KR101252038B1 - Apparatus for ultrasonic fusion having piercing function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초음파 융착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공물에 홀을 형성함과 동시에 홀에 부품을 융착 고정하는 작업을 하나의 융착 장치에 할 수 있도록 구성하여, 제품의 조립 공정을 간소화할 수 있고 설비투자 비용을 절감할 수 있는 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic welding device, and more particularly, to form a hole in a workpiece and to fusion-fix a part in a hole in one welding device, thereby simplifying the assembly process of the product. And it relates to an ultrasonic welding device having a piercing function that can reduce the cost of equipment investment.
일반적으로, 자동차용 부품 중 내장재와 외장재는 여러 가지의 부품들을 결합하여 완성하게 된다. 따라서, 개개의 부품들을 일체로 결합하는 작업을 통해서 하나의 내장부품이나 외장부품을 형성하게 된다. 이렇게 부품들을 일체로 결합하는 작업은 통상 열을 가해 결합하거나 초음파를 발생시켜 결합하는 등의 여러 가지 방법이 사용되고 있다. In general, the interior and exterior materials of the automotive parts are completed by combining a variety of parts. Therefore, one interior component or exterior component is formed through the operation of combining the individual components integrally. In this work, the parts are integrally joined to each other by various methods such as bonding by applying heat or generating ultrasonic waves.
이러한 결합 방법중 초음파를 이용한 융착기는 통상 음파의 진동을 이용하여 가공물을 융착하는 장치로서, 발진기로 초음파의 전기적인 에너지를 발생시키고, 콘버터와 부스터를 통해 기계적인 진동에너지로 변환한 후, 공구 혼을 통하여 가공물에 전달되면 순간적으로 강력한 진동에 의한 마찰열을 발생시켜 가공물의 접합면이 융해 접착하게 된다. 이러한 초음파 융착기의 일예가 등록특허공보 제10-0797890호(2008.01.18)에 개시되어 있다.Among these joining methods, a welding machine using ultrasonic waves is a device for fusion welding a workpiece using vibration of sound waves, and generates electrical energy of ultrasonic waves with an oscillator, converts it into mechanical vibration energy through a converter and a booster, and then a tool horn. When transmitted to the workpiece through the instantaneous generation of frictional heat due to the strong vibration is the bonding surface of the workpiece is fused and bonded. An example of such an ultrasonic fusion machine is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0797890 (2008.01.18).
한편, 부품들을 서로 결합하기 위해서는 부품들의 결합력을 향상시키기 위해 체결부품나 고정돌기 등이 끼워지는 홀을 형성하게 되는데, 이 홀을 형성하기 위해서는 부품을 장착하여 홀을 형성하기 위한 별도의 피어싱 장치가 구비되어야 한다. 이러한 피어싱 장치의 일예는 공개특허공보 제10-1999-0078468호(1999.11.05)에 개시되어 있다.On the other hand, in order to join the parts to each other to form a hole in which a fastening part or a fixing projection is inserted to improve the coupling force of the parts, in order to form this hole a separate piercing device for forming the hole by mounting the parts Should be provided. One example of such a piercing device is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1999-0078468 (1999.11.05).
상기와 같은 피어싱 장치를 이용하여 홀을 형성한 후에, 개개의 부품을 겹쳐서 상기와 같은 초음파 융착장치를 사용하여 융착작업을 수행함으로써, 하나의 내장부품을 형성하게 되는 것이다.After forming a hole using the piercing device as described above, by fusion operation using the ultrasonic welding device as described above by overlapping the individual parts, it is to form a single internal component.
