KR20090034566A

KR20090034566A - 레이저 용접용 틸팅 지그 장치

Info

Publication number: KR20090034566A
Application number: KR1020070099868A
Authority: KR
Inventors: 이문용; 송문종
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2007-10-04
Publication date: 2009-04-08
Also published as: KR100932671B1

Abstract

본 발명은 피용접물을 틸팅 가능하게 규제하여 원거리 레이저 용접 시스템의 레이저빔을 이용한 레이저 용접 시, 레이저빔의 조사각도가 제한되는 상기 피용접물의 측단 용접부에 대한 레이저 용접을 가능하게 하며, 보호 글라스를 통하여 레이저빔으로부터 작업자의 안전을 보장할 수 있도록 하는 레이저 용접용 틸팅 지그 장치를 제공한다.

레이저 용접, 틸팅 지그, 보호 글라스, 지그 플레이트

Description

레이저 용접용 틸팅 지그 장치{A TILTING JIG DEVICE FOR A LASER WELDING}

본 발명은 레이저 용접용 틸팅 지그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피용접물을 틸팅 가능하게 규제하여 원거리 레이저 용접 시스템의 레이저빔을 이용한 레이저 용접 시, 레이저빔의 조사각도가 제한되는 상기 피용접물의 측단 용접부에 대한 레이저 용접을 가능하게 하며, 보호 글라스를 통하여 레이저빔으로부터 작업자의 안전을 보장할 수 있도록 하는 레이저 용접용 틸팅 지그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 지그 장치는 소재의 절삭, 판금, 용접 등의 가공 작업시에 소재물이 움직이지 않도록 고정시켜주기 위한 장치로서, 각 가공 작업마다 그 구조 또한 상이하다.

이러한 지그 장치 중, 레이저 용접을 위하여 피용접물 등을 규제하기 위한 클램핑 지그 장치의 일예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이, 피용접물(101)을 상하로 클램핑 하는 클램퍼(103)와 로케이터(105) 및 이 클램퍼(103)를 작동시키기 위한 실린더(107)를 포함하여 이루어진다.

상기 피용접물(101)이 안착되는 로케이터(105)는 용접 가공시 피용접물(101) 을 지지하는 부재로서 가공이 이루어지는 현장의 베이스 플레이트 등에 고정 설치된다.

상기 클램퍼(103)는 그 일측이 상기 로케이터(105)에 힌지(111)로 결합되어 이 힌지(111) 체결부를 중심으로 힌지 운동하며, 일단은 실린더(107)의 피스톤 로드(109)와 힌지(113)로 연결되어 피스톤 로드(109)에 의해 타단이 승하강 작동하도록 이루어진다.

즉, 상기 클램퍼(103)를 작동시키는 피스톤 로드(109)는 상기 로케이터(105)의 일측부에 힌지(115)로 장착된 실린더(107)내에 삽입 장착되어 공압 등에 의하여 상하 작동이 이루어진다.

따라서 상기한 바와 같은 클램핑 지그 장치는 실린더(107)에 작동압이 작용하면 피스톤 로드(109)가 일정 스트로크만큼 상승하면서 클램퍼(103)를 힌지 운동시키고, 이에 따라 클램퍼(103)의 각 클램퍼 아암(121)이 로케이터(105)의 로케이트 아암(119)에 소정의 간격을 두고 근접하게 되며, 양자 사이에 위치한 두 장의 피용접물(101)은 각각 로케이터 아암(119)과 클램핑 아암(121) 사이에서 고정된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 레이저 용접용 클램핑 지그 장치는 원거리 레이저 용접 시스템의 레이저빔을 이용한 레이저 용접 시, 레이저빔의 조사각도에 제한이 있어 상기 피용접물의 측단 용접부에 대해서는 레이저 용접이 불가능한 문제점이 있으며, 더욱이 원거리 레이저 용접 시스템을 이용한 레이저 용접 시에 발생되는 흄(HUM)이나 발광인자에 작업자가 직접적으로 노출되는 등의 문제점이 있는 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 피용접물을 틸팅 가능하게 규제하여 원거리 레이저 용접 시스템의 레이저빔을 이용한 레이저 용접 시, 레이저빔의 조사각도가 제한되는 상기 피용접물의 측단 용접부에 대한 레이저 용접을 가능하게 하며, 보호 글라스를 통하여 레이저빔의 흄이나 발광인자로부터 작업자의 안전을 보장할 수 있도록 하는 레이저 용접용 틸팅 지그 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 용접용 틸팅지그 장치는 사각빔 형상으로 형성되어 상호 일정간격 이격되어 배치되며, 상호 중앙에서 회전봉으로 연결되는 전,후측 지그 프레임; 상기 전측 지그 프레임의 외측에서 그 회전봉과 회전축을 통하여 연결되어 상기 전,후측 지그 프레임을 회전 구동시키는 회전수단; 상기 회전수단과 상기 전,후측 지그 프레임을 연결하는 회전봉의 일측을 각각 바닥면에 대하여 지지하여 모터구동에 의해 상기 전,후측 지그 프레임을 동시에 승하강 작동시키는 양측 승하강 수단; 상기 회전봉을 기준으로 전,후측 지그 프레임 사이의 양측에 각각 회전 가능하게 설치되며, 단면상에는 다수개의 클램핑 수단을 구비하는 양측 지그 플레이트; 상기 양측 지그 플레이트의 각 중앙에 대응하여 상기 전측 지그 프레임의 양측에 각각 장착되어 각 지그 플레이트를 일정각 틸팅 및 180°회전 작동시키는 틸팅수단; 상기 회전봉을 기준으로 상기 전,후측 지그 프레임의 일측 상부와 타측 하부에 각각 장착되는 보호 글라스를 포함한다.

상기 전,후측 지그 프레임은 그 중앙이 상기 회전봉의 양단에 각각 끼워진 상태로, 고정핀을 통하여 회전방향으로 고정되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 회전수단은 상기 전측 승하강 수단의 상부에 고정 장착되며, 회전축은 상기 회전봉과 일체로 연결되는 회전모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 전,후측 승하강 수단은 각 지그 프레임의 중앙 외측 하부에 대응하여 바닥면에 고정되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 상단에 설치되며, 그 회전축은 스크루 바로 구성되는 구동모터; 하부 내측에 상기 스프루 바가 체결되는 스크루 홀이 형성되어 상기 회전수단과 상기 회전봉의 후단을 각각 고정 및 지지하는 스크루 블록으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 양측 지그 플레이트는 사각판재로 형성되며, 양측부 중앙이 중심축을 통하여 좌,우측 지그 프레임에 각각 회전 가능하게 설치되며, 상기 틸팅수단은 상기 전측 지그 프레임의 양측 측면부에 장착되며, 그 회전축은 지그 플레이트의 중 심축과 일체로 연결되는 틸팅모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 클램핑 수단은 상기 각 지그 플레이트 상에 고정 설치되는 로케이터와, 상기 로케이터의 일측에 힌지 결합되는 클램핑 실린더, 및 일측이 상기 로케이터의 타측에 힌지 결합되고 후단이 상기 클램핑 실린더의 작동로드 선단에 힌지 연결되는 클램퍼로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 레이저 용접용 틸팅지그 장치에 의하면, 피용접물을 틸팅 가능하도록 규제하여 원거리 레이저 용접 시스템의 레이저빔을 이용한 레이저 용접 시, 레이저빔의 조사각도가 제한되는 상기 피용접물의 측단 용접부에 대해서도 레이저 용접을 가능하게 하며, 보호 글라스를 적용하여 레이저 용접시 발생되는 레이저빔의 흄이나 발광인자로부터 작업자의 안전하게 보호하는 등의 효과가 있다.

또한, 본 발명의 레이저 용접용 틸팅지그 장치는 양측에 각각 틸팅모터에 의해 회전하는 지그 플레이트를 구성하여 하나의 피용접물에 대한 레이저 용접작업 진행 중에 다른 피용접물을 미리 셋팅할 수 있어 전체적인 작업 사이클 타임을 줄이는 등의 효과도 있다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 틸팅지그 장치의 사시도이 다.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 용접용 틸팅지그 장치의 구성은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 사각빔 형상으로 형성되어 상호 일정간격 이격되어 전,후측 지그 프레임(1,3)이 배치되며, 상기 전,후측 지그 프레임(1,3)은 상호 중앙에서 회전봉(5)으로 연결된다.

즉, 상기 전,후측 지그 프레임(1,3)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 그 중앙이 상기 회전봉(5)의 양단에 각각 끼워진 상태로, 고정핀(P)을 통하여 회전방향으로 고정되도록 설치된다.

그리고 상기 전,후측 지그 프레임(1)은 회전수단에 의해 회전 구동하도록 구성되는데, 상기 회전수단은 상기 전측 승하강 수단에 장착되는 회전모터(19)로 이루어진다.

여기서, 상기 회전모터(19)는 그 회전축(21)이 상기 회전봉(5)의 전단에 일체로 연결되며, 그 회전방향 및 회전수 제어가 가능한 서보모터로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 전,후측 지그 프레임(1,3)은 전,후측 승하강 수단에 의해 바닥면에 대하여 지지되는데, 상기 전,후측 승하강 수단은 상기 전,후측 지그 프레임(1,3)의 각 중앙 외측 하부와 바닥면 사이에 각각 설치되어 모터구동에 의해 상기 전,후측 지그 프레임(1,3)을 동시에 승하강 작동시키도록 구성된다.

즉, 상기 각 승하강 수단의 구체적인 구성은 각 지그 프레임(1,3)의 중앙 외측 하부에 대응하여 바닥면에 베이스 프레임(7)이 고정 장착되고, 상기 각 베이스 프레임(7)의 상단에는 그 회전축을 스크루 바(9)로 구성하는 구동모터(11)가 상향하여 설치된다.

또한, 상기 전측 지그 프레임(1) 측의 상기 회전모터(19)의 하부와 상기 후측 지그 프레임(3) 측의 회전봉 후단은 각각 전,후측 승하강 수단의 각 스크루 블록(13)이 고정 설치되는데, 상기 스크루 블록(13)은 하부 내측에 스크루 홀(15)이 형성되어 상기 스프루 바(9)가 체결된다.

이때, 상기 구동모터(11)는 그 회전방향 및 회전수 제어가 가능한 서보모터로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 상기한 회전모터(19)는 상기 전측 승하강 수단의 스크루 블록(13) 상면에 고정 장착되는 것이다.

또한, 상기 회전봉(5)을 기준으로 전,후측 지그 프레임(1,3) 사이의 양측에는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 좌,우측 지그 플레이트(23,25)가 각각 회전 가능하게 설치되는데, 상기 양측 지그 플레이트(23,25)는 사각판재로 형성되며, 양측부 중앙이 중심축(S)을 통하여 상기 좌,우측 지그 프레임(1,3)에 각각 회전 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 각 지그 플레이트(23,25)의 단면상에는 4개의 클램핑 수단(C)을 구비하는데, 상기 클램핑 수단(C)은 상기 각 지그 플레이트(23,25) 상에 고정 설치되는 로케이터(31)와, 상기 로케이터(31)의 일측에 힌지 결합되는 클램핑 실린더(33), 및 일측이 상기 로케이터(31)의 타측에 힌지 결합되고 후단이 상기 클램핑 실린더(33)의 작동로드 선단에 힌지 연결되는 클램퍼(35)로 이루어진다.

그리고 상기 좌,우측 지그 플레이트(23,25)의 각 중앙에 대응하여 상기 전측 지그 프레임(1)의 양측에는 각 지그 플레이트(23,25)를 일정각 틸팅 및 180°회전 작동시키는 틸팅수단이 각각 장착되는데, 상기 틸팅수단은 상기 전측 지그 프레임(1)의 좌우 측면부에 장착되며, 그 회전축은 지그 플레이트(23,25)의 중심축(S)과 일체로 연결되는 틸팅모터(27,29)로 이루어진다.

여기서, 상기 틸팅모터(27,29)는 그 회전방향 및 회전수 제어가 가능한 서보모터로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 상기 회전봉(5)을 기준으로 상기 전,후측 지그 프레임(1,3)의 일측 상부와 타측 하부에는 각각 보호 글라스(37)가 장착된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 레이저 용접용 틸팅지그 장치의 작동을 도 4를 통하여 구체적으로 설명한다.

먼저, 도 4A에서와 같이, 전,후측 승하강 수단의 각 구동모터(19)를 정방향 회전 제어하여 좌,우측 지그 플레이트(23,25)를 하강시킨 상태로, 상기 좌,우측 지그 플레이트(23,25) 상의 각 클램핑 수단(C)에는 원거리 레이저 용접 시스템을 이용하여 용접 작업할 피용접물(40,50)을 각각 로딩하여 클램핑한다.

이와 같이, 피용접물(40,50)을 각 지그 플레이트(23,25) 상에 로딩하여 규제한 상태로, 도 4B에서와 같이, 다시 상기 구동모터(19)를 역방향 회전 제어하여 좌,우측 지그 플레이트(23,25)를 상승시킨 후, 도면에서 우측의 피용접물(50)에 대해서는 상기 원거리 레이저 용접 시스템의 레이저빔(LB)을 이용하여 용접작업을 진행하고, 좌측의 피용접물(40)은 좌측의 틸팅모터(27)를 180°회전 제어하여 보호 글라스(37)가 위치된 하부로 돌려서 배치하게 된다.

이때, 상기 보호 글라스(37)는 레이저 용접시 발생되는 레이저빔(LB)의 흄이나 발광인자로부터 작업자를 안전하게 보호하게 된다.

이러한 상태에서, 도 4C에서와 같이, 우측 피용접물(50)의 측단 용접부(WP)를 용접할 경우에는 우측 틸팅모터(29)를 일정각 회전 제어하여 우측 피용접물(50)의 측단 용접부(WP)의 위치를 레이저빔(LB)의 조사각도 범위내로 위치시켜 용접작업이 가능하도록 한다.

이와 같이, 우측 피용접물(50)에 대한 레이저 용접이 완료되면, 도 4D에서와 같이, 회전모터(19)를 180°회전 제어하여 좌,우측 피용접물(40,50)의 위치를 바꾸어서 상기한 바와 같은 레이저 용접작업을 진행하게 된다.

이때, 상기 좌측 지그 플레이트 위치(P1)에서는 우측 지그 플레이트 위치(P2)에서 피용접물의 용접작업이 진행되는 동안, 용접이 완료되어 피용접물(50)은 개별로 취출하고, 다음 용접작업을 진행할 새로운 피용접물을 로딩하는 작업을 진행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 틸팅 지그 장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 3은 도 1의 B-B 선에 따른 단면도이다.

도 4A 내지 도 4D는 본 발명의 실시예에 따른 틸팅 지그 장치의 단계별 사용 상태도이다.

도 5는 종래 기술에 따른 레이저 용접용 클램핑 지그장치의 사시도이다.

Claims

레이저 용접용 지그 장치에 있어서,

사각빔 형상으로 형성되어 상호 일정간격 이격되어 배치되며, 상호 중앙에서 회전봉으로 연결되는 전,후측 지그 프레임;

상기 전측 지그 프레임의 외측에서 그 회전봉과 회전축을 통하여 연결되어 상기 전,후측 지그 프레임을 회전 구동시키는 회전수단;

상기 회전수단과 상기 전,후측 지그 프레임을 연결하는 회전봉의 일측을 각각 바닥면에 대하여 지지하여 모터구동에 의해 상기 전,후측 지그 프레임을 동시에 승하강 작동시키는 양측 승하강 수단;

상기 회전봉을 기준으로 전,후측 지그 프레임 사이의 양측에 각각 회전 가능하게 설치되며, 단면상에는 다수개의 클램핑 수단을 구비하는 양측 지그 플레이트;

상기 양측 지그 플레이트의 각 중앙에 대응하여 상기 전측 지그 프레임의 양측에 각각 장착되어 각 지그 플레이트를 일정각 틸팅 및 180°회전 작동시키는 틸팅수단;

상기 회전봉을 기준으로 상기 전,후측 지그 프레임의 일측 상부와 타측 하부에 각각 장착되는 보호 글라스를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅 지그 장치.
제1항에 있어서,

상기 전,후측 지그 프레임은

그 중앙이 상기 회전봉의 양단에 각각 끼워진 상태로, 고정핀을 통하여 회전방향으로 고정되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
제1항에 있어서,

상기 회전수단은

상기 전측 승하강 수단의 상부에 고정 장착되며, 회전축은 상기 회전봉과 일체로 연결되는 회전모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
제3항에 있어서,

상기 회전모터는

그 회전방향 및 회전수 제어가 가능한 서보모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
제1항에 있어서,

상기 전,후측 승하강 수단은

각 지그 프레임의 중앙 외측 하부에 대응하여 바닥면에 고정되는 베이스 프레임;

상기 베이스 프레임의 상단에 설치되며, 그 회전축은 스크루 바로 구성되는 구동모터;

하부 내측에 상기 스프루 바가 체결되는 스크루 홀이 형성되어 상기 회전수단과 상기 회전봉의 후단을 각각 고정 및 지지하는 스크루 블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
제5항에 있어서,

상기 구동모터는

그 회전방향 및 회전수 제어가 가능한 서보모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
제1항에 있어서,

상기 양측 지그 플레이트는

사각판재로 형성되며, 양측부 중앙이 중심축을 통하여 좌,우측 지그 프레임에 각각 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
제1항에 있어서,

상기 클램핑 수단은

상기 각 지그 플레이트 상에 고정 설치되는 로케이터와, 상기 로케이터의 일측에 힌지 결합되는 클램핑 실린더, 및 일측이 상기 로케이터의 타측에 힌지 결합 되고 후단이 상기 클램핑 실린더의 작동로드 선단에 힌지 연결되는 클램퍼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
제1항에 있어서,

상기 틸팅수단은

상기 전측 지그 프레임의 양측 측면부에 장착되며, 그 회전축은 지그 플레이트의 중심축과 일체로 연결되는 틸팅모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
제9항에 있어서,

상기 틸팅모터는

그 회전방향 및 회전수 제어가 가능한 서보모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
레이저 용접용 지그 장치에 있어서,

사각빔 형상으로 형성되어 상호 일정간격 이격되어 배치되며, 상호 중앙에서 회전봉의 양단에 고정핀을 통하여 회전방향으로 고정 연결되는 전,후측 지그 프레임;

상기 전,후측 지그 프레임을 연결하는 회전축의 전단에 회전축이 일체로 연결되어 상기 전,후측 지그 프레임을 회전 구동시키는 회전모터;

상기 전,후측 지그 프레임의 중앙 외측 하부에 대응하여 바닥면에는 회전축을 스크루 바로 형성하는 구동모터가 베이스 프레임을 통하여 설치되고, 상기 회전모터의 하부 및 상기 회전봉의 후단에는 상기 스크루 바가 체결되는 스크루 블록을 고정 및 회전 지지하도록 각각 설치하여 상기 전,후측 지그 프레임을 동시에 승하강 작동시키는 양측 승하강 수단;

상기 회전봉을 기준으로 전,후측 지그 프레임 사이의 양측에 각각 양측부 중앙이 중심축을 통하여 회전 가능하게 설치되며, 단면상에는 다수개의 클램핑 수단을 구비하는 사각의 양측 지그 플레이트;

상기 양측 지그 플레이트의 각 중앙에 대응하여 상기 전측 지그 프레임의 양측에 각각 장착되며, 그 회전축은 각 지그 플레이트의 중심축에 일체로 연결되어 각 지그 플레이트를 일정각 틸팅 및 180°회전 작동시키는 틸팅모터;

상기 회전봉을 기준으로 상기 전,후측 지그 프레임의 일측 상부와 타측 하부에 각각 장착되는 보호 글라스를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅 지그 장치.
제11항에 있어서,

상기 구동모터는

그 회전방향 및 회전수 제어가 가능한 서보모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
제11항에 있어서,

상기 회전모터는

그 회전방향 및 회전수 제어가 가능한 서보모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
제11항에 있어서,

상기 클램핑 수단은

상기 각 지그 플레이트 상에 고정 설치되는 로케이터와, 상기 로케이터의 일측에 힌지 결합되는 클램핑 실린더, 및 일측이 상기 로케이터의 타측에 힌지 결합되고 후단이 상기 클램핑 실린더의 작동로드 선단에 힌지 연결되는 클램퍼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.
제11항에 있어서,

상기 틸팅모터는

그 회전방향 및 회전수 제어가 가능한 서보모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 틸팅지그 장치.