KR20200037823A - 변압기 코어를 제조하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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폴커 로스
요스트 프리드리히
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하인리히 게오르그 게엠베하 마쉬넨파브릭
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Abstract

본 발명은 변압기 코어를 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 장치는 변압기 코어를 구성하는 금속 시트(16)를 절단하기 위한 절단장치(33)를 포함하고 릴(34,35)을 구비하는 릴 시스템(32)을 포함하며 상기 릴은 각각 스틸-스트립 롤(37,39)을 가지는 릴 헤드(36,38)를 구비하고 적어도 하나의 스틸-스트립 롤은 상기 절단장치의 제조 방향으로 풀릴 수 있도록 배치되며, 상기 스틸-스트립 롤의 시트-금속 스트립(42,43)은 상기 절단장치에 공급되며, 상기 릴 시스템은 각각 그 위에 배치된 스틸-스트립 롤을 구비하는 적어도 2개의 릴 헤드를 포함하고, 상기 스틸-스트립 롤은 상기 절단장치의 제조 방향으로 풀릴 수 있도록 배치되고 서로에 대해 일렬로 배치되며, 상기 장치는 상기 스틸-스트립 롤의 시트-금속 스트립의 시트-금속 단부가 공급 시스템에 의해 자동화된 방식으로 상기 절단장치에 공급되는 공급 시스템(46)을 구비한다.

Description

변압기 코어를 제조하기 위한 장치 및 방법
본 발명은 변압기 코어를 제조하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 장치는 변압기 코어(transformer cores)를 구성할 수 있는 금속 시트(sheets of metal)를 절단하기 위한 절단장치(cutting device)를 포함하고 릴을 구비하는 릴 시스템(reel system)을 포함하며, 릴은 각각 스틸-스트립 롤(steel-strip roll)을 구비하고, 적어도 하나의 스틸-스트립 롤은 절단장치의 제조 방향으로 풀릴 수 있도록 배치되고, 스틸-스트립 롤의 시트-금속 스트립(sheet-metal strip)은 절단장치에 공급된다.
변압기 코어를 제조하기 위해 종래기술로부터 공지된 설비(installations)는 변압기용 금속 시트가 먼저 절단장치에 의해 시트-금속 스트립(sheet-metal strips)으로부터 절단되는 방식으로 진행 순서에 따라 구성된다. 시트-금속 스트립은 릴(reel)의 릴 헤드(reel head)에 의해 유지되는 스틸 스트립 롤(steel-strip roll)에 저장된다. 절단장치의 상이한 시트-금속 스트립이 요구하는 대로 공급될 수 있도록 릴은 스틸-스트립 롤을 구비하는 복수의 릴 헤드를 가질 수 있다. 시트-금속 스트립은 예컨대 수동으로 또는 컨베이어 벨트(conveyor belt)를 통해 절단장치에서 교환되거나 절단장치에 공급될 수 있으며; 그러나, 시트-금속 스트립 및/또는 스틸 스트립 롤의 교환에는 많은 시간이 필요하다.
변압기 코어를 상이한 형상의 금속 시트로부터 자주 구성하기 때문에, 절단장치에서 절단된 금속 시트는, 상이한 형상(geometries)을 가질 수 있다. 금속 시트는 컨베이어 벨트에 의해 절단장치로부터 멀어지도록 가이드될 수 있고 추가적인 처리를 위해 저장 및/또는 적층될 수 있다. 변압기 코어는 소위 적층 테이블의 금속 시트로부터 구성한다. 적층 테이블 위에, 쓰레딩 볼트(threading bolts) 및/또는 시트-금속 어버트먼트(sheet-metal abutment)는 포지셔닝 보조기로서 고정 방식으로 장착되고, 금속 시트는 변압기 코어를 구성하기 위해 쓰레딩 볼트 및/또는 시트-금속 어버트먼트에 구성 및/또는 적층된다.
금속 시트는 특히 쓰레딩 볼트가 맞물릴 수 있는 보어 및/또는 컷아웃(cutout)을 가진다. 금속 시트는 쓰레딩 볼트(threading bolts) 상에 적층 및/또는 시트-금속 어버트먼트(sheet-metal abutment)를 따라 적층되어 서로에 대해 정확하게 위치된다. 금속 시트는 일반적으로 수동으로 뿐만 아니라 자동 방식으로 적층될 수 있다. 예컨대, 변압기 코어를 구성하는 것이 정지되는 것(standstills)을 피하기 위해 충분한 수의 상이한 금속 시트를 항상 사용 가능하도록 하는 것이 필수적이다.
가이드 레일(guide rails)에서 변위 가능한 포지셔닝 보조기의 위치를 가지는 적층 테이블은 변압기 코어를 위해 항상 구성되기 때문에, 적층 테이블은 한 종류의 변압기 코어(one kind of transformer core)를 제조하기 위해 포지셔닝 보조기를 새로 장착(retrofitting)한 후에만 항상 사용될 수 있다. 하나의 설비(installation)를 사용하여 상이한 종류의 변압기 코어를 제조하는 경우, 사용 가능한 포지셔닝 보조기의 변위 범위(displacement ranges)를 벗어나는 코어 형태(core shapes)를 위해 대응하는 많은 적층 테이블이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 변압기 코어의 비용-효율적인 제조(cost-effective production)를 가능하게 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 장치 및 방법을 제안하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징을 가지는 장치 및 청구항 7의 특징을 가지는 방법에 의해 달성된다.
변압기 코어를 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치는 변압기 코어를 구성할 수 있는 금속 시트를 절단하기 위한 절단장치를 포함하고 릴을 구비하는 릴 시스템을 포함하며, 릴은 각각 스틸-스트립 롤을 구비하는 릴 헤드를 포함하고, 적어도 하나의 스틸-스트립 롤은 절단장치의 제조 방향으로 풀릴 수 있도록 배치되고, 스틸-스트립 롤의 시트-금속 스트립은 절단장치에 공급될 수 있고, 릴 시스템은 각각 그 위에 배치된 스틸-스트립 롤을 구비하는 적어도 2개의 릴 헤드를 포함하고, 스틸-스트립 롤은 절단장치의 제조 방향으로 풀릴 수 있도록 배치되고 그리고 서로에 대해 일렬로 배치되며, 장치는 공급시스템을 포함하고 스틸-스트립 롤의 시트-금속 스트립의 시트-금속 단부는 공급시스템에 의해 자동화된 방식으로 절단장치에 공급될 수 있다.
따라서, 2개의 릴 헤드를 포함하는 릴 시스템은 적어도 2개의 스틸-스트립 롤이 절단장치의 제조 방향으로 항상 풀리고 권취될 수 있도록 배치된다. 이들 스틸-스트립 롤은 결과적으로 스틸-스트립 롤의 각각의 시트-금속 스트립이 절단 장치에 교대로 공급되는 방식으로 서로에 대해 일렬로 배치된다. 공급 시스템을 사용하여, 하나의 시트-금속 스트립 중 하나의 시트-금속 단부는 자동화된 방식으로 절단장치에 공급되거나 절단장치로부터 인출될 수 있다. 절단장치에 의해 어떤 변압기 시트-금속이 제조될지에 따라, 각각의 적합한 시트-금속 스트립이 공급 시스템에 의해 예컨대 절단장치의 롤(roll)로 구성된 공급기(feeder)에 도입될 수 있도록 스틸-스트립 롤의 시트-금속 단부의 선택적인 공급이 가능하다. 변압기용 다른 금속 시트를 제조하기 위해 시트-금속 스트립이 교환되는 경우, 시트-금속 스트립은 각각의 릴 헤드에 의해 절단장치로부터 인출될 수 있고 처리(processing)를 위해 의도된 시트-금속 스트립의 공급 시스템에 의해 자동화된 방식으로 절단장치의 공급기로 도입될 수 있다. 대체로, 절단 장치의 상류에서 스틸-스트립 롤을 구비하는 릴 헤드를 어럽게 교환하는 것 없이, 처리될 시트-금속 스트립을 신속하게 교환할 수 있게 된다. 또한, 이러한 교환은 공급 시스템에 의해 자동화된 방식으로 수행될 수 있기 때문에 특히 복잡하지 않다. 대체로, 상이한 변압기 코어는 장치를 사용하여 더 빠르고 비용 효율적으로 제조할 수 있다.
공급 시스템은 다축 로봇(multiaxial robot)을 포함할 수 있다. 로봇은 시트-금속 단부가 로봇에 의해 스틸-스트립 롤로부터 수집되어 절단장치의 공급기로 운반될 수 있도록 시트-금속 단부를 그래플링(grappling)을 위한 수단을 포함한다. 이들 수단은, 예컨대, 진공 배기장치(vacuum exhauster), 자석(magnet) 또는 플라이어(plier)일 수 있으며, 이는 다축 로봇의 로봇 암(robot arm)의 일단에 선택적으로 배치될 수 있다. 따라서, 변압기용 금속 시트의 제조는 보다 유연해질 수 있다.
