KR20080033950A - 스폿 용접 캡 변환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캡 풀러(2) 및 2개의 캡 매거진(3, 3A)을 포함하는 스폿 용접 캡 변환기(1)에 관한 것이며, 캡 풀러(2)는 스프링 응력이 가해져 선회 가능한 조오(21, 22)를 구비하는 그리퍼(20)를 포함하며, 상기 조오(21, 22)를 구비하는 그리퍼(20)는 회전 및 축방향 배출 이동 시 그 안으로 도입되는 핀서 스폿 용접 헤드의 스폿 용접 캡(K)을 비틀림이 방지되어 고정되도록 핀서 용접 헤드 샤프트로부터 분리하며, 캡 매거진(3, 3A)은 스폿 용접 캡을 각각 원형 캡 캐리어(31)에 원형 배치되어 정렬 배향되도록 유지하고, 진행력(P)을 통해 각각 차례로 개별적으로 정지부(32)로 접근 위치로 이송한다.

캡 풀러, 캡 매거진, 스폿 용접 캡 변환기, 조오, 그리퍼, 캡 캐리어

Description

스폿 용접 캡 변환기{SPOT WELDING CAP CHANGER}

본 발명은 캡 풀러 및 2개의 캡 매거진을 포함하는 스폿 용접 캡 변환기에 관한 것이며, 캡 풀러(cap puller)는 스프링 응력이 가해져 선회 가능한 조오(pivotable jaws)를 구비하는 그리퍼(gripper)를 포함하며, 상기 조오를 구비하는 그리퍼는 회전 및 축방향 배출 이동 시 그 안으로 도입되는 핀서 스폿 용접 헤드(pincer spot welding head)의 스폿 용접 캡을 비틀림이 방지되어 고정되도록 핀서 용접 헤드 샤프트로부터 분리하며, 캡 매거진(cap magazines)은 스폿 용접 캡을 각각 캡 캐리어(cap carrier)에 정렬 배향되도록 유지하고, 진행력을 통해 각각 차례로 개별적으로 정지부로 접근 위치로 이송하며, 상기 접근 위치로부터 스폿 용접 캡은 자유 핀서 용접 헤드 샤프트 상으로 축방향으로 고정되어 상기 핀서 용접 헤드 샤프트에 의해 배출될 수 있다.

이러한 기계적 전극 캡 변환기는 독일 특허공개공보 DE 102 22 248 A1호에 공지되어 있다. 상기 기계적 전극 캡 변환기는, 2개의 부품으로 이루어지고 양 측면으로부터 접근 가능하고 매거진에 대해 분리된 구조로 이루어진 캡 풀러를 포함한다.

캡은 중력에 의해 캡 정지부에 대항하여 활주되므로, 장치는 이동 가능한 용 접 로봇 근처에서만 정지 상태로 배치되어 작동될 수 있다. 각 용접될 부품이 로봇을 통해 공급되는 정지된 핀서(pincer) 용접 헤드에서의 캡 교환은 가능하지 않게 된다. 핀서 용접 헤드/핀서 용접 접촉부는 종종 짧은, 예를 들면 만곡된 샤프트를 포함하므로, 원형으로 되고 3개의 조오를 구비하는 상응하게 큰 캡 풀러가 배출 위치에 제공될 수 없다.

본 발명의 목적은 이동 가능한 스폿 용접 장치뿐만 아니라 정지된 스폿 용접 장치에서도 짧은 접근 경로에 의해 신속하고 확실한 스폿 용접 캡 변환을 자동으로 가능케 하는 것이다.

본 발명의 상기 목적은 캡 풀러가 2개의 대향되어 정렬된 그리퍼를 포함하며, 상기 2개의 대향되어 정렬된 그리퍼는 각각 서로에 대해 선회 가능하고 단부측이 개방된 조오를 구비하고, 상기 조오는 대략 평행한 톱니형 그리핑면을 구비하며, 상기 그리핑면의 간격은 용접 캡 직경에 비해 작은 치수를 가지며, 캡 매거진은 각각 캡 캐리어를 포함하며, 상기 캡 캐리어는 스프링 박스에 의해 구동되어 자체의 진행력에 의해 각각 캡 중 하나의 캡을 정지부에 가압하며, 접근 위치에서 에지 중첩부는 캡과 일 측면에서 중첩됨으로써 달성된다.

