KR20130058064A - 파이프의 내부 윤곽을 측정하기 위한 광원을 포함하는 자동화 파이프 성형 프레스 - Google Patents

파이프의 내부 윤곽을 측정하기 위한 광원을 포함하는 자동화 파이프 성형 프레스 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 제조할 슬릿 파이프 또는 예비 파이프의 제품 횡단면의 반경 방향으로 평판 제품(1)을 적어도 단계별로 성형하기 위한 하나 이상의 내부 성형 툴(3)뿐 아니라, 외부로부터 평판 제품(1)을 성형하기 위한 하나 이상의 외부 성형 툴(4)을 포함하여, 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품(2)으로 평판 제품들(1)을 성형하기 위한 성형 장치에 있어서, 적어도 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 내부 윤곽을 측정하기 위한 하나 이상의 광원(7) 및 하나 이상의 수신기(8)가 하나 이상의 내부 성형 툴(3)과 연결되는 것을 특징으로 하는 상기 성형 장치에 관한 것이다. 그 외에 본 발명은, 제조할 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 횡단면의 반경 방향으로 평판 제품(1)을 성형하기 위한 하나 이상의 내부 성형 툴(3)뿐 아니라, 외부로부터 평판 제품(1)을 성형하기 위한 하나 이상의 외부 성형 툴(4)을 이용하여, 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품(2)으로 평판 제품들(1)을 성형하기 위한 성형 방법에 있어서, 하나 이상의 광원(7) 및 하나 이상의 수신기(8)가 내부 성형 툴(3)과 연결되어, 적어도 성형 과정 동안 성형된 평판 제품(1)의 국소적 윤곽 또는 그 형태를 검출하는 것을 특징으로 하는 상기 성형 방법에도 관한 것이다.

Description

파이프의 내부 윤곽을 측정하기 위한 광원을 포함하는 자동화 파이프 성형 프레스{AUTOMATED PIPE FORMING PRESS COMPRISING A LIGHT SOURCE FOR MEASURING THE INTERNAL CONTOUR OF THE PIPE}
본 발명은, 제조할 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 횡단면의 반경 방향으로 평판 제품을 적어도 단계별로 성형하기 위한 하나 이상의 내부 성형 툴뿐 아니라, 외부로부터 평판 제품을 성형하기 위한 하나 이상의 외부 성형 툴을 포함하여, 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품으로 평판 제품을 성형하기 위한 성형 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
예컨대 파이프 라인 적용 등을 위한 특히 두께가 두꺼운 파이프의 제조는 통상적으로 평판 제품들을 이른바 슬릿 파이프로 단계별로 성형하는 것을 통해 이루어진다. 첫 번째 사례의 경우, 박판들은, 자체의 측면 테두리들이 서로 인접하여 위치하고 나선형 용접 솔기를 제공하는 것을 통해 원형의 횡단면을 갖는 파이프가 제조되도록 나선형으로 권취된다. 대체되는 제조 공정에서는, 평판 제품들로부터 그 전체 길이에 걸쳐 실질적으로 원형인 횡단면을 가지면서 최후에는 관형이 되는 제품으로 단계별 성형이 이루어지며, 마지막으로 상기 관형 제품은 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품에서 길이방향 솔기를 제공하는 것을 통해 파이프가 된다.
평판 제품의 성형은 통상적으로 마찬가지로 2가지 단계로 이루어지며, 제1 성형 단계에 의해서는 일련의 다각형에 상응하는 윤곽을 갖는 예비 제품이 제조된다. 그런 다음 제2 단계에서 익스팬더(expander)에 의해 횡단면이 거의 원형인 윤곽이 달성된다.
프리 벤딩 다이와, 통상적으로 2개의 상대 지지대, 또는 예컨대 하부 바(lower bar) 형태의 하부 툴을 이용하여, 평판 제품은 전술한 제1 성형 단계에서 국소적으로 성형하고, 상기 유형의 다수의 성형 작업을 계속해서 실행하는 것을 통해 마침내 목표하는 피가공재의 형태를 획득하게 된다.
