KR20220108516A - 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템 및 이를 이용한 스폿 용접방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 앗세이 상면과 하면에 각각 배치되는 한 쌍의 판재 가장자리 끝단부를 반전을 통해 신속하게 스폿 용접할 수 있는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 구성물로 이루어진 소재를 제어수단의 제어에 의해 스폿 용접할 수 있는 용접장치에 있어서, 소재를 이루는 재료를 순차적으로 이송하는 이송부와, 상기 이송부에 의해 이송된 소재가 스폿 용접될 수 있게 안착되는 제1안착부와, 스폿 용접된 소재를 픽업하되 회전에 의해 상기 제1안착부에서 분리되도록 반전시키는 반전부와, 상기 반전부에 의해 회전하는 소재가 안착되는 제2안착부 및 상기 제1안착부에 다수 설치되되 상기 이송부에 의해 이송된 소재가 정위치에 안착할 수 있도록 정렬시키는 정렬부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템 및 이를 이용한 스폿 용접방법{Spot welding system and spot welding method}
본 발명은 앗세이 상면과 하면에 각각 배치되는 한 쌍의 판재 가장자리 끝단부를 반전을 통해 신속하게 스폿 용접할 수 있는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템에 관한 것이다.
일반적으로 스폿용접은 용접시키고자 하는 대상물을 겹쳐놓고 수냉된 동 또는 동합금의 전극을 상하로 물린 후, 압력을 가한 상태에서 전극 간에 순간적으로 대전류를 흐르게 하여, 전극의 접촉면과 용접부재의 판과 판의 접촉면 사이에 저항열을 발생시키며 이로 인해 판과 판의 접촉면을 용융상태로 도달하게 하여 용접하는 방식을 의미하며, 해당 대상물의 크기에 따라 대형 또는 소형으로 작업장소에 설치된다.
특히, 대형의 스폿용접장치의 경우에는 제어부에 의해 제어되는 다수의 스폿 자동건을 다수 설치하여 한번에 대상물의 원하는 위치에 스폿 용접을 실행할 수 있도록 하는데, 일 예로 도 1에 도시한 국내등록특허 제10-1044089호(공고일:2011.06.27.)인 "장방향 스폿용접장치"가 이에 해당한다.
이러한 종래기술읜 구성을 살펴보면, 상부 양측에 안내레일(111)이 평행하게 구비된 베이스(110)와; 베이스(110)의 길이방향에 설치되는 수직 지지대(120)와; 베이스(110)의 안내레일(111)에 안치되어 부착 대상물(D)을 안착 이송하기 위한 받침트레이(130)와; 받침트레이(130)를 전후 이송하기 위한 구동모터(140)와; 수직 지지대(120)로부터 다수개 배열 설치되며, 하부방향으로 수직되게 승강가능하게 설치된 용접 건(150)과; 용접 건(150)이 설치된 하부에 이격 설치되어 부착 대상물(D)에 용접될 용접 모재(M1,M2)를 배치시키고, 용접시 모재(M1,M2)를 일직선으로 안내하는 가이드부재(160)와; 용접 건(150)으로부터 수직지지대(120)를 통해 케이블로 배선되며, 하부는 받침트레이(130)의 하부에 밀착되거나 이격되는 형태가 되도록 경사지게 형성되며, 경사진 하면에는 가이드로드(171)가 다수개 배열된 가동전극(170)과; 베이스(110)로부터 설치되어 상기 가동전극(170)을 상하 조정하는 다수개의 높이조절부재(180) 및; 상기 가동전극(170)의 가이드로드(171)를 지지하여 탄성을 부여하는 다수개의 탄성부재(190);로 구성된 것을 특징으로 하며, 이러한 구성들의 조합을 통해 단품으로 제작된 다수개의 용접 모재를 부착 대상물의 길이방향으로 배열 지지시켜 이동하면서 균일한 스폿 용접이 이루어지도록 함으로써, 용접시 부착 대상물의 후면측 용접부위에 발생하는 오목진 형상(dent)을 최소화하여 별도의 후 가공이 필요 없고, 동일 제품 작업 시 일일이 용접 모재를 부착 대상물에 대해 바인딩하여야 하는 수고를 덜 수 있어 작업능률을 대폭 향상시킬 수 있는 효과를 구현할 수 있게 하였다.
그러나, 이러한 종래기술은 스폿용접을 실행하고자 하는 모재의 포인트가 해당 모재를 가로지르는 방식에는 장점으로 작용할 수 있으나, 해당 모재의 가장자리 단부측을 스폿용접하기에는 적용이 불가능한 장치라는 문제점이 존재한다.
또한, 종래기술은 판 형상으로 이루어진 한 쌍의 모재가 서로 겹쳐진 적층 구조인 경우에는 적용가능한 장치이나 프레임 형상의 앗세이 및 상기 앗세이 상면과 하면에 개별적으로 가장자리측 단부가 스폿 용접되는 소재인 경우에는 적용이 불가능한 문제점도 동반하게 된다.
국내등록특허 제10-1044089호(공고일:2011.06.27.) 국내등록특허 제10-1689582호(공고일:2016.12.26.) 국내등록특허 제10-1991398호(공고일:2019.06.20.)
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 스폿 용접을 실행하기 위한 판 형상의 대상물 가장자리 단부측에 대한 스폿용접이 용이하게 진행될 수 있는 스폿 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
또한, 대상물의 스폿 용접 포인트가 상면과 하면에 각가 실행되어야 하는 대상물인 경우에 이를 신속하게 실행할 수 있는 스폿 장치를 제공하고자 하는 또 다른 목적이 있다.
살술한 기술적 과제를 해결하기 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템은 복수의 구성물로 이루어진 소재를 제어수단의 제어에 의해 스폿 용접할 수 있는 용접장치에 있어서, 소재를 이루는 재료를 순차적으로 이송하는 이송부와, 상기 이송부에 의해 이송된 소재가 스폿 용접될 수 있게 안착되는 제1안착부와, 스폿 용접된 소재를 픽업하되 회전에 의해 상기 제1안착부에서 분리되도록 반전시키는 반전부와, 상기 반전부에 의해 회전하는 소재가 안착되는 제2안착부 및 상기 제1안착부에 다수 설치되되 상기 이송부에 의해 이송된 소재가 정위치에 안착할 수 있도록 정렬시키는 정렬부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1안착부는 상기 정렬부가 구비되는 적어도 하나 이상의 안착프레임과, 상기 안착프레임과 결합하되 소재의 길이에 대응하여 슬라이딩 이동에 의해 해당 소재가 상기 정렬부에 안착할 수 있도록 구비되는 이동프레임 및 상기 안착프레임 및 상기 이동프레임에 설치되어 제어신호에 의해 소재의 가장자리를 다수 스폿 용접하는 자동건을 포함하되, 상기 제어수단에 의해 제어되는 상기 정렬부는 가이드부재, 센서부재 및 정렬부재 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 이동프레임은 상기 안착프레임과 연결되게 결합하는 제1연결브라켓과, 상기 이동프레임 상면에 길이방향으로 다수 형성된 가이드바와, 상기 가이드바와 슬라이드 이동가능하게 결합하되 상부에는 상기 자동건, 상기 가이드부재 및 정렬부재 중 적어도 어느 하나가 설치되는 이동판 및 하단이 상기 이동프레임 외면을 가압할 수 있게 상기 이동판에 관통 구비되되 그 조임 정도에 따라 이동가능한 상기 이동판을 상기 이동프레임에 고정시키는 조임볼트를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 자동건은 상기 안착프레임 및 상기 이동프레임에 다수 설치되는 건브라켓과, 상기 건브라켓에 고정설치되는 하부용접팁과, 상기 하부용접팁과 수직방향으로 서로 마주보게 상기 건브라켓과 회전가능하게 결합하는 상부용접팁 및 상기 제어수단의 제어에 의해 상기 상부용접팁을 회전시키는 용접실린더를 포함하되, 소재는 상기 하부용접팁과 상기 상부용접팁 사이에 삽입되어 스폿 용접이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가이드부재는 상기 안착프레임에 소정 높이를 갖도록 고정설치되되 상부는 소재 단부가 삽입되는 삽입홈이 형성된 가이드브라켓과, 상기 가이드브라켓 상부에 구비되되 삽입홈에 안착하는 소재와 면접할 수 있게 쿠션재질로 이루어진 가이드패드 및 상기 가이드브라켓 외면에 설치되되 소재가 상기 가이드패드에 용이하게 안착할 수 있게 해당 소재와 면접하여 안내하는 제1안내봉을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 센서부재는 상기 안착프레임에 소정 높이를 갖도록 고정설치되되 외면에는 길이방향으로 관통공이 천공형성된 센서브라켓 및 상기 관통공에 적어도 하나 이상 설치되어 소재를 감지하여 그 감지정보를 상기 제어수단에 전송하는 센서를 포함하되, 상기 관통공은 상기 센서의 높이가 조절될 수 있게 장공의 형상을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 정렬부재는 상기 안착프레임 및 상기 이동프레임에 소정 높이를 갖도록 고정설치되는 정렬브라켓과, 상기 정렬브라켓 상부에 회전가능하게 결합하여 소재 단부가 삽입되는 삽입홈을 