KR100997886B1 - Jig device for laser welding - Google Patents

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Abstract

상호 용접할 소재에 대하여 그 용접부가 사선방향으로 경사진 경우, 그 용접부가 회전하면서 레이저빔의 초점에 정확하게 위치되도록 하여 용접이 진행되도록 함으로써 소재의 사선방향 용접품질을 높이고, 미려한 용접부 외관을 이루도록 하는 레이저 용접용 지그장치를 제공한다. When the weld is inclined diagonally with respect to the material to be welded to each other, the weld is rotated so as to be accurately positioned at the focal point of the laser beam so that the welding proceeds, thereby improving the diagonal welding quality of the material and achieving a beautiful weld appearance. Provided is a jig device for laser welding.

레이저 용접, 지그장치, 회전블록, 용접부 Laser welding, jig device, rotating block, welding part

Description

레이저 용접용 지그장치{JIG DEVICE FOR LASER WELDING}Jig Device for Laser Welding {JIG DEVICE FOR LASER WELDING}

본 발명은 레이저 용접용 지그장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상호 용접할 소재에 대하여 그 용접부가 사선방향으로 경사진 경우, 그 용접부가 회전하면서 레이저빔의 초점에 정확하게 위치되도록 하는 레이저 용접용 지그장치에 관한 것이다. The present invention relates to a jig device for laser welding, and more particularly, when the welding portion is inclined in an oblique direction with respect to the material to be welded to each other, the welding jig for laser welding so that the welding portion is accurately positioned at the focus of the laser beam. Relates to a device.

일반적으로 레이저 용접은 레이저빔의 초점구간에서 에너지 다중반사 및 흡수를 이용한 키홀용접(KEYHOLE WELDING)으로 진행된다. In general, laser welding is performed by keyhole welding using energy multiple reflection and absorption in the focal section of the laser beam.

즉, 상기 키홀용접의 경우에는 레이저빔의 전자기파 에너지가 집적된 초점위치에서 소재의 표면에 충돌하고, 그 충돌에너지는 열에너지를 발산하면서 전자기파의 연속적인 현상인 키홀현상을 유지한다. 이러한 키홀현상을 과학적으로 서술하면, 고출력 레이저 용접에서 용융 풀에 증기압 등의 작용으로 작은 구멍을 만들면서 용접이 이루어지는 상태를 말한다.That is, in the case of the keyhole welding, the electromagnetic wave energy of the laser beam collides with the surface of the material at the integrated focal position, and the collision energy dissipates thermal energy while maintaining the keyhole phenomenon, which is a continuous phenomenon of electromagnetic waves. When the keyhole phenomenon is described scientifically, it refers to a state where welding is performed while making a small hole through the action of vapor pressure or the like in the high power laser welding.

이와 같이, 레이저빔(LB)의 특성을 이용하여 강판 또는 알루미늄 합금판재 등의 소재에 대하여 레이저 용접작업을 진행하게 된다. As described above, the laser welding operation is performed on a material such as a steel sheet or an aluminum alloy sheet using the characteristics of the laser beam LB.

도 1은 일반적인 레이저 용접 시스템에 의한 레이저 용접 공정도로써, 상기 한 레이저빔(LB)을 이용하여 강판 또는 알루미늄 합금판재 등의 소재를 용접하기 위해서는 로봇(1)의 아암(3) 선단에 레이저 헤드(5)를 설치하고, 이 레이저 헤드(5)는 레이저 발진기(7)와 연결되는 레이저 용접 시스템을 구비하여, 로봇 제어기(C)를 통하여 거동하는 로봇(1)에 의해 상기 레이저 헤드(5)가 지그장치(11) 상의 소재(9)의 용접패턴을 따라 이동하면서 레이저빔(LB)을 조사하여 용접작업을 진행하게 된다. FIG. 1 is a laser welding process diagram by a general laser welding system. In order to weld a material such as steel sheet or an aluminum alloy sheet using the laser beam LB, a laser head (3) is used at the tip of the arm 3 of the robot 1. 5), the laser head 5 has a laser welding system connected to the laser oscillator 7 so that the laser head 5 is driven by a robot 1 which is behaving through the robot controller C. The welding operation is performed by irradiating the laser beam LB while moving along the welding pattern of the material 9 on the jig device 11.

그리고 상기한 바와 같은 레이저 용접을 위해서는 소재(9)를 고정해주는 지그장치(11)가 필요한데, 상기한 바와 같은 종래의 지그장치(11)는, 도 2에서 도시한 토잉 로드(13)를 장착되도록 하는 토잉 하우징(15)을 범퍼빔(17)의 전방 측부에 사선방향으로 용접되도록 고정해주지는 못하는 문제점이 있다. And the laser welding as described above is required for the jig device 11 for fixing the material 9, the conventional jig device 11 as described above, so that the towing rod 13 shown in FIG. There is a problem in that the towing housing 15 cannot be fixed to be welded diagonally to the front side of the bumper beam 17.

