KR102037171B1 - 소화배관용 분기관 자동성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치는 외관을 형성하는 상부 프레임; 상기 상부 프레임에 고정 구비되고, 소화배관을 지지하는 지지다이; 상기 상부 프레임을 따라 전후 방향으로 구비되는 가이드 레일; 상기 소화배관을 파지하고, 상기 상부 프레임에 구비되어 상기 가이드 레일을 따라 전후 방향으로 이동 가능하게 구비되는 이동다이; 상기 이동다이를 전후 방향으로 기설정된 위치에 이동시키는 이동제어모듈; 상기 상부 프레임의 상측에 구비되어 상기 소화배관에 분기홀을 형성하는 드릴장치; 및 상기 드릴장치의 전방에 구비되고 상기 상부 프레임의 상측에 구비되어, 상기 상기 분기홀을 분기부로 성형하는 인발장치를 포함한다.

Description

소화배관용 분기관 자동성형장치{Automatic forming machine for branch pipe of extinguishing fire}

본 발명은 소화배관용 분기관 자동성형장치에 관한 것으로, 드릴공정 내지 축관공정을 자동화하고, 기존 분기부와 소정각도가 형성된 특정 분기부의 성형을 자동화하여, 생산속도를 향상시킨 소화배관용 분기관 자동성형장치에 관한 것이다.

소화배관은 건물의 옥내에 설치되는 배관으로, 화재발생 시 소화배관으로 소화수를 공급하여 스프링쿨러를 통해 소화수를 분사시켜 화재를 진압하기 위한 배관 설비이다.

도 1은 일반적인 소화배관(1)을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 소화배관(1)은 내부에 소화수가 유동되는 몸체부(1a), 몸체부(1a)의 일단에 형성된 축관부(1b), 몸체부(1a)에 형성되어 지관 또는 스프링쿨러가 연결되는 분기부(T1, T2, T3)를 포함한다.

몸체부(1a)의 내부에는 소화수가 유동된다. 몸체부(1a)의 일측에 형성된 축관부(1b)는 축관된 직경과 동일한 직경을 갖는 다른 소화배관(1)이 연결되며, 최종적으로는 엔드캡으로 밀봉된다. 분기부(T1, T2, T3)는 주배관 또는 지관 또는 가지관이 연결된다. 지관 또는 가지관에는 스프링쿨러가 연결될 수 있다.

분기부(T1, T2, T3)는 일반적으로 드릴로 몸체부(1a)에 홀(hole)을 천공한 후 인발금형을 몸체부(1a) 내측에 삽입하여 홀에 위치시키고, 홀의 외부에서 인발기를 인발금형에 결합시킨 후 인발금형을 홀을 통해 인발(drawing)하여 소성가공으로 형성시킨다.

이후 면취공정을 통해 분기부(T1, T2, T3) 표면을 다듬어서(triming) 최종적으로 분기부(T1, T2, T3)를 형성시킨다. 이렇게 형성된 분기부(T1, T2, T3)는 산업현장에서 일반적으로 T분기부 또는 T뽑기부 또는 분기티(tee) 등으로 지칭된다.

그러나, 분기부(T1, T2, T3) 형성을 위해 인발금형을 몸체부(1a) 내측으로 삽입하는 공정은 인발금형을 몸체부(1a) 내측으로 삽입하는 가이드가 필요하고, 작업자가 가이드를 이용해 홀까지 인발금형을 홀의 형성 위치에 따라 가이드가 과도하게 길게 형성되어야 하는 문제점이 있다.

또한, 홀을 통해 인발금형을 인발시키기 위해, 작업자가 인발기를 인발금형에 수작업으로 결합시키고, 인발기를 다시 작동시켜야 하므로, 생산속도가 크게 저하되는 문제점이 있다.

특히, 도 1에 도시된 소화배관(1)과 같이, 특정 분기부(T3)의 위치가 다른 분기부(T1, T2)와 일직선 상에 위치되지 않고 소정각도(θ)를 이루는 위치에 형성될 경우에는 생산속도가 크게 저하되는 문제가 있다.

즉, 분기부(T1, T2)와 소정각도(θ)를 형성하는 특정 분기부(T3)의 경우, 일직선 상에 위치된 분기부(T1, T2)를 기준으로 소정각도(θ)만큼 좌측 또는 우측에 특정 분기부(T3)를 형성하여야 하므로, 특정 분기부(T3)가 형성될 위치를 먼저 작업자가 수작업으로 표시해야 하고 분기부(T1, T2)의 가공이 완료된 후 소화배관(1)을 수동으로 회전시켜 특정 분기부(T3)를 다시 가공해야 하여, 생산속도가 현저하게 저하되는 문제점이 있다.

특히, 특정 분기부(T3)의 위치를 표시하는 경우, 작업자가 수작업으로 표시함에 따라, 좌측과 우측에 대한 혼동이 발생하여 위치 표시가 틀리는 휴면에러가 발생되어, 생산제품을 폐기해야하는 문제가 발생하기도 한다.

따라서, 이러한 일련의 작업을 자동화하여, 생산속도를 개선하고, 휴먼에러를 제거하여 정위치에 특정 분기부(T3)가 신속하게 형성되도록 하는 소화배관용 분기관 자동성형장치의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 드릴공정 내지 축관공정을 자동화하고, 기존 분기부와 소정각도가 형성된 특정 분기부의 성형을 자동화하여, 생산속도를 향상시킨 소화배관용 분기관 자동성형장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치는 외관을 형성하는 상부 프레임; 상기 상부 프레임에 고정 구비되고, 소화배관을 지지하는 지지다이; 상기 상부 프레임을 따라 전후 방향으로 구비되는 가이드 레일; 상기 소화배관을 파지하고, 상기 상부 프레임에 구비되어 상기 가이드 레일을 따라 전후 방향으로 이동 가능하게 구비되는 이동다이; 상기 이동다이를 전후 방향으로 기설정된 위치에 이동시키는 이동제어모듈; 상기 상부 프레임의 상측에 구비되어 상기 소화배관에 분기홀을 형성하는 드릴장치; 및 상기 드릴장치의 전방에 구비되고 상기 상부 프레임의 상측에 구비되어, 상기 상기 분기홀을 분기부로 성형하는 인발장치; 를 포함한다.

