KR20090111180A - 레이저 용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 용접기는, ⅰ)용접 대상물의 용접부로 레이저를 조사하는 옵틱 헤드유닛과, ⅱ)제1 고정 브라켓을 통하여 로봇 아암의 선단에 장착되고, 상기 옵틱 헤드유닛과 연결되게 구성되어 그 옵틱 헤드유닛을 상하 방향으로 승강시키는 승강유닛과, ⅲ)제2 고정 브라켓을 통하여 상기 옵틱 헤드유닛에 장착되고, 상기 제2 고정 브라켓에 상하 및 좌우 방향으로 유격 가능하게 구성되어 상기 승강유닛을 통하여 상기 용접 대상물에 구름 접촉하면서 그 용접 대상물을 가압하는 롤러유닛과, ⅳ)상기 롤러유닛에 대응하여 상기 제2 고정 브라켓에 구성되어 상기 용접 대상물에 대한 상기 롤러유닛의 반발력을 감지하고 그 감지 신호를 제어기로 출력하는 압력 센싱유닛을 포함하여 구성된다.

레이저, 용접기, 가압 롤러, 압력 센싱, 로드 셀, 제어

Description

레이저 용접기 {LASER WELDING SYSTEM}

본 발명의 예시적인 실시예는 레이저 용접기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접 대상물의 위치 및 형상에 따라 용접 대상물에 대한 가압 롤러의 가압력을 제어할 수 있도록 하는 레이저 용접기에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 차체 조립에 사용되는 스폿 용접을 대체하기 위하여 레이저 용접 기술의 발전이 급속히 이루어지고 있다.

이러한 레이저 용접에 있어서, 용접 조건 중 패널 간의 갭 상태는 용접 품질을 결정하는 매우 중요한 요소이다.

즉, 상부 패널의 30%(0.3mm) 이상의 갭은 치명적인 차체 용접 불량을 초래하게 되며, 초기 금형 상태에 있어서의 차체 품질은 양질의 상태에서 5000회 이상 사용시, 금형의 모서리 부분의 마모로 인하여 차체의 굴곡에 좋지 않은 영향을 미친다.

따라서 이 굴곡으로 인하여 레이저 용접에 치명적인 차체 패널의 갭이 생기므로 이를 극복하기 위하여 로봇의 끝단에 레이저 빔이 조사되는 옵틱 헤드와, 용접부에 대한 가압 작용을 같이하도록 가압 롤러를 고정적으로 부착하여 상부에서 패널의 용접부 일측을 누르면서 레이저 용접을 수행한다.

도 4는 종래 기술에 따른 레이저 용접기의 사시도로서, 그 레이저 용접기의 구성은 레이저 발진기(101)로부터 발진된 레이저빔(103)의 스폿 사이즈를 가변 형성하여 용접 대상물인 패널(105)의 용접부에 상기 레이저빔(103)을 조사하는 옵틱 헤드(107)가 구비된다.

그리고 상기 옵틱 헤드(107)와 로봇 아암(109)의 선단 사이에는 가압 롤러(150)가 하향하여 구성된다.

이러한 가압 롤러(150)는 로봇(미도시)의 작동에 따라 용접할 2장의 패널(105)에 대하여 옵틱 헤드(107)와 함께 그 용접부의 일측방을 따라 이동하면서 상기 용접부의 일측을 적정 가압력으로 가압하여 패널(105) 사이가 벌어지는 것을 방지하게 된다.

여기서, 상기 가압 롤러(150)는 옵틱 헤드(107)의 측방 일측에 구성되어 제어 공압에 의해 작동하는 공압 실린더(111)에 의해 상하 작동하게 된다.

즉, 상기 공압 실린더(111)는 옵틱 헤드(107)와 로봇의 아암(109) 선단 사이에서 보조 플레이트(113, 115)를 통해 상호 연결되며, 그 작동로드(117)의 선단에는 용접 대상물인 패널(105)에 대하여 용접부의 일측방을 따라 구름 접촉하면서 이를 가압하도록 가압 롤러(150)가 롤러 브라켓(119)을 통하여 회전 가능하게 장착된다.

그런데 종래 기술에 따른 상기 레이저 용접기에 의하면, 용접 대상물에 대한 가압 롤러(150)의 가압력이 공압 실린더(111)의 작동에 의해 좌우되는 바, 그 공압 실린더(111)에 제공되는 공압은 수동 레귤레이터(미도시)를 통하여 조정 가능하므로, 용접 대상물의 위치 및 형상에 따라 용접부의 용접점 별로 가압 롤러(150)를 통해 서로 다른 가압력을 제공할 수 없게 된다.

