KR20200019091A

KR20200019091A - 용접 장치 위치 결정 장치

Info

Publication number: KR20200019091A
Application number: KR1020190097228A
Authority: KR
Inventors: 하이코 프리엠
Original assignee: 브랜슨울트라쉬홀나이더라숭데에머슨테크놀로지스게엠베하앤드코.오하게
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2020-02-21
Also published as: US11207750B2; EP3620257A1; US20200047295A1; DE102018119641A1; JP6955535B2; CN110560971B; JP2020026140A; CN110560971A; KR102255040B1

Abstract

본 발명은 용접 장치에서 사용될 때 2개의 구성 요소가 서로에 대해 가압될 수 있는 용접 장치 위치 결정 장치에 관한 것이다. 본 장치는 고정적인 제1 부분 및 고정적인 제1 부분에 대해 이동 가능하고 작동 중에 제1 구성 요소를 제2 구성 요소에 대해 가압시킬 수 있는 제2 부분을 포함하고 있다. 본 장치는 제1 말단에서 제1 부분에 그리고 제2 말단에서 제2 부분에 연결되는 적어도 하나의 구동 시스템뿐만 아니라 제1 부분과 제2 부분을 서로 연결시키는 적어도 하나의 탄성 안내 시스템을 더 포함하고 있다. 적어도 하나의 탄성 안내 시스템으로 인하여 제1 부분과 제2 부분은 단지 하나의 축을 따라서 서로에 대해 이동 가능하여, 본 장치의 축방향 길이는 변경될 수 있다. 적어도 하나의 구동 시스템을 가동 코일 구동부를 포함하고 있다. 대안적으로, 본 장치는 기계적 손실을 갖지 않은 또는 작동 중에 가해질 클램핑 력보다 작은 기계적 손실을 갖는 다른 구동부를 포함하고 있다.

Description

용접 장치 위치 결정 장치{Welding device positioning arrangement}

본 발명은 용접 장치에서 사용될 때 제1 구성 요소가 제2 구성 요소에 대해 힘으로 가압될 수 있는 용접 장치 위치 결정 장치, 이 용접 장치 위치 결정 장치를 갖는 용접 장치, 대응 용접 방법뿐만 아니라 용접 장치용 개장 키트 및 대응 개장 방법에 관한 것이다.

2개의 구성 요소를 서로 용접하는 경우, 예를 들어 리프팅 테이블을 갖는 용접 장치가 이용된다. 도 1은 각각의 용접 장치(1)의 대응 실시예를 보여주고 있다. 서로 용접될 구성 요소들은 리프팅 테이블(3) 상에 위치되며, 리프팅 테이블(3)은 수직 방향을 따라 이동된다. 이에 의하여, 2개의 구성 요소는 리프팅 테이블(3)과 용접 장치(1)의 상부 툴(5) 사이의 힘으로 클램핑된다. 특히 작은 힘을 위한, 따라서 소형 적용을 위한, 즉 용접될 소형 구성 요소를 위한 현재의 용접 장치는, 선형 가이드를 포함하고 있고 공압적으로 또는 전기적으로 구동되는 초음파 또는 레이저 용접 프레스이다.

관련된 리프팅 테이블 시스템은 선형 가이드, 모터, 실린더를 갖는 유압식 기계, 베어링 및 힘 적용 시스템에 포함된 추가 구성 요소와 같은 사용된 메커니즘으로 인해 발생하는 마찰 손실을 보여준다. 이 마찰 손실은 용접 장치의 힘 제어에서 히스테리시스(hystereses)의 형성으로 이어진다. 여기에서, 리프팅 테이블을 통해 가해지는 힘은 경로 의존성을 보여준다. 이는 효과의 정확한 크기가 원인 변수, 즉 특정 공칭 힘(nominal force)뿐만 아니라 리프팅 테이블의 조정 구성 요소의 이력(history)에도 좌우된다는 것을 의미한다. 전형적인 히스테리시스 거동은 히스테리시스 루프(hysteresis loop)의 발생이다. 이는 원인 변수를 2개의 상이한 값 사이에서 앞뒤로 이동함으로써 생성된다. 따라서 이력에 따라 리프팅 테이블은 동일한 입력 변수로 여러 가능한 위치 중 하나를 추정할 수 있다.

더욱이, 마찰 손실은 소위 스틱-슬립(stick-slip) 효과로 이어질 수 있다. 이 효과는 점착 슬라이딩(adhesive sliding) 효과로도 알려져 있으며 서로에 대해 이동하는 고형체들의 스티킹(sticking) 슬라이딩을 특징으로 한다. 이는 정지 마찰이 미끄럼 마찰보다 현저하게 큰 경우 발생할 수 있다. 여기에서, 감쇠된 결합 표면부들은 신속한 움직임 순서; 스티킹, 인장, 분리 및 슬라이딩을 가한다. 이 효과는 보통은 기술적 적용에 있어 바람직하지 않다. 이는 소음 및 구조 전달 소음을 발생시키며, 이는 흔히 불쾌감으로 여겨지고 증가된 마모 및 물질 피로로 이어질 수 있다. 또한, 이는 예를 들어 정밀 툴 기계 상에서의 심지어 가장 작은 이동의 실행도 완전히 방지할 수 있다.

따라서, 공지된 용접 장치의 한계는 용접 장치에서 그리고 특히 리프팅 테이블의 조정 시스템에서 저마찰 또는 저손실을 필요로 하는 낮은 힘의 제어에 있으며, 이에 의하여 적어도 선형의 거동이 요구된다. 여기에서, 기존의 안내부는 마찰을 발생시키며 또한 경험은 기존의 안내부가 인-이어 헤드폰용 호일과 같은 필리그리(filigree) 구성 요소를 용접하기 위해 요구되는 이 작은 힘 범위에서 특히 히스테리시스를 갖고 있음을 보여주고 있다. 여기서, ±5 N 내지 ±30 N의 히스테리시스는 흔하지 않은 상황이 아니다. 또한 공압 실린더, 유압 실린더 또는 스핀들을 갖는 전기 모터와 같은 모든 구동부는 손실과 마찰을 갖고 있다. 마찬가지로 회전 운동의 선형 운동으로의 변환 중에 손실과 마찰이 발생한다.

따라서 용접 장치와 관련하여, 이 효과는 특히 인-이어 헤드폰용 호일과 같은 필리그리 부품을 용접하기 위해 필요한 적은 힘으로 재현 불가능한 용접 결과를 초래하며, 따라서 이 부품을 완전히 용접할 수 없게 만든다. 접촉 검출 중 마찰 손실과 히스테리시스가 큰 힘 피크(force peaks)로 이어질 수 있기 때문에, 이는 또한 소형 적용에서 구성 요소 파손을 초래할 수 있다.

따라서, 본 발명의 객관적인 기술적 과제는 특히 소형 부품이 높은 정확도로 위치되고 용접될 수 있어 종래 기술과 비교하여 힘이 용접될 구성 요소에 가해질 때 감소된 힘 피크(force peaks)가 발생하거나 힘 피크가 전혀 발생하지 않는 용접 장치를 제공하는 것이다.

위의 목적은 독립청구항 제1항, 제9항 및 제10항에 따른 용접 장치 위치 결정 장치, 독립청구항 제11항에 따른, 용접 장치 위치 결정 장치를 갖는 용접 장치, 독립청구항 제18항에 따른 용접 방법, 독립청구항 제24항에 따른, 용접 장치용 개장 키트(retrofit kit)뿐만 아니라 독립청구항 제25항에 따른, 용접 장치용 개장 방법에 의하여 해결된다. 유리한 실시예 및 추가 개발안은 하기의 설명, 도면뿐만 아니라 첨부된 특허 청구범위로부터 생긴다.

용접 장치에서 사용될 때 제1 구성 요소가 제2 구성 요소에 대해 힘으로 가압될 수 있는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제1 대안은; 고정적인 제1 부분 및 고정적인 제1 부분에 대하여 이동 가능하며 작동시 제1 구성 요소를 제2 구성 요소에 대해 가압하도록 사용될 수 있는 제2 부분, 제1 말단으로 제1 부분에 그리고 제2 말단으로 제2 부분에 연결된 적어도 하나의 구동 시스템, 및 제1 부분과 제2 부분을 서로 연결시키는 적어도 하나의 탄성 안내 시스템을 포함하며, 여기서 적어도 하나의 탄성 안내 시스템으로 인하여 제1 부분과 제2 부분은 단지 하나의 축을 중심으로 서로에 대하여 이동 가능하여, 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이는 변화 가능하고, 그리고 적어도 하나의 구동 시스템은 가동 코일 구동부를 포함하고 있다.

이제 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제1 대안이 작동 중인 용접 장치에서의 사용과 관련하여 보다 잘 이해하기 위해 설명된다. 용접 장치 자체는 임의의 용접 장치, 예를 들어 초음파 용접 장치, 레이저 용접 장치, 적외선 용접 장치, 진동 용접 장치 또는 마찰 용접 장치일 수 있다. 용접 장치는 상부 툴(tool)을 제공하며, 그리고 작동 중에, 용접될 구성 요소들은 상부 툴과 용접 장치 위치 결정 장치의 제2 부분 사이에서 원하는 힘으로 클램핑된다.

작동 시, 양 구성 요소는 먼저 제2 부분 상에 배치되어 있다. 그 다음, 용접될 2개의 구성 요소가 제2 부분과 상부 툴 사이에서 원하는 힘으로 클램핑될 때까지 장치의 축방향 길이는 구동 시스템으로서의 가동 코일 구동부에 의하여 변경된다. 대안적인 접근에서, 제1 구성 요소는 초기에 상부 툴 상에 그리고 제2 구성 요소는 제2 부분 상에 위치될 수 있다.

