KR102204156B1 - Chamber type inner wall laser welding apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레이저 용접 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 챔버를 포함하며 챔버 내에 배치된 용접물에 구비된 관통형 공동의 내경면을 용접하기 위한 레이저 용접 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser welding apparatus, and more particularly, to a laser welding apparatus for welding an inner diameter surface of a through-type cavity provided in a weldment disposed in the chamber including a chamber.
관통형 공동을 구비한 용접물의 공동의 내측, 예를 들면, 파이프의 내경면에 설정된 소정의 용접 지점을 레이저 빔을 이용하여 용접하기 위한 레이저 용접 장치로, 국제출원 공개번호 WO92/03249 (제목: 파이프를 레이저용접하는 디바이스 및 방법)(이하, 종래 기술)를 들 수 있다. A laser welding device for welding a predetermined welding point set on the inside of a weldment cavity having a through-type cavity, for example, on the inner diameter surface of a pipe, using a laser beam, International Application Publication No. WO92/03249 (Title: A device and method for laser welding a pipe) (hereinafter, prior art) may be mentioned.
상기 종래 기술에 개시된 레이저 용접 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 파이프(12, 14) 내부 둘레를 레이저 용접하기 위한 것으로서, 파이프의 내부에 삽입되는 프로브(1)를 구비한다. The laser welding apparatus disclosed in the prior art is for laser welding the inner circumference of the
더욱, 프로브의 내부에서 그것의 종축(10)을 따라 전파되는 레이저 빔(57)을 포커싱하고 편향시키기 위한 적어도 하나의 이미징 부재(41, 65); 이미징 부재에 의해 발생되어 편향되고 포커싱된 레이저 빔(59)을 프로브로부터 방출시키는 방출구(45); 불활성 가스를 방출구까지 안내하기 위한 수단(70, 78a, 78b, 79); 및 불활성 가스를 프로브의 외부 표면으로 이송하기 위한 수단(73, 74, 76)을 포함한다. Moreover, at least one imaging member (41, 65) for focusing and deflecting the laser beam (57) propagating along its longitudinal axis (10) inside the probe; An
이러한 종래 기술에 따른 레이저 용접 장치는, 파이프 내부로 연장되는 프로브(1)의 내부에 레이저 빔(57)을 유도하기 위한 공간과 불활성 가스를 유도하기 위한 공간을 모두 구비하여야 하므로, 종래 기술에 근거하여 직경이 수 cm에 불과한 공동의 내경면을 레이저 용접하기 위한 프로브를 제작하고자 한다면, 정밀한 설계 및 제작 기술이 필요하여 프로브는 매우 값비싸질 것이다. Since the laser welding apparatus according to the prior art must have both a space for guiding the
본 발명은, 용접물에 구비된 관통형 공동의 내경면을 레이저 용접할 수 있는 레이저 용접 장치를 제공하고자 하는 것으로서, 더욱 정확하게는, 최소의 부품들을 이용하여 간단한 구조로 구성됨으로써 매우 작은 공동의 내경면일지라도 정밀하게 용접할 수 있는 레이저 용접 장치를 제공하고자 하는 것이다. The present invention is to provide a laser welding device capable of laser welding the inner diameter surface of a through-type cavity provided in a weldment, and more precisely, the inner diameter surface of a very small cavity by being constructed in a simple structure using a minimum number of parts. Even though it is intended to provide a laser welding device capable of precisely welding.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버형 내경면 레이저 용접 장치는, 챔버; 상기 챔버의 내부에 배치되며, 관통형 공동을 구비한 용접물을 임의의 방향으로 이송 가능한 이송 테이블; 상기 챔버의 일측벽에 배치되어, 상기 이송 테이블에 설치된 상기 용접물의 상기 공동을 향하여, 상기 챔버의 내부를 향해, 용접용 레이저 빔을 조사하는 출사건; 상기 챔버의 타측벽에 배치되어, 상기 용접물의 상기 공동을 향하여, 상기 챔버의 내부를 향해 연장된 연장암; 상기 연장암의 연장된 말단부에 배치되어, 상기 레이저 빔을 상기 용접물의 내경면의 소정 용접 부위를 향하여 반사시키는 반사경; 및 상기 레이저 빔의 조사를 제어하기 위해 상기 출사건의 동작을 제어하고, 상기 용접 부위의 형태에 따라 상기 이송 테이블의 이송 동작을 제어하는 제어 컴퓨터를 포함하여 이루어진다. Chamber type inner diameter laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the chamber; A transfer table disposed inside the chamber and capable of transferring a weldment having a through-type cavity in an arbitrary direction; An emission gun disposed on one side wall of the chamber to irradiate a laser beam for welding toward the cavity of the welded material installed on the transfer table and toward the inside of the chamber; An extension arm disposed on the other side wall of the chamber and extending toward the cavity of the weldment and extending toward the inside of the chamber; A reflector disposed at an extended end portion of the extension arm and reflecting the laser beam toward a predetermined welding portion of the inner diameter surface of the weldment; And a control computer for controlling the operation of the emission incident to control the irradiation of the laser beam, and controlling the transfer operation of the transfer table according to the shape of the welding portion.
