KR100624241B1 - 박판 용접 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박판을 용접하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 테일러드 블랭크의 용접동안, 박판(2, 3)의 가장자리(2', 3')는 용접 장치(1) 내에서 센서(6, 7)에 의해 검출된다. 상기 가장자리들 중 하나는 기준 가장자리로 명명되며, 나머지 하나는 가공 장치(10)를 사용하여 상기 기준 가장자리에 맞춰진다. 그 다음에 상기 박판들은 그것들의 가장자리로 배열되며, 레이저 빔(5)을 사용하여 용접된다. 이것은 용접에 있어서 허용 가능한 간격을 획득하는 간단한 수단을 제공한다.

박판, 용접 장치, 가장자리, 레이저 빔, 테일러드 블랭크, 기준 가장자리, 간격

Description

박판 용접 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR WELDING SHEETS}

본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 박판 용접 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 특허청구범위 제6항에 따른 박판 용접 장치에 관한 것이다.

통상적으로 각기 다른 특성(예를 들어, 두께, 재료)을 갖는 금속 박판으로부터 소위 테일러드 블랭크(tailored blank)를 용접하는 것은 공지되어 있으며, 이러한 테일러드 블랭크는 이어서 성형체로 성형된다. 이러한 성형체는 예를 들어 자동차 산업 분야에 사용된다. 테일러드 블랭크의 용접은 예를 들어 레이저빔 용접 또는 전자빔 용접에 의해 행해진다. 레이저빔 용접의 경우에, 차후의 성형 공정에 적합한 양호한 질의 용접 시임(seam)을 획득하기 위해서는, 박판들의 가장자리가 서로 맞대어져 위치되는 경우에 그들 사이의 간격이 매우 작아야 한다. 이러한 간격은 초점이 맞춰진 0.2㎜ 직경의 레이저빔을 갖는 용접이 아무 문제없이 수행될 수 있도록 예를 들어 0.08㎜를 초과해서는 안 된다. 그러나, 각각의 금속 박판 부재가 전단되거나 또는 타격을 받는 경우에는, 오차가 발생하고 그리고/또는 박판들이 내부 응력 때문에 비틀어질 수 있으며, 0.08㎜ 치수의 상기 박판들 사이의 간격은 부착을 방해할 수도 있다. 조립 중에 모든 박판의 가장자리를 손질하는 데에는 비용이 많이 든다. 또한, 용접 유닛 앞에 별도의 가공 스테이션을 배치해야만 하는 것은 공간 및 취급상에 있어서도 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명의 기본적인 목적은 위에서 설명한 문제없이 용접을 행할 수 있도록 하는 테일러드 블랭크에 대한 용접 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 특허청구범위 제1항 및 제6항의 특징을 갖는 서두에 언급힌 유형의 박판 용접 방법 및 장치에 의해 달성된다.

양 박판의 가장자리 선의 검출 및 기준 가장자리로서 가장자리들 중 하나의 선택은 상기 가장자리들 중 하나만이 가공될 필요가 있음을 의미하며, 제어 장치는 가공 비용이 가능한 한 적게 드는 방법으로 주된 또는 기준 가장자리를 선택할 수 있음을 의미한다. 그 결과, 용접 기계 내에서 박판들이 접합되어, 별도의 가공 스테이션이 요구되지 않는다.

바람직한 실시예에 따르면, 2개의 박판의 가장자리 선이 너무 달라 가공 비용이 너무 비싸지는 경우에는, 이러한 박판들은 짝지워지지 않는다. 이러한 경우에, 박판들 중 1개는 빼내어지고 다른 박판으로 교체된다. 빼내어진 박판은 그의 가장자리 선에 따라서 생산 공정에서 아주 제외되거나 또는 박판 더미로 되돌려져 이후에 또 다른 박판에 따라 용접기에 다시 제공될 수도 있다.

이하, 이러한 용접 방법을 수행하기 위한 용접 장치를 매우 개략적으로 도시한 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 용접 장치의 개략도이다.

