KR102199060B1 - 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템 - Google Patents

배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템 Download PDF

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Abstract

[기술분야/해결과제]
본 발명은 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템에 관한 것으로, 옷이나 모자 등에 붙이는 배지(badge)에 고정핀을 저항 용접하는 전 공정을 완전 자동화 할 수 있는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템에 관한 것이다.
[해결수단]
본 발명에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은, 고정핀(10)을 일렬로 정렬하여 자동적으로 보내는 제1 파트 피더(110); 배지 모재(20)를 일렬로 정렬하여 자동적으로 보내는 제2 파트 피더(120); 원형 판상의 상부에 하부전극봉(130)이 테두리를 따라 일정 간격으로 설치되고 회전에 의해 상기 하부전극봉(130)을 한 스텝씩 이동시키는 하부전극 회전부재(140); 상기 제1 파트 피더(110)에서 상기 고정핀(10)을 그리퍼(151)로 집어서 상하좌우 이동 및 회전에 의해 상기 하부전극봉(130)의 홈(131)에 하나씩 옮겨서 안착시키는 고정핀 로딩부(150); 상기 제2 파트 피더(120)에서 상기 배지 모재(20)를 그리퍼(161)로 집어서 상하좌우 이동 및 회전에 의해 상기 배지 모재(20)를 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)로 전달하는 배지 모재 로딩부(160); 상기 배지 모재 로딩부(160)로부터 상기 배지 모재(20)를 그리퍼(171)로 집어서 전달받고 상하좌우 및 회전에 의해 상기 하부전극봉(130)의 고정핀(10) 상에 상기 배지 모재(20)를 이동시켜 상기 배지 모재(20) 하면의 용접 부위에 상기 고정핀(10)이 접촉되도록 위치시키고, 상기 고정핀(10)이 용접된 상기 배지 모재(20)를 언로딩 하는 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170); 상기 고정핀(10)이 접촉된 상기 배지 모재(20)의 상면 용접 위치에 프레스와 대전류를 가하여 상기 배지 모재(20)의 하면에 상기 고정핀(10)을 용접하는 상부전극봉(180); 및 상기 배지 모재(20)의 형상 및 모양과 용접 위치 정보에 따라 상기 배지 모재 로딩부(160), 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상기 상부전극봉(180)의 동작을 자동으로 제어하고, 사용되는 배지의 재질이 다를 경우 용접 품질에 필수 인자인 전류, 전압, 용접시간을 재질별로 미리 최적화 된 파라메터를 입력하여 사용되는 배지의 재질에 따라 상기 상부전극봉(180)과 하부전극봉(130)의 전류, 전압, 용접시간을 자동으로 제어하며, 시스템의 각 부분에 설치된 센서의 신호에 따라 상기 제1 및 제2 파트 피더(110,120), 상기 하부전극 회전부재(140), 상기 고정핀 로딩부(150), 상기 배지 모재 로딩부(160), 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상기 상부전극봉(180)의 동작을 자동으로 제어하는 컨트롤러(200);를 포함하여 구성된다.
[기대효과]
본 발명에 따르면, 배지(badge)에 고정핀을 저항 용접하는 전 공정을 프로그램 제어에 의해 완전 자동화 할 수 있어 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

Description

배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템{RESISTANCE WELDING AUTOMATION SYSTEM FOR BADGE PRODUCTION}
본 발명은 배지(badge) 제작용 저항 용접 자동화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 옷이나 모자 등에 붙이는 배지(badge)의 용접 공정을 자동화 한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 저항 용접(resistance welding)은 모재의 접합부에 대전류를 흘려 발생하는 저항열에 의해 접합부를 반용융 상태로 하고 이것에 압력을 가하여 접합하는 용접이다.
저항용접기는 서로 반대 극성을 갖는 제1 전극과 제2 전극 사이에 용접모재를 위치시키고 제1 및 제2 전극의 가압에 의해 상호 접촉되어 용접된다.
종래의 배지 제작용 저항 용접 방식은 작업자가 고정핀을 하부전극봉의 홈에 삽입시킨 후 배지 모재를 손으로 잡고 상기 하부전극봉의 고정핀 위에 용접할 위치를 육안으로 확인하여 맞춘다음 상기 배지 모재의 용접 부위에 상부전극봉을 가압하고 대전류를 공급함으로써, 배지 모재에 고정핀을 저항 용접으로 고정시키게 된다(도 1 및 도 2의 작업 사진 참조).
