KR20060019991A - Clamping apparatus for laser welding - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 용접을 위한 클랭핑 장치에 관한 것으로서, 몸체부와, 몸체부의 일 측에 장착되며 용접 대상 패널이 안착되는 안착 베이스와, 상기 몸체부에 장착되는 에어 실린더와, 에어 실린더의 로드의 작동에 따라 상기 몸체부의 일 측에 회전가능하도록 장착되어 상기 안착 베이스에 안착된 용접 대상 패널을 선택적으로 클램핑하며, 상기 안착 베이스 방향으로 에어가 분사될 수 있는 관통홀이 형성된 클램핑부재와, 클램핑부재의 용접 대상 패널의 클램핑 "ON" 시에 상기 관통홀을 통하여 상기 용접 대상 패널의 용접부에 에어가 분사되도록 하는 에어 공급 제어장치를 구비한다.The present invention relates to a clamping device for laser welding, comprising: a body portion, a seating base mounted on one side of the body portion, on which a panel to be welded is seated, an air cylinder mounted on the body portion, and a rod of the air cylinder. A clamping member and a clamping member which are rotatably mounted to one side of the body part according to an operation to selectively clamp a welding target panel seated on the seating base, and through holes through which air can be injected toward the seating base; And an air supply control device for causing air to be injected into the welded portion of the panel to be welded through the through hole upon clamping of the panel to be welded.
플라즈마, 에어 실린더, 클램핑, 패널Plasma, air cylinder, clamping, panel
Description
도 1은 원격 레이저 용접 시스템을 개략적으로 도시한 도면.1 schematically illustrates a remote laser welding system.
도 2는 도 1의 용접 대상 차체 패널의 규제를 위한 지그를 도시한 도면.FIG. 2 is a view illustrating a jig for regulating the welding target body panel of FIG. 1. FIG.
도 3은 지그에 장착되어 패널간의 간격을 용접에 용이한 간격으로 유지하도록 하는 클램핑부재.Figure 3 is a clamping member mounted to the jig to maintain the gap between the panel to facilitate the welding interval.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 용접을 위한 클랭핑 장치를 개략적으로 도시한 도면. 4 is a schematic illustration of a clamping device for laser welding in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 클램핑부재의 선단을 도시한 요부도면.FIG. 5 is an essential part view showing the front end of the clamping member of FIG. 4; FIG.
도 6은 도 4의 압축 에어 분사를 통한 플라즈마 제거를 도시한 도면.FIG. 6 illustrates plasma removal through the compressed air jet of FIG. 4. FIG.
도 7은 에어 공급 제어장치를 도시한 블럭도.7 is a block diagram showing an air supply control device.
본 발명은 레이저 용접을 위한 클랭핑 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 용접시 발생되는 플라즈마를 제거하면서 레이저 용접이 가능한 레이저 용접을 위한 클랭핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a clamping device for laser welding, and more particularly, to a clamping device for laser welding capable of laser welding while removing the plasma generated during laser welding.
일반적으로 원격 레이저 용접 시스템(Remote Welding System, 이하 RWS)는 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발진기를 구비하고, 레이저 발진기를 통해 발생된 레이저 빔이 렌즈 및 반사경 구동장치를 통해 작업 대상 패널에 도달하도록 하여 용접이 실시된다.In general, a remote laser welding system (RRS) includes a laser oscillator for generating a laser beam, and the laser beam generated by the laser oscillator reaches the target panel through a lens and a reflector driving device for welding. This is carried out.
도 1은 원격 레이저 용접 시스템을 개략적으로 도시한 도면으로, 도시된 바와 같이, 원격 레이저 용접 시스템(1)은, 프레임(3)에 상단에 장착되어 레이저 빔(5)이 발생되는 레이저 발진기(7)와, 상기 레이저 발진기(7)를 통해 발생된 레이저 빔(5)이 통과되어 일정 영역의 작업대(9)로 전달되도록 하는 렌즈 및 반사경 구동장치(2)를 구비한다.FIG. 1 is a schematic illustration of a remote laser welding system. As shown, the remote laser welding system 1 is mounted on top of the frame 3 so that the
이러한 원격 레이저 용접 시스템에는 도 2에 도시된 바와 같이, 지그(4)를 설치하여 용접하고자 하는 부품을 정위치 위치시키도록 한다. 이러한 지그(4)에는 용접하고자 하는 패널(6) 간의 간격을 관리하기 위한 다수의 클램핑부재(8)가 장착된다.In this remote laser welding system, as shown in FIG. 2, a
도 3은 지그에 장착되어 패널간의 간격을 용접에 용이한 간격으로 유지하도록 하는 클램핑부재를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically illustrating a clamping member mounted on a jig to maintain the gap between panels at easy intervals for welding.
도 3에 도시된 바와 같이, 클램핑부재(8)는 레이저 빔(5)에 의한 용접을 위한 용접부 근접부의 패널(6)을 클램핑하여 패널(6) 간의 간격을 최소화하도록 한다. As shown in FIG. 3, the
이러한 레이저 빔(5)에 의한 용접중에는 순간적인 고온에 의해 플라즈마(5')가 발생된다. 이러한 플라즈마(5')는 차체 패널(6)의 용접부에 조사되는 레이저 빔(5)이 온전히 전달되는 것을 방해하여 차체 패널에 입력되는 용접 효율을 저하시키 는 주요 요인으로 작용한다. 이러한 플라즈마(5')의 영향으로 차체 패널의 용접부에 레이저 빔(5)이 충분히 전달되지 못하는 경우 레이저 빔(5)이 용접부를 충분히 관통하지 못한다거나, 용접을 위한 키 홀(key hole)이 형성되지 못하여 심각한 용접 품질 문제를 야기시킬 수 있는 문제점이 있다.During welding by such a
본 발명은 상기 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 레이저 용접시 발생되는 플라즈마를 제거하면서 레이저 용접이 가능한 레이저 용접을 위한 클랭핑 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems as described above, and an object thereof is to provide a clamping apparatus for laser welding capable of laser welding while removing plasma generated during laser welding.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 용접을 위한 클랭핑 장치는, 몸체부; 상기 몸체부의 일 측에 장착되며 용접 대상 패널이 안착되는 안착 베이스; 상기 몸체부에 장착되는 에어 실린더; 상기 에어 실린더의 로드의 작동에 따라 상기 몸체부의 일 측에 회전가능하도록 장착되어 상기 안착 베이스에 안착된 용접 대상 패널을 선택적으로 클램핑하며, 상기 안착 베이스 방향으로 에어가 분사될 수 있는 관통홀이 형성된 클램핑부재; 및 상기 클램핑부재의 용접 대상 패널의 클램핑 "ON" 시에 상기 관통홀을 통하여 상기 용접 대상 패널의 용접부에 에어가 분사되도록 하는 에어 공급 제어장치;를 구비하는 것을 특징으로 한다.Clamping device for laser welding of the present invention for achieving the above object, the body portion; A mounting base mounted on one side of the body part and on which a welding target panel is mounted; An air cylinder mounted to the body portion; Is mounted rotatably on one side of the body according to the operation of the rod of the air cylinder to selectively clamp the welding target panel seated on the seating base, through-holes through which air can be injected toward the seating base is formed Clamping member; And an air supply control device configured to allow air to be injected into the welding portion of the panel to be welded through the through hole when clamping “ON” of the panel to be welded to the clamping member.
본 발명에 있어서, 상기 에어 공급 제어장치는, 상기 관통홀에 연통되는 유로를 통해 에어를 공급하는 에어 공급원; 상기 유로에 장착되어 상기 에어의 공급을 선택적으로 차단하도록 하는 솔레노이드밸브; 상기 솔레노이드 밸브를 선택적으 로 구동하는 릴레이; 및 상기 클램핑부재의 클램핑 "ON" 신호 입력시 상기 릴레이 작동으로 전원이 인가되도록 하여 상기 솔레노이드 개방을 통해 에어가 공급되도록 하며, 상기 클램핑부재의 클램핑 "OFF" 신호 입력시 상기 릴레이 작동으로 전원이 차단되도록 하여 상기 솔레노이드 밸브를 폐쇄하여 에어가 공급되지 않도록 하는 제어반;를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the air supply control device, an air supply source for supplying air through the flow path communicated with the through hole; A solenoid valve mounted to the flow path to selectively block the supply of air; A relay for selectively driving the solenoid valve; And when the clamping "ON" signal of the clamping member is input, power is supplied to the relay operation so that air is supplied through the opening of the solenoid, and when the clamping "OFF" signal of the clamping member is input, the power is cut off by the relay operation. And a control panel to close the solenoid valve so that no air is supplied thereto.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 용접을 위한 클랭핑 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, a clamping apparatus for laser welding according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격 레이저 용접을 위한 패널 클램핑 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a schematic view of a panel clamping device for remote laser welding according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원격 레이저 용접을 위한 패널 클램핑 장치(100)는, 몸체부(10)와, 몸체부(10)의 일 측에 장착되며 레이저 빔(11)으로 용접되는 패널이 안착되는 안착 베이스(20)와, 몸체부(10)에 장착되는 에어 실린더(30)와, 에어 실린더(30)의 로드의 작동에 따라 몸체부(10)의 일 측에 회전가능하도록 장착되어 안착 베이스(20)에 안착된 패널(12)의 용접부 근접 위치를 선택적으로 클램핑하며 패널(12)의 용접부 방향으로 에어가 분사될 수 있는 관통홀(41)이 형성되는 클램핑부재(40)와, 클램핑부재(40)의 용접 대상 패널의 클램핑 "ON" 시에 관통홀(41)을 통하여 용접 대상 패널(12)의 용접부에 에어가 분사되도록 하는 에어 공급 제어장치(50)를 구비한다.As shown in FIG. 4, the
상기 몸체부(10)는 작업 공간의 저면에 장착되는 것으로서, 그 일 측에는 안착 베이스(20)가 장착된다.The
상기 안착 베이스(20)는 레이저 빔(11)으로 용접되는 용접 대상 패널(12)이 안착되는 것으로서, 상기 몸체부(10)의 일 측에 돌출 장착된다. 상기 몸체부(10)에는 회전 가능하도록 장착되는 클램핑부재(40)가 장착된다.The
상기 클램핑부재(40)는 몸체부(10)에 회전 가능하도록 장착된다. 상기 클램핑부재(40)는 몸체부(10)에 장착되는 에어 실린더(30)의 구동으로 회전 가능하도록 장착된다. 이러한 클램핑부재(40)는 패널(12)을 클램핑하도록 굴곡된 핑거(FINGER) 타입으로 형성됨이 바람직하다. 상기 클램핑부재(40)는 에어 실린더(30)의 구동으로 안착 베이스(20)에 안착되는 패널(12)의 상부를 선택적으로 가압한다. 이러한 패널(12)의 가압 부분은 용접 위치의 근접 부위를 가압하여 레이저 용접이 용이하게 실시될 수 있도록 하기 위함이다. 이러한 패널(12)의 가압으로 용접 대상 패널이 패널 상호간의 밀착됨으로 레이저 용접이 용이하도록 한다. 상기 클램핑부재(40)의 선단에서 그 내부로 일정 길이에는 에어홀(41)이 형성된다. 즉, 상기 에어홀(41)은 클램핑부재(40)의 선단으로부터 그 내부 방향으로 일정 길이 형성되어 에어가 공급되도록 한다. 상기 클램핑부재(40)에는 에어홀(41)에 에어를 공급할 수 있는 공기라인(43)이 장착된다.The
상기 공기라인(43)은 클램핑부재(40)의 에어홀(41)에 연통되도록 장착된다. 상기 공기라인(43)은 소정의 에어 공급원(51)를 통해 공급되는 압축 에어가 도 5에 도시된 바와 같이, 패널(12)에 분사되도록 한다. 이러한 에어의 공급을 통해 패널(12)에는 에어가 패널면을 따라 흐르도록 한다. 이러한 패널(12)에의 압축 에어의 공급을 통해 도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 용접시 용접부에 발생되는 플라즈마(47)가 압축 에어에 의해 날려 없어지게 된다. 이러한 플라즈마(47)의 제거를 통해 패널 용접부에 레이저빔(11)이 순조롭게 조사 가능하여 용접이 원활하게 실시된다. The
이러한 압축 에어(45)의 패널(12)에의 원활한 공급을 위해 상기 에어홀(41)은 클램핑부재(40) 선단에서 패널(12) 방향으로 관통되어 에어가 공급되도록 한다. 이러한 에어홀(41)의 패널 방향으로의 관통됨을 통해 에어(45)는 패널(12) 면을 따라 이동되어 레이저 용접부의 플라즈마(47)를 제거할 수 있도록 한다.In order to supply the
상기 에어(45)의 공급은 선택적으로 패널(12)의 클램핑 "ON" 시에 공급되며, 클램핑 "OFF" 시에는 공급되지 않도록 에어 공급 제어장치(50)를 통하여 제어된다.The supply of the
상기 에어 공급 제어장치(50)는 상기 관통홀(41)에 연통되는 공기라인(43)를 통해 에어를 공급하는 에어 공급원(51)과, 상기 공기라인(43)에 장착되어 상기 에어의 공급을 선택적으로 차단하도록 하는 솔레노이드밸브(53)와, 상기 솔레노이드밸브(53)를 선택적으로 구동하는 릴레이(55)와, 상기 클램핑부재(40)의 클램핑 "ON" 신호 입력시 릴레이(55) 작동으로 전원이 인가되도록 하여 솔레노이드밸브(53) 개방을 통해 에어(45)가 공급되도록 하며 클램핑부재(40)의 클램핑 "OFF" 신호 입력시 릴레이(55) 작동으로 전원이 차단되도록 하여 상기 솔레노이드 밸브(40)를 폐쇄하여 에어가 공급되지 않도록 하는 제어반(57)를 구비한다. 즉, 레이저 용접 로봇 제어반(57)에서 "클램핑 ON" 또는 "클램핑 OFF" 신호를 발생시키면, 이 신 호에 따라 상기 릴레이(55)가 작동되도록 함으로써, 클램핑부재(40)의 클램핑에 따라 에어가 선택적으로 공급되도록 한다. 이러한 에어의 공급이 클램핑부재(40)의 클램핑에 따라 선택적인 공급이 이루어질 수 있도록 하여, 레이저 용접이 수행되고 있지 않는 부분에서는 압축 에어가 공급되지 않도록 하고, 레이저 용접이 수행되는 부분에만 압축 에어가 공급되도록 한다.The air
상기 구성을 갖는 본 발명의 레이저 용접을 위한 클랭핑 장치의 작동을 개략적으로 설명한다.The operation of the clamping device for laser welding of the present invention having the above configuration will be described schematically.
먼저, 용접 대상 패널(12)의 용접을 위한 클램핑부재(40)의 "클램핑 ON" 신호가 레이저 용접 로봇 제어반에 전달되면, 릴레이(55)를 작동시킨다. 이러한 릴레이(55)의 작동을 통해 솔레노이드 밸브(53)가 개방되며, 이러한 솔레노이드 밸브(53)의 개방을 통해 에어 공급원(51)으로부터 에어가 공급되어 용접 대상 패널(12)의 용접부에 압축 에어가 분사되도록 한다. 이러한 레이저 용접부에 에어의 분사됨을 통해 플라즈마(47)가 압축 에어를 통해 제거됨으로서, 레이저 빔(11)이 용접부에 용이하게 조사되어 용접이 원활하게 실시된다. First, when the "clamping ON" signal of the
그리고, 상기 클램핑 부재(40)의 "클램핑 OFF" 신호가 레이저 용접 로봇 제어반(57)에 전달되면, 릴레이(55) 작동을 통해 솔레노이드 밸브(53)가 폐쇄되도록 함으로서, 에어가 에어홀(41)에 공급되지 않도록 한다. 이러한 클램핑부재(40)의 미작동시에는 에어가 공급되지 않도록 하여 레이저 용접시에만 에어가 공급되어 플라즈마가 제거되도록 한다.In addition, when the "clamping off" signal of the clamping
상기와 같은 본 발명에 따른 레이저 용접을 위한 클랭핑 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다. The clamping device for laser welding according to the present invention as described above has the following effects.
패널의 레이저 용접부에 발생되는 플라즈마를 제거하여, 레이저 빔이 용접부에 원활하게 조사될 수 있도록 함으로써, 레이저 용접 효율을 향상시킨다.By removing the plasma generated in the laser welding portion of the panel, the laser beam can be irradiated to the welding portion smoothly, thereby improving the laser welding efficiency.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호범위는 이어지는 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications or other embodiments falling within the scope equivalent to the present invention are possible by those skilled in the art. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.
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