KR102504704B1 - 용접장치 - Google Patents

Abstract

용접장치가 개시된다. 개시된 용접장치는 ⅰ)건 바디에 전후진 이동 가능하게 설치되며, 용접 대상물의 한쪽을 가압하는 가동 건과, ⅱ)건 바디에 고정되게 설치되며, 용접 대상물의 다른 한쪽을 지지하는 고정 건과, ⅲ)가동 건의 가동 전극 홀더를 내측에 두고 그 가동 전극 홀더에 고정되게 설치되는 전극 하우징과, ⅳ)가동 건의 가동 전극팁을 내측에 두고 전극 하우징의 내측에 전후 방향으로 탄발 이동 가능하게 설치되며, 후방 단부 측이 용접 대상물을 지지하는 스커트부재와, ⅴ)전극 하우징에 구비되며, 스커트부재의 내측으로 에어를 공급하는 제1 에어 공급 루트와, ⅵ)제1 에어 공급 루트와 선택적으로 연결되게 스커트부재에 구비되며, 제1 에어 공급 루트로부터 공급되는 에어를 스커트부재의 내측에서 그 스커트부재의 전방 단부 측으로 분사하는 제2 에어 공급 루트를 포함할 수 있다.

Description

용접장치 {WELDING DEVICE}

본 발명의 실시 예는 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스폿 용접 및 프로젝션 용접과 같은 전기 저항 용접에 적용될 수 있는 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 등의 양산라인에서 용접라인은 차체의 조립작업에 큰 비중을 차지하며, 로봇 시스템과 다양한 지그 장치 및 대차 시스템 등을 통하여 용접 공정의 자동화를 도모하고 있다.

차체 패널과 같은 용접 대상물을 용접하는 방법으로는 스폿 저항용접이 주로 사용되고 있다. 이러한 스폿 저항용접은 용접 대상물의 표면을 가압함과 동시에 전류를 통전시킴으로서 전기저항에 의한 용접 열로서 용접 대상물을 용접하는 전기 저항 용접 법이다.

한편, 자동차 산업에서는 차체 패널 및 프레임 등과 같은 베이스에 각종 부품들을 장착하기 위한 마운팅 유닛으로서, 금속제 베이스로서의 모재와 상기한 부품들을 볼팅 결합하기 위한 스터드를 사용하고 있다. 여기서, 스터드라 함은 상관부품과의 체결을 위한 스터드 볼트 및 스터드 너트를 예로 할 수 있다.

이러한 스터드는 전기 저항 용접 방식인 프로젝션 용접 방식으로 모재에 용접되는데, 프로젝션 용접 방식은 스터드에 복수의 용접돌기들를 형성하고, 모재에 대하여 스터드에 일정 가압력과 전류를 인가함으로써 용접돌들을 전기 저항에 의해 용융시키며 스터드를 모재에 접합하는 방식이다.