그러나, 종래의 배지 제작용 저항 용접 방식은, 작업자가 배지 모재를 손으로 잡고 용접 위치를 육안으로 대략 맞춘 다음 용접하기 때문에 용접을 할 때마다 용접 부위가 정확하게 맞지 않는 문제점이 있다. 그리고, 고정핀이 비스듬히 기울어진 상태에서 용접되거나 용접 부위의 용접 상태가 좋지 않아 불량이 많이 발생되어 원가 상승의 요인이 되는 문제점이 있다.
그리고, 모든 공정을 일일이 수작업으로 진행하기 때문에 번거로울 뿐만 아니라 작업시간이 많이 소요되어 생산성이 저하되는 단점이 있다. 특히, 사용되는 배지의 재질이 다를 경우(황동, 알루미늄, 철 등) 용접 품질에 중요 요소인 전류, 전압, 용접시간을 재질별로 알맞게 변경하는 세팅시간이 많이 소요된다.
또한, 작업자가 배지 모재를 손으로 잡고 하부전극봉 위에 올려놓은 상태에서 상부전극봉을 가압하여 용접할 때, 용접 부위에서 강한 스파크(spark; 전기불꽃)가 튀면서 작업자가 화상이나 눈에 부상을 입을 우려가 있고, 높은 전압으로 작업자의 감전사고 위험이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1822797호 (등록일자: 2018.01.22.) 대한민국 등록특허 제10-0927633호 (등록일자: 2009.11.12.)
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 옷이나 모자 등에 붙이는 배지(badge)에 고정핀을 용접하는 전 공정을 프로그램 제어에 의해 완전 자동화 할 수 있는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 배지 모재와 고정핀을 파트 피터(parts feeder)와 로봇의 그리퍼(gripper)를 통해 각각 자동으로 공급하는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 로봇의 그리퍼(gripper)로 하부전극봉에 고정핀을 자동으로 안착하여 한 스텝씩 이동시키고, 로봇의 그리퍼(gripper)로 배지 모재를 하부전극봉의 고정핀 위의 용접 위치에 올려놓은 후 상부전극봉을 가압하여 대전류를 공급함으로써 배지 모재에 고정핀을 자동으로 저항 용접하는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 사용되는 배지의 재질이 다를 경우(황동, 알루미늄, 철 등) 용접 품질에 필수 인자인 전류, 전압, 용접시간을 재질별로 미리 최적화 된 파라메터를 입력하여 자동으로 제어하는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 배지 모재의 형상 및 모양과 용접 위치 정보에 따라 배지 모재 로딩부(160), 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상부전극봉(180)의 동작을 자동으로 제어하는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 시스템의 곳곳에 설치된 센서들의 신호에 의해 제1 및 제2 파트 피더(110,120), 하부전극 회전부재(140), 고정핀 로딩부(150), 배지 모재 로딩부(160), 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상부전극봉(180)의 동작을 자동으로 제어하는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 배지 모재에 고정핀을 저항 용접시킨 후 언로딩(unloading) 하고, 언로딩 된 배지를 파트 피더(210)를 통해 일렬로 정렬하여 이동시키고, 배지 모재(20)에 용접된 고정핀(10)을 비젼카메라(220)로 촬영하여 불량 여부를 검출하고, 불량으로 검출된 배지 모재(20)를 자동으로 언로딩 하는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 배지 모재(20)의 이미지를 입력하면 모니터 화면에 배지 모재(20)의 이미지를 출력하고, 배지 모재(20)의 이미지 하면에서 고정핀(20)의 용접 위치를 좌표 또는 치수로 지정하여 입력하면 입력된 용접 위치 정보에 따라 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상부전극봉(180), 컨트롤러(200)의 동작을 제어하는 저항 용접 자동화 프로그램(310)을 제공하는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 제시하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는, 저항 용접 자동화 프로그램(310)을 통해 원격에서 모니터링과 기능 설정 및 제어하는 단말기(300)를 포함하는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은, 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템에 있어서, 고정핀(10)을 일렬로 정렬하여 자동적으로 보내는 제1 파트 피더(110); 배지 모재(20)를 일렬로 정렬하여 자동적으로 보내는 제2 파트 피더(120); 원형 판상의 상부에 하부전극봉(130)이 테두리를 따라 일정 간격으로 설치되고 회전에 의해 상기 