KR102009161B1

KR102009161B1 - 레이저 용접장치

Info

Publication number: KR102009161B1
Application number: KR1020170117090A
Authority: KR
Inventors: 김대중; 송문종; 이상제
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2019-08-09
Also published as: KR20190029961A

Abstract

레이저 용접장치가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 레이저 용접장치는, 폐 단면으로 성형되는 성형 빔의 용접부를 레이저 용접하기 위한 것으로서, ⅰ)용접 로봇의 아암 선단에 고정되며, 용접부로 레이저 빔을 조사하는 레이저 용접 헤드와, ⅱ)레이저 용접 헤드의 양측에 회전 가능하게 설치되며, 설정된 간격을 두고 용접부의 용접 방향을 따라 회전하면서 용접부를 가압하는 한 쌍의 가압 롤러를 포함할 수 있다.

Description

레이저 용접장치 {LASER WELDING DEVICE}

본 발명의 실시 예는 레이저 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 범퍼 빔 제조공정에서 롤 포밍 및 스트레치 밴딩 성형된 성형 빔의 용접부를 레이저 용접하는 레이저 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 범퍼의 범퍼 빔은 대표적인 예로서 롤 포밍 성형 공법으로 성형된다. 이러한 범퍼 빔은 코일소재를 롤 포밍 공정을 통하여 폐 구간을 지닌 성형 빔으로 성형하고, 성형 빔의 양쪽 끝단 부를 스트레치 밴딩 장치를 통하여 일정 곡률로 밴딩 성형하며, 성형 빔의 설정된 용접부를 레이저 용접하는 공정으로 성형될 수 있다.

상기한 레이저 용접 공정에서는 성형 빔의 용접부로서, 전면 부와, 범퍼 빔의 강성을 보강하기 위해 형성된 후면 부의 요부에 위치되는 양측 플랜지부를 레이저 용접한다.

이와 같이 폐 단면으로 구성된 범퍼 빔을 성형하기 위해 성형 빔의 용접부를 레이저 용접하는 경우, 종래 기술에서는 용접 지그 상에 성형 빔을 고정시킨 상태로 레이저 용접을 수행한다.

용접 지그 상에서 성형 빔은 클램퍼들에 의해 고정되는데, 클램퍼들은 실린더의 작동 압에 의해 회전하며, 성형 빔의 용접부 외측을 클램핑 함으로써 성형 빔의 전면 부와 양측 플랜지부 사이의 갭을 제거한다. 이에 레이저 용접장치는 클램퍼들에 의해 전면 부와 양측 플랜지부 사이의 갭이 제거된 용접부를 레이저 용접하게 된다.

그런데, 종래 기술에서는 클램퍼들이 성형 빔의 길이 방향을 따라서 용접부외측을 설정된 간격으로 클램핑 함에 따라, 클램퍼들 간의 이격 거리가 존재하므로, 그 이격 거리 구간에서 전면 부와 양측 플랜지부 사이에 갭이 발생하며, 이러한 상태로 레이저 용접을 수행하면, 용접불량이 발생되거나 용접 품질이 저하될 수 있다.

더 나아가, 종래 기술에서는 용접 지그에 성형 빔을 클램핑 하기 위한 다수의 클램퍼들을 설치함에 따라, 범퍼 빔의 성형 공정 수가 증가하고, 비교적 고가의 클램퍼들을 사용함에 따라 투자비가 증가할 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 성형 빔의 용접부에서 전면 부와 양측 플랜지부 사이의 갭 발생을 단순한 구성으로 방지하며 용접부를 레이저 용접할 수 있도록 한 레이저 용접장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치는, 폐 단면으로 성형되는 성형 빔의 용접부를 레이저 용접하기 위한 것으로서, ⅰ)용접 로봇의 아암 선단에 고정되며, 상기 용접부로 레이저 빔을 조사하는 레이저 용접 헤드와, ⅱ)상기 레이저 용접 헤드의 양측에 각각 설치되는 축 지지대와, ⅲ)상기 축 지지대에 한쪽 단부가 각각 고정되는 양측 회전축과, 상기 양측 회전축의 다른 한쪽 단부를 각각 고정하며 상기 레이저 빔을 통과시키는 빔 패스부재를 가진 롤축 어셈블리와, 상기 양측 회전축에 각각 회전 가능하게 설치되며, 설정된 간격을 두고 상기 용접부의 용접 방향을 따라 회전하면서 상기 용접부를 가압하는 한 쌍의 가압 롤러를 포함할 수 있다.

