KR20150050071A

KR20150050071A - 철심 적층 장치

Info

Publication number: KR20150050071A
Application number: KR1020130131440A
Authority: KR
Inventors: 정창욱; 김지온; 강향규; 전득재
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-05-08

Abstract

변압기 철심 적층 작업에 사용되어 단위철심을 스탭랩(step lap) 단위로 적치한 후, 스탭랩 단위로 적층하는 철심 자동 적층 장치에 관하여 개시한다.
본 발명은 단위철심을 적치하는 단위철심 적치대와, 상기 단위철심 적치대에 나란하게 배치되어 스탭랩 단위의 철심이 적치되는 스탭랩 적치대와, 단위철심 적치대의 단위철심을 스탭랩 적치대로 이송하는 철심 이송부를 포함하는 스탭랩 스태커; 핸드가 6축의 자유도를 가지는 로봇암과, 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 핑거를 포함하는 스탭랩 이송 장치; 및 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 회동가능하게 결합되며 철심이 적층되는 적층면을 제공하는 스태킹 플레이트와, 상기 스태킹 플레이트를 관통하여 승하강 가능하게 형성되는 정렬핀 장치와, 상기 스태킹 플레이트의 적층면이 수평 또는 수직이 되도록 상기 스태킹 플레이트를 회동시키는 기립장치를 포함하는 철심 적층대;를 포함하는 철심 적층 장치를 제공한다.

Description

철심 적층 장치{CORE STACKING MACHINE}

본 발명은 철심 적층 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 변압기 철심을 스탭랩(step lap) 단위로 적층하여 변압기 코어를 형성하는 변압기 철심 적층 자동장치에 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 수작업에 의존하던 변압기 철심 적층 작업을 자동화하는 철심 적층 자동화 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 철심 적층시 철심 정렬을 자동화함으로써 철심 적층의 정확도 확보를 통한 변압기 품질을 향상시킬 수 있는 철심 적층 자동화 장치를 제공함에 있다.

본 발명은 단위철심을 적치하는 단위철심 적치대와, 상기 단위철심 적치대에 나란하게 배치되어 스탭랩 단위의 철심이 적치되는 스탭랩 적치대와, 단위철심 적치대의 단위철심을 스탭랩 적치대로 이송하는 철심 이송부를 포함하는 스탭랩 스태커; 핸드가 6축의 자유도를 가지는 로봇암과, 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 핑거를 포함하는 스탭랩 이송 장치; 및 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 회동가능하게 결합되며 철심이 적층되는 적층면을 제공하는 스태킹 플레이트와, 상기 스태킹 플레이트를 관통하여 승하강 가능하게 형성되는 정렬핀 장치와, 상기 스태킹 플레이트의 적층면이 수평 또는 수직이 되도록 상기 스태킹 플레이트를 회동시키는 기립장치를 포함하는 철심 적층대;를 포함하는 철심 적층 장치를 제공한다.

상기 철심 이송부는 단위철심을 진공의 흡착력으로 고정하고, 진공을 해제하여 분리하는 철심 부착판과, 상기 철심 부착판을 이송시키는 이송수단을 포함할 수 있다.

상기 이송수단은 상기 철심 부착판을 상기 단위철심 적치대와 상기 스탭랩 적치대의 상부에서 수평방향으로 왕복이동시키는 수평이송부와, 상기 철심 부착판을 승하강 시키는 수직이송부를 포함한다.

이 때, 상기 단위철심 적치대는 최상단의 단위철심이 일정한 높이를 유지하도록 형성될 수 있다.

이를 위해, 상기 단위철심 적치대는 철심을 지지하는 평면을 제공하는 기초대와, 상기 기초대의 저면에 구비되어 적층되는 단위철심의 하중에 따라 높이가 가변되는 탄성지지대와, 상기 기초대를 관통하여 단위철심의 가이드홀에 삽입되는 가이드핀과, 상기 기초대의 일측에 구비되어 적치된 철심에 자기력을 인가하여 단위철심이 낱장으로 이격되도록 하는 분리기를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 스탭랩 적치대는 최상단의 단위철심이 일정한 높이를 유지하도록 형성될 수 있다.

