KR20210115138A

KR20210115138A - 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20210115138A
Application number: KR1020200030501A
Authority: KR
Inventors: 이승환
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-03-12
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2021-09-27
Also published as: US11711000B2; DE102020216460A1; US20210288563A1; CN113391206A

Abstract

헤어핀 타입 고정자의 검사 장치가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자의 검사 장치는, 헤어핀 타입의 고정자 코일들이 권선된 고정자의 성능을 검사하기 위한 것으로서, ⅰ)프레임과, ⅱ)프레임 상에 구비되며, 복수 개의 터미널 단자들을 지닌 고정자를 설정된 경로를 따라 이송시키는 컨베이어와, ⅲ)구동부에 의하여 프레임에 상하, 전후 및 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 터미널 단자들을 클램핑 하는 복수 개의 클램프 단자들과, ⅳ)터미널 단자들의 위치에 따라 클램프 단자들의 위치를 가변시키기 위한 구동 제어신호를 구동부에 인가하는 제어기와, ⅴ)클램프 단자들을 통해 터미널 단자들로 전원을 인가하며, 고정자의 전기적인 회로를 검사하는 검사부를 포함할 수 있다.

Description

헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치 및 방법 {HAIR PIN TYPE STATOR INSPECTION SYSTEM AND METHOD}

본 발명의 실시 예는 구동모터의 제조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헤어핀 타입의 고정자 코일이 권선된 고정자의 성능을 검사하는 헤어핀 타입 고정자의 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 친환경 자동차로 불리 우는 하이브리드 차량 또는 전기 자동차는 구동 모터에 의해 구동력을 발생시키는 기술을 적용하고 있다. 완성차 업체 및 친환경 부품 제조사에서는 차량 및 부품의 중량과 부피를 줄이기 위한 일환으로서, 헤어핀 타입의 고정자 코일이 권선된 고정자를 가진 구동 모터를 적용하고 있다.

이러한 헤어핀 권선 타입의 고정자는 고정자 코어의 슬롯들에 헤어핀 타입의 고정자 코일들을 삽입하는 공정, 및 고정자 코일들의 끝단을 용접하는 공정 등을 통해 제조되고 있다.

더 나아가, 헤어핀 권선 타입의 고정자 제조 공정에서는 고정자 코일들에서 3상 또는 4상의 코일 인출부를 인출하며, 각각의 코일 인출부에 터미널 단자를 연결한다.

이와 같이 제조된 헤어핀 권선 타입의 고정자는 별도의 검사 공정에서 각각의 터미널 단자에 검사 설비의 검사 단자를 연결하고, 그 검사 단자를 통해 터미널 단자에 전원을 인가하며, 고정자의 성능을 검사하고 있다.

그런데, 종래에는 검사 설비의 검사 단자들과 고정자의 터미널 단자들을 수동으로 연결하고 있기 때문에, 작업성이 저하되고, 터미널 단자들과 검사 단자들을 전반적으로 연결하는 작업 시간이 과도하게 소요되며, 더 나아가서는 검사 단자들과 터미널 단자들의 연결 작업 시에 고정자의 손상을 유발할 수 있다.

