KR101509715B1

KR101509715B1 - 레이저 용접장치

Info

Publication number: KR101509715B1
Application number: KR20130122800A
Authority: KR
Inventors: 이준경; 이현우
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2015-04-07
Also published as: DE102013114902B4; US9314876B2; US20150102021A1; DE102013114902A1

Abstract

레이저 용접장치가 개시된다. 개시된 레이저 용접장치는 ⅰ)적어도 두 매 이상의 용접 대상물을 지지하는 하부 다이와, 하부 다이에 상측으로 이격되게 설치된 상부 다이를 포함하는 프레임과, ⅱ)상부 다이에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 용접 대상물을 가압하는 가압 플레이트와, ⅲ)가압 플레이트에 설치되며, 가압 플레이트의 가압 중심축을 중심으로 회전하는 회전부재와, ⅳ)가압 중심축에 교차하는 방향으로 배치되며, 회전부재에 상하 방향으로 틸팅 가능하게 연결되는 틸팅부재와, ⅴ)틸팅부재에 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되며, 레이저빔을 X축 및 Y축으로 스캐닝하며 용접 대상물로 조사하는 스캐너 헤드를 포함할 수 있다.

Description

레이저 용접장치 {LASER WELDING DEVICE}

본 발명의 실시예는 레이저 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기밀성이 요구되는 자동차 램프 및 연료전지 금속 분리판 등의 부품들을 레이저 용접하는 레이저 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로, 레이저 용접은 레이저빔의 초점구간에서 에너지 다중반사 및 흡수를 이용한 키홀용접(KEYHOLE WELDING)과, 레이저빔의 비초점구간에서 열전도를 이용한 전도용접(CONDUCTION WELDING)으로 구분될 수 있다.

레이저빔을 이용하여 강판 또는 알루미늄 합금판재 등의 소재를 용접하기 위한 일반적인 레이저 용접 시스템에서는 로봇의 아암 선단에 레이저 헤드를 설치하고, 이 레이저 헤드는 레이저 발진기와 연결된다.

이에, 로봇 제어기를 통하여 거동하는 로봇에 의해 레이저 헤드가 소재의 용접패턴을 따라 이동하면서 레이저빔을 조사하여 용접 대상물의 용접작업을 진행하게 된다.

한편, 자동차 부품에서 기밀성이 품질에 중요한 인자가 되는 부품, 예를 들면 자동차 램프 또는 연료전지의 금속 분리판 등의 부품들은 주로 레이저빔을 이용하여 용접하고 있다.

이와 같은 부품들의 레이저 용접을 위해서는 두 매 이상의 부품들 간 갭을 제로화 하는 것이 중요하다. 이를 위해 종래 기술에서는 용접 대상물인 부품들을 가압하며 그 부품들 간의 갭을 제로화시키는 가압 지그와, 다축으로 이동하는 레이저 헤드를 사용하고 있다.

여기서, 상기 가압 지그를 사용한 레이저 용접은 용접부의 패턴에 따라 개방 루프 용접 방식 및 폐쇄 루프 용접 방식으로 구분할 수 있다. 개방 루프 용접 방식은 가압 지그로서 부품들을 가압한 상태로 일정 구간이 개방된 용접부의 패턴으로 부품들을 레이저 용접하는 것이다. 그리고, 폐쇄 루프 용접 방식은 가압 지그로서 부품들을 가압한 상태로 개방된 구간이 없는 용접부의 패턴으로 부품들을 레이저 용접하는 것이다.

그런데, 종래 기술에서는 폐쇄 루프 용접 방식의 경우, 가압 지그의 외측에서 레이저 헤드가 용접부의 패턴을 따라 이동하면서 레이저빔을 조사하므로, 가압 지그와 레이저 헤드의 간섭으로 인해 폐쇄 루프의 용접부 패턴을 구현하기가 쉽지 않다.

