KR102343009B1 - Apparatus for manufacturing spring by twisting wire and coiling twisted wire automatically - Google Patents

Apparatus for manufacturing spring by twisting wire and coiling twisted wire automatically Download PDF

Info

Publication number
KR102343009B1
KR102343009B1 KR1020200019738A KR20200019738A KR102343009B1 KR 102343009 B1 KR102343009 B1 KR 102343009B1 KR 1020200019738 A KR1020200019738 A KR 1020200019738A KR 20200019738 A KR20200019738 A KR 20200019738A KR 102343009 B1 KR102343009 B1 KR 102343009B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wire
coiling
shaft
twisting
driving unit
Prior art date
Application number
KR1020200019738A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210105147A (en
Inventor
최혁렬
황성택
박재형
고정우
양상율
김기현
정호상
로드리그 휴고
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Priority to KR1020200019738A priority Critical patent/KR102343009B1/en
Publication of KR20210105147A publication Critical patent/KR20210105147A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102343009B1 publication Critical patent/KR102343009B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21FWORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F35/00Making springs from wire
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21FWORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F23/00Feeding wire in wire-working machines or apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21FWORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F3/00Coiling wire into particular forms
    • B21F3/02Coiling wire into particular forms helically

Abstract

본 발명은 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치는 와이어의 일단을 고정시키고 외측면에 와이어를 감아 코일링(coiling) 시키는 샤프트, 와이어의 타단을 고정시키고 회전시켜 와이어를 꼬는(twisting) 제 1 구동부 및 샤프트를 회전시키는 제 2 구동부를 포함하며, 제 1 구동부를 동작시켜 양단이 고정된 와이어를 꼬고, 제 2 구동부를 동작시켜 꼬아진 와이어를 샤프트에 감아 코일링시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus for automatically manufacturing a spring through twisting and coiling, and the apparatus for automatically manufacturing a spring through twisting and coiling according to the present invention secures one end of a wire and winds the wire on the outer surface to perform coiling (coiling) ) comprising a shaft, a first driving unit for twisting the wire by fixing and rotating the other end of the wire, and a second driving unit for rotating the shaft, twisting the wire having both ends fixed by operating the first driving unit, and a second driving unit It is characterized in that the twisted wire is wound around the shaft by operating the coil.

Description

트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING SPRING BY TWISTING WIRE AND COILING TWISTED WIRE AUTOMATICALLY}Automatic spring production device through twisting and coiling {APPARATUS FOR MANUFACTURING SPRING BY TWISTING WIRE AND COILING TWISTED WIRE AUTOMATICALLY}

본 발명은 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인공 근육 등의 구동기에 사용될 수 있는 스프링으로서 와이어를 먼저 꼬고 꼬아진 와이어를 코일링하는 방법으로 스프링을 자동 제작하는 스프링 자동 제작 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for automatically manufacturing a spring through twisting and coiling, and more particularly, as a spring that can be used for actuators such as artificial muscles, first twisting a wire and then coiling the twisted wire automatically produces a spring It relates to a spring automatic manufacturing device.

형상기억합금은 열을 가하면 자상에서 모상의 상태로 돌아가는 합금이다. 그래서 형상기억합금은 다양한 분야에서 구동기로 많이 이용되고 있다. A shape memory alloy is an alloy that returns to the state of its parent phase when heat is applied. Therefore, shape memory alloys are widely used as actuators in various fields.

형상기억합금이 구동기로 이용될 때 와이어, 판, 스프링 등의 형태로 주로 이용되는데, 와이어 형태는 변위가 짧아 사용에 제한이 있어서 이를 스프링 형태로 바꾸어 사용한다. When shape memory alloys are used as actuators, they are mainly used in the form of wires, plates, springs, etc. However, the wire form has a short displacement and thus has limitations in use, so it is changed to a spring form and used.

이때, 와이어를 꼬아 토션(torsion)을 가한 상태에서 스프링 형태로 만드는 경우 변위가 더욱 증가되어 좁은 공간에서의 활용성이 더욱 높아질 수가 있다. At this time, if the wire is twisted to form a spring in a state in which torsion is applied, the displacement is further increased, so that the usability in a narrow space can be further increased.

이를 제작하는 공정은 트위스팅(twisting) 공정, 코일링(coiling) 공정, 어닐링(annealing) 공정으로 크게 나뉜다. 스프링 형태의 구동기를 제작하는 종래의 방법을 설명하면, 먼저 형상기억합금 와이어의 상단을 기둥에 걸고 하단에 추를 매달아 일정한 텐션을 가한 후에 일정 회전수만큼 와이어를 회전시켜 토션을 가한다(트위스팅 공정). 다음, 기둥에 고정되어 있던 상단을 별도의 샤프트에 고정시키고 드릴을 이용하여 샤프트를 회전시켜 샤프트의 외주에 토션이 가해진 와이어를 감는다(코일링 공정). 최종적으로 샤프트에 코일링된 와이어를 오븐에 넣어 어닐링을 진행하여 완성하게 된다(어닐링 공정).The manufacturing process is largely divided into a twisting process, a coiling process, and an annealing process. To describe the conventional method of manufacturing a spring-type actuator, first, the upper end of the shape memory alloy wire is hung on a pole, a weight is hung on the lower end to apply a certain tension, and then the wire is rotated by a certain number of revolutions to apply torsion (twisting). fair). Next, the upper end fixed to the column is fixed to a separate shaft, and the torsioned wire is wound around the outer periphery of the shaft by rotating the shaft using a drill (coiling process). Finally, the wire coiled on the shaft is put into an oven and annealed to complete (annealing process).

하지만, 종래의 경우 트위스팅 공정 이후에 와이어의 상단을 샤프트에 고정시킬 때 사람의 손을 거치게 되므로, 시간이 많이 소요되며 이 과정에서 꼬아진 와이어가 풀리기도 하고 끊어지기도 하는 문제가 발생한다. However, in the conventional case, when fixing the upper end of the wire to the shaft after the twisting process, it takes a lot of time, and there is a problem that the twisted wire is untied or broken in this process.

형상기억합금을 이용한 와이어 형태의 구동기는 큰 비출력을 가지나 단일 구동기로는 큰 힘을 내기 어려워 다발 형태로 병렬 연결하여 사용한다. 이때, 균일한 성능을 가지면서 안정적인 제어를 하기 위해서는 각각의 단일 구동기가 동일한 성능을 가지도록 제작하는 것이 바람직하다. 하지만, 전술한 종래의 제작 방법으로는 완성품들 사이에 성능의 편차가 크다는 문제가 있다. A wire-type actuator using a shape memory alloy has a large specific output, but it is difficult to generate a large force with a single actuator. In this case, in order to achieve stable control while having uniform performance, it is preferable to manufacture each single actuator to have the same performance. However, there is a problem in that the above-described conventional manufacturing method has a large variation in performance between finished products.

대한민국 공개특허 10-2018-0083116Republic of Korea Patent Publication 10-2018-0083116

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 와이어의 양단을 고정시킨 상태에서 트위스팅 공정과 코일링 공정을 자동으로 연속 수행하며 스프링을 제작할 수 있는 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a problem in the prior art, and in a state where both ends of the wire are fixed, the twisting process and the coiling process are automatically continuously performed and twisting and coiling that can manufacture a spring It is to provide a spring automatic manufacturing device through.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 와이어의 일단을 고정시키고 외측면에 상기 와이어를 감아 코일링(coiling) 시키는 샤프트; 상기 와이어의 타단을 고정시키고 회전시켜 상기 와이어를 꼬는(twisting) 제 1 구동부; 및 상기 샤프트를 회전시키는 제 2 구동부를 포함하며, 상기 제 1 구동부를 동작시켜 양단이 고정된 와이어를 꼬고, 상기 제 2 구동부를 동작시켜 꼬아진 와이어를 상기 샤프트에 감아 코일링시키는 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치에 의해 달성될 수 있다. The above object, according to the present invention, a shaft for fixing one end of the wire and winding the wire on the outer surface for coiling; a first driving unit fixing and rotating the other end of the wire to twist the wire; and a second driving unit for rotating the shaft, twisting a wire having both ends fixed by operating the first driving unit, and winding and coiling the twisted wire around the shaft by operating the second driving unit This can be achieved by means of a spring automatic manufacturing device through the ring.

여기서, 상기 와이어는 형상기억합금 와이어일 수 있다. Here, the wire may be a shape memory alloy wire.

여기서, 상기 제 1 구동부는 모터; 및 상기 모터의 축에 결합되어 회전하며, 상기 와이어의 타단부를 고정시키며 상기 와이어의 장력을 조절하는 장력 조절부를 포함할 수 있다. Here, the first driving unit includes a motor; and a tension adjusting unit coupled to the shaft of the motor to rotate, fixing the other end of the wire and adjusting the tension of the wire.

여기서, 상기 장력 조절부는 일단은 상기 모터의 축에 결합되고, 타단은 상기 와이어의 타단부를 고정시키는 스프링으로 형성될 수 있다. Here, the tension adjusting unit may be formed of a spring having one end coupled to the shaft of the motor and the other end fixing the other end of the wire.

여기서, 상기 제 1 구동부를 고정시키고 이송시키는 제 1 이송부를 더 포함할 수 있다. Here, it may further include a first transfer unit for fixing and transferring the first driving unit.

여기서, 상기 제 1 이송부는 리니어 가이드; 및 상기 제 1 구동부를 고정시키고 상기 리니어 가이드를 따라 이동하는 리니어 블록을 포함할 수 있다.Here, the first transfer unit is a linear guide; and a linear block fixing the first driving unit and moving along the linear guide.

여기서, 상기 샤프트 및 상기 제 2 구동부를 고정시키고 이송시키는 제 2 이송부를 더 포함할 수 있다. Here, it may further include a second transfer unit for fixing and transferring the shaft and the second driving unit.

여기서, 상기 제 2 이송부는 리니어 가이드; 및 상기 샤프트 및 상기 제 2 구동부를 고정시키고 상기 리니어 가이드를 따라 이동하는 리니어 블록을 포함할 수 있다. Here, the second transfer unit is a linear guide; and a linear block fixing the shaft and the second driving unit and moving along the linear guide.

여기서, 코일링 중 상기 와이어와 상기 샤프트 사이의 각도는 75° 이상 90° 이하인 것이 바람직하다. Here, the angle between the wire and the shaft during coiling is preferably 75° or more and 90° or less.

상기한 바와 같은 본 발명의 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치에 따르면 와이어의 양단을 고정시킨 상태에서 트위스팅 및 코일링을 연속적으로 수행할 수가 있어서, 제작에 소요되는 시간을 줄이며 구동기의 성능을 균일화할 수 있다는 장점이 있다. According to the automatic spring manufacturing apparatus through twisting and coiling of the present invention as described above, it is possible to continuously perform twisting and coiling in a state where both ends of the wire are fixed, thereby reducing the time required for manufacturing and reducing the manufacturing time of the actuator. It has the advantage of being able to equalize the performance.

또한, 샤프트의 교체, 트위스팅 또는 코일링 과정에서의 회전수의 자동 제어, 코일링 간격의 자동 제어 등으로 다양한 형태, 다양한 성능을 가지는 구동기를 자동으로 제작할 수 있다는 장점도 있다. In addition, there is an advantage in that actuators having various shapes and various performances can be automatically manufactured by automatically controlling the number of revolutions in the shaft replacement, twisting or coiling process, and automatic control of the coiling interval.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 장력 조절부를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치를 이용하여 스프링을 자동 제작하는 공정을 설명하는 도면이다.
도 4는 트위스팅 방향과 코일링 방향에 따른 스프링의 종류를 설명하는 도면이다.
도 5는 장력 조절부의 기능을 설명하는 도면이다.
도 6은 코일링 과정 중 와이어와 샤프트 사이의 각도를 설명하는 도면이다.
1 is a view showing an automatic spring manufacturing apparatus through twisting and coiling according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the tension adjusting unit of FIG. 1 .
3 is a view for explaining a process of automatically manufacturing a spring using the automatic spring manufacturing apparatus through the twisting and coiling of FIG. 1 .
4 is a view for explaining types of springs according to a twisting direction and a coiling direction.
5 is a view for explaining the function of the tension control unit.
6 is a view for explaining an angle between a wire and a shaft during a coiling process.

실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The specific details of the embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다 Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for explaining an apparatus for automatically manufacturing a spring through twisting and coiling according to embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 장력 조절부를 설명하는 도면이다.1 is a view illustrating an automatic spring manufacturing apparatus through twisting and coiling according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining the tension adjusting unit of FIG. 1 .

본 발명의 일 실시예에 따른 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치는 샤프트(110), 제 1 구동부(120), 제 2 구동부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 제 1 이송부(140) 및 제 2 이송부(150)를 더 포함할 수 있다. The automatic spring manufacturing apparatus through twisting and coiling according to an embodiment of the present invention may include a shaft 110 , a first driving unit 120 , and a second driving unit 130 . In addition, the first transfer unit 140 and the second transfer unit 150 may be further included.

도 1에 도시되어 있는 것과 같이 와이어(W)의 일단은 제 1 구동부(120)에 고정되고 와이어(W)의 타단은 샤프트(110)의 외측면에 고정된다. 상기와 같이 와이어(W)의 양단이 고정된 상태에서 제 1 구동부(120)가 회전하여 와이어(W)를 축 방향으로 회전시키면 와이어(W)를 꼬는 트위스팅(twisting)을 하게 된다. As shown in FIG. 1 , one end of the wire W is fixed to the first driving unit 120 and the other end of the wire W is fixed to the outer surface of the shaft 110 . As described above, when the first driving unit 120 rotates to rotate the wire W in the axial direction in a state in which both ends of the wire W are fixed, twisting of the wire W is performed.

본 발명에서는 상기 와이어(W)로 형상기억합금 와이어(W)를 사용하여 열에 의해 동작하는 구동기로 사용되는 스프링을 제작하는 것을 예를 들어 설명을 하나, 본 발명의 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치에 사용되는 와이어(W)는 이에 한정되지 않고 다양한 재질의 와이어(W)를 사용하여 스프링을 제작할 수 있다. In the present invention, using the shape memory alloy wire (W) as the wire (W) is described as an example of manufacturing a spring used as a actuator operated by heat, but the spring through twisting and coiling of the present invention The wire (W) used in the automatic manufacturing apparatus is not limited thereto, and a spring can be manufactured using the wire (W) of various materials.

제 1 구동부(120)는 스텝 모터(이하, 제 1 구동부(120)를 구성하는 모터를 제 1 모터(122)라고 함)로 구성될 수 있고, 제 1 모터(122)의 모터축(123)에 와이어(W)의 일단이 고정될 수 있다. The first driving unit 120 may be configured as a step motor (hereinafter, a motor constituting the first driving unit 120 is referred to as a first motor 122 ), and the motor shaft 123 of the first motor 122 . One end of the wire (W) may be fixed.

또한, 제 1 구동부(120)는 제 1 모터(122)와 와이어(W) 사이에 배치되어 제 1 모터(122)의 회전력을 전달하며 와이어(W)를 고정시키는 장력 조절부(124)를 더 포함할 수 있다. 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 장력 조절부(124)는 탄성을 가지는 스프링으로 형성될 수 있는데, 장력 조절부(124)의 상단은 제 1 모터(122)의 모터축(123)에 결합되고 장력 조절부(124)의 하단에는 와이어(W)가 고정될 수 있다. In addition, the first driving unit 120 is disposed between the first motor 122 and the wire (W) to transmit the rotational force of the first motor 122 and a tension adjusting unit 124 for fixing the wire (W) is further added. may include As shown in FIG. 2 , the tension control unit 124 may be formed of a spring having elasticity, and the upper end of the tension control unit 124 is coupled to the motor shaft 123 of the first motor 122 and tension A wire W may be fixed to the lower end of the adjusting unit 124 .

따라서, 제 1 모터(122)가 회전하면 장력 조절부(124)를 통해 와이어(W)를 축 방향으로 회전시킬 수가 있다. 이때, 장력 조절부(124)는 탄성을 가지는 스프링을 형성되므로, 와이어(W)의 장력(tension)을 장력 조절부(124)의 탄성에 의해 조절할 수가 있다. 이는 후술하는 바와 같이 트위스팅 또는 코일링 과정에서 샤프트(110)에 걸리는 하중을 줄여주는 역할을 한다. Accordingly, when the first motor 122 rotates, it is possible to rotate the wire W in the axial direction through the tension adjusting unit 124 . At this time, since the tension control unit 124 forms a spring having elasticity, the tension of the wire W can be adjusted by the elasticity of the tension control unit 124 . This serves to reduce the load applied to the shaft 110 during the twisting or coiling process as will be described later.

또한, 제 1 구동부(120)는 제 1 이송부(140)에 고정되어 상하로 이동할 수가 있다. In addition, the first driving unit 120 is fixed to the first transfer unit 140 can be moved up and down.

제 1 이송부(140)의 일 예로, 도시되어 있는 것과 같이 수직으로 배치되는 리니어 가이드(142), 제 1 모터(122)를 포함하는 제 1 구동부(120)를 고정시키고 리니어 가이드(142)를 따라 상하 이동하는 리니어 블록(144), 및 리니어 가이드(142)를 따라 리니어 블록(144)이 상하 이동하도록 동력을 제공하며 제어하는 모터(이하, 제 2 모터(146)라고 함)로 구성될 수 있다. 후술하는 바와 같이 코일링 과정에서 와이어(W)가 샤프트(110)의 외주면에 감기게 되므로 와이어(W)의 양단 사이의 거리가 짧아지게 되므로, 코일링이 진행되는 동안 제 2 모터(146)의 제어로 제 1 구동부(120)를 하강시켜 와이어(W)의 상단을 아래로 이동시키는 것이 필요하다. As an example of the first transfer unit 140 , the first driving unit 120 including the linear guide 142 and the first motor 122 disposed vertically is fixed as shown and the linear guide 142 is followed. It may be composed of a linear block 144 that moves up and down, and a motor (hereinafter referred to as a second motor 146 ) that provides power and controls the linear block 144 to move up and down along the linear guide 142 . . As will be described later, since the wire W is wound around the outer circumferential surface of the shaft 110 during the coiling process, the distance between both ends of the wire W is shortened. It is necessary to move the upper end of the wire (W) downward by lowering the first driving unit 120 by control.

샤프트(110)는 제 1 구동부(120)의 하부에서 수평 방향으로 배치되고, 샤프트(110)의 외측면에 와이어(W)의 타단을 고정시키고, 제 2 구동부(130)에 연결되어 축 방향으로 회전을 한다. The shaft 110 is disposed in the horizontal direction under the first driving unit 120 , and fixes the other end of the wire W to the outer surface of the shaft 110 , and is connected to the second driving unit 130 in the axial direction. make a rotation

샤프트(110)의 일단은 고정 블록(134)에 회전 가능하게 고정되고, 샤프트(110)의 타단은 제 2 구동부(130)를 구성하는 모터(이하, 제 3 모터(132)라고 함)의 모터축에 연결되어 제 3 모터(132)의 제어에 따라서 회전을 하게 된다. 샤프트(110)의 외측면에 와이어(W)의 타단이 고정된 상태에서 제 3 모터(132)에 의해 샤프트(110)를 회전시키면 샤프트(110)의 외주면을 따라 와이어(W)가 감기어 코일링을 하게 된다. One end of the shaft 110 is rotatably fixed to the fixing block 134 , and the other end of the shaft 110 is a motor (hereinafter referred to as a third motor 132 ) constituting the second driving unit 130 . It is connected to the shaft and rotates according to the control of the third motor 132 . When the shaft 110 is rotated by the third motor 132 in a state where the other end of the wire W is fixed to the outer surface of the shaft 110, the wire W is wound along the outer peripheral surface of the shaft 110 and the coil make a ring

또한, 상기 샤프트(110) 및 제 2 구동부(130)는 제 2 이송부(150)에 고정되어 수평 방향으로 좌우 이동을 할 수 있다. In addition, the shaft 110 and the second driving unit 130 may be fixed to the second transfer unit 150 to move left and right in the horizontal direction.

제 1 이송부(140)와 마찬가지로 제 2 이송부(150)는 수평으로 배치되는 리니어 가이드(152), 제 3 모터(132) 및 고정 블록(134)를 포함하는 제 2 구동부(130)를 고정시키고 상기 리니어 가이드(152)를 따라 좌우 이동하는 리니어 블록(154), 및 리니어 가이드(152)를 따라 상기 리니어 블록(154)이 좌우 이동하도록 동력을 제공하며 제어하는 모터(이하, 제 4 모터(156)라고 함)로 구성될 수 있다. Like the first transfer unit 140 , the second transfer unit 150 fixes the second driving unit 130 including the horizontally arranged linear guide 152 , the third motor 132 and the fixing block 134 , and The linear block 154 moving left and right along the linear guide 152, and a motor that provides power and controls the linear block 154 to move left and right along the linear guide 152 (hereinafter, the fourth motor 156) ) may be composed of.

상기 리니어 블록(154)의 상면의 일측에 고정된 고정 블록(134)에 샤프트(110)의 일단을 회전 가능하게 고정시키고, 리니어 블록(154)의 타측에는 제 3 모터(132)가 고정시켜 제 3 모터(132)의 모터축에 샤프트(110)의 타단을 고정시키게 된다. 후술하는 바와 같이 샤프트(110)를 회전시켜 코일링을 시킬 때, 샤프트(110)의 좌우 방향 위치가 고정되면 같은 지점을 계속 반복하여 감게 되므로 코일이 겹치는 현상이 발생한다. 따라서, 샤프트(110)를 회전시켜 코일링을 하는 동안에 제 2 이송부(150)는 샤프트(110) 및 제 2 구동부(130)를 함께 수평 방향으로 이동시키며 스프링 코일을 형성하도록 한다. One end of the shaft 110 is rotatably fixed to the fixed block 134 fixed to one side of the upper surface of the linear block 154, and the third motor 132 is fixed to the other side of the linear block 154 to make 3 The other end of the shaft 110 is fixed to the motor shaft of the motor 132 . As will be described later, when the shaft 110 is rotated to perform coiling, if the left and right positions of the shaft 110 are fixed, the same point is repeatedly wound, so that the coils overlap. Therefore, during coiling by rotating the shaft 110 , the second transfer unit 150 moves the shaft 110 and the second driving unit 130 together in a horizontal direction to form a spring coil.

이하, 도 1 및 도 2를 참조로 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치의 동작을 설명하기로 한다. Hereinafter, the operation of the automatic spring manufacturing apparatus through twisting and coiling according to an embodiment of the present invention described above with reference to FIGS. 1 and 2 will be described.

도 3은 도 1의 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치를 이용하여 스프링을 자동 제작하는 공정을 설명하는 도면이고, 도 4는 트위스팅 방향과 코일링 방향에 따른 스프링의 종류를 설명하는 도면이고, 도 5는 장력 조절부의 기능을 설명하는 도면이고, 도 6은 코일링 과정 중 와이어(W)와 샤프트 사이의 각도를 설명하는 도면이다.3 is a view for explaining a process for automatically manufacturing a spring using the automatic spring manufacturing apparatus through the twisting and coiling of FIG. FIG. 5 is a view for explaining the function of the tension control unit, and FIG. 6 is a view for explaining the angle between the wire (W) and the shaft during the coiling process.

먼저, 도 3의 (a)에 도시되어 있는 것과 같이 코일링 직경에 따라 해당 직경을 가지는 샤프트(110)를 제 2 구동부(130)인 고정 블록(134)과 제 3 모터(132)의 모터축 사이에 고정시킨다. 따라서, 본 발명에서는 제 2 구동부(130)에 샤프트(110)를 교체 장착할 수 있도록 하여 다양한 직경으로 코일링을 수행할 수가 있다. First, as shown in (a) of FIG. 3 , the shaft 110 having a corresponding diameter according to the coiling diameter is connected to the fixing block 134 as the second driving unit 130 and the motor shaft of the third motor 132 . fixed in between. Accordingly, in the present invention, the shaft 110 can be replaced with the second driving unit 130 so that coiling can be performed with various diameters.

또한, 소정의 직경을 가지는 와이어(W)의 일단은 제 1 구동부(120)를 구성하는 장력 조절부(124)에 고정시키고, 와이어(W)의 타단은 샤프트(110)의 외측면에 고정시킨다. 이때, 형상기억합금 와이어(W)의 직경이 커질수록 구동기의 힘을 증가시킬 수가 있다. In addition, one end of the wire W having a predetermined diameter is fixed to the tension adjusting unit 124 constituting the first driving unit 120 , and the other end of the wire W is fixed to the outer surface of the shaft 110 . . At this time, as the diameter of the shape memory alloy wire (W) increases, it is possible to increase the force of the actuator.

다음, 도 3의 (b)에서와 같이 제 1 모터(122)를 소정의 설정된 회전수 및 방향으로 회전시켜 와이어(W)를 꼰다(트위스팅). Next, as shown in (b) of FIG. 3, the wire W is twisted (twisting) by rotating the first motor 122 in a predetermined number of rotations and directions.

도 4에 도시되어 있는 것과 같이 형상기업합금 와이어(W)를 이용하여 스프링 형태의 구동기를 제작하는 경우 크게 두 가지 종류로 제작할 수가 있다. 헤테로 타입의 스프링은 트위스팅 방향과 코일링 방향이 반대인 스프링으로 일반 스프링 타입과 비교하여 냉각 속도가 빠르다는 장점이 있다. 호모 타입의 스프링은 트위스팅 방향과 코일링 방향이 같은 스프링으로 일반 스프링 타입과 비교하여 더 강한 힘과 수축력을 가진다는 장점이 있다. As shown in FIG. 4 , when a spring-type actuator is manufactured using a shape company alloy wire W, it can be manufactured in two main types. Heterotype springs are springs whose twisting and coiling directions are opposite to each other, and have an advantage in that the cooling rate is faster than that of the general spring type. The homo-type spring has the same twisting direction and the same coiling direction, and has the advantage of having stronger and contracting force compared to the general spring type.

이에, 본 발명에서는 와이어를 트위스팅하는 제 1 모터(122) 또는 코일링을 하는 제 3 모터(132) 중 적어도 어느 하나의 회전 방향을 제어할 수 있도록 하여 두 가지 종류 중 요구 조건에 맞는 구동기를 제작할 수가 있다. Accordingly, in the present invention, a driver that meets the requirements among the two types can be used to control the direction of rotation of at least one of the first motor 122 for twisting the wire and the third motor 132 for coiling the wire. can be produced

도 3의 (b)에서와 같이 트위스팅이 진행될 때, 트위스팅에 의한 변위 수축으로 와이어에 큰 장력이 발생할 수가 있다. 이때, 와이어(W)의 양단 위치가 고정되어 있으면 도 5에 도시되어 있는 것과 같이 샤프트(110)에 큰 하중이 작용하여 트위스팅 또는 코일링을 원활하게 할 수 없다. 이에, 본 발명에서는 와이어(W)의 상단을 고정시키는 장력 조절부(124)에 의해 와이어(W)가 일정한 장력을 가지도록 장력을 조절할 수 있도록 하여 샤프트(110)에 큰 하중이 걸리는 것을 방지하도록 한다. As shown in (b) of FIG. 3 , when the twisting is performed, a large tension may be generated in the wire due to the displacement and contraction due to the twisting. At this time, if the positions of both ends of the wire (W) are fixed, a large load is applied to the shaft 110 as shown in FIG. 5 , so that twisting or coiling cannot be smoothly performed. Accordingly, in the present invention, the tension can be adjusted so that the wire W has a constant tension by the tension adjusting unit 124 for fixing the upper end of the wire W to prevent a large load from being applied to the shaft 110 . do.

다음, 도 3의 (c)에 도시되어 있는 것과 같이, 제 2 구동부(130)의 제 3 모터(132)를 소정의 설정된 회전수 및 방향으로 회전시켜 샤프트(110)의 외주면에 감아 코일링을 하게 된다. 코일링을 진행하면서 샤프트(110)에 와이어(W)가 감기면 샤프트(110)와 장력 조절부(124) 사이의 와이어(W) 길이가 감소하게 된다. 따라서, 코일링 속도에 따라 제 1 이송부(140)에 의해 와이어(W)의 상단을 지지하는 제 1 구동부(120)를 하강시키도록 한다. Next, as shown in FIG. 3(c), the third motor 132 of the second driving unit 130 is rotated at a predetermined number of rotations and directions to be wound around the outer peripheral surface of the shaft 110 to perform coiling. will do When the wire W is wound around the shaft 110 while coiling is performed, the length of the wire W between the shaft 110 and the tension control unit 124 is reduced. Accordingly, the first driving unit 120 supporting the upper end of the wire W is lowered by the first conveying unit 140 according to the coiling speed.

또한, 코일링이 진행되는 동안 샤프트(110)의 위치가 고정되면 같은 지점에서 코일링이 일어나 코일이 겹치게 된다. 따라서, 도시되어 있는 것과 같이 제 2 이송부(150)에 의해 샤프트(110) 및 제 2 구동부(130)를 함께 오른쪽으로 일정 속도로 이동시켜 코일이 겹치지 않고 일 방향으로 코일링이 이루어지도록 한다. 이때, 제 2 이송부(150)에 의한 이송 속도에 따라서 코일 간격을 제어할 수가 있다. 제 2 이송부(150)에 의한 이송 속도가 빠르면 코일 사이의 간격이 커지게 되며 이송 속도가 느리면 코일 사이의 간격이 작아져 촘촘하게 형성할 수가 있다. 물론, 제 2 이송부(150)의 이송 속도는 제 3 모터(132)에 의한 코일링 속도 또는 제 1 이송부(140)에 의한 하강 속도에 따라서 달라질 수가 있다. In addition, if the position of the shaft 110 is fixed while coiling is in progress, coiling occurs at the same point so that the coils overlap. Accordingly, as illustrated, the shaft 110 and the second driving unit 130 are moved together to the right at a constant speed by the second transfer unit 150 so that the coils are not overlapped and coiled in one direction. At this time, it is possible to control the coil spacing according to the transport speed by the second transfer unit 150 . When the feed rate by the second transfer unit 150 is high, the distance between the coils becomes large, and when the feed rate is slow, the distance between the coils becomes small, so that it can be formed densely. Of course, the transfer speed of the second transfer unit 150 may vary depending on the coiling speed by the third motor 132 or the descending speed by the first transfer unit 140 .

이때, 제 1 이송부(140)에 의한 수직 방향 하강 속도와 제 2 이송부(150)에 의한 수평 방향 이송 속도는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이 와이어(W)와 샤프트(110) 사이의 각도가 75° 이상 90° 이하의 값으로 일정한 값을 가지도록 제어하는 것이 바람직하다. 상기 각도가 75° 보다 작은 경우에는 코일이 겹치는 현상이 발생할 수 있으며 상기 각도가 90° 보다 큰 경우에는 코일이 듬성하게 형성될 수가 있다. At this time, the vertical direction descending speed by the first transfer unit 140 and the horizontal transfer speed by the second transfer unit 150, as shown in FIG. 6, the angle between the wire (W) and the shaft 110 is 75 It is preferable to control to have a constant value with a value of ° or more and 90 ° or less. When the angle is smaller than 75°, a phenomenon in which the coils overlap may occur, and when the angle is larger than 90°, the coils may be sparsely formed.

도 3의 (d)에서와 같이 코일링을 마치면 장력 조절부(124)에 고정된 와이어(W)의 상단을 해제시켜 샤프트(110)의 일단부에 고정시키고, 후속 공정인 어닐링 공정을 수행한다. When the coiling is finished as shown in (d) of FIG. 3 , the upper end of the wire W fixed to the tension control unit 124 is released and fixed to one end of the shaft 110 , and the subsequent annealing process is performed. .

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be implemented in various types of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the present invention claimed in the claims, it is considered to be within the scope of the description of the claims of the present invention to various extents that can be modified by any person skilled in the art to which the invention pertains.

110: 샤프트
120: 제 1 구동부
122: 제 1 모터
123: 모터축
124: 장력 조절부
130: 제 2 구동부
132: 제 3 모터
134: 고정 블록
140: 제 1 이송부
142: 리니어 가이드
144: 리니어 블록
146: 제 3 모터
150: 제 2 이송부
152: 리니어 가이드
154: 리니어 블록
156: 제 4 모터
W: 와이어
110: shaft
120: first driving unit
122: first motor
123: motor shaft
124: tension control unit
130: second driving unit
132: third motor
134: fixed block
140: first transfer unit
142: linear guide
144: linear block
146: third motor
150: second transfer unit
152: linear guide
154: linear block
156: fourth motor
W: wire

Claims (9)

와이어의 일단을 고정시키고 외측면에 상기 와이어를 감아 코일링(coiling) 시키는 샤프트;
상기 와이어의 타단을 고정시키고 회전시켜 상기 와이어를 꼬는(twisting) 제 1 구동부; 및
상기 샤프트를 회전시키는 제 2 구동부를 포함하며,
상기 제 1 구동부를 동작시켜 양단이 고정된 와이어를 꼬고, 상기 제 2 구동부를 동작시켜 꼬아진 와이어를 상기 샤프트에 감아 코일링시키고,
상기 제 1 구동부는
모터; 및
상기 모터의 축에 결합되어 회전하며, 상기 와이어의 타단부를 고정시키며 상기 와이어의 장력을 조절하는 장력 조절부를 포함하고,
상기 장력 조절부는 일단은 상기 모터의 축에 결합되고, 타단은 상기 와이어의 타단부를 고정시키는 스프링으로 형성되는 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치.
a shaft for fixing one end of the wire and winding the wire on an outer surface to perform coiling;
a first driving unit fixing and rotating the other end of the wire to twist the wire; and
a second driving unit for rotating the shaft;
Operate the first driving unit to twist the wire having both ends fixed, and operate the second driving unit to wind the twisted wire around the shaft to coil it,
The first driving unit
motor; and
It is coupled to the shaft of the motor and rotates, and includes a tension adjusting unit for fixing the other end of the wire and adjusting the tension of the wire,
One end of the tension adjusting unit is coupled to the shaft of the motor, and the other end is an automatic spring manufacturing apparatus through twisting and coiling formed of a spring for fixing the other end of the wire.
제 1 항에 있어서,
상기 와이어는 형상기억합금 와이어인 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치.
The method of claim 1,
The wire is a shape memory alloy wire, a spring automatic production device through twisting and coiling.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구동부를 고정시키고 이송시키는 제 1 이송부를 더 포함하는 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치.
The method of claim 1,
A spring automatic manufacturing apparatus through twisting and coiling further comprising a first transfer unit for fixing and transferring the first driving unit.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 이송부는
리니어 가이드; 및
상기 제 1 구동부를 고정시키고 상기 리니어 가이드를 따라 이동하는 리니어 블록을 포함하는 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치.
6. The method of claim 5,
The first transfer unit
linear guide; and
A spring automatic manufacturing apparatus through twisting and coiling including a linear block that fixes the first driving unit and moves along the linear guide.
제 1 항에 있어서,
상기 샤프트 및 상기 제 2 구동부를 고정시키고 이송시키는 제 2 이송부를 더 포함하는 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치.
The method of claim 1,
A spring automatic manufacturing apparatus through twisting and coiling further comprising a second transfer unit for fixing and transferring the shaft and the second driving unit.
제 7 항에 있어서,
상기 제 2 이송부는
리니어 가이드; 및
상기 샤프트 및 상기 제 2 구동부를 고정시키고 상기 리니어 가이드를 따라 이동하는 리니어 블록을 포함하는 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치.
8. The method of claim 7,
The second transfer unit
linear guide; and
A spring automatic manufacturing apparatus through twisting and coiling comprising a linear block that fixes the shaft and the second driving unit and moves along the linear guide.
제 1 항에 있어서,
코일링 중 상기 와이어와 상기 샤프트 사이의 각도는 75° 이상 90° 이하인 트위스팅 및 코일링을 통한 스프링 자동 제작 장치.
The method of claim 1,
An automatic spring manufacturing device through twisting and coiling in which the angle between the wire and the shaft during coiling is greater than or equal to 75° and less than or equal to 90°.
KR1020200019738A 2020-02-18 2020-02-18 Apparatus for manufacturing spring by twisting wire and coiling twisted wire automatically KR102343009B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200019738A KR102343009B1 (en) 2020-02-18 2020-02-18 Apparatus for manufacturing spring by twisting wire and coiling twisted wire automatically

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200019738A KR102343009B1 (en) 2020-02-18 2020-02-18 Apparatus for manufacturing spring by twisting wire and coiling twisted wire automatically

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210105147A KR20210105147A (en) 2021-08-26
KR102343009B1 true KR102343009B1 (en) 2021-12-24

Family

ID=77465675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200019738A KR102343009B1 (en) 2020-02-18 2020-02-18 Apparatus for manufacturing spring by twisting wire and coiling twisted wire automatically

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102343009B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117307994A (en) * 2021-10-20 2023-12-29 临海市研科自动化科技有限公司 Automatic wire twisting machine for copper wire lamp

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005349447A (en) 2004-06-11 2005-12-22 Nhk Spring Co Ltd Pigtail forming device for coiled spring
JP2010242835A (en) * 2009-04-03 2010-10-28 Nhk Spring Co Ltd Compression coil spring, and coil spring manufacturing device and manufacturing method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6431534A (en) * 1987-07-22 1989-02-01 Toransuporutonogo Mas Iimeni B Device for manufacturing spring from wire
JPH0771712B2 (en) * 1993-01-21 1995-08-02 東海オートメーション株式会社 Method and apparatus for manufacturing radiating coil
KR20180083116A (en) 2017-01-12 2018-07-20 성균관대학교산학협력단 Method for making polyurethane fiber based actuator and polyurethane fiber based actuator made by the method
KR101967214B1 (en) * 2017-05-16 2019-04-10 한국기계연구원 Apparatus for manufacturing shape memory alloy spring continuously, method of manufacturing shape memory alloy spring continuoulsy and shape memory alloy spring manufactured thereby

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005349447A (en) 2004-06-11 2005-12-22 Nhk Spring Co Ltd Pigtail forming device for coiled spring
JP2010242835A (en) * 2009-04-03 2010-10-28 Nhk Spring Co Ltd Compression coil spring, and coil spring manufacturing device and manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210105147A (en) 2021-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3913242B2 (en) Multipole armature winding method and winding apparatus
KR102343009B1 (en) Apparatus for manufacturing spring by twisting wire and coiling twisted wire automatically
JP5118720B2 (en) Manufacturing method of shape memory alloy coil spring
WO2010113661A1 (en) Compression coil spring, and coil spring manufacturing device and manufacturing method
EP3322072B1 (en) Coil unit arrangement device
KR20090047384A (en) Annular metal cord, endless metal belt, and method of producing annular metal cord
JP5703989B2 (en) Edgewise coil winding apparatus and winding method
CN104051203A (en) BN ion door and manufacturing method thereof
JP2021514039A (en) Artificial muscle tentacles
CN101360861A (en) Annular metal cord, endless metal belt, and annular metal cord manufacturing method
JP6538486B2 (en) Method of manufacturing coil spring and manufacturing apparatus of coil spring
JP6159481B2 (en) Twist wire manufacturing apparatus and twist wire manufacturing method
JP4509993B2 (en) Multipole armature winding method and winding apparatus
US3145760A (en) Wire coiling
JP2005063830A (en) Electric wire formed of twisted wire, coil using it, noise filter device having it and manufacturing method of twisted wire
JP4981727B2 (en) Superconducting coil winding method, superconducting coil winding machine and superconducting coil
JP6259519B2 (en) Twist wire manufacturing apparatus and twist wire manufacturing method
JP2021514444A (en) Untwisted artificial muscle
KR102211182B1 (en) Shape memory alloy spring, method of manufacturing the same and actuator including shape memory alloy spring
CN201877220U (en) Multi-head glass fiber covering machine
JP5391111B2 (en) Tension adjusting device, tension adjusting winding device and tension adjusting method
JP2015225750A (en) Wire production method and wire production apparatus
WO2017181991A1 (en) Rotary actuator using shape memory alloy wires in traction
US2139011A (en) Apparatus for producing steel cables
RU2186652C1 (en) Method for making coiled multiple-strand springs

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant