KR102613635B1 - 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치 및 이를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법 - Google Patents
파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치 및 이를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명에서는 기존 파이버 레이저 용접로봇의 경우에 용접봉의 역할을 하는 와이어 송급이 하나만 피딩되고, 레이저빔폭 또한 3mm~5mm로 짧고, 원형의 탱크로리, 각형의 저장탱크를 용접시, 진동소자에 의한 진동위빙만을 통해 용접하기 때문에, 용접비드폭이 용접하고자 하는 모재폭에 비해, 짧아서, 접합력이 약하고, 복수회 용접으로 용접비드가 지저분해지는 문제점과, 하나의 몸체에 맞춤형으로 제작된 두께 5mm이하의 중판용 레이저 헤드만을 착용하여 사용하기 때문에, 두께 6mm이상의 후판 레이저 용접시, 별도로 두께 6mm이상의 후판용 레이저 헤드가 설치된 파이버 레이저 용접로봇을 별도로 구비해야 하므로, 제조단가가 비싸지고, 용접하고자 하는 모재에 정위치시키고, 레이저 용접 세팅시키는데 시간이 오래 걸리는 문제점을 개선하고자, 다관절구동형 위빙로봇모듈(100), 핑거형 용접레이저빔모듈(200), 파이버 레이저 모듈(300), 파이버 레이저 소스부(400), 투(Two)와이어 송급모듈(500), 스마트제어부(600)로 구성됨으로서, 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통해, 낮은 에너지 소비, 안정적인 에너지 출력, 그리고 높은 전기 광학 변환율로 에너지 효율을 기존보다 80% 향상시키고, 로봇의 반복 위치 정확도를 최대 0.05mm로 안정적인 성능을 제공할 수 있고, 다관절구동형 위빙로봇모듈을 통해, 깊은 용접 침투, 작은 열 영향 영역, 작은 공작물 변형 및 빠른 용접 속도로, 솔기 용접, 스플라이스 용접, 맞대기 용접, 스티치 용접 등에 적용하여, 사람의 힘으로 접근하기 어려운 정밀 부품에 대해 유연한 전송 및 비접촉 용접을 할 수가 있으며, 모재의 종류(후판, 중판)에 따라 두께 6mm이상의 후판용접모드, 두께 5mm이하의 중판용접모드로 필요에 따라 전환할 수 있고, 무엇보다 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접을 할 수가 있는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치 및 이를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
Description
본 발명은 파이버 레이저빔 내부 위빙과 외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 30mm 용접비드폭이 생성되도록 자동 용접제어시킬 수 있는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치 및 이를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법에 관한 것이다.
로봇 용접은 용접을 수행하고 부품을 처리하여 용접 프로세스를 완전히 자동화하는 기계화 프로그래밍 가능한 도구인 로봇을 사용하는 것이다.
가스 금속 아크 용접과 같은 프로세스는 자동화되는 경우가 많지만 작업자가 용접할 재료를 준비하는 경우가 있기 때문에 로봇 용접과 반드시 동일하지는 않는다.
로봇 용접은 주로 자동차 산업과 같은 대량 생산 응용분야에서 저항 스폿 용접 및 아크 용접에 사용된다.
특히, 파이버 레이저소스를 통한 파이버 레이저 용접로봇이 제시되고 있다.
하지만, 기존 파이버 레이저 용접로봇의 경우에 용접봉의 역할을 하는 와이어 송급이 하나만 피딩되고, 레이저빔폭 또한 3mm~5mm로 짧고, 원형의 탱크로리, 각형의 저장탱크를 용접시, 진동소자에 의한 진동위빙만을 통해 용접하기 때문에, 용접비드폭이 용접하고자 하는 모재폭에 비해, 짧아서, 접합력이 약하고, 복수회 용접으로 용접비드가 지저분해지는 문제점이 있었다.
또한, 기존 파이버 레이저 용접로봇의 경우에 하나의 몸체에 맞춤형으로 제작된 두께 5mm이하의 중판용 레이저 헤드만을 착용하여 사용하기 때문에, 두께 6mm이상의 후판 레이저 용접시, 별도로 두께 6mm이상의 후판용 레이저 헤드가 설치된 파이버 레이저 용접로봇을 별도로 구비해야 하므로, 제조단가가 비싸지고, 용접하고자 하는 모재에 정위치시키고, 레이저 용접 세팅시키는데 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 용접시키고자 하는 모재에 사다리꼴, 물결, 삼각형, C모양, 원모양 중 어느 하나가 선택된 파이버 레이저 빔을 출력시켜 자동용접시킬 수 있고, 다관절구동형 위빙로봇모듈을 통해, 사람의 힘으로 접근하기 어려운 정밀 부품에 대해 유연한 전송 및 비접촉 용접을 할 수가 있으며, 모재의 종류(후판, 중판)에 따라 두께 6mm이상의 후판용접모드, 두께 5mm이하의 중판용접모드로 필요에 따라 전환할 수 있고, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접을 할 수가 있는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치 및 이를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치는
파이버 레이저빔 내부 위빙과 외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 30mm 용접비드폭이 생성되도록 자동 용접제어시키도록 구성됨으로서 달성된다.
상기 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치는 보다 구체적으로,
스마트제어부의 제어신호에 따라 용접하고자 하는 모재를 기준으로, 핑거형 용접레이저빔모듈의 위치를 1축,2축,3축,4축,5축으로 이루어진 다관절구동으로 정위치시킨 후, 핑거형 용접레이저빔모듈 자체에 외부방향으로 좌우위빙시키고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 모재를 기준으로, 외부방향으로 좌우위빙시킨 핑거형 용접레이저빔모듈을 X축, Y축, Z축의 길이방향을 따라 슬라이드 이송시키는 다관절구동형 위빙로봇모듈(100)과,
다관절구동형 위빙로봇모듈의 헤드 부위에 탈부착식으로 연결되어, 핑거(Finger)구조를 형성하면서, 밀려나오는 투(Two)와이어의 선단에, 내부공간에서 좌우 위빙되는 파이버 레이저빔 내부위빙을 조사하여 용접시키고자 하는 모재에, 투(Two)와이어를 용접시키는 핑거형 용접레이저빔모듈(200)과,
모듈화구조로 형성되어, 화면상에 용접하고자 하는 모재의 판 두께, 재질, 속도의 용접조건을 입력시키고, 각 기기의 동작상태를 화면상에 표출시키면서, 레이저 광을 발진시켜 파이버 레이저 소스부로 전달시키고, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 보호가스를 공급시키는 파이버 레이저 모듈(300)과,
파이버 레이저 발진기에서 생성시킨 레이저 광을 전달받아 파이버 레이저 빔을 생성시켜 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 전달시키는 파이버 레이저 소스부(400)와,
용접봉 역할을 하는 투(Two)와이어를 핑거형 용접레이저빔모듈쪽에 2~4m/min 송급속도로 송급해주는 투(Two)와이어 송급모듈(500)과,
다관절구동형 위빙로봇모듈, 핑거형 용접레이저빔모듈, 파이버 레이저 모듈, 파이버 레이저 소스부, 투(Two)와이어 송급모듈의 전반적인 구동을 제어하면서, 용접하고자 하는 모재의 판 두께, 재질, 속도의 용접조건에 따라 파이버 레이저 모듈의 파이버 레이저 발진기에서 생성되는 레이저광의 출력 및, 투(Two)와이어 송급모듈의 투(Two)와이어 송급속도를 제어시키고, 다관절구동형 위빙로봇모듈을 통해, 용접하고자 하는 모재를 기준으로, 핑거형 용접레이저빔모듈의 위치를 1축,2축,3축,4축,5축, 6축으로 이루어진 다관절구동으로 정위치시킨 후, 핑거형 용접레이저빔모듈의 파이버 레이저빔 내부위빙과, 다관절구동형 위빙로봇모듈의 외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드형 위빙구조로 용접비드폭을 최대 30mm까지 형성되도록 제어시키는 스마트제어부(600)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는
첫째, 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통해, 낮은 에너지 소비, 안정적인 에너지 출력, 그리고 높은 전기 광학 변환율로 에너지 효율을 기존보다 80% 향상시키고, 로봇의 반복 위치 정확도를 최대 0.05mm로 안정적인 성능을 제공할 수 있다.
둘째, 다관절구동형 위빙로봇모듈을 통해, 깊은 용접 침투, 작은 열 영향 영역, 작은 공작물 변형 및 빠른 용접 속도로, 솔기 용접, 스플라이스 용접, 맞대기 용접, 스티치 용접 등에 적용하여, 사람의 힘으로 접근하기 어려운 정밀 부품에 대해 유연한 전송 및 비접촉 용접을 할 수가 있다.
셋째, 모재의 종류(후판, 중판)에 따라 두께 6mm이상의 후판용접모드, 두께 5mm이하의 중판용접모드로 필요에 따라 전환할 수 있고, 무엇보다 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접을 할 수가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 다관절구동형 위빙로봇모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 다관절구동형 위빙로봇모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 좌우위빙모션연결부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 좌우위빙모션부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 좌우위빙모션부의 구성요소를 통한 동작과정을 도시한 일시시예도,
도 8은 본 발명에 따른 좌우위빙모션부가 핑거형 용접레이저빔모듈의 구성요소 중 권총식 핑거형 용접레이저빔부에 적용되어 외부방향으로 좌우위빙되는 것을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 좌우위빙모션부가 핑거형 용접레이저빔모듈의 구성요소 중 소총식 핑거형 용접레이저빔부에 적용되어 외부방향으로 좌우위빙되는 것을 도시한 일실시예도,
도 10은 본 발명에 따른 핑거형 용접레이저빔모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 11은 본 발명에 따른 핑거형 용접레이저빔모듈의 구성요소 중 권총식 핑거형 용접레이저빔부가 다관절구동형 위빙로봇모듈에 결합되어 구성된 것을 도시한 사시도,
도 12는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 13은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부의 내부 구성요소를 도시한 단면도,
도 14는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부의 구성 중 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 구성요소와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 15는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 핑거형 용접레이저빔모듈의 구성요소 중 소총식 핑거형 용접레이저빔부가 다관절구동형 위빙로봇모듈에 결합되어 구성된 것을 도시한 사시도,
도 17은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 18은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부의 내부 구성요소를 도시한 단면도,
도 19는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부의 구성 중 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 구성요소와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 20은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 21은 본 발명에 따른 파이버 레이저 모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 22는 본 발명에 따른 파이버 레이저 모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 23은 본 발명에 따른 파이버 레이저 발진기의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 24는 본 발명에 따른 파이버 레이저 소스부의 구성요소를 도시한 단면도,
도 25는 본 발명에 따른 FBG(Fiber Bragg Grating)를 통해, 펌프 다이오드 레이저에서 방출시킨 빛을 미러를 통해 증폭시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 26은 본 발명에 따른 파이버 케이블 내부에 클래드(=코어)가 있고, 도핑처리되어 형성된 것을 도시한 단면도,
도 27은 본 발명에 따른 투(Two)와이어 송급모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 28은 본 발명에 따른 투(Two)와이어 송급모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 29는 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 30은 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 31은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 사다리꼴모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 32는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 물결모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 33은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 삼각모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 34는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, C모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 35는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 원모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 36은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 일자모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 37은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 사다리꼴모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 38는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 물결모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 39는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 삼각모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 40은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, C모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 41은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 원모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 42는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 일자모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 43은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 갖는 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법을 도시한 순서도,
도 44는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 갖는 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 다관절구동형 위빙로봇모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 다관절구동형 위빙로봇모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 좌우위빙모션연결부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 좌우위빙모션부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 좌우위빙모션부의 구성요소를 통한 동작과정을 도시한 일시시예도,
도 8은 본 발명에 따른 좌우위빙모션부가 핑거형 용접레이저빔모듈의 구성요소 중 권총식 핑거형 용접레이저빔부에 적용되어 외부방향으로 좌우위빙되는 것을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 좌우위빙모션부가 핑거형 용접레이저빔모듈의 구성요소 중 소총식 핑거형 용접레이저빔부에 적용되어 외부방향으로 좌우위빙되는 것을 도시한 일실시예도,
도 10은 본 발명에 따른 핑거형 용접레이저빔모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 11은 본 발명에 따른 핑거형 용접레이저빔모듈의 구성요소 중 권총식 핑거형 용접레이저빔부가 다관절구동형 위빙로봇모듈에 결합되어 구성된 것을 도시한 사시도,
도 12는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 13은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부의 내부 구성요소를 도시한 단면도,
도 14는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부의 구성 중 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 구성요소와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 15는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 핑거형 용접레이저빔모듈의 구성요소 중 소총식 핑거형 용접레이저빔부가 다관절구동형 위빙로봇모듈에 결합되어 구성된 것을 도시한 사시도,
도 17은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 18은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부의 내부 구성요소를 도시한 단면도,
도 19는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부의 구성 중 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 구성요소와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 구성요소를 도시한 일실시예도,
도 20은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 21은 본 발명에 따른 파이버 레이저 모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 22는 본 발명에 따른 파이버 레이저 모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 23은 본 발명에 따른 파이버 레이저 발진기의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 24는 본 발명에 따른 파이버 레이저 소스부의 구성요소를 도시한 단면도,
도 25는 본 발명에 따른 FBG(Fiber Bragg Grating)를 통해, 펌프 다이오드 레이저에서 방출시킨 빛을 미러를 통해 증폭시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 26은 본 발명에 따른 파이버 케이블 내부에 클래드(=코어)가 있고, 도핑처리되어 형성된 것을 도시한 단면도,
도 27은 본 발명에 따른 투(Two)와이어 송급모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 28은 본 발명에 따른 투(Two)와이어 송급모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 29는 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 30은 본 발명에 따른 스마트제어부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 31은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 사다리꼴모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 32는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 물결모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 33은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 삼각모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 34는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, C모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 35는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 원모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 36은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 일자모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 37은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 사다리꼴모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 38는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 물결모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 39는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 삼각모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 40은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, C모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 41은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 원모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 42는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시키고, 일자모양의 용접비드형상을 형성시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 43은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 갖는 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법을 도시한 순서도,
도 44는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 갖는 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법을 도시한 순서도.
먼저, 본 발명에 따른 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치(1)에서, 파이버 레이저빔 내부위빙 이라는 것은 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터를 통해, 권총식 핑거형 Y축 구동용 미러의 왼쪽을 -1mm~-5mm, 오른쪽을 +1mm~+5mm로 연속적으로 움직이는 구성과, 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터를 통해, 권총식 핑거형 X축 구동용 미러의 왼쪽을 -1mm~-5mm, 오른쪽을 +1mm~+5mm로 연속적으로 움직이는 구성으로 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시키거나,
또는, 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터를 통해, 소총식 핑거형 Y축 구동용 미러의 왼쪽을 -2mm~-5mm, 오른쪽을 +2mm~+5mm로 연속적으로 움직이는 구성과, 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터를 통해, 소총식 핑거형 X축 구동용 미러의 왼쪽을 -2mm~-5mm, 오른쪽을 +2mm~+5mm로 연속적으로 움직이는 구성으로 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시키는 것을 말한다.
그리고, 외부방향 좌우위빙이라는 것은 ㉠ 회전테이블용 회전모터로부터 회전력을 전달받은 회전테이블이 회전되면서, ㉡ 회전돌출바를 회전시키면, ㉢ 회전돌출바는 좌우위빙로드홀부를 따라 직선왕복운동을 하게되고, 이때 회전돌출바의 직선왕복운동에 의해, ㉣ 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대의 일측 끝단이 기준축회전부에 의해 하나의 기준축을 따라, 시계추처럼 좌우방향으로 왔다갔다 운동시키는 것으로서, 기준축회전부, 좌우위빙로드홀부, 회전돌출바의 구동으로, 핑거형 용접레이저빔모듈의 구성요소인 권총식 핑거형 용접레이저빔부(210), 소총식 핑거형 용접레이저빔부(220) 자체를 외부방향에서 좌우위빙시키는 것을 말한다.
다음으로, 본 발명에 따른 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치(1)를 통해, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 30mm 용접비드폭이 생성되도록 자동 용접제어시킨다.
또한, 사용목적과 형태에 따라 30mm 용접비드폭 뿐만 아니라, 26mm, 28mm, 32mm, 40mm 용접비드폭을 형성시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 파이버 레이저빔 내부 위빙과 외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 30mm 용접비드폭이 생성되도록 자동 용접제어시키도록 구성된다.
보다 상세하게, 상기 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치(1)는 다관절구동형 위빙로봇모듈(100), 핑거형 용접레이저빔모듈(200), 파이버 레이저 모듈(300), 파이버 레이저 소스부(400), 투(Two)와이어 송급모듈(500), 스마트제어부(600)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 다관절구동형 위빙로봇모듈(100)에 관해 설명한다.
상기 다관절구동형 위빙로봇모듈(100)은 스마트제어부의 제어신호에 따라 용접하고자 하는 모재를 기준으로, 핑거형 용접레이저빔모듈의 위치를 1축,2축,3축,4축,5축으로 이루어진 다관절구동으로 정위치시킨 후, 핑거형 용접레이저빔모듈 자체에 외부방향으로 좌우위빙시키고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 모재를 기준으로, 외부방향으로 좌우위빙시킨 핑거형 용접레이저빔모듈을 X축, Y축, Z축의 길이방향을 따라 슬라이드 이송시키는 역할을 한다.
이는 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, "ㄱ"자형 로봇모듈본체(110), 바닥지지프레임부(120), 1축 요(Yaw)관절부(130), 2축 피치(Pitch)관절부(140), 수직로드부(150), 3축 피치(Pitch)관절부(160), 브릿지부(170), 4축 피치(Pitch)관절부(180), 트윈형 수평로드부(190), 5축 피치(Pitch)관절부(190a), 좌우위빙모션연결부(190b), 좌우위빙모션부(190c)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 "ㄱ"자형 로봇모듈본체(110)에 관해 설명한다.
상기 "ㄱ"자형 로봇모듈본체(110)는 "ㄱ"자형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 도 4에 도시한 바와 같이, 바닥면과 접촉되는 부위에 바닥지지프레임부가 형성되고, 그 바닥지지프레임부 상단 일측에 1축 요(Yaw)관절부가 형성되며, 그 1축 요(Yaw)관절부 일측에 2축 피치(Pitch)관절부가 형성되고, 그 2축 피치(Pitch)관절부와 3축 피치(Pitch)관절부 사이에 수직로드부가 형성되며, 그 수직로드부의 상단 일측에 3축 피치(Pitch)관절부가 형성되고, 그 3축 피치(Pitch)관절부와 4축 롤(Roll)관절부 사이에 브릿지부가 형성되며, 브릿지부의 전단 일측에 트윈형 수평로드부와 4축 롤(Roll)관절부가 길이방향을 따라 형성되고, 트윈형 수평로드부의 후단 일측에 4축 롤(Roll)관절부가 형성되며, 트윈형 수평로드부의 전단 일측에 5축 피치(Pitch)관절부가 형성되고, 그 5축 피치(Pitch)관절부 하단 일측에 좌우위빙모션연결부가 형성되며, 그 좌우위빙모션연결부 일측의 핑거형 용접레이저빔모듈 접촉부위에 좌우위빙모션부가 형성되어 구성된다.