이때, 상기 챔버는, 상기 출사건이 동작하여 용접이 수행되는 동안, 진공 또는 불활성 가스 분위기로 유지될 수 있다.In this case, the chamber may be maintained in a vacuum or inert gas atmosphere while welding is performed by operating the emission event.
한편, 상기 출사건은: 상기 레이저 빔을 유도하는 광섬유; 상기 광섬유에서 출사되어 상기 챔버의 내부로 유도된 후 상기 반사경에서 반사된 상기 레이저 빔이 상기 용접 부위에서 초점이 맞추어질 수 있도록, 상기 레이저 빔의 초점을 변경하기 위한 초점 렌즈; 및 상기 초점 렌즈를 광축 방향으로 이송하는 초점 조정 수단을 구비할 수 있으며, 이 경우, 상기 제어 컴퓨터는, 상기 이송 테이블의 이송 동작에 대응하여 상기 초점 조정 수단의 동작을 제어함으로써, 상기 용접물의 상기 용접 부위가 이동하더라도 상기 용접 부위에서 상기 레이저 빔의 초점이 유지될 수 있게 한다.Meanwhile, the emission event may include: an optical fiber guiding the laser beam; A focus lens for changing the focus of the laser beam so that the laser beam emitted from the optical fiber and guided into the chamber and reflected by the reflector can be focused at the welding portion; And a focus adjustment means for transferring the focus lens in the optical axis direction, in which case, the control computer controls the operation of the focus adjustment means in response to the transfer operation of the transfer table, Even if the welding part moves, the focus of the laser beam can be maintained at the welding part.
또한, 상기 출사건은, 상기 광섬유에서 출사된 상기 레이저 빔을 상기 초점 렌즈를 향하여 반사시키기 위한 반반사경을 더 포함하고 - 상기 반반사경은, 상기 레이저 빔은 반사시키고, 그외의 광선은 투과시키도록 구성됨 -, 추가로, 다른 실시예의 챔버형 내경면 레이저 용접 장치는: 상기 용접 부위에서 용접이 이루어짐에 따라 발생한 섬광에 의해 상기 용접 부위로부터 나와서 상기 반반사경을 투과한 광선을 관찰하도록 구성된 스코프를 더 포함할 수 있다.In addition, the emission event further includes an anti-reflecting mirror for reflecting the laser beam emitted from the optical fiber toward the focal lens, and the anti-reflecting mirror reflects the laser beam and transmits other rays. Consisting -, in addition, the chamber-type inner diameter surface laser welding apparatus of another embodiment: further includes a scope configured to observe a light beam that has passed through the anti-reflector coming out of the welding area by the flash generated by the welding at the welding area. Can include.
또한, 또 다른 실시예의 챔버형 내경면 레이저 용접 장치는, 상기 레이저 빔에 의해 가열된 상기 반사경을 냉각시키기 위한 냉매 유로를 더 포함할 수도 있다.In addition, the chamber-type inner mirror surface laser welding apparatus according to another embodiment may further include a coolant passage for cooling the reflector heated by the laser beam.
