KR102124919B1 - 하드웨어 서포트 자동화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하드웨어 서포트 자동화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접대상체가 안치된 부품을 운반하기 위한 이송모듈; 상기 이송모듈에 의하여 운반된 상기 부품의 용접대상체를 지지하고, 하부용접팁이 안치된 지지부와, 상기 지지부 상부에 배치되어 승하강하고, 하부에 상부용접팁이 배치된 승하강부와, 상기 승하강부의 승하강동작을 위한 구동부를 포함하는 용접모듈; 상기 용접모듈의 상부 및 하부용접팁의 면가공을 위한 드레싱모듈; 및 상기 용접대상체의 정상여부를 검증하기 위한 검증모듈;을 포함하여 이루어지고, 상기 용접모듈의 승하강부는 상기 상부용접팁과 상기 하부용접팁 사이에 배치되는 용접대상체에 피리로드를 인가하기 위한 프리로딩부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명은 용접모듈에 프리로드를 위한 프리로딩부를 도입하고, 용접작업 전에 검증모듈을 통해 용접대상체의 정상여부를 검증함으로써 용접 불량률을 낮출 수 있으며, 이를 통해 생산성을 향상 및 소재 낭비를 방지하여 경제성을 높일 수 있다. 또한 드레싱모듈을 도입하여 용접작업이 일정 회수 반복된 후, 상부 및 하부용접팁의 면가공을 통하여 용접강도를 유지함으로써 작업의 정밀성뿐만 아니라, 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 하드웨어 서포트 자동화장치에 관한 것이다.

Description

하드웨어 서포트 자동화장치{Hardware Support Automatic Welding Device}

본 발명은 용접모듈에 프리로드를 위한 프리로딩부를 도입하고, 용접작업 전에 검증모듈을 통해 용접대상체의 정상여부를 검증함으로써 용접 불량률을 낮출 수 있으며, 이를 통해 생산성을 향상 및 소재 낭비를 방지하여 경제성을 높일 수 있다. 또한 드레싱모듈을 도입하여 용접작업이 일정 회수 반복된 후, 상부 및 하부용접팁의 면가공을 통하여 용접강도를 유지함으로써 작업의 정밀성뿐만 아니라, 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 하드웨어 서포트 자동화장치에 관한 것이다.

일반적으로 철판재 부품을 자동차나 기계 본체에 결합하거나, 또는 철판재 부품에 다른 부품을 결합하기 위한 용도로 철판재 부품에 구멍을 형성한 후 볼트를 구멍에 끼우고 볼트 헤드를 철판과 용접하는 경우가 많다.

이러한 종래의 용접장치는 용접기에 장치되는 볼트공급장치가 전후진수단에 의해 전후진하고, 선단의 볼트홀더는 경사구멍을 갖되 좌우 양측 각 반원형으로 분할하여 구성하여 상부전극이 볼트홀더의 내부로 유입되면 양측 볼트홀더가 비틀어지면서 전극봉이 관통할 수 있게 하고, 전극봉이 관통한 상태에서 볼트홀더가 이탈시에는 양측 볼트홀더가 좌우로 벌어지도록 구성함으로써, 볼트를 공급하는 동작이 신속하고 원활하게 이루어지면서 능률적으로 용접작업이 이루어지도록 한 것이 있다.

즉 상기 종래의 용접장치는 볼트공급장치가 볼트를 공급하는 과정에서 곧바로 용접기의 상부전극이 하강하여 용접이 이루어지고, 상기 용접이 이루어지는 중에 볼트공급장치가 후진하여 다음의 볼트를 준비하게 하여 작업속도가 매우 빠르고 능률적인 작업이 가능하게 할 수 있다.

그러나 상기 종래의 용접장치의 경우 용접작업에 앞서 볼트의 정상여부를 검증하기 위한 수단이 구비되어 있지 않아, 필요한 사이즈가 아닌 볼트가 용접되거나, 또는 불량이 있는 볼트가 그대로 작업에 투입되는 경우 제품의 불량률을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 불량으로 발생되는 소재의 낭비와, 제품의 불량으로 인한 필요한 교정 작업 등에 의하여 경제성과 작업능률을 저해하는 문제가 있다.