둘째, 본 발명에 따른 바닥지지프레임부(120)에 관해 설명한다.
상기 바닥지지프레임부(120)는 "ㄱ"자형 로봇모듈본체의 바닥 부위 일측에 위치되어, 1축 요(Yaw)관절부, 2축 피치(Pitch)관절부, 수직로드부, 3축 피치(Pitch)관절부, 브릿지부, 4축 롤(Roll)관절부, 트윈형 수평로드부, 5축 피치(Pitch)관절부, 좌우위빙모션연결부, 좌우위빙모션부가 외압에 의해 흔들리지 않도록 지지해주는 역할을 한다.
이는 파이버 레이저 빔 용접시, 바닥면과 볼트와 너트체결의 고정된 구조로 형성되다가, 용접완료후, 다른 모재로 이동하거나, 또는 위치 이동시, 하단 일측에 형성된 바퀴를 통해 이동되도록 형성된다.
셋째, 본 발명에 따른 1축 요(Yaw)관절부(130)에 관해 설명한다.
상기 1축 요(Yaw)관절부(130)는 바닥지지프레임부 상단 일측에 위치되어, z축(수직축)을 중심으로 회전시키는 역할을 한다.
이는 1축 요(Yaw)관절용 회전모터와 베어링, 감속기, 1축 요(Yaw)관절용 회전감지센서로 구성된다.
여기서, 1축 요(Yaw)관절용 회전모터는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, z축(수직축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 역할을 한다.
이는 정밀제어모터로서, AC모터, DC모터, 브러시리스 DC 모터, 릴럭턴스 모터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 1축 요(Yaw)관절용 회전감지센서는 1축 요(Yaw)관절용 회전모터의 위치 및 회전을 감지하여 센싱시킨 후, 센싱시킨 신호를 스마트제어부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
그리고, z축(수직축)을 중심으로 회전시킨다는 것은 0도~360도로 2축 피치(Pitch)관절부, 수직로드부, 3축 피치(Pitch)관절부, 브릿지부, 4축 롤(Roll)관절부, 트윈형 수평로드부, 5축 피치(Pitch)관절부, 좌우위빙모션연결부, 좌우위빙모션부를 z축(수직축)을 중심으로 회전시키는 것을 말한다.
넷째, 본 발명에 따른 2축 피치(Pitch)관절부(140)에 관해 설명한다.
상기 2축 피치(Pitch)관절부(140)는 1축 요(Yaw)관절부 일측에 위치되어, y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 역할을 한다.
이는 2축 피치(Pitch)관절용 회전모터와 베어링, 감속기, 2축 피치(Pitch)관절용 회전감지센서로 구성된다.
여기서, 2축 피치(Pitch)관절용 회전모터는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, y축(횡축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 역할을 한다.
이는 정밀제어모터로서, AC모터, DC모터, 브러시리스 DC 모터, 릴럭턴스 모터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 2축 피치(Pitch)관절용 회전감지센서는 2축 피치(Pitch)관절용 회전모터의 위치 및 회전을 감지하여 센싱시킨 후, 센싱시킨 신호를 스마트제어부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
그리고, y축(횡축)을 중심으로 회전시킨다는 것은 0도~360도로 수직로드부, 3축 피치(Pitch)관절부, 브릿지부, 4축 롤(Roll)관절부, 트윈형 수평로드부, 5축 피치(Pitch)관절부, 좌우위빙모션연결부, 좌우위빙모션부를 y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 것을 말한다.
다섯째, 본 발명에 따른 수직로드부(150)에 관해 설명한다.
상기 수직로드부(150)는 수직의 길이방향을 따라 형성되어, 용접하고자 하는 모재의 높이에 맞게 핑거형 용접레이저빔모듈이 위치되도록 높이단차를 형성시키는 역할을 한다.
이는 2축 피치(Pitch)관절부와 3축 피치(Pitch)관절부의 구동에 의해, 쫙 펴진 수직의 직립구조로 형성되었을 때, 최대의 높이단차로서 100cm를 형성시키고, 2축 피치(Pitch)관절부와 3축 피치(Pitch)관절부의 구동에 의해, 구부러진 사선구조로 형성되었을 때, 최소의 높이단차로서 30cm를 형성시키도록 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 높이단차는 30cm~100cm로 형성된다.
여섯째, 본 발명에 따른 3축 피치(Pitch)관절부(160)에 관해 설명한다.
상기 3축 피치(Pitch)관절부(160)는 수직로드부의 상단 일측에 위치되어, y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 역할을 한다.
이는 3축 피치(Pitch)관절용 회전모터와 베어링, 감속기, 3축 피치(Pitch)관절용 회전감지센서로 구성된다.
여기서, 3축 피치(Pitch)관절용 회전모터는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, y축(횡축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 역할을 한다.
이는 정밀제어모터로서, AC모터, DC모터, 브러시리스 DC 모터, 릴럭턴스 모터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 3축 요(Yaw)관절용 회전감지센서는 3축 피치(Pitch)관절용 회전모터의 위치 및 회전을 감지하여 센싱시킨 후, 센싱시킨 신호를 스마트제어부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
그리고, y축(횡축)을 중심으로 회전시킨다는 것은 0도~360도로 브릿지부, 4축 롤(Roll)관절부, 트윈형 수평로드부, 5축 피치(Pitch)관절부, 좌우위빙모션연결부, 좌우위빙모션부를 y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 것을 말한다.
일곱째, 본 발명에 따른 브릿지부(170)에 관해 설명한다.
상기 브릿지부(170)는 3축 피치(Pitch)관절부를 기준으로 트윈형 수평로드부와 수직로드부 사이를 연결시키는 브릿지 역할을 수행한다.
여덟째, 본 발명에 따른 4축 피치(Pitch)관절부(180)에 관해 설명한다.
상기 4축 피치(Pitch)관절부(180)는 브릿지부의 상단 일측에 위치되어, y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 역할을 한다.
이는 4축 피치(Pitch)관절용 회전모터와 베어링, 감속기, 4축 피치(Pitch)관절용 회전감지센서로 구성된다.
여기서, 4축 피치(Pitch)관절용 회전모터는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, y축(횡축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 역할을 한다.
이는 정밀제어모터로서, AC모터, DC모터, 브러시리스 DC 모터, 릴럭턴스 모터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 4축 피치(Pitch)관절용 회전감지센서는 4축 피치(Pitch)관절용 회전모터의 위치 및 회전을 감지하여 센싱시킨 후, 센싱시킨 신호를 스마트제어부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
그리고, y축(횡축)을 중심으로 회전시킨다는 것은 0도~360도로 5축 롤(Roll)관절부, 트윈형 수평로드부, 6축 피치(Pitch)관절부, 좌우위빙모션연결부, 좌우위빙모션부를 y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 것을 말한다.
아홉째, 본 발명에 따른 트윈형 수평로드부(190)에 관해 설명한다.
상기 트윈형 수평로드부(190)는 선단 일측에 개통된 트윈구조로 이루어져, 브릿지부의 선단 일측과 연결되고, 수평의 길이방향을 따라 형성되어, 용접하고자 하는 모재에 맞게 핑거형 용접레이저빔모듈이 근접되도록 너비단차(Width)를 형성시키는 역할을 한다.
여기서, 너비단차(Width)는 용접하고자 하는 모재를 기준으로 수평의 길이방향을 따라 근접한 핑거형 용접레이저빔모듈와 모재사이의 너비단차를 말한다.
이는 2축 피치(Pitch)관절부와 3축 피치(Pitch)관절부, 4축 피치(Pitch)관절부의 구동에 의해, 쫙 펴진 수평구조로 형성되었을 때, 최대의 너비단차로서 120cm를 형성시키고, 2축 피치(Pitch)관절부와 3축 피치(Pitch)관절부, 4축 피치(Pitch)관절부의 구동에 의해, 구부러진 사선구조로 형성되었을 때, 최소의 너비단차로서 10cm를 형성시키도록 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 너비단차는 10cm~120cm로 형성된다.
열째, 본 발명에 따른 5축 피치(Pitch)관절부(190a)에 관해 설명한다.
상기 5축 피치(Pitch)관절부(190a)는 트윈형 수평로드부의 선단 일측에 위치되어, 수직의 하단방향으로 향하는 좌우위빙모션연결부, 좌우위빙모션부를 y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 역할을 한다.
이는 5축 피치(Pitch)관절용 회전모터와 베어링, 감속기, 5축 피치(Pitch)관절용 회전감지센서로 구성된다.
여기서, 5축 피치(Pitch)관절용 회전모터는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, y축(횡축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 역할을 한다.
이는 정밀제어모터로서, AC모터, DC모터, 브러시리스 DC 모터, 릴럭턴스 모터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 5축 피치(Pitch)관절용 회전감지센서는 5축 피치(Pitch)관절용 회전모터의 위치 및 회전을 감지하여 센싱시킨 후, 센싱시킨 신호를 스마트제어부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
그리고, y축(횡축)을 중심으로 회전시킨다는 것은 0도~360도로 좌우위빙모션연결부, 좌우위빙모션부를 y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 것을 말한다.
열한째, 본 발명에 따른 좌우위빙모션연결부(190b)에 관해 설명한다.
상기 좌우위빙모션연결부(190b)는 트윈형 수평로드부의 선단 일측을 따라 수직의 하단방향으로 형성되어, 좌우위빙모션부를 탈부착식으로 연결시킨 후, 외압에 의해 흔들리지 않도록 지지해주는 역할을 한다.
이는 도 5에 도시한 바와 같이, 트윈형 수직회전프레임(190b-1), 원통형 연결부(190b-2)로 구성된다.
상기 트윈형 수직회전프레임(190b-1)은 트윈구조로 이루어져, 트윈형 수평로드부의 선단 일측에 형성된 6축 피치(Pitch)관절부와 연결되고, 6축 피치(Pitch)관절부의 6축 피치(Pitch)관절운동의 힘을 수직의 하단방향으로 형성된 원통형 연결부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
상기 원통형 연결부(190b-2)는 표면 일측에 좌우위빙모션부가 연결되어, 좌우위빙모션부에 탈부착식으로 형성된 핑거형 용접레이저빔모듈을 지지해주면서, 트윈형 수직회전프레임로부터 전달된 6축 피치(Pitch)관절부의 6축 피치(Pitch)절운동의 힘을 좌우위빙모션부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
열두째, 본 발명에 따른 좌우위빙모션부(190c)에 관해 설명한다.
상기 좌우위빙모션부(190c)는 저면 일측이 좌우위빙모션연결부와 연결되고, 상면 일측이 핑거형 용접레이저빔모듈와 연결된 후, 핑거형 용접레이저빔모듈 자체를 외부방향에서 좌우위빙시키는 역할을 한다.
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대(190c-1), 기준축회전부(190c-2), 좌우위빙로드홀부(190c-3), 회전돌출바(190c-4), 회전테이블(190c-5), 회전테이블용 회전모터(190c-6)로 구성된다.
상기 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대(190c-1)는 일자구조로 이루어져, 상면 일측으로 핑거형 용접레이저빔모듈과 연결되어, 핑거형 용접레이저빔모듈을 받쳐주면서 지지해주면서, 기준축회전부, 좌우위빙로드홀부, 회전돌출바의 구동으로, 핑거형 용접레이저빔모듈 자체를 외부방향에서 좌우위빙시키는 역할을 한다.
이는 도 7에 도시한 바와 같이, ㉠ 회전테이블용 회전모터로부터 회전력을 전달받은 회전테이블이 회전되면서, ㉡ 회전돌출바를 회전시키면, ㉢ 회전돌출바는 좌우위빙로드홀부를 따라 직선왕복운동을 하게되고, 이때 회전돌출바의 직선왕복운동에 의해, ㉣ 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대의 일측 끝단이 기준축회전부에 의해 하나의 기준축을 따라, 시계추처럼 좌우방향으로 왔다갔다 운동시킨다.
여기서, 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대의 일측 끝단이 기준축회전부에 의해 하나의 기준축을 형성시킨다는 것은 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대의 끝단 일측에 형성된 기준축회전부에 의해, 기준축회전을 기준으로, 시계추처럼, 핑거형 용접레이저빔모듈 자체를 외부방향으로 좌우위빙시키도록 형성시키는 것을 말한다.
이로 인해, 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대에 안착되어 설치된 핑거형 용접레이저빔모듈 자체를 외부방향으로 좌우위빙시키도록 형성시킬 수 있다.
이때, 사용목적과 형태에 따라 회전테이블용 회전모터의 회전속도, 회전돌출바의 회전반경, 좌우위빙로드홀부의 직선왕복운동거리를 조절함으로서, 핑거형 용접레이저빔모듈 자체를 외부방향으로 좌우위빙시키는 구동을 형성시킬 수 있다.
상기 기준축회전부(190c-2)는 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대의 후단쪽 저면 일측에 위치되어, 좌우위빙로드홀부를 따라 회전돌출바의 직선운동을 좌우 왕복의 위빙운동으로 변환시킬 때, 하나의 기준축을 형성시키는 역할을 한다.
상기 좌우위빙로드홀부(190c-3)는 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대의 표면상에서 직선구조의 로드홀을 형성시켜, 회전돌출바가 직선구조의 로드홀을 따라 직선왕복운동이 되도록 안내시키는 역할을 한다.
즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 회전테이블 상단 테두리 표면 상에 회전돌출바가 돌출된 구조로 형성되고, 돌출된 회전돌출바가 회전테이블에 의해 회전될 때, 회전력을 전달받은 돌출된 회전돌출바가 직선구조의 로드홀을 따라 직선왕복운동을 하게되고, 이로 인해, 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대 자체에 좌우위빙의 힘이 생성된다.
여기서, 직선구조의 로드홀의 길이는 핑거형 용접레이저빔모듈 자체를 외부방향에서 좌우위빙시키는 좌우위빙폭(10mm~22mm)을 기준으로, 0.5mm~50mm 길이로 형성된다.
본 발명에서는 사용목적과 형태에 따라 직선구조의 로드홀의 길이는 다양한 길이로 형성된다.
상기 회전돌출바(190c-4)는 회전테이블의 상단 테두리 표면상에 위치되고, 좌우위빙로드홀부와 맞춤형으로 삽입형성되어, 회전테이블로부터 전달된 회전력으로, 직선구조의 좌우위빙로드홀부를 따라 직선왕복운동을 형성시키는 역할을 한다.
이때, 회전돌출바가 직선구조의 좌우위빙로드홀부를 따라 직선왕복운동을 하게됨으로서, 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대가 기준축회전부를 기준축으로 하여, 좌우위빙의 힘이 생성된다.
상기 회전테이블(190c-5)은 회전테이블용 회전모터로부터 회전력을 전달받아 회전돌출바를 회전시키는 역할을 한다.
이는 원반형태로 형성되고, 원반형태의 상단 테두리 표면 일측에 회전돌출바가 형성되어 구성된다.
즉, 회전테이블용 회전모터로부터 회전력을 전달받아 회전되면서, 회전돌출바를 회전시킨다.
상기 회전테이블용 회전모터(190c-6)는 회전테이블에 회전력을 생성시키는 역할을 한다.
이는 정밀제어모터로서, AC모터, DC모터, 브러시리스 DC 모터, 릴럭턴스 모터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
이처럼, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대, 기준축회전부, 좌우위빙로드홀부, 회전돌출바, 회전테이블, 회전테이블용 회전모터로 이루어진 좌우위빙모션부가 구성됨으로서, 돌출된 회전돌출바가 회전테이블에 의해 회전될 때, 회전력을 전달받은 돌출된 회전돌출바가 직선구조의 로드홀을 따라 직선왕복운동을 하게되고, 이로 인해, 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대 자체에 좌우위빙의 힘이 생성되어, 핑거형 용접레이저빔모듈 자체를 외부방향에서 좌우위빙폭(10mm~22mm)으로 좌우위빙시킨다.
즉, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)에다가 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접을 할 수가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 1축 요(Yaw)관절부, 2축 피치(Pitch)관절부, 3축 피치(Pitch)관절부, 4축 피치(Pitch)관절부, 5축 롤(Roll)관절부로 이루어진 다관절구동형 위빙로봇모듈을 통해, 스마트제어부의 제어신호에 따라 용접하고자 하는 모재를 기준으로, 핑거형 용접레이저빔모듈의 위치를 정위치시키고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 모재를 기준으로, 좌우위빙시킨 핑거형 용접레이저빔모듈을 X축, Y축, Z축의 길이방향을 따라 슬라이드 이송시킨다.
이로 인해, 깊은 용접 침투, 작은 열 영향 영역, 작은 공작물 변형 및 빠른 용접 속도로, 솔기 용접, 스플라이스 용접, 맞대기 용접, 스티치 용접 등에 적용하는 접근하기 어려운 정밀 부품에 대해 유연한 전송 및 비접촉 용접을 할 수가 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 핑거형 용접레이저빔모듈(200)에 관해 설명한다.
상기 핑거형 용접레이저빔모듈(200)은 다관절구동형 위빙로봇모듈의 헤드 부위에 탈부착식으로 연결되어, 핑거(Finger)구조를 형성하면서, 밀려나오는 투(Two)와이어의 선단에, 내부공간에서 좌우 위빙되는 파이버 레이저빔 내부위빙을 조사하여 용접시키고자 하는 모재에, 투(Two)와이어를 용접시키는 역할을 한다.
여기서, 핑거(Finger)구조는 로봇의 손가락(=핑거)을 연상시켜, 로봇의 손가락(=핑거)을 통해, 파이버 레이저빔 용접시키는 것을 말한다.
이는 도 10에 도시한 바와 같이, 권총식 핑거형 용접레이저빔부(210), 소총식 핑거형 용접레이저빔부(220)로 구성된다.
[권총식 핑거형 용접레이저빔부(210)]
상기 권총식 핑거형 용접레이저빔부(210)는 권총식 핑거(Finger)구조를 형성하면서, 밀려나오는 투(Two)와이어의 선단에, 내부공간에서 좌우 위빙되는 파이버 레이저빔 내부위빙을 조사하여 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재에, 투(Two)와이어를 용접시켜, 8mm 용접비드폭과 함께, 사다리꼴, 물결, 삼각형, C모양, 원모양, 일자모양 중 어느 하나가 선택된 용접비드형상을 형성시키는 역할을 한다.
이는 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 권총식 핑거 레이저 몸체(211), 권총식 핑거부(212), 권총식 ">"형 브릿지부(213), 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부(214), 권총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부(215), 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부(216), 권총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부(217), 권총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부(218), 권총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부(219), 권총식 핑거형 냉각수유입파이프(219a), 권총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(219b), 권총식 핑거형 제어신호 라인 연결부(219c)로 구성된다.
이는 사용출력(연속 10분이내)이 최대 2kw이고, 초점거리(선택)가 5mm ~ 10mm이고, 수냉방식으로 냉각되고, 무게가 1.1kg~1.9kg인 특성을 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 권총식 핑거 레이저 몸체(211)에 관해 설명한다.
