KR100469475B1 - 변압기 철심코어 자동절단방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변압기 철심코어 자동절단방법 및 그 장치에 관한 것으로, 절단하고자 하는 코어에 대한 데이터 정보를 미리 메모리에 저장시켜 놓고 있다가, 이 저장된 정보에 의해 코어가 1장씩 정확히 절단되도록 안착테이블의 절단날로 이송시킴으로써, 코어를 자동으로 절단시킬 수 있는 잇점이 있다. 이를 위한 본 발명의 변압기 철심코어 자동절단방법은, 코어의 절단작업을 행하기 위해 안착테이블에 코어를 안착하는 단계; 상기 안착테이블에 안착된 코어를 스토퍼에 의해 절단 위치로 이송시키는 단계; 상기 스토퍼가 직선 왕복운동을 하도록 써보모터와 리드스크류를 제공하는 단계; 상기 절단 위치에 이송된 코어를 승강하는 절삭날에 의해 절단하는 단계; 상기 절삭날의 승강 운동을 감지하여 코어의 절삭 여부를 검출한 신호를 발생하는 단계; 및 상기 검출된 신호가 수신되면 메모리에 저장된 데이터 정보에 의해 상기 코어가 절단되도록 상기 써보모터의 동작을 제어하여 스토퍼의 움직임을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

변압기 철심코어 자동절단방법 및 그 장치{METHOD OF AUTOMATIC CUTTING IRON CORE OF TRANSFORMER AND APPARATUS OF THE SAME}

본 발명은 변압기 철심코어 자동절단방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 일정횟수 권회된 권철심형 코어의 철심재료로 사용되는 낱장으로 된 규소강판의 절단작업을 자동화할 수 있는 변압기 철심코어 자동절단방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 변압기는 필요에 따른 각 상태의 전압을 사용자가 사용할 수 있도록 적절히 변압하는 목적으로 사용되며, 안정기는 코일이 교류에 대해 큰 저항분(리액턴스)을 갖는 원리를 이용하여 교류분이나, 고주파분의 저지(沮止)를 목적으로 사용된다.

이와 같은 변압기 및 안정기는 도 1에 도시된 바와 같이, 그 주요부분으로써 권선(1)과 철심(3)을 구비하고 있는데, 이 두 부분을 배치하는 방법에 따라 내철형(a), 외철형(b) 및 권철심형(c)으로 구분된다.

즉, 철심(3)이 안쪽에 있으며, 권선(1)이 양쪽 철심(3)각에 감겨 있는 형태를 내철형(core type)(a)이라 하고, 권선(1)이 안쪽에 있고 철심(3)이 권선(1)을 둘어싸고 있는 형태를 외철형(shell type)이라 한다.

최근들어, 단책형의 철판을 포개서 철심을 조립하는 종래의 방식과는 달리 냉간 압연(forced cold-rolled)된 규소 강대를 맴돌이 모양으로 감아서 만든 권철심형(wound core type)(c)이 소형의 배전용 변압기나 안정기 등과 같은 쵸크에 주로 사용되고 있다.

이는, 상기 권철심형(c)이 내철형(a)에 비해 철손(鐵損)과 여자(勵磁)전류가 작게 흐르기 때문이다.

하지만, 상기와 같은 권철심형(c) 코어는 성능이 우수한데 비해, 그 제작비용이 많이 소요됨에 따라 주로 고가의 장비에만 사용되고 있는 실정이다.

이하, 상기와 같은 권철심형 코어(이하, '코어'라 칭함)의 제작 과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 감겨진 각 모서리가 둥그러운 대략 직사각형 형태를 갖도록 규소강대(硅素鋼帶)를 일정횟수 감아 풀림 방지 처리한 후 이를 접착제에 투입한 다음 꺼내 응고시켜 한 덩어리가 되도록 한다.

상기에서 감겨진 규소강대를 접착제에 투입하여 응고시키는 이유는, 후공정에서 규소강대의 중간부위의 절단시 감겨진 규소강대가 각각 분리되지 않도록 하기 위함이다.

그 후, 철톱이나 얇은 연삭돌을 이용하여 감겨진 규소강대의 장변측 중앙을 절단하여 전체적으로 "U" 자 형태의 코어를 얻는데, 이에 따라 장변측 중앙을 절단하므로써 분할된 2개의 코어가 얻어진다.

이렇게 얻어진 코어(2개)는 그 필요에 따라 사용되어 지는데, 일반적으로 쵸크를 만들기 위해서는 상기와 같이 얻어진 코어를 두 쌍으로 구비하여 외주면에 코일이 감겨진 보빈의 내, 외측을 동시에 감싸도록 코어의 일측을 보빈의 중심부에 형성된 삽입공내에 삽입하여 조립함으로써 상기 쵸크가 만들어지게 된다.

이 때, 상기 코어의 절단면이 상호 맞닿는 부위에는 절연지를 삽입하여 공극(air-gap)을 형성하게 되는데, 이는 상기 코어가 포화(飽和)하려는 경향을 방지함과 동시에 자속(磁束)을 자화에 비례시킬 수 있도록 하기 위함이다.

종래에는 변압기의 다양한 코어를 만족할 만한 규소강판의 절단장치가 없었다.

1개의 권철심형 변압기의 철심코어를 제작하기 위해서는 수 백장 이상의 절단된 코어가 필요하다. 코어의 조립된 형상은 원통형으로서 원통의 내경의 최초의 코어는 수 백장의 코어 중에서 가장 짧은 길이이고, 외경의 코어는 가장 긴 길이이며, 중간에 있는 각 장의 코어들은 모두 그 길이가 규소강판의 두께와 각각의 위치에 따라 틀리게 제작되어야 되기 때문에 한 종류의 변압기 코어를 제작하려고 해도 길이를 맞추어 절단하기 위한 지그의 종류는 수 백개가 필요하였다. 따라서, 낱장으로 된 코어를 사용하여 권철심용으로 사용하기에는 거의 불가능하였다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 절단하고자 하는 코어의 데이터 정보를 미리 저장해 놓고 자동으로 1장씩 절단하도록 한 변압기 철심코어 자동절단방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 절단하고자 하는 코어의 데이터 정보를 미리 저장해 놓고 자동으로 1장씩 절단하도록 한 변압기 철심코어 자동절단기를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 변압기의 형태를 나타낸 사시도

도 2는 본 발명에 의한 변압기 철심코어 자동절단기의 구성을 나타낸 일부 절단 사시도

도 3a은 본 발명에 의해 조립 완료된 권철심의 형상을 도시한 사시도

도 3b는 본 발명에 의해 절단 완료된 변압기 철심코어의 형상을 도시한 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 안착테이블 12 : 스토퍼 이동홈

14a, 14b : 피절단물 안내판 16a, 16b : 절삭날

18 : 누름기구(에어실린더) 20 : 롤 강판 또는 코어

22 : 스토퍼 24 : 리드 스크류

26 : 암나사 30 : 써보모터

32 : 써보모터의 회전축 40 : 센서

50 : 마이콤

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변압기 철심코어 자동절단방법은,

코어의 절단작업을 행하기 위해 안착테이블에 코어를 안착하는 단계;

상기 안착테이블에 안착된 코어를 스토퍼에 의해 절단 위치로 이송시키는 단계;

상기 스토퍼가 직선 왕복운동을 하도록 써보모터와 리드스크류를 제공하는 단계;

상기 절단 위치에 이송된 코어를 승강하는 절삭날에 의해 절단하는 단계;

상기 절삭날의 승강 운동을 감지하여 코어의 절삭 여부를 검출한 신호를 발생하는 단계; 및

상기 검출된 신호가 수신되면 마이콤 내의 메모리에 저장된 데이터 정보에 의해 상기 코어가 절단되도록 상기 써보모터의 동작을 제어하여 스토퍼의 움직임을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변압기 철심코어 자동절단기는,

누름 수단에 의한 승강 운동에 의해 코어를 절단하는 제 1 절삭날;

상기 제 1 절삭날 아래에 코어를 안착하고 상기 제 1 절삭날과 대향되는 위치에 제 2 절삭날을 설치하며, 상기 코어가 안착된 중앙부에 이동홈이 길게 형성된 안착테이블;

상기 안착테이블의 이동홈에 삽입되며 상기 코어를 절단하고자 하는 길이만큼 이동시키는 스토퍼;

상기 스토퍼가 직선 왕복 운동을 하도록 제공되는 써보모터 및 리드스크류;

상기 누름 수단의 일측에 설치되며 상기 제 1 절삭날의 승강 운동에 의해 상기 코어의 절단 여부를 검출하는 센서; 및

상기 센서에서 전송된 검출 신호에 의해 상기 써보모터의 동작을 제어하여 상기 코어가 원하는 길이만큼 이동되도록 상기 스토퍼의 동작을 제어하는 마이콤을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 안착테이블 위에 상기 코어를 일정한 방향으로 안내하는 안내판이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 누름 수단은 에어실린더를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 마이콤은 상기 코어의 내경과 외경, 그리고 코어의 두께에 따라 자르고자 하는 코어의 길이를 저장하고 있는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 메모리에 저장된 데이터에 따라 써보모터 및 이 써보모터에 의해 움직이는 스토퍼의 동작을 제어하므로써, 코어를 정확한 길이로 자동으로 절단할 수 있는 잇점이 있다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 2는 본 발명에 의한 변압기 철심코어 자동절단기의 구성을 나타낸 일부 절단 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의해 절단한 철심코어의 형태도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변압기 철심코어 자동절단기는 안착테이블(10), 스토퍼 이동홈(12), 피절단물 안내판(14a)(14b), 누름기구(18), 누름기구(18)에 부착된 절삭날(16a), 안착테이블(10)에 부착된 절삭날(16b), 피절단물인롤 강판(코어재료)(20), 스토퍼(22), 리드 스크류(24), 암나사(26), 써보모터(30), 써보모터(30)의 회전축(32), 센서(40) 및 마이콤(50)을 구비한다.

상기 누름기구(에어실린더)(18)로 작동되는 절삭날(16a) 아래에 안착테이블(10)을 설치하고, 그 위에 상기 절삭날(16a)에 대향되는 안착테이블(10)에 절삭날(16b)을 설치한다. 그리고, 상기 안착테이블(10) 위에는 피절단물인 롤 강판(이하, '코어'라 칭함)(20)을 상기 절삭날(16a)(16b) 사이로 안내하기 위한 안내판(14a)(14b)이 상기 롤 강판(20) 양쪽 옆에 위치해 있으며, 상기 코어(20)가 지나가는 안착테이블(10)의 위에는 상기 코어(20)를 밀어서 이동시키기 위한 스토퍼(22)의 이동홈(12)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 안착테이블(10)의 하부에는 써보모터(30)가 설치되어 있으며, 이 써보모터(30)의 회전축(32)은 리드 스크류(24)와 동일 축 상에 연결되어 있고, 상기 리드 스크류(24)에는 상기 스토퍼(22)와 연결된 암나사(26)가 체결되어 있다.

따라서, 상기 스토퍼(22)는 써보모터(30)의 회전 운동에 의해 직선 운동을 한다. 이에 의해, 상기 스토퍼(22)는 상기 코어(20)를 상기 절삭날(16a)(16b)이 있는 쪽으로 밀어서 이동시킨다.

또한, 상기 절삭날(16a)이 부착된 누름기구(에어실린더)(18) 옆에는 상기 절삭날(16a)의 움직임을 감지하는 센서(40)가 설치되어 있다.

한편, 상기 마이콤(50)은 상기 센서(40)에서 전송된 데이터 신호에 의해 상기 써보모터(30)의 동작을 제어하여 상기 코어(20)가 원하는 길이만큼 이동되도록 상기 스토퍼(22)를 움직인다.

이하, 본 발명에 의한 변압기 철심코어 자동절단기의 전체적인 동작을 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 변압기 철심코어를 절단하기 위해 상기 안착테이블(10) 위에 코어(20)가 설치되면, 상기 마이콤(50)은 상기 써보모터(30)를 동작시켜 상기 스토퍼(22)가 코어(20)의 일 측에 밀착되도록 이동시킨다.

여기서, 상기 스토퍼(22)가 움직이는 동작은 다음과 같다.

상기 써보모터(30)가 회전하게 되면 써보모터의 회전축(32)에 연결된 리드 스크류(24)가 동일하게 회전한다. 상기 리드 스크류(24)에는 상기 스토퍼(22)와 연결된 암나사(26)가 체결되어 있다. 그러므로, 상기 리드 스크류(24)가 회전하게 되면 상기 스토퍼(22)는 직선 운동을 하게 된다.

이 때, 상기 누름기구(에어실린더)(18)에 의해 상, 하 수직 운동을 하는 절삭날(16a)은 상승된 상태에 있다.

그 다음, 상기 마이콤(50)은 자신의 내부에 저장된 데이터(절단하고자 하는 코어의 길이에 대한 정보)에 의해 상기 써보모터(30)를 동작시켜 절단하고자 하는 코어(20)의 길이만큼 상기 스토퍼(22)를 이동시킨다. 이에 의해, 상기 코어(20)는 상기 스토퍼(22)의 미는 힘에 의해 상기 안착테이블(10)의 절삭날(16b) 위로 이송된다.

그 다음, 상기 누름 기구(에어실린더)(10)를 하강시켜 절삭날(16a)에 의해 코어(20)를 절단한다.

상기 코어(20)의 절단이 종료되면 상기 누름 기구(18)는 다시 원위치로 상승한다. 이 때, 센서(40)는 상기 누름 기구(18)가 상승되는 것을 검출하여 코어(20)의 절단이 종료되었음을 알리는 신호를 상기 마이콤(50)으로 전송한다.

그 후, 상기 마이콤(50)은 상기 써보모터(30)를 동작시켜 상기 스토퍼(22)가 다음에 절단할 코어(20)의 위치로 이동하여 연속적으로 코어가 절단되도록 준비한다.

이 때, 스토퍼(22)의 움직임은 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 마이콤(50)의 내부에 저장된 데이터(절단하고자 하는 코어의 길이에 대한 정보)에 의해 상기 써보모터(30)의 동작을 제어함으로써 이루어진다.

도 3a은 본 발명에 의해 조립 완료된 권철심의 형상을 도시한 사시도이다.

도 3a에 도시된 권철심은 도너츠 모양의 원형으로서, 외경(a)과 내경(b)은 변압기 용량에 따라 그 권수가 정해진다.

원형의 권철심을 가공하는 이유는 변압기에서 자기 회로를 누설이 없는 폐회로에 가깝게 구성하기 위해서다.

도 3b는 본 발명에 의해 절단 완료된 변압기 철심코어의 형상을 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 내부철심코아의 길이(b)가 가장 짧으며, 반면 외부철심코아의 길이(a)가 가장 길다. 그리고, 내부철심코아과 외부철심코아 사이에 있는 코어의 길이는 철심의 두께와 원주를 연산한 수치에 의해 결정된다.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며,당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 변압기 철심코어 자동절단방법 및 그 장치에 의하면, 절단하고자 하는 코어에 대한 데이터 정보를 미리 메모리(미도시; 마이콤 내에 있음)에 저장시켜 놓고 있다가, 이 저장된 정보에 의해 코어가 1장씩 정확히 절단되도록 안착테이블(10)의 절단날(10b)로 이송시킴으로써 코어를 자동으로 절단시킬 수 있는 잇점이 있다.

또한, 본 발명은 구조가 간단하며, 가격이 저렴하기 때문에 변압기 생산분야에 실용화시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 간단한 구조를 가지고 있음에도 불구하고 가공물의 칫수 정밀도를 0.1mm 이내로 유지할 수 있으며, 연속절단기에서 중요한 내구성 및 고속응답성을 실현하기에 용이한 잇점이 있다.

또한, 본 발명은 롤 형상으로 된 철심재료가 아니더라도 권철심 번압기용 코어의 제작이 가능하고, 폐품 처리되는 변압기의 철심재료를 재활용할 수 있기 때문에 원가를 절감시킬 수 있는 잇점이 있다.

또한, 본 발명은 절단하고자 하는 코어에 대한 정보를 저장시켜 놓고 이에 의해 자동으로 코어가 절단되도록 함으로써, 종래의 수작업에 비해 생산 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 공정의 자동화로 안전사고를 줄일 수 있고, 단순 반복작업에 따른 작업자의 근무기피 현상을 해소시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (11)

1. 코어의 절단작업을 행하기 위해 안착테이블에 코어를 안착하는 단계;

   상기 안착테이블에 안착된 코어를 스토퍼에 의해 절단 위치로 이송시키는 단계;

   상기 스토퍼가 직선 왕복운동을 하도록 써보모터와 리드스크류를 제공하는 단계;

   상기 절단 위치에 이송된 코어를 승강하는 절삭날에 의해 절단하는 단계;

   상기 절삭날의 승강 운동을 감지하여 코어의 절삭 여부를 검출한 신호를 발생하는 단계; 및

   상기 검출된 신호가 수신되면 마이콤 내의 메모리에 저장된 데이터 정보에 의해 상기 코어가 절단되도록 상기 써보모터의 동작을 제어하여 스토퍼의 움직임을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 철심코어 자동절단방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 코어는 상기 안착테이블 위에 설치된 안내판에 의해 일정한 방향으로 움직이는 것을 특징으로 하는 변압기 철심코어 자동절단방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스토퍼는 코어가 안착되는 상기 안착테이블의 중앙에 형성된 이동홈을따라 움직이도록 하는 것을 특징으로 하는 변압기 철심코어 자동절단방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 절삭날은 에어실린더에 의해 승강하도록 하는 것을 특징으로 하는 변압기 철심코어 자동절단방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 에어실린더에 의해 승강하는 절삭날과 대향되는 상기 안착테이블에 또 다른 절삭날을 구비하는 것을 특징으로 하는 철심코어 자동절단방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 절삭날의 승강 운동을 감지하기 위해 위치 센서를 이용하는 것을 특징으로 하는 변압기 철심코어 자동절단방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이콤 내의 메모리에 저장된 데이터 정보는 코어의 내경과 외경, 그리고 코어의 두께에 따라 자르고자 하는 코어의 길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 철심코어 자동절단방법.
8. 변압기 철심코어 자동절단기에 있어서,

   누름 수단에 의한 승강 운동에 의해 코어를 절단하는 제 1 절삭날;

   상기 제 1 절삭날 아래에 코어를 안착하고 상기 제 1 절삭날과 대향되는 위치에 제 2 절삭날을 설치하며, 상기 코어가 안착된 중앙부에 이동홈이 길게 형성된 안착테이블;

   상기 안착테이블의 이동홈에 삽입되며 상기 코어를 절단하고자 하는 길이만큼 이동시키는 스토퍼;

   상기 스토퍼가 직선 왕복 운동을 하도록 제공되는 써보모터 및 리드스크류;

   상기 누름 수단의 일측에 설치되며 상기 제 1 절삭날의 승강 운동에 의해 상기 코어의 절단 여부를 검출하는 센서; 및

   상기 센서에서 전송된 검출 신호에 의해 상기 써보모터의 동작을 제어하여 상기 코어가 원하는 길이만큼 이동되도록 상기 스토퍼의 동작을 제어하는 마이콤을 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 철심코어 자동절단기.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 안착테이블 위에 상기 코어를 일정한 방향으로 안내하는 안내판이 설치된 것을 특징으로 하는 변압기 철심코어 자동절단기.
10. 제 8 항에 있어서,

    상기 누름 수단은 에어실린더를 사용하는 것을 특징으로 하는 변압기 철심코어 자동절단기.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 마이콤은,

    상기 코어의 내경과 외경, 그리고 코어의 두께에 따라 자르고자 하는 코어의 길이를 저장하고 있는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 철심코어 자동절단기.