또한 통상적으로 용접장치의 경우 일정 회수 이상 반복적으로 용접작업을 수행하는 경우 상부 및 하부팁이 면 마모로 인하여 용접강도가 떨어져 불량률이 높아지는 문제가 있다. 따라서 일정 회수 이상 용접작업을 수행한 후, 상부 및 하부팁의 면가공을 위한 드레싱 작업을 수행하지 않게 되면 팁의 평면도가 떨어져 작업상 불량률이 높이질 수 있어 제품의 정밀도 및 신뢰도를 저해하는 문제가 있다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 자동용접장치의 개발이 절실히 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1767562호(2017.08.07. 등록)

이에 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서,

용접모듈에 프리로드를 위한 프리로딩부를 도입하고, 용접작업 전에 검증모듈을 통해 용접대상체의 정상여부를 검증함으로써 용접 불량률을 낮출 수 있으며, 이를 통해 생산성을 향상 및 소재 낭비를 방지하여 경제성을 높이고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.

또한 본 발명은 각 모듈의 제어를 서보모터로 정밀 제어함으로써 드레싱 작업의 효율 및 작업 정밀성을 높이고, 제품의 신뢰성을 높이고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명에 따른 하드웨어 서포트 자동화장치는 용접대상체가 안치된 부품을 운반하기 위한 이송모듈; 상기 이송모듈에 의하여 운반된 상기 부품의 용접대상체를 지지하고, 하부용접팁이 안치된 지지부와, 상기 지지부 상부에 배치되어 승하강하고, 하부에 상부용접팁이 배치된 승하강부와, 상기 승하강부의 승하강동작을 위한 구동부를 포함하는 용접모듈; 상기 용접모듈의 상부 및 하부용접팁의 면가공을 위한 드레싱모듈; 및 상기 용접대상체의 정상여부를 검증하기 위한 검증모듈;을 포함하여 이루어지고, 상기 용접모듈의 승하강부는 상기 상부용접팁과 상기 하부용접팁 사이에 배치되는 용접대상체에 피리로드를 인가하기 위한 프리로딩부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 용접모듈의 승하강부는 상기 구동부에 결합되는 상부블록과, 상기 하부블록 하부에 배치되고, 상기 상부용접팁이 장착되는 하부블록을 포함하여 이루어지되, 상기 프리로딩부는 상기 상부블록과 상기 하부블록에 사이에 배열되는 적어도 하나 이상의 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 검증모듈은 지지블록과, 상기 지지블록 상부에 힌지 결합되는 인스펙션바와, 상기 지지블록에 근접 배치되는 센서브라켓과, 상기 센서브라켓의 상부에 장착되어 상기 인스펙션바의 단부위치를 감지하는 포토센서를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 인스펙션바의 일단에는 인스펙션팁이 구비되고, 상기 포토센서에는 상기 인스펙션팁이 통과 가능하도록 이루어진 감지부가 구비되되, 상기 포토센서는 상기 인스펙션바의 타단에 상기 용접대상체가 얹히어 상승하는 상기 인스펙션팁의 승강위치가 상기 감지부에 배열되는 경우 정상신호를 발하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 하드웨어 서포트 자동화장치는 용접모듈에 프리로드를 위한 프리로딩부를 도입하여 기존의 불량률을 15% 이상 저감시킬 수 있으며, 용접작업 전에 검증모듈을 통해 용접대상체의 정상여부를 미리 검증함으로써 작업 불량 및 오작업을 방지하고, 이를 통해 생산성을 향상 및 소재 낭비를 방지하여 경제성을 높일 수 있다.

또한 본 발명은 각 모듈의 제어를 서보모터로 정밀 제어함으로써 드레싱 작업의 효율 및 작업 정밀성을 높이고, 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한 본 발명은 서로 다른 사이즈의 용접대상체의 용접작업을 위해 각 사이즈별 용접모듈을 배치시켜 일회 용접 공정을 통해 작업을 수행함으로써 작업 공정수를 줄일 수 있고, 이를 통해 작업시간의 최소화함으로써 작업능률을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 하드웨어 서포트 자동화장치를 나타내는 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 하드웨어 서포트 자동화장치를 나타내는 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 하드웨어 서포트 자동화장치를 나타내는 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 용접모듈을 나타내는 확대 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 검증모듈을 나타내는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 검증모듈을 나타내는 측면상태도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 하드웨어 서포트 자동화장치는 용접대상체(WO)가 안치된 부품(P)을 운반하는 이송모듈(10), 용접모듈(20), 드레싱모듈(30) 및 검증모듈(40)을 포함하여 구성된다.

