造管設備に適用される鉄板ストリップ接合装置
【課題】厚板ストリップの接合熔接を速かに遂行しながらも熔接部の品質を向上させることができる鉄板ストリップ接合装置を提供する。
【解決手段】先行鉄板ストリップの後端部を切断する第１切断ユニットと；後行鉄板ストリップの先端部を切断する第２切断ユニットと；第１切断ユニットを前後進移送する第１移送手段と；第２切断ユニットを前後進移送する第２移送手段と；第１切断ユニットと第２切断ユニットの間に配置される熔接ユニットとを含んでなる鉄板ストリップ接合装置であって、第１上部刃と前記第２上部刃が互いに対向方向に傾いて設置されることにより、前記両鉄板ストリップの端部が互いに突き合わせられてＶ字形を成すようにした状態で、前記熔接ユニットによって熔接を実施する装置。
【解決手段】先行鉄板ストリップの後端部を切断する第１切断ユニットと；後行鉄板ストリップの先端部を切断する第２切断ユニットと；第１切断ユニットを前後進移送する第１移送手段と；第２切断ユニットを前後進移送する第２移送手段と；第１切断ユニットと第２切断ユニットの間に配置される熔接ユニットとを含んでなる鉄板ストリップ接合装置であって、第１上部刃と前記第２上部刃が互いに対向方向に傾いて設置されることにより、前記両鉄板ストリップの端部が互いに突き合わせられてＶ字形を成すようにした状態で、前記熔接ユニットによって熔接を実施する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属パイプの製造設備において、ルーパーに供給される先行鉄板ストリップ（Ｓｔｒｉｐ）の後端と後行鉄板ストリップの先端をそれぞれ切断し、切断された前記両鉄板ストリップの切断面を互いに突き合わせて熔接することで接合する鉄板ストリップ接合装置に係り、特に厚さが１５〜２５ｍｍ程度である厚板ストリップの熔接を効果的に遂行することができる鉄板ストリップ接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金属パイプ製造用鉄板ストリップは、所定長さ（５０〜１００Ｍ）づつ巻き取られたロール（Ｒｏｌｌ）をアンコイラー（Ｕｎｃｏｉｌｅｒ）に搭載してルーパー（Ｌｏｏｐｅｒ）に供給されている。鉄板ストリップは、前記ルーパーを経由し、金属パイプを製造するための製管工程、つまり造管機（ｐｉｐｅ ｍｉｌｌ）に移送される。
【０００３】
前記ルーパーは、回転によって鉄板ストリップを巻き取って所定長さだけ貯蔵するとともに、貯蔵された鉄板ストリップを造管機に供給する機能を有するもので、鉄板ストリップの一定量を貯蔵しながら造管機に鉄板ストリップを安定的に供給する。前記ルーパーとしては、直立式ルーパー（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｔｙｐｅ ｌｏｏｐｅｒ）と、直立式ルーパーを改良したロータリー型ルーパー（ｒｏｔａｒｙ ｔｙｐｅ ｌｏｏｐｅｒ）が知られている。前記ルーパーの具体的な技術構成及び機能も知られている。
【０００４】
一般に、製管工程は無端の鉄板ストリップを連続して供給しなければならないので、一本の鉄板ストリップロールが全て供給されると、他の鉄板ストリップロールをアンコイラーに搭載して供給することになる。この際、供給された鉄板ストリップ（先行鉄板ストリップ）の後端と新たに搭載された鉄板ストリップ（後行鉄板ストリップ）の先端を互いに突き合わせて熔接することで、連続的な鉄板ストリップとなるように連結しなければならない。
【０００５】
このような連結作業が行われる間には鉄板ストリップの移送が停止する。この間には、前記ルーパーに貯蔵された鉄板ストリップを造管機に供給することで、鉄板ストリップの供給中断による製管工程の中断を防止する。
【０００６】
従来は、前記熔接作業はたいてい手作業でなされていた。しかし、熔接作業が速かにできないため、ルーパーに貯蔵された鉄板ストリップが供給し尽くされるまでに鉄板ストリップの連結を完了することができず、製管工程の全工程が中断される問題が発生する場合があった。
【０００７】
前記のような手作業による問題点を解決するために、特許文献１には、ルーパーに供給される先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端を切断した後、切断された前記両鉄板ストリップの切断面を互いに突き合わせて熔接することで連結する「熔接装置（ストリップの切断及び熔接接合装置）」が開示されている。この熔接装置は、図１の正面図及び図２の平面図に示すように、鉄板ストリップ１０、１１の両端をそれぞれ加圧してクランピングするクランプユニット２０、２２と、鉄板ストリップ１０、１１を切断する切断ユニット３０と、切断された両鉄板ストリップ１０、１１の切断面が互いに突き合わせられるようにクランプユニット２０、２２を移送させる移送ユニット４０と、鉄板ストリップ１０、１１を熔接して連結する熔接ユニット５０とからなる。図１及び図２に示す図面符号の名称は特許文献１の特許公報に記載されたものと同様である。
【０００８】
しかし、前記のような構造を持つ従来の熔接装置（ストリップ接合装置）は、厚さが比較的薄い鉄板ストリップの切断及び熔接に適用可能なストリップ接合装置であるが、厚さが１５〜２５ｍｍ程度に至る厚板ストリップの接合熔接には適せず多くの問題点が指摘されている。
【０００９】
すなわち、特許文献１に記載のストリップ接合装置は、切断ユニット３０の切断刃が鉄板ストリップに対して垂直に下降しながら鉄板ストリップを切断するので、切断された前記両鉄板ストリップの切断面は、図３（ａ）に示すように、垂直切断面となる。このように、垂直切断面を持つ両鉄板ストリップを互いに突き合わせて熔接で連結する場合、最大１０〜１２ｍｍ程度の厚さを持つ鉄板ストリップは何の問題もなしに熔接連結が可能である。
【００１０】
しかし、厚板ストリップを切断して互いに熔接する場合には、その切断面が垂直断面であると、先行ストリップの切断面と後行ストリップの切断面の間の熔接部位が非常に深く、図３（ｂ）に示すように、鉄板ストリップの上部だけが熔接され、下部は溶着金属が満たされないとの問題点が指摘されている。
【００１１】
特に、鉄板ストリップの接合部の熔接品質が良くない場合には、ルーパー内での鉄板ストリップのねじり（ｔｗｉｓｔｉｎｇ）過程であるいは製管設備への移送過程で、接合部が切れるおそれがあるだけでなく、製造された金属パイプにも欠陷が発生するなど、深刻な問題が発生する。このような問題を補うため、作業者が手作業で鉄板ストリップの下部をさらに熔接することも少なくないが、手作業による熔接品質の均一性の確保が難しいだけでなく、作業に長い時間が必要となる問題がある。
【００１２】
このような従来のストリップ接合装置の問題点を解決するために、特に厚板ストリップの熔接信頼性を確保するために、造管設備に適用される鉄板ストリップの切断後の熔接接合工程において、熔接接合のために突き合わせられた両鉄板ストリップの切断面の間がＶ字形を成すように、先行鉄板ストリップと後行鉄板ストリップの各切断面をフライス盤などの切削工具で面取り加工し、図３（ｃ）に示すように、熔接用Ｖ溝を形成した後、熔接作業を実施する場合もある。
【００１３】
このように厚板ストリップの垂直切断面を切削工具で面取り加工して熔接用Ｖ溝を形成することは、厚板ストリップの熔接接合部の品質向上には有利である。しかし、鉄板ストリップの切断と熔接接合作業が８〜１５分以内に全部完了しなければならない造管生産工程の特性を勘案すると、接合作業に長時間が必要となるので、鉄板ストリップの貯蔵容量が大きな大型ルーパーを設置しなければ、短時間の間（ルーパーに貯蔵された余裕量の鉄板ストリップが供給し尽くされる間）に接合作業を完了することができない問題点がある。
【００１４】
特に、造管生産工程は、およそ分当たり５０ｍ程度の高速で鉄板ストリップを供給しながらパイプを成形するので、ルーパーに貯蔵された余裕量の鉄板ストリップが供給し尽される前にストリップ接合作業が完了しなければならないので、短時間内に厚板ストリップの切断と接合熔接を効果的に遂行することができる新方式の鉄板ストリップ接合装置が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０−６４９６５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端をそれぞれ切断し、切断された前記両鉄板ストリップの切断面を互いに突き合わせて熔接することで接合する鉄板ストリップ接合装置において、厚板ストリップの接合熔接を速かに遂行しながらも熔接部の品質を向上させることができる鉄板ストリップ接合装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明による鉄板ストリップ接合装置は前記のような目的を達成するため、
先行鉄板ストリップの後端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプと、
昇降動作によって先行鉄板ストリップを切断する第１上部刃と
を含んでなり、先行鉄板ストリップの後端部を切断する第１切断ユニットと；
後行鉄板ストリップの先端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプと、
昇降動作によって後行鉄板ストリップを切断する第２上部刃と
を含んでなり、後行鉄板ストリップの先端部を切断する第２切断ユニットと；
前記第１切断ユニットをストリップ移送方向に前後進移送する第１移送手段と；
前記第２切断ユニットをストリップ移送方向に前後進移送する第２移送手段と；
前記第１切断ユニットと第２切断ユニットの間に配置され、前記第１及び第２移送手段によって移送され、それぞれ対向方向に突き合わせられた前記両鉄板ストリップの切断面を熔接して連結する熔接ユニットと
を含んでなる鉄板ストリップ接合装置であって、
前記第１上部刃と前記第２上部刃が互いに対向方向に傾いて設置され、前記第１上部刃の後端部で前記第１上部刃の切断方向と平行に傾いて前記先行鉄板ストリップの後端部を加圧してクランピングする傾斜クランプと、
前記第２上部刃の後端部で前記第２上部刃の切断方向と平行に傾いて前記後行鉄板ストリップの先端部を加圧してクランピングする傾斜クランプと
を含むことを特徴とする。
【００１８】
このように、互いに対向方向に斜めに設置された前記第１上部刃と前記第２上部刃によってそれぞれ切断された前記両鉄板ストリップが、熔接接合のために前記熔接ユニットの中央に突き合わせられたとき、熔接接合部がＶ字形を成すようにした状態で熔接を行うことで、厚板ストリップの切断面に対する更なる切削加工作業なしに一回の切断工程だけで厚板ストリップの熔接作業を行うことができるだけではなく、厚板ストリップ接合部の熔接品質を向上させることができる。
【００１９】
本発明のさらに他の解決課題及びその解決手段は本発明の詳細な説明によってより具体的になるであろう。
【発明の効果】
【００２０】
前述した構成の特徴を持つ本発明による鉄板ストリップ接合装置は、両鉄板ストリップの後端と先端を斜めに切断することで、熔接のために互いに突き合わせられたとき、Ｖ字形を成すようにすることにより、造管設備の稼動を中断しなくても厚板ストリップの接合熔接を速かに遂行することができ、さらに両鉄板ストリップの熔接接合部の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術のストリップ切断装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図２】従来技術のストリップ切断装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図３】先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端の切断面の形態と、切断面での熔接状態を示す説明図である。
【図４】本発明による鉄板ストリップ接合装置の全体外形を示す斜視図である。
【図５】本発明による鉄板ストリップ接合装置の全体外形を示す正断面図である。
【図６】図５に記載の鉄板ストリップ接合装置の部分を示す平面図である。
【図７】本発明における第１切断ユニットの部分拡大図である。
【図８】本発明における第１切断ユニットの右側面図である。
【図９】本発明における第１切断ユニットの部分断面図である。
