KR101181663B1 - 롤 스폿 용접기용 가압장치 - Google Patents

Abstract

롤 스폿 용접기용 가압장치가 개시된다. 본 실시예에 따른 롤 스폿 용접기용 가압장치는 롤 스폿 용접기의 후방에 대응하여 베이스 상에 구성되는 가압 프레임; 상기 가압 프레임의 내측 하부에서 공정방향을 따라 배치되어 상기 베이스 상에 설치되며, 성형빔의 용접부 하면을 구름 접촉된 상태로 지지하는 하부 가압수단; 및 상기 가압 프레임의 내측 상부에서 공정방향을 따라 배치되어 상기 가압 프레임의 상부에 설치되며, 성형빔의 용접부 상면을 구름 접촉된 상태로 가압하는 상부 가압수단을 포함한다.

Description

롤 스폿 용접기용 가압장치{PRESSING DEVICE FOR ROLL SPOT WELDER}

본 발명은 롤 스폿 용접기용 가압장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤 포밍 성형빔의 롤 스폿 용접 직후, 폐단면 성형빔의 스프링백으로 인한 용접부 크랙이나 파단을 방지해주는 롤 스폿 용접기용 가압장치에 관한 것이다.

일반적으로 롤 포밍 공법은 코일을 풀어 상부 롤과 하부 롤을 한 쌍으로 구성하는 롤 포머가 다단으로 일렬 배치되는 롤 포머유닛을 거치도록 하여 다양한 형상으로 절곡하여 성형빔을 생산하는 것으로, 특히 차량용 범퍼빔과 같이 다양한 형상의 직선타입의 빔류를 제조하게 된다.

도 1은 롤 포밍 공법을 이루기 위한 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정 개념도로써, 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 공정은 먼저, 공급되는 코일(10)을 풀어주는 언코일러(1)가 공정라인 전방에 구성되어 언코일 단계(S1)를 이루고, 상기 언코일러(1)로부터 풀려 나온 코일(10)을 평판의 패널(20)로 펴주는 스트레이트너(2)가 그 후방에 구비되어 스트레이트닝 단계(S2)를 이룬다.

그리고 상기 스트레이트너(2)의 후방에는 스트레이트너(2)로부터 공급된 패널(20)에, 성형된 빔류의 조립을 위한 여러 용도의 구멍을 성형하는 브레이크 프레스(3)가 구비되어 피어싱 단계(S3)를 진행한다.

또한, 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1~R10; 일부 미도시)들로 구성되는 롤 포밍유닛(4)은 상기 브레이크 프레스(3)의 후방에 배치되어 상기 언코일러(1), 스트레이트너(2), 및 브레이크 프레스(3)를 거쳐 공급되는 패널(20)을 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 성형빔(30)의 형상으로 롤 포밍 성형하는 롤 포밍 단계(S4)를 진행하게 된다.

그리고 상기 롤 포밍유닛(4)의 후방에는, 성형빔(30)이 폐단면 형상을 갖는 경우, 그 양단을 용접하기 위한 롤 스폿 용접기(5)가 구비되어 용접 단계(S5)를 진행한다.

상기 롤 스폿 용접기(5)의 후방에는 성형빔(30)에 일정 곡률을 성형하기 위한 라운드 벤더(6)가 구비되어 성형하고자하는 곡률의 반경을 따라 상기 성형빔(30)을 통과시킴으로써 일정 곡률의 곡선빔(40)을 제조하는 벤딩 단계(S6)를 이루게 된다.

또한, 상기 라운드 벤더(6)의 후방에는 상기 곡선빔(40)을 일정규격으로 절단하는 컷팅 프레스(7)가 구성되어 제품화하기 위한 성형품의 규격대로 곡선빔(40)을 절단하는 컷팅 단계(S7)를 이룬다.

이러한 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정에서, 상기 용접 단계(S5)에서는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 롤 스폿 용접기(5)가 구비되어 상부 전극롤(51)과 하부 전극롤(53)을 통하여 성형빔(30) 상의 용접부(W)에 압괴통전을 통한 롤 스폿 용접 작업을 진행한다.

