KR20070056355A - 멀티스폿용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티스폿용접기에 관한 것으로서 용접로봇과, 상기 용접로봇과 연결된 다수개의 이송장치와, 상기 각각의 이송장치와 연결된 다수개의 용접건으로 구성하여 상기 다수의 용접건의 전후진 동작을 각각의 서보모터로 제어한다. 또한, 하나의 트랜스포머에서 나오는 전압이 각각의 용접건에 순차적으로 공급될 수 있게 함으로써, 상기 각각의 용접건마다 별도의 트랜스포머를 사용할 필요가 없어 전원기구가 간소화된다. 또한, 다수개의 용접건을 이용하여 일회의 용접점 이동만으로 다수개의 용접점이 용접될 수 있도록 하여 용접시간을 단축시키고 상기 각각의 용접건이 개별적으로 전후진 동작을 수행할 수 있어 다양한 용접점 위치에 대응할 수 있는 이점이 있다.

용접건, 볼스크류, 볼스크류너트, 상부전극, 하부전극, 트랜스포머

Description

멀티스폿용접기{Multi spot welder}

도 1은 종래 기술에 따른 싱글건 스폿용접기의 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 싱글건 스폿용접기의 제어장치의 대략적인 구성도,

도 3은 종래 기술에 따른 프로젝션 용접기의 개략적인 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 멀티스폿용접기의 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 멀티스폿용접기의 상면도,

도 6은 본 발명에 따른 멀티스폿용접기의 일부절개 측면도,

도 7은 본 발명에 따른 멀티스폿용접기의 제어장치의 대략적인 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 용접로봇 60 : 이송장치

61 : 서보모터 62 : 볼스크류

63 ; 볼스크류너트 64 : 이송축

70 : 용접건 71a : 상부전극

72a : 하부전극 84 : 트랜스포머

본 발명은 스폿용접기에 관한 것으로서, 특히 일회의 용접점 이동만으로 다수개의 용접점이 용접될 수 있도록 한 스폿용접기에 관한 것이다.

일반적으로, 스폿용접이란 용접하고자 하는 두 모재를 접촉시키면 접촉부에는 접촉저항이 존재하게 된다. 이 접촉면을 통해 전류를 흘리게 되면 접촉부에는 저항발열이 발생되며, 이때 발생되는 저항발열에 의하여 두 모재의 접촉면을 용융시켜 접합하는 용접법이다.

자동차 생산라인과 같은 대량 생산에는 다른 용접에 비하여 가열시간이 매우 짧아 작업속도가 크고, 또 가열범위가 좁아 잔류응력이나 변형이 적어 용접부의 안정성이 높은 스폿용접이 주로 사용되고 있다.

프로젝션용접이란 상기의 스폿용접의 생산성 향상을 목표로, 모재의 한쪽 또는 양쪽에 작은 돌기부를 만들어 이 부분에 용접전류와 압력을 가하고, 상기 두 모재의 접촉저항과 고유저항에 의해 돌기부에 저항발열이 발생되어 돌기부를 용융시켜서 용접하는 방법이다.

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 싱글건 스폿용접기의 개략적인 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 싱글건 스폿용접기의 제어장치의 개략적인 구성도이 며, 도3은 종래 기술에 따른 프로젝션 용접기의 개략적인 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 싱글건 스폿용접기는 용접용 로봇(1)과, 상기 용접용 로봇(10)과 결합되고 일측에 상하로 이동 가능한 상부전극(11a)이 설치된 상부베이스(11)와, 상기 상부베이스(11)와 결합되어 상기 상부베이스(11)의 상부전극(11a)과의 사이에 아크를 발생시켜 사이에 놓인 모재를 스폿 용접하는 하부전극(12a)이 설치된 하부베이스(12)와, 상기 상부베이스(11)의 상부전극(11a)이 피스톤의 끝단에 설치되어 상기 상부전극(11a)을 상하로 이동시키는 에어실린더(13)로 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 싱글건 스폿용접기의 제어장치는 상기 용접용 로봇(1)을 제어하는 구동제어부(21)와, 상기 용접건이 용접위치에 있으면 릴레이(22)에 입력전압을 보내는 전원제어부(23)와, 상기 릴레이(22)에서 나오는 출력전압을 변화시켜 상기 상부전극과 상기 하부전극의 사이에 아크를 발생시키는 트랜스포머(24)로 구성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 프로젝션 용접기는 상호 밀착되어 용접부재(M)에 압력을 가할 수 있고, 통전가능한 상면가압헤드(31)와 하면가압헤드(32)로 구성된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래 기술에 따른 싱글건 스폿용접은 용접위치에서 용접용 로봇(1)의 가동 후, 1점 용접만 가능하므로 용접소요시간이 큰 문제점이 있다.

또한, 프로젝션 용접은 다양한 용접접 위치에 대응하려면 계속적인 금형의 수정이 필요한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 다수개의 용접건과 각각의 용접건의 전후진 동작을 별도의 서보모터로 제어함으로써, 일회의 용접점 이동만으로 다수개의 용접점이 용접될 있어 용접소요 시간이 감소하고 다양한 용접점 위치에 대응할 수 있는 멀티스폿용접기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 멀티스폿용접기는 용접로봇과 상기 용접로봇과, 연결된 다수개의 이송장치와, 상기 각각의 이송장치와 연결된 다수개의 용접건을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 멀티스폿용접기의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 멀티스폿용접기의 상면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 멀티스폿용접기의 일부절개 측면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 멀티스폿용접기의 제어장치의 대략적인 구성도이다.

본 발명에 따른 멀티스폿용접기는 용접로봇(50)과, 상기 용접로봇(50)과 연결된 다수개의 이송장치(60)와, 상기 각각의 이송장치(60)와 연결된 다수개의 용접건(70)으로 구성된다.

상기 용접로봇(60)은 상기 다수개의 이송장치(60)가 상하로 이동 가능하도록 결합된다.

상기 이송장치(60)는 서보모터(61)와, 상기 서보모터(61)와 연결되어 상기 서보모터(61)에 의해 회전하는 볼스크류(62)와, 상기 볼스크류(62)와 맞물리어 회전운동을 왕복 직선운동으로 변환시켜 주도록 하는 볼스크류너트(63)와, 상기 볼스크류너트(63)와 결합되고 왕복 직선운동을 하는 이송축(64)으로 구성된다.

상기 이송장치(60)는 케이스(65)에 의해 보호되며, 상기 케이스(65)의 일면에는 상기 서보모터(61)가 볼트결합용 홀이 형성된다. 또한, 상기 케이스(65)의 타면에는 상기 이송축(64)이 끼워질 수 있는 홀이 형성된다.

상기 케이스(65)와 이송축(64)의 사이에는 상기 이송축(64)의 원활한 이동을 위해 오일레스 부쉬(66)가 구비된다.

상기 서보모터(61)에는 볼트결합용 홀이 구비되어, 상기 케이스(65)의 볼트결합용 홀과 볼트(B)로 결합된다.

상기 볼스크류(62)는 정밀한 회동이 가능하도록 테이퍼 롤러 베이링(67)에 의해 지지될 수 있다.

상기 볼스크류너트(63)에는 상기 이송축(64)과 나사결합되기 위한 암나사가 형성된다.

상기 이송축(64)은 파이프 형태로 구성되며, 일단에는 상기 볼스크류너트(63)와 나사결합되기 위한 암나사가 구비되어 상기 볼스크류너트(63)와 나사(S)로 의해 결합된다. 또한, 상기 이송축(64)의 타단은 상기 용접건(70)과 결합된다.

상기 용접건(70)은 상기 이송장치(60)에 결합되고, 일측에 상부전극(71a)이 설치된 상부베이스(71)와, 상기 상부베이스(71)와 결합되어 상기 상부베이스(71)의 상부전극(71a)과의 사이에 아크를 발생시켜 사이에 놓인 용접부재(90)를 스폿 용접하는 하부전극(72a)이 설치된 하부베이스(72)와, 상기 상부전극(71a)이 피스톤의 끝단에 설치되어 상기 상부베이스(71)의 상부전극(71a)을 상하로 이동시키는 에어실린더(73)로 구성된다.

상기 상부베이스(71)의 일측에는 끼움홈이 구비되고, 상기 하부베이스(72)의 일측에는 수직축(74)이 설치되어 수 있고, 상기 상부베이스(71)의 끼움홈에 상기 하부베이스(72)의 수직축(74)이 끼워져 상기 상부베이스(71)와 하부베이스(72)가 결합될 수 있다.

물론, 상기 상부베이스(71)는 상기 수직축(74)을 따라 상하로 이동 가능할 수 있도록 결합될 수 있다.

상기 하부베이스(72)는 작업베이스(A) 상에 전후로 슬라이딩 가능하게 배치된다.

상기 멀티스폿용접기를 제어하는 멀티스폿용접기의 제어장치는 상기 용접로봇(50)과 상기 서보모터(61)를 제어하는 구동제어부(81)와, 상기 용접건(70)이 용접위치에 있으면 릴레이(82)에 입력전압을 보내는 전원제어부(83)와, 상기 릴레이 (82)에서 나오는 출력전압을 변화시키는 트랜스포머(84)와, 상기 트랜스포머(84)와 병렬연결되고 이미터단자(E)가 상기 다수의 용접건(70)과 연결된 다수의 트랜지스터(85)로 구성된다.

