KR100790775B1 - Friction stir spot welding device - Google Patents

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KR100790775B1
KR100790775B1 KR1020060134438A KR20060134438A KR100790775B1 KR 100790775 B1 KR100790775 B1 KR 100790775B1 KR 1020060134438 A KR1020060134438 A KR 1020060134438A KR 20060134438 A KR20060134438 A KR 20060134438A KR 100790775 B1 KR100790775 B1 KR 100790775B1
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KR
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back plate
mounting hole
friction stir
spot welding
lower frame
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KR1020060134438A
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이문용
박현준
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주식회사 성우하이텍
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Abstract

A friction stir spot welding apparatus is provided to obtain good welding quality by constantly maintaining pressing force of a rotation pin using a predetermined elastic force of a coil spring and constantly controlling an inserting depth of the rotation pin using an additional position sensor even in the case wherein thickness of a workpiece varies. In a friction stir spot welding apparatus comprising a housing, a lower frame(9), a motor(11) for pressing, a motor for stirring, a rotor case, a rotor(25), and a back plate unit(31), the friction stir spot welding apparatus is characterized in that the back plate unit comprises: a back plate(53) including a back plate mounting part which is installed on the lower frame correspondingly to a rotation pin(23) of the rotor, and in which a mounting hole(51) is formed, and a sensing dog(55) which is inserted into the mounting hole from a lower side, and which is integrally formed on one side of a lower part of the back plate; a position sensor(61) which is installed at one side on an inner part of the lower frame correspondingly to a moving line of the sensing dog such that the position sensor faces the mounting hole, and which outputs the signal to a controller(20) by sensing a signal from the sensing dog; a cover(63) screwed to a lower part of the mounting hole; and an elastic member(65) inserted into the mounting hole to support upward the back plate using a predetermined elastic force.

Description

마찰교반 점용접장치{Friction stir spot welding device}Friction stir spot welding device

도 1은 로봇에 적용된 일반적인 마찰교반 점용접장치의 전체 구성도이다. 1 is an overall configuration diagram of a general friction stir spot welding device applied to a robot.

도 2는 일반적인 마찰교반 점용접장치의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a general friction stir spot welding apparatus.

도 3은 일반적인 마찰교반 점용접장치에 의한 알루미늄 패널의 단계별 접합 상태도이다.3 is a step-by-step bonding state diagram of the aluminum panel by a common friction stir spot welding device.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마찰교반 점용접장치의 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of the friction stir spot welding apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마찰교반 점용접장치에 의한 알루미늄 패널의 단계별 접합 상태도이다. 5 and 6 is a step-by-step bonding state diagram of the aluminum panel by the friction stir spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 마찰교반 점용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마찰교반 점용접 시, 건 타입의 프레임 처짐 등에 의해 변동될 수 있는 회전핀의 가압력에 대하여 백 플레이트를 지지하는 코일스프링의 일정한 탄성력으로 회전핀의 가압력을 일정하게 유지함과 동시에, 별도의 위치센서를 이용하여 소재의 두께 변화에도 회전핀의 삽입깊이를 일정하게 제어할 수 있도록 하는 마찰교반 점용접장치에 관한 것이다. The present invention relates to a friction stir spot welding device, and more particularly, to a friction stir spot welding, which rotates with a constant elastic force of a coil spring for supporting a back plate against a pressing force of a rotating pin that can be changed by a frame type deflection such as a gun type. The present invention relates to a friction stir spot welding device which maintains a constant pressing force of a pin and controls the insertion depth of the rotating pin constantly even if the thickness of the material is changed by using a separate position sensor.

일반적으로 알루미늄 소재 혹은 알루미늄 합금소재는 차체의 경량화를 위하여 최근에 차체부품의 소재로 많이 사용되는데, 이러한 알루미늄 소재를 이용한 패널의 접합방법은 일반적인 스틸재 차체부품과는 다르게 열 전도도와 전기 전도도의 차이로 높은 전류를 이용하여 빠른 시간에 용접해야함으로 점용접이 쉽지 않은 특성을 갖는다. In general, aluminum or aluminum alloy materials are recently used as materials for body parts to reduce the weight of the car body. The panel bonding method using these aluminum materials is different from the thermal conductivity and electrical conductivity unlike general steel body parts. As it has to be welded at high speed using high current, spot welding is not easy.

이에, 상기 알루미늄 소재의 경우는 소재 특성상 이와 같이 경량소재의 접합기술로 각광을 받고 있는 마찰교반 점용접 기술을 이용하고 있는 추세이며, 현재 국내 자동차 업계에서도 기술개발 중에 있다. Accordingly, in the case of the aluminum material, the friction stir spot welding technology, which is in the spotlight as the bonding technology for lightweight materials, is being used in the characteristics of the material, and is currently being developed in the domestic automotive industry.

즉, 상기한 마찰교반 점용접기술(Friction Spot Joining)은 회전하는 회전핀은 겹쳐진 판재에 삽입하여 판재와 회전핀의 마찰열과 기계적 힘에 의한 소성유동을 유발하여 용융점 이하의 온도에서 접합시키는 기술로, 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 마찰교반 점용접장치(1)는 로봇(3)의 아암(5) 선단에 하우징(7)이 장착되고, 상기 하우징(7)의 하부에는 하부 프레임(9)이 연결된다. In other words, the friction spot joining technique described above is a technique in which a rotating pin is inserted into an overlapping plate to induce plastic flow due to frictional heat and mechanical force between the plate and the rotating pin to join at a temperature below the melting point. In more detail, as shown in FIGS. 1 and 2, the friction stir spot welding device 1 is equipped with a housing 7 at the tip of the arm 5 of the robot 3, and the housing 7 The lower frame 9 is connected to the lower portion of the).

상기 하우징(7) 내부의 상부 중앙에는 가압용 모터(11)가 구비되고, 하부 일측에는 교반용 모터(13)가 구비된다. The pressurizing motor 11 is provided at the upper center of the housing 7, and the stirring motor 13 is provided at one lower side of the housing 7.

여기서, 상기 가압용 모터(11)는 그 회전축이 스크류축(17)으로 형성되어 하우징(7)의 하부까지 연장 형성되며, 상기 스크류축(17)에는 스크류 이동자(19)가 치합된다. Here, the pressurizing motor 11 has a rotating shaft formed of a screw shaft 17 extending to a lower portion of the housing 7, and the screw mover 19 is engaged with the screw shaft 17.

또한, 상기 교반용 모터(13)의 회전축에는 구동풀리(27)가 장착된다. In addition, a drive pulley 27 is mounted on the rotating shaft of the stirring motor 13.

상기 하우징(7)의 내부의 하부 타측에는 상하방향으로 로터 케이스(15)가 상하 이동 가능하게 설치되며, 이 로터 케이스(15)의 상단은 커플링(21)을 통하여 상기 스크류 이동자(19)와 연결된다. The rotor case 15 is installed on the other side of the lower part of the housing 7 in a vertical direction so as to be movable up and down, and the upper end of the rotor case 15 is connected to the screw mover 19 through a coupling 21. Connected.

그리고 상기 로터 케이스(15)의 내부에는 하단에 회전핀(23)을 일체로 형성하는 로터(25)가 회전 가능하게 설치되며, 상기 로터(25)의 상부 일측에는 피동풀 리(29)가 장착되어 상기 구동풀리(27)와 벨트(V)로 연결된다. The rotor 25 is rotatably installed at the lower end of the rotor case 15, and the driven pulley 29 is mounted on the upper side of the rotor 25. It is connected to the drive pulley 27 and the belt (V).

한편, 상기 하부 프레임(9)의 일측에는 상기 회전핀(23)에 대응하여 백 플레이트(31)가 장착된다. On the other hand, the back plate 31 is mounted on one side of the lower frame (9) corresponding to the rotary pin (23).

