KR101648423B1

KR101648423B1 - 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치

Info

Publication number: KR101648423B1
Application number: KR1020150034922A
Authority: KR
Inventors: 김명진; 김종식
Original assignee: 주식회사휴비스
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2016-08-16

Abstract

본 발명은 스팟용접용 전극 팁으로 니들 다발을 가압하여 나타나는 니들 간의 단차에 근거하여 전극 팁의 선단 형상을 획득하고, 획득한 전극 팁의 선단 형상으로부터 전극 팁의 양부를 검사하는 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치에 관한 것으로서, 동일한 길이를 갖는 복수의 니들을 내부로 수축력을 가하는 원통형링(42)의 내부에 상호 가지런하게 삽입한 니들다발(40); 상호 마주하며 모터(30)에 의해 동시 회전되게 연동되고, 상호 마주하는 위치에 관통구(21)를 형성하며, 한쌍의 니들다발(30)이 니들의 단부끼리 마주하도록 각 관통구(21)에 니들다발(40)을 삽입 고정하여서, 한쌍의 니들다발(40)을 외측에서 각각 스팟용접용 전극 팁으로 가압하게 한 한쌍의 디스크(20); 전극 팁에 의해 눌린 니들다발(40)을 촬영하여 전극 팁의 형상을 획득하는 비전센서(50); 비전센서(50)로 촬영한 이후, 각 니들다발(40)의 복수 니늘을 가지런하게 하여 전극 팁에 눌리는 단부를 평탄하게 하는 복원부(60);상기 디스크(20)를 회전가능하게 장착하고, 상기 전극 팁에 의한 니들다발(40)의 가압 공간, 상기 비전센서(50)의 장착 공간, 및 상기 복원부(60)의 장착 공간이 상기 디스크(20)의 회전방향을 따라 순차적으로 배치되게 한 케이스(10); 를 포함하여 구성된다.

Description

니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치{VERIFICATION APPARATUS FOR ELECTRODE TIP OF SPOT WELDING DEVICE USING NEEDLE BUNDLE}

본 발명은 스팟용접용 전극 팁으로 니들 다발을 가압하여 나타나는 니들 간의 단차에 근거하여 전극 팁의 선단 형상을 획득하고, 획득한 전극 팁의 선단 형상으로부터 전극 팁의 양부를 검사하는 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치에 관한 것이다.

스팟 용접(spot welding)은 2장의 패널을 겹쳐 놓고 점 용접하려는 타점을 정하여 타점의 양측 면을 각각 한쌍의 전극으로 맞댄 후 전극간에 국부적인 고전류를 흘려주며 양측 전극으로 압력을 가함으로써, 패널의 겹쳐진 부위를 용융시켜 접합하는 용접이다. 이러한 스팟 용접은 용접 작업이 간단하고 녹이나 열에 의한 패널 변형도 잘 일어나지 않아 자동차 차체 라인 및 다양한 제품의 생산 현장에서 널리 사용되고 있다.

도 1은 일반적으로 사용되는 스팟 용접용 용접건(100)의 도면으로서, 겹친 2장의 패널(1a, 1b) 양측에 전극을 맞댄 상태의 단면도(도 1a)와 전극 간에 전류를 흘려주며 가압하여 스팟 용접한 후의 단면도(도 1b)가 도시되어 있다.

이에 따르면, 용접건(100)은 중심축이 일치하도록 서로 마주하며 간격 조절이 가능한 생크(110a, 110b)와, 각각의 생크(110a, 110b)의 단부에 탈착 가능하게 장착하는 전극 팁(120a, 120b)을 구비하여서, 생크(110a, 110b)와 전극 팁(120a, 120b)으로 구성되는 한쌍을 전극으로 스팟 용접하게 되어 있다.

그리고, 전극 팁(120a, 120b)의 선단면(121)은 원형이고, 선단면(121)에서 시작하여 외주연을 향해 점차 직경이 커지는 호면(122)이 형성되며, 연마할 시에는 선단면(121)의 직경을 미리 설정된 값으로 연마하고 호면(122)도 미리 설정된 반경으로 곡면을 형성하도록 연마한다. 그리고, 일반적으로 전극 팁(120a, 120b)을 반복 연마하며 사용할 시에 전극 팁으로서의 기능을 갖기 위한 최소 길이를 표시하는 마모 기준홈(123)을 외주면에 둘레를 따라 형성한다.

이와 같이 생크(110a, 110b)에 탈착 가능하게 장착한 전극 팁(120a, 120b)은 스팟 용접의 회수에 따라 선단면(121)이 마모되거나 또는 산화막 등으로 오염될 시에 팁 드레서로 연마하여 재사용하고, 반복적으로 연마하게 되어 더 이상 전극 팁의 기능을 수행할 수 없게 되면 교체한다.

