KR100504926B1 - 스폿용접 체크 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스폿용접 체크 시스템에 관한 것으로, 본 발명에서는 피용접물이 설치되는 고정지그가 구비되는 용접부를 스폿용접기의 상부전극팁 직하부에 설치하고, 스폿용접기의 일측에는 스폿용접기에서 용접을 마친 피용접물이 안착되는 용접체크부를 설치하며, 이러한 용접체크부에는 피용접물을 후공정으로 이송시키기 위한 이송부를 구비하되, 상기한 각 구성부위를 제어하기 위한 콘트롤부를 스폿용접기의 후방에 설치하여, 피용접물의 용접유무를 감지함과 아울러 용접상황을 작업자에게 알려주므로서, 제품의 결함을 방지함에 따라 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

스폿용접 체크 시스템{SPOT WELD CHECK SYSTEM}

본 발명은 스폿용접 체크 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스폿용접기에서 피용접물의 용접유무를 판단할 수 있도록하여 제품의 결함을 방지함에 따라 신뢰성을 향상시킬 수 있는 스폿용접 체크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 스폿용접기(SPOT WELDER)는 용접에 필요한 전기적 에너지를 전자적 또는 정전기적으로 저장하고 있다가 급격히 방출하여 용접을 행하는 것으로서, 가압방식에 의한 분류로는 레버가압형과 직상가압형이 있고, 전원방식 또는 전류의 파형에 의한 분류로는 단상교류식과 3상식으로 분류되며, 내,외장부품을 용접해야하는 각종 산업분야의 작업라인에 광범위하게 적용되고 있다.

이와같은 스폿용접기는 상,하부의 두개의 전극팁이 용접기본체의 전방 하단에서 동일 수직선상에 일정간격을 두고 이격설치되는 구조를 갖는데,

하부에 구비된 전극팁은 고정설치되고, 상부에 설치된 전극팁은 승강가능하도록 구성되며, 피용접물을 접합하고자 하는 경우에 하부의 고정전극팁에 피용접제를 안착시킨 상태에서 피용접제 상면에 상부 이동전극팁을 하강시켜 전류를 인가하므로서 피용접물을 가압하며 접합하게 된다.

한편, 이와같은 스폿용접기는 실제 작업현장에 설치될 경우, 단독으로 용접작업을 행할 수도 있으나 대개가 작업라인상에 다수개가 설치되어 분업화형식으로 각종 부품을 피용접물에 용접하게 되는데, 일례로서 휴대폰 배터리를 제조하는 작업라인에 적용되는 경우에는 배터리팩 상단과 하단에 접속단자를 접합하는 작업에 사용하기 위해 적어도 3개의 스폿용접기가 설치된다.

하지만, 종래의 스폿용접기는 일례로서 설명한 휴대폰 배터리와 같이 스폿용접을 행한 피용접물(배터리팩)이 케이스 등에 내장될때에는 작업라인상에서 작업자의 부주위로 부품의 용접작업을 행하지 않을 경우, 이러한 용접유무상태를 판단할 수 있는 수단이 구비되지 않아 그 상태로서 케이스에 내장됨에 따라 결과적으로 제품의 결함요인으로 작용하는 문제점이 있다.

이와같은 문제점을 해결하기 위해서는 작업라인상에 별도로 용접검사공정을 추가해야하는데, 이렇게 검사공정을 추가하면 제조공정수가 증가됨에 따라 생산성 및 생산효율이 저하됨은 물론 검사공정을 수행하기 위한 작업자를 증원해야하는 또 다른 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 전술한 종래 스폿용접기가 갖는 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로,

본 발명의 목적은 스폿용접기에서 피용접물의 용접유무를 판단할 수 있도록하여 제품의 결함을 방지함에 따라 신뢰성을 향상시킬 수 있는 스폿용접 체크 시스템을 제공함에 있다.

