KR20120077733A - 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치 가변장치, 그 피치 가변장치가 구비된 피치 시리즈 스폿 용접 건 및 그 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법 - Google Patents
피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치 가변장치, 그 피치 가변장치가 구비된 피치 시리즈 스폿 용접 건 및 그 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치가변장치, 그 피치가변장치가 구비된 피치 시리즈 스폿 용접 건 및 그 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치 가변 장치에 있어서, 상단은 쉥크의 하부면에 결합되고, 하단에는 제1용접팁이 결합된 고정전극; 쉥크의 길이방향과 축방향이 평행하고, 쉥크 내부에 구비된 회전축을 회전시키는 구동수단; 및 상부면은 쉥크의 하부면에 결합되고, 하부면에는 제2용접팁이 결합되며, 상부면과 수직되는 제1수직축과 하부면과 수직되는 제2수직축은 특정거리만큼 이격되고, 회전축의 회전으로 제1수직축을 기준으로 회전되는 회전전극;를 포함하여 회전축의 회전에 의해 제1용접팁과 제2용접팁과의 피치거리가 가변되는 것을 특징으로 하는 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치가변장치, 그 피치가변장치가 구비된 피치 시리즈 스폿 용접 건 및 그 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치가변장치, 그 피치가변장치가 구비된 피치 시리즈 스폿 용접 건 및 그 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 로봇아암에 결합될 정도의 무게를 갖고, 제1용접팁과 제2용접팁 사이의 피치거리를 조절할 수 있어 적용영역을 증대시킨 피치 시리즈 용접건 및 용접방법에 관한 것이다.
스폿 용접은 일반적으로 용접하고자하는 두 용접모재를 접촉시키면 접촉면을 통해 전류를 흘리게 되면 접촉부는 저항발열이 발생되며, 이때 발생되는 저항발열에 의하여 두 용접모재의 접촉면을 용융시켜 접합하는 용접법이다. 그리고, 피치 시리즈 스폿 용접건은 2개의 용접팁((+)용접팁 및 (-)용접팁)이 서로 이격된 피치거리를 갖는 용접건이다. 이러한 피치 시리즈 스폿용접건에 의한 점용접은 한면에서 용접작업이 가능하고, 1개의 용접전류에 의해 2개의 너깃을 동시에 형성하는 통전방법으로 다수의 용접부를 얻고자할 때 사용된다.
도 1a는 종래 피치 시리즈 스폿 용접건을 모식적으로 나타낸 정단면도를 도시한 것이고, 도 1b는 종래 피치 시리즈 스폿 용접건을 모식적으로 나타낸 측단면도를 도시한 것이다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 종래 피치 시리즈 스폿 용접건(1)은 본체(2)와 본체에 구비되는 쉥크(shank, 4), 홀더(5)에 의해 쉥크 하단에 결합되는 2개의 실린더(6)를 포함하고 있음을 알 수 있다. 또한, 실린더(6) 각각의 하단에 결합된 용접전극(7) 및 용접전극(7) 각각의 하단에 결합된 용접팁(8), 실린더(6)를 수직이동시키는 이동수단 등을 포함하고 있다. 또한, 이러한 피치시리즈 스폿 용접건(1)은 로봇아암에 결합되어 질 수도 있다.
도 2는 종래 피치 시리즈 용접건(1)의 하단 부분을 모식적으로 나타낸 정면도를 도시한 것이다. 용접모재(10)는 일반적으로 6축 산업용 로봇(미도시)에 장착된 형태로 용접지그(JIG, 미도시)에 고정되어 진다. 그리고, 도 3a는 종래 피치 시리즈 스폿 용접건(1)의 용접팁(8)이 용접 모재(10)에 접촉된 상태의 정면도를 도시한 것이다. 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 용접이 시작되면 이동수단에 의해 용접전극(7)이 부착된 실린더(6)를 용접모재(10) 측으로 이동시켜, 용접팁(8)을 용접모재(10)에 접촉시키고, 용접모재(10) 사이를 일정한 압력으로 가압하게 된다(예를 들어, 200 ~400kgf).
그리고, 가압된 상태에서, 전원공급부에 의해 용접전극(7)으로 전원이 공급되면, (+)용접팁과 용접모재(10) 하단에 위치한 블랙플레이트(black plate, 11, 일반적으로 보통 구리재질을 사용하여 두 용접팁(8) 사이의 통전이 가능하도록 한다. 즉, 전류 흐름(12)의 통로역할을 하게 된다.)
