KR101925348B1

KR101925348B1 - 프레스 성형물의 너트 스폿 용접용 지그장치

Info

Publication number: KR101925348B1
Application number: KR1020180105243A
Authority: KR
Inventors: 박만희
Original assignee: 유성정밀공업 주식회사
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2018-12-05

Abstract

본 발명은 프레스에서 성형 된 성형물을 스폿 용접기에 안착하여 너트를 일체로 용접하기 위한 지그장치에 관한 것으로,
프레스에서 성형 된 너트장착구멍(S1)을 갖는 성형물(S);을 대상으로 하고, 상기 성형물(S)을 파지하여 로봇팔(R)에 의해 전달되는 스폿용접기의 테이블(C) 상면에 장치되고, 그 성형물(S)을 안착할 수 있도록 성형물(S)의 외면 형상에 대응되는 안착홈(G1)이 형성된 지그(G); 상기 지그(G)의 안착홈(G1) 내 바닥으로부터 일정깊이 확장되게 함몰된 함몰면(10); 상기 함몰면(10)의 상면으로부터 돌출되어 성형물(S)이 안착되는 위치의 저면을 점 접촉으로 받치는 다수의 안착핀(20); 상기 함몰면(10)의 상면으로부터 돌출되어 안착핀(20)이 안착되는 성형물(S)을 자력으로 파지하는 하나 이상의 전자석(30); 상기 지그(G)로부터 성형물(S)의 너트장착구멍(S1)이 형성되는 위치에 장착되고, 너트공급장치로부터 너트(N)가 상단으로 삽입되어 안착시킬 수 있는 외경을 갖는 관체로 형성되며, 그 관체의 하단으로부터 상부로 이어지게 절개된 절개홈(41)이 형성된 신축관(40); 상기 신축관(40)의 내 하부에 장치되고, 너트(N)가 안착되는 신축관(40)의 내경보다 확장되는 크기로 형성되며, 너트(N)가 신축관(40)을 따라 낙하하여 너트장착구멍(S1)에 위치될 때, 그 신축관(40)의 내경으로 승강하여서, 신축관(40)의 외경을 확장시켜 너트(N)를 파지할 수 있게 하는 확장코어(50);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

프레스 성형물의 너트 스폿 용접용 지그장치{Jig device for nut spot welding of press molding}

본 발명은 프레스에서 성형 된 성형물을 스폿 용접기에 안착하여 너트를 일체로 용접하기 위한 지그장치에 관한 것이다.

과거에는 프레스와 프레스 간의 가공물 전달을 인력에 의존하여 오던 것을 기술의 발전에 따라 로봇팔로 대체하여 전달하고 있는 추세이며, 이에 의해 도1의 엔진 마운팅 브라켓과 같이 프레스에서 성형 된 성형물에 너트를 일체로 스폿 용접하여야 할 경우, 그 프레스의 일 측에 스폿용접기를 배치한 다음, 그 로봇팔로 프레스에서 성형 된 성형물을 전달하여 스폿용접과정을 연이어 거침으로써, 인건비, 휴먼에러로 인한 불량은 줄이고, 생산속도를 높이고 있는 추세이다.

그러나 종래 스폿용접기에 마련된 지그는 복잡한 형상을 갖는 성형물의 형태에 의해 과거 콜렛척이나 클램프 타입의 지그 대신 성형물의 외면 형상에 대응되는 안착홈을 갖춘 지그를 사용하는 것이 일반적인데, 이렇게 되면 로봇팔이 성형물을 지그에 안착한 후, 로봇팔이 이탈할 때, 그 성형물은 지그에 안착된 상태를 유지하지 않고, 지그의 안착홈으로부터 뜨거나, 비틀어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 지그는 성형물의 하면이 지그의 안착홈 상면에 면의 전체가 접촉되는 구조로 안착되는데, 이렇게 되면 닿는 면적이 넓어 정확한 밀착이 이루어지지 않는 문제점도 있었다.

또한, 종래의 지그는 성형물의 너트장착구멍에 삽입되는 삽입핀이 마련되고, 성형물은 너트장착구멍에 삽입핀이 통과되도록 지그에 안착되며, 너트공급장치에 의해 지그에 안착 된 성형물의 상면에 너트를 공급하면, 그 너트는 삽입핀을 따라 낙하하면서 성형물의 상면에 안착되는 구조로 이루어지고, 이때 삽입핀은 너트의 내경보다 작은 외경으로 형성되어 헐겁게 함으로써 삽입핀으로부터 너트의 낙하를 원활하게 하는데, 이렇게 되면 스폿 용접시 성형물의 너트장착구멍과 너트의 내경이 정확하게 일치하지 않고 편심지게 용접되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 지그는 성형물의 너트장착구멍에 삽입되는 삽입핀이 마련되고, 성형물은 너트장착구멍에 삽입핀이 통과되도록 지그에 안착되며, 삽입핀은 너트공급장치에 의해 상단으로 너트를 공급하면, 그 너트가 수월하게 하강할 수 있도록 너트의 내경보다 작은 외경으로 형성되는데, 이렇게 되면 스폿 용접시 성형물의 너트장착구멍과 너트의 내경이 정확하게 일치하지 않고 편심지게 용접되는 문제점이 있었다.

참고로, 하기의 선행기술문헌은 특허정보넷 키프리스를 통해 "스폿용접*지그"를 키워드로 하여 검색된 최근의 선행기술문헌 5건을 등재한 것으로, 하기의 선행기술문헌을 참고하여 본 발명에 관한 기술분야와 배경기술 및 그 발전상태를 파악할 수 있을 것이다.

공개/등록공보 : 1012043110000, 1011497330000, 1020090095343, 1009070570000, 1009000700000.

본 발명은 배경기술에서 설명한 종래의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 특히 성형물이 지그에 정확하게 안착 및 고정되게 하고, 너트가 편심지게 용접되지 않도록 하려는데 주안점을 두고 이를 해결하고자 함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 프레스 성형물을 안착할 수 있는 안착홈을 가진 지그를 구비하되, 다수의 안착핀을 이용하여 점 접촉으로 성형물을 안착되게 하고, 하나 이상의 전자석을 이용하여 자력으로 성형물을 파지하게 하며, 확장코어에 의해 외경이 확장되는 신축관을 이용하여 너트의 삽입을 안내함과 동시에 파지할 수 있는 수단을 제안하고자 한다.

본 발명에서 제안하는 수단에 따르면, 종래에 비해 안착핀에 의한 점 접촉으로 성형물을 안착에 대한 안정성을 향상하고, 전자석에 의한 자력으로 성형물을 파지하여 안착의 밀착성과 고정성을 향상하며, 확장코어에 의한 신축관의 확장으로 안정적인 너트의 안착과 고정성을 향상시켜 편심용접을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 단면도,
도 4는 본 발명의 사시도,
도 5는 도 4의 분해 사시도,
도 6은 도 4의 단면도,
도 7은 도 4로부터 추출한 신축관 및 확장코어의 사시도,
도 8은 도 7의 작동도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 다만, 첨부된 도면은 요부에 관한 설명의 편의를 위*이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 다만, 첨부된 도면은 요부에 관한 설명의 편의를 위해 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시될 수 있고, 설명에 사용되는 용어 및 명칭은 사전적인 의미가 아닌 구성의 형상이나 작용, 역할 등에 의해 함축적으로 정해질 수 있으며, 방향에 관한 설명은 최초로 제시된 도면으로부터 최초로 제시한 방향을 기준으로 결정되며, 위치에 관한 설명은 각 구성의 중간 또는 원의 중심을 기준으로 내외가 결정된다. 그리고 선등록된 공지기술 및 통상적 기술에 대한 구체적인 설명은 요지를 흐릴 수 있어 생략 또는 간단한 부호나 명칭으로 대체한다. 또한, 도면을 통해 식별할 수 있는 구성의 구체적인 구조, 형상, 모양, 배치, 크기, 등과, 도면을 통해 유추할 수 있는 구성의 작동 및 그에 따른 작용효과 등도 요지를 흐릴 수 있어 상세한 설명을 생략할 수 있고, 구성 간의 결합을 위해 적용되는 볼트, 용접부위, 구멍, 등은 요지를 흐릴 수 있어 도면에서 생략할 수 있으며, 구성의 모양을 특별하게 특정하지 않은 이상 그 평면의 모양은 원형 또는 사각형이고, 이럴 경우 평면도는 생략될 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 프레스에서 성형 된 너트장착구멍(S1)을 갖는 성형물(S);을 대상으로 하고, 상기 성형물(S)을 파지하여 로봇팔(R)에 의해 전달되는 스폿용접기의 테이블(C) 상면에 장치되고, 그 성형물(S)을 안착할 수 있도록 성형물(S)의 외면 형상에 대응되는 안착홈(G1)이 형성된 지그(G); 상기 지그(G)로부터 성형물(S)의 너트장착구멍(S1)이 형성되는 위치에 장착되고, 너트공급장치로부터 너트(N)가 상단으로 삽입되어 안착시킬 수 있는 외경을 갖는 삽입핀(P);을 구비하는 종래의 프레스 성형물의 너트 스폿 용접용 지그장치를 기초로 한다.

이하, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 프레스 성형물의 너트 스폿 용접용 지그장치는 지그(G)의 안착홈(G1) 내 바닥으로부터 일정깊이 확장되게 함몰된 함몰면(10); 상기 함몰면(10)의 상면으로부터 돌출되어 성형물(S)이 안착되는 위치의 저면을 점 접촉으로 받치는 다수의 안착핀(20); 상기 함몰면(10)의 상면으로부터 돌출되어 안착핀(20)이 안착되는 성형물(S)을 자력으로 파지하는 하나 이상의 전자석(30); 상기 지그(G)로부터 성형물(S)의 너트장착구멍(S1)이 형성되는 위치에 장착되고, 너트공급장치로부터 너트(N)가 상단으로 삽입되어 안착시킬 수 있는 외경을 갖는 관체로 형성되며, 그 관체의 하단으로부터 상부로 이어지게 절개된 절개홈(41)이 형성된 신축관(40); 상기 신축관(40)의 내 하부에 장치되고, 너트(N)가 안착되는 신축관(40)의 내경보다 확장되는 크기로 형성되며, 너트(N)가 신축관(40)을 따라 낙하하여 너트장착구멍(S1)에 위치될 때, 그 신축관(40)의 내경으로 승강하여서, 신축관(40)의 외경을 확장시켜 너트(N)를 파지할 수 있게 하는 확장코어(50);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

즉, 종래의 구성으로부터 함몰면(10), 안착핀(20), 전자석(30), 확장코어(50)의 구성이 추가되고, 종래의 삽입핀(P) 대신 신축관(40)이 대체되는 구성으로 이루어진다.

상기한 구성을 더 구체적으로 설명하면,

상기 함몰면(10)은 성형물(S)의 저면과 안착홈(G1)의 하면 사이에 일정의 이격공간을 형성하기 위한 목적으로 형성되는 구성으로서, 도시된 바와 같이, 안착홈(G1)의 하면으로부터 성형물(S)이 안착되는 바닥을 일정깊이 함몰하는 형태로 형성된다.

상기 안착핀(20)은 함몰면(10)의 상면으로부터 성형물(S)을 점 접촉으로 받치기 위한 목적으로 구비되는 구성으로서, 도시된 바와 같이, 지그(G)의 하부로부터 성형물(S)의 저면을 받치도록 다수개 장치된다.

상기 전자석(30)은 안착홈(G1)으로 삽입되는 성형물(S)을 자력으로 바닥의 안착핀(20)에 밀착되게 하여 성형물(S)을 파지하기 위한 목적으로 구비되는 구성으로서, 도시된 바와 같이 지그(G)의 하부로부터 성형물(S)의 저면에 접촉 또는 근접배치되어 자력으로 성형물(S)을 당길 수 있도록 하나 이상 장치된다.

상기 신축관(40)은 너트(N)의 삽입을 안내하여 성형물(S)의 너트(N)구멍 상면 너트(N)를 안착하기 위한 목적과 그 너트(N)의 안착시 너트(N)를 파지하여 고정하기 위한 목적으로 구비되는 구성으로서, 도시된 바와 같이, 너트(N)의 내경보다 작은 관체로 형성되고, 상부는 상단이 테이퍼형태로 좁게 형성되며, 하부는 확장되는 형태로 형성되고, 관체의 하단으로부터 상부로 이어지게 절개된 절개홈(41)이 형성되며, 지그(G)의 저부로부터 삽입되어 신축관(40)의 하부형태와 대응되게 형성되는 장착공간에 장치된다.

상기 확장코어(50)는 성형물(S)의 너트장착구멍(S1)에 너트(N)가 안착되었을 때 신축관(40)을 확장하여 너트(N)를 파지할 수 있도록 하기 위한 목적으로 구비되는 구성으로, 도시된 바와 같이, 너트(N)가 성형물(S)의 너트장착구멍(S1)에 안착되는 위치의 신축관(40) 내경을 확장할 수 있는 위치에 배치되고, 그 위치의 신축관(40) 내경보다 확장되는 크기로 형성되며, 신축관(40) 하부에 확장되는 부분으로부터 승강하고, 그 승강수단은 지그(G)의 저부에 실린더(CY)를 장착하고, 그 실린더(CY)의 작동봉에 확장코어(50)를 결합하는 수단으로 이루어져 실린더(CY)의 작동에 따라 승강할 수 있도록 장치된다.

상기한 구성의 작동을 설명하면,

먼저, 프레스에서 성형 된 성형물(S)을 로봇팔(R)이 파지한 채 스폿용접기의 지그(G)에 안착하면, 그 성형물(S)은 전자석(30)에 의해 안착홈(G1)을 따라 함몰면(10) 상면의 안착핀(20) 위에 안착되고, 이렇게 성형물(S)이 지그(G)에 안착되면 도시하지 않은 너트공급장치를 통해 너트(N)가 신축관(40)의 상단으로 삽입되어 너트장착구멍(S1)의 상면에 안착되며, 그렇게 너트(N)가 안착되면 신축관(40) 내 하부의 확장코어(50)가 상승하여 신축관(40)의 확장시켜 너트(N)를 파지하여 고정하며, 그렇게 너트(N)가 고정되면 스폿용접기의 용접헤드(Y)가 하강하여 너트(N)를 성형물(S)에 일체로 스폿용접하고, 그렇게 스폿용접이 완료되면 후처리공정의 로봇팔(R)이 접근하여 지그(G)로부터 성형물(S)을 들어내며, 그렇게 용접된 성형물(S)이 지그(G)를 이탈하면 전처리공정의 로봇팔(R)이 또 다른 성형물(S)을 지그(G)에 안착하여 스폿 용접할 준비를 시작하는 방식을 반복하는 방식으로 작동된다.

상기한 구성에 따른 작용효과를 설명하면,

먼저, 상기 안착핀(20)은 점 접촉으로 성형물(S)을 안착함으로써, 성형물(S)이 안착되는 면에 닿는 면적을 최대한 줄일 수 있는 작용이 일어나고, 이러한 작용은 성형물(S)이 안착면으로부터 뜨거나, 비틀게 안착되는 것을 방지할 수 있으므로, 종래에 비해 안정된 안착상태를 유지할 수 있다.

또한, 상기 안착핀(20)은 지그(G)의 안착홈(G1) 전면을 확장되게 함몰하여 성형물(S)이 닿는 외면 전체에 다수개 배치할 수 있고, 이렇게 하면, 성형물(S)이 안착면으로부터 닿는 면적이 좁아지고, 성형물(S)이 진입 및 이탈하는 부분의 걸림이 적어지는 작용이 일어나며, 이러한 작용은 지그(G)의 안착홈(G1)으로부터 성형물(S)의 진입 및 이탈이 수월해지는 효과가 있고, 전체 면을 따라 점 접촉으로 성형물(S)이 안착되므로 더욱더 안정적인 안착을 달성할 수 있는 효과가 있고, 그 안착상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 상기 안착핀(20)은 성형물(S)이 접촉되는 것을 감지할 수 있는 구조로 이루어질 수 있고, 상기 감지는 압력이나, 전기 및 전자적인 신호 등으로 달성할 수 있으며, 이렇게 하면, 지그(G)로부터 성형물(S)의 정확한 안착 여부와 형상불량 여부를 검사할 수 있는 작용이 일어나고, 이러한 작용은 검사의 정보에 너트(N)의 공급여부 및 용접여부 등을 선택하여 불필요한 후 공정을 수행하지 않아도 됨은 물론 별도의 형상불량검사를 수행하지 않아도 된다.

또한, 상기 안착핀(20)은 도전체로 형성하여 용접헤드(Y)와 통전되게 할 수 있고, 이렇게 하면, 지그(G)를 도전체로 형성하지 않아도 되게 하는 작용이 일어나며, 이러한 작용은 지그(G)를 합성수지로 제조할 수 있으므로, 지그(G)의 제조를 용이하게 힐 수 있다.

또한, 상기 전자석(30)은 안착홈(G1)으로 삽입되는 성형물(S)을 자력에 의해 견고하게 파지할 수 있는 작용이 있고, 이러한 파지는 성형물(S)을 지그(G)의 안착홈(G1)으로 끌어당겨 안착핀(20)에 성형물(S)을 밀착시킬 수 있는 효과가 있고, 이와 동시에 지그(G)의 안착홈(G1) 내에 성형물(S)을 클램핑할 수 있으므로 종래에 비해 성형물(S)을 견고하게 고정할 수 있다.

또한, 상기 전자석(30)은 전력의 공급을 단속하여 로봇팔(R)에 이송 타이밍에 맞춰 자력의 발휘 여부를 결정되게 할 수 있고, 이렇게 하면, 지그(G)로부터 성형물(S)의 진입 및 이탈이 원활하게 이루어진다.

