KR102261161B1 - 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치 - Google Patents

레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102261161B1
KR102261161B1 KR1020210012209A KR20210012209A KR102261161B1 KR 102261161 B1 KR102261161 B1 KR 102261161B1 KR 1020210012209 A KR1020210012209 A KR 1020210012209A KR 20210012209 A KR20210012209 A KR 20210012209A KR 102261161 B1 KR102261161 B1 KR 102261161B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
laser beam
rim
upper plate
cover
Prior art date
Application number
KR1020210012209A
Other languages
English (en)
Inventor
한상배
이완
김대철
김수원
강병길
Original Assignee
(주)이브이레이저
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)이브이레이저 filed Critical (주)이브이레이저
Priority to KR1020210012209A priority Critical patent/KR102261161B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102261161B1 publication Critical patent/KR102261161B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426—Fixtures for other work
    • B23K37/0435—Clamps
    • B23K37/0443—Jigs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
    • B25J15/0066—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors with different types of end effectors, e.g. gripper and welding gun
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B29C65/14—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using wave energy, i.e. electromagnetic radiation, or particle radiation
    • B29C65/16—Laser beams
    • B29C65/1629—Laser beams characterised by the way of heating the interface
    • B29C65/1635—Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding
    • B29C65/1641—Laser beams characterised by the way of heating the interface at least passing through one of the parts to be joined, i.e. laser transmission welding making use of a reflector on the opposite side, e.g. a polished mandrel or a mirror
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7802—Positioning the parts to be joined, e.g. aligning, indexing or centring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7841—Holding or clamping means for handling purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은, 입체적 형태인 불투명 플라스틱으로 이루어지는 하우징(P2)의 제2용접테두리(R2)에 레이저빔이 투과되는 투명 플라스틱으로 이루어지는 커버(P1)의 제1용접테두리(R1)를 레이저빔을 이용하여 용접하기 위한, 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치에 관한 것이다. 이러한 플라스틱 용접장치는, 상부측에 다수의 승강실린더(20)가 설치되는 베이스(10)와; 승강실린더(20) 내측의 상기 베이스(10)에 설치되는 것으로서, 하우징(P2)에 포개어진 커버(P1)로 구성되는 가조립체(P)를 거치하는 센터지그(30)와; 가조립체(P) 상부측에서 상기 승강실린더(20)에 승강 가능하게 지지되는 것으로서 내측에 스페이스(41)가 형성된 어퍼플레이트(40)와; 어퍼플레이트(40)에 지지되어 상기 제1용접테두리(R1)를 기준으로 커버(P1) 외측을 가압하는 외측가압부(50)와; 어퍼플레이트(40)에 지지되어 제1용접테두리(R1)를 기준으로 상기 커버(P1)의 내측을 가압하는 내측가압부(60)와; 외측가압부(50)와 내측가압부(60) 사이에 형성된 것으로서 상부측에서 조사되는 레이저빔(L)을 상기 제1용접테두리(R1) 측으로 반사시키는 반사채널(70)과; 레이저빔(B)을 발생하는 광원(80)과; 베이스(10) 외측에 지지된 것으로서 레이저빔(B)이 상기 반사채널(70)로 조사되도록 광원(80)을 전후좌우 방향으로 이동시키는 관절로봇(90);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치{Laser plastic welding apparatus}
본 발명은 플라스틱 용접장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 관절 로봇에 지지되는 광원에서 조사되는 레이저빔을 반사채널을 이용하여 플라스틱으로 된 가조립체의 제1,2용접테두리로 반사시킴으로써 입체적 형상의 가조립체를 신속하게 용접할 수 있는, 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라스틱으로 된 두 개의 부재를 접합하는 방식으로, 접합하고자 하는 상,하부 부재 중 어느 한부재에 접착제를 바르거나 초음파용접 또는 진동용접 또는 열판용접 방식을 통해 접합하는 방식이 있다.
그러나 이러한 방식은 접착제의 사용에 따라 환경오염이 발생되고, 접합부분의 외관품질이 낮고, 또한 접합강도가 일정하지 않아 기계적 외력이 가해졌을 때 제품 내부의 손상이 발생되었으며 무엇보다 수밀성의 문제가 야기되었다.
이러한 문제점에 따라, 국부적으로 열을 전도함과 동시에 비접촉식으로 구현하는 레이저 용접방식이 제안되었다.
레이저빔 용접방식이란, 하부부재가 되는 불투명 플라스틱의 하우징에 레이저빔이 투과되는 특성의 플라스틱 커버를 밀착시켜 하우징 가장자리측의 제2용접테두리와 커버 가장자리측의 제1용접테두리가 포개어진 가조립체를 형성하고, 이후 로봇에 지지되는 광원이 레이저빔을 제1,2용접테두리를 따라 조사함으로서 커버를 하우징에 용접시키는 것을 의미한다. 즉, 커버의 제1용접테두리를 투과한 레이저가 불투명 하우징의 제2용접테두리에서 흡수됨으로써 용융되는 제2용접테두리가 제1용접테두리와 용접되고, 이에 따라 커버와 하우징이 결합되는 것이다.
그런데 제1,2용접테두리의 폭은 1~2 mm 내외로 매우 작기 때문에 레이저빔이 제1,2용접테두리측으로 조사되기 위하여 로봇은 광원을 매우 정밀하게 천천히 이동시켜야 하였고, 이 과정에서 많은 시간이 소요되어 용접 관련 생산성이 크지 않았다.
또한 로봇이 광원을 정확하게 움직이기 위하여 매우 정밀한 세팅 및 조작이 필요한데, 이를 위하여 고도의 숙련도가 요구되었고, 만약 정밀한 세팅이나 조작이 되지 않을 경우 렌즈와 하우징의 결합이 완벽하게 되지 않았다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 관절로봇 및 반사채널을 이용함에도 불구하고 플라스틱으로 된 입체적인 가조립체를 신속하게 용접할 수 있어 용접관련 생산성을 높일 수 있는, 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 관절로봇 광원 및 반사채널을 이용한 플라스틱 용접장치는, 입체적 형태인 불투명 플라스틱으로 이루어지는 하우징(P2)의 제2용접테두리(R2)에 레이저빔이 투과되는 투명 플라스틱으로 이루어지는 커버(P1)의 제1용접테두리(R1)를 레이저빔을 이용하여 용접하기 위한 것으로서, 상부측에 다수의 승강실린더(20)가 설치되는 베이스(10); 상기 승강실린더(20) 내측의 상기 베이스(10)에 설치되는 것으로서, 상기 하우징(P2)에 포개어진 커버(P1)로 구성되는 가조립체(P)를 거치하는 센터지그(30); 상기 가조립체(P) 상부측에서 상기 승강실린더(20)에 승강 가능하게 지지되는 것으로서 내측에 스페이스(41)가 형성된 어퍼플레이트(40); 상기 어퍼플레이트(40)에 지지되어 상기 제1용접테두리(R1)를 기준으로 상기 커버(P1) 외측을 가압하는 외측가압부(50); 상기 어퍼플레이트(40)에 지지되어 상기 제1용접테두리(R1)를 기준으로 상기 커버(P1)의 내측을 가압하는 내측가압부(60); 상기 외측가압부(50)와 내측가압부(60) 사이에 형성된 것으로서 상부측에서 조사되는 레이저빔(L)을 상기 제1용접테두리(R1) 측으로 반사시키는 반사채널(70); 레이저빔(B)을 발생하는 광원(80); 및 상기 베이스(10) 외측에 지지된 것으로서 상기 레이저빔(B)이 상기 반사채널(70)로 조사되도록 상기 광원(80)을 전후좌우 방향으로 이동시키는 관절로봇(90);을 포함하고, 상기 외측가압부(50)는, 상기 스페이스(41) 주위의 상기 어퍼플레이트(40) 하부측에 배치되는 테두리형태의 테두리날개(51)와, 상기 테두리날개(51)의 내측과 연결된 것으로서 상기 제1용접테두리(R1) 외측에서 상기 커버(P1)를 가압하는 테두리지그(52)와, 상기 어퍼플레이트(40) 하부면에 설치되어 상기 테두리날개(51)를 전후좌우 방향으로 이동시키기 위한 다수의 하부인디게이터(53)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
