KR101523905B1

KR101523905B1 - 코러게이션 용접 지그

Info

Publication number: KR101523905B1
Application number: KR1020130115113A
Authority: KR
Inventors: 조원철; 이동훈
Original assignee: 삼성중공업 주식회사
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-05-29
Also published as: KR20150035027A

Abstract

코러게이션 용접 지그가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 코러게이션 용접 지그는 시트의 코러게이션 및 상기 코러게이션의 주변부의 용접을 위해서, 레이저 용접토치가 취부 가능하게 장착되되, 동력전달기구가 탑재된 본체부; 상기 동력전달기구에 의해 수평 이동하도록 상기 본체부와 결합된 플랫폼; 상기 플랫폼의 수직 레일에 결합된 거치대; 상기 거치대에 수직하게 연결되고, 롤러가 샤프트 하단에 회전 가능하게 결합된 롤러 샤프트; 및 상기 거치대에서 회전 가능하게 결합되고, 상기 용접 지그를 지지하는 홀더를 포함한다.

Description

코러게이션 용접 지그{JIG FOR CORRUGATION WELDING}

본 발명은 코러게이션 용접 지그에 관한 것이다.

일반적으로 액화천연가스(LNG)는 메탄(methane)을 주성분으로 하는 천연가스를 섭씨 -163도로 냉각해 그 부피를 6백분의 1로 줄인 무색 투명한 초저온 액체를 말한다.

이러한 액화천연가스를 수송하는 액화천연가스 운반선이나, 액화천연가스를 생산 저장하는 부유식 해상구조물 등은 초저온상태로 액화시킨 액화천연가스를 보관 및 저장할 수 있는 화물창을 구비하고 있다.

이런 액화천연가스 화물창은 1차 방벽으로서 멤브레인 시트를 사용하고, 2차 방벽으로서 트리플렉스(triplex)를 사용한 바 있다.

한편, 종래의 배경이 되는 기술로서, 특허문헌의 액화천연가스 운반선 화물창의 단열구조 및 그것의 시공방법에서는 상부 인슐레이션 패널과 하부 인슐레이션 패널 사이에 부착 설치되는 제 1 금속포일과, 하부 인슐레이션 패널의 사이 공간인 갭의 상측으로 위치되는 제 1 금속포일에 부착 설치되는 제 2 금속포일과, 제 2 금속포일의 상측에 부착 설치되는 탑 브리지 패널을 개시하고 있다.

여기서, 제 2 금속포일은 상기 언급한 2차 방벽에 해당하는 스테인레스(SUS) 시트일 수 있다. 이러한 시트는 액화천연가스 운반선 등의 화물창 구성을 위해 주름진 형상, 즉 코러게이션을 가진 비금속 재질의 박판일 수 있다.

특히, 시트는 하부 인슐레이션 패널의 상면에 설치될 때, 인접하는 시트 또는 시트를 서로 연결하기 위한 시트 부재와 용접될 수 있다.

여기서, 용접은 예컨대 레이저 용접일 수 있다. 레이저 용접은 진공실이 필요 없고, 좁고 깊은 접합에 적합하여, 특히 얇은 부품의 용접에 유리할 수 있으며, 또한 변형과 수축이 적고, 용접재가 부도체인 경우도 용접이 가능할 수 있다.

따라서, 스테인레스 등의 비금속 재질인 화물창 2차 방벽용 시트에 레이저 용접을 시도하면서, 이에 대한 용접 품질을 보장해 줄 수 있는 반자동 방식의 레이저 용접용 지그의 개발 필요성이 요구되고 있다.

공개특허공보 제10-2009-0132534호

본 발명의 실시예는 핸드 헬드형의 본체부, 모터 구동 방식의 플랫폼, 플랫폼에 결합된 거치대 및, 거치대에서 회전 가능하게 결합된 홀더를 제공하여, 홀더에 장착된 레이저 용접토치가 시트의 코러게이션에 대응한 경로를 따라 코러게이션 구간별 서로 다른 속도로 이동됨으로써, 시트의 코러게이션 형상에 대응하게 안정적이고 정도를 확보할 수 있는 레이저 용접 작업환경을 제공할 수 있는 코러게이션 용접 지그를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 시트의 코러게이션 및 상기 코러게이션의 주변부의 용접을 위해서, 레이저 용접토치가 취부 가능하게 장착되는 용접 지그에 있어서, 동력전달기구가 탑재된 본체부; 상기 동력전달기구에 의해 수평 이동하도록 상기 본체부와 결합된 플랫폼; 상기 플랫폼의 수직 레일에 결합된 거치대; 상기 거치대에 수직하게 연결되고, 롤러가 샤프트 하단에 회전 가능하게 결합된 롤러 샤프트; 및 상기 거치대에서 회전 가능하게 결합되고, 상기 용접 지그를 지지하는 홀더를 포함하는 코러게이션 용접 지그가 제공될 수 있다.