그리고, (+)용접팁과 (-)용접팁 사이에 전류가 흐르게 되면서, 통전이 발생된다. 이러한 통전에 의해, 두 용접모재(10) 사이의 접촉면에서 저항발열이 발생되고, 접촉면이 용융되어 용접이 일어나게 된다. 또한, 도 3a에 도시된 바와 같이, 통전이 되면, 용접모재(10)과 용접팁(8) 사이 각각에 용접 너깃(13)이 형성되게 된다. 따라서, 스폿 용접건의 설계 단계에서, 용접 후 형성되는 이러한 2개의 용접너깃(13)의 피치(Pitch)가 정해지게 된다.
도 3b는 종래 피치 시리즈 용접건(1)에서 용접 너깃(13) 사이의 피치와 용접팁 사이의 피치거리가 일치되지 않는 상태에서, 종래 스폿 용접건(1) 하단부의 정면도를 도시한 것이다. 피치 시리즈 스폿 용접건(1)의 용접팁(8) 사이의 피치거리가 30mm인 경우, 이러한 피치거리는 고정된 값이므로, 용접모재(8)에서 요구되는 용접점 사이의 피치가 30mm인 경우에는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 용접이 가능하지만, 도 3b에 도시된 바와 같이, 용접모재(10)에서 요구되는 용접점 사이의 피치가 예를 들어, 50mm인 경우에는 용접이 가능하지 않게 된다.
따라서, 종래 피치 시리즈 스폿 용접건(1)에서는 용접팁(8) 사이의 피치거리를 가변할 수 없기 때문에, 요구되는 용접점 사이의 피치가 50mm라면, 50mm의 피치거리를 갖는 시리즈 스폿 용접건을 사용해야 용접이 가능하게 된다.
또한, 피치거리가 약 35mm이하가 되면 전류가 용접모재(10) 표면에 흐르게 되는 무효분류(Short Current)현상이 발생되는 문제가 있다. 또한, 한쪽 접촉점이 다른 접촉점과 비교하여 상대적인 냉각효과가 발생되어, 너깃(13)이 작아져 용접강도가 저하되는 현상(펠티에르 효과)이 발생될 수 있는 문제가 존재한다.
그리고, 종래 피치 시리즈 스폿 용접건(1)은 용접팁(8) 사이의 피치거리가 고정되어 있어, 용접을 원하는 다양한 용접점의 거리에 대하여 제한적으로 적용될 수 없다는 문제가 존재한다. 또한, 기존에 이러한 용접팁(8)과의 피치거리를 가변시키기 위해, 어느 한 쪽의 실린더를 수평으로 이동시키는 이동스테이지를 별도로 결합시킨 피치 시리즈 스폿 용접건이 존재하나, 이러한 이동스테이지를 구비한 용접건은 장비가 크고, 중량화되어 로봇아암에 장착할 수 없다는 문제가 존재하게 된다.
따라서, 피치를 가변시킬 수 있어 용접 적용영역을 넓히면서도, 경량화되어 로봇아암에 부착될 수 있는 피치 시리즈 스폿 용접건이 요구되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면, 구동수단과 회전축을 구비하여 피치거리를 가변시켜 점용접의 용접 범위를 넓히면서도, 20kg 내외로 중량증대가 크지않아 로봇아암에 장착이 가능한 피치 가변이 가능한 피치 시리즈 스폿 용접건 및 용접방법을 제공하게 된다.
제1수직축과 제2수직축이 서로 특정거리로 이격된 회전전극과 회전전극을 제1수직축을 기준으로 회전시키는 회전축 및 1 또는 2개의 기어로 구성된 구동수단을 포함하여, 원하는 용접점 간의 피치가 변하더라도, 제1용접팁과 제2용접팁 사이의 피치거리를 조절할 수 있는 피치 시리즈 스폿 용접건을 제공하게 된다. 또한, 이러한 회전전극의 상단부는 쉥크의 센터에 결합되도록 구성됨으로써, 가압불균형을 근본적으로 해소하고, 용접 품질을 향상시킬 수 있는 피치 시리즈 스폿 용접건 및 용접방법을 제공하게 된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면 복잡한 구성을 갖지 않고, 간이한 구성들을 추가함으로써 장치를 비대화시키지 않아 다양한 로봇 아암에 부착되어 사용될 수 있는 따른 피치 가변 가능한 피치 시리즈 스폿 용접건을 제공하게 된다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 제1목적은, 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치 가변 장치에 있어서, 상단은 쉥크의 하부면에 결합되고, 하단에는 제1용접팁이 결합된 고정전극; 쉥크의 길이방향과 축방향이 평행하고, 쉥크 내부에 구비된 회전축을 회전시키는 구동수단; 및 상부면은 쉥크의 하부면에 결합되고, 하부면에는 제2용접팁이 결합되며, 상부면과 수직되는 제1수직축과 하부면과 수직되는 제2수직축은 특정거리만큼 이격되고, 회전축의 회전으로 제1수직축을 기준으로 회전되는 회전전극;를 포함하여 회전축의 회전에 의해 제1용접팁과 제2용접팁과의 피치거리가 가변되는 것을 특징으로 하는 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치가변장치로서 달성될 수 있다.
쉥크와 고정전극 사이에 구비된 고정홀더 및 쉥크와 회전 전극 사이에 구비된 회전홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구동수단을 제어하여 제1용접팀과 제2용접팁 사이의 피치거리를 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구동수단은, 서보모터 및 서보모터에 연결되어 서보모터에 의해, 서로 맞물러 회전하는 복수의 기어를 갖는 기어박스를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제어부는 구동수단을 제어하여 회전전극을 제1수직축을 기준으로 90°씩 회전시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은, 피지 시리즈 스폿 용접건을 이용한 용접방법에 있어서, 이동수단에 의해 스폿 용접건의 쉥크를 용접모재 측으로 수직이동시켜 쉥크의 하부면에 결합된 회전전극에 구비된 제1용접팁 및 쉥크의 하부면에 회전전극과 소정간격으로 이격되어 결합된 고정전극에 구비된 제2용접팁이 용접모재의 상부면에 접촉되고, 용접모재를 가압하게 되는 단계; 전원공급부에 의해 회전전극 및 고정전극에 전압을 인가하여, 용접모재의 하부면에 구비된 블랙플레이트에 전류가 흘러 제1용접팁과 제2용접팁 사이가 통전되는 단계; 제1용접팁과 제2용접팁이 통전되어, 제1용접팁과 접촉된 용접모재에 제1너깃이 형성되고, 제2용접팁과 접촉된 용접모재에 제2너깃이 형성되는 단계; 제1용접팁과 제2용접팁 사이의 피치거리를 가변시킬 필요가 있는 경우, 제어부가 구동수단을 구동시켜, 회전전극과 연결된 회전축을 회전시키는 단계; 및 가압단계, 통전단계 및 형성단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피치 가변이 가능한 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법으로서 달성될 수 있다.
회전축 회전단계는, 제어부가 구동수단을 구동시켜, 회전수단을 회전축을 기준으로 90° 또는 180°회전시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제3목적은, 쉥크를 이동시키는 이동수단; 상단이 쉥크의 하부면과 결합되고, 하단에는 제1용접팁이 결합되는 고정전극; 쉥크의 길이방향과 평행한 축방향을 갖고, 쉥크 내부에 구비되는 회전축; 회전축을 축방향 중심으로 회전시키는 구동수단; 및 회전축의 끝단과 결합되고, 상부면은 쉥크의 하부면에 고정전극과 특정간격 이격되어 결합되고, 하부면에 제2용접팁이 결합되고, 상부면에 수직되는 제1수직축과 하부면과 수직되는 제2수직축은 서로 평행하게 특정거리를 갖고, 회전축의 회전으로 제1수직축을 기준으로 회전되는 회전전극;를 포함하는 것을 특징으로 하는 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건으로서 달성될 수 있다.
제1용접팁 및 제2용접팁에 용접전류를 공급하는 전원공급부; 제1용접팁 및 제2용접팁 사이의 통전여부와 통전시간을 제어하는 타임 컨택터; 용접전류를 변환시키는 트랜스포머; 및 트랜스포머를 제어하여 용접전류를 조절하고, 구동수단을 제어하여 제1용접팁과 제2용접팁 사이의 피치거리를 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이동수단은 로봇아암으로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 상기 설명한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 구동수단과 회전축을 구비하여 피치거리를 가변시켜 점용접의 용접 범위를 넓힐 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 피치 시리즈 스폿 용접건은 20kg내외로 중량증대가 크지 않아 로봇아암에 장착이 가능하다는 장점을 갖는다.
