KR100345199B1

KR100345199B1 - Laser welding method for controlling the speed of robots

Info

Publication number: KR100345199B1
Application number: KR1019990066607A
Authority: KR
Inventors: 정창호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2002-07-24
Also published as: KR20010059217A

Abstract

레이저 빔을 출력하는 옵틱 헤드를 용접할 두 패널 상에서 용접선을 따라 이동시키는 로봇의 이동 속도를 제어하여 레이저 빔의 조사시간을 다르게 함으로써 용접 구간과 비용접 구간을 형성하여 전체 용접 작업 시간을 단축할 수 있도록 하는 로봇 속도 제어에 의한 레이저 용접 방법을 제공할 목적으로,By controlling the moving speed of the robot moving along the welding line on the two panels to weld the optical head that outputs the laser beam, the irradiation time of the laser beam is changed to form a welding section and a non-welding section to shorten the overall welding work time. To provide a laser welding method by the robot speed control to

2장의 패널을 서로 겹쳐 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 빔을 작업 로봇에 의해 용접선을 따라 이동하는 옵틱 헤드를 통하여 상판 패널에 조사하여 상호 용접하는 레이저 용접 방법에서,In the laser welding method in which two panels are overlapped with each other and the laser beams oscillated from the laser oscillator are irradiated to the top panel through an optical head moving along the welding line by a working robot, thereby welding each other.

상기 옵틱 헤드를 통하여 출력되는 레이저 빔을 상기 작업 로봇이 용접선을 따라 용접 구간과 비용접 구간에서 상기 옵틱 헤드를 장착한 작업 로봇의 이동 속도를 다르게 조절함으로써 상기 2장의 패널을 용접하는 것을 특징으로 하는 로봇 속도 제어에 의한 레이저 용접 방법을 제공한다.The two robots are welded to the laser beam output through the optical head by differently adjusting the moving speeds of the working robot equipped with the optical head in the welding section and the non-welding section along the welding line. Provided is a laser welding method by robot speed control.

Description

Laser welding method by robot speed control {LASER WELDING METHOD FOR CONTROLLING THE SPEED OF ROBOTS}

본 발명은 로봇 속도 제어에 의한 레이저 용접 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접할 두 패널에 레이저 빔의 조사시간을 다르게 하여 용접 구간과 비용접 구간을 형성하도록 함으로서 전체 용접 작업 시간을 단축할 수 있도록 하는 로봇 속도 제어에 의한 레이저 용접 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser welding method by the robot speed control, and more particularly, by reducing the irradiation time of the laser beam to the two panels to be welded to form a welding section and a non-welding section can shorten the overall welding work time. The present invention relates to a laser welding method by controlling the robot speed.

일반적으로 차체 조립 공정 중, 2장의 패널을 용착시기는 방법으로는 스폿 저항 용접이 많이 사용되었으나 스폿 저항 용접은 차체 패널 표면에 가압력을 가하면서 접촉하는 방식이고 과도한 용접 흔적을 남기게 되므로 최근에는 용접 모재와접촉하지 아니하고 용접하는 레이저 용접이 일반적으로 사용되고 있다.In general, spot resistance welding has been widely used as a method of welding two panels during a vehicle assembly process. Laser welding that welds without contact with is generally used.

이와 같은 종래의 레이저 용접 방법은, 도 4의 종래 레이저 용접 방법에 의한 용접 패턴도에서 알 수 있듯이, 상판(51)과 하판(53)으로 이루어지는 패널상의 용접 구간(L1)에서는 옵틱 헤드(미도시)로부터 레이저 빔의 출력을 온(ON)하고, 비용접 구간(L2)에서는 상기 레이저 빔의 출력을 오프(OFF)하여 상기 용접 구간(L1)과 비용접 구간(L2)을 형성하였다.This conventional laser welding method, as shown in the welding pattern diagram by the conventional laser welding method of Fig. 4, in the welding section L1 on the panel consisting of the upper plate 51 and the lower plate 53, the optical head (not shown) ), The output of the laser beam was turned on, and in the non-welding section L2, the output of the laser beam was turned off to form the welding section L1 and the non-welding section L2.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 레이저 용접 방법에 의하면, 전체 용접 작업 시간에서 용접 패턴을 형성하기 위해 용접선 시작점에서 레이저 빔 출력을 온(ON)하고, 용접선 끝점에서 레이저 빔의 출력을 오프(OFF)함으로 인한 신호 처리 연산 시간이 과도하게 소요되며,However, according to the conventional laser welding method as described above, the laser beam output is turned on at the welding seam start point and the laser beam output is off at the welding seam end point in order to form a welding pattern at the entire welding operation time. Excessive signal processing operation time,

또한, 레이저 빔의 출력을 계속 온,오프 제어함에 따라 레이저 장치의 내구 수명을 단축시킨다는 문제점을 내포하고 있다.In addition, there is a problem that the endurance life of the laser device is shortened by continuously controlling the output of the laser beam on and off.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 레이저 빔을 출력하는 옵틱 헤드를 용접할 두 패널 상에서 용접선을 따라 이동시키는 로봇의 이동 속도를 제어하여 레이저 빔의 조사시간을 다르게 함으로써 용접 구간과 비용접 구간을 형성하여 전체 용접 작업 시간을 단축할 수 있도록 하는 로봇 속도 제어에 의한 레이저 용접 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created to solve the above problems, an object of the present invention is to control the movement speed of the robot to move along the welding line on the two panels to weld the optical head for outputting the laser beam irradiation of the laser beam It is to provide a laser welding method by the robot speed control to form a welding section and a non-welding section by changing the time to reduce the overall welding work time.

