KR20200131947A - 레이저 스폿용접장치 - Google Patents

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KR20200131947A
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Abstract

본 발명에 따른 레이저 스폿용접장치는, 피용접물에 레이저빔을 발사하는 레이저헤드가 설치된 본체; 상기 레이저빔이 관통되도록 상기 레이저헤드와 연통되게 상기 본체에 설치되며, 상기 피용접물의 상면을 압박홀딩하는 홀더유닛; 상기 본체에 설치되며, 상기 상기 피용접물의 하면을 지지하는 클램프암; 및 상기 홀더유닛과 클램프암 각각에 설치되어, 상기 홀더유닛과 클램프암을 냉각하도록 구성되는 냉각유닛;을 포함한다.

Description

레이저 스폿용접장치{LASER SPOT WELDING APPARATUS}
본 발명은 레이저 스폿용접장치로서, 피용접물을 레이저로 스폿용접하는 레이저 스폿용접장치에 관한 것이다.
종래의 저항점용접(전기저항 용접)은 전기를 이용하여 상하전극(용접팁) 사이의 모재에 전기를 통하게 하여 접합(용접)하는 구조이다.
그러나, 모재(철)와 모재(철) 사이의 간극이 벌어져 있거나 틈새가 발생하면 전류가 통하지 않아 용접이 되지 않거나 용접 품질을 저하시키는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 종래의 저항점용접(전기저항 용접)은 상부전극(용접팁)을 가압하여, 벌어져 있거나 틈새가 발생한 모재를 눌러 붙이면서 전기를 통하게 하여 접합(용접)하는 구조로, 상부에 상부전극을 승강하는 전극실린더를 설치하여 용접한다.
한편, 레이저용접은 레이저빔을 이용하여 모재에 홈을 만든 후에 모재를 녹이고 녹은 철의 쇳물이 만들어진 홈을 메워지는 방식으로 접합(용접)하는 구조이다.
그러나, 레이저용접은 모재와 모재 사이의 간극이 벌어져 있거나 틈새가 발생하면, 벌어진 상태로 용접하므로 용접 품질을 저하시키는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 레이저용접은 여러 개의 클램프를 설치하여 설치된 클램프의 닫힘을 순차적으로 작동하여 모재와 모재 사이의 간극을 순차적으로 밀착시키면서 틈새를 붙이면, 이와 대응되게 레이저빔이 이동하면서 틈새가 붙은 부분에 용접을 실시한다.
이 경우 모재의 간극을 메우기 위하여 클램프를 설치한 고가의 고정장치(지그)를 별도로 설치하여야 한다.
또한, 레이저용접은 모재를 녹이기 위하여 고광도의 빔을 발산하므로, 레이저빔을 직시하는 경우 실명하게 되는 인체에 유해한 안전문제가 발생함에 따라, 이러한 문제를 해결하기 위하여 밀폐된 공간인 안전부스를 설치하여 용접을 실시하여야 한다. 이 경우 국제 규격에 준하여 고가의 안전부스를 설치하여야 한다.
따라서 별도의 고정장치 및 안전부스 추가설치로 인한 비용상승 및 작업성, 생산성 저하 등의 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 새로이 개발된 기술이 전기저항 스폿용접과 레이저용접을 접목한 레이저 스폿용접이다.
구체적으로, 상기 레이저 스폿용접을 할 수 있는 레이저 스폿용접장치는, 레이저빔에 의해 발산하는 고광도 빛을 차단하는 안전부스로서, 전기저항 스폿용접장치의 샹크부를 응용하여 구현된 홀더유닛이 구성되며, 또한 전기저항 스폿용접장치의 고정지그를 응용하여 클램프구조의 클램프암이 구성된다.