한편, 최근 차량의 충돌 성능을 향상시킬 목적으로 범퍼빔 등의 제품에 고 강도 소재를 적용하는 추세이다

이러한 추세에 따라 차량용 범퍼빔 등으로 적용되는 성형빔(30)이 도 3에서 도시한 바와 같은 폐단면 형상으로 구성되는 경우, 그 용접부(W)는 성형빔(30)의 스프링백(SB)에 의한 영향을 받게 된다.

즉, 롤 포밍유닛(4)으로부터 절곡 성형된 성형빔(30)에 남아 있는 잔류응력이 성형빔(30)의 롤 스폿 용접 직후, 그 용접부(W)의 용융부가 굳기 전에 스프링백(SB)으로 작용하여 용접부(W) 선단에 크랙(C) 또는 노치가 발생하거나, 파단되는 등의 접합불량을 유발하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 롤 포밍 성형된 폐단면 성형빔을 용접하기 위한 롤 스폿 용접공정의 후방에서 다수의 가압롤러를 이용하여 용접부의 용융부가 굳을 동안, 용접부 양면을 일정시간 가압하여 롤 포밍 성형빔의 스프링백으로 인한 용접부 크랙이나 파단을 방지하여 양호한 접합품질을 보장하는 롤 스폿 용접기용 가압장치에 관한 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 롤 스폿 용접기용 가압장치는 롤 스폿 용접기의 후방에 대응하여 베이스 상에 구성되는 가압 프레임; 상기 가압 프레임의 내측 하부에서 공정방향을 따라 배치되어 상기 베이스 상에 설치되며, 성형빔의 용접부 하면을 구름 접촉된 상태로 지지하는 하부 가압수단; 및 상기 가압 프레임의 내측 상부에서 공정방향을 따라 배치되어 상기 가압 프레임의 상부에 설치되며, 성형빔의 용접부 상면을 구름 접촉된 상태로 가압하는 상부 가압수단을 포함한다.

상기 하부 가압수단은 상기 베이스 상에 공정방향을 따라 세워져 설치되는 다수의 로드 하우징; 상기 각 로드 하우징에 삽입되는 지지로드; 상기 공정방향을 따라 배치되어 상기 각 지지로드의 상단에 하면이 고정되는 하나의 하부 롤러 프레임; 상기 하부 롤러 프레임에 공정방향을 따라 회전 가능하게 설치되어 상기 성형빔의 용접부 하면에 구름 접촉되는 다수개의 하부 가압롤러; 및 상기 지지로드에 설치되어 상기 로드 하우징에 대하여 하부 롤러 프레임에 상향 탄성력을 제공하는 스프링으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 하부 가압롤러는 우레탄 소재의 롤러로 구성될 수 있다.

또한, 상기 스프링은 상기 지지로드에 끼워진 상태로, 상단이 하부 롤러 프레임의 하면에 지지되고, 하단이 상기 로드 하우징의 상단 둘레에 지지되는 코일 스프링으로 구성될 수 있다.

그리고 상기 상부 가압수단은 상기 가압 프레임의 상단 중앙에 하향하여 설치되는 가압 실린더; 상기 가압 실린더의 작동로드 선단에 공정방향으로 배치되어 설치되는 상부 롤러 프레임; 상기 상부 롤러 프레임에 공정방향을 따라 회전 가능하게 설치되어 상기 성형빔의 용접부 상면에 구름 접촉되는 다수개의 상부 가압롤러; 상기 가압 실린더의 공정방향 전후방에서, 상기 가압 프레임의 상단과 상기 상부 롤러 프레임 사이에 설치되어 상기 상부 롤러 프레임의 승하강을 안내하는 안내수단으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 안내수단은 상기 가압 프레임의 상단 하면에 고정되는 안내 하우징; 상기 안내 하우징에 삽입되어 슬라이드 가능하며, 하단이 상기 상부 롤러 프레임의 상면에 고정되는 안내 로드로 구성될 수 있다.

또한, 상기 가압 실린더는 상기 상부 가압롤러가 성형빔의 용접부 상면에 일정 가압력을 제공하도록 작동압을 공압으로 하는 공압 실린더로 구성될 수 있다.

또한, 상기 가압 실린더는 상기 상부 가압롤러가 성형빔의 용접부 상면에 일정 가압력을 제공하도록 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 구성될 수 있다.