상기 권총식 핑거 레이저 몸체(211)는 하나의 손으로 잡을 수 있는 권총식 핑거(Finger)구조로 형성되고, 용접시키고자 하는 모재에 대하여, 35~45도 기울어서 형성되어 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
여기서, 권총식 핑거(Finger)구조라는 것은 한손으로 잡을 수 있는 권총형상을 갖는 핑거구조를 연상시켜, 로봇의 권총형상 손가락(=핑거)을 통해, 파이버 레이저빔 용접시키는 것을 말한다.
이는 도 12에 도시한 바와 같이, 손으로 잡을 수 있는 권총식 핑거부가 형성되고, 수평의 길이방향을 따라 권총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부가 형성되며, 권총식 핑거부와 권총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부 사이에 권총식 ">"형 브릿지부가 형성되어, 권총식 ">"형 브릿지부가 용접시키고자 하는 모재에 대하여, 35~45도 기울어지도록 형성시키며, 헤드부의 파이버 레이저 빔이 조사되는 곳에 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부가 형성되고, 그 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부의 내부공간에 권총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부가 형성되며, 그 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부와 동일선상을 따라 후단 일측에 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부가 형성되고, 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부 일측에 파이버 레이저 소스부에 생성된 파이버 레이저를 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부쪽으로 전달시키는 권총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부가 형성되고, 그 권총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부 일측에 파이버 레이저의 매질역할을 하는 보호가스를 공급받아 레이저빔과 동축선상에서 쏴주는 권총식 핑거형 파이버 동축 보호 가스 연결부가 형성되며, 권총식 핑거형 파이버 동축 보호 가스 연결부 일측에 보호가스압력센서가 형성되어, 보호가스압력센서로부터 센싱된 보호가스알람센싱신호가 스마트 제어부로 입력되고, 권총식 핑거형 파이버 동축 보호 가스 연결부 타측에 레이저 냉각부로부터 공급된 냉각수유입파이프)가 형성되어 구성된다.
상기 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부 하단 일측에 권총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부가 형성되고, 그 권총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부의 후단 일측에 동일선상으로 권총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부가 형성된다.
그리고, 상기 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부에서 레이저 빔이 출력되고, 권총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부에서 투(Two)와이어가 밀려나와서, 도 에 도시한 바와 같이, 공동융점부위를 형성시킨다.
이로 인해, 레이저 빔을 조사하여 투(Two)와이어를 순간적으로 융점에 달하게 하여 용접시키고자 하는 모재에 투(Two)와이어를 용접시킨다.
둘째, 본 발명에 따른 권총식 핑거부(212)에 관해 설명한다.
상기 권총식 핑거부(212)는 권총식 핑거(Finger)구조로 형성되어, 각 기기를 지지하고 보호하는 역할을 한다.
셋째, 본 발명에 따른 권총식 ">"형 브릿지부(213)에 관해 설명한다.
상기 권총식 ">"형 브릿지부(213)는 권총식 핑거부와 권총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부 사이에 형성되어, 권총식 핑거가 용접시키고자 하는 모재에 대하여, 35~45° 기울어지도록 형성시키는 역할을 한다.
넷째, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부(214)에 관해 설명한다.
상기 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부(214)는 권총식 핑거부의 헤드 선단에 위치되어, 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부에서 생성된 레이저 빔을 용접표면에 조사시키는 역할을 한다.
이는 높은 에너지 밀도에 의해 표면이 순간적(1~20 ms)으로 약 6,000~6,400℃ 온도를 갖는 레이저 빔이 조사된다.
다섯째, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부(215)에 관해 설명한다.
상기 권총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부(215)는 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부의 내부공간에 위치되어, 파이버 레이저 빔 용접하고자 하는 모재상에 레이저 초점거리의 정위치를 포인트방식으로 설정시키는 역할을 한다.
이는 파이버 레이저 발진기의 적외선 LED 초점 생성부에서 생성시킨 적외선 LED 불빛을 통한 레이저 초점거리의 정위치 포인트를 전달받도록 구성된다.
즉, 레이저 초점거리 위치 제어모드에 따라 파이버 레이저 빔의 초점거리(선택)가 2 ~ 500mm상에 정위치된다.
이로 인해, 작업자가 임의로 레이저 초점거리를 설정하는 것이 아닌, 파이버 레이저 빔 용접하고자 하는 모재 표면의 재질, 두께에 따라 1:1로 맞춤형으로 설정된 초점거리가 160~ 500mm상에 선택되어, 양질의 파이버 레이저 빔 용접분위기를 형성시킬 수 있다.
여섯째, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부(216)에 관해 설명한다.
상기 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부(216)는 권총식 핑거부의 헤드선단에 위치한 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부와 동일선상에 위치되어, 파이버 레이저 소스부를 통해 생성된 파이버 레이저를 집광시킨 후, 빔폭을 조절시키는 역할을 한다.
이는 도 11에 도시한 바와 같이, 권총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)(216a), 권총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈(216b), 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(216c), 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(216d), 권총식 핑거형 포커싱렌즈(216e), 권총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)(216f)로 구성된다.
[권총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)(216a)]
상기 권총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)(216a)는 핸드레이저 클리닝 헤드 몸체의 구성요소인 권총식 핑거부의 후단 일측에 위치되어, 내부공간상에서 파이버 레이저 소스부의 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)를 보호하면서, 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)에서 발산되는 레이저 빔 출력을 확장시키는 역할을 한다.
[권총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈(216b)]
상기 권총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈(216b)는 권총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)의 내부공간에 포함되어 형성된 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)에서 나오는 펌핑한 레이저 빔을 평행상태로 만들어서 전반사 렌즈쪽으로 발산시키는 역할을 한다.
여기서, 펌핑한 레이저는 35도~45도의 빔퍼짐각을 이루면서 나오게 된다.
상기 권총식 핑거형 콜리메이터 렌즈의 크기는 20φ 이내로 형성되고, 평행빔의 폭은 10φ 이내로 형성된다.
상기 권총식 핑거형 콜리메이션 렌즈는 현재 20φ 기준이지만, 사용목적과 형태에 따라 출력이 커지면, 렌즈이 크기가 커질 수 있다.
상기 권총식 핑거형 콜리메이션 렌즈는 퍼짐각을 평행빔으로 만들어준다.
권총식 핑거형 콜리메이션 렌즈는 F50~F60으로 구성되고, 본 발명에서는 F60으로 구성된다.
여기서, F는 파이버케이블에서 콜리메이션 렌즈까지의 초점 거리를 말한다.
[권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(216c)]
상기 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(216c)는 권총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈에서 발산된 레이저빔을 전달받아 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재의 Y축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 역할을 한다.
이는 도 14에 도시한 바와 같이, 권총식 핑거형 Y축 구동용 미러(216c-1), 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터(216c-2)로 구성된다.
상기 권총식 핑거형 Y축 구동용 미러(216c-1)는 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터로부터 좌우반복회전되는 반복회전력을 전달받아, 권총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈에서 발산된 레이저빔을 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재의 Y축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 미러역할을 수행한다
상기 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터(216c-2)는 권총식 핑거형 Y축 구동용 미러를 좌우반복회전되는 반복회전력을 생성시키는 역할을 한다.
이는 스위칭 제어방식으로 정밀제어가 가능한 릴럭턴스 모터, DC모터, 브러시리스 모터, 서보모터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
그리고, 제어신호 라인 연결부를 통해 스마트제어부로부터 제어신호를 수신받아 구동된다.
또한, 일측에 +12V DC 공급 장치에서 전원을 공급받는 DC-DC 변환기가 포함되어 구성된다.
즉, DC(+)단자에 출력신호가 인가되면 오른쪽으로 회전되고, DC(-)에 출력신호가 인가되면 왼쪽으로 회전된다.
상기 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터는 권총식 핑거형 Y축 구동용 미러의 왼쪽을 -5mm, 오른쪽을 +5mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 최대 10mm의 빔폭과, +Y축, -Y축방향으로 최대 40mm의 빔길이를 형성시킨다.
일예로, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터는 권총식 핑거형 Y축 구동용 미러의 왼쪽을 -4mm, 오른쪽을 +4mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 8mm의 빔폭과, +Y축, -Y축방향으로 32mm의 빔길이를 형성시킨다.
그리고, 1초안에 10헤르츠~500헤르츠로 미세진동된다.
이때, 헤르츠의 진동에 따라 빔폭을 정할 수 있다.
사용목적에 따라 빔폭을 조절하여, 빔사이즈를 다양하게 형성시킨다.
본 발명에서는 8mm의 빔폭을 조절하여, 8mm의 빔폭과, +Y축, -Y축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시킨다.
여기서, 8mm의 빔폭을 조절하여, 8mm의 빔폭과, +Y축, -Y축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시킨다는 것은 정밀제어모터가 전반사 미러의 왼쪽을 -4mm, 오른쪽을 +4mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 8mm의 빔폭을 형성시키고, +Y축, -Y축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시키는 것을 말한다.
따라서, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터는 권총식 핑거형 Y축 구동용 미러의 왼쪽을 -1mm~-5mm, 오른쪽을 +1mm~+5mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 2mm~10mm의 빔폭과, +Y축, -Y축방향으로 8mm~40mm의 빔길이를 형성시킨다.
[권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(216d)]
상기 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(216d)는 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부에서 발산된 레이저빔을 전달받아 권총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재의 X축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 역할을 한다.
이는 도 14에 도시한 바와 같이, 권총식 핑거형 X축 구동용 미러(216d-1), 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터(216d)로 구성된다.
상기 권총식 핑거형 X축 구동용 미러(216d-1)는 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터로부터 좌우반복회전되는 반복회전력을 전달받아, 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부에서 발산된 레이저빔을 권총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재의 X축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 미러역할을 수행한다
상기 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터(216d-2)는 권총식 핑거형 X축 구동용 미러를 좌우반복회전되는 반복회전력을 생성시키는 역할을 한다.
이는 스위칭 제어방식으로 정밀제어가 가능한 릴럭턴스 모터, DC모터, 브러시리스 모터, 서보모터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
그리고, 권총식 핑거형 제어신호 라인 연결부를 통해 스마트제어부로부터 제어신호를 수신받아 구동된다.
또한, 일측에 +12V DC 공급 장치에서 전원을 공급받는 DC-DC 변환기가 포함되어 구성된다.
즉, DC(+)단자에 출력신호가 인가되면 오른쪽으로 회전되고, DC(-)에 출력신호가 인가되면 왼쪽으로 회전된다.
상기 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터는 권총식 핑거형 X축 구동용 미러의 왼쪽을 -5mm, 오른쪽을 +5mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 최대 10mm의 빔폭과, +X축, -X축방향으로 40mm의 빔길이를 형성시킨다.
일예로, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터는 권총식 핑거형 X축 구동용 미러의 왼쪽을 -4mm, 오른쪽을 +4mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 8mm의 빔폭의 빔폭과, +X축, -X축방향으로 32mm의 빔길이를 형성시킨다.
그리고, 1초안에 10헤르츠~500헤르츠로 미세진동된다.
이때, 헤르츠의 진동에 따라 빔폭을 정할 수 있다.
사용목적에 따라 빔폭을 조절하여, 빔사이즈를 다양하게 형성시킨다.
본 발명에서는 8mm의 빔폭을 조절하여, 8mm의 빔폭과, +X축, -X축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시킨다.
여기서, 8mm의 빔폭을 조절하여, 8mm의 빔폭과, +X축, -X축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시킨다는 것은 정밀제어모터가 전반사 미러의 왼쪽을 -4mm, 오른쪽을 +4mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 8mm의 빔폭을 형성시키고, +X축, -X축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시키는 것을 말한다.
따라서, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터는 권총식 핑거형 X축 구동용 미러의 왼쪽을 -1mm~-5mm, 오른쪽을 +1mm~+5mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 2mm~10mm의 빔폭과, +X축, -X축방향으로 8mm~40mm의 빔길이를 형성시킨다.
[권총식 핑거형 포커싱렌즈(216e)]
상기 권총식 핑거형 포커싱렌즈(216e)는 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부에서 전반사된 레이저빔을 모아서 권총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)로 발산시키는 역할을 한다.
여기서, 권총식 핑거형 포커싱렌즈의 사이즈는 18φ, 20φ로 구성된다.
권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부에서 반사되는 빛은 출력시, 8mm가 기본으로 나오고, 빔각이 작으면 출력시, 0.2mm~4mm가 된다.
이때, 권총식 핑거형 포커싱렌즈로 8mm를 기본적으로 발산시키고, 빔각이 작으면 0.2mm~4mm를 발산시킨다.
그리고, 권총식 핑거형 포커싱렌즈는 F120, F150, F200, F300, F400, F500, F600, F700, F800으로 구성되고, 본 발명에서는 F150으로 구성된다.
여기서, F는 권총식 핑거형 포커싱렌즈에서 전단 상에 맺히는 초점거리를 말한다.
상기 권총식 핑거형 포커싱렌즈는 포커싱시킨 레이저 빔을 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부쪽으로 전달시킨다.
이때, 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부에서는 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재에 조사시, 집광 스폿지름이 형성된다.
여기서, 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부에서 조사되는 레이저 빔은 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재에 대하여 파이버 레이저 빔 형태 중 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔, 일자형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔이 형성되고, 그 선택한 파이버 레이저 빔의 초점거리(선택)가 160~ 500mm상에 정위치되도록 포인트방식으로 설정된다.
작업자가 파이버 레이저빔 용접 개시를 하면, 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터, 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터가 구동되어, 일예로, 0.1mm 레이저 빔이 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터, 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터의 미세진동에 의해 8mm로 빔폭이 형성되고, +X축, -X축방향으로 32mm의 빔길이, 또는 +Y축, -Y축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈가 형성된다.
이때, 8mm의 레이저 빔은 레이저 출력(1000w, 1500w, 2000w, 3000w, 4000w, 5000w, 6000w, 8000w, 10kw)으로, 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재에 파이버 레이저 빔을 조사시킨다.
[권총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)(216f)]
상기 권총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)(216f)는 권총식 핑거형 포커싱렌즈 선단의 동축상에 위치되어, 권총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 이물질이 유입되지 않도록 보호하면서, 권총식 핑거형 포커싱렌즈에서 발산되는 파이버 레이저빔을 그대로 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재쪽으로 발산시키는 역할을 한다.
여기서, 권총식 핑거형 포커싱렌즈에서 발산되는 파이버 레이저빔은 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔으로 형성된다.
이와같이, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)(216a), 권총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈(216b), 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(216c), 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(216d), 권총식 핑거형 포커싱렌즈(216e), 권총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)(216f)로 이루어지는 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부(216)는 X방향과 Y방향으로 X축 구동용 미러와 Y축 구동용 미러 2개를 직각이 되도록 구성하고, 정, 역방향 운동이 가능한 X축 구동용 정밀제어모터와 Y축 구동용 정밀제어모터에 고정하고, 그 X축 구동용 정밀제어모터와 Y축 구동용 정밀제어모터는 3D 컨트롤프로그램을 사용하여, 3D에서 원형, 삼각형, 사각형, 사이클, 곡선형의 다양하게 표현할 수 있다.
또한, 이와 같은 방법을 응용하여, X방향 또는 Y방향 중 일방향으로만 레이저반사용 미러 1개만을 구성하고, 정, 역방향 운동이 가능한 정밀제어모터에 고정하고, 그 정밀제어모터는 3D 컨트롤프로그램을 사용하여, 3D에서 직선방향으로 조사하여 양질의 파이버 레이저빔용접 효과를 낼 수 있다.
일곱째, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부(217)에 관해 설명한다.
상기 권총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부(217)는 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부 하단 일측에 형성되어, 용접봉 역할을 하는 투(Two)와이어를 레이저 빔쪽으로 밀려나오게끔 형성시키는 역할을 한다.
여덟째, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부(218)에 관해 설명한다.
상기 권총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부(218)는 투(Two)와이어 송급모듈로부터 송급되는 투(Two)와이어를 권총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부쪽으로 이송안내시키는 역할을 한다.
아홉째, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부(219)에 관해 설명한다.
상기 권총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부(219)는 권총식 핑거 레이저 몸체의 후단 일측에 위치되어 파이버 레이저 소스부에 생성된 파이버 레이저를 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
열째, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 냉각수유입파이프(219a)에 관해 설명한다.
상기 권총식 핑거형 냉각수유입파이프(219a)는 레이저 냉각부에서 냉각수를 공급받는 역할을 한다.
이는 레이저 냉각부로부터 냉각수를 공급받아, 권총식 핑거부의 내부공간에 형성된 냉각라인쪽으로 공급시킨다.
여기서, 냉각라인은 보다 구체적으로, 권총식 핑거부의 내부공간에 형성된 광섬유헤드용 수로부를 말한다.
열한째, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(219b)에 관해 설명한다.
상기 권총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(219b)는 권총식 핑거 레이저 몸체의 후단 타측에 위치되어, 파이버 레이저의 매질역할을 하는 보호가스를 공급받아 에어의 힘으로 레이저빔과 동축선상에서 쏴주고, 사용 후, 배기시키도록 연결시키는 역할을 한다.
이는 물기가 없는 드라이(Dry)한 질소가스(N2), 아르곤가스(Ar), 헬륨가스(He) 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 질소가스(N2)는 스테인레스 강의 파이버 레이저빔용접용 레이저보호가스로 사용되는 것으로, 전리 에너지가 적절하고, Ar보다 높고, He보다 낮으며, 레이저 작용 하에서 전리도가 보통이며, 플라즈마 구름의 형성을 비교적 잘 줄일 수 있어 레이저의 효율적인 활용도를 증대시킨다.
질소가스는 일정 온도에서 알루미늄 합금, 탄소강과 화학적으로 반응할 수 있는 특성을 가진다.
상기 아르곤가스(Ar)는 성능비가 높고 가장 일반적인 보호가스로 사용되는 것으로, Ar의 전리는 상대적으로 가장 낮으며 레이저 작용 하에서 전리도가 높고 플라즈마 구름의 형성을 제어하는 데 불리하며 레이저의 유효 활용도에 일정한 영향을 줄 수 있지만 Ar 활성이 매우 낮아 흔한 금속과 화학적으로 반응하지 않는 특성을 가진다.
상기 헬륨가스(He)는 가장 많이 사용되는 것으로서, 전리능이 가장 높고 레이저 작용 하에서 전리도가 낮으며 플라즈마 구름 형성을 잘 제어할 수 있으며, 레이저는 금속에 잘 작용하고 He 활성이 매우 낮으며 기본적으로 금속과 화학적으로 반응하지 않는 특성을 가진다.
본 발명에 따른 파이버 레이저의 매질역할을 하는 보호가스를 공급받아 에어의 힘으로 레이저빔과 동축선상에서 쏴주고, 사용 후, 배기시키도록 구성됨으로서, 파이버 레이저빔용접과정에서 발생하는 비산을 효과적으로 줄여 보호 초점을 맞추고, 플라즈마 구름의 레이저 차폐 작용을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
열두째, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 제어신호 라인 연결부(219c)에 관해 설명한다.
