KR101549822B1

KR101549822B1 - 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치

Info

Publication number: KR101549822B1
Application number: KR1020140137445A
Authority: KR
Inventors: 최인성
Original assignee: 최인성
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2014-10-13
Publication date: 2015-09-04
Anticipated expiration: 2034-10-13
Also published as: US10166614B2; EP3130416A1; CN106536098A; WO2016060420A1; EP3130416B1; JP6378825B2; US20170259357A1; EP3130416A4; JP2017513728A; CN106536098B

Abstract

복수개의 절삭툴에 대한 진입 및 후퇴를 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있으고, 절삭툴의 진입 및 후퇴뿐만 아니라 절삭소재의 축방향으로도 움직임이 가능하도록 하여, 절단 및 면취는 물론, 다양한 형상의 가공이 가능하며, 수십mm 이상의 두께를 갖는 관재나 헤비파이프(HEAVY PIPE)의 절단과 면취작업을 동시에 할 수 있게 되는 오비탈식 절삭장치가 개시된다. 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는 본체부의 어느 일면상에 결합되어 회전되는(C축) 주축회전부와, 주축회전부의 전방면상에서 주축회전부의 중심부를 향해 왕복운동(X축) 가능하게 결합되어 파지된 소재를 오비탈 방식으로 절삭 가공할 수 있는 복수개의 툴유닛부와, 주축회전부의 반대편상 본체부에 주축회전부와 동기화되어 회전가능하게 결합되면서 복수개의 툴유닛부로 동력을 전달해주어 툴유닛부를 왕복운동시키는 상대운동부와, 상대운동부의 동력을 전달받도록 툴유닛부의 구동축들 단부에 상대운동부와 선택적으로 맞물리도록 형성되는 접속기어와, 선택된 접속기어를 상대운동부와 맞물리거나 이격시키도록 하는 조작부와, 주축회전부와 상대운동부의 움직임을 콘트롤하는 제어부를 포함하여 구성된다.

Description

회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치{A orbital type cutting machine for can be freely controlled of plural cutting tool in rotation plate using the RPM ratio}

본 발명은 오비탈식 절삭장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동기화된 휠들의 회전속도비에 따라 소재로 진입하는 복수의 절삭툴 움직임을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치에 관한 것이다.

배관의 절단기술과 관련하여 배관의 크기가 점차 대형화 및 Heavy화가 되어지면서 고정된 배관의 외주를 절단툴이 돌면서 일정깊이로 조금씩 조금씩 깍아나가면서 절단을 수행하는 오비탈식 절단장치가 개발되고 있다. 이러한 오비탈식 배관 절단장치는 절단툴과 면취툴을 동시에 장착하여 절단은 물론 면취까지 수행할 수 있게 되었다.

위와 같은 오비탈식 절단/면취 장치의 일예로 도 1 및 도 2에 도시된 장치(이하, '선행기술1'이라 한다)가 개시된바 있다. 위 선행기술1은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 관재(P)가 중심에 위치하면서 고정되도록 본체(10)를 구비하고, 이 본체(10)의 어느 일측(전방측)에 관재(P)가 관통되면서 전동모터(15)에 의해 회전되는 회전체(20)를 결합시키고, 회전체(20)의 전방에 절단툴(31) 및 면취툴(32)을 대향되도록(또는 2개 이상이 균형있게) 장착하되, 회전체(20)가 1회전 할때마다 절단툴(31) 및 면취툴(32)이 소정의 길이로 수직운동(관재의 중심방향)할 수 있도록 된 것이다. 이때, 절단툴(31) 및 면취툴(32)은 회전체(20)의 전방면에서 관재(P)의 중심방향으로 왕복운동이 가능하도록 가이드되는 블록(40)에 장착되고, 이 블록(40)은 다시 회전축(50)에 나사결합되며, 회전축(50)의 상단에는 치차(51)가 형성된다. 따라서 이 치차(51)가 본체(10)에서 돌출된 걸림쇠(60)에 의해 접촉될때마다 회전축(50)이 치차(51)의 회전각도만큼의 피치로 블록(40)을 수직 운동시켜 블록(40)에 장착된 절단툴(31) 및 면취툴(32)이 관재(P)의 중심방향으로 들어가게 하는 것이다.

상기와 같은 선행기술1은 절단툴(31) 및 면취툴(32)이 관재(P)를 중심으로 1바퀴 공전할때마다 일정한 깊이로 파고들면서 관재를 절단하거나 또는 동시에 면취할 수 있는 장치이나, 절단툴/면취툴의 움직임을 임의적으로 제어할 수 없는 한정적인 기술이다. 즉, 위 선행기술은 회전체(20)가 운동중일 경우에 절단툴/면취툴을 임의적으로 조절할 수 없다는 것이다.

절단툴/면취툴을 임의적으로 조절할 수 없다는 것은 피가공물의 크기와 재질, 종류 등에 따라 절삭 조건을 달리 할 수 없다는 것이다. 이는 절삭 효율의 저하는 물론이고 절삭자체를 불가능하게 하는 경우도 발생되고 있다. 또한, 절삭작업이 완료된 후에 절단툴/면취툴을 원래의 위치로 되돌리기 위해 회전체를 다시 역으로 돌려주거나 또는 별도의 역회전수단을 사용하여 원래의 위치로 되돌리는 작업을 수행해 주어야 하는 번거로움이 있게 된다.

또한, 선행기술1의 절단/면취 장치는 작업중에 절단툴/면취툴이 무뎌지거나 파손될 경우를 예측하기 힘들어 절단툴/면취툴의 손상으로 인한 또는 피가공물의 소손이 빈번히 발생하게 되었다. 즉, 선행기술1과 같은 절단/면취 장치에서 툴이 무뎌지거나 파손된 상태일 경우, 툴의 이상조건으로 인해 피가공물이 절삭되지 않는 상태임에도 불구하고 툴은 치차의 회전에 의해 계속해서 피가공물측으로 파고드는 작용을 반복하게 된다. 이러한 상태가 반복되면서 툴과 피가공물과의 사이에 부하가 늘어나고 이 부하는 툴뭉치 전체 또는 피가공물을 파손시키는 결과를 초래하게 되는 것이다.

그리고 선행기술1의 절단/면취장치는 다양한 형상의 가공이 불가능한 문제점, 일정 두께 이상의 두꺼운 관재를 절삭하지 못하는 문제점, 치차와 걸림쇠의 충돌에 따른 파손의 문제점, 절삭깊이에 대한 조절 문제점 그리고 면취각도 및 형상에 따라 면취날을 수시로 교체해야 되는 문제점 등을 해결하지 못하고 있다.

이 문제를 좀 더 상세하게 설명하면, 선행기술1은 도 3과 같은 작업순서로 관재를 가공하게 된다. 즉, 커팅툴(31)과 면취툴(32)을 도 3의 첫 번째 도면에서 보는 것과 같이 관재(P)로 진입하면서 점차 깊이 진입시켜 2번 ~ 4번의 순서로 가공을 하여 절단과 함께 면취가 되게 하는 것이다. 따라서 선행기술1에 의한 관재의 가공은 도 4의 (a)와 같은 커팅가공과, (b)와 같은 커팅 및 일면 면취가공에 국한해서 가공할 수 있는 한계가 있게 된다.

그리고 도 5에서 보는 것과 같이, 관재를 절단하기 위한 커팅툴(31)은 절단할 관재의 두께(t)보다 더 길어야 커팅이 가능해지는 것이 당연할 것이다. 그렇지만, 두께(t)가 수십mm이상 되는 관재를 절단하고자 커팅툴의 길이(L)를 늘인다면, 커팅툴이 절삭시 받는 힘을 견디지 못하고 쉽게 파손될 것이다.

또한, 도 6에서 보는 것과 같이, 관재의 절단면에 개선가공하고자 하는 면취툴(32)의 날부 길이(ℓ_b)는 절삭하려는 관재의 경사면보다 큰 길이를 가져야 하는 것이 당연할 것이다. 그렇지만, 도 7에서 보는 것과 같이, 면취 날부의 길이(ℓ_b)가 커팅 날부의 길이(ℓ_c)보다 상당히 길다보니 그 날부가 받는 힘도 그에 상응하는 부하를 견뎌내야 될 것이다.

또한, 선행기술1은 절삭툴이 1회전마다 정해진 깊이 값에 의해 중심부로 절삭가공되는 방식으로, 절삭을 할때에 받는 부하와 면취를 할때에 받는 부하 즉, 항절삭력(P)이 다르게 작용됨을 알수 있을 것이다. 여기서, 항절삭력(P)은 절삭되는 피삭재의 재질에 따른 비절삭저항(Ks)과 절삭폭(ℓ)과 가공깊이(dp)에 의해 결정되며, 수식으로 나타내면, 다음과 같다.

