KR20070037133A - 용접팁의 마모량 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측정 플레이트의 이동에 따라 회전하는 스크류 바아의 회전수와 서보모터의 회전수를 이용하여 고정팁과 가동팁의 마모량을 한번에 검출할 수 있도록 하는 용접팁의 마모량 측정장치를 제공한다.

용접로봇, 용접건, 용접팁 마모량

Description

용접팁의 마모량 측정장치{A WEAR MEASURING DEVICE OF WELDING TIP}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접팁의 마모량 측정장치의 구성 사시도이다.

도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용접팁의 마모량 측정장치의 단계별 작동 상태도이다.

도 4는 종래 용접장치의 용접팁 마모량 측정을 위한 용접건의 단계별 작동 상태도이다.

본 발명은 용접팁의 마모량 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 측정 플레이트의 이동에 따라 회전하는 스크류 바아의 회전수와 서보모터의 회전수를 이용하여 고정팁과 가동팁의 마모량을 한번에 검출할 수 있도록 하는 용접팁의 마모량 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 로봇의 아암 선단에 용접건을 갖는 용접로봇장치에서, 용접건은 고정팁과 함께 용접 대상물을 가압하기 위한 가동팁을 한쌍으로 하여 이루어지는데, 상기 가동팁은 로봇의 아암 일단부에 서보모터를 구동원으로 하여 작동하게 되 고, 이 가동팁과 함께, 상기 고정팁은 스프링 또는 공압 실린더로 구성되는 이퀄라이저를 구비하여 용접 대상물을 가압하여 고전류를 흘림으로서 용접작동을 이루게 된다.

여기서, 상기 용접건의 용접팁 마모량을 검출하기 위해서는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 기준패널(9)에 대하여 가동팁(6)과 고정팁(5)이 배치된 상태(a)로 가동팁(6)이 서보모터에 의해 하강하여 상기 기준패널(9)에 먼저 접촉된 상태(b)에서, 상기 기준패널(9)에 대하여 가압되면, 상기 고정팁(5)는 이퀄라이징 작동에 의해 상승하여 기준패널(9)에 접촉되는 작동(c)과정을 이루게 되며, 이러한 상태에서, 규정된 위치에서의 로봇 위치 및 서보모터의 회전수를 기준위치로 기록해 둔다,

이 후, 상기 용접팁의 드레싱이나, 장시간의 용접 작업후, 용접팁의 마모량을 판단하기 위해서는 현재의 로봇 위치 및 서보모터의 회전수를 기록하여 상기 기준위치와 차이를 비교함으로서 고정팁(5)과 가동팁(6)의 전체 마모량을 계산하게 되는 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 용접로봇장치의 용접팁 마모량을 측정하는 방법에 의하면, 여러 단계의 로봇 제어 및 서보모터 제어를 거쳐야 하며, 상기 기준패널이 변형되는 경우, 고정팁과 가동팁 각각의 마모량을 정확하게 측정하는 것이 불가능하며, 상기 기준패널의 표면조건에 따라서도 용접팁의 마모량 측정오차가 발생할 소지가 다분하다는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 측정 플레이트의 이동에 따라 회전하는 스크류 바아의 회전수와 서보모터의 회전수를 이용하여 고정팁과 가동팁의 마모량을 한번에 정확하게 검출할 수 있도록 하는 용접팁의 마모량 측정장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 용접팁의 마모량 측정장치는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트 상에 횡방향으로 배치되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일 상에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 슬라이드 블록; 상기 가이드 레일 일측방의 베이스 플레이트 상에 구성되어 상기 슬라이드 블록의 일방향 이동을 지지하는 스톱퍼유닛; 상기 스톱퍼유닛의 일측과 상기 슬라이드 블록의 일측을 연결하여 슬라이드 블록에 복원력을 제공하는 리턴 스프링; 상기 슬라이드 블록 상에 고정 설치되며, 상부에는 양측으로 측정면을 형성하는 측정 플레이트; 상기 측정 플레이트의 중앙에 횡방향으로 설치되는 볼 너트; 상기 볼 너트에 치합되는 볼 스크류; 상기 베이스 플레이트 상의 일측에 지지대를 통하여 설치되며, 상기 볼 스크류의 일단을 회전 가능하게 지지하는 베어링유닛; 상기 베이스 플레이트 상의 타측에 브라켓을 통하여 설치되며, 그 회전축은 상기 볼 스크류의 타단과 커플링을 통하여 연결되어 볼 스크류의 회전수신호를 제어기로 출력하는 엔코더를 포함한다.

