KR20090108896A

KR20090108896A - 전기 저항 용접기용 팁 드레서

Info

Publication number: KR20090108896A
Application number: KR1020080034245A
Authority: KR
Inventors: 박희만
Original assignee: 박희만
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2008-04-14
Publication date: 2009-10-19
Anticipated expiration: 2028-04-14
Also published as: KR100950862B1

Abstract

팁 드레서의 절삭부에 회전축선 방향으로 작용하는 가압력을 동일한 회전축선 방향에서 지탱함과 동시에 절삭부의 회전을 지지하는 것에 의해 절삭부의 회전축선이 변형하거나 절삭부가 가압방향으로 밀려 전극 팁의 절삭불량을 유발하는 것을 방지할 수 있는 전기 저항 용접기용 팁 드레서를 개시한다.

본 발명은, 구동모터의 회전력을 전달받아 전극 팁의 가압방향인 회전축선을 중심으로 회전하는 회전체와, 이 회전체의 회전중심에 장착되고 중앙 일부에 상하로 관통된 칩배출구멍을 형성한 바이트홀더와, 상기 바이트홀더에 고정되어 전극 팁을 절삭하기 위한 바이트로 이루어진 절삭부를 구비하는 전기 저항 용접기용 팁 드레서에 있어서, 상기 절삭부의 회전체 하부에 회전체와 함께 회전가능하게 설치되고, 저면에 상기 회전축선을 회전중심으로 하는 제1 반구형지지홈을 형성하며, 일측면에서 상기 바이트홀더의 칩배출구멍으로 연결되는 관통구멍을 형성한 지지브라켓; 상기 지지브라켓의 회전축선방향 하부에 배치되어 상기 고정프레임과 고정되고, 상기 지지브라켓의 제1 반구형지지홈과 마주하는 면에 제1 반구형지지홈과 대응하는 제2 반구형지지홈을 형성한 받침대; 및 상기 제1 및 제2 반구형지지홈에 삽입되어 절삭부의 회전축선방향 하중을 지탱하고, 절삭부의 회전축선을 중심으로 하는 회전을 지지하는 지지볼로 이루어지는 받침기구가 구비된 것이다.

Description

전기 저항 용접기용 팁 드레서{Tip dresser for electric resistance welding machine}

본 발명은 전기 저항 용접기용 팁 드레서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스터드 용접기의 전극 팁 절삭시 팁 드레서의 절삭부에 가해지는 회전축선 방향의 하중을 지탱하는 받침기능과 절삭부의 회전지지기능을 간단한 구성으로 동시에 수행할 수 있도록 한 전기 저항 용접기용 팁 드레서에 관한 것이다.

일반적으로 전기 저항 용접은 용접할 물체에 전류를 인가하여 접촉부에서 발생되는 전기 저항열로 모재를 용융 상태로 만들고 외력을 가하여 접합하는 용접방식으로서, 스폿 용접, 스터드 용접, 프로젝션 용접, 맞대기 용접 등이 있다. 이 중에서 스폿 용접과 스터드 용접은 전극 팁을 이용하는 용접방식으로, 스폿 용접은 겹쳐 놓은 금속판 양면을 전극 팁으로 가압하면서 전류를 인가하여 리벳 접합하듯이 점상으로 용접하는 방식이고, 스터드 용접은 전극 판 위에 겹쳐 놓은 금속판을 올려놓고 한쪽면을 전극 팁으로 가압하면서 전류를 인가하여 점상으로 용접하는 방식이다.

이러한 용접방식은 스폿 또는 스터드 용접기를 산업용 로봇에 장착하여 주로 자동차, 기차 등의 조립라인에서 패널 등을 용접할 때 많이 사용되고 있으며, 전극 팁에 높은 열과 압력이 가해지므로, 여러 번 반복하여 용접하면 전극 팁의 가압부분이 변형되거나, 산화막이 형성되어 용접불량을 일으키는 등 용접작업이 원활하게 이루어지지 않는다. 따라서 팁 드레서를 이용하여 정기적으로 전극 팁의 가압부분을 절삭함으로써 형상을 복원하고 산화막을 제거하고 있다.

