KR100217545B1 - 전동가압식 건의 전극가압 구동방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식 X건(gun)의 변화에 대하여, 두개의 건암의 주축부를 중심으로 회동하는 가압구동부를 유니트 부품으로 모듈화하여 조합해서 대응하는 전동가압식 건의 전극가압 구동방법 및 장치에 관한 것이다.

선단이 서로 마주 향하는 전극(7) 및 전극(8)을 갖는 두개의 건암(4) 및 건암(5)을 회전움직임이 자유롭게 연결한 X타입의 전동가압식 용접건(1)에 있어서, 상기 주축부(3)에 감속기(9)를 개재하여 전동모터(6)의 가압토크를 동력전달수단을 통하여 전극 사이에 전달하며, 용접에 필요한 전극가압력을 가하고, 상기 모터와 동력전달수단을 공통베이스(15)에 설치하여, 이 공통베이스를 상기 감속기의 본체케이스(10) 또는 출력축(11)의 어느한쪽에 착탈가능하게 설치하여 가압구동부의 유니트화가 가능하다.

Description

전동가압식 건의 전극가압 구동방법 및 장치

본 발명은 두개의 건암(gun arm)주축부에 감속기를 조합하고, 이것을 서보모터로 회전동작하여 두 전극사이에 피용접물을 용접하기에 필요한 가압력을 주고, 용접전류를 통전해서 압접하는 X타입의 전동가압식 건에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가압구동부를 유니트화하고, 또한 건을 상향, 하향, 수평방향 등 임의의 방향성을 갖고 지지하는 경우에 건 본체를 지지하는 건 고정브라켓트의 취부위치를 건의 방향자세와 무관하게 자유롭게 위치결정 가능하게 한 전동가압식 건의 전극가압 구동방법 및 장치에 관한 것이다.

종래, 이 종류의 X타입 저항 스포트(spot) 용접건의 전극가압구동방식으로, 특개평3-207580호에 개시된 것과 같은 장치가 제안되고 있다. 이 장치는 끝단부에 가압전극을 갖는 두 개의 건암이 전동모터의 출력축과 본체케이스에 연결되어 피용접물의 가압동작을 가능하게 한다.

피용접물로부터의 개방시에는 클러치가 상기 전동모터의 회전력의 일부를 이용하여 가압전극를 분리하는 방향으로 두 개의 건암을 개방시킨다.

그러나 종래 X타입 용접건은 다음과 같은 성능상의 문제점이 있다.

1. 볼나사와 볼너트의 회전운동을 직선운동으로 변환해서 건암에 전달하고, 건암은 그 힘에 의해서 요동하여 쌍방의 전극을 가압·개방시킨다. 이와같이 가압력의 전달수단이 단순하지 않기 때문에 구동효율이 낮다.

2. 볼나사의 용접불꽃(스패터)을 막아주는 커버가 완전하지 못하여 스패터(spatter)가 내부에 진입한다. 또한 그리스(grease)의 누설 대책이 어렵고, 또 볼나사 자체도 고속회전하는 것이므로 그리스가 비산해 버린다.

3. 모터 본체가 후방으로 돌출하여 로보트 본체와 간섭하므로 이것을 피하기 위해 건 고정브라켓트의 로보트 취부면이 후방으로 연장된다. 이때문에 중심위치가 로보트 관절의 회전중심으로부터 멀어지게 되어 로보트의 허용 토크이하로 내려가지 않게 된다.

4. 전극을 크게 개방시키는 것은 주축부 후방부분의 상, 하 암이 충돌하게 되므로 개방이 불가능하다.

5. 암의 구동기구는 다른 기능부품으로부터 독립된 하나의 유니트로 정리되어 있지 않으므로 건의 각 크기 변화에 맞추어 많은 종류가 있다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해서, 상하암의 구동기구내에 볼나사가 아닌 감속기를 채용하였다. 즉, 모터의 가압토크가 주축부에 조합되어진 감속기를 통하여 두개의 건암의 각 선단의 전극사이에 전달되도록 하였다. 또 두개의 건암은 각각 감속기의 출력축 또는 본체 케이스의 어느쪽에 부착할 수 있다.

한편, 가압개방동작은 감속기의 지지방법에 따라 다음과 같은 3종류가 있다.

