KR20010080406A - 용접 블랭크 제조 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복합 패널을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 복합 패널은 지지 장치(17)에 의해 대체로 수직 위치에서 유지되고 용접 공정은 레이저 용접 장치(11, 13)를 사용하여 이러한 위치에서 수행된다. 본 발명의 방법 및 장치는 공지된 수평 배치와 비교하여 복합 패널의 처리 및 핸들링에 관한 대체로 여유 공간을 위한 수단을 제공한다.
Description
"테일러 블랭크" (플라티넌(Platinen))으로 공지된 큰 박판 패널를 형성하기 위한 용접 특히 레이저 용접으로 박판 조각을 함께 결합하는 것이 공지되어 있다. 상이한 두께 및/또는 재료 성질의 박판으로부터 일반적으로 형성되는 이러한 복합 패널은 자동차 산업을 위해 형성된 성분으로 구체화되며, 이것은 로딩에 적합해져 국부적으로 상이한 성질을 갖는다. 이렇게 형성된 성분의 실시예는 브이 더블유 골프(VW Golf)의 구겨진 영역에 제공되는 사이드 부재, 또는 크라이슬러 케로키(Chrysler Cherokee)의 측벽이다. 그러나, 본 발명은 자동차 산업을 위한 테일러 블랭크의 제조에 한정되지 않는다.
EP 532835는 테일러 블랭크를 제조하는 용접기를 나타내며, 이하 TB라 불리어진다. 용어 "테일러" 는 독립적인 박판 파트의 미리정해진 형태와 관계가 있고, 또한 용접 조립체의 형태와도 관계가 있으며, 이러한 형태는 다음 적용을 위한(구겨진 영역 또는 측벽에서의 구조 부재) 2개의 형상 및 합금에 의하여 최적화된다. 이러한 공개로 나타난 바와 같이, 미리정해진 형태를 갖는 2개의 박판 조각은 각각의 경우에 함께 용접된다(박판 조각 중 하나는 이미 함께 용접되어 있는 파트로 이루어질 수 있다). 4개의 박판 파트(A, B, C 및 D)로 처음에 구성되는 전형적인 TB를 위해, 3개의 용접 작업이 필요하다. 예를 들면, 2개의 용접기는 측면마다 파트(AB)를 형성하는 파트(A) 및 파트(B)를 결합하고 파트(CD)를 형성하는 파트(C) 및 파트(D)를 결합하도록 설정될 수 있으므로, 이러한 파트(AB 및 CD)는 TB를 형성하는 제 3 용접기로 함께 용접된다. 용접기 사이의 처리는 자동 장치에 의해 일반적으로 수행된다. 복잡하고 최적인 구성에 있어서, 이러한 용접기는 기계 공장의 크기(35 ×22 m)를 용이하게 점유할 수 있다(독립적인 용접기는 4 ×6 m 이다). 또한, 이것은 EP A 743129 또는 EP 522811에 공지되어 있으며, 특히 도 6의 레이아웃은 독립적인 용접기의 로딩을 고려하고 자동차 산업에서 존재하는 바와 같이 제조 수준을 위해, 평행하게 이동하는 2개 또는 3개의 장치가 필요하다. 자동차 공장에서의 제조에 따라, 이러한 장치는 3개의 이동 시스템으로 동작될 수 있다. 특수 로지스티컬 필요 조건(special logistical requirements)이 나타나고, 이것은 장치에 대한 독립적인 시트의 이송, 장치의 조작 또는 장치로부터 완전한 TBs의 전방 이송이다. 첫째, 문제점은 수 미터까지 이동할 수 있는 박판의 크기, 시트의 스택 톤수, 및 움직이는 시트 가장자리의 취약성으로 발생된다. 둘째, 저장은 일반적으로 불가능하고 매우 바람직하지 않으며, 저스트 인 타임 원리가 준수되어야 하고 하루에 수천 자동차까지 제조되어 저장되는 양은 매우 커서 논리적으로 어려우므로 경제적이지 못하다. 2개의 크고 작은 장치로, 실시를 간단히 하는 것이 일반적인 관심사이다. 선택의 부족 때문에, 정확한 제조 계획 및 장치의 레이아웃과 제조 시설를 최적화하는 노력에 집중된다.
