[0002] 本申请要求于2017年3月7日在韩国知识产权局提交的韩国
专利申请第10-2017-0028815号的优先权和权益，其全部内容通过引证结合于此。
技术领域
[0003] 本
发明涉及一种
激光焊接装置，具体地，涉及能够通过照射
激光束来激光焊接焊接对象的激光焊接装置。
背景技术
[0004] 通常，车辆批量生产线中的焊接线是车体装配过程的重要部分。焊接过程的自动化已经使用
机器人系统、各种夹具装置和运载车系统来实施。
[0005] 点
电阻焊接主要用作焊接例如车体面板的焊接对象的方法。点电阻焊接是一种电阻焊接方法，其中，通过
对焊接对象的表面施加压
力使得
电流流向焊接对象，从而由电阻产生的热量来焊接待焊接的对象。
[0006] 用于点电阻焊接的
点焊接装置可以是具有用于按压焊接对象的可移动
电极体和固定电极体的双向点焊接装置。用于点电阻焊接的点焊接装置也可以是具有单个电极体的单向点焊接装置。
[0007] 最近，作为焊接车体面板的技术，提出了激光焊接技术，该激光焊接技术使用激光焊接装置通过照射激光束来焊接车体面板。激光焊接装置包括用于产生激光束的激光
振荡器。激光焊接装置还包括激光头，激光头用于聚焦从
激光振荡器射出的激光束并将激光束照射到待焊接的对象。
[0008] 在相关技术中，当通过激光焊接装置对具有各种形状部分的车体焊接对象进行激光焊接时，不可能将激光焊接装置的模式改变为按压模式或单向模式。
[0009] 例如，在按压模式中，在需要校正间隙和台阶(例如高度差)的激光焊接
门开口部分的情况下，激光焊接装置用固定枪
支撑焊接部分，用可移动的枪按压焊接部分，并且使用包括在可移动枪中的激光头将激光束照射到焊接部分。
[0010] 当门开口部分被焊接后，然后在单向模式中，通过激光焊接装置激光焊接具有封闭截面横截面的罩侧上部，激光焊接装置分离固定枪，用可移动枪按压焊接部分的一侧，并使用包含在可移动枪中的激光头将激光束照射到焊接部分。
[0011] 在该背景部分公开的上述信息仅用来增强对本公开背景的理解。因此，背景部分可能包含不构成本领域普通技术人员已知的
现有技术的信息。
发明内容
[0012] 本公开旨在提供一种激光焊接装置，其能够根据焊接对象的各种焊接部分的要求，自动地将激光焊接装置的模式改变为按压模式或单向模式。
[0013] 本公开的实施方式可提供一种激光焊接装置，该激光焊接装置包括：安装在
机器人手臂前端部分的枪体；安装在枪体上的激光扫描器；在第一方向上固定到枪体并且屏蔽从激光扫描器照射的激光束的屏蔽枪；以及安装在枪体处的按压枪，用于在第一方向上或垂直于第一方向的第二方向上移动。
[0014] 屏蔽枪可以包括支撑焊接部分的一侧的支撑端和引导激光束的引导通道。
[0015] 屏蔽枪可以具有在第二方向上的宽度并且在第一方向上纵向地设置。
[0016] 屏蔽枪可以包括连接到激光扫描器的第一部分以及连接到第一部分并形成支撑端的第二部分。第二部分能以阶梯方式连接到第一部分。
[0017] 第二部分具有的引导通道的横截面积可以比第一部分的引导通道的横截面积小。
[0018] 按压枪可以包括与屏蔽枪的支撑端相对应并且支撑焊接部分的另一侧的按压部分。按压枪也可以包括与屏蔽枪平行设置、与所述按压部分整体连接并且连接到所述枪体的连接部分。
[0019] 一按压箱可以在第一方向上固定到按压部分。
[0020] 在按压箱中可以形成有按压焊接部分的另一侧的按压端。
[0021] 按压端可以形成为以与屏蔽枪的支撑端相对应的宽度突出。
[0022] 按压箱可以包括按压端中的开口以及连接到该开口的内部空间。
