KR100195044B1 - 곡선 용접용 스폿 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 곡선 용접용 스폿 용접장치에 관한 것으로, 탑재대(1)에 탑재되어 용접기(2)를 소정위치로 이송시키기 위한 이송수단(3)과, 상기 용접기(2)를 용접선을 따라 안내이동시키기 위한 안내수단(4) 및, 상기 이송수단(3)과 용접기(2)를 제어작동시키기 위한 제어수단(5)이 구비된 스폿용접장치에서, 상기 이송수단(3)이 상기 용접기(2)가 탑재된 캐리지(6)와, 이 캐리지(6)가 탑재되는 이송대차(7), 상기 이송대차(7)에 고정되어 상기 캐리지(6)를 상기 이동대차(7)에 대해 독립적으로 슬라이드운동하게 안내하는 제1가이드레일(8), 제2액튜에이터(13)의 작동에 따라 이동하는 상기 탑재대(1)위에 고정설치되면서 상기 이송대차(7)를 상기 탑재대(1)의 운동방향에 직교하는 방향으로 이 탑재대(1)와는 독립적으로 왕복운동하게 안내하는 제2가이드레일(9) 및, 상기 이송대차(7)를 이송시키기 위한 제1액튜에이터(10)로 구성되고, 상기 안내수단(4)이 용접선과 동일 곡율을 갖는 템플릿(11) 및, 상기 캐리지(6)에 설치되어 템플릿(11) 형상을 따라 이동하는 로울러(12)로 구성되어, 제1액튜에이터 하나만으로도 용접기(100)를 용접선을 따라 정확히 이동시킬 수 있게 됨으로써, 제어가 용이하여 정확한 용접작업이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

Description

곡선 용접용 스폿 용접장치

본 발명은 스폿 용접장치에 관한 것으로, 특히 곡선으로 이루어진 용접궤적을 갖는 피용접물을 정확하면서도 간편하게 용접할 수 있도록 한 곡선 용접용 스폿 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용접이란 2개 또는 여러개의 금속을 국부적으로 가열, 가압하여 야금적으로 접합시키는 방법으로서, 접합할 양금속부재 즉, 모재의 접합부를 국부적으로 가열, 용융시켜 접착시키는 용접(fusion welding), 가열 후 압력을 가하여 접착시키는 압접(pressure welding), 접합할 모재보다 융점이 낮은 납재료를 접합부에 용융첨가하여 접착하는 납접(soldering)등이 있다.

이러한 용접은 기술의 발달로 인해 강도면에서도 안전도가 높아졌고, 또 로보트 및 자동화 기술의 발전에 따라 용접과정을 자동으로 수행하는 자동용접장치가 생산라인에 널리 채택되어 생산성 향상에 많은 도움을 주고 있다.

특히, 자동차 생산라인과 같은 일정제품의 다량 생산이 요구되는 부문에서는 다른 용접에 비하여 가열시간이 매우 짧아 작업속도가 크고, 또 가열범위가 좁아 잔류응력이나 변형이 적어 용접부의 안정성이 높은 스폿(spot) 용접이 주로 사용되어지고 있는 바, 이 스폿용접은 전기저항에 의한 발열을 이용하여 접촉부분의 용융을 일으키고, 이에 압력을 병용하여 접합시킴으로써, 리벳이음과 같이 판에 구멍을 뚫지 않고 판의 점접합을 행하는 용접이다.

이러한 스폿용접을 상기한 바와 같은 자동용접장치를 통해 피용접물의 정확한 위치에 용접하기 위해서는 용접기의 용접선이 정확히 제어해야 하는 바, 피용접물이 용접선이 차량의 사이드 패널의 센터필러와 같이 곡선을 이루는 피용접물의 경우에는 피용접물의 정확한 용접위치를 제어하기 위해 통상 두 개의 액튜에이터를 통해 움직이는 용접장치를 사용하여 상기 두 개의 액튜에이터가 이루는 이동궤적을 제어하여 곡선용접을 하도록 되어 있으나, 이러한 두 개의 액튜에이터를 제어하는 데는 오차가 크게 발생되어 정확한 용접선을 얻는데 어려움이 있었다.

