KR20120074001A - Rotary type welding jig - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용접 지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공작물(Workpiece)의 종류에 따라 클램핑장치들의 위치가 회전에 의하여 조절되어 공작물을 클램핑(Clamping)할 수 있는 회전형 용접 지그에 관한 것이다.The present invention relates to a welding jig, and more particularly, to a rotary welding jig capable of clamping the workpiece by adjusting the position of the clamping devices according to the type of the workpiece (Workpiece).
용접의 종류는 스폿 용접(Spot welding), 아크 용접(Arc welding), 레이저 용접(Laser welding), 유도 용접(Induction welding), 브레이징(Brazing) 등 매우 다양하다. 자동차 산업은 철계 합금, 비철계 합금 등을 소재로 제작된 수많은 부품들을 다양한 용접에 의하여 접합하여 차체를 제작하고 있다. 자동차 산업의 용접 시스템은 대량생산을 위하여 로봇과 지그로 구성되고 있다. There are various kinds of welding such as spot welding, arc welding, laser welding, induction welding, brazing, and the like. The automobile industry manufactures a vehicle body by joining numerous parts made of ferrous alloys, nonferrous alloys, etc. by various welding. Welding systems in the automotive industry consist of robots and jigs for mass production.
용접 시스템의 로봇은 용접 로봇과 피딩 로봇(Feeding robot)의 두 가지 타입이 있다. 용접 로봇은 공작물의 용접을 위한 용접건(Welding gun)을 갖추고 있으며, 용접건의 작동에 의하여 용접 지그에 클램핑되어 있는 공작물을 용접한다. 피딩 로봇은 용접건에 대하여 공작물을 이동시켜 용접한다. 용접 지그는 용접 로봇에 의한 공작물의 용접을 위하여 공작물을 클램핑하는 고정장치(Fixture)의 기능을 갖는다. There are two types of robots in the welding system: welding robots and feeding robots. The welding robot is equipped with a welding gun for welding the workpiece, and welds the workpiece clamped to the welding jig by the operation of the welding gun. The feeding robot moves the workpiece with respect to the welding gun and welds it. The welding jig has the function of a fixture for clamping the workpiece for welding the workpiece by the welding robot.
용접 시스템은 대한민국 등록특허 제10-0907057호, 제10-0900070호, 제 10-0552613호 등 많은 특허 문헌들에서 쉽게 찾아볼 수 있다. 용접 지그는 공작물의 클램핑을 위한 클램핑장치(Clamping device)를 갖추고 있다. 공작물은 클램핑장치에 의하여 클램핑되어 준비된다. 용접 로봇은 용접건을 작동시켜 공작물을 용접한다.Welding systems can be easily found in many patent documents, such as Korean Patent Nos. 10-0907057, 10-0900070, and 10-0552613. The welding jig is equipped with a clamping device for clamping the workpiece. The workpiece is clamped and prepared by the clamping device. The welding robot operates the welding gun to weld the workpiece.
한편, 클램핑장치는 단일의 공작물을 정확하게 클램핑하도록 전용으로 구성되기 때문에 공작물이 다른 것으로 변경될 경우, 클램핑장치를 교체해야 한다. 그러나 클램핑장치의 교체 작업을 위하여 용접 시스템의 가동을 정지시켜야 하므로, 생산성이 크게 저하되는 문제가 있다. 특히, 다품종 소량생산체계는 공작물의 변경에 유연하게 대처할 수 있는 유연생산시스템(Flexible manufacturing system)의 구축이 상당히 중요한 바, 클램핑장치의 교체를 위하여 소비되는 낭비시간(Dead time)에 의하여 유연생산시스템의 효율을 크게 저하시키는 원인이 되고 있다.On the other hand, since the clamping device is configured exclusively to clamp a single workpiece accurately, when the workpiece is changed to another one, the clamping device must be replaced. However, since the welding system must be stopped for the replacement of the clamping device, there is a problem that the productivity is greatly reduced. In particular, in the multi-product small-scale production system, it is very important to establish a flexible manufacturing system that can flexibly cope with the change of the workpiece. The flexible production system is due to the dead time consumed for replacing the clamping device. It is a cause for greatly reducing the efficiency of the.
