KR20120075020A

KR20120075020A - 롤 레이저 용접장치

Info

Publication number: KR20120075020A
Application number: KR1020100137038A
Authority: KR
Inventors: 이문용; 정명섭
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-06
Also published as: KR101259357B1

Abstract

롤 레이저 용접장치가 개시된다. 본 실시예에 따른 롤 레이저 용접장치는 베이스 상에 설치되는 용접기 프레임과, 상기 용접기 프레임의 상판 하면에 설치되어 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저빔을 롤 포밍 성형되는 성형빔의 용접부에 조사하여 레이저 용접을 진행하는 레이저 용접기를 포함하는 롤 레이저 용접장치에 있어서, 상기 용접기 프레임의 상판 하면의 공정 폭방향 양측에 각 연결단을 통하여 양 단부가 설치되며, 단면상에는 공정 폭방향을 따라 안내 슬롯이 형성되는 안내 플레이트; 상기 레이저 용접기의 상단에 일체로 형성되어 상기 안내 슬롯에 끼워진 상태로 상기 안내 슬롯을 따라 안내되는 안내단; 상기 안내단의 상단에 일체로 고정되는 스크루 하우징; 상기 용접기 프레임의 일 측방에 설치되는 조정모터; 및 상기 조정모터의 회전축에 일체로 연결되어 상기 스크루 하우징에 치합되는 스크루 로드를 포함한다.

Description

롤 레이저 용접장치{ROLL LASER WELDING DEVICE}

본 발명은 롤 레이저 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 롤 포밍 성형빔의 사양별 용접위치 조정이 가능하도록 하는 롤 레이저 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 롤 포밍 공법은 코일을 풀어 상부 롤과 하부 롤을 한 쌍으로 구성하는 롤 포머가 다단으로 일렬 배치되는 롤 포머유닛을 거치도록 하여 다양한 형상으로 절곡하여 성형빔을 생산하는 것으로, 특히 차량용 범퍼빔과 같이 다양한 형상으로 절곡 성형된 직선타입의 빔류를 제조하게 된다.

도 1은 롤 포밍 공법을 이루기 위한 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정 개념도로써, 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 공정은 먼저, 공급되는 코일(10)을 풀어주는 언코일러(1)가 공정라인 전방에 구성되어 언코일 단계(S1)를 이루고, 상기 언코일러(1)로부터 풀려 나온 코일(10)을 평판의 패널(20)로 펴주는 스트레이트너(2)가 그 후방에 구비되어 스트레이트닝 단계(S2)를 이룬다.

그리고 상기 스트레이트너(2)의 후방에는 스트레이트너(2)로부터 공급된 패널(20)에, 성형된 빔류의 조립을 위한 여러 용도의 구멍을 성형하는 브레이크 프레스(3)가 구비되어 피어싱 단계(S3)를 진행한다.

또한, 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1~R10; 일부 미도시)들로 구성되는 롤 포밍유닛(4)은 상기 브레이크 프레스(3)의 후방에 배치되어 상기 언코일러(1), 스트레이트너(2), 및 브레이크 프레스(3)를 거쳐 공급되는 패널(20)을 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 성형빔(30)의 형상으로 롤 포밍 성형하는 롤 포밍 단계(S4)를 진행하게 된다.

그리고 상기 롤 포밍유닛(4)의 후방에는, 성형빔(30)이 폐단면 형상을 갖는 경우, 그 양단을 용접하기 위한 롤 레이저 용접장치(5)가 구비되어 용접 단계(S5)를 진행한다.

상기 롤 레이저 용접장치(5)의 후방에는 성형빔(30)이 일정 곡률을 갖도록 곡률 성형을 위한 라운드 벤더(6)가 구비되어 성형하고자하는 곡률의 반경을 따라 상기 성형빔(30)을 통과시킴으로써 일정 곡률의 곡선빔(40)을 제조하는 벤딩 단계(S6)를 이루게 된다.

또한, 상기 라운드 벤더(6)의 후방에는 상기 곡선빔(40)을 일정규격으로 절단하는 컷팅 프레스(7)가 구성되어 제품화하기 위한 성형품의 규격대로 곡선빔(40)을 절단하는 컷팅 단계(S7)를 이룬다.

