KR101833486B1

KR101833486B1 - 용접 헤드

Info

Publication number: KR101833486B1
Application number: KR1020167008958A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 시엘린스키; 마크 로디기에로; 매튜 에이. 그린
Original assignee: 아마다 미야치 아메리카 인코포레이티드
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2018-02-28
Also published as: EP3041635B1; US20170151624A1; CN105934305A; CN108274105B; JP6196388B2; KR20160049011A; CN105934305B; WO2015035255A1; US10086468B2; CN108274105A; EP3041635A1; JP2016529112A; EP3041635A4; US20150069026A1

Abstract

2 개 이상의 부품을 함께 점용접하기 위한 용접 헤드. 용접 헤드는 제 1 전극 조립체, 제 2 전극 조립체, 및 제 1 전극 조립체를 원하는 위치로 구동하여 원하는 체결력을 가하기 위한 리니어 액츄에이터 모터를 포함한다. 용접 헤드는 모터의 온도를 측정하도록 구성되는 센서, 및 이 온도를 모니터링하여 원하는 체결력을 유지하기 위해 모터에 공급되는 전류를 조절하도록 구성되는 제어기를 포함할 수 있다. 용접 헤드는 리니어 액츄에이터 모터의 위치를 측정하기 위한 리니어 인코더, 및 모터의 위치를 모터의 힘의 상수와 관련시키는 알고리즘을 포함할 수 있다. 모터의 위치 및 대응하는 모터의 힘의 상수에 기초하여, 제어기는 원하는 체결력을 유지하기 위해 모터에 공급되는 전류를 제어하도록 구성된다.

Description

용접 헤드{WELD HEAD}

일반적으로 용접 헤드는 2 개의 중첩되는 시트 금속 부품과 같은 2 개 이상의 금속 부품을 함께 점용접하기 위해 사용된다. 일반적으로 용접 헤드는 부품을 함께 클램핑하기 위한 압력을 공급함과 동시에 부품을 통해 전류를 공급하도록 구성되는 한 쌍의 대향 전극을 포함한다. 대안적으로 용접 헤드는 부품을 통해 전류를 공급하도록 구성되는 한 쌍의 나란한 전극을 포함할 수 있다. 전류가 전극을 통해 흐름에 따라, 부품에 의해 제공되는 전기 저항은 전극의 접촉점의 주위에서 또는 부품의 접촉 표면에서 부품을 국부적으로 가열하고, 이것에 의해 금속 부품을 국부적으로 용융시킴으로써 점용접부를 형성하게 된다.

또한, 종래의 용접 헤드는 다양한 상이한 구성의 전극을 지지하도록 구성된다. 전극의 상이한 구성은 점용접부의 원하는 크기 및 용접될 금속 부품의 구성에 기초하여 선택될 수 있다. 그러나, 종래의 용접 헤드 상의 전극을 제거 및 교체하는 것은 번잡하고 시간을 요할 수 있다. 또한, 종래의 용접 헤드 상에 전극을 적절히 정렬시키는 것은 전극을 인시츄(in situ)로 설치해야 하므로 어려울 수 있다. 더욱이, 종래의 일부의 용접 헤드는 전극의 출력 및 그 결과 얻어지는 점용접의 품질에 악영향을 줄 수 있는 온도 변화의 영향을 받기 쉽다. 더욱이, 종래의 용접 헤드는 전극의 위치를 조절하기 위한 리니어 액츄에이터 모터를 장착하고 있다. 이러한 종래의 용접 헤드는 리니어 액츄에이터 모터 내의 자석의 세기가 모터의 스트로크(stroke)에 따라 변화하므로 리니어 액츄에이터 모터의 위치에 의존하는 체결력(clamping force)의 변화의 영향을 받기 쉽다. 또한, 종래의 용접 헤드로부터 전력 공급이 중단되는 경우, 전극은 서로 충돌하는 경향이 있고, 이것은 전극을 손상시키거나 또는 조기에 마모시킬 수 있다.

본 개시는 2 개 이상의 부품을 서로 점용접시키도록 구성되는 용접 헤드에 관한 것이다. 하나의 실시형태에서, 이 용접 헤드는 부품을 통해 용접 전류를 공급하도록 구성되는 제 1 전극 조립체 및 제 2 전극 조립체 구성을 포함한다. 용접 헤드는 또한 제 1 전극 조립체를 원하는 위치로 구동하는, 그리고 부품에 원하는 체결력을 가하도록 구성된 리니어 액츄에이터 모터를 포함한다. 하나의 실시형태에서, 용접 헤드는 리니어 액츄에이터 모터를 상부 전극 조립체에 결합시키는 액츄에이터 암을 포함한다. 용접 헤드는 리니어 액츄에이터 모터에 결합되는, 그리고 리니어 액츄에이터 모터 내에 수용되는 자석의 온도를 측정하도록 구성되는 온도 센서를 더 포함한다. 용접 헤드는 또한 온도 센서에 의해 측정되는 온도를 모니터링하도록 구성되는 제어기를 포함한다. 측정된 온도에 기초하여, 제어기는 원하는 체결력을 유지하기 위해 리니어 액츄에이터 모터에 공급되는 전류/전압을 조절하도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 온도 센서는 서미스터이다. 하나의 실시형태에서, 제 1 전극 조립체는 상부 어댑터 및 이 상부 어댑터에 착탈가능하게 결합되는 하부 어댑터를 포함한다. 하부 어댑터는 전극을 착탈가능하게 수용하도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 용접 헤드는 또한 맞물림된 위치와 맞물림해제된 위치 사이에서 이동되도록 구성되는 브레이크를 포함한다. 맞물림된 위치에서, 제 1 전극 조립체는 로킹된다. 맞물림해제된 위치에서, 리니어 액츄에이터 모터는 제 1 전극 조립체의 위치를 구동하도록 자유로운 상태에 있다. 하나의 실시형태에서, 브레이크는 이 브레이크에 전력이 공급되는 경우에 맞물림해제된 위치로 이동되도록 구성되고, 브레이크는 이 브레이크에 전력이 단전된 경우나 또는 사용자가 브레이크에 적용되도록 제어기에 입력 커맨드를 개시하는 경우에 맞물림된 위치로 이동되도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 브레이크는 액츄에이터 암 내의 복수의 그루브와 맞물림 및 맞물림해제되도록 구성되는 스프링 장착식(spring-loaded) 브레이크 및 이 스프링 장착식 브레이크를 구동하도록 구성되는 솔레노이드를 포함한다.

