KR100264309B1

KR100264309B1 - 블랭크재 위치설정 장치 및 블랭크재 위치설정 방법

Info

Publication number: KR100264309B1
Application number: KR1019970057050A
Authority: KR
Inventors: 순지 스즈키
Original assignee: 하나와 요시카즈; 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 2000-08-16
Also published as: KR19980033386A; US6080961A

Abstract

수평면상에 배열된 제1 및 제2블랭크재의 대응 엣지면이 예정된 용접선상에 정렬된다. 용접선상의 제1블랭크재의 하나의 엣지면에 접촉하여 이로부터 퇴출될수 있는 위치 설정 부재가 제공된다. 제1블랭크재의 베이스 단부는 지지 기구에 의해 지지되고, 제1블랭크재의 한 단부면의 부근은 제1클램프에 의해 그립되며, 제1클램프는 제1블랭크재를 버클시키도록 용접선으로부터 퇴출된다. 이 상태에서, 제1블랭크재는 위치 설정 부재에 대해 가압되어 제2클램프에 의해 고정된다. 제1블랭크재의 단부면은 용접선상에 정확히 위치 설정된다. 용접선으로부터의 위치 설정 부재의 퇴출 후, 제2블랭크재는 제2블랭크재가 버클될 때까지, 제1블랭크재에 대해 압축된다. 블랭크재는 이들 사이의 어떠한 갭도 없이 긴밀하게 접촉된다.

Description

블랭크재 위치설정 장치 및 블랭크재 위치설정 방법

본 발명은 블랭크재의 버트(Butt)용접에 관한 것이다.

예를 들어 일본 특개소 63-165072호 공보에 기술된 차량 외판 제조방법에서, 다른 명세를 가진 블랭크재가 레이저빔에 의해 정렬되어 용접되고 프레스에 의해 소정의 형태로 형성된다.

이 경우, 하나의 블랭크가 다른 블랭크에 정렬될 때, 블랭크재의 처리 방법의 에러로 인해 갭이 발생되면, 레이저 용접이 잘 이루어지지 않고 용접의 질이 떨어지게 된다. 특히, 갭이 0.1 이상이면 용접 결함이 쉽게 일어난다.

또한, 블랭크재의 복수의 엣지가 용접 정렬되어 하나의 엣지에 용접부의 치수에러가 발생되면, 그 영향은 다른 엣지의 용접부로 연장될 수 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은 복수의 블랭크가 정렬되어 프레임을 형성하도록 함께 용접될 때, 조인트부의 갭을 적절히 교정하는 것이다.

상기 목적을 성취하기 위해, 본 발명은 블랭크재의 엣지가 소정의 용접선상에 정렬되도록 수평면상에 배열된 제1 및 제2블랭크재를 정렬시키기 위한 블랭크재 위치 설정 장치를 제공하는 것이다.

상기 위치 설정 장치는 용접선상의 제1블랭크재의 엣지면에 접촉하여 이로부터 분리될 수 있는 위치 설정 부재와, 제1블랭크재 위 및 바로 아래로부터 제1블랭크재를 그립핑하기 위한 제1클램프와, 제1클램프를 수평면의 용접선에 수직인 방향으로 구동시키는 제1작동기와, 하나의 엣지면이 위치 설정 부재와 접촉하는 제1블랭크재를 고정시키는 제2클램프와, 제1블랭크재를 수평적으로 지지하는 기구와, 제2블랭크재를 용접선을 향해 구동시키는 기구를 포함한다.

상기 위치 설정 부재는 용접선을 따라 연장되어 수직으로 접촉하게 배열된 복수의 핀을 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제1클램프는 제1블랭크재의 수평면에서 회전변위가 가능하도록 구성되는 것이 좋다.

상기 제1클램프는 제1블랭크재 아래에 위치된 제1하대 베이스(Lower pedestal base)와, 상부로부터 제1하대 베이스에 대면하고 제1하대 베이스에 대해 회전가능한 제1클램프 부재와, 제1클램프 부재를 제1하대 베이스를 향해 구동시키는 제2작동기를 포함하며, 상기 제1작동기는 제1하대 베이스와 제1클램프 부재를 수평면의 용접선에 수직인 방향으로 구동시키는 작동기인 것이 좋다.

또한, 상기 장치는 제1하대 베이스와 제1클램프 부재를 용접선에 수직인 방향으로 안내하는 가이드를 부가로 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수평 지지 기구는 제1블랭크재 아래에 위치된 제2하대 베이스와, 상부로부터 제2하대 베이스에 대면하고 제2하대 베이스에 대해 회전가능한 제2 클램프 부재와, 제2클램프 부재를 제2하대 베이스를 향해 구동시키는 제3작동기와, 제2클램프와 제2하대 베이스를 수평 로드에 대해 지지하기 위한 제4작동기를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한, 제1용접선상의 수평면에 배열된 제1블랭크재의 한 엣지를 제2블랭크재의 한 엣지와 함께 정렬시키고, 제2용접선상의 제1블랭크재의 다른 엣지를 제3블랭크재의 한 엣지와 함께 정렬시키는 블랭크재 위치 설정 장치를 제공한다.

상기 위치 설정 장치는 제1블랭크재를 그립하기 위해 제1용접선 부근의 제1블랭크재의 양 측부상에 위치된 한쌍의 제1클램프와, 제1블랭크재를 그립하기 위해 제2용접선 부근의 제1블랭크재의 양 측부상에 위치된 한쌍의 제2클램프와, 한쌍의 제1클램프를 수평면의 제1용접선에 수직인 방향으로 구동시키는 작동기와, 한쌍의 제2클램프를 수평면의 제2용접선에 수직인 방향으로 구동시키는 작동기를 포함한다.