탄성 안내 시스템으로 인하여, 제1 및 제2 부분은 단지 하나의 축을 중심으로 서로에 대해 이동될 수 있다. 이 축은 바람직하게 용접 기계가 위치해 있는 플로어에 대한 수직축이다. 또한, 탄성 안내 시스템은 기계적 손실을 포함하지 않으며, 따라서 손실 없이 작동한다. 이 상황에서는, 무손실은 바람직하게는 마찰이 없거나 또는 2개의 구성 요소를 용접하기 위해 요구되는 힘과 관련하여 안내 시스템의 이동 가능한 구성 요소들 사이에 무시해도 될 정도의 마찰만이 존재한다는 것을 의미한다. 탄성 안내 시스템의 각각의 디자인 가능성의 선택이 바람직한 실시예를 참조하여 나중에 논의될 것이다.

용접 장치 위치 결정 장치를 위한 구동 시스템으로서의 가동 코일 구동부 또는 보이스 코일 액추에이터의 선택으로 인하여, 용접 장치 위치 결정 장치는 정밀 용접 장치 위치 결정 장치이다. 이는 특히 가장 작은 이동 및/또는 가장 작은 힘의 적용의 실행이 용접 장치 위치 결정 장치에 의하여 실현될 수 있다는 것을 의미한다. 다시 말해, 용접 장치 위치 결정 장치는 소형 리프팅 테이블, 특히 정밀 소형 리프팅 테이블이다.

용접 장치 위치 결정 장치의 정밀성에 대한 이유는 가동 코일 구동부가 기계적 마찰을 나타내지 않는 매우 동적인 구동부라는 것이다. 특히, 이 구동부들은 대응하는 제어부를 이용하여 매우 정확하게 위치될 수 있으며, 힘 또한 매우 정확하게 제어 및/또는 조절될 수 있다. 그의 고속으로 인하여, 이들은 또한 높은 사이클 속도를 갖는 자동화된 장치에 특히 적합하다.

조정 가능한 축방향 길이에 관하여, 이는 가동 코일 구동부의 치수에 의존하며, 이는 각각의 적용에 대해 조절될 수 있다. 그러나, 보통 0.25 내지 100 ㎜의 진폭, 따라서 축 방향 길이의 변화가 실현될 수 있다. 적용될 수 있는 힘과 관련하여, 이 힘은 0 N 내지 2 kN에 있을 수 있다. 최대 300 m/s²의 가속도와 최대 5m/초의 속도가 또한 실현될 수 있다. 위에서 이미 설명된 바와 같이, 가동 코일 드라이브는 특히 ±0.1 ㎛에서의 매우 높은 위치 결정 정확도를 특징으로 한다.

모터 전류는 선형이고 힘 제어를 위하여 사용될 수 있으며, 따라서 힘 센서는 요구되지 않는다. 이는 또한 본 발명의 용접 장치를 참조하여 나중에 논의될 것이다.

원하는 축방향 길이 및 저마찰 안내, 즉 탄성 가이드 시스템의 힘 증가 및 조정을 위한 저마찰과 정밀 구동의 조합, 즉 가동 코일 구동부는 용접 장치 위치 결정 장치 내에서의 임의의 마찰 손실을 방지한다. 결과적으로 모든 히스테리시스 현상과 스틱 슬립-효과가 방지된다.

따라서, 본 발명의 장치의 한 가지 이점은 달성 가능한 정확도로 인하여 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치를 갖는 용접 장치가 또한 인-이어 헤드폰용 용접 호일 또는 스마트폰 제조와 같은, 소형 구성 요소를 위하여 사용될 수 있다는 것이다. 따라서, 필리그리 및/또는 매우 민감한, 특히 전자 부품의 용접은 매우 낮은 용접 가압력으로 실현될 수 있다. 또한 용접 깊이 제어가 상당히 향상됨에 따라 구성 요소의 고정밀 배치 또한 가능하다. 2개의 구성 요소 사이의 접촉 검출에서의 높은 힘 피크는 감소되며 바람직하게는 완전히 방지된다. 이렇게 하여, 실제 용접 시작을 위한 트리거 지점이 매우 정확하게 제어될 수 있으며, 이는 재현 가능한 용접 연결로 이어지고 이에 의해 야기된 임의의 구성 요소 파손이 방지될 수 있다. 용접 장치 위치 결정 장치의 정밀도는 이제 사용된 제어부 및 대응 센서의 정확도에만 좌우된다.

바람직한 실시예에서, 용접 장치 위치 결정 장치는 적어도 3개의 구동 시스템을 포함하고 있다. 2개 이상의 구동 시스템의 배치로, 비대칭 부하가 동기 작동시 균형을 이룰 수 있다. 이렇게 하여, 2개의 부분의 서로에 대한 평행도가 보장될 수 있거나 힘이 용접될 영역에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다. 테이블 기울어짐을 필요로 하는 구성 요소 허용 오차 또한 보상될 수 있다.

용접 장치 위치 결정 장치의 다른 유리한 실시예에서, 적어도 하나의 안내 장치는 적어도 하나의 센터링 스파이더 또는 복수의 스프링을 포함하고 있다. 이 구조 때문에, 탄성 안내 시스템이 서로 상대적으로 이동되는, 용접 장치 위치 결정 장치의 2개의 구성 요소 사이에 기계적 마찰을 갖고 있지 않다는 점이 더욱 강조된다. 센터링 스파이더에 더하여, 라우드스피커(loudspeakers)로부터 공지된 바와 같이, 안내 디스크, 다이아프램, 플레이트 안내부, 복수의 선형 스프링 또는 유사한 것이 동일하게 바람직하다. 일반적인 안내부와 대조적으로, 탄성 안내 시스템은 내부 마찰만을 보여주며 기계적인 손실은 보여주지 않는다. 따라서, 탄성 안내 시스템은 또한 무손실 시스템으로 지칭된다. 특히, 구동 시스템과의 탄성 안내 시스템의 결합에 의하여, 2개의 부분 사이의 거리, 즉 리프팅 또는 조정 경로와 장치로 후에 가해질 힘 모두는 매우 정확하게 제어 및/또는 조절될 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 안내 시스템은 제1 플레이트와 제2 플레이트를 포함하고 있으며, 여기서 제1 플레이트와 제2 플레이트는 제1 축방향 말단에서 특히 간격 요소를 통하여 서로 연결되어 있고, 제1 플레이트는 제2 축방향 말단에서 제1 부분에 연결되어 있는 반면에, 제2 플레이트는 제2 축방향 말단에서 제2 부분에 연결되어 있다. 2개의 플레이트는 예를 들어, 전반적으로 리프 스프링 또는 스프링 플레이트이다. 이 장치로 인하여, 플레이트는 특히 수직축을 따라 한 방향의 이동만을 허용하며, 따라서 모든 다른 방향에 대한 안내부 역할을 한다. 따라서, 바람직하게는, 플레이트는 힘의 방향으로의 이동만을 허용한다. 서로에 대한 2개의 플레이트의 특정 배치로 인하여 서로에 대한 2개의 부분의 이동 중에 인장(tensile) 손실이 회피될 수 있으며, 용접 장치 위치 결정 장치의 이동으로 인하여 플레이트의 길이 변화는 보상된다.

용접 장치 위치 결정 장치는 적어도 2개의 안내 시스템, 바람직하게는 적어도 3개의 안내 시스템 그리고 특히 바람직하게는 적어도 4개의 안내 시스템을 포함하는 것이 또한 바람직하다. 이 실시예로, 특히 몇몇 구동 시스템을 갖는 실시예와 조합하여, 임의의 기울어짐 이동이 특히 효율적으로 방지될 수 있다.

용접 장치 위치 결정 장치의 특히 유리한 실시예에서, 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이는 200 ㎜ 이하, 바람직하게는 150 ㎜ 이하, 그리고 특히 바람직하게는 140 ㎜ 이하의 범위 내에서 변화될 수 있다. 여기에서, 용접 장치 위치 결정 장치로 작은 경로, 즉 작은 축방향 길이의 변화를 실현하는 것이 특히 바람직하다. 따라서, 축방향 길이가 20 ㎜ 이하, 특히 바람직하게는 15 ㎜ 이하, 특히 10 ㎜ 이하의 범위 내에서 변화될 수 있는 것이 특히 바람직하다. 축방향 길이 변화의 이 특히 바람직한 범위는 인-이어 헤드폰 또는 스마트폰용 호일과 같은, 필리그리 및/또는 고감도, 특히 전자 부품을 처리하기에 특히 충분하다.

용접 장치 위치 결정 장치의 작동시 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이가 원점으로부터 변화되는 실제 거리는 사전설정 공칭 경로와 최대 1 ㎜ 만큼, 바람직하게는 최대 0.1 ㎜ 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.01 ㎜ 만큼 차이가 있는 것이 바람직하다. 이 높은 위치 결정 정확도는 특히 용접될 2개의 구성 요소 사이의 또는 상부 툴에서의 접촉 중에 힘 피크를 방지하는 것을 가능하게 한다.

최대 차이는 적어도 3회, 바람직하게는 적어도 5회, 특히 바람직하게는 적어도 10회의 연속적인 주행 이동 동안 유지되는 것이 또한 바람직하다. 이는 3회의 연속적인 주행 이동에 대하여 예를 들어 1㎜의 최대 차이가 초과되지 않는다는 것, 즉 최대 차이가 특히 그 차이 아래에서 유지된다는 것을 의미한다. 이렇게 하여, 공지된 장치와 비교하여 주행 이동의 정확도 및 재현성뿐만 아니라 본 용접 장치 위치 결정 장치의 결과적인 정밀성이 특히 강조된다.

