KR20150049224A - 마그네틱 핑거를 포함하는 스탭랩 이송 장치 - Google Patents

마그네틱 핑거를 포함하는 스탭랩 이송 장치 Download PDF

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Abstract

변압기 철심 적층 작업에서 스탭랩 단위로 적층된 철심을 철심 적층대로 이송시키기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스탭랩 단위의 철심을 마그네틱으로 부착하여 이동시키는 마그네틱 핑거를 포함하는 스탭랩 이송 장치에 관하여 개시한다.
본 발명은 핸드가 6축의 자유도를 가지는 로봇암; 상기 핸드에 연결되며 2개의 평행한 관절을 구비하는 보조암; 및 상기 보조암에 연결되며, 철심에 대응하는 평판 형상을 가지는 핑거 플레이트와, 상기 핑거 플레이트의 저면에 복수개 구비되어 자기력의 ON/OFF 조절이 가능한 마그네틱 홀더를 포함하는 마그네틱 핑거;를 포함하는 스탭랩 이송 장치를 제공한다.

Description

마그네틱 핑거를 포함하는 스탭랩 이송 장치{MAGNETIC FINGER DEVICE FOR STEP LAP CORE HANDLING}
본 발명은 변압기 철심 적층 작업에서 스탭랩 단위로 적층된 철심을 철심 적층대로 이송시키기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스탭랩 단위의 철심을 마그네틱으로 부착하여 이동시키는 마그네틱 핑거를 포함하는 스탭랩 이송 장치에 관한 것이다.
변압기는 내부에 다수개의 철심과 권선을 포함하는데, 철심은 강판을 절단하여 적층한 형태로 형성된다.
일반적으로 철심을 형성하는 작업은 강판을 작업자가 2인 1조로 수작업에 의존하여 이루어지고 있는 실정이었다.
따라서, 작업자의 숙련도에 따라 품질 편차가 발생하는 문제점을 가지고 있었다.
관련선행기술로는 대한민국 등록실용신안 등록번호 20-0371667호 (공고일자 2005년 1월 3일) '변압기코어용 강판 자동적재장치'가 있다.
본 발명의 목적은 변압기 철심 적층에 사용되는 스탭랩 단위의 철심을 효율적으로 운반할 수 있도록 하는 마그네틱 핑거를 포함하는 스탭랩 이송 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 스탭랩 적치대에 놓여진 스탭랩 단위의 철심을 효율적으로 이동시킬 수 있는 스탭랩 이송 장치를 제공함에 있다.
본 발명은 핸드가 6축의 자유도를 가지는 로봇암; 및 상기 로봇암의 핸드에 연결되며, 철심에 대응하는 평판 형상을 가지는 핑거 플레이트와, 상기 핑거 플레이트의 저면에 복수개 구비되어 자기력의 ON/OFF 조절이 가능한 마그네틱 홀더를 포함하는 마그네틱 핑거;를 포함하는 스탭랩 이송 장치를 제공한다.
상기 로못암은 레일을 따라 이동가능 하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 핸드가 6축의 자유도를 가지는 로봇암; 상기 핸드에 연결되며 2개의 평행한 관절을 구비하는 보조암; 및 상기 보조암에 연결되며, 철심에 대응하는 평판 형상을 가지는 핑거 플레이트와, 상기 핑거 플레이트의 저면에 복수개 구비되어 자기력의 ON/OFF 조절이 가능한 마그네틱 홀더를 포함하는 마그네틱 핑거;를 포함하는 스탭랩 이송 장치를 제공한다.
상기 마그네틱 핑거는 상기 철심의 가이드홀에 대응하는 위치에 형성되어 부착된 상기 스탭랩 단위의 철심의 가이드홀에 삽입되는 릴리즈핀을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 릴리즈핀은 승하강 가능하게 형성되며, 자중에 의하여 하강 상태를 유지하도록 하면 바람직하다.
상기 마그네틱 홀더는 편심된 회전축에 연결되는 영구자석과, 상기 영구자석의 단측부에 구비되어 자기력을 차단하는 비자성체와, 상기 영구자석을 회전시켜 자기력의 ON/OFF를 조절하는 액츄에이터를 포함하여 구성되거나,
전원 인가되면 자기력을 발생하는 전자석을 포함하여 구성되거나,
자기력을 공급하는 영구자석과, 전원이 공급되는 상기 영구자석의 자기력을 상쇄시키는 극성의 자기력을 발생하는 전자석을 포함하여, 상기 영구자석에 전원이 공급되지 않은 상태에서 자기력이 ON 되고, 상기 영구자석에 전원이 공급되면 자기력이 OFF 되도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 마그네틱 핑거를 포함하는 스탭랩 이송 장치는 스탭랩 단위의 철심을 자기력을 이용하여 한꺼번에 부착 고정하여 이송할 수 있는 효과를 가져온다.
본 발명에 따른 스탭랩 이송 장치는 여러 스탭랩 적치대에 놓여진 스탭랩 단위의 철심을 철심 적치대로 이동시킬 수 있는 효과를 가져온다.
