되 상기 파이프의 일측 지면에 고정되는 고정체, 하단부가 상기 고정체에 회전가능하게 마련되어 수직한 회전중심축을 가지는 수직 기둥 형태의 수직형 가이드 프레임, 상기 고정체에 마련되어 상기 수직형 가이드 프레임을 회전 구동시키는 수직형 가이드 프레임 회전구동부, 일단이 상기 수직형 가이드 프레임을 따라 상하로 이동가능하게 안내되는 수평보 형태의 수평형 프레임, 상기 수직형 가이드 프레임에 마련되어 상기 수평형 프레임을 상하로 이동시키는 수평형 프레임 이동구동부, 상기 수평형 프레임의 타단에 상하로 이동가능하게 마련되는 클램프 홀더, 상기 수평형 프레임의 타단에 마련되어 상기 클램프 홀더를 상하로 이동구동하는 클램프 홀더 이동구동부, 상단이 상기 클램프 홀더를 따라 상하로 이동가능하게 안내되며 하단이 상기 파이프의 외주면을 가압하도록 형성된 클램프, 상기 클램프 홀더와 상기 클램프 사이에 마련되는 복수의 완충 스프링을 포함하여 이루어지는 것인 것 ;을 특징으로 한다.

Description

파이프 롱 심 밀링 장치{MILLING SYSTEM FOR LONG SEAM OF PIPE}

본 발명은 파이프 롱 심 밀링 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 후육관 등의 파이프 제조시 길이방향으로 내부용접된 파이프의 외부 용접부위를 용접하기 전에 용접불량을 방지하며 적절한 용접개선각을 형성하기 위하여 파이프의 외부 용접될 부위를 심 가공하는 파이프 롱 심 밀링 장치에 관한 것이다.

일반적인 후육관 등의 파이프 제조 공정을 설명한다.

후육관 등의 파이프는, 철판의 양측단 용접부위에 개선각을 가공한 후, 개선각이 형성된 부위가 서로 마주보도록 철판을 둥글게 벤딩하여 파이프 형태로 형성한 후, 용접될 부위의 길이방향 양측에 탭피스를 취부하며, 파이프의 길이방향을 따라 내부를 용접하며, 이후 길이방향으로 용접될 부위의 외측에 용접불량 방지와 적절한 용접개선각 형성을 위하여 밀링 가공한 후, 파이프의 길이방향을 따라 외부를 용접한 후 탭피스를 제거하여 파이프를 완성하게 된다.

이때 길이방향으로 용접될 부위(롱 심(LONG SEAM))이라 함)의 외측을 밀링 가공하는 방법은 통상 아래와 같다.

심(seam) 가공할 파이프, 즉 내부용접이 완료된 파이프를 크레인에 의하여 파이프 롱 심 밀링장치에 안치한 후, 파이프 롱 심 밀링장치의 터닝 롤러부가 파이프를 적절히 회전시켜 롱 심이 파이프 하단부에 위치하도록 한 후, 파이프의 전단 및 후단 각각에 취부되어 있는 탭피스를 클램핑한 후, 파이프의 하부에 마련된 밀링 유니트의 밀링 커터가 회전하면서 파이프의 길이 방향을 따라 이동하여 파이프의 길이 방향 외측에 용접개선각을 가공하게 된다.

이때 파이프는 밀링 유니트의 밀링 커터의 절삭 가공으로 인하여 진동이 발생하게 되며, 이 진동은 밀링 유니트의 손상을 야기하게 된다. 이러한 문제점으로 인하여 밀링 유니트의 커터는 절삭 가공으로 인한 마모보다는 오히려 진동으로 인한 파손으로 인하여 잦은 교체 주기를 가지게 된다.

이와 같은 롱 심 밀링 가공 중 발생되는 파이프의 진동을 방지하기 종래의 롱 심 밀링장치는 파이프에 양단에 취부된 탭피스를 클램핑하고 있지만, 파이프의 길이가 6m 내지 15m인 것을 감안한다면 파이프의 진동을 억제하기에는 불충분하였다.

한편, 파이프를 롱 심 밀링장치에 안치할 때 크레인을 이용하는 것이 아니라 이송 롤러들을 이용하는 방식이 제안된 바 있으며, 이 경우 파이프의 몸체 자체를 클램핑할 수 있는 방식이 제안된 바 있다.

즉 크레인을 이용하는 방식의 경우 롱 심 밀링장치 상부에서 파이프가 하부로 내려와 안치되나, 별도의 이송 롤러들을 이용한 방식의 경우 파이프를 상부에서 하부로 내려 안치하는 것이 아니라 파이프를 파이프의 길이 방향으로 이송하여 파이프를 롱 심 밀링장치에 안치하는 방식이다.

그러나 이러한 방식은 별도의 이송 롤러부로 인하여 롱 심 밀링장치가 차지하는 공간이 매우 많이 필요하게 되어 효율적이지 못하며, 아울러 파이프의 롱 심이 파이프의 하부에 위치되도록 파이프를 터닝시킬 때 진입되는 파이프와의 간섭을 피하기 위하여 파이프의 외주면에 형성된 심을 기준으로 파이프를 터닝시키게 된다.