스팟 용접할 시에는 도 1a에 도시한 바와 같이 겹친 패널(1a, 1b)을 사이에 두고 겹친 패널(1a, 1b)의 양측에 중심축이 일치하는 전극 팁(120a, 120b)의 선단면(121)을 닿게 한 후 전극 팁(120a, 120b)의 선단면(121)을 통해서 전류를 흘려주어, 패널(1a, 1b)의 접촉면 중에 전극 팁(120a, 120b)에 의해 국부적으로 전류가 흐르는 부위가 접촉 저항열에 의해 용융되게 하며, 이때, 전극 팁(120a, 120b)으로 가압하여 접합한다. 이에 따라, 도 1b를 살펴보면, 스팟 용접한 부위에는 패널(1a, 1b)의 접촉면에 점 모양으로 용접된 부위인 너겟(2, nugget) 및 전극 팁(120a, 120b)에 눌려 형성되는 패널(1a, 1b) 표면의 오목자국(3)이 나타난다.

이와 같이 이루어지는 스팟 용접은 용접의 3대 조건인 용접 전류, 통전 시간 및 가압력을 적절하게 맞추고, 전극 팁의 상태를 양호하게 유지할 때에 용접 품질을 보장할 수 있지만, 그렇지 아니할 경우 용접 상태가 불량할 수 있다.

용접 불량의 종류로는 패널(1a, 1b) 간의 접촉면에서 용융금속이 튀어나오는 중간 날림, 전극 팁(120a, 120b)에 가압되는 패널 표면에서 용융금속이 외부로 튀어나가는 표면 날림, 오목자국(3)의 크기가 과도하게 작게 나타나는 오목자국 협소, 용입(4, pentration)이 균일하지 아니한 용입 불균일, 너겟(2)이 바둑알처럼 매끄럽지 아니하고 변형된 형태로 나타나는 너겟 변형, 너겟(2)이 형성될 위치에 기포가 발생하는 블로우 홀(blow hole), 너겟(2)에 균열이 발생하는 너겟 크랙, 너겟(2)이 지나치게 작게 형성되는 너겟 부족, 너겟(2)이 과도하게 크게 형성되는 과대 용입 등이 있다.

이러한 용접 불량의 종류 중에 중간 날림, 표면 날림, 오목자국 협소, 용입 불균일, 너겟 변형 및 블로우 홀은 용접의 3대 조건을 적절하게 맞추더라도 전극 팁의 상태에 따라 발생할 수 있다.

전극 팁의 상태는 전극 팁의 선단경 크기, 전극 팁의 얼라인먼트(alignment), 전극 팁의 각도, 전극 팁의 반복적 연마에 따른 현재 길이, 전극 팁의 선단면 변형 또는 오염 정도 등이 있다.

이러한 전극 팁의 상태를 검사 및 판별하기 위한 종래기술로서 등록 특허 제10-1360301호 및 등록 특허 제10-1326033호는 카메라 또는 광센서로 전극 팁을 촬영하여 영상 판독하였다.

하지만, 상기한 종래기술들은 피용접물인 판재를 가압하는 상황의 전극 팁을 검사하는 것이 아니라 서로 이격된 한쌍의 전극 팁의 이미지를 판독 검사하는 것이어서, 실제 스팟 용접할 시의 전극 팁 상태와는 차이 나는 검사 결과를 얻을 수 있다. 다시 말해서, 한쌍의 전극 팁으로 판재의 양면을 동시에 가압할 시의 상태를 검사하여야만 실제의 용접 품질을 보장할 수 있으나, 상기 종래기술은 영상 판독의 오류 등에 의해서 오차가 있을 수 있다.

또한, 상기한 종래기술들은 선단면 및 호면을 포함하여 전극 팁의 선단 전체 모양에 대해 검사하기 어려운 단점도 있다.

한편, 접촉식 형상 측정 장치를 이용하면, 전극 팁의 선단 전체 모양을 얻을 수 있으나, 그러한 장치는 매우 복잡하고, 용접건에 적합한 기술, 즉, 용접건으로 실제 용접하는 상황을 알 수 있는 기술이 없어서, 수작업용 형상 측정 게이지를 사용해야 했다.

KR 10-1360301 B1 2014.02.03. KR 10-1326033 B1 2013.10.15.