도 1은 상기와 같은 팁 드레서의 종래예를 나타낸 측면도로서, 도시된 바와 같이 고정프레임(1)의 일측에 진동흡수기구(2)를 통해 구동모터(3)가 설치되고, 구동모터(3)의 상부에 구동부본체(4)가 수평방향으로 연장 설치되어 있다. 구동부본체(4)의 내부에는 전극 팁(T)을 절삭하기 위한 절삭부(5)가 설치되어 있고, 이 절삭부(5)는 구동기어(4a)에 의해 구동모터(3)의 회전력을 전달받아 회전하도록 되어 있다.

상기 절삭부(5)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 구동기어(4a)로부터 회전력을 전달받아 전극 팁(T)의 가압방향인 회전축선(X-X)을 중심으로 회전하는 회전체(6)와, 이 회전체(6)의 회전중심에 장착된 바이트홀더(7)와, 바이트홀더(7)의 상,하 양쪽에 고정되어 전극 팁(T)을 절삭하기 위한 바이트(8)로 구성되며, 상기 바이트홀더(7)의 중앙 일부는 상,하로 관통되어 상측 바이트(8)에 의해 절삭된 칩을 하부로 배출하는 칩배출구멍(7a)이 형성되고, 바이트홀더(7)는 회전체(6)와 상,하측에서 플랜지(9)로 고정된 구성이다.

따라서, 구동모터(3)를 구동시키게 되면, 구동기어(4a)에 의해 절삭부(5)의 회전체(6)와 이 회전체(6)에 고정된 바이트홀더(7)가 회전축선(X-X)을 중심으로 회 전하게 되고, 스폿 용접기의 상,하측 전극 팁(T)을 회전축선(X-X)에 일치시켜 상,하에서 가압하게 되면, 회전축선(X-X)을 중심으로 회전하는 바이트(8)가 전극 팁(T)의 가압부분을 절삭하여 형상을 복원하고 산화막을 제거하게 된다.

이러한 상,하측 전극 팁(T)의 절삭 작업은 전극 팁(T)이 스폿 용접기에 장착된 상태에서 산업용 로봇의 작동에 의해 이루어지는 것으로, 절삭시 절삭부(5)에는 산업용 로봇의 타입에 따라 200~400㎏/㎠의 가압력이 작용하여 이 가압력에 의해 전극 팁(T)의 절삭이 이루어지고, 진동흡수기구(2)는 절삭시의 진동 및 구동모터(3)의 회전진동을 흡수하게 된다.

그런데, 스폿 용접기의 경우, 절삭부(5)의 상,하측에서 전극 팁(T)을 절삭하는 것이므로, 상,하측에서 작용하는 가압력이 상쇄되어 절삭작업에 문제가 없으나, 스터드 용접기의 경우, 절삭부(5)의 상측에서만 하나의 전극 팁(T)을 가압하여 절삭이 이루어지므로, 절삭부(5)에 200~400㎏/㎠의 가압력이 그대로 작용하게 된다. 더욱이 구동부본체(4)는 구동모터(3)로부터 수평방향으로 연장되어 휨변형에 취약한 구성이다.

따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이 전극 팁(T)의 가압력에 의해 구동부본체(4)가 휨변형하는 경우, 절삭부(5)의 회전축선(X-X)이 X'-X'로 변형되어 절삭불량을 유발하게 되고, 또한 도 2b에 도시된 바와 같이 전극 팁(T)의 가압력에 의해 절삭부(5)가 하방으로 밀리는 경우, 전극 팁(T)과 절삭부(5) 사이에는 절삭을 위한 가압력이 작용하지 않고 진동흡수기구(2)의 복원력에 의한 반발력만 작용하게 되므로, 절삭에 필요한 200~400㎏/㎠의 가압력을 유지할 수 없어 원하는 절삭가공이 이 루어지지 않는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 스터드 용접기의 전극 팁을 절삭할 때 팁 드레서의 절삭부에 회전축선 방향으로 작용하는 가압력을 동일한 회전축선 방향에서 지탱함과 동시에 절삭부의 회전을 지지하는 것에 의해 절삭부의 회전축선이 변형하거나 절삭부가 가압방향으로 밀려 전극 팁의 절삭불량을 유발하는 것을 방지할 수 있고, 이러한 기능을 수행하기 위한 구성이 매우 간단하게 이루어지도록 하여 제작 및 설치가 용이하고 이에 따른 비용도 저렴한 전기 저항 용접기용 팁 드레서를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고정프레임; 상기 고정프레임의 일측에 설치된 구동모터; 상기 구동모터에서 수평방향으로 연장된 구동부본체; 및 상기 구동부본체 내에 설치되고 구동모터의 회전력을 전달받아 전극 팁의 가압방향인 회전축선을 중심으로 회전하는 회전체와, 이 회전체의 회전중심에 장착되고 중앙 일부에 상하로 관통된 칩배출구멍을 형성한 바이트홀더와, 상기 바이트홀더에 고정되어 전극 팁을 절삭하기 위한 바이트로 이루어진 절삭부를 구비하는 전기 저항 용접기용 팁 드레서에 있어서, 상기 절삭부의 회전체 하부에 회전체와 함께 회전가능하게 설치되고, 저면에 상기 회전축선을 회전중심으로 하는 제1 반구형지지홈을 형성하며, 일측면에서 상기 바이트홀더의 칩배출구멍으로 연결되는 관통구멍을 형성한 지지브라켓; 상기 지지브라켓의 회전축선방향 하부에 배치되어 상기 고정프레임 과 고정되고, 상기 지지브라켓의 제1 반구형지지홈과 마주하는 면에 제1 반구형지지홈과 대응하는 제2 반구형지지홈을 형성한 받침대; 및 상기 제1 및 제2 반구형지지홈에 삽입되어 절삭부의 회전축선방향 하중을 지탱하고, 절삭부의 회전축선을 중심으로 하는 회전을 지지하는 지지볼로 이루어지는 받침기구가 구비된 전기 저항 용접기용 팁 드레서에 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 받침대가, 상기 제2 반구형지지홈을 구비하는 상부받침부와, 고정프레임에 고정되는 하부받침부로 분리형성되고, 상기 상부받침부와 하부받침부 사이에는 회전축선방향으로 작용하는 전극 팁의 가압력에 대항하는 스프링력을 가지는 탄성부재가 설치된 전기 저항 용접기용 팁 드레서에 특징이 있다.