또한, 또 다른 실시예의 챔버형 내경면 레이저 용접 장치는, 상기 챔버의 또다른 일측벽에 배치되어, 상기 용접물의 외부면 상의 소정 제2 용접 부위를 향하여, 상기 챔버의 내부를 향해, 제2 용접용 레이저 빔을 조사하는 제2 출사건을 더 포함할 수 있으며, 이 경우, 상기 제어 컴퓨터는, 상기 출사건과 상기 이송 테이블의 제어와 관련하여 상기 제2 출사건의 동작을 제어하게 된다. In addition, the chamber-type inner diameter laser welding apparatus according to another embodiment is disposed on another side wall of the chamber, toward a predetermined second welding portion on the outer surface of the weldment, toward the inside of the chamber, and second welding It may further include a second emission event for irradiating the laser beam, in which case, the control computer controls the operation of the second emission event in connection with the emission event and control of the transfer table.
상기한 구성에 의한 본 발명에 따른 챔버형 내경면 레이저 용접 장치는 최소의 부품들을 이용하여 간단한 구조로 구성될 수 있으며, 매우 작은 공동의 내경면일지라도 정밀하게 용접할 수 있게 된다.The chamber-type inner diameter laser welding apparatus according to the present invention with the above configuration can be configured with a simple structure using a minimum number of parts, and can precisely weld even a very small inner diameter surface.
도 1은 종래 기술에 따른 파이프의 레이저 용접 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버형 내경면 레이저 용접 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 챔버형 내경면 레이저 용접 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a laser welding apparatus for a pipe according to the prior art.
2 is a view schematically showing the structure of a chamber type inner diameter surface laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram schematically showing the structure of a chamber type inner diameter surface laser welding apparatus according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 챔버형 내경면 레이저 용접 장치의 다양한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 각 구성 요소를 지칭하는 용어들은 그 기능을 고려하여 예시적으로 명명된 것이므로, 용어 자체에 의하여 본 발명의 기술 내용을 예측하고 한정하여 이해해서는 안될 것이다.Hereinafter, various embodiments of the chamber type inner diameter surface laser welding apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. For reference, since terms referring to each component of the present invention are exemplarily named in consideration of their functions, the technical content of the present invention should not be predicted and limited by the term itself.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버형 내경면 레이저 용접 장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버형 내경면 레이저 용접 장치는, 챔버(100)와, 이송 테이블(10)과, 출사건(20)과, 연장암(30)과, 반사경(40)과, 제어 컴퓨터(50)를 포함한다. 2 is a view schematically showing the structure of a chamber type inner diameter surface laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the chamber-type inner diameter surface laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
챔버(100)는, 본 발명에서 제시하는 물리적 구조물이 설치되거나 그들을 수용한다. 즉, 챔버(100)의 내부에는 적어도 이송 테이블(10)과 연장암(30)과 반사경(40)이 배치될 수 있으며, 출사건(20)은 챔버(100)의 어느 벽면에라도 설치될 수 있으며, 제어 컴퓨터(50)는 챔버(100)로부터 떨어진 위치에서 소정의 통신 선로를 통해서 필요한 구성부와 연결될 수 있을 것이다. In the
챔버(100)의 내부에서는 레이저 빔에 의한 용접이 이루어지게 되므로, 챔버(100)의 내부는 진공 분위기 또는 불활성 가스 분위기로 유지되어야 한다. 따라서, 챔버(100)는, 일측에 덮개를 구비하여 용접할 대상물(W)을 투입 및 제거할 수 있도록 구성될 수 있고, 진공 펌프 또는 가스 교환 펌프 등과 연결되어 내부의 분위기를 조정할 수 있도록 구성될 수 있다(도시하지 않음). Since welding is performed by a laser beam inside the
이송 테이블(10)은, 챔버(100)의 내부에 배치되고, 용접할 대상물(W)이 안착될 수 있도록 구성된다. 이송 테이블(10)은 모터와 같은 액추에이터에 의하여 수평으로 또는 수직으로 또는 회전하는 방향으로 용접물(W)을 이송할 수 있도록 구성된다. 이송 테이블(10)로의 전원 공급 및 제어 신호 입출력은 제어 컴퓨터(50)에 의해 제어될 수 있다. The transfer table 10 is disposed inside the
본 발명에서는, 관통형 공동을 구비한 물체를 용접할 대상이 되는 용접물(W)로서 사용할 수 있다. 예를 들면, 벽면이 완전하게 폐쇄되어 있으며 공동이 양쪽으로 관통하고 있는 튜브 형태의 물체 또는 이러한 튜브 형태의 물체에서 벽면 중 적어도 일부가 개방된 형태의 물체를 상정할 수 있다. 본 명세서에 첨부된 도면에서는, 직선으로 관통형 공동이 형성된 물체를 용접 대상물(W)로서 도시하고 있다. In the present invention, an object having a through-type cavity can be used as a welding object W to be welded. For example, a tube-shaped object in which the wall surface is completely closed and a cavity penetrates both sides, or an object in which at least a part of the wall surface is open may be assumed. In the drawings attached to the present specification, an object in which a through-type cavity is formed in a straight line is shown as a welding object W.