본 발명은 상기한 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 클램핑장치들이 설치되어 있는 플랫폼들의 위치 변경에 의하여 복수 유형의 공작물들을 클램핑할 수 있는 회전형 용접 지그를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve various problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a rotary welding jig capable of clamping a plurality of types of workpieces by changing positions of platforms on which clamping devices are installed. In providing.
본 발명의 다른 목적은, 공작물의 변경에 유연하게 대처하여 생산성을 향상시킬 수 있는 회전형 용접 지그를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a rotary welding jig which can flexibly cope with a change in a workpiece and improve productivity.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 워크스테이션에 놓이는 복수 유형의 공작물들을 용접하는 용접 로봇과 근접되도록 바닥에 설치되어 있는 메인프레임과; 메인프레임에 회전할 수 있도록 설치되어 있고, 복수의 플랫폼들을 갖는 터닝프레임과; 복수의 플랫폼들에 복수 유형의 공작물 중 어느 한 유형의 공작물 각각을 클램핑할 수 있도록 설치되어 있는 복수의 클램핑장치들과; 메인프레임에 설치되어 있으며, 터닝프레임을 회전시킬 수 있도록 터닝프레임과 연결되어 있는 구동수단을 포함하는 회전형 용접 지그에 있다.A feature of the present invention for achieving the above objects includes: a mainframe installed on the floor in proximity to a welding robot for welding a plurality of types of workpieces placed on a workstation; A turning frame rotatably installed on the main frame and having a plurality of platforms; A plurality of clamping devices installed on the plurality of platforms so as to clamp each of a workpiece of a plurality of types of workpieces; It is installed on the main frame, there is a rotary welding jig including a drive means connected to the turning frame to rotate the turning frame.
본 발명에 따른 회전형 용접 지그는 공작물의 종류에 따라 클램핑장치들이 설치되어 있는 플랫폼들을 회전시켜 클램핑장치들의 위치를 변경함으로써, 전용의 클램핑장치에 의하여 공작물을 정확하고 안정적으로 클램핑할 수 있다. 또한, 용접하기 위한 복수 유형의 공작물에 맞추어 전용의 클램핑장치들을 사전에 준비하여 공작물의 변경에 대처하는 유연생산시스템을 구축함으로써, 생산성이 높은 다품종 소량생산체계의 자동차 생산 라인을 구현할 수 있다.The rotary welding jig according to the present invention can rotate the platforms on which the clamping devices are installed according to the type of the workpiece to change the position of the clamping devices, thereby accurately and stably clamping the workpiece by the dedicated clamping device. In addition, by building a flexible production system to cope with the change of the workpiece by preparing a dedicated clamping devices in advance in accordance with a plurality of types of workpieces for welding, it is possible to implement a high-productivity multi-line production line automotive production line.
도 1은 본 발명에 따른 회전형 용접 지그와 용접 로봇의 구성을 나타낸 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 회전형 용접 지그의 구성을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 회전형 용접 지그의 구성을 나타낸 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 회전형 용접 지그의 구성을 나타낸 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 회전형 용접 지그의 구성을 나타낸 측면도이다.1 is a side view showing the configuration of a rotary welding jig and a welding robot according to the present invention;
2 is a perspective view showing the configuration of a rotary welding jig according to the present invention;
3 is a front view showing the configuration of a rotary welding jig according to the present invention;
4 is a plan view showing the configuration of a rotary welding jig according to the present invention;
