KR100576962B1 - 알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치 - Google Patents

알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치 Download PDF

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Abstract

서로 두께가 다른 알루미늄 블랭크를 전후면에 대하여 맞대기 레이저 용접 시, 알루미늄 블랭크 소재의 전후면 위치변환 없이 최초 설정된 상태로 전면과 후면에 대하여 각각 순차적으로 레이저 용접작업을 이룰 수 있도록;
서로 두께가 다른 2장의 알루미늄 블랭크를 전후면에 대하여 맞대기 레이저 용접하기 위한 레이저 용접장치에서,
베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 좌우 양측에 각각 서포트 프레임을 통하여 서로 대응하게 설치되는 좌우측 용접 테이블; 상기 좌우측 용접 테이블의 일측에 각각 구성되어 각각의 알루미늄 블랭크를 에어튜브의 팽창에 따라 작동하는 클램퍼에 의해 고정하는 클램핑유닛; 상기 좌우측 용접 테이블 중, 하나의 용접 테이블에 대하여 그 양단에 장착 프레임을 각각 설치하고, 상기 양측 장착 프레임의 상단은 상호 가이드 레일로 폭 방향으로 연결하며, 상기 가이드 레일 상에는 랙 피니언을 이용한 상부 구동수단에 의해 슬라이드 구동하는 슬라이더를 장착하여 구성되는 상부 레일유닛; 상기 양측 장착 프레임의 하단은 상호 가이드 레일로 폭 방향으로 연결하며, 상기 가이드 레일 상에는 랙 피니언을 이용한 하부 구동수단에 의해 슬라이드 구동하는 슬라이더를 장착하여 구성되는 하부 레일유닛; 상기 상부 레일유닛의 슬라이더에 장착되며 일측에는 상부 레이저 헤드를 구성하여 상부 레이저 헤드를 상하 좌우로 틸팅작동시키는 상부 틸팅수단; 상기 하부 레일유닛의 슬라이더에 장착되며 일측에는 하부 레이저 헤드를 구성하여 하부 레이저 헤드를 상하 좌우로 틸팅작동시키는 하부 틸팅수단을 포함하는 알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치를 제공한다.
용접 블랭크, 레이저 용접장치, 전도용접, 심용입용접

Description

알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치{A LASER WELDING DEVICE FOR A ALUMINUM TAILOR WELDED BLANK}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치의 측면 구성도,
도 2는 도 1의 A 방향에서 본 레이저 용접장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치에 적용되는 레이저 헤드의 틸팅유닛의 사시도,
도 4는 서로 두께가 다른 알루미늄 블랭크의 맞대기 레이저 용접과정의 단계별 공정도, 및
도 5는 종래 기술에 따른 레이저 용접장치의 구성도이다.
본 발명은 알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 두께가 다른 알루미늄 블랭크를 전후면에 대하여 맞대기 레이저 용접 시, 알루미늄 블랭크 소재의 전후면 위치변환 없이 전면과 후면 각각에 대하여 순차적으로 레이저 용접작업을 이룰 수 있도록 하는 알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치에 관한 것이다.
최근 미국을 비롯한 선진국에서는 자원절약 및 지구환경 개선요구의 증대로 차체 경량화에 의한 고 연비 자동차 개발이 필수 불가결하게 되었다.
따라서 일부 자동차 기업에서는 2010년을 대비하여 현재 생산되고 있는 차체보다 약 40% 이상 가볍고, 연료 3Liter로 100km를 주행할 수 있는 차체를 개발하고 있는 추세이며, 반면에 전세계 철강회사들은 ULSAB (Ultra Light Steel Auto Body), ULSAC (Ultra Light Steel Auto Closure), ULSAS (Ultra Light Steel Auto Suspension)등의 프로젝트를 수행함으로서 차체 경량화 방안을 제시하여 철강재료의 사용을 계속 유지하고자 노력하고 있는 실정이다.
철강재료를 사용한 차체 경량화는 고 장력강의 확대적용, 샌드위치강판 (Sandwich Steel)의 적용, 하이드로 포밍(Hydro-Forming)기술의 적용, 차체 레이저 용접 및 용접 블랭크(Tailor Welded Blank)적용이 주요 기술로 사용되고 있다.