특히, 본 발명에서의 용접 대상물(W)은, 공동의 양쪽에서 각각 연장암(30)과 레이저 빔이 투입되어야 하므로 (즉, 한쪽으로는 연장암이 투입되고 반대쪽으로는 레이저 빔이 투입됨), 관통형 공동을 반드시 구비해야만 한다. In particular, the welding object (W) in the present invention, since the
한편, 출사건(20)은, 챔버(100)의 일측벽에(또는, 일측벽의 외부에) 배치되며, 일측벽에 형성된 개구를 통해서 레이저 빔을 챔버 내부를 향하여 조사한다. 즉, 출사건(20)은, 용접물(W)의 용접 부위를 향하여, 특히, 용접물(W)의 공동을 통해 반사경(40)을 향하여, 레이저 빔을 조사한다. 출사건(20)에서 레이저 빔이 출력될 때 용접이 이루어질 수 있으며, 이러한 레이저 빔 출력 동작(또는, 용접 동작)은 제어 컴퓨터(50)에 의해 자동으로 또는 작업자에 의해 수동으로 제어될 수 있다. Meanwhile, the
출사건(20)은, 광섬유와 반반사경(26)과 초점 렌즈(22)와 초점 조정 수단(24)을 구비할 수 있다. The
광섬유는, 외부의 레이저 출력 장치(도시하지 않음)로부터 출력되는 용접용 레이저 빔을 임의의 방향으로 유도할 수 있다.The optical fiber can guide a welding laser beam output from an external laser output device (not shown) in an arbitrary direction.
초점 렌즈(22)는, 챔버(100)의 일측벽에 형성된 개구에 배치될 수 있으며, 광섬유에서 출사하는 레이저 빔이 용접 부위에서 초점을 맺을 수 있도록(초점 렌즈를 통과한 레이저 빔은, 즉시 용접 부위에 도달하거나, 반사경에 반사되어 용접 부위에 도달할 수 있음), 레이저 빔을 굴절시킨다. 초점 렌즈(22)는 하나의 렌즈로 구성될 수도 있으며, 복수의 렌즈를 이용하여 구성될 수도 있다. The
일반적으로 초점 렌즈(22)는, 고정된 초점 거리를 갖는 여러 종류의 렌즈가 준비될 수 있다. 예를 들면, 초점 거리가 100mm, 130mm, 250mm 등으로 고정된 초점 렌즈(22)가 있을 수 있으며, 작업자가 필요한 초점 거리의 초점 렌즈를 선택하여 수동으로 초점 조정 수단에 장착할 수 있다. In general, as the
초점 조정 수단(24)은, 초점 렌즈(22)를 통과한 레이저 빔의 초점 거리를 조정하기 위하여 하나 또는 복수의 초점 렌즈(22)를 광축 방향으로 이송시킬 수 있다. 초점 조정 수단(24)의 이송 동작은 제어 컴퓨터(50)에 의해 자동으로 또는 작업자에 의해 수동으로 이루어질 수 있다. The focus adjustment means 24 may transfer one or
용접이 이루어지기 전 또는 도중에는 이송 테이블(10)이 동작하여 용접물(W)을 여러 방향으로 이동시킬 수 있고, 이에 따라, 초점 렌즈(22)로부터 용접 부위까지의 거리가 변경될 수 있다. 따라서, 이송 테이블(10)의 이송 동작에 따라서 초점 조정 수단(24)을 실시간으로 제어함으로써, 항상 용접 부위에서 초점을 유지시킬 수 있게 된다. Before or during welding, the transfer table 10 is operated to move the welded object W in various directions, and accordingly, the distance from the
또한, 출사건(20)은, 광섬유와 초점 렌즈 사이의 광 경로에 배치되어, 광섬유에서 출사된 레이저 빔을 초점 렌즈(22)를 향하여 반사시키기 위한 반반사경(26)을 더 포함할 수 있다. 반반사경(26)은, 레이저 빔은 반사시키고, 그 외의 광선은 투과하도록 구현될 수 있다. 이로써, 광섬유에서 출사된 용접용 레이저 빔은 반반사경(26)에서 반사되어 초점 렌즈(22)를 통해 용접 부위로 진행할 수 있게 되고, 용접이 이루어짐에 따라 용접 부위에서 발생하는 섬광의 광선 및/또는 용접 부위로부터 나오는 소정의 광선은 반반사경(26)을 투과하여 후술하는 스코프(60)에서 관찰될 수 있게 된다(도 3 참조). 예시로서, 반반사경(26)은 레이저 빔은 99.99% 반사시키고, 후면 코팅이 없어서, 그 외의 광선은 그대로 투과시키도록 구성된다. In addition, the