본 개시는 또한 부품을 통해 용접 전류를 공급하도록 구성되는 제 1 전극 조립체 및 제 2 전극 조립체 구성을 포함하는 용접 헤드에 관한 것이다. 이 용접 헤드는 또한 일련의 자석을 수용하는 리니어 액츄에이터 모터를 포함한다. 이 리니어 액츄에이터 모터는 제 1 전극 조립체를 원하는 위치로 구동하고, 부품에 원하는 체결력을 가하도록 구성된다. 용접 헤드는 또한 리니어 액츄에이터 모터에 결합되는 리니어 인코더를 포함한다. 이 리니어 인코더는 리니어 액츄에이터 모터의 위치를 측정하도록 구성된다. 용접 헤드는 또한 리니어 인코더에 의해 측정되는 리니어 액츄에이터 모터의 위치를 모니터링하도록 구성되는 제어기를 포함한다. 용접 헤드는 또한 리니어 액츄에이터 모터의 위치를 이 리니어 액츄에이터 모터의 힘의 상수와 관련시키는 제어기 상에 프로그래밍된 알고리즘을 포함한다. 리니어 액츄에이터 모터의 위치 및 이것에 대응하는 리니어 액츄에이터 모터의 힘의 상수에 기초하여, 제어기는 원하는 체결력을 유지하기 위해 리니어 액츄에이터 모터에 공급되는 전류를 조절하도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 알고리즘은 사전에 계산된 참조 테이블(lookup table)이다. 하나의 실시형태에서, 리니어 인코더는 광학 센서를 포함한다. 하나의 실시형태에서, 제 1 전극 조립체는 상부 어댑터 및 이 상부 어댑터에 착탈가능하게 결합되는 하부 어댑터를 포함하고, 여기서 하부 어댑터는 전극을 착탈가능하게 수용하도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 용접 헤드는 또한 제 1 전극 조립체의 위치가 로킹되는 맞물림된 위치와 리니어 액츄에이터 모터가 제 1 전극 조립체의 위치를 구동하기 위해 자유로운 상태인 맞물림해제된 위치 사이에서 이동되도록 구성되는 브레이크를 포함한다.

본 개시는 또한 부품을 통해 용접 전류를 공급하도록 구성되는 제 1 전극 조립체 및 제 2 전극 조립체, 제 1 전극 조립체를 원하는 위치로 구동하고, 부품에 원하는 체결력을 가하도록 구성된 리니어 액츄에이터 모터, 리니어 액츄에이터 모터를 제 1 전극 조립체에 결합시키는 액츄에이터 암, 및 제 1 전극 조립체의 위치가 로킹되는 맞물림된 위치와 제 1 전극 조립체의 위치를 구동하도록 리니어 액츄에이터 모터가 자유로운 상태인 맞물림해제된 위치 사이에서 이동되도록 구성되는 브레이크 조립체를 포함하는 용접 헤드에 관한 것이다. 하나의 실시형태에서, 브레이크 조립은 전력이 리니어 액츄에이터 모터에 공급되는 경우에 맞물림해제된 위치로 이동되도록, 그리고 전력이 리니어 액츄에이터 모터로부터 단전된 경우에 맞물림된 위치로 이동되도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 브레이크는 사용자가 제어기에의 커맨드를 개시하는 경우에 맞물림된 위치로 이동되도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 브레이크 조립체는 액츄에이터 암 내의 복수의 그루브와 맞물림 및 맞물림해제되도록 구성되는 복수의 치형(teeth), 브레이크를 맞물림해제된 위치로 구동하도록 구성되는 리니어 솔레노이드, 및 브레이크를 맞물림된 위치로 편향시키도록 구성되는 스프링을 갖는 브레이크를 포함한다. 하나의 실시형태에서, 용접 헤드는 또한 브레이크에 결합되는 제 1 단부 및 리니어 솔레노이드에 결합되는 제 2 단부를 갖는 샤프트 조립체를 포함한다.

이 요약은 이하의 세한 설명에서 더 설명되는 개념의 선택을 도입하기 위해 제공된다. 이 요약은 청구된 요지의 핵심적이거나 또는 본질적인 특징을 확인하기 위한 것이 아니고, 또한 청구된 요지의 범위를 제한하는데 사용되기 위한 것이 아니다.

본 개시에 따른 용접 헤드의 실시형태는 다음의 도를 참조하여 설명된다. 전체의 도면을 통해 동일한 특징 및 부품을 지칭하기 위해 동일한 참조 번호가 사용된다. 도는 반드시 축척에 따라 작도된 것은 아니다.

도 1은 본 개시의 하나의 실시형태에 따른 하우징 및 한 쌍의 상부 전극 조립체 및 하부 전극 조립체를 포함하는 용접 헤드의 사시도이고;
도 2는 하우징의 일부는 도 1의 용접 헤드의 사시도로서, 하우징의 일부는 하우징 내에 수용되는 리니어 액츄에이터 모터 및 브레이크를 노출시키기 위해 생략되어 있다;
도 3은 도 1의 상부 전극 조립체의 분해 사시도이고;
도 4a 및 도 4b는 각각 도 2의 브레이크의 사시도 및 분해 사시도이다.

본 개시는 부품의 반대측 면 상에 가압되는 한 쌍의 대향하는 전극이나 또는 하나 이상의 부품의 표면 상에 가압되는 한 쌍의 나란한 전극을 통해 전류를 공급함으로써 2 개 이상의 부품을 함께 점용접하도록 구성되는 용접 헤드의 다양한 실시형태에 관한 것이다. 또한, 본 개시의 용접 헤드의 실시형태는 전극 중 하나 또는 양자 모두의 위치를 구동하도록 구성되는 리니어 액츄에이터 모터 내의 작동 온도 변화 또는 변동을 보상하도록 구성된다. 더욱이, 용접 헤드의 실시형태는 리니어 액츄에이터 모터 내에 수용되는 자석의 자기 강도 변화를 보상하도록 구성된다. 본 개시의 용접 헤드의 실시형태는 또한 용접 헤드로부터 전력이 단전된 경우에 전극의 위치를 로킹하도록 구성되어, 전극을 손상시키거나 또는 조기에 마모시킬 수 있는 전극이 서로 충돌하는 것을 방지하는 브레이크를 포함한다.

이하, 도 1에 도시된 실시형태를 참조하면, 용접 헤드(10)는 다양한 부품을 수용하도록 구성되는 하우징(11) 및 이 하우징(11)의 외측에 각각 배치되는 상부 전극 조립체(12) 및 하부 전극 조립체(13)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징(11)은 상부 전극 조립체(12)의 위치를 구동하도록 구성되는 영구자석 리니어 액츄에이터 모터(14) 및 용접 헤드(10)로부터 전력이 단전된 경우에 상부 전극 조립체(12)의 위치를 로킹시키도록 구성되는 브레이크 조립체(15)를 수용한다. 리니어 액츄에이터 모터(14)는, 다양한 상이한 크기 및 형상을 갖는 부품이 상부 전극 조립체(12)와 하부 전극 조립체(13) 사이에 삽입되어 함께 점용접될 수 있도록, 하부 전극 조립체(13)로부터 상부 전극 조립체(12)를 이격시키도록 구성된다. 리니어 액츄에이터 모터(14)는 또한 용접 작업 중에 부품들을 함께 파지하는 원하는 체결력(F)을 공급하기 위해 상부 전극 조립체(12)의 위치를 구동하도록 구성된다.