상기 권총식 핑거형 제어신호 라인 연결부(219c)는 권총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(219b) 일측에 위치되어, 스마트제어부로부터 제어신호를 받아 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
이처럼, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 도 15에 도시한 바와 같이, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시킨다.
[소총식 핑거형 용접레이저빔부(220)]
상기 소총식 핑거형 용접레이저빔부(220)는 소총식 핑거(Finger)구조를 형성하면서, 밀려나오는 투(Two)와이어의 선단에, 내부공간에서 좌우 위빙되는 파이버 레이저빔 내부위빙을 조사하여 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재에, 투(Two)와이어를 용접시켜, 8mm 용접비드폭과 함께, 사다리꼴, 물결, 삼각형, C모양, 원모양 중 어느 하나가 선택된 용접비드형상을 형성시키는 역할을 한다.
여기서, 소총식 핑거(Finger)구조라는 것은 두손으로 잡을 수 있는 소총형상을 갖는 핑거구조를 연상시켜, 로봇의 소총형상 손가락(=핑거)을 통해, 파이버 레이저빔 용접시키는 것을 말한다.
이는 도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이, 소총식 핑거 레이저 몸체(221), 소총식 핑거부(222), 소총식 사선형 거치 브릿지부(223), 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부(224), 소총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부(225), 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부(226), 소총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부(227), 소총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부(228), 소총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부(229), 소총식 핑거형 냉각수유입파이프(229a), 소총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(229b), 소총식 핑거형 제어신호 라인 연결부(229c)로 구성된다.
이는 사용출력(연속 20분이내)이 최대 10kw이고, 초점거리(선택)가 260~ 500mm이고, 수냉방식으로 냉각되고, 무게가 2.1kg~15kg인 특성을 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 소총식 핑거 레이저 몸체(221)에 관해 설명한다.
상기 소총식 핑거 레이저 몸체(221)는 양손으로 잡을 수 있는 소총식 핑거(Finger)구조로 형성되고, 용접시키고자 하는 모재에 대하여, 35~45도 기울어서 형성되어 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
여기서, 소총식 핑거(Finger)구조라는 것은 두손으로 잡을 수 있는 소총형상을 갖는 핑거구조를 연상시켜, 로봇의 소총형상 손가락(=핑거)을 통해, 파이버 레이저빔 용접시키는 것을 말한다.
이는 도 17에 도시한 바와 같이, 손으로 잡을 수 있는 소총식 핑거부가 형성되고, 수평의 길이방향을 따라 소총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부가 형성되며, 소총식 핑거부와 소총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부 사이에 소총식 사선형 거치 브릿지부가 형성되어, 소총식 사선형 거치 브릿지부가 용접시키고자 하는 모재에 대하여, 35~45도 기울어지도록 형성시키며, 헤드부의 파이버 레이저 빔이 조사되는 곳에 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부가 형성되고, 그 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부의 내부공간에 소총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부가 형성되며, 그 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부와 동일선상을 따라 후단 일측에 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부가 형성되고, 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부 일측에 파이버 레이저 소스부에 생성된 파이버 레이저를 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부쪽으로 전달시키는 소총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부가 형성되고, 그 소총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부 일측에 파이버 레이저의 매질역할을 하는 보호가스를 공급받아 레이저빔과 동축선상에서 쏴주는 소총식 핑거형 파이버 동축 보호 가스 연결부가 형성되며, 소총식 핑거형 파이버 동축 보호 가스 연결부 일측에 보호가스압력센서가 형성되어, 보호가스압력센서로부터 센싱된 보호가스알람센싱신호가 스마트 제어부로 입력되고, 소총식 핑거형 파이버 동축 보호 가스 연결부 타측에 레이저 냉각부로부터 공급된 냉각수유입파이프)가 형성되어 구성된다.
상기 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부 하단 일측에 소총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부가 형성되고, 그 소총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부의 후단 일측에 동일선상으로 소총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부가 형성된다.
그리고, 상기 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부에서 레이저 빔이 출력되고, 소총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부에서 투(Two)와이어가 밀려나와서, 도 에 도시한 바와 같이, 공동융점부위를 형성시킨다.
이로 인해, 레이저 빔을 조사하여 투(Two)와이어를 순간적으로 융점에 달하게 하여 용접시키고자 하는 모재에 투(Two)와이어를 용접시킨다.
둘째, 본 발명에 따른 소총식 핑거부(222)에 관해 설명한다.
상기 소총식 핑거부(222)는 소총식 핑거(Finger)구조로 형성되어, 각 기기를 지지하고 보호하는 역할을 한다.
셋째, 본 발명에 따른 소총식 사선형 거치 브릿지부(223)에 관해 설명한다.
상기 소총식 사선형 거치 브릿지부(223)는 소총식 핑거부와 소총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부 사이에 사선형 거치타입으로 형성되어, 소총식 핑거가 용접시키고자 하는 모재에 대하여, 35~45° 기울어지도록 형성시키는 역할을 한다.
넷째, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부(224)에 관해 설명한다.
상기 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부(224)는 소총식 핑거부의 헤드 선단에 위치되어, 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부에서 생성된 레이저 빔을 용접표면에 조사시키는 역할을 한다.
이는 높은 에너지 밀도에 의해 표면이 순간적(2~20 ms)으로 약 6,000~6,400℃ 온도를 갖는 레이저 빔이 조사된다.
다섯째, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부(225)에 관해 설명한다.
상기 소총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부(225)는 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부의 내부공간에 위치되어, 파이버 레이저 빔 용접하고자 하는 모재상에 레이저 초점거리의 정위치를 포인트방식으로 설정시키는 역할을 한다.
이는 파이버 레이저 발진기의 적외선 LED 초점 생성부에서 생성시킨 적외선 LED 불빛을 통한 레이저 초점거리의 정위치 포인트를 전달받도록 구성된다.
즉, 레이저 초점거리 위치 제어모드에 따라 파이버 레이저 빔의 초점거리(선택)가 260~ 500mm상에 정위치된다.
이로 인해, 작업자가 임의로 레이저 초점거리를 설정하는 것이 아닌, 파이버 레이저 빔 용접하고자 하는 모재 표면의 재질, 두께에 따라 2:2로 맞춤형으로 설정된 초점거리가 260~ 500mm상에 선택되어, 양질의 파이버 레이저 빔 용접분위기를 형성시킬 수 있다.
여섯째, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부(226)에 관해 설명한다.
상기 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부(226)는 소총식 핑거부의 헤드선단에 위치한 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부와 동일선상에 위치되어, 파이버 레이저 소스부를 통해 생성된 파이버 레이저를 집광시킨 후, 빔폭을 조절시키는 역할을 한다.
이는 도 18에 도시한 바와 같이, 소총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)(226a), 소총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈(226b), 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(226c), 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(226d), 소총식 핑거형 포커싱렌즈(226e), 소총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)(226f)로 구성된다.
[소총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)(226a)]
상기 소총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)(226a)는 핸드레이저 클리닝 헤드 몸체의 구성요소인 소총식 핑거부의 후단 일측에 위치되어, 내부공간상에서 파이버 레이저 소스부의 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)를 보호하면서, 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)에서 발산되는 레이저 빔 출력을 확장시키는 역할을 한다.
[소총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈(226b)]
상기 소총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈(226b)는 소총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)의 내부공간에 포함되어 형성된 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)에서 나오는 펌핑한 레이저 빔을 평행상태로 만들어서 전반사 렌즈쪽으로 발산시키는 역할을 한다.
여기서, 펌핑한 레이저는 35도~45도의 빔퍼짐각을 이루면서 나오게 된다.
상기 소총식 핑거형 콜리메이터 렌즈의 크기는 20φ 이내로 형성되고, 평행빔의 폭은 20φ 이내로 형성된다.
상기 소총식 핑거형 콜리메이션 렌즈는 현재 20φ 기준이지만, 사용목적과 형태에 따라 출력이 커지면, 렌즈이 크기가 커질 수 있다.
상기 소총식 핑거형 콜리메이션 렌즈는 퍼짐각을 평행빔으로 만들어준다.
소총식 핑거형 콜리메이션 렌즈는 F50~F60으로 구성되고, 본 발명에서는 F60으로 구성된다.
여기서, F는 파이버케이블에서 콜리메이션 렌즈까지의 초점 거리를 말한다.
[소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(226c)]
상기 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(226c)는 소총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈에서 발산된 레이저빔을 전달받아 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재의 Y축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 역할을 한다.
이는 도 19에 도시한 바와 같이, 소총식 핑거형 Y축 구동용 미러(226c-1), 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터(226c-2)로 구성된다.
상기 소총식 핑거형 Y축 구동용 미러(226c-1)는 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터로부터 좌우반복회전되는 반복회전력을 전달받아, 소총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈에서 발산된 레이저빔을 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재의 Y축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 미러역할을 수행한다
상기 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터(226c-2)는 소총식 핑거형 Y축 구동용 미러를 좌우반복회전되는 반복회전력을 생성시키는 역할을 한다.
이는 스위칭 제어방식으로 정밀제어가 가능한 릴럭턴스 모터, DC모터, 브러시리스 모터, 서보모터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
그리고, 제어신호 라인 연결부를 통해 스마트제어부로부터 제어신호를 수신받아 구동된다.
또한, 일측에 +22V DC 공급 장치에서 전원을 공급받는 DC-DC 변환기가 포함되어 구성된다.
즉, DC(+)단자에 출력신호가 인가되면 오른쪽으로 회전되고, DC(-)에 출력신호가 인가되면 왼쪽으로 회전된다.
상기 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터는 소총식 핑거형 Y축 구동용 미러의 왼쪽을 -5mm, 오른쪽을 +5mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 최대 20mm의 빔폭과, +Y축, -Y축방향으로 최대 40mm의 빔길이를 형성시킨다.
일예로, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터는 소총식 핑거형 Y축 구동용 미러의 왼쪽을 -4mm, 오른쪽을 +4mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 8mm의 빔폭과, +Y축, -Y축방향으로 32mm의 빔길이를 형성시킨다.
그리고, 2초안에 20헤르츠~500헤르츠로 미세진동된다.
이때, 헤르츠의 진동에 따라 빔폭을 정할 수 있다.
사용목적에 따라 빔폭을 조절하여, 빔사이즈를 다양하게 형성시킨다.
본 발명에서는 8mm의 빔폭을 조절하여, 8mm의 빔폭과, +Y축, -Y축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시킨다.
여기서, 8mm의 빔폭을 조절하여, 8mm의 빔폭과, +Y축, -Y축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시킨다는 것은 정밀제어모터가 전반사 미러의 왼쪽을 -4mm, 오른쪽을 +4mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 8mm의 빔폭을 형성시키고, +Y축, -Y축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시키는 것을 말한다.
따라서, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터는 소총식 핑거형 Y축 구동용 미러의 왼쪽을 -2mm~-5mm, 오른쪽을 +2mm~+5mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 2mm~20mm의 빔폭과, +Y축, -Y축방향으로 8mm~40mm의 빔길이를 형성시킨다.
[소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(226d)]
상기 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(226d)는 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부에서 발산된 레이저빔을 전달받아 소총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재의 X축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 역할을 한다.
이는 도 19에 도시한 바와 같이, 소총식 핑거형 X축 구동용 미러(226d-2), 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터(226d)로 구성된다.
상기 소총식 핑거형 X축 구동용 미러(226d-2)는 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터로부터 좌우반복회전되는 반복회전력을 전달받아, 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부에서 발산된 레이저빔을 소총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재의 X축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 미러역할을 수행한다
상기 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터(226d-2)는 소총식 핑거형 X축 구동용 미러를 좌우반복회전되는 반복회전력을 생성시키는 역할을 한다.
이는 스위칭 제어방식으로 정밀제어가 가능한 릴럭턴스 모터, DC모터, 브러시리스 모터, 서보모터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
그리고, 소총식 핑거형 제어신호 라인 연결부를 통해 스마트제어부로부터 제어신호를 수신받아 구동된다.
또한, 일측에 +22V DC 공급 장치에서 전원을 공급받는 DC-DC 변환기가 포함되어 구성된다.
즉, DC(+)단자에 출력신호가 인가되면 오른쪽으로 회전되고, DC(-)에 출력신호가 인가되면 왼쪽으로 회전된다.
상기 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터는 소총식 핑거형 X축 구동용 미러의 왼쪽을 -5mm, 오른쪽을 +5mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 최대 20mm의 빔폭과, +X축, -X축방향으로 40mm의 빔길이를 형성시킨다.
일예로, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터는 소총식 핑거형 X축 구동용 미러의 왼쪽을 -4mm, 오른쪽을 +4mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 8mm의 빔폭의 빔폭과, +X축, -X축방향으로 32mm의 빔길이를 형성시킨다.
그리고, 2초안에 20헤르츠~500헤르츠로 미세진동된다.
이때, 헤르츠의 진동에 따라 빔폭을 정할 수 있다.
사용목적에 따라 빔폭을 조절하여, 빔사이즈를 다양하게 형성시킨다.
본 발명에서는 8mm의 빔폭을 조절하여, 8mm의 빔폭과, +X축, -X축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시킨다.
여기서, 8mm의 빔폭을 조절하여, 8mm의 빔폭과, +X축, -X축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시킨다는 것은 정밀제어모터가 전반사 미러의 왼쪽을 -4mm, 오른쪽을 +4mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 8mm의 빔폭을 형성시키고, +X축, -X축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈를 형성시키는 것을 말한다.
따라서, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터는 소총식 핑거형 X축 구동용 미러의 왼쪽을 -2mm~-5mm, 오른쪽을 +2mm~+5mm로 연속적으로 움직여서 파이버 레이저빔 내부위빙을 생성시켜, 2mm~20mm의 빔폭과, +X축, -X축방향으로 8mm~40mm의 빔길이를 형성시킨다.
[소총식 핑거형 포커싱렌즈(226e)]
상기 소총식 핑거형 포커싱렌즈(226e)는 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부에서 전반사된 레이저빔을 모아서 소총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)로 발산시키는 역할을 한다.
여기서, 소총식 핑거형 포커싱렌즈의 사이즈는 28φ, 20φ로 구성된다.
소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부에서 반사되는 빛은 출력시, 8mm가 기본으로 나오고, 빔각이 작으면 출력시, 0.2mm~4mm가 된다.
이때, 소총식 핑거형 포커싱렌즈로 8mm를 기본적으로 발산시키고, 빔각이 작으면 0.2mm~4mm를 발산시킨다.
그리고, 소총식 핑거형 포커싱렌즈는 F220, F250, F200, F300, F400, F500, F600, F700, F800으로 구성되고, 본 발명에서는 F400으로 구성된다.
여기서, F는 소총식 핑거형 포커싱렌즈에서 전단 상에 맺히는 초점거리를 말한다.
상기 소총식 핑거형 포커싱렌즈는 포커싱시킨 레이저 빔을 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부쪽으로 전달시킨다.
이때, 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부에서는 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재에 조사시, 집광 스폿지름이 형성된다.
여기서, 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부에서 조사되는 레이저 빔은 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재에 대하여 파이버 레이저 빔 형태 중 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔이 형성되고, 그 선택한 파이버 레이저 빔의 초점거리(선택)가 260~ 500mm상에 정위치되도록 포인트방식으로 설정된다.
작업자가 파이버 레이저빔 용접 개시를 하면, 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터, 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터가 구동되어, 일예로, 0.2mm 레이저 빔이 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터, 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터의 미세진동에 의해 8mm로 빔폭이 형성되고, +X축, -X축방향으로 32mm의 빔길이, 또는 +Y축, -Y축방향으로 32mm의 빔길이를 갖는 빔사이즈가 형성된다.
이때, 8mm의 레이저 빔은 레이저 출력(2000w, 2500w, 2000w, 3000w, 4000w, 5000w, 6000w, 8000w, 20kw)으로, 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재에 파이버 레이저 빔을 조사시킨다.
[소총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)(226f)]
상기 소총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)(226f)는 소총식 핑거형 포커싱렌즈 선단의 동축상에 위치되어, 소총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 이물질이 유입되지 않도록 보호하면서, 소총식 핑거형 포커싱렌즈에서 발산되는 파이버 레이저빔을 그대로 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재쪽으로 발산시키는 역할을 한다.
여기서, 소총식 핑거형 포커싱렌즈에서 발산되는 파이버 레이저빔은 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔으로 형성된다.
이와같이, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)(226a), 소총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈(226b), 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(226c), 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(226d), 소총식 핑거형 포커싱렌즈(226e), 소총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)(226f)로 이루어지는 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부(226)는 X방향과 Y방향으로 소총식 핑거형 X축 구동용 미러와 소총식 핑거형 Y축 구동용 미러 2개를 직각이 되도록 구성하고, 정, 역방향 운동이 가능한 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터와 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터에 고정하고, 그 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터와 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터는 3D 컨트롤프로그램을 사용하여, 32D에서 원형, 삼각형, 사각형, 사이클, 곡선형의 다양하게 표현할 수 있다.
또한, 이와 같은 방법을 응용하여, X방향 또는 Y방향 중 일방향으로만 레이저반사용 미러 2개만을 구성하고, 정, 역방향 운동이 가능한 정밀제어모터에 고정하고, 그 정밀제어모터는 3D 컨트롤프로그램을 사용하여, 3D에서 직선방향으로 조사하여 양질의 파이버 레이저빔용접 효과를 낼 수 있다.
일곱째, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부(227)에 관해 설명한다.
상기 소총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부(227)는 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부 하단 일측에 형성되어, 용접봉 역할을 하는 투(Two)와이어를 레이저 빔쪽으로 밀려나오게끔 형성시키는 역할을 한다.
여덟째, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부(228)에 관해 설명한다.
상기 소총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부(228)는 투(Two)와이어 송급모듈로부터 송급되는 투(Two)와이어를 소총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부쪽으로 이송안내시키는 역할을 한다.
아홉째, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부(229)에 관해 설명한다.
상기 소총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부(229)는 소총식 핑거 레이저 몸체의 후단 일측에 위치되어 파이버 레이저 소스부에 생성된 파이버 레이저를 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
열째, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 냉각수유입파이프(229a)에 관해 설명한다.
상기 소총식 핑거형 냉각수유입파이프(229a)는 레이저 냉각부에서 냉각수를 공급받는 역할을 한다.
이는 레이저 냉각부로부터 냉각수를 공급받아, 소총식 핑거부의 내부공간에 형성된 냉각라인쪽으로 공급시킨다.
여기서, 냉각라인은 보다 구체적으로, 소총식 핑거부의 내부공간에 형성된 광섬유헤드용 수로부를 말한다.
열한째, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(229b)에 관해 설명한다.
상기 소총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(229b)는 소총식 핑거 레이저 몸체의 후단 타측에 위치되어, 파이버 레이저의 매질역할을 하는 보호가스를 공급받아 에어의 힘으로 레이저빔과 동축선상에서 쏴주고, 사용 후, 배기시키도록 연결시키는 역할을 한다.
이는 물기가 없는 드라이(Dry)한 질소가스(N2), 아르곤가스(Ar), 헬륨가스(He) 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 질소가스(N2)는 스테인레스 강의 파이버 레이저빔용접용 레이저보호가스로 사용되는 것으로, 전리 에너지가 적절하고, Ar보다 높고, He보다 낮으며, 레이저 작용 하에서 전리도가 보통이며, 플라즈마 구름의 형성을 비교적 잘 줄일 수 있어 레이저의 효율적인 활용도를 증대시킨다.
질소가스는 일정 온도에서 알루미늄 합금, 탄소강과 화학적으로 반응할 수 있는 특성을 가진다.
상기 아르곤가스(Ar)는 성능비가 높고 가장 일반적인 보호가스로 사용되는 것으로, Ar의 전리는 상대적으로 가장 낮으며 레이저 작용 하에서 전리도가 높고 플라즈마 구름의 형성을 제어하는 데 불리하며 레이저의 유효 활용도에 일정한 영향을 줄 수 있지만 Ar 활성이 매우 낮아 흔한 금속과 화학적으로 반응하지 않는 특성을 가진다.
상기 헬륨가스(He)는 가장 많이 사용되는 것으로서, 전리능이 가장 높고 레이저 작용 하에서 전리도가 낮으며 플라즈마 구름 형성을 잘 제어할 수 있으며, 레이저는 금속에 잘 작용하고 He 활성이 매우 낮으며 기본적으로 금속과 화학적으로 반응하지 않는 특성을 가진다.
본 발명에 따른 파이버 레이저의 매질역할을 하는 보호가스를 공급받아 에어의 힘으로 레이저빔과 동축선상에서 쏴주고, 사용 후, 배기시키도록 구성됨으로서, 파이버 레이저빔용접과정에서 발생하는 비산을 효과적으로 줄여 보호 초점을 맞추고, 플라즈마 구름의 레이저 차폐 작용을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
열두째, 본 발명에 따른 소총식 핑거형 제어신호 라인 연결부(229c)에 관해 설명한다.
상기 소총식 핑거형 제어신호 라인 연결부(229c)는 소총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(229b) 일측에 위치되어, 스마트제어부로부터 제어신호를 받아 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
이처럼, 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 도 20에 도시한 바와 같이, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시킨다.
다음으로, 본 발명에 따른 파이버 레이저 모듈(300)에 관해 설명한다.
상기 파이버 레이저 모듈(300)은 모듈화구조로 형성되어, 화면상에 용접하고자 하는 모재의 판 두께, 재질, 속도의 용접조건을 입력시키고, 각 기기의 동작상태를 화면상에 표출시키면서, 레이저 광을 발진시켜 파이버 레이저 소스부로 전달시키고, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 보호가스를 공급시키는 역할을 한다.
이는 도 21 및 도 22에 도시한 바와 같이, 레이저모듈본체(310), 파이버 레이저 발진기(320), 레이저 냉각부(330), 전원공급부(340), 디스플레이부(350), 보호 가스 저장탱크부(360), 방열팬(370)으로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 레이저모듈본체(310)에 관해 설명한다.
상기 레이저모듈본체(310)는 박스형상의 모듈화구조로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 도 22에 도시한 바와 같이, 정면을 바라봤을 때, 디스플레이부(350)가 형성되고, 그 디스플레이부 하단쪽 개폐문 내부에 파이버 레이저 발진기(320)가 형성되며, 그 파이버 레이저 발진기의 하단 일측에 레이저 냉각부(330)가 형성되고, 상단 평면을 바라봤을 때, 디스플레이부의 상단면쪽에 전원공급부(340)가 형성되며, 후면 내부공간 일측에 보호 가스 저장탱크부(360)가 형성되어 구성된다.
둘째, 본 발명에 따른 파이버 레이저 발진기(320)에 관해 설명한다.
상기 파이버 레이저 발진기(320)는 유도방출에 의해 레이저 광을 발진시킨 후, 모아서 파이버 레이저 소스부로 전달시키는 역할을 한다.
이는 도 23에 도시한 바와 같이, 레이저광을 생성시키는 복수의 파이버 레이저광 생성부(LM1~LM4)(321)와, 복수의 파이버 레이저광 생성부(LM1~LM4)에 각각 대응하여 설치되는 레이저 제어부(LMC1~LMC4)(322)와, 각 파이버 레이저광 생성부(LM1∼LM4)로부터의 출력 케이블이 접속되는 컴바이너(combiner)(323)로 구성된다.
여기서, 레이저 제어부(LMC1~LMC4)는 투와이어식 핸드파이버레이저 제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 파이버 레이저광 생성부(LM1~LM4)의 출력을 제어한다.
상기 컴바이너(combiner)(323)는 파이버 레이저광 생성부(LM1~LM4)에서 출력되는 복수의 레이저광을 합파하여 파이버 레이저 소스부의 펌프 다이오드 레이저(Pump Diode Laser)쪽으로 출력시키는 역할을 한다.
또한, 본 발명에 따른 파이버 레이저 발진기(320)는 일측에 적외선 LED 초점 생성부(320a)가 포함되어 구성된다.
여기서, 적외선 LED 초점 생성부(320a)는 파이버 레이저 발진기의 내부공간 중 헤드부 일측인, 레이저 광이 발진되는 조인트되는 부위 일측에, LD(레이저 다이오드 광)를 결합시켜서, 적외선 LED 초점과 레이저광이 같이 나오게끔 생성시키는 역할을 한다.
이는 스마트 제어부의 레이저 초점거리 위치 제어모드에 따라 구동되어, 레이저 광을 모아서 파이버 레이저 소스부로 전달시킬 때, 생성시킨 LD(레이저 다이오드 광)의 적외선 LED 초점 포인트를 동시에 전달시킨다.
셋째, 본 발명에 따른 레이저 냉각부(330)에 관해 설명한다.
상기 레이저 냉각부(330)는 파이버 레이저 발진기 하단 일측에 위치되어, 파이버 레이저 발진기 및 핑거형 용접레이저빔모듈에서 생성된 고열을 냉각시키는 역할을 한다.
이는 일정한 온도, 일정한 전류, 일정한 압력을 제공하도록 구성된다.
본 발명에서는 공랭식, 수냉식 중 수냉식으로 구성된다.
즉, 물탱크에 일정량의 물을 주입한 후, 냉각기 냉각 시스템을 통해 물을 냉각시킨 후, 생성된 저온 냉각수를 워터펌프의 힘으로 파이버 레이저 발진기쪽으로 보내어, 파이버 레이저 발진기 및 핑거형 용접레이저빔모듈에서 생성된 고열을 냉각시키도록 구성된다.
여기서, 핑거형 용접레이저빔모듈에서 생성된 고열을 냉각시키는 것은 권총식 핑거 레이저 몸체의 핸들부 후단 일측에 형성된 냉각수유입파이프(190c)를 통해, 냉각수가 유입되면, 권총식 핑거 레이저 몸체 내부공간의 용접헤드용 수로부와 광섬유헤드용 수로부를 통해 냉각수가 유입되어, 고열을 냉각시킨다.
넷째, 본 발명에 따른 전원공급부(340)에 관해 설명한다.
상기 전원공급부(340)는 각 기기에 전원을 공급시키는 역할을 한다.
이는 레이저용량에 따라 1000w, 1500w, 3000w, 3000w, 4000w, 5000w, 6000w, 8000w, 10kw 중 하나가 선택되어 전원이 공급된다.
다섯째, 본 발명에 따른 디스플레이부(350)에 관해 설명한다.
상기 디스플레이부(350)는 용접하고자 하는 모재의 판 두께, 재질, 용접속도의 용접조건을 입력시키고, 각 기기의 동작상태를 화면상에 표출시키는 역할을 한다.
이는 LED 터치스크린으로 구성된다.
여섯째, 본 발명에 따른 보호 가스 저장탱크부(360)에 관해 설명한다.
상기 보호 가스 저장탱크부(360)는 보호가스를 저장시킨 후, 제어부의 신호에 따라 동축 보호 가스 연결부쪽으로 보호가스를 공급시키는 역할을 한다.
이는 보호가스로서, 질소가스(N3), 아르곤가스(Ar), 헬륨가스(He) 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
일곱째, 본 발명에 따른 방열팬(370)에 관해 설명한다.
상기 방열팬(370)은 레이저모듈본체의 상단 평면도상에 위치되어, 레이저모듈본체의 내부공간에 발생되는 열을 외부로 배출시켜 방열시키는 역할을 한다.
이는 도 22에 도시한 바와 같이, 방열날개(371), 방열모터(373), 보호철망(373)으로 구성된다.
상기 방열날개(371)는 방열모터로부터 회전력을 전달받아 회전되면서, 레이저모듈본체의 내부공간에 발생되는 열을 외부로 배출시키는 역할을 한다.
여기서, 레이저모듈본체의 내부공간에 발생되는 열은 파이버 레이저 소스부(300)에서 주로 발생되기 때문에, 파이버 레이저 소스부(300) 상단방향으로 방열날개가 형성되어 구성된다.
상기 방열모터(373)는 회전력을 생성시키는 역할을 한다.
이는 방열날개의 회전축상에 연결되어 구성된다.
상기 보호철망(373)은 방열날개의 회전에 따른 사용자의 보호역할을 수행한다.
다음으로, 본 발명에 따른 파이버 레이저 소스부(400)에 관해 설명한다.
상기 파이버 레이저 소스부(400)는 파이버 레이저 발진기에서 생성시킨 레이저 광을 전달받아 파이버 레이저 빔을 생성시켜 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
이는 활성 레이저 매질이 어븀, 이터븀, 네오디뮴, 디스프로슘, 프라세오디뮴, 툴륨, 홀뮴 등의 희토류 원소가 들어간 광섬유로 구성된다.
그리고, 빛의 펌핑에서 레이저 출력의 전과정이 파이버의 내부에서 이루어지기 때문에 외부 충격에 강하고 광학계의 정렬이 필요없는 특성을 가진다.
또한, 컴팩트한 통합 광학 디자인(Compact integrated optical design), 단일 LDM 펌핑에 의한 병렬구조(Parallel by single LDM pumping), 단일 모드 출력 전력(M2<1.1), 견고한 기계구조(Robust mechanical construction), 안정적인 열특성(Stable thermal characteristics), 조정 및 정렬없음(No adjustment & alignment)의 특성을 가진다.
보다 구체적으로, 상기 파이버 레이저 소스부(400)는 도 24에 도시한 바와 같이, 펌프 다이오드 레이저(Pump Diode Laser)(410), FBG(Fiber Bragg Grating)(420), 이터븀 액티브 파이버(Ytterbium Active Fiber)(430), 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)(440)로 구성된다.
상기 펌프 다이오드 레이저(Pump Diode Laser)(410)는 파이버 클래드를 통해 전반사하면서 파이버 코어에 흡수시키고, 파이버 코어에 흡수된 빔을 빛으로 방출시키는 역할을 한다.
즉, 펌프 다이오드 레이저에서 발생된 레이저를 FBG(Fiber Bragg Grating)쪽으로 밀어넣는다.
상기 FBG(Fiber Bragg Grating)(420)는 펌프 다이오드 레이저에서 방출시킨 빛을 미러를 통해 증폭시키는 역할을 한다.
이는 도 25에 도시한 바와 같이, HR FBG(High Reflector FBG)(421), OC FBG(Output Coupler FBG)(422)로 구성된다.
상기 HR FBG(High Reflector FBG)(421)는 펌프 다이오드 레이저에서 방출시킨 빛을 이터븀 액티브 파이버(Ytterbium Active Fiber)쪽으로 반사시키는 역할을 한다. 이는 일예로, 980nm의 빛을 반사시킨다.
상기 OC FBG(Output Coupler FBG)(422)는 이터븀 액티브 파이버(Ytterbium Active Fiber)에서 펌핑한 레이저를 딜리버리 파이버쪽으로 방출시킨다.
이때, 일예로, 1064nm의 빛을 방출시킨다.
상기 이터븀 액티브 파이버(Ytterbium Active Fiber)(430)는 파이버 내의 Yb 코어를 통해서 레이저 펌핑작업을 수행시키는 역할을 한다.
이는 도 25에 도시한 바와 같이, 레이저 펌핑시키기 위해 싱글 에미터 다이오드 레이저(Single emiter diode)로 구성된다.
이로 인해, 파이버 내의 Yb 코어를 통해서 레이저 펌핑작업을 하게 된다.
상기 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)(440)는 이터븀 액티브 파이버(Ytterbium Active Fiber)에서 펌핑한 레이저를 파이버 집광 광학부로 보내는 역할을 한다.
이는 구성요소를 확인하기 위해 잘라보면 단면도가 도 13 및 도 18에 도시한 바와 같다.
즉, 사각형상의 석영(=사파이어 재질)이 있고, 석영일측에 파이버 케이블이 연결된 구조로 구성된다. 여기서, 석영은 방열과 펌핑한 레이저의 집중도를 향상시키는 역할을 한다.
석영에 연결된 파이버 케이블의 클래드(=코어)사이즈는 10~250㎛로 구성된다.
그리고, 도 26에 도시한 바와 같이, 파이버 케이블 내부에 클래드(=코어)가 있고, 도핑처리되어 형성된다. 상기 클래그(=코어)는 벽역할을 하면서, 펌핑한 레이저를 모아서 반사시키는 역할을 한다.
상기 도핑처리는 이터븀(Yb)으로 된다.
파이버 케이블에서 생성된 펌핑한 레이저 종류로는 다이알 계열인 1030nm, 1064nm, 1070nm, 1080nm로 구성된다. 본 발명에서는 1070nm로 구성된다.
즉, 펌핑한 레이저가 들어오면, 클래드(=코어)를 통해서, 반사되는 레이저가 도핑되면서, 50㎛로 전반사되어 나온다.
여기서, 50㎛로 전반사되어 나오는 이유는 석영 끝단에 연결된 파이버 케이블의 클래드(=코어)사이즈가 50㎛로 형성되어 있어서, 50㎛로 전반사되어 나온다.
사용목적과 형태에 따라 석영 끝단에 연결된 파이버 케이블의 클래드(=코어)사이즈는 50㎛ 이외에도, 100㎛, 200㎛로 형성된다.
본 발명에 따른 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)(440)는 도 13 및 도 18에 도시한 바와 같이, QBH 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)의 내부공간에 형성되어, 펌핑한 레이저를 콜리메이터(Collimator) 렌즈쪽으로 발산시킨다.
이때, 펌핑한 레이저가 파이버 끝단에 나올때는 평행하게 나오지 않고, 35도~45도의 빔퍼짐각(NA)을 이루면서 나오게 된다.
여기서, 빔퍼짐각(NA)은 출력에 따라 커진다.
다음으로, 본 발명에 따른 투(Two)와이어 송급모듈(500)에 관해 설명한다.
상기 투(Two)와이어 송급모듈(500)은 용접봉 역할을 하는 투(Two)와이어를 핑거형 용접레이저빔모듈쪽에 2~4m/min 송급속도로 송급해주는 역할을 한다.
이는 도 27 및 도 28에 도시한 바와 같이, 송급모듈본체(510), 트윈와이어공급부(520), 트윈형 감김롤러부(530), 트윈형 감김롤러 구동모터부(540), 트윈형 롤러가압조절부(550)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 송급모듈본체(510)에 관해 설명한다.
상기 송급모듈본체(510)는 박스형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 도 28에 도시한 바와 같이, 내부공간의 후단 일측에 트윈와이어공급부가 형성되고, 그 트윈와이어공급부의 전단쪽에 트윈형 감김롤러부가 형성되며, 그 트윈형 감김롤러부 일측에 트윈형 감김롤러 구동모터부가 형성되고, 그 트윈형 감김롤러부 타측에 트윈형 롤러가압조절부가 형성되어 구성된다.
그리고, 트윈형 감김롤러부의 출력 일측에 피딩 와이어 튜브라인이 형성되어, 핑거형 용접레이저빔모듈의 투(Two)와이어 이송레일부에 연결되어 구성된다.
또한, 전면방향 일측에 투(Two)와이어 송급용 디스플레이부가 포함되어 구성된다.
상기 투(Two)와이어 송급용 디스플레이부는 터치스크린구조로 이루어져, 용접하고자 하는 모재의 판 두께, 재질, 용접속도의 용접조건에 따른 투(Two)와이어 송급모듈의 투(Two)와이어 송급속도가 선택되고, 이에 따른 투(Two)와이어 송급속도를 표출시키는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 트윈와이어공급부(520)에 관해 설명한다.
상기 트윈와이어공급부(520)는 트윈의 롤 형태로 감겨진 와이어를 트윈형 감김롤러부쪽으로 공급시키는 역할을 한다.
이는 제1 와이어보빈(521), 제2 와이어보빈(522)이 트윈구조로 롤 형태로 형성되어 구성된다.
여기서, 제1 와이어보빈(521)은 일측에 와이어의 무게를 감지하는 제1 무게감지센서가 포함되어 구성된다.
상기 제2 와이어보빈(522)은 일측에 와이어의 무게를 감지하는 제2 무게감지센서가 포함되어 구성된다.
제1,2 무게감지센서를 통해, 와이어의 무게가 기준값 이하로 되면, 투와이어식 핸드파이버레이저 제어부에서 이를 감지하여, 기기의 구동을 멈추도록 제어시킨다.
여기서, 와이어는 용접용 역할을 하는 것으로, 용접하고자 하는 모재의 재질에 맞게 알루미늄 와이어, 동(Cu)와이어, 스테인레스와이어, 철와이어 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
셋째, 본 발명에 따른 트윈형 감김롤러부(530)에 관해 설명한다.
상기 트윈형 감김롤러부(530)는 트윈형 감김롤러 구동모터부로부터 회전되는 두개의 감김롤러로 이루어지고, 트윈와이어공급부로부터 공급되는 와이어를 압연시켜 와이어 표면을 소성가공시키면서, 와이어를 2~4m/min 송급속도로 송급시키는 역할을 한다.
이는 제1 와이어보빈과 연결된 두개의 감김롤러가 동일선상에 형성된 제1 감김롤러부(531)와, 제2 와이어보빈과 연결된 두개의 감김롤러가 동일선상에 형성된 제2 감김롤러부(532)로 구성된다.
상기 트윈형 감김롤러부에서 트윈형은 제1 감김롤러부(531)와 제2 감김롤러부(532)가 두개로 형성된 것을 말한다.
넷째, 본 발명에 따른 트윈형 감김롤러 구동모터부(540)에 관해 설명한다.
상기 트윈형 감김롤러 구동모터부(540)는 트윈형 감김롤러부를 3~10rpm 속도로 회전시키는 역할을 한다.
이는 제1 감김롤러부의 두개의 감김롤러 중 어느 하나의 감김롤러를 회전시키는 제1 감김롤러 구동모터와, 제2 감김롤러부의 두개의 감김롤러 중 어느 하나의 감김롤러를 회전시키는 제2 감김롤러 구동모터로 구성된다.
여기서, 제1 감김롤러 구동모터와, 제2 감김롤러 구동모터는 스위칭 제어방식으로 정밀제어가 가능한 릴럭턴스 모터, DC모터, 브러시리스 모터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
다섯째, 본 발명에 따른 트윈형 롤러가압조절부(550)에 관해 설명한다.
상기 트윈형 롤러가압조절부(550)는 트윈형 감김롤러부 일측에 위치되어, 트윈형 감김롤러부를 상하 수직방향으로 가압시키는 역할을 한다.
이는 트윈형 감김롤러부 중 제1 감김롤러부를 가압시키는 제1 롤러가압부(551)와, 트윈형 감김롤러부 중 제2 감김롤러부를 가압시키는 제2 롤러가압부(552)로 구성된다.
이처럼, 제1 롤러가압부와 제2 롤러가압부로 이루어진 트윈형 롤러가압조절부가 형성됨으로서, 와이어표면을 소성가공하여 평탄화시켜줌으로서, 핑거형 용접레이저빔모듈의 투(Two)와이어 이송레일부쪽으로 걸림현상없이 안전하게 투(Two)와이어를 송급시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 스마트제어부(600)에 관해 설명한다.
상기 스마트제어부(600)는 다관절구동형 위빙로봇모듈, 핑거형 용접레이저빔모듈, 파이버 레이저 모듈, 파이버 레이저 소스부, 투(Two)와이어 송급모듈의 전반적인 구동을 제어하면서, 용접하고자 하는 모재의 판 두께, 재질, 속도의 용접조건에 따라 파이버 레이저 모듈의 파이버 레이저 발진기에서 생성되는 레이저광의 출력 및, 투(Two)와이어 송급모듈의 투(Two)와이어 송급속도를 제어시키고, 다관절구동형 위빙로봇모듈을 통해, 용접하고자 하는 모재를 기준으로, 핑거형 용접레이저빔모듈의 위치를 1축,2축,3축,4축,5축, 6축으로 이루어진 다관절구동으로 정위치시킨 후, 핑거형 용접레이저빔모듈의 파이버 레이저빔 내부위빙과, 다관절구동형 위빙로봇모듈의 외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드형 위빙구조로 용접비드폭을 최대 30mm까지 형성되도록 제어시키는 역할을 한다.
이는 PIC원칩마이컴, 마이크로프로세서, 마이크로컴퓨터 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
본 발명에서는 마이크로프로세서로 구성된다.
상기 스마트제어부(600)는 도 29 및 도 30에 도시한 바와 같이, 기기구동 전원제어부(610), 디스플레이 제어부(620), 제1 시그널 인터페이스부(630), 제2 시그널 인터페이스부(640), 제3 시그널 인터페이스부(650), 1축 요(Yaw)관절용 시그널 인터페이스부(660), 2축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(670), 3축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(680), 4축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(690), 5축 롤(Roll)관절용 시그널 인터페이스부(690a), 사다리꼴형 빔모드 제어부(690b), 물결형 빔모드 제어부(690c), 삼각형 빔모드 제어부(690d), C모양형 빔모드 제어부(690e), 원모양형 빔모드 제어부(690f), 일자형 빔모드 제어부(690g) 파이버 레이저 발진기 제어부(690h), 레이저 초점거리 위치 제어모드 제어부(690i)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 기기구동 전원제어부(610)에 관해 설명한다.
상기 기기구동 전원제어부(610)는 15V, 24V전원을 생성시켜 각 기기쪽으로 구동전원이 인가되도록 제어시키는 역할을 한다.
여기서, 각 기기는 다관절구동형 위빙로봇모듈, 핑거형 용접레이저빔모듈, 파이버 레이저 모듈, 파이버 레이저 소스부, 투(Two)와이어 송급모듈을 말한다.
둘째, 본 발명에 따른 디스플레이 제어부(620)에 관해 설명한다.
상기 디스플레이 제어부(620)는 파이버 레이저 모듈의 디스플레이부와 연결되어, 용접하고자 하는 모재의 판 두께, 재질, 용접속도의 용접조건을 입력시키고, 각 기기의 동작상태를 화면상에 표출시키도록 제어시키는 역할을 한다.
셋째, 본 발명에 따른 제1 시그널 인터페이스부(630)에 관해 설명한다.
상기 제1 시그널 인터페이스부(630)는 보호가스압력센서로부터 센싱된 보호가스알람센싱신호를 입력받고, 파이버 레이저 모듈의 레이저 냉각부를 구동시켜, 레이저 발진기 및 핑거형 용접레이저빔모듈에서 생성된 고열을 냉각시키도록 제어시키고, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 파이버 레이저 빔을 생성시켜 모재에 조사시키도록 제어시키는 역할을 한다.
이는 그라운드 역할을 하는 1번핀인터페이스부와, 보호가스압력센서와 연결되어 보호가스압력 알람신호를 생성시키는 2번핀인터페이스부와, 레이저 냉각부의 (-)단자와 연결되는 3번핀인터페이스부와, 레이저 냉각부의 (+)단자와 연결되는 4번핀인터페이스부와, 접지클릭부 기준 위치(Safety Ground lock Reference place)와 연결되는 5번핀인터페이스부와, 접지클릭부와 연결되는 6번핀인터페이스부와, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 파이버 레이저빔을 출력시키도록 출력신호를 보내는 7번핀인터페이스부와, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 또 다른 파이버 레이저빔을 출력시키도록 출력신호를 보내는 8번핀인터페이스부로 구성된다.
즉, 파이버 레이저 모듈의 레이저 냉각부를 구동시킬 때, 레이저 냉각부에 3번핀인터페이스부와 4번핀인터페이스부가 연결되어, 출력신호를 보내어, 레이저 발진기 및 핑거형 용접레이저빔모듈에서 생성된 고열을 냉각시키도록 제어시킨다.
또한, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 파이버 레이저 빔을 생성시킬 때, 핑거형 용접레이저빔모듈에 6번핀인터페이스부, 7번핀인터페이스부, 8번핀인터페이스부가 연결되어, 출력신호를 보내어, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 파이버 레이저 빔을 생성시켜 모재에 조사시키도록 제어시킨다.
넷째, 본 발명에 따른 제2 시그널 인터페이스부(640)에 관해 설명한다.
상기 제2 시그널 인터페이스부(640)는 투(Two)와이어 송급모듈 및 동축 보호 가스 연결부와 연결되어, 투와이어를 송급시키거나, 또는 보호가스를 공급시키는 인터페이스 신호를 출력제어시키는 역할을 한다.
이는 전원 그라운드 역할을 하는 1번핀인터페이스부와, 24V 제어밸브신호를 동기화시키는 2번핀인터페이스부와, 동축 보호 가스 연결부의 (-)단자와 연결되는 3번핀인터페이스부와, 동축 보호 가스 연결부의 (+)단자와 연결되는 4번핀인터페이스부와, 투(Two)와이어 송급모듈의 (-)단자와 연결되는 5번핀인터페이스부와, 투(Two)와이어 송급모듈의 (+)단자와 연결되는 6번핀인터페이스부로 구성된다.
본 발명에 따른 동축 보호 가스 연결부는 2A 릴레이 빌트인(Built-in)구조로 구성된다.
즉, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 보호가스를 공급시킬 때, 3번핀인터페이스부와 4번핀인터페이스부가 동축 보호 가스 연결부에 연결된 상태에서, 2번핀인터페이스부를 통해, 24V 제어밸브신호를 동기화시킴으로서, 동축 보호 가스 연결부가 온오프구동되어, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 보호가스를 공급시키도록 제어시킨다.
또한, 투(Two)와이어 송급모듈을 구동시켜, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 투와이어를 송급시킬 때, 5번핀인터페이스부와 6번핀인터페이스부가 투(Two)와이어 송급모듈에 연결되어, 출력신호를 보내어, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 투와이어를 송급시키도록 제어시킨다.
다섯째, 본 발명에 따른 제3 시그널 인터페이스부(650)에 관해 설명한다.
상기 제3 시그널 인터페이스부(650)는 파이버 레이저 소스부와 연결되어 레이저를 활성화 신호, PWM 신호, 아날로그 신호를 수신할 때만 빛을 방출시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 역할을 한다.
이는 이상신호(Abnormal Signal)를 감지하는 1번핀인터페이스부와, 레이저 신호를 활성화시키도록 24V전압을 출력시키는 2번핀인터페이스부와, 24V를 출력시키는 3번핀인터페이스부와, 그라운드 역할을 하는 4번핀인터페이스부와, 0~10V 범위내에서 아날로그신호를 생성시키는 5번핀인터페이스부와, PWM 변조신호(-PWM)를 생성시키는 6번핀인터페이스부와, PWM 복조신호(+PWM)를 생성시키는 7번핀인터페이스부로 구성된다.
즉, 레이저 신호를 활성화시, 2번핀인터페이스부와 4번핀인터페이스부를 통해 24V 전압이 출력되어, 파이버레이저 소스부쪽으로 전원을 공급시켜 레이저 빛을 방출시킨다.
그리고, PWM 신호를 활성화시, 6번핀인터페이스부와 7번핀인터페이스부를 통해 24V 전압이 출력되어, 파이버레이저 소스부쪽으로 전원을 공급시켜 레이저 빛을 방출시킨다.
또한, 아날로그 신호를 활성화시, 5번핀인터페이스부와 4번핀인터페이스부를 통해 0~10V 전압이 출력되어, 파이버레이저 소스부쪽으로 전원을 공급시켜 레이저 빛을 방출시킨다.
여섯째, 본 발명에 따른 1축 요(Yaw)관절용 시그널 인터페이스부(660)에 관해 설명한다.
상기 1축 요(Yaw)관절용 시그널 인터페이스부(660)는 1축 요(Yaw)관절부의 1축 요(Yaw)관절용 회전모터과 연결되어, 1축 요(Yaw)관절용 회전모터의 구동신호를 출력시켜, z축(수직축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 역할을 한다.
일곱째, 본 발명에 따른 2축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(670)에 관해 설명한다.
상기 2축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(670)는 2축 피치(Pitch)관절부의 2축 피치(Pitch)관절용 회전모터와 연결되어, 2축 피치(Pitch)관절용 회전모터의 구동신호를 출력시켜, y축(횡축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 역할을 한다.
여덟째, 본 발명에 따른 3축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(680)에 관해 설명한다.
상기 3축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(680)는 3축 피치(Pitch)관절부의 3축 피치(Pitch)관절용 회전모터와 연결되어, 3축 피치(Pitch)관절용 회전모터의 구동신호를 출력시켜, y축(횡축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 역할을 한다.
아홉째, 본 발명에 따른 4축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(690)에 관해 설명한다.
상기 4축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(690)는 4축 피치(Pitch)관절부의 4축 피치(Pitch)관절용 회전모터와 연결되어, 4축 피치(Pitch)관절용 회전모터의 구동신호를 출력시켜, y축(횡축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 역할을 한다.
열째, 본 발명에 따른 5축 롤(Roll)관절용 시그널 인터페이스부(690a)에 관해 설명한다.
상기 5축 롤(Roll)관절용 시그널 인터페이스부(690a)는 5축 롤(Roll)관절부의 5축 롤(Roll)관절용 회전모터와 연결되어, 5축 롤(Roll)관절용 회전모터의 구동신호를 출력시켜, x축(종축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 역할을 한다.
열한째, 본 발명에 따른 사다리꼴형 빔모드 제어부(690b)에 관해 설명한다.
상기 사다리꼴형 빔모드 제어부(690b)는 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 사다리꼴형상이 되도록 출력제어시키거나, 또는 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 사다리꼴형상이 되도록 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 사다리꼴형 레이저 빔이 형성되도록 제어시키는 역할을 한다.
여기서, 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 사다리꼴형상이 되도록 출력제어시킨다는 것은 도 31에 도시한 바와 같이, -X축(-6V 아날로그)와 +Y축(2V 아날로그)를 원포인트로 하고, +X축(+6V 아날로그)와 +Y축(+2V 아날로그)를 또 하나의 원포인트로 하며, +X축(+6V 아날로그)와 -Y축(-2V 아날로그)를 또 하나의 원포인트로 하고, -X축(-6V 아날로그)와 -Y축(-2V 아날로그)를 또 하나의 원포인트로 하여, 사다리꼴형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
상기 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 사다리꼴형상이 되도록 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 사다리꼴형 레이저 빔이 형성되도록 제어시킨다는 것은 도 37에 도시한 바와 같이, +X축(+6V 아날로그)와 +Y축(+2V 아날로그)를 또 하나의 원포인트로 하며, +X축(+6V 아날로그)와 -Y축(-2V 아날로그)를 또 하나의 원포인트로 하고, -X축(-6V 아날로그)와 -Y축(-2V 아날로그)를 또 하나의 원포인트로 하여, 사다리꼴형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
열두째, 본 발명에 따른 물결형 빔모드 제어부(690c)에 관해 설명한다.
상기 물결형 빔모드 제어부(690c)는 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 반호형상이 되도록 출력제어시거나 또는, 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 반호형상이 되도록 출력제어시켜, 용접하고자 하는 모재에 반호형상이 연속적으로 연결된 물결형 레이저 빔이 형성되도록 제어시키는 역할을 한다.
여기서, 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 반호형상이 되도록 출력제어시킨다는 것은 도 32에 도시한 바와 같이, 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)간의 상호작용에 의해 반호형상을 만든 후 연속적으로 이어서 물결형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
상기 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 반호형상이 되도록 출력제어시켜, 용접하고자 하는 모재에 반호형상이 연속적으로 연결된 물결형 레이저 빔이 형성되도록 제어시킨다는 것은 도 38에 도시한 바와 같이, 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)간의 상호작용에 의해 반호형상을 만든 후 연속적으로 이어서 물결형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
열세째, 본 발명에 따른 삼각형 빔모드 제어부(690d)에 관해 설명한다.
상기 삼각형 빔모드 제어부(690d)는 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 이중 반호형상이 되도록 출력제어시키거나, 또는 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 삼각형상이 되도록 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 삼각형상이 연속적으로 연결된 삼각형 레이저 빔이 형성되도록 제어시키는 역할을 한다.
여기서, 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 삼각형상이 되도록 출력제어시킨다는 것은 도 33에 도시한 바와 같이, 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)간의 상호작용에 의해 삼각형상을 만든 후 연속적으로 이어서 삼각형태로 형성시키고, 이어서, 시간차를 두어서, 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)간의 상호작용에 의해 삼각형상을 만든 후 연속적으로 이어서 삼각형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
상기 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 삼각형상이 되도록 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 삼각형상이 연속적으로 연결된 삼각형 레이저 빔이 형성되도록 제어시킨다는 것은 도 39에 도시한 바와 같이, 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)간의 상호작용에 의해 삼각형상을 만든 후 연속적으로 이어서 삼각형태로 형성시키고, 이어서, 시간차를 두어서, 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)간의 상호작용에 의해 삼각형상을 만든 후 연속적으로 이어서 삼각형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
열네째, 본 발명에 따른 C모양형 빔모드 제어부(690e)에 관해 설명한다.
상기 C모양형 빔모드 제어부(690e)는 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 C모양형상이 되도록 출력제어시키거나, 또는 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 C모양형상이 되도록 출력제어시키는 역할을 한다.
여기서, 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 C모양형상이 되도록 출력제어시킨다는 것은 도 34에 도시한 바와 같이, -X축과 +X축, 그리고, -Y축과 +Y축을 가로질러 C모양형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
상기 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 C모양형상이 되도록 출력제어시킨다는 것은 도 40에 도시한 바와 같이, -X축과 +X축, 그리고, -Y축과 +Y축을 C모양형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
열다섯째, 본 발명에 따른 원모양형 빔모드 제어부(690f)에 관해 설명한다.
상기 원모양형 빔모드 제어부(690f)는 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)사이에 시간차를 두어 원모양형상이 되도록 출력제어시키거나, 또는 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)사이에 시간차를 두어 원모양형상이 되도록 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 원모양형 레이저 빔이 형성되도록 제어시키는 역할을 한다.
여기서, 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)사이에 시간차를 두어 원모양형상이 되도록 출력제어시킨다는 것은 도 35에 도시한 바와 같이, 1차로 -X축과 +X축상에서만 C모양형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 생성시킨 후, 시간차를 두면서 2차로 -Y축과 +Y축상에서만 원모양형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 생성시키고, 각 모터회전수를 빠르게 하여 원모양형 레이저빔을 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
상기 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)사이에 시간차를 두어 원모양형상이 되도록 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 원모양형 레이저 빔이 형성되도록 제어시킨다는 것은 도 41에 도시한 바와 같이, 1차로 -X축과 +X축상에서만 C모양형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 생성시킨 후, 시간차를 두면서 2차로 -Y축과 +Y축상에서만 원모양형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 생성시키고, 각 모터회전수를 빠르게 하여 원모양형 레이저빔을 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
열여섯째, 일자형 빔모드 제어부(690g)에 관해 설명한다.
상기 일자형 빔모드 제어부(690g)는 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)는 스톱시킨 후, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로만 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 보내어 일자형상이 되도록 출력제어시키거나, 또는 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)는 스톱시킨 후, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽만 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 보내어 일자형상이 되도록 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 일자형 레이저 빔이 형성되도록 제어시키는 역할을 한다.
여기서, 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)는 스톱시킨 후, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로만 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 보내어 일자형상이 되도록 출력제어시킨다는 것은 도 36에 도시한 바와 같이, -X축과 +X축상에서만 일자모양형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 생성시키고, 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터의 속도를 빠르게 하여 일자형 레이저빔을 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
상기 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)사이에 시간차를 두어 일자형상이 되도록 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 일자형 레이저 빔이 형성되도록 제어시킨다는 것은 도 42에 도시한 바와 같이, -X축과 +X축상에서만 일자모양형태로 형성시키는 포지셔널벡터신호를 생성시키고, 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터의 속도를 빠르게 하여 일자형 레이저빔을 형성시키는 포지셔널벡터신호를 말한다.
열일곱째, 본 발명에 따른 파이버 레이저 발진기 제어부(690h)에 관해 설명한다.
상기 파이버 레이저 발진기 제어부(690h)는 파이버 레이저빔 용접시키고자 하는 모재의 판 두께, 재질에 따라 파이버 레이저 발진기에서 생성되는 레이저광의 출력을 제어시키는 역할을 한다.
이는 다음의 표 1과 같이, 테이블화되어 프로그램설정된다.
| 레이저모듈 | 레이저 출력 | ||||||||
| 1000W | 1500W | 2000W | 3000W | 4000W | 5000W | 6000W | 8000W | 10000W | |
| LM1 | 250W | 375W | 500W | 750W | 1000W | 1250W | 1500W | 2000W | 2500W |
| LM2 | 250W | 375W | 500W | 750W | 1000W | 1250W | 1500W | 2000W | 2500W |
| LM3 | 250W | 375W | 500W | 750W | 1000W | 1250W | 1500W | 2000W | 2500W |
| LM4 | 250W | 375W | 500W | 750W | 1000W | 1250 | 1500W | 2000W | 2500W |
열여덟째, 본 발명에 따른 레이저 초점거리 위치 제어모드 제어부(690i)에 관해 설명한다.
상기 레이저 초점거리 위치 제어모드 제어부(690i)는 레이저 초점거리 위치센서부와 연결되어, 파이버 레이저빔 용접시키고자 하는 모재의 판 두께, 재질에 따라 레이저 초점거리가 2 ~ 500mm에서 정위치되도록 제어시키는 역할을 한다.
