KR101836195B1 - 스터드 저항 용접용 스터드 전극 모듈, 및 스터드 전극 모듈 공급장치 - Google Patents

스터드 저항 용접용 스터드 전극 모듈, 및 스터드 전극 모듈 공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스터드 저항 용접용 스터드 전극 모듈, 및 스터드 전극 모듈 공급장치에 관한 것이다. 스터드 전극 모듈은 스터드 전극 팁과, 스터드 전극 생크, 및 지지 브래킷을 포함한다. 스터드 전극 팁은 내부를 관통하여 삽입 홀이 형성되며, 삽입 홀의 일측 개구를 통해 삽입 홀에 스터드를 삽입시킨 상태에서 삽입 홀의 일측 개구 주변에 스터드의 헤드를 안착시키며, 도전성을 갖는다. 스터드 전극 생크는 일측 단부가 스터드 전극 팁의 타측 개구에 결합되며, 일측 단부로부터 삽입 홀과 연결되게 수용 홈이 함몰 형성되어 스터드의 일부를 수용하며, 수용 홈을 외부의 진공장치와 연결하는 연결 홀이 형성되어 수용 홈에 진공압을 작용시켜 스터드를 고정하며, 도전성을 갖는다. 지지 브래킷은 스터드 전극 생크의 양측 단부를 노출시킨 상태로 스터드 전극 생크를 지지한다.

Description

스터드 저항 용접용 스터드 전극 모듈, 및 스터드 전극 모듈 공급장치{Stud electrode module for stud spot welding and apparatus for suppling the same}
본 발명은 차체 등에 스터드를 용접하는 기술에 관한 것이다.
자동차 산업에서는 차체에 각종 부품을 장착하기 위해 스터드를 사용하고 있다. 이러한 스터드는 차체 제조용 모재에 용접식으로 접합될 수 있다. 통상적인 스터드 용접은 스터드 척에 공급된 스터드의 한쪽 끝을 모재와 접촉시킨 후, 스터드 척을 통하여 순간적으로 전기를 인가하여 스터드와 모재 사이에 강한 아크를 발생시켜 스터드와 모재를 용융시킴과 동시에 스터드를 모재에 가압하여 융착시키게 된다.
그런데, 전술한 아크 용접 방식의 스터드 용접에 의하면, 용접시 발생되는 그을음의 외부 확산으로 인해 차체의 외관을 오염시킬 수 있고, 스패터 발생으로 인해 도장 부착성이 불리할 수 있으며, 스터드의 용접 직각도를 육안으로 확인하기가 어려울 수 있다.
본 발명의 과제는 스터드와 모재를 저항 용접할 수 있게 하는 스터드 전극 모듈, 및 스터드 전극 모듈 공급장치를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 스터드 저항 용접용 스터드 전극 모듈은 스터드 전극 팁(stud electrode tip)과, 스터드 전극 생크(stud electrode shank), 및 지지 브래킷을 포함한다. 스터드 전극 팁은 내부를 관통하여 삽입 홀이 형성되며, 삽입 홀의 일측 개구를 통해 삽입 홀에 스터드를 삽입시킨 상태에서 삽입 홀의 일측 개구 주변에 스터드의 헤드를 안착시키며, 도전성을 갖는다. 스터드 전극 생크는 일측 단부가 스터드 전극 팁의 타측 개구에 결합되며, 일측 단부로부터 삽입 홀과 연결되게 수용 홈이 함몰 형성되어 스터드의 일부를 수용하며, 수용 홈을 외부의 진공장치와 연결하는 연결 홀이 형성되어 수용 홈에 진공압을 작용시켜 스터드를 고정하며, 도전성을 갖는다. 지지 브래킷은 스터드 전극 생크의 양측 단부를 노출시킨 상태로 스터드 전극 생크를 지지한다.
본 발명에 따른 스터드 전극 모듈 공급장치는 상기 스터드 전극 모듈을 복수 개로 포함하는 스터드 전극 모듈 공급장치로서, 회전 부재, 및 회전구동 기구를 포함한다. 회전 부재는 허브(hub)와, 허브를 중심으로 방사상으로 배열되어 스터드 전극 모듈들을 각각 동일한 형태로 고정하는 스포크(spoke)들을 구비한다. 회전구동 기구는 회전 부재를 회전시켜 스터드 전극 모듈들을 스터드 피딩 위치로부터 저항 용접기의 용접 위치로 순차적으로 이송시킨다.