하나의 실시형태에서, 영구자석 리니어 액츄에이터 모터(14)는 제 1 세트 및 제 2 세트의 자석을 지지하는 U자형 자석 트랙(16)을 포함한다. 제 1 세트의 자석과 제 2 세트의 자석은 서로 대면하고, 어떤 간극만큼 이격된다. 제 1 세트 및 제 2 세트의 각각 내의 자석은 교대되는 자기 극성을 가지도록 배치된다. U자형 자석 트랙(16)은 임의의 원하는 수의 자석, 예를 들면 20 개 이상의 자석을 지지하도록 구성될 수 있다. 또한, 리니어 액츄에이터 모터(14)는 스테이터 또는 포서(forcer; 17)를 포함한다. 이 포서(17)는 제 1 세트의 자석과 제 2 세트의 자석 사이의 간극 내에 배치되고, 최대의 사전 결정된 거리(즉 리니어 액츄에이터 모터의 스트로크) 만큼 자석 트랙(16)을 따라 상하로 슬라이딩되도록 구성된다. 리니어 액츄에이터 모터(14)는 이 용접 헤드(10)가 수용하도록 구성되는 부품의 형상 및 크기에 따라, 예를 들면, 약 1 인치와 같은 임의의 원하는 스트로크를 가질 수 있다. 포서(17)는, 예를 들면, 베어링 또는 레일 시스템과 같은 임의의 적합한 수단에 의해 U자형 자석 트랙(16)을 따라 지지될 수 있다. 비록 하나의 실시형태에서 리니어 액츄에이터 모터(14)는 U자형 채널의 리니어 모터이지만, 하나 이상의 대안적 실시형태에서, 용접 헤드(10)는, 예를 들면, 원주형 가동 자석형 리니어 모터 또는 평판형 리니어 모터와 같은 임의의 적합한 유형의 리니어 액츄에이터 모터를 포함할 수 있다.

용접 헤드(10)는 또한 하우징(11)으로부터 돌출하는 액츄에이터 암(18)을 포함한다. 액츄에이터 암(18)의 상단부(19)는 포서(17)에 결합되고, 액츄에이터 암(18)의 하단부(20)는 상부 전극 조립체(12)에 결합된다. 따라서, 리니어 액츄에이터 모터(14)는 용접될 부품의 형상과 크기 및 원하는 체결력(F)에 기초하여 액츄에이터 암(18)의 위치를 구동하고, 이것에 의해 상부 전극 조립체(12)의 위치를 구동하도록 구성된다(즉, 리니어 액츄에이터 모터(14)는 액츄에이터 암(18) 및 상부 전극 조립체(12)를 상하로 이동시키도록 구성된다).

계속해서 도 2를 참조하면, 용접 헤드(10)는 또한 리니어 액츄에이터 모터(14)에 결합되는, 그리고 리니어 액츄에이터 모터(14) 내에 수용되는 자석의 온도를 측정하도록 구성되는, 예를 들면, 서미스터 또는 서모커플과 같은 온도 센서(21)를 포함한다. 리니어 액츄에이터 모터(14) 내의 자석의 온도는 리니어 액츄에이터 모터(14)의 체결력의 출력(F)에 영향을 준다(즉, 리니어 액츄에이터 모터(14)에 의해 공급되는 체결력(F)은 리니어 액츄에이터 모터(14) 내의 자석의 온도의 함수이다). 일반적으로, 리니어 액츄에이터 모터(14) 내의 자석의 온도가 높으면 높을수록, 리니어 액츄에이터 모터(14)의 체결력의 출력(F)은 더 낮아진다. 용접 헤드(10)는 또한 온도 센서(21)에 의해 측정되는 온도를 모니터링하고, 리니어 액츄에이터 모터(14)에서 자석의 온도에 기초하여, 리니어 액츄에이터 모터(14)의 원하는 체결력의 출력(F)을 유지하기 위해 리니어 액츄에이터 모터(14)에 공급되는 전류를 조절하도록 구성되는 제어기를 포함한다(즉, 제어기는 리니어 액츄에이터 모터(14)에 공급되는 전류를 조절함으로써 리니어 액츄에이터 모터(14) 내의 자석의 온도 변화 및 변동을 보상하도록 구성된다).

계속해서 도 2를 참조하면, 용접 헤드(10)는 또한 하우징(11) 내에 수용되는 리니어 인코더(23)를 포함한다. 이 리니어 인코더(23)는 센서 및 스케일을 포함한다. 센서는 스케일에 대한 포서(17)의 위치를 측정하도록 구성된다. 리니어 인코더(23)는, 예를 들면, 광학 센서, 자기 센서, 또는 와전류 센서와 같은 임의의 적절한 유형의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 제어기는 포서(17)의 스트로크를 따르는 포서(17)의 위치의 함수로서 리니어 액츄에이터 모터(14) 내의 자석의 자기장 세기의 변화를 보상하도록 구성된다. 리니어 액츄에이터 모터(14) 내의 자석의 강도의 경미한 변화는 리니어 액츄에이터 모터(14)의 체결력의 출력(F)에 영향을 준다. 일반적으로, 비교적 더 높은 강도의 자석은 비교적 더 낮은 강도의 자석보다 큰 체결력(F)을 생성한다. 하나의 실시형태에서, 제어기는 리니어 액츄에이터 모터(14)의 힘의 상수를 포서(17)의 스트로크를 따른 포서(17)의 위치와 관련시키는 알고리즘(예를 들면, 사전에 계산된 참조 테이블)으로 프로그래밍된다. 이 참조 테이블은 포서의 스트로크를 따른 포서(17)의 일련의 개별 위치에서 포서(17)의 출력 힘을 측정함으로써 생성될 수 있다. 직접적으로 측정되지 않은 포서(17)의 위치에 대한 리니어 액츄에이터 모터(14)의 힘의 상수를 결정하기 위해 선형 보간(linear interpolation)이 수행될 수 있다. 따라서, 제어기는 리니어 인코더(23)에 의해 측정되는 포서(17)의 위치를 모니터링함과 동시에 포서(17)의 현재의 위치에서 리니어 액츄에이터 모터(14)의 힘의 상수를 결정하기 위해 제어기 상에 프로그래밍된 알고리즘(예를 들면, 사전에 계산된 참조 테이블)을 참조하도록 구성된다. 포서(17)의 위치, 및 제어기 상에 프로그래밍된 알고리즘(예를 들면, 사전에 계산된 참조 테이블)을 참조함으로써 결정되는 그 위치에서의 리니어 액츄에이터 모터(14)의 대응하는 힘의 상수에 기초하여, 제어기는 리니어 액츄에이터 모터(14)의 원하는 체결력(F)을 유지하기 위해 리니어 액츄에이터 모터(14)에 공급되는 전류를 조절하도록 구성된다(즉, 제어기는 용접 헤드(10)의 일관된 원하는 체결력(F)을 유지하기 위해 리니어 액츄에이터 모터(14)에 공급되는 전류를 조절함으로써 리니어 액츄에이터 모터(14) 내의 자석의 자기장 세기의 변화를 보상하도록 구성된다). 그렇지 않으면, 리니어 액츄에이터 모터(14)의 체결력의 출력(F)은 리니어 액츄에이터 모터(14)의 스트로크를 따라 변화된다.