또한, 상기 상부 가압롤러는 우레탄 소재의 롤러로 구성될 수 있다.

본 실시예에 따른 롤 스폿 용접기용 가압장치에 의하면, 롤 포밍 성형된 폐단면 성형빔을 용접하기 위한 롤 스폿 용접공정의 후방에서 다수의 가압롤러를 이용하여 용융부의 용융상태가 굳을 동안 용접부 양면을 일정시간 가압하여 롤 포밍 성형빔의 스프링백으로 인한 용접부 크랙이나 파단을 방지하며, 이로 인해 양호한 접합품질을 확보할 수 있다. 보장하는 롤 스폿 용접기용 가압장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 롤 스폿 용접 공정이 적용되는 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정도이다.
도 2는 일반적인 롤 스폿 용접 공정 개념도이다,
도 3은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 폐단면 성형빔의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가압장치가 적용된 롤 레이저 용접 공정의 구성도이다.
도 5는 도 4의 A-A 선에 따른 롤 스폿 용접기용 가압장치의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

단, 본 발명의 구성을 설명함에 있어, 종래 기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가압장치가 적용된 롤 레이저 용접 공정의 구성도이고, 도 5는 도 4의 A-A 선에 따른 본 발명의 실시예의 가압장치의 단면도이다.

본 실시예에 따른 롤 스폿 용접기용 가압장치는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 언코일러(1), 스트레이트너(2), 브레이크 프레스(3), 롤 포밍유닛(4), 롤 스폿 용접기(5), 라운드 벤더(6), 및 컷팅 프레스(7)를 포함하는 롤 포밍 시스템에서, 폐단면 성형빔(30)의 양단을 용접하는 롤 스폿 용접기(5)의 후방에 구성된다.

상기한 가압장치에 대해서는 이하, 도 4와 도 5를 통하여 구체적으로 설명한다.

도 4와 도 5를 참조하면, 상기 가압장치(60)는 상기 롤 스폿 용접기(5)의 후방에 대응하여 베이스(9) 상에 가압 프레임(61)이 구성된다.

상기 가압 프레임(61)의 내측 하부에서 공정방향을 따라 하부 가압수단(70)이 배치되어 상기 베이스(9) 상에 설치되며, 상기 성형빔(30)의 용접부(W) 하면을 구름 접촉된 상태로 지지한다.

또한, 상기 가압 프레임(61)의 내측 상부에서 공정방향을 따라 상부 가압수단(80)이 배치되어 상기 가압 프레임(61)의 상부에 설치되며, 상기 성형빔(30)의 용접부(W) 상면을 구름 접촉된 상태로 가압한다.

먼저, 상기 하부 가압수단(70)의 구체적인 구성에 대해서, 이하 도 4와 도 5를 통하여 설명한다.

도 4와 도 5를 참조하면, 상기 하부 가압수단(70)은 상기 베이스(9) 상에 공정방향을 따라 3개의 로드 하우징(71)이 세워져 설치된다.

여기서, 상기 로드 하우징(71)의 수는 적어도 2개 이상 설치될 수 있으며, 본 실시예와 같이, 3개로 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 각 로드 하우징(71)에는 지지로드(72)가 삽입되어 삽입 이탈 가능하게 설치된다.

또한, 상기 각 지지로드(72)의 상단에는 하나의 하부 롤러 프레임(73)이 설치되는데, 상기 하부 롤러 프레임(73)은 공정방향을 따라 배치된다.

이러한 하부 롤러 프레임(73)에는 공정방향을 따라 6개의 하부 가압롤러(74)가 배치되어 회전 가능하게 설치되며, 각 하부 가압롤러(74)는 상기 성형빔(30)의 용접부(W) 하면에 구름 접촉된 상태로 그 하면을 지지한다.

여기서, 상기한 하부 가압롤러(74)는 성형빔(30)의 용접부(W) 하면에 스크래치 등의 흠집을 남기지 않도록 우레탄 소재의 롤러로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적인 고무소재의 롤러를 적용할 수 있다.

또한, 상기 지지로드(72)에는 스프링(75)이 설치되어 상기 로드 하우징(71)에 대하여 하부 롤러 프레임(73)에 상향 탄성력을 제공한다.

