KR100753215B1 - Laser welding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 시스템의 개략도,1 is a schematic diagram of a laser welding system according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 용접레이저, 추적레이저 및 검사레이저에서 출력된 용접빔, 추적빔 및 검사빔의 전송 경로를 나타내는 흐름도,2 is a flowchart illustrating a transmission path of a welding beam, a tracking beam, and an inspection beam output from the welding laser, the tracking laser, and the inspection laser of FIG. 1;
도 3은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 용접부재의 개략도,3 is a schematic view of a welding member to which an embodiment of the present invention is applied;
도 4는 도 3의 용접부위에 투사된 후 반사된 추적레이저 및 검사레이저 신호가 처리된 제어부의 개략도,4 is a schematic diagram of a controller in which a tracking laser and an inspection laser signal reflected after being projected onto the welding part of FIG. 3 are processed;
도 5는 도 4의 디스플레이부에 표시되는 용접부위 검사결과에 대한 일 실시예를 나타내는 개략도,FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a welding part inspection result displayed on the display unit of FIG. 4;
도 6은 도 1의 용접본체에 변위를 제공하는 액추에이터의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.6 is a perspective view showing an embodiment of an actuator providing a displacement to the welding body of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
100...레이저 용접 시스템 110...용접본체100 ...
111...용접레이저 112...광파이버111
113...편광렌즈 114...반사거울113 polarizing
115...초점렌즈 120...추적레이저115.Focus lens 120.Tracking laser
130...검사레이저 140a,140b...CMOS 이미지센서130
150...제어부 151...디스플레이부150
152...입력부 153...판단부152 ...
154a,154b...상한 임계값 155a,155b...하한 임계값154a, 154b ...
160...액추에이터 200...용접부재160
210...제 1용접부재 220...제 2용접부재210 ...
230...용접선 240...용접심230
본 발명은 레이저 용접 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 용접 중에 용접하고자 하는 용접선의 추적 및 용접된 부위인 용접비드와 용접심의 불량 여부 검사가 가능한 레이저 용접 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a laser welding system, and more particularly, to a laser welding system capable of inspecting defects of a weld bead and a weld seam, which are traces and welded portions of weld lines to be welded during laser welding.
일반적으로 용접은 서로 다른 금속부재를 가열 또는 용융에 의해 접합시켜 일체로 성형하는 공정으로서, 조선, 자동차, 건축, 철도, 원자력 산업을 비롯하여 다양한 분야에서 널리 이용되고 있으며, 아크 용접, 저항 용접, 가스 용접, 마찰 용접, 레이저 용접 등의 다양한 방식이 제안되고 있다. In general, welding is a process of integrally forming by joining different metal members by heating or melting, and is widely used in various fields including shipbuilding, automobile, construction, railway, nuclear industry, arc welding, resistance welding, and gas. Various methods, such as welding, friction welding, and laser welding, are proposed.
그 중에서 상기 레이저 용접은 높은 에너지 밀도를 갖는 집중된 열원인 레이저를 집속하여 용접부위에 투사하는 방식으로서, 용접부위의 열영향 및 열변형률이 적으므로 정밀한 용접작업에 널리 이용되고 있다.Among them, the laser welding is a method of focusing a laser, which is a concentrated heat source having a high energy density, and projecting the laser to a welding site. Since the laser welding has little heat effect and thermal strain, the laser welding is widely used for precise welding work.
이러한 레이저 용접 방식에 의하면 공정시간의 단축, 접합 강도와 기밀성의 우수성, 생산성 향상 등이 실현 가능하나, 다른 용접방식처럼 용접에 의한 재질의 변화, 균열, 기공 등의 용접부위 결함이 발생될 수 있다.According to the laser welding method, it is possible to shorten the process time, excellence in joining strength and airtightness, and improve productivity. However, as in other welding methods, welding part defects such as material changes, cracks, and pores may occur. .
상기와 같은 용접 결함 부위의 검사 방식으로서, 용접 완료 후 육안 관찰 또는 별도 결함 검출 장치에 의한 개별적인 검사가 이행될 수 있으나, 검사 속도가 느리므로 비효율적이며 검사결과의 정확도 및 신뢰도가 저하된다는 단점이 있다.As the inspection method of the welding defect site as described above, visual inspection or individual inspection by a separate defect detection device may be performed after the welding is completed, but the inspection speed is slow and inefficient, and the accuracy and reliability of the inspection result are deteriorated. .