하부전극봉(130)을 한 스텝씩 이동시키는 하부전극 회전부재(140); 상기 제1 파트 피더(110)에서 상기 고정핀(10)을 그리퍼(151)로 집어서 상하좌우 이동 및 회전에 의해 상기 하부전극봉(130)의 홈(131)에 하나씩 옮겨서 안착시키는 고정핀 로딩부(150); 상기 제2 파트 피더(120)에서 상기 배지 모재(20)를 그리퍼(161)로 집어서 상하좌우 이동 및 회전에 의해 상기 배지 모재(20)를 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)로 전달하는 배지 모재 로딩부(160); 상기 배지 모재 로딩부(160)로부터 상기 배지 모재(20)를 그리퍼(171)로 집어서 전달받고 상하좌우 및 회전에 의해 상기 하부전극봉(130)의 고정핀(10) 상에 상기 배지 모재(20)를 이동시켜 상기 배지 모재(20) 하면의 용접 부위에 상기 고정핀(10)이 접촉되도록 위치시키고, 상기 고정핀(10)이 용접된 상기 배지 모재(20)를 언로딩 하는 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170); 상기 고정핀(10)이 접촉된 상기 배지 모재(20)의 상면 용접 위치에 프레스와 대전류를 가하여 상기 배지 모재(20)의 하면에 상기 고정핀(10)을 용접하는 상부전극봉(180); 및 상기 배지 모재(20)의 형상 및 모양과 용접 위치 정보에 따라 상기 배지 모재 로딩부(160), 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상기 상부전극봉(180)의 동작을 자동으로 제어하고, 사용되는 배지의 재질이 다를 경우 용접 품질에 필수 인자인 전류, 전압, 용접시간을 재질별로 미리 최적화 된 파라메터를 입력하여 사용되는 배지의 재질에 따라 상기 상부전극봉(180)과 하부전극봉(130)의 전류, 전압, 용접시간을 자동으로 제어하며, 시스템의 각 부분에 설치된 센서의 신호에 따라 상기 제1 및 제2 파트 피더(110,120), 상기 하부전극 회전부재(140), 상기 고정핀 로딩부(150), 상기 배지 모재 로딩부(160), 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상기 상부전극봉(180)의 동작을 자동으로 제어하는 컨트롤러(200);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은, 상기 배지 모재(20)의 하면에 상기 고정핀(10)을 복수로 용접하는 경우, 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)에 고정된 배지 모재(20) 하면의 복수의 용접 위치에 상기 고정핀(10)이 각각 위치하도록 상기 하부전극봉(130)을 상기 하부전극 회전부재(140) 상에 배치하여 상기 상부전극봉(180)의 한번의 동작으로 복수의 고정핀(10)이 동시에 용접되도록 구성될 수 있다.
상기 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은, 상기 배지 모재(20)의 하면에 상기 고정핀(10)을 복수로 용접하는 경우, 상기 상부전극봉(180)에 의해 상기 배지 모재(20)의 하면에 고정핀(10) 하나가 용접된 이후 상기 하부전극 회전부재(140)에 의해 상기 하부전극봉(130)이 한 스텝씩 이동하는 동안 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)가 다음 용접 위치로 상기 배지 모재(20)를 자동으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
상기 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은, 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)에서 언로딩 된 배지 제품을 일렬로 정렬하여 자동적으로 보내는 제3 파트 피더(210); 상기 제3 파트 피더(210)에서 일렬로 이동하는 배지 제품의 배지 모재(20)와 고정핀(10)의 용접 부위를 촬영하는 비젼카메라(220); 및 상기 비젼카메라(220)의 영상 이미지를 비교 분석한 상기 컨트롤러(200)의 제어신호에 따라 불량으로 검출된 배지 제품을 자동으로 언로딩 하는 불량품 언로딩부(230);를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은, 상기 배지 모재(20)의 이미지를 입력하면 모니터 화면에 상기 배지 모재(20)의 이미지를 출력하고 상기 배지 모재(20)의 이미지 하면에서 상기 고정핀(20)의 용접 위치를 좌표 또는 치수로 지정하여 입력하면 입력된 용접 위치 정보에 따라 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상기 상부전극봉(180), 상기 컨트롤러(200)의 동작을 제어하는 저항 용접 자동화 프로그램(310)을 통해 원격에서 모니터링과 기능 설정 및 제어하는 단말기(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 배지(badge)에 고정핀을 저항 용접하는 전 공정을 프로그램 제어에 의해 완전 자동화 할 수 있다.
