KR20030050450A - Welding tip actuating device for spot welding robot system - Google Patents
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Abstract
실린더 내부에 오일 시스템 및 공압 시스템을 내장하여 행정조절이 가능하도록 한 유공압 실린더를 이용하여 용접팁의 초기 가압시간을 절감할 수 있도록 한 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치를 제공할 목적으로,In order to provide a welding tip drive device for a robotic system for spot welding that can reduce the initial pressurization time of the welding tip by using an oil-pneumatic cylinder having an oil system and a pneumatic system in the cylinder to allow stroke adjustment.
스폿 용접용 로봇 시스템에서 피스톤 로드의 선단에 형성되는 용접팁을 가압 작동시키는 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치에서,In the spot welding robot system, the welding tip drive device of the spot welding robot system which pressurizes the welding tip formed at the tip of the piston rod,
상기 용접팁이 용접부까지 빠르게 근접하도록 실린더 하우징 내부의 전방에서 유압 및 공압을 작동압으로 하여 피스톤 로드를 어프로치 작동시키는 어프로치 작동부와; 상기 실린더 하우징 내부의 어프로치 작동부 후방에서 상기 피스톤 로드의 어프로치 작동에 이어 공압을 작동압으로 하여 구동되는 푸시 로드에 의해 상기 유압을 증압시켜 상기 용접부를 가압하는 가압 작동부와; 상기 어프로치 작동부 및 가압 작동부에 각각 작용되는 공압을 순차적으로 제어하는 유압 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치를 제공한다.An approach operating portion for approaching the piston rod by actuating hydraulic pressure and pneumatic pressure in front of the inside of the cylinder housing such that the welding tip rapidly approaches the welding portion; A pressurizing operation part for pressurizing the welding part by boosting the hydraulic pressure by a push rod driven by pneumatic pressure as a working pressure following the approach operation of the piston rod behind the approach operation part inside the cylinder housing; It provides a welding tip driving device of the robot system for spot welding, characterized in that it comprises a hydraulic control unit for sequentially controlling the pneumatic pressure respectively applied to the approach operation unit and the pressure operation unit.
Description
본 발명은 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실린더 내부에 오일 시스템 및 공압 시스템을 내장하여 행정조절이 가능하도록 한 유공압 실린더를 이용하여 용접팁의 초기가압시간을 절감할 수 있도록 한 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a welding tip driving apparatus of a spot welding robot system, and more specifically, to the initial pressure time of the welding tip by using a pneumatic cylinder to enable the stroke adjustment by embedding the oil system and the pneumatic system inside the cylinder The present invention relates to a welding tip drive device for a spot welding robot system.
일반적으로 차체 조립공정 중, 2장의 패널을 용착시키는 방법으로는 스폿 저항용접이 많이 사용되었으나 스폿 저항용접은 차체 패널 표면에 가압력을 가하면서 접촉하는 방식으로, 도 1에서 도시한 바와 같이, 스폿 용접용 로봇 시스템(1)의 용접건(3) 일측에 상기 가압력을 얻기 위해서 용접팁 구동장치(5)를 구비하게 된다.In general, spot resistance welding is widely used as a method of welding two panels during a vehicle assembly process. However, spot resistance welding is a method of contacting while applying a pressing force to the surface of a body panel, as shown in FIG. 1, spot welding. The welding tip driving device 5 is provided on one side of the welding gun 3 of the robot system 1 for obtaining the pressing force.
종래에 적용되던 용접팁 구동장치(5)는, 통상 압축성 유체인 압축공기를 이용하여 구동되는 왕복동식 공압실린더를 적용하여 왔으나, 상기 왕복동식 공압실린더는 도 8에서 도시한 바와 같이, 작동 스트로크를 70mm로 하여 전진 및 후진작동을 수행하게 되는데, 이때, 실린더 내부압력이 상기 압축공기에 의해 용접 가능한 압력으로 도달하기까지 소요시간이 과다하다는 단점이 있다.Conventionally applied welding tip drive device (5) has been applied to the reciprocating pneumatic cylinder that is usually driven using compressed air as a compressive fluid, the reciprocating pneumatic cylinder as shown in FIG. The forward and backward movements are performed by using 70 mm. In this case, the time required for the cylinder internal pressure to reach the weldable pressure by the compressed air is excessive.
이러한 왕복동식 공압실린더의 작동 사이클을 살펴보면, 크게 초기가압시간, 용접시간, 유지시간 및 개방시간으로 나누어지며, 전체 사이클을 59초라고 할 경우, 상기 초기가압시간은 30초, 용접시간 및 유지시간은 각각 12초 그리고, 개방시간은 5초로서, 전체 사이클 중, 초기가압시간이 절반 이상의 소요시간을 차지하는것을 볼 수 있다.Looking at the operation cycle of the reciprocating pneumatic cylinder, it is divided into the initial pressing time, the welding time, the holding time and the opening time. When the total cycle is 59 seconds, the initial pressing time is 30 seconds, the welding time and the holding time. Are 12 seconds each and the opening time is 5 seconds. Of the total cycles, it can be seen that the initial press time takes more than half of the time required.
