KR102371107B1 - 초음파 용접 장치 - Google Patents

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KR102371107B1
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ultrasonic welding
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이현섭
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동명대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 초음파 용접 장치에 관한 것이다. 초음파를 통해 제1대상체와 제2대상체를 용접하는 초음파 용접 장치에 있어서, 거리측정에 이용되는 제1초음파 및 용접에 사용되는 제2초음파를 제공하는 초음파 제공부; 상기 제1대상체 및 제2대상체의 접합면을 그라인딩하는 그라인딩부; 상기 제1대상체 및 제2대상체의 접합면을 세척하는 세척부; 상기 제1대상체,　제2대상체,　그라인딩부 및 세척부 각각을 이동 및 회전시키는 이동부; 상기 초음파 제공부에 탈부착되며,　외면에서 상기 제1대상체와 제2대상체에 제2초음파 진동을 가하는 혼;　및 내면에서 상기 제1대상체와 제2대상체를 지지하는 앤빌을 포함하는, 초음파 용접 장치가 제공될 수 있다.

Description

초음파 용접 장치{ULTRASONIC WELDING DEVICE}
본 발명은 초음파 용접 장치에 관한 것이다.
일반적으로 초음파 용접(ultrasonic welding)은 가벼운 하중 조건에서 두 개의 용접팁 사이에 피용접재를 물리고,　가압하면서 초음파를 주어 초음파 진동을 이용하여 접합시키는 방법을 일컫는 것으로,　주로 연강과 알루미늄,　플라스틱 등을 용접하기 위해서 사용된다.
즉,　초음파용접은,　대략　10 ~ 80㎑의 주파수에서의 초음파발진을 통한 기계적 에너지를 피용접재에 인가한다.　그리고 충분한 에너지가 인가되면 국소적인 가열이 일어나고,　결과적으로 금속의 이동이 발생하여 접착이 이루어진다.　이는 통상의 용접법에서 행해지는 바와 같은 고온융착이나 제3금속의 첨가가 없는 용접이다.
초음파에너지는 피접착표면을 혼(horn)이라 불리는 진동용접헤드와 접촉시킴으로써 인가된다.　혼(horn)이 피용접재의 상면을 충분한 힘으로 누른 상태에서 초음파 용접이 수행된다.
초음파 용접에서 최적의 용접 품질을 얻기 위한 조건은,　피용착물의 크기,　형상 및 재질,　프레스 압력,　발진 시간,　혼의 진폭 등에 따라서 달라지기 때문에,　실험을 통해서 최적값을 구한 후 이를 이용하고 있다.
한편, 종래의 초음파 용접에서는 접합면을 미리 전처리하고, 용접 대상체(피용착물)를 정확히 정렬하는 것은 어려운 실정이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 용접 장치는 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 접합면을 미리 전처리하고, 용접 대상체를 정확히 정렬하는 것이 가능한 초음파 용접 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 초음파를 통해 제1대상체와 제2대상체를 용접하는 초음파 용접 장치에 있어서, 거리측정에 이용되는 제1초음파 및 용접에 사용되는 제2초음파를 제공하는 초음파 제공부; 상기 제1대상체 및 제2대상체의 접합면을 그라인딩하는 그라인딩부; 상기 제1대상체 및 제2대상체의 접합면을 세척하는 세척부; 상기 제1대상체,　제2대상체,　그라인딩부 및 세척부 각각을 이동 및 회전시키는 이동부; 상기 초음파 제공부에 탈부착되며,　외면에서 상기 제1대상체와 제2대상체에 제2초음파 진동을 가하는 혼;　및 내면에서 상기 제1대상체와 제2대상체를 지지하는 앤빌을 포함하는, 초음파 용접 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1대상체 및 제2대상체는 내부 중공을 갖는 관형인, 초음파 용접 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1대상체는 일단에서 일측으로 연장되며 외면과 단차를 갖는 제1연장부를 포함하고, 상기 제1대상체는 타단에서 타측으로 연장되며 내면과 단차를 갖는 제2연장부를 포함하고, 상기 제1연장부의 외면과 상기 제2연장부의 내면은 맞닿아 용접되는, 초음파 용접 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 초음파 제공부,　이동부,　그라인딩부 및 세척부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 초음파 제공부는 제1초음파 및 제2초음파를 생성하여 출력하는 초음파 발신부 및 반사된 제1초음파를 수신하는 초음파 수신부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 초음파 제공부와 물체 사이의 거리를 연산하는, 초음파 용접 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 연산된 상기 초음파 제공부와 물체 사이의 거리를 기반으로 상기 이동부의 동작을 제어하여 상기 제1대상체, 상기 제2대상체, 그라인딩부 및 세척부를 정렬하는, 초음파 용접 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 용접 장치는 접합면을 미리 전처리하고, 용접 대상체를 정확히 정렬하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도　1은 본 발명의 일 실시예에 따른　초음파 용접 장치 중 구성의 일부를 나타낸 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른　초음파 용접 장치가 적용되는 대상체를 나타낸 단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른　초음파 용접 장치가 적용되는 대상체를 나타낸 측면도이고,
도 4　내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른　초음파 용접 장치를 이용한 전처리 단계를 순차적으로 나타낸 단면도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른　초음파 용접 장치에서 세척부를 측면도이고,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 용접 장치를 이용한 용접 단계를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결 방안을 명확하게 하기 위한 발명의 구성을 본 발명의 바람직한 실시 예에 근거하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 도면의 구성요소들에 참조번호를 부여함에 있어서 동일 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면상에 있더라도 동일 참조번호를 부여하였으며 당해 도면에 대한 설명 시 필요한 경우 다른 도면의 구성요소를 인용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도　1은 본 발명의 일 실시예에 따른　초음파 용접 장치 중 구성의 일부를 나타낸 단면도이고,　도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른　초음파 용접 장치가 적용되는 대상체를 나타낸 단면도이고,　도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른　초음파 용접 장치가 적용되는 대상체를 나타낸 측면도이고,　도 4　내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른　초음파 용접 장치를 이용한 전처리 단계를 순차적으로 나타낸 단면도이고,　도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른　초음파 용접 장치에서 세척부를 측면도이고,　도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른　초음파 용접 장치를 이용한 용접 단계를 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 10을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 용접 장치는 용접 대상이 되는 제1대상체(100) 및 제2대상체(200)에 용접 전 전처리(그라인딩 및 세척)와 초음파 용접을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 용접 장치는 이동부(300), 초음파 제공부(400), 그라인딩부(500), 세척부(600), 혼(700), 앤빌(800) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 제어부는 이동부(300), 초음파 제공부(400), 그라인딩부(500) 및 세척부(600)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1대상체(100) 및 제2대상체(200)에 대해 설명한다.
제1대상체(100) 및 제2대상체(200)는 각각 관형으로 구성되며, 상호 대향하는 면이 접합면이 되어 상호 초음파 용접을 통해 결합될 수 있다.
여기서, 제1대상체(100) 및 제2대상체(200)는 내부에 중공을 갖는 사각관형 또는 원통형으로 구성될 수 있다.
제1대상체(100)는 일측에 접합면이 형성되고, 제2대상체(200)는 타측에 접합면이 형성되어 상호 결합된 후, 용접될 수 있다.
제1대상체(100)는 제1몸체(110)와 제1몸체(110)에서 일측으로 연장된 제1연장부(120)를 포함할 수 있다.
제1몸체(110)는 내부에 중공을 갖는 관형으로 구성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1몸체(110)는 사각관형 또는 원통형으로 구성될 수 있으나, 이하에서 제1몸체(110)가 원통형으로 구성된 것으로 설명한다.
제1연장부(120)는 제1몸체(110)의 일단에서 일측 방향으로 연장되며, 내면(내주면)과 동일면을 가지며 외면(외주면)과는 단차를 가질 수 있다. 즉, 제1연장부(120)는 제1몸체(110) 보다 작은 두께를 가질 수 있다.
여기서, 제1연장부(120)의 외면과 제1몸체(110)의 외면 사이는 단차를 가져 제1단차면(111)이 형성될 수 있다.
한편, 제1몸체(110)의 일단에는 외주면을 따라 적어도 하나의 제1돌기(112)가 배치될 수 있다.
제2대상체(200)는 제2몸체(210)와 제2몸체(210)에서 타측으로 연장된 제2연장부(220)를 포함할 수 있다.
제2몸체(210)는 내부에 중공을 갖는 관형으로 구성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제2몸체(210)는 사각관형 또는 원통형으로 구성될 수 있으나, 이하에서 제2몸체(210)가 원통형으로 구성된 것으로 설명한다.
여기서, 접합영역에서 제2몸체(210)는 제1몸체(110)와 동일 직경과 동일 두께를 갖는 것이 바람직하다.
제2연장부(220)는 제2몸체(210)의 타단에서 타측 방향으로 연장되며, 외면(외주면)과 동일면을 가지며 내면(내주면)과는 단차를 가질 수 있다. 즉, 제2연장부(220)는 제2몸체(210)보다 작은 두께를 가질 수 있다.
여기서, 제2연장부(220)의 내면과 제2몸체(210)의 내면 사이는 단차를 가져 제2단차면(211)이 형성될 수 있다.
한편, 제1연장부(120)의 두께는 제2단차면(211) 이루는 두께와 동일할 수 있고, 제2연장부(220)의 두께는 제1단차면(111) 이루는 두께와 동일할 수 있다.
한편, 제2몸체(210)의 일단에는 외주면을 따라 적어도 하나의 제2돌기(212)가 배치될 수 있다. 여기서, 제1돌기(112)와 제2돌기(212)는 제1대상체(100)와 제2대상체(200)가 접합하는데 기준으로 기능할 수 있다. 즉, 제1돌기(112)와 제2돌기(212)를 일치 시킨 후, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)를 접합시킬 수 있어, 보다 효과적으로 제1대상체(100)와 제2대상체(200)를 정렬 시킬 수 있다.
여기서, 제1돌기(112)와 제2돌기(212)의 일치는 작업자가 수동으로 수행할 수도 있으나, 제어부 의해 이동부(300)를 제어함으로써 수행되는 것이 바람직하다.
한편, 제1돌기(112)와 제2돌기(212)는 정렬 이후, 초음파 용접 시 불필요한 영역으로 제거될 수 있다. 일 예로 제1돌기(112)와 제2돌기(212) 각각은 제1몸체(110)와 제2몸체(210)의 외주면에 점착된 후, 이후에 제거될 수도 있다. 또한, 다른 예로는 제1돌기(112)와 제2돌기(212) 각각은 제1몸체(110)와 제2몸체(210)에 비해 경도가 작게 형성되어, 초음파 용접 시 물리적으로 제거될 수도 있다.
이동부(300)는 제어부의 신호에 의해 동작하며, 제1이동부(310) 및 제2이동부(320)를 포함할 수 있다.
제1이동부(310)는 제1대상체(100)를 사방 및 상하로 이동시킬 있으며, 제1대상체(100)를 회전시킬 수 있다. 또한, 제2이동부(320)는 제2대상체(200)를 사방 및 상하로 이동시킬 있으며, 제2대상체(200)를 회전시킬 수 있다.　
또한, 도시하지 않았지만 이동부(300)는 그라인딩부(500), 세척부(600), 혼(700) 및 앤빌(800)을 이동시켜, 공정에 필요한 위치에 배치시킬 수 있다.
초음파 제공부(400)는 거리 측정에 사용되는 제1초음파와 용접에 사용되는 제2초음파를 제공할 수 있다.
여기서, 제1초음파는 제2초음파와 동일 파장을 갖는 것일 수 도 있으나, 진동수 및 증폭에 의해 상이한 파장을 가질 수도 있다.
초음파 제공부(400)는 발진기(미도시), 진동자(미도시) 및 부스터(미도시)로 구성될 수 있다.
발진기는 60Hz의 AC 전류를 20kHz 이상의 고주파 전류로 변환시켜 진동자에게 공급하는 기능을 수행하며, 진동자는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 역할을 하며, 초음파 압전자라고 불리기도 한다. 즉, 발진기에서 생성된 고주파 전류는 진동자에 의해 초음파로 변환되고, 이렇게 변환된 초음파는 부스터로 이동한다. 부스터는 전달받은 초음파를 증폭시켜 외부로 출력할 수 있다.
여기서, 초음파 제공부(400)는 제어부의 제어에 따라 제1초음파와 제2초음파 각각을 발진하여 외부로 출력할 수 있다.
한편, 초음파 제공부(400)는 제1초음파를 물체에 송신한 후 물체에서 반사된 신호를 수신하여, 물체 사이의 거리를 측정할 수 있다.
여기서, 초음파 제공부(400)는 제1초음파 송신 신호와 수신 신호를 제어부에 전달하여, 제어부에서는 이를 기반으로 물체와의 거리를 연산할 수 있다.
또한, 초음파 제공부(400)는 초음파 용접 공정에서, 연결된 혼(700)에 제2초음파에 따른 진동을 전달할 수 있다.
그라인딩부(500)는 제1대상체(100)와 제2대상체(200) 사이의 접합면을 그라인딩하여, 접합면에 생성된 이물질 또는 버(burr) 등을 제거할 수 있다.
그라인딩부(500)는 그라인딩몸체(510), 제1돌출부(520) 및 제2돌출부(530)를 포함할 수 있다.
그라인딩몸체(510)는 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 외경과 동일한 외경을 가질 수 있으며, 타단에 제1그라인딩면(511)이 형성될 수 있다. 한편, 그라인딩몸체(510)는 회전축(C)을 중심으로 정방향 또는 역방향으로 회전하여, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 접합면을 그라인딩할 수 있다.
제1그라인딩면(511)은 제1연장부(120)의 일측면에 맞닿아, 이를 그라인딩할 수 있다.
제1돌출부(520)는 그라인딩몸체(510)의 타단에서 외주를 따라 형성되어 타측으로 연장되며, 제1단차면(111)과 동일 두께를 갖는 것이 바람직하다.
제1돌출부(520)의 타단에는 제2그라인딩면(521)이 형성될 수 있다. 제2그라인딩면(521)은 제1단차면(111)에 맞닿아 이를 그라인딩할 수 있다.
제2돌출부(530)는 그라인딩몸체(510)의 일단에서 중심에서 일측으로 연장될 수 있다. 여기서, 제2돌출부(530)의 외주면과 그라인딩몸체(510)의 외주면은 단차를 가지는 단차면(532)을 형성할 수 있다.
제2돌출부(530)는 일단에 제3그라인딩면(531)을 형성할 수 있다. 제3그라인딩면(531)은 제2단차면(211)에 맞닿아 이를 그라인딩할 수 있다.
또한, 단차면(532)는 제4그라인딩면(532)을 형성할 수 있다. 제4그라인딩면(532)은 제2연장부(220)의 타측면에 맞닿아, 이를 그라인딩할 수 있다.
세척부(600)는 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 접합면에 에어 또는 세척액을 분사하여, 그라인딩 이후 접하면에 존재하는 이물질을 제거할 수 있다.
세척부(600)는 세척몸체(610), 제1홀(611) 및 제2홀(612)을 포함할 수 있다.
세척몸체(610)는 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 외경과 동일한 외경을 가질 수 있으며, 일단과 타단에 양측으로 에어 또는 세척액을 분사할 수 있다.
여기서, 세척몸체(610)는 내부에 진공 에어 또는 세척액을 분사하기 위한 분사 유닛을 포함할 수도 있고, 외부에서 공급되는 에어 또는 세척액을 분사하기 위한 경로만을 제공할 수도 있다.
제1홀(611)은 제1연장부(120)의 일측면 및 제2연장부(220)의 타측면에 대향하도록 배치되며, 이들을 향해 에어 또는 세척액을 분사하는 경로를 제공할 수 있다.
제2홀(612)은 제1단차면(111) 및 제2단차면(211)의 에 대향하도록 배치되며, 이들을 향해 에어 또는 세척액을 분사하는 경로를 제공할 수 있다.
혼(700)은 앤빌(800) 상에 놓인 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 접합 표면을 일정 하중으로 가압하고, 동시에 초음파 제공부(400)으로부터 전달받은 증폭된 제2초음파를 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 접합 영역 인가시킴으로써, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)를 초음파 용접한다.
여기서, 혼(700)은 초음파 제공부(400)에 탈부착으로 연결될 수 있다.
또한, 앤빌(800)은 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 내측에 삽입되어, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)를 지지할 수 있다. 여기서, 앤빌(800)은 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 내주면에 맞닿도록 원통형으로 구성되는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파 용접 장치를 이용한 초음파 용접 공정에 대해 설명한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)를 준비한 후, 초음파 제공부(400)에 제공하는 제1초음파를 이용해, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)를 정렬한다.
초음파 제공부(400)는 제1대상체(100) 및 제2대상체(200)를 향해 제1초음파를 송신하고, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)에서 반사된 신호를 수신하고, 제어부는 이를 기반으로 초음파 제공부(400)와 제1대상체(100) 사이의 거리 및 초음파 제공부(400)와 제2대상체(200) 사이의 거리를 연산할 수 있다.
우선, 제어부는 초음파 제공부(400)와 제1대상체(100) 사이의 거리가 제1거리(D1)가 되도록 제1이동부(310)의 동작을 제어할 수 있다.
이후, 제어부는 제2이동부(320)를 제어하여, 제1대상체(100)를 타측방향으로 이동시키고, 초음파 제공부(400)와 제2대상체(200) 사이의 거리를 측정한 후, 초음파 제공부(400)와 제2대상체(200) 사이의 거리가 제1거리(D1)가 되도록 제2이동부(320)를 제어할 수 있다.
예컨대, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 초음파 제공부(400)와 제2대상체(200) 사이의 거리가 제1거리(D1) 보다 큰 제2거리(D2)인 경우, 제어부는 제2이동부(320)를 제어하여 제2대상체(200)를 상부로 이동시켜, 초음파 제공부(400)와 제2대상체(200) 사이의 거리가 제1거리(D1)가 되도록 할 수 있다.
이를 통해, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 접합 위치를 정확히 정렬할 수 있다.
여기서, 제1거리(D1) 및 제2거리(D2)는 지면과 수직한 높이 방향(Z축 방향)에서의 거리로 정의 될 수 있다. 또한, 발명에서 일측과 타측은 지면과 수평한 수평방향에서 X축 상의 방향으로 정의될 수 있다. 한편, 이동부(300)는 지면과 수평한 수평 방향에서 X축 상에서 일측 및 타측으로 이동할 수 있으나, X축과 수직한 Y축 방향에서는 위치 고정될 수 있다.
즉, 초음파 제공부(400)와 제1대상체(100) 사이의 거리 및 초음파 제공부(400)와 제2대상체(200) 사이의 거리는 Z축 방향 상에서의 거리로 한정될 수 있다.
이후, 도 7을 참조하면, 제어부는 그라인딩부(500)를 제1대상체(100)와 제2대상체(200) 사이에 배치시킨 후, 초음파 제공부(400)와 그라인딩부(500) 사이의 거리가 제1거리(D1)가 되도록 위치 고정한다.
이를 통해, 제1대상체(100), 그라인딩부(500) 및 제2대상체(200)를 순차적으로 정렬시킬 수 있다.
이후, 도 8을 참조하면, 제어부는 이동부(300)를 동작시켜, 제1대상체(100), 그라인딩부(500) 및 제2대상체(200)를 가압시킨 후, 그라인딩부(500)를 회전축(C)을 기준으로 회전 시켜, 제1대상체(100)와 제2대상체 (200)의 접합면 각각을 그라인딩한다.
이후, 도 9를 참조하면, 제어부는 이동부(300)를 동작시켜, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)를 이격시켜 그라인딩부(500)를 제거한 후, 제1대상체(100)와 제2대상체(200) 사이에 세척부(600)를 배치시킨 후, 초음파 제공부(400)와 세척부(600) 사이의 거리가 제1거리(D1)가 되도록 위치 고정한다.
이를 통해, 제1대상체(100), 세척부(600) 및 제2대상체(200)를 순차적으로 정렬시킬 수 있다.
이후, 제어부는 세척부(600)를 동작시켜, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 접합면을 향해 에어 또는 세척액을 분사할 수 있다. 이를 통해, 초음파 용접 전에 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 접합면을 세척할 수 있다.
이후, 도 11을 참조하면, 제어부는 이동부(300)를 동작시켜, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 접합면이 서로 맞닿도록 가압한 후, 초음파 제공부(400)에 혼(700)을 연결하고, 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 중공부에 앤빌(800)을 삽입하여 용접 공정의 준비를 수행한다.
이후, 제어부는 초음파 제공부(400)에서 제2초음파가 혼(700)전달되어 제1대상체(100)와 제2대상체(200)의 용접을 수행할 수 있다.
한편, 앤빌(800)은 제1대상체(100) 또는 제2대상체(200)를 통해 삽입된 후 용접 영역을 지지할 수 있도록, 외부 형상이 가변될 수 있다. 예컨대, 앤빌(800)이 제2대상체(200)를 통해 삽입되는 경우, 삽입되는 영역의 내경이 용접 영역의 내경 보다 작은 경우, 앤빌(800)은 외경을 축소하여 제2대상체(200)에 삽입되고 용접 영역에 위치한 후 외경이 확대될 수 있다.
이를 통해, 제1연장부(120)는 제2연장부(220)와 맞닿아 접합될 수 있고, 제1단차면(111)과 제2연장부(220)의 일측면, 제2단차면(211)과 제1연장부(120)의 타측면은 상호 접합될 수 있다.
이상 본 발명의 실시예를 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시 형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 실시 형태를 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.
100 : 제1대상체
110 : 제1몸체
111 : 제1단차면
112 : 제1돌기
120 : 제1연장부
200 : 제2대상체
210 : 제2몸체
211 : 제2단차면
212 : 제2돌기
220 : 제2연장부
300 : 이동부
310 : 제1이동부
320 : 제2이동부
400 : 초음파 제공부
500 : 그라인딩부
510 : 그라인딩몸체
511 : 제1그라인딩면
520 : 제1돌출부
521 : 제2그라인딩면
530 : 제2돌출부
531 : 제3그라인딩면
532 : 제4그라인딩면
600 : 세척부
610 : 세척몸체
611 : 제1홀
612 : 제2홀
700 : 혼
800 : 앤빌
C : 회전축
D1 : 제1거리
D2 : 제2거리

Claims (5)

  1. 초음파를 통해 제1대상체와 제2대상체를 용접하는 초음파 용접 장치에 있어서,
    거리측정에 이용되는 제1초음파 및 용접에 사용되는 제2초음파를 제공하는 초음파 제공부;
    상기 제1대상체 및 제2대상체의 접합면을 그라인딩하는 그라인딩부;
    상기 제1대상체 및 제2대상체의 접합면을 세척하는 세척부;
    상기 제1대상체,　제2대상체,　그라인딩부 및 세척부 각각을 이동 및 회전시키는 이동부;
    상기 초음파 제공부에 탈부착되며,　외면에서 상기 제1대상체와 제2대상체에 제2초음파 진동을 가하는 혼;　및
    내면에서 상기 제1대상체와 제2대상체를 지지하는 앤빌을 포함하고,
    상기 초음파 제공부,　이동부,　그라인딩부 및 세척부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 초음파 제공부는 제1초음파 및 제2초음파를 생성하여 출력하는 초음파 발신부 및 반사된 제1초음파를 수신하는 초음파 수신부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 초음파 제공부와 물체 사이의 거리를 연산하고,
    상기 제어부는 연산된 상기 초음파 제공부와 물체 사이의 거리를 기반으로 상기 이동부의 동작을 제어하여 상기 제1대상체, 상기 제2대상체, 그라인딩부 및 세척부를 정렬하는　초음파 용접 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1대상체 및 제2대상체는 내부 중공을 갖는 관형인　초음파 용접 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1대상체는 일단에서 일측으로 연장되며 외면과 단차를 갖는 제1연장부를 포함하고,
    상기 제1대상체는 타단에서 타측으로 연장되며 내면과 단차를 갖는 제2연장부를 포함하고,
    상기 제1연장부의 외면과 상기 제2연장부의 내면은 맞닿아 용접되는　초음파 용접 장치.
  4. 삭제
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