KR100345154B1 - 레이저 용접용 클램핑 장치 - Google Patents

Abstract

표면 처리된 2장의 강판을 용접 길이에 따라 다수의 포인트로 가변하여 클램핑함으로서 레이저 용접시의 용접선 길이에 대한 적용성이 뛰어나고, 설비비의 손실을 최소화할 수 있도록 한 레이저 용접용 클램핑 장치를 제공할 목적으로,

강판이 안착되는 로케이터 아암을 구성한 로케이터와, 공압 또는 유압에 의하여 작동하는 실린더와, 상기 실린더 내에서 작동압에 따라 왕복 운동하는 피스톤 로드와, 상기 로케이터의 일측에 힌지 고정되며 상기 피스톤 로드의 일단에 힌지 체결되어 상기 피스톤 로드의 왕복 운동에 따라 힌지 운동하여 강판을 클램핑 또는 언클램핑하는 다수개의 클램핑 아암을 설치한 클램퍼를 포함하여 이루어지는 레이저 용접용 클램핑 장치에서,

상기 로케이터상의 로케이터 아암은 상기 강판의 클램핑부에 대하여 하면을 전체적으로 지지하도록 단일체로 이루어지며,

상기 클램핑 아암은 상기 강판의 클램핑부에 대하여 상면을 용접선 길이에 대하여 다수의 포인트로 가변하여 위치할 수 있도록 슬라이딩 체결수단을 통하여 상기 클램퍼에 슬라이딩 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 클램핑 장치를 제공한다.

Description

레이저 용접용 클램핑 장치{CLAMPING APPARATUS FOR LASER WELDING}

본 발명은 레이저 용접용 클램핑 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면 처리된 2장의 강판을 용접 길이에 따라 다수의 포인트로 가변하여 클램핑함으로서 용접 길이에 대한 적용성이 뛰어나고, 설비비의 손실을 최소화할 수 있도록 하는 레이저 용접용 클램핑 장치에 관한 것이다.

일반적으로 클램핑 장치는 소재의 절삭, 판금, 용접 등의 가공 작업시에 소재물이 움직이지 않도록 고정시켜주기 위한 장치로서, 각 가공 작업마다 클램핑력이나 클램핑 부위 등이 상이하며 클램핑 장치의 구조 또한 상이하다.

이러한 클램핑 장치 중, 종래의 레이저 용접을 위하여 강판 등을 규제하기 위한 클램핑 장치의 일예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이, 강판(101)을 상하로 클램핑 하는 클램퍼(103)와 로케이터(105) 및 이 클램퍼(103)를 작동시키기 위한실린더(107)와 피스톤 로드(109)를 포함하여 이루어진다.

상기 로케이터(105)는 강판(101)을 안착시키고, 용접 가공시 강판(101)을 지지하는 부재로서 가공이 이루어지는 현장의 베이스 플레이트 등에 고정 설치된다.

상기 클램퍼(103)는 그 일측이 상기 로케이터(105)에 힌지(111)로 결합되어 이 힌지(111) 체결부를 중심으로 힌지 운동하며, 일단은 피스톤 로드(109)와 힌지(113)로 연결되어 피스톤 로드(109)에 의해 타단이 승하강 작동하도록 이루어진다.

즉, 상기 클램퍼(103)를 작동시키는 피스톤 로드(109)는 상기 로케이터(105)의 일측부에 힌지(115)로 장착된 실린더(107)내에 삽입 장착되어 공압 등에 의하여 상하 작동이 이루어진다. 여기서 상기 실린더(107)는 공압 이외에 유압을 이용하여 작동이 이루어질 수 도 있다.

상기와 같이 이루어지는 클램핑 장치에서 로케이터(105)는 상기 강판(101)의 클램핑부(117)에 대하여 다수의 포인트를 지지할 수 있도록 그 선단에 로케이터 아암(119)을 형성하여 이루어지고, 각각의 로케이터 아암(119) 간의 거리는 용접선 이상의 간격을 유지하여 이루어지게 된다.