이에 따라, 왕복동식 공압실린더의 사이클 타임을 최소화하기 위해서는 무엇보다, 초기가압시간을 단축하는 것이 선행되어야 하는 과제인 것이다.Accordingly, in order to minimize the cycle time of the reciprocating pneumatic cylinder, it is a task to first reduce the initial pressing time.
또한, 종래의 왕복동식 공압실린더에 의한 용접건의 가압 작동은 연속적으로 이루어져 용접팁의 전진 작동시의 충격에 의해 패널변형 및 작업장 내에 소음을 발생시키는 문제점도 내포하고 있다.In addition, the pressurization operation of the welding gun by the conventional reciprocating pneumatic cylinder is made continuously, and there is a problem of generating a panel deformation and noise in the workplace by the impact during the forward operation of the welding tip.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점 및 초기가압시간을 단축하여 사이클 타임을 최소화하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실린더 내부에 오일 시스템 및 공압 시스템을 내장하여 행정조절이 가능하도록 한 유공압 실린더를 이용하여 용접팁의 초기가압시간을 절감할 수 있도록 한 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention was created in order to minimize the cycle time by reducing the above-mentioned problems and initial pressurization time, an object of the present invention is to install an oil system and a pneumatic system inside the cylinder to enable a stroke control It is to provide a welding tip driving device of the robot system for spot welding to reduce the initial pressing time of the welding tip by using.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 오일 시스템 및 공압 시스템을 통하여 행정조절이 가능하도록 하여 작동시의 충격을 배제하며, 동시에 소음을 줄일 수 있도록 하는 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a welding tip driving apparatus of the robot system for spot welding to eliminate the impact during the operation, and at the same time to reduce the noise by enabling the administrative adjustment through the oil system and the pneumatic system. will be.
도 1은 일반적인 스폿 용접용 로봇 시스템의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a general spot welding robot system.
도 2는 본 발명에 따른 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치의 단면 구성도이다.Figure 2 is a cross-sectional configuration of the welding tip driving device of the spot welding robot system according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치의 제1작동상태를 도시한 단면 구성도이다.Figure 3 is a cross-sectional view showing a first operating state of the welding tip drive device of the spot welding robot system according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치의 제2작동상태를 도시한 단면 구성도이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing a second operating state of the welding tip drive device of the spot welding robot system according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치의 제3작동상태를 도시한 단면 구성도이다.Figure 5 is a cross-sectional view showing a third operating state of the welding tip drive device of the spot welding robot system according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치의 제4작동상태를 도시한 단면 구성도이다.Figure 6 is a cross-sectional view showing a fourth operating state of the welding tip drive device of the spot welding robot system according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치의 작동사이클을 도시한 그래프이다.Figure 7 is a graph showing the operating cycle of the welding tip drive device of the spot welding robot system according to the present invention.
도 8은 종래 기술에 따른 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치의 작동사이클을 도시한 그래프이다.8 is a graph illustrating an operating cycle of a welding tip driving device of the spot welding robot system according to the prior art.
상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치는 스폿 용접용 로봇 시스템에서 피스톤 로드의 선단에 형성되는 용접팁을 가압 작동시키는 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치에서,The welding tip driving apparatus of the spot welding robot system according to the present invention for realizing the above object is the welding tip driving of the spot welding robot system for pressurizing the welding tip formed on the tip of the piston rod in the spot welding robot system On the device,
상기 용접팁이 용접부까지 빠르게 근접하도록 실린더 하우징 내부의 전방에서 유압 및 공압을 작동압으로 하여 피스톤 로드를 어프로치 작동시키는 어프로치 작동부와; 상기 실린더 하우징 내부의 어프로치 작동부 후방에서 상기 피스톤 로드의 어프로치 작동에 이어 공압을 작동압으로 하여 구동되는 푸시 로드에 의해 상기 유압을 증압시켜 상기 용접부를 가압하는 가압 작동부와; 상기 어프로치 작동부 및 가압 작동부에 각각 작용되는 공압을 순차적으로 제어하는 유압 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하며,An approach operating portion for approaching the piston rod by actuating hydraulic pressure and pneumatic pressure in front of the inside of the cylinder housing such that the welding tip rapidly approaches the welding portion; A pressurizing operation part for pressurizing the welding part by boosting the hydraulic pressure by a push rod driven by pneumatic pressure as a working pressure following the approach operation of the piston rod behind the approach operation part inside the cylinder housing; It characterized in that it comprises a hydraulic control unit for sequentially controlling the pneumatic pressure respectively applied to the approach operation unit and the pressure operation unit,