또한, 용접하고자 하는 부위인 용접선의 추적이 용이치 않으므로 부정확한 부위에 용접이 이행될 수 있을 뿐 아니라 용접 시간이 낭비되고 이에 따른 가동비가 가중되며 생산성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.In addition, since it is not easy to trace the welding line, which is a part to be welded, welding may be performed on an incorrect part, and there is a problem that the welding time is wasted, the operation cost is increased, and productivity may be reduced.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 레이저 용접 중 용접하고자 하는 용접선의 추적 및 용접된 부위의 불량 여부 검사가 동시 실현가능한 레이저 용접 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a laser welding system capable of simultaneously realizing traces of weld lines to be welded and defect inspection of welded portions during laser welding.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the invention will be described below and will be appreciated by the embodiments of the invention. Furthermore, the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations indicated in the claims.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 용접 시스템은, 용접을 위한 용접빔을 출력하는 용접레이저가 구비되어 상기 출력된 용접빔을 용접부위에 투사시키며, 소정 액추에이터의 구동에 의해 위치가 이동되는 용접본체; 상기 용접본체 일측부에 설치되며, 용접하고자 하는 용접부위 탐색을 위한 추적빔을 출력하 여 용접부위에 투사시키는 추적레이저; 상기 용접본체 타측부에 설치되며, 용접된 부위의 검사를 위한 검사빔을 출력하여 용접부위에 투사시키는 검사레이저; 상기 용접본체 상단부에 설치되어, 용접부위에 투사된 후 반사된 추적빔과 검사빔을 각각 수신받아 추적전기신호와 검사전기신호로 각각 변환 출력하는 한 쌍의 CMOS 이미지센서; 및 상기 CMOS 이미지센서에서 출력된 상기 추적전기신호를 처리하여 상기 액추에이터의 변위를 제어하고, 출력된 상기 검사전기신호를 처리하여 용접된 부분의 불량여부를 판단하며, 상기 용접레이저, 상기 추적레이저 및 상기 검사레이저에서 출력되는 각 빔의 온/오프를 제어하는 제어부를 포함한다.Laser welding system of the present invention for achieving the above object is provided with a welding laser for outputting a welding beam for welding to project the output welding beam to the welding site, the position is moved by the driving of a predetermined actuator Welding body; A tracking laser installed at one side of the welding main body and outputting a tracking beam for searching for a welding site to be welded and projecting the welding beam to the welding site; An inspection laser installed at the other side of the welding body and outputting an inspection beam for inspection of the welded portion and projecting the inspection beam to the welding portion; A pair of CMOS image sensors installed at an upper end of the welding main body and configured to receive a tracking beam and an inspection beam that are reflected after being projected onto the welding part, and convert the output into a tracking electrical signal and an inspection electrical signal, respectively; And controlling the displacement of the actuator by processing the tracking electrical signal output from the CMOS image sensor, and determining whether the welded portion is defective by processing the inspection electrical signal output, and the welding laser, the tracking laser and And a control unit for controlling on / off of each beam output from the inspection laser.
또한, 상기 용접본체는, 상기 용접레이저에서 출력된 용접빔이 전송되는 광파이버; 상기 광파이버를 통해 전송된 용접빔의 반사성분을 제거시키는 편광렌즈; 상기 편광렌즈를 통과한 용접빔의 진행방향을 전환시키는 반사거울; 및 상기 반사거울을 통과한 용접빔을 집속하여 용접부위로 전달하는 초점렌즈를 포함하는 것이 바람직하다.The welding main body may include: an optical fiber to which a welding beam output from the welding laser is transmitted; A polarizing lens for removing a reflection component of the welding beam transmitted through the optical fiber; A reflection mirror for changing a traveling direction of the welding beam passing through the polarizing lens; And a focus lens for focusing the welding beam passing through the reflection mirror and transferring the welding beam to the welding site.
또한, 용접부위에서 반사된 추적빔과 검사빔은, 상기 초점렌즈 및 상기 반사거울을 차례로 통과한 후 각 CMOS 이미지센서로 수신될 수 있다.In addition, the tracking beam and the inspection beam reflected from the welding portion may be received by each CMOS image sensor after passing through the focus lens and the reflection mirror in turn.
또한, 상기 제어부는, 상기 CMOS 이미지센서에서 출력된 추적전기신호 및 검사전기신호를 처리하여 용접전의 용접선 및 용접후의 용접면의 형상을 시각적으로 표시하는 디스플레이부; 상기 용접면의 양호 또는 불량 판정의 기준이 되는 상한 임계값 및 하한 임계값이 입력되는 입력부; 및 상기 CMOS 이미지센서에서 출력된 상기 검사전기신호를 처리하여 상기 상한 임계값과 하한 임계값 사이의 범위내에 포함되는지 여부를 판단하여 용접면의 용접상태에 대한 양호 또는 불량 판정을 출력하는 판단부를 포함할 수 있다.The control unit may further include a display unit configured to process a tracking electrical signal and an inspection electrical signal output from the CMOS image sensor to visually display the shape of a welding line before welding and a welding surface after welding; An input unit for inputting an upper limit threshold value and a lower limit threshold value, which are criteria for determining whether the weld face is good or bad; And a determination unit configured to process the inspection electrical signal output from the CMOS image sensor to determine whether it is within a range between the upper limit threshold and the lower limit threshold to output a good or bad decision on the welding state of the weld surface. can do.
또한, 상기 판단부는, 용접면 부위별 상기 검사전기신호의 처리값, 상기 입력된 상한 임계값 및 상기 하한 임계값을 더 출력하고, 상기 디스플레이부는 출력된 상기 처리값, 상한 임계값 및 하한 임계값을 그래프 형태로 표시할 수 있다.The determination unit may further output a processing value, the input upper limit threshold value and the lower limit threshold value of the inspection electrical signal for each welding surface part, and the display unit outputs the processed value, upper limit threshold value, and lower limit threshold value. Can be displayed in graph form.
또한, 상기 상한 임계값 및 하한 임계값은 각각 상기 입력부에 적어도 하나 이상 입력되는 것이 바람직하다.The upper limit threshold and the lower limit threshold may be input to at least one input unit, respectively.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적인 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. It should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle of definition.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 시스템의 개략도, 도 2는 도 1의 용접레이저, 추적레이저 및 검사레이저에서 출력된 용접빔, 추적빔 및 검사빔의 전송 경로를 나타내는 흐름도, 도 6은 도 1의 용접본체에 변위를 제공하는 액추에이터의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.Figure 1 is a schematic diagram of a laser welding system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a flow chart showing the transmission path of the welding beam, tracking beam and inspection beam output from the welding laser, tracking laser and inspection laser of Figure 1, Figure 6 1 is a perspective view showing one embodiment of an actuator providing a displacement to the welding body of FIG.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 용접 시스템(100)은 용접본체(110), 추적레이저(120), 검사레이저(130), 한 쌍의 CMOS 이미지센서(140a,140b) 및 제어부(150)를 포함한다.As shown, the
상기 용접본체(110)는 용접을 위한 용접빔을 출력하는 용접레이저(111)가 구비되어 상기 출력된 용접빔을 용접부재(200)의 용접부위에 투사시키며, 소정 액추에이터(160)의 구동에 의해 위치가 변위될 수 있다.The
여기서, 상기 소정 액추에이터(160)는 상기 용접본체(110)에 변위를 제공하기 위해 상기 용접본체(110)와 일체형으로 제작되거나 외부에 별도 결합되도록 제작될 수 있으며, 변위의 제공이 가능한 어떠한 형태로도 제작될 수 있음은 자명하다.Here, the
이러한 상기 용접본체(110)에 변위를 제공하는 상기 소정 액추에이터(160)는 도 6에 도시된 것과 같이 상하 방향의 Z축 변위 및 좌우 방향의 Y축 변위가 모두 가능한 것이 바람직하며, 이러한 상기 액추에이터(160)의 형상은 도 6의 형태로 한정되지 않고 보다 다양하게 변형될 수 있음을 이해하여야 한다.As shown in FIG. 6, the