본 발명에 따르면, 스터드와 모재를 저항 용접할 수 있게 하므로, 저항 용접시 모재의 외관 오염이 방지되어 클린 부품으로 공급될 수 있고, 스패터 발생이 방지되어 도장 부착성이 향상될 수 있으며, 스터드의 용접 직각도를 육안으로 확인할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 스터드 전극 모듈 공급장치는 범용의 저항 용접기에 설치되어, 범용의 저항 용접기가 통상적인 겹치기 용접뿐 아니라, 스터드 용접에도 사용될 수 있게 한다. 따라서, 자동차 조립 라인 등에 스터드 용접을 위한 전용 용접기를 별도로 구비하지 않아도 되므로, 투자비 절감이 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스터드 용접용 스터드 전극 모듈 공급장치가 저항 용접기에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 있어서, 스터드의 용접 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 스터드 전극 모듈 공급장치에 대한 사시도이다.
도 4는 도 3에 있어서, 스터드 전극 모듈 공급장치의 일부를 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3에 있어서, 스터드 전극 모듈에 대한 단면도이다.
도 6은 도 3에 있어서, 위치전환 기구의 작용 예를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7 및 도 8은 정렬 기구의 일 예를 도시한 사시도이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스터드 용접용 스터드 전극 모듈 공급장치가 저항 용접기에 설치된 상태를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1에 있어서, 스터드의 용접 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 스터드 전극 모듈 공급장치에 대한 사시도이다. 도 4는 도 3에 있어서, 스터드 전극 모듈 공급장치의 일부를 발췌하여 도시한 사시도이다. 도 5는 도 3에 있어서, 스터드 전극 모듈에 대한 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 스터드 용접용 스터드 전극 모듈 공급장치(1000)는 스터드 전극 모듈(100)들과, 회전 부재(200), 및 회전구동 기구(300)를 포함한다. 스터드 전극 모듈 공급장치(1000)는 스터드(11)가 수용된 스터드 전극 모듈(100)을 저항 용접기(20)로 공급함으로써, 스터드(11)를 저항 용접기(20)로 공급할 수 있게 한다.
스터드 전극 모듈(100)은 스터드(11)를 수용해서 지지한 상태로 스터드(11)에 전류를 통하게 함으로써, 스터드(11)가 저항 용접기(20)에 의해 모재(12)에 용접될 수 있게 한다.
상술하면, 스터드(11)는 원형 봉의 바깥 둘레에 나사부가 형성되며, 한쪽 끝에 헤드가 형성된 구조로 이루어질 수 있다. 모재(12)는 차체 제조용 모재일 수 있다. 스터드(11)와 모재(12)는 금속재로 각각 이루어진다. 저항 용접기(20)는 포개어진 피용접물들에 용접 팁들(21, 22)을 각각 대고, 전류 및 가압력을 집중시켜 국부적으로 가열하는 동시에 용접 팁들(21, 22)로 피용접물들에 압력을 가하여 용접을 행하는 장치이다.
저항 용접기(20)의 용접 팁들(21, 22)이 상하로 배치된 경우, 스터드 전극 모듈(100)은 스터드(11)의 헤드가 상방을 향한 상태로 모재(12)의 하면에 맞닿게 스터드(11)를 수용해서 지지할 수 있다. 상측의 용접 팁(21)이 모재(12)의 상면을 가압하고, 하측의 용접 팁(22)이 스터드 전극 모듈(100)을 가압한 상태에서, 용접 팁들(21, 22)에 전류를 공급하면, 스터드 전극 모듈(100)은 스터드(11)를 수용해서 지지한 상태로 스터드(11)에 전류를 통하게 한다. 따라서, 스터드(11)와 모재(12)는 서로 통전되어 가열됨과 동시에 가압됨에 따라 용접될 수 있다.
이와 같이, 스터드(11)와 모재(12)는 저항 용접될 수 있으므로, 저항 용접시 모재(12)의 외관 오염이 방지되어 클린 부품으로 공급될 수 있고, 스패터 발생이 방지되어 도장 부착성이 향상될 수 있으며, 스터드(11)의 용접 직각도를 육안으로 확인할 수 있게 된다.
각각의 스터드 전극 모듈(100)은 스터드 전극 팁(110)과, 스터드 전극 생크(120), 및 지지 브래킷(130)을 구비한다.