그리고, 본 발명은, 저항 용접의 전 공정을 자동화 함으로써, 저항 용접시 용접 부위에서 발생하는 강한 스파크(spark; 전기불꽃)로 인해 작업자가 화상이나 눈에 부상을 입을 수 있는 위험과, 높은 전압으로 인한 작업자의 감전사고 위험을 완전히 차단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 저항 용접의 전 공정을 자동화 함으로써, 작업시간 및 인건비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 제품의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 저항 용접 공정의 자동화를 통해 배지 모재의 용접 부위에 고정핀을 정확하게 용접할 수 있고, 용접 불량에 의한 제품 불량이 거의 발생하지 않아 제조 및 원가 비용을 크게 줄일 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 배지 제작용 저항 용접 방법을 나타낸 작업 모습의 사진이다.
도 3 내지 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 나타낸 도면으로,
도 3은 블록 구성도이고,
도 4 내지 도 5는 제1 파트 피더(110)에 정렬된 고정핀(10)을 고정핀 로딩부(150)에서 그리퍼(151)로 집어서 옮기는 모습의 동작 상태도이고,
도 6은 고정핀 로딩부(150)에서 하부전극 회전부재(140)의 하부전극봉(130)의 홈(131)에 고정핀(10)을 설치하는 모습의 동작 상태도이고,
도 7 내지 도 8은 제2 파트 피더(120)에 정렬된 배지 모재(20)를 배지 모재 로딩부(160)에서 그리퍼(161)로 집어서 옮기는 모습의 동작 상태도이고,
도 9는 배지 모재 로딩부(160)에서 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)에 배지 모재(20)를 전달하는 모습의 동작 상태도이고,
도 10은 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)에서 하부전극봉(130)의 고정핀(10) 위에 배지 모재(20)를 올려놓되 배지 모재(20)의 용접 위치에 고정핀(10)이 접촉되도록 세팅하는 모습의 동작 상태도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템의 블록 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템의 블록 구성도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명되는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 발명의 설명 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
제1 실시예
도 3 내지 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 나타낸 도면으로, 도 3은 블록 구성도이고, 도 4 내지 도 5는 제1 파트 피더(110)에 정렬된 고정핀(10)을 고정핀 로딩부(150)에서 그리퍼(151)로 집어서 옮기는 모습의 동작 상태도이고, 도 6은 고정핀 로딩부(150)에서 하부전극 회전부재(140)의 하부전극봉(130)의 홈(131)에 고정핀(10)을 설치하는 모습의 동작 상태도이고, 도 7 내지 도 8은 제2 파트 피더(120)에 정렬된 배지 모재(20)를 배지 모재 로딩부(160)에서 그리퍼(161)로 집어서 옮기는 모습의 동작 상태도이고, 도 9는 배지 모재 로딩부(160)에서 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)에 배지 모재(20)를 전달하는 모습의 동작 상태도이고, 도 10은 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)에서 하부전극봉(130)의 고정핀(10) 위에 배지 모재(20)를 올려놓되 배지 모재(20)의 용접 위치에 고정핀(10)이 접촉되도록 세팅하는 모습의 동작 상태도이다.
본 발명의 제1 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템(100)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 파트 피터(parts feeder; 110), 제2 파트 피터(parts feeder; 120), 하부전극봉(130), 하부전극 회전부재(140), 고정핀 로딩(loading)부(150), 배지 모재 로딩부(160), 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상부전극봉(180), 컨트롤러(200)를 포함하여 구성된다.
상기 제1 파트 피터(parts feeder; 110)는 배치(badge) 모재(20)에 용접하여 고정하는 고정핀(10)을 일렬로 정렬하여 자동적으로 보내는 부품 공급기이다(도 4 참조).
여기서, 배지(badge)는 신분이나 소속 따위를 나타내거나 어떠한 것을 기념하기 위하여 옷(제복, 군복 포함)이나 모자 따위에 붙이는 물건으로, 표, 휘장, 계급장, 마크, 명찰 등의 배지와 기념배지를 모두 포함한다. 상기 배지(badge)는 배지 모재(20)와, 상기 배지 모재(20)에 용접하여 고정하는 고정핀(10)과, 상기 고정핀(10)에 잠금하는 잠금나사(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1 파트 피터(110)에는 상기 고정핀(10)을 감지하는 센서(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 센서가 설치된 지점에 상기 고정핀(10)의 이동이 감지되면, 상기 고정핀 로딩부(150)가 이동하여 상기 고정핀(10)을 그리퍼(도 5의 151)로 집어서 옮기게 된다. 반면에, 상기 센서에서 상기 고정핀(10)이 감지되지 않았을 때에는 상기 고정핀 로딩부(150)가 상기 제1 파트 피터(110) 상에서 상기 센서의 신호가 감지될 때까지 기다리게 된다.
