KR20100024276A

KR20100024276A - 자동 용접팁 교환 시스템

Info

Publication number: KR20100024276A
Application number: KR1020080083053A
Authority: KR
Inventors: 하준호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2010-03-05
Also published as: KR101033891B1

Abstract

본 발명은 자동 용접팁 교환 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차체생산공장에서 이용하는 용접로봇의 용접팁을 자동으로 교환하는 시스템에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 마찰을 이용한 회전력을 이용하여 로봇 용접건의 섕크와 팁의 결합을 약화시킨 다음 상하좌우로 왕복운동하여 상기 팁을 섕크로부터 분리하는 팁 교환 장치와, 상기 팁 교환 장치의 하부에서 취출분리된 팁을 수납하는 팁 리시빙 장치와, 상기 팁 교환 장치의 상부에서 새로운 팁을 공급하는 팁 로딩 장치가 기립형의 바디 상에 장착되어 구성되며, 컨트롤 유닛에 의해 제어되어 팁을 자동으로 교체하는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템을 제공한다.

용접건, 용접팁, 팁, 교환, 섕크, 마찰, 리니어 모터, LM 가이드

Description

자동 용접팁 교환 시스템{Auto welding tip exchange system}

일반적으로 자동차 생산라인과 같은 일정제품의 다량 생산에는 다른 용접에 비하여 가열시간이 매우 짧아 작업속도가 크고, 또 가열범위가 좁아 잔류 응력이나 변형이 적음으로 용접부의 안정성이 높은 스폿 용접이 주로 사용되고 있다.

스폿(spot)용접은 전기저항에 의한 발열을 이용하여 접촉부분의 용융을 일으키고, 이에 압력을 병용하여 접합시킴으로써, 리벳이음과 같이 판에 구멍을 뚫지 않고 판의 점접합을 행하는 용접이다.

스폿용접은 통상 용접건이 장착된 로봇을 이용하여 실시되며, 용접건은 로봇 암에 결합되는 프레임을 매개로 설치되고 용접을 위한 타이머, 콘택터, 트랜스포머 등이 내장된 몸체와, 몸체의 하단과 몸체에 힌지축으로 회동가능하게 설치된 아암 의 상단에 마주보고 설치되는 섕크(shank)(1)와, 이 섕크(1) 끝에 부착되어 용접이 행해지는 용접팁(또는 팁)(2)을 포함한다.

도 1은 종래 로봇 용접건의 팁 교환방식을 나타내는 도면이다.

현재 자동차의 차체생산공장에서 이용하고 있는 용접로봇의 팁을 교환하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이, 공구를 이용하여 팁 교환을 실시하고 있다.

이를 위하여 작업자가 차체생산라인에 들어가기 전에 안전장치를 작동시킨 다음, 로봇의 작동을 정지시키고 파이프 렌치나 팁 전용 공구 등을 이용하여 팁(2)을 로봇 용접건의 섕크(1)로부터 분리한다. 그리고, 공구를 이용하여 새로운 팁을 장착하여 확인하고 로봇을 작동하여 팁의 상태를 체크한다.

상기와 같은 팁 교환 작업시, 작업자가 비가동 시간에 생산라인의 내부로 들어가 직접 팁을 교환함으로 인해 교체 작업 시간이 비교적 많이 소요되며, 안전 요건을 철저히 준수하더라도 다른 작업자가 로봇을 작동시키는 등의 안전문제가 발생하여 대형사고를 초래하는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 로봇의 용접건 위치에 따라 팁 교환 작업성이 상이해지므로 팁을 교환하기 전에 용접건을 작업하기 용이한 곳으로 이동시켜야 하는 번거로움이 있으며, 이로 인해 작업시간이 증대되는 단점이 있다.

