KR20140067350A

KR20140067350A - 스폿 용접건의 위치감지장치

Info

Publication number: KR20140067350A
Application number: KR1020120134476A
Authority: KR
Inventors: 구도회; 김문철
Original assignee: 주식회사 성우하이텍
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2014-06-05

Abstract

스폿 용접건의 위치감지장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스폿 용접건의 위치감지장치는 스폿 용접건의 홀더 하측에 체결되는 하부 체결링; 상기 스폿 용접건의 홀더 상측에 설치되는 상부 체결링; 및 상기 상부 및 하부 체결링 사이에 설치되며, 상기 상부 체결링에 형성된 관통홀을 통하여 모재의 용접좌면에 대하여 레이저빔을 출력하여 상기 용접좌면과의 거리를 감지하여 거리신호를 제어기로 인가하는 복수개의 레이저 센서를 포함한다.

Description

스폿 용접건의 위치감지장치{WELDING POINT SENSING UNIT FOR SPOT WELDING GUN}

본 발명은 스폿 용접건의 위치감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모재의 용접부 좌면에 대하여 스폿 용접건의 고정전극 및 가동전극의 정확한 매칭 상태를 확인하여 용접되도록 하는 스폿 용접건의 위치감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 차체 조립공정에서, 2장의 패널을 용착시키는 방법으로는 스폿용접이 많이 사용되는데, 이러한 스폿용접은 차체 패널 표면에 가압력과 통전을 통하여 전기저항을 형성하여 발생되는 용접열을 이용하여 용접하는 전기 저항용접이다.

상기 스폿용접을 위해서는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 용접용 로봇(1)이 구비되며, 상기 로봇(1)의 아암(3) 선단에는 스폿 용접건(5)이 설치된다.

상기 스폿 용접건(5)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 홀더(11)의 선단에 고정전극(7)이 설치되고, 샹크(13)의 선단에 가동전극(9)이 설치되며, 일측에는 상기 샹크(13)를 구동하기 위한 가압력을 제공하는 구동유닛(15)가 구성된다.

이러한 스폿 용접건(5)은, 상기 도 2에서와 같이, 구동유닛(15)의 구동에 따라 모재(10)의 용접부(W)에 대하여 가동전극(9)이 가동하여 고정전극(7)과 함께 그 표면에 가압력을 제공하면서 통전되어 전기저항에 의한 용접열을 발생시켜 용접한다.

이러한 스폿 용접건(5)은 모재(10)의 용접부(W)에 대한 용접위치의 설정 및 정확한 용접좌면을 확보하기 위하여 초기에 로봇(1)을 제어하여 용접위치를 티칭하게 되는데, 이러한 용접위치의 티칭을 위해서는 작업자가 티칭 게이지 등을 이용하여 티칭하거나 별도의 티칭장치를 이용할 수 있다.

그러나 이러한 용접위치의 티칭방법으로는 티칭시간이 많이 걸리고, 실제 공정에서는 여러 가지 이유로 용접위치가 일치하지 않거나 용접좌면이 확보되지 않은 상태로 용접이 진행되어 용접불량 또는 과도한 스패터의 발생으로 용접품질을 보장할 수 없는 단점이 있다.

본 발명의 실시 예는 용접전극의 일측에 복수개의 레이저센서로 구성되어 모재의 용접좌면을 정확하게 감지하여 고정전극 및 가동전극이 용접좌면에 정확히 매칭된 상태로 용접이 진행되도록 하여 용접불량을 방지하고 스패터를 감소시켜 용접품질을 확보하는 스폿 용접건의 위치감지장치에 관한 것이다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 스폿 용접건의 홀더 하측에 체결되는 하부 체결링; 상기 스폿 용접건의 홀더 상측에 설치되는 상부 체결링; 및 상기 상부 및 하부 체결링 사이에 설치되며, 상기 상부 체결링에 형성된 관통홀을 통하여 모재의 용접좌면에 대하여 레이저빔을 출력하여 상기 용접좌면과의 거리를 감지하여 거리신호를 제어기로 인가하는 복수개의 레이저 센서를 포함하는 스폿 용접건의 위치감지장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 하부 체결링은 상기 홀더의 하부에 형성된 나사부에 나사 체결되도록 내주면에 나사탭을 형성할 수 있다.

또한, 상기 상부 체결링은 상기 홀더의 상부에 설치홀을 통하여 삽입될 수 있다.

또한, 상기 상부 및 하부 체결링은 그 소재가 비전도성 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 레이저 센서는 상단과 하단이 상기 상부 체결링과 하부 체결링에 각각 형성된 끼움홀에 억지 끼워져 조립될 수 있다.

또한, 상기 복수개의 레이저 센서는 적어도 2개 이상의 레이저 센서일 수 있다.

또한, 상기 제어기는 상기 복수개의 레이저 센서로부터 인가되는 거리신호를 비교 판단하여 오차범위 내에 있을 경우, 모재 상의 용접좌면이 확보된 것으로 판단하여 용접작업을 진행하고, 오차범위를 벗어나거나 거리신호가 없는 경우에는 상기 모재 상의 용접좌면을 확보하지 못한 것으로 판단하여 용접작업을 중지하는 제어로직을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 용접전극의 일측에 설치되는 복수개의 레이저센서로 모재의 용접좌면을 정확하게 감지하여 고정전극 및 가동전극이 용접좌면에 정확히 매칭된 상태로 용접이 진행되도록 함으로써, 용접불량을 방지하고 스패터를 감소시켜 우수한 용접품질을 확보할 수 있다.

또한, 스폿 용접건의 티칭시에 적용하는 경우, 용접 불량의 방지, 스패터의 감소는 물론 티칭 시간을 단축하는 효과가 있다.

도 1의 일반적인 스폿용접용 로봇 시스템의 사시도이다.
도 2는 일반적인 스폿 용접부의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위치감지장치가 적용된 스폿 용접건의 사시도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 위치감지장치의 사용 상태도이다.

이하, 상기의 기술적 과제를 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

단, 본 발명의 구성의 설명에 있어, 종래 기술의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 위치감지장치가 적용된 스폿 용접건의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접건의 위치감지장치(20)는 하부 체결링(21), 상부 체결링(23), 및 복수개의 레이저 센서(25)로 구성된다.

상기 하부 체결링(21)은 스폿 용접건(5)의 홀더(11) 하측에 체결된다.

즉, 상기 하부 체결링(21)은 상기 홀더(11)의 하부에 형성된 나사부(N)에 나사 체결되도록 내주면에 나사탭(NT)을 형성한다.

상기 상부 체결링(23)은 상기 스폿 용접건(5)의 홀더(11) 상측에 설치되는데, 상부 체결링(23)의 중심에는 상기 홀더(11)의 상부에 삽입되도록 설치홀(H1)이 형성되며, 이 설치홀(H1)을 통하여 삽입된다.

여기서, 상기 상부 체결링(23)과 하부 체결링(21)은 그 소재가 비전도성 재질로 이루어져 전극의 통전에 영향을 받지 않도록 한다.

그리고 상기 복수개의 레이저 센서(25)는 상기 상부 체결링(23)과 하부 체결링(21) 사이에 설치된다.

이때, 상기 레이저 센서(25)는 상기 상부 체결링(23)에 형성된 관통홀(H2)을 통하여 모재(10)의 용접부(W) 용접좌면에 대하여 레이저빔(LB)을 출력하여 상기 용접좌면과의 거리를 감지하여 거리신호를 제어기(C)로 인가한다.

이때, 상기 레이저 센서(25)는 상단과 하단이 상기 상부 체결링(23)과 하부 체결링(21)에 각각 형성된 끼움홀(H3)에 억지 끼워져 조립된다.

이러한 복수개의 레이저 센서(25)는 적어도 2개 이상으로 이루어질 수 있으나, 적정수는 3개 또는 4개로 이루어지며, 상기 상부 체결링(23)과 하부 체결링(21) 사이의 둘레를 따라 일정간격으로 배치되어 설치된다.

도 2를 참조하면, 상기한 바와 같은 스폿 용접건의 위치감지장치(20)는 각각의 레이저 센서(25)가 제어기(C)와 전기적으로 연결되어 각 레이저 센서(25)로부터 감지되는 모재(10) 상의 용접좌면과의 거리신호를 제어기(C)로 인가하도록 구성된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 스폿 용접건의 위치감지장치(20)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 스폿 용접건(5)의 고정전극(7)과 가동전극(9) 사이에 용접할 모재(10)가 위치되면, 상기 복수개의 레이저 센서(25)는 각각에서 레이저빔(LB)을 출력하여 상기 모재(10) 상의 용접좌면과의 거리를 감지하여 그 거리신호를 상기 제어기(C)로 인가한다.

그러면, 상기 제어기(C)는 상기 복수개의 레이저 센서(25)로부터 각각 인가되는 거리신호를 비교 판단하여 오차범위 내에 있을 경우, 도 3에서 도시한 바와 같이, 모재(10) 상의 용접좌면이 확보된 것으로 판단하여 용접작업을 진행한다.

한편, 상기 복수개의 레이저 센서(25)로부터 각각 인가되는 거리신호를 비교 판단하여 오차범위를 벗어나거나 거리신호가 없는 경우에는 상기 모재(10) 상의 용접좌면을 확보하지 못한 것으로 판단하여 용접작업을 중지한다.

이러한 제어는 제어기(C)에 제어로직으로 포함된다.

5: 스폿 용접건
7: 고정전극
9: 가동전극
11: 홀더
13: 샹크
20: 위치감지장치
21: 하부 체결링
23: 상부 체결링
25: 레이저 센서
C: 제어기

Claims

스폿 용접건의 홀더 하측에 체결되는 하부 체결링;
상기 스폿 용접건의 홀더 상측에 설치되는 상부 체결링; 및
상기 상부 및 하부 체결링 사이에 설치되며, 상기 상부 체결링에 형성된 관통홀을 통하여 모재의 용접좌면에 대하여 레이저빔을 출력하여 상기 용접좌면과의 거리를 감지하여 거리신호를 제어기로 인가하는 복수개의 레이저 센서;
를 포함하는 스폿 용접건의 위치감지장치
제1항에 있어서,
상기 하부 체결링은
상기 홀더의 하부에 형성된 나사부에 나사 체결되도록 내주면에 나사탭을 형성하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 위치감지장치
제1항에 있어서,
상기 상부 체결링은
상기 홀더의 상부에 설치홀을 통하여 삽입되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 위치감지장치
제1항에 있어서,
상기 상부 및 하부 체결링은
그 소재가 비전도성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 위치감지장치
제1항에 있어서,
상기 레이저 센서는
상단과 하단이 상기 상부 체결링과 하부 체결링에 각각 형성된 끼움홀에 억지 끼워져 조립되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 위치감지장치
제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 복수개의 레이저 센서는
적어도 2개 이상의 레이저 센서인 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 위치감지장치.
제1항에 있어서,
상기 제어기는
상기 복수개의 레이저 센서로부터 인가되는 거리신호를 비교 판단하여 오차범위 내에 있을 경우, 모재 상의 용접좌면이 확보된 것으로 판단하여 용접작업을 진행하고, 오차범위를 벗어나거나 거리신호가 없는 경우에는 상기 모재 상의 용접좌면을 확보하지 못한 것으로 판단하여 용접작업을 중지하는 제어로직을 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접건의 위치감지장치.