상기 고정핀 로딩부(150)는 상기 센서의 감지신호에 따라 상기 제1 파트 피더(110)에서 상기 고정핀(10)을 그리퍼(151)로 집어서 상기 하부전극 회전부재(140)의 하부전극봉(130)으로 상하좌우 및 회전하여 이동하게 된다. 이때, 상기 고정핀 로딩부(150)는 상기 하부전극 회전부재(140)의 정해진 지점의 하부전극봉(130)으로 이동하여 상기 하부전극봉(130)의 홈(131)에 상기 고정핀(10)을 삽입하여 안착시키게 된다(도 4 내지 도 6 참조).
상기 하부전극 회전부재(140)는 원형 판상의 상부에 하부전극봉(130)이 테두리를 따라 일정 간격으로 설치되고, 회전축(141)을 중심으로 시계 방향(또는, 반시계 방향)으로 소정 각도씩 회전하여 상기 하부전극봉(130)을 한 스텝씩 이동시키는 역할을 한다.
상기 하부전극봉(130)은 상기 하부전극 회전부재(140)에 탈부착 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 하부전극봉(130)은 상기 하부전극 회전부재(140)에 나사 체결로 고정될 수 있다.
상기 하부전극봉(130)의 상부에는 상기 고정핀(10)을 꽂아서 설치하도록 홈(131)이 내부로 형성되어 있고, 제1 전극이 연결되어 서로 다른 극성의 제2 전극이 연결된 상부전극봉(180)과의 접촉에 의해 상기 배지 모재(20)에 고정핀(10)을 저항 용접하게 된다.
상기 하부전극봉(130)은 상기 하부전극 회전부재(140) 상에 테두리를 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 그러나, 상기 배지 모재(20)의 하면에 상기 고정핀(10)을 복수로 용접하는 경우, 상기 배지 모재(20) 하면의 복수의 용접 위치에 상기 고정핀(10)이 각각 위치하도록 상기 하부전극 회전부재(140) 상에 배치하여 상기 상부전극봉(180)의 한번의 동작으로 복수의 고정핀(10)이 동시에 용접되도록 구성될 수도 있다.
상기 고정핀 로딩부(150)는 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, X축 레일(152)을 따라 X축으로 좌우 이동하는 X축 이동수단(153)과, 상기 X축 이동수단(153)에 설치되어 X축으로 이동하며 이와 함께 Y축으로 상하 이동하는 Y축 이동수단(154)과, 상기 Y축 이동수단(154)에 설치되어 Y축으로 이동하며 이와 함께 회전하는 회전수단(155)과, 상기 회전수단(155)에 설치되어 회전하며 상기 고정핀(10)을 집어서 이송하는 그리퍼(151)를 포함하고 있다.
이때, 상기 고정핀(10)을 집어서 이송하는 그리퍼(151)는 상기 X축 이동수단(153), 상기 Y축 이동수단(154)에 의해 X축 및 Y축으로 이동이 가능하고, 상기 회전수단(155)에 의해 회전이 가능하다.
계속해서, 상기 제2 파트 피터(120)는 상기 배치(badge) 모재(20)를 일렬로 정렬하여 자동적으로 보내는 부품 공급기이다(도 7 참조).
상기 제2 파트 피터(120)에는 상기 배지 모재(20)를 감지하는 센서(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 센서가 설치된 지점에 상기 배지 모재(20)의 이동이 감지되면, 상기 배지 모재 로딩부(160)가 이동하여 상기 배지 모재(20)을 그리퍼(도 8의 161)로 집어서 옮기게 된다. 반면에, 상기 센서에서 상기 배지 모재(20)가 감지되지 않았을 때에는 상기 배지 모재 로딩부(160)가 상기 제2 파트 피터(120) 상에서 상기 센서의 신호가 감지될 때까지 기다리게 된다.
상기 배지 모재 로딩부(160)는 상기 센서의 감지신호에 따라 상기 제2 파트 피더(120)에서 상기 배지 모재(20)를 그리퍼(161)로 집어서 상하좌우 이동 및 회전에 의해 상기 배지 모재(20)를 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)로 전달한다(도 7 내지 도 9 참조).