도 1은 본 발명에 따른 용접 장치(1)를 매우 개략적으로 도시하고 있으며, 이러한 용접 장치에는 레이저빔(5)에 의해 서로 용접되어야 하는 2개의 박판(2, 3)이 배치된다. 도시된 위치에서, 박판들의 용접 가장자리(2', 3')는 용접 영역으로 진입하기에 앞서 서로로부터 간격을 두고 조금 떨어져서 유지된다. 이러한 박판들은 컨베이어(도시되지 않음) 상에 놓여져 화살표(A) 방향으로 용접 영역으로 이송된다. 박판들의 측부는 가이드(11)에 의해 유지된다. 도시된 바와 같이, 간격이 조금 떨어진 위치에서, 각각의 박판 가장자리(2', 3')는 그의 정확한 선을 검출하기 위한 센서(6, 7)에 의해 추적된다. 이러한 2개의 센서 대신에, 처음에 1개의 가장자리를 탐지하고 이어서 나머지 1개의 가장자리를 탐지하는 단일 센서를 마련하는 것도 가능하다. 기계식 센서 대신에, 광학식 가장자리 선 검출 시스템이나 또는 몇몇의 다른 센싱 원리에 기초를 둔 검출 시스템이 제공될 수도 있다. 센서(6, 7)는 도시되지 않은 횡단 수단에 의해 각각의 가장자리를 따라 안내되며, 제어 유닛(9)에 각각의 가장자리의 선을 신호로 제공한다. 이러한 제어 유닛은 2개의 가장자리의 정확한 선을 기록하며 그들을 서로 비교한다. 제어 유닛(9)은 가장자리가 용접을 위해 결합될 경우에 그 간격이 허용 가능한 최대값 내인지 아닌지를 가장자리의 선으로부터 측정할 수 있다. 이러한 간격이 허용 가능한 최대값 내에 있음이 확인되는 경우에는, 2개의 박판은 화살표(B) 방향으로 이동하는 가이드(11)에 의해 더 이상의 재가공 없이 함께 내리눌려질 수 있으며, 이러한 위치에서 2개의 박판은 화살표(A) 방향으로 횡단되면서 레이저빔(5)에 의해 용접되는데, 여기서 레이저빔은 위로부터 또는 아래로부터 간격 상에 가해진다. 도시된 바와 같이, 가장자리(2', 3')가 직선이 아닌 경우에는, 레이저빔은 화살표(C) 방향으로의 이동에 의해 간격을 추적하게 된다. 이러한 경우에, 레이저빔(5)을 위한 제어 유닛은 제어 유닛(9)이거나 또는 제어 유닛(9)에 연결되는 독립 제어 유닛일 수 있으며, 레이저 빔(5)을 제어하기 위한 기초로서 센서들에 의해 검출되는 가장자리 선을 사용할 수 있다. 가장자리의 실제적인 선이나 간격에 기초한 이러한 제어 방식은 지금까지 통상적으로 사용되어 온 광학식 간격 검출 방식으로 대체될 수 있거나 또는 광학식 간격 검출 방식을 추가로 할 수 있다.

그러나, 가장자리 검출 단계에서 가장자리(2', 3')가 그들의 기존 형태로 함께 결합되는 경우에 간격이 허용 가능한 최대값 내에서 유지될 수 없음을 제어 유닛(9)이 인지하는 경우에는, 제어 유닛(9)은 가장자리들 중의 하나를 주된 또는 기준 가장자리로 간주하고, 나머지 하나의 가장자리를 기준 가장자리에 맞추기 위하여 가공 공구(10)에 의해 조정하여 제어한다. 이러한 기준은 나머지 하나의 가장자리에 대한 가공량이 최소가 되도록 선택된다. 제공되는 가공 공구는, 예를 들어 가공할 가장자리가 압력하에서 항복되어 변형되도록 그 가장자리를 내리누르는 롤러(10)일 수 있다. 이러한 경우에 가공 공구(10)는 가장자리를 따라 이동되면서 각기 다른 다양한 압력을 가할 수도 있다. 롤러(10)에 대한 기계식, 공압식 또는 유압식 구동 장치는 도시되어 있지 않다. 롤러로 프레싱하는 방식은 지스러기를 생성하지 않으므로 바람직한 가공 방식이며, 이러한 프레싱 작용을 받은 박판 가장자리의 압착은 용접 공정을 방해하지 않고 오히려 그에 도움을 줄 수 있다. 독자적으로, 프레싱은 가장자리 선을 약 1/10㎜정도 변경시킬 수 있는데, 이는 본 목적에 있어서 충분하다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어 밀링 또는 그라인딩과 같이 공지된 다른 가공 방식이 사용될 수도 있다. 가공된 가장자리가 기준 가장자리에 잘 맞는 경우에, 가공 공구(10)는 철수될 수 있으며, 2개의 박판은 이전과 마찬가지로 위치 수단(11)에 의해 화살표(B) 방향으로 함께 내리눌려지고 컨베이어 수단에 의해 레이저빔(5) 아래로 화살표(A) 방향으로 안내된다. 이러한 경우에도 역시 레이저의 이동은 가장자리 데이터에 기초하여 제어될 수 있다.