[0023] 激光焊接装置还可以包括移动体，该移动体安装在枪体上以在第二方向上滑动并且耦接到按压枪，使得按压枪在第一方向上滑动。激光焊接装置也可以包括第一驱动源，该第一驱动源连接到移动体并且在第二方向上向移动体施加前向和后向的移动力。激光焊接装置也可以包括第二驱动源，该第二驱动源安装在移动体上并且向按压枪施加前向和后向的移动力，使得按压枪在第一方向上移动。
[0024] 移动体可以能滑动地耦接到枪体的设置在第二方向上的至少一个第一
导轨。
[0025] 按压枪可以可滑动地耦接到移动体的设置在第一方向上的第二导轨。
[0026] 第一驱动源可以固定到枪体上，并且可以包括第一操作缸，该第一操作缸具有连接到移动体的操作杆。
[0027] 第二驱动源可以固定到移动体上并且可以包括第二操作缸，该第二操作缸具有通过耦接
块连接到按压枪的工作杆。
[0028] 本公开的另一个实施方式可以提供一种激光焊接装置，包括：安装在机器人手臂前端部分的枪体；安装在枪体上的激光扫描器；在上下方向上固定到枪体上并且遮蔽从激光扫描器照射的激光束的屏蔽枪；以及安装在枪体处的按压枪，用于在上下方向上或左右方向上移动。在按压模式中，屏蔽枪可以支撑焊接部分的一侧，并且按压枪可以向上方向上移动以按压焊接部分的另一侧。在单向模式中，屏蔽枪可以按压焊接部分的一侧，并且按压枪可以在横向方向上和向上方向上移动。
[0029] 在单向模式中，屏蔽枪可以通过机器人的移动来按压焊接部分的一侧。
[0030] 在单向模式中，按压枪可以在向上方向上移动，使得按压枪
定位成高于屏蔽枪的支撑端。
[0031] 激光焊接装置还可以包括移动体，该移动体安装在枪体上以在第二方向上滑动并且耦接到按压枪，使得按压枪在上下方向上滑动。激光焊接装置还可以包括第一驱动源，该第一驱动源连接到移动体并且在左右方向上向移动体施加前向和后向移动力。激光焊接装置也可以包括第二驱动源，该第二驱动源安装在移动体上并且向按压枪施加前向和后向移动力，使得按压枪在上下方向上移动。
[0032] 移动体可以可滑动地耦接到枪体的设置在左右方向上的至少一个第一导轨。
[0033] 按压枪可以可滑动地耦接到移动体的设置在上下方向上的第二导轨。
[0034] 第一驱动源可以包括第一操作缸，以及第二驱动源可以包括第二操作缸。
[0035] 在按压模式中，激光焊接装置可以通过由屏蔽枪和按压枪在两侧按压门开口部分来进行激光焊接，其中该按压需要校正间隙和台阶。
[0036] 在单向模式中，激光焊接装置可以通过由屏蔽枪在一侧处按压具有封闭截面横截面的罩侧上部来进行激光焊接。
[0037] 本公开的实施方式可以根据焊接对象的各种焊接部分的要求，在焊接期间，自动地将激光焊接装置的模式改变为由屏蔽枪和按压枪执行的按压模式或者由屏蔽枪执行的单向模式。
[0038] 然而，当按压模式改变为单向模式时，相关技术手动拆卸按压枪。因此，本公开的实施方式可以提高生产率、可以缩短焊接循环时间并且可以减小激光焊接装置的处理区域。
[0039] 此外，本公开的实施方式可以获得或预测的效果在本公开的实施方式的详细描述中被直接或者隐含地公开。换句话说，在下面的详细描述中公开由本公开的实施方式所预测的多种效果。
附图说明
[0040] 虽然结合目前被认为是实用的实施方式描述附图，应该理解，本公开不限于在公开的附图中描述的实施方式。
[0041] 图1和图2是根据本公开的实施方式，图示激光焊接装置的组合透视图。
[0042] 图3是根据本公开的实施方式，沿图1所示的激光焊接装置的线A-A截取的截面图。