또한, 종래에는 검사 설비의 검사 단자들이 변형되거나 고정자의 터미널 단자들이 불 균일하게 배열되는 등의 위치 편차가 발생하는 경우, 검사 단자들과 터미널 단자들의 접촉 신뢰도를 보장하기가 어렵고, 결과적으로는 고정자 성능 검사의 신뢰성이 저하될 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 고정자의 검사 공정에서 고정자의 터미널 단자들에 전원을 인가하기 위한 검사 단자들을 터미널 단자들에 자동으로 연결하며, 고정자의 전기적인 성능을 검사할 수 있도록 한 헤어핀 타입 고정자의 검사 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자의 검사 장치는, 헤어핀 타입의 고정자 코일들이 권선된 고정자의 성능을 검사하기 위한 것으로서, ⅰ)프레임과, ⅱ)상기 프레임 상에 구비되며, 복수 개의 터미널 단자들을 지닌 상기 고정자를 설정된 경로를 따라 이송시키는 컨베이어와, ⅲ)구동부에 의하여 상기 프레임에 상하, 전후 및 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 터미널 단자들을 클램핑 하는 복수 개의 클램프 단자들과, ⅳ)상기 터미널 단자들의 위치에 따라 상기 클램프 단자들의 위치를 가변시키기 위한 구동 제어신호를 상기 구동부에 인가하는 제어기와, ⅴ)상기 클램프 단자들을 통해 상기 터미널 단자들로 전원을 인가하며, 상기 고정자의 전기적인 회로를 검사하는 검사부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치는, 상기 프레임에 설치되며, 상기 터미널 단자들을 비전 촬영하고, 비전 데이터를 상기 제어기로 출력하는 비전 센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치에 있어서, 상기 클램프 단자들은 상기 고정자에서 4상(U, V, W, N)의 코일 인출부들에 구비된 상기 터미널 단자들을 클램핑 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치는, 상기 구동부에 의해 상기 프레임에 이동 가능하게 설치되며, 상기 고정자의 고정자 코어에 접지되는 접지 단자를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 터미널 단자들에 대응하여 상기 클램프 단자들을 기 설정된 위치로 이동시키도록 상기 구동부에 제1 구동 제어신호를 인가할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치에 있어서, 상기 제어기는 상기 비전 센서로부터 취득한 비전 데이터를 분석하여 상기 터미널 단자들의 위치 데이터를 산출하고, 상기 위치 데이터에 따라 상기 구동부에 제2 구동 제어신호를 인가할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치에 있어서, 상기 구동부는 상기 각 클램프 단자에 상하, 전후 및 좌우 방향에 따른 전후진 작동력을 각각 인가하는 다수 개의 서보 모터들을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치에 있어서, 상기 프레임에는 상기 고정자에 부착된 바코드를 인식하는 바코드 스캐너가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치에 있어서, 상기 프레임에는 상기 컨베이어에 의해 설정된 위치로 이송된 상기 고정자를 감지하고, 감지 신호를 상기 제어기로 출력하는 고정자 감지 센서가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치에 있어서, 상기 컨베이어 상에는 상기 고정자를 고정시키기 위한 어태치 부재들이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치에 있어서, 상기 컨베이어에는 상기 고정자의 하단을 지지하는 베이스부재가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치에 있어서, 상기 어태치 부재들은 상기 베이스부재에 작동 실린더를 통하여 전후진 이동 가능하게 설치될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 방법은, 헤어핀 타입의 고정자 코일들이 권선된 고정자의 성능을 검사하는 것으로서, (a) 상기 고정자를 컨베이어를 통하여 설정된 위치에 정 위치시키는 과정과, (b) 상기 제어기에 의해 구동부에 제1 구동 제어신호를 인가하며, 상기 터미널 단자들에 대응하는 기 설정된 위치로 클램프 단자들을 이동시키는 과정과, (c) 상기 고정자의 터미널 단자들을 비전 촬영하고, 비전 데이터를 제어기로 출력하는 과정과, (d) 상기 제어기에서 상기 비전 데이터를 분석하여 상기 클램프 단자들의 위치 데이터를 산출하고, 상기 위치 데이터에 상응하는 제2 구동 제어신호를 상기 구동부에 인가하며, 상기 클램프 단자들을 위치 데이터에 맞게 이동시키는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 방법은, 상기 클램프 단자들을 통해 상기 터미널 단자들을 클램핑 하고, 상기 클램프 단자들을 통해 상기 터미널 단자들로 전원을 인가하며, 검사부를 통해 상기 고정자의 전기적인 회로를 검사할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 방법은, 상기 검사부에 저장된 검사 결과를 메인 컨트롤 유닛으로 전송할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 방법에 있어서, 상기 (a) 과정에서는 상기 고정자에 부착된 바코드를 바코드 스캐너로 스캔하며, 상기 고정자의 제품 정보를 상기 제어기로 출력할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 방법에 있어서, 상기 (a) 과정에서는 상기 컨베이어에 의해 이송되는 상기 고정자를 고정자 감지 센서를 통해 감지하고, 감지 신호를 상기 제어기로 출력하며, 상기 감지 신호에 따라 상기 제어기에 의하여 상기 컨베이어의 구동을 정지시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 방법에 있어서, 상기 (a) 과정에서는 상기 컨베이어 상의 베이스부재에 상기 고정자를 안착시킨 상태에서, 어태치 부재들을 통하여 상기 고정자를 고정시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 터미널 단자들의 위치에 따라 클램프 단자들의 위치를 조절하며, 터미널 단자들에 클램프 단자들을 자동으로 연결할 수 있으므로, 터미널 단자들의 조립 산포(위치 편차)가 발생하더라도 고정자의 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 적용되는 헤어핀 권선 타입의 고정자를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 장치에 적용되는 어태치 부재를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 장치에 적용되는 클램프 단자 및 구동부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 방법을 도시한 플로우 차트이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 ...유닛, ...수단, ...부, ...부재 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 적용되는 헤어핀 권선 타입의 고정자를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에 적용되는 헤어핀 권선 타입의 고정자(1)는 전기 에너지로 구동력을 얻는 친환경 자동차로서의 하이브리드 차량 및/또는 전기 자동차용 구동모터에 적용될 수 있다. 상기 구동모터는 본 발명의 실시 예에 적용되는 고정자(1)와, 그 고정자(1)와 일정 공극을 두고 배치되는 회전자(도면에 도시되지 않음)를 포함한다.

