KR100287264B1 - 레이저빔을 이용한 판재 연속 용접장치 - Google Patents

레이저빔을 이용한 판재 연속 용접장치 Download PDF

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Abstract

본 장치는 용접될 제1판재(2)를 배치하기 위한 영역A와, 용접될 두 판재(2, 3)를 단부와 단부를 맞댄 상태로 만드는 영역B와, 두 판재(2,3)를 안내하고, 이송하며, 용접하기 위한 영역C와, 그리고 용접된 두 판재(2,3)를 배출하는 영역D를 포함한다. 본 발명은, 예컨대 자동차 산업의 경우처럼, 서로 다른 기하학적 형상 및/또는 두께의 판재를 레이저빔 수단에 의해 용접하기 위한 장치에 적용할 수 있다.

Description

레이저빔을 이용한 판재연속용접장치
제1도는 본 발명에 따른 장치의 개략적인 평면도이다.
제2도는 제1도의 2-2선에 따른 개략적인 단면도이다.
제3도는 제1도의 3-3선에 따른 단면도이다.
제4도는 제1도의 4-4선에 따른 단면도이다.
제5도는 제1도의 5-5선에 따른 단면도이다.
제6도는 제1도의 6-6선에 따른 단면도이다.
제7도는 제1도의 7-7선에 따른 단면도이다.
제8도는 관절형 슈우를 운반하는 다수의 체인 슈우의 개략적 입면도이다.
제9도는 제8도에 도시한 슈우의 평면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 레이저빔 2 : 제1판재
3 : 제2판재 10 : 콘베이어 벨트
12 : 멈춤부재 20, 40 : 하부체인(하부 관철형 슈우 체인)
30, 50 : 상부체인(상부 관절형 슈우 체인)
201, 202, 301, 302, 401, 402, 501, 502 : 휠
203, 303, 403, 503 : 슈우 204, 304, 404, 504 : 스핀들
205, 305, 405, 505 : 지지롤러
본 발명은 레이저빔에 의해 적어도 두 개의 시트 블랭크(sheet blanks : 이하 '판재'라함)를 연속적으로 끝을 맞대어 용접하는 장치에 관한 것이다.
레이저빔을 사용하여 두 개의 판재를 용접하는 것은 산업적 가능성을 크게 개척한 것이며, 특히 맞댄 용접(butt welding)분야, 예컨대 자동차 공업분야에서 그러하다.
실로, 두 개의 판재를 서로 맞대어 그 사이를 접합하는 것, 즉 두 판재를 그 단부(edge)와 단부(edge)를 겹치지 않도록 서로 맞추어 레이저빔에 의해 용접하는 것은 이들 판재의 프레스 성형성(press-forming capability)을 온전히 보존하는 것이다.
판재는 서로 다른 기하학적 형상 및/또는 두께를 가질 수 있고, 스틸의 종류마저 다를 수도 있다.
용접된 판재의 프레스 성형성을 최적으로 유지할 수 있는 방식으로, 두 개의 판재 사이를 레이저빔으로 정확히 맞댄 용접을 달성하기 위하여, 용접될 판재들은 그들의 단부(edge)가 틈새없이 상호 맞닿도록 배치되어야 하며, 형상이 다른 판재를 용접하는 경우에는 서로에 대하여 그 길이방향 배치(longitudinal positioning)가 완벽하지 않으면 안된다.
또한, 한편으로 두 판재의 접합면(joint plane)이 레이저빔의 축상에 놓이도록 하기 위하여 판재들의 측방향 배치(lateral positioning)를 완벽하게 하고, 또다른 한 편으로는 상기 두 판재의 접합면을 레이저빔의 축상에 유지하기 위하여 그 판재들은 그들이 공급되고 있는 동안, 상기 판재의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 확실하게 하는 것이 필수적이다.
산업장치에 있어서 판재의 배치는 연속적이어야 한다.
결과적으로, 산업장치는 판재를 받아들이고, 상기 판재가 레이저빔을 향하여 진입되고 있는 동안 그 판재를 레이저빔의 축 및 그 판재의 서로간에 대하여 상대적으로 배치할 수 있도록 하고, 그리고 그 판재들이 진입되어 용접된 후 배출되는 동안 이러한 상대적 배치를 유지할 수 있도록 하여야 한다.
따라서 본 발명의 목적은 좋은 용접의 품질을 얻을 수 있는 레이저빔에 의해 적어도 두 개의 판재를 연속적으로 맞대어 접합하고 용접하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 따라서 다음과 같은 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 적어도 두 개의 판재를 연속적으로 맞대어 접합하고 용접하는 장치를 제공한다.