[0043] 图4是根据本公开的实施方式，示出应用于激光焊接装置的按压枪的视图。
[0044] 图5(a)、图5(b)和图6(a)至图6(c)是根据本公开的实施方式的用于解释激光焊接装置的操作的视图。
具体实施方式
[0045] 在下文中，将参考示出本公开的实施方式的附图，更完整地描述本公开。本领域具有普通技术的人员应该认识到，所描述的实施方式能够以多种不同的方式进行
修改，而不脱离本公开的精神或范围。
[0046] 为了明确的解释本公开，与描述无关的部分已被省略。在
说明书和附图各处，相同或相似的元件使用相同的参考数字。
[0047] 在附图和详细描述各处，使用以下参考符号和描述：
[0048] 1...焊接机器人 3...焊接对象
[0049] 10...枪体 20...激光扫描器
[0050] 30...屏蔽枪 31...引导通道
[0051] 33...支撑端 35...第一部分
[0052] 36...异物排放口 37...第二部分
[0053] 40...按压枪 41...按压部分
[0054] 43...连接部分 45...按压箱
[0055] 47...按压端 48...开口
[0056] 49...内部空间 50...移动体
[0057] 51...第一导轨 53...第二导轨
[0058] 60...第一驱动源 61...第一操作缸
[0059] 63、72...操作杆、工作杆 70...第二驱动源
[0060] 71...第二操作缸 73...耦接块
[0061] LB...激光束
[0062] 在附图中，为了更好地理解和便于描述，仅近似地示出了每个元件的尺寸和厚度。因此，本公开不限于附图，并且为了清楚起见，层、膜、面板、区域等的厚度被放大。
[0063] 此外，在下面的详细描述中，具有相同关系的组成部分的名称被分成“第一”，“第二”，等等，但是本公开不限于顺序，另外，该顺序可以在下面的描述中从这些名字推断出来。
[0064] 在说明书中，除非明确描述为相反，词语“包含”和变型例如“包括”或“含有”，将被理解为暗示包含所陈述的要素但不排除任何其他要素。
[0065] 另外，说明书中所公开的术语，例如“...单元”、“...器件”、“...部分”或“...成员”是指包含的执行至少一个功能或操作的要素的单位。
[0066] 图1和图2是根据本公开的实施方式的激光焊接装置的透视图。图3是根据本公开的实施方式的沿图1所示的激光焊接装置的线A-A截取的截面图。
[0067] 参考图1至图3，根据本公开的实施方式，激光焊接装置100可以应用于接合部件的工艺，例如通过激光焊接将车体面板连接到车体。
[0068] 激光焊接装置100可以被称为激光点焊接装置，因为激光焊接装置100具有与电阻点焊接枪相似的结构，以及因为激光焊接装置100使用激光将部件点焊到车体上。
[0069] 激光焊接装置100可以激光焊接具有各种形状截面的焊接对象的焊接部分。焊接部分可以包括需要校正间隙和台阶(例如高度差)的侧板的门开口部分，以及可以包括具有封闭截面横截面的罩侧上部。
[0070] 因为焊接部分(诸如侧板的门开口部分)需要校正间隙和台阶，可能需要激光焊接装置100相对于焊接部分的双向按压。在下文中，这种情况可以被称为按压模式。
[0071] 因为激光焊接装置100相对于焊接部分(诸如罩侧上部)的双向按压未执行，所以可能需要激光焊接装置相对于焊接部分的单向按压。在下文中，这样的情况可以被称为单向模式。
[0072] 本公开的保护范围不应该被理解为限于如上所述的用于车体的焊接对象的激光焊接。如果将激光焊接应用到用于多种结构和应用的焊接对象，也可以应用本公开。
[0073] 在下文中，如图所示，参考在上下方向上设置的激光焊接装置来描述激光焊接装置100的多种部件和焊接步骤。
[0074] 方向的定义可以是相对定义，并且方向可以根据焊接对象的参考方向和激光焊接装置100的焊接方向而改变。因此，方向不限于本公开的实施方式的参考方向。
[0075] 激光焊接装置100可以具有能够根据焊接对象的多种焊接部分的要求，而自动地将激光焊接装置的模式改变为按压模式或单向模式的结构。
[0076] 激光焊接装置100包括枪体10、激光扫描器20、屏蔽枪30和按压枪40。
[0077] 在本公开的实施方式中，枪体10可以包括用于安装如下所述的各种元件的枪架。例如，枪体10可以安装在焊接机器人1的铰接臂的前端部分上。
[0078] 枪体10包括用于如下所述的支撑元件的各
种子元件，例如
支架、条、棒、碟、块、轨道、轴环等等。
[0079] 各个子元件可以将相应的元件安装在枪体10中，并且可以被称为枪体10。
[0080] 在本公开的实施方式中，激光扫描器20可以固定地安装到枪体10。激光扫描器20包括用于产生激光束的激光振荡器，和用于聚焦和照射从激光振荡器照射的激光束的激光头。
[0081] 由于激光扫描器20的构造被配置为本领域众所周知的已知技术的激光振荡器和激光头，所以在此省略了对激光扫描器构造的详细描述。
[0082] 在本公开的实施方式中，屏蔽枪30可以屏蔽从激光扫描器20照射到焊接对象的焊接部分的激光束。屏蔽枪30可以在第一方向上(例如，参考附图的上下方向上)固定在枪体10上。
[0083] 屏蔽枪30的上部可以固定到枪体10的下表面。换句话说，屏蔽枪30可以在枪体10的下表面上在向下方向上纵向地设置。如图3所示，屏蔽枪30可以包括用于引导从激光扫描器20照射的激光束LB的引导通道31。以下描述中的术语“端”可以被定义为元件的端部，并且可以被定义为包括该端部的特定部分。
[0084] 参考图3，屏蔽枪30可以包括形成在下端处的支撑端33，该支撑端33由此用于支撑焊接对象3的焊接部分的一侧。在激光焊接装置100的按压模式和单向模式中，支撑端33可以被定义为通过焊接机器人1的移动来支撑和按压焊接对象3的一侧(例如，图3中的上侧)的部分。
[0085] 具体地说，屏蔽枪30可以具有在作为第二方向上的另一个方向上(例如，图3中的左右方向)上的宽度，可以在其中形成引导通道31，并且可以在向下的方向上被纵向地设置在枪体10的下表面上。
[0086] 屏蔽枪30包括连接到激光扫描器20的第一部分35，以及第二部分37，该第二部分相对于第一部分35成阶梯状(或具有高度差)、连接到第一部分35、并形成支撑端33。
[0087] 第二部分37具有的厚度可以小于第一部分35的厚度，并且具有的通道横截面积小于第一部分35的通道横截面积(例如，引导通道的横截面积)。第二部分37具有的厚度小于第一部分35的厚度以及具有的通道横截面积小于第一部分35的通道横截面积的原因可能在于，支撑端33支撑并按压相对狭窄的焊接部分。
[0088] 此外，第一部分35可以包括异物排出口36，异物排出口36用于当激光焊接焊接对象3时排出从焊接部分产生的
碳氢化合物颗粒。
[0089] 参照图1至图3，在按压模式中按压枪40可以按压屏蔽枪30下方的焊接部分的另一侧(例如，下侧)。
[0090] 按压枪40可以具有近似L形状。如图4所示，按压枪40包括与屏蔽枪30的支撑端33相对应并且支撑焊接部分的另一侧的按压部分41。按压枪40也包括与屏蔽枪30平行设置、与按压部分41整体连接并且总体连接到枪体10的连接部分43。
[0091] 按压箱45可在上下方向上固定到按压部分41的端部。总体按压焊接部分的另一侧的按压端47可以整体地形成在按压箱45中。按压端部47可以形成为以与屏蔽枪30的支撑端33相对应的宽度而突出。换句话说，按压端47可以被限定为按压箱45的比按压部分41的端部高度突出得大的上端边缘部分。
[0092] 此外，按压箱45可以包括在按压端47中的开口48和连接到开口48的内部空间49。按压箱45包括开口48和内部空间49的原因可在于，当激光焊接焊接对象3时，开口和内部空间聚集从焊接部分产生的碳氢化合物颗粒。
[0093] 按压枪40可以安装在枪体10上以在第一方向上(例如，参照附图的上下方向上)或者在垂直于上下方向上的另一方向上(例如，参照附图的左右方向上即第二方向上)移动。
[0094] 在按压模式中，按压枪40可以在向上的方向上移动，以通过焊接机器人1的移动，在支撑端33支撑和按压焊接部分的上侧的状态中，按压枪按压焊接部分的下侧。
[0095] 在单向模式中，按压枪40可以在横向方向上和向上方向上移动，使得通过焊接机器人1的移动，屏蔽枪30的支撑端33支撑和按压焊接部分的上侧。
[0096] 本公开的该实施方式包括在上下方向上或左右方向上移动按压枪40的移动体50、第一驱动源60和第二驱动源70。
[0097] 移动体50可以具有板形状并且可以安装在枪体10处，以在左右方向上滑动。按压枪40可以耦接到移动体50，以在上下方向上滑动。
[0098] 移动体50可以可滑动地耦接到枪体10的设置在左右方向上的一对第一导轨51。按压枪40可以可滑动地耦接到移动体50的设置在上下方向上的单个第二导轨53。
[0099] 第一驱动源60可以固定到枪体10，可以向移动体50施加前向和后向移动力以便在左右方向上移动，并且该第一驱动源可以包括连接到移动体50的第一操作缸61。第一操作缸61的操作杆63可以连接到移动体50。
[0100] 第一驱动源60可以通过来回地操作第一操作缸61的操作杆63而沿着第一导轨51在左右方向上移动移动体50。
[0101] 第二驱动源70可以向加按压枪40施加前向和后向移动力，使得加按压枪40在上下方向上移动，并且该第二驱动源可以通过固定支架70a固定到移动体50。第二驱动源70可以固定到移动体50的上部，并且可以包括第二操作缸71，该第二操作缸具有通过耦接块73而连接到按压枪40的工作杆72。
[0102] 第二驱动源70可以通过来回地操作第二操作缸71的工作杆72而沿着第二导轨53在上下方向上移动加按压枪40。
[0103] 在下文中，参照附图详细描述激光焊接装置100的操作。
[0104] 图5(a)、图5(b)和图6(a)至图6(c)是根据本公开的实施方式的用于解释激光焊接装置的操作的视图。
[0105] 首先，在本公开的实施方式中，激光焊接装置100可以通过焊接机器人1移动至车体的焊接对象3。例如，激光焊接装置100可以移动至作为焊接对象3的焊接部分的侧板的门开口部分。
[0106] 在这种情况下，激光焊接装置100可以由
控制器(图中未示出)设定为按压模式，这是因为需要通过在两个方向上按压门开口部分而校正门开口部分的间隙和台阶。
[0107] 在按压模式中，如图5(a)所示，按压枪40可以定位到对应于屏蔽枪30的
位置，并且可以通过第二驱动源70在向下方向上移动。焊接对象3的焊接部分可以定位到屏蔽枪30的支撑端33和按压枪40的按压端47之间。换句话说，焊接部可以位于设置在上侧和下侧的支撑端33与按压端47之间。