한편, 상기 소정 액추에이터(160)는 상기 용접본체(110)에 변위를 제공할 수 있는 별도의 로봇(미도시)으로 대체될 수 있음은 자명하다.On the other hand, it is apparent that the
이러한 상기 용접본체(110)는 상기 용접레이저(111) 이외에 광파이버(112), 편광렌즈(113), 반사거울(114), 초점렌즈(115)를 더 포함한다.The
상기 광파이버(112)는 상기 용접레이저(111)에서 출력된 용접빔이 전송되는 광신호 전송로이다.The
상기 편광렌즈(113)는 상기 광파이버(112)를 통해 전송된 용접빔의 반사성분을 제거시키는 부분으로서, 난반사되거나 굴절되는 광신호를 차단할 수 있다.The
상기 반사거울(114)은 상기 편광렌즈(113)를 통과한 용접빔의 진행방향을 하방의 용접부재(200)를 향하여 전환시키는 거울로서, 굴절율이 1:1 이내의 범위를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 상기 반사거울(114)에는 반사효율의 증강 및 상기 반사거울(114)의 보호를 위해 표면부가 별도의 코팅수지로 피복될 수 있다.The
상기 초점렌즈(115)는 상기 반사거울(114)을 통과한 용접빔을 집속하여 용접부위로 전달하는 렌즈이다. The
즉, 상기 용접본체(110)의 용접레이저(111)에서 출력되는 용접빔은 상기 광파이버(112), 편광렌즈(113), 반사거울(114) 및 초점렌즈(115)를 차례로 경유한 후 용접부재(200)의 용접부위로 투사될 수 있다.That is, the welding beam output from the
상기 추적레이저(120)는 상기 용접본체(110) 일측부에 설치되며, 용접하고자 하는 용접부위 즉, 용접부재 간 연결되는 부위인 용접선(230)의 탐색을 위한 추적빔을 출력하여 용접부재(200)의 용접부위에 투사시키는 레이저이다. The
상기 추적레이저(120)와 함께 본 발명에 의한 레이저 용접 시스템에 구비되는 검사레이저(130)는 상기 용접본체(110) 타측부에 설치되며, 용접된 부위의 검사를 위한 검사빔을 출력하여 용접부재(200)의 용접부위에 투사시키는 레이저이다. The
상기 검사레이저(130)는 상기 추적레이저(120)가 설치되는 용접본체(110)의 면과 다른 면에 구비되도록 구성하며, 또한, 상기 용접본체(110)를 기준으로 상기 추적레이저(120)의 반대측에 설치되는 것이 바람직하다.The
이는 각 레이저를 통해 출력되는 추적빔와 검사빔 간의 간섭현상이 예방될 수 있을 뿐 아니라, 상기 추적레이저(120)에 의한 용접선의 추적, 상기 용접레이저(111)에 의한 용접부위 용접, 상기 검사레이저(130)에 의한 용접부위 검사의 효율적인 순차 진행이 가능하도록 구성되기 위함이다.This can not only prevent the interference between the tracking beam and the inspection beam output through each laser, but also the tracking of the weld line by the tracking
상기 한 쌍의 CMOS 이미지센서(140a,140b)는 상기 용접본체(110) 상단부에 설치되어, 용접부재(200)의 용접부위에 투사된 후 반사된 추적빔과 검사빔을 각각 수신받아 추적전기신호와 검사전기신호로 각각 변환 출력하는 이미지센서로서, 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS;Complementary Metal-Oxide Semiconductor)로 구성되어 소비전력이 적은 장점이 있다. The pair of
여기서, 상기 용접부재(200)의 용접부위에 투사된 후 반사된 추적빔과 검사빔은 상기 초점렌즈(115), 상기 반사거울(114)을 차례로 통과한 후 각 CMOS 이미지센서(140a,140b)로 수신될 수 있다.Here, the tracking beam and the inspection beam reflected after being projected onto the welding portion of the
한편, 상기 용접레이저(111)에서 출력되는 용접빔의 파장은 1069㎚ 내지 1090㎚ 범위이고, 상기 추적레이저(120) 및 상기 검사레이저(130)에서 출력되는 추적빔 및 상기 검사빔의 파장은 660㎚ 내지 990㎚ 범위일 수 있으나, 각 빔의 파장은 이에 한정되지 않고 다양한 범위로 변형될 수 있음을 이해하여야 한다.On the other hand, the wavelength of the welding beam output from the
상기 제어부(150)는 상기 CMOS 이미지센서(140a)에서 출력된 상기 추적전기신호를 처리하여 상기 액추에이터(160)의 변위를 제어하고, 상기 CMOS 이미지센 서(140b)에서 출력된 상기 검사전기신호를 처리하여 용접된 부분의 불량여부를 판단할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 용접부재의 개략도, 도 4는 도 3의 용접부위에 투사된 후 반사된 추적레이저 및 검사레이저 신호가 처리된 제어부의 개략도, 도 5는 도 4의 디스플레이부에 표시되는 용접부위 검사결과에 대한 일 실시예를 나타내는 개략도이다. 3 is a schematic view of a welding member to which an embodiment of the present invention is applied, FIG. 4 is a schematic view of a control unit in which a tracking laser and an inspection laser signal reflected after being projected onto the welding site of FIG. 3 are processed, and FIG. 5 is a display unit of FIG. 4. Figure 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the weld site inspection results shown in.
본 발명에 적용되는 용접부재(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 다른 높이를 갖는 제 1용접부재(210) 및 제 2용접부재(220)일 수 있으며 각 용접부재가 접촉되는 용접선(230) 부위는 실제로 용접이 이행되는 부분이다. The
상기 용접부재(200)의 형상은 본 발명에 적용되는 일 실시예에 불과하므로 본 발명에 적용되는 용접부재의 형상은 도 3에 한정되지 않으며 본 발명은 보다 다양한 형상의 용접부재의 용접이 가능함은 물론이다.Since the shape of the
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(150)는 디스플레이부(151), 입력부(152) 및 판단부(153)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, the
상기 디스플레이부(151)는 상기 CMOS 이미지센서(140a,140b)에서 출력된 추적전기신호 및 검사전기신호를 처리하여 용접하기 전의 용접선(230) 및 용접후의 용접면인 용접심(240)의 형상을 시각적으로 표시할 수 있다.The
이러한 디스플레이부(151)에 의하면, 상기 용접심(240)에 발생된 균열, 기공 등의 결함이 LCD 등의 다양한 화면 표시수단에 의해 시각적으로 표현될 수 있으므로, 실제 육안을 통한 결함 정도의 확인 방법에 대한 효과적인 대체 및 보완이 가 능하다.According to such a
다시 말해서, 결함 정도에 대한 직접적인 육안 확인 방법에 따르면 용접 열로 인한 확인작업의 곤란성 또는 안전사고의 위험이 있으며 실질적인 미세 결함 확인이 불가능하여 비효율적인 단점이 있으나, 본 발명에서는 용접면의 형상을 데이터 처리하여 별도 표시수단을 통해 확인할 수 있으므로 사고로부터 안전함은 물론이며 결함 검출 결과의 신뢰성이 보장될 수 있다.In other words, according to the direct visual confirmation method for the degree of defects, there is a difficulty in the verification operation due to the welding heat or a risk of safety accident, and there is an inefficient disadvantage due to the inability to confirm the actual fine defects. Since it can be checked through a separate display means, as well as safety from accidents, the reliability of defect detection results can be guaranteed.
상기와 같은 데이터화된 자료는 차후 실제 용접된 대상물과의 실질적 비교,대조 등을 위하여 데이터베이스화될 수 있으며 용접에 대한 차후 다양한 데이터활용이 가능하도록 구성될 수도 있다.The data may be databased for actual comparison with the actual welded object, contrast, and the like, and may be configured to enable various data use for the welding in the future.
한편, 상기 입력부(152)는 상기 용접면 즉, 용접심(240)의 양호 또는 불량 판정의 기준이 되는 상한 임계값 및 하한 임계값이 입력될 수 있다.Meanwhile, the
이러한 상기 상한 임계값 및 하한 임계값은 각각 상기 입력부(152)에 적어도 하나 이상 입력됨으로써, 불량 판정의 기준범위가 하나 또는 그 이상이 될 수 있으며 다양한 범위 내에서의 수치비교가 가능하다.At least one of the upper limit threshold and the lower limit threshold may be input to the
상기 판단부(153)는 상기 CMOS 이미지센서(140b)에서 출력된 상기 검사전기신호를 처리하여 상기 상한 임계값과 하한 임계값 사이의 범위내에 포함되는지 여부를 판단하여 용접면의 용접상태에 대한 양호 또는 불량 판정을 출력하는 부분이다. 이러한 상기 판단부(153)에서 출력된 양호 또는 불량 판정은 상기 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.The
한편, 상기 판단부(153)는 용접면 즉 용접심(240)의 부위별로 상기 검사전기 신호의 처리값, 상기 입력된 상한 임계값 및 상기 하한 임계값을 더 출력하고, 상기 디스플레이부(151)는 도 5에 도시된 것처럼 출력된 상기 처리값, 상한 임계값 및 하한 임계값을 그래프 형태로 표시할 수 있다On the other hand, the
도 5에는 상기 입력부(152)에 각각 2개의 상한 임계값(154a,154b) 및 하한 임계값(155a,155b)이 입력된 경우 용접심(240)의 비드폭(Bead width)에 대한 검사결과를 나타내는 일 실시예가 도시되어 있는데, 이러한 검사결과는 상기 판단부(153)에서 처리되어 소정 프로그램에 의해 화면으로 표시될 수 있다.FIG. 5 shows a test result of the bead width of the
도시된 그래프의 가로축은 용접심(240)의 길이를 나타내고, 세로축은 각 길이당 비드폭의 측정결과값를 나타낸다.In the graph, the horizontal axis represents the length of the
여기서, 상기 그래프의 세로축을 기준으로 하여 제 1상한 임계값(154a) 내지 제 1하한 임계값(155a) 범위는 제 1기준범위, 제 2상한 임계값(154b) 내지 제 2하한 임계값(155b) 범위는 제 2기준범위라 한다면, 도시된 B 구간은 용접심(240)의 비드폭이 상기 각 기준범위를 초과한 불량 판정 구간이며, A 구간은 그렇지 않은 양호 판정 구간일 수 있다.Here, the first
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부(15O)를 통해 검사될 수 있는 항목은 상기 비드폭 이외에도, 용접면의 엇갈림(Mismatch), 언더컷 깊이(Undercut depth), 비드 기울기(Bead slope), 초과두께(Overthickness), 불연속성(Discontinuity), 용접심의 볼록함 정도(Convexity) 등일 수 있으나 검사 항목이 이에 한정되지는 않는다.On the other hand, as shown in Figure 5, the items that can be inspected through the control unit 15O of the present invention, in addition to the bead width, the mismatch of the welding surface (Unscut depth), the undercut depth (Bead slope) ), The excess thickness (Overthickness), discontinuity (Discontinuity), weld seam convexity (Convexity), etc., but the inspection items are not limited to this.
한편, 상기 제어부(150)는 상기 용접레이저(111), 상기 추적레이저(120) 및 상기 검사레이저(130)에서 출력되는 각 빔의 온/오프를 제어할 수 있다.The
즉, 상기 제어부(150)에 따르면, 용접레이저(111) 및 검사레이저(130)를 오프(OFF)시킨 상태에서 상기 추적레이저(120)를 온(ON)시켜, 용접시작부 즉, 용접하고자 하는 부위인 용접선(230)의 시작부를 탐색하고 이를 시초로 용접선(230)의 추적이 시행되도록 한다.That is, according to the
용접선(230)이 추적됨이 판단되면, 상기 용접레이저(111)를 온(ON) 시켜 용접을 이행하고 그 즉시 용접된 부위인 용접심(240) 검사를 위해 검사레이저(130)를 온(ON) 시켜 검사가 이행되도록 한다. When it is determined that the
용접이 완료되면 상기 추적레이저(120), 용접레이저(111) 및 검사레이저(130)를 차례로 오프시킨 후 검사결과를 처리하여 출력하게 된다.When welding is completed, the tracking
이상과 같은 본 발명의 레이저 용접 시스템(100)에 따르면, 용접선(230)을 추적하는 추적레이저(120), 용접을 이행하는 용접레이저(111) 및 용접된 부분을 검사하는 검사레이저(130)를 일체로 구성함으로써, 기존에는 개별적으로 이루진 용접선 추적과정, 용접과정 및 검사과정이 동시에 실현될 수 있다.According to the
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어부(150)에 의해 용접선(230)의 추적과정 및 용접부위의 품질검사결과가 실시간 확인됨으로써 검사결과의 신뢰도 및 정확도가 향상될 뿐 아니라 용접 불량 등의 문제점에 대한 신속한 확인이 가능하여 작업시간이 단축되고 가동비가 절감됨은 물론이며 생산성 향상 및 인건비 절감에 기여할 수 있다.In addition, according to the present invention, the tracking process of the
게다가, 상기와 같은 레이저 용접 시스템(100)은 소형화됨으로써 작업공간이 확보되고 선형 및 비선형의 곡선 용접 및 다양한 크기와 형태를 가지는 부품 용접에의 적용성이 향상될 수 있다.In addition, the
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is described by the person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Various modifications and variations are possible without departing from the scope of the appended claims.
본 발명의 레이저 용접 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다. The laser welding system of the present invention provides the following effects.
첫째, 용접선을 추적하는 추적레이저, 용접을 이행하는 용접레이저 및 용접된 부분을 검사하는 검사레이저를 일체로 구성함으로써, 용접선 추적과정, 용접과정 및 검사과정이 동시에 실현될 수 있다.First, the welding line tracking process, the welding process, and the inspection process can be simultaneously realized by integrally configuring the tracking laser for tracking the weld line, the welding laser for performing the welding, and the inspection laser for inspecting the welded portion.
둘째, 용접선의 추적 및 용접부위 품질검사가 실시간 확인됨으로써, 검사결과의 신뢰도 및 정확도가 향상될 뿐 아니라 용접 불량에 대한 신속한 확인이 가능하여 작업시간이 단축되고 가동비가 절감됨은 물론이며 생산성 향상 및 인건비 절감 효과를 제공한다.Second, the tracking of welds and the quality inspection of welding areas are confirmed in real time, which not only improves the reliability and accuracy of the inspection results, but also enables quick confirmation of welding defects, which reduces work time, reduces operating costs, and improves productivity and labor costs. Provide savings.
셋째, 제어부에서 이미지센서에서 출력된 신호를 처리하여 용접된 부위에서 발생된 균열 또는 기공을 디스플레이부를 통해 시각적으로 표현하므로 결함 정도에 대한 육안 확인이 가능한 장점이 있다.Third, the control unit processes the signal output from the image sensor to visually express cracks or pores generated at the welded portion through the display unit, thereby making it possible to visually check the degree of defects.
넷째, 상한 임계값 및 하한 임계값 사이의 범위내에 포함되는지 여부를 판단하여 용접면의 용접상태에 대한 양호 또는 불량 판정이 가능하고, 상한 임계값 또 는 하한 임계값이 적어도 하나 이상 입력됨으로써 불량 판정의 기준범위가 하나 또는 그 이상이 될 수 있으며 다양한 범위 내에서의 수치비교가 가능하다.Fourth, it is possible to determine whether it is within the range between the upper limit threshold and the lower limit threshold to determine whether the welding state of the weld surface is good or bad, and at least one upper limit threshold or the lower limit threshold is input to determine the failure. The reference range of can be one or more, and numerical comparison within various ranges is possible.
다섯째, 소형화 가능하여 작업공간이 확보되고 선형 및 비선형의 곡선 용접 및 다양한 크기와 형태를 가지는 부품 용접에의 적용성이 향상될 수 있다.Fifth, it can be miniaturized to secure a working space and can be improved in the application of linear and nonlinear curve welding and welding of parts having various sizes and shapes.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060046964A KR100753215B1 (en) | 2006-05-25 | 2006-05-25 | Laser welding apparatus |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060046964A KR100753215B1 (en) | 2006-05-25 | 2006-05-25 | Laser welding apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR100753215B1 true KR100753215B1 (en) | 2007-08-30 |
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ID=38615724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020060046964A KR100753215B1 (en) | 2006-05-25 | 2006-05-25 | Laser welding apparatus |
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KR (1) | KR100753215B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103894740A (en) * | 2012-12-31 | 2014-07-02 | 徐州润物科技发展有限公司 | Robot used for automotive trim production |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020090636A (en) * | 2001-05-29 | 2002-12-05 | 신사문 | Pipe Fitting's Welding Method Using Laser Vision Sensor and the Apparatus thereof |
-
2006
- 2006-05-25 KR KR1020060046964A patent/KR100753215B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
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