KR102566049B1 - Solar panel support manufacturing method using laser welding - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고내식성 용융 아연 도금 강판을 이용하여 구조용 부재들을 먼저 제조하고, 각각 제조된 구조용 부재들을 레이저 용접으로 서로 결합하여 현장에서 별도의 조립 없이 바로 사용할 수 있는 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법에 있어서, 지지대의 구성요소인 부재들의 제조를 위하여 소지강판 양면에 용융 아연 합금 성분의 도금층이 형성된 고내식 합금 도금 강판을 준비하는 부재 제조용 강판 준비 단계; 준비된 도금 강판을 제단한 후 포밍 공정 등을 통하여 필요한 단면 형태로 가공을 수행한 후 필요한 크기로 절단하는 절단 공정을 포함하는 부재 제조 단계; 상기 부재 제조 단계를 통하여 제조된 부재들은 지그에 장착하는 지그 장착 단계; 지그에 장착된 부재들 중 용접을 수행하는 부재들을 서로 가압하는 가압 단계; 및 겹쳐진 부재들 중 노출된 외면에 레이저를 주사하여 레이저 용접을 수행하는 접합 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention manufactures a solar cell panel support using laser welding that can be used immediately without separate assembly in the field by first manufacturing structural members using high-corrosion-resistant hot-dip galvanized steel sheets, and combining the manufactured structural members with each other by laser welding. Its purpose is to provide a method.
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a solar cell panel support using laser welding, in which a plating layer of a molten zinc alloy component is formed on both sides of a base steel sheet for manufacturing members that are components of the support. A steel plate preparation step for preparing a member for manufacturing a steel plate; A member manufacturing step including a cutting process of cutting the prepared plated steel sheet, processing it into a required cross-sectional shape through a forming process, and then cutting it into a required size; A jig mounting step of mounting the members manufactured through the member manufacturing step to a jig; A pressing step of pressing members to be welded among members mounted on the jig to each other; and a bonding step of performing laser welding by scanning a laser beam on the exposed outer surfaces of the overlapping members.
Description
본 발명은 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지붕에 설치되는 태양전지 패널을 지지하는 지지대 제조를 위한 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a solar cell panel support using laser welding, and more particularly, to a method for manufacturing a solar cell panel support using laser welding for manufacturing a support for supporting a solar cell panel installed on a roof.
일반적으로, 태양광 발전은 태양광을 이용해 직접 전기를 생산하는 태양전지모듈을 포함하며, 이를 이용한 다양한 응용 제품들이 있지만, 그 중에서 태양전지를 건물의 외벽 마감재 또는 지붕의 마감재로 직접 사용하는 건물일체형 태양전지(BIPV : Building Integrated Photovoltaic)가 널리 적용되고 있다.In general, photovoltaic power generation includes a solar cell module that directly produces electricity using sunlight, and there are various application products using it. Solar cells (BIPV: Building Integrated Photovoltaic) are widely applied.
상기와 같이 태양전지를 건물에 일체화하는 기술은 태양전지모듈을 건축 자재화하여 건물 외벽에 적용함으로써 경제성은 물론 각종 부가가치를 높여 보다 효율적으로 태양전지 시스템을 보급·활성화 시키고 있다.As described above, the technology of integrating the solar cell into the building makes the solar cell module into a building material and applies it to the outer wall of the building, thereby increasing economic feasibility as well as various added values, thereby distributing and activating the solar cell system more efficiently.
즉, 건물일체형 태양전지를 통해 태양광 에너지로 전기에너지를 생산하여 소비자에게 공급하는 것 외에도 건축물의 외장재로 사용됨에 따라 건설비용을 줄이고 건물의 독특한 미감을 제공하는 것으로 사용되고 있다.In other words, in addition to producing electrical energy with solar energy through building-integrated solar cells and supplying it to consumers, it is used as an exterior material for buildings to reduce construction costs and provide a unique aesthetic sense to buildings.
상기와 같은 특징을 갖는 건물일체형 태양전지(BIPV)는 다양한 방식들이 제안되었으나, 과거부터 현재까지 가장 보편적으로 사용되고 있는 형태는 기존의 건물 지붕에 태양전지 모듈을 장착하는 방식이다.Although various methods have been proposed for building-integrated solar cells (BIPV) having the above characteristics, the most commonly used form from the past to the present is a method of mounting a solar cell module on the roof of an existing building.
이 방식은 태양전지모듈을 긴밀하게 구속하는 마감프레임을 지붕에 간단히 고정하는 것에 의해 구현할 수 있다는 점에서 기존 건물을 해체하거나, 또는 태양전지모듈 설치를 위해 새로운 구조물을 따로 신축할 필요가 없다는 이점이 있다.This method has the advantage of not needing to dismantle the existing building or construct a new structure separately for the installation of the solar cell module in that it can be implemented by simply fixing the finishing frame that closely restrains the solar cell module to the roof. there is.
예를 들면 등록특허 제0989599호가 이러한 방식을 이용하고 있으며 구체적인 실시예도 개시되어 있다. 상기 특허는 건물의 지붕 자체를 태양전지모듈조립체로 구성함으로써, 지붕 건축을 위한 비용을 절감할 수 있음은 물론 건물 외관을 당초 의도한대로 유지할 수 있다는 장점이 있다.For example, Patent Registration No. 0989599 uses this method, and specific embodiments are also disclosed. The patent has the advantage that by configuring the roof of the building itself as a solar cell module assembly, it is possible to reduce the cost for roof construction and to maintain the exterior of the building as originally intended.
특히 지붕에 설치되는 태양전지모듈조립체는 먼저 지붕에 장착되는 베이스부와 상기 베이스부에 수직으로 설치되는 지지대와 상기 지지대 상단에 고정되는 거치대로 구성되는 고정프레임과 상기 고정프레임 중 거치대에 장착되는 태양전지 패널을 포함하여 구성된다.In particular, the solar cell module assembly installed on the roof includes a fixed frame composed of a base mounted on the roof, a support vertically installed on the base, and a cradle fixed to the upper end of the support, and a sun mounted on the cradle among the fixed frames. It consists of a battery panel.
통상 상기 베이스부는 지붕에 나머지 부재들의 고정을 위한 구성으로 지붕에 일정 길이로 장착되며, 상기 거치대는 태양전지 패널의 고정을 위한 것으로 복수개의 지지대에 걸쳐서 설치되며, 비교적 간단한 구조로 이루어져 있다.In general, the base part is mounted on the roof with a certain length to fix the remaining members to the roof, and the holder is for fixing the solar cell panel and is installed over a plurality of supports and has a relatively simple structure.
반면, 상기 지지대는 상기 베이스부와 결합하여 수직으로 설치되고, 또한 상단에 배치되는 태양전지 패널의 경사를 위한 기능을 포함하며, 주로 아연도금 강판을 절곡한 복수의 구조용 부재들을 볼트를 이용하여 서로 조립되는 형태로 이루어진다.On the other hand, the support is installed vertically in combination with the base part, and also includes a function for inclining the solar cell panel disposed on the top, and connects a plurality of structural members mainly made of bent galvanized steel sheets to each other using bolts. It is made in assembled form.