당업자에 따르면, 이는 통상적으로 파이프 횡단면의 2차원 "윤곽"과 전체의 파이프, 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 3차원 "형태"를 의미한다. 이런 경우 상기 성형은 종종 조작자의 경험치에 따라 이루어지며, 성형 시 평판 제품의 포지셔닝뿐 아니라, 각각의 섹션에서 각각의 성형 정도의 설정은 다량의 경험을 전제 조건으로 한다. 만일 강도가 다양하고 그에 상응하게 성형 거동이 상이한 강종(steel grade)을 슬릿 파이프로 성형해야 한다면, 상기 과정은 더욱더 복잡해진다. 그러므로 상기 유형의 슬릿 파이프의 산업상 제조는, 예컨대 박판 두께 편차 및 배치 편차(batch variation)뿐 아니라, 성형 후 탄성 회복과 같은 다수의 간섭 변수로 인해 명백하게 복잡한 공정을 나타내게 된다.
상기 유형의 박판 패널로 파이프를 제조하기 위한 장치는 예컨대 발명의 명칭이 "박판 패널로 파이프를 제조하기 위한 장치"로 출원된 DE 102 32 098 B4에 기재되어 있다.
그러므로 해당하는 전문 분야에서는, 한편으로 시장의 모든 품질 요건을 충족시키고 다른 한편으로 후속하는 용접 공정을 어렵지 않게 하도록 하기 위해서, 상기 유형의 복잡한 성형 공정을 가능한 한 자동화할 수 있고, 그와 동시에 목표하는 윤곽, 바람직하게는 횡단면의 진원도, 종국에는 목표하는 형태로부터 가능한 한 최소의 편차를 갖는 파이프 횡단면을 제조할 수 있도록 하는 요구가 존재한다.
본 발명의 목적은, 종래 기술을 출발점으로 하여, 슬릿 파이프나 예비 파이프 제품으로 평판 제품들을 성형하기 위한 장치 및 그 방법에 있어서, 실제로 성형할 평판 제품의 두께 및 재료 특성과는 무관하게, 지속적인 검사와 종국에는 성형 과정 자체의 자동화를 가능하게 하는 상기 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따르는 의미에서, 청구항 제1항의 특징들을 보유하는 장치뿐 아니라 청구항 제14항의 특징들을 보유하는 방법으로 달성된다. 본 발명의 바람직한 구현예들은 각각 종속 청구항들에서 정의된다.
본 발명에 따르는 의미에서, 하나 이상의 광원, 예컨대 초발광 다이오드 또는 백색 광원 및 하나 이상의 수신기는 하나 이상의 성형 툴과 연결되어 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 내부 윤곽을 측정하기 위해 이용된다. 본 발명에 따르는 의미에서, 광원 및 수신기를 포함하는 각각의 광학 측정 장치가 이용된다. 그러나 바람직하게는, 측정 장치는 레이저 광원 및 레이저 검출기를 포함한다.
그럼으로써 특히 정확하게 기능하는 수단으로, 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 전체 횡단면의 윤곽, 바람직하게는 그 형태의 최종적인 검사에 이르기까지, 각각의 성형 단계들의 고정밀도 검사를 허용하는 장치가 제공된다. 그 외에도 측정은 신속하게 이루어지고, 최초에 설명한 유형으로 통상적으로 이용되는 파이프 성형 프레스 내에 장착 공간을 절감하는 방식으로 통합될 수 있으면서, 성형 과정 자체에 간섭을 야기하지도 않는다. 종국에는 측정 결과들에 따라서, 각각의 국소적 단계별 성형 과정 또는 전체 성형 공정은 바람직하게는 온라인으로, 그리고 완전 자동화되어 연속해서 검사될 수 있으며, 경우에 따라서는 재조정이 이루어질 수 있다.