일반적으로, 출사건(20)은 챔버(100)의 측면에 배치될 것인데, 레이저 용접 장치의 폭을 줄이기 위해서 또는 장치의 전반적인 소형화를 위해서, 출사건(20)의 광섬유를 챔버(100)의 외측벽과 나란하게 배치할 필요성이 있다. 이 경우, 광섬유로부터 출사되어 챔버(100)의 외측벽과 나란하게 진행하는 레이저 빔의 경로를 챔버의 내부로 유도하기 위해서 반사경(즉, 반반사경)이 필요한 것이다. In general, the
연장암(30)은 챔버(100)의 임의의 벽면에 설치되어 챔버의 내부로 연장되는 부품으로서, 연장암(30)의 일측, 특히 챔버(100)의 내부로 연장된 말단부에는 반사경(40)이 구비될 수 있다. 연장암(30)은 용접물(W)의 위치까지, 특히, 용접물(W)의 공동 내부까지 연장될 수 있다. 연장암(30)은 일정한 길이의 부재가 챔버(100)의 내측 벽면에 고정된 형태일 수 있으나, 길이가 신축 가능하거나, 길이 방향을 회전축으로 하여 회전 가능하거나, 필요에 따라서는 임의의 방향으로 굴절될 수 있도록 구성될 수도 있다. 연장암(30)의 이러한 형상의 변경은 제어 컴퓨터(50)에 의해 자동으로 또는 작업자에 의해 수동으로 제어될 수 있다. The
반사경(40)은 레이저 빔을 전반사한다. 또한, 반사경(40)은, 용접 부위로부터 나오는 소정의 광선 또는 주변에서 오는 모든 광선을 전반사시킬 수 있도록 구현될 수 있다. 예를 들면, 반사경(40)의 일측 표면은 알루미늄이 코팅되어 있어서, 모든 광선을 반사시킬 수 있다. The
반사경(40)은, 연장암(30)의 말단부에 배치되기 때문에, 연장암(30)이 공동의 일측으로부터 공동의 내부까지 연장됨에 따라, 공동의 내부에 위치하게 된다. 물론, 용접 부위의 위치에 따라서는, 연장암(30)이 공동의 내부까지 진입하지 않을 수도 있고, 이로써, 반사경(40)이 공동의 내부에 위치하지 않을 수도 있다. 한편, 반사경(40)에 의해서, 공동의 타측으로부터 들어오는 레이저 빔이 공동의 내경면으로 반사될 수 있다. 레이저 빔은, 초점 렌즈(22)의 조정에 의해서, 반사경(40)에서 반사된 후 내경면에서 초점이 맞추어지게 되고, 이로써, 내경면의 용접 부위에서 용접이 이루어지게 된다. Since the
이러한 구성의 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버형 내경면 레이저 용접 장치는, 용접물(W)에 형성된 관통형 공동의 양쪽으로부터 반사경(40)과 레이저 빔이 각각 투입되고, 반사경(40)에서 반사된 레이저 빔이 공동의 내경면을 용접하도록 구성된다. 또한, 챔버 내부를 진공 또는 불활성 가스 분위기로 유지함으로써, 레이저 빔의 주변으로 불활성 가스를 분사하기 위한 경로 형성용 부품 및 노즐 등을 구비할 필요가 없다. In the chamber-type inner mirror surface laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention having this configuration, the
따라서, 이러한 구성에 의하면, 용접물(W)의 공동으로 용접용 프로브(도 1 참조)와 같은 복잡하고 정밀한 구조물을 집어넣을 필요가 없고, 단지 반사경만을 집어넣으면 되므로, 내경면 용접 장치를 간단하게 구현할 수 있게 된다. 또한, 반사경(40)의 크기와 레이저 빔의 직경을 제어함으로써, 매우 작은 구경의 공동의 내경면에 대해서도 용접을 수행할 수 있게 된다. Therefore, according to this configuration, it is not necessary to insert a complex and precise structure such as a welding probe (see Fig. 1) into the cavity of the weldment (W), and only a reflector is inserted, so that the inner mirror surface welding device can be easily implemented. You will be able to. In addition, by controlling the size of the