또한, 상기 이동다이는, 상기 소화배관을 파지하는 유압척 모듈; 상면에 상기 유압척 모듈이 구비되는 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트의 저면에 구비되고, 상기 가이드 레일에 슬라이딩 가능하게 구비되는 엘엠가이드; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 유압척 모듈은, 상기 소화배관이 관통되며 상기 소화배관을 파지하는 중공 유압척; 상기 중공 유압척에 연결되고 상기 소화배관이 관통되며 상기 중공 유압척에 유압을 제공하는 유압 실린더; 상기 소화배관이 관통되고 상기 중공 유압척에 연결되어 상기 중공 유압척을 회전시키는 기어부; 및 상기 기어부를 회전시켜 상기 소화배관이 파지된 중공 유압척을 기설정된 각도만큼 회전시키는 회전제어모터; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 이동제어모듈은, 상기 상부 프레임에 상기 가이드 레일을 따라 전후 방향으로 구비되는 나사축; 상기 베이스 플레이트의 저면에 구비되고, 상기 나사축에 관통되어 상기 나사축의 회전 시 상기 베이스 플레이트를 전후 방향으로 이동시키는 너트캡; 및 상기 상부 프레임에 구비되고, 상기 나사축을 기설정된 회전수만큼 회전시켜상기 너트캡을 기설정된 길이만큼 전후 방향으로 이동시키는 이동제어모터; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 인발장치는, 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되는 승하강 실린더; 상기 하우징의 저면에 배치되고, 다수개의 금형조각으로 형성되어 직경이 확장되는 인발금형; 및 일측이 상기 승하강 실린더에 결합되고, 타측이 상기 인발금형의 저면에 배치되는 확장추; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 확장추는, 상기 승하강 실린더에 결합되는 연결부; 및 상기 연결부에서 연장 형성되어 단부 방향으로 직경이 확장되게 형성되고, 상기 인발금형의 저면에 적어도 일부가 삽입되게 배치되는 확장헤드; 를 포함할 수 있다.

또한, 상기 인발금형은 외주면에 만곡부가 형성되고 상기 확장헤드의 적어도 일부가 안착되는 함몰부가 저면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 확장헤드가 상기 인발금형의 내측으로 인입되면, 상기 인발금형은 외주면 방향으로 직경이 확장될 수 있다.

또한, 상기 만곡부는 상기 분기홀의 테두리를 인발하여 상기 분기부로 성형시킬 수 있다.

또한, 상기 인발장치의 전방에 구비되고, 상기 상부 프레임의 상측에 구비되어 상기 분기부의 표면을 면취하는 면취장치; 및 상기 면취장치의 전방에 구비되고, 상기 상부 프레임의 상측에 구비되어 상기 소화배관의 전단부를 축관하는 축관장치; 를 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 소화배관용 분기관 자동성형장치에 따르면, 사용자가 입력부(80)를 통해 한번에 소화배관(1)의 설계치수를 입력하면 제어부(70)가 가공치수를 설정한 후 소화배관(1)을 자동으로 드릴공정 내지 면취공정까지 수행시켜 제1분기부(T1) 내지 제3분기부(T3) 및 축관부(1b)를 성형하므로, 기존의 수작업 대비 생산속도가 현저하게 향상되고 휴먼에러가 제거될 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 소화배관(1)을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동다이(10)의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 이동다이(10)의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인발장치(40)의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 인발장치(40)의 동작도이다.
도 7은 도 5에 도시된 인발장치(40)의 또 다른 동작도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 드릴장치(30)가 작동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 이동다이(10)가 작동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 10(a) 내지 도 10(c)은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 인발장치(40)가 작동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 면취장치(50)가 작동하는 것을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 유압척 모듈(110)이 회전하는 것을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 축관장치(60)가 작동하는 것을 나타내는 도면이다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 조작자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 명세서에서 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

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

이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 도면부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동다이(10)의 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 이동다이(10)의 평면도이다.

이하에서, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 구조에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치는 외관을 형성하는 상부 프레임(91), 상부 프레임(91)에 고정 구비되고, 소화배관(1)을 지지하는 지지다이(97), 상부 프레임(91)을 따라 전후 방향으로 구비되는 가이드 레일(92), 소화배관(1)을 파지하고, 상부 프레임(91)에 구비되어 가이드 레일(92)을 따라 전후 방향으로 이동 가능하게 구비되는 이동다이(10), 이동다이(10)를 전후 방향으로 기설정된 위치에 이동시키는 이동제어모듈(20), 상부 프레임(91)의 상측에 구비되어 소화배관(1)에 분기홀을 형성하는 드릴장치(30), 및 드릴장치(30)의 전방에 구비되고 상부 프레임(91)의 상측에 구비되어, 분기홀을 분기부(T1, T2, T3)로 성형하는 인발장치(40)를 포함한다.

상부 프레임(91)은 외관을 형성한다. 상부 프레임(91)은 소화배관(1)이 이동하는 전후 방향을 따라 연장되어 형성된다. 여기서, 전후 방향은 소화배관(1)이 이동하는 방향으로, 지지다이(97)로부터 후술하는 축관장비까지의 방향을 가리킨다. 이하에서, 도 2에 도시된 축관장비의 위치를 전방으로 정의하고, 지지다이(97)의 위치를 후방으로 정의한다. 상부 프레임(91)의 하측에는 상부 프레임(91)을 지지하는 지지 프레임(95)이 구비될 수 있다.

지지다이(97)는 상부 프레임(91)에 고정 구비된다. 지지다이(97)는 상부 프레임(91)의 일측에 구비될 수 있다. 지지다이(97)는 정의된 것과 같이 상부 프레임(91)의 후방에 위치될 수 있다.

지지다이(97)는 상부 프레임(91)에 투입되는 소화배관(1)을 지지한다. 지지다이(97)는 후술하는 이동다이(10)가 소화배관(1)을 파지하여 전후 방향으로 이동시킬 때, 소화배관(1)이 외부로 이탈되지 않도록 지지한다.

지지다이(97)는, 소화배관(1)이 이동다이(10)에 파지되어 상부 프레임(91)을 따라 전후 방향으로 이동되도록, 소화배관(1)이 슬라이딩되게 지지할 수 있다. 또한, 지지다이(97)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 소화배관(1)을 파지(clamping)하거나 파지를 해제(unclamping)하도록 작동될 수도 있다.

가이드 레일(92)은 상부 프레임(91)에 구비된다. 가이드 레일(92)은 상부 프레임(91)을 따라 전후 방향으로 구비된다. 가이드 레일(92)은 한 쌍으로 구비될 수 있다.

이동다이(10)는 상부 프레임(91)에 구비된다. 이동다이(10)는 가이드 레일(92)에 이동 가능하게 구비된다. 이동다이(10)는 가이드 레일(92)을 따라 전후 방향으로 이동될 수 있다.

이동다이(10)는 소화배관(1)을 파지한다. 이동다이(10)는 소화배관(1)을 파지한 상태로 가이드 레일(92)을 따라 전후 방향으로 이동될 수 있다. 이 경우, 이동다이(10)는 지지다이(97)부터 축관장치(60)까지 이동될 수 있다.

도 3 내지 도 4를 참조하여 이동다이(10)의 상세 구조에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이동다이(10)는, 소화배관(1)을 파지하는 유압척 모듈(110), 상면에 유압척 모듈(110)이 구비되는 베이스 플레이트(120), 및 베이스 플레이트(120)의 저면에 구비되고, 가이드 레일(92)에 슬라이딩 가능하게 구비되는 엘엠가이드(130)를 포함한다.