본 발명에 있어서, 상기 내측가압부(60)는, 상기 어퍼플레이트(40)의 상부측에서 상기 스페이스(41)를 덮는 투과플레이트(61)와, 상기 투과플레이트(61)의 하부에 결합된 것으로서 상기 테두리지그(52)의 내측에 위치되어 상기 제1용접테두리(R1) 내측에서 상기 커버(P1)를 가압하는 내측지그(62)와, 상기 어퍼플레이트(40)의 상부면 위치되어 상기 투과플레이트(61)를 지지하는 플레이트테두리(63)를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 내측가압부(60)는, 상기 어퍼플레이트(40) 상부면에 설치되어 상기 플레이트테두리(63)를 전후좌우 방향으로 이동시키기 위한 다수의 상부인디게이터(64)를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 반사채널(70)은, 상기 테두리지그(52)의 내주면에 형성된 것으로 상기 투과플레이트(61)를 투과한 레이저빔(L)을 반사하기 위한 제1반사면(81)과, 상기 제1반사면(81)과 이격되게 상기 내측지그(62)의 외주면에 형성된 것으로서 상기 제1반사면(81)에서 반사된 레이저빔(L)을 재반사시키는 제2반사면(82)을 포함한다.
본 발명에 따르면, 하우징(P2)에 포개어진 커버(P1)로 구성되는 플라스틱 재질의 가조립체(P)를 거치하는 센터지그(30)와, 승강실린더(20)에 승강 가능하게 지지되는 어퍼플레이트(40)와, 어퍼플레이트(40)에 지지되어 제1용접테두리(R1)를 기준으로 상기 커버(P1) 외측을 가압하는 외측가압부(50)와, 어퍼플레이트(40)에 지지되어 제1용접테두리(R1)를 기준으로 커버(P1)의 내측을 가압하는 내측가압부(60)와, 외측가압부(50)와 내측가압부(60) 사이에 형성된 반사채널(70)을 포함함으로서, 관절로봇(90)에 지지되는 광원(80)으로부터 조사되는 레이저빔(L)을 반사채널(70)을 통하여 제1,2용접테두리(R1)(R2)로 가이드할 수 있고, 이에 따라 하우징(P2)과 커버(P1)의 용접을 신속하고 정확하게 수행하도록 함으로써 생산성을 높일 수 있다.
또한 반사채널(70)의 입구측 폭은 제2용접테두리(R2) 측의 출구쪽 폭보다 넓기 때문에, 관절로봇을 매우 정밀하게 세팅하거나 조작하거나 않아도, 또한 관절로봇(90)이 광원(80)을 빠르게 움직여 레이저빔(B)이 오차를 가지고 반사채널(70) 입구로 조사되더라도, 레이저빔(L)은 반사채널(70)을 통하여 제1,2용접테두리(R1)(R2)로 정확히 가이드되고, 이에 따라 관절로봇을 사용함에도 불구하고 하우징(P2)과 커버(P1)의 용접을 신속하고 정확하게 수행하도록 할 수 있어 생산성을 높일 수 있다라는 작용효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치의 사시도,
도 2는 도 1의 플라스틱 용접장치의 측면도,
도 3은 도 1의 플라스틱 용접장치를 다른 각도에서 본 측면도,
도 4는 도 2의 IV-IV' 선을 따른 단면도,
도 5는 도 3의 플라스틱 용접장치의 주요 부분을 발췌하여 도시한 단면도.