즉, 본 발명에 따른 장치는,
A) 판재를 수평좌표면 내에서 지지하고, 또한 길이방향으로 배치하기 위한, 레이저 빔을 향한 방향으로 수평적으로 이동가능한 수단상에서 상기 판재를 공급하는 장치와; 상기 판재의 용접될 단부(edge)를 레이저빔의 축상에 측방향으로 배치하는 수단과; 상기 판재의 길이방향 측방향의 상대적 배치를 유지하는 수단과; 그리고 상기 판재의 용접될 단부(edge)를 레이저빔의 축상에 유지하는 수단을 포함하는, 용접될 제1판재를 배치하는 제1영역,
B) 제1판재를 수평 좌표면 내에 지지하기 위한 길이방향 수단과; 상기 제1판재의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단과; 상기 제1판재의 용접될 단부(edge)를 레이저빔의 축상에 유지하기 위한 수단과; 상기 제1판재의 길이방향 및 측방향의 상대적인 배치를 유지하기 위한 상기 수단에 동기되어(in synchronism) 수평적으로 이동가능한, 좌표면 내에 제2판재를 지지하기 위한 또한 제2판재의 용접될 단부를 제1판재의 용접될 단부에 맞대어 배치하기 위한 길이방향의 수단상에서 제2판재를 공급하는 장치와; 그리고 상기 제2판재의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단을 포함하는 용접될 두 개의 판재 사이에 맞대어 접합(butt joint)을 이루는 제2영역,
C) 상기 판재들을 수평 좌표면 내에 지지하기 위한 길이방향의 수단과; 상기 두 개의 판재의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하고 수평적으로 이동할 수 있는 수단과; 제1판재의 용접될 단부를 레이저빔의 축상에 유지하는 수단과; 상기 두 개의 판재의 용접될 단부 사이에 측방향에 압력을 가하는 수단과; 그리고 레이저빔 용접 유니트를 포함하는 두 개의 판재를 안내하고, 이송하고, 용접하는 제3영역,
D) 용접된 판재를 지지하기 위한 길이방향 수단과 그 용접된 판재를 제거하기 위한 수단을 포함하는, 상기 두 개의 용접된 판재를 배출하기 위한 제4영역을 포함한다.
본 발명의 특징과 잇점은 도면에 도시된 참조부호와 함께 기술되는 다음 설명에 의해 명백해질 것이다.
제1도에 개략적으로 도시된 장치는, 예컨대 자동차 산업에 있어서처럼, 상호 다른 기하학적 형상 및/또는 상이한 두께를 갖는 다수 쌍의 판재(2, 3)를 레이저빔(1)에 의해 연속적으로 맞대어 접합하고 용접하기 위한 것이다.
각 쌍의 두 개의 판재(2, 3)는 단부(edge)와 단부(edge)를 맞대어 그 맞댄부분을 용접하기 위해 레이저빔(1)의 아래를 연속적으로 통과한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 제1도에 도시한 장치는 판재(2, 3)를 판뽑기(blanking out)해 내는 수단상에 다음 요소를 포함한다. 즉,
(A) 용접되는 제1판재(2)를 배치하기 위한 영역A와;
(B) 용접될 두 판재(2, 3)를 그 단부와 단부를 상호 맞댄 상태로 만드는 영역B와 ;
(C) 두 판재 (2, 3)를 안내하고, 운반하며 그리고 용접하는 영역C와 ; 그리고
(D) 용접된 두 판재(2, 3)를 배출하는 영역D를 포함한다.
고품질의 용접을 보장하기 위하여 판재(2, 3)의 배치는 용접영역C 내에서 몇 가지 요건을 충족하여야 하는데, 특히 용접될 단부들의 판재 상호간에 대한, 그리고 레이저빔(1)의 축에 대한 위치와, 판재(2, 3)가 공급되고 있는 과정에 있어서 상기 단부 상호간의 틈새를 조절하고 또한 줄이기까지 하도록 그 단부상에 가해지는 상대적인 압력에 대한 요건을 충족하여야 한다.
영역A는 제1판재(2)를 수평 좌표면 내에서 길이방향으로 배치하고 지지하기 위한, 레이저빔(1)쪽을 향한 방향으로 수평적으로 이동가능한 수단(4)상에서 그 제1판재(2)를 공급하는 장치와; 판재(2)의 용접될 단부를 레이저빔(1)의 축상에 측방향으로 배치하기 위한 수단(5)과 ; 판재(2)의 길이방향과 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(6)과 ; 그리고 판재(2)의 용접될 단부를 레이저빔(1)의 축상에 유지하기 위한 수단(60)을 포함한다.
제1도에 도시한 실시예에 있어서, 판재(2)를 지지하고 길이방향으로 배치하기 위한 수단(4)은 콘베이어 벨트(10), 특히 판재(2)의 하부면(lower face)과 연속적으로 접하는 제1표면을 구성하는 볼 벨트를 포함한다.
콘베이어 벨트(10)는, 제1판재(2)의 하부면과 연속적으로 접하는 제2표면을 구성하는 관절형 슈우(articulated shoes)를 운반하고 또한 상기 콘베이어 벨트(10)와 동기되어 길이방향으로 움직이는 하부 체인(20)과 병렬관계에 있다.
하부 관절형 슈우 체인(20)은 용접될 단부 가까이에 위치한 한 쌍의 제1판재(2)를 지지하며, 콘베이어 벨트(10)는 제1판재(2)의 다른 부분을 지지한다.
콘베이어 벨트(10)는 각 제1판재(2)를 기하학적으로 배치하기 위한 수단을 구비하고 있는데, 이 수단은 대응하는 제1판재(2)의 형상이나 기하학적 측면형상에 따라 배치되고 적용된다.
이들 수단은 콘베이어 벨트상에 일부를 배치하기 위한 바아(bars), 돌기(lugs), 경사진 요소, 핀 혹은 기타 다른 공지의 수단의 형태로 인접함으로써 구성될 수 있다.
제1도에 도시한 실시예에 있어서, 이들 수단은 콘베이어 벨트(10)에 고정되어 그 콘베이어와 함께 이동하는 바(11)에 의해 형성된다.
제1도 및 제3도에 도시한 바와 같이, 영역A에 있어서, 제1판재(2)의 용접될 단부를 측방향으로 배치하기 위한 수단은 수직으로 배치된 가이드를 구성하는, 길이방향으로 연장하는 멈춤부재(12)에 의해 형성되어, 이에 의해 하부 관절형 슈우 체인(20)과 접하는 상태하에 상기 멈춤부재의 측방향 표면(12a)을 포함하는 면이 레이저빔(1)의 축과 일치한다.