이때 파이프의 직하부에서 심을 감지하는 것이 바람직하나, 파이프의 외부, 구체적으로는 파이프의 직하부에는 밀링 유니트가 이동하기 위한 공간이 확보되어야 하므로, 경사상으로 파이프 외부의 심을 감지하게 되어 파이프를 정렬하는 작업에 어려움이 많았다.

1.국내등록특허제10-0426654호(2004년3월30일등록)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 복수의 클램핑부가 파이프의 몸체를 직접 클램핑할 수 있도록 하여 밀링 가공 도중에 발생하는 진동을 최소화시키며, 아울러 크레인에 의하여 파이프를 안치할 경우 클램핑부와 파이프가 간섭되는 것을 회피할 수 있으며, 또한 파이프의 내주면의 내부용접부위를 기준으로 파이프를 터닝시킴으로써 파이프의 밀링 가공의 정확도를 높일 수 있는 파이프 롱 심 밀링장치에 관한 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 길이 방향으로 내부용접된 파이프가 안치되어 길이 방향으로 외부용접될 부위를 심 가공하기 위하여, 상기 파이프의 하부 양측에 상기 파이프의 길이 방향을 따라 마련되어 안치된 파이프를 터닝시키는 복수의 터닝 롤러부, 상기 파이프의 하부 양측에 상기 파이프의 길이 방향을 따라 마련되어 상기 파이프를 상기 파이프의 길이 방향으로 이송가능한 복수의 이송 롤러부, 상기 파이프를 고정하기 위하여 마련되는 복수의 클램핑부, 상기 파이프의 하부에 상기 파이프의 길이 방향을 따라 이동가능하게 마련되어 상기 파이프의 길이 방향으로 외부용접될 부위를 심 가공하는 밀링 유니트를 포함하여 이루어지는 파이프 롱 심 밀링 장치에 있어서 : 상기 각각의 클램핑부는, 상기 파이프의 길이 방향을 따라 나란히 마련되되 상기 파이프의 일측 지면에 고정되는 고정체, 하단부가 상기 고정체에 회전가능하게 마련되어 수직한 회전중심축을 가지는 수직 기둥 형태의 수직형 가이드 프레임, 상기 고정체에 마련되어 상기 수직형 가이드 프레임을 회전 구동시키는 수직형 가이드 프레임 회전구동부, 일단이 상기 수직형 가이드 프레임을 따라 상하로 이동가능하게 안내되는 수평보 형태의 수평형 프레임, 상기 수직형 가이드 프레임에 마련되어 상기 수평형 프레임을 상하로 이동시키는 수평형 프레임 이동구동부, 상기 수평형 프레임의 타단에 상하로 이동가능하게 마련되는 클램프 홀더, 상기 수평형 프레임의 타단에 마련되어 상기 클램프 홀더를 상하로 이동구동하는 클램프 홀더 이동구동부, 상단이 상기 클램프 홀더를 따라 상하로 이동가능하게 안내되며 하단이 상기 파이프의 외주면을 가압하도록 형성된 클램프, 상기 클램프 홀더와 상기 클램프 사이에 마련되는 복수의 완충 스프링을 포함하여 이루어지는 것인 것 ;을 특징으로 한다.