이러한 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정에서, 상기 용접 단계(S5)에서는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 레이저 스캐너 등의 롤 레이저 용접장치(5)가 구비되어 레이저 발진기(51)로부터 출력되는 레이저빔을 상기 성형빔(30) 상의 용접위치에 조사하여 용접작업을 진행한다.

한편, 상기한 성형빔(30)이 폐단면 형상으로 구성되는 경우, 그 양단을 용접하기 위한 롤 레이저 용접장치(5)는 상기 롤 포밍유닛(4)의 공정방향 전후방측 베이스(9) 상에 일정 간격을 두고 전,후방 가이드 롤러유닛(53,55)을 설치하여 성형빔(30)의 이동을 안내한다.

여기서, 상기한 종래의 가이드 롤러유닛(53,55)은 프레임(F) 상에 회전 가능하게 설치되는 상부 및 하부 가이드 롤러(R1)(R2)가 성형빔(30)의 용접부(W) 상면과 하면을 구름 지지하도록 구성된다.

그러나 상기한 종래의 롤 레이저 용접장치는, 도 2에서와 같이, 용접기 프레임(5a)의 상판(5b) 하면에 레이저 용접기(5c)가 일체로 고정되어 롤 포밍되는 성형빔(30)의 사양별 용접위치가 다른 경우, 상기 용접기 프레임(5a)으로부터 레이저 용접기(5c)의 위치를 조정하기 위한 별도의 조정작업이 필요하며, 이에 따른 공정의 정지 등 생산성 저하의 원인이 되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 롤 포밍 성형되는 성형빔의 사양별로 용접위치가 다른 경우, 조정모터의 작동으로 레이저 용접기의 위치를 자유롭게 이동 가능하게 하여 용접위치를 간단하게 조정할 수 있도록 하는 롤 레이저 용접장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명의 롤 레이저 용접장치는 베이스 상에 설치되는 용접기 프레임과, 상기 용접기 프레임의 상판 하면에 설치되어 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저빔을 롤 포밍 성형되는 성형빔의 용접부에 조사하여 레이저 용접을 진행하는 레이저 용접기를 포함하는 롤 레이저 용접장치에 있어서, 상기 용접기 프레임의 상판 하면의 공정 폭방향 양측에 각 연결단을 통하여 양 단부가 설치되며, 단면상에는 공정 폭방향을 따라 안내 슬롯이 형성되는 안내 플레이트; 상기 레이저 용접기의 상단에 일체로 형성되어 상기 안내 슬롯에 끼워진 상태로 상기 안내 슬롯을 따라 안내되는 안내단; 상기 안내단의 상단에 일체로 고정되는 스크루 하우징; 상기 용접기 프레임의 일 측방에 설치되는 조정모터; 및 상기 조정모터의 회전축에 일체로 연결되어 상기 스크루 하우징에 치합되는 스크루 로드를 포함한다.

상기 안내 플레이트 상에는 상기 스크루 하우징의 양 측면에 대응하여 상기 안내 슬롯의 양 측방에 구성되어 상기 스크루 하우징의 양 측면을 안내하는 양측 안내 블록을 더 포함할 수 있다.

상기 스크루 하우징은 상기 안내 플레이트의 상면에 슬라이드 지지되도록 상기 안내 슬롯의 폭보다 큰 폭으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 스크루 하우징은 외형이 사각형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 조정모터는 회전방향 제어가 가능한 서보모터로 구성될 수 있다.

또한, 상기 스크루 로드는 일단이 상기 용접기 프레임의 내부 일 측면에 회전 가능하게 설치되고, 타단은 상기 조정모터의 회전축과 일체로 연결될 수 있다.

본 실시예에 따른 롤 레이저 용접장치에 의하면, 롤 포밍 성형되는 성형빔의 각 사양별로 용접위치가 다른 경우, 조정모터의 조작으로 레이저 용접기의 위치를 공정 폭방향으로 이동시킴으로써, 성형빔의 사양별 용접위치에 간단하게 설정할 수 있으며, 이에 따라 성형빔의 용접품질을 보장하고, 별도의 위치조정작업을 배제할 수 있어 롤 포밍 시스템의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 롤 레이저 용접장치가 적용된 롤 레이저 용접공정의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 롤 레이저 용접장치가 적용된 롤 레이저 용접공정의 구성도이다.
도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 롤 레이저 용접장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 롤 레이저 용접장치의 사용 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

단, 본 발명의 구성을 설명함에 있어, 종래 기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 롤 레이저 용접장치가 적용된 롤 레이저 용접공정의 구성도이고, 도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 롤 레이저 용접장치의 단면도이다.

본 실시예에 따른 롤 레이저 용접장치(5)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 롤 포밍 시스템의 롤 포밍유닛(4)과 라운드 벤더(6) 사이에서 폐단면 성형빔(30)의 양단을 용접한다.

이러한 롤 레이저 용접장치(5)의 구체적인 구성에 대해서는 이하, 도 3과 도 4를 통하여 구체적으로 설명한다.

도 3과 도 4를 참조하면, 상기 롤 레이저 용접장치(5)는 베이스(9) 상에 설치되는 용접기 프레임(5a)과 상기 용접기 프레임(5a)의 상판(5b) 하면에 구성되어 레이저 발진기(51)로부터 출력되는 레이저빔을 롤 포밍 성형된 성형빔(30)의 용접부(W)에 조사하여 레이저 용접을 진행하는 레이저 용접기(5c)를 포함한다.

또한, 상기 롤 포밍유닛(4)의 공정방향 전후방측 베이스(9) 상에 일정 간격을 두고 전,후방 가이드 롤러유닛(53,55)을 설치하여 성형빔(30)의 이동을 안내한다.

상기한 가이드 롤러유닛(53,55)은 프레임(F) 상에 회전 가능하게 설치되는 상부 및 하부 가이드 롤러(R1)(R2)가 성형빔(30)의 용접부(W) 상면과 하면을 구름 지지하도록 구성된다.

이러한 구성을 갖는 롤 레이저 용접장치(5)는 상기 용접기 프레임(5a)에 대하여 레이저 용접기(5c)가 공정 폭방향으로 이동 가능하게 설치된다.

이러한 레이저 용접기(5c)의 이동 구조는 상기 용접기 프레임(5a)의 상판(5b) 하면의 공정 폭방향 양측에 각 연결단(61)을 통하여 안내 플레이트(63)가 설치된다.

즉, 상기 안내 플레이트(63)의 양 단부에 상기 각 연결단(61)의 하단이 용접 고정되고, 상기 각 연결단(61)의 상단은 상기 용접기 프레임(5a)의 상판(5b) 하면에 용접 고정된다.

상기 안내 플레이트(63)는 단면상에 공정 폭방향을 따라 안내 슬롯(65)이 형성된다.

그리고 상기 레이저 용접기(5c)의 상단에는 안내단(67)이 일체로 형성되어 상기 안내 슬롯(65)에 끼워진 상태로 상기 안내 슬롯(65)을 따라 안내되도록 구성되고, 상기 안내단(67)의 상단에는 스크루 하우징(69)이 일체로 고정된다.

이때, 상기 스크루 하우징(69)은 안내 플레이트(63)의 상면에 슬라이드 지지되도록 상기 안내 슬롯(65)의 폭보다 큰 폭으로 형성되는데, 그 외형이 사각형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 용접기 프레임(5a)의 일 측방에는 조정모터(71)가 설치된다.

상기 조정모터(71)의 회전축(73)에는 스크루 로드(75)가 일체로 연결되어 상기 스크루 하우징(69)에 치합된다.

여기서, 상기 조정모터(71)는 회전방향 제어가 가능한 서보모터로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 스크루 로드(75)는 일단이 상기 용접기 프레임(5a)의 내부 일 측면에 회전 가능하게 설치되고, 타단은 상기 조정모터(71)의 회전축(73)과 일체로 연결되어 상기 스크루 하우징(69)에 치합된다.

즉, 상기 스크루 로드(75)와 스크루 하우징(69)은 상기 조정모터(71)의 회전 구동력을 레이저 용접기(5c)에 공정 폭방향을 따르는 직선 구동력으로 전달한다.

한편, 상기 안내 플레이트(63) 상에는 스크루 하우징(69)의 양 측면에 대응하여 안내 슬롯(65)의 양 측방에 각각 안내 블록(77)을 구성한다.

즉, 상기 양측 안내 블록(77)은 스크루 하우징(69)의 양 측면에 슬라이드 가능하게 접촉되며, 공정 폭방향으로 스크루 하우징(69)을 안내한다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 롤 레이저 용접장치(5)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 롤 포밍 시스템의 롤 포밍유닛(4)을 통하여 폐단면 형상의 성형빔(30)이 성형된 후, 도 3에서 도시한 바와 같이, 성형빔(30)의 양단 용접부(W)에 레이저빔을 조사하여 레이저 용접을 진행한다.

한편, 도 4에서 도시한 바와 같은 일례에 의한 성형빔(30)의 양단 용접부(W)에 대하여 용접작업을 진행하는 과정에, 성형빔(30)의 사양이 변경되어 도 5에서 도시한 바와 같이, 다른 사양의 성형빔(30)에 대한 용접부(W) 위치가 다른 경우에는 조정모터(71)의 구동 제어를 통하여 용접기 프레임(5a)에 대한 레이저 용접기(5c)의 위치를 이동시켜 레이저빔의 조사위치를 조정한다.

즉, 상기 조정모터(71)를 일방향으로 회전 구동하면, 상기 스크루 로드(75)가 회전하면서 스크루 하우징(69)의 위치를 이동시키게 된다.

이에 따라, 상기 레이저 용접기(5c)는 안내단(67)을 통하여 안내 플레이트(63)의 안내 슬롯(65)을 따라 도 5에서 우측으로 이동하여 레이저빔의 조사위치를 이동시키게 된다.

이로써, 본 실시예에 따른 롤 레이저 용접장치(5)는 롤 포밍 성형되는 성형빔(30)의 사양별로 용접위치가 다른 경우, 조정모터(71)의 작동으로 레이저 용접기(5c)의 위치를 간단하게 이동시켜 용접위치를 정확하게 설정한다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

1: 언코일러 2: 스트레이트너
3: 브레이크 프레스 4: 롤 포밍유닛
5: 롤 레이저 용접장치 6: 라운드 벤더
7: 컷팅 프레스 9: 베이스
30: 성형빔 5a: 용접기 프레임
5b: 상판 5c: 레이저 용접기
51: 레이저 발진기 53,55: 가이드 롤러유닛
61: 연결단 63: 안내 플레이트
65: 안내 슬롯 67: 안내단
69: 스크루 하우징 71: 조정모터
73: 회전축 75: 스크루 로드
77: 안내 블록 W: 용접부
R1,R2: 상부 및 하부 가이드 롤러

Claims

베이스 상에 설치되는 용접기 프레임과, 상기 용접기 프레임의 상판 하면에 설치되어 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저빔을 롤 포밍 성형되는 성형빔의 용접부에 조사하여 레이저 용접을 진행하는 레이저 용접기를 포함하는 롤 레이저 용접장치에 있어서,
상기 용접기 프레임의 상판 하면의 공정 폭방향 양측에 각 연결단을 통하여 양 단부가 설치되며, 단면상에는 공정 폭방향을 따라 안내 슬롯이 형성되는 안내 플레이트;
상기 레이저 용접기의 상단에 일체로 형성되어 상기 안내 슬롯에 끼워진 상태로 상기 안내 슬롯을 따라 안내되는 안내단;
상기 안내단의 상단에 일체로 고정되는 스크루 하우징;
상기 용접기 프레임의 일 측방에 설치되는 조정모터; 및
상기 조정모터의 회전축에 일체로 연결되어 상기 스크루 하우징에 치합되는 스크루 로드를 포함하는 롤 레이저 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 안내 플레이트 상에는
상기 스크루 하우징의 양 측면에 대응하여 상기 안내 슬롯의 양 측방에 구성되어 상기 스크루 하우징의 양 측면을 안내하는 양측 안내 블록을 더 포함하는 롤 레이저 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 스크루 하우징은
상기 안내 플레이트의 상면에 슬라이드 지지되도록 상기 안내 슬롯의 폭보다 큰 폭으로 형성되는 롤 레이저 용접장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 스크루 하우징은
외형이 사각형으로 형성되는 롤 레이저 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 조정모터는
회전방향 제어가 가능한 서보모터로 구성되는 롤 레이저 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 스크루 로드는
일단이 상기 용접기 프레임의 내부 일 측면에 회전 가능하게 설치되고, 타단은 상기 조정모터의 회전축과 일체로 연결되는 롤 레이저 용접장치.