KR102438629B1 - 자동 스폿 용접 시스템 - Google Patents

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    • E03F5/06—Gully gratings

Abstract

각각이 한 쌍의 파형 금속 부재와 상기 한 쌍의 파형 금속 부재 사이에 개재된 직선 금속 부재를 포함하는 다수의 객체를 연속적으로 스폿 용접하기 위한 스폿 용접 시스템이 개시되며, 개시된 스폿 용접 시스템은, Y축 방향을 따라 길게 놓인 객체들이 X 축 방향을 따라 차례로 정렬되는 정렬 베드(3); 상기 정렬 베드(3)의 X축 방향 전방에 차례로 배치되고, 각각이 객체의 파지를 위한 닫힘 상태와 객체의 로딩 또는 언로딩을 위한 개방 상태를 갖는 제1 척유닛(10A), 제2 척유닛(10B) 및 제3 척유닛(10C); 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)이 개방 상태에 있을 때, 상기 정렬 베드(3) 상에 있는 객체를 상기 제1 척유닛(10A)으로, 상기 제1 척유닛(10A)에 있는 객체를 상기 제2 척유닛(10B)으로, 상기 제2 척유닛(10B)에 있는 객체를 상기 제3 척유닛(10C)으로 동시에 옮기는 트랜스퍼 유닛(60); 및 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)이 닫힘 상태에 있을 때, 상기 제1 척유닛(10A)에 파지된 객체와 상기 제2 척유닛(10B)에 파지된 객체와 상기 제3 척유닛(10C)에 파지된 객체를 동시에 스폿 용접하되, Y축 방향으로 각각이 다른 위치에 놓이는 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C); 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)가 상기 제1 척유닛(10A)에 파지된 객체와 상기 제2 척유닛(10B)에 파지된 객체와 상기 제3 척유닛(10C)에 파지된 객체를 길이 방향을 따라 이동하면서 용접하도록, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)를 지지한 상태로 Y축 방향을 따라 전진 또는 후퇴하는 캐리어(40)를 포함한다.

Description

자동 스폿 용접 시스템{automatic spot welding system}
본 발명은 스폿 용접 시스템에 관한 것으로서, 특히, 스틸 그레이팅 제작을 위해, 각각이 한 쌍의 파형 금속 부재와 이들 사이에 개재된 직선 금속 부재를 포함하는 다수의 객체를 연속적으로 스폿 용접하는데 유리하게 이용될 수 있는 자동 스폿 용접 시스템에 관한 것이다.
“I-bar”로 칭해지는 직선 금속 부재와 “S-bar"로 칭해지는 파형 금속부재를 포함하는 도 1에 나타낸 바와 같은 스틸 그레이팅이 개발되었다. 이러한 스틸 그레이팅은 한 쌍의 파형 금속 부재 사이에 하나의 직선 금속 부재가 개재된 상태에서 용접에 의해 결합된 기다란 구조물을 엔드바를 직사각형 또는 정사각형으로 연결하여 만든 액자형 금속 구조물 내부에 용접으로 접합하여 완성될 수 있다.
이때, 한 쌍의 파형 금속 부재와 직선 금속 부재의 용접에는 스폿 용접이 이용된다. 그러나, 기존 스폿 용접 장치는 하나의 용접기(즉, 용접건)를 이용하여 하므로 많은 각각이 길이 방향을 따라 많은 용접 포인트가 요구되는 파형 금속 부재들과 직선 금속 부재들의 스폿 용접에 적용하는데 적합하지 않았다. 게다가, 기존 스폿 용접 장치는 양산성과 경제성이 크게 떨어지는 문제점이 있다. 여러 개의 용접기를 길이 방향으로 배치하는 것도 고려되었지만, 이 경우, 용접기의 폭으로 인하여, 스폿 용접 포인트에 한계가 발생하므로, 실질적인 도움이 되지 않는다.