개별 성형 단계들의 결과에 대한 지속적인 트래킹(tracking)이 이루어지는, 상기와 같은 성형 공정 전체의 바람직한 자동화는, 효율적인 공정 절차 관리를 허용할 뿐 아니라, 지금까지 시스템 조작자의 경험치에 따라 실무에 적용되던 성형보다도, 정의된 윤곽 또는 형태를 갖는 성형된 박판 구조에 이르기까지 통제가 훨씬 더 잘 이루어지는 출발 재료들의 성형을 허용한다. 마지막으로 편차는 훨씬 더 신속하면서도 정밀하게 보상되고 성형된 박판 구조는 훨씬 더 확실하면서도 정밀하게 제조될 수 있다. 이는 종국에 생산 시 더욱 낮은 불량률을 달성하며, 그에 따라 특히 더욱 적은 직원 소요를 바탕으로 비용 절감을 달성한다.
또한, 개회로 제어 및 폐회로 제어는 개별 성형 단계들 또는 전체 성형 공정의 결과들에 따라 정기적으로 이루어지기 때문에, 공정의 사전 모델링 시에 물성 편차 또는 부정확성과 같은 간섭 변수들은 즉시 보상될 수 있다.
이를 위해 광원은 적어도 부분적으로 성형된 평판 제품의 내부 표면 상에 광 구조, 특히 점, 선 또는 패턴을 투사한다. 상기 광 구조는 특히 바람직하게는 장소 및/또는 시간에 따라 가변될 수 있다. 산란되는 광 구조의 검출 및 분석은 수신기를 통해, 그리고 바람직하게는 적합한 제어 유닛으로 이루어지며, 그럼으로써 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 (2차원) 윤곽과 극도로 바람직하게는 (3차원) 형태가 측정될 수 있게 된다.
특히 바람직하게는, 내부 성형 툴은 파이프 성형 프레스의 성형 블레이드의 일부분이다. 자체의 개별 단계들이 실질적으로 도 1에 도시되어 있는 상기 성형 공정의 경우, 성형 블레이드, 특히 블레이드와 연결된 툴이, 승강 방식으로, 통상적으로 2개의 상대 지지대 상에 안착되어 있는 평판 제품 상으로 하강된다. 그런 다음 성형은 상대 지지대 상호 간 간격, 성형 블레이드 자체의 윤곽 및 성형 블레이드의 이동 거리(travel)에 따라 이루어진다. 성형은 단계별로 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 목표하는 횡단면 윤곽 또는 그 형태로 이루어지게 된다.
또한, 바람직하게는, 상대 지지대들의 상호 간 간격, 또는 성형 블레이드와 상대 지지대들의 상호 간 상대 위치뿐 아니라, 슬릿 파이프 또는 파이프의 길이에 걸친 상기 성형 블레이드 및 상대 지지대들의 벤딩은, 그 결과로 성형 결과에 목표한 바대로 영향을 줄 수 있도록 하기 위해 가변될 수 있다.
바로, 계속해서 실행되는 다수의 성형 과정으로 구성되는 상기 성형 공정의 경우, 본 발명에 따르는 장치 및 본 발명에 따르는 방법은 특히 바람직하게 이용될 수 있는데, 그 이유는, 특히 성형 과정을 종료하고 성형된 평판 제품으로부터 성형 블레이드를 상승시킨 이후에, 국소적 성형 상태, 특히 곡률이 간편하면서도 확실하게 측정될 수 있기 때문이다.
그 외에도 바람직하게는, 하나 이상의 광원과 하나 이상의 광학 수신기가 공동의 센서 장치 내에 통합된다. 그럼으로써 측정 장비 전체의 모듈러 구성과 장착 공간을 절감하는 이용은 특히 바람직하게 보조되거나 구현된다. 그 결과로, 성형 과정의 방해가 완전하게 회피되도록 공간을 절감하는 방식으로 레이저 센서 장치가 성형 툴에 장착될 수 있는, 그런 장치가 제공된다.