이하, 본 발명에 따른 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정 되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 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", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 플라스틱 용접장치의 측면도이고, 도 3은 도 1의 플라스틱 용접장치를 다른 각도에서 본 측면도이다. 또한, 도 4는 도 2의 IV-IV' 선을 따른 단면도이고, 도 5는 도 3의 플라스틱 용접장치의 주요 부분을 발췌하여 도시한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치는, 입체적 형태인 불투명 플라스틱으로 이루어지는 하우징(P2)의 제2용접테두리(R2)에 레이저빔이 투과되는 투명 플라스틱으로 이루어지는 커버(P1)의 제1용접테두리(R1)를 레이저빔을 이용하여 용접하기 위한 것이다.
이러한 레이저플라스틱 용접장치는, 상부측에 다수의 승강실린더(20)가 설치되는 베이스(10)와; 승강실린더(20) 내측의 베이스(10)에 설치되는 것으로서, 하우징(P2)에 포개어진 커버(P1)로 구성되는 가조립체(P)를 거치하는 센터지그(30)와; 가조립체(P) 상부측에서 승강실린더(20)에 승강 가능하게 지지되는 것으로서 내측에 스페이스(41)가 형성된 어퍼플레이트(40)와; 어퍼플레이트(40)에 지지되어 상기 제1용접테두리(R1)를 기준으로 상기 커버(P1) 외측을 가압하는 외측가압부(50)와; 어퍼플레이트(40)에 지지되어 제1용접테두리(R1)를 기준으로 커버(P1)의 내측을 가압하는 내측가압부(60)와; 외측가압부(50)와 내측가압부(60) 사이에 형성된 것으로서 상부측에서 조사되는 레이저빔(L)을 상기 제1용접테두리(R1) 측으로 반사시키는 반사채널(70)과; 레이저빔(B)을 발생하는 광원(80)과; 베이스(10) 외측에 지지된 것으로서 레이저빔(B)이 상기 반사채널(70)로 조사되도록 광원(80)을 전후좌우 방향으로 이동시키는 관절로봇(90);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
센터지그(30)에 지지되는 가조립체(P) 상부측 중앙에 위치되어 반사채널(70)로 레이저빔(L)을 전후좌우 방향으로 조사하는 것으로서, 레이저발진기, 광원 및 다수의 회동미러로 구성된 레이저빔스캐너(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하우징(P2)에 포개어진 커버(P1)로 이루어지는 가조립체(P)는, 제1,2용접테두리(R1)(R2)가 레이저빔(L)에 의하여 용접됨으로서 완전히 결합되고, 용접이 완료되면 다양한 분야에 사용되고, 예를 들면 자동차의 프론트 램프 또는 리어램프의 몸체로 사용된다.
승강실린더(20)는 베이스(10)를 기준으로 어퍼플레이트(40)를 상부측으로 상승시키거나 하강시킨다. 본 실시예에서 승강실린더(20)는 베이스(10)에 센터지그(30)를 중심으로 3 개가 삼각형으로 배치되어 이루어진다. 이러한 승강실린더(20)는 베이스(10)에 지지되는 실린더몸체(21)와, 실린더몸체(21)에서 상부측으로 출몰되는 것ㅇ로서 어퍼플레이트(40)의 모서리측과 연결된 실린더로드(22)를 포함하며, 실린더로드(22)가 실린더몸체(21)에 출몰되는 정도에 따라 어퍼플레이트(40)를 승강시킨다.
센터지그(30)는 하우징(P2)에 포개어진 커버(P1)로 이루어지는 가조립체(P)를 움직이지 않게 거치하며, 단독으로 구현될 수도, 여러개의 블록으로 구현될 수도 있다.