삭제

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 롤축 어셈블리는 일측의 상기 축 지지대와 일측의 상기 회전축을 키 결합하는 키를 통하여 상기 축 지지대에 고정될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 빔 패스부재는 상기 양측 회전축 사이에 구비되며, 상기 레이저 빔이 통과하는 빔 통과 홀을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 빔 패스부재는 상기 빔 통과 홀에서 상기 레이저 빔의 초점구간을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 빔 패스부재는 상기 빔 통과 홀을 중앙에 형성하는 타원 형상으로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 한 쌍의 가압 롤러는 용접 다이를 통해 상기 성형 빔의 후면부에 구비된 요부의 양측 플랜지부를 지지하고 있는 상태에서, 상기 양측 플랜지부에 각각 대응하는 전면부에 대하여 구름 접촉 및 면 접촉되며, 상기 전면부를 가압할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 한 쌍의 가압 롤러는 접시 형태로 구비되며, 상기 전면부에 각각 구름 접촉 및 면 접촉될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 한 쌍의 가압 롤러는 서로 마주하는 내측 면에 외측 면으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 테이퍼 면을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 용접장치에 있어서, 상기 빔 패스부재는 서로 마주하는 상기 테이퍼 면 사이에 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 용접장치는, 롤 포밍 성형되고, 양측 단부가 스트레치 밴딩된 성형 빔을 레이저 용접할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 용접 지그에 간격을 두고 배열된 클램퍼들을 통해 용접부를 가압하는 종래 기술과 달리, 가압 롤러를 통해 용접부를 연속적으로 가압함에 따라 용접부에서의 갭 발생을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 갭이 제거된 용접부를 레이저 용접할 수 있으므로, 보다 안정적인 레이저 용접을 수행할 수 있으며, 용접부의 갭에 의한 스패터 발생 및 용접 불량을 방지할 수 있고, 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 종래 기술과 같이 작동 압에 의해 작동하는 클램퍼들을 삭제할 수 있기 때문에, 투자비 및 원가를 절감할 수 있고, 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치를 도시한 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치를 도시한 결합 단면 구성도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 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 "...부", ""...수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치(100)는 코일소재의 롤 포밍 공정, 롤 포밍 성형 빔의 스트레치 밴딩 공정 및 레이저 용접 공정을 통하여 일정 곡률 및 일정 길이를 갖는 차량용 범퍼 빔을 제조하는 범퍼 빔 제조 시스템에 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치(100)는 롤 포밍 공정에서 롤 포밍 성형되어 폐 구간을 갖고, 스트레치 밴딩 공정에서 양측 단부가 일정 곡률로 밴딩 성형된 성형 빔(1)의 용접부(W)를 레이저 용접공정에서 레이저 용접하기 위한 것이다.

이러한 레이저 용접장치(100)는 성형 빔(1)의 용접부(W: 레이저 용접되는 부위)에서, 성형 빔(1)의 전면 부와, 성형 빔(1)의 강성을 보강하기 위해 후면 부에 형성된 요부에 위치되는 양측 플랜지부(3)를 길이 방향(용접 방향)을 따라서 레이저 빔으로 레이저 용접한다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 용접장치(100)는 성형 빔(1)의 용접부(W)에서 전면 부와 양측 플랜지부(3) 사이의 갭 발생을 단순한 구성으로서 방지하며 용접부(W)를 레이저 용접할 수 있는 구조로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치를 도시한 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치를 도시한 결합 단면 구성도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 레이저 용접장치(100)는 기본적으로, 레이저 용접 헤드(10), 축 지지대(30), 롤축 어셈블리(50), 그리고 한 쌍의 가압 롤러(80)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 레이저 용접 헤드(10)는 용접 로봇(7)의 아암 선단에 고정되게 설치된다. 여기서, 상기 용접 로봇(7)은 로봇 제어기(5)에 의해 설정된 티칭 경로를 따라 다축 방향으로 이동 및 회전 가능하게 구비된다.

상기 레이저 용접 헤드(10)는 레이저 발진기(9)로부터 발진되는 레이저 빔(LB)을 설정된 초점 구간으로 맞추면서 성형 빔(1)의 용접부(W)로 조사할 수 있다.