특히, 알루미늄(Al)을 비롯한 신소재의 적용이 양산성에 어려움이 있어, 최근에는 빔 전송이 복잡한 시스템의 적용 및 준비선형(Semi-Non Linear) 용접 및 비선형(Non Linear) 용접의 적용이 어려운 CO2 레이저 용접을 배제하고, 강판에 비하여 차체중량의 감소, 품질향상, 차체강성 향상의 측면에서 우수한 알루미늄 블랭크를 적용하여 그 용접부의 인장강도를 개선하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
대한민국 특허출원 제2004-0008890호에서는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 서로 두께가 다른 알루미늄 블랭크(3,5)를 맞대기 레이저 용접 시, 단차(t)가 형성되는 전면에 대해서는 레이저빔(B)의 다중반사 및 흡수를 이용한 용접법과, 열전도를 이용한 용접법 등의 용접특성이 다른 용접법을 순차적으로 진행하고, 이 후 단차(t)가 형성되지 않는 후면에 대해서는 열전도를 이용한 용접법을 적용하여 용접부(W) 인장강도를 획기적으로 향상시킬 뿐만 아니라 미려한 용접(W) 외관을 얻을 수 있도록 하는 알루미늄 블랭크(3,5)의 레이저 용접방법을 제공하고 있다.
도 5에서는 상기와 같은 알루미늄 블랭크의 레이저 용접방법을 적용하기 위한 종래 기술에 따른 레이저 용접장치의 구성을 도시하고 있다.
즉, 작업 테이블(101) 상에 1mm 대 1.8mm로 서로 두께가 다른 2장의 알루미늄 블랭크(3,5)를 서로 맞대어둔 상태로 출력이 3.5kW(단, 최대출력은 4㎾ 이하로 한다)인 연속파 Nd:YAG 레이저빔을 용접열원으로 조사할 수 있도록 Nd:YAG 레이저 발진기(103)와 광 파이버(105)로 연결된 레이저 헤드(107)가 용접 로봇(109)에 장착된 상태로 배치된다.
이러한 레이저 용접장치를 통하여 서로 두께가 다른 2장의 알루미늄 블랭크(3,5)를 맞댄 상태로 전후면을 뒤집어가며 맞대기 레이저 용접을 진행하게 되는 것이다.
그러나 상기한 바와 같이, 종래의 레이저 용접장치를 이용하여 서로 두께가 다른 알루미늄 블랭크 소재의 전후면에 대하여 각각 맞대기 레이저 용접시에는 알루미늄 블랭크 소재의 전면과 후면에 대한 용접시마다 그 전후면을 뒤집어 직접 위치를 변환하여야 하는 번거러움이 있으며, 위치 변환시 그 용접위치가 최초 설정위치로부터 벗어나는 등에 의해 제품품질을 저하시키며, 안전사고의 위험 등의 문제 점을 내포하고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 서로 두께가 다른 알루미늄 블랭크를 전후면에 대하여 맞대기 레이저 용접 시, 알루미늄 블랭크 소재의 전후면 위치변환 없이 최초 설정된 상태로 전면과 후면에 대하여 각각 순차적으로 레이저 용접작업을 이룰 수 있도록 하는 알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치를 제공하는 것이다.
