KR101562178B1 - 스터드 용접 그을음 제거장치 - Google Patents

Abstract

스터드 용접 그을음 제거장치가 개시된다. 개시된 스터드 용접 그을음 제거장치는 스터드 용접기와 별개로 구성되며, 스터드 용접기를 통해 모재에 용접된 스터드 주위의 그을음을 제거하기 위한 것으로서, ⅰ)스터드 용접기의 용접 영역 외측에 설치되는 프레임과, ⅱ)용접 영역 외측으로 이동된 모재의 스터드 용접부에 대응하여 프레임에 전후진 이동 가능하게 설치되는 이동부재와, ⅲ)프레임에 설치되고, 이동부재와 결합되며, 이동부재를 전후진 이동시키는 2단 전후진 작동모듈과, ⅳ)이동부재에 고정되게 설치되는 구동 모터와, ⅴ)구동 모터에 연결되게 설치되어 구동 모터에 의해 회전하며 스터드 용접부의 그을음을 제거하는 브러시 어셈블리를 포함할 수 있다.

Description

스터드 용접 그을음 제거장치 {DEVICE FOR STUD WELD SOOT}

본 발명의 실시예는 스터드 용접 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모재의 스터드 용접부에 흡착된 그을음을 제거할 수 있는 스터드 용접 그을음 제거장치에 관한 것이다.

자동차 산업에서는 차체 패널 및 프레임 등의 베이스에 각종 부품들 예컨대 엔진, 트랜스미션, 스티어링계 등의 각종 의장 부품들을 장착하기 위한 마운팅 유닛으로서, 금속재 패널 등의 모재와 상기한 부품들을 볼팅 결합하기 위한 스터드(즉, 환봉, 볼트 또는 너트)를 사용하고 있다.

스터드는 금속재 모재에 용접 식으로 접합될 수 있다. 이러한 스터드 용접법은 아크용접과 저항용접의 기본원리를 이용한 전자제어 기술의 최신 용접공법으로, 모재에 구멍을 뚫지 않고 스터드를 모재에 순간적으로 용착시키는 용접방법이며, 고강도 체결이 요구되는 산업분야에서 엄격한 체결조건을 만족시키는 가장 이상적이고, 경제적인 체결방법이다.

이러한 스터드 용접법의 원리는 금속재 스터드를 축방향으로 모재와 용접 결합하는 것으로, 스터드 척에 공급된 스터드를 모재와 접촉시킨 후, 스터드 척을 통하여 순간적으로 전기를 인가하여 스터드와 모재 사이에 강한 아크를 발생시켜 스터드의 단부와 모재를 용융시킴과 동시에, 스터드를 모재에 가압하여 용융부가 응고되어 용착되도록 함으로써 결합하는 것이다.

도 1은 일반적인 스터드 용접기의 스터드 척 부분의 사시도로서, 통상의 스터드 용접기는 내부에 가압 실린더(미도시)를 구비하는 스터드 건(101)의 단부에 어댑터(103)를 통하여 스터드 척(105)이 설치된다.

상기 스터드 척(105)의 측부에는 스터드 공급 파이프(107)가 리시버(109)를 통하여 스터드 척(105)의 일측으로 연결된다.

이러한 스터드 용접기는 스터드 공급 파이프(107)를 통하여 공급되는 스터드(S)가 리시버(109)를 통하여 스터드 척(105)에 세팅된다.

상기와 같은 상태에서 가압 실린더가 작동하여 스터드(S)를 밀어내면서 모재(B) 상의 용접부(W)에 접촉시키고 전력을 공급하면, 아크 발생으로 모재(B)에 스터드(S)가 용융 및 가압되면서 모재(B)의 원하는 부위에 신속하고 정확한 스터드 용접을 가능하게 한다.

한편, 상기 스터드 건(101)의 일측에는 서스테이너(102)가 구성되어 스터드 용접 시, 상기 모재(B)를 지지하도록 한다.

도 2는 종래 기술에 따른 스터드 용접부의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

그러나 종래의 스터드 용접기에 의한 스터드 용접은, 도 2에서 도시된 바와 같이, 모재(B)의 표면과 스터드(S) 상의 도금 이물질을 용접열로 용융시키는 과정에 불완전 연소로 인해 탄화수소 알갱이가 외부로 비산되면서 모재(B)의 용접부(W) 주위에 그을음(201)을 발생시켜 외관을 오염시키고, 모재(B)의 표면에 미세 스패터가 흡착되는 등의 단점이 있다.