따라서, 실제 태양전지모듈조립체 시공 시에는 일부가 지지대를 현장으로 이송하여 조립한 후 베이스부에 고정하는 형태로 작업이 진행되므로, 전체 설치에 많은 시간이 요구되는 단점이 있다.Therefore, in actual construction of the solar cell module assembly, since some of the supports are transported to the site, assembled, and then fixed to the base part, a lot of time is required for the entire installation.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 고내식성 용융 아연 도금 강판을 이용하여 구조용 부재들을 먼저 제조하고, 각각 제조된 구조용 부재들을 레이저 용접으로 서로 결합하여 현장에서 별도의 조립 없이 바로 사용할 수 있는 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention has been made to improve the above problems, and first manufactures structural members using high corrosion resistance hot-dip galvanized steel sheets, and bonds the manufactured structural members to each other by laser welding, immediately without separate assembly in the field. Its object is to provide a method for manufacturing a solar cell panel support using laser welding that can be used.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법에 있어서, 지지대의 구성요소인 부재들의 제조를 위하여 소지강판 양면에 용융 아연 합금 성분의 도금층이 형성된 고내식 합금 도금 강판을 준비하는 부재 제조용 강판 준비 단계; 준비된 도금 강판을 제단한 후 포밍 공정 등을 통하여 필요한 단면 형태로 가공을 수행한 후 필요한 크기로 절단하는 절단 공정을 포함하는 부재 제조 단계; 상기 부재 제조 단계를 통하여 제조된 부재들은 지그에 장착하는 지그 장착 단계; 지그에 장착된 부재들 중 용접을 수행하는 부재들을 서로 가압하는 가압 단계; 및 겹쳐진 부재들 중 노출된 외면에 레이저를 주사하여 레이저 용접을 수행하는 접합 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a solar cell panel support using laser welding, in which a plating layer of a molten zinc alloy component is formed on both sides of a base steel sheet for manufacturing members that are components of the support. A steel plate preparation step for preparing a member for manufacturing a steel plate; A member manufacturing step including a cutting process of cutting the prepared plated steel sheet, processing it into a required cross-sectional shape through a forming process, and then cutting it into a required size; A jig mounting step of mounting the members manufactured through the member manufacturing step to a jig; A pressing step of pressing members to be welded among members mounted on the jig to each other; and a bonding step of performing laser welding by scanning a laser beam on the exposed outer surfaces of the overlapping members.
바람직하게는, 상기 고내식 합금 도금 강판은 Zn-Al-Mg 합금 도금층이 형성된 강판인 것을 특징으로 한다.Preferably, the high corrosion resistance alloy-coated steel sheet is a steel sheet having a Zn-Al-Mg alloy plating layer formed thereon.
더욱 바람직하게는, 상기 고내식 합금 도금 강판은 포스맥 강판인 것을 특징으로 한다.More preferably, the highly corrosion-resistant alloy-coated steel sheet is a Posmac steel sheet.
바람직하게는, 상기 부재는 태양전지 패널을 지지하는 상단프레임과 지면 또는 지붕 구조물과 결합하는 하단프레임과 상기 하단프레임과 상단프레임을 연결하는 복수의 기둥프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the member includes an upper frame supporting the solar cell panel, a lower frame coupled to the ground or a roof structure, and a plurality of pillar frames connecting the lower frame and the upper frame.
더욱 바람직하게는, 상기 상단프레임, 상기 하단프레임 및 상기 기둥프레임은 중앙부와 중앙부 양측면에 절곡되어 연장되는 측면부를 포함하고, 상기 접합 단계에서 상기 기둥프레임의 일부는 상기 상단프레임에 삽입된 상태에서 상기 상단프레임의 측면부에 레이저를 주사하여 용접부를 형성하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the upper frame, the lower frame, and the column frame include a central portion and a side portion bent and extended to both sides of the central portion, and in the bonding step, a part of the column frame is inserted into the upper frame, It is characterized in that a welding part is formed by scanning a laser on the side part of the upper frame.
바람직하게는, 상기 부재는 상기 하단프레임과 기둥프레임을 각각의 측면부에 동시에 부착되는 부착판을 더 포함하고, 상기 접합 단계에서 상기 하단프레임의 측면부와 접촉하는 부착판의 외면과 상기 기둥프레임의 측면부와 접촉하는 부착판의 외면에 각각 레이저를 주사하여 용접부를 형성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the member further includes an attachment plate simultaneously attached to each side of the lower frame and the column frame, and in the bonding step, the outer surface of the attachment plate in contact with the side portion of the lower frame and the side portion of the column frame. It is characterized in that a welding part is formed by scanning a laser on the outer surface of the attachment plate in contact with each.
바람직하게는, 상기 부재는 연결고정부와 연결고정부에서 절곡되어 연장되는 연결수직부를 포함하고, 상기 접합 단계에서 상기 연결고정부는 상기 상단프레임의 중앙부와 접촉되는 연결고정부의 외면에 레이저를 주사하여 용접부를 형성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the member includes a connection fixing part and a connection vertical part bent and extended from the connection fixing part, and in the bonding step, the connection fixing part scans the outer surface of the connection fixing part in contact with the central part of the upper frame with a laser beam. It is characterized in that to form a welded portion.
바람직하게는, 상기 상단프레임의 측면부는 중앙측면부와 하부측면부를 포함하고, 상기 접합 단계에서 용접부는 상기 하부측면부에 형성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the side portion of the upper frame includes a central side portion and a lower side portion, and in the joining step, a welding portion is formed on the lower side portion.
더욱 바람직하게는, 상기 기둥프레임의 측면부는 중앙측면부와 함몰부와 말단측면부를 포함하고, 상기 용접부는 상기 기둥프레임의 중앙측면부와 접촉하는 상기 상단프레임의 하부측면부 외면 또는 상기 기둥프레임의 말단측면부와 접촉하는 상기 상단프레임의 하부측면부 외면에 형성되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the side surface of the pillar frame includes a central side surface, a recessed part, and an end side surface, and the welding part is in contact with the outer surface of the lower side surface of the upper frame or the end side surface of the pillar frame in contact with the central side surface of the pillar frame. Characterized in that it is formed on the outer surface of the lower side surface of the upper frame in contact.
바람직하게는, 상기 상단프레임, 상기 하단프레임 및 상기 기둥프레임은 중앙부와 중앙부 양측면에 절곡되어 연장되는 측면부를 포함하고, 상기 접합 단계에서 상기 기둥프레임의 양끝단은 상기 상단프레임과 상기 하단프레임에 각각 삽입된 상태에서 상기 상단프레임의 측면부와 상기 하단프레임의 측면부에 레이저를 주사하여 용접부를 형성하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the upper frame, the lower frame, and the column frame include a central portion and side portions bent and extended at both sides of the central portion, and in the joining step, both ends of the column frame are attached to the upper frame and the lower frame, respectively. It is characterized in that in the inserted state, a welding part is formed by scanning a laser to the side part of the upper frame and the side part of the lower frame.
더욱 바람직하게는, 상기 상단프레임의 측면부는 중앙측면부와 하부측면부를 포함하고, 상기 접합 단계에서 용접부는 상기 상단프레임의 하부측면부에 형성되고, 상기 하단프레임의 측면부는 중앙측면부와 하부측면부를 포함하고, 상기 접합 단계에서 용접부는 상기 하단프레임의 하부측면부에 형성되는 것을 특징으로 한다.More preferably, the side portion of the upper frame includes a central side portion and a lower side portion, and in the bonding step, the welding portion is formed on the lower side portion of the upper frame, and the side portion of the lower frame includes a central side portion and a lower side portion, , In the bonding step, the welding portion is characterized in that formed on the lower side portion of the lower frame.