상기에서 고정자(1)는 다수 매의 전기강판들이 적층된 고정자 코어(3)를 포함하고 있다. 상기 고정자 코어(3)에는 다수 개의 슬롯들을 통하여 헤어핀 타입의 고정자 코일(7)(당 업계에서는 통상 컨덕터, 세그먼트 코일 또는 평각형 코일 이라고도 한다.)들이 권선된다.

상기한 고정자 코일(7)들은 예를 들면, 한 쌍의 레그를 지닌 U자형 또는 V자형의 헤어핀 타입으로 구비되며, 사각 단면의 각형 코일로 구비될 수 있다.

이와 같은 헤어핀 타입의 고정자 코일(7)들은 고정자 코어(3)의 슬롯들에 삽입되는데, 한 쌍의 레그는 슬롯들의 하단을 통해 돌출된다. 그리고 고정자 코일(7)들의 레그는 용접 접합되면서 전기적으로 접속된 회로를 형성할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 적용되는 헤어핀 권선 타입의 고정자(1)는 일 예로서, 고정자 코일(7)들에서 인출된 4상(U, V, W, N 상)의 코일 인출부(2)들과, 그 코일 인출부(2)들에 버스 바(4)를 통하여 연결된 터미널 단자(6)들을 포함하고 있다. 도면을 기준으로 할 때, 상기 터미널 단자(6)들은 고정자 코어(3)의 상단 측에 위치한다.

여기서, 상기 터미널 단자(6)의 위치는 고정자(1)의 제품 사양 등에 따라 서로 상이하며, 고정자 코어(3)를 기준으로 하는 가상의 설정된 좌표 점에 위치하고 있다.

이하에서는 설정된 이송 경로를 따라 이송되는 고정자(1)의 이송 방향을 전후 방향, 그 전후 방향에 평면적으로 수직 교차하는 방향을 좌우 방향, 그리고 평면 방향에 수직 교차하는 방향을 상하 방향으로 정의하기로 한다.

