KR20010057034A - 레이저용접용 판재 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저용접용 판재 고정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명은 판재를 레이저빔으로 용접시 레이저용접기의 사용효율을 증대시키는 레이저용접용 판재 고정장치에 관한 것으로서,

본 발명의 레이저용접용 판재 고정장치는 판재의 용접장치에 있어서, 하부베드와, 판재의 길이에 따라서 2개이상의 판재를 각각 구분하여 상기 하부베드에 밀착, 고정시키도록 형성된 다수의 상부고정블록과, 액츄에이터와, 스프링 또는 댐핑기구와, 그 장치들을 지지하는 상부프레임과, 다수의 스토퍼로 구성되는 것을 특징으로 하며,

본 발명의 레이저용접용 판재 고정장치의 실시로 고가의 레이저빔 발진기의 사용효율을 향상시킬 수 있으며, 제품당 제조 공정시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 또한 용접작업의 정밀도를 향상시킬 수 있는 뛰어난 효과가 있다.

Description

레이저용접용 판재 고정장치 {Fixing device of plates for laser welding}

본 발명은 레이저용접용 판재 고정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명은 판재를 레이저빔으로 용접시 레이저용접기의 사용효율을 증대시키고 정밀도와 용접품질을 향상시키는 레이저용접용 판재 고정장치에 관한 것이다.

종래의 용접용 판재 고정장치는 도 1, 2에 도시한 바와 같이 용접하고자 하는 대상 판재(4,4')의 최대 용접길이에 맞추어 제작되며, 하부베드(1,1')와 상부프레임(2,2')과 판재정렬장치(미도시)로 구성되어 있다. 상기 하부베드(1,1')와 상부프레임(2,2')은 용접길이방향으로 둘로 나뉘어져 있으며, 용접시 스토퍼(3)를 하부베드(1,1')로부터 돌출 되게 이동시키고, 스토퍼(3)에 두개의 판재(4,4')를 맞닿게 하여 정렬시킨 후, 상부프레임(2,2')을 유압 액츄에이터(actuator)로 당겨서 상기 판재(4,4')를 고정시킨 후, 스토퍼(3)를 아래로 뺀 다음에 한쪽의 판재(4')를 고정하고 있는 고정장치를 다른 쪽의 판재(4)의 고정장치로 이동하여 판재(4,4')를 맞추어 정렬시킨 후, 용접작업을 한다. 그러나 이와 같은 용접용 판재 고정장치(7)는 판재의 길이가 대개 200mm 내외의 것에서부터 2,000mm 이상의 것까지 다양하므로, 하나의 용접용 판재 고정장치로 용접할 경우 한대의 용접기에 예상되는 최대길이에 대해 제작된 용접시스템에서는 1 싸이클 중 판재준비시는 용접을 할 수 없고 용접길이 이외의 공간은 사용하지 않게 되므로, 고가의 레이저빔 발진기와 용접용 판재 고정장치의 사용효율이 낮아 단위 용접제품당 제조원가가 상승하게 된다. 또한, 부속장치인 판재의 정렬, 고정, 취출장치 들과 제어부가 최대길이에 대해 일체형으로 제작되어 이동되므로 판재(4,4')의 길이가 짧은 경우에도 하나의 고정장치에 하나의 판재(4,4')만이 고정되므로, 길이가 짧은 판재(4,4')를 용접할 때에도 판재를 정렬하는 동안에는 용접을 할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이 레이저빔 발진기(10)의 사용효율을 높이기 위하여 상기에서 설명한 이동형 용접용 판재 고정장치를 갖춘 용접기 두 대가 한 대의 레이저빔 발진기(10)를 공유하는 방식이 있다. 레이저 용접기 두 대를 하나의 레이저빔 발진기(10)에 연결하고 레이저빔 스위처장치(9)를 사용하여 레이저빔의 경로를 순서대로 바꾸어 한 용접기에서 용접이 된 판재를 꺼내고 새로운 판재를 정렬하는 동안 다른 용접기에서 용접작업을 함으로써 레이저빔 발진기(10)의 가동효율을 높일 수 있다. 그러나 이 방법은 용접기를 추가로 제작하며, 레이저빔을 순서대로 바꾸는 레이저빔 스위처장치(9)를 추가로 설치하여야 하며, 또한 최대 용접길이에 맞추어 제작해야 하는 문제점이 있었다.

또한 레이저빔 발진기(10)의 효율을 향상시키는 다른 종래의 방법으로는 테이블을 이동하는 방법이 있다. 도 4에 도시한 바와 같이 용접빔 헤드가 부착된 레이저빔 이송부(8)가 그 레이저빔 이송부(8)에 직각방향으로 이동이 가능한 이동식테이블(6") 위에 두개의 판재고정장치(7,7')를 설치하여 하나의 판재고정장치1(7)에서 판재의 용접이 끝나면 다른 판재고정장치2(7')로 이동식테이블(6")을 이동해서 용접작업을 하고 그 동안 용접이 끝난 고정장치(7)에서 판재를 취출하고 새로운 판재를 정렬시키는 방법이다. 그러나 이 경우에도 용접용 판재 고정장치 (7,7')와이동식 테이블(6")과 취출장치를 추가로 설치하여야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 부수적으로 용접용 판재 고정장치와 취출장치 등을 추가로 설치하지 않고 하나의 판재고정장치로 크기가 다른 다수의 판재를 용접시 레이저빔 발진기의 사용효율을 증대시키는 레이저용접용 판재 고정장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 판재의 맞대기의 정밀도를 유지하는 레이저용접용 판재 고정장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 용접시 열전달을 효과적으로 차단하여 용접작업의 정밀도와 품질을 향상시킬 수 있는 레이저용접용 판재 고정장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 상기의 목적은 판재의 용접장치에 있어서, 하부베드와, 다수의 상부고정블록과, 액츄에이터와, 스프링 또는 댐핑기구와, 그 장치들을 지지하는 상부프레임과, 다수의 스토퍼로 구성함으로써 달성하였다.

본 발명의 다른 목적은 상기 하부베드는 용접길이방향으로 분리되지 않고 일체형으로 형성함으로써 달성하였다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 하부베드는 용접부의 홈의 크기와 높이를 조절할 수 있는 블록을 분리 또는 추가함으로써 달성하였다.

이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용을 첨부도면을 참조하여 실시예에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 판재 고정장치의 개략 설명도,

도 2는 도 1의 A-A' 단면도,

도 3은 종래의 2개의 판재 고정장치와 레이저빔 스위처장치가 형성된 용접시스템의 개략 설명도,

도 4는 종래의 테이블 이송방식의 레이저 용접시스템의 개략설명도,

도 5a는 본 발명의 일 실시예의 개략도,

도 5b는 도 5a의 B-B' 단면도,

도 6은 본 발명의 일 실시예의 작동을 설명하는 개략도,

도 7a는 본 발명의 다른 실시예의 하부베드의 개략 사시도,

도 7b는 도 7a의 C-C' 단면도

도 8은 본 발명의 판재 고정장치를 직렬로 배치한 개략도,

도 9는 본 발명의 판재 고정장치를 병렬로 배치한 개략도,

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예의 레이저빔 이송부를 부가로 배치한 개략도,

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예의 레이저빔 이송부를 부가로 배치한 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 하부베드 1 1' : 하부베드 2

2 : 상부 프레임 1 2' : 상부 프레임 2

3 : 스토퍼 3' : 스토퍼 홈

4 : 판재 1 4' : 판재 2

5 : 액츄에이터 6 : 테이블 1

6' : 테이블 2 6" : 이동식 테이블

7 : 판재고정장치 1 7' : 판재고정장치 2

8 : 레이저빔 이송부 9 : 레이저빔 스위처장치

10 : 레이저빔 발진기 11 : 지지고정대

12 : 스프링 13 : 상부고정블록 1

13': 상부고정블록 2 14 : 용접선

15 : 판재 3 16 : 판재 4

17 : 판재 5 18 : 판재 6

19 : 높이조절 블록 20 : 폭조절 블럭

21 : 수직방향 가이드 22 : 베어링

23 : 용접빔 헤드 24 : 수평방향 이송부

25 : 고정지지대 26 : 위치조절바

27 : 홈

도 1은 종래의 판재 고정장치의 개략 설명도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 단면도이고, 도 3은 종래의 2개의 판재 고정장치와 레이저빔 스위처장치가 형성된 용접시스템의 개략 설명도이고, 도 4는 종래의 테이블 이송방식의 레이저 용접시스템의 개략설명도이고, 도 5a는 본 발명의 일 실시예의 개략도이고, 도 5b는 도 5a의 B-B' 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예의 작동을 설명하는 개략도이고, 도 7a는 본 발명의 다른 실시예의 하부베드의 개략 사시도이고, 도 7b는 도 7a의 C-C' 단면도이고, 도 8은 본 발명의 판재 고정장치를 직렬로 배치한 개략도이고, 도 9는 본 발명의 판재 고정장치를 병렬로 배치한 개략도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예의 레이저빔 이송부를 부가로 배치한 개략도이고, 도 11은 본 발명의 또 다른 실시예의 레이저빔 이송부를 부가로 배치한 개략도이다..

이하에서는 본 발명의 레이저용접용 판재 고정장치에 대하여 실시예에 따라 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5a, 5b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 레이저용접용 판재 고정장치는 판재의 레이저 용접장치에 있어서, 판재(4,4')를 받치는 하부베드(1,1')와, 판재(4,4')의 길이에 따라서 2개이상의 판재(4,4')를 각각 구분하여 상기 하부베드(1,1')에 밀착,고정시킬 수 있도록 형성된 다수의 상부고정블록 (13,13')과, 상기 상부고정블록(13,13')을 밀어주는 액츄에이터(5)와, 스프링(12)또는 댐핑기구(미도시)와, 상기 장치들을 지지하는 상부프레임 (2,2')과, 판재(4)의 정렬에 사용하는 다수의 스토퍼(3)와, 상기 액츄에이터(5)를 제어하는 제어부(미도시)와, 판재정렬장치(미도시)와, 지지고정대(11)로 구성된다.

상기의 액츄에이터(5)는 공압 또는 유압 액츄에이터로 형성되며, 상기 제어부는 상기 액츄에이터(5)를 제어해서 판재의 길이에 따라 사용하는 상부고정블록 (13,13') 수를 정해 동작시키며, 상기 판재정렬장치를 작동시켜 판재(4,4')의 인입,정렬과 취출을 제어하며 스토퍼(3)의 작동을 제어한다.

다음에 상기와 같이 구성되어 있는 본발명의 일 실시예에 의한 레이저용접용 판재 고정장치의 작용을 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

4개의 판재(15,16,17,18)를 각각 2개씩 맞대기 용접을 하는 경우, 먼저 판재(15,16,17,18)의 용접길이에 따라 상부고정블록(13,13')의 사용수를 배정한다. 오른쪽 판재(17,18)를 먼저 고정하고 용접하는 동안 왼쪽 판재(15,16)를 고정하는 경우, 오른쪽의 스토퍼(3)를 하부베드(1) 위로 상승시킨 후, 판재정렬장치로 스토퍼(3)에 한 쪽의 판재(17)를 밀어 정렬시킨 후, 액츄에이터(5)로 상부고정블록(13)을 밀어 한쪽의 판재(17)를 고정시킨 후, 스토퍼(3)를 하부베드(1)의 상부면 이하로 내린다. 다음에 판재정렬장치로 다른쪽 판재(18)를 이미 정렬된 판재(17)에 맞추어 정렬시키고, 다른쪽 상부고정블록(13)으로 고정시켜 판재(17,18)의 맞대기를 마친다. 다음에 한쌍의 판재(17,18)를 용접하는 동안에, 왼쪽의 판재(15,16)를 같은 방법으로 정렬작업을 한다. 연속하여 왼쪽의 판재(15,16)를 용접하는 동안 오른쪽의 판재를 고정하는 상기의 과정을 반복한다.

판재의 수가 증가된 경우의 작용은 상부고정블록(13,13')의 사용수를 배정하는 과정이외는 상기의 작용과 같다.

본 발명의 다른 실시예는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 하부베드(1)가 용접길이방향으로 분리되지 않고 일체형으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 하부베드(1)가 일체형으로 형성됨으로써 상기 도 1의 종래의 판재고정장치에서 두개의 하부베드(1,1')의 수평이동을 생략할 수 있어 보다 정밀한 맞대기 작업을 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 도 7a,7b에 도시한 바와 같이, 상기 하부베드 (1)는 용접길이 방향으로 밀폐형 공간에 높이조절 블록(19)과 폭조절 블록(20)을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 높이조절 블록(19)의 높이는 홈(27)에 있는 위치조절바(26)를 매뉴얼로 또는 기타 조절장치(미도시)로 조절한다.

용접조건과 판재의 종류에 따라 최선의 효율과 품질을 얻기 위하여 높이조절 블록(19)을 상하로 이동하여 홈의 높이를 조절하고, 폭조절 블록(20)을 좌우로 이동하여 용접부의 폭을 조절한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 도 10,11에 도시한 바와 같이 상기 레이저 용접용 판재 고정장치에, 가로와 세로방향으로 용접이 가능하도록 수직방향 이송부(21)와, 수평방향 이송부(24)로 형성된 것을 특징으로 하는 레이저빔 이송부(8)가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 레이저빔 이송부(8)가 형성됨으로써 다수개의 레이저용접용 판재 공정장치가 도 8에 도시한 바와 같이 직렬로 배치되거나, 도 9에 도시한 바와 같이 병렬로 배치되거나, 또는 도 10,11에 도시한 바와 같이 2차원 평면상 임의로 배치하여 레이저빔 발진기(10)를 효율적으로 사용할 수 있다.

상기 실시예는 그 기본적인 예시에 불과하며 이를 변경한 어떠한 형상과 구조로 된 것이라 하더라도 본 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 레이저용접용 판재 고정장치의 실시로 고가의 레이저빔 발진기의 사용효율을 향상시킬 수 있으며, 제품당 제조 공정시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 용접작업의 정밀도와 품질을 향상시킬 수 있는 뛰어난 효과가 있으므로, 레이저용접산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 판재의 레이저 용접장치에 있어서, 판재(4,4')를 받치는 하부베드(1)와, 판재의 길이에 따라서 2개이상의 판재를 각각 구분하여 상기 하부베드(1)에 밀착, 고정시킬 수 있도록 형성된 다수의 상부고정블록 (13,13')과, 상기 상부고정블록 (13,13')을 밀어주는 액츄에이터(5)와, 스프링(12) 또는 댐핑기구와, 상기 모든 장치들을 지지하는 상부프레임 (2,2')과, 판재의 정렬에 사용하는 다수의 스토퍼(3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저용접용 판재 고정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하부베드(1)는 용접길이방향으로 분리되지 않고 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는 레이저용접용 판재 고정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 하부베드(1)는 높이조절 블록(19)과 폭조절 블록 (20)으로 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저용접용 판재 고정장치.