또한, 연장암(30)의 형상을 제어하고 및/또는 이송 테이블(10)의 이송 동작을 제어함으로써, 다양한 형태의 내경면에 대해서 및 다양한 형태의 용접 부위에 대해서도 용접을 수행할 수 있게 된다. In addition, by controlling the shape of the
다음으로, 도 3을 참조하여, 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 챔버형 내경면 레이저 용접 장치의 구조를 설명한다. 도 3에서 도시하고 설명하는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 챔버형 내경면 레이저 용접 장치는, 상기한 구조에서, 스코프(60)와, 외부면 용접용 출사건(또는, 제2 출사건)(90)과, 반사경 냉각 수단(44)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 이하의 설명에서, 상기한 구조와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략할 수도 있다. Next, referring to FIG. 3, a structure of a chamber-type inner diameter laser welding apparatus according to another embodiment of the present invention will be described. In the chamber-type inner diameter surface laser welding apparatus according to another embodiment of the present invention illustrated and described in FIG. 3, in the above structure, the
스코프(60)는, 챔버(100)의 측벽면 중 임의의 위치에서 용접물(W)의 용접 부위를 카메라를 통해 또는 육안으로 관찰할 수 있도록 구성될 수 있다. 하지만, 바람직하게는, 스코프(60)는, 출사건(20)에 구비된 반반사경(26)의 반사면의 후방에 배치될 수 있으며, 용접 부위에서 나와서 반반사경(26)을 투과한 광선(레이저 빔 이외의 광선)을 통과시킨다. 즉, 스코프(60)는, 반반사경(26)에서 반사경(40)에 이르는 레이저 빔의 광축과 동축일 수 있다. The
스코프(60)를 통과한 광선이 카메라(도시하지 않음)에 의해 촬영되는 경우, 촬영된 영상이 제어 컴퓨터(50)에 의해 자동으로 영상 인식되거나 별도의 모니터에 표시되어 작업자가 직접 확인할 수 있게 될 수 있다. When the light beam passing through the
추가의 구성으로, 챔버 내부의 전체 또는 일부, 특히, 용접 부위를 조명하기 위한 조명수단이 제공될 수 있다(도시하지 않음). 그리고 조명수단의 광선이 용접 부위에서 반사되어 스코프로 입사된 후 작업자 또는 카메라에 의해 관찰될 수 있다. In a further configuration, a luminaire may be provided for illuminating all or part of the interior of the chamber, in particular the welding area (not shown). In addition, after the light beam of the luminaire is reflected from the welding area and incident on the scope, it can be observed by an operator or a camera.
