KR102120913B1 - 3-axis control projection nut welding device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치에 관한 것으로, 3축 제어되면서 서보모터와 볼스크류가 직접 연결되어 신뢰할 수 있는 수준의 정밀도가 확보된 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a three-axis control projection nut welding device, the three-axis control while the servo motor and the ball screw is directly connected to a three-axis control projection nut welding device secured a reliable level of precision.
프로젝션 너트라 함은 어떠한 부품을 소정의 위치에 볼트로 체결 고정하고자 할 때 볼트만의 체결로 고정이 이루어지도록 하기 위하여 고정 대상품에 이미 용접되어 고정되어지는 너트를 말하는 것으로서, 특히, 다수의 패널을 기본 골격 프레임에 고정하거나 이미 조립되어진 패널의 외측으로 외장패널을 체결 고정하는 공정이 많은 자동차에서 주로 볼 수 있다.The projection nut refers to a nut that is already welded and fixed to a fixed product in order to fix a part by fastening only with a bolt when a part is to be fastened and fixed in a predetermined position, in particular, a plurality of panels The process of fixing the base frame to the basic frame or fastening and fixing the exterior panel to the outside of the already assembled panel is mainly seen in automobiles.
종래의 프로젝션 너트 용접 장치는 공압실린더 가압방식을 사용하여 가변적인 스트로크의 제어가 불가능한 문제가 있다.Conventional projection nut welding apparatus has a problem that it is impossible to control a variable stroke using a pneumatic cylinder pressurization method.
본 발명은 가변적인 스트로크의 제어가 가능한 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a three-axis control projection nut welding apparatus capable of controlling a variable stroke.
본 발명은 베이스 패널 부재와, 상기 베이스 패널 부재의 중앙에서 상방으로 형성되어 피용접 부분이 위치되는 상부가 수평이동되는 재료 지지부재와, 상기 재료 지지부재의 상방에서 수직이동되는 용접부가 형성되는 실린더형 용접 부재와, 상기 실린더형 용접 부재를 지지하도록 형성되는 상부 패널 부재 및 상기 실린더형 용접 부재를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부의 명령에 의해 상기 재료 지지부재의 상부가 피용접 부분을 용접부의 하부로 수평이동시킨 후, 피용접 부분의 상부에 너트 부재가 위치되면, 용접부의 하부가 수직이동되어 상기 너트 부재의 상부를 가압하면서 전류를 통과시키고 너트 부재의 하부가 피용접 부분에 용접되는 것을 특징으로 하는 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치를 제공한다.The present invention is a cylinder formed with a base panel member, a material support member that is formed upward from the center of the base panel member and the portion to be welded is horizontally moved, and a welding part that is vertically moved above the material support member. It includes a type welding member, a top panel member formed to support the cylindrical welding member, and a control unit for controlling the cylindrical welding member, and an upper portion of the material supporting member is welded to a portion to be welded by an instruction of the control unit. After horizontally moving to the lower portion of the, when the nut member is positioned on the upper portion of the welded portion, the lower portion of the welding portion is vertically moved to pass current while pressing the upper portion of the nut member and the lower portion of the nut member is welded to the portion to be welded It provides a three-axis control projection nut welding device, characterized in that.
상기 재료 지지부재는 상기 피용접 부재가 위치되는 상부에 수평 이동 부재가 형성되고, 상기 수평 이동 부재는 X축 방향으로 이동되는 제1수평 이동 부재와, 상기 제1수평 이동 부재의 하부에 형성되어 Y축 방향으로 이동되는 제2수평 이동 부재를 포함하며, 상기 제1수평 이동 부재와 제2수평 이동 부재 사이에는 제1수평 이동 부재를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부가 형성되고, 상기 제2수평 이동 부재와 재료 지지부재 사이에는 상기 제2수평 이동 부재를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부가 형성될 수 있다.The material supporting member is formed with a horizontal moving member on the upper portion where the member to be welded is located, and the horizontal moving member is formed with a first horizontal moving member moving in the X-axis direction and a lower portion of the first horizontal moving member. It includes a second horizontal movement member that is moved in the Y-axis direction, between the first horizontal movement member and the second horizontal movement member is formed an X-axis moving portion for moving the first horizontal movement member in the X-axis direction, the second Between the two horizontal movement members and the material support member, a Y-axis movement unit for moving the second horizontal movement member in the Y-axis direction may be formed.