제1 및 제2클램프 각각은 제1블랭크재를 장착하기 위한 받침대 베이스와, 핀으로 고정된 클램퍼와 상기 베이스로부터 상향으로 돌출된 핀과, 각 핀을 회전시키는 작동기와, 각 핀을 상하 방향으로 구동시키는 작동기와, 각 베이스를 수평면의 용접선에 수직인 방향으로 구동시키는 작동기를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 핀은 제1블랭크재상에 형성된 노치와 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 블랭크재의 엣지가 예정된 용접선상에 정렬되도록 수평면에 배열된 제1 및 제2블랭크재를 정렬시키기 위한 블랭크재 위치 설정 장치에 있어서, 제1블랭크재를 그립하기 위해 용접선 부근의 제1블랭크재의 양 측부상에 위치된 한쌍의 제1클램프와, 용접선에 대향위치된 제1블랭크재의 엣지를 그립하는 베이스 단부 클램프와, 한쌍의 제1클램프를 수평면의 용접선에 수직인 방향으로 구동시키는 작동기를 포함하는 블랭크재 위치 설정 장치를 제공한다.

본 발명은 또한, 제1용접선상의 수평면에 배열된 제1블랭크재의 한 엣지를 제2블랭크재의 한 엣지면과 함께 정렬시키고, 제2용접선상의 제1블랭크재의 다른 엣지면을 제3블랭크재의 한 엣지면과 함께 정렬시키는 블랭크재 위치 설정 방법을 제공한다.

상기 위치 설정 방법은 제1용접선 부근의 양 측부상에 위치된 제1클램프에 의해 제1블랭크재를 그립하는 단계와, 제2용접선 부근의 양 측부상에 위치된 제2클램프에 의해 제1블랭크재를 그립하는 단계와, 제1블랭크재를 버클시키도록 제1클램프와 제2클램프를 서로 접근시키는 방향으로 제1블랭크재에 로드를 적용시키는 단계와, 로드로 인해 제1블랭크재를 버클시킨 상태에서, 제1블랭크재의 엣지면을 제2블랭크재와 제3블랭크재의 엣지면에 접촉시키는 단계를 포함한다.

상기 제1클램프에 의한 제1블랭크재 그립핑 단계는 제1클램프를 제1블랭크재에 형성된 노치와 결합시키는 단계를 포함하며, 제2클램프에 의한 제1블랭크재 그립핑 단계는 제2클램프를 제1블랭크재에 형성된 노치와 결합시키는 단계를 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 상세한 설명 및 다른 특징 및 장점이 첨부도면을 참조로 보다 상세히 후술된다.

제1도는 본 발명에 따른 블랭크재(Blank material) 위치 설정 장치의 개략적인 평면도.

제2도는 위치 설정 장치의 주요부의 수직 단면도.

제3도는 위치 설정 장치의 주요부의 사시도.

제4도는 위치 설정 장치로 인한 일반적인 위치 설정 상태를 보여주는 블랭크재의 평면도.

제5도는 위치 설정 장치로 인한 위치 설정 상태를 보여주는 블랭크재의 평면도.

제6도는 위치 설정 장치로 인한 교정된 위치 설정 상태를 보여주는 블랭크재의 평면도.

제7도는 위치 설정 장치로 인한 설정 완결 상태를 보여주는 블랭크재의 평면도.

제8(a)도 및 제8(b)도는 평면 교정 개시 및 종결상태를 보여주는 블랭크재의 사시도.

제9(a)도 및 제9(b)도는 각각 위치 설정 장치로 인한, 교정 클램퍼의 기준핀의 접촉개시상태 및 위치완결 상태를 보여주는 블랭크재의 평면도.

제10도는 본 발명의 제2실시예에 따른 블랭크재 위치 설정 장치의 개략적인 평면도.

제11도는 제2실시예에 따른 위치 설정 장치의 수직단면도.

제12도는 제2실시예에 따른 위치 설정 장치의 주요부의 사시도.

제13도는 제2실시예에 따른 블랭크재의 평면도.

제14(a)도 내지 제14(d)도는 제2실시예에 따른 위치 설정 장치의 위치 동작을 보여주는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2a-2g : 교정 클램프 유닛 3a-3e : 고정 클램퍼

5 : 가이드 7 : 상부 지그

16 : 슬라이더 30a-30e : 블랭크재

제1도를 참조로, 블랭크재 위치 설정 장치가 자동차의 리어 쿼터 필러(Rear quarter pillar)를 형성하도록 레이저 빔 용접에 의해 5개의 블랭크재(30a 내지 30e)의 접합부를 접합시키기 위해 제공된다.

제1도에 도시된 바와 같이, 블랭크재(30a, 30c)는 도면의 X축 방향으로 서로 거의 평행하게 배열된다. 블랭크재(30b, 30e)는 Y축 방향으로 서로 거의 평행하게 배열되어 있다.

제1블랭크재로도 명명될 블랭크재(30d)는 블랭크재(30c, 30e) 사이의 경사부에 배열된다. 상기 블랭크재(30e)는 또한 제2블랭크재라고도 명명된다. 블랭크재(30d)의 하부 엣지의 용접부(33d)는 Y축에 평행하게 형성되고, 상부 엣지의 용접부(33c)는 X축에 평행하게 형성된다.

블랭크재(30a 내지 30e)의 접합부는 중앙 블록(1a 내지 1e)상에 지지된다. 중앙 블록(1a)은 블랭크재(30a)의 한 엣지 및 블랭크재(30e)의 측면을 지지한다. 중앙 블록(1b)은 블랭크재(30a)의 다른 엣지와 블랭크재(30b)의 측면을 지지한다. 중앙 블록(1c)은 블랭크재(30c)의 한 엣지와 블랭크재(30d)의 한 엣지를 지지한다. 중앙 블록(1e)은 블랭크재(30d)의 한 엣지와 블랭크재(30e)의 한 엣지를 지지한다.

홈(10)은 제2도에 도시된 바와 같이, 중앙 블록(1a 내지 1e)상의 블랭크재의 용접선(Cw1, Cw2)상에 형성된다. 도시되지 않은 레이저 용접총은 홈상의 용접선(Cw1, Cw2)을 따라 이동되는 동안 레이저빔으로 용접선(Cw1, Cw2)을 조사한다.

