KR20180034804A - Assembling apparatus and method of brushless direct current motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치 및 그 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 생산성을 향상시키고 자동 또는 수동 압입 조립 선택이 가능하며, 숙련자 및 비숙련자 간의 불량율의 차이가 최소화되어 균일품질을 생산할 수 있는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치 및 그 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립방법에 관한 것이다.The present invention relates to an assembling apparatus for an outer rotorless DC motor and a method for assembling the outer rotorless DC motor. More specifically, the present invention relates to a method of assembling an outer rotorless DC motor, The present invention relates to an assembling apparatus for an outer type brushless DC motor and a method of assembling the other typical brushless DC motor.
일반적으로 전동기에서 영구자석을 이용한 전동기는 브러시(Brushed) DC 전동기와 브러시 리스(Brushless) DC 전동기가 있다.Generally, the electric motors using permanent magnets in a motor include a brush DC motor and a brushless DC motor.
흔히, BLDC 전동기라 불리는 브러시 리스 직류 전동기(Brushless Direct Current Motor)는 브러시 DC 전동기와는 달리 전동기의 내부에 브러시가 없는 전동기를 말한다.Brushless direct current (BLDC) motors are often referred to as brushless DC motors, which have no brush inside the motor.
브러시 리스 직류 전동기는 직류 전동기나 동기 전동기의 기계적인 정류자(슬립 링)를 전기적 스위칭으로 구현한 전동기로서, 회전하는 축에 전류를 공급할 필요가 없으므로 정류자 또는 슬립 링과 브러시가 필요 없고, 기계적 마찰이 없으므로 낮은 소음과 유지보수가 용이하다는 장점이 있다. Brushless DC motors are electric motors in which a mechanical commutator (slip ring) of a DC motor or a synchronous motor is electrically switched. Since there is no need to supply a current to a rotating shaft, a commutator or a slip ring and a brush are not necessary, There is an advantage of low noise and easy maintenance.
최근, 대형 전동기 응용 시스템에서부터 소형 서보 시스템에 이르기까지 브러시 리스 직류 전동기(brushless direct current motor : BLDCM)가 아주 광범위하게 사용되고 있다. Recently, a brushless direct current motor (BLDCM) has been widely used from a large motor application system to a small servo system.
브러시 리스 직류 전동기는 순시 토크 대 정격 토크의 비가 매우 높아서 동적 응답 특성이 우수하고, 넓은 운전 영역에 걸쳐서 높은 효율을 유지하기 때문에 가변속 운전과 제어에 이점이 있다. 또한, 기계적인 브러시와 정류자가 없기 때문에 유지 및 보수비용이 적게 들고 사용 환경의 제약이 적은 특징이 있다.The brushless DC motor has a very high ratio of instantaneous torque to rated torque, so that it has excellent dynamic response characteristics and maintains high efficiency over a wide operating range, which is advantageous for variable speed operation and control. In addition, since there are no mechanical brushes and commutators, maintenance and repair costs are reduced and there are few restrictions on the use environment.
브러시 리스 직류 전동기는 회전자가 내측에 위치하는 내전형과, 회전자가 외측에 위치하는 외전형으로 구분되는데, 본 발명의 설명은 외전형 브러시 리스 직류 전동기에 대하여 설명하기로 한다.The brushless direct current (DC) motor is divided into an internal type in which the rotor is located inside and an external type in which the rotor is located on the outside. The description of the present invention will be made with respect to the external type brushless DC motor.
브러시 리스 직류 전동기의 회전자는 영구자석을 이용하여 제조되며, 몇 쌍의 N극/S극으로 이루어졌는지에 따라 2극, 4극, 6극, 8극 등으로 불린다. 참고로, 1쌍의 자석 즉, 1개의 N극과 1개의 S극으로 구성되어 있으면 2극(Pole) 전동기라 불린다.The rotor of a brushless DC motor is manufactured by using a permanent magnet, and it is called a 2 pole, a 4 pole, a 6 pole, an 8 pole, etc. depending on whether a pair of N pole / S pole is formed. For reference, if it consists of a pair of magnets, that is, one N pole and one S pole, it is called a two pole (pole) motor.
브러시 리스 직류 전동기의 고정자는 다수의 철심을 코일이 감싸고 있는 구조로 3개의 권선을 가지고 구성된다. 회전자에는 계자, 고정자에는 전기자 권선을 설치하고 센서(홀 센서, Photo Diode)를 이용하여 권선의 전류방향 및 회전각을 결정함으로써 브러시 형과 같은 특성을 갖는다.The stator of a brushless DC motor is composed of three windings with a structure in which a plurality of iron cores are wound around a coil. It has the same characteristics as the brush type by installing the field winding on the rotor and armature winding on the stator and by determining the current direction and rotation angle of the winding using a sensor (Hall sensor, Photo Diode).
전기자 권선에서 발생하는 자계의 자극이 회전자에 설치된 고정자극과 항상 90°가 되도록 전기자의 전류를 흘린다. 일반적으로 전류의 방향전환은 3 상 또는 4 상 인버터(Inverter)를 이용하고 있는데, 보통 3 상을 많이 사용한다.The electric current of the armature is made to flow so that the magnetic field generated in the armature winding is always at 90 ° with the fixed magnetic pole provided in the rotor. Generally, three or four phase inverters are used to change the direction of current.
도 1은 일반적인 외전형 브러시 리스 직류 전동기를 일부 절개하여 도시한 종단면도, 도 2는 일반적인 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 회전자 조립체를 도시한 측면도, 및 도 3은 도 2의 A-A선 단면도, 도 4는 무브 볼트 홀을 보인 도면이다.Fig. 1 is a longitudinal sectional view showing a general outer brushless DC motor, and Fig. 2 is a side view showing a rotor assembly of a general outer brushless DC motor. Fig. 3 is a sectional view taken along the line AA in Fig. 4 is a view showing a move bolt hole.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 일반적인 외전형 브러시 리스 직류 전동기(1)는 고정자 조립체(stator assembly)(10)와 회전자 조립체(rotary assembly)(20)로 구성된다.1 to 4, a typical external
고정자 조립체(10)는 다수의 철심에 코일(11a)이 권선된 전기자 권선부(11)와, 전기자 권선부(11)를 지지하는 고정 구조물(12)로 구성된다. 고정자 조립체(10)의 중심부에는 샤프트(13)가 형성된다.The
회전자 조립체(20)는 샤프트(22)와 일체로 형성되는 로터(21)와, 로터(21)의 하부에 결합하는 로터 링(23)과, 로터 링(23) 내측에 환형으로 실장되는 다수의 N극/S극의 영구자석(계자)(24)으로 구성된다. 로터 링(23)의 내측에는 영구자석(24)을 지지하기 위한 단턱(23a)이 형성된다. 로터(21)의 상면에는 샤프트(22)를 중심으로 180°로 2개의 무브 볼트 홀(21a)이 형성된다.The
영구자석의 배열은 몇 쌍의 N극/S극으로 이루어졌는지에 따라서 2극, 4극, 6극, 8극 등으로 불린다. 참고로 1쌍의 자석 즉, 1개의 N극과 1개의 S극으로 구성되어 있으면 2극(Pole) 전동기라 불린다. 전기자 권선 부에 흐르는 권선의 전류 방향과 영구자석의 위치 및, 센서(홀 센서, Photo Diode)를 이용하여 회전자 조립체(20)의 회전이 이루어진다.The arrangement of permanent magnets is called a 2 pole, a 4 pole, a 6 pole, an 8 pole, etc. depending on how many pairs of N pole / S pole are made. For reference, if it consists of a pair of magnets, that is, one N pole and one S pole, it is called a two pole (pole) motor. The
종래에는 고정자 조립체(10)에 회전자 조립체(20)를 조립할 때에, 수작업으로 압입하여 조립하기 때문에 척킹 및 고정이 잘되지 않아, 소음, 진동 불량이 발생하는 문제가 있다.Conventionally, when the
즉, 고정자 조립체(10)와 회전자 조립체(20)의 조립시, 공정별 수동 프레스로 3회 이상 압입하는 공정을 거치게 되는데, 압입하는 힘이 일정하지 않아 조립불량에 의한 소음, 진동불량을 유발하며, 작업자의 손가락이 수동 프레스에 끼이는 안전 사고를 초래할 수 있다. That is, at the time of assembling the
또한, 수동 프레스의 압입 시, 숙련자와 비숙련자 간의 불량율이 7% 이상 차이가 날 정도로 불량율의 편차가 작업자마다 심하게 발생하며, 생산주기(Cycle Time)가 1EA/60초로 소요되며, 필요인원은 3명 이상 소요되어 생산성이 떨어지는 문제가 있다.In addition, when the manual press is indented, the deviation rate between the skilled and unskilled workers is more than 7%, and the deviation rate of the defect rate is severely generated for each worker, and the cycle time is 1EA / 60 seconds. The productivity is low.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 생산성을 향상시키고 자동 또는 수동 압입 조립 선택이 가능하며, 숙련자 및 비숙련자 간의 불량율 차이가 최소화되어 균일품질을 생산할 수 있는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치 및 그 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems and it is an object of the present invention to provide an assembly method of an outer rotor type brushless DC motor capable of improving productivity and capable of selecting automatic or manual indentation and assembly and minimizing a difference in defect rate between skilled and non- And a method of assembling a typical brushless direct current (DC) motor.
또한, 본 발명은 로드 셀 계측게이지에서 압입용 실린더의 압입 압력을 계측하여서 항상 기설정된 압입 압력 범위 내에서 압입 조립 작업을 함으로써, 제품의 불량과 편심을 효과적으로 방지할 수 있으며, 홀딩 블록의 삽입 홀 안에 회전자 조립체의 샤프트를 삽입하는 경우, 광센서가 회전자 조립체의 무브 볼트 홀 위치를 감지하여 회전자 조립체의 오 삽입을 감지하고, 회전자 조립체의 정상 삽입이 확인되는 경우에만, 가동 홀더가 가동하여 회전자 조립체의 샤프트를 홀딩(그립)함으로써, 제품의 불량과 편심을 효과적으로 방지할 수 있는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치 및 그 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립방법을 제공함에 그 목적이 있다.Further, according to the present invention, the press-in pressure of the press-fitting cylinder is measured in the load-cell measuring gauge and the press-fitting operation is always performed within a predetermined press-fitting pressure range to effectively prevent defective and eccentricity of the product. The optical sensor senses the move bolt hole position of the rotor assembly to detect misapplication of the rotor assembly and only when the normal insertion of the rotor assembly is confirmed, The present invention provides an assembling apparatus for an outer rotorless DC motor and a method of assembling the outer rotorless DC motor, which can effectively prevent failure and eccentricity of a product by holding (gripping) the shaft of the rotor assembly. .
본 발명은 회전자 조립체와 고정자 조립체를 압입 조립하기 위한 외전형 브러시 리스 직류 전동기(BLDCM)의 조립장치로서, 압입 조립이 수행되는 작업대; 상기 작업대 상에 서로 일정 거리를 두고 수직 방향으로 설치되는 복수 개의 수직 가이드 봉; 상시 수직 가이드 봉의 상단부에 수평으로 고정 설치되는 수평 고정 플레이트; 상기 수직 가이드 봉의 중간에 상기 수직 가이드 봉을 따라 상하방향으로 업다운 가능하게 설치되는 업다운 플레이트; 상기 업다운 플레이트를 업다운 시키기 위하여 상기 수평 고정 플레이트에 고정 설치되는 압입용 실린더; 상기 업다운 플레이트의 저면에 설치되어 상기 회전자 조립체의 샤프트를 홀딩하는 회전자 조립체 홀딩유닛; 상기 작업대 상에 탄력적으로 업다운 가능하게 설치되고, 상기 회전자 조립체 홀딩유닛의 직 하방에 위치하며, 상기 고정자 조립체를 안착시키기 위한 고정자 조립체 안착 지그; 상기 고정자 조립체 안착 지그에 안착된 상기 고정자 조립체를 척킹하기 위한 고정자 조립체 척킹 유닛; 상기 고정자 조립체 척킹 유닛에 의해서 고정된 상기 고정자 조립체의 압입 위치를 정렬시키는 고정자 조립체 정렬유닛; 및 상기 압입용 실린더를 구동하여서, 상기 회전자 조립체 홀딩유닛에 의해서 홀딩된 상기 회전자 조립체와, 상기 고정자 조립체 척킹 유닛에 의해서 위치 고정된 상기 고정자 조립체를 압입 조립하기 위한 일련의 작업을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.The present invention relates to an assembly device for an outer rotor type brushless DC motor (BLDCM) for press-fitting and assembling a rotor assembly and a stator assembly, comprising: a work table on which press-fitting assembly is performed; A plurality of vertical guide rods installed on the work table in a vertical direction with a predetermined distance therebetween; A horizontal fixed plate horizontally fixed to the upper end of the vertical guide rod at all times; An up-down plate installed vertically up and down along the vertical guide bar in the middle of the vertical guide bar; A press-fit cylinder fixedly mounted on the horizontal fixing plate for up-down the up-down plate; A rotor assembly holding unit installed on a bottom surface of the up-down plate to hold the shaft of the rotor assembly; A stator assembly seating jig that is installed on the work table to be able to be lifted up and down, and is positioned directly under the rotor assembly holding unit, and seats the stator assembly; A stator assembly chucking unit for chucking the stator assembly seated in the stator assembly seating jig; A stator assembly alignment unit for aligning the press-in position of the stator assembly fixed by the stator assembly chucking unit; And a control for controlling the series of operations for driving the press-fitting cylinder to press-fit the rotor assembly held by the rotor assembly holding unit and the stator assembly fixed by the stator assembly chucking unit Unit.
본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기(BLDCM)의 조립장치는 상기 고정자 조립체 안착 지그의 하부에 설치되어 상기 압입용 실린더의 압입 압력을 계측하는 로드 셀 계측게이지; 및 상기 로드 셀 계측게이지에서 측정한 상기 압입용 실린더의 압입 압력을 표시하는 인디케이터를 더 포함한다.The apparatus for assembling an external type brushless DC motor (BLDCM) of the present invention includes a load cell measuring gauge installed at a lower portion of the stator assembly seating jig to measure a press-in pressure of the press-fitting cylinder; And an indicator for indicating a press-in pressure of the press-fitting cylinder measured by the load cell measurement gauge.
상기 회전자 조립체 홀딩유닛은 상기 회전자 조립체의 샤프트를 삽입하기 위한 삽입 홀을 갖는 홀딩 블록; 상기 회전자 조립체의 샤프트의 오 삽입 방지를 위하여 상기 회전자 조립체의 무브 볼트 홀 위치를 감지하는 광센서; 및 상기 광센서에 의해 상기 회전자 조립체의 샤프트의 정상 삽입이 확인되는 경우에만, 상기 회전자 조립체의 샤프트를 홀딩하기 위하여 상기 홀딩 블록에 설치되는 가동 홀더를 구비한다.Wherein the rotor assembly holding unit comprises: a holding block having an insertion hole for inserting a shaft of the rotor assembly; An optical sensor for sensing a move bolt hole position of the rotor assembly for preventing erroneous insertion of the shaft of the rotor assembly; And a movable holder mounted on the holding block for holding the shaft of the rotor assembly only when normal insertion of the shaft of the rotor assembly is confirmed by the optical sensor.
상기 고정자 조립체 안착 지그는 상기 고정자 조립체를 안착시키기 위한 안착 홈 및 와이어 삽입 홈을 갖는 메인 블록과, 상기 메인 블록에 연결되는 연결 블록으로 구성되며,The stator assembly seating jig includes a main block having a seating groove and a wire insertion groove for seating the stator assembly, and a connection block connected to the main block,
상기 고정자 조립체 안착 지그는 상기 작업대 상에 탄력적으로 업다운 가능하게 설치되기 위하여 상기 연결 블록의 일단은 상기 수직 가이드 봉에 업다운 가능하게 결합하고 상기 메인 블록의 일단은 보조 수직 가이드 봉에 결합하며, 상기 수직 가이드 봉과 상기 보조 수직 가이드 봉에는 상기 고정자 조립체 안착 지그를 지지하기 위한 스프링이 설치된다.The stator assembly seating jig is mounted on the work table in such a manner that the stator assembly can be lifted up and down, so that one end of the connecting block is coupled to the vertical guide rod so as to be able to be lifted up, one end of the main block is coupled to the auxiliary vertical guide rod, The guide rod and the auxiliary vertical guide bar are provided with a spring for supporting the stator assembly seating jig.
상기 고정자 조립체 척킹 유닛은 상기 안착 홈 안에 안착된 상기 고정자 조립체의 샤프트의 외주를 선택적으로 클램핑(clamping or jawing)하기 위하여 가동(可動) 가능하게 설치되는 복수 개의 척(chuck); 상기 안착 홈 안에 안착된 상기 고정자 조립체의 샤프트의 하단을 지지하기 위한 샤프트 지지봉을 구비한다.The stator assembly chucking unit comprising: a plurality of chucks movably installed for selectively clamping or jawing the outer circumference of the shaft of the stator assembly seated in the seating groove; And a shaft support rod for supporting a lower end of the shaft of the stator assembly that is seated in the seating recess.