스터드 전극 팁(110)은 도전성을 갖는다. 따라서, 스터드 전극 팁(110)은 저항 용접기(20)의 용접 팁들(21, 22)을 통해 공급되는 전류를 스터드(11)에 통하게 할 수 있다. 스터드 전극 팁(110)은 도전성 금속재, 예컨대 크롬동 등과 같은 재료로 이루어질 수 있다. 스터드 전극 팁(110)은 내부를 관통하여 삽입 홀(111)이 형성된다. 스터드 전극 팁(110)은 삽입 홀(111)의 일측 개구를 통해 삽입 홀(111)에 스터드(11)를 삽입시킨 상태에서 삽입 홀(111)의 일측 개구 주변에 스터드(11)의 헤드를 안착시킨다.
삽입 홀(111)은 제1,2,3 홀부(111a, 111b, 112c)로 이루어질 수 있다. 제1 홀부(111a)는 삽입 홀(111)의 일측 개구와 동일한 지름을 갖고 스터드(11)를 삽입시킨다. 제2 홀부(111b)는 제1 홀부(111a)에 연결된다. 제2 홀부(111b)는 제1 홀부(111a)보다 큰 지름을 갖고 스터드(11)를 삽입시킨다. 제2 홀부(111b)는 삽입 홀(111)에 스터드(11)가 삽입된 상태에서 제1 홀부(111a)보다 스터드(11)와의 간격을 더 확보함으로써, 스터드(11)와의 접촉을 최소화한다.
제3 홀부(111c)는 일측이 제2 홀부(111b)와 연결되고, 타측이 삽입 홀(111)의 타측 개구에 연결된다. 제3 홀부(111c)는 제2 홀부(111b)보다 큰 지름을 갖는다. 제3 홀부(111c)는 스터드 전극 생크(120)의 일측 단부를 끼움 결합하게 함으로써, 스터드 전극 팁(110)의 교체를 가능하게 한다.
스터드 전극 생크(120)는 도전성을 갖는다. 따라서, 스터드 전극 생크(120)는 저항 용접기(20)의 용접 팁들(21, 22)을 통해 공급되는 전류를 스터드(11)에 통하게 할 수 있다. 스터드 전극 생크(120)는 도전성 금속재, 예컨대 구리 등과 같은 재료로 이루어질 수 있다. 스터드 전극 생크(120)는 일측 단부가 스터드 전극 팁(110)의 타측 개구에 결합된다.
스터드 전극 생크(120)는 일측 단부로부터 삽입 홀(111)과 연결되게 수용 홈(121)이 함몰 형성되어 스터드(11)의 일부를 수용한다. 수용 홈(121)은 제2 홀부(111b)의 지름과 동일하거나 큰 지름을 가질 수 있다.
스터드 전극 생크(120)는 수용 홈(121)을 외부의 진공장치(미도시)와 연결하는 연결 홀(122)이 형성되어 수용 홈(121)에 진공압을 작용시켜 스터드(11)를 고정한다. 연결 홀(122)은 스터드 전극 생크(120)의 옆면에 개구를 가질 수 있다. 연결 홀(122)의 개구에 흡입관(123)이 연결될 수 있다. 진공장치는 흡입관(123)을 통해 수용 홈(121) 및 삽입 홀(111)로부터 공기를 흡입하여 수용 홈(121) 및 삽입 홀(111)에 진공압을 발생시킴으로써, 스터드(11)를 수용 홈(121) 및 삽입 홀(111) 내에 고정할 수 있다. 진공장치는 흡입관(123)을 통한 공기 흡입을 중단하여 수용 홈(121) 및 삽입 홀(111)에 진공압을 해제함으로써, 수용 홈(121) 및 삽입 홀(111) 내의 스터드(11)에 대한 고정 상태를 해제할 수 있다.
또한, 용접 후, 진공장치는 삽입 홀(111)을 통해 외부 공기를 흡입하여 스터드 전극 모듈(100)을 냉각시킬 수도 있다. 진공장치는 스터드 전극 모듈 공급장치(1000)를 전반적으로 제어하는 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다.