유압척 모듈(110)은 소화배관(1)을 파지한다. 유압척 모듈(110)은 소화배관(1)의 일측을 파지할 수 있다. 유압척 모듈(110)은 유압을 공급받아 소화배관(1)을 파지할 수 있다. 유압척 모듈(110)은 제어부(70)의 제어신호에 따라 소화배관(1)을 파지하거나 파지를 해제할 수 있다. 소화배관(1)은 유압척 모듈(110)에 관통되게 배치된다.

사용자는 소화배관(1)의 기준위치(A)가 유압척 모듈(110)에 파지되도록 배치시킨다. 여기서 기준위치(A)는, 소화배관용 분기관 자동성형장치에서 소화배관(1)을 가공할 때, 소화배관(1) 가공치수를 기산하는 기산점이 된다. 이 경우, 이동다이(10)의 유압척 모듈(110)에는 소화배관(1)의 기준위치(A)가 결합되는 안내부(미도시)가 구비될 수 있다.

베이스 플레이트(120)는 가이드 레일(92) 상에 배치될 수 있다. 베이스 플레이트(120)의 상면에는 유압척 모듈(110)이 구비된다.

엘엠가이드(130)(LM가이드)는 베이스 플레이트(120)의 저면에 구비된다. 엘엠가이드(130)는 베이스 플레이트(120)의 양측에 배치될 수 있다. 엘엠가이드(130)는 가이드 레일(92)에 슬라이딩 가능하게 구비된다. 후술하는 이동제어모듈(20)이 작동되면, 엘엠가이드(130)는 가이드 레일(92)을 따라 전후 방향으로 슬라이딩되어, 이동다이(10)를 전후 방향으로 이동시킨다.

유압척 모듈(110)의 상세 구조에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유압척 모듈(110)은 소화배관(1)이 관통되며 소화배관(1)을 파지하는 중공 유압척(111), 중공 유압척(111)에 연결되고 소화배관(1)이 관통되며 중공 유압척(111)에 유압을 제공하는 유압 실린더(115), 소화배관(1)이 관통되고 중공 유압척(111)에 연결되어 중공 유압척(111)을 회전시키는 기어부(117), 및 기어부(117)를 회전시켜 소화배관(1)이 파지된 중공 유압척(111)을 기설정된 각도(θ)만큼 회전시키는 회전제어모터(119)를 포함한다.

중공 유압척(111)은 중공(hollow)이 형성된다. 중공 유압척(111)의 중공에 소화배관(1)이 관통된다. 중공 유압척(111)은 관통된 소화배관(1)의 일측을 파지한다. 중공 유압척(111)은 소화배관(1)을 파지하는 죠(jaw)(113)가 복수개 구비될 수 있다. 중공 유압척(111)에는 소화배관(1)의 기준위치(A)가 결합되는 안내부(미도시)가 구비될 수 있다.

유압 실린더(115)는 중공 유압척(111)에 연결된다. 이 경우, 실시예에 따라 유압 실린더와 유압척은 아답터(미도기)에 의해 연결될 수 있다.

유압 실린더(115)는 중공(hollow)이 형성된다. 유압 실린더(115)의 중공에 소화배관(1)이 관통된다. 이 경우, 유압 실린더(115)의 중공은 중공 유압척(111)의 중공과 일직선 상에 배치될 수 있다.

유압 실린더(115)는 중공 유압척(111)의 일측에 구비되어, 중공 유압척(111)에 유압을 제공한다. 유압은 유압 실린더(115)에 연결된 유압펌프(112)로부터 제공될 수 있다. 유압펌프(112)로부터 유압을 전달받은 유압 실린더(115)가 중공 유압척(111)을 작동시키면, 죠(113)가 작동하여 소화배관(1)을 파지할 수 있다. 또한, 유압이 해제되면 죠(113)가 작동하여 소화배관(1)의 파지를 해제할 수 있다.

기어부(117)는 베이스 플레이트(120)의 일측에 배치될 수 있다. 기어부(117)는 중공 유압척(111)에 연결된다. 이 경우, 실시예에 따라, 기어부(117)는 아답터(미도시)로 중공 유압척(111)에 연결될 수 있다.

기어부(117)는 중공이 형성될 수 있다. 기어부(117)의 중공에 소화배관(1)이 관통된다. 이 경우, 기어부(117)의 중공은 유압 실린더(115)의 중공 및 중공 유압척(111)의 중공과 일직선 상에 배치될 수 있다. 기어부(117)는 중공 유압척(111)과 연결되어, 후술하는 회전제어모터(119)의 구동력을 전달받아, 중공 유압척(111)을 회전시킨다.

기어부(117)는 복수개의 기어로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 기어부(117)는 중공이 형성되어 소화배관(1)이 중공에 관통되고 중공 유압척(111)에 연결되는 일측 기어(116), 일측 기어(116)에 연결되어 일측 기어(116)를 회전시키는 타측 기어(118)를 포함하나, 이에 실시예가 한정되는 것은 아니다.

회전제어모터(119)는 베이스 플레이트(120)의 일측에 배치될 수 있다. 회전제어모터(119)는 기어부(117)와 연결된다. 본 발명의 일 실시예에 따라 회전제어모터(119)는 타측 기어(118)에 결합될 수 있다.

회전제어모터(119)는 기어부(117)를 회전시킨다. 회전제어모터(119)가 기어부(117)를 회전시키면, 소화배관(1)이 파지된 중공 유압척(111)이 회전된다. 소화배관(1)은 중공 유압척(111)이 회전됨에 따라 소화배관(1)의 원심을 회전축으로 회전될 수 있다.

사용자가 입력부(80)에 최초 분기부(T1)의 위치, 분기부의 개수, 각 분기부(T1, T2, T3) 사이 간격(L), 각 분기부(T1, T2, T3)가 형성하는 각도(θ) 등 소화배관(1)의 설계치수를 입력하면, 제어부(70)는 소화배관(1)의 가공치수를 설정한다.

도 1에 도시된 소화배관(1)을 예를 들면, 사용자가 입력부(80)를 통해 최초 분기부(T1)인 제1분기부(T1)의 위치, 각 분기부 사이의 간격(L), 제2분기부(T2)와 제3분기부(T3)가 형성하는 각도(θ) 등 소화배관(1)의 설계치수를 입력하면, 제어부(70)는 입력값에 따라 소화배관(1)의 가공치수를 설정한다.

회전제어모터(119)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 기어부(117)를 회전시켜, 후술하는 것과 같이 제3분기부(T3)의 성형을 위해, 소화배관(1)의 가공치수에 따라 기설정된 각도(θ)만큼 중공 유압척(111)을 회전시킨다. 이 경우, 회전제어모터(119)는 서보모터로 실시될 수 있으나, 이에 실시예가 한정되는 것은 아니다.

