KR930004998B1 - 용접로보트에 있어서의 피치가변형 점용접건장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

용접로보트에 있어서의 피치가변형 점용접건장치

[도면의 간단한 설명]

본 발명의 상기 및 기타의 목적과 특징 및 이점을 아래에서 첨부도면에 보이는 실시예의 기재에 의해 명료히 한다.

제1도는 본 발명의 실시예에 관한 용접로보트에 있어서의 피치가변형 점용접건장치의 구성을 도시한 사시도.

제2도는 2대의 점용접건의 상대피치간격을 조절하기 위한 미끄럼기구의 개략을 설명하는 사시도.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 용접용도에 적용가능한 다관절아암형 보로트(이하, 이것을 용접 로보트라 한다)의 로보트손목에 장착시켜서 워크피스, 즉, 공작물의 점용접에 사용되는 점용접건장치의 구조에 관하며, 특히, 2개의 점용접건을 구비하여 한쪽의 건의 다른쪽의 건에 대한 상대적인 피치거리를 조절 및 변경가능하게 하는 미끄럼운동기구를 구비함과 더불어 양점용접건의 각각의 전기공급변압기를 가급적이면 로보트속목측에 근접한 위치에 탑재하여 고정한 구조의 용접로보트에 있어서의 피치가변형 접용접건장치에 관한 것이다.

[배경기술]

예컨대, 자동차의 차체를 생산대상, 즉 공작물로 하는 다량생산라인에 있어서, 차체에 점용접을 행하는 공정에서 용접로보트가 이미 범용되고 있으며 그같은 용접로보트에 있어서의 로보트본체의 외관구조와 성능은, 예컨대, 일본국의 야마나시껜에 본사를 갖는 화낙주식회사의 카탈로그인 화낙로보트 에스시리즈, 1989년 10월 발행, 제14면에 기재되어 있다. 이같은 다량생산라인에 있어서의 점용접용 로보트는 1차 전압을 변압기로 변압하여 그 2차 전압을 점용접건의 전극간에 인가해서 점용접에너지를 얻도록 구성되며 중량이 큰 그러한 변압기를 용접로보트의 본체의 외측에 설치하고 점용접건만을 로보트손목에 장착하여 2차 케이블을 연장시킴으로써, 변압기의 2차 전압을 로보트손목에 장착된 점용접전에 공급하는 구성이 일반적으로 채용되고 있다.

그러나, 상술의 구성에서는 2차 케이블이 외부설치의 변압기에서 로보트손목에 장착한 점용접건까지 연장하는 구조를 가지며, 또한, 2차 케이블은 대전류용임에 따라 비교적 중량이 크므로 로보트본체의 동체부와 아암부에 2차 케이블이 얽히면 로보트아암 및 로보트손목 등 동작부위의 동작자유도를 감소시키는 문제가 발생하고 있다.

그래서 변압기를 로보트본체의 특정위치, 특히, 로보트손목이 선단에 탑재하여 2차 케이블이 얽히는 문제를 해결하기 위한 연구가 있었으며, 또한, 상술과 같은 양산라인에 있어서는 용접공정의 소요시간을 가급적으로 단축해서 생산능력을 향상시키도록 1대의 용접로보트에 2개의 점용접건을 장착해서 한번에 다수의 점용접을 실시할 것이 요청되고 있다.

이때, 2대의 변압기부착점용접건을 동시에 로보트손목의 주위에 장착하게 구성하면 로보트손목 및 기타의 각 동작부에 대한 중량부하가 현저하게 증대해서 로보트가 충분한 동작기능을 발휘할 수 없는 로보트의 기능상의 제한을 받게 된다.

[발명의 개시]

따라서 본 발명의 목적은 용접로보트의 동작자유도를 충분히 활용가능하게 함과 더불어 2개의 점용접건을 상대적으로 접근 및 이원이 가능하게 한 구조를 구비해서 점용접공정의 시간단축을 도모하면서 동시에 작업능률의 향상도 달성가능한 피치가변형 점용접건장치를 제공함에 있다.