먼저 용접대상체(WO)는 볼트(B)와 부품(P)을 용접작업을 통해 일체화하게 되는데, 여기서 부품(P)은 차량용 부품, 배터리 케이스나, 기타 산업용 기계 부품 등을 포함한다. 이 경우 부품(P)에는 용접대상체인 볼트를 수용하기 위해 다수의 삽입공이 형성되어 있다. 또한 볼트 이외에 너트나, 다른 부속품 등을 부품(P)과 일체화를 위해 부품(P)에는 너트나 다른 부속품 등이 안착될 수 있는 안치부가 형성될 수 있다.

아울러 부품(P)의 형상이나 재질은 철재부재로 제작된 판상의 형태인 것이 일반적이나, 이에 한정되지 않고 용접대상체의 용접작업이 가능한 경우라면 다양한 형상 및 소재로 제작된 부품(P)들도 적용이 가능하다.

이렇게 구성되는 용접대상체(WO)를 이송모듈(10)에 의한 운반하여 용접모듈(20)에 의한 용접작업에 앞서, 검증모듈(40)에 의하여 용접대상체, 예컨대 볼트인 경우 길이나, 직경 등 사이즈가 정상적인 것인지 여부를 검증하게 되는데, 이러한 검증모듈(40)은 다음과 같이 구성된다.

도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 검증모듈(40)은 프레임과, 프레임에 구비되어 부품(P)의 양측부가 거치될 수 있도록 복수의 장착블록(미도시)과, 프레임에 장착되는 복수의 검증모듈(40)로 구성된다. 이렇게 구성된 검증모듈(40)(40)에 의한 검증작업은 먼저 작업자가 부품(P)의 양측부를 장착블록에 거치시킨 후, 부품(P)에 형성된 삽입공에 용접대상체(WO)인 볼트를 삽입하게 된다. 여기서, 용접대상체는 다양한 형태의 부속품이 있겠으나, 볼트를 특정하여 설명하기로 한다.

이를 위한 검증모듈(40)은 프레임에 장착되는 지지블록(41)(41)과, 지지블록(41) 상부에 힌지 결합되는 인스펙션바(43)와, 지지블록(41)이 근접하여 배치되도록 프레임에 장착되는 센서브라켓(45)과, 센서브라켓(45)의 상부에 장착되는 포토센서(47)를 포함하여 구성된다.

먼저 지지블록(41)은 상단에 인스펙션바(43)가 상하방향으로 선회할 수 있도록 힌지결합부(41a)가 형성되고, 인스펙션바(43)는 힌지결합부(41a)에서 분리 및 결합이 가능하도록 힌지결합부(41a) 상부에 볼트 체결된다. 또한 지지블록(41)에는 인스펙션바(43)를 지지하기 위한 받침블록(41b)이 구비되어 인스펙션바(43)가 특정 범위 이하로 처지는 것을 방지하게 된다.

다음으로 인스펙션바(43)는 전단에 인스펙션팁(43a)이 형성되고, 후단에는 볼트가 얹히게 되고, 이 경우 볼트의 직경 사이즈를 검증하기 위해 홀(43b)이 형성되어 있다. 즉 부품의 양단을 장착블록에 거치시킨 상태에서 부품의 삽입공에 볼트를 끼우게 되면 볼트의 하단이 인스펙션바(43)의 후단을 누르게 된다. 이때 볼트의 하중에 의하여 인스펙션바(43)의 전단에 위치하는 인스펙션팁(43a)은 선회하여 상방으로 상승하여 볼트의 길이에 상응하는 상승위치에 배치된다. 이때 인스펙션팁(43a)은 인스펙션바(43)의 폭보다 좁게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 센서브라켓(45)은 지지블록(41)에 근접하여 배치되고, 포토센서(47)는 센서브라켓(45)의 상부에 장착된다. 이 경우 포토센서(47)는 인스펙션팁(43a)이 승강 및 하강 시, 인스펙션팁(43a)의 통과할 수 있도록 일정한 거리로 이격되어 인스펙션팁(43a)의 위치를 감지하기 위한 감지부(47a)가 형성되어 있다.