따라서, 본 발명의 목적은 전극 팁의 선단에 대해 접촉식으로 전체 형상을 획득하며, 실제 용접 상황에서 양측 전극 팁의 얼라인먼트(alignment) 및 전극 팁의 각도에 대한 정보도 얻을 수 있는 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치에 있어서, 동일한 길이를 갖는 복수의 니들(41)을 내부로 수축력을 가하는 원통형링(42)의 내부에 상호 가지런하게 삽입한 니들다발(40); 상호 마주하며 모터(30)에 의해 동시 회전되게 연동되고, 상호 마주하는 위치에 관통구(21)를 형성하며, 한쌍의 니들다발(40)이 니들의 단부끼리 마주하도록 각 관통구(21)에 니들다발(40)을 삽입 고정하여서, 한쌍의 니들다발(40)을 외측에서 각각 스팟용접용 전극 팁으로 가압하게 한 한쌍의 디스크(20); 전극 팁에 의해 눌린 니들다발(40)을 촬영하여 전극 팁의 형상을 획득하는 비전센서(50); 비전센서(50)로 촬영한 이후, 각 니들다발(40)의 복수 니늘을 가지런하게 하여 전극 팁에 눌리는 단부를 평탄하게 하는 복원부(60);상기 디스크(20)를 회전 가능하게 장착하고, 상기 전극 팁에 의한 니들다발(40)의 가압 공간, 상기 비전센서(50)의 장착 공간, 및 상기 복원부(60)의 장착 공간이 상기 디스크(20)의 회전방향을 따라 순차적으로 배치되게 한 케이스(10); 를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 복원부(60)는 한쌍의 디스크(20) 사이에 배치되되, 디스크(20)와 마주하는 양측의 평탄면(62)과; 평탄면(62)에 이어지고 디스크(20)의 회전방향에 대해 반대되는 방향으로 쇄기 형상을 갖게 하는 양측 경사면(61);을 갖는 판재로 구성됨을 특징으로 한다.

스팟용접용 전극 팁으로 가압하는 가압 공간에는 한쌍의 디스크 사이에 판상의 스토퍼(11)가 배치되어서, 니들(41)의 눌림 깊이를 제한함을 특징으로 한다.

상호 마주하는 한쌍의 디스크(20) 외측에는 각 디스크(20)를 사이에 두고 복원부(60)와 마주하는 판상의 이동제한판(60a)을 디스크(20)와 면으로 마주하게 배치하여서, 복원부(60)에 의한 니들(41)의 이동 거리를 제한함을 특징으로 한다.

상기 케이스(10)는 받침대(13)에 올려져서 상기 디스크(20)의 회전축 선상을 따라 이동 가능하게 하되, 이동에 대해 원위치로의 복원력을 받도록 원위치를 중심으로 스프링(15)으로 지지되게 함을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 전극 팁에 의해 눌린 니들 다발의 형상 변화로부터 전극 팁의 선단 형상을 얻으므로, 전극 팁의 선단 전체에 대한 형상을 정확하게 얻을 수 있고, 한쌍의 전극 팁으로 실제 용접하는 상황을 재현하여 전극 팁의 선단 형상을 얻으므로, 실제 용접 상황에서 발생하는 전극 팁의 얼라인먼트(alignment) 및 각도에 대한 양부 판정을 정확한 형상 정보에 근거하여 내릴 수 있다.

또한, 본 발명은 니들 다발을 장착한 디스크를 회전시켜서 전극 팁으로 니들 다발을 누르고, 눌린 형상을 촬영하고, 눌린 니들을 원상 복구하는 일련의 과정을 순차적으로 수행하므로, 부품 교환 없이 연속 측정이 가능하다.

도 1은 일반적인 스팟용접용 용전건(100)의 측면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치(A)를 정면 사시도로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치(A)를 정면 단면도로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치(A)를 측면 단면도로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치(A)에서, 복원부(60)를 정면으로 바라본 부분 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치(A)를 정면 사시도로 도시한 도면이다.

도 3은 양측 디스크(20)의 중간점을 지나는 평면을 따라 절단하였을 시에 보이는 전극 팁 선단 확인 장치(A)의 정면 단면이다.

도 4는 회전축(22) 또는 스핀들(31)의 축선을 따라 절단하였을 시에 보이는 전극 팁 선단 확인 장치(A)의 측면 단면도이다.

도 5는 디스크(20)가 설치된 부위의 부분 도면으로, 양측 디스크(20)의 사이에 배치한 복원부(60)를 정면으로 바라볼 시에 보이는 형상을 보여주는 도면이다.