이러한 마찰교반 점용접장치(1)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 먼저, 교반용 모터(13)의 구동으로 로터(25)가 회전핀(23)과 함께 회전을 개시하게 되며(S10), 그 다음 가압용 모터(11)가 구동하여 피용접물인 알루미늄 패널(10)의 접합위치(P)에 대응하여 상기 회전핀(23)이 회전작동과 동시에 접촉 가압하도록 가압단계를 개시하게 된다.(S20)In the friction stir spot welding device 1, as shown in FIG. 3, the rotor 25 is started to rotate together with the rotary pin 23 by driving the stirring motor 13 (S10). Then, the pressurizing motor 11 is driven to start the pressurizing step so that the rotary pin 23 contacts and pressurizes at the same time as the rotation operation in response to the bonding position P of the aluminum panel 10 to be welded. (S20)

이러한 가압단계에 이어, 상기 회전핀(23)의 회전 및 접촉 가압작동으로 상기 알루미늄 패널(10)에는 회전핀(23)의 마찰열에 의하여 용접부(W)를 형성하며, 연화 및 교반에 의한 접합이 이루어지게 된다.Following the pressing step, the aluminum panel 10 is formed by welding heat (W) by the frictional heat of the rotary pin 23 by the rotation and contact pressure operation of the rotary pin 23, and joining by softening and stirring is performed. Will be done.

이 후, 상기 가압용 모터(11)와 교반용 모터(13)는 작동을 정지하고, 상기 회전핀(23)은 로터(25)와 함께 최초 위치로 복원된다. Thereafter, the pressurizing motor 11 and the stirring motor 13 stop operation, and the rotary pin 23 is restored to the initial position together with the rotor 25.

상기한 바와 같은 종래의 마찰교반 점용접장치는 공정요소 중, 회전핀(23)의 상하이송에 의한 소재 내부로의 삽입깊이가 접합강도에 큰 영향을 미칠 수 있는데, 상기 회전핀(23)의 가압력 제어는 서보모터로 이루어지는 가압용 모터(11)의 제어에 의한 위치제어방식과 로드셀(미도시)의 가압력 센싱에 의한 가압력제어로 크게 나누어진다. In the conventional friction stir spot welding device as described above, the insertion depth of the rotating pin 23 into the material by the shanghai may have a great influence on the bonding strength. The pressing force control is largely divided into a position control method by the control of the pressurizing motor 11 made of a servomotor and a pressing force control by pressing force sensing of a load cell (not shown).

그러나 상기한 위치제어방식은 소재 두께의 오차와 가압력에 의한 하부 프레임(9)의 처짐 등의 변수에 대응하기 힘들고, 로드셀에 의한 가압력제어는 정밀한 삽입깊이 구현에 있어서 소프트웨어가 복잡해지는 단점이 있다. However, the position control method is difficult to cope with variables such as the error of material thickness and the deflection of the lower frame 9 due to the pressing force, and the pressing force control by the load cell has a disadvantage in that the software is complicated in the implementation of precise insertion depth.

따라서 본 발명은 종래 기술의 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로써, 본 발명의 목적은 마찰교반 점용접 시, 건 타입의 프레임 처짐 등에 의해 변동될 수 있는 회전핀의 가압력에 대하여 백 플레이트를 지지하는 코일스프링의 일정한 탄성력으로 회전핀의 가압력을 일정하게 유지함과 동시에, 별도의 위치센서를 이용하여 소재의 두께 변화에도 회전핀의 삽입깊이를 일정하게 제어할 수 있도록 하는 마찰교반 점용접장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been invented to solve the disadvantages of the prior art, an object of the present invention is to support the back plate against the pressing force of the rotary pin that can be changed by the frame type of the deflection of the gun type during friction stir spot welding It is to provide a friction stir welding device that maintains a constant pressing force of the rotating pin by a constant elastic force of the spring and at the same time controls the insertion depth of the rotating pin even when the thickness of the material changes by using a separate position sensor. .

