KR20010010758A - 자동차 샤시 용접용 센싱장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 샤시에 너트를 용접할 때, 너트의 정위치를 검출하는 센싱장치에 관한 것이다.

본 발명에 의한 센싱장치는, 하면에는 너트가 정위치에 위치할 때 삽입되는 너트삽입공(12)을 구비하고, 내주연에는 절연체가 구비되는 외부케이싱(10), 상기 외부케이싱의 상부에서, 절연체 내부에 설치되는 전도성 연결부(14), 상기 연결부의 하측에 일정 간격을 두고, 절연체 내부에서 상하 이동 가능하게 설치되는 전도성 슬라이드부재(16)와, 상기 슬라이드부재와 전기적으로 연결되도록, 그 하측에서, 외부케이싱의 너트삽입공에 저면이 노출되도록 설치되는 통전체(16) 그리고 상기 통전체과 슬라이드부재 사이에 개재되는 스프링(20)으로 구성된다. 샤시에 용접되는 너트가 상기 너트삽입공에 정확하게 삽입되면, 상기 통전체이 너트에 의하여 상방으로 이동하여, 슬라이드부재와 연결부를 전기적으로 연결상태로 하는 것에 의하여 너트가 정확하게 안착되는 것을 검출한다.

Description

자동차 샤시 용접용 센싱장치{Sensing apparatus for welding nut to automobile chassis}

본 발명은 자동차의 샤시에 너트를 용접할 때 너트가 정확하게 안착되었는가를 검출하기 위한 센싱장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 간단한 기구적인 구성을 가지고 정확하게 너트의 안착상태를 판정할 수 있는 센싱장치에 관한 것이다.

자동차의 샤시는 비교적 두께가 얇은 판상의 재료로 만들어지는 것이다. 그리고 이러한 샤시에 다른 부착물을 설치할 때는, 판상의 샤시 자체에 너트가 고정될 수 없기 때문에, 샤시에 너트를 용접하여 고정한 상태에서 다른 부착물을 고정시키게 된다. 따라서 자동차의 샤시에는 외부 부착물을 고정시키기 위한 너트를 용접하여 고정시키는 것이 필요하고, 이러한 너트의 고정은 통상 자동화장치에 의하여 수행되고 있다.

먼저 도 1을 참고하면서, 이러한 용접장치의 개략적인 구성에 대하여 설명하기로 한다. 도시한 바와 같이, 일반적으로 자동차의 샤시(S)에 너트(N)를 용접하기 위해서는, 너트(N)를 공급하는 공급장치에 의하여 너트(N)가 샤시의 정해진 위치에 공급되어야 한다. 너트(N)를 공급하는 장치는 이미 널리 사용되고 있기 때문에 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이렇게 자동차의 샤시의 정해진 위치에 너트(N)가 공급되면, 로봇(3)에 의하여 센서(1)가 하방으로 이동하게 되어, 너트(N)와 접촉하게 된다. 이 때 상기 너트(N)가 정확하게 안착된 상태라면, 상기 센서(1)는 너트(N)에 의하여 전류가 통전되는 상태로 된다. 이렇게 너트(N)를 통하여 전류가 흐를 수 있는 상태가 되면, 제어부(5)에서는 이를 감지할 수 있게 됨과 동시에, 상기 너트(N)의 하면에 위치하는 샤시(S)와 너트(N)를 용접하게 되는 것이다.

여기서 상기 센서(1)는, 너트(N)가 정확하게 안착되었는지의 여부를 감지하는 기능을 가지고 있다. 따라서 상기 센서(1)는, 너트(N)가 정확하게 정위치에 안착되지 않은 상태에서는 전류가 통전되지 않고, 너트(N)가 정확하게 정위치에 안착된 상태에서는 전류를 통전시키는 기능을 가진다.

상기 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 자동차의 샤시에 너트를 스폿용접하는 장치에서, 센서는 너트가 샤시의 정위치에 정확하게 안착되었는지의 여부를 감지하는 것이다. 이와 같은 센서에 대해서는 종래에 여러가지 형태의 것이 사용되고 있었다. 그러나 종래의 센서는, 그 구성이 복잡함과 동시에, 그 동작의 신뢰성이 충분히 높지 않은 단점이 있었다.

본 발명의 목적은, 보다 간단한 기구적인 구성에 의하여 너트의 정상적인 안착여부를 정확하게 감지할 수 있는 자동차 샤시의 너트 용접장치에 사용되는 센서를 제공하는 것이다.

도 1은 자동차 샤시에 너트를 용접하는 장치의 개략적인 설명도.

도 2는 본 발명에 의한 센싱장치의 상태의 구성 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 센싱장치의 정상 구동 상태를 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 ..... 외부케이싱 12 ..... 너트삽입공

14 ..... 연결부 16 ..... 슬라이드부재

18 ...... 절연체 20 ..... 스프링

N ..... 너트

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 센싱장치는, 자동차 샤시상에 공급되는 너트를 용접하기 위하여, 너트의 정확한 안착위치를 검출하기 위한 장치로써: 하면에는 너트가 정위치에 위치할 때 삽입되는 너트삽입공을 구비하고, 내주연에는 절연체가 구비되는 외부케이싱과; 상기 외부케이싱의 상부에서, 절연체 내부에 설치되는 전도성 연결부; 상기 연결부의 하측에 일정 간격을 두고, 절연체 내부에서 상하 이동 가능하게 설치되는 전도성 슬라이드부재와; 상기 슬라이드부재와 전기적으로 연결되도록, 그 하측에서, 외부케이싱의 너트삽입공에 저면이 노출되도록 설치되는 통전체; 그리고 상기 통전체과 슬라이드부재 사이에 개재되는 탄성부재로 구성된다.

따라서 샤시에 용접되는 너트가 상기 너트삽입공에 정확하게 삽입되면, 상기 통전체이 너트에 의하여 상방으로 이동하여, 슬라이드부재와 연결부를 전기적으로 연결시킴으로서, 너트가 정확한 위치에 안착되었는가를 감지할 수 있게 된다.

다음에는 도면에 도시한 바와 같은 실시예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 센싱장치는, 외부케이싱(10)와, 상기 외부케이싱(10)의 내주연에 삽입되는 절연체(18)를 포함하고 있다. 상기 외부케이싱(10)의 저면에는, 너트(N)가 삽입될 수 있는 너트삽입공(12)가 성형되어 있다. 외부케이싱(10)의 내측에 설치되는 절연체(18)는 원통상의 것으로 그 내부의 중간부분에는, 연결부(14)와 슬라이드부재(16)가 상하로 설치되어 있다. 상기 절연체(18)는, 후술하는 바와 같이, 그 내부에 전류가 흐르는 통로가 형성되면, 외부케이싱(10)로 전류가 흐르는 것을 차단하기 위한 것이다.

상기 연결부(14)는, 상부로 열린 오목한 형상의 것으로, 그 상부에는 로봇과 연결될 수 있도록 성형되는 부분이다. 즉, 상기 연결부(14)를 통하여, 자동화장치인 로봇이 연결되고, 이러한 자동화장치는 후술하는 바와 같이, 너트(N)가 샤시상에 올려진 다음, 본 발명에 의한 센싱장치를 하강시키는 역할을 수행하게 된다. 또한 상기 연결부(14)는, 너트(N)가 정위치에 안착되어, 센싱장치 내부를 통하여 전류의 통로가 형성되면, 이러한 전기신호를 자동화장치를 통하여 용접로봇에 전달하는 기능을 가지게 된다.

상기 연결부(14)의 하부에는 일정한 간격을 두고 전도성 슬라이드부재(16)가 절연체(18)의 내부에 설치되어 있다. 상기 슬라이드부재(16)는 상기 절연체(18)의 내부에서 상하로 슬라이딩 가능하도록 설치되며, 하부에는 스프링(20)이 설치되어 있다. 또한 상기 스프링(20)의 하측에는 통전체(22)가 설치되어 있다.

도시한 실시예에 있어서, 상기 슬라이드부재(16)는 하방이 개구된 원통상의 것으로 성형되어 있고, 그 내부에 스프링(20)이 삽입되어 있다. 그리고 상기 스프링(20)은, 슬라이드부재(16)와 통전체(22) 사이에 삽입된 상태에서 최대로 인장된 상태이다. 따라서 도 2에 도시한 바와 같은 상태에서는, 상기 슬라이드부재(16)는 더 이상 상부로 이동할 수 없는 상태이고, 연결부(14)와는 일정 간격 이격된 상태이다. 이와 같이 상기 슬라이드부재(16)와 연결부(14)가 이격되어 있는 상태는, 상기 슬라이드부재(16)와 연결부(14)를 통하여 통전이 실질적으로 불가능한 상태이다.

상기 스프링(20)은, 통전체(22)이 상승하였을 때, 슬라이드부재(16)에 상방을 향한 탄성력을 부여하는 것에 의하여, 슬라이드부재(16)와 연결부(14) 사이에 확실하게 접점이 형성되도록 하기 위한 것이다. 또한 도시한 코일 스프링(20)과 같이, 일정한 탄성력을 슬라이드부재(16)에 가할 수 있는 것이라면 어떠한 탄성부재를 사용하는 것도 가능함은 물론이다.

그리고 상기 통전체(22)의 상부는 슬라이드부재(16)와 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있는 상태이다.

상기 스프링(20)의 하부에서 절연체(18)의 내부에 설치되는 통전체 (22)는, 하강방지핀(23)이 외주연 일측에 삽입되어 있고, 상기 하강방지핀(23)은 절연체 (18)의 하부에 성형된 걸림턱(18a)에 걸리게 된다. 따라서 상기 통전체(22)이 외부케이싱(10)의 절연체 내부에 하부에서 상부로 조립된 상태에서는 상기 하강방지핀(23)에 의하여, 하방으로 임의로 해제되지 않도록 구성된다.

다음에는 상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 센싱장치의 작동관계를 도 2 및 도 3을 참조하면서 살펴보기로 한다.

도 2에 도시한 상태는, 본 발명에 의한 센싱장치가 동작하지 않는 상태를 보이고 있다. 즉, 용접하고자 하는 샤시의 부분에 너트가 공급되지 않은 상태를 도시한다. 또는 도 2에 도시한 상태는, 점선으로 도시한 너트(N)가 정확하게 너트삽입공(12)에 삽입되지 않은 상태이어서, 너트(N)의 공급위치가 불량이어서 동작할 수 없는 상태를 보이는 것이기도 하다.

이러한 상태를 공급되는 너트의 불량이라고 가정하고 설명하기로 한다. 공급되는 너트(N)는 용접되어야 하는 샤시의 정확한 부분에 정확하게 위치하여야 한다. 도 2의 실시예에서는, 상기 너트(N)가 뒤집힌 상태로 공급되어 있는 것을 보이고 있으며, 이렇게 너트(N)가 정확하게 공급되지 않으면, 너트(N)가 센싱장치의 너트삽입공(12)에 정확하게 삽입되지 않기 때문에, 본 발명에 의한 센싱장치는 통전이 불가능한 상태이다. 따라서 상기 슬라이드부재(16)와 연결부(14)는 도시한 바와 같이 일정 간격 이격된 상태를 유지하게 된다.

도 2에 도시한 너트(N)는, 상술한 바와 같이 뒤집힌 상태를 보이고 있지만, 다른 불량의 예로서는, 너트가 공급되지 않는 상태를 들 수 있다. 또한 너트(N)가 정위치에서 어긋난 상태로 공급되는 경우에도, 실질적으로 너트(N)가 센싱장치의 너트삽입공(12)으로 정확하게 삽입되지 않는 것은 당연하다.

그리고 도 3에 도시한 상태는 너트(N)가 정확한 위치에 공급되어 안착된 상태를 말한다. 이렇게 너트(N)가 정확한 위치에 공급되면, 본 발명에 의한 센싱장치는, 연결부(14)를 통하여 연결된 자동화장치에 의하여 하강하게 된다. 이렇게 하강하게 되면, 너트(N)는 너트삽입공(12) 속으로 정확하게 들어가게 된다.

본 발명의 센싱장치의 하강으로 인하여, 너트(N)가 너트삽입공(12) 속으로 들어가게 되면, 상기 너트(N)는 통전체(22)의 저면에 접촉하게 되면서, 상기 통전체(22)을 상부로 밀어올리게 된다. 상기 통전체(22)이 상부로 가압됨에 따라, 스프링(20)은 슬라이드부재(16)를 상부로 밀어올려서, 슬라이드부재(16)와 연결부 (14)가 서로 전기적으로 접촉될 수 있도록 한다. 그리고 이렇게 상기 슬라이드부재(16)와 연결부(14)가 서로 접촉하면서 통전 가능한 상태가 도 2에 도시되어 있다.

이와 같은 상태는, 너트(N)에서 통전체(22), 그리고 슬라이드부재(16) 및 연결부(14)를 통하여 전류가 흐를 수 있는 상태로 되는 것을 의미하게 된다. 이렇게 전류가 흐를 수 있도록 전기적 접촉상태로 되면, 너트(N)가 정상적으로 샤시의 상부에 올려져서, 센싱장치가 이를 감지한 상태로 되는 것이다. 따라서 상기 본 발명에 의한 센싱장치는, 용접로봇에 용접이 가능한 상태임을 알리는 신호를 보내게 되면서, 상기 너트(N)와 너트의 저면에 있는 샤시는 흐르는 전류에 의하여 용접되게 된다. 실제로 전류의 통전에 의하여 용접이 진행되는 경우에는, 상기 너트(N)의 하단돌출부(Na,Nb)가 녹으면서, 너트가 샤시에 용접된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 용접되는 너트(N)가 정위치에 안착되었을 때, 슬라이드부재(16)가 상부로 슬라이드 이동하면서 연결부(14)와 접촉하여 전기적으로 연결 가능한 상태로 되는 것을 기본적인 기술사상으로 하고 있다. 그리고 당업계의 통상의 기술자에 있어서는, 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 범위 내에서 다른 변형이 가능함은 물론이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명은, 비교적 간단한 기구적인 구성을 가지면서, 자동차의 샤시에 안착되는 너트가 정확하게 위치하는가를 신속 정확하게 검출하는 것이 가능하게 되는 것임을 알 수 있다. 따라서 너트를 정확하게 자동차의 샤시에 용접하는 것이 가능하게 될 것이다.

Claims (2)

1. 자동차 샤시상에 공급되는 너트를 용접하기 위하여, 너트의 정확한 안착위치를 검출하기 위한 장치로써:

   하면에는 너트가 정위치에 위치할 때 삽입되는 너트삽입공을 구비하고, 내주연에는 절연체가 구비되는 외부케이싱과;

   상기 외부케이싱의 상부에서, 절연체 내부에 설치되는 전도성 연결부;

   상기 연결부의 하측에 일정 간격을 두고, 절연체 내부에서 상하 이동 가능하게 설치되는 전도성 슬라이드부재와;

   상기 슬라이드부재와 전기적으로 연결되도록, 그 하측에서, 외부케이싱의 너트삽입공에 저면이 노출되도록 설치되는 통전체; 그리고

   상기 통전체과 슬라이드부재 사이에 개재되는 탄성부재로 구성되며;

   샤시에 용접되는 너트가 상기 너트삽입공에 정확하게 삽입되면, 상기 통전체이 너트에 의하여 상방으로 이동하여, 슬라이드부재와 연결부를 전기적으로 연결시키는 것을 특징으로 하는 센싱장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 통전체에는, 너트삽입공의 하부로 빠지지 않도록 지지하는 하강방지핀이 설치되고, 상기 하강방지핀은 절연체의 내주연 하부에 돌출 성형된 걸림턱에 걸리도록 구성되는 것을 특징으로 하는 센싱장치.