상기 고정자 조립체 정렬유닛은 상기 안착 지그 상에 형성되는 일정길이로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 끝단에 상기 고정자 조립체의 샤프트를 정렬하기 위한 샤프트 정렬 홈이 형성되는 정렬 가이드를 구비한다.The stator assembly aligning unit is provided to be slidable with a predetermined length formed on the seating jig and includes an alignment guide having a shaft alignment groove for aligning the shaft of the stator assembly at an end thereof.
본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기(BLDCM)의 조립장치는 상기 업다운 플레이트의 하강위치를 계측하는 스트로크 계측 부를 더 포함한다.The assembling apparatus for an external type brushless DC motor (BLDCM) of the present invention further includes a stroke measuring unit for measuring a down position of the up-down plate.
상기 제어 유닛은 압입 조립의 일련 동작을 제어하기 위한 터치 제어패널; 제어반 스위치; 압입 또는 해제를 수동으로 작동하기 위한 압입, 해제 스위치; 및 작업자의 안전을 위한 안전용 광센서를 포함하되, 상기 터치 제어패널은 자동운전 및 수동운전에 의해 조작 가능하고, 운전 진행 단계를 표시하고, 상기 압입용 실린더의 업다운 및 상기 회전자 조립체 홀딩유닛의 회전자 조립체 홀딩(잡음)과 언 홀딩(놓음)을 제어하며, 상기 고정자 조립체 척킹 유닛의 고정자 조립체 홀딩(잡음)과 언 홀딩(놓음)을 제어하며, 상기 홀딩(잡음)과 상기 언 홀딩(놓음)을 제어하는 풋 스위치(Foot Switch)와 연동하며,The control unit includes a touch control panel for controlling a series operation of press-fitting assembly; Control panel switch; A press-in / release switch for manually actuating the press-in or release; And a safety light sensor for safety of a worker, wherein the touch control panel is operable by automatic operation and manual operation, and indicates an operation progress stage, and the up-down of the press- (Noise) and unfreezing (release) of the stator assembly chucking unit of the stator assembly and controls the stator assembly holding (noise) and unfreezing (laying) of the stator assembly chucking unit, And a foot switch for controlling the foot switch,
상기 제어반 스위치는 제어 전원-온 오프 전환스위치, 운전 수동/자동 전환스위치, 운전 버튼, 정지 버튼, 리셋 버튼, 부저 스톱 버튼, 및 비상 버튼 스위치를 포함한다.The control panel switch includes a control power-on / off switch, an operation manual / automatic switch, an operation button, a stop button, a reset button, a buzzer stop button, and an emergency button switch.
상기 안전용 광센서는 자동 및 수동 작동중 물건, 작업자의 양팔 진입시 자동정지하고, 회전자 조립체 홀딩유닛의 상승 후 정지한다.The safety light sensor automatically stops when both the worker and the worker enter the robot during automatic and manual operation, and the rotor assembly holding unit is stopped after rising.
한편, 본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기(BLDCM)의 조립방법은 압입용 실린더를 상승시킨 상태에서, 회전자 조립체 홀딩유닛 안에 회전자 조립체의 방향성을 맞추어서 회전자 조립체의 샤프트를 삽입하는 단계; 상기 회전자 조립체의 샤프트의 오 삽입을 감지하고 정상 삽입을 판단하는 단계; 상기 회전자 조립체의 샤프트의 정상 삽입이 확인된 경우, 상기 회전자 조립체를 홀딩하는 단계; 고정자 조립체 안착 지그에 고정자 조립체를 안착시키는 단계; 상기 고정자 조립체를 클램핑하는 단계; 편심 및 조립 불량을 방지하기 위해서 상기 고정자 조립체의 압입 위치를 정렬시키는 단계; 상기 압입용 실린더를 하강시켜서 상기 고정자 조립체에 상기 회전자 조립체를 압입 조립하는 단계; 상기 회전자 조립체와 상기 고정자 조립체의 완전결합(체결향상)을 위해 무브 볼트를 체결하는 단계; 상기 고정자 조립체의 클램핑을 해제하는 단계; 및 상기 압입용 실린더를 상승시킨 후, 압입 조립 완료된 외전형 브러시 리스 직류 전동기를 꺼내어 검사장소로 이송시키는 단계를 포함한다.Meanwhile, the method of assembling the outer brushless DC motor (BLDCM) of the present invention includes the steps of inserting the shaft of the rotor assembly into the rotor assembly holding unit with the orientation of the rotor assembly in the raised state, Detecting erroneous insertion of the shaft of the rotor assembly and determining normal insertion; Holding the rotor assembly when normal insertion of the shaft of the rotor assembly is verified; Seating the stator assembly on a stator assembly seating jig; Clamping the stator assembly; Aligning the indentation position of the stator assembly to prevent eccentricity and assembly failure; Lowering the press-fit cylinder to press-fit the rotor assembly into the stator assembly; Fastening the movable bolts for complete engagement (fastening improvement) of the rotor assembly and the stator assembly; Releasing the clamping of the stator assembly; And a step of raising the pressurizing cylinder and then taking out the outer rotorless DC motor which has been press-fitted and assembled, and transferring the outer rotorless DC motor to the inspection site.
상기 회전자 조립체를 홀딩하는 단계에서, 홀딩 블록의 삽입 홀 안에 상기 회전자 조립체의 샤프트를 삽입하면 광센서가 상기 회전자 조립체의 샤프트의 오 삽입을 감지하고, 상기 광센서에 의해 상기 회전자 조립체의 샤프트의 정상 삽입이 확인되는 경우에만, 가동 홀더가 가동하여 상기 회전자 조립체의 샤프트를 홀딩한다.In the step of holding the rotor assembly, when the shaft of the rotor assembly is inserted into the insertion hole of the holding block, an optical sensor senses erroneous insertion of the shaft of the rotor assembly, Only when the normal insertion of the shaft of the rotor assembly is confirmed, the movable holder is operated to hold the shaft of the rotor assembly.
상기 압입용 실린더를 하강시켜서 상기 고정자 조립체에 상기 회전자 조립체를 압입 조립하는 단계에서는, 로드 셀 계측게이지가 상기 압입용 실린더의 압입 압력을 실시간으로 측정하고, 상기 로드 셀 계측게이지에서 측정한 상기 압입용 실린더의 압입 압력을 인디케이터에 표시하되, 항상 기설정된 압입 압력 범위 내에서 상기 압입용 실린더가 압입하도록 한다.In the step of lowering the pressurizing cylinder to press-fit the rotor assembly into the stator assembly, the load cell measuring gauge measures the press-in pressure of the press-fitting cylinder in real time, And the indentation pressure of the cylinder for use is indicated on the indicator so that the indentation cylinder is always press-fitted within a predetermined indentation pressure range.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 생산성을 향상시키고 자동 또는 수동 압입 조립 선택이 가능하며, 숙련자 및 비숙련자 간의 불량율의 차이가 최소화되어 균일품질을 생산할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention improves the productivity and enables automatic or manual press-fitting assembly selection, and minimizes the difference in the defect rate between the skilled person and the unskilled person, so that the uniform quality can be produced.
또한, 로드 셀 계측게이지에서 압입용 실린더의 압입 압력을 실시간으로 계측하여서 항상 기설정된 압입 압력 범위 내에서 압입 조립 작업을 함으로써, 제품의 불량과 편심을 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, it is possible to effectively prevent defective and eccentricity of the product by measuring the press-in pressure of the press-fitting cylinder in real time in the load-cell measuring gauge and always performing the press-fitting operation within a predetermined press-fitting pressure range.
또한, 홀딩 블록의 삽입 홀 안에 회전자 조립체의 샤프트를 삽입하는 경우, 광센서가 회전자 조립체의 무브 볼트 홀 위치를 감지하여 회전자 조립체의 오 삽입을 확인하고, 회전자 조립체의 정상 삽입이 확인되는 경우에만, 가동 홀더가 가동하여 회전자 조립체의 샤프트를 홀딩함으로써, 제품의 불량과 편심을 효과적으로 방지할 수 있다.Also, when inserting the shaft of the rotor assembly into the insertion hole of the holding block, the optical sensor senses the move bolt hole position of the rotor assembly to confirm misapplication of the rotor assembly and confirms normal insertion of the rotor assembly Only when the movable holder is movable and holding the shaft of the rotor assembly, defective and eccentricity of the product can be effectively prevented.