이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치는 서로 두께가 다른 2장의 알루미늄 블랭크를 전후면에 대하여 맞대기 레이저 용접하기 위한 레이저 용접장치에서,
베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 좌우 양측에 각각 서포트 프레임을 통하여 서로 대응하게 설치되는 좌우측 용접 테이블; 상기 좌우측 용접 테이블의 일측에 각각 구성되어 각각의 알루미늄 블랭크를 에어튜브의 팽창에 따라 작동하는 클램퍼에 의해 고정하는 클램핑유닛; 상기 좌우측 용접 테이블 중, 하나의 용접 테이블에 대하여 그 양단에 장착 프레임을 각각 설치하고, 상기 양측 장착 프레임의 상단은 상호 가이드 레일로 폭 방향으로 연결하며, 상기 가이드 레일 상에는 랙 피니언을 이용한 상부 구동수단에 의해 슬라이드 구동하는 슬라이더를 장착하여 구성되는 상부 레일유닛; 상기 양측 장착 프레임의 하단은 상호 가이드 레일로 폭 방향으로 연결하며, 상기 가이드 레일 상에는 랙 피니언을 이용한 하부 구동수단에 의해 슬라이드 구동하는 슬라이더를 장착하여 구성되는 하부 레일유닛; 상기 상부 레일유닛의 슬라이더에 장착되며 일측에는 상부 레이저 헤드를 구성하여 상부 레이 저 헤드를 상하 좌우로 틸팅작동시키는 상부 틸팅수단; 상기 하부 레일유닛의 슬라이더에 장착되며 일측에는 하부 레이저 헤드를 구성하여 하부 레이저 헤드를 상하 좌우로 틸팅작동시키는 하부 틸팅수단을 포함한다.
상기 클램핑 유닛은 상기 좌우측 용접 테이블의 양단에 각각 고정 설치되는 좌우측 클램핑 브라켓; 상기 좌우측 클램핑 브라켓의 일측에 상호 외측단이 힌지 체결되며, 상호 내측단은 좌우측 용접 테이블에 대하여 서로 다른 알루미늄 블랭크를 가압하도록 클램핑면을 형성하는 클램퍼; 상기 각 클램퍼와 상기 클램핑 브라켓 사이에 배치되어 공압에 따라 팽창과 수축을 이루며 상기 클램퍼를 힌지 작동시키는 에어튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 레일유닛은 상기 좌우측 용접 테이블 중, 하나의 용접 테이블에 대하여 그 양단에 설치되는 좌우측 장착 프레임의 상단을 상호 수평하게 폭방향으로 연결하여 설치되며, 상단면에는 길이방향으로 랙부를 형성하는 상부 가이드 레일; 상기 상부 가이드 레일 상에 슬라이드 작동 가능하게 장착되는 상부 슬라이더; 상기 상부 슬라이더의 상단에 장착되어 상기 상부 가이드 레일 상의 랙부와 치합되는 피니언을 회전 구동시키는 상부 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하부 레일유닛은 상기 좌우측 용접 테이블 중, 하나의 용접 테이블에 대하여 그 양단에 설치되는 좌우측 장착 프레임의 하단을 상호 수평하게 폭방향으로 연결하여 설치되며, 상단면에는 길이방향으로 랙부를 형성하는 하부 가이드 레일; 상기 하부 가이드 레일 상에 슬라이드 작동 가능하게 장착되는 하부 슬라이더; 상기 상부 슬라이더의 상단에 장착되어 상기 하부 가이드 레일 상의 랙부와 치합되 는 피니언을 회전 구동시키는 하부 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치의 측면 및 도 1의 A 방향에서 본 레이저 용접장치의 구성도로써, 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치는 서로 두께가 다른 2장의 알루미늄 블랭크(3,5)를 전후면에 대하여 맞대기 레이저 용접하기 위한 장치로써, 그 구성은 베이스 플레이트(7)가 구비된다.
상기 베이스 플레이트(7)의 좌우 양측에는 각각 좌우측 서포트 프레임(9,11)을 통하여 좌우측 용접 테이블(13,15)이 서로 대응하게 각각 설치된다.
여기서, 상기 좌우측 용접 테이블(13,15)은 마주보는 선단이 상호 일정갭(G)을 유지하여 설치된다.
상기 좌우측 용접 테이블(13,15)의 일측에는 각각 클램핑유닛(CL)이 구성되는데, 상기 클램핑유닛(CL)은 각각의 알루미늄 블랭크(3,5)를 에어튜브(17)의 팽창에 따라 작동하는 클램퍼(19)에 의해 고정하게 된다.
이러한 클램핑유닛(CL)의 구체적인 구성은 상기 좌우측 용접 테이블(13,15)의 양단에 각각 좌우측 클램핑 브라켓(21)이 고정 설치된다.