본 발명에 따른 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법은 사전에 준비된 용융 아연 도금 강판을 이용하여 하단프레임, 상단프레임, 기둥프레임, 부착판 및 연결부를 제작하고, 각 부재들은 서로 접촉 결합된 상태에서 외면에 노출되는 부재의 일면에 레이저를 조사하여 서로 융접하는 것을 특징으로 하여, 용접부의 면적이 최소화되고, 빠른 제조에 따라 높은 생산성을 제공하고, 또한 공정 간략화에 따라 제조된 지지대의 납기를 단축할 수 있는 효과가 있다.In the solar cell panel support manufacturing method using laser welding according to the present invention, a lower frame, an upper frame, a column frame, an attachment plate, and a connecting part are manufactured using a previously prepared hot-dip galvanized steel sheet, and each member is in contact with each other. It is characterized in that one surface of the member exposed to the outer surface is fused to each other by irradiating a laser, thereby minimizing the area of the welded part, providing high productivity through rapid manufacturing, and shortening the lead time of the manufactured support by simplifying the process. There are effects that can be done.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법에 의하여 제조되는 지지대의 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 하단프레임의 구성도이며,
도 3은 도 1에 도시된 상단프레임의 구성도이며,
도 4는 도 1에 도시된 기둥프레임의 구성도이며,
도 5는 도 1의 다른 실시예이며,
도 6은 도 1에 도시된 연결부의 구성도이며,
도 7은 본 발명에 따른 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법의 절차도이며,
도 8은 도 1에 도시된 연결부와 상단프레임의 접합 구성도이며,
도 9는 도 8에 도시된 용접부의 다른 실시예들이며,
도 10은 도 1에 도시된 상단프레임과 기둥프레임의 접합 구성도이며,
도 11은 도 1에 도시된 부착판의 접합 구성도이며,
도 12는 도 1에 보강부가 추가된 구성도이며,
도 13은 도 1의 다른 실시예이며,
도 14는 도 2의 다른 실시예이며,
도 15는 가동미러를 포함하는 위블형 레이저 헤드에 의하여 형성되는 용접부 패턴의 일예들이다.1 is a configuration diagram of a support manufactured by a method for manufacturing a solar cell panel support using laser welding according to the present invention;
Figure 2 is a configuration diagram of the lower frame shown in Figure 1,
Figure 3 is a configuration diagram of the upper frame shown in Figure 1,
Figure 4 is a configuration diagram of the pillar frame shown in Figure 1,
Figure 5 is another embodiment of Figure 1,
6 is a configuration diagram of a connection unit shown in FIG. 1;
7 is a flowchart of a method for manufacturing a solar cell panel support using laser welding according to the present invention;
Figure 8 is a joint configuration diagram of the connection portion and the upper frame shown in Figure 1,
9 is another embodiment of the welding part shown in FIG. 8,
Figure 10 is a joint configuration diagram of the upper frame and the column frame shown in Figure 1,
Figure 11 is a bonding configuration diagram of the attachment plate shown in Figure 1,
12 is a configuration diagram in which a reinforcement part is added to FIG. 1;
Figure 13 is another embodiment of Figure 1,
Figure 14 is another embodiment of Figure 2,
15 is examples of welding patterns formed by a weave-type laser head including a movable mirror.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function hinders understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 “연결”, “결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “연결”, “결합” 또는 “접속”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe components of an embodiment of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. When an element is described as being “connected”, “coupled” or “connected” to another element, that element may be directly connected or connected to the other element, but there may be another element between the elements. It should be understood that may be "connected", "combined" or "connected".
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법은 도 1에 도시된 지지대(100)를 제조하기 위한 것으로, 상기 지지대(100)는 하단프레임(10), 상단프레임(20), 기둥프레임(30), 부착판(50) 및 연결부(60)를 포함하여 구성된다.A solar cell panel support manufacturing method using laser welding according to the present invention is for manufacturing the support 100 shown in FIG. (30), an attachment plate (50) and a connecting portion (60).
먼저 상기 하단프레임(10)은 지붕 또는 지면 구조물과 결합하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙부(11)와 중앙부(11) 양끝에 절곡되어 형성되는 측면부(12)를 포함하는 'ㄷ'자 형태로 구성된다.First, the lower frame 10 is coupled to a roof or ground structure, and as shown in FIG. 2, 'c' including a central portion 11 and a side portion 12 formed by bending at both ends of the central portion 11 It is made in the form of a ruler.
그리고 상기 측면부(12)에는 강도적인 측면을 고려하여 함몰부(15)가 형성될 수 있으며, 상기 함몰부(15)를 제외한 부분의 측면부(12)는 중앙부(11)에 근접한 중앙측면부(13)와 끝단에 위치하는 말단측면부(14)를 포함하여 구성된다.In addition, a recessed portion 15 may be formed on the side portion 12 in consideration of the strength side, and the side portion 12 of the portion except for the recessed portion 15 is a central side portion 13 close to the central portion 11 And it is configured to include a distal side portion 14 located at the end.
즉, 상기 측면부(12)는 필요한 경우 중앙측면부(13), 함몰부(15) 및 말단측면부(14)를 포함하여 구성된다.That is, the side portion 12 is configured to include a central side portion 13, a recessed portion 15 and a distal side portion 14, if necessary.
상기 함몰부(15)는 하부프레임(10)의 강성 증가를 위한 구성으로, 단일 또는 복수의 홈 형태을 포함하는 형태로 구성될 수 있다.The depression 15 is a configuration for increasing the rigidity of the lower frame 10 and may be configured in a form including a single or a plurality of grooves.
상기 중앙측면부(13)와 상기 말단측면부(14)는 동일 평면 상에 형성되는 것이 레이저 용접 방식으로 다른 부재와 결합하는 측면에서 유리하다.It is advantageous in that the center side portion 13 and the end side portion 14 are formed on the same plane in terms of combining with other members by a laser welding method.
또한 상기 하단프레임(10)에는 필요한 경우 다른 부재들의 연결과 내부로 유입되는 물의 배수 등을 고려하여 복수의 홀들이 형성될 수 있다.In addition, a plurality of holes may be formed in the lower frame 10 in consideration of connection of other members and drainage of water flowing into the inside, if necessary.
한편, 상기 상단프레임(20)은 상부에 배치되어 태양광 패널이 고정되는 거치대가 결합하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙부(21)와 중앙부(21) 양측면에서 절곡되는 2개의 측면부(22)를 포함한다.On the other hand, the upper frame 20 is disposed on the upper portion to be coupled to a cradle to which a solar panel is fixed, and as shown in FIG. 3, a central portion 21 and two side portions 22 bent at both sides of the central portion 21 ).
여기서 상기 측면부(22)는 중앙부(21)에서 연장되는 중앙측면부(23)와 중앙측면부(23)의 끝단에서 이중 절곡되어 형성되는 하부측면부(24)를 포함하여 구성된다.Here, the side portion 22 includes a central side portion 23 extending from the central portion 21 and a lower side portion 24 formed by double bending at the end of the central side portion 23.
한편, 상기 기둥프레임(30)은 상기 하단프레임(10)과 동일한 형태이면서 복수로 구성되며, 상기 하단프레임(10)과 상기 상단프레임(20) 사이를 연결하는 역할을 한다.On the other hand, the pillar frame 30 has the same shape as the lower frame 10 and is composed of a plurality, and serves to connect between the lower frame 10 and the upper frame 20.
또한 각 기둥프레임(30)은 길이를 달리하여 상기 지지대(100)가 도 5에 도시된 바와 같이, 사다리꼴 형태로 구성되도록 할 수 있다.In addition, each pillar frame 30 may have a different length so that the support 100 is configured in a trapezoidal shape as shown in FIG. 5 .
단면 역시 상기 하단프레임(10)과 동일한 형태로 구성되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 중앙부(31), 측면부(32), 함몰부(35), 중앙측면부(33) 및 말단측면부(34)를 포함하는 'ㄷ'자 형태로 구성된다.The cross section is also configured in the same form as the lower frame 10, and as shown in FIG. It is composed of a 'c' shape including.
한편, 상기 하단프레임(10) 또는 기둥프레임(30)에서 필요한 경우 함몰부(15, 35)가 생략될 수도 있으며, 이때는 단일 측면부(12, 32)만 형성될 수 있다.On the other hand, in the lower frame 10 or the pillar frame 30, if necessary, the depressions 15 and 35 may be omitted, and in this case, only the single side parts 12 and 32 may be formed.