그런데, 이러한 레이저 스폿용접에 있어 직접적으로 피용접물을 지지하고 가압하는 홀더유닛과 클램프암이, 레이저 스폿용접 시 발생하는 고온의 열 영향으로 순간온도가 상승함으로써, 고온의 열이 피용접물의 접촉면을 통해 용접부위에 계속적으로 전달되고, 아울러 용접부위가 서냉함에 따라, 피용접물의 용접부위에 대한 레이저 용접강성이 취약해지는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0745295호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 우수한 용접강성을 유지하기 위해 개선된 레이저 스폿용접장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 스폿용접장치는, 피용접물에 레이저빔을 발사하는 레이저헤드가 설치된 본체; 상기 레이저빔이 관통되도록 상기 레이저헤드와 연통되게 상기 본체에 설치되며, 상기 피용접물의 상면을 압박홀딩하는 홀더유닛; 상기 본체에 설치되며, 상기 상기 피용접물의 하면을 지지하는 클램프암; 및 상기 홀더유닛과 클램프암 각각에 설치되어, 상기 홀더유닛과 클램프암을 냉각하도록 구성되는 냉각유닛;을 포함한다.
여기에서, 상기 홀더유닛은, 상기 레이저헤드와 연결되게 상기 본체에 설치되어 상기 레이저빔이 관통되는 빔관통부재와, 상기 빔관통부재에 연통되며 상기 피용접물의 상면과 접촉되는 홀더부재를 구비하고, 상기 클램프암은, 상기 본체에 연결되어 절곡된 바디부재와, 상기 바디부재에 연결되며 상기 피용접물의 하면과 접촉되는 받침부재를 구비하며, 상기 냉각유닛은, 상기 홀더부재를 냉각하는 홀더냉각부와, 상기 받침부재를 냉각하는 받침냉각부를 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 홀더부재는 상기 레이저빔이 관통되는 빔터널이 형성되며, 상기 홀더냉각부는, 상기 홀더부재의 일측부에 형성된 제1 냉각유체 인렛; 상기 홀더부재의 타측부에 형성된 제1 냉각유체 아웃렛; 및 상기 홀더부재의 내부에 마련되며, 상기 제1 냉각유체 인렛 및 제1 냉각유체 아웃렛과 연통되고, 상기 빔터널을 만드는 터널격벽의 둘레에 형성되면서, 상기 피용접물의 상면과 접촉되는 상기 홀더부재의 하단까지 연장된 제1 냉각유체 채널;을 구비하여, 상기 빔터널과 제1 냉각유체 채널이 서로 비간섭되는 이중공간구조를 이루어, 상기 홀더부재에서 상기 레이저빔과 냉각유체가 서로 비간섭되면서 독립적으로 통과될 수 있다.
아울러, 상기 빔관통부재는 내부에 형성된 빔터널을 덮도록 측부에 측부커버가 설치되며, 상기 제1 냉각유체 인렛과 연결되는 제1 냉각유체 공급관과, 상기 제1 냉각유체 아웃렛과 연결되는 제1 냉각유체 배출관은, 상기 측부커버의 내측면에 설치되어 상기 본체 측으로 연장될 수 있다.
그리고, 상기 받침냉각부는, 상기 받침부재의 일측부에 형성된 제2 냉각유체 인렛; 상기 받침부재의 타측부에 형성된 제2 냉각유체 아웃렛; 상기 받침부재의 내부에 마련되며, 상기 제2 냉각유체 인렛 및 제2 냉각유체 아웃렛과 연통되고, 상기 피용접물의 하면과 접촉되는 상기 받침부재의 상단까지 연장된 제2 냉각유체 채널; 및 상기 제2 냉각유체 채널에서, 제2 냉각유체가 상기 제2 냉각유체 인렛으로부터 상기 받침부재의 상단 측까지 유동한 후 상기 제2 냉각유체 아웃렛으로 배출되도록, 상기 제2 냉각유체 인렛과 제2 냉각유체 아웃렛 사이로부터 상기 받침부재의 상단 측으로 연장된 유로격벽;을 구비할 수 있다.
아울러, 상기 바디부재는 양측부에 길이방향을 따라 측부홈이 형성되며, 상기 제2 냉각유체 인렛과 연결되는 제2 냉각유체 공급관과, 상기 제2 냉각유체 아웃렛과 연결되는 제2 냉각유체 배출관은 상기 측부홈에 삽입설치되어 상기 측부홈을 통해 상기 본체 측으로 연장될 수 있다.
나아가, 상기 바디부재에는 조립홈이 형성되고, 상기 받침부재는 상기 조립홈에 삽입조립되고 착탈가능하며, 연결관이 장착되며, 상기 연결관은, 일단부가 상기 제2 냉각유체 인렛 또는 제2 냉각유체 아웃렛에 삽입장착되고, 일단부 측으로부터 타단부 측으로 가면서 절곡되어 상기 바디부재 측으로 연장되며, 타단부가 상기 제2 냉각유체 공급관 또는 상기 제2 냉각유체 배출관에 삽입되어 조립될 수 있다.
본 발명에 따른 레이저 스폿용접장치는 홀더유닛과 클램프암을 냉각하는 냉각유닛이 구성됨으로써, 피용접물에 대해 용접과 동시에 냉각이 이루어지도록 함에 따라, 홀더유닛과 클램프암이 접촉되는 피용접물의 접촉부위와 인접한 용접부위에 대한 레이저 용접강성이 취약해지는 것을 방지할 수 있으며, 나아가 홀더유닛과 클램프암이 냉각으로 인하여 내구수명이 향상될 수 있는 효과를 가진다.
구체적으로, 본 발명은 홀더냉각부의 제1 냉각유체 채널이 빔터널을 이루는 터널격벽의 둘레에 구성됨에 따라, 레이저빔이 관통됨으로써 냉각구성이 구현되기 어려운 홀더유닛의 구조적인 내부조건에서도, 빔터널과 비간섭되게 냉각구성이 구현될 수 있는 장점을 지닌다.
나아가, 본 발명은 홀더냉각부가 홀더유닛에서 피용접물과 접촉되는 홀더부재만을 냉각하는 부분냉각구조로 이루어짐으로써, 실질적으로 용접부위에 고온의 열을 전달하는 홀더부재를 집중냉각함에 따라 냉각성능을 증대시킬 수 있으며, 이로 인하여 홀더부재와 접촉되는 피용접물의 접촉부위와 인접한 용접부위에 대한 레이저 용접강성이 취약해지는 것을 최대한 방지할 수 있는 이점을 가진다.
그리고, 본 발명에 따른 레이저 스폿용접장치는 받침냉각부가 구성됨으로써 클램프암을 냉각할 수 있으며, 나아가 받침냉각부가 클램프암에서 피용접물과 접촉되는 받침부재만을 냉각하는 부분냉각구조로 이루어짐으로써, 실질적으로 용접부위에 고온의 열을 전달하는 받침부재를 집중냉각함에 따라 냉각성능을 증대시킬 수 있으며, 이로 인하여 받침부재와 접촉되는 피용접물의 접촉부위와 인접한 용접부위에 대한 레이저 용접강성이 취약해지는 것을 최대한 방지할 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 스폿용접장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 레이저 스폿용접장치에서 본체를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 본체에서 홀더유닛을 나타낸 도면이다.
도 4, 도 5 및 도 6은 도 4의 홀더유닛에서 홀더부재를 나타낸 사시도, 종단면도 및 횡단면도이다.
도 7은 도 2의 본체에서 클램프암을 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 7의 클램프암에서 받침부재를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 스폿용접장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 레이저 스폿용접장치에서 본체를 나타낸 도면이다.
또한, 도 3은 도 2의 본체에서 홀더유닛을 나타낸 도면이고, 도 4, 도 5 및 도 6은 도 4의 홀더유닛에서 홀더부재를 나타낸 사시도, 종단면도 및 횡단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 레이저 스폿용접장치(1000)는 본체(100), 홀더유닛(200), 클램프암(300), 및 냉각유닛(400)을 포함한다. 참고로, 이러한 레이저 스폿용접장치(1000)는 로봇암(R)에 설치되어, 로봇암(R)의 작동에 의해 위치변경 및 각도조절이 될 수 있다.
여기에서, 상기 본체(100)는 피용접물에 레이저빔을 발사하는 레이저헤드(110)가 설치된다.
또한, 상기 홀더유닛(200)은 레이저빔이 관통되도록 레이저헤드(110)와 연통되게 본체(100)에 설치된다.
이러한 홀더유닛(200)은 피용접물의 상면을 압박홀딩하도록 구성되는데, 일례로서 레이저헤드(110)와 함께 본체(100)에서 승강되게 설치됨으로써 하강 시 피용접물의 상면을 압박함에 따라, 피용접물을 움직이지 않도록 홀딩할 수 있다.
구체적으로, 상기 홀더유닛(200)은 빔관통부재(210)와, 홀더부재(220)를 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 빔관통부재(210)는 레이저헤드(110)와 연결되게 본체(100)에 연결되며, 레이저헤드(110)로부터 발사되는 레이저빔이 관통되는 구조를 취한다.
아울러, 상기 홀더부재(220)는 빔관통부재(210)에 연통되며 피용접물의 상면과 접촉된다. 물론, 이러한 홀더부재(220)도 레이저헤드(110)로부터 발사되는 레이저빔이 관통되는 구조를 취한다.
그리고, 상기 클램프암(300)은 본체(100)에 설치되며, 피용접물의 하면을 지지하도록 구성된다.
이러한 클램프암(300)은 바람직하게 홀더유닛(200)이 하방압박하는 피용접물의 상면 일정 부위와 대응되는 하면의 일정 부위를 상방지지함으로써, 피용접물을 안전하면서도 견고하게 지지한다.
구체적으로, 상기 클램프암(300)은 바디부재(310)와 받침부재(320)를 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 바디부재(310)는 본체(100)에 하측으로 연결되며 절곡된 구조를 취한다.
아울러, 상기 받침부재(320)는 바디부재(310)에 연결되며 피용접물의 하면과 접촉된다.
이러한 받침부재(320)는 피용접물을 상방지지하는 부분으로서, 피용접물이 안착 시 피용접물을 상측으로 지지하며, 상측에서 홀더유닛(200)이 피용접물을 하방압박 시 피용접물의 하측에서 피용접물을 상측으로 안정적이면서도 견고하게 받쳐준다.
한편, 상기 냉각유닛(400)은 홀더유닛(200)과 클램프암(300) 각각에 설치되어, 홀더유닛(200)과 클램프암(300)을 냉각하도록 구성된다.
레이저 스폿용접 시 발생하는 고온의 열 영향으로 홀더유닛(200)과 클램프암(300)의 순간온도가 상승함으로써 고온의 열이 피용접물의 접촉면을 통해 용접부위에 계속적으로 전달되고, 아울러 용접부위가 서냉함에 따라, 피용접물의 용접부위에 대한 레이저 용접강성이 취약해지게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 레이저 스폿용접장치(1000)는 홀더유닛(200)과 클램프암(300)을 냉각하는 냉각유닛(400)이 구성됨으로써, 피용접물에 대해 용접과 동시에 냉각이 이루어지도록 함에 따라, 홀더유닛(200)과 클램프암(300)이 접촉되는 피용접물의 접촉부위와 인접한 용접부위에 대한 레이저 용접강성이 취약해지는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 냉각유닛(400)은 홀더냉각부(410)와, 받침냉각부(420)를 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 홀더냉각부(410)는 홀더부재(220)를 냉각하도록 구성되고, 상기 받침냉각부(420)는 받침부재(320)를 냉각하도록 구성된다.
이때, 상기 홀더냉각부(410)는 제1 냉각유체 인렛(411), 제1 냉각유체 아웃렛(412), 및 제1 냉각유체 채널(413)을 구비할 수 있다.
상기 제1 냉각유체 인렛(411)은 홀더부재(220)의 일측부에 형성되며, 상기 제1 냉각유체 아웃렛(412)은 홀더부재(220)의 타측부에 형성된다.
또한, 상기 제1 냉각유체 채널(413)은 홀더부재(220)의 내부에 마련되며, 제1 냉각유체 인렛(411) 및 제1 냉각유체 아웃렛(412)과 연통되는 구조를 취한다.
아울러 이러한 제1 냉각유체 채널(413)은 빔터널(220a)을 만드는 터널격벽(221)의 둘레에 형성되면서, 피용접물의 상면과 접촉되는 홀더부재(220)의 하단까지 연장된다.
이때 홀더부재(220)는 레이저빔이 관통되는 빔터널(220a)이 형성되고, 이러한 빔터널(220a)은 홀더부재(220)의 내부에 배치된 터널격벽(221)에 의해 형성된다.
상술된 구성에 따라, 상기 빔터널(220a)과 제1 냉각유체 채널(413)이 서로 비간섭되는 이중공간구조를 이룸으로써, 홀더부재(220)에서 레이저빔과 냉각유체가 서로 비간섭되면서 독립적으로 통과될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 제1 냉각유체 채널(413)이 빔터널(220a)을 이루는 터널격벽(221)의 둘레에 구성됨에 따라, 레이저빔이 관통됨으로써 냉각구성이 구현되기 어려운 홀더유닛(200)의 구조적인 내부조건에서도, 빔터널(220a)과 비간섭되게 냉각구성이 구현될 수 있다.
나아가, 상기 홀더냉각부(410)는 홀더유닛(200)에서 피용접물과 접촉되는 홀더부재(220)만을 냉각하는 부분냉각구조로 이루어짐으로써, 실질적으로 용접부위에 고온의 열을 전달하는 홀더부재(220)를 집중냉각함에 따라 냉각성능을 증대시킬 수 있음에 따라, 이로 인하여 홀더부재(220)와 접촉되는 피용접물의 접촉부위와 인접한 용접부위에 대한 레이저 용접강성이 취약해지는 것을 최대한 방지할 수 있다.
그리고, 상기 빔관통부재(210)는 내부에 형성된 빔터널(220a)을 덮도록 측부에 측부커버(211)가 설치되는데, 상기 제1 냉각유체 인렛(411)과 연결되는 제1 냉각유체 공급관(418)과, 상기 제1 냉각유체 아웃렛(412)과 연결되는 제1 냉각유체 배출관(419)은, 측부커버(211)의 내측면에 설치되어 본체(100) 측으로 연장되는 구조를 취할 수 있다.
즉, 상기 제1 냉각유체 공급관(418)과 제1 냉각유체 배출관(419)은 빔관통부재(210)에서 측부커버(211)의 내측면에 설치됨으로써, 외부에 노출되지 않고 견고하면서도 안정적으로 고정됨에 따라, 레이저 스폿용접 작업준비 등의 여러 과정에서 다른 구성 및 작업자에게 걸리지 않으며, 나아가 외부의 여러 가지 충격에도 안전하게 보호될 수 있다.
한편, 상기 받침냉각부(420)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 냉각유체 인렛(421), 제2 냉각유체 아웃렛(422), 제2 냉각유체 채널(423), 및 유로격벽(424)을 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 제2 냉각유체 인렛(421)은 받침부재(320)의 일측부에 형성되고, 상기 제2 냉각유체 아웃렛(422)은 받침부재(320)의 타측부에 형성된다.
또한, 상기 제2 냉각유체 채널(423)은 받침부재(320)의 내부에 마련되며, 제2 냉각유체 인렛(421) 및 제2 냉각유체 아웃렛(422)과 연통된다.
이러한 제2 냉각유체 채널(423)은 피용접물의 하면과 접촉되는 받침부재(320)의 상단까지 연장된다.
그리고, 상기 유로격벽(424)은 제2 냉각유체 채널(423)에서 제2 냉각유체 인렛(421)과 제2 냉각유체 아웃렛(422) 사이로부터 받침부재(320)의 상단 측으로 연장된 구조를 취함으로써, 제2 냉각유체가 제2 냉각유체 인렛(421)으로부터 받침부재(320)의 상단 측까지 유동한 후 제2 냉각유체 아웃렛(422)으로 배출된다.
이와 같이 본 발명은 받침냉각부(420)가 구성됨으로써 클램프암(300)을 냉각할 수 있으며, 나아가 받침냉각부(420)가 클램프암(300)에서 피용접물과 접촉되는 받침부재(320)만을 냉각하는 부분냉각구조로 이루어짐으로써, 실질적으로 용접부위에 고온의 열을 전달하는 받침부재(320)를 집중냉각함에 따라 냉각성능을 증대시킬 수 있으며, 이로 인하여 받침부재(320)와 접촉되는 피용접물의 접촉부위와 인접한 용접부위에 대한 레이저 용접강성이 취약해지는 것을 최대한 방지할 수 있다.
그리고, 상기 바디부재(310)는 양측부에 길이방향을 따라 측부홈(310b)이 형성되는데, 상기 제2 냉각유체 인렛(421)과 연결되는 제2 냉각유체 공급관(428)과, 상기 제2 냉각유체 아웃렛(422)과 연결되는 제2 냉각유체 배출관(429)은 측부홈(310b) 내에 배치된다.
즉, 상기 제2 냉각유체 공급관(428)과 제2 냉각유체 배출관(429)은 바디부재(310)의 측부홈(310b)에 삽입되어 설치됨으로써, 외부에 노출되지 않고 견고하면서도 안정적으로 고정됨에 따라, 레이저 스폿용접 작업준비 등의 여러 과정에서 다른 구성 및 작업자에게 걸리지 않으며, 나아가 외부의 여러 가지 충격에도 안전하게 보호될 수 있다.
또한, 상기 바디부재(310)에는 조립홈(310a)이 형성되며, 상기 받침부재(320)는 바디부재(310)의 조립홈(310a)에 삽입조립되는 구조를 취하여, 바디부재(310)에 착탈가능한 구조를 취할 수 있다.
즉, 상기 받침부재(320)는 피용접물의 종류 및 여러 가지 용도에 따라서 일부 구조가 다른 받침부재(320)로 교체됨으로써, 클램프암(300)에 변경 적용될 수 있는데, 이러한 교체를 위해 바디부재(310)에 설치 시에는 바디부재(310)의 조립홈(310a)에 삽입조립되고, 바디부재(310)로부터 탈거 시에는 조립홈(310a)으로부터 빼내어 분리되는 착탈가능한 구조를 취한다.
그리고, 상기 받침부재(320)는 연결관(321)이 장착될 수 있는데, 이러한 연결관(321)은 일단부(321a)가 제2 냉각유체 인렛(421) 또는 제2 냉각유체 아웃렛(422)에 삽입장착되고, 일단부(321a) 측으로부터 타단부 측으로 가면서 절곡되어 바디부재(310) 측으로 연장되며, 타단부(321b)가 제2 냉각유체 공급관(428) 또는 제2 냉각유체 배출관(429)에 삽입되어 조립되는 구조를 지닐 수 있다.
이와 같이 구성되는 연결관(321)으로 인하여, 받침부재(320)가 바디부재(310)에 교체되어 조립되는 경우에도, 양측에 위치되어 있는 제2 냉각유체 공급관(428)과 제2 냉각유체 배출관(429)에 간편하면서도 용이하게 다시 연결될 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 레이저 스폿용접장치(1000)는 피용접물과 접촉되는 홀더유닛(200)과 클램프암(300)을 냉각하는 냉각유닛(400)이 구성됨으로써, 피용접물에 대해 용접과 동시에 냉각이 이루어지도록 함에 따라, 홀더유닛(200)과 클램프암(300)이 접촉되는 피용접물의 접촉부위와 인접한 용접부위에 대한 레이저 용접강성이 취약해지는 것을 방지할 수 있으며, 나아가 홀더유닛(200)과 클램프암(300)이 냉각으로 인하여 내구수명이 향상될 수 있는 효과를 가진다.
구체적으로, 본 발명은 홀더냉각부(410)의 제1 냉각유체 채널(413)이 빔터널(220a)을 이루는 터널격벽(221)의 둘레에 구성됨에 따라, 레이저빔이 관통됨으로써 냉각구성이 구현되기 어려운 홀더유닛(200)의 구조적인 내부조건에서도, 빔터널(220a)과 비간섭되게 냉각구성이 구현될 수 있다.
나아가, 본 발명은 홀더냉각부(410)가 홀더유닛(200)에서 피용접물과 접촉되는 홀더부재(220)만을 냉각하는 부분냉각구조로 이루어짐으로써, 실질적으로 용접부위에 고온의 열을 전달하는 홀더부재(220)를 집중냉각함에 따라 냉각성능을 증대시킬 수 있으며, 이로 인하여 홀더부재(220)와 접촉되는 피용접물의 접촉부위와 인접한 용접부위에 대한 레이저 용접강성이 취약해지는 것을 최대한 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 레이저 스폿용접장치(1000)는 받침냉각부(420)가 구성됨으로써 클램프암(300)을 냉각할 수 있으며, 나아가 받침냉각부(420)가 클램프암(300)에서 피용접물과 접촉되는 받침부재(320)만을 냉각하는 부분냉각구조로 이루어짐으로써, 실질적으로 용접부위에 고온의 열을 전달하는 받침부재(320)를 집중냉각함에 따라 냉각성능을 증대시킬 수 있으며, 이로 인하여 받침부재(320)와 접촉되는 피용접물의 접촉부위와 인접한 피용접물의 용접부위에 대한 레이저 용접강성이 취약해지는 것을 최대한 방지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
100 : 본체 100 : 레이저헤드
200 : 홀더유닛 210 : 빔관통부재
211 : 측부커버 220 : 홀더부재
220a : 빔터널 221 : 터널격벽
300 : 클램프암 310 : 바디부재
310a : 조립홈 320 : 받침부재
321 : 연결관 321a : 일단부
321b : 타단부
400 : 냉각유닛 410 : 홀더냉각부
411 : 제1 냉각유체 인렛 412 : 제1 냉각유체 아웃렛
413 : 제1 냉각유체 채널 418 : 제1 냉각유체 공급관
419 : 제1 냉각유체 배출관 420 : 받침냉각부
421 : 제2 냉각유체 인렛 422 : 제2 냉각유체 아웃렛
423 : 제2 냉각유체 채널 428 : 제2 냉각유체 공급관
429 : 제2 냉각유체 배출관

Claims (7)

  1. 피용접물에 레이저빔을 발사하는 레이저헤드가 설치된 본체;
    상기 레이저빔이 관통되도록 상기 레이저헤드와 연통되게 상기 본체에 설치되며, 상기 피용접물의 상면을 압박홀딩하는 홀더유닛;
    상기 본체에 설치되며, 상기 상기 피용접물의 하면을 지지하는 클램프암; 및
    상기 홀더유닛과 클램프암 각각에 설치되어, 상기 홀더유닛과 클램프암을 냉각하도록 구성되는 냉각유닛;
    을 포함하는 레이저 스폿용접장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀더유닛은, 상기 레이저헤드와 연결되게 상기 본체에 설치되어 상기 레이저빔이 관통되는 빔관통부재와, 상기 빔관통부재에 연통되며 상기 피용접물의 상면과 접촉되는 홀더부재를 구비하고,
    상기 클램프암은, 상기 본체에 연결되어 절곡된 바디부재와, 상기 바디부재에 연결되며 상기 피용접물의 하면과 접촉되는 받침부재를 구비하며,
    상기 냉각유닛은, 상기 홀더부재를 냉각하는 홀더냉각부와, 상기 받침부재를 냉각하는 받침냉각부를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 스폿용접장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홀더부재는 상기 레이저빔이 관통되는 빔터널이 형성되며,
    상기 홀더냉각부는,
    상기 홀더부재의 일측부에 형성된 제1 냉각유체 인렛;
    상기 홀더부재의 타측부에 형성된 제1 냉각유체 아웃렛; 및
    상기 홀더부재의 내부에 마련되며, 상기 제1 냉각유체 인렛 및 제1 냉각유체 아웃렛과 연통되고, 상기 빔터널을 만드는 터널격벽의 둘레에 형성되면서, 상기 피용접물의 상면과 접촉되는 상기 홀더부재의 하단까지 연장된 제1 냉각유체 채널;을 구비하여,
    상기 빔터널과 제1 냉각유체 채널이 서로 비간섭되는 이중공간구조를 이루어, 상기 홀더부재에서 상기 레이저빔과 냉각유체가 서로 비간섭되면서 독립적으로 통과되는 것을 특징으로 하는 레이저 스폿용접장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 빔관통부재는 내부에 형성된 빔터널을 덮도록 측부에 측부커버가 설치되며,
    상기 제1 냉각유체 인렛과 연결되는 제1 냉각유체 공급관과, 상기 제1 냉각유체 아웃렛과 연결되는 제1 냉각유체 배출관은, 상기 측부커버의 내측면에 설치되어 상기 본체 측으로 연장된 것을 특징으로 하는 레이저 스폿용접장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 받침냉각부는,
    상기 받침부재의 일측부에 형성된 제2 냉각유체 인렛;
    상기 받침부재의 타측부에 형성된 제2 냉각유체 아웃렛;
    상기 받침부재의 내부에 마련되며, 상기 제2 냉각유체 인렛 및 제2 냉각유체 아웃렛과 연통되고, 상기 피용접물의 하면과 접촉되는 상기 받침부재의 상단까지 연장된 제2 냉각유체 채널; 및
    상기 제2 냉각유체 채널에서, 제2 냉각유체가 상기 제2 냉각유체 인렛으로부터 상기 받침부재의 상단 측까지 유동한 후 상기 제2 냉각유체 아웃렛으로 배출되도록, 상기 제2 냉각유체 인렛과 제2 냉각유체 아웃렛 사이로부터 상기 받침부재의 상단 측으로 연장된 유로격벽;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 스폿용접장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 바디부재는 양측부에 길이방향을 따라 측부홈이 형성되며,
    상기 제2 냉각유체 인렛과 연결되는 제2 냉각유체 공급관과, 상기 제2 냉각유체 아웃렛과 연결되는 제2 냉각유체 배출관은 상기 측부홈에 삽입설치되어 상기 측부홈을 통해 상기 본체 측으로 연장된 것을 특징으로 하는 레이저 스폿용접장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 바디부재에는 조립홈이 형성되고,
    상기 받침부재는 상기 조립홈에 삽입조립되고 착탈가능하며, 연결관이 장착되며,
    상기 연결관은, 일단부가 상기 제2 냉각유체 인렛 또는 제2 냉각유체 아웃렛에 삽입장착되고, 일단부 측으로부터 타단부 측으로 가면서 절곡되어 상기 바디부재 측으로 연장되며, 타단부가 상기 제2 냉각유체 공급관 또는 상기 제2 냉각유체 배출관에 삽입되어 조립되는 것을 특징으로 하는 레이저 스폿용접장치.
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