【図１０】本発明における入口側ガイドユニットを示す右側面図である。
【図１１】本発明における入口側ガイドユニットを示す断面図である。
【図１２】本発明における出口側ガイドユニットを示す右側面図である。
【図１３】本発明における出口側ガイドユニットを示す断面図である。
【図１４】本発明における熔接ユニットを示す右側面図である。
【図１５】本発明における熔接ユニットの下部に備えられる一対の熔接クランプを示す図である。
【図１６】本発明の鉄板ストリップ接合装置の各構成要素の状態の説明図である。
【図１７】先行鉄板ストリップの後端が第１熔接クランプを通過したときの先行鉄板ストリップをクランピングした状態を示す状態図である。
【図１８】先行鉄板ストリップの後端を切断した状態を示す状態図である。
【図１９】先行鉄板ストリップを第１切断ユニットが出口側に移動した状態を示す状態図である。
【図２０】先行鉄板ストリップの後端を熔接位置に後進移送させた状態を示す状態図である。
【図２１】後行鉄板ストリップの先端が第２熔接クランプに到逹したとき、後行鉄板ストリップをクランピングした状態を示す状態図である。
【図２２】後行鉄板ストリップの先端を切断した状態を示す状態図である。
【図２３】後行鉄板ストリップを第２切断ユニットが入口側に移動した状態を示す状態図である。
【図２４】後行鉄板ストリップ先端を熔接位置に前進移送させた状態を示す状態図である。
【図２５】両鉄板ストリップが互いに突き合わせられて熔接される状態を示す状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例による造管設備用鉄板ストリップ接合装置を具体的に説明する。
【００２３】
本発明による鉄板ストリップ接合装置は、アンコイラーとルーパーの間に設置され、先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端をそれぞれ斜めに切断した後、両鉄板ストリップの切断面を熔接ユニット３００の中央位置に移動させ、互いに突き合わせた状態で熔接して連結する装置である。
【００２４】
すなわち、この鉄板ストリップ接合装置は、図４及び図５に示すように、
先行鉄板ストリップ１０の後端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプ４３０と、昇降動作によって先行鉄板ストリップ１０を切断する第１上部刃４１０とを含んでなり、先行鉄板ストリップ１０の後端部を切断する第１切断ユニット４００と；
後行鉄板ストリップ１１の先端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプ２３０と、昇降動作によって後行鉄板ストリップ１１を切断する第２上部刃２１０とを含んでなり、後行鉄板ストリップ１１の先端部を切断する第２切断ユニット２００と；
前記第１切断ユニット４００をストリップ移送方向に前後進移送する第１切断ユニット移送手段と（以下「第１移送手段」という）；
前記第２切断ユニット２００をストリップ移送方向に前後進移送する第２切断ユニット移送手段（以下「第２移送手段」という）と；
前記第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００の間に配置され、前記第１及び第２移送手段によってそれぞれ対向方向に移送されて突き合わせられた前記両鉄板ストリップの切断面を熔接して連結する熔接ユニット３００とを含んでなり、
前記第１上部刃４１０と前記第２上部刃２１０を互いに対向方向に斜めに設置することで、傾いた前記第１上部刃４１０と前記第２上部刃２１０によってそれぞれ切断された前記両鉄板ストリップ１０、１１の端部が、図３（ｃ）に示すように、Ｖ字形を成すようにした状態で、互いに突き合わせて熔接を実施して、厚板ストリップ接合部の熔接品質を向上させたことを特徴とする。
【００２５】
また、厚板の鉄板ストリップを傾斜断面に切断する作業の正確性を高めるために、前記第１上部刃４１０の後端部で前記第１上部刃４１０の切断方向と平行に傾いて前記先行鉄板ストリップ１０の後端部を加圧してクランピングする傾斜クランプ４２０と、前記第２上部刃２１０の後端部で前記第２上部刃の切断方向と平行に傾いて前記後行鉄板ストリップ１１の先端部を加圧してクランピングする傾斜クランプ２２０とをさらに備えることを特徴とする。
【００２６】
図４は本発明による鉄板ストリップ接合装置の全体外形を示す斜視図、図５は本発明による鉄板ストリップ接合装置の全体外形を示す正断面図である。そして、図６は図５の平面図で、第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００が搭載されなかった状態の平面図であり、下部刃４１１が示されている。
【００２７】
図４〜図６に示すように、本発明による鉄板ストリップ接合装置は、アンコイラー（図示せず）から供給された鉄板ストリップが進入する入口側に備えられ、進入する鉄板ストリップの移送方向を調節し、必要時に移送中の鉄板ストリップをクランピングして停止させる入口側ガイドユニット１００をさらに含んでなる。また、本発明による鉄板ストリップ接合装置を通過してルーパー側に排出される鉄板ストリップの移送方向を調節し、必要時に移送中の鉄板ストリップをクランピングして停止させる出口側ガイドユニット５００をさらに含んでなる。
【００２８】
まず、本発明による第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００の構造について詳細に説明する。
【００２９】
本発明による第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００は鉄板ストリップが移送される移送通路をそれぞれ備え、装置中央部の熔接ユニット３００を基準として鉄板ストリップの移送方向の前後にそれぞれ互いに対称状に対向して設置される。前記第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００は、その設置方向は対称であるが、同一の構造なので、以下では図７〜図９に基づいて第１切断ユニット４００の構成を詳細に説明する。
【００３０】
図７〜図９は本発明の第１切断ユニット４００を説明する図で、図７は図５に示す第１切断ユニット４００のみを抜粹して拡大した拡大断面図、図８は図７の第１切断ユニット４００の右側面図、図９は図７のＡ−Ａ線についての断面図を示すものである。
【００３１】
図７〜図９に示すように、本発明による第１切断ユニット４００は一対の垂直支持部４０１の間に上部水平フレーム４０２と下部水平フレーム４０３が水平方向に固定される。前記上部水平フレーム４０２には上部刃４１０を昇降させる切断用油圧シリンダー４０９が固定設置される。
【００３２】
本発明による第１切断ユニット４００は、上部刃の先端が熔接部３００に向かって一定角度（θ）に傾いた方向に昇降することにその特徴がある。このために、前記上部水平フレーム４０２は図７に示すものを基準として右側が上向きに前述した傾斜角（θ）だけ傾いて垂直支持部４０１に固定設置される。そして、前記切断用油圧シリンダー４０９は傾いた上部水平フレーム４０２に垂直に設置される。
【００３３】
また、前記下部水平フレーム４０３は前記切断用油圧シリンダー４０９の作動方向と同一に前記傾斜角（θ）だけ傾いて垂直支持部４０１に固定設置されることで、前記下部水平フレーム４０３の傾斜面に沿って前記上部刃４１０のホルダー４１２の昇降が案内できるようにする。
【００３４】
前記上部刃４１０を固定支持するホルダー４１２は下部水平フレーム４０３とカバー４１３の間で昇降可能に案内され、上端部は切断用油圧シリンダー４０９のピストンロッド４１５に結合される。前記上部刃４１０に対応する下部刃４１１はベースフレーム４０４の上面に固定され、前記上部刃４１０の昇降方向に対応するように前述した傾斜角（θ）だけ傾いて固定設置される。
【００３５】
図７〜図９中の符号４１４はカバー４１３を下部水平フレーム４０３に固定する固定ボルトを示すものである。前記上部刃４１０を支持するホルダー４１２は前記カバー４１３と下部水平フレーム４０３の間で傾斜方向に昇降することになる。図９に示すＡ−Ａ線についての断面図から分かるように、前記ホルダー４１２の両端部には昇降時の摩擦抵抗を最小化するための移送ガイドが備えられることが好ましい。
【００３６】
また、前記上部刃４１０は、図８に示すように、一方の側は低くて反対側に次第に高くなる傾斜を持つように構成することで、上部刃４１０が下降して厚板ストリップを切断するとき、厚板ストリップのいずれか一辺部から切断し始めて反対側の辺部に切断が進むようにすることが特に好ましい。このように、上部刃４１０を斜めに形成することで、厚板ストリップの切断負荷を最小化することができるようにする。
【００３７】
そして、本発明による鉄板ストリップ接合装置は、鉄板ストリップの平面上で幅方向への仮想基準線に対し、一定角度（Ｂ）で斜めに鉄板ストリップを切断することが特に好ましい。図９は鉄板ストリップ幅方向への仮想基準線に対し、傾斜角（Ｂ）だけ斜めに上部刃が傾いて配置されていることを示すものである。前記上部刃４１０に対応する下部刃４１１も、図６に示すように、傾斜角（Ｂ）だけ斜めに設置されていることが分かる。また、図６に示す熔接ユニット３００も前記傾斜角（Ｂ）だけ斜めに設置されて構成される。このように、両鉄板ストリップ１０、１１の切断面（つまり、熔接ライン）を一定角度（Ｂ）で斜めに形成する理由は、鉄板ストリップの長手方向を基準とするとき、熔接部が特定位置に集中しないようにするためである。すなわち、両鉄板ストリップ１０、１１の熔接ラインを一定角度（Ｂ）で斜めに形成すれば、後続の作業工程（鉄板ストリップがルーパー内に貯蔵され、再び解けながらロール（Ｒｏｌｌ）成形装置（造管機）に進入して成形される工程）過程で鉄板ストリップ熔接部位の瞬間的な不連続断面によるがたつきや応力集中などの問題を緩和させることができる。
【００３８】
このように構成される第１切断ユニット４００の上部刃４１０は傾斜方向に下降しながら下部刃４１１に接触して鉄板ストリップの端から切断し始める。この際、上部刃４１０によるせん断力は傾斜角（θ）だけ斜めに作用するので、切断される先行鉄板ストリップが後方（鉄板ストリップの移送方向の反対方向）に引かれる力が作用して精密な切断作業ができない問題が発生することができる。このような問題を防止するために、本発明による第１切断ユニット４００は、下部水平フレーム４０３を基準として、上部刃４１０の反対側に設置され、切断される先行鉄板ストリップが後方に引かれて行くことができないようにクランピングする傾斜クランプ４２０をさらに含んでなることを特徴とする。
【００３９】
前記傾斜クランプ４２０は、前記上部水平フレーム４０２の底面に固定設置される傾斜シリンダー４２１と、前記傾斜シリンダーのピストンロッド４２２の終端にヒンジで結合され、前記傾斜シリンダーの作動によって前記下部水平フレーム４０３の後面に沿って昇降する傾斜クランピングプレート４２３と、前記傾斜クランピングプレートの下端に備えられ、先行鉄板ストリップの上面に密着する傾斜クランピングパッド４２４とからなる。図９中の符号４２５は前記下部水平フレーム４０３の後面に設置され、前記傾斜クランピングプレート４２３の昇降を案内するガイドブロックを示すものである。
【００４０】
また、本発明は、厚板鉄板ストリップを垂直断面に対して一定角度（θ）に傾いた断面に切断する過程で鉄板ストリップをもっと堅固にクランピングするために、垂直クランプ４３０をさらに含むことが好ましい。前記垂直クランプ４３０は、前記垂直支持部４０１に固定設置される垂直シリンダー４３１と、前記垂直シリンダーのピストンロッド４３２の終端に備えられ、先行鉄板ストリップの上面に密着する垂直クランピングパッド４３４とからなる。
【００４１】
このように構成される第１切断ユニット４００は。移送手段（「第１移送手段」）によって鉄板ストリップの移送方向に前後進可能になる。このために、第１切断ユニット４００はベースフレーム４０４上に設置され、前記ベースフレーム４０４はメインフレーム１上で鉄板ストリップの移送方向に沿って前後進可能に設置される。図８には、前記ベースフレーム４０４の両端がメインフレームに対して前後進移送を案内するためのガイド４０８が示されている。
【００４２】