한편, 상기 부착판(50)은 하단프레임(10)과 기둥프레임(30)의 외면에 부착되어 하단프레임(10)과 기둥프레임(30)을 고정하는 역할을 하는 것으로, 평판 형태로 구성된다.On the other hand, the attachment plate 50 is attached to the outer surface of the lower frame 10 and the pillar frame 30 to serve to fix the lower frame 10 and the pillar frame 30, and is configured in a flat plate form.
물론 하단프레임(10)과 기둥프레임(30)의 양면에 부착되어 전체 결합 강도를 증가시킬 수 있으나, 필요한 경우 일면에만 부착될 수도 있다.Of course, it can be attached to both sides of the lower frame 10 and the pillar frame 30 to increase the overall bonding strength, but can also be attached to only one side if necessary.
상기 연결부(60)는 상단프레임(20)의 중앙부(21) 외면에 부착되어 거치대가 고정되는 역할을 하는 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 연결고정부(61)와 상기 연결고정부(61)의 끝단에서 수직으로 연장되는 연결수직부(62)를 포함하여 구성된다. 상기 연결고정부(61)는 상단프레임(20)의 중앙부(21) 외면에 부착되고, 상기 연결수직부(62)에 거치대가 고정된다.The connection part 60 is attached to the outer surface of the central part 21 of the upper frame 20 and serves to fix the cradle. As shown in FIG. 6, the connection fixing part 61 and the connection fixing part 61 ) It is configured to include a connecting vertical portion 62 extending vertically from the end of the. The connection fixing part 61 is attached to the outer surface of the central part 21 of the upper frame 20, and the cradle is fixed to the connection vertical part 62.
그리고 상기 연결수직부(62)는 거치대와의 결합을 위한 복수의 홀들을 포함할 수 있다.Also, the connecting vertical portion 62 may include a plurality of holes for coupling with the cradle.
본 발명에 따른 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법은 도 7에 도시된 바와 같이, 부재 제조용 강판 준비 단계(S1), 부재 제조 단계(S2), 지그 장착 단계(S3), 가압 단계(S4) 및 접합 단계(S5)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 7, the method for manufacturing a solar cell panel support using laser welding according to the present invention includes preparing a steel plate for member manufacturing (S1), member manufacturing step (S2), jig mounting step (S3), and pressing step (S4). ) and bonding step (S5).
이하에서는 각 단계에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each step will be described in detail.
부재 제조용 강판 준비 단계(S1)Steel plate preparation step for member manufacturing (S1)
부재 제조용 강판 준비 단계(S1)는 본 발명에 따른 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법에 의하여 제조되는 지지대(100)의 구성 부재인 하단프레임(10), 상단프레임(20), 기둥프레임(30), 보강부(40), 부착판(50) 및 연결부(60) 제조를 위한 강판을 준비하는 단계이다.In the step of preparing the steel plate for member manufacturing (S1), the lower frame 10, the upper frame 20, and the pillar frame ( 30), a step of preparing a steel plate for manufacturing the reinforcement part 40, the attachment plate 50, and the connection part 60.
상기 강판은 지지대(100)를 구성하는 부재들의 제조를 위한 것으로, 필요한 경우 사전에 적절한 크기로 절단되어 준비될 수 있다.The steel plate is for manufacturing the members constituting the support 100, and may be prepared by being cut to an appropriate size in advance if necessary.
여기서, 상기 강판은 표면에 용융 아연 합금 성분의 도금층이 형성된 고내식 합금 도금 강판일 수 있다.Here, the steel sheet may be a highly corrosion-resistant alloy-coated steel sheet having a coating layer of a molten zinc alloy component formed on the surface thereof.
상기 도금층은 Zn-Al-Mg 3원계 합금으로 구성되며, 구체적으로 알루미늄(Al)이 1.0중량% 내지 3.0중량%이고, 마그네슘(Mg)은 1.5중량% 내지 4.0중량%이고 잔부는 아연(Zn) 및 불가피한 불순물을 포함한다.The plating layer is composed of a Zn-Al-Mg ternary alloy, and specifically, aluminum (Al) is 1.0 wt% to 3.0 wt%, magnesium (Mg) is 1.5 wt% to 4.0 wt%, and the balance is zinc (Zn). and unavoidable impurities.
여기서 상기 아연(Zn)은 도금층의 주재료 역할을 하는 것으로, 비교적 낮은 가격이면서 소지강판의 방식 특성을 향상시키는 역할을 한다.Here, the zinc (Zn) serves as the main material of the plating layer, and serves to improve the anticorrosive properties of the base steel sheet at a relatively low price.
한편, 상기 성분 중 마그네슘(Mg)은 가혹한 부식 환경에서 내식성 향상 효과가 적은 아연산화물계 부식생성물의 성장을 억제하고, 치밀하며 내식성 향상 효과가 큰 아연수산화물계 부식생성물을 도금층 표면에서 안정화시킨다.On the other hand, magnesium (Mg) among the components suppresses the growth of zinc oxide-based corrosion products with little corrosion resistance improvement effect in a harsh corrosive environment, and stabilizes zinc hydroxide-based corrosion products that are dense and have a large corrosion resistance improvement effect on the surface of the plating layer.
다만, 상기 마그네슘 함량이 1.5중량% 미만일 경우에는 Zn-Mg계 화합물 생성에 의한 내식성 향상 효과가 충분치 않아 부적적하고, 4.0중량%를 초과하는 경우에는 내식성 향상 효과가 포화되어 부적절하다.However, when the magnesium content is less than 1.5% by weight, the effect of improving corrosion resistance due to the generation of Zn-Mg-based compounds is not sufficient, and is inappropriate, and when the magnesium content exceeds 4.0% by weight, the effect of improving corrosion resistance is saturated and is inappropriate.
그리고 알루미늄은 아연 및 마그네슘과 조합하여 도금강판의 내식성을 향상시키는 역할을 한다,In addition, aluminum serves to improve the corrosion resistance of the coated steel sheet in combination with zinc and magnesium.
여기서 알루미늄의 함량이 1.0중량%미만인 경우에는 마그네슘 첨가에 의한 도금욕 표층부 산화를 방지하는 효과가 미흡하고, 내식성 향상 효과가 적어서 부적절하고,함량이 3 중량%를 초과할 경우에는 도금층 내 Zn/Al 2원 공석상이 형성되어 단면부 및 도장부에 대한 마그네슘의 내식성 향상 효과를 저하시켜서 부적절하다.Here, when the aluminum content is less than 1.0% by weight, the effect of preventing oxidation of the surface layer of the plating bath due to the addition of magnesium is insufficient and the effect of improving corrosion resistance is small, which is inappropriate. Binary eutectoid phase is formed, which is inappropriate because it lowers the effect of improving the corrosion resistance of magnesium on the cross section and the painted part.
한편, 상기 도금층은 소지강판 양면에 형성되며, 편면에 형성되는 두께는 60g/m2 내지 800g/m2으로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서 두께가 60g/m2미만인 경우에는 방식 특성을 기대하기가 어렵고, 두께가 800g/m2를 초과하는 경우에는 과도한 도금층 형성으로 경제적인 측면에서 불리하여 부적절하다.Meanwhile, the plating layer is formed on both sides of the base steel sheet, and the thickness formed on one side is preferably 60 g/m 2 to 800 g/m 2 . Here, when the thickness is less than 60 g/m 2 , it is difficult to expect anticorrosive properties, and when the thickness exceeds 800 g/m 2 , excessive plating layer formation is unfavorable from an economic point of view.
한편, 상기 강판은 고내식 합금 도금 강판의 한종류인 포스맥 강판을 적용할 수 있다. 상기 포스맥은 (POSCO Magnesium Aluminiun alloy Coating product, POSMAC)의 약자이며, 포스맥 강판은 업계에서 통용되는 명칭으로, 포스코에서 생산되는 고내식 합금 강판을 의미하며, 상기에서 한정한 조건을 모두 만족하는 고내식 합금 도금 강판에 해당한다.Meanwhile, as the steel sheet, a Posmac steel sheet, which is a type of alloy-coated steel sheet having high corrosion resistance, may be applied. PosMAC is an abbreviation of (POSCO Magnesium Aluminiun alloy Coating product, POSMAC), and PosMAC steel sheet is a common name in the industry, meaning a highly corrosion-resistant alloy steel sheet produced by POSCO, which satisfies all the conditions defined above. Corresponds to high corrosion resistance alloy plated steel sheet.
