KR102315676B1 - 파스너 송급 장치용 콜릿 조립체 - Google Patents

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로버트 윌콕스
토마스 알. 킹스버리
다니엘 피터 반데르츠웻
다니엘 피터 반데르츠Ÿ‡
시몬 마우리스 브리튼
도널드 제이. 스피넬라
다니엘 버그스트롬
에릭 진 미샤우드
래리 프랭크 코스시엘스키
지노 노르만 이아셀라
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Abstract

액추에이터 및 액추에이터에 연결된 콜릿을 포함하는 콜릿 조립체. 콜릿 조립체는, 전극을 갖는 용접 전극 홀더 상에 설치될 수 있도록 구성된다. 콜릿은 액추에이터에 의해 전진 위치(콜릿이 용접 리벳과 같은 파스너를 파지하도록 구성되는 위치), 및 후퇴 위치(콜릿의 적어도 일부가 액추에이터 내로 후퇴하여(피가공재에 파스너를 용접하기 위해) 전극이 파스너와 맞물릴 수 있게 하고 콜릿이 파스너를 해제시키도록 구성되는 위치)로부터 이동 가능하다.

Description

파스너 송급 장치용 콜릿 조립체
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, "파스너 송급 장치"라는 명칭의 2017년 12월 14일자로 출원된 공동 소유, 동시 계류 중인 미국 가출원 번호 제62/598,715호의 이익을 주장하며, 그 전문이 본원에 참조로서 포함된다.
본 발명은 파스너 송급 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 저항 용접 파스너 송급 장치용 콜릿 조립체에 관한 것이다.
시트와 같은 피가공재를 서로 고정시키는 현재의 방법은 종래의 스폿 용접, 셀프 피어싱 리벳을 사용하는 것, 및 플로우 드릴 리벳을 사용하는 것을 포함한다. 후자의 두 가지 방법은 리벳용 송급 시스템을 필요로 한다. 다수의 축에서 피가공재의 오목부 또는 카운터보어에 파스너를 송급하고 설치하기 위한 시스템이 바람직하다.
일 구현예에서, 액추에이터 및 액추에이터에 연결된 콜릿을 포함하는 콜릿 조립체로서, 콜릿 조립체는 외부 전극 홀더 상에 설치되도록 구성되고, 상기 콜릿은 상기 액추에이터에 의해 전진 위치(콜릿이 파스너를 파지하도록 구성되는 위치), 및 후퇴 위치(콜릿의 적어도 일부가 액추에이터 내로 후퇴되어 전극이 파스너를 외부 피가공재에 용접할 수 있게 하고 콜릿이 파스너를 해제시키도록 구성되는 위치)로부터 이동가능한 콜릿 조립체가 제공된다. 일 구현예에서, 콜릿은 파스너가 전극에 의해 외부 피가공재에 클램핑되면 파스너를 해제시키도록 구성된다.
일 구현예에서, 콜릿은 세장형 생크부 및 생크부로부터 연장되는 복수의 콜릿 핑거를 포함하고, 복수의 콜릿 핑거는, 콜릿이 전진 위치에 있을 때 파스너를 파지하기에 적합한 크기 및 형상을 갖는다. 일 구현예에서, 복수의 콜릿 핑거 각각은 파지부를 포함한다. 일 구현예에서, 파지부 각각은 콜릿의 길이 방향 축에 대해 안쪽으로 테이퍼진 테이퍼 부재를 포함한다. 일 구현예에서, 파지부 각각은, 테이퍼 부재로부터 콜릿의 길이 방향 축에 대해 바깥쪽으로 연장되는 제1 파지 세그먼트, 및 제1 파지 세그먼트로부터 상기 콜릿의 길이 방향 축에 대해 안쪽으로 연장되는 제2 파지 세그먼트를 포함한다. 일 구현예에서, 콜릿은 복수의 콜릿 핑거 둘레에 위치된 링을 포함한다.
일 구현예에서, 액추에이터는 상단부, 상기 상단부에 대향하는 하단부, 및 상단부에서 하단부까지 연장되는 중앙 통로를 갖는 하우징을 포함하며, 콜릿은 액추에이터의 하우징의 중앙 통로 내에서 활주 가능하게 위치된다. 일 구현예에서, 액추에이터는 액추에이터의 상기 하우징의 중앙 통로 내에 위치된 내부 슬리브를 갖는 슬리브 부재를 포함하며, 콜릿은 내부 통로를 포함하며, 액추에이터의 슬리브 부재의 내부 슬리브는 콜릿의 내부 통로 내에 위치된다. 일 구현예에서, 슬리브 부재는 하우징의 상단부에 부착된 캡을 포함한다. 일 구현예에서, 캡은 하우징의 상단부에 착탈식으로 부착된다. 일 구현예에서, 슬리브 부재는 하우징과 일체형이다. 일 구현예에서, 캡은 콜릿을 전진 위치로 전진시키도록 공압을 제공하기 위해, 하우징의 중앙 통로와 연통하는 전진 포트를 포함한다. 일 구현예에서, 캡은 콜릿을 후퇴 위치로 후퇴시키도록 공압을 제공하기 위해, 하우징의 중앙 통로와 연통하는 복귀 포트를 포함한다. 일 구현예에서, 콜릿은 센서 부재를 포함하고, 액추에이터는 하우징의 상단부에 인접하여 위치된 센서를 포함하며, 센서는 콜릿이 후퇴 위치에 있을 때, 콜릿의 정렬 여부를 감지하기 위한 용도이다.
일 구현예에서, 전극 홀더는 슬리브 부재의 내부 슬리브 내에 위치된다. 일 구현예에서, 전극 홀더는 어댑터 샤프트를 포함하되, 전극은 어댑터 샤프트에 착탈식으로 부착되며, 콜릿이 전진 위치에 있을 때, 전극은 콜릿에 의해 가려지고, 콜릿이 후퇴 위치에 있을 때 전극은 콜릿으로부터 노출된다. 일 구현예에서, 전극은 용접 전극이다. 일 구현예에서, 파스너는 리벳이다. 또 다른 구현예에서, 파스너는 스터드이다. 일 구현예에서, 내부 슬리브는 경사면을 갖고 하우징의 중앙 통로 내에서 하우징의 하단부에 인접하게 위치되는 자유 단부를 포함하며, 콜릿이 전진 위치로부터 후퇴 위치까지 이동할 때, 콜릿의 테이퍼 부재는 내부 슬리브의 경사면과 맞물린다. 일 구현예에서, 전진 포트 및 상기 복귀 포트는, 상기 콜릿이 콜릿의 전진 위치와 콜릿의 후퇴 위치 사이의 내부 슬리브에 대해 액추에이터 내에서 자유롭게 움직일 수 있도록 공압을 방출하도록 추가로 구성된다.
일 구현예에서, 종합적으로, 전극 홀더 및 상기 전극 홀더에 부착된 전극 캡; 및 액추에이터 및 상기 액추에이터에 연결된 콜릿을 포함하는 콜릿 조립체를 포함하는 용접 건으로서, 상기 콜릿 조립체는 상기 전극 홀더 상에 설치되고, 상기 콜릿은 상기 액추에이터에 의해 전진 위치(상기 콜릿이 파스너를 파지하도록 구성되는 위치), 및 후퇴 위치(상기 콜릿의 적어도 일부가 상기 액추에이터 내로 후퇴되어 상기 전극이 상기 파스너를 외부 피가공재에 용접할 수 있게 하고 상기 콜릿이 파스너를 해제시키도록 구성되는 위치)로부터 이동가능한, 용접 건이 제공된다.