중공 유압척(111)이 회전되면, 중공 유압척(111)에 파지된 소화배관(1)이 기설정된 각도(θ)만큼 회전된다. 이 경우, 회전제어모터(119)는 소화배관(1)을 기설정된 각도(θ)만큼 회전시켜 가공치수에 따라 분기부(T1, T2, T3)가 형성될 위치에 드릴장치(30), 인발장치(40), 면취장치(50) 중 적어도 하나가 위치되도록 한다.

또한, 회전 센서부(미도시)가 유압척 모듈(110)에 구비되어 중공 유압척(111)의 회전각도를 검출하여 제어부(70)로 피드백 신호를 전송할 수 있다. 제어부(70)는 피드백 신호에 따라 중공 유압척(111)의 회전각도를 목표 위치로 회전되도록 제어할 수 있다.

이동제어모듈(20)은 상부 프레임(91)에 구비될 수 있다. 이동제어모듈(20)은 이동다이(10)를 전후 방향으로 이동시킬 수 있다. 이동다이(10)는 지지다이(97)로부터 축관장치(60) 사이에서 이동될 수 있다.

이동제어모듈(20)은 이동다이(10)를 기설정된 위치에 이동시킬 수 있다. 제어부(70)는 상술한 소화배관(1)의 가공치수에 따라 이동제어모듈(20)을 제어한다. 제어부(70)는 이동제어모듈(20)을 제어하여, 이동다이(10)를 기설정된 위치로 이동시킬 수 있다.

이에 따라, 이동제어모듈(20)은 소화배관(1)이 파지된 이동다이(10)를 전방의 기설정된 위치로 이동시켜, 가공치수에 따라 분기부(T1, T2, T3)가 형성될 위치에 드릴장치(30), 인발장치(40), 면취장치(50) 중 적어도 하나가 위치되도록 한다.

이동제어모듈(20)의 상세 구조에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이동제어모듈(20)은 상부 프레임(91)에 가이드 레일(92)을 따라 전후 방향으로 구비되는 나사축(220), 베이스 플레이트(120)의 저면에 구비되고, 나사축(220)에 관통되어 나사축(220)의 회전 시 베이스 플레이트(120)를 전후 방향으로 이동시키는 너트캡(230), 및 상부 프레임(91)에 구비되고, 나사축(220)을 기설정된 회전수만큼 회전시켜 너트캡(230)을 기설정된 길이만큼 전후 방향으로 이동시키는 이동제어모터(210)을 포함한다.

나사축(220)은 상부 프레임(91)에 구비된다. 나사축(220)은 가이드 레일(92)을 따라 전후 방향으로 배치될 수 있다. 나사축(220)은 외주면에 나사산이 형성될 수 있다.

너트캡(230)은 베이스 플레이트(120)의 저면에 구비된다. 너트캡(230)은 베이스 플레이트(120)에 고정 결합될 수 있다. 너트캡(230)은 베이스 플레이트(120)의 중앙에 구비될 수 있다. 너트캡(230)에는 나사축(220)이 관통된다. 너트캡(230)의 내면은 나사축(220)의 외면에 형성된 나사산의 형상에 대응되게 형성될 수 있다.

나사축(220)과 너트캡(230)은 볼스크류 시스템(ball screw system)으로 구성될 수 있다. 즉, 나사축(220)의 회전 시 나사축(220)의 회전 방향에 따라 너트캡(230)이 전후 방향으로 이동될 수 있다. 베이스 플레이트(120)의 저면에 고정 결합된 너트캡(230)은 나사축(220)이 회전되면 베이스 플레이트(120)를 전후 방향으로 이동시킨다.

이동제어모터(210)는 상부 프레임(91)에 구비될 수 있다. 이동제어모터(210)는 나사축(220)에 연결된다. 이동제어모터(210)는 나사축(220)을 기설정된 회전수만큼 회전시킬 수 있다. 나사축(220)이 기설정된 회전수만큼 회전되면 너트캡(230)은 기설정된 길이만큼 전후 방향으로 이동된다.

이동제어모터(210)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 나사축(220)을 기설정된 회전수만큼 회전시킬 수 있다. 이 경우, 이동제어모터(210)는 서보모터로 실시될 수 있으나, 이에 실시예가 한정되는 것은 아니다.

이동제어모터(210)는 너트캡(230) 및 너트캡(230)에 고정 결합된 베이스 플레이트(120)를 기설정된 위치로 이동시켜 가공치수에 따라 분기부(T1, T2, T3)가 형성될 위치에 드릴장치(30), 인발장치(40), 면취장치(50) 중 적어도 하나가 위치되도록 한다.

또한, 위치 센서부(미도시)가 이동제어모듈(20) 또는 가이드 레일(92) 또는 상부 프레임(91) 중 적어도 어느 하나에 구비되어 소화배관의 위치를 검출하여 제어부(70)로 피드백 신호를 전송할 수 있다. 제어부(70)는 피드백 신호에 따라 이동제어모터(210)를 제어하여 소해배관이 목표 위치로 이동되도록 제어할 수 있다.

드릴장치(30)는 상부 프레임(91)의 상측에 구비된다. 드릴장치(30)는 소화배관(1)을 향해 하강할 수 있다. 드릴장치(30)는 소화배관(1)에 분기홀을 형성한다. 드릴장치(30)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 작동될 수 있다. 이하에서, 소화배관(1)에 분기홀을 형성하는 공정을 드릴공정이라 정의한다. 드릴공정에서는 소화배관(1)의 분기홀을 인발장치(40)가 삽입될 수 있는 직경으로 홀가공한다.

인발장치(40)는 상부 프레임(91)의 상측에 구비된다. 인발장치(40)는 소화배관(1)을 향해 하강할 수 있다. 인발장치(40)는 도 2를 기준으로 드릴장치(30)의 전방에 구비될 수 있다.

인발장치(40)는 드릴공정 후 드릴장치(30)에 의해 형성된 소화배관(1)의 분기홀을 분기부(T1, T2, T3)로 성형한다. 인발장치(40)는 제어부(70)의 제어신호신호에 따라 작동될 수 있다. 이하에서, 인발장치(40)가 분기홀을 분기부(T1, T2, T3)로 성형하는 공정을 인발공정이라 정의한다. 인발공정의 상세 동작에 대하여는 후술한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인발장치(40)의 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 인발장치(40)의 동작도이며, 도 7은 도 5에 도시된 인발장치(40)의 또 다른 동작도이다.