어퍼플레이트(40)에는 관통되는 스페이스(41)가 형성되고, 스페이스(41)의 주위에는 외측가압부(50) 및 내측가압부(60)가 설치된다. 어퍼플레이트(40)는 승강실린더(20)에 의하여 승강함으로써 외측가압부(50) 및 내측가압부(60)가 센터지그(30)에 안착된 커버(P1)를 선택적으로 가압하도록 한다.
외측가압부(50)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 어퍼플레이트(40) 하부측에서 제1용접테두리(R1)를 기준으로 커버(P1) 외측을 가압한다. 이러한 외측가압부(50)는, 스페이스(41) 주위의 어퍼플레이트(40) 하부측에 배치되는 테두리형태의 테두리날개(51)와, 테두리날개(51)의 내측과 연결된 것으로서 제1용접테두리(R1) 외측에서 상기 커버(P1)를 가압하는 테두리지그(52)와, 어퍼플레이트(40) 하부면에 설치되어 테두리날개(51)를 전후좌우 방향으로 이동시키기 위한 다수의 하부인디게이터(53)와, 테두리날개(51)의 날개체결공(미도시)을 관통하여 어퍼플레이트(40) 하부면에 결합된 것으로서 테두리날개(51)가 전후좌우 방향으로 이동하는 동안 어퍼플레이트(40)로부터 분리되지 않도록 가이드하는 하부가이드볼트(54)를 포함한다.
테두리날개(51)와 테두리지그(52)는 한몸체를 이루며, 테두리지그(52)의 내주면에는 후술할 반사채널(70)을 이루는 제1반사면(71)이 형성된다.
하부인디게이터(53)는, 테두리지그(52)의 내주면이 제1용접테두리(R1)의 외측을 감싸는 위치에 오도록 테두리날개(51)를 전후좌우 방향으로 이동시킨다. 하부인디게이터(53)는 테두리날개(51)의 모서리에 대하여 직각 방향으로 위치되게 2 개씩 설치되며, 총 8개로 이루어진다. 이러한 8개의 하부인디게이터(53)는 테두리날개(51)를 전후좌우 방향으로 미세하게 움직임으로써, 테두리지그(52)가 제1용접테두리(R1)의 외측에 위치되도록 테두리날개(51)의 위치를 정밀하게 보정한다.
하부가이드볼트(54)는 테두리날개(51)를 어퍼플레이트(40)의 하부면으로부터 분리되지 않게 지지함과 동시에 전후좌우 방향으로 이동 가능하도록 지지한다. 이를 위하여 하부가이드볼트(54)에는 날개체결공에 비하여 큰 직경을 가지는 헤드를 가진다.
내측가압부(60)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 어퍼플레이트(40) 상부측에 지지되어 제1용접테두리(R1)를 기준으로 커버(P1)의 내측을 가압한다. 이러한 내측가압부(60)는, 어퍼플레이트(40)의 상부측에서 스페이스(41)를 덮는 투과플레이트(61)와, 투과플레이트(61)의 하부에 결합된 것으로서 테두리지그(52)의 내측에 위치되어 제1용접테두리(R1) 내측에서 커버(P1)를 가압하는 내측지그(62)와, 어퍼플레이트(40)의 상부면 위치되어 상기 투과플레이트(61)를 지지하는 플레이트테두리(63)와, 어퍼플레이트(40) 상부면에 설치되어 플레이트테두리(63)를 전후좌우 방향으로 이동시키기 위한 다수의 상부인디게이터(64)와, 플레이트테두리(63)의 테두리체결공(미도시)을 관통하여 어퍼플레이트(40) 상부면에 결합된 것으로서 플레이트테두리(63)가 전후좌우 방향으로 이동하는 동안 어퍼플레이트(40)로부터 분리되지 않도록 가이드하는 상부가이드볼트(65)를 포함한다.