이하 도 3을 참조하면, 상부 전극 조립체(12)은 상부 장착 블록 또는 상부 어댑터(24), 및 이 상부 어댑터(24)에 착탈가능하게 연결되는 하부 장착 블록 또는 하부 어댑터(25)를 포함한다. 하부 어댑터(25)는 함께 점용접되는 부픔의 구성에 따라 상이한 구성을 갖는 다양한 전극(26)을 수용하여 지지하도록 구성된다. 예를 들면, 하부 어댑터(25)는 뾰족한 전극 팁, 평평한 전극 팁, 돔형 전극 팁, 및/또는 오프셋형 전극 팁을 갖는 전극(26)을 수용하도록 구성될 수 있다. 정상적 작동 시에, 상부 어댑터(24)는 액츄에이터 암(18)(도 2 참조)의 하단부(20)에 부착되어 유지되도록 구성되고, 하부 어댑터(25)는 상부 어댑터(24)로부터 분리되도록 구성된다. 상부 어댑터(24)로부터 하부 어댑터(25)를 분리하는 것은 작업대와 같은 제어된 환경에서 전극(26)의 제거 및 교체를 촉진시킨다. 그렇지 않으면, 전극(26)을 인시츄로(즉, 하부 어댑터(25)를 제거하지 않고) 제거 및 교체하는 것은 번잡할 수 있고, 전극(26)과 하부 어댑터(25) 사이의 오정렬을 초래할 수 있고, 이것은 열악한 점용접 품질을 생성할 수 있고, 전극(26)의 조기 마모를 초래할 수 있다. 일단 원하는 전극(26)이 하부 어댑터(25) 상에 설치되면, 하부 어댑터(25)는 상부 어댑터(24)에 쉽게 재부착될 수 있다.

도 3의 도시된 실시형태에서, 상부 어댑터(24)는 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 더 긴 면(27, 28) 및 이 더 긴 면(27, 28)의 횡방향으로 연장되는 한 쌍의 더 짧은 면(29, 30)을 갖는 직사각형 블록이다. 이 상부 어댑터(24)는 또한 내면(31) 및 이 내면(31)의 반대측의 외면(32)을 포함한다. 하나 이상의 대안적 실시형태에서, 상부 어댑터(24)는, 예를 들면, 정사각형 블록과 같은 임의의 다른 적절한 형상을 가질 수 있다. 상부 어댑터(24)는 또한 더 긴 면(27, 28)들 사이에서 연장되는, 매끈한 보어와 같은 개구(33)를 포함한다. 이 개구(33)는 액츄에이터 암(18)으로부터 상부 어댑터(24)를 전기적으로 절연시키도록 구성되는 슬리브(34)를 수용하도록 구성된다(도 2 참조). 이 슬리브(34)는, 예를 들면, 플라스틱, 경질의 양극산화처리된 알루미늄, 또는 세라믹과 같은, 액츄에이터 암(18)으로부터 상부 전극 조립체(12)를 전기적으로 절연시키기 위해 적합한 임의의 재료로 구성될 수 있다. 도시된 실시형태에서, 슬리브(34)는 원주형 섕크(35) 및 이 섕크(35)의 상단부 상의 환형 헤드(36)를 포함한다. 이 슬리브(34)는 또한 중심 개구(37) 및 이 중심 개구(37)의 길이를 따라 연장되는 좁은 슬릿(38)을 형성한다. 슬리브(34) 상의 원주형 섕크(35)는 상부 어댑터(24) 내의 개구(33) 내에 수용되도록 구성되고, 슬리브(34) 상의 환형 헤드(36)는 상부 어댑터(24)의 더 긴 면(27) 상에 지지되도록 구성된다. 슬리브(34) 내의 중심 개구(37)는 상부 어댑터(24)를 액츄에이터 암(18)에 결합시키기 위해 액츄에이터 암(18)의 하단부(20) 상의 돌출부(도시되지 않음)를 수용하도록 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상부 어댑터(24)는 또한 개구(33)와 더 짧은 면(30) 사이에서 연장되는 좁은 슬릿(39)을 포함한다. 이 좁은 슬릿(39)은 한 쌍의 대향하는 레그(40, 41)를 형성한다. 레그(40, 41)는 이 레그(40, 41)가 서로 이격되는 압축되지 않은 위치와 레그(40, 41)가 서로 맞닿는 압축된 위치 사이에서 이동되도록 구성된다. 레그(40, 41)가 압축되지 않은 위치와 압축된 위치 사이 및 압축된 위치와 압축되지 않은 위치 사이에서 이동될 때, 상부 어댑터(24) 내의 개구(33)는 슬리브(34)의 원주형 섕크(35)의 주위에서 각각 원주방향으로 수축되고, 그리고 팽창되도록 구성된다. 상부 어댑터(24)는 또한 레그(40, 41)를 통해 연장되는 개구(42)를 포함한다. 이 개구(42)는, 예를 들면, 소켓 헤드 스크류와 같은 패스너(43)를 수용하도록 구성된다. 패스너(43)를 조이는 것은 레그(40, 41)를 접근시키고, 그 결과 슬리브(34)의 주위에서 개구(33)를 원주방향으로 수축시키도록 구성된다. 상부 어댑터(24) 내의 개구(33)가 슬리브(34)의 주위에 원주방향으로 수축됨에 따라, 슬리브(34)는 상부 어댑터(24)를 액츄에이터 암(18)의 하단부(20)에 결합시키기 위해 액츄에이터 암(18)의 하단부(20) 상의 돌출부의 주위에 원주방향으로 수축되도록 구성된다. 이에 대해, 패스너(43)를 풀어주는 것은 레그(40, 41)를 분리시키고, 그 결과 슬리브(34)의 주위에서 개구(33)를 원주방향으로 팽창시키고, 그 결과 상부 어댑터(24)가 슬리브(34) 및 액츄에이터 암(18)의 하단부(20)로부터 분리될 수 있도록 구성된다. 액츄에이터(18)로부터 상부 어댑터(24)를 분리시키는 것은 상부 전극 조립체(12)의 교체 또는 유지보수를 용이화한다.

계속해서 도 3을 참조하면, 상부 어댑터(24)는 또한 하부의 더 긴 면(28)으로부터 상방으로 연장되는 한 쌍의 매끈한 블라인드 보어(44, 45)를 포함한다. 매끈한 블라인드 보어 중 하나(44)는 얇은 벽의 원주형 부싱(46)을 수용하도록 구성되고, 다른 매끈한 보어(45)는 원주형 다월 핀(dowel pin; 48)의 상단부(47)를 수용하도록 구성되고, 이들 양자의 중요성은 이하에서 설명된다. 얇은 벽의 부싱(46)과 다월 핀(48)은, 예를 들면, 나사체결, 접착, 또는 압입(즉, 마찰 끼워맞춤) 연결과 같은 임의의 적절한 수단에 의해 각각 블라인드 보어(44, 45) 내에 수용될 수 있다.