그리고 상기 클램퍼(103)는 상기 강판(101)의 클램핑부(117)에 대하여 다수의 포인트를 클램핑할 수 있도록 상기 로케이터(105)의 선단에 형성된 로케이터 아암(119)에 대응하여 그 선단에 다수개의 클램핑 아암(121)을 형성하여 이루어지며, 상기 로케이터 아암(119)과 클램핑 아암(121)은 자성을 띠는 마그네틱 소재로 이루어진다.

그리고 각각의 클램핑 아암(121) 간의 거리는 용접선 이상의 간격을 유지하여 이루어지게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 클램핑 장치는 실린더(107)에 공압 또는 유압이 작용하면 피스톤 로드(109)가 일정 스트로크만큼 상승하면서 클램퍼(103)를 힌지 운동시키고, 이에 따라 클램퍼(103)의 각 클램퍼 아암(121)이 로케이터(105)의 로케이트 아암(119)에 소정의 간격을 두고 근접하게 되며, 양자 사이에 위치한 두 장의 강판(101)은 각각 로케이터 아암(119)과 클램핑 아암(121)에 자성에 의해 붙어서 그 거리를 좁히도록 이동하여 클램핑을 이루며, 이에 따라 용접 등의 후공정을 수행하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 레이저 용접용 클램핑 장치는 강판의 클램핑부가 안착되는 로케이터의 로케이터 아암과 이에 대하여 힌지 작동하면서 클램핑 및 언클램핑 작동을 수행하는 클램퍼 상의 클램핑 아암이 각각 일체로 고정된 구조로 이루어져 레이저 용접시 고정된 길이 이상의 용접이 불가능하도록 되어 용접선 길이에 많은 제약을 받으며, 이에 따라 다른 길이의 용접을 위해서는 장비를 구축하기 위한 설치비용이 과다하게 소비되는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 표면 처리된 2장의 강판을 용접 길이에 따라 다수의 포인트로 가변하여 클램핑함으로서 레이저 용접시의 용접선 길이에 대한 적용성이 뛰어나고, 설비비의 손실을 최소화할 수 있도록 한 레이저 용접용 클램핑 장치를제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치의 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 부분 확대 단면도이다.

도 3은 종래 기술에 의한 레이저 용접용 클램핑 장치의 사시도이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 강판이 안착되는 로케이터 아암을 구성한 로케이터와, 공압 또는 유압에 의하여 작동하는 실린더와, 상기 실린더 내에서 작동압에 따라 왕복 운동하는 피스톤 로드와, 상기 로케이터의 일측에 힌지 고정되며 상기 피스톤 로드의 일단에 힌지 체결되어 상기 피스톤 로드의 왕복 운동에 따라 힌지 운동하여 강판을 클램핑 또는 언클램핑하는 다수개의 클램핑 아암을 설치한 클램퍼를 포함하여 이루어지는 레이저 용접용 클램핑 장치에서,

상기 로케이터상의 로케이터 아암은 상기 강판의 클램핑부에 대하여 하면을 전체적으로 지지하도록 단일체로 이루어지며,

상기 클램핑 아암은 상기 강판의 클램핑부에 대하여 상면을 용접선 길이에 대하여 다수의 포인트로 가변하여 위치할 수 있도록 슬라이딩 체결수단을 통하여 상기 클램퍼에 슬라이딩 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하며,

상기 슬라이딩 체결수단은 상기 클램퍼의 상단면에 길이방향으로 형성되는 슬라이드 홈과; 상기 클램핑 아암의 하부 일단에 형성되어 상기 클램퍼의 슬라이드 홈에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 슬라이더와; 상기 클램핑 아암의 슬라이더 상에 수직방향으로 관통하여 형성되는 체결구와; 상기 체결구에 나사 체결되어 상기 클램핑 아암과 클램퍼를 고정 체결하는 체결볼트로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 용접용 클램핑 장치의 바람직한 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 A-A 선에 따른 부분 확대 단면도로서, 본 발명이 적용되는 레이저 용접용 클램핑 장치는 두 장의 강판(1)의 클램핑부(17)를 클램핑하여 고정하게 된다.