도 1은 일반적인 외전형 브러시 리스 직류 전동기를 일부 절개하여 도시한 종단면도
도 2는 일반적인 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 회전자 조립체를 도시한 측면도
도 3은 도 2의 A-A선 단면도
도 4는 회전자 조립체의 무브 볼트 홀을 보인 사시도
도 5는 본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치를 보인 사시도
도 6은 본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치를 도시한 정면도
도 7은 회전자 조립체 홀딩유닛의 확대도
도 8은 회전자 조립체 홀딩유닛의 사진
도 9는 고정자 조립체 안착 지그 및 고정자 조립체 척킹 유닛의 평면도
도 10은 고정자 조립체 안착 지그, 고정자 조립체 정렬유닛 및 고정자 조립체 척킹 유닛의 사진
도 11은 무브 볼트 홀 안에 무브 볼트를 체결하는 사진
도 12는 압입 조립완료된 외전형 브러시 리스 직류 전동기를 보인 사진
도 13은 본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립방법을 설명하는 흐름도 1 is a vertical cross-sectional view of a general external type brushless direct current
2 is a side view showing a rotor assembly of a general external brushless DC motor;
3 is a sectional view taken along the line AA in Fig. 2
Figure 4 is a perspective view showing the movable bolt holes of the rotor assembly;
5 is a perspective view showing an assembling apparatus for an outer type brushless DC motor of the present invention.
6 is a front view showing an assembling apparatus for an outer type brushless DC motor of the present invention
Figure 7 is an enlarged view of the rotor assembly holding unit
Figure 8 shows a photograph of the rotor assembly holding unit
9 is a top view of the stator assembly seating jig and stator assembly chucking unit
10 is a photograph of the stator assembly seating jig, stator assembly alignment unit and stator assembly chucking unit
Fig. 11 is a photograph showing a state in which a moving bolt is fastened in a moving bolt hole
12 is a photograph showing an outer rotorless DC motor of a press-fit assembly
13 is a flowchart for explaining a method of assembling the outer type brushless DC motor of the present invention
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 외전형 브러시 리스 직류 전동기(1)는 고정자 조립체(10)와 회전자 조립체(20)로 구성된다. 고정자 조립체(10)는 다수의 철심에 코일(11a)이 권선된 전기자 권선부(11)와, 전기자 권선부(11)를 지지하는 고정 구조물(12)로 구성된다. 고정자 조립체(10)의 중심에는 샤프트(13)가 형성된다.1 to 4, an outer
회전자 조립체(20)는 샤프트(22)와 일체로 형성되는 로터(21)와, 로터(21)의 하부에 결합하는 로터 링(23)과, 로터 링(23) 내측에 환형으로 실장되는 다수의 N극/S극의 영구자석(계자)(24)으로 구성된다. 로터 링(23)의 내측에는 영구자석(24)을 지지하기 위한 단턱(23a)이 형성된다. 로터(21)의 상면에는 샤프트(22)를 중심으로 180°로 2개의 무브볼트 홀(21a)이 형성된다. 무브볼트 홀(21a)에는 무브볼트(미도시)가 체결되어 고정자 조립체(10)와 회전자 조립체(20)의 체결력을 추가로 향상시키게 된다. The
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치 및 방법에 대하여 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An apparatus and method for assembling an external brushless DC motor according to the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치를 보인 사시도, 도 6은 본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치를 도시한 정면도, 도 7은 회전자 조립체 홀딩유닛의 확대도, 도 8은 회전자 조립체 홀딩유닛의 사진, 도 9는 고정자 조립체 안착 지그 및 고정자 조립체 척킹 유닛의 평면도, 도 10은 고정자 조립체 안착 지그, 고정자 조립체 정렬유닛 및 고정자 조립체 척킹 유닛의 사진, 도 11은 무브 볼트 홀 안에 무브 볼트를 체결하는 사진, 및 도 12는 압입 조립완료된 외전형 브러시 리스 직류 전동기를 보인 사진이다.FIG. 5 is a perspective view showing an assembling apparatus for an external type brushless DC motor according to the present invention, FIG. 6 is a front view showing an assembling apparatus for an external type brushless DC motor according to the present invention, and FIG. 10 is a photograph of the stator assembly seating jig, the stator assembly alignment unit and the stator assembly chucking unit, Fig. 11 is a photograph of the rotor assembly holding unit, Fig. Fig. 12 is a photograph showing an outer rotorless brushless direct-current motor which has been press-fitted and assembled. Fig.
위 도면을 참조하면, 본 발명에서 설명하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기(1)는 드론(dron)과 같이 고속 회전이 필요한 장치 등에 범용적으로 사용될 수 있다.Referring to the above drawings, the external
본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기(BLDCM)의 조립장치(200)는 회전자 조립체(20)와 고정자 조립체(10)를 압입 조립하기 위한 장치이다.An assembling
본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기(BLDCM)의 조립장치는 작업대(50), 수직 가이드 봉(60), 수평 고정 플레이트(70), 업다운 플레이트(80), 압입용 실린더(90), 회전자 조립체 홀딩유닛(210), 고정자 조립체 안착 지그(220), 고정자 조립체 척킹 유닛(230), 고정자 조립체 정렬유닛(240), 및 제어 유닛을 포함한다.The assembling apparatus for an outer type brushless DC motor (BLDCM) of the present invention includes a work table 50, a
작업대(50)는 압입 조립작업을 수행하기 위한 것으로, 프레임(51)에 의해 지면(또는 실내 바닥면)으로부터 일정 높이로 설치되며, 수직 가이드 봉(60)은 작업대(50) 상에 2개가 서로 일정 거리를 두고 수직 방향으로 설치된다. 수평 고정 플레이트(70)는 수직 가이드 봉(60)의 상단부에 수평으로 고정 설치된다.The work table 50 is for performing a press fitting assembly operation and is installed at a predetermined height from the ground surface (or indoor floor surface) by the
업다운 플레이트(80)는 수직 가이드 봉(60)의 중간에 수직 가이드 봉(60)을 따라 상하방향으로 업다운 가능하게 설치된다.The up-
압입용 실린더(90)는 업다운 플레이트(80)를 업다운 시키기 위하여 수평 고정 플레이트(70)에 고정 설치된다. 즉, 압입용 실린더(90)의 본체(91)는 수평 고정 플레이트(70)에 고정 설치되고, 로드(92)의 헤드 부(93)는 업다운 플레이트(80)에 고정된다.The press-fitting
압입용 실린더(90)의 공기 압력 조절을 위해서 실린더 공압 레귤레이터(280)가 구비되며, 코크(281)를 돌려서 공압을 투입할 수 있도록 구성된다. A
압력게이지(282)는 실린더 공압 레귤레이터(280)로부터 유입된 공기 압력을 계측하여 압입용 실린더(90)에 공급 압력 표시하도록 한다.The pressure gauge 282 measures the air pressure introduced from the
회전자 조립체 홀딩유닛(210)은 업다운 플레이트(80)의 저면(하부)에 설치되어 회전자 조립체(20)를 홀딩(holding or grip)하는 기능을 한다.The rotor
회전자 조립체 홀딩유닛(210)은 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 삽입하기 위한 삽입 홀(211a)을 갖는 홀딩 블록(211), 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)의 오 삽입 방지를 위하여 회전자 조립체(20)의 무브 볼트 홀(21a) 위치를 감지하는 광센서(212), 및 광센서(212)에 의해 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)의 정상 삽입이 확인되는 경우에만 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 홀딩하기 위하여 홀딩 블록(211)에 설치되는 가동 홀더(213)를 구비한다. 회전자 조립체(20)의 방향성을 고려하여 홀딩할 수 있도록 광센서(212)는 홀딩 블록(211)의 좌우 측에는 설치되지 않고, 적어도 전방 측 또는 후방 측에만 설치된다. 즉, 광센서(212)는 무브 볼트 홀(21a)을 직접적으로 감지하는 것이 아니라, 무브 볼트 홀(21a) 위치를 감지하는 역할을 한다.The rotor
고정자 조립체 안착 지그(220)는 작업대(50) 상에 탄력적으로 업다운 가능하게 설치되고, 회전자 조립체 홀딩유닛(210)의 직 하방에 위치하며, 고정자 조립체(10)를 안착시키는 기능을 한다.The stator
고정자 조립체 안착 지그(220)는 고정자 조립체(10)를 안착시키기 위한 안착 홈(221) 및 와이어 삽입 장홈(223)을 갖는 메인 블록(224)과, 메인 블록(221)에 연결되는 연결 블록(226)으로 구성된다. 압입 조립시 간섭되지 않도록 와이어 삽입 장홈(223)에는 전기자 권선부(11)와 연결된 전기선이 삽입된다. 전기선은 전동기에 연결되는 통상의 전선이므로 이에 대한 구체적인 도시와 설명은 생략한다.The stator