그러나, 상기한 바와 같은 스폿 용접 또는 프로젝션 용접 과정에서는 도금 이물질 등의 불완전 연소로 인해 탄화수소 알갱이가 외부로 비산되면서 용접부 주위에 그을음을 발생시켜 외관을 오염시키고, 용접 대상물의 표면에 미세 스패터가 흡착되는 등의 단점이 있다. 상기한 그을음과 미세 스패터는 용접품질을 저하시킬 수 있고, 용접 대상물의 접합강도를 저하시킬 수 있으며, 더 나아가서는 작업자의 안전 및 환경 문제를 유발할 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 용접 대상물을 전기 저항 방식으로 용접할 때 발생하는 그을음을 최소화 할 수 있고, 용접 대상물의 표면에 흡착되는 용접 스패터를 제거할 수 있도록 한 용접장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 용접장치는, ⅰ)건 바디에 전후진 이동 가능하게 설치되며, 용접 대상물의 한쪽을 가압하는 가동 건과, ⅱ)상기 건 바디에 고정되게 설치되며, 상기 용접 대상물의 다른 한쪽을 지지하는 고정 건과, ⅲ) 상기 가동 건의 가동 전극 홀더를 내측에 두고 그 가동 전극 홀더에 고정되게 설치되는 전극 하우징과, ⅳ)상기 가동 건의 가동 전극팁을 내측에 두고 상기 전극 하우징의 내측에 전후 방향으로 탄발 이동 가능하게 설치되며, 후방 단부 측이 상기 용접 대상물을 지지하는 스커트부재와, ⅴ)상기 전극 하우징에 구비되며, 상기 스커트부재의 내측으로 에어를 공급하는 제1 에어 공급 루트와, ⅵ)상기 제1 에어 공급 루트와 선택적으로 연결되게 상기 스커트부재에 구비되며, 상기 제1 에어 공급 루트로부터 공급되는 에어를 상기 스커트부재의 내측에서 그 스커트부재의 전방 단부 측으로 분사하는 제2 에어 공급 루트를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 전극 하우징은 상기 가동 전극 홀더를 감싸는 제1 부분과, 상기 제1 부분과 일체로 연결되며 상기 가동 전극팁의 일부를 감싸는 제2 부분으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 가동 전극 홀더에는 링 형상의 고정 브라켓이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 스커트부재는 전후단이 개방된 원통형의 커버로서, 복수의 탄발 스프링을 통해 상기 고정 브라켓과 연결되게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 스커트부재의 전방 단부는 상기 탄발 스프링을 통해 상기 고정 브라켓과 연결되고, 후방 단부는 상기 용접 대상물에 밀착될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 스커트부재의 전방 단부 내측에는 상기 탄발 스프링을 지지하는 지지단이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 제1 에어 공급 루트는 상기 전극 하우징의 벽체 내부에 형성되며, 상기 스커트부재의 내측과 연결되는 제1 에어 공급 통로를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 제2 에어 공급 루트는 상기 스커트부재의 벽체 내부에 형성되며, 상기 제1 에어 공급 통로와 선택적으로 연결되는 제2 에어 공급 통로를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 제2 에어 공급 통로는 상기 스커트부재의 후방 단부 내측에서 전방 단부를 향하는 에어 배출단을 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 용접장치는, ⅰ)건 바디에 전후진 이동 가능하게 설치되며, 용접 대상물의 한쪽을 가압하는 가동 건과, ⅱ)상기 건 바디에 고정되게 설치되며, 상기 용접 대상물의 다른 한쪽을 지지하는 고정 건과, ⅲ) 상기 가동 건의 가동 전극 홀더를 내측에 두고 그 가동 전극 홀더에 고정되게 설치되는 전극 하우징과, ⅳ)상기 가동 건의 가동 전극팁을 내측에 두고 상기 전극 하우징의 내측에 전후 방향으로 탄발 이동 가능하게 설치되며, 후방 단부 측이 상기 용접 대상물을 지지하는 스커트부재와, ⅴ)상기 스커트부재의 전방 단부 내측에 설치되며, 용접 스패터를 거르는 거름망과, ⅵ)상기 전극 하우징에 구비되며, 상기 스커트부재의 내측으로 에어를 공급하는 제1 에어 공급 루트와, ⅶ)상기 제1 에어 공급 루트와 선택적으로 연결되게 상기 스커트부재에 구비되며, 상기 제1 에어 공급 루트로부터 공급되는 에어를 상기 스커트부재의 후방 단부 내측에서 그 상기 거름망 측으로 분사하는 제2 에어 공급 루트를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 제1 에어 공급 루트는 상기 전극 하우징의 벽체 내부에 형성되며, 상기 스커트부재의 내측과 연결되되, 상기 전극 하우징에 구비된 노즐 헤드와 연결되는 제1 에어 공급 통로를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 제2 에어 공급 루트는 상기 스커트부재의 벽체 내부에 형성되며, 상기 제1 에어 공급 통로와 선택적으로 연결되는 제2 에어 공급 통로를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 제1 에어 공급 루트는 상기 전극 하우징의 벽체 내부에 형성되며, 상기 전극 하우징에 구비된 노즐 헤드와 연결되는 제1 에어 공급 통로와, 상기 제1 에어 공급 통로와 연결되게 상기 고정 브라켓에 형성되며, 상기 스커트부재의 내측과 연결되는 연결 통로를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 제2 에어 공급 루트는 상기 스커트부재의 벽체 내부에 형성되며, 상기 연결 통로와 선택적으로 연결되는 제2 에어 공급 통로를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치는, 상기 용접 대상물로서 금속판재에 스터드 너트를 프로젝션 용접할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치에 있어서, 상기 가동 전극팁에는 상기 스터드 너트를 지지하는 지지홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 용접 대상물의 전기 저항 용접 시 제1 에어 공급 루트를 통해 스커트부재의 내측으로 에어를 과급하며, 불완전 연소된 탄화수소 알갱이를 에어의 산소로서 완전 연소시키며 그을음의 발생을 최소화 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 제1 에어 공급 루트를 통해 공급되는 에어를 제2 에어 공급 루트를 통해 스커트부재의 내측으로 분사하며, 용접 대상물의 전기 저항 용접 시 발생하는 용접 스패터를 에어의 흐름으로서 거름망으로 유도함에 따라, 용접 대상물의 용접 스패터 흡착을 방지할 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용접장치를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용접장치에 적용되는 스커트부재를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용접장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", ""...수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용접장치를 개략적으로 도시한 단면 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용접장치(100)는 소정의 용접 대상물(1)을 전기 저항 용접 방식으로 용접하는 공정에 적용될 수 있다. 하기에서의 용접 대상물(1)은 예를 들어 차체 패널과 같은 금속 판재와, 그 판재에 용접될 차체 부품으로 정의할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치(100)는 용접 대상물(1)을 스폿 용접 방식으로 접합하는데 적용될 수 있고, 그 용접 대상물(1)을 프로젝션 용접 방식으로 접합하는데 적용될 수 있다.