한쌍의 기준핀(9)이 자유롭게 돌출될수있도록 홈(10)의 소정 위치에서 중앙 블록(1a 내지 1e)상에 위치 설정 부재로서 제공된다. 블랭크재(30a 내지 30e)는 각각 교정 클램프 유닛(2a 내재 2g)에 의해 소정의 용접선상에 위치되고, 블랭크재(30a 내지 30e)를 중앙 블록(1a 내지 1e)에 대해 미는 고정 클램프(3a 내지 3e)에 의해 고정된다. 상기 고정 클램프(3c)는 또한 제2클램프로도 명명된다.

제1도에서, 블랭크재(30a)의 용접부(32a)는 X축 방향으로 변위될 수 있는 교정 클램프(6a)에 제공된 교정 클램프 유닛(2a)에 의해 선택적으로 그립된다.

용접부(33a)는 X축 방향으로 변위될 수 있는 교정 클램퍼(6b)에 제공된 교정 클램프 유닛(2b)에 의해 선택적으로 그립된다.

용접부(32b)와 용접부(33b)를 가진 블랭크재(30b)는 Y축 방향으로 변위될 수 있는 교정 클램퍼(6c)에 제공된 교정 클램프 유닛(2c)에 의해 선택적으로 그립된다.

용접부(32c)와 용접부(34c)를 가진 블랭크재(30c)는 X축 방향으로 변위될 수 있는 교정 클램퍼(6d)에 제공된 교정 클램프 유닛(2d)에 의해 선택적으로 그립된다.

용접부(33d)와 용접부(33c)를 가진 블랭크재(30d)는 X축 방향으로 변위될 수 있는 교정 클램퍼(6e)에 제공된 교정 클램프 유닛(2e)에 의해 선택적으로 그립된다. 블랭크재(30d)는 또한, Y축 방향으로 변위될 수 있는 교정 클램퍼(6f)에 제공된 교정 클램프 유닛(2f)에 의해 선택적으로 그립된다. 또한, 상기 교정 클램프 유닛(2f)은 제1클램프로도 명명되며, 상기 교정 클램프 유닛(2e)은 지지 기구로도 명명된다. 또한, 상기 교정 클램프(6f)는 제1클램프 부재로도 명명되며, 상기 교정 클램퍼(6e)는 제2클램프 부재로도 명명된다.

용접부(32e)와 용접부(33e)를 가진 블랭크재(30e)는 Y축 방향으로 변위될 수 있는 교정 클램퍼(6b)에 제공된 교정 클램프 유닛(2b)에 의해 선택적으로 그립된다.

임시로 위치 설정을 수행하는 외부 푸셔(4a 내지 4e)는 교정 클램프 유닛(2a 내지 2g)에 의해 그립된 블랭크재(30a 내지 30e)의 한 측부상에 배열된다.

상기 외부 푸셔(4a)는 Y축 방향으로 연장되어 접촉하는 작동기로 인해 제1도의 좌측으로 중앙 블록(1a, 1b)상에 장착된 블랭크재(30a)를 밀어낸다.

블랭크재(30a)의 한 측부는 블랭크재(30a)를 임시로 위치시키도록 중앙 블록(1a)상에 배열된 한쌍의 기준핀(9)과 접촉된다.

상기 외부 푸셔(4b)는 X축 방향으로 연장되어 접촉하는 작동기로 인해 제1도의 상부로 중앙 블록(1c, 1b)상에 장착된 블랭크재(30b)를 밀어낸다.

블랭크재(30b)의 한 측부는 블랭크재(30a)를 임시로 위치시키도록 중앙 블록(1b)상에 배열된 한쌍의 기준핀(9)과 접촉된다.

상기 외부 푸셔(4c)는 Y축 방향으로 연장되어 접촉하는 작동기로 인해 제1도의 우측부로 중앙 블록(1c, 1d)상에 장착된 블랭크재(30c)를 밀어낸다.

블랭크재(30c)의 한 측부는 블랭크재(30c)를 임시로 위치시키도록 중앙 블록(1c)상에 배열된 한쌍의 기준핀(9)과 접촉된다.

상기 외부 푸셔(4e)는 X축 방향으로 연장되어 접촉하는 작동기로 인해 제1도의 상부로 중앙 블록(1e, 1a)상에 장착된 블랭크재(30c)를 밀어낸다.

블랭크재(30e)의 한 측부는 블랭크재(30e)를 임시로 위치시키도록 중앙 블록(1a)상에 배열된 한쌍의 기준핀(9)과 접촉된다.

상기 외부 푸셔(4d)는 블랭크재(30d)에 수직인 방향으로 연장되어 접촉하는 작동기로 인해 제1도의 상부로 우측 하부로 중앙 블록(1d, 1e)상에 장착된 블랭크재(30d)를 밀어낸다. 블랭크재(30d)의 한 측부는 블랭크재(30e)를 임시로 위치시키도록 예를들어 플로워에 배열된 비가공의 가이드(5)에 접촉된다.

다음으로, 교정 클램프 유닛(2a 내지 2g)과 고정 클램퍼(3a 내지 3e)의 구조를 설명한다. 교정 클램프 유닛(2a 내지 2g) 및 고정 클램퍼(3a 내지 3e)의 명세는 각각 동일하므로, 이하에는 블랭크재(3d)를 그립하고 위치시키는 교정 클램프 유닛(2e) 및 고정 클램퍼(3d)에 대해 설명한다.

제2도 및 제3도를 참조로, 블랭크재(30d)의 용접부(33d)는 가동 하대 베이스(Lower mobile pedestal base;15)와 플로워 표면에 고정된 중앙 블록(1d)을 포함하는 하부 지그(8)상에 장착된다. 또한, 상기 교정 클램프 유닛(2f)의 가동 하대 베이스(15)는 제1하대 베이스로도 명명되며, 상기 교정 클램프 유닛(2c)의 가동 하대 베이스(15)는 제2하대 베이스로도 명명된다.

하부 지그(8)상에 위치된 고정 클램퍼(3d)와 교정 클램퍼(6e)를 포함하는 상부 지그(7)는 하부지그(8)와 협동하고, 용접부(33d)를 선택적으로 그립하고, 소정의 용접선(Cw1)상에 용접부(33d)를 위치시킨다.

소정의 용접선(Cw1)으로부터 연장되어 접촉되는 한쌍의 기준핀(9)은 하부 지그(8)를 구성하는 중앙 블록(1d)의 홈(10)에 배열된다.

슬라이더(16)상에 X축 방향으로 배치될 수 있는 가동 하대 베이스(15)는 중앙 블록(1d)에 인접 설치된다. 가동 하대 베이스(15)는 하부 교정 작동기(17)에 의해 구동된다.

상부 지그(7)는 가동 상대 베이스(Upper mobile pedestal base;18)와 고정 클램퍼(3d)를 포함한다. 고정 클램퍼(3d)는 작동기(14)의 하단부에 배열되며, 위치 설정이 완결된 후 블랭크재(30d)를 중앙 블록(1d)에 고정한다. 제1도에 도시된 바와 같이, 고정 클램퍼(3d)는 홈(10)의 대향 측부 즉, 블랭크재(30c)의 측부에 배열된다.

가동 상대 베이스(18)는 슬라이더(12)상에 X축 방향으로 배열될 수 있도록 배치된다. 상기 교정 클램프 유닛(2f)의 슬라이더(12, 16)는 또한 가이드로도 명명된다. 가동 상대 베이스(18)는 가동 하대 베이스(15)에 면한 Z축 방향으로 연장되어 접촉될 수 있는 클램프 작동기(13)를 포함한다. 또한, 상기 교정 클램프 유닛(2f)의 클램프 작동기(13)는 제2작동기로도 명명되며, 상기 교정 클램프 유닛(2e)의 클램프 작동기(13)는 제3작동기로도 명명된다. 가동 하대 베이스(15)로부터 착탈가능한 교정 클램퍼(6e)는 클램프 작동기(13)의 하단부의 로드(13a)에 의해 지지된다. 교정 클램퍼(6e)는 클램프 작동기(13)에 의해 중심으로서 Z축에 대해 회전가능하도록 지지된다.

가동 상대 베이스(18)는 상부 지그(7)의 측부상에 고정된 교정 작동기(11)에 의해 X축 방향으로 구동된다. 교정 작동기(11)는 하부 지그(8)의 측부상에 하부 교정 작동기(17)와 동시적으로 구동되고, 이들이 서로 영구적으로 접한 상태로 교정 클램퍼(6e)와 가동 하대 베이스(15)를 유지한다. 또한, 상기 클램프 유닛(2f)의 교정 작동기(11, 17)는 제1작동기로도 명명되며, 상기 교정 클램프 유닛(2e)의 교정 작동기(11, 17)는 제4작동기로도 명명된다.

다음에, Y축 방향으로 연장하는 용접부(33d)와 X축 방향으로 연장하는 용접부(33c)를 가진 블랭크재(30d)의 고정 및 위치 설정을 제4도 내지 제7도를 참조로 후술한다.

먼저, 제2도에 도시된 바와 같이, 클램프 작동기(13), 작동기(14) 및 기준핀(9)은 가장 수축된 상태로 배열되고, 교정 작동기(11)와 하부 교정 작동기(17)를 예정된 위치로 구동시킨 후 블랭크재(30d)는 제4도에 도시된 바와 같이 중앙 블록(1d, 1e)상에 위치된다. 이 때, 블랭크재(30c, 30e)는 아직 설정되지 않는다.

다음으로, 제5도에 도시된 바와 같이, 외부 푸셔(4d)는 연장되고, 블랭크재(30d)의 한 측면은 임시 위치 설정을 수행하도록 비가공 가이드(5)와 접촉된다. 교정 클램프 유닛(2e, 2f)의 교정 작동기(13)가 연장됨으로써 교정 클램퍼(6e, 6f)와 가동 하대 베이스(15) 사이에 블랭크재(3d)가 그립핑된다.

다음에 상기 교정 작동기(11)와 하부 교정 작동기(17)는 수축된다.

따라서, 하단부의 용접부(33d)가 중앙 블록(1d)의 홈(10)으로부터 분리되고 상단부의 용접부(33c)가 제6도에 도시된 바와 같이 중앙 블록(1e)의 홈(10)으로부터 분리되고 블랭크재(30d)의 중간부가 제2도 및 제3도의 Z축 방향으로 굴곡되는 방향으로, 교정 클래퍼(6e, 6f)와 가동 하대 베이스(15)가 구동된다.

블랭크재(30d)가 굴곡될 때, 중앙 블록(1d, 1e)은 각각 상향으로 돌출하도록 형성되고, 교정 작동기(11)와 하부 교정 작동기(17)는 연장되도록 동기적으로 구동된다. 따라서, 용접부(33d)가 중앙 블록(1d)의 한쌍의 기준핀(9)에 접촉하고 용접부(33d)가 중앙 블록(1e)의 한쌍의 기준핀(9)과 접촉하는 방향으로, 교정 클램퍼(6e, 6f)와 가동 하대 베이스(15)가 구동된다. 따라서, 용접부(33c, 33d)가 각각 기준핀(9)에 접촉된다.

블랭크재(30d)의 용접부(33c, 33d)가 소정의 용접선(Cw2, Cw1)상에 위치된 후, 작동기(14)는 연장되고, 블랭크재(30d)의 두 단부(33c, 33d) 부근의 영역은 고정 클램퍼(3d, 3e)에서 중앙 블록(1d, 1e)에 대해 가압된다.

다음으로, 작동기(13)는 블랭크재(30d)로부터 분리되고, 교정 작동기(11)와 하부 교정 작동기(17)는 그들의 원위치로 수축된다. 한쌍의 기준핀(9)은 레이저빔으로 수축되어 퇴출된다.

블랭크재(30d)를 위치 설정시킨 후, 블랭크재(30c)는 X축 방향으로 배열되고, 블랭크재(30e)는 Y축 방향으로 배열되고, 용접부(32c, 32e)는 교정 클램퍼(6d, 6g)에 의해 위치된다.

이 방법에서, 교정 클램퍼(6d)는 제1도에 도시된 바와 같이, 블랭크재(30c)를 중앙 블록(1d)을 향해 X축을 따라 변위시킨다. 블랭크재(30c)의 엣지(32c)는 기 위치된 블랭크재(30d)의 엣지(33d)와 정렬되고, 블랭크재(30c)의 중간부가 수직 방향으로 굴곡된 상태에서 블랭크재(30c)의 엣지(32c)는 고정 클램퍼(3d)에 의해 고정된다.

동시에, 교정 클램퍼(6g)는 블랭크재(30e)를 중앙 블록(1e)을 향해 Y축을 따라 변위시킨다. 블랭크재(30e)의 용접부(32e)는 기 위치된 블랭크재(30d)의 용접부(33c)와 정렬되고, 블랭크재(30e)의 중간부가 수직 방향으로 굴곡된 상태에서 블랭크재(30e)의 엣지(32e)는 고정 클램퍼(3e)에 의해 고정된다. 엣지는 레이저 빔 용접에 의해 결합된다. 상기 교정 클램퍼(6g)를 포함하는 교정 클램프 유닛(2g)은 구동 기구로도 명명된다.

전술한 종래기술을 참조로 설명한 바와 같이, 제조상의 에러로 인해 인접 블랭크재의 용접부 사이에 갭이 발생될 수도 있다.

상기 장치가 이들 갭을 보정하는 이유를 제8(a)도, 제8(b)도, 제9(a)도 및 제9(b)도의 모델을 참조로 상세히 설명한다.

여기에서, 블랭크재(30d)의 용접부(33c)는 제8(a)도에 도시된 바와 같이 용접선에 대해 틸트된다고 가정한다.

블랭크재(30d)는 수직 방향으로의 변위가 제한되도록 X-Y 평면에서 교정 클램퍼(6f)와 가동 하대 베이스(15)에 의해 그립된다. 유사하게는, 블랭크재(30d)의 대향 엣지는 수직 방향으로의 변위가 제한되도록 교정 클램퍼(6e)와 가동 하대 베이스(15)에 의해 그립된다.

이 상태에서, 교정 작동기(11)와 하부 교정 작동기(17)는 수축되고, 교정 클램퍼(6e)와 가동 하대 베이스(15)는 Y축 방향으로 변위되고, 교정 클램퍼(6e)와 가동 하대 베이스(15)는 X축 방향으로 변위되고, 블랭크재(30d)의 중간부는 제9(a)도에 도시된 바와 같이, 수직 방향으로 굴곡되도록 버클된다.

블랭크재(30d)가 버클되어, 굴곡된 상태에서, 제8(b)도에 도시된 기준핀(9)은 소정 위치에 설정되고, 교정 작동기(11)와 하부 교정 작동기(17)는 용접부(33c)가 기준핀(9)과 접촉하도록 연장된다. 이 때, 기준핀으로부터의 굴곡량은 먼저, 기준핀(9)과 접촉하는 제8(b)도의 우측상의 부분의 굴곡량(δ_a)과 굴곡량(δ_a)보다 작은 제8(b)도의 좌측상의 부분의 굴곡량(δ_b)이다.

결과적으로, 제8(b)도에 도시된 블랭크재(30d)의 우측 엣지의 Z축 방향으로의 변위는 좌측 엣지의 Z축 방향의 변위보다 크다. 따라서, 용접부(33c)의 틸트는 용접부(33c)의 전 길이가 용접선과 일치하도록 교정된다.

교정 클램퍼(6f)는 클램퍼 작동기(13)에 대해 회전되도록 구성된다. 교정 클램퍼(6f)는 제9(b)도에 도시된 바와 같이, 용접부(33c)의 틸트의 양(δ_a-δ_b)에 따라 회전한다.

다른 교정 클램퍼(6a 내지 6g)는 유사하게 구성되며, 블랭크재의 용접부가 용접부의 틸트에 따라 회전될 때, 기준핀(9)에 접촉시킨다.

블랭크재(30d, 30a)의 중간부는 각각의 양 단부가 다른 블랭크재(30b, 30e)와 결합될 수 있도록 각각 굴곡 위치되며, 그들의 전 길이는 블랭크재(30c, 30e)와 블랭크재(30b, 30e) 사이의 갭보다 약간 크게 설정된다.

용접 후, 제8(b)도에 도시된 수직 방향의 굴곡량(δ_b)은 남아 있지만, 이들은 연속적인 압축성형에 의해 예정평면으로 교정된다.

이 경우, 블랭크재(30d)는 블랭크재(30d)를 버클링시켜 굴곡한 다음 기준핀(9)에 접촉시켜 압축시키며, 따라서, 용접부(33c)는 블랭크재(30d)의 가공정밀시 스캐터가 있을 때도 예정된 용접선(Cw2)상에 정확히 정렬된다. 따라서 질 좋은 용접이 얻어질 수 있다.

또한, 교정 클램퍼와 가동 하대 베이스는 블랭크재를 상하 방향으로 그립하므로, 블랭크재의 그립핑은 블랭크재의 폭에 관계없이 실행될 수 있다.

상술한 설명에서, 블랭크재(30d)가 블랭크재(30c, 30e)와 정렬된 예가 예시되었다. 다른 블랭크재(30a-30e)의 위치 설정은 후술하는 순서로 실행된다.

제1도에서, 블랭크재(30d)는 먼저 위치되어 고정 클램퍼(3d, 3e)에 의해 고정된다. 다음으로, 블랭크재(30e, 30c)는 블랭크재(30d)상에 위치된다. 이 경우, 예를 들어, 블랭크재(30c)가 중앙 블록(1d)상의 한쌍의 기준핀(9)과 외부 푸셔(4)에 의해 임시로 위치되고, 블랭크재(30c)가 교정 클램퍼(6d)와 가동 하대 베이스(15)에 의해 그립되며, 블랭크재(30c)의 용접부(33d)가 블랭크재(30c)에 굴곡이 발생되는 크기로 블랭크재(30d)의 용접부(33d)에 대해 가압된다.