용접 장치에서 사용될 때 제1 구성 요소가 제2 구성 요소에 대해 힘으로 가압될 수 있는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제2 대안은; 고정적인 제1 부분 및 고정적인 제1 부분에 대하여 이동 가능하며 작동시 제1 구성 요소를 제2 구성 요소에 대하여 가압시키기 위하여 사용될 수 있는 제2 부분, 제1 말단에서 제1 부분에 그리고 제2 말단에서 제2 부분에 연결된 적어도 하나의 구동 시스템, 및 제1 부분과 제2 부분을 서로 연결시키는 적어도 하나의 탄성 안내 시스템을 포함하며, 적어도 하나의 탄성 안내 시스템으로 인하여 제1 부분과 제2 부분은 단지 하나의 축을 따라서 서로에 대하여 이동 가능하여, 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이는 변화 가능하고, 그리고 적어도 하나의 구동 시스템은 피에조 모터, 리니어 모터, 전자기 구동 시스템, 코일 시스템, 또는 계자 코일 또는 여자 코일을 갖는 구동부를 포함하고 있다.

먼저, 용접 장치 위치 결정 장치의 제1 대안뿐만 아니라 대응하는 바람직한 실시예의 설명이 기본적으로 제2 대안에 유사하게 적용된다는 것이 강조되어야 한다. 본 발명의 제2 대안은 기존의 구동 시스템에 의해 본 발명의 제1 대안과 상이하며, 이는 아래에서 설명된다.

원칙적으로, 무손실 구동부가 제2 대안, 즉 기계적 손실없이 작동하는 구동 시스템의 범위 내에서 제공된다. 예는 피에조 모터 또는 압전 모터를 포함하고 있다. 이들은 운동을 생성하기 위하여 압전 효과를 이용하는 소형 모터이다. 피에조 모터는 선형적 그리고 회전적 모두로 작동할 수 있다. 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이가 변화될 수 있는 범위는 구조로 인하여 리니어 피에조 모터의 경우 통상적으로 수 센티미터이며, 따라서 모터에 사용된 압전 고체-상태 액추에이터의 작동 경로 또는 조절 거리보다 상당히 크다. 따라서, 특히 축방향 길이의 작은 변화가 실현되는 경우, 피에조 모터 이외에 압전 고체-상태 액추에이터가 바람직하다.

코일 시스템으로, 축방향 길이의 작은 변화, 예를 들어 10 ㎜ 미만의 변화를 위하여 자성 전기자(magnetic armatures)를 갖는 간단한 코일이 사용될 수 있다. 계자 코일 구동부에서, 영구 자석은 제2 코일로 대체된다. 이 구동부의 적절한 제어로, 매우 큰 에너지(dynamics)가 얻어질 수 있으며, 따라서 이 구동부는 또한 자동화된 용접 공정에 적합하다. 일반적으로 리니어 모터는 물론 모든 기계적 손실없는 구동부가 사용될 수 있다. 이 구동 시스템의 선택으로부터 야기되는 이점에 관하여, 용접 장치 위치 결정 장치의 본 발명의 제1 대안에 대한 설명에 대하여 참조가 이루어진다.

용접 장치에서 사용될 때 제1 구성 요소가 제2 구성 요소에 대해 힘으로 가압될 수 있는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제3 대안은; 고정적인 제1 부분 및 고정적인 제1 부분에 대하여 이동 가능하며 작동시 제1 구성 요소를 제2 구성 요소에 대하여 가압시키기 위하여 사용될 수 있는 제2 부분, 제1 말단에서 제1 부분에 그리고 제2 말단에서 제2 부분에 연결된 적어도 하나의 구동 시스템, 및 제1 부분과 제2 부분을 서로 연결시키는 적어도 하나의 탄성 안내 시스템을 포함하며, 적어도 하나의 탄성 안내 시스템으로 인하여 제1 부분과 제2 부분은 단지 하나의 축을 따라서 서로에 대하여 이동 가능하여, 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이는 변화 가능하고, 그리고 적어도 하나의 구동 시스템은 작동시 제1 구성 요소가 제2 구성 요소에 대해 가압될 수 있는 힘보다 작은 기계적 손실을 갖는 회전 모터를 포함하며, 힘은 1 kN 이하, 바람직하게는 500 N 이하, 특히 바람직하게는 250 N 이하이다.

여기서, 또한, 용접 장치 위치 결정 장치의 제1 대안뿐만 아니라 대응하는 바람직한 실시예에 관한 설명이 대체로 제3 대안에 유사하게 적용된다는 점이 무엇보다도 강조되어야 한다. 본 발명의 제3 대안은 기존 구동 시스템에 의하여 본 발명의 제1 및 제2 대안과 다르며, 이는 하기에서 설명될 것이다.

앞서 언급된 2개의 구동 시스템과 대조적으로, 기계적 손실을 갖는 구동 시스템이 이제 존재한다. 그러나 이러한 기계적 손실은 가해질 힘보다 작다. 따라서, 제3 대안에 따른 용접 장치 위치 결정 장치는 또한, 특히 탄성 안내 시스템과 조합하여 필리그리 및/또는 고감도 구성 요소를 위하여 또한 사용될 수 있는 정밀 용접 장치 위치 결정 장치이다. 그러나, 제3 대안에 따른 용접 장치 위치 결정 장치의 적용 범위는 용접될 구성 요소에 가해질 힘이 구동 시스템의 마찰 손실보다 커야 하며 따라서 위에서 논의된 2개의 대안을 위한 것보다는 커야 한다는 점에 의하여 제한된다. 이 구동 시스템의 선택으로부터 야기되는 이점에 관하여, 용접 장치 위치 결정 장치의 본 발명의 제1 및 제2 대안에 대한 설명에 대하여 참조가 이루어진다.

본 발명의 용접 장치는 용접 장치 위치 결정 장치와 상부 툴 그리고 제어 유닛을 포함하고 있으며, 서로 용접될 제1 및 제2 구성 요소가 힘을 가함으로써 상부 툴과 용접 장치 위치 결정 장치의 이동 가능한 제2 부분 사이에서 클램핑될 수 있도록 용접 장치 위치 결정 장치의 이동 가능한 제2 부분은 제어 유닛에 의하여 상부 툴에 대해 이동 가능하다. 용접 장치 내에서의 본 발명의 장치의 사용으로 인해, 위에서 논의된 장점이 달성될 수 있다. 따라서, 불필요한 반복을 피하기 위하여 위의 설명에 대해 참조가 이루어진다.

용접 장치의 바람직한 실시예에서, 함께 용접될 구성 요소들을 클램핑시킬 수 있는 힘은 1 kN 이하, 바람직하게는 500 N 이하, 특히 바람직하게는 250 N 이하이다. 특히 필리그리 구성 요소를 갖는 경우, 더 낮은 힘이 요구되어, 20 N 이하, 바람직하게는 10 N 이하, 특히 5 N 이하의 범위가 바람직하다.

용접될 구성 요소는 초음파 용접, 레이저 용접, 적외선 용접, 진동 용접 또는 마찰 용접에 의하여 용접 장치 내에서 용접 가능한 것이 더 바람직하다. 특히 레이저 용접은 바람직하게는 레이저 투과 용접이다. 따라서, 본 발명의 장치는 다용도 용접 공정에 사용되어 용접될 구성 요소를 클램핑 할 수 있다. 그러나 용접 공정의 경우, 특히 레이저 용접 또는 적외선 용접과 같은 물질 친화적인 연결 기술이 바람직하다. 이는 특히 필리그리 및/또는 고감도 구성 요소가 용접 장치로 용접될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 재료 친화적인 연결 기술에 의하여 나중의 최종 또는 중간 중간 제품은 그의 바람직한 광학 특성을 유지한다.

유리한 실시예에서, 용접 장치는 또한 리프팅 테이블을 포함하고 있으며, 이에 의하여 용접 장치 위치 결정 장치의 고정적인 제1 부분은 리프팅 테이블의 일체로된 부분이거나 리프팅 테이블에 연결되어 있다. 이 실시예에 의하여, 장치는 예를 들어 기존의 용접 장치에 통합될 수 있다. 또한, 이렇게 하여 더 긴 폐쇄 또는 공급 경로가 달성될 수 있으며, 따라서 제2 부분과 상부 툴 사이의 개구가 대응적으로 넓을 수 있고, 이는 용접될 구성 요소들을 수동으로 장착할 때 특히 유리하다. 예를 들어, 초기 위치에서, 용접 장치 위치 결정 장치의 제2 부분뿐만 아니라 리프팅 테이블 모두는 상부 툴로부터 최대 거리에 있다. 따라서, 용접 장치 위치 결정 장치는 초기에 가장 작은 축방향 길이를 갖는다. 용접될 구성 요소들을 삽입한 후, 용접 장치 위치 결정 장치를 갖는 리프팅 테이블은 이제 제1 중간 위치에 도달할 때까지 하나의 축, 즉 수직축을 따라서 상부 툴의 방향으로 이동된다. 동일한 방식으로, 상부 툴을 리프팅 테이블의 방향으로 이동시키는 것 또한 가능하다. 이 이동들의 조합 또한 바람직하며, 따라서 리프팅 테이블과 상부 툴은 동시에 또는 다른 시간에 서로를 향하여 또는 서로부터 떨어져 이동한다. 이에 뒤이어 또는 리프팅 테이블 및/또는 상부 툴의 주행 이동의 종결 직전에, 용접 장치 위치 결정 장치의 제2 부분은 상부 툴의 방향으로 이동되며, 용접될 구성 요소들은 제2 부분의 주행 이동으로 인하여 상부 툴에 대하여 가압되고 원하는 힘으로 거기에서 클램핑된다.

용접 장치에서, 서로 용접될 구성 요소들이 작동 중에 클램핑되는 실제 힘은 사전설정 공칭 힘과 최대 2.5 N 만큼, 바람직하게는 최대 1 N 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.5 N 만큼 차이가 있는 것이 더 바람직하다. 이렇게 하여, 특히 용접될 구성 요소들이 서로 접촉하거나 상부 툴과 접촉할 때 힘의 최고치가 회피되며, 이는 가능한 구성 요소 파손을 방지한다.

용접 장치의 다른 유리한 실시예에서, 작동 중에 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이가 원점으로부터 변화되는 실제 경로는 사전설정 공칭 경로와 최대 1 ㎜ 만큼, 바람직하게는 최대 0.1 ㎜ 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.01 ㎜ 만큼 차이가 있다. 이 높은 위치 결정 정확도로 인하여, 용접 장치는 소형의 필리그리 및/또는 고감도 구성 요소의 처리에 특히 적합하다.

용접 장치 내의 최대 차이는 적어도 3회, 바람직하게는 적어도 5회, 특히 바람직하게는 적어도 10회의 연속적인 용접 공정 동안 유지된다는 것이 또한 유리하다. 이는 3회의 연속적인 용접 공정에서 예를 들어 1 ㎜의 최대 차이가 초과되지 않는다는 것, 즉 최대 차이가 특히 그 차이 아래에서 유지된다는 것을 의미한다. 이렇게 하여, 공지된 장치와 비교하여 용접 공정의 정확도 및 재현성이 강조된다.

본 발명의 용접 장치를 이용하여 제1 구성 요소를 제2 구성 요소에 연결하기 위한 본 발명의 용접 방법은 제1 구성 요소를 용접 장치 위치 결정 장치의 이동 가능한 제2 부분 상에 배치하고 제2 구성 요소를 제1 구성 요소 상에 또는 용접 장치의 상부 툴 내에 배치하는 단계, 특히 1 kN 이하, 바람직하게는 500 N 이하, 특히 바람직하게는 250 N 이하의 힘을 가함으로써 제1 및 제2 구성 요소가 상부 툴과 제2 부분 사이에서 클램핑된 상태로 유지되도록 제2 부분을 제1 부분에 대하여 이동시키는 단계, 및 2개의 구성 요소를 서로에 대해 용접하는 단계를 포함하고 있다. 본 발명의 용접 방법은 본 발명의 용접 장치를 사용하기 때문에, 불필요한 반복을 피하기 위하여 결과적인 이점에 관하여 위의 설명에 대해 참조가 이루어진다.

용접 방법의 바람직한 실시예에서, 용접 장치는 리프팅 테이블을 포함하며, 용접 방법은 제2 부분과 상기 상부 툴 사이의 원하는 거리가 먼저 설정될 수 있도록 제2 부분을 제1 부분에 대하여 이동시키기 전에 리프팅 테이블을 용접 장치의 상부 툴을 향하여 이동시키는 단계를 더 포함하고 있다. 동일한 방식에서, 대안적으로 또는 부가적으로, 이 단계는 제2 부분과 상부 툴 사이의 원하는 거리가 먼저 설정될 수 있도록 제2 부분을 제1 부분에 대하여 이동시키기 전에 상부 툴을 용접 장치 위치 결정 장치의 방향으로 이동시키는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치는 종래의 리프팅 테이블에 대한 부가적인 구성 요소로서 존재한다. 이 구성은 특히 용접될 구성 요소들을 용접 장치에 수동으로 장착하기에 또는 결합된 구성 요소 높이가 용접 장치 위치 결정 장치의 최대 길이 변화보다 큰, 용접될 구성 요소들에 특히 적합하다.

용접 공정에서 힘은 구동 시스템의 모터 전류를 통해 제어된다는 점이 더 바람직하다. 이렇게 하여, 예를 들어, 힘이 가동 코일 구동부 또는 유사한 요소를 위한 모터 전류를 통하여 제어되기 때문에 개별적인 또는 별도의 힘 센서가 요구되지 않는다. 따라서 이 구성은 모터 전류가 적용된 힘에 비례하는, 특히 선형적으로 비례하는 구동 시스템에 특히 적합하다.

용접 방법의 일 실시예에 따르면, 용접될 구성 요소들이 클램핑되는 실제 힘은 사전설정 공칭 힘과 최대 2.5 N 만큼, 바람직하게는 최대 1 N 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.5 N만큼 차이가 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이가 원점으로부터 변화되는 실제 경로는 사전설정 공칭 경로와 최대 1 ㎜ 만큼, 바람직하게는 최대 0.1 ㎜ 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.01 ㎜ 만큼 차이가 있는 것이 바람직하다. 용접 방법의 바람직한 실시예에서, 최대 차이는 적어도 3회, 바람직하게는 적어도 5회, 특히 바람직하게는 적어도 10회의 연속적인 용접 공정 동안 유지된다. 단독의 또는 서로 조합된 이 디자인들로, 용접 방법의 정확도가 강조된다. 이렇게 하여, 필리그리 및/또는 민감한 구성 요소가 이들을 용접하기 위해 용접 장치에 의해 클램핑될 수 있다는 점이 특히 명백해진다. 그에 의하여, 종래 장치와 비교하여 높은 정확도로 인하여 구성 요소의 파손 또는 손상은 방지되거나 회피된다.

용접 장치, 특히 리프팅 테이블을 갖는 용접 장치를 위한 본 발명의 개장 키트는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치를 포함하고 있다. 개장 키트로, 기존의 용접 장치는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치를 갖고 개장될 수 있다. 따라서, 결과적인 이점에 관하여, 용접 장치 위치 결정 장치에 대한 위의 설명에 대하여 참조가 이루어진다. 이 바람직한 개장 키트에서도, 리프팅 테이블과 상부 툴이 서로에 대하여 이동 가능하도록 리프팅 테이블과 상부 툴이 배치될 수 있다는 점이 이해된다. 이는 리프팅 테이블이 상부 툴의 방향으로 이동하거나 상부 툴이 리프팅 테이블의 방향으로 이동한다는 것 또는 이 이동 대안들이 서로 조합된다는 것을 의미한다.

본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치를 갖는 용접 장치, 특히 리프팅 테이블을 갖는 용접 장치를 위한 개장 방법은 본 발명에 따른 용접 장치 위치 결정 장치를 제공하는 단계, 및 작동 중에, 힘을 가함으로써 제1 및 제2 구성 요소가 용접 장치의 상부 툴과 용접 장치 위치 결정 장치의 제2 부분 사이에서 클램핑될 수 있는 방식으로 용접 장치 위치 결정 장치를 용접 장치에, 특히 리프팅 테이블에 부착하는 단계를 포함하고 있다. 개장 키트로, 기존의 용접 장치는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치를 갖고 개장될 수 있다. 따라서, 결과적인 이점에 관하여, 용접 장치 위치 결정 장치에 대한 위의 설명에 대한 참조가 또한 이루어진다.

다음에서, 본 발명이 도면을 참조하여 상세히 설명된다. 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소 및/또는 요소를 나타낸다.
도 1은 종래 기술에 따른 용접 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 구동 시스템과 4개의 탄성 안내 시스템을 갖는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제1 실시예의 분해도이다.
도 3은 탄성 안내 시스템의 실시예의 사시도이다.
도 4는 3개의 구동 시스템과 3개의 탄성 안내 시스템을 갖는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제2 실시예의 분해도이다.
도 5는 도 2 및 도 4에 따른 용접 장치 위치 결정 장치뿐만 아니라 리프팅 테이블의 사시도이다.
도 6은 구동 시스템과 3개의 탄성 안내 시스템을 갖는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제3 실시예의 사시도이다.
도 7은 도 6에 따른 제3 실시예의 평면도이다.
도 8은 구동 시스템과 4개의 탄성 안내 시스템을 갖는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제4 실시예의 사시도이다.
도 9는 도 8에 따른 제4 실시예의 평면도이다.
도 10은 구동 시스템과 4개의 탄성 안내 시스템을 갖는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제5 실시예의 사시도이다.
도 11은 구동 시스템 및 탄성 안내 시스템으로서의 센터링 스파이더를 갖는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제6 실시예의 사시도이다.
도 12는 도 11에 따른 제6 실시예의 단면도이다.
도 13은 반투명 외장재를 갖는, 도 11에 따른 제6 실시예의 사시도이다.
도 14는 제6 실시예와 유사한 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제7 실시예의 사시도로서, 여기서 센서는 내부에 위치되어 있다.
도 15는 반투명 외장재를 갖는, 도 14에 따른 제7 실시예의 사시도이다.
도 16은 구동 시스템을 갖는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제8 실시예의 사시도이다.
도 17은 도 16에 따른 제8 실시예의 단면도이다.
도 18은 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치의 제9 실시예의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 용접 장치의 실시예의 도면이다.
도 20은 본 발명의 용접 방법의 실시예의 흐름도이다.
도 21은 본 발명의 개장 방법의 실시예의 흐름도이다.

다음 설명에서, 용접 장치 위치 결정 장치(20a 내지 20i)의 상이한 바람직한 실시예들이 도 2 내지 도 18을 참조하여 논의된다. 이들의 치수로 인해, 용접 장치 위치 결정 장치는 또한 소형 리프팅 테이블(mini lifting table)로 지칭될 수 있다. 이 소형 리프팅 테이블로, 예를 들어, 특히 필리그리(filigree) 및/또는 고감도, 예를 들어 전자 부품은 용접 장치에서 처리될 수 있다. 특히, 위치 결정 및 힘 조정에 있어서의 달성 가능한 정확도로 인하여, 나타나 있는 모든 실시예는 정밀 용접 장치 위치 결정 장치(20a 내지 20i)를 나타내고 있으며, 이는 이하에서 상세하게 설명될 것이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치(20a)의 제1 실시예가 보여지고 있다. 용접 장치 위치 결정 장치(20a)는 고정적인 제1 부분(22) 및 고정적인 제1 부분에 대해 이동 가능한 제2 부분(24)을 포함하고 있다. 보여지고 있는 예에서, 2개의 부분(22 및 24)은 2개의 직사각형 플레이트이다. 여기서, 플레이트의 치수는 원하는 적용에 맞게 조정될 수 있다. 이후 작업에서, 용접될 구성 요소들은, 도 19에서 보여지고 있는 바와 같이 용접 장치(10)의 제2 부분(24)과 상부 툴(14) 사이에서 클램핑된다. 따라서, 제1 구성 요소는 제2 부분(24)에 의하여 제2 구성 요소에 대해 가압될 수 있다.

용접 장치 위치 결정 장치(20a)는 중심에, 가동 코일 구동부(30) 또는 보이스 코일(voice coil) 액추에이터를 포함하고 있는 구동 시스템을 더 포함하고 있다. 가동 코일 구동부(30)의 제1 말단은 제1 부분(22)에 연결되어 있으며, 제2 말단은 제2 부분(24)에 연결되어 있다.

이 구동부 선택으로 인하여, 용접 장치 위치 결정 장치(20a)는 정밀 용접 장치 위치 결정 장치이다. 이는 특히 가장 작은 이동의 실행 및/또는 가장 작은 힘의 적용이 용접 장치 위치 결정 장치(20a)에 의하여 실현될 수 있다는 것을 의미한다. 다시 말해, 용접 장치 위치 결정 장치(20a)는 소형 리프팅 테이블, 특히 정밀 소형 리프팅 테이블이다.

용접 장치 위치 결정 장치(20a)의 정밀성은 가동 코일 구동부가 일반적으로 임의의 기계적 마찰을 나타내지 않는 매우 동적인 구동부라는 사실에 기초한다. 조절 가능한 축방향 길이, 즉 제1 부분(22)의 제1 플레이트와 제2 부분(24)의 제2 플레이트 간의 조절 가능한 거리와 관련하여, 이는 가동 코일 구동부의 치수에 따라 다르다. 그러나 전형적으로, 0.25 내지 100 ㎜의 진폭 그리고 따라서 축방향 길이의 변화가 실현될 수 있다. 적용 가능한 힘과 관련하여, 이 힘은 0 N 내지 2 kN에 있을 수 있다. 최대 300 m/s²의 가속도 및 최대 5m/초의 속도 또한 실현될 수 있다. 또한, 특히 가동 코일 구동부(30)는 특히 ±0.1 ㎛에서의 그의 매우 높은 위치 결정 정확도를 특징으로 한다. 또한 모터 전류는 선형이고 힘 제어를 위하여 사용될 수 있으며, 따라서 실제 힘을 조절하기 위해 힘 센서가 요구되지 않는다. 위의 디자인으로부터 알 수 있는 바와 같이, 가동 코일 구동부(30)는 각각의 제어부를 이용하여 매우 정확하게 위치될 수 있으며 힘은 또한 매우 정확하게 제어 및/또는 조절될 수 있다. 또한, 가동 코일 구동부는 그의 고속으로 인하여 높은 사이클 속도(cycle rate)를 갖는 자동화된 장치에 특히 적합하다.

대안적으로 바람직한 디자인에서, 구동 시스템은 피에조 모터, 리니어 모터, 전자기 구동 시스템, 코일 시스템, 또는 계자 코일 또는 여자 코일을 갖는 구동부이다. 구동 시스템이 작동 중에 제1 구성 요소가 제2 구성 요소에 대하여 가압될 수 있는 힘보다 낮은 기계적 손실을 갖는 회전 모터를 포함하고 있다는 점이 또한 바람직하며, 여기서 힘은 1 kN 이하, 바람직하게는 500 N 이하, 그리고 특히 바람직하게는 250 N 이하이다. 기계적 손실을 갖는 회전 모터를 제외하고, 다른 구동 시스템은, 예를 들어 2개의 구성 요소 사이의 마찰로 인한 기계적 손실은 갖고 있지 않다. 따라서, 본 발명은 정밀 소형 리프팅 테이블이 실현될 수 있는 손실 없는 구동부에 관한 것이다.

또한, 보여지고 있는 디자인에서, 용접 장치 위치 결정 장치(20a)는 4개의 탄성 안내 시스템(40a)을 갖고 있다. 제1 부분(22)과 제2 부분(24)은 탄성 안내 시스템(40a)에 의하여 연결되어 있다. 탄성 안내 시스템(40a)과의 가동 코일 구동부(30)의 조합으로 인하여, 제1 부분(22)과 제2 부분(24)은 단지 하나의 축을 따라서 서로에 대해 이동될 수 있다. 탄성 안내 시스템(40a)을 가동 코일 구동부(30)와 조합함으로써, 용접 장치 위치 결정 장치(20a)의 축방향 길이가 변화될 수 있다.

탄성 안내 시스템(40a)은 기계적 손실을 나타내지 않으며, 즉 이는 본 발명의 범위 내에서 손실없이 작동한다. 이 문맥에서, 무손실은 바람직하게는 마찰이 없거나, 2개의 구성 요소를 용접하기에 요구되는 힘에 관하여, 탄성 안내 시스템(40a)의 이동 가능한 구성 요소들 사이에 무시해도 될 정도의 마찰만이 있다는 것을 의미한다.

저마찰 탄성 안내 시스템(40a)뿐만 아니라 힘 증가 및 원하는 축방향 길이의 조정을 위하여 저마찰 및 정밀 구동부, 즉 가동 코일 구동부(30)를 조합함으로써, 용접 장치 위치 결정 장치(20a)에서의 임의의 마찰 손실이 바람직하게는 방지된다. 결과적으로, 용접 장치를 위한 공지된 리프팅 테이블과 비교하여, 모든 히스테리시스 현상 및 스틱-슬립 효과는 방지되거나 적어도 현저하게 감소된다. 따라서, 용접 장치 위치 결정 장치(20a)는, 인-이어 헤드폰용 호일 또는 스마트폰의 제조와 같은, 소형 구성 요소가 처리될 용접 장치에서의 사용에 특히 적합하다. 2개의 구성 요소 사이의 접촉 인식 동안의 높은 힘 피크 또한 감소되며 바람직하게는 완전히 방지된다. 이렇게 하여, 실제 용접 시작을 위한 트리거 지점이 매우 정확하게 제어될 수 있으며, 이는 재현 가능한 용접 연결로 이어지며 이에 의하여 야기된 임의의 구성 요소 파손이 방지될 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 탄성 안내 시스템(40a)의 구성(setup)이 설명된다. 여기서, 탄성 안내 시스템(40a)은 제1 플레이트(42) 및 제2 플레이트(44)를 포함하고 있다. 제1 플레이트(42)와 제2 플레이트(44)는 간격 요소(46)를 통하여 제1 축방향 말단에서 서로 연결되어 있다. 또한, 제2 축방향 말단에서, 제1 플레이트(42)는 제1 부분(22)에 연결되어 있다. 따라서, 제2 축방향 말단에서, 제2 플레이트(44)는 제2 부분(24)에 연결되어 있다. 보여지고 있는 실시예에서, 2개의 플레이트(42, 44) 각각은 제1 연결 요소(48)와 제2 연결 요소(50)를 통해 각각의 부분(22, 24)에 연결되어 있다.

2개의 플레이트(42, 44)는, 예를 들어 전반적으로 리프 스프링 또는 스프링 플레이트이다. 이 플레이트는 폭보다 큰 길이를 갖고 있다. 보여지고 있는 실시예에서, 탄성 안내 시스템(40a)들 각각은 길이 방향 측부뿐만 아니라 이를 가로지르는 측부가 평행 축을 따라 정렬되는 방식으로 제1 부분(22)과 제2 부분(24)의 코너 부분에 인접하여 배치되어 있다. 평행하게 연장되는 축들은 또한 제1 부분(22)과 제2 부분(24)의 에지에 평행하게 연장되어 있다. 2개의 플레이트(42, 44)를 연결하는 거리 요소(46)는 용접 장치 위치 결정 장치(20a)에 대해 안쪽으로 향하게 배치되어 있다.

이 특별한 배치로 인하여, 플레이트(42, 44)들은 단지 하나의 이동 방향을 허용하며, 따라서 모든 다른 방향을 위한 안내부의 역할을 한다. 서로에 대한 2개의 플레이트(42, 44)의 특정 배치로 인하여, 2개의 부분(22, 24)의 서로에 대한 이동 동안의 인장 손실이 또한 회피될 수 있으며 플레이트(42, 44)의 길이 변화가 이동 용접 장치 위치 결정 장치(20a)의 이동으로 인하여 보상된다. 복수의 탄성 안내 시스템(40a)으로 인하여, 임의의 바라지 않는 기울어짐 이동이 특히 효율적으로 방지될 수 있다.

도 4에 용접 장치 위치 결정 장치(20b)의 제2 실시예가 보여지고 있다. 여기서, 3개의 가동 코일 구동부(30)가 제공되며, 이들은 가상 원 상에서 동일하게 이격되어 있다. 또한, 3개의 탄성 안내 시스템(40a)이 제공되며, 이들 또한 가상 원 상에서 동일하게 이격되어 있다. 또한, 탄성 안내 시스템(40a)과 교대로 가동 코일 구동부(30)가 각각 배치되어 있다. 복수의 가동 코일 구동부(30) 및 복수의 탄성 안내 시스템(40a)으로 인하여, 비대칭 부하는 가동 코일 구동부(30)의 동기 작동시 명확하게 균형을 이룰 수 있다. 이렇게 하여, 2개의 부분(22 및 24)의 평행도가 보장될 수 있거나 용접될 구성 요소들의 용접 표면 상에 힘이 고르게 분포될 수 있다. 테이블의 기울어짐(tilting)을 필요로 하는 구성 요소 허용 오차 또한 보상될 수 있다.

도 5는 리프팅 테이블(12) 상의 용접 장치 위치 결정 장치(20a, 20b)의 위에서 논의된 디자인들 중 하나의 배치를 도시하고 있다. 이 조합은 특히 리프팅 테이블(12)에 의하여 큰 조정 경로가 달성되는 것을 허용하는 반면에, 폐쇄 또는 공급 이동 자체는 용접 장치 위치 결정 장치(20a, 20b)에 의해 매우 정확하게 수행된다. 리프팅 테이블(12)의 이동성 대신 또는 이동성에 더하여, 위치 결정 장치(20a, 20b)의 방향으로의 상부 툴의 이동성이 또한 제공될 수 있다.