등록번호 10-2093239(2020년 3월 19일 등록)
본 발명은, 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 각각이 한 쌍의 파형 금속 부재와 이들 사이에 개재된 직선 금속 부재를 포함하는 다수의 객체를 좁은 간격을 갖는 다수의 용접 포인트로 스폿 용접할 수 있고, 그 스폿 용접 작업을 연속적으로 그리고 높은 생산성으로 수행할 수 있는 자동 스폿 용접 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따라, 각각이 한 쌍의 파형 금속 부재와 상기 한 쌍의 파형 금속 부재 사이에 개재된 직선 금속 부재를 포함하는 다수의 객체를 연속적으로 스폿 용접하기 위한 스폿 용접 시스템이 제공되며, 상기 스폿 용접 시스템은, Y축 방향을 따라 길게 놓인 객체들이 X 축 방향을 따라 차례로 정렬되는 정렬 베드(3); 상기 정렬 베드(3)의 X축 방향 전방에 차례로 배치되고, 각각이 객체의 파지를 위한 닫힘 상태와 객체의 로딩 또는 언로딩을 위한 개방 상태를 갖는 제1 척유닛(10A), 제2 척유닛(10B) 및 제3 척유닛(10C); 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)이 개방 상태에 있을 때, 상기 정렬 베드(3) 상에 있는 객체를 상기 제1 척유닛(10A)으로, 상기 제1 척유닛(10A)에 있는 객체를 상기 제2 척유닛(10B)으로, 상기 제2 척유닛(10B)에 있는 객체를 상기 제3 척유닛(10C)으로 동시에 옮기는 트랜스퍼 유닛(60); 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)이 닫힘 상태에 있을 때, 상기 제1 척유닛(10A)에 파지된 객체와 상기 제2 척유닛(10B)에 파지된 객체와 상기 제3 척유닛(10C)에 파지된 객체를 동시에 스폿 용접하되, Y축 방향으로 각각이 다른 위치에 놓이는 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C); 및 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)가 상기 제1 척유닛(10A)에 파지된 객체와 상기 제2 척유닛(10B)에 파지된 객체와 상기 제3 척유닛(10C)에 파지된 객체를 길이 방향을 따라 이동하면서 용접하도록, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)를 지지한 상태로 Y축 방향을 따라 전진 또는 후퇴하는 캐리어(40)를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C) 각각은, 하부에 공간부(112)가 형성된 상부척(11)과, 상기 공간부(112) 밖으로 나와 있는 로딩 대기 위치와 상기 공간부(112) 내에서 상기 상부척(11)과 상하로 마주하는 척킹 대기 위치 사이로 전후 이동되는 하부척(12)과, 상기 하부척(12)이 상기 척킹 대기 위치로 이동하면, 상기 상부척(11)을 하강시켜, 객체를 상기 상부척(11)과 상기 하부척(12) 사이에 고정하는 상부척 승강 구동부(13)를 포함하며, 상기 상부척(11)과 상기 하부척(12)이 해당 객체를 고정한 상태로 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)을 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C)에 의해 스폿 용접 가능한 위치로 상승시키는 척유닛 승강수단을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)는 대응 객체를 사이에 두고 대응 객체와 가까워지는 방향 및 대응 개체와 멀어지는 방향으로 동시에 이동하는 한 쌍의 스폿 용접기(31, 31)를 포함하고, 상기 트랜스퍼 유닛(60)은, Y축 방향을 따라 길게 형성된 채 X축 방향을 따라 정렬된 제1 피커(61A), 제2 피커(61B), 제3 피커(61C) 및 제4 피커(61D)와, 상기 제1 피커(61A)와 상기 제2 피커(61B) 사이, 상기 제2 피커(61B)와 상기 제3 피커(61C) 사이, 상기 제3 피커(61C)와 상기 제4 피커(61D) 사이 각각에 빈 공간이 형성되도록 상기 제1 피커(61A), 상기 제2 피커(61B), 상기 제3 피커(61C) 및 상기 제4 피커(61D)를 지지하는 지지 프레임(62)과, 상기 지지 프레임(62)을 X축 방향을 따라 일정 거리 범위를 전후 이송시키는 전후 이송부(63)와, 상기 지지 프레임(62)을 Z축 방향을 따라 일정 거리 범위 승강 이송시키는 승강 이송부(64)를 포함하며, 상기 로딩 대기 상태에서는, 상기 전후 이송부(63)에 의한 상기 지지 프레임(62)의 전후 이송 및 상기 승강 이송부(64)에 의한 상기 지지 프레임(62)의 승강에 의해, 상기 제1 피커(61A)가 상기 정렬 베드(3)의 상의 객체를 피킹하여 상기 제1 척유닛(10A)의 하부척(12) 상으로 로딩하는 것과, 상기 제2 피커(61B)가 상기 제1 척유닛(10A)의 하부척(12)상의 객체를 피킹하여 상기 제2 척유닛(10B)의 하부척(12) 상으로 로딩하는 것과, 상기 제3 피커(61C)가 상기 제2 척유닛(10B)의 하부척(12) 상의 객체를 피킹하여 제3 척유닛(10C)의 하부척(12) 상으로 로딩하는 것과, 상기 제4 피커(61D)가 상기 제3 척유닛(10C)의 하부척(12) 상의 객체를 피킹하여 배출부(20)를 통해 배출하는 것이 동시에 수행된다.