유리한 실시예가 종속항에 개시되어 있다.

신규한 실시예에서 캡 풀러 및 매거진은 양호하게는 탄성 지지되는 캐리어 상에 형성된다. 이전에 공지된 시스템과 달리, 신규한 구성-실시예는 용접 로봇에서의 사용뿐만 아니라 정지된 핀서 용접 헤드 또는 핀서 용접 장치에서의 사용도 가능케 한다.

3개의 조오(jaws)를 구비하는 이전에 공지된 고정 시스템에 비해, 신규한 캡 배출 실시예는 보다 짧은 고정 및 회전 경로를 가능케 하므로, 캡의 분리를 위해 본질적으로 보다 짧은 시간을 가능케 한다. 또한 보다 작은 구조 형태에 의해, 예를 들면 특별한 핀서 용접 헤드 또는 매우 짧은 만곡된 샤프트에 대한 보다 넓은 사용 스펙트럼이 가능하게 된다.

2개의 캡 풀러는 각각 조오의 단부측에서 개방되어 있으며, 이에 따라 캡에 대해 접근 가능하다. 조오는 자체의 보다 작은 간격의 치수에 의해 직접 캡과 결합하고, 대략 30-60° 각도만큼의 회전에 의해 캡을 분리한다. 이를 통해 캡 교환은 극단적으로 좁은 공간 비율에서도 가능하게 된다. 2개의 그리퍼는 대향된 방향으로 배향되므로, 시계 방향 회전 시 여러 측면으로부터의 접근을 위해 이들 중 하나가 사용될 수 있으므로, 핀서 용접 헤드 샤프트가 나사 고정되어 유지되는 경우에도, 핀서 용접 헤드의 회전이 요구되지 않는다.

또한, 원형 매거진은 본질적으로 이전에 공지된 구조 방식으로 된 중력-직선 매거진보다 더 컴팩트하다. 스프링 구동을 통해 임의의 위치에 유지될 수 있으며 또한 작동될 수 있다.

또한, 2개의 축방향으로 평행하게 배치된 원형 매거진은 각각 짧은 방사상 경로로 결합 위치에 대해 접근 개구로의 접근을 허용한다. 매거진 커버를 포함하는 실시예에서 매거진 커버는 접근 시 직접 움직임으로써, 에지 중첩부는 캡 에지를 해제하여 배출을 가능케 한다. 이에 대한 예로서 샤프트가 매거진 내로 방사상 유입되고 축방향으로 접근하는 것이 있다.

2개의 부품 장치인 캡 변환기 및 캡 매거진은 캐리어 상에서 근처에 인접하여 장착되며, 정지되어 배치되거나 또는 로봇 아암 상에 고정 또는 분리 가능하게 장착될 수 있다. 첫 번째 경우 용접 로봇은 자체의 핀서 용접 헤드의 캡을 변환하고, 두 번째 경우 로봇은 상기 장치에 의해 캡을 정지된 핀서 용접 헤드 또는 장치에서 변환한다. 여기서 변환 장치는 로봇 아암에서 로봇의 그리퍼 옆의 자유 공간 또는 가이드 레일에 변위 가능하게 고정되어 작동이 준비된 상태로 조립되거나, 또는 휴지 위치에 위치될 수도 있으며, 변환 장치는 상기 휴지 위치로부터 그리퍼에 의해 호출되어 작동이 행해진다. 이는 핀서 변환 헤드 원리라고 언급된다.

