KR19990035012A

KR19990035012A - 점용접용 로봇의 케이블지지구조

Info

Publication number: KR19990035012A
Application number: KR1019970056731A
Authority: KR
Inventors: 이호철
Original assignee: 양재신; 대우자동차 주식회사
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-15

Abstract

본 발명은 측부에 트랜스(50)가 설치되는 기판(10) 상부에 X축방향과 Y축장향 및 Z축방향으로 작동하도록 구동부가 각기 구동수단에 의해 구동 가능하게 연결되고, 상부 선단에 용접건(40)이 상기 구동부에 의해 연동 가능하게 연결되며, 상기 각 구동부에 장치되는 구동수단이 각 구동부 내부에 내장되는 콘트롤케이블에 의해 컴퓨터제어유니트에 전기적으로 제어 가능하게 연결되는 것에 있어서, 상기 트랜스에서 인출되어 상기 용접건의 양극단자와 음극단자에 통전 가능하게 연결되는 용접케이블(60)의 상단부가 소정의 여유길이를 두고 상기 구동부의 상부에 설치되는 스프링바란서(70)에 의해 탄력적으로 유동 가능하게 지지되도록 구성하여, 현가기능을 수행하는 스프링바란서(70)에 의해 용접케이블(60)의 유동량이 줄어들도록 하고 그 유동량이 용접케이블(60)의 전체에 고르게 분산작용되도록 하므로, 구동부에 접촉되어 마모되는 것과 비틀리는 것에 의한 단선을 방지하고, 구동부 및 용접건(40)측에서 볼 때 스프링바란서(70)가 용접케이블(60)의 중량에 따른 정지마찰력을 저감시켜 주므로, 움직임을 방해하는 저항요인이 줄어드는 결과가 되어 동작이 원활하도록 하고, 필요구동력 또한 저감되도록 하며, 용접케이블(60)이 하나로 구성되어 제작원가 및 설치비용이 저감되도록 하는 점용접용 로봇의 케이블지지구조이다.

Description

점용접용 로봇의 케이블지지구조

본 발명은 자동차의 차체를 점용접에 의해 결합하는 로봇(robot)에 관한 것으로서, 로봇의 용접케이블과 용접케이블의 지지구조를 개선하여 용접케이블과 용접케이블의 지지구조가 간단하도록 하므로 로봇의 동작이 원활하고 고장률이 저감되도록 하며 장비의 유지 및 보수가 용이하고 가동률이 향상되도록 하는 것이다.

일반적으로 자동차는 완성된 상품으로 나오기 까지 수많은 장치와 부품들이 조립되는 공정을 거치게 되며, 종래 이러한 조립공정은 많은 작업자들이 각기 조립라인에서 일부 공정을 맡아 기구 및 장치들를 사용하여 조립작업을 수행하였다.

그러나 컴퓨터제어에 의해 동작하는 산업용 로봇들이 산업현장에 실제적으로 적용되면서부터 자동차 조립공정에도 사람들이 아닌 수많은 로봇들에 의한 새로운 조립기술이 등장하였다.

특히, 자동차의 차체는 수십개로 이루어지는 철재의 판넬들이 각기 플랜지부가 용접에 의해 결합되는 것이 통례인데, 콘베어라인이 설치되는 조립라인을 따라 로봇들이 일정 간격을 두고 설치되어, 한 작업자가 여러대의 로봇을 컴퓨터에 의해 관리하며, 각 컴퓨터의 제어에 따라 조립라인이 자동으로 이송되고, 조립라인의 콘베어를 따라 이송되는 차체의 특정부위가 컴퓨터에 의해 제어되는 상기 로봇에 의해 의해 점용접되어 결합되도록 되어 있다.

한편, 자동차의 차체를 용접에 의해 결합하는 로봇은 종래 작업자가 직접 용접기를 사용하여 조립을 하던 것과 같이 정확하게 용접작업을 수행할 뿐만 아니라, 사람은 작업환경이나 작업자의 컨디션에 의해 작업률이 달라지고 일정시간마다 휴식이 필요하지만, 제어신호에 따라 일률적인 작업을 수행하므로 그 효율이 향상되고, 또한 인건비에 비해 아주 적은 유지 및 관리비용이 들어 경제성이 높도록 한다.

그러나 이러한 로봇은 실제 사용현장에 따른 합리적인 설치의 결여로 고장이 잦거나 소모품의 교환이 많으며, 이로인해 유지와 보수비용이 필요이상으로 많이들고, 실제로 생산성까지 떨어지는 등의 문제점들이 있는바, 먼저 그 구조와 설치구조 등을 다음과 같이 살펴보고, 그 문제의 원인과 개선을 위한 새로운 발명을 제공하고자 한다.

종래 자동차의 차체 결합용 점용접 로봇은 도 1에 도시되는 바와 같이, 지면에 설치되는 기판(10) 상부에 구동수단에 의해 일정각도 회전이 가능하게 장치되고 링크들이 조합되는 제1구동부(20)가 연결되고, 제1구동부(20)의 링크들 상단부에 후단부가 상하방향으로 회동 가능하게 지지되고 전방쪽으로 실린더부가 연장되어 상기 실리더의 상면부에 어플리케이션용 부쉬바(31)가 취부되며 후단부에 복수개의 구동수단이 장치되는 제2구동부(30)가 연결되며, 제2구동부(30)의 실린더 선단부에 용접건(40)의 상단부가 상기 제2구동부에 장치되는 구동수단들에 의해 전후이동과 회전 및 상하이동이 가능하게 지지되어 있다. 또한, 기판(10) 측부 상면에 트랜스(50)가 설치되어, 냉각호스와 용접케이블이 함께 결합된 제1용접케이블(61)이 트랜스(50)에서 상부로 연장되게 인출되어 제2구동부의 부쉬바(31) 일단부에 지지되고, 용접건(40)의 양극단자와 음극단자에 통전 가능하게 연결되는 제2용접케이블(62)이 제1용접케이블(61)과 통전 가능하도록 부쉬바(31)의 타단부에 지지되어 있다. 또한, 상기 각 구동부에 장치되는 구동수단은 각 구동부 내부에 내장되는 콘트롤케이블에 의해 컴퓨터제어유니트에 전기적으로 제어 가능하게 연결되어 있다.

이와같이 구성되는 점용접용 로봇은 컴퓨터제어유니트에 입력되는 제어신호에 따라 각 구동수단들을 구동시켜 각 구동부와 용접건(40)이 전후 좌우 또는 상하방향으로 일정하게 일정거리만큼 이동되도록 하고, 일정위치에서 용접건(40)의 음극단자와 양극단자가 용접부에 물리도록 하므로 트랜스(50)에서 변환된 후 제1용접케이블(61)과 제2용접케이블(62)을 통해 흐르는 고용량의 전류가 용접부위에서 열에너지로 변환되도록 한다. 이때 발열되는 용접건(40)은 냉각호스를 통해 공급되는 냉각수에 의해 열교환되도록 한다.

한편, 이러한 로봇은 용접 작동중 각 구동부의 작동량 즉, 회전 및 전후 좌우 이동량이 크고 그 작동이 반복적으로 이루어지며, 제2구동부(30)의 실린더 상면에 지지되는 제1용접케이블(61)과 제2용접케이블(62)도 함께 움직이게 되는데, 제1용접케이블(61)과 제2용접케이블(62)의 무게가 상당히 무겁기 때문에, 그 관성력에 의해 용접건(40)과 각 구동부의 동작에 비교적 큰 정지마찰력으로 작용하고, 용접케이블과 구동부가 접촉되는 것에 의해 용접케이블의 외피 마모가 발생되고 로봇의 작동에 무리가 되었다. 또한, 제2용접케이블(62) 부위에 비틀림하중에 의한 단선이 자주 발생되고, 용접케이블의 교환시 25분정도의 비교적 긴시간이 소요되어 생산성이 저하되었고, 부품의 잦은 교환으로 인해 원가가 상승되었으며, 부쉬바(31)를 통한 간접냉각으로 용접케이블의 열화가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 용접건에 연결되는 용접케이블을 한 개로 구성하고 상단부쪽이 스프링바란서에 의해 탄력적으로 지지되도록 하여, 용접건이나 구동부의 동작시 용접케이블과의 접촉을 없애주고 용접케이블의 중량에 따른 정지마찰력을 스프링바란서에 의해 저감시켜 주어 작동이 원활하도록 하면서 용접케이블의 유동량이 줄어들도록 하므로 단선을 방지하도록 하는 것이다.

도 1 은 종래 점용접용 로봇의 케이블 지지구조를 나타내는 정면도

도 2 는 본 발명 점용접용 로봇의 케이블 지지구조를 나타내는 정면도

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명

10;기판 20;제1구동부 30;제2구동부 40;용접건 50;트랜스 60;용접케이블 70;스프링바란서 71;걸고리 72;케이블홀더

먼저, 본 발명의 로봇도 도 2에 도시되는 바와 같이, 지면에 설치되는 기판(10) 상부에 구동수단에 의해 일정각도 회전이 가능하게 장치되고 링크들이 조합되는 제1구동부(20)가 연결되고, 제1구동부(20)의 링크들 상단부에 후단부가 상하방향으로 회동 가능하게 지지되고 전방쪽으로 실린더부가 연장되어 상기 실리더의 후단부에 복수개의 구동수단이 장치되는 제2구동부(30)가 연결되며, 제2구동부(30)의 실린더 선단부에 용접건(40)의 상단부가 상기 제2구동부에 장치되는 구동수단들에 의해 전후이동과 회전 및 상하이동이 가능하게 지지된다. 또한, 상기 각 구동부에 장치되는 구동수단은 각 구동부 내부에 내장되는 콘트롤케이블에 의해 컴퓨터제어유니트에 전기적으로 제어 가능하게 연결된다.

단, 본 발명은 기판(10) 측부 상면에 설치되는 트랜스(50)에서 인출되고 냉각호스와 용접케이블이 함께 결합되는 용접케이블(60)이 상부로 소정의 여유길이를 두고 연장되어 용접건(40)의 양극단자와 음극단자에 통전 가능하게 연결되고, 상기 용접케이블(60)의 상단부가 제2구동부(30)의 실린더 상면에 설치되는 스프링바란서(70)에 탄력적으로 유동 가능하게 지지됨을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

이와같이 구성되는 본 발명은 하나의 케이블로 되어 상단부가 직접 용접건(40)에 연결되는 용접케이블(60)이 스프링바란서(70)에 탄력적으로 이동 가능하게 지지되므로, 각 구동부와 용접건(40)이 각 방향으로 움직일 때 스프링바란서(70)의 코일스프링이 탄력적으로 신축되어 용접케이블(60)을 지지하는 지지부의 길이가 가변되도록 한다. 이로인해 구동부에 작용하는 정지마찰력이 저감되고, 용접케이블(60)의 유동량이 줄어들며 비틀림하중이 저감되도록 한다. 또한, 용접케이블(60)이 구동부 및 용접건(40)의 하부쪽에 위치되므로 구동부와의 접촉이 방지되고, 로봇의 동작이 원활하도록 한다.

여기에서, 스프링바란서(70)는 태옆형 코일스프링이 내장되고 브라켓에 의해 제2구동부(30)의 실린더 외주면부에 지지되며, 내장되는 상기 코일스프링의 끝에 걸고리(71)가 탄력적으로 지지되어, 용접케이블(60)의 상단부 외주면을 소정폭 지지하는 케이블홀더(72)에 걸고리(71)의 하단부가 연결된다.

이러한 스프링바란서(70)는 코일스프링에 작용하는 하중에 따라 코일스프링이 탄력적으로 신축되는 현가원리에 의해, 케이블홀더(72)를 통해 걸고리(71)에 지지되는 용접케이블(60)과 걸고리(71)가 지지되는 제2구동부(30) 사에서 상대적 운동에 따른 하중 변화를 코일스프링이 길이 가변작용으로 흡수한다. 즉, 구동부 및 용접건(40)이 각 방향으로 움직일 때 정지상태를 유지하려는 용접케이블(60)의 정지마찰력을 코일스프링이 탄력적으로 압축되며 저감시켜 준다.

한편, 케이블홀더(72)는 일정 길이와 곡률로 만곡되게 형성되어 용접건(40)으로 연장되는 용접케이블(60)의 상단부에서 트랜스(50)쪽과 용접건(40)쪽 양쪽으로 소정의 여유길이를 두고 외주면에 결합되고 중간부가 유동성 있는 끈에 의해 걸고리(71)에 지지된다.

이러한 케이블홀더(72)는 용접케이블(60)의 상단부를 일정폭 곡면상으로 지지하여 구동부 및 용접건의 작동시 걸고리(71)에 지지되는 부위가 구구부적으로 벤딩되는 것을 억제하고 용접케이블(60)이 전체적으로 상하이동 또는 횡방향으로 이동되도록 하므로 용접케이블(60)상에 국부적으로 응력이 집중되는 것을 방지한다.

즉, 이러한 본 발명은 현가기능을 수행하는 스프링바란서(70)에 의해 용접케이블(60)의 유동량이 줄어들도록 하고, 그 유동량이 용접케이블(60)의 전체에 고르게 분산작용되도록 하므로, 구동부에 접촉되어 마모되는 것과 비틀리는 것에 의한 단선을 방지한다. 또한, 구동부 및 용접건(40)측에서 볼 때 스프링바란서(70)가 용접케이블(60)의 중량에 따른 정지마찰력을 저감시켜 주므로, 움직임을 방해하는 저항요인이 줄어드는 결과가 되어 동작이 원활하도록 하고, 필요구동력 또한 저감되도록 한다.

한편, 이러한 본 발명은 용접케이블(60)이 하나로 구성되어 제작과 설치가 용이하고, 제작원가 및 설치비용이 저감되도록 하며, 이렇게 설치되는 용접케이블(60) 또한 작동중 파손이나 고장이 없게 되어 반 영구적으로 사용이 가능하도록 하므로, 종래에 용접케이블의 교환시 소요되던 시간들이 생산성으로 연결되도록 하고, 종래에 잦은 부품교환으로 소용되던 비용들이 생산원가를 저감시키는 결과로 연결되도록 한다.

이와같이 구성되고 작동되는 본 발명은, 용접건에 연결되는 용접케이블이 한 개로 구성되고 상기 용접케이블의 상단부쪽이 스프링바란서에 의해 탄력적으로 지지되어, 용접건이나 구동부의 동작시 용접케이블과의 접촉을 없애주고 용접케이블의 중량에 따른 정지마찰력이 스프링바란서에 의해 저감되도록 하므로, 작동시 저항이 저감되어 동작이 원활하도록 하면서 용접케이블의 각 방향 유동량은 줄어들도록 하므로 파손이나 단선을 방지하며, 또한 고장수리나 부품교환이 거의 없도록 하므로 생산성이 향상되고 생산원가가 저감되도록 하며, 용접케이블이 하나로 구성되어 제작과 설치가 용이하고 제작원가 및 설치비용이 저감되도록 하는 효과를 갖게 된다.

Claims

측부에 트랜스(50)가 설치되는 기판(10) 상부에 X축방향과 Y축장향 및 Z축방향으로 작동하도록 구동부가 각기 구동수단에 의해 구동 가능하게 연결되고, 상부 선단에 용접건(40)이 상기 구동부에 의해 연동 가능하게 연결되며, 상기 각 구동부에 장치되는 구동수단이 각 구동부 내부에 내장되는 콘트롤케이블에 의해 컴퓨터제어유니트에 전기적으로 제어 가능하게 연결되는 것에 있어서,

상기 트랜스에서 인출되어 상기 용접건의 양극단자와 음극단자에 통전 가능하게 연결되는 용접케이블(60)의 상단부가 소정의 여유길이를 두고 상기 구동부의 상부에 설치되는 스프링바란서(70)에 의해 탄력적으로 유동 가능하게 지지됨을 특징으로 하는 점용접용 로봇의 케이블지지구조.