KR20130070392A

KR20130070392A - 레이저 용접용 지그장치

Info

Publication number: KR20130070392A
Application number: KR1020110137693A
Authority: KR
Inventors: 이문용; 정윤성
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2013-06-27

Abstract

레이저 용접용 지그장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 레이저 용접용 지그장치는 다수개의 포스트를 통하여 지지되는 지그 베이스; 상기 지그 베이스 상에 사각박스 형상으로 설치되어 양 측면 하단에 길이방향을 따라 소재 투입구를 형성하는 지그 케이스; 상기 지그 케이스의 내부 상측에 전후 가이더 및 좌우 가이더를 통하여 설치되는 레이저 옵틱헤드; 상기 지그 케이스의 내측 하부에서 스프링의 탄성력에 의해 빔 조사홀을 갖는 클램핑 블록이 상기 지그 베이스 상에 하향 지지되어 상기 각 소재 투입구를 통하여 양측으로 투입되는 패널소재를 상기 지그 베이스 상에 규제하는 클램핑수단; 및 상기 클램핑 블록의 빔 조사홀 내주면에 형성되는 가스 흡입구를 통하여 레이저 용접 시 발생되는 용접가스를 흡입하여 외부로 배출하는 배기수단을 포함한다.

Description

레이저 용접용 지그장치{A JIG DRIVE OF LASER WELDING}

본 발명은 레이저 용접용 지그장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지그 케이스 내부에서 밀폐상태로 레이저 용접을 진행할 수 있도록 하여 용접품질을 향상시키는 레이저 용접용 지그장치에 관한 것이다.

최근, 산업분야에서 금속 소재의 절단, 용접 및 열처리 등은 원가절감, 공장 자동화 및 품질향상의 측면에서 우수한 효과를 갖는 레이저빔이 적용되고 있는 추세이다.

이러한 레이저빔의 적용에 있어 요구되는 몇 가지 목표는 레이저빔 에너지 분포의 균일화, 일정한 열처리 온도를 유지할 수 있는 레이저 출력제어, 생산성과 품질을 충족시킬 수 있는 최적 레이저 빔 조사 속도, 에너지 흡수율의 극대화 등을 들 수 있다.

즉, 이러한 목표들이 충족되어 질 때, 제품 개발에 있어 원가절감 및 품질향상의 효과를 기대할 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 레이저빔을 이용한 레이저 용접은 개방된 작업공간 상에서, 2장의 패널을 레이저 용접지그 상의 클램핑유닛으로 규제한 후, 상호 용접하게 된다.

이와 같이 종래에는 작업공간이 개방된 대기 상에서 레이저 용접을 진행하는바, 양호한 용접품질을 얻기 위하여 용접부에 분위기 가스를 공급하면서 레이저 용접작업을 진행하게 된다.

그러나 상기한 바와 같이, 종래의 레이저 용접지그는 레이저 용접작업을 대기상에서 개방된 상태로 진행하여 분위기 가스를 공급해주고는 있으나, 밀폐상태에서 용접작업을 진행하는 것 보다 양호한 용접품질을 보장할 수 없을 뿐만 아니라, 고가의 분위기 가스를 사용함에 따른 비용증가 및 추가장비를 갖추어야 하는 단점이 있다.

또한, 레이저 용접 시, 발생되는 용접가스나 반사광이 작업자에게 그대로 노출되어 작업환경을 열악하게 하는 요인이 된다.

본 발명의 실시 예는 지그 케이스 내부에서 밀페된 상태로 레이저 용접을 진행할 수 있도록 하여 용접품질을 향상시킴과 동시에, 레이저 용접 시, 발생되는 용접가스나 반사광을 차단하여 쾌적한 작업환경을 제공해 주는 레이저 용접용 지그장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 다수개의 포스트를 통하여 지지되는 지그 베이스; 상기 지그 베이스 상에 사각박스 형상으로 설치되어 양 측면 하단에 길이방향을 따라 소재 투입구를 형성하는 지그 케이스; 상기 지그 케이스의 내부 상측에 전후 가이더 및 좌우 가이더를 통하여 설치되는 레이저 옵틱헤드; 상기 지그 케이스의 내측 하부에서 스프링의 탄성력에 의해 빔 조사홀을 갖는 클램핑 블록이 상기 지그 베이스 상에 하향 지지되어 상기 각 소재 투입구를 통하여 양측으로 투입되는 패널소재를 상기 지그 베이스 상에 규제하는 클램핑수단; 및 상기 클램핑 블록의 빔 조사홀 내주면에 형성되는 가스 흡입구를 통하여 레이저 용접 시 발생되는 용접가스를 흡입하여 외부로 배출하는 배기수단을 포함하는 레이저 용접용 지그장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 지그 베이스는 상면 중앙에 길이방향을 따라 절개된 홈으로 형성되는 소재 용접부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 클램핑수단은 상기 지그 케이스의 내부에서 승하강 가능하게 설치되며, 내부 중앙에 상하방향으로 빔 조사홀이 형성되는 클램핑 블록; 상기 지그 케이스의 양측 내측면 중앙부에 설치되는 스프링 브라켓; 상기 스프링 브라켓과 클램핑 블록의 상면 사이에 설치되어 상기 클램핑 블록에 하향 지지력을 제공하는 스프링으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 클램핑 블록은 양 측면이 상기 지그 케이스 내부 양 측면에 각각 레일을 통하여 안내될 수 있다. ]

또한, 상기 클램핑 블록은 양 측면 하단부가 상기 지그 케이스 상의 각 소재 투입구에 대응하는 경사면으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 배기수단은 상기 클램핑 블록의 빔 조사홀의 내주면을 따라 형성되는 가스 흡입구; 상기 가스 흡입구와 연결되어 상기 클램핑 블록의 내부에 형성되는 흡입통로; 외부의 배기펌프; 상기 배기펌프와 상기 클램핑 블록의 흡입통로를 배기호스로 연결하는 커넥터로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 커넥터는 상기 지그 케이스의 일측면에 형성된 슬롯을 통하여 상기 클램핑 블록의 흡입통로에 연결될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 지그 케이스 내부에서 밀폐된 상태로 레이저 용접을 진행할 수 있도록 하여 용접품질을 향상시킴과 동시에, 레이저 용접 시, 발생되는 용접가스나 반사광을 차단하여 쾌적한 작업환경을 제공할 수 있다.

또한, 종래 고가의 분위기 가스를 사용하지 않아도 됨으로 비용을 줄이며, 스프링의 탄성을 이용하여 클램핑함으로써 클램핑 실린더를 구비할 필요가 없어 시스템을 간단하게 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접용 지그장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 레이저 용접용 지그장치의 단면도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접용 지그장치의 작동 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 구성 설명에서, 각 구성요소는 중앙을 기준으로 서로 대칭으로 형성되는 바, 공통되는 구성요소에 대해서는 그 도면부호를 동일하게 적용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접용 지그장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 레이저 용접용 지그장치의 단면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 용접용 지그장치는 지그 베이스(3), 지그 케이스(7), 레이저 옵틱헤드(11), 클램핑수단(20), 배기수단(30)으로 구성된다.

상기 지그 베이스(3)는 4개의 포스트(1)를 통하여 지지되며, 상면 중앙부에는 소재 용접부(5)가 형성된다

상기 소재 용접부(5)는 지그 베이스(3)의 상면 중앙에 길이방향을 따라 절개된 홈으로 형성된다.

그리고 상기 지그 케이스(7)는 지그 베이스(3)의 상면 중앙부에 성형된 소재 용접부(5)를 덮으며 상기 사각박스의 형상으로 형성된다.

상기 지그 케이스(7)는 상기 지그 베이스(3)에 접촉되는 양 측면 하단에 길이방향을 따라 소재 투입구(9)를 형성한다.

그리고 상기 레이저 옵틱헤드(11)는 상기 지그 케이스의 내측 상부에 전후 가이더(13) 및 좌우 가이더(15)를 통하여 장착된다.

상기 클램핑수단(20)은 클램핑 블록(21), 스프링 브라켓(23), 스프링(25)으로 구성된다.

상기 클램핑 블록(21)은 양 측면이 상기 지그 케이스(7) 내부 양 측면에 각각 레일(27)을 통하여 승하강 가능하도록 배치된다.

이러한 클램핑 블록(21)은 내부 중앙에 상하방향으로 빔 조사홀(29)이 형성되고, 양 측면 하단부는 상기 지그 케이스(7) 상의 각 소재 투입구(9)에 대응하여 경사면(21a)으로 형성된다.

즉, 상기 경사면(21a)은 각 소재 투입구(9)로 투입되는 패널소재(40)의 선단을 소재 용접부(5) 측으로 안내하는 안내면으로 작용한다.

또한, 상기 스프링 브라켓(23)은 지그 케이스(7)의 양측 내측면 중앙부에 설치되며, 상기 스프링(25)은 상기 스프링 브라켓(23)과 클램핑 블록(21)의 상면 사이에 설치되어 상기 클램핑 블록(21)에 하향 지지력을 제공한다.

그리고 상기 배기수단(30)은 클램핑 블록(21)의 내부에 소재의 용접작업 시 발생되는 용접가스를 흡입하여 배출하도록 상기 빔 조사홀(29)의 내주면을 따라 가스 흡입구(31)가 형성된다.

상기 가스 흡입구(31)는 상기 빔 조사홀(29)의 내주면 중앙부에 형성되어 내부의 흡입통로(33)를 통하여 외부의 배기펌프(35)와 연결된다.

즉, 상기 배기펌프(35)는 클램핑 블록(21)의 흡입통로(33)와 배기호스(39)를 통하여 연결된다.

이때, 상기 배기호스(39)는 상기 클램핑 블록(21)의 흡입통로(33)에 커넥터(37)를 통하여 연결되는데, 상기 커넥터(37)는 상기 지그 케이스(7)의 일측면에 형성된 슬롯(7a)을 통하여 클램핑 블록(21)의 흡입통로(33)에 연결되어 클램핑 블록(21)과 함께 승하강 작동한다.

따라서 상기한 바와 같이 구성되는 레이저 용접용 지그장치의 작동은, 먼저 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 지그 케이스(7) 내부의 클램핑 블록(21)이 스프링(25)에 의해 지그 베이스(3)의 상면에 접촉된 상태를 유지한다.

이러한 상태에서, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 지그 케이스(7)의 양측 소재 투입구(9)를 통하여 용접할 패널소재(40)를 양측으로 삽입하여 지그 베이스(3) 상의 소재 용접부(5)에서 서로 맞대어 위치시킨다.

이때, 상기 각 패널소재(40)는 각 소재 투입구(9)로 투입되면서 클램핑 블록(21)의 양측 하단부의 각 경사면(21a)을 따라 안내되면서 패널소재(40)의 두께만큼 클램핑 블록(21)을 상승시킨다.

이러한 상태로, 상기 양측 패널소재(40)는 각 단부가 지그 베이스(3) 상의 소재 용접부(5)에서 서로 맞대어진 상태로 클램핑 블록(21)에 의해 규제된다.

이어서, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 배기펌프(35)가 작동을 개시하고, 레이저 옵틱헤드(11)가 전후진 작동하면서 양측 패널소재(40)의 용접부(W)에 레이저빔(LB)을 조사하여 레이저 용접이 진행된다.

이때, 발생하는 용접가스는 상기 양측 각 클램핑 블록(21)의 각 가스 흡입구(31)를 통하여 외부로 빨려나가게 된다.

이로써, 상기한 바와 같은 레이저 용접용 지그장치에 의해 규제된 2장의 패널소재(40)는 지그 케이스(7) 내부에서 밀페된 상태로 레이저 레이저 용접이 진행되어 용접가스나 반사광을 외부와 차단하여 쾌적한 작업환경을 제공한다.

본 발명의 실시 에에서, 상기 레이저 옵틱헤드(11)의 작동은 기존에 적용되는 레이저 옵틱헤드 구동장치에 의해 이루어질 수 있으며, 일례로 스크루 모터(미도시)를 구동원으로 하여 전후 가이더(13) 및 좌우 가이더(15)를 따라 이동하는 원리의 장치로부터 구현이 가능하며, 본 발명의 실시 예에서는 상세한 설명을 생략한다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

3: 지그 베이스
7: 지그 케이스
9: 소재 투입구
11: 레이저 옵틱헤드
20: 클램핑수단
21: 클램핑 블록
23: 스프링 브라켓
25: 스프링
21a: 경사면
29: 빔 조사홀
30: 배기수단
31: 가스 흡입구
35: 배기펌프
40: 패널소재

Claims

다수개의 포스트를 통하여 지지되는 지그 베이스;
상기 지그 베이스 상에 사각박스 형상으로 설치되어 양 측면 하단에 길이방향을 따라 소재 투입구를 형성하는 지그 케이스;
상기 지그 케이스의 내부 상측에 전후 가이더 및 좌우 가이더를 통하여 설치되는 레이저 옵틱헤드;
상기 지그 케이스의 내측 하부에서 스프링의 탄성력에 의해 빔 조사홀을 갖는 클램핑 블록이 상기 지그 베이스 상에 하향 지지되어 상기 각 소재 투입구를 통하여 양측으로 투입되는 패널소재를 상기 지그 베이스 상에 규제하는 클램핑수단; 및
상기 클램핑 블록의 빔 조사홀 내주면에 형성되는 가스 흡입구를 통하여 레이저 용접 시 발생되는 용접가스를 흡입하여 외부로 배출하는 배기수단;
을 포함하는 레이저 용접용 지그장치.
제1항에 있어서,
상기 지그 베이스는
상면 중앙에 길이방향을 따라 절개된 홈으로 형성되는 소재 용접부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.
제1항에 있어서,
상기 클램핑수단은
상기 지그 케이스의 내부에서 승하강 가능하게 설치되며, 내부 중앙에 상하방향으로 빔 조사홀이 형성되는 클램핑 블록;
상기 지그 케이스의 양측 내측면 중앙부에 설치되는 스프링 브라켓; 및
상기 스프링 브라켓과 클램핑 블록의 상면 사이에 설치되어 상기 클램핑 블록에 하향 지지력을 제공하는 스프링;
으로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.
제3항에 있어서,
상기 클램핑 블록은
양 측면이 상기 지그 케이스 내부 양 측면에 각각 레일을 통하여 안내되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.
제3항에 있어서,
상기 클램핑 블록은
양 측면 하단부가 상기 지그 케이스 상의 각 소재 투입구에 대응하는 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.
제1항에 있어서,
상기 배기수단은
상기 클램핑 블록의 빔 조사홀의 내주면을 따라 형성되는 가스 흡입구;
상기 가스 흡입구와 연결되어 상기 클램핑 블록의 내부에 형성되는 흡입통로;
외부의 배기펌프; 및
상기 배기펌프와 상기 클램핑 블록의 흡입통로를 배기호스로 연결하는 커넥터;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.
제1항에 있어서,
상기 커넥터는
상기 지그 케이스의 일측면에 형성된 슬롯을 통하여 상기 클램핑 블록의 흡입통로에 연결되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 지그장치.