대안적으로, 공급 시스템은 션트(shunt)를 구비하는 컨베이어 장치(conveyor device)를 포함할 수 있다. 컨베이어 장치는 컨베이어 벨트 또는 롤러 벨트(roller belt)일 수 있으며, 예컨대, 이들을 통해 시트-금속 스트립은 그 시트-금속 단부에 의해 절단장치의 공급기를 향해 운반될 수 있다. 션트는 절단장치로의 운반 경로를 형성하거나 차단할 수 있어서, 선택적으로, 션트의 배치에 따라, 스틸-스트립 롤들의 시트-금속 스트립들 중의 하나가 절단장치로 전달되고 공급기 내로 삽입될 수 있다. 절단장치가 공급기를 통해 각각의 시트-금속 스트립을 인출하는 경우 션트의 주요 기능은 더 이상 필요하지 않다. 션트는 예컨대 추가적인 시트-금속 스트립의 공급을 준비하기 위해 이미 다른 배치를 취할 수 있다.
대체로, 릴 헤드에 의해 절단장치로부터 시트-금속 스트립을 인출하고, 동시에 절단장치에 다른 시트-금속 스트립을 공급하며, 및/또는 공급 시스템에 의해 스틸-스트립 롤로부터 시트-금속 스트립을 풀어내는 것(unwind)이, 또한 가능하다. 따라서, 시트-금속 스트립은 특히 신속하게 교환될 수 있다.
릴 시스템(reel system)은 적어도 2개의 릴(reels)을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 제1 릴 헤드(a first reel head)는 제1 릴(a first reel) 위에 배치될 수 있고 제2 릴 헤드(a second reel head)는 제1 및 제2 릴 헤드가 절단장치의 제조 방향 상류에서 서로에 대해 일렬로 배치되도록 제2 릴(a second reel) 위에 배치될 수 있다. 그때, 릴 헤드는 제조 방향으로 다른 하나 뒤에 하나(one behind the other)가 배치된다. 각각의 릴은 릴 주위에 배치된 복수의 릴 헤드를 차례로 포함할 수 있다. 2개의 릴을 사용하면 예컨대, 단순하게 릴을 회전시켜 스틸-스트립 롤을 신속하게 교환할 수 있으며, 다른 릴의 상이한 스틸-스트립 롤이 절단장치와 함께 사용된다.
또한, 릴 시스템은 일렬로 배치된 적어도 2개의 릴 헤드를 구비하는 릴을 포함할 수 있다. 릴 시스템은 이러한 하나의 릴만을 포함할 수 있다. 그러나 무엇보다도, 릴 시스템은 2개의 릴 헤드가 일렬로 배치된 여러 개의 릴을 가질 수도 있다. 따라서, 훨씬 더 많은 수의 릴 헤드 및/또는 스틸-스트립 롤은 절단 장치의 상류에서 일렬로 배치될 수 있다.
릴은 수직축(vertical axis) 둘레에서 회전 가능하도록 구현될 수 있고, 수직축에 대해 90°오프셋(offset)에서 서로에 대해 배치된 적어도 4개의 릴 헤드를 포함한다. 수직축을 중심으로 릴을 회전시킴으로써, 스틸-스트립 롤은 제조 방향으로 절단장치의 상류 위치로 쉽게 가져올 수 있다. 이러한 스틸-스트립 롤을 사용하는 동안, 릴의 다른 릴 헤드 위의 스틸-스트립 롤을 동시에 교환하여 새로운 재료(new material)를 공급할 수 있다.
장치를 사용하여 변압기 코어를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 변압기 코어를 구성하는 금속 시트는 장치의 절단장치를 사용하여 절단되고, 스틸-스트립 롤은 장치의 릴 시스템의 릴의 각각의 릴 헤드 위에 배치되고 적어도 하나의 스틸-스트립 롤은 절단장치의 제조방향으로 배치되고 그리고 풀리게 되며, 스틸-스트립 롤의 시트-금속 스트립은 절단장치에 공급되며, 스틸-스트립 롤은 릴 시스템의 적어도 2개의 릴 헤드 위에 배치되고, 스틸-스트립 롤은 절단장치의 제조 방향으로 풀릴 수 있고 서로에 대해 일렬로 배치되며, 스틸-스트립 롤의 시트-금속 스트립의 시트-금속 단부는 공급 시스템에 의해 자동화된 방식으로 절단장치에 공급된다. 본 발명에 따른 방법의 장점에 대하여, 본 발명에 따른 장치의 유리한 설명이 참조된다.
