KR100668900B1

KR100668900B1 - 저항용접 장치

Info

Publication number: KR100668900B1
Application number: KR1020057007775A
Authority: KR
Inventors: 아이그나슬로 마르틴 곤자레즈
Original assignee: 오콘 인더스트리엘레 콘제프테, 에스.엘.
Priority date: 2002-11-04
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2007-01-12
Also published as: ES2211314A1; WO2004041472A1; US7170025B2; AU2003278192A1; US20050284848A1; ATE369934T1; DE60315716D1; DE60315716T2; ES2211314B1; CN1819890A; EP1579943B1; KR20050073601A; CN100488693C; EP1579943A1

Abstract

개선된 저항용접 장치는 스프링, 가스 실린더 또는 팽창소자에 의해 지지되어 가압시 운동을 허용하는 지지부에 가동 전극을 포함하므로써, 그 설치된 프레스의 운동 사이클을 변화시키지 않고서도 용접에 소요되는 시간을 충분히 길게 효과적으로 할 수 있다. 상기 지지부는 하나 또는 여러개의 컬럼을 포함하며, 상기 전극은 하나를 따라 미끄럼지지되며, 위치조정 장치의 내측에 수용되고 축방향으로 이동가능하며 용접될 소형 부품들이 도관을 통해 그 내부에 수용되는 전극 로드를 포함한다. 세라믹 등의 절연 물질로 제조되는 위치조정 장치는 하부 윈도우를 통해 전극 로드에 의해 용접부가 가압될 때까지 상기 부품을 위한 고정 클램프를 포함한다.

컬럼, 스프링, 팽창소자, 전극, 시트, 채널, 몸체, 센서, 케이싱

Description

저항용접 장치{IMPROVED RESISTANCE WELDING DEVICE}

본 발명의 목적은 소형 금속 부품과 이와 유사한 물건의 저항용접을 위한 현존의 고정물 및 장치에 비해 상당한 장점을 가지며 매우 혁신적인 저항용접용 장치를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명은 이송장치 또는 회전 프레스에 소형 부품이나 이와 유사한 물건을 용접하기 위한 전극을 포함하는 고정물에 관한 것이다. 본 장치는 가스 실린더, 스프링 또는 압축 소자 등에 의해 지지되는 가동 전극으로 이루어져 있으며; 이러한 가동 전극은 설치되어 있는 프레스의 가동 사이클을 변화시키지 않고서도 용접의 시간 경과를 상당히 길게 하므로써 효과적으로 된다. 이러한 장치는 신속하게 작동하는 클램프에 의해 정위치에 지지되며, 하부 다이나 매트릭스에 정렬된 종래 전극에 따라 작동된다. 상기 장치는 로봇이나 기타 다른 장치의 다용도 클램프로 사용될 수 있다.

여러 산업분야에서는 저항에 의해 소형 금속 부품을 용접하고 있다. 용접은 서로 접합될 판형 소자의 용접이나 부품들의 표면접합을 위해 사용된다.

전형적인 용접 동작은 2개의 전극 사이에 특정 시간동안 한정된 전류를 통과시키는 순간에 특정한 힘으로 압력을 가하는 2개의 전극 사이에 2개의 부품을 배치 하는 단계로 이루어져 있다. 2개의 부품과 접촉하고 있는 표면들 사이에 존재하는 상당한 저항과, 주위 금속을 용융시키는 상당한 열을 생성하는 고전류에 의해 용접이 이루어진다.

일정한 크기의 시트 표면상에 있는 너트 등과 같은 여러 경우에 있어서, 크기가 상이한 2개의 부품이 용접된다. 대형 부품은 통상적으로 하부에 배치되며; 전극으로 두 부품에 압력을 가하여 용접하기 전에, 소형 부품은 손이나 셔틀 또는 피스톤에 의해 대형 부품상에 놓인다.

이러한 용접 방법에서는 전류의 순환을 위한 시간과, 전극에 의해 용접될 부품상에 발휘된 압력이 중요한 변수가 된다.

일련의 장치 프레스나 이송 스테이션에 용접단계를 도입시키고자 하는 경우에, 이것은 처리과정의 중간 위치가 아닌 말기에 실행되어야 하는 것이 매우 논리적이다. 이것은 가압 사이클 동안에 서로 대면하고 있는 한쌍의 전극이 정확한 압력에 필요한 시간동안 저항을 이송할 수 있는 위치에 있지 않기 때문이다. 이러한 문제는 통상적으로 리벳이나 이와 유사한 것에 의해 접합될 부품을 고정시키므로써 해결된다. 실제로, 리벳 동작은 일련의 프레스에서 상승 및 하강 사이클에 적용되지만, 그러나 정지마찰 저항이 적으며, 비틀림에 대해서는 제로 저항을 갖는다.

