KR102547495B1 - 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기에 관한 것으로, 가동전극팁의 스트로크를 크게 할 수 있으면서 동시에 보다 안정되게 승,하강시킬 수 있도록 함과 아울러 가동전극팁이 구동부의 승강용 볼스크류와 동일축선 상에 위치되어 편심됨 없이 보다 정확한 점용접이 가능하도록 마이크로 스폿용접기를 구성함으로써, 피용접물의 높이가 낮은 피용접물 뿐만 아니라 높이가 높은 피용접물까지 용접이 가능하도록 함과 아울러 간단한 구성으로 제조단가를 낮출 수 있도록 구성된다.

Description

무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기{Servo-actuated microspot welding machine with structual integrity for eccentricity}

본 발명은 가동전극팁이 구동부의 승강용 볼스크류와 동일축선 상에 위치되어 편심됨 없이 보다 정확한 점용접이 가능한 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가동전극팁의 스트로크를 크게 할 수 있으면서 동시에 보다 안정되게 승,하강시킬 수 있도록 함과 아울러 간단한 구성으로 마이크로 스폿용접기를 구성함으로써, 피용접물의 높이가 낮은 피용접물 뿐만 아니라 높이가 높은 피용접물까지 용접이 가능하도록 함과 아울러 간단한 구성으로 제조단가를 낮출 수 있도록 한 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, 고정밀 마이크로 스폿용접기는, 예를 들면, 열전대 응용 계측기, 미세 전기접점, 배터리의 전극부위 또는 핸드폰의 LCD창 연결부 등의 미세 점용접에 널리 이용되고 있으며, 단일의 점용접(single spot welding)에 이용될 경우, 상하로 이동되는 하나의 가동전극팁과, 상기 가동전극팁에 상응하게 그 아래쪽에 위치한 고정전극팁을 갖추어 점용접을 수행하고, 다수의 점용접에 이용될 경우, 서로 나란하게 배치된 복수의 가동전극팁을 채용하여 점용접을 수행하도록 되어 있다.

상기한 종래의 일반적인 마이크로 스폿용접기는, 가압축부로부터 수직 전방으로 연장되어 있는 팁홀더의 선단에 가동전극팁을 유지한 채 점용접을 수행하도록 되어 있었는데, 이는 가동전극팁과 가압축부 사이의 이격거리에 상응하게 팁홀더에 굽힘응력이 발생되는 것을 초래하여 가압축부로부터의 가압력이 가동전극팁에 정밀하게 전달될 수 없는 본질적인 문제점을 가지고 있었다.

또한, 상기한 종래의 일반적인 마이크로 스폿용접기는, 자체의 베이스에 지그 안내홈이 없거나 프레임의 지주를 향해 세로방향으로 뻗어있는 지그안내홈을 구비하여 피용접물이 고정된 지그가 지그안내 홈을 따라 이동되는 동안 연속적인 점용접을 수행하도록 되어 있었다.

하지만, 이러한 구조는 상기 지주에 의해 지그의 이동거리가 제한될 수밖에 없는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 점을 감안하여 특허출원번호 10-2003-0078063호에 고정밀 마이크로 스폿용접기가 제안된 바 있다.

살펴보면 종래의 고정밀 마이크로 스폿용접기는, 프레임과, 피용접물을 지지하는 지그가 놓여지는 수평구조의 베이스와, 상기 프레임의 헤드부에 설치된 구동부와, 상기 베이스를 향해 아래쪽으로 뻗어있고 상기 구동부에 의해 상하 이동가능한 가압축부와, 상기 가압축부의 하단에 분리가능하게 설치되어 상기 가압축부의 하강에 의해 상기 베이스 상의 피용접물을 향해 가압되어지는 적어도 하나의 가동전극팁수단과, 상기 가동전극팁수단이 피용접물에 가압될 때 그 피용접물과 가동전극팁수단을 통전시켜 전기저항열을 발생시키는 저항발생수단을 포함하는 스폿용접장치에 있어서, 상기 가동전극팁 수단은 상기 가압축부에 대해 전기 절연된 채 상기 가압축부의 중심축선이 통과하는 중앙영역을 갖는 팁홀더와, 선단이 상기 베이스를 향한 채 상기 팁홀더의 중앙영역에 고정된 가동전극팁을 구비하고, 상기 가압축부는 상기 팁홀더를 자체의 하단에서 분리가능하게 유지하는 홀더유지구와, 상기 홀더유지구의 상부에서 상기 중심축선을 중앙에 두고 서로 나란하게 마련되어 있는 한 쌍의 가압샤프트를 포함하며, 상기 홀더유지구는 상기 가동전극팁수단과의 전기절연을 위한 전기절연부재를 자체의 하단에 구비하며, 상기 팁홀더의 중앙영역에 상응하는 오목 형상의 개방부를 형성하되 상기 가동전극팁이 위쪽으로 연장되도록 형성하며, 상기 프레임은 상기 헤드부를 지지하도록 상기 베이스 상에 직립된 지주를 구비하며, 상기 헤드부는 2개의 단차에 의해 그 범위가 한정된 지주의 슬라이딩 영역을 따라 슬라이딩되는 헤드부 가이드를 일체로 구비하며, 상기 헤드부 가이드에 의해 높이가 조절되어진 후, 고정나사에 의해 상기 지주에 고정되도록 형성된 것을 특징으로 하고 있다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래의 일반적인 고정밀 마이크로 스폿용접기는, 헤드부의 전면 하단부에 한 쌍의 가압샤프트를 가이드하는 가이드고정블럭이 갖추어져 있어서, 가동전극팁수단의 스트로크가 제한될 수 밖에 없어서 높이가 높은 피용접물을 용접함에 있어 어려움이 많을 수밖에 없는 단점이 있다.

또한, 상기한 종래의 일반적인 고정밀 마이크로 스폿용접기는, 가동전극팁수단을 가압시키기 위한 한 쌍의 가압샤프트와, 상기 가압샤프트를 가이드하기 위해 헤드부 전면 하단부에 고정 설치되는 가이드고정블럭 그리고 헤드부가이드부와 같이 많은 구성 부품들로 인해 제조단가가 상승될 수밖에 없는 단점이 있다.

특허출원번호 10-2003-0078063호, 출원일; 2003년11월05일

이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 가동전극팁의 스트로크를 크게 할 수 있으면서 동시에 보다 안정되게 승,하강시킬 수 있도록 함과 아울러 가동전극팁이 구동부의 승강용 볼스크류와 동일축선 상에 위치되어 편심됨 없이 보다 정확한 점용접이 가능하도록 마이크로 스폿용접기를 구성함으로써, 하나의 용접기로 피용접물의 두께가 얇아 높이가 낮은 피용접물 뿐만 아니라 높이가 높은 피용접물까지 용접을 할 수 있도록 함과 아울러, 간단한 구성으로 제조단가를 낮출 수 있도록 한 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적들은 기술이 진행되면서 명확해질 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기에 있어서, 고정전극팁(110a)이 갖추어지고, 일측면에 전원공급선을 통해 용접전류를 공급받도록 구성되며, 상면에 피용접물(A)을 안착시킬 수 있도록 된 고정전극부(110)를 상면 일측에 설치가능하게 구비되는 베이스부재(120)와, 상기 베이스부재(120)의 상면 타측에 일단이 고정가능하게 구비되는 바디부재(130)와, 상기 바디부재(130)의 상면에 고정 설치되어, 서보드라이버로부터 모터구동전류가 인가되는 것에 대응되게 구동하는 서보모터(141)와, 상기 서보모터(141)에 일단이 고정 설치된 승강용 볼스크류(143)를 포함하여 구비되는 구동부(140)와, 상기 구동부(140)의 승강용 볼스크류(143)에 일단이 연결되어 상기 구동부(140)의 구동에 대응되게 상기 피용접물(A)측으로 승,하강가능하게 구비되는 이동부(150)와, 상기 이동부(150)의 하단에 전원공급선을 통해 용접전류를 공급받도록 설치되어 상기 고정전극부(110)로 용접전류가 흐름에 의해 피용접물(A)을 용접가능하도록 가동전극팁(162)을 갖추어 구비되는 가동전극부(160)를 포함하되, 상기 이동부(150)는 상기 구동부(140)의 구동에 대응되게 승강용 볼스크류(143)의 일단부터 타단까지 승강하여 두께가 얇은 피용접물(박판의 판)부터 높이가 높은 피용접용(캔)까지 용접이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 바디부재(130)의 전면에 고정되는 것에 의해 상기 구동부(140)의 승강용 볼스크류(143)와 이동부(150) 일부를 덮어 이물질이 유입되는 것을 방지가능하도록 커버부재(170)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기에 따르면, 가동전극팁의 스트로크를 크게 할 수 있으면서 동시에 보다 안정되게 승,하강시킬 수 있도록 함과 아울러 가동전극팁이 구동부의 승강용 볼스크류와 동일축선 상에 위치되어 편심됨 없이 보다 정확한 점용접이 가능하도록 마이크로 스폿용접기가 구성되어 있어서, 하나의 용접기로 피용접물의 두께가 얇아 높이가 낮은 피용접물 뿐만 아니라 높이가 높은 피용접물까지 용접을 할 수 있는 효과와 함께 간단한 구성으로 제조단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기를 이용하여 캔을 용접하고 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기를 이용하여 박판의 판을 용접하고 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기의 이동블럭을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기를 도시한 측면도이다.

