KR102205840B1 - Resistance Welding Machine for Stud Welding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스터드 용접용 저항 용접기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 규격별 스터드의 사용이 가능한 회전식 전극 구조의 스터드 용접용 저항 용접기에 관한 것이다.The present invention relates to a resistance welding machine for stud welding, and more particularly, to a resistance welding machine for stud welding of a rotary electrode structure capable of using studs according to standards.
용접은 금속, 유리, 플라스틱 등을 열과 압력으로 접합하는 기술이다. 이는 두 물질 사이의 원자간 결합을 이루어 접합하는 것으로, 재료를 절감할 수 있다.Welding is a technology that joins metal, glass, plastic, etc. with heat and pressure. This is by forming an interatomic bond between two materials and bonding, thereby saving materials.
용접의 분류의 한 분야의 저항 용접은 저항열을 이용하여 용재를 용접하는 방식의 용접을 말한다. 저항 용접은 비교예로서 아크 용접 방식과 달리 그을음이 모재에 생기지 않고 용접불꽃에 의한 기공 형성 등의 불량을 방지할 수 있다. 저항 용접은 고품질을 요구하는 자동차, 선박, 항공기 산업 분야에서 널리 사용되는 방식이다. 예컨대, 자동차 산업에서는 차체 패널 및 프레임 등의 베이스에 각종 부품들 예컨대 엔진, 트랜스미션, 스티어링계 등의 각종 의장 부품들을 장착하기 위한 마운팅 유닛으로서, 금속재 패널 등의 모재와 상기한 부품들을 볼팅 결합하기 위한 볼트 형태의 스터드(예, 환봉, 볼트 또는 너트)를 사용하고 있다.Resistance welding in one field of the classification of welding refers to welding in a method of welding a solvent using resistance heat. Resistance welding is a comparative example, and unlike the arc welding method, soot does not occur in the base material, and defects such as pore formation due to welding sparks can be prevented. Resistance welding is a method widely used in automotive, ship, and aircraft industries that require high quality. For example, in the automobile industry, it is a mounting unit for mounting various components such as engines, transmissions, steering systems, etc. to a base such as a body panel and a frame, and for bolting and coupling the base materials such as metal panels and the above parts. Bolt-type studs (eg round bars, bolts or nuts) are used.
스터드는 모재에 용접으로 접합되는 스터드 용접법을 이용한다. 이러한 스터드 용접법은 아크용접과 저항용접의 기본원리를 이용한 전자제어 기술의 최신 용접공법으로, 모재에 구멍을 뚫지 않고 스터드를 모재에 순간적으로 용착시키는 용접방법이며, 고강도 체결이 요구되는 산업분야에서 엄격한 체결조건을 만족시키는 가장 이상적이고, 경제적인 체결방법이다.The stud is welded to the base material by welding. This stud welding method is the latest welding method of electronic control technology that uses the basic principles of arc welding and resistance welding.It is a welding method that instantly welds the stud to the base material without making a hole in the base material. It is the most ideal and economical fastening method that satisfies the fastening conditions.
이러한 저항 용접을 수행하는 저항 용접기는 지면을 기반으로 설치된 정치식 타입과, 로봇의 엔드이펙터 또는 용접건으로 장착되는 모듈형 타입이 있다.Resistance welding machines that perform such resistance welding include a stationary type installed based on the ground, and a modular type mounted with an end effector or a welding gun of a robot.
정치식 타입은 중량 및 부피가 크고, 로봇 등에 적용할 수 있는 소형화 및 경량화 기술을 갖고 있지 않을 수 있다.The stationary type is large in weight and volume, and may not have miniaturization and weight reduction technology applicable to robots and the like.
이에 비해, 로봇 장착용 모듈형 타입의 저항 용접기는 로봇의 패이로드를 만족시킬 수 있을 정도로 경량화 및 소형화된 구성을 통해 정밀 제어 동작 도중에도 용접 품질을 유지할 수 있어야 하며, 특히 열하중에 의한 용접 불량, 용접기 구성 부품의 변형을 최소화할 수 있도록, 신뢰성 및 정확성과 향상된 용접 외관 품질을 실현할 수 있는 경량화 및 소형화 기술을 통한 품질향상 및 비용절감이 매우 중요하다.In contrast, the modular type of resistance welding machine for robot mounting should be able to maintain welding quality even during precise control operation through a lightweight and compact configuration that can satisfy the payload of the robot. In particular, welding failure due to thermal load, In order to minimize the deformation of the welding machine component parts, quality improvement and cost reduction through light weight and miniaturization technology that can realize reliability and accuracy and improved welding appearance quality are very important.
그러나, 종래 기술의 저항 용접기는 상대적으로 부피를 많이 차지하고, 다관절 회동식 구조에 의해 상대적으로 큰 작동 반경이 요구되고, 공급된 스터드를 용접 위치에 신뢰성 있게 로딩 및 적치시킨 후 안전하게 급전하여 저항 용접을 실현하는데 다소 미흡하다.However, the conventional resistance welding machine occupies a relatively large volume, requires a relatively large operating radius due to the multi-joint rotational structure, and resistance welding by reliably loading and placing the supplied stud at the welding position and feeding it safely. It is somewhat insufficient to realize.
또한, 종래 기술의 저항 용접기는 한 종류의 스터드만을 공급받아 저항 용접을 수행하므로, 서로 다른 사이즈의 연결 부재를 갖는 자동차용 판재의 스터드 용접에 사용되기 어렵다.In addition, since the resistance welding machine of the prior art performs resistance welding by receiving only one type of stud, it is difficult to be used for stud welding of automobile plates having connection members of different sizes.
또한, 종래 기술의 저항 용접기를 사용하던 해당 산업 분야에는 고품질 최소 비용을 실현하면서, 저항 용접시 발생되는 고열로 인하여 전극 및 그 주변의 부재에 발생되는 열변형이나, 저항 용접을 위해 전극을 서로 밀착시킬 때의 반복 하중으로 인한 전극 흔들림 문제, 및 급전과 단전을 반복 수행시 누전 위험을 고려하여, 이들 문제 및 위험을 매우 효율적으로 해소할 수 있는 기술이 시급히 요구되고 있는 상황이다.In addition, in the relevant industrial field that used the conventional resistance welding machine, while realizing high quality and minimum cost, thermal deformation generated in the electrode and its surrounding members due to the high heat generated during resistance welding, or the electrodes are in close contact with each other for resistance welding. There is an urgent need for a technology capable of very efficiently solving these problems and risks in consideration of the problem of electrode shake due to repeated loads during the operation and the risk of short circuit when repeatedly performing power supply and disconnection.
본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 해결하기 위해 위하여 안출된 것으로, 스터드를 전극 사이에 연속적으로 신뢰성 있게 공급받아서, 고품질의 스터드 용접을 수행할 수 있는 스터드 용접용 저항 용접기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was conceived to solve the above-described necessity, and an object of the present invention is to provide a resistance welder for stud welding capable of performing high quality stud welding by continuously and reliably supplying studs between electrodes. .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 스터드 용접용 저항 용접기는, 볼트 형태의 스터드를 연속적으로 공급받아 판재에 용접하기 위하여, 판재에 접촉할 수 있도록 하측을 향하도록 배치되는 상부 전극; 상기 상부 전극을 상기 판재에 대해 가압할 수 있도록 상기 상부 전극에 연결되어 상기 상부 전극을 승강시키는 승강 부재; 외부로부터 공급 받은 상기 스터드가 안착되도록 형성되고 상기 상부 전극의 하측에 배치되는 스터드 안착부를 구비하고 도전성 금속 재질로 형성되는 고정 부재; 상기 고정 부재가 회전하여 상기 스터드 안착부가 측방향에서 상기 스터드를 공급 받아 상측의 상기 상부 전극을 향할 수 있도록 상기 고정 부재에 연결되어 상기 고정 부재를 수평 방향 회전축을 중심으로 회전 가능하게 지지하는 지지 부재; 상기 고정 부재에 연결되어 상기 고정 부재를 상기 지지 부재에 대해 회전시키는 회전 부재; 및 상기 상부 전극과 고정 부재 사이에 전위차를 형성할 수 있도록 상기 고정 부재에 전기적으로 연결되는 하부 전원 부재를 포함하는 점에 특징이 있다.In the present invention for achieving the above object, the resistance welder for stud welding includes: an upper electrode disposed downward so as to contact the plate material in order to continuously receive a bolt-shaped stud and weld it to a plate material; An elevating member connected to the upper electrode so as to pressurize the upper electrode against the plate material to lift the upper electrode; A fixing member formed to seat the studs supplied from the outside, and having a stud seating portion disposed under the upper electrode and formed of a conductive metal material; A support member that is connected to the fixing member so that the fixing member rotates so that the stud seating part faces the upper electrode on the upper side by receiving the stud from a lateral direction to rotatably support the fixing member about a horizontal axis of rotation ; A rotation member connected to the fixing member to rotate the fixing member with respect to the support member; And a lower power member electrically connected to the fixing member so as to form a potential difference between the upper electrode and the fixing member.