그리고 상기 강판의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 태양광 패널을 지지할 수 있는 강도 등을 고려하는 경우 1.0mm 내지 8.0mm가 바람직하다.In addition, the thickness of the steel plate is not particularly limited, but is preferably 1.0 mm to 8.0 mm in consideration of strength capable of supporting a solar panel.
이때 상기 강판의 두께가 1.0mm 미만인 경우에는 지지대의 강도 측면에서 불리하여 부적절하고, 8.0mm를 초과하는 경우 과도한 두께로 인하여 지지대의 무게가 증가하고 가공이 불리한 단점이 있어 부적절하다.At this time, if the thickness of the steel sheet is less than 1.0 mm, it is disadvantageous in terms of strength of the support and is inappropriate, and if it exceeds 8.0 mm, the weight of the support increases due to the excessive thickness and is unfavorable for processing.
한편, 상기 강판은 모든 부재로 동일한 두께를 사용할 수 있으나, 필요에 따라 각 부재별로 다른 두께의 강판을 적용할 수 있다.Meanwhile, the same thickness may be used for all members of the steel plate, but steel plates having different thicknesses may be applied to each member if necessary.
부재 제조 단계(S2)Member manufacturing step (S2)
부재 제조 단계(S2)는 상기 부재 제조용 강판 준비 단계(S1)를 통하여 준비된 아연도금 강판을 가공하여 부재들을 각각 제조하는 단계이다.The member manufacturing step (S2) is a step of manufacturing each of the members by processing the galvanized steel sheet prepared through the steel sheet preparation step (S1) for member manufacturing.
상기 부재들은 하단프레임(10), 상단프레임(20), 기둥프레임(30), 보강부(40), 부착판(50) 및 연결부(60)를 포함한다.The members include a lower frame 10, an upper frame 20, a pillar frame 30, a reinforcement part 40, an attachment plate 50 and a connection part 60.
그리고 강판은 사전에 적절한 크기로 재단되어 있으므로, 포밍 공정 등을 통하여 필요한 단면 형태로 가공을 한다.In addition, since the steel sheet is cut to an appropriate size in advance, it is processed into a required cross-sectional shape through a forming process or the like.
상기 포밍 공정은 다수의 롤을 이용한 롤 포밍 공정이며, 연속하여 제조한 후 필요한 크기로 절단하는 단계를 포함한다.The forming process is a roll forming process using a plurality of rolls, and includes a step of continuously manufacturing and then cutting into a required size.
상기 포밍 공정에 의하여 제조된 부재들은 필요한 경우 각 면에 형성되는 홀 등을 가공하기 위한 펀칭 공정을 추가적으로 포함할 수 있다.Members manufactured by the forming process may additionally include a punching process for processing holes formed on each surface, if necessary.
한편, 상기 부착판(50)의 경우에는 평판 형태이므로, 준비된 강판을 절단하는 것만으로 제조될 수 있다.On the other hand, since the attachment plate 50 is in the form of a flat plate, it can be manufactured only by cutting a prepared steel plate.
또한 연결부(60)의 경우에는 절단, 절곡, 펀칭 등의 공정으로 제조될 수 있다.Also, in the case of the connecting portion 60, it may be manufactured by processes such as cutting, bending, and punching.
상기 부재 제조 단계(S2)를 통하여 지지대(100)의 구성요소들인 하단프레임(10), 상단프레임(20), 기둥프레임(30), 보강부(40), 부착판(50) 및 연결부(60)의 제조가 완료된다.Through the member manufacturing step (S2), the lower frame 10, the upper frame 20, the pillar frame 30, the reinforcement part 40, the attachment plate 50, and the connection part 60, which are the components of the support 100, ) is completed.
지그 장착 단계(S3)Jig mounting step (S3)
상기 지그 장착 단계(S3)는 부재 제조 단계(S2)에서 제작된 하단프레임(10), 상단프레임(20), 기둥프레임(30), 보강부(40), 부착판(50) 및 연결부(60)을 결합하기 위하여 사전에 준비된 지그에 각각의 부재들을 장착하는 단계이다.In the jig mounting step (S3), the lower frame 10, the upper frame 20, the pillar frame 30, the reinforcement part 40, the attachment plate 50, and the connection part 60 manufactured in the member manufacturing step (S2) ) is a step of mounting each member on a pre-prepared jig in order to combine them.
하나의 지그에 하나의 지지대(100)를 제작할 수 있는 것으로 구성할 수 있으나, 필요한 경우에는 복수의 지지대(100)를 하나의 지글에서 제작할 수 있도록 구성할 수 있다.It can be configured so that one supporter 100 can be manufactured in one jig, but if necessary, it can be configured so that a plurality of supports 100 can be manufactured in one jig.
필요한 경우 상기 지그에 장차된 부재의 배면에도 용접을 수행하기 위하여 상기 지그는 반전 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.If necessary, the jig may be configured to reversely rotate in order to perform welding on the rear surface of the member mounted on the jig.
또한 상기 부재들은 산업용 로봇에 의하여 상기 지그에 장착되는 형태로 구현될 수 있으나, 전체 자동화가 어려운 경우 일부는 수동으로 부재를 안착시키는 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the members may be implemented in a form mounted on the jig by an industrial robot, but if total automation is difficult, some may be implemented in a form of manually seating members.
또한 상기 지그는 부재들의 결합 순서를 고려하여 순차적으로 장착되어 용접되는 방식으로 구현할 수 있으므로, 필요한 경우, 지그 장착 단계(S3)와 후술하는 가압 단계(S4) 및 접합 단계(S5) 순으로 배치되는 3개의 단계가 반복적으로 수행될 수 있다.In addition, since the jig can be implemented in a sequentially mounted and welded manner in consideration of the order of joining the members, if necessary, the jig mounting step (S3), the pressing step (S4) and the bonding step (S5) to be described later are arranged in order The three steps can be performed iteratively.
가압 단계(S4)Pressurization step (S4)
상기 가압 단계(S4)는 지그에 장착된 부재들을 가압하여 접촉부의 접촉 특성을 상승시키는 단계이다.The pressing step (S4) is a step of increasing the contact characteristics of the contact portion by pressing the members mounted on the jig.
상기 가압 단계(S4)를 통하여 각 부재들의 일부 불균일한 표면에 의하여 접촉부의 접촉면적이 줄어드는 현상을 방지하여 추후 용접 시 접촉부의 미 접촉에 의하여 발생할 수 있는 용접 불량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.Through the pressing step (S4), it is possible to prevent a phenomenon in which the contact area of the contact part is reduced due to some non-uniform surfaces of each member, thereby reducing welding defects that may occur due to non-contact of the contact part during subsequent welding.
물론, 인가되는 가압력은 제조되는 지지대(100)를 대상으로 사전 시험을 통하여 결정하는 것이 바람직하다.Of course, it is preferable to determine the applied pressing force through a preliminary test for the support 100 to be manufactured.
접합 단계(S5)Bonding step (S5)
상기 접합 단계(S5)는 지그에 장착된 부재들의 접촉부에 레이저 용접을 수행하여 최종적으로 지지대(100)를 완성하는 단계이다.The bonding step (S5) is a step of finally completing the support 100 by performing laser welding on the contact parts of the members mounted on the jig.