본 발명에 따른 자동 스폿 용접 시스템은. 각각이 한 쌍의 파형 금속 부재와 이들 사이에 개재된 직선 금속 부재를 포함하는 다수의 객체를 좁은 간격을 갖는 다수의 용접 포인트로 스폿 용접할 수 있고, 그 스폿 용접 작업을 연속적으로 그리고 높은 생산성으로 수행할 수 있다.
도 1은 한 쌍의 파형 금속 부재와 이들 사이에 개재되는 직선 금속 부재를 여러 개의 스폿 용접 포인트로 용접하여 만든 객체(즉, 금속 구조물)가 적용된 스틸 그레이팅을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 스폿 용접 시스템의 정렬 베드 상에 한 쌍의 파형 금속 부재와 그들 사이에 개재된 직선 금속 부재를 포함하는 객체를 나타낸 사진이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 스폿 용접 시스템을 동작 순서별로 나타낸 도면들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스폿 용접 시스템의 제1 스폿 용접 장치, 제2 스폿 용접 장치 및 제3 스폿 용접 장치의 배치 관계 및 작동을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 스폿 용접 시스템은, 도 2에 나타난 바와 같이, 정렬 베드(3)를 포함하며, 정렬 베드(3) 상에는 한 쌍의 파형 금속 부재(S)와 그들 사이에 개재된 직선 금속 부재(I)를 포함하는 객체(A)가 일열로 정렬된다. 이때, 객체(A)의 정렬 방향은 도 3 내지 도 7에 나타낸 X축 방향이다.
이하 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 스폿 용접 시스템을 설명할 것이며, 도 3 내지 도 8에서 스폿 용접 대상인 객체(A)는 개략적으로 나타나 있다. 또한, 이하 설명 및 도면에서 당업자에게 자명한 수단, 예컨대, 모터 또는 구동수단 또는 동력전달기구 등은 필요에 따라 그 설명이나 도시가 생략될 수 있다는 점에 유의한다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 스폿 용접 시스템은, 각각이 한 쌍의 파형 금속 부재(S; 도 2 참조)와 상기 한 쌍의 파형 금속 부재(S; 도 2 참조) 사이에 개재된 직선 금속 부재(I; 도 2 참조)를 포함하는 객체(A)들을 연속적으로 스폿 용접하기 위한 스폿 용접 시스템으로서, Y축 방향을 따라 길게 놓인 객체들이 X 축 방향을 따라 차례로 정렬되는 정렬 베드(3)와, 상기 정렬 베드(3)의 X축 방향 전방에 차례로 배치되고, 각각이 객체(A)의 파지를 위한 닫힘 상태와 객체의 로딩 또는 언로딩을 위한 개방 상태를 갖는 제1 척유닛(10A), 제2 척유닛(10B) 및 제3 척유닛(10C)과, 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)이 개방 상태에 있을 때, 상기 정렬 베드(3) 상에 있는 객체(A)를 상기 제1 척유닛(10A)으로, 상기 제1 척유닛(10A)에 있는 객체(A)를 상기 제2 척유닛(10B)으로, 상기 제2 척유닛(10B)에 있는 객체(A)를 제3 척유닛(10C)으로, 제3 척유닛(10C)에 있는 객체(A)를 배출부(20)로 동시에 옮기는 트랜스퍼 유닛(60)과, 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)이 닫힘 상태에 있을 때, 상기 제1 척유닛(10A)에 파지된 객체(A)와 상기 제2 척유닛(10B)에 파지된 객체(A)와 상기 제3 척유닛(10C)에 파지된 객체(A)를 동시에 스폿 용접하되, Y축 방향으로 각각이 다른 위치에 놓이는 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C)와, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)가 상기 제1 척유닛(10A)에 파지된 객체(A)와 상기 제2 척유닛(10B)에 파지된 객체(B)와 상기 제3 척유닛(10C)에 파지된 객체(A)를 길이 방향을 따라 이동하면서 용접하도록, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)를 지지한 상태로 Y축 방향을 따라 전진 또는 후퇴하는 캐리어(40)를 포함한다.
