KR20130046931A - 저항 점용접 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저항 점용접 장치를 제공한다. 상기 저항 점용접 장치는 수직축을 따라 일정 간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 전극과; 외부로부터 동력을 전달 받아, 상기 한 쌍의 전극의 사이에 위치되는 서로 맞대기된 두 개의 판재를 가압하여 상기 두 개의 판재를 서로 밀착시키는 밀착부; 및 상기 수직축과 상기 판재가 서로 수직을 이루도록 상기 밀착부의 위치를 가변시키는 정렬부를 포함한다.

Description

저항 점용접 장치{RESISTANCE SPOT WELDER}
본 발명은 저항 점용접 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용접시 두 판재의 사이에서의 비산 발생을 방지할 수 있는 저항 점용접 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 점용접(스폿 용접: spot welding)은 전기저항 용접에 속하는 용접 방법으로서, 금속에 전류가 흐를 때 발생하는 열을 이용하여 압력을 주면서 용접하는 방법을 말한다.
점용접은 접합하고자 하는 두 금속을 맞대어 놓고 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 저항 열이 발생하는데, 이로 인해 압력 부위가 접합되는 성질을 이용하는 것이다.
이러한 점용접은 자동차의 차체 조립에 매우 많이 쓰이는 용접 방법이다.
상기 점용접시 서로 맞대어지는 금속 사이에 발생되는 불규칙한 틈 발생으로 인하여 비산이 발생된다. 따라서, 상기 불규칙한 틈이 발생되는 것을 방지하는 기술이 요구된다.
또한, 점용접시 전극의 축과 판재의 직교축이 서로 일치되도록 하여 판재의 상하부에서의 대칭적인 용접부를 형성하는 것이 종요하다.
본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-0590616호가 잇으며, 상기 선행 문헌에는 점용접시 용접 말단에 용접 결함을 발생시키지 않는 기술이 개시된다.
본 발명의 목적은, 서로 용접되는 두 판재의 밀착 정도를 향상시켜 용접시 판재들 사이에서의 비산 발생을 방지할 수 있는 저항 점용접 장치를 제공함에 있다.
본 발명은 수직축을 따라 일정 간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 전극과; 외부로부터 동력을 전달 받아, 상기 한 쌍의 전극의 사이에 위치되는 서로 맞대기된 두 개의 판재를 가압하여 상기 두 개의 판재를 서로 밀착시키는 밀착부; 및 상기 수직축과 상기 판재가 서로 수직을 이루도록 상기 밀착부의 위치를 가변시키는 정렬부를 포함하는 저항 점용접 장치를 제공한다.
상기 밀착부는, 상기 두 개의 판재가 안착되는 1밀착 유닛과, 상기 제 1밀착 유닛의 상부에 배치되며, 외부로부터 동력을 전달 받아 상기 두 개의 판재 상면 다수 위치를 가압하는 제 2밀착 유닛과, 상기 제 1밀착 유닛과 상기 제 2밀착 유닛을 승강시키는 승강 유닛을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 제 1밀착 유닛은, 다수의 제 1지지 블록을 구비하고, 상기 제 2밀착 유닛은, 상기 다수의 제 1지지 블록과 대응되는 위치에 배치되는 다수의 제 2지지 블록을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 승강 유닛은, 상기 다수의 제 1지지 블록을 승강 시키는 제 1승강 리프트와, 상기 다수의 제 2지지 블록을 승강 시키는 제 2승강 리프트와, 상기 제 1승강 리프트와 상기 제 2승강 리프트를 서로 다른 방향을 따라 동시에 승강되도록 제어하는 제어기를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 제 1지지 블록의 상단과, 상기 제 2지지 블록의 하단에는, 일정의 탄성을 갖는 탄성 부재가 더 설치되는 것이 바람직하다.
상기 제 1지지 블록의 상단과 상기 제 2지지 블록의 하단 중 어느 하나에는 압력 센서가 더 설치되고, 상기 압력 센서는 상기 제 1지지 블록과 상기 제 2지지 블록의 승강 동작에 의하여 상기 두 개의 판재가 가압되는 경우 발생되는 가압력을 측정하고, 상기 제어기는 상기 가압력이 기설정되는 기준 가압력에 이르도록 상기 제 1,2승강 리프트의 승강 동작을 제어하는 것이 바람직하다.
상기 정렬부는, 상기 맞대기된 판재의 상면 다수 위치로의 거리값들을 측정하는 거리 센서와, 상기 밀착부를 회전시키는 회전 유닛과, 상기 거리 센서로부터 거리값들을 전송 받아 상기 거리값들이 서로 동일해지도록 상기 밀착부를 회전시키되, 상기 수직축은 상기 거리값들이 서로 동일해지는 판재의 상면과 수직을 이루도록 미리 설정되는 것이 바람직하다.
상기 제 1밀착 유닛과 상기 제 2밀착 유닛은 부도체로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 서로 용접되는 두 판재의 밀착 정도를 향상시켜 용접시 판재들 사이에서의 비산 발생을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 저항 점용접 장치의 작동 전 상태를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 저항 점용접 장치의 작동 후 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따르는 지지 블록에 탄성 부재가 구비되는 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따르는 지지 블록에 탄성 부재가 구비되는 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따르는 지지 블록에 압력 센서가 구비되는 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따르는 정렬부의 작동 예를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 저항 점용접 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 저항 점용접 장치의 작동 전 상태를 보여준다.
도 1을 참조 하면, 본 발명의 저항 점용접 장치는 크게 한 쌍의 전극(10,20)과, 밀착부(100)와, 정렬부(500, 도 6참조)로 구성된다.
상기 한 쌍의 전극(10,20)은 수직축(C)을 따라 상하로 일정 간격 이격되어 배치된다.
상기 한 쌍의 전극(10,20)은 도시되지 않은 승강 장치를 통하여 승강된다.
상기 한 쌍의 전극(10,20)은 상부 전극(10)과 하부 전극(20)으로 구성된다.
상기 한 쌍의 전극(10,20) 사이에는 두 개의 판재(1,2)가 배치된다. 상기 두 개의 판재(1,2)는 맞대기된 상태를 유지할 수 있다.
상기 밀착부(100)는 상기 한 쌍의 전극(10,20)의 사이에 위치되는 서로 맞대기된 두 개의 판재(1,2)를 가압하여 상기 두 개의 판재(1,2)를 서로 밀착시킨다.
상기 밀착부(100)는 제 1밀착 유닛(110)과, 제 2밀착 유닛(120) 및 승강 유닛으로 구성된다.
상기 제 1밀착 유닛(110)은 상기 판재(2)의 저부에 위치된다.
상기 제 1밀착 유닛(110)은 다수의 제 1지지 블록(111)으로 구성된다. 상기 다수의 제 1지지 블록(111)은 판재(2)의 저면 다수 위치를 지지할 수 있다.
상기 제 2밀착 유닛(120)은 상기 판재(1)의 상부에 위치된다.
상기 제 2밀착 유닛(120)은 다수의 제 2지지 블록(121)으로 구성된다. 상기 다수의 제 2지지 블록(121)은 판재(1)의 상면 다수 위치를 가압할 수 있다.
상기 승강 유닛은 제 1승강 리프트(130)와 제 2승강 리프트(140) 및 제어기(150)로 구성된다.
상기 제 1승강 리프트(130)는 제 1지지 블록들(111)을 승강시킬 수 있다.
상기 제 1승강 리프트(130)는 상기 각 제 1지지 블록(111)을 승강시킬 수 있는 제 1실린더(131)를 구비한다.
상기 제 1실린더(131)는 상기 제 1지지 블록(111)의 하단과 연결되어 상기 제어기(150)로부터 전기적 신호를 받아 상하를 따라 신축되는 제 1축(132)을 갖는다.
상기 제 2승강 리프트(140)는 상기 각 제 2지지 블록(121)을 승강시킬 수 있는 제 2실린더(141)를 구비한다.
상기 제 2실린더(141)는 상기 제 2지지 블록(121)의 하단과 연결되어 상기 제어기(150)로부터 전기적 신호를 받아 상하를 따라 신축되는 제 2축(142)을 갖는다.
상기 제어기(150)는 상기 제 1,2승강 리프트(130,140)의 구동을 제어하되, 상기 제 1지지 블록(111)과 제 2지지 블록(121)이 서로 마주보는 방향 또는 서로 벌어지는 방향을 따라 동시에 작동되도록 한다.
상기 제 1지지 블록(111)과 제 2지지 블록(121)은 부도체로 형성된다. 상기 제 1,2지지 블록(111,121)은 판재(1,2)를 밀착하는 상태에서 접용접이 이루어지더라도 용접에 따른 전기적인 영향을 받지 않는다.
한편, 다수의 제 1실린더(131)는 제 1프레임(133)을 통하여 서로 연결된다. 다수의 제 2실린더(141)는 제 2프레임(143)을 통하여 서로 연결된다.
도 3과 도 4는 본 발명에 따르는 지지 블록의 단부에 탄성 부재가 설치되는 예들을 보여준다.
도 3을 참조 하면, 본 발명에 따르는 제 1지지 블록(111)과 제 2지지 블록(121)의 단부에는 일정 두께의 탄성 부재(200)가 설치된다.
상가 탄성 부재(200)는 제 1,2지지 블록(111,121)이 두 개의 판재(1,2)를 가압 밀착하는 경우, 판재(1,2)의 외면에 직접적으로 접촉된다.
상기 탄성 부재(200)는 판재(1,2)의 외면에 면접촉된다.
따라서, 제 1,2지지 블록(111,121)에 의한 가압시, 판재(1,2)의 외면은 상기 탄성 부재(200)와의 접촉으로 인하여 일정 이상의 과도한 충격으로부터 보호될 수 있다.
이는, 두 개의 판재(1,2)를 밀착하는 경우, 판재들(1,2) 간의 틀어짐을 효율적으로 방지할 수 있다.
도 4를 참조 하면, 본 발명에 따르는 제 1지지 블록(111)과 제 2지지 블록(121)의 단부에는 일정 두께의 다른 탄성 부재(201)가 설치된다.
상가 다른 탄성 부재(201)는 제 1,2지지 블록(111,121)이 두 개의 판재(1,2)를 가압 밀착하는 경우, 판재(1,2)의 외면에 직접적으로 접촉된다. 상기 탄성 부재(201)는 판재(1,2)의 외면에 점접촉된다.
상기 탄성 부재(201)는 볼록한 형상으로 형성되며, 상기 볼록한 부분은 판재의 외면에 직접적으로 접촉되는 부분이다.
따라서, 제 1,2지지 블록(111,121)에 의한 가압시, 판재(1,2)의 외면은 상기 탄성 부재(201)와의 접촉으로 인하여 일정 이상의 과도한 충격으로부터 보호될 수 있다.
이는, 두 개의 판재(1,2)를 밀착하는 경우, 판재들(1,2) 간의 틀어짐을 효율적으로 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따르는 제 2지지 블록의 하단에 압력 센서가 더 설치되는 것을 보여준다.
도 5를 참조 하면, 다수의 제 2지지 블록(121)의 하단에는 압력 센서(300)가 설치된다. 물론, 압력 센서(300)는 다수의 제 1지지 블록(111)의 상단에 설치될 수도 있다.
상기 압력 센서(300)는 제 1,2지지 블록(111,121)의 승강 동작에 의하여 두 개의 판재(1,2)가 밀착될 때 발생되는 압력을 측정한다.
상기 압력 센서(300)는 상기 측정되는 압력을 제어기(150)로 전송한다.
상기 제어기(150)는 상기 측정되는 압력이 기설정되는 기준 압력과 동일해지도록 제 1,2승강 리프트(130,140)의 구동을 제어한다.
따라서, 두 개의 판재(1,2)는 가압되는 다수의 위치에서 서로 동일한 압력으로 가압된다. 상기 두 개의 판재(1,2)의 밀착 정도는 균일하게 분포될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따르는 정렬부의 작동을 보여주는 도면이다.
본 발명에 따르는 정렬부는 거리 센서들(400)과, 회전 유닛(500)과, 회전 제어기(600)로 구성된다.
상기 거리 센서들(400) 각각은 서로 맞대기된 판재(1,2)의 다수 위치의 상부에 배치된다. 상기 거리 센서(400)는 본 발명의 저항 점용접 장치에 포함되는 본체 프레임(미도시)에 고정 설치될 수 있다.
상기 거리 센서(400)는 발광부(410)와 수광부(420)로 구성될 수 있다.
상기 발광부(410)는 판재(1)의 상면으로 광을 출사하고, 상기 수광부(420)는 판재(2)로부터 반사되는 광을 수광한다. 상기 거리 센서(400)는 광의 출사 및 수광까지의 시간을 기초로 거리를 산출할 수 있다.
따라서, 상기 각 거리 센서(400)는 각 배치 위치에서, 판재(1)의 상면과의 거리 또는 높이값을 산출한다. 상기 거리는 H1, H2일 수 있다.
상기 거리 센서는 초음파 센서를 사용할 수도 있다.
상기 회전 유닛(500)은 밀착부(100)를 회전시킨다.
상기 회전 유닛(500)은 고정 프레임(510)과 고정 프레임(510)의 중앙부에 형성되는 회전축(520)과, 상기 회전축(520)과 연결되고, 회전 제어기(600)로부터 전기적 신호를 전송 받아 상기 고정 프레임(510)을 회전시키는 회전 모터(530)로 구성된다.
상기 고정 프레임(510)은 제 1프레임(133)과 제 2프레임(143)을 서로 연결한다.
이의 구성을 참조 하면, 각 거리 센서(400)는 판재(1)의 상면과의 거리를 측정하여 회전 제어기(600)로 전송한다.
상기 회전 제어기(600)는 측정된 거리인 H1과 H2가 서로 동일한 지의 여부를 판단한다.
상기 회전 제어기(600)는 상기 H1과 H2가 서로 동일해지도록 상기 회전 모터(530)를 회전 동작시킨다.
여기서, 상기 H1과 H2가 서로 동일하게 형성되는 경우, 수직축(C)은 판재(1)의 상면과 직교를 이룰 수 있다.
상기 회전 모터(530)는 고정 프레임(510)을 회전축(520)을 중심으로 일정각도로 회전시킨다.
여기서, 상기 고정 프레임(510)은 제 1,2프레임(133,143)을 서로 연결한다. 따라서, 상기 제 1,2프레임(133,143)에 고정되는 제 1밀착 유닛(110), 제 2밀착 유닛(120) 및 승강 유닛은 고정 프레임(510)의 회전 동작에 연동되어 회전된다.
이에 따라, 판재(1)의 상면과 수직축(C)은 서로 직교를 이룰 수 있다.
즉, 한 쌍의 전극(10,20)을 따르는 수직축(C)과, 판재(1)의 직교축은 서로 일치되어, 정상적인 점용접의 환경을 제공할 수 있다.
10 : 상부 전극 20 : 하부 전극
100 : 밀착부 110 : 제 1밀착 유닛
111 : 제 1지지 블록 120 : 제 2밀착 유닛
121 : 제 2지지 블록 130 : 제 1승강 리프트
140 : 제 2승강 리프트 150 : 제어기
200, 201 : 탄성 부재 300 : 압력 센서
400 : 거리 센서 500 : 회전 유닛
600 : 회전 제어기

Claims (8)

  1. 수직축을 따라 일정 간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 전극;
    외부로부터 동력을 전달 받아, 상기 한 쌍의 전극의 사이에 위치되는 서로 맞대기된 두 개의 판재를 가압하여 상기 두 개의 판재를 서로 밀착시키는 밀착부; 및
    상기 수직축과 상기 판재가 서로 수직을 이루도록 상기 밀착부의 위치를 가변시키는 정렬부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항 점용접 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밀착부는,
    상기 두 개의 판재가 안착되는 1밀착 유닛과,
    상기 제 1밀착 유닛의 상부에 배치되며, 외부로부터 동력을 전달 받아 상기 두 개의 판재 상면 다수 위치를 가압하는 제 2밀착 유닛과,
    상기 제 1밀착 유닛과 상기 제 2밀착 유닛을 승강시키는 승강 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 저항 점용접 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1밀착 유닛은, 다수의 제 1지지 블록을 구비하고,
    상기 제 2밀착 유닛은, 상기 다수의 제 1지지 블록과 대응되는 위치에 배치되는 다수의 제 2지지 블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 저항 점용접 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 승강 유닛은,
    상기 다수의 제 1지지 블록을 승강 시키는 제 1승강 리프트와,
    상기 다수의 제 2지지 블록을 승강 시키는 제 2승강 리프트와,
    상기 제 1승강 리프트와 상기 제 2승강 리프트를 서로 다른 방향을 따라 동시에 승강되도록 제어하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 저항 점용접 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1지지 블록의 상단과, 상기 제 2지지 블록의 하단에는,
    일정의 탄성을 갖는 탄성 부재가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 저항 점용접 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1지지 블록의 상단과 상기 제 2지지 블록의 하단 중 어느 하나에는 압력 센서가 더 설치되고,
    상기 압력 센서는 상기 제 1지지 블록과 상기 제 2지지 블록의 승강 동작에 의하여 상기 두 개의 판재가 가압되는 경우 발생되는 가압력을 측정하고,
    상기 제어기는 상기 가압력이 기설정되는 기준 가압력에 이르도록 상기 제 1,2승강 리프트의 승강 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 저항 점용접 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 정렬부는,
    상기 맞대기된 판재의 상면 다수 위치로의 거리값들을 측정하는 거리 센서와,
    상기 밀착부를 회전시키는 회전 유닛과,
    상기 거리 센서로부터 거리값들을 전송 받아 상기 거리값들이 서로 동일해지도록 상기 밀착부를 회전시키는 회전 제어기를 구비하되,
    상기 수직축은 상기 거리값들이 서로 동일해지는 판재의 상면과 수직을 이루도록 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 저항 점용접 장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1밀착 유닛과 상기 제 2밀착 유닛은 부도체로 형성되는 것을 특징으로 하는 저항 점용접 장치.

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