도 2 내지 도 5를 도시할 때에는 후술하는 디스크(20)의 두께, 한 쌍의 디스크(20) 간의 간격, 및 한 쌍의 디스크(20) 사이의 어느 한 위치(후술하는 바와 같이 케이스의 외측에 마련되는 가압 공간)에 배치하는 스토퍼(11)의 두께를 실제보다는 크게 표현하여서, 본 발명의 이해를 쉽게 하였음에 유의하여야 한다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치(A)는 니들다발(40)을 장착한 한쌍의 디스크(20)와, 디스크(20)를 회전시키는 모터(30), 촬영하여 영상을 얻는 한쌍의 비전센서(50)와, 니들다발(40)의 상태를 가지런하게 원상 복구하는 복원부(60)와, 제어 동작하는 컨트롤러(70)와, 디스크(20), 모터(30), 비전센서(50), 복원부(60) 및 컨트롤러(70)를 장착한 케이스(10)를 포함하여 구성된다.

상기 니들다발(40)은 동일한 길이를 갖는 가느다란 핀 형태의 복수 니들(41)을 단부를 상호 일치하도록 나란하게 다발로 묶어 내부로의 수축력을 가하는 원통형링(42)의 내부에 삽입한 구조를 갖추며, 이에, 복수 니들(41)이 원통형링(42)의 수축력에 의해 파지된 상태로 있게 된다. 그리고, 원통형링(42)의 양측 개구를 통해 밀어내면 밀리기는 하지만 억지로 빼내지 않는 한 원통형링(42)에 파지되어 묶음 상태를 유지한다. 물론, 원통형링(42)의 어느 한쪽 개구에서 니들(41)을 밀어넣으면 반대측 개구로 밀려나오게 되므로, 그 밀려나온 니들(41)을 반대측에서 밀어넣으면 복수 니들(41)이 각각 단부를 맞춘 가지런한 상태로 된다.

여기서, 니들다발(40)을 구성하는 니들(41)의 굵기는 하기에서 설명하는 바와 같이 전극 팁(120a, 120b)에 의해 눌린 후 복원부(60)에 의해 눌려 원상복귀하는 중에 휘어지지 않을 정도의 강성을 갖는다면 작을수록 좋다. 이는 니들(41)의 굵기가 가늘수록 전극 팁의 선단 형상을 정밀하게 확인할 수 있기 때문이다.

또한, 원통형링(42)에 의해 묶여 이루는 니들 다발의 단부는 전극 팁(120a, 120b)의 직경보다는 크게 되도록 니들 개수를 정하여서, 전극 팁(120a, 120b)으로 니들 다발의 단부를 눌렀을 시에 전극 팁(120a, 120b)의 선단면(121) 및 호면(122)의 형상에 의해 눌린 면이 변형되게 한다.

그리고, 각각의 니들(41)은 양측 단부의 형상을 예를 들면 곡면으로 형성하는 것이 좋다. 이는, 복원부(60)에 접촉되면서 이동하여 눌릴 시에 마찰을 적게하기 위함이다.

한편, 원통형링(42)은 예를 들면 탄성재인 고무 재질로 구성할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 상기 니들다발(40)은 후술하는 디스크(20)에 형성한 관통구(21)의 개수만큼 마련하여 관통구(21)에 하나씩 끼움 장착된다.

상기 디스크(20)는 원판 형상으로 구성되고, 2개를 마련하여 상호 평행하게 하나의 회전축(22)에 고정한 후 회전축(22)을 후술하는 스핀들(31)에 축고정함으로써 회전 가능하게 된다. 이에, 상호 마주하는 한쌍의 디스크(20)는 회전축(22)의 회전에 따라 상호 연동되어 동시에 회전할 수 있다. 그리고, 각각의 디스크(20)에는 상호 마주하는 적어도 1개소 위치에 각각 관통구(21)를 형성하여서 각 디스크(20)에 형성된 관통구(21)가 상호 마주하게 된다.

여기서, 한쌍의 디스크(20)에 각각 상호 마주하게 형성한 관통구(21)에 상기 니들다발(40)을 삽입 장착하되, 원통형링(42)의 외주면이 관통구(21)의 내면에 접촉되도록 삽입 장착하므로, 한쌍의 니들다발(40)이 니들(41)의 단부끼리 마주하게 장착된다.

본 발명의 실시예에서 상기 관통구(21)는 회전축(22)을 중심으로 하는 원을 따라 등각도(본 발명의 실시예에서는 360°를 4등분한 90°)로 복수개(본 발명의 실시예에서는 4개)로 조성되며, 이에, 한쌍의 디스크(20)에 조성한 각각의 관통구(21)에 하나씩 삽입 고정되어 상호 마주하게 되는 니들다발(40)의 쌍도 복수개의 쌍이 된다. 이와 같이 복수개로 하는 것은 후술하는 바와 같이 비전센서(50)로 촬영하고 복원부(60)로 복원하는 중에도 전극 팁의 가압동작이 가능하게 하여서, 전극 팁의 형상을 연속적으로 신속하게 확인하기 위함이다.