특히 바람직하게는, 각각의 광원 및 각각의 수신기, 바람직하게는 각각 통합된 센서 장치가 성형 블레이드의 각각의 측면에 장착되는 본 발명에 따르는 장치의 구현예가 제공된다. 그 외에도 이와 관련하여 바람직하게는, 광원이, 바람직하게는 수신기와 함께, 내부 성형 툴에 회전 가능하게 장착된다. 그럼으로써 장치와 관련한 측면에서, 단일의 광원이 각각 적어도 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 절반의 횡단면에 대해 목표하는 측정 결과를 검출할 수 있도록 하는 점이 가능해진다.
특히 바람직하게는, 블레이드에 배치되는 성형 툴이 하나 이상의 슬롯 또는 보어를 포함하고, 이 슬롯 또는 보어를 통해서는 광 빔이 국소적 성형 상태 자체의 영역에서 피가공재의 내부 표면에 부딪힐 수 있게 하는, 그런 장치가 제공된다. 그럼으로써 경우에 따라 성형 과정 동안에도 피가공재의 윤곽 및/또는 형태의 정확한 측정이 가능해진다.
따라서, 특히 간단한 수단들을 이용하고, 내부 성형 툴, 특히 성형 블레이드의 구조 형상을 변경할 필요 없이 제조할 제품의 전체 횡단면의 측정을 허용하는 장치가 제공된다.
바람직하게는 2개 이상의 광원 및 수신기, 바람직하게는 위에서 설명한 유형의 센서 장치가 바람직하게는 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 길이에 걸쳐 등거리로 분포되는 방식으로 배치된다. 그럼으로써 선단면의 진원도뿐 아니라 파이프의 길이에 걸친 파이프의 품질에 대한 품질 요건이 확실하게 준수되는 점이 보장될 수 있다. 18미터 길이를 갖는 슬릿 파이프의 제조 시, 공동의 성형 블레이드에 배치되는, 통상적으로 대략 15개의 성형 툴이 이용된다. 상기 길이에 걸쳐 분포되는 방식으로, 바람직하게는 상호 간에 등거리로 배치되는 3개의 측정 장치를 이용하여, 성형된 평판 제품의 윤곽 또는 그 형태가 슬릿 파이프의 전체 길이에 걸쳐 충분한 정밀도로 측정될 수 있다. 사전에 윤곽을 조정하지 않으면서 2개의 관의 상호 간 용접을 허용하도록 하기 위해 파이프의 선단면의 영역에서는 가능한 한 정확한 진원도가 요구되는 반면에, 파이프의 길이에 걸쳐서 상기 사전 결정된 형태로부터 적은 표준 편차만은, 이른바 타원율은 허용된다.
바람직하게는, 광원이, 바람직하게는 수신기와 함께, 높이 조정이 가능한 방식으로 내부 성형 툴에 장착된다. 이를 통해서는, 특히 성형 블레이드들을 포함하는 파이프 성형 프레스의 경우, 바람직하게는 상이한 파이프 횡단면을 갖는 슬릿 파이프들로 평판 제품을 성형할 때 장치의 유연성은 증가된다. 이 경우 광원 및 수신기의 높이 조정은 이상적인 방식에서 광원이 실질적으로 최종의 파이프 횡단면의 중심점 근처에 배치되도록 이루어지며, 그럼으로써 특히 완성된 파이프 횡단면의 측정은 성형 블레이드의 마지막 상승 이후에 수월하게 이루어지게 된다.
본 발명의 추가의 바람직한 구현예에 따라서, 수신기는 성형 공정을 위한 제어 유닛과 연결된다. 상기 제어 유닛은 매우 특히 바람직하게는 개별 측정치들에 대한 설정 값과 실제 값 간 보정을 실행하고, 상기 설정 값과 실제 값 간 보정을 기반으로 적어도 내부 성형 툴, 경우에 따라서는 하나 이상의 외부 툴을 위한 보정 값들을 출력한다. 이 경우 제어 유닛은 이를 위해 제공된 메모리로부터 설정 값들을 추출하고, 내부 성형 툴의 제어를 위한 보정 값들은 다시금, 성형 과정을 위한 모델이면서 측정된 실제 값들에 따라 보정되는 상기 모델의 결과로서 출력된다.