형성하는 회전브라켓과, 상기 삽입홈에 안착하는 소재와 면접할 수 있게 쿠션재질로 이루어진 안착패드 및 상기 정렬브라켓 외면에 상기 제어수단의 제어에 의해 승강 가능하게 설치되어 그 승강에 의해 상기 회전브라켓을 회전시키는 정렬실린더를 포함하되, 상기 회전브라켓의 회전방향은 내각이 직각으로 이루어진 상기 삽입홈이 해당 직각보다 큰 각도를 갖게 회전하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 정렬부재는 상기 정렬브라켓 외면에 설치되되 상기 삽입홈 내측으로 삽입되는 소재가 상기 안착패드에 용이하게 안착할 수 있게 해당 소재와 면접하여 안내하는 제2안내봉을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 반전부는 상기 제1안착부에 안착한 소재를 픽업하여 회전에 의해 해당 소재가 뒤집어질 수 있게 상기 제2안착부에 안착시키는 픽업부재와, 상기 픽업부재를 회전시키는 회전부재 및 상기 회전부재가 설치되되 제2연결브라켓에 의해 상기 제1안착부와 결합하며, 상기 회전부재의 가압에 의한 감지정보를 상기 제어수단에 전송하는 반전베이스를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 픽업부재는 상기 회전부재와 양방향으로 회전가능하게 결합하되 그 회전에 의해 상기 제1안착부에서 상기 제2안착부 방향으로 회전하는 암과, 상기 암 외면에 구비되되 공기 흡착에 의해 소재를 픽업하는 다수의 흡착판 및 상기 제어수단의 제어에 의해 상기 암 외면에 회전가능하게 구비되되 상기 흡착판에 흡착된 소재 끝단부를 회전에 의해 파지하는 다수의 파지부재를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 파지부재는 상기 암에 설치되되 소재와 면접하는 상면에는 쿠션재질의 파지패드가 구비된 파지브라켓과, 상기 파지브라켓과 회전가능하게 결합하되 그 회전에 의해 상기 파지패드에 안착한 소재의 끝단부를 가압에 의해 파지하는 파지체 및 상기 파지체 하부와 승강 가능하게 결합하여 상기 파지체를 회전시키는 파지실린더를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 회전부재는 감속모터 및 상기 감속모터에 의해 회전할 수 있게 상기 반전베이스와 회전가능하게 결합하되 플레이트 외면에 상기 픽업부재가 설치되는 회전체를 포함하되, 상기 플레이트 외면에는 회전방향에 따라 상기 반전베이스에 구비된 스위치를 가압하여 그 가압에 의한 감지정보를 상기 제어수단에 전송할 수 있도록 하는 가압체를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스위치는 양방향으로 회전하는 상기 픽업부재가 어느 한 방향에서 수평선을 이룰시에 상기 가압체에 의해 가압되어 전기적으로 온(ON) 상태을 갖게 스위칭되도록 상기 반전베이스 상부에 다수 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2안착부는 고정프레임 및 상기 고정프레임 각각의 모서리부에 소정 높이를 갖도록 다수 설치되되 상기 반전부에서 제공되는 소재가 안착하는 안착부재를 포함하되, 상기 안착부재는 상기 고정프레임에 고정 설치되는 고정브라켓, 상기 고정브라켓 상부에 쿠션재질로 이루어져 안착하는 소재와 면접하는 고정패드를 포함하며, 상기 고정패드 중 적어도 어느 하나에는 안착된 소재의 존재 여부를 감지하여 그 감지정보를 상기 제어수단에 전송하는 감지센서가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어수단은 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 상기 반전부, 상기 제2안착부 및 상기 정렬부의 제어는 물론, 감지정보가 전송될 수 있는 버스바를 포함하되, 상기 컨트롤러는 상기 버스바에 구비된 커넥터함과 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 이송부를 통해 판재와 앗세이를 순차적으로 제1안착부 적층 후, 1차 스폿 용접하여 1차 생성물을 획득 후, 해당 1차 생성물이 반전부에 의해 반전된 상태에서 또 다른 판재를 상기 이송부에 의해 상기 제1안착부에 안착 후, 상기 1차 생성물을 상기 제1안착부에 재 안착시켜 2차 스폿 용접을 실행한 소재의 획득이 가능함으로써, 해당 소재의 상면과 하면의 가장자리 끝단부에 대한 스폿 용접이 신속하게 이루어지는 효과를 갖게 된다.
도 1은 종래의 스폿 용접장치를 나타낸 도면.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템을 나타낸 도면.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템에 대한 반전부를 나타낸 사시도.
도 8은 도 5에 대한 파지부재를 나타낸 도면.
도 9는 도 5에 대한 파지부재와 흡착판 간의 높이 차이를 나타낸 도면.
도 10은 도 5에 대한 스위치를 나타낸 도면.
도 11은 도 10에 대한 스위치의 작용관계도.
도 12는 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템에 대한 제1안착부를 나타낸 평면도.
도 13은 도 12에 대한 안착프레임과 이동프레임을 나타낸 정면도.
도 14는 도 12에 대한 이동프레임을 나타낸 평면도.
도 15는 도 14에 대한 이동판의 작용관계도.
도 16은 도 12에 대한 자동건을 나타낸 도면.
도 17은 도 12에 대한 소재가 안착한 모습을 나타낸 도면.
도 18은 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템에 대한 제2안착부를 나타낸 도면.
도 19는 도 18에 대한 안착부재를 나타낸 도면.
도 20은 도 19에 대한 안착부재의 다른 실시예.
도 21은 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템에 대한 정렬부의 구성 중 가이드부재를 나타낸 도면.
도 22는 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템에 대한 정렬부의 구성 중 센서부재를 나타낸 도면.
도 23은 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템에 대한 정렬부의 구성 중 정렬부재를 나타낸 도면.
도 24는 도 23에 대한 정렬부재의 다른 실시예.
도 25는 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템에 대한 이송부를 나타낸 도면.
도 26은 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템에 대한 제어수단의 구성 중 버스바 및 커넥터함을 나타낸 도면.
도 27은 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템을 이용한 스폿용접방법의 순서도.
이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템(이하, 간략하게 '용접시스템'이라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 설명에 앞서, 하기에 설명되는 스폿(SPOT) 용접하기 위한 소재(ST)는 해당 소재(ST)의 골조를 이루는 프레임 형태의 앗세이(ST-b) 및 상기 앗세이(ST-b) 상면과 하면에 각각 스폿 용접되는 스틸재질의 판재(ST-a)의 구성으로 이루어져 있음에 유의한다. (도 25 참조)
먼저, 도 2 내지 도 4 및 도 25에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접시스템(1)은 크게 반전부(100), 제1 및 제2안착부(200,300), 정렬부(400), 이송부(500) 및 이들 구성 중 적어도 어느 하나를 제어하기 위한 제어수단(600)을 포함한다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 반전부(100)는 도 5 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 후술하는 제1안착부(200)에서 스폿 용접된 소재(ST)를 픽업하여 제2안착부(300) 방향으로 회전에 의해 반전(뒤짐음)시키기 위한 구성으로 픽업부재(110), 회전부재(130) 및 이들 구성이 설치되는 반전베이스(140)를 포함한다.
예컨대 픽업부재(110)는 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 제1안착부(200)에서 스폿 용접이 이루어진 소재(ST)를 픽업하기 위한 구성으로 암(111), 흡착판(113) 및 파지부재(120)를 포함한다.
암(111)은 도시한 바와 같이, 반전시키고자 하는 소재(ST)의 면적과 대비하여 봉 형상으로 이루어진 회전체(133) 외면과 회전가능하게 설치된 한 쌍의 플레이트(135) 외면에 각각 고정 설치되어 정방향(예를 들어, 제1안착부에서 제2안착부 방향)이나 역방향으로 회전한다.