장치는 시트-금속 단부를 절단장치에 공급 및/또는 시트-금속 단부를 절단장치로부터 인출하는 것에 의해, 제조될 상기 변압기 코어의 형상의 함수(function)로서 제어될 수 있는 제어장치를 포함할 수 있다. 제어장치는 컴퓨터와 같은 데이터처리수단(means for data processing)을 구비하고 및/또는 저장된 프로그램 제어장치(SPC, stored program control)일 수 있다. 제조될 변압기 코어의 형상은 원하는 물리적 특성(desired physical properties) 및 그로부터 도출될 측정으로부터 산출될 수 있으며, 이는 변압기 코어를 위한 코어 구성기(core configurator)를 사용하여 결정되거나 계산될 수 있다. 코어 구성기는 특히 소프트웨어일 수 있다. 동일한 방식으로, 변압기 코어의 금속 시트를 위한 측정부는 코어 구성기로부터 도출될 수 있고, 절단장치에 운반될 수 있다. 제조될 변압기 코어에 따라, 변압기 코어를 위한 각각의 금속 시트, 보다 정확히 말하면 대응하는 시트-금속 스트립에 필요한 금속 시트가 제어장치에 의해 절단장치에 공급될 수 있다. 공급은 자동화된 방식으로 이루어지고 스틸-스트립 롤은 이미 절단장치의 상류에 배치되어 있기 때문에, 시트-금속 스트립을 교환하는 것은 특히 신속하게 이루어질 수 있다. 따라서 값 비싼 새로 장착(retrofitting)하는 시간없이 하나의 그리고 동일한 장치를 사용하여 다른 변압기 코어를 제조하는 것이 또한 가능하다.
변압기 코어를 묘사하는 구성요소 데이터(component data)의 함수로서 변압기 코어를 제조하기 위한 설비의 제어 시스템에 의해 제어 명령이 제어장치에 전송될 수 있다. 제어 시스템은 예컨대, 코어 구성기(core configurator)를 포함할 수 있다. 제어 시스템이 변압기 코어를 제조하기 위한 전체 설비를 제어하도록 추가적으로 의도될 수 있다. 제어 시스템에서 사용 가능한 변압기 코어의 구성요소 데이터는 제어 장치로 전송되는 제어 명령으로 변환될 수 있다. 또한 제어 시스템은 소프트웨어를 구비하는 컴퓨터와 같은 데이터처리수단을 구비할 수 있다.
적층 테이블(stacking tables) 위의 쓰레딩 볼트의 포지셔닝(positioning), 각각의 금속 시트를 위해 의도되고 포지셔닝 시스템(positioning system)에 인접하여 배치되는 저장 위치 및/또는 금속 시트용 절단장치의 절단 순서는 제어 시스템에 의해 식별될 수 있다. 그리고 나서 예컨대, 처리 시간이 거의 없는 최적의 재료 흐름이 구현될 수 있도록 제어 시스템에 의해 변압기 코어를 제조하기 위한 설비의 상이한 워크 스테이션(work station)을 서로 조정하는 것이 가능하다. 금속 시트용 절단장치의 절단 주파수(cutting frequency)는 예컨대 로봇에서 저장 위치의 상당한 양의 금속 시트에 적합할 수 있으므로, 충분한 양의 금속 시트는 저장 위치에서 항상 사용 가능하다. 또한, 적층 테이블에는 재료 흐름의 함수로서 특정 종류의 변압기 코어를 제조할 수 있는 방식으로 쓰레딩 볼트가 장착될 수 있다. 제어 시스템은 이미 포지셔닝 표면(positioning surface) 위의 쓰레딩 볼트의 위치를 결정 또는 계산할 수 있고, 계산된 위치에 쓰레딩 볼트를 적층 테이블에 장착하기 위해 제어 명령을 제어장치에 전송할 수 있다. 예컨대 변압기 코어를 제조하는 데 필요한 스틸-스트립 롤을 더 이상 사용할 수 없는 경우, 제어 시스템은 충분한 재료를 사용할 수 있는 다른 변압기 코어의 제조를 개시할 수 있다. 제어 시스템은 적층 테이블을 새로 장착하고 대응하는 금속 시트를 제조하고 공급하기 위해 제어 명령을 제어 장치에 전송할 수 있다.
릴은 계량 장치(weighing device)를 사용하여 각각의 스틸-스트립 롤을 계량하고 중량 데이터로부터 스트립 길이(strip length)를 산출하고 절단장치를 사용하여 각각의 스틸-스트립의 사용을 결정할 수 있는 제어 시스템에 중량 데이터를 전송할 수 있다. 제어 시스템이 중량 데이터로부터 스트립 길이를 계산할 경우, 스트립 길이가 임계값(threshold value)에 도달할 때 릴에 새로운 스틸-스트립 롤의 공급이 제어 시스템에 의해 개시될 수 있다. 따라서, 스틸-스트립 롤이 최종적으로 소비된 후에 새로운 스틸-스트립 롤이 이미 릴 위의 준비 상태로 유지됨으로써 유휴 시간(idle time)이 방지된다. 또한, 스트립 길이가 알려져 있다는 사실로 인해, 각각의 스트립 길이에 따라 릴 위에 스틸-스트립 롤을 사용하는 것이 가능하다. 제어 시스템은 스틸-스트립 롤을 사용하여 제조할 수 있는 다수의 변압기용 금속 시트를 계산할 수 있다.