나아가, 상기 단위철심 적치대와, 상기 스탭랩 적치대는 최상단의 단위철심이 서로 동일한 높이를 유지하도록 형성되면 더욱 바람직하다.

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.

상기 정렬핀 장치는 상기 스태킹 플레이트의 하부에 승하강 가능하게 형성되는 핀받침대와, 상기 핀받침대에 설치되어 적층된 철심의 가이드홀에 삽입되는 정렬핀기구를 포함한다.

상기 정렬핀기구는 상기 가이드홀에 삽입된 상태에서 편심회전하며 적층된 철심을 정렬할 수 있다.

또한, 상기 정렬핀기구는 상기 가이드홀에 삽입된 상태에서 팽창수축하며 적층된 철심을 정렬할 수 있다.

그리고, 상기 핀받침대는 적층되는 철심의 높이에 대응하여 상승하는 것이 바람직하다.

상기 기립장치는 유압실린더를 포함하여, 상기 유압실린더의 길이 가변에 따라 스태킹 플레이트가 회동되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 철심 적층 장치는 철심을 스탭랩 단위로 적층하되, 스탭랩 단위의 적층 시 마다 정렬 작업이 자동으로 수행되도록 함으로써 철심 적층 작업의 자동화 및 적층 정밀도를 향상시키는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 철심 적층 장치의 개략적인 구성을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 스탭랩 스태커의 제1실시례를 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 스탭랩 스태커의 제2실시례를 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 스탭랩 이송 장치의 다른 실시례를 나타낸 평면 구성도,
도 5는 본 발명의 실시례에 따른 마그네틱 핑거를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 마그네틱 홀더의 제1실시례를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명에 따른 마그네틱 홀더의 제2실시례를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 마그네틱 홀더의 제3실시례를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명에 따른 철심 적층대를 나타낸 도면,
도 11은 유압실린더를 포함하는 기립장치의 동작으로 스태킹 플레이트가 기립된 상태를 나타낸 도면,
도 12는 본 발명예에 따른 정렬핀기구의 제1실시례를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명에 따른 정렬핀기구의 제2실시례를 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 실시례와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시례에 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 일실시례에 따른 철심 적층 장치의 개략적인 구성을 나타낸 구성도이다.

철심 적층 장치는 단위철심을 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.

도시한 실시례의 경우 2개의 요크 코어가 1개의 스탭랩 스태커에 의하여 적층되므로 3개의 스탭랩 스태커(10)가 구비되어 있는데, 요크 코어를 각각의 스탭랩 스태커(10)로 적층하게 되면 4개의 스탭랩 스태커(10)가 구비될 수도 있다.

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 발명에 따른 스탭랩 스태커의 제1실시례를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시례에 따른 스탭랩 스태커는 단위철심을 적치하는 단위철심 적치대(120)와, 상기 단위철심 적치대(120)에 나란하게 배치되어 스탭랩 단위의 철심이 적치되는 스탭랩 적치대(150)와, 단위철심 적치대(120)의 단위철심을 스탭랩 적치대(150)로 이송하는 철심 이송부(200)를 포함한다.

단위철심 적치대(120)와 스탭랩 적치대(150)에는 철심(5)의 가이드 홀(2)에 대응하는 가이드핀(122,152)이 구비된다.

상기 철심 이송부는 단위철심을 진공의 흡착력으로 고정하고, 진공을 해제하여 분리하는 철심 부착판(210)과, 상기 철심 부착판(210)을 이송시키는 이송수단을 포함한다.

상기 이송수단은 상기 철심 부착판(210)을 상기 단위철심 적치대(120)와 상기 스탭랩 적치대(150)의 상부에서 수평방향으로 왕복이동시키는 수평이송부(230)와, 상기 철심 부착판을 승하강 시키는 수직이송부(240)를 포함한다.

수평이송부(230)와 수직이송부(240)의 구성은 여러가지 형태로 구현이 가능하나, 도시한 바와 같이 수평이송부(230)를 수평레일(232)과 수평레일(232) 상에 이동하는 슬라이더(234)로 구성하고, 수직이송부(240)를 상기 슬라이더 상에서 승하강하는 수직레일로 구성하여, 부착판(210)이 수직레일과 함께 승하강 하도록 함으로써, 부착판(210)의 2축 방향으로 이송되도록 할 수 있다.

그러나, 이러한 형태는 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.

부착판(210)은 별도의 진공수단에 연결되며, 철심의 표면에 진공으로 흡착되는 흡착판(212)을 구비할 수 있다. 흡착판(212)에 음압을 제공하여 철심을 흡착하여 고정할 수 있으며, 진공을 해제하는 것으로 흡착판(212)에서 철심을 분리할 수 있다.

이러한 스탭랩 스태커의 동작은, 먼저 부착판(210)을 단위철심 적치대(120)의 상부로 이동시킨 후, 부착판(210)을 하강하고 진공을 인가하여 단위철심 적치대의 최상층 철심을 부착판(210)에 고정한다. 다음으로 부착판(210)을 상승시킨 후, 단위철심이 부착된 부착판(210)을 스탭랩 적치대(150)의 상부로 이송하고, 부착판(210)을 하강한 후, 진공을 해제하여 단위철심을 스탭랩 적치대(150)에 적층한다. 다음으로 부착판(210)을 상승시키고 위와 같은 동작을 반복하여 스탭랩 적치대(150)에 단위철심을 적층하는 동작을 수행하게 된다.

스탭랩 적치대에 스탭랩 단위의 철심이 적층되면, 스탭랩 이송부가 스탭랩 단위의 철심을 철심 적층대로 이송하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 스탭랩 스태커의 제2실시례를 개략적으로 나타낸 도면이다.

제2실시례는 단위철심 적치대의 높이가 가변하는 구조를 제공하는 것인데, 이를 통해 철심 이송부의 이송 동작을 최적화하여 장비의 운전 효율을 향상시킬 수 있다.

단위철심 적치대에 적층된 철심은 철심 이송부(200)가 동작하면서 수량이 점차 감소하게 되는데, 그에 따라 부착판(210)의 하강 거리도 가변되어아 하는데, 이러한 변수는 동작에 있어서 에러 발생 확률을 높이고 장비 운전 효율을 저하를 가져온다.

본 실시례는 단위철심 적치대의 최상층의 철심이 항상 일정한 높이를 유지하도록 함으로써, 단위철심을 부착하기 위하여 하강하는 부착판(210) 하강이동 거리를 일정하게 한 것을 특징으로 한다.

이를 위하여, 본 실시례에 따른 스탭랩 스태커의 단위철심 적치대(120)는 철심을 지지하는 평면을 제공하는 기초대(122)와, 상기 기초대(122)의 저면에 구비되어 적층되는 단위철심의 하중에 따라 높이가 가변되는 탄성지지대(125)와, 상기 기초대(122)를 관통하여 단위철심(5)의 가이드홀(2)에 삽입되는 가이드핀(122)과, 상기 기초대의 일측에 구비되어 적치된 철심에 자기력을 인가하여 단위철심이 낱장으로 이격되도록 하는 분리기를 포함한다.

여기서 분리기는 적층된 철심에 서로 동일한 자기력이 인가되도록 함으로써, 철심이 자기력에 의하여 낱장으로 분리될 수 있도록 하는 것으로 앞선 제1실시례에도 적용될 수 있다.

탄성지지대(127) 스프링 또는 유압스프링 등으로 구성되어, 많은 하중이 가해질 경우 길이가 수축되며, 하중이 줄어듬에 따라 탄성지지대(127)의 길이가 길어지게 된다. 탄성지지대(127)의 탄성력을 적절히 조절하는 것으로 1개의 단위철심이 줄어들 때 마다, 1개의 단위철심의 두께에 해당하는 만큼 탄성지지대(127)의 높이가 상승하도록 구성함으로써, 단위철심이 소비되더라도 단위철심 적치대(120)에 적치된 최상층의 단위철심이 일정한 높이를 가지게 되는 것이다.

또한, 이러한 구조는 스탭랩 적치대(150)에도 적용될 수 있다.

스탭랩 적치대(150)의 경우 점차 적층되는 단위철심의 수량이 증가하게 되는 것이므로, 단위철심의 수량 증가에 따라 단위철심의 두께에 해당하는 만큼 하강하도록 구성한다.

물론, 탄성지지대를 통하여 하중에 의하여 높이가 가변되도록 구성이외에, 승하강 수단에 의하여 단위철심 적치대(120)나 스탭랩 적치대(150)의 높이를 조절할 수도 있다.

나아가, 단위철심 적치대(120)의 최상층의 철심의 높이와 스탭랩 적치대(150)의 최상층의 철심의 높이가 항상 일정하도록 구성하며, 철심 부착판(210)이 항상 일정한 하강 거리를 가지도록 할 수 있어, 장비 운전 효율 향상에 더욱 효과가 있다.

도 4는 본 발명에 따른 스탭랩 이송 장치의 일실시례를 나타낸 평면 구성도이다.

앞에서 설명한 바와 같이, 스탭랩 이송 장치는 작업 반경 확보가 매우 중요한데, 보조암(370)을 연결하여 작업 반경을 확보하는 구성과 달리 도4에 도시된 일실시례는 로봇암(350)이 레일을 따라 이송되도록 함으로써 작업 반경을 확보하는 것을 특징으로 한다.

도시한 바와 같이, 철심 적층대(50)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 5는 본 발명의 실시례에 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 스탭랩 단위의 철심의 고정을 해제하게 된다.

마그네틱 홀더(320)는 영구자석, 전자석 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있으며, 마그네틱 홀더(320)의 구체적인 실시례에 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 6은 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 7은 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 마그네틱 홀더의 제1실시례를 나타낸 도면이다.

마그네틱 홀더(320)의 제1실시례는 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 8은 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 마그네틱 홀더의 제2실시례를 나타낸 도면이다.

제 2실시례는 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 9는 본 발명에 따른 마그네틱 핑거의 마그네틱 홀더의 제3실시례를 나타낸 도면이다.

제2실시례와 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.

도 10은 본 발명의 실시례에 따른 철심 적층대를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시례에 따른 철심 적층대(500)는 베이스 프레임(510)과, 상기 베이스 프레임(510)에 대하여 회동가능하게 형성되며 철심이 적층되는 적층면을 제공하는 스태킹 플레이트(520)와, 상기 스태킹 플레이트(520)를 관통하여 승하강 가능하게 형성되는 정렬핀 장치(530)와, 상기 스태킹 플레이트(520)의 적층면이 수평 또는 수직이 되도록 상기 스태킹 플레이트를 회동시키는 기립장치(540)를 포함한다.

철심 적층대(500)에 적층되는 철심은 높은 정밀도로 정렬되어야 하는데, 상술한 스탭랩 이송 장치(30)를 이용하여 적층 정밀도를 확보함에 있어서는 한계를 가지게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 철심 적층대(500)는 스태킹 플레이트(520)에 적층된 철심을 정렬핀 장치(530)를 이용하여 정밀하게 정렬할 수 있는 구조를 제공한다.

정렬핀 장치(530)는 스태킹 플레이트(520)의 하부에 승하강 가능하게 형성되는 핀받침대(532)와, 상기 핀받침대(532)에 설치되어 적층된 철심의 가이드홀에 삽입되는 정렬핀기구(534)를 포함한다.

스태킹 플레이트(520)에 철심이 적층되면, 적층된 철심에 정렬핀기구(534)가 삽입되어 가이드홀을 기준으로 적층된 철심을 정렬하게 된다.

정렬핀기구(534)는 편심 회전하며 정렬하거나, 팽창 수축하며 정렬을 수행하게 되는데, 이부분에 관한 상세한 설명은 후술한다.

스태킹 플레이트(520)에 원하는 수량의 철심이 적층되면, 이후 변압기 조립 공정을 위하여 철심을 기립시킬 필요가 있다.

본 발명은 이를 위하여, 철심 적층대(500)에 기립장치(540)를 구비한다.

기립장치(540)는 스태킹 플레이트(520)를 베이스 플레이트(510)에 수직이 되도록 회동시킴으로써, 스태킹 플레이트(520)에 적층된 철심이 기립되도록 한다.

도시한 실시례의 기립장치(540)는 길이가 가변하는 유압실린더를 이용하여 스태킹 플레이트(520)를 기립시키도록 구성된 것이나. 다른 형태로도 구현이 가능하다.

도 11은 유압실린더를 포함하는 기립장치의 동작으로 스태킹 플레이트가 기립된 상태를 나타낸 것이다.

상술한 바와 같이, 정렬핀 장치(530)의 정렬핀기구(534)는 핀받침대(532)에 설치되어, 핀받침대(534)와 함께 승하강한다.

스태킹 플레이트(520)에 철심이 추가로 적층되면, 새로이 적층된 철심(5)을 정렬하여야 하는데, 정렬핀기구(534)가 철심의 가이드홀(2)에 삽입되어 철심들(5)을 가이드홀(2)을 중심으로 정렬하게 된다. 도면에서는 도시의 편의상 1개의 가이드홀과 1개의 정렬핀 장치만을 도시하였으나, 통상 철심(5)에는 2개의 가이드홀(2)이 형성되어 있고 2개의 가이드홀(2)에 정렬핀기구(534)가 모두 삽입되어 정렬을 수행하게 된다.

정렬핀기구(530)의 동작 방식은 크게 편심 회전형과, 팽창수축형으로 구분할 수 있다.

도 12는 본 발명예에 따른 정렬핀기구의 제1실시례를 나타낸 것이다.

제1실시례는 편심회전형 정렬핀기구(534)를 나타낸 것이다.

회전형 정렬핀(534a)이 가이드홀(2)보다 작은 외경을 가지도록 형성되어 있고, 회전형 정렬핀(534a)이 편심 회전하게 된다. 이 때 편심회전하는 회전형 정렬핀(534a)의 외곽선이 가이드홀(2)의 내경에 대응하도록 한다.

이러한 구조는 회전형 정렬핀(534a)의 외경이 가이드홀(2)의 내경보다 작기 때문에, 회전형 정렬핀(534a)의 승하강시에 저항이 적고, 정렬핀(534a)이 편심회전하며 정렬을 수행하기 때문에 회전형 정렬핀(534a) 회전에도 많은 부하가 걸리지 않는 장점을 가져온다.

도 13은 본 발명에 따른 정렬핀기구의 제2실시례를 나타낸 것이다.

제2실시례는 팽창 수축형 정렬핀기구를 나타낸 것이다.

팽창 수척형 정렬핀기구는 다시 2개의 형태로 구분할 수 있는데,

(a)에 도시한 바와 같이, 핀 본체(534b)에서 팽창 수축하는 돌기(534c)를 구비함으로써, 정렬핀의 삽입은 돌기(534c)가 핀 본체(534b)에 수용된 상태에서 이루어지고, 정렬작업 수행시에는 돌기(534c)가 돌출하게 된다.

핀 본체(534b)는 가이드홀(s)보다 작은 외경을 가지게 되고, 돌기(534c)는 가이드홀(2)의 내경에 대응하는 외경이 되도록 돌출되는 구조를 가진다.

다른 형태로는 (b)에 도시한 바와 같이, 분할형 정렬핀(534d)을 복수개로 분할 형성하여, 분할형 정렬핀(534d)이 팽창 수축되도록 구성할 수 있다.

도시한 실시례의 경우 정렬핀을 4개로 분할하여 형성하였으나, 3개 혹은 그 이상의 수로 분할하여 형성할 수도 있다.

전술된 실시례는 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 120 : 기초대
122 : 가이드 핀 125 : 바닥판
127 : 탄성지지대 150 : 스탭랩 적치대
152 : 가이드 핀 200 : 철심 이송부
210 : 철심 부착판 230 : 수평이송부
232 : 수평레일 234 : 슬라이더
240 : 수직이송부 310 : 핑거 플레이트
320 : 마그네틱 홀더 330 : 릴리즈핀
322 : 영구자석 323 : 회전축
324 : 비자성체 325 : 엑츄에이터
326 : 전자석 500 : 철심 적층대
510 : 베이스 프레임 520 : 스태킹 플레이트
530 : 정렬핀 장치 532 : 핀받침대
534 : 정렬핀기구 534a : 회전형 정렬핀
534b : 핀 본체 534c : 돌기
534d : 분할형 정렬핀 540 : 기립장치

Claims

단위철심을 적치하는 단위철심 적치대와, 상기 단위철심 적치대에 나란하게 배치되어 스탭랩 단위의 철심이 적치되는 스탭랩 적치대와, 단위철심 적치대의 단위철심을 스탭랩 적치대로 이송하는 철심 이송부를 포함하는 스탭랩 스태커;
핸드가 6축의 자유도를 가지는 로봇암과, 상기 로봇암의 핸드에 연결되며 철심에 대응하는 평판 형상을 가지는 핑거 플레이트와, 상기 핑거 플레이트의 저면에 복수개 구비되어 자기력의 ON/OFF 조절이 가능한 마그네틱 홀더를 구비한 마그네틱 핑거를 포함하는 스탭랩 이송 장치; 및
베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 회동가능하게 결합되며 철심이 적층되는 적층면을 제공하는 스태킹 플레이트와, 상기 스태킹 플레이트를 관통하여 승하강 가능하게 형성되는 정렬핀 장치와, 상기 스태킹 플레이트의 적층면이 수평 또는 수직이 되도록 상기 스태킹 플레이트를 회동시키는 기립장치를 포함하는 철심 적층대;를 포함하는 철심 적층 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 철심 이송부는
단위철심을 진공의 흡착력으로 고정하고, 진공을 해제하여 분리하는 철심 부착판과,
상기 철심 부착판을 이송시키는 이송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 이송수단은
상기 철심 부착판을 상기 단위철심 적치대와 상기 스탭랩 적치대의 상부에서 수평방향으로 왕복이동시키는 수평이송부와,
상기 철심 부착판을 승하강 시키는 수직이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 단위철심 적치대는
최상단의 단위철심이 일정한 높이를 유지하도록 형성된 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 단위철심 적치대는
철심을 지지하는 평면을 제공하는 기초대와,
상기 기초대의 저면에 구비되어 적층되는 단위철심의 하중에 따라 높이가 가변되는 탄성지지대와,
상기 기초대를 관통하여 단위철심의 가이드홀에 삽입되는 가이드핀과,
상기 기초대의 일측에 구비되어 적치된 철심에 자기력을 인가하여 단위철심이 낱장으로 이격되도록 하는 분리기를 포함하는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스탭랩 적치대는
최상단의 단위철심이 일정한 높이를 유지하도록 형성된 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 단위철심 적치대와, 상기 스탭랩 적치대는
최상단의 단위철심이 서로 동일한 높이를 유지하도록 형성된 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스탭랩 이송 장치의 상기 로봇암은 레일을 따라 이동가능한 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스탭랩 이송 장치의 상기 로봇암과 상기 핑거 플레이트의 사이에
상기 로봇암의 상기 핸드에 연결되며 2개의 평행한 관절을 구비하는 보조암을 구비하는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 마그네틱 핑거는
상기 철심의 가이드홀에 대응하는 위치에 형성되어 부착된 상기 스탭랩 단위의 철심의 가이드홀에 삽입되는 릴리즈핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 릴리즈핀은
승하강 가능하게 형성되며, 자중에 의하여 하강 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 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 철심 적층 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 마그네틱 홀더는
전원 인가되면 자기력을 발생하는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 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 철심 적층 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 정렬핀 장치는
상기 스태킹 플레이트의 하부에 승하강 가능하게 형성되는 핀받침대와,
상기 핀받침대에 설치되어 적층된 철심의 가이드홀에 삽입되는 정렬핀기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 정렬핀기구는
상기 가이드홀에 삽입된 상태에서 편심회전하며 적층된 철심을 정렬하는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 정렬핀기구는
상기 가이드홀에 삽입된 상태에서 팽창수축하며 적층된 철심을 정렬하는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 15 항에 있어서,
상기 핀받침대는
적층되는 철심의 높이에 대응하여 상승하는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기립장치는
유압실린더를 포함하여, 상기 유압실린더의 길이 가변에 따라 스태킹 플레이트가 회동되는 것을 특징으로 하는 철심 적층 장치.