본 발명의 개선된 저항용접 장치는 클램프를 형성하며 점진적인 프레스 장치나 이송 스탬핑 장치 또는 자동화 드로잉에서 중간 용접단계로 작용할 수 있게 하는 2부품형 전극 조립체를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러나, 이러한 사용에 적합한 로봇 및 기타 다른 기구의 클램프에 이러한 장치를 사용하는 것은 거절되지 않는다.

상기 장치는 주로 2가지 장점 즉, 상기 용접을 실행하기 위해 가압 사이클을 정지시킴없이 정확한 시간동안 충분한 용접압력을 얻는 것과, 프레싱이나 딥드로잉되는 시트 또는 플레이트상에 용접될 부품의 자동 배치를 위한 것이다.

실제로, 상기 장치는 용접될 부품들을 지지하며 이를 통한 용접 전류의 순환을 허용하는 다른 전극과 함께 용접조립체를 형성한다. 각각의 전극은 프레스에서 서로 대면하는 다이나 다이 홀더에 각각 고정된다.

상기 장치는 다이나 다이 홀더에 고정되는 지지 몸체로 이루어져 있으며, 상기 지지 몸체는 하나 또는 여러개의 평행 컬럼을 포함하며; 기본적인 케이스는 2개의 컬럼을 포함하지만, 전극은 상기 컬럼중 하나상에서 이동가능하며, 위치조정 장치의 중간 커플링 부분은 다른 컬럼상에 배치된다. 상기 전극은 스프링이나 가스 실린더처럼 후방으로 팽창되는 소자에 의해 가압된다. 전극의 포인트는 다른 컬럼상에 부유가능하게 지지되는 부분을 갖는 세라믹 위치조정 장치의 내부에 수용된다. 이러한 위치조정 장치의 단부에는 용접될 소형 부품(예를 들어, 볼트)이 용접을 위해 정위치에 배치되며 하부 윈도우와 대면하고 있다. 장치가 경사졌을 때, 상기 위치조정 장치는 이를 하부 전극에 대해 가압하는 하부 부품(예를 들어, 너트가 삽입되는 시트)과 접촉하게 된다. 상기 위치조정 장치는 윈도우를 배치시키며, 이러한 윈도우는 정확한 위치에서 용접될 너트나 부품을 하부 부품의 표면상에 직접 배치할 것이다. 계속적인 가압에 의해, 전극의 포인트는 너트를 지지하고 있는 지지 몸체를 통해 진행하여 너트를 향해 접근한 후, 후방 팽창체에 지지된다. 프레스의 진행에 의해 전극이 용접될 너트나 부품에 대해 가압됨에 따라 이를 그 위치로부터 하부 시트에 대해 이동시키며, 상기 팽창체는 전류를 통과시켜 용접을 실행하기 위해 용접될 부품 사이에 충분한 압력을 인가한다. 압력이 제거되었을 때, 전극이 먼저 제거되며, 이어서 위치조정 장치가 제거되며, 2개의 부품(시트 및 너트)은 적절히 용접되어 접합된다.

이러한 장치는 매우 짧은 시간에 용접을 가능하게 하며, 이에 따라 상기 전극은 후방 팽창체의 넓이에 따라 충분한 힘으로 부품에 대해 가압된다. 이를 실행하기 위하여, 용접전류 공급 소자는 고밀도 및 고주파에서 작동된다.

상기 전극은 정렬된 컬럼상에 관통 개구를 갖는 전극 몸체를 포함한다. 전극 가이드(도시 생략) 및 컬럼을 위한 개구 또는 하우징 사이에는 예를 들어 세라믹 물질이나 이와 유사한 물질로 제조된 미끄럼 절연 차폐물이 제공된다. 상기 전극은 그 후방 단부에 대응의 전기 연결 케이블을 가지며, 그 전방에는 용접될 부품 및 후방 팽창체와 접촉하며 내부 부품에 대응하는 전극 로드를 포함한다. 전극 몸체는 내부 채널을 통해 물에 의해 냉각된다. 축방향 전극 로드는 개구나 홈을 통해 공냉되며, 이러한 개구나 홈 주위에는 예를 들어 다이상에 액체의 흘림을 피하기 위해 가압된 에어가 순환된다. 전극에 다량의 열이 발생되는 극단적인 사용의 경우에는 물이나 기타 다른 적절한 냉각용 액체에 의해 가능한 모든 냉각이 실행된다. 상기 전극 로드는 모오스 테이퍼, 원통형 고정수단 또는 조립체의 기타 다른 유사한 수단에 의해 전극 몸체에 영구적으로 연결되거나 이동가능한 방식으로 연결된다.