도 3의 도시된 실시형태에서, 하부 어댑터(25)는 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 더 긴 면(49, 50) 및 이 더 긴 면(49, 50)의 횡방향으로 연장되는 한 쌍의 더 짧은 면(51, 52)을 갖는 블록이다. 이 하부 어댑터(25)는 또한 내면(53) 및 이 내면(53)의 반대측의 외면(54)을 포함한다. 하나 이상의 대안적 실시형태에서, 하부 어댑터(25)는, 예를 들면, 정사각형 블록과 같은 임의의 다른 적절한 형상을 가질 수 있다. 하부 어댑터(25)는 또한 상부의 더 긴 면(49)으로부터 하방으로 연장되는 한 쌍의 개구(55, 56)를 포함한다. 도시된 실시형태에서, 개구(55) 중 하나는 매끈한 블라인드 보어이고, 다른 개구(56)는 하부 어댑터(25)의 더 긴 면(49, 50) 사이에서 연장되는 관통공이다. 개구(55) 중 하나는 위치결정 핀(57)을 수용하도록 구성되고, 다른 개구(56)는 다월 핀(48)의 하단부(58)를 수용하도록 구성된다. 도시된 실시형태에서, 위치결정 핀(57)은 원주형 섕크(59) 및 다이아몬드형 헤드(60)를 포함한다. 원주형 섕크(59)는 하부 어댑터(25) 내의 개구(55) 내에 수용되도록 구성되고, 다이아몬드형 헤드(60)는 상부 어댑터(24)의 얇은 벽의 부싱(46) 내에 수용되도록 구성된다. 하나의 실시형태에서, 원주형 섕크(59)는 하부 어댑터(25) 내의 개구(55) 내로 압입되고, 다이아몬드형 헤드(60)는 상부 어댑터(24) 내의 부싱(46) 내에 헐거운 끼워맞춤 또는 가벼운 억지끼워맞춤된다. 동시에, 위치결정 핀(57) 및 다월 핀(48)은 상부 어댑터(24)와 하부 어댑터(25)가 함께 결합된 경우에 이들 사이의 적절한 정렬을 보장하도록 구성된다. 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 다월 핀(48)은 상부 어댑터(24)로부터 하부 어댑터(25)에 의해 지지되는 전극(26)까지 전극 전류를 전송하도록 구성된다.

여전히 도 3을 참조하면, 하부 어댑터(25)는 또한 개구(56)와 더 짧은 면(52) 사이에서 연장되는 좁은 슬릿(61)을 포함한다. 이 좁은 슬릿(61)은 한 쌍의 레그(62, 63)를 형성하고, 이 레그(62, 63)는 레그(62, 63)가 서로 이격되는 압축되지 않은 위치와 레그(62, 63)가 서로 맞닿는 압축된 위치 사이에서 이동되도록 구성된다. 레그(62, 63)가 압축되지 않은 위치와 압축된 위치 사이 및 압축된 위치와 압축되지 않은 위치 사이에서 이동될 때, 개구(56)는 다월 핀(48)의 하단부(58)의 주위에서 각각 원주방향으로 수축되고, 그리고 팽창되도록 구성된다. 하부 어댑터(25)는 또한 레그(62, 63)를 통해 연장되는 관통공과 같은 개구(64)를 포함한다. 이 개구(64)는, 예를 들면, 소켓 헤드 스크류와 같은 패스너(65)를 수용하도록 구성된다. 패스너(65)를 조이는 것은 레그(62, 63)를 접근시키고, 그 결과 다월 핀(48)의 하단부(58)의 주위에서 개구(56)를 원주방향으로 수축시키도록 구성된다. 원주방향으로 수축된 위치에서, 하부 어댑터(25)는 다월 핀(48) 및 상부 어댑터(24)에 착탈가능하게 결합된다. 이에 대해, 패스너(65)를 풀어주는 것은 레그(62, 63)를 분리시키고, 개구(56)를 원주방향으로 팽창시키고, 그 결과 다월 핀(48)이 개구(56)로부터 인출될 때까지 하방으로 하부 어댑터(25)를 슬라이딩시킴으로써 상부 어댑터(24)로부터 하부 어댑터(25)가 분리될 수 있도록 구성된다. 상부 어댑터(24)로부터 하부 어댑터(25)를 분리시키면 사용자는 작업대와 같은 제어된 환경 내에서 하부 어댑터(25)에 의해 지지되는 전극(26)을 제거하거나 교체할 수 있고, 이것에 의해 사용자는 전극(26)이 하부 어댑터(25)와 적절히 정렬되었음을 용이하게 확인할 수 있다.

하부 어댑터(25)는 또한 더 긴 면(49, 50) 사이에 연장되는, 예를 들면, 관통공과 같은 개구(66)를 포함한다. 이 개구(66)는 용접될 부품의 구성 및 점용접의 원하는 크기에 기초하여 원하는 구성을 갖는 전극(26)을 선택적으로 수용하도록 구성된다. 또한, 하부 어댑터(25)는 하부 어댑터(25)의 더 짧은 면(51)과 개구(66) 사이에 연장되는 좁은 슬릿(67)을 포함한다. 이 좁은 슬릿(67)은 한 쌍의 레그(68, 69)를 형성하고, 이 레그(68, 69)는 레그(68, 69)가 서로 이격되는 압축되지 않은 위치와 레그(62, 63)가 서로 맞닿는 압축된 위치 사이에서 이동되도록 구성된다. 레그(68, 69)가 압축되지 않은 위치와 압축된 위치 사이 및 압축된 위치와 압축되지 않은 위치 사이에서 이동될 때, 개구(66)는 전극(26)이 각각 설치 및 제거될 수 있도록 전극(26)의 주위에서 각각 원주방향으로 수축 및 팽창되도록 구성된다. 하부 어댑터(25)는 또한 레그(68, 69)를 통해 연장되는 관통공과 같은 개구(70)를 포함한다. 이 개구(70)는, 예를 들면, 소켓 헤드 스크류와 같은 패스너(71)를 수용하도록 구성된다. 패스너(71)를 조이는 것은 레그(68, 69)를 접근시키고, 그 결과 전극(26)이 하부 어댑터(25)에 고정되도록 전극(26)의 주위에서 개구(66)를 원주방향으로 수축시키도록 구성된다. 이에 대해, 패스너(71)를 풀어주는 것은 레그(68, 69)를 분리시키고, 개구(66)를 원주방향으로 수축시키고, 그 결과 개구(66)로부터 전극(26)을 슬라이딩시킴으로써 하부 어댑터(25)로부터 전극(26)이 분리될 수 있도록 구성된다. 또한, 도시된 실시형태에서, 하부 어댑터(25)는 전극(26)이 관통하여 연장되는 융기 부분 또는 돌출 부분(73)을 형성하는 더 긴 면(50) 내의 노치(72)를 포함한다. 노치(72) 및 돌출 부분(73)은 다양한 형상 및 구성을 갖는 부품의 점용접을 용이화하도록 구성된다. 하나 이상의 대안적 실시형태에서, 하부 어댑터(25)는 노치(72) 및 돌출 부분(73)을 구비하지 않을 수 있다.

위에서 비록 상부 전극 조립체(12)만이 상세히 설명되었으나, 하부 전극 조립체(13)는 상부 전극 조립체(12)와 동일하거나 또는 유사한 구성을 가질 수 있고, 그러므로 하부 전극 조립체(13)는 중복을 피하기 위해 설명되지 않았다는 것이 이해될 것이다.

