KR900001672B1 - 시임용접기에 있어서의 워크 유도장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

시임용접기에 있어의 워크 유도장치

제1도는 본 발명장치를 구비하는 시임용접기의 일예의 측면도.

제2도는 그 정면도.

제3도는 그 요부의 확대 측면도.

제4도는 내지 제6도는 그 작동을 설명하는 요부의 사시도.

제7도는 다른 실시예의 측면도.

제8도는 그 정면도.

본 발명은 2륜차용 연료 탱크등의 원크의 시임용접(a seam welding)을 자동화 하기 위한 시임용접기에 있어서의 워크 유도장치에 관한 것이다.

종래 워크를 MIC는 TIG용접할 경우에는, 워크를 고정하고, 용접토치를 로봇에 의하여 이동시켜서 행함이 일반적이었는데, 시임용접을 워크를 고정하여 행하고자 할때는, 한쌍의 전극롤과, 그 가압기구와 회전구동기구를 조립한 대 중량의 용접유닛을 로봇에 탑재하지 않으면 안되므로, 로봇의 동작속도가 느려져서 생산성이 불량하게 된다.

이 경우, 설치된 시임용접기를 사용하여 워크를 로봇에 의하여 이동시켜서, 이 용접기에 형성하는 한쌍의 전극롤 사이에 워크의 용접부를 송입하도록함도 고려되지만, 제3도에 나타낸 바와 같이 2륜차용 탱크(A)와 같인 탱크외판(a)과 저판(b)과의 접합 플랜지부(c)로써된 3차원적으로 만곡한 형상의 용접부를 시임용접할 경우에는 워크의 3차원적인 이동제어와 그 자세제어가 필요하게 된다.

또 로봇을 바닥에 설치하게되면, 시임용접기를 포함한 장치 전체의 설치시의 바닥스페이스가 증가하며, 또한 워크에 부어지는 냉각수가 로봇에 비산하기 쉬워서, 녹등의 악영향의 발생이 염려된다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결한 장치를 제공함을 그 목적으로 한것으로서, 워크를 파지하는 처킹장치를 지지하는 3축 구조의 손목부를 3차원적으로 임의의 방향으로 이동가능케 하는 로봇을 시임용접기의 본체상에 탑재함을 특징으로 한다.

다음에 본 발명은 도시의 실시예에 의하여 설명한다.

제1도와 제2도를 참조하면, 참고부호(1)는 시임용접기의 본체를 나타내며, 이 본체(1)의 전방부에 상하한쌍의 전극롤(2)(3)을 형성하고, 여기에서 상부전극롤(2)는 제2도와 같이 좌우한쌍의 가압 실린더(4)에 의하여 승강되는 전극홀더(5)상에 회전자재하게 지지되고, 또한 이 홀더(5)상에는 상극전극롤(2)의 원주면에 당접하는 너얼부재(a knurl member) (6)가 형성되어, 도시하지 않은 구동원(a driving source)에 의하여 이 너얼부재(6)를 통하여 상기상부전극롤(2)의 회전구동되도록한다.

한편, 하부전극롤(3)은 시임용접기 본체(1)에 고정된 전극홀더(7)상에 회전자재하게 지지되어, 가압실린더(4)에 의해 상기 상부 전극롤(2)이 하강할 경우, 2륜차용 연료 탱크(A)의 플랜지부(C)를 상기한 전극롤(2)(3)상에 협지하며, 이 상태에서 상기 상부전극롤(2)을 회전시켜서, 플랜지부(C)의 시임용접을 행하게 된다.

본 발명에 따라서, 연료탱크(A)를 파지하는 처킹장치(a chucking means) (8)를 지지하는 3축 구조의 손목부(9)를 3차원적으로 임의의 방향으로 이동가능케하는 기능을 갖는 로봇(10)을 상기 본체(1)상에 탑재한다.

이를 더 상술하면, 도시된 실시예에 있어서, 이 로봇(10)은, 수직방향의 회전축(11a)을 중심으로 하여 회전자재한 로봇 본체(11)와, 이 로봇본체(11)로부터 전방으로 신장하며 후단부에 설치된 횡방향의 요동축(12a)을 통하여 상하방향으로 요동자재하게 상기 로봇 본체(11)에 장착된 제1 아암(12) 및, 이 제1 아암(12)으로부터 하방으로 신장하며 상단부에 설치된 횡방향의 요동측(13a)을 통하여 전후 방향으로 요동자재하게 상기 제1 아암(12)에 장착된 제2 아암(13)을 갖는다. 이 로봇(10)은 로봇 본체(11)의 하측의 기대(14)를 통하여 상기 용접기 본체(1)의 상면에 취부된다. 또한, 상기 로봇의 손목부(9)가 상기 제2 아암(13)의 하단에 부착되어, 로봇 본체(11)와 양 아암(12) (13)과의 움직임의 합성에 의하여 3차원적으로 임의의 방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.

그리고 상기 로봇 본체(11)는, 상기 기대(14)상에 형성된 모우터(11b)에 의하여 베벨기어(11c)를 통하여 선회되도록 구성된다. 또한, 각 아암(12)(13)은 제1 아암(12)의 후방으로의 신장부에 원추형 접합된 장착 베이스(19)상의 좌우에 설치된 각 모우터(12b)(13b)에 의하여, 상기 각 모우터(12b)(13b)와 각 요동축(12a)(13a)과의 사이에 걸쳐 있는 체인(도시하지 않음)을 통하여 요동되도록 구성한다. 베이스(19)와 본체(11)와의 사이에는 링크(19a)가 상기 신장부와 평행하게 형성되어 있다.

전술한 실시예서는 양 아암(12)(13)을 요동 아암으로 구성하였으나, 제1 아암(12)을 로봇 본체(11)에 대하여 전후 방향으로 진퇴 자재하게, 또 제2 아암(13)을 제1 아암(12)에 대하여 상하방향으로 승강자재하게 직교좌표형의 아암기구로 구성할 수 있으며, 또한 로봇 본체(11)를 횡방향으로 접동자재하게하여 3축 직교좌표형의 로봇으로 구성할 수도 있다.

상기 손목부(9)는, 상기 제2 아암(13)의 하단에 장착되는 손목부 본체(15)에 모우터(16a)에 의하여 베벨기어(16b)를 통하여 회전되는 회전측(16)을 형성하도록 3축 구조로 되어 있으며, 또한, 상기 회전측(16)에는 서로 직교하는 2개의 축(17b)(17c)을 갖는 십자이음(17)이 장착된다. 이를 좀더 구체적으로 설명하면, 제4도에서 보는 바와 같이, 십자이음(17)의 축(17b)(17c)중의 일방의 축 즉, 축(17b)은 회전축(16)의 하단에 일체로 형성된 고정요크(yoke)(17a)상에 지지되고, 타방의 축(17c)은 가동요크(17d)에 지지된다. 또한 상기 처킹장치(8)는, 처킹장치(8)에 의해 파지되는 연료탱크(A)를 상기한 3축(16)(17b)(17c)의 움직임의 조합에 의하여 3차원적으로 임의의 자세로 변화시킬 수 있도록 요크(17d)에 장착되어 있다.

상기 손목부 본체(15)는, 상기 양 아암(12)(13)에 연하여 형성된 한쌍의 링크(18a)(18b)로써된 평행한 링크기구(18)에 의하여, 양 아암(12)(13)이 요동하는 경우라도, 일정한 자세를 유지할 수 있도록 구성되며, 따라서 그에 지지된 회전축(16)은 항상 수직방향을 유지할 수 있다.

상기 처킹장치(8)는, 연료탱크(A)의 급유구(d)를 파지하는 파지부재(8a)와, 탱크외면을 흡착하는 한쌍의 흡착패드(8b)(8b)를 갖는다.

이어서 본 발명장치의 작동을 하기에 설명키로 한다.

연료탱크(A)를 처킹장치 (8)에 파지시킨 상태에서, 플랜지부(C)의 소망부를 하부전극롤(3)상에 놓고, 이어서 상부 전극롤(2)을 하강시켜서, 이 양 전극롤(2)(3)사이에 플랜지부(C)를 협지한 후, 전원을 공급하여 상부 전극롤(2)을 회전시킴과 동시에, 로봇 본체(11)와 양 아암(12)(13)을 동작시켜서 손목부(9)를 제어장치(도시안됨)에 미리 입력된 3차원적 궤적에 따라서 이동시키며, 또한 상기 손목부(9)의 3축 (16)(17b)(17c)의 움직임에 의하여 연료탱크(A)의 자세를 3차원적으로 변화시켜서, 용접할 플랜지부(C)를 제4도 내지 제6도에 나타낸 바와 같이, 상기 양 전극롤(2)(3)사이에 연속하여 송입한다. 용접작업중, 연료탱크(A)에는 탱크(A)의 열변형이 발생하지 않도록 도시되지 않은 급수 파이프를 통하여 냉각수를 공급한다.

그런데, 실제에 있어서는, 연료탱크(A)의 이송속도와, 상부 전극롤(2)의 회전에 의한 양 전극롤(2)(3) 사이에서의 플랜지부(C)의 진입 속도와의 동기 불량이나 용접시의 열변형등의 여러 가지의 요인에 의하여, 양 전극롤(2) (3)의 플랜지부(C)에 대한 진행방향이 정상적인 용접선으로부터 벗어날 경우가 있으며, 따라서, 이를 작업자가 적절히 보정할 수 있도록 함이 요망된다.

