KR20000001442A

KR20000001442A - 테일러드 블랭크 제작용 레이저 용접 시스템

Info

Publication number: KR20000001442A
Application number: KR1019980021709A
Authority: KR
Inventors: 한유희; 서정; 이제훈; 김인웅; 김정오; 박정호; 방남주
Original assignee: 황해웅; 한국기계연구원
Priority date: 1998-06-11
Filing date: 1998-06-11
Publication date: 2000-01-15
Also published as: KR100274541B1

Abstract

테일러드 블랭크 제작용 레이저 용접시스템은 강판을 수납하는 용접 프레임(111) 및 강판을 용접시키는 제1 및 제2 용접헤드(112, 212)를 갖는 용접 장치부(110), 상기 용접 프레임(111)을 중심으로 대칭되게 배치되며, 두께가 다른 강판들을 각각 적재하는 제1 및 제2 강판 적재대(120, 130), 상기 제1 및 제2 강판 적재대(120, 130)에 대해 상기 용접 프레임(111)의 길이방향으로 소정 거리만큼 이격되며, 두께가 다른 강판들을 각각 적재하는 제3 및 제4 강판 적재대(220, 230), 상기 제1 내지 제4 강판 적재대(120, 130, 220, 230)과 상기 용접 프레임(111) 사이에 각각 제공되어 강판들을 상기 용접 프레임(111) 상부로 이송시키는 강판 이송부(160, 170, 260, 270), 상기 용접 프레임(111) 상부로 이동된 강판을 정렬시키기 위한 강판 정렬부, 제작된 테일러 블랭크를 세척 및 오일링하기 위한 테일러드 블랭크 처리부(140, 240) 및 상기 테일러드 블랭크 처리부(140, 240)의 근방에 각각 제공되는 테일러드 블랭크 적재부(150, 250)를 구비한다. 상기 레이져 용접 시스템은 설비 라인이 단순하며, 용접시간을 단축할 수 있고, 테일러드 블랭크를 연속적으로 생산할 수 있다는 장점을 갖는다.

Description

테일러드 블랭크 제작용 레이저 용접 시스템

본 발명은 용접 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 테일러드 용접 블랭크(welded tailored blank)를 연속적으로 생산할 수 있는 레이저 용접 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 테일러드 블랭크라 함은 이종 두께 또는 이종 재료로 구성된 강판을 레이저 용접으로 맞대기 용접하여 제작된 부재를 의미한다. 이러한 테일러드 블랭크는 프레스 또는 롤 성형수단에 의해 성형되며, 자동차의 차체, 도어, 및 범퍼 등에 사용되는 부재로서 대량 수요가 예상되고 있다.

실제로, 독일의 노델퍼(Nothelfer)사, 스위스의 수드로닉(Sudronic)사, 및 미국의 VIL사 등에서 테일러드 블랭크를 연속적으로 생산하기 위한 용접 시스템을 제작, 판매하고 있다.

상기 노델퍼사의 시스템은 2장의 용접 판재를 체인 방식으로 앞쪽의 한방향에서 용접기로 이송한다. 이송된 2장의 판재는 롤러에 의해 눌려지면서 맞대어진 용접선을 따라 용접이 이루어지는데, 이때, 레이저빔 헤드는 용접기에 고정되어 있다.

수드로닉사의 시스템은 2장의 판재가 맞대어 장착된 대차를 이동하여 용접을 수행하도록 되어 있으며, 이때, 레이저빔 헤드는 용접기에 고정되어 있다. 여기서는 소우카(Souka)라는 판재 간극을 없애는 방식이 채용되는데, 두꺼운 판재를 롤 성형하여 두 판재 사이의 간극을 완전히 밀착시키는 방식이다.