이하, 도 2 및 도 3에 도시된 실시형태를 참조하면, 용접 헤드(10)는 상부 전극 조립체(12)에 전기적으로 결합되는 입력 케이블(74) 및 하부 전극 조립체(13)에 전기적으로 결합되는 출력 케이블(75)을 포함한다. 동시에, 이들 케이블(74, 75)은 용접 전류를 상부 전극 조립체(12) 및 하부 전극 조립체(13) 내의 전극(26)에 공급하도록 구성된다. 용접 헤드(10)는 또한 입력 케이블(74)을 상부 어댑터(24)에 전기적으로 결합시키는 스트랩(76)을 포함한다. 도시된 실시형태에서, 스트랩(76)은 상부 어댑터(24)의 더 짧은 면(30)에 결합된다. 용접 전류는 용접될 부품의 크기와 두께 및 점용접의 원하는 크기에 따라, 예를 들면, 약 5 암페어 내지 약 4,000 암페어와 같은 임의의 적절한 전류일 수 있다. 다월 핀(48)은 용접 전류를 상부 어댑터(24)로부터 하부 어댑터(25)로, 다음에 전극(26)으로 전송하도록 구성된다. 이 다월 핀(48)은, 예를 들면, 알루미늄과 같은 임의의 도전성 재료로 구성될 수 있다. 또한, 위에서 설명된 바와 같이, 슬리브(34)는 용접 전류가 액츄에이터 암(18) 내로 흘러 들어가지 않도록 액츄에이터 암(18)으로부터 상부 어댑터(24)를 전기적으로 절연하도록 구성된다. 따라서, 용접 전류는 상부 전극 조립체(12) 내의 전극(26)으로부터 용접될 부품을 통해 하부 전극 조립체(13)의 전극(26)으로 흐른다. 전류가 부품을 통해 흐름에 따라, 부품에 의해 공급되는 전기 저항은 전극(26)의 접촉점의 주위에서 부품을 국부적으로 가열하고, 이것에 의해 금속 부품을 국부적으로 용융시킴으로써 부품을 접합시키는 점용접을 형성한다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 실시형태를 참조하여 브레이크 조립체(15)가 상세히 설명된다. 브레이크 조립체(15)는 점용접 작업의 완료 후와 같이 리니어 액츄에이터 모터(14)로부터의 전력의 단전의 경우에 상부 전극 조립체(12)가 하부 전극 조립체(13)와 충돌하는 것을 방지하도록 구성된다. 브레이크 조립체(15)는 또한 제어기에 커맨드를 개시하는 사용자에 의해 작동될 수 있다. 그렇지 않으면, 상부 전극 조립체(12)와 하부 전극 조립체(13) 사이의 접촉은 전극(26)을 손상시키거나 또는 조기에 마모시킬 수 있다(즉, 브레이크 조립체(15)가 없으면, 리니어 액츄에이터 모터(14)로부터 전력이 단전되는 경우, 리니어 액츄에이터 모터(14)와 전극 조립체(12, 13)가 수직으로 배향되어 있으므로 상부 전극 조립체(12)는 하방으로 낙하하여 하부 전극 조립체(13)에 충돌한다). 도시된 실시형태에서, 브레이크 조립체(15)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 브레이크 조립체(15)를 하우징(11)의 내부에 장착하도록 구성되는 장착 브래킷(85)을 포함한다. 이 브레이크 조립체(15)는 또한 리니어 솔레노이드(86)와 샤프트 조립체(87)를 포함하고, 이들 양자 모두는 장착 브래킷(85)에 결합된다. 브레이크 조립체(15)는 스프링 장착식 브레이크(88)를 더 포함한다. 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 스프링 장착식 브레이크(88)는 점용접 작업 중에 전력이 용접 헤드(10)에 공급되는 맞물림해제된 위치와 점용접 작업의 완료 후에 용접 헤드(10)로부터 전력이 단전되는 맞물림된 위치 사이에서 이동하도록 구성된다. 맞물림해제된 위치에서, 리니어 액츄에이터 모터(14)는 점용접 작업 중에 상부 전극 조립체(12)의 위치를 구동하도록 자유로운 상태에 있다. 맞물림된 위치에서, 브레이크 조립체(15)는 상부 전극 조립체(12)의 위치를 로킹하여, 하부 전극 조립체(13)와의 충돌을 방지하도록 구성된다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 실시형태에서, 장착 브래킷(85)은 베이스 플레이트(89), 이 베이스 플레이트(89)로부터 돌출되는 한 쌍의 지지 암(90, 91), 및 이 지지 암(90, 91)의 외단부로부터 연장되는 플랜지(92)를 포함하고, 이 플랜지(92)는 베이스 플레이트(89)로부터 이격되어 있다. 도시된 실시형태에서, 플랜지(92)는 베이스 플레이트(89)에 실질적으로 평행하다. 동시에, 베이스 플레이트(89), 지지 암(90, 91), 및 플랜지(92)는 대체로 U자형인 장착 브래킷(85)을 형성한다. 베이스 플레이트(89)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 장착 브래킷(85)을 용접 헤드(10)의 하우징(11)에 고정하는 패스너를 수용하도록 구성되는, 예를 들면, 4 개의 개구와 같은 복수의 개구(93)를 포함한다. 장착 브래킷(85)의 베이스 플레이트(89)는 또한 리니어 솔레노이드(86)를 장착 브래킷(85)에 고정하는 패스너를 수용하도록 구성되는 한 쌍의 개구(94)를 포함한다. 유사하게, 장착 브래킷(85)의 플랜지(92)는 샤프트 조립체(87)를 장착 브래킷(85)에 고정하는 패스너(96)를 수용하도록 구성되는, 예를 들면, 2 개의 개구와 같은 복수의 개구(95)를 포함한다. 플랜지(92)는 또한, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 샤프트 조립체(87)의 일부를 수용하도록 구성되는 개구(97)를 포함한다.

계속해서 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 리니어 솔레노이드(86)는 플런저(99) 및 이 플런저(99)의 주위에 감겨진 코일(100)을 수용하는 원통형 케이스(98)를 포함한다. 플런저(99)는 연장된 위치와 후퇴된 위치 사이에서 슬라이딩(화살표 117)하도록 구성된다. 전류가 코일(100)에 공급되는 경우, 플런저(99)를 원통형 케이스(98) 내의 후퇴된 위치로 슬라이딩시키는 경향을 갖는 전자기장이 발생된다. 전류가 리니어 솔레노이드(86)로부터 단전되는 경우, 플런저(99)는 원통형 케이스(98)로부터 외방으로 돌출하는 연장된 위치로 복귀하도록 구성된다.

