KR101435268B1 - 전극 팁 교체장치 및 이를 포함하는 점용접 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점용접 시 사용되는 전극 팁을 자동으로 교체할 수 있는 전극 팁 교체장치 및 이를 포함하는 점용접 설비에 관하여 개시한다.
이를 위하여 본 발명은 상하 전극을 설정된 위치로 이동시켜 점용접을 수행하는 점용접 로봇과, 점용접 로봇의 점용접 작업 영역에 형성되며, 상하에서 진입하는 점용접 전극의 압력으로 수축되는 이동편 및 상기 이동편의 수축력을 전달받아 상기 점용접 전극의 전극 팁 측면을 가압하며 회전하는 그립을 포함하는 전극 팁 교체장치를 포함하여, 점용접 로봇이 전극 팁 교체장치의 이동편을 타점으로 인식하고, 용접 시 상하 전극의 전극 팁이 전극 팁 교체장치에 의하여 분리되도록 하는 것을 특징으로 하는 전극 팁 교체장치를 포함하는 점용접 설비를 제공한다.

Description

전극 팁 교체장치 및 이를 포함하는 점용접 설비{ELECTRODE TIP EXCHANGE APPARATUS AND SPOT WELDING EQUIPMENT COMPRISING THE SAME}

본 발명은 전극 팁 교체장치 및 이를 포함하는 점용접 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 점용접 시 사용되는 전극 팁을 자동으로 교체할 수 있는 전극 팁 교체장치 및 이를 포함하는 점용접 설비에 관한 것이다.

일반적으로 점용접(스폿 용접: spot welding)은 전기저항 용접에 속하는 용접 방법으로써, 금속에 전류가 흐를 때 발생하는 열을 이용하여 압력을 주면서 용접하는 방법을 말한다.

점용접은 접합하고자 하는 두 금속을 맞대어 놓고 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 저항 열이 발생하는데, 이로 인해 압력 부위가 접합되는 성질을 이용하는 것이다.

이렇게 금속(용접 판재)에 연속적으로 압력 부위를 가하게되면, 그 접합부위에 마모가 발생하기 때문에 일정 타점 이상 사용된 전극 팁(electrode tip)은 교체를 해주어야 한다.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-1999-0065940호(공개일자 : 1999.08.16.) '자동차 부품 스폿용접기에 있어 회전식 하부전극 자동교환장치'가 있다.

본 발명은 점용접 시 사용되는 전극 팁이 마모 한계점인 일정 타점 이상이 되면, 자동으로 전극 팁을 회수 및 공급할 수 있는 전극 팁 교체장치 및 이를 포함하는 점용접 설비를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 기술적 사상에 따르면, 상하에서 진입하는 점용접 전극의 압력으로 수축되는 이동편; 및 상기 이동편의 수축력을 전달받아 상기 점용접 전극의 전극 팁(electrode tip) 측면을 가압하며 회전하는 그립;을 포함하는 전극 팁 교체장치를 제공한다.

상기 이동편은, 내부에 유체를 수용하여 상기 전극의 압력으로부터 유압을 발생시키고, 상기 유압을 이용하여 상기 그립을 동작시키는 것이 바람직하다.

그리고 상기 그립은, 상기 전극 팁과 마찰되는 면이 코러게이트(corrugate) 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 기술적 사상에 따르면, 상하 전극을 설정된 위치로 이동시켜 점용접을 수행하는 점용접 로봇; 및 상기 점용접 로봇의 점용접 작업 영역에 형성되며, 상하에서 진입하는 점용접 전극의 압력으로 수축되는 이동편과, 상기 이동편의 수축력을 전달받아 상기 점용접 전극의 전극 팁 측면을 가압하며 회전하는 그립을 포함하는 전극 팁 교체장치;를 포함하여, 상기 점용접 로봇이 상기 전극 팁 교체장치의 이동편을 타점으로 인식하고, 용접 시 상기 상하 전극의 전극 팁이 상기 전극 팁 교체장치에 의하여 분리되도록 하는 것을 특징으로 하는 전극 팁 교체장치를 포함하는 점용접 설비를 제공한다.

상기 전극 팁 교체장치는, 신규 전극 팁을 거치하는 신규 전극 팁 공급부;를 더 포함하여, 상기 점용접 로봇이 상기 이동편과 상기 신규 전극 팁 공급부를 순차적으로 타점으로 인식하여 동작하면, 상기 이동편에서 사용 전극 팁이 분리되고, 상기 신규 전극 팁 공급부에서 신규 전극 팁이 장착되는 것이 바람직하다.

본 발명인 전극 팁 교체장치 및 이를 포함하는 점용접 설비는, 점용접 시 사용되는 전극 팁이 마모 한계점인 일정 타점 이상이 되면, 자동으로 전극 팁을 회수 및 공급하여 작업공수를 절감하고, 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명인 전극 팁 교체장치 및 이를 포함하는 점용접 설비는, 작업자가 별도로 전극 팁을 교체할 필요 없이 자동으로 교체가 가능하므로 안전사고를 예방할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 점용접 설비를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전극 팁 교체장치에 있어서, 상하에서 진입하는 점용접 전극의 압력으로 수축되는 이동편을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 팁 교체장치에 있어서, 이동편의 수축력 전달여부에 따라 작동되는 그립을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전극 팁 교체장치에 있어서, 그립이 전극 팁을 가압한 상태로 회전하는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면,
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 팁 교체장치에 있어서, 전극 팁이 상하 전극으로부터 분리되는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면임.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전극 팁 교체장치 및 이를 포함하는 점용접 설비에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 점용접 설비를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 점용접 설비는 크게, 점용점 로봇(110)과, 전극 팁 교체장치(120)를 포함한다.

점용접 로봇(110)은 상하 전극을 설정된 위치로 이동시켜 점용접을 수행한다. 이때, 점용접 로봇(110)은 전기저항을 이용한 점용접을 수행한다.

이러한 전기저항 용접은 금속에 전류가 흐를 때 발생하는 열을 이용하여 압력을 주면서 용접을 하게 된다.

점용접 로봇(110)은 접합하고자 하는 두 금속을 맞대어 놓고 상하 전극(10, 20)에 필요한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하여, 압력 부위가 접합되는 성질을 이용한다.

이때, 점용접 로봇(110)의 상하 전극(10, 20)이 금속(용접 판재)에 연속적으로 압력 부위를 가하게 되면, 그 접합부위에 마모가 발생하게 된다.

여기서, 상기 상하 전극(10, 20)의 선단에는 전극 팁(30, 30')이 장착되는데 상기와 같이 접합부위에 마모가 발생하게 되면, 일정 타점 이상 사용된 전극 팁(30, 30')은 교체를 해주어야 한다.

여기서 상기 일정 타점이란, 전극 팁(30, 30')이 피용접 대상인 판재를 상하 방향에서 저항 점용접하는 횟수를 의미한다.

전극 팁 교체장치(120)는 이동편(122)와 그립(124)을 포함하는 구성으로 이루어져, 전극 팁(30, 30')을 상하 전극(10, 20)으로부터 분리시킨다.

이동편(122)은 점용접 로봇(110)의 점용접 작업 영역에 형성되며, 상하에서 진입하는 전극(10, 20)의 압력으로 수축된다.

이때, 이동편(122)은 내부에 유체를 수용하여 상기 상하 전극(10, 20)의 압력으로부터 유압을 발생시키고, 상기 유압을 이용하여 그립(124)을 동작시킬 수 있다.

그리고 이동편(122)은 상기 상하 전극(10, 20)의 압력에 의해 수축되는 형태로 이루어진다. 이러한 이동편(122)은, 상기 상하 전극(10, 20)의 압력이 해제될 경우 다시 수축되기 전의 길이(L1)로 복원된다.

그립(124)은 점용접 로봇(110)의 상하 전극(10, 20) 주변에 배치된다. 이러한 그립(124)은 상기 이동편(122)의 수축력을 전달받아 상기 상하 전극(10, 20)의 전극 팁(30, 30') 측면을 가압 및 회전시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전극 팁 교체장치에 있어서, 상하에서 진입하는 점용접 전극의 압력으로 수축되는 이동편을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 전극 팁 교체장치(120)는 점용접 로봇(도 1의 110)의 점용접 작업 영역에 형성된다.

이러한 전극 팁 교체장치(120)는 상하 전극(10, 20)의 선단에 장착되는 전극 팁(30, 30')이 일정 타점 이상이 되어, 상하 전극(10, 20)이 이동편(122)에 압력을 가하게 될 경우 작동된다.

즉, 전극 팁 교체장치(120)의 이동편(122)은 상하에서 진입하는 상하 전극(10, 20)의 압력으로 수축된다.

이때, 이동편(122)은 내부에 유체를 수용하여 상하 전극(10, 20)의 압력으로부터 유압을 발생시키고, 상기 유압을 이용하여 그립(124)을 작동시킬 수 있다.

여기서 이동편(122)은 상기 상하 전극(10, 20)의 압력으로 인해 수축될 시, 상기 유압이 발생할 정도의 길이(L2) 만큼 수축된다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 팁 교체장치에 있어서, 이동편의 수축력 전달여부에 따라 작동되는 그립을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 그립(124)은 상하 전극(10, 20)이 상하에서 이동편(122)에 압력을 가하게 되면, 상기 이동편(122)의 유압을 이용해 작동된다.

즉, 그립(124)은 상기 이동편(122)의 수축력을 전달받아 전극 팁(30, 30')의 측면을 가압한다.

이때, 그립(124)은 전극 팁(30, 30')과 마찰되는 면이 코러게이트(corrugate) 형상으로 이루어질 수 있다.

이는 그립(124)과 전극 팁(30, 30') 사이에 마찰면을 증대시켜, 전극 팁(30, 30')이 그립(124)으로부터 미끄러질 확률을 최소화하기 위함이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전극 팁 교체장치에 있어서, 그립이 전극 팁을 가압한 상태로 회전하는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 그립(124)은 가압된 전극 팁(30, 30')을 자체 회전시킬 수 있다. 이때, 그립(124)은 전극 팁(30, 30')을 기 설정된 각도 범위까지 회전시키는 것이 바람직하다.

여기서 상기 기 설정된 각도 범위는 전극 팁(30, 30')이 상하 전극(10, 20)으로부터 분리가 가능한 유효각도를 의미한다. 이는 작업 환경에 따라 변경이 가능하므로 그립(124)의 회전 각도 범위는 본 발명에 제한될 필요가 없다.

도 5 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 팁 교체장치에 있어서, 전극 팁이 상하 전극으로부터 분리되는 모습을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

먼저 도 5를 참조하면, 도 4에서 전술된 바와 같이 그립(124)이 전극 팁(30, 30')을 가압 및 회전시킨 상태에서 상하 유닛(10, 20)이 상하 방향으로 복귀되면, 전극 팁(30, 30')은 상기 상하 유닛(10, 20)으로부터 분리된다.

이때, 전극 팁(30, 30')은 상하 유닛(10, 20)과 억지끼움 형식으로 탈착될 수 있다.

즉, 상하 유닛(10, 20)에서 돌출된 돌기(10a, 20a)는 전극 팁(30, 30')에 형성된 인입공(30a, 30'a)과 대응되어, 상하 유닛(10, 20)과 전극 팁(30, 30')이 억지끼움 형식으로 탈착될 수 있는 것이다.

이때, 도시된 내용은 상하 유닛(10, 20)과 전극 팁(30, 30')이 상호 억지끼움 형식으로 탈착되는 한 예에 불과하므로, 돌출되거나 인입되는 형상은 본 발명에 제한될 필요가 없다.

이렇게 상하 유닛(10, 20)이 상하 방향으로 복귀되면 도 6에 도시된 바와 같이, 이동편(122)에 가해졌던 압력이 해제된다. 이에 따라 이동편(122)은 중심(G)으로부터 수축되기 전으로 복귀된다.

이렇게 이동편(122)에 압력이 해제되면, 그립(124)은 구동이 해제되어 전극 팁(30, 30')에 가해진 가압력이 해제된다.

이러한 일련의 과정을 통해 전극 팁(30, 30')이 분리된다.

도면에 도시되지 않았지만, 본 발명의 전극 팁 교체장치(120)는 신규 전극 팁을 거치하는 신규 전극 팁 공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 전극 팁 교체장치(120)를 포함하는 점용접 설비는, 점용접 로봇이 상기 이동편(122)과 상기 신규 전극 팁 공급부를 순차적으로 타점으로 인식하여 동작하면, 상기 이동편(122)에서 사용 전극 팁(30, 30')이 분리되고, 상기 신규 전극 팁 공급부에서 신규 전극 팁이 장착되는 구조로 이루어질 수 있다.

전술된 바와 같이 본 발명인 전극 팁 교체장치 및 이를 포함하는 점용접 설비는, 점용접 시 사용되는 전극 팁이 마모 한계점인 일정 타점 이상이 되면, 자동으로 전극 팁을 회수 및 공급할 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 작업공수를 절감하고, 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

아울러, 본 발명인 전극 팁 교체장치 및 이를 포함하는 점용접 설비는, 작업자가 별도로 전극 팁을 교체할 필요 없이 자동으로 교체가 가능하므로 시간을 단축하고 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 : 상 전극
20 : 하 전극
30, 30' : 전극 팁
100 : 점용접 설비
110 : 점용접 로봇
120 : 전극 팁 교체장치
122 : 이동편
124 : 그립

Claims (5)

1. 상하에서 진입하는 점용접 전극의 압력으로 수축되는 이동편; 및
   상기 이동편의 수축력을 전달받아 상기 점용접 전극의 전극 팁(electrode tip) 측면을 가압하며 회전하는 그립;을 포함하며,
   상기 이동편은, 내부에 유체를 수용하여 상기 전극의 압력으로부터 유압을 발생시키고, 상기 유압을 이용하여 상기 그립을 동작시키는 것을 특징으로 하는 전극 팁 교체장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 그립은,
   상기 전극 팁과 마찰되는 면이 코러게이트(corrugate) 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극 팁 교체 장치.
   
4. 상하 전극을 설정된 위치로 이동시켜 점용접을 수행하는 점용접 로봇; 및
   상기 점용접 로봇의 점용접 작업 영역에 형성되며, 상하에서 진입하는 점용접 전극의 압력으로 수축되되 내부에 유체를 수용하여 상기 전극의 압력으로부터 유압을 발생시키는 이동편과, 상기 이동편의 수축력을 전달받아 상기 유압을 이용하여 상기 점용접 전극의 전극 팁 측면을 가압하며 회전하는 그립을 포함하는 전극 팁 교체장치;를 포함하여,
   상기 점용접 로봇이 상기 전극 팁 교체장치의 이동편을 타점으로 인식하고, 용접 시 상기 상하 전극의 전극 팁이 상기 전극 팁 교체장치에 의하여 분리되도록 하는 것을 특징으로 하는 전극 팁 교체장치를 포함하는 점용접 설비.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 전극 팁 교체장치는,
   신규 전극 팁을 거치하는 신규 전극 팁 공급부;를 더 포함하여,
   상기 점용접 로봇이 상기 이동편과 상기 신규 전극 팁 공급부를 순차적으로 타점으로 인식하여 동작하면, 상기 이동편에서 사용 전극 팁이 분리되고, 상기 신규 전극 팁 공급부에서 신규 전극 팁이 장착되는 것을 특징으로 하는 점용접 설비.

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