즉, 상기 레이저 용접 헤드(10)는 용접 로봇(7)에 의해 용접부(W)의 용접 방향을 따라 이동하고, 그 용접부(W)로 레이저 빔(LB)을 조사하면서 용접부(W)를 레이저 용접할 수 있다. 이러한 레이저 용접 헤드(10)는 용접 로봇(7)의 아암 선단에 고정되는 헤드 본체(11)를 포함하고 있다.

여기서, 상기 레이저 용접 헤드(10)는 레이저 발진기(9)로부터 발진되는 레이저 빔(LB)을 설정된 초점 구간으로 맞추면서 그 레이저 빔(LB)의 조사 방향을 공지 기술에 의해 가변할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 축 지지대(30)는 축을 고정하는 한 쌍의 레그 타입으로 구비되며, 헤드 본체(11)의 양측에 각각 고정되게 설치된다. 상기 축 지지대(30)의 상단은 헤드 본체(11)의 양측에 각각 고정되며, 자유 단으로서의 하단에는 축이 결합 가능한 고정 홀(31)이 형성된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 롤축 어셈블리(50)는 뒤에서 더욱 설명될 한 쌍의 가압 롤러(80)를 회전 가능하게 지지하는 것으로서, 축 지지대(30)와 연결되게 설치된다. 이러한 롤축 어셈블리(50)는 양측 회전축(51)과, 빔 패스부재(53)를 포함하고 있다.

상기 양측 회전축(51)은 한 쌍의 가압 롤러(80)를 각각 회전 가능하게 지지하는 것으로, 양측 회전축(51)의 각 한쪽 단부는 축 지지대(30)의 고정 홀(31)에 끼워지며 결합/고정된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 빔 패스부재(53)는 양측 회전축(51) 사이에서 그 양측 회전축(51)의 다른 한쪽 단부를 각각 고정하며, 레이저 용접 헤드(10)에서 조사되는 레이저 빔(LB)을 통과시키는 기능을 하게 된다.

상기 빔 패스부재(53)의 양측에는 양측 회전축(51)의 다른 한쪽 단부가 고정되게 결합되는 바, 빔 패스부재(53)는 양측 회전축(51) 사이에 구비된다. 상기 빔 패스부재(53)는 레이저 빔(LB)이 통과하는 빔 통과 홀(55)을 형성하고 있다. 이러한 빔 패스부재(53)는 예를 들어, 빔 통과 홀(55)을 중앙에 형성하고 있는 타원 형상으로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 레이저 용접 헤드(10)는 빔 패스부재(53)의 빔 통과 홀(55)로 레이저 빔(LB)을 조사하는데, 그 빔 통과 홀(55)에서 레이저 빔(LB)의 설정된 초점구간을 형성할 수 있다.

즉, 상기 레이저 용접 헤드(10)는 빔 패스부재(53)의 빔 통과 홀(55)로 레이저 빔(LB)을 조사하는 바, 뒤에서 더욱 설명될 한 쌍의 가압 롤러(80) 사이의 빔 통과 홀(55)에서 레이저 빔(LB)의 설정된 초점구간을 형성할 수 있다.

한편, 상기에서와 같은 롤축 어셈블리(50)는 일측의 축 지지대(30)와 일측의 회전축(51)을 키 결합하는 키(61)를 통하여 축 지지대(30)에 고정될 수 있다. 상기 키(61)는 일측 회전축(51)의 한쪽 단부가 일측 축 지지대(30)의 고정 홀(31)에 끼워진 상태에서, 그 회전축(51) 및 축 지지대(30)에 구비된 키 결합홈(39, 59)에 키 결합되며, 롤축 어셈블리(50)를 축 지지대(30)에 견고하게 고정할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 한 쌍의 가압 롤러(80)는 성형 빔(1)의 용접될 용접부(W)를 가압하며 그 용접부(W)에서의 갭을 제거하기 위한 것이다. 상기 한 쌍의 가압 롤러(80)는 축 지지대(30) 및 롤축 어셈블리(50)를 통하여 레이저 용접 헤드(10)의 양측에 회전 가능하게 설치된다.

상기 한 쌍의 가압 롤러(80)는 용접 다이(91)를 통해 성형 빔(1)의 후면 부에 구비된 요부의 양측 플랜지부(3)를 지지하고 있는 상태에서, 그 양측 플랜지부(3)에 각각 대응하는 전면부에 구름 접촉 및 면 접촉되며, 용접부(W)의 용접 방향을 따라 회전하면서 전면부를 가압할 수 있다.