第１切断ユニット４００を移送する第１移送手段は、前記ベースフレーム４０４の底面に突出したブラケット４０５と、ピストンロッドの終端が前記ブラケット４０５にヒンジで結合され、前記ベースフレーム４０４の底面でメインフレーム１に固定設置された一対の移送シリンダー４５１とから構成される。前記移送シリンダー４５１のピストンロッドの終端が前記ベースフレーム４０４の底面に突出したブラケット４０５に結合されて構成されることにより、前記一対の移送シリンダー４５１の作動によって第１切断ユニット４００の全体は前記メインフレーム１のガイド４０８に沿って鉄板ストリップの移送方向に前後進するようになる。
【００４３】
この際、前記第１切断ユニット４００の移送限界位置を微細に調整するために、本発明は移送限界位置微細調節手段をさらに含むことを特徴とする。前記移送限界位置微細調節手段は、調整ハンドル４４１と、前記ハンドルの回転力をギアボックスの内部に備えられたウォームギア４４３に伝達するハンドル軸４４２と、ギアボックスの内部に備えられ、前記ウォームギア４４３と噛み合うウォームホイール４４４と、一側端は前記ウォームホイール４４４にネジ方式で結合され、反対側端は前記ベースフレーム４０４の底面に突出した案内ブロック４４８に収容され、長手方向に長く形成されたスロット４４６を備えた移送案内軸４４５と、前記案内ブロック４４８に設置され、前記移送案内軸４４５のスロット４４６に収容され、スロットに沿って動くキー４４７とからなる。
【００４４】
このように構成される移送限界位置微細調節手段の作動過程は次のようである。調整ハンドルを回してウォームギア４４３を回せば、ウォームホイール４４４が回転しながら前記移送案内軸４４５を引き出すようになる。このように、前記移送案内軸４４５を微細に引き出せば、前記一対の移送シリンダー４５１の作動によって前記ベースフレーム４０４が前記メインフレーム１のガイド４０８に沿って前後進するようになる。この際、前記ベースフレーム４０４の案内ブロック４４８に備えられたキー４４７が前記移送案内軸４４５のスロット４４６に挿入された状態なので、究極に前記ベースフレーム４０４の移送距離は前記移送案内軸４４５のスロット４４６の範囲（長さ）内に制限されるものである。
【００４５】
このように構成される第１切断ユニット４００は、鉄板ストリップを垂直面に対して一定角度（θ）の傾斜断面に切断することができ、鉄板ストリップの切断後に一対の移送シリンダー４５１によって第１切断ユニット４００を鉄板ストリップの移送方向に前進させた後、先行鉄板ストリップをクランピングして後方に移送させることで、先行鉄板ストリップの後端（切断部）を熔接ユニット３００の熔接位置に載せることができるようになる。
【００４６】
本発明による第２切断ユニット２００は後行鉄板ストリップの先端を切断するもので、後行鉄板ストリップ１１の先端部を垂直に加圧してクランピングする第２クランプユニット２２０と、昇降動作によって後行鉄板ストリップ１１を切断する第２上部刃２１０とを含んでなる。そして、下部水平フレーム２０３を基準として、上部刃２１０の反対側に設置され、切断される後行鉄板ストリップが前方に引かれないようにクランピングする傾斜クランプ２２０をさらに含んでなる。
【００４７】
このように構成される第２切断ユニット２００は、移送手段（「第２移送手段」）によって鉄板ストリップの移送方向に前後進可能になる。この際、前記第２切断ユニット２００の移送限界位置を微細に調整するために、本発明の第２移送手段は移送限界位置微細調節手段をさらに含むことを特徴とする。
第２切断ユニット２００の具体的な構造及び作動関係は前記第１切断ユニット４００と同様であるので、これについての具体的な説明は省略する。第２切断ユニット２００の各構成要素の図面符号は、前述した第１切断ユニット４００の各構成要素と、図面符号の百単位数字だけが異なる以外は同じである。すなわち、第１切断ユニット４００の各構成要素の図面符号と、十単位数字及び一単位数字が同じものは同一構成要素を示す。
【００４８】
図１０及び図１１はアンコイラーから供給される鉄板ストリップを本発明による第２切断ユニット２００に案内する入口側ガイドユニット１００を示す。入口側ガイドユニット１００は、引き込まれる鉄板ストリップの移送方向を調節（つまり、中央センタリング調節）し、切断作業及び熔接作業のために鉄板ストリップが停止されたときに鉄板ストリップをクランピングする役目をする。図１０は、図５の右側から見た入口側ガイドユニット１００の右側面図、図１１は図１０のＢ−Ｂ線についての断面図である。
【００４９】
図１０及び図１１に示すように、本発明による入口側ガイドユニット１００は、メインフレーム１の上面ストリップ幅方向への位置が調節されるベーステーブル１１０と、前記ベーステーブル１１０の上面に備えられ、鉄板ストリップの上下面をクランピングする入口側クランプと、鉄板ストリップの両側面を案内するために鉄板ストリップの両側面位置に備えられ、鉄板ストリップの幅の大きさによってストリップ幅方向に間隔が調節される一対の側面ガイド１３２と、前記ベーステーブル１１０の位置をストリップ幅方向に調節する幅方向位置調節部とからなる。
【００５０】
前記入口側クランプは、垂直に設置されるクランプシリンダー１２０と、前記クランプシリンダー１２０のピストンロッドの下端に結合されるクランプ上部パッド１２１と、前記クランプ上部パッド１２１と噛み合うクランプ下部パッド１２２とからなる。
【００５１】
また、前記一対の側面ガイド１３２を、ストリップの移送方向中央線に対して近くなるか遠くなる方向（ストリップの幅方向）に、対向するように動作させるために、入口幅調節モーター１３０が備えられ、この入口幅調節モーター１３０の回転軸１３１には左ネジ部と右ネジ部が形成され、前記各ネジ部にはそれぞれの側面ガイド１３２が螺合される。このように構成される一対の側面ガイド１３２は前記調節モーター１３０の回転によってストリップ幅方向に互いに近くなるか遠くなる「間隔調節」が可能になるので、加工される鉄板ストリップの規格によって本発明による入口側ガイドユニット１００を調節することにより汎用性を確保することができる。図１０において、図面符号１３３は一対の側面ガイド１３２を支持しながら幅方向移送を案内するガイド棒を示すものである。
【００５２】
そして、入口側ガイドユニット１００の幅方向位置を調節する幅方向位置調節部は、幅方向位置調節シリンダー１０５をメインフレーム１の固定ブラケット１０４に設置し、前記幅方向位置調節シリンダー１０５のピストンロッド１０６の終端をベーステーブル１１０にヒンジで結合して構成する。図１０において、図面符号１０７はベーステーブル１１０の底面に固定され、ベーステーブルと一緒に幅方向に動く可動ブラケットを示すものである。図１０に示すような構成の入口側ガイドユニット１００の幅方向位置調節部は、前記幅方向位置調節シリンダー１０５が作動すれば、ピストンロッド１０６が伸縮しながらベーステーブル１１０の位置をメインフレーム１に対してストリップの幅方向に調節することができるので、前記ベーステーブル１１０の上面に備えられた入口側クランプと、側面ガイド１３２のストリップ幅方向位置を調節することができるようになる。
【００５３】
図１１中の図面符号１４１と１４２は、入口側ガイドユニット１００に進入する鉄板ストリップの上面と下面を案内する上部案内ローラー及び下部案内ローラーをそれぞれ示すものであり、図面符号１４３と１４４は鉄板ストリップが前記上下部案内ローラーの間に進入するように案内する上下部ガイドプレートをそれぞれ示すものである。
【００５４】
図１２及び図１３は第１切断ユニットを通過してルーパーに移送される鉄板ストリップを案内する出口側ガイドユニット５００を示すもので、図１２は図５の右側から見た出口側ガイドユニット５００の右側面図、図１３は図１２のＣ−Ｃ線についての断面図である。
【００５５】
図１２及び図１３に示すように、本発明による出口側ガイドユニット５００は、メインフレーム１の上面にストリップ幅方向への位置が調節されるベーステーブル５１０と、前記ベーステーブル５１０の上面に備えられ、鉄板ストリップの上下面をクランピングする出口側クランプと、鉄板ストリップの両側面を案内するために鉄板ストリップの両側面の位置に備えられ、鉄板ストリップの幅の大きさによってストリップ幅方向への間隔が調節される一対の側面ガイド５３２と、前記ベーステーブル５１０の位置をストリップ幅方向に調節する幅方向位置調節部とからなる。
【００５６】
前記出口側クランプは、垂直に設置されるクランプシリンダー５２０と、前記クランプシリンダー５２０のピストンロッドの下端に結合されるクランプ上部パッド５２１と、前記クランプ上部パッド５２１と噛み合うクランプ下部パッド５２２とからなる。
【００５７】
また、前記一対の側面ガイド５３２を、ストリップの移送方向中央線に対して近くなるか遠くなる方向（ストリップ幅方向）に、対向するように動作させるために出口幅調節モーター５３０が備えられ、この出口幅調節モーター５３０の回転軸５３１には左ネジ部と右ネジ部がそれぞれ形成され、前記各ネジ部にはそれぞれの側面ガイド５３２が螺合される。このように構成される一対の側面ガイド５３２は前記調節モーター５３０の回転によってストリップ幅方向に互いに近くなるか遠くなる「間隔調節」が可能になるので、加工される鉄板ストリップの規格によって本発明による出口側ガイドユニット５００を調節することで汎用性を確保することができる。図１２において、図面符号５３３は一対の側面ガイド５３２を支持しながら幅方向移送を案内するガイド棒を示すものである。
【００５８】
そして、出口側ガイドユニット５００の幅方向位置を調節する幅方向位置調節部は、幅方向位置調節シリンダー５０５をメインフレーム１の固定ブラケット５０４に設置し、前記幅方向位置調節シリンダー５０５のピストンロッド５０６の終端をベーステーブル５１０にヒンジで結合して構成する。図１２において、図面符号５０７はベーステーブル５１０の底面に固定され、ベーステーブル５１０と一緒に幅方向に動く可動ブラケットを示すものである。図１２に示すような構成の出口側ガイドユニット５００の幅方向位置調節部は、前記幅方向位置調節シリンダー５０５が作動すれば、ピストンロッド５０６が伸縮しながらベーステーブル５１０をメインフレーム１に対してストリップの幅方向に位置を調節することができるので、前記ベーステーブル５１０の上面に備えられた出口側クランプと、側面ガイド５３２のストリップ幅方向位置を調節することができるようになる。
【００５９】
図１３中の符号５４１と５４２は、出口側ガイドユニット５００に進入する鉄板ストリップの上面と下面を案内する上部案内ローラー及び下部案内ローラーをそれぞれ示すものである。
【００６０】
つぎに、図１４及び図１５は本発明による熔接ユニット３００を示すもので、図１４は熔接ユニットの右側面図、図１５は熔接ユニット３００の下部に備えられ、熔接される両鉄板ストリップをそれぞれクランピングする一対の熔接クランプ３４０、３５０を示すものである。
【００６１】
図１４に示すように、本発明による熔接ユニット３００は、鉄板ストリップの平面上で切断線方向と同一方向に設置される熔接ユニットフレーム３０１と、前記熔接ユニットフレーム３０１に支持されるボールスクリュー３１１と、前記ボールスクリューを駆動する駆動モーター３１０と、前記熔接ユニットフレーム３０１のＬＭガイド３１２に沿って鉄板ストリップの切断線方向（つまり、熔接方向）に移送されるレールブラケット３２０と、前記レールブラケットの一端に固定設置されて熔接を行う熔接モジュール３３０とから構成される。前記熔接モジュール３３０には、熔接トーチ及び熔接トーチの上下左右位置を調節する調節手段などを含む。図１４中の符号３１５は熔接ワイヤ供給装置を示すものである。
【００６２】
また、本発明による熔接ユニット３００は、図１５に示すように、前記熔接モジュールを基準として鉄板ストリップの移送方向の前後にそれぞれ熔接クランプ３４０、３５０がさらに備えられる。前記熔接クランプ３４０、３５０は、熔接テーブルの下部に垂直に設置される駆動シリンダー３４１、３５１と、鉄板ストリップの上部に備えられ、前記駆動シリンダー３４１、３５１のピストンロッドの昇降によって鉄板ストリップをクランピングするクランプパッド３４２、３５２とからなる。図１５において、左側の熔接クランプ３５０を「第１熔接クランプ」だといい、右側の熔接クランプ３４０を「第２熔接クランプ」という。そして、添付図面には示されていないが、前記第１熔接クランプ３５０と第２熔接クランプ３４０は鉄板ストリップの有無を感知する感知センサーをそれぞれ備え、前記感知センサーの信号に応じてそれぞれの駆動シリンダー３４１、３５１を駆動するようになる。
【００６３】
このように構成される本発明による鉄板ストリップ接合装置の作動過程を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００６４】
図１６は鉄板ストリップの正常供給による造管作業中の鉄板ストリップ接合装置を構成する各構成要素の基本位置を説明する説明図である。鉄板ストリップが正常に移送される状態では、本発明による鉄板ストリップ接合装置は鉄板ストリップの移送に全く関与しない。すなわち、入口側ガイドユニット１００のクランプシリンダー１２０、第２切断ユニット２００の切断用油圧シリンダー２０９、傾斜シリンダー２２１及び垂直シリンダー２３１、熔接クランプ３４０、３５０の各駆動シリンダー３４１、３５１、第１切断ユニット４００の切断用油圧シリンダー４０９、傾斜シリンダー４２１及び垂直シリンダー４３１、出口側ガイドユニット５００のクランプシリンダー５２０のすべてのピストンロッドが上昇作動した状態を維持することにより鉄板ストリップの移送が自由に行われる。
【００６５】
図１１〜図１２は本発明による鉄板ストリップ接合装置によって先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端を突き合わせて連結する工程を順次説明する工程図である。まず、図１７〜図２０に基づいて、先行鉄板ストリップの後端部切断動作と、先行鉄板ストリップの後端を熔接位置に移送する工程を順次説明する。
【００６６】
感知センサー（図示せず）によって先行鉄板ストリップの後端が第１熔接クランプ３５０を通過したことを感知すれば、出口側ガイドユニット５００のクランプシリンダー５２０、第１切断ユニット４００の垂直シリンダー４３１が動作して先行鉄板ストリップをクランピングするようになる。図１７はこの状態を示すものである。
【００６７】
先行鉄板ストリップの移送が停止された状態で、第１切断ユニット４００の傾斜シリンダー４２１が下降して先行鉄板ストリップを堅固にクランピングするとともに、第１切断ユニット４００の切断刃４１０が下降して、傾いた切断面を持つように先行鉄板ストリップの後端を切断するようになる。図１８は第１切断ユニット４００によって先行鉄板ストリップが切断される状態を示す状態図である。
【００６８】
先行鉄板ストリップの後端切断が完了すれば、第１切断ユニット４００の傾斜シリンダー４２１と切断用油圧シリンダー４０９が上昇して原位置に戻り、第１切断ユニット４００の移送シリンダー４５１が作動し始め、第１切断ユニット４００の全体が前記メインフレーム１のガイド４０８に沿って出口側ガイドユニット５００側に移送される。図１９は第１切断ユニット４００の全体が出口側ガイドユニット５００側に移動した状態を示すものである。
【００６９】
第１切断ユニット４００の全体が出口側ガイドユニット５００側への移動が完了した（図１９参照）後には、第１切断ユニット４００の垂直シリンダー４３１と傾斜シリンダー４２１が下降して先行鉄板ストリップをクランピングし、出口側ガイドユニット５００のクランプシリンダー５２０は上昇してクランプを解除し、第１切断ユニット４００の移送シリンダー４５１が作動して第１切断ユニット４００の全体を熔接ユニット３００側に移送させる。この動作によって、前記先行鉄板ストリップの後端の切断面が熔接ユニット３００の熔接位置に到逹すれば、図２０に示すように、第１熔接クランプ３５０が作動して先行鉄板ストリップの後端をクランピングするようになる。
【００７０】
つぎに、図２１〜２４に基づいて、後行鉄板ストリップの先端部切断動作と、後行鉄板ストリップの先端を熔接位置に移送する工程を順次説明する。
【００７１】
感知センサー（図示せず）によって後行鉄板ストリップの先端が第２熔接クランプ３４０に到逹したことを感知すれば、入口側ガイドユニット１００のクランプシリンダー１２０、第２切断ユニット２００の垂直シリンダー２３１が動作して後行鉄板ストリップをクランピングするようになる。図２１はこの状態を示すものである。
【００７２】
後行鉄板ストリップの移送が停止されれば、第２切断ユニット２００の傾斜シリンダー２２１が下降して後行鉄板ストリップを堅固にクランピングするとともに、第２切断ユニット２００の切断刃２１０が下降して、傾いた切断面を持つように後行鉄板ストリップの先端を切断するようになる。図２２は第２切断ユニット２００によって後行鉄板ストリップが切断される状態を示す状態図である。
【００７３】
後行鉄板ストリップの先端の切断が完了すれば、第２切断ユニット２００の傾斜シリンダー２２１と切断用油圧シリンダー２０９が上昇して原位置に戻り、第２切断ユニット２００の移送シリンダー２５１が作動し始め、第２切断ユニット２００の全体が前記メインフレーム１のガイド２０８に沿って入口側ガイドユニット１００側に移送される。図２３は第２切断ユニット２００の全体が入口側ガイドユニット１００側に移動した状態を示すものである。
【００７４】
第２切断ユニット２００の全体が入口側ガイドユニット１００側（図２３の右側方向）に移動することが完了（図２３参照）した後には、第２切断ユニット２００の垂直シリンダー２３１と傾斜シリンダー２２１が下降して後行鉄板ストリップをクランピングし、入口側ガイドユニット１００のクランプシリンダー１２０は上昇してクランプを解除し、第２切断ユニット２００の移送シリンダー２５１が作動して第２切断ユニット２００の全体を熔接ユニット３００側に移送させる。この動作によって、前記後行鉄板ストリップの先端の切断面が熔接ユニット３００の熔接位置に到逹すれば、図２４に示すように、第２熔接クランプ３４０が作動して後行鉄板ストリップの先端をクランピングするようになる。
【００７５】
このような図１７〜図２０及び図２１〜図２４の一連の動作によって鉄板ストリップの熔接接合準備が完了する。
【００７６】
図２５は一対の熔接クランプ３５０によってクランピングされた両鉄板ストリップ１０、１１が互いに突き合わせられた状態で熔接ユニット３００によって熔接される状態を示すもので、熔接モジュール３３０の空圧シリンダーによって熔接トーチが下降しながら所定速度で熔接作業が進む。熔接作業が完了すれば、熔接トーチが自動的に上昇して原位置に戻る。このような熔接ユニット３００及び熔接ユニットの作動過程は公知の熔接過程と同様であるので、本発明ではこれについての詳細な説明は省略する。
【００７７】
図２５に示す熔接ユニット３００に対する熔接作業が完了すれば、本発明による鉄板ストリップ接合装置の各構成要素は図１６に示すような基本位置に戻り、鉄ストリップの正常移送状態を維持するようになる。
【００７８】
これまで本発明の好適な実施例に基づいて本発明による造管設備用鉄板ストリップ接合装置の特徴を中心として説明したが、本発明はこのような例示に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範疇内で多様な形態に変更または変形実施例が具体化可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端をそれぞれ切断し、切断された前記両鉄板ストリップの切断面を互いに突き合わせて熔接することで接合する鉄板ストリップ接合装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１００ 入口側ガイドユニット
１１０ ベーステーブル
１３２ 側面ガイド
２００ 第２切断ユニット
２０９ 切断用油圧シリンダー
２１０ 第１上部刃
２１１ 下部刃
２２０ 傾斜クランプ
２３０ 垂直クランプ
３００ 熔接ユニット
３３０ 熔接モジュール
４００ 第１切断ユニット
４０９ 切断用油圧シリンダー
４１０ 第１上部刃
４１１ 下部刃
４２０ 傾斜クランプ
４３０ 垂直クランプ
５００ 出口側ガイドユニット
５１０ ベーステーブル
５３２ 側面ガイド
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属パイプの製造設備において、ルーパーに供給される先行鉄板ストリップ（Ｓｔｒｉｐ）の後端と後行鉄板ストリップの先端をそれぞれ切断し、切断された前記両鉄板ストリップの切断面を互いに突き合わせて熔接することで接合する鉄板ストリップ接合装置に係り、特に厚さが１５〜２５ｍｍ程度である厚板ストリップの熔接を効果的に遂行することができる鉄板ストリップ接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金属パイプ製造用鉄板ストリップは、所定長さ（５０〜１００Ｍ）づつ巻き取られたロール（Ｒｏｌｌ）をアンコイラー（Ｕｎｃｏｉｌｅｒ）に搭載してルーパー（Ｌｏｏｐｅｒ）に供給されている。鉄板ストリップは、前記ルーパーを経由し、金属パイプを製造するための製管工程、つまり造管機（ｐｉｐｅ ｍｉｌｌ）に移送される。
【０００３】
前記ルーパーは、回転によって鉄板ストリップを巻き取って所定長さだけ貯蔵するとともに、貯蔵された鉄板ストリップを造管機に供給する機能を有するもので、鉄板ストリップの一定量を貯蔵しながら造管機に鉄板ストリップを安定的に供給する。前記ルーパーとしては、直立式ルーパー（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｔｙｐｅ ｌｏｏｐｅｒ）と、直立式ルーパーを改良したロータリー型ルーパー（ｒｏｔａｒｙ ｔｙｐｅ ｌｏｏｐｅｒ）が知られている。前記ルーパーの具体的な技術構成及び機能も知られている。
【０００４】
一般に、製管工程は無端の鉄板ストリップを連続して供給しなければならないので、一本の鉄板ストリップロールが全て供給されると、他の鉄板ストリップロールをアンコイラーに搭載して供給することになる。この際、供給された鉄板ストリップ（先行鉄板ストリップ）の後端と新たに搭載された鉄板ストリップ（後行鉄板ストリップ）の先端を互いに突き合わせて熔接することで、連続的な鉄板ストリップとなるように連結しなければならない。
【０００５】
このような連結作業が行われる間には鉄板ストリップの移送が停止する。この間には、前記ルーパーに貯蔵された鉄板ストリップを造管機に供給することで、鉄板ストリップの供給中断による製管工程の中断を防止する。
【０００６】
従来は、前記熔接作業はたいてい手作業でなされていた。しかし、熔接作業が速かにできないため、ルーパーに貯蔵された鉄板ストリップが供給し尽くされるまでに鉄板ストリップの連結を完了することができず、製管工程の全工程が中断される問題が発生する場合があった。
【０００７】
前記のような手作業による問題点を解決するために、特許文献１には、ルーパーに供給される先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端を切断した後、切断された前記両鉄板ストリップの切断面を互いに突き合わせて熔接することで連結する「熔接装置（ストリップの切断及び熔接接合装置）」が開示されている。この熔接装置は、図１の正面図及び図２の平面図に示すように、鉄板ストリップ１０、１１の両端をそれぞれ加圧してクランピングするクランプユニット２０、２２と、鉄板ストリップ１０、１１を切断する切断ユニット３０と、切断された両鉄板ストリップ１０、１１の切断面が互いに突き合わせられるようにクランプユニット２０、２２を移送させる移送ユニット４０と、鉄板ストリップ１０、１１を熔接して連結する熔接ユニット５０とからなる。図１及び図２に示す図面符号の名称は特許文献１の特許公報に記載されたものと同様である。
【０００８】
しかし、前記のような構造を持つ従来の熔接装置（ストリップ接合装置）は、厚さが比較的薄い鉄板ストリップの切断及び熔接に適用可能なストリップ接合装置であるが、厚さが１５〜２５ｍｍ程度に至る厚板ストリップの接合熔接には適せず多くの問題点が指摘されている。
【０００９】
すなわち、特許文献１に記載のストリップ接合装置は、切断ユニット３０の切断刃が鉄板ストリップに対して垂直に下降しながら鉄板ストリップを切断するので、切断された前記両鉄板ストリップの切断面は、図３（ａ）に示すように、垂直切断面となる。このように、垂直切断面を持つ両鉄板ストリップを互いに突き合わせて熔接で連結する場合、最大１０〜１２ｍｍ程度の厚さを持つ鉄板ストリップは何の問題もなしに熔接連結が可能である。
【００１０】
しかし、厚板ストリップを切断して互いに熔接する場合には、その切断面が垂直断面であると、先行ストリップの切断面と後行ストリップの切断面の間の熔接部位が非常に深く、図３（ｂ）に示すように、鉄板ストリップの上部だけが熔接され、下部は溶着金属が満たされないとの問題点が指摘されている。
【００１１】
特に、鉄板ストリップの接合部の熔接品質が良くない場合には、ルーパー内での鉄板ストリップのねじり（ｔｗｉｓｔｉｎｇ）過程であるいは製管設備への移送過程で、接合部が切れるおそれがあるだけでなく、製造された金属パイプにも欠陷が発生するなど、深刻な問題が発生する。このような問題を補うため、作業者が手作業で鉄板ストリップの下部をさらに熔接することも少なくないが、手作業による熔接品質の均一性の確保が難しいだけでなく、作業に長い時間が必要となる問題がある。
【００１２】
このような従来のストリップ接合装置の問題点を解決するために、特に厚板ストリップの熔接信頼性を確保するために、造管設備に適用される鉄板ストリップの切断後の熔接接合工程において、熔接接合のために突き合わせられた両鉄板ストリップの切断面の間がＶ字形を成すように、先行鉄板ストリップと後行鉄板ストリップの各切断面をフライス盤などの切削工具で面取り加工し、図３（ｃ）に示すように、熔接用Ｖ溝を形成した後、熔接作業を実施する場合もある。
【００１３】
このように厚板ストリップの垂直切断面を切削工具で面取り加工して熔接用Ｖ溝を形成することは、厚板ストリップの熔接接合部の品質向上には有利である。しかし、鉄板ストリップの切断と熔接接合作業が８〜１５分以内に全部完了しなければならない造管生産工程の特性を勘案すると、接合作業に長時間が必要となるので、鉄板ストリップの貯蔵容量が大きな大型ルーパーを設置しなければ、短時間の間（ルーパーに貯蔵された余裕量の鉄板ストリップが供給し尽くされる間）に接合作業を完了することができない問題点がある。
【００１４】
特に、造管生産工程は、およそ分当たり５０ｍ程度の高速で鉄板ストリップを供給しながらパイプを成形するので、ルーパーに貯蔵された余裕量の鉄板ストリップが供給し尽される前にストリップ接合作業が完了しなければならないので、短時間内に厚板ストリップの切断と接合熔接を効果的に遂行することができる新方式の鉄板ストリップ接合装置が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０−６４９６５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端をそれぞれ切断し、切断された前記両鉄板ストリップの切断面を互いに突き合わせて熔接することで接合する鉄板ストリップ接合装置において、厚板ストリップの接合熔接を速かに遂行しながらも熔接部の品質を向上させることができる鉄板ストリップ接合装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明による鉄板ストリップ接合装置は前記のような目的を達成するため、
先行鉄板ストリップの後端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプと、
昇降動作によって先行鉄板ストリップを切断する第１上部刃と
を含んでなり、先行鉄板ストリップの後端部を切断する第１切断ユニットと；
後行鉄板ストリップの先端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプと、
昇降動作によって後行鉄板ストリップを切断する第２上部刃と
を含んでなり、後行鉄板ストリップの先端部を切断する第２切断ユニットと；
前記第１切断ユニットをストリップ移送方向に前後進移送する第１移送手段と；
前記第２切断ユニットをストリップ移送方向に前後進移送する第２移送手段と；
前記第１切断ユニットと第２切断ユニットの間に配置され、前記第１及び第２移送手段によって移送され、それぞれ対向方向に突き合わせられた前記両鉄板ストリップの切断面を熔接して連結する熔接ユニットと
を含んでなる鉄板ストリップ接合装置であって、
前記第１上部刃と前記第２上部刃が互いに対向方向に傾いて設置され、前記第１上部刃の後端部で前記第１上部刃の切断方向と平行に傾いて前記先行鉄板ストリップの後端部を加圧してクランピングする傾斜クランプと、
前記第２上部刃の後端部で前記第２上部刃の切断方向と平行に傾いて前記後行鉄板ストリップの先端部を加圧してクランピングする傾斜クランプと
を含むことを特徴とする。
【００１８】
このように、互いに対向方向に斜めに設置された前記第１上部刃と前記第２上部刃によってそれぞれ切断された前記両鉄板ストリップが、熔接接合のために前記熔接ユニットの中央に突き合わせられたとき、熔接接合部がＶ字形を成すようにした状態で熔接を行うことで、厚板ストリップの切断面に対する更なる切削加工作業なしに一回の切断工程だけで厚板ストリップの熔接作業を行うことができるだけではなく、厚板ストリップ接合部の熔接品質を向上させることができる。
【００１９】
本発明のさらに他の解決課題及びその解決手段は本発明の詳細な説明によってより具体的になるであろう。
【発明の効果】
【００２０】
前述した構成の特徴を持つ本発明による鉄板ストリップ接合装置は、両鉄板ストリップの後端と先端を斜めに切断することで、熔接のために互いに突き合わせられたとき、Ｖ字形を成すようにすることにより、造管設備の稼動を中断しなくても厚板ストリップの接合熔接を速かに遂行することができ、さらに両鉄板ストリップの熔接接合部の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来技術のストリップ切断装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図２】従来技術のストリップ切断装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図３】先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端の切断面の形態と、切断面での熔接状態を示す説明図である。
【図４】本発明による鉄板ストリップ接合装置の全体外形を示す斜視図である。
【図５】本発明による鉄板ストリップ接合装置の全体外形を示す正断面図である。
【図６】図５に記載の鉄板ストリップ接合装置の部分を示す平面図である。
【図７】本発明における第１切断ユニットの部分拡大図である。
【図８】本発明における第１切断ユニットの右側面図である。
【図９】本発明における第１切断ユニットの部分断面図である。
【図１０】本発明における入口側ガイドユニットを示す右側面図である。
【図１１】本発明における入口側ガイドユニットを示す断面図である。
【図１２】本発明における出口側ガイドユニットを示す右側面図である。
【図１３】本発明における出口側ガイドユニットを示す断面図である。
【図１４】本発明における熔接ユニットを示す右側面図である。
【図１５】本発明における熔接ユニットの下部に備えられる一対の熔接クランプを示す図である。
【図１６】本発明の鉄板ストリップ接合装置の各構成要素の状態の説明図である。
【図１７】先行鉄板ストリップの後端が第１熔接クランプを通過したときの先行鉄板ストリップをクランピングした状態を示す状態図である。
【図１８】先行鉄板ストリップの後端を切断した状態を示す状態図である。
【図１９】先行鉄板ストリップを第１切断ユニットが出口側に移動した状態を示す状態図である。
【図２０】先行鉄板ストリップの後端を熔接位置に後進移送させた状態を示す状態図である。
【図２１】後行鉄板ストリップの先端が第２熔接クランプに到逹したとき、後行鉄板ストリップをクランピングした状態を示す状態図である。
【図２２】後行鉄板ストリップの先端を切断した状態を示す状態図である。
【図２３】後行鉄板ストリップを第２切断ユニットが入口側に移動した状態を示す状態図である。
【図２４】後行鉄板ストリップ先端を熔接位置に前進移送させた状態を示す状態図である。
【図２５】両鉄板ストリップが互いに突き合わせられて熔接される状態を示す状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例による造管設備用鉄板ストリップ接合装置を具体的に説明する。
【００２３】
本発明による鉄板ストリップ接合装置は、アンコイラーとルーパーの間に設置され、先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端をそれぞれ斜めに切断した後、両鉄板ストリップの切断面を熔接ユニット３００の中央位置に移動させ、互いに突き合わせた状態で熔接して連結する装置である。
【００２４】
すなわち、この鉄板ストリップ接合装置は、図４及び図５に示すように、
先行鉄板ストリップ１０の後端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプ４３０と、昇降動作によって先行鉄板ストリップ１０を切断する第１上部刃４１０とを含んでなり、先行鉄板ストリップ１０の後端部を切断する第１切断ユニット４００と；
後行鉄板ストリップ１１の先端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプ２３０と、昇降動作によって後行鉄板ストリップ１１を切断する第２上部刃２１０とを含んでなり、後行鉄板ストリップ１１の先端部を切断する第２切断ユニット２００と；
前記第１切断ユニット４００をストリップ移送方向に前後進移送する第１切断ユニット移送手段と（以下「第１移送手段」という）；
前記第２切断ユニット２００をストリップ移送方向に前後進移送する第２切断ユニット移送手段（以下「第２移送手段」という）と；
前記第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００の間に配置され、前記第１及び第２移送手段によってそれぞれ対向方向に移送されて突き合わせられた前記両鉄板ストリップの切断面を熔接して連結する熔接ユニット３００とを含んでなり、
前記第１上部刃４１０と前記第２上部刃２１０を互いに対向方向に斜めに設置することで、傾いた前記第１上部刃４１０と前記第２上部刃２１０によってそれぞれ切断された前記両鉄板ストリップ１０、１１の端部が、図３（ｃ）に示すように、Ｖ字形を成すようにした状態で、互いに突き合わせて熔接を実施して、厚板ストリップ接合部の熔接品質を向上させたことを特徴とする。
【００２５】
また、厚板の鉄板ストリップを傾斜断面に切断する作業の正確性を高めるために、前記第１上部刃４１０の後端部で前記第１上部刃４１０の切断方向と平行に傾いて前記先行鉄板ストリップ１０の後端部を加圧してクランピングする傾斜クランプ４２０と、前記第２上部刃２１０の後端部で前記第２上部刃の切断方向と平行に傾いて前記後行鉄板ストリップ１１の先端部を加圧してクランピングする傾斜クランプ２２０とをさらに備えることを特徴とする。
【００２６】
図４は本発明による鉄板ストリップ接合装置の全体外形を示す斜視図、図５は本発明による鉄板ストリップ接合装置の全体外形を示す正断面図である。そして、図６は図５の平面図で、第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００が搭載されなかった状態の平面図であり、下部刃４１１が示されている。
【００２７】
図４〜図６に示すように、本発明による鉄板ストリップ接合装置は、アンコイラー（図示せず）から供給された鉄板ストリップが進入する入口側に備えられ、進入する鉄板ストリップの移送方向を調節し、必要時に移送中の鉄板ストリップをクランピングして停止させる入口側ガイドユニット１００をさらに含んでなる。また、本発明による鉄板ストリップ接合装置を通過してルーパー側に排出される鉄板ストリップの移送方向を調節し、必要時に移送中の鉄板ストリップをクランピングして停止させる出口側ガイドユニット５００をさらに含んでなる。
【００２８】
まず、本発明による第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００の構造について詳細に説明する。
【００２９】
本発明による第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００は鉄板ストリップが移送される移送通路をそれぞれ備え、装置中央部の熔接ユニット３００を基準として鉄板ストリップの移送方向の前後にそれぞれ互いに対称状に対向して設置される。前記第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００は、その設置方向は対称であるが、同一の構造なので、以下では図７〜図９に基づいて第１切断ユニット４００の構成を詳細に説明する。
【００３０】
図７〜図９は本発明の第１切断ユニット４００を説明する図で、図７は図５に示す第１切断ユニット４００のみを抜粹して拡大した拡大断面図、図８は図７の第１切断ユニット４００の右側面図、図９は図７のＡ−Ａ線についての断面図を示すものである。
【００３１】
図７〜図９に示すように、本発明による第１切断ユニット４００は一対の垂直支持部４０１の間に上部水平フレーム４０２と下部水平フレーム４０３が水平方向に固定される。前記上部水平フレーム４０２には上部刃４１０を昇降させる切断用油圧シリンダー４０９が固定設置される。
【００３２】
本発明による第１切断ユニット４００は、上部刃の先端が熔接部３００に向かって一定角度（θ）に傾いた方向に昇降することにその特徴がある。このために、前記上部水平フレーム４０２は図７に示すものを基準として右側が上向きに前述した傾斜角（θ）だけ傾いて垂直支持部４０１に固定設置される。そして、前記切断用油圧シリンダー４０９は傾いた上部水平フレーム４０２に垂直に設置される。
【００３３】
また、前記下部水平フレーム４０３は前記切断用油圧シリンダー４０９の作動方向と同一に前記傾斜角（θ）だけ傾いて垂直支持部４０１に固定設置されることで、前記下部水平フレーム４０３の傾斜面に沿って前記上部刃４１０のホルダー４１２の昇降が案内できるようにする。
【００３４】
前記上部刃４１０を固定支持するホルダー４１２は下部水平フレーム４０３とカバー４１３の間で昇降可能に案内され、上端部は切断用油圧シリンダー４０９のピストンロッド４１５に結合される。前記上部刃４１０に対応する下部刃４１１はベースフレーム４０４の上面に固定され、前記上部刃４１０の昇降方向に対応するように前述した傾斜角（θ）だけ傾いて固定設置される。
【００３５】
図７〜図９中の符号４１４はカバー４１３を下部水平フレーム４０３に固定する固定ボルトを示すものである。前記上部刃４１０を支持するホルダー４１２は前記カバー４１３と下部水平フレーム４０３の間で傾斜方向に昇降することになる。図９に示すＡ−Ａ線についての断面図から分かるように、前記ホルダー４１２の両端部には昇降時の摩擦抵抗を最小化するための移送ガイドが備えられることが好ましい。
【００３６】
また、前記上部刃４１０は、図８に示すように、一方の側は低くて反対側に次第に高くなる傾斜を持つように構成することで、上部刃４１０が下降して厚板ストリップを切断するとき、厚板ストリップのいずれか一辺部から切断し始めて反対側の辺部に切断が進むようにすることが特に好ましい。このように、上部刃４１０を斜めに形成することで、厚板ストリップの切断負荷を最小化することができるようにする。
【００３７】
そして、本発明による鉄板ストリップ接合装置は、鉄板ストリップの平面上で幅方向への仮想基準線に対し、一定角度（Ｂ）で斜めに鉄板ストリップを切断することが特に好ましい。図９は鉄板ストリップ幅方向への仮想基準線に対し、傾斜角（Ｂ）だけ斜めに上部刃が傾いて配置されていることを示すものである。前記上部刃４１０に対応する下部刃４１１も、図６に示すように、傾斜角（Ｂ）だけ斜めに設置されていることが分かる。また、図６に示す熔接ユニット３００も前記傾斜角（Ｂ）だけ斜めに設置されて構成される。このように、両鉄板ストリップ１０、１１の切断面（つまり、熔接ライン）を一定角度（Ｂ）で斜めに形成する理由は、鉄板ストリップの長手方向を基準とするとき、熔接部が特定位置に集中しないようにするためである。すなわち、両鉄板ストリップ１０、１１の熔接ラインを一定角度（Ｂ）で斜めに形成すれば、後続の作業工程（鉄板ストリップがルーパー内に貯蔵され、再び解けながらロール（Ｒｏｌｌ）成形装置（造管機）に進入して成形される工程）過程で鉄板ストリップ熔接部位の瞬間的な不連続断面によるがたつきや応力集中などの問題を緩和させることができる。
【００３８】
このように構成される第１切断ユニット４００の上部刃４１０は傾斜方向に下降しながら下部刃４１１に接触して鉄板ストリップの端から切断し始める。この際、上部刃４１０によるせん断力は傾斜角（θ）だけ斜めに作用するので、切断される先行鉄板ストリップが後方（鉄板ストリップの移送方向の反対方向）に引かれる力が作用して精密な切断作業ができない問題が発生することができる。このような問題を防止するために、本発明による第１切断ユニット４００は、下部水平フレーム４０３を基準として、上部刃４１０の反対側に設置され、切断される先行鉄板ストリップが後方に引かれて行くことができないようにクランピングする傾斜クランプ４２０をさらに含んでなることを特徴とする。
【００３９】
前記傾斜クランプ４２０は、前記上部水平フレーム４０２の底面に固定設置される傾斜シリンダー４２１と、前記傾斜シリンダーのピストンロッド４２２の終端にヒンジで結合され、前記傾斜シリンダーの作動によって前記下部水平フレーム４０３の後面に沿って昇降する傾斜クランピングプレート４２３と、前記傾斜クランピングプレートの下端に備えられ、先行鉄板ストリップの上面に密着する傾斜クランピングパッド４２４とからなる。図９中の符号４２５は前記下部水平フレーム４０３の後面に設置され、前記傾斜クランピングプレート４２３の昇降を案内するガイドブロックを示すものである。
【００４０】
また、本発明は、厚板鉄板ストリップを垂直断面に対して一定角度（θ）に傾いた断面に切断する過程で鉄板ストリップをもっと堅固にクランピングするために、垂直クランプ４３０をさらに含むことが好ましい。前記垂直クランプ４３０は、前記垂直支持部４０１に固定設置される垂直シリンダー４３１と、前記垂直シリンダーのピストンロッド４３２の終端に備えられ、先行鉄板ストリップの上面に密着する垂直クランピングパッド４３４とからなる。
【００４１】
このように構成される第１切断ユニット４００は。移送手段（「第１移送手段」）によって鉄板ストリップの移送方向に前後進可能になる。このために、第１切断ユニット４００はベースフレーム４０４上に設置され、前記ベースフレーム４０４はメインフレーム１上で鉄板ストリップの移送方向に沿って前後進可能に設置される。図８には、前記ベースフレーム４０４の両端がメインフレームに対して前後進移送を案内するためのガイド４０８が示されている。
【００４２】
第１切断ユニット４００を移送する第１移送手段は、前記ベースフレーム４０４の底面に突出したブラケット４０５と、ピストンロッドの終端が前記ブラケット４０５にヒンジで結合され、前記ベースフレーム４０４の底面でメインフレーム１に固定設置された一対の移送シリンダー４５１とから構成される。前記移送シリンダー４５１のピストンロッドの終端が前記ベースフレーム４０４の底面に突出したブラケット４０５に結合されて構成されることにより、前記一対の移送シリンダー４５１の作動によって第１切断ユニット４００の全体は前記メインフレーム１のガイド４０８に沿って鉄板ストリップの移送方向に前後進するようになる。
【００４３】
この際、前記第１切断ユニット４００の移送限界位置を微細に調整するために、本発明は移送限界位置微細調節手段をさらに含むことを特徴とする。前記移送限界位置微細調節手段は、調整ハンドル４４１と、前記ハンドルの回転力をギアボックスの内部に備えられたウォームギア４４３に伝達するハンドル軸４４２と、ギアボックスの内部に備えられ、前記ウォームギア４４３と噛み合うウォームホイール４４４と、一側端は前記ウォームホイール４４４にネジ方式で結合され、反対側端は前記ベースフレーム４０４の底面に突出した案内ブロック４４８に収容され、長手方向に長く形成されたスロット４４６を備えた移送案内軸４４５と、前記案内ブロック４４８に設置され、前記移送案内軸４４５のスロット４４６に収容され、スロットに沿って動くキー４４７とからなる。
【００４４】
このように構成される移送限界位置微細調節手段の作動過程は次のようである。調整ハンドルを回してウォームギア４４３を回せば、ウォームホイール４４４が回転しながら前記移送案内軸４４５を引き出すようになる。このように、前記移送案内軸４４５を微細に引き出せば、前記一対の移送シリンダー４５１の作動によって前記ベースフレーム４０４が前記メインフレーム１のガイド４０８に沿って前後進するようになる。この際、前記ベースフレーム４０４の案内ブロック４４８に備えられたキー４４７が前記移送案内軸４４５のスロット４４６に挿入された状態なので、究極に前記ベースフレーム４０４の移送距離は前記移送案内軸４４５のスロット４４６の範囲（長さ）内に制限されるものである。
【００４５】
このように構成される第１切断ユニット４００は、鉄板ストリップを垂直面に対して一定角度（θ）の傾斜断面に切断することができ、鉄板ストリップの切断後に一対の移送シリンダー４５１によって第１切断ユニット４００を鉄板ストリップの移送方向に前進させた後、先行鉄板ストリップをクランピングして後方に移送させることで、先行鉄板ストリップの後端（切断部）を熔接ユニット３００の熔接位置に載せることができるようになる。
【００４６】
本発明による第２切断ユニット２００は後行鉄板ストリップの先端を切断するもので、後行鉄板ストリップ１１の先端部を垂直に加圧してクランピングする第２クランプユニット２２０と、昇降動作によって後行鉄板ストリップ１１を切断する第２上部刃２１０とを含んでなる。そして、下部水平フレーム２０３を基準として、上部刃２１０の反対側に設置され、切断される後行鉄板ストリップが前方に引かれないようにクランピングする傾斜クランプ２２０をさらに含んでなる。
【００４７】
このように構成される第２切断ユニット２００は、移送手段（「第２移送手段」）によって鉄板ストリップの移送方向に前後進可能になる。この際、前記第２切断ユニット２００の移送限界位置を微細に調整するために、本発明の第２移送手段は移送限界位置微細調節手段をさらに含むことを特徴とする。
第２切断ユニット２００の具体的な構造及び作動関係は前記第１切断ユニット４００と同様であるので、これについての具体的な説明は省略する。第２切断ユニット２００の各構成要素の図面符号は、前述した第１切断ユニット４００の各構成要素と、図面符号の百単位数字だけが異なる以外は同じである。すなわち、第１切断ユニット４００の各構成要素の図面符号と、十単位数字及び一単位数字が同じものは同一構成要素を示す。
【００４８】
図１０及び図１１はアンコイラーから供給される鉄板ストリップを本発明による第２切断ユニット２００に案内する入口側ガイドユニット１００を示す。入口側ガイドユニット１００は、引き込まれる鉄板ストリップの移送方向を調節（つまり、中央センタリング調節）し、切断作業及び熔接作業のために鉄板ストリップが停止されたときに鉄板ストリップをクランピングする役目をする。図１０は、図５の右側から見た入口側ガイドユニット１００の右側面図、図１１は図１０のＢ−Ｂ線についての断面図である。
【００４９】
図１０及び図１１に示すように、本発明による入口側ガイドユニット１００は、メインフレーム１の上面ストリップ幅方向への位置が調節されるベーステーブル１１０と、前記ベーステーブル１１０の上面に備えられ、鉄板ストリップの上下面をクランピングする入口側クランプと、鉄板ストリップの両側面を案内するために鉄板ストリップの両側面位置に備えられ、鉄板ストリップの幅の大きさによってストリップ幅方向に間隔が調節される一対の側面ガイド１３２と、前記ベーステーブル１１０の位置をストリップ幅方向に調節する幅方向位置調節部とからなる。
【００５０】
前記入口側クランプは、垂直に設置されるクランプシリンダー１２０と、前記クランプシリンダー１２０のピストンロッドの下端に結合されるクランプ上部パッド１２１と、前記クランプ上部パッド１２１と噛み合うクランプ下部パッド１２２とからなる。
【００５１】
また、前記一対の側面ガイド１３２を、ストリップの移送方向中央線に対して近くなるか遠くなる方向（ストリップの幅方向）に、対向するように動作させるために、入口幅調節モーター１３０が備えられ、この入口幅調節モーター１３０の回転軸１３１には左ネジ部と右ネジ部が形成され、前記各ネジ部にはそれぞれの側面ガイド１３２が螺合される。このように構成される一対の側面ガイド１３２は前記調節モーター１３０の回転によってストリップ幅方向に互いに近くなるか遠くなる「間隔調節」が可能になるので、加工される鉄板ストリップの規格によって本発明による入口側ガイドユニット１００を調節することにより汎用性を確保することができる。図１０において、図面符号１３３は一対の側面ガイド１３２を支持しながら幅方向移送を案内するガイド棒を示すものである。
【００５２】
そして、入口側ガイドユニット１００の幅方向位置を調節する幅方向位置調節部は、幅方向位置調節シリンダー１０５をメインフレーム１の固定ブラケット１０４に設置し、前記幅方向位置調節シリンダー１０５のピストンロッド１０６の終端をベーステーブル１１０にヒンジで結合して構成する。図１０において、図面符号１０７はベーステーブル１１０の底面に固定され、ベーステーブルと一緒に幅方向に動く可動ブラケットを示すものである。図１０に示すような構成の入口側ガイドユニット１００の幅方向位置調節部は、前記幅方向位置調節シリンダー１０５が作動すれば、ピストンロッド１０６が伸縮しながらベーステーブル１１０の位置をメインフレーム１に対してストリップの幅方向に調節することができるので、前記ベーステーブル１１０の上面に備えられた入口側クランプと、側面ガイド１３２のストリップ幅方向位置を調節することができるようになる。
【００５３】
図１１中の図面符号１４１と１４２は、入口側ガイドユニット１００に進入する鉄板ストリップの上面と下面を案内する上部案内ローラー及び下部案内ローラーをそれぞれ示すものであり、図面符号１４３と１４４は鉄板ストリップが前記上下部案内ローラーの間に進入するように案内する上下部ガイドプレートをそれぞれ示すものである。
【００５４】
図１２及び図１３は第１切断ユニットを通過してルーパーに移送される鉄板ストリップを案内する出口側ガイドユニット５００を示すもので、図１２は図５の右側から見た出口側ガイドユニット５００の右側面図、図１３は図１２のＣ−Ｃ線についての断面図である。
【００５５】
図１２及び図１３に示すように、本発明による出口側ガイドユニット５００は、メインフレーム１の上面にストリップ幅方向への位置が調節されるベーステーブル５１０と、前記ベーステーブル５１０の上面に備えられ、鉄板ストリップの上下面をクランピングする出口側クランプと、鉄板ストリップの両側面を案内するために鉄板ストリップの両側面の位置に備えられ、鉄板ストリップの幅の大きさによってストリップ幅方向への間隔が調節される一対の側面ガイド５３２と、前記ベーステーブル５１０の位置をストリップ幅方向に調節する幅方向位置調節部とからなる。
【００５６】
前記出口側クランプは、垂直に設置されるクランプシリンダー５２０と、前記クランプシリンダー５２０のピストンロッドの下端に結合されるクランプ上部パッド５２１と、前記クランプ上部パッド５２１と噛み合うクランプ下部パッド５２２とからなる。
【００５７】
また、前記一対の側面ガイド５３２を、ストリップの移送方向中央線に対して近くなるか遠くなる方向（ストリップ幅方向）に、対向するように動作させるために出口幅調節モーター５３０が備えられ、この出口幅調節モーター５３０の回転軸５３１には左ネジ部と右ネジ部がそれぞれ形成され、前記各ネジ部にはそれぞれの側面ガイド５３２が螺合される。このように構成される一対の側面ガイド５３２は前記調節モーター５３０の回転によってストリップ幅方向に互いに近くなるか遠くなる「間隔調節」が可能になるので、加工される鉄板ストリップの規格によって本発明による出口側ガイドユニット５００を調節することで汎用性を確保することができる。図１２において、図面符号５３３は一対の側面ガイド５３２を支持しながら幅方向移送を案内するガイド棒を示すものである。
【００５８】
そして、出口側ガイドユニット５００の幅方向位置を調節する幅方向位置調節部は、幅方向位置調節シリンダー５０５をメインフレーム１の固定ブラケット５０４に設置し、前記幅方向位置調節シリンダー５０５のピストンロッド５０６の終端をベーステーブル５１０にヒンジで結合して構成する。図１２において、図面符号５０７はベーステーブル５１０の底面に固定され、ベーステーブル５１０と一緒に幅方向に動く可動ブラケットを示すものである。図１２に示すような構成の出口側ガイドユニット５００の幅方向位置調節部は、前記幅方向位置調節シリンダー５０５が作動すれば、ピストンロッド５０６が伸縮しながらベーステーブル５１０をメインフレーム１に対してストリップの幅方向に位置を調節することができるので、前記ベーステーブル５１０の上面に備えられた出口側クランプと、側面ガイド５３２のストリップ幅方向位置を調節することができるようになる。
【００５９】
図１３中の符号５４１と５４２は、出口側ガイドユニット５００に進入する鉄板ストリップの上面と下面を案内する上部案内ローラー及び下部案内ローラーをそれぞれ示すものである。
【００６０】
つぎに、図１４及び図１５は本発明による熔接ユニット３００を示すもので、図１４は熔接ユニットの右側面図、図１５は熔接ユニット３００の下部に備えられ、熔接される両鉄板ストリップをそれぞれクランピングする一対の熔接クランプ３４０、３５０を示すものである。
【００６１】
図１４に示すように、本発明による熔接ユニット３００は、鉄板ストリップの平面上で切断線方向と同一方向に設置される熔接ユニットフレーム３０１と、前記熔接ユニットフレーム３０１に支持されるボールスクリュー３１１と、前記ボールスクリューを駆動する駆動モーター３１０と、前記熔接ユニットフレーム３０１のＬＭガイド３１２に沿って鉄板ストリップの切断線方向（つまり、熔接方向）に移送されるレールブラケット３２０と、前記レールブラケットの一端に固定設置されて熔接を行う熔接モジュール３３０とから構成される。前記熔接モジュール３３０には、熔接トーチ及び熔接トーチの上下左右位置を調節する調節手段などを含む。図１４中の符号３１５は熔接ワイヤ供給装置を示すものである。
【００６２】
また、本発明による熔接ユニット３００は、図１５に示すように、前記熔接モジュールを基準として鉄板ストリップの移送方向の前後にそれぞれ熔接クランプ３４０、３５０がさらに備えられる。前記熔接クランプ３４０、３５０は、熔接テーブルの下部に垂直に設置される駆動シリンダー３４１、３５１と、鉄板ストリップの上部に備えられ、前記駆動シリンダー３４１、３５１のピストンロッドの昇降によって鉄板ストリップをクランピングするクランプパッド３４２、３５２とからなる。図１５において、左側の熔接クランプ３５０を「第１熔接クランプ」だといい、右側の熔接クランプ３４０を「第２熔接クランプ」という。そして、添付図面には示されていないが、前記第１熔接クランプ３５０と第２熔接クランプ３４０は鉄板ストリップの有無を感知する感知センサーをそれぞれ備え、前記感知センサーの信号に応じてそれぞれの駆動シリンダー３４１、３５１を駆動するようになる。
【００６３】
このように構成される本発明による鉄板ストリップ接合装置の作動過程を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００６４】
図１６は鉄板ストリップの正常供給による造管作業中の鉄板ストリップ接合装置を構成する各構成要素の基本位置を説明する説明図である。鉄板ストリップが正常に移送される状態では、本発明による鉄板ストリップ接合装置は鉄板ストリップの移送に全く関与しない。すなわち、入口側ガイドユニット１００のクランプシリンダー１２０、第２切断ユニット２００の切断用油圧シリンダー２０９、傾斜シリンダー２２１及び垂直シリンダー２３１、熔接クランプ３４０、３５０の各駆動シリンダー３４１、３５１、第１切断ユニット４００の切断用油圧シリンダー４０９、傾斜シリンダー４２１及び垂直シリンダー４３１、出口側ガイドユニット５００のクランプシリンダー５２０のすべてのピストンロッドが上昇作動した状態を維持することにより鉄板ストリップの移送が自由に行われる。
【００６５】
図１１〜図１２は本発明による鉄板ストリップ接合装置によって先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端を突き合わせて連結する工程を順次説明する工程図である。まず、図１７〜図２０に基づいて、先行鉄板ストリップの後端部切断動作と、先行鉄板ストリップの後端を熔接位置に移送する工程を順次説明する。
【００６６】
感知センサー（図示せず）によって先行鉄板ストリップの後端が第１熔接クランプ３５０を通過したことを感知すれば、出口側ガイドユニット５００のクランプシリンダー５２０、第１切断ユニット４００の垂直シリンダー４３１が動作して先行鉄板ストリップをクランピングするようになる。図１７はこの状態を示すものである。
【００６７】
先行鉄板ストリップの移送が停止された状態で、第１切断ユニット４００の傾斜シリンダー４２１が下降して先行鉄板ストリップを堅固にクランピングするとともに、第１切断ユニット４００の切断刃４１０が下降して、傾いた切断面を持つように先行鉄板ストリップの後端を切断するようになる。図１８は第１切断ユニット４００によって先行鉄板ストリップが切断される状態を示す状態図である。
【００６８】
先行鉄板ストリップの後端切断が完了すれば、第１切断ユニット４００の傾斜シリンダー４２１と切断用油圧シリンダー４０９が上昇して原位置に戻り、第１切断ユニット４００の移送シリンダー４５１が作動し始め、第１切断ユニット４００の全体が前記メインフレーム１のガイド４０８に沿って出口側ガイドユニット５００側に移送される。図１９は第１切断ユニット４００の全体が出口側ガイドユニット５００側に移動した状態を示すものである。
【００６９】
第１切断ユニット４００の全体が出口側ガイドユニット５００側への移動が完了した（図１９参照）後には、第１切断ユニット４００の垂直シリンダー４３１と傾斜シリンダー４２１が下降して先行鉄板ストリップをクランピングし、出口側ガイドユニット５００のクランプシリンダー５２０は上昇してクランプを解除し、第１切断ユニット４００の移送シリンダー４５１が作動して第１切断ユニット４００の全体を熔接ユニット３００側に移送させる。この動作によって、前記先行鉄板ストリップの後端の切断面が熔接ユニット３００の熔接位置に到逹すれば、図２０に示すように、第１熔接クランプ３５０が作動して先行鉄板ストリップの後端をクランピングするようになる。
【００７０】
つぎに、図２１〜２４に基づいて、後行鉄板ストリップの先端部切断動作と、後行鉄板ストリップの先端を熔接位置に移送する工程を順次説明する。
【００７１】
感知センサー（図示せず）によって後行鉄板ストリップの先端が第２熔接クランプ３４０に到逹したことを感知すれば、入口側ガイドユニット１００のクランプシリンダー１２０、第２切断ユニット２００の垂直シリンダー２３１が動作して後行鉄板ストリップをクランピングするようになる。図２１はこの状態を示すものである。
【００７２】
後行鉄板ストリップの移送が停止されれば、第２切断ユニット２００の傾斜シリンダー２２１が下降して後行鉄板ストリップを堅固にクランピングするとともに、第２切断ユニット２００の切断刃２１０が下降して、傾いた切断面を持つように後行鉄板ストリップの先端を切断するようになる。図２２は第２切断ユニット２００によって後行鉄板ストリップが切断される状態を示す状態図である。
【００７３】
後行鉄板ストリップの先端の切断が完了すれば、第２切断ユニット２００の傾斜シリンダー２２１と切断用油圧シリンダー２０９が上昇して原位置に戻り、第２切断ユニット２００の移送シリンダー２５１が作動し始め、第２切断ユニット２００の全体が前記メインフレーム１のガイド２０８に沿って入口側ガイドユニット１００側に移送される。図２３は第２切断ユニット２００の全体が入口側ガイドユニット１００側に移動した状態を示すものである。
【００７４】
第２切断ユニット２００の全体が入口側ガイドユニット１００側（図２３の右側方向）に移動することが完了（図２３参照）した後には、第２切断ユニット２００の垂直シリンダー２３１と傾斜シリンダー２２１が下降して後行鉄板ストリップをクランピングし、入口側ガイドユニット１００のクランプシリンダー１２０は上昇してクランプを解除し、第２切断ユニット２００の移送シリンダー２５１が作動して第２切断ユニット２００の全体を熔接ユニット３００側に移送させる。この動作によって、前記後行鉄板ストリップの先端の切断面が熔接ユニット３００の熔接位置に到逹すれば、図２４に示すように、第２熔接クランプ３４０が作動して後行鉄板ストリップの先端をクランピングするようになる。
【００７５】
このような図１７〜図２０及び図２１〜図２４の一連の動作によって鉄板ストリップの熔接接合準備が完了する。
【００７６】
図２５は一対の熔接クランプ３５０によってクランピングされた両鉄板ストリップ１０、１１が互いに突き合わせられた状態で熔接ユニット３００によって熔接される状態を示すもので、熔接モジュール３３０の空圧シリンダーによって熔接トーチが下降しながら所定速度で熔接作業が進む。熔接作業が完了すれば、熔接トーチが自動的に上昇して原位置に戻る。このような熔接ユニット３００及び熔接ユニットの作動過程は公知の熔接過程と同様であるので、本発明ではこれについての詳細な説明は省略する。
【００７７】
図２５に示す熔接ユニット３００に対する熔接作業が完了すれば、本発明による鉄板ストリップ接合装置の各構成要素は図１６に示すような基本位置に戻り、鉄ストリップの正常移送状態を維持するようになる。
【００７８】
これまで本発明の好適な実施例に基づいて本発明による造管設備用鉄板ストリップ接合装置の特徴を中心として説明したが、本発明はこのような例示に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範疇内で多様な形態に変更または変形実施例が具体化可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、先行鉄板ストリップの後端と後行鉄板ストリップの先端をそれぞれ切断し、切断された前記両鉄板ストリップの切断面を互いに突き合わせて熔接することで接合する鉄板ストリップ接合装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１００ 入口側ガイドユニット
１１０ ベーステーブル
１３２ 側面ガイド
２００ 第２切断ユニット
２０９ 切断用油圧シリンダー
２１０ 第１上部刃
２１１ 下部刃
２２０ 傾斜クランプ
２３０ 垂直クランプ
３００ 熔接ユニット
３３０ 熔接モジュール
４００ 第１切断ユニット
４０９ 切断用油圧シリンダー
４１０ 第１上部刃
４１１ 下部刃
４２０ 傾斜クランプ
４３０ 垂直クランプ
５００ 出口側ガイドユニット
５１０ ベーステーブル
５３２ 側面ガイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行鉄板ストリップ１０の後端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプ４３０と、昇降動作によって先行鉄板ストリップ１０を切断する第１上部刃４１０とを含んでなり、先行鉄板ストリップ１０の後端部を切断する第１切断ユニット４００と；
後行鉄板ストリップ１１の先端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプ２３０と、昇降動作によって後行鉄板ストリップ１１を切断する第２上部刃２１０とを含んでなり、後行鉄板ストリップ１１の先端部を切断する第２切断ユニット２００と；
前記第１切断ユニット４００をストリップ移送方向に前後進移送する第１移送手段と；
前記第２切断ユニット２００をストリップ移送方向に前後進移送する第２移送手段と；
前記第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００の間に配置され、前記第１及び第２移送手段によって移送され、それぞれ対向方向に突き合わせられた前記両鉄板ストリップの切断面を熔接して連結する熔接ユニット３００とを含んでなる鉄板ストリップ接合装置であって、
前記第１上部刃４１０と前記第２上部刃２１０が互いに対向方向に傾いて設置されることにより、傾いた前記第１上部刃４１０と前記第２上部刃２１０によってそれぞれ切断された前記両鉄板ストリップ１０、１１の端部が互いに突き合わせられてＶ字形を成すようにした状態で、前記熔接ユニット３００によって熔接を実施することを特徴とする、造管設備用鉄板ストリップ接合装置。
【請求項２】
前記第１切断ユニット４００の上部刃４１０と下部刃４１１の水平面に対する配置方向、第２切断ユニット２００の上部刃２１０と下部刃２１１の水平面に対する配置方向、及び前記熔接ユニットの熔接線の配置方向は、第１鉄板ストリップの平面上で幅方向への仮想基準線に対し、一定角度（Ｂ）に斜めに傾いて配置されることを特徴とする、請求項１に記載の造管設備用鉄板ストリップ接合装置。
【請求項３】
前記第１切断ユニット４００は、前記第１上部刃４１０の後端部で前記第１上部刃４１０の切断方向と平行に傾いて前記先行鉄板ストリップ１０の後端部を加圧してクランピングする傾斜クランプ４２０をさらに含み、前記第２切断ユニット２００は、前記第２上部刃２１０の後端部で前記第２上部刃の切断方向と平行に傾いて前記後行鉄板ストリップ１１の先端部を加圧してクランピングする傾斜クランプ２２０をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の造管設備用鉄板ストリップ接合装置。
【請求項４】
前記第１切断ユニット４００をストリップ移送方向に前後進移送する第１移送手段は、
ベースフレーム４０４の底面に突出したブラケット４０５と、
ピストンロッドの終端が前記ブラケット４０５にヒンジで結合され、前記ベースフレーム４０４の底面でメインフレーム１に固定設置された一対の移送シリンダー４５１とを含んでなり、
前記移送シリンダー４５１のピストンロッドの終端が前記ベースフレーム４０４の底面に突出したブラケット４０５に結合されて構成されることにより、前記一対の移送シリンダー４５１の作動によって第１切断ユニット４００の全体は前記メインフレーム１のガイド４０８に沿って鉄板ストリップの移送方向に沿って前後進し；
前記第２切断ユニット２００をストリップ移送方向に前後進移送する第２移送手段も、前記第１移送手段と同一の構成が対称状に備えられることにより、一対の移送シリンダー２５１の作動によって第２切断ユニット２００の全体は前記メインフレーム１のガイドに沿って鉄板ストリップの移送方向に前後進することを特徴とする請求項２または３に記載の造管設備用鉄板ストリップ接合装置。
【請求項５】
前記第１切断ユニット４００の移送限界位置を微細に調整するために、移送限界位置微細調節手段をさらに含み、
前記移送限界位置微細調節手段は、
メインフレームの一側に備えられる調整ハンドル４４１と、
前記ハンドルの回転力をギアボックスの内部に備えられたウォームギア４４３に伝達するハンドル軸４４２と、
ギアボックスの内部に備えられ、前記ウォームギア４４３と噛み合うウォームホイール４４４と、
一側端は前記ウォームホイール４４４にネジ方式で結合され、反対側端は前記ベースフレーム４０４の底面に突出した案内ブロック４４８に収容され、長手方向に長く形成されたスロット４４６を備えた移送案内軸４４５と、
前記案内ブロック４４８に設置されて前記移送案内軸４４５のスロット４４６に収容され、スロットに沿って動くキー４４７とを含んでなることを特徴とする、請求項４に記載の造管設備用鉄板ストリップ接合装置。
【請求項１】
先行鉄板ストリップ１０の後端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプ４３０と、昇降動作によって先行鉄板ストリップ１０を切断する第１上部刃４１０とを含んでなり、先行鉄板ストリップ１０の後端部を切断する第１切断ユニット４００と；
後行鉄板ストリップ１１の先端部を垂直に加圧してクランピングする垂直クランプ２３０と、昇降動作によって後行鉄板ストリップ１１を切断する第２上部刃２１０とを含んでなり、後行鉄板ストリップ１１の先端部を切断する第２切断ユニット２００と；
前記第１切断ユニット４００をストリップ移送方向に前後進移送する第１移送手段と；
前記第２切断ユニット２００をストリップ移送方向に前後進移送する第２移送手段と；
前記第１切断ユニット４００と第２切断ユニット２００の間に配置され、前記第１及び第２移送手段によって移送され、それぞれ対向方向に突き合わせられた前記両鉄板ストリップの切断面を熔接して連結する熔接ユニット３００とを含んでなる鉄板ストリップ接合装置であって、
前記第１上部刃４１０と前記第２上部刃２１０が互いに対向方向に傾いて設置されることにより、傾いた前記第１上部刃４１０と前記第２上部刃２１０によってそれぞれ切断された前記両鉄板ストリップ１０、１１の端部が互いに突き合わせられてＶ字形を成すようにした状態で、前記熔接ユニット３００によって熔接を実施することを特徴とする、造管設備用鉄板ストリップ接合装置。
【請求項２】
前記第１切断ユニット４００の上部刃４１０と下部刃４１１の水平面に対する配置方向、第２切断ユニット２００の上部刃２１０と下部刃２１１の水平面に対する配置方向、及び前記熔接ユニットの熔接線の配置方向は、第１鉄板ストリップの平面上で幅方向への仮想基準線に対し、一定角度（Ｂ）に斜めに傾いて配置されることを特徴とする、請求項１に記載の造管設備用鉄板ストリップ接合装置。
【請求項３】
前記第１切断ユニット４００は、前記第１上部刃４１０の後端部で前記第１上部刃４１０の切断方向と平行に傾いて前記先行鉄板ストリップ１０の後端部を加圧してクランピングする傾斜クランプ４２０をさらに含み、前記第２切断ユニット２００は、前記第２上部刃２１０の後端部で前記第２上部刃の切断方向と平行に傾いて前記後行鉄板ストリップ１１の先端部を加圧してクランピングする傾斜クランプ２２０をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の造管設備用鉄板ストリップ接合装置。
【請求項４】
前記第１切断ユニット４００をストリップ移送方向に前後進移送する第１移送手段は、
ベースフレーム４０４の底面に突出したブラケット４０５と、
ピストンロッドの終端が前記ブラケット４０５にヒンジで結合され、前記ベースフレーム４０４の底面でメインフレーム１に固定設置された一対の移送シリンダー４５１とを含んでなり、
前記移送シリンダー４５１のピストンロッドの終端が前記ベースフレーム４０４の底面に突出したブラケット４０５に結合されて構成されることにより、前記一対の移送シリンダー４５１の作動によって第１切断ユニット４００の全体は前記メインフレーム１のガイド４０８に沿って鉄板ストリップの移送方向に沿って前後進し；
前記第２切断ユニット２００をストリップ移送方向に前後進移送する第２移送手段も、前記第１移送手段と同一の構成が対称状に備えられることにより、一対の移送シリンダー２５１の作動によって第２切断ユニット２００の全体は前記メインフレーム１のガイドに沿って鉄板ストリップの移送方向に前後進することを特徴とする請求項２または３に記載の造管設備用鉄板ストリップ接合装置。
【請求項５】
前記第１切断ユニット４００の移送限界位置を微細に調整するために、移送限界位置微細調節手段をさらに含み、
前記移送限界位置微細調節手段は、
メインフレームの一側に備えられる調整ハンドル４４１と、
前記ハンドルの回転力をギアボックスの内部に備えられたウォームギア４４３に伝達するハンドル軸４４２と、
ギアボックスの内部に備えられ、前記ウォームギア４４３と噛み合うウォームホイール４４４と、
一側端は前記ウォームホイール４４４にネジ方式で結合され、反対側端は前記ベースフレーム４０４の底面に突出した案内ブロック４４８に収容され、長手方向に長く形成されたスロット４４６を備えた移送案内軸４４５と、
前記案内ブロック４４８に設置されて前記移送案内軸４４５のスロット４４６に収容され、スロットに沿って動くキー４４７とを含んでなることを特徴とする、請求項４に記載の造管設備用鉄板ストリップ接合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１２−２３６２２６（Ｐ２０１２−２３６２２６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０５８２５（Ｐ２０１２−１０５８２５）
【出願日】平成２４年５月７日（２０１２．５．７）
【出願人】（５１２１１７１８８）ベーク チュン プレシジョン カンパニー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月７日（２０１２．５．７）
【出願人】（５１２１１７１８８）ベーク チュン プレシジョン カンパニー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]