그러나, 이하에서는 상기 용접 대상물(1)로서 금속 판재(2)와 스터드(3)를 포함하며, 그 금속 판재(2)에 스터드(3)를 프로젝션 용접하는 예를 설명하기로 한다. 더 나아가 상기 스터드(3)는 금속 판재(2)에 프로젝션 용접되는 스터드 볼트 및 스터드 너트를 포함하는데, 이하에서는 스터드 너트를 예로 들어 설명하기로 한다. 여기서 상기 스터드(3)에는 복수의 용접 돌기들(4)을 형성하고 있다.

이하에서는 도면을 기준으로 금속 판재(2)의 상면에 스터드(3)를 올려놓은 상태로 그 금속 판재(2)와 스터드(3)를 프로젝션 용접하는 예를 설명하기로 한다. 그리고 이하에서는 용접장치(100)를 상하 방향으로 세워놓고 보았을 때를 기준으로 하여 본 장치의 각종 구성 요소 및 용접 과정을 설명하기로 한다.

그러나, 상기와 같은 방향의 정의는 상대적인 의미로서, 용접 대상물(1)의 기준 위치 및 용접장치(100)의 용접 방향 등에 따라서 그 방향이 달라질 수 있으므로, 상기한 방향이 본 실시 예의 기준 방향으로 반드시 한정되는 것은 아니다.

더 나아가, 본 발명의 보호범위가 차체용 패널과 같은 금속 판재(2)에 스터드(3)와 같은 부품을 프로젝션 용접하는 것에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 소정의 금속제 베이스에 상관 부품들을 조립할 수 있는 다양한 종류 및 용도의 구조물을 스폿 용접 또는 프로젝션 용접하는 것이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치(100)는 용접 대상물(1)을 전기 저항 방식으로 용접할 때 발생하는 그을음을 최소화 할 수 있고, 용접 대상물(1)의 표면에 흡착되는 용접 스패터를 제거할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 용접장치(100)는 기본적으로, 건 바디(10), 가동 건(20), 고정 건(30), 전극 하우징(40), 스커트부재(60), 제1 에어 공급 루트(80) 그리고 제2 에어 공급 루트(90)를 포함한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 건 바디(10)는 이하에서 설명될 각종 구성 요소들을 설치하기 위한 건 프레임으로 구비되며, 예를 들면 용접 로봇(7)의 다 관절 아암에 장착될 수 있다.

상기 건 바디(10)에는 이하에서 더욱 설명될 각각의 구성 요소를 지지하기 위한 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 블록, 레일, 칼라 등과 같은 각종 부속 요소들을 포함하고 있다.

상기한 각종 부속 요소들은 이하에서 더욱 설명될 각각의 구성 요소들을 건 바디(10)에 설치하기 위한 것으로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 각종 부속 요소들을 건 바디(10)로 통칭한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 가동 건(20)은 건 바디(10)에 전후진(도면에서의 상하 방향) 이동 가능하게 설치된다. 상기 가동 건(20)은 용접 대상물(1)의 한쪽 즉, 스터드(3)를 가압한다.

여기서, 상기 가동 건(20)은 건 바디(10)에 구비된 슬라이더(도면에 도시되지 않음)를 따라 상하 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치된다. 이 때, 상기 가동 건(20)은 구동원으로서 작동 실린더 또는 서보 모터에 의해 전후진 작동력을 제공받아 슬라이더를 따라 상하 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

이러한 가동 건(20)은 가동 전극 홀더(21)와, 그 가동 전극 홀더(21)에 고정되는 가동 전극팁(23)을 포함한다. 상기 가동 전극팁(23)에는 용접 대상물(1)의 스터드(3) 상부를 지지하는 지지홈(25)이 형성되어 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 고정 건(30)은 가동 건(20)에 대응하며, 건 바디(10)에 고정되게 설치된다. 상기 고정 건(30)은 용접 대상물(1)의 다른 한쪽 즉, 금속 판재(2)의 하면을 지지한다. 이러한 고정 건(30)은 고정 전극 홀더(31)와, 그 고정 전극 홀더(31)에 고정되는 고정 전극팁(33)을 포함한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 전극 하우징(40)은 가동 건(20)을 지지하는 하우징으로, 가동 건(20)의 가동 전극 홀더(21)를 내측에 두고 그 가동 전극 홀더(21)에 고정되게 설치된다.

상기 전극 하우징(40)은 가동 전극 홀더(21)를 감싸는 제1 부분(41)과, 제1 부분(41)과 일체로 연결되며 가동 전극팁(23)의 일부를 감싸는 제2 부분(42)으로 이루어진다.

상기 전극 하우징(40)은 상단이 개방되고, 하단이 개방된 원통 형상으로 구비되며, 전극 하우징(40)에서 제2 부분(42)은 제1 부분(41)으로부터 확관된 형태로 구비된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 스커트부재(60)는 용접 대상물(1)의 용접 부위를 감싸며, 용접 대상물(1)의 용접 시 발생하는 탄화수소 및 용접 스패터를 집진하기 위한 것이다.

상기 스커트부재(60)는 전방 단부(이하에서는 도면을 기준으로 하여 상측 단부 라고 한다) 및 후방 단부(이하에서는 도면을 기준으로 하여 하측 단부 라고 한다)를 형성하며, 그 상측 단부 및 하측 단부가 개방된 원통형의 커버로 구비된다.

상기 스커트부재(60)는 가동 건(20)의 가동 전극팁(23)을 내측에 두고 전극 하우징(40)의 제2 부분(42) 내측에 전후 방향(상하 방향)으로 탄발 이동 가능하게 설치된다. 상기 스커트부재(60)는 가동 전극 홀더(21)에 탄발 가능하게 연결되며, 하측 단부는 용접 대상물(1)의 금속 판재(2) 상면을 지지한다.

이를 위해 상기 가동 전극 홀더(21)에는 링 형상의 고정 브라켓(61)이 고정되게 설치되며, 스커트부재(60)의 상측 단부는 복수 개의 탄발 스프링(63)을 통해 고정 브라켓(61)과 연결된다.

이에 상기 스커트부재(60)는 가동 건(20)이 하측 방향으로 이동함에 따라, 이의 하측 단부가 금속 판재(2)의 상면에 밀착되고, 전극 하우징(40)의 제2 부분(42) 내측에서 탄발 스프링(63)을 압축하며 상측 방향으로 이동될 수 있다.

그리고, 상기 스커트부재(60)는 가동 건(20)이 상측 방향으로 이동함에 따라, 전극 하우징(40)의 제2 부분(42) 내측에서 탄발 스프링(63)의 탄성 복원력에 의해 하측 방향으로 이동될 수 있다.

여기서, 상기 고정 브라켓(61)의 하면에는 탄발 스프링(63)의 상단과 연결되는 스프링 장착홈(65)이 형성되며, 스커트부재(60)의 상측 단부 내측에는 도 2에서와 같이 탄발 스프링(63)의 하단과 연결되는 지지단(67)이 구비된다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서 상기 스커트부재(60)의 상측 단부 내측에는 도 2에서와 같이 용접 스패터를 거르는 거름망(70)이 설치된다. 상기 거름망(70)은 와이어 매쉬로 구비되며, 다수의 매쉬 홀들을 형성하고 있다. 상기 거름망(70)은 위에서 언급한 바 있는 지지단(67)의 상측에서 스커트부재(60)의 상측 단부 내측 가장자리에 설치된다. 도면에서 미설명된 참조부호(71)는 탄발 스프링(63)을 지지단(67) 측으로 관통시키기 위한 관통홀을 나타낸다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 에어 공급 루트(80)는 용접 대상물(1)의 전기 저항 용접 전에 스커트부재(60)의 내측으로 에어를 1차적으로 공급하고, 용접 대상물(1)의 전기 저항 용접 시, 스커트부재(60)의 내측으로 에어를 2차적으로 공급하기 위한 것이다. 상기 제1 에어 공급 루트(80)는 전극 하우징(40)의 제1 부분(41)에 구비된다.

상기 제1 에어 공급 루트(80)는 전극 하우징(40)에서 제1 부분(41)의 벽체 내부에 형성되는 제1 에어 공급 통로(81)를 포함한다. 상기 제1 에어 공급 통로(81)는 스커트부재(60)가 탄발 스프링(63)의 탄발력에 의해 하측 방향으로 이동된 상태에서 그 스커트부재(60)의 내측과 연결된다. 상기 제1 에어 공급 통로(81)는 제1 부분(41)의 벽체 내부에서 그 제1 부분(41)의 하단으로 개방되는데, 그 개방단은 에어 유출단(82)으로 구비되며, 제1 부분(41)의 하단에 한 쌍으로 형성된다.

여기서, 상기 제1 에어 공급 통로(81)는 전극 하우징(40)의 제1 부분(41)에 구비된 노즐 헤드(83)와 연결되는데, 노즐 헤드(83)는 에어 탱크에서 공급되는 에어를 제1 에어 공급 통로(81)로 주입할 수 있다.

더 나아가, 상기 제1 에어 공급 루트(80)는 제1 에어 공급 통로(81)와 연결되게 고정 브라켓(61)에 형성되는 연결 통로(85)를 더 포함하고 있다. 상기 연결 통로(85)는 위에서 언급한 바 있는 제1 에어 공급 통로(81)의 에어 유출단(82)과 연결된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 제2 에어 공급 루트(90)는 용접 대상물(1)의 전기 저항 용접 시 발생하는 용접 스패터를 에어의 흐름으로서 스커트부재(60)의 거름망(70)으로 유도하기 위한 것이다.

상기 제2 에어 공급 루트(90)는 제1 에어 공급 루트(80)와 선택적으로 연결되게 스커트부재(60)에 구비된다. 상기 제2 에어 공급 루트(90)는 제1 에어 공급 루트(80)로부터 공급되는 에어를 스커트부재(60)의 하측 단부 내측에서 그 거름망(70) 측(스커트부재의 상측 단부 측)으로 분사할 수 있다.

이러한 제2 에어 공급 루트(90)는 스커트부재(60)의 벽체 내부에 형성되며, 제1 에어 공급 통로(81)와 선택적으로 연결되는 제2 에어 공급 통로(91)를 포함한다. 더 나아가 상기 제2 에어 공급 통로(91)는 위에서 언급한 바 있는 고정 브라켓(61)의 연결 통로(85)와 선택적으로 연결된다.

상기 제2 에어 공급 통로(91)는 스커트부재(60)의 벽체 내부에서 그 스커트부재(60)의 상단으로 개방되는데, 그 개방단은 제1 에어 공급 통로(81) 및 연결 통로(85)를 통해 공급되는 공기를 제2 에어 공급 통로(91)로 주입하기 위한 에어 유입단(93)으로 구비된다. 상기 제2 에어 공급 통로(91)의 에어 유입단(93)은 제1 에어 공급 통로(81)의 에어 유출단(82)에 대응하는 한 쌍으로 구비된다.

그리고 상기 제2 에어 공급 통로(91)는 스커트부재(60)의 하측 단부 내측에서 상측 단부를 향하는 에어 배출단(95)을 포함하고 있다. 상기 에어 배출단(95)은 스커트부재(60)의 내측에서 에어를 거름망(70) 측으로 분사한다.