시트-금속 단부는 공급 시스템의 다축 로봇에 의해 절단장치 위에 걸림 고정(threaded) 및/또는 위치(positioned) 및/또는 제거될 수 있다. 로봇은 스틸-스트립 롤로부터 시트-금속 단부를 직접 그래플링(grapple)할 수 있고 절단장치의 공급기에 공급할 수 있다.
또한, 시트-금속 단부의 제거 후에, 로봇은 스틸 스트립 롤의 권취 동안 시트-금속 단부를 각각의 스틸-스트립 롤에 재공급하도록 의도될 수 있다. 시트-금속 단부에 대한 컨베이어 벨트는 완전히 생략될 수 있다.
로봇은 스틸-스트립 롤로부터 시트-금속 단부를 분리하고, 스틸-스트립 롤에 시트-금속 단부를 접착하며 및/또는 스틸-스트립 롤에 식별 정보를 부착할 수 있다. 스틸-스트립 롤의 권취를 방지하기 위해 시트-금속 단부가 스틸-스트립 롤에 고정된 경우, 로봇은 상기 고정을 제거할 수 있거나 스틸-스트립 롤로부터 시트-금속 단부를 들어 올려 절단장치에 공급할 수 있다. 시트-금속 단부가 스틸-스트립 롤에 재공급될 때, 로봇은 적절한 장치에 의해 시트-금속 단부를 스틸-스트립 롤에 접착시킬 수 있거나 다른 방식으로 고정시킬 수 있다. 로봇이 코드(code), 바코드(barcode) 또는 트랜스폰더(transponder)와 같은 식별 정보를 스틸-스트립 롤에 고정시키기 위한 추가 의도일 수 있다. 또한 스틸-스트립 롤의 식별은 남은 스트립 길이와 같이 스틸-스트립 롤에 대한 추가적인 정보를 포함할 수 있다. 이러한 정보는 설비의 제어 시스템에 의해 처리될 수 있다.
대안적인 방법 과정(alternative method progression)의 범위에서, 시트-금속 단부는 공급 시스템의 컨베이어 장치의 컨베이어 벨트의 션트(shunt)에 의해 절단장치 위에 걸림 고정 및/또는 위치될 수 있다. 유리하게는, 시트-금속 단부가 각각의 스틸-스트립 롤을 풀어 절단장치에 의해 션트를 통해 공급되지만, 추가적인 시트-금속 단부는 각각의 스틸-스트립 롤을 권취함으로써 공급될 수 있다. 그리고 나서 공급은 대응 위치에 있는 션트를 통해 이루어질 수 있다. 동시에, 절단장치 내에서 추가적인 시트-금속 단부는 절단장치로부터 인출될 수 있고 릴 헤드 중 하나에 의해 각각의 스틸-스트립 롤 위에 권취될 수 있다. 이들 공정이 동시에 수행될 수 있기 때문에, 특히 시트-금속 스트립의 신속한 교환이 가능하게 된다.
스틸-스트립 롤 각각이 트랜스폰더를 포함하도록 의도될 수 있으며, 릴 시스템의 송신기-수신기 유닛(transmitter-receiver unit)은 트랜스폰더에 의해 스틸-스트립 롤을 식별할 수 있다. 결과적으로, 각각의 스틸-스트립 롤이 항상 의도된 릴 헤드 위에 배치되도록 보장하기 위해 자동화된 제어가 수행될 수 있다.
방법의 추가적인 유리한 실시예는 청구항 1을 다시 참조하는 종속항들의 특징의 설명으로부터 도출될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 추가로 설명된다.
도 1은 변압기 코어 제조용 설비의 개략도를 도시한다.
도 2는 릴 시스템의 제1 실시예의 평면도를 도시한다.
도 3은 제1 작동 위치에서 도 2의 릴 시스템의 측면도를 도시한다.
도 4는 제2 작동 위치에서 도 2의 릴 시스템의 측면도를 도시한다.
도 5는 릴 시스템의 제2 실시예의 평면도를 도시한다.
도 6은 도 5로부터 릴 시스템의 측면도를 도시한다.