도 1은 일 구현예에 따른 저항 용접 파스너 송급 장치의 전방 사시도이다;
도 2는 도 1에 도시된 송급 장치의 전방 사시도이되, 특정 구성 요소는 단면도로 도시되며, 송급 장치는 제1 위치인, 정위치에서 도시된다;
도 3a는, 도 1 및 2에 도시된 송급 장치에 사용된 액추에이터 및 콜릿의 확대도인 반면(액추에이터 및 콜릿은 제1 위치인, 정위치에서 도시됨), 도 3b는 제1 위치인 정위치에 있는 콜릿의 일부의 정단면도이다;
도 4는, 도 1 및 2의 송급 장치의 일부의 정단면도로서, 송급 장치에 의해 사용되는 상부 전극이 피가공재를 향해 이동되도록 하는 제2 위치에서 도시된다;
도 5 및 6은, 도 4에 도시된 송급 장치의 콜릿의 정단면도로서, 콜릿은 제2 위치로 도시된다;
도 7은, 도 1 및 2에 도시된 송급 장치의 일부분의 정단면도로서, 송급 장치는 상부 전극과 피가공재 사이에서 파스너가 클램핑되도록 하는 제3 위치로 도시된다;
도 8은, 도 7에 도시된 송급 장치의 콜릿의 정단면도로서, 콜릿은 제3 위치로 도시된다;
도 9는, 도 1 및 2의 송급 장치 일부의 정단면도로서, 송급 장치는 콜릿이 파스너로부터 후퇴되도록 하는 제4 위치로 도시된다;
도 10 및 11은, 도 9에 도시된 송급 장치 콜릿의 정단면 확대도로서, 콜릿은 제 4 위치로 도시된다;
도 12는 또 다른 구현예에 따른 저항 용접 파스너 송급 장치의 사시도이다;
도 13은, 도 12에 도시된 송급 장치의 전극에 장착된 콜릿 조립체의 측단면도이다;
도 14는, 도 13에 도시된 콜릿 조립체의 상면 사시도이다;
도 15 및 16은, 도 14에 도시된 콜릿 조립체의 측단면도이다;
도 17은, 도 14에 도시된 콜릿 조립체에 의해 사용된 슬리브의 하부 사시도이다;
도 18은, 도 17에 도시된 슬리브 일부의 확대 사시도이다;
도 19 및 20은 각각, 도 14에 도시된 콜릿 조립체에 의해 사용된 콜릿의 바닥 및 상부 사시도이다;
도 21은, 도 14에 도시된 콜릿 조립체의 상부 사시도이되, 센서를 포함한 것이다;
도 22 및 23은, 도 21에 도시된 콜릿 조립체의 단면도로서, 콜릿 조립체가 전진 위치에 있는 것이다;
도 24는, 도 23에 도시된 콜릿 조립체 일부의 확대도이되, 콜릿 조립체가 후퇴 위치에 있는 것이다;
도 25 및 26은 도 13에 도시된 콜릿 조립체 일부의 단면도이며, 리벳에 맞물리고 리벳을 파지하는 단계를 추가로 도시한다;
도 27 및 28은, 도 12에 도시된 송급 장치 일부의 사시도이며, 송급 장치가 피가공재에 리벳을 용접하는 단계를 추가로 도시하되, 콜릿은 각각 전진 위치 및 후퇴 위치로 도시된다;
도 29는 전극에 장착된 콜릿 조립체의 또 다른 구현예의 측단면도이다.
도 1 및 2는 저항 용접 파스너 송급 장치(10)(이하, "송급 장치(10)")의 일 구현예를 도시한다. 일 구현예에서, 송급 장치(10)는 시트, 패널 또는 기타 적절한 구조와 같은, 피가공재(W1)에 파스너를 용접하도록 구성된다. 일 구현예에서, 피가공재(W1)는 편평한 시트이다. 일 구현예에서, 피가공재(W1)는 오목부를 포함한다. 일 구현예에서, 송급 장치(10)는 용접기 하우징(12), 용접기 하우징(12)에 장착된 상부 용접기부(14), 및 상부 용접기 하우징(12)에 장착되고 상부 용접기부(14)에 대향하여 위치되는 하부 용접기부(16)를 포함한다. 일 구현예에서, 상부 용접기부(14)는 액추에이터(18), 액추에이터(18)에 장착되고 그로부터 연장되는 콜릿(20), 및 콜릿(20)을 이동 가능하고 활주 가능하게 수용하기에 적합한 크기 및 형상을 가진 상부 전극(22)을 포함한다. 일 구현예에서, 콜릿(20)은 상부 전극(22)을 둘러싸고 상부 전극(22)에 대해 축 방향으로 이동 가능하다. 일 구현예에서, 콜릿(20)은 분할 콜릿이다. 일 구현예에서, 콜릿(20)은, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 배향되고 액추에이터(18)로부터 수직 또는 실질적으로 수직 및 하향으로 연장된다. 일 구현예에서, 하부 용접기부(16)는 하부 전극(24)을 포함한다. 일 구현예에서, 하부 전극(24)은 상방으로 및 수직 또는 실질적으로 수직으로 연장된다. 일 구현예에서, 하부 전극(24)은 상부 전극(22)과 축방향으로 정렬된다. 다른 구현예에서, 송급 장치(10)는 콜릿(20), 상부 전극(22), 하부 전극(24)이 다른 방향, 배향, 및 위치에서 연장되도록 구성될 수 있고, 이는 상부 전극(22) 및 하부 전극(24)이 서로 정렬되는 것으로 이해된다.
여전히 도 1 및 2를 참조하면, 일 구현예에서, 송급 장치(10)는, 상부 송급부(14), 및 그 일단이 상부 송급부(28)에 장착되고 반대쪽 단부가 콜릿(20)에 연결되는 하부의 고정점 전달부(30)를 갖는 파스너 전달 시스템(26)을 포함하며, 이하 더 상세히 설명될 것이다. 일 구현예에서, 상부 송급부(28)는 실질적으로 세장형인 반면, 하부의 고정점 전달부(30)는 일반적으로 L자 형상이다. 일 구현예에서, 상부 송급부(28)는 내부 송급관(32)을 포함하는 반면, 하부의 고정점 전달부(30)는, 상부 송급부(28)의 송급관(32)과 연통하는 내부 트랙(34)을 포함한다. 일 구현예에서, 파스너 전달 시스템(26)은 상부 송급부(28)로부터 하부의 고정점 전달부(30)까지 단일 또는 복수의 파스너를 콜릿(20) 내로 수용하고 송급하도록 구성된다. 일 구현예에서, 내부 송급관(32) 및 내부 트랙(34)은 파스너를 콜릿(20)에 수용하고 이송시키기에 적합한 크기 및 형상을 갖는다. 일 구현예에서, 파스너는 리벳이다. 일 구현예에서, 리벳은 저항 용접 리벳이다. 일 구현예에서, 파스너 전달 시스템(26)은 체결/용접 공정의 일 사이클 동안에 단일 파스너를 콜릿(20)에 송급한다. 다른 구현예에서, 파스너 전달 시스템(26)은 보다 빠른 사이클 시간 동안 상기 시스템에서 스테이징하도록 복수의 파스너를 송급한다. 또 다른 구현예에서, 송급 장치(10)는 하부의 고정점 전달부(30)를 통해 파스너를 내보내기 위해 진동보울 또는 기타 적절한 송급 장치를 이용한다. 또 다른 구현예에서, 송급 장치(10)는, 파스터를 송급하기 위해 고정점 전달부(30) 상에 장착된 파스너의 카트리지를 이용할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 파스너는 콜릿(20) 내로 수동으로 송급되거나 핸드로드될 수 있다. 다른 구현예에서, 파스너 전달 시스템(26)은 용접기의 고정 전극 또는 이동 전극 중 하나 상에 위치될 수 있다.