제3도에 도시한 바와 같이, 콘베이어 벨트(10)는 하부 관절형 슈우 체인(20)을 향한 쪽으로 수평에 대하여 1°내지 5°의 각도(α)로 경사져 있으며, 이 경사는 제1판재(2)의 배출방향으로 상기 각도(α)로부터 0°까지 점차 감소되어 완전히 수평을 이룬다. 이 콘베이어 벨트(10)는 제1판재(2)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(6)에 도달하기 전에는 수평이다.
제1판재(2)를 영역A 내에서 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(6)은 상기 제1판재(2)의 상면과 연속적으로 접하는 표면을 이루는 관절형 슈우를 상부체인(30)의 투입단부(input end portion)에 의해 형성된다.
상부 관절형 슈우 체인(30)은 대응하는 하부 관절형 슈우 체인(20)과 접하는 방식으로 배치되며, 부착(adherence)에 의해 제1판재(2)를 배출하기 위하여 상기 하부 관절형 슈우체인(20)과 협력하도록 되어 있다.
따라서 콘베이어 벨트(10)(예컨데, 회전자재의 볼을 갖는)상에 놓인 판재(2)는, 예컨대 조종로봇(handling robot)과 같은 적절한 수단(미도시)에 의해, 바(11)에 의해 길이방향으로 배치되고, 콘베이어 벨트(10)상에서, 각 판재(2)가 멈춤부재(12)의 측방향 표면(12a)과 맞닿게 되는 방식으로 측방향으로 미끌어져 레이저빔(1)의 축상에 배치된다. 제1판재(2)는 영역A의 끝에서 상부 관절형 슈우 체인(30)에 의해 서로에 대하여 위치가 유지된다.
하부 관절형 슈우 체인(20)과 상부 관절형 슈우 체인(30)은 후에 보다 상세히 기술된다.
용접될 두 개의 판재(2, 3)의 단부와 단부를 상호 맞닿은 상태로 만드는 영역B는, 제1판재(2)를 수평 좌표면 내에 지지하기 위한 길이방향의 수단(4a)과; 제1판재(2)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(6)과; 제1판재(2)의 용접될 단부를 레이저빔(1)의 축상에 유지하는 수단(60)과; 제2판재(3)를 좌표면 내에서 길이방향으로 지지하고 또한 제2판재(3)의 용접될 단부를 제1판재(2)의 용접될 단부에 대하여 배치하기 위한 수단(7)상에 그 제2판재(3)를 공급하며, 제1판재(2)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 상기 수단(6)과 동기되어 수평방향으로 이동할 수 있는 장치와; 그리고 제2판재(3)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(8)을 포함한다.
제1판재(2)를 영역B 내에서 길이방향으로 지지하기 위한 수단(4a)은 제1판재(2)의 하면과 연속적으로 접하는 제1표면을 구성하는 수평 콘베이어 벨트(13)에 의해 형성된다.
이 수평 콘베이어 벨트(13)는, 영역B로 연장되며 제1판재(2)의 하면과 연속적으로 접하는 제2표면을 구성하는 영역A의 하부 관절형 슈우 체인(20)과 나란하게 배치된다.
수평 콘베이어 벨트(13)는, 예컨대 자유회전 롤러를 갖는 벨트이거나 혹은 볼을 갖는 벨트이거나 혹은 하부 관절형 슈우 체인(20)과 동기되어 길이방향으로 움직이는 회전벨트일 수 있다.
하부 관절형 슈우 체인(20)은 용접될 단부 가까이에 위치한 제1판재(2)의 일부를 지지하고, 콘베이어 벨트(13)는 제1판재(2)의 다른 부분을 지지한다.
이 영역B에 있어서, 제1판재(2)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(6)은 마찬가지로 제1판재(2)의 상면과 연속적으로 접하는 표면을 구성하는 영역A의 상부 관절형 슈우 체인(30)에 의해 구성된다.
상부 관절형 슈우 체인(30)은 하부관절형 슈우 체인(20)과 대향하도록 배치되며, 영역A에서 행해진 것과 같이, 부착에 의해 제1판재(2)를 공급하도록 상기 하부 관절형 슈우 체인(20)과 협력하도록 되어있다.
영역B에 있어서, 제2판재(3)를 지지하고 길이방향으로 배치하기 위한 수단(7)은, 예컨대 볼을 가지며, 제2판재(3)의 하면과 연속적으로 접하는 제1표면을 구성하는 콘베이어 벨트(14)에 의해 구성된다.
콘베이어 벨트(14)는, 제2판재(3)의 하면과 연속적으로 접하는 제2표면을 구성하는 하부 관절형 슈우 체인(40)과 나란하게 배치되며, 상기 하부 관절형 슈우 체인(40)은 콘베이어 벨트(14)와 길이방향으로 동시에 움직인다.
하부관절형 슈우 체인(40)은 용접될 단부 가까이에 위치한 제2판재(3)의 일부분을 지지하고, 콘베이어 벨트(14)는 제2판재(3)의 다른 부분을 지지한다.
콘베이어 벨트(14)는 제2판재(3)의 형상에 대하여 또한 그 형상에 적용하도록 배치된 제2판재(3)를 기하학적으로 배치하기 위한 수단을 구비한다.
이러한 수단은 콘베이어 벨트 상에 일부를 배치하기 위한 바아, 돌기, 경사부재, 핀, 또는 기타 공지의 수단의 형태로 된 멈춤부재에 의해 형성될 수 있다.
제1도에 도시한 실시예에 있어서, 이러한 수단은 콘베이어 벨트(14)에 고정되어 그 콘베이어 벨트롸 함께 이동하는 바아(15)에 의해 이루어진다.