따라서 도 7의 (b)에서 보는 것과 같이, 절단을 위한 절삭팁의 사용시에는 피삭재의 재질에 따른 비절삭저항을 무시하고 절삭폭(ℓ_c)과 가공깊이(dp)의 예측이 가능하여 피치를 산정하면 될 것이지만, 면취작업시에는 도 7의 (a)에서 보는 것과 같이, 관재의 두께(t)에 따라 절삭폭(ℓ_b)이 변화하기 때문에 면취가공의 적당한 피치(1회전당 가공되는 깊이)값을 선정하기 어렵게 되는 것이다. 이러한 이유로 인해 다양한 작업의 요건을 만족시키지 못해 상용화에 어려웠던 것이며, 면취툴의 잦은 파손 또는 이를 극복하고자하는 기구설계에 문제가 있게 된다.

또한, 치차가 걸림쇠에 걸려 일정 각도 회전할때마다 커팅툴 및 면취툴이 하강하면서 일정 깊이로 절삭을 하게 되는데, 관두께가 수십mm 이상인 관재를 절단 및 면취하고자 한다면 치차와 걸림쇠가 부딪히는 수백번의 충격에 의해 치차와 그 하부의 부속품들 및 걸림쇠 등이 파손될 수 있는 문제가 있게 된다. 예컨대, 치차가 5개의 돌기를 갖고 있다고 치고, 치차 1회전시 1mm의 피치(pitch)이며, 관두께가 20mm일 경우에는, 관재 1mm의 절삭을 위해 걸림쇠와 각각의 치차는 5회를 충돌하게 되고, 20mm를 가공하기 위해서는 100회를 충돌해야 된다. 이러한 작업을 하루에 100회 한다면 10,000번의 충돌이 발생되고, 100일을 작업한다면 1,000,000번의 충돌이 발생될 것이다. 이와 같은 충돌은 고속회전을 할때에 더욱 큰 충격량이 발생될 것이고, 장치 내구성에 큰 악영향을 끼칠 것이다.

그리고 선행기술1의 걸림쇠에 치차가 걸렸을때에만 일정한 깊이로 절삭이 이루어지므로 이 절삭깊이를 임의로 조절하지 못하게 되는 피가공물 선택의 폭이 좁아지게 된다. 즉, 피가공물은 그 재질에 따라 또는 사용하는 툴의 종류에 따라 절삭속도, 절삭깊이 등이 정해지게 되는데, 선행기술은 이와 같은 가공 조건이 존재해도 이것을 조절할 수 있지 못하는 문제가 있게 된다.

또한, 관재는 그 종류 및 설계에 따라 면취각도가 달라질 수 있지만, 선행기술은 면취각도를 변경하기 위해서는 반드시 면취툴을 교체해 주어야 하는 불편함도 있게 되는 것이다.

상기와 같은 종래기술의 문제점들을 극복하기 위해 본 발명자는 절삭툴의 진입 및 후퇴를 자유롭게 제어할 수 있고, 절삭툴이 절삭재료인 원형재의 직각방향 뿐만 아니라 축방향으로도 움직임이 가능하도록 하여 절단 및 면취는 물론, 다양한 형상의 패턴 가공이 가능하며, 수십mm 이상의 두께를 가지는 관재나 난삭재 등의 헤비파이프(HEAVY PIPE)의 절단과 면취작업을 동시에 할 수 있는 방안을 모색하게 되었다.

특히, 회전체내에서 툴의 움직임을 자유롭게 제어할 수 있는 방법에 대해 여러 가지 방안을 모색해 봤으며, 그 결과 첫 번째 무선통신에 의한 제어방법과, 두 번째 원심력에 의한 제어방법과, 세 번째 유압에 의한 제어방법과, 마지막으로 회전속도비를 이용한 제어방법이 제안되었다.

첫 번째 제안기술인 무선통신에 의한 툴 제어방법은 본 출원인/발명자에 의해 대한민국 특허 제1407327호(2014.06.09. 등록)에 제안되었고, 두 번째 제안기술인 원심력에 의한 툴 제어방법은 마찬가지로 대한민국 특허 제1407328호(2014.06.09. 등록)에 제안되었고, 세 번째 유압에 의한 툴 제어방법도 대한민국 특허 제1415513호(2014.06.30. 등록)에 제안되었으며, 회전속도비를 이용한 툴 제어방법도 아직 미공개이지만 대한민국 특허출원 제2014-0066480호(2014.05.30. 출원)에 제안되었다.

네 번째 제안기술인 복수개의 휠에 대한 회전속도비를 이용한 툴 제어방법에 대한 대표적인 관련기술은 다음과 같다.

[선행기술 목록]

구분	공개/특허 번호	공개일	명칭
선행기술2	US 5,605,083	1997.02.25	Pipe cutting apparatus with differential speed rotatable ring cutter actuation
선행기술3	JP 2001-096421	2001.04.10	파이프 절단장치
선행기술4	JP 2003-117720	2003.04.23	파이프 절단장치
선행기술5	EP 2085169	2012.07.11	Pipe cut-off apparatus

선행기술2 및 선행기술5는 동일한 발명자에 의해 출원된 것으로, 회전체에 툴을 장착한후, 회전체와 상대적으로 회전되는 링기어를 툴과 연동되게 설치하여 회전체와 링기어의 속도비에 따라 툴의 움직임을 제어하는 방법이 제시되고 있다.

선행기술3은 회전체내에 복수의 유성기어를 장착하고, 이 유성기어에 툴을 장착한 후, 유성기어의 회전을 회전체와 상대적으로 움직이도록하여 툴의 움직임을 제어하는 방법이 제시되고 있다.

그리고 선행기술4는 회전체에 툴을 장착한후, 이 툴과 연동된 2단 복합기어를 회전체내에 설치하여 2단 복합기어의 특정 기어와 치합되는지에 따라 툴의 움직임을 제어하는 방법이 제시되고 있다.

종합해 보건데, 회전속도비와 관련된 선행기술들은 회전체에 장착되어 있는 툴의 상하운동 또는 선회운동을 제어하기 위해 회전체와 상대적으로 회전되는 제어휠을 구비하고 있는 것으로 파악되어 본 발명자가 최초로 제시하고자 했던 기술이 선행기술들에 의해 이미 공지됨을 알수 있었다.

오비탈식 파이프 절단장치에서 회전속도비를 이용한 툴 제어방법과 관련하여 본 발명자에 의해 새롭게 제안될 사항은 회전체에 최소 2개 이상의 툴을 장착한 후, 이 2개 이상의 툴을 선택적으로 제어할 수 있는 기술에 관한 것이다. 즉, 선행기술2, 3, 4, 5는 하나 또는 복수개의 툴을 선택적으로나 또는 독립적으로 개별 제어할 수 있지는 않고 있다.

본 발명은 복수개의 절삭툴에 대한 진입 및 후퇴를 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있고, 절삭툴의 진입 및 후퇴뿐만 아니라 절삭소재의 축방향으로도 움직임이 가능하도록 하여, 절단 및 면취는 물론, 다양한 형상의 가공이 가능하며, 수십mm 이상의 두께를 갖는 관재나 헤비파이프(HEAVY PIPE)의 절단과 면취작업을 동시에 할 수 있게 되는 오비탈식 절삭장치를 제공하려는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은,

본체부의 어느 일면상에 결합되어 회전되는(C축) 주축회전부; 주축회전부의 전방면상에서 주축회전부의 중심부를 향해 왕복운동(X축) 가능하게 결합되어 파지된 소재를 오비탈 방식으로 절삭 가공할 수 있는 복수개의 툴유닛부; 주축회전부의 반대편상 본체부에 주축회전부와 동기화되어 회전가능하게 결합되면서 복수개의 툴유닛부로 동력을 전달해주어 툴유닛부를 왕복운동시키는 상대운동부; 상대운동부의 동력을 전달받도록 툴유닛부의 구동축들 단부에 상대운동부와 선택적으로 맞물리도록 형성되는 접속기어; 선택된 접속기어를 상대운동부와 맞물리거나 이격시키도록 하는 조작부; 및 주축회전부와 상대운동부의 움직임을 콘트롤하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치를 제공한다.

이때, 접속기어는 구동축의 단부에서 조작부에 의해 수평왕복운동을 하면서 상대운동부와 접촉되거나 이격되어 툴활성화 또는 툴비활성화될 수 있다.

여기에서, 접속기어는 조작부의 푸셔에 의해 원터치방식으로 입출이 반복되도록 할 수 있다.

또는, 조작부는 수평왕복운동하는 푸셔를 가지며, 푸셔는 접속기어를 밀거나 또는 접속기어를 고정하고 있는 스토퍼를 눌러주도록 2개의 푸셔가 별도로 구비되거나 2개의 푸셔가 이중으로 구성되도록 할 수도 있다.

그리고 상대운동부와 치합되는 접속기어의 초입부는 외경이 테이퍼지게 형성되어 접속기어와 상대운동부의 초기 치합시 맞물림 유격을 발생시킬 수 있다.

또한, 제어부는 복수개의 접속기어들이 상대운동부와 맞물려 있는지 또는 이격되어 있는지를 주축회전부를 1 ~ 수회 회전시키면서 센서에 의해 각각 체크하여 각 툴의 접속상태를 모니터링할 수도 있다.

