KR0164913B1

KR0164913B1 - 고밀도 에너지 광선 용접용 설비에서 적어도 두 개의 판재를 맞댐식으로 배치하는 장치

Info

Publication number: KR0164913B1
Application number: KR1019950000861A
Authority: KR
Inventors: 길르 뻬뤼; 르와 이봉 르; 샤를르 시옹; 엠마뉘엘 메쉬; 가브리엘 베르니에
Original assignee: 쟝-가브리엘 메나르; 쏠락
Priority date: 1994-01-20
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 1999-01-15
Also published as: CA2139621C; JPH07214355A; US5536915A; DE69402819D1; EP0664183B1; JP2695125B2; DE69402819T2; ES2104314T3; CA2139621A1; ATE152020T1; FR2715092B1; KR950031353A; EP0664183A1; FR2715092A1

Abstract

본 발명은 고밀도 에너지 광선 용접을 설비에서 적어도 두 개의 판재(2, 3)를 맞댐식으로 일치시켜 배치하는 장치를 제공한다.

본 장치는, 판재를 위치시키고 고정하기 위한 슈의 아래쪽 옆에 위치하는 종방향 멈춤요소(91)와, 상기 멈춤요소(91)를, 철수된 수평 제1위치와 철수된 수직중간 제2위치 사이에서 움직이는 제1제어수단(100)과, 상기 중간의 제2위치와 판재(2)를 일치시켜 배치하기 위한 수직의 제3위치 사이에서 움직이기 위한 제2제어수단(110)을 구비하며, 상기 제3위치에서 상기 멈춤요소(91)의 하부는 상기 판재(2)를 위치시키고 고정하기 위한 상기 슈 사이에 파지되며, 상기 멈춤요소(91)의 상단부는 판재(2)의 용접될 가장자리(2a)를 고밀도 에너지 광선(1)의 축상에 위치시키기 위해 수평기준 평면을 지나 연장된다.

Description

고밀도 에너지 광선 용접용 설비에서 적어도 두 개의 판재를 맞댐식으로 일치시켜 배치하는 장치

제1도는 본 발명에 따라 철수된 위치에 있어서 판재를 일치시켜 배치하는 장치를 갖춘 적어도 두 개의 판재를 용접하는 설비의 개략 단면도.

제2도는 본 발명에 따라 작동위치에 있어서 판재를 일치시켜 배치하는 장치의 개략 측면도.

제3도 및 제4도는 본 발명에 따라 판재를 일치시켜 배치하는 장치의 다른 위치를 보여주는 용접설비의 개략 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 광선 2, 3 : 판재

5, 6 : 측면테이블 10 : 위치수단

11, 51 : 하부슈(lower shoe) 12, 52 : 지지테이블

13, 32 : 멈춤턱 30, 60 : 유지수단

31, 61 : 상부슈(upper shoe) 40 : 고정수단

41, 71, 81, 101, 111 : 실린더장치 42, 72 : 빔

50 : 지지 및 위치수단 53, 83 : 핀

70 : 고정수단 73 : 버팀대

74 : 장타원형 구멍 75 : 피벗핀

76 : 롤러 77 : 개구부

78 : 포크 80 : 가압수단

82 : 로드 90 : 정렬장치

91 : 멈춤요소 92 : 롤러

93 : 바(bar) 94 : 연결링크

95 : 프레임 96 : 벽돌부

97 : 수평받침 100 : 제1제어수단

102, 113 : 피스톤로드 103 : 링크

110 : 제2제어수단 112 : 몸체

본 발명은 고밀도 에너지를 가진 광선으로 판재를 용접하는 설비에 있어서, 배치기내에 적어도 두 개의 판재를 가장자리끼리 맞대어 놓는 장치에 관한 것이다.

고밀도 에너지를 가진 광선으로 적어도 두 개의 판재를 용접하는 것은 특히 맞댐식 용접부의 제조에 있어, 예컨대 자동차 공업과 같은 산업분야에서 상당히 발전되었다.

사실, 겹치지 않고서 가장자리를 모아서 고밀도 에너지 광선으로 용접하는 것과 같은 맞댐 이음식 판재는 프레스 성형능력을 그대로 보유하게 된다.

이 판재들은 이종(異種)의 기하학적 형상 및/또는 이종의 두께일 수도 있고, 심지어 이종 등급의 철강재일 수도 있다.

