KR20130110642A - Resitance spot welding device having rotary electrode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저항 점 용접기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용접 전극을 실시간으로 교체할 수 있는 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기에 관한 것이다.
The present invention relates to a resistance spot welder, and more particularly to a resistance spot welder having a real-time electrode variable function that can replace the welding electrode in real time.
저항 점용접은 차체 조립 주요 용접법으로 차 1대당 약 4000~6000 포인트가 사용되며, 차량 전체 접합부의 90% 이상에 적용되고 있다.Resistance spot welding is the main welding method for body assembly, and about 4000 ~ 6000 points are used per vehicle, and it is applied to more than 90% of the entire joints of vehicles.
점용접 공정은 상하전극을 이용하여 판재를 고정한 상태에서, 전류를 흐르게 하여 판재 내부에서 발생한 접촉 저항열에 의해 판재의 접합면을 용융시킴과 동시에 압력을 가해 접합부를 형성하는 공정이다.The spot welding process is a process of forming a junction by applying pressure while simultaneously melting the joint surface of the sheet by the heat of contact resistance generated inside the sheet while fixing the sheet using the upper and lower electrodes.
이때, 전극과 소재 사이에 접촉저항에 의한 발열 및 소재로부터의 저항열에 의해 전극의 온도가 상승하게 되고 전극 내부의 냉각수에 의해 전극의 온도를 냉각시키게 된다.At this time, the temperature of the electrode is increased by the heat generated by the contact resistance between the electrode and the material and the resistance heat from the material, and the temperature of the electrode is cooled by the coolant inside the electrode.
용접 품질을 일정하게 유지하고 관리하기 위해서는 전극의 온도관리가 매우 중요하다.Temperature control of the electrode is very important to maintain and control the welding quality.
관련선행기술로는 대한민국 등록특허 10-0527310호 (공고일자 2005년 11월8일) '수동 점용점 및 자동 연속 점용접이 가능한 자동차용 강판의 점용접 장치'가 있다.
Related prior art is Republic of Korea Patent Registration No. 10-0527310 (announcement date November 8, 2005) 'manual spot spot and spot welding device of automotive steel sheet capable of automatic continuous spot welding'.
본 발명의 목적은 실시간으로 연속으로 전극을 교체할 수 있도록 함으로써, 일정한 점 용접 품질을 유지할 수 있는 저항 점용접기를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a resistance spot welder capable of maintaining a constant spot welding quality by allowing electrodes to be replaced in real time in a continuous manner.
본 발명의 다른 목적은 서로 다른 규격의 전극을 실시간으로 교체할 수 있는 저항 점 용접기를 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to provide a resistance spot welder capable of replacing electrodes of different specifications in real time.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 승하강 가능한 한 쌍의 전극 몸체; 상기 전극 몸체에 대하여 일정한 경사각(θ)을 가지며 회전가능하게 형성되는 회전원판; 상기 회전원판에 대하여 90-θ의 경사각을 가지도록 형성되어 상기 회전원판의 회전각도에 따라 선택적으로 상기 전극 몸체와 일직선상에 놓이게 되는 복수개의 전극; 및 상기 회전원판을 회전시키는 구동수단;을 포함하는 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기를 제공한다.The present invention for achieving this object, a pair of elevating electrode body; A rotating disc rotatably formed with a constant inclination angle [theta] with respect to the electrode body; A plurality of electrodes formed to have an inclination angle of 90-θ with respect to the rotation disc and selectively placed in line with the electrode body according to the rotation angle of the rotation disc; It provides a resistance spot welder having a real-time electrode variable function including; and a driving means for rotating the rotating disc.
상기 복수개의 전극은 내부에 냉각수 통로가 구비되는 것이 바람직하다.The plurality of electrodes are preferably provided with a cooling water passage therein.
아울러, 상기 냉각수 통로는 이중관 형상으로 형성되어, 내부관으로 공급되어 내부관과 외부관 사이로 유출되거나, 내부관과 외부관 사이로 공급되어 내부관으로 유출되는 것이 바람직하다.In addition, the cooling water passage is formed in a double tube shape, it is preferably supplied to the inner tube is discharged between the inner tube and the outer tube, or is supplied between the inner tube and the outer tube is discharged to the inner tube.
그리고, 상기 복수개의 전극은 각각 온도센서를 구비할 수 있고, 상기 온도센서의 측정값을 전달받아 상기 구동수단을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The plurality of electrodes may each include a temperature sensor, and may further include a controller configured to control the driving means by receiving the measured value of the temperature sensor.
한편, 상기 복수개의 전극은 상기 회전원판에 탈부착 가능하게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 복수개의 전극은 적어도 한개가 다른 규격을 가질 수도 있다.
On the other hand, the plurality of electrodes is preferably formed detachably on the rotating disc, the plurality of electrodes may have a different standard at least one.
본 발명에 따른 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기는 복수개의 용접 전극을 교대로 사용할 수 있도록 함으로써, 전극의 온도 유지가 용이한 효과를 가져온다.The resistance spot welder having a real-time electrode variable function according to the present invention can use a plurality of welding electrodes alternately, thereby bringing an effect of easily maintaining the temperature of the electrode.
따라서, 일정한 저항 점용접 품질을 달성할 수 있으며 전극 교체로 인한 작업 지연이 발생하지 않음으로써 생산성 효과를 가져온다.
Thus, a constant resistance spot welding quality can be achieved and work delays due to electrode replacement do not occur, resulting in a productivity effect.
도 1은 접용접의 원리를 설명하기 위한 개념도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기의 전극을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기의 회전원판 내부의 냉각채널을 나타낸 단면도임.1 is a conceptual diagram for explaining the principle of welding;
2 is a view showing a resistance spot welder having a real-time electrode variable function according to an embodiment of the present invention,
3 is a cross-sectional view showing an electrode of a resistance spot welder having a real-time electrode variable function according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view showing a cooling channel inside the rotating disc of the resistance spot welding machine having a real-time electrode variable function according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명에 따른 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기에 관하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a resistance spot welder having a real-time electrode variable function according to the present invention will be described in detail.
본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to achieve them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.
In the drawings, it is to be noted that the sizes of the constituent elements of the invention are exaggerated for clarity of description, and when it is described that any constituent element is present inside or connected to another constituent element, The element may be installed in contact with the other element, may be installed at a predetermined distance from the element, and may be provided with a third element for fixing or connecting the element to the other element, The description of the means may be omitted.
점용접은 용접 과정의 자동화에 따른 높은 생산성과 이미 확보된 용접 특성에 따른 내구성을 제공한다. 이로 인해, 점용접은 자동차 차체는 물론 차량 내 주요 판형부품, 철도차량 및 가전제품 등에 구조용 강판의 체결 방식으로 광범위하게 사용되고 있다.
Spot welding provides high productivity due to the automation of the welding process and durability due to already obtained welding characteristics. For this reason, spot welding has been widely used as a method of fastening structural steel sheets in automobiles, as well as major plate-shaped parts, railroad cars, and home appliances.
도 1은 접용접의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram for explaining the principle of welding.
도시된 바와 같이, 점용접은 피용접 부재(10)를 중첩시킨 상태에서 용접부의 상하면에 각각 상부전극(20)과 하부전극(20)을 접촉시킨 후, 전극에 전류를 흐르게 함으로써, 접합면(12)을 용융시킴킴과 동시에 압력을 가하여 용접부(15)를 형성하게 된다.As shown, the spot welding contact the
상부전극(20), 피용접 부재(10), 하부전극(30) 사이의 저항의 변화는 도면의 그래프와 같다. 저항은 피용접 부재(10)의 접합면(12)이 가장 높다.The change in resistance between the
따라서, 상부전극(20)과 하부전극(30)을 관통하는 방향으로 전류가 흐르게 되면, 전기저항이 가장 높은 접합면(12)의 온도가 가장 높게 상승하게 되어 용접이 이루어진다.Therefore, when a current flows in the direction penetrating the
그런데, 도면에서 알 수 있듯이, 전극(20, 30)과 피용접 부재(10)의 사이의 접촉 저항으로 인하여 발열이 발생하고, 또한 소재로부터의 저항열이 전극으로 전달되기도 하여 전극의 온도가 상승하게 된다.However, as can be seen in the figure, heat is generated due to contact resistance between the
전극의 온도가 지나치게 높아지게 되면, 전극과 소재 사이에서도 용착이 발생할 수 있으며, 용접부의 품질에 영향을 미치게 된다.If the temperature of the electrode is excessively high, welding may occur between the electrode and the material, which affects the quality of the welded portion.
이러한 전극의 온도 상승은 연속적인 용접 타점시에 더욱 문제가 된다.
This temperature rise of the electrode becomes more problematic during continuous welding spots.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a resistance spot welder having a real-time electrode variable function according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기(100)는 승하강 가능한 한 쌍의 전극 몸체(120)와, 상기 전극 몸체에 대하여 일정한 경사각(θ)을 가지며 회전가능하게 형성되는 회전원판(140)과, 상기 회전원판(140)에 대하여 90-θ의 경사각을 가지도록 형성되어 상기 회전원판(140)의 회전각도에 따라서 상기 전극 몸체와 일직선상에 놓이게 되는 복수개의 전극(160)과, 상기 회전원판(140)을 회전시키는 구동수단(미도시)을 포함한다.As shown, the
회전원판(140)을 구동시키는 구동수단은 전극몸체의 내부에 내장되는 기어, 모터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어 회전원판의 둘레를 따라 링기어를 구비하고, 그 내측에 피니언 기어를 접촉시키며, 상기 피니언 기어를 구동모터에 의하여 구동하는 방식으로 회전원판을 회전시킬 수 있다.