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 마찰교반 점용접장치는 로봇의 아암 선단에 장착되는 하우징과; 상기 하우징의 하부에는 연결 구성되는 하부 프레임과; 상기 하우징 내부의 상부 중앙에 구성되어 제어기의 제어신호에 따라 구동하는 가압용 모터와; 상기 하우징 내부의 하부 일측에는 구성되어 제어기의 제어신호에 따라 구동하는 교반용 모터와; 상기 하우징 내부의 하부 타측에 상하방향으로 슬라이드 가능하게 설치되어 상기 가압용 모터의 스크류축에 치합되는 스크류 이동자에 커플링을 통하여 연결되는 로터 케이스와; 하단에 회전핀을 일체로 형성하여 상기 로터 케이스에 회전 가능하게 설치된 상태로 상기 교반용 모터와 벨트 구동에 의해 회전력을 전달받도록 구성되는 로터와; 상기 회전핀에 대응하여 상기 하부 프레임의 일측에 구성되는 백 플레이트 유닛을 포함하는 마찰교반 점용접장치에 있어서, In order to realize this, the friction stir spot welding device according to the present invention includes a housing mounted to the arm tip of the robot; A lower frame connected to a lower portion of the housing; A pressurizing motor configured in an upper center of the housing and driven according to a control signal of a controller; A lower side of the inside of the housing, the stirring motor for driving in accordance with a control signal of the controller; A rotor case slidably installed in a lower side of the inside of the housing and connected to a screw mover engaged with a screw shaft of the pressurizing motor through a coupling; A rotor configured to integrally form a rotary pin at a lower end thereof so as to receive rotational force by the stirring motor and belt driving in a state rotatably installed in the rotor case; In the friction stir spot welding device comprising a back plate unit configured on one side of the lower frame corresponding to the rotary pin,

상기 백 플레이트 유닛은 상기 회전핀에 대응하는 하부 프레임 상의 백 플레이트 장착부에 장착홀을 형성하고, 상기 장착홀에 하부로부터 끼워져 설치되며, 하부 일측에는 감지도그를 일체로 형성하는 백 플레이트; 상기 감지도그의 이동선상에 대응하여 상기 하부 프레임의 내부 일측에 상기 장착홀을 향하여 설치되며, 상기 감지도그를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 위치센서; 상기 장착홀의 하부에 나사 체결되는 커버; 상기 장착홀의 내부에 개재되어 상기 백 플레이트를 일정한 탄성력으로 상향 지지해주는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The back plate unit forms a mounting hole in the back plate mounting portion on the lower frame corresponding to the rotary pin, is inserted into the mounting hole from the lower portion, the lower side of the back plate integrally forming the sensing dog; A position sensor installed at an inner side of the lower frame toward the mounting hole in response to a movement line of the sensing dog, and detecting the sensing dog and outputting a signal to a controller; A cover screwed to the lower portion of the mounting hole; It is characterized in that it is made of an elastic member interposed in the mounting hole to support the back plate upward with a constant elastic force.

상기 하부 프레임 상의 장착홀 상부에는 걸림단을 형성하고, 상기 백 플레이트의 하부 둘레를 따라서는 상기 걸림단에 걸리도록 걸림턱을 형성하는 것을 특징으로 한다.A locking end is formed at an upper portion of the mounting hole on the lower frame, and a locking step is formed to be caught by the locking end along a lower circumference of the back plate.

상기 감지도그는 영구자석으로 이루어지며, 상기 위치센서는 영구자석의 자력을 검출하여 그 신호를 제어기로 출력하는 자력센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The detection dog is made of a permanent magnet, the position sensor is characterized in that the magnetic force sensor for detecting the magnetic force of the permanent magnet and outputs the signal to the controller.

그리고 상기 탄성부재는 상기 장착홀의 내부에서 일단이 상기 백 플레이트의 하면에 지지되고, 타단은 상기 커버에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The elastic member is characterized in that the one end is supported on the lower surface of the back plate in the mounting hole, the other end is made of a coil spring supported on the cover.

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 4는 본 발명의 실시예에 따른 마찰교반 점용접장치의 단면도이고, 도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마찰교반 점용접장치에 의한 알루미늄 패널의 단계별 접합 상태도이다.Figure 4 is a cross-sectional view of the friction stir spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 5 and Figure 6 is a step-by-step bonding state diagram of the aluminum panel by the friction stir spot welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

단, 본 실시예에 따른 구성의 설명에 있어서, 종래 마찰교반 점용접장치의 구성과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.In the description of the configuration according to the present embodiment, however, the same components as those of the conventional friction stir spot welding apparatus will be described with the same reference numerals.