[0108] 在这种状态中，如图5(b)所示，可以通过由焊接机器人1移动的屏蔽枪30的支撑端33而按压焊接对象3的焊接部分的上侧。按压枪40可以通过第二驱动源向上移动。第二驱动源70可通过向后移动第二操作缸71的工作杆72而沿着第二导轨53向上移动加按压枪40。
[0109] 按压枪40的按压端47然后可以按压焊接对象3的焊接部分的下侧。换句话说，屏蔽枪30的支撑端33和按压枪40的按压端47可以在两个方向上按压焊接对象3的焊接部分。
[0110] 在这种状态下，本公开的实施方式可以通过屏蔽枪30的引导通道31将从激光扫描器20照射的激光束LB引导到焊接部分，并且可以使用激光束来激光焊接焊接对象3的焊接部分。
[0111] 因此，在按压模式中，可以通过支撑端33和按压端47在两个方向上按压焊接对象3的焊接部分。可以校正焊接部分的间隙和台阶，并且焊接部分可以由激光束LB激光焊接。
[0112] 如上所述，在完成焊接部分的焊接的状态下，本公开的实施方式可以使压力枪40下降并且使用第二驱动源70将压力枪返回到原始位置。
[0113] 第二驱动源70可以通过推进第二操作缸71的工作杆72使按压枪40沿着第二导轨53向下移动。
[0114] 此后，在本公开的实施方式中，激光焊接装置100可以通过焊接机器人1移动至焊接对象3的另一焊接部分。例如，在本公开的实施方式中，激光焊接装置100可以移动至具有封闭截面横截面的罩侧上部。
[0115] 在这种过程中，焊接部分在两个方向上可不被按压。因此，激光焊接装置100可以由控制器设定为单向模式。
[0116] 如图6(a)所示，当单向模式被设定在按压枪40的按压部分41位于屏蔽枪30下方的状态中时，如图6(b)所示，本公开的实施方式可以使用第一驱动源60在横向方向上移动按压枪。第一驱动源60可以使操作缸61的操作杆63前向或后向移动，并且可以使按压枪40沿第一导轨51在横向方向上或者在另一横向方向上移动。
[0117] 然后，如图6(c)所示，在本公开的一个实施方式中，按压枪40可以通过第二驱动源70向上移动。第二驱动源70可通过向后移动第二操作缸71的工作杆72使按压枪40沿着第二导轨53向上移动。
[0118] 在这种情况下，本公开的该实施方式可以使按压枪40向上移动到预定的高度，使得按压枪40的按压部分41定位成高于屏蔽枪30的支撑端33。
[0119] 接下来，在本公开的实施方式中，由焊接机器人1移动的屏蔽枪30的支撑端33可以按压焊接对象3的焊接部分的上侧。
[0120] 接下来，本公开的实施方式可以通过屏蔽枪30的引导通道31将从激光扫描器20照射的激光束LB引导到焊接部分，并且可以使用激光束来激光焊接焊接对象3的焊接部分。
[0121] 因此，在单向模式中，焊接对象3的焊接部分可以仅通过屏蔽枪30的支撑端33在单个方向上被按压。可以由激光束LB激光焊接焊接部分。
[0122] 根据焊接对象3的各种焊接部分的要求，激光焊接装置100可以自动地将激光焊接装置的模式改变为由屏蔽枪30和按压枪40执行的按压模式或者由屏蔽枪执行的单向模式。
[0123] 因此，与现有技术(当按压模式改变为单向模式时需要手动拆卸按压枪)不同，本公开的实施方式可以提高生产率、可以缩短焊接循环时间并且可以减小激光焊接装置100的处理区。
[0124] 尽管已经结合目前认为是实用的实施方式描述了本公开，但是应该理解，本公开不限于所公开的实施方式，而是相反，本公开旨在
覆盖包括在所附
权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。