고정자 조립체 안착 지그(220)에는, 작업대(50) 상에 탄력적으로 업다운 가능하게 설치되기 위하여 연결 블록(226)의 일단이 수직 가이드 봉(60)에 업다운 가능하게 결합하고 메인 블록(224)의 일단이 보조 수직 가이드 봉(62)에 결합하며, 수직 가이드 봉(60)과 보조 수직 가이드 봉(62)에는 고정자 조립체 안착 지그(220)를 탄력적으로 지지하기 위한 스프링(64)이 설치된다.One end of the connecting
고정자 조립체 척킹 유닛(230)은 고정자 조립체 안착 지그(220)에 안착된 상기 고정자 조립체(10)를 척킹(chucking or clamping)하는 기능을 한다.The stator assembly chucking unit 230 serves to chuck or clamp the
고정자 조립체 척킹 유닛(230)은 안착 홈(221) 안에 안착된 고정자 조립체(10)의 샤프트(13)의 외주를 선택적으로 클램핑 하기 위하여 가동(可動) 가능하게 설치되는 복수 개의 척(231), 및 상기 안착 홈(221) 안에 안착된 고정자 조립체(10)의 샤프트(13)의 하단을 지지하기 위한 샤프트 지지봉(233)을 구비한다.The stator assembly chucking unit 230 includes a plurality of
고정자 조립체 정렬유닛(240)은 고정자 조립체 척킹 유닛(230)에 의해서 고정된 고정자 조립체(10)의 압입 위치를 정렬시키는 기능을 한다.The stator assembly alignment unit 240 serves to align the indentation position of the
고정자 조립체 정렬유닛(240)은 고정자 조립체 안착 지그(220) 상에 일정길이로만 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 끝단에 고정자 조립체(10)의 샤프트(13)를 정렬하기 위한 샤프트 정렬 홈(242)이 형성되는 정렬 가이드(243)를 구비한다. 샤프트 정렬 홈(242)의 입구에는 안내 경사면(미도시)이 형성되어 샤프트(13)이 상기 샤프트 정렬 홈(242) 안으로 원활하게 삽입되도록 할 수도 있다.The stator assembly alignment unit 240 is slidably movable only on a predetermined length on the stator
제어 유닛은 압입용 실린더(90)를 구동하여서 회전자 조립체 홀딩유닛(210)에 의해서 홀딩된 회전자 조립체(20)와, 고정자 조립체 척킹 유닛(230)에 의해서 위치 고정된 고정자 조립체(10)를 압입 조립하기 위한 일련의 작업을 제어한다.The control unit includes a
제어 유닛의 구성을 살펴보면, 압입 조립의 일련 동작을 입력 및 제어하기 위한 터치 제어패널(251), 각종 버튼의 제어반 스위치(252), 압입 또는 해제를 수동으로 작동하기 위한 압입/해제 스위치(253), 및 작업자의 안전을 위한 안전용 광센서(254)를 포함한다.The control unit includes a
터치 제어패널(251)은 자동운전 및 수동운전에 의해 조작 가능하고, 운전 진행 단계를 표시하고, 압입용 실린더(90)의 업다운 및 회전자 조립체 홀딩유닛(210)의 회전자 조립체(20) 홀딩(잡음)과 언 홀딩(놓음)을 제어하며, 고정자 조립체 척킹 유닛(230)의 고정자 조립체(10) 홀딩(잡음)과 언 홀딩(놓음)을 제어하며, 홀딩(잡음)과 언 홀딩(놓음)을 제어하는 풋 스위치(Foot Switch)(255)와 연동될 수 있다.The
제어반 스위치(252)는 제어 전원-온 오프 전환스위치, 운전 수동/자동 전환스위치, 운전 버튼, 정지 버튼, 리셋 버튼, 부저 스톱 버튼, 및 비상 버튼 스위치를 포함한다.The
안전용 광센서(254)는 자동 및 수동 작동중 물건, 작업자의 양팔 진입시 자동정지하고, 회전자 조립체 홀딩유닛(210)의 상승 후 압입용 실린더를 정지하도록 한다. 안전용 광센서(254)는 회전자 조립체 홀딩 유닛(210)의 일측에 설치될 수 있다.The
본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기(BLDCM)의 조립장치는 안착 지그(220)의 하부에 설치되어 압입용 실린더(90)의 압입 압력을 계측하는 로드 셀 계측게이지(260), 및 로드 셀 계측게이지(260)에서 측정한 압입용 실린더(90)의 압입 압력을 표시하는 인디케이터(261)를 포함한다.The apparatus for assembling the outer brushless DC motor (BLDCM) of the present invention includes a load
본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기(BLDCM)의 조립장치는 업다운 플레이트(80) 및 압입용 실린더(90)의 하강위치를 계측하는 스트로크 계측 부(270), 알람, 경보, 경광등(미도시)을 포함한다.The assembling apparatus for an external type brushless DC motor (BLDCM) of the present invention includes an up-
한편, 도 13은 본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립방법을 설명하는 흐름도이다.13 is a flowchart for explaining an assembling method of the outer type brushless DC motor of the present invention.
도 13을 참조하면, 본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기(BLDCM)의 조립방법은 압입용 실린더(90)를 상승시킨 상태에서, 회전자 조립체 홀딩유닛(210) 안에 회전자 조립체(20)의 방향성을 맞추어서 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 홀딩하는 단계(S 230); 고정자 조립체 안착 지그(220)에 고정자 조립체(10)를 안착시키는 단계(S 240); 고정자 조립체 안착 지그(220)에 안착된 고정자 조립체(10)를 클램핑하는 단계(S 250); 고정자 조립체(10)의 압입 위치를 정렬시켜서 편심 및 조립 불량을 방지하는 단계(S 260); 압입용 실린더(90)를 하강시켜서 고정자 조립체(10)에 회전자 조립체(20)를 압입 조립하는 단계(S 270); 회전자 조립체(20)와 고정자 조립체(10)의 완전결합을 위해 무브 볼트(미도시)를 체결하는 단계(S 280); 고정자 조립체(10)의 클램핑을 해제하는 단계(S 290); 및 압입용 실린더(90)를 상승시킨 후, 압입 조립 완료된 외전형 브러시 리스 직류 전동기를 꺼내어 검사장소로 이송시키는 단계(S 300)를 포함한다.13, the method of assembling the outer brushless DC motor (BLDCM) of the present invention is a method of assembling the
전술한 바와 같이, 회전자 조립체(20)의 방향성을 고려하여 홀딩할 수 있도록 광센서(212)는 홀딩 블록(211)의 좌우 측에는 설치되지 않고, 전방 측 또는 후방 측에만 설치된다.As described above, the
즉, 상기 무브 볼트를 체결하는 단계(S 280)에서 무브 볼트 홀(21a) 안에 무브 볼트를 체결하기 위해서는 무브 볼트 홀(21a) 위치가 작업자의 좌측과 우측에 각각 위치하여야 작업자가 양손으로 드라이버를 이용하여 볼트 체결 작업을 할 수 있다.That is, in order to fasten the move bolts in the
따라서 회전자 조립체 홀딩유닛(210) 안에 회전자 조립체(20)의 방향성을 맞추어서 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 홀딩하는 단계(S 230)에서는, 회전자 조립체(20)의 방향성을 맞추어서 회전자 조립체(20)를 홀딩한다. 즉, 광센서(212)는 빔(beam)을 조사하여 반사되는 경우에만 가동 홀더(213)를 구동시켜서 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 홀딩(grip)하기 때문에, 만약, 작업자의 실수로 회전자 조립체(20)의 방향성을 맞추지 않고 샤프트(22)가 홀딩 블록(211)의 삽입 홀(211a) 안에 삽입되는 경우, 즉 광센서(212)가 무브 볼트 홀(21a)과 일직선으로 놓이게 되는 경우, 광센서(212)가 작동하지 않고 가동 홀더(213)를 구동시키지 않으므로 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)가 홀딩(grip) 되지 않는다. 이 경우 작업자는 회전자 조립체(20)의 방향성을 맞추어 다시 샤프트(22)를 홀딩 블록(211)의 삽입 홀(211a) 안에 삽입해야 한다. Accordingly, in step 230 of holding the
따라서 광센서(212)가 회전자 조립체(20)의 오 삽입을 감지하고, 광센서(212)에 의해 회전자 조립체(20)의 정상 삽입이 확인되는 경우에만, 가동 홀더(213)가 가동하여 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 홀딩한다.Therefore, only when the
상기 압입용 실린더(90)를 하강시켜서 고정자 조립체(10)에 회전자 조립체(20)를 압입 조립하는 단계(S 270)에서는, 로드 셀 계측게이지(260)가 압입용 실린더(90)의 압입 압력을 측정하고, 로드 셀 계측게이지(260)에서 측정한 압입용 실린더(90)의 압입 압력을 인디케이터(261)에 표시하되, 기설정된 압입 압력 범위내에서 압입용 실린더(90)가 압입하도록 함으로써, 제품의 불량과 편심을 효과적으로 방지할 수 있다.In the step S 270 of pushing and assembling the
이하, 본 발명의 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치(200)의 작동을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the assembling
터치 제어패널(251)은 압입 조립의 일련 동작을 입력 및 제어하기 위한 제어장치로서, 제어반 스위치(252)는 제어 전원-온 오프 전환스위치, 운전 수동/자동 전환스위치, 운전 버튼, 정지 버튼, 리셋 버튼, 부저 스톱 버튼, 및 비상 버튼 스위치를 포함한다.The
터치 제어패널(251)은 자동운전 및 수동운전에 의해 조작 가능하고, 운전 진행 단계를 표시하고, 압입용 실린더(90)의 업다운 및 회전자 조립체 홀딩유닛(210)의 회전자 조립체(20) 홀딩(잡음)과 언 홀딩(놓음)을 제어하며, 고정자 조립체 척킹 유닛(230)의 고정자 조립체(10) 홀딩(잡음)과 언 홀딩(놓음)을 제어하며, 홀딩(잡음)과 언 홀딩(놓음)을 제어하는 풋 스위치(Foot Switch)(255)와 연동할 수 있다. 작업자는 압입, 해제 스위치(253)를 이용하여 압입 또는 해제를 수동으로 작동할 수도 있다.The
공정 누락 또는 부품 조립 불량 시, 압입용 실린더(90)가 일정압력으로 가해지지 않을 때에, fool proof 장치인 알람, 경보, 경광등(미도시)을 통해서 작업자에게 알람하여 주고 표시해 준다.When the pressurizing cylinder (90) is not applied with a certain pressure when an omission of a process or a component is poor, an alarm is given to the operator through an alarm, an alarm, and a warning light (not shown).