The driving means for driving the rotating
본 발명에 따른 저항 점용접기(100)는 복수개의 전극(160)을 구비하여 실시간으로 전극을 교체할 수 있는 구성을 제공한다. 도시한 실시예의 경우 3개의 전극이 구비되어 있으나, 경우에 따라서 2개의 전극이 구비될 수도 있고 4개 이상의 전극이 구비될 수도 있다.
또한, 사용되지 않고 대기 중인 전극들은 피용접부재에 접촉하지 않도록 구성된다.In addition, electrodes that are not used and are waiting for the air are configured not to contact the member to be welded.
회전원판(140)이 전극 몸체(120)에 대하여 일정각도 경사각을 가진 상태에서 회전하도록 형성되며, 회전원판(140) 상에 복수개의 전극이 현미경의 대물렌즈와 같이 일정각도 경사지게 구비된다.The rotating
따라서, 회전원판(140)의 회전에 따라 선택된 하나의 전극만 전극 몸체의 길이 방향과 일직선 상에 놓이게 되며, 피용접부와 접촉할 수 있다.Therefore, only one electrode selected according to the rotation of the
예를 들어, 회전원판(140)의 회전축이 전극 몸체(120)에 60도 각도로 경사지게 형성되는 경우, 각각의 전극은 회전원판의 회전축에 대하여 30도 각도로 경사지게 형성되어야 한다. 그래야만 회전원판(140)의 회전각도에 따라 선택되는 하나의 전극이 전극몸체와 일직선 상에 놓이게 되어 피용접부재에 가압력을 가할 수 있다.
For example, when the rotation axis of the
본 발명은 승하강하는 전극 몸체(120)에 복수개의 전극(160)을 회전원판(140)을 이용하여 선택할 수 있도록 함으로써, 사용되고 있는 전극의 온도가 상승되면 즉시 다른 전극으로 교체하여 연속적인 점용접이 가능하다.According to the present invention, the plurality of
이를 위해서, 각각의 전극에는 온도센서가 구비될 수 있고, 다른 방법으로는 비접촉식 온도센서를 전극이외의 부분에 구비하여 용접을 수행하고 있는 전극의 온도를 측정할 수도 있다.To this end, each electrode may be provided with a temperature sensor, and alternatively, a non-contact temperature sensor may be provided at a portion other than the electrode to measure the temperature of the electrode being welded.
온도센서는 각각의 전극을 온도를 실시간으로 측정하여, 제어부로 전달하게 되고, 제어부는 전극의 온도가 일정값을 벗어나면 다른 전극으로 교체하도록 구동수단을 작동하게 된다.The temperature sensor measures the temperature of each electrode in real time and transmits the temperature to the controller, and the controller operates the driving means to replace the electrode with another electrode when the temperature of the electrode is out of a predetermined value.
또한, 각각의 전극(160)은 회전원판에 대하여 탈부착 가능하게 형성되는 것이 바람직하다. 전극(160)은 일정한 수명을 가지는 소모품으로 각각의 전극의 상태에서 따라서 회전원판과 분리하여 교체할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, each
또한, 필요에 따라서 복수개의 전극(160) 중 적어도 일부는 다른 규격을 가지도록 형성할 수도 있다.In addition, if necessary, at least some of the plurality of
전극의 규격은 점 용접부의 용접부 크기를 결정하게 되는데, 제품에 따라서는 6mm 전극을 사용해야 하는 부분과 8mm 전극을 사용해야 하는 부분이 혼합되어 있을 수도 있다.The size of the electrode determines the size of the weld at the spot weld. Depending on the product, there may be a mixture of parts using 6 mm electrodes and parts using 8 mm electrodes.
본 발명은 이러한 경우에도 실시간으로 전극을 교체하며 용접을 수행할 수 있게 된다. 따라서 한대의 용접기를 이용하여 다양한 형태의 용접을 수행할 수 있고, 또한 설계시에도 하나의 제품에 다양한 용접점이 혼용되도록 설계할 수 있어 설계의 자유도를 향상시키는 효과도 가져온다.
In this case, the present invention can perform welding while replacing the electrode in real time. Therefore, it is possible to perform various types of welding by using a single welding machine, and also to design various welding points in a single product at the time of design, thereby improving the degree of freedom of design.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기의 전극을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing an electrode of a resistance spot welder having a real-time electrode variable function according to an embodiment of the present invention.
각각의 전극의 사용 수명을 늘리고, 용접부의 품질 관리를 위해서는 각각의 전극을 냉각수를 이용하여 냉각하는 것이 바람직하다.In order to increase the service life of each electrode and to control the quality of the welded portion, it is preferable to cool each electrode by using cooling water.
이를 위하여, 각각의 전극(160)의 내부에 냉각수 통로가 구비되는 것이 바람직하다.To this end, it is preferable that a cooling water passage is provided inside each
도시된 바와 같이, 상기 냉각수 통로는 이중관 형상으로 형성되어, 내부관(162)으로 공급되어 내부관(162)과 외부관(164) 사이로 유출되거나, 내부관(162)과 외부관(164) 사이로 공급되어 내부관으로 유출되도록 구성할 수 있다.
As shown, the coolant passage is formed in a double tube shape, and is supplied to the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기의 회전원판 내부의 냉각채널을 나타낸 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing a cooling channel inside the rotating disk of the resistance spot welding machine having a real-time electrode variable function according to an embodiment of the present invention.
또한, 각각의 전극으로 공급되는 냉각수는 회전원판(160)을 통해서 공급된다.In addition, the coolant supplied to each electrode is supplied through the
회전원판(140)의 내면에, 각각의 전극의 중심부의 궤적에 해당하는 중심 냉각채널(142)과, 각각의 전극의 외측부의 궤적에 해당하는 외측 냉각채널(144)를 구비함으로써, 회전원판(140)의 회전과 무관하게 각각의 전극(160)에 안정적으로 냉각수가 공급되도록 할 수 있다.
On the inner surface of the
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. It will be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
100 : 저항 점용접기
120 : 전극 몸체
140 : 회전 원판
142 : 중심 냉각채널
144 : 외측 냉각채널
160 : 전극100: resistance spot welding machine
120: electrode body
140: rotating disc
142 center cooling channel
144: outer cooling channel
160 electrode
Claims (7)
상기 전극 몸체에 대하여 일정한 경사각(θ°)을 가지며 회전가능하게 형성되는 회전원판;
상기 회전원판에 대하여 90°-θ°의 경사각을 가지도록 형성되어 상기 회전원판의 회전각도에 따라 선택적으로 상기 전극 몸체와 일직선상에 놓이게 되는 복수개의 전극; 및
상기 회전원판을 회전시키는 구동수단;을 포함하는 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기.
A pair of electrode bodies capable of raising and lowering;
A rotating disc rotatably formed at a predetermined inclination angle (θ °) with respect to the electrode body;
A plurality of electrodes formed to have an inclination angle of 90 ° -θ ° with respect to the rotation disc and selectively placed in line with the electrode body according to the rotation angle of the rotation disc; And
Resistance spot welder having a real-time electrode variable function including a; drive means for rotating the rotating disc.
상기 복수개의 전극은 내부에 냉각수 통로가 구비되는 것을 특징으로 하는 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기.
The method of claim 1,
The plurality of electrodes is a resistance spot welder having a real-time electrode variable function, characterized in that the cooling water passage is provided therein.
상기 냉각수 통로는 이중관 형상으로 형성되어,
내부관으로 공급되어 내부관과 외부관 사이로 유출되거나,
내부관과 외부관 사이로 공급되어 내부관으로 유출되는 것을 특징으로 하는 저항 점 용접기.
The method of claim 1,
The cooling water passage is formed in a double tube shape,
Is supplied to the inner tube and flows out between the inner tube and the outer tube,
A resistance spot welder, which is supplied between an inner tube and an outer tube and flows out into the inner tube.
상기 복수개의 전극은 각각 온도센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 실시간 전극 가변 기능을 갖는 저항 점용접기.
The method of claim 1,
The resistance spot welder having a real-time electrode variable function, characterized in that each of the plurality of electrodes having a temperature sensor.
상기 온도센서의 측정값을 전달받아 상기 구동수단을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저항 점용접기.
5. The method of claim 4,
The resistance spot welder further comprises a control unit for receiving the measured value of the temperature sensor to control the driving means.
상기 복수개의 전극은 상기 회전원판에 탈부착 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 저항 점용접기.
The method of claim 1,
The plurality of electrodes is a resistance spot welder, characterized in that formed on the rotating disc detachably.
상기 복수개의 전극은
적어도 한개가 다른 규격을 가지는 것을 특징으로 하는 저항 점용접기.
The method of claim 1,
The plurality of electrodes
A resistance spot welder, characterized in that at least one has a different standard.
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