진공장치는 수용 홈(121) 및 삽입 홀(111)에 작용하는 진공압의 변화를 감지하는 진공압 센서(미도시)를 구비할 수 있다. 진공압 센서로부터 감지된 정보는 컨트롤러로 제공될 수 있다. 컨트롤러는 진공압 센서에 의해 진공압이 변화된 것으로 감지되면, 수용 홈(121) 및 삽입 홀(111)에 대한 스터드(11)의 투입 여부를 판단할 수 있다.
지지 브래킷(130)은 스터드 전극 생크(120)의 양측 단부를 노출시킨 상태로 스터드 전극 생크(120)를 지지한다. 여기서, 스터드 전극 생크(120)는 지지 브래킷(130)을 관통하여 양측 단부가 인출된 상태로 관통 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하게 지지될 수 있다.
예컨대, 지지 브래킷(130)은 스터드 전극 생크(120)를 관통시키는 장착 홀이 형성된다. 제1 부싱 부재(140)는 장착 홀의 내벽에 밀착된 상태로 장착 홀에 안착된다. 스터드 전극 생크(120)는 제1 부싱 부재(140)에 삽입된다. 제1 부싱 부재(140)는 지지 브래킷(130)과 스터드 전극 생크(120)를 절연시키는 재료로 이루어질 수 있다.
제2 부싱 부재(150)는 스터드 전극 생크(120)와 제1 부싱 부재(140) 사이에 삽입될 수 있다. 제2 부싱 부재(150)는 스터드 전극 생크(120)의 둘레를 감싼 상태로 스터드 전극 생크(120)와 함께 이동함으로써, 스터드 전극 생크(120)의 마모를 방지할 수 있게 한다. 제2 부싱 부재(150)는 스틸 등의 재료로 이루어질 수 있다. 한편, 제1 부싱 부재(140)와 지지 브래킷(130) 사이에 제3 부싱 부재(141)가 추가로 배치될 수 있다.
스터드 전극 모듈(100)은 탄성부재(160), 및 이탈방지기구(170)를 더 포함할 수 있다. 탄성부재(160)는 스터드 전극 생크(120)와 지지 브래킷(130) 사이에 설치되어 스터드 전극 생크(120)의 일측 단부를 지지 브래킷(130)으로부터 인출시키는 방향으로 탄성력을 가한다. 탄성 부재(160)는 압축 코일 스프링으로 이루어질 수 있다. 압축 코일 스프링은 스터드 전극 생크(120)의 외측에 위치한 제2 부싱 부재(150)를 감싸도록 배치된다. 압축 코일 스프링은 일측 단부가 스터드 전극 생크(120)의 걸림 턱에 접촉되고, 타측 단부가 지지 브래킷(130)에 안착될 수 있다.
탄성 부재(160)는 스터드 전극 생크(120)를 지지하므로, 스터드(11)를 삽입한 스터드 전극 팁(110)이 용접 팁(21)에 의해 가압될 때, 스터드(11)의 위치 조정을 가능하게 한다. 또한, 탄성 부재(160)는 스터드 전극 팁(110)이 용접 팁(21)에 의해 가압될 때나, 스터드 전극 팁(110)에 스터드(11)가 삽입될 때, 충격을 완화할 수 있다.
이탈방지기구(170)는 스터드 전극 생크(120)의 타측 단부에 설치되어 스터드 전극 생크(120)를 지지 브래킷(130)으로부터 이탈 방지한다. 즉, 이탈방지기구(170)는 스터드 전극 팁(110)이 하방을 향할 때, 스터드 전극 생크(120)가 지지 브래킷(130)으로 이탈되는 것을 방지한다. 예컨대, 이탈방지기구(170)는 이탈방지 핀(171)과, 스터드 전극 생크(120)의 타측 단부를 폭 방향으로 관통하여 이탈방지 핀(171)을 끼우는 고정홀(172)을 포함할 수 있다.
또한, 와셔 부재(180)가 스터드 전극 생크(120)의 타측 단부에 장착될 수 있다. 와셔 부재(180)는 고정홀(172)보다 지지 브래킷(130)에 가깝게 배치되어 스터드 전극 생크(120)의 타측 단부를 끼울 수 있다. 다른 예로, 스터드 전극 생크(120)는 지지 브래킷(130)에 슬라이드 이동 가능하게 지지되지 않고, 고정될 수도 있다.
