KR200358003Y1 - 자동차용 스터드 용접건의 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차용 스터드 용접 건의 구조에 관한 것으로, 척(16), 어댑터(13), 에어실린더(10) 등을 포함하는 자동 스터드 용접건의 구조에 있어서, 상기한 에어 실린더(10)의 후단엔, 컨넥팅로드(21)와 그 보다 더 작은 직경으로 이루어지는 축(23)을 형성하고, 상기한 콘넥팅로드(21)는, 이동축(22)을 갖는 리프팅모듈(8)에 연결하고, 상기한 이동축(22)은 코일(6)의 중심에 삽입되어 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기한 리프팅모듈(8)은, 케이싱(24)과, 케이싱(24) 내에 설치되며, 상기한 컨넥팅로드(21)의 외경 보다 큰 외경을 갖는 내벽(32)과 플랜지부(31)를 가지며 플랜지부(31)는 걸이부(27)를 갖는 이동축(22)과, 상기한 플랜지부(31)의 외주로 설치되는 스프링(25)과, 일단은 상기한 케이싱(24)의 내벽에 힌지 고정되고 타단은 상기한 걸이부(27)와 연결되는 제어판(26)을 포함하는 것을 특징으로 한다

Description

자동차용 스터드 용접건의 구조{stud welding gun structure of automobile}

본 고안은 자동차 등에 볼트 등을 스터드 용접하는 자동 스터드 용접장치에 관한 것으로, 특히 용접 로봇에 의하여 볼트 등을 용접할 경우, 스터드 용접 건에 볼트를 연속 공급하여 스터드 용접을 연속으로 행하는 자동 스터드 용접 건의 구조에 관한 것이다

자동차용의 스터드 용접은 금속으로 된 스터드와 모재를 결합시키는 것으로 스터드와 모재 사이에 아크를 발생시켜서 그 표면에 적당한 열이 발생할때 용접건의 스프링 압력에 의해 스터드의 끝부분과 모재가 융착이 되는 원리이다

용접건은 용접이 되는 동안 적당한 조건에서 스터드를 당기고 움직이는데 사용되는 것으로, 그 작동은, 다음과 같다

용접건의 안에 들어 있는 솔레노이드 코일에 전원이 가해지면, 스터드가 들려져서 모재와 일정한 간격 떨어지고 이때 아크가 발생되고, 스터드와 모재가 아크에 의해 용융이 되어 일정 용접시간이 끝날때 용접전류가 자동으로 끊어져 솔레노이드 전원도 차단된다. 이와 같은 작업이 반복된다

그러나 용접면에 돌출부가 있으면 그 돌출된 높이 만큼 용접건 내부의 에어 실린더 조립체가 후진하여야 하는데, 종래엔 에어 실린더 조립체가 일정 거리 이상의 후진이 불가능하기 때문에 용접을 하기 위한 최소한의 갭을 확보할 수 없게되어 종국엔 아크가 발생하지 않아 용접이 되지 않는 문제가 있다

본 고안은 상기한 점을 감안하여 고안한 것으로, 용접면에 돌출부가 있어도 용접을 위한 갭 확보가 가능하여 용접이 이루어 질 수 있게 한 것으로, 그 용접의 영역을 더욱 획기적으로 넓힌 용접건의 구조를 제공함에 본 고안의 목적이 있다

도 1 은 본 고안을 설명하기 위한 용접건의 요부 분해도

도 2 는 본 고안을 설명하기 위한 용접건의 요부 조립도

도 3 및 도 4 는 본 고안에 따른 장치의 요부 단면도로 작동을 설명하기 위한 도면

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 주요 구성은, 척(16), 어댑터(13), 에어실린더(10) 등을 포함하는 자동 스터드 용접건의 구조에 있어서, 상기한 에어 실린더(10)의 후단엔, 컨넥팅로드(21)와 그 보다 더 작은 직경으로 이루어지는 축(23)을 형성하고, 상기한 콘넥팅로드(21)는, 이동축(22)을 갖는 리프팅모듈(8)에 연결하고, 상기한 이동축(22)은 코일(6)의 중심에 삽입되어 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기한 리프팅모듈(8)은, 케이싱(24)과, 케이싱(24) 내에 설치되며, 상기한 컨넥팅로드(21)의 외경 보다 큰 외경을 갖는 내벽(32)과 플랜지부(31)를 가지며 플랜지부(31)는 걸이부(27)를 갖는 이동축(22)과, 상기한 플랜지부(31)의 외주로 설치되는 스프링(25)과, 일단은 상기한 케이싱(24)의 내벽에 힌지 고정되고 타단은 상기한 걸이부(27)와 연결되는 제어판(26)을 포함하는 것을 특징으로 한다

상기한 특징 외의 다른 특징과 구성에 대하여 이하, 첨부 도면과 함께 추가로 상세히 설명한다

도 1 은 본 고안에 따른 장치의 요부를 설명하기 위하여 요부를 분해하여 본 도면이고, 도 2 는 이를 일부 조립하여 설명을 하기 위한 도면이다

도 1 에 도시한 바와 같이, 건베이스(2)에는 건바디(1)가 형성되어 있고 이 내부에 에어실린더(10), 스프링(9), 컨넥팅로드(21), 리프팅모듈(8), 코일(6), 코일요크(4) 등이 조립 내장된다. 에어실린더(10)의 앞쪽엔 앞커버(11)와, 브라켓(12)이 설치되고 그 앞으로 익스텐션조립체(14), 어댑터(13), 척너트(15), 척(16)이 설치된다

도 2 는 도 1 을 일부 조립한 도면으로 도시한 바와 같이, 어댑터(13) 후부가 전부 건바디(1)에 내장된다

어댑터(13)의 끝단으로는 피스톤로드(17)가 돌출되어 나온다. 이 피스톤로드(17)는 도 1 에 도시한 척(16) 내부에 내장되어 그 안에서 길이 방향으로 즉, 축 방향으로 전후진 동작 가능하게 구성된다

도 3 과 도 4 는 본 고안에 의한 리프팅 모듈(8)의 이동축(22)의 동작을 설명하기 위한 도면이다

도시한 바와 같이, 에어실린더(10)의 단부엔 컨넥팅로드(21)가 연결되어 있고 이 컨넥팅로드(21)는 그 단부에 축(23)을 갖는다. 컨넥팅로드(21)와 축(23)은 이동축(22)에 삽입되어 있다. 이동축(22)은 리프팅모듈(8)의 케이싱(24) 내에 삽입되어 있으며 그 외주엔 스프링(25)이 설치되고 단부엔 제어판(26)이 설치된다

제어판(26)은 "a" 부위가 힌지 형태로 고정되어 있고, 즉 이동하지 못하게 되어 있고 그 반대쪽인 "b" 에는 스프링(25)에 의해 자유롭게 전후진 가능하게 되어 있다. 그리고 이동축(22)의 단부 한쪽엔 걸이부(27)가 돌출되게 형성되어 제어판(26)을 걸고 있는 형태로 설치된다

그리하여 이동축(22)을 우측으로 당기면, 도 4 에서 보듯이, 스프링(25)에 의해 탄성적으로 후진하되 제어판(26)의 "b" 쪽만 물고 후진한다. 그 반대쪽인 "a" 쪽은 고정되므로 제어판(26)은 비스듬하게 기울어져서 당겨진다. 그러면 제어판(26)의 내경이 컨넥팅로드(21)의 외주를 물게되므로 컨넥팅로드((21)가 이동하지 못하고 고정된다

상기한 리프팅 모듈(8)은 기계 요소의 한 부품으로 다른 기술 분야에서도 사용되고 있는 부품이므로 이에 대한 구체적인 상세한 구조적인 설명은 생략하고 단지 본 고안에 꼭 필요한 작동상 설명을 위한 구조만 표현하였다

상기한 작동과 관련하여, 본 고안이 적용되는 원리를 순차 설명한다

용접 건이 표면상에 돌출 부분을 만나게 되면, 어댑터(13), 에어실린더(10) 및 그 후반의 컨넥팅로드(21)까지의 전체 조립체가 일정 높이 즉, 그 표면에서 돌출된 거리만큼 더 후진하여 주어야 표면과 일정 간격(갭)이 형성되어 아크 발생이 된다. 그러한 갭이 형성되지 못하면 아크 발생이 되지 못하므로 결국 용접이 이루어지지 못하게 된다

종래의 경우, 입력된 조건 외의 조건 즉, 돌출 부분 등이 있을 경우엔 용접건이 그 돌출된 만큼 후진하여 아크 발생을 위한 갭을 발생시켜 주지 못하기 때문에 용접이 불가능한 문제가 있었으나, 본 고안에서는 이러한 경우 에어실린더(10)가 후진하면 도 3 의 상태에서 도 4 의 상태와 같이 더 깊숙이 축(23)이 들어 갈 수 있다. 다시말해, 컨넥팅로드(21)의 선단 외주가 플랜지부(31)의 내벽(32)을 타고 더 깊숙이 후진 가능하기 때문에 표면 돌출부가 있는 용접면에도 어느 정도의 거리는 후진이 가능하다.

이와 같이 후진이 된 후에 전원을 인가하면 도 4 에 도시한 코일(6)에 전기가 가해져서 전자석화 되면 이동축(22)을 전자력으로 당겨 이동축(22)이 움직이지 못하게 고정한다. 그러면 비록 축(23)은 이동축(22) 중심에서 이동 기능하지만 제어판(26)에 의해 움직이지 못한다

왜냐하면 이동축(22)을 고정하면(잡어주면) 이동축(23)의 걸이부(27)가 제어판(26)을 당기되므로 제어판(26)은 경사지려는 경향이 있다. 컨넥팅로드(21)의 외주와 거의 동일한 즉, 약간 더 큰 내경을 갖는 제어판(26)은 "a" 지점은 고정되어 있어서 경사가 지려는 경향이 있다. 따라서 제어판(26)의 내경이 컨넥팅로드(21)이 외주를 물게 되므로 컨넥팅로드(21)는 움직이지 못한다

이와 같이 컨넥팅로드(21)가 충분히 후진된 상태에서는 용접을 위한 갭이 충분히 확보된 상태이므로 용접이 가능하게 된다. 그리고 용접이 완료되면 전원이 차단된다. 그러면 코일(6)이 이동축(22)을 당기는 힘을 풀어주게 되고 그러면이동축(22)이 제어판(26)의 한쪽을 당기지 않게 된다. 그러면 제어판(26)의 내경이 컨넥팅로드(21)의 외주를 물고 있던 힘이 제거되므로 자연스럽게 축(23)은 들어왔던 반대 방향으로 후진 가능하다. 축은 그 자체의 자중에 의한 힘으로도 아래로 처지므로 그 물림 상태가 해제된다

이상과 같은 본 고안에 의하면, 평면 외 표면 돌출부에도 용접이 가능하므로 자동 스터드 용접의 적용 범위가 더욱 넓게 되어 로보트에 의한 자동차용 스터드 용접 장치에 있어서 매우 획기적인 효과가 있다

Claims (2)

1. 척(16), 어댑터(13), 에어실린더(10) 등을 포함하는 자동 스터드 용접건의 구조에 있어서,

   상기한 에어 실린더(10)의 후단엔, 컨넥팅로드(21)와 그 보다 더 작은 직경으로 이루어지는 축(23)을 형성하고, 상기한 콘넥팅로드(21)는, 이동축(22)을 갖는 리프팅모듈(8)에 연결하고, 상기한 이동축(22)은 코일(6)의 중심에 삽입되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 스터드 용접건의 구조
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 리프팅모듈(8)은,

   케이싱(24)과,

   케이싱(24) 내에 설치되며, 상기한 컨넥팅로드(21)의 외경 보다 큰 외경을 갖는 내벽(32)과 플랜지부(31)를 가지며 플랜지부(31)는 걸이부(27)를 갖는 이동축(22)과,

   상기한 플랜지부(31)의 외주로 설치되는 스프링(25)과,

   일단은 상기한 케이싱(24)의 내벽에 힌지 고정되고 타단은 상기한 걸이부(27)와 연결되는 제어판(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 스터드 용접건의 구조