즉, 본 발명은 2개의 접용접건을 용접로보트의 로보트손목에 탑재함에 있어서 각각의 점용접건의 급전용 변압기를 해당 건으로부터 분리한 구조로하여 로보트손목의 동작중심부에 근접한 위치에 부착하고, 2대의 점용접건은 양자의 상대피치간격이 가변조절가능하게 로보트손목의 선단부에 장착하고, 각 변압기에서 각 점용접건으로의 급전음 최소거리의 2차 케이블, 즉, 2차 도전선을 거쳐서 접속토록 한 것인바, 즉, 본 발명에 의하면 로보트의 손목에 직접 고정되는 시트수단과 상기 시트수단에 고정적으로 부착되어 1차 전압을 점용접에 필요한 2차 전압으로 변환하는 전기적 변압기수단과, 상기 전기적 변압기수단과 분리하여 형성되어 상기 시트수단에 부착된 하나의 정지점용접건과 상기 정지점용접건에 대해서 일정한 축선방향으로 상대적인 피치간격이 조절가능하도록 상기 시트수단에 이동가능하게 부착된 동적접용접건과 상기 전기적 변압기수단에 상기 정지 및 동적 점용접건을 전기적으로 접속하는 유연한 2차 도전선수단을 구비한 용접용도에 사용하는 로보트용의 피치가변형 점용접건장치가 제공된다.

상술한 구성에 의하면 2개의 정지 및 동적 점용접건이 로보트손목에 장착되며 양자의 상대적 피치간격을 공작물의 점용접간격의 사양에 따라 가변조절하며, 또한, 2차 도전선 수단을 형성하는 2차 전기케이블은 최소거리로 로보트손목상에 탑재된 변압기와 점용접건의 사이를 접속하고 있으므로 로보트동작의 자유도를 방해할 우려는 없어진다. 또한, 각 접용접건의 변압기는 로보트손목의 동작중심에 가까운 위치에 탑재되므로 로보트손목에 걸리는 모멘트부하도 가급적으로 작으며, 로보트동작에 있어서 부하의 과대화를 회피할 수 있다.

[발명의 양호한 실시예]

제1도에 있어서 용접로보트 아암(10)의 선단에는 로보트손목부(12)가 설치되며, 용접로보트자체는 주지의 다관절아암형 산업용 로보트로서 도시되어 있지 않은 로보트제어장치에 의해 소정의 프로그램을 따라서 동작제어된다.

상기 로보트손목부(12)는 축선 C의 주위로 회전이 자유로우며, 또한, 선단에 부착단을 가지며, 이 부착단에 2대의 점용접건(20, 22)을 구비한 피치가변형 점용접건장치(14)가 볼나사와 위치결정핀 등 적절한 부착수단을 사용한 공지의 부착방법에 의해서 장착되어 있다. 이러한 피치가변형 점용접건장치(14)는 상자형상등의 유지시트(16)를 가지며, 이 유지시트(16)는 상기와 같이 적절한 고정수단에 의해 로보트손목부(12)의 부착단에 고정된다. 이 유지시트(16)의 상면(16a)에는 부착판(18)을 거쳐서 점용접건(20, 22)에 급전하는 각각의 변압기(24, 28)가 고정적으로 부착되어 있다. 여기에서, 양 변압기(24, 26)는 비교적 대중량을 갖는데 유지시트(16)의 상면(16a)에 탑재되어 있으므로 양 변압기(24, 26)의 중량중심과 로보트손목부(12)의 동작축선(c) 사이의 모멘트발생길이 L(제1도 참조)은 가능한 한 작게 유지되며, 손목(12)의 동작시에 변압기 중량에 의해 작용하는 부하모멘트를 가급적 낮게 유지하고 있다. 이러한 양 급전용 변압기(24, 26)에는 각각 1차 케이블(24a, 26a)을 거치는 전원(도시안됨)에서 1차 전압이 공급된다. 이러한 1차 케이블(24a, 26a)은 2차 케이블보다 소직경이고 경량의 케이블로 구성되어 있다.

양 변압기(24, 26)는 각각의 일단에 출력단자(30a, 30b 및 32a, 32b)를 가지며 이 출력단자(30a, 30b 및 32a, 32b)와 상기 2개의 점용접건(20, 22)의 사이에는 후술하는 2차 케이블이 배선된다.