예컨대, 스폿 용접이 완료된 객체의 Y축 방향을 따는 스폿 용접 포인트가 차례로 포인트 1, 포인트 2, 포인트 3, 포인트 4, 포인트 5, 포인트 6, 포인트 7, 포인트 8, 포인트 9일 수 있으며, Y축 방향으로 각각이 다른 위치에 놓이는 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C)는 Y축 방향을 따라 이동하면서 각각 3 포인트씩 담담하여 스폿 용접을 수행할 수 있다. 예컨대, 제1 스폿 용접 장치(30A)는 포인트 2, 포인트 5, 포인트 8에 대한 스폿 용접을 객체(A)의 양측 각각에 대하여 수행하고, 제2 스폿 용접 장치(30B)는 포인트 3, 포인트 6, 포인트 9에 대한 스폿 용접을 객체(A)의 양측 각각에 대하여 수행하고, 제3 스폿 용접 장치(30C)는 포인트 1, 4, 7에 대한 스폿 용접을 객체(A)의 양측 각각에 대하여 수행한다. 따라서, 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C)를 차례로 거친 객체(A)는 양측 각각에 9개의 포인트씩 총 18개의 포인트에 대하여 스폿 용접이 된다.
도 2를 참조하면, 정렬 베드(3) 부근에는 작업대(2)가 설치될 수 있으며, 작업자가 작업대(2) 상에서 파형 금속 부재(S)와 직선 금속 부재(I)를 가지런하게 하게 정렬하는 작업을 통해 스폿 용접될 객체(A)를 준비하며, 작업자는 그 준비된 객체(A)를 정렬 베드(3) 상에 Y축 방향을 따라 길게 놓이도록 그리고 X 축 방향을 따라 차례로 정렬한다. 정렬 베드(3)는 파형 금속 부재(S)의 파형에 대응되게 형성된 정렬 핀(3A)들을 상부면에 구비하며, 작업자는 정렬 핀(3A)들을 이용하여 객체(A)를 항상 정해진 위치에 정렬할 수 있다.
다시 도 3 내지 도 7을 참조하면, 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C) 각각은, 하부에 공간부(112)가 형성된 상부척(11)과, 상기 공간부(112) 밖으로 나와 있는 로딩 대기 위치와 상기 공간부(112) 내에서 상기 상부척(11)과 상하로 마주하는 척킹 대기 위치 사이로 전후 이동되는 하부척(12)과, 상기 하부척(12)이 상기 척킹 대기 위치로 이동하면, 상기 상부척(11)을 하강시켜, 객체(A)를 상기 상부척(11)과 상기 하부척(12) 사이에 고정하는 상부척 승강 구동부(13)를 포함한다. 여기에서, 상기 하부척(11)의 전후 이동은 하부척 이동 구동부(14)에 의해 수행된다. 상기 상부척 승강 구동부(13)와 상기 하부척 이동 구동부(14) 각각은 유/공압실린더를 포함하는 것이 바람직하지만, 다른 구동 메커니즘이 적용되는 것도 고려될 수 있다.
또한, 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)과 척유닛(10A, 10B, 10C) 각각의 상부척(11)을 상하로 승강 구동시키는 승강 구동부(13) 및 척유닛(10A, 10B, 10C) 각각의 하부척(12)을 전후로 구동시키는 하부척 이동 구동부(14)는 이하 설명되는 척유닛 승강수단에 의해 승강되며, 상기 척유닛 승강수단은 객체 각각을 고정한 제1 척유닛(10A), 제2 척유닛(10B) 및 제3 척유닛(10)을 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C)에 의해 스폿 용접 가능한 위치로 상승시킬 수 있다.
