KR20090126122A - 스폿 용접 장치 - Google Patents

Abstract

피용접물을 고정하기 위한 지그유닛에 접지블록을 구성하고, 상부 용접건과 하부 용접건에는 모두 전원 공급기에 플러스(+) 전극으로 연결하여 관체의 상부면과 하부면에 대한 단품의 양방향 스폿 용접을 동시에 진행하여 충분한 발열로 인한 용융현상을 유도하여 용접 품질을 보장하는 스폿 용접 장치를 제공한다.

스폿 용접, 관체, 단품, 접지블록, 지그유닛

Description

스폿 용접 장치{SPOT WELDING DEVICE}

본 발명은 스폿 용접 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피용접물을 고정하기 위한 지그유닛에 접지블록을 구성하고, 상부 용접건과 하부 용접건은 모두 전원 공급기에 플러스(+) 전극으로 연결하여 관체의 상부면과 하부면을 연결하여 부착되는 단품을 양방향으로 동시에 용접하는 스폿 용접 장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업분야에서, 도 1에서 도시한 바와 같은 튜브와 같은 관체(T)에 대하여 그 상부면과 하부면을 연결하여 부착되는 브라켓과 같은 단품(B)을 용접하기 위해서는, CO2 아크 용접(W)을 통하여 브라켓의 가장자리와 튜브를 용접하여 접합하게 된다.

그런데 상기와 같은 CO2 아크 용접(W)에 의한 관체(T)와 단품(B)의 용접은 부 재료비가 과다하며, 관체(T)와 단품(B)의 갭 발생에 의한 용접 불량, 및 생산 시간이 과대하게 소요되는 등의 단점을 내포하고 있다.

이러한 관체(T)와 단품(B)의 접합을 위한 CO2 아크 용접(W)의 단점을 극복하기 위하여, 도 2에서 도시한 바와 같은, 스폿 용접 장치를 이용한 스폿 저항 용접을 적용하였다.

상기 스폿 용접 장치는 주로 2장의 판재를 용접하기 위한 것으로, 그 구성을 간단히 살펴보면, 도 2에서 도시한 바와 같이, 베이스 프레임(101)에 용접기 프레임(103)이 구비되고, 상기 용접기 프레임(103)의 상부에는 상부 용접건(110)을 장착하기 위한 상부 프레임(105)이 구성되고, 상기 용접기 프레임(103)의 하부에는 하부 용접건(120)을 장착하기 위한 하부 프레임(107)이 구성된다.

상기 상부 용접건(110)은 상기 상부 프레임(105)의 선단에 구동 실린더(111)가 설치되고, 상기 구동 실린더(111)의 작동로드(112) 선단에는 상부 홀더블록(113)이 장착되며, 상기 상부 홀더블록(113)의 홀더(114)에는 상부 용접봉(115)을 장착한 상부 생크(116; SHANK)가 설치된다.

또한, 상기 하부 용접건(120)은 상기 하부 프레임(117)의 선단에 하부 홀더블록(121)이 장착되며, 상기 하부 홀더블록(121)의 홀더(122)에는 하부 용접봉(123)을 장착한 하부 생크(124; SHANK)가 설치된다.

즉, 상기 상부 용접건(110)은 구동 실린더(111)에 의해 가동측이 되며, 상기 하부 용접건(120)은 하부 프레임(107)에 바로 장착되어 고정측이 된다.

이러한 종래의 스폿 용접 장치는 상기 상부 용접건(110)의 상부 홀더블록(113)이 전원 공급기(130)의 플러스(+) 전극과 전원 케이블을(C1) 통하여 연결되고, 상기 하부 용접건(120)은 접지 케이블(C2)을 통하여 접지된다.

