KR20120110513A - 자동 위치 보정 레이저 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 위치 보정 레이저 용접장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 자동 위치 보정 레이저 용접장치는 레이저발진기에서 출력된 용접빔이 전송되는 레이저케이블과, 상기 레이저케이블을 통해 전송된 용접빔의 확산성분을 제거시키는 콜리메이션렌즈와, 상기 콜리메이션렌즈를 통과한 용접빔의 방향을 전환시키는 밴딩미러와, 상기 밴딩미러에 의해 방향이 전환된 용접빔의 방향을 수직방향으로 전환시키는 반사미러와, 상기 반사미러에 의해 방향이 전환된 용접빔에 직진성을 부여하는 텔레센트릭렌즈를 구비하는 용접본체와, 상기 반사미러를 원하는 각도로 회전시키는 회전기구와, 상기 용접헤드의 일측에 설치되어 용접헤드에서 조사되는 레이저빔의 초점이 용접부의 용전선에 정확하게 일치되도록 용접선을 추적하는 용접선추적센서를 포함한다.

Description

자동 위치 보정 레이저 용접장치{Self tracking laser welding apparatus}

본 발명은 자동 위치 보정 레이저 용접장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 레이저 용접 중에 용접하고자 하는 용접부의 용접선을 추적하고, 추적된 용접선의 위치에 따라 조사되는 용접빔을 정확하게 조사하여 용접할 수 있는 자동 위치 보정 레이저 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용접은 서로 다른 금속부재를 가열 또는 용융에 의해 접합시켜 일체로 성형하는 공정으로서, 조선, 자동차, 건축, 철도, 원자력 산업을 비롯하여 다양한 분야에서 널리 이용되고 있으며, 아크 용접, 저항 용접, 가스 용접, 마찰 용접, 레이저 용접 등의 다양한 방식이 있다.

그 중에서 상기 레이저 용접은 높은 에너지 밀도를 갖는 집중된 열원인 레이저를 접속하여 용접부위에 투사하는 방식으로서, 용접부위의 열영향 및 열변형률이 적으므로 정밀한 용접작업이 널리 이용되고 있다.

이러한, 레이저 용접 방식에 의하면 공정시간의 단축, 접합 강도와 기밀성의 우수성, 생산성의 향상을 위해 용접본체의 일측에 설치된 용접선추적센서에 의해 용접선을 추적한 후 용접본체의 타측에 설치된 슬라이딩유닛에 의해 용접본체가 용접선추적센서에 의해 추적된 용접선에 슬라이딩 이동됨으로써 용접본체가 슬라이딩유닛에 의해 슬라이딩 될 때 발생되는 진동에 의해 용접본체가 추적된 용접선에 정확하게 위치되지 못해 정확한 용접이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 레이저 용접장치가 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 용접선추적센서에 의해 추적된 용접선에 용접본체를 정확하게 위치시켜 용접불량이 발생되는 것을 방지할 수 있는 자동 위치 보정 레이저 용접장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 레이저발진기에서 출력된 용접빔이 전송되는 레이저케이블과, 상기 레이저케이블을 통해 전송된 용접빔의 확산성분을 제거시키는 콜리메이션렌즈와, 상기 콜리메이션렌즈를 통과한 용접빔의 방향을 전환시키는 밴딩미러와, 상기 밴딩미러에 의해 방향이 전환된 용접빔의 방향을 수직방향으로 전환시키는 반사미러와, 상기 반사미러에 의해 방향이 전환된 용접빔에 직진성을 부여하는 텔레센트릭렌즈를 구비하는 용접본체와, 상기 반사미러를 원하는 각도로 회전시키는 회전기구와, 상기 용접헤드의 일측에 설치되어 용접헤드에서 조사되는 레이저빔의 초점이 용접부의 용전선에 정확하게 일치되도록 용접선을 추적하는 용접선추적센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 위치 보정 레이저 용접장치가 제공된다.

상기 회전기구는 회전축의 중심에 상기 반사미러를 장착한 갈바노메터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 자동 위치 보정 레이저 용접장치에 따르면, 용접선추적센서에 의해 추적된 용접선에 용접본체를 정확하게 위치시킬 수 있어 정확한 용접을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 위치 보정 레이저 용접장치를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 위치 보정 레이저 용접장치를 개략적으로 도시하는 구성도.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 위치 보정 레이저 용접장치를 개략적으로 도시하는 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 위치 보정 레이저 용접장치를 개략적으로 도시하는 구성도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 위치 보정 레이저 용접장치는 용접본체(10), 회전기구(30), 용접선추적센서(40)를 포함하여 이루어진다.

용접본체(10)는 레이저케이블(12), 콜리메이션렌즈(14), 밴딩미러(16), 반사미러(18), 텔레센트릭렌즈(20)를 구비한다.

레이저케이블(12)은 레이저발진기(22)에서 출력된 용접빔을 전송하는 전송로이다.

콜리메이션렌즈(14)는 레이저케이블(12)를 통해 전송된 용접빔의 확산성분 제거시키며, 난반사되거나 굴절되는 용접빔을 차단한다.

밴딩미러(16)는 콜리메이션렌즈(14)를 통과한 용접빔의 진행방향을 후술하는 반사미러(18)로 전환시킨다.

반사미러(18)는 밴딩미러(16)로부터 진행방향이 전환된 용접빔의 진행방향을 수직방향으로 전환시킨다.

텔레센트릭렌즈(20)는 반사미러(18)에 의해 진행방향이 수직방향으로 전환된 용접빔에 직진성을 부여하여 용접선에 전달한다.

이러한, 텔레센트릭렌즈(20)는 반사미러(18)의 위치에 따라 진행방향이 수직방향으로 전환된 용접빔이 반사미러(18)의 위치에 따라 텔레센트릭렌즈(20)의 직경방향을 따라 소정 위치에 전달될 때 수직방향으로 전환된 각도에 따라 굴절되지 않도록 직진성을 부여하여 용접하고자 하는 용접부의 용접선에 용접빔이 정확하게 전달되도록 한다.

회전기구(30)는 반사미러(18)의 일측에 설치되어 후술하는 용접선추적센서(40)로부터 추적된 용접선의 위치에 따라 반사미러(18)를 원하는 각도로 회전시킨다. 이러한, 회전기구(30)는 회전축(32)의 중심에 반사미러(18)가 설치된 갈바노메터가 사용되는 것이 바람직하다.

용접선추적센서(40)는 용접본체(10)의 일측에 설치되어 용접본체(10)에서 조사되는 용접빔의 초점이 용접부의 용접선에 정확하게 위치되도록 용접선을 추적한다.

이하, 본 발명에 따른 자동 위치 보정 레이저 용접장치의 작동에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 용접하고자는 용접부의 용접선을 용접선추적센서(40)에 의해 추적하면, 용접선추적센서(40)에 의해 추적된 용접선의 위치는 비전콘트롤(24)로 전송된 후, 제어부(26)로 전송된다.

제어부(26)는 비전콘트롤(24)로부터 전송받은 용접선의 위치에 따라 반사미러(18)의 일측에 설치된 회전기구(30)를 소정의 각도로 회전시켜 용접선추적센서(40)에 의해 추적된 용접선에 용접빔이 정확하게 전달되도록 한다.

이후, 레이저발진기(22)를 가동시켜 용접빔을 용접본체(10)에 전달시키면 용접본체(10)에 전달된 용접빔은 반사미러(18)의 위치에 따라 용접하고자하는 용접부의 용접선에 정확하게 전달되어 용접이 이루어진다.

따라서, 용접선추적센서(40)에 의해 추적된 용접선의 위치에 따라 반사미러(18)의 위치가 회전기구(30)에 의해 가변됨으로써 용접본체(10)와 용접선을 정확하게 일치시키기 위해 용접본체(10)를 종래와 같이 슬라이딩유닛에 의해 가변시키지 않아도 되기 때문에 정확한 용접을 할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술 분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 용접본체
12: 레이저케이블
14: 콜리메이션렌즈
16: 밴딩미러
18: 반사미러
20: 텔레센트릭렌즈
22: 레이저발진기
24: 비전콘트롤
26: 제어부
30: 회전기구
32: 회전축

Claims (2)

1. 레이저발진기에서 출력된 용접빔이 전송되는 레이저케이블과, 상기 레이저케이블을 통해 전송된 용접빔의 확산성분을 제거시키는 콜리메이션렌즈와, 상기 콜리메이션렌즈를 통과한 용접빔의 방향을 전환시키는 밴딩미러와, 상기 밴딩미러에 의해 방향이 전환된 용접빔의 방향을 수직방향으로 전환시키는 반사미러와, 상기 반사미러에 의해 방향이 전환된 용접빔에 직진성을 부여하는 텔레센트릭렌즈를 구비하는 용접본체;
   상기 반사미러를 원하는 각도로 회전시키는 회전기구; 및
   상기 용접본체의 일측에 설치되어 용접본체에서 조사되는 레이저빔의 초점이 용접부의 용접선에 정확하게 위치되도록 용접선을 추적하는 용접선추적센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 위치 보정 레이저 용접장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 회전기구는,
   회전축의 중심에 상기 반사미러를 장착한 갈바노메터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 위치 보정 레이저 용접장치.

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