이와 같이, 모재(B) 표면에 발생되는 그을음(201)과 미세 스패터의 흡착은 도장공정에서 도장의 부착력을 저하시켜 도장막이 분리되는 등의 도장품질 및 외관품질을 저하시키는 원인이 되고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 스터드의 아크 용접 시 모재의 용접부 주위에 흡착된 그을음을 간단한 구성 및 방법으로 제거할 수 있도록 한 스터드 용접 그을음 제거장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치는, 스터드 용접기와 별개로 구성되며, 상기 스터드 용접기를 통해 모재에 용접된 스터드 주위의 그을음을 제거하기 위한 것으로서, ⅰ)상기 스터드 용접기의 용접 영역 외측에 설치되는 프레임과, ⅱ)상기 용접 영역 외측으로 이동된 모재의 스터드 용접부에 대응하여 상기 프레임에 전후진 이동 가능하게 설치되는 이동부재와, ⅲ)상기 프레임에 설치되고, 상기 이동부재와 결합되며, 상기 이동부재를 전후진 이동시키는 2단 전후진 작동모듈과, ⅳ)상기 이동부재에 고정되게 설치되는 구동 모터와, ⅴ)상기 구동 모터에 연결되게 설치되어 상기 구동 모터에 의해 회전하며 상기 스터드 용접부의 그을음을 제거하는 브러시 어셈블리를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치는, 상기 프레임에 설치되는 에어 블로워와, 상기 에어 블로워와 연결되고 상기 이동부재에 고정되며 상기 에어 블로워로부터 공급되는 에어를 상기 스터드 용접부로 분사하는 에어 분사관을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 2단 전후진 작동모듈은 공압에 의해 전후진 이동하는 슬라이드 테이블을 포함하며 상기 프레임의 상면에 설치되는 슬라이드 실린더와, 상기 슬라이드 테이블의 상면에 설치되며 공압에 의해 전후진 이동하는 작동 로드를 통해 상기 이동부재와 결합되는 튜브 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 슬라이드 실린더는 상기 프레임의 상면에 고정되게 설치되며 적어도 하나의 실린더 실을 내부에 형성하는 실린더 블록과, 상기 실린더 실에 설치되며 공압에 의해 전후진 이동하는 피스톤과, 상기 피스톤에 설치되며 상기 실린더 블록의 전후 양측으로 돌출되는 실린더 로드와, 상기 실린더 로드의 양측 돌출 단부에 설치되며 상기 슬라이드 테이블과 결합되는 이동체를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 튜브 실린더는 고정 블록을 통해 상기 슬라이드 테이블의 상면에 고정되게 설치되는 튜브 형태의 실린더 바디와, 상기 실린더 바디의 내부에 설치되며 공압에 의해 전후진 이동하는 피스톤을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 작동 로드는 상기 피스톤의 전단 측에 설치되며, 상기 실린더 바디의 전방 측으로 돌출될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 슬라이드 테이블의 상면에는 상기 이동부재와 결합되는 LM 가이드가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 LM 가이드는 상기 슬라이드 테이블의 상면에 전후 방향으로 고정되게 설치되는 가이드 레일과, 상기 가이드 레일에 전후 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며 상기 이동부재와 결합되는 슬라이더를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 슬라이드 실린더와 튜브 실린더는 동시에 작동할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 브러시 어셈블리는 상기 구동 모터의 구동축에 고정되게 설치되는 회전부재와, 상기 회전부재에 고정되게 설치되는 적어도 하나의 브러시부재를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 브러시부재는 복수 개로 구비되며, 상기 스터드와 동축을 이루는 상기 회전부재의 회전 중심 외측에서 그 회전 중심에 대해 방사 상으로 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 브러시부재는 상기 회전부재에 고정되게 설치되는 섕크와, 상기 섕크의 단부에 설치되며 상기 스터드 용접부의 그을음을 브러싱 하는 브러시 다발을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 회전부재는 상기 구동 모터의 구동축이 끼워지는 제1 장착홈을 지닌 제1 부분과, 상기 섕크가 끼워지는 제2 장착홈을 지니며 상기 제1 부분과 일체로 연결되는 제2 부분으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 제1 부분의 외주면에는 상기 제1 장착홈과 연결되는 제1 체결홀이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 제2 부분의 외주면에는 상기 제2 장착홈과 연결되는 제2 체결홀이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 에어 분사관은 플렉시블 호스로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 에어 분사관은 고정 브라켓을 통해 상기 이동부재에 고정되게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치에 있어서, 상기 에어 분사관은 상기 브러시 어셈블리의 회전 반경 외측에 에어 분사단이 위치할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 모재의 스터드 용접부에 흡착된 그을음을 브러시 어셈블리를 통해 물리적으로 제거하고, 에어 분사수단을 통해 그을음을 분산시킴으로써 모재의 도장 품질 및 외관 품질을 향상시킬 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 일반적인 스터드 용접기의 스터드 척 부위를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 스터드 용접부의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치에 적용되는 2단 전후진 작동모듈의 슬라이드 실린더를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치에 적용되는 2단 전후진 작동모듈의 튜브 실린더를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치에 적용되는 브러시 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치에 적용되는 브러시 어셈블리를 도시한 결합 사시도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치(100)는 금속재 스터드(S)를 축 방향으로 모재(B)와 용접 결합하기 위한 스터드 용접 시스템에 적용될 수 있다.