따라서 종래의 스폿 용접 장치는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 상부 용접봉(115)과 하부 용접봉(123) 사이에 용접 대상물인 관체(T)와 단품(B)을 위치시킨 상태로 구동 실린더(111)를 전진 구동시키면, 상부 용접봉(115)과 하부 용접 봉(123)은 각각 용접팁(WT)을 통하여 상기 관체(T)에 대하여 단품(B)을 가압하면서 고전압을 흘려 압전통괴에 의한 발열과 용융에 의한 접합을 이루게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 스폿 용접 장치는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기한 관체(T)에 대하여 단품(B)을 상부 용접봉(115)과 하부 용접봉(123)을 통하여 가압하면서 용접하는 과정에서, 상기 전원 공급기(130)로부터 전류(I)를 공급받는 상부 용접봉(115)에 의해 압전통괴되는 관체(T)의 상부면과 단품(B)의 상면 위치(P1)는 전류량이 충분하여 저항이 크게 일어나 충분한 발열에 의한 용융상태를 형성하여 접합할 수 있으나, 접지되는 하부 용접봉(123)에 의해 압전통괴되는 관체(T)의 하부면과 단품(B)의 하면 위치는(P2) 전류(I)량이 부족하여 저항이 상대적으로 작게 일어나 충분한 발열에 의한 용융상태를 형성할 수 없어 용접 품질을 보장할 수 없는 또 다른 문제점을 나타낸다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 스폿 용접 장치에 의한 관체와 단품의 스폿 저항 용접의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 피용접물을 고정하기 위한 지그유닛에 접지블록을 구성하고, 상부 용접건과 하부 용접건에는 모두 전원 공급기에 플러스(+) 전극으로 연결하여 관체의 상부면과 하부면에 대한 단품의 양방향 스폿 용접을 동시에 진행하여 충분한 발열로 인한 용융현상을 유도하여 용접 품질을 보장하는 스폿 용접 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 스폿 용접 장치는 베이스 프레임 상에 구비되는 용접기 프레임과, 상기 용접기 프레임의 상,하부에 각각 구성되는 상부 및 하부 프레임과; 상기 상부 프레임 상에 실린더 구동에 의해 상부 용접봉이 가동되도록 구성되는 상부 용접건; 상기 하부 프레임 상에 구성되어 하부 용접봉을 갖는 하부 용접건을 포함하는 스폿 용접 장치에서,

상기 하부 용접건은 상기 하부 프레임의 선단에 실린더를 통하여 가동되도록 구성하고, 일측이 상기 상부 용접건과 보조 케이블을 통하여 연결되어 전원 공급기의 플러스(+) 전극을 공유하도록 구성되며,

상기 상부 용접건과 하부 용접건의 전방에 대응하여 상기 베이스 프레임에 설치되어 피용접물을 지지하며, 내측에는 피용접물을 접지하는 접지블록을 내장하 여 구성되는 지그유닛을 더 포함한다.

여기서, 상기 상부 용접건은 상기 상부 프레임의 선단에 설치되는 상부 실린더; 상기 상부 실린더의 작동로드 선단에 장착되고, 일측이 전원 공급기의 플러스(+) 전극과 전원 케이블을 통하여 연결되며, 외측부에는 홀더가 구성되는 상부 홀더블록; 및 상기 상부 홀더블록의 홀더에 장착되며, 하단에는 상부 용접봉이 장착되는 상부 생크로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 하부 용접건은 상기 하부 프레임의 선단에 설치되는 하부 실린더; 상기 하부 실린더의 작동로드 선단에 장착되고, 일측이 상기 상부 홀더블록의 일측과 보조 케이블을 통하여 연결되어 전원 공급기의 플러스(+) 전극을 공유하며, 외측부에는 홀더가 구성되는 하부 홀더블록; 및 상기 하부 홀더블록의 홀더에 장착되며, 상단에는 하부 용접봉이 장착되는 하부 생크로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 지그유닛은 상기 베이스 프레임의 전방에 상향하여 설치되는 지그 프레임; 상기 상부 용접건과 하부 용접건 사이에 배치되어 상기 지그 프레임의 상부 내측면에 장착되어 피용접물을 지지하는 로케이터 블록; 상기 피용접물에 접촉되도록 상기 로케이터 블록의 일측에 설치되어 접지 케이블과 연결되는 접지블록으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 로케이터 블록은 그 상면이 상기 피용접물의 형상에 대응하는 안착면으로 형성되고, 상하방향으로는 하부 용접봉이 삽입되는 관통구가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 로케이터 블록은 그 재질이 절연소재로 이루어지며, 상기 접지블 록은 그 재질이 구리소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스폿 용접 장치에 의하면, 피용접물을 고정하기 위한 지그유닛에 접지블록을 구성하고, 상부 용접건과 하부 용접건에는 모두 전원 공급기에 플러스(+) 전극으로 연결하여 관체의 상부면과 하부면에 대한 단품의 양방향 스폿 용접을 동시에 진행하여 충분한 발열로 인한 용융현상을 유도하여 용접 품질을 보장하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 스폿 용접 장치는 기본적으로 CO2 아크 용접에 의한 관체와 단품의 용접에서 발생되는 부 재료비 과다, 관체와 단품의 갭 발생에 의한 용접 불량, 및 생산 시간이 많이 소요되는 등의 단점을 해소하는 효과도 있다.