본 발명에 의한 스터드 용접용 저항 용접기는, 스터드를 스터드 안착부에 안정적으로 적치시킨 후, 스터드 안착부 및 스터드를 상부 전극의 용접 위치쪽으로 회전시켜 저항 용접을 원활하게 수행할 수 있도록 한다.The resistance welding machine for stud welding according to the present invention, after stably placing the stud in the stud seating portion, rotates the stud seating portion and the stud toward the welding position of the upper electrode, so that resistance welding can be performed smoothly.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스터드 용접용 저항 용접기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스터드 용접용 저항 용접기의 선 A-A를 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 고정 부재와 지지 부재의 확대 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 스터드 안착부의 작동을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5와 도 6은 도 2에 도시된 박스 B의 하부 전극 부재의 작동을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 스터드 용접용 저항 용접기의 용접 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a perspective view of a resistance welding machine for stud welding according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the resistance welding machine for stud welding shown in FIG. 1.
3 is an enlarged cross-sectional view of the fixing member and the support member shown in FIG. 2.
4 is a cross-sectional view for explaining the operation of the stud seat shown in FIG. 3.
5 and 6 are cross-sectional views for explaining the operation of the lower electrode member of the box B shown in FIG. 2.
7 is a view for explaining a welding method of the resistance welding machine for stud welding shown in FIG.
이하에서는 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 스터드 용접용 저항 용접기에 대해 설명한다.Hereinafter, a resistance welder for stud welding according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
본 발명은 스터드 용접용 저항 용접기에서 서로 다른 규격의 스터드를 장착할 수 있는 복수의 스터드 안착부를 갖는 고정 부재를 회전시켜서 저항 용접을 수행할 수 있는 것에 특징이 있다. 또한, 본 발명은 마운팅 브래킷 및 하우징을 구비하여 정치식 용접 설비 또는 로봇의 암에 모두 적용할 수 있는 하이브리드 장치로 적용할 수 있는 것에 특징이 있다. 이를 통해 본 실시예에 따른 스터드 용접용 저항 용접기는 용접시 발생 가능한 열변형을 미연에 방지할 수 있고, 이물질 제거와 전기적 및 물리적 작동 안전성을 극대화할 수 있다.The present invention is characterized in that resistance welding can be performed by rotating a fixing member having a plurality of stud seats capable of mounting studs of different standards in a resistance welding machine for stud welding. In addition, the present invention is characterized in that it can be applied as a hybrid device that can be applied to both a stationary welding facility or an arm of a robot by having a mounting bracket and a housing. Through this, the resistance welding machine for stud welding according to the present embodiment can prevent heat deformation that may occur during welding in advance, remove foreign substances and maximize electrical and physical operation safety.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스터드 용접용 저항 용접기의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스터드 용접용 저항 용접기의 선 A-A를 따라 절단한 단면도이다.1 is a perspective view of a resistance welding machine for stud welding according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of the resistance welding machine for stud welding shown in FIG. 1.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 스터드 용접용 저항 용접기는 로봇의 암에 장착되는 경우로서, 이 경우 엔드이펙터 또는 용접건으로서 이해될 수 있다. 예컨대, 본 실시예의 스터드 용접용 저항 용접기에 적용 가능한 로봇(미 도시)은 6자유도 또는 용접 대상에 대하여 저항 용접을 수행할 수 있는 자유도를 제어할 수 있는 제어기를 구비할 수 있다.First, with reference to FIGS. 1 and 2, the resistance welder for stud welding according to the present embodiment is mounted on an arm of a robot, and in this case, it may be understood as an end effector or a welding gun. For example, a robot (not shown) applicable to the resistance welding machine for stud welding of the present embodiment may have a controller capable of controlling 6 degrees of freedom or degrees of freedom to perform resistance welding on a welding object.
이때, 제어기는 해당 자유도의 위치(position) 및 자세(orientation)를 추종할 수 있도록 구성되어 있을 수 있고, 그 결과 로봇의 암에 장착되는 스터드 용접용 저항 용접기 자체에 대한 위치 및 자세를 제어하거나, 후술되는 용접기의 작동, 즉 승강 부재(200)의 상하 승강 작동 및 회전 부재(500)에 의한 고정 부재(300)의 회전 각도 제어를 비교적 간단하면서도 안전하게 수행할 수 있도록 구성되어 있을 수 있다. 예컨대, 제어기는 후술되는 복수의 스터드 안착부(310)가 순차적으로 상부 전극(100)과 마주하는 위치에 올 때마다, 하부 전원 부재(600)의 전후진 부재(620)를 제어하여 하부 전극 부재(610)를 전진시키고, 이때 승강 부재(200)도 상부 전극(100)을 하강시키는 동작을 제어할 수 있도록 구성되어 있을 수 있다. 또한, 제어기는 저항 용접 이후, 하부 전극 부재(610)를 후진시키고, 승강 부재(200)를 통해 상부 전극(100)을 상승시키는 동작을 제어할 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.At this time, the controller may be configured to follow the position and orientation of the corresponding degree of freedom, and as a result, control the position and attitude of the resistance welder for stud welding mounted on the arm of the robot, or It may be configured to perform relatively simple and safe operation of the welding machine to be described later, that is, the vertical lifting operation of the
그리고, 본 실시예에 적용 가능한 로봇은 수평 다관절 로봇 또는 폴라타입 로봇과 같이 필요에 따라 6자유도 미만의 자유도를 가질 수 있고, 경우에 따라서는 6자유도를 구현할 수 있는 로봇일 수 있으므로, 특정 자유도를 갖는 로봇으로 한정되지 않을 수 있다.And, the robot applicable to this embodiment may have a degree of freedom of less than 6 degrees of freedom as needed, such as a horizontal articulated robot or a polar type robot, and may be a robot capable of implementing 6 degrees of freedom in some cases. It may not be limited to robots with degrees of freedom.