2개의 가장자리 선의 기록 후에, 부착되어야 할 허용 가능한 간격에 대해 공구(10)로 2개의 박판을 가공하는 것이 소정의 시간 내에 충분하지 못함을 제어 장치(9)가 인지하는 경우에, 가공은 개시되지 않으며, 1개의 박판은 빼내어진다. 이는 용접 기계로부터 화살표(A) 방향으로 또는 그 반대 방향으로 1개의 박판을 빼내거나, 용접 기계로부터 측방향으로 1개의 박판을 빼냄으로써 행해진다. 빼내어진 박판은 그의 가장자리 위치가 요구되는 가장자리 위치로부터 소정의 최대 편차 밖인 경우에는 폐기된다. 이러한 경우가 아닌 경우에는, 빼내어진 박판은 박판 더미로 다시 이송되며 차후에 그 박판 더미로부터 또 다른 박판에 따라 용접 기계로 다시 넘겨진다. 이러한 경우에 있어서, 2개의 가장자리 선이 조합되어 짝지어질 수 있으며, 이에 의해 허용 가능한 간격은 곤란함 없이 부착될 수 있다.

따라서, 이와 같은 본 발명에 따른 박판 용접 방법 및 장치에 의하면, 용접 장치에서 테일러드 블랭크의 제작에 있어서 박판의 간단하고 빠른 짝지움이 가능하게 된다. 이러한 방법은 특히 간격 또는 용접 시임의 선이 직선이 아닌 경우에 특히 바람직하다.

Claims (10)

1. 테일러드 블랭크를 형성하기 위하여 금속 박판(2, 3)을 용접하는 방법에 있어서,

   양 박판의 가장자리 선이 용접 장치 내에서 검출되며, 상기 박판들 중 하나의 가장자리 선이 기준 가장자리 선으로서 형성되고, 다른 하나의 가장자리(2', 3')가 상기 기준 가장자리에 맞추어지도록 재가공되며, 이어서 상기 박판들이 용접되는 것을 특징으로 하는 박판 용접 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기준 가장자리로부터 박판의 가장자리의 편차가 소정의 양을 초과할 때, 상기 박판은 재가공이 행해지기 전에 빼내어지는 것을 특징으로 하는 박판 용접 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 가장자리들은 가장자리 선을 측정하기 위한 적어도 1개의 센서(6, 7)에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 박판 용접 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 재가공이 요구되는 가장자리는 프레싱에 의해 가공되는 것을 특징으로 하는 박판 용접 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 검출된 기준 가장자리에 의해서, 용접 빔의 안내가 제어되거나 또는 부분적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 박판 용접 방법.
6. 테일러드 블랭크를 형성하기 위하여 금속 박판(2, 3)을 용접하는 장치에 있어서,

   용접할 박판 가장자리(2', 3')들의 가장자리 선을 검출하기 위한 적어도 1개의 검출 장치(6, 7, 9)와, 검출된 가장자리들 중 하나를 기준 가장자리로서 형성하고 제어 신호를 비기준 가장자리의 가공을 위한 장치 내에 배치되는 적어도 1개의 가공 유닛(10)으로 전송하는 제어 유닛(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 용접 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제어 유닛은 제어 신호를 제거 유닛으로 전송시키도록 배치되어, 상기 박판들 중 하나는 용접이 행해지기 전에 빼내어질 수 있는 것을 특징으로 하는 박판 용접 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 검출 장치는 적어도 1개의 센서(6, 7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 용접 장치.
9. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 가공 장치는 적어도 1개의 프레싱 공구, 특히 롤러(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 박판 용접 장치.
10. 제6항 또는 제7항에 있어서,

    상기 제어 유닛(9)은 용접 빔 제어부를 형성하거나 또는 상기 제어부로 데이터를 전송하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 박판 용접 장치.

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