도 3a를 참조하면, 일 구현예에서, 액추에이터(18)는 상단 및 하단을 갖는 관형 하우징(36) 및 하단에 근접하여 위치된 내부 선반(38)을 포함한다. 일 구현예에서, 제1 관형 부재(40)는 하우징(36) 내에 위치되고 세장형 생크부(42) 및 상단부에 있는 플랜지(44)를 포함하되, 플랜지(44)는 하우징(36)의 렛지(38)와 맞물려서 병치되고, 그 하단부에서 하우징(36)에 장착된다. 일 구현예에서, 제1 관형 부재(40)의 세장형 생크부(42)의 일부는 하우징(36)의 하단부로부터 연장된다. 일 구현예에서, 제1 관형 부재(40)의 세장형 생크부(42)는 그의 하단부에 위치된 내부의 환형 레지(46)를 포함한다. 일 구현예에서, 제2 관형 부재(48)는 하우징(36) 내에 위치되고 일 단부에서 세장형 생크부(50) 및 플랜지(52)를 포함한다. 일 구현예에서, 제2 관형 부재(48)의 세장형 생크부(50)의 일부는 제1 관형 부재(40)의 세장형 생크부(42) 내에 위치되고, 제2 관형 부재(48)의 플랜지(52)는 상단부에 근접하는 하우징(36)에 장착된다. 일 구현예에서, 액추에이터(18)는 제1 관형 부재(40)의 세장형 생크부(42)의 하단을 통해 가로 방향으로 연장될 뿐 아니라 콜릿(20)을 통해서도 연장되는 핀(53)을 포함하며, 이는 이하에서 설명될 것이다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 일 구현예에서, 콜릿(20)은 그 일 단부에 베이스(54) 및 베이스(54)로부터 연장되는 복수의 콜릿 핑거(56)를 포함하고, 각각은 그 하단에 테이퍼진 파지부(58)를 포함한다. 일 구현예에서, 콜릿(20)의 콜릿 핑거(56)의 파지부(58) 각각은 내부 범프(57)를 포함한다(도 11 또한 참조). 일 구현예에서, 내부 범프(57) 원형이다. 일 구현예에서, 연장된 슬롯(59)은 복수의 콜릿 핑거(56) 사이에서 축 방향으로 형성되고, 슬롯(59)은 콜릿 핑거(56)의 하단부에 근접하여 위치되는 테이퍼진 단부(61)를 포함한다. 일 구현예에서, 베이스(54)는 제1 스프링(62)을 수용하기에 적합한 크기 및 형상을 갖는 환형 홈(60), 및 액추에이터(18)의 핀(53)을 통해 수용기에 적합한 크기 및 형상을 갖는 가로 슬롯(65)을 포함한다. 일 구현예에서, 제1 스프링(62)은 콜릿(20)이 개폐될 때 복수의 콜릿 핑거(56)를 함께 고정시킨다. 일 구현예에서, 이하 설명될 바와 같이, 콜릿(20)의 베이스(54)의 렛지(46)는 제1 관형 부재(40)와 접촉하지 않고, 슬롯(59) 핀(53) 위에서 멈추고, 액추에이터(18)의 핀(53)은 콜릿(20)의 이동을 제한한다. 일 구현예에서, 상부 전극(22)은 액추에이터(18)를 통해, 특히, 제1 및 제2 관형 부재(40, 48), 및 콜릿(20)을 통해 연장된다. 일 구현예에서, 제2 스프링(64)은 액추에이터(18)의 제1 및 제2 관형 부재(40, 48) 내에 위치되고 상부 전극(22) 둘레에 위치된다. 일 구현예에서, 제2 스프링(64)의 일 단부는 콜릿(20)의 베이스(54)의 상부 일부와 맞물린다. 일 구현예에서, 제2 스프링(64)은 콜릿(20)을 향해 스프링력을 가하여 콜릿(20)의 이동을 용이하게 하고, 이는 이하에서 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1 내지 3b를 참조하면, 파스너 전달 시스템(26)의 고정점 전달부(30)는 하부 고정점 전달부(30)의 하단에 부착되어 연장되는 링(66)을 포함한다. 일 구현예에서, 링(66)은 이를 통해 콜릿(20)의 복수의 콜릿 핑거(56)를 축 방향으로 수용하기에 적합한 크기 및 형상을 갖는다. 일 구현예에서, 링(66)은 콜릿(20)의 슬롯(59)을 통해 가로 방향으로 연장되는 핀(68)을 포함한다. 일 구현예에서, 링(66)의 핀(68)은 콜릿의 슬롯(59) 내에서 이동 가능하며, 이하 설명될 것이다.
도 1 내지 3a를 참조하면, 일 구현예에서, 송급 장치(10)는 정위치에서 사이클을 시작한다. 파스너(F)는 파스너 전달 시스템(26)을 통해 고정점 전달부(30)에 송급된다. 송급 장치(10)가 정위치에 있을 때, 제2 스프링(64)은 피가공재(W1)를 향한 방향으로 콜릿(20)을 축 방향으로 편향시킨다. 콜릿(20)의 슬롯(59)의 상단부는 액추에이터(18)의 핀(53)과 접촉하고, 따라서 상부 전극(22)에 대한 콜릿(20)의 위치를 제어한다. 콜릿(20)의 슬롯(59)의 테이퍼형 단부(61)가 링(66)의 핀(68)과 접촉할 때, 콜릿(20)의 콜릿 핑거(56)는 강제로 개방되고 서로에게서 떨어져 확산되어, 파스너(F)가 콜릿(20)으로, 보다 구체적으로, 콜릿 핑거(56)의 파지부(58) 사이로 진입할 수 있게 한다. 일 구현예에서, 파스너(F)가 콜릿(20) 내를 통과함에 따라 멈춤쇠가 생성되도록 콜릿(20)의 개구가 제어될 수 있으며, 이에 의해 파스너(F)의 양변위 되먹임을 제공한다. 콜릿(20)의 제1 스프링(62)은 콜릿(20)의 콜릿 핑거(56)를 함께 유지하고, 콜릿 핑거(56)가 서로 이격되어 퍼지게 하기 위해 확장 가능하며, 파스너(F)를 수용하는 경우와 같이 필요할 때 개방되도록 힌지식이다. 파스너(F)는 파스너 전달 시스템(26)의 송급관(32)을 통해 보내지며 파스너 전달 시스템(26)의 고정점 전달부(30)를 통해 콜릿(20) 내로 통과된다.
도 4 내지 6을 참조하면, 일 구현예에서, 상부 전극(22)은 거리(D1) 만큼 피가공재(W1, W2)를 향해 축 방향으로 이동한다. 상부 전극(22)이 피가공재(W1, W2)를 향해 이동하면, 콜릿(20)의 슬롯(59)의 테이퍼진 단부(61)는 파스너 전달 시스템(26)의 링(68)의 핀(68)으로부터 멀어지도록 이동한다. 이어서, 콜릿(20)의 콜릿 핑거(56)가 닫히고 파지부(58)는 파스너(F)를 단단히 파지하며, 파스너(F)를 상부 및 하부 전극(22 ,24)과 정렬시킨다.