즉, 종래의 곡선 용접용 스폿 용접장치는 제3도에 도시된 바와같이, 통상 용접기(100)가 탑재되어 있는 대차(101,102)의 이동을 위해 절대좌표축에서 X축과 Y축으로 구동하는 액튜에이터(103,104)를 사용하고 상기 액튜에이터(103,104)를 제어수단(도시되지 않음)을 통해 제어작동시켜 대차(101,102)를 이동시킴으로써, 상기 대차(101)에 탑재되어 있는 용접기(100)의 위치를 제어하도록 되어 있다.

상기와 같이 제어되는 용접기(100)의 위치를 이은곡선은 용접선과 상사한 곡선을 이루어지게 되고, 이와 같이 용접선을 이루면서 이동되는 용접기(100)를 간헐동작시켜 용접작업이 이루어지도록 되어 있다.

그런데, 상기와 같이 곡선을 갖는 피용접물을 따라 용접팁을 이동시키기 위해서는 상기 액튜에이터를 윤곽제어하여 즉, X축과 Y축 액튜에이터를 교대로 작동시키면서 용접건 이송대차를 상기 용접물의 곡선을 따라 이동시키면서, 상기 각 액튜에이터가 작동과 멈춤을 반복함에 따라 부하가 많이 걸리게 되어 수명단축의 원인이 되며, 정확한 위치제어의 어려움으로 인해 용접불량이 발생하게 된다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 곡선 형상을 갖는 피용접물의 곡선부 용접위치에 정확한 용접이 이루어질 수 있도록 된 곡선 용접용 스폿 용접장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 탑재대에 탑재되어 용접기(2)를 소정위치로 이송시키기 위한 이송수단과, 상기 용접기를 용접선을 따라 안내이동시키기 위한 안내수단 및, 상기 이송수단과 용접기를 제어작동시키기 위한 제어수단이 구비된 스폿용접장치에 있어서, 상기 이송수단이 상기 용접기가 탑재된 캐리지와, 이 캐리지가 탑재되는 이송대차, 상기 이송대차에 고정되어 상기 캐리지를 상기 이동대차에 대해 독립적으로 슬라이드운동하게 안내하는 제1가이드레일, 제2액튜에이터의 작동에 따라 이동하는 상기 탑재대위에 고정설치되면서 상기 이송대차를 상기 탑재대의 운동방향에 직교하는 방향으로이 탑재대와는 독립적으로 왕복운동하게 안내하는 제2가이드레일 및, 상기 이송대차를 이송시키기 위한 제1액튜에이터로 구성되어 있다.

그리고, 상기 안내수단이 용접선과 동일 곡율을 갖는 템플릿 및, 상기 캐리지에 설치되어 템플릿 형상을 따라 이동하는 로울러로 구성되어 있다.

이에 따라 상기 제1액튜에이터의 작동에 따라 이송대차를 이송시켜 주게 되면 상기 이송대차가 이동되면서 그 위에 탑재되어 있는 캐리지가 이송대차의 이송방향과 동일한 방향으로 이송되게 되고, 상기 캐리지는 자체적으로 이송대차 위에서 탬플릿의 곡선을 따라 움직이는 로울러의 운동방향과 동일한 방향으로 움직이도록 함으로써, 상기 제1액튜에이터의 작동만으로 상기 캐리지에 탑재되어 있는 용접기의 위치를 용접물의 곡선을 따라 정확하게 제어할 수 있게 되는 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 곡선 용접용 스폿 용접장치의 개략적인 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 용접장치의 작동상태도.

