KR102348982B1 - 패치워크용 레이저 용접방법 - Google Patents

패치워크용 레이저 용접방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패치워크용 레이저 용접방법에 관한 것으로, 2개 이상의 블랭크를 제작하는 단계와, 블랭크를 각각 로딩하는 단계와, 블랭크를 정렬하는 단계와, 블랭크를 레이저 용접하는 단계와, 블랭크를 적재하는 단계를 포함하여, 블랭크에 대한 용접성을 개선할 수 있다.

Description

패치워크용 레이저 용접방법{LASER WELDING METHOD FOR PATCHWORK}
본 발명은 패치워크용 레이저 용접방법에 관한 것으로서, 레이저를 이용하여 블랭크간 결합을 실시하므로 신속하게 제품 생산이 가능한 패치워크용 레이저 용접방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 부품은 대형부품과 소형부품으로 구분 제작되고, 용접지그에서 점용접을 통해 대형부품과 소형부품이 용접된다. 그 외, 대형부품과 소형부품이 제작되기 전에 2개의 블랭크를 서로 점용접한 후 가열로에서 가열한 블랭크를 한 번에 성형할 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제1997-0025823호(1997.06.24. 공개, 발명의 명칭 : 이종 두께의 판넬을 연결하는 레이저 용접방법)에 게시되어 있다.
본 발명의 일 실시예는 레이저를 이용하여 블랭크간 결합을 실시하므로 신속하게 제품 생산이 가능한 패치워크용 레이저 용접방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 패치워크용 레이저 용접방법은: 2개 이상의 블랭크를 제작하는 단계; 상기 블랭크를 각각 로딩하는 단계; 상기 블랭크를 정렬하는 단계; 상기 블랭크를 레이저 용접하는 단계; 및 상기 블랭크를 적재하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블랭크는 제1블랭크; 및 상기 제1블랭크 보다 작고, 상기 제1블랭크에 적층되는 제2블랭크;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블랭크를 정렬하는 단계는 상기 제1블랭크를 용접부에 안착시키는 단계; 상기 제2블랭크의 위치를 보정하는 단계; 및 상기 제2블랭크를 상기 제1블랭크에 적층하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2블랭크의 위치를 보정하는 단계는 상기 제2블랭크를 보정판부에 안착시키는 단계; 및 푸시부가 상기 제2블랭크를 상기 보정판부에 형성되는 보정돌기부로 이동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 패치워크용 레이저 용접방법은: 레이저 용접이 완료된 상기 제1블랭크를 가공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1블랭크를 가공하는 단계는 상기 제2블랭크와 용접된 상기 제1블랭크를 가공다이부에 안착하는 단계; 및 가공펀치부가 상기 제1블랭크를 가압하여 돌기부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 패치워크용 레이저 용접방법은 블랭크 상태에서 레이저 용접이 이루어지고, 레이저 용접에 의해 결합된 블랭크가 차량 부품으로 성형됨으로써, 차량 부품에 대한 용접성이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치워크용 레이저 용접방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치워크용 레이저 용접과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크를 정렬하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2블랭크의 위치를 보정하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2블랭크의 위치를 보정하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1블랭크를 돌출 가공하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1블랭크를 돌출 가공하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크의 적재 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 패치워크용 레이저 용접방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패치워크용 레이저 용접방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 패치워크용 레이저 용접과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패치워크용 레이저 용접방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 2개 이상의 블랭크(10)를 제작한다(S10). 즉, 프레스 또는 레이저 커팅을 통해 소재를 블랭크(10)로 제작한다. 보다 구체적으로, 블랭크(10)는 제1블랭크(11)와, 제1블랭크(11) 보다 더 작게 형성되는 제2블랭크(12)를 포함할 수 있다. 일예로, 제1블랭크(11)의 상측에 제2블랭크(12)가 적층될 수 있다. 이때, 제1블랭크(11)와 제2블랭크(12)는 아직 부품으로 성형되기 전 상태를 의미한다.
2개의 블랭크(10)가 제작되면, 각각의 블랭크(10)를 로딩한다(S20). 즉, 제1블랭크(11)와 제2블랭크(12)가 개별적으로 제작된 후, 이송로봇에 의해 로딩부(50)에 안착된다. 즉, 제1블랭크(11)는 제1로딩부(51)에 안착되고, 제2블랭크(12)는 제2로딩부(52)에 안착된다.
블랭크(10)가 로딩되면, 블랭크(10)를 정렬한다(S30). 이때, 제2블랭크(12)는 제1블랭크(11) 보다 작은 크기를 가지므로 로딩 과정에서 위치가 일정하게 정렬되기 어려워 보정부(60)에서 별도의 보정 과정을 필요로 한다. 그 외, 제1블랭크(11)에 대한 보정 과정이 추가될 수 있다.
블랭크(10)가 정렬되면, 블랭크(10)를 레이저 용접한다(S40). 즉, 제1블랭크(11)와 제2블랭크(12)가 용접부(70)에 적층된 상태에서 레이저 용접에 의해 제1블랭크(11)와 제2블랭크(12)를 결합시킨다. 제1블랭크(11)와 제2블랭크(12)에는 정렬을 위한 홀이 복수개 형성되고, 용접부(70)에 형성되는 가이드핀이 제1블랭크(11)와 제2블랭크(12)를 통과하면 제1블랭크(11)와 제2블랭크(12)가 적층된 상태에서 이동이 제한될 수 있다. 한편, 레이저 소스는 디스크 레이저, 파이버 레이저 등이 사용되고, 레이저 헤드를 설치하여 레이저 헤드가 이동될 수 있다. 이러한 레이저 헤드는 소재 또는 광학 장치를 움직이지 않고 용접할 수 있는 설비로써, 헤드 미러를 통해 레이저가 이동될 수 있다. 이때, 레이저 용접을 위해 레이저 파워는 3Kw 내지 6Kw이고, 용접속도는 50mm/s 내지 200mm/s이며, 레이저 용접 초점거리는 ??50mm 내지 +50mm가 될 수 있다.
블랭크(10)를 레이저 용접한 다음, 블랭크(10)를 적재한다(S60). 즉, 레이저 용접이 완료되면, 이송로봇은 용접된 제1블랭크(11)와 제2블랭크(12)를 적재부(90)에 적재한다. 이러한 적재부에는 용접된 블랭크(10)가 적층될 수 있으며, 추후 용접된 블랭크(10)는 차량용 부품으로 가공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크를 정렬하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크(10)를 정렬하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1블랭크(11)를 용접부(70)에 안착시킨다(S31). 일예로, 이송로봇은 블랭킹 작업에 의해 제작되어 제1로딩부(51)에 안착된 제1블랭크(11)를 용접부(70)에 안착시킬 수 있다. 이때, 제1블랭크(11)는 용접부(70)에 형성되는 가이드핀에 관통되어 안착된 상태를 유지할 수 있다.
제1블랭크(11)를 용접부(70)에 안착시킨 다음, 제2블랭크(12)의 위치를 보정한다(S32). 즉, 이송로봇이 작은 크기의 제2블랭크(12)를 보정부(60)로 위치시키면, 보정부(60)는 제2블랭크(12)를 보정할 수 있다.
제2블랭크(12)의 위치가 보정되면, 제2블랭크(12)를 제1블랭크(11)에 적층한다(S33). 즉, 이송로봇에 의해 이동된 제2블랭크(12)는 용접부(70)에 형성된 가이드핀에 관통되어 제1블랭크(11)에 적층될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2블랭크의 위치를 보정하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2블랭크의 위치를 보정하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4와 도 5를 참조하여 제2블랭크(12)의 위치를 보정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제2블랭크(12)를 보정판부(61)에 안착시킨다(S321). 즉, 이송로봇은 제2블랭크(12)의 위치나 형태를 판별하지 않고 대략적으로 제2블랭크(12)를 흡착 또는 파지하여 보정판부(61)에 안착시킬 수 있다.
제2블랭크(12)를 보정판부(61)에 안착시킨 다음, 푸시부(62)가 제2블랭크(12)를 보정판부(61)에 형성되는 보정돌기부(63)로 이동시킨다(S322). 즉, 푸시부(62)는 제2블랭크(12)를 둘러싸도록 배치되고 길이가 늘어나거나 이동되어 무질서하게 안착된 제2블랭크(12)를 보정돌기부(63)로 이동시킬 수 있다. 이로 인해 보정돌기부(63)에 도달한 제2블랭크(12)는 이송로봇이 파지하여 제1블랭크(11)의 상측에 적층되도록 위치가 보정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1블랭크를 돌출 가공하는 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1블랭크를 돌출 가공하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 패치워크용 레이저 용접방법은 가공부(80)가 제1블랭크(11)를 가공하는 과정을 더 포함할 수 있다.
즉, 제1블랭크(11)와 제2블랭크(12)에 대한 레이저 용접이 완료된 후 제1블랭크(11)를 돌출 가공한다(S50). 이러한 가공은 추후 블랭크 적재(S60)시 제1블랭크(11)의 처짐을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로 제1블랭크(11)를 가공하는 방법은 먼저 제2블랭크(12)와 용접된 제1블랭크(11)를 가공다이부(81)에 안착시킨다(S51). 즉, 가공다이부(81)에는 하나 이상의 다이홈부(82)가 형성되고, 제1블랭크(11)의 주변부가 다이홈부(82)의 상방에 배치될 수 있다. 이때, 제1블랭크(11)의 주변부란 추후 성형 작업시 차량용 부품이 되지 않고 버려지는 영역을 의미할 수 있다.
제1블랭크(11)를 가공다이부(81)에 안착시키면, 가공펀치부(83)가 제1블랭크(11)를 가압한다. 즉, 가공펀치부(83)는 하방 이동되어 다이홈부(82)에 삽입될 수 있다. 이로 인해 제1블랭크(11)는 하방으로 돌출되는 돌기부(15)가 형성될 수 있다.
이때, 연속적으로 성형되는 제1블랭크(11)들에는 돌기부(15)가 지그재그로 형성되어 돌기부(15)가 일직선상에 배치되는 것을 방지할 수 있다. 일예로, 가공펀치부(83)는 복수개의 다이홈부(82)에 번갈아 삽입되어 제1블랭크(11)에 형성되는 돌기부(15) 위치를 변경할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크의 적재 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 8을 참조하면, 제1블랭크(11)와 제2블랭크(12)가 용접된 상태에서 적재되되, 제1블랭크(11)에 형성되는 돌기부(15)가 하방에 배치되는 제1블랭크(11)를 지지하여 제1블랭크(11)의 휘어짐을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패치워크용 레이저 용접방법은 블랭크(10) 상태에서 레이저 용접이 이루어지고, 레이저 용접에 의해 결합된 블랭크(10)가 차량 부품으로 성형됨으로써, 차량 부품에 대한 용접성이 개선될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 블랭크 11 : 제1블랭크
12 : 제2블랭크 50 : 로딩부
51 : 제1로딩부 52 : 제2로딩부
60 : 보정부 61 : 보정판부
62 : 푸시부 63 : 보정돌기부
70 : 용접부 80 : 가공부
90 : 적재부

Claims (6)

  1. 제1블랭크와, 제1블랭크 보다 작고 상기 제1블랭크에 적층되는 제2블랭크를 제작하는 단계;
    상기 제1블랭크와 상기 제2블랭크를 각각 로딩하는 단계;
    상기 제1블랭크와 상기 제2블랭크를 정렬하는 단계;
    상기 제1블랭크와 상기 제2블랭크를 레이저 용접하는 단계;
    레이저 용접이 완료된 상기 제1블랭크를 가공하는 단계; 및
    상기 제1블랭크와 상기 제2블랭크를 적재하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1블랭크를 가공하는 단계는
    상기 제2블랭크와 용접된 상기 제1블랭크를 복수개의 다이홈부가 형성되는 가공다이부에 안착하여, 상기 제1블랭크의 주변부가 상기 다이홈부의 상방에 배치되는 단계; 및
    가공펀치부가 상기 제1블랭크를 가압하여 돌기부를 형성하되, 상기 가공펀치부가 복수개의 상기 다이홈부에 번갈아 삽입되어 상기 돌기부의 위치를 변경하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패치워크용 레이저 용접방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 블랭크를 정렬하는 단계는
    상기 제1블랭크를 용접부에 안착시키는 단계;
    상기 제2블랭크의 위치를 보정하는 단계; 및
    상기 제2블랭크를 상기 제1블랭크에 적층하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패치워크용 레이저 용접방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제2블랭크의 위치를 보정하는 단계는
    상기 제2블랭크를 보정판부에 안착시키는 단계; 및
    푸시부가 상기 제2블랭크를 상기 보정판부에 형성되는 보정돌기부로 이동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패치워크용 레이저 용접방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101116634B1 (ko) * 2009-07-27 2012-03-08 주식회사 성우하이텍 차량용 쇽업소버 하우징 제작방법
KR20130120699A (ko) * 2012-04-26 2013-11-05 (주)지엔에스케이텍 3매 자동정렬 테일러 웰디드 블랭크 용접시스템

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