KR101228301B1

KR101228301B1 - 레이저 용접용 클램핑 장치

Info

Publication number: KR101228301B1
Application number: KR1020100086142A
Authority: KR
Inventors: 이문용; 이영주
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2013-01-31
Also published as: KR20120025041A

Abstract

레이저 용접용 클램핑 장치가 개시된다. 본 실시예에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치는 내측으로 수용부를 갖는 두 소재의 상호 맞대기 레이저 용접을 위한 것으로, 클램핑 베이스; 상기 클램핑 베이스의 중앙에 구성되어 공급되는 소재의 안착과 동시에, 상기 소재의 수용부 내측을 클램핑하는 내측 클램핑수단; 및 상기 클램핑 베이스의 양 측부에 구성되어 상기 내측 클램핑수단에 대하여 상기 소재의 외측을 클램핑하는 외측 클램핑수단을 포함한다.

Description

레이저 용접용 클램핑 장치{CLAMPING APPARATUS FOR LASER WELDING}

본 발명은 레이저 용접용 클램핑 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재의 내측과 외측을 동시에 클램핑하여 상호 용접부를 보정한 상태로 정확하게 맞대어 레이저 용접작업을 진행할 수 있도록 하는 레이저 용접용 클램핑 장치에 관한 것이다.

일반적으로 클램핑 장치는 소재의 절삭, 판금, 용접 등의 가공 작업시에 소재물이 움직이지 않도록 고정시켜주기 위한 장치로서, 각 가공 작업마다 클램핑력이나 클램핑 부위 등이 상이하며 클램핑 장치의 구조 또한 상이하다.

이러한 클램핑 장치 중, 종래의 레이저 용접을 위하여 강판 등을 규제하기 위한 클램핑 장치는 통상 2장의 소재가 안착되는 로케이터와, 공압 또는 유압에 의하여 작동하는 실린더, 상기 로케이터의 일측에 힌지 고정된 상태로, 상기 실린더의 피스톤 로드 선단에 연결되어 피스톤 로드의 왕복 운동에 따라 힌지 운동하여 2장의 소재를 클램핑 또는 언클램핑하는 클램퍼로 이루어진다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 클램핑 장치는 주로 소재의 외측을 로케이터와 클램퍼로 규제하는 구성으로 "ㄷ"자 형상과 같이 내부에 수용부를 갖는 2장의 소재의 경우, 소재 자체의 스프링 백에 의해 상호 용접부를 정확하게 일치시키기 어려우며, 이로 인해 맞대기 레이저 용접작업이 불리한 단점이 있다.

이외에도, 공정상의 진동이나 충격에 의해 소재의 형상이 뒤틀리는 경우에는 그 형상을 보정하는 기능이 없어 맞대기 용접부의 매칭이 불가한 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 단점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 2장의 소재 내측과 외측을 동시에 클램핑하여 소재의 기본 형상을 보정함으로써, 상호간의 맞대기 용접을 위한 용접부가 정확하게 일치되도록 하여 레이저 용접품질을 보장할 수 있도록 하는 레이저 용접용 클램핑 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 레이저 용접용 클램핑 장치는 내측으로 수용부를 갖는 두 소재의 상호 맞대기 레이저 용접을 위한 레이저 용접용 클램핑 장치에 있어서,

클램핑 베이스; 상기 클램핑 베이스의 중앙에 구성되어 공급되는 소재의 안착과 동시에, 상기 소재의 수용부 내측을 클램핑하는 내측 클램핑수단; 및 상기 클램핑 베이스의 양 측부에 구성되어 상기 내측 클램핑수단에 대하여 상기 소재의 외측을 클램핑하는 외측 클램핑수단을 포함한다.