또 다르게는 별도의 제조공정수를 추가하거나 작업자를 증원하지 않고도 스폿용접유무를 감지함에 따라 생산성 및 생산효율의 향상효과와 함께 노동력 절감효과를 기대할 수 있는 스폿용접 체크 시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로;

스폿용접기의 하부전극이 전기적으로 연결되며 피용접물설치홈이 형성되는 고정지그와, 상기 피용접물설치홈의 내면에 설치되는 제 1 감지센서를 구비하여, 상기 고정지그의 피용접물설치홈에 피용접물의 삽입유,무를 상기 제 1 감지센서에 의해 감지한 상태에서 스폿용접을 행하는 용접부와;

상기 고정지그의 일측에 위치하며 제 2 감지센서와 이송통로가 형성되는 안착패널을 구비하여, 상기 제 2 감지센서에 의해 스폿용접을 마친 피용접물의 안착유,무를 감지하는 용접체크부와;

상기 안착패널의 상부에 겹층되는 형태로서 설치되는 이송프레임과, 상기 이송프레임을 전,후로 작동시키기 위해 이송프레임의 일단에 연결되는 작동실린더를 구비하여, 상기 안착패널의 피용접물을 이송하는 이송부와;

상기 제 1,2 감지센서가 전기적으로 연결되어 그 감지값을 전달받고 각 감지센서의 감지값에 따라 상기 스폿용접기의 구동과 상기 작동실린더의 구동을 제어하는 제어회로를 내장한 콘트롤박스와, 상기 콘트롤박스에 설치되어 제어회로에 의해 감지되는 피용접물의 용접유무상태를 작업자에게 인지시키는 경고수단이 구비되는 콘트롤부를 포함하는 스폿용접 체크 시스템을 구비하므로서 달성된다.

이때, 상기 제 1 감지센서는 마이크로스위치가 적용되고, 제 2 감지센서는 금속감지센서가 적용된다.

또한, 상기 경고수단은 작업자가 육안으로 용접유무상태를 인지할 수 있도록 상기 콘트롤박스의 전면에 설치되는 디스프레이패널과, 작업자가 청각으로 용접유무상태를 인지할 수 있도록 상기 콘트롤박스의 측면에 설치되는 싸이렌으로 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템에 있어, 용접부의 작동상태를 보인 측단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템에 있어, 이송부의 작동상태를 보인 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템이 적용된 휴대폰 배터리 작업라인의 용접작업공정을 보인 공정도이며, 도 5는 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

이에 도시된 바와같이 본 발명의 스폿용접 체크 시스템(1)은 피용접물(7)이 설치되는 고정지그(31)가 구비되는 용접부(3)를 스폿용접기(2)의 이송전극팁(상부전극팁 : 21) 직하부에 설치하고, 스폿용접기(2)의 일측에는 스폿용접기(2)에서 용접을 마친 피용접물(7)이 안착되는 용접체크부(4)를 설치하며, 이러한 용접체크부(4)에는 피용접물(7)을 후공정으로 이송시키기 위한 이송부(5)를 구비하되, 상기한 각 구성부위를 제어하기 위한 콘트롤부(6)가 스폿용접기(2)의 후방에 설치되는 구성을 갖는다.

여기서, 본 발명의 스폿용접 체크 시스템(1)을 설명하기 위해 기존의 휴대폰 배터리를 제조하는 작업라인에 설치되는 스폿용접기를 바람직한 실시예로서 설명하기로 한다.

이와같은 휴대폰 배터리의 제조 작업라인에서는 배터리팩의 상,하단에 접속단자를 접합하기 위해 다수개의 스폿용접기를 설치하여 분업화형식, 즉 제 1 스폿용접기에서 배터리팩의 상단에 접속단자를 용접한 후 제 2 스폿용접기에서 배터리 팩의 하단에 접속단자를 용접하는 형식으로 스폿용접을 행하고, 각 스폿용접기에 배터리팩을 이송시키기 위한 수단으로 컨베이어가 설치되며,

이러한 휴대폰 배터리 제조 작업라인에 설치되는 스폿용접기(2)는 이동전극팁과 고정전극팁이 동일 수직선상에 일정간격을 두고 이격설치되는 통상의 그것과 상이함이 없는데, 본 발명에서는 기존의 고정전극팁이 형성되는 고정프레임(22)의 상부에 용접부(3)를 형성하게 된다.

