KR100933638B1

KR100933638B1 - 레이저 용접용 전자석 지그 장치

Info

Publication number: KR100933638B1
Application number: KR1020070099855A
Authority: KR
Inventors: 이문용; 이영주
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2009-12-23
Also published as: KR20090034561A

Abstract

본 발명은 상,하 전자석을 이용하여 상,하 용접 대상물을 고정하고, 상부측 지그를 전동수단에 의하여 상하 이동이 가능하도록 함으로써, 정확한 위치 제어가 가능하고, 상,하 용접 대상물과의 간의 갭을 요구하는 만큼 정확하게 유지시킬 수 있도록 하여 용접작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 레이저 용접용 전자석 지그 장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 중앙부에 상호 일정간격을 두고 배치되어 하측 용접 대상물을 전자기력에 의하여 고정시켜 주는 다수의 지그를 구비하여 이루어지는 하측 지그 셋트와; 상기 하측 지그 셋트의 좌우측에 세로방향으로 배치되는 승강기구와; 상기 승강기구에 의하여 승강되면서 독립적인 전동모터에 의하여 제어되면서 회전하는 회전축상에 상호 일정간격을 두고 배치되어 상측 용접 대상물을 전자기력에 의하여 고정시켜 주는 다수의 지그를 구비하여 이루어지는 상측 지그 셋트를 포함하여 이루어지는 레이저 용접용 전자석 지그 장치를 제공한다.

지그, 전자석, 위치 결정핀, 승강기구

Description

레이저 용접용 전자석 지그 장치{MAGNETIC JIG APPARATUS FOR LASER WELDING}

본 발명은 레이저 용접용 전자석 지그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상,하 전자석을 이용하여 상,하 용접 대상물을 고정하고, 상,하 용접 대상물간의 갭을 정확하게 유지시킬 수 있도록 함으로써, 용접작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 레이저 용접용 전자석 지그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 지그 장치라고 함은 소재의 절삭, 판금, 용접 등의 작업시 피작업 대상물을 고정시켜 주기 위한 장치로서, 각 작업마다 클램핑력이나 규제 부위 등이 상이하며, 지지장치의 구조가 상이함은 물론이다.

이러한 점을 고려하여 종래 지그장치의 일예를 살펴보면, 도6 에서와 같이, 작업 대상물인 강판(100)의 클램핑부(102)가 안착되는 로케이터(104)와, 공압 또는 유압에 의하여 작동하는 실린더(106)와, 상기 실린더(106)내에서 작동압에 의하여 진퇴동작을 실시하는 피스톤 로드(108)와, 상기 로케이터(104)의 일측에 힌지 고정되며, 상기 피스톤 로드(108)의 일단에 연결되어 상기 피스톤 로드(108)의 왕복운동에 의하여 힌지 운동하면서 상기 강판(100)을 클램핑 또는 언 클램핑하는 클램 퍼(110)를 포함하여 이루어진다.

즉, 실린더(106)에 유압(流壓)이 공급되면, 피스톤 로드(108)가 상승하면서 클램퍼(110)를 힌지를 기준으로 시계방향으로 회전시킴으로써, 클램퍼(100)의 일측 선단이 하강하면서 로케이터(104)에 안착되어 있는 강판(100)의 클램핑부(102)를 클램핑함으로써, 강판(100)을 고정하게 되며 이후에 후속 용접 작업등을 실시하면 되는 것이다.

그러나 상기와 같은 지그 장치에 있어서는 그 규제 위치가 강판의 가장자리를 통해서만 클램핑이 이루어짐으로써, 규제 위치가 한정된다는 문제점이 있다.

특히 상기와 같은 지그 장치는 상하 강판의 갭을 유지시켜 줄 수 있는 수단이 구비되어 있지 않은 바, 상호 용접이 이루어지는 상,하 강판의 갭을 유지할 수 없기 때문에 가스가 새어 나갈 수 있는 갭이 요구되는 레이저 용접에는 사용할 수 없다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 상,하 전자석을 이용하여 상,하 용접 대상물을 고정하고, 상부측 지그를 전동수단에 의하여 상하 이동이 가능하도록 함으로써, 정확한 위치 제어가 가능하고, 상,하 용접 대상물과의 간의 갭을 요구하는 만큼 정확하게 유지시킬 수 있도록 하여 용접작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 레이저 용접용 전자석 지그 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 베이스 플레이트와;

상기 베이스 플레이트의 중앙부에 상호 일정간격을 두고 배치되어 하측 용접 대상물을 전자기력에 의하여 고정시켜 주는 다수의 지그를 구비하여 이루어지는 하측 지그 셋트와;

상기 하측 지그 셋트의 좌우측에 세로방향으로 배치되는 승강기구와;

상기 승강기구에 의하여 승강되면서 독립적인 전동모터에 의하여 제어되면서 회전하는 회전축상에 상호 일정간격을 두고 배치되어 상측 용접 대상물을 전자기력에 의하여 고정시켜 주는 다수의 지그를 구비하여 이루어지는 상측 지그 셋트를 포함하여 이루어지는 레이저 용접용 전자석 지그 장치를 제공한다.