상기 내측 클램핑수단은 상기 클램핑 베이스의 상면에 설치되는 양측 설치판; 상기 양측 설치판 사이에 대응하여 상기 클램핑 베이스의 내부에 상향하여 설치되며, 상기 양측 설치판 사이의 중앙에 작동로드가 배치되는 내측 클램핑 실린더; 상기 작동로드를 기준으로 양측 설치판 사이의 양측에 상호 대칭되게 힌지 연결되며, 상호 대응하는 내 측면에는 각각 언클램핑 돌기가 형성되는 내측 클램퍼; 상기 작동로드의 상단에 설치되는 로케이터; 상기 작동로드의 일측에 설치되어 상기 양 내측 클램퍼의 하단에 작동하여 각 내측 클램퍼가 클램핑 작동하도록 힌지 작동시키는 클램핑 푸시; 및 상기 작동로드의 타측에 설치되어 상기 양 내측 클램퍼의 각 언클램핑 돌기에 작동하여 각 내측 클램퍼가 언클램핑 작동하도록 힌지 작동시키는 언클램핑 푸시로 구성될 수 있다.

상기 내측 클램핑 실린더는 그 작동압을 공압으로 하는 공압 실린더 또는 그 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 각 내측 클램퍼는 상단이 경사진 클램핑면으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 각 내측 클램퍼는 상기 클램핑 푸시의 푸시작동에 의해 상단이 벌어지도록, 하단이 경사면으로 형성될 수 있다.

그리고 상기 외측 클램핑수단은 상기 소재의 양측에 대응하여 상기 클램핑 베이스 상의 양측에 힌지 연결되는 외측 클램퍼; 및 상기 클램핑 베이스의 양 측부에 힌지 연결되며, 작동로드를 통하여 상기 외측 클램퍼의 일측에 힌지 연결되는 외측 클램핑 실린더로 구성될 수 있다.

상기 외측 클램퍼는 각 선단에 상기 소재의 외측면을 규제하는 클램핑 패드가 설치될 수 있다.

또한, 상기 외측 클램핑 실린더는 그 작동압을 공압으로 하는 공압 실린더 또는 그 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 이루어질 수 있다.

본 실시예에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치에 의하면, 2장의 소재 내측과 외측을 동시에 클램핑하여 소재의 기본 형상을 보정함으로써, 상호간의 맞대기 용접을 위한 용접부가 정확하게 일치되도록 하고, 이로 인해 레이저 용접품질을 보장할 수 있다.

또한, 공정상의 진동이나 충격에 의해 소재의 형상이 뒤틀리는 경우에도 그 형상을 보정하여 맞대기 용접부의 정확한 매칭을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치에 소재 로딩 상태의 사시도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치의 클램칭 작동 전,후 상태의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치를 이용한 소재의 맞대기 레이저 용접 공정도이다.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치에 소재 로딩 상태의 사시도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치(1)는 내측으로 수용부(S)를 갖는 두 소재(P)의 상호 맞대기 레이저 용접을 위한 클램핑 장치이다.

즉, 본 실시예에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치(1)는 클램핑 베이스(10)가 구비된다.

그리고 상기 클램핑 베이스(10)의 중앙에는 내측 클램핑수단(20)이 구성되어 공급되는 소재(P)의 안착과 동시에, 상기 소재(P)의 수용부(S) 내측을 클램핑하고, 상기 클램핑 베이스(10)의 양 측부에는 외측 클램핑수단(30)이 구성되어 상기 내측 클램핑수단(20)에 대하여 상기 소재(P)의 외측을 클램핑한다.

먼저, 상기 내측 클램핑수단(20)의 구체적인 구성은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 클램핑 베이스(10)의 상면 양측에 설치판(21)이 설치된다.

상기 양측 설치판(21) 사이의 하부에 대응하여 상기 클램핑 베이스(10)의 내부에는 내측 클램핑 실린더(22)가 상향하여 설치되며, 이 내측 클램핑 실린더(22)의 작동로드(23)는 상기 양측 설치판(21) 사이의 중앙에 배치된다.

여기서, 상기 내측 클램핑 실린더(22)는 그 작동압을 공압으로 하는 공압 실린더로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더가 적용될 수도 있다.