이때, 상기 용접부(3)는 피용접물설치홈(32)을 갖는 고정지그(31)를 이동전극팁(21)의 직하부에 설치하고, 피용접물설치홈(32)의 내면에 제 1 감지센서(33)를 설치하여 구성되는데,

상기 고정지그(31)는 피용접물(7)에 스폿용접을 행할 수 있도록 스폿용접기(2)의 하부전극(도면에 미도시됨.)과 전기적으로 연결되고, 이러한 고정지그(31)의 피용접물설치홈(32)은 피용접물(배터리팩 : 7)이 삽입고정될 수 있도록 피용접물(배터리팩 :7)과 대응되는 구조로서 구성되며, 이와같은 피용접물설치홈(32)에 설치되는 제 1 감지센서(33)는 바람직하게 마이크로스위치(MICRO SWICH)를 적용하되 피용접물설치홈(32)에 피용접물(7)이 삽입된 상태를 감지할 수 있도록 마이크로스위치의 푸쉬버튼(끝단에 롤러가 설치됨.)을 도 1에서와 같이 피용접물설치홈(32)에서 돌출되게 설치한다.

여기서, 상기 고정지그(31)에는 피용접물설치홈(32)에 설치된 상태에서 용접을 마친 피용접물(7)을 작업자가 피용접물설치홈(32)에서 용이하게 이탈할 수 있도록 한 별도의 이탈홈을 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 고정지그(31)의 일측에 위치하는 용접체크부(4)에는 도 1 또는 도 3에서와 같이 제 2 감지센서(42)와 이송통로(43)를 갖는 안착패널(41)이 구비되는데, 이와같은 안착패널(41)은 상기 컨베이어(8)의 상부에 위치하도록 상기 스폿용접기(2)의 고정프레임(22)에 그 일단을 고정되며, 상기 이송통로(43)는 컨베이어(8)와 연통되는 구조를 갖게 된다.

이때, 상기 안착패널(41)의 제 2 감지센서(42)는 바람직하게 금속감지센서(근접센서로서 알류미늄까지 감지하는 것.)를 적용하여 안착패널(41)의 상부면에 놓이는 피용접물(7)을 감지토록하되, 이러한 제 2 감지센서(42)는 안착패널(41)에 내장시킨 상태에서 그 상부면에 소정의 탄성을 갖는 충격방지시트를 겹층형성한다.

한편, 상기 이송부(5)는 상기 안착패널(41)의 상부에 겹층되는 형태로서 이송프레임(51)을 설치하고, 이러한 이송프레임(51)을 전,후로 작동시키기 위한 작동실린더(52)를 이송프레임(51)의 일단에 연결하여 구성되는데,

이와같이 이송프레임(51)은 도 3에 도시된 바와같이 중앙에 사각관통공이 형성되는 사각판상체로서, 안착패널(41)의 상부에 소정의 간격으로 이격되게 설치되고, 상기 작동실린더(52)는 안착패널(41)의 일단에 고정설치된다.

이때, 상기 안착패널(41)과 이송프레임(51)의 이격거리는 이송프레임(51)에 의해 피용접물(7)을 이송할 수 있도록 적어도 피용접물(7)의 두께보다 작게 설정된다.