도 1은 본 발명이 적용되는 레이저 용접 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a laser welding system to which the present invention is applied.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 용접 방법에 의한 용접 패턴도이다.2 is a welding pattern diagram by a laser welding method according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 로봇 속도 제어에 의한 레이저 용접 방법의 개략적인 작동 순서도이다.3 is a schematic operation flowchart of the laser welding method by the robot speed control according to the present invention.

도 4는 종래의 레이저 용접 방법에 의한 용접 패턴도이다.4 is a welding pattern diagram by a conventional laser welding method.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 로봇 속도 제어에 의한 레이저 용접방법은 2장의 패널을 서로 겹쳐 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 빔을 작업 로봇에 의해 용접선을 따라 이동하는 옵틱 헤드를 통하여 상판 패널에 조사하여 상호 용접하는 레이저 용접 방법에서,In order to realize this, the laser welding method by the robot speed control according to the present invention overlaps the two panels and irradiates the top panel through the optical head moving along the welding line by the working robot with the laser beam oscillated from the laser oscillator. In laser welding method, welding

상기 옵틱 헤드를 통하여 출력되는 레이저 빔을 상기 작업 로봇이 용접선을 따라 용접 구간과 비용접 구간에서 상기 옵틱 헤드를 장착한 작업 로봇의 이동 속도를 다르게 조절함으로써 상기 2장의 패널을 용접하는 것을 특징으로 하며,The two robots are welded to the laser beam output through the optical head by differently controlling the moving speed of the working robot equipped with the optical head in the welding section and the non-welding section along the welding line. ,

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described in detail.

도 1은 본 발명이 적용되는 레이저 용접 시스템의 개략적인 구성도로서, 컨트롤러(1)에 의해 제어되는 레이저 발진기(3)로부터 레이저 빔을 발진하여 작업 로봇(5)에 의해 용접선을 따라 이동하는 옵틱 헤드(7)를 통하여 상판(9)과 하판(11)으로 구성되는 패널에 상기 레이저 빔을 조사하여 상호 용접하도록 구성된다.1 is a schematic configuration diagram of a laser welding system to which the present invention is applied, and an optical fiber oscillating a laser beam from a laser oscillator 3 controlled by a controller 1 and moving along a welding line by a work robot 5. A panel consisting of the upper plate 9 and the lower plate 11 is irradiated with the laser beam through the head 7 to be welded to each other.

본 발명에 따른 로봇 속도 제어에 의한 레이저 용접 방법은 상기 옵틱 헤드(7)를 통하여 출력되는 레이저 빔은 계속 출력되는 상태로 용접선을 따라, 도 2에서 도시한 바와 같이, 용접 구간(L1)과 비용접 구간(L2)에서 상기 옵틱 헤드(7)를 장착한 상기 작업 로봇(5)의 이동 속도를 다르게 조절함으로써, 상기 상판(9)과 하판(11)을 용접하게 된다.In the laser welding method according to the robot speed control according to the present invention, the laser beam output through the optical head 7 continues to be output along the welding line, as shown in FIG. The upper plate 9 and the lower plate 11 are welded by differently adjusting the moving speed of the work robot 5 equipped with the optical head 7 in the contact section L2.

상기 용접 구간(L1)에서 작업 로봇(5)의 이동 속도는 상기 용접 구간(L1)에서 패널의 두께에 반비례하는 저속 이동(즉, 용접할 상판의 두께에 따라 두장의 패널이 상호 용접될 수 있는 최소한의 이동속도 이하를 의미함)을 이루며, 이에 따른 로봇 속도 제어에 의한 레이저 용접 방법을 통한 작동 순서는 제1단계(S1)로 컨트롤러(1)에 의해 작업 로봇(5)을 용접할 패널 전방의 작업 위치에 위치시킨다.The movement speed of the work robot 5 in the welding section L1 is a low speed movement inversely proportional to the thickness of the panel in the welding section L1 (that is, two panels may be welded to each other according to the thickness of the upper plate to be welded). In the operation sequence through the laser welding method by the robot speed control according to the first step (S1), the front of the panel to weld the work robot 5 by the controller 1 in the first step (S1). In the working position.

그 다음, 레이저 발진기(3)을 기동시켜 레이저 빔을 발진시키는 제2단계(S2)를 이루며, 상기 제2단계(S2)로부터 발진된 레이저 빔을 옵틱 헤드(7)를 통하여 패널의 용접선에 출력 온(ON)시키는 제3단계(S3)를 이룬다.Next, a second step S2 of activating the laser oscillator 3 to start the laser beam is performed, and the laser beam oscillated from the second step S2 is output to the welding line of the panel through the optical head 7. A third step S3 of turning on is achieved.