그렇지만, 한쌍의 각 디스크(20)에는 1개의 관통구(21)를 조성하여 상호 마주하는 관통구(21)의 쌍이 1쌍만을 갖게 할 수도 있다. 즉, 상호 마주하는 한 쌍의 디드크(20)에는 상호 마주하는 니들다발(40)의 쌍이 1쌍만를 갖게 하여도 된다. 이 경우는 디스크(20)의 1회전 주기로 전극 팁의 선단을 확인할 수 있다.

상기 모터(30)는 회전력을 벨트(32)에 의해 스핀들(31)에 전달하여 스핀들(31)을 회전시키며, 이때, 상기 스핀들(31)은 상기 디스크(20)의 회전축(22)에 축고정되므로 모터(30)의 회전으로 디스크(20)를 회전시킬 수 있다.

여기서, 상기 모터(30)는 디스크(20)에 등각도로 방사상에 형성한 관통구(21) 간의 각도 차이만큼 반복적으로 회전시키는 스텝모터로 구성된다. 이에, 상기 디스크(20)는 모터(30)의 구동 시에 상기한 등각도로 반복 회전한다.

상기 케이스(10)는 상기 스핀들(31)을 회전 가능하게 베어링으로 지지하고, 모터(30)를 내부에 수용하여 벨트(32)의 동력전달에 의해 스핀들(31)을 회전시키게 하되, 적어도 스핀들(31)에 축고정된 회전축(22)에 고정한 디스크(20)의 일부를 외부로 노출되게 장착한다.

즉, 디스크(20)를 회전시킴에 따라 외부로 노출되는 니들다발(40)의 쌍이 바뀌기는 하지만, 복수의 니들다발(40) 쌍 중에 적어도 어느 하나의 쌍을 외측로 노출되게 한다. 이에, 노출된 한쌍의 니들다발(40)을 외측(상호 마주하는 방향에 반대되는 방향)에서 스팟용접용 전극 팁(120a, 120b)으로 가압할 수 있는 가압 공간이 마련되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 케이스(10)는 디스크(20)의 회전축(22)을 수평방향으로 하여 내부에 수용되도록 디스크(20)를 수직으로 세우고, 상면에 통공(12)을 형성하여서 디스크(20)의 상부측을 통공(12)을 통해 상부로 노출시켜 가압 공간을 갖게 하였다. 그리고, 노출된 가압 공간에는 판상의 스토퍼(11)가 양측 디스크(20)와 면으로 마주하도록 한쌍의 디스크 사이에 배치되어서, 니들다발(40)의 외측 노출된 면(니들의 일측 단부가 모여있는 면)을 전극 팁으로 누를 시에 니들의 눌림 깊이를 제한한다.

이러한 스토퍼(11)는 교체 가능하게 장착하여서, 서로 다른 두께의 스토퍼(11)를 교체 장착하여 사용할 수 있게 한다. 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 양측 디스크(20)의 사이를 가로지르는 횡단바(11a)를 케이스(10)의 상면에 탈착 가능하게 고정하고, 그 횡단바(11a)에 스토퍼(11)를 고정하였다. 다른 실시예로서, 서로 다른 두께의 스토퍼(11)를 횡단바(11a)에 길이방향을 따라 간격을 두고 고정 설치한 후, 그 횡단바를 슬라이딩 가능하게 케이스(10)의 상면에 장착함으로써, 횡단바를 슬라이딩시켜 원하는 두께의 스토퍼(11)를 양측 디스크(20)의 사이에 배치되게 할 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 케이스(10)는 하부를 개구한 수용공간(14)을 저면에 구비하며, 상면 중심에 중심고정체(13a)를 구비한 받침대(13)에 올려지되, 수용공간(14)이 중심고정체(13a)를 덮도록 올려지고, 중심고정체(13a)의 양측으로 가로지는 레일(13b)을 받침대(13)에 설치하여 레일을 따라 이동가능하게 된다.

그리고, 디스크(20)의 회전축(22)과 평행한 선상을 따라 중심고정체(13a)의 양측에 스프링(15)을 설치하여 스프링(15)의 단부를 수용공간(14) 내의 벽면에 지지되게 하였다. 이에, 상기 케이스(10)는 받침대(13)에 올려진 상태에서 디스크(20)의 회전축 선상을 따라 이동 가능하게 되고, 변위량에 비례하여 탄성복원력을 발휘하는 스프링(15)의 탄성 특성에 의해서 이동 거리에 비례하여 원위치로의 복원력을 받는다. 여기서, 원위치는 양측 스프링(15)의 탄성복원력이 균형을 잡을 때, 즉, 케이스(10)가 외력을 받지 않는 상태의 위치이며, 그 원위치를 중심으로 이동 가능하게 된다.