위치조정 장치는 2가지 기본적인 접근방식을 실행하며, 위치조정 장치는 용접을 위한 적절한 위치에 소형 부품을 위치시키며, 미끄럼 전극 로드를 수용해야한 한다. 가열되어 있는 전극을 고려하였을 때, 상기 위치조정 장치는 내열성 물질로 제조되며, 전극 주위에 세라믹 물질 등과 같은 전기 절연부를 포함한다. 위치조정 장치의 바닥부에는 용접될 부품의 배출 윈도우가 제공되며, 이러한 윈도우는 적절한 크기를 가져야만 한다. 한쪽에는 부품이 자동으로 공급되는 도관에 연결되는 윈도우가 제공되며, 이러한 윈도우는 프레스의 하방공정이나 용접 처리과정을 시작하기 위해 부품이 정위치에 배치되었는지의 여부를 결정하는 전방 센서를 포함한다. 상기 부품은 전극 로드가 일부 측방향 클램프 등의 시스템에 의해 말단 위치를 향해 부품을 가압할 때까지 지지된다.

위치조정 장치가 이동되는 컬럼상에서의 위치조정 장치 연결은 중간 커플링 부분에 의해 실행된다. 상기 부분은 부품 공급도관 및 인입용 자동 제어기 입구에서의 지지를 위해서도 사용된다. 상기 커플링 부분과 컬럼 사이에는 상부 소형 부품을 각각 분리시키는 압력을 결정하는 팽창소자가 제공된다. 컬럼은 중공의 내부를 가지며, 이러한 내부에는 커플링 부분의 코어에 스프링이나 대향의 팽창 실린더가 제공된다. 상기 커플링 부분은 회전을 방지하고 최대 이동을 제한하기 위해 컬럼의 측부 홈에 수용되어 이동을 제한하는 피봇 미끄럼부 또는 지지부를 포함한다. 컬럼과 커플링 부분 사이에는 케이싱이나 절연 소자 및 마찰방지 소자가 제공된다.

조립체 전체는 클램프나 또는 쉽게 벗겨질 수 있는 부품 등과 같은 신속 연결 시스템에 의해 다이에 고정된다.

장치가 완전 자동화된 방식으로 사용될 때에는 위치조정 장치의 내측에 용접될 소형 부품의 존재를 위하여 또는 상술한 바와 같은 센서나 도관의 입구에서 부품을 공급하기 위한 자동화 장치를 포함한다.

본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

도 1은 장치의 부분단면도.

도 2는 전극 지지 컬럼의 단면도.

도 3은 중간 커플링 부분을 지지하는 컬럼을 부분적으로 단면도시한 도면.

도 4는 중간 커플링 부분의 하부를 단면도시한 도면.

도 5는 중간 커플링 부분의 단면도.

도 6은 중간 커플링 부분의 횡방향 단면도.

도 7은 전극 몸체의 평면도.

도 8은 전극 몸체의 단면도.

도 9는 위치조정 장치의 단면도.

도 10은 위치조정 장치의 횡단방향 단면도.

도 11은 전극 로드의 단면도.

도 12는 에어를 통과시키는 채널을 도시한, 전극 로드의 단면도.

도 13은 에어를 통과시키는 채널을 도시한, 전극 로드의 횡방향 단면도.