건 고정브라켓트에 지지되는 구조인 경우, 편측(片側)의 건암이 워크에 맞닿는 반력에 의해 또다른 하나의 건암이 반대방향으로 회전하여 가압한다.

1) 감속기의 출력축측 또는 본체 케이스측의 어느쪽에 축받이를 끼워서 건 고정브라켓트에 지지되는 경우, 편측의 건암이 다른 방향으로 선행하여 워크에 접촉하고, 그 반력에 의해서 또다른 하나의 건암이 반대방향으로 회전하여 가압한다. 개방시는 선행한 건암이 고정 스토퍼(stopper)에 맞닿으면 동일한 모양으로 그 반력에 의해 나머지 건암이 반대방향으로 회전한다.

2) 감속기의 출력축측 또는 본체 케이스측의 어느쪽이 건 고정 브라켓트에 고정되는 경우, 고정되어 있지않은 측에 취부된 건암만이 고정된 측에 측에 취부된 건암에 대하여 감속기로부터의 출력에 의해 가압개방동작을 행한다.

3) 전동모터는 그 구동력을 상기의 감속기 입력축에 전달하는 수단과 서로 공통베이스로 유니트화 되어있다. 그래서, 전극의 가압개방동작을 행하는 감속기의 출력축 또는 본체 케이스의 어느쪽에서 건 본체를 요동시켜서 이퀄라이즈(equalize) 동작을 행하는 별도의 감속기를 통하여 건 고정 브라켓트에 지지되는 경우, 양방향의 감속기 출력축 또는 본체 케이스의 어느쪽에 각각의 건암이 취부되고, 각각의 건암은 개개로 감속기의 구동력으로 독립된 동작을 한다. 감속기의 본체케이스측의 어느곳이 별도의 감속기를 통해서 로보트로의 건 고정 브라켓트에 지지되는 경우, 별도의 감속기에 고정되어 있지 않은 측에 취부된 암과 고정된 측에 취부된 암이 각각의 구동기구에 의해 독립된 동작을 행한다.

제1도는 본 발명의 장치를 X타입의 로보트 용접건에 응용한 경우의 건 전체 평면도.

제2도는 본 발명장치의 측면도.

제3도는 본 발명의 가압구동장치의 일 구성예를 표시하는 주축부의 상세 단면도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예로서 건 고정브라켓트와 감속기 사이를 직접 건 고정브라켓트에 고정한 경우의 상세 단면도.

제5도는 본 발명 장치의 다른 실시예로서 건 고정브라켓트에 대해 가압구동용 감속기와 별도의 이퀄라이즈 동작용의 감속기를 조합시킨 2축동작 경우의 상세 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 로보트 용접건 2 : 건 고정브라켓트

3 : 주축부 4 : 건암(가동암)

5 : 건암(고정암) 6 : 전동모터(가압 액츄에이터)

7,8 : 전극 9 : 감속기

10 : 본체케이스 11 : 출력축

12,13 : 벨트용 치차 14 : 치부착 벨트

15,22 : 공통 베이스 16 : 베어링축받이

17 : 입력축 18,21 : 출력축

20 : 감속기

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 기술적수단으로 구성되어 있다.

즉, 선단이 서로 마주 향하는 전극을 갖는 두개의 건암을 회전움직임이 자유롭게 연결한 주축부에 감속기를 끼워서 전동모터의 가압토크를 전극사이에 전달하고자 한 건 가압구동장치에 있어서, 상기의 모터와 그 구동력을 상기의 감속기의 입력축에 전달하기 위한 동력전달수단을 공통베이스에 설치하고, 또한 이 공통베이스를 상기의 감속기 본체 케이스측 또는 출력축측에 착탈가능하게 설치해서 가압구동부의 유니트화를 가능하게 한 것으로, X타입의 복수 건의 변화에 대해서 동일 유니트부품으로 공통을 꾀하고, 초기비용과 가동비용을 비약적으로 저감하는 것이 가능하다.

또한 상기 감속기의 본체측을 편측(片側)만 건 고정브라켓트에 직접 연결한 것에 의해 상기의 브라켓트 다른 편측에서 건암 등의 부품을 조립하는 것이 가능하여 조립공정수가 단축된다. 더우기 상기의 브라켓트 취부위치를 건의 방향과 무관하게 셋팅가능하게 한 것으로, 건의 방향을 약 360도 방향으로 위치결정하여 고정하는 것이 가능하다.