따라서, 블랭크재(30c)는 용접부(33d, 32b) 사이에 어떠한 갭도 없이 교정 클램퍼(3d)에 의해 고정된다. 블랭크재(30e)도 동일하다. 계속해서, 블랭크재(30b)가 동일한 방법으로 위치된다.

마지막으로, 블랭크재(30a)는 블랭크재(30b, 30e) 사이에 위치된다. 이를 위해, 중앙 블록(1a, 1b)상의 한쌍의 기준핀(9)과 외부 푸셔(4a)를 이용하여 블랭크재(30a)를 임시로 위치시킨 후, 블랭크재(30a)는 교정 클램퍼(6a)와 가동 하대 베이스(15)를 사용하여 굴곡된 다음, 용접부(32a)는 블랭크재(30e)의 용접부(33e)에 대해 가압되고, 용접부(33b)는 교정 클램퍼(6a, 6b) 및 가동 하대 베이스(15)가 원위치로 복귀하는 동안, 이들 부분들이 고정 클램퍼(3a, 3b)에 의해 고정되도록 블랭크재(30b)의 용접부(33a)에 대해 가압한다.

용접 완결 후, 교정 클램퍼(3a-3e)는 상승하고, 마무리된 리어 쿼터 필러는 클램프 유닛으로부터 쉽게 제거될 수 있다.

본 발명의 제2실시예가 제10도 내지 제14(d)도를 참조로 후술된다.

이 실시예에서, 다섯 개의 블랭크재(30a-30e)는 전술한 제1실시예의 경우와 같이 결합된다.

제10도에 도시된 중앙 블록(1a-1e)과 홈(10)의 구조와 도시되지 않은 기준핀(9)의 구조는 전술한 제1실시예와 동일하다.

블랭크재(30a 내지 30e)는 클램프 유닛(52a-52i, 53a-53h)에 의해 소정의 용접선상에 위치된다.

두 단부가 결합된 블랭크재(30a)와 관련하여, 용접부(32a)의 주변은 클램프 유닛(52a, 52b)에 의해 그립되고, 용접부(33a)의 주변은 제10도에 도시된 바와 같이 클램프 유닛(53a, 53b)에 의해 그립된다.

유사하게, 블랭크재(30b)의 경우, 용접부(32b)의 주변은 클램프 유닛(52d, 52c)에 의해 그립되고, 제10도의 우측 엣지의 상부는 클램프 유닛(53c)에 의해 그립된다.

블랭크재(30c)의 경우, 용접부(33b)의 주변은 클램프 유닛(52e, 52f)에 의해 그립되고, 제10도의 하부 엣지의 상부는 클램프 유닛(53d)에 의해 그립된다.

블랭크재(30d)의 경우, 용접부(33c)의 주변은 한쌍의 제1클램프라고도 명명될 클램프 유닛(52g, 52h)에 의해 그립되고, 용접부(33d)의 주변은 한쌍의 제2클램프라고도 명명될 클램프 유닛(53e, 53f)에 의해 그립된다.

블랭크재(30e)의 경우, 용접부(32e)의 주변은 클램프 유닛(53g, 53h)에 의해 그립되고, 제10도의 우측 엣지 주변은 클램프 유닛(52i)에 의해 그립된다.

제11도 및 제12도에서, 클램프 유닛(52a)은 중앙 블록(1a)에 수직인 방향으로 연장하는 슬라이더(54)를 포함하며, 가동 받침대 베이스(55)는 슬라이더(54)상에서 X축 방향으로 슬라이드하도록 지지된다.

베이스(55)는 작동기(58)의 연장/수축에 따라 중앙 블록(1a)으로부터 접근 또는 이동된다.

핀(56)은 상향으로 돌출하도록 베이스(55)상에 설치되고, 회전 클램퍼(57)는 핀(56)상에 고정된다. 상기 베이스(55)는 핀(56)을 예정범위 내에서 회전변위시키고 Z축 방향으로 선형변위시키는 작동기를 포함한다. 베이스(55)의 상면은 중앙 블록(1a-1e)의 상면과 같은 동일평면이다.

제12도에 도시된 클램프 유닛(52a)은 핀(56)이 베이스(55)의 상면상에 위치된 회전 클램퍼(57)의 하면과, 베이스(55)의 상면으로부터 더 멀리 돌출하는, 그 초기 상태에 있다.

회전 클램퍼(57)는 X축에 평행하며, 상기 베이스(55) 밖으로 돌출한다.

한편, 제11도의 절단선으로 표시한 그립위치에서, 핀(56)은 180도 회전되고 도시되지 않은 작동기에 의해 수축됨으로써, 회전 클램퍼(57)의 하면은 베이스(55)의 상면상에 장착된 블랭크재(30a)를 하향으로 가압한다.

클램프 유닛(52a)에 대향인 클램프 유닛(52b)은 유사한 구조를 가지지만, 베이스(55), 핀(56) 및 회전 클램퍼(57)의 상대위치는 클램프 유닛(52a)에 대해 역전된다. 클램프 유닛(52a, 52b)의 초기 위치에서, 2개의 핀(56)은 예정된 거리만큼 중앙 블록(1a)에서 분리되고, 도면의 Y축에 평행하다. 작동기(58)의 초기 위치는 이들 위치에 대응하도록 설정된다.

클램프 유닛(53a)은 클램프 유닛(52a)의 구조와 동일하고, 클램프 유닛(53b)은 클램프 유닛(52b)의 구조와 동일하다. 제10도에 도시된 다른 클램프 유닛(52c-52i, 53c-53h)도 클램프 유닛(52a, 52b)과 구조가 동일하다.

또한, 클램프 유닛(52a, 52b, 53a, 53b)의 초기위치의 핀(56)과 결합하는 노치(31)가 제13도에 도시된 바와 같이, 블랭크재(30a)의 외주상의 4개의 위치에 형성된다. 클램프 유닛(52c-52i, 53c-53h)과 결합할 수 있는 노치(31)도 다른 블랭크재(30b-30e)에 형성된다.

다음으로, 블랭크재(30a)를 위치시키는 동작을 제14(a)도 내지 제14(d)도를 참조로 설명한다. 블랭크재(30a)가 위치될 때, 블랭크재(30b, 30e)의 위치 설정이 이미 종결된 것으로 가정한다.

먼저, 각각의 베이스(55)는 예정된 초기 위치에 유지되고, 핀(56)은 그 최대길이로 연장되고, 회전 클램퍼(57)는 제14(a)도에 도시된 바와 같이 그 초기위치에 유지된다.

회전 클램퍼(57)는 핀(56)을 결합하는 라인의 Y축 방향으로 연장부상에 위치된다.

다음에, 블랭크재(30a)는 4개의 베이스(55)에 장착된다. 블랭크재(30a)는 핀(56)을 가진 블랭크재(30a)의 외주상의 4개의 노치(31)를 각각 결합함으로써 그 예정된 위치에 임시로 효율적으로 위치된다. 이 상태에서, 블랭크재(30a)의 용접부(32a)는 블랭크재(30e)의 용접부(33e)의 일부를 오버랩한다. 또한, 블랭크재(30a)의 용접부(33b)는 블랭크재(30b)의 용접부(33b)의 일부를 오버랩한다.

클램프 유닛(52a, 52b, 53a, 53b)의 핀(56)은 180도로 회전되고, 핀(56)은 블랭크재(30a)가 베이스(55)와 회전 클램퍼(57)의 하면에 의해 그립되도록 수축된다.

제14(c)도에 도시된 바와 같이, 작동기(58)는 동기적으로 수축되고, 클램프 유닛(52a, 52b)은 용접부(33e)에서 분리되고, 클램프 유닛(52a, 53b)은 용접부(33b)에서 분리된다. 따라서, 블랭크재(30a)의 중간부가 버클된다.

그 다음, 제14(d)도에 도시된 바와 같이, 작동기(58)는 연장되고, 클램프 유닛(52a, 52b)은 용접부(33e)를 향해 변위되고, 클램프 유닛(53a, 53b)은 용접부(33b)를 향해 변위되며, 블랭크재(30a)의 엣지는 용접부(33e, 33b)와 접촉한다.

블랭크재(30a)의 양 엣지가 그 전체영역에 걸쳐 용접부(33e, 33b)와 접촉할 때, 작동기의 연장부는 정지되고, 위치 설정 동작은 종결된다.

중앙 블록(1a, 1b)상의 용접선이 레이저 용접총에 의해 조사될 때, 블랭크재(30a)는 전술한 종래예에서와 같이 그 양 측부상에서 블랭크재(30b, 30e)에 용접된다.

또한, 본 실시예에 따라서, 블랭크재(30a)는 먼저 그 중간부를 버클시킨 후 블랭크재(30e, 30b)와 접촉하므로써, 블랭크재(30a)의 용접부(32a)는 블랭크재(30e)의 용접부(33e)에 완전 결합되고, 블랭크재(30a)의 용접부(33a)는 어떠한 갭도 발생시키지 않고 블랭크재(30b)의 용접부(33b)에 완전 결합된다. 그 결과, 레이저 빔 용접은 고정밀도로 실행될수 있다.

제14(a)도 내지 제14(d)도에서, 블랭크재(30a)의 단부에서의 용접부(32a, 33a)는 처음 위치된 블랭크재(30b, 30e)의 측부에 각각 접촉된다. 블랭크재(30b-30e)의 위치 설정은 다음의 순서로 진행된다.

제1도에서, 블랭크재(30e)의 용접부(32e)는 블랭크재(30e)를 위치시키도록 클램프 유닛(53g, 53h, 53i)을 이용해 중앙 블록(1e)의 한쌍의 기준핀(9)에 대해 압축한다. 블랭크재(30c)의 용접부(32c)는 블랭크재(30c)를 위치시키도록 클램프 유닛(52e, 52f, 53d)을 이용해 중앙 블록(1d)의 한쌍의 기준핀(9)에 대해 압축한다.

다음으로, 용접부(32b)는 블랭크재(30b)를 위치시키도록 클램프 유닛(52c, 52d, 53c)을 이용해 블랭크재(30c)의 측부의 용접부(33c)에 대해 압축한다.

하나의 엣지만이 다른 블랭크재에 결합되는 블랭크재(30b, 30c, 30e)로 인해, 하나의 클램프 유닛만이 다른 블랭크재에 결합되지 않는 자유 엣지를 클램프하도록 사용될 수 있다.

블랭크재(30b, 30c, 30e)를 위치 설정한 후, 블랭크재(30a)는 전술한 방법으로 블랭크재(30b, 30e) 사이에 위치된다. 블랭크재(30c, 30e) 사이에 위치된 블랭크재(30d)는 동일 방법으로 위치된다.

용접부 사이의 잠재적인 갭은 교정되고 레이저 빔 용접이 적절히 실행된다.

클램프 유닛(52a-52i, 53a-53h)이 중앙 블록(1a-1e)과 같은 플로워 표면상에 배열되므로, 클램프가 블랭크재상에 위치될 필요가 없고, 위치 설정 장치의 설치가 간소화된다.

용접 후, 클램프 유닛의 핀(56)은 연장되고, 회전 클램프(57)는 블랭크재의 상면을 방해하지 않는 초기위치 즉, 제11도에 도시된 위치로 회전되며, 마무리된 리어 쿼터 필러가 클램프 유닛에서 쉽게 제거될 수 있다.

독점적인 소유 및 권리를 청구하는 본 발명의 실시예는 다음의 청구범위로 한정된다.