이러한 특징적 구성을 가지는 본 발명은, 팁 드레서의 절삭부 하부에 지지브라켓, 지지볼 및 받침대로 구성되는 받침기구가 설치되고, 이 받침기구에 의해 스터드 용접기의 전극 팁을 절삭할 때 팁 드레서의 절삭부에 회전축선 방향으로 작용하는 가압력을 동일한 회전축선 방향에서 지탱할 수 있게 됨에 따라, 절삭부에 가해지는 가압력에 의해 절삭부가 휨변형하거나 하방으로 밀리는 것이 방지되며, 또한 지지브라켓과 받침대 사이에 개재된 지지볼에 의해 절삭부의 원활한 회전지지가 동시에 이루어지므로 절삭부에 한 쪽방향에서 가압력이 작용하는 스터드 용접기의 전극 팁 절삭시 절삭불량이 방지되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 팁 드레서의 절삭부에 작용하는 가압력을 지탱하는 기능과 절삭부의 원활한 회전지지기능이 지지브라켓, 지지볼 및 받침대로 이루어지는 간단 한 구성에 의해 동시에 수행되므로 제작 및 설치가 매우 용이하고, 이에 따른 비용도 저렴하며, 결합 및 분리가 용이하여 받침기구를 분리하는 경우, 전극 팁을 양쪽에서 가압하여 절삭하는 스폿 용접기용 전극 팁의 절삭가공에도 호환적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 전기 저항 용접기용 팁 드레서를 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 팁 드레서의 주요부 확대 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 팁 드레서의 받침기구를 나타낸 분해사시도로서, 도시된 바와 같이 본 발명의 팁 드레서는, 고정프레임(11)과, 이 고정프레임(11) 일측에 진동흡수기구(12)를 통해 고정된 구동모터(13)와, 구동모터(13)의 상부에 수평방향으로 연장하여 설치된 구동부본체(14)를 구비하고, 상기 진동흡수기구(12)는 스프링(12a)으로 탄력설치되어 구동모터(13)의 구동과 전극 팁(T)의 절삭가공시 발생하는 떨림이나 진동을 흡수하게 되며, 상기 구동부본체(14) 내부에는 전극 팁(T)을 절삭하기 위한 절삭부(15)와, 구동모터(13)의 회전력을 절삭부(15)에 전달하기 위한 구동기어(14a)가 설치된다.

절삭부(15)는 전극 팁(T)의 가압방향인 회전축선(X-X)을 중심으로 회전하는 회전체(16)를 구비하고, 회전체(16)에는 구동기어(14a)에 이맞물림하는 기어부가 형성되어 구동모터(13)의 회전력을 구동기어(14a)를 통해 전달받도록 되어 있으며, 회전체(16)의 회전중심에는 바이트홀더(17)가 장착되어 있다.

바이트홀더(17)에는 회전축선(X-X)상의 상,하부에 절삭홈부(17b)가 형성되어 있고, 중앙 일부에 상하로 관통된 칩배출구멍(17a)이 형성되어 있으며, 절삭홈부(17b)에는 전극 팁(T)을 절삭하기 위한 바이트(18)가 고정되어 있다.

본 실시예에서는 상기 바이트홀더(17)의 양쪽에 절삭홈부(17b)를 형성하고, 바이트(18)를 각각 고정하여 회전축선(X-X)의 양쪽에서 가압되는 스폿 용접기의 전극 팁(T)을 절삭하는 타입으로 예시하였으나, 바이트홀더(17)의 한쪽에만 절삭홈부(17b)를 형성하고 바이트(18)를 고정하여 한쪽에서 가압되는 스터드 용접기의 전극 팁(T)을 절삭하는 타입으로 구성할 수도 있다.

한편, 본 발명은 상기 절삭부(15)의 회전축선(X-X)방향 하부에 받침기구(20)를 구비하고, 이 받침기구(20)는 상기 절삭부(15)에 회전축선(X-X)방향으로 작용하는 전극 팁(T)의 가압력을 지탱함과 동시에 절삭부(15)의 회전을 지지하도록 되어 있다.

즉, 받침기구(20)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 절삭부(15)의 회전체(16) 하부에 설치된 지지브라켓(21)을 구비한다. 이 지지브라켓(21)은 바이트홀더(17)에 고정되어 회전체(16)와 함께 회전가능하도록 되어 있고, 저면에 회전체(16)의 회전축선(X-X)을 회전중심으로 하는 제1 반구형지지홈(21a)을 형성하고 있으며, 일측에는 일측면에서 바이트홀더(17)의 칩배출구멍(17a)으로 연결되는 관통구멍(21b)이 경사지게 형성되어 있다.