그리고, 차체생산라인 가동시 팁의 교환이 요구되는 경우 작업자가 팁을 교체하는 동안 가동을 중단해야 하므로 비가동 요인으로 작용하여 생산성이 저하되며, 작업 시간에 따른 인건비가 증대되는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 자동차 차체생산라인에서 로봇의 용접팁을 자동으로 교환할 수 있도록 구성되어 팁 교환의 작업성을 증대하고 안전사고를 방지하는 자동 용접팁 교환 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 마찰을 이용한 회전력을 이용하여 로봇 용접건의 섕크와 팁의 결합을 약화시킨 다음 상하좌우로 왕복운동하여 상기 팁을 섕크로부터 분리하는 팁 교환 장치와, 상기 팁 교환 장치의 하부에서 취출분리된 팁을 수납하는 팁 리시빙 장치와, 상기 팁 교환 장치의 상부에서 새로운 팁을 공급하는 팁 로딩 장치가 기립형의 바디 상에 장착되어 구성되며, 컨트롤 유닛에 의해 제어되어 팁을 자동으로 교체하는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템을 제공한다.

바람직하게, 상기 팁 교환 장치는, 팁의 이탈을 방지하도록 고정하는 섕크 홀더와 마찰을 이용하여 상기 팁을 홀딩하면서 회전시키는 팁 홀더로 구성되는 클램프 유닛과, 팁을 상하좌우로 움직여 섕크로부터 분리하는 바이브레이션 유닛과, 상기 클램프 유닛을 동작시키기 위한 동력을 제공하는 롤러 드리븐 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,

또한, 바람직하게, 상기 팁 리시빙 장치는, 팁 교환 장치에서 취출된 팁 및 냉각수를 수납하는 리시빙 탱크와, 상기 리비싱 탱크에 연결되어 냉각수를 배출하는 드레인 호스와, 상기 리시빙 탱크와 바디 사이에 장착되어 상기 리시빙 탱크를 상하운동하게 하는 업다운 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 팁 로딩 장치는, 전단부에 팁을 취출하기 위한 로딩홀이 형성되며, 내장된 팁을 상기 로딩홀로 전진시키는 피스톤이 후단부에 장착되는 로딩박스와, 상기 로딩박스에 연결되어 상하 회전하는 스윙 브래킷과, 상기 스윙 브래킷과 회전축으로 연결되어 상하 회전력을 공급하는 스윙모터와, 상기 스윙 브래킷을 상기 바디에 연결고정하는 서포트 브래킷과, 상기 스윙 브래킷에 장착되어 상기 로딩박스를 좌우 회전시키는 회전모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 바이브레이션 유닛은, 호 형상의 곡면으로 형성되어 전면에 하나 이상의 LM 가이드가 구비된 스윙 가이드와, 전면에 상하 리니어 모터가 장착되고 배면에 한 쌍 이상의 스윙 레일이 형성되어 상기 LM 가이드를 따라 좌우로 왕복운동하는 좌우이동 플레이트와, 상기 LM 가이드의 길이방향을 따라 다수로 내설되어 상기 좌우이동 플레이트에 동력을 공급하는 좌우 리니어 모터와, 배면에 전기레일이 장착되어 상기 상하 리니어 모터에 의해 상하로 왕복운동하는 상하이동 브래킷을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,

또한 바람직하게, 상기 팁 홀더는, 팁이 삽입되는 회전홀이 형성된 마찰 허브와, 상기 회전홀에 인입되어 상기 팁 주위에 위치되는 둘 이상의 마찰 롤러와, 상기 마찰 롤러의 상단과 하단에 구비되어 상기 회전홀 내에서의 회전이동을 안내 하는 마찰 롤러 가이드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 바람직하게, 상기 팁 홀더의 상단과 하단에 구비되는 섕크 홀더는, 고리형으로 형성되는 홀더 가이드와, 상기 홀더 가이드의 내측에 이격 배치되는 상부 홀더 및 하부 홀더와, 수축/복원하며 상기 상부 홀더와 하부 홀더를 연결하는 에어백을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 롤러 드리븐 유닛은, 동력을 공급하는 전기모터와, 상기 전기모터의 축에 연결되는 종동롤러와, 상기 종동롤러에 공급된 동력을 상기 팁 홀더로 전달하는 마찰 벨트와, 상기 전기모터와 종동롤러 사이에 설치되어 전기모터의 회전속도를 감속하는 감속조인트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,

더욱 바람직하게, 상기 팁 홀더와 섕크 홀더 사이에 팁 홀더의 동작에 따른 간섭을 회피하기 위하여 클램프 하우징을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동 용접팁 교환 시스템은 로봇의 용접건에 구비되는 팁을 자동으로 교환할 수 있도록 구성하여 팁 교환 작업을 자동으로 실시함으로 인해, 수동으로 팁을 교환할 때보다 절반 이하로 작업시간이 단축되어 인건비가 절감되는 장점이 있으며, 작업이 간단해져 작업성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 팁 교체 작업시 로봇 작동으로 인한 안전사고를 방지할 수 있으며, 차체생산라인의 가동시 팁 교환이 요구되더라도 짧은 시간에 자동으로 교체 작업이 이루어지므로 생산성이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

본 발명의 실시 예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시 예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따라 바람직하게 구현되는 자동 용접팁 교환 시스템은 마찰을 이용한 회전력을 이용하여 용접건의 섕크(shank)와 팁의 결합상태를 약화시킨 다음 상하좌우로 움직이며 분리시켜 기존에 팁을 취출한 후 새로운 팁으로 교체함으로써 팁 교환을 자동화하고 작업자의 편의성을 향상시킨다.

첨부한 도 2는 본 발명에 따른 자동 용접팁 교환 시스템을 도시한 개략도이다.

이를 위하여 자동 용접팁 교환 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 마찰을 이용한 회전력과 리니어 모터 및 전기모터 등의 동력을 이용하여 기존 팁을 섕크로부터 분리하는 팁 교환 장치(100)와, 상기 팁 교환 장치(100)에서 분리된 팁을 적절한 위치에서 수납하는 팁 리시빙(tip receiving) 장치(200)와, 새로운 팁을 상기 팁 교환 장치에 투입하는 팁 로딩 장치(300)를 포함하여 구성된다.

상기 팁 로딩 장치(300)와 팁 교환 장치(100) 및 팁 리시빙 장치(200)는, 하단에 지지판이 구비된 기립형 바디(400)에 배치되어 설치된다.

도 3은 본 발명에 따른 팁 교환 장치를 도시한 구성도이고, 도 4는 도 3의 A-A를 취하여 도시한 단면도이다.

상기 바디(400)의 상단에 장착고정되어 팁 로딩 장치(300)의 하부에 위치하는 팁 교환 장치(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 팁과 섕크의 결합력을 약화시키는 클램프 유닛과, 결합력이 약화된 팁과 섕크를 상하좌우로 움직여 분리하는 바이브레이션 유닛 및 상기 클램프 유닛의 동작을 위한 롤러 드리븐(driven) 유닛으로 구성된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 바이브레이션 유닛은 상기 바디(400)의 상단에 고정되는 스윙 가이드(110)와, 상기 스윙 가이드(110)를 따라 움직이는 좌우이동 플레이트(120)와, 상기 좌우이동 플레이트(120) 상에 전기레일(131)과 상하 리니어 모터(123)를 개재하여 설치되는 상하이동 브래킷(130)을 포함하여 구성되며, 상기 클램프 유닛은 로봇 용접건의 섕크가 진입시 팁의 이탈을 방지하도록 잡아주는 섕크 홀더(140)와 팁을 홀딩(holding)하여 회전시키는 팁 홀더(150)를 포함하여 구성된다.

호 형상의 곡면으로 형성되는 상기 스윙 가이드(110)는 상기 좌우이동 플레이트(120)의 이동을 가이드하기 위한 LM 가이드(111)가 하나 이상 구비되고, 상기 좌우이동 플레이트(120)는 상기 LM 가이드(111)를 따라 좌우로 이동하기 위하여 한 쌍 이상의 스윙 레일(121)이 장착된다.

그리고, 상기 좌우이동 플레이트(120)의 좌우이동동작을 위한 좌우 리니어 모터(113)가 상기 LM 가이드(111)의 길이방향을 따라 다수로 내설되며, 상기 상하이동 브래킷(130)의 배면에 설치된 전기레일(131)에 전기가 전달되면 자기장 현상으로 척력이 발생하고, 좌우이동 플레이트(120)의 전면에 설치된 상하 리니어 모터(123)의 동작에 의해 상하이동 브래킷(130)이 상하로 왕복운동하며 진동하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 팁 홀더를 도시한 분해 사시도로서, 상기 팁 홀더(150)는, 회전홀(151a)이 형성된 원통형의 마찰 허브(151)와, 상기 회전홀(151a)에 인입되는 둘 이상의 마찰 롤러(153)와, 상기 마찰 롤러(153)의 상단과 하단에 구비되어 마찰 롤러(153)의 회전이동을 가이드하는 마찰 롤러 가이드(155)를 포함하여 구성되며, 상기 회전홀(151a)은 인입된 팁 주위에 마찰 롤러(153)가 마찰 롤러 가이드(155)를 따라 회전이동할 수 있도록 형성된다.

그리고, 상기 팁 홀더(150)는 상기 스윙 가이드(110)의 측면부를 연장하여 형성되는 가상의 원통 중심에 해당하는 위치에 구성되는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 따른 롤러 드리븐 유닛과 팁 홀더를 도시한 구성 사시도로서, 상기 롤러 드리븐 유닛은, 상기 팁 홀더(150)의 구동을 위하여 동력을 공급하는 전기모터(160)와, 상기 전기모터(160)의 축에 연결되는 종동롤러(161)와, 상기 종동롤러(161)에 전달된 동력을 마찰 허브(151)에 제공하여 마찰 롤러(153)에 운동에너지를 전달하는 마찰 벨트(163)를 포함하여 구성되며, 상기 종동롤러(161)에 과부하 발생시 전기모터(160)의 회전력을 감속하여 전달하기 위하여 전기모터(160)와 종동롤러(161) 사이에 감속조인트(165)가 설치된다.

그리고, 상기 팁 홀더(150)와 종동롤러(161)를 감싸 보호하는 클램프 하우징(157)이 구성되며, 상기 클램프 하우징(157)과 전기모터(160)는 상기 상하이동 브래킷(130) 상에 배치되어 장착된다. 상기 클램프 하우징(157)은 상기 팁 홀더(150)와 섕크 홀더(140) 사이에 구성되어 팁 홀더(150)의 동작에 따른 간섭을 회피한다.

도 7은 본 발명에 따른 섕크 홀더를 도시한 평면도로서, 상기 팁 홀더(150)의 상단과 하단에 배치되도록 상기 클램프 하우징(157)에 설치되는 섕크 홀더(140)는, 고리형으로 형성된 홀더 가이드(147)의 내측에 일정 간격으로 이격 배치되는 상부 홀더(141)와 하부 홀더(143)를 에어백(145)으로 연결하여 구성되고, 상기 에어백(145)의 수축을 통해 상부 홀더(141)와 하부 홀더(143)가 접하여 형성되는 클램핑홀에 진입한 팁을 클램핑(clamping)하며, 상기 클램핑홀(140a)은 마찰 허브(151)의 회전홀(151a) 중앙에 위치하도록 구성된다.

상기 전기모터(160)가 구동되어 마찰 허브(151)가 회전하고 로봇 용접건의 팁이 진입하여 상기 회전홀(151a)에 인입되면, 마찰 롤러(153)가 회전되면서 마찰 허브(151)의 중앙으로 진입하게 되고, 상기 마찰 롤러(153)의 표면 마찰에 의해 팁도 회전하게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 팁 리시빙 장치를 도시한 개략도이고, 도 9는 도 8의 B-B를 취하여 도시한 평면도이다.

상기 팁 리시빙 장치(200)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 팁 교환 장 치(100)에서 취출된 기존 팁과 냉각수를 수납하기 위한 리시빙 탱크(210)와, 상기 리시빙 탱크(210)의 하단에 연결되어 냉각수를 저장탱크로 배출하도록 하는 드레인 호스(220)와, 상기 리시빙 탱크(210)와 바디(400) 사이에 연결장착되어 로봇 용접건과의 간섭을 회피하기 위해 상기 리시빙 탱크(210)를 상하운동하도록 하는 업다운 유닛을 포함하여 구성된다.

상기 업다운 유닛은 도 9에 도시된 바와 같이, 리시빙 탱크(210)에 연결되어 이를 지지하는 업다운 브래킷(230)과, 상기 업다운 브래킷(230)의 양측면에 장착되어 상하이동을 안내하는 업다운 가이드(240)와, 상기 업다운 가이드(240) 상에 장착되어 상기 바디(400)의 길이방향으로 설치된 바디레일(미도시)을 따라 상하이동하는 구동 롤러(260)와, 상기 업다운 가이드(240) 상에 장착되어 상기 구동 롤러(260)에 동력을 공급하는 업다운 모터(250)를 포함하여 구성된다.

도 10은 본 발명에 따른 팁 로딩 장치와 팁 교환 장치를 도시한 평면도로서, 상기 팁 로딩 장치(300)는 기존 팁을 취출한 용접건의 섕크에 새로운 팁을 로딩하기 위한 장치로, 한 세트당 팁이 최대 7개까지 장착되는 로딩박스(310)와, 상기 로딩박스(310)를 지지하며 상하 위치로 반바퀴 회전(180°)시키는 스윙 브래킷(320)과, 상기 스윙 브래킷(320)에 회전력을 공급하는 스윙모터(330)와, 상기 스윙 브래킷(320)을 바디(400)에 연결고정하여 지지하는 서포트 브래킷(340)을 포함하여 구성된다.

상기 로딩박스(310)는 장착된 팁을 전진시키기 위한 피스톤(311)이 후단부에 장착되며, 전단부에는 전진한 팁을 팁 교환 장치의 팁 홀더(150)로 로딩하기 위한 로딩홀(313)이 구비되어, 상기 피스톤(311)이 공급되는 공압에 의해 전진하면 선단에 위치한 팁이 상기 로딩홀(313)에 위치하게 되고 로봇 용접건의 섕크가 팁을 밀어 팁 홀더로 취출시킨다.

또한, 도 11은 본 발명에 따른 팁 로딩 장치의 작동상태를 도시한 도면으로서, 상기 스윙 브래킷(320)의 상단에는 로딩박스(310)를 약 45°회전시킬 수 있는 회전모터(321)가 장착되며, 상기 로딩박스(310)의 후단부 하단에는 상기 회전모터(321)의 축에 연결되는 기어(315)가 장착되어, 상기 회전모터(321)의 동작에 따라 상기 로딩홀(313)과 팁 홀더의 회전홀(151a) 위치를 일치시킬 수 있도록 구성한다.

상기 회전모터(321)는 전자 모터로 상기 로딩박스(310)의 회전을 제어하며, 상기 스윙 브래킷(320)에 연결된 회전축(323)은 상기 스윙모터(330)의 축에 연결되어 상기 로딩박스(310)를 상하로 회전시켜 그 위치를 반전시킨다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 일실시 예의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 12~ 도 14는 본 발명에 따른 자동 용접팁 교환 시스템의 동작상태를 도시한 부분도이다.

본 발명에 따른 자동 용접팁 교환 시스템의 제어를 위한 컨트롤 유닛에 로봇의 프로그램을 연결하여 로봇 용접건에 장착된 팁의 크기를 입력받은 다음, 팁 리시빙 장치(200)에 구비된 업다운 모터(250)를 동작시켜 리시빙 탱크(210)의 높이를 조절하여 상기 로봇 용접건과의 간섭을 회피하여 작업이 편리하도록 설정한다.

로봇 용접건이 진입하여 섕크 홀더 위에 위치하게 되면 감지센서가 작동하여 로봇 용접건의 팁이 섕크 홀더(140)로 하강하여 팁 홀더(150)로 진입하게 된다.

그럼, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 전기모터(160)가 작동하여 전달된 운동에너지로 마찰 롤러(153)가 마찰 허브(151)의 센터로 진입하면서 상기 팁을 가압하기 시작하면, 이를 감지한 컨트롤 유닛이 좌우 리니어 모터(113)를 동작시키고 스윙 레일(121)에 전기가 전달되어 척력이 발생하면 좌우이동 플레이트(120)가 좌우로 스윙하여 섕크와 팁의 결합력을 약화한다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 컨트롤 유닛의 신호에 따라 섕크 홀더(140)의 에어백(145)이 수축하여 상부 홀더(141)와 하부 홀더(143)가 팁을 고정하여 팁의 이탈을 방지하면, 상하 리니어 모터(123)가 동작되고 전기레일(131)에 전기가 전달되어 척력이 발생하면서 상하이동 브래킷(130) 전체가 상하로 왕복운동하며 진동하여 상기 팁과 섕크를 분리한다.

상기 팁을 분리한 로봇 용접건이 상승한 다음, 섕크 홀더(140)의 에어백(145)이 복원되어 팁이 언클램핑(unclamping)되면서 중력에 의해 낙하하여 리시빙 탱크(210)로 배출된다. 상기 팁과 함께 리시빙 탱크(210)로 수집된 냉각수는 드레인 호스(220)를 통해 배출되며, 로봇 용접건의 하부에 장착된 팁도 상기와 같은 과정을 통해 제거한다.

한편, 새로운 팁을 로봇 용접건의 섕크에 장착하기 위하여, 컨트롤 유닛의 신호에 따라 로딩박스(310)의 후단부에 공압이 공급되어 피스톤(311)이 전진하면서 장착된 팁이 전단부에 로딩홀(313) 위치까지 이동한다.

그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 회전모터(321)가 동작하여 로딩박스(310)가 섕크 홀더(140)의 중앙으로 이동회전하여 로딩홀(313)과 팁 홀더(150)의 회전홀(151a)을 일치시킨다.

팁이 제거된 로봇 용접건이 진입하여 로딩홀(313)에 위치한 팁을 밀어 섕크 홀더(140)로 낙하시킨 후, 로딩박스(310)가 원위치로 복귀하면 섕크 홀더(140)로 하강하여 팁을 자동 장착하고 상승후진한다.

로봇 용접건의 하부에도 팁을 장착하기 위하여, 도 14에 도시된 바와 같이, 스윙모터(330)를 작동시켜 로딩박스(310)를 180°로 상하회전시킨 다음 다시 로봇 용접건이 진입하여 상기와 같이 팁을 장착한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 종래 로봇 용접건의 팁 교환방식을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 자동 용접팁 교환 시스템을 도시한 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 팁 교환 장치를 도시한 구성도,

도 4는 도 3의 A-A를 취하여 도시한 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 팁 홀더를 도시한 분해 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 롤러 드리븐 유닛과 팁 홀더를 도시한 구성 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 섕크 홀더를 도시한 평면도,

도 8은 본 발명에 따른 팁 리시빙 장치를 도시한 개략도,

도 9는 도 8의 B-B를 취하여 도시한 평면도,

도 10은 본 발명에 따른 팁 로딩 장치와 팁 교환 장치를 도시한 평면도,

도 11은 본 발명에 따른 팁 로딩 장치의 작동상태를 도시한 도면,

도 12~ 도 14는 본 발명에 따른 자동 용접팁 교환 시스템의 동작상태를 도시한 부분도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 팁 교환 장치 110 : 스윙 가이드

111 : LM 가이드 113 : 좌우 리니어 모터

120 : 좌우이동 플레이트 121 : 스윙 레일

123 : 상하 리니어 모터

130 : 상하이동 브래킷 131 : 전기레일

140 : 섕크 홀더 141 : 상부 홀더

143 : 하부 홀더 145 : 에어백

147 : 홀더 가이드

150 : 팁 홀더 151 : 마찰 허브

151a : 회전홀 153 : 마찰 롤러

155 : 마찰 롤러 가이드 157 : 클램프 하우징

160 : 전기모터 161 : 종동롤러

163 : 마찰 벨트 165 : 감속조인트

200 : 팁 리시빙 장치 210 : 리시빙 탱크

220 : 드레인 호스 230 : 업다운 브래킷

240 : 업다운 가이드 250 : 업다운 모터

260 : 구동 롤러

300 : 팁 로딩 장치 310 : 로딩박스

311 : 피스톤 313 : 로딩홀

315 : 기어 320 : 스윙 브래킷

321 : 회전모터 323 : 회전축

330 : 스윙 모터 340 : 서포트 브래킷

400 : 바디

Claims

마찰을 이용한 회전력을 이용하여 로봇 용접건의 섕크와 팁의 결합을 약화시킨 다음 상하좌우로 왕복운동하여 상기 팁을 섕크로부터 분리하는 팁 교환 장치와, 상기 팁 교환 장치의 하부에서 취출분리된 팁을 수납하는 팁 리시빙 장치와, 상기 팁 교환 장치의 상부에서 새로운 팁을 공급하는 팁 로딩 장치가 기립형의 바디 상에 장착되어 구성되며, 컨트롤 유닛에 의해 제어되어 팁을 자동으로 교체하는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 팁 교환 장치는,

