KR20050023543A - A jig device for laser welding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레이저 용접용 지그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 다른 종류의 패널소재를 서로 맞대어 정확한 용접위치에서 레이저 용접을 가능하도록 셋팅하기 위한 레이저 용접용 지그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a jig device for laser welding, and more particularly, to a jig device for laser welding for setting different types of panel material against each other to enable laser welding at the correct welding position.
일반적으로 자동차 제조분야나 일반 산업분야에서 서로 규격이 다른 패널소재를 레이저 용접에 의해 막대어 접합하기 위해서는 용접용 지그 장치에 상기 각각의 패널소재를 로딩한 상태로 용접하게 된다. In general, in order to roll-bond panel materials having different specifications from each other in the automobile manufacturing field or the general industrial field by laser welding, the welding jig apparatus is welded with the respective panel materials loaded.
이러한 용접용 지그 장치는 서로 용접할 패널소재의 규격이나 형태에 따라 다양하게 제작되어 전용 지그 장치로써 사용되는 것이 일반적이며, 그 운용에 있어서도 작업자가 각각의 패널소재를 지그 장치의 설정된 용접위치에 로딩하여 각 패널소재의 용접부가 상기 용접위치에 정확하게 안착된 상태로 레이저 용접이 진행될 수 있도록 하고 있다.Such welding jig devices are generally manufactured in various ways according to the specifications or shapes of panel materials to be welded to each other and used as a dedicated jig device. In the operation, the operator loads each panel material at the welding position of the jig device. Thus, the laser welding can be performed in a state where the welded portion of each panel material is accurately seated at the welded position.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 레이저 용접용 지그 장치는 작업자가 일일이 각각의 패널소재를 정확한 용접위치에 그 용접부가 일치되도록 셋팅하여야 하는 번거로움이 있으며, 각 패널소재의 고정을 위하여 전용으로 제작되는 클램핑유닛의 공용성이 나쁘며, 수작업 의존률이 높아 안전사고의 위험뿐만 아니라 패널소재의 셋팅에 많은 작업시간을 소모하는 등의 문제점을 내포하고 있다. However, in the conventional laser welding jig device as described above, the operator has to set each panel material to match the welding part at the correct welding position, and the clamping is made exclusively for fixing each panel material. The unit's commonality is poor, and the dependence on manual work is high, which causes not only a risk of safety accident but also a lot of time spent on setting the panel material.
따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 서로 다른 종류의 패널소재를 순차적으로 서로 맞대어 정확한 용접위치에서 레이저 용접을 가능하도록 셋팅하기 위한 레이저 용접용 지그 장치를 제공하는 것이다. Therefore, the present invention was created in order to solve the problems as mentioned above, an object of the present invention is to set the laser welding jig for setting the laser welding at the correct welding position by sequentially facing each other different panel materials. To provide a device.
상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 레이저 용접용 지그 장치는 작업실 바닥에 고정되며, 상부면에는 각각 다른 규격의 패널소재가 로딩되는 로딩 프레임이 일체로 형성되는 베이스 플레이트와; 상기 로딩 프레임 상의 양측방에 각각 서로 대향하도록 횡방향으로 장착되는 푸싱유닛과; 상기 베이스 플레이트 상의 일측에, 상기 로딩 프레임 상에 안착되는 일측 패널소재의 용접위치까지 스톱퍼를 경사방향으로 전후진시키도록 브라켓을 통하여 경사지게 설치되는 위치결정수단과; 상기 로딩 프레임 상의 용접위치에 대하여 좌우 양측방에 구성되어 각각의 패널소재를 규제하는 클램핑유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the jig device for laser welding according to the present invention is fixed to the bottom of the work room, the upper surface and the base plate is integrally formed with a loading frame loaded with a panel material of different standards; Pushing units mounted in the transverse direction so as to face each other on both sides of the loading frame; Positioning means installed on one side of the base plate, inclined through a bracket so as to advance and stop the stopper in an inclined direction to a welding position of one side panel material seated on the loading frame; It is characterized in that it comprises a clamping unit configured on both the left and right sides with respect to the welding position on the loading frame to regulate each panel material.
이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the preferred configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 지그 장치의 측면 구성도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 부분 단면도로써, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 지그 장치의 구성을 상기 도 1과 도 2를 통하여 설명한다.1 is a side configuration diagram of a jig device for laser welding according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 and illustrates the configuration of the jig device for laser welding according to an exemplary embodiment of the present invention. This will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
즉, 본 실시예에 따른 레이저 용접용 지그 장치의 구성은 작업실 바닥(1)에 베이스 플레이트(3)가 고정되며, 이 베이스 플레이트(3)의 상부면에는 각각 다른 규격의 패널소재(10,20)가 로딩되는 로딩 프레임(5)이 일체로 형성된다. That is, in the configuration of the laser welding jig device according to the present embodiment, the base plate 3 is fixed to the floor 1 of the work room, and the panel materials 10 and 20 of different standards are respectively provided on the upper surface of the base plate 3. The loading frame 5 to which is loaded is formed integrally.
상기 로딩 프레임(5) 상의 양측방에는 각각 서로 대향하도록 횡방향으로 푸싱유닛이 장착되는데, 상기 푸싱유닛의 구성은 상기 로딩 프레임(5) 상의 좌측방에 횡방향으로 제1푸싱 실린더(7)가 장착되고, 이 제1푸싱 실린더(7)의 작동로드 선단에는 푸싱블록(PB)을 장착하여 공압에 의해 전후진 작동하도록 구성된다.Pushing units are mounted on both sides of the loading frame 5 in the transverse direction so as to face each other. The configuration of the pushing unit is that the first pushing cylinder 7 is positioned in the left side on the loading frame 5 in the transverse direction. The push rod block PB is mounted at the tip of the actuating rod of the first pushing cylinder 7 so as to be moved forward and backward by pneumatic pressure.
또한, 상기 로딩 프레임(5) 상의 우측방에는 제2푸싱 실린더(9)가 상기 제1푸싱 실린더(7)에 대향하여 횡방향으로 장착되며, 이 제2푸싱 실린더(9)의 작동로드 선단에는 푸싱블록(PB)을 장착하여 공압에 의해 전후진 작동하도록 구성된다. In addition, a second pushing cylinder 9 is mounted on the right side on the loading frame 5 in a transverse direction opposite to the first pushing cylinder 7, and at the tip of the actuating rod of the second pushing cylinder 9. The pushing block PB is configured to operate forward and backward by pneumatic pressure.
여기서, 상기 푸싱블록(PB)은 그 선단면의 하부에 패널소재(10,20)가 삽입되도록 요입부(Y)를 형성하여 이루어진다. Here, the pushing block (PB) is formed by forming a concave portion (Y) so that the panel material (10, 20) is inserted in the lower end of the front end surface.
그리고 상기 베이스 플레이트(3) 상의 일측에는 상기 로딩 프레임(5) 상에 안착되는 좌측 패널소재(10)의 용접위치(WP)까지 스톱퍼(11)를 경사방향으로 전후진시키도록 위치결정수단를 구성하는데, 상기 위치결정수단의 구성은 상기 베이스 플레이트(3) 상의 일측에 브라켓(13)을 통하여 위치결정 실린더(15)가 경사지게 설치되어 공압에 의해 작동하도록 구성하고, 상기 위치결정 실린더(15)의 작동로드 선단에는 상기 스톱퍼(11)가 장착되어 이루어진다. And on one side on the base plate 3 to configure the positioning means to advance the stopper 11 in the oblique direction to the welding position (WP) of the left panel material 10 seated on the loading frame (5) The configuration of the positioning means is configured such that the positioning cylinder 15 is inclinedly installed on one side of the base plate 3 through the bracket 13 to operate by pneumatic pressure, and the operation of the positioning cylinder 15 is performed. The stopper 11 is mounted on the rod end.
여기서, 상기 스톱퍼(11)는 그 선단면이 상기 좌측 패널소재(10)에 대하여 직각을 이루도록 수직면(S)으로 절개되어 형성된다. Here, the stopper 11 is formed by cutting the vertical surface (S) so that the front end surface thereof is perpendicular to the left panel material (10).
그리고 상기 로딩 프레임(5) 상의 용접위치(WP)에 대하여 측방에는 클램핑유닛이 구성되어 각각의 패널소재(10,20)를 규제하는데, 상기 클램핑유닛은 상기 로딩 프레임(5) 상에 안착되는 좌측 패널소재(10)를 규제하도록 로딩 프레임(5)의 측방 좌측에 실린더의 전후진 구동력에 의해 힌지 작동하는 클램퍼로 구성되는 제1클램핑수단(21)과, 상기 로딩 프레임(5) 상에 안착되는 우측 패널소재(20)를 규제하도록 로딩 프레임(5)의 측방 우측에 실린더의 전후진 구동력에 의해 힌지 작동하는 클램퍼로 구성되는 제2클램핑수단(23)으로 구성된다. And the clamping unit is configured on the side with respect to the welding position (WP) on the loading frame 5 to regulate each panel material (10, 20), the clamping unit is seated on the loading frame (5) First clamping means 21 composed of a clamper hinged by the forward and backward driving force of the cylinder on the side left side of the loading frame 5 to regulate the panel material 10, and is seated on the loading frame 5 It consists of a second clamping means 23 composed of a clamper hinged by the forward and backward driving force of the cylinder on the side right side of the loading frame 5 to regulate the right panel material 20.
여기서, 상기 제1클램핑수단(21)은 상기 로딩 프레임(5) 상의 측방 좌측에 제1클램핑 실린더(27)가 상향 배치되어 그 외주면 일측이 힌지 체결되며, 공압에 의해 작동하도록 구성된다. Here, the first clamping means 21 is a first clamping cylinder 27 is disposed upward on the side left on the loading frame 5, one side of the outer peripheral surface is hinged, it is configured to operate by pneumatic.
또한, 상기 로딩 프레임(5) 상의 측방 좌측 상부에는 힌지 브라켓(HB)을 구비하여 제1크램퍼(25)가 그 일측을 통하여 힌지 체결되고, 제1클램퍼(25)의 후단부는 상기 제1클램핑 실린더(27)의 작동로드 선단과 힌지 결합되며, 상기 제1클램퍼(25)의 하단면을 통하여 좌측 패널소재(10)를 규제하도록 구성된다. In addition, a hinge bracket (HB) is provided at the upper left side of the loading frame (5) so that the first clamper (25) is hinged through one side thereof, and the rear end of the first clamper (25) is clamped. It is hinged to the operating rod front end of the cylinder 27, and is configured to restrict the left panel material 10 through the bottom surface of the first clamper 25.
그리고 상기 제2클램핑수단(23)은 상기 로딩 프레임(5) 상의 측방 우측에 제2클램핑 실린더(31)가 상향 배치되어 그 외주면 일측이 힌지 체결되며, 공압에 의해 작동하도록 구성된다. In addition, the second clamping means 23 has a second clamping cylinder 31 disposed upward on the side right side of the loading frame 5 so that one side of its outer peripheral surface is hinged and operated by pneumatic pressure.
또, 상기 로딩 프레임(5) 상의 측방 우측 상부에는 힌지 브라켓(HB)을 구비하며, 상기 힌지 브라켓(HB)에는 제2클램퍼(29)가 그 일측을 통하여 힌지 체결되고, 제2클램퍼(29)의 후단부는 상기 제2클램핑 실린더(31)의 작동로드 선단과 힌지 결합되며, 상기 제2클램퍼(29)의 하단면을 통하여 우측 패널소재(20)를 규제하도록 구성된다.In addition, a hinge bracket (HB) is provided at the upper right side of the loading frame (5), and a second clamper (29) is hinged to one side of the hinge bracket (HB), and the second clamper (29) is provided. The rear end of the second clamping cylinder 31 is hinged to the operating rod front end of the second clamping member 29 is configured to restrict the right panel material 20 through the bottom surface.
이 때, 상기 제1 및 제2클램퍼(25,29)는 각각 그 하단면 일구간이 울퉁불퉁한 돌출면(C)으로 형성되어 패널소재(10,20)와의 결합력을 높이도록 구성된다. At this time, the first and second clampers (25, 29) are each formed as a protruding surface (C) with an uneven end surface of the lower surface is configured to increase the bonding force with the panel material (10, 20).
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 레이저 용접용 지그 장치를 이용하여 레이저 용접을 위한 서로 다른 규격의 패널소재(10,20)를 셋팅하기 위한 작동을 도 3 내지 도 9를 통하여 자세하게 살펴보면, 먼저, 도 1에서와 같이, 서로 다른 규격의 패널소재(10,20)가 각각 상기 로딩 프레임(5) 상의 양측에 각각 투입된 상태에서, 그 단계별 작동과정을 살펴본다.Therefore, the operation for setting the panel material 10, 20 of different specifications for laser welding using the laser welding jig device having the configuration as described above in detail with reference to Figures 3 to 9, first, Figure As in 1, while the panel material (10, 20) of different specifications are respectively put on both sides on the loading frame (5), look at the step-by-step operation process.
이 때, 상기 서로 다른 규격의 패널소재(10,20)는 좌측에 두께가 두꺼운 패널소재(10)를 로딩하고, 우측에는 좌측 패널소재(10)보다 비교적 두께가 얇은 패널소재(20)를 로딩한다.At this time, the panel materials 10 and 20 of different sizes are loaded with a thick panel material 10 on the left side and a relatively thin panel material 20 than the left panel material 10 on the right side. do.
이와 같이, 상기 로딩 프레임(5)의 양측에 각각 패널소재(10,20)가 로딩된 상태에서, 도 3에서와 같이, 상기 위치결정 실린더(15)가 먼저 전진 구동하여 그 작동로드 선단의 스톱퍼(11)를 로딩 프레임(5) 상의 용접위치(WP)로 이동시킨다. As described above, in the state in which the panel materials 10 and 20 are respectively loaded on both sides of the loading frame 5, as shown in FIG. 3, the positioning cylinder 15 is first driven forward and the stopper at the front end of the operating rod. (11) is moved to the welding position WP on the loading frame 5.
즉, 상기 스톱퍼(11)의 수직면(S)이 좌측 패널소재(10)에 대하여 직각을 이룬 상태로 용접위치(WP)에 고정되는 것이다.That is, the vertical surface (S) of the stopper 11 is fixed to the welding position (WP) in a state perpendicular to the left panel material (10).
이러한 상태에서, 상기 제1푸싱 실린더(7)가, 도 4에서와 같이, 전진 구동하게 되는데, 이에 따라 상기 좌측 패널소재(10)는 그 외측 선단부가 푸싱블록(PB)의 요입부(Y)에 끼워진 상태로 스톱퍼(11)를 향하여 전진 이동하여 상기 스톱퍼(11)와 푸싱블록(PB) 사이에서 고정되며, 이어서, 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 제1클램핑 실린더(27)가 전진 구동하여 제1클램퍼(25)를 힌지 작동시킨다. In this state, the first pushing cylinder 7 is driven forward, as shown in FIG. 4, so that the left end portion of the left panel material 10 has a recessed portion Y of the pushing block PB. Is moved between the stopper 11 and the pushing block PB in a state in which the first clamping cylinder 27 is fixed to the stopper 11, and then the first clamping cylinder 27 is fixed as shown in FIGS. 5 and 6. Drives forward and hinges the first clamper 25.
그러면, 상기 제1클램퍼(25)는 그 힌지점(H)을 기준으로 회전하여 그 하단면을 통하여 상기 좌측 패널소재(10)의 상단면을 가압하여 로딩 프레임(5)과 함께, 이를 규제하게 된다.Then, the first clamper 25 is rotated based on the hinge point (H) to press the upper surface of the left panel material 10 through its lower surface to regulate it with the loading frame (5). do.
이와 같이, 좌측 패널소재(10)가 상기 제1클램퍼(25)에 의해 그 내측 선단이 용접위치(WP)에 고정된 상태로, 상기 위치결정 실린더(15)는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 후진 구동하여 스톱퍼(11)를 경사방향으로 후퇴시킴으로써, 상기 좌측 패널소재(10)의 내측 선단을 지지하던 위치에서 제거된다. Thus, the positioning cylinder 15 is shown in FIG. 7 with the left panel material 10 fixed to the welding position WP by its first clamper 25 at its inner end. By reversing the drive, the stopper 11 is retracted in the inclined direction, whereby the inner end of the left panel material 10 is removed from the position where it was supported.
이와 동시에, 상기 제2푸싱 실린더(9)가, 도 8에서와 같이, 전진 구동하게 되는데, 이에 따라 우측 패널소재(20)는 그 외측 선단부가 푸싱블록(PB)의 요입부(Y)에 끼워진 상태로 상기 좌측 패널소재(10)의 내측 선단을 향하여 전진 이동하여 상기 좌측 패널소재(10)와 푸싱블록(PB) 사이에서 고정된다.At the same time, the second pushing cylinder 9 is driven forward, as shown in FIG. 8, whereby the right side panel material 20 has its outer end part fitted into the recessed portion Y of the pushing block PB. In a state of moving forward toward the inner front end of the left panel material 10 is fixed between the left panel material 10 and the pushing block (PB).
이 때, 상기 좌측 패널소재(10)는 우측 패널소재(20)에 비하여 그 두께가 두꺼워서 우측 패널소재(20)를 안정적으로 지지하면서 상호 레이저 용접을 위해 맞댄 상태를 유지하게 된다. At this time, the left side panel material 10 is thicker than the right side panel material 20, so that the right side panel material 20 is stably supported while maintaining the opposite state for mutual laser welding.
이어서, 도 9에서 도시한 바와 같이, 제2클램핑 실린더(31)가 전진 구동하여 제2클램퍼(29)를 힌지 작동시킴으로써, 상기 제2클램퍼(29)는 회전하여 그 하단면을 통하여 상기 우측 패널소재(20)의 상단면을 가압하여 로딩 프레임(5)과 함께, 이를 규제하게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 9, the second clamping cylinder 31 is driven forward to hinge the second clamper 29 so that the second clamper 29 rotates and the right panel through the bottom surface thereof. The upper surface of the material 20 is pressed to regulate it together with the loading frame 5.
즉, 이러한 상태로 좌우측 패널소재(10,20)는 각 내측 선단이 서로 맞대어져 고정되며, 로봇(미도시)의 아암 선단에 장착된 레이저 옵틱헤드(40)를 통하여 조사되는 레이저 빔(LB)에 의해 상호 맞대기 레이저 용접작업을 이룰 수 있게 된다. That is, in this state, the left and right panel materials 10 and 20 are fixed to each inner front end with each other, and the laser beam LB irradiated through the laser optical head 40 mounted on the arm tip of the robot (not shown). By this, butt laser welding can be achieved.
또한, 상기 좌우측 패널소재(10,20)가 상호 레이저 용접이 완료되면, 상기 제1클램퍼(25)와 제2클램퍼(29)는 각각 제1클램핑 실린더(27) 및 제2클램핑 실린더(31)의 후진 작동에 의해 그 규제력을 해제하게 되며, 취출장치(미도시)가 투입되어 용접이 완료된 양측 패널소재(10,20)를 동시에 취출하게 되는 것이다.In addition, when the left and right panel materials 10 and 20 are mutually laser welded, the first clamper 25 and the second clamper 29 are respectively the first clamping cylinder 27 and the second clamping cylinder 31. By the reverse operation of the release of the regulatory force, the take-out device (not shown) is to be taken out at the same time take out the panel material (10, 20) of the welding is completed.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 용접용 지그 장치에 의하면, 서로 다른 종류의 패널소재를 순차적으로 서로 맞대어 정확한 용접위치에서 클램핑하여 레이저 용접을 가능하도록 셋팅함으로써, 작업자가 일일이 각각의 패널소재를 정확한 용접위치에 그 용접부가 일치되도록 셋팅하여야 하는 번거로움을 해소할 수 있으며, 각 패널소재의 고정을 위하여 클램핑유닛의 공용성을 향상시키며, 수작업 의존률을 낮추어 안전사고의 위험요소 및 패널소재의 셋팅 작업시간을 최소화하는 등의 효과가 있다.As described above, according to the jig device for laser welding according to the present invention, by setting the panel material so that the laser welding is possible by sequentially facing each other and clamping at the correct welding position, the operator can individually set each panel material. Eliminate the hassle of setting the weld to match the correct welding position, improve the commonity of the clamping unit for fixing each panel material, and reduce the risk of manual accident by setting the risk factor of safety accident and panel material Minimize work time.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 지그 장치의 측면 구성도이다. 1 is a side configuration diagram of a jig device for laser welding according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 부분 단면도이다.2 is a partial cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 지그 장치의 단게별 작동 상태도이다. 3 to 9 is a step-by-step operating state diagram of the jig device for laser welding according to an embodiment of the present invention.
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