또한, 상기 플랫폼의 상부에는 설치브래킷이 더 마련될 수 있다.

또한, 상기 설치브래킷의 상단 측면과 상기 롤러 샤프트의 측면의 사이에는 탄성지지부가 더 결합될 수 있다.

또한, 상기 탄성지지부는, 상기 설치브래킷의 상단 측면에 결합된 상부 조인트단부; 상기 상부조인트단부의 하부에 연결된 가스실린더; 상기 가스실린더의 내부에 충진된 가스에 의해 탄성력을 작용 받도록, 상기 가스실린더에 결합된 작동암; 및 상기 작동암의 하부에 연결되고, 상기 롤러 샤프트의 측면에 결합된 하부 조인트단부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 본체부는, 상기 코러게이션의 중심선과의 정합을 위해서, 상기 본체부의 정면 또는 배면의 하부쪽 중간 위치에 형성된 마크부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 본체부는, 상기 코러게이션의 주변부의 표면에 착탈 가능하게 고정되도록 상기 본체부의 저면에 마련된 진공 흡착부; 및 상기 본체부의 상면에 마련된 손잡이를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 거치대는, 상기 플랫폼에서 서로 평행하게 이격된 한 쌍의 상기 수직 레일에 각각 결합되기 위한 한 쌍의 제 1 슬라이딩블록; 및 상기 제 1 슬라이딩블록과 연결된 거치프레임을 포함할 수 있다.

또한, 상기 거치프레임은, 상기 제 1 슬라이딩블록과 결합된 한 쌍의 돌기부; 상기 탄성지지부를 통과시키기 위해서 상기 돌기부의 사이에 마련된 공간부; 상기 돌기부와 일체형으로 형성된 연결부; 및 상기 연결부의 양측 위치에서, 상기 돌기부의 반대쪽 방향으로 평행하게 연장되고, 상기 홀더가 회전 또는 고정 가능하게 체결구멍을 갖는 한 쌍의 홀더 지지단부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 코러게이션 용접 지그는 핸드 헬드형으로서 경량화된 본체부의 저부에 흡착부를 구비하여, 용접 대상물인 시트에 용이하게 착탈될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 본체부의 상부에 손잡이를 구비하여, 사용자가 용이하게 운반, 관리, 설치, 해체, 이동을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 본체부의 내부에 동력전달기구, 동력전달기구 제어용 제어부, 동력전달기구 주변의 수평 레일에 의해, 시트의 코러게이션 구간별 서로 다른 속도로 플랫폼이 이동됨으로서, 그 플랫폼을 기반으로 탑재된 거치대, 홀더 및 레이저 용접토치가 시트의 코러게이션에 대응한 경로에 대응하여 정밀하게 이동이 가능하여 용접품질을 보장할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 홀더가 거치대에서 회전 가능 또는 회전 각도를 조정 가능하게 결합되어 있음으로써, 용접 환경에 맞게 용접토치 장착 각도를 조정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 플랫폼과 거치대의 사이에 수직 레일이 구비되고, 거치대에 연결된 롤러 샤프트의 롤러가 시트의 코러게이션 및 그 주변부에 기밀하게 접촉하도록, 탄성력을 이용한 푸셔부가 플랫폼과 거치대의 사이에 결합되어 하나의 조립체로서 연결되어 있음으로써, 이에 따라 거치대, 롤러 샤프트, 롤러, 홀더, 레이저 용접토치가 상하 방향으로 동시에 정밀하게 이동될 수 있고, 레이저 용접토치의 초점거리를 코러게이션 및 그 주변부와 일정하게 유지할 수 있음으로써, 시트의 코러게이션 형상을 따라 정밀한 레이저 용접을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코러게이션 용접 지그의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 코러게이션 용접 지그의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 코러게이션 용접 지그의 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 코러게이션 용접 지그의 측면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1에 도시된 코러게이션 용접 지그에 설치된 동력전달기구를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 도 1에 도시된 코러게이션 용접 지그의 작동관계를 설명하기 위한 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도면에서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코러게이션 용접 지그의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예는 용접 대상물인 시트(S)의 코러게이션(C) 및 상기 코러게이션(C)의 주변부(B1, B2)의 용접을 위해서, 레이저 용접토치(T)(도 7 참조)가 취부 가능하게 장착되는 용접 지그일 수 있다. 여기서, 코러게이션(C)은 시트(S)의 아래쪽으로 절곡된 홈 형상의 부분을 의미할 수 있다.

