KR20040106691A

KR20040106691A - 스폿 용접 건

Info

Publication number: KR20040106691A
Application number: KR1020030037499A
Authority: KR
Inventors: 정재호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2004-12-18
Also published as: KR100527478B1

Abstract

슬롯 팁을 적용하여 볼트 체결구 외주면을 용접함으로써 외관면에 용접 자국이 남지 않도록 하며, 상기 슬롯 팁 내부로 냉각 에어를 공급하여 발열부를 직접적으로 냉각함으로써 냉각수 호스 및 배관을 삭제하여 냉각장치의 구성을 간단하게 할 수 있도록;

본체 일측에 구동 엑츄에이터가 설치되고, 상기 구동 엑츄에이터의 작동 홀더 선단에는 샹크를 통하여 가동 팁이 장착되며, 상기 구동 엑츄에이터의 일측에는 연결아암을 통하여 상기 가동 팁에 대응하는 고정 팁이 장착되며, 상기 구동 엑츄에이터는 상기 본체의 상부 일측에 구성되는 공압 제어 솔레노이드 밸브를 통하여 공압라인과 연결되어 작동 공압을 공급받게 되며, 상기 본체의 타측에는 트랜스포머가 장착되어 상기 가동 팁과 고정 팁에 전원을 공급하도록 구성되어 2장의 소재패널을 스폿 저항 용접하기 위한 스폿 용접 건에서,

상기 가동 팁과 고정 팁은 원형 링 형상의 용접자국을 형성하는 슬롯 팁으로 구성되며, 상기 가동 팁과 샹크 및 작동 홀더의 내부에는 상기 공압 제어 솔레노이드 밸브로부터 공압호스를 통하여 연결되어 냉각공기를 공급받아 용접부로 분사하기 위한 공기통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 건을 제공한다.

Description

스폿 용접 건{A SPOT WELDING GUN}

본 발명은 스폿 용접 건에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬롯 팁을 적용하여 볼트 체결구 외주면을 용접함으로써 외관면에 용접 자국이 남지 않도록 하고,상기 슬롯 팁 내부로 냉각 에어를 공급하여 냉각함으로써, 냉각장치의 구성을 간단하게 하는 스폿 용접 건에 관한 것이다.

일반적으로 차체 조립공정 중, 2장의 패널을 용착시키는 방법으로는 스폿 저항 용접이 많이 사용되며, 스폿 저항 용접은 차체 패널 표면에 가압력을 가하면서 접촉하는 방식으로써 용접 건에 고열이 발생하게 됨으로, 이를 냉각시켜주기 위하여 냉각장치를 함께 구비하게 된다.

상기의 스폿 저항 용접을 이루기 위한 스폿 용접용 로봇 시스템은, 도 1에서 도시한 바와 같이, C-타입으로 고정 팁(1), 가동 팁(3) 및 이를 구동시키기 위한 구동 엑츄에이터(5)를 포함하는 스폿 용접 건(7)이 로봇(11)의 아암 선단에 장착되고, 상기 스폿 용접 건(7)을 냉각하기 위한 냉각장치는, 외부에서 일정압력으로 공급되는 냉각수가 냉각탑(미도시)을 기점으로 하여 공장내부를 따라 설치되는 배관(9) 및 호스를 통하여 로봇(11)에 설치된 인풋 케이블(13)로 유입되어 상기 스폿 용접 건(7)을 냉각시키고, 아웃풋 케이블(15)을 따라 배출되도록 이루어진다.

이러한 스폿 용접용 로봇 시스템에서, 종래의 스폿 용접 건은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 로봇(11) 아암의 선단에 장착되는 본체(17) 일측에는 가이드 샤프트(19)를 구성하고, 상기 가이드 샤프트(19) 상에는 상기 구동 엑츄에이터(5)가 가이드 블록(21)을 통하여 설치된다.

상기 가이드 샤프트(19) 상에는 스프링(23)이 장착되어 구동 엑츄에이터(5)에 탄성력을 제공하게 되며, 상기 구동 엑츄에이터(5)의 작동 홀더(25) 선단에는 샹크(27)를 통하여 상기 가동 팁(3)이 장착되고, 상기 구동 엑츄에이터(5)의 일측에는 연결아암(29)을 통하여 상기 가동 팁(3)에 대응하는 고정 팁(1)이 장착된다.

