KR20230078633A - 시트 금속 파트 용접 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용접기에서 평탄형 금속 블랭크(1, 2)를 맞대기 용접하는 방법으로, 2개의 금속 블랭크(1, 2)를 공급 장치에 의해 컨베이어 유닛(37) 상에 위치시키고 유지 수단으로 고정시키며, 용접할 2개의 금속 블랭크(1, 2)의 두 에지(4, 5)를 가능한 갭이 최소로 되게 함께 배치하고, 용접 레이저(6)를 사용하여 함께 용접하여 맞대기 이음부를 형성하며, 용접 공정 중에 측정된 값으로 갭 폭(7)을 측정하여 제어하는, 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 반사광법으로 상기 갭 폭(7)을 측정하고, 동시에 투과광법으로 진정 갭 폭(9)을 측정하며, 이에 의해 갭 내의 소실 영역(8) 또는 소실 체적이 더욱 정확하게 예측된다.

Description

시트 금속 파트 용접 방법

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 특히 차체 제조에 있어서 판금 부품의 맞대기 용접 방법에 관한 것이다. 다만, 이 용접 방법이 차체 제조만으로 제한되지는 않는다.

차체 제조에서 시트 금속 파트를 제조하기 위해, 필요한 경우 에지를 준비한 후 개별 금속 시트에서 소위 TWB(tailored blanks)라는 용접 파트를 만드는 최신 제조 방법이 사용된다. 공지된 용접 공정, 특히 레이저 용접에서, 금속 시트는 고정식 용접 툴에 공급되어 용접된다. 오늘날 제조업체는 블랭크가 다양한 재료 등급이나 시트 두께로 구성될 수 있다는 이점을 주로 활용한다. 이를 통해 후속 구성요소의 다양한 부분을 향후 국부적으로 발생하는 구성요소 부하에 맞게 조정할 수 있으며 그렇지 않으면 추가 보강 부품이 필요하다. 오늘날 자동차 산업에서 도어 링이 TWB로 제작된다. 이러한 도어 링은 최대 8개의 개별 부품으로 구성되며, 이러한 개별 부품 간의 형상과 제조 공차 및 개별 부품의 시트 두께가 다르기 때문에 갭 형성이 다르게 된다. 또한, 다양한 각 도어 링에 대해서 갭 상황이 다르게 발생할 수 있다는 사실은, 효율적인 생산을 더욱 복잡하게 만든다. 여기서 V자형 용접에 대한 숙련도가 가장 큰 과제이다.

용접 품질이 불량하다는 것은 도어 링 충돌 테스트 중에 용접 이음새에 바람직하지 않은 균열이 발생할 수 있음을 의미한다. 안전 고려 사항으로 인해 실제 상황에서의 충돌은 자동차 산업에 치명적일 수 있고 그에 따라 극적인 결과를 초래할 수 있기 때문에 도어 링 생산에서 이러한 위험을 감수할 수는 없다. 지금까지 필러 와이어를 추가하여 최대 0.3㎜인 가변 갭을 폐쇄하는 방법이 알려져 있다. 용접 작업(용접할 부품의 재료)에 따라, 용가재(와이어)를 사용하여 높은 용접 품질로, 동적으로 최대 약 1㎜ 가변 갭을 폐쇄하는 것은 어려운 일이다.

특히 레이저 용접의 경우에서, 두 가지 용접 방법이 알려져 있다. 첫 번째 방법에서는 금속 시트를 정확하게 배치하고 제자리에 고정한 다음 이동식 용접 헤드로 금속 시트를 함께 용접한다. 다른 공정에서는, 금속 시트를 고정식 용접 툴에 공급하여 함께 용접하다. 두 방법 모두 현재 0.3㎜ 영역에 있는 최대 간격 폭을 처리하기 위해서는 높은 수준의 기계적 정밀도가 필요하다.

공정을 수행하기 위한 방법 및 장치가 특허 명세서 US5328083호에 기술되어 있지만, 용접 툴을 이음매의 현재 부분과 관련하여 정확하게 위치시키는 방법은 개시하지 않고 있다. 그 결과, 블랭크의 부정확성과 이음매 위치의 이동으로 인해 용접 결함이 발생할 수 있다.

유럽 특허 명세서 EP 0817698 B1호에는, 금속 시트의 상대적인 위치와 그에 따른 그루브의 정밀도가 지정된 공차 범위 내에서 유지되는 금속 시트의 연속 맞대기-이음매 용접 방법이 설명되어 있다. 이 방법은 의도적으로 함께 용접할 시트를 기계적으로 정밀하게 정렬하지 않는다. 대신, 센서 장비를 통해 갭 폭 및 갭 위치가 결정되고, 레이저 툴이 인접한 두 금속 시트의 경로를 추종한다. 이후에는 제어 루프를 사용하여 용접 빔의 성능과 용접 프로세스에 필요한 냉각 출력(가스, 물)을 영구적으로 조정할 수 있다. 이러한 유형의 시스템에는 많은 유지관리가 필요하다.

갭 상황이 부품마다 다를 수 있는 시나리오(A-형, V-형, 평행 및 제로 갭 또는 이들의 혼합이 발생하는 경우)는 레이저 용접에서 어려운 일이다. 갭 측정을 결정하는 잘 알려진 방법은 반사광법이다. 이 방법을 사용하면, 광원이 갭에 빛을 비추고 이 빛이 금속 표면에서 반사되어 광원과 금속 시트의 동일한 측면에 배치된 카메라로 분석된다. 잘 알려진 반사광법은 예를 들어 레이저 라인 평가 방식이다. 이 방법은 레이저 삼각 측량을 기반으로 한다. 이를 위해 두 개의 금속 블랭크 표면에 레이저 라인이 투사된다. 투사된 레이저 라인은 갭을 형성하는 금속 시트의 에지에 대체로 수직이다. 거리와 갭 형상에 따라, 반사된 레이저 라인은 특정 각도로 카메라에 충돌한다. 그런 다음 촬영된 레이저 라인을 평가하여 갭 폭을 결정할 수 있다.

그러나 이러한 유형의 시스템은 항상 정확한 갭 측정을 제공할 수 없다. 이 측정 시스템은 잘못된 간격 측정을 제공할 수 있는데, 특히 금속 시트의 동일한 면이 위쪽을 향하도록 항상 보장할 수 없는 경우에 그러하다.

특히, 이러한 종류의 시스템은 일반적으로 갭의 상부 영역의 갭 폭만 제공하고, 하부 영역의 갭 폭에 대해서는 어떠한 결론도 거의 허용하지 않는다.

용접할 두 금속 시트 사이의 폭이 크면, 레이저 빔의 일부가 방해받지 않고 틈을 통과하기 때문에 갭에서 흡수된 레이저 에너지가 손실된다. 모노포커스를 디포커싱함으로써 이 손실을 어느 정도 줄일 수 있다. 그러나 이것은 필연적으로 레이저 빔의 최대 강도도 감소시킨다.

한편, 완전 용입(full penetration), 즉 레이저 용접에서 금속 증기 모세관의 완전한 용입으로 용접하는 능력은 기술적인 제로-갭에서 감소하다. 이것은 용접 속도를 감소시키거나 레이저 출력을 증가시키는 것에 의해 어느 정도까지 보상될 수 있다. 요약하면, 갭 브리징 능력과 뿌리 침투 능력 사이에 응용 분야에서 장력 영역이 형성된다고 말하는 것은 사실이다. 최적의 생산성을 보장하기 위해 레이저 빔 소스는 레이저 출력의 설계 한계에서 작동한다. 용접 작업 중 용접 속도의 변경은 반응 시간으로 인해 많은 플랜트 설계에서 가능하지 않다. 이는 일반적으로 생산성 감소로 이어진다.

넓은 용접 갭의 처리, 효율 손실 및 공정 신뢰성 문제를 해결하기 위해, 지금까지 여러 접근 방식이 연구되었다. 예를 들어, 단일 초점 스캔 추적기 아이디어는 작은 초점 직경(0.2㎜ 내지 0.3㎜)과 고강도 레이저 빔이 용접 할당 전체에서 직각으로 진동한다는 아이디어를 추구한다. 진폭과 레이저 출력은 측정된 갭 폭에 따라 달라진다. 그러나 블랭크 용접을 위해 시장에서 사용할 수 있는 시스템 기술을 사용한 시도는, 달성 가능한 주파수로 인해 진동 운동의 주기 길이가 약 10m/분의 높은 용접 속도에서 재용융된 재료의 전체 커버리지를 보장하지 않는다는 것을 보여준다. 허용 가능한 용접 이음매를 생성하려면, 용접 속도를 상당히 줄여야 하고, 이는 갭이 있는지 없든지간에 생산성을 저하시킨다.

레이저 용접의 트윈-스팟 광학, 즉 워크피스에 물리적으로 분리된 두 개의 초점을 사용하는 것은 그동안 연구실에서 생산 라인으로 적용된 기술이다. 특허 DE 101 13 471 B4호는 레이저 빔이 용접 지점에서 또는 용접 지점에서 가까운 거리에 적어도 두 개의 초점을 갖도록 제공한다. 여기에서 초점 포인트 사이의 간격은 용접 프로세스의 개별 매개변수, 특히 용접 속도와 용접 품질의 측정에 따라 지속적으로 변경된다. 특허 CN203124961호는 레이저 가공 장치에 관한 것으로 레이저 이미터, 레이저 빔을 전달하는 광 처리 튜브 및 레이저 빔의 초점을 맞추는 초점 거울을 포함하는 회전 쌍점 광학 레이저 가공 헤드에 관한 것이다. 빔 분리기는 빔 분리기를 회전시킬 수 있는 구동 장치에 연결된다.

트윈-스팟 광학 장치를 갖춘 용접 장치가 EP 3 572 178 A1호에도 설명되어 있다.

트윈-스폿 광학을 사용하면, 용접 이음매 양쪽의 레이저 에너지 분포를 유연하게 개선할 수 있으므로 개별 초점 에너지 전달이 불충분한 문제를 방지할 수 있다. 또한 빔 분리기는 드라이브에 연결되어 그에 따라 회전할 수 있다. 이중 초점은 전체 공정 광학 장치를 회전시키거나 트윈-스폿 광학 장치 모듈을 회전시켜 회전할 수 있다. 이 공정의 주요 장점은 공정 조건에 따라 예를 들어 갭 폭이 변경되는 경우, 할당 및 제어되는 작업에 맞춰 출력 분포가 수정될 수 있다는 것이다. 이것은 높은 수준의 유연성과 무엇보다 높은 공정 안정성과 용접 품질을 달성하게 한다. 그럼에도 불구하고, 조사에 의하면, 동일한 성능 수준에서 트윈-스폿 광학 기술을 사용하는 용접은 하나의 레이저 빔만 사용하는 용접보다 침투 깊이가 더 적은 것으로 나타났다. 그러나 제조 관점에서 원하는 용접을 생성하기 위한 최적의 매개변수에 대한 관심은 전체 프로세스의 경제적 요인과 매우 밀접하게 연결되어 있다. 따라서 프로세스의 효율성과 용접 품질은 접합 프로세스의 핵심 특성이다.

테일러드 블랭크를 용접하는 공정에서 중요한 기준은 한편으로는 전체 설비의 처리량, 즉 허용 가능한 불량율로 시간당 얼마나 많은 부품을 생산할 수 있는지이고, 다른 한편으로는 합리적인 기술적 노력과 용가재로 용접된 블랭크의 원하는 품질뿐만 아니라 전체 가공 공정의 품질 모두를 보장하는 데 필요한 추가 재료이다.

앞서 언급한 솔루션 및 방법의 단점은 일반적으로 갭 폭과 갭 위치만 측정되지만 갭 형상은 고려되지 않는다는 것이다. 도 3은 이와 관련하여 절단 공정에 의해 주로 생성되는 다양한 갭 형상을 보여준다. 두 개의 금속 블랭크가 단면 평면의 어느 한 지점에서 접촉하여 거기에는 갭이 없더라도, 블랭크가 서로 접촉하지 않는 영역이 존재한다. 이상적으로는, 최적의 용접 결과를 얻기 위해 용접 프로세스 중에 이러한 영역의 누락된 체적을 재료로 채워야 한다. 그러나 이 목적을 위해서는 한 지점에서 갭 폭뿐만 아니라 갭 형상을 결정하거나 최소한 추정해야 한다. 이것은 갭 폭이 일반적으로 금속 시트 표면 근처의 한 지점에서만 결정되는 알려진 공정의 경우에는 해당되지 않는다.

따라서 본 발명은 전술한 단점을 제거하는 방법을 설명하는 작업에 기초한다.

이 목적은 청구항 1에 언급된 특징에 의해 달성된다. 유리한 실시형태 변형이 종속항에 제공된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 반사광법에 의해 갭 폭을 측정하고, 투과광법에 의해 진정 갭 폭을 측정함으로써, 갭의 소실 면적 및 소실 체적을 보다 정확하게 추정할 수 있다. 진정 갭 폭은 두 금속 시트의 에지 사이의 최소 거리, 즉 블랭크들 사이의 빈 영역으로 이해된다.

반사광법은 바람직하게는 레이저 라인 방법이므로, 레이저 라인을 갭의 경로에 수직으로 금속 시트 표면에 투영하고 라인의 형상을 평가하는 레이저 삼각 측량법이다.

투과광법에서는, 광이 갭을 통해 조사되어, 금속판의 반대편에서 카메라로 측정된다. 그에 따라 이미지를 평가하여 두 금속 블랭크 사이의 명확한 폭(진정 갭)을 결정할 수 있다.

따라서 여기에 제시된 발명은 반사광법을 사용하여 갭 폭을 측정하는 것 외에도 함께 용접될 블랭크 사이의 진정 갭을 시각화하고 측정하는 것을 가능하게 ㅎ한. 결과적으로 소실된 체적을 추정하고 용접 프로세스를 최적으로 제어할 수 있다.

또한 용접 공정에 필러 와이어를 추가하는 것이 바람직하다. 개선된 갭 측정 장치를 사용하면, 필러 와이어(filler wire)의 최적 요구량을 보다 효과적으로 결정할 수 있으며, 추가 와이어의 공급 속도를 제어하여 최적의 와이어 양을 공급할 수 있고, 필요한 필러 와이어의 양을 줄일 수 있다. 이러한 방식으로 제안된 방법을 통해 전체 생산 비용을 줄일 수 있다.

대체로 제안된 방법은 다른 공지의 방법에 비해 생산성을 높이고 공정 품질을 높인다.

측정 결과는 바람직하게는 두 에지 사이의 소실된 부피를 결정하기 위해 용접 프로세스 동안 촬상(imaging) 기술을 사용하여 분석된다.

다른 광원과 각각의 카메라를 사용하여 생성된 용접부 내의 홀을 감지하는 것도 유용하다.

반사광법은 단색광을 갖는 광원을 사용하는 것이 바람직하다.

갭 폭과 진정 갭 폭이 연속적으로 측정되고 평가된다면 바람직하다.

반사광법을 사용하여 갭 폭을 측정하고, 필요에 따라 투과광법을 사용하여 금속 블랭크의 상부 및 하부에서 진정 갭을 측정하면 더 나은 결과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 차체 제조에서 테일러드 블랭크를 생산하는 데 특히 적합하다.

이하에서 예시적 실시형태와 도면을 참조하여 본 발명 및 또한 현재 측정 방법의 문제점을 추가로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 용접 프로세스의 일 예에 대한 개략적인 측면도이다.
도 2는 절단 공정 후, 금속 시트의 단면 에지를 도시하는 도면이다.
도 3은 개략도로서 절단 에지의 가능한 형상을 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 4는 서로 접촉하고 있는(실제 갭 없이) 2개의 금속 블랭크 사이의 갭을 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 진정한 갭 및 갭 조명을 갖는, 단면이 접촉하지 않는 2개의 금속 블랭크를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 투과광에 의한 갭 측정을 보여주는 개략도이다.
도 7은 서로 접촉하지 않는 2개의 금속 블랭크 사이의 갭을 보여주는 개략적인 단면도이다.

각 도면에서 동일한 참조 번호는 각각의 경우에서 동일한 피처를 나타낸다.

도 1은 컨베이어 유닛(37) 상에 배치되어 운송 방향(TR)으로 이동될 수 있는 금속 블랭크(1, 2)를 가공하기 위한 본 발명에 따른 레이저 용접 공정(35)의 실시형태의 일 예를 도시한다. 제1 공정 단계에서, 금속 블랭크(1, 2)는 공급 장치(미도시)에 의해 컨베이어 유닛(37) 상에 배치되고, 유지 수단(미도시)에 의해 컨베이어 유닛에 유지된다. 그런 다음, 갭 위치와 갭 폭이 결정된다. 이는 상부 카메라(20), 선택적으로 하부 카메라(21)를 사용하여 달성된다. 또한, 하부 조명(18) 및 상부 조명(19)이 2개의 카메라(20, 21) 각각의 맞은편에 제공된다.

2개의 금속 블랭크(1, 2) 사이의 공간 D는 용접할 금속 블랭크의 레이아웃에 따라 다르며, 금속 블랭크(1, 2)가 직사각형 레이아웃을 갖는 경우 공간 D는 작게 유지될 수 있고, 금속 블랭크(1, 2)가 마름모꼴 레이아웃을 갖는 경우에는 더 크게 선택될 수 있다. 제2 공정 단계에서, 금속 블랭크(1, 2)는 레이저 용접(6)에 의해 용접된 금속 블랭크(36)를 형성하도록 결합되며, 이때 필러 와이어(10)가 필러 와이어 유닛(24)에 의해 추가된다. 제3 공정 단계에서, 용접 이음매의 품질은 상부 카메라(22)와 하부 조명(31)으로 구성된 고정식 2차 품질 시스템을 사용하여 위에서 확인되고, 옵션으로 추가의 고정 품질 시스템(하부 카메라(23) 및 상부 조명(32))을 사용하여 아래에서 확인된다. 이어서, 유지 수단(미도시)이 분리된 후에 용접된 금속 블랭크(36)가 컨베이어 벨트로부터 제거된다.

도 2는 절단 후 시트 두께가 T1인 금속 블랭크(1)의 에지(5)의 일 예를 개략적으로 도시한다. 절단 공정의 결과, 에지(5)는 소성 변형 후의 롤-오버(roll-over) 영역 R, 변형되지 않은 절단 영역 S, 파단(fracture) 영역 B 및 버 G를 갖는다. B에 대한 S의 비율은 상당히 다양할 수 있다.

도 3은 가능한 절단 에지 형상과 다양한 갭 형상을 개략적으로 도시한다. 좌측 금속 블랭크(1)와 우측 금속 블랭크(2)를 서로에 대해 밀면, 두 금속 블랭크(1, 2) 사이의 갭 형상은 절단 공정 중에 에지의 소성 변형으로 인해 한 블랭크에서 다음 블랭크로 변경될 수 있다. 또한 갭 형상은 두 금속 블랭크의 시트 두께 T1, T2가 동일한지 여부에 따라 달라진다. 또한 여기서는 금속 블랭크(1, 2)의 위치에 따라 갭 형상이 상당히 변한다는 것을 명확하게 보여준다. 절단 공정에서 금속 블랭크(1, 2)의 두 상부가 용접 공정 중에 위쪽을 향하는 경우, 한쪽 또는 양쪽 면이 용접 공정에서 아래쪽을 향하는 것과 형상이 완전히 다르다.

도 4는 상부(25) 및 하부(26)를 가지며, 시트 두께가 T1인 좌측 금속 블랭크(1) 및 상부(25) 및 하부(26)를 가지며, 시트 두께가 T2인 우측 금속 블랭크(2)의 개략적인 단면도이다. 2개의 금속 블랭크(1, 2)는 좌측의 롤-오버 영역(27) 및 우측의 롤-오버 영역(28)에서 하부가 접촉하고 있다. 따라서, 이 영역에는 갭이 없다(실제 갭 없음). 갭 폭(7)은 종래 기술에 따른 반사광법을 사용하는 갭 측정 장치로 결정된다. 결정된 이 갭 폭(7)은 일반적으로 갭 상부에서의 갭 폭을 반영한다. 음영 처리된 영역은 두 개의 금속 블랭크(1, 2) 사이의 소실된 영역(8)을 나타낸다. 하부 영역에서 갭이 폐쇄되어 있으므로, 이 소실 영역(8)은 측정된 갭 폭(7)에 의해서는 매우 대략적으로만 예측될 수 있다.

도 5는 반사광법을 사용하는 갭 측정 장치를 보여준다. 2개의 금속 블랭크(1, 2)는 여기에서 접촉하지 않으므로 실제 갭이 존재한다. 진정한 갭은 단면에서 보았을 때 갭 폭이 금속 시트의 2개의 에지(4, 5) 사이의 최소 거리와 동일한 것으로 이해된다. 2개의 광원(11, 12)이 진정 갭을 비추고, 여러 번 반사된 광선(13)은 카메라(20)에 의해 수신된다. 광선(14)은 좌측 에지(4)의 상부 영역에서 반사되어 상부 카메라(20)에 의해 포착되지 않는다. 광선(15)과 광선(16)은 좌측 에지(4)와 우측 에지(5) 영역에서 여러 번 반사되지만 역시 카메라(20)에 의해 포착되지 않는다. 이 공정을 사용하면, 금속 블랭크(1, 2)의 상부 영역에서 갭 폭(7)이 결정되지만, 이는 일반적으로 진정 갭 폭과 동일하지 않다.

도 6은 이제 진정 갭이 있는 두 개의 금속 블랭크(1, 2)에서 투과광법을 사용하는 갭 측정 장치를 보여준다. 따라서, 상부(25), 하부(26) 및 에지(4)를 갖는 시트 두께가 T1인 좌측 금속 블랭크(1) 및 상부(25), 하부(26) 및 에지(5)을 갖는 시트 두께가 T2인 우측 금속 블랭크(2)는 접촉하지 않는다. 하부 조명(18)은 갭을 통해 아래에서 광(17)을 비추고, 이 광은 상부 카메라(20)에 의해 포착된다. 투과광법을 사용하는 이 갭 측정 장치는 두 에지(4, 5) 사이의 최소 거리인 진정 갭 폭(9)을 측정한다.

도 7은 이제 본 발명에 따른 갭 측정 장치를 도시한다. 여기서 갭은 반사광법(도 5 참조)과 투과광법(도 6 참조)을 동시에 사용하여 측정한다. 2개의 금속 블랭크(1, 2)는 본 예에서 접촉하지 않는다. 갭 폭(7)은 반사광법을 사용하여 금속 블랭크(1, 2)의 상부 영역에서 측정된다. 진정 갭 폭(9)은 투과광법을 사용하여 결정된다.

본 예에서, 반사광으로부터의 광선 및 투과광법으로부터의 광선은 공유 카메라(20)에 의해 포착된다. 측정된 갭 폭(7)에서 진정 갭 폭(9)알 빼면, 오류 갭 폭(3)이 얻어진다. 오류 갭 영역(29)은 오류 갭 폭(3) 아래의 갭 영역이다. 오류 갭 영역(29)은 오류 갭 폭(3) 및 시트 두께(T1, T2)를 사용하여 추정될 수 있다. 진정 갭 영역(30)은 측정된 진정 갭 폭(9) 및 알고 있는 시트 두께(T1, T2)를 사용하여 결정될 수 있다. 추정된 오류 갭 영역(29)과 결정된 실제 갭 영역(30)의 합은 소실된 영역(8)이 되고, 소실된 부피를 추정하는 데 사용될 수 있다.

도 1에서, 반사광법은 금속 블랭크(1, 2)의 상부뿐만 아니라 하부에서도 사용된다. 이 목적을 위해 금속 블랭크 아래에 두 개의 광원(38, 39)이 있다. 광원(38, 39)으로부터 나온 광선은 금속 블랭크 및 갭에서 반사되어 하부 카메라(21)에 의해 포착된다. 유사하게, 이 카메라(21)는 상부 광선으로부터 나와 투과된 광선을 포착한다.

1 좌측 금속 블랭크(left-hand metal blank)
2 우측 금속 블랭크(right-hand metal blank)
3 오류 갭 폭(false gap width)
4 시트 금속 에지(sheet metal edge)
5 시트 금속 에지(sheet metal edge)
6 용접 레이저(welding laser)
7 반사광법으로 측정한 갭 폭(gap width measured using the reflected-light method)
8 소실 영역(missing area)
9 진정 갭 폭(true gap width)
10 필러 와이어(filler wire)
11, 12 광원(light source)
13 광선(light ray)
14 광선(light ray)
15 광선(light ray)
16 광선(light ray)
17 광(light)
18 하부 조명(bottom light)
19 상부 조명(top light)
20 상부 카메라(top camera)
21 하부 카메라(bottom camera)
22 상부 카메라(top camera)
23 하부 카메라(bottom camera)
24 필러 와이어 유닛(filler wire unit)
25 금속 블랭크의 상부(upper side of metal blank)
26 금속 블랭크의 하부(bottom side of metal blank)
27 롤-오버, 좌측(roll-over, left)
28 롤-오버, 우측(roll-over, right)
29 오류 갭 영역(false gap area)
30 진정 갭 영역(true gap area)
31 하부 조명(bottom light)
32 상부 조명(top light)
35 레이저 용접 공정(laser welding process)
36 용접된 블랭크(welded blank)
37 컨베이어 유닛(conveyor unit)
38, 39 광원(light source)
TR 운송 방향(transport direction)
R 롤-오버 영역(roll-over area)
S 절단 영역(cutting area)
B 파단 영역(fracture area)
G 버(burr)
D 금속 시트 사이의 거리(distance between metal sheets)
T1 시트 금속 두께, 좌측 블랭크(sheet metal thickness, left-hand blank)
T2 시트 금속 두께, 우측 블랭크(sheet metal thickness, right-hand blank)

Claims (12)

1. 용접기에서 평탄형 금속 블랭크(1, 2)를 맞대기 용접하는 방법으로, 2개의 금속 블랭크(1, 2)를 공급 장치에 의해 컨베이어 유닛(37) 상에 위치시키고 유지 수단으로 고정시키며, 용접할 2개의 금속 블랭크(1, 2)의 두 에지(4, 5)를 가능한 갭이 최소로 되게 함께 배치하고, 용접 레이저(6)를 사용하여 함께 용접하여 맞대기 이음부를 형성하며, 용접 공정 중에 측정된 값으로 갭 폭(7)을 측정하여 제어하는, 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법에 있어서,
   반사광법으로 상기 갭 폭(7)을 측정하고, 동시에 투과광법으로 진정 갭 폭(9)을 측정하며, 이에 의해 갭 내의 소실 영역(8) 또는 소실 체적이 예측되는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법.
2. 제1항에 있어서, 반사광법이 레이저 라인 방법이고, 이에 따라 레이저 삼각측량법인 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 필러 와이어(10)가 레이저 용접 공정(35)에 공급되는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법.
4. 제3항에 있어서, 예측되는 소실 체적에 따라 필러 와이어 공급이 제어되는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 두 에지(4, 5) 사이에서 소실 체적을 결정하기 위해, 용접 공정 중에 촬상법(imaging method)을 사용하여 측정되는 결과를 분석하는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 광(31, 31) 및 대응하는 카메라(22, 23)를 사용하여 용접 공정 후에 생성된 용접부에서 홀이 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 반사광법은 단색광용 광원(11, 12)을 사용하는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 갭 폭(7) 및 진정 갭 폭(9)이 연속적으로 측정되고 분석되는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 반사광법 및 투과광법은 공유 카메라(20)를 사용하는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 블랭크(1, 2)의 상부 및 하부 상에서 갭 폭(7)을 측정하기 위해 반사광법을 사용하는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 블랭크 맞대기 용접 방법.
11. 제1항 내지 제8항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 블랭크(1, 2)의 상부 및 하부 상의 진정 갭 폭(9)을 측정하기 위해 투과광법이 사용되는 것을 특징으로 하는 평탄형 금속 블랭크의 맞대기 용접 방법.
12. 차체 제작에 사용되는 테일러드 블랭크를 생산하기 위한 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 방법의 적용.

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