도 7 및 8을 참조하면, 상부 전극(22)은 파스너(F)가 피가공재(W1)와 상부 전극(22) 사이에 포획될 때까지 피가공재(W1)의 시트 라인을 향해 거리(D2)를 추가로 이동한다. 콜릿(20)이 먼저 피가공재(W1)와 접촉하면, 그것은 뒤로 밀리고 상부 전극(22)에 방해가 되지 않도록 이동된다. 이 특징은 비교적 짧은 파스너를 설치할 수 있게 한다. 송급 장치(10)의 일반적인 설계는 특히 오목부(R)의 벽으로 인해 파스너(F)에 대한 측면 접근이 없을 때 피가공재(W1)의 오목부(R) 내에 파스너의 설치를 허용한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 액추에이터(18)가 맞물리고 에너지가 공급되고, 콜릿(20)은 피가공재(W1, W2)로부터 멀어지도록 상부 전극(22)의 축을 따라 후퇴하여 전극 팁(23)을 노출시킨다. 이와 관련하여, 액추에이터(18)의 핀(53)은 콜릿(20)의 슬롯(59)의 상단부와 접촉하고, 콜릿 핑거(56)를 잡아당겨 분리하고 액추에이터(18)가 후퇴함에 따라 콜릿(20)을 뒤로 당긴다. 콜릿(20)을 상부 전극(22)의 팁(23)의 "드레스 라인" 뒤로 후퇴시키면 팁(23)이 드레싱될 수 있다. 그런 뒤에 파스너(F)는 상부 및 하부 전극(22, 24)을 통해 피가공재(W1, W2)에 용접된다. 도 11을 참조하면, 둥근 범프(57)는 상부 전극(22) 상에서의 과도한 착용을 방지한다. 일 구현예에서, 상부 전극(22)이 착용 및 드레싱될 때, 파스너(F)에 대한 갭을 조정할 필요가 없다. 파스너(F)를 포획하는 것은 용접 공정 동안 파스너(F)에 대한 상부 전극(22)의 위치에 의존적이지 않다.
사이클 완료 후, 상부 전극(22) 후퇴하고 액추에이터(18)는 콜릿(20)을 상부 전극(22)의 팁(23) 위로 다시 이동시키고 송급 장치(10)는 제1 정위치로 다시 이동한다. 콜릿(20)은 파스너 전달 시스템(26)과 다시 정렬되고 다시 개방되어 다음 파스너(F)의 진입을 가능하게 한다.
도 12 내지 도 28을 참조하면, 도 1은 저항 용접 파스너 송급 장치(110)(이하, "송급 장치(110)")의 또 다른 구현예를 도시한다. 달리 언급되지 않는 한, 도 12 내지 도 28의 구현예는 도 1 내지 도 11의 구현예와 동일한 기본 방식으로 구성 및 조립된다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 일 구현예에서, 송급 장치(110)는 상부 용접기부(114)및 상부 용접기부(114)에 대향하는 하부 용접기부(116)를 갖는 저항 용접 건(112)을 포함한다. 일 구현예에서, 상부 용접기부(114)는 상부 전극 홀더(122)를 포함한다. 도 13을 참조하면, 일 구현예에서, 상부 전극 홀더(122)는 일 단부가 전극 어댑터(127)로부터 연장되어 착탈식으로 장착되는 생크(125)를 포함하고, 대향 단부는 전극(123)을 착탈식으로 수용하기에 적합한 크기 및 형상을 갖는다. 일 구현예에서, 전극(123) 부드러운 방사형 외부 표면을 갖는다. 일 구현예에서, 전극(123) 캡이다.
여전히 도 12 및 도 13을 참조하면, 일 구현예에서, 상부 용접기부(114)는 액추에이터(118) 및 액추에이터(118)에 장착되고 그로부터 연장되는 콜릿(120)을 갖는 콜릿 조립체(111)를 포함한다. 일 구현예에서, 액추에이터(118)는 공압 실린더 몸체이다. 또 다른 구현예에서, 액추에이터(118)는 전기 솔레노이드 액추에이터이다. 일 구현예에서, 상부 전극 홀더(122)는 콜릿(120)을 이동 가능하고 활주 가능하게 수용하도록 크기, 형상, 및 적합화된다(도 13 참조). 일 구현예에서, 콜릿(120)은 상부 전극 홀더(122)를 둘러싸고 상부 전극 홀더(122)에 대해 축 방향으로 이동 가능하다. 일 구현예에서, 콜릿(120)은 분할 콜릿이다. 일 구현예에서, 콜릿(120)은 리벳과 같은 파스너(F)와 맞물리도록 구성되고, 이하에서 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 14 내지 18을 참조하면, 일 구현예에서, 액추에이터(118)는 상단부(138), 상단부(138)와 대향하는 하단부(140), 상단부(138)에서 하단부(140)까지 연장되는 중앙 통로(142), 및 상단부(138)에 근접하여 위치된 플랜지부(144)를 갖는 관형 하우징(136)을 포함한다. 일 구현예에서, 플랜지부(144)는 내부에 가로 방향으로 연장되고 콜릿 리턴 센서(230)를 수용하기에 적합한 크기 및 형상을 갖는 원통형 챔버(146)를 포함하며, 아래에서 더욱 상세히 설명될 것이다. 일 구현예에서, 하우징(136)의 플랜지부(144)는 주변부에 근접하여 위치하는 복수의 보어(도면에 도시되지 않음)가 포함되며, 이하 그 목적이 설명될 것이다. 일 구현예에서, 복귀 통로(150)는 하단부(140)에 근접한 상단부(138)로부터 하우징(136)의 측벽(152)을 통해 연장되고, 하단부(140)에 근접한 하우징(136)의 중앙 통로(142)와 연통하는 굴곡부(154)를 포함한다(도 15 참조).
일 구현예에서, 액추에이터(118)는 원형 캡(158)을 갖는 슬리브 부재(156) 및 캡(158)의 하부 표면에서 연장되는 중앙에 위치한 관형 내부 슬리브(160)를 포함한다. 일 구현예에서, 내부 슬리브(160)는 상부 전극 홀더(122)를 수용하기에 적합한 크기 및 형상을 갖는 내부 통로(162)를 포함한다. 일 구현예에서, 내부 슬리브(160)의 자유 단부(163)는 환형, 경사면(165)을 포함한다. 캡(158)의 상부 표면(164)은, 내부 통로(162)와 정렬되고 연통하고 중앙 전극 홀더(122)를 수용하기에 적합한 크기 및 형상을 갖는 중앙에 위치한 원형 애퍼쳐(170)를 형성하는 파지부(168a, 168b)를 갖는 클램프 부재(166)를 포함한다. 파지부(168a)는 가로 방향으로 연장되는 보어(172a)를 포함하는 반면, 파지부(168b)는 부분적으로 연장되는 보어(172b)를 포함하고, 보어(172a, 172b)는 콜릿 조립체(111)를 상부 전극 홀더(122)에 착탈식으로 클램핑하기 위해 클램프 스크류와 같은 파스너(174)를 수용하기에 적합한 크기 및 형상을 갖는다. 캡(166)의 상부 표면(164)은, 바깥쪽으로 그리고 비스듬히 연장되는 베이스(176)를 추가로 포함한다. 베이스(176)는 내부에 형성된 제1 및 제2 보어(178, 180)를 포함한다. 일 구현예에서, 보어(178, 180)는 서로 인접하여 위치된다. 일 구현예에서, 제1 및 제2 보어(178, 180) 각각은 내부 스레드를 포함한다. 일 구현예에서, 제1 보어(178)는 착탈식으로 전진 포트(182)를 수용하도록 구성되고, 제2 보어(180)는 착탈식으로 복귀 포트(184)를 수용하도록 구성된다(예를 들어, 도 14 참조). 일 구현예에서, 캡(166)은 복수의 애퍼처(186) 및 슬롯(188)을 포함하며, 그 목적 및 기능은 이하에서 설명한다.
일 구현예에서, 슬리브 부재(156)는 중합체 재료로 만들어진다. 또 다른 구현예에서, 슬리브 부재(156)는 복합 재료로 만들어진다. 또 다른 구현예에서, 슬리브 부재(156)는 금속으로 만들어진다. 또 다른 구현예에서, 슬리브 부재(156)는 비자성 재료로 만들어진다. 또 다른 구현예에서, 슬리브 부재(156)는 용접 공정 동안 스패터를 막기에 적합한 재료로 코팅된다.
일 구현예에서, 슬리브 부재(156)의 내부 슬리브(160)가 하우징(136)의 중앙 통로(142) 내에 위치되고 슬리브 부재(156)의 캡(158)은 하우징(136)의 상단부(138)와 결합되도록 슬리브 부재(156)와 하우징(136)은 서로 조립된다. 슬리브 부재(156)의 캡(158)은 캡(158)의 대응하는 정렬된 개구(186)및 하우징(136)의 플랜지부(144)의 보어로 연장되는 복수의 파스너(190)에 의해 하우징(136)의 상단부(138)에 착탈식으로 고정된다. 일 구현예에서, 제1 보어(178) 및 차례로 전진 포트(182)는 하우징의 중앙 통로(142)와 연통하는 반면, 제2 보어(180) 및 차례로 복귀 포트(184)는 하우징(142)의 리턴 통로(150)와 연통한다.
도 14 내지 도 16, 도 19 및 도 20을 참조하면, 일 구현예에서, 콜릿(120)은 제1 단부(201) 및 제1 단부(201)에 대향하는 제2 단부(203), 제1 단부(201)에 있는 베이스(200), 베이스(200)로부터 연장되는 세장형 생크부(202), 및 생크부(202)로부터 연장되는 복수의 콜릿 핑거(204)를 포함하되, 각각의 콜릿 핑거는 제2 단부(203)에 근접한 테이퍼진 파지부(206)를 포함한다. 일 구현예에서, 콜릿 핑거(204)는 원뿔 형상을 형성한다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(120)이 콜릿 핑거(204)의 이러한 편평한 측면 또는 측면들 상에서 플랜지, 벽, 또는 기타 단단한 영역에 근접하여 위치될 수 있도록, 차례로, 파스너(F)가 피가공재 상의 이러한 영역에 설치되도록, 콜릿 핑거(204)는 평탄화된 측면 또는 측면들을 형성한다. 일 구현예에서, 콜릿(120)은 6개의 콜릿 핑거(204)를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(120)은 2개의 콜릿 핑거(204)를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(120)은 3개의 콜릿 핑거(204)를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(120)은 4개의 콜릿 핑거(204)를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(120)은 5개의 콜릿 핑거(204)를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(120)은 6개 보다 많은 콜릿 핑거(204)를 포함한다. 일 구현예에서, 콜릿 핑거(204)는 서로 동일하게 이격된다. 또 다른 구현예에서, 콜릿 핑거(204)의 이러한 틈새 측면 상에서 플랜지, 벽 또는 기타 단단한 영역에 콜릿(120)이 근접하여 위치될 수 있도록, 차례로, 파스너(F)가 피가공재의 이러한 영역에 설치되도록, 적어도 하나의 갭이 2개의 콜릿 핑거(204) 사이에서 형성된다. 일 구현예에서, 베이스(200)는 생크부(202)의 외경보다 큰 외경을 포함한다.
일 구현예에서, 센서 링(211)은 생크부(202) 상에 설치되고 콜릿(120)의 베이스(200) 아래에 있고 병치된다. 일 구현예에서, 센서 링(211) 금속으로 만들어진다. 일 구현예에서, 센서 링(211)은 철 고리이다. 일 구현예에서, 내부 통로(205)는 콜릿(120)의 제1 단부(201)에서 제2 단부(203)까지 연장된다.
일 구현예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 콜릿(120)의 콜릿 핑거(204)의 각각의 파지부(206)는 내부 범프(208)를 포함한다. 일 구현예에서, 내부 범프(208) 각각은 형상이 둥글다. 일 구현예에서 각각의 파지부(206)는 콜릿(120)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 사선으로 그리고 바깥쪽으로 연장되는 제1 내부 파지 세그먼트(210), 및 콜릿(120)의 길이 방향 축(A-A)에 대해 사선으로 그리고 안쪽으로 연장되어 콜릿(120)의 자유로운 제2 단부(203)를 형성하는 제2 내부 파지 세그먼트(212)를 포함한다. 일 구현예에서, 파지 세그먼트 (212)는 파스너(F)의 콜릿(120) 내로의 진입을 용이하게 하기 위해 단부에서 테이퍼져 있다. 일 구현예에서, 콜릿(120)의 파지부(206)의 세그먼트(210, 212)는, 리벳의 헤드와 같은 파스너의 기하학적 구조에 매칭되고 수용된다. 일 구현예에서, 파지 세그먼트(212)의 테이퍼진 단부는 리벳의 둥근 헤드와 일치하여, 리벳이 개구부 내로 추진됨에 따라 콜릿 핑거(204)가 바깥으로 팽창된다. 일 구현예에서, 세장형 슬롯(214)은 대응하는 인접한 한 쌍의 콜릿 핑거(204) 사이에 축 방향으로 형성된다. 일 구현예에서, 핑거(204)는 링(218)을 수용하기에 적합한 크기 및 형상을 갖는 외부 홈(216)을 형성한다. 일 구현예에서, 링(218)은 O링이다. 또 다른 구현예에서, 링(218)은 금속 스프링이다. 일 구현예에서, 링(218)은 용접 사이클 동안 필요할 때 콜릿 핑거(204)에 대해 안쪽으로 반경 방향 힘을 제공하여 콜릿 핑거를 폐쇄 위치에 유지시킨다.
일 구현예에서, 콜릿(210)은 중합체 재료로 만들어진다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(210)은 복합 재료로 만들어진다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(210)은 금속으로 만들어진다. 일 구현예에서, 콜릿(210)은 스프링 강으로 만들어진다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(210)은 비자성 재료로 만들어진다. 일 구현예에서, 콜릿(210)은 스테인리스 강으로 만들어진다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(210)은 알루미늄 청동으로 만들어진다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(210)은 세라믹 재료로 만들어진다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(210)은 보호 재료로 코팅된 것이다. 일 구현예에서, 보호 코팅 재료는 용접 건(112) 또는 인접 용접 건 중 하나에 의한 용접 공정에서 스패터가 콜릿(120)에 달라붙는 것을 방지한다.
일 구현예에서, 콜릿(120)은 콜릿(120)의 베이스(200) 및 생크부(202)의 일부가 액추에이터(118)의 중앙 통로(142) 내에 위치되고 내부 슬리브(160)가 콜릿 (120)의 내부 통로(205) 내에 위치되도록 액추에이터(118)와 조립된다. 하우징(136)의 하단부(140)에는 단부 캡(220)이 착탈식으로 설치되어 콜릿(120)을 액추에이터(118)에 고정시킨다. 일 구현예에서, 단부캡(220)은 캠록 메커니즘에 의해 하우징 (136)에 부착된다. 또 다른 구현예에서, 단부캡(220)은 하우징(136)에 나사식으로 부착된다. 또 다른 구현예에서, 단부캡(220)은, 수공구에 의해 수동으로 또는 자동 조작으로, 캡(220)의 설치 및 제거를 용이하게 하도록 널링, 플랫, 노치, 핀 또는 기타 수단을 포함한다.
도 21 내지 도 24를 참조하면, 일 구현예에서, 액추에이터(118)의 챔버(146)(도 14에도 도시됨)는 센서(230)를 수용하도록 구성된다. 센서(230)의 전기 와이어(232)는 캡(158)의 슬롯(188)을 통과할 수 있다. 일 구현예에서, 센서(230)는, 도 23에 도시된 바와 같이, 콜릿(120)이 전진 위치에 있을 때 콜릿(120)의 센서링(211)이 센서(230)와 정렬되지 않을 때를 감지하고, 도 24에 도시된 바와 같이 콜릿(120)이 완전히 후퇴 위치에 있을 때 센서 링(211)이 센서 (230)와 정렬되는 때를 감지한다. 일 구현예에서, 센서(230) 및 챔버(146)는 공기 압력에 노출되지 않도록 위치되므로 공기 압력의 누출이 발생하지 않는다. 또 다른 구현예에서, 센서 링(211)은 콜릿 조립체(211)의 임의의 시일에 의해 쓸려가지 않도록 콜릿(120) 상에 위치되어, 그에 따른 착용을 억제한다.
도 25를 참조하면, 콜릿(120)은 액추에이터(118)의 전진 포트(182)에서 공압을 사용하여 완전히 전진된 위치에 있고 리벳(RV)은 콜릿(120) 아래에 위치된 상류 이송 시스템에서 송급 장치(110)에 제공된다(도 25에 도시되지 않음). 일 구현예에서, 리벳(RV)은 리벳 헤드(H) 및 스템(S)을 포함한다. 리벳(RV)은 콜릿(120)과 축 방향으로 정렬되고 이송 시스템에 의해 콜릿 핑거(204)의 파지부(206) 내로 축 방향으로 가압된다. 리벳 헤드(H)가 콜릿(120) 내로 가압됨에 따라 콜릿 핑거(204)는 바깥쪽으로 편향된다. 도 26에 도시된 바와 같이, 리벳 헤드(H)는 콜릿(120)에 스냅되고, 동축으로 정렬되고, 콜릿 핑거(204)의 파지부(206)의 제1 및 제2 내부 파지 세그먼트(210, 212)에 대해 고정된다. 전술한 바와 같이, 파지 세그먼트(212)의 테이퍼진 단부는 리벳(RV) 둥근 리벳 헤드(H)와 일치하여, 리벳(RV)이 개구부 내로 추진됨에 따라 콜릿 핑거(204)가 바깥으로 팽창된다. 링(218)은 콜릿 핑거(204)에 대해 추가적인 반경 방향 힘을 제공하여 리벳(RV) 상에서의 콜릿(120)의 파지를 유지하는 것을 돕는다. 일 구현예에서, 콜릿(120)은 다양한 직경을 갖는 리벳 헤드를 파지하도록 구성된다. 일 구현예에서, 콜릿 (120)은, 예를 들어 나사식 스템을 갖는 리벳과 같이, 스템(S)이 위쪽을 향할 때 리벳(RV)을 파지하도록 구성된다. 이와 관련하여, 전극(123)은 나사식 스템(S)을 갖는 리벳 (RV)의 기하학적 구조에 부합하는 크기 및 형상을 갖는다(예를 들어, 도넛 형상 용접을 제공하기 위함). 일 구현예에서, 리벳(RV)이 콜릿(120)에 로딩된 후, 리벳 이송 시스템은 콜릿(120)으로부터 멀어지도록 인덱싱된다. 일 구현예에서, 리벳 이송 시스템 인덱싱은 용접 조인트 사이의 로봇 움직임과 동시에 발생할 수 있는데, 이는 로봇 이동 시간 내에 버려지는 리벳 로딩 프로세스 시간을 유지하여 조인트에서 다음 조인트 사이클 시간에 미치는 영향을 최소화하기 위함이다. 일 구현예에서, 리벳(RV)은 중력뿐만 아니라 용접기의 로봇 운동 및 관성과 관련된 모든 힘에 대해 유지된다.
도 27을 참조하면, 송급 장치(110)는 리벳(RV)을 피가공재(W)상의 조인트 위치로 전진시키고, 리벳(H)은 상부 전극 홀더(122) 및 하부 전극(124)에 의해 용접 준비가 된다. 다시 한번, 일 구현예에서, 이 동작은 로봇 용접 건 움직임과 실시간 병렬 처리될 수 있다. 이 위치에서, 액추에이터(118)의 전진 포트(182) 및 복귀 포트(184) 둘 다는 전진 공압이 방출되는 배기 상태에 놓이고, 이에 의해 콜릿(120)은 액추에이터(118) 내에서 및 내부 슬리브(160)에 대해 제한없이 "부유(float)" 하거나 이동될 수 있게 한다. 이는 또한 상부 전극 홀더(122)가 리벳(RV)에 대해 클램핑될 수 있게 한다. 일 구현예에서, 콜릿(120)은 작동 동안 마찰 드래그를 최소화하고 리벳(RV)이 콜릿 핑거(204)의 후면을 통해 튀어나오는 것을 방지하기 위해 다이나믹 시일을 포함하지 않는다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(120)은 파단 마찰 시일을 포함한다.
도 28을 참조하면, 리벳(RV)이 피가공재(W)와 접촉할 때, 리벳(RV)이 전극(123)과 피가공재(W) 사이에 끼일 때까지, 하우징(136) 내로 축 방향으로 슬라이딩하는 콜릿(120)에 리벳상의 힘이 가해진다. 일 구현예에서, 본원에 기술된 콜릿 (120)의 구조 및 특징은 전극 팁 드레싱 후 전극(123)의 감소된 높이를 자동으로 보상할 수 있게 한다. 이 시점에서, 리벳(R)은 피가공재(W)에 대항하여 유지되고, 콜릿(120)은 리벳(R)으로부터 콜릿(120)을 후퇴시키고 피가공재(W)로부터 멀어지도록 전극(123)을 노출시키기 위해 복귀 포트(184)의 공압에 의해 후퇴된다. 콜릿(120)의 후퇴 작용은 리벳(R)의 헤드(H)의 외부 에지로부터 콜릿 핑거(204)를 벗겨 낸다. 이와 관련하여, 콜릿 핑거(204)의 파지부 (206)의 내부 표면은 전극(123)의 반경 방향 외부 표면을 따르고, 이어서 슬리브 부재(156)의 내부 슬리브(160)의 경사면(165)을 따라 주행한다(도 24 참조). 주목할 점은, 일부 구현예에서, 상부 전극 홀더(122)는 전극(123)을 연결하기 위한 잠금 테이퍼부를 포함할 수 있고(도 25 및 도 26 참조) 따라서 전극 생크(125)와 전극(123) 사이에 환형 갭 또는 노치(129)를 생성한다. 콜릿 핑거(204)가 내부 슬리브(160)의 경사면(165)을 따라 이동할 때, 내부 슬리브(160)는 콜릿 핑거(204)가 노치(129) 내에서 맞물리고 걸리는 것을 방지한다. 또한, 내부 슬리브(160)는 전극 생크(125)의 외부 표면과 콜릿(120)의 내부 표면 사이의 간극의 일부를 채우므로, 콜릿(120)이 후퇴될 때 콜릿 (120)의 원활한 움직임을 가능하게 한다. 콜릿(120)이 완전히 후퇴되면, 콜릿(120)이 리벳(R)의 용접 공정으로부터 피가공재(W)까지의 충분한 거리에 위치되고, 불꽃, 부스러기, 방출, 매연 및 열이 콜릿(120)을 손상시키지 않도록 안전한 영역 내에 위치된다. 이와 관련하여, 콜릿(120)이 완전히 후퇴 위치에 있을 때, 센서 링(211)은 센서(230)와 정렬된다. 콜릿(120) 또는 전극 캡 유지 보수 장비의 손상을 방지하기 위해, 용접 공정 동안 및 전극(123) 교체 및 드레싱과 같은 전극의 유지 보수 동안, 콜릿(120)이 완전히 후퇴된 위치에 있다는 표시를 갖는 것이 중요하다.
리벳(RV)의 용접이 수행되고 용접 스케줄 시퀀스가 완료될 때, 용접 건 액추에이터는 상부 전극 홀더(122)를 개방 위치로 복귀시키기 위해 후퇴하고, 다음 리벳 이송 사이클을 준비 시에, 콜릿(120)은 공압을 액추에이터(118)의 전진 포트(182)에 적용함으로써 전방으로 전진된다.
일 구현예에서, 송급 장치(110)는 저항 용접 건에 대한 리벳(RV)의 취급, 분류 및 방향, 송급 및 제시를 위한 통합 보조 구성 요소 시스템에 덧붙여, 로봇 자동화에 맞춰진 기존 저항 스폿 용접 건에 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 송급 장치(110)는 부품이 로봇식 또는 수동식으로 스테이션에 송급되는 축받이(즉, 고정식) 저항 용접 장비에도 적용될 수 있다. 일 구현예에서, 콜릿(120)은 리벳(R)이 자동으로 송급되도록 구성된다. 또 다른 구현예에서, 콜릿(120)은 리벳(R)이 수동으로 송급되도록 구성된다. 일 구현예에서, 리벳(R)의 오송급이 발생하는 경우, 콜릿(120)은 수동으로 또는 자동 제어에 의해 치워지고 후퇴될 수 있다. 일 구현예에서, 콜릿(120)은 12 mm 내지 25 mm 초과 범위의 전극 직경을 수용하기에 적합한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 일 구현예에서, 콜릿(120)은 10 mm 내지 25 mm 초과 범위의 리벳 직경을 수용하기에 적합한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 일 구현예에서, 콜릿(120)에 의한 리벳(RV)의 기계적인 파지는 리벳 재료와 무관하다. 또 다른 구현예에서, 송급 장치(110)는 리벳(RV)없이 통상적인 저항 스폿 용접을 수행하기 위해 콜릿(120)을 후퇴시키고 전극 홀더(122)를 노출시키는 데 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 리벳(RV)은 상류 전달 시스템을 통해 콜릿(120)에 로딩된다. 다른 구현예에서, 리벳(RV)은 송급 장치(110)가 임의의 방향에 있는 동안 콜릿(120) 내로 로딩될 수 있다. 다른 구현예에서, 리벳(RV)은 송급 장치(110)가 가속 속도로 이동하는 동안 콜릿(120)에 로딩될 수 있다.
추가로 주목되는 것은, 전극 드레싱 작업 동안, 상부 및 하부 전극(123, 124)은, 예를 들어 구리와 같은 재료의 길이가, 예를 들어, 2 mm 내지 6 mm 길이 만큼 손실될 수 있다. 그 결과, 전극으로부터 콜릿(120)의 리벳 송급 위치까지의 갭 거리가 증가할 것이다. 콜릿(120)은 용접 건 폐쇄 단계 동안 전극면에 균일화되어 전극과의 접촉을 제공하고, 축 정렬을 유지하며, 전극 침식을 최소화하면서 용접 품질을 최대화하기 위한 낮은 저항 계면을 가질 수 있다. 따라서, 콜릿(120) 위치는 전극(123) 길이와 무관하고, 전극(123)이 리벳 포지셔닝 또는 리벳 유지의 일부가 아니라는 점에서, 리벳 (RV)은 전극 캡 유지 주기의 상태에 관계없이 제자리에 단단히 고정된다. 드레싱된 전극(123)의 단부와 리벳(RV)과의 접촉부 사이의 거리는 드레싱 사이클을 통해 증가하지만, 용접 건 액추에이터는 이러한 추가 이동 거리를 감당한다.
일 구현예에서, 콜릿(120)은 전극(123) 유지 보수 간격 동안 액추에이터(118) 내로 후퇴될 수 있다. 이는 공압을 복귀 포트(184) 내로 가함으로써 수행될 수 있다. 이 상태는 리벳 용접 작업 동안 전술한 것과 동일한 상태이다. 콜릿(120)이 후퇴될 때, 전극(123)이 노출되고 전극(123)이 캡 드레싱 기계에 배치될 수 있도록 충분한 간극이 제공된다. 또한 이 상태에서, 전극(123)은 용접 캡 추출기/교체 기계에 제공된다. 전술한 것은 콜릿 핑거(204)가 핑거(204)가 그 위로 신장될 수 있도록 비교적 큰 직경의 상부 전극 홀더(122)를 준수함으로써 가능하다. 또 다른 구현예에서, 송급 장치(110)는 콜릿(120)의 내부를 깨끗하게 유지하고 이물질의 축적을 감소시키고 유지 보수 문제를 감소시키기 위해, 콜릿(120)을 통해, 압축 공기가 터져 나가도록 구성되어 임의의 매연을 날려버리거나 콜릿(120)의 슬롯(214)으로부터 날아오는 스패터를 편향시킨다. 일 구현예에서, 콜릿(120)은 하우징(136)으로부터 단부캡(220)을 제거함으로써 제거 및 교체될 수 있다. 콜릿(120)은 제거되고 광 축력으로 대체될 수 있다.
도 29는, 액추에이터(318) 및 콜릿(320)을 포함하는 콜릿 조립체(311)의 또 다른 구현예를 도시한다. 콜릿 조립체(311)는 긴 슬리브를 갖는 슬리브 부재가 없다는 점을 제외하고는 콜릿 조립체(111)와 유사한 방식으로 구조화되고 기능한다. 일 구현예에서, 액추에이터(318)는 상단(338), 하단(340), 상단(338)에 착탈식으로 고정된 상단 캡(358) 및 하단(340)에 착탈식으로 고정된 단부캡(335)을 갖는 하우징(336)을 포함한다. 일 구현예에서, 단부캡(335)은 내부 나사산(327)을 갖고 하우징(336)은 단부캡(335)의 내부 나사산(327)과 나사 결합되는 하단부(340)에 근접한 외부 나사산(329)을 갖는다. 일 구현예에서, 상부 전극(322)은 둥근 단부(329)를 갖는 생크(325)를 포함한다. 일 구현예에서, 콜릿 핑거(404)의 파지부(406)의 내부 표면은 전극 캡(323)의 반경 방향 외부 표면을 따라 그리고 이어서 콜릿이 후퇴될 때 상부 전극(322)의 둥근 단부(329)를 따라 이동한다.
본원에 설명된 구현예들은 단지 예시적인 것이며 당업자라면 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다수의 변형 및 수정을 할 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 모든 변형 및 수정은 본 청구항들의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (24)

  1. 액추에이터; 및 상기 액추에이터에 연결된 콜릿을 포함하는 콜릿 조립체로서, 상기 콜릿 조립체는 외부 전극 홀더 상에 설치되도록 구성되고, 상기 콜릿은 상기 액추에이터에 의해 전진 위치(상기 콜릿이 파스너를 파지하도록 구성되는 위치), 및 후퇴 위치(상기 콜릿의 적어도 일부가 상기 액추에이터 내로 후퇴하여 상기 전극 홀더에 부착된 전극이 상기 파스너와 맞물릴 수 있게 하고 상기 콜릿이 상기 파스너를 해제시키도록 구성되는 위치)로부터 이동가능한, 콜릿 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 콜릿은 세장형 생크부 및 상기 생크부로부터 연장되는 복수의 콜릿 핑거를 포함하고, 상기 복수의 콜릿 핑거는, 상기 콜릿이 전진 위치에 있을 때 상기 파스너를 파지하기에 적합한 크기 및 형상을 갖는, 콜릿 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 콜릿 핑거 각각은 파지부를 포함하는, 콜릿 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 파지부 각각은 상기 콜릿의 길이 방향 축에 대해 안쪽으로 테이퍼진 테이퍼 부재를 포함하는, 콜릿 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 파지부 각각은, 상기 테이퍼 부재로부터 상기 콜릿의 길이 방향 축에 대해 바깥쪽으로 연장되는 제1 파지 세그먼트, 및 상기 제1 파지 세그먼트로부터 상기 콜릿의 길이 방향 축에 대해 안쪽으로 연장되는 제2 파지 세그먼트를 포함하는, 콜릿 조립체.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 콜릿은 상기 복수의 콜릿 핑거 둘레에 위치된 링을 포함하는, 콜릿 조립체.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상단부, 상기 상단부에 대향하는 하단부, 및 상기 상단부에서 상기 하단부까지 연장되는 중앙 통로를 갖는 하우징을 포함하며, 상기 콜릿은 상기 액추에이터의 상기 하우징의 중앙 통로 내에서 활주 가능하게 위치되는, 콜릿 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상기 액추에이터의 상기 하우징의 중앙 통로 내에 위치된 내부 슬리브를 갖는 슬리브 부재를 포함하고, 상기 콜릿은 내부 통로를 포함하며, 상기 액추에이터의 상기 슬리브 부재의 내부 슬리브는 상기 콜릿의 상기 내부 통로 내에 위치되는, 콜릿 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 슬리브 부재는 상기 하우징의 상단부에 부착된 캡을 포함하는, 콜릿 조립체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 캡은 상기 하우징의 상단부에 착탈식으로 부착되는, 콜릿 조립체.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 슬리브 부재는 상기 하우징과 일체형인, 콜릿 조립체.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 캡은 상기 콜릿을 전진 위치로 전진시키도록 공압을 제공하기 위해, 상기 하우징의 중앙 통로와 연통하는 전진 포트를 포함하는, 콜릿 조립체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 캡은 상기 콜릿을 후퇴 위치로 후퇴시키도록 공압을 제공하기 위해, 상기 하우징의 중앙 통로와 연통하는 복귀 포트를 포함하는, 콜릿 조립체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 콜릿은 센서 부재를 포함하고, 상기 액추에이터는 상기 하우징의 상단부에 인접하여 위치된 센서를 포함하며, 상기 센서는 상기 콜릿이 후퇴 위치에 있을 때, 상기 콜릿의 정렬 여부를 감지하기 위한 용도인, 콜릿 조립체.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 전극 홀더는 상기 슬리브 부재의 내부 슬리브 내에 위치되는, 콜릿 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전극 홀더는 어댑터 샤프트를 포함하되, 상기 전극은 상기 어댑터 샤프트에 착탈식으로 부착되며, 상기 콜릿이 전진 위치에 있을 때, 상기 전극은 상기 콜릿에 의해 가려지고, 상기 콜릿이 후퇴 위치에 있을 때 상기 전극은 콜릿으로부터 노출되는, 콜릿 조립체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전극은 용접 전극인, 콜릿 조립체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 파스너는 리벳인, 콜릿 조립체.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 파스너는 스터드인, 콜릿 조립체.
  20. 제8항에 있어서,
    상기 내부 슬리브는 경사면을 갖고 상기 하우징의 상기 중앙 통로 내에서 상기 하우징의 상기 하단부에 인접하게 위치되는 자유 단부를 포함하며, 상기 콜릿이 상기 전진 위치로부터 상기 후퇴 위치까지 이동할 때, 상기 콜릿의 상기 테이퍼 부재는 상기 내부 슬리브의 경사면과 맞물리는, 콜릿 조립체.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 전진 포트 및 상기 복귀 포트는, 상기 콜릿이 상기 콜릿의 전진 위치와 상기 콜릿의 후퇴 위치 사이의 상기 내부 슬리브에 대해 상기 액추에이터 내에서 자유롭게 움직일 수 있도록 상기 공압을 방출하도록 추가로 구성되는, 콜릿 조립체.
  22. 종합적으로, 전극 홀더 및 상기 전극 홀더에 부착된 전극 캡; 및 액추에이터 및 상기 액추에이터에 연결된 콜릿을 포함하는 콜릿 조립체를 포함하는 용접 건으로서, 상기 콜릿 조립체는 상기 전극 홀더 상에 설치되고, 상기 콜릿은 상기 액추에이터에 의해 전진 위치(상기 콜릿이 파스너를 파지하도록 구성되는 위치), 및 후퇴 위치(상기 콜릿의 적어도 일부가 상기 액추에이터 내로 후퇴하여 상기 전극이 상기 파스너를 외부 피가공재에 용접할 수 있게 하고 상기 콜릿이 파스너를 해제시키도록 구성되는 위치)로부터 이동가능한, 용접 건.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 상단부, 상기 상단부에 대향하는 하단부, 및 상기 상단부에서 상기 하단부까지 연장되는 중앙 통로를 갖는 하우징을 포함하며, 상기 콜릿은 상기 액추에이터의 상기 하우징의 중앙 통로 내에서 활주 가능하게 위치되고,
    상기 콜릿은 센서 부재를 포함하고, 상기 액추에이터는 상기 하우징의 상단부에 인접하여 위치된 센서를 포함하며, 상기 센서는 상기 콜릿이 후퇴 위치에 있을 때, 상기 콜릿의 정렬 여부를 감지하기 위한 용도인, 콜릿 조립체.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 전극 홀더는 어댑터 샤프트를 포함하되, 상기 전극은 상기 어댑터 샤프트에 착탈식으로 부착되며, 상기 콜릿이 전진 위치에 있을 때, 상기 전극은 상기 콜릿에 의해 가려지고, 상기 콜릿이 후퇴 위치에 있을 때 상기 전극은 콜릿으로부터 노출되는, 콜릿 조립체.
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