또한, 받침기구(20)는 지지브라켓(21)의 회전축선(X-X)방향 하부에 배치되는 받침대(22)와, 상기 지지브라켓(21)과 받침대(22) 사이에 개재되는 지지볼(26)을 구비한다. 받침대(22)는 고정프레임(11)과 고정되고, 상기 지지브라켓(21)의 제1 반구형지지홈(21a)과 마주하는 면에 제1 반구형지지홈(21a)과 대응하는 형상의 제2 반구형지지홈(22a)을 형성하고 있다. 지지볼(26)은 상기 제1 및 제2 반구형지지홈(21a,22a)에 삽입되어 절삭부(15)의 회전축선(X-X)방향 하중을 지탱함과 동시에, 절삭부(15)의 회전축선(X-X)을 중심으로 하는 회전을 지지하도록 되어 있다.

그리고 상기 받침대(22)는, 상기 제2 반구형지지홈(22a)을 형성하고 있는 상부받침부(23)와, 고정프레임(11)에 고정되는 하부받침부(24)로 분리형성되고, 상기 상부받침부(23)와 하부받침부(24) 사이에는 회전축선(X-X)방향으로 작용하는 전극 팁(T)의 가압력에 대항하는 스프링력을 가지는 탄성부재(25)가 설치된다.

상기 탄성부재(25)는 코일스프링인 것이 바람직하고, 코일스프링의 스프링력은 규격화되어 있기 때문에, 용접로봇의 타입에 따라 설정되어 있는 전극 팁(T)의 가압력에 맞추어 코일스프링의 스프링력을 선택하여 사용할 수 있다.

또한 받침대(22)의 조립구조는, 상부받침부(23)에 가이드봉(23a)을 형성하여 탄성부재(25)를 끼우고, 가이드봉(23a)을 하부받침부(24)의 상단에 관통시켜 하부받침부(24)의 내부에서 너트(23b)로 체결함으로써 이루어지고, 하부받침부(24)의 상단은 플랜지(24a)로 분리결합가능하게 구성하여 상부받침부(23)와 탄성부재(25)의 조립을 용이하게 한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 3에서와 같이 구동모터(13)를 구동하게 되면, 구동모터(13)의 회전력은 구동기어(14a)를 통해 절삭부(15)의 회전체(16)로 전달되어 회전체(16), 바이트홀더(17) 및 바이트(18)는 회전축선(X-X)을 중심으로 회전하게 된다.

이 상태에서 전극 팁(T)을 바이트홀더(17)의 절삭홈부(17b)에 삽입하여 회전축선(X-X)방향으로 가압하게 되면, 도 4에서와 같이 절삭부(15)의 하부에 설치된 받침기구(20)의 지지브라켓(21), 지지볼(26) 및 받침대(22)에 의해 전극 팁(T)의 가압력에 의한 회전축선(X-X)방향의 하중이 지탱되므로 절삭부(15)가 휨변형하거나 하방으로 밀리는 변형이 방지되고, 또한 지지브라켓(21)의 제1 반구형지지홈(21a)과 받침대(22)의 제2 반구형지지홈(22a) 사이에 구형의 지지볼(26)이 개재되어 지지볼(26)을 중심으로 지지브라켓(21)은 받침대(22)에 대하여 회전축선(X-X)방향을 중심으로 회전 자유로운 상태가 되므로 절삭부(15)의 원활한 회전지지가 이루어지게 된다.

따라서 절삭부(15)는 받침기구(20)에 의해 절삭시 가해지는 가압력을 지탱함과 동시에 절삭부(15)의 회전을 원활하게 하므로 절삭부(15)의 휨변형이나 하방으로 밀리는 변형 없이 원활한 절삭가공이 이루어져 절삭불량이 방지된다.

또한, 전극 팁(T) 절삭으로 발생된 칩은 바이트홀더(17)의 칩배출구멍(17a)과 연결된 지지브라켓(21)의 관통구멍(21b)을 통해 신속히 배출되므로 칩이 바이트홀더(17) 또는 지지브라켓(21) 내에 쌓일 염려가 없고, 받침대(22)는 전극 팁(T)의 가압력에 대응하는 스프링력을 가지는 탄성부재(25)에 의해 탄력설치된 것이므로, 예를 들어 용접 로봇의 제어 에러와 같은 외부적인 요인에 의해 전극 팁(T)에 설정된 통상의 가압력 400㎏/㎠보다 큰 가압력이 절삭부(15)에 작용하는 경우, 탄성부재(25)가 압축되면서 절삭부(15)가 하방으로 밀리게 되지만, 탄성부재(25)의 탄성 복원력에 의해 전극 팁(T)과 절삭부(15) 사이에는 통상의 가압력 400㎏/㎠이 계속 유지되므로 전극 팁(T)의 절삭이 가능하게 된다.

그리고, 본 발명의 받침기구는 분리가 가능하게 결합된 것이므로 스폿 용접기의 전극 팁을 절삭할 때에는 받침기구를 제거하는 것에 의해 종전과 마찬가지로 전극 팁을 양쪽에서 가압하여 절삭할 수 있어 스터드 용접기와 스폿 용접기의 전극 팁에 호환적으로 사용할 수 있다.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 전기 저항 용접기용 팁 드레서를 나타낸 정면도.

도 2a 및 도 2b는 종래의 팁 드레서에서 절삭부의 변형상태를 나타낸 주요부 확대 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 전기 저항 용접기용 팁 드레서를 나타낸 정면도.

도 4는 본 발명에 따른 팁 드레서의 주요부 확대 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 팁 드레서의 받침기구를 나타낸 분해사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 고정프레임 13 : 구동모터

14 : 구동부본체 15 : 절삭부

16 : 회전체 17 : 바이트홀더

17a : 칩배출구멍 18 : 바이트

20 : 받침기구 21 : 지지브라켓

21a : 제1 반구형지지홈 21b : 관통구멍

22 : 받침대 22a : 제2 반구형지지홈

23 : 상부받침부 24 : 하부받침부

25 : 탄성부재 T : 전극 팁

Claims

고정프레임;

상기 고정프레임의 일측에 설치된 구동모터;

상기 구동모터에서 수평방향으로 연장된 구동부본체; 및

상기 구동부본체 내에 설치되고 구동모터의 회전력을 전달받아 전극 팁의 가압방향인 회전축선을 중심으로 회전하는 회전체와, 이 회전체의 회전중심에 장착되고 중앙 일부에 상하로 관통된 칩배출구멍을 형성한 바이트홀더와, 상기 바이트홀더에 고정되어 전극 팁을 절삭하기 위한 바이트로 이루어진 절삭부;를 구비하는 전기 저항 용접기용 팁 드레서에 있어서,

상기 절삭부의 회전체 하부에 회전체와 함께 회전가능하게 설치되고, 저면에 상기 회전축선을 회전중심으로 하는 제1 반구형지지홈을 형성하며, 일측면에서 상기 바이트홀더의 칩배출구멍으로 연결되는 관통구멍을 형성한 지지브라켓;

상기 지지브라켓의 회전축선방향 하부에 배치되어 상기 고정프레임과 고정되고, 상기 지지브라켓의 제1 반구형지지홈과 마주하는 면에 제1 반구형지지홈과 대응하는 형상의 제2 반구형지지홈을 형성한 받침대; 및

상기 제1 및 제2 반구형지지홈에 삽입되어 절삭부의 회전축선방향 하중을 지탱하고, 절삭부의 회전축선을 중심으로 하는 회전을 지지하는 지지볼;로 이루어지는 받침기구가 구비됨을 특징으로 전기 저항 용접기용 팁 드레서.
제 1 항에 있어서, 상기 받침대는, 상기 제2 반구형지지홈을 구비하는 상부받침부와, 고정프레임에 고정되는 하부받침부로 분리형성되고, 상기 상부받침부와 하부받침부 사이에는 상기 회전축선방향으로 작용하는 전극 팁의 가압력에 대항하는 스프링력을 가지는 탄성부재가 설치됨을 특징으로 하는 전기 저항 용접기용 팁 드레서.