여기서, 상기 스프링(75)은 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하며, 지지로드(72)에 끼워진 상태로, 그 상단이 하부 롤러 프레임(73)의 하면에 지지되고, 하단이 상기 로드 하우징(71)의 상단 둘레에 지지된다.

한편, 상기 상부 가압수단(80)의 구체적인 구성에 대해서, 이하 도 4와 도 5를 통하여 설명한다.

도 4와 도 5를 참조하면, 상기 상부 가압수단(80)은 상기 가압 프레임(61)의 상단(61a) 중앙에 가압 실린더(81)가 하향하여 설치된다.

상기 가압 실린더(81)의 작동로드(82) 선단에는 상부 롤러 프레임(83)이 설치되어 공정방향을 따라 배치된다.

상기 상부 롤러 프레임(83)에는 6개의 상부 가압롤러(84)가 공정방향을 따라 배치되어 회전 가능하게 설치되며, 상기 성형빔(30)의 용접부(W) 상면에 구름 접촉된다.

본 실시예에서는 상기 상부 및 하부 가압롤러(74,84)는 6개씩 적용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 성형빔(30)의 스프링백(SB)의 강도에 비례하여 상부 및 하부 롤러 프레임(73,83)의 길이를 길게 구성하여 그 수를 조정할 수 있다.

여기서, 상기 가압 실린더(81)는 상기 상부 가압롤러(84)가 성형빔(30)의 용접부(W) 상면에 일정 가압력을 제공하도록 작동압을 공압 또는 유압으로 하는 공압 실린더 또는 유압 실린더로 적용할 수 있다.

또한, 상기 상부 가압롤러(84)도 상기한 하부 가압롤러(74)와 같이, 성형빔(30)의 용접부(W) 상면에 스크래치 등의 흠집을 남기지 않도록 우레탄 소재의 롤러로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 일반적인 고무소재의 롤러를 적용할 수 있다.

그리고 상기 가압 실린더(81)의 공정방향 전후방에서, 상기 가압 프레임(61)의 상단(61a)과 상기 상부 롤러 프레임(83) 사이에 안내수단(85)이 설치되어 상기 상부 롤러 프레임(83)의 승하강을 안내한다.

즉, 상기 안내수단(85)은 상기 가압 프레임(61)의 상단(61a) 하면에 고정되는 안내 하우징(85a)과, 상기 안내 하우징(85a)에 삽입되어 슬라이드 가능하며, 하단이 상기 상부 롤러 프레임(83)의 상면에 고정되는 안내 로드(85b)로 구성된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 롤 스폿 용접기용 가압장치(60)의 작동을 도 4를 참조하여 설명한다.

즉, 상기한 가압장치(60)의 작동은 롤 포밍 시스템의 롤 포밍유닛(4)을 통하여 폐단면 형상의 성형빔(30)이 성형된 후, 성형빔(30)의 양단을 용접하기 위한 롤 스폿 용접기(5)의 후방에서 성형빔(30)의 용접부(W) 상면과 하면에 구름 접촉된 상태로 가압한다.

이때, 상기 성형빔(30)은 롤 스폿 용접기(5)의 후방에서 상부 및 하부 롤러 프레임(73,83) 상의 6개씩의 상부 및 하부 가압롤러(74,84)에 의해 그 용접부(W) 상면과 하면이 구름 접촉된 상태로 가압된다.

이에 따라, 상기 성형빔(30)은 상부 및 하부 가압 롤러(74,84)가 가압 실린더(81) 및 스프링(75)에 의해 제공되는 일정 가압력으로 상기 성형빔(30)의 용접부(W)를 압착시켜 주게됨으로 롤 포밍 성형시에 성형빔(30)에 잔존하는 잔류응력에 의한 스프링백(SB)의 영향으로 용접부(W)가 파단되거나, 크랙(C)이 발생하는 것을 억제하게 된다.

즉, 롤 스폿 용접기(5)에 의한 성형빔(30)의 용접 후, 그 용접부(W)의 용융상태가 굳을 때까지 상부 및 하부 가압롤러(74,84)가 성형빔(30)의 스프링백(SB)을 지지해주게 된다.