이런 로봇에 탑재 되어 사용 가능한 본 실시예에 따른 스터드 용접용 저항 용접기는 볼트 형태의 스터드(10)를 연속적으로 공급받아 모재 또는 판재에 용접할 수 있다.The resistance welder for stud welding according to the present embodiment that can be mounted and used in such a robot may be continuously supplied with a bolt-
이를 위해서, 본 실시예의 스터드 용접용 저항 용접기는 하기에 상세히 설명할 바와 같은 상부 전극(100), 승강 부재(200), 고정 부재(300), 지지 부재(400), 회전 부재(500), 하부 전원 부재(600)를 포함하여 구성될 수 있고, 이와 함께 이들 구성들의 장착 기반이 되는 하우징(700)과 마운팅 브래킷(800)을 가질 수 있다.To this end, the resistance welding machine for stud welding of the present embodiment includes an
하우징(700)과 마운팅 브래킷(800)은 알루미늄 합금 등과 같이 경량화된 케이싱 구조물용 재질로 제작되어 있으며, 복수의 볼트 체결을 통해서 분해 조립 가능하게 구성되어 있을 수 있다.The
하우징(700)과 마운팅 브래킷(800)에는 내부 또는 외부 구성품에 대한 전기적 접지가 되어 있을 수 있다.The
하우징(700)에는 공압 분배 혹은 냉각수 공급을 위해서, 복수의 밸브와 배관 부재를 포함한 적어도 1개 또는 1개 이상의 유체 분배 블록(710)이 마련되어 있을 수 있다. 유체 분배 블록(710)은 미 도시된 공기 펌프, 냉각수 공급회수 장치(예: 냉각수 펌프 및 방열기) 등에 연결되어 있을 수 있다. 유체 분배 블록(710)은 통상적인 공압 또는 유압 회로 구성품(미 도시)을 더 구비할 수 있고, 이러한 공압 또는 유압 회로 구성품을 통해서 후술되는 승강 부재(200) 또는 전후진 부재(620)에 작동원(예: 공압)을 공급 또는 회수하는 역할과, 냉각수의 공급 및 회수의 역할과, 이물질 제거용 고압 공기를 공급하는 역할을 담당할 수 있다.At least one or one or more fluid distribution blocks 710 including a plurality of valves and piping members may be provided in the
마운팅 브래킷(800)은 로봇(미 도시)의 팔에 물리적 및 전기회로적으로 연결될 수 있거나, 정치식 용접 설비에 장착될 수 있도록, 플랜지 연결 구조 또는 퀵 조인트 구조를 가지고 있을 수 있다.The
마운팅 브래킷(800)은 하우징(700)의 배면에 부착되어 있을 수 있다.The
상부 전극(100), 승강 부재(200), 고정 부재(300) 및 지지 부재(400)는 하우징(700)의 정면을 기반으로 배치 또는 설치되어 있을 수 있다.The
이렇게 하우징(700)을 기반으로 한 배치 구성으로 인하여, 본 실시예의 스터드 용접용 저항 용접기는 정치식 설비 또는 로봇의 암에 모두 적용할 수 있을 정도의 경량 및 소형의 하이브리드 장치 또는 장비가 될 수 있는 장점을 갖는다.Due to this arrangement based on the
또한, 하우징(700)은 서보 모터(510)의 장착 기반이 될 수 있거나, 별도 장착이 가능하고 스터드(10)를 개별적으로 스터드 안착부(310)에 공급할 수 있는 모듈형 스터드 피더(미 도시) 및 스터드 장착 상태를 검출할 수 있는 레이저 센서(미 도시)의 장착 기반이 될 수 있다.In addition, the
하우징(700)의 내부에는 저항 용접을 수행하기 위한 트랜스포머, 용접 구동기, 급전기자재 및 전선(910, 911)를 포함한 전원 공급 장치(900)가 설치되어 있을 수 있다.A
여기서, 전원 공급 장치(900)의 일측 전선(910)은 하부 전극 부재(610)에서 음극(예: -극)을 형성시킬 수 있다. 예컨대, 일측 전선(910)의 일측 끝단부는 전원 공급 장치(900)의 전원 포트에 전기적으로 접속되고, 일측 전선(910)의 타측 끝단부는 도전성 재질의 전극 이동판(630)에 전기적으로 접속되어 있을 수 있다. 이러한 전극 이동판(630)에는 전극 이동판(630)의 이동(예: 전진 또는 후진) 방향을 따라 돌출되도록 하부 전극 부재(610)가 탑재되어 있을 수 있다. 또한, 하부 전극 부재(610) 및 전극 이동판(630)은 전후진 부재(620)의 이동프레임(621)에 탑재되어서 전진 또는 후진(P)될 수 있다.Here, the
또한, 전후진 부재(620)는 가이드 공압 실린더 또는 액추에이터일 수 있다. 이때, 전후진 부재(620)의 이동프레임(621)과 전극 이동판(630)의 사이에는 절연 패드(640)가 개재되어 있을 수 있다. 절연 패드(640)는 전후진 부재(620) 쪽으로 전류가 누전되지 않게 하여, 전후진 부재(620)의 오작동을 방지하고, 누전 사고를 미연에 방지시킬 수 있으며, 용접 전류의 효율적 사용을 가능케 할 수 있는 장점이 있다.In addition, the forward and backward
한편, 전원 공급 장치(900)의 타측 전선(911)은 통상의 저항 용접건 또는 용접기용 급전기자재를 통해서 상부 전극(100)에 전기적으로 접속되어서, 상부 전극(100)이 양극(예: +극)이 될 수 있도록 구성되어 있을 수 있다.On the other hand, the
상부 전극(100)은 용접 대상인 모재 또는 판재에 접촉할 수 있도록 하측을 향하도록 배치되어 있을 수 있다.The
여기서, 상부 전극(100)의 하측에는 모재 또는 판재 및 여유 공간에 대응한 간격을 두고 스터드 안착부(310)가 대향 배치(예: 상측을 향하도록 배치)되어 있을 수 있다. 즉, 판재는 저항 용접을 위해서 상부 전극(100)과 스터드 안착부(310)의 사이에 공급될 수 있다.Here, under the
승강 부재(200)는 하우징(700)의 정면 상부에서 돌출된 홀더 프레임(201)과, 홀더 프레임(201)을 기반으로 설치된 승강 실린더(210)를 포함할 수 있다.The elevating
승강 실린더(210)는 공압을 이용하여 로드(211)를 상승 또는 하강(M)시켜서 저항 용접에 필요한 가압력을 발생시키거나, 병설된 스프링 댐퍼(202)의 텐션을 이용하여 신속하게 로드(211)를 원위치 시킬 수 있는 장점이 있다.The
이렇게 승강 실린더(210)를 이용하는 승강 부재(200)는 상부 전극(100)을 판재에 대해 가압할 수 있도록 상부 전극(100)에 연결되어 상부 전극(100)을 승강시키는 역할을 담당할 수 있다.The lifting
여기서, 상부 전극(100)은 유지 보수, 교체를 위하여, 승강 부재(200)의 승강 실린더(210)의 로드(211)에 탈부착 가능하게 연결 또는 결합되어 있을 수 있다.Here, the
상부 전극(100)은 텅스텐 코팅 전극으로서 전극 수명 연장을 상대적으로 증대시킬 수 있는 장점을 갖는다.The
고정 부재(300)는 도전성 금속 재질로 형성되어 있을 수 있다. 예컨대, 고정 부재(300)는 복수의 스터드 안착부(310)와, 이들 스터드 안착부(310)를 미리 정한 각도 간격을 두고 배치하고 있는 안착 블록(319)과, 그 안착 블록(319)의 회전 중심축(RL)을 기준으로 안착 블록(319)에 축 결합된 회전 샤프트(330)와, 그 회전 샤프트(330)의 종단에 축결합된 홀 부싱(320)의 조립체를 의미할 수 있다. 즉 이러한 조립체로서의 고정 부재(300)는 도전성 금속 재질로 형성되어 있을 수 있다.The fixing
따라서, 전원 공급 장치(900)의 전류는 일측 전선(910), 전극 이동판(630), 하부 전극 부재(610), 홀 부싱(320), 회전 샤프트(330), 안착 블록(319)를 경유하여 스터드 안착부(310)까지 흘러서 음극을 형성시킬 수 있다.Accordingly, the current of the
이때, 스터드 안착부(310)는 상부 전극(100)의 하측에 배치될 수 있다. In this case, the
이러한 고정 부재(300)의 스터드 안착부(310)는 복수(예: 3 ~ 4개)로 마련되고, 그 복수의 스터드 안착부(310)는 회전 중심축(RL)을 기준으로 원주 방향을 따라 동일 각도 간격으로 배열되어 있을 수 있다.The
예컨대, 스터드 안착부(310)의 개수가 도 1에 도시된 바와 같이 4개로 이루어지는 경우, 4개의 스터드 안착부(310)는 고정 부재(300)의 회전축을 중심으로, 즉 회전 중심축(RL)을 기준으로 90도 간격으로 배열되어 있을 수 있다. 또한, 도 1에 미 도시되어 있지만 3개로 이루어지는 경우, 3개의 스터드 안착부(310)는 고정 부재(300)의 회전 중심축(RL)을 기준으로 120도 간격으로 배열되어 있을 수 있다. 즉, 고정 부재(300)의 안착 블록(319)의 설계 변경에 따라서, 스터드 안착부(310)용 장착 또는 연결 위치 및 개수는 변경 가능하므로, 스터드 안착부(310)의 개수 및 각도 간격은 특정 수치로 한정되지 않을 수 있다.For example, when the number of
또한, 각각의 스터드 안착부(310)는 후술될 바와 같이 외부로부터 공급 받은 스터드(10)를 안착시킬 수 있도록 형성되어 있다.In addition, each
예컨대, 미 도시된 모듈형 스터드 피더는 스터드(10)를 X축 방향으로 스터드 안착부(310)에 공급할 수 있다. 이후, 회전 부재(500)에 의한 고정 부재(300)의 회전(R)으로 인하여, 스터드 안착부(310)의 스터드(10)는 상부 전극(100)의 하측의 용접 위치에 배치될 수 있다.For example, a modular stud feeder not shown may supply the
이를 위하여, 지지 부재(400)는 고정 부재(300)가 회전하여 스터드 안착부(310)가 측방향(예: X축 방향)에서 스터드(10)를 공급 받아 상측의 상부 전극(100)을 향할 수 있도록(예: Z축 방향) 고정 부재(300)에 연결되어 고정 부재(300)를 수평 방향 회전축(예: Y축 또는 회전 중심축(RL))을 중심으로 회전 가능하게 지지하는 역할을 담당할 수 있다.To this end, the
예컨대, 지지 부재(400)는 복수의 볼트와 플랜지를 이용하여 하우징(700)의 정면 하부에서 돌출되게 결합되어 있을 수 있다.For example, the
회전 부재(500)는 고정 부재(300)에 연결되어 고정 부재(300)를 지지 부재(400)에 대해 회전(R)시키는 역할을 담당할 수 있다.The
이를 위해서, 회전 부재(500)는 하우징(700)의 저부에서 회전 중심축(RL)에 대하여 평행하게 배치 또는 설치된 서보 모터(510)를 포함할 수 있다. 또한 회전 부재(500)는 서보 모터(510)의 모터 샤프트에 결합된 동력 전달계(520)를 포함할 수 있다. 여기서, 동력 전달계(520)는 모터 샤프트에 체결된 구동 풀리와, 회전 샤프트(330)에 체결된 피동 풀리, 및 이들 풀리에 결합된 벨트(예: 타이밍 벨트)로 구성될 수 있다.To this end, the
서보 모터(510)의 모터 구동기는 미 도시된 케이블을 통해서 제어기에 접속되어 있을 수 있다.The motor driver of the
또한, 서보 모터(510)의 작동으로 인하여 발생된 제한 각도의 회전력은 90도 간격 또는 미리 정한 각도 간격으로 고정 부재(300)를 회전시킨 후 정지 상태를 유지하는 역할을 수행할 수 있다.In addition, the rotational force of the limited angle generated by the operation of the
이를 위해서, 서보 모터(510)는 미 도시된 기어 박스, 서보 모터 구동기, 제어기에 접속 가능한 접속 단자부를 더 포함할 수 있다.To this end, the
하부 전원 부재(600)는 상부 전극(100)과 고정 부재(300) 사이에 전위차를 형성할 수 있도록 고정 부재(300)에 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.The
여기서, 고정 부재(300)에 전기적으로 연결된다는 의미는 하부 전극 부재(610)의 전진 또는 후진에 따른 스위칭 동작에 따라서 선택적으로 이루어질 수 있음을 의미할 수 있다.Here, the meaning of being electrically connected to the fixing
이를 위해서, 하부 전원 부재(600)는 앞서 언급한 하부 전극 부재(610)와 전후진 부재(620)를 포함할 수 있다.To this end, the
하부 전극 부재(610)는 상부 전극(100)과 전위차를 형성할 수 있도록 전원 공급 장치(900)에 연결되고 고정 부재(300)와 인접하는 위치에 배치될 수 있다.The
더욱 상세하게, 하부 전극 부재(610)는 전극 이동판(630) 및 일측 전선(910)을 통해 전원 공급 장치(900)에 전기적으로 접속 또는 연결되고, 홀 부싱(320)의 스위칭 홀(321)의 내부를 통해서 고정 부재(300)에 인접하게 될 수 있다.In more detail, the
또한, 앞서 언급한 가이드 공압 실린더 또는 액추에이터인 전후진 부재(620)는 하부 전극 부재(610)를 홀 부싱(320)의 스위칭 홀(321)의 내부에서 고정 부재(300)에 대해 전진시켜 홀 부싱(320), 회전 샤프트(330) 및 안착 블록(319)을 통해 전기적 및 물리적으로 고정 부재(300)에 접촉시키는 역할을 담당할 수 있다.In addition, the aforementioned guide pneumatic cylinder or actuator forward and
또한, 전후진 부재(620)는 하부 전극 부재(610)를 고정 부재(300)에 대해 후진시켜 고정 부재(300)에 대해 분리시키는 역할을 담당할 수 있다.In addition, the forward/
이하, 하부 전극 부재(610)의 구체적인 구성 및 작동과, 고정 부재(300) 및 지지 부재(400)의 형상적 특징, 및 스터드 안착부(310)의 내부 구성에 대하여 상세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, the detailed configuration and operation of the
도 3은 도 2에 도시된 고정 부재와 지지 부재의 확대 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 스터드 안착부의 작동을 설명하기 위한 단면도이고, 도 5와 도 6은 도 2에 도시된 박스 B의 하부 전극 부재의 작동을 설명하기 위한 단면도이다.3 is an enlarged cross-sectional view of the fixing member and the support member shown in FIG. 2, FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the operation of the stud seating unit shown in FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are box B shown in FIG. 2 Is a cross-sectional view for explaining the operation of the lower electrode member.
먼저, 도 2와 도 5 및 도 6을 참조하면, 고정 부재(300)는 회전 중심축(RL) 상에 그 회전 중심축(RL)을 따라 홀 부싱(320)에 형성된 스위칭 홀(321)과, 그 스위칭 홀(321)의 내경을 절연시키는 내경 절연부(322)를 포함할 수 있다.First, referring to FIGS. 2 and 5 and 6, the fixing
앞서 설명한 하부 전원 부재(600)의 하부 전극 부재(610)의 일부분(예: 스위칭 접촉 헤드)은 고정 부재(300)의 홀 부싱(320)의 스위칭 홀(321)에 삽입될 때, 스위칭 홀(321)의 내경에 마련된 내경 절연부(322)의 안쪽 공간에 배치될 수 있다.When a part of the
이런 배치 상태이므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 전후진 부재(620)에 의해 후진한 상태에는 스위칭 홀(321)의 단부와 하부 전극 부재(610)의 단부가 서로 비접촉하고, 단부를 제외한 하부 전극 부재(610)의 일부분(예: 원주면)이 내경 절연부(322)의 내주면에만 접촉함으로써, 그 결과 하부 전극 부재(610)는 내경 절연부(322)에 의해 고정 부재(300)와 절연될 수 있다.Because of this arrangement, as shown in FIG. 5, in a state reversed by the forward/
이런 후진 상태에서는 전원 공급 장치(900)의 전류는 하부 전극 부재(610)까지만 전달될 뿐, 고정 부재(300) 및 그의 스터드 안착부(310)에 전달되지 않을 수 있다.In such a reverse state, the current of the
반면, 도 6에 도시된 바와 같이, 전후진 부재(620)에 의해 전진한 상태에는 하부 전극 부재(610)의 단부가 스위칭 홀(321)의 단부에 접촉하여 통전될 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 6, in a state advanced by the forward and
이런 전진 상태에서는 전원 공급 장치(900)의 전류는 하부 전극 부재(610), 홀 부싱(320)의 스위칭 홀(321), 회전 샤프트(330)를 통해서 고정 부재(300) 및 그의 스터드 안착부(310)에 전달될 수 있다.In this advanced state, the current of the
또한, 하부 전극 부재(610)의 단부는 전후진 부재(620)의 전진력을 스위칭 홀(321)의 단부에 전달하고 있으므로, 그 결과, 스위칭 홀(321)을 갖는 홀 부싱(320) 및 회전 샤프트(330)을 비롯하여 고정 부재(300) 전체를 고정 상태로 유지시켜줄 수 있는 가압식 브레이크 역할도 수행할 수 있다. 또한, 이를 통해서 고정 부재(300)가 정지 상태를 안정되게 유지할 수 있으므로, 저항 용접시의 평활도가 매우 유리하게 유지될 수 있다.In addition, since the end of the
도 3을 참조하면, 고정 부재(300)는 회전 샤프트(330)에 형성된 2열의 냉각 홈(350, 351)과, 회전 샤프트(330) 및 안착 블록(319)에 형성된 고정 냉각 유로(370)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the fixing
여기서, 2열의 냉각 홈(350, 351)은 지지 부재(400)와 접촉하여 상대 회전하는 회전 샤프트(330)의 원주형 접촉면(340)에 링 형태로 형성되어 있을 수 있다.Here, the two rows of cooling
2열의 냉각 홈(350, 351)은 회전 샤프트(330)의 길이 방향을 따라 서로 이격 배치되어 있을 수 있다.The two rows of cooling
2열의 냉각 홈(350, 351)에는 고정 냉각 유로(370)에 연결되기 위한 통로용홀(352, 353)이 형성되어 있을 수 있다.Passage holes 352 and 353 for connecting to the fixed
고정 냉각 유로(370)는 저항 용접시의 열하중을 고려하여 스터드 안착부(310), 안착 블록(319), 회전 샤프트(330), 지지 부재(400)를 냉각시키거나 미리 정한 온도로 유지할 수 있도록, 냉각수 순환 루프와 같거나 유사하게 형성되어서 있을 수 있다. 예컨대, 고정 냉각 유로(370)는 스터드 안착부(310)와 인접하는 위치(360)를 경유하여 2열의 냉각 홈(350, 351)에 각각 연결되도록 형성되어 있을 수 있다.The fixed
이때, 지지 부재(400)는, 고정 부재(300)의 2열의 냉각 홈(350, 351)에 각각 연결되도록 형성되는 냉각 유입구(440)와 냉각 유출구(441)를 포함할 수 있다.In this case, the
냉각 유입구(440)와 냉각 유출구(441)에는 미 도시된 배관 및 유체 분배 블록(710)을 통해서 외부의 냉각수 공급회수 장치와 연결되어 있을 수 있다.The cooling
또한, 고정 부재(300)는 지지 부재(400)와 접촉하여 상대 회전하는 회전 샤프트(330)의 원주형 접촉면(340)에 형성된 공압 홈(380)과, 그 공압 홈(380)과 스터드 안착부(310)를 연결하도록 형성되는 고정 공압 유로(390)를 포함할 수 있다.In addition, the fixing
여기서, 공압 홈(380)은 2열의 냉각 홈(350, 351)의 사이 위치를 기준으로 회전 샤프트(330)의 원주형 접촉면(340)에 형성되어 있을 수 있고, 차갑고 일정 압력을 갖는 공기에 의해서도 회전 샤프트(330) 혹은 고정 냉각 유로(370)의 냉각수를 열하중을 상대적으로 감소시킬 수 있는 부가적인 장점도 있다.Here, the
공압 홈(380)과 고정 공압 유로(390)를 통해 스터드 안착부(310)까지 공급되어 외부로 토출되는 고압 공기는 스터드 안착부(310)의 내부에 생길 수 있는 이물질을 제거 또는 토출시키는 장점을 발휘할 수 있다.The high-pressure air supplied to the
또한, 공기의 압력은 양압 또는 음압 상태로 변화될 수 있고, 이를 통해서, 스터드 안착부(310)에 장착되는 스터드(10)의 안착 또는 분리에 도움을 줄 수 있으므로, 저항 용접시 스터드(10)를 안정적으로 공급 또는 분리시킬 수 있는 장점을 발휘할 수 있다.In addition, the pressure of the air may be changed to a positive pressure or negative pressure state, and through this, it may help seating or separating the
아울러, 고압 공기의 공급을 위해서, 지지 부재(400)는, 고정 부재(300)의 변위에 따라 공압 홈(380)에 연결되도록 형성되는 지지 공압 유로(470)를 포함할 수 있다.In addition, in order to supply high-pressure air, the
또한, 회전 샤프트(330)의 원주형 접촉면(340) 중에서, 냉각 홈(350, 351) 및 공압 홈(380) 각각의 주변에는 원주 방향을 따라 실링홈이 형성되고, 각각의 실링홈에는 오링(332)이 각각 설치되어 있을 수 있다.In addition, among the circumferential contact surfaces 340 of the
또한, 오링(332)는 앞서 언급한 절연 패드(640)와 동일하거나 유사한 절연 재질로 형성되어 있을 수 있다.In addition, the O-
이러한 오링(332)은 절연체의 기능뿐만 아니라, 실링 수단 또는 기밀 수단으로 사용될 수 있는 부품일 수 있고, 링 형태로 홈부를 갖는 유자 컵형 단면(U-cup seal), 원형 단면, 타원형 단면, 사각 단면 등과 같이 다양한 단면 형상을 가질 수 있고, 오 링 형태(O-ring seal)나 단면 형상은 원활한 회전과 절연과 및 기밀 또는 수밀을 유지할 수 있다면 특정 형상으로 한정되지 않을 수 있다.This O-
이렇게 각각의 오링(332)을 통해서, 냉각수 또는 고압 공기는 지지 부재(400)와 회전 샤프트(330)간 사이 간격(예: 회전 유격)을 통해 누설되지 않을 수 있는 장점을 발휘할 수 있다.Thus, through each of the O-
또한, 회전 샤프트(330)의 단턱 부위 중에서 지지 부재(400)에 대하여 대면하는 부위에는 절연 와셔 및 스러스트 베어링 조립체(334)가 개재되어 있을 수 있다.In addition, an insulating washer and thrust
또한, 회전 샤프트(330)가 지지 부재(400)에 대하여 회전 가능하게 지지될 수 있도록, 지지 부재(400)에는 베어링 리세스 부위(336)가 형성되어 있을 수 있다.In addition, a
이때, 베어링 리세스 부위(336)에는 도 2 및 도 3을 통해 이해 가능한 절연 메인 베어링(338)이 마련되어 있고, 절연 메인 베어링(338)의 내경에는 회전 샤프트(330)이 축결합되어 있을 수 있다.At this time, the bearing
따라서, 오링(332), 절연 와셔 및 스러스트 베어링 조립체(334)와 절연 메인베어링(338)에 의해서, 회전 샤프트(330)의 음극의 전류는 고정 부재(300) 및 그의 스터드 안착부(310) 쪽으로만 통전될 수 있고, 용접 전원의 누설을 방지하여, 전류 누설에 의한 오작동 방지, 누전 사고 방지 및 용접 전류의 효율적 사용이 가능케 될 수 있다.Therefore, by the O-
그리고, 절연 와셔 및 스러스트 베어링 조립체(334)와 절연 메인베어링(338)은 서로 직각을 이루도록 배치되어 있어서 회전 샤프트(330)의 휨변형을 최소화시킬 수 있다.In addition, the insulating washer and thrust
따라서, 회전 샤프트(330)의 처짐 발생으로 인하여, 스터드(10)의 헤드 부위가 용접 대상인 판재에 비 정상적으로 경사 접촉됨에 따라 발생되는 용접 불량을 미연에 방지할 수 있다. 예컨대, 경사 접촉됨에 따라 발생 가능한 용접 불량은 스터드(10)의 변형, 용접 융착 불량, 강도 저하 등이 있을 수 있다.Accordingly, due to the occurrence of sagging of the