상기 신축관(40)은 너트(N)의 진입을 원활하게 하면서 확장코어(50)의 승강에 따라 너트(N)를 파지할 수 있게 하는 작용이 있고, 이러한 작용은 너트(N)를 정확한 위치에 안착하고, 그렇게 안착된 상태에서 클램핑하여 안정되게 고정한 상태에서 용접할 수 있으므로 종래에 비해 편심용접을 방지할 수 있다.

이상으로, 본 발명의 설명을 모두 마치며, 본 발명은 본 발명에서 추구하고자 하는 구성의 원리와 그 원리의 이해를 돕고자 본 발명의 구성과 그 구성에 포함되는 구체적인 구성요소를 도면화하고 그 도면을 기반으로 하여 설명을 한 것으로, 본 발명에 포함되는 구성 및 그 구체적인 구성요소는 추구하고자 하는 원리를 감안하여 구조, 형태, 모양, 배치, 방향, 수량이 결정되며 이를 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있을 것이다. 본 발명에서 제시한 구성 및 그 구체적인 구성요소는 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명에서 얻고자 하는 효과와 그 효과로부터 더 나은 효과를 얻기 위해 어떠한 원리를 적용하는 것이 가장 바람직한 것인지를 예시한 것이다. 이에 따라서 본 발명은 상술한 구성들을 모두 포함하여 본 발명은 완성하는 것이 가장 바람직하나, 원가절감, 제조의 편의성, 환경조건 또는 필요에 따라 상기에서 설명한 구성 중 일부를 선택 또는 배제하여 완성할 수 있고, 하나 또는 일부의 구성을 따로 떼어내어 다른 구성과 병합하여 완성할 수도 있다. 그리고 상기에서 설명한 각 구성은 원리, 용도, 기능, 역할, 작용, 효과 등을 감안하여 이 기술분야가 아닌 다른 기술분야에 독립적으로 적용될 수도 있을 것이다. 이를 기반으로 하여 본 발명의 권리범위는 아래와 같이 본 발명의 청구항을 가능한 포괄하는 범위로 특정하여 넓은 권리를 갖는 청구항부터 순서를 정하여 청구하였으며, 이를 통해 이 기술분야에 통상의 지식을 가진 기술자라면 상술한 구체적인 내용 및 하술 될 청구범위를 통해 본 발명에서 추구하고자 하는 요지를 충분히 파악할 수 있을 것으로 보이고, 도시는 되어 있지만 설명하지 않은 부분에 대한 작용효과는 도면을 통해 충분히 유추 가능할 것이다. 이에 통상의 기술자라면 본 발명에서 언급한 내용을 기반으로 이 기술분야의 다양하게 수정 및 변경하여 적용할 수 있을 것이며, 이로 인해 이 기술분야의 발전은 물론 사용상의 효율성을 더욱더 증대시킬 수 있을 것이다.

S: 성형물 S1: 너트장착구멍
R: 로봇팔 C: 스폿용접기의 테이블
G: 지그 G1: 안착홈
N: 너트 P: 삽입핀
Y: 용접헤드 CY: 실린더
10: 함몰면 20: 안착핀
30: 전자석 40: 신축관
41: 절개홈 50: 확장코어

Claims

프레스에서 성형 된 너트장착구멍(S1)을 갖는 성형물(S);을 대상으로 하고,
상기 성형물(S)을 파지하여 로봇팔(R)에 의해 전달되는 스폿용접기의 테이블(C) 상면에 장치되고, 그 성형물(S)을 안착할 수 있도록 성형물(S)의 외면 형상에 대응되는 안착홈(G1)이 형성된 지그(G);
상기 지그(G)로부터 성형물(S)의 너트장착구멍(S1)이 형성되는 위치에 장착되고, 너트공급장치로부터 너트(N)가 상단으로 삽입되어 안착시킬 수 있는 외경을 갖는 관체로 형성되며, 그 관체의 하단으로부터 상부로 이어지게 절개된 절개홈(41)이 형성된 신축관(40);
상기 신축관(40)의 내 하부에 장치되고, 너트(N)가 안착되는 신축관(40)의 내경보다 확장되는 크기로 형성되며, 너트(N)가 신축관(40)을 따라 낙하하여 너트장착구멍(S1)에 위치될 때, 그 신축관(40)의 내경으로 승강하여서, 신축관(40)의 외경을 확장시켜 너트(N)를 파지할 수 있게 하는 확장코어(50);
를 포함하는 프레스 성형물의 너트 스폿 용접용 지그장치.