KR101061325B1 - 2-axis control pipe cutting machine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스나 플라즈마를 이용하여 파이프를 절단하는 2축 제어 파이프 절단기에 관한 것으로, 파이프의 외주면을 접촉하는 휠을 구동하는 구동축에는 각각 높낮이 조절이 가능한 반원형의 자석을 부착하여 파이프 절단장치가 파이프의 외주면에 부착되어 고정되게 하고, 구동축은 스텝핑 모터에 의하여 회전을 제어하며 파이프 절단기를 구동하는 드라이빙 유니트에는 파이프 절단노즐을 장착한 암모듈을 구비하고 암모듈은 스텝핑 모터와 피니언 기어 및 랙기어에 의하여 파이프의 길이방향으로 이동을 가능하게 하여 파이프의 반경방향 이송과 함께 2축으로 파이프 절단노즐을 제어할 수 있게 하여 파이프를 절단하거나 파이프의 외주에 분기관을 접속할 수 있도록 구멍을 천공할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a two-axis control pipe cutter for cutting a pipe by using gas or plasma, and the pipe cutting device is attached to a drive shaft for driving a wheel that contacts the outer circumferential surface of the pipe by a semicircular magnet that can be adjusted in height. Attached to the outer circumferential surface of the drive shaft, and the driving shaft controls the rotation by the stepping motor. The driving unit for driving the pipe cutter includes an arm module equipped with a pipe cutting nozzle, and the arm module has a stepping motor, a pinion gear and a rack gear. It allows the pipe to move in the longitudinal direction, so that the pipe cutting nozzle can be controlled in two axes together with the radial transfer of the pipe so that the hole can be cut to cut the pipe or to connect the branch pipe to the outer circumference of the pipe. It is characterized by one.
파이프 절단, 자석, 부착, 2축 제어 Pipe Cutting, Magnet, Attachment, 2-Axis Control
Description
본 발명은 가스나 플라즈마를 이용하여 파이프를 절단하는 2축 제어 파이프 절단기를 자력에 의하여 파이프의 외주에 부착하고 이동하게 하는 2축 제어 파이프 절단기에 관한 것이다.The present invention relates to a two-axis control pipe cutter for attaching and moving a two-axis control pipe cutter for cutting a pipe using gas or plasma to the outer periphery of the pipe by magnetic force.
선박이나 플랜트와 같은 구조물에서는 대구경의 파이프를 절단하거나 파이프에 분기관을 연결하기 위하여 파이프의 원주를 원형으로 천공절단하는 작업에 자동화된 파이프 절단장치들을 사용하고 있다.In structures such as ships and plants, automated pipe cutting devices are used to cut large diameter pipes and to drill the circular circumferences of the pipes in order to connect the branch pipes to the pipes.
파이프 절단장치는 파이프의 원주방향 및 길이방향으로 이송이 제어되는 토오치로 가스나 플라즈마를 분사하여 파이프를 분사하는 절단작업부와, 절단작업부를 고정하고 파이프를 따라 이동하는 드라이빙 유니트로 구성되어 있다.The pipe cutting device is composed of a cutting unit for spraying a pipe by injecting gas or plasma into the torch which is controlled to feed in the circumferential direction and the longitudinal direction of the pipe, and a driving unit which fixes the cutting unit and moves along the pipe. .