도 1은 변압기 철심 자동 적층 장치의 개략적인 구성을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스탭랩 이송 장치의 평면 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 핑거를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 마그네틱 홀더의 제1실시예를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 마그네틱 홀더의 제2실시예를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 마그네틱 홀더의 제3실시예를 나타낸 도면임.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스탭랩 이송장치를 포함하는 변압기 철심 자동 적층 장치의 개략적인 구성을 나타낸 구성도이다.
철심 적층 장치는 단위 철심을 스탭랩 단위로 적층하는 복수개의 스탭랩(step lap) 스태커(10)와, 상기 스탭랩 스태커(10)에 적층된 스탭랩 단위의 철심을 이송하기 위한 스탭랩 이송 장치(30)와, 철심이 적층되는 틀을 제공하는 철심 적층대(50)를 포함한다.
스탭랩 이송 장치(30)는 스탭랩 단위의 철심을 부착 고정하기 위한 마그네틱 핑거(300)와, 상기 마그네틱 핑거(300)를 이동시키기 위한 로봇암(350)을 포함한다.
도시한 바와 같이, 철심 적층대(50)에는 2개의 요크 코어와, 3개의 레그 코어가 적층된다.
다시말해, 5 종류의 코어가 적층되어야 하는데, 각각의 코어는 4개 혹은 5개의 스탭랩 스태커(10)에서 공급되는 스탭랩 단위의 철심을 적층하여 형성된다.
도시한 실시예의 경우 2개의 요크 코어가 1개의 스탭랩 스태커에 의하여 적층되므로 4개의 스탭랩 스태커(10)가 구비되어 있는데, 요크 코어를 각각의 스탭랩 스태커(10)로 적층하게 되면 5개의 스탭랩 스태커(10)가 구비되는 것이다.
복수개의 스탭랩 스태커(10)에 적층된 스탭랩 단위의 철심은 본 발명에 따른 스탭랩 이송장치(30)에 의하여 철심 적층대(50)로 이송된다.
설비 비용을 절감하고, 장비 운영의 효율성을 향상시키기 위해서는 2개 혹은 3개의 스탭랩 이송 장치(30)를 이용하여 5종의 코어를 적층하는 것이 바람직하다.
그러기 위해서는 로봇암(350)의 작업 반경 확보와, 스탭랩 스태커(10)의 배치 레이아웃이 적절해야 한다.
로봇암(350)은 핸드가 6자유도를 가지는 범용 로봇암을 이용할 수 있으며, 이 경우 작업 반경의 확보를 위하여 도시한 바와 같이 2개의 평행한 관절(372)을 구비하는 보조암(370)을 로봇암(350)과 마그네틱 핑거(300) 사이에 연결할 수 있다.
즉, 로봇암(350)의 핸드에 보조암(370)을 연결하고, 보조암(370)에 마그네틱 핑거(300)를 연결하여 사용할 수 있다.
이러한 형태는, 보조암(370)이 굴절되며 마그네틱 핑거(300)의 작업 반경을 확대시켜 주게 된다.
물론, 로봇암(350) 자체만으로 충분한 작업반경이 확보되는 경우에는 로봇암(350)의 핸드에 직접 마그네틱 핑거(300)를 연결하여 사용할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스탭랩 이송 장치의 평면 구성도이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스탭랩 이송 장치는 작업 반경 확보가 매우 중요한데, 앞선 실시예의 경우 보조암(370)을 연결하여 작업 반경을 확보하는 구성을 가지고 있었던 것에 반하여 본 실시예는 로봇암(350)이 레일을 따라 이송되도록 함으로써 작업 반경을 확보하는 것을 특징으로 한다.
도시한 바와 같이, 철심 적층대(20)의 주변으로 레일(390)을 설치하고 로봇암(350)이 상기 레일(390)을 따라 이동가능하게 형성함으로써 스탭랩 이송 장치의 작업 반경을 확보하여 스탭랩 스태커의 갯수보다 적은 수의 스탭랩 이송 장치로 철심 적층 작업을 수행할 수 있게 된다.
다음으로 마그네틱 핑거의 구조에 관하여 살펴본다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마그네틱 핑거를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마그네틱 핑거는 이송하고자 하는 철심의 크기에 대응하는 크기를 가지는 평판 형상의 핑거 플레이트(310)와, 상기 핑거 플레이트(310)의 저면에 복수개 구비되어 자기력을 온/오프 할 수 있는 마그네틱 홀더(320)와, 이송되는 철심(5)의 가이드홀(2)에 대응되는 위치에 형성되어 자중에 의하여 하강 상태가 유지되는 릴리즈핀(330)을 포함한다.
핑거 플레이트(310)에는 로봇암에 연결되기 위한 연결부(312)가 형성되어 있다. 핑거 플레이트(310)는 상기 연결부(312)를 통해 로봇암(미도시)에 연결되어, 로봇암의 조작에 따라 위치가 조절된다.
본 발명에 따른 마그네틱 핑거는 스탭랩 적치대(150)에 적층된 스탭랩 단위의 철심(5)을 자기력으로 부착하여 이송하는 것이다.