본 실시예에서, 상기 척유닛 승강수단은 상기 제1 척유닛(10A)이 설치된 제1 승강 테이블(51A), 상기 제2 척유닛(10B)이 설치된 제2 승강 테이블(51B) 및 상기 제3 척유닛(10C)이 설치된 제3 승강 테이블(51C)과, 상기 제1 승강 테이블(51a), 상기 제2 승강 테이블(51b) 및 상기 제3 승간 테이블(51C) 각각을 상하로 승강시키는 제1 승강 구동 실린더(52A), 제2 승강 구동 실린더(52B) 및 제3 승강 구동 실린더(52C)를 포함한다. 상기 척유닛 승강수단의 상승 구동 전, 상기 제1 척유닛(10A), 제2 척유닛(10B) 및 제3 척유닛(10C)이 상기 트랜스퍼 유닛(60)의 아래에 위치하고, 상기 척유닛 승강수단의 상승 구동 후에는, 상기 제1 척유닛(10A), 제2 척유닛(10B) 및 제3 척유닛(10C)이 상기 트랜스퍼 유닛(60)의 위쪽에 위치하는데, 이때, 트랜스퍼 유닛(60)의 이하 설명되는 피커들(61A, 61B, 61C, 61D) 사이의 공간들이 상기 트랜스퍼 유닛(60)을 기준으로 아래에서 위로 또는 위에서 아래로 상기 트랜스퍼 유닛(60)을 통과해 상기 제1 척유닛(10A), 제2 척유닛(10B) 및 제3 척유닛(10C)이 상승 또는 하강하는 것을 허용한다.
한편, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)는 대응 객체(A)를 사이에 두고 대응 객체(A)와 가까워지는 방향 및 대응 객체(A)와 멀어지는 방향으로 동시에 이동하는 한 쌍의 스폿 용접기(31, 31)를 포함한다. 이때 한 쌍의 스폿 용접기(31, 31) 각각은 용접건이 대응 객체의 양측면에 면하여 대응 객체의 양측면에 대하여 스폿 용접을 수행한다. 한 쌍의 스폿 용접기(31, 31)가 서로 반대되는 X축 방향으로 이동하여 객체(A)에 대하여 멀어진 후, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)의 Y축 방향으로의 전진 이동이 단계적으로 일어나며, 전진 후 정지된 상태에서, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C) 각각에 구비된 한 쌍의 스폿 용접기(31, 31)가 객체와 가까워지는 방향으로 일정 거리 전진한 후, 해당 객체의 각 포인트에 대한 스폿 용접을 수행한다. 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)가 계단식으로 전진 이동하는 거리와 총 이동 거리는 동일하지만, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)의 전진 전 시작 위치라 서로 다르므로, 객체(A)에 대한 용접 포인트의 개수는 3배수가 될 수 있다. 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)의 Y축 방향으로의 전진 또는 후퇴를 위한 구동은 다양한 종류의 미도시된 구동수단에 의해 이루어질 수 있고, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C) 각에 구비된 한 쌍의 스폿 용접기(31, 31)가 객체(A)를 향하여 전진하게 하거나 또는 객체(A)로부터 멀어지는 방향으로의 후퇴하는 하는 것 또한 다양한 종류의 미도시된 다양한 종류의 구동수단에 의해 이루어질 수 있다.
상기 트랜스퍼 유닛(60)은, Y축 방향을 따라 길게 형성된 채 X축 방향을 따라 정렬된 제1 피커(61A), 제2 피커(61B), 제3 피커(61C) 및 제4 피커(61D)와, 상기 제1 피커(61A)와 상기 제2 피커(61B) 사이, 상기 제2 피커(61B)와 상기 제3 피커(61C) 사이, 상기 제3 피커(61C)와 상기 제4 피커(61D) 사이 각각에 빈 공간이 형성되도록 상기 제1 피커(61A), 상기 제2 피커(61B), 상기 제3 피커(61C) 및 상기 제4 피커(61D)를 지지하는 지지 프레임(62)을 포함한다. 상기 빈 공간은 상기 지지 프레임(62)을 기준으로 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)이 아래에서 위로 또는 그 반대방향으로 상승 또는 하강하는 것을 허용한다.