또한, 양측 설치판(21)에는 상기 내측 클램핑 실린더(22)의 작동로드(23)를 기준으로 그 사이의 양측에 내측 클램퍼(24)가 상호 대칭되게 힌지 연결되고, 상기 각 내측 클램퍼(24)의 상호 대응하는 내 측면에는 각각 언클램핑 돌기(25)가 형성된다.

이러한 각 내측 클램퍼(24)는 상단이 경사진 클램핑면(F1)으로 이루어져, 상기 소재(P)의 내 측면을 규제한다.

또한, 상기 내측 클램핑 실린더(22)의 작동로드(23) 상단에는 상기 소재(P)가 안착되는 로케이터(26)가 설치된다.

내측 클램핑 실린더(22)의 작동로드(23) 일측에는 상기 양 내측 클램퍼(24)의 하단에 작동하여 각 내측 클램퍼(24)가 클램핑 작동하도록 힌지 작동시키는 클램핑 푸시(27)가 설치된다.

여기서, 상기 각 내측 클램퍼(24)는 상기 클램핑 푸시(27)의 푸시작동에 의해 상단이 벌어지도록, 하단이 경사면(F2)으로 형성된다.

또한, 내측 클램핑 실린더(22)의 작동로드(23) 타측에는 상기 양 내측 클램퍼(24)의 각 언클램핑 돌기(25)에 작동하여 각 내측 클램퍼(24)가 언클램핑 작동하도록 힌지 작동시키는 언클램핑 푸시(28)가 설치된다.

한편, 상기 외측 클램핑수단(30)의 구체적인 구성은 상기 소재(P)의 양측에 대응하여 상기 클램핑 베이스(10) 상의 양측에 외측 클램퍼(31)가 힌지 연결된다.

또한, 상기 클램핑 베이스(10)의 양 측부에는 외측 클램핑 실린더(33)가 힌지 연결되며, 각 외측 클램핑 실린더(33)는 작동로드(35)를 통하여 상기 각 외측 클램퍼(31)의 일측에 힌지 연결되어 외측 클램퍼(31)를 힌지 작동시킨다.

여기서, 상기 외측 클램퍼(31)는 각 선단에 상기 소재(P)의 외측면을 규제하는 클램핑 패드(37)가 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 외측 클램핑 실린더(33)는 그 작동압을 공압으로 하는 공압 실린더로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그 작동압을 유압으로 하는 유압 실린더로 이루어질 수 있다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 레이저 용접용 클램핑 장치(1)의 작동은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 내측 클램핑 실린더(22) 및 양쪽의 외측 클램핑 실린더(33)가 모두 후진 구동한 상태로, "ㄷ"자 형상으로 내부에 수용부(S)가 형성된 2장의 소재(P)를 그 수용부(S)를 통하여 상기 로케이터(26) 상에 각각 안착시킨다.

이때, 상기 언클램핑 푸시(28)는 각 내측 클램퍼(24)의 언클램핑 돌기(25)에 작동하여 양 내측 클램퍼(24)의 상단이 좁혀진 상태로, 상기 각 소재(P)의 공급과정에 내측 클램퍼(24)와 소재(P)가 상호 간섭되지 않게 된다.

이러한 상태로, 도 4에서 도시한 바와 같이, 내측 클램핑 실린더(22) 및 양쪽의 외측 클램핑 실린더(33)를 모두 전진 구동시킨다.

그러면, 상기 내측 클램핑수단(20)은 양 내측 클램퍼(24)의 하단에 대한 클램핑 푸시(27)의 작동에 의해 양 내측 클램퍼(24)의 상단이 벌어지면서 그 클램핑면(F1)이 상기 각 소재(P)의 내 측면을 지지하게 되고, 상기 로케이터(26)의 상승으로 각 소재(P) 자체도 상승한다.

이와 동시에, 상기 외측 클램핑수단(30)은 양 외측 클램퍼(31)가 각 소재(P)의 외 측면과 상면을 각 클램핑 패드(37)를 통하여 규제하게 된다.

즉, 상기 내측 클램핑수단(20)과 외측 클램핑수단(30)은 내부에 수용부(S)를 갖는 소재(P)의 내측과 외측에서 각 내측 클램퍼(24)와 각 외측 클램퍼(31)를 통하여 가압하여 규제하게 된다.

이에 따라, "ㄷ"자 형상과 같이 내부에 수용부(S)를 갖는 2장의 소재(P)가 자체 스프링 백에 의해 그 용접부(W)가 일치하지 않는 경우에도, 상기 내측 클램핑수단(20)의 내측 클램퍼(24)와 외측 클램핑수단(30)의 외측 클램퍼(31)가 소재(P)의 내측과 외측에서 동시에 가압하여 그 기본 형상을 조정하여 용접부(W)를 정확하게 일치시키게 된다.

이로써, 도 5에서 도시한 바와 같이, 레이저 용접공정에서는 2장의 소재(P)에 대하여 그 용접부(W)가 서로 일치된 상태로, 맞대기 레이저 용접을 안정적으로 진행할 수 있게 된다.

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.

P: 소재 S: 수용부
10: 클램핑 베이스 20: 내측 클램핑수단
30: 외측 클램핑수단 21: 설치판
22: 내측 클램핑 실린더 24: 내측 클램퍼
25: 언클램핑 돌기 F1: 클램핑면
26: 로케이터 27: 클램핑 푸시
F2: 경사면 28: 언클램핑 푸시
31: 외측 클램퍼 33: 외측 클램핑 실린더
37: 클램핑 패드 W: 용접부

Claims

내측으로 수용부를 갖는 두 소재의 상호 맞대기 레이저 용접을 위한 레이저 용접용 클램핑 장치에 있어서,
클램핑 베이스;
상기 클램핑 베이스의 중앙에 구성되어 공급되는 소재의 안착과 동시에, 상기 소재의 수용부 내측을 클램핑하는 내측 클램핑수단; 및
상기 클램핑 베이스의 양 측부에 구성되어 상기 내측 클램핑수단에 대하여 상기 소재의 외측을 클램핑하는 외측 클램핑수단을 포함하되,
상기 내측 클램핑수단은 상기 클램핑 베이스의 상면에 설치되는 양측 설치판;
상기 양측 설치판 사이에 대응하여 상기 클램핑 베이스의 내부에 상향하여 설치되며, 상기 양측 설치판 사이의 중앙에 작동로드가 배치되는 내측 클램핑 실린더;
상기 작동로드를 기준으로 양측 설치판 사이의 양측에 상호 대칭되게 힌지 연결되며, 상호 대응하는 내 측면에는 각각 언클램핑 돌기가 형성되는 내측 클램퍼;
상기 작동로드의 상단에 설치되는 로케이터;
상기 작동로드의 일측에 설치되어 상기 양 내측 클램퍼의 하단에 작동하여 각 내측 클램퍼가 클램핑 작동하도록 힌지 작동시키는 클램핑 푸시; 및
상기 작동로드의 타측에 설치되어 상기 양 내측 클램퍼의 각 언클램핑 돌기에 작동하여 각 내측 클램퍼가 언클램핑 작동하도록 힌지 작동시키는 언클램핑 푸시로 구성되고,
상기 외측 클램핑수단은 상기 소재의 양측에 대응하여 상기 클램핑 베이스 상의 양측에 힌지 연결되는 외측 클램퍼; 및
상기 클램핑 베이스의 양 측부에 힌지 연결되며, 작동로드를 통하여 상기 외측 클램퍼의 일측에 힌지 연결되는 외측 클램핑 실린더로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 클램핑 장치.
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제1항에서,
상기 각 내측 클램퍼는
상단이 경사진 클램핑면으로 이루어지는 레이저 용접용 클램핑 장치.
제1항에서,
상기 각 내측 클램퍼는
상기 클램핑 푸시의 푸시작동에 의해 상단이 벌어지도록, 하단이 경사면으로 형성되는 레이저 용접용 클램핑 장치.
삭제
제1항에서,
상기 외측 클램퍼는
각 선단에 상기 소재의 외측면을 규제하는 클램핑 패드가 설치되는 레이저 용접용 클램핑 장치.
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