이를 개선하기 위해 종래 기술에서는 다축 로봇에 레이저 헤드를 부착하고, 부품들을 가압하는 고가의 가압 지그를 사용하여 폐쇄 루프의 용접부 패턴을 구현하고 있지만, 빠르고 균일한 레이저 용접이 어렵고, 설비 투자비가 증가할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 레이저를 조사하는 부분과 용접 부품들을 가압하는 부분의 간섭을 회피하며 폐쇄 루프의 용접부 패턴을 구현할 수 있으며, 빠르고 균일한 폐쇄 루프의 레이저 용접을 도모할 수 있도록 한 레이저 용접장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치는, ⅰ)적어도 두 매 이상의 용접 대상물을 지지하는 하부 다이와, 상기 하부 다이에 상측으로 이격되게 설치된 상부 다이를 포함하는 프레임과, ⅱ)상기 상부 다이에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 용접 대상물을 가압하는 가압 플레이트와, ⅲ)상기 가압 플레이트에 설치되며, 상기 가압 플레이트의 가압 중심축을 중심으로 회전하는 회전부재와, ⅳ)상기 가압 중심축에 교차하는 방향으로 배치되며, 상기 회전부재에 상하 방향으로 틸팅 가능하게 연결되는 틸팅부재와, ⅴ)상기 틸팅부재에 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되며, 레이저빔을 X축 및 Y축으로 스캐닝하며 용접 대상물로 조사하는 스캐너 헤드를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 레이저 용접장치는, 상기 틸팅부재에 설치되며, 레이저 발진기를 통해 발진된 레이저빔을 상기 스캐너 헤드로 반사하는 광학계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 스캐너 헤드는 상기 틸팅부재에 이동유닛을 통해 왕복 이동 가능하게 설치되는 헤드 본체와, 상기 헤드 본체에 X축 방향으로 회전 가능하게 설치되며 레이저빔을 X축으로 스캐닝 하는 X축 스캐닝 미러와, 상기 헤드 본체에 Y축 방향으로 회전 가능하게 설치되며 레이저빔을 Y축으로 스캐닝 하는 Y축 스캐팅 미러를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 X축 스캐닝 미러는 상기 헤드 본체에 설치된 제1 서보 모터에 의해 회전되며, 상기 Y축 스캐팅 미러는 상기 헤드 본체에 설치된 제2 서보 모터에 의해 회전될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 레이저 용접장치는, 상기 상부 다이에 설치되며, 작동 로드를 통해 상기 가압 플레이트와 연결되는 가압 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 회전부재는 상기 작동 로드가 관통하는 원통 형상으로 이루어지며, 상기 회전부재의 하단부는 상기 가압 플레이트의 상면에 회전 가능하게 지지될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 레이저 용접장치는, 상기 가압 플레이트의 상면에 설치되며 상기 회전부재에 회전력을 제공하는 제1 구동 모터와, 상기 가압 플레이트의 상면에 설치되며 상기 틸팅부재에 회전력을 제공하는 제2 구동 모터를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 이동유닛은 상기 틸팅부재에 설치되는 제3 구동 모터를 포함하며, 상기 제3 구동 모터의 회전 운동을 상기 헤드 본체의 직선 왕복 운동으로 변환할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 가압 플레이트를 통해 용접 대상물을 가압하며 금속재 패널 간 갭을 제로화할 수 있고, 스캐너 헤드를 이동시키고 회전부재를 회전시키며 용접 대상물에 레이저빔이 집중되는 위치를 3차원으로 변화시킬 수 있으므로, 레이저빔을 조사하는 부분과 용접 대상물을 가압하는 부분의 간섭을 회피하며 빠르고 균일한 폐쇄 루프의 용접부 패턴을 구현할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치를 개략적으로 도시한 정면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치를 개략적으로 도시한 평면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치에 적용되는 회전부재의 회전 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치에 적용되는 스캐너 헤드의 이동 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접 장치를 개략적으로 각각 도시한 정면 구성도 및 평면 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치(100)는 적어도 두 매 이상의 금속재 패널인 용접 대상물(1)을 가압하며 그 용접 대상물(1)을 레이저빔(2)(이하 도 5 참조)으로 용접하기 위한 것이다.