즉, 상기 한 쌍의 가압 롤러(80)는 성형 빔(1)의 용접부(W)에서 용접 방향을 따라 전면부를 연속적으로 가압하며, 그 전면 부와 양측 플랜지부(3) 사이의 갭을 제거할 수 있다.

여기서, 상기 한 쌍의 가압 롤러(80)는 레이저 용접 헤드(10)의 헤드 본체(11)에 작용하는 용접 로봇(7)의 가압력으로서 전면부를 가압할 수 있다. 그리고, 상기 한 쌍의 가압 롤러(80)는 용접부(W)의 용접 방향을 따라 이동하는 용접 로봇(7)에 의해 전면부에 각각 구름 접촉 및 면 접촉되면서 회전할 수 있다.

상기 한 쌍의 가압 롤러(80)는 롤축 어셈블리(50)의 양측 회전축(51)에 각각 회전 가능하게 설치된다. 상기 한 쌍의 가압 롤러(80)는 예를 들어 접시 형태로 구비된다.

이러한 한 쌍의 가압 롤러(80)는 롤축 어셈블리(50)의 빔 패스부재(53)를 사이에 두고 양측 플랜지부(3)에 대응하는 전면부에 각각 구름 접촉 및 면 접촉되며, 용접부(W)의 용접 방향을 따라 회전하면서 전면부를 가압할 수 있다.

여기서, 상기 한 쌍의 가압 롤러(80)의 중앙에는 양측 회전축(51)이 관통하는 축 홀(81)을 형성하고 있다. 그리고, 상기 한 쌍의 가압 롤러(80)는 서로 마주하는 내측 면에 외측 면으로 갈수록 축 홀(81)을 향해 점차 직경이 작아지는 테이퍼 면(83)을 형성하고 있다.

이에 상기 빔 패스부재(53)는 한 쌍의 가압 롤러(80) 사이에서 서로 마주하는 테이퍼 면(83) 사이에 배치되는 바, 그 서로 마주하는 테이퍼 면(83) 사이에는 빔 패스부재(53)를 배치할 수 있는 장착 공간이 형성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치(100)의 예시적인 작용을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 롤 포밍 공정에서 롤 포밍 성형되어 폐 구간을 갖고, 스트레치 밴딩 공정에서 양측 단부가 일정 곡률로 밴딩 성형된 성형 빔(1)을 레이저 용접공정에서 용접 다이(91)에 셋팅한다.

여기서, 상기 용접 다이(91)는 기존에서와 같은 클램퍼 등을 구비하고 있지 않고, 단순히 성형 빔(1) 만을 지지하는 지지부(93)를 형성하고 있다. 상기 지지부(93)는 성형 빔(1)의 후면 부에서 요부의 양측 플랜지부(3)를 지지한다.

상기와 같이 용접 다이(91)의 지지부(93)에 성형 빔(1)을 셋팅 한 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 용접 로봇(7)을 통하여 본 장치(100)를 성형 빔(1)의 용접 시작 단 측으로 이동시킨다. 이 때, 상기 성형 빔(1)은 도 6에 도시된 바와 같이, 전면부와 양측 플랜지부(3) 사이에 소정의 갭을 형성하고 있다.

이 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 성형 빔(1)의 용접 시작 단 측에서, 용접 로봇(7)에 의하여 한 쌍의 가압 롤러(80)를 양측 플랜지부(3)에 각각 대응하는 전면부에 밀착시키며 그 가압 롤러(80)를 통해 전면부를 가압하고, 용접 로봇(7)의 아암을 용접부(W)의 용접 방향을 따라서 이동시킨다. 이 때, 상기 가압 롤러(80)의 롤러 면은 양측 플랜지부(3)에 각각 대응하는 전면부에 구름 접촉 및 면 접촉된 상태를 유지한다.

그러면, 상기 한 쌍의 가압 롤러(80)는 전면부에 구름 접촉 및 면 접촉되며 용접부(W)의 용접 방향을 따라 회전하면서 전면부를 가압한다. 이에 상기 성형 빔(1)의 전면부와 양측 플랜지부(3)는 한 쌍의 가압 롤러(80)에 의해 가압되면서 갭이 제거된 상태를 유지하게 된다.

이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 레이저 발진기(9)로부터 발진되는 레이저 빔(LB)을 레이저 용접 헤드(10)를 통해 용접부(W)로 조사한다.