먼저 볼트의 길이가 부품에 일체화하기 위한 사이즈인지에 대한 검증은 먼저 부품의 삽입공에 볼트를 끼우게 되면 볼트의 하단이 인스펙션바(43)의 후단에 접하게 되면, 인스펙션바(43)의 후단은 볼트의 무게에 의하여 볼트의 길이만큼 하강하게 되고, 동시에 인스펙션팁(43a)은 상방으로 선회하여 상승하게 된다. 이때 최종적으로 인스펙션팁(43a)의 상승위치가 도 6의 도시와 같이 포토센서(47)의 감지부(47a)에 배열되면 볼트의 길이(H1)는 정상으로 판정된다. 이 경우 포토센서(47)는 볼트의 길이(H1)가 정상이라는 신호를 램프 또는 음향으로 발하게 된다.

반대로 볼트의 길이가 비정상인 경우, 예컨대 도 6의 도시에서 점선으로 표시된 인스펙션바(43)는 볼트의 길이(H2)가 정상인 볼트의 길이(H1)보다 길기 때문에 인스펙션팁(43a)의 최종 상승위치는 감지부(47a)를 벗어나 상부에 배치되고, 이러한 볼트의 경우에는 비정상으로 판정하게 된다. 이때 포토센서(47)에서 비정상 신호를 램프로 표시하는 경우에는 정상인 신호와 다른 색깔의 불빛으로 표시할 수 있다. 이 경우 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만, 볼트의 길이가 정상인 볼트의 길이보다 짧은 경우에는 인스펙션팁(43a)의 최종 상승위치는 감지부(47a) 하부에 배치될 것이다.

다음으로 볼트의 직경 사이즈의 판명은 인스펙션바(43)의 후단에 형성된 홀(43b)에 의하여 결정되는데, 이는 볼트의 직경이 정상인 경우에는 볼트의 하단이 홀(43b)을 통과하지 못하고, 따라서 인스펙션바(43)는 선회하여 인스펙션팁(43a)이 특정 상승위치로 배치된다.

반대로 볼트의 직경이 비정상인 경우, 즉 볼트의 직경이 작아 볼트의 하단이 홀(43b)을 통과하게 되면 인스펙션바(43)는 선회동작을 하지 못하게 되므로 특정 부품에 일체화할 수 없는 볼트로 판정된다. 이 경우에도 포토센서(47)는 정상 및 비정상 신호를 발하여 이를 작업자가 인지하게 할 수 있다.

이렇게 검증모듈(40)로부터 볼트(B)의 정상여부를 검증이 종료된 후에는 부품(P)에 안치된 용접대상체가 이송모듈(10)에 의하여 용접모듈(20)로 운반된다.

본 발명에 따른 검증모듈(40)은 전술한 바와 같이 용접작업에 앞서 용접대상체(WO)인 볼트의 정상여부를 검증함으로써 제품의 불량률을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 불량으로 발생되는 소재의 낭비를 방지하고, 제품의 불량으로 인한 필요한 교정 작업 등을 차단함으로써 경제성을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 검증모듈(40)에 의한 검증작업이 종료되면 이송모듈(10)을 통해 부품(P)과 용접대상체(WO)를 용접모듈(20)로 운반하게 되는데, 이를 위한 이송모듈(10)은 다음과 같이 구성된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이송모듈(10)은 용접대상체(WO)가 장착되는 안착부(11)와, 안착부(11)와 결합되고, 안착부(11)의 좌우측방향 이동을 위한 측면이동부(13)와, 측면이동부(13)와 결합되고, 안착부(11)의 상하방향 이동을 위한 승하강작동부(15)와, 승하강작동부(15)와 결합되고, 안착부(11)의 전후방향 이동을 위한 주행부(17)를 포함하여 구성된다.

즉 본 발명에 따른 이송모듈(10)은 3축 이동을 통하여 부품(P)과 용접대상체(WO)를 용접모듈(20)로 운반하고, 부품(P)과 용접대상체(WO)의 용접작업을 위해 부품(P)과 용접대상체(WO)를 정위치로 배치시키게 된다.

먼저 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 이송모듈의 안착부(11)는 용접대상체(WO)가 장착 가능하도록 프레임으로 구성되고, 이렇게 구성된 안착부(11)는 측면이동부(13)와 결합된다. 이 경우 안착부(11)는 블록 형태로 이루어져 복수로 구비되고, 복수의 블록은 연결부재에 의하여 연결된다. 또한 용접대상체의 장착 내지 고정은 안착부(11)에 형성된 고정돌기가 용접대상체에 형성된 고정홀에 끼워져 고정될 수 있다.

아울러 이송모듈의 측면이동부(13)는 안착부(11)를 좌우측 방향으로 동작 가능하도록 유압이나 공기압을 이용한 제1 실린더(13a)가 안착부(11)의 연결부재에 연결되어 구성된다. 즉 제1 실린더(13a)의 로드를 인입출시켜 안착부(11), 즉 용접대상체(WO)를 좌우측 방향으로 이동시키게 된다.

다음으로 이송모듈의 측면이동부(13)는 승하강작동부(15)와 연결되는데, 승하강부작동부(15)는 측면이동부(13)의 제1 실린더(13a)가 장착되는 제1 가이드블럭(15a)과, 제1 가이드블럭(15a)이 연결되는 제1 가이드레일(15b)로 구성된다. 즉 승하강작동부(15)는 제1 가이드블럭(15a)이 제1 가이드레일(15b)을 타고 상하로 이동하면서 부품(P)과 용접대상체(WO)가 장착된 안착부(11)의 승하강 동작을 가능하게 된다. 이 경우 승하강작동부(15)는 제1 가이드블럭(15a)과 제1 가이드레일(15b)로서 통상적인 LM 가이드와 같은 작동체일 수 있으며, 필요에 따라서는 실린더 등과 같은 다양한 액추에이터의 도입도 가능하다.

또한 승하강작동부(15)는 주행부(17)와 연결되는데, 주행부(17)는 승하강작동부(15)가 장착되어 주행레일을 타고 전후진을 동작을 하게 된다. 즉 주행부(17)는 안착부(11), 측면이동부(13) 및 승하강작동부(15)를 모두를 전후 방향으로 이동시키게 된다.

본 발명에 따른 이송모듈(10)은 안착부(11)에 부품(P)과 용접대상체(WO)가 장착되면 주행부(17)에 의하여 안착부(11), 즉 부품(P)과 용접대상체(WO)를 용접모듈(20)로 운반한 후, 측면이동부(13) 또는 승하강작동부(15), 또는 측면이동부(13)와 승하강작동부(15)를 통하여 부품(P)과 용접대상체(WO)가 용접작업을 위한 정위치 배치될 수 있도록 좌우이동 내지 승하강 동작시키게 된다.

이를 위한 주행부(17)는 제2 가이드레일(17b)과, 승하강부(23)(15)가 장착되는 제2 가이드블럭(17a)으로 구성되어 제2 가이드블럭(17a)이 제2 가이드레일(17b)을 타고 전후 방향으로 이동함으로써 안착부(11)를 용접모듈(20)(20)로 운반하게 된다. 즉 주행부(17)의 제2 가이드블럭(17a)과 제2 가이드레일(17b)은 LM 가이드와 같은 액추에이터를 도입하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이 구성되는 이송모듈(10)은 부품(P)과 용접대상체(WO)가 장착된 안착부(11), 측면이동부(13), 승하강작동부(15) 및 주행부(17)가 하나의 유닛으로 구성되어 부품(P)과 용접대상체(WO)를 용접모듈(20)로 운반하게 되고 동시에, 부품(P)과 용접대상체(WO)가 용접작업을 위한 정위치에 배치될 수 있도록 좌우측방향, 상하방향 및 전후방향으로 3축 구동을 통해 용접대상체(WO)를 이동하여 위치조절 기능을 수행함으로써 자동용접작업을 가능하게 한다.

또한 용접모듈(20)에 의하여 용접작업이 종료되면 이송모듈(10)에 의한 3축 구동에 의하여 부품(P)과 용접대상체(WO)를 운반 및 제거 후, 또 다른 부품(P)과 용접대상체(WO)를 장착하여 연속적인 반복작업을 수행하기 위해 원위치로 복귀하게 된다.

전술한 바와 같이 이송모듈(10)에 의하여 부품(P)과 용접대상체(WO)가 용접모듈(20)(20)로 운반된 후, 용접모듈(20)에 의하여 용접작업을 수행하게 되는데, 용접모듈(20)의 다음과 같이 구성된다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 용접모듈(20)은 용접대상체(WO)가 안착되는 하부용접팁(21a)(21a)이 구비되는 지지부(21)와, 지지부(21) 상부에 배치되어 승하강하고, 하부에 상부용접팁(25)이 배치되는 승하강부(23)와, 승하강부(23)의 승하강동작을 위한 구동부(27)를 포함하여 구성된다.

즉 용접모듈(20)의 지지부(21)는 용접 베이스에 구성되는데, 지지부(21)는 상부로 돌출되고, 나사산이 형성된 볼트의 몸통부가 삽입 내지 안착되는 하부용접팁(21a)이 구비되고, 하부용접팁(21a) 상부에는 부품(P)에 용접될 볼트 헤드가 노출된다.

또한 용접모듈(20)의 승하강부(23)는 구동부(27)에 연결되는 상부블록(23a)과, 상부블록(23a) 하부에 배치되는 하부블록(23b)과, 하부블록(23b)의 하부에는 냉각장치 등이 구비된 용접블록(25a)이 구비되고, 용접블록(25a)의 하부에 구비되는 상부용접팁(25)으로 구성된다.

아울러 용접모듈(20)의 구동부(27)는 서보모터(27a)와, 서보모터(27a)에 구비되어 상부블록(23a)에 연결되는 구동로드(27b)와, 구동로드(27b) 양측에 배열되고 상부블록(23a)에 연결되어 상부블록(23a)의 승하강 동작을 지지하기 위한 가이드바(27c)로 구성된다. 여기서 구동부(27)로 서보모터(27a)의 도입은 기존에 에어실린더와 같은 액추에이터를 사용하는 경우보다 제어가 정밀하다는 장점이 있기 때문이며, 이에 의하여 작업정밀도를 높일 수 있다.

이와 같이 구성되는 용접모듈(20)의 경우 부품과 용접대상체가 하부용접팁(21a)에 배치되면 구동부(27)에 의하여 승하강부(23)가 하강하여 상부용접팁(25)이 용접대상체에 맞대어진 상태로 일정시간 가압을 위해 멈추게 된다. 이후 용접신호에 의하여 용접이 이루어지고, 융착이 수행된다.

다만 이러한 경우 상부용접팁(25)과 하부용접팁(21a) 사이에 부품과 용접대상체가 배열되어 상부용접팁(25)에 의하여 가압된 상태에서 용접신호가 작동하는 경우 일정한 압력으로 용접작업을 수행하게 되는데, 이와 같이 승하강부(23)가 멈춘 상태에서 용접신호를 받아 다시 구동하기까지 미세한 인터벌이 존재하게 된다.

이러한 인터벌은 구동부(27)의 서보모터(27a)가 용접작업을 위해 새로운 토크가 작용되는 경우 이전의 가압상태와 또 새로운 토크에 의하여 작용한 압력 사이에 불균일이 발생하고, 이에 의하여 용접 불량이 발생되는 원인이 될 수 있다.

따라서 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 상부블록(23a)과 하부블록(23b) 사이에 프리로딩부(29), 즉 탄성부재를 배치하여 상부용접팁(25)과 하부용접팁(21a) 사이에 배치된 부품과 용접대상체를 상부용접팁(25)이 가압을 위해 멈춘 상태에서 용접신호에 따라 새로운 토크가 작용하기 까지 프리로드를 작용하게 된다. 이렇게 프리로딩부(29)의 탄성부재에 의한 가압은 새로운 토크에 의하여 용접작업이 수행되면 새로운 토크에 의한 압력이 작용하기 까지 상부용접팁(25)이 탄성부재에 의한 탄성력으로 연속적인 로딩을 가하게 되고, 이 상태에서 연속적으로 새로운 토크에 상응하는 압력이 작용하기 때문에 용접 불량을 감소시킬 수 있다. 즉 프리로딩부(29)에 의하여 압력의 불연속성을 단절하여 연속적인 압력 분포를 구현함으로써 용접 불량을 감소시킬 수 있다.

이 경우 프리로딩부(29)인 탄성부재는 스프링이나, 가요성 소재가 적어도 하나 이상 상부블록(23a)과 하부블록(23b) 사이에 배치되도록 하되, 균일한 프리로드 분포를 위해 복수의 탄성부재를 배시키는 것도 가능하다. 예컨대 4개소의 탄성부재를 배치하거나, 또는 다양한 형태의 배열이 가능하다.

이와 같이 용접모듈(20)의 프리로딩부(29)를 도입함으로써 기존의 용접 불량률에서 약 15%이상의 불량률을 저감시킬 수 있으며, 이를 통하여 생산성을 증대시킬 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 용접모듈(20)은 용접대상체의 사이즈가 다른 경우 사이즈별로 대응되는 개소의 용접모듈(20)를 도입하여 각 용접대상체가 해당 용접모듈(20)에서 용접작업이 수행될 수 있도록 하여 작업능률 및 생산성을 높이고, 불량이나, 이에 의한 경제적인 손실을 방지할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

한편 본 발명에 따른 용접모듈(20)의 상부 및 하부용접팁(25)(21a)은 연속적인 용접작업을 수행하게 되면, 상부 및 하부용접팁(25)(21a)에 면 마모로 인하여 용접강도가 떨어질 수 있다. 따라서 일정 회수 이상 용접작업을 수행한 후에는 상부 및 하부용접팁의 면가공을 위한 드레싱 작업을 수행하지 않게 되면 팁의 평면도가 떨어져 용접강도가 감소하는 등 작업상의 불량률이 높이는 문제가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 일정 회수 이상의 용접작업 후, 상부 및 하부용접팁의 면 가공을 수행하여 제품의 용접강도를 높여 불량률을 낮출 필요가 있다.

이를 위해 본 발명에서는 드레싱모듈(30)이 구비되는데, 이 드레싱모듈(30)은 작동부를 포함하는 드레싱본체(31)와, 드레싱본체(31)에 구비되는 드레싱부(33)와, 드레싱본체(31)의 작동부 주행을 가능하게 하는 레일부(35)를 포함하여 구성된다.

즉 드레싱모듈(30)은 용접모듈(20)의 일측에 배치되어 있다가, 용접작업이 연속 반복되는 경우, 즉 용접작업이 연속하여 n회 반복되는 경우 자동으로 드레싱본체(31)의 작동부가 레일부(35)를 활주하여 용접모듈(20)로 이동하게 된다. 이렇게 드레싱모듈(30)이 이동한 후에는 드레싱부(33)에 의하여 상부 및 하부용접팁의 평면도를 유지하기 위해 정기적인 면가공을 수행함으로써 제품의 용접강도를 높여 불량률 감소 및 제품의 신뢰성을 보장할 수 있게 된다.

이 경우 드레싱작업은 n회의 용접작업 반복 후에 수행하게 되는데, 대략 1200회 정도 용접작업을 반복한 후에 드레싱작업을 수행하는 것이 바람직하나, 필요에 따라서는 드레싱작업을 위한 용접의 반복 횟수의 늘리거나, 줄임으로써 장치의 운용효율을 높일 수 있도록 하는 것도 바람직하다.

나아가 본 발명에 따른 용접모듈(20)의 경우 드레싱모듈에 의하여 드레싱 작업을 수행하기 위해서는 용접모듈(20)의 상부용접팁(25)과 하부용접팁(21a)의 위치가 드레싱을 위한 위치로 작동되도록 제어를 하여야 한다. 이러한 경우 용접모듈(20)의 구동부(27)로 기존의 에어실린더를 사용하는 경우 스레싱 위치에서 스톱 제어가 쉽지 않게 된다. 따라서 기존의 액츄에이터를 사용하는 경우 수작업으로 드레싱을 수행하는 문제가 있다.

본 발명에서는 용접모듈(20)의 구동부(27)를 서보모터(27a)를 사용하는 경우 정밀 제어가 가능하여 상부용접팁(25)과 하부용접팁(21a)의 스톱 제어가 가능하다. 이에 의하여 상부 및 하부용접팁(21a)의 드레싱 위치로 정밀 제어하여 배치시킨 후, 드레싱모듈에 의하여 드레싱 작업을 수행할 수 있다.