즉, 도 3에서 도시한 토잉 하우징(15) 및 브라켓(19)과 같이, 상호 용접할 2개의 소재에 대하여 그 용접부(W)가 사선방향으로 경사진 경우, 그 용접부(W)의 높이가 달라 레이저빔(LB)의 초점이 정확하게 용접부(W)에 일치되어 용접되도록 하기 위해서는 별도의 전용 지그장치가 구성되어야 한다.That is, as in the towing housing 15 and the bracket 19 shown in Fig. 3, when the welded portion W is inclined diagonally with respect to two materials to be welded to each other, the height of the welded portion W is different. In order for the focus of the laser beam LB to be accurately matched to the weld W, a separate dedicated jig device must be configured.

따라서 본 발명은 상기와 같은 요구에 의하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상호 용접할 소재에 대하여 그 용접부가 사선방향으로 경사진 경우, 그 용접부가 회전하면서 레이저빔의 초점에 정확하게 위치되도록 하여 용접이 진행되도록 함으로써 소재의 사선방향 용접품질을 높이고, 미려한 용접부 외관을 이루도록 하는 레이저 용접용 지그장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been invented by the above-described demands, and the problem to be solved by the present invention is that when the weld is inclined in an oblique direction with respect to the material to be welded to each other, the weld is rotated and accurately positioned at the focal point of the laser beam. It is to provide a laser welding jig device to increase the diagonal welding quality of the material by making the welding proceed so as to achieve a beautiful weld appearance.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 레이저 용접용 지그장치는 작업실 바닥에 지주 프레임과 가로 프레임을 통하여 고정 설치되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트와 상기 가로 프레임 사이에 회전 가능하게 구성되는 회전블록의 하부면이 경사면으로 형성되어 회전하면서 상기 베이스 플레이트에 대하여 그 상부면의 높이를 가변하는 위치조정유닛; 상기 위치조정유닛의 일측부에서 상기 가로 프레임 상에 구성되며, 상기 회전블록에 모터의 회전 구동력과 사선 가이드 홈을 통한 승하강력을 전달하는 승하강 회전구동유닛; 상기 위치조정유닛의 타측부에서 상기 가로 프레임 상에 구성되며, 상기 회전블록의 하부면에 형성되는 지지 안내홈에 구름볼 유닛을 통하여 접촉된 상태로 상기 회전블록을 구름 지지하는 지지유닛; 상기 회전블록의 상부면 중앙에 구성되며, 다수개의 클램핑 패드를 통하여 용접할 소재를 고정하는 클램핑유닛을 포함한다.Laser welding jig device according to the present invention for realizing the technical problem as described above is fixed to the base plate through the holding frame and the horizontal frame on the floor of the work room; A positioning unit configured to rotate a lower surface of the rotating block configured to be rotatable between the base plate and the horizontal frame to form an inclined surface to vary a height of the upper surface with respect to the base plate; A lifting and lowering rotation driving unit which is configured on the horizontal frame at one side of the position adjusting unit and transmits the driving force of the motor and the lifting force through the oblique guide groove to the rotary block; A support unit which is configured on the horizontal frame at the other side of the position adjusting unit, and supports the rotary block in contact with a support guide groove formed on the lower surface of the rotary block through a rolling ball unit; It is configured in the center of the upper surface of the rotary block, and includes a clamping unit for fixing the material to be welded through a plurality of clamping pads.

상기 위치조정유닛은 상기 베이스 플레이트 상의 중앙에 베어링을 통하여 외 주면이 설치되고, 내주면에는 상하방향으로 다수개의 슬라이딩 홈이 형성되는 회전 가이드 링; 외주면에는 상기 회전 가이드 링의 각 슬라이딩 홈에 삽입되는 슬라이더를 형성하며, 하부면은 경사면으로 형성되고, 상기 하부면의 가장자리를 따라서는 반원형의 지지 안내홈이 형성되는 회전블록; 상기 회전블록의 하부면 회전중심에 하향하여 장착되며, 하부 내측에는 승하강 홀이 형성되는 승하강 축; 상기 가로 프레임 상의 중앙에 베어링을 통하여 회전 가능하게 설치되며, 그 상면 중심에는 상기 승하강 홀에 삽입되어 승하강 축에 회전력을 전달하도록 승하강 로드가 구성되고, 그 외주면 일측에는 상기 승하강 회전구동유닛과 벨트로 연결되는 피동풀리가 구성되는 풀리 피동축; 상기 승하강 축 상의 일측에 고정링을 통하여 설치되며, 그 선단은 상기 사선 가이드 홈에 삽입 접촉되어 상기 승하강 축에 승하강력을 전달하는 연결로드으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The positioning unit may include a rotation guide ring having an outer circumferential surface installed at a center on the base plate through a bearing, and a plurality of sliding grooves formed in an up and down direction on an inner circumferential surface thereof; A rotary block formed on an outer circumferential surface of a slider inserted into each sliding groove of the rotary guide ring, the lower surface of which is formed as an inclined surface, and a semicircular support guide groove is formed along an edge of the lower surface; A lowering shaft mounted downward in the center of rotation of the lower surface of the rotary block and having a lowering hole formed at a lower inner side thereof; It is installed rotatably through a bearing in the center on the horizontal frame, the elevating rod is inserted into the elevating hole in the center of the upper surface is configured to transfer the rotational force to the elevating shaft, the elevating rotation drive on one side of the outer peripheral surface A pulley driven shaft having a driven pulley connected to the unit and the belt; It is installed on one side on the elevating shaft through a fixing ring, the front end is characterized in that consisting of a connecting rod which is inserted into the oblique guide groove to transfer the elevating force to the elevating shaft.