여기서, 상기 레이저 용접 헤드(10)로부터 조사되는 레이저 빔(LB)은 롤축 어셈블리(50)에서 빔 패스부재(53)의 빔 통과 홀(55)을 통과하며 용접부(W)로 조사되는데, 본 발명의 실시 예에서는 한 쌍의 가압 롤러(80) 사이의 상기 빔 통과 홀(55)에서 레이저 빔(LB)의 설정된 초점구간을 형성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상기와 같이 용접 로봇(7)의 가압 및 이동에 의하여 성형 빔(1)의 양측 플랜지부(3)에 각각 대응되는 전면부에 접촉되며 회전하는 한 쌍의 가압 롤러(80)를 통해 전면부를 가압하면서 그 전면부와 양측 플랜지부(3) 사이의 갭을 제거한 상태로, 레이저 용접 헤드(10)로부터 조사되는 레이저 빔(LB)에 의해 용접부(W)를 레이저 용접할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접장치(100)에 의하면, 용접 지그에 간격을 두고 배열된 클램퍼들을 통해 용접부를 가압하는 종래 기술과 달리, 한 쌍의 가압 롤러(80)를 통해 용접부(W)를 연속적으로 가압함에 따라 용접부(W)에서의 갭 발생을 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 갭이 제거된 용접부(W)를 레이저 용접할 수 있으므로, 보다 안정적인 레이저 용접을 수행할 수 있으며, 용접부(W)의 갭에 의한 스패터 발생 및 용접 불량을 방지할 수 있고, 용접 품질을 향상시킬 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: 성형 빔 3: 양측 플랜지부
5: 로봇 제어기 7: 용접 로봇
9: 레이저 발진기 10: 레이저 용접 헤드
11: 헤드 본체 30: 축 지지대
31: 고정 홀 39, 59: 키 결합홈
50: 롤축 어셈블리 51: 회전축
53: 빔 패스부재 55: 빔 통과 홀
61: 키 80: 가압 롤러
81: 축 홀 83: 테이퍼 면
91: 용접 다이 93: 지지부
LB: 레이저 빔 W: 용접부

Claims

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폐 단면으로 롤 포밍 성형되고, 양측 단부가 스트레치 밴딩된 성형 빔의 용접부를 레이저 용접하기 위한 레이저 용접장치에 있어서,
용접 로봇의 아암 선단에 고정되며, 상기 용접부로 레이저 빔을 조사하는 레이저 용접 헤드;
상기 레이저 용접 헤드의 양측에 각각 설치되는 축 지지대;
상기 축 지지대에 한쪽 단부가 각각 고정되는 양측 회전축과, 상기 양측 회전축의 다른 한쪽 단부를 각각 고정하며 상기 레이저 빔을 통과시키는 빔 패스부재를 가진 롤축 어셈블리;
상기 양측 회전축에 각각 회전 가능하게 설치되며, 설정된 간격을 두고 상기 용접부의 용접 방향을 따라 회전하면서 상기 용접부를 가압하는 한 쌍의 가압 롤러;를 포함하고,
상기 롤축 어셈블리는 일측의 상기 축 지지대와 일측의 상기 회전축을 키 결합하는 키를 통하여 상기 축 지지대에 고정되며,
상기 빔 패스부재는 상기 양측 회전축 사이에 구비되고, 상기 레이저 빔이 통과하는 빔 통과 홀을 형성하며, 상기 빔 통과 홀에서 상기 레이저 빔의 초점구간을 형성하되, 상기 빔 통과 홀을 중앙에 형성하는 타원 형상으로 구비되고,
상기 한 쌍의 가압 롤러는 서로 마주하는 내측 면에 외측 면으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 테이퍼 면을 형성하며,
상기 빔 패스부재는 서로 마주하는 상기 테이퍼 면 사이의 장착 공간에 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접장치.
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제5 항에 있어서,
상기 한 쌍의 가압 롤러는,
용접 다이를 통해 상기 성형 빔의 후면부에 구비된 요부의 양측 플랜지부를 지지하고 있는 상태에서,
상기 양측 플랜지부에 각각 대응하는 전면부에 대하여 구름 접촉 및 면 접촉되며, 상기 전면부를 가압하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접장치.
제9 항에 있어서,
상기 한 쌍의 가압 롤러는,
접시 형태로 구비되며, 상기 전면부에 각각 구름 접촉 및 면 접촉되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접장치.
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