KR100837923B1

KR100837923B1 - 용접 로봇의 가변 스트로크 타입 용접 건

Info

Publication number: KR100837923B1
Application number: KR1020060127052A
Authority: KR
Inventors: 최승열
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-06-13

Abstract

본 발명은 용접 로봇의 가변 스트로크 타입 용접 건에 관한 것으로, 용접 로봇의 용접 건의 사양을 가변적으로 조절할 수 있도록 해 패널의 용접 점이 다른 경우에도, 1대의 용접 건을 이용하여 근접한 모든 용접 점을 한 공정에서 작업할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 컨트롤러의 제어를 받는 용접 로봇(1)에 장착된 가변 스트로크(Stroke) 타입 용접 건(2)이 용접 로봇(1)에 장착되는 바디 어셈블리(3)와, 상기 바디 어셈블리(3)의 측면으로 돌출되어져 전극을 형성하는 상부 팁 조절기(7), 상기 바디 어셈블리(3)의 하부에 구비되어져 상부 팁 조절기(7)와 함께 전극을 형성해 용접을 수행하는 하부 팁 조절기(10) 및 상기 바디 어셈블리(3)의 측면으로 장착되어 컨트롤러의 제어를 통해 상부 팁 조절기(7)와 하부 팁 조절기(10)의 스트로크(Stroke)를 바디 어셈블리(3)의 측면에 대해 가변시키는 스트로크 조절 구동기(15)로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

Description

용접 로봇의 가변 스트로크 타입 용접 건{Variable stroke typed welding gun for welding robot}

도 1은 본 발명에 따른 용접 로봇의 가변 스트로크 타입 용접 건의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 가변 스트로크 타입 용접 건의 구성도

도 3의 본 발명에 따른 가변 스트로크 타입 용접 건의 스트로크 조절 구동기의 작동도

도 4(가),(나)는 본 발명에 따른 가변 스트로크 타입 용접 건의 스트로크 상단 조절기의 작동 상태도

도 5 (가)내지(다)는 본 발명에 따른 가변 스트로크 타입 용접 건의 스트로크 하단 조절기의 작동 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 용접 로봇 2 : 용접 건

3 : 바디 어셈블리 4 : 상부지지바디

5 : 마운팅 블록 6 : 하부 팁 지지바디

7 : 상부 팁 조절기 8 : 이동실린더

9 : 상부 팁 10 : 하부 팁 조절기

11 : 하부 팁 12,23 : 볼 스크류

12a,23a : 구동부 12b,23b : 종동부

13,24 : 스크류 하우징

15 : 스트로크 조절 구동기 16 : 구동모터

17,18,19 : 상단·인터·하단 풀리

20 : 벨트 21 : 안전커버

22 : 상단 조절기

25 : 수직 브라켓 26 : 수평 브라켓

A : 스트로크(Stroke) 구간

본 발명은 용접 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접 폭을 변화시킬 수 있는 용접 로봇의 가변 스트로크 타입 용접 건에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 차체의 조립라인에서는 다수의 패널들이 서로 조립됨에 따라, 각각에 맞는 다수의 용접로봇이 설치되어 있어 각종 패널 부품의 용접(BIW(Body In White)조립 라인 시 주로 발생됨)을 수행하게 된다.

이러한, 용접 로봇은 로봇 컨트롤러를 통해 용접로봇의 용접전류나 용접시간 및 용접건의 가압력을 제어 받으면서, 패널의 다수 용접점에 대한 용접을 수행하게 된다.