제3도는 종래의 기술에 따른 스폿 용접장치의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 탑재대 2 : 용접기

3 : 이송수단 4 : 안내수단

5 : 제어수단 6 : 캐리지

7 : 이송대차 8 : 제1가이드레일

9 : 제2가이드레일 10 : 제1액튜에이터

11 : 탬플릿 12 : 로울러

13 : 제2액튜에이터 14 : 제3가이드레일

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 곡선 용접용 스폿 용접장치의 개략적인 사시도이고, 제2도는 본 발명에 따른 용접장치의 작동상태도인 바, 즉 본 발명은 탑재대(1)에 탑재되어 용접기(2)를 이송시키기 위한 이송수단(3)과, 상기 용접기(2)를 용접선을 따라 안내시키기 위한 안내수단(4), 및 상기 이송수단(3)과 용접기(2)를 제어작동시키기 위한 제어수단(5)으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 이송수단(3)이 용접기(2)가 탑재된 캐리지(6)와, 이 캐리지(6)가 탑재되는 이송대차(7)와, 상기 이송대차(7)에 고정되어 상기 캐리지(6)를 상기 이동대차(7)에 대해 독립적으로 슬라이드운동하게 안내하는 제1가이드레일(8)과, 상기 탑재대(1)위에 고정설치되면서 상기 이송대차(7)를 상기 탑재대(1)의 운동방향에 직교하는 방향으로 이 탑재대(1)와는 독립적으로 왕복운동하게 안내하는 제2가이드레일(9)과, 상기 이송대차(7)를 이송시키기 위한 제1액튜에이터(10)로 구성되어 있다.

또한, 상기 안내수단(4)이 용접선과 동일 곡율을 갖는 템플릿(11)과, 상기 캐리지(6)에 고정설치되어 템플릿(11)의 곡선을 따라 이동하는 로울러(12)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 탑재대(1)는 제2액튜에이터(13)의 작동에 의해 이송될 수 있도록 저면과 제3가이드레일(14)로 연결되어 있다.

이에 따라 상기 제1액튜에이터(10)의 작동에 따라 이송대차(7)를 탑재대(1)의 제2가이드레일(9)을 따라 이송시켜 주게 되면, 상기 이송대차(7)가 이동되면서 그 위에 탑재되어 있는 캐리지(6) 또한 이송대차(7)의 이송방향과 동일한 방향으로 이송되게 된다.

여기서, 상기 캐리지(6)는 이송대차(7)와 또한 제1가이드레일(8)로 연결되어 이동가능하도록 되어 있고, 상기 캐리지(6)에 연장설치되어 있는 로울러(12)가 용접물의 곡선과 동일하게 굽어져 있는 템플릿(11)의 곡선면에 접하고 있어서, 상기 캐리지(6)는 이송대차(7)와 동일방향으로 이동되면서 자체적으로는 탬플릿(11)에 접해 있는 로울러(12)에 의해 탬플릿(11)의 곡선에 접해 이동되는 운동방향과 동일한 방향으로 움직이게 됨으로써, 상기 제1액튜에이터(10)의 작동만으로 상기 캐리지(6)에 탑재되어 있는 용접기(2)의 위치를 용접물의 곡선을 따라 정확하게 제어할 수 있게 된다.

이하 상기한 본 발명에 따른 용접기의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

차량의 센터필러와 같이 곡선 형상을 갖는 피용접물이 이송되어 소정의 용접위치에 놓여지게 되면, 상기 용접물의 용접선의 곡율과 동일곡율로 굽어져 있는 탬플릿(12)에 캐리지(6)에 연장설치되어 있는 로울러(12)를 접할 수 있도록 탑재대(1)가 이동되도록 되어 있는 바, 제어수단(5)에 의해 제2액튜에이터(13)가 작동되면 상기 제2액튜에이터(13)와 연결되어 있는 탑재대(1)가 저면에 설치된 제3가이드레일(14)을 따라 이동되어 상기 로울러(12)를 탬플릿(11)에 접하는 위치, 즉 이동초기위치로 이동시키게 된다.

이와같이 로울러(12)가 탬플릿(11)의 초기위치에 이르게 되면 상기 제어수단(5)은 다시 제1액튜에이터(10)를 작동시켜 상기 탑재대(1)에 설치된 제2가이드레일(9)을 따라 이송대차(7)를 이동시키게 된다.