그리고 상기 구동 엑츄에이터(5)는 상기 본체(17)의 상부 일측에 구성되는 공압 제어 솔레노이드 밸브(31)를 통하여 공압라인과 연결되어 작동 공압을 공급받게 되며, 상기 본체(17)의 타측에는 트랜스포머(33)가 장착되어 상기 가동 팁(3)과 고정 팁(1)에 전원을 공급하게 된다.

또한, 상기 작동 홀더(25)와 샹크(27), 가동 팁(3), 연결아암(29) 및 고정 팁(1) 내부에는 냉각수 라인을 형성하여 외부의 냉각수 공급 및 배출 호스(35,37)와 연결되어 냉각수를 순환시킬 수 있도록 구성된다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 스폿 용접 건(7)은 제어기로부터의 제어신호에 따라 상기 공압 제어 솔레노이드 밸브(31)를 제어하여 상기 구동 엑츄에이터(5)를 구동시킴으로써, 상기 가동 팁(3)과 고정 팁(1)을 통하여 소재패널(40)의 용접부를 양단면에 대하여 가압함과 동시에 전류를 공급하여 용접작동을 이루게 되며, 상기 냉각수 공급 및 배출 호스(35,37) 및 각 냉각수 라인을 통하여 냉각수를 순환시켜 상기 가동 팁(3)과 고정 팁(1)을 냉각시키도록 하고 있다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 스폿 용접 건의 구성에 의하면, 냉각수 케이블 및 배관을 공장전체에 걸쳐 구성하여 로봇 본체에 호스를 통하여 공급하게 됨에 따라 로봇의 작동반경에 제약을 주게되며, 용접 타점이 많은 경우에는 냉각효율이 떨어져 품질불량을 유발시키게 된다.

또한, 가동 팁과 고정 팁에 의한 가압 작동시, 도 2의 P부분에서와 같이 소재의 변형을 유발시키게 되며, 외관면에는 도 3에서와 같이, 용접자국(W)을 남기게 되는 등의 문제점이 있으며, 무엇보다도 볼트 체결구(B) 근처, 특히, 도어 힌지부(D) 주변에 대한 용접시에는 상기 가동 팁(3)과 고정 팁(1)의 가압에 의해 볼트 체결구(B)가 변형되어 후공정에서 체결 볼트를 체결하는 과정에서 볼트 체결구(B)가 어긋나는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 슬롯 팁을 적용하여 볼트 체결구 외주면을 용접함으로써 외관면에 용접 자국이 남지 않도록 하며, 상기 슬롯 팁 내부로 냉각 에어를 공급하여 발열부를 직접적으로 냉각함으로써 냉각수 호스 및 배관을 삭제하여 냉각장치의 구성을 간단하게 할 수 있도록 하는 스폿 용접 건을 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 스폿 용접용 로봇 시스템의 전체 구성도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 스폿 용접 건의 사용 상태도이다.

도 3은 종래 스폿 용접 건에 의해 용접되는 도어 힌지부를 나타내기 위한 도의 측면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접 건의 부분 단면 구성도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접 건의 작동 상태를 도시한 부분 단면 구성도이다.

도 6은 도 5의 A부분의 확대 단면도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접 건에 의해 용접된 용접부의 평면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 용접부에 체결 볼트를 체결한 상태도이다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 스폿 용접 건은

상기 가동 팁과 고정 팁은 원형 링 형상의 용접자국을 형성하는 슬롯 팁으로 구성되며, 상기 가동 팁과 샹크 및 작동 홀더의 내부에는 상기 공압 제어 솔레노이드 밸브로부터 공압호스를 통하여 연결되어 냉각공기를 공급받아 용접부로 분사하기 위한 공기통로가 형성되는 것을 특징으로 하며,

상기 슬롯 팁은 그 하단면이 원형으로 이루어져 내부로 요입부를 형성하며, 상기 요입부에는 위치결정용 팁이 끼워질 수 있도록 끼움부가 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접 건의 부분 단면 구성도로서, 본 발명의 실시예에 따른 구성요소의 설명에서, 종래 기술에 의한 스폿 용접 건과 동일 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 적용하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접 건의 구성은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 로봇(11) 아암의 선단에 장착되는 본체(17) 일측에는 가이드 샤프트(19)를 구성하고, 상기 가이드 샤프트(19) 상에는 상기 구동 엑츄에이터(5)가 가이드 블록(21)을 통하여 설치된다.

여기서, 상기 가동 팁(3)과 고정 팁(1)은 원형 링 형상의 용접자국을 형성하도록 슬롯 팁으로 구성되는데, 상기 슬롯 팁은 그 하단면이 원형으로 이루어져 내부로 요입부(101)를 형성하며, 상기 요입부(101)에는 도 9에서 도시한 바와 같이, 위치결정용 팁(103)이 끼워질 수 있도록 끼움부(105)가 돌출 형성되어 이루어진다.

그리고 상기 가동 팁(3)과 샹크(27) 및 작동 홀더(25)의 내부에는 상기 공압 제어 솔레노이드 밸브(31)와 공압호스(107)를 통하여 연결되어 냉각공기를 공급받아 용접부로 직접 분사할 수 있도록 공기통로(109)가 형성되어 이루어진다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 스폿 용접 건(7)은 제어기로부터의 제어신호에 따라 상기 공압 제어 솔레노이드 밸브(31)를 제어하여, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 구동 엑츄에이터(5)를 구동시킴으로써, 상기 가동 팁(3)과 고정 팁(1)을 통하여 소재패널(40)의 용접부를 볼트 체결구(B)의 외주면으로 하여 그 양단면에 대하여 가압함과 동시에 전류를 공급하여 용접작동을 이루게 된다.

이와 동시에, 상기 공압 제어 솔레노이드 밸브(31)는 상기 공압호스(107)를 통하여 상기 공기통로(109)로 냉각공기를 공급하여, 도 6에서와 같이, 상기 가동 팁(3) 및 고정 팁(1)의 각 요입부(101)에 의해 구획되는 내부 공간부(S)로 냉각공기를 직접 분사함으로써, 용접에 의한 발열부(H)에 직접적으로 냉각작용을 이루게된다.

이와 같이, 용접이 이루어진 소재패널(40)은, 도 7에서와 같이, 볼트 체결구(B)의 외주면을 따라 용접자국(W)을 남기게 되며, 도 8에서와 같이, 상기 볼트 체결구(B)에 체결용 볼트(BT)를 체결함으로써 상기 용접자국(W)은 볼트 헤드(BTH)에 의해 가려져 외관면에 용접자국을 남기지 않게 되는 것이다.

또한, 상기에서 로봇(11)의 작동패턴을 최초로 설정하기 위하여, 도 9에서와 같이, 상기 위치결정용 팁(103)을 가동 팁(3)의 끼움부(105)에 끼운 상태로 상기 소재패널(40)의 볼트 체결구(B)에 대하여 상기 위치결정용 팁(103)을 대응시켜 틸팅함으로써, 로봇 작동패턴의 설정을 위한 틸팅작업이 간단하게 이루어질 수 있는 장점도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스폿 용접 건에 의하면, 슬롯 팁을 적용하여 볼트 체결구 외주면을 용접함으로써 외관면에 용접 자국이 남지 않도록 하며, 상기 슬롯 팁 내부로 냉각 에어를 공급하여 발열부를 직접적으로 냉각함으로써 냉각효율을 높이며, 동시에 냉각수 호스 및 배관을 삭제하여 냉각장치의 구성을 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 슬롯 팁을 통하여 볼트 체결구의 외주면을 용접부로 함으로써, 용접 타점을 줄일 수 있음과 동시에, 가동 팁과 고정 팁에 의한 가압 작동에도 볼트 체결구의 변형을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

본체 일측에 구동 엑츄에이터가 설치되고, 상기 구동 엑츄에이터의 작동 홀더 선단에는 샹크를 통하여 가동 팁이 장착되며, 상기 구동 엑츄에이터의 일측에는 연결아암을 통하여 상기 가동 팁에 대응하는 고정 팁이 장착되며, 상기 구동 엑츄에이터는 상기 본체의 상부 일측에 구성되는 공압 제어 솔레노이드 밸브를 통하여 공압라인과 연결되어 작동 공압을 공급받게 되며, 상기 본체의 타측에는 트랜스포머가 장착되어 상기 가동 팁과 고정 팁에 전원을 공급하도록 구성되어 2장의 소재패널을 스폿 저항 용접하기 위한 스폿 용접 건에 있어서,

상기 가동 팁과 고정 팁은 원형 링 형상의 용접자국을 형성하는 슬롯 팁으로 구성되며, 상기 가동 팁과 샹크 및 작동 홀더의 내부에는 상기 공압 제어 솔레노이드 밸브로부터 공압호스를 통하여 연결되어 냉각공기를 공급받아 용접부로 분사하기 위한 공기통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 건.
청구항 1에 있어서, 상기 슬롯 팁은

그 하단면이 원형으로 이루어져 내부로 요입부를 형성하며, 상기 요입부에는 위치결정용 팁이 끼워질 수 있도록 끼움부가 돌출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 건.