고밀도 에너지 광선으로 두 판재를 정확하게 맞댐식으로 용접하여 그 용접된 판재의 프레스 성형성을 최적으로 유지하기 위하여는, 용접될 판재는 그 가장자리 상호간에 틈새가 없도록 배치되어야 하며, 이종 형태의 판재를 사용하는 경우에도 상호간에 대하여 그 종방향으로 위치시키는 것이 정확해야 한다.

또한 한편으로는 두 판재의 접합면이 고밀도 에너지 광선의 축상에 위치되도록 판재를 횡방향으로 완벽하게 위치시키는 것과, 다른 한편으로는 고밀도 에너지 광선의 축상에 접합면을 유지하기 위하여 상기 판재의 종방향 및 횡방향 배치를 유지하는 것이 필수적이다.

또한, 고밀도 에너지 광선으로 적어도 두 판재를 맞댐식으로 용접하는 것은 용접될 판재의 정밀도와 형태와 위치에 관하여 매우 엄격한 요구조건을 요한다.

사실, 용접될 접합부의 품질은 부분적으로 판재위치설정의 정확도와 판재 사이 접합면 영역의 접촉의 품질에 달려있다. 접합면 영역의 접촉의 품질이 불충분하면, 예컨대 간격이 과도하게 크게 되면, 용접된 접합부가 이 경우에 연속되지 않게 되므로 용접된 접합부에는 함몰부와 심지어는 틈새가 존재하게 된다.

양질의 용접 접합부를 얻도록 판재접합면 영역 내에서의 간격을 최소화하기 위하여는 판재 전단시의 질을 향상시킴으로써 판재의 전단 가장자리의 파상모양을 제한하여 판재사이의 접촉을 향상시키며 이러한 방법으로 판재사이의 이러한 간격을 더 잘 제어할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 결과를 얻기 위하여는 고가의 매우 정밀한 전단기를 구입하거나 두 판재가 동시에 맞대어지도록 동일한 칼날로 두 판재를 절단할 수 있는 이중 전단기를 사용할 필요가 있다.

또한, 측면 압력을 판재의 접합면에 향하게 하는 방향으로 판재 상에 인가함으로써 용접될 전단 가장자리 파상모양의 정점을 압착할 수도 있다.

이 마지막 방법은 고밀도 에너지 광선으로 용접하는 산업설비에서 점차적으로 많이 채택하고 있다.

상기한 목적을 위하여 동적설비(dynamic plant)라고 불리는 공지의 산업설비에서는, 판재를 받아들여 이 판재를 고밀도 에너지 광선의 방향으로 이동하는 중에 판재 상호간과 광선 축에 대하여 상기 판재를 위치시키고 나서, 이동 중에 판재의 상대위치를 유지시키고 판재를 용접한 후에 이를 배출한다. 또한 정적 설비라고 불리는 산업설비에서는, 가장자리끼리 맞대어진 판재가 고정된 후 용접장치가 이들 판재의 용접될 접합면을 따라 이동될 수 있게 된다.

일반적으로 이들 정적설비는, 수평기준 평면에 대하여 제1판재를 위치시키고 고정하는 수단과, 상기 수평기준 평면에 대하여 제2판재를 위치시키고 고정하는 수단으로 이루어진다. 이들 위치 및 고정수단은 용접될 접합부에 가능한 한 가깝게, 즉 이 접합부에서 수 밀리미터 떨어져서 판재를 파지하는 고정 조우(clamping jaw)로 대부분 형성된다.

따라서 용접될 접합부의 각 면상의 고정 조우 사이의 간격은 매우 작게 된다.

판재의 용접될 가장자리를 일치시켜 놓기 위하여, 이러한 형태의 정적설비에서는 핀이나 돌기를 사용한다.

판재를 일치시켜 놓을 때 이러한 돌기나 핀에 판재가 반복적으로 접촉되어 이 돌기나 핀이 변형되게 된다.

또한, 이러한 핀이나 돌기는 이들을 통상 보호해야 하는 용접된 접합부 아래에 고밀도 에너지 광선의 파워에서 멀리 떨어져 위치되어 있더라도 이러한 핀이나 돌기가 종종 고밀도 에너지 광선을 통과하는 영역 내에 위치하게 되어 이들 광선에 의해 매우 빨리 훼손된다.

이들 핀이나 돌기가 훼손되는 이유는 특히 용접가스의 분출로 인한 불꽃용제(slag)의 분출 때문이다.