상기 좌우측 클램핑 브라켓(21)의 각 일측에는 다수개의 클램퍼(19)가 상호 외측단을 통하여 힌지(h) 체결되고, 상호 내측단은 좌우측 용접 테이블(13,15)에 대하여 서로 다른 알루미늄 블랭크(3,5)를 직접 가압하여 맞대어 고정하도록 클램 핑 면(23)을 형성한다.
그리고 상기 각 클램퍼(19)와 상기 클램핑 브라켓(21) 사이에는 공압에 따라 팽창과 수축을 이루며 상기 클램퍼(19)를 힌지 작동시키는 에어튜브(17)가 배치된다.
또한, 상기 좌우측 용접 테이블(13,15) 중, 좌측 용접 테이블(13)에는 그 양단에 장착 프레임(25)이 각각 설치되고, 상기 양측 장착 프레임(25)의 상단에는 상호간에 상부 가이드 레일(27)로 폭 방향으로 연결하며, 상기 상부 가이드 레일(27) 상에는 랙 피니언을 이용한 상부 구동수단에 의해 슬라이드 구동하는 상부 슬라이더(29)를 장착하여 상부 레일유닛(RU1)이 구성된다.
즉, 상기 상부 레일유닛(RU1)은 상기 좌측 용접 테이블(13)에 대하여 그 양단에 설치되는 좌우측 장착 프레임(25)의 상단을 상부 가이드 레일(27)이 상호 수평하게 폭방향으로 연결하여 설치되며, 상부 가이드 레일(27)의 상단면에는 길이방향으로 랙부(31)를 형성하여 이루어진다.
또한, 상부 가이드 레일(27) 상에는 상부 슬라이더(29)가 슬라이드 작동 가능하게 장착되는데, 상부 슬라이더(29)의 상단에는 상부 구동수단인 상부 서보모터(33)가 장착된다.
상기 상부 서보모터(33)는 그 회전축에 상부 가이드 레일(27) 상의 랙부(31)와 치합되는 피니언(35)을 장착하여 회전 구동시킴으로써, 상부 가이드 레일(27)에 대하여 상부 슬라이더(29)를 전후진 작동시키게 된다.
그리고 양측 장착 프레임(25)의 하단에는 상호간에 하부 가이드 레일(37)로 폭 방향으로 연결하며, 상기 하부 가이드 레일(37) 상에는 랙 피니언을 이용한 하부 구동수단에 의해 슬라이드 구동하는 하부 슬라이더(39)를 장착하여 하부 레일유닛(RU2)이 구성된다.
즉, 상기 하부 레일유닛(RU2)은 상기 좌측 용접 테이블(13)에 대하여 그 양단에 설치되는 좌우측 장착 프레임(25)의 하단을 하부 가이드 레일(37)이 상호간에 수평하게 폭방향으로 연결하여 설치되며, 하부 가이드 레일(37)의 상단면에는 길이방향으로 랙부(41)를 형성하여 이루어진다.
또한, 하부 가이드 레일(37) 상에는 하부 슬라이더(39)가 슬라이드 작동 가능하게 장착되는데, 하부 슬라이더(39)의 상단에는 하부 구동수단인 하부 서보모터(43)가 장착된다.
상기 하부 서보모터(43)는 회전수 제어가 가능하며, 그 회전축에 하부 가이드 레일(37) 상의 랙부(41)와 치합되는 피니언(45)을 장착하여 회전 구동시킴으로써, 하부 가이드 레일(37)에 대하여 하부 슬라이더(39)를 전후진 작동시키게 된다.
그리고 상기 상부 레일유닛(RU1)의 상부 슬라이더(29)에는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 일측에 상부 레이저 헤드(51)를 구성하여 상부 레이저 헤드(51)를 상하 좌우로 틸팅작동시키는 상부 틸팅수단(T1)이 구성된다.
상기 상부 틸팅수단(T1)의 구체적인 구성은 상기 상부 레일유닛(RU1)의 상부 슬라이더(29)에 고정자(Y1)를 통하여 수평방향으로 제1리니어 모터(LM1)를 연결한다.