상기 승하강 홀과 이에 삽입되는 승하강 로드는 풀리 피동축의 회전력을 승하강 축에 전달할 수 있도록 사각단면을 갖는 것으로 할 수 있다.The elevating hole and the elevating rod inserted therein may have a rectangular cross section so as to transmit the rotational force of the pulley driven shaft to the elevating shaft.

상기 승하강 회전구동유닛은 상기 가로 프레임 상의 하부에 설치되는 구동모터; 상기 가로 프레임을 관통하여 설치되며, 그 외주면 상부 일측에는 외주면을 따라 사선방향으로 반원형의 사선 가이드 홈이 형성되고, 그 외주면 하부 일측에는 상기 위치조정유닛과 벨트로 연결되는 구동풀리가 구성되는 모터 회전축;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The elevating rotary drive unit is a drive motor installed on the lower portion on the horizontal frame; It is installed through the horizontal frame, the upper side of the outer peripheral surface is formed with a semi-circular oblique guide groove in the diagonal direction along the outer peripheral surface, the lower side of the outer peripheral surface of the motor rotating shaft is composed of a drive pulley connected to the positioning unit and the belt It characterized by consisting of.

상기 구동모터는 그 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The drive motor is characterized by consisting of a step motor capable of controlling the number of revolutions and the direction of rotation.

상기 모터 회전축은 상기 가로 프레임 상에 베어링을 개재하여 설치되는 것을 특징으로 한다.The motor shaft is characterized in that installed on the horizontal frame via a bearing.

상기 지지유닛은 상기 가로 프레임 상에 세워져 설치되며, 상단에는 쿠션홈이 형성되는 지지프레임; 상기 지지프레임의 쿠션홈에 스프링을 개재하여 설치되어 상기 지지 안내홈을 따라 구름볼이 접촉되어 구르면서 상기 회전블록의 하부 일측을 지지하는 구름볼 유닛으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The support unit is installed standing on the horizontal frame, the support frame is formed with a cushion groove on the top; It is installed via a spring in the cushion groove of the support frame is characterized in that consisting of a rolling ball unit supporting the lower one side of the rotary block while rolling rolling contact with the support guide groove.

상기 구름볼 유닛은 상기 지지프레임의 쿠션홈에 삽입되는 볼 하우징; 상기 볼 하우징의 상단에 구성되는 구름볼로 이루어지는 것으로 할 수 있다.The rolling ball unit is a ball housing which is inserted into the cushion groove of the support frame; It can be made of a rolling ball configured on the upper end of the ball housing.

상기 클램핑유닛은 상기 회전블록의 상부면 중앙에 고정 설치되는 원통형상의 클램핑 하우징; 상기 클램핑 하우징의 내주면에 일정간격으로 배치되는 다수개의 클램핑 패드; 상기 클램핑 하우징에 나사 체결되어 상기 각 클램핑 패드와 회전 조인트로 연결되는 다수개의 체결볼트로 이루어지는 것으로 할 수 있다. The clamping unit is a cylindrical clamping housing fixed to the center of the upper surface of the rotary block; A plurality of clamping pads disposed at regular intervals on an inner circumferential surface of the clamping housing; Screwed to the clamping housing may be composed of a plurality of fastening bolts connected to each of the clamping pad and the rotary joint.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 레이저 용접용 지그장치에 의하면, 상호 용접할 소재에 대하여 그 용접부가 사선방향으로 경사진 경우, 그 용접부가 회전하면서 레이저빔의 초점에 정확하게 위치되도록 하여 용접이 진행되도록 함으로써 소재의 사선방향 용접품질을 높이고, 미려한 용접부 외관을 이루도록 하는 효과가 있다.According to the laser welding jig device according to the present invention as described above, when the welding portion is inclined diagonally with respect to the material to be welded to each other, the welding portion rotates so that the welding is precisely positioned at the focal point of the laser beam so that the welding proceeds. This improves the diagonal welding quality of the material and has an effect of achieving a beautiful weld appearance.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하 면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 지그장치의 구성 단면도이고, 도 5와 도 6은 도 4의 A-A 선 및 B-B 선에 따른 단면도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 지그장치에 적용되는 위치조정유닛과 승하강 회전구동유닛 및 지지유닛의 사시도이다. 4 is a cross-sectional view of a jig device for laser welding according to an exemplary embodiment of the present invention, FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views taken along line AA and BB of FIG. 4, and FIG. 7 is a laser according to an exemplary embodiment of the present invention. A perspective view of a position adjusting unit, a lifting and lowering rotation driving unit, and a support unit applied to a welding jig device.