도 14는 약간의 전방 위치에서 용접될 시트에 대해 전극 로드에 의해 가압된 용접될 부품을 갖는 용접부의 부분단면도.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 2개의 평행한 컬럼(3, 4)을 구비한 지지 몸체(1)를 포함하며, 이들 사이에는 팽창체(11)가 평행하게 배치된다. 상기 지지 몸체(1)는 후방에 강화 시트(2)를 포함하며, 그 양측에는 클램프(24) 등에 의해 고정하기 위해 일부가 경사져 있다. 컬럼(3)에는 가동 절연 케이싱(10)이 구비된 고정 개구를 갖는 전극(전극 몸체(5)와 전극 로드(6)로 구성되어 있음)이 제공된다. 상기 전극 몸체(5)의 한쪽 단부에는 전기용접 에너지 공급부(도시않음)로의 연결 케이블에 대한 정착부(9)가 제공되며, 다른쪽 단부에는 압력에 의해 하강되는 전극 로드(6)가 제공된다. 전극 몸체의 내측에는 냉각액을 통과시키고 배출하기 위한 냉각액 회로(7)의 출구(8a)와 입구(8b)에 대응하는 내부 채널을 포함한다. 상기 전극 로드(6)는 냉각용 에어를 통과시키기 위한 일련의 개구 또는 홈(29)을 포함한다. 상기 전극 로드(6)는 지지 몸체(1)에서 팽창체(11)와 동축방향으로 배치되며, 위치조정 장치(12)의 축방향 내측 개구(13)에 부분적으로 수용된다. 다른쪽 컬럼(4)에는 중간 커플링 부분(19)이 제공된다. 상기 컬럼(4)의 단부에는 폐색된 개구(30)가 제공되며, 이러한 개구에는 상기 커플링 부분(19)에 대해 가압되는 스프링이나 팽창소자(25)가 제공된다. 컬럼(4)의 한쪽에는 서로에 대한 운동 한계를 설정하기 위한, 커플링 부분(19)의 제한 피봇 미끄럼부(27)의 운동을 위한 길이방향 홈(26)이 제공된다. 이러한 커플링 부분(19)은 하우징에서 부품(볼트) 공급 도관(18)측에 급속 고정핀(23)을 포함하며, 그 전방부는 위치조정 장치(12)를 위한 수용 공간을 포함한다. 상기 위치조정 장치(12)는 제2핀(22)에 의해 고정된다. 상기 커플링 부분(19)은 컬럼(4)에 고정하기 위한 가동 케이싱(20)을 포함한다.

상기 위치조정 장치(12)는 축방향 내측 개구(13)를 포함하며; 이러한 개구에는 전극 로드(6)가 수용되며, 도관(18)의 통로(17)내로 삽입되는 측부 윈도우(15)로부터 용접될 소형 부품(31)이 수용된다. 위치조정 장치(12)의 축방향 개구(13)의 양측과 도관(18)의 윈도우(15)의 입구에는 상기 도관(18)으로부터 인입될 때 소형 부품(31)으로부터 돌출되는 2개의 고정 클램프(16)를 구비한 하부 윈도우(14)가 제공된다. 상기 축방향 개구(13)는 하부 전극(28)과 함께 전극 로드(6)에 의해 접합될 시트(32)로 가압되는 그 하단부에 용접될 소형 부품(31)을 위한 출구 윈도우를 포함한다. 위치조정 장치(12)의 한쪽에 있어서, 상기 커플링 부분(19)은 자동화 처리시 부품(31)의 존재를 검출하도록 끼워진 관련의 센서(21)를 포함한다.

Claims

점진적인 다이 프레스나 이송 프레스 다이에 착탈가능하며 자동작업을 실행하는 저항용접 장치에 있어서,

하나 또는 여러개의 평행 컬럼(3, 4)이 상승할 수 있는 지지 몸체(1)와,

전극 로드(6)에 대한 후방위치에 가동축과 동축으로 용접부에 가압력을 작동가능하게 발휘하기 위한 스프링 또는 팽창체(11)와,

상기 위치조정 장치(12)와 컬럼(4) 사이의 중간 커플링 부분(19)을 포함하며,

상기 컬럼(3)에는 적어도 한 극이 용접전류 발생기(도시않음)에 연결된 전극(5, 6)이 있으며, 상기 컬럼(4)에 용접될 소형 부품(31)을 위한 위치조정 장치(12)가 있으며; 상기 전극(5, 6)은 하부 전극(28)에 대해 용접될 하부 부품이나 시트(32)상에서 용접될 부품(31)을 가압하기 위해 상기 위치조정 장치(12)에 인입되는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제1항에 있어서, 상기 전극은 미끄럼 방식으로 컬럼(3)의 관통구멍 또는 하우징 가이드와 작동하는 전극 몸체(5)를 포함하며; 상기 전극 몸체(5)는 냉각액 회로(7)의 출구(8a)와 입구(8b)에 대응하는 내부 채널을 포함하며; 상기 전극 몸체(5)는 위치조정 장치(12)에 부분적으로 인입되며, 팽창체(11)와 관통하기 위해 동축으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전극 로드(6)는 냉각을 위한 개구 또는 홈(29)을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전극 로드의 냉각은 액체에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 위치조정 장치(12)는 전극 로드(6)를 통과시키기 위한 축방향 개구(13)로 이루어져 있으며, 용접될 부품을 안착시키기 위한 하부 윈도우(14)와, 자동 공급 도관(18)의 통로(17)로 진행되는 용접될 부품(31)의 인입을 위한 측부 윈도우(15)를 포함하며; 상기 위치조정 장치(12)는 축방향 개구(13)의 양측에 스프링 등에 의해 용접될 부품(31)을 위한 고정 클램프(16)를 각각 포함하며; 상기 위치조정 장치(12)는 축방향 개구(13)의 내측의 정확한 위치에서 용접될 부품(31)의 존재를 검출하기 위해 그 벽들중 하나의 벽에 인접한 센서(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제5항에 있어서, 상기 축방향 개구(13)는 전극 로드(6)의 통과 운동을 위한 가이드(도시않음)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제1항에 있어서, 상기 위치조정 장치(12)는 전류로부터의 절연을 위한 물질로 제조되며, 내열성을 갖는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제1항에 있어서, 중간 커플링 부분(19)은 이를 통해 이동가능한 컬럼(4)에 하우징이나 개구를 포함하며; 상기 컬럼(4)은 그 자유단부에 중간이 폐색된 개구(30)를 가지며; 상기 개구는 내측에 그 분리를 위하여 커플링 부분(19)과 대면하는 스프링이나 가스 실린더 등의 팽창소자(25)를 포함하며; 상기 컬럼(4)의 한쪽에는 최대 운동범위를 결정하기 위한 중간 커플링 부분(19)의 제한 피봇 미끄럼부(27)가 제공되는 길이방향 홈(26)을 포함하며; 상기 중간 커플링 부분(19)은 컬럼(4) 주위에 가동 케이싱(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제1항에 있어서, 상기 중간 커플링 부분(19)은 위치조정 장치(12)의 내측에 용접될 소형 부품(31)의 공급 도관(18)을 위한 하우징을 포함하며; 상기 도관의 통로(17)는 위치조정 장치의 축방향 개구(13)의 측부 윈도우(15)와 대면하며; 상기 도관을 위한 급속 고정 핀(23) 또는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제1항에 있어서, 상기 중간 커플링 부분(19)은 신속 제거를 위하여 상기 위치조정 장치(12)를 위한 제 2핀(22) 또는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제1항에 있어서, 상기 지지 몸체(1)는 클램프(24) 등의 신속 수단에 의해 장치가 삽입되는 다이 또는 다이 홀더에 고정하기 위한 지지체나 커플링을 포함하며; 상기 지지 몸체(1)의 후방에는 용접중 가압력을 취하기 위한, 접촉 표면을 가진 강화 시트(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제5항에 있어서, 상기 위치조정 장치(12)는 전류로부터의 절연을 위한 물질로 제조되며, 열저항성을 갖는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제5항에 있어서, 중간 커플링 부분(19)은 이를 통해 이동가능한 컬럼(4)에 하우징이나 개구를 포함하며; 상기 컬럼(4)은 그 자유단부에 중간이 폐색된 개구(30)를 가지며; 상기 개구는 내측에 그 분리를 위하여 커플링 부분(19)과 대면하는 스프링이나 가스 실린더 등의 팽창소자(25)를 포함하며; 상기 컬럼(4)의 한쪽에는 최대 운동범위를 결정하기 위한 중간 커플링 부분(19)의 제한 피봇 미끄럼부(27)가 제공되는 길이방향 홈(26)을 포함하며; 상기 중간 커플링 부분(19)은 컬럼(4) 주위에 가동 케이싱(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제5항에 있어서, 상기 중간 커플링 부분(19)은 위치조정 장치(12)의 내측에 용접될 소형 부품(31)의 공급 도관(18)을 위한 하우징을 포함하며; 상기 도관의 통로(17)는 위치조정 장치의 축방향 개구(13)의 측부 윈도우(15)와 대면하며; 상기 도관을 위한 급속 고정 핀(23) 또는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제5항에 있어서, 상기 중간 커플링 부분(19)은 신속 제거를 위하여 상기 위치조정 장치(12)를 위한 제2핀(22) 또는 신속 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제8항에 있어서, 상기 중간 커플링 부분(19)은 위치조정 장치(12)의 내측에 용접될 소형 부품(31)의 공급 도관(18)을 위한 하우징을 포함하며; 상기 도관의 통로(17)는 위치조정 장치의 축방향 개구(13)의 측부 윈도우(15)와 대면하며; 상기 도관을 위한 급속 고정 핀(23) 또는 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.
제8항에 있어서, 상기 중간 커플링 부분(19)은 신속 제거를 위하여 상기 위치조정 장치(12)를 위한 제2핀(22) 또는 신속 고정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항용접 장치.