KR20140117141A

KR20140117141A - 편 방향 스폿 용접장치

Info

Publication number: KR20140117141A
Application number: KR1020130032183A
Authority: KR
Inventors: 유성필
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2014-10-07
Also published as: KR101448771B1

Abstract

스폿 용접장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치는 로봇의 암에 장착되는 장착부가 일면에 일체로 형성되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 일단부 타면에 장착되는 용접건 유닛; 상기 용접건 유닛에 대응하여 상기 고정 플레이트 타면에서 이동유닛을 통해 이동 가능하게 설치되는 이동 플레이트; 상기 용접건 유닛을 향하는 상기 이동 플레이트의 일단부에 장착되는 접지건 유닛; 및 상기 용접건 유닛과 상기 접지건 유닛에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 용접건 유닛으로 전류를 공급하고, 상기 접지건 유닛을 통해 전류를 통전시키도록 상기 이동 플레이트의 타단부에 장착되는 변압기를 포함한다.

Description

편 방향 스폿 용접장치{ONE SIDE DIRECTION SPOT WELDING APPARATUS}

본 발명은 스폿 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편 방향으로 용접 시, 용접 대상물의 형상에 대응하여 접지점 피치를 가변시키면서 용접작업을 수행하도록 하는 스폿 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 제조 공정 중에는 프레스에 의해 성형된 차체 패널 등의 각종 구조물 부품을 용접 등의 방식으로 접합하여 일체의 차체를 완성한다.

여기서, 프레스 성형을 통해 성형된 2장의 강판을 용착시키는 방법으로는 스폿용접이 많이 사용되는데, 이러한 스폿용접은 강판 표면에 가압력을 제공하면서 통전에 의해 전기저항을 형성하여 용접열을 발생시켜 용접하는 전기 저항용접이다.

이러한 스폿 저항용접을 위해서는 스폿 용접장치가 적용되며, 상기 스폿 용접장치는 크게 고정전극과 함께 모재를 가압하기 위한 가동전극을 한 쌍으로 하여 이루어지는 양방향 스폿 용접장치와 단일의 용접전극을 갖는 편 방향 스폿 용접장치로 구분된다.

이 중, 종래의 편 방향 스폿 용접장치는 로봇에 장착된 용접건을 이용해 차체의 용접작업 수행 시, 전류가 통전 되도록 별도의 접지장치를 차체에 부착하고, 이 접지장치를 케이블을 사용해 변압기에 연결하여 스폿 용접을 수행하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 편 방향 스폿 용접장치는 작업자가 수동으로 접지장치를 용접 대상이 되는 차체에 부착해야만 하는 단점이 있고, 접지장치와 변압기를 상호 연결하는 케이블의 길이가 증가로 인해 설치비용 증가와 케이블 관리가 요구되는 문제점이 있다.

또한, 편 방향 스폿 용접작업을 수행함에 있어, 접지장치 부착의 수작업이 필수적으로 요구됨에 따라, 로봇을 이용한 완전 자동화 작업이 어려워 전체 사이클 타임 증가하여 생산성과 효율성이 저하되고, 작업장 바닥에 위치되는 케이블로 인해 작업자의 보행 시, 부주의로 인한 안전사고가 발생될 수 있는 문제점도 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 편 방향으로 용접 시, 용접 대상물의 형상에 대응하여 접지점 피치를 선택적으로 가변시키면서 용접작업을 수행하여 작업성을 향상시키고, 접지점과 연결되는 케이블의 길이 단축을 통해 설치비용을 절감하도록 하는 스폿 용접장치를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치(1)는 로봇의 암에 장착되는 장착부가 일면에 일체로 형성되는 고정 플레이트; 상기 고정 플레이트의 일단부 타면에 장착되는 용접건 유닛; 상기 용접건 유닛에 대응하여 상기 고정 플레이트 타면에서 이동유닛을 통해 이동 가능하게 설치되는 이동 플레이트; 상기 용접건 유닛을 향하는 상기 이동 플레이트의 일단부에 장착되는 접지건 유닛; 및 상기 용접건 유닛과 상기 접지건 유닛에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 용접건 유닛으로 전류를 공급하고, 상기 접지건 유닛을 통해 전류를 통전시키도록 상기 이동 플레이트의 타단부에 장착되는 변압기를 포함한다.

상기 이동유닛은 상기 이동 플레이트와 연결되는 작동로드를 포함하며, 상기 고정 플레이트의 일면에 길이방향을 따라 장착되는 작동 실린더; 및 상기 고정 플레이트와 상기 이동 플레이트의 사이에서, 상기 작동 실린더의 전, 후진 작동 시, 상기 이동 플레이트의 이동을 가이드 하는 가이드 수단을 포함할 수 있다.

상기 가이드 수단은 상기 고정 플레이트의 타면에 길이방향을 따라 양측에 각각 장착되는 가이드 레일; 및 상기 가이드 레일에 대응하는 상기 이동 플레이트의 일면 양측에 각각 장착되며, 상기 각 가이드 레일 상에서 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 레일블록을 포함할 수 있다.

상기 용접건 유닛은 작동로드를 포함하며, 상기 고정 플레이트의 일단부 타면에 장착되는 제1 가압 실린더; 및 상기 제1 가압 실린더의 작동로드와 연결되어 상기 제1 가압 실린더의 전후진 작동에 따라 용접 대상물과 접촉된 상태로 가압하면서 상기 변압기로부터 공급된 전류를 통전시키는 용접건을 포함할 수 있다.

상기 접지건 유닛은 작동로드를 포함하며, 상기 이동 플레이트의 일단부에 장착되는 제2 가압 실린더; 및 상기 제2 가압 실린더의 작동로드와 연결되어 상기 제2 가압 실린더의 전후진 작동에 따라 용접 대상물과 접촉된 상태를 유지하여 상기 용접건 유닛을 통해 공급된 전류를 상기 변압기로 통전시키는 접지건을 포함할 수 있다.

상기 접지건은 상기 제2 가압 실린더와 연결되는 접지로드에 일정 각도범위 내에서 회전 가능한 스위블 볼이 적용된 접지패드가 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치에 의하면, 편 방향으로 용접 시, 용접 대상물의 형상에 대응하여 접지점 피치를 선택적으로 가변시키면서 용접작업을 수행하여 작업성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 용접건의 통전을 위한 접지건을 일체형으로 구성함으로써, 종래 사용되던 접지장치를 제거를 통해 케이블의 길이를 단축하여 설치비용 및 설계 자유도를 향상시키고, 작업장 바닥에 케이블이 위치되는 것을 배제할 수 있어 작업자의 보행 시, 안전사고 발생을 미연에 방지하는 효과도 있다.

또한, 종래 편 반향 용접작업 시, 수행되던 접지장치 설치 작업을 제거하고, 용접 대상물의 형상에 따라 자동으로 접지건의 접지점 피치를 가변하여 적용함으로써, 용접 작업에 소요되는 시간을 단축함에 따라, 전체적인 생산성을 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치의 단계별 작동 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치의 정면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치(1)는 편 방향으로 용접 시, 용접 대상물(P)의 형상에 대응하여 접지점 피치를 선택적으로 가변시키면서 용접작업을 수행하여 작업성을 향상시키고, 접지점과 연결되는 케이블의 길이 단축을 통해 설치비용을 절감할 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치(1)는, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 고정 플레이트(10), 용접건 유닛(20), 이동 플레이트(30), 접지건 유닛(50), 및 변압기(60)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 고정 플레이트(10)는 로봇의 암(미도시)에 장착되는 장착부(11)가 일면에 일체로 형성된다.

상기 용접건 유닛(20)은 상기 고정 플레이트(10)의 일단부 타면에 장착된다.

여기서, 상기 용접건 유닛(20)은 제1 가압 실린더(21)와 용접건(23)을 포함하여 구성되며, 하기에서 이를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에서, 상기 제1 가압 실린더(21)는 작동로드를 포함하며, 상기 고정 플레이트(10)의 일단부 타면에 장착된다.

그리고 상기 용접건(23)은 상기 제1 가압 실린더(21)의 작동로드와 연결되어 상기 제1 가압 실린더(21)의 전후진 작동에 따라 용접 대상물(P)과 접촉된 상태로 상기 용접 대상물(P)을 가압하면서 상기 변압기(60)로부터 공급된 전류를 통전시키게 된다.

본 실시예에서, 상기 이동 플레이트(30)는 상기 용접건 유닛(20)에 대응하여 상기 고정 플레이트(10) 타면에서 이동유닛(40)을 통해 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 이동유닛(40)은 작동 실린더(41)와 가이드 수단(43)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 작동 실린더(41)는 상기 이동 플레이트(30)와 연결되는 작동로드를 포함하며, 상기 고정 플레이트(10)의 일면에 길이방향을 따라 장착된다.

그리고 상기 가이드 수단(43)은 상기 고정 플레이트(10)와 상기 이동 플레이트(30)의 사이에서, 상기 작동 실린더(41)의 전, 후진 작동 시, 상기 이동 플레이트(30)의 이동을 가이드 하게 된다.

이러한 가이드 수단(43)은 상기 고정 플레이트(10)의 타면에 길이방향을 따라 양측에 각각 장착되는 가이드 레일(45)과, 상기 가이드 레일(45)에 대응하는 상기 이동 플레이트(30)의 일면 양측에 각각 장착되며, 상기 각 가이드 레일(45) 상에서 슬라이드 이동 가능하게 장착된다.

즉, 이와 같이 구성되는 상기 이동유닛(40)은 용접 대상물(P)의 용접 포인트(W.P)로부터 상기 접지건 유닛(50)이 접지되는 위치가 좁을 경우, 접지점의 피치가 가변되도록 상기 작동 실린더(41)가 후진 작동을 하면서, 상기 이동 플레이트(30)를 상기 용접건 유닛(20)의 반대측을 향하여 슬라이드 이동시키게 된다.

이 때, 상기 가이드 수단(43)은 상기 이동 플레이트(30)의 슬라이드 이동을 가이드 레일(45)과 레일블록(47)을 통하여 안정적으로 가이드하게 된다.

본 실시예에서, 상기 접지건 유닛(50)은 상기 용접건 유닛(20)을 향하는 상기 이동 플레이트(30)의 일단부에 장착된다.

이러한 접지건 유닛(50)은 제2 가압 실린더(51)와 접지건(53)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 제2 가압 실린더(51)는 작동로드를 포함하며, 상기 이동 플레이트(30)의 일단부에 장착된다.

그리고 상기 접지건(53)은 상기 제2 가압 실린더(51)의 작동로드와 연결되어 상기 제2 가압 실린더(51)의 전후진 작동에 따라 용접 대상물(P)과 접촉된 상태를 유지하여 상기 용접건 유닛(20)을 통해 공급된 전류를 상기 변압기(60)로 통전시키게 된다.

여기서, 상기 접지건(53)은 상기 제2 가압 실린더(51)와 연결되는 접지로드(55)에 일정 각도범위 내에서 회전 가능한 스위블 볼(57)이 적용된 접지패드(59)가 구성될 수 있다.

이에 따라, 상기 접지건(53)은 상기 접지패드(59)가 접촉되는 용접 대상물(P)의 일면이 굴곡지거나 경사질 경우에도 스위블 볼(57)을 통하여 접촉면의 각도 차이에 대응하게 된다.

그리고 상기 변압기(60)는 상기 용접건 유닛(20)과 상기 접지건 유닛(50)에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 용접건 유닛(20)으로 전류를 공급하고, 상기 접지건 유닛(50)을 통해 전류를 통전시키도록 상기 이동 플레이트(30)의 타단부에 장착된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치(1)의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치의 단계별 작동 상태도이다.

먼저, 상기 스폿 용접장치(1)는, 도 3의 (S1)과 같이, 미도시된 로봇의 거동을 통하여 용접 대상물(P)의 상부에서 용접 포인트(W.P)에 상기 용접건 유닛(20)의 용접건(23)이 정위치되도록 이동된다.

이 때, 상기 접지건 유닛(50)이 위치되는 용접 대상물(P)의 접지점 위치가 상기 접지패드(59)를 통해서도 접지를 유지하기가 어렵거나, 용접 포인트(W.P)로부터 접지점의 피치가 가변 될 경우, 상기 이동유닛(40)은, 도 3의 (S2)와 같이, 작동 실린더(31)의 작동로드를 후진 작동시켜 상기 이동 플레이트(30)를 고정 플레이트(10) 상에서 상기 용접건 유닛(20)의 반대측을 향해 슬라이드 이동시키게 된다.

여기서, 상기 이동유닛(40)은 상기 접지건 유닛(50)의 접지패드(59)가 용접 대상물(P) 상에서 안정적으로 접지 될 위치에 정위치 되면 작동을 중지하게 된다.

이러한 상태에서, 상기 용접건 유닛(20)과 접지건 유닛(50)은, 도 3의 (S3)과 같이, 상기 제1, 제2 가압 실린더(21, 51)가 작동하여 각 작동로드를 전진 작동시키게 된다.

이에 따라, 상기 용접건(23)은 용접 포인트(W.P)에 접촉되면서 가압한 상태가 되며, 동시에, 상기 접지건(53)의 접지패드(59)는 접지점에 접촉된 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서, 상기 변압기(60)로부터 공급되는 전류는 상기 용접건(23)과 접지건(53)을 통하여 상기 용접 대상물(P)에 통전되면서, 용접 포인트(W.P)에 가압력을 제공하는 상기 용접건(23)과 용접 대상물 사이에 전기저항을 형성하여 용접열을 발생시킴에 따라, 용접 포인트를 용접하여 용접 대상물(P)의 용접을 완료하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 스폿 용접장치(1)를 적용하면, 편 방향으로 용접 시, 용접 대상물(P)의 형상에 대응하여 접지점 피치를 선택적으로 가변시키면서 용접작업을 수행하여 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 용접건(23)의 통전을 위한 접지건(53)을 일체형으로 구성함으로써, 종래 사용되던 접지장치를 제거를 통해 케이블의 길이를 단축하여 설치비용 및 설계 자유도를 향상시키고, 작업장 바닥에 케이블이 위치되는 것을 배제할 수 있어 작업자의 보행 시, 안전사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 종래 편 반향 용접작업 시, 수행되던 접지장치 설치 작업을 제거하고, 용접 대상물(P)의 형상에 따라 자동으로 접지건(53)의 접지점 피치를 가변하여 적용할 수 있어 용접 작업에 소요되는 시간을 단축함에 따라, 전체적인 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1: 스폿 용접장치 10 : 고정 플레이트
11 : 장착부 20 : 용접건 유닛
21 : 제1 가압 실린더 23 : 용접건
30 : 이동 플레이트 40 : 이동유닛
41 : 작동 실린더 43 : 가이드 수단
45 : 가이드 레일 47 : 레일블록
50 : 접지건 유닛 51 : 제2 가압 실린더
53 : 접지건 55 : 접지로드
57 : 스위블 볼 59 : 접지패드
60 : 변압기

Claims

로봇의 암에 장착되는 장착부가 일면에 일체로 형성되는 고정 플레이트;
상기 고정 플레이트의 일단부 타면에 장착되는 용접건 유닛;
상기 용접건 유닛에 대응하여 상기 고정 플레이트 타면에서 이동유닛을 통해 이동 가능하게 설치되는 이동 플레이트;
상기 용접건 유닛을 향하는 상기 이동 플레이트의 일단부에 장착되는 접지건 유닛; 및
상기 용접건 유닛과 상기 접지건 유닛에 각각 전기적으로 연결되며, 상기 용접건 유닛으로 전류를 공급하고, 상기 접지건 유닛을 통해 전류를 통전시키도록 상기 이동 플레이트의 타단부에 장착되는 변압기;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 이동유닛은
상기 이동 플레이트와 연결되는 작동로드를 포함하며, 상기 고정 플레이트의 일면에 길이방향을 따라 장착되는 작동 실린더; 및
상기 고정 플레이트와 상기 이동 플레이트의 사이에서, 상기 작동 실린더의 전, 후진 작동 시, 상기 이동 플레이트의 이동을 가이드 하는 가이드 수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접장치.
제2항에 있어서,
상기 가이드 수단은
상기 고정 플레이트의 타면에 길이방향을 따라 양측에 각각 장착되는 가이드 레일; 및
상기 가이드 레일에 대응하는 상기 이동 플레이트의 일면 양측에 각각 장착되며, 상기 각 가이드 레일 상에서 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 레일블록;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 용접건 유닛은
작동로드를 포함하며, 상기 고정 플레이트의 일단부 타면에 장착되는 제1 가압 실린더; 및
상기 제1 가압 실린더의 작동로드와 연결되어 상기 제1 가압 실린더의 전후진 작동에 따라 용접 대상물과 접촉된 상태로 가압하면서 상기 변압기로부터 공급된 전류를 통전시키는 용접건;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접장치.
제2항에 있어서,
상기 접지건 유닛은
작동로드를 포함하며, 상기 이동 플레이트의 일단부에 장착되는 제2 가압 실린더; 및
상기 제2 가압 실린더의 작동로드와 연결되어 상기 제2 가압 실린더의 전후진 작동에 따라 용접 대상물과 접촉된 상태를 유지하여 상기 용접건 유닛을 통해 공급된 전류를 상기 변압기로 통전시키는 접지건;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접장치.
제5항에 있어서,
상기 접지건은
상기 제2 가압 실린더와 연결되는 접지로드에 일정 각도범위 내에서 회전 가능한 스위블 볼이 적용된 접지패드가 구성되는 것을 특징으로 하는 스폿 용접장치.