회전 부재(200)는 허브(210)와 스포크(220)들을 구비한다. 저항 용접기(20)의 용접 팁들(21, 22)이 상하로 배치되는 경우, 허브(210)는 수평축을 중심으로 회전한다. 스포크(220)들은 허브(210)를 중심으로 방사상으로 배열되어 허브(210)에 연결된다. 스포크(220)들은 허브(210)의 회전에 의해 회전하게 된다. 스포크(220)들은 동일 간격으로 배열될 수 있다. 스포크(220)들은 4개로 구비된 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 2개 이상으로 구비될 수 있다.
스포크(220)들은 스터드 전극 모듈(100)들을 각각 동일한 형태로 고정한다. 각각의 스터드 전극 모듈(100)은 지지 브래킷(130)에 의해 해당 스포크(220)에 고정된다. 여기서, 각각의 스터드 전극 팁(110)은 삽입 홀(111)이 허브(210)의 반경 방향에 나란하게 배치되되, 삽입 홀(111)의 제1 홀부(111a)가 외측을 향하게 배치된다.
지지 브래킷(130)은 연결 블록(230)을 매개로 스포크(220)에 고정될 수 있다. 연결 블록(230)의 인접한 2개 면들 중 1개 면이 지지 브래킷(130)에 볼트들에 의해 결합되며, 다른 1개 면이 스포크(220)에 볼트들에 의해 결합된다. 연결 블록(230)과 지지 브래킷(130) 사이에 스페이서(231)가 배치되어 연결 블록(230)과 지지 브래킷(130)의 간격이 조절된다. 또한, 연결 블록(230)과 스포크(220) 사이에 스페이서(232)가 배치되어 연결 블록(230)과 스포크(220)의 간격이 조절된다. 여기서, 연결 블록(230)과 지지 브래킷(130)의 간격, 연결 블록(230)과 스포크(220)의 간격은 스페이서(231, 232)의 개수 또는 두께 설정에 의해 조정될 수 있다.
이와 같이, 연결 블록(230)과 지지 브래킷(130)의 간격이 조정되고, 연결 블록(230)과 스포크(220)의 간격이 조정되므로, 스포크(220)에 대해 지지 브래킷(130)의 위치가 2축 방향으로 조정될 수 있다. 그 결과, 스터드 전극 팁(110)은 상방을 향한 상태로 수평인 XY 평면 상에서 X축 위치 및/또는 Y축 위치가 조정될 수 있다. 여기서, 설명 편의상, X축은 회전 부재(200)의 회전축과 나란한 방향으로 정의하고, Y축은 수평인 평면에서 X축과 직교하는 방향으로 정의한다.
스터드 전극 모듈(100)들에 각각 진공장치와 연결되는 흡입관(123)이 장착되는 경우, 스터드 전극 모듈(100)들의 회전 이송에 따른 흡입관(123)의 꼬임을 방지하도록 허브(210)에 흡입관 꼬임방지 기구(240)가 장착될 수 있다. 예컨대, 흡입관 꼬임방지 기구(240)는 배출관(241), 및 배출탱크(242)를 포함할 수 있다.
배출관(241)은 회전 지지대(250)에 고정될 수 있다. 배출탱크(242)는 허브(210)에 고정된 상태로 배출관(241)에 회전 가능하게 결합된다. 배출탱크(242)는 외측에 흡입관(123)들을 장착한다. 배출탱크(242)는 흡입관(123)들과 배출관(241)을 연결하는 내부 공간을 갖는다. 이러한 구성의 흡입관 꼬임방지 기구(240)는 흡입관(123)들을 통해 흡입된 공기를 배출관(241)으로 전달하여 배출시킴과 아울러, 회전 부재(200)의 회전시 흡입관(123)들의 꼬임을 방지할 수 있다.
한편, 회전 부재(200) 쪽에는 외부 간섭 방지를 위한 보호 커버(260)가 장착될 수 있다. 보호 커버(260)는 중앙 부위가 메시 형태로 이루어질 수 있다.
회전구동 기구(300)는 회전 부재(200)를 회전시켜 스터드 전극 모듈(100)들을 스터드 피딩 위치로부터 저항 용접기(20)의 용접 위치로 순차적으로 이송시킨다. 따라서, 스터드 전극 모듈(100)들이 스터드 피딩 위치로 이송될 때마다, 스터드(11)는 스터드 피딩 위치로 이송된 스터드 전극 모듈(100)에 삽입된 후, 해당 스터드 전극 모듈(100)의 회전 이송에 따라 저항 용접기(20)의 용접 위치로 이동할 수 있다. 따라서, 스터드(11)들의 저항 용접이 연속적으로 이루어질 수 있으므로, 자업 효율성을 높일 수 있다. 스터드 전극 모듈(100)은 스터드 피딩 위치에 구비된 스터드 피딩 장치(미도시)에 의해 자동으로 스터드(11)를 제공받을 수 있다.