예를 들면, 레이저 용접장치(100)는 기밀성을 요구하는 부품으로서, 자동차 램프 금속 바디 및 연료전지의 금속 분리판을 레이저 용접하기 위한 것이다. 여기서, 용접 대상물(1)은 굴곡을 갖거나 평면으로 포개지는 두 매 이상의 금속재 패널을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치(100)는 용접 대상물(1)의 금속재 패널 간 갭(gap)을 제로화할 수 있고, 레이저빔(2)을 조사하는 부분과 용접 대상물(1)을 가압하는 부분의 간섭을 회피하며 폐쇄 루프의 용접부 패턴(5)을 구현할 수 있으며, 빠르고 균일한 폐쇄 루프의 레이저 용접을 도모할 수 있는 구조를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치(100)는 기본적으로, 프레임(10), 가압 플레이트(20), 회전부재(30), 틸팅부재(50), 광학계(70) 그리고 스캐너 헤드(80)를 포함한다.

프레임(10)은 본 장치(100)의 주요 구성 요소들을 지지하는 것으로서, 그 구성 요소들을 지지하기 위한 각종 블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등과 같은 부속 요소들을 구비하고 있다.

그러나, 상기한 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 프레임(10)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 프레임(10)으로 통칭한다.

여기서, 프레임(10)은 하부 다이(11)와, 그 하부 다이(11)에 상측으로 일정 간격을 두고 설치되는 상부 다이(13)를 포함한다. 하부 다이(11)는 용접 대상물(1)을 지지한다. 상부 다이(13)는 복수 개의 지지로드들(15)을 통해 하부 다이(11)의 상측으로 이격되게 설치된다.

가압 플레이트(20)는 용접 대상물(1)을 프레스 방식으로 가압하기 위한 것이다. 가압 플레이트(20)는 하부 다이(11)에 대응하여 상부 다이(13)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 가압 플레이트(20)는 가압 실린더(21)에 의해 하부 다이(11) 상의 용접 대상물(1)을 가압할 수 있다. 가압 실린더(21)는 유압 또는 공압 실린더로서 상부 다이(13)에 고정되게 설치된다.

가압 실린더(21)에는 하부 다이(11)에 대하여 상하 방향으로 전진 및 후진하는 작동 로드(23)가 구비된다. 작동 로드(23)는 가압 플레이트(20)의 상면 중앙에 연결된다.

회전부재(30)는 가압 플레이트(20)의 가압 중심축을 중심으로 회전 가능하도록 가압 플레이트(20)에 설치된다. 회전부재(30)는 가압 실린더(21)의 작동 로드(23)가 관통하는 중공형의 원통 형상으로 이루어진다. 이 경우 회전부재(30)의 하단부는 베어링(31)을 통해 가압 플레이트(20)의 상면에 회전 가능하게 지지된다.

더 나아가 회전부재(30)는 제1 구동 모터(41)에 의해 가압 플레이트(20)의 가압 중심축을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 구동 모터(41)는 회전부재(30)에 회전력을 제공하는 것으로, 가압 플레이트(20)의 상면에 고정되게 설치된다.

예를 들면, 도 3에서와 같이 제1 구동 모터(41)의 회전축(43)에는 헬리컬 기어(45)가 설치되고, 헬리컬 기어(45)는 회전부재(30)의 하측 둘레 방향을 따라 배열된 기어열(47)에 치합될 수 있다.

따라서, 제1 구동 모터(41)의 구동에 의해 회전축(43)과 함께 헬리컬 기어(45)가 회전하게 되면, 그 헬리컬 기어(45)가 회전부재(30)의 기어열(47)에 치합되어 있으므로, 회전부재(30)는 가압 플레이트(20) 상면의 베어링(31)에 지지된 상태로 회전될 수 있다.

틸팅부재(50)는 가압 플레이트(20)의 가압 중심축에 교차하는 방향으로 배치되며, 회전부재(30)에 상하 방향으로 틸팅 가능하게 연결된다. 틸팅부재(50)는 제2 구동 모터(61)에 의해 회전할 수 있다. 제2 구동 모터(61)는 틸팅부재(50)에 회전력을 제공하는 것으로, 가압 플레이트(20)의 상면에 고정되게 설치된다.

틸팅부재(50)는 용접 대상물(1)의 굴곡 변위 및 용접 대상물(1)의 용접부 패턴(5)에 대한 레이저빔(2)의 초점 위치에 따라 제2 구동 모터(61)에 의해 상하 방향으로 틸팅될 수 있다.

광학계(70)는 레이저 발진기(3)로부터 발진된 레이저빔(2)을 주어진 경로로 이동시키는 것으로 틸팅부재(50)에 설치된다. 광학계(70)는 레이저빔(2)을 반사하는 렌즈 및 미러를 포함할 수 있다.

즉, 광학계(70)는 레이저 발진기(3)로부터 발진된 레이저빔(2)을 렌즈 및 미러 등을 통해 뒤에서 더욱 설명될 스캐너 헤드(80)로 반사하는 기능을 하게 된다.

이러한 광학계(70)는 당 업계에 널리 알려진 레이저 스캐너에 구성되는 공지 기술의 광학장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략한다.

스캐너 헤드(80)는 광학계(70)를 통해 이동된 레이저빔(2)을 X축 및 Y축으로 스캐닝하며 용접 대상물(1)로 조사하기 위한 것이다. 스캐너 헤드(80)는 틸팅부재(50)에 그 틸팅부재(50)의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다. 스캐너 헤드(80)는 헤드 본체(81), X축 스캐닝 미러(83) 및 Y축 스캐팅 미러(85)를 포함한다.

헤드 본체(81)는 이동유닛(91)을 통해 틸팅부재(50)에 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다. X축 스캐닝 미러(83)는 헤드 본체(81)의 일측에 X축 방향으로 회전 가능하게 설치되며 레이저빔(2)을 X축으로 스캐닝 한다. Y축 스캐팅 미러(85)는 헤드 본체(81)의 다른 일측에 Y축 방향으로 회전 가능하게 설치되며 레이저빔(2)을 Y축으로 스캐닝 한다.

상기에서 이동유닛(91)은 도 4에서와 같이 틸팅부재(50)에 고정되게 설치되는 제3 구동 모터(93)를 포함한다. 이러한 이동유닛(91)은 제3 구동 모터(93)의 회전 운동을 헤드 본체(81)의 직선 운동으로 변환하는 기능을 하게 된다.

이를 위해 이동유닛(91)은 틸팅부재(50)에 길이 방향을 따라 설치되는 가이드부재(95)와, 제3 구동 모터(93)와 연결되며 가이드부재(95)에 회전 가능하게 설치되는 리드 스크류(97)와, 헤드 본체(81)와 연결되며 리드 스크류(97)에 스크류 결합되는 이동 블록(99)을 포함한다.

이 경우 제3 구동 모터(93)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 베벨 기어(도면에 도시되지 않음)를 통해 리드 스크류(97)와 연결될 수 있다. 즉, 제3 구동 모터(93)의 회전축(도면에 도시되지 않음)과 리드 스크류(97)는 이들의 두 축이 서로 교차하며 베벨 기어를 통해 연결될 수 있다.

따라서, 제3 구동 모터(93)가 구동하게 되면, 리드 스크류(97)가 회전하게 되고, 그 리드 스크류(97)를 따라 이동 블록(99)이 직선 이동함으로써 헤드 본체(81)는 틸팅부재(50)의 길이 방향을 따라 왕복 이동될 수 있다.

그리고, X축 스캐닝 미러(83)는 헤드 본체(81)의 일측에 설치된 제1 서보 모터(84)에 의해 회전되며, Y축 스캐팅 미러(85)는 헤드 본체(81)의 다른 일측에 설치된 제2 서보 모터(86)에 의해 회전될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치의 작동을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 두 매의 금속재 패널이 포개어진 용접 대상물(1)을 프레임(10)의 하부 다이(11) 상에 로딩한다.

이 때 가압 플레이트(20)는 가압 실린더(21)의 작동 로드(23)가 상측 방향으로 후진하면서 하부 다이(11)로부터 상측 방향으로 이동된 상태에 있으며, 스캐너 헤드(80)는 틸팅부재(50)의 한 쪽 끝단으로 이동된 상태에 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시예는 도 5에서와 같이 가압 실린더(21)의 작동 로드(23)를 하측 방향으로 전진시킨다. 그러면, 가압 플레이트(20)는 가압 실린더(21)에 의해 하부 다이(11) 상의 용접 대상물(1)을 일정 압력으로 가압한다.

여기서, 가압 플레이트(20)는 원하는 용접 대상물(1)의 용접부 패턴(5)(이하 도 6 참조) 즉, 폐쇄 루프의 용접부 패턴(5) 내측에서 용접 대상물(1)을 가압한다.

그리고 나서, 본 발명의 실시예에서는 레이저 발진기(3)로부터 발진된 레이저빔(2)을 광학계(70)를 통해 주어진 경로로 이동시키며 스캐너 헤드(80)로 방출시킨다.

이러는 과정에 본 발명의 실시예에서는 도 5 및 도 6에서와 같이 용접 대상물(1)의 용접 초기 위치에서 스캐너 헤드(80)의 X축 스캐닝 미러(83) 및 Y축 스캐닝 미러(85)를 제1 및 제2 서보 모터(84, 86)를 통해 X축 및 Y축 방향으로 회전시키며 레이저빔(2)을 X축 및 Y축 방향으로 스캐닝한다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 틸팅부재(50)를 제2 구동 모터(61)를 통해 상하 방향(Z축 방향)으로 회전시키며 레이저빔(2)의 초점 위치를 Z축 방향으로 조정한다.

이와 동시에, 본 발명의 실시예에서는 기 설정된 용접부 패턴(5)을 따라 이동유닛(91)을 통해 스캐너 헤드(80)를 직선 방향으로 왕복 이동시키고, 제1 구동 모터(41)를 통해 회전부재(30)를 회전시키며, 스캐너 헤드(80)를 통해 레이저빔(2)을 용접 대상물(1)에 조사한다.

그러면, 본 발명의 실시예에서는 기 설정된 용접부 패턴(5)을 따라 스캐너 헤드(80)를 통해 레이저빔(2)을 용접 대상물(1)에 조사하여 그 용접 대상물(1)을 레이저 용접할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 용접 대상물(1)의 굴곡 변위에 따라 스캐너 헤드(80)의 X축 및 Y축 스캐닝 미러(83, 85)를 제1 및 제2 서보 모터(84, 86)를 통해 X축 및 Y축 방향으로 조정하며 레이저빔(2)을 X축 및 Y축 방향으로 스캐닝하고, 틸팅부재(50)를 제2 구동 모터(61)에 의해 상하 방향으로 틸팅시키며 레이저빔(2)의 초점 위치를 Z축 방향으로 조정할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 가압 플레이트(20)를 통해 용접 대상물(1)을 가압한 상태로, 레이저빔(2)을 기 설정된 용접부 패턴(5)에 조사함으로써 폐쇄 루프의 용접부 패턴(5)을 구현하며 용접 대상물(1)을 용접할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접장치(100)에 의하면, 가압 플레이트(20)를 통해 용접 대상물(1)을 가압하며 용접 대상물(1)의 금속재 패널 간 갭(gap)을 제로화할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 스캐너 헤드(80)를 이동시키고, 회전부재(30)를 회전시키며 용접 대상물(1)에 레이저빔(2)이 집중되는 위치를 3차원으로 변화시킬 수 있으므로, 레이저빔(2)을 조사하는 부분과 용접 대상물(1)을 가압하는 부분의 간섭을 회피하며 빠르고 균일한 폐쇄 루프의 용접부 패턴(5)을 구현할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 용접 대상물 2... 레이저빔
3... 레이저 발진기 5... 용접부 패턴
10... 프레임 11... 하부 다이
13... 상부 다이 15... 지지로드
20... 가압 플레이트 21... 가압 실린더
23... 작동 로드 30... 회전부재
31... 베어링 41... 제1 구동 모터
43... 회전축 45... 헬리컬 기어
47... 기어열 50... 틸팅부재
61... 제2 구동 모터 70... 광학계
80... 스캐너 헤드 81... 헤드 본체
83... X축 스캐닝 미러 84... 제1 서보 모터
85... Y축 스캐닝 미러 86... 제2 서보 모터
91... 이동유닛 93... 제3 구동 모터
95... 가이드부재 97... 리드 스크류
99... 이동 블록

Claims

적어도 두 매 이상의 용접 대상물을 지지하는 하부 다이와, 상기 하부 다이에 상측으로 이격되게 설치된 상부 다이를 포함하는 프레임;
상기 상부 다이에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 용접 대상물을 가압하는 가압 플레이트;
상기 가압 플레이트에 설치되며, 상기 가압 플레이트의 가압 중심축을 중심으로 회전하는 회전부재;
상기 가압 중심축에 교차하는 방향으로 배치되며, 상기 회전부재에 상하 방향으로 틸팅 가능하게 연결되는 틸팅부재; 및
상기 틸팅부재에 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되며, 레이저빔을 X축 및 Y축으로 스캐닝하며 용접 대상물로 조사하는 스캐너 헤드
를 포함하는 레이저 용접장치.
제1 항에 있어서,
상기 틸팅부재에 설치되며, 레이저 발진기를 통해 발진된 레이저빔을 상기 스캐너 헤드로 반사하는 광학계를 포함하는 레이저 용접장치.
제1 항에 있어서,
상기 스캐너 헤드는,
상기 틸팅부재에 이동유닛을 통해 왕복 이동 가능하게 설치되는 헤드 본체와,
상기 헤드 본체에 X축 방향으로 회전 가능하게 설치되며, 레이저빔을 X축으로 스캐닝 하는 X축 스캐닝 미러와,
상기 헤드 본체에 Y축 방향으로 회전 가능하게 설치되며, 레이저빔을 Y축으로 스캐닝 하는 Y축 스캐팅 미러
를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접장치.
제3 항에 있어서,
상기 X축 스캐닝 미러는 상기 헤드 본체에 설치된 제1 서보 모터에 의해 회전되며,
상기 Y축 스캐팅 미러는 상기 헤드 본체에 설치된 제2 서보 모터에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접장치.
제1 항에 있어서,
상기 상부 다이에 설치되며, 작동 로드를 통해 상기 가압 플레이트와 연결되는 가압 실린더를 포함하는 레이저 용접장치.
제5 항에 있어서,
상기 회전부재는 상기 작동 로드가 관통하는 원통 형상으로 이루어지며, 상기 회전부재의 하단부는 상기 가압 플레이트의 상면에 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접장치.
제1 항에 있어서,
상기 가압 플레이트의 상면에 설치되며, 상기 회전부재에 회전력을 제공하는 제1 구동 모터와,
상기 가압 플레이트의 상면에 설치되며, 상기 틸팅부재에 회전력을 제공하는 제2 구동 모터를 포함하는 레이저 용접장치.
제3 항에 있어서,
상기 이동유닛은,
상기 틸팅부재에 설치되는 제3 구동 모터를 포함하며, 상기 제3 구동 모터의 회전 운동을 상기 헤드 본체의 직선 왕복 운동으로 변환하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접장치.