본 발명의 목적은 고밀도 에너지 광선으로 판재를 용접하는 설비에서 적어도 두 개의 판재를 가장자리끼리 맞대어 일치시켜 놓는 장치를 구비함으로써 상당히 큰 반복적인 접촉력에도 불구하고 판재를 고정밀도로 일치시킴으로써 상기한 문제점을 해결하기 위함이다.

따라서 본 발명은, 수평기준 평면에 대하여 판재의 위치를 정하는 하부슈(lower shoe)와, 상기 수평기준 평면에 상기 판재를 고정시키는 상부슈(upper shoe)와, 판재의 접합면에 수직인 방향으로 움직일 수 있으며, 상기 수평기준 평면에 판재를 위치시키는 하부슈와, 판재의 접합면에 수직인 방향으로 움직일 수 있으며, 판재를 상기 수평기준 평면에 고정시키기 위한 상부슈와, 고밀도 에너지 광선을 포함하는 용접부를 포함하는 형태의, 두 개의 판재를 고밀도 에너지 광선에 의해 용접하는 설비에 상기 두 개의 판재를 맞댐식으로 일치 시켜 배치하는 장치에 있어서, 판재를 위치시키고 고정하기 위한 슈의 아래쪽 옆에 위치하는 종방향 멈춤요소와, 상기 멈춤요소를, 철수된 수평 제1위치와 철수된 수직중간 제2위치 사이에서 움직이는 제1제어수단과, 상기 중간의 제2위치와 판재를 일치시켜 배치하기 위한 수직의 제3위치 사이에서 움직이기 위한 제2제어수단을 구비하며, 상기 제3위치에서 상기 판재를 위치시키고 고정하기 위한 상기 슈 사이에 파지되는 상기 멈춤요소의 하부와, 판재의 용접될 가장자리를 고밀도 에너지 광선의 축상에 위치시키기 위해 수평기준 평면을 지나 연장되는 상기 멈춤요소의 상단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 멈춤요소는 용접될 판재의 가장자리 길이와 같은 길이의 룰러를 구비하며, 양 단부가 관절식으로 되어 한쪽은 룰러에, 다른 쪽은 지지부에 연결되는 연결링크에 의해, 상기 룰러가 지지부에 연결되며, 지지부는 룰러의 아래쪽에 뻗어 있는 길이 방향 바를 포함하고, 상기 바는 용접될 판재의 가장자리의 접합면에 평행한 수평받침에 의해 각 단부가 프레임에 요동가능하게, 제1제어수단의 작용에 의해, 수평 제1위치와 수직 제2위치 사이에서 움직일 수 있으며, 상기 제1제어수단이, 상기 수평받침의 하나에 링크에 의해 연결된 피스톤로도를 가지는 한 개의 복동식 실린더 장치를 포함하며, 판재를 위치시키기 위한 슈와 함께 작용하기 위해 적용된 상기 멈춤요소의 하부의 측면이 상기 슈의 단면과 일치하는 단면을 가지며, 제2제어수단이 하나의 복동식 실린더 장치를 포함하며, 상기 복동식 실린더 장치는, 피벗으로 지지부에 장착된 몸체와 피스톤로드를 포함하며, 상기 피스톤로드는, 연결링크의 하나에 상기 연결링크와 룰러 사이의 관절에 인접한 점에서 피벗으로 장착된 자유단을 가지며, 지지부면에 장착되는 멈춤요소의 보호수단을 포함하며, 상기 보호수단은 멈춤요소가 철수된 수평 제1위치에서 고밀도 에너지 광선에 마주치게 배치되며, 상기 보호수단이 내화재 벽돌부를 포함하며, 내화재 벽돌부의 폭이, 용접시에 판재 위에 포커스되도록 되어 있는 고밀도 에너지 광선이 슈 사이에 판재가 없을 때 상기 벽돌부 위에 비춰지는 폭보다 크며, 내화재 벽돌부의 폭은 50㎜에서 70㎜ 사이이며, 내화재 벽돌부의 상면이 대야형태로 가공되며, 내화재 벽돌부가 멈춤요소의 길이와 같은 길이에 걸쳐 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 주로 실시예를 상세히 설명함으로써 그 특징과 이점이 명백하여질 것이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 발명을 상세히 설명한다.