그런데, 2대의 점용접건(20, 22)은 유지시트(16)의 전면에 장착되어 있는데, 2개의 점용접건(20, 22)은 본 실시예에서는 점용접건(20)이 유지시트(16)의 전면(16b)을 따라 좌우에 미끄럼가능하게 설치되며, 또한, 접용접건(22)은 유지시트(16)의 전면(16b)에 볼트고정 등으로 고정설치되어 있다. 즉, 동적점용접건(20)은 판형의 스라이더(34)에 부착된 구조를 가지며, 정지점용접건(22)은 유지시트(16)의 전면의 고정시트(36)에 고착되어 정지상태로 유지된다. 그러므로 양점용접건(20, 22)은 용접기능부는 동일구조를 가지며 각각 1쌍의 전극(40a, 40b)을 갖고, 전극(40a)은 실린더(38)에 의해 전후진가능한 동적전극으로 형성되고, 전극(40b)은 동적전극(40a)과 대향한 정지전극으로서 형성되며, 양 전극(40a, 40b)의 사이에 피용접공작물을 끼워서 점용접을 수행하게 구성되어 있다. 또한, 42는 정지전극(40b)을 유지함과 더불어 도체를 형성하는 강성구조의 샨트이다.

또, 동적점용접건(20)의 양 전극(40a, 40b)과 상술한 변압기(24)의 출력단자(30a, 30b)의 사이에는 2차 도전성으로서 얇은 동판 등의 유연성 도전판을 겹쳐서 U자형으로 한 3개의 샨트부재(44a, 44b, 44c)가 접속되며, 후자의 샨트(44c)는 출력단자(30b)와 정지전극(40b)의 사이의 도전샨트를 형성하고, 또, 앞의 2개의 샨트(44a, 44b)는 서로 직렬배치로 출력단자(30a)와 전극(40b)의 사이의 도전샨트를 형성하고 있다. 이같이 유연성을 가지고 U자형으로 형성된 도전샨트(44a 내지 44c)를 이용한 2차 도전로를 설치함으로써 동적점용접건(20)의 미끄럼운동과 실린더(38)에 의한 동적전극(40a)의 진퇴동작이 원활하고 용이하게 달성되게 이루어져 있다.

또한, 정지점용접건(22)측은 상술의 샨트(44a 내지 44c)와 동일구조의 유연성 도전샨트(44d)에 의해 동적전극(40a)과 정지변압기(26)의 출력단자(32a)의 사이가 접속되며, 그럼으로써 동적전극(40a)이 실린더(38)로 구동되어 정지전극(40b)측으로의 진퇴동작이 가능하게 설치되며, 또, 샨트(44e)가 변압기(26)의 출력단자(32b)와 정지전극(40b)의 사이를 상기 강성구조의 샨트(42)를 거쳐서 접속하는 구성으로 이루어져 있다.

상술의 구성에 의하면, 동적점용접건(20)은 화살표 S로 나타내는 방향으로 미끄럼가능하며, 또한 급전변압기(24)에서 분리되어 독립적으로 미끄럼가능하게 형성되며, 정지점용접건(22)과의 사이의 피치간격은 공작물의 점용접사양에 따라 조절변경이 가능하고, 또한, 2대의 건의 상호작용에 의한 고능률성을 발휘할 수 있는 것이다.

다음에 제2도를 참조해서 동적점용접건(20)을 미끄럼운동시키는 이동기구에 대한 실시예를 설명한다.

상기 상자형 형태등의 유지시트(18)는 그 상면에 2개의 급전변압기(24, 26)을 탑재함과 더불어 전면에는 동적점용접건(20)과 정지점용접건(26)이 장착되어 있음은 상술한 바와 같다.

여기에서 유지시트(16) 내에는 서보모터(50)로 회전 제어되는 볼나사축(52)의 타단이 회전베어링(53)에 지지되어 설치되어 있다. 그 볼나사축(52)에는 볼너트(54)가 맞물리며, 볼나사축(52)의 회전을 따라 볼너트(54)가 볼나사축(52)의 중심축방향으로 이동하는 공지의 이송구조로 설치되어 있다.

이러한 볼너트(54)는 직선 가이드(56)를 안정적으로 이동가능함과 더불어 이러한 직선가이드(56)와 평행으로 타측에 설치된 직선가이드(도시생략)을 따라 미끄럼가능한 상술된 바의 슬라이더(34)에 결합축(58)을 거쳐서 결합됨으로써 슬라이더(34)의 미끄럼운동을 일으키는 구조로 형성되어 있다. 이렇게 해서 이러한 슬라이더(34)에 부착된 동적슬라이더용접건(20)은 슬라이더(34)와 더불어 화살표 S로 도시하는 좌우방향으로 미끄러지고 정지점용접건(22)과의 사이의 피치간격을 모터(50)의 회전량의 제어를 거쳐서 조절할 수 있게 되어 있다.