상기 어프로치 작동부는 상기 실린더 하우징 내부의 전방에 형성되어 상기 유압 제어부로부터 공압 또는 대기압이 선택적으로 공급되는 제1챔버와; 상기 실린더 하우징 내부의 상기 제1챔버 후방에서 상기 가압 작동부의 푸시 로드 선단이 관통하여 상기 제1챔버로 전진할 수 있도록 중앙에 연결구가 형성된 격막으로 분리되어 형성되며, 상기 유압 제어부로부터 공압 또는 대기압이 선택적으로 공급되는 제2챔버와; 상기 제1챔버에 전후진 가능하게 설치되며, 선단이 상기 실린더 하우징의 전방 외측으로 관통되는 피스톤 로드와; 상기 제1챔버 내에서 상기 피스톤 로드에 끼워지며, 피스톤 로드와의 사이에 제1탄성부재를 재개하는 슬라이드 피스톤과; 상기 제2챔버 내에 전후진 가능하게 설치되는 압축 피스톤으로 구성되는 것을 특징으로 하며,A first chamber in which the approach operation part is formed in front of the inside of the cylinder housing and selectively supplies pneumatic or atmospheric pressure from the hydraulic control part; The push rod front end of the pressurizing operation unit penetrates behind the first chamber inside the cylinder housing and is separated into a diaphragm having a connector formed at the center thereof so as to be advanced to the first chamber. A second chamber selectively supplied; A piston rod installed in the first chamber so as to be moved forward and backward and having a front end penetrated outwardly of the cylinder housing; A slide piston fitted into the piston rod in the first chamber and resuming the first elastic member between the piston rod; Characterized in that it comprises a compression piston which is installed in the second chamber to be moved forward and backward,
상기 가압 작동부는 상기 실린더 하우징 내부의 어프로치 작동부 후방에 형성되어 상기 유압 제어부로부터 공압 또는 대기압이 선택적으로 공급되는 제3챔버와; 상기 제3챔버에 전후진 가능하게 설치되며, 선단이 상기 어프로치 작동부로 진입되도록 구성되는 푸시 로드와; 상기 푸시 로드와 제3챔버의 전방면 사이에 개재되는 제2탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 하며,A third chamber in which the pressurizing actuating unit is formed behind the approach actuating unit inside the cylinder housing to selectively supply pneumatic or atmospheric pressure from the hydraulic control unit; A push rod mounted forward and backward in the third chamber, the push rod being configured to enter a front end of the approach operation part; And a second elastic member interposed between the push rod and the front surface of the third chamber,
상기 유압 제어부는 공압공급라인으로부터 공급되는 공압을 상기 어프로치 작동부에 선택적으로 공급하는 메인 제어밸브와; 상기 메인 제어밸브를 통하여 상기 어프로치 작동부로 공급되는 공압의 일부를 상기 가압 작동부에 선택적으로 공급하는 파일럿 밸브와; 상기 메인 제어밸브를 통하여 공압공급라인으로부터 공급되는 공압 또는 대기압을 상기 어프로치 작동부의 제1챔버 내의 제1공압 작동실로 공급하는 제1공압라인과; 상기 메인 제어밸브를 통하여 공압공급라인으로부터 공급되는 공압 또는 대기압을 상기 어프로치 작동부의 제2챔버 내의 제2공압 작동실로 공급하는 제2공압라인과; 상기 제2공압라인으로부터 분기되어 상기 공압 또는 대기압을 상기 파일럿 밸브까지 공급하는 제3공압라인과; 상기 파일럿 밸브의 작동에 따라 상기 공압 또는 대기압을 상기 가압 작동부의 제3챔버 내의 제3공압 작동실로 공급하는 제4공압 라인으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The hydraulic control unit includes a main control valve for selectively supplying the air pressure supplied from the pneumatic supply line to the approach operation unit; A pilot valve for selectively supplying a part of the pneumatic pressure supplied to the approach operation part through the main control valve to the pressure operation part; A first pneumatic line for supplying the pneumatic or atmospheric pressure supplied from the pneumatic supply line through the main control valve to the first pneumatic operation chamber in the first chamber of the approach operation portion; A second pneumatic line for supplying the pneumatic or atmospheric pressure supplied from the pneumatic supply line through the main control valve to the second pneumatic operation chamber in the second chamber of the approach operation portion; A third pneumatic line branched from the second pneumatic line to supply the pneumatic or atmospheric pressure to the pilot valve; And a fourth pneumatic line for supplying the pneumatic or atmospheric pressure to the third pneumatic operation chamber in the third chamber of the pressurizing operation unit according to the operation of the pilot valve.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described in detail.
도 1은 일반적인 스폿 용접용 로봇 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치의 단면 구성도로서, 먼저, 본 발명에 따른 용접팁 구동장치가 적용되는 스폿 용접용 로봇 시스템의 구성을 간단하게 살펴보면, 상기 도 1에서와 같이, 스폿 용접용 로봇 시스템(1)의 로봇 아암 선단에 용접건 유닛(3)이 구성되며, 상기 용접건 유닛(3)의 일측에 용접팁(7)의 가압력을 얻기 위한 본 발명에 따른 용접팁 구동장치(5)를 구비하게 된다.1 is an overall configuration diagram of a general spot welding robot system, Figure 2 is a cross-sectional configuration diagram of a welding tip driving device of the spot welding robot system according to the present invention, first, the welding tip driving device according to the present invention is applied Referring to the configuration of the spot welding robot system briefly, as shown in FIG. 1, the welding gun unit 3 is configured at the tip of the robot arm of the spot welding robot system 1, and the welding gun unit 3 On one side of the welding tip driving device 5 according to the present invention for obtaining the pressing force of the welding tip (7).
본 발명에 따른 상기 용접팁 구동장치(5)는 크게 어프로치 작동부와, 가압 작동부 및 유압 제어부로 나누어지며, 상기 어프로치 작동부는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 용접팁(7)이 용접부(P)까지 빠르게 근접하도록 실린더 하우징(11) 내부의 전방에서 유압 및 공압을 작동압으로 하여 피스톤 로드(13)를 어프로치 작동시키게 된다.The welding tip drive device 5 according to the present invention is largely divided into an approach operation part, a pressure operation part, and a hydraulic control part, and the approach operation part is, as shown in FIG. 2, the welding tip 7 is a welding part. The piston rod 13 is approached by operating the hydraulic pressure and the pneumatic pressure in front of the inside of the cylinder housing 11 so as to quickly approach (P).
또한, 상기 가압 작동부는 상기 실린더 하우징(11) 내부의 어프로치 작동부 후방에서 상기 피스톤 로드(13)의 어프로치 작동에 이어 공압을 작동압으로 하여 구동되는 푸시 로드(15)에 의해 상기 유압을 증압시켜 상기 패널(17)의 용접부(P)를 가압하는 작동을 수행하게 되며, 상기 유압 제어부는 상기 어프로치 작동부 및 가압 작동부에 각각 작용되는 공압을 순차적으로 제어하게 된다.In addition, the pressurizing actuator may increase the hydraulic pressure by a push rod 15 driven by the pneumatic pressure as the actuation pressure following the approach actuation of the piston rod 13 behind the approach actuating portion inside the cylinder housing 11. An operation of pressing the welding part P of the panel 17 is performed, and the hydraulic control part sequentially controls the pneumatic pressure applied to the approach operation part and the pressure operation part, respectively.
상기 어프로치 작동부를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 어프로치 작동부는 상기 실린더 하우징(11) 내부의 전방에 제1챔버(19)가 형성되어 상기 유압 제어부로부터 공압 또는 대기압이 선택적으로 공급되며, 상기 실린더 하우징(11) 내부의 상기 제1챔버(19) 후방에는 제2챔버(21)가 형성되는데. 이 제2챔버(21)는 상기 가압 작동부의 푸시 로드(15) 선단이 이를 관통하여 상기 제1챔버(19)로 전진할 수 있도록 중앙에 연결구(35)가 형성된 격막(23)으로 분리되어 형성되며, 상기 유압 제어부로부터 공압 또는 대기압이 선택적으로 공급된다.In more detail, the approach operation portion is formed in the first chamber 19 in front of the inside of the cylinder housing 11, the pneumatic or atmospheric pressure is selectively supplied from the hydraulic control, the cylinder housing ( 11) The second chamber 21 is formed behind the first chamber 19 inside. The second chamber 21 is formed by being separated into a diaphragm 23 having a connector 35 formed at the center thereof so that the tip of the push rod 15 of the pressurizing actuator penetrates it and moves forward to the first chamber 19. Pneumatic or atmospheric pressure is selectively supplied from the hydraulic control unit.
또, 상기 제1챔버(19)에는 상기 피스톤 로드(13)가 전후진 가능하게 설치되며, 이 피스톤 로드(13)의 선단이 상기 실린더 하우징(11)의 전방 외측으로 관통되어 상기 용접팁(7)으로 구성된다.In addition, the piston rod 13 is installed in the first chamber 19 so that the piston rod 13 can be moved forward and backward, and the tip of the piston rod 13 penetrates outwardly in front of the cylinder housing 11 so that the welding tip 7 It is composed of
또한, 상기 제1챔버(19) 내에서 상기 피스톤 로드(13)에는 슬라이드 피스톤(25)이 끼워지며, 이 슬라이드 피스톤(25)은 상기 피스톤 로드(13)와의 사이에 제1탄성부재(27)를 재개하게 된다.In addition, a slide piston 25 is fitted into the piston rod 13 in the first chamber 19, and the slide piston 25 is disposed between the piston rod 13 and the first elastic member 27. Will resume.
그리고 상기 제2챔버(21) 내에는 압축 피스톤(33)이 전후진 가능하게 설치된다.In addition, the compression piston 33 is installed in the second chamber 21 so as to be able to move forward and backward.