이제, 도 6 내지 도 10을 참조하면, 용접 장치 위치 결정 장치(20c, 20d 및 20e)의 3개의 추가 디자인이 보여지고 있다. 이 디자인은 처음 2개의 디자인과 유사하지만, 탄성 안내 시스템(40b)의 구성 및 배치에 있어 다르다.

도 6 및 도 7은 용접 장치 위치 결정 장치(20c)의 제3 실시예를 보여주고 있다. 가동 코일 구동부(30)는 중심에 제공되어 있다. 제1 및 제2 실시예와 대조적으로, 탄성 안내 시스템(40b)은 서로 위에 배치되어 있는 2개의 제1 플레이트(42)와 제2 플레이트(44)를 포함하고 있다. 제1 플레이트(42)는 공유된 제1 연결 요소(48)에 의하여 제1 부분(22)에 연결되어 있다. 제2 플레이트(44)는 공유된 제2 연결 요소(50)에 의하여 제2 부분(24)에 대응적으로 연결되어 있다. 총 3개의 탄성 안내 시스템(40b)이 제공되며, 이들은 가동 코일 구동부(30) 주위의 가상 원에 동일하게 이격되게 배치되어 있다. 제1 플레이트(42)와 제2 플레이트(44)를 서로 연결하는 공유 거리 요소(46)는 가상 원에 대해 반경 방향적으로 외측에 배치되어 있다. 특히 도 7을 참조하면, 제2 부분(24)은 더 작다. 즉, 제2 부분은 제1 부분(22)보다 작은 에지 길이를 포함하고 있다.

도 8 및 도 9에 용접 장치 위치 결정 장치(20d)의 제4 실시예가 보여지고 있다. 이는 사용되는 탄성 안내 시스템(40b)의 수 및 배치에서만 도 6 및 도 7에 따른 제3 실시예와 다르다. 3개의 탄성 안내 시스템(40b) 대신에, 4개의 탄성 안내 시스템(40b)이 제공되어 있다. 각 탄성 안내 시스템(40b)은 제1 부분(22)과 제2 부분(24)의 각각의 측부의 에지 길이에 대해 중심적으로 배치되어 있다. 거리 요소(26)는 각각 2개의 연결 요소(48, 50)보다 가동 코일 구동부(30)로부터 더 멀리 떨어져 배치되어 있다. 또한, 탄성 안내 시스템(40b)들 중 하나에서, 경로 센서(52)가 개략적으로 존재하며, 이 경로 센서는 보여지고 있는 실시예에서 제1 연결 요소(48) 상에 배치되고 제2 연결 요소(50)의, 즉 제2 부분(24)의 이동을 또한 검출한다.

도 10은 궁극적으로 용접 장치 위치 결정 장치(20e)의 제5 실시예를 보여주고 있다. 이는 탄성 안내 시스템(40b)의 배치에 있어 도 8 및 도 9에 따른 제4 실시예와 다르다. 여기서, 제2 연결 요소(50)는 제2 부분(24)의 각각의 코너에 인접하게 배치되어 있으며, 제1 플레이트(42)와 제2 플레이트(44)는 제1 부분(22)과 제2 부분(24)의 각각의 에지에 평행한 그들의 길이 방향 측부를 갖고 배치되어 있다. 이렇게 하여, 거리 요소(46)는 용접 장치 위치 결정 장치를 위에서, 즉 제2 부분(24)으로부터 볼 때 돌출되도록 배치되지 않는다.

용접 장치 위치 결정 장치(20f 및 20g)의 2개의 다른 실시예가 도 11 내지 도 15에 보여지고 있다. 여기서 나타나 있는 실시예들은 위에서 논의된 실시예와 기본적으로 다르다.

먼저, 도 11 내지 도 13을 참조하여, 용접 장치 위치 결정 장치(20f)의 제6 실시예가 설명된다. 이 실시예에서, 제1 부분(22)은 일 측부가 폐쇄되어 형성된 원통형 몸체에 의해 형성된다. 가동 코일 구동부(30)는 제1 부분(22)에 중심적으로 배치되어 있으며, 여기서 제2 부분(24)은 가동 코일 구동부(30)의 제2 축방향 말단에 배치되어 있다. 제2 부분(24)은 또한, 예를 들어 폐쇄 말단을 갖는 원통 형상으로 형성되어 있으며, 여기서 이 방식으로 형성된 제2 부분(24)은 가동 코일 구동부(30) 위에 배치되어 있다. 따라서, 제2 부분(24)의 개구는 제1 부분(22)의 베이스를 향한다.

제1 부분(22)과 제2 부분(24)은 탄성 안내 시스템(40c)에 의해 서로 연결되어 있다. 여기에서, 이들 중 2개가 존재하며, 각각은 센터링 스파이더(54)로 이루어져 있다. 이 상황에서는, 제1 부분(22)과 제2 부분(24) 모두는 도 12에서 보여지는 바와 같이, 각각이 스크류에 의하여 서로 연결된 3개의 부분을 갖고 있다. 제1 부분(22)은 원형 형상의 베이스부, 원통형 형상의 중간부 및 링 형상의 최상부를 갖고 있다. 제2 부분(24)은 원형 형상의 상부면, 반경 방향 외측으로 돌출된 돌출부를 갖는 원통형 형상의 중간부 및 링 형상의 베이스를 포함하고 있다. 제1 센터링 스파이더(54)는 제1 부분(22)의 링 형상의 최상부 면과 원통형 형상의 중간부 사이에서 반경 방향 외측으로 그리고 제2 부분(24)의 링 형상의 최상부 면과 원통형 형상의 중간부 사이에서 반경 방향 내측으로 체결되어 있다. 유사하게, 제2 센터링 스파이더(54)는 제1 부분(22)의 원형 형상의 베이스와 원통형 형상의 중간부 사이에서 반경 방향 외측으로 그리고 제2 부분(24)의 링 형상의 베이스와 원통형 형상의 중간부 사이에서 반경 방향 내측으로 체결되어 있다. 또한, 제2 부분(24)의 원형 형상의 최상부 면과 제1 부분(22)의 링 형상의 최상부 면은 바람직하게는, 도 12에서 보여지는 바와 같이, 초기 상태에서 거의 서로 일직선으로 배치되어 있다. 제2 부분(24)의 원통형 형상의 중간부의 반경 방향 돌출부는 경로 센서(52)에 의해 제1 부분(22)에 대한 제2 부분(24)의 움직임을 검출하는 역할을한다.

센터링 스파이더(54)에 더하여, 라우드스피커(loudspeakers)로부터 공지된 바와 같이, 대안적으로 안내 디스크, 다이아프램, 플레이트 안내부, 복수의 선형 스프링 또는 유사한 것이 동일한 방식에서 바람직하다. 일반적인 안내부와 대조적으로, 탄성 안내 시스템은 내부 마찰만을 보여주며, 기계적 손실은 보여주지 않는다. 따라서 탄성 안내 시스템은 무손실 시스템으로 지칭된다. 특히, 탄성 안내 시스템을 구동 시스템과 결합함으로써, 2개의 부분 사이의 거리, 즉 리프팅 또는 조정 경로와 용접 장치 위치 결정 장치(20f)로 후에 가해질 힘 모두는 정확하게 제어 및/또는 조절될 수 있다.

용접 장치 위치 결정 장치(20f)의 작동 중에, 제2 부분(24)의 상부 측은 따라서 위로 이동하여, 제2 부분(24)의 링 형상의 베이스와 제1 부분(22)의 원형 형상의 베이스 사이의 거리는 증가된다. 용접 공정의 완료 후에, 예를 들어, 2개의 부분(22, 24)은 그들의 초기 위치로 또는 적절한 중간 위치로 복귀한다.

도 14 및 도 15에, 변형된 실시예가 도 11 내지 도 13의 실시예와 비교하여 보여지고 있다. 이 2개의 실시예는 도 14 및 도 15에 따른 실시예에서 경로 센서(52)가 가동 코일 구동부(30) 내부에 배치된다는 점에서 다르다. 이는 용접 장치 위치 결정 장치(20g)의 전체 구성을 훨씬 더 콤팩트하게 만든다. 도 14는 가동 코일 구동부(30) 내부의 구성을 보여주고 있다. 가동 코일 구동부(30)의 코어를 위한 체결부는 32로 나타나 있으며, 제2 부분(24)의 연결 부분은 34로 나타나 있다.

도 16 및 도 17은 용접 장치 위치 결정 장치(20h)의 제8 실시예를 보여주고 있다. 이 실시예의 필수 구성은 센터링 스파이더(54)를 갖는 앞서 설명된 실시예와 비교될 수 있다. 그러나, 센터링 스파이더 대신에, 복수의 스프링이 탄성 안내 시스템(40d)으로서 사용되고 있다.

도 16은 링 형상의 제1 부분(22)을 보여주고 있다. 제2 부분(24)은 원형 형상으로 보여지고 있다. 보여지는 실시예에서는 8개의 스프링인, 동일하게 이격된 복수의 스프링은 링 형상의 제1 부분(22)의 반경 방향 내측을 원형 형상의 제2 부분(24)의 반경 방향 외측과 연결시킨다.

도 17에는, 용접 장치 위치 결정 장치(20h)의 이 실시예에 대한 제1 부분(22)의 가능한 구성이 도시되어 있다. 제1 부분(22)은, 예를 들어 4개의 컬럼이 연장되는 구멍을 가진 베이스부를 포함하고 있으며, 단면도로 인하여 컬럼들 중 2개만이 보여지고 있다. 원형 형상의 베이스는 컬럼의 상부 말단에 배치되어 있으며, 여기에서부터 원통 형상의 부분이 축방향으로 연장된다. 바람직하게는, 초기 상태에서, 원통 형상의 부분의 상부 말단은 제2 부분(24)과 다시 정렬된다.

가동 코일 구동부(30)는 원형 형상의 베이스 상에 중심적으로 배치되어 있다. 경로 센서(52)는 가동 코일 구동부 내에 배치되어 있으며, 여기서 경로 센서(52)의 케이블은, 예를 들어 제1 부분(22)의 베이스부 내의 구멍을 통해 보내진다.

용접 장치 위치 결정 장치(20i)의 제9 실시예가 도 18에 보여지고 있다. 이 실시예에서, 공기 전도부(air conductions)가 탄성 안내 시스템(40e)으로서 사용되고 있다.

이제 도 19를 참조하면, 용접 장치(10)가 보여지고 있다. 이 용접 장치는 리프팅 테이블(12), 상부 툴(14)뿐만 아니라 리프팅 테이블(12) 상의 용접 장치 위치 결정 장치(20a-20i)의 위에서 설명된 실시예 중 하나를 포함하고 있다. 제1 대안에 따르면, 용접 장치 위치 결정 장치(20a 내지 20i)의 고정적인 제1 부분(22)은 리프팅 테이블(12)의 일체로된 부분이다. 제2 대안에 따르면, 고정적인 제1 부분(22)은 리프팅 테이블(12)에 연결되어 있다.

용접 장치(10) 자체는 초음파 용접 장치, 레이저 용접 장치, 적외선 용접 장치, 진동 용접 장치 또는 마찰 용접 장치와 같은 임의의 용접 장치(10)일 수 있다.

탄성 안내 시스템(40a 내지 40e)으로 인하여, 제1 부분과 제2 부분은 단지 하나의 축을 따라 서로에 대해 이동될 수 있다. 이 축은 바람직하게는 용접 장치(10)가 위치되어 있는 베이스에 대하여 수직축이다. 작동 중에, 용접될 구성 요소들은 상부 툴(14)과 용접 장치 위치 결정 장치(20a 내지 20i)의 제2 부분(24) 사이의 원하는 힘으로 클램핑된다.

함께 용접될 구성 요소들이 용접 장치(10)에 의해 클램핑될 수 있는 힘은 1 kN 이하, 바람직하게는 500 N 이하, 특히 바람직하게는 250 N 이하이다. 특히 필리그리 구성 요소를 갖는 경우, 더 낮은 힘이 요구되며, 여기서 20 N 이하, 바람직하게는 10 N 이하, 특히 5 N 이하의 범위가 또한 용접 장치(10)로 실현될 수 있다.

사용되는 용접 장치 위치 결정 장치(20a 내지 20i)의 특정 구성으로 인하여, 함께 용접될 구성 요소들이 작동 중에 클램핑되는 실제 힘은 사전설정 공칭 힘과 최대 2.5 N 만큼, 바람직하게는 최대 1 N 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.5 N 만큼 차이가 있다. 실제 경로와 사전설정 공칭 경로 간의 차이에 동일한 내용이 적용된다. 따라서, 작동 중에 용접 장치 위치 결정 장치(20a 내지 20i)의 축방향 길이가 원점으로부터 변화되는 실제 경로는 사전설정 공칭 경로와 최대 1 ㎜ 만큼, 바람직하게는 최대 0.1 ㎜ 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.01 ㎜ 만큼 차이가 있다. 용접 연결부의 높은 재현성이 용접 장치 위치 결정 장치(20a 내지 20i)에 의해 달성될 수 있기 때문에, 힘 및/또는 경로에 대한 최대 차이가 적어도 3회, 바람직하게는 적어도 5회, 특히 바람직하게는 적어도 10회의 연속 용접 공정으로 유지된다.

이제 도 20을 참조하면, 본 발명의 용접 장치(10)를 사용하여 제1 구성 요소를 제2 구성 요소에 연결하기 위한 본 발명의 용접 방법의 실시예의 흐름도가 보여지고 있다. 초기 상태에서, 예를 들어, 용접 장치 위치 결정 장치의 2개의 부분은 서로 최소 거리에 위치된다. 바람직하게는, 용접 장치는 초기에 또한 초기 상태에서, 즉 바람직하게는 용접 장치의 상부 툴로부터 가능한 최대 거리에 있는 리프팅 테이블을 더 포함하고 있다. 리프팅 테이블을 갖는 이 구성은 용접될 구성 요소들을 용접 장치에 수동으로 장착하기에 또는 결합된 구성 요소 높이가 용접 장치 위치 결정 장치의 최대 길이 변화보다 큰, 용접될 구성 요소들에 특히 적합하다.

제1 단계 A에서, 용접 장치 위치 결정 장치의 이동 가능한 제2 부분 상의 제1 구성 요소의 배치 및 제1 구성 요소 상의 또는 용접 장치의 상부 툴 내의 제2 구성 요소의 배치가 일어난다. 그 후, 단계 D에서, 제2 부분이 제1 부분에 대해 이동되기 전에, 리프팅 테이블이 용접 장치의 상부 툴의 방향으로 이동되며, 따라서 먼저 제2 부분과 상부 툴 사이의 원하는 거리가 설정될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 제2 부분이 제1 부분에 대해 이동되기 전에 상부 툴이 용접 장치 위치 결정 장치의 방향으로 이동되는 단계가 제공될 수 있으며, 따라서 제2 부분과 상부 툴 사이의 원하는 거리가 설정될 수 있다.

제2 부분을 제1 부분에 상대적으로 이동시킴으로서 이 과정이 단계 B 에서 뒤따른다. 이 이동은 무단계로 또는 하나 이상의 단계에서 발생할 수 있다. 이렇게 하여, 특히 1 kN 이하, 바람직하게는 500 N 이하, 특히 바람직하게는 250 N 이하의 힘을 가함으로써 제1 및 제2 구성 요소는 상부 툴과 제2 부분 사이에 클램핑된 상태로 유지된다. 여기에서, 힘은 구동 시스템의 모터 전류를 통해 제어된다는 점이 바람직하다. 이렇게 하여, 예를 들어, 힘이 이동하는 코일 구동부 또는 이와 유사한 것을 위한 모터 전류를 통하여 제어되기 때문에 개별적인 또는 별도의 힘 센서가 요구되지 않는다. 따라서 이 구성은 모터 전류가 적용된 힘에 비례하는, 특히 선형적으로 비례하는 구동 시스템에 특히 적합하다.

함께 용접되는 구성 요소가 클램프되는 실제 힘은 사전설정 공칭 힘과 최대 2.5 N 만큼, 바람직하게는 최대 1 N 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.5 N 만큼 차이가 있는 것이 더 유리하다. 부가적으로 또는 대안적으로, 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이가 원점으로부터 변화되는 실제 경로는 사전설정 공칭 경로와 최대 1 ㎜ 만큼, 바람직하게는 최대 0.1 ㎜ 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.01 ㎜ 만큼 차이가 있는 것이 바람직하다. 이에 의하여, 상부 툴과의 2개의 구성 요소의 접촉 동안 힘이 최대가 되고, 서로 용접될 구성 요소들의 가능한 결과적인 손상 또는 파손이 방지된다.

결국, 단계 C에서, 이 2개의 구성 요소의 서로의 용접이 발생한다. 리프팅 테이블과 용접 장치 위치 결정 장치는 그후 그들의 초기 위치로 또는 장착에 적합한 중간 위치로 뒤로 이동될 수 있으며, 공정이 반복된다. 또한, 이는 상부 툴이 그의 초기 위치로 또는 장착에 적합한 중간 위치로 이동되는 경우에 바람직하다. 여기에서, 힘 및/또는 경로에 대한 위의 최대 차이가 적어도 3회, 바람직하게는 적어도 5회, 특히 바람직하게는 적어도 10회 연속 용접 공정 동안 유지되는 것이 바람직하다.

이제, 도 21을 참조하면, 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치를 갖는 용접 장치, 특히 리프팅 테이블을 갖는 용접 장치를 위한 본 발명의 개장 방법의 실시예의 설계의 흐름도가 보여지고 있다.

제1 단계 (a)에서, 본 발명에 따른 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치가 제공된다. 이는 용접 장치, 특히 리프팅 테이블을 갖는 용접 장치를 위한 개장 키트를 제공함으로써 이루어질 수 있다. 개장 키트는 특히 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치를 포함하고 있다.

후속 제2 단계 (b)에서, 용접 장치 상으로의, 특히 리프팅 테이블 상에서의 용접 장치 위치 결정 장치의 부착은 작동 중에 힘을 가함으로써 제1 및 제2 구성 요소가 용접 장치의 상부 툴과 용접 장치 위치 결정 장치의 제2 부분 사이에서 클램핑될 수 있는 방식으로 발생한다. 이 개장 방법으로, 기존 용접 장치는 본 발명의 용접 장치 위치 결정 장치를 갖고 개장될 수 있다.