한편, 상기 가압 실린더(81)를 통하여 제공되는 가압력은 스프링(75)의 탄성력에 비례하여 일정압으로 설정되며, 상기 스프링(75)은 성형빔(30)의 이송 중에 발생되는 진동을 흡수하는 기능을 갖는다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

1: 언코일러 2: 스트레이트너
3: 브레이크 프레스 4: 롤 포밍유닛
5: 롤 스폿 용접기 6: 라운드 벤더
7: 컷팅 프레스 9: 베이스
30: 성형빔 60: 가압장치
61: 가압 프레임 70: 하부 가압수단
71: 로드 하우징 72: 지지로드
73: 하부 롤러 프레임 74: 하부 가압롤러
75: 스프링 80: 상부 가압수단
81: 가압 실린더 82: 작동로드
83: 상부 롤러 프레임 84: 상부 가압롤러
85: 안내수단 85a; 안내 하우징
85b; 안내 로드

Claims (9)

1. 롤 스폿 용접기의 후방에 대응하여 베이스 상에 구성되는 가압 프레임;
   상기 가압 프레임의 내측 하부에서 공정방향을 따라 배치되어 상기 베이스 상에 설치되며, 성형빔의 용접부 하면을 구름 접촉된 상태로 지지하는 하부 가압수단; 및
   상기 가압 프레임의 내측 상부에서 공정방향을 따라 배치되어 상기 가압 프레임의 상부에 설치되며, 성형빔의 용접부 상면을 구름 접촉된 상태로 가압하는 상부 가압수단을 포함하는 롤 스폿 용접기용 가압장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부 가압수단은
   상기 베이스 상에 공정방향을 따라 세워져 설치되는 다수의 로드 하우징;
   상기 각 로드 하우징에 삽입되는 지지로드;
   상기 공정방향을 따라 배치되어 상기 각 지지로드의 상단에 하면이 고정되는 하나의 하부 롤러 프레임;
   상기 하부 롤러 프레임에 공정방향을 따라 회전 가능하게 설치되어 상기 성형빔의 용접부 하면에 구름 접촉되는 다수개의 하부 가압롤러; 및
   상기 지지로드에 설치되어 상기 로드 하우징에 대하여 하부 롤러 프레임에 상향 탄성력을 제공하는 스프링으로 구성되는 롤 스폿 용접기용 가압장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 하부 가압롤러는
   우레탄 소재의 롤러로 구성되는 롤 스폿 용접기용 가압장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 스프링은
   상기 지지로드에 끼워진 상태로, 상단이 하부 롤러 프레임의 하면에 지지되고, 하단이 상기 로드 하우징의 상단 둘레에 지지되는 코일 스프링으로 구성되는 롤 스폿 용접기용 가압장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 상부 가압수단은
   상기 가압 프레임의 상단 중앙에 하향하여 설치되는 가압 실린더;
   상기 가압 실린더의 작동로드 선단에 공정방향으로 배치되어 설치되는 상부 롤러 프레임;
   상기 상부 롤러 프레임에 공정방향을 따라 회전 가능하게 설치되어 상기 성형빔의 용접부 상면에 구름 접촉되는 다수개의 상부 가압롤러;
   상기 가압 실린더의 공정방향 전후방에서, 상기 가압 프레임의 상단과 상기 상부 롤러 프레임 사이에 설치되어 상기 상부 롤러 프레임의 승하강을 안내하는 안내수단으로 구성되는 롤 스폿 용접기용 가압장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 안내수단은
   상기 가압 프레임의 상단 하면에 고정되는 안내 하우징;
   상기 안내 하우징에 삽입되어 슬라이드 가능하며, 하단이 상기 상부 롤러 프레임의 상면에 고정되는 안내 로드로 구성되는 롤 스폿 용접기용 가압장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 가압 실린더는
   상기 상부 가압롤러가 성형빔의 용접부 상면에 일정 가압력을 제공하도록 작동압을 공압으로 하는 공압 실린더로 구성되는 롤 스폿 용접기용 가압장치.
8. 제5항에 있어서,
   상기 가압 실린더는
   상기 상부 가압롤러가 성형빔의 용접부 상면에 일정 가압력을 제공하도록 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 구성되는 롤 스폿 용접기용 가압장치.
9. 제5항에 있어서,
   상기 상부 가압롤러는
   우레탄 소재의 롤러로 구성되는 롤 스폿 용접기용 가압장치.

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