제5도에 도시한 바와 같이, 예컨대 볼을 갖는 콘베이어 벨트(14)는 수평 면에 대하여 하부 관절형 슈우 체인(40) 쪽으로 1° 내지 5°의 각도(α)로 경사져 있으며, 이 각도는 제2판재(3)의 배출 방향으로 상기 경사 각도(α)로 부터 0°까지 점차 줄어들므로써 콘베이어 벨트(14)는 완전히 수평을 이룬다. 콘베이어 벨트(14)는 제2판재(3)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(8)에 도달하기 전에 수평을 이룬다.
영역B에 있어서, 제2판재(3)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(8)은 제2판재(3)의 상면과 연속적으로 접하는 표면을 구성하는 상부 관절형 슈우 체인(50)에 의해 구성된다.
상부 관절형 슈우 체인(50)은 하부 관절형 슈우 체인(40)과 대향하도록 배치되며, 또한 부착 또는 마찰에 의해 제2판재(3)를 공급하기 위하여 상기 하부관절형 슈우 체인(40)과 협력하도록 구성된다.
따라서, 예컨대 조종로보트와 같은 적절한 수단(미도시)에 의해 콘베이어 벨트(14)상에 배치된 제2판재(3)는 바아(15)에 의해 배치되고, 각 제2판재(3)의 용접될 단부가 각 제1판재(2)의 용접될 단부와 맞닿게 되는 방식으로 콘베이어벨트(14)상에 측방향으로 미끄러져 결과적으로 레이저빔(1)의 축상에 배치된다. 제2판재(3)는 영역B의 끝부분에서 상부 관절형 슈우 체인(50)에 의해 그 상대적 배치가 유지된다.
하부 관절형 슈우 체인(40)과 상부관절형 슈우 체인(50)은 후에 보다 상세히 설명한다.
두 판재(2, 3)를 안내하고, 운반하며, 용접하기 위한 영역C는 제1판재(2)를 수평좌표면 내에 지지하기 위한 길이방향의 수단(4a)과; 제1판재(2)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하고 수평방향으로 이동할 수 있도록 하기 위한 수단(6)과; 제2판재(3)를 수평좌표내에 길이방향으로 지지하고 레이저빔(1) 쪽으로 이동할 수 있도록 하기 위한 수단(9)과; 제2판재(3)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하고 수평방향으로 이동할 수 있도록 하기 위한 수단(8)과; 제1판재(1)의 용접될 단부를 레이저빔(1)의 축상에 유지하기 위한 수단(6)과; 두 판재(2, 3)의 용접될 단부 사이에 측방향 압력을 생성하는 수단(70)과; 그리고 레이저빔(1)을 위한 수단(8)을 포함한다.
이 영역(C)은 레이저빔(1) 쪽의 상류로 거슬러 올라가는 판재의 배출방향에 대하여 두 판재 사이의 틈새를 조절하는 수단을 또한 포함한다.
영역C 내에서 제1판재(2)를 지지하기 위한 길이방향의 수단(4a)은 수평의 콘베이어벨트(13)와 영역C로 연장되는 영역B의 하부 관절형 슈우체인(20)에 의해 구성된다.
제1판재(2)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(6)은 영역C로 연장되는 영역B의 상부체인(30)에 의해 구성되며, 부착에 의해 제1판재(2)를 공급하기 위하여 하부관절형 슈우체인(20)과 협동하도록 되어있다.
영역C의 제2판재(3)를 지지하기 위한 길이방향의 수단은 제2판재(3)의 하면과 연속적으로 접하는 제1표면을 구성하는 수평의 콘베이어 벨트(16)에 의해 형성된다.
수평의 콘베이어벨트(16)는 영역B의 하부 관절형 슈우체인(40)과 나란하게 배치되고, 영역C로 연장되며, 제2판재(3)의 하면과 연속적으로 접하는 제2표면을 구성한다.
수평의 콘베이어 벨트(16)는 예컨대 회전자재로 장착된 롤러를 갖는 벨트이거나 혹은 볼을 갖는 벨트이거나 혹은 하부 관절형 슈우체인(40)과 동기되어 길이방향으로 이동하는 구름벨트(rolling belt)일 수도 있다.
하부 관절형 슈우체인(40)은 용접될 단부 근처에 위치한 제2판재(3)의 일부를 지지하며, 콘베이어 벨트(16)는 제2판재(3)의 다른 부분을 지지한다.
콘베이어 벨트(10, 14)와 관절형 슈우 체인(20, 30, 40, 50)은 서로 동기되어 길이방향으로 이동하며, 콘베이어 벨트(10, 14)가 구름벨트에 의해 형성되는 경우에는 콘베이어 벨트(13, 16)와 동기되어 길이방향으로 이동할 수 있다.
또한 제1판재(2)와 협력하는 콘베이어 벨트(10, 13) 및 체인(20, 30)과, 제2판재(3)와 협력하는 콘베이어 벨트(14, 16) 및 체인(40, 50)은 제1, 제2판재의 맞댄 접합면의 각 면에 놓여진다.
영역B로 이동되는 동안 제1판재(2)는 우선 콘베이어 벨트(10)상에 놓인 다음, 하부 관절형 슈우 체인(20)과 상부 관절형 슈우 체인(30)의 인입부분 사이에서 눌려진다.
제2판재(3)의 영역C로의 이동에 대하여도 상기와 동일하다. 즉 제2판재(3)는 우선 콘베이어 벨트(14) 및 하부 관절형 슈우체인(40)상에 놓인 다음, 하부 체인(40)과 상부 관절형 슈우체인(50)의 인입부분 사이에서 눌려진다.