4개의 스포크(220)들이 90도 간격으로 배열된 경우, 회전 구동기구(300)는 90도씩 간헐적으로 회전시키도록 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다. 회전 구동기구(300)는 회전 모터를 포함할 수 있다. 회전 모터의 구동축이 허브(210)의 중심에 연결되어 회전 부재(200)를 회전시킬 수 있다.
회전 모터가 서보 모터로 이루어지는 경우, 회전 구동기구(300)는 엔코더를 구비할 수 있다. 엔코더는 회전 모터의 회전 위치와 회전 방향을 감지한다. 엔코더로부터 감지된 정보는 컨트롤러로 제공된다. 컨트롤러는 엔코더로부터 감지된 정보를 기초로 회전 모터를 구동 제어하여 회전 부재(200)를 회전시킬 수 있다. 따라서, 스터드 전극 모듈(100)들은 스터드 피딩 위치로부터 저항 용접기(20)의 용접 위치로 순차적으로 이송될 수 있다.
다른 예로, 회전구동 기구(300)는 인덱스 드라이브(index drive)로 이루어질 수도 있다. 인덱스 드라이브는 입력 축을 일정한 속도로 회전시켜서 출력 축이 정해진 각도만큼 정해진 시간에 가고 서는 동작을 정확히 되풀이하도록 구성된 기구이다.
스터드 전극 모듈 공급장치(1000)는 회전 부재(200) 및 지지 브래킷(130)의 위치를 확인하기 위한 위치확인 기구를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 도 4를 참조하면, 위치확인 기구는 회전 부재(200)의 위치를 확인하기 위한 제1 위치확인 기구(410), 및 지지 브래킷(130)의 위치를 확인하기 위한 제2 위치확인 기구(420)를 포함할 수 있다.
제1 위치확인 기구(410)는 제1 위치확인 막대(411)와, 제1 막대 가이드(412), 및 제1 위치확인 홈(413)을 구비한다. 제1 위치확인 막대(411)는 일측 단부가 회전 부재(200)의 허브(210)를 향한 상태로 회전 부재(200)의 회전축과 나란하게 배치된다. 제1 막대 가이드(412)는 제1 위치확인 막대(411)가 회전 부재(200)의 회전축에 나란한 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 지지한다. 제1 막대 가이드(412)는 장치 베이스(500)에 고정될 수 있다. 제1 위치확인 홈(413)은 회전 부재(200)가 설정 위치에 있을 때, 제1 위치확인 막대(411)를 끼울 수 있도록 허브에 형성된다.
따라서, 작업자는 스터드 전극 모듈 공급장치(1000)의 초기 조립시 또는 점검시 제1 위치확인 막대(411)를 제1 위치확인 홈(413)으로 이동시켜 제1 위치확인 홈(413)에 끼워지는지 여부를 확인한다. 만일, 제1 위치확인 막대(411)가 제1 위치확인 홈(413)에 끼워지지 않는다면, 작업자는 회전 구동기구(300)를 점검하여 회전 부재(200)의 회전 위치를 조정할 수 있다.
제2 위치확인 기구(420)는 제2 위치확인 막대(421)와, 제2 막대 가이드(422), 및 제2 위치확인 홈(423)을 구비한다. 제2 위치확인 막대(421)는 일측 단부가 지지 브래킷(130)을 향한 상태로 회전 부재(200)의 회전축과 나란하게 배치된다. 제2 막대 가이드(422)는 제2 위치확인 막대(421)가 회전 부재(200)의 회전축에 나란한 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 지지한다. 제2 막대 가이드(422)는 장치 베이스(500)에 고정될 수 있다. 제2 위치확인 홈(423)은 지지 브래킷(130)이 설정 위치에 있을 때, 제2 위치확인 막대(421)를 끼울 수 있도록 지지 브래킷(130)에 형성된다.