또한, 상기 트랜스퍼 유닛(60)은 상기 지지 프레임(62)을 X축 방향을 따라 일정 거리 범위를 전후 이송시키는 전후 이송부(63)와 상기 지지 프레임(62)을 Z축 방향을 따라 일정 거리 범위 승강 이송시키는 승강 이송부(64)를 포함한다. 상기 로딩 대기 상태에서는, 상기 전후 이송부(63)에 의한 상기 지지 프레임(62)의 전후 이송 및 상기 승강 이송부(64)에 의한 상기 지지 프레임(62)의 승강에 의해, 상기 제1 피커(61A)가 상기 정렬 베드(3)의 상의 객체(A)를 피킹하여 상기 제1 척유닛(10A)의 하부척(12) 상으로 로딩하는 것과, 상기 제2 피커(61B)가 상기 제1 척유닛(10A)의 하부척(12) 상의 객체를 피킹(picking)하여 상기 제2 척유닛(10B)의 하부척(12) 상으로 로딩하는 것과, 상기 제3 피커(61C)가 상기 제2 척유닛(10B)의 하부척(12) 상의 객체를 피킹하여 제3 척유닛(10C)의 하부척(12) 상으로 로딩하는 것과, 상기 제4 피커(61D)가 상기 제3 척유닛(10C)의 하부척(12) 상의 객체를 피킹하여 경사진 가이드웨이를 갖는 배출부(20)를 통해 외부로 배출하는 것이 동시에 수행된다.
이때, 상기 제1 피커(61A), 상기 제2 피커(61B), 상기 제3 피커(61C) 및 상기 제4 피커(61D) 각각은 Y축 방향을 따라 길게 연장된 가로대(611)와 상기 가로대(611)에 구비되며 객체(A)에 구비된 형합 형상에 형합할 수 있는 하나 이상의 형합부를 갖는 핑거(612)를 포함할 수 있다. 형합부를 갖는 핑거 대신에 전자석 등 다른 방식을 이용한 피킹도 고려될 수 있다.
이제 도 3 내지 도 8을 참조로 하여 본 발명에 따른 스폿 용접 시스템의 작용을 작동 순서대로 설명한다.
먼저, 도 3을 참조하면, 트랜스퍼 유닛(60)이 X축 방향으로 후퇴되어 있으며, 이 상태에서, 트랜스퍼 유닛(60)에 구비된 제1 피커(61A)는 정렬 베드(3) 상의 객체 직상에, 트랜스퍼 유닛(60)에 구비된 제2 피커(61B)는 개방 위치의 제1 척유닛(10A)의 하부척(12) 직상에, 트랜스퍼 유닛(60)에 구비된 제3 피커(61C)는 개방 위치의 제2 척유닛(10B)의 하부척(12) 직상에, 트랜스퍼 유닛(60)에 구비된 제4 피커(61D)는 개방 위치의 제3 척유닛(10)의 하부척(12) 직상에 위치한다. 도 3에 도시된 상태에서, 상기 제1 피커(61A), 상기 제2 피커(61B), 상기 제3 피커(61C) 및 상기 제4 피커(61D)가 동시에 하강한 후 상승하면, 제1 피커(61A)는 정렬 베드(3) 상의 객체를, 제2 피커(61B)는 제1 척유닛(10A)의 하부척(12) 상의 객체를, 제3 피커(61C)는 제2 척유닛(10B)의 하부척(12) 상의 객체를, 제4 피커(61D)는 제3 척유닛(10C)의 하부척(12) 상의 객체를 피킹하여 들어올릴 수 있다. 그리고, 위와 같이, 들어 올린 상태에서, X축 방향으로 일정 거리 전방으로 전진한 후 하강하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 피커(61A)가 들어 올린 객체(A)는 제1 척유닛(10A)의 하부척(12) 상으로, 제2 피커(61B)가 들어 올린 객체(A)는 제2 척유닛(10B)의 하부척(12) 상으로, 제3 피커(61C)가 들어 올린 객체(A)는 제3 척유닛(10C)의 하부척(12) 상으로 로딩되며, 제4 피커(61D)가 들어 올린 객체(A), 즉, 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C)를 모두 거치면서 좌우 각각 9포인트씩 총 18포인트의 스폿 용접을 마친, 객체(A)는 경사진 가이드웨이를 포함하는 배출부(20)를 통해 배출될 수 있다. 제1 내지 제4 피커가 객체를 분리하는 방식은 공지된 방식을 이용할 수 있다.