즉, 강판(1)을 상하로 클램핑하는 클램퍼(3)와 로케이터(5) 및 이 클램퍼(3)를 힌지 작동시키기 위한 실린더(7)와 피스톤 로드(9)를 포함하여 이루어진다.

상기 로케이터(5)는 강판(1)을 안착시키고, 용접 가공시 강판을 지지하는 부재로서 가공이 이루어지는 현장의 베이스 플레이트 등에 고정 설치된다.

상기 클램퍼(3)는 그 일측이 상기 로케이터(5)에 힌지(11)로 결합되어 이를 중심으로 힌지 운동하며, 일단은 피스톤 로드(9)와 힌지(13)로 연결되어 피스톤 로드(9)에 의해 타단이 승하강 작동하도록 이루어진다.

즉, 상기 클램퍼(3)를 작동시키는 피스톤 로드(9)는 상기 로케이터(5)의 일측부에 힌지(15)로 장착된 실린더(7)내에 삽입 장착되어 공압 등에 의하여 상하 작동이 이루어진다. 여기서 상기 실린더(7)는 공압 이외에 유압을 이용하여 작동이 이루어질 수 도 있다.

상기와 같이 이루어지는 레이저 용접용 클램핑 장치에서 본 발명은 상기 로케이터(5)상에 로케이터 아암(19)이 상기 강판(1)의 클램핑부(17)에 대하여 하면을 전체적으로 지지하도록 단일체로 이루어진다.

그리고 본 실시예에서 상기 클램핑 아암(21)은 상기 강판(1)의 클램핑부(17)에 대하여 상면을 용접선 길이에 대하여 다수의 포인트로 가변하여 위치할 수 있도록 슬라이딩 체결수단을 통하여 상기 클램퍼(3)에 4개가 슬라이딩 가능하게 설치되는데, 이때, 상기 슬라이딩 체결수단은 클램퍼(3)의 상단면에 길이방향으로 슬라이드 홈(23)을 형성하고, 상기 4개의 클램핑 아암(21)은 각각 그 하부 일단에 슬라이더(25)가 형성되어 상기 클램퍼(3)의 슬라이드 홈(23)에 슬라이딩 가능하게 끼워지게 된다.

또한, 상기 클램핑 아암(21)의 슬라이더(25) 상에는 수직방향으로 관통하여 각각 나사산을 갖는 체결구(27)가 형성되고, 상기 체결구(27)에는 이에 나사 체결되어 상기 클램핑 아암(21)과 클램퍼(3)를 고정 체결하는 체결볼트(29)가 구성된다.

이때, 상기 슬라이드 홈(23)과 슬라이더(25)는 그 단면의 형상이 사다리꼴 형상으로 이루어져 횡방향으로만 슬라이드 이동이 가능하게 되고, 수직방향으로는 상호 이탈이 불가능하게 장착된다.

그리고 상기 슬라이드 홈(23)은 그 바닥면에 슬라이드 홈(23)을 따라 상기 체결볼트(29)의 하단에 대응하도록 요홈(31)을 형성하여 이루어진다.

한편, 상기 로케이터 아암(19)과 클램핑 아암(21)은 자성을 띠는 마그네틱 소재로 이루어져 두 장의 강판(1)이 각각 로케이터 아암(19)과 클램핑 아암(21)에 자성에 의해 붙어서 그 거리를 좁히도록 이동하여 클램핑이 이루어지도록 할 수 도 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 레이저 용접용 클램핑 장치의 작동을 살펴보면, 실린더(7)에 공압 또는 유압이 작용하면 피스톤 로드(9)가 일정 스트로크만큼상승하면서 클램퍼(3)를 힌지 운동시키고, 이에 따라 클램퍼(3)의 각 클램퍼 아암(21)이 로케이터(5)의 로케이트 아암(19)에 소정의 간격을 두고 근접하게 되며, 양자 사이에 위치한 두 장의 강판(1)은 각각 로케이터 아암(19)과 클램핑 아암(21)에 자성에 의해 그 거리를 좁히도록 이동하여 클램핑이 이루어지게 된다.