그럼으로써, 최초에 이미 언급한 것처럼, 마지막으로 매우 특히 바람직하게는 제어 유닛을 이용한 개회로 제어 및 폐회로 제어를 통해 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품으로 성형되는 평판 제품의 완전 자동화된 성형 공정이 가능해진다.
방법과 관련한 측면에서 본 발명은, 광원 및 수신기가 내부 성형 툴과 연결되고, 해당 시점까지 제조된 성형 상태, 바람직게는 평판 제품에서 내부 성형 툴에 의해 실현된 국소적 곡률이 적어도 성형 과정 동안 검출되는 것을 특징으로 한다. 이 경우 바람직하게는, 결과적으로 앞서 성형된 재료의 탄성 회복도 완전하게 검출할 수 있도록 하기 위해, 평판 제품의 윤곽 또는 그 형태의 검출이 성형 과정 자체 이후까지도 계속될 수 있다. 바람직하게는, 특히 광 측정은 성형 과정의 종료 이후, 그에 따라 평판 제품과 내부 성형 툴의 접촉의 종료 이후 잠깐 동안 지속된다. 그 외에도 바람직하게는, 실질적인 성형 과정보다 더욱 긴 0.5초와 1초 사이인 광 측정의 기간이 설정된다.
본 발명에 따르는 방법의 추가의 바람직한 구현예에 따라, 성형을 통해 제조되는 평판 제품의 윤곽 또는 형태의 측정은 삼각 측량 방법에 의해 이루어진다. 이런 경우에, 당업자에게 공지된 방식으로 광 빔은 피가공재를 향해 조준된다. 그런 다음 피가공재로부터 산란되는 광 빔은 대물렌즈에 의해 공간 분해형 수신기 상에, 예컨대 CCD 라인들 상에 촬상된다. 수신기 상에 촬상된 광점의 위치에 따라서, 수신기까지 피가공재 내부 표면의 거리가 측정된다. 그럼으로써 성형 경로의 실제 값을 측정하기 위한, 특히 단순하면서도 통제할 수 있는 방법이 제공된다. 그런 다음 상호 간에 인접하는 복수의 측정점으로부터 동일한 경로 상에서 성형된 평판 제품의 윤곽 또는 형태가 유도될 수 있다.
본 발명에 따르는 방법은, 앞서 이미 상세하게 논의한 본 발명에 따르는 장치처럼, 특히 바람직하게는 측정 과정 동안 레이저가 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 전체 횡단면의 윤곽 또는 형태에 이르기까지 각각의 개별 성형 단계의 변형을 검출할 수 있도록 회전되는 센서 장치를 이용한다. 이는 특히 바람직하게는, 각각의 광원 및 수신기가 내부 성형 툴, 바람직하게는 성형 블레이드의 각각의 측면에, 각각 적어도 파이프 또는 예비 파이프 제품의 절반의 횡단면이 센서 장치에 의해 검출될 수 있도록, 회전 가능하게 장착될 때 달성된다.
특히 바람직한 경우는, 자체의 회전축을 중심으로, 그에 따라 360°를 넘어서 센서 장치의 영구적인 회전을 허용하는 장치 및 방법의 구현예이다. 그럼으로써 센서 장치를 위한 구동 장치는 특히 단순하게 구성될 수 있다.
다음에서 본 발명은 몇몇 도들에 따라서 더욱 상세하게 설명된다. 도 1에는 일반적으로 종래 기술이 도시되어 있는 반면에, 도 2 내지 도 5에는 본 발명의 바람직한 구현예들이 도시되어 있다. 그러나 상기 구현예들은, 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 것처럼, 본 발명의 보호 범위를 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
본 출원의 발명은 슬릿 파이프나 예비 파이프 제품으로 평판 제품들을 성형하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 성형할 평판 제품의 두께 및 재료 특성과는 무관하게, 지속적인 검사가 가능하고 종국에는 성형 과정 자체의 자동화가 가능하다.
도 1은 평판 제품으로부터 슬릿 파이프를 제조하기 위한 성형 공정의 개별 작업 단계들을 묘사한 도이다.
도 2는 본 발명에 따르는 장치를 도시한 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 장치에 장착하기 위한 본 발명에 따르는 광 센서 장치를 도시한 상면도이다.
도 4는 본 발명에 따라 이용되는 삼각 측량 방법에 대한 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따르는 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 1에는 실질적으로 원형인 횡단면을 갖는 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품(2)으로 평판 제품을 성형하는 공정이 8개의 작업 단계 a) 내지 h)로 도시되어 있다. 단계 a)에는 이미 사전 성형된 테두리 영역(1a, 1b)들을 구비한 평판 제품(1)이 도시되어 있다. 테두리 영역(1,a 1b)들은 통상적으로 파이프 성형 프레스의 외부에서 사전에 성형된다. 단계 b)에 도시된 것처럼, 파이프 프레스 내에서의 성형 과정은 2개의 상대 지지대(4a, 4b)와 성형 블레이드 사이(3)에 평판 제품(1)을 삽입하는 것을 통해 개시된다. 성형 블레이드(3)는 다시 승강 방식으로 실질적으로 평판 제품(1) 쪽으로 향해 수직 방향으로 두 상대 지지대(4a, 4b) 사이로 이동될 수 있다. 그런 다음, 상대 지지대(4a, 4b)들뿐 아니라, 성형 블레이드(3)의 실질적인 성형 툴(3a)의 상호 작용으로, 평판 제품(1) 내에 국소적 성형 상태가 제공된다. 작업 단계 a) 내지 d)에서는 평판 제품의 제1 측면이 슬릿 파이프 횡단면으로 성형되는 반면에, 단계 e) 내지 h)에서는 평판 제품(1)의 우측 측면에서 슬릿 파이프(2)로 단계별로 성형되는 점이 도시되어 있다. 이런 두 성형 공정은 통상적으로 측면 테두리(1a, 1b)들에서 안쪽 방향으로 다수의 국소적 성형 단계들이 연이어서 실행되는 것을 통해 이루어진다.
도 2에는 상대 지지대(4a, 4b)들과, 자체의 헤드부에 실질적인 성형 툴(3a)이 장착되는 성형 블레이드(3)를 포함하는 통상적인 파이프 성형 프레스의 형태로 평판 제품(1)을 슬릿 파이프(2)로 성형하기 위한 본 발명에 따르는 장치가 도시되어 있다. 도 2에는 성형의 최종 단계가 도시되어 있다. 성형 블레이드(3)의 축부에는 좌측 및 우측 각각에 레이저 센서 장치(5a, 5b)가 장착되며, 상기 레이저 센서 장치를 통해서는 파이프(2)의 횡단면의 윤곽이 전체적으로 측정될 수 있다. 레이저 센서 장치(5a, 5b)는 그 자체 전체가 화살표 A를 따라 높이 조정 가능하게 성형 블레이드(3)에 장착되는 반면에, 화살표 B에 의해 도시된 회전 운동은 레이저 센서 장치(5a, 5b)의 전체 하우징에 관계하는 것이 아니라, 오히려 레이저 센서 장치(5a, 5b)의 개별 부품에만, 특히 (미도시된) 광원 및 (미도시된) 레이저 센서에만 관계하는 것이다. 이런 경우에, 회전 운동에 의해서, 그리고 경우에 따라 높이 조정에 의한 보조를 통해서, 레이저 광원에 의해 방출되는 레이저 빔(6)이 성형되는 슬릿 파이프(2)의 전체 횡단면을 스쳐 지나가는 점이 달성될 수 있다.