각각의 암(111)은 외면에는 흡착판(113)과 파지부재(120)가 설치되기 위한 연장관이 가지형상을 갖게 길이방향으로 소정의 간격을 갖도록 다수 형성된 구조를 갖는다.
연장관에 서로 마주보도록 설치된 한 쌍의 파지부재(120) 간의 간격은 소재(ST)의 테두리를 형성하는 끝단부를 상기 파지부재(120)가 파지할 수 있을 정도의 간격을 갖도록 설치되며, 그 한 쌍의 상기 파지부재(120) 사이에는 또 다른 연장관에 흡착판(113)이 구비되어 해당 소재(ST) 외면이 공기 압축에 의해 흡착될 수 있도록 한다.
이때, 흡착판(113)은 암(111)이 제1안착부(200) 내에 위치시에 그 흡착부분이 상방을 향하도록 설치하며, 상기 흡착판(113)은 상기 암(111) 외면을 기준으로 파지브라켓(121)에 구비된 파지패드(127) 상면보다 더 높게 간격(D)을 갖도록 설치하여 소재(ST)의 하중에 의해 흡착이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. (도 9 참조)
아울러, 흡착판(113)은 소재(ST)의 하중에 의해 눌러지는 압력에 의해 흡착할 수 있으나, 해당 소재(ST)의 크기나 중량 등을 고려하여 제어수단(600)에 의해 전기적으로 제어되는 전자석(미도시) 등을 통해서도 소재(ST)의 픽업이 가능하게 할 수 있다.
파지부재(120)는 도시한 바와 같이, 파지브라켓(121), 파지체(123) 및 파지실린더(125)의 구성을 포함할 수 있으며, 이러한 구성들의 유기적 결합을 통해 흡착판(113)에 의해 흡착된 소재(ST)의 끝단부를 파지하여 해당 소재(ST)가 반전시에 고정력이 향상될 수 있게 된다. (도 8 참조)
이를 위해, 파지브라켓(121)은 볼트 등과 같은 체결수단을 통해 연장관에 고정 설치되며, 그 상면에는 소재(ST) 외면과 면접하되 실리콘이나 고무 등과 같은 쿠션효과가 있는 합성수지재로 성형된 파지패드(127)가 구비되어 해당 소재(ST)를 파지시에 발생할 수 있는 스크래치 등을 방지하여 퀄리티를 유지한다.
아울러, 파지패드(127)는 파지체(123) 외면에도 구비되어 상술한 소재(ST)의 퀄리티가 유지할 수 있도록 한다.
파지체(123)는 파지브라켓(121) 외면과 회전축에 의해 회전가능하게 축 결합하는 구조를 가지며, 이러한 회전을 통해 파지패드(127)에 안착한 소재(ST)를 가압에 의해 파지하거나 해지할 수 있게 된다.
파지실린더(125)는 제어수단(600)의 제어를 통해 그 로드가 승강할 수 있도록 하되 해당 로드는 파지체(123) 하부와 회전가능하게 결합하여 상기 파지실린더(125)의 승강을 통해 상기 파지체(123)가 소재(ST)를 파지 또는 해지할 수 있도록 회전하게 된다.
아울러 하나의 암(111)에 다수 구비된 파지부재(120)는 동시에 소재(ST)를 가압 또는 해지할 수 있게 제어수단(600)에 의해 제어되며, 도시하지는 않았으나, 해당 소재(ST)의 폭에 따라 연장관의 길이조절이나 상기 연장관이 암(111)의 길이방향으로 이동 후 고정되어 상기 파지부재(120) 간의 간격 조절이 가능하게 할 수 있다.
또한, 회전부재(130)는 도 11에 도시한 바와 같이, 상술한 픽업부재(110)를 정 또는 역방향으로 회전시켜 상기 픽업부재(110)에 의해 픽업된 소재(ST)가 제1안착부(200)에서 제2안착부(300) 방향으로 반전될 수 있게 안착시키기 위한 구성으로 감속모터(131) 및 회전체(133)를 포함한다.
예컨대 제어수단(600)에 의해 제어되는 감속모터(131)는 회전하는 회전체(133)의 회전속도가 일정하게 유지될 수 있는 감속 기능을 갖는 모터를 사용한다.
봉 형상으로 이루어진 회전체(133)는 반전베이스(140) 상부에 길이방향으로 서로 이웃하게 다수 형성된 지지함(145)과 회전가능하도록 관통 삽입되며, 상기 회전체(133) 양측에는 암(111)과 체결되되 금속재질의 플레이트(135)가 고정 설치되어 상기 회전체(133)와 함께 회전할 수 있는 구조를 갖는다.
이때, 일측에 암(111)이 체결된 플레이트(135) 타측에는 지지함(145) 외측에서 상기 플레이트(135)를 따라 회전할 수 있게 돌출 형성된 가압체(137)가 체결되며, 상기 가압체(137)는 상기 플레이트(135)의 회전방향에 따라 반전베이스(140)에 다수 설치된 스위치(143)가 전기적으로 온(ON) 상태를 갖도록 가압하는 것이 바람직하다.
이를 통해, 제어수단(600)은 가압체(137)의 가압에 의해 전기적으로 스위칭되는 스위치(143)의 감지정보를 전송받아 암(111)의 회전방향은 물론, 회전정도를 신속하게 판단할 수 있게 된다.
아울러, 가압체(137)는 정밀한 암(111)의 회전방향과 회전속도 등의 감지정보를 전송받기 위해 어느 한 방향으로 회전이 이루어진 상기 암(111)이 수평선을 이룰시에 상기 가압체(137)에 의해 스위치(143)가 가압되어 전기적으로 온(ON) 상태를 갖게 스위칭되도록 한다.
한편, 회전체(133) 또는 플레이트(135)에는 소정의 무게를 갖는 무게추(139)가 회전가능하게 더 구비될 수 있으며, 이러한 무게추(139)를 통해 후술하는 회전부재(130)에 의해 소재(ST)가 반전되는 상황에서 상기 무게추(139)를 통해 회전속도가 순간적으로 가변되는 것을 방지하여 기계적인 스트레스를 일으키는 백러시 현상을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 반전베이스(140)는 도시한 바와 같이, 상술한 픽업부재(110) 및 회전부재(130)가 작업장소인 바닥면에 유동이 일어나지 않게 안정적으로 설치될 수 있도록 하기 위한 구성으로 스위치(143) 및 지지함(145)을 포함한다.
예컨대 반전베이스(140)는 횡 및 종방향으로 체결수단에 의해 서로 체결된 다수의 빔을 통해 골조를 이루되 해당 빔 상부와 하부에 평탄면을 이루는 설치판이 체결수단에 의해 체결되어 해당 설치판 상면에 픽업부재(110)가 구비된 회전부재(130)가 설치될 수 있도록 하며, 상기 반전베이스(140) 하부에는 소정 높이를 갖되 하부가 바닥면에 지지되는 다수의 지지각을 통해 해당 바닥면에 지지된다.
이때, 반전베이스(140)는 회전부재(130)나 픽업부재(110)의 동작에 따른 유동 방지를 위해 제2연결브라켓(141)을 이용하여 제1 또는 제2안착부(200,300)와 체결수단에 의해 상호 연결될 수 있도록 체결되는 것이 바람직하다.
스위치(143)는 도시한 바와 같이, 정/역방향으로 회전하는 플레이트(135) 외면에 체결된 가압체(137)에 의해 어느 하나가 가압되어 스위칭될 수 있도록 회전체(133)를 중심으로 반전베이스(140) 상부에 한 쌍이 하나의 유닛을 형성할 수 있도록 배치된다. (도 10 및 도 11 참조)
여기서, 스위치(143)는 어느 한 방향으로 회전한 암(111)이 수평선을 이룰시에 가압체(137)에 의한 가압이 이루질 수 있게 상기 스위치(143)의 높이가 보상될 수 있도록 반전베이스(140) 상면에 고정설치되는 브라켓 상부에 각각 설치될 수 있게 한다.
지지함(145)은 반전베이스(140) 상부에 길이방향으로 서로 이격되게 다수 배치되되 각각의 상기 지지함(145) 내측으로 회전체(133)가 회전가능하게 관통 삽입되어 감속모터(131)에 의해 상기 회전체(133)가 회전할 수 있는 구조를 갖는다.
아울러, 도시하지는 않았으나, 지지함(145) 내부에는 감속모터(131)에 의해 회전체(133)의 회전이 용이하게 구현될 수 있도록 상기 감속모터(131)와 연결되되 서로 치(齒) 결합할 수 있는 다수의 기어들이 구비될 수 있으며, 유지보수의 용이성을 위해 상기 지지함(145)은 개폐 가능한 구조를 갖는다.
그리고, 상기 제1안착부(200)는 도 12 내지 도 17에 도시한 바와 같이, 이송부(500)를 통해 이송되는 소재(ST)가 안착하여 제어수단(600)의 제어를 통해 스폿 용접이 실행될 수 있도록 하기 위한 구성으로 안착프레임(210), 이동프레임(220) 및 자동건(230)을 포함한다.
예컨대 도 13을 더 참조하면, 안착프레임(210)은 종 및 횡방향으로 길이를 갖는 다수의 빔(211)이 체결수단에 의해 사각 형상의 프레임 형태를 갖도록 체결되되 그 상부와 하부에는 스틸재질의 안착판(213)이 체결되어 전체적으로 판의 형상을 갖도록 성형된다.
안착프레임(210) 하부에는 바닥면에 고정 설치되고자 상술한 반전베이스(140) 하부에 설치되는 지지각이 다수 구비되어 그 각각의 상기 반전베이스(140)와 동일 선상에 배치될 수 있도록 한다.
아울러 안착프레임(210)은 소재(ST)의 길이에 따라 복수로 구비되어 사용될 수 있으며, 그 외면은 제1연결브라켓(221)을 통해 복수의 상기 안착프레임(210)은 물론, 반전베이스(140) 또는 이동프레임(220)과 체결되어 반전부(100)의 동작이나 소재(ST)가 안착 또는 이동하는 상황에서 유동을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 이동프레임(220)은 상술한 안착프레임(210) 일측에 배치되되 소재(ST)의 길이와 대응하여 왕복으로 슬라이드 이동 후, 해당 소재(ST)가 정렬되어 안착될 수 있도록 하기 위한 구성으로 가이드바(225), 이동판(223) 및 조임볼트(227)를 포함한다.
이동프레임(220)은 스틸재질로 이루어지되 전체적으로 판의 형상을 갖도록 형성되며, 제1연결브라켓(221)을 통해 안착프레임(210)과 연결되는 구조를 가지며, 그 상면에는 가이드바(225)가 상기 이동프레임(220) 길이방향으로 서로 이웃하게 복수로 고정 설치될 수 있다.
이때, 이동프레임(220)의 길이는 스폿 용접하고자 하는 소재(ST)의 길이보다 더 길게 형성되어 해당 소재(ST)의 길이와 대응하여 후술하는 이동판(223)의 이동이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
이동판(223)은 하부가 적어도 하나 이상의 가이드바(225)에 삽입될 수 있게 이동프레임(220) 상부에 한 쌍으로 설치되며, 상기 가이드바(225)의 길이방향으로 왕복 이동하여 제1안착부(200)에 안착하는 소재(ST)의 길이 차이에 대응될 수 있도록 한다. (도 4 및 도 17 참조)
한 쌍의 이동판(223:223a,223b) 상부에는 각각 자동건(230)은 물론, 소재(ST)의 둘레 끝단부를 정렬 및 지지하는 정렬부(400)의 구성이 설치되며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하는 정렬부(400)에서 더욱 상세히 설명하도록 한다.
이때, 한 쌍의 이동판(223) 상부에는 제어수단(600)의 구성 중 하나인 커넥터함(630)이 더 구비될 수 있으며, 상기 커넥터함(630)은 상기 이동판(223)에 설치된 정렬부(400)를 상기 제어수단(600)이 제어할 수 있도록 케이블 연결되는 것이 바람직하다.
가이드바(225)를 따라 이동프레임(220)에 이동가능하게 설치되는 한 쌍의 이동판(223)은 그 상부에 각각 상기 이동판(223)과 서로 나사 결합할 수 있도록 관통 삽입되는 조임볼트(227)가 구비되되 상기 조임볼트(227)는 조임 정도에 따라 그 하단이 상기 가이드바(225) 외면을 가압하는 방식으로 상기 이동판(223)을 고정시키는 조임볼트(227)가 구비된다.
또한, 자동건(230)은 도 16에 도시한 바와 같이, 안착프레임(210)과 이동프레임(220)에 각각 설치되어 제어수단(600)의 제어를 통해 소재(ST)의 끝단부를 스폿 용접하기 위한 구성으로 건브라켓(231), 용접팁 및 용접실린더(237)를 포함한다.
이를 위해, 건브라켓(231)은 소정 높이를 갖도록 사각 형상을 갖는 안착판(213) 상면 가장자리에 서로 대칭되게 설치되는 것은 물론, 한 쌍의 이동판(223)에 서로 대칭되게 설치되어 전체적으로 판 형상으로 이루어진 소재(ST)의 끝단부에 대응할 수 있도록 배치된다.
용접팁은 수직방향으로 마주보게 건브라켓(231)에 한 쌍으로 이루어진 하부용접팁(233)과 상부용접팁(235)을 포함할 수 있도록 설치되며, 상기 상부용접팁(235)은 상기 건브라켓(231)와 회전축에 의해 회전 가능하도록 결합하여 용접실린더(237)에 의해 회전하고자 하는 동력을 제공받는다.
일 예로, 자동건(230)은 제어수단(600)의 제어를 통해 최초 용접실린더(237)를 하강시켜 상부용접팁(235)이 하부용접팁(233)과 이격되게 회전한 상태에서 스폿 용접을 위해 판의 형상을 갖는 소재(ST)가 정렬부(400)에 의해 제1안착부(200)에 정렬이 이루어지도록 안착하게 된다.
이때, 하부용접팁(233)은 소재(ST) 하면과 면접한 상태를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
이 상태에서 제어수단(600)은 다시 용접실린더(237)를 상승시켜 상부용접팁(235) 마저 소재(ST) 상면과 면접할 수 있도록 하되 스폿 용접을 위한 전기를 인가시켜 한 쌍의 용접팁을 통해 해당 소재(ST)의 스폿 용접이 가능하게 하는 것이다.
그리고, 상기 제2안착부(300)는 도 18 내지 도 20에 도시한 바와 같이, 스폿 용접된 소재(ST)가 상술한 반전부(100)를 통해 반전시에 해당 소재(ST)가 안착할 수 있게 하기 위한 구성으로 고정프레임(310) 및 안착부재(320)를 포함한다.
예컨대 고정프레임(310)은 도시한 바와 같이, 하부에 상술한 안착프레임(210)에 형성된 지지각과 동일 구조를 갖는 다수의 지지각에 의해 바닥면에 고정되는 구조를 가지며, 안착하는 소재(ST)의 길이에 따라 복수의 구성을 갖도록 반전부(100)를 기준으로 제1안착부(200) 타측에 배치된다. (도 3 참조)
사각 형상을 갖는 고정프레임(310) 상부 모서리부에는 도 19에 도시한 바와 같이, 소재(ST)의 외면이 손상되지 않게 안착하기 위한 안착부재(320)가 다수 구비되며, 상기 안착부재(320)는 고정브라켓(321) 및 고정패드(323)를 포함한다.
각각의 고정브라켓(321)은 소정 높이를 갖도록 형성되되 그 상면엔느 고무나 실리콘 등과 같은 쿠션재질의 고정패드(323)가 탈착 가능하게 구비되어 상기 고정패드(323)에 안착하는 소재(ST)의 퀄리티가 유지될 수 있도록 한다.
이때, 도 20에 도시한 바와 같이, 다수의 고정브라켓(321) 중 적어도 어느 하나에는 제어수단(600)과 전기적으로 연결된 감지센서(325)가 더 구비될 수 있으며, 상기 감지센서(325)는 고정패드(323)에 안착하는 소재(ST)의 무게나 빛의 차단 등을 감지하여 그 감지정보를 통해 해당 소재(ST)의 안착 여부를 상기 제어수단(600)에서 판단할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서의 안착부재(320)는 안착판(213) 상면에 설치되어 스폿 용접이 이루어지기 위한 소재(ST)의 안정적인 안착 또는 존재 유무를 감지하여 그 감지정보를 제어수단(600)에 전송할 수 있으며, 이를 위해 상기 안착판(213)에 설치되는 상기 안착부재(320) 역시, 필요에 따라 감지센서(325)가 구비될 수 있다. (도 3 참조)
그리고, 상기 정렬부재(430)는 도 21 내지 도 24에 도시한 바와 같이, 상술한 제1안착부(200)에 다수 설치되어 이송부(500)를 통해 이송된 소재(ST)가 정위치 즉, 자동건(230)에 의한 스폿 용접이 해당 소재(ST)의 원하는 위치에 실행될 수 있도록 하기 위한 구성으로 가이드부재(410), 센서부재(420) 및 정렬부재(430)를 포함한다.