상기와 같이, 하나의 차량용 내장부품이나 외장부품을 형성하기 위해서는 적어도 2개 이상의 부품을 초음파 융착 작업으로 결합하게 되는데, 이 융착 작업 전에 홀을 형성하기 위한 피어싱 작업을 별도의 피어싱 장치로 수행해야 하는 공정으로 되어 있어, 각 초음파 융착 작업과 피어싱 작업을 위하여 각각의 장치를 구비해야 하므로 설비비용이 많이 소요되고, 많은 작업 공정으로 인하여 생산 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
As described above, in order to form one vehicle interior component or exterior component, at least two or more components are combined by an ultrasonic welding operation. Before this welding operation, a piercing operation for forming a hole must be performed by a separate piercing device. Since it is a process, each apparatus is required for each ultrasonic welding operation and piercing operation, so that a lot of equipment cost is required, and production efficiency is lowered due to many working processes.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 가공물에 홀을 형성하고, 홀에 부품을 융착 고정하기 위하여 피어싱 작업과 융착 작업을 할 수 있도록 하여, 제품의 조립 공정을 간소화할 수 있고 제품 조립을 위한 설비 투자비를 절감할 수 있는 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, to form a hole in the workpiece, to enable the piercing operation and fusion operation to fusion-fix the parts in the hole, simplifying the assembly process of the product It is an object of the present invention to provide an ultrasonic welding device having a piercing function that can reduce the equipment investment cost for product assembly.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예는, 구조물을 이루는 프레임과, 가공물이 안착되며, 상기 프레임에 왕복 이동되도록 설치되는 안착부와, 상기 프레임에 구비되어 초음파의 전기적인 에너지를 발생시키는 초음파 발진기와, 상기 전기적인 에너지를 기계적인 진동에너지로 변환하여 상기 가공물에 끼움홀을 형성하기 위한 초음파 피어싱부와, 상기 전기적인 에너지를 기계적인 진동에너지로 변환하여 상기 끼움홀에 끼워지는 부품을 상기 가공물에 융착 고정하기 위한 초음파 융착부와, 상기 안착부를 상기 초음파 피어싱부와 상기 초음파 융착부 사이를 왕복 이동시키는 이동수단과, 상기 초음파 발진기, 초음파 피어싱부, 초음파 융착부, 이동수단의 작동을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 것이 바람직하다. One embodiment of the present invention for achieving the above object, the frame constituting the structure, the workpiece is mounted, the seating portion is installed to reciprocate in the frame, and provided in the frame to the electrical energy of the ultrasonic wave An ultrasonic oscillator for generating the ultrasonic wave, an ultrasonic piercing unit for converting the electrical energy into mechanical vibration energy to form a fitting hole in the workpiece, and converting the electrical energy into mechanical vibration energy and fitting into the fitting hole An ultrasonic fusion unit for fusion-fixing parts to the workpiece, moving means for reciprocating the mounting portion between the ultrasonic piercing unit and the ultrasonic fusion unit, the ultrasonic oscillator, ultrasonic piercing unit, ultrasonic fusion unit, It is preferable to include a control unit for controlling the operation.
또한, 상기 안착부는 외형을 이루는 안착프레임과, 상기 안착프레임에 고정되며 상기 가공물이 안착되는 복수의 안착부재와, 상기 안착프레임을 승하강시키는 제1실린더와, 상기 안착프레임과 상기 제1실린더를 결합하여 지지하는 지지프레임을 포함하는 것이 바람직하다.The seating part may include a seating frame forming an outer shape, a plurality of seating members fixed to the seating frame, on which the workpiece is seated, a first cylinder for raising and lowering the seating frame, and the seating frame and the first cylinder. It is preferable to include a support frame that supports the combination.
상기 초음파 피어싱부는, 상기 초음파 발진기에 전기적으로 연결되며 기계적 에너지를 발생시켜 가공물에 복수의 끼움홀을 각각 형성하기 위한 복수의 초음파 펀치와, 상기 복수의 초음파 펀치의 하측에서 가공물을 지지하는 복수의 피어싱 다이를 포함하는 것이 바람직하다.The ultrasonic piercing unit includes a plurality of ultrasonic punches electrically connected to the ultrasonic oscillator to generate mechanical energy to form a plurality of fitting holes in the workpiece, and a plurality of piercings for supporting the workpiece under the plurality of ultrasonic punches. It is preferable to include a die.
또한, 상기 복수의 초음파 펀치는 상기 프레임에 고정되는 복수의 제3실린더에 의해 각각 승강되도록 구성되되, 상기 복수의 제3실린더에 각각 결합되어 승강되는 연결브래킷에 고정되어 승강되도록 구성되는 것이 바람직하다. In addition, the plurality of ultrasonic punches are configured to be lifted by a plurality of third cylinders fixed to the frame, respectively, it is preferable to be configured to be fixed and lifted by a connecting bracket coupled to each of the plurality of third cylinders to be elevated. .
또한, 상기 초음파 융착부는, 상기 초음파 피어싱부에서 가공물의 끼움홀에 부품을 융착 고정하는 복수의 융착 공구혼과, 상기 복수의 융착공구혼을 승강 가능하게 상기 프레임에 각각 결합하는 고정브래킷과, 상기 고정브래킷에 고정되어 상기 복수의 융착공구혼을 각각 수직방향으로 승강시키기 위한 복수의 제4실린더와, 상기 복수의 융착 공구혼에 각각 마주보도록 구성되며 융착 작업시 가공물을 홀딩하는 복수의 홀딩부재를 포함하는 것이 바람직하다.The ultrasonic fusion unit may include: a plurality of fusion tool horns for fusion-splicing a part to a fitting hole of a workpiece in the ultrasonic piercing unit; A plurality of fourth cylinders fixed to the fixing brackets and configured to face the plurality of welding tool horns in the vertical direction, respectively, and the plurality of holding members for holding the workpiece during the welding operation. It is preferable to include.