도면에 개략적으로 도시된 설비는, 자동차 공장과 같은 곳에서 이종형상 및/또는 이종두께 및 이종등급의 철강재로 된 적어도 두 개의 금속판재(2 및 3)를 가장자리끼리 맞대어 배치하고 레이저 광선과 같은 고밀도 에너지를 가진 광선(1)으로 용접하는데 사용된다.

후술하는 실시예에서 본 설비는 두 판재(2 및 3)를 판재(3)의 용접될 가장자리(3a)가 판재(2)의 용접될 가장자리(2a)와 맞대어지는 식으로 가장자리끼리 맞대어 배치하고 용접하도록 되어 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 도면에 개략적으로 도시된 설비는 :

판재(2)를 지지하는 측면 테이블(5)과, 판재(3)를 지지하는 측면 테이블(6)과, 수평기준 평면 내에 판재(2)를 위치시키는 위치수단(10)과, 레이저 광선(1)의 축상에 판재(2)의 용접될 가장자리(2a)를 유지하는 유지수단(30)과, 판재(2)를 고정시키는 고정수단(40)과, 상기 수평기준 평면 내에 판재(3)를 지지하고 위치시키는 지지 및 위치수단(50)과, 판재(3)의 용접될 가장자리(3a)와 판재(2)의 용접될 가장자리(2a)를 맞대어 유지시키는 유지수단(60)과, 판재(3)를 고정시키는 고정수단(70)과, 각 판재(2 및 3)의 용접될 가장자리(2a 및 3a) 위에 측면 압력을 인가하는 가압수단(80)과, 레이저 광선(1)의 축상에 제1판재의 용접될 가장자리(2a)를 일치시켜 배치시키는 장치(90)와, 그리고 레이저 광선(1)을 이용하는 용접장치로 이루어진다.

제1판재(2)를 위치시키는 위치수단(10)은, 지지테이블(12)위에 놓여져서 판재(2 및 3)의 접합평면에 평행한 방향으로 뻗은 적어도 하나의 고정된 하부슈(11)로 이루어진다. 이 하부슈(11)는 판재(2)의 하부면과 접촉하는 연속면을 이룬다. 이 하부슈(11)는 판재(2 및 3)의 접합면과 마주보는 면(11b)에서 멀리 떨어진 측면(11a)에 의해, 지지테이블(12)상에 정착되어 예컨대 롤러로 구성된 적어도 하나의 멈춤턱(13)으로 지탱된다. 이 멈춤턱(13)은 측면압력이 상기 판재(2 및 3)에 인가될 때 이 판재(2 및 3)의 접합면에 수직인 방향으로 하부슈(11)가 미끄러지는 것을 방지한다.

레이저 광선(1)의 축상에 판재(2)의 용접될 가장자리(2a)를 유지시키는 유지 수단(30)은 이 판재(2 및 3)의 접합면에 평행한 방향으로 뻗어 있는 적어도 하나의 수직 이동식 상부슈(31)로 이루어진다. 이 상부슈(31)는 판재(2)의 상부면과 접촉을 이루는 연속면으로 이루어지고, 하부슈(11)에 마주보게 배치된다. 하부슈(11)와 상부슈(31)는 판재(2)와 접촉하는 거의 연속적인 면을 형성하는 다수의 나란히 놓여진 슈(shoe)들로 대치가능하다.

제1판재(2)를 고정하는 고정수단(40)은 상부슈(31)와 하부슈(11) 사이에 판재(2)를 고정하기 위하여 상부슈(31)에 수직압력을 인가하는 적어도 하나의 실린더 장치(41)로 이루어진다. 이 실린더 장치(41)는 상부슈(31)에 평행인 방향으로 뻗어 있는 빔(42)에 의해 지탱되는 몸체(41a)와, 상부슈(31)에 연결된 수직이동식 로드(41b)로 이루어진다.

상부슈(31)는 판재(2 및 3)의 접합면과 마주보는 측면(31b)에서 멀리 떨어진 측면(31a)에 의해, 빔(42)에 연결되고 예컨대 롤러로 이루어진 적어도 하나의 멈춤턱(32)으로 지탱된다. 이 멈춤턱(32)은 측면압력이 판재(2 및 3)에 인가될 때 상부슈(31)가 미끄러지는 것을 방지한다.

빔(42)과 실린더 장치(41)와 상부슈(31)와 멈춤턱(32)으로 이루어진 장치는 수직이동식이나 피벗식으로 장착되어 하부슈(11)위에서 판재(2)를 위치시킬 수 있게 한다.