이상의 실시예의 설명으로 분명하듯이 본 발명에 의한 점용접건장치(14)는 2대의 점용접건(20, 22)를 피치거리를 가변적으로 할 수 있게 구비하고, 또한, 급전변압기(24, 26)를 로보트손목의 선단부에 탑재한 구조를 가짐으로써 차량의 다량생산라인 등에 이용하여 고능률의 접용접작용을 수행하고, 또한, 작업의 접용접사양의 변화에 대응하여 접용접간격의 변경도 자동적으로 이루어질 수 있다. 또한, 급전용 변압기를 로보트손목의 동작중심에 근접한 위치에 탑재한 배치 구조를 가지므로 로보트손목에 대한 모멘트부하를 가급적으로 감소시킬 수 있으며, 따라서 로보트손목의 동작자유도를 충분히 유지하고, 또한, 변압기와 각 점용접건의 사이는 짧은 유연성 도전샨트로 접속함으로써 종래의 2차 게이블로 인해서 발생한 용접로보트의 동작제한문제도 해소할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면 점용접로보트에 있어서의 작업능률과 작업성능을 2대의 정지 및 동적 용접건의 장착으로 현저하게 향상시키는 것이 가능하게 된 효과를 나타냄과 더불어 변압기를 로보트손목의 선단에 설치한 구조로 2차 케이블에 의해서 발생하는 로보트의 동작자유도를 저해하는 문제점도 해소할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 사용된 2차 케이블용 샨트는 단순한 실시예이며, 신축자재인 스프링지지체에 케이블을 유지시킨 구조예 등 기타의 가요성 및 신축성을 가진 구성의 케이블 구조에 있어서도 본 실시예의 경우와 마찬가지의 작용 및 효과를 갖는 것이 가능하다.

Claims (5)

1. 적어도 1개 이상의 동작축선의 회전에 대한 동작자유도를 갖는 로보트손목의 선단에 직접 고정되는 시트수단과, 상기 시트수단에 고정적으로 부착되어 1차 전압을 점용접에 필요한 2차 전압으로 변환하는 것이 가능한 전기적 변압기수단과, 상기 전기적 변압기수단과 분리하여 형성되어 상기 시트 수단에 부착된 하나의 정지점용접건과, 상기 정지점용접건에 대해 소정의 축선방향으로 상대적 피치간격이 조절가능하도록 상기 시트수단에 이동가능하게 부착된 동적점용접건과, 상기 전기적 변압기수단에 상기 정지 및 동적 점용접건을 전기적으로 접속하는 유연성 2차 도전선수단을 구비하고, 상기 전기적 변압기수단은 상기 정지점용접건에 2차 전압을 공급하는 제1의 전기적 변압기와 상기 동적점용접건에 2차 전압을 공급하는 제2의 전기적 변압기를 구비하며, 상기 제1 및 제2의 전기적 변압기는 상기 시트수단상에서 상기 손목의 동작축선에 가급적으로 근접한 위치에 설치되게 구성된 것을 특징으로 하는 용접용도에 사용하는 로보트용의 피치가변형 점용접건장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 시트수단은 상기 정지점용접건에 대한 상기 동적점용접건의 상대적인 피치를 조절하기 위한 이동수단을 내장하여 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 용접용도에 사용하는 로보트용의 피치가변형 점용접건장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 시트수단은 시트본체를 구비하고, 상기 이동수단은 상기 시트본체내부에 회전 가능하게 유지된 볼나사축과 상기 볼나사축에 결합한 볼너트와 상기 볼너트와 결합되며 또한 상기 동적점용접건의 부착면을 가진 슬라이더와, 상기 볼나사축을 회전구동하는 모터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 용접용도에 사용하는 로보트용의 피치가변형 점용접건장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 시트수단의 시트본체는 상기 전기적 변압기수단을 상기 로보트손목이 가지는 동작축에 가급적 근접한 위치에 부착하는 부착면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 용접용도에 사용하는 로보트용의 피치가변형 점용접건장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 유연성 2차 도전선수단은 적어도 상기 동적점용접건의 이동방향으로는 횡변형이 가능하도록 도전판부재를 겹쳐 형성한 U자형 전기적 샨트를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 용접용도에 사용하는 로보트용의 피치가변형 점용접건장치.