Claims

블랭크재의 엣지가 소정의 용접선(Cw1, Cw2)상에 정렬되도록, 수평면상에 배열된 제1 및 제2 블랭크재(30d, 30e)를 정렬시키기 위한 블랭크재 위치 설정 장치에 있어서, 상기 용접선상의 제1블랭크재의 엣지면에 접촉하며 그로부터 분리될 수 있는 위치 설정 부재(9)와, 제1블랭크재의 위 및 바로 아래로부터 제1블랭크재를 그립핑하기 위한 제1클램프(2f)와, 제1클램프를 수평면의 용접선에 수직인 방향으로 구동시키기 위한 제1작동기(11, 17)와, 하나의 엣지면이 위치 설정 부재와 접촉하는 제1블랭크재를 고정시키기 위한 제2클램프(3c)와, 제1블랭크재를 수평으로 지지하기 위한 기구(2e)와, 제2블랭크재를 용접선을 향해 구동시키기 위한 기구(2g)를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 장치.
제1항에 있어서, 상기 위치 설정 부재는 용접선을 따라 연장되어 수직으로 접촉하도록 배열된 복수의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1클램프는 제1블랭크재의 수평면에서 회전변위가 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1클램프는 제1블랭크재 아래에 위치된 제1하대 베이스(15; Lower pedestal base)와, 상부로부터 제1하대 베이스에 대면하고 제1하대 베이스에 대해 회전가능한 제1클램프 부재(6f)와, 제1클램프 부재를 제1하대 베이스를 향해 구동시키기 위한 제2작동기(13)를 포함하며, 상기 제1작동기는 제1하대 베이스와 제1클램프 부재를 수평면의 용접선에 수직인 방향으로 구동시키기 위한 작동기인 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 장치.
제4항에 있어서, 제1하대 베이스와 제1클램프 부재를 용접선에 수직인 방향으로 안내하기 위한 가이드(16, 12)를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 장치.
제1항에 있어서, 상기 수평으로 지지하기 위한 기구는 제1블랭크재 아래에 위치된 제2하대 베이스와, 상부로부터 제2하대 베이스에 대면하고 제2하대 베이스에 대해 회전가능한 제2클램프 부재(6e)와, 제2클램프 부재를 제2하대 베이스를 향해 구동시키기 위한 제3작동기와, 제2클램프와 제2하대 베이스를 수평 로드에 대해 지지하기 위한 제4작동기를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 장치.
제1용접선(Cw1)상의 수평면에 배열된 제1블랭크재(30d)의 한 엣지를 제2블랭크재(30e)의 한 엣지와 함께 정렬시키고, 제2용접선(Cw2)상의 제1블랭크재의 다른 엣지를 제3블랭크재(30c)의 한 엣지와 함께 정렬시키는 블랭크재 위치 설정 장치에 있어서, 제1블랭크재를 그립하기위해 제1용접선의 부근의 제1블랭크재의 양 측부상에 위치된 한쌍의 제1클램프(52g, 52h)와, 제1블랭크재를 그립하기위해 제2용접선의 부근의 제1블랭크재의 양 측부상에 위치된 한쌍의 제2클램프(53e, 53f)와, 한쌍의 제1클램프를 수평면의 제1용접선에 수직인 방향으로 구동시키기 위한 작동기(58)와, 한쌍의 제2클램프를 수평면의 제2용접선에 수직인 방향으로 구동시키기 위한 작동기(58)를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 장치.
제7항에 있어서, 제1 및 제2클램프는 각각 제1블랭크재를 장착하기 위한 받침대 베이스(55)와, 상기 받침대 베이스로부터 상향으로 돌출된 핀(56) 및 그 핀에 고정된 클램퍼(57)와, 각 핀을 회전시키기 위한 작동기와, 각 핀을 상하 방향으로 구동시키기 위한 작동기와, 각 받침대 베이스를 수평면의 용접선에 수직인 방향으로 구동시키기 위한 작동기(58)를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 장치.
제8항에 있어서, 상기 핀은 제1블랭크재상에 형성된 노치와 결합되는 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 장치.
블랭크재의 엣지가 소정의 용접선상에 정렬되도록, 수평면에 배열된 제1 및 제2블랭크재(30d, 30e)를 정렬시키기 위한 블랭크재 위치 설정 장치에 있어서, 제1블랭크재를 그립하기위해 용접선 부근의 제1블랭크재의 양 측부상에 위치된 한쌍의 제1클램프(52g, 52h)와, 용접선에 대향위치된 제1블랭크재의 엣지를 그립하기 위한 베이스 한상의 제2클램프(53e, 53f)와, 한쌍의 제1클램프를 수평면의 용접선에 수직인 방향으로 구동시키기 위한 작동기(58)를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 장치.
제1용접선상의 수평면에 배열된 제1블랭크재의 한 엣지를 제2블랭크재의 한 엣지면과 함께 정렬시키고, 제2용접선상의 제1블랭크재의 다른 엣지면을 제3블랭크재의 한 엣지면과 함께 정렬시키기 위한 블랭크재 위치 설정 방법에 있어서, 제1용접선 부근의 양 측부상에 위치된 제1클램프에 의해 제1블랭크재를 그립하는 단계와, 제2용접선 부근의 양 측부상에 위치된 제2클램프에 의해 제1블랭크재를 그립하는 단계와, 제1블랭크재를 버클시키도록 제1클램프와 제2클램프를 서로 접근시키는 방향으로 제1블랭크재에 로드를 적용하는 단계와, 로드로 인해 제1블랭크재를 버클시킨 상태에서, 제1블랭크재의 엣지면을 제2블랭크재와 제3블랭크재의 엣지면에 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 방법.
제11항에 있어서, 상기 제1클램프에 의해 제1블랭크재를 그립하는 단계는 제1클램프를 제1블랭크재에 형성된 노치와 결합시키는 단계를 포함하며, 제2클램프에 의해 제1블랭크재를 그립하는 단계는 제2클램프를 제1블랭크재에 형성된 노치와 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랭크재 위치 설정 방법.