상기에 있어서 : 상기 파이프의 길이 방향 일측에, 상기 파이프를 사이에 두고 고정 입설되는 한 쌍의 정렬용 기둥, 양단이 상기 정렬용 기둥에 결합되어 상기 파이프를 수평상으로 가로지르도록 배치되는 횡단보, 상기 횡단보의 길이방향 중앙에 마련되는 제1정렬용 프레임, 상기 제1정렬용 프레임에 마련되어 상기 파이프의 내주면으로 레이저 스폿을 조사하는 제1레이저 조사 장치, 상기 제1정렬용 프레임에 마련되어 상기 파이프의 내주면을 조명하는 제1조명장치, 상기 제1정렬용 프레임에 마련되어 상기 레이저 스폿을 촬영하는 제1카메라장치를 포함하여 이루어지는 고정식 정렬부가 마련되며 ; 상기 파이프의 길이 방향 타측에, 상기 파이프를 사이에 두고 상기 파이프의 길이 방향을 따라 나란히 마련되는 한 쌍의 레일 부재, 상기 한 쌍의 레일 부재를 따라 이동가능하게 안내되며 상기 파이프를 수평상으로 가로지르도록 배치되는 정렬용 대차, 상기 정렬용 대차의 길이방향 중앙에 마련되는 제2정렬용 프레임, 상기 제2정렬용 프레임에 마련되어 상기 파이프의 내주면으로 레이저 스폿을 조사하는 제2레이저 조사 장치, 상기 제2정렬용 프레임에 마련되어 상기 파이프의 내주면을 조명하는 제2조명장치, 상기 제2정렬용 프레임에 마련되어 상기 레이저 스폿을 촬영하는 제2카메라장치를 포함하여 이루어지는 이동식 정렬부가 마련되는 것 ; 이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 제1정렬용 프레임은 상기 횡단보에 대하여 상하로 이동가능하게 마련되며, 상기 횡단보에 상기 제1정렬용 프레임을 상하로 이동 구동하기 위한 제1정렬용 프레임 이동구단수단이 마련되며, 상기 제1정렬용 프레임의 하단부에 파이프의 탭피스를 가압 고정하기 위한 제1가압 고정구가 마련되며, 상기 제2정렬용 프레임은 상기 정렬용 대차에 대하여 상하로 이동가능하게 마련되며, 상기 정렬용 대차에 상기 제2정렬용 프레임을 상하로 이동 구동하기 위한 제2정렬용 프레임 이동구단수단이 마련되며, 상기 제2정렬용 프레임의 하단부에 파이프의 탭피스를 가압 고정하기 위한 제2가압 고정구가 마련되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 각각의 터닝 롤러부는, 파이프의 일측에 마련되되 상기 파이프의 길이 방향과 평행한 회전중심을 가지는 아이들형 터닝 롤러와, 상기 아이들형 터닝 롤러가 회전가능하게 장착되는 아이들형 터닝 롤러용 탑재대와, 지면에 고정되어 상기 아이들형 터닝 롤러용 탑재대가 상기 파이프의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 이동하도록 안내하는 아이들형 터닝 롤러용 프레임과, 상기 아이들형 터닝 롤러용 프레임에 마련되어 상기 아이들형 터닝 롤러용 탑재대를 상기 파이프의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 이동 구동하는 아이들형 터닝 롤러 이동구동부와, 파이프의 타측에 마련되되 상기 파이프의 길이 방향과 평행한 회전중심을 가지는 구동형 터닝 롤러와, 상기 구동형 터닝 롤러가 회전가능하게 장착되는 구동형 터닝 롤러용 탑재대와, 상기 구동형 터닝 롤러용 탑재대에 마련되어 상기 구동형 터닝 롤러를 회전 구동하는 구동형 터닝 롤러 회전구동부와, 지면에 고정되어 상기 구동형 터닝 롤러용 탑재대가 상기 파이프의 길이 방향과 직교하는 방향으로 이동하도록 안내하는 구동형 터닝 롤러용 프레임과, 상기 구동형 터닝 롤러용 프레임에 마련되어 상기 구동형 터닝 롤러용 탑재대를 상기 파이프의 길이 방향과 직교하는 방향으로 이동 구동하는 구동형 터닝 롤러 이동구동부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 본 발명은 복수의 클램핑부가 파이프의 몸체를 직접 클램핑할 수 있도록 하여 밀링 가공 도중에 발생하는 진동을 최소화시키며, 아울러 크레인에 의하여 파이프가 안치되거나 이동될 경우 클램핑부와 파이프가 간섭되는 것을 회피할 수 있으며, 또한 파이프의 내주면에 조사되는 레이저 스폿을 이용하여 파이프를 터닝시킴으로써 파이프의 밀링 가공의 정확도를 높일 수 있는 파이프 롱 심 밀링장치를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 파이프 롱 심 밀링장치의 개념 평면도, 도 2는 도 1의 측면도, 도 3은 고정식 정렬부와 이동식 정렬부의 작동을 보이기 위한 개념 측면도, 도 4는 도 3의 주요부 확대도, 도 5는 한 쌍의 이송 롤러부의 평면도, 도 6은 이송 롤러부가 파이프를 지지하는 상태를 보이기 위한 개념도, 도 7은 터닝 롤러부의 평면도, 도 8은 터닝 롤러부가 파이프를 지지하는 상태를 보이기 위한 개념도, 도 9는 클램핑부의 사시도, 도 10은 클램핑부의 평면 상태 변화도, 도 11은 클램핑부의 클램프 홀더와 클램프의 조립 상태를 보이는 단면도.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명에 의한 파이프 롱 심 밀링장치의 개념 평면도, 도 2는 도 1의 측면도, 도 3은 고정식 정렬부와 이동식 정렬부의 작동을 보이기 위한 개념 측면도, 도 4는 도 3의 주요부 확대도, 도 5는 한 쌍의 이송 롤러부의 평면도, 도 6은 이송 롤러부가 파이프를 지지하는 상태를 보이기 위한 개념도, 도 7은 터닝 롤러부의 평면도, 도 8은 터닝 롤러부가 파이프를 지지하는 상태를 보이기 위한 개념도, 도 9는 클램핑부의 사시도, 도 10은 클램핑부의 평면 상태 변화도, 도 11은 클램핑부의 클램프 홀더와 클램프의 조립 상태를 보이는 개념 단면도이다.

본 발명은 크레인에 의하여 파이프가 안치된 후 심 가공을 하는 파이프 롱 심 밀링장치에 관한 것이다.

본 발명의 파이프 롱 심 밀링장치는 크게 클램핑부(100), 터닝 롤러부(200), 이송 롤러부(300), 고정식 정렬부(400), 이동식 정렬부(500), 밀링 유니트(600)로 이루어진다.

파이프가 안치되는 부위를 기준으로 그 하부에 하부 공간부(10)가 형성되어 있다.

하부 공간부(10)는 파이프의 길이 방향을 따라 도랑 형태로 형성되며, 그 양측면 부위에는 각종 구조물(터닝 롤러부(200), 이송 롤러부(300) 등)이 설치되는 한편, 그 바닥면에는 밀링 유니트(600)를 위한 레일이 형성되어 있다.

먼저 이송 롤러부(300)를 도 1, 도 5, 도 6을 참조하여 설명한다.