이를 위해 본 실시예는 본체부(100), 플랫폼(200), 거치대(300), 롤러 샤프트(400), 홀더(500), 탄성지지부(600)를 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예는 본체부(100)를 코러게이션(C)의 중심선(CL)에 본체부(100)의 중심 또는 기준점을 일치시키고, 본체부(100)의 길이 방향(X축 방향)이 코러게이션(C)의 중심선(CL)에 수직을 이루도록, 보조 지그(800)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 보조 지그(800)는 시트(S)의 코러게이션(C)의 공간 형상에 정합될 수 있는 단면을 갖는 일종의 바 부재로서, 보조 지그(800)에는 코러게이션(C)의 중심선(CL) 또는 기준 평면(예: Y-Z평면)에 일치되는 기준선(810)이 형성되어 있을 수 있다.

또한, 보조 지그(800)의 외측면에도 상기 기준선(810)을 가리키는 지시부(820)가 표시되어 있을 수 있다.

본체부(100)는 하기의 도 5 및 도 6에 상세히 설명할 동력전달기구(700)가 본체부(100)의 내부에 탑재된 것으로서, 다수의 플레이트로 구성되어 분해 조립 가능한 하우징 구조를 가질 수 있다.

또한, 본체부(100)는 코러게이션(C)의 중심선(CL)과의 정합 또는 정위치될 수 있도록, 상기 본체부(100)의 정면 또는 배면의 하부쪽 중간 위치에 형성된 마크부(M1, M2)를 더 포함할 수 있다.

마크부(M1, M2)는 본체부(100)의 길이의 정 중간 위치, 또는 홀더(500)의 수평 이동 스트로크의 중간 위치에 마련될 수 있다.

또한, 본체부(100)는 상기 코러게이션(C)의 주변부(B1, B2)의 표면에 착탈 가능하게 고정되도록 상기 본체부(100)의 저면에 마련된 진공 흡착부(110, 120)를 포함할 수 있다.

진공 흡착부(110, 120)는 흡착 프레임의 내부에 마련된 흡착판과, 흡착판의 위쪽의 상기 흡착 프레임의 내부를 음압 또는 대기압으로 만들기 위해, 상기 흡착 프레임의 내부에 형성된 진공실과, 상기 진공실에 진공압을 공급 또는 회수하도록 상기 흡착 프레임에 결합된 배관 니플 등으로 구성되는 것으로서, 통상적인 흡착식 클램핑 장치에 해당할 수 있으므로, 여기에서는 그의 상세한 설명은 생략될 수 있다.

또한, 본체부(100)는 핸드 헬드형의 구조로서 본체부(100)의 상면에 마련된 손잡이(130)를 더 포함할 수 있고, 운반, 설치, 이동 및 보관이 용이할 수 있다.

또한, 본체부(100)의 정면에서 수평 레일에 대응하는 위치에는 동력전달기구로부터 동력이 플랫폼(200)에 전달되는 통로와 같은 장공(140, 141)이 형성되어 있을 수 있다.

플랫폼(200)은 일종의 이동판일 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 코러게이션 용접 지그의 정면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 코러게이션 용접 지그의 평면도이다.

도 2 또는 도 3을 참조하면, 플랫폼(200)은 본체부(100)의 내부에 탑재된 동력전달기구(700)에 의해 수평 이동하도록 상기 본체부(100)에 결합되어 있을 수 있다. 여기서, 본체부(100)의 내부에는 수평 레일(150, 151)이 설치되어 있을 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 거치대(300)는 상기 플랫폼(200)의 수직 레일(201, 202)에 결합되어, 수직 레일(201, 202)를 따라 업다운 이동이 가능할 수 있다.