상기에서 하측 지그 셋트를 형성하는 하측 지그는 "Y"형의 형태를 취하면서 선택적으로 전자석으로 작용할 수 있도록 코일이 배치되어 중앙 지주 부분이 베이스 플레이트상에 고정되고, 전,후 돌출부의 사이에는 하측 용접 대상물의 로딩 위치를 결정하는 위치 결정핀이 배치됨을 특징으로 한다

상기에서 위치 결정핀은 하측 지그내에 내장된 유압(流壓) 실린더에 의하여 승강되도록 구성함을 특징으로 한다.

상기에서 승강기구는 하측 지그 셋트의 좌,우측에 전후측 일정간격으로 두고 세워지는 전,후 가이드 레일과;

상기 전,후 가이드 레일 사이에서 상하 슬라이드 가능하게 배치되는 승강부재와;

상기 승강부재의 중앙부에 나사 관통되는 스크류 봉과, 상기 스크류 봉을 구동시켜 주는 전동모터로 이루어지는 전동수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서 상측 지그 셋트를 형성하는 상측 지그는 "Y"형의 형태를 취하면서 선택적으로 전자석으로 작용할 수 있도록 코일이 배치되어 중앙 지주의 단부가 상기 회전축상에 고정되고, 전,후 돌출부의 사이에는 상측 용접 대상물의 로딩 위치를 결정하는 위치 결정핀이 배치됨을 특징으로 한다.

상기에서 위치 결정핀은 상측 지그내에 내장된 유압(流壓) 실린더에 의하여 승강되도록 구성함을 특징으로 한다.

상기 구성에서와 같이 본 발명은 상,하 지그를 전자석으로 형성하고, 위치 결정핀을 배치함으로써, 상,하 용접 대상물을 정확한 위치에 견고하고 용이하게 로딩할 수 있으며, 용접 작업의 완료 후에는 상측 지그 셋트를 상측으로 상승시킨 후에 추출할 수 있는 바, 추출작업이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

그리고 승강기구에 의하여 상측 용접 대상물을 높낮이를 조절할 수 있는 바, 레이저 용접에 필요한 상,하 용접 대상물간의 갭을 용이하게 조절할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 레이저 용접용 지그 장치의 사시도 및 종 단면도로서, 본 발명에 의한 지그 장치는 일정 면적을 갖는 베이스 플레이트(2)상에 배치된다.

즉, 상기 베이스 플레이트(2)의 중앙 부분에는 하측 지그 셋트(4)가 배치되고, 그 좌우측에 세로방향으로 승강기구(6)가 배치되며, 상기 승강기구(6)의 상측에는 상측 지그 셋트(8)가 배치되는 구성을 갖는다.

상기에서 하측 지그 셋트(4)는 상호 일정간격을 두고 횡방향으로 배치되는 다수의 지그(10)를 포함하여 이루어지며, 상기 지그(10)는 "Y" 형으로 이루어져 중앙 하측의 지주(12) 부분이 베이스 플레이트(2)상에 고정되고, 상기 지주(12)의 상측에서 돌출되는 전,후 돌출부(14)(16) 상면에 하측 용접 대상물이 올려지게 되는 것이다.

그리고 상기 전,후 돌출부(14)(16) 사이의 중앙에는 위치 결정핀(18)이 배치되는데, 이의 위치 결정핀(18)은 도 3에서와 같이 지그(10)내에 내장된 유압 실린더(20)에 의하여 승강이 이루어지며, 상기 유압(流壓) 실린더(20)는 외부로부터 공급되는 유압(流壓)에 의하여 작동되면서 상기 위치 결정핀(18)을 승강시키게 되는 것이다.

상기에서 유압(流壓)이라고 함은 작동유압 또는 공압을 지칭하는데, 어느 하나의 한정되지 않고 작업 환경에 따라 유압(油壓) 또는 공압(空壓)을 사용할 수 있으며, 본 발명의 도면에서는 공압으로 표시하고 있다.

또한, 상기 지그(10)에는 코일(22)이 배치되어 외부에서 상기 코일(22)에 전원이 공급되면 지그(10)가 전자석이 될 수 있도록 구성하였으며, 상기 코일(22)에 공급되는 전원과 유압 실린더(20)에 공급되는 유압은 제어기(24)에 의하여 제어되는데, 이의 제어 구성과 방법에 대하여 이미 널리 공지되어 있는 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고 상기 승강기구(6)는 상기 하측 지그 셋트(4)의 좌,우측에 전후측 일정간격으로 두고 세워지는 전,후 가이드 레일(26)(28)과, 상기 전,후 가이드 레 일(26) 사이에서 상하 슬라이드 가능하게 배치되는 승강부재(30)와, 상기 승강부재(30)를 승강시킬 수 있는 전동수단을 구비하여 이루어진다.

상기에서 전,후 가이드 레일(26)(28)에 승강부재(30)를 승강 가능하게 배치하는 구성에 있어서는 여러 가지 공지된 기술이 있으나, 본 발명에서는 도1 및 도 4에서와 같이 전측 가이드 레일(26)의 후면과 이에 마주하는 후측 가이드 레일(28)의 전면부에 상하 일정 길이를 갖는 가이드 홈(32)을 형성하여 상기 승강부재(30)의 전,후단부가 상기 가이드 홈(32)에 상하 슬라이드 이동이 가능하도록 결합한 예를 도시하고 있다.

또한, 상기 승강부재(30)를 승강시키는 전동수단은 상기 승강부재(30)의 중앙부에 나사 관통되는 스크류 봉(34)과, 상기 스크류 봉(34)을 구동시켜 주는 전동모터(36)를 포함하여 이루어진다.

따라서 상기 전동모터(36)의 회전 방향에 따라 스크류 봉(34)이 회전함으로써, 승강부재(30)가 승강하게 되는 것이다.

그리고 상기 상측 지그 셋트(8)는 상기 승강부재(30)에 회전 가능하게 결합되는 회전축(38)과. 상기 회전축(38)상에 상호 일정간격을 두고 횡방향으로 배치되는 다수의 지그(40)를 포함하여 이루어지며, 상기 회전축(38)은 일측단 또는 양측단에 배치되는 전동모터(42)에 의하여 회전하게 된다.

또한, 상기 지그(40)는 하측 지그(10)와 동일 형상으로 이루어져 중앙의 지주(44) 부분이 상기 회전축(38)에 고정되어 회전축(38)에 연동하게 되며, 상기 지주(44)의 자유단에 전,후 돌출 형성되는 전,후 돌출부(46)(48)에 상측 용접 대상물 이 고정된다.

그리고 상기 전,후 돌출부(46)(48) 사이의 중앙에는 위치 결정핀(50)이 배치되는데, 이의 위치 결정핀(50)은 도 3에서와 같이 지그(40)내에 내장된 유압 실린더(52)에 의하여 승강이 이루어지며, 상기 유압(流壓) 실린더(52)는 외부로부터 공급되는 유압(流壓)에 의하여 작동되면서 상기 위치 결정핀(50)을 승강시키게 되는 것이다.

또한, 상기 지그(40)에는 코일(54)이 배치되어 외부에서 상기 코일(54)에 전원이 공급되면 지그(40)가 전자석이 될 수 있도록 구성하였으며, 상기 코일(54)에 공급되는 전원과 유압 실린더(52)에 공급되는 유압은 제어기(24)에 의하여 제어되는데, 이의 제어 구성과 방법에 대하여 이미 널리 공지되어 있는 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 지그 장치를 이용한 용접 대상물의 로딩 과정을 살펴보면, 도5와 같이 이루어진다.

즉, 도 5A의 S1에서와 같이 초기 상태에서는 제어기(24)에서 전동모터(42)를 제어하여 상측 지그 셋트(8)의 지그(40)를 회전시킴으로써, 전,후 돌출부(46)(48)가 상측을 향하도록 한 상태에서 상기 상측 지그(40)와 하측 지그(10)의 전,후 돌출부(16)(18),(46)(48) 위에 상,하 용접 대상물(56)(58)을 올려 놓는다.

물론 상기와 같이 상,하 용접 대상물(56)(58)을 상,하 지그(40)(10)상에 올려 놓을 때에는 상기 상,하 지그(40)(10)에 배치되어 있는 위치 결정핀(50)(18)이 돌출될 수 있도록 유압 실린더(52)(20)에 유압을 공급하고, 상,하 용접 대상물(56)(58)에 형성되어 있는 미도시한 위치 결정홈에 상기 위치 결정핀(50)(18)이 삽입될 수 있도록 하면 상,하 용접 대상물(56)(58)은 정확한 위치에 올려지게 된다.

상기와 같이 상,하측 지그(10)(40)에 상,하 용접 대상물(56)(58)을 놓려 놓은 상태에서 지그(10)(40)에 배치되어 있는 코일(22)(54)에 전원을 인가하면 지그 전체가 전자석이 되면서 전자기력에 의하여 상,하 용접 대상물(56)(58)을 지그(10)(40)에 견고하게 고정시키게 된다.

이러한 상태에서 도 5B의 S2와 같이 전동모터(42)를 제어하여 상측 지그(40)가 아랫방향을 향하도록 회전시키고, 다시 승강기구(6)의 전동모터(36)를 제어하여 도 5C의 S3와 같이 승강부재(30)를 원하는 만큼 하강시키면 상,하 용접 대상물(56)(58)의 로딩이 완료되는 것이다.

이때, 상기 승강부재(30)의 하강 높이에 따라 상,하 용접 대상물(56)(58)의 갭이 결정되므로 레이저 용접이 이상적으로 이루어질 수 있는 갭으로 하강시키면 되는 것이다.

그리고 상기와 같은 상태에서 레이저 용접이 완료 된 후에는 지그(10)(40)의 코일(22)(54)에 인가되었던 전원을 차단하고, 상측 지그 셋트(8)를 상승시키고 지그(40)가 초기 상태와 같이 상측을 향하도록 한 후에 용접 가공이 완료된 용접 가 공물을 추출하면 된다.

상기와 같이 상,하 지그(40)(10)의 코일(22)(54)에 인가되었던 전원을 차단한 후에 상측 지그 셋트(8)를 초기 상태로 복귀시킨 후에 용접 대상물을 추출하는 경우에는 하측 지그(10)위에 올려진 것을 추출하게 된다.

그러나 후속 작업 조건에 따라 상측 지그(40)측에서 용접 대상물을 추출하고자 할 때에는 먼저 하측 지그(10)에 인가되었던 전원만을 차단 한 후에 상측 지그 셋트(8)를 초기상태로 복귀시키면 상측 지그(40)의 전자기력에 의하여 용접 대상물이 상측 지그(40)와 함께 상승하고 상측을 향해 놓이게 되므로 이때 추출할 수도 있는 것이다.

또한 상기와 같은 상,하 용접 대상물(56)(58)의 로딩과정에서 상,하 지그(40)(10)의 치수 관리를 정확하게 한다면, 상,하 용접 대상물(56)(58)의 곡률 치수에 약간의 오차가 있더라도 강한 전자기력에 의하여 상,하 용접 대상물(56)(58)이 상,하 지그(40)(10)에 밀착되면서 보정할 수 있게 된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도 1은 본 발명에 의한 레이저 용접용 전자석 지그 장치의 사시도.

도 2는 도 1의 종단면도.

도 3은 도 2의 A - A 선 단면도.

도 4는 도 2의 B - B 선단면도.

도 5A 내지 도 5C는 본 발명의 단계별 작동 상태도.

도 6은 종래 지그 장치의 일예를 보인 도면이다.

Claims

삭제
베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 중앙부에 상호 일정간격을 두고 배치되어 하측 용접 대상물을 전자기력으로 고정시켜 주는 다수의 지그를 구비하는 하측 지그 셋트와; 상기 하측 지그 셋트의 좌우측에 세로방향으로 배치되는 승강기구와; 상기 승강기구에 의하여 승강되면서 독립적인 전동모터에 의하여 제어되면서 회전하는 회전축상에 상호 일정간격을 두고 배치되어 상측 용접 대상물을 전자기력으로 고정시켜 주는 다수의 지그를 구비하는 상측 지그 셋트를 포함하는 레이저 용접용 전자석 지그 장치에 있어서,

상기 하측 지그 셋트를 형성하는 하측 지그는 "Y"자 형상의 형태를 취하면서 선택적으로 전자석으로 작용할 수 있도록 코일이 배치되어 중앙 지주 부분이 베이스 플레이트상에 고정되고, 전,후 돌출부의 사이에는 하측 용접 대상물의 로딩 위치를 결정하는 위치 결정핀이 배치됨을 특징으로 하는 레이저 용접용 전자석 지그 장치.
제2항에 있어서,

상기 위치 결정핀은 하측 지그내에 내장된 유압(流壓) 실린더에 의하여 승강되도록 구성함을 특징으로 하는 레이저 용접용 전자석 지그 장치.
삭제
제2항에 있어서,

상기 상측 지그 셋트를 형성하는 상측 지그는 "Y"자 형상의 형태를 취하면서 선택적으로 전자석으로 작용할 수 있도록 코일이 배치되어 중앙 지주의 단부가 상기 회전축상에 고정되고, 전,후 돌출부의 사이에는 상측 용접 대상물의 로딩 위치를 결정하는 위치 결정핀이 배치됨을 특징으로 하는 레이저 용접용 전자석 지그 장치.
제5항에 있어서,

상기 위치 결정핀은 상측 지그내에 내장된 유압(流壓) 실린더에 의하여 승강되도록 구성함을 특징으로 하는 레이저 용접용 전자석 지그 장치.