또한 상기 감속기의 본체측에 베어링축받이를 끼워서 건 고정브라켓트에 지지하고, 상기의 베어링축받이를 중개축으로 건 전체의 이퀄라이즈동작을 가능하게 하고, 상기의 브라켓트 취부위치를 건의 방향과 무관하게 셋팅가능하게 한 것으로 건의 방향을 베어링축받이를 회전축으로 약 360도 방향으로 위치결정하여 고정하는 것이 가능하고, 건의 취부각도에 관계없이 건 고정브라켓트의 취부위치를 결정할 수 있다.

제1도는 본 발명장치의 실시예를 표시한 건 전체의 평면도이다. 제2도는 측면도이고, 제3도는 제1도 및 제2도를 하측으로부터 본 도면이며, 본 발명의 가압구동장치의 이퀄라이즈기능을 부여한 하나의 구성예를 표시한 주축부의 상세 단면도이다.

제4도는 이퀄라이즈기능이 없는 구성예를 표시한 주축부의 상세 단면도이고, 제5도는 가동암, 고정암 별도 구동타입의 구성예의 주축부 상세 단면도이다. 제1도~제3도에서 로보트측에 취부가능한 건 고정브라켓트(2)에 주축부(3)을 중심으로 건암(4) 및 건암(5)이 개폐동작하도록 취부되어 있다. 한쪽의 고정암(5)은 주축부에 조립된 감속기(9)의 본체케이스(10)에 볼트(B₁)로 고착되어 있다. 다른쪽의 가동암(4)은 감속기(9)의 출력축(11)에 볼트(B₂)로 고착시킨다. 각 건암의 선단에 설치된 전극(7), 전극(8)에 의해 지지된 피용접물에 대해 용접에 필요한 가압력을 가하는 것이다.

두 건암의 전극에 가압구동을 가하는 가압용 액츄에이터로서 전동모터(6)가 사용된다. 이 전동모터(6)는 공통베이스(15)에 볼트(B₃)를 끼워서 취부되어 있고, 이 공통베이스(15)는 감속기(9)의 본체케이스(10)에 대하여 고정암(5)과 함께 볼트(B₁)에 의해 일괄적으로 고착되어 있다.

이 공통베이스(15)의 중앙에는 동력전달수단으로서 감속기(9)의 입력축(17)에 취부된 밸트용 치차(12)와 전동모터(6)의 출력축(18)에 취부된 밸트용 치차(13)가 수납되고, 이러한 밸트용 치차와의 사이에는 2점쇄선으로 표시한 치부착 밸트(14)가 붙어 있다.

이 전달수단은 임의의 전동기구를 고려할 수 있다. 건 고정브라켓트(2)는 로보트암(R)의 선단에 지지된 트랜스(T)의 지지부에 고정되어 있다. 이 건 고정브라켓트(2)에는 베어링축받이(16)를 끼워서 상기의 감속기(9)의 본체케이스(10)가 회전움직임이 자유롭게 지지되고, 건 본체의 이퀄라이즈동작을 가능하게 하고, 건의 취부각도를 베어링축받이(16)를 회전축으로 해서 360도 방향으로 자유롭게 셋팅가능하게 되어 있다. 이 경우 셋팅의 방법으로서는 도시하지 않았지만 회전각도를 규제하기 위한 스톱퍼(stopper)수단을 회전방향에 위치조정가능하게 설치하는 것만으로 간단히 구성하는 것이 가능하다.

제4도는 건 고정브라켓트(2)와 감속기(9)의 사이에 베어링축받이(16)가 없고, 직접 건 고정브라켓트(2)에 고정한 것이다. 이 경우는 로보트측의 제어에 의해 7번째 축의 동작을 이용해서 고정암(5)의 전극(8)을 스윙동작하는 것에 의해 올려서 전극(8)을 워크에 접촉시켜 상(上) 암(4)의 전극(7)으로 가압하고 통전하여 용접한다.