또한, 롤러 샤프트(400)는 거치대(300)에 수직하게 연결되어 있을 수 있다. 예컨대, 거치대(300)의 연결부(313)의 저면에는 롤러 샤프트(400)의 T자형 상부가 연결되어 있을 수 있다.

또한, 롤러 샤프트(400)의 하단에는 코러게이션(C)의 곡면 또는 코러게이션(C)의 주변부(B1, B2)의 평활면에 구름 접촉하면서, 가이드 휠과 같은 의 역할을 하는 롤러(410)가 회전 가능하게 결합되어 있을 수 있다.

홀더(500)는 거치대(300)에서 회전 가능하게 결합되고, 상기 레이저 용접토치(T)를 지지하는 기본적인 역할과 함께, 레이저 용접토치(T)를 장착 또는 분리시키는 역할과, 용접토치 장착 각도를 조절하는 역할을 담당할 수 있다.

예컨대, 레이저 용접토치(T)를 장착 또는 분리시키는 역할은 홀더(500)의 제 1 홀더 브래킷(510), 제 2 홀더 브래킷(520), 및 조임노브(530, 531)에 의해 이루어질 수 있다.

즉, 제 1 홀더 브래킷(510)은 거치대(300)의 안쪽 공간에 위치하는 것으로서, 반 링형상의 부재일 수 있다. 제 1 홀더 브래킷(510)의 양측 단부에는 각각 조임노브(530, 531)의 나사핀(532)(도 3참조)의 안쪽 단부가 결합되어 있고, 나사핀(532)의 바깥쪽 단부에는 노브너트(533)가 나사 결합되어 있다.

제 2 홀더 브래킷(520)은 상기 제 1 홀더 브래킷(510)의 양측 단부에 대면하는 한 쌍의 단턱부(521)를 갖고 있고, 역시 반 링형상의 부재일 수 있다. 여기서, 각 단턱부(521)에는 상기 조임노브(530, 531)의 각 나사핀(532)이 삽입되는 핀구멍이 형성되어 있다.

따라서, 그 결과, 제 2 홀더 브래킷(520)과 제 1 홀더 브래킷(510)의 내측 공간에 레이저 용접토치(T)가 안치되고, 이후, 조임노브(530, 531)의 노브너트(533)를 각각 나사 이동시키듯이 조일 경우, 제 2 홀더 브래킷(520)이 제 1 홀더 브래킷(510)에 밀착되어, 결과적으로 레이저 용접토치(T)를 홀더(500)에 장착시킬 수 있다. 물론, 노브너트(533)를 풀경우, 레이저 용접토치(T)를 탈착시킬 수 있다.

또한, 용접토치 장착 각도를 조절하는 역할은 제 1 홀더 브래킷(510), 조임레버(540), 조인트(550)에 의해 이루어질 수 있다.

즉, 제 1 홀더 브래킷(510)의 양측 단부 중 어느 하나에는 거치대(300)의 일측 홀더 지지단부(315)의 체결구멍의 조인트(550)의 나사부가 결합되어 있다.

또한, 제 1 홀더 브래킷(510)의 양측 단부의 중 다른 하나에는 거치대(300)의 타측 홀더 지지단부(314)의 체결구멍의 조임레버(540)의 나사부가 결합되어 있다.

이때, 제 1 홀더 브래킷(510)은 상기 조인트(550)의 나사부와 상기 조임레버(540)의 나사부를 회전 중심축으로 하여 회전 가능하고, 조임레버(540)를 조일 경우, 상기 회전이 정지될 수 있다.

따라서, 작업자는 조임레버(540)를 푼 상태에서 제 1 홀더 브래킷(510), 제 2 홀더 브래킷(520) 및 레이저 용접토치(T)를 회전시켜 용접토치 장착 각도를 조정한 후, 조임레버(540)를 조임으로써, 용접토치 장착 각도를 유지시킬 수 있다.

한편, 거치대(300) 및 롤러 샤프트(400)는 롤러 탄성지지부(600)에 의해 탄성 지지될 수 있게 되어 있다.

이를 위해서, 상기 플랫폼(200)의 상부에는 설치브래킷(210)이 더 마련되어 있을 수 있다. 여기서, 설치브래킷(210)은 역 T자 형상의 부재로서, 설치브래킷(210)의 수평부재는 고정볼트에 의해 플랫폼(200)의 상면에 고정되고, 설치브래킷(210)의 수직부재는 수평부재의 중간에서 상향으로 연장되어 있고, 수직부재의 상단 측면에는 탄성지지부(600)의 상부 조인트단부(610)가 결합될 수 있는 결합수단을 가지고 있을 수 있다.

