KR100290701B1 - 권선기 및 권선방법 - Google Patents

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KR100290701B1
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후미하루 야노
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곤도우 노부시게
니토쿠 엔지니어링 가부시키 가이샤
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Abstract

본 발명은 여러 종류의 공작물의 형상에 대응하여 권선 작업 및 묶음 작업을 행하고 선상재의 장력을 일정하게 설정함으로써 선상재의 절단 및 선상재 고정부의 변형을 방지하기 위한 권선기 및 권선 방법에 관한 것이다. 본 권선 방법은 선상재를 인출하면서 이동 가능한 노즐과, 노즐을 구동하기 위한 구동 수단과, 노즐의 방향을 설정 가능하게 하는 방향설정 수단과, 권선부를 권선부 회전축에 의해 회전하여 선상재의 권선을 행하기 위한 권선부 회전수단을 구비하는 권선기에 의해 수행되는 권선 방법에 있어서, 방향설정 수단에 의해 선상재와 노즐의 각도가 10 도 이내로 되도록 노즐의 방향이 설정된 상태에서, 권선부 회전수단에 의해 권선부를 회전하여 선상재를 권선부에 감아 돌리고, 구동수단에 의해 노즐을 이동하여 권선개시시 및 종료시에 선상재를 권선부 근방에 배치한 선상재 고정부까지 끌어 돌려 당해 선상재 고정부에 묶어 고정한다.

Description

권선기 및 권선방법
본 발명은 권선기 및 권선방법에 관한 것으로, 특히 굵은 선(太線)의 권선 등에 사용하기 적합한 기술에 관한 것이다.
도 6 및 도 7은 종래의 권선기의 일례를 나타낸 것이다. 여기에서 부호 W는 공작물(회전자), P'는 권선부(자극), T'는 권선재 고정부(단자), L은 선상재(도선), K'는 기대, 1은 권선기, 2는 노즐, 3은 구동수단, 4는 방향 전환 수단, 5는 권선부 위치설정 수단, 6은 선상재 절단 수단(와이어 커터), 7은 임시 묶음 핀이다.
공작물 W는 도 6에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 내측에 돌출한 복수의 자극 P'를 구비하고, 권선 L을 접속하기 위한 복수의 단자 T'가 상면에 배치된다.
권선기 1은 선상재 L을 인출하면서 이동가능한 노즐 2와, 당해 노즐 2를 구동하기 위한 구동수단 3과, 노즐 2의 방향을 전환할 수 있는 방향전환 수단 4와, 선상재 L을 권회하는 권선부 P'를 위치설정하기 위한 권선부 위치설정 수단 5가 기대 K'에 배치되고, 노즐 2가, 선상재 L을 권선부 P'에 권회하고 권선 종료시 선상재 L을 선상재 고정부 T'에 고정하도록 이동한다.
구동수단 3은 3축 방향의 구동부 31', 32', 33'를 조합하여 되는데, 전후방향 구동부 31'과 좌우방향 구동부 32'와 상하방향 구동부 33'를 구비하여, 구동부 31', 32', 33'는 구동방향 X. Y. Z를 따라 대략 동일한 구동기구로 된다.
상하방향 구동부 33'는 구동방향 Z를 따라 배치된 상하방향 가이드 33A'와, 당해 상하방향 가이드 33A'에 평행으로 배치되고 표면에 수나사 B'가 배치된 상하방향 회전축 33B'와, 당해 상하방향 회전축 33B'에 볼 나사로 나사결합되고 상하방향 가이드 33A'를 따라 이동가능한 상하방향 이동부 33C'와, 당해 상하방향 이동부 33C'에 접속된 상하방향 접속부 33D'와, 상하방향 회전축 33B'를 회전구동하는 상하방향 구동원 33E'가 배치된다.
상하방향 회전축 33B'는 유니버설 조인트 33F'에 의해 상하방향 구동원(구동원) 33E'에 접속되고, 상하방향 이동부 33C'는 상하방향 회전축 33B'에 배치된 수나사 B'의 범위에 의해 구동방향 Z의 이동범위가 설정된다.
전후방향 구동부 31'와 좌우방향 구동부 32'는 상하방향 구동부 33'와 동일한 구조로서 도 6에 나타낸 구동방향 X, Y를 따라 배치된다. 전후방향 구동부 31'는 기대 K'에 고정된 전후방향 구동원(구동원) 31E'를 구비하고, 좌우방향 구동부 32'는 전후방향 접속부 31D'를 개재하여 전후방향 구동부 31'에 대하여 전후방향 이동가능하게 배치되고, 좌우방향 구동부 32'는 좌우방향 구동원(구동원) 32E'를 구비하고, 상하방향 구동부 33'는 좌우방향 접속부 32D'를 개재하여 좌우방향 구동부 32'에 대하여 좌우방향 이동가능하게 배치된다.
상하방향 구동부 33'에는 노즐 2가, 상하방향 회전축 33B'에 나사결합된 상하방향 이동부 33C'에 상하방향 접속부 33D'를 개재하여 상하방향 구동부 33'에 대하여 상하방향 이동가능하게 배치되고, 상하방향 접속부 33D'가 상하방향 회전축 33B'로부터 수평으로 전방에 돌출 배치된다.
방향 전환 수단 4는, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상하방향 접속부 33D'에 배치되어, 노즐 2를 상하방향, 예를 들어 하방향 U와 당해 하방향 U에 수직인 방향, 예를 들어 후방향 F로 전환가능하게 배치하는데, 당해 방향 전환 수단 4는 상하방향 접속부 33D'의 선단측으로부터 하방으로 연장되는 노즐 지지부 41과, 당해 노즐 지지부 41에 회전 가능하게 배치되는 노즐 회전부 42와, 당해 노즐 회전부 42의 방향을 설정하는 방향 설정부 43을 구비하는 것으로 된다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 노즐 지지부 41의 기단측에는 선상재 L을 노즐 2로 유도하는 가이드 롤러 41A가 배치되고, 노즐 회전부 42는 축 41B에 의해 노즐 지지부 41의 하단에 회전가능하게 취부되어, 노즐 2가 배치된다. 방향 설정부 43은 노즐 회전부 42에 접속되어 그 길이방향으로 이동하는 것으로, 노즐 회전부 42를 회전 구동하는 클램프 44와, 당해 클램프 44를 상하방향으로 구동하기 위한 클램프 구동부 45를 구비하는데, 클램프 44는 노즐 회전부 42에 축 42A에 의해 접속된 하부 클램프 44A와 클램프 구동부 45에 접속된 상부 클램프 44B로 되고, 하부 클램프 44A와 상부 클램프 44B는 클램프 44의 구동시 노즐 회전부 42의 회전을 가능하게 하는 축 46A를 구비하는 조인트부 46에 의해 접속된다.
권선부 위치설정 수단 5는 기대 K'에 배치되고, 그 위쪽에 회전자 W가 고정되어 있으며, 예를 들어 서보모터 등에 접속되어, 각 자극 P'에 대한 권선종료시 회전자 W를 자극 P'의 피치분 만큼 회전시키는 인덱스 기구를 구비하고 있다.
선상재 절단수단(와이어 커터) 6은 도선 L을 절단가능한 위치로 기대 K'에 배치하고 도선 L을 절단하는 커터 61'와, 당해 커터 61'의 이동위치를 설정하는 이동레일 62'와, 당해 이동레일 62' 내부에 배치되어 커터 61'를 이동레일 62'를 따라 구동시키는 도시되지 않은 구동원과, 당해 구동원에 의해 이동레일 62'를 따라 구동될 때 커터 61'를 절단 동작시키는 절단 동작부 63'와, 이들을 기대 K'에 지지하면서 기대 K'에 취부되는 지지부 64를 구비하고 있다.
커터 61'는 이동부 65를 개재하여 이동레일 62'에 접속되고, 당해 이동부 65의 이동에 연동하여 커터 61'의 절단동작이 가능하게 취부된다.
임시 묶음 핀 7은 권선부 위치설정 수단 5 및 와이어 커터 6의 근방에서 기대 K'에 배치된다.
이와 같은 권선기 1에 있어서는, 구동수단 3에 의해 노즐 2를 권선부 P'의 주위로 이동시켜 선상재 L을 권선부 P'에 권선하고, 계속해서 단자 T'에 선상재 L을 묶어 권선작업을 행하고 있다.
선상재 L을 단자 T'에 묶는 경우, 노즐 2가 도 8a에 나타낸 바와 같이 단자 T'의 주위를 회전하는데, 이 때 도 8b에 나타낸 바와 같이 노즐 2는 단자 T'에 대하여 평행한 방향을 유지한 상태로 단자 T'의 주위를, 예를 들어 원통상의 궤적을 그리도록 회전 동작되고 있다.
이 경우, 도 8a에 나타낸 바와 같이 단자 T' 주위에서 노즐 2가 이동하는 것에 의해 선상재 L을 묶는 경우에는, 노즐 2의 선단으로부터 풀어내는 선상재 L과 노즐 2의 축선 방향과의 사이에 각도 θ가 생기는 상태로 된다.
그러나, 이와 같은 권선기 1에서는 다음과 같은 문제가 있다.
1) 선상재 L의 권선위치를 정확히 설정하기 위해서는 노즐 2를 단자 T'에 접근시킬 필요가 있는데, 상술한 각도 θ는 노즐 2의 높이를 일정하게 하면 노즐 2가 선상재 L을 묶는 단자 T'에 접근함에 따라 증대한다. 이 각도 θ를 작게 하려면, 노즐 2의 선단을 단자 T'에서 선상재 L을 묶는 위치 보다 기울어진 상방으로 떨어진 상태로 위치시켜 선상재 L을 묶으면 좋지만, 이 상태에서는 선상재 L을 묶는 위치와 노즐 2의 선단이 떨어져 있기 때문에 선상재 L을 단자 T'에 묶을 경우 정확한 위치설정을 하는 것이 어렵다.
2) 권선위치의 정확성을 요구하여 각도 θ를 증대시킨 상태에서 단자 T'에 대하여 권선을 행하는 경우, 선상재 L이 노즐 2 선단의 출구 부근에서 크게 굴곡되기 때문에 노즐 2와 선상재 L 사이의 마찰력이 크게 되어 선상재 L에는 큰 장력이 걸리게 된다. 이 때문에 선직경이 작은 선상재(가는 선:Φ0.02 mm정도)를 사용하는 경우에는 선상재 L을 묶는 작업 중에 상기 장력에 의해 가는 선이 절단되어 버릴 가능성이 있고, 또한 선직경이 큰 선상재(굵은 선:Φ1.2∼1.3 mm)를 사용하는 경우에는, 도 8c에 나타낸 바와 같이 선상재 L을 묶는 작업중에 상기 장력이 2배 가까이 증대하여 버리기 때문에, 단자 T'가 변형되어 버릴 가능성이 있다는 문제가 있다.
3) 또한, 선상재 L의 권선을 행하는 권선부 P'로부터 선상재 L을 묶은 단자 T'까지의 경로(끌어 돌리는)가 복잡한 형상으로 설정될 필요가 있는 경우라든가, 단자 T'가 권선부 P'에 대하여 측방향 및 하방향 등, 노즐 2가 방향전환 수단 4에 의하여 방향 전환될 때의 방향과 다른 위치에 배치되는 경우에는 전술한 권선기 1에 의하여 단자 T'에 대한 묶음작업을 행하는 것이 불가능하게 된다.
본 발명은 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 다음 목적을 달성하도록 한 것이다.
① 많은 종류의 공작품 형상에 대하여 권선작업 및 묶음작업을 행하는 것.
② 권선부로부터 단자까지의 궤적을 임의로 설정하는 것.
③ 선상재의 장력을 일정하게 설정하는 것.
④ 권선위치의 정확성을 향상시키는 것,
⑤ 선상재의 절단 및 선상재 고정부의 변위를 방지하는 것,
⑥ 많은 종류의 선상재의 선 직경에 대응하여 권선을 행하는 것.
도 1은 본 발명에 따른 권선기 및 권선 방법의 실시형태를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에서 노즐 및 방향설정 수단의 확대 사시도,
도 3은 도 1에서 묶음 작업시 선상재 고정부(단자) 주위에서 노즐의 이동을 나타내는 모식적 측면도(3a) 및 모식적 사시도(3b),
도 4는 묶음 작업시 노즐 및 방향설정 수단의 노즐 각도의 설정상태를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 권선기 및 권선방법의 다른 실시형태에서 노즐 및 방향설정 수단을 나타낸 사시도,
도 6은 종래의 권선기를 나타낸 사시도,
도 7은 도 6에서 노즐 부근을 나타낸 확대 측면도,
도 8은 종래의 권선기에서 묶음 작업시 선상재 고정부(단자) 주위에서 노즐의 이동을 나타내는 모식적 측면도(8a), 모식적 사시도(8b) 및 단자의 변형상태를 나타낸 모식적 사시도(8c).
(부호의 설명)
B...수나사, K...기대,
L...선상재, P...권선부,
T...선상재 고정부(단자), M...공작물(보빈),
S...곡면, X, Y, Z...구동방향,
10...권선기, 20...노즐,
20a...개구, 30...구동수단,
31...전후방향 구동부(구동부), 31D...전후방향 접속부(접속부),
31E...전후방향 구동원(구동원), 32...좌우방향 구동부(구동부),
32D...좌우방향 접속부(접속부), 32E...좌우방향 구동원(구동원),
33...상하방향 구동부(구동부), 33A...상하방향 가이드,
33B...상하방향 회전축(회전축), 33C...상하방향 이동부(이동부),
33D...상하방향 접속부(접속부), 33E...상하방향 구동원(구동원),
33F...유니버설 조인트, 33G...가이드 구멍,
40...방향설정 수단, 41A...가이드 롤러,
41a...회전축, 47...방향설정 회전축,
48...구동원, 49...방향설정 접속부,
49A...방향설정 회전부재, 49B...방향설정 접속부재,
50...권선부 회전수단 51...권선부 회전축,
52...구동원, 53...보빈 고정부,
60...선상재 절단수단(와이어 커터), 61...커터,
62...이동 레일, 63...절단 동작부,
70...임시 묶음 핀, 80...선재 공급부,
81...장력수단, 82...아암,
83...송출 롤러, 84...공급 롤러.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 선상재를 인출하면서 이동가능한 노즐과, 당해 노즐을 구동하기 위한 구동 수단과, 권선부를 권선부 회전축을 따라 회전시켜 선상재의 권선을 행하기 위한 권선부 회전 수단을 구비하는 권선기에 있어서, 상기 노즐의 방향을 설정 가능하게 하는 방향설정 수단이 더욱 구비되고, 상기 권선부 회전수단에 의한 권선부의 회전에 의해 선상재가 권선부에 대하여 권회되고, 상기 구동수단에 의한 노즐의 이동에 의해 권선 개시시 및 권선 종료시에 선상재가 권선부 근방에 배치된 선상재 고정부(단자)까지 끌어 돌려져 당해 선상재 고정부에 고정되는 경우, 상기 방향설정 수단 및 상기 구동 수단에 의해 노즐의 방향이 설정된 상태에서 고정이 행하여 지는 권선기를 제공한다.
본 발명은 또한 선상재를 인출하면서 이동가능한 노즐과, 당해 노즐을 구동하기 위한 구동 수단과, 상기 노즐의 방향을 설정 가능하게 하는 방향설정 수단과, 권선부를 권선부 회전축을 따라 회전시켜 선상재의 권선을 행하기 위한 권선부 회전 수단을 구비하는 권선기에 의하여 수행되는 권선 방법에 있어서, 상기 방향설정 수단에 의해, 노즐의 선단으로부터 인출된 선상재와 당해 노즐의 축선과의 각도가 소정 각도 이내로 되도록 노즐의 방향이 설정된 상태에서, 권선부 회전수단에 의한 권선부의 회전에 의해 선상재를 권선부에 권회하고, 구동수단에 의한 노즐의 이동에 의해 권선 개시시 및 권선 종료시에 선상재를 권선부 근방에 배치된 선상재 고정부(단자)까지 끌어 돌려 당해 선상재 고정부에 묶어 고정하는 것을 특징으로 하는 권선 방법을 제공한다.
구동수단은, 3축방향의 구동부를 조합하여 되는데, 전후방향 구동부와, 좌우방향 구동부와, 상하방향 구동부를 구비하고, 구동부에는 구동방향을 따라 배치된 가이드와, 당해 가이드에 평행으로 배치된 표면에 수나사가 배치된 회전축과, 당해 회전축에 볼 나사에 의해 나사결합된 이동부와, 당해 이동부에 접속되는 접속부와, 회전축을 구동하는 구동원이 배치되고, 전후방향 구동부는 기대에 고정되고, 전후방향 구동부에는 좌우방향 구동부가, 전후방향 회전축에 나사결합된 전후방향 이동부에 전후방향 접속부를 개재하여 전후방향 구동부에 대하여 전후방향 이동가능하게 배치되고, 당해 좌우방향 구동부에는 상하방향 구동부가, 좌우방향 회전축에 나사결합된 좌우방향 이동부에 좌우방향 접속부를 개재하여 좌우방향 구동부에 대하여 좌우방향 이동가능하게 배치되고, 당해 상하방향 구동부에는 노즐이, 상하방향 회전축에 나사결합된 상하방향 이동부에 상하방향 접속부를 개재하여 상하방향 구동부에 대하여 상하방향 이동가능하게 배치될 수 있다.
구동원은 서보 모터로 되거나, 스테핑 모터로 되는 기술이 적용될 수 있다.
방향설정 수단은, 상하방향 접속부에 배치되어 구동수단에 의한 노즐의 이동과 함께 또는 독립적으로 노즐의 방향을 설정 가능하게 하고, 또한 노즐이 권선부 회전수단의 권선부 회전축에 대하여 수직인 방향설정 회전축에 의해 회전가능한 상태로 되도록 배치될 수 있다.
방향설정 수단은 상하방향 접속부에 회전 가능하게 배치되는 방향설정 회전축과, 당해 방향설정 회전축을 구동하는 구동원과, 방향설정 회전축에 접속된 방향설정 접속부를 구비하는데, 당해 방향설정 접속부에 노즐이 배치될 수 있다.
방향설정 회전축은 전후방향으로 배치될 수 있다.
구동원이 서보모터로 되거나, 스테핑 모터로 되는 기술이 적용될 수 있다.
방향설정 접속부는 방향설정 회전축에 대하여 수직방향으로 접속된 방향설정 회전부재와, 당해 방향설정 회전부재를 개재한 상태로 되어 방향설정 회전축의 축선과 간극을 두고 당해 방향설정 회전축과 평행상태로 접속된 방향설정 접속부재로 되는데, 당해 방향설정 접속부의 선단에는 노즐이 방향설정 회전축과 직교상태로, 노즐의 선단이 방향설정 회전축의 연장선상과 교차하는 위치에 배치될 수 있다.
방향설정 회전부재는 원반상으로 되고, 이 가장자리부에 방향설정 접속부재가 접속될 수 있다.
노즐의 기단에는 선상재를 선상재 공급부로부터 노즐에 진입시키는 경우의 각도를, 예를 들어 노즐에 평행한 일정각도로 하기 위한 가이드 롤러가 그 회전축을 방향설정 회전축과 평행상태로, 예를 들어 2개 배치될 수 있다.
권선개시시 및 권선종료시에는 방향설정 수단에 의해 노즐의 선단으로부터 인출된 선상재와 노즐의 축선과의 각도가 소정 각도, 예를 들어 10 도 이내로 되도록 노즐의 방향이 설정될 수 있다.
권선시에는, 노즐로부터 인출된 선상재가 권선부 회전수단에 의해 회전구동된 권선부에 권회되어 권선이 행하여지고, 또한 노즐이 구동수단에 의해 3축 구동으로 동시에 구동되어, 선상재의 일회 감김에 선상재의 직경분 만큼 권선부의 길이방향으로 이동하도록 구동될 수 있다.
권선개시시 및 권선종료시에는 노즐이 방향설정 수단 및 구동수단에 의해 노즐로부터 인출된 선상재를 선상재 고정부(단자)에 묶어 고정하도록 구동될 수 있다.
선상재를 선상재 고정부에 묶는 경우, 권선부 회전수단이 권선부를 노즐의 구동에 맞추어 왕복 회전동작시키는 구성으로 될 수 있다.
선상재 절단수단은 선상재를 절단가능한 위치로 하여 기대에 배치되고, 선상재를 절단하는 커터와, 당해 커터의 이동위치를 설정하는 이동레일과, 당해 이동레일 내부에 배치되어 커터를 이동레일을 따라 구동시키는 구동원과, 당해 구동원에 의해 이동레일을 따라 구동시 커터를 절단동작시키는 절단동작부를 구비할수 있다.
커터는 이동부를 개재하여 이동레일에 접속되고, 당해 이동부의 이동에 연동하여 커터의 절단동작이 가능하게 취부될 수 있다.
임시 묶음 핀은 권선부 회전수단의 권선부 회전축에 당해 권선부 회전축선과 대략 수직인 방향으로 배치되고, 선상재 절단시 선상재가 권회되고 당해 임시 묶음 핀의 근방에는 절단동작 가능한 위치로 하여 선상재 절단 수단이 기대에 배치될 수 있다.
선재 공급부에는 노즐에 공급되는 선상재에 일정 장력을 가하기 위한 장력 수단이 배치될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 권선기 및 권선방법의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 있어서, 부호 M은 공작물(보빈), P는 권선부, T는 선상재 고정부(단자), L은 선상재, K는 기대, 10은 권선기, 20은 노즐, 30은 구동수단, 40은 방향설정 수단, 50은 권선부 회전수단, 60은 선상재 절단수단(와이어 커터), 70은 임시 묶음 핀, 80은 선재 공급부이다.
보빈 M은 도 1에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 플라이백 트랜스(flyback transformer) 등의 다축 감김을 하는 트랜스, 예를 들어 공업 플라스틱제로 되는데, 단면이 대략 사각형인 권선부 P를 구비하고, 당해 권선부 P의 근방에 돌출하여 도선 L을 접속하기 위한 복수의 단자 T가 예를 들어 상면에 배치된다.
선상재 L은 예를 들어 직경이 1.3 mm인 굵은 실이다.
권선기 10은 선상재 L을 인출하면서 이동가능한 노즐 20과, 당해 노즐 20을 구동하기 위한 구동수단 30과, 노즐 20의 방향을 설정가능하게 하는 방향설정 수단 40과, 권선부 P를 권선부 회전축 51에 의해 회전구동하여 선상재 L의 권회를 행하기 위한 권선부 회전수단 50을 구비하는데, 이들은 기대 K에 배치된다.
구동수단 30은 3축 방향의 구동부 31, 32, 33을 조합하여 되는데, 전후방향 구동부 31과, 좌우방향 구동부 32와 상하방향 구동부 33을 구비한다.
구동부 31, 32, 33은 도 1에 나타낸 바와 같이, 구동방향 X, Y, Z을 따라 대략 동일한 구동기구로 된다.
먼저, 상하방향 구동부 33에 대하여 설명한다.
상하방향 구동부 33은 도 1에 나타낸 바와 같이, 구동방향 Z를 따라 배치되는 예에서는 2 개의 상하방향 가이드 33A와, 당해 상하방향 가이드 33A의 사이에 평행하게 위치하며 표면에 수나사 B가 배치된 상하방향 회전축 33B와, 당해 상하방향 회전축 33B에 볼 나사에 의해 나사결합되어 상하방향 가이드 33A의 이동방향을 따라 이동가능한 상하방향 이동부 33C와, 당해 상하방향 이동부 33C에 접속된 상하방향 접속부 33D와, 상하방향 회전축 33B를 회전구동하는 상하방향 구동원 33E가 배치된다.
상하방향 가이드 33A가 좌우방향 접속부 32D의 열려진 가이드 구멍 33G에 구동방향 Z로 이동자유롭게 배치되고, 당해 상하방향 가이드 33A와 상하방향 이동부 33C가 일체로 배치된다.
상하방향 회전축 33B는 도 1에 나타낸 바와 같이, 유니버설 조인트 33F에 의해 상하방향 구동원(구동원) 33E에 접속된다.
상하방향 이동부 33C는 상하방향 회전축 33B에 배치된 수나사 B의 범위에 의해, 구동방향 Z의 이동범위가 설정된다.
전후방향 구동부 31과 좌우방향 구동부 32는 상하방향 구동부 33과 마찬가지의 구조로 도 1에 나타낸 구동방향 X, Y를 따라 배치된다.
전후방향 구동부 31은 도 1에 나타낸 바와 같이, 기대 K에 고정되어 전후방향 구동원(구동원) 31E를 구비하고, 좌우방향 구동부 32는 전후방향 접속부 31D를 개재하여 전후방향 구동부 31에 대하여 전후방향 이동가능하게 배치된다.
좌우방향 구동부 32는 좌우방향 구동원(구동원) 32E를 구비하고, 상하방향 구동부 33은 좌우방향 접속부 32D를 개재하여 좌우방향 구동부 32에 대하여 좌우방향 이동가능하게 배치된다.
상하방향 구동부 33에는 노즐 2가, 상하방향 회전축 33B에 나사결합된 상하방향 이동부 33C에 상하방향 접속부 33D를 개재하여 상하방향 구동부 33에 대하여 상하방향 이동 가능하게 배치된다.
상하방향 접속부 33D는 상하방향 회전축 33B로부터 수직 위치로 하방에서 돌출하여 배치된다.
구동원 31E, 32E, 33E는, 예를 들어 고정밀도 제어가능한 서보 모터로 된다.
방향설정 수단 40은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상하방향 접속부 33D에 배치되어, 구동수단 30에 의한 노즐 20의 이동과 독립하여 노즐 20의 방향으로설정가능하게 되고, 노즐 20을 권선부 회전수단 50의 권선부 회전축 51에 대하여 수직인 방향설정 회전축에 의해 회동가능한 상태로 하여 배치하는데, 상하방향 접속부 33D에 회전가능하게 전후방향으로 배치된 방향설정 회전축 47과, 당해 방향설정 회전축 47을 구동하는 구동원 48과, 방향설정 회전축 47에 접속된 방향설정 접속부 49를 구비하며, 당해 방향설정 접속부 49에 노즐 20이 배치된다.
구동원 48은, 예를 들어 고정밀도 제어가능한 서보 모터로 된다.
방향설정 접속부 49는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 방향설정 회전축 47에 대하여 수직방향으로 접속된 방향설정 회전부재 49A와, 당해 방향설정 회전부재 49A를 개재한 상태로 방향설정 회전축 47의 축선과 간격을 두고 당해 방향설정 회전축 47과 평행상태로 접속되는 방향설정 접속부재 49B로 되고, 당해 방향설정 접속부 49B의 선단에는, 방향설정 회전축 47과 직교상태로 노즐 20의 선단이 방향설정 회전축 47의 연장선 상으로 교차하는 위치에 노즐 20이 배치된다.
방향설정 회전부재 49A는 원반상으로 되고, 이 주변부 부근에 아암 상의 방향설정 접속부재 49B가 접속된다.
노즐 20은 아암 상의 방향설정 접속부재 49B의 선단에 취부되고, 그 기단측에는 판상의 지지부재 49C에 의해 가이드 롤러 41A 2 개가 노즐 20을 끼운 위치로 배치되고, 당해 가이드 롤러 41A는 선상재 L을 선상재 공급부 80으로부터 노즐 20에 진입시키는 경우의 각도를, 예를 들어 노즐에 평행한 일정 각도로 하기 위하여 그 회전축 41a를 방향설정 회전축 47과 평행상태로 배치하고, 또한 노즐 20의 입구 부분의 개구 20a를 가이드 롤러 41A, 41A의 주면 사이에 위치하여 배치시킨다.
권선부 회전수단 50은 기대 K에, 도 1에 나타낸 Y방향에 배치된 권선부 회전축 51과, 당해 권선부 회전축 51을 회전구동하는 구동원 52를 구비하는데, 구동원 52는 예를 들어 스핀들 모터로 된다.
권선부 회전축 51에는 보빈 M을 고정하는 보빈 고정부 53과, 임시 묶음 핀 70이 배치된다.
선상재 절단수단(와이어 커터) 60은 도 1에 나타낸 바와 같이 도선 L을 절단가능한 위치로 기대 K에 배치되는데, 도선 L을 절단하는 커터 61과, 당해 커터 61의 이동위치를 설정하는 이동레일 62와, 당해 이동레일 62 내부에 배치되어 커터 61을 이동레일 62를 따라 구동시키는 도시되지 않은 구동원과, 당해 구동원에 의한 이동레일을 따른 구동시에 커터 61을 절단 동작시키는 절단 동작부 63을 구비하여 된다.
커터 61은 절단 동작부 63을 개재하여 이동레일 62에 접속되고, 당해 절단 동작부 63의 이동에 연동하여 선상재 L의 절단 동작이 가능하도록 취부된다.
임시 묶음 핀 70은 권선부 회전수단 50의 권선부 회전축 51에, 당해 권선부 회전축 51과 대략 수직인 방향으로 배치되고, 단자 T와 임시 묶음 핀 70 사이의 선상재 L을 와이어 커터 60이 절단 가능한 위치에 배치된다.
선재 공급부 80에는 도시되지 않은 선재 스풀과, 도 1에 나타낸 바와 같이 노즐 20에 공급되는 선상재에 일정한 장력을 걸기 위한 장력수단 81이 배치되는데, 장력수단 81은 기대 K의 상측에 배치되고, 기단측이 회동가능하게 지지된 아암 82와, 당해 아암 82의 선단에 배치된 송출 롤러 83과, 당해 송출 롤러 83에 대하여 도시되지 않은 선재 스풀로부터 공급되는 선상재 L을 공급하는 공급 롤러 84를 구비하여 된다.
아암 82는 공급 롤러 84로부터 공급된 선상재 L을 가이드 롤러 41A로 송출할 경우, 송출 롤러 83을 상방으로 끌어 올리는 것에 의해 선상재 L에 장력을 걸게 된다.
이하, 이와 같은 권선기 10의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1에 나타낸 바와 같이 도시되지 않은 선재 스풀로부터 공급된 선상재 L에 장력수단 81로 장력을 걸고, 당해 선상재 L을 가이드 롤러 41A 및 노즐 20을 거쳐 노즐 20의 선단으로부터 인출하고, 이 단부를 임시 묶음 핀 70에 묶어 고정시켜 둔다. 이 때, 도 1에 나타낸 바와 같이 방향설정 수단 40에 의해 방향설정 회전축 47을 회전하는 것에 의해 노즐 20은 하방향으로 위치된다.
보빈 M을 임시 묶음 핀 70이 와이어 커터 60 측에 위치하도록 회전위치 설정된 권선부 회전축 51의 보빈 고정부 53에 고정하는데, 이 경우 단자 T가 예를 들어 대략 수직 상방으로 위치하도록 고정한다.
다음에, 후술하는 바와 같이 구동수단 30을 구동하여 하방향에 위치한 노즐 20을 임시 묶음 핀 70 부근으로부터 단자 T에 묶는 작업을 행하는 위치까지 이동하는 것에 의해 선상재 L을 끌어 돌린다.
이 경우, 노즐 20의 방향은, 방향설정 수단 40에 의해, 노즐 20으로부터 인출한 선상재 L과 노즐 20의 축선과의 각도가 10 도 이내로 유지되도록 하는데, 예를 들어 노즐 20의 이동방향에 대하여 노즐 20의 선단이 후방에 위치하도록 설정된다.
노즐 20의 이동시에는 가이드 롤러 41A에 의해 선상재 L이 노즐 20 기단의 개구 20a에 진입하는 각도를 일정하게 하는 것이 가능하고, 노즐 20의 선단이 방향설정 회전축 47의 연장선상과 교차하는 위치에 배치되기 때문에, 노즐 20으로부터 나온 선상재 L의 위치가 구동수단 30에 대하여 변화하지 않는 상태로 노즐 20의 방향설정을 하는 것이 가능하다.
다음에, 구동수단 30 및 방향설정 수단 40을 구동하여 권선부 회전수단 50에고정된 보빈 M의 단자 T에 선상재 L을 묶는 작업을 행한다.
이 때, 노즐 20은 전후방향 구동부 31과 좌우방향 구동부 32와 상하방향 구동부 33에 의한 3축 구동으로 동시에 구동되어, 단자 T에 가능한 가깝게 통과하도록 이동하고, 동시에 방향설정 수단 40에 의해 노즐 20의 방향설정이 구동수단 30의 구동과 함께 행하여 진다.
상하방향 구동부 33에 있어서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 상하방향 회전축 33B가 상하방향 구동원 33E에 의해 유니버설 조인트 33F를 개재하여 회전구동되고, 당해 상하방향 회전축 33B의 회전에 수반하여 상하방향 회전축 33B에 나사결합된 상하방향 이동부 33C가 상하방향 가이드 33A의 이동방향을 따라 구동방향 Z로 이동하고, 상하방향 이동부 33C에 일체로 접속된 상하방향 접속부 33D가 구동방향 Z로 이동한다.
상하방향 이동부 33C는 상하방향 회전축 33B에 배치된 수나사 B의 범위에 따라 설정된 범위로 이동한다.
마찬가지로, 전후방향 구동부 31과 좌우방향 구동부 32에 있어서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 전후방향 접속부 31D가 구동방향 X로 이동되고 좌우방향 접속부 32D가 구동방향 Y로 이동한다.
따라서, 전후방향 구동부 31에 있어서는 도 1에 나타낸 바와 같이, 기대 K의 권선부 회전수단 50에 고정된 보빈 M의 단자 T에 대하여 좌우방향 구동부 32가 전후방향 X로 이동되고, 당해 좌우방향 구동부 32에 대하여 상하방향 구동부 33이 좌우방향 Y로 이동되고, 당해 상하방향 구동부 33에 대하여 노즐 20이 상하방향 Z로 이동되어, 보빈 M의 단자 T의 주위를 따라 노즐 2가 이동된다.
여기에서, 노즐 20은 도 3에 나타낸 바와 같이, 보빈 M의 단자 T의 주위를 이동하여 묶는 작업을 행하는데, 이 경우 노즐 20의 방향설정은, 방향설정 수단 40에 의해 구동수단 30의 구동과 함께 선상재 L과 노즐 20의 각도가 10도 이내로 유지되도록 설정되는데, 예를 들어 노즐 20의 단자 T 주위에서의 회전위치보다도 노즐 20의 선단이 단자 T측으로 경사진 상태로 설정된다.
여기에서, 권선부 회전수단 50에 의해 권선부 회전축 51을, 노즐 20의 회전동작과 동시상태로 하여 왕복 회전 동작하는 것에 의해 노즐 20의 축선과 당해 노즐 20으로부터 인출된 선상재 L 사이의 각도를 보다 작게 한다.
도 3b에 나타낸 바와 같이, 대략 추표면의 형상을 따른 곡면 S를 따라 이동하여, 노즐 20의 이동방향에 대해 노즐 20의 선단이 후방에 위치하도록 설정된다.
그 후, 임시 묶음 핀 7과 단자 T 사이의 도선 L을 와이어 커터 6으로 절단한다.
외이어 커터 60은 도 1에 나타낸 바와 같이, 절단 동작부 63이 도시되지 않은 구동원에 의해 임시 묶음 핀 70의 방향으로 이동레일 62를 따라 구동되어, 커터 61이 선상재 L을 절단가능한 상태에 위치되도록 하는 동시에, 커터 61이 절단 동작부 63에 의한 절단동작을 행하여 선상재 L이 절단된다.
절단 종료후 커터 61은, 절단 동작부 63이 도시되지 않은 구동원에 의해 절단시의 이동과 역방향으로 이동레일 62를 따라 구동되고, 노즐 20의 권선이 가능한 상태에 위치된다.
선상재 L의 절단후, 구동수단 30에 의해 노즐 20을 권선부 P 부근으로 이동하고 권선부 회전수단 50에 의해 보빈 M을 회전시키는 것에 의해 선상재 L의 권선부 P에 대한 권선을 행한다. 동시에 노즐 20을 선상재 L의 일회 감음으로 선상재 L의 직경분 만큼 권선부 P의 길이 방향으로 이동하도록 구동한다.
이 경우, 노즐 20의 방향이 방향설정 수단 40에 의해 선상재 L과 노즐 20 사이의 각도가 10 도 이내로 유지되도록, 예를 들어 노즐 20의 이동방향에 대하여 노즐 20의 선단이 후방으로 위치하도록 설정된다.
권선부 P로의 권선 종료시에는, 노즐 20이 구동수단 30 및 방향설정 수단 40에 의해 전술한 바와 같이 단자 T의 주위를 이동하여, 선상재 L을 단자 T에 감아 선상재 고정부(단자) T에 고정하도록 구동된다. 다음에, 마찬가지로, 예를 들어 다른 권선부 P에 재차 권선을 행하고 다른 단자 T에 묶는 작업을 행한다.
권선 및 단자 T로의 묶음 작업을 종료한 때에는 전술한 바와 같이 구동수단 30 및 방향설정 수단 40에 의해 노즐 20이 이동되어, 임시 묶음 핀 70까지 끌어 돌려 당해 임시 묶음 핀 70에 선상재 L을 임시 정지시킨다.
그 후, 전술한 바와 같이 와이어 커터 60에 의해 단자 T와 임시 묶음 핀 70 사이의 선상재 L을 절단하여 보빈 M으로의 권선을 종료한다.
이와 같은 권선기 10에 의한 권선 및 묶음 작업에 있어서는 가이드 롤러 41A에 의해 노즐 20 기단의 개구 20a에서 선상재 L에 걸리는 마찰이 저감되고, 방향설정 수단 40에 의해 노즐 20의 방향이 선상재 L과 노즐 20과의 각도를 10 도 이내로 설정하는 것으로, 선상재 L과 노즐 20의 선단과의 마찰이 저감되기 때문에 선상재 L에 장력수단 80에 의한 필요한 장력 이상의 장력이 걸리는 것이 방지될 수 있다.
권선시, 구동수단 30 및 방향설정 수단 40에 의해 노즐 20의 권선부 P에 대한 위치를 설정하는 것으로 선상재의 권선위치를 설정하여, 이른바 모방 감음 효과나 임의의 선상재 간극에 의한 정례 감음 효과를 얻을 수 있다.
또한, 구동원 31E, 32E, 33E, 48, 52로서 스테핑 모터를 적용하는 것이 가능하고, 선상재로서는 임의의 직경의 선상재 L, 예를 들어 직경 0.02 mm의 가는선을 사용하는 것이 가능하다.
또한, 노즐 2를 이동하여 권선부 P에 선상재 L을 권회하는 경우, 구동 수단 30 및 방향설정 수단 40 만으로 구동하는 것도 가능하다.
도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 방향설정 수단 40에 의해 노즐 20의 방향을 좌우방향 및 상하방향 상향으로 설정하고, 이 상태에서 구동수단 30을 구동하여 노즐 20을 이동시키는 것에 의해, 단자 T의 위치가 권선부 회전수단 50에 고정된 상태에서 보빈 M의 측면측 및 상면측에 배치되어 있는 경우에도 단자 T에 대한 묶음 작업을 행하는 것이 가능하다.
또한, 본발명의 다른 실시형태로서는 도 5에 나타낸 바와 같이, 방향설정 수단 40의 방향설정 접속부재 49B에 복수의 노즐 20 및 지지부재 41C에 지지된 2 개의 가이드 롤러 41A가 방향설정 회전축 47의 축선방향으로 병렬상태로 배치된 것으로 되고, 도시되지 않은 권선부 회전수단의 권선부 회전축이 기대 K에 복수 병렬상태로 배치되고, 다수의 보빈 M에 동시에 권선 및 묶음 작업을 행하는 구조로 하는 것이 가능하다.
본 발명의 권선기 및 권선방법에 의하면, 다음과 같은 효과가 발휘된다.
(1) 방향설정 수단으로 노즐의 방향을 설정하는 것에 의해, 단자의 위치에 의하지 않고 여러 종류의 공작물의 형상에 대응하여 단자에 대한 묶음 작업을 행할 수 있고, 구동수단 및 방향설정 수단으로 노즐에 대한 최적 구동을 행하는 것에 의해, 여러 종류의 공작물의 형상에 대응하여 권선을 행하는 것이 가능하다.
(2) 노즐이 구동수단에 의해 3축 방향으로 구동가능하게 되어 있고, 방향설정 수단에 의해 노즐의 방향이 설정 가능하므로, 권선부로부터 단자까지의 궤적을 임의로 설정하는 것이 가능하다.
(3) 방향설정 수단으로 노즐의 방향을 설정하는 것에 의해 노즐 선단부에서 선상재에 걸리는 장력을 저감시키고, 가이드 롤러로 노즐 기단의 개구에서의 장력을 저감시키는 것에 의해 권선시 및 권선 종료시 선상재의 장력을 일정하게 설정하는 것이 가능하다.
(4) 노즐이 3축방향으로 구동가능한 구동수단과 방향설정 수단에 의해 권선부에 대한 노즐의 위치설정이 가능하기 때문에 권선위치의 정확성을 향상할 수 있다.
(5) 방향설정 수단 및 가이드 롤러로 선상재의 장력을 일정하게 설정하는 것에 의해, 가는 실 사용시 선상 재료의 절단, 및 굵은 실 사용시의 선상재 고정부의 변형을 방지할 수 있다.
(6) 상기에 의해, 여러 종류의 선상재의 실 직경에 대응하여 권선을 행하는 것이 가능하다.

Claims (13)

  1. 선상재를 인출하면서 이동가능한 노즐;
    당해 노즐을 구동하기 위한 구동 수단; 및
    권선부를 권선부 회전축을 따라 회전시켜 선상재의 권선을 행하기 위한 권선부 회전 수단을 구비하는 권선기에 있어서,
    상기 노즐의 방향을 설정 가능하게 하는 방향설정 수단이 더욱 구비되고,
    상기 권선부 회전수단에 의한 권선부의 회전에 의해 선상재가 권선부에 대하여 권회되고, 상기 구동수단에 의한 노즐의 이동에 의해 권선 개시시 및 권선 종료시에 선상재가 권선부 근방에 배치된 선상재 고정부까지 끌어 돌려져 당해 선상재 고정부에 고정되는 경우, 상기 방향설정 수단 및 상기 구동 수단에 의해 노즐의 방향이 설정된 상태에서 고정이 행하여 지는 것을 특징으로 하는 권선기.
  2. 제 1 항에 있어서, 방향설정 수단이, 구동 수단과 노즐과의 사이에 배치되고, 구동 수단에 의한 노즐의 이동과 함께 또는 독립적으로 노즐의 방향을 설정 가능하게 하고, 또한 노즐이 권선부 회전축에 대하여 수직인 방향설정 회전축에 의해 회전가능하게 되는 것을 특징으로 하는 권선기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    방향설정 수단이, 구동 수단에 회전 가능하게 배치되는 방향설정 회전축, 당해 방향설정 회전축을 구동하는 구동원, 및 방향설정 회전축에 접속된 방향설정 접속부를 구비하고,
    당해 방향설정 접속부가 방향설정 회전축에 대하여 수직방향으로 접속된 방향설정 회전부재, 및 당해 방향설정 회전부재에, 방향설정 회전축의 축선과 간극을 두고 방향설정 회전축과 평행상태로 접속된 방향설정 접속부재로 되고,
    당해 방향설정 접속부의 선단에는 노즐이, 방향설정 회전축과 직교상태로 되는 것을 특징으로 하는 권선기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    방향설정 수단이, 구동 수단에 회전 가능하게 배치되는 방향설정 회전축, 당해 방향설정 회전축을 구동하는 구동원, 및 방향설정 회전축에 접속된 방향설정 접속부를 구비하고,
    당해 방향설정 접속부가 방향설정 회전축에 대하여 수직방향으로 접속된 방향설정 회전부재, 및 당해 방향설정 회전부재에, 방향설정 회전축의 축선과 간극을 두고 방향설정 회전축과 평행상태로 접속된 방향설정 접속부재로 되고,
    당해 방향설정 접속부의 선단에는 노즐이, 방향설정 회전축과 직교상태로 되는 것을 특징으로 하는 권선기.
  5. 제 3 항에 있어서, 노즐의 선단이 방향설정 회전축의 연장선상과 교차되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 권선기.
  6. 제 4 항에 있어서, 노즐의 선단이 방향설정 회전축의 연장선상과 교차되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 권선기.
  7. 제 1 항에 있어서, 방향설정 회전부재가 원반상으로 되고, 그의 주연부에 방향설정 접속부재가 접속된 것을 특징으로 하는 권선기.
  8. 제 1 항에 있어서, 노즐의 기단에는, 선상재를 선상재 공급부로부터 노즐에 진입시키는 경우의 각도를 노즐에 거의 평행한 상태로 하기 위한 가이드 롤러가 복수개 배치되는 것을 특징으로 하는 권선기.
  9. 제 6 항에 있어서, 노즐의 기단에는, 선상재를 선상재 공급부로부터 노즐에 진입시키는 경우의 각도를 노즐에 거의 평행한 상태로 하기 위한 가이드 롤러가 복수개 배치되는 것을 특징으로 하는 권선기.
  10. 제 8 항에 있어서, 가이드 롤러의 회전축이, 방향설정 회전축과 평행상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 권선기.
  11. 제 9 항에 있어서, 가이드 롤러의 회전축이, 방향설정 회전축과 평행상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 권선기.
  12. 선상재를 인출하면서 이동가능한 노즐; 당해 노즐을 구동하기 위한 구동 수단; 상기 노즐의 방향을 설정 가능하게 하는 방향설정 수단; 및 권선부를 권선부 회전축을 따라 회전시켜 선상재의 권선을 행하기 위한 권선부 회전 수단을 구비하는 권선기에 의하여 수행되는 권선 방법에 있어서,
    상기 방향설정 수단에 의해, 노즐의 선단으로부터 인출된 선상재와 당해 노즐의 축선과의 각도가 소정 각도 이내로 되도록 노즐의 방향이 설정된 상태에서, 권선부 회전수단에 의한 권선부의 회전에 의해 선상재를 권선부에 권회하고,
    구동수단에 의한 노즐의 이동에 의해, 권선 개시시 및 권선 종료시에 선상재를 권선부 근방에 배치된 선상재 고정부까지 끌어 돌려 당해 선상재 고정부에 묶어 고정하는 것을 특징으로 하는 권선 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 선상재를 선상재 고정부에 묶는 경우에, 권선부 회전수단에 의해 권선부를 노즐의 구동에 맞추고, 또한 노즐의 선단으로부터 인출된 선상재와 당해 노즐의 축선과의 각도를, 선상재와 노즐 사이의 마찰을 저감하도록 설정한 상태에서 왕복 회전동작하는 것을 특징으로 하는 권선 방법.
KR1019980025142A 1997-07-02 1998-06-29 권선기 및 권선방법 KR100290701B1 (ko)

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