5 is a side view showing the configuration of a rotary welding jig according to the present invention.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명에 따른 회전형 용접 지그에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the rotary welding jig according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 회전형 용접 지그는 용접 로봇(10)과 협동하여 복수 유형의 공작물(2)들의 용접을 위한 용접 시스템을 구성한다. 공작물(2)들은 일례로 자동차의 차체를 구성하는 패널(Panel), 브래킷(Bracket), 빔(Beam), 바(Bar) 등 다양하게 선택될 수 있다. 용접 로봇(10)은 공작물(2)들을 용접하기 위한 용접건(12)을 갖추고 있다. 용접건(12)은 용접 로봇(10)의 작동에 의하여 워크스테이션(Work station: 14) 또는 작업공간(Operational space)에 놓여 있는 공작물(2)들을 용접한다. First, referring to FIG. 1, a rotary welding jig according to the present invention cooperates with a
도 1 내지 도 5를 모두 참조하면, 본 발명에 따른 회전형 용접 지그는 공장의 바닥에 설치되어 있는 메인프레임(Main frame: 20)을 구비한다. 메인프레임(20)은 공장의 바닥에 장착되어 있는 베이스(Base: 22)와 베이스(22)의 상면에 간격을 두고 장착되어 있는 제1 포스트(Post: 24)와 제2 포스트(26)로 구성되어 있다. 베이스(22)는 복수의 기초볼트(28)들에 의하여 공장의 바닥에 고정되어 있다. 1 to 5, the rotary welding jig according to the present invention includes a
본 발명에 따른 회전형 용접 지그는 메인프레임(20)에 회전할 수 있도록 설치되어 있는 터닝프레임(Turning frame: 30)을 구비한다. 터닝프레임(30)은 양측에 제1 축(32)과 제2 축(34)을 갖는다. 제2 축(34)은 원활한 회전을 위하여 베어링(36)에 의하여 제2 포스트(26)의 상부에 지지되어 있다. 본 실시예에 있어서 제1 축(32)은 제2 축(34)과 마찬가지로 베어링에 의하여 제1 포스트(24)의 상부에 지지될 수 있다. The rotary welding jig according to the present invention includes a
터닝프레임(30)은 제1 및 제2 포스트(24, 26) 사이에 평행하게 배열되어 있는 복수의 빔(Beam: 40)들과 빔(40)들의 외측에 배치되어 있는 복수의 서포트바(Support bar: 42)들에 의하여 제1 내지 제4 플랫폼(platform: 44a~44d)을 갖는 사각면체로 구성되어 있다. 서포트바(42)들은 동일한 평면에 배열되어 있다. The
제1 내지 제4 플랫폼(44a~44d) 중 어느 하나의 면, 예를 들어 제1 플랫폼(44a)은 용접 로봇(10)과 협동하여 공작물(2)들의 용접하기 위한 워크스테이션(14)에 근접되도록 상방을 향하여 배치되어 있다. 제1 플랫폼(44a)이 워크스테이션(14)에 배치될 때 제2 내지 제4 플랫폼(44b~44d)은 대기된다. 본 실시예에 있어서 터닝프레임(30)은 제1 내지 제4 플랫폼(44a~44d)을 갖는 사각면체로 구성되어 있는 것이 도시되고 설명되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 터닝프레임(30)은 두 개 이상의 플랫폼들을 갖도록 구성될 수 있다. 두 개의 플랫폼들은 서로 대향되는 위치, 즉 제1 플랫폼(44a)과 제3 플랫폼(44c)으로 구성될 수 있다.The face of any one of the first to
본 발명에 따른 회전형 용접 지그는 제1 내지 제4 플랫폼(44a~44d)에 공작물(2)들의 클램핑을 위하여 설치되어 있는 제1 내지 제4 클램핑장치(50a~50d)를 구비한다. 제1 내지 제4 클램핑장치(50a~50d) 각각은 공작물(2)들의 크기와 형태에 따라 공작물(2)들을 최적으로 클랭핑할 수 있도록 다양하게 구성되어 있다. 제1 내지 제4 클램핑장치(50a~50d)는 액츄에이터(Actuator)의 구동에 의하여 공작물(2)들을 클램핑하는 한 쌍의 핑거(Finger)들 또는 조(Jaw)를 갖는다. 또한, 제1 내지 제4 클램핑장치(50a~50d)는 공작물(2)들의 위치를 결정하는 포지셔너(Positioner)와 공작물(2)들을 감지하는 센서를 갖는다.The rotary welding jig according to the present invention includes first to
본 발명에 따른 회전형 용접 지그는 터닝프레임(30)의 회전을 위한 구동력을 제공하도록 메인프레임(20)의 일측에 설치되어 있는 구동수단으로 모터(60)를 구비한다. 모터(60)는 전기모터, 공압모터로 구성될 수 있다. 감속기(62)가 모터(60)의 구동력을 감속하여 제1 축(32)에 전달하도록 모터(60)와 결합되어 있다. 감속기(62)는 브래킷(64)에 장착되어 있고, 제1 축(32)에 연결되어 있다. 브래킷(64)은 제1 포스트(24)의 상부에 설치되어 있다. 모터(60)는 제1 축(32)과 직접 연결될 수 있다. 또한, 구동수단은 모터의 축에 기어장치 등의 감속기를 일체형으로 구성한 기어드모터(Geared motor)로 구성될 수 있다.The rotary welding jig according to the present invention includes a
지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 회전형 용접 지그의 작용을 설명한다.The operation of the rotary welding jig according to the present invention having such a configuration will now be described.