상기 이송대차(7)는 용접기(2)를 장착한 캐리지(6)가 탑재되어 있어서, 이송대차(7)가 탑재대(1)에 설치된 제2가이드레일(9)을 따라 이동하게 되면 상기 캐리지(6)와 이 캐리지(6)에 연장설치되어 있는 로울러(12) 또한 이송대차(7)와 동일한 운동방향으로 이동하게 된다.

여기서, 상기 캐리지(6)는 상기 이송대차(7)에 설치된 제1가이드레일(8)을 따라 자유로이 이동가능하도록 되어 있어서, 상기 캐리지(6)는 이송대차(7)의 이송방향과 동일한 방향으로 이동하면서 자체적으로는 로울러(12)의 움직임을 따라 이송대차(7)의 제1가이드레일(8)을 타고 이동하게 되는 것이다.

즉, 상기 로울러(12)는 용접물의 곡선과 동일한 곡선을 갖는 탬플릿(11)을 타고 이동하면서 상기 로울러(12)와 연결되어 있는 캐리지(6)를 이송대차(7)위에서 상기 탬플릿(11)의 곡선과 동일하게 움직이게 할 수 있게 되는 바, 상기 이송대차(7)의 이동방향을 X축이라하고 이송대차(7)에 설치된 제1가이드레일(8)을 따라 이동하는 캐리지(6)의 이동방향을 Y축이라하면 캐리지(6)에 탑재되어 있는 용접기(2)는 제1액튜에이터(10)에 의해 X축으로 이동되고, Y축으로의 이동은 탬플릿(11)을 따라 이동되는 로울러(12)에 의해 이동되게 되는 것이다.

따라서 상기 캐리지(6)에 탑재되어 있는 용접기(2)는 제1액튜에이터(10) 하나만으로도 피용접물의 용접곡선을 따라 정확히 이동가능하게 되는 것이다.

이와같이 캐리지(6)가 피용접물의 용접 곡선부를 따라 이동함에 따라 상기 캐리지(6)에 탑재되어 있는 용접기(2) 또한 피용접물의 용접곡선을 따라 정확히 이동할 수 있게 되는 바, 제1액튜에이터(10) 하나만으로도 용접기(2)를 용접선을 따라 정확히 이동시킬 수 있게 됨으로써, 정밀한 용접작업을 이룰 수 있는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 곡선 용접용 스폿 용접장치에 의하면, 하나의 액튜에이터만을 사용하여 용접기의 이동위치를 제어할 수 있게 되므로써, 그 위치제어가 용이하여 정확한 용접작업이 이루어질 수 있으며 용접시간 또한 단축되어 원가절감과 품질향상의 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 탑재대(1)에 탑재되어 용접기(2)를 소정위치로 이송시키기 위한 이송수단(3)과, 상기 용접기(2)를 용접선을 따라 안내이동시키기 위한 안내수단(4) 및, 상기 이송수단(3)과 용접기(2)를 제어작동시키기 위한 제어수단(5)이 구비된 스폿용접장치에 있어서, 상기 이송수단(3)이 용접기(2)가 탑재된 캐리지(6)와, 이 캐리지(6)가 탑재되는 이송대차(7)와, 상기 이송대차(7)에 고정되어 상기 캐리지(6)를 상기 이동대차(7)에 대해 독립적으로 슬라이드운동하게 안내하는 제1가이드레일(8)과, 제2액튜에이터(13)의 작동에 따라 이동하는 상기 탑재대(1)위에 고정설치되면서 상기 이송대차(7)를 상기 탑재대(1)의 운동방향에 직교하는 방향으로 이 탑재대(1)와는 독립적으로 왕복운동하게 안내하는 제2가이드레일(9) 및, 상기 이송대차(7)를 이송시키기 위한 제1액튜에이터(10)로 구성되고, 상기 안내수단(4)이 용접선과 동일 곡율을 갖는 템플릿(11) 및, 상기 캐리지(6)에 설치되어 템플릿(11) 형상을 따라 이동하는 로울러(12)로 구성된 것을 특징으로 하는 곡선 용접용 스폿 용접장치.