KR100371510B1

KR100371510B1 - 중공 단면 소재를 이송하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100371510B1
Application number: KR10-2000-7009748A
Authority: KR
Inventors: 페터 기지
Original assignee: 엘파트로닉 아게
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2003-02-07
Also published as: DE59908109D1; EP1060050B1; PT1060050E; AU2508699A; US6588648B1; CA2322545A1; EP1060050A1; WO1999044783A1; KR20010072554A; ES2212524T3; JP2002505198A; JP3401496B2

Abstract

본 발명은 중공 단면 소재(35)는 성형 툴로부터 빼내어져 용접기에 장착되도록 형성되는 이송 장치(33, 34, 36, 38)에 의해 파지되며, 중공 단면 소재(35)의 접합부는 상기 이송 장치에 의해 접합부가 용접기의 용접점과 일치되도록 정렬되고, 상기 접합부의 가장자리들은 바라는 바 대로 위치되며, 위치된 접합부의 가장자리들은 적어도 용접점 영역에서 함께 가압되는, 자동차 제조에서 사용 가능한 중공 단면의 제조에 적합한 용접기(32)의 용접점으로, 성형 툴(31)에서 예비 가공되며 용접을 위한 접합부를 갖는 중공 단면 소재(35)를 이송하기 위한 방법에 있어서, 상기 이송 장치는 롤러(38)에 의해 중공 단면 소재(35)를 쌍으로 배열된 수개의 그립핑 죠(34)가 구비되는 이송 장치의 클램핑 캐터필러(33)로 넘겨주며, 상기 정렬은 클램핑 캐터필러의 상부에, 그리고 용접점 이전에 배열되고 중공 단면 소재(35)와 연동되어 회전되는 센터링 캐터필러(36)에 의해 형성되거나, 또는 상기 정렬은 롤러(38) 및 클램핑 캐터필러(33) 사이에 배열되는 로딩 셔틀(37)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 중공 단면 소재를 이송하기 위한 방법 및 이를 실행하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

중공 단면 소재를 이송하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR TRANSFERRING A HOLLOW-SECTION BLANK}

용접된 튜브 또는 다른 중공 단면 제품의 제조 방법 및 제조 장치는 오래전부터 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있다. 기본적으로 이러한 모든 방법 또는 장치에 있어서 철판은 성형기에 의해 원하는 형상을 갖는 단면으로 성형된다. 이것은 코일로부터 평판을 뽑아내는 것과, 연속 성형 공정에 의해 그것을 직선 측면(straight-sided)이 있는 또는 원형의 중공 단면으로 성형하는 것을 포함한다. 다른 성형기의 경우에 상기 철판은 스택(stack)으로부터 끌어내어지고, 성형 툴에 의해 단계적으로 원하는 형상으로 성형된다. 따라서 예비 성형된 중공 단면 소재는 그 다음에 철판의 가장자리에 의해 형성되는 맞대기 이음 접합부(butt joint)의 용접을 위해 용접기로 이송된다.차체에서의 사용에 적절한 중공 단면 소재의 제조에 있어서, 용접된 단면 소재는 또 다른 성형 공정에 종속된다. 상기 성형 공정을 위해 유압 성형 기술(hydroforming technique)이 오늘날 더 많이 사용된다. 상기 성형 기술은 소정의 단면 소재를 원하는 대로 구부리고/구부리거나, 늘리는 성형을 가능하게 하지만, 용접되는 접합부의 품질에 있어서 더 많은 요구 조건이 부과된다.이렇게 더 많은 품질 요구 조건을 만족시킬 수 있는 용접기는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있다. 이러한 기계는 (그 중에서도 특히)예비 성형된 부품들의 접합부를 안정시키기 위한, 그리고 필요한 정확도로 레이저 용접빔까지 그것을 이송하기 위한 특수한 장치에 의해 특징지워진다.이러한 정밀 고성능 레이저 용접기에 있어서, 예비 성형된 중공 단면 소재의 이송은 수작업으로 행해진다. 첫째로, 이것은 사용되는 개별적인 성형기 및 용접기의 상이한 가공 속도를 조절하는 것이 가능하다. 둘째로, 정밀 용접기가 성형 툴에 의해 생성되는 진동으로부터 분리된다.*DE-U 87 13 471은 레이저빔의 위치를 추적하기 위하여 용접될 자장자리들 사이의 접합부에 탐지 롤러(feeler roller)가 사용되는 튜브용 용접기를 게재한다. EP-A 0 672 496은 튜브에 플랜지를 레이저 용접하기 위한, 그리고 튜브벽 내의 구멍들을 절단하기 위한 레이저 가공 설비를 게재한다. US-A 2 607 310은 튜브의 아크 용접을 위한 소재 홀더를 게재한다.

본 발명은 용접될 예비 성형된 중공 단면 소재(hollow-section blank)를 이송하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 중공 단면 소재의 제조 공정의 개략도.도 2는 용접 운반대(welding carriage)를 구비하는, 본 고안에 따른 이송 장치의 제 1 실시예의 도면.도 3은 이중 셔틀(double shuttle)을 구비하는, 본 고안에 따른 이송 장치의 제 2 실시예의 도면.도 4는 직행 이송 시스템(throughfeed system)을 구비하는, 본 고안에 따른 이송 장치의 제 3 실시예의 도면.

따라서 본 발명의 과제는 예비 성형된 소재가 시간 최적화되고 진동이 없는 방식으로, 필요한 정밀도를 가지고 정밀 고성능 레이저 용접기로 이송되고, 따라서 이것들이 차체 부품으로의 또 다른 성형에 적합한 중공 단면 소재가 되도록 용접될 수 있는, 성형 툴 및 정밀 용접기 사이에서 예비 성형된 중공 단면 소재의 기계적인 이송을 제공하는 것이다.상기 과제는 청구항 1의 특징부를 갖는 방법, 및 특히 소재가 성형 툴로부터 제거되고 용접기로 이송되는 데 적절한 이송 장치에 의해 파지되고 소재의 접합부가 용접기의 용접점에 일치되도록 조정되는 방법에 의해 해결된다. 또 다른 공정 단계에서는 용접될 가장자리들이 원하는 대로 위치되고 적어도 용접점의 영역에서 서로 가압된다.본 발명에 따른 방법을 실행하는 데 적절한 장치는 청구항 3의 특징부를 가지며, 특히 성형 툴로부터 소재가 제거되고 용접기로 이송되는 데 적절한, 예비 성형된 중공 단면 소재를 파지하는 수단을 갖는 장치를 포함한다. 동일한 수단에 의해, 소재의 접합부가 용접기의 용접점과 일치되도록 조정된다. 원하는 대로 접합부 가장자리들을 위치시키고 적어도 용접점 영역에서 위치된 접합부 가장자리들을 합께 가압하기 위해 추가적인 수단이 제공된다.상기 방법 및 장치의 발전은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 기술 내에 있으며. 특히 용접 공정을 조정하고 용접된 시임(seam)의 품질을 제어하기 위한 부가적인 수단의 카테고리 내에 해당된다. 용접기가 접합부를 따라 횡단 가능한 용접빔을 제공될 수 있다는 점, 및 용접 작업 후에 이어지는 용접 시임 세척 작업이 제공될 수 있다는 점은 자명할 것이다. 본 발명에 따른 상기 이송 방법 및 이의 이송 장치에 있어서, 정확도에 관해서 어떤 특별한 요구 조건에 종속되지 않는 용접기가 물론 사용될 수 있다.이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1에 개략적으로 도시된 제조 공정으로부터 명백한 바와 같이, 연속적으로 작동되는 성형 툴(2) 또는 단계적으로 작동되는 성형 툴(3) 중 하나는 중공 단면을 성형하기 위해 사용될 수 있다. 연속적으로 작동되는 성형 툴(2)의 경우에는 성형될 평판이 코일(4)로부터 직접 끌어내어지는 반면에, 단계적으로 작동되는 성형 툴(3)의 경우에는 가공될 평판이 스택(stack; 5)으로부터 이전된다. 이러한 성형 툴은 공지되어 있으며, 다이 밴딩 기술(technique of die bending), 및 슬라이딩 액션 드로(sliding-action draw) 또는 롤링(rolling)에 의한 성형 밴딩 기술(technique of form bending)을 이용한다. 어떠한 원하는 형상 즉 원형의, 직선 측면이 있는, 또는 단면의 중공 단면 소재는 상기 기술들에 의해 성형될 수 있다. 상기 중공 단면 소재는 또 다른 제조 단계에서 용접되어야 할 길이 방향으로 연장되는 접합부를 갖는다. 이를 위해 성형 툴에 의해 예비 성형된 중공 단면 소재는 용접기(6)로 이송된다. 개별적인 기계의 가공 속도는 매우 다양하기 때문에, 중간 저장소(7)가 성형 툴(2 또는 3) 및 용접기(6) 사이에 제공되고, 상기 소재는 용접기(6)에 수작업으로 이송된다. 공지된, 특히 튜브 제조용 용접기는 용접점으로 접합부를 안내하는 수단이 구비된다. 이어지는 가공 단계(8)에서 용접된 튜브는 또 다른 성형, 즉 튜브는 굽혀지고, (또는) 확장되고, (및/또는) 코팅이 제공되는 등의 성형이 행해진다. 도 1에 도시되는 제조 다이어그램은 본 발명의 과제를 명백히 해결할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 시간이 최적화되고, 진동이 발생되지 않으며, 조정 가능한 이송기(9)에 관계되며, 연속적 또는 단계적으로 작동되는 성형 툴(2)과 연계되는 사용에 적절하다.제 1 실시예는 도 2에 도시된다. 상기 실시예에서 성형 툴(11) 및 용접기(12)는 성형 툴(11)에서 발생되는 진동이 용접기(12)로 전달되는 것을 방지하기 위하여 분리된다. 상기 실시예에서 성형될 평판(13)은 스택(14)으로부터 끌어내어지고, 공지된 방법으로 성형기(11)에 의해 튜브(15)로 구부려진다. 예비 성형된 튜브 소재는 기계적으로 배출되며(19), 롤러(18)를 통해 용접 이송기(16) 상에 적재된다. 상기 실시예의 바람직한 형태에서는, 앞뒤로 교호적으로 주행되는 2개의 용접 이송기(16.1, 16.2)가 제공되며, 용접 빔(X)은 용접 이송기 중 1개 또는 나머지 1개 상으로 교호적으로 향해진다. 상기 용접 이송기(16)는 다수의 클로(claws)를 갖는데, 이것에 의해 소재는 파지되고, 정렬되며, 국부적으로 함께 가압된다. 이와 같은 용접 이송기는 50 내지 250 mm의 직경을 갖는 소재를 취급하는 데 특히 적절하다. 평판의 두께는 0.5 내지 3 mm 사이에서 변동된다.도 3에 도시되는 이송 장치는 로딩 셔틀(21; loading shuttle) 및 언로딩 셔틀(22; unloading shuttle)을 구비한다. 여기서도 성형 툴(23) 및 용접기(24)는 성형 툴(23)로부터의 진동의 전달을 방지하기 위하여 분리된다. 성형 툴(23)의 배출 매커니즘(25)은 예비 성형된 소재(26)를 롤러(28)를 통해 로딩 셔틀(21)까지 이송하는데, 이것은 최초 접근에서 접합부가 용접점에 일치되어 가져와지도록 정렬시킨다. 이를 위해 상기 셔틀은 소재(26)를 길이 방향 축에 대해 회전시킬 수 있고, 그것을 수평 또는 수직으로 이동시킬 수 있다. 상기 로딩 셔틀(21)은 정렬된(조정된) 소재(26)를 용접기(24)의 용접 빔(X)으로 안내한다. 접합부를 안정화시키고 원하는 대로 이것을 함께 가압하는 또 다른 클램핑 메카니즘(27)이 용접점 영역에 제공된다. 상기 클램핑 메카니즘(27)은 특히 용접될 접합부가 용접점을 통해 정확히 안내되는 것을 보장한다. 언로딩 셔틀(22)은 용접기(24)로부터 용접된 소재(26)를 이동시키며, 로딩 셔틀(21)과 함께 적절하게 협력한다. 특히, 로딩 셔틀(21)은 용접기(24)에 위치된 소재가 언로딩 셔틀(22)에 의해 용접기를 통과해 끌어내어지는 때에, 성형 툴(23)에 의해 공급되는 소재를 파지할 수 있다. 따라서 용접기(24)는 어떠한 중대한 방해없이 작동될 수 있다. 이러한 배열에 있어서, 또한 성형 툴(23) 및 용접기(24) 사이의 이송은 진동이 없으며, 처리는 조정 가능하다.도 4에 도시된 배열에 있어서, 성형 툴(31) 및 용접기(32) 사이의 이송은 캐터필러 컨베이어(33)의 도움에 의해 실행된다. 상기 캐터필러 컨베이어(33)는 1쌍으로 배치되는 그립핑 죠(gripping jaw; 34)가 설치되며, 이것 내로 성형기(31)로부터 이송되는 소재가 밀려진다. 그립핑 죠(34)의 적절한 형상, 또는 개별적인 캐터필러들의 경사를 통하여, 크립핑 죠(34)는 소재(35)에 대해 상응하는 파지력을 작용하도록 제조된다. 용접점에서의 그것의 처리 이전에 용접될 접합부의 필요한 정렬은 연동되어 회전되는(co-travelling) 센터링 캐터필러(36) 및/ 또는 적절한 로딩 셔틀(37)에 의해 형성될 수 있다. 이송 시스템은 연속적으로 작동되는 성형 툴 또는 단계적으로 작동되는 성형 툴로부터 소재를 이송하는 데 적절하다. 이 경우, 성형 툴로부터 배출된 소재는 이송 롤러(38)를 통해 캐터필러(33)의 그립핑 죠(24)로 이송된다.성형 툴의 배출 메카니즘의 동작이 이송 장치의 동작과 동기화될 수 있다는 점은 자명하다. 특히, 용접기는 이중 설비(duplex setup)로 작동될 수 있다. 즉, 수대의 이송 장치 중 한대는 각각에 대해 평행하게 배치되고, 용접기의 용접빔과 교호적으로 협력한다. 용접기에서 사용되는 고성능 레이저의 형태는 용접될 소재의 재료에 의존할 것이다.

Claims

중공 단면 소재(35)는 성형 툴로부터 빼내어져 용접기에 장착되도록 형성되는 이송 장치(33, 34, 36, 38)에 의해 파지되며, 상기 중공 단면 소재(35)의 접합부는 상기 이송 장치에 의해 접합부가 용접기의 용접점과 일치되도록 정렬되고, 상기 접합부의 가장자리들은 바라는 바 대로 위치되며, 위치된 접합부의 가장자리들은 적어도 용접점 영역에서 함께 가압되는, 자동차 제조에서 사용 가능한 중공 단면의 제조에 적합한 용접기(32)의 용접점으로, 성형 툴(31)에서 예비 가공되며 용접을 위한 접합부를 갖는 중공 단면 소재(35)를 이송하기 위한 방법에 있어서,

상기 이송 장치는 롤러(38)에 의해 중공 단면 소재(35)를 쌍으로 배열된 수개의 그립핑 죠(34)가 구비되는 이송 장치의 클램핑 캐터필러(33)로 넘겨주며, 상기 정렬은 클램핑 캐터필러의 상부에, 그리고 용접점 이전에 배열되고 중공 단면 소재(35)와 연동되어 회전되는 센터링 캐터필러(36)에 의해 형성되거나, 또는 상기 정렬은 롤러(38) 및 클램핑 캐터필러(33) 사이에 배열되는 로딩 셔틀(37)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 중공 단면 소재를 이송하기 위한 방법.
삭제
이송 장치는 성형 툴로부터 중공 단면 소재를 빼내도록, 그리고 상기 중공 단면 소재를 용접기로 장착하도록 형성되는, 예비 가공된 중공 단면 소재를 파지하기 위한 수단(33, 34)를 가지며, 또한 접합부의 가장자리들을 바라는 바 대로 위치시키기 위한 수단(36, 37)도 가지고, 그리고 적어도 용접점 영역에서 상기 위치된 접합부 가장자리들을 함께 가압하기 위한 수단(34)을 갖는, 자동차 제조에서 사용 가능한 중공 단면의 제조에 적합한 용접기(32)의 용접점으로, 성형 툴(31)에서 예비 가공되며 용접을 위한 접합부를 갖는 중공 단면 소재(35)를 이송하기 위한 장치에 있어서,

상기 파지하기 위한 수단은 수개의 그립핑 죠(34)와 상기 그립핑 죠(34)로 중공 단면 소재(35)를 안내하기 위해 배열되는 수개의 롤러(38)를 갖는 클램핑 캐터필러(33)에 의해 제공되며, 상기 정렬하기 위한 수단은 클램핑 캐터필러(33)의 상부에, 그리고 용접점 이전에 배열되고 중공 단면 소재와 연동되어 회전되기 위해 제공되는 센터링 캐터필러(36)에 의해 제공되거나, 또는 상기 정렬하기 위한 수단은 롤러(38) 및 클램핑 캐터필러(33) 사이에 배열되는 로딩 셔틀(37)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 중공 단면 소재를 이송하기 위한 장치.
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