탄성지지부(600)는 상기 설치브래킷(210)의 상단 측면과 상기 롤러 샤프트(400)의 측면의 사이에 결합될 수 있다.

이러한 탄성지지부(600)는 일종의 가스 스프링인 것으로 설명될 수 있으나, 탄성 지지력을 하향으로 제공할 수 있는 어떠한 수단일 수 있으므로, 하기의 탄성지지부(600)에 대한 내용만으로 한정되지 않을 수도 있다.

여기에서는 탄성지지부(600)가 가스 스프링인 것을 하나의 예로서 설명한다.

즉, 탄성지지부(600)는 상기 설치브래킷(210)의 상단 측면에 결합된 상부 조인트단부(610)와, 상기 상부조인트단부(610)의 하부에 연결된 가스실린더(620)와, 상기 가스실린더(620)의 내부에 충진된 가스에 의해 탄성력을 작용 받도록, 상기 가스실린더(620)에 결합된 작동암(630)과, 상기 작동암(630)의 하부에 연결되고, 상기 롤러 샤프트(400)의 측면에 결합된 하부 조인트단부(640)를 포함할 수 있다.

거치대(300)는 상기 플랫폼(200)에서 서로 평행하게 이격된 한 쌍의 상기 수직 레일(201, 202)에 각각 결합되기 위한 한 쌍의 제 1 슬라이딩블록(301, 302)와, 상기 제 1 슬라이딩블록(301, 302)과 연결된 거치프레임(310)을 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 거치프레임(310)은 제 1 슬라이딩블록(301, 302)과 결합된 한 쌍의 돌기부(311)와, 상기 탄성지지부(600)를 통과시키기 위해서 상기 돌기부(311)의 사이에 마련되어 홈 형상을 갖도록 형성된 공간부(312)와, 상기 돌기부(311)와 일체형으로 형성되고, 롤러 샤프트(400)를 매달고 있는 연결부(313)를 포함할 수 있다.

또한, 거치프레임(310)은 상기 연결부(313)의 양측 위치에서, 상기 돌기부(311)의 반대쪽 방향으로 평행하게 연장되고, 상기 홀더(500)가 회전 또는 고정 가능하게 체결구멍을 갖는 한 쌍의 홀더 지지단부(314, 315)를 포함할 수 있다.

즉, 타측 홀더 지지단부(314)의 체결구멍에는 조임레버(540)의 나사부가 결합되어 있고, 일측 홀더 지지단부(315)의 체결구멍에는 조인트(550)의 나사부가 결합되어 있을 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 코러게이션 용접 지그의 측면도이고, 도 5 및 도 6은 도 1에 도시된 코러게이션 용접 지그에 설치된 동력전달기구를 설명하기 위한 도면들이다.

도 4를 참조하면, 동력전달기구(700)는 플랫폼(200)을 수평 왕복 이동시키는 역할을 담당한다.

이를 위해서, 플랫폼(200)의 배면에는 너트블록브래킷(270)이 연결되어 있다.

너트블록브래킷(270)은 본체부(100)의 전방쪽 외측에 위치할 수 있고, 너트블록브래킷(270)과 동력전달기구(700)의 구성품인 볼스크루 너트블록(710)이 연결볼트(271)에 의해 서로 결합되어 있을 수 있다.

볼스크루 너트블록(710)은 그의 양측 단부에는 각각 제 2 슬라이딩블록(711)이 설치되어 있다.

각 제 2 슬라이딩블록(711)은 본체부(100)의 수평 레일(150, 151)을 따라 수평 이동 가능하게 결합되어 있다.

또한, 볼스크루 너트블록(710)은 볼스크류 샤프트(780)에 결합되어 있다.

또한, 볼스크류 샤프트(780)에 회전력이 전달될 수 있도록, 동력전달기구(700)는 본체부(100)의 내부에 설치된 모터(720)와, 모터(720)의 모터샤프트에 결합된 감속기(730)와, 감속기(730)의 출력샤프트에 결합된 제 1 타이밍풀리(740)와, 제 1 타이밍풀리(740)에 연결된 벨트(750)와, 벨트(750)에 의해 회전하도록 벨트(750)에 연결된 제 2 타이밍풀리(760)와, 제 2 타이밍풀리(760)의 샤프트에 연결된 축커플러(770)와, 축커플러(770)에 연결된 볼스크류 샤프트(780)를 포함할 수 있다.