두 개의 판재(2, 3)를 레이저빔(1)을 향한 방향으로 상대적인 배치를 확실하게 하기 위하여, 제1판재(2)를 지지하고 배치하기 위한 수단(4) 및 제2판재(3)를 지지하고 배치하기 위한 수단(7)은 동시에 작동할 수 있으며 이로 인해 이들 수단은 두 콘베이어 벨트(10, 14)가 서로에 대하여 상대적으로 정확한 위치에 있을 때까지 서로 다른 속도로 움직이며 따라서 제1, 제2판재(2, 3)은 장치의 영역C 내의 정확한 위치에 도착한다.
제2도, 제4도 및 제6도 내지 제9도를 참조하여 관절형 슈우 체인을 보다 상세히 설명한다.
제2도, 제6도, 제7도에 도시한 바와 같이 제1판재(2)의 하면과 연속적으로 접하는 면을 이루는 하부 관절형 슈우체인(20)은 제1, 제2판재(2, 3)에 수직인 면에서 폐쇄된 루프(closed loop)를 형성한다.
하부체인(20)은 루프의 각 단부에 각각 배치된 한 쌍의 휠(201, 202)에 의해 운반된다.
하부체인(20)은, 평행한 면의 형상을 가진, 제8도 및 제9도에 도시한 바와 같이 스핀들 수단(204)에 의해 함께 관절형으로 형성된 슈우(203)를 포함한다.
하부 체인(20)은 또한 회전자재이며 제2판재(3)와 접하는 면의 반대면에서 슈우(203)의 면과 협력하도록 되어있는 지지롤러(205)를 포함한다.
직선형 모선(rectilinear generatrix)을 갖는 이들 원통형 롤러들(205)은 각각 서로 가까우며 상기 롤러의 회전축은 하부 수평체인(20)의 이동방향에 직각이다.
이들 로울러(205)는, 제2판재(3)의 하면과 접하고 있는 체인(20)의 표면이 제2판재의 배치를 위한 수평좌표면을 규정하는 방식으로 하부체인(20)을 지지한다.
적어도 세개의 로울러(205)는 각 슈우(203)와 접하고 있다.
하부체인(20)은, 예컨대 휠(201, 202) 중의 하나와 연결된 모터감속시스템(미도시)에 의해 구동된다.
제1판재(2)의 상면과 연속적으로 접하는 면을 이루는 상부 관절형 슈우체인(30)은 제1, 제2판재(2, 3)와 직각인 면에서 폐쇄된 루프를 구성한다.
상부체인(30)은 루프의 각 단부에 각각 배치된 한 쌍의 휠(301, 302)에 의해 운반된다.
상부체인(30)은, 대체로 평행한 면의 형상을 가지며 스핀들 수단(304)에 의해 관절형으로 형성된 슈우(303)에 의해 구성된다.
상부체인(30)은, 회전자재이고 제1판재(2)와 접하는 면의 반대면에서 슈우(303)의 면과 협력하도록 되어있는 롤러(305)를 지지한다.
직선형의 모선(rectilinear generatrix)을 갖는 이들 원통형 롤러(305)는 서로 비교적 가까우며, 상기 롤러의 회전축은 상부 수평체인(30)의 이동방향과 직각이다.
상부체인(30)은 예컨대, 휠(301, 302)의 하나에 연결된 모터감속시스템(미도시)에 의해 구동된다.
롤러들(305)은 상부체인(30)의 슈우(303)상에 직각으로 하향하는 표면압력을 가하도록 배치됨으로써 슈우(203)와 슈우(303) 사이에서 제1판재(2)를 꽉 조인다.
적어도 세개의 롤러들(305)은 균등하게 간격된 영역 내에서 각 슈우(303)와 접하고 있어서 제1판재(2)상에 가해진 압축력은 슈우(303)의 평활성(flatness)을 잘 유지하도록 분산되며, 수 개의 선형 접촉(linear contacts)에 의해 압축력이 분산되도록 한다.
제4도, 제6도, 제7도에 도시한 바와 같이, 제2판재(3)의 하면과 연속적으로 접하는 면을 이루는 하부 관절형 슈우체인(40)은 제1, 제2판재(2, 3)와 직각인 면에서 폐쇄된 루프를 형성한다.
하부 관절형 슈우체인(40)은 루우프의 각 단부에 각각 배치된 한 쌍의 휠(401, 402)에 의해 운반된다.
하부체인(40)은, 대체로 평행한 면의 형상을 가지며 스핀들(404)에 의해 함께 관절형으로 형성된 슈우(403)를 포함한다.
하부체인(40)은, 회전자재이고 제2판재(3)와 접하는 면의 반대면에서 슈우(403)의 면과 협력하도록 되어있는 지지롤러(405)를 포함한다.
직선형 모선(rectilinear generatrix)을 갖는 원통형 롤러들(405)은 비교적 서로 가까우며, 상기 롤러들의 회전축은 하부 수평체인(40)의 이동방향에 직각이다.
롤러들(405)은 제2판재(3)의 하면과 접하는 하부체인(40)의 면이 제2판재의 배치를 위한 수평좌표면을 규정하도록 하부체인(40)을 지지한다.
적어도 세 개의 롤러들(405)이 각 슈우(403)와 접하고 있다.
하부체인(40)은, 예컨대 휠(401, 402)중의 하나와 연결된 모터감속시스템(미도시)에 의해 구동된다.
제2판재(3)의 상면과 연속하여 접하는 면을 이루는 상부 관절형 슈우 체인(50)은 제1, 제2판재(2, 3)와 직각인 면에서 폐쇄된 루우프를 형성한다.
상부체인(50)은 루우프의 각 단부에 각각 배치된 한 쌍의 휠(501, 502)에 의해 운반된다.