예컨대 도 21에 도시한 바와 같이, 가이드브라켓(411), 가이드패드(413) 및 제1안내봉(415)을 포함하는 가이드부재(410)는 소정 높이를 갖는 상기 가이드브라켓(411)이 체결수단에 의해 안착판(213) 및 이동판(223) 상면에 고정 설치될 수 있도록 한다.
이때, 가이드브라켓(411)은 소재(ST)의 끝단부 안착이 용이하게 내각이 직각인 삽입홈이 형성되어 상기 삽입홈 내측으로 해당 소재(ST)가 삽입될 수 있는 형상을 갖는 것이 바람직하다.
가이드패드(413)는 가이드브라켓(411) 상부 즉, 삽입홈의 내벽을 형성하는 부분에 다수 구비되어 소재(ST)가 면접할 수 있게 안착되되 해당 소재(ST)의 퀄리티를 유지할 수 있도록 고무나 실리콘 등과 같은 쿠션재질인 합성수지재로 성형된다.
제1안내봉(415)은 상부측 방향으로 길이를 갖도록 가이드브라켓(411) 외면에 체결수단으로 고정 체결되되 삽입홈 방향으로 하강하는 소재(ST) 외면과 접촉하여 해당 소재(ST)가 안정적으로 가이드패드(413)에 안착할 수 있도록 안내한다.
이를 위해, 제1안내봉(415)의 상부는 소정 각도로 경사지게 경사면을 형성하여 해당 경사면을 따라 소재(ST)가 접촉하여 하강할 수 있는 구조를 갖는다.
또한, 도 22에 도시한 바와 같이, 센서부재(420)는 제1안착부(200)에 안착하는 소재(ST)의 높이(예를 들어, 스폿용접된 소재의 들뜸을 감지) 등을 감지하여 그 감지정보를 제어수단(600)에 전송 하기 위한 구성으로 센서브라켓(421) 및 센서(425)를 포함한다.
이를 위해, 센서브라켓(421)은 소정 높이를 갖되 그 하부는 체결수단을 통해 안착판(213) 상부에 고정 설치되며, 그 외면에는 수직방향으로 길이를 갖는 장공 형태의 관통공(423)이 청공 형성되어 상기 관통공(423)을 통해 적어도 하나 이상의 센서(425)가 설치될 수 있는 구조를 갖는다.
이때, 센서브라켓(421)은 관통공(423)에 설치되는 센서(425)를 통해 제1안착부(200)에 안착한 소재(ST)에 대한 종 및 횡방향 모두 감지할 수 있도록 안착판(213)의 가장자리 측에 다수 설치되는 것이 바람직하다. (도 3 참조)
센서(425)는 제어수단(600)과 전기적으로 연결될 수 있도록 관통공(423)에 구비되되 필요에 따라 장공 형태의 상기 관통공(423) 길이방향으로 높이가 조절되어 고정될 수 있는 구조를 갖는다.
아울러, 센서(425)는 하나의 관통공(423)에 복수의 구성으로 다수 설치되어 각각의 상기 센서(425)에서 감지된 소재(ST)의 높이에 관한 감지정보를 제어수단(600)에 전송할 수 있게 한다.
또한, 정렬부재(430)는 도 23에 도시한 바와 같이, 일측이 상술한 가이드부재(410)에 의해 하강시에 안내되는 소재(ST)의 타측이 손상 없이 안착할 수 있도록 하기 위한 구성으로 정렬브라켓(431), 회전브라켓(433), 안착패드(437) 및 정렬실린더(439)를 포함한다.
정렬브라켓(431)은 수직방향으로 소정 높이를 갖도록 안착판(213) 및 이동판(223) 상부 가장자리측에 체결수단에 의해 고정 체결되되 상면에는 안착패드(437)가 구비되어 안착하는 소재(ST)의 퀄리티가 유지될 수 있도록 한다.
정렬브라켓(431) 상부에는 회전축에 의해 상기 정렬브라켓(431)과 회전가능하게 결합하되 그 하부가 정렬실린더(439)의 로드와 회전가능하게 결합하는 회전브라켓(433)이 설치되며, 상기 회전브라켓(433)은 상기 정렬브라켓(431)과 함께 소재(ST)의 끝단부가 삽입되기 위한 내각이 직각의 각도를 갖는 삽입홈(435)이 형성된다.
이때, 삽입홈(435)의 내각은 상기 삽입홈(435) 내측으로 소재(ST)가 삽입시에 회전브라켓(433)의 회전을 통해 직각보다 더 큰 각도를 각도를 갖도록 벌어져 해당 소재(ST)와 정렬브라켓(431) 간의 접촉을 방지하여 소재(ST)의 퀄리티가 유지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 정렬브라켓(431)은 최초 삽입홈(435)의 내각이 직각보다 클 수 있게 회전브라켓(433)을 회전시킨 상태에서 상술한 제1안내봉(415)의 경사면과 접촉하여 1차적으로 안내되어 하강하는 소재(ST)가 상기 삽입홈(435)에 용이하게 삽입될 수 있도록 하며, 삽입된 이후에 안착패드(437)에 해당 소재(ST)가 안착하면 상기 삽입홈(435)의 내각이 직각을 이루도록 상기 회전브라켓(433)을 역회전시켜 소재(ST)를 안정적으로 정렬할 수 있도록 하는 것이다.
여기서, 안착패드(437)는 회전브라켓(433) 외면에도 구비되어 소재(ST)와 접촉할 수 있도록 한다.
아울러, 정렬부재(430)의 바람직한 설치 위치는 상술한 가이드부재(410)와 안착판(213)의 상면 가장자리측에 횡방향으로 서로 마주보도록 설치될 수 있도록 하며, 이동판(223)의 경우에는 제1 또는 제2이동판(223a,223b) 상면 가장자리측에 상기 가이드부재(410)를 설치하되 상기 가이드부재(410)가 설치되지 않은 다른 제1 또는 제2이동판(223a,223b) 상면 가장자리측에 횡방향으로 서로 마주보게 설치한다. (도 3 및 도 17 참조)
한편, 정렬부재(430)는 도 24에 도시한 바와 같이, 정렬브라켓(431) 외면에 상술한 제1안내봉(415)과 동일한 형상 및 작용관계를 갖는 제2안내봉(432)이 더 구비될 수 있으며, 상기 제2안내봉(432)이 구비된 상기 정렬부재(430)는 제1 및 제2이동판(223a,223b) 각각에 종 방향으로 설치되어 소재(ST)의 또 다른 끝단부가 지지될 수 있도록 하며, 이 경우에 안착판(213) 상면에는 상기 제2안내봉(432)이 구비된 상기 정렬부재(430)와 종방향으로 서로 마주보게 가이드부재(410)가 설치된다.
하여, 전체적으로 사각의 판 형상으로 이루어진 소재(ST)는 그 둘레를 이루는 4면이 모두 정렬부(400)에 의해 정렬이 이루어질 수 있도록 제1안착부(200)에 안정적으로 안착이 이루어지게 되며, 상술한 자동건(230)과 면접하도록 다수 설치된 해당 소재(ST)의 적어도 2곳의 가장자리 끝단부에 스폿 용접이 동시 실행되게 된다.
그리고, 상기 이송부(500)는 도 25에 도시한 바와 같이, 상술한 제1안착부(200)에 스폿 용접하기 위해 소재(ST)를 이루는 구성물인 앗세이(ST-b)와 판재(ST-a)를 순차적으로 이동시키기 위한 구성으로 행거(510) 및 호이스트(520)를 포함한다.
예컨대 호이스트(520)는 본 발명인 용접시스템(1)이 설치되는 작업장 상부에 행거(510)를 전후좌우 방향으로 이동시키기 위한 이동로를 제공하는 구성으로 종 및 횡방향으로 길이를 갖는 다수의 금속프레임이 체결수단에 의해 상호 체결되어 상기 행거(510)가 이동할 수 있도록 한다.
행거(510)는 호이스트(520)와 금속재질인 와이어(W)에 의해 연결되되 그 하부에는 상술한 흡착판(113)과 동일한 작용관계를 갖는 흡착패드(511)가 다수 구비되어 제1안착부(200)에 순차적으로 소재(ST)를 이루기 위한 구성물을 흡착하여 이동시킨다.