또한, 동력전달기구(700)는 모터(720)에 전원 및 작동 제어 신호를 공급하기 위한 전원부 및 제어기(미 도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 전원부 및 제어기(미 도시)는 본체부(100)의 내부에 설치될 수도 있다.

특히, 제어기는 시트의 코러게이션 구간별 서로 다른 속도로 레이저 용접토치를 이동시킬 수 있도록, 모터(720)를 제어할 수 있게 된다. 예컨대, 제어기에 입력 또는 저장될 제어정보는 미리 실험실에서 최적의 레이저 용접 환경을 만들 수 있는 코러게이션 구간별 속도에 대한 제어정보일 수 있다.

제어기는 모터(720)를 상기 제어정보에 대응하게 구동시키고, 이에 다른 구동력이 동력전달기구(700)를 통해 직선 왕복력으로 변환되어 너트블록브래킷(270)에 전달된다.

물론, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 너트블록브래킷(270)에 연결된 플랫폼(200) 및 플랫폼(200)을 기반으로 설치된 모든 구성품 및 레이저 용접토치(T)(도 7 참조)도, 역시 너트블록브래킷(270)과 동일하게 직선 왕복 이동될 수 있다.

도 7은 도 1에 도시된 코러게이션 용접 지그의 작동관계를 설명하기 위한 사시도이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예는, 시트(S1, S2)가 서로 인접하는 부위에서 겹친 상태를 이루되, 레이저 용접토치(T)의 초점이 시트(S1, S2)의 주름부 형상에 해당하는 코러게이션(C)을 포함하여, 코러게이션(C) 및 그의 주변부(B1, B2)에 해당하는 레이저 용접 작업영역에 항상 일치하도록, 용접 진행 방향(X축 방향)에서 높낮이 변화(Z축 방향)를 민감하게 추적하면서, 레이저 용접토치(T)의 초점거리 혹은 레이저 용접토치(T)의 높낮이를 변화 시켜 줄 수 있다.

특히, 코러게이션(C)의 표면에 대한 법선이 용접 진행 방향에 따라 계속 변화하므로, 일정 각도로 용접시, 레이저 용접토치(T)에서 발생된 레이저광이 작업영역에 조사될 때, 그 작업영역의 레이저광의 상의 크기는 변화하게 된다. 특히,　상의 크기 변화에 대해 일정한 용접 품질을 유지하기 위해서는 해당 위치의 상의 크기에 따라 작업속도의 변화가 필요하고, 이러한 작업속도의 변화는 상기 제어기가 상기 모터(720)를 제어함으로 실현될 수 있다.

작업자는 손잡이(130)를 이용하여 본체부(100)를 운반해 온 후, 본체부(100)의 진공 흡착부(110)를 비금속 재질의 환경의 벽면 혹은 천정면을 이루는 시트(S)에 부착시킨다.

이때, 상기 진공 흡착부(110)에 의한 본체부(100)의 완전 고정 전까지, 레이저 용접토치(T)의 초점이 코러게이션(C) 및 그의 주변부(B1, B2)의 용접선상에 놓이도록 조정하는 과정이 더 진행될 수 있다. 그 결과, 상기 본체부(100)의 마크부(M1)는 코러게이션(C)의 중심선(CL)의 연직 상방에 위치할 수 있고, 본체부(100)의 방향은 용접 진행 방향과 일치할 수 있다.

이후, 모터에 동력이 전달될 경우, 볼스크루 너트블록(710), 너트블록브래킷 및 플랫폼(200)이 수평 이동될 수 있다.

이때, 롤러 샤프트(400)의 롤러(410)는 시트(S)의 표면의 형상에 대응하게 구름작동을 하게 된다. 즉, 롤러(410)는 시트(S)의 표면의 형상을 추적하는 역할을 담당하는데, 상기 코러게이션(C)의 일측 주변부(B1)에서 구르면서 수평 이동하고, 상기 코러게이션(C)에서는 코러게이션(C)의 형상에 대응하게 하향 곡경사 방향으로 내려가다가, 코러게이션(C)의 정점[예: 중심선(CL)]에서 다시 상향 곡경사 방향으로 올라간 후, 타측 주변부(B2)에서 다시 수평 이동한다.

