KR102535588B1 - 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치 및 이를 이용한 헤어핀 성형방법 - Google Patents

전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치 및 이를 이용한 헤어핀 성형방법 Download PDF

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Abstract

본 기술은 '∩'자 형상의 2차원으로 성형된 헤어핀을 제어부의 제어신호에 의해 파지 후, 회전 및 이동시켜 서로 다른 3차원 형상의 헤어핀을 성형할 수 있는 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 이웃하는 한 쌍의 핀과 '∩'자 형상으로 절곡되게 이어지는 연결부를 포함하는 2차원의 형상을 갖는 헤어핀을 3차원으로 성형할 수 있는 헤어핀 성형장치에 있어서, 상기 성형장치는 한 쌍의 핀을 파지하는 제1성형수단 및 상기 제1성형수단에 의해 파지된 헤어핀의 연결부 양측을 파지하는 제2성형수단을 포함하되, 상기 제1성형수단과 상기 제2성형수단 중 적어도 어느 하나는 제어부의 제어신호를 통해 X축, Y축, Z축 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동하거나 회전하여 서로 다른 3차원의 형상을 갖는 헤어핀을 성형시키는 것을 특징으로 한다.

Description

전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치 및 이를 이용한 헤어핀 성형방법{Hairpin forming device for electric vehicle drive motor winding and hairpin forming method using the same}
본 기술은 '∩'자 형상의 2차원으로 성형된 헤어핀을 제어부의 제어신호에 의해 파지 후, 회전 및 이동시켜 서로 다른 3차원 형상의 헤어핀을 성형할 수 있는 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치에 관한 것이다.
전기자동차(Electric Vehicle, 이하 EV)를 구동하는 모터의 효율은 내연 기관 차량의 연비에 해당하는 개념이다.
따라서, 구동 모터의 효율은 EV의 성능과 직결되는 중요한 지표 중 하나이다.
최근, 구동모터의 효율을 높이기 위한 방법으로 모터에서 가장 큰 에너지 손실을 차지하는 동손(銅損) 저감 기술이 주목받고 있다.
동손 저감 기술 중 효과적인 방법 중 하나는 고정자 권선의 점적율 향상 기술이다. 점적율은 고정자 슬롯의 면적에서 권선이 차지하는 비중을 나타낸다.
점적율을 높이면 동일한 부하조건에서 고정자 권선의 전류밀도가 감소하여 동손이 저감되는 효과가 있다.
다만, 점적율 증가로 인해 권선 불량의 비중이 증가하는 역효과가 발생하여, 이러한 문제를 해결하기 위해 헤어핀(Hairpin) 권선 방식이 EV 산업에서 빠르게 확산되고 있다.
헤어핀 권선 방식은 동선을 헤어핀 모양으로 성형하여 슬롯에 삽입 후 용접을 하는 권선 방식이다.
헤어핀 권선 방식을 사용함으로써, 코일 사이의 공간 낭비를 줄일 수 있어 점적율을 극대화할 수 있다.
상기한 종래의 헤어핀을 성형하기 위해 종래기술로 도 1에 도시한 국내등록특허 제10-2235661호인 '헤어핀 제조 장치'가 개시되어 있으며, 그 구성을 살펴보면, 제1 축을 따라 금속 선재를 공급하도록 구성된 금속 선재 공급부, 금속 선재 공급부로부터 공급되는 금속 선재를 벤딩하여 2차원 헤어핀 구조를 형성하도록 구성된 성형부, 벤딩된 금속 선재를 절단하도록 구성된 절단부 및 성형부에 의해 성형된 2차원 헤어핀 구조를 가압하여 3차원 헤어핀 구조를 형성하도록 구성된 제1 프레스부를 포함한다.
하여, 성형부에서 2차원 헤어핀 구조를 형성하고, 프레스부에서 3차원 헤어핀 구조를 형성함으로써, 헤어핀을 생성하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
이로 인해, 헤어핀의 제조 단가를 낮출 수 있으며 또한, 성형부 및 2개 이상의 프레스부를 통해 헤어핀을 제조함으로써, 헤어핀 제조 장치의 구조와 구동 알고리즘을 보다 단순화시킬 수 있다. 이로 인해, 헤어핀 제조 설비의 가격을 낮추고, 유지 및 보수 비용을 감소시킬 수 있다.
나아가 2개 이상의 프레스부를 사용함으로써, 성형부가 2차원 헤어핀 구조를 생성하는 시간, 제1 로봇 암이 2차원 헤어핀 구조를 성형부로부터 프레스부로 이동시키는 시간, 그리고 제2 로봇 암이 3차원 헤어핀 구조를 프레스부로부터 정렬 장치로 이동시키는 시간 사이의 대기 시간 등을 최소화하여 3차원 헤어핀 구조 생성을 위해 소요되는 시간을 최소화할 수 있는 효과를 구현하게 하였다.
그러나, 종래의 기술에서 '∩'자 형상으로 절곡되게 2차원 형상에서 3차원의 형상으로 헤어핀을 성형하는 경우에 사용하는 2개의 프레스부는 해당 헤어핀(710)에 밴딩부(1040) 만을 형성하기 위한 제조장치를 제안하고 있어 밴딩부 이외에 다른 3차원 형상의 헤어핀을 성형하기 어렵다는 문제점이 존재하게 된다.
국내공개특허 제10-2007-0120564호(공개일:2007.12.24.) 국내공개특허 제10-2016-0131056호(공개일:2016.11.15.) 국내공개특허 제10-2017-0066859호(공개일:2017.06.15.)
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 제어부의 제어를 통해 '∩'자 형상으로 절곡된 2차원 형상의 헤어핀을 공급받아 서로 다른 3차원의 형상을 갖는 헤어핀을 하나의 성형장치로 만족시킬 수 있는 장치를 제공하고자 하는데 목적이 있다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 과제의 해결 수단으로 본 발명에 따른 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치는 서로 이웃하는 한 쌍의 핀(31)과 '∩'자 형상으로 절곡되게 이어지는 연결부(33)를 포함하는 2차원의 형상을 갖는 헤어핀(30)을 3차원으로 성형할 수 있는 헤어핀 성형장치에 있어서, 상기 성형장치는 한 쌍의 핀(31)을 파지하는 제1성형수단(10) 및 상기 제1성형수단(10)에 의해 파지된 헤어핀(30)의 연결부(33) 양측을 파지하는 제2성형수단(20)을 포함하되, 상기 제1성형수단(10)과 상기 제2성형수단(20) 중 적어도 어느 하나는 제어부의 제어신호를 통해 X축, Y축, Z축 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동하거나 회전하여 서로 다른 3차원의 형상을 갖는 헤어핀(30)을 성형시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1성형수단(10)은 제1간격(D)이 형성되게 한 쌍으로 구비되어 각각의 핀(31)을 개별적으로 파지 후, 회전시킬 수 있는 제1성형부(100A) 및 한 쌍의 상기 제1성형부(100A)가 상기 제2성형수단(20) 하부측 내외로 출입할 수 있도록 X축 방향으로 이동하기 위한 동력을 제공하는 이동부(100B)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1성형부(100A)는 핀(31)을 파지하는 제1그립부재(110)와, 상기 제1그립부재(110)를 X축 방향으로 이동하는 제1이동부재(120)와, 상기 제1그립부재(110)를 Z축 기준으로 회전시키는 회전부재(130) 및 상기 제1그립부재(110), 상기 제1이동부재(120), 상기 회전부재(130)를 Y축 방향으로 이동시키되 상기 이동부(100B)와 X축 방향으로 이동가능하게 결합하는 연결부재(140)를 포함하되, 상기 회전부재(130)는 상기 제1이동부재(120)를 관통하여 상기 제1그립부재(110)만 회전할 수 있게 결합하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2성형수단(20)은 상기 제1성형수단(10)이 출입할 수 있는 공간부가 형성되도록 소정의 높이를 갖는 지지부(200B) 및 상기 지지부(200B) 상부에 한 쌍으로 구비되어 연결부(33) 양측을 개별 파지하여 성형시키는 제2성형부(200A)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2성형부(200A)는 연결부(33)를 파지하는 제2그립부재(210)와, 상기 제2그립부재(210)를 Y축 방향으로 이동시키는 제2이동부재(220)와, 상기 제2그립부재(210) 및 상기 제2이동부재(220)를 Z축 방향으로 승강시키는 승강부재(230) 및 상기 제2그립부재(210), 상기 제2이동부재(220) 및 상기 승강부재(230)를 Y축 방향으로 이동시키는 제3이동부재(240)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 연결부(33) 양측을 파지한 한 쌍의 상기 제2그립부재(210)는 서로 반대방향으로 이동하여 밴딩부(35)가 형성된 연결부(33)를 생성하거나 상기 승강부재(230)에 의해 한 쌍의 상기 제2그립부재(210)를 하강시켜 연결부(33) 양측으로 연장된 핀(31) 또는 연결부(33)와 핀(31)이 이어지는 이음부(39) 중 적어도 어느 한 부분에 절곡부(37)가 형성될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 제어부의 제어를 통해 X축, Y축 및 Z축 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동할 수 있는 제1성형부와 제2성형부의 유기적인 결합을 통하여 전기자동차 구동모터 종류에 따라 서로 다른 형상을 갖는 헤어핀(30)의 3차원 성형이 가능해지는 효과를 기대하게 된다.
도 1은 종래의 헤어핀 제조장치에 대한 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치를 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 대한 제1성형수단을 도시한 도면.
도 4는 도 3에 대한 제1성형부를 도시한 도면.
도 5는 도 4에 대한 평면도.
도 6은 도 4에 대한 제1그립부재를 도시한 도면.
도 7은 도 6에 대한 평면도.
도 8은 도 4에 대한 제1그립부재, 제1이동부재 및 회전부재를 도시한 도면.
도 9는 도 8에 대한 평면도.
도 10은 도 9에 대한 제1그립부재와 회전부재를 도시한 도면.
도 11은 도 10에 대한 평면도.
도 12는 도 3에 대한 이동부를 도시한 도면.
도 13은 도 2에 대한 제2성형수단을 도시한 도면.
도 14는 도 13에 대한 지지부를 도시한 도면.
도 15는 도 13에 대한 제2성형부를 도시한 도면.
도 16은 도 15에 대한 제2그립부재를 도시한 도면.
도 17은 도 15에 대한 제2그립부재와 제2이동부재를 도시한 도면.
도 18은 도 15에 대한 제2그립부재와 제2이동부재가 가이드브라켓에 장착된 모습을 도시한 도면.
도 19는 도 15에 대한 제2그립부재, 제2이동부재가 승강부재에 장착된 도면을 도시한 도면.
도 20은 도 15에 대한 제2그립부재, 제2이동부재 및 승강부재가 제3이동부재와 결합한 모습을 도시한 도면.
도 21은 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치를 이용한 헤어핀 성형방법을 나타낸 흐름도.
도 22는 도 21에 대한 개념도.
도 23은 도 21에 대한 헤어핀을 3차원으로 성형하는 모습을 도시한 작용관계도.
도 24는 도 23의 평면도.
도 25 및 도 26은 서로 다른 3차원의 형상으로 성형된 헤어핀을 도시한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치(이하, 간략하게 '성형장치'라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
설명에 앞서, 하기에 기재된 헤어핀(30)은 본 발명의 요지를 명확하게 이해시키기 위해 '∧'자 형상의 연결부(33) 양단에서 하방으로 서로 이웃하게 연장된 한 쌍의 핀(31)으로 이루어져 전체적으로 '∩'자 형상을 갖는 2차원의 헤어핀(30)을 성형하기 위한 본 발명에 따른 성형장치(1)와 근접하게 설치되는 성형기기(50)에 대한 설명은 생략하도록 하며, 2차원 또는 3차원으로 성형이 이루어진 헤어핀(30)의 이송은 하나 이상의 로봇암(70)을 통해 실행되는 것을 실시예로 하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하다는 점에 유의한다(도 22 참조).
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 성형장치(1)는 크게 제1성형수단(10) 및 제2성형수단(20)을 포함하되, 상기 제1성형수단(10)과 상기 제2성형수단(20)은 제어부(미도시)의 제어를 통해 동작하여 서로 다른 3차원의 형상으로 이루어진 헤어핀(30)의 성형이 가능하도록 한다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 제1성형수단(10)은 도 3 및 도 12에 도시한 바와 같이, 성형기기(50)에서 2차원으로 성형된 헤어핀(30)을 공급받아 후에 설명하는 제2성형수단(20) 내외부로 출입 시킴과 동시에 상기 제2성형수단(20)과 함께 헤어핀(30)의 3차원 성형이 가능하도록 하기 위한 구성으로 제1성형부(100A) 및 이동부(100B)를 포함한다(도 22 참조).
예컨대 제1성형부(100A)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 로봇암(70)에 의해 성형기기에서 공급되는 헤어핀(30)을 구성하는 한 쌍의 핀(31)을 파지하여 고정시킴과 동시에 해당 핀(31)을 회전시키며, 후에 설명하는 제2성형수단(20)으로 이동시에 상기 헤어핀(30)의 이탈을 방지시키기 위한 구성으로 제1그립부재(110), 제1이동부재(120), 회전부재(130) 및 연결부재(140)를 포함한다.
설명에 앞서, 제1성형부(100A)는 한 쌍으로 이루어진 핀(31)을 개별적으로 파지하여 회전시킬 수 있도록 이동부(100B) 상부에 서로 대칭되게 한 쌍으로 설치되며, 한 쌍의 상기 제1성형부(100A)는 상기 이동부(100B) 길이방향인 X축 방향으로 왕복 이동이 가능하게 설치되며, 하기에는 어느 하나의 상기 제1성형부(100A)를 일예로 하여 설명하도록 한다.
각각의 제1그립부재(110)는 도 6 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 회전에 의해 핀(31)을 파지 또는 해제하기 위한 구성으로 제1그립퍼브라켓(119), 제1그립실린더(111), 제1회전축(117), 제1회전그립퍼(113) 및 제1고정그립퍼(115)를 포함한다.
제1그립퍼브라켓(119)은 플레이트의 형상으로 이루어지되 하부에는 회전부재(130)와 결합하여 상기 회전부재(130)의 회전방향에 따라 회전할 수 있는 구조를 만족하여 파지된 핀(31)을 회전시킨다.
제1그립실린더(111)는 제1그립퍼 브라켓(119) 상면에 고정 설치되되 기압 또는 유압 등에 의해 로드의 길이가 가변되어 제1회전축(117)과 회전가능하게 결합한 제1회전그립퍼(113)가 회전할 수 있는 동력을 제공한다.
이때, 제1회전축(117)에는 제1회전그립퍼(113)와 대칭되는 위치에 상기 제1회전축(117)과 고정결합하는 제1고정그립퍼(115)가 설치되어 회전하는 상기 제1회전그립퍼(113)와 함께 핀(31) 외면을 가압에 의해 파지 또는 해제할 수 있는 구조를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
아울러, 핀(31)과 직접적으로 접촉하는 제1회전그립퍼(113)와 제1고정그립퍼(115) 외면에는 돌기부(B) 및 상기 돌기부(B)가 형상맞춤으로 삽입되는 홈부(H)가 형성되어 핀(31)을 안정적으로 파지할 수 있도록 한다.
나아가, 핀(31)과 직접적으로 접촉하는 제1회전그립퍼(113)와 제2회전그립퍼(213)는 해당 핀(31)의 구조적 특징에 따라 형상 맞춤으로 파지할 수 있도록 교체 가능한 구조를 만족할 수 있다.
상기한 한 쌍의 제1그립부재(110)를 통해 한 쌍의 핀(31)을 안정적으로 파지하는 것이 구현된다.
각각의 제1이동부재(120)는 회전부재(130)와 함께 상술한 제1그립부재(110)를 X축 방향으로 왕복 이동시키기 위한 구성으로 제1이동모터(123) 및 제1구동기어(125)를 포함한다.
제1이동모터(123)는 도시한 바와 같이, 회전 가능한 구동축이 바텀브라켓(127) 하부에서 상부로 관통 삽입될 수 있도록 상기 바텀브라켓(127)에 고정 설치되며, 해당 구동축 상부에는 제1구동기어(125)가 종동기어 브라켓(40)과 서로 치(齒) 결합할 수 있도록 설치된다.
하여, 제1이동모터(123)에 의해 제1구동기어(125)가 정방향(시계방향) 또는 역방향으로 회전하면 종동기어 브라켓(40)에 길이방향으로 형성된 기어가 이동하게 되며, 그 이동에 의해 상기 종동기어 브라켓(40)과 고정 설치되는 미들브라켓(121)이 이동하기 위한 동력이 생성되어 제1그립부재(110)와 회전부재(130)가 X축 방향으로 오아복 이동하게 된다.
이를 위해, 미들브라켓(121) 상부에는 제1그립부재(110)가 설치되며, 그 하부에는 제1그립퍼브라켓(119)과 회전가능하게 결합한 회전부재(130)가 상기 미들브라켓(121)에 천공 형성된 제1관통공(129) 내에서 X축 방향으로 왕복 이동이 가능하게 한다.
이때, 미들브라켓(121) 하부는 도시한 바와 같이, 바텀브라켓(127) 상면에 형성된 레일(R) 외면에 삽입된 구조로 설치되어 해당 레일(R)을 따라 길이방향으로 안정적인 이동이 실행되도록 하는 것이 바람직하다.
상기한 한 쌍의 제1이동부재(120)를 통해 각각 회전부재(130)와 결합하는 한 쌍의 제1그립부재(110)가 X축 방향으로 이동하도록 제어함에 따라 서로 이웃하는 핀(31)의 간격에 따라 파지 및 해제가 가능하게 된다.
각각의 회전부재(130)는 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 상술한 제1그립부재(110)를 회전시켜 핀(31)의 3차원 성형이 가능하게 하기 위한 구성으로 회전모터(131) 및 회전각센서(133)를 포함한다.
회전모터(131)는 도시한 바와 같이, 그 구동축이 바텀브라켓(127)에 형성된 제1관통공(129)을 관통하여 제1그립퍼브라켓(119) 하면과 결합하여 제1그립부재(110)가 Z축을 기준으로 회전하기 위한 동력을 제공한다.
이를 위해, 회전모터(131)는 제1설치브라켓(135)에 구동축이 회전가능하도록 고정설치되며, 상기 제1설치브라켓(135) 상면에는 다수의 회전각센서(133)가 구비되어 제1그립부재(110)의 회전각도가 제어될 수 있도록 한다.
이때, 회전각센서(133)는 도시한 바와 같이, 제1그립부재(110)가 회전시에 용이하게 회전할 수 있도록 제1설치브라켓(135)에 구비된 베어링을 기준으로 방사형태로 상기 제1설치브라켓(135)에 다수 설치되어 상기 제1그립부재(110)의 회전각도가 센싱될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
여기서, 회전각센서(133)는 빛의 감지, 레이저의 반사 등을 이용한 회전각센서(133)를 사용할 수 있다.
상기한 회전부재(130)를 통하여 후에 설명하는 제2성형부(200A)와 함께 핀(31)의 회전을 이용하여 연결부(33) 자체가 호(弧)의 형상으로 성형되는 것이 가능하게 된다.
연결부재(140)는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상술한 제1그립부재(110), 제1이동부재(120) 및 회전부재(130)가 개별 동작이 가능하도록 일체로 설치되어 Y축 방향으로 왕복 이동은 물론, 이동부(100B)와 체결되어 상기 이동부(100B) 길이방향인 X축 방향으로 왕복 이동이 가능하도록 하기 위한 구성으로 이동브라켓(141), 제2설치브라켓(143) 및 제2이동모터(145)를 포함한다.
이동브라켓(141)은 하면이 이동부(100B)와 이동가능하게 체결되되 일면에는 제2설치브라켓(143)이 이동가능하게 삽입되는 레일(R)이 형성되며, 타측에는 제2이동모터(145)가 상기 제2설치브라켓(143)을 이동시키기 위한 동력을 제공할 수 있도록 설치된다.
제2설치브라켓(143) 외면에는 제2이동모터(145)의 구동축과 회전가능하게 결합하는 제2구동기어(147)와 서로 치(齒) 결합하는 종동기어 브라켓(40)이 형성되어 상기 제2설치브라켓(143)이 이동하기 위한 동력이 제공될 수 있도록 한다.
이때, 제2설치브라켓(143) 하면에는 제1이동스크류(151) 내면과 서로 치 결합할 수 있도록 관통 삽입되기 위한 나사산부(149)가 형성되며, 상기 나사산부(149) 이외에 제3설치브라켓(152) 상부에 구비된 한 쌍의 레일(R)이 삽입되는 삽입홈이 형성되는 것이 바람직하다.
상기한 연결부재(140)를 통해 각각 한 쌍으로 구성된 제1그립부재(110), 제1이동부재(120) 및 회전부재(130)를 일체로 하는 모듈이 하나의 이동부(100B)에 의해 X축 방향으로 왕복 이동이 가능하게 되며, 나아가서는 후에 설명하는 공간부(S)의 출입 및 조립부(60) 위치까지 3차원으로 성형된 헤어핀(30)의 이송이 가능하게 된다.
또한, 이동부(100B)는 도 3 및 도 12에 도시한 바와 같이, 상술한 한 쌍의 제1성형부(100A) 일체를 X축 방향으로 왕복 이동시킬 수 있는 동력을 제공하기 위한 구성으로 제3설치브라켓(152), 제1이동스크류(151), 제3이동모터(153) 및 위치센서(159)를 포함한다.
제3설치브라켓(152)은 도시한 바와 같이, 제2설치브라켓(143) 하면에 형성된 삽입홈에 삽입되는 상면에 한 쌍의 레일(R)이 구비될 수 있도록 소정의 길이를 갖도록 설치된다.
이때, 제3설치브라켓(152)의 길이는 적어도 제1성형부(100A)가 2차원으로 성형된 헤어핀(30)을 파지한 상태에서 후에 설명하는 지지부(200B) 내측에 위치하여 해당 헤어핀(30)을 3차원으로 성형 후, 상기 지지부(200B) 외부로 완전히 벗어날 수 있을 정도의 길이를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
이를 위해, 제1이동스크류(151)는 도시한 바와 같이, 한 쌍의 레일(R) 사이에 위치하되 상술한 나사산부(149)와 서로 치 결합할 수 있도록 제3설치브라켓(152)에 길이방향으로 설치되며, 제3이동모터(153)를 통해 회전할 수 있는 동력을 제공받는다.
여기서, 제3이동모터(153)는 도시한 바와 같이, 벨트(미도시) 등을 통해 제1종동기어(157)와 회전가능하게 결합할 수 있도록 제3설치브라켓(152)에 설치되며, 해당 제1종동기어(157)는 제1이동스크류(151) 일단과 서로 고정 결합하여 상기 제3이동모터(153)의 회전력을 전달 받는다.
제1이동스크류(151)의 원활한 회전을 위해 제1종동기어(157)는 제3이동모터(153)의 구동축과 회전가능하게 결합하는 제3구동기어(155)와 벨트 등을 통해 서로 연결될 수 있다.
위치센서(159)는 도시한 바와 같이, 제3설치브라켓(152) 길이방향으로 서로 이웃하게 복수의 구성으로 설치되어 제1이동스크류(151)의 회전에 의해 X축 방향으로 이동하는 제1성형부(100A)의 정지 위치를 제어부가 제어할 수 있도록 한다.
일예로, 복수의 위치센서(159)는 2차원으로 성형된 헤어핀(30)을 공급받는 최초위치, 최초위치에서 지지부(200B) 내측으로 진입하여 후에 설명하는 제2성형부(200A)와 함께 헤어핀(30)을 3차원으로 성형하기 위한 성형위치 및 성형위치에서 상기 지지부(200B) 외부로 완전히 인출되어 3차원으로 성형된 상기 헤어핀(30)이 로봇암(70)에 의해 전기자동차 구동모터(미도시)에 삽입될 수 있는 삽입위치에 각각 설치될 수 있도록 한다.
물론, 상기한 각가그이 위치는 하나의 실시예이며, 필요에 따라 위치센서(159)는 최초위치 및 성형위치에만 배치될 수 있도록 설치되는 것도 가능하며, 상기 위치센서(159) 역시, 상술한 회전각센서(133)와 동일하게 빛의 감지 여부 및 레이저의 반사 여부를 센싱할 수 있는 센서를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 제2성형수단(20)은 도 2 및 도 13에 도시한 바와 같이, 상술한 제1성형수단(10)을 통해 이송된 헤어핀(30)을 제1성형부(100A)와 함께 3차원으로 성형하기 위한 구성으로 지지부(200B) 및 제2성형부(200A)를 포함한다.
예컨대 지지부(200B)는 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 상술한 제1성형부(100A)가 출입하기 위한 공간부를 제공하되 그 상부에는 제2성형부(200A)가 설치되어 3차원으로의 헤어핀 성형이 상기 제1성형부(100A)와 상기 제2성형부(200A)에 의해 함께 실행될 수 있도록 하기 위한 구성으로 기준브라켓(251) 및 지지각(255)을 포함한다.
기준브라켓(251)은 도시한 바와 같이, 전체적으로 플레이트의 형상으로 성형되되 상면에는 한 쌍의 제2성형부(200A)가 X축 및 Y축 방향으로 이동하거나 Z축 방향으로 승강하기 위한 제2관통공(253) 및 상기 제2성형부(200A)가 Y축 방향으로 슬라이드 이동하기 위한 한 쌍의 레일(R)이 설치된다.
여기서, 기준브라켓(251)의 높이는 이동부(100B)를 통해 지지부(200B) 내외부로 출입하는 한 쌍의 제1성형부(100A)와 간섭이 일어나지 않을 정도의 높이를 갖도록 다수의 지지각(255)에 의해 가질 수 있도록 한다.
이를 위해, 각각의 지지각(255)은 상부가 기준브라켓(251) 하면과 체결되되 하부는 지면 등과 고정 체결되어 제2성형부(200A)의 동작이 이루어지는 과정에서 진동 등에 의해 상기 기준브라켓(251)이 유동하지 못하도록 지지하며, 바람직한 상기 지지각(255)의 개수는 상기 기준브라켓(251) 하면의 각 모서리부에 근접하도록 구비된다.
이때, 지지각(255)은 기준브라켓(251) 하측에 제1성형부(100A)가 출입하기 위한 공간부가 형성될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 제2성형부(200A)는 도 13 및 도 15에 도시한 바와 같이, 제어부의 제어를 통해 공간부 내외부로 출입하는 제1성형부(100A)와 함께 3차원으로의 헤어핀(30) 성형이 가능하도록 하기 위한 구성으로 제2그립부재(210), 제2이동부재(220), 제3이동부재(240) 및 승강부재(230)를 포함한다.
설명에 앞서, 제2성형부(200A)는 지지부(200B) 상부에 동일한 구조를 갖는 한 쌍이 서로 대칭되게 설치되어 제2관통공(253) 내에서 이동 및 승강이 만족할 수 있도록 설치되며, 하기에는 본 발명의 요지를 명확하게 이해시키기 위해 어느 하나의 상기 제2성형부(200A)를 일예로 하여 설명하도록 한다.
각각의 제2그립부재(210)는 도 16 내지 도 18에 도시한 바와 같이, '∧'자 형상의 연결부(33) 양측을 개별 파지 및 해제할 수 있도록 하기 위한 구성으로 제2그립실린더(211), 제2회전그립퍼(213), 제2고정그립퍼(215) 및 제2그립퍼브라켓(219)을 포함한다.
제2그립실린더(211)는 길이가 가변되는 로드가 제2회전그립퍼(213)와 서로 연결될 수 있도록 제2그립퍼브라켓(219) 일면에 설치되며, 인가되는 기압이나 유압에 의해 해당 로드의 길이가 가변될 수 있는 통상의 실린더를 사용하며, 이는 상술한 제1그립실린더(111)와 동일하게 적용될 수 있다.
제2회전그립퍼(213)는 제2그립퍼브라켓(219)에 고정 설치되는 제2회전축(217)과 회전가능하게 결합하되 상기 제2회전축(217) 외면에는 제2고정그립퍼(215)가 고정 설치되어 연결부(33)를 파지 및 해제할 수 있도록 한다.
여기서, 제2그립퍼브라켓(219) 타면은 제2이동부재(220)에 구비된 레일(R)에 삽입되어 제2그립부재(210)가 Y축 방향으로 왕복 이동할 수 있는 구조를 만족할 수 있도록 한다.
이때, 제2회전그립퍼(213)와 제2고정그립퍼(215) 외면에는 연결부(33)를 형상 맞춤으로 파지하기 위한 돌기부(B)와 홈부(H)가 형성되는 것이 바람직하다.
각각의 제2이동부재(220)는 제2그립부재(210)가 Y축 방향으로 왕복 이동하기 위한 동력을 제공함과 동시에 승강부재(230)에 의해 상기 제2그립부재(210)가 Z축 방향으로 안정되게 승강할 수 있도록 가이드 하기 위한 구성으로 승강브라켓(221), 제4이동모터(223) 및 제2이동스크류(229)를 포함한다.
승강브라켓(221)은 도시한 바와 같이, 전체적으로 플레이트의 형상을 갖도록 형성되되 외면에는 제4이동모터(223)에 의해 회전하는 제4구동기어(225)가 제2종동기어(227)와 서로 치 결합할 수 있도록 천공 형성된다.
아울러, 승강브라켓(221) 일면에는 상술한 제2그립퍼브라켓(219)이 Y축 방향으로 왕복 이동할 수 있게 삽입되는 한 쌍의 레일(R)이 형성되어 있으며, 해당 레일(R) 사이에는 제2이동스크류(229)가 회전가능하게 구비된다.
나아가 승강브라켓(221)의 일면 각 모서리 부분에는 승강부재(230)에 형성된 레일(R)에 삽입되기 위한 삽입홈이 다수 형성되어 Z축 방향으로 제2그립부재(210)는 물론, 제2이동부재(220)가 함께 Z축 방향으로 승강할 수 있는 구조를 만족한다.
제4이동모터(223)는 승강브라켓(221) 타면에 설치되되 회전가능한 구동축에는 제4구동기어(225)가 구비되어 승강브라켓(221)의 천공된 부분을 통해 제2종동기어(227)와 서로 치 결합하여 제2그립부재(210)가 Y축 방향으로 왕복 이동하기 위한 동력이 전달도리 수 있도록 한다.
상기한 제2이동부재(220)는 한 쌍의 제2그립부재(210)가 연결부(33) 양측을 파지한 상태에서 제어부의 제어를 통해 Y축 방향으로 서로 동일하게 이동하여 해당 연결부(33) 자체가 한 쌍의 핀(31) 위치를 기준으로 +Y축 또는 -Y축으로 기울어질 수 있게 절곡되거나 어느 하나는 +Y축 방향으로 이동하고, 다른 하나는 -Y축 방향으로 이동하여 상기 연결부(33)의 꼭지점을 기준으로 서로 단차를 이루는 밴딩부(35)가 형성될 수 있도록 제어할 수 있다.
각각의 승강부재(230)는 도 19에 도시한 바와 같이, 상술한 제2그립부재(210)와 제2이동부재(220)가 함께 Z축 방향으로 승강할 수 있도록 동력을 제공하기 위한 구성으로 가이드브라켓(231) 및 승강실린더(233)를 포함한다.
가이드브라켓(231)은 도시한 바와 같이, 하부가 기준브라켓(251) 상면에 고정 체결되되 외면은 승강브라켓(221)에 형성된 삽입홈에 삽입되기 위한 한 쌍의 레일(R)이 구비되어 상기 승강브라켓(221)이 안정적으로 승강할 수 있도록 한다.
이때, 가이드브라켓(231)에 형성된 레일(R)은 제2관통공(253)을 관통하여 공간부(S) 내측으로 승강브라켓(221)이 승강에 의해 출입할 수 있는 구조를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
승강실린더(233)는 상술한 제1그립실린더(111)나 제2그립실린더(211) 등과 동일하게 공급되는 기압이나 유압에 의해 로드의 길이가 가변되어 승강브라켓(221)을 승강시키기 위한 동력을 제공할 수 있는 통상의 실린더를 사용한다.
이때, 도시되어 있지는 않으나, 승강브라켓(221) 외면에는 상술한 위치센서(159) 등과 같이 상기 승강브라켓(221)의 높이를 측정할 수 있는 센서(미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기한 승강부재(230)에 의하면 공간부(S) 내측으로 진입한 제1성형부(100A)에 의해 파지된 헤어핀(30)의 연결부(33) 양측을 한 쌍의 제2그립부재(210)가 용이하게 파지할 수 잇는 것과 동시에 3차원으로 성형하고자 하는 헤어핀(30)의 형상에 따라 핀(31) 자체는 물론, 해당 핀(31)과 해당 연결부(33)가 서로 이어지는 이음부(39) 중 적어도 어느 하나의 부분에 절곡부(37)를 형성할 수 있게 된다.
각각의 제3이동부재(240)는 도 20에 도시한 바와 같이, 한 쌍으로 이루어진 상술한 제2그립부재(210), 제2이동부재(220) 및 승강부재(230) 일체를 X축 방향으로 개별 왕복 이동시키기 위한 구성으로 이동실린더(241) 및 연결브라켓(243)을 포함한다.
이동실린더(241)는 기준브라켓(251) 상면에 설치되되 상술한 승강실린더(233)와 동일하게 공급되는 기압이나 유압 등에 의해 로드의 길이가 가변되는 통상의 실린더를 의미한다.
이때, 기준브라켓(251) 상면에 서로 이웃하게 한 쌍으로 설치되는 이동실린더(241)는 가변되는 로드가 서로 반대방향으로 위치하도록 설치되어 제2그립부재(210), 제2이동부재(220) 및 승강부재(230)를 일체로 포함하는 한 쌍의 모듈 간의 간격(D)이 서로 좁아지거나 벌어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
연결브라켓(243)은 이동실린더(241) 로드 끝단에 설치되되 상술한 가이드브라켓(231)과 연결되어 모듈이 X축 방향으로 왕복 이동하기 위한 동력이 전달도리 수 있도록 한다.
여기서, 연결브라켓(243) 하부는 기준브라켓(251) 상면에 구비된 레일(R)에 삽입되어 모듈의 안정적인 이동이 가능하게 한다.
상기한 제3이동부재(240)를 통하여 연결부(33) 양측을 파지하는 한 쌍의 제2그립부재(210) 간의 이웃하는 거리를 조절함에 따라 일예로, 해당 연결부(33)에 밴딩부(35)를 형성하고자 하는 경우, 상기 밴딩부(35)의 위치를 제어부에 의해 제어할 수 있도록 하는 것이 가능하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치를 이용한 헤어핀 성형방법(이하, 간략하게 '성형방법'이라 한다)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
설명에 앞서, 하기에는 본 발명의 요지를 명확하게 이해시키기 위해 전체적으로 호(弧)의 형상을 갖도록 연결부(33)를 성형함과 동시에 상기 연결부(33)에 단차진 밴딩부(35)를 성형하여 3차원의 헤어핀(30) 형상을 성형할 수 있는 방법을 실시예로 설명하고 있으나, 이는 하나의 실시예에 불과하며 제어부의 제어를 통해 도 25 및 도 26에 도시한 바와 같이, 선텍적으로 핀(31)이나 이음부(39)에 절곡부(37)를 형성하거나 상기 밴딩부(35)가 생략된 서로 다른 형상의 헤어핀(30) 성형도 가능함에 유의한다.
먼저, 도 21 및 도 22에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 성형방법(2)은 크게 1)한 쌍의 핀(31)을 한 쌍의 제1성형부(100A)에 의해 개별적으로 파지하는 단계(S10), 2)이동부(100B)에 의해 한 쌍의 상기 제1성형부(100A)를 지지부(200B) 내측으로 이송시키는 단계(S20), 3)한 쌍의 상기 제1성형부(100A)가 한 쌍의 핀(31)을 파지한 상태에서 한 쌍의 제2성형부(200A)에 의해 연결부(33) 양측을 개별 파지하는 단계(S30) 및 4)제어부의 제어를 통해 제1성형부(100A)를 회전시킴과 동시에 한 쌍의 상기 제2성형부(200A)를 이동시켜 헤어핀(30)의 3차원 성형을 실행하는 단계(S40)을 포함할 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 1)단계를 위해 제어부는 성형기기(50)에서 2차원으로 절곡 형성된 헤어핀(30)을 로봇암(70)으로 파지하여 제1성형부(100A)에 공급하는 공정을 실행한다.
부연하면, 로봇암(70)은 성형기기(50)에서 성형된 헤어핀(30)의 연결부(33) 부분을 파지하여 한 쌍의 제1그립부재(110)에 의해 한 쌍의 핀(31)이 파지될 수 있도록 공급한다.
그러면, 각각의 제1그립부재(110)는 제1그립실린더(111)를 통해 제1회전그립퍼(113)를 회전시켜 제1고정그립퍼(115)와 함께 핀(31)을 안정적으로 파지한 상태를 유지하게 된다.
상기한 1)단계가 마감된 이후, 제어부는 이동부(100B)를 동작시켜 한 쌍의 제1성형부(100A)에 의해 파지된 헤어핀(30)을 지지부(200B)에 형성된 공간부(S) 방향으로 이송시키는 2)단계를 실행하게 된다.
부연하면, 제어부는 헤어핀(30)의 이송을 위해 제3이동모터(153)에 장착된 제3구동기어(155)를 회전시키게 되면 상기 제3이동모터(153)와 벨트 등으로 연결된 제1종동기어(157)를 회전시키게 되며, 상기 제1종동기어(157)와 회전가능하게 결합하는 제1이동스크류(151)를 회전시켜 한 쌍의 제1성형부(100A) 전체가 공간부(S)에 위치할 수 있도록 제어한다.
이때, 제어부는 제3설치브라켓(152)에 구비된 다수의 위치센서(159)를 통하여 현재 제1이동스크류(151)를 따라 이동하는 한 쌍의 제1성형부(100A)의 위치를 판단하여 공간부(S)에 상기 제1성형부(100A)가 정확하게 배치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기한 2)단계가 마감된 이후, 한 쌍의 제1성형부(100A)가 공간부(S)에 위치하면 제어부는 제2성형부(200A)를 구동시켜 공간부(S)에 위치하는 헤어핀(30)의 연결부(33) 양측을 파지하는 3)단계를 실행하게 된다.
부연하면, 한 쌍의 제1성형부(100A)에 의해 파지된 헤어핀(30)이 공간부(S) 내측으로 이송되면 제어부는 우선적으로 한 쌍의 제3이동부재(240)를 구동시켜 헤어핀(30)의 폭 길이에 대응하는 간격(D)을 갖도록 제2그립부재(210), 제2이동부재(220) 및 승강부재(230)를 일체로 하는 한 쌍의 모듈을 +X축 및 -X축 방향으로 개별 이동시켜 상기 제2그립부재(210)가 용이하게 연결부(33) 양측을 파지하기 위한 간격(D)의 폭조절을 실행하게 한다.
상기한 간격(D)의 조절이 마감되면 제어부는 한 쌍의 제2그립실린더(211)를 동작시켜 각각의 제2회전그립퍼(213)가 회전에 의해 제2고정그립퍼(215)와 벌어진 상태를 유지할 수 있도록 제어 후, 각각의 승강실린더(233)를 동작시켜 한 쌍의 제2그립부재(210)가 하강할 수 있도록 제어한다.
이때, 한 쌍의 제2그립부재(210)의 하강은 회전에 의해 벌어진 상태의 제2회전그립퍼(213)와 제2고정그립퍼(215) 내측으로 연결부(33)가 삽입될 수 있을 정도의 높이인 것이 바람직하다.
상기한 한 쌍의 제2그립부재(210)가 하강하게 되면 제어부는 제2회전그립퍼(213)를 역회전시켜 제2고정그립퍼(215)와 함께 연결부(33) 양측을 파지할 수 있도록 제어하게 되고, 파지가 되었음을 제어부가 감지하면 제1회전그립퍼(113)를 회전시켜 핀(31)의 파지상태를 해제상태로 한다.
상기한 핀(31)의 해제가 실행된 상태에서 제어부는 승강실린더(233)를 동작시켜 벌어진 상태의 제1회전그립퍼(113)가 헤어핀(30)의 이음부(39) 바로 아래 부분을 파지할 수 있도록 추가적인 하강을 실행하여 한 쌍의 핀(31)에 대한 안정적인 3차원으로의 변형이 가능한 상태를 갖게 하는 것으로 본 발명에 따른 3)단계의 공정을 통하여 연결부(33) 양측은 제2그립부재(210)에 의해 그리고, 한 쌍의 핀(31)은 제1그립부재(110)에 의해 파지가 이루어진 상태를 유지하게 된다.
상기한 3)단계가 마감된 이후, 제어부는 회전부재(130)와 제2이동부재(220)를 동시에 동작시켜 한 쌍의 핀(31)은 연결부(33)가 전체적으로 호(弧)의 형상을 갖도록 모멘트(휨)를 갖도록 함과 동시에 상기 연결부(33)에 단차진 밴딩부(35)가 형성되는 3차원으로의 형상변형을 헤어핀(30)에 적용하는 4)단계의 실행이 이루어지게 제어한다.
부연하면, 도 23 및 도 24에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 핀(31)은 한 쌍의 회전부재(130)를 구성하는 회전모터(131) 각각의 회전(서로 반대되는 방향으로 회전)이 이루어지게 되면 상기 회전모터(131)와 연결된 제1그립퍼브라켓(119)의 회전이 실행되며, 이러한 상기 제1그립퍼브라켓(119)의 회전을 통해 제1그립부재(110) 전체가 회전하게 되어 제1회전그립퍼(113) 및 제1고정그립퍼(115)에 파지된 핀(31)의 회전이 실행된다.
이러한 핀(31)이 회전하는 과정에서 제2그립부재(210)에 의해 연결부(33)가 Z축 방향으로 고정되게 파지된 상태이기 때문에 해당 연결부(33)는 상기 제2그립부재(210)에 의해 파지된 부분을 중심으로 모멘트가 발생하여 전체적으로 호(弧)의 형상을 성형할 수 있게 된다.
이와 동시에, 한 쌍의 제2그립부재(210)는 서로 반대되는 방향 즉, +Y축과 -Y축 방향으로 개별 이동을 실행하면서 연결부(33)에 단차진 밴딩부(35)를 성형하는 것이 바능하게 되는 것이다.
이를 위해, 한 쌍의 제2그립부재(210)는 연결부(33) 양측을 파지시에 소정거리 이격거리를 갖도록 파지하여 그 이격거리 내에서 밴딩부(35)가 형성될 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 성형방법(2)은 상술한 4)단계 이후에 5)상기 제2성형부(200A)가 연결부(33)의 파지를 해제하면 헤어핀(30)의 핀(31)을 파지한 상기 제1성형부(100A)는 이동부(100B)에 의해 지지부(200B) 외부로 이송되는 단계(S50) 및 6)로봇암(70)을 이용하여 이송된 헤어핀(30)의 연결부(33)를 파지하면 상기 제1성형부(100A)는 파지한 핀(31)을 해제하여 전기자동차 구동모터의 슬롯에 장착시키는 단계(S60)을 더 포함할 수 있다.
상기한 5)단계의 실행을 위해 제어부는 우선적으로 4)단계가 마감된 이후에 연결부(33)를 파지하는 제2그립부재(210)의 해제, 승강부재(230)를 통한 상기 제2그립부재(210)의 상승 및 좁아진 간격(D)을 이동한 제3이동부재(240)가 각각 초기위치에 존재하도록 제어하여 헤어핀(30)이 한 쌍의 제2성형부(200A)로부터 이송이 가능하도록 자유로워질 수 있도록 제어한다.
상기한 과정이 이루어지면 제어부는 제1성형부(100A)를 통해 회전부재(130)가 핀(31)을 파지한 상태로 회전이 유지된 상태에서 이동부(100B)를 통해 상기 제1성형부(100A)가 이동할 수 있도록 제어한다.
즉, 제어부의 제어를 통해 제1성형부(100A)가 제1이동스크류(151)의 회전을 통해 공간부(S)에서 벗어나 조립부(60) 방향으로 이동하는 것으로 5)단계가 마감된다.
상기한 5)단계가 마감된 이후, 제어부는 제2성형수단(20)과 조립부(60) 사이에 위치하는 로봇암(70)을 통해 밴딩부(35)가 형성된 연결부(33)를 우선적으로 파지 후, 한 쌍의 제1회전그립퍼(113)를 각각 회전시켜 핀(31)에 대한 파지를 해제상태로 전환하게 된다.
그러면, 제어부는 연결부(33)를 파지한 로봇암(70)을 제어하여 조립부(60)에 구비된 전기자동차 구동모터의 슬롯에 헤어핀(30)을 순차적으로 삽입하는 것으로 해당 헤어핀(30)을 조립하는 6)단계가 마감된다.
이때, 제어부는 헤어핀(30)이 로봇암(70)을 통해 조립부(60)로 이송되면 이동부(100B)를 동작시켜 한 쌍의 제1성형부(100A)가 성형기기(50) 방향으로 이동할 수 있도록 위치센서(159)의 감지를 통해 최초위치 즉, 성형기기(50)에서 2차원으로 성형된 헤어핀(30)을 공급받기 위한 위치로 이동할 수 있도록 제어되는 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 성형장치(1)는 종래와는 차별적으로 제어부의 제어를 통해 X축, Y축 및 Z축 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동할 수 있는 제1성형부(100A)와 제2성형부(200A)의 유기적인 결합을 통하여 도 25 및 도 26에 도시한 바와 같이, 전기자동차 구동모터 종류에 따라 서로 다른 형상을 갖는 헤어핀(30)의 3차원 성형이 가능해지는 효과를 기대하게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 본 발명에 따른 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치
2: 본 발명에 따른 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치를 이용한 헤어핀 성형방법
10: 제1성형수단 20: 제2성형수단
30: 헤어핀
100A: 제1성형부
110: 제1그립부재 120: 제1이동부재
130: 회전부재 140: 연결부재
100B: 이동부
200A: 제2성형부
210: 제2그립부재 220: 제2이동부재
230: 승강부재 240: 제3이동부재
200B: 지지부

Claims (10)

  1. 서로 이웃하는 한 쌍의 핀(31)과 '∩'자 형상으로 절곡되게 이어지는 연결부(33)를 포함하는 2차원의 형상을 갖는 헤어핀(30)을 3차원으로 성형할 수 있는 헤어핀 성형장치에 있어서,
    상기 성형장치는
    한 쌍의 핀(31)을 파지하는 제1성형수단(10); 및
    상기 제1성형수단(10)에 의해 파지된 헤어핀(30)의 연결부(33) 양측을 파지하는 제2성형수단(20);을 포함하되,
    상기 제1성형수단(10)과 상기 제2성형수단(20) 중 적어도 어느 하나는 제어부의 제어신호를 통해 X축, Y축, Z축 방향 중 적어도 어느 하나의 방향으로 이동하거나 회전하여 서로 다른 3차원의 형상을 갖는 헤어핀(30)을 성형시키며,
    상기 제2성형수단(20)은 상기 제1성형수단(10)이 출입할 수 있는 공간부가 형성되도록 소정의 높이를 갖는 지지부(200B) 및 상기 지지부(200B) 상부에 한 쌍으로 구비되어 연결부(33) 양측을 개별 파지하여 성형시키는 제2성형부(200A)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1성형수단(10)은
    제1간격(D)이 형성되게 한 쌍으로 구비되어 각각의 핀(31)을 개별적으로 파지 후, 회전시킬 수 있는 제1성형부(100A); 및
    한 쌍의 상기 제1성형부(100A)가 상기 제2성형수단(20) 하부측 내외로 출입할 수 있도록 X축 방향으로 이동하기 위한 동력을 제공하는 이동부(100B);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1성형부(100A)는
    핀(31)을 파지하는 제1그립부재(110);
    상기 제1그립부재(110)를 X축 방향으로 이동하는 제1이동부재(120);
    상기 제1그립부재(110)를 Z축 기준으로 회전시키는 회전부재(130); 및
    상기 제1그립부재(110), 상기 제1이동부재(120), 상기 회전부재(130)를 Y축 방향으로 이동시키되 상기 이동부(100B)와 X축 방향으로 이동가능하게 결합하는 연결부재(140);를 포함하되,
    상기 회전부재(130)는 상기 제1이동부재(120)를 관통하여 상기 제1그립부재(110)만 회전할 수 있게 결합하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2성형부(200A)는
    연결부(33)를 파지하는 제2그립부재(210);
    상기 제2그립부재(210)를 Y축 방향으로 이동시키는 제2이동부재(220);
    상기 제2그립부재(210) 및 상기 제2이동부재(220)를 Z축 방향으로 승강시키는 승강부재(230); 및
    상기 제2그립부재(210), 상기 제2이동부재(220) 및 상기 승강부재(230)를 Y축 방향으로 이동시키는 제3이동부재(240);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치.
  6. 제5항에 있어서,
    연결부(33) 양측을 파지한 한 쌍의 상기 제2그립부재(210)는
    서로 반대방향으로 이동하여 밴딩부(35)가 형성된 연결부(33)를 생성하거나 상기 승강부재(230)에 의해 한 쌍의 상기 제2그립부재(210)를 하강시켜 연결부(33) 양측으로 연장된 핀(31) 또는 연결부(33)와 핀(31)이 이어지는 이음부(39) 중 적어도 어느 한 부분에 절곡부(37)가 형성될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치.
  7. 서로 이웃하는 한 쌍의 핀(31)과 '∩'자 형상으로 절곡되게 이어지는 연결부(33)를 포함하는 2차원의 형상을 갖는 헤어핀(30)을 3차원으로 성형할 수 있는 헤어핀 성형방법에 있어서,
    1)한 쌍의 핀(31)을 한 쌍의 제1성형부(100A)에 의해 개별적으로 파지하는 단계;
    2)이동부(100B)에 의해 한 쌍의 상기 제1성형부(100A)를 지지부(200B) 내측으로 이송시키는 단계;
    3)한 쌍의 상기 제1성형부(100A)가 한 쌍의 핀(31)을 파지한 상태에서 한 쌍의 제2성형부(200A)에 의해 연결부(33) 양측을 개별 파지하는 단계; 및
    4)제어부의 제어를 통해 제1성형부(100A)를 회전시킴과 동시에 한 쌍의 상기 제2성형부(200A)를 이동시켜 헤어핀(30)의 3차원 성형을 실행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치를 이용한 헤어핀 성형방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 4)단계에서 한 쌍의 제2성형부(200A)는
    파지한 연결부(33)의 양측을 X축과 Y축 방향으로 엇갈리게 이동시켜 연결부(33)에 밴딩부(35)가 형성될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치를 이용한 헤어핀 성형방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 4)단계에서 한 쌍의 제2성형부(200A)는
    파지한 연결부(33)의 양측을 X축 또는 Y축 방향으로 동일하게 이동시켜 연결부(33) 양측으로 연장된 핀(31)이나 핀(31)과 이어지는 이음부(39) 중 어느 한 부분에 절곡부(37)가 더 형성될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치를 이용한 헤어핀 성형방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 성형방법은
    상기 4)단계 이후에,
    5)상기 제2성형부(200A)가 연결부(33)의 파지를 해제하면 헤어핀(30)의 핀(31)을 파지한 상기 제1성형부(100A)는 이동부(100B)에 의해 지지부(200B) 외부로 이송되는 단계; 및
    6)로봇암(70)을 이용하여 이송된 헤어핀(30)의 연결부(33)를 파지하면 상기 제1성형부(100A)는 파지한 핀(31)을 해제하여 전기자동차 구동모터의 슬롯에 장착시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 권선용 헤어핀 성형장치를 이용한 헤어핀 성형방법.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06153463A (ja) * 1992-10-29 1994-05-31 Mitsubishi Electric Corp コイル成形装置
KR20070120564A (ko) 2005-03-31 2007-12-24 티엠4 인코포레이티드 사각형 와이어 권선 장치
KR20160131056A (ko) 2014-03-07 2016-11-15 어탑 에스.피.에이. 코일 부재를 형성하기 위한 장치 및 방법
KR20170066859A (ko) 2015-12-07 2017-06-15 현대모비스 주식회사 헤어핀 코일 제조 방법
KR20210041331A (ko) * 2019-10-07 2021-04-15 현대자동차주식회사 헤어핀 타입 고정자 코일 성형장치 및 성형방법
JP2021097432A (ja) * 2019-12-13 2021-06-24 三菱電機株式会社 回転電機およびその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06153463A (ja) * 1992-10-29 1994-05-31 Mitsubishi Electric Corp コイル成形装置
KR20070120564A (ko) 2005-03-31 2007-12-24 티엠4 인코포레이티드 사각형 와이어 권선 장치
KR20160131056A (ko) 2014-03-07 2016-11-15 어탑 에스.피.에이. 코일 부재를 형성하기 위한 장치 및 방법
KR20170066859A (ko) 2015-12-07 2017-06-15 현대모비스 주식회사 헤어핀 코일 제조 방법
KR20210041331A (ko) * 2019-10-07 2021-04-15 현대자동차주식회사 헤어핀 타입 고정자 코일 성형장치 및 성형방법
JP2021097432A (ja) * 2019-12-13 2021-06-24 三菱電機株式会社 回転電機およびその製造方法

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