이는 다음의 표 2와 같이, 테이블화되어 프로그램설정된다.
| 용접하고자 하는 모재의 판 두께 | 용접하고자 하는 모재의 재질 | 용접속도 (m/min) |
투(Two)와이어 송급속도(m/min) | 레이저 초점거리(mm) |
| 1.5mm | 알루미늄 | 1.5 | 2 | 3 |
| 5mm | 동(Cu) | 2 | 3 | 5 |
| 6mm | 고망가니즈강 | 4 | 5 | 250 |
| 6mm | 포스맥(POSMAC) | 5 | 6 | 300 |
| 10mm | 스테인레스 | 4 | 6 | 400 |
| 15mm | 철 | 5 | 7 | 450 |
이하, 본 발명에 따른 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통한 30mm 이하 용접비드폭 용접방법의 구체적인 과정에 관해 설명한다.
[권총식 핑거형 용접레이저빔부를 갖는 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법]
도 43은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 갖는 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법을 도시한 순서도에 관한 것이다.
먼저, 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치의 구성요소 중 다관절구동형 위빙로봇모듈의 헤드 부위에 핑거형 용접레이저빔모듈 중 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 탈부착식으로 연결시킨다(S110).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 다관절구동형 위빙로봇모듈을 구동시켜, 용접하고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재를 기준으로, 헤드부위에 탈부착식으로 연결시킨 권총식 핑거형 용접레이저빔부의 위치를 1축,2축,3축,4축,5축으로 이루어진 다관절구동으로 정위치시킨다(S120).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 파이버 레이저 모듈을 구동시켜, 레이저 광을 발진시켜 파이버 레이저 소스부로 전달시키고, 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부쪽으로 보호가스를 공급시킨다(S130).
이때, 파이버 레이저 모듈의 디스플레이부에서 용접하고자 하는 모재인 중판의 판 두께, 재질, 속도의 용접조건을 입력시키고, 각 기기의 동작상태를 화면상에 표출시킨다.
이렇게 입력된 신호는 스마트제어부쪽으로 전달된다.
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 파이버 레이저 소스부를 구동시켜, 파이버 레이저 발진기에서 생성시킨 레이저 광을 전달받아 파이버 레이저 빔을 생성시켜 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부쪽으로 전달시킨다(S140).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부가 구동되어, 투(Two)와이어 송급모듈의 구동에 의해 밀려나오는 투(Two)와이어의 선단에, 내부공간에서 좌우 위빙되는 파이버 레이저빔 내부위빙을 조사하여 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재에, 투(Two)와이어를 용접시켜, 8mm 용접비드폭과 함께, 사다리꼴, 물결, 삼각형, C모양, 원모양 , 일자모양 중 어느 하나가 선택된 용접비드형상을 형성시킨다(S150).
즉, 도 31은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 사다리꼴모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이고, 도 32는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 물결모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이며, 도 33은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 삼각형모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이고, 도 34는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, C모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이며, 도 35는 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 원모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이고, 도 36은 본 발명에 따른 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 일자모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이다.
끝으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 다관절구동형 위빙로봇모듈이 구동되어, 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부 자체를 외부방향으로 좌우위빙시킨다(S160).
이로 인해, 도 31 내지 도 36에 도시한 바와 같이, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시킨다.
여기서, 최대 30mm 용접비드폭이라는 것은 사용목적과 형태에 따라, 용접비드폭 뿐만 아니라, 용접비드두께까지 포함하는 의미로 사용된다.
[소총식 핑거형 용접레이저빔부를 갖는 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법]
도 44는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 갖는 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법을 도시한 순서도에 관한 것이다.
먼저, 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치의 구성요소 중 다관절구동형 위빙로봇모듈의 헤드 부위에 핑거형 용접레이저빔모듈 중 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 탈부착식으로 연결시킨다(S210).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 다관절구동형 위빙로봇모듈을 구동시켜, 용접하고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재를 기준으로, 헤드부위에 탈부착식으로 연결시킨 권총식 핑거형 용접레이저빔부의 위치를 1축,2축,3축,4축,5축으로 이루어진 다관절구동으로 정위치시킨다(S220).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 파이버 레이저 모듈을 구동시켜, 레이저 광을 발진시켜 파이버 레이저 소스부로 전달시키고, 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부쪽으로 보호가스를 공급시킨다(S230).
이때, 파이버 레이저 모듈의 디스플레이부에서 용접하고자 하는 모재인 중판의 판 두께, 재질, 속도의 용접조건을 입력시키고, 각 기기의 동작상태를 화면상에 표출시킨다.
이렇게 입력된 신호는 스마트제어부쪽으로 전달된다.
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 파이버 레이저 소스부를 구동시켜, 파이버 레이저 발진기에서 생성시킨 레이저 광을 전달받아 파이버 레이저 빔을 생성시켜 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부쪽으로 전달시킨다(S240).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 핑거형 용접레이저빔모듈의 소총식 핑거형 용접레이저빔부가 구동되어, 투(Two)와이어 송급모듈의 구동에 의해 밀려나오는 투(Two)와이어의 선단에, 내부공간에서 좌우 위빙되는 파이버 레이저빔 내부위빙을 조사하여 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재에, 투(Two)와이어를 용접시켜, 8mm 용접비드폭과 함께, 사다리꼴, 물결, 삼각형, C모양, 원모양, 일자모양 중 어느 하나가 선택된 용접비드형상을 형성시킨다(S250).
즉, 도 37은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 사다리꼴모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이고, 도 38은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 물결모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이며, 도 39는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 삼각형모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이고, 도 40은 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, C모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이며, 도 41은는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 원모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이고, 도 42는 본 발명에 따른 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 통해, 일자모양의 용접비드형상을 형성시킨 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이다.
끝으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 다관절구동형 위빙로봇모듈이 구동되어, 핑거형 용접레이저빔모듈의 소총식 핑거형 용접레이저빔부 자체를 외부방향으로 좌우위빙시킨다(S260).
이로 인해, 도 37 내지 도 42에 도시한 바와 같이, 파이버 레이저빔 내부 위빙(8mm 용접비드폭)과 외부방향 좌우위빙(22mm 용접비드폭)이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 최대 30mm 용접비드폭으로 파이버 레이저빔 용접시킨다.
1 : 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치
100 : 다관절구동형 위빙로봇모듈
110 : "ㄱ"자형 로봇모듈본체
120 : 바닥지지프레임부
130 : 1축 요(Yaw)관절부
140 : 2축 피치(Pitch)관절부
150 : 수직로드부
160 : 3축 피치(Pitch)관절부
170 : 브릿지부
180 : 4축 피치(Pitch)관절부
190 : 트윈형 수평로드부
190a : 5축 피치(Pitch)관절부
190b : 좌우위빙모션연결부
190c : 좌우위빙모션부
200 : 핑거형 용접레이저빔모듈
210 : 권총식 핑거형 용접레이저빔부
211 : 권총식 핑거 레이저 몸체
212 : 권총식 핑거부
213 : 권총식 ">"형 브릿지부
214 : 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부
215 : 권총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부
216 : 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부
217 : 권총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부
218 : 권총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부
219 : 권총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부
219a : 권총식 핑거형 냉각수유입파이프
219b : 권총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부
219c : 권총식 핑거형 제어신호 라인 연결부
220 : 소총식 핑거형 용접레이저빔부
221 : 소총식 핑거 레이저 몸체
222 : 소총식 핑거부
223 : 소총식 사선형 거치 브릿지부
224 : 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부
225 : 소총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부
226 : 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부
227 : 소총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부
228 : 소총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부
229 : 소총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부
229a : 소총식 핑거형 냉각수유입파이프
229b : 소총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부
229c : 소총식 핑거형 제어신호 라인 연결부
300 : 파이버 레이저 모듈
400 : 파이버 레이저 소스부
500 : 투(Two)와이어 송급모듈
600 : 스마트제어부
100 : 다관절구동형 위빙로봇모듈
110 : "ㄱ"자형 로봇모듈본체
120 : 바닥지지프레임부
130 : 1축 요(Yaw)관절부
140 : 2축 피치(Pitch)관절부
150 : 수직로드부
160 : 3축 피치(Pitch)관절부
170 : 브릿지부
180 : 4축 피치(Pitch)관절부
190 : 트윈형 수평로드부
190a : 5축 피치(Pitch)관절부
190b : 좌우위빙모션연결부
190c : 좌우위빙모션부
200 : 핑거형 용접레이저빔모듈
210 : 권총식 핑거형 용접레이저빔부
211 : 권총식 핑거 레이저 몸체
212 : 권총식 핑거부
213 : 권총식 ">"형 브릿지부
214 : 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부
215 : 권총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부
216 : 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부
217 : 권총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부
218 : 권총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부
219 : 권총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부
219a : 권총식 핑거형 냉각수유입파이프
219b : 권총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부
219c : 권총식 핑거형 제어신호 라인 연결부
220 : 소총식 핑거형 용접레이저빔부
221 : 소총식 핑거 레이저 몸체
222 : 소총식 핑거부
223 : 소총식 사선형 거치 브릿지부
224 : 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부
225 : 소총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부
226 : 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부
227 : 소총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부
228 : 소총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부
229 : 소총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부
229a : 소총식 핑거형 냉각수유입파이프
229b : 소총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부
229c : 소총식 핑거형 제어신호 라인 연결부
300 : 파이버 레이저 모듈
400 : 파이버 레이저 소스부
500 : 투(Two)와이어 송급모듈
600 : 스마트제어부
Claims (16)
- 파이버 레이저빔 내부 위빙과 외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙을 통해, 30mm 용접비드폭이 생성되도록 자동 용접제어시키는 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치에 있어서,
상기 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치는
스마트제어부의 제어신호에 따라 용접하고자 하는 모재를 기준으로, 핑거형 용접레이저빔모듈의 위치를 1축,2축,3축,4축,5축으로 이루어진 다관절구동으로 정위치시킨 후, 핑거형 용접레이저빔모듈 자체에 외부방향으로 좌우위빙시키고, 스마트제어부의 제어신호에 따라 모재를 기준으로, 외부방향으로 좌우위빙시킨 핑거형 용접레이저빔모듈을 X축, Y축, Z축의 길이방향을 따라 슬라이드 이송시키는 다관절구동형 위빙로봇모듈(100)과,
다관절구동형 위빙로봇모듈의 헤드 부위에 탈부착식으로 연결되어, 핑거(Finger)구조를 형성하면서, 밀려나오는 투(Two)와이어의 선단에, 내부공간에서 좌우 위빙되는 파이버 레이저빔 내부위빙을 조사하여 용접시키고자 하는 모재에, 투(Two)와이어를 용접시키는 핑거형 용접레이저빔모듈(200)과,
모듈화구조로 형성되어, 화면상에 용접하고자 하는 모재의 판 두께, 재질, 속도의 용접조건을 입력시키고, 각 기기의 동작상태를 화면상에 표출시키면서, 레이저 광을 발진시켜 파이버 레이저 소스부로 전달시키고, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 보호가스를 공급시키는 파이버 레이저 모듈(300)과,
파이버 레이저 발진기에서 생성시킨 레이저 광을 전달받아 파이버 레이저 빔을 생성시켜 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 전달시키는 파이버 레이저 소스부(400)와,
용접봉 역할을 하는 투(Two)와이어를 핑거형 용접레이저빔모듈쪽에 2~4m/min 송급속도로 송급해주는 투(Two)와이어 송급모듈(500)과,
다관절구동형 위빙로봇모듈, 핑거형 용접레이저빔모듈, 파이버 레이저 모듈, 파이버 레이저 소스부, 투(Two)와이어 송급모듈의 전반적인 구동을 제어하면서, 용접하고자 하는 모재의 판 두께, 재질, 속도의 용접조건에 따라 파이버 레이저 모듈의 파이버 레이저 발진기에서 생성되는 레이저광의 출력 및, 투(Two)와이어 송급모듈의 투(Two)와이어 송급속도를 제어시키고, 다관절구동형 위빙로봇모듈을 통해, 용접하고자 하는 모재를 기준으로, 핑거형 용접레이저빔모듈의 위치를 1축,2축,3축,4축,5축, 6축으로 이루어진 다관절구동으로 정위치시킨 후, 핑거형 용접레이저빔모듈의 파이버 레이저빔 내부위빙과, 다관절구동형 위빙로봇모듈의 외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드형 위빙구조로 용접비드폭을 최대 30mm까지 형성되도록 제어시키는 스마트제어부(600)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
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- 제1항에 있어서, 상기 다관절구동형 위빙로봇모듈(100)은
"ㄱ"자형상으로 형성되어, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 "ㄱ"자형 로봇모듈본체(110)와,
"ㄱ"자형 로봇모듈본체의 바닥 부위 일측에 위치되어, 1축 요(Yaw)관절부, 2축 피치(Pitch)관절부, 수직로드부, 3축 피치(Pitch)관절부, 브릿지부, 4축 롤(Roll)관절부, 트윈형 수평로드부, 5축 피치(Pitch)관절부, 좌우위빙모션연결부, 좌우위빙모션부가 외압에 의해 흔들리지 않도록 지지해주는 바닥지지프레임부(120)와,
바닥지지프레임부 상단 일측에 위치되어, z축(수직축)을 중심으로 회전시키는 1축 요(Yaw)관절부(130)와,
1축 요(Yaw)관절부 일측에 위치되어, y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 2축 피치(Pitch)관절부(140)와,
수직의 길이방향을 따라 형성되어, 용접하고자 하는 모재의 높이에 맞게 핑거형 용접레이저빔모듈이 위치되도록 높이단차를 형성시키는 수직로드부(150)와,
수직로드부의 상단 일측에 위치되어, y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 3축 피치(Pitch)관절부(160)와,
3축 피치(Pitch)관절부를 기준으로 트윈형 수평로드부와 수직로드부 사이를 연결시키는 브릿지 역할을 수행하는 브릿지부(170)와,
브릿지부의 상단 일측에 위치되어, y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 4축 피치(Pitch)관절부(180)와,
선단 일측에 개통된 트윈구조로 이루어져, 브릿지부의 선단 일측과 연결되고, 수평의 길이방향을 따라 형성되어, 용접하고자 하는 모재에 맞게 핑거형 용접레이저빔모듈이 근접되도록 너비단차(Width)를 형성시키는 트윈형 수평로드부(190)와,
트윈형 수평로드부의 선단 일측에 위치되어, 수직의 하단방향으로 향하는 좌우위빙모션연결부, 좌우위빙모션부를 y축(횡축)을 중심으로 회전시키는 5축 피치(Pitch)관절부(190a)와,
트윈형 수평로드부의 선단 일측을 따라 수직의 하단방향으로 형성되어, 좌우위빙모션부를 탈부착식으로 연결시킨 후, 외압에 의해 흔들리지 않도록 지지해주는 좌우위빙모션연결부(190b)와,
저면 일측이 좌우위빙모션연결부와 연결되고, 상면 일측이 핑거형 용접레이저빔모듈와 연결된 후, 핑거형 용접레이저빔모듈 자체를 외부방향에서 좌우위빙시키는 좌우위빙모션부(190c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 제3항에 있어서, 상기 좌우위빙모션부(190c)는
일자구조로 이루어져, 상면 일측으로 핑거형 용접레이저빔모듈과 연결되어, 핑거형 용접레이저빔모듈을 받쳐주면서 지지해주면서, 기준축회전부, 좌우위빙로드홀부, 회전돌출바의 구동으로, 핑거형 용접레이저빔모듈 자체를 외부방향에서 좌우위빙시키는 용접레이저빔모듈 위빙모션받침대(190c-1)와,
용접레이저빔모듈 위빙모션받침대의 후단쪽 저면 일측에 위치되어, 좌우위빙로드홀부를 따라 회전돌출바의 직선운동을 좌우 왕복의 위빙운동으로 변환시킬 때, 하나의 기준축을 형성시키는 기준축회전부(190c-2)와,
용접레이저빔모듈 위빙모션받침대의 표면상에서 직선구조의 로드홀을 형성시켜, 회전돌출바가 직선구조의 로드홀을 따라 직선왕복운동이 되도록 안내시키는 좌우위빙로드홀부(190c-3)와,
회전테이블의 상단 테두리 표면상에 위치되고, 좌우위빙로드홀부와 맞춤형으로 삽입형성되어, 회전테이블로부터 전달된 회전력으로, 직선구조의 좌우위빙로드홀부를 따라 직선왕복운동을 형성시키는 회전돌출바(190c-4)와,
회전테이블용 회전모터로부터 회전력을 전달받아 회전돌출바를 회전시키는 회전테이블(190c-5)과,
회전테이블에 회전력을 생성시키는 회전테이블용 회전모터(190c-6)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 제1항에 있어서, 상기 핑거형 용접레이저빔모듈(200)은
권총식 핑거(Finger)구조를 형성하면서, 밀려나오는 투(Two)와이어의 선단에, 내부공간에서 좌우 위빙되는 파이버 레이저빔 내부위빙을 조사하여 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재에, 투(Two)와이어를 용접시켜, 8mm 용접비드폭과 함께, 사다리꼴, 물결, 삼각형, C모양, 원모양 중 어느 하나가 선택된 용접비드형상을 형성시키는 권총식 핑거형 용접레이저빔부(210)와,
소총식 핑거(Finger)구조를 형성하면서, 밀려나오는 투(Two)와이어의 선단에, 내부공간에서 좌우 위빙되는 파이버 레이저빔 내부위빙을 조사하여 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재에, 투(Two)와이어를 용접시켜, 8mm 용접비드폭과 함께, 사다리꼴, 물결, 삼각형, C모양, 원모양 중 어느 하나가 선택된 용접비드형상을 형성시키는 소총식 핑거형 용접레이저빔부(220)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 제5항에 있어서, 상기 권총식 핑거형 용접레이저빔부(210)는
손으로 잡을 수 있는 권총식 핑거(Finger)구조로 형성되고, 용접시키고자 하는 모재에 대하여, 35~45도 기울어서 형성되어 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 권총식 핑거 레이저 몸체(211)와,
권총식 핑거(Finger)구조로 형성되어, 각 기기를 지지하고 보호하는 권총식 핑거부(212)와,
권총식 핑거부와 권총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부 사이에 형성되어, 권총식 핑거가 용접시키고자 하는 모재에 대하여, 35~45° 기울어지도록 형성시키는 권총식 ">"형 브릿지부(213)와,
권총식 핑거부의 헤드 선단에 위치되어, 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부에서 생성된 레이저 빔을 용접표면에 조사시키는 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부(214)와,
권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부의 내부공간에 위치되어, 파이버 레이저 빔 용접하고자 하는 모재상에 레이저 초점거리의 정위치를 포인트방식으로 설정시키는 권총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부(215)와,
권총식 핑거부의 헤드선단에 위치한 권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부와 동일선상에 위치되어, 파이버 레이저 소스부를 통해 생성된 파이버 레이저를 집광시킨 후, 빔폭을 조절시키는 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부(216)와,
권총식 핑거형 레이저 빔 노즐부 하단 일측에 형성되어, 용접봉 역할을 하는 투(Two)와이어를 레이저 빔쪽으로 밀려나오게끔 형성시키는 권총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부(217)와,
권총식 핑거 레이저 몸체의 후단 일측에 위치되어 파이버 레이저 소스부에 생성된 파이버 레이저를 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부쪽으로 전달시키는 권총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부(219)와,
레이저 냉각부에서 냉각수를 공급받는 권총식 핑거형 냉각수유입파이프(219a)와,
권총식 핑거 레이저 몸체의 후단 타측에 위치되어, 파이버 레이저의 매질역할을 하는 보호가스를 공급받아 에어의 힘으로 레이저빔과 동축선상에서 쏴주고, 사용 후, 배기시키도록 연결시키는 권총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(219b)와,
권총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(219b) 일측에 위치되어, 스마트제어부로부터 제어신호를 받아 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부쪽으로 전달시키는 권총식 핑거형 제어신호 라인 연결부(219c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 제6항에 있어서, 상기 권총식 핑거형 파이버 집광 광학부(216)는
핸드레이저 클리닝 헤드 몸체의 구성요소인 권총식 핑거부의 후단 일측에 위치되어, 내부공간상에서 파이버 레이저 소스부의 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)를 보호하면서, 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)에서 발산되는 레이저 빔 출력을 확장시키는 권총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)(216a)와,
권총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)의 내부공간에 포함되어 형성된 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)에서 나오는 펌핑한 레이저 빔을 평행상태로 만들어서 전반사 렌즈쪽으로 발산시키는 권총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈(216b)와,
권총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈에서 발산된 레이저빔을 전달받아 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재의 Y축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(216c)와,
권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부에서 발산된 레이저빔을 전달받아 권총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재의 X축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(216d)와,
권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부에서 전반사된 레이저빔을 모아서 권총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)로 발산시키는 권총식 핑거형 포커싱렌즈(216e)와,
권총식 핑거형 포커싱렌즈 선단의 동축상에 위치되어, 권총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 이물질이 유입되지 않도록 보호하면서, 권총식 핑거형 포커싱렌즈에서 발산되는 파이버 레이저빔을 그대로 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재쪽으로 발산시키는 권총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)(216f)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 제7항에 있어서, 상기 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(216c)는
권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터로부터 좌우반복회전되는 반복회전력을 전달받아, 권총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈에서 발산된 레이저빔을 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재의 Y축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 미러역할을 수행하는 권총식 핑거형 Y축 구동용 미러(216c-1)와,
권총식 핑거형 Y축 구동용 미러를 좌우반복회전되는 반복회전력을 생성시키는 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터(216c-2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 제7항에 있어서, 상기 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(216d)는
권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터로부터 좌우반복회전되는 반복회전력을 전달받아, 권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부에서 발산된 레이저빔을 권총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재의 X축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 미러역할을 수행하는 권총식 핑거형 X축 구동용 미러(216d-1)와,
권총식 핑거형 X축 구동용 미러를 좌우반복회전되는 반복회전력을 생성시키는 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터(216d-2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 제5항에 있어서, 상기 소총식 핑거형 용접레이저빔부(220)는
양손으로 잡을 수 있는 소총식 핑거(Finger)구조로 형성되고, 용접시키고자 하는 모재에 대하여, 35~45도 기울어서 형성되어 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 소총식 핑거 레이저 몸체(221)와,
소총식 핑거(Finger)구조로 형성되어, 각 기기를 지지하고 보호하는 소총식 핑거부(222)와,
소총식 핑거부와 소총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부 사이에 형성되어, 소총식 핑거가 용접시키고자 하는 모재에 대하여, 35~45° 기울어지도록 형성시키는 소총식 ">"형 브릿지부(223)와,
소총식 핑거부의 헤드 선단에 위치되어, 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부에서 생성된 레이저 빔을 용접표면에 조사시키는 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부(224)와,
소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부의 내부공간에 위치되어, 파이버 레이저 빔 용접하고자 하는 모재상에 레이저 초점거리의 정위치를 포인트방식으로 설정시키는 소총식 핑거형 레이저 초점거리 위치센서부(225)와,
소총식 핑거부의 헤드선단에 위치한 소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부와 동일선상에 위치되어, 파이버 레이저 소스부를 통해 생성된 파이버 레이저를 집광시킨 후, 빔폭을 조절시키는 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부(226)와,
소총식 핑거형 레이저 빔 노즐부 하단 일측에 형성되어, 용접봉 역할을 하는 투(Two)와이어를 레이저 빔쪽으로 밀려나오게끔 형성시키는 소총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부(227)와,
투(Two)와이어 송급모듈로부터 송급되는 투(Two)와이어를 소총식 핑거형 투(Two)와이어 노즐부쪽으로 이송안내시키는 소총식 핑거형 투(Two)와이어 이송레일부(228)와,
소총식 핑거 레이저 몸체의 후단 일측에 위치되어 파이버 레이저 소스부에 생성된 파이버 레이저를 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부쪽으로 전달시키는 소총식 핑거형 파이버 레이저 소스 연결부(229)와,
레이저 냉각부에서 냉각수를 공급받는 소총식 핑거형 냉각수유입파이프(229a)와,
소총식 핑거 레이저 몸체의 후단 타측에 위치되어, 파이버 레이저의 매질역할을 하는 보호가스를 공급받아 에어의 힘으로 레이저빔과 동축선상에서 쏴주고, 사용 후, 배기시키도록 연결시키는 소총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(229b)와,
소총식 핑거형 에어가스 흡·배기 연결부(229b) 일측에 위치되어, 스마트제어부로부터 제어신호를 받아 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부쪽으로 전달시키는 소총식 핑거형 제어신호 라인 연결부(229c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 제10항에 있어서, 상기 소총식 핑거형 파이버 집광 광학부(226)는
핸드레이저 클리닝 헤드 몸체의 구성요소인 소총식 핑거부의 후단 일측에 위치되어, 내부공간상에서 파이버 레이저 소스부의 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)를 보호하면서, 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)에서 발산되는 레이저 빔 출력을 확장시키는 소총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)(226a)와,
소총식 핑거형 QBH(Quartz Block Head) 프로젝티브 실리브(Protective Sleeve)의 내부공간에 포함되어 형성된 딜리버리 파이버(Delivery Fiber)에서 나오는 펌핑한 레이저 빔을 평행상태로 만들어서 전반사 렌즈쪽으로 발산시키는 소총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈(226b)와,
소총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈에서 발산된 레이저빔을 전달받아 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재의 Y축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(226c)와,
소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부에서 발산된 레이저빔을 전달받아 소총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재의 X축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(226d)와,
소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부에서 전반사된 레이저빔을 모아서 소총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)로 발산시키는 소총식 핑거형 포커싱렌즈(226e)와,
소총식 핑거형 포커싱렌즈 선단의 동축상에 위치되어, 소총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 이물질이 유입되지 않도록 보호하면서, 소총식 핑거형 포커싱렌즈에서 발산되는 파이버 레이저빔을 그대로 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재쪽으로 발산시키는 소총식 핑거형 보호렌즈(Protective lens)(226f)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 제11항에 있어서, 상기 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부(226c)는
소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터로부터 좌우반복회전되는 반복회전력을 전달받아, 소총식 핑거형 콜리메이터(Collimator) 렌즈에서 발산된 레이저빔을 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재의 Y축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 미러역할을 수행하는 소총식 핑거형 Y축 구동용 미러(226c-1)와,
소총식 핑거형 Y축 구동용 미러를 좌우반복회전되는 반복회전력을 생성시키는 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터(226c-2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 제11항에 있어서, 상기 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부(226d)는
소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터로부터 좌우반복회전되는 반복회전력을 전달받아, 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부에서 발산된 레이저빔을 소총식 핑거형 포커싱렌즈쪽으로 전반사시키면서, 용접시키고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재의 X축방향에, 파이버 레이저 빔 형태 중 일자형 빔, 사다리꼴형 빔, 물결형 빔, 삼각형 빔, C모양형 빔, 원모양형 빔 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택한 파이버 레이저 빔을 생성시키는 미러역할을 수행하는 소총식 핑거형 X축 구동용 미러(226d-2)와,
소총식 핑거형 X축 구동용 미러를 좌우반복회전되는 반복회전력을 생성시키는 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터(226d-2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 제1항에 있어서, 상기 스마트제어부(600)는
15V, 24V전원을 생성시켜 각 기기쪽으로 구동전원이 인가되도록 제어시키는 기기구동 전원제어부(610)와,
파이버 레이저 모듈의 디스플레이부와 연결되어, 용접하고자 하는 모재의 판 두께, 재질, 용접속도의 용접조건을 입력시키고, 각 기기의 동작상태를 화면상에 표출시키도록 제어시키는 디스플레이 제어부(620)와,
보호가스압력센서로부터 센싱된 보호가스알람센싱신호를 입력받고, 파이버 레이저 모듈의 레이저 냉각부를 구동시켜, 레이저 발진기 및 핑거형 용접레이저빔모듈에서 생성된 고열을 냉각시키도록 제어시키고, 핑거형 용접레이저빔모듈쪽으로 파이버 레이저 빔을 생성시켜 모재에 조사시키도록 제어시키는 제1 시그널 인터페이스부(630)와,
투(Two)와이어 송급모듈 및 동축 보호 가스 연결부와 연결되어, 투와이어를 송급시키거나, 또는 보호가스를 공급시키는 인터페이스 신호를 출력제어시키는 제2 시그널 인터페이스부(640)와,
파이버 레이저 소스부와 연결되어 레이저를 활성화 신호, PWM 신호, 아날로그 신호를 수신할 때만 빛을 방출시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 제3 시그널 인터페이스부(650)와,
1축 요(Yaw)관절부의 1축 요(Yaw)관절용 회전모터과 연결되어, 1축 요(Yaw)관절용 회전모터의 구동신호를 출력시켜, z축(수직축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 1축 요(Yaw)관절용 시그널 인터페이스부(660)와,
2축 피치(Pitch)관절부의 2축 피치(Pitch)관절용 회전모터와 연결되어, 2축 피치(Pitch)관절용 회전모터의 구동신호를 출력시켜, y축(횡축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 2축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(670)와,
3축 피치(Pitch)관절부의 3축 피치(Pitch)관절용 회전모터와 연결되어, 3축 피치(Pitch)관절용 회전모터의 구동신호를 출력시켜, y축(횡축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 3축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(680)와,
4축 피치(Pitch)관절부의 4축 피치(Pitch)관절용 회전모터와 연결되어, 4축 피치(Pitch)관절용 회전모터의 구동신호를 출력시켜, y축(횡축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 4축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(690)와,
5축 롤(Roll)관절부의 5축 롤(Roll)관절용 회전모터와 연결되어, 5축 롤(Roll)관절용 회전모터의 구동신호를 출력시켜, x축(종축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 5축 롤(Roll)관절용 시그널 인터페이스부(690a)와,
6축 피치(Pitch)관절부의 6축 피치(Pitch)관절용 회전모터와 연결되어, 6축 피치(Pitch)관절용 회전모터의 구동신호를 출력시켜, y축(횡축)을 중심으로 회전력을 생성시키는 인터페이스신호를 출력제어시키는 6축 피치(Pitch)관절용 시그널 인터페이스부(690b)와,
권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 사다리꼴형상이 되도록 출력제어시키거나, 또는 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 사다리꼴형상이 되도록 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 사다리꼴형 레이저 빔이 형성되도록 제어시키는 사다리꼴형 빔모드 제어부(690c)와,
권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 반호형상이 되도록 출력제어시거나 또는, 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 반호형상이 되도록 출력제어시켜, 용접하고자 하는 모재에 반호형상이 연속적으로 연결된 물결형 레이저 빔이 형성되도록 제어시키는 물결형 빔모드 제어부(690d)와,
권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 이중 반호형상이 되도록 출력제어시키거나, 또는 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)를 삼각형상이 되도록 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 삼각형상이 연속적으로 연결된 삼각형 레이저 빔이 형성되도록 제어시키는 삼각형 빔모드 제어부(690e)와,
권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호는 스톱시킨 후, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)만을 출력제어시키거나, 또는 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호는 스톱시킨 후, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)만을 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 C모양형 레이저 빔이 형성되도록 제어시키는 C모양형 빔모드 제어부(690f)와,
권총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 권총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 권총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)사이에 시간차를 두어 원모양형상이 되도록 출력제어시키거나, 또는 소총식 핑거형 Y축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 Y축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)와, 소총식 핑거형 X축 구동용 스캐너부의 소총식 핑거형 X축 구동용 정밀제어모터쪽으로 보내는 포지셔널벡터신호(-10V~+10V 아날로그)사이에 시간차를 두어 원모양형상이 되도록 출력제어시켜, 용접시키고자 하는 모재에 원모양형 레이저 빔이 형성되도록 제어시키는 원모양형 빔모드 제어부(690g)와,
파이버 레이저빔 용접시키고자 하는 모재의 판 두께, 재질에 따라 파이버 레이저 발진기에서 생성되는 레이저광의 출력을 제어시키는 파이버 레이저 발진기 제어부(690h)와,
레이저 초점거리 위치센서부와 연결되어, 파이버 레이저빔 용접시키고자 하는 모재의 판 두께, 재질에 따라 레이저 초점거리가 160 ~ 500mm에서 정위치되도록 제어시키는 레이저 초점거리 위치 제어모드 제어부(690i)로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치.
- 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치의 구성요소 중 다관절구동형 위빙로봇모듈의 헤드 부위에 핑거형 용접레이저빔모듈 중 권총식 핑거형 용접레이저빔부를 탈부착식으로 연결시키는 단계(S110)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 다관절구동형 위빙로봇모듈을 구동시켜, 용접하고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재를 기준으로, 헤드부위에 탈부착식으로 연결시킨 권총식 핑거형 용접레이저빔부의 위치를 1축,2축,3축,4축,5축으로 이루어진 다관절구동으로 정위치시키는 단계(S120)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 파이버 레이저 모듈을 구동시켜, 레이저 광을 발진시켜 파이버 레이저 소스부로 전달시키고, 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부쪽으로 보호가스를 공급시키는 단계(S130)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 파이버 레이저 소스부를 구동시켜, 파이버 레이저 발진기에서 생성시킨 레이저 광을 전달받아 파이버 레이저 빔을 생성시켜 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부쪽으로 전달시키는 단계(S140)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부가 구동되어, 투(Two)와이어 송급모듈의 구동에 의해 밀려나오는 투(Two)와이어의 선단에, 내부공간에서 좌우 위빙되는 파이버 레이저빔 내부위빙을 조사하여 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재에, 투(Two)와이어를 용접시켜, 8mm 용접비드폭과 함께, 사다리꼴, 물결, 삼각형, C모양, 원모양, 일자모양 중 어느 하나가 선택된 용접비드형상을 형성시키는 단계(S150)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 다관절구동형 위빙로봇모듈이 구동되어, 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부 자체를 외부방향으로 좌우위빙시키는 단계(S160)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법.
- 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치의 구성요소 중 다관절구동형 위빙로봇모듈의 헤드 부위에 핑거형 용접레이저빔모듈 중 소총식 핑거형 용접레이저빔부를 탈부착식으로 연결시키는 단계(S210)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 다관절구동형 위빙로봇모듈을 구동시켜, 용접하고자 하는 두께 6mm이상의 후판의 모재를 기준으로, 헤드부위에 탈부착식으로 연결시킨 권총식 핑거형 용접레이저빔부의 위치를 1축,2축,3축,4축,5축으로 이루어진 다관절구동으로 정위치시키는 단계(S220)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 파이버 레이저 모듈을 구동시켜, 레이저 광을 발진시켜 파이버 레이저 소스부로 전달시키고, 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부쪽으로 보호가스를 공급시키는 단계(S230)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 파이버 레이저 소스부를 구동시켜, 파이버 레이저 발진기에서 생성시킨 레이저 광을 전달받아 파이버 레이저 빔을 생성시켜 핑거형 용접레이저빔모듈의 권총식 핑거형 용접레이저빔부쪽으로 전달시키는 단계(S240)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 핑거형 용접레이저빔모듈의 소총식 핑거형 용접레이저빔부가 구동되어, 투(Two)와이어 송급모듈의 구동에 의해 밀려나오는 투(Two)와이어의 선단에, 내부공간에서 좌우 위빙되는 파이버 레이저빔 내부위빙을 조사하여 용접시키고자 하는 두께 5mm이하의 중판의 모재에, 투(Two)와이어를 용접시켜, 8mm 용접비드폭과 함께, 사다리꼴, 물결, 삼각형, C모양, 원모양, 일자모양 중 어느 하나가 선택된 용접비드형상을 형성시키는 단계(S250)와,
스마트제어부의 제어신호에 따라 다관절구동형 위빙로봇모듈이 구동되어, 핑거형 용접레이저빔모듈의 소총식 핑거형 용접레이저빔부 자체를 외부방향으로 좌우위빙시키는 단계(S260)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020230056983A KR102613635B1 (ko) | 2023-05-02 | 2023-05-02 | 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치 및 이를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230056983A KR102613635B1 (ko) | 2023-05-02 | 2023-05-02 | 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치 및 이를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102613635B1 true KR102613635B1 (ko) | 2023-12-14 |
Family
ID=89166858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230056983A KR102613635B1 (ko) | 2023-05-02 | 2023-05-02 | 파이버 레이저빔 내부 위빙·외부방향 좌우위빙이 합쳐진 하이브리드 위빙형 스마트 파이버 레이저빔 용접로봇장치 및 이를 통한 30mm 용접비드폭 용접방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102613635B1 (ko) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63224888A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | Toyota Motor Corp | レ−ザ肉盛溶接方法 |
| JPH08257773A (ja) * | 1995-03-20 | 1996-10-08 | Toyota Motor Corp | レーザ溶接方法 |
| JP2009034685A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Kobe Steel Ltd | 自動溶接方法及び装置 |
| KR20110032850A (ko) | 2009-09-24 | 2011-03-30 | 서울대학교산학협력단 | 자동 용접 로봇 |
| US20220371128A1 (en) * | 2019-10-04 | 2022-11-24 | Michael Carl Chase | Apparatus for high-speed processing of fabrics |
| EP4151355A1 (en) * | 2020-05-14 | 2023-03-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Laser welding method and laser welding device |
-
2023
- 2023-05-02 KR KR1020230056983A patent/KR102613635B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63224888A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | Toyota Motor Corp | レ−ザ肉盛溶接方法 |
| JPH08257773A (ja) * | 1995-03-20 | 1996-10-08 | Toyota Motor Corp | レーザ溶接方法 |
| JP2009034685A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Kobe Steel Ltd | 自動溶接方法及び装置 |
| KR20110032850A (ko) | 2009-09-24 | 2011-03-30 | 서울대학교산학협력단 | 자동 용접 로봇 |
| US20220371128A1 (en) * | 2019-10-04 | 2022-11-24 | Michael Carl Chase | Apparatus for high-speed processing of fabrics |
| EP4151355A1 (en) * | 2020-05-14 | 2023-03-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Laser welding method and laser welding device |
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