KR20140141056A

KR20140141056A - 점 용접 방법

Info

Publication number: KR20140141056A
Application number: KR20130062323A
Authority: KR
Inventors: 채정한; 안규찬
Original assignee: 주식회사화신
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2014-12-10
Also published as: KR101503229B1

Abstract

본 발명은 점 용접 방법에 관한 것으로, 고정팁부와 이동팁부의 접촉지점에 대한 서보모터의 초기값을 설정하는 단계와, 고정팁부와 이동팁부의 전원인가로 피용접물을 용접하는 단계와, 고정팁부와 이동팁부를 드레싱하는 단계와, 고정팁부와 이동팁부의 절삭량을 감지하는 단계를 포함하여, 드레싱에 의한 고정팁부와 이동팁부의 절삭량을 정확하게 감지할 수 있다.

Description

점 용접 방법{SPOT WELDING METHOD}

본 발명은 점 용접 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서보건의 팁 드레싱에 의한 마모상태를 검출하여 점용접의 품질을 향상시키는 점 용접 방법에 관한 것이다.

일반적으로 서보건(Servo gun)이라 함은 차체 조립라인에서 판넬간 점용접을 하는 설비를 말하는 것으로, 가압을 위한 구동원으로 공압을 사용하는 경우를 공압건, 서보 모터(Servo Motor)의 회전으로 대체한 것을 서보건이라하며, 로봇의 끝단에 장착하여 사용하게 된다.

서보건을 이용하여 차체 판넬에 대한 용접을 수행하는 경우, 용접 위치에 고정부팁을 위치시킨다.

그리고, 이동부팁을 고정부팁 방향으로 이동시켜 차체 판넬을 가압함과 동시에 통전한다. 이때 저항으로 발생하는 열로 인해 판넬이 용융되어 접합이 이루어지게 된다.

상기와 같이 실제 용접이 이루어지는 고정부팁과 이동부팁의 재질은 구리(Cu)로서 판넬의 용융시 스크래치 등의 손상이 생기며 용융된 판넬의 일부가 달라붙는 일이 빈번히 발생하게 된다.

따라서 수백개의 용접부를 용접한 후 이동부팁과 고정부팁의 끝단이 초기와 같은 구면을 유지하도록 커터를 이용하여 연마하는 작업을 수행하게 되며, 이러한 연마작업을 팁 드레싱(dressing)이라 한다.

한편 상기와 같은 팁 드레싱 작업에 의하여 발생되는 이동부팁과 고정부팁의 치수 변화만큼 이동부팁과 고정부팁의 위치를 보정해주어야만 정확한 용접의 수행이 가능하게 되며, 이처럼 이동부팁과 고정부팁의 마모량에 따라 최종 용접점의 위치를 수정해주는 작업을 보정이라 한다.

한편, 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2004-0108127호(2004.12.23 공개, 발명의 명칭 : 서보건 전용 제어 장치 및 그 방법)에 개시되어 있다.

종래에는 팁 드레싱이 작업 후 고정부팁과 이동부팁의 치수 변화를 정확하게 측정하지 못하므로, 최종 용접점의 위치 수정이 정확하게 이루어지지 못하여 용접 성능이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 팁 드레싱 이후 고정팁부와 이동팁부의 마모 상태를 정확하게 측정하여 용접성을 개선하는 점 용접 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 점 용접 방법은: 고정팁부와 이동팁부의 접촉지점에 대한 서보모터의 초기값을 설정하는 단계; 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 전원인가로 피용접물을 용접하는 단계; 상기 고정팁부와 상기 이동팁부를 드레싱하는 단계; 및 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 절삭량을 감지하는 단계를 포함하고, 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 절삭량을 감지하는 단계는 상기 서보모터의 초기값과, 드레싱된 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 접촉지점에 대한 상기 서보모터의 보정값을 비교하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 전원인가로 피용접물을 용접하는 단계는: 용접 명령의 입력여부를 확인하는 단계; 용접 명령이 입력되면, 상기 이동팁부와 상기 고정팁부에 전원이 인가되어 피용접물이 용접되는 단계; 용접횟수를 카운트하는 단계; 및 용접횟수가 설정횟수 이상이면 경고하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정팁부와 상기 이동팁부를 드레싱하는 단계는: 드레싱 명령의 입력여부를 확인하는 단계; 및 드레싱 명령이 입력되면, 드레싱부가 상기 고정팁부와 상기 이동팁부를 절삭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 절삭량을 감지하는 단계는: 드레싱된 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 접촉지점에 대한 상기 서보모터의 보정값을 측정하는 단계; 및 상기 서보모터의 초기값과, 상기 서보모터의 보정값 차이를 통해 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 절삭량을 계측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 점 용접 방법은: 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 절삭량을 감지한 후, 총 절삭량을 누적하는 단계; 및 누적된 총 절삭량과 한계값을 비교하는 단계를 더 포함하고, 총 절삭량이 한계값 미만인 경우, 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 접촉지점에 대한 서보모터의 초기값을 설정하는 단계로 리턴하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 점 용접 방법은 서보모터의 엔코드값을 측정하여 고정팁과 이동팁에 대한 절삭량을 정확하게 계측하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 점 용접 방법은 용접횟수가 설정횟수 이상이 되면, 경고를 하여 고정팁과 이동팁의 드레싱 작업을 유도하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 점 용접 방법은 총절삭량과 한계값을 비교하여, 총절삭량이 고정팁과 이동팁의 한계값 이상인 경우, 고정팁과 이동팁 교체를 위해 시스템이 강제 종료되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점 용접 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점 용접 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 점 용접 방법의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점 용접 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점 용접 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 점 용접 장치(1)는 고정팁부(10)와, 이동팁부(20)와, 서보모터(30)와, 드레싱부(40)와, 제어부(50)를 포함한다.

고정팁부(10)는 본체(100)에 장착되고, 제어부(50)에 연계되어 전원이 인가되는 고정대(11)와, 고정대(11)에 탈부착되며 피용접물(90)과 접촉되는 고정팁(12)을 포함한다.

이동팁부(20)는 고정팁부(10)의 상방에 배치된다. 이러한 이동팁부(20)는 제어부(50)에 연계되어 전원이 인가되는 이동대(21)와, 이동대(21)에 탈부착되며 피용접물(90)과 접촉되는 이동팁(22)을 포함한다.

서보모터(30)는 본체(100)에 장착되고, 이동팁부(20)에 연결된다. 이러한 서보모터(30)는 제어부(50)의 제어로 길이가 가변된다.

따라서, 피용접물(90)이 고정팁부(10)에 안착된 상태에서, 서보모터(30)의 길이변화로 이동팁(22)이 피용접물(90)의 상측을 가압한다.

그리고, 고정팁(12)과 이동팁(22)에 전원이 인가되면, 피용접물(90)에 대한 점 용접이 실시된다.

드레싱부(40)는 본체(100)에 장착되거나 본체(100)에서 분리 배치되고, 고정팁부(10)와 이동팁부(20)에 근접되거나 이격되면서 고정팁(12)과 이동팁(22)을 드레싱한다.

이때, 드레싱이란, 점 용접에 의해 고정팁(12)과 이동팁(22)에 이물질이 부착되거나 변형이 발생하는 경우, 고정팁(12)과 이동팁(22)을 절삭한다.

드레싱 작업에 의해 고정팁(12)과 이동팁(22)의 단부는 점 용접이 용이하도록 라운드진 형상을 한다.

본 발명에서는 점 용접 장치(1)의 구성을 상술한 바와 같이 간략하게 설명하였며, 그 외 점 용접을 위한 다양한 구성이 부가될 수 있다.

상술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 점 용접 장치의 점 용접 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2를 참조하면, 제어부(50)는 고정팁부(10)와 이동팁부(20)의 접촉지점에 대한 서보모터(30)의 초기값을 설정한다(S1).

즉, 고정팁(12)과 이동팁(22)을 새것으로 교환한 다음, 위치가 고정된 고정팁(12)에 이동팁(22)이 접촉되도록 서보모터(30)를 구동시키고, 이동팁(22)과 고정팁(12)이 접촉될 때 서보모터(30)의 엔코더 값을 0으로 저장한다.

서보모터(30)의 초기값이 설정되면, 제어부(50)는 고정팁부(10)와 이동팁부(20)의 전원인가를 통해 피용접물(90)을 용접한다(S2). 이때, 피용접물(90)은 별도의 이송수단에 의해 고정팁(12)에 안착된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 피용접물(90) 용접방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제어부(50)는 용접 명령의 입력여부를 확인한다(S21). 작업자가 용접 개시버튼을 누르면, 용접 명령이 제어부(50)에 전송되고, 이송수단이 피용접물(90)을 고정팁(12)과 이동팁(22) 사이에 위치시킨다.

