KR20010093277A - 박판을 용접하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 박판을 용접하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 테일러드 블랭크의 용접동안, 박판(2, 3)의 가장자리(2', 3')는 용접 장치(1) 내에서 센서(6, 7)에 의해 검출된다. 상기 가장자리들 중 하나는 기준 가장자리로 명명되며, 나머지 하나는 가공 장치(10)를 사용하여 상기 기준 가장자리에 맞춰진다. 그 다음에 상기 박판들은 그것들의 가장자리로 배열되며, 레이저 빔(5)을 사용하여 용접된다. 이것은 용접에 있어서 허용 가능한 간격을 획득하는 간단한 수단을 제공한다.

Description

박판을 용접하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR WELDING SHEETS}

통상적으로 다른 특성(예를 들어, 두께, 물질)을 갖는 금속 박판으로부터 소위 테일러드 블랭크(tailored blanks)를 용접하는 것은 공지되어 있는데, 이것은 그 다음에 성형체로 성형된다. 이러한 성형체는 예를 들어, 자동차 산업에서 사용된다. 테일러드 블랭크의 용접은 예를 들어, 레이저빔 용접 또는 전자빔 용접에 의해 수행된다. 레이저빔 용접의 경우에는, 차후의 성형 공정에 적합한 정상적인 질의 용접심을 획득하기 위하여, 박판들이 서로 맞대어지는 그것들의 가장자리로 위치되는 경우에 그것들 사이에 매우 적은 간격을 가져야 할 필요가 있다. 이 간격은 초점이 맞춰진 0.2㎜ 직경의 레이저빔을 갖는 용접이 아무 문제도 없이 수행될 수 있도록 예를 들어, 0.08㎜를 초과해서는 안된다. 그러나, 각각의 금속 박판 부재가 전단되거나 또는 타격을 받는 경우에는 오차가 발생하고/발생하거나 또는 박판들이 내부 응력 때문에 비틀어질 수 있으며, 0.08㎜ 치수의 상기 박판들 사이의 간격은 부착을 방해할 수도 있다. 그것들의 조립 동안에 모든 박판의 가장자리를 손질하는 것은 비용이 많이 든다. 또한, 용접 유닛 앞에 별도의 가공 스테이션을 배치해야만하는 것은 공간 및 처리 이유에 있어서도 바람직하지 않다.

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 청구항 6에 따른 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 용접 장치의 개략도이다.

따라서, 본 발명의 기초적인 과제는 상술한 결점이 없이 곤람함없는 용접을 가능하게 하는 테일러드 블랭크를 위한 용접 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제는 도입부에 기재된 방법 및 장치에 있어서 각각 청구항 1 및 청구항 6의 특징부에 의해 해결된다.

양 박판의 가장자리 선의 검출 및 기준 가장자리로서의 가장자리들 중 하나의 선택은 상기 가장자리들 중 하나만이 가공될 필요가 있음을 의미하며, 제어 장치는 가공 비용이 가능한 한 적게 드는 방법으로 주된 또는 기준 가장자리를 선택할 수 있음을 의미한다. 그 결과는 용접 기계 내의 상기 박판들의 접합이며, 따라서 별도의 가공 스테이션이 요구되지 않는다.

바람직한 실시예에서는, 상기 2개의 박판의 가장자리 선이 너무 달라 가공 비용이 너무 비싸지는 경우에는 상기 박판들은 짝지워지지 않는다. 상기 경우에, 상기 박판들 중 1개는 빼내어지고 다른 것으로 교체된다. 그것의 가장자리 선에 따라서, 빼내어진 상기 박판은 생산 공정에서 아주 제외되거나, 또는 박판 더미로 되돌려져 이후에 또 다른 박판에 따라 상기 용접기에 다시 제공될 수도 있다.

이하, 상기 방법을 수행하기 위한 용접 장치를 매우 개략적으로 도시하는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 용접 장치(1)를 매우 개략적으로 도시하는데, 이 장치에는 레이저빔(5)에 의해 서로 용접되어야 하는 2개의 박판(2 및 3)이 배치된다. 도시된 배치에서, 상기 박판들은 용접 영역으로 진입하기에 앞서 서로로부터 간격을 두고 조금 떨어진 용접 가장자리(2' 및 3')로 유지된다. 상기 박판들은 컨베이어(도시되지 않음) 상에 놓여지는데, 이것에 의해 상기 박판들은 화살표(A) 방향으로 용접 영역으로 이송된다. 측면으로 상기 박판들은 가이드(11)에 의해 유지된다. 도시된 바와 같이 간격이 조금 떨어진 배치에서, 각각의 박판 가장자리(2' 및 3')는 그것의 정확한 선을 검출하기 위하여 센서(6, 7)에 의해 추적된다. 상기 2개의 센서 대신에, 처음에 1개의 가장자리를 탐지하고, 그 다음에 나머지 1개의 가장자리를 탐지하는 단일 센서를 제공하는 것도 가능하다. 기계적인 센서 대신에, 광학적 가장자리 선 검출 시스템이나, 또는 몇몇의 다른 센싱 원리에 기초를 둔 검출 시스템이 제공될 수도 있다. 상기 센서(6 및 7)은 도시되지 않은 횡단 수단에 의해 각각의 가장자리를 따라 안내되며, 제어 유닛(9)에 상기 각각의 가장자리의 선을 신호로 제공한다. 상기 유닛은 상기 2개의 가장자리의 정확한 선을 기록하며, 그것들을 서로 비교한다. 상기 제어 유닛(9)은 상기 가장자리가 용접을 위해 결합될 경우에 상기 간격이 허용 가능한 최대값 내인지 아닌지를 상기 가장자리의 선으로부터 측정할 수 있다. 상기 간격이 허용 가능한 최대값 내에 있음이 확인되는 경우에는, 상기 2개의 박판은 더 이상의 재가공없이 상기 가이드(11)에 의해 함께 내리 눌려질 수 있는데, 여기서 상기 가이드는 화살표(B) 방향으로 이동하며, 인접하는배치에서 상기 2개의 박판은 화살표(A) 방향으로 횡단되고, 레이저빔(5) 하에서 용접되는데, 여기서 상기 레이저 빔은 위로부터 또는 아래로부터 상기 간격 상에 가해진다. 도시되는 바와 같이 상기 가장자리(2' 및 3')가 직선이 아닌 경우에, 상기 레이저빔은 화살표(C) 방향으로의 이동에 의해 상기 간격을 추적하게 된다. 이 경우에, 레이저빔(5)을 위한 제어 유닛은 상기 제어 유닛(9)이거나 또는 상기 제어 유닛(9)에 연결되는 독립 제어 유닛일 수 있으며, 상기 레이저빔(5)을 제어하기 위한 기초로서 상기 센서들에 의해 검출되는 상기 가장자리 선을 사용할 수 있다. 상기 가장자리의 실제적인 선이나 또는 간격에 기초한 상기 제어는 지금까지 통상적으로 사용되어 온 광학적 간격 검출로 대체될 수 있거나 또는 광학적 간격 검출이 추가될 수 있다.

그러나, 가장자리 검출 단계에서 상기 가장자리(2' 및 3')가 그것들이 존재하는 형태로 함께 결합되는 경우에 상기 간격이 허용 가능한 최대값 내에서 유지될 수 없음을 상기 제어 유닛(9)이 인지하는 경우에, 상기 제어 유닛(9)은 상기 가장자리들 중의 하나를 주된 또는 기준 가장자리로 간주하고, 나머지 하나의 가장자리를 기준 가장자리에 맞추기 위하여 가공 공구(10)에 의하여 나머지 하나의 가장자리의 조정을 제어한다. 상기 기준은 나머지 하나의 가장자리에 대한 최소 가능 가공량을 초래하도록 선택된다. 제공되는 상기 가공 공구는 예를 들어, 상기 가장자리가 압력 하에서 항복하고 이것에 따라서 변형되도록 가공되기 위하여 상기 가장자리 상을 내리 누르는 롤러(10)일 수 있다. 상기 경우에 상기 가공 공구(10)는 상기 가장자리를 따라 이동될 수 있고, 거기에 다양한 압력을 가할 수도 있다. 상기롤러(10)를 위한 상응하는 기계적, 공압적 또는 유압적 구동 장치는 도시되지 않는다. 롤러로 프레싱하는 것은 지스러기를 생성하지 않으므로 바람직한 가공 방법이며, 영향을 받은 박판 가장자리의 압착은 용접 공정을 방해하지 않고, 오히려 원조할 수 있다. 독자적으로, 프레싱은 약 1/10㎜의 가장자리 선의 변경을 생성할 수 있는데, 이것은 본 목적에 있어서 충분하다. 그럼에도 불구하고, 예를 들어 밀링 또는 그라인딩과 같이, 공지된 다른 가공 방법이 사용될 수도 있다. 가공된 가장자리가 기준 가장자리에 잘 맞는 경우에, 상기 가공 공구(10)는 철수될 수 있으며, 상기 2개의 박판은 이전과 마찬가지로, 위치 수단(11)에 의해 화살표(B) 방향으로 함께 내리 눌려지고, 컨베이어 수단에 의해 레이저빔(5) 아래로 화살표(A) 방향으로 안내된다. 상기 경우에도 역시, 상기 레이저의 이동은 가장자리 데이터에 기초하여 제어될 수 있다.

상기 2개의 가장자리 선의 기록 후에, 상기 공구(10)로 상기 2개의 박판을 가공하는 것이 소정의 시간 내에, 부착되어야 할 허용 가능한 간격을 위한 레지스터로 그것들을 충분하게 가져오지 못함을 상기 제어 장치(9)가 인지하는 경우에, 가공은 초기화되지 않으며, 1개의 박판은 빼내어진다. 이것은 화살표(A) 방향으로, 또는 반대 방향으로, 또는 용접 기계로부터 옆으로 향해 상기 용접 기계로부터 1개의 박판을 빼냄으로써 행해진다. 빼내어진 상기 박판은 그것의 가장자리 위치가 요구되는 가장자리 위치로부터 소정의 최대 편차 밖인 경우에는 폐기된다. 상기 경우가 아닌 경우에는, 빼내어진 상기 박판은 박판 더미로 다시 이송되며, 차후에 이것은 상기 박판 더미로부터 또 다른 박판에 따라 상기 용접 기계로 다시 넘겨진다.상기 경우에 있어서, 2개의 가장자리 선의 조합은 짝지움에 기인할 수 있으며, 이것에 의해 허용 가능한 간격은 곤란함없이 부착될 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 박판을 용접하기 위한 방법 및 장치는 용접 장치에서 테일러드 블랭크의 제작에 있어서 박판의 간단하고 빠른 짝지움을 가능하게 한다. 상기 방법은 특히 간격, 또는 용접 심의 선이 직선이 아닌 경우에 특히 바람직하다.

Claims (10)

1. 테일러드 블랭크를 형성하기 위하여 금속 박판(2, 3)을 용접하기 위한 방법에 있어서,

   상기 양 박판의 가장자리 선은 용접 장치 내에서 검출되며, 상기 박판들 중 하나의 가장자리 선은 기준 가장자리로 간주되고, 나머지 하나의 가장자리(2', 3')는 상기 기준 가장자리에 맞춰지도록 재가공되며, 그 다음에 상기 박판들은 용접되는 것을 특징으로 하는, 박판을 용접하기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기준 가장자리로부터 그것의 가장자리의 편차가 미리 결정된 양을 초과하는 경우에 1개의 박판은 상기 재가공이 일어나기 전에 빼내어지는 것을 특징으로 하는, 박판을 용접하기 위한 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 가장자리는 가장자리 선을 측정하기 위한 적어도 1개의 센서(6, 7)에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는, 박판을 용접하기 위한 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,

   상기 재가공이 요구되는 가장자리는 프레싱에 의해 가공되는 것을 특징으로하는, 박판을 용접하기 위한 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 용접 빔의 안내는 검출된 상기 기준 가장자리에 의해 제어되거나, 또는 검출된 상기 기준 가장자리에 의해 부분적으로 제어되는 것을 특징으로 하는, 박판을 용접하기 위한 장치.
6. 테일러드 블랭크를 형성하기 위하여 금속 박판(2, 3)을 용접하기 위한 장치에 있어서,

   상기 장치는 용접되어야 하는 상기 박판 가장자리들(2', 3')의 가장자리 선을 검출하기 위한 적어도 1개의 검출 장치(6, 7, 9)와, 검출된 가장자리들 중 하나를 기준 가장자리로 간주하고, 제어 신호를 비기준 가장자리의 가공을 위한 장치 내에 배치되는 적어도 1개의 가공 유닛(10)으로 전송하기 위한 제어 유닛(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 박판을 용접하기 위한 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제어 유닛은 제거 유닛으로의 제어 신호의 전송을 위해 배치되며, 이것에 의해 상기 박판들 중 하나는 용접이 일어나기 전에 빼내어질 수 있는 것을 특징으로 하는, 박판을 용접하기 위한 장치.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 검출 장치는 적어도 1개의 센서(6, 7)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 박판을 용접하기 위한 장치.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 가공 장치는 적어도 1개의 프레싱 공구, 특히 롤러(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 박판을 용접하기 위한 장치.
10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    상기 제어 유닛(9)은 용접 빔 제어를 형성하거나, 또는 상기 제어로 데이터를 전송하기 위해 배치되는 것을 특징으로 하는, 박판을 용접하기 위한 장치.