그리고, 상기 제어수단(600)은 도 26에 도시한 바와 같이, 전술한 구성들을 전체적으로 제어신호에 의해 제어하기 위한 구성이며, 본 발명에서의 상기 제어수단(600)은 종래와 차별되게 전기의 도통이 가능한 버스바(620)와 컨트롤러(610)와 전기회선통신으로 연결된 커넥터함(630)을 포함한다.
예컨대 버스바(620)는 도시한 바와 같이, 반전베이스(140)에 설치되는 픽업부재(110), 회전부재(130) 및 스위치(143)와 케이블 등에 의해 전기적으로 연결될 수 있도록 안착판(213) 상부에 설치되며, 그 외면에는 원격 등으로 제어 가능한 컨트롤러(610)와 전기적으로 연결되어 제어는 물론, 상기 제어수단(600)에 전송하고자 하는 감지정보나 스위칭정보가 상기 커넥터함(630)을 통해 전송될 수 있도록 한다. (도 3 참조)
이때, 커넥터함(630)은 도시한 바와 같이, 한 쌍의 안착판(213)에 설치되는 버스바(620)는 물론, 한 쌍의 이동판(223)에도 각각 설치되어 컨트롤러(610)와 전기적으로 연결될 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다. (도 14 참조)
이하, 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템을 이용한 스폿용접방법(이하, 간략하게 '스폿용접방법'이라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 27에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스폿용접방법은 크게 1)픽업부재(110)가 상기 제1안착부(200) 내에 위치한 상태에서 행거(510)를 이용하여 제1안착부(200)에 판재(ST-a)를 이송 안착시키는 단계와, 2)행거(510)를 이용하여 상기 제1안착부(200)에 안착한 판재(ST-a) 상에 앗세이(ST-b)를 이송 안착시키는 단계와, 3)복수의 자동건(230)으로 판재(ST-a)와 앗세이(ST-b)를 상호 스폿 용접하여 1차 생성물을 획득하는 단계와, 4)회전부재(130)에 의해 상기 픽업부재(110)를 회전시켜 1차 생성물이 제2안착부(300)에 안착할 수 있도록 반전시킨 후, 해당 1차 생성물이 탈거된 상태에서 상기 픽업부재(110)가 상기 제1안착부(200) 내에 위치할수 있도록 상기 회전부재(130)의 회전을 통해 복귀시키는 단계와, 5)행거(510)를 이용하여 또 다른 판재(ST-a)를 상기 제1안착부(200)에 이송 안착시키는 단계와, 6)행거(510)를 이용하여 1차 생성물을 픽업 후, 상기 제1안착부(200)에 재안착된 또 다른 판재(ST-a)에 해당 1차 생성물을 재안착시키는 단계와, 7)복수의 자동건(230)으로 판재(ST-a)와 1차 생성물을 상호 스폿 용접하여 2차 생성물인 소재(ST)를 획득하는 단계 및 8)행거(510)를 이용하여 소재(ST)를 픽업 후, 상기 제1안착부(200)에서 분리 이송시키는 단계를 포함한다.
이를 더욱 상세하게 설명하면, 1)단계(S10)로 호이스트(520)와 와이어(W) 연결된 행거(510)를 이용하여 스폿용접 하기 위해 소재(ST)를 이루는 구성물 중 하나인 판재(ST-a)를 행거(510)에 흡착하여 안착프레임(210)에 안착시킨다.
아울러, 판재(ST-a)는 안착프레임(210) 내측에 복수의 암(111)이 배치된 상태에서 이송되되 안착판(213) 및 이동판(223)에 해당 판재(ST-a)의 둘레를 이루는 끝단부 일체(도면상에서의 X-Y축 방향)가 다수의 가이드부재(410)와 정렬부재(430)에 의해 안내 및 정렬되어 흡착판(113)에 의해 흡착이 이루어질 수 있게 안착됨과 동시에 판재(ST-a) 하면은 파지부재(120)를 구성하는 파지패드(127)에 안착될 수 있도록 한다.
물론, 판재(ST-a)는 안착판(213)에 설치되되 감지센서(325)를 포함할 수 있는 안착부재(320)를 통해 해당 판재(ST-a)의 지지력 증대와 함께 그 감지정보를 제어수단(600)에 전송하여 1)단계(S10)의 과정이 정상적으로 이루어졌음을 인지할 수 있도록 한다.
한편, 이동판(223)은 판재(ST-a)의 길이를 확인 후, 해당 길이와 대응되게 상기 이동판(223)을 전/후진시킨 상태에서 조임볼트(227)에 의해 고정시킨 후, 해당 판재(ST-a)가 이송될 수 있도록 하는 것도 가능하다.
그 다음, 2)단계(S20)로 이송된 판재(ST-a)와 1차적으로 스폿 용접을 실행하기 위한 앗세이(ST-b)를 행거(510)에 의해 흡착 후, 이동시켜 해당 판재(ST-a) 상부에 안착시킨다.
여기서, 앗세이(ST-b) 역시, 상술한 1단계에서와 같이, 다수의 가이드부재(410)와 정렬부재(430)에 의해 안내 및 정렬되어 판재(ST-a) 상에 안착할 수 있도록 하며, 안착이 완료되면 제어수단(600)은 다수의 파지실린더(125)를 동작시켜 파지체(123)의 회전을 통해 파지패드(127)에 안착한 판재(ST-a)와 앗세이(ST-b)를 통합으로 가압하여 고정시킨다.
그 다음, 3)단계(S30)로, 제어수단(600)은 안착판(213)과 이동판(223)에 다수 설치된 자동건(230)을 일시에 제어하여 판재(ST-a)와 앗세이(ST-b)의 스폿용접이 실행될 수 있도록 제어하여 해당 앗세이(ST-b) 외면에 하나의 판재(ST-a)가 스폿용접된 1차 생성물을 획득할 수 있도록 한다.
이때, 제어수단(600)은 안착판(213)에 설치된 다수의 센서부재(420)를 통해 스폿용접이 실행되거나 실행하기 이전인 1차 생성물의 높이를 감지하여 그 감지정보에 따라 자동건(230)에 의한 스폿용접의 실행 여부를 결정함과 동시에 스폿용접이 실행된 이후의 해당 1차 생성물에 대한 판재(ST-a)의 평탄도(예를 들어 판재의 찌그러짐 등)를 확인하는 것이 바람직하다.
그 다음, 4)단계(S40)로, 제어수단(600)은 흡착판(113)에 의해 판재(ST-a) 외면이 흡착된 상태이되 다수의 파지부재(120)에 의해 파지된 상태의 1차 생성물이 제2안착부(300) 방향으로 회전에 의해 반전될 수 있도록 반전부(100)를 제어한다.
부연하면, 1차 생성물의 반전을 위해 제어수단(600)은 감속모터(131)를 구동시켜 회전체(133)가 정방향으로 회전할 수 있도록 한다.
즉, 감속모터(131)의 회전을 통해 회전체(133) 양측에 구비된 한 쌍의 플레이트(135)가 동시에 회전하되 상기 플레이트(135)에 체결된 복수의 암(111)이 회전하면서 상기 암(111)에 설치된 파지부재(120) 및 흡착판(113)에 의해 파지된 1차 생성물의 반전이 이루어져 다수의 안착부재(320)가 구비된 고정프레임(310)에 해당 1차 생성물을 안정되게 안착시키게 된다.
이때, 암(111)은 회전체(133)를 중심으로 반전베이스(140) 양측에 각각 형성된 한 쌍의 스위치(143) 중 어느 하나가 상기 암(111)에 의해 가압될 수 있게 면접하여 그 가압에 의해 전기적으로 스위칭되는 스위칭정보를 제어수단(600)에 전송하여 상기 암(111)의 회전방향 및 회전정도를 인지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
아울러, 제어수단(600)은 정방향으로 반전된 복수의 암(111)이 제1안착부(200) 방향으로 원위치할 수 있게 감속모터(131)가 역회전할 수 있도록 제어한다.
그 다음, 5)단계(S50)로, 행거(510)를 이용하여 다른 판재(ST-a)를 흡착 후, 제1안착부(200) 내에 이송 안착시키는 단계이며, 상기 5)단계(S50)는 상술한 1)단계(S10)와 동일한 방법으로 해당 판재(ST-a)를 안착시키되 본 발명의 요지를 흐르지 않도록 이에 대한 상세한 설명은 상술한 상기 1)단계(S10)의 설명으로 대신한다.