마지막으로, 상기 콘트롤부(6)는 상기 제 1 감지센서(33)와 제 2 감지센서(42)가 전기적으로 연결됨과 아울러 상기 스폿용접기(2)의 작동수단인 풋스위치(도면에 미도시됨.)와 상기 작동실린더(52)의 구동을 제어하는 제어회로가 내장되며 전면에는 경고수단이 구비되는 콘트롤박스(61)로 구성되는데,

이때, 상기 경고수단은 제어회로에 의해 감지되는 피용접물(7)의 용접유무상태를 작업자가 육안으로 인지할 수 있도록 상기 콘트롤박스(61)의 전면에 설치되는 디스플레이패널(62)과, 작업자가 청각으로 용접유무상태를 인지할 수 있도록 상기 콘트롤박스(61)의 전면에 설치되는 싸이렌(63)으로 구성된다.(상기 디스플레이패널(62)을 통해 용접작업수를 표시할 수도 있음.)

또한, 상기 콘트롤부(6)의 전면에는 시스템상에 에러발생, 즉 피용접물(7)이 용접되지 않은 상황이 발생되어 시스템(1)이 정지할 경우 재가동을 위한 리셋버튼(64)이 구비된다.

이에, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템의 각 구성부의 상호작용에 대하여 살펴보면;

우선, 작업자가 컨베이어(8)를 타고 이송되는 피용접물(배터리팩 : 7)에 용접할 부품(전극 : 71)을 맞닿게 한 상태에서 고정지그(31)의 피용접물설치홈(32)에 삽입고정한 후 풋스위치의 작동에 따라 이동전극팁(상부전극팁 : 21)을 하강시켜 피용접물(배터리팩 :7)에 부품(전극 : 71)을 용접하는데,

이때, 피용접물설치홈(32)에 피용접물(71)인 배터리팩을 설치하면 제 1 감지센서(33)인 마이크로스위치의 푸쉬버튼이 피용접물(7)인 배터리팩에 의해 눌려지므로 그 접점이 붙게 됨에 따라 피용접물(7)을 감지하고, 이와같은 제 1 감지센서(33)의 감지값을 전달받는 콘트롤부(6)는 스폿용접기(2)의 풋스위치가 정상작동되게 제어한다.

예컨데, 제 1 감지센서(33)에 의해 피용접물(7)이 감지되지 않은 상태에서 스폿용접기(2)의 풋스위치를 작동시키면, 콘트롤부(6)의 제어에 의해 이송전극팁(상부전극팁 :21)은 하강작동되지 않고, 이와 동시에 콘트롤박스(6)의 경고수단이 작동되어 에러상황을 시각,청각적으로 작업자에게 알리게 된다.(이때 작업자가 에러상황에 대한 조치를 마치 후에는 시스템의 초기화를 위해 리셋버튼(64)을 사용함.)

이후, 작업자가 용접부(3)에서 용접을 마친 피용접물(7)을 고정지그(31)에서 분리한 후 스폿용접기(2)의 일측에 구비되는 용접체크부(4)의 안착패널(41)상에 안착시키면, 안착패널(41)에 내장된 제 2 감지센서(42)는 피용접물(7)을 감지하여 그 감지값을 콘트롤부(6)의 제어회로에 전송하게 된다.

이때, 용접체크부(4)에서는 전술한 용접부(2)에서 작업자가 피용접물설치홈(32)에 피용접물(7)을 설치한 후 부주의로 인해 풋스위치를 작동시키지 않아 용접이 이루어지지 않은 상태의 피용접물(7)을 안착패널(41)에 안착시킬 경우, 콘트롤부(6)의 제어회로에서 이를 감지하여 경고수단이 작동시키므로서 재차 에러상황을 작업자에게 알리게 된다.

결과적으로, 콘트롤부(6)의 제어회로에서는 도 5에서와 같이 제 1 감지센서(33)가 피용접물(7) 감지 →작동수단(풋스위치)의 조작에 의해 피용접물(7) 용접 →제 2 감지센서(42)가 피용접물(7)을 감지하는 순서로 스폿용접을 시퀸스제어하게 된다.