더 나아가, 하기에서의 단(한쪽/일측 단 또는 다른 한쪽/일측 단)은 어느 한쪽의 끝으로 정의될 수 있고, 그 끝을 포함하는 일정 부분(한쪽/일측 단부 또는 다른 한쪽/일측 단부)으로 정의될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 타입 고정자의 검사 장치(100)는 고정자(1)의 검사 공정에서 터미널 단자(6)들에 전원을 인가하기 위한 검사 단자들을 자동으로 연결하며, 고정자(1)의 전기적인 성능을 검사할 수 있는 구조로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤어핀 타입 고정자의 검사 장치(100)는 기본적으로, 프레임(10), 컨베이어(20), 비전 센서(30), 복수 개의 클램프 단자(50)들, 제어기(70), 그리고 검사부(90)를 포함하고 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 프레임(10)은 이하에서 더욱 설명될 각종 구성 요소들이 설치되는 것으로, 공정 작업장의 바닥에 구비된다. 이러한 프레임(10)은 하나의 프레임 또는 서로 연결된 둘 이상의 프레임으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 프레임(10)은 각종 구성 요소들을 지지하기 위한 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 블록, 리브, 칼라 등과 같은 각종 부속 요소들을 포함할 수도 있다.

그러나, 상기한 부속 요소들은 이하에서 더욱 설명될 각각의 구성 요소들을 프레임(10)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 프레임(10)으로 통칭한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 컨베이어(20)는 고정자 조립공정에서 조립이 완료된 고정자(1)를 설정된 이송 경로를 따라 이송시키기 위한 것이다. 상기 컨베이어(20)는 고정자(1)의 이송 방향에 따른 전후 방향으로 프레임(10) 상에 구비된다.

상기 컨베이어(20)는 공지 기술의 컨베이어 장치로서, 설정된 간격을 두고 고정자(1)들을 지지하며, 컨베이어 구동유닛을 통하여 주행 가능하게 구비된다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 상기 프레임(10)에 설치되는 바코드 스캐너(11)를 포함하고 있다. 상기 바코드 스캐너(11)는 프레임(10)에서 컨베이어(20)에 의한 고정자(1)의 진입 측에 설치된다.

상기 바코드 스캐너(11)는 고정자(1)에 부착된 바코드(8)를 인식하는 기능을 하게 된다. 상기 바코드 스캐너(11)는 바코드(8)를 스캔하며, 고정자(1)의 제품 정보를 뒤에서 더욱 설명될 제어기(70)로 출력할 수 있다.

상기에서 고정자(1)의 제품 정보라 함은 고정자(1)의 모델 및 사양 별 터미널 단자(6)들의 개수, 간격, 길이, 높이, 및 전후/좌우 방향 위치에 대한 데이터를 포함하고 있다.

이러한 바코드 스캐너(11)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 바코드 리더 장치로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 상기 프레임(10)에 설치되는 고정자 감지 센서(13)를 포함하고 있다. 상기 고정자 감지 센서(13)는 컨베이어(20)에 의해 설정된 위치로 이송된 고정자(1)를 감지하고, 그 감지 신호를 뒤에서 더욱 설명될 제어기(70)로 출력할 수 있다. 예를 들면, 상기 고정자 감지 센서(13)는 공지 기술의 적외선 센서를 포함할 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 실시 예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 컨베이어(20)에 설치되는 베이스부재(23)와, 그 베이스부재(23)에 설치되는 복수 개의 어태치 부재(21)들을 포함하고 있다.

상기 베이스부재(23)는 고정자(1)의 하단을 지지하는 것으로서, 컨베이어(20)의 상면에 고정자 이송 방향을 따라 설정된 간격을 두고 고정되게 설치된다. 그리고, 상기 어태치 부재(21)들은 베이스부재(23)에 지지된 고정자(1)를 고정하기 위한 것으로서, 그 베이스부재(23)에 방사 상으로 왕복 이동 가능하게 설치된다.

여기서, 상기 어태치 부재(21)들은 고무 소재의 어태치 블록으로 구비되며, 공지 기술의 작동 실린더(25)에 의하여 방사 상으로 전후진 이동 가능하게 설치된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 비전 센서(30)는 프레임(10)에 설치된다. 상기 비전 센서(30)는 컨베이어(20)를 통하여 설정된 위치로 이송된 고정자(1)의 터미널 단자(6)들을 비전 촬영하고, 그 비전 데이터를 뒤에서 더욱 설명될 제어기(70)로 출력할 수 있다.

이러한 비전 센서(30)는 카메라부와 조명부를 포함하는 공지 기술의 비전 시스템으로 이루어지므로, 본 명세서에서 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 장치에 적용되는 클램프 단자와 구동부를 개략적으로 도시한 도면이다.

앞서 개시한 도면들 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 복수 개의 클램프 단자(50)들은 고정자(1)의 터미널 단자(6)들과 전기적으로 연결될 수 있는 검사 단자 혹은 컨넥터 단자로 구비된다.

상기 클램프 단자(50)들은 프레임(10)에 상하, 전후 및 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치된다. 그리고, 상기 클램프 단자(50)들은 예를 들어, 전기적인 신호에 의해 작동하는 전동 식의 핑거 형태로 구비될 수 있다. 이러한 클램프 단자(50)들은 프레임(10)에 설치된 구동부(51)에 의하여 다축(상하, 전후 및 좌우) 방향으로 이동될 수 있다.

여기서, 상기 구동부(51)는 각 클램프 단자(50)에 상하, 전후 및 좌우 방향에 따른 전후진 작동력을 각각 인가하는 다수 개의 서보 모터(53)들을 포함하고 있다. 상기 서보 모터(53)는 회전 방향 및 회전 속도의 서보 제어가 가능한 공지 기술의 서보 모터로 구비된다.

그리고, 상기 구동부(51)는 서보 모터(53)들의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하기 위한 공지 기술의 리드 스크류 및 가이드 구조체(도면에 도시되지 않음)를 더 포함하고 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 제어기(70)는 검사 장치(100)의 전반적인 작동을 제어하는 컨트롤러로서, 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 제어 프로세서로 구현될 수 있다. 그리고 상기 제어기(70)는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 내용을 수행하기 위한 일련의 명령 등을 포함할 수 있다.

이러한 제어기(70)는 설정된 제어신호를 컨베이어 구동장치 및 상기한 바와 같은 구동부(51)에 인가하며, 컨베이어(20)와 구동부(51)의 구동을 제어할 수 있다.

즉, 상기 제어기(70)는 고정자(1)의 이송 위치에 따라 컨베이어(20)의 주행을 정지시키기 위한 구동 제어신호를 컨베이어 구동장치에 인가할 수 있다. 그리고, 상기 제어기(70)는 터미널 단자(6)들의 간격, 길이, 높이 및 위치에 따라 클램프 단자(50)들의 위치를 가변시키기 위한 구동 제어신호를 구동부(51)에 인가할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어기(70)는 바코드 스캐너(11)를 통해 취득한 고정자(1)의 제품 정보 즉, 터미널 단자(6)들의 위치 정보에 기인하여 클램프 단자(50)들을 기 설정된 위치(사전 티칭 위치)로 이동시키도록 구동부(51)에 제1 구동 제어신호를 인가할 수 있다.

더 나아가, 상기 제어기(70)는 위에서 언급한 바 있는 비전 센서(30)를 통해 취득한 비전 데이터를 분석하여 조립 산포 등에 따른 터미널 단자(6)들의 실제 위치 데이터를 산출할 수 있다. 그리고, 상기 제어기(70)는 위치 데이터에 맞는 위치로 클램프 단자(50)들을 이동시키도록 구동부(51)에 제2 구동 제어신호를 인가할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 검사부(90)는 제어기(70)에 의해서 클램프 단자(50)들을 통해 터미널 단자(6)들로 전원을 인가하며, 고정자(1)의 전기적인 회로를 검사하기 위한 것이다.

상기 검사부(90)는 고정자(1)의 검사 결과, 예를 들면 터미널 단자(6)들을 통한 고정자(1)의 각 상 별 전류 값을 도출하거나 고정자(1)의 불량 여부 등을 판정할 수 있고, 이와 같은 검사 결과를 저장하고 그 검사 결과를 메인 컨트롤 유닛(99)(예를 들면, 메인 컨트롤 PC)으로 전송할 수 있다.

도면에서 미 설명된 도면 참조 부호 55는 고정자(1)의 고정자 코어(3)에 접지되는 공지 기술의 접지 단자를 나타낸다. 상기 접지 단자(55)는 위에서 언급한 바 있는 구동부(51)에 의해 프레임(10)에 다축 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치(100)의 작동 및 그 검사 장치(100)를 이용한 고정자의 검사 방법을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 방법을 도시한 플로우 차트이다.

앞서 개시한 도면들 및 도 5를 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 고정자 조립 공정에서 조립된 고정자(1)를 프레임(10)의 컨베이어(20) 상에 로딩하며, 그 고정자(1)를 컨베이어(20)를 통해 설정된 이송 경로를 따라 이송한다(S11 단계).

이 과정에서는 컨베이어(20) 상의 베이스부재(23)에 고정자(1)를 안착시키고, 어태치 부재(21)들을 작동 실린더(25)에 의하여 방사 상으로 전진 이동시키며, 그 어태치 부재(21)들을 통해 고정자(1)의 하부를 베이스부재(23)에 고정시킨다.

그리고, 상기한 과정에서는 컨베이어(20)의 고정자 진입 측에서 고정자(1)에 부착된 바코드(8)를 바코드 스캐너(11)로서 스캔하며, 그 고정자(1)의 제품 정보를 제어기(70)로 출력한다(S12 단계).

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 상기 컨베이어(20)를 통한 고정자의 이송 경로 상에서 고정자(1)를 설정된 위치에 정 위치시킨다(S13 단계).

상기한 과정에서는 컨베이어(20)에 의해 이송되는 고정자(1)를 고정자 감지 센서(13)를 통해 감지하고 그 감지 신호를 제어기(70)로 출력한다. 그러면, 본 발명의 실시 예에서는 상기 감지 신호에 따라 제어기(70)에 의하여 컨베이어 구동장치에 제어신호를 인가하여 컨베이어(20)를 정지시키며, 고정자(1)를 설정된 위치에 정 위치시킬 수 있다.

이와 같은 상태에서, 제어기(70)는 바코드 스캐너(11)를 통해 취득한 고정자(1)의 제품 정보 즉, 터미널 단자(6)들의 위치 정보에 상응하는 제1 구동신호를 구동부(51)에 인가한다(S14 단계).

이에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 상기 터미널 단자(6)들의 위치 정보에 기인하여, 서보 모터(53)의 구동에 의해 클램프 단자(50)들 및 접지 단자(55)를 상하, 전후 및 전후 방향을 따라 기 설정된 위치(사전 티칭 위치)로 이동시킨다(S15 단계).

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 비전 센서(30)를 통하여 고정자(1)의 터미널 단자(6)들을 비전 촬영하고 그 비전 데이터를 제어기(70)로 출력한다(S16 단계).

그러면, 본 발명의 실시 예에서 상기 제어기(70)는 비전 센서(30)로부터 취득한 비전 데이터와 기준 데이터를 비교 분석하여, 그 비전 데이터가 기준 데이터를 만족하는 것으로 판단되면(S17 단계), 클램프 단자(50)들에 설정된 제어신호를 인가한다.

이에, 상기 클램프 단자(50)들은 터미널 단자(6)들과 접속되면서 그 터미널 단자(6)들을 클램핑 한다(S18 단계). 여기서, 상기 기준 데이터라 함은 고정자(1)의 제품 정보에 기인한 터미널 단자(6)들의 설정된 위치 정보를 의미한다.

한편, 상기 S17 단계에서 비전 데이터가 기준 데이터를 만족하지 않는 것으로 판단되면, 제어기(70)는 비전 데이터와 기준 데이터를 비교 분석하여 조립 산포 등에 따른 터미널 단자(6)들의 실제 위치 데이터를 산출한다(S19 단계).

그리고, 상기 제어기(70)는 실제 위치 데이터에 상응하는 제2 구동 제어신호를 구동부(51)에 인가한다(S20 단계). 이에 따라 본 발명의 실시 예에서는 서보 모터(53)의 구동에 의해 클램프 단자(50)들을 상하, 전후 및 전후 방향을 따라 실제 위치 데이터에 상응하는 위치로 이동시킨다(S21 단계). 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 S18 단계에서와 같이, 클램프 단자(50)들과 터미널 단자(6)들의 접속 및 클램핑이 이루어진다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 제어기(70)에 의하여 전원을 클램프 단자(50)들을 통해 터미널 단자(6)들로 인가하며, 검사부(90)를 통하여 고정자의 전기적인 회로를 검사한다(S22 단계).

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 터미널 단자(6)들을 통한 고정자(1)의 각 상 별 전류 값, 고정자(1)의 불량 여부 등과 같은 검사 결과를 검사부(90)에 저장함과 동시에, 그 검사 결과를 메인 컨트롤 유닛(99)으로 전송한다(S23 단계).

따라서, 지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 장치(100) 및 방법에 의하면, 고정자(1)의 검사 공정에서 고정자(1)의 터미널 단자(6)들에 전원을 인가하기 위한 검사 단자(컨넥터)로서의 클램프 단자(50)들을 터미널 단자(6)들에 자동으로 연결하며, 고정자(1)의 전기적인 성능을 검사할 수 있다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 터미널 단자(6)들의 위치에 따라 클램프 단자(50)들의 위치를 조절하며, 터미널 단자(6)들에 클램프 단자(50)들을 자동으로 연결할 수 있으므로, 터미널 단자(6)들의 조립 산포(위치 편차)가 발생하더라도 고정자(1)의 전기적인 검사 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 고정자(1)의 전기적인 회로를 검사하는데 따른 검사 작업 시간을 획기적으로 단축할 수 있고, 검사 공수를 절감하는 등 검사 작업성을 향상시킬 수 있으며, 검사 작업 안정성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 터미널 단자(6)들의 손상을 최소화할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당 업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1: 고정자 2: 코일 인출부
3: 고정자 코어 4: 버스 바
6: 터미널 단자 7: 고정자 코일
8: 바코드 10: 프레임
11: 바코드 스캐너 13: 고정자 감지 센서
20: 컨베이어 21: 어태치 부재
23: 베이스부재 25: 작동 실린더
30: 비전 센서 50: 클램프 단자
51: 구동부 53: 서보 모터
55: 접지 단자 70: 제어기
90: 검사부 99: 메인 컨트롤 유닛
100: 검사 장치

Claims

헤어핀 타입의 고정자 코일들이 권선된 고정자의 성능을 검사하기 위한 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치로서,
프레임 상에 구비되며, 복수 개의 터미널 단자들을 지닌 상기 고정자를 설정된 경로를 따라 이송시키는 컨베이어;
구동부에 의하여 상기 프레임에 상하, 전후 및 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 터미널 단자들을 클램핑 하는 복수 개의 클램프 단자들;
상기 터미널 단자들의 위치에 따라 상기 클램프 단자들의 위치를 가변시키기 위한 구동 제어신호를 상기 구동부에 인가하는 제어기; 및
상기 클램프 단자들을 통해 상기 터미널 단자들로 전원을 인가하며, 상기 고정자의 전기적인 회로를 검사하는 검사부;
를 포함하는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치.
제1 항에 있어서,
상기 프레임에 설치되며, 상기 터미널 단자들을 비전 촬영하고, 비전 데이터를 상기 제어기로 출력하는 비전 센서
를 더 포함하는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치.
제1 항에 있어서,
상기 클램프 단자들은,
상기 고정자에서 4상(U, V, W, N)의 코일 인출부들에 구비된 상기 터미널 단자들을 클램핑 하는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치.
제1 항에 있어서,
상기 구동부에 의해 상기 프레임에 이동 가능하게 설치되며, 상기 고정자의 고정자 코어에 접지되는 접지 단자
를 더 포함하는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 터미널 단자들에 대응하여 상기 클램프 단자들을 기 설정된 위치로 이동시키도록 상기 구동부에 제1 구동 제어신호를 인가하는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치.
제5 항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 비전 센서로부터 취득한 비전 데이터를 분석하여 상기 터미널 단자들의 위치 데이터를 산출하고,
상기 위치 데이터에 따라 상기 구동부에 제2 구동 제어신호를 인가하는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치.
제1 항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 각 클램프 단자에 상하, 전후 및 좌우 방향에 따른 전후진 작동력을 각각 인가하는 다수 개의 서보 모터들
을 포함하는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치.
제1 항에 있어서,
상기 프레임에는,
상기 고정자에 부착된 바코드를 인식하는 바코드 스캐너가 설치되는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치.
제1 항에 있어서,
상기 프레임에는,
상기 컨베이어에 의해 설정된 위치로 이송된 상기 고정자를 감지하고, 감지 신호를 상기 제어기로 출력하는 고정자 감지 센서가 설치되는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치.
제1 항에 있어서,
상기 컨베이어 상에는 상기 고정자를 고정시키기 위한 어태치 부재들이 설치되는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치.
제10 항에 있어서,
상기 컨베이어에는 상기 고정자의 하단을 지지하는 베이스부재가 설치되며,
상기 어태치 부재들은 상기 베이스부재에 작동 실린더를 통하여 전후진 이동 가능하게 설치되는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 장치.
헤어핀 타입의 고정자 코일들이 권선된 고정자의 성능을 검사하는 헤어핀 권선 타입 고정자 검사 방법으로서,
(a) 상기 고정자를 컨베이어를 통하여 설정된 위치에 정 위치시키는 과정;
(b) 상기 제어기에 의해 구동부에 제1 구동 제어신호를 인가하며, 상기 터미널 단자들에 대응하는 기 설정된 위치로 클램프 단자들을 이동시키는 과정;
(c) 상기 고정자의 터미널 단자들을 비전 촬영하고, 비전 데이터를 제어기로 출력하는 과정; 및
(d) 상기 제어기에서 상기 비전 데이터를 분석하여 상기 클램프 단자들의 위치 데이터를 산출하고, 상기 위치 데이터에 상응하는 제2 구동 제어신호를 상기 구동부에 인가하며, 상기 클램프 단자들을 위치 데이터에 맞게 이동시키는 과정;
을 포함하는 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 방법.
제12 항에 있어서,
상기 클램프 단자들을 통해 상기 터미널 단자들을 클램핑 하고,
상기 클램프 단자들을 통해 상기 터미널 단자들로 전원을 인가하며,
검사부를 통해 상기 고정자의 전기적인 회로를 검사하는 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 방법.
제13 항에 있어서,
상기 검사부에 저장된 검사 결과를 메인 컨트롤 유닛으로 전송하는 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 방법.
제12 항에 있어서,
상기 (a) 과정에서는,
상기 고정자에 부착된 바코드를 바코드 스캐너로 스캔하며, 상기 고정자의 제품 정보를 상기 제어기로 출력하는 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 방법.
제12 항에 있어서,
상기 (a) 과정에서는,
상기 컨베이어에 의해 이송되는 상기 고정자를 고정자 감지 센서를 통해 감지하고, 감지 신호를 상기 제어기로 출력하며,
상기 감지 신호에 따라 상기 제어기에 의하여 상기 컨베이어의 구동을 정지시키는 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 방법.
제12 항에 있어서,
상기 (a) 과정에서는,
상기 컨베이어 상의 베이스부재에 상기 고정자를 안착시킨 상태에서, 어태치 부재들을 통하여 상기 고정자를 고정시키는 헤어핀 권선 타입 고정자의 검사 방법.