상부인디게이터(64)는, 투과플레이트(61)에 지지되는 내측지그(62)의 외주면이 제1용접테두리(R1)의 내측 위치에 오도록 플레이트테두리(63)를 전후좌우 방향으로 이동시킨다. 상부인디게이터(64)는 플레이트테두리(63)의 모서리에 대하여 직각 방향으로 위치되게 2 개씩 설치되며 총 8개로 이루어진다. 이러한 8 개의 상부인디게이터(64)는 플레이트테두리(63)를 전후좌우 방향으로 미세하게 움직임으로써, 내측지그(62)가 제1용접테두리(R1)의 내측에 위치되도록 플레이트테두리(63)의 위치를 정밀하게 보정한다.
상부가이드볼트(65)는 플레이트테두리(63)를 어퍼플레이트(40)의 상부면으로부터 분리되지 않게 지지함과 동시에 전후좌우 방향으로 이동 가능하도록 지지한다. 이를 위하여 상부가이드볼트(65)에는 테두리체결공에 비하여 큰 직경을 가지는 헤드를 가진다.
반사채널(70)은 테두리지그(52)의 내주면에 형성된 것으로 상기 투과플레이트(61)를 투과한 레이저빔(L)을 반사하기 위한 제1반사면(71)과, 제1반사면(71)과 이격되게 내측지그(62)의 외주면에 형성된 것으로서 제1반사면(71)에서 반사된 레이저빔(L)을 재반사시키는 제2반사면(72)을 포함하며, 커버(P1)의 제2용접테두리(R2)의 상부측을 노출시키는 폐곡선을 이룬다.
반사채널(70)은 테두리지그(52) 내주면과 내측지그(62) 외주면을 매끄럽게 가공한 후 반사채널 내부에서 레이저빔의 반사가 일어날 수 있도록 금 또는 기타물질을 도금하여 반사될수 있도록 함으로써 구현되며, 반사채널(70)의 입구측 폭은 제2용접테두리(R2) 측의 출구쪽 폭보다 넓고, 바람직하게는 입구측 폭이 출구측 폭의 3배 이상이다. 이 경우, 광원(80)에서 조사되는 레이저빔(L)의 폭이 제2용접테두리(R2)의 폭보다 크더라도, 광원(80)에서 조사되는 레이저빔(L)인 반사채널(70)의 입구를 통하여 출구측을 빠져나올 때, 여러번의 재반사를 거쳐 제2용접테리(R2) 측으로 집속되고, 이에 따라 용접 품질을 높일 수 있다.
광원(80)은 레이저발진기 및 다수의 렌즈로 이루어지며, 용접을 위한 레이저빔(B)을 조사한다.
관절로봇(90)은 광원(80)을 잡은 팔이 여러 각도로 회동될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 레이저플라스틱 용접장치에 따르면, 하우징(P2)에 포개어진 커버(P1)로 구성되는 플라스틱 재질의 가조립체(P)를 거치하는 센터지그(30)와, 승강실린더(20)에 승강 가능하게 지지되는 어퍼플레이트(40)와, 어퍼플레이트(40)에 지지되어 제1용접테두리(R1)를 기준으로 상기 커버(P1) 외측을 가압하는 외측가압부(50)와, 어퍼플레이트(40)에 지지되어 제1용접테두리(R1)를 기준으로 커버(P1)의 내측을 가압하는 내측가압부(60)와, 외측가압부(50)와 내측가압부(60) 사이에 형성된 반사채널(70)을 포함함으로서, 관절로봇(90)에 지지되는 광원(80)으로부터 조사되는 레이저빔(L)을 반사채널(70)을 통하여 제1,2용접테두리(R1)(R2)로 가이드할 수 있고, 이에 따라 하우징(P2)과 커버(P1)의 용접을 신속하고 정확하게 수행하도록 함으로써 생산성을 높일 수 있다.