여전히 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 샤프트 조립체(87)는 장착 플레이트(101) 및 연장된 위치와 후퇴된 위치 사이에서 슬라이딩(화살표 118)하도록 구성되는 샤프트(102)를 포함한다. 장착 플레이트(101)는 샤프트 조립체(87)를 장착 브래킷(85)의 플랜지(92)에 고정하는 패스너(96)를 수용하는 한 쌍의 개구(103)를 포함한다. 샤프트 조립체(87)가 장착 브래킷(85)에 결합되는 경우, 샤프트(102)는 플랜지(92) 내의 개구(97)를 통해 연장된다. 이 샤프트(102)는 리니어 솔레노이드(86) 상의 플런저(99)의 외단부(105)에 결합되도록 구성되는 내단부(104), 및 스프링 장착식 브레이크(88)에 결합되도록 구성되는, 이 내단부(104)의 반대측의 외단부(106)를 포함한다. 샤프트(102)의 내단부(104)는 임의의 적절한 수단에 의해 플런저(99)의 외단부에 결합될 수 있다. 도시된 실시형태에서, 칼라(107)는 샤프트(102)를 플런저(99)에 결합시키도록 구성된다. 칼라(107)는 샤프트(102)의 내단부(104)와 플런저(99)의 외단부(105) 상에서 슬라이딩하도록 구성되는 얇은 벽의 원통형 튜브이다. 칼라(107)는 또한 칼라(107)를 플런저(99) 및 샤프트(102)의 양자 모두에 고정하는 세트 스크류와 같은 패스너(109)를 수용하도록 구성되는 복수의 반경방향의 개구(108)를 포함한다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 브레이크(88)는 외면(110) 및 이 외면(110)의 반대측의 내면(111)을 갖는 직사각형 블록이다. 이 브레이크(88)는 브레이크(88)를 샤프트(102)의 외단부(106)에 결합시키는 세트 스큐류와 같은 패스너(113)를 수용하도록 구성되는, 예를 들면, 2 개의 개구와 같은, 복수의 개구(112)를 포함한다. 브레이크(88)의 외면(110)은 복수의 리지(ridge) 또는 치형(114)을 포함한다. 비록 도시된 실시형태에서, 브레이크(88)는 2 개의 치형(114)을 포함하지만, 하나 이상의 대안적 실시형태에서, 브레이크(88)는, 예를 들면, 1 내지 10 개의 치형(114)과 같은 임의의 적절한 다른 수의 치형(114)을 가질 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 브레이크(88) 상의 치형(114)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 액츄에이터 암(18) 상의 대응하는 그루브(115)와 맞물리도록 구성되고, 이것에 의해, 전력이 리니어 액츄에이터 모터(14)로부터 단전되는 경우에, 상부 전극 조립체(12) 상의 전극(26)이 하부 전극 조립체(13) 상의 전극과 충돌하는 것을 방지한다. 브레이크 조립체(15)는 또한 브레이크(88)의 내면(111)과 샤프트 조립체(87) 상의 장착 플레이트(101) 사이에 배치되는 스프링(116)를 포함하고, 이것의 중요성은 이하에서 설명된다.

작동 시에, 브레이크(88)는 맞물림된 위치와 맞물림해제된 위치 사이에서 이동(화살표 119)되도록 구성된다. 전류가 리니어 솔레노이드(86)에 공급되는 경우, 플런저(99)는 후퇴된 위치로 이동(화살표 117)되도록 구성된다. 더욱이, 플런저(99)는 칼라(107)를 통해 샤프트(102)에 결합되므로, 플런저(99)의 후퇴는 샤프트(102)를 후퇴된 위치로 당기도록 구성된다(즉, 샤프트(102)는 후퇴된 위치로 슬라이딩(화살표 118)된다). 또한, 플런저(99)의 후퇴는, 브레이크(88)가 맞물림해제된 위치로 슬라이딩(화살표 119)하여 스프링(116)을 가압하도록, 스프링(116)의 편향력을 극복하기 위한 충분한 힘을 공급하도록 구성된다(즉, 플런저(99) 및 샤프트(102)의 후퇴는 브레이크(88)를 맞물림해제된 위치로 구동하도록 구성된다). 맞물림해제된 위치에서, 리니어 액츄에이터 모터(14)가 액츄에이터 암(18) 및 상부 전극 조립체(12)를 원하는 위치로 구동시키기 위해 자유로운 상태에 있도록, 브레이크(88) 상의 치형(114)은 액츄에이터 암(18) 내의 대응하는 그루브(115)로부터 맞물림해제된다(도 2 참조). 따라서, 브레이크(88)는 점용접 작업 중에 맞물림해제된 위치에 있다.

점용접 작업의 종료 후와 같이 리니어 솔레노이드(86)로부터 전력이 단전되는 경우, 플런저(99)와 샤프트(102)를 이들의 후퇴된 위치로 당겨주는 전자기력이 제거되고, 그러므로 스프링(116)의 편향력은 브레이크(88)를 맞물림된 위치로 복귀시키도록 구성된다(즉, 리니어 솔레노이드(86)로의 전력이 단전된 경우, 스프링(116)은 브레이크(88)를 맞물림된 위치로 편향시키도록 구성된다). 맞물림된 위치에서, 브레이크(88) 상의 치형(114)과 액츄에이터 암(18) 내의 그루브(115) 사이의 맞물림은 액츄에이터 암(18)과 상부 전극 조립체(12)의 위치를 로킹시키도록 구성되고, 이것에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 상부 전극 조립체(12)가 하부 전극 조립체(13)의 낙하 및 충돌하는 것을 방지한다. 또한, 스프링(116)은 샤프트(102)와 플런저(99)를 이들의 초기의 연장된 위치로 복귀시키도록 구성된다(즉, 리니어 솔레노이드(86)로의 전력이 단전된 경우, 압축된 스프링(116)은 플런저(99) 및 샤프트(102)를 가압하여 각각 이들의 연장된 위치로 복귀하도록 슬라이딩(117, 118)시킨다. 따라서, 후속하여 리니어 액츄에이터 모터(14)가 후속 점용접 작업 중에 상부 전극 조립체(12)의 위치를 자유롭게 구동할 수 있도록 리니어 솔레노이드(86)에 전력을 공급함으로써 샤프트(102) 및 플런저(99)는 브레이크(88)를 분리시키기 위해 이들의 후퇴된 위치로 복귀될 수 있다.

본 발명은 이것의 예시적인 실시형태를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 명세서에 기재된 예시적인 실시형태는 포괄적이거나 또는 본 발명의 범위를 개시된 정확한 형태로 제한하려는 목적을 갖지 않는다. 본 발명이 관련되는 기술 분야의 당업자는 설명된 구조의 변경 및 변화, 조립 방법 및 작동 방법이 이하의 청구항에 설명된 바와 같은 본 발명의 원리, 사상 및 범위로부터 유의미하게 벗어나지 않는 범위 내에서 실시될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 비록 본 명세서에서 하나의 요소의 다른 요소에 대한 공간적 관련성을 기술하기 위해 “외부”, “내부”, “하부”, “하측” 및 “상측” 등과 같은 상대적인 용어가 사용되었으나, 이들 용어는 도면에 도시된 배향에 더하여 장치의 다양한 요소 및 부품의 다양한 배향을 포함하기 위한 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용될 때, 용어 “실질적으로”, “일반적으로” 등은 정도의 용어가 아닌 근사값의 용어로서 사용되고, 본 기술분야의 당업자가 인정하는 측정값이나 계산값의 고유의 편차를 설명하기 위한 것이다.

Claims

2 개 이상의 부품을 함께 점용접시키도록 구성되는 용접 헤드로서,
상기 부품을 통해 용접 전류를 공급하도록 구성되는 제 1 전극 조립체 및 제 2 전극 조립체;
고정 자석 및 가동 포서(forcer)를 포함하는 리니어 액츄에이터 모터로서, 상기 제 1 전극 조립체를 원하는 위치로 구동하고 또한 상기 부품에 원하는 체결력(clamping force)을 가하도록 구성된 리니어 액츄에이터 모터;
상기 리니어 액츄에이터 모터에 결합되어 상기 리니어 액츄에이터 모터의 자석의 온도를 측정하도록 구성되는 온도 센서; 및
상기 온도 센서에 의해 측정되는 온도를 모니터링하고, 상기 온도에 기초하여, 상기 원하는 체결력을 유지하기 위해 상기 리니어 액츄에이터 모터에 공급되는 전류를 조절하도록 구성되는 제어기
를 포함하는, 용접 헤드.
제 1 항에 있어서,
상기 온도 센서는 서미스터인, 용접 헤드.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전극 조립체는,
상부 어댑터; 및
상기 상부 어댑터에 착탈가능하게 결합되는 하부 어댑터를 포함하고, 상기 하부 어댑터는 전극을 착탈가능하게 수용하도록 구성되는, 용접 헤드.
제 1 항에 있어서,
상기 용접 헤드는 상기 제 1 전극 조립체의 위치가 로킹되는 맞물림된 위치와 상기 리니어 액츄에이터 모터가 상기 제 1 전극 조립체의 위치를 구동하도록 자유로운 상태인 맞물림해제된 위치의 사이에서 이동되도록 구성되는 브레이크를 더 포함하는, 용접 헤드.
제 4 항에 있어서,
상기 브레이크는 상기 브레이크에 전력이 공급되는 경우에 상기 맞물림해제된 위치로 이동되도록 구성되고,
상기 브레이크는 상기 브레이크에 전력이 단전된 경우에 상기 맞물림된 위치로 이동되도록 구성되는, 용접 헤드.
제 5 항에 있어서,
상기 용접 헤드는 상기 리니어 액츄에이터 모터를 상기 제 1 전극 조립체에 결합시키는 액츄에이터 암을 더 포함하는, 용접 헤드.
제 6 항에 있어서,
상기 브레이크는,
상기 액츄에이터 암 내의 복수의 그루브와 맞물림 및 맞물림해제되도록 구성되는 스프링 장착식(spring-loaded) 브레이크; 및
상기 스프링 장착식 브레이크를 구동하도록 구성되는 솔레노이드를 포함하는, 용접 헤드.
2 개 이상의 부품을 함께 점용접시키도록 구성되는 용접 헤드로서, 상기 용접 헤드는,
상기 부품을 통해 용접 전류를 공급하도록 구성되는 제 1 전극 조립체 및 제 2 전극 조립체;
복수의 자석을 수용하는 리니어 액츄에이터 모터 － 상기 리니어 액츄에이터 모터는 상기 제 1 전극 조립체를 원하는 위치로 구동하고, 상기 부품에 원하는 체결력을 가하도록 구성됨 －;
상기 리니어 액츄에이터 모터에 결합되어, 상기 리니어 액츄에이터 모터의 위치를 측정하도록 구성되는 리니어 인코더;
상기 리니어 인코더에 의해 측정되는 상기 리니어 액츄에이터 모터의 위치를 모니터링하도록 구성되는 제어기; 및
상기 제어기 상에 프로그래밍된 알고리즘을 포함하고, 상기 알고리즘은 상기 리니어 액츄에이터 모터의 위치를 상기 리니어 액츄에이터 모터의 힘의 상수와 관련시키고,
상기 제어기는, 상기 리니어 액츄에이터 모터의 위치 및 상기 리니어 액츄에이터 모터의 대응하는 힘의 상수에 기초하여, 상기 원하는 체결력을 유지하기 위해 상기 리니어 액츄에이터 모터에 공급되는 전류를 조절하도록 구성되는, 용접 헤드.
제 8 항에 있어서,
상기 알고리즘은 사전에 계산된 참조 테이블(lookup table)인, 용접 헤드.
제 8 항에 있어서,
상기 리니어 인코더는 광학 센서를 포함하는, 용접 헤드.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 전극 조립체는,
상부 어댑터; 및
상기 상부 어댑터에 착탈가능하게 결합되는 하부 어댑터를 포함하고, 상기 하부 어댑터는 전극을 착탈가능하게 수용하도록 구성되는, 용접 헤드.
제 8 항에 있어서,
상기 용접 헤드는 상기 제 1 전극 조립체의 위치가 로킹되는 맞물림된 위치와 상기 리니어 액츄에이터 모터가 상기 제 1 전극 조립체의 위치를 구동하도록 자유로운 상태인 맞물림해제된 위치의 사이에서 이동되도록 구성되는 브레이크를 더 포함하는, 용접 헤드.
제 12 항에 있어서,
상기 브레이크는 상기 브레이크에 전력이 공급되는 경우에 상기 맞물림해제된 위치로 이동되도록 구성되고,
상기 브레이크는 상기 브레이크에 전력이 단전된 경우에 상기 맞물림된 위치로 이동되도록 구성되는, 용접 헤드.
제 13 항에 있어서,
상기 용접 헤드는 상기 리니어 액츄에이터 모터를 상기 제 1 전극 조립체에 결합시키는 액츄에이터 암을 더 포함하는, 용접 헤드.
제 14 항에 있어서,
상기 브레이크는,
상기 액츄에이터 암 내의 복수의 그루브와 맞물림 및 맞물림해제되도록 구성되는 스프링 장착식 브레이크; 및
상기 스프링 장착식 브레이크를 구동하도록 구성되는 솔레노이드를 포함하는, 용접 헤드.
2 개 이상의 부품을 함께 점용접시키도록 구성되는 용접 헤드로서,
상기 부품을 통해 용접 전류를 공급하도록 구성되는 제 1 전극 조립체 및 제 2 전극 조립체;
상기 제 1 전극 조립체를 원하는 위치로 구동하고, 상기 부품에 원하는 체결력을 가하도록 구성된 리니어 액츄에이터 모터;
상기 리니어 액츄에이터 모터를 상기 제 1 전극 조립체에 결합시키는 액츄에이터 암; 및
상기 제 1 전극 조립체의 위치가 로킹되는 맞물림된 위치와, 상기 리니어 액츄에이터 모터가 상기 제 1 전극 조립체의 위치를 구동하도록 자유로운 상태인 맞물림해제된 위치의 사이에서 이동되도록 구성되는 브레이크 조립체를 포함하고,
상기 브레이크 조립체는,
상기 액츄에이터 암 내의 복수의 그루브와 맞물림 및 맞물림해제되도록 구성되는 복수의 치형(teeth)을 갖는 브레이크;
상기 브레이크를 상기 맞물림해제된 위치로 구동하도록 구성되는 리니어 솔레노이드; 및
상기 브레이크를 상기 맞물림된 위치로 편향시키도록 구성되는 스프링을 포함하는, 용접 헤드.
제 16 항에 있어서,
상기 브레이크 조립체는 상기 리니어 액츄에이터 모터에 전력이 공급되는 경우에 맞물림해제된 위치로 이동되도록 구성되고,
상기 브레이크 조립체는 상기 리니어 액츄에이터 모터에 전력이 단전된 경우에 상기 맞물림된 위치로 이동되도록 구성되는, 용접 헤드.
제 16 항에 있어서,
상기 브레이크는 사용자가 제어기에의 커맨드를 개시하는 경우에 상기 맞물림된 위치로 이동되도록 구성되는, 용접 헤드.
삭제
제 16 항에 있어서,
상기 용접 헤드는 상기 브레이크에 결합되는 제 1 단부 및 상기 리니어 솔레노이드에 결합되는 제 2 단부를 갖는 샤프트 조립체를 더 포함하는, 용접 헤드.