예를 들면, 상기 스터드 용접 시스템은 스터드(S)를 모재(B)와 접촉시킨 후, 스터드(S)와 모재(B)에 전기를 인가하여 스터드(S)와 모재(B) 사이에 강한 아크 방전을 발생시킴으로써, 스터드(S)의 단부와 모재(B)를 순간적으로 용융시킴과 동시에, 스터드(S)를 모재(B)에 가압하여 스터드(S)를 모재(B)에 용착시키는 방식을 채용한다.

이러한 스터드 용접 시스템은 당 업계에서 널리 알려진 아크 방전 용접 방식의 스터드 용접기로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 모재(B)는 차체에 적용되는 패널로 정의할 수 있다. 그러나, 상기 모재(B)는 차체 패널을 포함하는 것에 반드시 한정되지 않고, 각종 차체 멤버 및 프레임 등과 같은 차체 구조물을 포함할 수도 있다.

그리고, 상기 스터드(S)는 차체 패널, 차체 멤버 및 프레임 등에 소정의 부품을 볼트 체결하기 위한 웰드 체결부재로서 환봉, 볼트 및 너트 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같은 스터드(S)가 차체 패널, 차체 멤버 및 차체 구조물 등과 같은 모재(B)에 용접 접합된 예를 설명하기로 한다.

그러나, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 소정의 금속 부품이 금속 모재에 용접 접합된 다양한 종류의 접합 구조물이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

이하에서는 도면을 기준으로 하여 하기의 구성요소들을 설명하는데, 도면에서의 좌측 방향을 전방이라 정의하고, 우측 방향을 후방이라고 정의한다. 하지만 이러한 방향의 기준은 전체 장치(100)의 장착 위치에 따라 달라질 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치(100)는 스터드 용접기와 별개로 구성되는 바, 모재(B)에 용접 접합된 스터드(S) 주위의 그을음을 효과적으로 제거할 수 있는 구조로 이루어진다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 스터드(S)가 용접 접합된 모재(B)를 로봇 등을 통해 스터드 용접기의 용접 영역 외측으로 이동시킨 상태에서, 모재(B)의 스터드 용접부(W)에 흡착되어 있는 그을음을 물리적으로 제거할 수 있는 스터드 용접 그을음 제거장치(100)를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치(100)는 기본적으로, 프레임(10), 이동부재(20), 2단 전후진 작동모듈(30), 구동 모터(60) 그리고 브러시 어셈블리(70)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에서, 상기 프레임(10)은 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 지지하는 것으로, 스터드 용접기와 별개로 그 스터드 용접기의 용접 영역 외측에 설치되며, 하나의 프레임 또는 둘 이상으로 구획된 프레임으로 구성될 수 있다.

상기 프레임(10)에는 하기의 구성 요소들을 지지하기 위한 각종 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 하우징, 케이스, 블록, 칼라 등과 같은 부속요소들을 포함하고 있다.

그러나, 상기한 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 프레임(10)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 프레임(10)으로 통칭한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 이동부재(20)는 뒤에서 더욱 설명될 구동 모터(60)를 지지하는 것으로, 2단 전후진 작동모듈(30)을 통해 프레임(10)에 전후 방향으로 전후진 이동 가능하게 설치될 수 있다.

상기 이동부재(20)는 알루미늄 소재로 이루어지며, "L" 자형 단면의 플레이트로서 구비되고, 구동 모터(60)를 장착하기 위한 장착 구멍 및 볼트 구멍 등이 형성되어 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 2단 전후진 작동모듈(30)은 이동부재(20)를 전후진 이동시키기 위한 것이다. 즉, 상기 2단 전후진 작동모듈(30)은 모재(B)의 스터드 용접부(W)에 대하여 이동부재(20)를 전후 방향으로 왕복 이동시키기 위한 것이다.

상기 2단 전후진 작동모듈(30)은 프레임(10)의 상면에 설치되는 슬라이드 실린더(31)와, 그 슬라이드 실린더(31)의 상면에 설치되는 튜브 실린더(41)를 포함하고 있다.

이러한 2단 전후진 작동모듈(30)은 프레임(10)의 상면으로부터 상측 방향으로 슬라이드 실린더(31)와 튜브 실린더(41)가 2단으로 설치되는 구조로 이루어진다.

상기에서 슬라이드 실린더(31)는 프레임(10)의 상면에 설치되는 바, 도 4에서와 같이 그 프레임(10)의 상면에 고정되게 설치되는 육면체 형상의 실린더 블록(32)을 포함한다.

상기 실린더 블록(32)의 내부에는 적어도 하나, 예를 들면 전후 방향을 따라 상호 평행한 한 쌍의 실린더 실(33)을 형성하고 있다.

상기 각 실린더 실(33)의 내부에는 피스톤(34)이 설치된다. 상기 피스톤(34)은 유압 또는 공압, 예를 들면 공압에 의해 실린더 실(33)을 전후진 왕복 이동한다.

상기 피스톤(34)에는 실린더 로드(35)가 설치되는데, 그 실린더 로드(35)는 실린더 블록(32)의 전후 양측으로 돌출되게 설치된다.

여기서, 상기 실린더 로드(35)는 피스톤(34)의 전후단 측에 각각 연결되며 실린더 블록(32)의 전후 양측으로 돌출되게 설치될 수 있고, 피스톤(34)을 관통하여 고정된 상태로 실린더 블록(32)의 전후 양측으로 돌출되게 설치될 수도 있다.

그리고, 상기 실린더 블록(32)의 전후 양측으로 돌출된 실린더 로드(35)의 돌출 단부에는 이동체(36)가 설치된다.

상기 이동체(36)는 블록 형태로서 실린더 로드(35)의 양측 돌출 단부에 고정되게 설치되며, 전후진 이동하는 피스톤(34)에 의해 실린더 로드(35)와 함께 전후 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

이 경우, 상기 이동체(36)에는 실린더 블록(32)의 상면과 대응하는 슬라이드 테이블(37)이 결합된다. 상기 슬라이드 테이블(37)은 알루미늄 소재로 이루어진 사각형의 플레이트로 구비되며, 실린더 블록(32)과 별개로 이동체(36)와 볼트 결합될 수 있다.

즉, 상기 슬라이드 테이블(37)은 실린더 로드(35)의 양측 돌출 단부에 각각 설치된 이동체(36)에 이의 전후 양측 단부가 볼트 결합될 수 있다. 상기 슬라이드 테이블(37)은 실린더 로드(35)에 의해 이동체(36)와 함께 전후 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

도면에서 미 설명된 참조 부호 38은 실린더 블록(32) 내부의 실린더 실(33)로 피스톤(34)의 전진 공압을 제공하는 전진 공압 포트를 나타내고, 참조 부호 39는 실린더 실(33)로 피스톤(34)의 후진 공압을 제공하는 후진 공압 포트를 나타낸다.

상기한 전진 공압 포트(38) 및 후진 공압 포트(39)는 실린더 블록(32)의 측면에 구비되는 바, 예를 들면 공압을 실린더 블록(32) 내부의 실린더 실(33)로 공급하는 공압 공급 니플을 포함할 수 있다.

한편, 상기 튜브 실린더(41)는 슬라이드 실린더(31)와 연결되게 설치되는 바, 그 슬라이드 실린더(31)의 슬라이드 테이블(37) 상면에 설치된다.

상기 튜브 실린더(41)는 슬라이드 실린더(31)와 별개로 유압 또는 공압, 예를 들면 공압에 의해 전후진 작동하는 것으로, 위에서 언급한 바 있는 이동부재(20)와 결합된다.

이러한 튜브 실린더(41)는 슬라이드 실린더(31)의 상측에서 슬라이드 테이블(37)의 상면에 고정되게 설치되는 튜브 형태의 실린더 바디(42)를 포함한다. 상기 실린더 바디(42)는 고정 블록(43)을 통해 슬라이드 테이블(37)의 상면에 고정되게 설치된다.

상기 실린더 바디(42)의 내부에는 도 5에서와 같이, 공압에 의해 전후진 작동(이동)하는 피스톤(44)이 설치된다. 그리고 상기 피스톤(44)의 전단 측에는 작동 로드(45)가 설치되는데, 그 작동 로드(45)는 실린더 바디(42)의 전방 측으로 돌출되게 설치된다.

여기서, 상기 작동 로드(45)의 돌출 단부에는 이동부재(20)가 고정되게 설치된다. 예를 들면 상기 이동부재(20)는 작동 로드(45)의 돌출 단부에 볼트 결합될 수 있다.

그리고, 상기 실린더 바디(42)의 후단 측에는 피스톤(44)으로 전진 공압을 제공하는 전진 공압 포트(48)가 구비되며, 실린더 바디(42)의 전단 측에는 피스톤(44)으로 후진 공압을 제공하는 후진 공압 포트(49)가 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서 상기 슬라이드 실린더(31)의 슬라이드 테이블(37)에는 도 3에서와 같이, 슬라이드 실린더(31) 및 튜브 실린더(41)의 전후진 작동에 의해 전후 방향으로 왕복 이동되는 이동부재(20)를 가이드 하기 위한 LM 가이드(50)를 설치하고 있다.

상기 LM 가이드(50)는 튜브 실린더(41)의 전방 측에서 슬라이드 테이블(37)의 상면에 설치된다. 이러한 LM 가이드(50)는 가이드 레일(51)과 슬라이더(53)를 포함한다.

상기 가이드 레일(51)은 슬라이드 테이블(37)의 상면에 전후 방향을 따라 고정되게 설치된다. 그리고 상기 슬라이더(53)는 가이드 레일(51)에 전후 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 결합된다. 상기 슬라이더(53)는 이동부재(20)와 결합될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 슬라이드 실린더(31)의 슬라이드 테이블(37)이 전후진 작동함과 동시에 튜브 실린더(41)의 작동 로드(45)가 전후진 작동함에 따라 이동부재(20)는 LM 가이드(50)를 통해 가이드되면서 전후방 측으로 왕복 이동될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 의한 상기 2단 전후진 작동모듈(30)의 슬라이드 실린더(31) 및 튜브 실린더(41)는 동시에 작동하며 이동부재(20)를 전후 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다.

대안으로서, 본 발명의 실시예에서는 상기 2단 전후진 작동모듈(30)의 슬라이드 실린더(31) 및 튜브 실린더(41)가 동시에 작동하는 예를 설명하였으나, 본 발명에서는 이에 반드시 한정되지 않고, 슬라이드 실린더(31)와 튜브 실린더(41)를 개별적으로 작동시키며 이동부재(20)를 전후 방향으로 왕복 이동시킬 수도 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 이동부재(20)를 전후 방향으로 왕복 이동시키기 위한 작동유닛으로서 슬라이드 실린더(31)와 튜브 실린더(41)로 이루어진 2단 전후진 작동모듈(30)을 구비함에 따라, 작동유닛의 작동 스트로크를 줄일 수 있고, 이로 인해 작동유닛의 전체 길이를 축소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 2단 전후진 작동모듈(30)로서 이동부재(20)를 전후 방향으로 왕복 이동시킴에 따라, 주변 설비 및 모재(B)의 구조물 등에 대한 이동부재(20)의 간섭을 회피할 수 있고, 전체 장치의 싸이클 타임을 단축시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 구동 모터(60)는 뒤에서 더욱 설명될 브러시 어셈블리(70)를 회전시키기 위한 것으로, 그 브러시 어셈블리(70)에 회전 구동력을 제공한다.

상기 구동 모터(60)는 이동부재(20)에 전후 방향으로 고정되게 설치되는 바, 그 이동부재(20)의 장착 구멍에 설치되며, 볼트 등과 같은 체결수단을 통해 이동부재(20)에 고정되게 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 구동 모터(60)는 BLDC 감속기 모터로 구비될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서 상기 브러시 어셈블리(70)는 모재(B)의 스터드 용접부(W)에 흡착되어 있는 그을음을 물리적으로 제거하기 위한 것이다.

상기 브러시 어셈블리(70)는 구동 모터(60)의 회전 구동력을 제공받아 회전할 수 있도록 그 구동 모터(60)에 연결되게 설치된다. 이러한 브러시 어셈블리(70)는 도 6 및 도 7에서와 같이, 회전부재(71) 및 브러시부재(75)를 포함하고 있다.

상기 회전부재(71)는 구동 모터(60)의 구동축(61)에 고정되게 설치된다. 상기 브러시부재(75)는 스터드 용접부(W)의 그을음을 실질적으로 제거하는 것으로 회전부재(71)에 고정되게 설치된다.

상기에서 브러시부재(75)는 본 발명의 실시예에서 복수 개(예를 들면, 4 개)로 구비되는데, 모재(B)에 용접된 스터드(S)와 동축을 이루는 회전부재(71)의 회전 중심 외측에서 그 회전 중심에 대해 방사 상으로 배치된다.

이러한 브러시부재(75)는 회전부재(71)에 고정되게 설치되는 로드 형태의 섕크(77)와, 그 섕크(77)의 자유 단부에 설치되는 브러시 다발(79)을 포함한다.

상기 섕크(77)의 한 쪽 단부(고정 단부)는 회전부재(71)에 끼워지며 고정되고, 다른 한 쪽 단부(자유 단부)에는 브러시 다발(79)이 설치된다.

상기 브러시 다발(79)은 스터드 용접부(W)의 그을음을 털어 내는 것으로, 다수 개의 철재 브러시들이 섕크(77)의 자유단에 묶음 형태로 고정된 것이다.

여기서, 상기한 바와 같은 회전부재(71)는 구동 모터(60)의 구동축(61)에 결합되는 제1 부분(72)과, 제1 부분(72)에 일체로 연결되며 브러시부재(75)의 섕크(77)가 결합되는 제2 부분(73)으로 이루어진다.

상기 제1 부분(72)은 원형의 단면 형태를 지니며 구동 모터(60)의 구동축(61)이 끼워지는 제1 장착홈(74a)을 형성하고 있다. 상기 제2 부분(73)은 제1 부분(72) 보다 큰 직경의 단면을 지니며 브러시부재(75)의 섕크(77)가 끼워지는 제2 장착홈들(74b)을 형성하고 있다.

이 경우, 상기 제2 장착홈들(74b)은 모재(B)에 용접된 스터드(S)와 동축을 이루는 제2 부분(73)의 중심 외측에서 그 중심에 대해 방사 상으로 배치된다.

그리고, 상기 제1 부분(72)의 외주면에는 제1 장착홈(74a)과 연결되는 제1 체결홀(74c)이 형성된다. 상기 제1 체결홀(74c)에는 체결 볼트(74d)가 체결되며, 그 체결 볼트(74d)는 제1 부분(72)을 구동 모터(60)의 구동축(61)에 견고히 고정시킨다.

상기 제2 부분(73)의 외주면에는 제2 장착홈(74b)과 연결되는 제2 체결홀(74e)이 형성된다. 상기 제2 체결홀(74e)에는 상기한 바와 같은 체결 볼트(74d)가 체결되며, 그 체결 볼트(74d)는 섕크(77)를 제2 부분(73)에 견고히 고정시킨다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 상기 스터드 용접 그을음 제거장치(100)는 도 3에서와 같이, 브러시부재(75)에 의해 스터드 용접부(W)로부터 떨어지며 비산되는 그을음 입자를 에어로서 불어내는 에어 분사수단을 더 포함하고 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 에어 분사수단은 에어 블로워(80)와 에어 분사관(90)을 포함한다. 상기 에어 블로워(80)는 대기 중의 공기를 흡입 압축하며 토출하는 것으로, 프레임(10)에 설치된다.

이러한 에어 블로워(80)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 에어 블로워 장치로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 상기 에어 분사관(90)은 에어 블로워(80)로부터 공급되는 에어를 스터드 용접부(W)로 분사하는 것으로, 에어 블로워(80)와 연결되고, 이동부재(20)에 고정되게 설치된다.

상기 에어 분사관(90)은 플렉시블 호스로 이루어지며, 고정 브라켓(91)을 통해 이동부재(20)에 고정되게 설치된다.

여기서 상기 에어 분사관(90)의 에어 분사단은 회전부재(71)의 회전 반경 외측에 위치하며, 브러시부재(75)의 브러시 다발(79) 측으로 에어를 분사한다.

지금까지 설명한 바와 같은 구성 요소들 중에서 슬라이드 실린더(31)와 튜브 실린더(41)는 센서, 릴레이 및 스피트 컨트롤러를 통해 전후진 작동이 제어되고, 구동 모터(60)는 모터 컨트롤러에 의해 작동이 제어될 수 있다.

그리고, 상기 슬라이드 실린더(31) 및 튜브 실린더(41)는 에어 컴프레셔를 통해 공압을 공급받을 수 있고, 그 공압 공급라인에는 솔레노이드 밸브가 설치될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치(100)의 작동을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에서는 스터드 용접기를 통해 아크 방전 용접 방식으로 금속재의 모재(B)에 스터드(S)를 용접 접합한다.

이 경우, 모재(B)의 표면과 스터드(S) 상의 도금 이물질을 용접열로 용융시키는 과정에 불완전 연소로 인해 탄화수소 알갱이가 외부로 비산되면서 모재(B)의 스터드 용접부(W)에 그을음(1)이 흡착된다.

이렇게 모재(B)에 스터드(S)를 용접한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 모재(B)를 로봇 등을 통해 스터드 용접기의 용접 영역 외측 즉, 본 장치(100)의 전방 측으로 이동시킨다.

여기서, 본 발명의 실시예에서는 브러시 어셈블리(70)의 회전부재(71)에 있어 제2 부분(73)의 회전 중심이 스터드(S)의 축 방향과 일치하도록 모재(B)를 스터드 용접기의 용접 영역 외측으로 이동시킨다.

이 때, 2단 전후진 작동모듈(30)의 슬라이드 실린더(31) 및 튜브 실린더(41)는 작동이 정지된 상태로 작업 대기 중에 있는 바, 슬라이드 실린더(31)의 슬라이드 테이블(37) 및 튜브 실린더(41)의 작동 로드(45)는 후진된 상태에 있다. 즉, 이동부재(20)는 2단 전후진 작동모듈(30)에 의해 후진된 상태에 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 도 9에서와 같이 슬라이드 실린더(31)에 공압을 인가하여 그 슬라이드 실린더(31)의 슬라이드 테이블(37)을 일정 거리만큼 전진 이동시킨다.

이와 동시에, 본 발명의 실시예에서는 튜브 실린더(41)에 공압을 인가하여 그 튜브 실린더(41)의 작동 로드(45)를 일정 거리만큼 전진 이동시킨다.

그러면, 슬라이드 실린더(31)의 슬라이드 테이블(37)이 전진 이동함과 동시에 튜브 실린더(41)의 작동 로드(45)가 전진 이동함에 따라, 이동부재(20)는 LM 가이드(50)를 통해 가이드되면서 전방 측으로 일정 거리만큼 이동된다.

즉, 본 발명의 실시예에 의한 구동 모터(60)와 브러시 어셈블리(70)는 이동부재(20)에 의해 모재(B)의 스터드(S) 측으로 전진 이동하게 된다.

이 때 브러시 어셈블리(70)의 회전부재(71)는 제2 부분(73)의 중심점이 스터드(S)의 축 방향과 일치한 상태에서 그 스터드(S) 측으로 전진 이동하게 된다.

그리고, 본 발명의 실시예에 의한 에어 분사수단의 에어 분사관(90)은 이동부재(20)에 고정되어 있기 때문에, 그 이동부재(S)와 함께 스터드(S) 측으로 이동하게 된다.

여기서, 모재(B)에 용접 접합된 스터드(S)는 도 10에서와 같이, 회전부재(71)의 제2 부분(73)에 고정된 브러시부재들(75)의 브러시 다발(79) 안쪽 즉, 축 방향과 일치하는 제2 부분(73)의 중심점 측에 위치하게 된다.

그리고 상기 브러시부재들(75)의 브러시 다발(79)은 모재(B)의 스터드 용접부(W)에 접촉된 상태를 유지하게 된다. 또한, 상기한 바와 같은 에어 분사관(90)의 에어 분사단은 회전부재(71)의 회전 반경 외측에 위치하고 있다.

상기와 같이 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 구동 모터(60)를 구동시키며 브러시 어셈블리(70)의 회전부재(71)를 반 시계 방향 즉, 스터드(S)가 볼트인 경우 그 볼트의 나사산 반대 방향으로 회전시킨다.

이에, 상기 브러시부재들(75)은 회전부재(71)에 의해 반 시계 방향으로 회전하며, 스터드 용접부(W)에 흡착되어 있는 그을음(1)을 물리적으로 제거한다.

이러는 과정에, 본 발명의 실시예에서는 에어 블로워(80)로부터 공급되는 에어를 에어 분사관(90)의 에어 분사단을 통해 브러시 다발(79) 측으로 분사한다.

그러면, 상기 브러시 다발(79)에 의해 스터드 용접부(W)로부터 떨어지며 비산되는 그을음 입자들은 에어 분사관(90)을 통해 분사되는 에어에 의해 스터드 용접부(W)의 외측으로 분산된다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 구동 모터(60)에 의해 회전하는 브러시 어셈블리(70)로서 스터드 용접부(W)의 그을음(1)을 완전히 제거할 수 있게 된다.

한편, 상기한 바와 같이 브러시 어셈블리(70)를 통해 스터드 용접부(W)의 그을음(1)을 완전히 제거한 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 2단 전후진 작동모듈(30)의 슬라이드 실린더(31) 및 튜브 실린더(41)에 후진 공압을 인가하여 이동부재(20)를 원래의 위치로 후진 이동시킨다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 스터드 용접 그을음 제거장치(100)에 의하면, 회전하는 브러시 어셈블리(70)를 통해 스터드 용접부(W)의 그을음을 브러싱 하여 완전히 제거할 수 있으므로, 모재(B)의 도장 품질 및 외관 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

10... 프레임 20... 이동부재
30... 2단 전후진 작동모듈 31... 슬라이드 실린더
32... 실린더 블록 33... 실린더 실
34, 44... 피스톤 35... 실린더 로드
36... 이동체 37... 슬라이드 테이블
38, 48... 전진 공압 포트 39, 49... 후진 공압 포트
41... 튜브 실린더 42... 실린더 바디
43... 고정 블록 45... 작동 로드
50... LM 가이드 51... 가이드 레일
53... 슬라이더 60... 구동 모터
70... 브러시 어셈블리 71... 회전부재
72... 제1 부분 73... 제2 부분
74a... 제1 장착홈 74b... 제2 장착홈
74c... 제1 체결홀 74d... 체결 볼트
74e... 제2 체결홀 75... 브러시부재
77... 섕크 79... 브러시 다발
80... 에어 블로워 90... 에어 분사관
91... 고정 브라켓 B... 모재
S... 스터드 W... 스터드 용접부
1... 그을음

Claims (15)

1. 스터드 용접기와 별개로 구성되며, 상기 스터드 용접기를 통해 모재에 용접된 스터드 주위의 그을음을 제거하기 위한 스터드 용접 그을음 제거장치로서,
   상기 스터드 용접기의 용접 영역 외측에 설치되는 프레임;
   상기 용접 영역 외측으로 이동된 모재의 스터드 용접부에 대응하여 상기 프레임에 전후진 이동 가능하게 설치되는 이동부재;
   상기 프레임에 설치되고, 상기 이동부재와 결합되며, 상기 이동부재를 전후진 이동시키는 2단 전후진 작동모듈;
   상기 이동부재에 고정되게 설치되는 구동 모터; 및
   상기 구동 모터에 연결되게 설치되어 상기 구동 모터에 의해 회전하며 상기 스터드 용접부의 그을음을 제거하는 브러시 어셈블리;를 포함하며,
   상기 2단 전후진 작동모듈은, 공압에 의해 전후진 이동하는 슬라이드 테이블을 포함하며 상기 프레임의 상면에 설치되는 슬라이드 실린더와, 상기 슬라이드 테이블의 상면에 설치되며 공압에 의해 전후진 이동하는 작동 로드를 통해 상기 이동부재와 결합되는 튜브 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 프레임에 설치되는 에어 블로워와,
   상기 에어 블로워와 연결되고, 상기 이동부재에 고정되며, 상기 에어 블로워로부터 공급되는 에어를 상기 스터드 용접부로 분사하는 에어 분사관
   을 더 포함하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,
   상기 슬라이드 실린더는,
   상기 프레임의 상면에 고정되게 설치되며, 적어도 하나의 실린더 실을 내부에 형성하는 실린더 블록과,
   상기 실린더 실에 설치되며, 공압에 의해 전후진 이동하는 피스톤과,
   상기 피스톤에 설치되며, 상기 실린더 블록의 전후 양측으로 돌출되는 실린더 로드와,
   상기 실린더 로드의 양측 돌출 단부에 설치되며, 상기 슬라이드 테이블과 결합되는 이동체
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 튜브 실린더는,
   고정 블록을 통해 상기 슬라이드 테이블의 상면에 고정되게 설치되는 튜브 형태의 실린더 바디와,
   상기 실린더 바디의 내부에 설치되며, 공압에 의해 전후진 이동하는 피스톤을 포함하며,
   상기 작동 로드는 상기 피스톤의 전단 측에 설치되며, 상기 실린더 바디의 전방 측으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 슬라이드 테이블에는,
   상기 이동부재와 결합되는 LM 가이드가 설치되는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 LM 가이드는,
   상기 슬라이드 테이블의 상면에 전후 방향으로 고정되게 설치되는 가이드 레일과,
   상기 가이드 레일에 전후 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 이동부재와 결합되는 슬라이더
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 슬라이드 실린더와 튜브 실린더는 동시에 작동하는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 브러시 어셈블리는,
   상기 구동 모터의 구동축에 고정되게 설치되는 회전부재와,
   상기 회전부재에 고정되게 설치되는 적어도 하나의 브러시부재
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 브러시부재는,
    복수 개로 구비되며, 상기 스터드와 동축을 이루는 상기 회전부재의 회전 중심 외측에서 그 회전 중심에 대해 방사 상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
11. 제9 항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 브러시부재는,
    상기 회전부재에 고정되게 설치되는 섕크와, 상기 섕크의 단부에 설치되며 상기 스터드 용접부의 그을음을 브러싱 하는 브러시 다발을 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 회전부재는,
    상기 구동 모터의 구동축이 끼워지는 제1 장착홈을 지닌 제1 부분과,
    상기 섕크가 끼워지는 제2 장착홈을 지니며 상기 제1 부분과 일체로 연결되는 제2 부분
    으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 부분의 외주면에는 상기 제1 장착홈과 연결되는 제1 체결홀이 형성되고,
    상기 제2 부분의 외주면에는 상기 제2 장착홈과 연결되는 제2 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
14. 제2 항에 있어서,
    상기 에어 분사관은,
    플렉시블 호스로 이루어지며, 고정 브라켓을 통해 상기 이동부재에 고정되게 설치되는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 에어 분사관은,
    상기 브러시 어셈블리의 회전 반경 외측에 에어 분사단이 위치하는 것을 특징으로 하는 스터드 용접 그을음 제거장치.

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