팁의 이탈을 방지하도록 고정하는 섕크 홀더와 마찰을 이용하여 상기 팁을 홀딩하면서 회전시키는 팁 홀더로 구성되는 클램프 유닛과, 팁을 상하좌우로 움직여 섕크로부터 분리하는 바이브레이션 유닛과, 상기 클램프 유닛을 동작시키기 위한 동력을 제공하는 롤러 드리븐 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 팁 리시빙 장치는,

팁 교환 장치에서 취출된 팁 및 냉각수를 수납하는 리시빙 탱크와, 상기 리 비싱 탱크에 연결되어 냉각수를 배출하는 드레인 호스와, 상기 리시빙 탱크와 바디 사이에 장착되어 상기 리시빙 탱크를 상하운동하게 하는 업다운 유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 팁 로딩 장치는,

전단부에 팁을 취출하기 위한 로딩홀이 형성되며, 내장된 팁을 상기 로딩홀로 전진시키는 피스톤이 후단부에 장착되는 로딩박스와, 상기 로딩박스에 연결되어 상하 회전하는 스윙 브래킷과, 상기 스윙 브래킷과 회전축으로 연결되어 상하 회전력을 공급하는 스윙모터와, 상기 스윙 브래킷을 상기 바디에 연결고정하는 서포트 브래킷과, 상기 스윙 브래킷에 장착되어 상기 로딩박스를 좌우 회전시키는 회전모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템.
청구항 2에 있어서,

상기 바이브레이션 유닛은, 호 형상의 곡면으로 형성되어 전면에 하나 이상의 LM 가이드가 구비된 스윙 가이드와, 전면에 상하 리니어 모터가 장착되고 배면에 한 쌍 이상의 스윙 레일이 형성되어 상기 LM 가이드를 따라 좌우로 왕복운동하는 좌우이동 플레이트와, 상기 LM 가이드의 길이방향을 따라 다수로 내설되어 상기 좌우이동 플레이트에 동력을 공급하는 좌우 리니어 모터와, 배면에 전기레일이 장 착되어 상기 상하 리니어 모터에 의해 상하로 왕복운동하는 상하이동 브래킷을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템.
청구항 2에 있어서,

상기 팁 홀더는, 팁이 삽입되는 회전홀이 형성된 마찰 허브와, 상기 회전홀에 인입되어 상기 팁 주위에 위치되는 둘 이상의 마찰 롤러와, 상기 마찰 롤러의 상단과 하단에 구비되어 상기 회전홀 내에서의 회전이동을 안내하는 마찰 롤러 가이드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템.
청구항 2에 있어서,

상기 팁 홀더의 상단과 하단에 구비되는 섕크 홀더는, 고리형으로 형성되는 홀더 가이드와, 상기 홀더 가이드의 내측에 이격 배치되는 상부 홀더 및 하부 홀더와, 수축/복원하며 상기 상부 홀더와 하부 홀더를 연결하는 에어백을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템.
청구항 2에 있어서,

상기 롤러 드리븐 유닛은, 동력을 공급하는 전기모터와, 상기 전기모터의 축 에 연결되는 종동롤러와, 상기 종동롤러에 공급된 동력을 상기 팁 홀더로 전달하는 마찰 벨트와, 상기 전기모터와 종동롤러 사이에 설치되어 전기모터의 회전속도를 감속하는 감속조인트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템.
청구항 3에 있어서,

상기 업다운 유닛은, 상기 리시빙 탱크에 연결되어 지지하는 업다운 브래킷과, 상기 업다운 브래킷에 장착되어 상하이동을 안내하는 업다운 가이드와, 상기 업다운 가이드 상에 장착되어 상기 바디의 길이방향으로 상하이동하는 구동 롤러와, 상기 구동 롤러에 동력을 공급하는 업다운 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템.
청구항 2 또는 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,

상기 팁 홀더와 섕크 홀더 사이에 팁 홀더의 동작에 따른 간섭을 회피하기 위하여 클램프 하우징을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 용접팁 교환 시스템.