이후, 상기와 같이 정해진 과정을 거치므로서 피용접물(7)의 스폿용접이 종료되면, 제 2 감지센서(42)의 감지값을 전송받은 콘트롤부(6)의 제어회로가 이송부(5)의 작동실린더(52)를 구동하여 피용접물(7)을 이송하게 되는데,

이는 작동실린더(52)의 피스톤축을 삽입시키면 피스톤축의 끝단에 결합되는 이송프레임(51)또한 이동하며 피용접물(7)을 이송통로(43)로 이송하고, 이송을 마친 후에는 작동실린더(52)를 재구동하여 이송프레임(51)을 원위치시키게 되며, 이송통로(43)를 통해 컨베이어(8)에 안착되는 피용접물(7)은 컨베이어(8)를 타고 다음 공정으로 이송된다.

이와같은 본 발명의 스폿용접 체크 시스템(1)은 일례로서 설명한 휴대폰 배터리 제조공정뿐만아니라 각종 제조공정에 단수개 또는 다수개로서 설치되는 스폿용접기에 적용하여, 피용접물의 용접유무상태를 체크할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템은 기존의 스폿용접기에 용접부와 용접체크부와 이송부와 콘트롤부를 추가구성하여 피용접물의 용접유무를 감지하여 작업자에게 알려주므로서, 결과적으로 제품의 결함을 방지할 수 있어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 별도의 제조공정수를 추가하거나 작업자를 증원하지 않고도 스폿용접유무를 감지함에 따라 생산성 및 생산효율의 향상효과와 함께 노동력 절감효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템의 전체 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템에 있어, 용접부의 작동상태를 보인 측단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템에 있어, 이송부의 작동상태를 보인 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템이 적용된 휴대폰 배터리 작업라인의 용접작업공정을 보인 공정도이다.

도 5는 본 발명에 따른 스폿용접 체크 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.

<도면주요부위에 대한 부호의 설명>

1 : 스폭용접 체크 시스템 2 : 스폿용접기

3 : 용접부 4 : 용접체크부

5 : 이송부 6 : 콘트롤부

7 : 피용접물 8 : 컨베이어

21 : 이동접극팁(상부전극팁) 22 : 고정프레임

31 : 고정지그 32 : 피용접물설치홈

33 : 제 1 감지센서 41 : 안착패널

42 : 제 2 감지센서 43 : 이송통로

51 : 이송프레임 52 : 작동실린더

61 : 콘트롤박스 62 : 디스플레이패널

63 : 싸이렌 64 : 리셋버튼

71 : 부품

Claims (3)

1. 스폿용접기의 하부전극이 전기적으로 연결되며 피용접물설치홈이 형성되는 고정지그와, 상기 피용접물설치홈의 내면에 설치되는 제 1 감지센서를 구비하며, 상기 고정지그의 피용접물설치홈에 피용접물의 삽입유무를 상기 제 1 감지센서에 의해 감지한 상태에서 스폿용접을 행하는 용접부; 상기 고정지그의 일측에 위치하며 제 1 감지센서와 이송통로가 형성되는 안착패널을 구비하여, 상기 제 2 감지센서에 의해 스폿용접을 마친 피용접물의 안착 유무를 감지하는 용접체크부; 및, 피용접물의 용접유무상태를 작업자에게 인지시키기 위한 경고수단; 을 포함하는 스폿용접 체크시스템에 있어서,

   상기 안착패널의 상부에 겹층되는 형태로서 설치되는 이송프레임과, 상기 이송프레임을 전후로 작동시키기 위해 이송프레임의 일단에 연결되는 작동실린더를 구비하여, 상기 안착패널의 피용접물을 이송하는 이송부; 및,

   상기 제 1 감지센서에 의해 피용접물이 감지되지 않은 상태에서 풋스위치가 작동하거나, 상기 풋스위치가 작동되지 않은 상태에서 상기 이송프레임에 의해 피용접물이 안착패널에 이송되어 안착될 때 상기 경고수단을 작동시키는 콘트롤부; 를 더 포함하여 구성하고,

   상기 경고수단은 작업자의 육안 및 청각적으로 동시에 확인할 수 있도록 디스플레이패널과 싸이렌으로 구성됨을 특징으로 하는 스폿용접 체크 시스템.
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