상부체인(50)은, 대체로 평행한 면의 형상을 가지고 스핀들(504)에 의해 함께 관절형으로 형성된 슈우(503)를 포함한다.
상부체인(50)은, 회전자재이고 제2판재(3)와 접하는 면의 반대면에서 슈우(503)의 면과 협력하도록 되어있는 지지롤러(505)를 포함한다.
직선형 모선(rectilinear generatrix)을 갖는 이들 롤러들(505)은 비교적 서로 가깝고, 이들 롤러의 회전축은 상부 수평체인(50)의 이동 방향에 직각이다.
상부체인(50)은, 예컨대 휠(501, 502) 중의 하나에 연결된 모터감속시스템(미도시)에 의해 구동된다.
지지롤러들(505)은 상부체인(50)의 슈우(503)상에 수직의 표면압력을 가하도록 배치됨으로써, 슈우(403)와 슈우(503) 사이에서 제2판재(3)를 누른다.
적어도 세 개의 롤러들(505)은 균등한 간격으로 떨어진 영역 내에서 각 슈우(503)에 접하고 있어서, 압축력은 제2판재(3)에 분산되며 따라서 슈우(503)의 평활성을 좋게 유지하며 다수의 선형접속으로 압축력을 분산한다.
각 판재(2, 3)들은 장치의 영역A 및 영역B 내에서 각각 슈우(203, 303) 및 슈우(403, 503) 사이에서 점차적으로 꽉 조여진 후, 롤러(205, 305) 및 롤러(405, 505) 각각에 의해 가해진 표면 압력으로 인해 이들 슈우 사이에서 영역C 내로, 부착에 의해 안내되고 공급된다.
관절형 슈우체인(20, 30, 40, 50)은, 압력하에 놓여진 판재와 슈우 사이에서 일어날 수도 있는 미끄러짐없이 용접방향으로 판재들(2, 3)을 공급하기 위하여 서로 동기되어 구동된다.
영역A의 단부와 영역B 및 영역C에는 레이저빔(1)의 축상에 제1판재(2)의 용접될 단부를 유지하기 위한 수단(60)이 구비된다.
제6도 및 제7도에 도시한 바와 같이, 제1판재(2)의 용접될 단부를 일정 위치에 유지하기 위한 수단(60)은 판재들(2, 3)의 수평의 공급면의 각 면에 배치되고 평행인 두 측면 가이드웨이(guideway)(61, 62)에 의해 형성된다.
가이드웨이(61)는, 수직축을 가지며 회전자재인 롤러(61a)에 의해 구성되며, 상기 롤러(61a)는 하부체인(20)의 슈우(203)의 측면(203a)에 대하여 지지하며, 수직 좌표면(64)상에 고정된 지지대(63)상에 탑재된다.
가이드웨이(62)는 또한 수직축을 가지며, 회전자재인 롤러(62a)에 의하여 구성되며, 상기 롤러(62a)는 상부체인(30)의 슈우(303)의 측면(303a)에 대하여 지지하며, 수직좌표면(64)상에 고정된 지지대(65)에 탑재된다.
또다른 실시예에 있어서, 롤러(61a, 62a)는 각 슈우(203, 303)상에 직접 장착될 수 있고, 수직좌표면(64)에 대하여 지지한다.
이러한 배치는, 가이드웨이(61, 62) 및 좌표면(64)으로 인하여, 미리 레이저빔(1)의 축상에서 영역A 내에 설치된 제1판재(2)의 용접될 단부를 유지할 수 있도록 한다.
영역B의 단부와 영역C에는 두 판재(2, 3)의 용접될 단부 사이에서 측방향 압력을 생성하는 수단(70)이 구비된다.
제7도에 도시한 바와 같이, 두 판재(2, 3)의 용접될 단부상에 측방향 압력을 생성하는 수단(70)은 판재들의 수평의 공급면의 각 면상에 배치된 두 개의 측방향의 평행한 가이드웨이(71, 72)에 의해 이루어진다.
가이드웨이(71)는 한편으로는 하부체인(40)의 슈우(403)와 협력하고, 다른 한편으로는 판재들(2, 3)의 접합면에 직각인 방향으로, 적어도 하나의 미는 요소(pusher element)(74)와 협력한다.
가이드웨이(72)는 한편으로는 상부체인(50)의 슈우(503)와 협력하고, 다른 한편으로는 판재들(2, 3)의 접합면에 직각인 방향으로, 적어도 하나의 미는 요소(75)와 협력한다.
가이드웨이(71)는, 수직축을 가지며 회전자재인 롤러(71a)를 포함하며, 상기 롤러들(71a)은 하부체인(40)의 슈우(403)의 측면(403a)에 대하여 지지하며 미는 요소(74)에 연결된 지지대(76)상에 장착된다.
가이드웨이(72)는, 수직축을 가지며 회전자재인 롤러(72a)로 구성되며, 상기 롤러들(72a)은 상부체인(54)의 슈우(503)의 측면(503a)에 대하여 지지하며 미는 요소(75)에 연결된 지지대(77)상에 장착된다.
또다른 실시예에 있어서, 롤러(71a, 72a)는 각각의 슈우(403, 503)상에 직접 장착될 수 있고, 미는 요소(74, 75)에 연결된 가이드에 대하여 지지할 수 있다.
미는 요소(74, 75)는, 예컨대 잭이나 실린더장치로 이루어진다.
또다른 실시예에 있어서, 판재들(2, 3)의 길이방향 및 측방향의 각 위치를 유지하기 위한 수단은 상응하는 판재(2) 또는 판재(3)의 상면과 접하는 연속띠(continuous strip)에 의해, 또한 상기 상면에 대하여 연속띠를 밀어부치는 회전자재의 롤러들에 의해 형성될 수 있다.