상기 트랜지스터(85)의 컬렉터 단자(C)는 상기 트랜스포머(84)와 연결되고, 베이스단자(B)는 상기 트랜지스터가 스위치 역할을 할 수 있도록 전원(Vcc)에 연결된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

용접부재(90)가 작업구역에 도착하면 구동제어부(81)의 신호에 의하여 용접로봇(50)이 이송장치(60)를 상기 용접부재(90)쪽으로 이동시킨다. 용접건(70)을 각각의 용접점에 위치시키기 위하여 상기 구동제어부(81)의 신호에 의하여 각각의 서보모터(61)가 구동된다.

상기 서보모터(61)의 회전에 의하여 상기 이송장치(60)의 볼스크류(62)가 회전된다.

상기 볼스크류(62)의 회전에 의하여 상기 볼스크류(62)와 맞물린 볼스크류너트(63)가 전후방향으로 이동될 수 있어, 상기 볼스크류너트(63)와 나사결합된 이송축(64)이 전후방향으로 이송될 수 있다.

물론, 상기 이송축(64)과 결합된 상기 용접건(70)이 회전될 수 없으므로 상기 이송축(64)과 나사결합된 상기 볼스크류너트(63)가 상기 볼스크류(62)와 함께 회전되지 않고 직선운동만을 할 수 있다.

상기 서보모터(61)에 의하여 상기 이송축(64)이 상기 용접건(70)의 상부베이스(71)를 용접점으로 이동시키면, 상기 용접건(70)의 상부베이스(72)와 결합된 하부베이스 역시 용접점으로 이동된다.

이후, 상기 용접건(70)의 에어실린더(73)가 구동되어, 상기 상부베이스(71)의 상부전극(71a)이 하강된다. 그러면, 상기 상부베이스(71)의 상부전극(71a)과 하부베이스(72)의 하부전극(72a)이 상기 용접부재(90)에 밀착된다.

이때, 상기 전원제어부(83)에서 상기 릴레이(82)에 신호를 보내 전류 상기 트랜스포머(84)로 흐를 수 있도록 한다. 상기 트랜스포머(84)에서 변압된 전압이 상기 병렬연결된 각각의 트랜지스터(85)를 통해 상기 각각의 용접건(70)에 인가된다.

물론, 상기 트랜지스터(85)는 상기 전원(Vcc)에 의해 스위치 역할을 할 수 있어 상기 각각의 용접건(70)에 순차적으로 전압을 공급할 수 있다. 따라서, 각각의 용접건(70)에 별도의 트랜스포머(84)를 사용할 필요가 없다.

상기 트랜스포머(84)를 통해 변압된 전압이 상기 상부베이스(71)의 상부전극(71a)과 상기 하부베이스(72)의 하부전극(72a) 사이에 밀착된 용접부재(90)에 인가되어 스폿용접이 수행된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 멀티스폿헤드 용접기는 다수의 용접건의 전후진 동작을 각각의 서보모터로 제어하고, 하나의 트랜스포머에서 나오는 전압이 각각의 용접건에 순차적으로 공급될 수 있게 함으로써, 상기 각각의 용접건마 다 별도의 트랜스포머를 구비할 필요가 없어 전원기구가 간소화되며, 다수개의 용접건을 이용하여 일회의 용접점 이동만으로 다수개의 용접점이 용접될 수 있도록 있어 용접시간이 단축되는 이점이 있다. 또한, 상기 각각의 용접건이 개별적으로 전후진 동작을 수행할 수 있어 다양한 용접점 위치에 대응할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 용접로봇과;

   상기 용접로봇과 연결된 다수개의 이송장치와;

   상기 각각의 이송장치와 연결된 다수개의 용접건을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 멀티스폿용접기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 이송장치는 서보모터와;

   상기 서보모터와 연결되어, 상기 서보모터에 의해 회전하는 볼스크류와;

   상기 볼스크류와 맞물리어 회전운동을 왕복 직선운동으로 변환시켜 주도록 하는 볼스크류너트와;

   일단이 상기 볼스크류너트와 결합되고, 타단이 상기 용접건과 결합되어 왕복 직선운동을 하는 이송축을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 멀티스폿용접기.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 용접건은 상기 이송장치에 결합되고, 일측에 상부전극이 설치된 상부베이스와;

   상기 상부베이스와 결합되어, 상기 상부베이스의 상부전극과의 사이에 아크를 발생시켜 사이에 놓인 용접부재를 스폿 용접하는 하부전극이 설치된 하부베이스와;

   상기 상부전극이 피스톤의 끝단에 설치되어, 상기 상부전극을 상하로 이동시키는 에어실린더를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 멀티스폿용접기.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 멀티스폿용접기를 제어하는 멀티스폿용접기의 제어장치는 상기 용접로봇과 상기 서보모터를 제어하는 구동제어부와;

   상기 용접헤드가 용접위치에 있으면 릴레이에 입력전압을 보내는 전원제어부와;

   상기 릴레이에서 나오는 출력전압을 변화시키는 트랜스포머와;

   상기 트랜스포머와 병렬연결되고, 일단자가 상기 다수의 용접건과 연결된 다수의 트랜지스터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 멀티스폿용접기.

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