상기 X축 이동부는 모터로 형성되는 X축 구동부와, 상기 X축 구동부에 의해 회전되는 X축 볼스크류와, 상기 X축 볼스크류에 치합되어 재료 지지부재를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부재를 포함하고, 상기 Y축 이동부는 모터로 형성되는 Y축 구동부와, 상기 Y축 구동부에 의해 회전되는 Y축 볼스크류와, 상기 Y축 볼스크류에 치합되어 재료 지지부재를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부재를 포함할 수 있다.The X-axis moving part is an X-axis driving part formed of a motor, an X-axis ball screw rotated by the X-axis driving part, and an X-axis moving member engaged with the X-axis ball screw to move the material support member in the X-axis direction. Including, the Y-axis moving portion is formed by a motor Y-axis drive unit, the Y-axis ball screw rotated by the Y-axis drive unit, and the Y-axis ball screw is engaged with the material support member to move in the Y-axis direction It may include a Y-axis moving member.
상기 실린더형 용접 부재는 실린더형 용접 부재를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부와, 상기 Z축 이동부의 하부에 형성되는 용접부를 포함하며, 상기 Z축 이동부는 서보 모터(Servo Motor)로 형성되는 Z축 구동부와, 상기 Z축 구동부에 의해 회전되도록 형성되는 Z축 볼스크류와, 상기 Z축 볼스크류에 치합되어 상기 용접부를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부재를 포함할 수 있다.The cylindrical welding member includes a Z-axis moving part for moving the cylindrical welding member in the Z-axis direction, and a welding part formed under the Z-axis moving part, and the Z-axis moving part is formed by a servo motor. It may include a Z-axis driving part, a Z-axis ball screw formed to be rotated by the Z-axis driving part, and a Z-axis moving member engaged with the Z-axis ball screw to move the welding part in the Z-axis direction.
상기 Z축 구동부인 서보 모터의 정확한 제어를 위하여 브레이크부를 형성하며, 상기 브레이크부는 서보 모터의 회전축에 형성된 브레이크 판을 잡아주는 패드로 형성되고, 제어부에서 기설정한 간격마다 패드로 브레이크 판을 잡아줄 수 있다.A brake unit is formed for precise control of the servo motor that is the Z-axis driving unit, and the brake unit is formed of a pad that holds a brake plate formed on a rotation axis of the servo motor, and holds the brake plate with a pad at predetermined intervals in the control unit. Can be.
상기 상부 패널 부재에는 상기 실린더형 용접 부재의 상부가 관통하는 중앙 관통공이 형성되며, 상기 중앙 관통공을 중심으로 4개의 인접지점에 상기 실린더형 용접 부재를 가이드하는 4개의 가이드봉 부재가 형성되고, 상기 상부 패널 부재에는 상기 4개의 가이드봉 부재가 수직선 방향으로 이동되는 4개의 인접 관통공이 형성되며, 상기 상부 패널 부재의 상방에 위치되는 실린더형 용접 부재의 상부에는 상기 4개의 가이드봉 부재의 상단이 결합되는 상부판이 형성되고, 상부 패널 부재의 하방에 위치되는 실린더형 용접 부재의 하부에는 상기 4개의 가이드봉 부재의 하단이 결합되는 하부판이 형성될 수 있다.A central through hole through which an upper portion of the cylindrical welding member penetrates is formed in the upper panel member, and four guide rod members for guiding the cylindrical welding member at four adjacent points around the central through hole are formed, In the upper panel member, four adjacent through holes in which the four guide bar members are moved in a vertical line direction are formed, and an upper end of the four guide bar members is located above the cylindrical welding member positioned above the upper panel member. An upper plate to be coupled is formed, and a lower plate to which the lower ends of the four guide rod members are coupled may be formed below the cylindrical welding member positioned below the upper panel member.
상기 제어부의 제어 방식은 Z축 구동부의 회전 각도를 측정해 간접적으로 용접부 위치를 추정하고 보정해주는 간접 피드백 시스템 제어방식일 수 있다.The control method of the control unit may be an indirect feedback system control method that indirectly estimates and corrects the position of the welding portion by measuring the rotation angle of the Z-axis driving portion.