두 용접된 판재를 배출하기 위한 영역D는 용접된 판재들을 지지하기 위한 수단(80)과 그 용접된 판재들을 제거하기 위한 수단(미도시)을 포함한다.
지지수단(80)은, 예컨대 롤러나 볼을 가진 이동 테이블에 의해 구성될 수 있으며, 제거수단은 조정로봇에 의해 구성될 수 있다.
용접된 판재들을 지지하기 위한 수단(80)은 또한 콘베이어 벨트(13, 16) 및 영역 D로 연장된 선행 영역C의 하부체인(20, 40)에 의해 구성될 수도 있다.
영역D는 또한 용접을 검사하고 털어내고(brushing) 기름칠(oiling)하는 수단을 포함할 수 있다.

Claims (22)

  1. A) 판재를 수평 좌표면에 내에서 지지하고 또한 길이방향으로 배치하기 위한, 레이저빔(1)을 향한 방향으로 수평적으로 이동 가능한 수단(4)상에서 상기 판재(2)를 공급하는 장치와; 상기 판재(2)의 용접될 단부(edge)를 레이저빔(1)의 축상에 측방향으로 배치하는 수단(5)과; 상기 판재(2)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하는 수단(6)과; 그리고 상기 판재의 용접될 단부(edge)를 레이저빔(1)의 축상에 유지하는 수단을 포함하는, 용접될 제1판재(2)를 배치하는 제1영역,(A)
    B) 제1판재를 수평 좌표면 내에 지지하기 위한 길이방향 수단(4a)과; 상기 제1판재(2)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(6)과; 상기 제1판재(2)의 용접될 단부(edge)를 레이저빔(1)의 축상에 유지하기 위한 수단(60)과; 상기 제1판재의 길이방향 및 측방향의 상대적인 배치를 유지하기 위한 상기 수단(6)에 동기되어 수평적으로 이동가능한, 좌표면 내에 제2판재(3)를 지지하기 위한 또한 제2판재(3)의 용접될 단부를 제1판재(2)의 용접될 단부에 맞대어 배치하기 위한 길이방향의 수단상에서, 제2판재(3)를 공급하는 장치와; 그리고 상기 제2판재(3)의 길이 방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(8)을 포함하는, 용접될 두 개의 판재 사이에 맞댄 접합(butt joint)을 이루는 제2영역,(B)
    C) 상기 판재(2, 3)들을 수평 좌표면 내에 지지하기 위한 길이방향의 수단과; (4a, 9) 상기 두 개의 판재(2, 3)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하고 수평적으로 이동할 수 있는 수단과; (6, 8) 제1판재(2)의 용접될 단부를 레이저빔(1)의 축상에 유지하는 수단(60)과; 상기 두 개의 판재(2, 3)의 용접될 단부에 측방향 압력을 가하는 수단(70)과; 그리고 레이저빔(1) 용접 유니트를 포함하는, 두 개의 판재(2, 3)를 안내하고, 이송하고, 용접하는 제3영역, (C)
    D) 용접된 판재를 지지하기 위한 길이방향 수단(80)과 그 용접된 판재를 제거하기 위한 수단을 포함하는, 상기 두 개의 용접된 판재(2, 3)를 배출하기 위한 제4영역(D)을 포함하는, 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1판재(2)를 지지하고 또한 길이방향으로 배치하기 위한 수단(4)은 제1판재(2)의 하면과 연속적으로 접하는 제1면을 구성하는 콘베이어 벨트(10)를 포함하고, 이 콘베이어 벨트는 제1판재(2)의 하면과 연속적으로 접하는 제2면을 구성하는, 또한 이 콘베이어 벨트에 동기되어 길이방향으로 이동하는 관절형 슈우를 포함하는 하부체인(20)과 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  3. 제2항에 있어서, 하부 관절형 슈우 체인(20)은 용접될 단부의 근처에 배치된 제1판재(2)의 일부를 지지하고, 콘베이어 벨트(10)는 제1판재(2)의 다른 부분을 지지하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1판재(2)의 용접될 단부를 측방향으로 배치하기 위한 수단(5)이, 수직으로 배치되고 가이드로서 기능하는 길이방향의 멈춤부재(12)에 의해 구성됨으로써, 하부 관절형 슈우 체인(20)과 마주 대하는 관계로서 그 측면(12a)을 포함하는 평면이 레이저빔(1)의 축과 일치하도록 된 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  5. 제1항에 있어서, 제2판재(3)를 지지하고 길이방향으로 배치하기 위한 수단(7)은 제2판재(3)의 하면과 연속적으로 접하는 제1면을 구성하는 콘베이어벨트(4)를 포함하며, 이 콘베이어 벨트는 제2판재(3)의 하면과 연속적으로 접하는 제2면을 구성하고, 또한 이 콘베이어 벨트(14)에 동기되어 길이방향으로 이동하는 관절형 슈우를 포함하는 하부체인(40)과 나란하게 배치된 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  6. 제5항에 있어서, 하부 관절형 슈우체인(40)은 용접될 단부의 근처에 배치된 제2판재(3)의 일부를 지지하고, 콘베이어 벨트(10, 14)는 제2판재의 다른 부분을 지지하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  7. 제2항 또는 제5항에 있어서, 콘베이어 벨트(10, 14)에는 각 판재(2, 3)를 기하학적으로 배치하고 각 판재의 형상에 적용하기 위한 수단(11, 15)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  8. 제7항에 있어서, 각 판재(2, 3)를 기하학적으로 배치하기 위한 수단은 바아, 돌기 또는 핀의 형태로 된 멈춤부재(11, 15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  9. 