특히, 롤러 샤프트(400) 및 거치대(300)는 탄성지지부(600)의 탄성 지지력을 받은 상태이므로, 롤러 샤프트(400) 및 거치대(300)의 높이가 상기 시트(S)의 표면의 형상에 따라 정밀하게 변화될 수 있다.

이에 따라, 플랫폼(200)의 수직 레일(201)에서 수직 이동 가능한 거치대(300)와, 그 거치대(300)의 홀더(500)에 장착된 레이저 용접토치(T)가 상기 롤러 샤프트(400)의 높낮이 변화에 대응하게 정밀하게 이동될 수 있다.

특히, 롤러(410)는 상기 코러게이션(C)의 주변부(B1, B2)에서 기준 속도로 이동할 수 있고, 상기 코러게이션(C)에서는 상기 기준 속도보다 상대적으로 느린 속도로 이동할 수 있다.

이렇게 레이저 용접토치(T)의 초점거리를 일정하게 유지할 수 있고, 특히 코러게이션(C)에 공급되는 레이저광의 에너지량을 상기 속도에 비례하게 공급할 수 있고, 그 결과, 정밀한 레이저 용접이 이루어질 수 있고, 만족할만한 용접 품질을 확보할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

100 : 본체부 200 : 플랫폼
300 : 거치대 400 : 롤러 샤프트
500 : 홀더 600 : 탄성지지부
700 : 동력전달기구 800 : 보조 지그

Claims

시트의 코러게이션 및 상기 코러게이션의 주변부의 용접을 위해서, 레이저 용접토치가 취부 가능하게 장착되는 용접 지그에 있어서,
동력전달기구가 탑재된 본체부;
상기 동력전달기구에 의해 수평 이동하도록 상기 본체부와 결합된 플랫폼;
상기 플랫폼의 수직 레일에 결합된 거치대; 및
상기 거치대에 수직하게 연결되고, 롤러가 샤프트 하단에 회전 가능하게 결합된 롤러 샤프트;
상기 거치대에서 회전 가능하게 결합되고, 상기 용접 지그를 지지하는 홀더를 포함하고,
상기 플랫폼의 상부에는 설치브래킷이 더 마련되고,
상기 설치브래킷의 상단 측면과 상기 롤러 샤프트의 측면의 사이에는 탄성지지부가 더 결합되고,
상기 탄성지지부는,
상기 설치브래킷의 상단 측면에 결합된 상부 조인트단부;
상기 상부조인트단부의 하부에 연결된 가스실린더;
상기 가스실린더의 내부에 충진된 가스에 의해 탄성력을 작용 받도록, 상기 가스실린더에 결합된 작동암; 및
상기 작동암의 하부에 연결되고, 상기 롤러 샤프트의 측면에 결합된 하부 조인트단부를 포함하는 코러게이션 용접 지그.
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제 1 항에 있어서,
상기 본체부는, 상기 코러게이션의 중심선과의 정합을 위해서, 상기 본체부의 정면 또는 배면의 하부쪽 중간 위치에 형성된 마크부를 더 포함하는 코러게이션 용접 지그.
제 1 항에 있어서,
상기 본체부는, 상기 코러게이션의 주변부의 표면에 착탈 가능하게 고정되도록 상기 본체부의 저면에 마련된 진공 흡착부; 및
상기 본체부의 상면에 마련된 손잡이를 더 포함하는 코러게이션 용접 지그.
제 1 항에 있어서,
상기 거치대는, 상기 플랫폼에서 서로 평행하게 이격된 한 쌍의 상기 수직 레일에 각각 결합되기 위한 한 쌍의 제 1 슬라이딩블록; 및 상기 제 1 슬라이딩블록과 연결된 거치프레임을 포함하는 코러게이션 용접 지그.
제 7 항에 있어서,
상기 거치프레임은, 상기 제 1 슬라이딩블록과 결합된 한 쌍의 돌기부;
상기 탄성지지부를 통과시키기 위해서 상기 돌기부의 사이에 마련된 공간부;
상기 돌기부와 일체형으로 형성된 연결부; 및
상기 연결부의 양측 위치에서, 상기 돌기부의 반대쪽 방향으로 평행하게 연장되고, 상기 홀더가 회전 또는 고정 가능하게 체결구멍을 갖는 한 쌍의 홀더 지지단부를 포함하는 코러게이션 용접 지그.