이러한 상기 어프로치 작동부의 구성에서, 상기 제1챔버(19)는 상기 슬라이드 피스톤(25)과 챔버 전방면 사이에 상기 유압 제어부로부터의 공압이 작용하는 제1공압 작동실(29)을 형성하고, 상기 피스톤 로드(13)와 상기 격막(23) 사이에는 오일이 충진되어 유압이 작용하는 고압실(37)을 형성하며, 상기 슬라이드 피스톤(25) 및 피스톤 로드(13) 사이에는 상기 제1탄성부재(27)가 설치되는 제1스프링 챔버(31)를 형성하여 이루어진다.In this configuration of the approach operation portion, the first chamber 19 forms a first pneumatic operation chamber 29 in which pneumatic pressure from the hydraulic control portion acts between the slide piston 25 and the chamber front surface, and the Oil is filled between the piston rod 13 and the diaphragm 23 to form a high pressure chamber 37 in which hydraulic pressure acts, and between the slide piston 25 and the piston rod 13, the first elastic member ( 27 is formed by forming a first spring chamber 31 is installed.
또한, 상기 제2챔버(21)는 상기 압축 피스톤(33)과 격막(23) 사이에, 격막(23)의 연결구(35)를 통하여 상기 제1챔버(19)와 연결되어 오일을 저장하는 오일 저장실(39)을 형성하며, 상기 압축 피스톤(33)과 챔버의 후방면 사이에는 상기 유압 제어부로부터의 공압이 작용하는 제2공압 작동실(41)을 형성하여 이루어진다.In addition, the second chamber 21 is connected between the compression piston 33 and the diaphragm 23, and is connected to the first chamber 19 through the connector 35 of the diaphragm 23 to store oil. A storage chamber 39 is formed, and a second pneumatic operation chamber 41 is formed between the compression piston 33 and the rear surface of the chamber in which pneumatic pressure from the hydraulic control unit acts.
여기서, 상기 제1탄성부재(27)는 코일 스프링으로 이루어진다.Here, the first elastic member 27 is made of a coil spring.
한편, 상기 가압 작동부의 구체적인 구성은 상기 실린더 하우징(11) 내부의 어프로치 작동부 후방에 제3챔버(43)가 형성되어 상기 유압 제어부로부터 공압 또는 대기압이 선택적으로 공급되고, 상기 제3챔버(43) 내에는 상기 푸시 로드(15)가 전후진 가능하게 설치되며, 이 푸시 로드(15)의 선단은 상기 어프로치 작동부의제2챔버(21)를 관통하여 제1챔버(19)의 고압실(37)까지 진입되도록 구성된다.On the other hand, in the specific configuration of the pressurizing operation unit is a third chamber 43 is formed behind the approach operation unit inside the cylinder housing 11, the pneumatic or atmospheric pressure is selectively supplied from the hydraulic control unit, the third chamber 43 The push rod 15 is installed in a forward and backward direction, and the tip of the push rod 15 penetrates through the second chamber 21 of the approach actuating portion, and the high pressure chamber 37 of the first chamber 19 is provided. Is configured to enter.
또한, 상기 푸시 로드(15)와 제3챔버(43)의 전방면 사이에는 제2탄성부재(45)가 개재되며, 상기 제2챔버(21) 내부에 설치되는 압축 피스톤(33)이 상기 푸시 로드(15) 상에 끼워져 전후진 슬라이드 작동을 하게 된다.In addition, a second elastic member 45 is interposed between the push rod 15 and the front surface of the third chamber 43, and the compression piston 33 installed inside the second chamber 21 pushes the push rod 15. It is fitted on the rod 15 to perform the forward and backward slide operation.
여기서 상기 제2탄성부재(45)는 코일 스프링으로 이루어진다.Here, the second elastic member 45 is made of a coil spring.
또, 상기 제3챔버(43)는 상기 푸시 로드(15)와 챔버 후방면 사이에 상기 유압 제어부로부터의 공압이 작용하는 제3공압 작동실(47)을 형성하고, 상기 푸시 로드(15)와 챔버 전방면 사이에는 상기 제2탄성부재(45)가 설치되는 제2스프링 챔버(49)를 형성하여 이루어진다.In addition, the third chamber 43 forms a third pneumatic operation chamber 47 in which pneumatic pressure from the hydraulic control unit acts between the push rod 15 and the rear surface of the chamber. The second spring chamber 49 in which the second elastic member 45 is installed is formed between the chamber front surfaces.
그리고 상기 유압 제어부의 구체적인 구성은 공압공급라인(51)으로부터 공급되는 공압을 상기 제1챔버(19) 및 제2챔버(21)의 각 공압 작동실(29,41)에 선택적으로 공급하도록 2웨이 솔레노이드 밸브로 구성되는 메인 제어밸브(53)가 구비되며, 상기 메인 제어밸브(53)를 통하여 상기 제2챔버(21)의 제2공압 작동실(41)로 공급되는 공압의 일부를 상기 제3챔버(43)의 제3공압 작동실(47)에 선택적으로 공급하는 파일럿 밸브(55)를 구비한다.And the specific configuration of the hydraulic control unit is a two-way to selectively supply the pneumatic pressure supplied from the pneumatic supply line 51 to each pneumatic operation chamber (29, 41) of the first chamber (19) and the second chamber (21) The main control valve 53 is composed of a solenoid valve is provided, a portion of the pneumatic pressure supplied to the second pneumatic operation chamber 41 of the second chamber 21 through the main control valve 53 to the third The pilot valve 55 which selectively supplies to the 3rd pneumatic operation chamber 47 of the chamber 43 is provided.
따라서 상기 메인 제어밸브(53)는 공압공급라인(51)으로부터 공급되는 공압 또는 대기압을 상기 어프로치 작동부의 제1챔버(19) 내의 제1공압 작동실(29)로 공급하도록 제1공압라인(57)을 통하여 제1공압 작동실(29)과 연결되며, 동시에 상기 공압공급라인(51)으로부터 공급되는 공압 또는 대기압을 상기 제2챔버(21) 내의 제2공압 작동실(41)로 공급하도록 제2공압라인(59)을 통하여 제2공압 작동실(41)과연결된다.Accordingly, the main control valve 53 supplies the pneumatic or atmospheric pressure supplied from the pneumatic supply line 51 to the first pneumatic operation chamber 29 in the first chamber 19 of the approach operation part 57. It is connected to the first pneumatic operation chamber (29), and at the same time to supply the pneumatic or atmospheric pressure supplied from the pneumatic supply line 51 to the second pneumatic operation chamber 41 in the second chamber (21) The second pneumatic operation chamber 41 is connected to the second pneumatic operation chamber 41.
그리고 상기 제2공압라인(59)으로부터 분기되어 상기 공압 또는 대기압을 상기 파일럿 밸브(55)까지 공급하도록 제3공압라인(61)이 형성되며, 상기 파일럿 밸브(55)의 작동에 따라 상기 제3공압라인(61)을 통하여 공급되는 공압 또는 대기압을 상기 제3챔버(43) 내의 제3공압 작동실(47)로 공급하도록 제4공압라인(63)을 형성한다.A third pneumatic line 61 is formed to branch from the second pneumatic line 59 to supply the pneumatic or atmospheric pressure to the pilot valve 55. The third pneumatic line 61 is operated according to the operation of the pilot valve 55. The fourth pneumatic line 63 is formed to supply the pneumatic or atmospheric pressure supplied through the pneumatic line 61 to the third pneumatic operation chamber 47 in the third chamber 43.
여기서, 상기 파일럿 밸브(55)의 작동은 제3공압라인(61)과, 상기 제3챔버(43)의 제3공압 작동실(47)과 연결되는 제4공압라인(63)을 상호 연결하거나, 상기 제4공압라인(63)과 상기 제1챔버(19)의 제1공압라인(57)을 상호 연결하는 2가지 작동을 수행하게 된다.Here, the operation of the pilot valve 55 is connected to the third pneumatic line 61 and the fourth pneumatic line 63 connected to the third pneumatic operation chamber 47 of the third chamber 43 or In addition, two operations of interconnecting the fourth pneumatic line 63 and the first pneumatic line 57 of the first chamber 19 are performed.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치에 의한 작동은 리턴, 어프로치, 시프트, 가압 등의 4가지 스텝으로 이루어지며, 도 3내지 도 6을 통하여 이러한 작동을 보다 구체적으로 살펴보면, 먼저, 도 3에서 도시한 바와 같이, 리턴 스텝 상태에서는 메인 제어밸브(53)가 도면에서 우측으로 이동하여 상기 공압공급라인(51)이 제1공압라인(57)과 연결되고 상기 제2공압라인(59)은 대기측으로 연결된 상태이며, 상기 파일럿 밸브(55)는 상기 제3공압라인(61)과, 상기 제3챔버(43)의 제3공압 작동실(47)과 연결되는 제4공압라인(63)을 상호 연결한 상태이다.Therefore, the operation by the welding tip drive device of the spot welding robot system having the configuration as described above is made of four steps, such as return, approach, shift, pressurization, such operation is more specifically described through FIGS. As shown in FIG. 3, first, in the return step state, the main control valve 53 is moved to the right in the drawing so that the pneumatic supply line 51 is connected to the first pneumatic line 57, and The second pneumatic line 59 is connected to the atmosphere, and the pilot valve 55 is connected to the third pneumatic line 61 and the third pneumatic operation chamber 47 of the third chamber 43. The four pneumatic lines 63 are connected to each other.
이와 같이, 상기 제1챔버(19)의 제1공압 작동실(29)에는 공압공급라인(51)으로부터의 공압이 작용하게 되며, 상기 제2챔버(21)의 제2공압 작동실(41)과 제3챔버(43)의 제3공압 작동실(47)에는 각각 대기압이 작용하게 됨으로, 상기 피스톤 로드(13)는 상기 제1공압 작동실(29)에 공급되는 공압에 의해 후진한 상태이며, 이에 따라 고압실(37)의 오일은 오일 저장실(39)로 이동하여 저장되며, 푸시 로드(15)는 제2탄성부재(45)의 탄성력에 의해 후진하여 복원된 상태를 유지하게 된다.As such, the pneumatic pressure from the pneumatic supply line 51 acts on the first pneumatic operation chamber 29 of the first chamber 19, and the second pneumatic operation chamber 41 of the second chamber 21 is applied. Atmospheric pressure is applied to the third pneumatic operation chamber 47 of the and third chambers 43, respectively, so that the piston rod 13 is retracted by the pneumatic pressure supplied to the first pneumatic operation chamber 29. Thus, the oil of the high pressure chamber 37 is moved to the oil storage chamber 39 and stored, and the push rod 15 is maintained by being retracted by the elastic force of the second elastic member 45.
이러한 상태에서 용접팁을 용접부(P)의 일측까지 빠르게 접촉시키기 위한 어프로치 스텝에서는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 메인 제어밸브(53)가 도면에서 좌측으로 이동하여 상기 공압공급라인(51)이 제2공압라인(59)과 연결되고 상기 제1공압라인(57)은 대기측으로 연결된 상태이며, 상기 파일럿 밸브(55)는 유로를 변환하여 상기 제3챔버(43)의 제3공압 작동실(47)과 연결되는 제4공압라인(63)과 제1챔버(19)의 제1공압 작동실(29)을 상호 연결한 상태이다.In the approach step for quickly contacting the welding tip to one side of the welding portion P in such a state, as shown in FIG. 4, the main control valve 53 is moved to the left in the drawing so that the pneumatic supply line 51 is It is connected to the second pneumatic line 59 and the first pneumatic line 57 is connected to the atmosphere side, the pilot valve 55 converts the flow path to the third pneumatic operation chamber (3) The fourth pneumatic line 63 and the first pneumatic operating chamber 29 of the first chamber 19 are connected to each other.
이와 같이, 상기 제2챔버(21)의 제2공압 작동실(41)에는 공압공급라인(51)으로부터의 공압이 작용하게 되며, 상기 제1챔버(19)의 제1공압 작동실(29)과 제3챔버(43)의 제3공압 작동실(47)에는 각각 대기압이 작용하게 됨으로, 상기 피스톤 로드(13)는 상기 제2공압 작동실(41)에 공급되는 공압에 의해 압축 피스톤(33)이 전진하여 오일 저장실(39)에 저장된 오일을 연결구(35)를 통하여 고압실(37)로 이동시킴으로서 상기 오일의 유압에 의해 전진하여 용접부(P)의 일측까지 근접 접촉한 상태이다.As such, the pneumatic pressure from the pneumatic supply line 51 acts on the second pneumatic operation chamber 41 of the second chamber 21, and the first pneumatic operation chamber 29 of the first chamber 19 is applied. Atmospheric pressure is applied to the third pneumatic operation chamber 47 of the and third chambers 43, respectively, so that the piston rod 13 is compressed by the pneumatic pressure supplied to the second pneumatic operation chamber 41. ) Is advanced to move the oil stored in the oil reservoir (39) to the high pressure chamber (37) through the connector (35) by advancing by the hydraulic pressure of the oil is in close contact with one side of the welding portion (P).
이 때, 상기 푸시 로드(15)는 제2탄성부재(45)의 탄성력에 의해 계속 후진하여 복원된 상태를 유지하게 된다.At this time, the push rod 15 is continuously retracted by the elastic force of the second elastic member 45 to maintain the restored state.
상기한 바와 같은 어프로치 스텝 상태에 이어, 계속해서 도 5에서 도시한 바와 같이, 시프트 스텝을 이루게 되는데, 이 시프트 스텝에서는 메인 제어밸브(53)가 상기 어프로치 스텝 상태에서와 같은 상태를 유지하여 상기 공압공급라인(51)이 제2공압라인(59)과 연결되고 상기 제1공압라인(57)은 대기측으로 연결된 상태이며, 상기 파일럿 밸브(55)는 유로를 다시 변환하여 상기 제3공압라인(61)과, 상기 제3챔버(43)의 제3공압 작동실(47)과 연결되는 제4공압라인(63)을 상호 연결한 상태가 된다.Subsequent to the approach step state as described above, as shown in FIG. 5, a shift step is achieved. In this shift step, the main control valve 53 maintains the same state as in the approach step state. The supply line 51 is connected to the second pneumatic line 59 and the first pneumatic line 57 is connected to the atmospheric side, and the pilot valve 55 converts the flow path again to the third pneumatic line 61. ) And the fourth pneumatic line 63 connected to the third pneumatic operation chamber 47 of the third chamber 43 are connected to each other.
이에 따라, 상기 제2챔버(21)의 제2공압 작동실(41)에는 공압공급라인(51)으로부터의 공압이 계속 유지되며, 상기 제1챔버(19)의 제1공압 작동실(29)은 계속 대기압이 작동하여 상기 제1탄성부재(27)의 작동에 의해 슬라이드 피스톤(25)이 완전히 전진 진행된 상태가 된다.Accordingly, the air pressure from the pneumatic supply line 51 is continuously maintained in the second pneumatic operation chamber 41 of the second chamber 21, and the first pneumatic operation chamber 29 of the first chamber 19 is maintained. At this time, the atmospheric pressure is continuously operated, and the slide piston 25 is fully advanced by the operation of the first elastic member 27.
계속해서, 도 6에서 도시한 바와 같이, 가압 스텝을 이루게 되는데, 상기 제3챔버(43)의 제3공압 작동실(47)에 상기 제2공압라인(59)으로부터 분기된 제3공압라인(61)으로부터 파일럿 밸브(55)를 거쳐 제4공압라인(63)으로 공급되는 공압이 작용하게 됨으로, 제2탄성부재(45)의 탄성력을 극복하고, 상기 푸시 로드(15)를 전진 작동시키게 된다.Subsequently, as shown in FIG. 6, a pressing step is performed, and a third pneumatic line branched from the second pneumatic line 59 to the third pneumatic operation chamber 47 of the third chamber 43 is formed. Since the pneumatic pressure supplied from the 61 to the fourth pneumatic line 63 through the pilot valve 55 acts, the elastic force of the second elastic member 45 is overcome and the push rod 15 is operated forward. .
이와 같이, 상기 푸시 로드(15)가 전진 작동함에 따라, 푸시 로드(15)의 선단이 상기 격막(23)의 연결구(35)를 통하여 고압실(37)로 진입하게 되며, 이에 따라 고압실(37) 내 오일의 유압은 승압되어 상기 피스톤 로드(13)가 전진하도록 작용하게 된다.As such, as the push rod 15 moves forward, the tip of the push rod 15 enters the high pressure chamber 37 through the connector 35 of the diaphragm 23. 37) The hydraulic pressure of the oil in the oil is elevated to act to move the piston rod 13 forward.
이에 따라, 상기 피스톤 로드(13)의 선단에 구성되는 용접팁이 용접부(P)의일측에 접촉한 상태에서 가압하여 용접시간 및 유지시간 동안 유지한 후, 상기 리턴 스텝의 작동을 다시 수행하게 되는 것이다.Accordingly, the welding tip formed at the tip of the piston rod 13 is pressed in a state in which it is in contact with one side of the welding portion P to maintain the welding time and the holding time, and then the operation of the return step is performed again. will be.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스폿 용접용 로봇 시스템의 용접팁 구동장치에 의하여 실린더 하우징 내부에 초기가압을 위하여 어프로치 스텝을 이루는 어프로치 작동부와 용접을 위한 가압 스텝을 이루는 가압 작동부와, 이들을 제어하기 위한 유압 제어부를 구성함으로서, 리턴, 어프로치, 시프트 및 가압 등의 스텝에 의해 구동하는 본 발명에 따른 용접팁 구동장치의 작동 사이클을 살펴보면, 크게 초기가압시간, 용접시간, 유지시간 및 개방시간으로 나누어지되, 도 8에서 도시한 바와 같이, 전체 사이클이 59초라고 할 때, 초기가압시간이 30초로 절반 이상의 소요시간을 차지하는 종래의 용접팁 구동장치에 비하여, 상기 어프로치 스텝 및 시프트 스텝에서 이루어지는 본 발명은 도 7에서 도시한 바와 같이, 피스톤 로드가 전진하여 용접부에 접촉되는 동시에, 실린더 하우징 내부의 전체 압력이 용접 가능한 압력까지 도달하기 때문에 초기가압시간을 25초로 줄일 수 있게 되어 사이클 타임을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, by the welding tip driving apparatus of the spot welding robot system according to the present invention, an approach actuating unit forming an approach step for initial pressurization inside the cylinder housing and a pressurizing actuating unit forming a pressurizing step for welding, and controlling them By constituting the hydraulic control unit, the operation cycle of the welding tip drive device according to the present invention, which is driven by steps such as return, approach, shift and pressurization, can be divided into initial pressure time, welding time, holding time and opening time. As shown in FIG. 8, when the total cycle is 59 seconds, the initial pressure time is 30 seconds, compared to the conventional welding tip drive device which takes up more than half the required time, The invention is shown in Figure 7, the piston rod is advanced to contact the weld At the same time, because it is possible to reach total pressure in the cylinder housing is a pressure welding can be reduced to 25 seconds for the initial pressing time, there is an effect that it is possible to shorten the cycle time.
또한, 본 발명에 따른 용접팁 구동장치는 어프로치 작동과 가압 작동이 분리되어 용접팁이 용접부에 근접 접촉시까지 신속하게 이동한 상태에서, 시프트 스텝에 의해 가압 작동이 이루어지게 됨으로 패널 용접부와의 사이에 충격력 발생을 배제할 수 있어 패널변형 및 작업장 내에 소음을 발생을 방지할 수 있는 효과도 있다.In addition, the welding tip driving apparatus according to the present invention is separated from the approach operation and the pressurizing operation so that the welding tip is quickly moved until the close contact with the weld, the pressing operation is performed by the shift step between the panel welding portion In addition, the impact force can be excluded to prevent the panel deformation and the generation of noise in the workplace.
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| P22-X000 | Classification modified |
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| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
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