판재(3)를 위치시키는 수단(50)은 판재(3)의 하부면과 접촉하는 실질적으로 연속면을 형성하는 적어도 하나의 하부슈(51)로 이루어진다. 이 하부슈(51)는 판재(2 및 3)에 평행한 방향으로 뻗어 있다. 더구나, 이 하부슈(51)는 판재(2 및 3)의 접합면에 수직인 방향으로 지지테이블(52)상에서 이동할 수 있도록 설치된다. 이러한 목적으로 하부슈(51)는 그 하부면에서 돌출한 두 개의 핀(53)를 구비한다. 각 핀(53)은 지지테이블(52)내에 설치된 개구부(54)내로 뻗어 있어 판재(2 및 3)의 접합면에 대한 횡방향 운동시에 하부슈(51)를 안내한다.

판재(2)의 용접될 가장자리(2a)에 대해 판재(3)의 용접될 가장자리(3a)를 유지하는 유지수단(60)은, 판재(3) 상부면과 접촉하여 대체로 연속면을 형성하는 적어도 하나의 상부슈(61)로 이루어진다. 이 상부슈(61)는 판재(2 및 3)의 접합면에 평행인 방향으로 뻗어 있으면서 하부슈(51)에 마주보게 배치되어 있다. 이 상부슈(61)는 한편은 수직으로 이동가능하고, 다른 한편은 판재(2 및 3)의 접합면에 수직인 방향으로 이동가능하게 되어 있다.

판재(3)를 고정하는 고정수단(70)은 상부슈(61)와 연결된 적어도 하나의 실린더장치(71)로 이루어진다. 이 실린더 장치(71)는 상부슈(61)와 하부슈(51) 사이에 판재(3)를 고정시킬 수 있도록 상부슈(61)에 수직압력을 인가하도록 되어 있다. 각 실린더 장치(71)는 상부슈(61)에 수평인 방향으로 뻗어 있는 빔(72)에 의해 지탱되는 몸체(71a)와, V자 형태의 버팀대(73)로 이루어진 연결수단에 의해 상부슈(61)와 연결된 수직이동 가능한 로드(71b)로 이루어진다.

이 버팀대(73)는 그 안에 설치된 장타원형 구멍(74)에 의해 실린더 장치(71) 로드(71b)의 자유단부를 요동가능하게 장착한 제1단부(73a)와, 실린더장치(71)를 지지하는 빔(72)위에 요동가능하게 장착한 제2단부(73b)를 구비한다. 또한, 이 버팀대(73)는 상부슈(61)에 연결된 포크(78)내에 있는 개구부(77)내에 배치된 롤러(76)를 구비하고 있으면서 버팀대의 양 단부(73a 및 73b) 사이에 위치하고 있는 피벗핀(75)을 포함한다. 상부슈(61)를 상승시켜 하부슈(51)위에 판재(3)를 위치시키기 위하여, 빔(72)과 실린더 장치(71)와 버팀대(73)와 상부슈(61)로 이루어진 장치는 상승가능하게 또는 요동가능하게 장착되어 있다.

판재(2 및 3)의 용접될 가장자리(2a 및 3a)에 측면압력을 인가하는 가압수단(80)은 하부슈(51)에 연결된 적어도 하나의 실린더 장치(81)를 구비한다. 이 실린더 장치(81)는 판재(2 및 3)의 접합면에 수직인 방향으로 하부슈(51)에 소정의 압력을 가하도록 되어 있다. 이 실린더 장치(81)는, 지지테이블(52)을 관통하는 적어도 하나의 핀(83)에 의해 하부슈(51)와 연결되어 있는 수평이동 가능한 로드(82)를 구비한다.

본 발명에 따른 판재 정렬장치(90)는 종방향 멈춤요소(91)를 포함한다. 이 종방향 멈춤요소(91)는 하부슈(11 및 51)의 밑쪽에, 그리고 판재(2 및 3)를 위치 시키고 고정하는 수단의 밑쪽에 배치된다. 이 멈춤요소(91)는 판재(2 및 3)의 용접될 가장자리(2a 및 3b)의 길이와 대체로 같은 길이의 룰러(ruler) 즉, 스트립(strip)(92)을 포함한다. 이 룰러(92)는 연결링크(94)에 의해 지지부와 연결된다(제2도). 이 연결링크(94)의 일단(94a)은 룰러(92)와 관절로 연결되고 타단(94b)은 지지부와 관절로 연결된다.