상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)는 상기 배지 모재 로딩부(160)로부터 상기 배지 모재(20)를 그리퍼(161)로 집어서 전달받는다. 그리고, 상하좌우 및 회전에 의해 상기 하부전극봉(130)의 고정핀(10) 상에 상기 배지 모재(20)를 이동시켜 상기 배지 모재(20) 하면의 용접 부위에 상기 고정핀(10)이 접촉되도록 위치시키게 된다(도 10 참조).
상기 상부전극봉(180)은 상기 고정핀(10)이 접촉된 상기 배지 모재(20)의 상면 용접 위치에 프레스와 대전류를 가하여 상기 배지 모재(20)의 하면에 상기 고정핀(10)을 용접하게 된다. 상기 상부전극봉(180)은 상기 배지 모재(20)의 접합부에 대전류를 흘려 발생하는 저항열에 의해 접합부를 반용융 상태로 하고 이것에 압력을 가하여 상기 고정핀(10)을 저항 용접으로 접합하게 된다.
상기 컨트롤러(200)는 상기 배지 모재(20)의 형상 및 모양과 용접 위치 정보에 따라 상기 배지 모재 로딩부(160), 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상기 상부전극봉(180)의 동작을 자동으로 제어하게 된다.
또한, 상기 컨트롤러(200)는 사용되는 배지의 재질이 다를 경우(황동, 알루미늄, 철 등) 용접 품질에 필수 인자인 전류, 전압, 용접시간을 재질별로 미리 최적화 된 파라메터를 입력하여, 사용되는 배지의 재질에 따라 상기 상부전극봉(180)과 하부전극봉(130)의 전류, 전압, 용접시간을 자동으로 제어한다.
또한, 상기 컨트롤러(200)는 시스템의 각 부분에 설치된 센서의 신호에 따라 상기 제1 및 제2 파트 피더(110,120), 상기 하부전극 회전부재(140), 상기 고정핀 로딩부(150), 상기 배지 모재 로딩부(160), 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상기 상부전극봉(180)의 동작을 자동으로 제어한다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은, 상기 고정핀(10)을 상기 제1 파트 피터(110)와 상기 고정핀 로딩부(150)를 통해 상기 하부전극봉(130)에 자동으로 이동 및 설치하고, 상기 배지 모재(20)를 상기 제2 파트 피터(120)와 상기 배지 모재 로딩부(160)를 통해 상기 하부전극봉(130)의 고정핀(10) 위의 용접 위치에 자동으로 이동 및 세팅한 후 상기 상부전극봉(180)으로 프레스 및 대전류를 가하여 용접함으로써, 상기 배지 모재(20)에 상기 고정핀(10)을 용접하는 전 공정을 자동화 하였다.
제2 실시예
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템의 블록 구성도이다.
본 발명의 제2 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템(100)은 도 11에 나타낸 바와 같이, 제1 파트 피터(110), 제2 파트 피터(120), 하부전극봉(130), 하부전극 회전부재(140), 고정핀 로딩부(150), 배지 모재 로딩부(160), 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상부전극봉(180), 컨트롤러(200), 제3 파트 피더(210), 비젼 카메라(220), 불량품 언로딩부(230)를 포함하여 구성된다.
상기 제2 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템(100)은 상기 제1 실시예(도 2)와 비교하면, 상기 제3 파트 피더(210), 상기 비젼 카메라(220), 상기 불량품 언로딩부(230)가 상기 제1 실시예(도 3)에서 추가로 구성된 것이다.
상기 제3 파트 피더(210)는 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)에서 언로딩 된(배지 모재(20)와 고정핀(10)이 용접된) 배지 제품을 일렬로 정렬하여 자동적으로 보내는 역할을 한다.
상기 비젼카메라(220)는 상기 제3 파트 피더(210)에서 일렬로 이동하는 상기 배지 모재(20)와 상기 고정핀(10)의 용접 부위를 촬영하여 상기 컨트롤러(200)로 전송한다. 이때, 상기 컨트롤러(200)에서는 상기 비젼카메라(220)에서 촬영된 영상 이미지와 정상 제품의 용접 부위 이미지를 비교 분석하여 용접 불량 여부를 판단한다.