본 발명의 실시예에 따른 마찰교반 점용접장치는 로봇(3)의 아암(5) 선단에 하우징(7)이 장착되고, 상기 하우징(7)의 하부에는 하부 프레임(9)이 연결된다. In the friction stir spot welding device according to the embodiment of the present invention, the housing 7 is mounted at the tip of the arm 5 of the robot 3, and the lower frame 9 is connected to the lower part of the housing 7.

상기 하우징(7) 내부의 상부 중앙에는 가압용 모터(11)가 구비되고, 하부 일측에는 교반용 모터(13)가 구비된다. The pressurizing motor 11 is provided at the upper center of the housing 7, and the stirring motor 13 is provided at one lower side of the housing 7.

여기서, 상기 가압용 모터(11)는 그 회전축이 스크류축(17)으로 형성되어 하우징(7)의 하부까지 연장 형성되며, 상기 스크류축(17)에는 스크류 이동자(19)가 치합된다. Here, the pressurizing motor 11 has a rotating shaft formed of a screw shaft 17 extending to a lower portion of the housing 7, and the screw mover 19 is engaged with the screw shaft 17.

또한, 상기 가압용 모터(11)와 교반용 모터(13)는 제어기(20)와 전기적으로 연결되어 제어기(20)의 제어신호에 따라 구동제어된다. In addition, the pressurizing motor 11 and the stirring motor 13 are electrically connected to the controller 20 to be driven and controlled according to the control signal of the controller 20.

또한, 상기 교반용 모터(13)의 회전축에는 구동풀리(27)가 장착된다. In addition, a drive pulley 27 is mounted on the rotating shaft of the stirring motor 13.

상기 하우징(7)의 내부의 하부 타측에는 상하방향으로 로터 케이스(15)가 상하 이동 가능하게 설치되며, 이 로터 케이스(15)의 상단은 커플링(21)을 통하여 상기 스크류 이동자(19)와 연결된다. The rotor case 15 is installed on the other side of the lower part of the housing 7 in a vertical direction so as to be movable up and down, and the upper end of the rotor case 15 is connected to the screw mover 19 through a coupling 21. Connected.

그리고 상기 로터 케이스(15)의 내부에는 하단에 회전핀(23)을 일체로 형성하는 로터(25)가 회전 가능하게 설치되며, 상기 로터(25)의 상부 일측에는 피동풀 리(29)가 장착되어 상기 구동풀리(27)와 벨트(V)로 연결된다. The rotor 25 is rotatably installed at the lower end of the rotor case 15, and the driven pulley 29 is mounted on the upper side of the rotor 25. It is connected to the drive pulley 27 and the belt (V).

한편, 상기 하부 프레임(9)의 일측에는 상기 회전핀(23)에 대응하여 백 플레이트 유닛(31)이 구성된다. On the other hand, the back plate unit 31 is configured on one side of the lower frame 9 to correspond to the rotary pin 23.

즉, 본 실시예에 따른 상기 백 플레이트 유닛(31)은 상기 회전핀(23)에 대응하는 하부 프레임(9) 상의 백 플레이트 장착부에 장착홀(51)을 형성하고, 상기 장착홀(51)에는 하부로부터 백 플레이트(53)가 끼워져 설치된다. 또한, 상기 백 플레이트(53)의 하부 일측에는 감지도그(55)가 일체로 형성된다. That is, the back plate unit 31 according to the present embodiment forms a mounting hole 51 in the back plate mounting portion on the lower frame 9 corresponding to the rotary pin 23, and in the mounting hole 51. The back plate 53 is fitted by being installed from the lower part. In addition, the sensing dog 55 is integrally formed at one lower side of the back plate 53.

여기서, 상기 하부 프레임(9) 상의 장착홀(51) 상부에는 걸림단(57)을 형성하고, 상기 백 플레이트(53)의 하부 둘레를 따라서는 상기 걸림단(57)에 걸리도록 걸림턱(59)을 형성한다.Here, a locking end 57 is formed on an upper portion of the mounting hole 51 on the lower frame 9, and the locking step 59 is caught by the locking end 57 along the lower circumference of the back plate 53. ).

그리고 상기 감지도그(55)의 이동선상에 대응하여 상기 하부 프레임(9)의 내부 일측에는 상기 장착홀(51)을 향하여 위치센서(61)가 설치되어 상기 감지도그(55)를 감지하여 그 신호를 제어기(20)로 출력하도록 구성된다. In addition, a position sensor 61 is installed at one side of the lower frame 9 toward the mounting hole 51 to correspond to the moving line of the sensing dog 55 to sense the sensing dog 55 and detect the signal. Is output to the controller 20.

여기서, 상기 감지도그(55)는 영구자석으로 이루어지며, 상기 위치센서(61)는 영구자석의 자력을 검출하여 그 신호를 제어기(20)로 출력하는 자력센서로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the detection dog 55 is made of a permanent magnet, the position sensor 61 is preferably made of a magnetic force sensor for detecting the magnetic force of the permanent magnet and outputs the signal to the controller 20.

그리고 상기 장착홀(51)의 하부에는 커버(63)가 나사 체결되고, 상기 장착홀(51)의 내부에는 상기 커버(63)와 백 플레이트(53) 사이에 탄성부재인 코일 스프 링(65)이 개재되어 상기 백 플레이트(53)를 일정한 탄성력으로 상향 지지해주게 된다. A cover 63 is screwed into a lower portion of the mounting hole 51, and a coil spring 65, which is an elastic member, is disposed between the cover 63 and the back plate 53 in the mounting hole 51. It is interposed to support the back plate 53 upward with a constant elastic force.

즉, 상기 코일 스프링(65)은 상기 장착홀(51)의 내부에서 일단이 상기 백 플레이트(53)의 하면에 지지되고, 타단은 상기 커버(63)에 지지되어 설치된다. That is, one end of the coil spring 65 is supported by the lower surface of the back plate 53 in the mounting hole 51, and the other end is supported by the cover 63.

이러한 본 실시예에 따른 마찰교반 점용접장치(1)는 먼저, 교반용 모터(13)의 구동으로 로터(25)가 회전핀(23)과 함께 회전하게 되며, 이어서 가압용 모터(11)가 구동하여, 도 5에서 도시한 바와 같이, 피용접물인 알루미늄 패널(10)의 접합위치(P)에 대응하여 상기 회전핀(23)이 회전작동과 동시에 접촉 가압하게 된다. In the friction stir spot welding device 1 according to the present embodiment, first, the rotor 25 is rotated together with the rotary pin 23 by the driving of the stirring motor 13. By driving, as shown in FIG. 5, the rotary pin 23 is contact-pressed at the same time as the rotation operation in response to the bonding position P of the aluminum panel 10 to be welded.

이와 같이, 상기 회전핀(23)의 회전 및 접촉 가압작동으로, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 알루미늄 패널(10)에는 회전핀(23)의 마찰열에 의하여 용접부(W)를 형성하며, 연화 및 교반에 의한 접합이 이루어지게 된다.As such, by rotating and contact pressurization of the rotary pin 23, as shown in FIG. 6, the weld panel W is formed on the aluminum panel 10 by frictional heat of the rotary pin 23, and softened. And the bonding is made by stirring.

이러한 접합과정 중에, 상기 회전핀(23)의 가압력이 여러 가지 이유로 인하여 과도하게 되면, 상기 백 플레이트(53)가 하강하면서 코일 스프링(65)에 의해 과도한 가압력을 흡수하여 가압력을 일정하게 유지해 주게 된다. During the joining process, if the pressing force of the rotary pin 23 is excessive for various reasons, the back plate 53 is lowered to absorb the excessive pressing force by the coil spring 65 to maintain a constant pressing force. .

이와 같이, 상기 코일 스프링(65)이 백 플레이트(53)에 가해지는 과도한 가압력을 흡수하는 과정에서, 상기 백 플레이트(53) 상의 감지도그(55)가 위치센서(61)에 감지되는 경우, 위치센서(61)는 그 감지신호를 제어기(20)로 출력하게 되며, 상기 제어기(20)는 가압용 모터(11)의 구동을 종료하여 과도한 가압력에 의한 회전핀(23)의 삽입깊이를 제한하여 용접부(W) 손상을 방지하게 된다. As such, when the coil spring 65 absorbs the excessive pressing force applied to the back plate 53, the sensing dog 55 on the back plate 53 is detected by the position sensor 61. The sensor 61 outputs the detection signal to the controller 20. The controller 20 terminates the driving of the pressurizing motor 11 to limit the insertion depth of the rotary pin 23 due to excessive pressing force. To prevent damage to the weld (W).

따라서 본 실시예에 따른 백 플레이트 유닛(31)이 적용된 마찰교반 점용접장치는 마찰교반 점용접 시, 건 타입의 하부 프레임(9)의 처짐 등에 의해 변동될 수 있는 회전핀(23)의 가압력에 대하여 백 플레이트(53)를 지지하는 코일 스프링(65)의 일정한 탄성력으로 회전핀(23)의 가압력을 일정하게 유지함과 동시에, 별도의 위치센서(61)를 이용하여 소재의 두께 변화에도 회전핀(23)의 삽입깊이를 일정하게 제어할 수 있게 된다. Therefore, the friction stir spot welding device to which the back plate unit 31 according to the present embodiment is applied is applied to the pressing force of the rotary pin 23 which may be changed by the deflection of the lower frame 9 of the gun type during friction stir spot welding. While maintaining the pressing force of the rotary pin 23 with a constant elastic force of the coil spring 65 supporting the back plate 53, the rotary pin 23 is also used to change the thickness of the material by using a separate position sensor 61. The insertion depth of) can be controlled constantly.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 마찰교반 점용접장치에 의하면, 마찰교반 점용접 시, 건 타입의 프레임 처짐 등에 의해 변동될 수 있는 회전핀의 가압력에 대하여 백 플레이트를 지지하는 코일스프링의 일정한 탄성력으로 회전핀의 가압력을 일정하게 유지함과 동시에, 별도의 위치센서를 이용하여 소재의 두께 변화에도 회전핀의 삽입깊이를 일정하게 제어할 수 있도록 하여 양호한 용접품질을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다. As described above, according to the friction stir spot welding apparatus according to the present invention, when the friction stir spot welding is performed, the coil spring rotates with a constant elastic force of the coil spring supporting the back plate against the pressing force of the rotating pin, which may vary due to the deflection of the frame of the gun type. While maintaining the pressing force of the pin at the same time, by using a separate position sensor to control the insertion depth of the rotating pin even in the thickness change of the material has the effect of obtaining a good welding quality.

Claims (4)

로봇의 아암 선단에 장착되는 하우징과; 상기 하우징의 하부에는 연결 구성되는 하부 프레임과; 상기 하우징 내부의 상부 중앙에 구성되어 제어기의 제어신호에 따라 구동하는 가압용 모터와; 상기 하우징 내부의 하부 일측에는 구성되어 제어기의 제어신호에 따라 구동하는 교반용 모터와; 상기 하우징 내부의 하부 타측에 상하방향으로 슬라이드 가능하게 설치되어 상기 가압용 모터의 스크류축에 치합되는 스크류 이동자에 커플링을 통하여 연결되는 로터 케이스와; 하단에 회전핀을 일체로 형성하여 상기 로터 케이스에 회전 가능하게 설치된 상태로 상기 교반용 모터와 벨트 구동에 의해 회전력을 전달받도록 구성되는 로터와; 상기 회전핀에 대응하여 상기 하부 프레임의 일측에 구성되는 백 플레이트 유닛을 포함하는 마찰교반 점용접장치에 있어서, A housing mounted to the arm tip of the robot; A lower frame connected to a lower portion of the housing; A pressurizing motor configured in an upper center of the housing and driven according to a control signal of a controller; A lower side of the inside of the housing, the stirring motor for driving in accordance with a control signal of the controller; A rotor case slidably installed in a lower side of the inside of the housing and connected to a screw mover engaged with a screw shaft of the pressurizing motor through a coupling; A rotor configured to integrally form a rotary pin at a lower end thereof so as to receive rotational force by the stirring motor and belt driving in a state rotatably installed in the rotor case; In the friction stir spot welding device comprising a back plate unit configured on one side of the lower frame corresponding to the rotary pin, 상기 백 플레이트 유닛은 The back plate unit 상기 회전핀에 대응하는 하부 프레임 상의 백 플레이트 장착부에 장착홀을 형성하고, Forming a mounting hole in the back plate mounting portion on the lower frame corresponding to the rotary pin, 상기 장착홀에 하부로부터 끼워져 설치되며, 하부 일측에는 감지도그를 일체로 형성하는 백 플레이트;A back plate fitted into the mounting hole from a lower portion and having a sensing dog integrally formed at one lower side of the mounting hole; 상기 감지도그의 이동선상에 대응하여 상기 하부 프레임의 내부 일측에 상기 장착홀을 향하여 설치되며, 상기 감지도그를 감지하여 그 신호를 제어기로 출력하는 위치센서;A position sensor installed at an inner side of the lower frame toward the mounting hole in response to a movement line of the sensing dog, and detecting the sensing dog and outputting a signal to a controller; 상기 장착홀의 하부에 나사 체결되는 커버;A cover screwed to the lower portion of the mounting hole; 상기 장착홀의 내부에 개재되어 상기 백 플레이트를 일정한 탄성력으로 상향 지지해주는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰교반 점용접장치.Friction stir welding device comprising an elastic member interposed in the mounting hole to support the back plate upward with a constant elastic force. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 하부 프레임 상의 장착홀 상부에는 걸림단을 형성하고, 상기 백 플레이트의 하부 둘레를 따라서는 상기 걸림단에 걸리도록 걸림턱을 형성하는 것을 특징으로 하는 마찰교반 점용접장치. Friction stir welding apparatus characterized in that the engaging end is formed on the upper mounting hole on the lower frame, the engaging jaw is formed to be caught by the engaging end along the lower circumference of the back plate. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 감지도그는 영구자석으로 이루어지며, 상기 위치센서는 영구자석의 자력을 검출하여 그 신호를 제어기로 출력하는 자력센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰교반 점용접장치.The sensing dog is made of a permanent magnet, the position sensor is a friction stir welding device characterized in that the magnetic force sensor for detecting the magnetic force of the permanent magnet and outputs the signal to the controller. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 탄성부재는 상기 장착홀의 내부에서 일단이 상기 백 플레이트의 하면에 지지되고, 타단은 상기 커버에 지지되는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰교반 점용접장치.The elastic member is a friction stir welding device characterized in that the end is supported on the lower surface of the back plate in the mounting hole, the other end is made of a coil spring supported on the cover.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8069756B2 (en) * 2002-11-29 2011-12-06 Marposs Societa' Per Azioni Apparatus for automatically detecting the position of the cutting tool in the computerized numerically controlled lathe
CN103170725A (en) * 2013-04-09 2013-06-26 上海电机学院 Electromagnetic friction stir spot welding device and method thereof
CN105127584A (en) * 2015-09-11 2015-12-09 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 Stirring frictional spot welding device
KR102226907B1 (en) 2020-07-28 2021-03-12 엠디티 주식회사 Friction spot welding appartus
KR102423089B1 (en) 2021-12-08 2022-07-21 엠디티 주식회사 Tool and friction spot welding appartus with the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8069756B2 (en) * 2002-11-29 2011-12-06 Marposs Societa' Per Azioni Apparatus for automatically detecting the position of the cutting tool in the computerized numerically controlled lathe
CN103170725A (en) * 2013-04-09 2013-06-26 上海电机学院 Electromagnetic friction stir spot welding device and method thereof
CN105127584A (en) * 2015-09-11 2015-12-09 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 Stirring frictional spot welding device
KR102226907B1 (en) 2020-07-28 2021-03-12 엠디티 주식회사 Friction spot welding appartus
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