상기 레이저 용접은 레이저 용접기에서 조사되는 레이저 빔을 이용하여 다양한 금속을 접합하는 것으로, 특히 정교한 용접이 가능한 장점이 있다.The laser welding is to join various metals using a laser beam irradiated from a laser welding machine, and has the advantage of being particularly sophisticated.
상기 레이저 용접기는 레이저 생성기와 레이저가 조사되는 헤드를 포함하여 구성되며, 상기 헤드는 전용 이동체에 장착되어 용접이 수행되는 형태로 구성될 수 있다.The laser welding machine includes a laser generator and a head to which the laser is irradiated, and the head may be mounted on a dedicated movable body to perform welding.
또한 필요한 경우 상기 헤드는 산업용 로봇에 장착되고, 상기 산업용 로봇의 동작에 의하여 용접이 수행되는 방식으로 구현될 수 있다.Also, if necessary, the head may be mounted on an industrial robot, and welding may be performed by the operation of the industrial robot.
필요한 경우 상기 헤드에 별도의 공구를 장착시키고 작업자가 공구를 이용하여 수동으로 레이저 용접을 수행하는 방식으로도 구현될 수 있다.If necessary, a separate tool may be mounted on the head, and the laser welding may be performed manually by a worker using the tool.
따라서, 상기 접합 단계(S5)에서는 레이저 빔을 부재들의 접촉부분에 조사하여 부재들을 결합한다.Therefore, in the bonding step (S5), the members are coupled by irradiating a laser beam to the contact portion of the members.
특히 상기 레이저 용접은 레이저 용접 부위가 집중되어 주변의 열화가 적어, 강판에 도금된 도금층의 파괴가 적으며, 또한 레이저 용접 부위의 도금층은 레이저 용접 작업 후에 시간이 지남에 따라 적절한 복원이 이루어져 바람직하다.In particular, in the laser welding, the laser welding area is concentrated so that there is less deterioration of the surrounding area, so there is less destruction of the plating layer plated on the steel sheet, and the plating layer of the laser welding area is properly restored over time after the laser welding operation, so it is preferable. .
본 발명에 따른 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법은 모든 부재들이 레이저 용접에 의하여 접합하는 것을 특징으로 한다.The solar cell panel support manufacturing method using laser welding according to the present invention is characterized in that all members are joined by laser welding.
그리고 각 부재들이 레이저 용접에 의하여 접합하는 방식을 살펴본면, 먼저 상단프레임(20)과 상기 연결부(60)의 레이저 용접은 도 8에 도시된 바와 같이, 상단프레임(20)의 중앙부(21) 외면에 연결부(60) 중 연결고정부(61)가 접촉하고, 상기 연결고정부(61)의 노출면에 레이저 용접을 수행하여 두 부재를 부착시킨다.And looking at the way each member is joined by laser welding, first, the laser welding of the upper frame 20 and the connection part 60, as shown in FIG. 8, the outer surface of the central part 21 of the upper frame 20 The connection fixing part 61 of the connection part 60 is in contact, and laser welding is performed on the exposed surface of the connection fixing part 61 to attach the two members.
이때 상기 레이저 용접에 의하여 형성되는 용접부(1)는 단일의 직선 형태가 바람직하나, 필요한 경우 도 9에 도시된 바와 같이, 직선 형태, 또는 복수의 직선으로 구성될 수 있다.At this time, the welding portion 1 formed by the laser welding is preferably a single straight line, but if necessary, as shown in FIG. 9, it may be a straight line or a plurality of straight lines.
필요한 경우 다수의 경사 직선 형태로 연속적으로 형성되는 형태로도 구현될 수 있으나, 제조 적인 관점에서는 적절한 결합 강도를 구현할 수 있는 단일 직선 형태가 가장 바람직함은 상기한 바와 같으며, 다른 부재들의 레이저 용접 결합에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.If necessary, it can be implemented in a form continuously formed in the form of a plurality of inclined straight lines, but from a manufacturing point of view, a single straight line form capable of realizing appropriate bonding strength is most preferable as described above, and laser welding of other members The same method can be applied to bonding.
필요한 경우, 상기 연결부(60)는 태양광 패널 고정 용도로만 사용되므로, 레이저 용접 방식이 아닌 볼팅에 의하여 결합하도록 구현할 수 있다.If necessary, since the connection part 60 is used only for fixing the solar panel, it can be implemented to be coupled by bolting rather than laser welding.
한편, 기둥프레임(30)과 상단프레임(20)의 결합은 도 10에 도시된 바와 같이, 기둥프레임(30)의 일면이 상기 상단프레임(20)에 삽입된 상태에서 상단프레임(20)의 외면에 레이저 용접을 수행하여 두개의 부재를 결합한다.On the other hand, as shown in FIG. 10, the combination of the pillar frame 30 and the upper frame 20 is the outer surface of the upper frame 20 in a state in which one surface of the pillar frame 30 is inserted into the upper frame 20. Laser welding is performed to join the two members.
이때 용접부(1)는 상단프레임(20)의 하부측면부(24) 외면에 직선으로 형성되는 것이 바람직하다.At this time, the welding portion 1 is preferably formed in a straight line on the outer surface of the lower side surface portion 24 of the upper frame 20.
상기 용접부(1)는 상기 하부측면부(24)의 세로 방향으로 형성되며, 중앙측면부(33)와 말단츨면부(35)의 접촉하는 하부측면부(24) 외면에 2개 형성되는 것이 바람직하나, 강도가 유지되는 경우, 양자 중 하나에만 용접부(1)를 형성할 수 있다.The welding portion 1 is formed in the longitudinal direction of the lower side surface portion 24, and preferably two are formed on the outer surface of the lower side surface portion 24 in contact with the central side surface portion 33 and the end surface portion 35, but strength If is maintained, it is possible to form the welded portion 1 only on one of the two.
한편, 각프레임(10, 30) 중 어느 하나 이상에 함몰부(15, 35)가 생략되는 경우 단순히 측면부(12, 32)와 접촉하는 부분 또는 측면부(12, 32)에 용접부(1)를 형성할 수 있다.On the other hand, when the depressions 15 and 35 are omitted in any one or more of the frames 10 and 30, the welding part 1 is simply formed on the side parts 12 and 32 or in contact with the side parts 12 and 32. can do.
상기 용접부(1)는 도 10에 도시된 전면과 더불어 배면에도 동일한 위치에 형성할 수 있다.The welding portion 1 may be formed at the same position on the rear surface as well as the front surface shown in FIG. 10 .
한편, 하단프레임(10)과 기둥프레임(30)은 도 11에 도시된 바와 같이, 부착판(50)이 추가로 부착된 상태에서 상기 부착판(50)의 외면에 레이저 용접을 수행하여 직선의 용접부(1)를 형성하여 결합한다.On the other hand, as shown in FIG. 11, the lower frame 10 and the pillar frame 30 have a straight line by performing laser welding on the outer surface of the attachment plate 50 in a state where the attachment plate 50 is additionally attached. To form and combine the welded portion (1).
상기 기둥프레임(30)의 일끝단은 상기 하단프레임(10)의 중앙부(11) 외면이 접촉된 상태에서 하단프레임(10)의 측면과 기둥프레임(30)의 측면에 걸쳐서 부착판(50)이 부착된다.At one end of the pillar frame 30, the attachment plate 50 spans the side surface of the lower frame 10 and the side surface of the pillar frame 30 in a state in which the outer surface of the central portion 11 of the lower frame 10 is in contact. attached
그리고 상기 부착판(50)에 레이저 용접을 수행하여 용접부(1)를 형성한다.Then, laser welding is performed on the attachment plate 50 to form the welded portion 1 .
상기 용접부(1)는 하단프레임(10)의 말단측면부(15)와 중앙측면부(13)의 외면과 접촉하는 부착판(50)의 외면에 형성할 수 있다.The welding portion 1 may be formed on the outer surface of the attachment plate 50 in contact with the outer surfaces of the end side surface portion 15 and the central side surface portion 13 of the lower frame 10 .
또한 상기 용접부(1)는 기둥프레임(30)의 말단측면부(35)와 중앙측면부(33)의 외면과 접촉하는 부착판(50)의 외면에 형성할 수 있다.In addition, the welding portion 1 may be formed on the outer surface of the attachment plate 50 in contact with the outer surfaces of the end side surface portion 35 and the central side surface portion 33 of the pillar frame 30.
따라서 상기 용접부(1)는 전체 4개가 형성될 수 있으며, 결합 강도가 유지되는 경우 기둥프레임(30)과 하단프레임(10) 각각 하나씩 전체 2개의 용접부를 형성할 수 있다.Therefore, a total of four welded parts 1 may be formed, and two welded parts may be formed, one for each of the pillar frame 30 and the lower frame 10, when the joint strength is maintained.
물론 상기 용접부(1) 역시 배면에도 형성할 수 있다.Of course, the welding portion 1 may also be formed on the rear surface.
한편, 필요한 경우 전체 결합 강성을 증가시키기 위하여, 'L'자 단면 형태의 보강부(40)가 도 12에 도시된 바와 같이 상기 부착판(50)의 외면과 상단프레임(20)에 부착될 수 있다.On the other hand, if necessary, in order to increase the overall coupling rigidity, a reinforcing part 40 in the form of an 'L' cross section may be attached to the outer surface of the attachment plate 50 and the upper frame 20 as shown in FIG. there is.
즉, 부착판(50)의 외면과 상단프레임(20)의 중앙측면부(23)와 말단측면부(25)의 외면과 접촉하는 보강부(40)의 외면에 레이저 용접을 수행하여 용접부(1)를 형성한다.That is, by performing laser welding on the outer surface of the reinforcement part 40 in contact with the outer surface of the outer surface of the attachment plate 50 and the outer surface of the central side surface portion 23 and the end side surface portion 25 of the upper frame 20, the welding portion 1 is formed. form
상기 용접부(1)는 부착판(50)과 접촉하는 부분과 상기 중앙측면부(23)와 말단측면부(25)와 접촉하는 부분에 각각 형성될 수 있으나, 적절한 강도가 구현되는 경우에는 부착판(50)과 접촉하는 부분에 하나 그리고 중앙측면부(23)와 접촉하는 부분과 말단측면부(25)와 접촉하는 부분 중 하나에 형성할 수 있다.The welding portion 1 may be formed at a portion in contact with the attachment plate 50 and a portion in contact with the center side portion 23 and the end side portion 25, respectively, but when appropriate strength is achieved, the attachment plate 50 ) and one in contact with the central side part 23 and one of the part in contact with the distal side part 25 may be formed.
한편, 상기 접합 단계(S5)는 레이저 용접이 완료된 후, 레이저 용접 부위에 보수 도장을 수행하는 도장 공정을 추가로 수행할 수도 있다.Meanwhile, in the bonding step (S5), after laser welding is completed, a painting process of performing repair painting on the laser welding area may be additionally performed.
상기 도장 공정은 레이저 조사에 의하여 형성되는 용접부(1)를 포함하는 영역에 도장을 도포하여 레이저 용접 부위를 보호하는 역할을 하여 전체 지지대(100)의 수명을 연장시키는 효과가 있다.The painting process serves to protect the laser welded area by applying paint to the area including the welded portion 1 formed by laser irradiation, thereby extending the life span of the entire support 100 .
상기 도장은 스프레이 방식 또는 페인팅 방식으로 구현될 수 있으며, 도장에 사용되는 도료는 아연 또는 알루미늄 플레이크를 포함하는 방청 도료가 바람직하며, 상기 지지대(100)와 동일한 색상으로 구현되는 것이 바람직하다.The painting may be implemented by a spray method or a painting method, and the paint used for the painting is preferably a rust-preventive paint containing zinc or aluminum flakes, and is preferably implemented in the same color as the support 100.
이때 도장층의 두께는 필요에 따라 적절히 적용할 수 있으나, 생산성 등을 고려하는 경우 30㎛ 내지 80㎛ 정도가 바람직하다.At this time, the thickness of the coating layer may be appropriately applied as needed, but when considering productivity, etc., it is preferably about 30 μm to 80 μm.
한편, 상기 레이저 용접은 지지대(100)의 규격을 고려하여 적절한 출력이 생성될 수 있는 레이저 장치를 선택하여 수행할 수 있다.Meanwhile, the laser welding may be performed by selecting a laser device capable of generating an appropriate output in consideration of the standard of the support 100 .
또한 상기 보수 도장 역시 필요에 따라 적절히 선택하여 수행한다.In addition, the repair coating is also appropriately selected and performed as needed.
상기 접합 단계(S5)가 완료되면, 전체 지지대(100)의 제작이 완료된다. 이후 제조 완료된 지지대(100)를 지그에서 분리하여 전체 제조 공정을 완료한다.When the bonding step (S5) is completed, manufacturing of the entire support 100 is completed. Then, the entire manufacturing process is completed by separating the manufactured support 100 from the jig.
한편, 본 발명에 따른 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법은 도 13에 도시된 바와 같은 형태의 지지대(100)를 제조할 수 있다.Meanwhile, the solar cell panel support manufacturing method using laser welding according to the present invention may manufacture the support 100 in the form shown in FIG. 13 .
상기 지지대(100)는 하단프레임(10)은 상기 상단프레임(20)과 동일한 단면 형태로, 도 14에 도시된 바와 같이, 중앙부(11), 중앙측면부(13)와 중앙측면부(13)에서 이중절곡되어 형성되는 하부측면부(16)를 포함하여 구성된다.In the support 100, the lower frame 10 has the same cross-sectional shape as the upper frame 20, and as shown in FIG. It is configured to include a lower side portion 16 formed by bending.
그리고 상기 하단프레임(10)과 상기 상단프레임(20)은 서로 대칭 형태로 배치되어 기둥프레임(30)의 양끝단이 서로 하단프레임(10) 및 상단프레임(20)에 삽입 결합된다.In addition, the lower frame 10 and the upper frame 20 are arranged symmetrically with each other so that both ends of the column frame 30 are inserted into and coupled to the lower frame 10 and the upper frame 20.
따라서 레이저 용접에 의한 용접부(1)는 도 13에 도시된 바와 같이, 각각의 하부측면부(16. 24)의 외면 중 상기 기둥프레임(30)의 중앙측면부(33)와 말단측면부(34)와 접촉하는 부분에 형성된다.Therefore, as shown in FIG. 13, the welded portion 1 by laser welding contacts the central side portion 33 and the end side portion 34 of the pillar frame 30 among the outer surfaces of each lower side portion 16.24. formed in the part of
또한 상기 지지대(100)는 기둥프레임(30)과 하단프레임(10) 연결을 위한 부착판(50)을 생략할 수 있어, 단순한 구조를 가지므로 제조적인 관점에서 유리한 장점이 있으나, 지지대(100)가 실제 설치되는 경우, 상기 하단프레임(10)은 상단으로 개방된 형태로 배치되므로, 지붕 등과 같이 경사진 부분에 설치되어야 하단프레임(10) 내부로 유입되는 물을 외부로 배출할 수 있다.In addition, the support 100 can omit the attachment plate 50 for connecting the pillar frame 30 and the lower frame 10, and has a simple structure, which is advantageous from a manufacturing point of view, but the support 100 When is actually installed, since the lower frame 10 is disposed in an open top shape, it must be installed on an inclined portion such as a roof to discharge water flowing into the lower frame 10 to the outside.
한편, 필요한 경우, 본 발명에 적용하는 레이저 용접은 일반적인 용접 헤드 이외에 가동미러를 포함하는 워블(wobble)형 헤드로 구현될 수 있다.On the other hand, if necessary, laser welding applied to the present invention may be implemented with a wobble-type head including a movable mirror in addition to a general welding head.