상기 제1리니어 모터(LM1)의 이동자(Y2)에는 고정자(Y1)을 통하여 제2리니어 모터(LM2)가 수직방향으로 연결된다.
그리고 상기 제2리니어 모터(LM2)의 이동자(Y2)에는 상기 상부 레이저 헤드(51)가 연결되는데, 이 상부 레이저 헤드(51)는 제1, 제2리니어 모터(LM1,LM2)의 작동에 따라 상하수직 및 좌우수평방향으로 틸팅작동된다.
또한, 상기 하부 레일유닛(RU2)의 하부 슬라이더(39)에는 일측에 하부 레이저 헤드(53)를 구성하여 하부 레이저 헤드(53)를 상하 좌우로 틸팅작동시키는 하부 틸팅수단(T2)이 구성된다.
상기 하부 틸팅수단(T2)의 구체적인 구성은 상기 하부 레일유닛(RU2)의 하부 슬라이더(39)에 고정자(Y1)를 통하여 수평방향으로 제3리니어 모터(LM3)를 연결한다.
상기 제3리니어 모터(LM3)의 이동자(Y2)에는 고정자(Y1)을 통하여 제4리니어 모터(LM4)가 수직방향으로 연결된다.
그리고 상기 제4리니어 모터(LM4)의 이동자(Y2)에는 상기 하부 레이저 헤드(53)가 연결되는데, 이 하부 레이저 헤드(53)는 제3, 제4리니어 모터(LM3,LM4)의 작동에 따라 상하수직 및 좌우수평방향으로 틸팅작동된다.
따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치의 작동은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 서로 두께가 다른 2장의 알루미늄 블랭크(3,5)를 맞대기 레이저 용접하는 과정을 통하여 설명하면, 먼저, 서로 두께가 다른 알루미늄 블랭크(3,5)를, 도 1에서와 같이, 각각 좌우측 용접 테이블(13,15)에 배치하여 맞대어진 상태로, 상기 좌우측 용접 테이블(13,15) 상의 각 에어튜브(17)에 공압을 제공하면, 다수개의 클램퍼(19)는 힌지 작동하여 그 클램핑 면(23)을 통하여 각각의 알루미늄 블랭크(3,5)를 좌우측 용접 테이블(13,15)에 가압하여 고정하게 된다.
이러한 상태로, 도 4에서와 같이, 두께 차이에 의해 단차(t)가 형성되는 상부면인 알루미늄 블랭크(3,5)의 전면에 대해서 두께가 두꺼운 알루미늄 블랭크(5)의 용접 모서리부에 레이저빔(B)의 초점이 맞도록 상기 제1,제2리니어 모터(LM1,LM2)를 이용하여 상부 레이저 헤드(51)를 상하 좌우로 틸팅작동시킨다.
이와 같이, 레이저빔(B)의 초점이 맞으면, 상부 서보모터(33)를 회전 구동하여 랙 피니언 구동에 의해 상부 슬라이더(29)를 상부 가이드 레일(27)을 따라 슬라이드 이동시킴으로써, 상기 상부 레이저 헤드(51)가 알루미늄 블랭크(3,5)의 용접 모서리부를 따라 이동하면서, 레이저빔(B)의 다중반사 및 흡수를 이용하여 완전 용입 조건으로 설정속도에 따라 심용입용접(Keyhole Welding)을 제일 먼저 수행하여 깊은 용접층을 형성하게 된다.(S1)
상기 알루미늄 블랭크(3,5)의 전면에 대하여 심용입용접(Keyhole Welding)을 수행한 후에는, 상기와 같이 제1,제2리니어 모터(LM1,LM2)를 이용하여 상부 레이저 헤드(51)를 상하 좌우로 다시 틸팅하여, 도 4에서와 같이, 상기 알루미늄 블랭크(3,5) 상의 용접부(W)에 레이저빔(B)의 초점을 설정폭(단, 설정폭은 2mm 내지 8mm 이내로 한다. 도면의 표현상 용접부를 상세하게 표현하느라 모재가 과장되게 표현됨.)으로 맞춘다,
이와 같이, 레이저빔(B)의 초점이 맞으면, 상부 서보모터(33)를 역회전 구동 하여 랙 피니언 구동에 의해 상부 슬라이더(29)를 상부 가이드 레일(27)을 따라 역방향으로 슬라이드 이동시킴으로써, 상부 레이저 헤드(51)가 알루미늄 블랭크(3,5)의 용접부(W)를 따라 이동하면서, 레이저빔(B)의 열전도를 이용하여 용입되도록 용접조건을 설정하여 설정속도로 전면 전도용접(Conduction Welding)을 2차로 수행한다.(S2)
이와 같이, 두께가 서로 다른 2장의 알루미늄 블랭크(3,5)의 전면에 대하여 심용입용접과 전도용접을 완료하면, 상기 알루미늄 블랭크(3,5)는 그 후면에 대해서도 전도용접을 수행하게 되는데, 이 때, 상기 알루미늄 블랭크(3,5)는 최초 클램퍼(19)에 의해 고정된 상태 그대로 진행하게 된다.
즉, 알루미늄 블랭크(3,5)의 후면이 여전히 하부를 향하고 있는 상태에서, 제3,제4리니어 모터(LM3,LM4)를 이용하여 하부 레이저 헤드(53)를 상하 좌우로 틸팅하여 상기 알루미늄 블랭크(3,5) 상의 후면에 대한 용접부(W)에 레이저빔(B)의 초점을 설정폭(단, 설정폭은 2mm 내지 8mm 이내로 한다. 도면의 표현상 용접부를 상세하게 표현하느라 모재가 과장되게 표현됨.)으로 맞춘다,
여기서, 상기 도 4에서는 종래 방법에 의해 상기 알루미늄 블랭크(3,5)의 후면이 상부를 향하도록 뒤집은 상태로 도시되었으나, 본 실시예에 따르면, 상기 알루미늄 블랭크(3,5)의 후면이 하부를 향하도록 최초 상태 그대로 용접 작업을 진행하게 된다.
따라서 레이저빔(B)의 초점이 맞으면, 하부 서보모터(43)를 회전 구동하여 랙 피니언 구동에 의해 하부 슬라이더(39)를 하부 가이드 레일(37)을 따라 슬라이 드 이동시킴으로써, 하부 레이저 헤드(53)가 알루미늄 블랭크(3,5)의 용접부(W)를 따라 이동하면서, 레이저빔(B)의 열전도를 이용하여 부분 용입되도록 용접조건을 설정하여 설정속도로 후면 전도용접(Conduction Welding)을 수행하게 된다.(S3)
여기서, 상기 알루미늄 블랭크(3,5)의 전면에 대하여 심용입용접(Keyhole Welding)을 수행한 후에는 상기 알루미늄 블랭크(3,5) 상의 전면 용접부(W)에 대한 전면 전도용접(Conduction Welding)과, 상기 알루미늄 블랭크(3,5)상의 후면 용접부(W)에 대한 후면 전도용접(Conduction Welding)은 상호 순서를 바꾸어 진행하여도 같은 용접조건에서는 같은 결과를 얻을 수 있다.
단, 전면과 후면의 전도용접 시, 각각의 용접층이 서로 겹칠 수 있도록 하는 범위내에서 완전 혹은 부분 용입으로 용접조건을 설정하는 것이 중요하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치에 의하면, 서로 두께가 다른 알루미늄 블랭크를 전후면에 대하여 맞대기 레이저 용접 시, 알루미늄 블랭크 소재의 전후면 위치변환 없이 최초 설정된 상태로 그대로 전면과 후면에 대하여 상,하부에서 각각 순차적으로 레이저 용접작업을 이룰 수 있다.
따라서, 종래 알루미늄 블랭크 소재의 전면과 후면에 대한 용접시마다 그 전후면을 뒤집어 직접 위치를 변환하여야 하는 번거러움을 해소하게 되며, 위치 변환시 그 용접위치가 최초 설정위치로부터 벗어나는 등에 의한 제품품질 저하 문제를 방지하며, 안전사고의 위험을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 서로 두께가 다른 2장의 알루미늄 블랭크를 전후면에 대하여 맞대기 레이저 용접하기 위한 레이저 용접장치에 있어서,
    베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트의 좌우 양측에 각각 서포트 프레임을 통하여 서로 대응하게 설치되며, 마주보는 선단이 상호 일정갭을 유지하도록 설치되는 좌우측 용접 테이블;
    상기 좌우측 용접 테이블의 일측에 각각 구성되어 각각의 알루미늄 블랭크를 에어튜브의 팽창에 따라 작동하는 클램퍼에 의해 고정하도록 상기 좌우측 용접 테이블의 양단에 각각 고정 설치되는 좌우측 클램핑 브라켓과, 상기 좌우측 클램핑 브라켓의 일측에 상호 외측단이 힌지 체결되며, 상호 내측단은 좌우측 용접 테이블에 대하여 서로 다른 알루미늄 블랭크를 가압하도록 클램핑면을 형성하는 상기 클램퍼; 및 상기 각 클램퍼와 상기 클램핑 브라켓 사이에 배치되어 공압에 따라 팽창과 수축을 이루며 상기 클램퍼를 힌지 작동시키는 에어튜브로 구성되는 클램핑유닛;
    상기 좌우측 용접 테이블 중, 하나의 용접 테이블에 대하여 그 양단에 설치되는 좌우측 장착 프레임의 상단을 상호 수평하게 폭방향으로 연결하여 설치되며, 상단면에는 길이방향으로 랙부를 형성하는 상부 가이드 레일; 상기 상부 가이드 레일 상에 슬라이드 작동 가능하게 장착되는 상부 슬라이더; 및 상기 상부 슬라이더의 상단에 장착되어 상기 상부 가이드 레일 상의 랙부와 치합되는 피니언을 회전 구동시키는 상부 구동수단으로 구성되는 상부 레일유닛;
    상기 좌우측 용접 테이블 중, 하나의 용접 테이블에 대하여 그 양단에 설치되는 좌우측 장착 프레임의 하단을 상호 수평하게 폭방향으로 연결하여 설치되며, 상단면에는 길이방향으로 랙부를 형성하는 하부 가이드 레일; 상기 하부 가이드 레일 상에 슬라이드 작동 가능하게 장착되는 하부 슬라이더; 상기 상부 슬라이더의 상단에 장착되어 상기 하부 가이드 레일 상의 랙부와 치합되는 피니언을 회전 구동시키는 하부 구동수단으로 구성되는 하부 레일유닛;
    상기 상부 레일유닛의 슬라이더에 장착되며 일측에는 상부 레이저 헤드를 구성하여 상부 레이저 헤드를 상하 좌우로 틸팅작동시키는 상부 틸팅수단;
    상기 하부 레일유닛의 슬라이더에 장착되며 일측에는 하부 레이저 헤드를 구성하여 하부 레이저 헤드를 상하 좌우로 틸팅작동시키는 하부 틸팅수단;을 포함하는 알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 상부 틸팅수단은
    상기 상부 레일유닛의 슬라이더에 고정자를 통하여 수평방향으로 연결되는 제1리니어 모터;
    상기 제1리니어 모터의 이동자에 고정자을 통하여 수직방향으로 연결되는 제2리니어 모터;
    상기 제2리니어 모터의 이동자에 상기 상부 레이저 헤드가 연결되어 상부 레이저 헤드를 상하수직 및 좌우수평방향으로 틸팅작동시키는 것을 특징으로 하는 알루미늄 블랭크의 레이저 용접장치.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 하부 틸팅수단은
    상기 하부 레일유닛의 슬라이더에 고정자를 통하여 수평방향으로 연결되는 제3리니어 모터;
    상기 제3리니어 모터의 이동자에 고정자을 통하여 수직방향으로 연결되는 제4리니어 모터;
    상기 제4리니어 모터의 이동자에 상기 하부 레이저 헤드가 연결되어 하부 레이저 헤드를 상하수직 및 좌우수평방향으로 틸팅작동시키는 것을 특징으로 하는 알 루미늄 블랭크의 레이저 용접장치.
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