또한, 상기 홀딩부재는, 상기 초음파 펀치에서 일정거리 이격되어서 상기 연결브래킷에 결합되고, 상기 제3실린더의 작동에 의해 승강되도록 구성되는 것이 바람직하다. The holding member may be coupled to the connecting bracket by being spaced apart from the ultrasonic punch by a predetermined distance, and configured to be elevated by an operation of the third cylinder.
또한, 상기 홀딩부재는, 상기 연결브래킷의 단부에 고정되는 고정부재와, 상기 고정부재에 승하강되도록 결합되어 가공물을 상기 융착공구혼의 맞은편에서 가압하여 지지하는 가압부재를 포함하는 것이 바람직하다.The holding member may further include a fixing member fixed to an end of the connecting bracket, and a pressing member coupled to and lowered by the fixing member to press and support the workpiece from the opposite side of the fusion tool cone.
또한, 상기 이동수단은 상기 프레임의 바닥에 구비되고, 상기 안착부의 이동을 가이드하는 가이드부재와, 상기 안착부를 상기 초음파 피어싱부와 상기 초음파 융착부를 왕복 이동시키는 제2실린더를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the moving means is preferably provided on the bottom of the frame, the guide member for guiding the movement of the seating portion, and the second cylinder for reciprocating the ultrasonic piercing portion and the ultrasonic welding portion to the seating portion.
또한, 상기 프레임에는 상기 가공물에 초음파 융착으로 고정되는 부품들이 수용되는 적어도 하나 이상의 수납함이 구비되는 것이 바람직하다.
In addition, the frame is preferably provided with at least one holder for receiving the parts fixed by ultrasonic welding to the workpiece.
본 발명에 의하면, 가공물에 끼움홀을 형성하는 작업과, 이 가공물의 끼움홀의 주변에 부품을 융착 고정하는 작업을 하나의 장치에서 수행함으로써, 설비 투자비를 절감할 수 있고, 공정 단축으로 인한 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.According to the present invention, the work of forming the fitting hole in the workpiece and the operation of fusion fixing the parts around the fitting hole of the workpiece in one apparatus can reduce the equipment investment cost, Productivity can be improved.
또한, 설비 설치 공간 축소에 따른 작업 동선을 간소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can simplify the operation of the wire due to the reduced installation space.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착장치를 보인 정면도.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 도 1에서 초음파 피어싱부를 보인 상세 단면도.
도 4는 도 1에서 초음파 융착부를 보인 상세 단면도.
도 5 내지 도 9는 가공물에 홀을 형성하는 작동 상태를 보인 단면도.
도 10 내지 도 15는 가공물의 끼움홀에 홀더를 끼움과 동시에 융착 고정하는 단면도.1 is a front view showing an ultrasonic welding device having a piercing function according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a side view of Fig. 1; Fig.
Figure 3 is a detailed cross-sectional view of the ultrasonic piercing portion in FIG.
Figure 4 is a detailed cross-sectional view showing the ultrasonic welding portion in FIG.
5 to 9 are cross-sectional views showing an operating state of forming a hole in a workpiece.