여기서, 용접열에 의하여 표면 처리된 아연으로부터 증기의 폭발을 방지하여야 하는 아연 도금 강판의 용접과 같은 경우, 강판(1) 사이가 0.1~0.2㎜의 간격을 유지할 수 있도록 하여 상기 로케이터 아암(19)과 클램핑 아암(21)의 간격을 조절하여 클램핑하면, 레이저 용접시 증기의 폭발이 발생하지 않도록 할 수도 있게 된다.

이러한 작동에서 레이저 용접에 의한 용접선의 길이를 가변하고자 할 경우에는 상기 각각의 클램핑 아암(21)의 체결볼트(29)를 풀어 용접하고자 하는 용접선의 길이만큼 각 클램핑 아암(21)간의 간격을 조절한 뒤, 상기 체결볼트(29)를 다시 체결하면, 간단하게 용접선의 길이를 가변하여 용접할 수 있도록 각 클램핑 아암(21)간의 간격을 조절할 수 있게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 레이저 용접용 클램핑 장치에 의하면, 강판의 클램핑부가 안착되는 로케이터의 로케이터 아암과 이에 대하여 힌지 작동하면서 클램핑 및 언클램핑 작동을 수행하는 클램퍼 상의 클램핑 아암이 상기 강판을 용접 길이에 따라 다수의 포인트로 가변하여 클램핑함으로서 레이저 용접시의 용접선 길이에 대한 적용성이 뛰어나고, 이에 따라 용접선 길이가 다른 용접을 위한 장비를 새로이 구축하지 않고도 상기 각각의 클램핑 아암의 클램핑 포인트를 가변하여 사용함으로서 설비비의 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 강판이 안착되는 로케이터 아암을 구성한 로케이터와, 공압 또는 유압에 의하여 작동하는 실린더와, 상기 실린더 내에서 작동압에 따라 왕복 운동하는 피스톤 로드와, 상기 로케이터의 일측에 힌지 고정되며 상기 피스톤 로드의 일단에 힌지 체결되어 상기 피스톤 로드의 왕복 운동에 따라 힌지 운동하여 강판을 클램핑 또는 언클램핑하는 다수개의 클램핑 아암을 설치한 클램퍼를 포함하여 이루어지는 레이저 용접용 클램핑 장치에 있어서,

   상기 로케이터상의 로케이터 아암은 상기 강판의 클램핑부에 대하여 하면을 전체적으로 지지하도록 단일체로 이루어지며,

   상기 클램핑 아암은 상기 강판의 클램핑부에 대하여 상면을 용접선 길이에 대하여 다수의 포인트로 가변하여 위치할 수 있도록 슬라이딩 체결수단을 통하여 상기 클램퍼에 슬라이딩 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 클램핑 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 슬라이딩 체결수단은

   상기 클램퍼의 상단면에 길이방향으로 형성되는 슬라이드 홈과;

   상기 클램핑 아암의 하부 일단에 형성되어 상기 클램퍼의 슬라이드 홈에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 슬라이더와;

   상기 클램핑 아암의 슬라이더 상에 수직방향으로 관통하여 형성되는 체결구와;

   상기 체결구에 나사 체결되어 상기 클램핑 아암과 클램퍼를 고정 체결하는 체결볼트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 클램핑 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 슬라이드 홈과 슬라이더는

   그 단면의 형상이 사다리꼴 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 클램핑 장치.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 슬라이드 홈은

   그 바닥면에 슬라이드 홈을 따라 상기 체결볼트의 하단에 대응하도록 요홈을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접용 클램핑 장치.