용접 명령이 입력되면, 서보모터(30)가 구동되어 이동팁(22)이 피용접물(90)을 가압하고, 고정팁(12)과 이동팁(22)에 전원이 인가되어 피용접물(90)이 용접된다(S22).

설정시간동안 고정팁(12)과 이동팁(22)에 전원이 인가되어 어느 하나의 피용접물(90)에 대한 용접이 완료되면, 제어부(50)는 용접횟수를 카운트한다(S23).

제어부(50)는 용접회수를 카운트한 후, 카운트한 용접횟수와 설정횟수를 비교한다(S24). 이때, 설정횟수는 200회 내지 300회가 될 수 있다.

만일, 용접횟수가 설정횟수 미만이면, 용접 명령의 입력여부를 확인하는 단계로 리턴된다.

그리고, 용접횟수가 설정횟수 이상이면, 경고등이나 경고음을 통해 작업자에게 용접횟수가 설정횟수 이상임을 경고한다(S25).

한편, 피용접물(90)에 대한 용접이 실시된 후, 제어부(50)는 고정팁부(10)와 이동팁부(20)의 드레싱작업을 실시한다(S3). 본 발명의 일 실시예로, 드레싱작업은 다음과 같은 방식으로 진행된다.

먼저, 제어부(50)는 드레싱 명령의 입력여부를 확인한다(S31). 용접횟수가 설정횟수 이상인 상태에서 작업자가 경고를 인지하여 드레싱 개시버튼을 입력하면, 제어부(50)는 드레싱 명령이 입력되었음을 인지한다.

드레싱 명령이 입력되면, 제어부(50)의 제어로 드레싱부(40)가 고정팁부(10)의 고정팁(11)과 이동팁부(20)의 이동팁(22)을 절삭한다(S32).

한편, 용접횟수가 설정횟수 이상인 상태에서 작업자가 경고를 인지하지 못하여 드레싱 개시버튼이 입력되지 않으면, 제어부(50)는 드레싱 명령이 입력되지 않았다고 간주하고, 피용접물을 용접하는 단계(S2)로 리턴된다.

드레싱부(40)에 의한 고정팁(11)과 이동팁(22)의 드레싱이 완료되면, 제어부(50)는 고정팁부(10)의 고정팁(11)과 이동팁부(20)의 이동팁(22)에 대한 절삭량을 감지한다(S4).

고정팁부(10)와 이동팁부(20)의 절삭량 감지는, 서보모터(30)의 초기값과, 드레싱된 고정팁부(10)와 이동팁부(20)의 접촉지점에 대한 서보모터(30)의 보정값을 비교한다.

본 발명의 일 실시예로, 고정팁부(10)와 이동팁부(20)에 대한 절삭량 감지는 다음과 같은 제어방식을 따른다.

먼저, 제어부(50)는 드레싱된 고정팁부(10)의 고정팁(12)과 이동팁부(20)의 이동팁(22)간의 접촉지점에 대한 서보모터(30)의 보정값을 측정한다(S41).

서보모터(30)의 보정값 측정이란, 고정팁(12)에 이동팁(22)이 접촉되는 순간 서보모터(30)의 엔코더값을 의미한다.

서보모터(30)의 보정값이 측정되면, 제어부(50)는 서보모터(30)의 초기값과 보정값을 비교하여 고정팁(12)과 이동팁(22)의 절삭량을 계측한다(S42).

한편, 고정팁(12)과 이동팁(22)에 대한 절삭량이 미비하여 점 용접이 원활하게 이루어지지 못하는 것을 방지하기 위하여, 절삭량에 따라 추가적인 절삭을 실시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예로, 제어부(50)는 절삭량을 계측하여 절삭량이 설정량 미만이면, 고정팁(12)과 이동팁(22)을 절삭하는 단계(S32)로 리턴된다.

반대로, 제어부(50)가 절삭량을 계측하여 절삭량이 설정량 이상이면, 제어부(50)는 고정팁(12)과 이동팁(22)의 절삭량 비교를 마무리한다. 이때, 절삭량은 0.05mm 내지 0.09mm이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 점 용접 방법은 총 절삭량을 누적하는 단계(S5)와, 절삭량과 한계값을 비교하는 단계(S6)를 더 포함한다.

총 절삭량을 누적하는 단계(S5)는 제어부(50)가 고정팁부(10)와 이동팁부(20)의 절삭량과 설정량을 비교한 후, 계측된 절삭량을 누적한다.

제어부(50)는 누적된 고정팁(12)과 이동팁(22)의 총절삭량과 이들의 한계값을 비교하여, 총절삭량이 한계값 미만인 경우 초기값 설정(S1)단계로 리턴된다.

이때, 초기값은 드레싱에 의해 절삭이 완료된 고정팁(12)과 이동팁(22)이 접촉되는 시점의 서보모터(30) 엔코더값을 의미한다.

한편, 제어부(50)는 누적된 고정팁(12)과 이동팁(22)의 총절삭량과 이들의 한계값을 비교하여, 총절삭량이 한계값 이상인 경우 종료된다.

즉, 총절삭량이 한계값 이상인 경우는 고정팁(12)과 이동팁(22)이 최초 상태에서 과도하게 절삭되어 용접이 안정적으로 이루어질 수 없는 길이를 갖는 상태를 의미한다.

따라서, 총절삭량이 한계값 이상이면, 고정팁(12)과 이동팁(22) 교체를 위해 시스템이 강제로 종료된다. 이때, 작업자가 고정팁(12)과 이동팁(22)이 한계값에 도달됨을 인지할 수 있도록, 제어부(50)는 경고음이나 경고등을 생성할 수 있다. 한편, 한계값은 작업자가 임의로 설정 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 점 용접 방법은 서보모터(30)의 엔코드값을 측정하여 고정팁(12)과 이동팁(22)에 대한 절삭량을 정확하게 계측할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 점 용접 방법은 용접횟수가 설정횟수 이상이 되면, 경고를 하여 고정팁(12)과 이동팁(22)의 드레싱 작업을 유도할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 점 용접 방법은 총절삭량과 한계값을 비교하여, 총절삭량이 고정팁(12)과 이동팁(22)의 한계값 이상인 경우, 고정팁(12)과 이동팁(22) 교체를 위해 시스템이 강제 종료될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 고정팁부 11 : 고정대
12 : 고정팁 20 : 이동팁부
21 : 이동대 22 : 이동팁
30 : 서보모터 40 : 드레싱부
50 : 제어부 90 : 피용접물

Claims

고정팁부와 이동팁부의 접촉지점에 대한 서보모터의 초기값을 설정하는 단계;
상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 전원인가로 피용접물을 용접하는 단계;
상기 고정팁부와 상기 이동팁부를 드레싱하는 단계; 및
상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 절삭량을 감지하는 단계를 포함하고,
상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 절삭량을 감지하는 단계는 상기 서보모터의 초기값과, 드레싱된 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 접촉지점에 대한 상기 서보모터의 보정값을 비교하는 것을 특징으로 하는 점 용접 방법.
제 1항에 있어서, 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 전원인가로 피용접물을 용접하는 단계는
용접 명령의 입력여부를 확인하는 단계;
용접 명령이 입력되면, 상기 이동팁부와 상기 고정팁부에 전원이 인가되어 피용접물이 용접되는 단계;
용접횟수를 카운트하는 단계; 및
용접횟수가 설정횟수 이상이면 경고하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 점 용접 방법.
제 1항에 있어서, 상기 고정팁부와 상기 이동팁부를 드레싱하는 단계는
드레싱 명령의 입력여부를 확인하는 단계; 및
드레싱 명령이 입력되면, 드레싱부가 상기 고정팁부와 상기 이동팁부를 절삭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 점 용접 방법.
제 1항에 있어서, 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 절삭량을 감지하는 단계는
드레싱된 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 접촉지점에 대한 상기 서보모터의 보정값을 측정하는 단계; 및
상기 서보모터의 초기값과, 상기 서보모터의 보정값 차이를 통해 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 절삭량을 계측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 점 용접 방법.
제 1항에 있어서,
상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 절삭량을 감지한 후, 총 절삭량을 누적하는 단계; 및
누적된 총 절삭량과 한계값을 비교하는 단계를 더 포함하고,
총 절삭량이 한계값 미만인 경우, 상기 고정팁부와 상기 이동팁부의 접촉지점에 대한 서보모터의 초기값을 설정하는 단계로 리턴하는 것을 특징으로 하는 점 용접 방법.