10 to 15 are cross-sectional views of fusion and fixing the holder in the fitting hole of the workpiece.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
참고로, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착장치를 보인 정면도이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 도 1에서 초음파 피어싱부를 보인 상세 단면도이다. 도 4는 도 1에서 초음파 융착부를 보인 상세 단면도이고, 도 5 내지 도 9는 가공물에 홀을 형성하는 작동 상태를 보인 단면도이며, 도 10 내지 도 15는 가공물의 끼움홀에 홀더를 끼움과 동시에 융착 고정하는 단면도이다.For reference, FIG. 1 is a front view showing an ultrasonic welding device having a piercing function according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of FIG. 1, and FIG. 3 is a detailed cross-sectional view of the ultrasonic piercing unit in FIG. 1. Figure 4 is a detailed cross-sectional view showing the ultrasonic welding portion in Figure 1, Figures 5 to 9 is a cross-sectional view showing the operating state of forming a hole in the workpiece, Figures 10 to 15 is the welding at the same time to fit the holder in the workpiece hole It is a section to fix.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착장치(100)는 가공물(300)인 범퍼에 별도의 다른 부품(P)을 융착 고정하기 위하여 끼움홀(310)을 형성하기 위한 기능을 가진 것으로, 프레임(110), 초음파 발진기(120), 안착부(130), 이동수단(140), 초음파 피어싱부(150), 초음파 융착부(160), 제어부(200)를 포함한다.As shown, the
여기서, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 융착장치(100)는 가공물(100)인 범퍼에 복수의 후방감지센서를 범퍼에 결합하기 위한 복수의 홀더를 범퍼에 고정하기 위하여, 범퍼(이하 '가공물'이라 한다)에 홀더(이하 '부품' 이라 한다)를 각각 끼우기 위한 복수의 끼움홀(310)을 형성한 후에, 이 끼움홀(310)에 부품(P)을 끼우고, 부품(P)을 끼움홀(310)에 융착 고정하도록 구성되는 장치이다.Here, the
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 초음파 융착장치(100)는 프레임(110)에 초음파의 전기적인 에너지를 발생시키는 초음파 발진기(120)를 구비하고, 가공물(300)인 범퍼에 부품인 홀더를 융착하여 고정하기 전에 범퍼에 홀더를 끼우기 위한 끼움홀(310)을 형성하기 위한 초음파 피어싱부(150)를 구비한다.First, the
안착부(130)는 피어싱과 융착 작업이 이루어지는 가공물(300)을 안착하기 위한 것으로, 프레임(110)의 하부에 구비되는 후술하는 이동수단(140)에 의해 프레임(110)의 전후 방향으로 이동되도록 구성된다.The
즉, 안착부(130)는 이동수단(140)에 의해 후술하는 초음파 피어싱부(150)와 초음파 융착부(160)를 왕복 이동되도록 구성된다.That is, the
안착부(130)는 사각틀 형태로 형성되어 외형을 이루는 안착프레임(131)과, 안착프레임(131)에 고정되며 가공물(300)인 범퍼 내측면을 지지할 수 있도록 복수의 안착부재(132)와, 안착프레임(131)의 하부에 고정되어 안착프레임(131)을 승하강시키기 위한 제1실린더(133)와, 안착프레임(131)과 제1실린더(133)를 결합하여 지지하는 지지프레임(134)을 포함한다.The
여기서, 안착프레임(131)은 범퍼의 내측면이 하측을 향한 상태에서 안착부재(132)에 올려져 지지되도록 구성되므로, 도 1과 같이, 완만한 원호 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.Here, since the
제1실린더(133)는 가공물(300)이 안착부재(132)에 안착된 후에, 안착프레임(131)을 전후방으로 이동시킬 때 가공물(300)이 후술하는 초음파 융착부(160)나 초음파 피어싱부(150)에 간섭되지 않도록 안착프레임(131)을 승하강시키기 위한 것으로, 안착프레임(131)의 하부에서 수직으로 세워져 프레임(110)의 바닥에 고정되어 구성된다.The
여기서, 지지프레임(134)은 안착부(130)가 후술하는 이동수단(140)에 의해 프레임(110)의 전후방으로 이동될 수 있도록 안착부(130)를 구성하는 부품들을 하나의 구성물로 구성하는 역할을 하게 된다.Here, the
상기와 같이, 안착부(130)에 안착되는 가공물(300)은 안착부를 이동시키기 위한 이동수단(140)에 의해 프레임(110)의 후방에 구비되는 초음파 피어싱부(150)로 이동되어 피어싱 가공이 이루어지도록 구성된다. 즉, 안착부(130)는 이동수단(140)에 의해 직선 이동되되, 후술하는 초음파 융착부(160)와 초음파 피어싱부(150)를 왕복 이동하도록 구성된다.As described above, the
여기서, 이동수단(140)은 프레임(110)의 바닥에서 구비되되, 프레임(110)의 전후 방향으로 고정되어 안착부(130)의 이동을 가이드하는 가이드부재(141)와, 지지프레임(134)에 결합되어 안착부(130)를 프레임(110)의 전후 방향으로 왕복 이동시키는 제2실린더(142)를 포함한다.Here, the moving
즉, 제2실린더(142)는 프레임(110)의 전후방향으로 설치되어, 안착부(130)를 전후방향으로 이동시키도록 구성된다.That is, the
또한, 초음파 피어싱부(150)는 초음파 발진기(120)에 의해 발생되는 초음파의 전기적인 에너지를 기계적인 진동에너지로 바꿔 주파수의 주기 변화에 따라 가공물(300)에 진동을 가하면서 복수의 부품(P)을 끼우기 위한 복수의 끼움홀(310)을 형성하도록 구성된다.In addition, the
초음파 피어싱부(150)는 초음파 발진기(120)에 전기적으로 연결되며 기계적 에너지를 발생시켜 가공물(300)에 복수의 끼움홀(310)을 각각 형성하기 위한 복수의 초음파 펀치(151)와, 복수의 초음파 펀치(151)의 하측에 각각 구비되어 안착부(130)에 안착되어 초음파 펀치(151)의 하측으로 이동되는 가공물(300)을 하측에서 지지하는 복수의 피어싱 다이(152)를 포함한다.The
또한, 복수의 초음파 펀치(151)는 프레임(110)의 후방에 고정되는 복수의 제3실린더(170)에 의해 승강되도록 구성되되, 복수의 제3실린더(170)의 로드에 각각 결합되어 승강되는 연결브래킷(171)에 고정되어 승강되도록 구성된다.In addition, the plurality of
여기서, 제3실린더(170)의 로드에 결합되는 연결브래킷(171)은 가이드부(173)에 의해 가이드되어 안정적으로 승강되도록 구성된다.Here, the connecting
그리고, 복수의 피어싱 다이(152)는 복수의 제3실린더(170)에서 하측으로 일정거리 이격되는 거리에 위치되되, 복수의 초음파 펀치(151)와 마주보는 위치에 각각 위치되도록 구성된다.The plurality of piercing dies 152 may be positioned at a distance spaced downward from the plurality of
또한, 피어싱 다이(152)는 프레임(110)의 후방에 일단이 고정되는 고정브래킷(172)의 타단에서 위쪽 방향을 향하여 돌출되어 형성된다.In addition, the piercing die 152 is formed to protrude upward from the other end of the fixing
한편, 초음파 피어싱부(150)에서 끼움홀(310)이 형성된 가공물(300)은 안착부(130)에 안착된 상태에서 이동수단(140)에 의해 초음파 융착부(160)로 이동되어 즉, 프레임(110)의 전방으로 이동되어 부품(P)을 융착 고정하는 작업이 이루어지게 된다.On the other hand, the
초음파 융착부(160)는 초음파 피어싱부(150)에서 형성되는 가공물(300)의 끼움홀(310)에 부품(P)을 융착 고정하는 복수의 융착 공구혼(161)과, 복수의 융착공구혼(161)을 승강 가능하게 프레임(110)에 각각 결합하는 복수의 고정브래킷(162)과, 고정브래킷(162)에 고정되어 융착공구혼(161)을 수직으로 승강시키기 위한 제3실린더(163)와, 융착 공구혼(161)에 마주보도록 구성되며 융착작업시 가공물(300)을 홀딩하는 홀딩부재(164)를 포함한다.The
융착 공구혼(161)은 초음파 발진기(120)에서 발생되는 전기적 에너지를 기계적 진동에너지로 변환하여 가공물(300)의 끼움홀(310)에 부품(P)을 끼움과 동시에 부품(P)을 끼움홀(310)에 융착 고정하는 역할을 하게 된다.The
여기서, 작업자는 초음파 융착장치(100)의 안착부(130)에 가공물(300)을 안착시키기 전에 가공물(300)에 융착 고정되는 부품(P)을 융착 공구혼(161)에 임시로 안착시켜 놓게 된다.Here, before the
즉, 작업자가 융착 공구혼(161)에 부품(P)을 임시로 안착시켜 놓고, 가공물(300)을 안착부(130)에 안착시킨 후에, 초음파 융착장치(100)를 작동시키면, 안착부(130)에 안착된 부품(P)이 초음파 피어싱부(150)로 이동되어 끼움홀(310)이 형성되어 다시 가공물(300)이 초음파 융착부(160)로 이동된 후에, 가공물(300)의 윗면 즉, 끼움홀(310)의 위쪽에서 홀딩부재(164)가 가압하고, 가공물(300)의 아래쪽에서 융착 공구혼(161)이 부품(P)과 함께 상승되어 가공물(300)의 끼움홀(31)에 부품(P)을 끼움과 동시에 융착 고정하게 되도록 구성되는 것이다.That is, when the operator temporarily seats the component P on the
융착 공구혼(161)의 상단에는 부품(P)을 임시로 끼워서 안착시키기 위한 돌출부가 형성된다.The upper end of the
또한, 고정브래킷(162)은 프레임(110)에 결합될 때 프레임(110)에 수직으로 구비되는 지지부재의 일측면에 고정된다.In addition, the fixing
여기서, 홀딩부재(164)는 상술한 융착 피어싱부(150)의 피어싱 펀치(151)가 고정되는 연결브래킷(171)에 구비되는 것으로, 연결브래킷(171)의 단부에 고정되는 고정부재(164a)와, 고정부재(164a)에 승하강되도록 결합되며 가공물(300)의 윗면을 가압하여 지지하는 가압부재(164b)를 포함한다.Here, the holding
그리고, 프레임(110)에는 부품들이 담기는 적어도 하나 이상의 수납함(180)이 구비된다. 즉, 프레임(110)의 후방에 고정되는 제2실린더(170) 사이에 부품(P)을 담기는 수납함(180)을 구비하여, 초음파 융착장치(100)로 부품(P)을 가공물(300)에 융착 고정하는 작업시 부품(P)을 융착 공구혼(161)에 신속하게 안착시키도록 구성한 것이다.In addition, the
여기서, 제1 내지 제4실린더는 유압으로 구동되는 유압실린더로 구성할 수 있으나, 설비비용을 감안하여 에어실린더로 구성하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고, 제1 내지 제4실린더로 에어를 공급하기 위한 에어펌프는 프레임에 설치되거나 별도로 설치된 후에 파이프로 연결되어 에어가 공급되도록 구성된다.Here, the first to fourth cylinders may be configured as hydraulic cylinders driven by hydraulic pressure, but in consideration of the installation cost, it is more preferable to configure the air cylinder. The air pump for supplying air to the first to fourth cylinders is configured to be connected to a pipe after being installed in a frame or separately installed, and to supply air.
또한, 제어부(200)는 초음파 발진기(120), 초음파 피어싱부(150), 초음파 융착부(160) 등의 각종 부품들의 작동을 제어하게 된다.In addition, the
또한, 제어부(200)는 초음파 피어싱부(150)에서 가공물(300)에 끼움홀(310)을 형성하는 피어싱 작업시 초음파 펀치(151)를 하강시키는 제3실린더(142)의 제어시 초음파 펀치(151)가 피어싱 다이(152)에 닿지 않고 근접한 상태에서 멈출 수 있도록 프로그램으로 설정된다. 그리고, 제어부(200)에는 안착부(130)의 승강과 전후 이동에 대한 작동 순서 및 초음파 피어싱부(150)와 초음파 융착부(160)의 작동순서 등이 미리 프로그램되어 설정되어 있는 것이 바람직하다.
In addition, the
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착 장치의 작용을 도 5 내지 도 15를 참조하여 설명하기로 한다.An operation of the ultrasonic welding device having a piercing function according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be described with reference to FIGS. 5 to 15.
우선, 초음파 융착장치에서 가공물인 범퍼를 안착부에 안착시키고, 초음파 피어싱부에서 부품을 끼우기 위한 끼움홀을 형성하는 과정을 설명하기로 한다.First, a process of seating a bumper, which is a workpiece in an ultrasonic welding device, on a seating part and forming a fitting hole for fitting a part in the ultrasonic piercing part will be described.
여기서, 작업자는 가공물(300)인 범퍼를 안착부(130)에 올리기 전에 초음파 융착부(160)의 융착 공구혼(161)에 범퍼에 융착 고정하고자 하는 부품(P) 즉, 홀더를 올려 놓는다. 그런 다음, 피어싱 가공과 융착 가공 대상물인 범퍼를 가져다가 도 5와 같이, 안착부(130)에 올려놓는다. 즉, 안착부(130)의 안착부재(132)가 범퍼의 내측을 접촉되어 범퍼의 볼록한 곡면부가 위쪽을 향한 상태에서 안착부(130)에 안착되는 것이다. Here, the operator places the parts P, ie holders, to be fused and fixed to the bumper on the
이후에, 작업자는 제어부(200)에서 초음파 융착장치(100)를 작동시키게 된다.After that, the operator operates the
그러면, 안착부(130)의 제1실린더(133)가 작동되어, 범퍼가 올려지는 안착부재(132)을 도 6과 같이 상승시키게 된다. 이후에, 이동수단(140)의 제2실린더(142)가 작동되어 범퍼가 안착된 안착부(130)를 도 7과 같이, 프레임(110)의 후방으로 이동시키게 된다. 이렇게 안착부(130)가 프레임(110)의 후방에 구비되는 초음파 피어싱부(150)로 이동된 후에, 다시 안착부(130)의 제1실린더(133)가 작동되어 도 8과 같이 안착프레임(131)을 하강시키게 된다.Then, the
이렇게 안착부(130)에 안착된 범퍼가 초음파 피어싱부(150)의 초음파 펀치(151)와 피어싱 다이(152) 사이에 위치되어 범퍼의 내측이 피어싱 다이(152)에 의해 지지되면, 제3실린더(170)가 작동되어 도 9와 같이, 초음파 펀치(151)를 하강시켜서 범퍼에 피어싱 작업을 수행하여 복수의 끼움홀(310)을 형성하게 된다. When the bumper seated on the
이후에 제3실린더(170)의 작동에 의해 도 10과 같이, 초음파 펀치(151)가 상승된 후에, 제1실린더(133)가 작동되어 도 11과 같이, 안착부재(132)를 일정높이로 상승시킨다. 그러면, 이동수단(140)의 제2실린더(142)가 작동되어 도 12와 같이, 안착부(130)를 프레임(110)의 전방 즉, 초음파 융착부(160)로 이동시킨다.Thereafter, as shown in FIG. 10, after the
이후에, 안착부(130)의 제1실린더(133)가 작동되어 도 13과 같이, 안착부재(132)가 하강되면 제3실린더(170)가 작동되어 연결브래킷(171)의 단부에 구비되는 초음파 융착부(160)의 홀딩부재(164)를 도 14와 같이, 하강시켜서 범퍼의 윗면을 가압하여 홀딩하면, 초음파 융착부(160)의 제4실린더(163)가 작동되어 도 15와 같이, 융착 공구혼(161)이 상승하게 된다.Thereafter, the
이때, 융착 공구혼(161)의 상단에 안착된 부품(P)인 홀더가 범퍼에 형성된 끼움홀(310)에 끼워짐과 동시에 융착 공구혼(161)에서 발생되는 기계적인 진동에너지에 의해 범퍼의 끼움홀(310) 내측 주변에 융착되면서 고정되는 것이다.At this time, the holder (P) seated on the upper end of the
상기와 같이, 가공물에 끼움홀을 형성하는 작업과, 이 가공물의 끼움홀의 주변에 부품을 융착 고정하는 작업을 하나의 장치에서 수행함으로써, 설비 투자비를 절감할 수 있고, 공정 단축으로 인한 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.As described above, by performing the work of forming the fitting hole in the workpiece and the operation of fusion-fixing the parts around the fitting hole of the workpiece in one apparatus, it is possible to reduce the equipment investment cost, the productivity of the product due to the process shortening To improve.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is merely exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs may have various modifications and other equivalent embodiments therefrom. I understand that it is possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
100 : 초음파 융착 장치 110 ; 프레임
120 : 초음파 발진기 130 ; 안착부
140 : 이동수단 150 ; 초음파 피어싱부
160 : 초음파 융착부 170 : 제3실린더
200 : 제어부 300 : 가공물
P : 부품100:
120:
140: moving means 150; Ultrasonic piercing
160: ultrasonic welding unit 170: the third cylinder
200: control unit 300: workpiece
P: Parts
Claims (9)
가공물이 안착되며, 상기 프레임에 왕복 이동되도록 설치되는 안착부와,
상기 프레임에 구비되어 초음파의 전기적인 에너지를 발생시키는 초음파 발진기와,
상기 전기적인 에너지를 기계적인 진동에너지로 변환하여 상기 가공물에 끼움홀을 형성하기 위한 초음파 피어싱부와,
상기 전기적인 에너지를 기계적인 진동에너지로 변환하여 상기 끼움홀에 끼워지는 부품을 상기 가공물에 융착 고정하기 위한 초음파 융착부와,
상기 안착부를 상기 초음파 피어싱부와 상기 초음파 융착부 사이를 왕복 이동시키는 이동수단과,
상기 초음파 발진기, 초음파 피어싱부, 초음파 융착부, 이동수단의 작동을 제어하기 위한 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착 장치.The frame forming the structure,
A seating part on which a workpiece is mounted and installed to reciprocate to the frame;
An ultrasonic oscillator provided in the frame to generate electrical energy of ultrasonic waves;
An ultrasonic piercing unit for converting the electrical energy into mechanical vibration energy to form fitting holes in the workpiece;
An ultrasonic welding unit for converting the electrical energy into mechanical vibration energy to fusion-fix the component fitted in the fitting hole to the workpiece;
Moving means for reciprocating the mounting portion between the ultrasonic piercing portion and the ultrasonic welding portion;
A control unit for controlling the operation of the ultrasonic oscillator, ultrasonic piercing unit, ultrasonic fusion unit, moving means;
Ultrasonic welding device having a piercing function comprising a.
상기 안착부는,
외형을 이루는 안착프레임과,
상기 안착프레임에 고정되며 상기 가공물이 안착되는 복수의 안착부재와,
상기 안착프레임을 승하강시키는 제1실린더와,
상기 안착프레임과 상기 제1실린더를 결합하여 지지하는 지지프레임;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착 장치.The method of claim 1,
The seat (1)
Seating frame to form an appearance,
A plurality of seating members fixed to the seating frame on which the workpiece is seated;
A first cylinder for raising and lowering the seating frame;
A support frame supporting the seating frame and the first cylinder by combining the seating frame and the first cylinder;
Ultrasonic welding device having a piercing function comprising a.
상기 초음파 피어싱부는,
상기 초음파 발진기에 전기적으로 연결되며 기계적 에너지를 발생시켜 가공물에 복수의 끼움홀을 각각 형성하기 위한 복수의 초음파 펀치와,
상기 복수의 초음파 펀치의 하측에서 가공물을 지지하는 복수의 피어싱 다이;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착 장치.The method of claim 1,
The ultrasonic piercing unit,
A plurality of ultrasonic punches electrically connected to the ultrasonic oscillator to generate mechanical energy to form a plurality of fitting holes in the workpiece, respectively;
A plurality of piercing dies for supporting the workpiece under the plurality of ultrasonic punches;
Ultrasonic welding device having a piercing function comprising a.
상기 복수의 초음파 펀치는,
상기 프레임에 고정되는 복수의 제3실린더에 의해 각각 승강되도록 구성되되,
상기 복수의 제3실린더에 각각 결합되어 승강되는 연결브래킷에 고정되어 승강되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착 장치.The method of claim 3,
The plurality of ultrasonic punches,
Is configured to be lifted by each of the plurality of third cylinder fixed to the frame,
Ultrasonic fusion apparatus having a piercing function, characterized in that configured to be fixed by the connecting bracket which is coupled to each of the plurality of lifting the lifting cylinder.
상기 초음파 융착부는,
상기 초음파 피어싱부에서 가공물의 끼움홀에 부품을 융착 고정하는 복수의 융착 공구혼과,
상기 복수의 융착공구혼을 승강 가능하게 상기 프레임에 각각 결합하는 고정브래킷과,
상기 고정브래킷에 고정되어 상기 복수의 융착공구혼을 각각 수직방향으로 승강시키기 위한 복수의 제4실린더와,
상기 복수의 융착 공구혼에 각각 마주보도록 구성되며 융착 작업시 가공물을 홀딩하는 복수의 홀딩부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착 장치.The method of claim 1,
The ultrasonic fusion unit,
A plurality of fusion tool horns for fusion-splicing the parts in the fitting holes of the workpiece in the ultrasonic piercing part;
A fixing bracket for respectively coupling the plurality of fusion splicing tool cones to the frame,
A plurality of fourth cylinders fixed to the fixing brackets to lift the plurality of fusion tool horns in a vertical direction, respectively;
A plurality of holding members configured to face the plurality of fusion tool horns, respectively, for holding the workpiece during the welding operation;
Ultrasonic welding device having a piercing function comprising a.
상기 홀딩부재는,
상기 초음파 펀치에서 일정거리 이격되어서 상기 연결브래킷에 결합되고,
상기 제3실린더의 작동에 의해 승강되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착 장치. The method according to claim 4 or 5,
The holding member,
It is coupled to the connecting bracket by being spaced apart from the ultrasonic punch by a certain distance,
Ultrasonic welding device having a piercing function, characterized in that configured to be elevated by the operation of the third cylinder.
상기 홀딩부재는,
상기 연결브래킷의 단부에 고정되는 고정부재와,
상기 고정부재에 승하강되도록 결합되어 가공물을 상기 융착공구혼의 맞은편에서 가압하여 지지하는 가압부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착 장치.The method according to claim 6,
The holding member,
A fixing member fixed to an end of the connecting bracket;
A pressing member coupled to the fixed member so as to be lifted and lowered to support the workpiece from the opposite side of the fusion tool hole;
Ultrasonic welding device having a piercing function comprising a.
상기 이동수단은,
상기 프레임의 바닥에 구비되고, 상기 안착부의 이동을 가이드하는 가이드부재와,
상기 안착부를 상기 초음파 피어싱부와 상기 초음파 융착부를 왕복 이동시키는 제2실린더;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착 장치.The method of claim 1,
Wherein,
A guide member provided at the bottom of the frame to guide movement of the seating part;
A second cylinder for reciprocating the ultrasonic piercing unit and the ultrasonic piercing unit;
Ultrasonic welding device having a piercing function comprising a.
상기 프레임에는,
상기 가공물에 초음파 융착으로 고정되는 부품들이 수용되는 적어도 하나 이상의 수납함이 구비되는 것을 특징으로 하는 피어싱 기능을 갖는 초음파 융착 장치.
The method of claim 1,
In the frame,
Ultrasonic welding device having a piercing function, characterized in that the at least one holder for receiving the parts fixed by ultrasonic welding to the workpiece is provided.
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KR1020110125082A KR101252038B1 (en) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | Apparatus for ultrasonic fusion having piercing function |
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