도 3에는 (미도시된) 성형 블레이드에 장착하기 위한 본 발명에 따르는 레이저 센서 장치(5)가 상면도로 도시되어 있다. 레이저 센서 장치(5)는 주요 부품으로서 구동 모터(9)와, 각도 측정 장치(10)와, 레이저 광원(7)과, 레이저 센서(8)를 포함하며, 레이저 광원(7)은 레이저 센서(8)와 함께 본 발명에 따르는 삼각 측량 센서를 형성한다. 레이저 센서 장치(5)의 상기 부품(7-10) 모두는 하나의 하우징 내에 통합되고 인터페이스(11)를 통해서 (미도시된) 성형 블레이드와 확실하게 연결될 수 있다. 또한, 레이저 센서 장치(5)는, 레이저 광원(7)에 의해 방출되는 레이저 빔이 바람직하게는 (미도시된) 슬릿 파이프 횡단면의 둘레이면서 그 해당 시점까지 성형된 상기 둘레를 연속해서 스쳐 지나갈 수 있도록 (미도시된) 성형 블레이드로부터 이격되어 장착된다.
도 4에는 삼각 측량 방법의 측정 원리가 개략적으로 간단히 도시되어 있다. 레이저 광원(7)으로부터 방출된 레이저 빔(6)은 개략적으로 지시된 것처럼 위치(P1) 또는 위치(P2)에서 성형할 평판 제품 또는 이미 국소적으로 성형된 평판 제품(1)의 내부 표면에 부딪힌다. 내부 표면에 의해 산란되는 레이저 빔은, 레이저 광원(7)에 상대적인 평판 제품(1)의 내부 표면의 위치에 따라서, 대물렌즈(12)에 의해 센서 장치(8)의 부품인 검출기 상의 상이한 지점(P1', P2')들에 촬상된다. 그에 따라 레이저 센서(8)의 검출기 상의 위치(P1', P2')는 레이저 광원(7)과 관련하여 평판 제품의 내부 표면의 위치(P1, P2)에 대한 직접적인 추론을 허용한다.
마지막으로, 도 5에는 본 발명에 따르는 방법을 실행하기 위한 흐름도가 개략적으로 도시되어 있다. 툴 데이터 및 피가공재 데이터가 관여하는 파이프 유형을 제조하기 위한 제조 방법을 출발점으로 하여, 일련의 개별 단계들로서 제조가 이루어진다. 연속해서, 또는 온라인으로 피가공재 또는 적어도 개별 성형 상태들이 본 발명에 따르는 시스템에 의해 측정된다. 그런 다음 그로부터 후속 단계(들)를 위한 모델의 가능한 보정 변수들의 산출이 이루어진다. 이어서 상기 최종 단계, 즉 보정 변수들의 산출이 실행되었는지 여부의 질문에 대한 응답이 이루어진다. 만일 실행되었다는 의미의 '예'라면, 규격에 정확하고 완성된 슬릿 파이프가 배출된다. 만일 실행되지 않았다는 의미의 '아니오'라면, 성형 과정을 계속하여 실행하기 위한 제조 공정으로 되돌아간다.