상기 Z축 구동부에는 내부의 매개변수를 시각화하기 위한 디지털 LCD 제어모듈이 내장된 디스플레이부가 형성될 수 있다.A display unit with a digital LCD control module for visualizing internal parameters may be formed on the Z-axis driving unit.
상기 재료 지지부재에는 상기 피용접 부재의 측면을 지지하도록 형성되는 측면 지지 부재가 상기 수평 이동 부재의 상부에 형성될 수 있다.A side support member formed to support a side surface of the member to be welded may be formed on the material support member on the horizontal moving member.
상기 제어부의 제어 방식은 상기 상부 패널 부재에 센서부를 부착하고, 가이드봉 부재에 형성된 치수선의 변화를 측정해 간접적으로 용접부 위치를 추정하고 보정해주는 간접 피드백 시스템 제어방식일 수 있다.The control method of the control unit may be an indirect feedback system control method of attaching a sensor portion to the upper panel member and measuring a change in a dimension line formed in the guide rod member to indirectly estimate and correct the position of the welding portion.
본 발명은 서보모터를 이용하여 가변적인 스트로크의 제어가 가능한 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치를 제공할 수 있다.The present invention can provide a three-axis control projection nut welding apparatus capable of controlling a variable stroke using a servo motor.
본 발명은 Semi-Closed Loop 제어 방식을 통하여 신뢰성이 높고, 작업시간이 단축되는 효과가 발생된다.The present invention has a high reliability through the semi-closed loop control method, and the effect of shortening the working time occurs.
본 발명은 서보 모터의 주행 정밀도 및 시스템 반복정밀도의 오차를 ㅁ50㎛이하로 할 수 있는 효과가 발생된다.The present invention has the effect of making the error of the running precision of the servo motor and the repeatability of the system less than ㅁ50㎛.
도 1은 본 발명인 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치를 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 재료 지지부재를 나타내는 개략 사시도이다.
도 3의 (a)는 도 2의 수평 이동 부재를 나타내는 개략 평면투시도이고, 도 3의 (b)는 도 2의 수평 이동 부재를 나타내는 개략 정면투시도이다.
도 4는 도 1의 실린더형 용접 부재를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 상부 패널 부재에 센서부가 장착된 것을 나타내는 개략 정면도이다.1 is a schematic perspective view showing a three-axis control projection nut welding apparatus according to the present invention.
2 is a schematic perspective view showing the material support member of FIG. 1.
Fig. 3(a) is a schematic plan perspective view showing the horizontal moving member of Fig. 2, and Fig. 3(b) is a schematic front perspective view showing the horizontal moving member of Fig. 2.
4 is a schematic cross-sectional view showing the cylindrical welding member of FIG. 1.
5 is a schematic front view showing that the sensor unit is mounted on the upper panel member.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the accompanying drawings are only for explaining the contents of the present invention more easily, and the scope of the present invention is not limited to the scope of the attached drawings, and it is easily carried out by those skilled in the art. You will know.
그리고 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.In the description of the present embodiment, the same name and the same code are used for the same configuration, and additional description will be omitted.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Also, the terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as “include” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
도 1은 본 발명인 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치를 나타내는 개략 사시도이고, 도 2는 도 1의 재료 지지부재를 나타내는 개략 사시도이며, 도 3의 (a)는 도 2의 수평 이동 부재를 나타내는 개략 평면투시도이고, 도 3의 (b)는 도 2의 수평 이동 부재를 나타내는 개략 정면투시도이다.1 is a schematic perspective view showing the present invention, a three-axis control projection nut welding device, Figure 2 is a schematic perspective view showing the material support member of Figure 1, Figure 3 (a) is a schematic plane showing the horizontal moving member of Figure 2 3B is a schematic front perspective view showing the horizontal moving member of FIG. 2.