마그네틱 홀더(320)는 온(ON) 상태가 되면 자기력이 발생되어, 스탭랩 단위의 철심을 자기력으로 부착하여 고정하게 되며, 오프(OFF) 상태가 되면 자기력이 소멸되어 스태랩 단위의 철심의 고정을 해제하게 된다.
마그네틱 홀더(320)는 영구자석, 전자석 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있으며, 마그네틱 홀더(320)의 구체적인 실시예에 관해서는 후술한다.
릴리즈핀(330)은 철심(5)의 가이드홀(2)에 대응되는 위치에 형성되어, 마그네틱 핑거에 스탭랩 단위의 철심이 부착되었을 때, 철심의 가이드홀에 삽입된 상태가 되며, 스탭랩 단위의 철심의 고정을 해제하는 경우에 스탭랩 단위의 철심이 상기 릴리즈핀을 타고 내려가도록 함으로써, 고정을 해제하는 과정에서 스탭랩 단위의 철심이 정렬된 상태가 유지될 수 있도록 하는 역할을 수행하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도시한 바와 같이, 릴리즈핀(330)은 자중에 의하여 하강한 상태를 유지하게 되므로 마그네틱 핑거가 스탭랩 적치대(150)로 하강하게 되면, 릴리즈핀(330)은 밀려 올라게 된다.
이후, 마그네틱 홀더(320)를 동작(ON)시켜 자기력으로 철심(5)을 부착한 후, 마그네틱 핑거를 상승시키면, 릴리즈핀(330)은 자중에 의하여 하강하여 철심(5)의 가이드홀(2)에 삽입된다.
그리고, 로봇암을 동작시켜 마그네틱 핑거를 철심 적층대(50)의 위쪽으로 이동시킨 후, 마그네틱 핑거를 하강시킨 후 마그네틱 홀더(320)를 오프하여 자기력을 해제하여 철심이 철심 적층대(50)에 적층되도록 한다. 이 때, 철심(5)의 가이드홀(2)에 릴리즈핀(330)이 삽입된 상태이므로, 철심의 정렬이 흐트러지지 않고 적층상태가 유지될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 마그네틱 홀더의 제1실시예를 나타낸 도면이다.
마그네틱 홀더(320)의 제1실시예는 마그네틱 홀더가 영구자석(322)의 자기력을 이용하는 형태이다.
도시한 바와 같이, 영구자석(322)에 편심된 위치에 회전축(323)이 형성되어 있으며 영구자석의 단측면에 비자성체(324)가 부착되어 있다. 또한 회전축(323)은 액츄에이터(325)에 연결되어 있다. 엑츄에이터의 동작에 따라 철심을 향하는 면에 영구자석(322)이 놓여지거나, 비장서체(324)가 놓여지게 된다.
영구자석(322)측이 철심측을 향하게 되면, 영구자석(322)의 자기력이 전달되어 철심이 부착되게 되며, 비자성체(324)측이 철심측을 향하게 되면, 자기력이 전달되지 않아 철심의 부착이 해제된다.
도 6은 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 마그네틱 홀더의 제2실시예를 나타낸 도면이다.
제 2 실시예는 마그네틱 홀더(320)가 전자석(326) 만으로 구성된 형태이다.
도시한 바와 같이, 전자석(326)에 전원을 공급하면 전자석이 자기력을 발생하여 철심을 부착하여 고정할 수 있게 되고, 전자석(326)에 전원을 공급하지 않으면 자기력이 발생하지 않아 철심의 고정을 해제하게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 마그네틱 홀더의 제3실시예를 나타낸 도면이다.
제2실시예와 같이 전자석만을 이용하여 전원을 공급하는 동안에 자기력이 발생하도록 하는 경우에는, 불시에 전원 공급이 차단되는 경우 이송중인 철심이 낙하되어 장비의 손상이나 작업자 부상의 위험성이 있다.
이를 방지하기 위하여, 전자석(326)과 영구자석(322)의 조합으로 마그네틱 홀더(320)를 구성할 수 있다.
철심의 부착을 위한 자기력은 영구자석(322)을 통해 공급하고, 전자석(326)은 영구자석(322)의 자기력을 상쇄하기 위해서 발생시키는 것이다.
이러한 경우, 전자석(326)에 전원을 공급하지 않으면 영구자석(322)의 자기력에 의하여 철심이 마그네틱 홀더에 부착 고정되고, 전자석(326)에 전원을 공급하게 되면 전자석(326)의 자기력이 영구자석(322)의 자기력을 상쇄하여 마그네틱 홀더가 자기력을 가지지 않게 된다.
따라서, 마그네틱 홀더(320)가 철심을 부착하기 위하여 접근하는 동안과, 마그네틱 홀더(320)가 철심의 고정을 해제하기 위한 경우에만 전자석(326)에 전원을 공급하면 되므로, 마그네틱 홀더(320) 동작에 소모되는 에너지를 절감할 수 있는 효과도 가져온다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 스탭랩 스태커
30 : 스탭랩 이송부
50 : 철심 적층대
310 : 핑거 플레이트
320 : 마그네틱 홀더
330 : 릴리즈핀
322 : 영구자석
323 : 회전축
324 : 비자성체
325 : 엑츄에이터
326 : 전자석

Claims (8)

  1. 핸드가 6축의 자유도를 가지는 로봇암; 및
    상기 로봇암의 핸드에 연결되며, 철심에 대응하는 평판 형상을 가지는 핑거 플레이트와, 상기 핑거 플레이트의 저면에 복수개 구비되어 자기력의 ON/OFF 조절이 가능한 마그네틱 홀더를 포함하는 마그네틱 핑거;를 포함하는 스탭랩 이송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로못암은 레일을 따라 이동가능한 것을 특징으로 하는 스탭랩 이송 장치.
  3. 핸드가 6축의 자유도를 가지는 로봇암;
    상기 핸드에 연결되며 2개의 평행한 관절을 구비하는 보조암; 및
    상기 보조암에 연결되며, 철심에 대응하는 평판 형상을 가지는 핑거 플레이트와, 상기 핑거 플레이트의 저면에 복수개 구비되어 자기력의 ON/OFF 조절이 가능한 마그네틱 홀더를 포함하는 마그네틱 핑거;를 포함하는 스탭랩 이송 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 마그네틱 핑거는
    상기 철심의 가이드홀에 대응하는 위치에 형성되어 부착된 상기 스탭랩 단위의 철심의 가이드홀에 삽입되는 릴리즈핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스탭랩 이송 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 릴리즈핀은
    승하강 가능하게 형성되며, 자중에 의하여 하강 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 스탭랩 이송 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 마그네틱 홀더는
    편심된 회전축에 연결되는 영구자석과,
    상기 영구자석의 단측부에 구비되어 자기력을 차단하는 비자성체와,
    상기 영구자석을 회전시켜 자기력의 ON/OFF를 조절하는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스탭랩 이송 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 마그네틱 홀더는
    전원 인가되면 자기력을 발생하는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 스탭랩 이송 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 마그네틱 홀더는
    자기력을 공급하는 영구자석과,
    전원이 공급되는 상기 영구자석의 자기력을 상쇄시키는 극성의 자기력을 발생하는 전자석을 포함하여,
    상기 영구자석에 전원이 공급되지 않은 상태에서 자기력이 ON 되고, 상기 영구자석에 전원이 공급되면 자기력이 OFF 되는 것을 특징으로 하는 스탭랩 이송 장치.
KR1020130129486A 2013-10-29 2013-10-29 마그네틱 핑거를 포함하는 스탭랩 이송 장치 KR20150049224A (ko)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022266255A1 (en) * 2021-06-15 2022-12-22 Magswitch Technology, Inc. Component handling systems and methods

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