이에 상기 제2 에어 공급 통로(91)의 에어 유입단(93)은 스커트부재(60)가 탄발 스프링(63)의 탄성력을 극복하며 상측 방향으로 이동된 상태에서 고정 브라켓(61)의 연결 통로(85)와 연결된다.

그리고 상기 제1 에어 공급 통로(81)를 통해 공급되는 에어는 연결 통로(85)를 통하여 제2 에어 공급 통로(91)로 유입되며, 에어 배출단(95)을 통해 스커트부재(60)의 하측 단부 내측에서 상측 단부 내측의 거름망(70) 측으로 분사된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 용접장치(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용접장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 본 발명의 실시 예에서는 도 1에서와 같이, 용접 로봇(7)에 의해 용접장치(100)를 용접 대상물(1) 측으로 이동시킨다. 이 때 상기 용접 대상물(1)의 금속 판재(2) 상면에는 스터드(3)가 로딩되어 있으며, 스터드(3)의 용접 돌기(4)들은 금속 판재(2)의 상면에 접촉된 상태에 있다.

그리고, 가동 건(20)은 용접 대상물(1)의 상측에서 구동원에 의해 상측 방향으로 이동되어 있고, 고정 건(30)은 용접 대상물(1)의 하측에 위치하고 있다. 스커트부재(60)는 탄발 스프링(63)의 탄발력에 의해 하측 방향으로 이동된 상태에 있다.

이 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 도 3에서와 같이, 고정 건(30)의 고정 전극팁(33)을 통해 용접 대상물(1)의 금속 판재(2) 하면을 지지한 상태에서, 구동원에 의해 가동 건(20)을 용접 대상물(1)의 스터드(3) 측(하측 방향)으로 이동시킨다.

그러면, 상기 가동 건(20)이 하측 방향으로 이동함에 따라, 스커트부재(60)의 하측 단부는 스터드(3)를 내측에 두고 금속 판재(2)의 상면에 접촉된다. 이 때 상기 스커트부재(60)는 하측 단부를 통해 금속 판재(2)의 상면에 밀착된 상태에서, 탄발 스프링(63)의 탄성력을 극복하며 일정 구간 상측 방향으로 이동하게 된다.

그리고 가동 건(20)의 가동 전극팁(23)은 지지홈(25)을 통해 용접 대상물(1)의 스터드(3)를 지지하며 하측 방향으로 가압하게 된다. 이 때 전극 하우징(40)의 제1 에어 공급 루트(80)와 스커트부재(60)의 제2 에어 공급 루트(90)는 서로 이격된 상태에 있다.

그런 후, 본 발명의 실시 예에서는 가동 건(20)의 가동 전극팁(23)과 고정 건(30)의 고정 전극팁(33)에 용접 전류를 인가한다. 그러면 본 발명의 실시 예에서는 스터드(3)의 용접 돌기(4)들에 전류 및 가압력이 집중하면서 전기적인 저항 열에 의해 용접 돌기(4)들을 가열하게 되고 그 용접열에 의해 용접 돌기(4)들을 용융시키며 스터드(3)를 금속 판재(2)의 상면에 프로젝션 용접하게 된다.

이와 동시에, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제1 에어 공급 루트(80)로 에어를 공급한다. 그러면 에어는 제1 에어 공급 루트(80)를 통하여 스커트부재(60)의 내측으로 유입된다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 에어를 스커트부재(60)의 내측으로 과급함에 따라, 금속 판재(2)와 스터드(3)의 프로젝션 용접 시 용접 대상물(1)의 도금 이물질 등의 불완전 연소에 의해 발생하는 탄소수소 알갱이를 에어의 산소로서 완전 연소시키며 그을음의 발생을 최소화 할 수 있다.

상기한 과정을 거치는 동안, 본 발명의 실시 예에서는 도 4에서와 같이 가동 건(20)을 하측 방향으로 더 이동시킨다. 이로 인해 상기 스커트부재(60)는 금속 판재(2)의 상면에 밀착된 상태로 탄발 스프링(63)의 탄성력을 극복하며 상측 방향으로 일정 구간 이동하게 된다. 이 때, 상기 스커트부재(60)가 상측 방향으로 이동함에 따라, 그 스커트부재(60)의 제2 에어 공급 루트(90)는 전극 하우징(40)의 제1 에어 공급 루트(80)와 상호 연결된다.