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 장치의 측면 구성도이다.

본 실시예에 따른 스폿 용접 장치는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 기본적으로 베이스 프레임(1) 상에 구비되는 용접기 프레임(3)과, 상기 용접기 프레임(3)의 상,하부에 각각 구성되는 상부 프레임(5) 및 하부 프레임(7)과, 상기 상부 프레임(5) 상에 구성되는 상부 용접건(10)과, 상기 하부 프레임(7) 상에 구성되는 하부 용접건(20), 및 피용접물인 관체(T)와 단품(B)을 지지해주기 위한 지그유닛(30)으로 구성된다.

먼저, 상기 용접기 프레임(3)은 상기 베이스 프레임(1)의 일측에 수직방향으로 세워져 구성되고, 상기 용접기 프레임(3)의 상부에는 상부 프레임(5)이 일측으로 고정되며, 상기 용접기 프레임(3)의 하부 일측에는 하부 프레임(7)이 상기 상부 프레임(5)의 하부에 대응하게 고정되어 구성된다.

그리고 상기 상부 용접건(10)은 상부 프레임(5)의 선단에 상부 실린더(11)가 하향하여 설치되고, 상기 상부 실린더(11)의 작동로드(12) 선단에는 상부 홀더블록(13)이 장착되어 구성된다.

상기 상부 홀더블록(13)은 그 일측이 전원 공급기(40)의 플러스(+) 전극과 전원 케이블(C1)을 통하여 연결되고, 외측부에 구성되는 홀더(14)에는 하단에 상부 용접봉(15)이 장착된 상부 생크(16)가 장착되어 구성된다.

또한, 상기한 상부 용접봉(15)의 선단에는 구리소재의 용접팁(WT)이 장착된다.

그리고 상기 하부 용접건(20)은 상기 하부 프레임(7)의 선단에 하부 실린더(21)가 상향하여 설치되고, 상기 하부 실린더(21)의 작동로드(22) 선단에는 하부 홀더블록(23)이 장착되어 구성된다.

상기 하부 홀더블록(23)은 그 일측이 상기 상부 홀더블록(13)의 일측과 보조 케이블(C3)을 통하여 연결되어 전원 공급기(40)의 플러스(+) 전극을 공유하며, 외측부에 구성되는 홀더(24)에는 상단에 하부 용접봉(25)이 장착된 하부 생크(26)가 장착되어 구성된다.

여기서, 상기한 하부 용접봉(25)의 선단에도 구리소재의 용접팁(WT)이 장착 된다.

즉, 상기 하부 용접건(20)은 상기 하부 프레임(7)의 선단에 하부 실린더(21)를 통하여 가동되도록 구성하고, 일측이 상기 상부 용접건(10)과 보조 케이블(C3)을 통하여 연결되어 전원 공급기(40)의 플러스(+) 전극을 공유하도록 구성되는 것이 본 실시예의 기술적 특징이다.

한편, 상기한 지그유닛(30)은 상기 상부 용접건(10)과 하부 용접건(20)의 전방에 대응하여 상기 베이스 프레임(1)에 설치되어 피용접물을 지지하도록 구성되는데, 그 내측에는 피용접물을 접지하는 접지블록(31)을 내장하여 구성되는 것이 기술적 특징이다.

이러한 상기 지그유닛(30)의 구체적인 구성을 도 5를 통하여 설명한다.

상기 지그유닛(30)은 상기 베이스 프레임(1)의 전방에 상향하여 지그 프레임(32)이 설치된다.

그리고 상기 상부 용접건(10)의 상부 용접봉(15)과 상기 하부 용접건(20)의 하부 용접봉(25) 사이에는 피용접물인 상기 관체(T)와 단품(B)을 지지하는 로케이터 블록(33)이 배치되어 상기 지그 프레임(32)의 상부 내측면에 장착된다.

상기 로케이터 블록(33)은 그 상면이 상기 피용접물의 형상에 대응하는 안착면(F)으로 형성되고, 상하방향으로는 하부 용접봉(25)이 삽입되는 관통구(H)가 형성된다.

이러한 로케이터 블록(33)은 그 재질이 절연소재로 이루어져야 하며, 강화 플라스틱 소재를 적용하는 것이 바람직할 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 로케이터 블록(33)의 일측에는 상기 피용접물에 접촉되도록 상기한 접지블록(31)이 설치되는데, 상기 접지블록(31)은 상기 지그 프레임(32)을 통하여 배치되는 접지 케이블(C2)과 연결된다.

여기서, 상기 접지블록(31)은 통전성이 우수한 구리소재를 이용하여 제작되는 것이 바람직하다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 스폿 용접 장치의 작동은, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 로케이터 블록(33)상의 안착면(F)에 피용접물인 튜브소재의 관체(T)에 브라켓 등의 단품(B)이 끼워진 상태로 안착되며, 상기 관체(T)의 외측면에는 접지블록(31)에 접촉된다.

그리고 상기 전원 공급기(40)는 그 플러스(+) 전극에 전원 케이블(C1)과 보조 케이블(C3)을 통하여 연결되는 상부 용접봉(15)과 하부 용접봉(25)에 각각 전원을 공급하게 된다.

이러한 상태로, 상기 상부 실린더(11)와 하부 실린더(21)는 각각 전진 구동하여 상부 용접봉(15)과 하부 용접봉(25)은 각각 용접팁(WT)을 통하여 상기 관체(T)에 대하여 단품(B)을 상부와 하부에서 가압하면서 고전압을 흘려 압전통괴에 의한 발열과 용융현상에 의한 접합을 이루게 된다.

이때, 상기 피용접물에 대한 전류(I)의 흐름은, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상부 용접봉(15)과 하부 용접봉(25)을 통하여 상기 단품(B)의 상면과 하면을 통하여 각각 관체(T)의 상부면과 하부면에 동시에 양방향으로 흘러 상기 관체(T)의 외측면에 접촉된 접지블록(31)을 통하여 흐르게 된다.

이에 따라, 상기 전원 공급기(40)로부터 전류를 공급받는 상부 용접봉(15)과 하부 용접봉(25)은 압전통괴되는 단품(B)의 양단면과 관체(T)의 양단면에 충분한 전류량을 공급하여 충분한 발열에 의한 용융상태를 형성하여 접합할 수 있게 된다.

그리고 도 8에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 스폿 용접 장치는 피용접물의 소재로 사각의 관체(T)를 적용하였으나, 상기 로케이터 블록(33)의 안착면(F) 형상을 변경하여 원형의 파이프와 같은 관체(T)를 적용하는 것도 가능하다.

이상에서는 현재로서 실질적이라 고려되는 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 오히려, 전술한 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 관체와 단품의 CO2 용접에 의한 접합 상태를 도시한 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 스폿 용접 장치의 측면 구성도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 스폿 용접 장치에 의한 관체와 단품의 용접 상태도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접 장치의 측면 구성도이다.

도 5는 도 4의 A 부분의 확대도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접 장치의 작동 상태도이다.

도 7과 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접 장치에 의한 관체와 단품의 용접 상태 예시도이다.

Claims (12)

1. 베이스 프레임 상에 구비되는 용접기 프레임과, 상기 용접기 프레임의 상,하부에 각각 구성되는 상부 및 하부 프레임과; 상기 상부 프레임 상에 실린더 구동에 의해 상부 용접봉이 가동되도록 구성되는 상부 용접건; 상기 하부 프레임 상에 구성되어 하부 용접봉을 갖는 하부 용접건을 포함하는 스폿 용접 장치에서,

   상기 하부 용접건은 상기 하부 프레임의 선단에 실린더를 통하여 가동되도록 구성하고, 일측이 상기 상부 용접건과 보조 케이블을 통하여 연결되어 전원 공급기의 플러스(+) 전극을 공유하도록 구성되며,

   상기 상부 용접건과 하부 용접건의 전방에 대응하여 상기 베이스 프레임에 설치되어 피용접물을 지지하며, 내측에는 피용접물을 접지하는 접지블록을 내장하여 구성되는 지그유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
2. 제1항에서,

   상기 상부 용접건은

   상기 상부 프레임의 선단에 설치되는 상부 실린더;

   상기 상부 실린더의 작동로드 선단에 장착되고, 일측이 전원 공급기의 플러스(+) 전극과 전원 케이블을 통하여 연결되며, 외측부에는 홀더가 구성되는 상부 홀더블록; 및

   상기 상부 홀더블록의 홀더에 장착되며, 하단에는 상부 용접봉이 장착되는 상부 생크로 구성되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
3. 제1항에서,

   상기 하부 용접건은

   상기 하부 프레임의 선단에 설치되는 하부 실린더;

   상기 하부 실린더의 작동로드 선단에 장착되고, 일측이 상기 상부 홀더블록의 일측과 보조 케이블을 통하여 연결되어 전원 공급기의 플러스(+) 전극을 공유하며, 외측부에는 홀더가 구성되는 하부 홀더블록; 및

   상기 하부 홀더블록의 홀더에 장착되며, 상단에는 하부 용접봉이 장착되는 하부 생크로 구성되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
4. 제1항에서,

   상기 지그유닛은

   상기 베이스 프레임의 전방에 상향하여 설치되는 지그 프레임;

   상기 상부 용접건과 하부 용접건 사이에 배치되어 상기 지그 프레임의 상부 내측면에 장착되어 피용접물을 지지하는 로케이터 블록;

   상기 피용접물에 접촉되도록 상기 로케이터 블록의 일측에 설치되어 접지 케이블과 연결되는 접지블록으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 로케이터 블록은

   그 상면이 상기 피용접물의 형상에 대응하는 안착면으로 형성되고, 상하방향으로는 하부 용접봉이 삽입되는 관통구가 형성되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
6. 제4항에 있어서,

   상기 로케이터 블록은

   그 재질이 절연소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
7. 제4항에 있어서,

   상기 접지블록은

   그 재질이 구리소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
8. 베이스 프레임 상에 구비되는 용접기 프레임과, 상기 용접기 프레임의 상부에 상부 프레임을 통하여 장착되는 상부 용접건 및 상기 용접기 프레임의 하부에는 하부 프레임을 통하여 장착되는 하부 용접건을 포함하는 스폿 용접 장치에 있어서,

   상기 상부 용접건은 상기 상부 프레임의 선단에 설치되는 상부 실린더; 상기 상부 실린더의 작동로드 선단에 장착되고, 일측이 전원 공급기의 플러스(+) 전극과 전원 케이블을 통하여 연결되며, 외측부에는 홀더가 구성되는 상부 홀더블록; 및 상기 상부 홀더블록의 홀더에 장착되며, 하단에는 상부 용접봉이 장착되는 상부 생 크로 구성되고,

   상기 하부 용접건은 상기 하부 프레임의 선단에 설치되는 하부 실린더; 상기 하부 실린더의 작동로드 선단에 장착되고, 일측이 상기 상부 홀더블록의 일측과 보조 케이블을 통하여 연결되어 전원 공급기의 플러스(+) 전극을 공유하며, 외측부에는 홀더가 구성되는 하부 홀더블록; 및 상기 하부 홀더블록의 홀더에 장착되며, 상단에는 하부 용접봉이 장착되는 하부 생크로 구성되며,

   상기 상부 용접건과 하부 용접건의 전방에 대응하여 상기 베이스 프레임에 설치되어 피용접물을 지지하며, 내측에는 피용접물을 접지하는 접지블록을 내장하여 구성되는 지그유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
9. 제8항에서,

   상기 지그유닛은

   상기 베이스 프레임의 전방에 상향하여 설치되는 지그 프레임;

   상기 상부 용접건과 하부 용접건 사이에 배치되어 상기 지그 프레임의 상부 내측면에 장착되어 피용접물을 지지하는 로케이터 블록;

   상기 피용접물에 접촉되도록 상기 로케이터 블록의 일측에 설치되어 접지 케이블과 연결되는 접지블록으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 로케이터 블록은

    그 상면이 상기 피용접물의 형상에 대응하는 안착면으로 형성되고, 상하방향으로는 하부 용접봉이 삽입되는 관통구가 형성되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
11. 제9항에 있어서,

    상기 로케이터 블록은

    그 재질이 절연소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.
12. 제9항에 있어서,

    상기 접지블록은

    그 재질이 구리소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스폿 용접 장치.

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