따라서 종래 기술에서는 가압 롤러(150)가 공압 실린더(111)를 통해 동일한 가압력으로서 용접 대상물을 가압하기 때문에, 용접 대상물의 위치 및 형상에 따라 패널(105) 간의 갭이 과소한 용접부에서는 아연 증기가 용접 비드를 통해 배출되기 때문에 용접부에 기공이 발생되고, 패널(105) 간의 갭이 과대한 용접부에서는 언더컷이 발생되는 등 용접 대상물에 대한 용접 불량을 야기시킴으로써 양질의 레이저 용접 결과를 얻을 수 없게 되고, 용접 대상물인 패널의 산포에 따른 반발력에 의해 가압 롤러(150)가 파손되거나 용접 대상물이 변형되는 등의 폐단이 발생하게 된다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 종래 기술에서는 가압 롤러(150)의 수직 방향 위치가 로봇에 의해 결정되기 때문에, 용접 대상물에 높이 산포가 발생하게 되면 로봇의 티칭을 수정해야 하는 등 이로 인해 전체 레이저 용접기의 비가동 시간이 증가하게 된다는 문제점도 내포하고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예는 상기에서와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 패널 사이의 갭 과소 또는 과대 등에 의한 용접 불량의 요인을 배제하며, 이로 인한 양질의 레이저 용접 결과를 얻을 수 있도록, 용접 대상물 위치 및 그 형상에 따라 용접 대상물의 용접점 별로 가압 롤러의 가압 위치 및 가압력을 안정적으로 제어할 수 있는 레이저 용접기를 제공한다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 용접기는, ⅰ)용접 대상물의 용접부로 레이저를 조사하는 옵틱 헤드유닛과, ⅱ)제1 고정 브라켓을 통하여 로봇 아암의 선단에 장착되고, 상기 옵틱 헤드유닛과 연결되게 구성되어 그 옵틱 헤드유닛을 상하 방향으로 승강시키는 승강유닛과, ⅲ)제2 고정 브라켓을 통하여 상기 옵틱 헤드유닛에 장착되고, 상기 제2 고정 브라켓에 상하 및 좌우 방향으로 유격 가능하게 구성되어 상기 승강유닛을 통하여 상기 용접 대상물에 구름 접촉하면서 그 용접 대상물을 가압하는 롤러유닛과, ⅳ)상기 롤러유닛에 대응하여 상기 제2 고정 브라켓에 구성되어 상기 용접 대상물에 대한 상기 롤러유닛의 반발력을 감지하고 그 감지 신호를 제어기로 출력하는 압력 센싱유닛을 포함하여 구성된다.

상기 레이저 용접기에 있어서, 상기 롤러유닛은 상기 제2 고정 브라켓 상의 가이더를 통하여 상기 제2 고정 브라켓에 상하 방향으로 이동 가능하게 장착되고, 회전 중심축을 통하여 상기 가이더에 좌우 방향으로 회전 가능하게 설치되는 제3 고정 브라켓과, 상기 제3 고정 브라켓의 하단부에 힌지축을 통하여 회전 가능하게 장착되는 가압 롤러를 포함할 수 있다.

상기 레이저 용접기에 있어서, 상기 압력 센싱유닛은 상기 제3 고정 브라켓의 상단부 양측에 대응하여 상기 제2 고정 브라켓에 각각 고정되게 설치되어 상기 롤러유닛의 반발력을 감지하는 제1 및 제2 감지 센서를 포함할 수 있다.

이 경우 상기 각 감지 센서는 상기 제3 고정 브라켓을 통하여 가해지는 상기 용접 대상물에 대한 상기 가압 롤러의 반발 압력을 감지 신호로 변환하고, 그 감지 신호를 상기 제어기로 출력하는 로드 셀(load cell)로서 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 레이저 용접기에 있어서, 상기 승강유닛은 상기 제1 고정 브라켓에 고정되게 설치되어 상기 제어기의 제어 신호에 따라 회전수 및 회전 방향의 제어가 가능한 서보 모터와, 상기 서보 모터의 구동축에 상하 방향으로 연결되게 설치되는 볼 스크류와, 상기 옵틱 헤드유닛과 연결되게 설치되고, 상기 볼 스크류에 스크류 결합되어 상기 서보 모터의 구동에 따라 상기 제1 고정 브라켓 상의 가이드 레일을 통하여 상하 방향으로 이동되는 이동 블록을 포함할 수 있다.

상기 레이저 용접기에 있어서, 상기 제어기는 상기 압력 센싱유닛으로부터 상기 롤러유닛의 반발력에 상응하는 감지 신호를 제공받아 상기 롤러유닛의 반발력과 기설정된 기준 가압력을 비교하여 상기 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성될 수 있다.

상기 레이저 용접기에 있어서, 상기 옵틱 헤드유닛은 상기 이동 블록에 고정 되게 설치되는 고정 블록과, 상기 고정 블록에 고정되게 장착되는 옵틱 헤드 몸체를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 용접기에 의하면, 용접 대상물의 위치 및 형상에 따라 압력 센싱유닛을 통해 가압 롤러의 가압력을 가변할 수 있으므로, 용접 대상물의 패널 간 적정 갭을 확보할 수 있게 된다.

따라서 본 실시예에서는 용접 대상물에 대한 적정 가압력을 제공할 수 있으므로, 용접 대상물의 용접부에서 패널 사이의 갭 과소 또는 과대 등에 의한 용접 불량의 요인을 배제하며, 이로 인한 양질의 레이저 용접 결과를 얻을 수 있다.

또한 본 실시예에서는 용접 대상물인 패널의 산포에 따른 반발력에 의해 가압 롤러가 파손되거나 용접 대상물이 변형되는 등의 폐단을 방지할 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 압력 센싱유닛을 통하여 가압 롤러의 위치 및 가압력을 제어할 수 있으므로, 로봇의 티칭 수정에 따른 레이저 용접기의 비가동 시간을 단축할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 용접기의 구성을 개략적으 로 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 레이저 용접기(100)는 차체의 파트 부품들(본 실시예에서는 " 2장 이상의 패널"로 정의할 수 있으며, 이하에서는 편의상 "용접 대상물(W)" 이라고 한다)을 용접하여 조립하는 차체 조립 라인에 적용된다.

여기서, 상기 레이저 용접기(100)는 레이저 발진기(10)로부터 발진되는 레이저 빔(B)의 스폿 사이즈를 가변 형성하고, 용접 대상물(W)의 용접부(P)를 따라 롤러를 통하여 그 용접 대상물(W)을 가압한 상태로, 레이저 빔(B)을 용접부(P)로 조사할 수 있는 구조로 이루어진다.

본 실시예서는 용접 대상물(W)의 위치 및 그 형상에 따라 용접부(P)의 용접점 별로 상기 롤러의 가압 위치 및 가압력을 안정적으로 제어할 수 있는 매카니즘을 제공한다.

이를 위해 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 용접기(100)는 기본적으로, 옵틱 헤드유닛(20), 승강유닛(40), 롤러유닛(60) 및 압력 센싱유닛(80)을 포함하여 구성된다.

본 실시예에서, 상기 옵틱 헤드유닛(20)은 언급한 바 있듯이 레이저 발진기(10)로부터 발진되는 레이저 빔(B)을 용접 대상물(W)의 용접부(P)로 조사하기 위한 것이다.

상기 옵틱 헤드유닛(20)은 고정 블록(21)과, 그 고정 블록(21)에 고정되게 설치되는 옵틱 헤드 몸체(25)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 옵틱 헤드 몸체(25)에는 레이저 빔(B)을 조사하는 레이저 조사부(23)를 구비하고 있다.

이러한 옵틱 헤드유닛(20)은 당 업계에서 널리 사용되는 공지 기술의 레이저 용접기용 옵틱 헤드 장치로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에서, 상기 승강유닛(40)은 옵틱 헤드유닛(20)을 상하 방향으로 승하강시키기 위한 것이다.

상기 승강유닛(40)은 제1 고정 브라켓(41)을 통하여 로봇 아암(미도시)의 선단에 장착되고, 옵틱 헤드유닛(20)과 실질적으로 연결되게 구성된다.

이러한 승강유닛(40)은 서보 모터(42), 볼 스크류(44), 및 이동 블록(46)을 포함하여 이루어진다.

상기 서보 모터(42)는 제1 고정 브라켓(41)에 고정되게 설치되는 바, 제어기(90)의 제어 신호에 따라 회전수 및 회전 방향의 제어가 가능한 통상적인 구조의 서보 모터로서 이루어진다.

상기 볼 스크류(44)는 서보 모터(42)의 구동축(미도시)에 연결되게 설치되는 것으로서, 이의 일측 단부가 구동축(미도시)에 연결되고, 다른 일측 단부가 베어링(45)을 통하여 제1 고정 브라켓(41)에 회전 가능하게 지지된다.

그리고 상기 이동 블록(46)은 옵틱 헤드유닛(20)의 고정 블록(21)에 볼트(미도시)를 통하여 고정되게 설치되며, 볼 스크류(44)에 2점 연결 방식으로 스크류 결합된다.

이 경우 상기 이동블록(46)은 제1 고정 브라켓(41)에 볼 스크류(44)와 평행하게 장착된 가이드 레일(47)에 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된다.

본 실시예에서, 상기 롤러유닛(60)은 승강유닛(40)을 통하여 용접 대상물(W)에 구름 접촉하면서 그 용접 대상물(W)을 가압하기 위한 것이다.

상기 롤러유닛(60)은 제2 고정 브라켓(61)을 통하여 옵틱 헤드유닛(20)의 고정 블록(21)에 장착되고, 제2 고정 브라켓(61)에 대하여 상하 및 좌우 방향으로 유격 가능하게 구성된다.

이러한 롤러유닛(60)은 도 2 및 도 3에서와 같이, 제3 고정 브라켓(62)과, 제3 고정 브라켓(62)에 회전 가능하게 장착되는 가압 롤러(67)을 포함하여 이루어진다.

상기 제3 고정 브라켓(62)은 제2 고정 브라켓(61)에 대하여 상하 방향으로 일정 유격 만큼 이동 가능하며, 좌우 방향으로 일정 유격 만큼 회전 가능하게 설치된다.

즉, 상기 제3 고정 브라켓(62)은 제2 고정 브라켓(61) 상의 가이더(64)를 통하여 제2 고정 브라켓(61)에 상하 방향으로 이동 가능하게 장착되고, 회전 중심축(66)을 통하여 가이더(64)에 좌우 방향으로 회전 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 제3 고정 브라켓(62)의 상하 방향 유격 및 좌우 방향 유격은 각각 0.3mm를 만족하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 가압 롤러(67)는 제3 고정 브라켓(62)의 하단부에 힌지축(68)을 통하여 회전 가능하게 장착된다.

본 실시예에서, 상기 압력 센싱유닛(80)은 용접 대상물(W)에 대한 롤러유닛(60)의 반발력을 감지하고 그 감지 신호를 전술한 바 있는 제어기(90)로 출력하기 위한 것이다.

상기 압력 센싱유닛(80)은 롤러유닛(60)에 대응하여 제2 고정 브라켓(61)에 구성된다.

이러한 압력 센싱유닛(80)은 제3 고정 브라켓(62)의 상단부 양측에 대응하여 제2 고정 브라켓(61)에 각각 고정되게 설치되는 제1 감지 센서(81) 및 제2 감지 센서(82)를 포함한다.

여기서, 상기 각 감지 센서(81, 82)는 상하 방향 및 좌우 방향으로 유격 가능한 롤러유닛(60)을 통해 (+)(-) 용접 방향에 따른 가압 롤러(67)의 합성 반발력 즉, 수직 방향으로 작용하는 반발력과 수평 방향으로 작용하는 반발력을 감지한다.

상기 각 감지 센서(81, 82)는 제3 고정 브라켓(62)을 통하여 가해지는 가압 롤러(67)의 반발 압력을 감지 신호로 변환하고, 그 감지 신호를 제어기(90)로 출력할 수 있는 로드 셀(83: load cell)로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 로드 셀(83)은 가압 롤러(67)의 반발 압력을 하중으로 감지할 수 있는 하중 센서로서, 당 업계에서 널리 사용되고 있는 공지 기술의 로드 셀로 이루어지므로 본 명세서에서 그 구성의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편 본 실시예에서, 상기 제어기(90)는 제1 및 제2 감지 센서(81, 82)로부터 가압 롤러(67)의 반발력에 상응하는 감지 신호를 제공받아 그 가압 롤러(67)의 반발력과 기설정된 기준 가압력을 비교하여 서보 모터(42)의 구동을 제어하도록 구 성된다.

이하, 상기에서와 같이 구성되는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 용접기(100)의 작동을 설명하기로 한다.

우선, 용접 대상물(W)의 용접부(P)에 대한 용접 작업이 시작되면, 용접 로봇은 로봇 컨트롤러(미도시)로부터 제어 신호를 인가받아 옵틱 헤드유닛(20)을 용접 대상물(W)의 용접부(P) 측으로 이동시킨다.

이어서, 상기한 과정을 통해 용접 대상물(W)의 용접부(P)에 대응하여 옵틱 헤드유닛(20)을 배치하면, 제어기(90)는 용접 대상물(W)에 대한 롤러유닛(60)의 기준 가압력에 상응하는 제어 신호를 승강유닛(40)의 서보 모터(42)로 인가한다.

그러면, 서보 모터(42)가 구동하게 되고, 이에 따라 볼 스크류(44)가 일측 방향으로 회전하게 되며, 이동 블록(46)은 가이드 레일(47)을 따라 하측 방향으로 이동하게 된다.

따라서 상기 이동 블록(46)이 옵틱 헤드유닛(20)의 고정 블록(21)에 고정되게 설치되고, 그 고정 블록(21)에 롤러유닛(60)이 장착되어 있기 때문에, 상기 옵틱 헤드유닛(20)이 하측 방향으로 이동함으로 그 롤러유닛(60)의 가압 롤러(67)는 용접 대상물(W)을 기설정된 기준 가압력으로서 가압하게 된다.

다음, 용접 로봇(미도시)은 로봇 컨트롤러(미도시)로부터 제어 신호를 인가받아 옵틱 헤드유닛(20)을 용접 대상물(W)의 용접부(P) 방향을 따라 이동시키게 된다.

이와 동시에, 상기 옵틱 헤드유닛(20)은 로봇 컨트롤러(미도시)로부터 제어 신호를 인가받아 레이저 빔(B)을 용접 대상물(W)의 용접부(P)로 조사하면서 그 용접부(P)에 대한 레이저 용접을 실시하게 된다.

이 과정에서, 상기 가압 롤러(67)는 용접 대상물(W)을 가압한 상태로 옵틱 헤드유닛(20)과 함께 용접부(P)의 일측 방향을 따라 회전하면서 용접 대상물(W)의 용접부(P) 일측을 적정 가압력으로 가압함으로써 그 용접 대상물(W)의 패널들 사이가 벌어지는 것을 방지하게 된다.

한편 상기에서와 같이 옵틱 헤드유닛(20)을 통해 레이저 용접 작업을 수행하는 과정에서, 본 실시예에서는 용접 대상물(W)의 위치 및 형상에 따라 용접부(P)의 용접점 별로 가압 롤러(67)의 가압 위치 및 가압력을 안정적으로 제어할 수 있게 된다.

이러한 작용을 더욱 구체적으로 설명하면, 용접 대상물(W)의 용접부(P)에 대하여 옵틱 헤드유닛(20)이 (+)(-)용접 방향을 따라 용접 작업을 수행하는 경우, 용접 대상물(W)의 위치 및 형상에 따라 롤러유닛(60)에는 합성 반발력 즉, 수직 방향의 반발력과 수평 방향의 반발력이 작용하게 된다.

예컨대, 상기 옵틱 헤드유닛(20)이 (+)용접 방향으로 용접 작업을 수행하는 경우, 상기한 합성 반발력이 가압 롤러(67)로 작용하게 되면, 롤러유닛(60)의 제3 고정 브라켓(62)이 제2 고정 브라켓(61)에 대하여 상하 및 좌우 방향으로 유격 가능하게 설치되어 있기 때문에, 그 합성 반발력은 제3 브라켓(62)을 통하여 압력 센싱유닛(80)의 제1 감지 센서(81)로 작용하게 된다.

반대로, 옵틱 헤드유닛(20)이 (-)용접 방향으로 용접 작업을 수행하는 경우, 상기한 합성 반발력이 가압 롤러(67)로 작용하게 되면, 그 합성 반발력은 제3 브라켓(62)을 통하여 압력 센싱유닛(80)의 제2 감지 센서(82)로 작용하게 된다.

이에 따라, 상기 각 감지 센서(81, 82)는 제3 고정 브라켓(62)을 통하여 가해지는 가압 롤러(67)의 반발력을 감지 신호로 변환하고, 그 감지 신호를 제어기(90)로 출력하게 된다.

그러면, 제어기(90)는 제1 및 제2 감지 센서(81, 82)로부터 가압 롤러(67)의 반발력에 상응하는 감지 신호를 제공받아 그 가압 롤러(67)의 반발력과 기설정된 기준 가압력을 비교하여 서보 모터(42)의 구동을 제어하게 된다.

즉, 상기 제어기(90)는 가압 롤러(67)의 반발력에 따라 서보 모터(42)로 제어 신호를 인가하여 그 서보 모터(42)의 구동으로서 옵틱 헤드유닛(20)을 상하 방향으로 이동시켜 가압 롤러(67)의 위치 및 가압력을 조절하게 된다.

따라서 본 실시예에서는 압력 센싱유닛(80)을 통해 용접 대상물(W)의 위치 및 형상에 따라 가압 롤러(67)의 가압력을 제어함으로써, 용접 대상물(W)의 패널 간 적정 갭을 확보할 수 있게 된다.

이로써 본 실시예에서는 용접 대상물(W)에 대한 적정 가압력을 제공할 수 있으므로, 용접 대상물(W)의 용접부(P)에서 패널 사이의 갭 과소 또는 과대 등에 의한 용접 불량의 요인을 배제하며, 이로 인한 양질의 레이저 용접 결과를 얻을 수 있게 된다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 용접기의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 레이저 용접기에 적용되는 롤러유닛 및 압력 센싱유닛 부위를 도시한 단면 구성도이다.

도 3은 도 2의 정면 구성도이다.

도 4는 종래 기술에 따른 레이저 용접기의 구성을 도시한 사시도이다.

Claims (7)

1. 용접 대상물의 용접부로 레이저를 조사하는 옵틱 헤드유닛;

   제1 고정 브라켓을 통하여 로봇 아암의 선단에 장착되고, 상기 옵틱 헤드유닛과 연결되게 구성되어 그 옵틱 헤드유닛을 상하 방향으로 승강시키는 승강유닛;

   제2 고정 브라켓을 통하여 상기 옵틱 헤드유닛에 장착되고, 상기 제2 고정 브라켓에 상하 및 좌우 방향으로 유격 가능하게 구성되어 상기 승강유닛을 통하여 상기 용접 대상물에 구름 접촉하면서 그 용접 대상물을 가압하는 롤러유닛; 및

   상기 롤러유닛에 대응하여 상기 제2 고정 브라켓에 구성되어 상기 용접 대상물에 대한 상기 롤러유닛의 반발력을 감지하고 그 감지 신호를 제어기로 출력하는 압력 센싱유닛

   을 포함하여 이루어지는 레이저 용접기.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 롤러유닛은,

   상기 제2 고정 브라켓 상의 가이더를 통하여 상기 제2 고정 브라켓에 상하 방향으로 이동 가능하게 장착되고, 회전 중심축을 통하여 상기 가이더에 좌우 방향으로 회전 가능하게 설치되는 제3 고정 브라켓과,

   상기 제3 고정 브라켓의 하단부에 힌지축을 통하여 회전 가능하게 장착되는 가압 롤러를 포함하는 레이저 용접기.
3. 제2 항에 있어서,

   상기 압력 센싱유닛은,

   상기 제3 고정 브라켓의 상단부 양측에 대응하여 상기 제2 고정 브라켓에 각각 고정되게 설치되어 상기 롤러유닛의 반발력을 감지하는 제1 및 제2 감지 센서를 포함하는 레이저 용접기.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 각 감지 센서는,

   상기 제3 고정 브라켓을 통하여 가해지는 상기 용접 대상물에 대한 상기 가압 롤러의 반발 압력을 감지 신호로 변환하고, 그 감지 신호를 상기 제어기로 출력하는 로드 셀(load cell)로 이루어지는 레이저 용접기.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 승강유닛은,

   상기 제1 고정 브라켓에 고정되게 설치되어 상기 제어기의 제어 신호에 따라 회전수 및 회전 방향의 제어가 가능한 서보 모터와,

   상기 서보 모터의 구동축에 상하 방향으로 연결되게 설치되는 볼 스크류와,

   상기 옵틱 헤드유닛과 연결되게 설치되고, 상기 볼 스크류에 스크류 결합되어 상기 서보 모터의 구동에 따라 상기 제1 고정 브라켓 상의 가이드 레일을 통하 여 상하 방향으로 이동되는 이동 블록

   을 포함하는 레이저 용접기.
6. 제5 항에 있어서,

   상기 제어기는,

   상기 압력 센싱유닛으로부터 상기 롤러유닛의 반발력에 상응하는 감지 신호를 제공받아 상기 롤러유닛의 반발력과 기설정된 기준 가압력을 비교하여 상기 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성되는 레이저 용접기.
7. 제5 항에 있어서,

   상기 옵틱 헤드유닛은,

   상기 이동 블록에 고정되게 설치되는 고정 블록과, 상기 고정 블록에 고정되게 장착되는 옵틱 헤드 몸체를 포함하는 레이저 용접기.

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