이에 상기 제1 에어 공급 루트(80)로 공급되는 에어는 제2 에어 공급 루트(90)를 통해 스커트부재(60)의 내측으로 분사되는데, 에어 배출단(95)을 통하여 스커트부재(60)의 하측 단부 내측에서 상측 단부 내측의 거름망(70) 측으로 분사된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 금속 판재(2)와 스터드(3)의 프로젝션 용접 시 발생하는 용접 스패터를 스커트부재(60)의 하측 단부 측에서 상측 단부 측으로 흐르는 에어의 흐름으로서 거름망(70) 측으로 유도하게 된다. 이렇게 에어의 흐름에 의해 스커트부재(60)의 하측 단부 측에서 상측 단부 측으로 유도되는 용접 스패터는 거름망(70)에 흡착된다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에서는 용접 대상물(1)의 전기 저항 용접 시 제1 에어 공급 루트(80)를 통해 스커트부재(60)의 내측으로 에어를 공급하며, 불완전 연소된 탄화수소 알갱이를 에어의 산소로서 완전 연소시키며 그을음의 발생을 최소화 할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 제1 에어 공급 루트(80)를 통해 공급되는 에어를 제2 에어 공급 루트(80)를 통해 스커트부재(60)의 내측으로 분사하며, 용접 대상물(1)의 전기 저항 용접 시 발생하는 용접 스패터를 에어의 흐름으로서 거름망(70)으로 유도함에 따라, 용접 스패터가 용접 대상물(1)에 흡착되는 것을 방지할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 용접 대상물(1)의 전기 저항 용접 시 발생하는 그을음을 최소화 할 수 있고, 용접 스패터가 용접 대상물(1)의 표면에 흡착되는 것을 방지할 수 있으므로, 용접 대상물(1)의 용접 품질 및 접합 강도를 향상시킬 수 있으며, 작업자의 안전 및 환경 문제를 해결할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1... 용접 대상물 2... 금속 판재
3... 스터드 4... 용접 돌기
7... 용접 로봇 10... 건 바디
20... 가동 건 21... 가동 전극 홀더
23... 가동 전극팁 25... 지지홈
30... 고정 건 31... 고정 전극 홀더
33... 고정 전극팁 40... 전극 하우징
41... 제1 부분 42... 제2 부분
60... 스커트부재 61... 고정 브라켓
63... 탄발 스프링 65... 스프링 장착홈
67... 지지단 70... 거름망
71... 관통홀 80... 제1 에어 공급 루트
81... 제1 에어 공급 통로 82... 에어 유출단
83... 노즐 헤드 85... 연결 통로
90... 제2 에어 공급 루트 91... 제2 에어 공급 통로
93... 에어 유입단 95... 에어 배출단

Claims (17)