그 다음, 6)단계(S60)로, 행거(510)를 이용하여 반전부(100)의 반전을 통해 제2안착부(300)에 안착된 1차 생성물을 흡착에 의해 고정 후, 상술한 5)단계(S50)를 통해 제1안착부(200)에 안착된 판재(ST-a) 상부에 재이송하여 안착시키며, 상기 6)단계(S60)에서의 해당 1차 생성물 역시, 상술한 2)단계(S20)와 동일한 방법으로 안착시키되 본 발명의 요지를 흐르지 않도록 이에 대한 상세한 설명은 상술한 2)단계(S20)의 설명으로 대신한다.
그 다음, 7)단계(S70)로, 상술한 6)단계(S60)를 통해 제1안착부(200) 내에서 판재(ST-a) 상면에 안착된 1차 생성물이 제어수단(600)의 제어를 통해 복수의 자동건(230)을 이용하여 2차 스폿 용접이 이루어질 수 있게 실행하여 소재(ST)의 형상을 최종적으로 획득할 수 있도록 하며, 상기 7)단계(S70) 역시, 상술한 3)단계(S30)와 동일한 방법을 구현하고 있어 본 발명의 요지를 흐르지 않도록 상세한 설명은 상기 3)단계(S30)의 설명으로 대신한다.
다만, 7)단계(S70)에서는 3)단계(S30)에서와 달리, 2차 스폿 용접에 의해 획득한 소재(ST)는 반전부(100)를 통해 해당 소재(ST)의 반전이 실행되지 않기에 2차 스폿 용접 시에 소재(ST)를 파지하는 파지부재(120)는 2차 스폿 용접 이후에 상기 소재(ST)에서 분리될 수 있도록 제어수단(600)에 의해 제어되는 차이점이 존재한다.
마지막 8)단계(S80)로, 행거(510)를 이용하여 2차 스폿 용접이 이루어진 소재(ST)를 제1안착부(200)에서 탈거시켜 팔레트(미도시) 등에 다수의 해당 소재(ST)를 적제하여 보관하는 것으로 본 발명에 따른 스폿용접방법(2)이 마감되게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접시스템(1)은 종래와는 차별적으로 이송부(500)를 통해 판재(ST-a)와 앗세이(ST-b)를 순차적으로 제1안착부(200) 적층 후, 1차 스폿 용접하여 1차 생성물을 획득 후, 해당 1차 생성물이 반전부(100)에 의해 반전된 상태에서 또 다른 판재(ST-a)를 상기 이송부(500)에 의해 상기 제1안착부(200)에 안착 후, 상기 1차 생성물을 상기 제1안착부(200)에 재 안착시켜 2차 스폿 용접을 실행한 소재(ST)의 획득이 가능함으로써, 해당 소재(ST)의 상면과 하면의 가장자리 끝단부에 대한 스폿 용접이 신속하게 이루어지는 효과를 갖게 된다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
1: 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템
2: 본 발명에 따른 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템을 이용한 스폿 용접방법
100: 반전부
110: 픽업부재 111: 암
113: 흡착판 120: 파지부재
121: 파지브라켓 123: 파지체
125: 파지실린더 127: 파지패드
130: 회전부재 131: 감속모터
133: 회전체 135: 플레이트
137: 가압체 139: 무게추
140: 반전베이스 141: 제2연결브라켓
143: 스위치 145: 지지함
200: 제1안착부
210: 안착프레임 211: 빔
213: 안착판 220: 이동프레임
221: 제1연결브라켓 223: 이동판
225: 가이드바 227: 조임볼트
230: 자동건 231: 건브라켓
233: 하부용접팁 235: 상부용접팁
237: 용접실린더
300: 제2안착부
310: 고정프레임 320: 안착부재
321: 고정브라켓 323: 고정패드
325: 감지센서
400: 정렬부
410: 가이드부재 411: 가이드브라켓
413: 가이드패드 415: 제1안내봉
420: 센서부재 421: 센서브라켓
423: 관통공 425: 센서
430: 정렬부재 431: 정렬브라켓
432: 제2안내봉 433: 회전브라켓
435: 삽입홈 437: 안착패드
439: 정렬실린더
500: 이송부
510: 행거 511: 흡착패드
520: 호이스트
600: 제어수단
610: 컨트롤러 620: 버스바
630: 커넥터함
ST: 소재
ST-a: 앗세이
ST-b: 판재
W: 와이어

Claims (22)

  1. 복수의 구성물로 이루어진 소재(ST)를 제어수단(600)의 제어에 의해 스폿 용접할 수 있는 용접장치에 있어서,
    소재(ST)를 이루는 재료를 순차적으로 이송하는 이송부(500);
    상기 이송부(500)에 의해 이송된 소재(ST)가 스폿 용접될 수 있게 안착되는 제1안착부(200);
    스폿 용접된 소재(ST)를 픽업하되 회전에 의해 상기 제1안착부(200)에서 분리되도록 반전시키는 반전부(100);
    상기 반전부(100)에 의해 회전하는 소재(ST)가 안착되는 제2안착부(300); 및
    상기 제1안착부(200)에 다수 설치되되 상기 이송부(500)에 의해 이송된 소재(ST)가 정위치에 안착할 수 있도록 정렬시키는 정렬부(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1안착부(200)는
    상기 정렬부(400)가 구비되는 적어도 하나 이상의 안착프레임(210);
    상기 안착프레임(210)과 결합하되 소재(ST)의 길이에 대응하여 슬라이딩 이동에 의해 해당 소재(ST)가 상기 정렬부(400)에 안착할 수 있도록 구비되는 이동프레임(220); 및
    상기 안착프레임(210) 및 상기 이동프레임(220)에 설치되어 제어신호에 의해 소재(ST)의 가장자리를 다수 스폿 용접하는 자동건(230);을 포함하되,
    상기 제어수단(600)에 의해 제어되는 상기 정렬부(400)는 가이드부재(410), 센서부재(420) 및 정렬부재(430) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동프레임(220)은
    상기 안착프레임(210)과 연결되게 결합하는 제1연결브라켓(221);
    상기 이동프레임(220) 상면에 길이방향으로 다수 형성된 가이드바(225);
    상기 가이드바(225)와 슬라이드 이동가능하게 결합하되 상부에는 상기 자동건(230), 상기 가이드부재(410) 및 정렬부재(430) 중 적어도 어느 하나가 설치되는 이동판(223); 및
    하단이 상기 이동프레임(220) 외면을 가압할 수 있게 상기 이동판(223)에 관통 구비되되 그 조임 정도에 따라 이동가능한 상기 이동판(223)을 상기 이동프레임(220)에 고정시키는 조임볼트(227);를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 자동건(230)은
    상기 안착프레임(210) 및 상기 이동프레임(220)에 다수 설치되는 건브라켓(231);
    상기 건브라켓(231)에 고정설치되는 하부용접팁(233);
    상기 하부용접팁(233)과 수직방향으로 서로 마주보게 상기 건브라켓(231)과 회전가능하게 결합하는 상부용접팁(235); 및
    상기 제어수단(600)의 제어에 의해 상기 상부용접팁(235)을 회전시키는 용접실린더(237);를 포함하되,
    소재(ST)는 상기 하부용접팁(233)과 상기 상부용접팁(235) 사이에 삽입되어 스폿 용접이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가이드부재(410)는
    상기 안착프레임(210)에 소정 높이를 갖도록 고정설치되되 상부는 소재(ST) 단부가 삽입되는 삽입홈이 형성된 가이드브라켓(411);
    상기 가이드브라켓(411) 상부에 구비되되 삽입홈에 안착하는 소재(ST)와 면접할 수 있게 쿠션재질로 이루어진 가이드패드(413); 및
    상기 가이드브라켓(411) 외면에 설치되되 소재(ST)가 상기 가이드패드(413)에 용이하게 안착할 수 있게 해당 소재(ST)와 면접하여 안내하는 제1안내봉(415);을 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 센서부재(420)는
    상기 안착프레임(210)에 소정 높이를 갖도록 고정설치되되 외면에는 길이방향으로 관통공(423)이 천공형성된 센서브라켓(421); 및
    상기 관통공(423)에 적어도 하나 이상 설치되어 소재(ST)를 감지하여 그 감지정보를 상기 제어수단(600)에 전송하는 센서(425);를 포함하되,
    상기 관통공(423)은 상기 센서(425)의 높이가 조절될 수 있게 장공의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 정렬부재(430)는
    상기 안착프레임(210) 및 상기 이동프레임(220)에 소정 높이를 갖도록 고정설치되는 정렬브라켓(431);
    상기 정렬브라켓(431) 상부에 회전가능하게 결합하여 소재(ST) 단부가 삽입되는 삽입홈(435)을 형성하는 회전브라켓(433);
    상기 삽입홈(435)에 안착하는 소재(ST)와 면접할 수 있게 쿠션재질로 이루어진 안착패드(437); 및
    상기 정렬브라켓(431) 외면에 상기 제어수단(600)의 제어에 의해 승강 가능하게 설치되어 그 승강에 의해 상기 회전브라켓(433)을 회전시키는 정렬실린더(439);를 포함하되,