자동 압입 조립과정을 살펴보면, 우선 압입용 실린더(90)를 상승시킨 상태에서, 작업자가 회전자 조립체 홀딩유닛(210)의 홀딩 블록(211)의 삽입 홀(211a) 안에 방향성을 맞추어서 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 삽입하면 광센서(212)가 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)의 오 삽입을 감지하고, 광센서(212)에 의해 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)의 정상 삽입이 확인되는 경우에만, 가동 홀더(213)가 가동하여 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 홀딩한다.In the automatic press fitting assembly process, first, the operator pushes the rotor assembly (110) in the insertion hole (211a) of the holding block (211) of the rotor assembly holding unit (210) The
그 다음, 작업자가 고정자 조립체 안착 지그(220)를 하방으로 누른 상태에서, 안착 홈(221) 안에 고정자 조립체(10)를 안착시킨다. 이때 스프링(64)은 고정자 조립체 안착 지그(220)를 탄력적으로 지지한다. Then, the operator places the
그 다음, 척 구동부(233)가 구동하여 복수 개의 척(231)을 가동시켜서 안착 홈(221a) 안에 안착된 상기 고정자 조립체(10)의 샤프트(13)의 외주를 클램핑 한다. 이때 샤프트 지지봉(232)은 안착 홈(221) 안에 안착된 고정자 조립체(10)의 샤프트(13)의 하단을 견고하게 지지한다.The
그 다음, 작업자가 정렬 가이드(243)를 이동시켜서 샤프트 정렬 홈(242) 안으로 샤프트(13)가 삽입되도록 한다. 정렬 가이드(243)의 이동에 의해서 고정자 조립체(10)의 샤프트(13)가 정렬되어 조립 불량 및 편심을 방지할 수 있다.Then, the operator moves the
그 다음, 압입용 실린더(90)가 작동하여, 헤드 부(93) 및 업다운 플레이트(80)가 수직 가이드 봉(60)에 가이드 되면서 하강한다. 즉, 압입용 실린더(90)의 로드(92) 및 헤드 부(93)는 기설정된 압력과 스트로크로 하강한다.Then, the press-fitting
압입용 실린더(90)를 하강시켜서 고정자 조립체(10)에 회전자 조립체(20)를 압입 조립하는 단계에서는, 로드 셀 계측게이지(260)가 압입용 실린더(90)의 압입 압력을 실시간으로 측정하고, 로드 셀 계측게이지(260)에서 측정한 압입용 실린더(90)의 압입 압력을 인디케이터(261)에 표시하되, 기설정된 압입 압력 범위 내에서 압입용 실린더(90)가 압입 조립하도록 한다.In the step of lowering the press-fitting
그 다음, 회전자 조립체(20)와 고정자 조립체(10)의 완전결합을 위해서 무브 볼트(미도시)를 체결한다. 즉, 작업자는 드라이버를 이용하여 작업자의 좌우방향에서 회전자 조립체(20)의 무브볼트 홀(21a) 안에 무브 볼트를 체결할 수 있다(도 11 참조). 여기서, 무브 볼트는 회전자 조립체(20)와 고정자 조립체(10)의 결합을 위한 통상의 체결수단이므로 이에 대한 도면도시와 설명은 생략한다. 또한, 무브 볼트의 체결을 위해서 작업대(50) 위에 설치되는 구조물들은 무브 볼트 홀(21a)이 가려지지 않도록 설계되어야 한다.Then, the movable bolts (not shown) are fastened to the
그 다음, 고정자 조립체(10)의 클램핑 및 회전자 조립체(20)의 홀딩을 해제하고, 압입용 실린더(90)를 다시 상승시킨 후, 압입 조립 완료된 외전형 브러시 리스 직류 전동기를 꺼내어 검사장소로 이송한다.Then, the clamping of the
스트로크 계측 부(270)는 압입용 실린더(90)의 하강시, 업다운 플레이트(80) 및 헤드 부(93)의 하강위치를 계측하며, 안전용 광센서(254)는 작업자의 안전을 위하여 자동 및 수동 작동중 물건, 양팔 진입시 자동정지하고, 헤드 부(93) 상승 후 압입용 실린더(90)를 정지하도록 한다.The
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 생산성을 향상시키고 자동 또는 수동 압입 조립 선택이 가능하며, 숙련자 및 비숙련자 간의 불량율의 차이가 최소화되어 균일품질을 생산할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention improves the productivity and enables automatic or manual press-fitting assembly selection, and minimizes the difference in the defect rate between the skilled person and the unskilled person, so that the uniform quality can be produced.
또한, 로드 셀 계측게이지에서 압입용 실린더의 압입 압력을 실시간으로 계측하여서 기설정된 압입 압력에서 압입 조립 작업을 하도록 함으로써, 제품의 불량과 편심을 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, it is possible to effectively prevent the defective and eccentricity of the product by measuring the press-in pressure of the press-fitting cylinder in real time on the load-cell measuring gauge and performing the press-
또한, 홀딩 블록의 삽입 홀 안에 회전자 조립체의 샤프트를 삽입하는 경우, 광센서가 무브 볼트 홀 위치를 감지하여 회전자 조립체의 오 삽입을 확인하고, 회전자 조립체의 정상 삽입이 확인되는 경우에만, 가동 홀더가 가동하여 회전자 조립체의 샤프트를 홀딩함으로써, 제품의 불량과 편심을 효과적으로 방지할 수 있다.In addition, when inserting the shaft of the rotor assembly into the insertion hole of the holding block, the optical sensor senses the move bolt hole position to confirm misapplication of the rotor assembly, and only when normal insertion of the rotor assembly is confirmed, The movable holder is movable to hold the shaft of the rotor assembly, thereby effectively preventing defective and eccentricity of the product.
10: 고정자 조립체
20: 회전자 조립체
50: 작업대
51: 프레임
60: 수직 가이드 봉
62: 보조 수직 가이드 봉
64: 스프링
70: 수평 고정 플레이트
80: 업다운 플레이트
90: 압입용 실린더
91: 압입용 실린더의 본체
92: 로드
93: 헤드 부
210: 회전자 조립체 홀딩유닛
211: 홀딩 블록
211a: 삽입 홀
212: 광센서
213: 가동 홀더
220: 고정자 조립체 안착 지그
221: 안착 홈
223: 와이어 삽입 홈
224: 메인 블록
226: 연결 블록
230: 고정자 조립체 척킹 유닛
231: 척
233: 샤프트 지지봉
235: 척 구동부
240: 고정자 조립체 정렬유닛
240: 고정자 조립체 정렬유닛
242: 샤프트 정렬 홈
243: 정렬 가이드
250: 제어 유닛
251: 터치 제어패널
252: 제어반 스위치
253: 압입, 해제 스위치
255: 풋 스위치(Foot Switch)
260: 로드 셀 계측게이지
261: 인디케이터
270: 스트로크 계측 부
280: 실린더 공압 레귤레이터
281: 코크
282: 압력게이지10: stator assembly
20: Rotor assembly
50: Workbench
51: frame
60: vertical guide rod
62: auxiliary vertical guide rod
64: spring
70: Horizontal fixing plate
80: Up-down plate
90: Indentation cylinder
91: Body of the press-fitting cylinder
92: Load
93: Head portion
210: Rotor assembly holding unit
211: Holding block
211a: insertion hole
212: Light sensor
213: movable holder
220: stator assembly seating jig
221: seat groove
223: Wire insertion groove
224: main block
226: Connection block
230: stator assembly chucking unit
231: Chuck
233: Shaft Support Rod
235:
240: stator assembly alignment unit
240: stator assembly alignment unit
242: shaft alignment groove
243: Alignment guide
250: control unit
251: Touch control panel
252: Control panel switch
253: Push-in, release switch
255: Foot Switch
260: Load cell measurement gauge
261: Indicator
270: Stroke measuring section
280: Cylinder pneumatic regulator
281: Cork
282: Pressure gauge
Claims (12)
압입 조립 작업을 수행하기 위한 작업대(50);
상기 작업대(50) 상에 서로 일정 거리를 두고 수직 방향으로 설치되는 복수 개의 수직 가이드 봉(60);
상시 수직 가이드 봉(60)의 상단부에 수평으로 고정 설치되는 수평 고정 플레이트(70);
상기 수직 가이드 봉(60)의 중간에 상기 수직 가이드 봉(60)을 따라 상하방향으로 업다운 가능하게 설치되는 업다운 플레이트(80);
상기 업다운 플레이트(80)를 업다운 시키기 위하여 상기 수평 고정 플레이트(70)에 고정 설치되는 압입용 실린더(90);
상기 업다운 플레이트(80)의 저면에 설치되어 상기 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 홀딩하는 회전자 조립체 홀딩유닛(210);
상기 작업대(50) 상에 탄력적으로 업다운 가능하게 설치되고, 상기 회전자 조립체 홀딩유닛(210)의 직 하방에 위치하며, 상기 고정자 조립체(10)를 안착시키기 위한 고정자 조립체 안착 지그(220);
상기 고정자 조립체 안착 지그(220)에 안착된 상기 고정자 조립체(10)를 척킹하기 위한 고정자 조립체 척킹 유닛(230);
상기 고정자 조립체 척킹 유닛(230)에 의해서 고정된 상기 고정자 조립체(10)의 압입 위치를 정렬시키는 고정자 조립체 정렬유닛(240); 및
상기 압입용 실린더(90)를 구동하여서, 상기 회전자 조립체 홀딩유닛(210)에 의해서 홀딩된 상기 회전자 조립체(20)와, 상기 고정자 조립체 척킹 유닛(230)에 의해서 위치 고정된 상기 고정자 조립체(10)를 압입 조립하기 위한 일련의 작업을 제어하는 제어 유닛을 포함하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치.An apparatus for assembling an external brushless DC motor (BLDCM) for press-fitting and assembling a rotor assembly (20) and a stator assembly (10)
A workbench 50 for performing a press-fitting operation;
A plurality of vertical guide rods 60 installed vertically on the work table 50 at a predetermined distance from each other;
A horizontal fixing plate 70 horizontally fixed to the upper end of the vertical guide bar 60;
An up-down plate 80 installed vertically up and down along the vertical guide bar 60 in the middle of the vertical guide bar 60;
A press-fit cylinder 90 fixed to the horizontal fixing plate 70 to up-down the up-down plate 80;
A rotor assembly holding unit 210 installed on the bottom surface of the up-down plate 80 to hold the shaft 22 of the rotor assembly 20;
A stator assembly seating jig 220 which is installed on the work table 50 so as to be able to be elastically lifted up and located below and directly below the rotor assembly holding unit 210 and seats the stator assembly 10;
A stator assembly chucking unit (230) for chucking the stator assembly (10) seated in the stator assembly seating jig (220);
A stator assembly alignment unit (240) for aligning the press-in position of the stator assembly (10) fixed by the stator assembly chucking unit (230); And
The rotor assembly 20 is held by the rotor assembly holding unit 210 and the stator assembly fixed by the stator assembly chucking unit 230 by driving the press- 10. A device for assembling an external brushless DC motor, comprising: a control unit for controlling a series of operations for press-fitting and assembling the external brushless DC motor.
상기 안착 지그(220)의 하부에 설치되어 상기 압입용 실린더(90)의 압입 압력을 계측하는 로드 셀 계측게이지(260); 및
상기 로드 셀 계측게이지(260)에서 측정한 상기 압입용 실린더(90)의 압입 압력을 표시하는 인디케이터(261)를 더 포함하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치.The method according to claim 1,
A load cell measuring gauge 260 installed at a lower portion of the seating jig 220 for measuring a press-fitting pressure of the press-fitting cylinder 90; And
And an indicator (261) for indicating the press-in pressure of the press-fitting cylinder (90) measured by the load cell measuring gauge (260).
상기 회전자 조립체 홀딩유닛(210)은
상기 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 삽입하기 위한 삽입 홀(211a)을 갖는 홀딩 블록(211);
상기 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)의 오 삽입 방지를 위하여 상기 회전자 조립체(20)의 무브볼트 홀(21a) 위치를 감지하는 광센서(212); 및
상기 광센서(212)에 의해 상기 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)의 정상 삽입이 확인되는 경우에만, 상기 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 홀딩하기 위하여 상기 홀딩 블록(211)에 설치되는 가동 홀더(213)를 구비하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치.The method according to claim 1,
The rotor assembly holding unit 210 includes:
A holding block 211 having an insertion hole 211a for inserting the shaft 22 of the rotor assembly 20;
An optical sensor 212 for sensing the position of the movable bolt hole 21a of the rotor assembly 20 to prevent the erroneous insertion of the shaft 22 of the rotor assembly 20; And
Only when the optical sensor 212 confirms normal insertion of the shaft 22 of the rotor assembly 20 the rotation of the shaft 22 of the rotor assembly 20, And a movable holder (213) provided on the outer peripheral surface of the movable bracket.
상기 고정자 조립체 안착 지그(220)는 상기 고정자 조립체(10)를 안착시키기 위한 안착 홈(221) 및 와이어 삽입 홈(223)을 갖는 메인 블록(224)과, 상기 메인 블록(224)에 연결되는 연결 블록(226)으로 구성되며,
상기 고정자 조립체 안착 지그(220)는 상기 작업대(50) 상에 탄력적으로 업다운 가능하게 설치되기 위하여 상기 연결 블록(226)의 일단은 상기 수직 가이드 봉(60)에 업다운 가능하게 결합하고 상기 메인 블록(224)의 일단은 보조 수직 가이드 봉(62)에 결합하며, 상기 수직 가이드 봉(60)과 상기 보조 수직 가이드 봉(62)에는 상기 고정자 조립체 안착 지그(220)를 지지하기 위한 스프링(64)이 설치되는 것을 특징으로 하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치.The method according to claim 1,
The stator assembly seating jig 220 includes a main block 224 having a seating groove 221 and a wire insertion groove 223 for seating the stator assembly 10 and a coupling 224 connected to the main block 224, Block 226,
One end of the connection block 226 is coupled to the vertical guide rods so as to be able to be lifted up on the work table 50 so that the stator assembly seating jig 220 can be lifted up, 224 are coupled to the auxiliary vertical guide rods 62 and a spring 64 for supporting the stator assembly seating jig 220 is attached to the vertical guide rods 60 and the auxiliary vertical guide rods 62 Wherein the first and second brushless DC motors are mounted on the first and second brushless DC motors.
상기 고정자 조립체 척킹 유닛(230)은
상기 안착 홈(221) 안에 안착된 상기 고정자 조립체(10)의 샤프트(13)의 외주를 선택적으로 클램핑하기 위하여 가동 가능하게 설치되는 복수 개의 척(231); 및
상기 안착 홈(221) 안에 안착된 상기 고정자 조립체(10)의 샤프트(13)의 하단을 지지하기 위한 샤프트 지지봉(232)을 구비하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치.The method of claim 4,
The stator assembly chucking unit 230 includes
A plurality of chucks (231) movably installed to selectively clamp the outer circumference of the shaft (13) of the stator assembly (10) seated in the seating groove (221); And
And a shaft support bar (232) for supporting the lower end of the shaft (13) of the stator assembly (10) mounted in the seating groove (221).
상기 고정자 조립체 정렬유닛(240)은
상기 안착 지그(220) 상에 형성되는 일정길이로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 끝단에 상기 고정자 조립체(10)의 샤프트(13)를 정렬하기 위한 샤프트 정렬 홈(242)이 형성되는 정렬 가이드(243)를 구비하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치.The method according to claim 1,
The stator assembly alignment unit 240
And a shaft alignment groove 242 for aligning the shaft 13 of the stator assembly 10 is formed at an end of the alignment jig 220 so as to be slidable with a predetermined length formed on the seating jig 220. [ And a plurality of brushless DC motors.
상기 업다운 플레이트(80)의 하강위치를 계측하는 스트로크 계측 부(270)를 더 포함하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치.The method according to claim 1,
Further comprising a stroke measuring unit (270) for measuring a down position of the up-down plate (80).
상기 제어 유닛은
압입 조립의 일련 동작을 제어하기 위한 터치 제어패널(251);
제어반 스위치(252);
압입 또는 해제를 수동으로 작동하기 위한 압입, 해제 스위치(253); 및
작업자의 안전을 위한 안전용 광센서(254)를 포함하되,
상기 터치 제어패널(251)은 자동운전 및 수동운전에 의해 조작 가능하고, 운전 진행 단계를 표시하고, 상기 압입용 실린더(90)의 업다운 및 상기 회전자 조립체 홀딩유닛(210)의 회전자 조립체(20) 홀딩(잡음)과 언 홀딩(놓음)을 제어하며, 상기 고정자 조립체 척킹 유닛(230)의 고정자 조립체(10) 홀딩(잡음)과 언 홀딩(놓음)을 제어하며, 상기 홀딩(잡음)과 상기 언 홀딩(놓음)을 제어하는 풋 스위치(Foot Switch)(255)와 연동하며,
상기 제어반 스위치(252)는 제어 전원-온 오프 전환스위치, 운전 수동/자동 전환스위치, 운전 버튼, 정지 버튼, 리셋 버튼, 부저 스톱 버튼, 및 비상 버튼 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치.The method according to claim 1,
The control unit
A touch control panel 251 for controlling a series operation of press-fitting assembly;
A control panel switch 252;
A press-in release switch 253 for manually actuating the press-in or release; And
And a safety light sensor (254) for safety of the operator,
The touch control panel 251 is operable by automatic operation and manual operation and indicates the progress of the operation. The touch control panel 251 displays an up-down state of the press-fitting cylinder 90 and a rotor assembly (not shown) of the rotor assembly holding unit 210 And controls the holding (noise) and unfreezing (release) of the stator assembly 10 of the stator assembly chucking unit 230 and controls the holding (noise) and unfreezing Interlocked with a foot switch 255 for controlling the unfreezing (release)
The control panel switch 252 includes a control power-on / off switch, an operation manual / automatic switch, an operation button, a stop button, a reset button, a buzzer stop button, and an emergency button switch. DC motor assembling apparatus.
상기 안전용 광센서(254)는 자동 및 수동 작동중 물건, 작업자의 양팔 진입시 자동정지하고, 회전자 조립체 홀딩유닛(210)의 상승 후 상기 압입용 실린더(90)를 정지하도록 하는 것을 특징으로 하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립장치.The method of claim 8,
The safety light sensor 254 automatically stops when both the worker and the worker enter the robot during automatic and manual operation and stops the pressurizing cylinder 90 after the rotor assembly holding unit 210 is raised Apparatus for assembling an external type brushless DC motor.
상기 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)의 오 삽입 감지 및 정상 삽입을 판단하는 단계(S 220);
상기 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)의 정상 삽입이 확인된 경우, 상기 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 홀딩하는 단계(S 230);
고정자 조립체 안착 지그(220)에 고정자 조립체(10)를 안착시키는 단계(S 240);
상기 고정자 조립체(10)를 클램핑하는 단계(S 250);
상기 고정자 조립체(10)의 압입 위치를 정렬시켜서 편심 및 조립 불량을 방지하는 단계(S 260);
상기 압입용 실린더(90)를 하강시켜서 상기 고정자 조립체(10)에 상기 회전자 조립체(20)를 압입 조립하는 단계(S 270);
상기 회전자 조립체(20)와 상기 고정자 조립체(10)의 추가결합을 위해 무브 볼트를 체결하는 단계(S 280);
상기 고정자 조립체(10)의 클램핑을 해제하는 단계(S 290); 및
상기 압입용 실린더(90)를 상승시킨 후, 압입 조립 완료된 외전형 브러시 리스 직류 전동기를 꺼내어 검사장소로 이송시키는 단계(S 300)를 포함하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립방법. Inserting the shaft 22 of the rotor assembly 20 into the rotor assembly holding unit 210 in a state in which the press fitting cylinder 90 is raised (S 210);
Determining (S 220) erroneous insertion and normal insertion of the shaft (22) of the rotor assembly (20);
(S 230) holding the shaft (22) of the rotor assembly (20) when normal insertion of the shaft (22) of the rotor assembly (20) is confirmed;
Placing (240) the stator assembly (10) on the stator assembly seating jig (220);
Clamping the stator assembly 10 (S 250);
(S260) aligning the press-fit position of the stator assembly (10) to prevent eccentricity and assembly failure;
(S 270) of lowering the press-fitting cylinder (90) to press-fit the rotor assembly (20) into the stator assembly (10);
Tightening the move bolts (S 280) for additional engagement of the rotor assembly (20) and the stator assembly (10);
Releasing the clamping of the stator assembly 10 (S290); And
And a step (S 300) of raising the press-fitting cylinder (90), taking out the outer brushless DC motor which has been press-fitted and assembled, and transferring the motor to an inspection site (S 300).
상기 회전자 조립체(20)의 정상 삽입이 확인된 경우, 상기 회전자 조립체(20)를 홀딩하는 단계(S 230)에서는, 회전자 조립체 홀딩유닛(210)의 홀딩 블록(211)의 삽입 홀(211a) 안에 상기 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 삽입하면 광센서(212)가 상기 회전자 조립체(20)의 무브볼트 홀(21a) 위치를 감지하고, 상기 광센서(212)에 의해 상기 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)의 정상 삽입이 확인되는 경우에만, 가동 홀더(213)가 가동하여 상기 회전자 조립체(20)의 샤프트(22)를 홀딩하는 것을 특징으로 하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립방법. The method of claim 10,
When the normal insertion of the rotor assembly 20 is confirmed, in the step S 230 of holding the rotor assembly 20, the insertion hole (not shown) of the holding block 211 of the rotor assembly holding unit 210 When the shaft 22 of the rotor assembly 20 is inserted into the rotor assembly 211a, the optical sensor 212 senses the position of the movable bolt hole 21a of the rotor assembly 20, Characterized in that the movable holder (213) is operated to hold the shaft (22) of the rotor assembly (20) only when normal insertion of the shaft (22) of the rotor assembly A method of assembling a typical brushless DC motor.
상기 압입용 실린더(90)를 하강시켜서 상기 고정자 조립체에 상기 회전자 조립체(20)를 압입 조립하는 단계(S 230)에서는, 로드 셀 계측게이지(260)가 상기 압입용 실린더(90)의 압입 압력을 측정하고, 상기 로드 셀 계측게이지(260)에서 측정한 상기 압입용 실린더(90)의 압입 압력을 인디케이터(261)에 표시하되, 기설정된 압입 압력으로 상기 압입용 실린더(90)가 압입하는 것을 특징으로 하는 외전형 브러시 리스 직류 전동기의 조립방법.
The method of claim 10,
In the step S 230 of pushing and assembling the rotor assembly 20 into the stator assembly by lowering the press-fitting cylinder 90, the load cell measuring gauge 260 is operated to press the press fitting pressure of the press-fitting cylinder 90 And the indentation pressure of the indentation cylinder 90 measured by the load cell measurement gauge 260 is displayed on the indicator 261 so that the indentation cylinder 90 presses in at a predetermined indentation pressure Wherein the outer rotor is provided with a plurality of permanent magnets.
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