본 발명인 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치(100)는 베이스 패널 부재(110)와, 상기 베이스 패널 부재(110)의 중앙에서 상방으로 형성되는 재료 지지부재(130)와, 상기 재료 지지부재(130)의 상방에 이격되어 형성되는 실린더형 용접 부재(150)와, 상기 실린더형 용접 부재(150)를 지지하도록 형성되는 상부 패널 부재(170)와, 상기 상부 패널 부재(170)가 베이스 패널 부재(110)의 상방에서 일정 간격을 유지하도록 상부 패널 부재(170)를 지지하는 패널 지지부재(190) 및 상기 실린더형 용접 부재(150)를 제어하는 제어부(210)를 포함한다.The present inventor 3-axis control projection
상기 재료 지지부재(130)는 용접되어야 할 피용접 부재(500)가 위치되는 상부에 상기 피용접 부재(500)의 측면을 지지하도록 형성되는 측면 지지 부재(132)와, 상기 측면 지지 부재(132)의 하부에 형성되는 수평 이동 부재(134)를 포함한다.The
그리고 상기 수평 이동 부재(134)는 X축 방향으로 이동되는 제1수평 이동 부재(138)와, 상기 제1수평 이동 부재(138)의 하부에 형성되어 Y축 방향으로 이동되는 제2수평 이동 부재(142)를 포함한다.The horizontal moving
상기 제1수평 이동 부재(138)와 제2수평 이동 부재(142) 사이에는 제1수평 이동 부재(138)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부(139)가 형성되고, 상기 제2수평 이동 부재(142)와 재료 지지부재(130) 사이에는 상기 제2수평 이동 부재(142)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부(143)가 형성된다.Between the first horizontal moving
상기 X축 이동부(139)는 모터로 형성되는 X축 구동부(139-1)와, 상기 X축 구동부(139-1)에 의해 회전되는 X축 볼스크류(139-2)와, 상기 X축 볼스크류(139-2)에 치합되어 재료 지지부재(130)를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부재(139-3)를 포함한다.The
상기 Y축 이동부(143)는 모터로 형성되는 Y축 구동부(143-1)와, 상기 Y축 구동부(143-1)에 의해 회전되는 Y축 볼스크류(143-2)와, 상기 Y축 볼스크류(143-2)에 치합되어 재료 지지부재(130)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부재(143-3)를 포함한다.The Y-
도 4는 도 1의 실린더형 용접 부재를 나타내는 개략 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view showing the cylindrical welding member of FIG. 1.
상기 실린더형 용접 부재(150)는 실린더형 용접 부재(150)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부(152)와, 상기 Z축 이동부(152)의 하부에 형성되는 용접부(160)를 포함한다. 상기 Z축 이동부(152)는 서보 모터(Servo Motor)로 형성되는 Z축 구동부(152-1)와, 상기 Z축 구동부(152-1)에 의해 회전되도록 형성되는 Z축 볼스크류(152-2)와, 상기 Z축 볼스크류(152-2)에 치합되어 상기 용접부(160)를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부재(152-3)를 포함한다.The
상기 서보 모터(Servo Motor)는 모터와 제어부(210)를 포함하는 것으로 모터자체만 가지고 서보모터라 하지 않으며, 상기 제어부(210)는 적당한 제어 회로와 알고리즘을 포함한다.The servo motor (Servo Motor) includes a motor and a
상기 제어부(210)는 모터 제어와 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치의 전체 제어를 총괄한다.The
상기 서보 모터의 서보(servo)라는 용어는 추종한다 혹은 따른다는 의미로서 명령을 따르는 모터를 서보모터라고 하고, 공작기계, CCTV 카메라, 캠코더, DVD, 프린터등에 사용되는 모터처럼 명령에 따라 정확한 위치와 속도를 맞출 수 있는 모터를 서보모터라고 한다.The term "servo" of the servo motor means that the motor that follows the command as follows or follows is called a servo motor, and the exact position and position according to the command, such as a motor used in machine tools, CCTV cameras, camcorders, DVDs, printers, etc. A motor that can adjust the speed is called a servo motor.
상기 X축 구동부(139-1)와 Y축 구동부(143-1) 및 Z축 구동부(152-1)는 각각 제어부(210)에 연결되어 상기 제어부(210)에서 전달되는 명령에 따라서 구동된다.The X-axis driving unit 139-1, the Y-axis driving unit 143-1, and the Z-axis driving unit 152-1 are respectively connected to the
따라서, 상기 제어부(210)의 명령에 의해 X축 구동부(139-1)가 작동되면서 피용접 부재(500)를 X축 방향으로 이동시키고, Y축 구동부(143-1)가 작동되면서 피용접 부재(500)를 Y축 방향으로 이동시켜 피용접 부재(500)의 용접되어야 할 부분인 피용접 부분이 용접부(160)의 하방에 위치되도록 한다.Therefore, the X-axis driving unit 139-1 is operated by the command of the
그리고 상기 피용접 부재(500)의 피용접 부분에 너트 부재(502)가 위치되고, 제어부(210)는 Z축 구동부(152-1)를 작동시켜 Z축 이동부재(152-3)를 하방으로 이동시켜서 용접부(160)의 하부가 상기 너트 부재(502)의 상부를 가압하면서 전류를 통과시키면 너트 부재(502)의 하부가 피용접 부분에 용접된다.And the nut member 502 is located on the portion to be welded of the
이때, 본 발명에서는 상기 Z축 구동부(152-1)인 서보 모터의 정확한 제어를 위하여 브레이크부(220)를 형성한다.At this time, in the present invention, the
상기 브레이크부(220)는 서보 모터의 회전축에 형성된 브레이크 판(222)을 잡아주는 패드(224)로 형성되며, 제어부(210)에서 기설정한 간격마다 패드(224)로 브레이크 판(222)을 잡아주어 서보 모터의 정확한 제동을 한다.The
상기 브레이크부(220)는 서보 모터가 정확한 위치까지만 작동된 후에 멈추도록 형성되며, 수직장착에 대한 하중을 견디기 위함이다.The
이를 통하여 서보 모터의 주행 정밀도 및 시스템 반복정밀도의 오차를 ㅁ50㎛이하로 할 수 있는 효과가 발생된다.Through this, the effect of making the error of the running precision of the servo motor and the repeatability of the system less than 50 µm occurs.
또한, 기존의 공압실린더 가압방식에 비해 가변적인 스트로크의 제어가 가능하여 작업대상물에 접근시간의 획기적인 단축과 용접 공정 중의 유지시간 단축이 가능하다.In addition, it is possible to control a variable stroke compared to the conventional pneumatic cylinder pressurization method, which can significantly reduce the approach time to the work object and shorten the maintenance time during the welding process.
Z축 구동부(152-1)에는 내부의 매개변수를 시각화하기 위한 디지털 LCD 제어모듈이 내장된 디스플레이부(240)가 형성된다.The Z-axis driving unit 152-1 is formed with a display unit 240 in which a digital LCD control module for visualizing internal parameters is embedded.
한편, 상기 상부 패널 부재(170)에는 상기 실린더형 용접 부재(150)의 상부가 관통하는 중앙 관통공(172)이 형성되며, 상기 중앙 관통공(172)을 중심으로 4개의 인접지점에 상기 실린더형 용접 부재(150)를 가이드하는 4개의 가이드봉 부재(174)가 형성되고, 상기 상부 패널 부재(170)에는 상기 4개의 가이드봉 부재(174)가 수직선 방향으로 이동되는 4개의 인접 관통공(176)이 형성된다.Meanwhile, a central through
상기 상부 패널 부재(170)의 상방에 위치되는 실린더형 용접 부재(150)의 상부에는 상기 4개의 가이드봉 부재(174)의 상단이 결합되는 상부판(178)이 형성되고, 상부 패널 부재(170)의 하방에 위치되는 실린더형 용접 부재(150)의 하부에는 상기 4개의 가이드봉 부재(174)의 하단이 결합되는 하부판(180)이 형성된다.An
본 발명의 수치제어 시스템은 Semi-Closed Loop 제어방식을 사용하여, Z축 볼스크류(152-2)나 서보 모터(Servo Motor)로 형성되는 Z축 구동부(152-1)의 회전 각도를 엔코더(미도시)로 측정해 간접적으로 용접부(160) 위치를 추정하고 보정해주는 간접 피드백 시스템 제어방식이다.The numerical control system of the present invention uses a semi-closed loop control method to encode the rotational angle of the Z-axis driving unit 152-1 formed by a Z-axis ball screw 152-2 or a servo motor. (Not shown) is an indirect feedback system control method that indirectly estimates and corrects the position of the
다른 제어 방식 중 Open Loop 제어 방식은 명령만 보내고 용접부(160)가 제대로 이동하는지 확인 하지 않는 제어 방식으로 신뢰성이 낮으며, Closed Loop 제어 방식은 용접부(160)가 제대로 이동하는지 또는 이동 했는지를 실제 용접부(160) 위치를 측정해 확인하고 보정해주는 방식으로 작업시간이 오래걸리는 단점이 있다.Among other control methods, the Open Loop control method is a control method that sends commands only and does not check whether the
따라서, 본 발명은 Semi-Closed Loop 제어 방식을 통하여 신뢰성이 높고, 작업시간이 단축되는 효과가 발생된다.Therefore, the present invention has a high reliability through the semi-closed loop control method, and the effect of shortening the working time occurs.
도 5는 상부 패널 부재에 센서부가 장착된 것을 나타내는 개략 정면도이다.5 is a schematic front view showing that the sensor unit is mounted on the upper panel member.
본 발명은 상부 패널 부재(170)에 센서부(310)를 부착하고, 가이드봉 부재(174)에 형성된 치수선(320)의 변화를 측정해 간접적으로 용접부(160) 위치를 추정하고 보정해주는 간접 피드백 시스템 제어방식도 사용가능하다.The present invention attaches the
본 발명인 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치(100)에 정격하중(250kgf) 작용 시 최대 변형이 발생하는 위치는 상부 패널 부재(170)이며, 최대 변형량은 0.0058[mm]이고, 최대 응력은 8.5[MPa]이며, 최대 응력은 용접기 재질인 구조용 강제의 항복응력 250[MPa]의 4.2%로 용접기 작동시 안정하다고 판단할 수 있으며, 안전계수 또한 최소 15로 구조가 안정하다.The position where the maximum deformation occurs when the rated load (250 kgf) is applied to the 3-axis control projection
본 발명인 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치(100)에 가장 극한 운전 조건일 때의 극한하중(1000kgf) 작용시 최대 변형이 발생하는 위치는 정격하중과 동일하게 상부 패널 부재(170)이며, 최대 변형량은 0.0064[mm]이고, 최대 응력은 45.2[MPa]로 최대 응력은 용접기 재질인 구조용 강제의 항복응력의 22.6%로 용접기 작동시 안전하다고 판단할 수 있으며, 안전계수 최소 또한 8.1로 안정하다고 판단된다.The position where the maximum deformation occurs when the ultimate load (1000 kgf) is applied to the three-axis control projection
3축 제어 너트 프로젝션 용접기의 최대 응력 발생부에서 최소 수명이 발생을 하며, 정격하중작용시 6.0[cycle], 극한하중 작용시 5.0[cycle]로 양산 공정에 적용하는데 가능하다고 판단된다.The minimum lifespan occurs at the maximum stress generating part of the 3-axis control nut projection welding machine, and it is considered that it is possible to apply it to mass production process with 6.0[cycle] when the rated load is applied and 5.0[cycle] when the extreme load is applied.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, the embodiments according to the present invention have been looked at, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the embodiments described above are those with ordinary knowledge in the art. It is obvious. Therefore, the above-described embodiments should be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description and may be changed within the scope of the appended claims and their equivalents.
100: 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치 110: 베이스 패널 부재
130: 재료 지지부재 132: 측면 지지 부재
134: 수평 이동 부재 138: 제1수평 이동 부재
139: X축 이동부 139-1: X축 구동부
139-2: X축 볼스크류 139-3: X축 이동부재
142: 제2수평 이동 부재 143: Y축 이동부
143-1: Y축 구동부 143-2: Y축 볼스크류
143-3: Y축 이동부재 150: 실린더형 용접 부재
152: Z축 이동부 152-1: Z축 구동부
152-2: Z축 볼스크류 152-3: Z축 이동부재
160: 용접부 170: 상부 패널 부재
190: 패널 지지부재 210: 제어부100: 3-axis control projection nut welding device 110: base panel member
130: material support member 132: side support member
134: horizontal moving member 138: first horizontal moving member
139: X-axis moving unit 139-1: X-axis driving unit
139-2: X-axis ball screw 139-3: X-axis moving member
142: second horizontal moving member 143: Y-axis moving portion
143-1: Y-axis drive 143-2: Y-axis ball screw
143-3: Y-axis moving member 150: cylindrical welding member
152: Z-axis moving part 152-1: Z-axis driving part
152-2: Z-axis ball screw 152-3: Z-axis moving member
160: welding part 170: upper panel member
190: panel support member 210: control unit
Claims (7)
상기 베이스 패널 부재의 중앙에서 상방으로 형성되어 피용접 부분이 위치되는 상부가 수평이동되는 재료 지지부재와,
상기 재료 지지부재의 상방에서 수직이동되는 용접부가 형성되는 실린더형 용접 부재와,
상기 실린더형 용접 부재를 지지하도록 형성되는 상부 패널 부재 및
상기 실린더형 용접 부재를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부의 명령에 의해 상기 재료 지지부재의 상부가 피용접 부분을 용접부의 하부로 수평이동시킨 후, 피용접 부분의 상부에 너트 부재가 위치되면, 용접부의 하부가 수직이동되어 상기 너트 부재의 상부를 가압하면서 전류를 통과시키고 너트 부재의 하부가 피용접 부분에 용접되고,
상기 재료 지지부재는
상기 피용접 부재가 위치되는 상부에 수평 이동 부재가 형성되고,
상기 수평 이동 부재는
X축 방향으로 이동되는 제1수평 이동 부재와,
상기 제1수평 이동 부재의 하부에 형성되어 Y축 방향으로 이동되는 제2수평 이동 부재를 포함하며,
상기 제1수평 이동 부재와 제2수평 이동 부재 사이에는 제1수평 이동 부재를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부가 형성되고,
상기 제2수평 이동 부재와 재료 지지부재 사이에는 상기 제2수평 이동 부재를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부가 형성되는 것을 특징으로 하는 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치.A base panel member,
A material support member formed upward from the center of the base panel member and horizontally moved to an upper portion where the portion to be welded is located,
A cylindrical welding member in which a welding part vertically moved above the material supporting member is formed,
An upper panel member formed to support the cylindrical welding member, and
It includes a control unit for controlling the cylindrical welding member,
After the upper portion of the material supporting member horizontally moves the portion to be welded to the lower portion of the welding portion by the command of the control unit, when the nut member is positioned on the upper portion of the welding portion, the lower portion of the welding portion is vertically moved to the upper portion of the nut member. Passing the current while pressing and the lower part of the nut member is welded to the welded part,
The material support member
A horizontal moving member is formed on an upper portion where the member to be welded is located,
The horizontal moving member
A first horizontal moving member moved in the X-axis direction,
A second horizontal moving member is formed below the first horizontal moving member and is moved in the Y-axis direction.
Between the first horizontal moving member and the second horizontal moving member is formed an X-axis moving portion for moving the first horizontal moving member in the X-axis direction,
Between the second horizontal moving member and the material support member, a three-axis control projection nut welding device, characterized in that a Y-axis moving portion for moving the second horizontal moving member in the Y-axis direction is formed.
상기 X축 이동부는
모터로 형성되는 X축 구동부와,
상기 X축 구동부에 의해 회전되는 X축 볼스크류와,
상기 X축 볼스크류에 치합되어 재료 지지부재를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부재를 포함하고,
상기 Y축 이동부는
모터로 형성되는 Y축 구동부와,
상기 Y축 구동부에 의해 회전되는 Y축 볼스크류와,
상기 Y축 볼스크류에 치합되어 재료 지지부재를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치.The method according to claim 2,
The X-axis moving part
X-axis driving unit formed of a motor,
An X-axis ball screw rotated by the X-axis driving unit,
And an X-axis moving member engaged with the X-axis ball screw to move the material support member in the X-axis direction,
The Y-axis moving part
Y-axis driving unit formed of a motor,
A Y-axis ball screw rotated by the Y-axis driving unit,
A three-axis control projection nut welding device comprising a Y-axis moving member engaged with the Y-axis ball screw to move the material support member in the Y-axis direction.
상기 실린더형 용접 부재는
실린더형 용접 부재를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부와,
상기 Z축 이동부의 하부에 형성되는 용접부를 포함하며,
상기 Z축 이동부는
서보 모터(Servo Motor)로 형성되는 Z축 구동부와,
상기 Z축 구동부에 의해 회전되도록 형성되는 Z축 볼스크류와,
상기 Z축 볼스크류에 치합되어 상기 용접부를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치.The method according to claim 3,
The cylindrical welding member
A Z-axis moving portion for moving the cylindrical welding member in the Z-axis direction,
It includes a welding portion formed under the Z-axis moving portion,
The Z-axis moving part
Z-axis driving unit formed of a servo motor (Servo Motor),
A Z-axis ball screw formed to be rotated by the Z-axis driving unit,
And a Z-axis moving member engaged with the Z-axis ball screw to move the weld in the Z-axis direction.
상기 Z축 구동부인 서보 모터의 정확한 제어를 위하여 브레이크부를 형성하며,
상기 브레이크부는
서보 모터의 회전축에 형성된 브레이크 판을 잡아주는 패드로 형성되고,
제어부에서 기설정한 간격마다 패드로 브레이크 판을 잡아주는 것을 특징으로 하는 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치.The method according to claim 4,
A brake unit is formed for precise control of the Z-axis driving unit, the servo motor,
The brake unit
It is formed of a pad that holds the brake plate formed on the rotating shaft of the servo motor,
A three-axis control projection nut welding device, characterized in that the brake plate is held by a pad at predetermined intervals by the control unit.
상기 상부 패널 부재에는
상기 실린더형 용접 부재의 상부가 관통하는 중앙 관통공이 형성되며,
상기 중앙 관통공을 중심으로 4개의 인접지점에 상기 실린더형 용접 부재를 가이드하는 4개의 가이드봉 부재가 형성되고,
상기 상부 패널 부재에는 상기 4개의 가이드봉 부재가 수직선 방향으로 이동되는 4개의 인접 관통공이 형성되며,
상기 상부 패널 부재의 상방에 위치되는 실린더형 용접 부재의 상부에는 상기 4개의 가이드봉 부재의 상단이 결합되는 상부판이 형성되고, 상부 패널 부재의 하방에 위치되는 실린더형 용접 부재의 하부에는 상기 4개의 가이드봉 부재의 하단이 결합되는 하부판이 형성되는 것을 특징으로 하는 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치.The method according to any one of claims 2 to 5,
The upper panel member
A central through hole through which the upper portion of the cylindrical welding member passes is formed,
Four guide rod members are formed to guide the cylindrical welding member at four adjacent points around the central through hole,
Four adjacent through-holes in which the four guide rod members are moved in the vertical direction are formed in the upper panel member,
An upper plate to which the upper ends of the four guide rod members are coupled is formed at an upper portion of the cylindrical welding member positioned above the upper panel member, and the four at a lower portion of the cylindrical welding member positioned below the upper panel member. Three-axis control projection nut welding device, characterized in that the lower plate to which the lower end of the guide rod member is formed.
상기 제어부의 제어 방식은 Z축 구동부의 회전 각도를 측정해 간접적으로 용접부 위치를 추정하고 보정해주는 간접 피드백 시스템 제어방식인 것을 특징으로 하는 3축 제어 프로젝션 너트 용접 장치.The method according to claim 6,
The control method of the control unit is a three-axis control projection nut welding device, characterized in that the indirect feedback system control method that indirectly estimates and corrects the position of the weld by measuring the rotation angle of the Z-axis driving unit.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020190040437A KR102120913B1 (en) | 2019-04-05 | 2019-04-05 | 3-axis control projection nut welding device |
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KR1020190040437A KR102120913B1 (en) | 2019-04-05 | 2019-04-05 | 3-axis control projection nut welding device |
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KR1020190040437A KR102120913B1 (en) | 2019-04-05 | 2019-04-05 | 3-axis control projection nut welding device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113500340A (en) * | 2021-07-27 | 2021-10-15 | 重庆八菱汽车配件有限责任公司 | Automatic welding tool for automobile grille decorating part |
Citations (1)
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---|---|---|---|---|
KR100479510B1 (en) | 2002-05-17 | 2005-03-28 | 주식회사 성우하이텍 | Apparatus for detecting mis-setting of projection nut and method of controlling the same |
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- 2019-04-05 KR KR1020190040437A patent/KR102120913B1/en active IP Right Grant
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KR100479510B1 (en) | 2002-05-17 | 2005-03-28 | 주식회사 성우하이텍 | Apparatus for detecting mis-setting of projection nut and method of controlling the same |
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