이송 롤러부(300)는 본 파이프 롱 심 밀링장치에 파이프(1)가 안치되면 파이프의 길이방향 일단부가 고정식 정렬부(400)에 인접하도록 파이프를 그 길이방향으로 이송하며, 아울러 롱 심 가공이 완료된 후 파이프(1)를 그 길이방향 반대편으로 이송하여 파이프가 크레인으로 반출될 수 있는 위치로 이동시키는 장치이다.

이송 롤러부(300)는 파이프(1)의 하부 양측 각각에 파이프(1)의 길이 방향을 따라 복수로 배치된다.

각각의 이송 롤러부(300)는 파이프(1)의 길이방향에 대하여 직각을 이루는 형태로 회전중심이 형성된 원추 형태의 이송 롤러(301)와, 상기 이송 롤러(301)가 회전가능하게 마련되며 이송 롤러(301)를 회전 구동시키는 유압모터를 포함하여 이루어지는 이송 롤러 탑재대(310)를 포함하여 이루어진다.

아울러 이송 롤러 탑재대(310)는 파이프(1)의 회전중심으로부터 이송 롤러(301)의 거리가 조정될 수 있도록 별도로 마련된 유압실린더 등에 의하여 이동될 수 있다.

다음으로 터닝 롤러부(200)를 도 1, 도 7, 도 8을 참조하여 설명한다.

터닝 롤러부(200)는 파이프(1)의 하부 양측에 파이프(1)의 길이 방향을 따라 복수로 마련되며 안치된 파이프(1)를 터닝시켜 파이프의 외부용접될 부위가 파이프의 최하부에 위치하도록 위치시키는 역할을 한다.

각각의 터닝 롤러부(200)는 아이들형 터닝 롤러부(210)와 구동형 터닝 롤러부(220)로 구분된다.

아이들형 터닝 롤러부(210)는, 파이프의 일측에 마련되되 파이프의 길이 방향과 평행한 회전 중심을 가지는 원기둥 형태의 아이들형 터닝 롤러(211)와, 아이들형 터닝 롤러(211)가 회전 가능하게 장착되는 아이들형 터닝 롤러용 탑재대(212)와, 아이들형 터닝 롤러용 탑재대(212)가 파이프의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 이동하도록 안내하는 아이들형 터닝 롤러용 프레임(213)과, 아이들형 터닝 롤러용 프레임(213)에 마련되어 아이들형 터닝 롤러용 탑재대(212)를 파이프의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 이동 구동하는 유압실린더 등의 아이들형 터닝 롤러 이동구동부(214)를 포함하여 이루어진다.

파이프(1)를 사이에 두고 아이들형 터닝 롤러부(210)의 반대측에 구동형 터닝 롤러부(220)가 마련된다.

구동형 터닝 롤러부(210)는, 파이프의 타측에 마련되되 파이프의 길이 방향과 평행한 회전 중심을 가지는 원기둥 형태의 구동형 터닝 롤러(221)와, 구동형 터닝 롤러(221)가 회전 가능하게 장착되는 구동형 터닝 롤러용 탑재대(222)와, 구동형 터닝 롤러용 탑재대(222)가 파이프의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 이동하도록 안내하는 구동형 터닝 롤러용 프레임(223)과, 구동형 터닝 롤러용 프레임(223)에 마련되어 구동형 터닝 롤러용 탑재대(222)를 파이프의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 이동 구동하는 유압실린더 등의 구동형 터닝 롤러 이동구동부(224)와, 구동형 터닝 롤러용 탑재대(222)에 마련되어 구동형 터닝 롤러(221)를 회전 구동하는 구동모터 등의 구동형 터닝 롤러 구동회전부(225)를 포함하여 이루어진다.

따라서 터닝 롤러부(200)는 구동형 터닝 롤러(221)가 구동형 터닝 롤러 회전구동부(225)의 회전 구동에 따라 회전함으로써 상부에 안치된 파이프(1)를 터닝(TURNING)시킬 수 있어, 파이프(1)의 롱 심 부위가 하부를 향하도록 한다.

이때 아이들형 터닝 롤러(211)는 파이프(1)와 접촉되어 파이프의 회전과 함께 회전하게 된다.

아울러 터닝 롤러부(200)의 아이들형 터닝 롤러부(210)와 구동형 터닝 롤러부(220)는 아이들형 터닝 롤러 이동구동부(214)와 구동형 터닝 롤러 이동구동부(224)의 구동에 의하여 파이프의 직경에 따라 서로간의 간격이 조절될 수 있다.

또한 완전한 직진도를 가지지 않은 파이프의 경우에도 아이들형 터닝 롤러 이동구동부(214)와 구동형 터닝 롤러 이동구동부(224)의 구동에 의하여 파이프의 터닝이 원활하게 되며, 파이프의 직진도를 보정하는 역할도 한다.

본 파이프 롱 심 밀링 장치에서 파이프의 심 가공 부위가 파이프의 하부에 위치하도록 터닝하기 위하여는 별도의 정렬 장치가 필요하며, 본 실시예에서는 고정식 정렬부(400)와 이동식 정렬부(500)에 의하여 파이프의 정렬이 가능하도록 하였다.

고정식 정렬부(400)와 이동식 정렬부(500)를 도 1, 도 2, 도 3, 도 4를 참조하여 설명한다.

고정식 정렬부(400)는 파이프(1)의 길이 방향 일측에 마련되며, 파이프(1)의 길이가 변경되는 경우에도 이동하지 않는다.

고정식 정렬부(400)는, 파이프(1)를 사이에 두고 고정 입설되는 한 쌍의 정렬용 기둥(410)과, 양단이 한 쌍의 정렬용 기둥(410)에 결합되어 파이프(1)를 수평상으로 가로지르도록 배치되는 횡단보(420)와, 횡단보(420)의 길이방향 중앙에 마련되는 제1정렬용 프레임(430)으로 이루어진다.

아울러 제1정렬용 프레임(430)에는 제1레이저 조사 장치(431), 제1조명장치(432), 제1카메라장치(433)가 마련되어 있다.

제1레이저 조사 장치(431)는 파이프(1)의 내주면으로 레이저 스폿을 조사하며, 제1조명장치(432)는 파이프(1)의 내주면, 특히 레이저 스폿이 조사되는 부위를 조명하며, 제1카메라장치(433)는 레이저 스폿 부위를 촬영하게 된다.

또한 제1정렬용 프레임(430)은 횡단보(420)에 대하여 상하로 이동가능하게 마련되며, 횡단보(420)에는 제1정렬용 프레임(430)을 상하로 이동 구동하기 위한 유압실린더와 같은 제1정렬용 프레임 이동구동수단(421)이 마련되어 있으며, 아울러 제1정렬용 프레임(430)의 하단부에는 파이프(1)의 탭피스(2)를 가압 고정하기 위한 제1가압 고정구(434)가 마련되어 있다.

따라서 제1조명장치(432)에 의하여 조명이 이루어진 상태에서 제1레이저 조사 장치(431)에 의하여 레이저 스폿이 파이프(1)의 내주면에 조사되며, 이를 제1카메라장치(433)에 의하여 촬영하여 별도의 디스플레이 장치에서 확인할 수 있으므로, 디스플레이 장치를 확인하면서 터닝 롤러부(200)를 구동시켜 파이프의 롱 심 부위를 파이프의 하부에 정확히 위치시키는 것이 가능하게 된다.

또한 제1레이저 조사 장치(431) 등에 의하여 파이프 정렬이 완료되면 제1정렬용 프레임 이동구단수단(421)이 구동하여 제1정렬용 프레임(430)이 하부로 이동하게 되며 이때 제1가압 고정구(434)는 파이프(1)의 탭피스(2)를 가압 고정하게 된다.

본 파이프 롱 심 밀링 장치에서 파이프를 정렬하기 위하여는 파이프의 양 단부가 함께 정렬되어야 하므로, 고정식 정렬부(400)의 반대편에 이동식 정렬부(500)가 마련된다.

또한 심 가공되는 파이프의 길이는 변경될 수 있으므로, 고정식 정렬부(400)가 고정된 위치에 마련되는 한편, 이동식 정렬부(500)는 파이프의 길이에 따라 파이프의 길이방향을 따라 이동가능하게 마련된다.

이를 위하여 파이프의 길이 방향 타측에, 파이프(1)를 사이에 두고 파이프(1)의 길이 방향을 따라 한 쌍의 레일 부재(510)가 나란히 마련된다.

한 쌍의 레일 부재(510)에는 레일 부재(510)를 따라 이동 가능하게 안내되며 아울러 파이프(1)를 수평상으로 가로지르도록 배치되는 정렬용 대차(520)가 마련된다. 정렬용 대차(520)에는 레일 부재(510)를 따라 이동하기 위한 모터 등의 이동 구동부가 마련되어 있다.

도 1에서는 정렬용 대차(520)의 도시를 생략하였으며, 도 2 및 도 3에서는 정렬용 대차(520)의 서로 다른 3가지 위치를 520, 520', 520''로 도시하였다.

즉 정렬용 대차(520)는 도 2 및 도 3에서 520과 520' 사이에서 이동될 수 있다.

정렬용 대차(520)의 길이 방향 중앙 하부에는 제2정렬용 프레임(530)이 마련된다.

아울러 제2정렬용 프레임(530)에는 제2레이저 조사 장치(531), 제2조명장치(532), 제2카메라장치(533)가 마련되어 있다.

또한 제2정렬용 프레임(530)은 정렬용 대차(520)에 대하여 상하로 이동가능하게 마련되며, 정렬용 대차(520)에는 제2정렬용 프레임(530)을 상하로 이동 구동하기 위한 유압실린더와 같은 제2정렬용 프레임 이동구동수단(521)이 마련되어 있으며, 아울러 제2정렬용 프레임(530)의 하단부에는 파이프(1)의 탭피스(2)를 가압 고정하기 위한 제2가압 고정구(534)가 마련되어 있다.

제2정렬용 프레임 이동구동수단(521), 제2레이저 조사 장치(531), 제2조명장치(532), 제2카메라장치(533), 제1가압 고정구(534)는 제1정렬용 프레임 이동구동수단(421), 제1레이저 조사 장치(431), 제1조명장치(432), 제1카메라장치(433), 제1가압 고정구(434)의 기능과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.

파이프(1)의 하부에 마련되는 밀링 유니트(600)는, 회전에 의하여 파이프의 외부용접될 부위를 심 가공하는 밀링 커터(601)를 포함하여 이루어지며, 아울러 하부 공간(10)에서 파이프(1)의 길이 방향을 따라 이동하면서 파이프의 길이 방향으로 심 가공을 할 수 있도록 이동용 모터 등이 장착된다.

아울러 파이프의 심 가공 부위가 완전한 직진도를 가지고 있지 않은 경우를 대비하여 밀링 커터(601)가 그 휘어져 있는 경로를 따라 진행할 수 있도록 밀링 유니트(600)에는 심 추적 장치(Seam Tracking Device)가 마련되며, 심 추적 장치의 신호에 따라 밀링 커터(601)는 좌우로 조금씩 이동하면서 밀링 가공을 수행할 수 있도록 마련된다.

도 1 및 도 2에서는 밀링 유니트(600)가 좌측단 최대 위치와 우측단 최대 위치에 위치된 상태를 동시에 도시하였다.

터닝 롤러부(200)에 의하여 롱 심이 하부에 위치된 파이프를 클램핑하기 위하여 복수의 클램핑부(100)가 마련된다.

각각의 클램핑부(100)는 파이프(1)의 일측에 파이프의 길이 방향을 따라 나란히 마련된다.

각각의 클램핑부(100)는 도 9 내지 도 11과 같은 구성으로서 모두 동일한 구조를 가진다.

파이프(1)의 일측 지면에 고정되는 고정체(110)가 마련된다.

고정체(110)의 상부에 수직 기둥 형태의 수직형 가이드 프레임(120)이 마련되며, 수직형 가이드 프레임(120)의 하단부는 고정체(110)에 대하여 회전가능하게 마련되어 수직한 회전중심축을 가진다.

아울러 고정체(110)에는 수직형 가이드 프레임(120)을 회전구동시키는 수직형 가이드 프레임 회전구동부(111)가 마련되어 있다. 본 실시예에서는 수직형 가이드 프레임 회전구동부(111)는 고정체(110)에 마련된 유압실린더이다.

수직형 가이드 프레임(120)에는 수평보 형태의 수평형 프레임(130)이 마련된다.

수평형 프레임(130)은 그 일단이 수직형 가이드 프레임(120)에 상하로 이동가능하게 결합되는 한편, 그 타단은 자유단이며, 수평형 프레임(130)의 타단은 파이프(1)의 중심선 상부에 위치될 수 있다.

수직형 가이드 프레임(120)에는 수평형 프레임(130)을 상하로 이동시키는 수평형 프레임 이동구동부(121)가 마련되어 있다. 본 실시예에서 수평형 프레임 이동구동부(121)는 수직형 가이드 프레임(120)에 수직상으로 회전가능하게 배치된 스크류와 상기 스크류를 회전시키는 구동모터로 이루어져 있으며, 수평형 프레임은 상기 스크류에 결합되어 스크류의 회전에 따라 상하로 이동하게 된다.

자유단을 이루는 수평형 프레임(130)의 타단에는 수평평 프레임(130)의 하부에서 클램프 홀더(140)가 상하로 이동가능하게 마련되며, 수평형 프레임(130)의 타단 상부에는 클램프 홀더(140)를 상하로 이동시키는 유압실린더로 된 클램프 홀더 이동구동부(131)가 마련되어 있다.

또한 클램프 홀더(140)의 하부에는 클램프(150)가 마련되며, 클램프(150)의 상단은 클램프 홀더(140)를 따라 상하로 이동가능하게 안내되며, 클램프(150)의 하단은 파이프(1)의 외주면을 가압할 수 있는 형상을 가진다.

클램프(150)와 클램프 홀더(140) 사이에는 복수의 완충 스프링(160)이 마련되어 있다.

상기와 같은 클램핑부(100)는 파이프가 안치될 때는 수직형 가이드 프레임 회전구동부(111)의 구동에 의하여 수직형 가이드 프레임(120)이 약 90°로 회전하며, 이에 의하여 수평형 프레임(130)이 파이프(1)의 상하부 이동 경로로부터 벗어나다(도 10의 (b) 상태).

이후 터닝 롤러부(200)에 의한 파이프 터닝이 완료되면 수직형 가이드 프레임 회전구동부(111)의 구동에 의하여 수직형 가이드 프레임(120)이 역방향으로 90°로 회전하며, 이에 의하여 수평형 프레임(130)의 자유단이 파이프(1)의 중심선상에 위치하게 된다(도 10의 (a) 상태).

이후 수평형 프레임 이동구동부(121)에 의하여 수평형 프레임(130)이 파이프의 높이에 맞춰 상하로 이동하고, 이후 클램프 홀더 이동구동부(131)에 의하여 클램프 홀더(140) 및 클램프(150)가 하부로 이동한다.

이후 클램프(150)가 파이프(1)의 외주면과 접한 후에도 클램프 홀더(140)가 하부로 좀더 이동하여 그 이동한 거리만큼 완충 스프링(160)이 압축되며, 클램프(150)는 완충 스프링(160)의 탄성복원력으로 파이프(1)를 클램핑하게 된다. 따라서 클램프(150)와 파이프(1)가 접할 때 접촉 충격에 의한 파이프(1)의 손상이 방지되면서도 매우 강력하게 파이프(1)를 클램핑하는 것이 가능하게 된다.

심 가공이 완료된 파이프(1)를 이탈시키는 과정은 상기의 과정과 역순으로 이루어지게 된다.

상기와 같은 본 실시예의 작동을 설명한다.

먼저 크레인으로 파이프(1)를 본 파이프 롱 심 밀링 장치에 안착시킨다.

이때 클램핑부(100)는 도 10의 (b)의 상태로 되어 파이프(1)의 안치를 방해하지 않게 된다.

아울러 본 장치에 안치된 파이프(1)는 이송 롤러부(300)에 의하여 지지된 상태가 된다.

이와 같이 지지된 상태에서 이송 롤러부(300)가 구동하여 파이프(1)는 파이프(1)의 일단부가 고정식 정렬부(400)와 인접할 때까지 그 길이방향으로 이송된다.

이와 같이 파이프(1)의 길이 방향 위치가 세팅되면, 이후 터닝 롤러부(200)에 의하여 파이프(1)가 지지되는 상태로 변화된다.

즉, 아이들형 터닝롤러 이동구동부(214)와 구동형 터닝 롤러 이동구동부(224)가 아이들형 터닝 롤러 탑재대(212) 및 구동형 터닝 롤러 탑재대(222)를 파이프(1)의 중심 방향으로 전진시켜 아이들형 터닝 롤러(211)와 구동형 터닝 롤러(221)가 파이프(1)의 외주면과 접하는 상태로 된다.

다음으로 이동식 정렬부(500)의 정렬용 대차(520)가 파이프(1)의 길이 방향을 따라 이동하여 제2정렬용 프레임(530)이 파이프(1)의 내부에 위치되도록 한다.

다음으로 구동형 터닝 롤러 회전구동부(225)의 구동에 의하여 구동형 터닝 롤러(221)가 회전하며, 이와 연동하여 파이프(1) 및 아이들형 터닝 롤러(211)가 회전한다.

이러한 회전은 제1레이저 조사 장치(431) 및 제2레이저 조사 장치(531) 각각이 파이프(1)의 내주면에 형성된 내부 용접된 부위를 찾을 때까지 지속된다.

파이프의 터닝이 완료되면, 클램핑부(100)가 도 10의 (a)의 상태로 변화된 후 파이프(1)의 외주면 몸체를 클램핑하게 되는 한편, 아울러 제1정렬용 프레임 이동구동수단(421) 및 제2정렬용 프레임 이동구동수단(521)이 구동하여 제1가압 고정구(434) 및 제2가압 고정구(534)가 파이프(1)의 양단에 취부된 탭피스(2)를 가압 고정하게 된다.

이후 밀링 유니트(600)가 구동하여 밀링 커터(601)가 파이프의 외주면에 길이방향으로 용접개선각을 형성하게 된다.

외부용접부위를 위한 롱 심 가공이 완료되면, 제1가압 고정구(434) 및 제2가압 고정구(534) 및 클램핑부(100)의 클램핑이 해제되며, 다음으로 이동식 정렬부(500)의 정렬용 대차(520)가 반대 방향으로 이동하여 파이프의 이동 경로로부터 벗어나며, 이송 롤러부(300)가 구동하여 파이프(1)를 파이프의 길이 방향으로 이송시켜 고정식 정렬부(500)와 파이프(1)가 서로 간섭되지 않도록 하며, 클램핑부(100)의 수평형 프레임(130)은 파이프와 간섭되지 않도록 수직형 가이드 프레임 회전구동부(111)의 구동에 의하여 90°회전하게 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 후육관 등의 파이프 제조시 길이 방향 심, 즉 롱 심을 가공하기 위하여 이용될 수 있다.

100 : 클램핑부 200 : 터닝 롤러부
300 : 이송 롤러부 400 : 고정식 정렬부
500 : 이동식 정렬부 600 : 밀링 유니트

Claims (4)

1. 길이 방향으로 내부용접된 파이프가 안치되어 길이 방향으로 외부용접될 부위를 심 가공하기 위하여, 상기 파이프의 하부 양측에 상기 파이프의 길이 방향을 따라 마련되어 안치된 파이프를 터닝시키는 복수의 터닝 롤러부, 상기 파이프의 하부 양측에 상기 파이프의 길이 방향을 따라 마련되어 상기 파이프를 상기 파이프의 길이 방향으로 이송가능한 복수의 이송 롤러부, 상기 파이프를 고정하기 위하여 마련되는 복수의 클램핑부, 상기 파이프의 하부에 상기 파이프의 길이 방향을 따라 이동가능하게 마련되어 상기 파이프의 길이 방향으로 외부용접될 부위를 심 가공하는 밀링 유니트를 포함하여 이루어지는 파이프 롱 심 밀링 장치에 있어서 :
   상기 각각의 클램핑부는, 상기 파이프의 길이 방향을 따라 나란히 마련되되 상기 파이프의 일측 지면에 고정되는 고정체, 하단부가 상기 고정체에 회전가능하게 마련되어 수직한 회전중심축을 가지는 수직 기둥 형태의 수직형 가이드 프레임, 상기 고정체에 마련되어 상기 수직형 가이드 프레임을 회전 구동시키는 수직형 가이드 프레임 회전구동부, 일단이 상기 수직형 가이드 프레임을 따라 상하로 이동가능하게 안내되는 수평보 형태의 수평형 프레임, 상기 수직형 가이드 프레임에 마련되어 상기 수평형 프레임을 상하로 이동시키는 수평형 프레임 이동구동부, 상기 수평형 프레임의 타단에 상하로 이동가능하게 마련되는 클램프 홀더, 상기 수평형 프레임의 타단에 마련되어 상기 클램프 홀더를 상하로 이동구동하는 클램프 홀더 이동구동부, 상단이 상기 클램프 홀더를 따라 상하로 이동가능하게 안내되며 하단이 상기 파이프의 외주면을 가압하도록 형성된 클램프, 상기 클램프 홀더와 상기 클램프 사이에 마련되는 복수의 완충 스프링을 포함하여 이루어지는 것인 것 ;을 특징으로 하는 파이프 롱 심 밀링 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서 : 상기 파이프의 길이 방향 일측에, 상기 파이프를 사이에 두고 고정 입설되는 한 쌍의 정렬용 기둥, 양단이 상기 정렬용 기둥에 결합되어 상기 파이프를 수평상으로 가로지르도록 배치되는 횡단보, 상기 횡단보의 길이방향 중앙에 마련되는 제1정렬용 프레임, 상기 제1정렬용 프레임에 마련되어 상기 파이프의 내주면으로 레이저 스폿을 조사하는 제1레이저 조사 장치, 상기 제1정렬용 프레임에 마련되어 상기 파이프의 내주면을 조명하는 제1조명장치, 상기 제1정렬용 프레임에 마련되어 상기 레이저 스폿을 촬영하는 제1카메라장치를 포함하여 이루어지는 고정식 정렬부가 마련되며 ;
   상기 파이프의 길이 방향 타측에, 상기 파이프를 사이에 두고 상기 파이프의 길이 방향을 따라 나란히 마련되는 한 쌍의 레일 부재, 상기 한 쌍의 레일 부재를 따라 이동가능하게 안내되며 상기 파이프를 수평상으로 가로지르도록 배치되는 정렬용 대차, 상기 정렬용 대차의 길이방향 중앙에 마련되는 제2정렬용 프레임, 상기 제2정렬용 프레임에 마련되어 상기 파이프의 내주면으로 레이저 스폿을 조사하는 제2레이저 조사 장치, 상기 제2정렬용 프레임에 마련되어 상기 파이프의 내주면을 조명하는 제2조명장치, 상기 제2정렬용 프레임에 마련되어 상기 레이저 스폿을 촬영하는 제2카메라장치를 포함하여 이루어지는 이동식 정렬부가 마련되는 것 ;
   을 특징으로 하는 파이프 롱 심 밀링 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제1정렬용 프레임은 상기 횡단보에 대하여 상하로 이동가능하게 마련되며, 상기 횡단보에 상기 제1정렬용 프레임을 상하로 이동 구동하기 위한 제1정렬용 프레임 이동구단수단이 마련되며, 상기 제1정렬용 프레임의 하단부에 파이프의 탭피스를 가압 고정하기 위한 제1가압 고정구가 마련되며, 상기 제2정렬용 프레임은 상기 정렬용 대차에 대하여 상하로 이동가능하게 마련되며, 상기 정렬용 대차에 상기 제2정렬용 프레임을 상하로 이동 구동하기 위한 제2정렬용 프레임 이동구단수단이 마련되며, 상기 제2정렬용 프레임의 하단부에 파이프의 탭피스를 가압 고정하기 위한 제2가압 고정구가 마련되는 것을 특징으로 하는 파이프 롱 심 밀링 장치.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 각각의 터닝 롤러부는, 파이프의 일측에 마련되되 상기 파이프의 길이 방향과 평행한 회전중심을 가지는 아이들형 터닝 롤러와, 상기 아이들형 터닝 롤러가 회전가능하게 장착되는 아이들형 터닝 롤러용 탑재대와, 지면에 고정되어 상기 아이들형 터닝 롤러용 탑재대가 상기 파이프의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 이동하도록 안내하는 아이들형 터닝 롤러용 프레임과, 상기 아이들형 터닝 롤러용 프레임에 마련되어 상기 아이들형 터닝 롤러용 탑재대를 상기 파이프의 길이 방향과 직각을 이루는 방향으로 이동 구동하는 아이들형 터닝 롤러 이동구동부와, 파이프의 타측에 마련되되 상기 파이프의 길이 방향과 평행한 회전중심을 가지는 구동형 터닝 롤러와, 상기 구동형 터닝 롤러가 회전가능하게 장착되는 구동형 터닝 롤러용 탑재대와, 상기 구동형 터닝 롤러용 탑재대에 마련되어 상기 구동형 터닝 롤러를 회전 구동하는 구동형 터닝 롤러 회전구동부와, 지면에 고정되어 상기 구동형 터닝 롤러용 탑재대가 상기 파이프의 길이 방향과 직교하는 방향으로 이동하도록 안내하는 구동형 터닝 롤러용 프레임과, 상기 구동형 터닝 롤러용 프레임에 마련되어 상기 구동형 터닝 롤러용 탑재대를 상기 파이프의 길이 방향과 직교하는 방향으로 이동 구동하는 구동형 터닝 롤러 이동구동부를 포함하여 이루어지는 것인 것을 특징으로 하는 파이프 롱 심 밀링 장치.

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