VI.L사의 시스템은 2장의 강판이 용접기의 앞과 뒤쪽에서 각각 1장씩 이송되어 맞대어진 후 레이저빔 헤드가 이동하면서 용접을 수행한다. VI.L사의 시스템에서는, 2장의 판재가 정확히 맞대어질 수 있도록, 2줄로 평행하게 정렬된 핀에 각각의 판재를 핀에 밀착시킨 후 두줄의 핀들에 의해 생긴 간격을 별도의 장치를 사용하여 밀착시키는 방식을 채용하고 있다.

그러나, VIL사의 시스템은 용접된 테일러드 블랭크가 판재가 이송된 방향중 한방향으로 역으로 이송되어 나오기 때문에 테일러드 블랭크의 연속적인 제작이 어려우며, 용접선에 강판을 정렬시키기 위해 2줄의 핀을 사용해야 하기 때문에 한줄의 핀을 사용하는 것에 비해 부품수 및 조립공정이 증가된다는 단점을 갖고 있다. 아울러, 수드로닉사와 VIL사의 시스템에서는 상기 핀들을 용접선에 정확히 정렬시키기 위해서는 기계가공의 정밀도와 정밀 조립이 요구된다는 단접을 갖고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 설비라인이 단순하고, 용접시간이 단축되며, 제작비를 절감할 수 있는 테일러드 블랭크 제작용 레이저 용접 시스템을 제공하는 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 용접 시스템에 의해 제작된 테일러드 블랭크의 평면도이다.

도2는 도1에 도시된 테일러드 블랭크의 측면도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 용접 시스템의 평면도이다.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 용접 시스템의 용접장치부를 보여주는 측면도이다.

도5는 가로 정렬핀과 세로 정렬핀에 의해 강판들이 정렬된 상태를 보여주는 평면도이다.

도6은 가로 정렬핀에 의해 강판의 선단이 용접선에 일치된 상태를 보여주는 측면도이다.

도7은 강판들이 용접선에 정렬될 수 있도록 가로 정렬핀에 접촉하고 있는 상태를 보여주는 측단면도이다.

도8은 강판들이 용접선에 정렬된 상태를 보여주는 측단면도이다.

도9는 강판들의 용접 전 이송방향 및 용접 후 이송방향을 보여주기 위한 평면도이다.2

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

100 : 레이저 용접 시스템 110 : 용접 장치부

111 : 용접 프레임 112 : 제1 용접 헤드

114 : 빔 스위칭 박스 116 : 레이저 빔 발진기

120 : 제1 강판 적재대 130 : 제2 강판 적재대

140 : 제1 테일러드 블랭크 처리부 150 : 제1 테일러드 블랭크 적재부

160 : 제1 강판 이송부 170 : 제2 강판 이송부

204: 볼 캐스터 212 : 제2 용접 헤드

220 : 제3 강판 적재대 230 : 제4 강판 적재대

240 : 제2 테일러드 블랭크 처리부 250 : 제2 테일러드 블랭크 적재부

260 : 제3 강판 이송부 270 : 제4 강판 이송부

350 : 가로 정렬핀 355 : 세로 정렬핀

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 용접될 강판들을 수납하기 위한 용접 프레임, 상기 용접 프레임의 일측부 근처에 제공되는 레이저 발진기, 상기 용접 프레임의 상부에 제공되며, 상기 레이저 발진기로부터 레이저 빔을 수납하는 빔 스위칭 박스, 및 상기 빔 스위칭 박스의 양단에 연결되며 상기 빔 스위칭 박스로부터 선택적으로 빔을 전달받아 강판들을 용접시키는 제1 및 제2 용접헤드를 포함하는 용접 장치부; 상기 용접 프레임을 중심으로 대칭되게 배치되며, 두께가 다른 강판들을 각각 적재하는 제1 및 제2 강판 적재대; 상기 제1 및 제2 강판 적재대에 대해 상기 용접 프레임의 길이방향으로 소정 거리만큼 이격되며, 두께가 다른 강판들을 각각 적재하는 제3 및 제4 강판 적재대; 상기 제1 내지 제4 강판 적재대와 상기 용접 프레임 사이에 각각 제공되어 강판들을 상기 용접 프레임 상부로 이송시키는 제1, 제2, 제3 및 제4 강판 이송부; 상기 용접 프레임 상부로 이동된 강판을 정렬시키기 위한 강판 정렬부; 용접 장치부의 길이방향 양단에 제공되며, 제작된 테일러드 블랭크를 세척, 오일링, 또는 딤플링하기 위한 제1 및 제2 테일러드 블랭크 처리부; 및 상기 제1 및 제2 테일러드 블랭크 처리부의 근방에 각각 제공되는 제1 및 제2 테일러드 블랭크 적재부를 구비하는 것을 특징으로 하는 테일러드 블랭크 제작용 레이저 용접 시스템을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

도1 및 도2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 용접 시스템에 의해 제작된 테일러드 블랭크가 도시되어 있다. 도2는 도1에 도시된 테일러드 블랭크의 측면도이다. 도시되어 있는 바와 같이, 서로 두께가 다른 강판(A, B)들이 용접선(R)을 중심으로 서로 맞대기 용접되므로써 테일러드 블랭크가 완성된다.

도3에는 이러한 테일러드 블랭크를 제작하기 위한 레이저 용접 시스템(100)이 도시되어 있다. 도3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 용접 시스템(100)은 강판들을 용접시키기 위한 용접 장치부(110)을 구비한다. 상기 용접 장치부(110)은 용접될 강판들을 수납하기 위한 용접 프레임(111), 상기 용접 프레임(111)의 일측부 근처에 제공되는 레이저 발진기(116), 상기 용접 프레임(111)의 상부에 제공되며, 상기 레이저 발진기(116)으로부터 레이저 빔을 수납하는 빔 스위칭 박스(114), 및 상기 빔 스위칭 박스(114)의 양단에 연결되며 상기 빔 스위칭 박스(114)로부터 빔을 전달받아 강판들을 용접시키는 제1 및 제2 용접헤드(112, 212)를 포함한다.

상기 빔 스위칭 박스(114)는 상기 레이저 빔을 상기 제1 및 제2 용접헤드(112, 212)에 선택적으로 전달하는 기능을 한다. 제1 용접헤드(112)에서 용접이 완료되면, 상기 빔 스위칭 박스(114)는 레이저 빔을 상기 제2 용접헤드(212)로 스위칭시켜 상기 제2 용접헤드(212)에서 용접이 진행되도록 한다. 따라서, 용접 작업이 연속적으로 이루어지게 되므로 용접시간이 단축될 수 있다.

도4에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 상기 제1 및 제2 용접 헤드(112, 212)는 빔을 전달받을 수 있도록 수평 바아(118)에 의해 빔 스위칭 박스(114)의 양단에 각각 연결되며, 리니어 모션 가이드(linear motion guide; 119)를 따라 상기 용접 프레임(111)의 길이 방향(도5 및 도9의 Y방향)으로 또는 상하로 이동 가능하게 설치된다.

다시 도3을 참조하면, 본 발명의 레이저 용접 시스템(100)은 상기 용접 장치부(110)을 중심으로 폭방향(도5 및 도9의 X방향)으로 대칭되게 배치되어 있는 제1 및 제2 강판 적재대(120, 130) 및 상기 용접 장치부(110)을 중심으로 폭방향으로 대칭되게 배치되며 상기 제1 및 제2 강판 적재대(120, 130)에 대해 소정 거리만큼 이격되어 있는 제3 및 제4 강판 적재대(220, 230)를 추가로 구비한다. 상기 강판 적재대들(120, 130, 220, 230)에는 서로 두께가 다른 또는 이종 재질의 강판이 적재되며, 적재된 강판들은 상기 강판 적재대(120, 130, 220, 230)들과 상기 용접 장치부(110) 사이에 각각 제공되는 제1 내지 제4 강판 이송부(160, 170, 260, 270)에 의해 상기 용접 장치부(110)의 용접 프레임(111)로 이송된다.

도7 및 도8에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 상기 제1 내지 제4 강판 이송부(160, 170, 260, 270)들은 각각 용접 프레임(111)의 상면에 장착되는 볼 캐스터(ball caster; 204), 상기 볼 캐스터(204)에 인접하게 설치되는 스테인레스 강판(S) 및 상기 스테인레스 강판(S)의 하부에 제공되며, 상기 용접 프레임(111)의 폭방향, 길이 방향, 및 상하 방향으로 이동가능한 이송 부재를 포함한다. 각각의 이송 부재는 그 하부에 설치되는 공압 실린더 조합(162, 163, 172, 173), 그 상부에 설치되어 강판(A, B)를 흡착하는 영구 자석(164, 174) 및 그 일측에 설치되며 상기 영구 자석(164, 174)를 상하로 이동시키는 공압 실린더(166, 176)으로 구성된다.

상기 영구자석(164, 174)의 일단부는 상기 이송부재의 상부에 힌지가능하게 결합되며, 상기 영구자석(164, 174)의 타단부는 상기 공압 실린더(166, 176) 내의 피스톤 로드(165, 175)에 각각 연결된다. 따라서, 상기 피스톤 로드(165, 175)가 상하 이동함에 따라 상기 영구자석(164, 174)도 상하 이동하도록 되어 있다. 상기 영구자석(164, 174)는 강판 이송시에는 상승한 상태를 유지하여 강판을 흡착하며, 강판 이송 후에는 하강하여 상기 강판에 대한 자력을 해제시키도록 되어 있다.

한편, 상기 용접 프레임(111)의 저면 소정 위치에는 이송된 강판들(A, B)의 선단을 흡착하기 위한 자석(336, 436)이 제공된다. 상기 자석(336, 436)에 의해 상기 이송된 강판들(A, B)의 선단이 안정적으로 고정되므로써, 용접작업이 용이하게 이루어 질 수 있다.

다시 도3을 참조하면, 상기 용접 장치부(110)의 길이방향 양단에는 제작된 테일러드 블랭크를 세척, 오일링, 또는 딤플링하기 위한 제1 및 제2 테일러드 블랭크 처리부(140, 240)이 각각 제공되어 있으며, 상기 제1 및 제2 테일러드 블랭크 처리부(140, 240)의 근방에는 제1 및 제2 테일러드 블랭크 적재부(150, 250)이 각각 설치된다.

한편, 본 발명의 레이저 용접 시스템(100)은 상기 용접 프레임(111)의 상부로 이송된 강판을 정렬시키기 위한 강판 정렬부를 추가로 구비한다. 도5 및 도6에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 상기 강판 정렬부는 상기 용접 프레임(111)의 중심부 근방 에 길이방향으로 일렬로 배치되어 상기 강판(A, B)들을 용접선(R)에 정렬시키는 다수개의 가로 정렬핀(350) 및 상기 용접 프레임(111)의 폭방향으로 배치되어 상기 강판들(A, B)의 세로선을 정렬시키는 다수개의 세로 정렬핀(355)를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 세로 정렬핀(355)는 상기 용접 프레임(111)의 길이방향으로 소정거리 만큼 이격되게 2개조가 설치되는데, 이는 상기 용접 프레임(111)의 상부로 이송되는 2개조의 강판들(A, B)의 세로선을 정렬하기 위함이다. 상기 가로 정렬핀(350)과 세로 정렬핀(355)는 공압 실린더(320) 내에 배치되는 피스톤(310)의 로드(312)에 결합되어 상하 이동이 가능하게 되어 있으며, 강판(A,B)와 접촉시 접촉신호를 송출할 수 있도록 센서(351)이 부착되어 있다. 상기 센서(351)은 접촉시 또는 압력식 센서가 공히 사용될 수 있다.

도6에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 상기 가로 정렬핀(350)들은 상기 피스톤(310)의 로드(312)에 편심되게, 회전 가능하게 결합되며, 그 상단부에는 레이저 빔으로부터 상기 가로 정렬핀(350)을 보호하기 위한 구리캡(352)가 장착되어 있다. 상기 가로 정렬핀(350)을 상기 로드(312)에 편심되게, 회전 가능하게 결합시키는 이유는, 상기 가로 정렬핀(350)들이 상기 용접선(R)과 불일치 되었을 때, 상기 가로 정렬핀(350)들을 도6의 화살표(10) 방향 또는 그 역방향으로 회전시켜 용접선(R)과 일치시키기 위함이다.

이러한 구성에 의해, 상기 가로 정렬핀(350)을 정밀가공 또는 정밀 설치할 필요가 없어질 뿐만 아니라 2열로 구성할 필요도 없어지게 되므로, 용접 시스템의 구성 및 설치과정이 단순해진다. 상기 정렬핀들의 간격과 개수는 강판의 최소 폭과 최대 폭에 의해 정해지지만, 폭 1m 이상 2m 미만일 때, 정렬핀들 사이의 간격은 30cm 정도가 적당하다. 상기 정렬핀들은 각각 개별구동이 가능하며, 용접시에는 2개의 가로 정렬핀을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 폭이 넓은 강판을 용접할 때에는 첫번째 핀과 마지막 핀을 구동시켜 사용하며, 폭이 좁은 강판을 용접할 때에는 첫번째 핀과 두번째 핀을 구동시켜 사용하면 된다.

또한, 본 발명의 레이저 용접 시스템(100)은 제작 완료된 테일러드 블랭크를 상기 제1 및 제2 테일러드 블랭크 처리부(140, 240)로 각각 이송시킬 수 있도록 상기 용접 프레임(111)의 길이 방향 및 상하 방향으로 이동가능하게 설치되는 제1 및 제2 이송 셔틀(330, 430)을 추가로 구비한다. 상기 제1 및 제2 이송 셔틀(330, 430)의 상부에는 영구자석(332, 432)이 각각 부착되고 그 하부에는 직선운동기구(334, 434)가 각각 장착된다. 강판(A,B) 이송시 셔틀(330, 430)은 상부로 이송되어 강판(A,B)를 상승시킨 후 상기 용접 프레임(111)의 길이 방향으로 이송하게 된다.

상기 강판 정렬부, 이송 부재, 용접장치부(110), 그리고 상기 제1 및 제2 이송 셔틀(330, 430)들은 제어부(도시 안됨)에 의해 순차적으로 작동하도록 제어된다. 따라서, 상기 장치들은 구동 모터 또는 전기 회로들을 내장하고 있다. 이들 장치의 제어 방식으로는 CNC(computerized numerical control) 방식이 채용되는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 레이저 용접 시스템(100)은 다음과 같이 작동한다.

먼저, 제어부로부터 신호가 인가되면, 강판의 폭에 따라 선택된 가로 정렬핀(350) 및 세로 정렬핀(355)가 돌출되고, 제1 및 제2 강판 적재대(120, 130)에 적재되어 있던 강판(A,B)가 볼 캐스터(204)와 1mm 스테인레스 강판(S) 상에 각각 놓여진다. 이어서, 상기 강판(A, B)는 이송부재의 영구 자석(164, 174)에 의해 구속되어, 도9에 화살표들(201, 202)에 의해 표시되어 있는 바와 같이, 상기 용접 장치부(110)의 용접 프레임(111)을 향해 이송된다. 이때, 상기 강판(A,B)들은 1mm 스테인레스 강판(S) 상부를 이동하게 되므로 마찰력이 감소되어 유연한 이동을 하게 된다.

상기 강판(A,B)들은, 도5에 도시되어 있는 바와 같이, 이송부재에 의해 순차적으로 가로 정렬핀(350) 및 세로 정렬핀(355)에 접촉하여 용접선(R) 및 세로선에 정렬하게 된다(접촉신호 확인). 이때, 상기 용접 프레임(111)의 저면부에 설치된 자석(336, 436)이 이송된 강판(A,B)의 선단부를 흡착하므로, 상기 이송된 강판(A,B)는 주름이 없이 수평하게 유지된다. 아울러, 상기 강판(A,B)들은 상기 제1 및 제2 강판 이송부(160, 170)의 이송부재들에 의해 가로 정렬핀(350)을 향해 부세되고 있는 상태이다.

강판(A)가 용접선(R)에 일치되면, 지그(5)로 강판(A)를 클램핑한다. 이어서, 제1 강판 이송부(160)의 영구자석(164)가 하향 이동하여 상기 강판(A)에 대한 자력을 해제하며, 상기 제1 강판 이송부(160)의 이송부재는 후진하여 원위치에 복귀하게 된다.

이어서, 강판(B)를 용접선(R)에 일치시키기 위해서는 가로 정렬핀(350)이 하향 이동해야만 하는데, 강판(B)가 상기 제2 강판 이송부(170)의 이송부재에 의해 가로 정렬핀(350) 쪽으로 부세되고 있기 때문에 상기 가로 정렬핀(350)의 하향이동을 방해할 수 있다.

이를 해결하기 위해, 다음의 세가지 방법 중 하나를 선택할 수 있다. 첫째로, 강판(B) 측에 있는 자석(336)의 세기를 강하게 하여 강판(B)를 구속한 후, 가로 정렬핀(350)을 하향 이동시킴과 동시에 이송 부재를 후퇴시켜 다시 강판(B)를 구속하고, 이때, 상기 자석(336)의 세기를 다시 약하게 하여 이송 부재가 전진하여 상기 강판(B)를 강판(A)에 일치시키는 방법. 둘째로, 강판(B)를 용접지그(도8에 점선으로 도시됨)로 클램핑하고 이송부재를 후퇴시킨 후 가로 정렬핀(350)을 하향 이동시키고 다시 이송부재를 상기 강판(B)에 접속시킨 후 전진시켜 강판(B)를 강판(A)에 일치시키는 방법. 셋째로, 별도의 우레탄 클램핑장치를 사용하여 강판(B)를 구속한 상태에서, 가로 정렬핀(350)을 하향 이동시킴과 동시에 이송부재를 강판(B)로부터 분리, 후퇴시켜 다시 강판(B)를 구속하게 한 후, 다시 이송부재를 전진시켜 강판(B)를 강판(A)에 일치시키는 방법.

이러한 방법들에 의해 상기 가로 정렬핀(350)이 하향 이동하고 강판(B)가 용접선(R)에 정렬되면, 상기 강판(B)를 용접지그로 클램핑한다. 이 세가지 방법에서 공통적으로 세로 정렬핀(355)는 이송부재가 전진시 방해되지 않도록 한다.

이어서, 제어부는 레이저 발진기(116)에 레이저 송출신호를 전송한다. 상기 레이저 송출신호를 접수함에 따라, 레이저 발진기(116)는 상기 레이저 빔 스위칭 박스(114)로 레이저를 송출한다. 이때, 상기 레이저 빔 스위칭 박스(114)는 상기 제1 용접헤드(112)로 레이저를 공급하며, 이에 따라, 상기 강판(A,B)에 대한 레이저 용접을 실시하여 테일러드 블랭크를 제작한다.

레이저 용접이 진행되는 동안, 상기 제3 및 제4 강판 이송부(260, 270)은 상기 제3 및 제4 강판 적재대(220, 230)에 적재된 강판을 용접 프레임(111)로 이송시키며, 상기된 바와 동일한 방식으로 강판들에 대한 용접선 정렬 및 세로선 정렬 작업이 용접 프레임(111)의 다른 한편에서 이루어진다.

제1 용접헤드(112)에서의 용접이 완료되면, 상기 빔 스위칭 박스(114)는 상기 제1 용접헤드(112)로 공급되던 레이저를 상기 제2 용접헤드(212)로 스위칭시키며, 이에 따라 제2 용접헤드(212)에서 용접이 실시된다.

한편, 상기 제1 용접헤드(112)에서 제작된 테일러드 블랭크는 상기 제1 테일러드 블랭크 처리부(140)으로 이송되어 오일링 및 세척 등의 처리 작업을 받게 되는데, 이러한 이송 작업은 용접 프레임(111)의 하부에 설치되어 있는 제1 이송셔틀(330)에 의해 이루어진다. 즉, 테일러드 블랭크의 제작이 완료되면, 상기 제어부는 상기 제1 이송셔틀(330)에 작동신호를 인가한다. 이에 따라, 상기 제1 이송 셔틀(330)이 상향 이동하여 그 상부에 장착된 자석(332)이 상기 테일러드 블랭크의 저면을 자력으로 흡착하게 되며, 상기 테일러드 블랭크를 흡착한 제1 이송 셔틀은, 도9에 화살표(203)에 의해 표시되는 바와 같이, 용접 프레임(111)의 길이 방향으로 이동하여 상기 테일러드 블랭크를 상기 제1 테일러드 블랭크 처리부(140)으로 이송시키게 된다.

오일링 및 세척 등의 처리 작업을 받은 테일러드 블랭크는 상기 제1 테일러드 적재대(150)에 적재된다. 이러한 작업은 상기 제2 용접헤드(212)에 의해 제작된 테일러드 블랭크에도 동일하게 적용된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 레이져 용접 시스템은 그 설비 라인이 단순하며, 용접시간을 단축할 수 있고, 테일러드 블랭크를 연속적으로 생산할 수 있다는 장점을 갖는다.

또한, 레이저 1대를 사용하여 2대의 용접시스템을 갖는 효과를 가지게 되므로 테일러드 블랭크의 대량 생산에 용이하게 적용될 수 있다.

아울러, 회전 가능한 편심 정렬핀을 사용하므로, 강판을 용접선에 일치시키는 작업이 매우 용이하고도 정확하게 이루어질 수 있다는 장점을 갖는다.

이상 본 발명이 바람직한 실시예에 근거하여 서술되었지만, 본 발명의 기술 사상의 범주 내에서 다양한 변형 및 개량이 이루어 질 수 있으며, 이러한 변형 및 개량도 본 발명에 속한다는 것을 당업자라면 인지할 수 있을 것이다.

Claims

용접될 강판들을 수납하기 위한 용접 프레임(111), 상기 용접 프레임(111)의 일측부 근처에 제공되는 레이저 발진기(116), 상기 용접 프레임(111)의 상부에 제공되며, 상기 레이저 발진기(116)으로부터 레이저 빔을 수납하는 빔 스위칭 박스(114), 및 상기 빔 스위칭 박스(114)의 양단에 연결되며 상기 빔 스위칭 박스(114)로부터 빔을 전달받아 강판들을 용접시키는 제1 및 제2 용접헤드(112, 212)를 포함하는 용접 장치부(110);

상기 용접 프레임(111)을 중심으로 대칭되게 배치되며, 두께가 다른 강판들을 각각 적재하는 제1 및 제2 강판 적재대(120, 130);

상기 제1 및 제2 강판 적재대(120, 130)에 대해 상기 용접 프레임(111)의 길이방향으로 소정 거리만큼 이격되며, 두께가 다른 강판들을 각각 적재하는 제3 및 제4 강판 적재대(220, 230);

상기 제1 내지 제4 강판 적재대(120, 130, 220, 230)과 상기 용접 프레임(111) 사이에 각각 제공되어 강판들을 상기 용접 프레임(111) 상부로 이송시키는 제1, 제2, 제3 및 제4 강판 이송부(160, 170, 260, 270);

상기 용접 프레임(111) 상부로 이동된 강판을 정렬시키기 위한 강판 정렬부;

용접 장치부(110)의 길이방향 양단에 제공되며, 제작된 테일러드 블랭크를 세척, 오일링, 또는 딤플링하기 위한 제1 및 제2 테일러드 블랭크 처리부(140, 240); 및

상기 제1 및 제2 테일러드 블랭크 처리부(140, 240)의 근방에 각각 제공되는 제1 및 제2 테일러드 블랭크 적재부(150, 250)를 구비하는 것을 특징으로 하는 테일러드 블랭크 제작용 레이저 용접 시스템.
제1 항에 있어서, 상기 강판 정렬부는 상기 용접 프레임(111)의 중심부 근방 에 길이방향으로 일렬로 배치되어 상기 강판들을 용접선에 정렬시키는 다수개의 가로 정렬핀(350) 및 상기 용접 프레임(111)의 폭방향으로 배치되어 상기 강판들의 세로선을 정렬시키는 다수개의 세로 정렬핀(355)를 포함하며, 상기 세로 정렬핀(355)는 상기 용접 프레임(110)의 길이 방향으로 소정거리 만큼 이격되게 적어도 2개조가 설치되고, 상기 가로 정렬핀(350)과 세로 정렬핀(355)는 공압 실린더(320) 내에 배치되는 피스톤(310)의 로드(312)에 결합되어 상하 이동이 가능하며, 그 일측에는 센서(351)이 부착되어 강판들과의 접촉시 접촉신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 테일러드 블랭크 제작용 레이저 용접 시스템.
제1항 또는 2항에 있어서, 상기 가로 정렬핀(350)들은 상기 로드(312)에 편심되게, 회전 가능하게 결합되며, 상기 가로 정렬핀(350)의 상단부에는 레이저 빔으로부터 상기 가로 정렬핀(350)을 보호하기 위한 구리캡(352)가 장착되는 것을 특징으로 하는 테일러드 블랭크 제작용 레이저 용접 시스템.
제1항 또는 2항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 강판 이송부(160, 170, 260, 270)은 각각 용접 프레임(111)의 상면에 장착되는 볼 캐스터(204), 상기 볼 캐스터(204)에 인접하게 배치되는 스테인레스 강판(S) 및 상기 스테인레스 강판의 하부에 제공되고 상기 용접 프레임(111)의 폭방향, 길이방향 및 상하 방향으로 이동가능한 이송 부재를 포함하며, 상기 이송 부재의 하부에는 공압 실린더 조합(162, 163, 172, 173)가 각각 장착되고, 상부에는 강판들을 흡착시키기 위한 영구 자석(164, 174)가 각각 설치되며, 상기 이송부재의 일측에는 상기 영구 자석(164, 174)를 상하로 이동시키는 공압 실린더(166, 176)이 각각 장착되고, 상기 영구자석(164, 174)의 일단부는 상기 이송부재의 상부에 힌지가능하게 결합되며, 상기 영구자석(164, 174)의 타단부는 상기 공압 실린더(166, 176) 내의 피스톤 로드(165, 175)에 각각 상하 이동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 테일러드 블랭크 제작용 레이저 용접 시스템.
제4항에 있어서, 상기 용접 프레임(111)의 저면 소정 위치에는 이송된 강판의 선단부를 흡착하기 위한 자석(336, 436)이 각각 제공되는 것을 특징으로 하는 테일러드 블랭크 제작용 레이저 용접 시스템.
제4항 또는 5항에 있어서, 제작완료된 테일러드 블랭크를 상기 제1 및 제2 테일러드 블랭크 처리부(140, 240)로 이송시킬 수 있도록 상기 용접 프레임(111)의 길이 방향 및 상하 방향으로 이동가능하게 설치되는 제1 및 제2 이송 셔틀(330, 430)을 추가로 구비하며, 상기 제1 및 제2 이송 셔틀(330, 430)의 상부에는 영구자석(332, 432)이 각각 부착되고 그 하부에는 직선운동기구(334, 434)가 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 테일러드 블랭크 제작용 레이저 용접 시스템.
제6항에 있어서, 상기 강판 정렬부, 이송 부재, 용접장치부(110), 그리고 상기 제1 및 제2 이송 셔틀(330, 430)들은 제어부에 의해 순차적으로 작동하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 테일러드 블랭크 제작용 용접 시스템.