따라서, 작업자는 스터드 전극 모듈 공급장치(1000)의 초기 조립시 또는 점검시 제2 위치확인 막대(421)를 제2 위치확인 홈(423)으로 이동시켜 제2 위치확인 홈(423)에 끼워지는지 여부를 확인한다. 만일, 제2 위치확인 막대(421)가 제2 위치확인 홈(423)에 끼워지지 않는다면, 작업자는 지지 브래킷(130)의 위치를 조정할 수 있다.
스터드 전극 모듈 공급장치(1000)는 장치 베이스(500), 및 위치전환 기구(600)를 더 포함할 수 있다. 장치 베이스(500)는 회전구동 기구(300)를 지지한다. 도 6을 참조하면, 위치전환 기구(600)는 장치 베이스(500)를 이송시켜 회전 부재(200)를 저항 용접기(20)의 용접 작업 위치와 대기 위치로 전환시킨다.
따라서, 회전 부재(200)가 위치전환 기구(600)에 의해 대기 위치로부터 용접 작업 위치로 전환된 상태에서, 저항 용접기(20)는 스터드 용접에 사용될 수 있다. 또한, 회전 부재(200)가 위치전환 기구(600)에 의해 용접 작업 위치로부터 대기 위치로 전환된 상태에서, 저항 용접기(20)는 포개어진 모재들을 용접하는 통상적인 겹치기 용접에 사용될 수 있다.
이와 같이, 스터드 전극 모듈 공급장치(1000)는 범용의 저항 용접기(20)에 설치되어, 범용의 저항 용접기(20)가 통상적인 겹치기 용접뿐 아니라, 스터드 용접에도 사용될 수 있게 하므로, 자동차 조립 라인 등에 스터드 용접을 위한 전용 용접기를 별도로 구비하지 않아도 된다. 따라서, 투자비 절감이 이루어질 수 있다.
예컨대, 위치전환 기구(600)는 장치 베이스(500)를 수직축을 중심으로 피벗 동작시킬 수 있다. 이 경우, 위치전환 기구(600)는 블록 지지대(610)와, 회전 블록(620), 및 실린더(630)를 포함할 수 있다.
블록 지지대(610)는 저항 용접기(20)의 프레임에 고정된다. 회전 블록(620)은 수직축을 중심으로 회전 가능하게 블록 지지대(610)에 힌지 결합된다. 회전 블록(620)은 장치 베이스(500)에 고정됨으로써, 회전 동작시 장치 베이스(500)를 피벗 동작시킨다.
실린더(630)는 실린더 몸체(631)가 블록 지지대(610)에 수직축을 중심으로 회전 가능하게 힌지 결합되고, 실린더 로드(632)가 회전 블록(620)에 수직축을 중심으로 회전 가능하게 힌지 결합될 수 있다. 실린더 로드(632)는 공압 또는 유압에 의해 실린더 몸체(631)에 대해 신축 동작할 수 있다. 실린더 로드(632)의 신축 동작에 따라, 회전 블록(620)이 수직축을 중심으로 회전 동작하여 장치 베이스(500)를 수직축을 중심으로 피벗 동작시킬 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 스터드 전극 모듈 공급장치(1000)는 스터드 전극 모듈(100)을 저항 용접기(20)에 대해 3축 정렬하기 위한 정렬 기구(700)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 정렬 기구(700)는 제1 고정 블록(710)과, 제2 고정 블록(720)들, 및 정렬 블록(730)을 구비할 수 있다.
제1 고정 블록(710)은 Y축 방향으로 연장되어 회전 블록(620)에 고정된다. 제2 고정 블록(720)들은 제1 고정 블록(710)을 사이에 두고 Y축 방향으로 회전 블록(620)에 고정된다. 정렬 블록(730)은 제1 고정 블록(710)에 안착되며, 제2 고정 블록(720)들과 간격을 둔 상태로 제2 고정 블록(720)들 사이에 배치된다.
정렬 블록(730)은 X축 방향으로 이동되어 회전 블록(620)에 볼트들에 의해 결합되고, Y축 방향으로 이동되어 제2 고정 블록(720)들에 볼트들에 의해 결합되며, Z축 방향으로 이동되어 장치 베이스(500)에 볼트들에 의해 결합된다. 정렬 블록(730)은 볼트들과 체결되는 결합 홀들을 갖는다. 결합 홀들의 각 지름은 볼트 부재들의 각 지름보다 크게 형성된다. 따라서, 정렬 블록(730)은 볼트들에 대해 X축, Y축, Z축 방향의 이동이 자유롭게 될 수 있다.
정렬 블록(730)과 회전 블록(620) 사이에 스페이서(741)가 배치되어 정렬 블록(730)의 X축 이동 거리가 설정될 수 있다. 정렬 블록(730)과 제2 고정 블록(720) 사이에 스페이서(742)가 배치되어 정렬 블록(730)의 Y축 이동 거리가 설정될 수 있다. 정렬 블록(730)과 장치 베이스(500) 사이에 스페이서(743)가 배치되어 정렬 블록(730)의 Z축 이동 거리가 설정될 수 있다. 여기서, X축 이동 거리, Y축 이동 거리, Z축 이동 거리는 스페이서(741, 742, 743)의 개수 또는 두께 설정에 의해 조정될 수 있다.
이와 같이, 정렬 블록(730)의 위치가 X축, Y축, Z축으로 조정됨에 따라 장치 베이스(500)의 위치가 X축, Y축, Z축으로 조정됨으로써, 스터드 전극 모듈(100)을 저항 용접기(20)에 대해 3축 정렬할 수 있게 된다. 한편, 도시하고 있지 않지만, 위치전환 기구(600)가 생략되고 장치 베이스를 지지하는 고정대가 구비되는 경우, 정렬 기구(700)는 장치 베이스(500)와 고정대 사이에 설치될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
11..스터드 20..저항 용접기
100..스터드 전극 모듈 110..스터드 전극 팁
120..스터드 전극 생크 130..지지 브래킷
160..탄성부재 170.. 이탈방지기구
200..회전 부재 300..회전구동 기구
410..제1 위치확인 기구 420..제2 위치확인 기구
500..장치 베이스 600..위치전환 기구
700..정렬 기구

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 내부를 관통하여 삽입 홀이 형성되며, 상기 삽입 홀의 일측 개구를 통해 상기 삽입 홀에 스터드를 삽입시킨 상태에서 상기 삽입 홀의 일측 개구 주변에 스터드의 헤드를 안착시키며, 도전성을 갖는 스터드 전극 팁;
    일측 단부가 상기 스터드 전극 팁의 타측 개구에 결합되며, 일측 단부로부터 상기 삽입 홀과 연결되게 수용 홈이 함몰 형성되어 스터드의 일부를 수용하며, 상기 수용 홈을 외부의 진공장치와 연결하는 연결 홀이 형성되어 상기 수용 홈에 진공압을 작용시켜 스터드를 고정하며, 도전성을 갖는 스터드 전극 생크; 및
    상기 스터드 전극 생크의 양측 단부를 노출시킨 상태로 상기 스터드 전극 생크를 지지하는 지지 브래킷;을 포함하며,
    상기 스터드 전극 생크는 상기 지지 브래킷을 관통하여 양측 단부가 인출된 상태로 관통 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하게 지지되며;
    상기 스터드 전극 생크와 지지 브래킷 사이에 설치되어 상기 스터드 전극 생크의 일측 단부를 상기 지지 브래킷으로부터 인출시키는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재, 및
    상기 스터드 전극 생크의 타측 단부에 설치되어 상기 스터드 전극 생크를 상기 지지 브래킷으로부터 이탈 방지하는 이탈방지기구;
    를 더 포함하는 스터드 저항 용접용 스터드 전극 모듈.
  3. 청구항 제2항에 기재된 스터드 전극 모듈을 복수 개로 포함하는 스터드 전극 모듈 공급장치로서,
    허브와, 상기 허브를 중심으로 방사상으로 배열되어 상기 스터드 전극 모듈들을 각각 동일한 형태로 고정하는 스포크들을 구비하는 회전 부재; 및
    상기 회전 부재를 회전시켜 상기 스터드 전극 모듈들을 스터드 피딩 위치로부터 저항 용접기의 용접 위치로 순차적으로 이송시키는 회전구동 기구;
    를 포함하는 스터드 전극 모듈 공급장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 회전 부재 및 지지 브래킷의 위치를 확인하기 위한 위치확인 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드 전극 모듈 공급장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 회전구동 기구를 지지하는 장치 베이스; 및
    상기 장치 베이스를 이송시켜 상기 회전 부재를 용접 작업 위치와 대기 위치로 전환시키는 위치전환 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스터드 전극 모듈 공급장치.
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