Claims (19)

  1. 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품(2)들로 평판 제품(1)들을 성형하기 위한 성형 장치로서, 제조할 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 횡단면의 반경 방향으로 평판 제품(1)을 적어도 단계별로 성형하기 위한 하나 이상의 내부 성형 툴(3)뿐 아니라, 외부로부터 평판 제품(1)을 성형하기 위한 하나 이상의 외부 성형 툴(4)을 포함하는 상기 성형 장치에 있어서,
    적어도 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 내부 윤곽을 측정하기 위한 하나 이상의 광원(7) 및 하나 이상의 수신기(8)가 하나 이상의 내부 성형 툴(3)과 연결되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광원(7) 및 상기 수신기(8)는 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 내부 형태를 측정하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부 성형 툴(3)은 파이프 성형 프레스의 성형 블레이드인 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원(7)은 레이저 광원인 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 광원(7) 및 하나 이상의 수신기(8)는 공동의 센서 장치(5) 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 광원(7) 및 각각의 수신기(8), 바람직하게는 각각의 센서 장치(5)는 성형 블레이드(3)의 각각의 측면에 장착되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원(7)은, 바람직하게는 상기 수신기(8)와 함께, 상기 내부 성형 툴(3)에 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광원(7)의 회전 범위는, 광(6)이 적어도 파이프 또는 예비 파이프 제품의 절반의 횡단면을 스쳐 지나가도록 허용하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 광원은, 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 내부 표면 상에 광 구조, 바람직하게는 점 또는 선, 매우 바람직하게는 패턴을 투사하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광 구조는 장소 및/또는 시간에 따라 가변될 수 있는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원(7)은, 바람직하게는 상기 수신기(8)와 함께, 상기 내부 성형 툴(3)에 수직 이동 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신기(8)는 성형 공정을 위한 제어 유닛과 연결되고, 바람직하게는 상기 제어 유닛에 의해 개별 측정치들에 대한 설정 값과 실제 값 간 보정이 실행될 수 있으면서, 상기 설정 값과 실제 값 간 보정을 기반으로 적어도 내부 성형 툴(3)에 대한 보정 값들이 출력될 수 있으며, 그럼으로써 매우 특히 바람직하게는 파이프 또는 예비 파이프 제품(2)으로 성형되는 평판 제품(1)의 완전 자동화된 성형 공정이 상기 제어 유닛에 의해 개회로 및 폐회로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 최대 20개의 복수의 성형 툴(3a), 바람직하게는 12개 내지 16개의 복수의 성형 툴뿐 아니라, 2개 이상, 바람직하게는 3개의 광원(7) 및 수신기(8)가 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 길이에 걸쳐서 바람직하게는 등거리로 분포되어 배치되는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
  14. 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품(2)들로 평판 제품(1)들을 성형하기 위한 성형 방법으로서, 제조할 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 횡단면의 반경 방향으로 평판 제품(1)을 성형하기 위한 하나 이상의 내부 성형 툴(3)뿐 아니라, 외부로부터 평판 제품(1)을 성형하기 위한 하나 이상의 외부 성형 툴(4)을 이용하는 상기 성형 방법에 있어서,
    하나 이상의 광원(7) 및 하나 이상의 수신기(8)가 상기 내부 성형 툴(3)과 연결되어 적어도 성형 과정 동안 성형된 평판 제품(1)의 국소적 윤곽 또는 그 형태를 검출하는 것을 특징으로 하는 성형 방법.
  15. 제14항에 있어서, 성형은 단계별로 이루어지는 것을 특징으로 하는 성형 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 레이저 측정은 실질적인 성형 과정보다 더욱 길게, 바람직하게는 최대 1초 동안, 특히 바람직하게는 0.5와 1초 사이에서 지속되는 것을 특징으로 하는 성형 방법.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 평판 제품(1)의 곡률이 레이저 삼각 측량 방법에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 성형 방법.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원(17)은, 바람직하게는 상기 수신기(8)와 함께, 측정 과정 동안, 상기 레이저(6)가 적어도 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품의 절반의 횡단면, 바람직하게는 전체 횡단면을 스쳐 지나가도록 회전되는 것을 특징으로 하는 성형 방법.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 측정 결과들은 제어 유닛으로 전송되고, 제어 유닛은 개별 측정치들에 대한 설정 값과 실제 값 간 보정을 실행하고 이 설정 값과 실제 값 간 보정을 기반으로 적어도 내부 성형 툴(3)에 대한 보정 값들을 출력하며, 그럼으로써 매우 특히 바람직하게는 상기 제어 유닛은 바람직하게는 온라인으로 슬릿 파이프 또는 예비 파이프 제품(2)으로 성형되는 평판 제품(1)의 완전 자동화된 성형 공정을 개회로 및 폐회로 제어하게 되는 것을 특징으로 하는 성형 방법.

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