또한, 지지 부재(400)와 고정 부재(300)가 상대 회전 중이라 하더라도, 고정 냉각 유로(370), 냉각 홈(350, 351), 냉각 유입구(440) 및 냉각 유출구(441)에 의해서 냉각수의 공급 및 회수는 신뢰성 있고 연속적으로 실현될 수 있다.In addition, even if the
이런 경우, 스터드 안착부(310)는 고온 열하중에 의한 마모 증가로부터 자유로워질 수 있고, 적정 온도 유지로 인하여 저항 변화를 최소화하여 저항 용접에 필요한 전류를 원활하게 제공할 수 있고, 불티의 발생을 감소시키고, 용접 품질을 균질화시킬 수 있는 장점을 갖는다.In this case, the
아울러, 같은 방식으로 고정 공압 유로(390), 공압 홈(380) 및 지지 공압 유로(470)에 의해서 고압 공기도 신뢰성 있고 주기적으로 스터드 안착부(310)에 공급될 수 있다.In addition, high-pressure air can be reliably and periodically supplied to the
이렇게, 본 실시예의 스터드 용접용 저항 용접기는 수냉식의 냉각방식을 가지고 있으므로, 복수의 스터드 안착부(310)를 장착한 상태에서 고정 부재(300)가 회전하더라도, 각각의 스터드 안착부(310)가 스터드 안착부(310)와 인접하는 위치(360)를 경유하는 냉각수에 의해 집중적이면서 신속하게 냉각될 수 있고, 이와 함께 냉각수 또는 고압 공기로부터의 원천적인 절연성을 확보하여 감전, 누전 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 특장점을 가지고 있을 수 있다.Thus, since the resistance welder for stud welding of this embodiment has a water-cooled cooling method, even if the fixing
한편, 도 4를 참조하면, 각각의 스터드 안착부(310)는 상부 전극(100)과 동일한 텅스텐 코팅 전극 재질로서 스터드(10)를 삽입시킬 수 있는 안착구멍(311)을 갖는 캡부(312)를 가지고 있을 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 4, each
또한, 스터드 안착부(310)는 캡부(312)에 나사 결합되고, 고정 부재(300)의 안착 블록(319)의 4개 지점에 각각에 연결되는 베이스부(313)를 포함할 수 있다.Further, the
특히, 캡부(312)는 텅스텐 코팅 전극 재질로서 베이스부(313)에 대하여 나사 결합을 통해 교체 가능하므로, 유지 보수를 용이하게 할 수 있는 장점을 가질 수 있다.In particular, since the
또한, 캡부(312)의 안착구멍(311)의 크기는 다양한 사이즈에 대응하거나 혹은 볼트 규격(예: M6, M8, M10, M12 등)별로 다양하게 정해질 수 있으므로, 스터드 안착부(310)에게 다양한 규격의 스터드(10)를 적용 또는 수용할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.In addition, the size of the
또한, 베이스부(313)의 내부 공간에는 스터드(10)의 헤드 부위 반대쪽인 나사 부위를 탄성에 의해 임시로 물어 고정하거나 외력 작용에 의해 분리시킬 수 있도록, 복수개의 자유단 형상의 탄성편을 갖는 고정구(314)가 설치되어 있을 수 있다.In addition, the internal space of the
예컨대, 고정구(314)의 복수의 탄성편 끝단부에는 고정구(314)의 중심을 향하여 각각 하향 경사진 경사면이 각각 형성되어 있을 수 있다.For example, the end portions of the plurality of elastic pieces of the
그리고, 스터드(10)의 나사 부위의 끝단 테두리에도 같은 방향의 경사면이 형성되어 있을 수 있다.In addition, an inclined surface in the same direction may be formed on the edge of the end of the screw portion of the
이때, 고정구(314)의 입구 직경은 스터드(10)의 볼트 부위의 나사 외경에 비해 상대적으로 미소하지만 작을 수 있다.In this case, the inlet diameter of the
따라서, 스터드(10)가 외부로부터 스터드 안착부(310) 쪽으로 진입할 때, 스터드(10)의 나사 부위의 끝단 테두리의 경사면과 고정구(314)의 탄성편 끝단부의 경사면이 서로 경사 대우 관계로서 미끄럼 접촉될 수 있다. Therefore, when the
그 결과, 고정구(314)의 입구 직경이 확장되듯이, 고정구(314)의 각각의 탄성편은 바깥쪽으로 탄성변형을 일으켜 일시적으로 벌어졌다가 고착되어서(Q), 스터드(10)의 나사 부위에 탄성마찰력을 작용시킬 수 있고, 이와 함께 스터드(10)의 나사 부위의 외표면이 고정구(314)의 탄성편의 내표면에 물려 있을 수 있다.As a result, as the inlet diameter of the
이런 상태에서 고정 부재(300) 및 스터드 안착부(310)가 앞서 언급한 회전 중심축(RL)을 기준으로 회전하더라도, 스터드(10)는 스터드 안착부(310)에 안정되게 적치된 상태가 유지되거나 스터드 안착부(310)로부터 이탈되지 않을 수 있으므로, 안정된 용접 대기 상태를 유지할 수 있다.In this state, even if the fixing
고정 공압 유로(390)는 베이스부(313)의 내부 공간의 바닥을 통해 공간상 서로 연결되어 있을 수 있다.The fixed
또한, 고정구(314)의 탄성편에는 각각 관통홀(317) 및 절개부(318)가 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 고정구(314)의 탄성편은 일종의 스터드(10)용 고정 수단겸 쿨링 파이프로서의 기능을 담당할 수 있다. 예컨대, 스터드 안착부(310)의 내부로 공급된 고압의 공기는 고정구(314)의 탄성편의 온도를 냉각시키는 역할과, 스터드 안착부(310)의 내부의 이물질을 외부로 배출시키는 역할도 담당할 수 있다.In addition, a through
또한, 고정구(314)는 베이스부(313)의 내부 공간의 바닥 위치에 마련된 중공형 시트부(315)에 놓여 있을 수 있다.In addition, the
고압 공기는 고정 공압 유로(390)로부터 중공형 시트부(315)의 중심 구멍을경유하여 베이스부(313)의 내부 공간이나 고정구(314)의 안쪽 공간으로 자유롭게 유입될 수 있고, 안착구멍(311)을 배출 또는 토출될 수 있다.The high-pressure air can be freely introduced into the inner space of the
이를 통해서, 스터드 안착부(310)의 내부에 유입 가능한 이물질들이 상기 토출되는 고압 공기에 의해 제거 또는 청소될 수 있다.Through this, foreign substances that may be introduced into the
이렇게 이물질 제거가 고압 공기에 의해 이루어질 수 있는 스터드 안착부(310)는 이물질로 인한 전류 흐름 방해를 미연에 방지할 수 있고, 산발 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다. 여기서, 산발 현상은 전류 밀도 과대로 용융 금속이 판재와 스터드의 사이 또는 융착시 생성된 내부 용융 영역(예: 너겟) 위로 분출되는 현상을 의미할 수 있다.In this way, the
만일, 스터드(10)가 오작동에 의해 스터드 안착부(310)에 적치되어 있더라도, 앞서 언급한 탄성마찰력 및 스터드(10)의 하중 이상의 압력으로 공기를 스터드 안착부(310)의 내부로 투입시킬 경우, 신속하고 용이하게 스터드(10)를 스터드 안착부(310)로부터 제거할 수 있는 장점이 발휘될 수 있다.Even if the
그리고, 중공형 시트부(315), 고정구(314), 캡부(312) 및 베이스부(313)는 용접 대상인 모재 또는 판재 혹은 스터드(10)에 비해 상대적으로 전기적 저항(예: 고유 저항)이 낮고, 열전도도가 높은 저항 용접용 전극 재질일 수 있다.In addition, the
예컨대, 본 실시예에서 적용 가능한 상부 전극(100) 및 스터드 안착부(310)의 내부 또는 외부 재질은 텅스텐 코팅 합금재, 난융합금재(예: 크롬 첨가 동합금, 지르코늄, 티타늄 합금), 특수재(예: 분산 강화형 동합금, 니켈 베릴륨) 등과 같은 그룹에서 선택된 1종 또는 1종 이상의 재질로 이루어져 있을 수 있고, 특정 재질로 한정되지 않을 수 있다.For example, the inner or outer material of the
또한, 앞서 설명한 스위칭 홀(321)의 단부와 하부 전극 부재(610)의 단부가 서로 접촉할 때, 고정 부재(300)의 안착 블록(319)을 통해서 전원 공급 장치(900)의 음극 전류는 중공형 시트부(315), 고정구(314), 캡부(312) 및 베이스부(313)를 포함한 스터드 안착부(310)에 전달될 수 있다.In addition, when the end of the
즉, 전원 공급 장치(900)는 상부 전극(100)에서 양극을 형성시킬 수 있고, 스터드 안착부(310)에서 음극을 형성시킬 수 있다.That is, the
그리고, 상부 전극(100)이 판재를 스터드(10) 쪽으로 접촉 및 가압시킬 때, 스터드(10)의 나사 부위는 중공형 시트부(315) 및 고정구(314)에 의해 냉각될 수 있는 상태에서 판재와 스터드(10)의 헤드 부위에서 저항 용접이 매우 효율적으로 이루어질 수 있다.And, when the
이하, 본 실시예에 따른 스터드 용접용 저항 용접기의 작동 방법에 대하여 설명하고자 한다.Hereinafter, a method of operating the resistance welding machine for stud welding according to the present embodiment will be described.
도 7은 도 1에 도시된 스터드 용접용 저항 용접기의 용접 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a welding method of the resistance welding machine for stud welding shown in FIG.
도 7을 참조하면, 스터드(10)는 모듈형 스터드 피더(미 도시)에 의해서 도 1 또는 도 7의 X축 방향을 따라 스터드 안착부(310)에 공급될 수 있다Referring to FIG. 7, the
이 경우, 스터드(10)는 도 4를 통해 설명한 바와 같이, 스터드 안착부(310)에 적치될 수 있다. 이때, 탄성편을 갖는 고정구(314)는 스터드 안착부(310)의 내부로 삽입된 스터드(10)의 나사 부위를 임시 고정할 수 있다.In this case, the
이후, 제어기는 회전 부재(500)의 서보 모터(510)의 구동을 제어하고, 그 결과, 고정 부재(300)를 90도 회전시킨다.Thereafter, the controller controls the driving of the
이런 경우, 도 7의 (a)와 같이, 회전된 상태의 고정 부재(300)의 스터드 안착부(310) 및 스터드(10)는 상부 전극(100)과 마주하는 위치 및 Z축 방향에 놓이게 된다.In this case, as shown in (a) of FIG. 7, the
또한, 모재(W)는 상부 전극(100)과 스터드(10)의 사이에 배치된다.Further, the base material W is disposed between the
앞서 설명한 하부 전원 부재(600)의 전후진 부재(620)는 앞서 언급한 제어기의 제어 신호에 따라서, 복수의 스터드 안착부(310)가 순차적으로 상부 전극(100)과 마주하는 위치에 올 때마다 하부 전극 부재(610)를 전진시킨다. 이런 경우, 도 6을 통해 설명한 바와 같이, 하부 전극 부재(610)의 음극의 전류는 홀 부싱(320), 회전 샤프트(330), 안착 블록(319)를 경유하여 스터드 안착부(310)까지 전송될 수 있다.Whenever the plurality of
이와 함께, 제어기는 승강 부재(200)를 제어하여 양극의 상부 전극(100)을 하강시켜서, 모재(W)를 가압하고, 이와 함께, 로봇의 암 및 용접기 위치를 제어하여서 스터드 용접용 저항 용접기 자체를 상향으로 미리 정한 높이만큼 상향 이동을 제어함으로써, 도 7의 (b)와 같은 상태가 될 수 있다. In addition, the controller controls the lifting
이런 경우, 저항 용접을 위해 급전된 전류는 양극의 상부 전극(100)으로부터 모재(W) 및 스터드(10)를 경유하여 음극의 스터드 안착부(310) 쪽으로 흐르게 된다.In this case, the current supplied for resistance welding flows from the
그리고, 상부 전극(100)과 고정 부재(300)의 스터드 안착부(310) 사이의 모재(W) 및 스터드(10)간 접촉 부위에서 형성된 전위차 또는 접촉 저항 부위에 공급된 전류에 의해서 열이 발생되어 저항 용접이 이루어질 수 있다.In addition, heat is generated by the potential difference formed at the contact portion between the base material (W) and the
이후, 제어기에 설정된 조건(예: 시간, 전류 변화)별 제어 신호에 따라서, 하부 전원 부재(600)의 전후진 부재(620)는 하부 전극 부재(610)를 후진시킨다(도 5참조). 이런 경우, 하부 전극 부재(610)의 음극의 전류는 내경 절연부(322)에 의해 고정 부재(300)와 절연됨으로써, 전류는 더 이상 모재(W) 및 스터드(10)에 흐르지 않게 단전될 수 있다.Thereafter, according to a control signal for each condition (eg, time, current change) set in the controller, the forward/
이후, 제어기는 도 7의 (c)와 같이, 승강 부재(200)에 의해 상부 전극(100)을 상승시키는 동작과 함께, 로봇의 암 및 용접기 위치를 제어하여서 스터드 용접용 저항 용접기 자체를 하향으로 이동 제어할 수 있다.Thereafter, the controller controls the position of the arm and the welding machine of the robot along with the operation of raising the
이런 상대적인 이동 제어에 의해서, 모재(W)에 용접된 스터드(10)의 나사 부위는 스터드 안착부(310)로부터 이탈될 수 있다.By this relative movement control, the screw portion of the
이처럼, 본 실시예에 따른 스터드 용접용 저항 용접기는 로봇 또는 정치식 타입에 모두 대응 가능할 수 있고, 회전 부재(500)에 의해 회전과 정지가 가능한 고정 부재(300)를 하우징(700)에 일체형으로 구비시켜서, 구조가 간단하고, 별도의 링크 또는 다관절 부가 장치 없이 구동 정밀도를 확보할 수 있으며, 가압 환경에 매우 적합한 장점을 갖는다.As such, the resistance welding machine for stud welding according to the present embodiment may be compatible with both robot or stationary type, and the fixing
특히, 본 실시예에 따른 스터드 용접용 저항 용접기는 구조가 간단하고 컴팩트한 엔드이펙터 또는 용접건으로서, 로봇 구성을 간단하게 하고, 로봇 제어시 간섭 구간 회피에 매우 유리한 장점을 갖는다. In particular, the resistance welding machine for stud welding according to the present embodiment is an end effector or welding gun having a simple structure and a compact structure, and has a very advantageous advantage in simplifying a robot configuration and avoiding an interference section during robot control.
100: 상부 전극 200: 승강 부재
300: 고정 부재 310: 스터드 안착부
319: 안착 블록 320: 홀 부싱
330: 회전 샤프트 340: 원주형 접촉면
350, 351: 냉각 홈 370: 고정 냉각 유로
380: 공압 홈 390: 고정 공압 유로
400: 지지 부재 500: 회전 부재
600: 하부 전원 부재 610: 하부 전극 부재
620: 전후진 부재 700: 하우징
800: 마운팅 브래킷 900: 전원 공급 장치100: upper electrode 200: lifting member
300: fixing member 310: stud seating portion
319: seating block 320: hole bushing
330: rotating shaft 340: cylindrical contact surface
350, 351: cooling groove 370: fixed cooling passage
380: pneumatic groove 390: fixed pneumatic flow path
400: supporting member 500: rotating member
600: lower power member 610: lower electrode member
620: forward and backward member 700: housing
800: mounting bracket 900: power supply
Claims (8)
상기 판재에 접촉할 수 있도록 하측을 향하도록 배치되는 상부 전극;
상기 상부 전극을 상기 판재에 대해 가압할 수 있도록 상기 상부 전극에 연결되어 상기 상부 전극을 승강시키는 승강 부재;
외부로부터 공급 받은 상기 스터드가 안착되도록 형성되고 상기 상부 전극의 하측에 배치되는 스터드 안착부를 구비하고 도전성 금속 재질로 형성되는 고정 부재;
상기 고정 부재가 회전하여 상기 스터드 안착부가 측방향에서 상기 스터드를 공급 받아 상측의 상기 상부 전극을 향할 수 있도록 상기 고정 부재에 연결되어 상기 고정 부재를 수평 방향 회전축을 중심으로 회전 가능하게 지지하는 지지 부재;
상기 고정 부재에 연결되어 상기 고정 부재를 상기 지지 부재에 대해 회전시키는 회전 부재; 및
상기 상부 전극과 고정 부재 사이에 전위차를 형성할 수 있도록 상기 고정 부재에 전기적으로 연결되는 하부 전원 부재;를 포함하고,
상기 하부 전원 부재는, 상기 상부 전극과 전위차를 형성할 수 있도록 전원 공급 장치에 연결되고 상기 고정 부재와 인접하는 위치에 배치되는 하부 전극 부재와, 상기 하부 전극 부재를 상기 고정 부재에 대해 전진시켜 상기 고정 부재에 접촉시키고 상기 하부 전극 부재를 상기 고정 부재에 대해 후진시켜 상기 고정 부재에 대해 분리시키는 전후진 부재를 포함하는 스터드 용접용 저항 용접기.In a resistance welding machine for stud welding for welding to a plate by continuously receiving a bolt-shaped stud,
An upper electrode disposed downward so as to contact the plate material;
An elevating member connected to the upper electrode so as to pressurize the upper electrode against the plate material to lift the upper electrode;
A fixing member formed to seat the studs supplied from the outside, and having a stud seating portion disposed under the upper electrode and formed of a conductive metal material;
A support member that is connected to the fixing member so that the fixing member rotates so that the stud seating part faces the upper electrode on the upper side by receiving the stud from a lateral direction to rotatably support the fixing member about a horizontal axis of rotation ;
A rotation member connected to the fixing member to rotate the fixing member with respect to the support member; And
Includes; a lower power member electrically connected to the fixing member so as to form a potential difference between the upper electrode and the fixing member,
The lower power member includes a lower electrode member connected to a power supply device and disposed at a position adjacent to the fixing member so as to form a potential difference with the upper electrode, and the lower electrode member advancing with respect to the fixing member. A resistance welder for stud welding comprising a forward and backward member for contacting a fixing member and moving the lower electrode member backward with respect to the fixing member to separate from the fixing member.
상기 고정 부재는, 회전 중심축 상에 그 회전 중심축을 따라 형성된 스위칭 홀과, 상기 스위칭 홀의 내경을 절연시키는 내경 절연부를 더 포함하고,
상기 하부 전원 부재의 하부 전극 부재의 일부분은 상기 고정 부재의 스위칭 홀에 삽입되어 상기 전후진 부재에 의해 후진한 상태에는 상기 내경 절연부에 의해 상기 고정 부재와 절연되고 상기 전후진 부재에 의해 전진한 상태에는 상기 하부 전극 부재의 단부가 상기 스위칭 홀의 단부에 접촉하여 통전되는 스터드 용접용 저항 용접기.The method of claim 1,
The fixing member further includes a switching hole formed on the rotation center axis along the rotation center axis, and an inner diameter insulating portion insulating an inner diameter of the switching hole,
A portion of the lower electrode member of the lower power member is inserted into the switching hole of the fixing member and is insulated from the fixing member by the inner diameter insulator and advanced by the forward/reverse member in a state in which it is moved backward by the forward and backward member. In the state, an end portion of the lower electrode member contacts an end portion of the switching hole to conduct electricity.
상기 고정 부재의 스터드 안착부는 복수로 마련되고, 그 복수의 스터드 안착부는 원주 방향을 따라 동일 각도 간격으로 배열되는 스터드 용접용 저항 용접기.The method of claim 1 or 3,
A resistance welder for stud welding wherein a plurality of stud seating portions of the fixing member are provided, and the plurality of stud seating portions are arranged at equal angular intervals along a circumferential direction.
상기 고정 부재의 복수의 스터드 안착부의 개수는 4개이고,
상기 4개의 스터드 안착부는 상기 고정 부재의 회전축을 중심으로 90도 간격으로 배열되는 스터드 용접용 저항 용접기.The method of claim 4,
The number of the plurality of stud seating portions of the fixing member is 4,
The resistance welding machine for stud welding that the four stud seating portions are arranged at intervals of 90 degrees about the rotation axis of the fixing member.
상기 하부 전원 부재의 전후진 부재는 상기 복수의 스터드 안착부가 순차적으로 상기 상부 전극과 마주하는 위치에 올 때마다 상기 하부 전극 부재를 전진시키고, 이때 상기 승강 부재도 상기 상부 전극을 하강시키는 스터드 용접용 저항 용접기.The method of claim 4,
The forward and backward member of the lower power member advances the lower electrode member whenever the plurality of stud seating portions sequentially come to a position facing the upper electrode, and at this time, the elevating member is also used for stud welding to lower the upper electrode. Resistance welding machine.
상기 고정 부재는, 상기 지지 부재와 접촉하여 상대 회전하는 원주형 접촉면에 링 형태로 형성된 2열의 냉각 홈과, 상기 스터드 안착부와 인접하는 위치를 경유하여 상기 2열의 냉각 홈에 각각 연결되도록 형성된 고정 냉각 유로를 더 포함하고,
상기 지지 부재는, 상기 고정 부재의 2열의 냉각 홈에 각각 연결되도록 형성되는 냉각 유입구와 냉각 유출구를 더 포함하는 스터드 용접용 저항 용접기.The method of claim 1 or 3,
The fixing member is formed so as to be connected to the cooling grooves of the second row via a position adjacent to the two rows of cooling grooves formed in a ring shape on the cylindrical contact surface that rotates relative to the support member and the stud seating portion It further includes a cooling channel,
The support member further comprises a cooling inlet and a cooling outlet formed to be respectively connected to two rows of cooling grooves of the fixing member.
상기 고정 부재는, 상기 지지 부재와 접촉하여 상대 회전하는 원주형 접촉면에 형성된 공압 홈과, 상기 공압 홈과 상기 스터드 안착부를 연결하도록 형성되는 고정 공압 유로를 더 포함하고,
상기 지지 부재는, 상기 고정 부재의 변위에 따라 상기 공압 홈에 연결되도록 형성되는 지지 공압 유로를 더 포함하는 스터드 용접용 저항 용접기.The method of claim 7,
The fixing member further includes a pneumatic groove formed on a cylindrical contact surface that is in contact with the support member and rotates relative to each other, and a fixed pneumatic flow path formed to connect the pneumatic groove and the stud seat,
The support member further comprises a support pneumatic flow path formed to be connected to the pneumatic groove according to the displacement of the fixing member.
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