이하에서는, 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기의 일실시 예를 들어 상세하게 설명한다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기(100)는, 고정전극팁(110a)이 갖추어지고, 일측면에 전원공급선을 통해 용접전류를 공급받도록 구성되며, 상면에 피용접물(A)을 안착시킬 수 있도록 된 고정전극부(110)를 상면 일측에 설치가능하게 구비되는 베이스부재(120)와, 상기 베이스부재(120)의 상면 타측에 일단이 고정가능하게 구비되는 바디부재(130)와, 상기 바디부재(130)의 상면에 고정 설치되어, 서보드라이버로부터 모터구동전류가 인가되는 것에 대응되게 구동하는 서보모터(141)와, 상기 서보모터(141)에 일단이 고정 설치된 승강용 볼스크류(143)를 포함하여 구비되는 구동부(140)와, 상기 구동부(140)의 승강용 볼스크류(143)에 일단이 연결되어 상기 구동부(140)의 구동에 대응되게 상기 피용접물(A)측으로 승,하강가능하게 구비되는 이동부(150)와, 상기 이동부(150)의 하단에 전원공급선을 통해 용접전류를 공급받도록 설치되어 상기 고정전극부(110)로 용접전류가 흐름에 의해 피용접물(A)을 용접가능하도록 가동전극팁(162)을 갖추어 구비되는 가동전극부(160)를 포함하되, 상기 이동부(150)는 상기 구동부(140)의 구동에 대응되게 승강용 볼스크류(143)의 일단부터 타단까지 승강하여 두께가 얇은 피용접물(박판의 판)부터 높이가 높은 피용접용(캔)까지 용접이 가능하도록 구성된다.

또한, 상기한 바디부재(130)의 전면에는 다수의 스크류를 매개로 고정되는 것에 의해 상기 구동부(140)의 승강용 볼스크류(143)와 이동부(150) 일부를 덮어 이물질이 유입되는 것을 방지가능하도록 "ㄷ"자 단면 형상으로 형성된 커버부재(170)가 더 구비된다.

이하에서, 상기한 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기를 첨부된 도면 도 1 내지 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기한 본 발명에 따른 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기의 베이스부재(120)는, 상단에 고정전극팁(110a)이 고정되게 갖추어지고, 일측면에는 전원공급선을 통해 용접전류를 공급받도록 구성된 고정전극부(110)와, 바디부재(130)를 상면 일측과 타측에 고정 설치할 수 있도록 원형을 포함한 다각 형상의 판상으로 형성되어 구비된다.

상기한 바디부재(130)는, 상기 고정전극부(110) 일측에 위치되게 상기 베이스부재(120)의 상면 타측에 일단이 고정되어 상기 구동부(140)를 설치할 수 있도록 구비된다.

즉, 상기한 바디부재(130)는 상기 베이스부재(120)의 상면 타측에 고정되는 고정부(131)와, 상기 고정부(131)의 상부로부터 상방향으로 연장되고, 상단면에는 상기 구동부(140)의 서보모터(141)를 안착 고정시킬 수 있도록 모터 브라켓(132a)이 다수의 나사로 체결되어 있는 설치부(132)로 구성된다.

상기한 구동부(140)는 상기 바디부재(130)의 상면에 고정 설치되어 제어부의 제어에 대응되게 서보드라이버로부터 모터구동전류가 인가되는 것에 의해 구동하여 상기 이동부(150)를 승,하강시킬 수 있도록 구비된다.

즉, 상기한 구동부(140)는 상기 바디부재(130)의 상단에 다수의 고정 스크류를 매개로 고정되어 서보드라이버로부터 모터구동전류가 인가되는 것에 의해 정,역구동가능하게 커플링(141a)으로 연결된 서보모터(141)와, 상기 바디부재(130)의 전면 상부에 고정되고, 중앙부에는 베어링을 개재시켜 상기 커플링(141a)을 회전가능하게 삽입 관통시킬 수 있도록 구비되는 상부 베어링서포트(142)와, 상기 커플링(141a)에 일단이 고정 연결되고, 외주면에는 승강용 나사부가 형성되어 구비되는 승강용 볼스크류(143)와, 상기 바디부재(130)의 전면에 고정되는 것에 의해 상기 상부 베어링서포트(142) 하부에 이격 설치되어, 상기 승강용 볼스크류(143)의 타단을 회전 가능하게 구속시킬 수 있도록 중앙부에 베어링이 개재되는 하부 베어링서포트(144)로 구성된다.

상기한 이동부(150)는 상기 구동부(140)의 승강용 볼스크류(143)에 일단이 설치되고 타단에는 상기 가동전극부(160)를 고정 설치시켜 상기 구동부(140)가 구동하는 것에 대응되게 상기 가동전극부(160)가 상기 고정전극부(110)에 안착되는 피용접물측으로 승,하강가능하게 구비된다.

즉, 상기한 이동부(150)는 상기 바디부재(130)의 전면에 다수의 고정스크류를 매개로 고정되는 가이드 레일(151a)과, 상기 가이드레일(151a)을 따라 슬라이드 이동되게 설치되는 가이드블럭(151b)으로 구성되어 구비되는 LM가이드(151)와, 상기 LM가이드(151)의 가이드블럭(151b)에 다수의 고정스크류를 매개로 고정되되, 상면 중앙부에는 상기 구동부(140)의 승강용 볼스크류(143)를 나사방식으로 결합시켜 상기 구동부(140)가 구동하는 것에 대응되게 상기 승강용 볼스크류(143)의 회전에 따라 상,하로 이송되는 볼스크류너트(152a)가 다수의 스크류로 고정되어 있고, 전면 일부가 천공된 "ㅁ"자 형상의 단면으로 형성되어 구비되는 이동블럭(152)으로 구성된다.

또한, 상기한 이동블럭(152)의 저면에는, 상기 가동전극부(160)의 상면과 좌,우측면 일부를 면접촉시켜 흔들림없이 고정시킬 수 있도록 고정면(152b)이 더 형성되어 구비된다.

상기한 가동전극부(160)는 상기 이동부(150)의 이동블럭(152) 저면에 형성된 고정면(152b)에 전원공급선을 통해 용접전류를 공급받도록 설치되어 상기 구동부(140)의 구동에 대응되게 이동하여 상기 고정전극부(110)로 용접전류가 흐름에 의해 피용접물이 용접가능하게 구비된다.

즉, 상기한 가동전극부(160)는 상기 이동부의 하면에 다수의 스크류를 매개로 분리가능하게 결합되되, 일측에는 전원공급선을 통해 용접전류를 공급받도록 구비되는 가동전극팁홀더(161)와, 상기 가동전극팁홀더(161)의 중앙에 고정된 채 상기 베이스부재(120)를 향해 있는 가동전극팁(162)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기는 두께가 얇은 박판의 판부터 높은 높이를 갖는 캔까지 용접을 할 수 있는 바, 먼저 두께가 얇은 박판의 판을 용접시키고자 할 경우, 첨부된 도면 도 3에 도시된 바와 같고, 높이가 있는 캔을 용접할 경우에는 도 1 및 도 2, 도 5에 도시된 바와 같이 고정전극부(110)의 고정전극팁(110a) 상부에 캔을 올려놓는다.

이후, 제어부의 제어에 대응되게 서보드라이버로부터 모터구동전류가 인가되는 것에 의해 구동부(140)의 서보모터(141)가 정방향으로 구동하게 된다.

상기 서보모터(141)의 구동으로 승강용 볼스크류(143)가 회전하게 되고, 상기 승강용 볼스크류(143)의 회전으로 이동부(150)의 이동블럭(152)이 상기 승강용 볼스크류(143)를 따라 하강 즉, 고정전극부(110)의 고정전극팁(110a) 상부에 올려진 판 또는 캔측으로 이동하게 된다.

