KR20030061481A - 자동차용 문짝틀 내부판넬의 용접방법 및 용접을 위한지그장치 - Google Patents

자동차용 문짝틀 내부판넬의 용접방법 및 용접을 위한지그장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동차의 문짝틀의 내부판넬을 제조하는데 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 여러장의 판넬을 용접하여 하나의 판넬을 구성함에 있어서 여러개의 용접부위를 한번에 용접할 수 있도록 각 판넬을 효율적으로 정렬하는 방법과 그러한 방법을 실현할 수 있는 지그장치에 관한 것이다.
그 방법상의 요지를 보면, 4개의 판넬을 평면상의 용접지그(10) 상에 안착시킨 후 상부판넬(1)과 하부판넬(2)의 일측에 필요한 위치 만큼으로 이동을 제한하는 고정대를 구성한 후 고정대를 향해 상부판넬과 하부판넬을 밀어주도록 하며,
상부판넬 및 하부판넬과 좌측판넬(3) 사이에는 필요시 돌출가능한 지지돌부를 구성하여 이를 돌출시키고, 그 반대쪽의 상부 및 하부판넬과 우측판넬 사이에는 돌출이 된 상태로 다시 상부 및 하부판넬을 밀 수 있는 기계적 수단을 이용하여 상부 및 하부판넬을 밀어 정위치시킨 다음 움직이지 않도록 눌러주며,
좌측판넬 및 우측판넬역시 상부판넬과 하부판넬의 용접부가 일정한 간격을 두고 근접하는 위치까지만 움직이도록 고정대를 구성함과 동시에 기계적인 수단을 이용하여 밀어줌으로써 정확한 위치에서 마주보도록 하며,
또한 좌측판넬과 우측판넬의 외부측에도 중앙 방향으로 밀 수 있는 기계적수단을 이용하여 좌측판넬(3)과 우측판넬(4)을 밀어줌으로써 마주보고 있던 각 용접부가 밀착이 되게한 후 용접함을 특징으로 하는 것이다.
따라서 본 발명의 방법과 장치에 의하면, 상부판넬과 하부판넬 및 좌측판넬과 우측판넬을 빠른 시간내에 정확한 위치로 이동시킬 수 있으므로 매우 신속하게 용접작업을 할 수 있게되는 것이고, 아울러 그에 따른 재료의 절감, 원가의 인하 및 생산성의 향상을 얻을 수 있다.

Description

자동차용 문짝틀 내부판넬의 용접방법 및 용접을 위한 지그장치{Welding method and jig}
본 발명은 자동차의 문짝틀 내부에 설치되어 문짝틀의 강도를 강화하는 역할을 하는 판넬(Panel-Reinforce Side Outer)이나 또는 문짝틀 내부를 구성하는 판넬(Panel-Side Inner) 등을 제조하는데 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 두께가 다르거나 재질이 다른(혹은 두께와 재질이 동시에 다른) 여러장의 판넬을 용접하여 하나의 판넬을 구성함에 있어서 여러개의 용접부위를 한번에 용접할 수 있도록 각 판넬을 효율적으로 정렬하는 방법과 그러한 방법을 실현할 수 있는 지그장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 자동차의 문짝틀 내부에 설치되어 문짝의 강도를 강화하는 보강판 등의 판넬은 통상 좌측 및 우측판넬과 상부 및 하부판넬 등 4개의 판넬을 평면상에서 용접하여 중앙부에 공간이 형성되는 하나의 판넬형태로 구성하고 있으며, 강도를 유지하면서도 무게를 줄이기 위하여 상대적으로 큰 강도를 요구하는 부위의 판넬은 두꺼운 강판으로 구성하고 그러하지 아니한 부위의 판넬은 얇은 강판을 맞대 용접(레이저 용접)하여 사용을 하는 것이다.
그런데 이러한 좌측 및 우측판넬과 상부 및 하부판넬을 용접하기 위해서는 용접지그를 구성한 후 여기에 각 판넬을 안착시킨 상태에서 용접을 하는데, 종래의 용접 공정을 간단하게 살펴보면 다음과 같다.
먼저 우측판넬을 정확한 위치에 안착시켜 움직이지 않도록 고정시킨 후 상부판넬 및 하부판넬을 밀어서 각 용접면이 서로 맞닿도록 하며 맞닿은 용접면에 용접을 실시하는 것이다.
상기와 같은 상부판넬 및 하부판넬을 우측판넬 방향으로 밀어주는 과정에서 상부 및 하부판넬을 정확히 이동시켜 직선으로 가공된 우측판넬의 용접면에 상부 및 하부판넬의 용접면이 정확히 맞닿게 하는 것이 어려우므로, 상기 우측판넬과 용접을 하고난 후 반대쪽, 즉 상부 및 하부판넬의 좌측판넬이 용접될 부위의 용접면은 좌측판넬의 용접면과 동일한 직선을 이루지 못하는 것이다.
따라서 좌측판넬과 상부 및 하부판넬을 용접하는 공정에서는 용접불량이 많이 발생하는 것이다.
이러한 문제를 방지하기 위한 종래의 방법으로는 상부판넬 및 하부판넬의 좌측판넬이 용접될 부위를 필요한 치수보다 조금 크게 구성하여 우측판넬과의 용접을 먼저 실시하고, 그 후 상부판넬 및 하부판넬의 좌측판넬이 용접될 부위를 일직선으로 절단하여 좌측판넬의 용접면과 평행한 일직선이 되도록 용접면을 만든 다음 다시 좌측판넬과의 용접을 실시하였던 것이다.
이러한 방식의 문제점으로는 용접공정이 상부 및 하부판넬과 우측판넬의 용접, 상부 및 하부판넬의 다른쪽 가공, 상부 및 하부판넬과 좌측판넬의 용접 등으로 여러단계가 되므로 용접작업에 시간이 많이 소요되는 등 생산성이 매우 낮은 단점이 있으며, 우측판넬을 용접한 후 상부 및 하부판넬의 다른 쪽을 가공하는데 따른 재료의 낭비가 있어서 결국 문짝틀 내부판넬을 용접하는데 따르는 불필요한 원가의 상승이 문제가 되는 것이었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명은 문짝틀 내부판넬을 구성하는 4개의 판넬을 동시에 용접지그에 안착시킨 후 연속으로 모든 용접부를 한꺼번에 일치시킬 수 있도록 각 판넬을 밀어주는 구성과 받침이 되는 지지구성 및 이러한 구성들이 효율적인 순서로 작동하여 용접부를 일치시킬 수 있는 방법을 제공함으로써 문짝틀 내부판넬을 제조하는 용접작업이 매우 능률적으로 이루어질 수 있도록 하려는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 용접지그의 평면도
도 2는 도 1의 정면도
도 3은 본 발명의 이송수단을 도시한 사시도
도 4는 본 발명의 고정대를 도시한 사시도
***도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명***
1: 상부판넬 1', 1": 용접부
2: 하부판넬 2', 2": 용접부
3: 좌측판넬 3', 3": 용접부
4: 우측판넬 4', 4": 용접부
10: 용접지그 11, 12: 고정대
13, 13': 이송수단 14, 14': 지지돌부
15, 15': 이송수단 16: 실린더
17: 누름판 18, 18': 이송수단
19, 19': 고정대 20: 누름판
21, 21': 이송수단 30, 31, 32: 실린더
33: 밀편 40: 실린더
도 1은 본 발명에 의한 용접지그의 평면을 도시한 것으로, 본 발명에 의한 용접장치는 용접지그(10)의 상면에 로보트를 이용하여 상부판넬(1), 하부판넬(2) 및 좌측판넬(3), 우측판넬(4) 등 4개의 판넬을 평면상의 용접지그(10) 상에 모두 일정한 간격을 두고 안착시킨 후 작동을 시작한다.
그 개략적인 작동순서는 상부판넬(1)과 하부판넬(2)을 먼저 정위치시키고, 정위치의 상부 및 하부판넬(1)(2)을 움직이지 못하게 고정시킨 상태에서 좌측판넬(3) 및 우측판넬(4)을 상부 및 하부판넬(1)(2)을 향해 밀어줌으로써 용접부위(1')(1")(2')(2")(3')(3")(4')(4")가 모두 정확히 맞닿도록 하는 것이다.
이하 본 발명에 의한 방법을 상세히 살펴보면 다음과 같다.
상부판넬(1)과 하부판넬(2)의 각 용접부가 없는 방향의 일측에 필요한 위치 만큼으로 이동을 제한하는 고정대(11)(12)를 용접지그(10)에 구성한 후, 이러한 고정대를 향해 상부판넬(1)과 하부판넬(2)을 밀어주도록 하고 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)과 좌측판넬(3) 사이에는 필요시에만 돌출가능한 지지돌부(14)(14')를 구성하여 이를 돌출시키며, 그 반대쪽의 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)과 우측판넬(4) 사이에는 필요시 돌출이 되었다가 돌출이 된 상태로 다시 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)을 밀어줄 수 있는 기계적인 이송수단(15)(15')을 이용하여 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)을 밀어주는 것이다. 이러한 방법에 의해 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)을 정위치 시킨 다음에는 상부에서 누름판을 하강시켜 움직이지 않도록 눌러주는 것이다.
그리고 좌측판넬(3) 및 우측판넬(4)을 움직여 정위치에 고정된 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)에 밀착시키는 방법을 살펴본다.
좌측판넬(3) 및 우측판넬(4)역시 상부판넬(1)과 하부판넬(2)의 용접부(1')(1")(2')(2")의 길이방향 즉, 마주보는 용접부가 일정한 간격을 두고 근접하는 위치까지만 움직이도록 고정대(19)(19')를 구성하고 기계적인 이송수단(18)(18')을 이용하여 밀어줌으로써 정확한 위치에서 마주보도록 하는 것이다.
또한 좌측판넬(3)과 우측판넬(4)의 외부측에도 중앙 방향으로 밀 수 있는 기계적인 이송수단(21)(21')을 이용하여 좌측판넬(3)과 우측판넬(4)을 밀어줌으로써 마주보고 있던 각 용접부(1')(3'), (1")(4'), (2')(3"), (2")(4")가 서로 밀착이 되는 것이다.
상기의 이동과정에서 누름판을 하강시키되, 이 때는 좌측판넬(3) 및 우측판넬(4)이 이송수단(18)(18')에 의해 수평방향으로는 움직이는데 지장이 없도록 살짝만 눌러주고 이동이 완료된 다음에는 완전히 눌러 고정을 시키는 것이다.
이러한 방법을 실현하기 위한 구체적인 구성을 첨부된 도면에 의거 살펴본다.
도 1은 본 발명에 의한 용접지그의 평면도이고 도 2는 이러한 용접지그의 정면도이며, 도 3과 도 4는 본 발명의 이송수단과 고정대를 도시한 요부사시도이다.
먼저 본 발명에 의해 상부 및 하부판넬(1)(2)을 정위치시키기 위한 구성을 첨부된 도면에 의거 자세히 살펴보면 다음과 같다.
일정한 간격으로 안착되는 상부판넬(1) 하부판넬(2)의 바깥부위에 상부 및 하부판넬(1)(2)이 밀려나오면 더 이상 움직이지 못하는 고정대(11)(12)를 설치하고 상부 및 하부판넬(1)(2) 사이의 공간에 각 고정대(11)(12) 방향으로 밀어주는 기계적인 이송수단(13)(13')을 설치하였다. 따라서 이러한 이송수단(13)(13')을 작용시키면 상부 및 하부판넬(1)(2)이 밀리다가 고정대(11)(12)에 걸려 더 이상 밀리지 않도록 한 것이다.
상부 및 하부판넬(1)(2)의 일측 용접부방향(1')(2')의 위치기준이 되는 용접지그(10) 상면에는 지지돌부(14)(14')를 출몰가능하게 구성하여 돌출시키되, 용접지그(10)의 하면에 실린더(30)를 경사지게 구성한 후 그 선단에 지지돌부(14)(14')를 설치하여 실린더(30)의 작용으로 작동되게 하였다.
이러한 지지돌부(14)(14')의 반대쪽 위치에는 승강작용으로 출몰이 가능하면서 동시에 상부 및 하부판넬(1)(2)을 지지돌부(14)(14') 방향으로 밀어줄 수 있는 이송수단(15)(15')을 구성하였는데, 측방향으로 이송운동을 하는 실린더(31)에 다시 승강작용을 하는 실린더(32)를 구성한 후 승강작용을 하는 실린더(32)의 선단에밀편(33)을 설치하여 구성되는 것이다.
따라서 지지돌부(14)(14')를 돌출시킨 후 이송수단(15)(15')을 작용시킴으로써 상부 및 하부판넬(1)(2)이 고정대(11)(12) 및 이송수단(13)(13')에 밀착된 상태로 지지돌부(14)(14')쪽으로 밀리다가 지지돌부(14)(14')에 밀착되면서 정위치에 안착되는 것이다.
정위치를 잡고나면 용접지그(10)의 상부에 실린더(16)에 의해 작동토록 구성된 누름판(17)을 작동시킴으로써 누름판(17)이 상부 및 하부판넬(1)(2)을 움직이지 못하게 고정시키고 이러한 상태에서 지지돌부(14)(14')와 이송수단(15)(15')을 원복시키는 것이다.
그 다음으로는 정위치에 고정된 상부 및 하부판넬(1)(2)에 좌측판넬(3)과 우측판넬(4)을 밀착시켜야 하는데, 이를 위한 구성으로는, 좌측판넬(3) 및 우측판넬(4)을 길이방향으로 밀어줄 수 있는 이송수단(18)(18')과 그 반대편에 이동거리를 제한할 수 있는 고정대(19)(19')를 구성하였다. 따라서 이송수단 (18)(18')을 작동시킴으로써 상부 및 하부판넬(1)(2)의 용접부(1')(1")(2')(2")와 좌측판넬(3)과 우측판넬(4)의 용접부(3')(3")(4')(4")가 평행하게 마주보도록 만들어주는 것이다.
그 다음으로는 좌측판넬(3)과 우측판넬(4)이 상부 및 하부판넬(1)(2)과 맞닿을 때 상부 및 하부판넬(1)(2)의 위로 좌측판넬(3) 및 우측판넬(4)이 겹쳐지는 것을 방지하기 위하여 실린더(20')에 의해 작동하는 누름판(20)을 하강시키는데, 이때는 좌측판넬(3) 및 우측판넬(4)이 용접지그(10)의 상면으로부터 들뜨지만 않을정도로 가볍게 눌러준다.
그리고 좌측판넬(3)과 우측판넬(4)의 외부에 좌측 및 우측판넬(3)(4)을 상부 및 하부판넬(1)(2) 방향으로 밀 수 있는 이송수단(21)(21')을 구성하여 이를 작동시킴으로써 각 용접부(1')(1")(2')(2")(3')(3")(4')(4")가 정확히 맞닿게 되는 것이다.
이러한 정렬작업이 완료된 후 공지의 레이저용접기가 작용을 시작하여 맞닿아 있는 각 용접부(1')(3'), (1")(4'), (2')(3"), (2")(4")를 연속으로 용접하게 되고 따라서 용접이 완료된 문짝틀 내부판넬이 배출 되는 것이다.
상기와 같은 구성에서 고정대(11)(12)와 다른 고정대(19)(19') 및 이송수단(13)(13')(18)(18')(21)(21')의 선단부는 완만한 원호형으로 구성함으로써 각 판넬과의 접촉면적을 줄이고 차종에 따라 모양이 약간씩 다른 판넬을 용접할 때도 사용할 수 있게 한 것이다.
그리고 이송수단(13)(13')(18)(18')(21)(21')의 구체적인 구성 예로는 도면과 같이 실린더(40)를 이용하는 것이 바람직 할 것이다.
이상과 같은 본 발명은 상세한 설명에서 자동차의 문짝틀을 구성하는 내부판넬을 예로들어 방법과 구성 및 실시예를 설명하였지만 기타 자동차의 다른 부위에도 여러장의 철판을 접합하여 판넬을 구성하는 부분이 있으며, 자동차 외에 다른 수송수단이나 기계장치에서도 그러한 구성의 판넬이 필요한 경우가 다수 있으므로 상기한 본 발명의 대상으로 설명한 것과 유사한 형태의 판넬을 구성하고자 할 때는 본 발명의 방법과 장치의 구성을 거의 그대로 구성할 수 있음은 물론이고, 이러한경우 본 발명의 권리에 포함되는 것은 당연한 것이다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 방법과 장치에 의하면, 상부판넬(1)과 하부판넬(2)을 빠른 시간내에 정확한 위치로 이동을 시킬 수 있으며, 곧이어 좌측판넬(3)과 우측판넬(4)을 정위치에 고정된 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)에 밀착을 시킨 후 4개소의 용접부를 동시에 용접할 수 있게끔 하는 것으로, 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)에 일측의 측면판넬을 용접한 후 다시 끝단을 가공한 후 다른 일측판넬을 용접하던 종래의 방법에 비하여 매우 신속하게 용접작업을 할 수 있게되는 것이고, 아울러 그에 따른 재료의 절감, 원가의 인하 및 생산성의 향상을 얻을 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

  1. 상부판넬(1), 하부판넬(2) 및 좌측판넬(3), 우측판넬(4) 등 4개의 판넬로 구성되는 문짝틀 내부판넬을 레이저 용접기를 이용하여 용접함에 있어서,
    4개의 판넬을 평면상의 용접지그(10) 상에 모두 일정한 간격을 두고 안착시킨 후 상부판넬(1)과 하부판넬(2)의 각 용접부가 아닌 방향의 일측에 필요한 위치 만큼으로 이동을 제한하는 고정대를 구성한 후 이러한 고정대를 향해 상부판넬(1)과 하부판넬(2)을 기계적인 수단으로 밀어주도록 하며,
    상부판넬(1) 및 하부판넬(2)과 좌측판넬(3) 사이에는 필요시 돌출가능한 지지돌부를 구성하여 이를 돌출시키고, 그 반대쪽의 상부판넬(1) 및 하부판넬(2) 사이에는 필요시 돌출이 되면서 돌출이 된 상태로 다시 상부판넬 및 하부판넬(2)을 밀 수 있는 기계적 수단을 이용하여 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)을 밀어주며,
    이러한 방법으로 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)을 정위치 시킨 다음에는 상부에서 누름판을 하강시켜 움직이지 않도록 눌러주며,
    좌측판넬(3) 및 우측판넬(4)을 움직여 정위치에 고정된 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)에 밀착시키는 방법으로는 좌측판넬(3) 및 우측판넬(4)역시 상부판넬(1)과 하부판넬(2)의 용접부(1')(1")(2')(2")의 길이방향 즉, 마주보는 용접부가 일정한 간격을 두고 근접하는 위치까지만 움직이도록 고정대를 구성함과 동시에 기계적인 수단을 이용하여 밀어줌으로써 정확한 위치에서 마주보도록 하며,
    또한 좌측판넬(3)과 우측판넬(4)의 외부측에도 중앙 방향으로 밀 수 있는 기계적수단을 이용하여 좌측판넬(3)과 우측판넬(4)을 밀어줌으로써 마주보고 있던 각 용접부가 밀착이 되게한 후 용접함을 특징으로 하는 자동차용 문짝틀 내부판넬의 용접방법.
  2. 일정한 간격으로 안착되는 상부판넬(1) 및 하부판넬(2)의 바깥부위에 상부 및 하부판넬(1)(2)이 밀려나오면 더 이상 움직이지 못하는 고정대(11)(12)를 설치하고 상부 및 하부판넬(1)(2) 사이의 공간에 각 고정대(11)(12) 방향으로 밀어주도록 기계적인 힘에 의해 작동하는 이송수단(13)(13')을 설치하며,
    상부 및 하부판넬(1)(2)의 일측 용접부방향(1')(2')의 위치기준이 되는 용접지그(10)에는 지지돌부(14)(14')를 출몰가능하게 구성하고, 이러한 지지돌부(14)(14')의 반대쪽 위치에는 승강작용으로 출몰이 가능하면서 동시에 상부 및 하부판넬(1)(2)을 지지돌부(14)(14') 방향으로 밀어줄 수 있는 이송수단(15)(15')을 구성하며,
    정위치에 안착된 상부 및 하부판넬(1)(2)에 좌측판넬(3)과 우측판넬(4)을 밀착시키는 구성으로는, 좌측판넬(3) 및 우측판넬(4)을 길이방향으로 밀어줄 수 있는 이송수단(18)(18')과 그 반대편에 이동거리를 제한 할 수 있는 고정대(19)(19')를 구성하며,
    좌측판넬(3)과 우측판넬(4)의 외부에 좌측 및 우측판넬(3)(4)을 상부 및 하부판넬(1)(2) 방향으로 밀 수 있는 이송수단(21)(21')을 구성하여 이를 작동시킴으로서 각 용접부(1')(1")(2')(2")(3')(3")(4')(4")가 정확히 맞닿게 함을 특징으로하는 자동차용 문짝틀 내부판넬의 용접을 위한 지그장치
  3. 제 2항에 있어서,
    고정대(11)(12)와 다른 고정대(19)(19') 및 이송수단(13)(13')(18)(18')의 선단부는 완만한 원호형으로 구성하고, 이송수단(13)(13')(18)(18')이 실린더(40)에 의해 작동함을 특징으로 하는 자동차용 문짝틀 내부판넬의 용접을 위한 지그장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상부 및 하부판넬(1)(2)의 일측 용접부방향(1')(2')의 위치기준이 되는 용접지그(10) 상면에 구성되는 지지돌부(14)(14')는 용접지그(10)의 하면에 실린더(30)를 경사지게 구성한 후 그 선단에 지지돌부(14)(14')를 설치하여 실린더(30)의 작용으로 작동되게 하고,
    이러한 지지돌부(14)(14')의 반대쪽에 구성되는 이송수단(15)(15')은 측방향으로 이송운동을 하는 실린더(31)에 다시 승강작용을 하는 실린더(32)를 구성한 후 승강작용을 하는 실린더(32)의 선단에 밀편(33)을 설치하여 구성함을 특징으로 하는 자동차용 문짝틀 내부판넬의 용접을 위한 지그장치.
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