그리고 제어부는 각각의 접속기어들이 정위치에 올바로 장착되어 있는지를 조작부를 통해 각각의 접속기어들을 한번씩 재장착하도록 정렬할 수도 있다.

본 발명은,

본체부의 어느 일면상에 결합되어 회전되는 주축회전부; 주축회전부의 전방면상에서 주축회전부의 중심부를 향해 왕복운동 가능하게 결합되어 파지된 소재를 오비탈 방식으로 절삭 가공할 수 있는 복수개의 툴유닛부; 주축회전부의 반대편상 본체부에 주축회전부와 동기화되어 회전가능하게 결합되면서 복수개의 툴유닛부로 동력을 전달해주어 툴유닛부를 왕복운동시키는 상대운동부; 주축회전부와 상대운동부의 움직임을 콘트롤하는 제어부;를 포함하며, 상대운동부에는 내외로 결합된 복수개의 제어휠이 복수개의 툴유닛부와 각각 연결되고, 복수개의 제어휠은 주축회전부와 동기화되어 툴유닛부의 왕복운동을 개별적으로 제어함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치를 제공할 수도 있다.

이때, 제어휠에는 고정휠이 결합되어 본체부에 정착되고, 제어휠들의 사이에는 자유휠이 내장되어 베어링의 움직임을 자유롭게할 수 있다.

상기 오비탈식 절삭장치의 툴유닛부는 상대운동부의 동력을 구동축을 통해 받아 회전운동이 수직왕복운동으로 변환되도록 함이 바람직할 것이다.

그리고 본체부는 소재의 길이방향(Z축)으로 제어부의 콘트롤에 의해 왕복운동가능하게 될 수도 있다.

또한, 본체부는 소재의 구경에 따라 승하강되도록 할 수도 있다.

또한, 제어부는 구성부들의 움직임 및 가공조건을 입력하거나 출력하는 HMI 터치스크린(HMI, Human Machine Interface)을 포함할 수 있다.

또한, 소재를 본체측으로 공급하거나 배출시키도록 본체의 양측 또는 어느 일측에 설치되는 스텐드부를 더 포함할 수도 있다.

이때, 스텐드부와 본체부의 사이에는 공급 또는 배출될 소재를 정밀하게 입출시키도록 제어부의 콘트롤에 의해 왕복운동되는 수평이동장치를 더 포함할 수도 있다.

그리고 절삭툴의 위치를 감지하여 X축방향 움직임의 기준점을 제시하도록 하는 툴감지센서를 포함할 수도 있다.

여기에서, 툴감지센서는 해당 툴유닛부의 툴 첨단이 접촉하는 것을 감지하는 터치판을 포함하며, 툴감지센서는 해당 툴유닛부의 툴교체후 기준점 센싱을 위해 탈부착될 수 있도록 설치됨이 바람직하다.

본 발명의 오비탈식 절삭장치는 본체부의 양쪽 또는 어느 한쪽에 소재를 고정하도록 설치되는 클램핑부를 포함하며, 클램핑부는 적어도 한 개 이상의 구동기를 이용하여 클램핑휠을 회전시키고, 클램핑휠의 회전에 의해 복수의 조우가 소재를 죄도록 오므라들었다 펴졌다하도록 움직이되, 클램핑휠이나 구동기에는 움직임을 제어부로 피드백하는 스케일이 설치되어 클램핑부의 움직임을 정밀하게 콘트롤할 수 있다.

이때, 조우는 소재의 외부에서 오므라들며 죄거나 또는 소재의 내부에서 벌어지며 죄는 형태로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 오비탈식 절삭장치는 주축회전부와 상대운동부의 구동수단들은 각각의 부하량을 상호 감시하여 동기화의 정밀도를 높일 수도 있다.

본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는, 회전체상에 장착되어 있는 절삭툴이 외부의 제어에 의해 자유롭게 진입 및 후퇴될 수 있는 이점이 있게 된다.

본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는, 적어도 하나 이상을 구비한 절삭툴이 소재를 중심으로 회전을 하면서 이와 동시에 파이프의 중심방향 및 길이방향으로 움직임이 가능하게 되어, 소재의 절단가공, 절단과 동시에 면취가공, 면깍기 가공 및 특수 형상의 가공이 가능하게 되는 이점이 있게 된다.

본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는, 헤비파이프(HEAVY PIPE)나 또는 수~수십mm 두께의 소재를 절단과 동시에 면취하는 가공에서도 하나의 절삭툴에 의해 점차 "V"자,"U"자, "이중개선" 형태 등으로 내려가면서 가공할 수 있어 절삭툴이 하강할 수 있는 범위내의 두께라면, 어떠한 소재라도 하나의 툴에 의해 다양한 형상으로 고속 절삭이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는, 표준화된 절삭툴을 사용하기 때문에 비교적 넓은 폭의 면을 한번에 깍아내야 하는 고가의 면취툴을 사용하는 종래기술 보다 유지관리면에서 경제적인 이점이 있게 된다. 그리고 종래기술과 같이 면취각도에 따라 면취툴을 교체하지 않아도 면취범위를 자유롭게 설정하여 가공할 수 있는 이점이 있게 된다.

본 발명에 따른 오비탈식 파이프 절삭장치는, 선반가공에서는 불가능 하였던 비선형소재 등도 자유로이 고정을 한 후 원하는 형태로 가공을 할 수 있어, 선반의 대응 기술로도 활용이 가능해질 수 있다.

본 발명에 따른 오비탈식 파이프 절삭장치는, 공급소재 입력, 가공방법 조건 입력 등 소재의 입출력과 가공형태를 모두 입력하여 공장 자동화가 가능해 질 수 있다.

도 1은 선행기술1에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신을 나타낸 정면도이고,
도 2는 선행기술1에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신을 나타낸 측면도이고,
도 3은 선행기술1에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신에서 커팅과 면취를 동시에 수행하는 작업 공정을 순서대로 나타낸 도면이고,
도 4는 선행기술에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신에서 수행할 수 있는 가공예를 나타낸 도면이고,
도 5는 선행기술1에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신에서의 커팅툴 길이와 관재 두께의 관계를 나타낸 도면이고,
도 6은 선행기술1에 따른 파이프 커팅 및 베벨 머신에서의 면취툴 길이와 관재 두께의 관계를 나타낸 도면이고,
도 7은 도 6과 같은 면취툴이 절삭시 받는 힘의 관계를 보인 도면이며,
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 오비탈식 절삭장치를 나타낸 도면이고,
도 9는 도 8의 주축회전부 및 상대운동부의 주요부를 확대하여 나타낸 도면이고,
도 10은 접속기어가 활성화되거나 비활성화 되는 모습을 나타낸 도면이고,
도 11은 클램핑부를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 12는 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치에 소재를 공급 및 배출시키는 스텐드부 및 수평이동장치가 설치된 모습을 나타낸 도면이고,
도 13은 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치를 이용하여 가공할 수 있는 예를 보인 도면이고,
도 14는 도 13의 첫번째 예시와 같은 절단과 동시에 사선방향의 개선작업을 할 수 있는 가공방법을 나타낸 도면이고,
도 15는 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치에 복수개의 절삭툴이 필요한 경우를 설명하기 위한 예시도면이고,
도 16은 툴 세팅용 터치센서를 나타낸 도면이고,
도 17은 소재를 파지할때의 조우와 스케일의 작용을 설명하기 위한 도면이고,
도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 오비탈식 절삭장치의 주요부만 보인 도면이다.

본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는 오비탈식으로 소재를 절삭할 수 있도록 툴이 장착되어 있는 주축회전부와, 주축회전부에 이웃하게 설치되면서 툴로 동력이 전달되도록 하여 툴이 소재측으로 진입하거나 후퇴하게 하는 상대운동부를 구비하고, 이 상대운동부와 주축회전부를 동기화시키는 것을 기본 구성으로 한다. 따라서 주축회전부의 회전속도에 비례하여 상대운동부의 회전속도를 조절함으로써, 툴이 주축회전부를 따라 소재를 공전하고 있는 중에서도 상대운동부로부터 전달받은 동력에 의해 툴의 진입과 후퇴 및 정지를 자유롭게 제어할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는 복수개의 툴을 구비하고 있으며, 이 복수개의 툴 중 적어도 어느 하나 이상을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있도록 하는 구성을 갖추고 있다. 이처럼 복수개의 툴을 제어하기 위한 방법에 따라 제1실시예에서는 복수개의 툴 중 적어도 어느 하나 이상의 툴을 선택적으로 동시 제어하는 것이 특징이고, 제2실시예에서는 각각의 툴을 독립적으로 제어하는 것이 특징이다.