제4단계(S4)에서는 상기 제3단계에서 옵틱 헤드(7)를 통하여 일정하게 출력되는 레이저 빔을 이용하여 상기 패널상의 용접선을 따라 용접 구간(L1)에서는 작업 로봇(5)을 상기한 바와 같이 임의로 정해지는 속도로 저속 이동시켜 레이저 빔이 두장의 패널을 용접 접합시키게 되며, 비용접 구간(L2)에서는 상기 작업 로봇(5)을 고속 이동(즉, 용접할 상판의 두께에 따라 두장의 패널이 상호 용접되지 않을 정도의 최소한의 이동속도 이상을 의미함)시켜, 패널이 상호 용접되지 않고, 상판(9) 패널에 레이저 빔의 흔적(13)만 남도록 하여 지나가게 함으로써 용접 구간(L1)과 비용접 구간(L2)의 용접 패턴을 형성하게 된다.In the fourth step S4, the work robot 5 is operated in the welding section L1 along the welding line on the panel by using the laser beam constantly output through the optical head 7 in the third step. By moving at a low speed at a predetermined speed, the laser beam welds the two panels together. In the non-welding section L2, the work robot 5 is moved at a high speed (that is, the two panels are welded according to the thickness of the upper plate to be welded. Means a minimum moving speed that is not welded to each other) so that the panels are not welded to each other and only the traces 13 of the laser beam are left on the panel of the upper plate 9 so that the welding section L1 and the cost are passed. The welding pattern of the contact section (L2) is formed.

상기 제4단계(S4)로부터 전 용접 구간이 완료되었는지를 판단하여, 완료되면, 제6단계(S6)로 진행시키며, 완료되지 않으면, 상기 제4단계(S4)로 리턴되어 상기 작업을 마무리하도록 하여 제5단계(S5)를 이루며, 상기 제6단계(S6)는 제5단계(S5)로부터 전 용접 구간이 완료되면, 옵틱 헤드(7)로부터 레이저 빔의 출력을 오프(OFF)시키게 되며, 상기 제6단계(S6) 이후, 상기 레이저 발진기(3)의 기동을 정지시켜 제7단계(S7)를 이루어 하나의 사이클을 종료하게 된다.It is determined whether the entire welding section is completed from the fourth step S4, and when it is completed, the process proceeds to the sixth step S6. If not, the process returns to the fourth step S4 to finish the work. The fifth step (S5) is achieved, and the sixth step (S6), when the entire welding section is completed from the fifth step (S5), the output of the laser beam from the optical head (7) is turned off (OFF), After the sixth step (S6), the start of the laser oscillator 3 is stopped to perform a seventh step (S7) to end one cycle.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 로봇 속도 제어에 의한 레이저 용접 방법에 의하면, 레이저 빔을 출력하는 옵틱 헤드를 용접할 두 패널 상에서 용접선을 따라 이동시키는 로봇의 이동 속도를 제어하여 레이저 빔의 조사시간을 다르게 함으로써 용접 구간과 비용접 구간을 형성하여 전체 용접 작업 시간을 단축할 수 있도록 하며, 상기 옵틱 헤드로부터 레이저 빔의 출력을 반복해서 온,오프 제어하지 않아도 됨으로 레이저 빔 발생 장치의 내구 수명을 연장할 수 있는 효과를 갖는다.As described above, according to the laser welding method according to the robot speed control according to the present invention, the irradiation time of the laser beam is controlled by controlling the moving speed of the robot moving along the welding line on the two panels to weld the optical head that outputs the laser beam. By differently forming the welding section and the non-welding section, it is possible to shorten the entire welding work time, and it is possible to extend the endurance life of the laser beam generator by not having to repeatedly control the output of the laser beam from the optical head. Has the effect.

Claims

In a laser welding method in which two panels are overlapped with each other and a laser beam oscillated from a laser oscillator is irradiated to the upper panel through an optical head moving along a welding line by a working robot, thereby welding each other.

The two robots are welded to the laser beam output through the optical head by differently adjusting the moving speeds of the working robot equipped with the optical head in the welding section and the non-welding section along the welding line. Laser welding method by robot speed control.

delete

A first step of positioning the work robot by a controller at a work position in front of the panel to be welded;

Starting the laser oscillator to oscillate the laser beam;

A third step of outputting the laser beam oscillated from the second step to the welding line of the panel through an optical head;

While moving along the welding line on the panel, in the welding section, the work robot is moved at a speed arbitrarily set to weld two panels according to the thickness of the panel. In the non-welding section, the two panels are not welded to each other according to the thickness of the panel. A fourth step of moving the work robot at a speed arbitrarily set so as to form a welding pattern;

A fifth step of determining whether or not the entire welding section is completed from the fourth step, and when completed, proceeding to the next step;

A sixth step of turning off the output of the laser beam from the optical head when the entire welding section is completed from the fifth step;

After the sixth step, the robot welding method by the robot speed control to form a cycle in a seventh step of stopping the start of the laser oscillator.