다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 유닛(60)이 X축 방향으로 후퇴되어 있으며, 이 상태에서, 트랜스퍼 유닛(60)에 구비된 제1 피커(61A)는 정렬 베드(3) 상의 객체 직상에 위치한다. 도 5에는 생략되었지만, 하부척(12)이 상부척(11)과 마주하도록 이동하기 직전에는, 상기 트랜스퍼 유닛(60)에 구비된 제2 피커(61B)는 개방 위치의 제1 척유닛(10A)의 하부척(12) 직상에, 트랜스퍼 유닛(60)에 구비된 제3 피커(61C)는 개방 위치의 제2 척유닛(10B)의 하부척(12) 직상에, 트랜스퍼 유닛(60)에 구비된 제4 피커(61D)는 개방 위치의 제3 척유닛(10C)의 하부척(12) 직상에 위치한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 척유닛(10A), 제2 척유닛(10B) 및 제3 척유닛(10C) 각각의 하부척(12)이 수평 이동하여, 제1 척유닛(10A), 제2 척유닛(10B) 및 제3 척유닛(10C) 각각의 상부척(11) 직하에 놓이게 되며, 이 상태에서, 상부척(11)이 하강하여, 상부척(11)과 하부척(12) 사이에 객체(A)가 고정되게 된다.
다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)이 상승하여 그들 각각에 고정된 객체 각각이 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C)에 의해 스폿 용접 가능한 상태에 놓이게 된다.
이 상태에서, 도 8에 나타난 바와 같이, 캐리어(40)가 이동하여, Y축 방향으로 다른 위치에 놓인 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C)를 Y축 방향으로 전진 이송시키며, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)는 Y축 방향으로 전진 이송하는 동안 객체 각각에 대하여 스폿 용접을 수행하게 된다. 도 6 및 도 에 잘 도시된 바와 같이, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)는 대응 객체를 사이에 두고 대응 객체(A)와 가까워지는 방향 및 대응 개체(A)와 멀어지는 방향으로 동시에 이동하는 한 쌍의 스폿 용접기(31, 31)를 포함하는데, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)가 Y축 방향을 따라 전진을 하는 동안에는 객체(A)와의 간섭을 피하기 위해 한 쌍의 용접기(31, 31)가 최대한으로 멀리 벌어지고, 객체(A)의 각 포인트에 대한 스폿 용접을 할 때에는 한 쌍의 용접기(31, 31)가 객체(A)와 거의 접하도록 최대한으로 가까워지도록 이동한다. 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)가 모두 Y축 방향을 따라 같은 거리를 이동하고 동시에 정지하면서 스폿 용접을 수행하되, 이들의 Y축 방향 위치가 서로 상이하므로, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)가 전체 포인트 수의 용접을 N분할하여 수행할 수 있다.
다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)의 하강, 상기 트랜스퍼 유닛(60)에 의한 객체(A)의 이송 및 객체(A)의 배출이 차례대로 이루어지며, 이러한 과정이 반복됨으로써, 작업자에 의해 정렬 베드(3)에 정렬되는 다수의 객체(A)에 대한 스폿 용접이 자동으로 그리고 연속적으로 이루어질 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예에 의해 제한되지 않고 다양하게 변형되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 한 쌍의 파형 금속 부재와 이들 사이에 개재된 직선 금속 부재를 포함하는 객체의 스폿 용접은 물론이고 다른 종류의 객체에 대한 스폿 용접에 응용될 수도 있다.