또한 반사채널(70)의 입구측 폭은 제2용접테두리(R2) 측의 출구쪽 폭보다 넓기 때문에, 관절로봇을 매우 정밀하게 세팅하거나 조작하거나 않아도, 또한 관절로봇(90)이 광원(80)을 빠르게 움직여 레이저빔(B)이 오차를 가지고 반사채널(70) 입구로 조사되더라도, 레이저빔(L)은 반사채널(70)을 통하여 제1,2용접테두리(R1)(R2)로 정확히 가이드되고, 이에 따라 관절로봇을 사용함에도 불구하고 하우징(P2)과 커버(P1)의 용접을 신속하고 정확하게 수행하도록 할 수 있어 생산성을 높일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
P ... 가조립체 P1 ... 커버
R1 ... 제1용접테두리 P2 ... 하우징
R2 ... 제2용접테두리 L ... 레이저빔
10 ... 베이스 20 ... 승강실린더
21 ... 실린더몸체 22 ... 실린더로드
30 ... 센터지그 40 ... 어프플레이트
41 ... 스페이스 50 ... 외측가압부
51 ... 테두리날개 52 ... 테두리지그
53 ... 하부인디게이터 54 ... 하부가이드볼트
60 ... 내측가압부 61 ... 투과플레이트
62 ... 내측지그 63 ... 플레이트테두리
64 ... 상부인디게이터 65 ... 상부가이드볼트
70 ... 반사채널 71 ... 제1반사면
72 ... 제2반사면 80 ... 광원
90 ... 관절로봇

Claims (6)

  1. 입체적 형태인 불투명 플라스틱으로 이루어지는 하우징(P2)의 제2용접테두리(R2)에 레이저빔이 투과되는 투명 플라스틱으로 이루어지는 커버(P1)의 제1용접테두리(R1)를 레이저빔을 이용하여 용접하기 위한 것으로서,
    상부측에 다수의 승강실린더(20)가 설치되는 베이스(10);
    상기 승강실린더(20) 내측의 상기 베이스(10)에 설치되는 것으로서, 상기 하우징(P2)에 포개어진 커버(P1)로 구성되는 가조립체(P)를 거치하는 센터지그(30);
    상기 가조립체(P) 상부측에서 상기 승강실린더(20)에 승강 가능하게 지지되는 것으로서 내측에 스페이스(41)가 형성된 어퍼플레이트(40);
    상기 어퍼플레이트(40)에 지지되어 상기 제1용접테두리(R1)를 기준으로 상기 커버(P1) 외측을 가압하는 외측가압부(50);
    상기 어퍼플레이트(40)에 지지되어 상기 제1용접테두리(R1)를 기준으로 상기 커버(P1)의 내측을 가압하는 내측가압부(60);
    상기 외측가압부(50)와 내측가압부(60) 사이에 형성된 것으로서 상부측에서 조사되는 레이저빔(L)을 상기 제1용접테두리(R1) 측으로 반사시키는 반사채널(70);
    레이저빔(B)을 발생하는 광원(80); 및
    상기 베이스(10) 외측에 지지된 것으로서 상기 레이저빔(B)이 상기 반사채널(70)로 조사되도록 상기 광원(80)을 전후좌우 방향으로 이동시키는 관절로봇(90);을 포함하고,
    상기 외측가압부(50)는, 상기 스페이스(41) 주위의 상기 어퍼플레이트(40) 하부측에 배치되는 테두리형태의 테두리날개(51)와, 상기 테두리날개(51)의 내측과 연결된 것으로서 상기 제1용접테두리(R1) 외측에서 상기 커버(P1)를 가압하는 테두리지그(52)와, 상기 어퍼플레이트(40) 하부면에 설치되어 상기 테두리날개(51)를 전후좌우 방향으로 이동시키기 위한 다수의 하부인디게이터(53)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 내측가압부(60)는,
    상기 어퍼플레이트(40)의 상부측에서 상기 스페이스(41)를 덮는 투과플레이트(61)와,
    상기 투과플레이트(61)의 하부에 결합된 것으로서 상기 테두리지그(52)의 내측에 위치되어 상기 제1용접테두리(R1) 내측에서 상기 커버(P1)를 가압하는 내측지그(62)와,
    상기 어퍼플레이트(40)의 상부면 위치되어 상기 투과플레이트(61)를 지지하는 플레이트테두리(63)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 내측가압부(60)는,
    상기 어퍼플레이트(40) 상부면에 설치되어 상기 플레이트테두리(63)를 전후좌우 방향으로 이동시키기 위한 다수의 상부인디게이터(64)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 반사채널(70)은,
    상기 테두리지그(52)의 내주면에 형성된 것으로 상기 투과플레이트(61)를 투과한 레이저빔(L)을 반사하기 위한 제1반사면(81)과,
    상기 제1반사면(81)과 이격되게 상기 내측지그(62)의 외주면에 형성된 것으로서 상기 제1반사면(81)에서 반사된 레이저빔(L)을 재반사시키는 제2반사면(82)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치.
