KR20080019346A - Clamping device for laser welding and welding method utilizing therewith - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치를 보여주는 도면,1 shows a clamping device for laser welding according to the present invention;
도 2는 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치가 적용된 전체 용접 시스템의 구성을 간략히 보여주는 도면,2 is a view briefly showing the configuration of the entire welding system to which the clamping device for laser welding of the present invention is applied;
도 3은 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치를 이용한 패널 고정 과정을 보여주는 흐름도,3 is a flow chart showing a panel fixing process using the laser welding clamping device of the present invention,
도 4는 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치를 이용한 패널 고정 과정을 보여주는 도면,4 is a view showing a panel fixing process using the laser welding clamping device of the present invention,
도 5는 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치를 이용한 용접 품질 검사 과정을 보여주는 흐름도.5 is a flow chart showing a welding quality inspection process using the laser welding clamping device of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 클램핑 장치 110 : 몸체부100: clamping device 110: body portion
120 : 회전나사 130 : 전동모터120: rotating screw 130: electric motor
140 : 초음파센서 150 : 블로워140: ultrasonic sensor 150: blower
151 : 유량제어기151 flow controller
본 발명은 레이저 용접용 클램핑 장치 및 이 장치를 이용한 용접방법에 관한 것으로, 특히 용접 품질 검사를 능동적으로 반영하여 효율적인 용접 작업이 이루어질 수 있도록 하는 레이저 용접용 클램핑 장치 및 이 장치를 이용한 용접방법에 관한 것이다.The present invention relates to a clamping device for laser welding and a welding method using the device, and more particularly, to a clamping device for laser welding and a welding method using the device to efficiently reflect the welding quality inspection can be performed. will be.
일반적으로 차체 조립 공정 중에 패널을 용착시키는 방법으로는 스폿 저항 용접이 많이 사용되었으나, 스폿 저항 용접은 차체 패널 표면에 압력을 가하면서 접촉하는 방식이고 과도한 용접 흔적을 남기게 되므로 최근에는 용접 모재와 접촉하지 않고 용접하는 레이저 용접이 많이 사용되고 있다.In general, spot resistance welding has been widely used as a method of welding the panel during the vehicle assembly process. However, spot resistance welding is a method of contacting the surface of the body panel while applying pressure and leaving excessive welding traces. Laser welding which welds without a lot is used.
이러한 레이저 용접은 그 품질면에 있어서, 용융 불량, 비드 위치 결함, 언더컷, 표면기공, 미투과, 구멍과 같은 다양한 양상의 용접불량이 나타나며, 이러한 용접 불량의 요인들은 용접부의 강도저하와 외관품질의 저하를 유발하여 제품결함으로 나타난다. 특히, 언더컷, 표면기공, 미투과 및 구멍 등의 결함은 패널 갭/블로워 위치(각도) 유량에 의하여 발생된다.In terms of the quality of the laser welding, various types of welding defects such as melting defects, bead position defects, undercuts, surface porosity, non-permeability, and holes appear. It causes product defects. In particular, defects such as undercuts, surface pores, impermeability and holes are caused by the panel gap / blower position (angle) flow rate.
종래의 CO2 레이저 품질 검사장치는 용접 시에 발생되는 플라즈마의 양을 측정하여 용접 상태를 판정하고 있다. The conventional CO2 laser quality inspection apparatus determines the welding state by measuring the amount of plasma generated during welding.
그러나, 종래의 레이저 품질 검사장치는 발생된 플라즈마 량만을 측정하여 단순히 불량 또는 양호 상태만을 판정하게 되며, 이러한 품질 상태를 용접에 능동적으로 반영하지 못하고 있다. 따라서, 용접 불량 판정이 있게 되면 작업자가 수작업으로 용접 조건 등을 수정한 후에 다시 용접 작업을 수행하게 되며, 따라서 작업 효율이 상당히 저하된다.However, the conventional laser quality inspection apparatus only determines the defective or good state by measuring only the amount of plasma generated, and does not actively reflect this quality state in welding. Therefore, when there is a welding failure determination, the operator performs welding work again after manually modifying welding conditions and the like, and thus the work efficiency is considerably lowered.
본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 용접 품질 검사를 능동적으로 용접 조건에 반영하여 보다 효율적인 용접 작업이 이루어 질 수 있는 레이저 용접용 클램핑 장치 및 이 장치를 이용한 용접방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-described drawbacks, and to provide a welding method using a clamping device for laser welding that can be performed more efficiently by applying the welding quality inspection to the welding conditions actively.
이러한 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치는, 레이저 용접을 위하여 패널을 고정하게 되는 클램핑 장치에 있어서, 몸체부에 상하 가동되도록 구비되어 패널을 고정하게 되는 회전나사와; 상기 회전나사를 회전 구동하기 위한 전동모터와; 상기 몸체부에 고정되며, 패널에 초음파를 발생시킨 후에 반사된 초음파를 검출하여 패널 사이의 갭을 측정하는 초음파센서와; 가스를 분사하되 유량 제어가 가능하도록 유량제어기가 구비된 블로워를 포함하는 것을 특징으로 한다.The clamping device for laser welding of the present invention comprises: a clamping device for fixing a panel for laser welding, the screw being provided to be movable up and down in a body portion to fix the panel; An electric motor for rotationally driving the rotary screw; An ultrasonic sensor which is fixed to the body part and generates ultrasonic waves in the panel and then detects reflected ultrasonic waves to measure a gap between the panels; It characterized in that it comprises a blower having a flow controller to inject a gas, but flow control.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치는, 몸체 부(110)에 상하 가동되도록 구비되어 패널(1)(2)을 고정하게 되는 회전나사(120)와; 상기 회전나사(120)를 회전 구동하기 위한 전동모터(130)와; 상기 몸체부(110)에 고정되며, 패널에 초음파를 발생시킨 후에 반사된 초음파를 검출하여 패널 사이의 갭을 측정하는 초음파센서(140)와; 가스를 분사하되 유량 제어가 가능하도록 유량제어기(151)가 구비된 블로워(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.Referring to Figure 1, the laser welding clamping device according to the present invention, is provided to move up and down on the
회전나사(120)는 몸체부(110)를 연직으로 관통하여 나사 체결되며, 전동모터(130)에 의해 회전 방향에 따라서 몸체부(110)의 상부 또는 하부로 움직인다.The
본 발명에서는 두 패널 사이의 갭을 측정하기 위하여 초음파 탐상검사를 실시한다. 초음파 탐상검사는 초음파를 실험체(즉, 패널)로 보내어 시험체 내에 존재하는 불연속을 검출하는 방법으로서 실험체 내에 불연속부로부터 반사되는 에너지량, 송신된 초음파가 시험체를 투과하여 불연속적 면으로부터 반사되어 되돌아올 때까지의 진행시간, 초음파가 시험체를 투과할 때 감쇠되는 양의 차이 등을 적절한 표준자료와 비교하여 결함의 위치와 크기 등을 측정하게 된다.In the present invention, ultrasonic inspection is performed to measure the gap between the two panels. Ultrasonic flaw detection is a method of detecting the discontinuity present in the test object by sending ultrasonic waves to the test object (ie, the panel). The time and the difference of attenuation when ultrasonic waves penetrate the specimen are compared with the appropriate standard data to determine the location and size of the defect.
다음으로, 도 2는 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치가 적용된 전체 용접 시스템의 구성을 간략히 보여주는 도면으로, 제어기(200)에는 플라즈마 품질검사 장치(210)가 연결되며, 이 플라즈마 품질검사 장치(210)는 용접장치 내부에 설치되어 용접 시에 발생되는 플라즈마 발생량을 검출하여 제어기(200)에 전달한다.Next, FIG. 2 is a view briefly showing the configuration of the entire welding system to which the laser welding clamping device of the present invention is applied. The plasma
또한, 제어기(200)는 전동모터(130)와 유량제어기(151)가 연결된다.In addition, the
따라서, 제어기(200)는 전동모터(130)를 제어함으로써 회전나사(120)의 정회전 또는 역회전 구동을 제어하여 패널을 고정하거나 고정 상태를 해제하게 된다. 다음으로, 제어기(200)는 유량제어기(151)를 제어함으로써 회전 블로워(150)를 통해 배출되는 에어 또는 가스의 량을 조절하여 용접 중에 발생되는 플라즈마를 효과적으로 제거하게 된다.Therefore, the
이와 같이 구성된 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치를 이용하여 패널의 고정 과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the fixing process of the panel by using the clamping device for laser welding of the present invention configured as described above are as follows.
도 3은 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치를 이용한 패널 고정 과정을 보여주는 흐름도이며, 도 4는 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치를 이용한 패널 고정 과정을 보여주는 도면이다. 3 is a flowchart showing a panel fixing process using the laser welding clamping device of the present invention, Figure 4 is a view showing a panel fixing process using the laser welding clamping device of the present invention.
도 3 및 도 4를 참고하면, 제1단계(S10)는 패널을 로딩한 후에 클램핑 장치(100)를 이용하여 패널(1)(2)을 고정하는 과정이다.3 and 4, the first step S10 is a process of fixing the
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 용접 로봇(101)에 설치된 클램핑 장치(100)는 상단에 위치한 상태에서 테이블(102)에는 패널(1)(2)이 안착된 상태이다(S11).As shown in FIG. 3 (a), the
다음으로, 도 3(b)와 같이, 클램핑 장치(100)가 내려와서 클램핑 장치(100)가 패널(1)(2)을 1차 클램핑한다(S12).Next, as shown in (b) of FIG. 3, the
제2단계(S20)는 패널(1)(2) 사이의 갭을 측정하는 과정으로, 이때 초음파 센서가 이용되어 패널(1)(2) 사이의 갭을 측정하게 된다. The second step S20 is a process of measuring the gap between the
제3단계(S30)에서는 측정된 갭(t)을 판단하여 갭을 조정하는 과정이다.In the third step S30, the gap is adjusted by determining the measured gap t.
측정된 갭(t)은 제어기(200)로 전달되며, 제어기(200)에서는 측정된 값(t)이 설정된 범위 내에 있는 지를 판단한다. 이때, 설정 범위는 실험적인 결과를 통하여 얻은 최적 값을 사전에 제어기(200)에 기록하여 기준값으로 사용하게 된다.The measured gap t is transmitted to the
측정된 갭이 설정 범위 이내인 경우에는 다음의 용접 과정으로 진행이 이루어진다(S40).If the measured gap is within the set range, the process proceeds to the next welding process (S40).
반면에, 측정된 갭이 설정 범위를 벗어날 경우에는 갭조정 과정(S31)을 거치게 된다.On the other hand, when the measured gap is out of the setting range, the gap adjustment process (S31) is performed.
갭조정 과정(S31)은 측정된 갭이 설정 범위를 벗어난 정도에 따라서 제어기(200)가 전동모터(130)를 구동하여 회전나사(120)를 정방향 또는 역방향으로 구동함으로써 회전나사(120)의 승강에 의해 패널(1)(2) 사이의 갭을 적절히 조절할 수가 있다.In the gap adjusting process (S31), the
이러한 갭조정 과정(S31)을 통해 두 패널(1)(2) 사이의 갭이 설정 범위 내에 있게 되면, 다음의 용접 과정이 이루어진다(S40).When the gap between the two
도 5는 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치를 이용한 용접 과정을 보여주는 흐름도를 보여주는 도면으로, 이하 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치를 이용한 용접 품질 검사 과정을 살펴보면 다음과 같다.5 is a flowchart illustrating a welding process using the laser welding clamping device of the present invention. Hereinafter, a welding quality inspection process using the laser welding clamping device of the present invention will be described.
제4단계(S50)는 용접과정(S40) 후에 플라즈마 품질검사 장치(210)를 이용하여 플라즈마 발생량을 측정하는 과정으로, 측정된 값은 제어기(200)로 전달된다.The fourth step (S50) is a process of measuring the plasma generation amount by using the plasma
제5단계(S60)는 측정된 플라즈마 발생량을 데이터와 비교하여 용접 품질을 양호 여부를 판단하는 과정이다.The fifth step S60 is a process of determining whether the welding quality is good by comparing the measured plasma generation amount with the data.
제어기(200)는 검출된 값을 설정된 기준값과 비교하여 용접 상태가 불량인지 양호한지를 판단한다.The
용접 상태가 양호한 것으로 판정된 경우에는 용접을 종료하게 된다.If it is determined that the welding state is good, the welding ends.
반면에, 용접 상태가 불량한 것으로 판정된 경우에는, 측정된 값과 기준값의 차에 따라서 블로워에서 분사되는 가스량을 증가시켜서 재용접을 실시하게 된다.On the other hand, when it is determined that the welding state is poor, the welding amount is increased by increasing the amount of gas injected from the blower according to the difference between the measured value and the reference value.
따라서, 본 발명에서는 용접이 불량으로 판단된 경우에, 불량 정도에 따라서 블로워의 유량을 조절하여 재용접을 수행함으로써 보다 효율적인 용접이 이루어질 수 있다.Therefore, in the present invention, when it is determined that the welding is defective, more efficient welding can be made by adjusting the flow rate of the blower according to the defect degree and performing re-welding.
이상과 같은 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치는, 클램핑 몸체부에 패널 사이의 갭을 정밀하게 측정할 수 있는 초음파센서와, 용접 상태에 따라서 능동적으로 유량을 조절하여 플라즈마 제거할 수 있는 블로워를 구비함으로써, 용접 불량을 최소화할 수가 있으며, 용접 품질 검사를 능동적으로 용접 조건에 반영하여 용접이 이루어질 수 있다. 따라서, 이러한 클램핑 장치를 이용한 용접방법을 이용함으로써 효율적이며 제품 생산성을 높일 수 있는 효과가 있는 발명인 것이다.The clamping device for laser welding of the present invention as described above includes an ultrasonic sensor capable of precisely measuring the gap between panels in the clamping body, and a blower capable of actively removing the plasma by actively adjusting the flow rate according to the welding state. As a result, welding defects can be minimized, and welding can be performed by actively applying welding quality inspection to welding conditions. Therefore, by using a welding method using such a clamping device is an invention that is effective and can increase the product productivity.
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KR101524370B1 (en) * | 2013-11-27 | 2015-05-29 | 현대제철 주식회사 | Local welding apparatus and local welding method |
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2006
- 2006-08-28 KR KR1020060081516A patent/KR20080019346A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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