상기 불량품 언로딩부(230)는 상기 컨트롤러(200)로부터 용접 불량으로 검출된 배지 제품을 상기 제3 파트 피더(210)의 이동 경로에서 자동으로 언로딩(배출) 한다.
따라서, 본 발명의 제2 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템(100)은, 상기 배지 모재(20)에 상기 고정핀(10)을 용접한 후 언로딩(unloading) 하고, 언로딩 된 배지를 제3 파트 피더(210)를 통해 일렬로 정렬하여 이동시키고, 상기 배지 모재(20)와 고정핀(10)의 용접 부위를 상기 비젼카메라(220)로 촬영하여 불량 여부를 검출하고, 불량으로 검출된 배지 제품을 자동으로 언로딩 할 수 있다.
제3 실시예
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템의 블록 구성도이다.
본 발명의 제3 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템(100)은 도 12에 나타낸 바와 같이, 제1 파트 피터(110), 제2 파트 피터(120), 하부전극봉(130), 하부전극 회전부재(140), 고정핀 로딩부(150), 배지 모재 로딩부(160), 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상부전극봉(180), 컨트롤러(200), 제3 파트 피더(210), 비젼 카메라(220), 불량품 언로딩부(230), 단말기(300), 저항 용접 자동화 프로그램(310)을 포함하여 구성된다.
상기 제3 실시예에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템(100)은 상기 제2 실시예(도 11)와 비교하면, 상기 단말기(300), 상기 저항 용접 자동화 프로그램(310)이 추가로 구성된 것이다.
상기 저항 용접 자동화 프로그램(310)은 상기 배지 모재(20)의 이미지를 입력하면 모니터 화면에 상기 배지 모재(20)의 이미지를 출력하고 상기 배지 모재(20)의 이미지 하면에서 상기 고정핀(20)의 용접 위치를 좌표 또는 치수로 지정하여 입력하면 입력된 용접 위치 정보에 따라 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상기 상부전극봉(180), 상기 컨트롤러(200)의 동작을 자동으로 제어하는 프로그램이다.
상기 단말기(300)는 스마트폰, PC, 테블릿 PC 등을 포함하여 구성되고, 상기 저항 용접 자동화 프로그램(310)이 설치 구성되어 있다.
상기 단말기(300)는 상기 저항 용접 자동화 프로그램(310)을 통해 원격에서 본 발명의 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템을 모니터링 하고, 기능을 설정하거나 제어가 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은, 배지 모재와 고정핀을 파트 피터(parts feeder)와 로봇의 그리퍼(gripper)를 통해 각각 자동으로 공급하고, 로봇의 그리퍼로 하부전극봉에 고정핀을 자동으로 안착하여 한 스텝씩 이동시키고, 로봇의 그리퍼로 배지 모재를 고정핀 위의 용접 위치에 정확히 올려놓은 후 상부전극봉으로 가압하여 저항 용접함으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템
110 : 제1 파트 피터(parts feeder; 부품 공급기)
120 : 제2 파트 피터(parts feeder; 부품 공급기)
130 : 하부전극봉 131 : 홈
140 : 하부전극 회전부재
150 : 고정핀 로딩(loading)부
151 : 그리퍼(Gripper) 152 : X축 레일
153 : X축 이동수단 154 : Y축 이동수단
155 : 회전수단
160 : 배지 모재 로딩부
161 : 그리퍼(Gripper) 162 : X축 레일
163 : X축 이동수단 164 : Y축 이동수단
165 : 회전수단
170 : 배지 모재 세팅 및 언로딩부
171 : 그리퍼(Gripper) 172 : Y축 레일
173 : Y축 이동수단 174 : X축 이동수단
175 : 회전수단
180 : 상부전극봉 200 : 컨트롤러
210 : 제3 파트 피더 220 : 비젼카메라
230 : 불량품 언로딩(unloading)부
300 : 단말기
310 : 저항 용접 자동화 프로그램

Claims (5)

  1. 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템에 있어서,
    고정핀(10)을 일렬로 정렬하여 자동적으로 보내는 제1 파트 피더(110);
    배지 모재(20)를 일렬로 정렬하여 자동적으로 보내는 제2 파트 피더(120);
    원형 판상의 상부에 하부전극봉(130)이 테두리를 따라 일정 간격으로 설치되고 회전에 의해 상기 하부전극봉(130)을 한 스텝씩 이동시키는 하부전극 회전부재(140);