    상기 회전브라켓(433)의 회전방향은 내각이 직각으로 이루어진 상기 삽입홈(435)이 해당 직각보다 큰 각도를 갖게 회전하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 정렬부재(430)는
    상기 정렬브라켓(431) 외면에 설치되되 상기 삽입홈(435) 내측으로 삽입되는 소재(ST)가 상기 안착패드(437)에 용이하게 안착할 수 있게 해당 소재(ST)와 면접하여 안내하는 제2안내봉(432);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반전부(100)는
    상기 제1안착부(200)에 안착한 소재(ST)를 픽업하여 회전에 의해 해당 소재(ST)가 뒤집어질 수 있게 상기 제2안착부(300)에 안착시키는 픽업부재(110);
    상기 픽업부재(110)를 회전시키는 회전부재(130); 및
    상기 회전부재(130)가 설치되되 제2연결브라켓(141)에 의해 상기 제1안착부(200)와 결합하며, 상기 회전부재(130)의 가압에 의한 감지정보를 상기 제어수단(600)에 전송하는 반전베이스(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 픽업부재(110)는
    상기 회전부재(130)와 양방향으로 회전가능하게 결합하되 그 회전에 의해 상기 제1안착부(200)에서 상기 제2안착부(300) 방향으로 회전하는 암(111);
    상기 암(111) 외면에 구비되되 공기 흡착에 의해 소재(ST)를 픽업하는 다수의 흡착판(113); 및
    상기 제어수단(600)의 제어에 의해 상기 암(111) 외면에 회전가능하게 구비되되 상기 흡착판(113)에 흡착된 소재(ST) 끝단부를 회전에 의해 파지하는 다수의 파지부재(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 파지부재(120)는
    상기 암(111)에 설치되되 소재(ST)와 면접하는 상면에는 쿠션재질의 파지패드(127)가 구비된 파지브라켓(121);
    상기 파지브라켓(121)과 회전가능하게 결합하되 그 회전에 의해 상기 파지패드(127)에 안착한 소재(ST)의 끝단부를 가압에 의해 파지하는 파지체(123); 및
    상기 파지체(123) 하부와 승강 가능하게 결합하여 상기 파지체(123)를 회전시키는 파지실린더(125);를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 회전부재(130)는
    감속모터(131); 및
    상기 감속모터(131)에 의해 회전할 수 있게 상기 반전베이스(140)와 회전가능하게 결합하되 플레이트(135) 외면에 상기 픽업부재(110)가 설치되는 회전체(133);를 포함하되,
    상기 플레이트(135) 외면에는 회전방향에 따라 상기 반전베이스(140)에 구비된 스위치(143)를 가압하여 그 가압에 의한 감지정보를 상기 제어수단(600)에 전송할 수 있도록 하는 가압체(137)를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 스위치(143)는
    양방향으로 회전하는 상기 픽업부재(110)가 어느 한 방향에서 수평선을 이룰시에 상기 가압체(137)에 의해 가압되어 전기적으로 온(ON) 상태을 갖게 스위칭되도록 상기 반전베이스(140) 상부에 다수 설치되는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2안착부(300)는
    고정프레임(310); 및
    상기 고정프레임(310) 각각의 모서리부에 소정 높이를 갖도록 다수 설치되되 상기 반전부(100)에서 제공되는 소재(ST)가 안착하는 안착부재(320);를 포함하되,
    상기 안착부재(320)는
    상기 고정프레임(310)에 고정 설치되는 고정브라켓(321), 상기 고정브라켓(321) 상부에 쿠션재질로 이루어져 안착하는 소재(ST)와 면접하는 고정패드(323)를 포함하며,
    상기 고정패드(323) 중 적어도 어느 하나에는 안착된 소재(ST)의 존재 여부를 감지하여 그 감지정보를 상기 제어수단(600)에 전송하는 감지센서(325)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제어수단(600)은
    컨트롤러(610)와 전기적으로 연결되어 상기 반전부(100), 상기 제2안착부(300) 및 상기 정렬부(400)의 제어는 물론, 감지정보가 전송될 수 있는 버스바(620);를 포함하되,
    상기 컨트롤러(610)는 상기 버스바(620)에 구비된 커넥터함(630)과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템.
  16. 1)픽업부재(110)가 상기 제1안착부(200) 내에 위치한 상태에서 행거(510)를 이용하여 제1안착부(200)에 판재(ST-a)를 이송 안착시키는 단계;
    2)행거(510)를 이용하여 상기 제1안착부(200)에 안착한 판재(ST-a) 상에 앗세이(ST-b)를 이송 안착시키는 단계;
    3)복수의 자동건(230)으로 판재(ST-a)와 앗세이(ST-b)를 상호 스폿 용접하여 1차 생성물을 획득하는 단계;
    4)회전부재(130)에 의해 상기 픽업부재(110)를 회전시켜 1차 생성물이 제2안착부(300)에 안착할 수 있도록 반전시킨 후, 해당 1차 생성물이 탈거된 상태에서 상기 픽업부재(110)가 상기 제1안착부(200) 내에 위치할수 있도록 상기 회전부재(130)의 회전을 통해 복귀시키는 단계;
    5)행거(510)를 이용하여 또 다른 판재(ST-a)를 상기 제1안착부(200)에 이송 안착시키는 단계;
    6)행거(510)를 이용하여 1차 생성물을 픽업 후, 상기 제1안착부(200)에 재안착된 또 다른 판재(ST-a)에 해당 1차 생성물을 재안착시키는 단계;
    7)상기 자동건(230)으로 판재(ST-a)와 1차 생성물을 상호 스폿 용접하여 2차 생성물인 소재(ST)를 획득하는 단계; 및
    8)행거(510)를 이용하여 소재(ST)를 픽업 후, 상기 제1안착부(200)에서 분리 이송시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템을 이용한 스폿용접방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 1)단계에서 판재(ST-a) 외면은
    흡착판(113)에 의해 공기 흡착될 수 있게 상기 제1안착부(200)에 안착되는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템을 이용한 스폿용접방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 1)단계에서 상기 제1안착부(200)는 안착하고자 하는 판재(ST-a)의 길이와 대응하여 이동프레임(220) 상에서 이동판(223)을 이동시킨 후, 조임볼트(227)에 의해 상기 이동판(223)을 고정시키는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템을 이용한 스폿용접방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 1)단계에서의 판재(ST-a)와 상기 2)단계에서의 앗세이(ST-b)는
    각각의 둘레 끝단부가 안착프레임(210)과 이동프레임(220)에 다수 형성된 가이드부재(410)와 정렬부재(430)에 의해 X-Y축 방향으로 정렬되어 안착할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템을 이용한 스폿용접방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 3)단계에서는
    상기 자동건(230)에 의해 스폿용접이 이루어지기 이전에 파지부재(120)에 의해 판재(ST-a) 상에 안착한 앗세이(ST-b)를 통합으로 파지하여 고정시킨 후, 상기 자동건(230)의 스폿용접을 통해 1차 생성물을 획득하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템을 이용한 스폿용접방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 3)단계에서는
    센서부재(420)를 통해 스폿용접 이전 또는 이후에 1차 생성물의 높이를 감지하여 그 감지정보를 제어수단(600)에 전송하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템을 이용한 스폿용접방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 4)단계에서
    1차 생성물을 흡착 고정하는 상기 픽업부재(110)는 상기 회전부재(130)에 의해 상기 제2안착부(300) 방향으로 반전시에, 상기 픽업부재(110) 외면이 반전베이스(140) 상에 구비된 스위치(143)가 전기적으로 온(ON) 상태를 이루도록 가압하여 그 스위칭정보를 제어수단(600)에 전송시켜 해당 1차 생성물의 반전 여부를 확인할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 소재의 반전이 가능한 스폿 용접시스템을 이용한 스폿용접방법.
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