제2항 또는 제5항에 있어서, 콘베이어 벨트(10, 14)는 수평에 대하여 대응되는 하부 관절형 슈우체인(20, 40)을 향한 쪽으로 1°내지 5°의 각도(α)로 경사져 있으며, 이 경사는 판재(2)(3)이 배출방향으로 상기 각도(α)로부터 0°까지 점차 감소되며, 상기 콘베이어 벨트(10, 14)는 판재(2)(3)의 상대적인 배치를 유지하기 위한 수단(6)에 도달하기 전에 수평인 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  10. 제2항 또는 제5항에 있어서, 콘베이어 벨트(10, 14)는 볼이 구비된 벨트인 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  11. 제2항에 있어서, 제1판재(2)를 장치의 제2영역(B) 및 제3영역(C) 내에서 지지하기 위한 길이방향의 수단(4a)은 제1판재(2)의 하면과 연속적으로 접하는 제1면을 구성하는 수평 콘베이어 벨트를 포함하며, 이 콘베이어 벨트(13)는 제2영역(B) 및 제3영역(C)으로 연장하고, 제1판재(2)의 하면과 연속적으로 접하는 제2면을 구성하는 제1영역(A)의 하부 관절형 슈우 체인(20)과 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  12. 제5항에 있어서, 장치의 제3영역(C) 내에 제2판재(3)를 지지하기 위한 길이방향 수단(9)은 제2판재(3)의 하면과 연속적으로 접하는 제1면을 구성하는 수평의 콘베이어 벨트(16)를 포함하며, 이 콘베이어 벨트는 제3영역(C)으로 연장하고, 제2판재(3)의 하면과 연속적으로 접하는 제2면을 구성하는 제2영역(B)의 하부 관절형 슈우 체인(40)과 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  13. 제2항에 있어서, 제1판재(2)의 길이방향 및 측방향의 상대적 위치를 유지하기 위한 수단(6)이 제1판재(2)의 상면과 연속하여 접하는 면을 구성하는 관절형 슈우를 포함하는 상부 체인(30)을 포함하며, 상부 관절형 슈우체인(30)은 대응하는 하부 관절형 슈우체인(20)과 대면하는 관계로 배치되고 또한 제1판재(2)를 접착에 의해 공급하기 위하여 하부 관절형 슈우체인(20)과 협력하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  14. 제13항에 있어서, 상부 관절형 슈우 체인(30)은 하부 관절형 슈우 체인(20)에 동기되어 길이방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  15. 제5항에 있어서, 제2판재(3)의 길이방향 및 측방향의 상대적 배치를 유지하기 위한 수단(8)은 제2판재(3)의 상면과 연속적으로 접하는 면을 구성하는 관절형 슈우를 포함하는 상부 체인(50)을 포함하며, 상부관절형 슈우 체인(50)은 대응하는 하부 관절형 슈우 체인(40)과 대면하여 배치되고 또한 제2판재(3)를 부착에 의해 공급하기 위하여 하부 관절형 슈우 체인(40)과 협력하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  16. 제15항에 있어서, 상부 관절형 슈우 체인(50)은 하부관절형 슈우 체인(40)에 동기되어 길이방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  17. 제2항 또는 제11항 또는 제13항에 있어서, 제1판재의 용접될 단부를 유지하기 위한 수단(60)은 판재들(2, 3)이 공급되는 수평면의 각면상에 배치된 두 측방의 평행한 가이드웨이를 포함하며, 각 가이드웨이(61, 62)는 한편으로는, 관절형 슈우 체인(20,30)의 슈우(203,303)의 측면(203a,303a)과 협력하고, 다른 한편으로는 수직의 좌표면과 협력하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  18. 제5항 또는 제12항 또는 제15항에 있어서, 제1판재(2)와 제2판재(3)에 용접될 단면을 밀어주는 수단(70)은 제1판재(2)와 제2판재(3)의 수평이동면의 측방에 위치하며 측방향에 평행한 2개의 가이드웨이(71)(72)로 형성되며 각 가이드웨이는 한편으로 관절형 슈우체인(40)(50)의 슈우(403)(503) 측면(403a, 503a)과 협력하고 다른 한편으로는 잭이나 시린더기기로 구성된 밀어주는 멤버(74, 75)와 협력하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  19. 제2항 또는 제5항에 있어서, 용접된 판재(2, 3)를 지지하기 위한 길이방향 수단(80)은 콘베이어 벨트(13, 16)와, 두 판재를 안내하고, 운송하고, 용접하기 위한 제3영역(C)의 하부 관절형 슈우 체인(20, 40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  20. 관절형 슈우체인(20, 30, 40, 50)은 제1판재(2), 제2판재(3)의 접촉면과 마주보는 상기 슈우(203)(303)(403)(503)면과 협력하는 회전이 자유로운 지지롤러(205)(305)(405)(505)가 결합되고, 상기 롤러는 관절형 슈우 체인의 이동 종방향에 수직하면서, 수평선상에 있는 회전축을 갖는, 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  21. 제15항에 있어서, 콘베이어 벨트(10, 13, 14, 16)와 관절형 슈우체인(20, 30, 40, 50)은 서로 동기되어 길이방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
  22. 제11항에 있어서, 제1판재(2)와 협력하는 관절형 슈우 체인(20, 30)과 콘베이어 벨트(10, 13) 및 제2판재(3)와 협력하는 관절형 슈우 체인(40, 50)과 콘베이어 벨트(14, 16)는 판재(2, 3)들의 맞댄 접합면의 각 면에 배치된 것을 특징으로 하는 레이저빔을 이용한 판재연속용접장치.
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