본 발명에서는 소재를 절삭하기 위한 운동의 방향에 따라 적어도 2축 이상의 구성을 가질 수 있게 된다. 즉, 주축회전부의 회전운동에 의해 툴이 소재를 깍아내는 힘이 발생되는 회전운동(주분력)을 "C축"이라 칭하고, 상대운동부의 회전운동에 의해 툴이 소재측으로 진입하거나 후퇴하는 왕복운동(배분력)을 "X축"이라 칭하고자 한다. 또한, 주축회전부가 결합되어 있는 본체부가 소재의 길이방향을 따라 이송할 수도 있게 되는데, 이러한 본체부의 수평 왕복운동(이송분력 또는 횡분력)을 "Z축"이라 칭한다.

이와 같은 주분력, 배분력, 이송분력은 봉재 및 관재를 절삭하는 선반가공에서 주로 많이 사용되는 용어이다. 선반가공은 봉재를 주축에 물린후 고속회전을 하고, 이 회전되는 봉재에 배분력 및 이송분력을 갖도록 절삭툴을 진입시켜 절삭가공하게 되는 것이다.

이때, 선반은 봉재 등의 소재가 고속으로 회전되어야 하므로 직선형태의 봉재와 그리고 봉재의 굵기에 따라 가공이 적용되는 한계가 있었다. 즉, 봉재가 고속으로 회전을 하게 되므로 정밀한 동심도를 유지하기 위해 편심된 봉재는 사용이 제한되었고, 이에 따라 캠축가공, 비선형 소재 등의 가공에서는 일절 적용되지 않게 되는 것이었다.

그러나 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치와 같은 경우, 소재가 고정되어 있는 상태에서 툴유닛부가 주축에 의해 소재주변을 돌기 때문에 선반에서와 같이 소재의 동심도를 반드시 맞추어주어야 하는 이유도 없을뿐더러, 소재의 형상 등에도 많은 제약사항이 없어져 선반가공의 대응기술로도 활용이 가능할 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치를 설명한다.

[실시예 1]

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 오비탈식 절삭장치를 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8의 주축회전부 및 상대운동부의 주요부를 확대하여 나타낸 도면이다.

도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 오비탈식 절삭장치(100)는 기본적으로 갖추어야될 본체부(101)와, 주축회전부(110)와, 복수개의 툴유닛부(120)와, 상대운동부(130)와, 조작부(170)와, 클램핑부(140)와, 제어부를 포함하며, 주축회전부(110)와 상대운동부(130)는 제어부에 의해 동기화 된다.

먼저, 본 발명에서 사용하게 될 소재에 대해 간략하게 설명한다. 사용될 소재(p)는 도면에 도시된 바와 같은 길다란 관재 또는 봉재가 될 수 있으며, 이러한 관재 또는 봉재도 원형이나 각형일 수 있다. 또한, 반드시 직선형태로 길다란 형상에 국한되지 않으며 엘보와 같이 구부러진 형태 등 본체부(101)의 중심에 위치시킬 수 있는 물건이면 어떤 것이든 가능할 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 충분한 이해를 돕고자 소재를 파이프로 예시하였으나, 반드시 파이프가 아니어도 무방함을 밝힌다.

본체부(101)는 주축회전부(110)와 상대운동부(130) 등 각종 구성들이 내부 및 외부에 설치되는 기초가 되는 것으로, 구성요소들의 배치 및 결합조건 등에 따라 형태가 정해지며, 특정의 형상으로 한정하지는 않아도 된다. 이때, 본체부(101)의 중심부는 소재(p)가 관통되도록 천공된 형태를 갖는다. 또는, 도면에 도시되지는 않았으나 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치가 소재의 단면만을 가공하는 전용기기로 활용된다면 본체부(101)는 반드시 소재가 관통되도록 천공되는 형태가 아니어도 무방할 것이다.

이러한 본체부(101)의 어느 일면상에는 주축회전부(110)가 설치된다.

주축회전부(110)는 소재를 절삭하기 위한 "C축(주분력)" 운동의 구성으로서, 본체부(101)에 회전가능하게 장착된 구동휠(111)을 가지며, 별도의 주축구동수단(112)에 의해 회전운동을 하게 된다. 주축구동수단(112)으로는 전동기를 예로 들 수 있으며, 상대운동부(130)와 동기화되어 정밀하게 제어하기 위해 서보모터가 사용됨이 바람직할 것이다. 이러한 주축구동수단(112)과 구동휠(111)은 기어, 밸트, 체인 등 다양한 동력전달수단들에 의해 연결되어 동력을 전달시키게 되며, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 구동휠(111)에 주축풀리를 형성하고 이 주축풀리와 주축구동수단(112)에 타이밍밸트(V)를 걸어 연결시켰다.

주축회전부(110)의 구동휠(111)에는 소재(p)를 절삭하기 위한 복수개의 툴유닛부(120)가 설치된다.

본 발명에 따른 툴유닛부(120)는 적어도 2개 이상이면 별도의 툴 체인지 없이 특정 형태의 가공을 완료할 수 있게 된다. 물론, 1개의 툴유닛부만으로도 반복작업에 의해 원하는 형상의 가공을 할 수 있지만, 회전운동에 따른 균형이나 가공의 효율적 측면을 고려하여 최소 2개를 기본 구성으로 제안한다.

이러한 각각의 툴유닛부(120)는 구동휠(111)의 전면부에서 구동휠(111)의 중심부를 향해 "X축(배분력)" 운동할 수 있도록 결합되는 툴홀더(122)와, 툴홀더(122)의 끝단에 장착되는 절삭툴(121)을 가지며, 구동휠(111)의 후면부에서 상대운동부(130)의 회전운동을 전달받는 구동축(123)과, 상기 구동축(123)의 회전운동을 받아 상기 툴홀더(122)를 직선운동 시키는 운동변환수단을 포함한다.

운동변환수단으로는 회전운동의 방향을 바꾼 후, 이를 볼스크류로 직선운동케 하는 선행기술2에서와 같은 형태를 일예로 들 수 있다. 그러나 회전운동을 직선왕복운동으로 바꾸는 메카니즘이면 본 발명의 실시예로 어떤 것이든 가능할 것이다. 본 발명에서 현존하는 운동변환 메카니즘외에 특별히 제안하는 바는 없다. 따라서 운동변환수단에 대한 구체적인 구조 및 작용의 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은 각각의 툴유닛부(120) 구동축(123)에는 상대운동부(130)의 회전운동을 전달받는 접속기어(125)가 형성된다. 각각의 접속기어(125)는 해당 툴유닛부(120)가 상대운동부(130)와 연결되어 활성화되거나 또는 상대운동부(130)와 연결되지 않아 비활성화될 수 있도록 수평왕복운동을 하면서 선택적으로 접속하게 된다. 이러한 접속기어(125)는 구동축(123)에 회전방향으로는 구속력을 가지면서 수평왕복운동이 가능하게 결합되며, 외부에서 작용하는 힘에 의해 왕복운동을 하도록 설계된다. 즉, 접속기어(125)는 원터치 방식으로서, 한번의 푸쉬로 뒤로 밀려 정지되고, 다음번의 푸쉬로 앞으로 돌출되어 정지되는 타입인 것이다.

예컨대, 원터치 방식으로 입출되는 푸쉬버튼 타입을 예로 들 수 있다. 또한, 제1푸싱은 접속기어(125)를 밀어 이동 고정시키고, 제2푸싱은 접속기어(125)를 고정시키고 있는 스토퍼를 눌러 접속기어(125)의 고정을 해제할 수도 있을 것이다. 그리고 푸셔가 회전될 수 있도록 하여 이 회전운동으로 접속기어(125)를 볼스크류에 의해 직선운동으로 움직이게 할 수도 있을 것이다.

도 10은 접속기어가 활성화되거나 비활성화 되는 모습을 나타낸 도면으로서, 이 도면에서 보는 것과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 위와 같은 3개의 예 중에서 두 번째에 해당되는 형태로 실시하였다. 즉, 접속기어(125)를 스프링(127)의 반력에 의해 구동축(123)의 단부로 미는 힘을 발생시킨 상태에서, 외부의 푸셔에 의해 접속기어(125)를 구동축(123)의 안쪽으로 밀어 후퇴시키면(제1푸싱), 구동축(123)의 내부에 자리 잡고 있던 스토퍼(126)가 튀어 올라오면서 접속기어(125)의 앞쪽을 막아 정지시킬 수 있게 된다. 그리고 푸셔의 제2푸싱에 의해 이번에는 스토퍼(126)를 눌러주면 후퇴해 있던 접속기어(125)가 스토퍼(126)와 해제되면서 스프링(127) 반력에 의해 전진하게 된다.