상기 워블 기능은 헤드 미러의 피치와 롤을 조절하여 다양한 패턴을 갖는 비드(용접부(1))를 형성하는 것으로, 헤드가 직선으로 하방향으로 이송하는 경우 도 15에 도시된 바와 같은 패턴을 갖는 다양한 용접부(1)를 형성할 수 있다.The wobble function forms beads (welded part 1) having various patterns by adjusting the pitch and roll of the head mirror. When the head moves downward in a straight line, various patterns having various patterns as shown in FIG. A welded portion 1 may be formed.
(a)는 통상의 레이저 헤드를 하방향 직선으로 이송하는 경우이고, (b) 내지 (f)는 다양한 형태로 위블링하여 용접부(1)를 형성한 예이며, 이외에 다른 형태로도 구현될 수 있다.(a) is a case of transporting a conventional laser head in a downward straight line, and (b) to (f) are examples of forming the welded part 1 by weaving in various shapes. there is.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법을 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only an embodiment for carrying out the method for manufacturing a solar cell panel support using laser welding according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention claimed in the following claims Anyone skilled in the art without departing from the gist of the present invention will say that the technical spirit of the present invention exists to the extent that it can be practiced by making various changes.
1: 용접부 10: 하단프레임
11: 중앙부 12: 측면부
13: 중앙측면부 14: 말단측면부
15: 함몰부 16: 하부측면부
20: 상단프레임 21: 중앙부
22: 측면부 23: 중앙측면부
24: 하부측면부 30: 기둥프레임
31: 중앙부 32: 측면부
33: 중앙측면부 34: 말단측면부
35: 함몰부 40: 보강부
41: 베이스부 50: 부착판
60: 연결부 61: 연결고정부
62: 연결수직부 100: 지지대
S1: 부재 제조용 강판 준비 단계 S2: 부재 제조 단계
S3: 지그 장착 단계 S4: 가압 단계
S5: 접합 단계1: welding part 10: lower frame
11: central part 12: side part
13: central side portion 14: distal side portion
15: recessed part 16: lower side part
20: upper frame 21: center
22: side part 23: central side part
24: lower side portion 30: pillar frame
31: central part 32: side part
33: central side portion 34: distal side portion
35: depression 40: reinforcement
41: base part 50: attachment plate
60: connection part 61: connection fixing part
62: connecting vertical part 100: support
S1: Steel plate preparation step for member manufacturing S2: Member manufacturing step
S3: Jig Mounting Step S4: Pressing Step
S5: bonding step
Claims (11)
지지대의 구성요소인 부재들의 제조를 위하여 소지강판 양면에 용융 아연 합금 성분의 도금층이 형성된 고내식 합금 도금 강판을 준비하는 부재 제조용 강판 준비 단계;
준비된 도금 강판을 제단한 후 포밍 공정 등을 통하여 필요한 단면 형태로 가공을 수행한 후 필요한 크기로 절단하는 절단 공정을 포함하는 부재 제조 단계;
상기 부재 제조 단계를 통하여 제조된 부재들은 지그에 장착하는 지그 장착 단계;
지그에 장착된 부재들 중 용접을 수행하는 부재들을 서로 가압하는 가압 단계; 및
겹쳐진 부재들 중 노출된 외면에 레이저를 주사하여 레이저 용접을 수행하는 접합 단계를 포함하되,
상기 부재는 태양전지 패널을 지지하는 상단프레임과 지면 또는 지붕 구조물과 결합하는 하단프레임과 상기 하단프레임과 상단프레임을 연결하는 복수의 기둥프레임을 포함하며,
상기 상단프레임, 상기 하단프레임 및 상기 기둥프레임은 중앙부와 중앙부 양측면에 절곡되어 연장되는 측면부를 포함하고, 상기 접합 단계에서 상기 기둥프레임의 일부는 상기 상단프레임에 삽입된 상태에서 상기 상단프레임의 측면부에 레이저를 주사하여 용접부를 형성하며,
상기 부재는 상기 하단프레임과 기둥프레임을 각각의 측면부에 동시에 부착되는 부착판을 더 포함하고, 상기 접합 단계에서 상기 하단프레임의 측면부와 접촉하는 부착판의 외면과 상기 기둥프레임의 측면부와 접촉하는 부착판의 외면에 각각 레이저를 주사하여 용접부를 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접을 이용한 태양전지 패널 지지대 제조 방법.
In the solar cell panel support manufacturing method using laser welding,
A steel sheet preparation step for preparing members, which are components of the support, for preparing a steel sheet having a high corrosion resistance alloy with a coating layer of a molten zinc alloy component formed on both sides of the base steel sheet;
A member manufacturing step including a cutting process of cutting the prepared plated steel sheet, processing it into a required cross-sectional shape through a forming process, and then cutting it into a required size;
A jig mounting step of mounting the members manufactured through the member manufacturing step to a jig;
A pressing step of pressing members to be welded among members mounted on the jig to each other; and
Including a bonding step of performing laser welding by scanning a laser on the exposed outer surface of the overlapping members,
The member includes an upper frame supporting the solar cell panel, a lower frame coupled to the ground or a roof structure, and a plurality of pillar frames connecting the lower frame and the upper frame,
The upper frame, the lower frame, and the pillar frame include a central portion and a side portion that is bent and extended on both sides of the central portion, and in the joining step, a part of the pillar frame is inserted into the upper frame and is attached to the side surface of the upper frame. Forming a weld by scanning a laser,
The member further includes an attachment plate simultaneously attached to each of the side surfaces of the lower frame and the pillar frame, and in the bonding step, an outer surface of the attachment plate in contact with the side surface of the lower frame and an attachment in contact with the side surface of the pillar frame. A solar cell panel support manufacturing method using laser welding, characterized in that by scanning a laser on the outer surface of the plate to form a welded portion.
The method of manufacturing a solar cell panel support using laser welding according to claim 1, wherein the high corrosion resistance alloy-coated steel sheet is a steel sheet on which a Zn-Al-Mg alloy plating layer is formed.
The method of manufacturing a solar cell panel support using laser welding according to claim 2, wherein the highly corrosion-resistant alloy plated steel sheet is a Posmac steel sheet.
The method according to claim 1, wherein the member includes a connection fixing part and a connection vertical part bent and extended from the connection fixing part, and in the bonding step, the connection fixing part applies a laser beam to an outer surface of the connection fixing part in contact with the central part of the upper frame. A solar cell panel support manufacturing method using laser welding, characterized in that by scanning to form a welded portion.
The method of manufacturing a solar cell panel support using laser welding according to claim 1, wherein the side part of the upper frame includes a central side part and a lower side part, and in the bonding step, a welding part is formed on the lower side part.
The method according to claim 8, wherein the side surface of the pillar frame includes a central side surface, a recessed part, and an end side surface, and the welding part is in contact with the outer surface of the lower side surface of the upper frame or the end side surface of the pillar frame in contact with the central side surface of the pillar frame. Solar cell panel support manufacturing method using laser welding, characterized in that formed on the outer surface of the lower side surface of the contacting upper frame.
The method according to claim 1, wherein the upper frame, the lower frame and the column frame include a central portion and side portions bent and extended at both sides of the central portion, and in the joining step, both ends of the column frame are connected to the upper frame and the lower frame. A method of manufacturing a solar cell panel support using laser welding, characterized in that in the inserted state, a laser is scanned to the side surface of the upper frame and the side surface of the lower frame to form a welded portion.
The method according to claim 10, wherein the side portion of the upper frame includes a central side portion and a lower side portion, and in the bonding step, the welding portion is formed on the lower side portion of the upper frame, and the side portion of the lower frame includes a central side portion and a lower side portion, , Solar cell panel support manufacturing method using laser welding, characterized in that the welding portion is formed on the lower side of the lower frame in the bonding step.
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