KR200420305Y1 - 권선기의 코일 그립 및 커팅장치 - Google Patents

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Abstract

권선기의 주축 X, Y 및 U축을 이용하여 권선 초기에 코일을 그립핑하여 권선이 끝난후 코일 그립및 커팅을 동시에 할수 있는 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 ,그립핑부(31), 코일커팅부(30)및 이 코일 그립핑부와 코일 커팅부를 작동시키기 위한 에어 실린더(34)가 일체로 구비된 유니트로써 X축 방향으로 전, 후 왕복이송을 위한 X축 유니트, 권선 회전을 위한 Y축 유니트, Core 회전을 위한 U축 유니트, 권선 회전체 Y축 과 왕복이송 X축을 지지하는 스핀들 베이스(2), Core를 눌러 고정시키는 Core 글렘프부, 그리고 Core 회전을 위한 U축과 상기 유니트을 고정하여 지지하는 베이스 플레이트(1)를 구비한다. 상기 X축 Y축 그리고 U축 유니트는 정밀제어가 가능한 서보모터(3),(4),(5)를 각각 구비한다. 상기 그립 및 커팅 유니트는 그립퍼(31)와 커터(30)가 하나의 유니트로 일체로 구성되어 수작업을 통한 그립핑 및 커팅작업을 자동처리 할수있고 수작업시 발생되는 잔여코일 발생을 없앨수 있다. 또한 그립퍼와 커터가 하나의 유니트로 일체로 구성되기 때문에, 권선기의 설계 자유도를 높일수 있음은 물론 구조적인 단순화를 도모할 수 있다.
권선기, 코일와인딩머신, 권선, 코일, 코일 그립퍼 , 코일커팅. 코아(Core)

Description

권선기의 코일 그립 및 커팅장치 {DEVICE FOR GRIPPING AND CUTTING COIL OF A COIL WINDINGMACHINE}
첨부한 도 2는 본 발명에 의한 코일 그립과 커팅장치가 적용된 권선기를 나타낸 정면도,
도 3은 본 발명에 의한 코일 그립 및 커팅장치를 나타낸 정면도,
도 4는 도 3의 측면도,
도 5는 도 3의 평면도를 나타낸 도면이다.
본 발명은 고장자(Stator)를 가진 Motor를 구성하는 코일을 Motor Core에 요구되는 권선형체로 성형하는 권선기에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 코일 권선의 시작점을 설정하여 줌과 동시에 권선 후 코일을 일정 길이로 절단하여 주고, 수작업으로 이루어진 상기 작업을 자동 처리하는 권선기의 코일그립 및 커팅 장치에 관한 것이다.
상기와 같은 권선기는 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(1)의 상단부에 스핀들 베이스(2)가 조립되고, U축 모듈은(3), 베이스 플레이트(1) 아 래쪽에 고정되어 이 서보모터의 축에 제 1 풀리를 개재하에 연결된 타이밍 벨트로 한쌍의 베이스 샤프트 부시에 개재된 풀리에 타이밍 벨트를 연결하여 서보모터가 회전함에 따라 U축에 연결된 상기 한쌍의 베이스 샤프트를 회전시킨다. Y축 모듈은(4), 미들 베이스(2a)에 고정된 구동원으로써 이 서보모터의 축에 제 2 풀리를 개재하에 연결된 타이밍 벨트로 한쌍의 스핀들 샤프트 부시에 개재된 풀리에 타이밍 벨트를 연결하여, 이 서보모터가 회전함에 따라 Y축에 연결된 상기 한쌍의 스핀들 샤프트 부시를 회전시키는 수단을 포함한다. X축 모듈은(5)은, 볼 스크류 의 스크류 너트가 스핀들 베이스(2)에 개재하여 연결되어 서보모터가 회전함에 따라 볼스크류에 의해 전, 후진 방향으로 왕복 이송이 가능하게 한다. 상기 U축(3) 회전체에 의해 회전하는 한쌍의 베이스 샤프트 상단에는 Core를 안착시겨 고정할수 있는 지그(6)를 안착시킨다. 안착된 지그위로 Core를 삽입하면 상단에서 Core을 고정시키는 클렘프(7)가 실린더 하강 동작으로 Core를 고정시킨다. 2축 구조의 회전축부(4)와 전후진부(5) 샤프트에는 코일을 감는 권선 플라이어(8)가 장착된다. 2축 구조중 X축 모듈(5)은, 궈선을 위해 전,후진 하며 Y축 모듈(4)은, Y축 모듈에 조립된 권선 플라이어(8)가 회전하며 권선하며, U축 모듈은, 3축의 Core 중심을 기준으로 회전하며 지그(6)에 안착된 Core를 돌려준다. 또한, 권선의 초기에 권선코일을 그립핑을 위해 묶을수 있는 코일홀더(9)가 지그(6)에 장착되어 같이 회전한다.
이와 같이 3축이 Core 중심을 기준으로 Core의 회전(3)과 2축구조(4),(5)에 장착된 코일을 감는 플라이어 조립체(8)로 구성된 일반적인 권선기는 코일 공급부로부터 소정의 경로를 통하여 플라이어 조립체(8)로 공급되는 코일을 잡아 권선 시 작전에 코일 홀더(9)에 코일을 묶어 수작업으로 감아서 코일을 고정하여준다. 그런 다음, 상기 플라이어 조립체(8)가 고속으로 회전과 전후진을 하면서 코일을 Core에 연속하여 감는다. 이때, 권선이 끝난다음 코일의 크립과 커팅을 작업자가 제품을 취출할때 그립할수 있는 코일홀더(9)에 코일을 감아서 끊어 작업을 마친다.
그러나, 상기와 같은 권선기에 있어서는, 그립퍼와 커팅을 작업자가 수작업으로 하게된다. 3개의 축이 Core 중심을 기준으로 하다보니 권선기 설계시 제약조건이 많이 발생하여 그립퍼 및 커터를 각각 구동시키기 위한 복잡한 구조의 구동수단을 별개로 구비하여야 하는 등 권선기의 구조가 매우 복잡하게 되는 문제가 있다. 그리고 작업자가 커팅후 이를 다시 홀더에 감음으로서 재료의 낭비는 물론 불필요한 공수의 증가를 가져온다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 권선기가 가지는 문제를 감안하여 안출한 것으로, 코일 그립및 커터를 하나의 유니트로 일체화함으로써 그립과 커팅이 수작업으로 인한 재료및 공수의 절감을 도모할 수 있는 권선기의 코일 그립및 커팅장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 그립과 커팅을 위해 또 다른 유니트를 구성하지 않아도 됨으로서 권선기의 설계 자유도를 높힘과 아울러 구조적인 단순화를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 권선기의 코일 그립 및 커팅장치는, 권선 초기에 코일을 그립핑하여 권선후 코일을 그립핑하는 동시에 커 팅하여 주는 것으로, 코일 그립핑부, 코일 커팅부, 가이드 브라켓, 이를 작동시키기 위한 에어 실린더가 일체로 구비된 작동암유니트; 권선 시작 위치와 권선 피치 그리고 왕복이송을 위한 X축 유니트; Core를 고정및 회전시키는 U축 유니트; 권선 플라이어 회전체를 고속 회전시켜 권선하는 Y축 유니트; 실린더를 이용해 Core을 클렘핑하는 Core 클렘프; 2축 구조의 X축과 Y축을 고정하는 스핀들 베이스 그리고 이들을 고정하여 지지하는 베이스 플레이트를 포함한다.
X축 모듈은, 스핀들 베이스에 고정된 구동원으로써 제 1 서보모터와, 이 서보모터의 축에 커플링의 개재하에 연결된 볼 스크류와, 이 볼 스크류에 볼 스크류 너트가 스핀들 베이스에 개재하에 연결되어 볼 스크류가 회전함에 따라 X축 방향으로 왕복 이송하는 스핀들 판에 고정된 한쌍의 스핀들 샤프트를 포함한다.
Y축 모듈은, 미들 베이스에 고정된 구동원으로써 제 2 서보모터와, 이 서보모터의 축에 제 1 풀리를 개재하에 연결된 제 1 타이밍 벨트로 스핀들 베이스에 한쌍의 스핀들 샤프트 부시에 연견된 풀리에 타이밍 벨트를 연결하여, 서보모터의 신호에 의해 회전하면 스핀들 베이스에 조립된 한쌍의 스핀들 샤프트를 회전시키는 수단을 포함한다.
U축 모듈은 , 베이스 플레이트에 고정된 구동원으로써 제 3 서보모터와, 이 서보모터의 축에 제 2 풀리를 개재하에 연결된 제 2 타이밍 벨트로 한쌍의 베이스 샤프트 부시에 개재된 풀리에 타이밍 벨트를 연결하여, 제 3 서보모터가 회전함에 따라 U축에 연결된 상기 한쌍의 베이스 샤프트를 회전시키는 수단을 포함한다.
Core 클렘프 모듈은, 베이스 플레이트에 수직하게 고정된 상,하 실린더 동작 으로써 제 1 실린더와, 이 실린더를 고정시키는 실린더 브라켓에 한쌍의 리니어 샤프트가 리니어 부시에 삽입되어 상,하 이동하며 실린더가 하강시 Core를 클렘핑 한다.
그립핑 및 커팅 모듈은, 베이스 플레이트에 수직하게 고정된 상,하 실린더 동작으로써 제 2 실린더와, 이 실린더를 고정시키는 실린더 브라켓과 실린더 동작부에 한쌍의 핑거가 설치된다. 그리고, 베이스 플레이트에 한쌍의 스핀들 샤프트 위에 삽입된 지그에 대해 날이선 원통형 코일 커터와 코일을 잡을수있는 원통형 코일 그립터가 지그 외경에 삽입된 그립과 커터 가이드 브라켓에 삽입되어 실린더가 하강하면서 코일을 그립하면서 커팅하여준다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 권선기의 코일 그립 및 커팅장치는, 권선기의 주축에 대하여 X축은 전 후진, U축은 Core회전을 위한 회전, Y축은 권선을 위한 회전 구조 그리고, Core를 잡아주는 Core 클렘핑 유니트가 설치되어 코일 그립핑 및 커팅을 수행하는 그립핑 및 커팅 유니트를 구비한다.
상기 그립핑 및 커팅 유니트는 코일 그립핑부 코일 커팅부, 그립핑과 커팅 브라켓 그리고, 이들 코일 그립핑 및 커팅을 포함한 가이드 브라켓을 작동시키기 위한 제 2 에어실린더을 일체로 구비한다. 또한, 본 발명에 의한 권선기의 코일 그립 및 커팅장치는, U축 회전을위한 U축 유니트를 같이 사용하며, 상기 그립핑 및 커팅 유니트를 고정하여 지지하는 베이스 플레이트를 구비한다.
상기 베이스 플레이트는 모든 유니트 조립의 기준이되어 X축 유니트, U축 유 니트, Y축 유니트 및 Core 클렘핑 유니트, 그립핑 및 커팅 유니트가 일체로 조립된다.
X축 모듈은, 스핀들 베이스(2)에 고정된 구동원으로써 X축 서보모터(5)와, 이 서보모터의 축에는 볼 스크류(12)가 커플링(13)의 개재하에 선택적으로 구동되도록 연결되며, 이 볼 스크류(12)는 스크류 너트(14)가 스핀들 베이스(2)에 지지되어 볼 스크류(12)가 회전함에 따라 X축 방향으로 왕복 이송하는 스핀들 판(16)에 고정된 한쌍의 스핀들 샤프트(15)를 포함한다. 이 스핀들 샤프트(15) 앞부분에는 권선 플라이어 판(8)에 조립된 제 1 LM 가이드(10)가 연결 브라켓(21)으로 수직으로 조립된다. 제 2 LM 가이드(11)는 Core중심에 대해 플라이어 판(16)에 조립된 각도에 대해 X축 서보모타(5)의 전,후 왕복이송시 조립 각도에따라 움직인다. 코일은 스핀들 샤프트(15)내경을 통과하여 플라이어 조립체를 거쳐 노즐(22)에서 빠져 나오게 된다.
상기 Y축 유니트는, 스핀들 베이스(2)의 미들 베이스(19)에 고정된 구동원으로써 Y축 서보모터(4)를 구비한다. 이 서보모터의 축에 제 1 풀리(20)를 개재하여 연결된 타이밍 벨트로 한쌍의 스핀들 샤프트 부시(18)에 개재된 풀리(17)에 타이밍 벨트를 연결하여, Y축 서보모터(4)가 동작함에 따라 스핀들 베이스(2)에 연결된 한쌍의 스핀들 샤프트 부시(18)를 회전시키는 수단을 포함한다. 또한, 스핀들 샤프트 부시(18) 앞에는 권선 플라이어 판(8)이 조립되어 구동시 플라이어 조립체를 회전시켜 권선하게 된다.
상기 U축 유니트는, 베이스 플레이트(1)에 고정된 구동원으로써 U축 서보모 터(3)와, 이 서보모터의 축에 풀리(23)를 개재하에 연결된 타이밍 벨트로 한쌍의 베이스 샤프트(25)에 개재된 풀리(24)에 타이밍 벨트를 연결하여, U축 서보모터(3)가 동작함에 따라 베이스 플레이트에 연결된 상기 한쌍의 베이스 샤프트(25)를 회전시키는 수단을 포함한다. 이때, 베이스 샤프트(25) 상단에는 Core에 맞는 한쌍의 지그(6)가 안착되어 같이 회전하게 된다.
Core 클렘핑 모듈은, 베이스 플레이트(1)에 수직하게 고정된 상,하 실린더 동작으로써 제 1 실린더(7)와, 이 실린더를 고정시키는 실린더 브라켓(26)에 한쌍의 리니어 부시(27)와 리니어 샤프트(28)가 조립되어 상하 이동하며 실린더 동작부에 조립된 브라켓(29)에 Core를 고정시키는 한쌍의 Core 클렘프 지그(9)가 조립되어 실린더가 하강시 Core를 클렘핑 한다.
그립핑 및 커팅 유니트는, 베이스 플레이트(1)에 수직하게 고정된 상,하 실린더 동작으로써 제 2 실린더(34)와, 이 실린더를 고정시키는 실린더 브라켓(35) 그리고 실린더 동작부에 한쌍의 핑거(36)가 설치된다. 그리고 스핀들 베이스(2)에 조립된 한쌍의 스핀들 샤프트에 삽입된 지그(6)에 그립터 및 커터를 고정시키켜 주는 고정 브라겟(33)이 지그(6) 외경에 삽입 고정된다. 끝단이 날이선 원통형 코일 커터(30)와 코일을 잡을수있는 원통형 코일 그립(31)은 가이드 브라켓(32)에 삽입되고 실린더 상하 동작으로 핑거(36)에 잡혀있는 가이드가 브라켓(32)은 상, 하 이동한다.
코일 그립핑 및 커팅 동작방식은, Y축 권선 플라이어 회전체가 권선을 끝내고 X축이 권선이 끝난 Core 뒤로 이동후 Y축 권선 플라이어가 회전체가 180도 회전 하면 코일이 노즐(22)에서 빠져나온 각도가 Core중심에서 밑으로 가게된다. 이때 그립핑 및 커팅 유니트의 제 2 실린더(34) 상승 동작으로 핑거(36)에 잡혀있는 가이드 브라켓(32)만 상승하게된다. 이때, U축이 회전하면 가이드 브라켓(32) 날개 부분이 코일을 걸어서 제 2 가이드 브라겟 날개 밑으로 코일을 돌려 걸어 놓는다. 그리고 실린더(34)가 하강하면서 코일을 그립과 커팅을 동시에 실행한다.
본 발명의 효과는, 종래 고장자(Stator)를 가진 Motor를 구성하는 코일을 Motor Core에 요구되 권선형체로 권선후 수작업으로 그립핑 및 커팅 작업을 U축 Core 회전체와 전후진 하며 회전가능한 2축일체형 X축과 Y축을 이용해 그립 및 커팅 작업을 실린더를 이용한 하나의 유니트로 구성되어 동작하으로 수작업이 필요없어진다. 또한, Motor 권선에서 그립핑 및 커팅을 하기 위해서는 상하 이송 또는 좌우 이송이 가능한 또다른 축을 추가하여 별개로 구성되어진 그립퍼 및 커터로 이송하여 그립퍼 및 커팅을 하게된다. 이런 복잡한 구조를 없애고, 설계의 자유도를 높이고 구조적인 단순화를 도모할수 있다. U축 서보모터에 의한 회전각도 조정으로 작동암유니트의 코일 이송량의 제어가 가능하다. 즉, 본 발명에 의하면, 재료 및 공수 절감과 작업시간 단축을 도모할수 있다. 한편, 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 , 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, Core를 회전하는 회전체에 이 유니트를 응용할수 있고, 권선기 분야에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

Claims (5)

  1. 권선기의 Core 중심에 대하여 X축 이동과, Y,U축 회전 으로 동작 하면서 권선 초기에 코일을 그립핑하여 권선 시작점을 설정하여 주고, 또 권선 완료후 코일을 절단하여 주는 장치로서,
    코일 그립핑부, 코일 커팅부 및 이 코일 그립핑부와 코일 커팅부를 작동시키기 위한 제 2 에어 실런더가 일체로 구비된 작동암유니트;
    상기 작동암유니트 동작에 필요한X축 방향으로 이동시키기 위한 X축모듈;
    상기 작동암유니트 동작에 필요한 Y축 방향으로 회전시키기 위한 Y축 모듈;
    상기 작동암유니트 동작에 필요한 U축 방향으로 회전시키기 위한 U축 모듈; 및
    이들을 고정하여 지지하는 베이스 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 권선기의 코일 그립 및 커팅장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 X축 모듈은,
    상기 베이스 플레이트의 스핀들 베이스에 고정된 구동원으로써의 제 1 서보모터,
    상기 제 1 서보모터의 축에 커플링의 개재하에 연결된 볼 스크류,
    상기 볼 스크류에 볼 스크류 너트의 개재하에 연결되어 상기 볼 스크류가 회전함에 따라 제 1 LM 가이드가 연결 브라켓으로 수직으로 조립되어 제 2 LM 가이드 가 Core중심에 대해 플라이어 판에 조립된 각도에 대해 X축 서보모타의 전,후 왕복이송시 제 2 LM 가이드 조립 각도에따라 이송하는 것을 특징으로 하는 권선기의 코일 그립 및 커팅장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 Y축 모듈은,
    상기 Y축 모듈는, 스핀들 베이스의 미들 베이스에 고정된 구동원으로써 제 2 서보모터를 구비한다. 이 서보모터의 축에 제 1 풀리를 개재하여 연결된 타이밍 벨트로 한쌍의 스핀들 샤프트 부시에 개재된 풀리에 타이밍 벨트를 연결하여, 서보모터가 구동시 스핀들 베이스에 연결된 한쌍의 스핀들 샤프트 부시를 회전시키는 수단을 포함한다. 스핀들 샤프트 부시 앞에는 권선 플라이어가 조립되어 구동시 플라이어 조립체를 회전시켜 권선하는 것을 특징으로 하는 권선기의 코일 그립 및 커팅장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 U축 모듈은,
    상기 U축 모듈은, 베이스 플레이트에 고정된 구동원으로써 U축 서보모터와 이 서보모터의 축에 제 2 풀리를 개재하에 연결된 타이밍 벨트로 한쌍의 베이스 샤프트에 개재된 풀리에 타이밍 벨트를 연결하여, 서보모터가 구동시 베이스 플레이트에 연결된 상기 한쌍의 베이스 샤프트를 회전시켜 권선하는 것을 특징으로 하는 권선기의 코일 그립 및 커팅장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 작동암 유니트,
    상기 작동암 유니트는 베이스 플레이트에 수직하게 고정된 상,하 실린더 동작으로 제 2 실린더와, 실린더 동작부에 핑거가 설치되어. 그립터 및 커터를 고정시키켜 주는 고정 브라겟이 Core를 회전시키는 지그 외경에 삽입 고정된다. 코일 커터와 코일 그립은 가이드 브라켓에 고정되고 실린더 상하 동작으로 핑거에 잡혀있는 가이드 브라켓은 상, 하 이동하는 것을 특징으로 하는 권선기의 코일 그립 및 커팅장치.
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