이 경우, 상기 양 전극롤(2) (3)의 중심을 연결하는 수직의 측선(X)에 평행한 손목부(9)의 회전축(16)의 회전에 의하여 연료탱크(A)를 선회시켜서, 상기 양전극롤(2)(3)의 진행방향을 보정하고자하여도, 플랜지부(C)가 양전극롤(2)(3)사이에 견고하게 협지되어 있으므로, 연료탱크(A)는 선회되지 않으며, 결국 진행방향의 보정을 효과적으로 행하기 위하여는, 연료탱크(A)를 양 전극롤 (2)(3)에 대하여 축선(X)을 중심으로하여 선회시킴이 필요하게 된다.

그러므로, 상기 실시예에서는, 로봇(10)을, 로봇 본체(11)의 회전축(11a)이 축선(X)에 합치되도록 본체(1)상에 탑재함으로써, 로봇 본체(11)을 단지 선회시키는 것만으로써 진행방향의 보정을 행할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 회전축(11a)이 축선(X)에 합치되지 않을 경우에는, 로봇 본체(11)의 선회와 동시에 제1 및 제2 아암(12)(13)과 회전축(16)을 동작시키지 않는한, 연료탱크(A)는 축선(X)을 중심으로 하여 선회되지 않으므로, 이들 동작을 작업자가 콘트롤장치를 조작하여 행하게 함은 실제상 대단히 곤란하다.

상기 실시예의 경우, 로봇(10)은 양 전극롤(2)(3)에 대하여 축선(X)을 중심으로 하여 선회자재하게 구성되어 있지만, 양 전극롤(2)(3)을 축선(X)을 중심으로 하여 선회자재하게 구성하여도 동일한 효과를 얻는다.

제7도와 제8도는 이와 같은 실시예를 나타내며, 여기에서는 상부 전극롤(2)의 전극홀더(5)가 가압 실린더(4)에 의하여 승강되는 가대(5a)상에 형성된 축선(X)과, 동축상의 베어링부(5b)에 회전자재하게 지지되며, 또 하부전극롤(3)의 전극 홀더(7)를 본책(1)상에 형성된 축선(X)과 동축상의 베어링부(7a)에 회전자재하게 지지되어, 이 양 홀더(5)(7)가 적절한 구동원(도시하지 않음)에 의하여 서로 동기하여 선회되도록 하였다.

이와 같이 본 발명에 따라서, 3축 구조의 손목부상의 처킹장치를 통하여 워크를 파지시켜서, 워크의 3차원적인 자세제어를 행할 수 있도록함과 동시에, 이 손목부를 로봇에 의하여 3차원적으로 임의의 방향으로 이동자재하게 하여, 워크의 3차원적인 이동제어를 행할 수 있다. 따라서, 워크의 용접부가 3차원적으로 만곡한 형상을 하고 있어도, 시임용접기의 한쌍의 전극롤 사이에 용접부를 연속 송입함으로써, 자동적이고 능률적으로 시임용접을 행할 수가 있으며, 뿐만 아니라 로봇을 시임용접기의 본체상에 탑재하므로, 설치 스페이스는 시임용접기분의 스페이스로써 족하다.

이에 따라, 공장의 바닥스페이스를 그만큼 유용 적절히 이용할 수 있는 이점이 있으며, 또한 워크에 부어지는 냉각수가 로봇에 비산함으로써 야기되는 녹등의 악영향의 발생도 방지되어, 로봇의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 시임용접기에 장착된 한쌍의 전극롤 사이에 워크의 용접부를 송입하는 워크 유도장치로서, 워크를 파지하는 처킹장치를 지지하는 3축 구조의 손목부를 3차원적으로 임의의 방향으로 이동할 수 있는 기능을 가진 로봇을 시임용접기의 본체상에 탑재함을 특징으로 하는 시임용접기에 있어서의 워크 유도장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 로봇과 상기 양 전극롤을, 양 전극롤의 중심을 연결하는 축선을 중심으로하여 상대적으로 선회자재하도록함을 특징으로 하는 시임용접기에 있어서의 워크 유도장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 로봇을, 선회자재한 로봇 본체에 제1 아암과 그 선단에 제2 아암을 부착시켜 구성하고, 또한 로봇 본체의 선회축을 상기 축선에 합치시킴을 특징으로 하는 시임용접기에 있어서의 워크 유도장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 양 전극롤을 상기 축선을 중심으로하여 선회자재하도록 함을 특징으로 하는 시임용접기에 있어서의 워크 유도장치.

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