한편, 반사경(40)은, 강력한 에너지를 갖는 용접용 레이저 빔이 직접 도달하여 반사되는 부품이므로, 용접을 수행함에 따라 가열되어 반사 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 반사경(40)의 후면을 따라 흐르는 냉매 유로(44)를 형성하고, 이 냉매 유로(44)를 연장암(30)의 내부에 설치된 연장 유로 또는 연장암의 외부에 배치된 연장 튜브 등을 통해서 챔버 외부의 냉매 순환 장치(도시하지 않음)에 연결시키고 있다. 이러한 구조에 의하여, 챔버형 내경면 레이저 용접 장치의 반사경(40)을 장시간 사용하더라도 일정한 성능의 용접을 수행할 수 있게 된다. 이러한, 냉매 유로, 연장 유로 또는 연장 튜브, 그리고 냉매 순환 장치는 반사경 냉각 수단(44)을 구성한다. On the other hand, since the
또한, 본 실시예에서는, 챔버(100)의 임의의 일측벽에 배치되어, 용접물(W)의 외부면 상의 소정의 용접 부위(또는, 제2 용접 부위)를 향하여, 용접용 레이저 빔(또는, 제2 레이저 빔)을 조사하는 외부면 용접용 출사건(90)을 더 구비할 수 있다. 외부면 용접용 출사건(90)에도 역시, 제2 초점 렌즈(92)가 구비될 수 있어서, 이송 테이블(10)에 안착된 용접물(W)의 외부면에 설정된 제2 용접 부위까지의 거리에 따라 레이저 빔의 초점을 조정할 수 있다. 필요에 따라서는 제2 초점 렌즈(92)도 제어 컴퓨터(50)에 의해 제어될 수 있는 제2 초점 조정 수단을 구비할 수 있다. In addition, in the present embodiment, it is disposed on an arbitrary side wall of the
제어 컴퓨터(50)는, 공동의 내경면을 용접하기 위한 상기한 출사건(20)과 상기 외부면 용접용 출사건(90)의 용접 동작을 동시에 또는 교대로 또는 독립적으로 제어하여, 용접물(W)의 공동 내경면과 외부면을 동시에 또는 교대로 또는 독립적으로 용접할 수 있게 한다. The
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention described above are merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and the scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims. In addition, those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention, and all technical ideas within the scope equivalent to the present invention are the present invention. It should be interpreted as being included in the scope of rights of
Claims (6)
상기 챔버(100)의 내부에 배치되며, 관통형 공동을 구비한 용접물(W)을 임의의 방향으로 이송 가능한 이송 테이블(10);
상기 챔버(100)의 일측벽에 배치되어, 상기 이송 테이블(10)에 설치된 상기 용접물(W)의 상기 공동의 일단측을 통해 상기 공동의 내부를 향하여 용접용 레이저 빔을 조사하는 출사건(20);
상기 챔버(100)의 타측벽에 배치되어, 상기 용접물(W)의 상기 공동의 타단측을 향하여, 상기 챔버(100)의 내부를 향해 연장된 연장암(30);
상기 연장암(30)의 연장된 말단부에 배치되어, 상기 공동의 일단측을 통해 상기 공동의 내부로 조사된 상기 레이저 빔을 상기 용접물(W)의 내경면의 소정 용접 부위를 향하여 반사시키는 반사경(40); 및
상기 레이저 빔의 조사를 제어하기 위해 상기 출사건(20)의 동작을 제어하고, 상기 용접 부위의 형태에 따라 상기 이송 테이블(10)의 이송 동작을 제어하는 제어 컴퓨터(50)를 포함하는, 챔버형 내경면 레이저 용접 장치에 있어서,
상기 출사건(20)은:
상기 레이저 빔을 유도하는 광섬유;
상기 광섬유에서 출사되어 상기 챔버(100)의 내부로 유도된 후 상기 반사경(40)에서 반사된 상기 레이저 빔이 상기 용접 부위에서 초점이 맞추어질 수 있도록, 상기 레이저 빔의 초점을 변경하기 위한 초점 렌즈(22); 및
상기 초점 렌즈(22)를 광축 방향으로 이송하는 초점 조정 수단(24)을 구비하고,
상기 제어 컴퓨터(50)는, 상기 용접물(W)의 상기 용접 부위가 이동하더라도 상기 용접 부위에서 상기 레이저 빔의 초점이 유지될 수 있게 하기 위하여, 상기 이송 테이블(10)의 이송 동작에 대응하여 상기 초점 조정 수단(24)의 동작을 제어하고,
상기 출사건(20)은:
상기 레이저 빔은 반사시키고 그외의 광선은 투과시키도록 구성됨으로써, 상기 광섬유에서 출사된 상기 레이저 빔을 상기 초점 렌즈(22)를 향하여 반사시키는 반반사경(26)을 더 포함하고;
상기 챔버형 내경면 레이저 용접 장치는:
상기 용접 부위에서 용접이 이루어짐에 따라 발생한 섬광에 의해 상기 용접 부위로부터 나와서 상기 반반사경(26)을 투과한 광선을 관찰하도록 구성된 스코프(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 챔버형 내경면 레이저 용접 장치.Chamber 100;
A transfer table 10 disposed inside the chamber 100 and capable of transferring a weldment W having a through-type cavity in an arbitrary direction;
An exit incident 20 disposed on one side wall of the chamber 100 to irradiate a laser beam for welding toward the inside of the cavity through one end of the cavity of the weldment W installed on the transfer table 10 );
An extension arm (30) disposed on the other side wall of the chamber (100) and extending toward the other end of the cavity of the weld (W) and extending toward the inside of the chamber (100);
A reflector disposed at the extended distal end of the extension arm 30 to reflect the laser beam irradiated into the cavity through one end side of the cavity toward a predetermined welding portion of the inner surface of the welded material W ( 40); And