본 실시예에 따른 레이저 용접용 지그장치의 구성은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 크게 베이스 플레이트(20), 위치조정유닛(30), 승하강 회전구동유닛(40), 지지유닛(50), 및 클램핑유닛(60)으로 구분된다. The configuration of the jig device for laser welding according to the present embodiment, as shown in Figure 4, the base plate 20, the position adjustment unit 30, the elevating rotary drive unit 40, the support unit 50 , And the clamping unit 60.

먼저, 상기 베이스 플레이트(20)는 작업실 바닥에 4개의 지주 프레임(21; 일부 미도시)과 가로 프레임(22)을 통하여 고정 설치된다. First, the base plate 20 is fixedly installed on the floor of the work room through four strut frames 21 (some not shown) and horizontal frames 22.

그리고 상기 위치조정유닛(30)은 상기 베이스 플레이트(20)와 상기 가로 프레임(22) 사이에 회전 가능하게 구성되는 회전블록(31)의 하부면(F1)이 경사면으로 형성되어 회전하면서 상기 베이스 플레이트(20)에 대하여 그 상부면(F2)의 높이를 가변하도록 구성된다. And the positioning unit 30 is the base plate while rotating the lower surface (F1) of the rotating block 31 is configured as an inclined surface rotatably configured between the base plate 20 and the horizontal frame (22) It is configured to vary the height of the upper surface F2 with respect to 20.

상기 위치조정유닛(30)의 구체적인 구성은, 도 6과 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(20) 상의 중앙에 베어링(B1)을 통하여 회전 가이드 링(32)이 회전 가능하게 설치된다. 또한, 상기 회전 가이드 링(32)은 내주면에 상하방향으로 4개의 슬라이딩 홈(G1)이 형성된다. 6 and 7, the rotation guide ring 32 is rotatably installed in the center of the base plate 20 via a bearing B1. . In addition, the rotation guide ring 32 is formed with four sliding grooves (G1) in the vertical direction on the inner circumferential surface.

상기 회전블록(31)은 외주면에 상기 회전 가이드 링(32)의 각 슬라이딩 홈(G1)에 삽입되는 슬라이더(G2)를 형성하며, 그 하부면(F1)은 경사면으로 형성되 고, 상기 하부면(F1)의 가장자리를 따라서는 반원형의 지지 안내홈(G3)이 형성되어 상기 회전 가이드 링(32)에 상하방향으로 이동 가능하게 설치된다.The rotary block 31 forms a slider G2 inserted into each sliding groove G1 of the rotary guide ring 32 on an outer circumferential surface thereof, and the lower surface F1 is formed as an inclined surface, and the lower surface ( A semicircular support guide groove G3 is formed along the edge of F1) so as to be movable upward and downward in the rotation guide ring 32.

상기 회전블록(31)의 하부면(F1) 회전중심에는 승하강 축(33)이 하향하여 장착되는데, 상기 승하강 축(33)의 하부 내측에는 승하강 홀(H1)이 형성된다. The lower and lower shaft 33 is mounted downward in the center of rotation of the lower surface F1 of the rotary block 31, and the lower and lower holes H1 are formed inside the lower and lower shaft 33.

또한, 상기 가로 프레임(22) 상의 중앙에는 풀리 피동축(34)이 베어링(B2)을 통하여 회전 가능하게 설치된다. 상기 풀리 피동축(34)은 그 상면 중심에 상기 승하강 홀(H1)에 삽입되어 승하강 축(33)에 회전력을 전달하도록 승하강 로드(35)가 구성된다. In addition, a pulley driven shaft 34 is rotatably installed in the center on the horizontal frame 22 through the bearing B2. The pulley driven shaft 34 is inserted into the elevating hole H1 at the center of the upper surface thereof, and the elevating rod 35 is configured to transmit rotational force to the elevating shaft 33.

여기서, 상기 승하강 홀(H1)과 이에 삽입되는 승하강 로드(35)는 상기 풀리 피동축(34)의 회전력을 승하강 축(33)에 전달할 수 있도록 사각단면을 갖는 것이 바람직하다.Here, the elevating hole (H1) and the elevating rod (35) inserted therein preferably has a square cross section so as to transmit the rotational force of the pulley driven shaft (34) to the elevating shaft (33).

이러한 상기 풀리 피동축(34)의 외주면 일측에는 상기 승하강 회전구동유닛(40)과 벨트(V)로 연결되는 피동풀리(36)가 구성된다.On one side of the outer circumferential surface of the pulley driven shaft 34, a driven pulley 36 connected to the elevating rotary driving unit 40 and the belt V is configured.

또한, 상기 승하강 축(33) 상의 일측에는 고정링(37)을 통하여 연결로드(38)가 설치되는데, 상기 연결로드(38)는 그 선단을 통하여 상기 승하강 회전구동유닛(40)과 연결되어 승하강 축(33)에 승하강력을 전달하게 된다. In addition, a connection rod 38 is installed on one side on the lifting shaft 33 through a fixing ring 37, and the connection rod 38 is connected to the lifting rotation driving unit 40 through its tip. Thus, the lifting force is transmitted to the lifting shaft 33.

그리고 상기 위치조정유닛(30)의 풀리 피동축(34)의 일측부에 대응하여 상기 가로 프레임(22) 상에 승하강 회전구동유닛(40)이 구성되는데, 상기 승하강 회전구동유닛(40)은 상기 회전블록(31)에 모터의 회전 구동력과 사선 가이드 홈(G4)을 통한 승하강력을 전달한다. And corresponding to one side of the pulley driven shaft 34 of the position adjustment unit 30, the elevating rotary drive unit 40 is configured on the horizontal frame 22, the elevating rotary drive unit 40 The rotating block 31 transfers the driving force of the motor and the lifting force through the oblique guide groove (G4).

이러한 승하강 회전구동유닛(40)의 구체적인 구성은, 도 4와 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 가로 프레임(22) 상의 하부에 구동모터(41)가 설치된다. In the specific configuration of the elevating rotary drive unit 40, as shown in Figure 4 and 7, the drive motor 41 is installed on the lower portion on the horizontal frame (22).

상기 구동모터(41)의 모터 회전축(42)은 상기 가로 프레임(22)을 관통하여 설치되는데, 상기 모터 회전축(42)의 외주면 상부 일측에는 외주면을 따라 사선방향으로 반원형의 사선 가이드 홈(G4)이 형성된다. The motor rotation shaft 42 of the driving motor 41 is installed to penetrate the horizontal frame 22. A semicircular diagonal guide groove G4 is formed in an oblique direction along an outer circumferential surface on an upper side of the outer circumferential surface of the motor rotation shaft 42. Is formed.

즉, 상기 사선 가이드 홈(G4)에는 상기한 연결로드(38)의 선단이 삽입 접촉되며, 상기 구동모터(41)의 회전에 따라 상기 연결로드(38)를 승하강시켜 상기 승하강 축(33)에 승하강력을 전달하게 된다. That is, the front end of the connecting rod 38 is inserted into the oblique guide groove (G4) is in contact with, the lifting rod (33) by raising and lowering the connecting rod 38 in accordance with the rotation of the drive motor (41). To increase and decrease the power.

또한, 상기 모터 회전축(42)의 외주면 하부 일측에는 상기 위치조정유닛(30)의 피동풀리(36)와 벨트(V)로 연결되는 구동풀리(43)가 구성된다. In addition, a driving pulley 43 connected to the driven pulley 36 of the position adjusting unit 30 and the belt V is formed at one lower side of the outer circumferential surface of the motor rotation shaft 42.

여기서, 상기 구동모터(41)는 그 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the drive motor 41 is preferably made of a step motor capable of controlling the rotation speed and rotation direction.

또한, 상기 모터 회전축(42)은 상기 가로 프레임(22) 상에 베어링(B3)을 개재하여 설치되는 것이 바람직하다.In addition, the motor rotation shaft 42 is preferably installed on the horizontal frame 22 via a bearing (B3).

그리고 상기한 지지유닛(50)은 상기 위치조정유닛(30)의 풀리 피동축(34) 타측부에서, 상기 가로 프레임(22) 상에 구성되어 상기 회전블록(31)의 하부면(F1)에 형성되는 지지 안내홈(G3)에 구름볼 유닛(51)을 통하여 접촉된 상태로 상기 회전블록(31)을 구름 지지하게 된다.The support unit 50 is formed on the horizontal frame 22 on the other side of the pulley driven shaft 34 of the position adjusting unit 30 and is provided on the lower surface F1 of the rotary block 31. The rotary block 31 is supported in a rolling state in contact with the support guide groove G3 formed through the rolling ball unit 51.

이러한 지지유닛(50)의 구체적인 구성은, 도 4와 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 가로 프레임(22) 상에 지지프레임(52)이 세워져 설치되며, 이 지지프레 임(52)의 상단에는 쿠션홈(53)이 형성된다.In the specific configuration of the support unit 50, as shown in Fig. 4 and 7, the support frame 52 is installed on the horizontal frame 22 is installed, the upper end of the support frame 52 A cushion groove 53 is formed.

상기 지지프레임(52)의 쿠션홈(53)에는 스프링(54)을 개재한 상태로, 상기 지지 안내홈(G3)을 따라 구름볼(55)이 접촉되어 구르면서 상기 회전블록(31)의 하부 일측을 지지하는 구름볼 유닛(51)이 설치된다.Cushion groove 53 of the support frame 52 in the state of the spring 54 through the rolling ball 55 along the support guide groove (G3) in contact with the rolling and lower portion of the rotary block 31 The rolling ball unit 51 supporting one side is installed.

여기서, 상기 구름볼 유닛(51)은 상기 지지프레임(52)의 쿠션홈(53)에 삽입되는 볼 하우징(56)과, 상기 볼 하우징(56)의 상단에 구성되는 구름볼(55)로 이루어진다.Here, the rolling ball unit 51 is composed of a ball housing 56 inserted into the cushion groove 53 of the support frame 52, and a rolling ball 55 formed on the top of the ball housing 56. .

그리고 상기한 클램핑유닛(60)은 상기 회전블록(31)의 상부면(F2) 중앙에 구성되어 4개의 클램핑 패드(61)를 통하여 용접할 소재를 고정하게 된다.In addition, the clamping unit 60 is configured at the center of the upper surface F2 of the rotary block 31 to fix the material to be welded through the four clamping pads 61.

이러한 클램핑유닛(60)의 구체적인 구성은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 회전블록(31)의 상부면(F2) 중앙에 원통형상의 클램핑 하우징(62)이 고정 설치된다.In the specific configuration of the clamping unit 60, as shown in Figure 5, the cylindrical clamping housing 62 is fixed to the center of the upper surface (F2) of the rotary block (31).

상기 클램핑 하우징(62)의 내주면에는 일정간격으로 4개의 클램핑 패드(61)가 배치되고, 상기 클램핑 하우징(62)에 나사 체결되는 체결볼트(63)와 상기 각 클램핑 패드(61)가 회전 조인트(64)를 통하여 연결되어 구성된다.Four clamping pads 61 are disposed on the inner circumferential surface of the clamping housing 62 at predetermined intervals, and a fastening bolt 63 screwed to the clamping housing 62 and each of the clamping pads 61 are rotatable joints. Connected via 64).

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 레이저 용접용 지그장치의 작동을, 도 8 내지 도 10을 통하여 설명한다.Therefore, the operation of the jig device for laser welding having the above configuration will be described with reference to FIGS. 8 to 10.

먼저, 도 8에서 도시한 바와 같이, 상호 용접할 소재에 대하여 그 용접부가 사선방향으로 경사진 경우의 예로, 토잉 하우징(15)과 이에 사선방향으로 용접되는 브라켓(19)을 들어 용접하는 과정을 설명한다. First, as shown in FIG. 8, an example of a case in which the welds are inclined diagonally with respect to the material to be welded to each other, a process of welding by lifting the towing housing 15 and the bracket 19 welded thereto in a diagonal direction. Explain.

즉, 상기 투잉 하우징(15)과 브라켓(19)을 가조립 한 상태로, 상기 토잉 하우징(15)을 클램핑 하우징(62)에 삽입하여, 도 9에서 도시한 바와 같이, 각 체결볼트(63)를 조여 4개의 클램핑 패드(61)로 고정한다. That is, while the towing housing 15 and the bracket 19 are temporarily assembled, the towing housing 15 is inserted into the clamping housing 62, and as shown in FIG. Tighten and secure with four clamping pads 61.

이어서, 레이저 옵틱헤드(80)를 통하여 용접부(W) 일측에 레이저빔(LB)의 초점을 정확하게 일치시켜 용접을 시작하게 된다. Subsequently, welding is started by accurately matching the focus of the laser beam LB to one side of the welding part W through the laser optical head 80.

이때, 상기 레이저빔(LB)의 조사와 동시에 상기 구동모터(41)를 일방향으로 구동시키게 되는데, 상기 구동모터(41)가 회전하면, 도 10에서 도시한 바와 같이, 상기 모터 회전축(42)과 벨트 구동하는 풀리 피동축(34)이 회전하게 되며, 상기 풀리 피동축(34)의 회전력은 승하강 로드(35)를 통하여 승하강 축(33)에 전달되어 회전블록(31)을 회전시키게 된다. At this time, the driving motor 41 is driven in one direction simultaneously with the irradiation of the laser beam LB. When the driving motor 41 rotates, as shown in FIG. 10, the motor rotation shaft 42 and The belt driven pulley driven shaft 34 is rotated, and the rotational force of the pulley driven shaft 34 is transmitted to the lifting shaft 33 through the lifting rod 35 to rotate the rotary block 31. .

이와 동시에, 상기 회전블록(31)은 연결로드(38)를 통하여 회전하는 모터 회전축(42) 상의 사선 가이드 홈(G4)에 연결된 승하강 축(33)의 상승 또는 하강으로 베이스 플레이트(20)에 대하여 상승 및 하강 작동을 하면서, 상기 레이저빔(LB)의 초점 위치에 상기 토잉 하우징(15)과 브라켓(19)의 사선방향 용접부(W) 위치를 정확하게 일치시켜 주게 된다. At the same time, the rotary block 31 is raised or lowered on the base plate 20 by raising or lowering the lifting shaft 33 connected to the oblique guide groove G4 on the motor rotating shaft 42 rotating through the connecting rod 38. As the lifting and lowering operation is performed, the oblique weld W position of the towing housing 15 and the bracket 19 is exactly matched to the focal position of the laser beam LB.