이 지지부는, 판재(2 및 3)의 용접될 가장자리(2a 및 3a)의 접합부에 평행한 수평받침(96)에 의해 프레임(95)상에 각 단이 요동가능하게 장착되어 있으며 룰러(92) 아래쪽에 뻗어있는 길이방향 바(bar)(93)를 포함한다.

이 룰러(92)는 한편으로 철수된 수평 제1위치(제1도)와 철수된 수직 중간 제2위치(제3도) 사이에서 제1제어수단(100)의 작동에 의해 움직이고, 다른 한편으로는 상기 중간 제2위치와 수직 제3위치(제4도) 사이에서 제2제어수단(110)의 작동에 의해 움직일 수 있어서, 제1판재(2)의 용접될 가장자리(2a)를 레이저 광선(1) 측과 일치시켜 놓이게 한다.

지지부는 또한 수평 제1위치와 수직 제2위치 사이에서 제1제어수단(100)의 작동에 의하여 이동할 수 있다. 이 제1제어수단(100)은, 피스톤로드(102)가 링크(103)에 의해 수평받침(97)의 하나와 연결되는 적어도 하나의 이중작동 실린더 장치(101)를 포함한다.

제2제어수단(110)은, 제2도에 도시된 바와 같이 다수의 이중작동 실린더장치(111)를 포함한다. 각 실린더장치(111)는, 한편은 지지부상에, 바람직하기로는 상기 지지부와 연결링크(94)로 연결되는 관절(94b)상에, 피벗으로 장착된 몸체(112)와, 다른 한편은 자유단(113a)이 연결링크(94) 및 를러(92) 사이의 관절에 인접하게 위치된 점에서 인접 연결링크(94)상에 피벗으로 장착된 피스톤로드(113)로 이루어진다.

룰러(92)가 제1판재(2)의 용접될 가장자리(2a)에 일치되어 위치될 때, 하부슈(11)에 작용되는 룰러(92)의 하부(92a) 측면은 하부슈(11)의 가장자리 단면과 일치되는 단면을 가진다.

판재정렬장치(90)는 판재(2)의 가장자리(2a 및 3a)를 용접하는 중에 룰러(92) 위로 불꽃용제(slag)가 튀는 것에 대하여 룰러(92)와 지지부를 보호하는 수단을 포함한다. 이러한 보호수단은, 룰러(92)의 철수된 수평 제1위치(제1도)에서 레이저 광선(1)에 마주치는 지지부면 위에 장착된 내화재 벽돌부(96)로 형성된다. 내화재 벽돌부(96)의 폭은, 용접시에 판재(2 및 3) 위에 포커스되도록 되어 있는 레이저 광선(1)이 슈(11, 31 및 51, 61) 사이에 판재(2 및 3)가 없을 때 이 벽돌(10)위에 비춰지는 폭보다 더 큰 폭이다. 내화재 벽돌부(96)는 적어도 룰러(92)의 길이와 동일한 길이로 뻗어 있다. 이 내화재 벽돌부(92)의 폭은 50 내지 70㎜ 사이이고, 벽돌부(96)의 상면(96a)은 불꽃용제를 회수하기 위한 대야형태로 가공된다.

본 설비는 다음과 같이 작동한다.

하부슈(11)는 레이저 광선(1) 축에서 일정한 소정의 길이만큼 정확하게 떨어져 고정되어 있다.

먼저, 룰러(92)는 제1도에 도시된 바와 같이 철수된 수평위치에 있으며, 제1단계는 룰러(92)를 수직위치로 놓는 것으로 이루어진다. 이러한 목적으로 슈(51 및 61)는 제1도에 도시된 바와 같이 철수된다.

링크(103)상과 수평받침(96)상에 작동하는 실린더장치(101)에 압력을 가하면, 제3도에 도시된 바와 같이 지지부와 연결링크(94)와 룰러(92)로 구성되는 장치가 철수된 수직중간 위치로 회동된다.

다음 단계는 하부슈(11 및 51) 사이에 룰러(92)를 가져오는 것으로 이루어진다.

이러한 목적으로, 실린더장치(111)는 가압되어 제1판재(2)의 용접될 가장자리(2a)를 일치시켜 위치시키도록 하기 위해 룰러(92)를 수직위치로 두도록 하는 방식으로 이 실린더장치(111)의 피스톤로드(113)가 연결링크(94)의 매개를 통하여, 지지부에 대하여 룰러(92)를 회동시킨다.

이러한 위치에서 제4도에 도시된 바와 같이 실린더장치(81)의 작동에 의해 하부슈(51)를 움직여서 룰러(92)가 하부슈(11)와 하부슈(51) 사이에 파지되게 한다. 그러므로 룰러(92)의 하부(92a)는 하부슈(11 및 51) 사이에서 파지되고, 룰러(92)의 상단부(92a)는 하부슈(11 및 51)에 의해 규정되는 수평기준 평면 위로 뻗어 있게 된다. 이렇게 해서 룰러(92)가 정렬되면, 제1판재(2)는 그 용접될 단부(2a)가 룰러(92)의 상단부(92a)에 대해 가해지도록 하는 방식으로 하부슈(11)와 상부슈(31) 사이로 도입된다.

그 후에 제1판재(2)는 실린더장치(41)에 의해서 하부슈(11)와 상부슈(31) 사이에 고정된다. 제1판재(2)가 정위치에 고정되는 즉시, 실린더장치(81)의 작동에 의해 하부슈(51)를 철수시킴으로써 측면에서 룰러(92)를 파지한 것을 해제하게 된다. 룰러(92)를 해제함으로써 이를 실린더장치(111)와 연결링크(94)에 의하여 하향으로 이동시킬 수 있게 되고, 실린더장치(101)에 의해 룰러(92)와 지지부를 철수된 수평위치로 회동시킬 수 있게 된다.

따라서 슈 사이의 빈 공간사이로 이미 정렬되어 놓여진 제1판재(2)의 대향위치로 제2판재(3)를 받아들일 수 있게 된다.

제1판재(2)의 가장자리(2a)에 대해 제2판재(3)를 가져온 후에, 상부슈(61)를 하강시키고 실린더장치(71)를 가압하여 제2판재(3)를 고정시킨다.

실린더장치(71)의 로드(71b)를 하강시킴으로써 버팀대(73)가 그 타단부(73b) 주위로 회동되게 하여 룰러(76)가 상부슈(61)의 상면에 대하여 닿게 되도록 한다. 따라서 실린더장치(71)와 버팀대(73)의 작동에 의해 룰러(76)는 상부슈(61)를 가압하여 슈(51 및 61) 사이에 판재(3)를 고정시키면서, 판재(2)의 용접될 가장자리(2a)와 대향하도록, 즉 레이저 광선(1) 축상에 판재(3)의 용접될 가장자리(3a)의 위치를 유지시킨다. 버팀대(73)는 지렛대 효과로써 상부슈(61)에 의해 판재(3) 위에 인가되는 압력을 증폭시킨다. 이러한 형태에 의해, 수직력 및 마찰접촉에 의해 생긴 수직 및 수평성분을 가진 압력을 가하는 힘이 생성되어, 판재(2 및 3)를 측면 압력 하에서 맞댐식으로 이어지게 한다.

판재(2 및 3)의 용접될 가장자리(2a 및 3a) 사이의 간격을 최소화하기 위하여, 실린더장치(81)에 압력이 인가될 때 로드(82)는 판재(2 및 3)의 접합면에 수직인 방향으로 이동되는 하부슈(51)에 핀(83)을 통해 작용하여 용접될 가장자리(2a 및 3a)에 측면 압력을 인가한다. 하부슈(11) 및 상부슈(31)는 각각 멈춤요소(13 및 32)에 의해 측면으로 이동되는 것이 방지된다.

그후에 레이저 광선(1)이 가장자리(2a 및 3a)를 용접한다. 판재(2 및 3)의 가장자리(2a 및 3a)를 용접하는 동안 룰러(92)와 지지부는 내화재 벽돌부(96)에 의해 보호된다.

본 발명에 따른 판재 정렬장치는 단순하고 소형인 이점이 있으며, 고밀도 에너지 광선이 용접될 판재위로 이동되는 정적순환(static cycle) 용접설비상에 장착되거나 또는 용접될 판재가 고밀도 에너지 광선 아래에서 이동되는 동적순환(dynamic cycle) 용접설비상에도 장착될 수도 있다.

본 발명에 따른 판재 정렬장치는 용접될 접합부를 고정밀도로 위치시키며, 정밀도와 견고성은 다른 기능을 위해 채용된 기존의 모든 주변 부품에 의해 제공된다.

또한, 본 장치는 사용이 용이하며, 고밀도 에너지 광선의 충격에 대해 완전한 보호를 제공한다.

Claims

수평기준 평면에 대하여 판재(2)의 위치를 정하는 하부슈(11)와, 상기 수평기준 평면에 상기 판재(2)를 고정시키는 상부슈(31)와, 판재(2, 3)의 접합면에 수직인 방향으로 움직일 수 있으며, 상기 수평기준 평면에 판재(3)를 위치시키는 하부슈(51)와, 판재(2, 3)의 접합면에 수직인 방향으로 움직일 수 있으며, 판재(3)를 상기 수평기준 평면에 고정시키기 위한 상부슈(61)와, 고밀도 에너지 광선(1)를 포함하는 용접부를 포함하는 형태의, 두 개의 판재(2, 3)를 고밀도 에너지 광선(1)에 의해 용접하는 설비에 상기 두 개의 판재(2, 3)를 맞댐식으로 일치시켜 배치하는 장치에 있어서, 판재(2)를 위치시키고 고정하기 위한 슈(11, 31)의 아래쪽 옆에 위치하는 종방향 멈춤요소(91)와, 상기 멈춤요소(91)를, 철수된 수평 제1위치와 철수된 수직중간 제2위치 사이에서 움직이는 제1제어수단(100)과, 상기 중간의 제2위치와 판재(2)를 일치시켜 배치하기 위한 수직의 제3위치 사이에서 움직이기 위한 제2제어수단(110)을 구비하며, 상기 제3위치에서 상기 판재(2)를 위치시키고 고정하기 위한 상기 슈(11, 31) 사이에 파지되는 상기 멈춤요소(91)의 하부와, 판재(2)의 용접될 가장자리(2a)를 고밀도 에너지 광선(1)의 축상에 위치시키기 위해 수평기준 평면을 지나 연장되는 상기 멈춤요소(91)의 상단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 상기 멈춤요소(91)는 용접될 판재(2)의 가장자리(2a) 길이와 같은 길이의 룰러(92)를 구비하며, 양 단부가 관절식으로 되어 한쪽은 룰러(92)에, 다른 쪽은 지지부에 연결되는 연결링크(94)에 의해, 상기 룰러(92)가 지지부에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
제2항에 있어서, 지지부는 룰러(92)의 아래쪽에 뻗어 있는 길이방향 바(bar)(93)를 포함하고, 상기 바(93)는 용접될 판재(2, 3)의 가장자리(2a, 3a)의 접합면에 평행한 수평받침(97)에 의해 각 단부가 프레임(95)에 요동가능하게 장착되며, 제1제어수단(100)의 작용에 의해, 수평 제1위치와 수직 제2위치 사이에서 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1제어수단(100)이, 상기 수평받침(97)의 하나에 링크(103)에 의해 연결된 피스톤로드(102)를 가지는 한 개의 복동식 실린더 장치(101)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 판재(2)를 위치시키기 위한 슈(11)와 함께 작용하도록 적용된 상기 멈춤요소(91)의 하부(92a)의 측면이 상기 슈(11)의 단면과 일치하는 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제2제어수단(110)이 하나의 복동식 실린더 장치(111)를 포함하며, 상기 복동식 실린더 장치(111)는, 피벗으로 지지부에 장착된 몸체(112)와 피스톤로드(113)를 포함하며, 상기 피스톤로드(113)는, 연결링크(94)의 하나에 상기 연결링크(94)와 룰러(92) 사이의 관절에 인접한 점에서 피벗으로 장착된 자유단(113a)을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 지지부면에 장착되는 멈춤요소(91)의 보호수단을 포함하며, 상기 보호수단은 멈춤요소(91)가 철수된 수평 제1위치에서 고밀도 에너지 광선(1)에 마주치게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제7항에 있어서, 상기 보호수단이 내화재 벽돌부(96)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서, 상기 내화재 벽돌부(96)의 폭이, 용접시에 판재(2, 3) 위에 포커스되도록 되어 있는 고밀도 에너지 광선(1)이 슈(11, 31, 51, 61) 사이에 판재(2, 3)가 없을 때 상기 벽돌부(96) 위에 비춰지는 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 장치.
제8항에 있어서, 상기 내화재 벽돌부(96)의 상면(96a)이 대야형태로 가공된 것을 특징으로 하는 장치.
제8항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 내화재 벽돌부(96)가 멈춤요소(91)의 길이와 같은 길이에 걸쳐 있는 것을 특징으로 하는 장치.