A chamber comprising a control computer 50 that controls the operation of the emission gun 20 to control the irradiation of the laser beam, and controls the transfer operation of the transfer table 10 according to the shape of the welding portion In the inner diameter surface laser welding device,
The above events (20) are:
An optical fiber guiding the laser beam;
A focus lens for changing the focus of the laser beam so that the laser beam emitted from the optical fiber and guided into the chamber 100 and then reflected by the reflector 40 can be focused at the welding area (22); And
And a focus adjustment means 24 for transferring the focus lens 22 in the optical axis direction,
The control computer 50, in response to the transfer operation of the transfer table 10, so that the focus of the laser beam can be maintained at the welding area even if the welding area of the welding material W moves. Control the operation of the focus adjustment means 24,
The above events (20) are:
By reflecting the laser beam and transmitting other light rays, further comprising a reflection mirror 26 reflecting the laser beam emitted from the optical fiber toward the focus lens 22;
The chamber-type inner diameter laser welding device:
The chamber-type inner surface laser, characterized in that it further comprises a scope (60) configured to observe a light beam that has passed through the anti-reflector (26) coming out of the welding region by a flash generated by the welding at the welding region Welding device.
상기 챔버(100)의 내부는, 상기 출사건(20)이 동작하여 용접이 수행되는 동안, 진공 또는 불활성 가스 분위기로 유지되는 것을 특징으로 하는, 챔버형 내경면 레이저 용접 장치.The method of claim 1,
The interior of the chamber 100 is characterized in that, while the emission gun 20 is operated and welding is performed, the chamber-type inner diameter laser welding apparatus is maintained in a vacuum or inert gas atmosphere.
상기 연장암(30)은, 상기 레이저 빔에 의해 가열된 상기 반사경(40)을 냉각시키기 위한 냉매 유로(44)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 챔버형 내경면 레이저 용접 장치.The method of claim 1,
The extension arm (30) further comprises a coolant flow path (44) for cooling the reflector (40) heated by the laser beam.
상기 챔버형 내경면 레이저 용접 장치는:
상기 챔버(100)의 또다른 일측벽에 배치되어, 상기 용접물(W)의 외부면 상의 소정 제2 용접 부위를 향하여, 상기 챔버(100)의 내부를 향해, 제2 용접용 레이저 빔을 조사하는 제2 출사건(90)을 더 포함하고,
상기 제어 컴퓨터(50)는, 상기 출사건(20)과 상기 이송 테이블(10)의 제어와 관련하여 상기 제2 출사건(90)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 챔버형 내경면 레이저 용접 장치.The method of claim 1,
The chamber-type inner diameter laser welding device:
It is disposed on another side wall of the chamber 100 to irradiate a second welding laser beam toward a predetermined second welding portion on the outer surface of the weldment W, toward the inside of the chamber 100 Including a second incident (90) further,
The control computer 50, characterized in that for controlling the operation of the second emission event 90 in connection with the control of the emission event 20 and the transfer table 10, chamber type inner mirror surface laser welding Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190105062A KR102204156B1 (en) | 2019-08-27 | 2019-08-27 | Chamber type inner wall laser welding apparatus |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114985925A (en) * | 2022-05-18 | 2022-09-02 | 武汉逸飞激光股份有限公司 | Gas-shielded laser welding method and device |
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2019
- 2019-08-27 KR KR1020190105062A patent/KR102204156B1/en active IP Right Grant
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