나아가 본 발명에 따른 용접대상체의 부품에는 용접대상체로 볼트뿐만 아니라, 다양한 부속품이 일체화될 수 있는데, 특히 너트가 부품에 용접되어야 하는 자동으로 너트를 피딩하기 위한 너트피딩모듈이 도입될 수 있다.

이 너트피딩모듈은 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만 용접모듈(20) 일측에 배치되어 이송모듈에 의하여 용접대상체가 용접모듈(20)로 운반되면 전술한 바와 같이 부품에 형성되어 너트가 안착될 수 있는 안치부에 너트를 공급하여 안치시게 된다. 이렇게 너트피딩모듈에 의하여 부품에 너트가 안치되면 용접모듈(20)에 의하여 너트와 부품이 용접되어 일체화될 수 있다.

이상, 본 발명의 구체적인 실시례를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

WO : 용접대상체 P : 부품
10 : 이송모듈
11 : 안착부 13 : 측면이동부
13a : 제1 실린더 15 : 승하강작동부
15a : 제1 가이드블럭 15b : 제1 가이드레일
17 : 주행부 17a : 제2 가이드블럭
17b : 제2 가이드레일
20 : 용접모듈
21 : 지지부 21a : 하부용접팁
23 : 승하강부 23a : 상부블록
23b : 하부블록 25 : 상부용접팁
25a : 용접블록 27 : 구동부
27a : 서보모터 27b : 구동로드
27c : 가이드바 29 : 프리로딩부
30 : 드레싱모듈
31 : 드레싱본체 31a : 작동부
33 : 드레싱부 35 : 레일부
40 : 검증모듈
41 : 지지블록 41a : 힌지결합부
41b : 받침블록 43 : 인스펙션바
43a : 인스펙션팁 43b : 홀
45 : 센서브라켓 47 : 포토센서
47a : 감지부

Claims (4)

1. 용접대상체가 안치된 부품을 운반하기 위한 이송모듈(10);
   상기 이송모듈(10)에 의하여 운반된 상기 부품의 용접대상체를 지지하고, 하부용접팁(21a)이 안치된 지지부(21)와,
   상기 지지부(21) 상부에 배치되어 승하강하고, 하부에 상부용접팁(25)이 배치된 승하강부(23)와,
   상기 승하강부(23)의 승하강동작을 위한 구동부(27)를 포함하는 용접모듈(20);
   상기 용접모듈(20)의 상부 및 하부용접팁(25)(21a)의 면가공을 위한 드레싱모듈; 및
   상기 용접대상체의 정상여부를 검증하기 위한 검증모듈(40);을 포함하고,
   상기 용접모듈(20)의 승하강부(23)는 상기 상부용접팁(25)과 상기 하부용접팁(21a) 사이에 배치되는 용접대상체에 피리로드를 인가하기 위한 프리로딩부(29)가 구비돼 있으며,
   상기 검증모듈(40)은
   지지블록(41)과,
   상기 지지블록(41) 상부에 힌지 결합되는 인스펙션바(43)와,
   상기 지지블록(41)에 근접 배치되는 센서브라켓(45)과,
   상기 센서브라켓(45)의 상부에 장착되어 상기 인스펙션바(43)의 단부위치를 감지하는 포토센서(47)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 하드웨어 서포트 자동화장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 용접모듈(20)의 승하강부(23)는
   상기 구동부(27)에 결합되는 상부블록(23a)과,
   상기 상부블록(23a) 하부에 배치되고, 상기 상부용접팁(25)이 장착되는 하부블록(23b)을 포함하여 이루어지되,
   상기 프리로딩부(29)는 상기 상부블록(23a)과 상기 하부블록(23b)에 사이에 배열되는 적어도 하나 이상의 탄성부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 하드웨어 서포트 자동화장치.
   
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 인스펙션바(43)의 일단에는 인스펙션팁(43a)이 구비되고,
   상기 포토센서(47)에는 상기 인스펙션팁(43a)이 통과 가능하도록 이루어진 감지부(47a)가 구비되되,
   상기 포토센서(47)는 상기 인스펙션바(43)의 타단에 상기 용접대상체가 얹히어 상승하는 상기 인스펙션팁(43a)의 승강위치가 상기 감지부(47a)에 배열되는 경우 정상신호를 발하는 것을 특징으로 하는 하드웨어 서포트 자동화장치.

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