도 1과 도 4를 참조하면, 터닝프레임(30)의 제1 내지 제4 플랫폼(44a~44d) 중 어느 하나, 예를 들어 제1 플랫폼(44a)이 상방을 향하도록 배치되면, 제1 플랫폼(44a)은 용접 로봇(10)과 협동하여 공작물(2)들을 용접하기 위한 워크스테이션(14)에 배치된다. 1 and 4, when any one of the first to
복수 유형의 공작물(2)들 중 어느 하나, 예를 들어 제1 유형의 공작물(2a)이 피딩 로봇, 피더 등에 의하여 제1 클램핑장치(50a)에 피딩되면, 제1 클램핑장치(50a)는 제1 유형의 공작물(2a)을 클램핑한다. 용접 로봇(10)은 제1 유형의 공작물(2a)을 용접한다. 제1 유형의 공작물(2a)의 용접이 완료되면, 제1 클램핑장치(50a)의 클램핑이 해제된다. 피딩 로봇은 제1 클램핑장치(50a)로부터 공작물(2a)을 언로딩(Unloading)한다. 도 4에 제2 유형의 공작물(2b)이 제3 클램핑장치(50c)에 클램핑장치에 클램핑되어 있는 것이 예시되어 있다.When any one of the plurality of types of
도 1, 도 2와 도 5를 참조하면, 모터(60)가 구동되면, 모터(60)의 구동력은 감속기(62)에 의하여 감속되어 제1 축(32)에 전달된다. 터닝프레임(30)은 제1 및 제2 축(32, 34)을 중심으로 회전된다. 터닝프레임(30)의 회전에 의하여 워크스테이션(14)에 배치되는 제1 내지 제4 플랫폼(44a~44d)이 변경된다. 따라서 공작물(2)들의 유형에 맞추어 제1 내지 제4 플랫폼(44a~44d)의 위치를 변경하여 제1 내지 제4 제1 내지 제4 클램핑장치(50a~50d)에 의하여 공작물(2)들을 최적으로 클램핑할 수 있다.1, 2 and 5, when the
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments described above are merely to describe preferred embodiments of the present invention, the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It will be understood that various changes, modifications, or substitutions may be made thereto, and such embodiments are to be understood as being within the scope of the present invention.
2: 공작물 10: 용접 로봇
12: 용접건 14: 워크스테이션
20: 메인프레임 22: 베이스
24: 제1 포스트 26: 제2 포스트
30: 터닝프레임 32: 제1 축
34: 제2 축 36: 베어링
44a~44d: 제1 내지 제4 플랫폼 50a~50d: 제1 내지 제4 클램핑장치
60: 모터 62: 감속기2: workpiece 10: welding robot
12: welding gun 14: workstation
20: mainframe 22: base
24: first post 26: second post
30: turning frame 32: first axis
34: second axis 36: bearing
44a to 44d: first to
60: motor 62: reducer
Claims (4)
상기 메인프레임에 회전할 수 있도록 설치되어 있고, 복수의 플랫폼들을 갖는 터닝프레임과;
상기 복수의 플랫폼들에 상기 복수 유형의 공작물 중 어느 한 유형의 공작물 각각을 클램핑할 수 있도록 설치되어 있는 복수의 클램핑장치들과;
상기 메인프레임에 설치되어 있으며, 상기 터닝프레임을 회전시킬 수 있도록 상기 터닝프레임과 연결되어 있는 구동수단을 포함하는 회전형 용접 지그.A mainframe installed on the floor in proximity to the welding robot for welding the plurality of types of workpieces placed on the workstation;
A turning frame rotatably installed on the main frame and having a plurality of platforms;
A plurality of clamping devices installed on the plurality of platforms to clamp each of the workpieces of any one of the plurality of types of workpieces;
Rotating welding jig is installed on the main frame, including a driving means connected to the turning frame to rotate the turning frame.
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