상기 스톱퍼유닛은 상기 베이스 플레이트 상에 설치되는 스톱퍼 블록; 상기 슬라이드 블록의 일측면에 대응하여 접촉되도록 상기 스톱퍼 블록의 상의 일측에 설치되는 스톱퍼로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 리턴 스프링은 양단에 고리를 형성하는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 적용구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용접팁의 마모량 측정장치의 구성 사시도이다.

도면에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 용접팁의 마모량 측정장치의 구성은 하부에 베이스 플레이트(11)가 구비된다.

상기 베이스 플레이트(11) 상에는 가이드 레일(13)이 횡방향으로 배치되어 설치된다.

상기 가이드 레일(13) 상에는 슬라이드 블록(15)이 가이드 레일(13)을 따라 슬라이드 이동 가능하게 설치된다.

상기 가이드 레일(13)의 일측방에는 스톱퍼유닛(17)이 베이스 플레이트(11) 상에 구성되어 상기 슬라이드 블록(15)의 일방향 이동을 지지하게 되는데, 상기 스톱퍼유닛(17)은 상기 베이스 플레이트(11) 상에 설치되는 스톱퍼 블록(19)과 상기 슬라이드 블록(15)의 일측면에 대응하여 접촉되도록 상기 스톱퍼 블록(19)의 상의 일측에 설치되는 스톱퍼(21)로 이루어진다.

그리고 상기 스톱퍼유닛(17)과 상기 슬라이드 블록(15) 사이에는 리턴 스프링(23)이 구성되어 상기 슬라이드 블록(15)에 복원력을 제공하도록 구성되는데, 상 기 리턴 스프링(23)은 양단에 고리를 형성하는 코일 스프링으로 이루어져, 일단이 상기 스톱퍼 블록(19)이 일측에 연결되고, 타단은 상기 슬라이드 블록(15)의 일측에 연결된다.

또한, 상기 슬라이드 블록(15)의 상부에는 측정 플레이트(25)가 고정 설치되는데, 상기 측정 플레이트(25)는 상부 양측으로 용접건의 고정팁(27)과 가동팁(29)이 각각 접촉되는 측정면(F1,F2)을 형성한다.

상기 측정 플레이트(25)의 중앙에는 횡방향으로 볼 너트(31)가 설치되고, 상기 볼 너트(31)에는 볼 스크류(33)가 치합되어 횡방향으로 배치된다.

그리고 상기 베이스 플레이트(11) 상의 일측에는 지지대(35)를 통하여 베어링유닛(37)이 설치되는데, 상기 베어링유닛(37)은 상기 볼 스크류(33)의 일단을 회전 가능하게 지지하게 되며, 상기 베이스 플레이트(11) 상의 타측에는 브라켓(39)을 통하여 엔코더(41)가 설치되는데, 상기 엔코더(41)는 그 회전축(43)이 상기 볼 스크류(33)의 타단과 커플링(45)을 통하여 연결되어 볼 스크류(33)의 타단을 지지함과 동시에 볼 스크류(33)의 회전에 따른 회전수신호를 제어기(47)로 출력하도록 구성된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 용접팁의 마모량 측정장치를 이용하여 용접건의 고정팁(27)과 가동팁(29)의 마모량을 측정하는 과정을 설명한다.

먼저, 상기 도 1에서 도시한 바와 같이, 초기 티칭과정을 통하여 엔코더 값을 '0'으로 설정하게 된다.

즉, 초기 티칭과정은 사용하지 않는 고정팁(27)을 측정 플레이트(25)의 일측 측정면(F1; 도면에서 좌측면)에 밀착시키고, 가동팁(29)은 상기 측정 플레이트(25)의 타측 측정면(F2; 도면에서 우측면)에 접촉시킨 상태로 서보모터(미도시)를 제어하여 150kgf의 힘으로 가압한다. 이 때, 가이드 레일(13) 상의 슬라이드 블록(15)는 그 일측면이 스톱퍼(21)에 접촉되어 지지된 상태를 유지하며, 이 때의 엔코더 값을 '0'으로 설정한다.

이와 같은 초기 티칭과정을 통하여 고정팁(27)의 티칭위치와 엔코더 값을 셋팅한 후, 용접건의 사용으로 상기 고정팁(27)과 가동팁(29)이 마모되어 그 마모량을 측정하기 위해서는, 먼저, 도 2에서와 같이, 상기 용접건의 고정팁(27)을 초기 티칭위치로 위치시키게 된다.

이 때, 상기 고정팁(27)은 그 마모량(ΔT2)만큼 상기 측정 플레이트(25)와 갭(G; gap)을 형성하게 된다.

이러한 상태로, 도 3에서와 같이, 상기 서보모터(미도시)를 제어하여 가동팁(29)을 측정 플레이트(25)의 타측 측정면(F2; 도면에서 우측면)에 접촉시킨 상태로 측정 플레이트(25)를 밀게 된다.

그러면, 상기 측정 플레이트(25)는 볼 너트(31)를 통하여 볼 스크류(33)를 회전시키면서 슬라이드 블록(15)과 함께, 고정팁(27) 측으로 이동하게 되고, 그 일측 측정면(F1; 도면에서 좌측면)이 고정팁(27)에 접촉되어 멈출 때까지 서보모터(미도시)가 구동하여 가동팁(29)을 진행시키게 된다.

즉, 상기 측정 플레이트(25)는 가동팁(29)에 의해 밀려 고정팁(27)의 마모량(ΔT2)만큼 고정팁(27) 측으로 이동하게 되며, 이때의 볼 스크류(33)의 회전수를 엔코더(41)에서 읽어 제어기(47)로 그 회전수 신호를 출력하면, 제어기(47)는 이를 고정팁(27)의 마모량(ΔT2)으로 연산하게 된다.

그리고 상기 가동팁(29)은 서보모터(미도시)의 구동에 의해 고정팁(27)의 마모량(ΔT2)과 자체의 마모량(ΔT1)을 합친 만큼 측정 플레이트(25)를 고정팁(27) 측으로 밀면서 이동하게 되는데, 이러한 가동팁(29)의 이동값은 고정팁(27)과 가동팁(29) 전체의 마모량(ΔT)으로 서보모터(미도시)의 회전수값으로 제어기(47)에서 읽어들이게 된다.

이와 같이, 볼 스크류(33)의 회전수에 따른 엔코더 값과 가동팁(29) 자체의 이동량에 해당하는 서보모터(미도시)의 회전수값을 제어기(47)에서 한번에 검출하여 고정팁(27)의 마모량(ΔT2)과 전체 마모량(ΔT)을 먼저 검출하게 되며, 상기 전체 마모량(ΔT)에서 고정팁(27)의 마모량(ΔT2)을 뺀 량이 가동팁(29)의 마모량(ΔT1)으로 판단하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접팁의 마모량 측정장치에 의하면, 측정 플레이트의 이동에 따라 회전하는 스크류 바아의 회전수와 서보모터의 회전수를 이용하여 고정팁과 가동팁의 마모량을 한번에 정확하게 검출할 수 있도록 하여 검출시간을 단축시키며, 측정 플레이트를 통하여 고정팁과 가동팁 각각의 마모량을 보다 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 용접팁의 마모량 측정장치에 있어서,

   베이스 플레이트;

   상기 베이스 플레이트 상에 횡방향으로 배치되는 가이드 레일;

   상기 가이드 레일 상에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 슬라이드 블록;

   상기 가이드 레일 일측방의 베이스 플레이트 상에 구성되어 상기 슬라이드 블록의 일방향 이동을 지지하는 스톱퍼유닛;

   상기 스톱퍼유닛의 일측과 상기 슬라이드 블록의 일측을 연결하여 슬라이드 블록에 복원력을 제공하는 리턴 스프링;

   상기 슬라이드 블록 상에 고정 설치되며, 상부에는 양측으로 측정면을 형성하는 측정 플레이트;

   상기 측정 플레이트의 중앙에 횡방향으로 설치되는 볼 너트;

   상기 볼 너트에 치합되는 볼 스크류;

   상기 베이스 플레이트 상의 일측에 지지대를 통하여 설치되며, 상기 볼 스크류의 일단을 회전 가능하게 지지하는 베어링유닛;

   상기 베이스 플레이트 상의 타측에 브라켓을 통하여 설치되며, 그 회전축은 상기 볼 스크류의 타단과 커플링을 통하여 연결되어 볼 스크류의 회전수신호를 제어기로 출력하는 엔코더;를 포함하는 용접팁의 마모량 측정장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 스톱퍼유닛은 상기 베이스 플레이트 상에 설치되는 스톱퍼 블록;

   상기 슬라이드 블록의 일측면에 대응하여 접촉되도록 상기 스톱퍼 블록의 상의 일측에 설치되는 스톱퍼;

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접팁의 마모량 측정장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 리턴 스프링은 양단에 고리를 형성하는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용접팁의 마모량 측정장치.

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