종래 기술에 있어서, 실시예로 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 조각을 지지하기 위해 구성되는 용접 장치에 일치하자 마자, 복합 패널을 제조하는 조각의 용접은 편평한 수평(다운핸드) 위치에서 수행된다. 상부로부터 조각(5, 5')의 조인트 라인에서 작용하는 장치(1)의 레이저 빔(2)은 레이저(3)로 생성되고, 자기적으로 또는 공압으로 필요하다면 또한 기계적으로 지지 장치(7)상의 용접 위치에서 지지되고, 한 방향으로만 통과될 수 있는 레이저 그 자체의 오른쪽 각 방향으로 레이저가 일반적으로 통과된다.
공지된 처리 단계의 나머지(비드의 스태핑, 가능하게는 커팅) 및 또한 이송 및 중간 저장은 수평 위치에서 조각 또는 패널로 수행된다.
수개의 경우에, 큰 치수 예를 들면 200 ×200 cm 또는 더 큰 크기를 가질 수 있는 수평 지지 복합 패널의 처리는 매우 큰 공간을 요구하고, 복합 패널은 상부에서만 일반적으로 사용될 수 있다.
본 발명은 적어도 2개의 박판 조각으로부터 용접 복합 패널를 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 적어도 2개의 박판 조각으로부터 용접 복합 패널를 제조하는 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 복합 패널 용접 장치의 개략도를 도시하며,
도 2는 본 발명에 따른 용접 장치의 개략도를 도시하며,
도 3은 용접 스테이션의 로딩을 개략적으로 도시하며,
도 4은 용접 스테이션을 로딩하는 제 1 실시예를 도시하며,
도 5는 용접 스테이션을 로딩하는 제 2 실시예를 도시하며,
도 6는 용접 스테이션을 로딩하는 제 3 실시예를 도시하며,
도 7은 수직 위치에서의 개략적인 용접을 도시하며,
도 8은 용접 스테이션의 개략적인 언로딩을 도시하며,
도 9는 수직 위치에서의 비드 스탬핑을 도시하며,
도 10은 수직 복합 패널의 분리 및 스택을 도시하며,
도 11은 수직 위치에서 복합 패널의 저장을 도시하고,
도 12는 용접을 수행하고 용접 스테이션을 로딩하는 또다른 실시예를 도시한다.
본 발명의 목적은 이러한 단점을 갖지 않으며 장치 각각의 구성 및 동작을 향상시킬 수 있는 상술한 종류의 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
이것은 각각 청구항 1 및 청구항 12의 특징부에 의해 달성된다.
수직 위치에서의 복합 패널 및 조각을 갖는 동작은 큰 여유 공간이 있고(수직 방향에서 요구되는 공간은 일반적으로 어디에서나 이용할 수 있다), 복합 패널에 더 잘 이용될 수 있다.
단계를 처리하자 마자, 용접은 수직 위치에서 조각 또는 패널로 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명을 수행하는 실시예는 도면을 참조하여 상세히 설명될 것이다.
도 1은 상술한 종래의 장치를 도시하며, 여기에서 복합 패널(6)을 형성하기 위해 용접되는 금속 조각(5, 5')은 지지 장치 상에 수평으로 배치되고 서로에 대해 고정된다. 레이저 빔(2)은 복합 패널(6)의 상부로 향하게 되며, 이것의 표면은 용접면(8)을 형성한다. 여기에서, 레이저 광원(3)은 레이저 스탠드(4) 상에 일반적으로 설치된다. 이러한 장치는 큰 공간을 차지하고, 복합 패널(6)의 하부면 접근성(예를 들면 용접 공정에 통합되는 용접 검사를 위하여) 및 레이저 빔(3)의 접근성이 약하다.
도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 방법 및 장치를 도시한다. 용접을 위한 박판 조각(15, 15') 및 복합 패널(16)은 수직 위치에서 지지 장치(17)에 의해 지지된다. 여기에서, "수직 위치"는 수평에 대해 각 α의 방위를 의미하며, 이것은 본래 수직이다. 그러나, 예를 들면 단지 45°의 각을 포함하는 수평에 대한 다른 각 방위는 본 발명의 목적을 위해 "수직"으로 이해하면 된다. 이렇게 비스듬한 위치로 얻는 장점의 경우는 물론 제한되며, 본질적으로 수직 위치가 바람직하다. 예를 들면, 비슷한 비용이 들더라도, 충분한 신뢰성을 갖는 용접 위치에서 독립적인 시트를 정확하게 배치시키는 것이 현재 가능하다(예를 들면 EP 583999, EP 626230 또는 EP 565846 참조). 적당한 형태의 시트를 위해, 중력 보조 자기 중심 효과가 수직 지지 장치(17)의 로딩에 이용될 수 있으며, 수십 또는 수백 밀리미터 범위에서 패널의 필요한 위치가 매우 확실히 용이해 질 수 있거나 또는 수행될 수 있다. 중력에 의해 유도되는 최종 위치가 보조에 의해 또는 보조에 의하지 않고 배치될 때까지 인접한 시트의 경사진 가장 자리는 서로에 걸쳐 하부로 미끄러진다(그러나시트가 수평으로 배치될 때 필요하다면 장치가 더 이상 필요하지 않다). 도 2에 도시된 장치에 있어서, 레이저 광원(13)은 바닥 상에 또는 안정한 축받이대 상에 배치된다. 이것은 전체 레이저 스탠드를 필요로 하지 않으며, 이것에 의해 진동의 위험 및/또는 레이저 광원(13)과 레이저 광학 장치 사이의 상대 운동을 또한 감소시킨다. (레이저 광원을 유도하는 확장 튜브는 이러한 관점에서 특히 다루기 어렵다). 배치 및 유지 작업을 위한 레이저가 더 잘 접근된다. 레이저 빔(12)은 수평 방향으로 확장되고, 용접면(18)에 대해 수직으로 조각(15, 15')에 영향을 준다. 이동 제어 장치(11)는 용접되는 시임에 따라 레이저 빔(12)을 이동시킨다. 화살표로 지시된 1개의 가능한 배치는 수직 방향으로만 이동되는 레이저를 위한 것이고, 레이저를 지나 지지 장치(17)로 가져다 주게 되는 공작물을 위한 것이다. 장치는 작업장의 바닥 영역을 필요로 하고 패널을 수직으로 배치시키는 이러한 단계에 의해 감소될 수 있는 것이 즉시 명백해지며, 이것은 독립적인 용접기를 위해 더 간단한 설계로 또한 나타난다. 수직 방향에서, 다른 한편으로, 공간은 작업되는 수직 복합 패널(16)에 일반적으로 이용될 수 있고 적당한 지지 및 운반 장치로 조작된다.
도 3은 박판 조각 상에 배치되는 지지 장치(17)를 도시하며, 이것에 대해 단지 2개(19. 19')는 참조 숫자를 나타내고, 이것은 복합 패널(16)을 함께 형성한다. 지지 장치(17)의 길이(D)는 적어도 수 미터까지 일 수 있으며; 수직 용접 스테이션은 분명히 더 작은 양의 공간을 차지하고 패널 클램핑 면 및 지지 장치(17)의 배면 사이에 이상적으로 접근할 수 여유를 갖는다. 기술분야에서, 넓은 영역의 복합 패널은 일반적으로 자석으로 유지되므로, 필요한 것이 있다면, 추가적으로 기계적 및/또는 공압 클램핑을 가지며, 유사한 방법은 수직으로 박판 조각을 고정시키는데 사용될 수 있다. 필요하다면, 패널 베어링 면과 결합될 수 있는 횡 이동 기계 지지 장치가 부가적으로 사용될 수 있다. 도 4는 지지 장치(17)를 도시하며, 이것은 예를 들면 자기 지지 장치(magnetic holding device)이고 로봇(20)에 의해 로드된다. 로봇(20)은 1개 또는 그 이상의 스택(21)으로부터 독립적인 박판 조각(19)을 집어올려서 이것을 지지 장치(17)상의 원하는 배치에 배치시킨다. 상술한 바와 같이, 이러한 장치는 자기 지지 수단, 기계 지지 수단 또는 수직 또는 수평 방향으로 조각(19)의 위치를 한정하는 간단한 기계적 스톱을 추가적으로 갖는다. 지지 장치(17)는 복합 패널을 형성하는 한 세트의 박판 조각이 로드된 후, 지지 장치는 레이저를 사용하여 용접 스테이션으로 이동된다.
도 5는 지지 장치(17)를 로드하는 실시예를 도시하며, 여기에서 시트(19, 19') 및 또 다른 시트는 수평 위치에서 로딩 테이블(22)상에 우선 배치된다. 로딩 후에, 로딩 테이블(22)은 박판 조각이 지지 장치(17)와 접촉하는 축(23)에 대해 상부로 경사지며, 이것에 대해 조각은 기계적으로 이송되고 이것 상에 조각이 신속하게 자기적으로 유지된다. 로딩 테이블(22)을 경사지게 하는 대신에, 지지 장치(17)는 로딩 테이블에 대해 하부로 경사진 다음, 다시 수직 위치에 대해 상부로 경사진다.
도 6은 다른 배치를 도시하며, 여기에서 지지 장치(17)는 축(24)에 대해 수평 위치로 경사질 수 있고, 이러한 위치에 도시된 바와 같이 2개의 스택(21, 21')으로부터 시트(19, 29)를 갖는 1개 또는 2개의 로봇(20, 20')에 의해 로드될 수 있다. 로딩 후에, 지지 장치는 연속적으로 점이 있는 라인으로 도시된 이의 용접 위치(17')에서 경사진다. 도시된 실시예에서의 로딩은 수작업으로 또는 로봇(20)에 의하기 보다는 다른 수단으로 또한 수행될 수 있다.
도 7은 레이저 광원(13)으로부터 레이저 빔을 갖는 용접을 도시하며, 이것은 이동 제어 장치(11)에 의해 수직(X) 방향으로 이동될 수 있다. 박판 조각(19, 19')은 지지 장치(19)상에 있으며, 이것은 운반대(30)에 의해 수평(Y) 방향으로 레이저 빔을 지나 수행될 수 있다. 이러한 장치로, 2개의 직선 및 곡선 용접 시임은 다른 문제없이 제조될 수 있다.
도 8은 용접 복합 패널(16)의 언로딩을 매우 개략적으로 도시한다. 용접 복합 패널은 수직 위치에서 용접 스테이션으로 나간다. 예를 들면 좁은 라이브(live) 벨트 컨베이어(32) 또는 롤러 컨베이어상에서 처리되고 또는 운반된다. 복합 패널을 수직으로 유도하기 위하여, 패널의 양면상에 배치되는 아이들(idle) 또는 라이브 가이드 롤러 또는 벨트(33)는 모든 것에 필요하다. 지지 장치(17)에서 컨베이어 수단까지 복합 패널의 이동은 로봇에 의해 또는 지지 장치(17)에 가까이 가져다 주는 벨트 또는 롤러에 의해 달성될 수 있다. 여기에서, 수직 위치로 복합 패널을 운반하는 것은 상당히 작은 공간을 차지하고, 종래의 수평 핸들링 보다 양면으로 더 좋은 접근성을 제공한다.
복합 패널의 스태킹(stacking)을 용이하게 하기 위하여, 상이한 두께의 시트로 이루어진 복합 패널이 균일하게 적층될 수 있도록 이것으로의 스탬프비드(stamp beads)가 공지되어 있다. 또한, 도 9에 개략적으로 도시된 바와 같이, 비드의 스탬핑은 수직 위치에서 복합 패널(16)로 수행되는 처리 단계일 수 있다. 여기에서, 복합 패널은 컨베이어 수단(43)에 의해 비드 스탬핑 장치(40)를 통하여 운반되고, 필요하다면 가이드 수단(44)에 의해 유지될 수 있다. 비드는 적당한 수 다이(41) 및 암다이(42)에 의해 스탬프되고, 수직 대신에 수평으로 이동된다.
도 10은 복합 패널의 분리 및 스태킹을 도시하며, 이것은 상술한 컨베이어 수단에 의해 수직 위치로 운반된다.
포인트(46)를 갖는 스위치(45)는 상이한 트랙상에서 복합 패널을 조종하며, 이것으로부터 스위치는 간단한 핸들링 장치에 의해 요구되는 측면상의 스택(47, 48)에서 기울어지고 또는 적층될 수 있다. 유사하게도, 스크랩 패널은 이러한 스위치의 사용으로 제거될 수 있다.
도 11은 수직 위치에서 완성된 복합 패널의 중간 저장을 도시한다. 상술한 바와 같이 수평 위치에서 적층되는 것 대신에, 이것은 적당한 운반 크레이들에서 수직 위치로 걸리는 것이 바람직하다. 이러한 크레이들(61)은 낮은 수평대의 사용없이 콤팩트 중간 저장을 허용하며, 이것은 큰 공간을 점유하고 또는 공간 절약 운반을 허용한다. 이러한 경우에, 스택(60)을 다루는 특수 장치는 더 이상 필요하지 않고, 복합 패널이 스택(60)에서 서로의 상부에 더 이상 놓여지지 않으므로, 스태킹 비드를 제거하는 것이 또한 가능할 수 있다. 수직 및 본래 수직(가능한 경사를 통하여) 위치에서 복합 패널을 처리하고 다루는 것은 패널이 수평에서 얻어지는 것보다 용접 지지 고정의 영역에서 및 컨베이어 경로의 영역에서 둘 다 시각적 조사를 위한 용접 복합 패널에 대해 더 좋은 접근을 제공한다. 시각적 조사 스테이션은 컨베이어 경로의 영역에서 용이하게 제공될 수 있다.
도 12는 이중 면 지지 장치(17)를 갖는 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 장치(17)의 일측면에서 지지되는 박판 조각(19, 19')은 용접 장치(11')에 의해 용접되고, 이것은 레이저가 X 및 Y 두 방향으로 제어되는 것을 허용하며, 지지 장치(17)의 다른 측면에서 스택(21)으로부터의 박판 조각은 로딩 장치 특히 로봇(20)에 의한 지지 장치에 부착된다. 용접 및 로딩을 달성하자 마자, 지지 장치(17)는 수평축 또는 수직축에 대해 회전된다. 도면에서, 턴테이블(65)이 도시된다. 용접은 반대 측면에서 시작되므로, 용접 복합 패널은 로봇에 의해 언로드된 다음 지지 고정의 빈 영역이 다시 채워진다.
상술한 설명에서 언급되는 용접 방법 대신에, 비드의 임프레싱(impressing)에 관해 설명되었던 바와 같이 수개의 다른 처리 단계를 수행하는 것이 또한 가능하며; 특히, 레이저 커팅 작업은 수직으로 서있는 복합 패널에서 또한 수행될 수 있고 또는 커팅 작업은 독립적인 박판 조각상에서 수직으로 서있는 박판 조각에서도 수행될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 용접 블랭크 제조 방법 및 장치는 종래 기술의 단점을 해결할 수 있으며, 장치 각각의 구성 및 동작을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (18)
- 적어도 2개의 박판 조각(19, 19', 29)으로부터 용접된 복합 패널(16)를 제조하는 방법에 있어서,적어도 1개의 처리 단계에서, 상기 조각 및/또는 복합 패널은 대체로 수직 위치에서 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,처리 단계로서, 복합 패널을 형성하는 조각의 용접은 수직 위치에서 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,처리 단계로서, 복합 패널에서 비드의 형성은 수직 위치에서 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,처리 단계로서, 조각 또는 복합 패널의 커팅은 수직 위치에서 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,조각 또는 복합 패널의 핸들링 특히 운반은 수직 위치에서 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5 항에 있어서,복합 패널의 연속적인 분리는 수직 위치에서 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,복합 패널은 수직 위치에 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,용접 스테이션에서 처리 특히 용접을 위한 조각(19)은 처리 스테이션의 지지 장치(17)로 수직 위치에서 직접 로딩되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 8 항에 있어서,처리 스테이션 특히 용접 스테이션은 지지 장치(17)를 구비하여 그의 일측에서 로딩이 진행되는 한편, 처리 특히 용접은 타측에서 진행되어 처리 스테이션은 복합 패널의 처리 종료후에 회전되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,용접 스테이션에서 처리 특히 용접을 위한 조각(19)은 로딩 테이블(22) 상에서 수평으로 우선 로딩되고, 이것으로부터 수직 위치로 가져와서 지지 장치(17) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,처리를 위한 조각은 처리 스테이션의 지지 장치(17)상에 수평으로 우선 로딩되며, 이것은 수평 위치 특히 용접을 할 목적으로 용접 스테이션의 지지 장치로 경사지고 상기 지지 장치의 수직 위치로 가져다주는 것을 특징으로 하는 방법.
- 적어도 2개의 박판 조각(19, 19', 29)으로부터 복합 패널(16)을 제조하는 장치에 있어서,조각 또는 복합 패널의 처리를 위한 장치는 대체로 이것의 수직 위치에서 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 장치는 수직으로 서 있거나 또는 수직 위치에서 경사질 수 있는 박판 조각을 위한 지지 장치(17)를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,상기 장치는 용접 장치(13, 11)를 포함하며, 상기 용접 장치는 대체로 수평으로 방출된 레이저 용접 빔(12)을 생성하기 위하여 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 장치는 대체로 수직인 복합 패널을 다루고 특히 운반하기 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 장치는 적어도 1개의 로딩 장치(20, 20')을 포함하고, 이것에 의해 박판 조각은 수직 위치에서 수직 지지 장치에 공급되는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제 1 항에 있어서,조각은 의도되는 최종 위치에 대하여 그 자체의 중량 하에서 미끄러져 보조되는 지지 장치에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 16 항에 있어서,시트의 칫수 및/또는 윤곽 및/또는 지지 장치(17)에서의 시트에 대한 배치는 미리 결정되어 수직 지지 장치에 배치될 경우 이것이 자기 중심에 맞추어지거나 또는 이것의 중량에 따라서 정확한 최종 위치를 찾는데 보조되는 것을 특징으로 하는 방법.
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