종래 파이프 절단장치의 드라이빙 유니트로는 KR공개실2000-11610호(2000.07.05공개)에서 도 1과 같이 전·후 양측으로 한쌍씩 바퀴(5a,5b)를 구비 한 대차형태로 형성하여 대차 구동용 핸들(11)로 기어부를 통해 구동체인(18)으로 대차의 바퀴를 구동토록, 하고 자석하우징(40)을 형성하여 대차가 자석하우징(40)의 자력에 의하여 절단대상물의 외면에 부착지지되며, 상기 대차의 일측면 프레임에 단열수단(37)을 부착하여 상·하로 조절가능하게 하여 절단토오치(30)의 화염이 자석하우징(40)에 영향을 미치는 것을 차단할 수 있게 한 것이 공지되어 있었다.As a driving unit of a conventional pipe cutting device, as shown in Fig. 1 in KR Publication Room 2000-11610 (opened 2000.07.05), it is formed in a bogie shape with
그러나 상기의 구성은 드라이빙 유니트를 파이프의 외주면에 고정하기 위하여는 단열수단(37)을 바퀴(5a, 5b)가 파이프의 외주면에 접촉하는 높이에 맞추어 상·하 이동용 핸들(39a)을 조작하여 높이를 조절하여야 하며, 또한 자석하우징(40)과 파이프 간의 간격을 조절하기 위하여 대차구동용 핸들(11)을 조작하여야 한다는 번잡함이 있었고, 파이프 길이방향으로는 이동수단이 없어 파이프의 원주를 따라 토오치를 이동시켜 파이프를 절단하는 일차원적인 작업 이외의 작업, 즉 파이프의 원주방향과 길이방향으로 토오치를 이동시켜야 하는 2차원적인 천공작업을 수행할 수 없다는 문제점이 있었다.However, in the above configuration, in order to fix the driving unit to the outer circumferential surface of the pipe, the heat insulating means 37 is operated by adjusting the
본 발명은 파이프 절단기를 파이프의 원주방향에 부착고정하는 수단으로 영구자석을 이용하되 파이프 절단작업에 따르는 열이 영구자석에 전달되지 않도록 파이프와 자석 간의 간격을 일정하게 이격되게 하되 파이프의 직경에 관계없이 일정하게 간격을 유지할 수 있게 하는 수단을 구비하며, 파이프 절단토오치를 파이프의 길이방향으로 이동할 수 있게 하는 수단을 구비하여 파이프 원주방향 이동수단과 연동하여 파이프의 측면에 2차원적인 원형의 구멍을 천공할 수 있게 하는 수단을 제공한다.The present invention uses a permanent magnet as a means for attaching and fixing the pipe cutter in the circumferential direction of the pipe, but the distance between the pipe and the magnet is constantly spaced apart so that heat generated by the pipe cutting operation is not transmitted to the permanent magnet, Means for maintaining a constant gap without, and a means for moving the pipe cutting torch in the longitudinal direction of the pipe, in conjunction with the pipe circumferential movement means in the two-dimensional circular hole on the side of the pipe It provides a means for puncturing.
아울러 파이프의 길이방향 이동과 원주방향이동에 스텝핑 모터를 이용하고 이들 양방향 이동을 프로그램에 의하여 연동되게 제어하여 파이프 절단기를 자동으로 제어할 수 있게 구성한다.In addition, by using a stepping motor for longitudinal movement and circumferential movement of the pipe, and controlling the bidirectional movement by a program is configured to automatically control the pipe cutter.
본 발명은 파이프 절단기를 파이프에 부착하고 고정하는 영구자석을 좌·우로 한 쌍씩 배치되는 휠의 구동축에 나란하게 배치하고, 구동축에 대하여 핸들의 조작에 의하여 승·하강할 수 있게 하여 파이프와 영구자석 간의 간격을 조절하여 파이프와의 부착력의 강도를 가감할 수 있게 구성하고, 파이프와 영구자석 간의 직접 접촉을 배제할 수 있게 하여 파이프를 통하여 전달되는 절단열이 영구자석에 전도되지 않도록 구성한다.According to the present invention, a permanent magnet for attaching and fixing a pipe cutter to a pipe is arranged side by side on a drive shaft of a wheel arranged in pairs left and right, and a pipe and a permanent magnet can be moved up and down by operating a handle with respect to the drive shaft. It is configured to adjust the gap between the pipe and the strength of the adhesion to the pipe, and to exclude direct contact between the pipe and the permanent magnet so that the cutting heat transmitted through the pipe is not conducted to the permanent magnet.
또한 파이프를 절단하는 토오치는 파이프 드라이빙 유니트와 랙에 의하여 결합하여 스텝핑모터에 의하여 구동되는 피니언에 의하여 랙을 파이프의 길이방향으로 이동가능하게 구성하여 파이프의 원주방향을 따라 이동하는 휠을 구동하는 스텝핑모터와 연동하여 토오치의 이동을 X·Y축으로 제어하여 파이프의 측면에 원형의 구멍을 천공하는 작업을 자동으로 수행할 수 있게 구성한다.In addition, the torch for cutting the pipe is coupled to the pipe driving unit by the rack to configure the rack to be movable in the longitudinal direction of the pipe by the pinion driven by the stepping motor to drive the wheel to move along the circumferential direction of the pipe. In conjunction with the stepping motor, the movement of the torch is controlled by the X and Y axes so that the work of drilling a circular hole in the side of the pipe can be performed automatically.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 대구경 파이프를 절단하거나 측면에 원형의 구멍을 천공하는 작업에 있어서 파이프 절단기를 설치하는 작업을 간편하게 할 수 있으며, 절단작업을 자동화하여 정밀하고 신속하게 절단할 수 있게 하는 효과가 있다.As described above, the present invention can simplify the work of installing the pipe cutter in the work of cutting a large diameter pipe or drilling a circular hole in the side, and can automatically and precisely cut the work by cutting the pipe. It works.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명 2축 제어 파이프 절단기의 사시도이며, 도 3은 도 2의 분해사시도이고, 도 4는 도 3 드라이빙 유니트의 A-A선 단면도이며, 도 5는 도 4 드라이빙 유니트의 마그네트 승·하강 장치의 상세단면도이다.Figure 2 is a perspective view of the present invention, the two-axis control pipe cutter, Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 2, Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of Figure 3 driving unit, Figure 5 is a magnet lifting device of the driving unit of Figure 4 Detailed cross section of the.
도면에 도시한 바와 같이 본 발명은 파이프 절단기의 하부에서 파이프(101)의 원주와 접촉하는 전·후 양측으로 구비된 한 쌍의 휠(102)을 갖춘 드라이빙 유 니트(103)와, 드라이빙 유니트(103)를 수용하고 고정하는 프레임(104)과, 프레임(104)의 좌·우 및 상부를 덮는 커버(105)와, 커버(105)의 외측면에 고정되고 노즐브라켓(106)과 일체화되어 파이프(101)의 길이방향으로 이동할 수 있게 구성된 암모듈(107)로 구성되어 있다.As shown in the drawings, the present invention provides a
드라이빙 유니트(103)는 스텝핑 모터(108)와 타이밍 풀리(109) 및 타이밍벨트(110)에 의하여 전·후 양측의 구동축(111)을 구동하여 휠(102)을 회전시켜 파이프 절단기를 파이프(101)의 원주방향을 따라 선회할 수 있게 구성되어 있다.The
구동축(111)에 결합된 휠(102)의 안쪽으로는 자석조절핸들(112)에 의하여 높낮이 조절이 가능한 반원형의 자석(113)이 구동축(111)의 하부에서 휠(102)과 나란하게 배치되어 있다.Inside the
반원형의 자석(113)은 파이프(101)와는 직접 접촉되지 않고 일정한 간격으로 이격된 상태를 유지하여 파이프(101)의 절단을 위하여 파이프 절단노즐에서 가해지는 절단열이 파이프(101)를 통하여 자석(113)에 전도되는 것을 방지되게 하며, 휠(102)의 이동시에도 자석(113)이 파이프(101)와 접촉하여 마찰을 일으키지 않도록 한다.The
또한 파이프(101)와 자석(113) 간의 간격은 자석조절핸들(112)에 의하여 조절할 수 있게 하여 드라이빙 유니트(103)를 파이프(101)의 원주에 부착시키는 힘을 가감하게 할 수 있으며, 파이프 절단기를 파이프(101)에서 분리하고자 할 때 자석(113)의 흡착력에 의하여 분리가 어려우면 자석조절핸들(112)로 자석(113)과 파이프(101)의 간격을 이격시킨 후 파이프(101)를 용이하게 분리하게 할 수 있다.In addition, the distance between the
또한 휠(102)과 나란하게 배치되는 반원형의 자석(113)은 파이프(101)와 파이프 절단기와의 간격을 파이프(101)의 직경에 관계없이 항상 일정하게 유지하게 할 수 있으므로 파이프 절단기를 고정하는 파이프(101)의 직경이 달라지는 경우라도 부착력의 조절을 위하여 자석(113)의 높낮이를 조절할 필요가 없다.In addition, the
드라이빙 유니트(103)에 고정된 프레임(104)에는 암모듈(107)이 파이프(101)의 길이방향을 따라 왕복할 수 있도록 장착된다.The
암모듈(107)의 파이프 길이방향 왕복동은 스텝핑모터(108')에 구비된 피니언기어(114)가 암모듈의 랙기어(115)와 치합되어 직선으로 이송되게 한다.The pipe longitudinal reciprocation of the
또한 암모듈(107)의 일측에는 파이프(101)를 절단할 수 있게 하는 가스토오치나 플라즈마노즐을 고정하는 노즐브라켓(106)이 장착되며, 노즐브라켓(106)에는 가스호스(도면미도시) 또는 전원선(도면미도시)이 외부와 연결되어 파이프 절단노즐에 에너지를 공급한다.In addition, one side of the
이하에서 본 발명의 작동에 대하여 설명하기로 한다.The operation of the present invention will be described below.
절단하고자 하는 파이프의 외주면에 파이프 절단기의 드라이빙 유니트를 접촉시키면 반원형의 자석에 의하여 절단기는 파이프의 외주면에 부착되어 고정된다.When the driving unit of the pipe cutter is brought into contact with the outer circumferential surface of the pipe to be cut, the cutter is attached and fixed to the outer circumferential surface of the pipe by a semicircular magnet.
파이프에 고정된 파이프 절단기는 드라이빙 유니트에 의하여 파이프의 반경방향 즉, 파이프의 원주방향을 따라 이동하면서 모듈암에 의하여 파이프의 길이방향으로도 이동이 가능하므로 모듈암의 노즐브라켓에 구비된 파이프 절단노즐은 파이프 절단기의 제어장치에 의하여 X, Y축상으로 2축 제어가 가능하여 파이프의 원주방향절단이나 외주면에 분기관을 접촉할 수 있게 하는 구멍을 천공할 수 있다.The pipe cutter fixed to the pipe can be moved along the radial direction of the pipe by the driving unit, that is, it can also move in the longitudinal direction of the pipe by the module arm, so that the pipe cutting nozzle provided in the nozzle bracket of the module arm The control device of the pipe cutter allows two-axis control on the X and Y axes, so that the hole can be drilled to allow the branch pipe to contact the circumferential cutting of the pipe or the outer circumferential surface thereof.
본 발명은 선박이나 플랜트와 같은 대구경 파이프의 배관작업을 위한 파이프절단 작업에 활용이 가능하다.The present invention can be utilized for pipe cutting work for the piping work of large diameter pipes, such as ships and plants.
도 1은 KR공개실용신안공보제2000-11610호(2000.07.05공개)의 사시도1 is a perspective view of KR Published Utility Model Publication No. 2000-11610 (2000.07.05 publication)
도 2는 본 발명 2축 제어 파이프 절단기의 사시도2 is a perspective view of the present invention 2-axis control pipe cutting machine
도 3은 도 2의 분해사시도3 is an exploded perspective view of FIG.
도 4는 도 3 드라이빙 유니트의 A-A선 단면도4 is a cross-sectional view taken along line A-A of the driving unit of FIG.
도 5는 도 4 드라이빙 유니트의 마그네트 승·하강 장치의 상세단면도5 is a detailed cross-sectional view of the magnet lifting and lowering device of the driving unit of FIG. 4.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명[Description of Drawings]
101. 파이프 102. 휠101. Pipe 102. Wheel
103. 드라이빙 유니트 104. 프레임103.
105. 커버 106. 노즐브라켓105.
107. 암모듈 108, 108'. 스텝핑모터107.
109. 타이밍풀리 110. 타이밍벨트109. Timing Pulley 110. Timing Belt
111. 구동축 112. 자석조절핸들111.
113. 자석 114. 피니언기어113.
115. 랙기어115. Rack Gear
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140606 Year of fee payment: 4 |
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FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150825 Year of fee payment: 5 |
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FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160703 Year of fee payment: 6 |
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FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170821 Year of fee payment: 7 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |