KR100254655B1 - 레이저빔에 의한 박판 용접장치 - Google Patents

레이저빔에 의한 박판 용접장치 Download PDF

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르봐이본
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Abstract

적어도 2개의 박판(2,3)을 각 가장자리끼리 맞대어 레이저빔에 의해 용접하는 장치에 있어서, 제1박판(2)을 수평 기준면에 위치를 잡고 지지하기 위한 수단(10)과, 제1박판(2)의 용접될 가장자리를 레이저빔의 축상에 위치를 정하기 위한 수단(20)과, 제1박판(2)의 용접될 가장자리를 유지하기 위한 수단(30)과, 제1박판(2)을 고정하기 위한 수단(40)과, 적어도 하나의 제2박판(3)의 위치를 정하고 지지하기 위한 수단(50)과, 제2박판(3)의 용접될 가장자리를 제1박판(2)의 용접될 가장자리에 대해 유지하기 위한 수단(60)과, 제2박판(3)을 분할압력(sectorized pressure)으로 고정하기 위한 수단(70)과, 상기 박판(2,3)의 용접될 가장자리에 측면의 분할압력을 가하기 위한 수단(80)과, 용접될 박판(2,3)의 접합면을 따라 이동가능한 레이저빔을 이용하는 용접유닛을 포함하는 장치

Description

레이저빔에 의한 박판 용접장치
제1도는 본 발명에 따른 장치의 개략적인 평면도.
제2도는 본 발명에 따른 장치의 제2박판을 고정하는 수단이 개방된 위치에 있는 상태의 개략적인 단면도.
제3도는 본 발명에 따른 장치의 제2박판을 고정하는 수단이 닫힌 위치에 있는 상태의 개략적인 단면도.
본 발명은 적어도 2개의 박판(sheet blanks)을 각각의 가장자리를 맞대어 레이저빔에 의해 용접하는 장치에 관한 것이다.
적어도 2개의 박판을 레이저빔에 의해 용접하는 것은, 특히 예를 들어 자동차 산업과 같이 버트용접 부품의 생산에 있어서, 상당한 산업적 가능성을 열어놓았다.
박판을 서로 겹치지 않도록 각각의 가장자리끼리 맞대어 레이저빔에 의해 용접한 박판은 프레스 단조기능(press-forming capability)을 보유하고 있다.
박판들은 형상 및/또는 두께가 서로 다르고 강철의 등급도 서로 다르다.
용접된 박판의 프레스 단조기능이 최적으로 되도록 두장의 박판을 레이저빔에 의해 정확하게 맞댐용접하기 위해서는, 용접할 박판을 그 가장자리가 틈이 없이 서로 맞닿게 배치하고, 박판의 형상이 서로 다른 경우에는 서로에 대한 길이방향 배치가 완벽해야 한다.
더욱이, 한편으로는 2개의 박판의 접합면이 레이저빔의 축상에 위치하도록 정확한 박판의 측면위치를 확실히 하고, 다른 한편으로는 접합면을 레이저빔의 축위에 유지할 수 있도록, 박판이 공급되는 동안 상기 박판의 길이방향 위치 및 측면 위치, 즉 레지스터(register)를 확실히 해야 한다.
또한 적어도 2개의 박판을 레이저빔에 의해 용접하려면 용접할 박판의 정밀성, 형상 및 위치에 대한 아주 엄격한 요구조건을 만족시켜야만 한다.
용접 이음부의 품질은 박판 위치의 정확성 및 상기 박판 사이에 있는 접합면에서의 접촉성에 의존한다.
접합면에서의 접촉성이 부정확하면, 즉 틈이 많으면 용접된 부분이 떨어지고 구멍이 나기도 하며, 이 경우에 용접부가 불연속적으로 된다.
우수한 품질의 용접부를 얻도록 박판의 접합면에서의 틈을 최소화하는 것을 보장하기 위하여, 박판의 전단 품질을 개선해서 전단 단면의 굴곡을 작게하며, 박판 사이의 접촉성을 보장하고, 상기 박판 사이의 틈을 좀더 잘 조절하는 것이 가능하다.
그러나 이러한 결과를 얻기 위해서는 고가이면서 고도로 정확한 전단기를 구입하거나, 용접될 2개의 박판을 동일한 블레이드로 동시에 절단하도록 된 더블전단기(double shearing machine)를 사용해야 한다.
또한 용접될 전단된 가장자리의 굴곡의 마루를 눌러서 평평하게 되도록 박판 위에서 상기 박판의 접합면을 향해 옆방향으로 압력을 가할 수 있다.
레이저빔에 의한 용접을 위한 산업 설비에서 후자의 방법을 채택하는 예가 점점 증가하고 있다.
상기 목적을 위해, 소위 연속 장치(continuous installations)로 치칭되는 산업설비는 박판의 수용, 즉 상기 레이저빔을 향한 방향으로 박판이 공급되는 동안, 서로에 대해 그리고 레이저빔의 축에 대해, 상기 박판을 배치하도록 하며, 그런 다음 박판이 이동되는 동안 박판의 위치를 일치시키는 것을 유지하도록 하고, 박판의 용접과 방출(discharge)을 확인한다.
상기 압력이 가해지는 지점에 따라 서로 다른 옆방향 압력을 가질 필요가 있는 경우에, 예를 들어 공동(hollow) 또는 노치(notch)를 가진 버트용접된 박판들의 경우 또는 제3박판과 다른 형상 또는 다른 두께를 가진 2개의 박판이 버트용접되는 경우에, 그 설비에서 박판의 위치에 따라 각 압력을 가하는 부재의 압력을 조절하는 것이 필요하기 때문에, 연속설비를 정밀하게 취급하여야 한다.
이러한 작동은 고도로 정확한 조절 및 복잡한 작동을 요한다.
이러한 용접작용을 수행하기 위해 산업적 장치, 소위 정적장치(static installation)가 공지되어 있으며, 이는 용접된 박판이 고정되어 있고 용접유닛이 상기 용접될 박판의 접합면을 따라 이동 가능하다.
일반적으로 이 설비들은, 예를 들어 한 유닛에서 고정턱(clamping jaws)으로 구성된 각 박판의 수직 고정 시스템을 적용한 박판을 유지하기 위한 장치를 포함한다.
그러나 상기 고정시스템은 박판 표면의 품질을 저하시키고 상기 박판 위에 압력을 일정하게 가하는 결점을 가지고 있다.
따라서 두께가 서로 다른 다수개의 박판을 용접하는 경우에, 고정시스템에 의해 가해지는 압력이 일정하기 때문에 보통 용접부의 질이 불량하다.
더욱이 상기 고정시스템은, 용접되는 길이의 함수로서의 압력을 조절하는 수단을 포함하지 않아, 원하는 압력을 가하는 것이 불가능하다.
따라서 본 발명의 목적은 2개의 박판을 가장자리끼리 맞대어 레이저빔에 의해 용접하는 장치를 제공함을 목적으로 하며, 그렇게 함으로써 우수한 용접성을 얻을 수 있고, 용접될 박판의 변수 및 박판 가장자리를 맞추는데 적합한 옆방향 접촉압력을 상기 박판 위에 가할 수 있다.
따라서 본 발명은 적어도 2개의 박판을 맞대어 레이저빔에 의해 용접하는 장치에 있어서: 제1박판을 수평의 기준면에 지지하여 배치하는 수단과, 레이저빔의 축 위에 상기 제1박판의 용접될 가장자리의 위치를 잡는 수단과, 레이저빔의 축위에 제1박판의 용접될 가장자리를 지지하는 수단과, 제1박판을 고정하는 수단과, 상기 수평의 기준면에 적어도 1개의 제2박판을 지지하여 배치하는 수단과, 상기 제1박판의 용접될 가장자리에 대향되게 제2박판의 용접될 가장자리를 지지하는 수단과, 상기 제2박판을 분할압력(sectorized pressure)으로 고정하는 수단과, 상기 박판의 용접될 가장자리에 측면상의 분할압력을 가하기 위한 수단과, 상기 용접될 박판의 접합면을 따라 이동 가능한 레이저빔을 이용하는 용접유닛 수단을 포함하는 것으로 특징지어 진다.
본 발명의 다른 특징에 따르면: 제1박판을 지지하여 배치하기 위한 수단은, 지지테이블(support table)에 대해 지지되고 상기 박판의 접합면에 평행한 방향으로 연장되는 고정된 하부슈(lower shoe)를 적어도 하나 포함하고, 여기에서 상기 하부슈는 상기 제1박판의 하부면과 접하는 연속 표면을 이루며, 제1박판의 용접될 가장자리를 배치하기 위한 수단은, 고정된 하부슈에 대면하고 있는 측면을 가진 면이 레이저빔의 축에 일치하도록 수직하게 배치된 길이 방향의 신축자재한 멈추개(stop)를 포함하고, 레이저빔의 축에서 제1박판의 용접될 가장자리를 유지하기 위한 수단은, 상기 박판의 접합면에 평행한 방향으로 연장된 세로로 이동가능한 상부슈(upper shoe)를 적어도 하나 포함하고, 상기 상부슈는 제1박판의 상부면과 접하는 연속면을 한정하며 상기 고정된 하부슈에 대해 마주보게 배치되고, 제1박판을 고정하기 위한 수단은, 상기 상부슈와 하부슈 사이에 상기 제1박판을 고정하기 위해 상부슈에 수직방향으로 압력을 가하는데 사용되는 잭 또는 실린더장치를 적어도 하나 포함하고, 상기 제2박판을 지지하여 배치하기 위한 수단은, 상기 박판의 접합면에 평행한 방향으로 연장되고 나란히 배열된 일련의 독립된 하부슈들을 포함하고, 상기 하부슈들은 상기 제2박판의 하부면과 실질적으로 연속적인 접촉면을 형성하며, 이들은 상기 박판의 접합면에 수직인 방향으로 지지테이블 위에 이동가능하게 장착되어 있고, 상기 제2박판의 용접될 가장자리를 제1박판의 용접될 가장자리에 대향되게 유지시키기 위한 수단은, 상기 박판의 접합면에 평행한 방향으로 연장되고 나란히 배열된 일련의 독립된 상부슈를 포함하고, 상기 상부슈는 상기 제2박판의 상부면에 접하는 실질적으로 연속적인 면을 형성하며, 이들 각각은 상기 일련의 하부슈에 대하여 대면하게 배치되어 있으며, 상기 일련의 상부슈의 각 슈는 한편으로는 수직으로 이동가능하고 다른 한편으로는 상기 박판의 접합면에 수직인 방향으로 이동가능하며, 상기 제2박판을 분할압력으로 고정하기 위한 수단은, 상기 일련의 상부슈의 각 슈와 결합되고, 상기 슈와 일련의 대응하는 하부슈 사이에서 상기 제2박판을 고정하기 위해 상기 슈에 수직으로 압력을 가하는데 사용되는 실린더 장치 또는 잭을 적어도 하나 포함하고, 상기 박판의 용접될 가장자리에 분할압력으로 측면의 고정을 하기 위한 수단은, 일련의 하부슈들의 각 슈와 결합되고, 상기 박판의 접합면에 수직인 방향으로 가해지는 압력을 상기 슈에 가하는데 사용되는 실린더장치 또는 잭을 적어도 하나 포함한다.
이하 본 발명에 대해 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도면에 개략적으로 도시된 장치는, 예를 들면 자동차 산업과 같이, 다른 형상 및/또는 다른 두께 및 다른 철강 등급을 가진, 적어도 2개의 박판(2,3,4)을 서로의 가장자리끼리 맞대어 레이저빔(1)에 의해 용접되도록 적용된 것이다.
후술되는 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 장치는 세 개의 금속 박판(2,3,4)을 가장자리끼리 맞대어 용접하도록 하는데, 상기 금속 박판(3,4)의 용접될 가장자리(3a,4a)를 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)에 갖다댄다.
상기 목적을 위한 도면에 개략적으로 도시된 장치는: 제1박판(2)을 지지하기 위한 측부테이블(lateral table, 5)과, 제2박판(3,4)을 지지하기 위한 측부테이블(6)과, 수평의 기준면에 제1박판(2)을 지지하여 배치하기 위한 수단(10)가, 레이저빔(1)의 축상에 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)를 배치하기 위한 수단(20)과, 레이저빔(1)의 축상에 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)를 유지하기 위한 수단(30)과, 제1박판(2)을 고정하기 위한 수단(40)과, 상기 수평의 기준면에 제2박판(3,4)을 지지하여 배치하기 위한 수단(50)과, 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)에 대향되게 제2박판(3,4)의 용접될 가장자리(3a,4a)를 유지하기 위한 수단(60)과, 분할압력, 즉 각 영역으로 분할된 압력으로 박판을 고정하기 위한 수단(70)과, 상기 박판(2,3,4)의 용접될 가장자리(2a,3a,4a) 상에 측면의 분할압력을 가하기 위한 수단(80)과, 상기 용접될 박판(2,3,4)의 접합면을 따라 이동가능한 레이저빔(1)을 포함하는 용접유닛을 포함한다.
제1박판(2)을 배치하여 지지하는 수단(10)은, 지지테이블(12)에 지지되고 박판(2,3,4)의 용접평면에 평행한 방향으로 연장되는 고정된 하부슈(11)를 적어도 하나 포함한다.
상기 하부슈(11)는 제1박판(2)의 하부면과 연속적인 접촉면을 이룬다.
상기 하부슈(11)는, 지지테이블(12)에 연결되고 예컨대 롤러에 의해 구성된 적어도 하나의 멈춤수단(13)에 대향되도록, 박판(2,3,4)의 접합면에 대해 마주보는 형태로 면(11b)에 반대되는 측면(11a)에 의해 지지된다.
이 멈춤수단(13)은, 차후에 이해되는 바와 같이, 측면압력이 상기 박판(2,3,4)에 가해질 때, 하부슈(11)가 박판(2,3,4)의 접합면에 수직인 방향으로 미끄러지는 것을 방지한다.
제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)를 배치하는 수단(20)은 세로방향의 신축자재한 멈추개(21)를 포함한다.
이를 위해, 상기 멈추개(21)는 편심기(eccentric mechanism, 22)에 연결되고 수직하게 위치되어 있어서, 하부슈(11)에 대해 대면하는 측면(21a)을 통과하는 접합면이 레이저빔(1)의 축에 일치하게 된다.
상기 편심기(22)는 수직의 안내로에서 안내되는 멈추개(21)를 직접 가동시키는 복동식(double-acting) 실린더장치로 대체될 수 있다.
레이저빔(1)의 축상에 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)를 유지하기 위한 수단(30)은 박판(2,3,4)의 접합면에 평행한 방향으로 연장된 수직으로 이동가능한 상부슈(31)를 적어도 하나 포함한다.
상기 상부슈(31)는 제1박판(2)의 상부면과 연속하는 접촉면을 이루고 하부슈(11)에 대해 마주보게 배치된다.
상기 하부슈(11) 및 상부슈(31)는 제1박판(2)과 실질적으로 연속하는 접촉면을 형성하는 나란히 배열된 다수개의 슈에 의해 대체될 수 있다.
제1박판(2)을 고정하기 위한 수단(40)은 상부슈(31) 및 하부슈(11) 사이에서 제1박판(2)을 고정하기 위한 수직압력을 상부슈(31) 위에 가하도록 채택된 실린더장치(41)를 적어도 하나 포함한다.
상기 실린더장치(41)는 상부슈(31)에 연결된 수직방향으로 이동가능한 로드(41b) 및 상부슈(31)에 평행한 방향으로 연장하는 빔(42)에 의해 운반되는 몸체(41a)를 포함한다.
상부슈(31)는, 박판(2,3,4)의 접합면을 마주하는 측면(31b)에서 거리가 떨어진 측면(31a)에 의해, 빔(42)에 연결되고 예를 들면 롤러에 의해 형성되는 적어도 하나의 멈춤수단(32)에 지지되어 있다.
상기 멈춤수단(32)은 옆방향 압력이 박판(2,3,4)에 가해질 때 상부슈(31)가 미끄러지는 것을 방지한다.
빔(42)에 의해 형성된 조립체, 실린더장치(41), 상부슈(31) 및 멈춤수단(32)은 수직으로 이동가능하거나 피벗가능하도록 장착되어서, 하부슈(11) 위에 제1박판(2)을 배치할 수 있게 한다.
제2박판(3,4)을 지지하여 배치하기 위한 수단(50)은, 박판(2,3)의 하부면과가 실질적으로 연속하는 접촉면을 형성하는 방식으로 나란히 배열된 일련의 독립적인 하부슈(51)를 포함한다.
이들 하부슈(51)는 박판(2,3)의 접합면에 평행한 방향으로 연장된다.
또한 상기 하부슈(51)는 박판(2,3,4)의 접합면에 수직인 방향으로 지지테이블(52) 위에서 이동가능하도록 각각 장착된다.
각 하부슈(51)는 그 하부면으로부터 돌출하는 2개의 핀(53)을 포함한다. 제2박판(3,4)의 접합면에 대해 가로질러 이동될 때, 각각에 대응되는 하부슈(51)를 안내하기 위해 지지테이블(52)에 설치된 구멍(54)으로 각 핀(53)은 연장된다.
제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)에 대해 제2박판(3,4)의 용접될 가장자리(3a,4a)를 유지하기 위한 수단(60)은, 제2박판(3,4)의 상부면과 실질적으로 연속적인 접촉면을 형성하는 방식으로 나란히 배열된 일련의 독립적인 상부슈(61)를 포함한다.
상기 상부슈(61)는 박판(2,3,4)의 접합면에 평행한 방향으로 연장되고, 하부슈(51)에 대해 마주보도록 배열된다.
각 상부슈(61)는 한편으로는 수직으로 이동가능하고, 다른 한편으로는 박판(2,3,4)의 접합면에 수직인 방향으로 이동가능하다.
제2박판(3,4)을 분할압력으로 고정하기 위한 수단(70)은 각 상부슈(61)와 결합된 실린더장치(71)를 적어도 하나 포함한다.
각 실린더장치(71)는 상부슈(61)와 하부슈(51) 사이에서 제2박판(3,4)을 고정하도록 결정된 수직압력을 대응하는 상부슈(61)에 가하도록 조정된다.
각 실린더장치(71)는, 일련의 상부슈(61)에 평행한 방향으로 연장되는 빔(72)에 의해 운반되는 몸체(71a)와, V형레버(73)를 포함하는 연결수단에 의해 대응하는 상부슈(61)에 연결된 수직으로 이동가능한 로드(71b)를 포함한다.
상기 레버(73)는 대응하는 실린더장치(71)를 운반하는 빔(72) 위에 회동가능하게 장착된 제2단부(73b)와, 레버에 설치된 직사각형 구멍(74)을 통해 대응하는 실린더장치(71)의 로드(71b) 자유단부 위에 회동가능하게 장착된 제1단부(73a)를 갖는다.
상기 레버(73)는, 대응하는 상부슈(61)에 연결된 요크(yoke, 78)에 설치된 구멍(77)에 배치된 롤러(76)가 설치되고, 레버(73)의 단부(73a,73b) 사이에 배치된 피벗핀(75)을 더욱 포함한다.
레버(73)의 제1단부(73a)와 피벗핀(75) 사이의 거리는, 제2박판(3,4)을 고정할 때 대응하는 실린더장치(71)에 의해 상부슈(61) 위에 가해지는 압력을 증가시키도록 레버(73)의 제2단부(73b)아 피벗핀(75) 사이의 거리보다 크다.
제 2 도에 도시한 바와 같이, 각 슈(61)는 상승된 위치에 있고 수평을 유지하도록 멈추개(79)를 내리 누르고 있다.
빔(72), 실린더장치(71), 레버(73), 상부슈(61) 및 멈추개(79)를 포함하는 조립체는, 상승되거나 회동가능하게 장착되어서 상부슈(61)를 상승시켜, 하부슈(51)에 제2박판(3,4)이 배치되게 한다.
상기 요크(78)가 각 상부슈(61) 위에 고정되어 있는 지점이 상기 상부슈(61)로부터 약간 후방으로 오프셋(offset)되어 있어, 하강함에 따라 상부슈(61)는 박판(2,3,4)의 접합면을 향하는 방향으로 기울어지고, 제2박판(3,4)에 대해 점차로 밀착된다.
박판(2,3,4)의 용접될 가장자리(2a,3a,4a)에 측면의 분할압력을 가하기 위한 수단(80)은 각 하부슈(51)와 결합된 실린더장치(81)를 적어도 하나 포함한다. 박판(2,3,4)의 접합면에 수직인 방향으로, 주어진 압력을 각각의 하부슈(51)에 가하도록 각 실린더장치(81)가 채택된다. 각 실린더장치(81)는, 지지테이블(52)을 통과해 연장된 적어도 한 개의 핀(83)에 의해 각각의 하부슈(51)에 연결된 수평방향으로 이동가능한 로드(82)를 포함한다.
본 발명에 다른 장치는 다음과 같은 방식으로 작동한다.
첫째, 제 2 도에 도시한 바와 같이 작업자(operator)는 상부슈 31 및 상부슈 61을 상승시키고, 멈추개(21)는 상승된 위치에 있다. 작업자는 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)가 멈추개(21)에 대향되게 갖다대는 방식으로, 하부슈(11) 위에 제1박판(2)의 위치를 잡아, 상기 용접될 가장자리는 레이저빔(1)의 축상에 위치한다.
이후에, 작업자는 상부슈(31)를 하강시키고, 실린더장치(41)를 압력하에 두고, 이 압력은 상부슈(31) 및 하부슈(11) 사이에 제1박판(2)을 고정하고 레이저빔(1)의 축상에 상기 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)를 유지하는 방식으로 상부슈(31)에 작용한다.
이후 멈추개(21)는 제 3 도에 나타낸 바와 같이 후퇴되며, 작업자가 제2박판(3,4)을 하부슈(51) 위에 위치를 잡아서, 이들 제2박판(3,4)의 용접될 가장자리(3a,4a)가 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)에 닿는다.
상기 제2박판(3,4)의 위치를 잡은 후에, 작업자는 상부슈(61)를 하강시키고 실린더장치(71)를 압력하에 둔다.
각 실린더장치(71)의 로드(71b)가 하강하면, 레버(73)가, 마주보는 단부(73b)에 대해 회동하게 되어, 롤러(76)가, 대응하는 상부슈(61)의 상부면을 내리누르게 된다.
따라서 각 롤러(76)는, 실린더장치(71)와 레버(73)의 작동에 의해 상부슈(61)에 압력을 가해서 상하부슈(51,61) 사이에 제2박판(3,4)을 고정하고, 제2박판(3,4)의 용접될 가장자리(3a,4a)를, 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)에 대해 즉 레이저빔(1)의 축상에 유지되게 한다.
상기 레버(73)는 지렛대 효과에 의해 상부슈(61)를 통해 제2박판(3,4)에 가해지는 힘을 증가시킨다. 이 장치는 접촉(adherence) 및 수직력에 기인한 수직성분 및 접선성분을 가지는 압력을 생성하여, 맞댐이음될 박판(2,3,4)에 측면압력이 가해지게 한다.
각 슈(61)에 의해 제2박판(3,4) 위에 가해지는 고정압력은 조절가능하고 제2박판(3,4)의 특성 및/또는 두께에 따라 결정된다.
박판(2,3,4)의 용접될 가장자리(2a,3a,4a) 사이의 간극(clearance)을 최소로 하기 위하여, 작업자는 실린더장치(81)를 압력하에 둔다.
각 실린더장치(81)의 로드(82)는 핀(83)을 통해 대응하는 하부슈(51)에 작용하고, 이 하부슈(51)는 박판(2,3,4)의 접합면에 수직인 방향으로 이동되어 용접될 가장자리(2a,3a,4a)에 측면압력을 가한다.
하부슈(11) 및 상부슈(31)의 옆방향 변위는 롤러(13,32)에 의해 각각 방지된다.
각 실린더장치(80)에 의해 가해지는 측면압력은 조절가능하고, 박판(2,3,4)의 특성 및/또는 두께에 따라 결정되어, 박판의 굽힘(buckling) 및 접합면 부분에서의 중첩을 방지한다.
이후 작업자는, 레이저빔(1)이 박판(2,3,4)의 접합면 위로 이동되어 이 박판의 가장자리(2a,3a,4a)를 용접하도록 용접유닛을 이동시킨다.
본 발명에 따른 장치는 많은 장점을 가진다.
본 발명에 따른 장치는, 고정수단과 상기 박판 사이의 접촉면이 늘어남으로써, 박판 표면의 품질저하를 막을 수 있으며, 이들 박판들을 맞붙이도록 이동시키는 것과 관련된 어려움을 감소시킨다.
더욱이 본 발명에 따른 장치는 독립적인 실린더장치에 의해 박판 위에 다양한 힘을 가할 수 있다.
마지막으로 본 발명에 따른 장치는 부분적으로 과도한 틈이 생기는 것을 해소하며, 다른 두께의 2개 이상의 박판을 용접하는 경우에도, 완벽한 품질의 용접이 가능하다.

Claims (18)

  1. 다수의 박판을 가장자리(edge)끼리 맞닿게 위치를 정하여 레이저빔(1)으로 용접하기 위한 장치로서: 적어도 하나의 고정된 하부슈(lower shoe, 11)를 포함하고, 수평 기준면에 제1박판(2)을 지지하여 배치하는 수단(10)과; 상기 하부슈(11)와 마주보는 관계로 상기 레이저빔(1)의 축과 일치하는 평면에 포함되는 측면을 가지고, 수직으로 위치하며 길이방향으로 연장되고 신축이 자유로운 멈추개(stop, 21)를 포함하고, 레이저빔(1)의 축에 상기 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)의 위치를 잡는 수단(20)과; 적어도 하나의 수직으로 이동가능한 상부슈(31)를 포함하고, 상기 수평의 기준면의 축에서의 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)를 유지하는 수단(30)과; 상기 제1박판을 고정하는 수단(40)과; 박판(2,3,4)의 접합면에 수직인 방향으로 이동가능하게 장착되는 일련의 나란히 놓인 독립적인 하부슈(51)를 포함하고, 상기 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)에 대해 적어도 1개의 제2박판(3,4)을 배치하여 지지하는 수단(50)과; 일련의 나란히 놓인 독립적인 상부슈(61)를 포함하고, 상기 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)에 대향되게 상기 적어도 하나의 제2박판(3,4)의 용접될 가장자리(3a,4a)를 유지하는 수단(60)과; 상기 적어도 하나의 제2박판(3,4)을 분할압력(sectorized pressure)으로 고정하는 수단(70)과; 상기 제1박판(2)과 상기 적어도 하나의 제2박판(3,4)의 용접될 상기 가장자리(2a,3a,4a)에 측면의 분할압력을 가하기 위한 수단(80)과; 상기 용접될 제1박판(2)과 적어도 하나의 제2박판(3,4)의 접합면을 따라 이동가능한 레이저빔(1)이 설치된 용접유닛을 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1박판(2)을 지지하여 배치하기 위한 수단(10)은, 지지테이블(12)과, 상기 지지테이블(12)에 지지되며 상기 제1박판(2)의 상기 접합면에 평행한 방향으로 연장되는 적어도 하나의 고정된 하부슈(11)를 포함하며, 상기 하부슈(11)는 상기 제1박판(2)의 하부면과 연속적인 접촉면을 이루는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지지테이블(12)에 연결된 멈춤수단(13)을 포함하고, 상기 하부슈(11)는 제1측면(11a)이 이 멈춤수단(13)에 지지되고, 제1측면(11a) 반대편의 제2측면(11b)이 상기 박판(2,3,4)의 접합면에 면하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)를 배치하기 위한 수단(20)은, 수직으로 연장되고 신축이 자유로운 멈추개(21)를 포함하고, 이 멈추개(21)는 상기 레이저빔(1)의 축과 일치하는 평면에 포함되고 하부슈(11)에 대면하는 측면(21a)을 가지는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 레이저빔(1)의 축상에 상기 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)를 유지하기 위한 수단(30)은, 상기 박판(2,3,4)의 접합면에 평행한 방향으로 연장되고 수직으로 이동가능한 상부슈(31)를 적어도 하나 포함하고, 이 상부슈(31)는 상기 제1박판(2)의 상부면과 연속적인 접촉면을 이루며 상기 하부슈(11)와 대면하도록 배치되는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1박판(2)을 고정하기 위한 수단(40)이, 상기 상부슈(31)와 하부슈(11) 사이에 상기 제1박판(2)을 고정하기 위해 상기 상부슈(31)에 수직방향으로 압력을 가하는 실린더장치(41)를 적어도 하나 포함하는 장치.
  7. 상기 제6항에 있어서, 상기 상부슈(31)에 평행한 방향으로 연장되는 빔(42)을 포함하고, 상기 실린더장치(41)는 이 빔(42)에 의해 이송되는 몸체(41a)와 상기 상부슈(31)에 연결되어 수직으로 이동가능한 로드(41b)를 포함하는 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 빔(42)에 연결된 멈춤수단(32)을 포함하고, 상기 상부슈(31)는, 상기 멈춤수단(32)에 지지되는 제1측면(31a)과, 상기 박판(2,3,4)의 접합면에 면하는 관계로 상기 제1측면(31a)의 반대편에 위치하는 제2측면(31b)을 가지는 장치.
  9. 제1항에 있어서, 지지테이블(52)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제2박판(3,4)을 지지하여 배치하기 위한 수단(50)이, 상기 적어도 하나의 제2박판(3,4)의 접합면에 평행한 방향으로 연장되는 나란히 배열된 일련의 독립된 하부슈(51)를 포함하고, 이 하부슈(51)는 상기 적어도 하나의 제2박판(3,4)의 하부면과 실질적으로 연속적인 접촉면을 형성하며, 각 하부슈(51)는 상기 박판(2,3,4)의 접합면에 수직인 방향으로 이동가능하게 상기 지지테이블(52) 위에 장착되어 있는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2박판(3,4)의 용접될 가장자리(3a,4a)를 제1박판(2)의 용접될 가장자리(2a)에 대향되게 유지시키기 위한 수단(60)이, 상기 박판(2,3,4)의 접합면에 평행한 방향으로 연장되게 나란히 배열된 일련의 독립된 상부슈(61)를 포함하고, 이 상부슈(61)는 상기 적어도 하나의 제2박판(3,4)의 상부면과 실질적으로 연속적인 접촉면을 형성하며, 이들 상부슈(61) 각각은 각 하부슈(51)와 대면되게 배치되는 장치.
  11. 제10항에 있어서, 각 상부슈(61)가, 수직방향 및 상기 박판(2,3,4)의 접합면에 직각인 방향으로 이동가능한 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2박판(3,4)을 분할압력(sectorized pressure)으로 고정하기 위한 수단(70)이, 각각의 상부슈(61)와 결합되며, 상기 상부슈(61)와 각 하부슈(51) 사이에서 상기 적어도 하나의 제2박판(3,4)을 고정하기 위해 상기 상부슈(61)에 수직압력을 가하는데 사용되는 실린더장치(71)를 적어도 하나 포함하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 일련의 상부슈(61)에 평행한 방향으로 연장되는 빔(72)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 실린더장치(71)는 각각의 상부슈(61)에 연결된 수직으로 이동가능한 로드(71b)와 상기 빔(72)에 의해 운반되는 몸체(71a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 실린더장치(71)의 로드(71b)를 상기 각 상부슈(61)에 연결하고 상기 실린더장치(71)에 의해 가해지는 압력을 증가시키기 위한 연결수단을 포함하는 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 연결수단은 V형레버(73)를 포함하고, 이 V형레버(73)는 이 레버에 설치된 타원형 구멍(74)을 통해 상기 로드(71b)의 자유단부에 회동가능하게 장착된 제1단부(73a)와 상기 실린더장치(71)의 몸체(71a)를 운반하는 빔(72) 상에 회동가능하게 장착된 제2단부(73b)를 포함하고, 이 연결수단은 또한 상기 각 상부슈(61)에 연결되고 구멍(77)을 한정하는 요크(yoke, 78)와, 상기 레버(73)의 단부(73a,73b) 사이에 위치하는 피벗핀(75)과, 이 핀(75)에 회전되도록 장착되고 상기 요크(78)의 구멍(77)에 위치하는 롤러(76)를 포함하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 레버(73)의 제1단부(73a)와 상기 피벗핀(75)의 사이의 거리가 상기 레버(73)의 제2단부(73b)와 피벗핀(75) 사이의 거리보다 큰 장치.
  17. 제10항에 있어서, 상기 박판(2,3,4)의 용접될 가장자리(2a,3a,4a)에 측면의 분할압력을 가하기 위한 상기 수단(80)이, 각 하부슈(51)와 결합되고 상기 박판(2,3,4)의 접합면에 수직인 방향으로 상기 하부슈(51)에 압력을 가하는 실린더장치(81)를 적어도 하나 포함하는 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 실린더장치(81)가, 적어도 한 개의 핀(83)에 의해 각 하부슈(51)에 연결된 수평으로 이동가능한 로드(82)를 포함하는 장치.
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