1. 건 바디에 전후진 이동 가능하게 설치되며, 용접 대상물의 한쪽을 가압하는 가동 건;
   상기 건 바디에 고정되게 설치되며, 상기 용접 대상물의 다른 한쪽을 지지하는 고정 건;
   상기 가동 건의 가동 전극 홀더를 내측에 두고 그 가동 전극 홀더에 고정되게 설치되는 전극 하우징;
   상기 가동 건의 가동 전극팁을 내측에 두고 상기 전극 하우징의 내측에 전후 방향으로 탄발 이동 가능하게 설치되며, 후방 단부 측이 상기 용접 대상물을 지지하는 스커트부재;
   상기 전극 하우징에 구비되며, 상기 스커트부재의 내측으로 에어를 공급하는 제1 에어 공급 루트; 및
   상기 제1 에어 공급 루트와 선택적으로 연결되게 상기 스커트부재에 구비되며, 상기 제1 에어 공급 루트로부터 공급되는 에어를 상기 스커트부재의 내측에서 그 스커트부재의 전방 단부 측으로 분사하는 제2 에어 공급 루트;를 포함하고,
   상기 가동 전극 홀더에는 링 형상의 고정 브라켓이 설치되며, 상기 스커트부재는 전후단이 개방된 원통형의 커버로서, 복수의 탄발 스프링을 통해 상기 고정 브라켓과 연결되게 설치되고,
   상기 스커트부재의 전방 단부는 상기 탄발 스프링을 통해 상기 고정 브라켓과 연결되며, 후방 단부는 상기 용접 대상물에 밀착되는 것을 특징으로 하는 용접장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 전극 하우징은,
   상기 가동 전극 홀더를 감싸는 제1 부분과, 상기 제1 부분과 일체로 연결되며 상기 가동 전극팁의 일부를 감싸는 제2 부분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 스커트부재의 전방 단부 내측에는 상기 탄발 스프링을 지지하는 지지단이 형성되는 것을 특징으로 하는 용접장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 에어 공급 루트는,
   상기 전극 하우징의 벽체 내부에 형성되며, 상기 스커트부재의 내측과 연결되는 제1 에어 공급 통로
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제2 에어 공급 루트는,
   상기 스커트부재의 벽체 내부에 형성되며, 상기 제1 에어 공급 통로와 선택적으로 연결되는 제2 에어 공급 통로
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제2 에어 공급 통로는,
   상기 스커트부재의 후방 단부 내측에서 전방 단부를 향하는 에어 배출단을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
9. 건 바디에 전후진 이동 가능하게 설치되며, 용접 대상물의 한쪽을 가압하는 가동 건;
   상기 건 바디에 고정되게 설치되며, 상기 용접 대상물의 다른 한쪽을 지지하는 고정 건;
   상기 가동 건의 가동 전극 홀더를 내측에 두고 그 가동 전극 홀더에 고정되게 설치되는 전극 하우징;
   상기 가동 건의 가동 전극팁을 내측에 두고 상기 전극 하우징의 내측에 전후 방향으로 탄발 이동 가능하게 설치되며, 후방 단부 측이 상기 용접 대상물을 지지하는 스커트부재;
   상기 스커트부재의 전방 단부 내측에 설치되며, 용접 스패터를 거르는 거름망;
   상기 전극 하우징에 구비되며, 상기 스커트부재의 내측으로 에어를 공급하는 제1 에어 공급 루트; 및
   상기 제1 에어 공급 루트와 선택적으로 연결되게 상기 스커트부재에 구비되며, 상기 제1 에어 공급 루트로부터 공급되는 에어를 상기 스커트부재의 후방 단부 내측에서 그 상기 거름망 측으로 분사하는 제2 에어 공급 루트;
   를 포함하는 용접장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 에어 공급 루트는,
    상기 전극 하우징의 벽체 내부에 형성되며, 상기 스커트부재의 내측과 연결되되, 상기 전극 하우징에 구비된 노즐 헤드와 연결되는 제1 에어 공급 통로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 에어 공급 루트는,
    상기 스커트부재의 벽체 내부에 형성되며, 상기 제1 에어 공급 통로와 선택적으로 연결되는 제2 에어 공급 통로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
12. 제9 항에 있어서,
    상기 가동 전극 홀더에는 링 형상의 고정 브라켓이 설치되고,
    상기 스커트부재는 전후단이 개방된 원통형의 커버로서, 복수의 탄발 스프링을 통해 상기 고정 브라켓과 연결되게 설치되며,
    상기 스커트부재의 전방 단부는 상기 탄발 스프링을 통해 상기 고정 브라켓과 연결되고, 후방 단부는 상기 용접 대상물에 밀착되는 것을 특징으로 하는 용접장치.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 에어 공급 루트는,
    상기 전극 하우징의 벽체 내부에 형성되며, 상기 전극 하우징에 구비된 노즐 헤드와 연결되는 제1 에어 공급 통로와,
    상기 제1 에어 공급 통로와 연결되게 상기 고정 브라켓에 형성되며, 상기 스커트부재의 내측과 연결되는 연결 통로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 제2 에어 공급 루트는,
    상기 스커트부재의 벽체 내부에 형성되며, 상기 연결 통로와 선택적으로 연결되는 제2 에어 공급 통로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 에어 공급 통로는,
    상기 스커트부재의 후방 단부 내측에서 전방 단부를 향하는 에어 배출단을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
16. 제11 항에 있어서,
    상기 용접장치는,
    상기 용접 대상물로서 금속판재에 스터드 너트를 프로젝션 용접하는 것을 특징으로 하는 용접장치.
17. 제16 항에 있어서,
    상기 가동 전극팁에는 상기 스터드 너트를 지지하는 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 용접장치.

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