다른 실시예로서, 상기 중심고정체(13a)의 위치를 이동시키게 구성할 수도 있다. 예를 들면, 상기 레일(13b)과 평행한 바를 전후진할 수 있게 하고, 그 바의 상부에 중심고정체(13a)를 고정 설치하여서, 바의 이동으로 중심고정체(13a)의 위치를 변경하는 것이다.

또다른 실시예로서, 상기 레일(13b)을 대신하여 가이드봉을 상기 수용공간(14)에 관통시킨 후 양단을 받침대(13) 위에 고정하여서 케이스(10)가 가이드봉에 지지되어 슬라이딩 할 수 있게 하여도 된다. 이 경우, 가이드봉에서 수용공간(14)에 수용된 부위에는 외주면으로 돌출된 플랜지를 중심에 구비하고, 그 플랜지의 양측에는 가이드봉에 외삽되어 양단을 수용공간(14)의 내벽과 플랜지에 접촉되게 한 스프링을 설치한다. 여기서도, 케이스 상에서 가이드봉의 위치를 변경가능하게 하면 플랜지의 위치, 즉, 상기한 원위치를 이동시킬 수 있다.

스팟용접용 전극 팁(120a, 120b)은 간격을 넓힌 상태에서 용접동작할 때와 마찬가지로 상호 마주하는 방향으로 근접하게 되며, 이에, 가압 공간에 놓이는 한쌍의 니들다발(40)도 각각 전극 팁(120a, 120b)에 의해 가압되어서, 양측에서 각각 가압된 니들(41)이 상호 마주하는 방향으로 이동하게 된다. 즉, 각각의 니들다발(40)에서 복수의 니들 단부로 이루어지는 평탄한 가압면은 전극 팁의 형상에 맞는 홈의 형상이 나타난다.

그리고, 한쌍을 이루는 양측 전극 팁(120a, 120b)으로 상호 마주하는 니들다발(40)을 외측에서 가압할 시에 양측 전극 팁(120a, 120b) 사이의 중심이 스토퍼(11)의 중심과 일치하지 아니하는 상황이 발생하더라도 케이스(10)가 받침대(13) 상에서 슬라이딩 이동하므로, 양측 전극 팁(120a, 120b) 사이의 중심이 스토퍼(11)의 중심과 일치하게 된다. 이에 따라, 양측 니들다발(40)은 각각 자신을 가압하는 전극 팁의 형상에 맞게 눌린 자국(니들이 눌림)을 남기게 된다. 물론 자국을 남긴 후에는 전극 팁 간의 간격이 벌어진다.

그리고, 모터(30)를 구동시켜 상기한 등각도만큼 디스크(20)를 회전시키므로, 디스크(20)에 장착한 복수의 니들다발(40) 쌍을 순차적으로 가압할 수 있다.

그리고, 케이스 외부로 노출된 상기한 가압 공간, 후술하는 비전센서(50)의 장착 공간, 및 후술하는 복원부(60)의 장착 공간이 상기 디스크(20)의 회전방향을 따라 순차적으로 배치되게 구성되어서, 디스크(20)를 회전시키면, 전극 팁에 눌린 니들다발(40)을 비전센서(50)로 촬영한 이후 복원부(60)로 원상 복구하게 되고, 이후 가지런하게 된 니들다발(40)을 전극 팁으로 다시 가압하게 된다.

상기 비전센서(50)는 스팟용접용 전극 팁(120a, 120b)에 눌린 니들다발(40)을 촬영하여 전극 팁(120a, 120b)의 형상을 획득하기 위한 카메라로서, 2개가 마련되어 상호 연결된 한쌍의 디스크(20)를 사이에 두고 외측에서 촬영하게 배치된다. 여기서, 비전센서(50)는 케이스(10)에 고정 설치되되, 상기한 가압 공간 이후에 마련된 공간에 설치되므로, 전극 팁에 눌린 니들다발(40)의 단부 형상을 촬영하게 된다.

본 발명의 실시예에서 상기한 가압 공간과 비전센서(50)의 설치 공간 사이의 각도는 상기한 등각도(본 발명의 실시예에서는 90°) 또는 상기한 등각도의 배수를 이루어진 각도(도 4에 도시한 실시예에 따르면 180°)를 갖게 하였다.

상기 복원부(60)는 비전센서(50)로 촬영된 니들다발(40) 쌍을 전극 팁(120a, 120b)으로 가압하기 이전의 상태로 복원하기 위한 구성요소로서, 상호 마주하게 연결된 한쌍의 디스크(20) 사이에 배치되도록 케이스에 고정 설치되되, 상기 비전센서(50)가 설치된 공간 이후에 마련된 공간에 고정 설치되므로, 촬영을 마친 니들다발(40)의 니들(41) 중에 전극 팁(120a, 120b)에 눌린 니들을 외측으로 밀어냄으로써 각각의 니들다발(40)에서 복수 니늘 전체를 단부 위치가 일치하도록 가지런하게 맞춘다. 즉, 각 니들다발(40)은 전극 팁에 눌리는 외측의 단부가 평탄해진다.

구체적인 실시예에 따르면, 상기 복원부(60)는 양측의 디스크(20)와 마주하는 양측의 평탄면(62)과, 평탄면(62)에 이어지고 디스크(20)의 회전방향에 대해 반대되는 방향의 끝단으로 갈수록 마주하는 디스크(20)와의 간격이 커지게 하고 끝단에서 상호 접하게 되어서 디스크의 회전방향에 대해 반대방향으로 연장된 쇄기 형상을 갖게 하는 양측 경사면(61)을 구비한 판재로 구성된다. 이러한 복원부(60)는 디스크(20) 사이에서 벗어나 케이스에 고정 설치되는 브라켓(63)에 고정된다.

이에 따라, 회전축(22)에 의해 상호 이어진 한쌍의 디스크(20)를 회전시키면 전극 팁(120a,120b)에 눌려 상호 마주하는 방향으로 눌린 니들다발(40)의 니들(41)이 비전센서(50)에 의해 촬영된 이후 경사면(61)의 끝단 부위에 이르러 접촉되고, 이후 경사면(61) 상의 접촉 위치가 평탄면(62)으로 점차 이동하며 눌리게 되고, 평탄면(62)에 이르러서는 더이상 눌리지 아니하여 전체 니들(41)이 단부를 일치시킨 가지런한 상태로 된다.

그런데, 평탄면(62)에 먼저 도달한 니들은 더이상 밀려나지 아니하고 그대로 있어야 하지만, 아직 경사면(61)에 접촉된 니들이 점차 밀려나면서 그 니들과의 마찰에 의해 밀려나는 현상이 발생할 수도 있다. 이에, 본 발명의 실시예에서 각 디스크(20)의 외측에는 디스크(20)를 사이에 두고 복원부(60)와 마주하는 한쌍의 이동제한판(60a)이 배치되어, 복원부(60)에 의한 니들(41)의 밀려남을 제한하게 한다. 여기서, 이동제한판(60a)과 평탄면(62) 간의 간격은 가능하면 니들 길이에 맞추는 것이 좋다. 아니면, 이동제한판(60a)을 대신하여 롤러를 장착할 수도 있으며, 이때의 롤러는 평탄면(62)에서 경사면(61)에 근접한 면과 디스크(20)를 사이에 두고 마주하고, 니들다발(40)의 외측 단부를 누르며 회전 가능하게 해야 하므로 회전축을 디스크(20)의 회전축(22)과 직교하게 한다.

이와 같이 이동제한판(60a)을 배치함으로써, 니들간의 마찰에 의해 인접하는 니들의 이동에 의한 영향을 받을 수 있는 상황에서도, 전극 팁으로 가압할 면은 니들다발을 구성하는 각 니들의 단부가 서로 일치되어 평평해진다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 도 3에 도시한 바와 같이 상기한 등각도로 디스크(20)를 회전하는 중에 니들다발(40)의 상태를 복원부(60)로 복원하도록 복원부(60)의 위치를 정하여 장착하였다.

하지만, 다른 실시예로서, 어느 한쌍의 니들다발(40)을 전극 팁으로 가압할 시에 디스크(20)가 잠시 회전을 멈추게 되므로, 상기 복원부(60)는 디스크(20)가 멈춘 시점에서 복원하려는 한쌍의 니들다발이 위치하는 곳에 배치하되, 간격 조절이 가능한 두개의 판을 벌려 니들(41)을 누르게 하는 구성, 또는 도면에 도시한 형태를 갖추되 양측 경사면(61)이 만나는 끝단을 회전축(22)을 향하게 하여 양측 디스크(20) 사이로 밀어넣고 빼내게 하는 구성으로 구성하여도 된다.

상기 컨트롤러(70)는 전극 팁 선단의 형상을 얻기 위한 본 발명의 동작을 제어하며, 이에 따르면, 용접건(100)의 동작에 연동하여 디스크(20)를 상기한 등각도로 반복 회전하도록 모터(30)를 제어하며, 비전센서(50)에서 촬영된 영상을 전달받아 영상처리에 의해 전극 팁(120a, 120b)의 선단 형상을 획득한다.

비전센서(50)는 니들다발(40) 단부의 영상, 즉, 복수의 니들 단부가 묶음으로 모여서 면을 이루는 단부의 영상을 얻으므로, 단부의 표면 형상을 얻는 영상처리 기술을 채용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에서는 다발을 이루는 각 니들 사이에 단차가 발생하므로, 그 단차를 영상처리로 얻어 단부 표면의 형상을 얻을 수 있다. 또한, 공지된 표면 형상 측장 장치에 채용된 기술을 이용할 수 있으므로, 상세 설명을 생략한다.

한편, 상기 컨트롤러(70)는 한쌍의 니들다발(40)에서 각각 획득한 형상의 중심이 상호 일치하는 지를 대조하여 전극 팁의 얼라인먼트(alignment)를 검사하고, 전극 팁의 선단경 크기를 추출하여 적합한 지를 판별하고, 선단면(121) 형상을 추출하여 전극 팁의 각도가 적합한 지를 판별한다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

1a,1b : 패널 2 : 너겟(nugget) 3 : 오목자국
100 : 용접건 110a,110b : 생크(shank) 120a,120b : 전극 팁
121 : 선단면 122 : 호면(弧面) 123 : 마모 기준홈
A : 전극 팁 선단 확인 장치
10 : 케이스 11 : 스토퍼 12 : 통공
13 : 받침대 13a : 중심고정체 13b : 레일
14 : 수용공간 15 : 스프링
20 : 디스크 21 : 관통구 22 : 회전축
30 : 모터 31 : 스핀들 32 : 벨트
40 : 니들다발 41 : 니들 42 : 원통형링
50 : 비전센서
60 : 복원부 61 : 경사면 62 : 평탄면
63 : 브라켓 60a : 이동제한판
70 : 컨트롤러

Claims

동일한 길이를 갖는 복수의 니들(41)을 내부로 수축력을 가하는 원통형링(42)의 내부에 상호 가지런하게 삽입한 니들다발(40);
상호 마주하며 모터(30)에 의해 동시 회전되게 연동되고, 상호 마주하는 위치에 관통구(21)를 형성하며, 한쌍의 니들다발(40)이 니들의 단부끼리 마주하도록 각 관통구(21)에 니들다발(40)을 삽입 고정하여서, 한쌍의 니들다발(40)을 외측에서 각각 스팟용접용 전극 팁으로 가압하게 한 한쌍의 디스크(20);
전극 팁에 의해 눌린 니들다발(40)을 촬영하여 전극 팁의 형상을 획득하는 비전센서(50);
비전센서(50)로 촬영한 이후, 각 니들다발(40)의 복수 니늘을 가지런하게 하여 전극 팁에 눌리는 단부를 평탄하게 하는 복원부(60);
상기 디스크(20)를 회전 가능하게 장착하고, 상기 전극 팁에 의한 니들다발(40)의 가압 공간, 상기 비전센서(50)의 장착 공간, 및 상기 복원부(60)의 장착 공간이 상기 디스크(20)의 회전방향을 따라 순차적으로 배치되게 한 케이스(10);
를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치.
제 1항에 있어서,
상기 복원부(60)는 한쌍의 디스크(20) 사이에 배치되되, 디스크(20)와 마주하는 양측의 평탄면(62)과; 평탄면(62)에 이어지고 디스크(20)의 회전방향에 대해 반대되는 방향으로 쇄기 형상을 갖게 하는 양측 경사면(61);을 갖는 판재로 구성됨을 특징으로 하는 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치.
제 2항에 있어서,
상호 마주하는 한쌍의 디스크(20) 외측에는 각 디스크(20)를 사이에 두고 복원부(60)와 마주하는 판상의 이동제한판(60a)을 디스크(20)와 면으로 마주하게 배치하여서, 복원부(60)에 의한 니들(41)의 이동 거리를 제한함을 특징으로 하는 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치.
제 1항에 있어서,
스팟용접용 전극 팁으로 가압하는 가압 공간에는 한쌍의 디스크(20) 사이에 판상의 스토퍼(11)가 배치되어서, 니들(41)의 눌림 깊이를 제한함을 특징으로 하는 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치.
제 1항 내지 제 4항 중에 어느 하나의 항에 있어서,
상기 케이스(10)는 받침대(13)에 올려져서 상기 디스크(20)의 회전축 선상을 따라 이동 가능하게 하되, 이동에 대해 원위치로의 복원력을 받도록 원위치를 중심으로 스프링(15)으로 지지되게 함을 특징으로 하는 니들 다발을 이용한 스팟용접용 전극 팁 선단 확인 장치.