인발장치(40)의 상세 구조에 대하여 설명한다. 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인발장치(40)는 외관을 형성하는 하우징(310), 하우징(310) 내부에 구비되는 승하강 실린더(320), 하우징(310)의 저면에 배치되고, 다수개의 금형조각(331)으로 형성되어 직경이 확장 가능하게 구비되는 인발금형(330), 및 일측이 승하강 실린더(320)에 결합되고, 타측이 인발금형(330)의 저면에 배치되는 확장추(340)를 포함한다.

하우징(310)은 외관을 형성한다. 하우징(310) 내부에는 각종 제어 장치가 구비될 수 있다.

승하강 실린더(320)는 하우징(310) 내부에 구비된다. 승하강 실린더(320)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 승강되거나 하강될 수 있다. 이 경우, 승하강 실린더(320)는 복동형 유압 실린더로 실시될 수 있다.

인발금형(330)은 하우징(310)의 저면에 배치된다. 인발금형(330)은 실시예에 따라 다수개의 금형조각(331)으로 실시될 수 있다. 본 발명의 일 실시예의 경우, 인발금형(330)은 4개의 금형조각(331)으로 실시되는 것으로 설명하나, 이에 인발금형(330)의 개수가 한정되는 것은 아니다.

인발금형(330)은 하우징(310)의 저면에 슬라이딩 가능하게 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따라 금형조각(331)이 4개로 형성되는 경우, 각 금형조각(331)은 하우징(310)의 저면에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 이 경우, 각 금형조각(331)이 인발금형(330)의 외주면 방향으로 슬라이딩되어, 각 금형조각(331)이 형성하는 인발금형(330)의 저면의 직경이 확장될 수 있다. 이에 대하여는 후술한다.

인발금형(330)의 하우징(310) 방향 단부에는 슬라이딩돌기(335)가 형성될 수 있다. 즉, 인발금형(330)의 각 금형조각(331)은 하우징(310)의 저면에서 슬라이딩되도록, 하우징(310)의 저면에 삽입된 슬라이딩돌기(335)가 형성될 수 있다.

이 경우, 하우징(310)의 저면에는 슬라이딩돌기(335)가 삽입되는 슬라이딩홈(311)이 형성될 수 있다. 또한, 슬라이딩홈(311)의 일측에는 슬라이딩돌기(335)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(350)가 구비될 수 있다. 탄성부재(350)는 인발금형(330)의 저면의 직경이 축소되는 방향으로, 슬라이딩돌기(335)에 탄성력을 제공한다.

확장추(340)는 일측이 승하강 실린더(320)에 결합된다. 확장추(340)는 인발금형(330)의 중심을 관통하여 배치될 수 있다. 확장추(340)는 타측이 인발금형(330)의 저면에 배치된다. 승하강 실린더(320)가 승강하면, 승하강 실린더(320)가 확장추(340)를 하우징(310) 방향으로 끌어 당기고, 승하강 실린더(320)가 하강하면 승하강 실린더(320)가 확장추(340)를 밀어낸다.

승하강 실린더(320)가 확장추(340)를 최대한 밀어낸 위치에서는 인발금형(330)의 저면의 직경(D1)이 최소화된다. 즉, 도 6의 (a)에 도시된 것과 같이 승하강 실린더(320)가 확장추(340)를 최대한 밀어낸 위치에서는, 도 6의 (b)와 같이 인발금형(330)의 금형조각(331)들이 상호 접촉되게 배치되어 있어, 인발금형(330)의 저면의 직경(D1)이 최소화된다.

인발금형(330)의 저면의 직경(D1)이 최소화되면, 이 직경(D1)은 하우징(310) 저면의 직경(D1)과 동일하거나 더 작게 형성될 수 있다. 이 경우, 후술하는 것과 같이, 소화배관(1)에 형성된 분기홀에 인발금형(330)이 삽입되므로, 인발금형(330)의 저면의 직경(D1)은 분기홀의 직경과 동일 또는 더 작게 형성될 수 있다.

승하강 실린더(320)가 확장추(340)를 하우징(310) 방향으로 끌어 당기면, 인발금형(330)의 저면의 직경(D2)이 확장된다. 즉, 도 7의 (a)에 도시된 것과 같이 승하강 실린더(320)가 확장추(340)를 최대한 끌어 당긴 위치에서는, 도 7의 (b)와 같이 인발금형(330)의 금형조각(331)들이 상호 최대한 이격 배치되어, 인발금형(330)의 저면의 직경(D2)이 최대크기로 확장된다.

이 경우, 인발금형(330)의 슬라이딩돌기(335)가 슬라이딩홈(311)을 따라 외주면 방향으로 이동되어, 탄성부재(350)를 가압할 수 있다. 가압된 탄성부재(350)는 인발금형(330)의 저면의 직경이 축소되는 방향으로, 슬라이딩돌기(335)에 탄성력을 제공할 수 있다.

인발금형(330)의 저면의 직경(D2)이 최대크기로 확장되면, 이 직경(D2)은 하우징(310) 저면의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 후술하는 것과 같이, 분기홀에 삽입된 인발금형(330)이 분기홀의 직경은 확장시키면서 인발해야 하므로, 인발금형(330)의 저면의 직경(D2)은 분기홀의 직경보다 크게 형성될 수 있다.

확장추(340)의 상세 구조에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 확장추(340)는 승하강 실린더(320)에 결합되는 연결부(341) 및 연결부(341)에서 연장 형성되어 단부 방향으로 직경이 확장되게 형성되며, 인발금형(330)의 저면에 적어도 일부가 삽입되게 배치되는 확장헤드(343)를 포함한다.

연결부(341)는 승하강 실린더(320)에 결합된다. 연결부(341)는 인발금형(330)을 중심을 관통하여 배치될 수 있다.

확장헤드(343)는 인발금형(330)의 저면에 배치된다. 확장헤드(343)는 연결부(341)에서 연장 형성될 수 있다. 확장헤드(343)는 단부 방향으로 직경이 확장되게 형성될 수 있다. 확장헤드(343)의 적어도 일부는 인발금형(330)의 저면에 삽입되게 배치될 수 있다. 이 경우, 확장헤드(343)의 단부는 외부로 노출되게 배치될 수 있다.

인발금형(330)은 외주면에 만곡부(333)가 형성된다. 만곡부(333)는 인발금형(330)의 외주면 중 하우징(310) 측에 형성될 수 있다. 후술하는 것과 같이 만곡부(333)는 인발공정 시 분기홀의 테두리에 접촉되어, 분기홀의 테두리를 인발하면서 분기부(T1, T2, T3)를 형성시킨다.

인발금형(330)의 저면에는 함몰부가 형성될 수 있다. 함몰부에는 확장헤드(343)의 적어도 일부가 안착될 수 있다. 함몰부는 확장헤드(343)의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 함몰부는 도 6에 도시된 것과 같이, 인발금형(330)의 일정 깊이까지만 형성될 수 있다.

확장헤드(343)가 인발금형(330)의 내측으로 인입되면, 인발금형(330)은 외주면 방향으로 직경이 확장된다. 상술한 것과 같이, 승하강 실린더(320)가 연결부(341)를 끌어 당기면, 확장헤드(343)가 인발금형(330)의 내측으로 인입된다.

확장헤드(343)가 인발금형(330)의 내측으로 인입되면, 확장헤드(343)의 직경(D1)은 단부 방향으로 확장되게 형성되어 있어, 인발금형(330)을 인발금형(330)의 외주면 방향으로 밀어낸다. 이에 따라, 상술한 것과 같이, 인발금형(330)은 외주면 방향으로 직경이 확장된다.

면취장치(50)는 상부 프레임(91)의 상측에 구비된다. 면취장치(50)는 소화배관(1)을 향해 하강할 수 있다. 면취장치(50)는 도 2를 기준으로 인발장치(40)의 전방에 구비될 수 있다.

면취장치(50)는 인발공정 후 성형된 소화배관(1)의 분기부(T1, T2, T3)의 표면을 면취한다. 면취장치(50)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 작동될 수 있다. 이하에서, 면취장치(50)가 분기부(T1, T2, T3)의 표면을 다듬는 공정을 면취공정이라 정의한다. 면취공정에서는 면취장치(50)가 분기부(T1, T2, T3)의 표면에 형성된 버(burr) 등을 제거하여 평탄면으로 가공한다. 면취공정이 완료되면 분기부(T1, T2, T3)의 성형이 완료된다.

축관장치(60)는 상부 프레임(91)의 상측에 구비된다. 축관장치(60)는 도 2를 기준으로 면취장치(50)의 전방에 구비될 수 있다.

축관장치(60)는 소화배관(1)의 전단부를 축관한다. 축관장치(60)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 작동될 수 있다. 이하에서, 축관장치(60)가 소화배관(1)의 전단부를 축관하는 공정을 축관공정이라 정의한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 축관장치(60)는, 소화배관(1)을 지지하는 지지 프레스(61), 소화배관(1)의 전단부의 직경을 축소시키는 축관기(63)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 드릴공정에서 면취공정이 종료되면 이동다이(10)가 소화배관(1)을 파지하여 전방으로 이동시켜 축관장치(60)에 위치된다. 이 경우, 지지 프레스(61)는 소화배관(1)을 지지하고, 축관기(63)는 소화배관(1)의 전단부를 축관시킨다. 축관공정이 완료되면, 도 1에 도시된 것과 같은 분기부(T1, T2, T3) 및 축관부(1b)가 형성된 소화배관(1)의 성형이 완료된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 드릴장치(30)가 작동하는 것을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 이동다이(10)가 작동하는 것을 나타내는 도면이며, 도 10(a) 내지 도 10(c)은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 인발장치(40)가 작동하는 것을 나타내는 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 면취장치(50)가 작동하는 것을 나타내는 도면이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 유압척 모듈(110)이 회전하는 것을 나타내는 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작도로서, 축관장치(60)가 작동하는 것을 나타내는 도면이다.

이하에서, 도 8 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 소화배관용 분기관 자동성형장치의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 사용자는 소화배관(1)의 전단부를 이동다이(10)에 배치시키고, 소화배관(1)의 나머지가 지지다이(97)에 지지되도록 배치시킨다. 이때, 사용자는 소화배관(1)의 기준위치(A)가 이동다이(10)에 파지되도록 배치시킨다.

여기서 기준위치(A)는, 소화배관용 분기관 자동성형장치에서 소화배관(1)을 가공할 때, 소화배관(1) 가공치수를 기산하는 기산점이 된다. 이 경우, 이동다이(10)의 유압척 모듈(110)에는 소화배관(1)의 기준위치(A)가 결합되는 안내부(미도시)가 구비될 수 있다.

사용자가 입력부(80)에 최초 분기부(T1)의 위치, 분기부의 개수, 각 분기부(T1, T2, T3) 사이 간격(L), 각 분기부(T1, T2, T3)가 형성하는 각도(θ) 등 소화배관(1)의 설계치수를 입력하면, 제어부(70)는 소화배관(1)의 가공치수를 설정한다.

도 1에 도시된 소화배관(1)을 예를 들면, 사용자가 입력부(80)를 통해 최초 분기부(T1)인 제1분기부(T1)의 위치, 각 분기부 사이의 간격(L), 제2분기부(T2)와 제3분기부(T3)가 형성하는 각도(θ) 등 소화배관(1)의 설계치수를 입력하면, 제어부(70)는 입력값에 따라 소화배관(1)의 가공치수를 설정한다. 여기서, 상술한 기준위치(A)를 기준으로 소화배관(1)의 가공치수가 설정될 수 있다.

제어부(70)는 유압척 모듈(110)을 제어한다. 제어부(70)는 유압척 모듈(110)에 제어신호를 보내 소화배관(1)을 파지시킨다. 이 경우, 제어부(70)는 유압펌프(112)를 작동시켜, 중공 유압척(111)의 죠(113)가 파지동작을 수행하도록 한다.

이후, 제어부(70)는 제어신호에 따라 소화배관(1)을 파지한 이동다이(10)를 이동시킨다. 이 경우, 제어부(70)는 이동다이(10)가 전방으로 이동되도록 이동제어모듈(20)을 제어한다. 제어부(70)는 이동제어모듈(20)을 제어하여, 소화배관(1)을 최초 분기부가 형성되는 기설정된 위치로 이동시킬 수 있다.

제어부(70)는 이동제어모듈(20)의 이동제어모터(210)를 제어한다. 이동제어모터(210)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 나사축(220)을 기설정된 회전수만큼 회전시킬 수 있다. 이동제어모터(210)는 나사축(220)을 회전시켜 베이스 플레이트(120)를 기설정된 위치로 이동시킨다.

제어부(70)는 소화배관(1)의 가공치수에 따라 분기부(T1, T2, T3)가 형성될 위치에 드릴장치(30)가 위치되도록 이동제어모터(210)를 제어하여 최종적으로 이동다이(10)를 이동시킨다.

제어부(70)는 이동다이(10)가 소화배관(1)을 파지하여 이동시킬 때, 지지다이(97)를 제어할 수 있다. 지지다이(97)는 실시예에 따라, 소화배관(1)이 이동다이(10)에 파지되어 따라 전후 방향으로 이동되도록, 제어부(70)의 제어신호에 따라 소화배관(1)을 파지(clamping)하거나 파지를 해제(unclamping)하도록 작동될 수 있다.

소화배관(1)이 이동다이(10)에 의해 최초 분기부(T1)가 형성될 기설정된 위치에 이동되면 드릴공정이 실시된다. 도 8을 참조하면, 드릴공정에서 드릴장치(30)가 소화배관(1)으로 하강한다. 드릴장치(30)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 작동된다. 드릴장치(30)는 소화배관(1)의 가공치수에 따른 가공위치에서 분기홀을 형성시킨다. 드릴장치(30)는 인발장치(40)가 삽입될 수 있는 직경으로 분기홀을 가공한다. 분기홀의 가공이 완료되면 드릴장치(30)는 초기위치로 상승할 수 있다.