유리하게는 장치에 캡 센서가 배치되며, 상기 캡 센서는 캡이 존재하는지에 대해 신호를 보낸다. 또한 매거진의 충전 상태가 검사된다. 이러한 방식으로, 냉각수가 제공되기 전에, 핀서 용접 헤드 샤프트에서의 캡 변환 후 캡이 존재하는 것이 보장된다. 또한, 샤프트가 접근할 때 캡이 존재하지 않는 것으로 통지되는 경우, 노후된 캡이 배출되었는지가 검사될 수 있다.

커버가 없는 캡 매거진의 실시예는 탄성 캡 캐리어에서 용접 캡을 조밀하게 조정한 상태에서 전단력 또는 인장력 하에 축방향으로 이동 가능하게 유지한다.

유리한 실시예가 도1 내지 도6에 도시되어 있다.

도1은 전체 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.

도2는 캡 풀러의 관통 평면도이다.

도2a 및 도2b는 그리핑면의 상세 확대도이다.

도3은 캡 풀러의 사시도이다.

도4는 캡 매거진의 폐쇄된 상태를 도시하는 확대 사시도이다.

도5는 캡 매거진의 개방된 상태를 도시하는 확대 사시도이다.

도6은 매거진 커버의 평면도이다.

도1은 전체의 스폿 용접 캡 변환기(1)를 도시하며, 상기 스폿 용접 캡 변환기(1)는 캐리어 레일(5) 상에서 로봇 아암에 이동 가능하게 유지된다. 대안으로 스폿 용접 캡 변환기(1)는 조립판(50)에 대해 고정 설치된다. 조립판(50)의 자유 단부에는, 양측에서 장착된 캡 풀러(2)가 나사 고정되며, 2개의 그리퍼(20)는 각각 측면 방향으로 대향되어 정렬되어 있다. 조오(21, 22) 사이에서 배출된 캡(K)이 도시되어 있으며, 상기 캡(K)은 배출 후 선반 용기의 에지부에서 상기 선반 용기에 보강된다.

캡 풀러(2)에 대한 후방에는 서로에 대해 측방향으로 오프셋된 각 캡 매거진(3, 3A)이 조립판(50) 상에 장착되어 있고, 매거진 커버(4)는 각각 측방향으로 정렬되며, 배출되어 유지되는 용접 캡(K)에 대해 축방향으로 평행하게 접근 개구(40)가 배향되므로, 핀서 용접 헤드 샤프트는 캡 변환 시 짧은 경로만을 진행한다.

도2는 캡 풀러(2)의 평면도를 도시하며, 캡 풀러(2)는 매우 적은 부품으로 이루어진다. 그리퍼(20)는 각각 톱니형의 고정된 조오(21) 및 이에 대해 선회 가능 하게 조립된 조오(22)로 이루어진다. 선회 조인트(24)는 고정된 조오(21)의 후방의 이동 가능한 조오 아암(25)의 U자형 구조를 통해 설치되며, 이를 통해 그리퍼(20)에 존재하는 캡(K)은 비틀림이 발생될 때 회전 방향에 따라 고정된다.

조오(21, 22)의 최초 압력에 의해 전성(spread) 스프링(26)이 제공되며, 상기 전성 스프링(26)은 각각 조오 아암(25)에 대해 지지되는 보강 단부를 구비하는 예를 들면 나선형 스프링 또는 전성 스프링으로서 형성된다.

유입측에서 그리퍼(20)는 유입 경사부(27, 28)를 포함한다. 상기 유입 경사부(27, 28)로부터 각각 대략 평행한 그리핑면(23)이 연장되며, 상기 그리핑면(23)에는 각각 대향하여 정렬 배향된 치형부(29A, 29B)가 구비되며, 이는 도2a 및 도2b에 부분도로서 상세하게 도시되어 있다. 캡(K)이 그리퍼(20)내로 도입되지 않는다면, 그리핑면(23)의 간격(A)은 캡 외경(D)에 비해 작은 치수를 갖는다.

도3은 스프링(26) 및 이동 가능한 조오(21, 22) 그리고 고정된 조오(21)가 형성되어 있는 조오판(62)이 2개의 커버판(60, 61) 사이에 유지되어 있는 것을 도시한다. 조오판(62)은 상응하는 오목부를 포함하며, 상기 오목부에서 U자형 조오 아암(25)은 이동 자유 공간을 갖는다.

도4는 원형 캡 매거진(3)을 도시하며, 상기 원형 캡 매거진(3)은 드럼형 캡 캐리어(31)로 이루어지며, 상기 드럼형 캡 캐리어(31)는 매거진 커버(4)에 의해 폐쇄되며, 원형으로 된 접근 개구(40)까지의 방사상 구간은 독립적이며, 상기 접근 개구(40)까지의 방사상 구간에서 용접 캡(K)은 배출 위치에서 커버의 정지부(stop)(32)에 대해 가압된다.

커버(4)는 접근 개구(40)의 원형부에서 캡 에지에 대한 좁은 에지 중첩부(41)를 포함하며, 상기 좁은 에지 중첩부(41)에는 도입 경사부(42)가 커버 상측면에 대해 계단형으로 연결된다. 절첩식 커버(4)와 함께 구현되도록 슬롯(43)이 구비되며, 상기 슬롯(43)은 외측으로 경사진 후크(34)에 의해 관통되며, 상기 후크(34)는 커버를 닫히도록 유지한다.

커버의 연장 평면에서 접근 개구(40)에 대해 대향된 지점에는 긴 구멍(45)을 구비하는 힌지(44)가 형성되며, 상기 힌지(44)의 저널(46)은 힌지 지지부(47)에서 유지된다.

도5는 힌지가 개방되어 있고 용접 캡(K)이 캡 캐리어(31)의 보어(bore)(30)에 장착된 상태의 원형 매거진(3)을 도시하며, 캡(K)은 수 밀리미터만큼 돌출되어 있다. 캡 캐리어(31)의 중앙에는 개략적으로 도시된 스프링 박스(spring box)(33)가 고정 장착되어 존재하며, 상기 스프링 박스(33)는 후크(wall hook)(34)를 방사상 이동 가능하게 보유한다. 스프링 박스(33)에서 중앙에는 내부 응력이 가해진 스핀들 스프링 또는 나선형 스프링이 배치되어 있으며, 상기 스핀들 스프링 또는 나선형 스프링의 하나의 단부는 스프링 박스(33)에 대해 고정되고 다른 단부는 캡 캐리어(31)에 고정되므로, 상기 캡 캐리어(31)는 회전력(P)에 의해 정지부(32) 방향으로 가압되며, 상기 정지부(32)는 매거진 커버 상에서 방사상으로 연장된다.

후크(34)는 스프링 박스(33)의 커버부의 대각선 안내 슬롯으로 판형상으로 연장된다. 폐쇄된 상태에서 후크(34)로부터 여기에 도시된 바와 같이 커버에 유지된 가압 스프링 구조(35)가 연장되며, 상기 가압 스프링 구조(35)는 지지 저 널(support journal)(36)에 의해 원형의 힌지 지지부(hinge support)(47)에 지지되고 후크(34)를 폐쇄 위치로 가압하며, 상기 폐쇄 위치에서 후크(34)는 폐쇄된 상태에서 커버(cover)(4)와 중첩되어 에지 중첩부(41)를 중첩 위치에 유지하며, 저널(46)은 후방 정지 위치에서 긴 구멍(45)에 위치되는데, 이는 도1에 도시되어 있다. 커버(4)를 개방하기 위해 후크(34)는 손으로 가압된다. 대안으로 원형 매거진은 커버를 개방하기 위해 힌지 없이 작동될 수 있다. 이러한 경우 커버는 이동 가능하게만 유지되며, 이에 따라 핀서 용접 헤드 샤프트가 도입될 때 핀서 용접 헤드 샤프트는 에지 중첩부를 해제하기 위해 경사부(42) 상에서 커버를 이동시킨다.

도6은 매거진 커버(4)의 평면도를 도시하고, 상기 매거진 커버(4)의 주요 윤곽은 오프셋된 중심점(M1, M2)을 갖는 2개의 반원으로 이루어지며, 한편으로 접근 개구(40)는 중앙에 대해 정렬되어 연장되고 힌지(44)에 대해 대향되어 외측에서 연장된다. 커버(4)의 슬롯(43)은 중심 영역에서 접근 개구(40)와 힌지(44) 사이의 방향으로 연장된다. 상기 방향으로 후크(34)는 커버 내에서 그리고 고정된 스프링 박스(33) 내에서 안내된다. 커버(4)의 높이는 대략 15mm이고 실질적으로 공동형으로 형성되고 강성 에지(48)를 포함하며, 상기 강성 에지(48)는 정지부(32) 및 다른 한편으로 힌지(44)로 연장된다. 커버(4)는 도입 영역쪽으로 도입 경사부(42)에서 대략 5mm만큼 더 낮다. 내측에서 커버면은 비틀림이 발생될 때 캡을 정지 위치에서 배출 레벨로 안내한다. 가압 스프링 구조(35)를 수용하는 챔버(49)는 점선으로 도시된다.

매거진을 구비하는 캡 풀러의 컴팩트한 구조는 예를 들면 22 내지 17초의 상 당한 교환 시간의 감소를 가능케 하며, 이는 대략 23%에 해당한다.

도면 부호 리스트

1: 스폿 용접 캡 변환기 2: 캡 풀러

20: 그리퍼 21, 22: 조오

23: 그리핑면 24: 선회 조인트

25: 조오 아암 26: 전성 스프링

27, 28: 유입 경사부 29A, 29B: 치형부

3, 3A: 캡 매거진 30: 보어

31: 캡 캐리어 32: 정지부

33: 스프링 박스 34: 후크

35: 가압 스프링 36: 지지 저널

4: 매거진 커버 40: 접근 개구

41: 에지 중첩부 42: 커버 상의 도입 경사부

43: 커버에 위치된 슬롯 44: 힌지

45: 힌지에 위치된 긴 구멍 46: 저널

47: 힌지 지지부 48: 커버 에지

49: 가압 스프링 챔버 5: 캐리어 레일

50: 조립판 60, 61: 커버판

62: 조오판 A: 그리핑 조오 간격

D: 캡 외경 K: 캡

P: 진행력 M1, M2: 반원 중심점

Claims (16)

1. 캡 풀러(2) 및 2개의 캡 매거진(3, 3A)을 포함하는 스폿 용접 캡 변환기(1)이며, 캡 풀러(2)는 스프링 응력이 가해져 선회 가능한 조오(21, 22)를 구비하는 그리퍼(20)를 포함하며, 상기 조오(21, 22)를 구비하는 그리퍼(20)는 회전 및 축방향 배출 이동 시 그 안으로 도입되는 핀서 스폿 용접 헤드의 스폿 용접 캡(K)을 비틀림이 방지되어 고정되도록 핀서 용접 헤드 샤프트로부터 분리하며, 캡 매거진(3, 3A)은 스폿 용접 캡을 각각 캡 캐리어(31)에 정렬 배향되도록 유지하고, 진행력(P)을 통해 각각 차례로 개별적으로 정지부(32)로 접근 위치로 이송하며, 상기 접근 위치로부터 스폿 용접 캡은 자유 핀서 용접 헤드 샤프트 상으로 축방향으로 고정되어 상기 핀서 용접 헤드 샤프트에 의해 배출될 수 있는 스폿 용접 캡 변환기로써,

   캡 풀러(2)는 2개의 대향되어 정렬된 그리퍼(20)를 포함하며, 상기 2개의 대향되어 정렬된 그리퍼(20)는 각각 서로에 대해 선회 가능하고 단부측이 개방된 조오(21, 22)를 구비하고, 상기 조오(21, 22)는 대략 평행한 톱니형 그리핑면(23)을 구비하며, 상기 그리핑면(23)의 간격(A)은 용접 캡 직경(DK)에 비해 작은 치수를 가지며, 캡 매거진(3, 3A)은 각각 캡 캐리어(31)를 포함하며, 상기 캡 캐리어(31)는 스프링 박스(33)에 의해 구동되어 자체의 진행력(P)에 의해 각각 캡(K) 중 하나의 캡(K)을 정지부에 가압하며, 접근 위치에서 에지 중첩부(41)는 캡(K)과 일 측면에서 중첩되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
2. 제1항에 있어서, 관련된 그리퍼(20)의 조오 중 하나의 조오(21)는 조오판에 고정되어 형성되고, 관련된 이동 가능한 조오(22)는 U자형 조오 아암(25)에 형성되며, 상기 조오 아암(25)은 선회 조인트(24)에 의해, 고정된 조오(21)를 가로질러 지지되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
3. 제2항에 있어서, 2개의 이동 가능한 조오 아암(25) 사이에는 예를 들면 내부 응력이 가해진 전성 스프링(26)이 배치되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 조오(21, 22)는 유입 경사부(27, 28)를 보유하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
5. 제4항에 있어서, 그리핑면(23)은 각각 비대칭 치형부(29A, 29B)를 보유하며, 상기 비대칭 치형부(29A, 29B)는 2개의 평행한 조오(21, 22)에서 대향되어 정렬되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
6. 제3항에 있어서, 조오 아암(25), 전성 스프링(26) 및 조오판(62)은 커버판(60, 61) 사이에 유지되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
7. 제1항에 있어서, 스프링 박스(33)는 소용돌이형 또는 나선형 스프링을 포함하며, 상기 소용돌이형 또는 나선형 스프링의 단부는 일 측면에서 스프링 박스(33)에 대해 고정되고 다른 측면에서는 캡 캐리어(31)에 고정되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
8. 제1항에 있어서, 매거진 커버(4)는 스프링(35)을 통해 접근 개구(40) 방향으로 내부 응력이 가해진 상태로 유지되므로, 에지 중첩부(41)는 캡 에지에 대해 정지 위치에서 중첩되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
9. 제8항에 있어서, 스프링 박스(33)에서 후크(34)는 스프링 응력이 가해져 이동 가능하게 유지되며, 상기 후크(34)는 매거진 커버(4)를 폐쇄하도록 관통하고 상기 매거진 커버(4)를 중첩되도록 유지하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 매거진 커버(4)는 힌지 지지부(47)에 연결되며, 상기 힌지 지지부(47)는 접근 개구(40)에 대해 대향되어 위치되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
11. 제10항에 있어서, 매거진 커버(4)는 힌지 지지부(47) 상에서 긴 구멍(45)에 이동 가능하게 안내되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 매거진 커버(4)는 강성 커버 에지(48)를 보유하며, 상기 강성 커버 에지(48)는 일 측면에서 에지 중첩부(41)로 연장되고 다른 측면에서는 힌지(44)로 연장되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 캡 풀러(2)는 전방측으로 돌출된 그리퍼(20)에 의해 조립판(50) 상에 조립되고, 조립판(50) 상에서 후방측에는 캡 매거진(3, 3A)이 오프셋되어 조립되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
14. 제13항에 있어서, 캡 매거진(3, 3A)의 접근 개구(40)는 각각 조립판(50)의 여러 측면에 대해 정렬되며, 상기 측면에 대해 측방향으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 조립판(50)은 캐리어 레일(5) 상에서 이동 가능하게 안내되도록 유지되며, 상기 캐리어 레일(5)은 로봇 아암에 조립되거나 또는 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 캡 매거진(3, 3A)에는 센서가 배치되며, 스폿 용접 캡(K)의 사전 설정된 잔류량만이 각 캡 캐리어(31)에 존재할 때, 상기 센서는 제어 장치에 신호를 보내는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 캡 변환기.

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