3................................................정렬 베드
10A, 10B, 10C....................................척유닛
30A, 30B, 30C....................................스폿 용접 장치
40............................................................캐리어

Claims (3)

  1. 각각이 한 쌍의 파형 금속 부재와 상기 한 쌍의 파형 금속 부재 사이에 개재된 직선 금속 부재를 포함하는 다수의 객체를 연속적으로 스폿 용접하기 위한 스폿 용접 시스템으로서,
    Y축 방향을 따라 길게 놓인 객체들이 X 축 방향을 따라 차례로 정렬되는 정렬 베드(3);
    상기 정렬 베드(3)의 X축 방향 전방에 차례로 배치되고, 각각이 객체의 파지를 위한 닫힘 상태와 객체의 로딩 또는 언로딩을 위한 개방 상태를 갖는 제1 척유닛(10A), 제2 척유닛(10B) 및 제3 척유닛(10C);
    상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)이 개방 상태에 있을 때, 상기 정렬 베드(3) 상에 있는 객체를 상기 제1 척유닛(10A)으로, 상기 제1 척유닛(10A)에 있는 객체를 상기 제2 척유닛(10B)으로, 상기 제2 척유닛(10B)에 있는 객체를 상기 제3 척유닛(10C)으로 동시에 옮기는 트랜스퍼 유닛(60);
    상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)이 닫힘 상태에 있을 때, 상기 제1 척유닛(10A)에 파지된 객체와 상기 제2 척유닛(10B)에 파지된 객체와 상기 제3 척유닛(10C)에 파지된 객체를 동시에 스폿 용접하되, Y축 방향으로 각각이 다른 위치에 놓이는 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C); 및
    상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)가 상기 제1 척유닛(10A)에 파지된 객체와 상기 제2 척유닛(10B)에 파지된 객체와 상기 제3 척유닛(10C)에 파지된 객체를 길이 방향을 따라 이동하면서 용접하도록, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)를 지지한 상태로 Y축 방향을 따라 전진 또는 후퇴하는 캐리어(40)를 포함하고,
    상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C) 각각은,
    하부에 공간부(112)가 형성된 상부척(11)과,
    상기 공간부(112) 밖으로 나와 있는 로딩 대기 위치와 상기 공간부(112) 내에서 상기 상부척(11)과 상하로 마주하는 척킹 대기 위치 사이로 전후 이동되는 하부척(12)과,
    상기 하부척(12)이 상기 척킹 대기 위치로 이동하면, 상기 상부척(11)을 하강시켜, 객체를 상기 상부척(11)과 상기 하부척(12) 사이에 고정하는 상부척 승강 구동부(13)를 포함하며,
    상기 상부척(11)과 상기 하부척(12)이 해당 객체를 고정한 상태로 상기 제1 척유닛(10A), 상기 제2 척유닛(10B) 및 상기 제3 척유닛(10C)을 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 제3 스폿 용접 장치(30C)에 의해 스폿 용접 가능한 위치로 상승시키는 척유닛 승강수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 스폿 용접 장치(30A), 상기 제2 스폿 용접 장치(30B) 및 상기 제3 스폿 용접 장치(30C)는 대응 객체를 사이에 두고 대응 객체와 가까워지는 방향 및 대응 개체와 멀어지는 방향으로 동시에 이동하는 한 쌍의 스폿 용접기(31, 31)를 포함하고,
    상기 트랜스퍼 유닛(60)은,
    Y축 방향을 따라 길게 형성된 채 X축 방향을 따라 정렬된 제1 피커(61A), 제2 피커(61B), 제3 피커(61C) 및 제4 피커(61D)와,
    상기 제1 피커(61A)와 상기 제2 피커(61B) 사이, 상기 제2 피커(61B)와 상기 제3 피커(61C) 사이, 상기 제3 피커(61C)와 상기 제4 피커(61D) 사이 각각에 빈 공간이 형성되도록 상기 제1 피커(61A), 상기 제2 피커(61B), 상기 제3 피커(61C) 및 상기 제4 피커(61D)를 지지하는 지지 프레임(62)과,
    상기 지지 프레임(62)을 X축 방향을 따라 일정 거리 범위를 전후 이송시키는 전후 이송부(63)와,
    상기 지지 프레임(62)을 Z축 방향을 따라 일정 거리 범위 승강 이송시키는 승강 이송부(64)를 포함하며,
    상기 로딩 대기 상태에서는, 상기 전후 이송부(63)에 의한 상기 지지 프레임(62)의 전후 이송 및 상기 승강 이송부(64)에 의한 상기 지지 프레임(62)의 승강에 의해, 상기 제1 피커(61A)가 상기 정렬 베드(3)의 상의 객체를 피킹하여 상기 제1 척유닛(10A)의 하부척(12) 상으로 로딩하는 것과, 상기 제2 피커(61B)가 상기 제1 척유닛(10A)의 하부척(12)상의 객체를 피킹하여 상기 제2 척유닛(10B)의 하부척(12) 상으로 로딩하는 것과, 상기 제3 피커(61C)가 상기 제2 척유닛(10B)의 하부척(12) 상의 객체를 피킹하여 제3 척유닛(10C)의 하부척(12) 상으로 로딩하는 것과, 상기 제4 피커(61D)가 상기 제3 척유닛(10C)의 하부척(12) 상의 객체를 피킹하여 배출부(20)를 통해 배출하는 것이 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 시스템.
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