KR1020210012209A 2021-01-28 2021-01-28 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치 KR102261161B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210012209A KR102261161B1 (ko) 2021-01-28 2021-01-28 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210012209A KR102261161B1 (ko) 2021-01-28 2021-01-28 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102261161B1 true KR102261161B1 (ko) 2021-06-08

Family

ID=76399181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210012209A KR102261161B1 (ko) 2021-01-28 2021-01-28 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102261161B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101028842B1 (ko) * 2008-08-20 2011-04-12 에스엘 주식회사 레이저 용접 장치
KR20150138080A (ko) * 2014-05-30 2015-12-09 오토모티브 라이팅 이탈리아 에스.피.에이 자동차 등의 레이저 용접 방법 및 관련 자동차 등

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101028842B1 (ko) * 2008-08-20 2011-04-12 에스엘 주식회사 레이저 용접 장치
KR20150138080A (ko) * 2014-05-30 2015-12-09 오토모티브 라이팅 이탈리아 에스.피.에이 자동차 등의 레이저 용접 방법 및 관련 자동차 등

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230031507A1 (en) Roof laser brazing system
CN101898419B (zh) 塑料激光焊接方法
JP6105781B2 (ja) レーザーシンクロ溶接プロセスと装置
CN106392232B (zh) 车顶激光钎焊系统
US7287877B2 (en) Vehicular lighting device and beam welding method
US20060134994A1 (en) Beam welding apparatus and beam welding method
US10265793B2 (en) Side panel home-positioning jig for roof laser-brazing system
JP2013530837A (ja) 金属薄板部分をレーザ接合する方法および装置
JP2010524691A (ja) 少なくとも二つの構成部品をクランプ留めするためのクランプ装置
CN107344278B (zh) 后处理工具
JP2006012502A (ja) 車輌用灯具の製造方法及び車輌用灯具の製造装置。
KR20170014897A (ko) 루프 레이저 브레이징 시스템용 루프 가압 지그
KR102261161B1 (ko) 레이저빔 반사채널 및 다관절로봇을 이용한 레이저플라스틱 용접장치
KR100986074B1 (ko) 플라스틱 접합용 레이저 접합 장치
US5484982A (en) Beam axis adjusting method for a laser robot
KR102540437B1 (ko) 트렁크 리드 조립용 지그장치
CN111629888B (zh) 夹紧装置及相关的激光焊接设备
KR102261162B1 (ko) 레이저빔 반사채널 및 스캐너를 이용한 레이저플라스틱 용접장치
JP2002224871A5 (ko)
KR100565121B1 (ko) 레이저 용접용 지그 장치
JPH11226763A (ja) レーザ溶接装置
KR102171683B1 (ko) 레이저빔의 반사를 이용한 플라스틱 용접시스템
JP2020097050A (ja) レーザシーム溶接ガン、及び、レーザシーム溶接システム
KR20190045712A (ko) 타원궤적 추종형 레이저 융착장치
CN211307433U (zh) 一种激光束连接塑料工件的装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant