저항점 용접건 프레임의 구조 최적화 및 실험적 검증

초록

저항점용접건은자동차및가전산업의부품을접합하는데사용된다. 용접공정의자동화를위해저항 점용접건은다관절로봇에장착되며, 용접건의무게는로봇에부하를유발하여, 로봇의사양을고려하여 용접건이설계된다. 용접건은가압시변형을방지하기위해고강도구조설계가필요하지만, 무게의제한이 있어경량화가필수적이다. 또한, 다양한용접방식을구현하기위해용접건이모듈형으로설계되어프레임을공유하는형식이대부분이다. 본연구에서는저항점용접이수행되며가압될때의응력과변형량을 측정하기위해해석을수행한다. 또한, 로봇에걸리는부하와생산비용을절감하기위하여용접건의프레임을최적화하였다. 프레임중량감소를위하여프레임판재세부분을변수로지정하여Size 최적화를수행하고, 로봇에부착되는부위를제외하고위상최적화를수행하였다. 최적화를통하여얻은프레임은설계원안에대비하여무게가20%감소하였고, 스몰-스케일실험을통하여최적화모델을검증하였다. 최적화모델검증을통하여다관절로봇의가반하중을감소시켰으며, 생산비용을절감하였다.