제5도는 건 고정브라켓트(2)와 감속기(9)의 사이에 공통베이스(22)를 설치한 감속기(20)을 중개시킨 것이다. 이 경우는 2축동작을 이용한 것으로, 가동암(4) 및 고정암(5)을 별도로 구동시키는 것이 가능하며, 건 전체를 요동시켜 이퀄라이즈동작이 가능하다. 즉, 감속기(20)의 출력축(21)에 건 전체를 지지시키고, 감속기(9)로는 가동암(4)의 가압동작을 행하고, 별도의 감속기(20)에 의해 고정암 측, 결국 건 전체를 요동시켜서 가압용접시의 반력에 의한 이퀄라이즈동작이 가능하다.

이상에서 설명한 것과 같이 본 발명장치에 의하면,

1. 주축부가 감속기이고 감속기 내부는 완전밀폐구조이므로 종래 건과 같이 주축부의 내부에 용접불꽃(스패터)이 침입하거나 윤활그리스가 유지되지 않고 양쪽 암의 전극사이에 편심이 발생하는 현상등이 거의 없게 된다.

2. 또한 볼나사를 사용하지 않으므로 구동기구부의 수명은 환경의 영향을 받지 않기 때문에 설계수명이 실제 현물의 수명이 된다.

3. 구조상 감속기의 후방에 아무것도 돌출되지 않으므로 로보트 취부면과 건 중심간의 거리가 짧아지고 건 중량이 크게 되어도 로보트의 허용 토크내에 있도록 하는 것이 쉽다.

4. 전극사이를 크게 개방시켜도 주축부 후방부분의 상, 하 암이 부딪치지 않는다.

5. 건의 크기 변화가 많아도 암의 구동기구는 하나의 공통유니트로 정리되어 있으므로 조립작업, 보전작업의 시간단축을 실현할 수 있다.

Claims (6)

1. 각각 전극(7)(8)을 갖는 두 개의 건암(4)(5)이 주축부(3)에서 회전자재로 연결되고, 상기 건암(4)(5)은 주축부(3)를 중심으로 개폐동작하여 전극사이에 용접에 필요한 가압력 내지 개방력을 가할 수 있고, 그 개폐동작을 행하기 위한 전극가압 구동원으로 전동모터(6)가 사용되고 그 전동모터(6)가 상기 건암(4)(5)의 주축부(3)에 배치한 감속기(9)를 통해서 용접에 필요한 가압토크를 상기 전극사이에 전달하도록 한 전동가압식 건의 전극가압 구동방법.
2. 각각 전극(7)(8)을 갖는 두 개의 건암(4)(5)이 주축부(3)에서 회전자재로 연결되고 상기 건암(4)(5)의 전극사이에는 용접에 필요한 가압내지 개방동작이 전동모터(6)에 의해서 부여되는 전동가압식 건에 있어서, 상기 전동모터(6)는 상기 건암 주축부(3)에 배치한 감속기(9)를 통하여 가압토크를 상기 전극사이에 전달하는 건 가압구동장치에서 상기 두개의 건암(7)(8)중 어느 한쪽의 건암(4)이 상기 주축부(3)에 배치한 감속기(9)의 출력축(11)에, 또다른 한 개의 건암(5)이 상기 감속기(9)의 본체케이스(10)에 각각 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동가압식 건의 전극가압 구동장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 감속기(9)의 출력축(11) 또는 상기 감속기(9)의 본체케이스(10)가 건 고정브라켓트(2)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동가압식 건의 전극가압 구동장치.
4. 제2항에 또는 제3항에 있어서, 상기 감속기(9)의 출력축(11) 또는 상기 감속기(9)의 본체케이스(10)가 베어링축받이(16)를 끼워서 건 고정브라켓트(2)에 지지되고 있는 것을 특징으로 하는 전동가압식 건의 전극가압 구동장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 감속기(9)의 출력축(11) 또는 상기 감속기(9)의 본체케이스(10)가 별도의 감속기(20)를 개재하여 건 고정브라켓트(2)에 지지되고 있는 것을 특징으로 하는 전동가압식 건의 전극가압 구동장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 전동모터(6)와 그 모터구동력을 상기 감속기(9) 입력축(17)에 전달하는 수단과 상기 감속기(9)가 공통베이스(15)에 유니트화 되어 있는 것을 특징으로 하는 전동가압식 건의 전극가압 구동장치.