이에 따라, 용접부(W)가 사선방향을 형성되는 용접 대상물은 상기 회전블록(31)의 승하강 및 회전작동을 통하여 항상 레이저빔(LB)의 초점위치에 그 용접부(W)가 위치되도록 하여 그 용접품질을 향상시키고, 미려한 용접부 외관을 이루게 된다. Accordingly, the welding object in which the welding portion W is formed in the oblique direction is always positioned so that the welding portion W is positioned at the focal position of the laser beam LB through the lifting and lowering operation of the rotary block 31. Improve the welding quality, and achieve a beautiful weld appearance.

도 1은 일반적인 레이저 용접 시스템의 구성도이다. 1 is a block diagram of a general laser welding system.

도 2는 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 차량용 범퍼빔과 토잉 하우징의 장착 단면도이다. Figure 2 is a mounting cross-sectional view of the bumper beam and the towing housing for a vehicle for explaining the problems of the prior art.

도 3은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 토잉 하우징과 브라켓의 용접 상태를 도시한 사시도이다.Figure 3 is a perspective view showing a welding state of the towing housing and the bracket for explaining the problems of the prior art.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 지그장치의 구성 단면도이다. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the jig device for laser welding according to the embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 A-A 선에 따른 단면도이다. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 6은 도 4의 B-B 선에 따른 단면도이다. 6 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 4.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 지그장치에 적용되는 위치조정유닛과 승하강 회전구동유닛 및 지지유닛의 사시도이다. 7 is a perspective view of a position adjusting unit and a lifting and lowering driving unit and a support unit applied to a jig device for laser welding according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 지그장치의 단계별 사용 상태도이다. 8 to 10 is a step-by-step state of use of the jig device for laser welding according to an embodiment of the present invention.

Claims (9)

레이저 용접용 지그장치에 있어서, In the jig device for laser welding, 작업실 바닥에 지주 프레임과 가로 프레임을 통하여 고정 설치되는 베이스 플레이트;A base plate fixedly installed on the floor of the work room through the holding frame and the horizontal frame; 상기 베이스 플레이트와 상기 가로 프레임 사이에 회전 가능하게 구성되는 회전블록의 하부면이 경사면으로 형성되어 회전하면서 상기 베이스 플레이트에 대하여 그 상부면의 높이를 가변하는 위치조정유닛;A positioning unit configured to rotate a lower surface of the rotating block configured to be rotatable between the base plate and the horizontal frame to form an inclined surface to vary a height of the upper surface with respect to the base plate; 상기 위치조정유닛의 일측부에서 상기 가로 프레임 상에 구성되며, 상기 회전블록에 모터의 회전 구동력과 사선 가이드 홈을 통한 승하강력을 전달하는 승하강 회전구동유닛;A lifting and lowering rotation driving unit which is configured on the horizontal frame at one side of the position adjusting unit and transmits the driving force of the motor and the lifting force through the oblique guide groove to the rotary block; 상기 위치조정유닛의 타측부에서 상기 가로 프레임 상에 구성되며, 상기 회전블록의 하부면에 형성되는 지지 안내홈에 구름볼 유닛을 통하여 접촉된 상태로 상기 회전블록을 구름 지지하는 지지유닛;A support unit which is configured on the horizontal frame at the other side of the position adjusting unit, and supports the rotary block in contact with a support guide groove formed on the lower surface of the rotary block through a rolling ball unit; 상기 회전블록의 상부면 중앙에 구성되며, 다수개의 클램핑 패드를 통하여 용접할 소재를 고정하는 클램핑유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치. A jig device for laser welding, comprising a clamping unit configured at a center of an upper surface of the rotating block and fixing a material to be welded through a plurality of clamping pads. 제1항에서,In claim 1, 상기 위치조정유닛은 The position adjusting unit 상기 베이스 플레이트 상의 중앙에 베어링을 통하여 외주면이 설치되고, 내주면에는 상하방향으로 다수개의 슬라이딩 홈이 형성되는 회전 가이드 링;A rotation guide ring having an outer circumferential surface installed at a center on the base plate through a bearing, and having a plurality of sliding grooves formed on the inner circumferential surface in a vertical direction; 외주면에는 상기 회전 가이드 링의 각 슬라이딩 홈에 삽입되는 슬라이더를 형성하며, 하부면은 경사면으로 형성되고, 상기 하부면의 가장자리를 따라서는 반원형의 지지 안내홈이 형성되는 회전블록;A rotary block formed on an outer circumferential surface of a slider inserted into each sliding groove of the rotary guide ring, the lower surface of which is formed as an inclined surface, and a semicircular support guide groove is formed along an edge of the lower surface; 상기 회전블록의 하부면 회전중심에 하향하여 장착되며, 하부 내측에는 승하강 홀이 형성되는 승하강 축;A lowering shaft mounted downward in the center of rotation of the lower surface of the rotary block and having a lowering hole formed at a lower inner side thereof; 상기 가로 프레임 상의 중앙에 베어링을 통하여 회전 가능하게 설치되며, 그 상면 중심에는 상기 승하강 홀에 삽입되어 승하강 축에 회전력을 전달하도록 승하강 로드가 구성되고, 그 외주면 일측에는 상기 승하강 회전구동유닛과 벨트로 연결되는 피동풀리가 구성되는 풀리 피동축;It is installed rotatably through a bearing in the center on the horizontal frame, the elevating rod is inserted into the elevating hole in the center of the upper surface is configured to transfer the rotational force to the elevating shaft, the elevating rotation drive on one side of the outer peripheral surface A pulley driven shaft having a driven pulley connected to the unit and the belt; 상기 승하강 축 상의 일측에 고정링을 통하여 설치되며, 그 선단은 상기 사선 가이드 홈에 삽입 접촉되어 상기 승하강 축에 승하강력을 전달하는 연결로드;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.A jig device for laser welding, comprising: a connecting rod installed at one side of the elevating shaft through a fixing ring, and a distal end thereof inserted into the oblique guide groove to transfer the elevating force to the elevating shaft. 제1항에서, In claim 1, 상기 승하강 홀과 이에 삽입되는 승하강 로드는 The lifting hole and the lifting rod inserted therein 풀리 피동축의 회전력을 승하강 축에 전달할 수 있도록 사각단면을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.Jig device for laser welding, characterized in that it has a rectangular cross section so as to transmit the rotational force of the pulley driven shaft to the lifting shaft. 제1항에서, In claim 1, 상기 승하강 회전구동유닛은 The elevating rotary drive unit is 상기 가로 프레임 상의 하부에 설치되는 구동모터;A drive motor installed at a lower portion of the horizontal frame; 상기 가로 프레임을 관통하여 설치되며, 그 외주면 상부 일측에는 외주면을 따라 사선방향으로 반원형의 사선 가이드 홈이 형성되고, 그 외주면 하부 일측에는 상기 위치조정유닛과 벨트로 연결되는 구동풀리가 구성되는 모터 회전축;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치. It is installed through the horizontal frame, the upper side of the outer peripheral surface is formed with a semi-circular oblique guide groove in the diagonal direction along the outer peripheral surface, the lower side of the outer peripheral surface of the motor rotating shaft is composed of a drive pulley connected to the positioning unit and the belt Jig device for laser welding, characterized in that consisting of. 제4항에서, In claim 4, 상기 구동모터는 The drive motor is 그 회전수 및 회전방향 제어가 가능한 스텝모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.A jig device for laser welding, comprising a step motor capable of controlling the rotation speed and rotation direction thereof. 제4항에서, In claim 4, 상기 모터 회전축은 The motor shaft is 상기 가로 프레임 상에 베어링을 개재하여 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.Jig device for laser welding, characterized in that installed on the horizontal frame via a bearing. 제1항에서, In claim 1, 상기 지지유닛은 The support unit 상기 가로 프레임 상에 세워져 설치되며, 상단에는 쿠션홈이 형성되는 지지프레임;The support frame is installed on the horizontal frame, the cushion groove is formed on the top; 상기 지지프레임의 쿠션홈에 스프링을 개재하여 설치되어 상기 지지 안내홈을 따라 구름볼이 접촉되어 구르면서 상기 회전블록의 하부 일측을 지지하는 구름볼 유닛;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.Jig device for laser welding, characterized in that consisting of a ball-ball unit which is installed through a spring in the cushion groove of the support frame to support the rolling ball in contact with the rolling ball along the support guide groove rolls the lower side of the rotating block; . 제7항에서, In claim 7, 상기 구름볼 유닛은 The cloud ball unit 상기 지지프레임의 쿠션홈에 삽입되는 볼 하우징;A ball housing inserted into the cushion groove of the support frame; 상기 볼 하우징의 상단에 구성되는 구름볼;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.Jig device for laser welding, characterized in that consisting of; rolling ball formed on the top of the ball housing. 제1항에서, In claim 1, 상기 클램핑유닛은The clamping unit is 상기 회전블록의 상부면 중앙에 고정 설치되는 원통형상의 클램핑 하우징;A cylindrical clamping housing fixedly installed at the center of the upper surface of the rotary block; 상기 클램핑 하우징의 내주면에 일정간격으로 배치되는 다수개의 클램핑 패드;A plurality of clamping pads disposed at regular intervals on an inner circumferential surface of the clamping housing; 상기 클램핑 하우징에 나사 체결되어 상기 각 클램핑 패드와 회전 조인트로 연결되는 다수개의 체결볼트;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.And a plurality of fastening bolts which are screwed to the clamping housing and connected to the respective clamping pads and the rotary joints.
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