그러나, 이와 같은 용접 로봇은 다수의 곡면과 좁고 복잡한 공간에 형성되는 다수의 용접 점의 용접 시, 용접을 수행하는 용접건의 구조적인 요인으로 인해 차체와의 간섭을 가져오는 경우가 있게 되고, 이러한 차체 구조의 제약조건이 발생으로 해당 공정 내에서 사용하는 용접 건으로 대응 불가한 경우는, 다른 공정에서 별도의 건으로 용접실시 하거나 또는 로봇 한대에 2대의 용접 건(쌍두 건)을 이용하여 용접을 수행하는 불편이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 용접 로봇의 용접 건의 사양을 가변적으로 조절할 수 있도록 해 패널의 용접 점이 다른 경우에도, 1대의 용접 건을 이용하여 근접한 모든 용접 점을 한 공정에서 작업할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 패널의 용접 점을 용접하는 용접 건을 갖추어 컨트롤러의 제어를 받아 작동되는 용접 로봇에 있어서,

상기 용접 건은 용접 로봇에 장착되는 마운팅 블록과, 상기 마운팅 블록이 결합되도록 소정 형상을 이루는 상부지지바디 및 상기 상부지지바디에서 하부로 길게 인출된 하부 팁 지지바디로 이루어진 바디 어셈블리와;

전극을 이루는 상부 팁의 상·하 높이를 조절하는 이동실린더와, 상기 이동실린더를 바디 어셈블리로부터 멀어지도록 스트로크(Stroke)를 조절하는 상단 조절기로 이루어진 상부 팁 조절기;

회전력을 받아 회전되면서 스트로크(Stroke)가 변화되는 볼 스크류와, 상기 볼 스크류부위를 수용하도록 바디 어셈블리의 하부 팁 지지바디에 결합되는 스크류 하우징으로 이루어져, 상부 팁 조절기와 함께 전극을 형성해 용접을 수행하는 하부 팁 조절기 및;

상기 바디 어셈블리의 측면으로 장착되어 컨트롤러의 제어를 통해 상부 팁 조절기와 하부 팁 조절기의 스트로크(Stroke)를, 구동 모터의 회전을 통해 바디 어셈블리의 측면에 대해 가변시키는 스트로크 조절 구동기;

로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상단 조절기는 회전력을 받아 회전되면서 스트로크(Stroke)가 변화되는 볼 스크류와, 상기 볼 스크류부위를 수용하도록 바디 어셈블리의 상부지지바디로 결합되는 스크류 하우징, 상기 스크류 하우징의 상부부위로 결합되는 수직 브라켓 및 상기 볼 스크류를 이동실린더부위에 연결하는 수평 브라켓으로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 볼 스크류는 각각 스크류 하우징의 내부로 수용되어 회전력을 전달받는 축 끝단을 통해 회전되는 구동부와, 일단이 상기 구동부에 대해 볼 스크류 방식으로 결합되어져 구동부의 회전 방향에 따라 길어지거나 짧아져 결합 고정된 부위를 이동시키는 종동부로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 용접 로봇의 가변 스트로크 타입 용접 건의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 컨트롤러의 제어를 받는 용접 로봇(1)에 장착되어 자동차 조립 라인의 패널간 용접 점을 용접하는 용접 건(2)이 가변 스트로크(Stroke) 타입으로 이루어진다.

이를 위해 상기 용접 건(2)은 용접 로봇(1)에 장착되는 바디 어셈블리(3)와, 상기 바디 어셈블리(3)의 측면으로 돌출되어져 전극을 형성하는 상부 팁 조절기(7), 상기 바디 어셈블리(3)의 하부에 구비되어져 상부 팁 조절기(7)와 함께 전극을 형성해 용접을 수행하는 하부 팁 조절기(10) 및 상기 바디 어셈블리(3)의 측면으로 장착되어 컨트롤러의 제어를 통해 상기 상부 팁 조절기(7)와 하부 팁 조절기(10)의 스트로크(Stroke)를 바디 어셈블리(3)의 측면에 대해 가변시키는 스트로크 조절 구동기(15)로 구성되어진다.

여기서, 상기 바디 어셈블리(3)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 용접 로봇(1)에 장착되는 마운팅 블록(5)과, 상기 마운팅 블록(5)이 결합되도록 소정 형상을 이루는 상부지지바디(4) 및 상기 상부지지바디(4)에서 하부로 길게 인출된 하부 팁 지지바디(6)로 구성되어진다.

또한, 상기 상부 팁 조절기(7)는 전극을 이루는 상부 팁(9)의 상·하 높이를 조절하는 이동실린더(8)와, 상기 이동실린더(8)를 상기 바디 어셈블리(3)로부터 멀어지도록 스트로크(Stroke)를 조절하는 상단 조절기(22)로 구성되어진다.

여기서, 상기 상단 조절기(22)는 회전력을 받아 회전되면서 스트로크(Stroke)가 변화되는 볼 스크류(23)와, 상기 볼 스크류(23)부위를 수용하도록 상기 바디 어셈블리(3)의 상부지지바디(4)로 결합되는 스크류 하우징(24), 상기 스크류 하우징(24)의 상부부위로 결합되는 수직 브라켓(25) 및 상기 볼 스크류(23)를 이동실린더(8)부위에 연결하는 수평 브라켓(26)으로 구성되어진다.

그리고, 상기 볼 스크류(23)는 상기 스크류 하우징(24)의 내부로 수용되어 회전력을 전달받는 축 끝단을 통해 회전되는 구동부(23a)와, 일단이 상기 구동부(23a)에 대해 볼 스크류 방식으로 결합되어져 상기 구동부(23a)의 회전 방향에 따라 길어지거나 짧아져 결합 고정된 이동실린더(8)를 이동시키는 종동부(23b)로 구성되어진다.

또한, 상기 하부 팁 조절기(10)는 회전력을 받아 회전되면서 스트로크(Stroke)가 변화되는 볼 스크류(12)와, 상기 볼 스크류(12)부위를 수용하도록 상기 바디 어셈블리(3)의 하부 팁 지지바디(6)에 결합되는 스크류 하우징(13)으로 구성되어진다.

여기서, 상기 볼 스크류(12)는 상기 스크류 하우징(13)의 내부로 수용되어 회전력을 전달받는 축 끝단을 통해 회전되는 구동부(12a)와, 일단이 상기 구동부(12a)에 대해 볼 스크류 방식으로 결합되어져 상기 구동부(12a)의 회전 방향에 따라 길어지거나 짧아져 결합 고정된 하부 팁(11)을 이동시키는 종동부(12b)로 구성되어진다.

그리고, 상기 스트로크 조절 구동기(15)는 상기 용접 로봇(1)을 제어하는 컨트롤러를 통해 회전력을 발생시키는 구동모터(16)와, 상기 구동모터(16)의 회전축에 결합 고정되어 함께 회전되는 상단 풀리(17), 상기 상부 팁 조절기(7)의 상단 조절기(22)를 이루는 볼 스크류(23)의 구동부(23a)에 결합된 인터 풀리(18), 상기 하부 팁 조절기(10)를 이루는 상기 볼 스크류(12)의 구동부(12a)에 결합된 하단 풀리(19), 상기 상단·인터·하단 풀리(17,18,19)에 감겨진 벨트(20) 및 상기 벨트(20)를 보호하도록 감싸는 안전커버(21)로 구성되어진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명의 용접 로봇(1)은 다수의 용접 점을 갖는 차체 구조의 제약조건에 따라 다른 공정에서 별도의 용접 건을 사용하거나, 또는 로봇 한대에 2대의 용접 건(쌍두 건)을 이용하여 용접을 수행하는 불편을 해소하도록, 용접 점을 용접하는 용접 건(2)에 구비되어 전극을 형성하는 상·하부 팁(9,11)의 스트로크(Stroke)를 가변 즉, 상기 상·하부 팁(9,11)이 갖는 용접 점 폭을 차체 구조에 따라 다양한 길이로 형성된 용접 점에 맞추어 변화시켜 1개의 용접 건(2)만으로 도 다수의 용접 점을 모두 용접 할 수 있는 특징이 있게 된다.

이는, 상기 용접 건(2)에 구비된 상·하부 팁(9,11)의 스트로크(Stroke) 구간(A)을 도 2에 도시된 바와 같이 가변시키는 장치들을 이용 즉, 상기 상부 팁(9)의 스트로크(Stroke) 구간(A)을 조절하는 상부 팁 조절기(7)와, 상기 하부 팁(11)의 스트로크(Stroke) 구간(A)을 조절하는 하부 팁 조절기(10) 및 이들 조절기(7,10)에 동력을 제공하는 스트로크 조절 구동기(15)를 이용하여 수행하게 된다.

즉, 상기 용접 건(2)이 갖는 상·하부 팁(9,11)의 스트로크(Stroke) 구간(A)을 변경하고자 컨트롤러를 이용해 상기 스트로크 조절 구동기(15)를 구동시키게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 스트로크 조절 구동기(15)를 이루는 구동모터(16)에 결합된 상단 풀리(17)의 회전력이 벨트(20)를 매개로, 상기 상부 팁 조절기(7)의 상단 조절기(22)에 결합된 상기 인터 풀리(18)와, 상기 하부 팁 조절기(10)에 결합된 상기 하단 풀리(19)가 모두 회전되어진다.

이와 같이 상기 상단 풀리(17)의 회전력이 상기 상부 팁 조절기(7)로 전달되면 도 4(가)에 도시된 바와 같이, 상기 상부 팁 조절기(7)의 상단 조절기(22)를 이루는 볼 스크류(23)의 구동부(23a)에 결합된 인터 풀리(18)를 회전시켜, 상기 구동부(23a)가 회전되면 도 4(나)에 도시된 바와 같이, 볼 스크류 타입으로 결합된 종동부(23b)가 회전하는 구동부(23a)로부터 빠져나가고, 이로 인해 상기 상부 팁(9)의 스트로크(Stroke) 구간(A)이 종동부(23b)의 빠짐 스트로크에 따라 길어져 보다 크게 형성된 용접 점의 폭에 맞추어지게 된다.

이때, 상기 종동부(23b)의 빠짐은 구동부(23a)의 회전 방향에 따라 결정되어지며, 상기 구동부(23a)의 회전 방향이 시계 방향일 때 종동부(23b)가 빠져나오는 작용을 한다고 가정한다.

이와 동시에 하부 팁 조절기(10)도 스트로크(Stroke) 구간(A)이 변하게 되는데 즉, 도 5(나)에 도시된 바와 같이 상기 상단 풀리(17)의 회전력이 하부 팁 조절기(11)의 볼 스크류(12)를 이루는 구동부(12a)에 결합된 하단 풀리(19)를 회전시키게 되고, 상기 구동부(12a)의 회전에 따라 볼 스크류 타입으로 결합된 종동부(12b)가 도 5(다)에 도시된 바와 같이, 회전하는 구동부(12a)로부터 빠져나가고, 이로 인해 상기 하부 팁(11)의 스트로크(Stroke) 구간(A)이 종동부(12b)의 빠짐 스트로크에 따라 길어져 보다 크게 형성된 용접 점의 폭에 맞추어지게 된다.

이와 같이 상기 스트로크 조절 구동기(15)를 작동시킴에 따라 변하는 상·하부 팁(9,11)의 스트로크(Stroke) 구간(A) 변화는, 상기 상·하부 팁(9,11)에서 모두 동일한 이동거리를 갖게 된다.

이때, 상기 상·하부 팁(9,11)의 스트로크(Stroke) 구간(A) 변화의 조절은 컨트롤러가 구동하는 구동모터(16)의 회전 정도에 따라 제어되며, 이는 용접 점 폭에 대한 정보를 인식한 컨트롤러가 용접 점 폭에 대한 정보를 이용해 제어되어 진다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 용접 로봇이 다수의 용접 점을 갖는 차체를 용접할 때 용접을 수행하는 용접 건이 갖는 폭인 스트로크(Stroke)를 가변 즉, 상·하부 팁이 갖는 용접 점 폭을 서로 다른 폭을 갖는 용접 점에 맞추어 변화시켜 줌에 따라, 1개의 용접 건만으로도 다수의 용접 점을 모두 용접 할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

패널의 용접 점을 용접하는 용접 건(2)을 갖추어 컨트롤러의 제어를 받아 작동되는 용접 로봇(1)에 있어서,

상기 용접 건(2)은 용접 로봇(1)에 장착되는 마운팅 블록(5)과, 상기 마운팅 블록(5)이 결합되도록 소정 형상을 이루는 상부지지바디(4) 및 상기 상부지지바디(4)에서 하부로 길게 인출된 하부 팁 지지바디(6)로 이루어진 바디 어셈블리(3)와;

전극을 이루는 상부 팁(9)의 상·하 높이를 조절하는 이동실린더(8)와, 상기 이동실린더(8)를 바디 어셈블리(3)로부터 멀어지도록 스트로크(Stroke)를 조절하는 상단 조절기(22)로 이루어진 상부 팁 조절기(7);

회전력을 받아 회전되면서 스트로크(Stroke)가 변화되는 볼 스크류(12)와, 상기 볼 스크류(12)부위를 수용하도록 바디 어셈블리(3)의 하부 팁 지지바디(6)에 결합되는 스크류 하우징(13)으로 이루어져, 상부 팁 조절기(7)와 함께 전극을 형성해 용접을 수행하는 하부 팁 조절기(10) 및;

상기 바디 어셈블리(3)의 측면으로 장착되어 컨트롤러의 제어를 통해 상부 팁 조절기(7)와 하부 팁 조절기(10)의 스트로크(Stroke)를, 구동 모터(16)의 회전을 통해 바디 어셈블리(3)의 측면에 대해 가변시키는 스트로크 조절 구동기(15);

로 구성되어진 것을 특징으로 하는 용접 로봇의 가변 스트로크 타입 용접 건.
청구항 1에 있어서, 상기 상단 조절기(22)는 회전력을 받아 회전되면서 스트로크(Stroke)가 변화되는 볼 스크류(23)와, 상기 볼 스크류(23)부위를 수용하도록 바디 어셈블리(3)의 상부지지바디(4)로 결합되는 스크류 하우징(24), 상기 스크류 하우징(24)의 상부부위로 결합되는 수직 브라켓(25) 및 상기 볼 스크류(23)를 이동실린더(8)부위에 연결하는 수평 브라켓(26)으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 용접 로봇의 가변 스트로크 타입 용접 건
청구항 2에 있어서, 상기 볼 스크류(23)는 스크류 하우징(24)의 내부로 수용되어 회전력을 전달받는 축 끝단을 통해 회전되는 구동부(23a)와, 일단이 상기 구동부(23a)에 대해 볼 스크류 방식으로 결합되어져 구동부(23a)의 회전 방향에 따라 길어지거나 짧아져 결합 고정된 이동실린더(8)를 이동시키는 종동부(23b)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 용접 로봇의 가변 스트로크 타입 용접 건
청구항 1에 있어서, 상기 볼 스크류(12)는 스크류 하우징(13)의 내부로 수용되어 회전력을 전달받는 축 끝단을 통해 회전되는 구동부(12a)와, 일단이 상기 구동부(12a)에 대해 볼 스크류 방식으로 결합되어져 구동부(12a)의 회전 방향에 따라 길어지거나 짧아져 결합 고정된 하부 팁(11)을 이동시키는 종동부(12b)로 구성되어 진 것을 특징으로 하는 용접 로봇의 가변 스트로크 타입 용접 건.