드릴공정이 완료되면, 제어부(70)는 다시 이동제어모듈(20)의 이동제어모터(210)를 제어한다. 이동다이(10)는 도 9와 같이 전방으로 이동하여, 분기홀을 인발장치(40)에 위치시킨다. 인발장치(40)는 드릴공정 후 드릴장치(30)에 의해 형성된 소화배관(1)의 분기홀을 분기부로 성형한다.

인발장치(40)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 작동될 수 있다. 인발공정에서, 제어부(70)의 제어신호에 의해 지지 가이드(93)가 작동한다. 지지 가이드(93)는 소화배관(1)을 지지한다. 이 경우, 지지 가이드(93)는 분기홀의 전방 및 후방에 각각 위치할 수 있다. 지지 가이드(93)는 인발공정에서 소화배관(1)을 지지하여, 인발가공 시 소화배관(1)이 이탈되거나 위치가 틀어지지 않게 한다.

인발공정에서, 도 10(a)와 같이, 인발장치(40)가 제어신호에 따라 소화배관(1)으로 하강하여 분기홀에 삽입된다. 상술한 것과 같이, 승하강 실린더(320)가 확장추(340)를 최대한 밀어낸 위치로 배치된다. 즉, 도 6의 (a)와 같이 인발금형(330)의 저면의 직경(D1)이 최소화된 상태로 분기홀에 삽입된다.

이후, 도 10(b)와 같이, 인발금형(330)이 확장된다. 상술한 것과 같이, 제어신호에 따라 승하강 실린더(320)가 확장추(340)를 끌어 당긴다. 승하강 실린더(320)가 확장추(340)를 끌어 당기면, 확장헤드(343)가 인발금형(330)의 내측으로 인입된다.

이 경우, 인발금형(330)은 상술한 것과 같이 외주면 방향으로 직경(D2)이 확장된다. 즉, 도 7의 (a)와 같이 인발금형(330)의 금형조각(331)들이 상호 최대한 이격 배치되어, 분기홀 내에서 인발금형(330)의 저면의 직경(D2)이 최대크기로 확장된다.

이후, 도 10(c)와 같이, 저면의 직경(D2)이 확장된 인발금형(330)이 분기홀에서 인발된다. 분기홀에서 인발금형(330)이 인발될 때, 인발금형(330)의 외주면에 형성된 만곡부(333)에 분기홀의 테두리가 접촉된다. 이 경우, 확장헤드(343)는 함몰부에 배치되어, 금형조각(331)들이 내측으로 다시 슬라이딩되지 않도록 지지할 수 있다.

만곡부(333)는 인발장치(40)가 상승함에 따라 분기홀의 테두리를 인발하여 상측으로 돌출된 분기부로 성형시킨다. 인발장치(40)가 소화배관(1)으로부터 완전히 이탈되어 분기부의 성형이 완료되면, 인발장치(40)는 초기위치로 상승할 수 있다.

이 경우, 종래기술에 따른 인발공정은 작업자가 분기홀에 인발금형을 수작업으로 위치시키고 결합시킨 후 인발하므로 생산속도가 크게 저하되었으나, 본 발명에 따른 인발공정에서는 인발금형을 수작업으로 결합할 필요가 없이 인발장치(40)가 상술한 것과 같이 자동으로 작동하여 분기홀을 형성시키므로 생산속도가 크게 향상된다.

다시, 제어부(70)는 이동제어모듈(20)의 이동제어모터(210)를 제어한다. 이동다이(10)는 도 11과 같이 전방으로 이동되어, 분기부를 면취장치(50)에 위치시킨다.

면취장치(50)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 작동된다. 면취공정에서 면취장치(50)가 소화배관(1)으로 하강하여 소화배관(1)의 분기부의 표면을 면취한다. 면취장치(50)는 분기부의 표면에 형성된 버(burr) 등을 제거하여 평탄면으로 가공한다. 면취공정이 완료되면 하나의 분기부의 성형이 완료된다.

제어부(70)는 설정된 소화배관(1)의 가공치수에 따라 도 1에 도시된 소화배관(1)에 도시된 제1분기부(T1) 및 제2분기부(T2)를 순차적으로 가공할 수 있다. 제어부(70)는 설정된 소화배관(1)의 가공치수에 따라 유압펌프(112), 이동제어모터(210), 승하강 실린더(320), 드릴장치(30), 인발장치(40) 등을 제어하여, 제1분기부(T1) 및 제2분기부(T2)를 자동으로 성형한다.

이에 따라, 사용자가 입력부(80)를 통해 한번에 소화배관(1)의 설계치수를 입력하면 제어부(70)가 가공치수를 설정한 후 소화배관(1)을 자동으로 드릴공정 내지 면취공정까지 수행시켜 분기부를 성형하므로, 기존의 수작업 대비 생산속도가 현저하게 향상된다.

또한, 본 발명의 소화배관용 분기관 자동성형장치는 제3분기부(T3)를 자동으로 성형할 수 있다. 입력부(80)에 제2분기부(T2)와 제3분기부(T3)가 형성하는 각도(θ)가 입력되면, 제3분기부(T3)가 형성되도록 제어부(70)는 소화배관(1)을 회전시킨다.

이 경우, 상술한 것과 같이, 제어부(70)는 회전제어모터(119)를 회전시킨다. 제어신호를 받은 회전제어모터(119)는 기어부(117)를 회전시켜, 소화배관(1)의 가공치수에 따라 기설정된 각도(θ)만큼 중공 유압척(111)을 회전시킨다.

중공 유압척(111)이 회전되면, 중공 유압척(111)에 파지된 소화배관(1)이 기설정된 각도(θ)만큼 회전된다. 이 경우, 회전제어모터(119)는 소화배관(1)을 기설정된 각도(θ)만큼 회전시켜 분기홀이 형성될 위치(B)에 드릴장치(30)가 홀가공 할 수 있도록 한다.

즉, 제2분기부(T2)와 제3분기부(T3)가 형성하는 각도(θ)가 예를 들어 90°인 경우, 사용자가 이를 소화배관(1)의 설계치수로 입력한다. 도 11 내지 도 12에 도시된 것과 같이, 분기홀이 형성될 위치(B)가 소화배관의 상면을 기준으로 90° 위치에 존재하는 경우, 제어부(70)는 설정된 가공치수에 따라 회전제어모터(119)를 회전시켜 기어부(117)를 회전시키고, 기어부(117)에 연결된 중공 유압척(111)이 기설정된 각도(θ)인 90°만큼 회전되도록 한다. 소화배관(1)은 기설정된 각도(θ)인 90°만큼 중공 유압척(111)에 의해 회전되어, 분기홀이 형성될 위치(B)에 드릴장치(30)가 접촉될 수 있도록 한다.