본 발명에 따른 접속기어(125)는 도 9의 확대도에서 보는 것과 같이, 접속기어(125)의 일측 즉, 접속기어(125)가 제어휠(131)에 치합되는 초입부분에 테이퍼진 경사면(125a)이 형성되도록 하는 것이 좋다. 이러한 테이퍼진 경사면(125a)은 접속기어(125)가 제어휠(131)의 기어와 맞물릴때에 기어 이빨과 이빨이 정확하게 일치되지 않아도 제어휠(131)의 기어 이빨 사이로 비집고 들어가서 치합될 수 있도록 하기 위함이다. 부연하면, 접속기어(125)가 활성화되기 위해서는 도 10의 제2푸싱과 같은 상태에서 제1푸싱과 같은 상태로 이동되어야 하는데, 이러한 이동 과정에 이빨의 위치가 정확하게 일치되지 않으면 간섭이되어 삽입되지 않는 문제가 발생될 수 있게 된다. 따라서 접속기어(125)의 초입부 기어 이빨을 터이퍼진 경사면(125a)으로 형성하게 되면, 테이퍼진 각도만큼 기어 이빨도 작아지게 되어 초입부의 진입시 많은 유격이 있게 되어 원활한 접속이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

다음은 주축회전부(110)와 동기화되어 툴유닛부(120)를 직선왕복운동시키는 상대운동부(130)를 설명한다.

다시 도 8 및 도 9를 참고하면, 상대운동부(130)는 본체부(101)에 회전가능하게 결합되면서 어느 하나 이상의 툴유닛부(120) 접속기어(125)와 치합되는 제어휠(131)과, 이 제어휠(131)을 회전시키는 구동수단(132)을 포함하여 구성된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 구동수단(132)을 서보모터로 선택하였으며, 제어휠(131)에 밸트풀리를 형성하여 구동수단(132)과 밸트풀리를 타이밍밸트(V)로 연결하였다. 물론, 타이밍밸트 외에도 주축회전부(110)에서 예로 들은 기어, 밸트, 체인 등 다양한 동력전달수단으로도 연결이 가능하다.

이러한 제어휠(131)은 내주면상에 기어가 형성된 내륜기어가 사용되어 이 내륜기어의 내주에 적어도 하나 이상의 접속기어(125)가 기어 치합된다. 또는 제어휠(131)은 외주면상에 기어가 형성된 외륜기어가 사용되어 이 외륜기어의 외주에 적어도 하나 이상의 접속기어(125)가 기어 치합되게 할 수도 있다. 즉, 접속기어(125)와 제어휠(131)은 구성요소들의 결합관계 및 구조적 안정성 등을 고려하여 내접일지 외접일지를 결정할뿐, 어느 한 방향으로만 특정하지는 않는 것이다.

다음은 도 10을 참조하여 상대운동부(130)의 제어휠(131)에 접속기어(125)가 선택적으로 접속되거나 이격되도록 해주는 조작부(170)를 설명한다.

조작부(170)는 접속기어(125)의 실시예에서 제시한 바와 같이, 접속기어(125)를 밀어주는 푸셔기능으로 달성될 수 있다. 즉, 제1푸싱에서 접속기어(125)를 밀고, 제2푸싱에서 접속기어(125)를 막고 있는 스토퍼(126)를 눌러주는 기능이 되는 것이다.

이처럼 두 번의 푸싱을 위해 직선운동을 수행하는 조작구동기(171)를 필요로 하고, 이 조작구동기(171)로는 유공압실린더 또는 리니어모터 등이 사용될 수 있다. 또는 선택된 접속기어(125)의 활성화 및 비활성화는 주축회전부(110)가 정지된 후에 선택되는 접속기어가 조작부(170)의 정위치에 정지된 상태에서 구동시키는 것이므로, 반드시 자동으로 구성할 필요가 있는 것은 아니므로 수동으로 작동될 수 있는 푸쉬레버 또는 핸들도 가능할 것이다. 그렇지만, 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치가 완전 자동화를 지향하기 때문에 유공압 또는 리니어모터를 사용한 조작구동기(171)가 바람직할 것이다.

이러한 조작구동기(171)의 로드 선단에는 접속기어(125)를 눌어주는 푸셔(172)가 장착된다. 이때, 푸셔(172)는 접속기어(125)의 형태에 따라 단일푸셔나 이중푸셔 또는 2개의 조작부를 가질 수 있을 것이다. 즉, 접속기어(125)가 원터치방식으로 한번 누를때마나 들어가거나 또는 나오는 구조일 경우 1개의 단일푸셔로 제1푸싱 및 제2푸싱이 가능할 것이다.

그리고 한번은 접속기어(125)를 밀고 다른 한번은 스토퍼(126)를 누르는 실시 형태일 경우에는 이중푸셔의 형태로 실시될 수 있다. 즉, 접속기어(125)를 밀때는 이중푸셔의 내경이 구동축보다는 크고 접속기어(125)의 외경보다는 작으면 되며, 스토퍼(126)를 누를때에는 이중푸셔의 내경이 구동축(123)의 외경과 대응되면 되는 것이다. 위에서 접속기어(125)를 설명하면서 스토퍼(126)의 형태를 구체적으로 설명하지는 않았지만, 스토퍼(126)는 비탈진 경사면이 형성되있어 이중푸셔가 진입할때에 푸셔의 내면이 경사면을 타고 점차 눌러주게 되어 푸셔의 단부가 접속기어(125)에 근접했을 경우 스토퍼(126)는 모두 하강되도록 형성된다. 따라서 이중푸셔의 내외경을 이 조건에 맞게 제작한 후, 이중푸셔의 내경에 스토퍼(126)를 누르게 하거나 또는 누르지 않도록 패인 홈을 내어 선택할 수 있도록 할 수 있는 것이다. 스토퍼(126)를 누르거나 누르지 않는 홈은 이중푸셔가 일정 각도로 회전될 수 있도록 구성하여, 이중푸셔의 회전운동을 자동 또는 수동 모드로 작동시킬 수 있을 것이다.

또한, 위에서 설명한 이중푸셔를 하나에 이중으로 겹쳐지게 하기 보다는 구동축(123)이 공전하는 본체부(101)의 어느 동선상에 접속기어(125)를 미는 제1푸싱의 조작부와 스토퍼(126)를 누르는 제2푸싱의 조작부를 별도로 각각 두어, 각부에서 선택되는 접속기어의 활성화와 비활성화를 수행할 수도 있을 것이다.

다음은 절삭가공할 소재(p)를 고정하도록 파지하는 클램핑부(140)를 설명한다.

클램핑부(140)는 본체부(101)의 양쪽 또는 어느 한쪽에 형성될 수 있다. 즉, 길다란 소재의 중간을 절단하거나 가공할때에는 소재가 본체부(101)를 관통한 후, 그 양쪽에서 소재를 고정해야 하므로 양쪽에 각각 클램핑부(140)가 형성되어야 하고, 소재의 어느 일단면을 가공할 경우에는 양쪽 고정이 아닌 어느 한쪽만 고정하면 충분하기 때문이다.

도 11은 클램핑부를 개략적으로 나타낸 도면이로서, 이 도면을 참고하면, 본 발명에 따른 클램핑부(140)는 소재를 파지하는 복수의 조우(141)와, 이 조우(141)들을 한번에 오므리거나 벌어지게 움직여주는 클램핑휠(142)과, 이 클램핑휠(142)을 일정 각도만큼 돌려주는 구동기(143)를 포함하여 구성된다. 이러한 클램핑부(140)의 구성은 선행기술1에서 제시한 기술을 예로 사용할 수 있으며, 당업계의 통상적인 기술자라면 선행기술1과 동일 또는 유사하게 클램핑부를 실시할 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 발명에서의 클램핑부(140)는 클램핑부(140)의 움직임을 센싱하여 제어부로 피드백하는 스케일(145)이 더 포함된다. 이러한 스케일(145)은 클램핑휠(142)이 회전되는 각도스케일이나 구동기(143)가 움직이는 선형스케일일 수 있다.

다음은 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치가 "Z축(이송분력)" 운동할 수 있는 구성을 설명한다.

도 8 및 도 9를 참고하면, 전술된 본체부(101)는 지면이나 또는 베드위에 설치되는 것으로, 본체부(101)를 소재의 길이방향으로 왕복운동이 가능하도록 하여 이송분력을 가지게 할 수 있다. 따라서 본체부(101)의 하부에 LM가이드, 볼스크류 및 구동기 등의 이송부(150)를 구축하여 제어부의 콘트롤에 의해 Z축방향으로 이동이 가능하게 할 수 있는 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 이송부(150)의 구동기로 서보모터를 사용하여 정밀제어가 가능하게 구성하였다.

본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는 소재(p)를 지지하기 위한 클램핑부(140)외에도 이 클램핑부(140)로 소재(p)를 공급해주거나 클램핑부(140)로부터 소재를 배출받는 스텐드부를 포함할 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치에 소재를 공급 및 배출시키는 스텐드부 및 수평이동장치가 설치된 모습을 나타낸 도면이다.

도 12를 참고하면, 스텐드부(180)는 본 발명 오비탈식 절삭장치의 필수요소는 아니지만, 공장 자동화의 요소로서 작용하게 된다. 즉, 헤비파이프(HEAVY PIPE)를 옮기는 작업은 단순히 사람들의 힘이나 또는 크레인 및 지게차 등만으로는 공급이 어렵게 된다. 따라서 중량물 로더들로부터 소재를 받아 스텐드부(180)위에 올려지면 이 올려진 소재들이 스테드부(180)의 롤러 또는 컨베이어를 타고 본체부(101)로 이동되도록 한 것이다.

따라서 스텐드부(180)에는 수평하고 길다랗게 설치된 철골지지물(181)과, 이 철골지지물(181)들의 상부면상에 형성되는 파이프롤러(182)들과, 이 파이프롤러(182)들을 돌려주는 구동모터(183)로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는 스텐드부(180)와 본체부(101)의 사이에 수평이동장치(190)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

수평이동장치(190)는 스텐드부(180)에 의해 공급되어지는 소재(p)를 가공할 위치까지 정확하게 이동시키는 작업을 수행한다. 따라서 수평이동장치(190)에는 시간당 이송거리가 일정하게 출력되도록 소재를 반송시키는 이송롤(191)과, 소재 이송의 시작과 종료를 센싱하는 기준검출기(195)를 포함하여 구성된다.

기준검출기(195)는 소재가 지나가는 순간을 감지하여 제어부로 송출하며, 제어부는 이 기준검출기(195)에서 송출된 값을 이송롤(191)의 회전수와 시간으로 연산하여 소재의 이송값을 정확하게 제어할 수 있게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 기준검출기(195)를 광센서로 사용하였으나, 이외에도 리미트스위치, 근접센서, 화상카메라 등 각종 센싱기술로 대체하여 활용될 수도 있을 것이다.

또한, 기준검출기(195) 및 이송롤(191)은 모두 제어부의 콘트롤에 의해 작동되도록 하여 자동화가 가능하게 구성된다. 또는, 연속작업이 필요 없는 짧은 소재의 경우 작업자가 육안으로 보면서 소재를 수평이동시킬 수 있도록 수동 핸들로도 가능할 수 있다.

다음은 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치를 콘트롤하는 제어부 및 이 제어부에 의한 주요 움직임을 설명한다.

제어부의 주된 기능은 주축회전부(110)와 상대운동부(130)를 동기화시켜 회전속도비를 제어함으로써, 소재를 절삭하는 절삭툴(121)이 주축회전부(110)에 의해 "C축" 운동을 하고 있는 중에 "X"축" 운동이 동시에 일어나도록 하는 것이다. 그리고 "C축" 및 "X축" 뿐만 아니라 "Z축" 운동을 위한 이송부(150)도 같이 동기화시켜 툴 움직임의 모든 방향을 자유롭게 제어하도록 하는 것이다.

이처럼 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치(100)를 주축(C축) 외에도 2축(X축, Z축) 가공이 가능하도록 하는 이유는, 소재(p)를 다양한 형태로 가공하기 위함이다.

참고로, HEAVY PIPE 관련 산업에서는 아래의 [표 1]에서 보는 것과 같이 홈용접에 필요한 개선작업을 "V"자형, "U"자형, "이중개선" 등이 되도록 요구하고 있다. 즉, "I"자형 용접홈은 관두께 3mm이하에서 주로 사용되는 용접방법으로 개선작업 없이도 안정적인 용접이 가능했기 때문이다. 그러나 관재의 두께가 점차 두꺼워지기 시작하면, 20mm까지는 "V"자형 용접홈으로도 가능하지만, 그 이상에서는 "U"자형이나 "이중개선"형태여야 하기 때문이다.

[배관의 두께에 따른 용접홈의 개선작업 단면 형상 예시]

용접홈 형태	용접홈 단면 형상	적용 배관 두께
I형		t<3mm
V형		t=6~19mm
U형		t>20mm
이중개선		t>40mm

이러한 개선작업의 요구사항은 선행기술들의 절단장치에서도 그리고 여타의 다른 절단/면취 장치에서도 실현되지 않아 모두 그라인더를 들고 수작업으로 수행하고 있는 실정인 것이다.

그러나 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치(100)에서는 이와 같은 홈용접에 필요한 용접홈 가공이 어떠한 형상이든 가능하게 될 수 있어 공장 자동화를 이룰 수 있을 것이다.

도 13은 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치를 이용하여 가공할 수 있는 예를 보인 도면으로서, 도 13의 첫 번째 가공예시 도면에서 보는 것과 같이, 절단과 동시에 그 절단면에 사선방향으로 개선작업을 할 수 있다("V"자 용접홈 가공). 그리고 두 번째 가공예시 도면에서 보는 것과 같이, 절단과 동시에 라운딩 형태의 개선작업을 할 수 있다("U"자 용접홈 가공). 또한, 세 번째 가공예시 도면에서 보는 것과 같이 "이중개선" 용접홈을 가공할 수 있으며, 네 번째 가공예시 도면에서 보는 것과 같이, 특수 형상을 가공할 수도 있게 된다.

도 13의 첫번째 예시와 같은 절단과 동시에 사선방향의 개선작업을 할 수 있는 가공방법을 도 14를 참고하여 설명한다.

도 8 및 도 9를 참고하여 도 14에서 보는 것과 같이, 절삭툴(121)을 소재(p)의 가공할 부분에 위치시킨다. 절삭툴을 소재의 가공부분에 위치시키기 위해서는 본체부(101)의 이송부(150)를 작동시켜 본체부(101)를 움직이는 방법과, 소재의 수평이동장치(190)를 이용하여 소재를 움직이는 방법을 선택할 수 있다.

위와 같이 가공위치가 설정된 후에는 가공을 위해 주축회전부(110)를 회전시킨다. 이때, 주축회전부(110)가 회전되면, 이 주축회전부(110)에 장착되어 있으면서 상대운동부(130)에 치합되어 있는 구동축(123)이 상대적으로 회전운동을 하여 결국 절삭툴(121)이 움직이게 된다. 따라서 상대운동부(130)의 제어휠(131)을 구동휠(121)의 회전수와 동일하게 회전시켜주어 구동축(123)이 회전하지 않도록 제어해주면 절삭툴(121)은 움직이지 않고 정지하게 된다.

이와 같이 주축회전부(110)가 회전을 하여 "C축"운동이 될 때에 상대운동부(130)의 제어휠(131)을 더 빠르게 회전하도록 콘트롤하여 절삭툴(121)이 "X축" 운동을 하면서 소재(p)로 진입시켜준다. 이때, 소재의 종류 및 두께에 따른 절삭조건 등을 고려하여 적정한 깊이를 고려하여야 할 것이다.

본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치의 주축회전부(110)와 상대운동부(130)는 동기화뿐만 아니라 상호 감시하는 기능을 가질 수도 있다. 즉, 상대방 회전운동에 따라 일정한 회전속도를 가지도록 하는 것이 동기화라면, 상호 감시는 상대방의 물리적인 변화량까지도 미리 감시하여 적극 대응함을 말한다. 예컨대, 절삭툴이 "C축" 또는 "X축"으로 절삭운동을 할때에 소재의 상태 및 절삭깊이 등에 따라 부하량이 순간적으로 올라갈 수도 있게 되는데, 이러한 부하량을 해당되는 모터에서 받게 되고, 이 부하량에 따라 피크전류 등이 변화될 수 있게 되는 것이다. 따라서 상대방 모터에서 받는 피크전류 등의 물리량을 상호 감시하면서 보다 적극적이고 정밀하게 동기화를 시킬 수 있게 되는 것이다.

다음은 X축 이동은 정지한 상태에서 Z축 방향으로 본체부(101)를 이송시켜 가공한다. 이때, Z축 방향의 이동거리는 소재의 두께(t)와 개선각(°)을 미리 계산하면 이동거리를 쉽게 얻을 수 있을 것이다. 이와 같은 X축방향 가공 및 Z축방향 가공을 수 ~ 수십번 반복적으로 수행하여서 원하는 절단과 면취작업을 완료시킬 수 있게 된다.

이와 같은 본 발명의 절삭장치(100)는 도 14에서 보는 것과 같이, 절단과 동시에 개선작업을 할 때에 넓은 외부면부터 점차 좁아지는 내부로 진입하는 방식이기 때문에 선행기술1과 같이 관재의 두께에 비례하도록 절삭툴의 길이를 갖추지 않아도 되는 것이다. 즉, 본 발명의 절삭장치(100)에서는 절삭툴(121)의 X축방향 이동거리가 관재의 두께를 결정하는 요인이 되는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 절삭장치(100)는 구동휠(111)을 고속으로 회전하여도 되므로 가공의 순서가 복잡하더라도 빠른시간내에 가공작업을 완료할 수 있게 된다.

도 15는 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치에 복수개의 절삭툴이 필요한 경우를 설명하기 위한 예시도면이다.

본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치(100)는 복수개의 절삭툴(121)로 구성되며, 이 복수개의 절삭툴(121)이 적어도 하나 이상으로 활성화되도록 구성되어 있다. 따라서 어느 하나의 절삭툴은 절단작업을 수행하고, 다른 하나는 면취작업을 수행할 수 있도록 하는 등 각각의 절삭툴(121)이 서로 다른 작업용으로 사용하도록 할 수도 있는 것이다. 일예로, 도 15에서 보는 것과 같은 절삭툴(121)은 수직절단용으로 사용되기에는 부적합 경향이 있다. 따라서 수직절단을 위한 툴을 교체해주어야 마무리 작업이 가능하게 되는바, 연속가공을 위해 복수개의 툴유닛부(120)에 서로 다른 형태의 절삭툴(121, 121')을 장착하여 목적에 맞는 가공작업을 수행하게 된다.

또는, 본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는 소재가 두껍고 난삭재일수록 하나의 툴만으로는 오랜 작업 연속해서 수행하기가 어렵게 된다. 따라서 여러 종류의 절삭툴을 장착해 두어, 날 소모가 크지 않은 황삭용 툴로 1회 절삭량을 크게 한 후, 중삭이나 정삭용 날로 매끄럽게 마감하는 방법으로도 가능해진다.

또는, 소재가 파이프일 경우 외경 가공용 툴과 내경 가공용 툴의 형태가 달라질 수 있게 되는데, 이를 모두 복수개의 툴유닛부(120)에 장착해두어 툴 교체 없이 원하는 툴을 선택해서 사용할 수도 있다.

이처럼 절단과 면취를 동시에 하거나 또는 황삭, 중삭, 정삭 등과 같이 복수개의 절삭날을 사용하는 경우에는 해당되는 절삭날의 1회 가공이 끝난후 다음 절삭날이 진입되어 2회, 3회 등이 반복되는 경우도 있으나, 절삭날의 높이 위상차를 두어 시간차로 진입되도록 함으로써, 1회 가공만으로 마무리 할 수도 있을 것이다.

전술한 바와 같이, 제어부의 콘트롤에 의해 절삭툴(121)이 "C축", "X축", "Z축"으로 움직이게 되는데, 정밀 가공을 위해서는 툴의 기준위치 세팅이 필요하게 될 수 있다. 기본적으로 툴의 위치는 주축회전부(110) 및 상대운동부(130)의 서보모터에 의해 메모리되어 툴의 위치를 기억하고 있지만, 툴을 교체할 경우에는 일부 오차가 발생될 수도 있다. 따라서 툴 교체후, 툴의 위치를 세팅할 필요가 있게 된다.

툴 세팅은 툴의 외부에서 광센서를 이용하면 간단하게 해결될 수도 있으나, 보다 정확한 측정을 위해 본 발명의 바람직한 실시예에서는 터치센서를 사용하고자 한다.

도 16은 툴 세팅용 터치센서를 나타낸 도면으로서, 이 도면에서 보는 것과 같이, 교체된 절삭툴(121)의 앞쪽 또는 아래쪽에 터치판(200)을 탈장착형으로 구비하여 툴을 서서히 하강시키면서 툴의 첨단이 터치판(200)를 접촉하면 이를 제어부가 인식하여 기준이 되는 위치를 메모리하게 된다. 터치판(200)은 툴의 아래쪽 본체부(101) 또는 툴의 앞쪽 클램핑부(140) 등에 부착시켜 세팅할때만 사용하게 된다.

터치센서의 원리는 터치판(200)에 (+)전류를 흘려보내고, 툴 및 절삭장치에 기본적으로 흐르고 있는 (-)전류가 터치판(200)과 접촉하게 되면, 이를 제어부가 인식하는 방식이다. 이때, 절삭툴(121)과 터치판(200)이 접촉할때에 툴이 파손되는 것을 방지하고자 터치판(200)이 스프링(201)에 의해 탄력지지되도록 구성하는 것이 좋을 것이다.

제어부는 이 밖에도 오비탈식 절삭장치(100)의 자동화를 위한 모든 콘트롤을 담당하게 되며, 간편한 입출력을 위한 터치스크린을 포함하게 된다. 터치스크린은 사용자 편의를 고려하여 HMI(Human Machine Interface)로 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 설명되지 않은 작용으로서, 클램핑부(140)의 스케일에 대한 제어방법을 간략하게 설명한다.

클램핑부(140)에서 파지하게 되는 소재는 그 규격이 다양하며, 다양한 소재별로 파지하는 압력도 상이하게 될 것이다. 소재를 파지하는 압력은 클램핑부(140)의 구동기에서 조정이 가능하게 된다. 그렇지만, 작은 구경의 소재를 파지하기 위해 넓게 벌려진 조우(141)를 한번에 오므리는 작용은 소재가 조우들의 중심에 위치해 있는 것이 아닌 아래쪽으로 내려 앉아 있기 때문에 파지할 소재의 외경과 근접한 부분까지는 조우를 미리 오므려놓아야 하는 것이 좋다.

도 17은 소재를 파지할때의 조우와 스케일의 작용을 설명하기 위한 도면으로, 이 도면에서 보는 것과 같이, 제어부에 입력된 소재의 외경값을 고려하여 이와 근접한 위치까지 스케일(145)의 피드백에 의해 제어부가 구동기(143)를 제어하게 된다.

또한, 전술한 바와 같이 구경이 여러 종류인 소재를 사용할 경우, 스텐드부(180) 및 수평이동장치(190)쪽의 높이와 본체부(101) 및 클램핑부(140)쪽 높이가 맞지 않는 경우도 발생된다. 즉, 소재의 구경별로 스텐드부(180) 및 수평이동장치(190)에 올려진 소재의 축중심(센터)이 모두 다르기 때문에 여러 종류의 소재를 사용하려면 이 센터를 본체부(101)쪽에도 맞추는 방안이 제시되어야 될 것이다. 이러한 센터링은 본체부(101)를 승하강시키는 작용 또는 스텐드부(180)를 승하강시키는 작용으로 가능해 진다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 본체부(101)를 승하강 시키는 작용으로 구성되게 하였다. 즉, 도 8에서 보는 것과 같이, 본체부(101)의 이송부(150) 아래쪽에 다시 바닥으로부터 일정 높이 만큼 본체부(101)를 들어올리거나 내리는 리프트부(160)를 구성한다. 이러한 리프트부(160)는 소재의 규격이 입력되면 제어부에 의해 자동으로 맞추어지도록 프로그램될 수 있으며, 수동으로 조작하여 높이를 맞출 수도 있을 것이다.

이때, 리프트부(160)는 본체부(101) 및 클램핑부(140)를 스텐드부(180) 및 수평이동장치(190)와 수평하도록 세팅하는 것으로, 클램핑부(140)는 본체부(101)와 일체로 되는 것이 더 좋을 것이며, 일체로 되지 않는다 하여도 별도의 베드위에 함께 설치하여 한번에 올리거나 내릴 수 있도록 할 수도 있다.

또한, 클램핑부(140)에 의해 충분한 파지가 어려울 정도로 짧은 토막 형태의 소재를 가공할 경우가 발생될 수도 있다. 이러한 경우 소재의 파지를 위해 별도의 조우를 교체하기 보다는 현재의 조우(141)가 오므라들거나 벌어짐이 가능하도록 구성되어 있으므로, 도 18에서 보는 것과 같이, 소재(p)의 내경쪽으로 오므려진 조우(141)를 삽입하여 조우(141)를 벌리면서 소재(p)를 파지하도록 하는 작용도 가능할 것이다.

본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는 툴상태 확인 및 툴정렬 기능을 가질 수 있다. 먼저, 툴상태 확인 기능을 간략하게 설명한다.

본 발명에 따른 오비탈식 절삭장치는 제어부에 의해 어떤 툴이 활성화되어 있는지 또는, 비활성화되어 있는지를 메모리하게 되지만, 갑작스런 방전 등에 의해 메모리 기능이 상실될 수도 있을 것이다. 또는, 메모리가 되어 있다고 하더라도 장비를 가동하기 위한 초기 단계에서는 현재의 툴상태를 체크하는 것도 안정적인 장비 운용의 하나일 것이다. 따라서 주축회전부(110)를 서서히 돌리면서 접속기어(125)의 위치가 어느쪽에 있는지 센서를 통해 감지하여 이 위치에 따른 툴의 현재상태를 체크하게 되는 것이다. 이를 위해 접속기어(125)가 제1푸싱위치에 있는지 제2푸싱위치에 있는지를 광센서, 화상센서, 초음파 등의 각종 센싱기술로 감지하여 제어부에 전송하게 할 수 있다.

또한, 툴정렬 기능은 전술한 툴상태 확인이나 메모리에 기반하여 툴을 재장착하는 것으로 이해하면 될 것이다. 즉, 복수개의 툴들 중 자주 쓰는 툴도 있을 것이고, 오래 동안 잘 쓰지 않는 툴도 있을 것이다. 이처럼 자주 쓰지 않는 툴의 경우 오랜 시간 방치했을때에 장착위치에서 이탈될 수도 있는 것이므로, 이러한 장착위치 이탈을 툴정렬 기능을 통해 재장착시키게 되는 것이다. 따라서 제어부의 콘트롤에 따라 각각의 접속기어가 조작부에 의해 한번씩 입출을 반복하여 재장착을 하게 된다.

[실시예 2]

도 19는 본 발명의 제2실시예에 따른 오비탈식 절삭장치의 주요부만 보인 도면이다.

제1실시예의 도 8 및 도 19를 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 오비탈식 절삭장치는 제1실시예의 구성으로부터 상대운동부(130)의 형태를 일부 변형하여 복수개의 툴유닛부(120)를 독립적으로 제어할 수 있도록 제시된다.

제1실시예에서의 상대운동부는 하나의 제어휠에 복수개의 툴유닛부 구동축이 접속되도록 하였으나, 제2실시예에서는 각각의 툴유닛부 구동축(123)에 각각의 개별 제어휠(131)이 접속되도록 한 것이다. 따라서 제어휠(131)은 구동축(123)의 개수만큼 필요하게 되고, 제어휠(131)을 회전시키기 위한 구동수단(도시되지 않음) 역시 구동축(123)의 개수만큼 필요하게 된다.

이러한 구성을 위해 복수개의 제어휠(131)이 내외로 겹쳐지도록 하여 각각 개별운동이 가능하도록 구성시키고, 이 각각의 제어휠(131)들 내면 또는 외면에 기어를 형성하여 구동축(123)이 치합되도록 구성시킨다. 그리고 구동축(123)이 치합된 각각의 제어휠(131)들 반대편에 서보모터로 된 복수의 구동수단을 타이밍밸트(V)로 각각 연결시켜 제어휠(131)의 회전운동을 정밀하게 제어한다. 물론, 구동수단은 제1실시예에서와 마찬가지로 주축회전부(110)와 동기화되어 제어부의 콘트롤에 의해 제어된다.

제어휠(131)이 복수개로 겹쳐지기 위해서는 그 사이들에 내장되는 베어링이 제어휠(131)들의 회전방향이나 회전속도와 상관없이 자유롭게 회전해야 하므로, 제어휠(131)들의 사이에는 어느 제어휠(131)이나 베어링에도 구속되지 않는 자유횔(137)이 결합된다. 그리고 제어휠(131) 및 자유휠(137)들의 사이나 또는 최내곽 및 최외곽에는 제어휠(131) 및 자유휠(137) 등을 본체부(101)에 지지하기 위한 고정휠(138)이 결합된다.

이렇게 구성된 제2실시예의 상대운동부(130)는 별도의 조작부가 필요 없이 구동수단의 회전수만 콘트롤하여 복수개의 툴유닛부를 독립적으로 제어할 수 있게 된다.

본 발명의 제2실시예에 따른 오비탈식 절삭장치는 전술한 구성의 차이점 외에는 각종 센싱 및 제어 등이 동일하게 적용되므로, 이러한 제어방법 등의 설명은 생략하기로 한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 오비탈식 절삭장치
101 : 본체부 110 : 주축회전부
111 : 구동휠 112 : 주축구동수단
120 : 툴유닛부 121 : 절삭툴
123 : 구동축 125 : 접속기어
126 : 스토퍼 130 : 상대운동부
131 : 제어휠 132 : 구동수단
137 : 자유휠 138 : 고정휠
140 : 클램핑부 141 : 조우
142 : 클램핑휠 143 : 구동기
145 : 스케일 150 : 이송부
160 : 리프트부 170 : 조작부
171 : 조작구동기 172 : 푸셔
180 : 스텐드부 190 : 수평이동장치
191 : 이송롤 195 : 기준검출기
200 : 터치판

Claims

본체부의 어느 일면상에 결합되어 회전되는(C축) 주축회전부;
상기 주축회전부의 전방면상에서 주축회전부의 중심부를 향해 왕복운동(X축) 가능하게 결합되어 파지된 소재를 오비탈 방식으로 절삭 가공할 수 있는 복수개의 툴유닛부;
상기 주축회전부의 반대편상 본체부에 상기 주축회전부와 동기화되어 회전가능하게 결합되면서 상기 복수개의 툴유닛부로 동력을 전달해주어 상기 툴유닛부를 왕복운동시키는 상대운동부;
상기 상대운동부의 동력을 전달받도록 상기 툴유닛부의 구동축들 단부에 상기 상대운동부와 선택적으로 맞물리도록 형성되는 접속기어;
선택된 상기 접속기어를 상대운동부와 맞물리거나 이격시키도록 하는 조작부; 및
상기 주축회전부와 상대운동부의 움직임을 콘트롤하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 1 항에 있어서,
상기 접속기어는 구동축의 단부에서 조작부에 의해 수평왕복운동을 하면서 상기 상대운동부와 접촉되거나 이격되어 툴활성화 또는 툴비활성화됨을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 2 항에 있어서,
상기 접속기어는 상기 조작부의 푸셔에 의해 원터치방식으로 입출이 반복됨을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 2 항에 있어서,
상기 조작부는 수평왕복운동하는 푸셔를 가지며, 상기 푸셔는 상기 접속기어를 밀거나 또는 상기 접속기어를 고정하고 있는 스토퍼를 눌러주도록 2개의 푸셔가 별도로 구비되거나 2개의 푸셔가 이중으로 구성됨을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 2 항에 있어서,
상기 상대운동부와 치합되는 접속기어의 초입부는 외경이 테이퍼지게 형성됨을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 복수개의 상기 접속기어들이 상대운동부와 맞물려 있는지 또는 이격되어 있는지를 주축회전부를 1 ~ 수회 회전시키면서 센서에 의해 각각 체크하여 각 툴의 접속상태를 모니터링함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 각각의 접속기어들이 정위치에 올바로 장착되어 있는지를 조작부를 통해 각각의 접속기어들을 한번씩 재장착하도록 정렬함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
본체부의 어느 일면상에 결합되어 회전되는 주축회전부;
상기 주축회전부의 전방면상에서 주축회전부의 중심부를 향해 왕복운동 가능하게 결합되어 파지된 소재를 오비탈 방식으로 절삭 가공할 수 있는 복수개의 툴유닛부;
상기 주축회전부의 반대편상 본체부에 상기 주축회전부와 동기화되어 회전가능하게 결합되면서 상기 복수개의 툴유닛부로 동력을 전달해주어 상기 툴유닛부를 왕복운동시키는 상대운동부;
상기 주축회전부와 상대운동부의 움직임을 콘트롤하는 제어부;를 포함하며,
상기 상대운동부에는 내외로 결합된 복수개의 제어휠이 상기 복수개의 툴유닛부와 각각 연결되고, 상기 복수개의 제어휠은 상기 주축회전부와 동기화되어 상기 툴유닛부의 왕복운동을 개별적으로 제어함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제어휠에는 고정휠이 결합되어 상기 본체부에 정착되고, 상기 제어휠들의 사이에는 자유휠이 내장되어 베어링의 움직임을 자유롭게 함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 툴유닛부는 상기 상대운동부의 동력을 구동축을 통해 받아 회전운동이 수직왕복운동으로 변환됨을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체부는 소재의 길이방향(Z축)으로 상기 제어부의 콘트롤에 의해 왕복운동가능하게 됨을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체부는 소재의 구경에 따라 승하강됨을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는 구성부들의 움직임 및 가공조건을 입력하거나 출력하는 HMI 터치스크린(HMI, Human Machine Interface);을 포함함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소재를 본체측으로 공급하거나 배출시키도록 본체의 양측 또는 어느 일측에 설치되는 스텐드부;를 더 포함함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 14 항에 있어서,
상기 스텐드부와 본체부의 사이에는 공급 또는 배출될 소재를 정밀하게 입출시키도록 제어부의 콘트롤에 의해 왕복운동되는 수평이동장치;를 더 포함함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 절삭툴의 위치를 감지하여 X축방향 움직임의 기준점을 제시하도록 하는 툴감지센서;를 포함함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 16 항에 있어서,
상기 툴감지센서는 해당 툴유닛부의 툴 첨단이 접촉하는 것을 감지하는 터치판을 포함하며, 상기 툴감지센서는 해당 툴유닛부의 툴교체후 기준점 센싱을 위해 탈부착될 수 있도록 설치됨을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 본체부의 양쪽 또는 어느 한쪽에 상기 소재를 고정하도록 설치되는 클램핑부를 포함하며, 상기 클램핑부는 적어도 한 개 이상의 구동기를 이용하여 클램핑휠을 회전시키고, 상기 클램핑휠의 회전에 의해 복수의 조우가 소재를 죄도록 오므라들었다 펴졌다하도록 움직이되, 상기 클램핑휠이나 구동기에는 움직임을 상기 제어부로 피드백하는 스케일이 설치되어 상기 클램핑부의 움직임을 정밀하게 콘트롤함을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조우는 소재의 외부에서 오므라들며 죄거나 또는 소재의 내부에서 벌어지며 죄는 형태로 구성됨을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주축회전부와 상대운동부의 구동수단들은 각각의 부하량을 상호 감시하여 동기화의 정밀도를 높임을 특징으로 하는 회전속도비를 이용하여 회전체내 복수개의 절삭툴을 자유롭고 선택적으로 제어할 수 있는 오비탈식 절삭장치.