즉, 제1수직축과 제2수직축이 서로 특정거리로 이격된 회전전극과 회전전극을 제1수직축을 기준으로 회전시키는 회전축 및 1 또는 2개의 기어로 구성된 구동수단을 포함하여, 원하는 용접점간의 피치가 변하더라도, 제1용접팁과 제2용접팁 사이의 피치거리를 조절할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 이러한 회전전극의 상단부는 쉥크의 센터에 결합되도록 구성됨으로써, 가압불균형을 근본적으로 해소하고, 용접 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변 가능한 피치 시리즈 스폿 용접건은 복잡한 구성을 갖지 않고, 간이한 구성들을 추가함으로써 장치를 비대화시키지 않아 다양한 로봇 아암에 부착되어 사용될 수 있는 장점이 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.
도 1a는 종래 피치 시리즈 용접건의 정단면도,
도 1b는 종래 피치 시리즈 용접건의 측단면도,
도 2는 종래 피치 시리즈 용접건의 용접전극 부분을 모식적으로 나타낸 정면도,
도 3a는 종래 피치 시리즈 용접건의 용접팁이 용접 모재에 접촉된 상태의 정면도,
도 3b는 종래 피치 시리즈 용접건에서 너깃사이의 피치와 용접팁 사이의 피치가 일치되지 않는 상태의 정면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 부분 정면도,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 용접전극 부분의 정면도,
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 용접전극 부분의 저면도,
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건에서 회전전극이 90°회전 상태의 부분 정면도,
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건에서 회전전극이 90°회전 상태의 저면도,
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건에서 회전전극이 180°회전 상태의 부분 정면도,
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건에서 회전전극이 180°회전 상태의 저면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 기어박스의 단면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 1b는 종래 피치 시리즈 용접건의 측단면도,
도 2는 종래 피치 시리즈 용접건의 용접전극 부분을 모식적으로 나타낸 정면도,
도 3a는 종래 피치 시리즈 용접건의 용접팁이 용접 모재에 접촉된 상태의 정면도,
도 3b는 종래 피치 시리즈 용접건에서 너깃사이의 피치와 용접팁 사이의 피치가 일치되지 않는 상태의 정면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 부분 정면도,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 용접전극 부분의 정면도,
도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 용접전극 부분의 저면도,
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건에서 회전전극이 90°회전 상태의 부분 정면도,
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건에서 회전전극이 90°회전 상태의 저면도,
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건에서 회전전극이 180°회전 상태의 부분 정면도,
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건에서 회전전극이 180°회전 상태의 저면도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 기어박스의 단면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법의 흐름도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 피치가변이 가능한 피치 시리즈 스폿 용접건(100)의 구성 및 작용에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 부분 정면도를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건은 구동수단(40), 쉥크(4), 고정홀더(62), 회전홀더(61), 회전전극(30), 고정전극(20), 제1용접팁(72) 및 제2용접팁(71) 등을 포함하고 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 구동수단(40)은 도 4에 도시된 바와 같이, 쉥크(4)의 상부측에 구비되고, 서보모터(41)와 서보모터(41)와 연결된 기어박스(42)를 포함하고 있다. 후에 상세히 설명되는 바와 같이, 서보모터(41)의 구동으로 서보모터(41)와 연결된 구동축(43)이 회전되고, 구동축(43)의 회전에 의해 제1베벨기어(44)가 회전하게 된다. 그리고, 구동축(43)과 축방향이 수직인 회전축(80)은 제1베벨기어(44)와 맞물린 제2베벨기어에 의해 회전된다. 즉, 서보모터(41)의 구동에 의해 회전축(80)이 축방향을 기준으로 회전되게 된다.
또한, 이러한 구동수단(40)은 제어부에 의해 제어된다. 후에 설명되는 바와 같이, 회전축(80)의 회전에 의해 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71) 사이의 피치거리(a)가 가변되게 된다. 따라서, 제어부는 구동수단(40)을 제어함으로써 피치거리(a)를 조절하게 된다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건은 이동수단(미도시)을 더 포함하여, 쉥크(4)를 수직이동시킬 수 있다. 또한 본 발명의 일실시예에 다른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건은 다축 이동이 가능한 로봇 아암(미도시)에 부착될 수 있다. 따라서, 로봇아암의 구동에 의해 스폿 용접건(100)을 다양한 방향으로 이동시킬 수 있게 된다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전축(80)은 축방향이 쉥크(4)의 길이방향과 평행하게 쉥크(4) 내부에 구비되고, 회전축(80)의 하단 및 쉥크(4)의 하부면에는 회전홀더(61)가 결합되어 있다. 그리고, 회전홀더(61)의 하부에는 회전전극(30)이 결합되어 있다. 회전전극(30)은 도 4에 도시된 바와 같이, 하부에 제2용접팁(71)이 결합되어 있다. 또한, 회전홀더(61)와 결합되는 상부면과 수직되는 제1수직축(31)과 제2용접팁(71)이 결합되는 하부면과 수직되는 제2수직축(32)은 서로 평행하고, 특정거리로 이격되어 있음을 알 수 있다.
따라서, 후에 설명되는 바와 같이, 회전축(80)의 회전에 의해 회전전극(30)은 제1수직축(31)을 기준으로 회전할 수 있게 된다. 즉, 회전축(80)이 90°회전되는 경우, 회전전극(30)이 제1수직축(31)을 기준으로 90°회전하게 되므로, 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71) 사이의 피치거리(a)는 특정거리만큼 증가하게 된다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 생크의 하부면에는 고정홀더(62)가 구비되고, 고정홀더(62)의 하부에는 고정전극(20)이 결합된다. 그리고 고정전극(20)의 하부면에는 제1용접팁(72)이 구비된다. 고정전극(20)은 회전축(80)과 결합되어 있지 않기 때문에, 회전축(80)이 회전되어도 고정되게 됨을 알 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 하단부의 부분 정면도를 도시한 것이고, 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 하단부의 부분 저면도를 도시한 것이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 고정홀더(62)의 하단에는 고정전극(20)이 구비되고, 고정전극(20) 하단에는 제1용접팁(72)이 결합되어 있음을 알 수 있다. 또한, 회전축(80)에 연결된 회전홀더(61) 하단에 회전전극(30)이 결합되고, 회전전극(30)의 하단에는 제2용접팁(71)이 구비되어 있다. 회전전극(30)이 회전되지 않은 상태에서, 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71) 사이의 피치거리(a)는 구체적 실시예에서 45mm이다. 따라서, 원하는 용접점 사이의 피치가 45mm인 경우, 회전전극(30)이 회전되지 않은 상태에서 용접작업을 실행할 수 있게 된다.
그리고, 도 6a는 본 발명의 일실시예에 따라 회전전극(30)이 90°회전 상태에서, 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 부분 정면도를 도시한 것이다. 또한, 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 회전전극(30)이 90°회전 상태에서, 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 부분 저면도를 도시한 것이다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 회전전극(30)이 제1수직축(31)을 기준으로 90°회전하게 되면, 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71) 사이의 피치거리(a)가 증가하게 된다.
구체적으로 본 발명의 일실시예에 따른 회전전극(30)의 제1수직축(31)과 제2수직축(32) 사이의 특정거리만큼 피치거리(a)가 증가하게 된다. 예를 들어, 특정거리가 75mm인 경우, 피치거리(a)는 120mm로 증가하게 된다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가면이 가능한 피치 시리즈 스폿 용접건(100)은 별도의 용접건으로 교체하지 않고, 용접을 원하는 용접점 사이의 피치가 120mm인 경우, 회전전극(30)을 제1수직축(31) 기준으로 90°회전시켜 용접작업을 수행할 수 있게 된다.
그리고, 도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 회전전극(30)이 180°회전 상태에서, 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 부분 정면도를 도시한 것이다. 또한, 도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 회전전극(30)이 180°회전 상태에서, 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건의 부분 저면도를 도시한 것이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 회전전극(30)이 제1수직축(31)을 기준으로 180°회전하게 되면, 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71) 사이의 피치거리(a)가 증가하게 된다. 구체적으로 본 발명의 일실시예에 따른 회전전극(30)의 제1수직축(31)과 제2수직축(32) 사이의 특정거리의 2배 만큼 피치거리(a)가 증가하게 된다. 예를 들어, 특정거리가 75mm인 경우, 피치거리(a)는 195mm로 증가하게 된다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가면이 가능한 피치 시리즈 스폿 용접건(100)은 별도의 용접건으로 교체하지 않고, 용접을 원하는 용접점 사이의 피치가 195mm인 경우, 회전전극(30)을 제1수직축(31) 기준으로 180°회전시켜 용접작업을 수행할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 피치 시리즈 스폿 용접건(100)은 구동수단(40)에 의해 회전축(80)을 회전시킴으로써 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71) 사이의 피치거리(a)를 가변시킬 수 있도록 구성된다.
또한, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 구동수단(40)의 단면도를 도시한 것이다. 본 발명의 일실시예에 다른 구동수단(40)은 도 8에 도시된 바와 같이, 제1베벨기어(44)를 구동축(43) 중심으로 회전시키는 서보모터(41)와 제1베벨기어(44)와 맞물러 구동되는 제2베벨기어(45)를 포함하고 있다. 그리고, 구동축(43)과 제2베벨기어(45)에 의해 회전되는 회전축(80)과의 축방향은 서로 수직임을 알 수 있다. 따라서, 서보모터(41)의 구동에 의해 제1베벨기어(44) 및 제2베벨기어(45)가 서로 맞물려 회전됨으로써, 회전축(80)이 회전되게 된다. 이러한 구동수단(40)은 하나의 바람직한 실시예를 제시한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 기어의 구체적인 형태, 기어의 갯수 등은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 변경, 치환가능한 범위라면 모두 본 발명 권리범위 내로 해석되어야 할 것이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 피치 시리즈 스폿 용접건(100)은 제1용접팁(72) 및 제2용접팁(71)에 용접전류를 공급하는 전원공급부를 포함하고, 제1용접팁(72) 및 제2용접팁(71) 사이의 통전여부 및 통전시간을 제어하는 타임 컨택터를 더 포함할 수 있다. 그리고, 타임컨택터에 인가된 용접전류를 변환시켜 쉥크(4)에 전달하는 트랜스포머를 포함할 수 있다. 또한, 제어부는 구동수단(40)을 제어하여 제1용접팁(72)과 상기 제2용접팁(71) 사이의 피치거리(a)를 조절할 뿐만 아니라, 트랜스포머를 제어하여 용접전류를 조절할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 피치 시리즈 스폿 용접건(100)을 이용한 용접방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 피치 가변이 가능한 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법의 흐름도를 도시한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 스폿 용접건(100)은 로봇아암에 결합되어 있고, 로봇아암에 의해 피치 시리즈 스폿 용접건(100)을 용접모재(10) 측에 접근시키게 된다. 그리고, 로봇아암에 의해 피치 시리즈 용접건(100)을 이동시켜, 회전전극(30) 하단에 구비된 제1용접팁(72) 및 고정전극(20) 하단에 구비된 제2용접팁(71)의 끝단을 용접모재(10)의 상부면에 접촉시킨다(S10). 그리고, 용접모재(10)를 가압하게 된다(예를 들어, 200 ~ 400kgf)(S20).
그리고, 전원공급부에서 회전전극(30)과 고정전극(20)에 전원공급하여, 전류가 흘러 용접모재(10)의 하부면에 구비된 블랙플레이트(11)를 통해, 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71) 사이를 통전시키게 된다(S30). 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71) 사이의 통전에 의해, 제1용접팁(72)과 접촉된 용접모재(10)에 제1너깃이 형성되고, 제2용접팁(71)과 접촉된 용접모재(10)에 제2너깃이 형성되게 된다(S40). 그리고, 이러한 통전에 의해, 용접모재(10) 사이의 접촉면에서 저항발열이 발생되고, 저항발열에 의해 용접모재(10)가 용융되어 용접되게 된다. 용접작업중 제어부는 타임 컨택터를 제어하여, 용접전류를 조절할 수 있다.
용접이 종료되면, 로봇아암에 의해 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71)을 용접모재(10)의 상부면과 이격되게 한다. 그리고, 제어부가 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71) 사이의 피치거리(a)를 가변시킬 필요가 있는 경우(S50), 제어부는 구동수단(40)을 구동시키게 된다. 구동수단(40)의 구동에 의해 회전축(80)이 회전되게 되고, 회전축(80)의 회전에 의해 회전전극(30)이 제1수직축(31)을 기준으로 회전되게 되어 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71) 사이의 피치거리(a)를 가변시키게 된다(S60).
그리고, 회전전극(30)을 회전시켜, 용접을 원하는 용접점 사이의 거리와 제1용접팁(72)과 제2용접팁(71) 사이의 피치거리(a)를 일치시키면 다시 용접작업을 시작하게 된다. 즉, 앞서 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 용접방법에 의해 로봇아암에 부착되면서도 하나의 용접건으로 피치를 가변시키면서 다양한 용접점을 용접할 수 있게 된다.
1:종래 스폿 용접건
2:본체
3:이동수단
4:쉥크
5:홀더
6:실린더
7:용접전극
8:용접팁
10:용접모재
11:블랙플래이트
12:전류흐름
13:너깃
20:고정전극
30:회전전극
31:제1수직축
32:제2수직축
40:구동수단
41:서보모터
42:기어박스
43:구동축
44:제1베벨기어
45:제2베벨기어
61:회전홀더
62:고정홀더
71:제2용접팁
72:제1용접팁
80:회전축
100:스폿용접건
a:피치거리
2:본체
3:이동수단
4:쉥크
5:홀더
6:실린더
7:용접전극
8:용접팁
10:용접모재
11:블랙플래이트
12:전류흐름
13:너깃
20:고정전극
30:회전전극
31:제1수직축
32:제2수직축
40:구동수단
41:서보모터
42:기어박스
43:구동축
44:제1베벨기어
45:제2베벨기어
61:회전홀더
62:고정홀더
71:제2용접팁
72:제1용접팁
80:회전축
100:스폿용접건
a:피치거리
Claims (10)
- 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치 가변 장치에 있어서,
상단은 쉥크의 하부면에 결합되고, 하단에는 제1용접팁이 결합된 고정전극;
상기 쉥크의 길이방향과 축방향이 평행하고, 상기 쉥크 내부에 구비된 회전축을 회전시키는 구동수단; 및
상부면은 상기 쉥크의 하부면에 결합되고, 하부면에는 제2용접팁이 결합되며, 상기 상부면과 수직되는 제1수직축과 상기 하부면과 수직되는 제2수직축은 특정거리만큼 이격되고, 상기 회전축의 회전으로 상기 제1수직축을 기준으로 회전되는 회전전극;를 포함하여 상기 회전축의 회전에 의해 상기 제1용접팁과 상기 제2용접팁과의 피치거리가 가변되는 것을 특징으로 하는 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치가변장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 쉥크와 상기 고정전극 사이에 구비된 고정홀더 및 상기 쉥크와 상기 회전 전극 사이에 구비된 회전홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치가변장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 구동수단을 제어하여 상기 제1용접팁과 상기 제2용접팁 사이의 상기 피치거리를 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치가변장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 구동수단은,
서보모터 및 상기 서보모터에 연결되어 상기 서보모터에 의해, 서로 맞물러 회전하는 복수의 기어를 갖는 기어박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치가변장치.
- 제 3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 구동수단을 제어하여 상기 회전전극을 상기 제1수직축을 기준으로 90°씩 회전시키는 것을 특징으로 하는 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치가변장치.
- 피지 시리즈 스폿 용접건을 이용한 용접방법에 있어서,
이동수단에 의해 상기 스폿 용접건의 쉥크를 용접모재 측으로 수직이동시켜 상기 쉥크의 하부면에 결합된 회전전극에 구비된 제1용접팁 및 상기 쉥크의 하부면에 상기 회전전극과 소정간격으로 이격되어 결합된 고정전극에 구비된 제2용접팁이 상기 용접모재의 상부면에 접촉되고, 상기 용접모재를 가압하게 되는 단계;
전원공급부에 의해 상기 회전전극 및 상기 고정전극에 전압을 인가하여, 상기 용접모재의 하부면에 구비된 블랙플레이트에 전류가 흘러 상기 제1용접팁과 상기 제2용접팁 사이가 통전되는 단계;
상기 제1용접팁과 상기 제2용접팁이 통전되어, 상기 제1용접팁과 접촉된 상기 용접모재에 제1너깃이 형성되고, 상기 제2용접팁과 접촉된 상기 용접모재에 제2너깃이 형성되는 단계;
상기 제1용접팁과 상기 제2용접팁 사이의 피치거리를 가변시킬 필요가 있는 경우, 제어부가 구동수단을 구동시켜, 상기 회전전극과 연결된 회전축을 회전시키는 단계; 및
상기 가압단계, 상기 통전단계 및 상기 형성단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피치 가변이 가능한 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 회전축 회전단계는,
제어부가 상기 구동수단을 구동시켜, 상기 회전수단을 상기 회전축을 기준으로 90° 또는 180°회전시키는 것을 특징으로 하는 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법.
- 쉥크를 이동시키는 이동수단;
상단이 상기 쉥크의 하부면과 결합되고, 하단에는 제1용접팁이 결합되는 고정전극;
상기 쉥크의 길이방향과 평행한 축방향을 갖고, 상기 쉥크 내부에 구비되는 회전축;
상기 회전축을 상기 축방향 중심으로 회전시키는 구동수단; 및
상기 회전축의 끝단과 결합되고, 상부면은 상기 쉥크의 하부면에 상기 고정전극과 특정간격 이격되어 결합되고, 하부면에 제2용접팁이 결합되고, 상기 상부면에 수직되는 제1수직축과 상기 하부면과 수직되는 제2수직축은 서로 평행하게 특정거리를 갖고, 상기 회전축의 회전으로 상기 제1수직축을 기준으로 회전되는 회전전극;를 포함하는 것을 특징으로 하는 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건.
- 제 8항에 있어서,
상기 제1용접팁 및 상기 제2용접팁에 용접전류를 공급하는 전원공급부;
상기 제1용접팁 및 상기 제2용접팁 사이의 통전여부와 통전시간을 제어하는 타임 컨택터;
상기 용접전류를 변환시키는 트랜스포머; 및
상기 트랜스포머를 제어하여 상기 용접전류를 조절하고, 상기 구동수단을 제어하여 상기 제1용접팁과 상기 제2용접팁 사이의 피치거리를 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건.
- 제 8항에 있어서,
상기 이동수단은 로봇아암으로 구성되는 것을 특징으로 하는 피치 가변이 가능한 시리즈 스폿 용접 건.
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|---|---|---|---|
| KR1020100139801A KR101248652B1 (ko) | 2010-12-31 | 2010-12-31 | 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치 가변장치, 그 피치 가변장치가 구비된 피치 시리즈 스폿 용접 건 및 그 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020100139801A KR101248652B1 (ko) | 2010-12-31 | 2010-12-31 | 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치 가변장치, 그 피치 가변장치가 구비된 피치 시리즈 스폿 용접 건 및 그 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법 |
Publications (2)
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| KR101248652B1 KR101248652B1 (ko) | 2013-03-28 |
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ID=46711183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100139801A KR101248652B1 (ko) | 2010-12-31 | 2010-12-31 | 피치 시리즈 스폿 용접 건의 피치 가변장치, 그 피치 가변장치가 구비된 피치 시리즈 스폿 용접 건 및 그 피치 시리즈 스폿 용접 건을 이용한 용접방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101248652B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220015312A (ko) * | 2020-07-30 | 2022-02-08 | 고려대학교 세종산학협력단 | 로봇 그리퍼 |
| CN115007986A (zh) * | 2022-05-28 | 2022-09-06 | 富奥威泰克汽车底盘系统有限公司 | 一种油底壳焊接用固定式电阻焊机 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2580029B2 (ja) * | 1989-03-20 | 1997-02-12 | ファナック株式会社 | 溶接ロボットにおけるピッチ可変型スポット溶接ガン装置 |
| JP3197579B2 (ja) * | 1991-07-10 | 2001-08-13 | パイオニア株式会社 | Ｇｐｓナビゲーション装置 |
| KR20040089929A (ko) * | 2003-04-15 | 2004-10-22 | 현대자동차주식회사 | 스폿 용접건 |
| JP2005319485A (ja) | 2004-05-10 | 2005-11-17 | Toyota Auto Body Co Ltd | スポット溶接装置 |
-
2010
- 2010-12-31 KR KR1020100139801A patent/KR101248652B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220015312A (ko) * | 2020-07-30 | 2022-02-08 | 고려대학교 세종산학협력단 | 로봇 그리퍼 |
| CN115007986A (zh) * | 2022-05-28 | 2022-09-06 | 富奥威泰克汽车底盘系统有限公司 | 一种油底壳焊接用固定式电阻焊机 |
| CN115007986B (zh) * | 2022-05-28 | 2023-09-22 | 富奥威泰克汽车底盘系统有限公司 | 一种油底壳焊接用固定式电阻焊机 |
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| KR101248652B1 (ko) | 2013-03-28 |
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