1: 용접 장치(종래 기술)
3: 리프팅 테이블
5: 상부 툴
10: 용접 장치
12: 리프팅 테이블
14: 상부 툴
20a 내지 20i: 용접 장치 위치 결정 장치
22: 제1 부분
24: 제2 부분
30: 가동 코일 구동부
32: 가동 코일 구동부(30)의 코어를 위한 체결부
34: 제2 부분을 위한 연결부
40a 내지 40d: 탄성 안내 시스템
42: 제1 플레이트
44: 제2 플레이트
46: 거리 요소
48: 제1 연결 요소
50: 제2 연결 요소
52: 경로 센서
54: 센터링 스파이더
s: 리프팅 테이블(3 및 12)의 조정 경로

Claims

용접 장치에서 사용될 때 제1 구성 요소가 제2 구성 요소에 대해 힘으로 가압될 수 있는 용접 장치 위치 결정 장치로서, 상기 용접 장치 위치 결정 장치는
a. 고정적인 제1 부분 및 상기 고정적인 제1 부분에 대하여 이동 가능하며 작동시 상기 제1 구성 요소를 상기 제2 구성 요소에 대해 가압시킬 수 있는 제2 부분,
b. 제1 말단에서 상기 제1 부분에 그리고 제2 말단에서 상기 제2 부분에 연결된 적어도 하나의 구동 시스템, 및
c. 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 서로 연결시키는 적어도 하나의 탄성 안내 시스템을 포함하며,
d. 상기 적어도 하나의 탄성 안내 시스템으로 인하여 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 단지 하나의 축을 따라서 서로에 대하여 이동 가능하여, 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이는 변화될 수 있고, 그리고
e. 상기 적어도 하나의 구동 시스템은 가동 코일 구동부를 포함하는 용접 장치 위치 결정 장치.
제1항에 있어서, 적어도 3개의 구동 시스템을 포함하는 용접 장치 위치 결정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 안내 장치는 적어도 하나의 센터링 슬라이더 또는 복수의 스프링을 포함하는 용접 장치 위치 결정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 안내 시스템은 제1 플레이트와 제2 플레이트를 포함하며, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트는 제1 축방향 말단에서, 특히 거리 요소를 통하여 서로 연결되고, 상기 제1 플레이트는 제2 축방향 말단에서 상기 제1 부분에 연결되며, 상기 제2 플레이트는 제2 축방향 말단에서 상기 제2 부분에 연결된 용접 장치 위치 결정 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 안내 시스템, 바람직하게는 적어도 3개의 안내 시스템, 그리고 더 바람직하게는 적어도 4개의 안내 시스템을 포함하는 용접 장치 위치 결정 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 상기 축 방향 길이는 200 ㎜ 이하, 바람직하게는 150 ㎜ 이하, 그리고 특히 바람직하게는 140 ㎜ 이하의 범위 내에서 변화될 수 있는 용접 장치 위치 결정 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 작동시 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이가 원점으로부터 변화되는 실제 경로는 사전설정 공칭 경로와 최대 1 ㎜ 만큼, 바람직하게는 최대 0.1 ㎜ 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.01 ㎜ 만큼 차이가 있는 용접 장치 위치 결정 장치.
제7항에 있어서, 최대 차이는 적어도 3회, 바람직하게는 적어도 5회, 특히 바람직하게는 적어도 10회의 연속적인 이동 운동 동안 유지되는 용접 장치 위치 결정 장치.
용접 장치에서 사용될 때 제1 구성 요소가 제2 구성 요소에 대해 힘으로 가압될 수 있는 용접 장치 위치 결정 장치로서, 상기 용접 장치 위치 결정 장치는,
a. 고정적인 제1 부분 및 상기 고정적인 제1 부분에 대하여 이동 가능하며 작동시 상기 제1 구성 요소를 상기 제2 구성 요소에 대하여 가압시킬 수 있는 제2 부분,
b. 상기 제1 부분에 연결된 제1 말단 및 상기 제2 부분에 연결된 제2 말단을 갖는 적어도 하나의 구동 시스템, 및
c. 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 서로 연결시키는 적어도 하나의 탄성 안내 시스템을 포함하며,
d. 상기 적어도 하나의 탄성 안내 시스템으로 인하여 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 단지 하나의 축을 따라서 서로에 대하여 이동 가능하여, 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이는 변화될 수 있고, 그리고
e. 상기 적어도 하나의 구동 시스템은 피에조 모터, 선형 모터, 전자기 구동 시스템, 코일 시스템, 또는 계자 코일 또는 여자 코일을 갖는 구동부를 포함하는 용접 장치 위치 결정 장치.
용접 장치에서 사용될 때 제1 구성 요소가 제2 구성 요소에 대하여 힘으로 가압될 수 있는 용접 장치 위치 결정 장치로서, 상기 용접 장치 위치 결정 장치는,
a. 고정적인 제1 부분 및 상기 고정적인 제1 부분에 대하여 이동 가능하며 작동시 상기 제1 구성 요소를 상기 제2 구성 요소에 대하여 가압시킬 수 있는 제2 부분,
b. 제1 말단에서 상기 제1 부분에 그리고 제2 말단에서 상기 제2 부분에 연결된 적어도 하나의 구동 시스템, 및
c. 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 서로 연결시키는 적어도 하나의 탄성 안내 시스템을 포함하며,
d. 상기 적어도 하나의 탄성 안내 시스템으로 인하여 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 단지 하나의 축을 따라서 서로에 대하여 이동 가능하여, 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이는 변화될 수 있고, 그리고
e. 상기 적어도 하나의 구동 시스템은, 작동시 상기 제1 구성 요소가 상기 제2 구성 요소에 대해 가압될 수 있는 힘보다 작은 기계적 손실을 포함하는 회전 모터를 포함하며, 상기 힘은 1 kN 이하, 바람직하게는 500 N 이하, 특히 바람직하게는 250 N 이하인 용접 장치 위치 결정 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 용접 장치 위치 결정 장치뿐만 아니라 상부 툴(tool) 및 제어 유닛을 갖는 용접 장치로서, 함께 용접될 제1 및 제2 구성 요소가 힘의 인가에 의해 상기 상부 툴과 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 이동 가능한 제2 부분 사이에서 클램핑될 수 있는 방식으로 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 이동 가능한 제2 부분은 상기 제어 유닛에 의하여 상기 상부 툴에 대해 이동 가능한 용접 장치.
제11항에 있어서, 상기 용접 장치의 힘은 1 kN 이하, 바람직하게는 500 N 이하, 특히 바람직하게는 250 N 이하이며, 상기 힘은 함께 용접될 구성 요소들을 클램핑하도록 되어 있는 것인 용접 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서, 용접될 구성 요소들은 초음파 용접, 레이저 용접, 투과 용접, 진동 용접 또는 마찰 용접에 의하여 용접될 수 있는 용접 장치.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 장치는 리프팅 테이블을 더 포함하며, 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 고정적인 제1 부분은 상기 리프팅 테이블의 일체로된 부분이거나 상기 리프팅 테이블에 연결된 용접 장치.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 함께 용접될 구성 요소들이 작동 중에 클램핑되는 실제 힘은 사전설정 공칭 힘과 최대 2.5 N 만큼, 바람직하게는 최대 1 N 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.5 N 만큼 차이가 있는 용접 장치.
제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 작동 중에 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이가 원점으로부터 변화되는 실제 경로는 사전설정 공칭 경로와 최대 1 ㎜ 만큼, 바람직하게는 최대 0.1 ㎜ 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.01 ㎜ 만큼 차이가 있는 용접 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 최대 차이는 적어도 3회, 바람직하게는 적어도 5회, 특히 바람직하게는 적어도 10회의 연속적인 용접 공정 동안 유지되는 용접 장치.
제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 용접 장치를 이용하여 제1 구성 요소를 제2 구성 요소에 연결하기 위한 용접 방법으로서, 상기 용접 방법은
a. 상기 제1 구성 요소를 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 이동 가능한 제2 부분 상에 배치하고 상기 제2 구성 요소를 제1 구성 요소 상에 또는 상기 용접 장치의 상부 툴 내에 배치하는 단계,
b. 특히 1 kN 이하, 바람직하게는 500 N 이하, 특히 바람직하게는 250 N 이하의 힘을 가함으로써 상기 제1 및 제2 구성 요소가 상기 상부 툴과 상기 제2 부분 사이에서 클램핑된 상태로 유지되도록 상기 제2 부분을 상기 제1 부분에 대하여 이동시키는 단계,
c. 2개의 구성 요소를 함께 용접하는 단계를 포함하는 용접 방법.
제18항에 있어서,
상기 용접 방법은:
d. 상기 제2 부분과 상기 상부 툴 사이의 요구되는 거리가 먼저 설정될 수 있도록, 상기 제2 부분을 상기 제1 부분에 대하여 이동시키기 전에 상기 상부 툴을 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하고, 및/또는
상기 용접 장치는 리프팅 테이블을 포함하되 상기 용접 방법은:
e. 상기 제2 부분과 상기 상부 툴 사이의 요구되는 거리가 먼저 설정될 수 있도록 상기 제2 부분을 상기 제1 부분에 대하여 이동시키기 전에 상기 리프팅 테이블을 상기 용접 장치의 상기 상부 툴의 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는 용접 방법.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 힘은 상기 구동 시스템의 모터 전류에 의하여 제어되는 용접 방법.
제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 함께 용접될 구성 요소들이 클램핑되는 실제 힘은 사전설정 공칭 힘과 최대 2.5 N 만큼, 바람직하게는 최대 1 N 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.5 N 만큼 차이가 있는 용접 방법.
제18항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 축방향 길이가 원점으로부터 변화되는 실제 경로는 사전설정 공칭 경로와 최대 1 ㎜ 만큼, 바람직하게는 최대 0.1 ㎜ 만큼, 특히 바람직하게는 최대 0.01 ㎜ 만큼 차이가 있는 용접 방법.
제21항 또는 제22항에 있어서, 최대 차이는 적어도 3회, 바람직하게는 적어도 5회, 특히 바람직하게는 적어도 10회의 연속적인 용접 공정 동안 유지되는 용접 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 용접 장치 위치 결정 장치를 포함하는 용접 장치, 특히 리프팅 테이블을 갖는 용접 장치를 위한 개장 키트(retrofit kit).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 용접 장치 위치 결정 장치를 갖는 용접 장치, 특히 리프팅 테이블을 갖는 용접 장치를 위한 개장 방법으로서,
a. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 용접 장치 위치 결정 장치를 제공하는 단계,
b. 작동 중에, 힘을 가함으로써 제1 및 제2 구성 요소가 상기 용접 장치의 상부 툴과 상기 용접 장치 위치 결정 장치의 상기 제2 부분 사이에서 클램핑될 수 있는 방식으로 상기 용접 장치 위치 결정 장치를 상기 용접 장치에, 특히 상기 리프팅 테이블에 부착하는 단계를 포함하는 개장 방법.