상기 이동부(150)의 이동블럭(152)이 고정전극부(110)의 고정전극팁(110a) 상부에 올려진 판측으로 이동하는 중에 상기 이동블럭(152)의 저면에 고정된 가동전극부(160)의 가동전극팁(162)이 판 또는 캔과 접촉되는 것에 의해 박판의 판 또는 캔의 점용접이 이루어진다.

이상과 같이 본 발명에 따른 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기는, 이동블럭(152) 즉, 가동전극부(160)의 스크로크를 크게 가지므로 인해 하나의 용접기로 피용접물의 두께가 얇아 높이가 낮은 피용접물 뿐만 아니라 높이가 높은 피용접물까지도 용접이 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

A ; 피용접물
100 ; 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기
110 ; 고정전극부
120 ; 베이스부재
130 ; 바디부재
140 ; 구동부
150 ; 이동부
160 ; 가동전극부
170 ; 커버부재

Claims (5)

1. 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기에 있어서,
   고정전극팁(110a)이 갖추어지고, 일측면에 전원공급선을 통해 용접전류를 공급받도록 구성되며, 상면에 피용접물(A)을 안착시킬 수 있도록 된 고정전극부(110)를 상면 일측에 설치가능하게 구비되는 베이스부재(120)와;
   상기 베이스부재(120)의 상면 타측에 일단이 고정가능하게 구비되는 바디부재(130)와;
   상기 바디부재(130)의 상면에 고정 설치되어, 서보드라이버로부터 모터구동전류가 인가되는 것에 대응되게 구동하는 서보모터(141)와, 상기 서보모터(141)에 일단이 고정 설치된 승강용 볼스크류(143)를 포함하여 구비되는 구동부(140)와;
   상기 구동부(140)의 승강용 볼스크류(143)에 일단이 연결되어 상기 구동부(140)의 구동에 대응되게 상기 피용접물(A)측으로 승,하강가능하게 구비되는 이동부(150)와;
   상기 이동부(150)의 하단에 전원공급선을 통해 용접전류를 공급받도록 설치되어 상기 고정전극부(110)로 용접전류가 흐름에 의해 피용접물(A)을 용접가능하도록 가동전극팁(162)을 갖추어 구비되는 가동전극부(160)를 포함하되,
   상기 이동부(150)는 상기 구동부(140)의 구동에 대응되게 승강용 볼스크류(143)의 일단부터 타단까지 승강하여 두께가 얇은 피용접물(박판의 판)부터 높이가 높은 피용접용(캔)까지 용접이 가능하도록 구성되고,
   상기 이동부(150)는, 상기 바디부재(130)의 전면에 고정되는 가이드레일(151a)과, 상기 가이드레일(151a)을 따라 슬라이드 이동되게 설치되는 가이드블럭(151b)으로 구성되어 구비되는 LM가이드(151)와, 상기 LM가이드(151)의 가이드블럭(151b)에 고정되되, 상면 중앙부에는 상기 구동부(140)의 승강용 볼스크류(143)를 나사방식으로 결합시켜 상기 구동부(140)가 구동하는 것에 대응되게 상기 승강용 볼스크류(143)의 회전에 따라 상,하로 이송되는 볼스크류너트(152a)가 다수의 스크류로 고정되어 있고, 전면 일부가 천공되어 구비되는 이동블럭(152)으로 구성되며,
   상기 이동블럭(152)의 저면에는, 상기 가동전극부(160)의 상면과 좌,우측면 일부를 면접촉시켜 흔들림없이 고정시킬 수 있도록 고정면(152b)이 더 형성되어 구비됨과 아울러,
   상기 가동전극부(160)의 가동전극팁(162)은, 편심됨 없이 점용접이 가능하도록 상기 구동부(140)의 승강용 볼스크류(143)와 동일축선 상에 위치되게 구비되는 것을 특징으로 하는 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 바디부재(130)의 전면에 고정되는 것에 의해 상기 구동부(140)의 승강용 볼스크류(143)와 이동부(150) 일부를 덮어 이물질이 유입되는 것을 방지가능하도록 커버부재(170)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 무편심 서보가압식 마이크로 스폿용접기.
   
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