KR100478001B1

KR100478001B1 - 2축 밸런스 머신

Info

Publication number: KR100478001B1
Application number: KR10-2002-0035011A
Authority: KR
Inventors: 박계정
Original assignee: 박계정
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2005-03-23
Also published as: KR20040000529A

Abstract

본 발명은 2개의 인덱스암(Ia)(Ib)을 갖는 인덱스장치(I3)를 기준으로 일측에는 밸런스 측정 유니트(B3)를 설치하고, 타측에는 밸런스 보상 유니트(C3)와 로테이션 유니트(R3)를 설치한 2축 밸런스 머신에 관한 것으로, 상기 밸런스 측정 유니트(B3)는 회전자(1)를 이송시키는 피치 컨베어(7)사이에 설치되고, 상기 언밸런스 수정시에 밸런스 측정 유니트(B3)측에 있는 인덱스암(Ia)은 그 종단을 힌지축(12)으로 결합하고 실린더(14)에 연결하여 힌지축(12)을 중심으로 승/하강되도록 하여 언밸런스 보상 유니트(C3)측 인덱스암(Ib)이 회전자를 180°회전시키는 동안 상기 밸런스 측정 유니트(B3)측 인덱스암(Ia)은 실린더(14)에 의하여 상부로 이동되도록 하여 피치 컨베어(7)상에 놓인 회전자(1)를 간섭하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 2축 밸런스 머신을 제공하여, 회전자가 피치 컨베어에 의하여 이송된 위치에서 언밸런스 측정이 이루어지도록 하여 전체 작업 시간과 공정 및 구조를 대폭 감소시키며, 인덱스장치와 회전자가 부딪히는 것을 방지하여 회전자의 품질불량이 일어나지 않도록 한 것이다.

Description

2축 밸런스 머신{2stations Balance machine}

본 발명은 회전자의 언밸런스위치와 량을 검사하여 이를 보상하는 2축 밸런스 머신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전자를 이송하는 피치 컨베어 사이에 밸런스 측정 유니트를 설치하여 피치 컨베어가 아마츄어를 이송시켜오면 그 자리에서 언밸런스 측정이 가능하도록 하고, 상기 밸런스 측정 유니트의 대칭되는 위치에는 언밸런스 보상 유니트와 로테이션 유니트를 설치하고, 2개의 인덱스암을 가지는 인덱스장치가 상기 회전자를 밸런스 측정 유니트와 언밸런스 보상 유니트 사이로 이송하도록 하되, 언밸런스 수정시에 밸런스 측정 유니트측에 있는 인덱스암은 그 종단을 힌지결합하여 실린더에 의하여 힌지축을 중심으로 승/하강되도록 하여 언밸런스 보상 유니트측 인덱스암이 회전자를 180°회전시키는 동안 상기 밸런스 측정 유니트측 인덱스암은 실린더에 의하여 상부로 이동되도록 하여 피치 컨베어상에 놓인 회전자를 간섭하지 않도록 하는 2축 밸런스 머신에 관한 것이다.

일반적으로 아마츄어와 같은 회전자는 축을 중심으로 회전하므로, 축을 기준으로 방사상으로 모두 동일한 질량을 가져야만 축중심이 흔들리지 않고 회전할 수 있게 되는데, 가공상의 오차 및 분자배열의 불균형등 다양한 이유로 인하여 상기 회전자에는 축을 기준으로 무게불균형 즉 언밸런스 부분이 발생된다.

이와 같이 언밸런스부분이 발생되면 회전자가 진동하게 되므로, 언밸런스 부분의 언밸런스량을 증가 혹은 감소시켜서 무게중심과 축중심이 일치하도록 하여야 하며, 이와 같이 회전자의 언밸런스위치와 언밸런스량을 검출하여 그에 대한 수정을 함으로써 아마츄어의 무게중심과 축중심이 일치하도록 하는 장치를 밸런스 머신이라 하며, 상기한 밸런스 머신은 언밸런스량의 수정방법에 따라 플러스 방식과 마이너스 방식이 있으며, 플러스 방식은 질량이 적은 부분에 웨이트(weight)를 부가시켜 밸런스를 맞추는 방식이고, 마이너스방식은 질량이 큰 부분을 절삭하여 밸런스를 맞추는 방식이다.

이와 같은 밸런스 머신의 구조를 하기에서 도 1a내지 도 2를 참조하여 살펴보되, 본 발명의 실시예에서는 아마츄어를 마이너스 방식으로 언밸런스 수정을 하는 것을 예로써 살펴본다.

도 1a및 도 1b는 일반적인 아마츄어를 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래 6축 아마츄어 밸런스 머신의 실시예를 나타내는 평면도로써, 동일한 부분의 부호는 설명의 중복을 피하고자 동일부호로 나타낸다.

우선, 도 1a및 도 1b를 참조하여 일반적인 아마츄어의 구성을 살펴보면, 축(2)과 상기 축(2)의 중심부에 적층된 코어(3)와 상기 코어(3)의 권선홈(4)에 권취되어 있는 도선(5)과 축(2)의 일측에 형성된 정류자(6)로 상기 아마츄어(1)가 구성되며, 상기 아마츄어(1)는 모터의 회전자로써 회전중심축에 대하여 무게의 균형이 맞지 않을 경우 진동의 원인이 된다.

즉, 아마츄어(1)의 밸런스 정밀도는 아마츄어(1)를 회전자로 하는 모터의 성능과 밀접한 관계가 있으며, 산업발전에 따른 보다 성능이 뛰어난 모터의 수요가 증가함에 따라 보다 정밀한 아마츄어(1)의 밸런스 정밀도가 요구되고 있다.

상기한 바와 같은 아마츄어의 밸런스를 측정/가공하기 위한 종래의 6축 아마츄어(1) 밸런스 머신의 구성을 도 2를 참조하여 살펴보면, 밸런스를 측정/가공 하고자 하는 아마츄어(1)를 공급/배출하는 리프트 유니트(L)와, 아마츄어(1) 코어의 중심부를 기준으로 좌/우측을 구분하여 아마츄어(1)의 언밸런스량 및 언밸런스 위치를 측정하는 제1밸런스 측정 유니트(B1)와, 상기 제1밸런스 측정 유니트(B1)에 의해 측정된 아마츄어(1) 코어의 좌측 언밸런스량을 커팅 툴로 절삭가공하는 제1커팅 유니트(C1)와, 상기 아마츄어(1)의 우측 언밸런스부를 절삭점에 위치하도록 회전시키는 로테이션 유니트(R)와, 상기 아마츄어(1) 코어의 우측 언밸런스부를 커팅 툴로 절삭가공하는 제2커팅 유니트(C2)와, 상기 좌/우측 언밸런스부가 절삭된 아마츄어(1)의 언밸런스량을 재검사하는 제2밸런스 측정 유니트(B2)와, 상기 각각의 유니트(L)(B1)(C1)(R)(C2)(B2)에 아마츄어(1)를 이송하고 상/하 작동하며 각 유니트의 수와 동일한 수의 인덱스암과 핑거부를 가지는 인덱스장치(I)와, 상기 복수개의 밸런스 측정 유니트(B1)(B2)로부터 출력되는 신호를 기준으로 하여 언밸런스량과 언밸런스위치를 검출한 후 다른 유니트(L)(C1)(R)(C2)로 동작제어신호를 출력하여 아마츄어(1)(10)의 언밸런스를 보상하는 제어부(미도시)로 구성된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 6축 밸런스 머신은 그 구조가 복잡하여 조립 및 유지 관리가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

이에 따라 그 구조를 대폭 간소화시킨 2축 밸런스 머신이 사용되고 있으며, 상기 2축 밸런스머신은 2개의 인덱스암을 갖는 인덱스장치를 기준으로 일측에는 밸런스 측정 유니트를 설치하고, 타측에는 밸런스 보상 유니트(마이너스 방식에서는 커팅 유니트)와 로테이션 유니트를 설치하며, 스텝 컨베어를 통해서 이송되는 회전자를 밸런스 머신으로 이송시키는 리프트장치를 설치한 것이다.

상기한 바와 같은 2축 밸런스 머신은 리프트장치가 회전자를 밸런스 측정 유니트 상으로 이송시키면, 밸런스 측정 유니트에서 회전자의 언밸런스 위치와 량을 측정한 후 인덱스장치에 의하여 상기 회전자는 언밸런스 보상 유니트상으로 이동되고, 상기 언밸런스 보상 유니트로 이송된 회전자는 로테이션 유니트에 의하여 밸런스 수정위치로 회전되어 일측(좌측) 언밸런스 보상이 이루어진 후, 인덱스장치에 의하여 다시 밸런스 측정 유니트로 옮겨져서 리프트장치에 의하여 스텝 컨베어상으로 이송된다.

그리고, 상기 2축 밸런스 머신에 의하여 회전자의 일측만 언밸런스 보상이 이루어졌으므로, 상기 회전자는 스텝 컨베어를 따라 다른 2축 밸런스 머신으로 이동되어 같은 과정을 거치면서 언밸런스 보상이 이루어지지 않은 부분(우측)의 언밸런스 보상이 이루어진다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 2축 밸런스 머신에 있어서는 회전자를 스텝 컨베어로부터 밸런스 측정 유니트로 이송시키기 위한 리프트 유니트가 별도로 구비되어야 하며, 인덱스장치가 수정이 완료된 회전자에 간섭을 일으키지 않도록 하기 위해서는 정밀한 인덱스장치의 제어가 필요한 문제점이 있었다.

또한, 회전자는 좌/우로 나누어서 언밸런스 보상이 이루어지므로 언밸런스 보상을 완벽하게 하기위해서는 2대의 2축 밸런스 머신이 요구되기 때문에 설치장소와 비용이 많이 들고, 유지 및 관리가 어려운 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 회전자를 이송하는 피치 컨베어(Pitch Conveyor) 사이에 밸런스 측정 유니트를 설치하여 피치 컨베어의 업/다운 포크(up/down fork)가 아마츄어를 이송시켜오면 그 자리에서 언밸런스 측정이 가능하도록 하고, 상기 밸런스 측정 유니트의 대칭되는 위치에는 언밸런스 보상 유니트와 로테이션 유니트를 설치하고, 2개의 인덱스암을 가지는 인덱스장치가 상기 회전자를 밸런스 측정 유니트와 언밸런스 보상 유니트 사이로 이송하도록 하되, 언밸런스 수정시에 밸런스 측정 유니트측에 있는 인덱스암은 그 종단을 힌지결합하여 실린더에 의하여 힌지축을 중심으로 승/하강되도록 하여 언밸런스 보상 유니트측 인덱스암이 회전자를 180°회전시키는 동안 상기 밸런스 측정 유니트측 인덱스암은 실린더에 의하여 상부로 이동되도록 하여 피치 컨베어상에 놓인 회전자를 간섭하지 않도록 하는 2축 밸런스 머신을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.

도 3a내지 3d는 본 발명에 따른 2축 밸런스 머신의 평면도이고, 도 3e내지 도3h는 본 발명에 따른 2축 밸런스 머신의 정면도이며, 도 4a는 본 발명에 따른 피치 컨베어를 나타내는 사시도이고, 도 4b는 피치 컨베어의 구동실린더를 나타내는 일부 삭제 사시도이며, 도 5a내지 도 5e는 상기 피치 컨베어의 동작상태를 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 2축 밸런스 머신은 도 3a및 도 3b에 나타내는 바와 같이 2개의 인덱스암(Ia)(Ib)을 갖는 인덱스장치(I3)를 기준으로 일측에는 밸런스 측정 유니트(B3)를 설치하고, 타측에는 밸런스 보상 유니트(C3)와 로테이션 유니트(R3)를 설치한 2축 밸런스 머신에 있어서, 상기 밸런스 측정 유니트(B3)는 회전자(본 발명의 실시예에서는 아마츄어를 사용함 ; 1)를 이송시키는 피치 컨베어(7)사이에 설치되고, 상기 언밸런스 수정시에 밸런스 측정 유니트(B3)측에 있는 인덱스암(Ia)은 그 종단을 힌지축(12)으로 결합하고 실린더(14)에 연결하여 힌지축(12)을 중심으로 승/하강되도록 함과 아울러 언밸런스 보상 유니트(C3)측 인덱스암(Ib)이 회전자(1)를 들어올린 상태에서 180°회전시킬 수 있도록 하여 상기 인덱스암(Ib)이 회전자(1)를 180°회전시키는 동안 상기 밸런스 측정 유니트(B3)측 인덱스암(Ia)은 실린더(14)에 의하여 상부로 이동되도록 하여 피치 컨베어(7)상에 놓인 회전자(1)를 간섭하지 않도록 하는 것으로, 상기 인덱스장치(I)의 승/하강 및 회전은 캠에 의하여 이루어지므로 실린더타입에 비하여 속도가 획기적으로 빠르다.

한편, 상기한 본 발명의 실시예에서 피치 컨베어(7)는 도 4a및 도 4b에 나타내는 바와 같이 회전자(1)를 지지하는 홈(72)이 형성되어 양측에 대칭으로 이격 설치되는 고정프레임(73)과, 상기 고정프레임(73)과 동일한 간격으로 홈(75)이 형성되어 고정프레임(73)의 내측에 대칭으로 이격되게 설치되는 업/다운 포크(up/down fork)(76)및, 상기 업/다운 포크(76)를 승강시킨후 한 피치(pitch)즉 홈(75)사이의 간격만큼 전진시키고 다시 하강하여 한 피치만큼 후진되어 고정프레임(73)상에 놓인 회전자(1)를 한단계 전진시키는 복수개의 실린더(78)(79)로 구성되며, 도면중 미설명부호 71a및 71b는 업/다운 포크(76)의 좌/우 및 승/하강 이동을 방해하지 않도록 하기 위한 장공을 나타낸다.

이와 같이 구성된 피치 컨베어(7)는 도 5a에 나타내는 바와 같이 고정프레임(73)의 고정홈(72)에 올려진 회전자(1)는 도 5b에 나타내는 바와 같이 업/다운 포크(76)가 승강하면 업/다운 포크(76)의 홈(75)에 걸려서 함께 승강되고, 이와 같이 회전자(1)를 홈(75)사이에 위치시켜 들어올린 후, 도 5c에 나타내는 바와 같이 업/다운포크(76)가 한피치만큼 전진하여, 도 5d에 나타내는 바와 같이 업/다운포크(76)가 하강하면 회전자(1)는 고정프레임(73)에서 한단계 전진하게 되며, 이와 같이 하강된 업/다운포크(76)는 원래의 상태로 후진하게 된다.

그리고, 상기 실린더(14)의 원복을 돕기 위하여 실린더(14)에 연결된 인덱스암(Ia)과 인덱스장치(I3)사이에 리턴 스프링(18)을 더 설치한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 하기에서 살펴본다.

우선, 상기 피치 컨베어(7)에 의하여 회전자(1)가 밸런스 측정 유니트(B3)상으로 이동되면, 상기 밸런스 측정 유니트(B3)에서는 회전자(1)의 언밸런스량 및 위치를 측정하고, 이와 같이 언밸런스 측정이 완료되면 상기 인덱스장치(I3)가 하강하여 밸런스 측정 유니트(B3)와 언밸런스 보상 유니트(이하 커팅유니트)상의 회전자(1)를 잡아서 다시 승강한 뒤 인덱스장치(I)의 중심축을 기준으로 180°회전시켜 회전자(1)들의 위치를 전환시킨다.

이에 의하여 상기 커팅 유니트(C3)상으로 이송된 회전자(1)는 언밸런스 보상위치에서 커팅유니트(C3)에 의하여 설정된 량만큼 언밸런스 보상이 이루어지게 되고, 타측 언밸런스 보상을 위하여 상기 인덱스장치(I3)가 하강하여 회전자(1)를 잡고 승강한 후 회전자(1)를 180°회전시키고, 이와 같이 회전자(1)가 180°회전되면 하강하여 커팅 유니트(C3)상에 회전자(1)를 올려놓게 되며, 180°회전된 상태로 커팅 유니트(C3)상에 놓여진 회전자(1)는 로테이션 유니트(R3)에 의하여 언밸런스 보상위치로 회전된 후 커팅 유니트(C3)에 의하여 언밸런스 보상이 이루어지게 된다.

이 과정에서 상기 인덱스장치(I3)의 승/하강시에 밸런스 측정 유니트(B3)상에 있는 회전자(1)가 인덱스암(Ia)과 부딪히지 않도록 하기 위하여 도 3b의 이점선으로 나타내는 바와 같이 상기 인덱스장치(I3)가 회전자(1)를 180°회전시키기 위하여 하강하는 동안 실린더(14)가 동작되어 힌지축(12)중심으로 밸런스 측정 유니트(B3)측 인덱스암(Ia)을 상부로 회전시키므로, 인덱스장치(I3)가 하강을 완료하여도 인덱스암(Ia)과 회전자(1)가 부딪히는 일은 발생하지 않게 된다. 그리고, 인덱스장치(I3)가 회전자(1)를 180°회전시켜 다시 내려놓은 후 승강하는 동안 상기 실린더(14)에는 역압이 걸려서 인덱스암(Ia)이 원위치로 복원되며, 이 과정에서 인덱스암(Ia)에 설치된 리턴 스프링(18)이 실린더(14)에 걸리는 부하를 줄여주게 되므로, 실린더(14)는 안전하게 원복할 수 있게 된다.

그리고, 상기한 바와 같이 언밸런스 수정이 완료되면 인덱스장치(I3)가 다시 하강하여 밸런스 측정 유니트(B3)와 커팅 유니트(CE)상의 회전자(1)를 교체하는데, 이전에 상기 피치 컨베어(7)의 업/다운 포크(76)가 동작되어 언밸런스 수정이 이루어지지 않은 회전자(1)를 밸런스 측정 유니트(B3)상으로 한단계 이동시킨다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 피치 컨베어를 통해서 이송된 회전자를 이송위치에서 바로 언밸런스 측정이 가능하게 되므로 종래와 같이 컨베어상의 회전자를 밸런스 측정 유니트로 이송하기 위한 장치와 시간이 필요하지 않게 되므로, 전체 작업시간이 대폭 단축되는 효과가 있다.

그리고, 상기 인덱스장치가 회전자를 180°회전시켜서 다시 언밸런스 보상 유니트상에 올려놓기 때문에, 회전자 코어의 절삭이 밖에서 안쪽으로 이루어지므로 컷터의 마모에대한 절삭량이 밀리는 현상이 없고, 이에 따라 비선형적인 절삭곡선에 따라 정확한 절삭이 이루어질수 있게 된다.

또한, 상기 인덱스장치가 회전자를 180°회전시키기 위하여 승/하강하는 동안 다른 인덱스암은 실린더에 의하여 상부로 절곡되므로, 인덱스장치의 승/하강시에 인덱스암과 회전자가 부딪혀서 회전자의 품질불량이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1a및 도 1b는 일반적인 아마츄어를 나타내는 사시도

도 2는 종래 6축 아마츄어 밸런스 머신의 실시예를 나타내는 평면도

도 3a는 본 발명에 따른 2축 밸런스 머신의 평면도도 3b는 도 3a의 측정부 부분확대도도 3c는 도 3a의 컷팅부 부분확대도도 3d는 도 3a의 인덱스부 부분확대도

도 3e는 본 발명에 따른 2축 밸런스 머신의 정면도도 3f는 도3e의 측정부 부분확대도도 3g는 도3e의 컷팅부 부분확대도도 3h는 도3e의 인덱스부 부분확대도

도 4a는 본 발명에 따른 피치 컨베어를 나타내는 사시도

도 4b는 피치 컨베어의 구동실린더를 나타내는 일부 삭제 사시도

도 5a내지 도 5e는 상기 피치 컨베어의 동작상태를 나타내는 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

Ia, Ib : 인덱스암 I3 : 인덱스장치

B3 : 밸런스 측정 유니트 C3 : 밸런스 보상 유니트

R3 : 로테이션 유니트 1 : 회전자

12 : 힌지축 14 : 실린더

7 : 피치 컨베어 72 , 75 : 홈

73 : 고정프레임 76 : 업/다운 포크

78, 79 : 실린더 18 : 리턴 스프링

Claims

2개의 인덱스암(Ia)(Ib)을 갖는 인덱스장치(I3)를 기준으로 일측에는 밸런스 측정 유니트(B3)를 설치하고, 타측에는 밸런스 보상 유니트(C3)와 로테이션 유니트(R3)를 설치한 2축 밸런스 머신에 있어서,

상기 밸런스 측정 유니트(B3)는 회전자(1)를 이송시키는 피치 컨베어(7)사이에 설치되고, 상기 언밸런스 수정시에 밸런스 측정 유니트(B3)측에 있는 인덱스암(Ia)은 그 종단을 힌지축(12)으로 결합하고 실린더(14)에 연결하여 힌지축(12)을 중심으로 승/하강되도록 함과 아울러 회전자(1)를 들어올린 상태에서 180°회전시킬 수 있도록 하여 언밸런스 보상 유니트(C3)측 인덱스암(Ib)이 회전자(1)를 180°회전시키는 동안 상기 밸런스 측정 유니트(B3)측 인덱스암(Ia)은 실린더(14)에 의하여 상부로 이동되도록 하여 피치 컨베어(7)상에 놓인 회전자(1)를 간섭하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 2축 밸런스 머신.
제 1항에 있어서, 상기 피치 컨베어(7)는 회전자(1)를 지지하는 홈(72)이 형성되어 양측에 대칭으로 이격 설치되는 고정프레임(73)과, 상기 고정프레임(73)과 동일한 간격으로 홈(75)이 형성되어 고정프레임(73)의 내측에 대칭으로 이격되게 설치되는 업/다운 포크(76)및, 상기 업/다운 포크(76)를 승강시킨후 홈(75)사이의 간격만큼 전진시키고 다시 하강하여 홈(75)사이의 간격만큼 후진되어 고정프레임(73)상에 놓인 회전자(1)를 한 단계 전진시키는 복수개의 실린더(78)(79)로 구성되는 것을 특징으로 하는 2축 밸런스 머신.