    상기 제1 파트 피더(110)에서 상기 고정핀(10)을 그리퍼(151)로 집어서 상하좌우 이동 및 회전에 의해 상기 하부전극봉(130)의 홈(131)에 하나씩 옮겨서 안착시키는 고정핀 로딩부(150);
    상기 제2 파트 피더(120)에서 상기 배지 모재(20)를 그리퍼(161)로 집어서 상하좌우 이동 및 회전에 의해 상기 배지 모재(20)를 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)로 전달하는 배지 모재 로딩부(160);
    상기 배지 모재 로딩부(160)로부터 상기 배지 모재(20)를 그리퍼(171)로 집어서 전달받고 상하좌우 및 회전에 의해 상기 하부전극봉(130)의 고정핀(10) 상에 상기 배지 모재(20)를 이동시켜 상기 배지 모재(20) 하면의 용접 부위에 상기 고정핀(10)이 접촉되도록 위치시키고, 상기 고정핀(10)이 용접된 상기 배지 모재(20)를 언로딩 하는 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170);
    상기 고정핀(10)이 접촉된 상기 배지 모재(20)의 상면 용접 위치에 프레스와 대전류를 가하여 상기 배지 모재(20)의 하면에 상기 고정핀(10)을 용접하는 상부전극봉(180); 및
    상기 배지 모재(20)의 형상 및 모양과 용접 위치 정보에 따라 상기 배지 모재 로딩부(160), 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상기 상부전극봉(180)의 동작을 자동으로 제어하고, 사용되는 배지의 재질이 다를 경우 용접 품질에 필수 인자인 전류, 전압, 용접시간을 재질별로 미리 최적화 된 파라메터를 입력하여 사용되는 배지의 재질에 따라 상기 상부전극봉(180)과 하부전극봉(130)의 전류, 전압, 용접시간을 자동으로 제어하며, 시스템의 각 부분에 설치된 센서의 신호에 따라 상기 제1 및 제2 파트 피더(110,120), 상기 하부전극 회전부재(140), 상기 고정핀 로딩부(150), 상기 배지 모재 로딩부(160), 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상기 상부전극봉(180)의 동작을 자동으로 제어하는 컨트롤러(200);
    를 포함하는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은,
    상기 배지 모재(20)의 하면에 상기 고정핀(10)을 복수로 용접하는 경우,
    상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)에 고정된 배지 모재(20) 하면의 복수의 용접 위치에 상기 고정핀(10)이 각각 위치하도록 상기 하부전극봉(130)을 상기 하부전극 회전부재(140) 상에 배치하여 상기 상부전극봉(180)의 한번의 동작으로 복수의 고정핀(10)이 동시에 용접되도록 구성된,
    배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은,
    상기 배지 모재(20)의 하면에 상기 고정핀(10)을 복수로 용접하는 경우,
    상기 상부전극봉(180)에 의해 상기 배지 모재(20)의 하면에 고정핀(10) 하나가 용접된 이후 상기 하부전극 회전부재(140)에 의해 상기 하부전극봉(130)이 한 스텝씩 이동하는 동안 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)가 다음 용접 위치로 상기 배지 모재(20)를 자동으로 이동시키는,
    배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은,
    상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170)에서 언로딩 된 배지 제품을 일렬로 정렬하여 자동적으로 보내는 제3 파트 피더(210);
    상기 제3 파트 피더(210)에서 일렬로 이동하는 배지 제품의 배지 모재(20)와 고정핀(10)의 용접 부위를 촬영하는 비젼카메라(220); 및
    상기 비젼카메라(220)의 영상 이미지를 비교 분석한 상기 컨트롤러(200)의 제어신호에 따라 불량으로 검출된 배지 제품을 자동으로 언로딩 하는 불량품 언로딩부(230);
    를 포함하는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템은,
    상기 배지 모재(20)의 이미지를 입력하면 모니터 화면에 상기 배지 모재(20)의 이미지를 출력하고 상기 배지 모재(20)의 이미지 하면에서 상기 고정핀(20)의 용접 위치를 좌표 또는 치수로 지정하여 입력하면 입력된 용접 위치 정보에 따라 상기 배지 모재 세팅 및 언로딩부(170), 상기 상부전극봉(180), 상기 컨트롤러(200)의 동작을 제어하는 저항 용접 자동화 프로그램(310)을 통해 원격에서 모니터링과 기능 설정 및 제어하는 단말기(300);
    를 포함하는 배지 제작용 저항 용접 자동화 시스템.
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