도 1은 변압기 코어(12)를 제조하기 위한 장치(11)를 구비하는 설비(10)의 개략도를 도시한다. 설비(10, installation)는 설비(10)를 제어하는 역할을 하는 제어 시스템(13, control system)을 포함한다. 변압기 코어(12)를 묘사하는 구성 요소 데이터(14, component data)는 소위 코어 구성기(15, core configurator)에 의해 제어 시스템(13)을 사용하여 처리되므로 변압기 코어(12)를 구성하는 금속 시트(16)는 그 측정부(measurements)를 사용하여 계산된다. 제어 시스템(13)은 변압기 코어(12)를 제조하기 위한 제어 명령(control commands) 및/또는 데이터를 제어 장치(17, control device)에 전송하고, 그리고 나서 제어장치(17)는 대응하는 제어 명령을 사용하여 변압기 코어(12)의 제조를 개시한다.
장치(11)는 상이한 요소들 중에서 금속 시트(16)를 수집하기(collecting) 위한 리테이닝 시스템(19, retaining system)을 구비하는 다수의 적층 테이블(18, stacking tables)을 포함한다. 리테이닝 시스템(19)은 적어도 2개의 쓰레딩 볼트(20) 및, 이 도시된 실시예에서, 금속 시트(16)를 배치하기 위한 기초부(21, substructions)를 포함한다. 금속 시트(16)는 이 경우에 도시되지 않은 보어(bores)를 구비하도록 구현되며 쓰레딩 볼트(20, threading bolts)에 배치 및/또는 삽입된다. 금속 시트(16)는 로봇 시스템(23, robot system)의 로봇(22)에 의해 쓰레딩 볼트(20) 보다 정확히 말하면 적층 테이블(18) 위에 배치된다. 또한 쓰레딩 볼트(20)는 포지셔닝 시스템(25, positioning system)의 로봇(24)에 의해 적층 테이블(18)의 포지셔닝 표면(26, positioning surface) 위에 위치된다. 포지셔닝 표면(26)은 평평하므로 포지셔닝 표면 위의 쓰레딩 볼트(20)의 자유 위치(free positioning) 및 위치-독립적인 고정(location-independent fastening)은 제어 시스템(13)의 기준(specifications)에 따라 수행될 수 있다. 쓰레딩 볼트(20)는 매거진(27, magazine)에 저장되고 로봇(24)에 의해 포지셔닝 표면(26) 위에 배치되거나 포지셔닝 표면으로부터 제거된다. 이러한 목적을 위해, 적층 테이블(18)은 자체 추진 카트(28, self-propelling cart)에 의해 운반된다. 카트(28)는 로봇 시스템(23)에 적층 테이블(18)을 운반하고, 로봇 시스템에서 적층 테이블(18)은 금속 시트(16), 보다 정확히 말하면 변압기 코어(12)를 구성하도록 적층된 금속 시트(16)를 장착한다. 변압기 코어(12)가 적층된 후, 적층 테이블(18)은 카트(28)에 의해 로봇 시스템(23)으로부터 멀리 운반된다.
다수의 금속 시트(16)가 컨베이어 장치(29)에 의해 절단장치(30)로부터 로봇 시스템(23)에 공급되고 각각의 경우에 상이한 금속 시트(16)를 위한 2개의 저장 위치(31, storage positions)에서 각각의 로봇(22)에 인접하여 적층된다. 또한 로봇(22) 및/또는 저장 위치(31)는 제어장치(17)에 의해 제어된다. 로봇(22)은 각각의 저장 위치(31)로부터 금속 시트(16)를 그래플링(grapples)하고 변압기 코어(12)를 구성할 때까지 적층 테이블(18) 위의 쓰레딩 볼트(20) 위에 위치시킨다. 로봇(22)은 4개의 적층 테이블(18)에 금속 시트(16)를 동시에 장착할 수 있도록 컨베이어 장치(29) 위로 변위될 수 있다.
개략적으로 도시된 절단장치(30)만이 금속 시트(16)를 절단하는 역할을 하고 제어장치(17)에 의해 제어된다. 절단장치(30)에서, 도시되지 않은 시트-금속 스트립은 금속 시트(16)가 생성되도록 절단된다. 도시되지 않은 시트-금속 스트립은 스틸 스트립 롤로부터 절단장치(30)로 공급된다.
도 2 내지 4의 개요(synopsis)는 절단장치(33) 위의 릴 시스템(32)을 도시한다. 릴 시스템(32)은 제1 릴(34) 및 제2 릴(35)을 포함하고, 제1 릴(34)은 스틸-스트립 롤(37)을 구비하는 릴 헤드(36)를 포함하고 제2 릴(35)은 스틸-스트립 롤(39)을 구비하는 릴 헤드(38)을 포함한다. 릴(34,35)은 각각 수직축(40 또는 41) 둘레에서 회전 가능하도록 구현되고, 각각의 릴 헤드(36,38)는 각각의 릴(34 또는 35) 위에서 서로에 대해 90°오프셋으로 배치된다. 각각, 릴(34 또는 35)의 지시된 시트-금속 스트립(42,43)만이 화살표(45)로 표시된 제조 방향으로 절단장치(33)의 도시되지 않은 공급기(feeder)의 도입부(44, introduction)에 공급될 수 있다. 제조 방향으로 배치된 스틸-스트립 롤(37)은 도입부(44)의 상류에서 서로에 대해 특히 일렬로 위치된다. 이들 스틸-스트립 롤(37, 39) 아래에는 션트(48)를 구비하는 컨베이어 장치(47)로 구성된 공급 시스템(46)이 있다. 컨베이어 장치(47)는 스트립 센터링(55)을 구비하는 컨베이어 벨트(49)를 포함하며, 스트립 센터링(55)을 통해 시트-금속 스트립(42 또는 43)이 도입 방향(44)으로 운반될 수 있다.
션트(48)의 제1 작동 위치는 도 3에서 볼 수 있으며, 시트-금속 스트립(43)은 션트(48)를 통해 도입부(44)에 직접 공급될 수 있다. 동일한 종류의 공급은 일반적으로 션트를 통해 스트립(42)에 대해 발생할 수 있다.
도 4에 따르면, 시트-금속 스트립(43)의 굽힘 응력(bending stresses)을 제거하기 위해 시트-금속 스트립(43)이 루프(loops)의 수평축(52, horizintal shaft)을 통과하는 제1 작동 위치에 컨베이어 벨트(51)의 종류로서 구현되는 션트(48)가 위치된다.
도 5 및 6에 도시된 릴 시스템(53)은 또한 절단장치(54)의 상류에 배치되고 단독으로 릴(55)로부터 구현된다. 릴(55)은 각각 상이한 스틸-스트립 롤(57)을 구비하는 총 8 개의 릴 헤드(56)를 포함한다. 적어도 2개의 릴 헤드(56)는 화살표(58)로 표시된 절단장치(54)의 제조 방향으로 서로에 대해 항상 일렬로 배치된다. 이러한 경우에서, 릴(55), 보다 정확히 말하면 릴 헤드(56)는 또한 수직축(59) 둘레를 따라 회전할 수 있다. 공급 시스템(60)은 다축 로봇(61)에 의해 구현된다. 로봇(61)은 그 단부(63)에 스틸-스트립 롤(57)의 시트-금속 스트립(65,66)의 도시되지 않은 스트립 단부를 조작하기 위해 그래플링 장치(64, grappling device)가 배치되는 로봇 암(62)을 포함한다. 로봇(61)은 시트-금속 스트립(65 또는 66) 위에서 각각의 스트립 단부를 그래플링할 수 있으며, 절단장치(54)의 도입부(67)에 공급할 수 있다. 또한, 시트-금속 스트립(65 또는 66)이 절단장치(54)로부터 인출될 경우, 시트-금속 스트립(65 또는 66)의 시트-금속 단부는 로봇(61)을 사용하여 스틸-스트립 롤(57)에 재공급될 수 있다.

Claims (17)

  1. 변압기 코어(12)를 제조하기 위한 장치(11)로서, 상기 장치는 변압기 코어를 구성하는 금속 시트(16)를 절단하기 위한 절단장치(30,33,54)를 포함하고 릴(34,35,55)을 구비하는 릴 시스템(32,53)을 포함하며 상기 릴은 각각 스틸-스트립 롤(37,39,57, steel-strip rolls)을 구비하는 릴 헤드(36,38,56, reel heads)를 포함하고, 적어도 하나의 스틸-스트립 롤은 상기 절단장치의 제조 방향으로 풀릴 수 있도록 배치되며, 상기 스틸-스트립 롤의 시트-금속 스트립(42,43,65,66, sheet-metal strip)은 상기 절단장치에 공급되며,
    상기 릴 시스템은 각각 그 위에 배치된 스틸-스트립 롤을 구비하는 적어도 2개의 릴 헤드를 포함하고, 상기 스틸-스트립 롤은 상기 절단장치의 제조 방향으로 풀릴 수 있도록 배치되고 서로에 대해 일렬로 배치되며, 상기 장치는 공급 시스템(46,60)을 포함하고, 상기 스틸-스트립 롤의 시트-금속 스트립의 시트-금속 단부(sheet-metal ends)는 공급 시스템에 의해 자동화된 방식으로 상기 절단장치에 공급되는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급 시스템(60)은 다축 로봇(61)을 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공급 시스템(46)은 션트(shunt)를 구비하는 컨베이어 장치(47)를 포함하는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 장치.
  4. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 릴 시스템(32)은 적어도 2개의 릴(34,35)을 구비하는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 장치.
  5. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 릴 헤드(36,38,56)를 구비하는 릴(55)을 가지는 상기 릴 시스템(53)은 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 장치.
  6. 이전 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 릴(34,35,55)은 수직축(40,41,59) 둘레에서 회전할 수 있도록 구현되며 상기 수직축에 대해 서로 90°오프셋에 배치된 적어도 4개의 릴 헤드(36,38,56)를 구비한 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 장치.
  7. 장치(11)를 사용하여 변압기 코어(12)를 제조하기 위한 방법으로서, 변압기 코어를 구성하는 금속 시트(16)는 상기 장치의 절단장치(30,33,54)를 사용하여 절단되고, 스틸-스트립 롤(37,39,57)은 상기 장치의 릴 시스템(32,53)의 릴(34,35,55)의 각각의 릴 헤드(36,38,56) 위에 배치되고 적어도 하나의 스틸-스트립 롤은 상기 절단장치의 제조방향으로 배치 및 풀리게 되며, 상기 스틸-스트립 롤의 시트-금속 스트립(42,43,65,66)은 상기 절단장치에 공급되며,
    스틸-스트립 롤은 각각의 경우에 상기 릴 시스템의 적어도 2개의 릴 헤드 위에 배치되고, 상기 스틸-스트립 롤은 상기 절단장치의 제조 방향으로 풀릴 수 있고 서로에 대해 일렬로 배치되며, 상기 스틸-스트립 롤의 시트-금속 스트립의 시트-금속 단부는 공급 시스템(46,60)에 의해 자동화된 방식으로 상기 절단장치에 공급되는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 장치는 제어장치(17)를 포함하고, 제어장치를 통해 상기 시트-금속 단부를 상기 절단장치(30,33,54)에 및/또는 상기 절단장치(30,33,54)로부터 공급 및/또는 인출하는 것은, 제조될 상기 변압기 코어(12)의 형상의 함수로서 제어되는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    제어 명령은 변압기 코어를 묘사하는 구성요소 데이터의 함수로서 변압기 코어(12)를 제조하기 위한 설비(10)의 제어 시스템(23)으로부터 상기 제어장치(17)에 전송되는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어 시스템(23)은 적층 테이블(18) 위의 쓰레딩 볼트(20) 및/또는 시트-금속 어버트먼트(sheet-metal abutment)의 포지셔닝; 포지셔닝 시스템(25)에 인접하고 상기 각각의 금속 시트(16)를 위한 저장 위치(31); 및/또는 금속 시트를 위한 상기 절단장치(30,33,54)의 절단 순서;를 식별하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 릴(34,35,55)은 계량 장치를 사용하여 각각의 스틸-스트립 롤(37,39,57)을 계량하고 중량 데이터를 상기 제어 시스템(23)에 전송하며, 상기 제어 시스템은 상기 중량 데이터로부터 스트립 길이를 도출하고, 상기 절단장치(30,33,54)를 사용하여 상기 각각의 스틸-스트립 롤의 사용을 결정하는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 방법.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트-금속 단부는 상기 공급 시스템(60)의 다축 로봇(61)에 의해 상기 절단장치(30,54) 위에 걸림 고정 및/또는 상기 절단장치(30,54)로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 시트-금속 단부를 제거한 후, 상기 로봇(61)은 상기 스틸-스트립 롤의 권취(winding) 동안 상기 각각의 스틸-스트립 롤(57)에 상기 시트-금속 단부를 재공급하는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 로봇(61)은 상기 스틸-스트립 롤(57)로부터 시트-금속 단부를 분리하고, 상기 스틸-스트립 롤에 시트-금속 단부를 접착하며, 및/또는 상기 스틸-스트립 롤에 식별 정보를 부착하는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 방법.
  15. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시트-금속 단부는 상기 공급 시스템(46)의 컨베이어 장치(47)의 컨베이어 벨트(49,51)의 션트(48, shunt)에 의해 상기 절단장치(30,54) 위에 걸림 고정되는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 각각의 스틸-스트립 롤(57)을 풀어 시트-금속 단부가 상기 션트(48)를 통해 상기 절단장치(30,54)에 공급되는 동안, 추가적인 시트-금속 단부는 권취에 의해 상기 각각의 스틸-스트립 롤에 재공급되는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 방법.
  17. 제7항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스틸-스트립 롤(37,39,57) 각각은 트랜스폰더를 구비하고, 상기 릴 시스템(32,53)의 송신기-수신기 유닛은 상기 트랜스폰더에 의해 상기 스틸-스트립 롤을 식별하는 것을 특징으로 하는 변압기 코어를 제조하기 위한 방법.
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