이후, 드릴장치(30), 인발장치(40), 면취장치(50)는 제어부(70)의 제어신호에 따라 상술한 드릴공정 내지 면취공정을 수행하여 제2분기부(T2)와 소정 각도(θ)를 형성하는 위치에 제3분기부(T3)를 자동으로 성형하게 된다.

이에 따라, 사용자가 입력부(80)를 통해 한번에 소화배관(1)의 설계치수를 입력하면 제1분기부(T1) 또는 제2분기부(T2)와 소정각도(θ)를 형성하는 제3분기부(T3)를 자동으로 성형하므로, 휴면에러가 제거되고 생산속도가 현저하게 향상된다.

여기서, 도 1에 도시된 제1분기부(T1), 제2분기부(T2), 제3분기부(T3)의 순서는 임의적인 것으로, 기준위치(A)를 기준으로 소정각도(θ)가 형성된 분기부가 최초로 형성될 수도 있으며, 중간에 형성될 수도 있다.

제어부(70)는 제1분기부(T1) 내지 제3분기부(T3)의 가공이 완료된 후, 축관공정을 위해 이동제모듈의 이동제어모터(210)를 제어한다. 제어부(70)는 이동다이(10)를 이동시켜 축관부(1b)가 형성될 소화배관(1)의 전단부를 축관장치(60)로 배치시킨다.

제어부(70)는 지지 프레스(61)를 제어하여, 소화배관(1)의 전단부를 파지한다. 이 경우, 제어부(70)는 유압척 모듈(110)을 제어하여 죠(113)가 소화배관(1)을 파지하여, 소화배관(1)이 견고하게 지지되도록 한다.

지지 프레스(61)가 소화배관(1)을 파지하면, 제어부(70)는 축관기(63)를 작동시킨다. 축관기(63)는 소화배관(1)의 전단부를 내부로 인입시키면서, 소화배관(1)의 전단부 직경(D1)을 축소시킨다. 축관공정이 완료되면, 도 1에 도시된 것과 같은 분기부(T1, T2, T3) 및 축관부(1b)가 형성된 소화배관(1)의 성형이 완료된다.

이에 따라, 사용자가 입력부(80)를 통해 한번에 소화배관(1)의 설계치수를 입력하면 제어부(70)가 가공치수를 설정한 후 소화배관(1)을 자동으로 드릴공정 내지 면취공정까지 수행시켜 제1분기부(T1) 내지 제3분기부(T3) 및 축관부(1b)를 성형하므로, 기존의 수작업 대비 생산속도가 현저하게 향상된다.

이상, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

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

10 : 이동다이 20 : 이동제어모듈
30 : 드릴장치 40 : 인발장치

Claims (2)

1. 제2분기부와 기설정된 각도를 형성하는 제3분기부가 형성되는 소화배관; 외관을 형성하는 상부 프레임; 상기 상부 프레임을 따라 전후 방향으로 구비되는 가이드 레일; 상기 소화배관을 파지하고, 상기 소화배관의 전단부가 배치되며, 상기 상부 프레임에 구비되어 상기 가이드 레일을 따라 전후 방향으로 이동 가능하게 구비되는 이동다이; 상기 이동다이를 전후 방향으로 기설정된 위치에 이동시키는 이동제어모듈; 상기 상부 프레임의 상측에 구비되어 상기 소화배관에 분기홀을 형성하는 드릴장치; 및 상기 드릴장치의 전방에 구비되고 상기 상부 프레임의 상측에 구비되어, 상기 분기홀을 분기부로 성형하는 인발장치; 상기 상부 프레임의 상측에 구비되어 상기 소화배관의 전단부를 축관하는 축관장치; 제어부; 및 입력부를 포함하고,
   상기 이동다이는, 상기 소화배관을 파지하는 유압척 모듈; 상면에 상기 유압척 모듈이 구비되는 베이스 플레이트; 및 상기 베이스 플레이트의 저면에 구비되고, 상기 가이드 레일에 슬라이딩 가능하게 구비되는 엘엠가이드; 를 포함하며,
   상기 유압척 모듈은, 중공이 형성되어 상기 소화배관이 관통되며, 상기 소화배관을 파지하는 중공 유압척; 상기 중공 유압척에 연결되고 상기 중공 유압척의 중공과 일직선 상에 배치되는 중공이 형성되어 상기 소화배관이 관통되며, 상기 중공 유압척에 유압을 제공하는 유압 실린더; 상기 유압 실린더의 중공과 일직선 상에 배치되는 중공이 형성되어 상기 소화배관이 관통되고, 상기 중공 유압척에 연결되어 상기 중공 유압척을 회전시키는 기어부; 및 상기 기어부를 회전시켜 상기 소화배관이 파지된 상기 중공 유압척을 상기 기설정된 각도만큼 회전시키는 회전제어모터; 를 포함하고,
   상기 입력부에 상기 소화배관의 상기 제2분기부와 상기 제3분기부가 형성하는 상기 기설정된 각도가 입력되면, 상기 제어부는 상기 회전제어모터를 회전시켜 상기 기어부를 회전시키고 상기 기어부에 연결된 상기 중공 유압척을 상기 기설정된 각도만큼 회전시켜, 상기 제3분기부가 형성될 위치에 상기 드릴장치가 접촉될 수 있도록 상기 소화배관을 회전시키고,
   상기 제어부가 상기 이동다이를 이동시켜 축관부가 형성될 상기 소화배관의 전단부를 축관장치로 배치시키면, 상기 축관장치는 상기 중공 유압척을 관통한 상기 소화배관의 전단부를 축관하고,
   상기 인발장치는, 외관을 형성하는 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되는 승하강 실린더; 상기 하우징의 저면에 배치되고, 직경이 확장되는 인발금형; 및 일측이 상기 승하강 실린더에 결합되고, 타측이 상기 인발금형의 저면에 배치되는 확장추; 를 포함하고,
   상기 인발금형의 상기 하우징 방향 단부에는 슬라이딩돌기가 형성되는 소화배관용 분기관 자동성형장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 이동제어모듈은,
   상기 상부 프레임에 상기 가이드 레일을 따라 전후 방향으로 구비되는 나사축;
   상기 베이스 플레이트의 저면에 구비되고, 상기 나사축에 관통되어 상기 나사축의 회전 시 상기 베이스 플레이트를 전후 방향으로 이동시키는 너트캡; 및
   상기 상부 프레임에 구비되고, 상기 나사축을 기설정된 회전수만큼 회전시켜상기 너트캡을 기설정된 길이만큼 전후 방향으로 이동시키는 이동제어모터;
   를 포함하는 소화배관용 분기관 자동성형장치.
   
   
   

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