WO2022225201A1 - 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치 및 방법 - Google Patents

변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치 및 방법 Download PDF

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WO2022225201A1
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WO
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silicon steel
lifter
transformer
upper yoke
electric rotary
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PCT/KR2022/003993
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박정우
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엘에스일렉트릭(주)
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    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for supplying an upper yoke laminated core of a transformer that enable automatic and easy transfer of silicon steel sheets using a mechanical device when laminating an upper yoke in the manufacture of a transformer.
  • the core that forms the magnetic flux of the transformer is manufactured by laminating thousands to tens of thousands of silicon steel sheets with a thickness of about 0.3 mm in the form of a structure.
  • the iron-resistant core consists of a lower yoke, a leg, and an upper yoke.
  • the lower yoke and the legs are stacked in a horizontal state, and after standing up vertically, a coil is inserted into the leg, the lead wire is connected, and the upper yoke is stacked to stack the upper yoke. is completing
  • the operation of laminating the upper yoke is difficult to automate by power, so it is dependent on manual labor worldwide.
  • the operation of conveying the silicon steel plate requires 2-3 workers, and the operation of inserting the silicon steel plate into the core requires 2-4 people.
  • the upper yoke lamination process is performed by manpower, and can be divided into a unit process of individually transferring a silicon steel sheet, which is an upper yoke material, and a unit process of inserting a silicon steel sheet into a core.
  • FIG. 1 is a view showing a unit process of transferring a silicon steel sheet in a general transformer manufacturing process.
  • the silicon steel plate 20 placed on the cradle 10 is delivered one by one, and two or three workers on the top of the steel structure take the same posture hundreds to thousands of times to deliver the silicon steel plate. repeats the action.
  • muscle pain occurs in the shoulder and arm of the operator due to long-term repetitive work, and there is a risk of musculoskeletal diseases such as back disc pain by maintaining the same posture for a long time.
  • An object of the present invention for solving the above-described problems is to automate the transfer of silicon steel sheets during the stacking operation of the upper yoke in the transformer manufacturing process with a mechanical device using power, which eliminates the need for workers, thereby lowering the production cost and , It is to provide an apparatus and method for supplying an upper yoke stacked core of a transformer, which can fundamentally prevent worker musculoskeletal disorders and safety accidents.
  • the upper yoke multilayer core supply apparatus of the transformer for achieving the above object, a cradle on which one or more silicon steel plates are placed on one side; a support frame for supporting the one or more silicon steel plates laminated within the rim; one or more lifters for lifting the one or more silicon steel plates; a movement guide for moving the lifter left and right; and an electric rotary plate installed on the other upper portion of the cradle and configured to descend the one silicon steel plate spaced apart from the lifter.
  • the movement guide may be installed on the cradle.
  • the lifter may lift the single silicon steel sheet in a vacuum adsorption method.
  • the electric rotary plate may include a tilting pad for placing one silicon steel plate spaced apart from the lifter.
  • the electric rotary plate may tilt the tilting pad in a tilting operation so that the single silicon steel sheet placed on the tilting pad in an oblique state goes down.
  • the movement guide converts the rotational motion by the linear motor into a linear motion, and can move the lifter left and right.
  • the lifter may lift the single silicon steel sheet in an air adsorption method.
  • the lifter may lift the single silicon steel sheet in a magnetic manner.
  • the lifter may lift the single silicon steel plate using a robot arm.
  • the lifter may move the single silicon steel sheet using a two-axis orthogonal robot.
  • one or more silicon steel plates are located on one side of the cradle, the electric rotating plate is located on the other side of the cradle, and the fixing device is connected
  • the lifter stops the air supply, and the one silicon steel sheet adsorbed by air falls from the air adsorption pad and puts down on the electric rotary plate.
  • the operator is unnecessary, thereby lowering the production cost, and fundamentally preventing worker musculoskeletal disorders and safety accidents there is an effect
  • FIG. 1 is a view showing a unit process of transferring a silicon steel sheet in a general transformer manufacturing process.
  • FIG. 2 is a structural diagram schematically showing the overall structure of the upper yoke stacked core supply device of the transformer according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a structural diagram viewed from the side of the upper yoke stacked core supply device of the transformer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing an example of lifting one silicon steel sheet through a lifter in the upper yoke multilayer core supply device of the transformer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing the installation position of the electric rotary plate in the upper yoke stacked core supply device of the transformer according to an embodiment of the present invention.
  • 6 and 7 are process flow charts showing a process of supplying the upper yoke stacked core of the transformer according to an embodiment of the present invention.
  • an arbitrary component is disposed on the "upper (or lower)" of a component or “top (or below)” of a component means that any component is disposed in contact with the upper surface (or lower surface) of the component. Furthermore, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
  • each component when it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components are “interposed” between each component. It is to be understood that “or, each component may be “connected”, “coupled” or “connected” through another component.
  • a transformer changes a voltage applied to an AC circuit to a higher or lower voltage than that.
  • Most of the transformer has a structure in which a primary winding connected to a power source and a secondary winding connected to a load are wound around an iron core.
  • the transformer is provided in various types according to capacity or voltage, but in most cases is configured including a winding and an iron core.
  • Figure 2 is a structural diagram schematically showing the overall structure of the upper yoke stacked core supply device of the transformer according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a side view of the upper yoke stacked core supply device of the transformer according to an embodiment of the present invention This is the structural diagram.
  • the upper yoke stacked core supply apparatus 100 of the transformer is a cradle 10, a fixing unit 110, a lifter (Lifter; 120), a movement guide ( 130 ), a support frame 140 , and an electric rotary plate 150 .
  • One or more silicon steel plates 20 are placed on one side of the cradle 10 .
  • the fixing device 110 fixes and fixes one silicon steel plate among a plurality of silicon steel plates placed on the cradle 10 .
  • the method of fixing the silicon steel plate of the fixing device 110 may be fixed by an adsorption method, fixed by a magnet method, or fixed using a robot arm.
  • the fixing unit 110 may also be referred to as a 'core adsorber' or a 'core fixing unit'.
  • the lifter 120 works in conjunction with the fixing device 110 to lift one of the one or more silicon steel plates 20 . At least one lifter 120 is installed, and in FIG. 2 , for example, two lifters may be installed.
  • the movement guide 130 functions to move the lifter 120 left and right.
  • the movement guide 130 may be installed on the cradle 110 in the form of an overpass.
  • the movement guide 130 may be implemented as a two-axis orthogonal robot including, for example, a submotor (SubMotor) and a linear motor (LM) guide.
  • SubMotor submotor
  • LM linear motor
  • the support frame 140 supports one or more silicon steel plates laminated within the frame.
  • the support frame 140 has a rectangular parallelepiped shape, has a hollow shape from the upper surface to the inside, and one or more silicon steel plates are sequentially stacked within the rim of the upper surface.
  • the support frame 140 of FIG. 2 shows only the skeleton provided in the support frame of the rectangular parallelepiped shape.
  • the electric rotary plate 150 is installed on the other side of the upper portion of the cradle 110 , and a single silicon steel plate spaced apart from the lifter 120 goes down.
  • the electric rotary plate 150 may include a tilting pad for placing one silicon steel plate spaced apart from the lifter 120 .
  • the electric rotary plate 150 tilts the tilting pad in a tilting operation, for example, 80? Tilt at an angle, 80? A single silicon steel plate placed on a tilting pad in an oblique state inclined at an angle is made to go down.
  • the electric rotating plate 150 may be referred to as a 'core rotating part'.
  • the electric rotary plate 150 may include a motor and a reducer for rotating the tilting pad.
  • the movement guide 130 may convert the rotational motion by the linear motor into a linear motion to move the lifter 120 left and right. That is, the movement guide 130 moves the lifter 120 that has been lifted by adsorbing the silicon steel plate through the fixing device 110 to the place where the electric rotary plate 150 is located.
  • the control unit includes a program unit in which each operation of the fixing unit 110 , the lifter 120 , the movement guide 130 , and the electric rotary plate 150 is programmed, and the fixing unit 110 according to each operation program of the program unit. ), the lifter 120 , the movement guide 130 and the electric rotary plate 150 control each operation.
  • each operation of the fixing device 110 , the lifter 120 , the movement guide 130 , and the electric rotary plate 150 is performed by the user. It may further include an input unit for controlling by input. Therefore, when the control operation command of the fixing device 110, the control operation command of the lifter 120, the control operation command of the movement guide 130, and the control operation command of the electric rotary plate 150 are input through the input unit, the control unit is based on this Thus, each operation of the fixing device 110 , the lifter 120 , the movement guide 130 , and the electric rotary plate 150 can be controlled.
  • Figure 4 is a view showing an example of lifting one silicon steel sheet through a lifter in the upper yoke stacked core supply device of the transformer according to the embodiment of the present invention
  • Figure 5 is the upper yoke stacking of the transformer according to the embodiment of the present invention It is a view showing the installation position of the electric rotary plate in the core supply device.
  • the support frame 140 is positioned on the cradle 10, and the support frame 140 is inside One silicon steel plate 20 is located on the
  • the support frame 140 of FIG. 4 shows the overall external shape.
  • the lifter 120 may lift one silicon steel plate 20 located inside the support frame 140 by vacuum adsorption.
  • the lifter 120 adsorbs and fixes the fixing unit 110 in a vacuum adsorption method in a state in contact with the upper surface of one silicon steel sheet 20, and lifts the rail of the movement guide 130 after lifting. Accordingly, it moves to the place where the electric rotary plate 150 is located.
  • the lifter 120 may lift one silicon steel sheet by an air adsorption method.
  • the lifter 120 may lift one silicon steel plate in a magnet method.
  • the lifter 120 may lift one silicon steel plate using a robot arm.
  • the lifter 120 may lift a single silicon steel plate using a two-axis orthogonal robot.
  • a rubber suction pad is attached to a surface in contact with one silicon steel plate 20 . Accordingly, when one silicon steel sheet 20 is vacuum-adsorbed to the fixing device 110 , the suction shock can be alleviated through the rubber-made suction pad.
  • the electric rotary plate 150 is installed on the other side from the top of the cradle (10).
  • a support frame 140 for laminating one or more silicon steel plates 20 is positioned on one side of the cradle 10, and the other side of the cradle 110 is an electric rotary plate 150 for laying down one silicon steel plate 20 downward. ) is located.
  • the electric rotary plate 150 is positioned at the corner or edge portion of the cradle 10 and rotates the tilting pad with one silicon steel plate 20 placed on the tilting pad, and is positioned on the tilting pad in a tilted state.
  • the silicon steel plate 20 placed on the is to go down.
  • 6 and 7 are process flow charts showing a process of supplying the upper yoke stacked core of the transformer according to an embodiment of the present invention.
  • one or more silicon steel plates 20 are located on one side of the cradle 10, the cradle 10
  • the electric rotary plate 150 is located on the other side of the, and the lifter 120 is spaced upwardly from one or more silicon steel plates 20 (S111).
  • the lifter 120 is connected to the movement guide 130 , and the fixing unit 110 is connected to a portion facing the one or more silicon steel plates 20 .
  • the lifter 120 is lowered toward the one or more silicon steel plates 20 so that the fixing device 110 is in contact with one silicon steel plate 20 on the uppermost surface of the one or more silicon steel plates 20 (S112). ).
  • the two-axis orthogonal robot descends to approach the core.
  • the lifter 120 lifts one silicon steel sheet 20 upward in a fixed state by vacuum adsorption through the fixing device 110 (S113).
  • one silicon steel plate 20 adsorbed and fixed by the fixing device 110 is lifted upward along the lifter 120 .
  • an air adsorption pad removes one silicon steel plate.
  • the movement guide 130 moves the lifter 120 to the place where the electric rotary plate 150 is (S114).
  • the two-axis orthogonal robot moves to the core rotating plate 150 after ascending and advancing.
  • the lifter 120 descends from the movement guide 130 to place one silicon steel plate 20 on the electric rotary plate 150 (S115).
  • the lifter 120 stops the supply of air to the fixing unit 110 , so that the air-adsorbed silicon steel sheet is placed on the core rotating plate 150 away from the air adsorption pad.
  • one silicon steel plate 20 is lifted and moved to the electric rotary plate 150 side, but the present invention is not limited thereto, and two or more silicon steel plates 20 may be lifted and moved.
  • steps S112 to S115 are repeated as much as the number of silicon steel sheets.
  • the lifter 120 rises toward the movement guide 130 in a state where one silicon steel plate 20 is placed on the tilting pad of the electric rotary plate 150 (S116).
  • the movement guide 130 moves the lifter 120 toward the silicon steel sheet 20 in which one or more are stacked for the next movement of the silicon steel sheet (S117).
  • the lifter 120 moves to a place where one or more silicon steel plates 20 are stacked in order to move the next silicon steel plate, and is positioned in the upper direction of the one or more silicon steel plates 20 ( S118 ).
  • the electric rotary plate 150 is tilted by rotating the tilting pad so that one silicon steel plate 20 placed on the tilting pad goes down (S119).
  • the core rotating plate 150 rotates 80 degrees (?), moves forward, and descends to move the silicon steel plate to an appropriate height for the operator, while the 2-axis orthogonal robot performs steps S112 to S115.
  • one silicon steel plate 150 on the tilting pad of the electric rotary plate 150 goes down as the tilting pad is inclined (S120).
  • the operator below waits before the electric rotary plate 150 rotates, receives one silicon steel plate 20 that comes down as the tilting pad rotates and tilts, and puts it down safely. That is, the operator removes the silicon steel plate from the core rotating plate and assembles it to the transformer body.
  • the silicon steel plate transmission is automated with a mechanical device using power, which is the conventional manpower, so that the operator is unnecessary, thereby lowering the production cost, and the worker's musculoskeletal disease And it is possible to realize the upper yoke stacked core supply device of the transformer, which can fundamentally prevent safety accidents.
  • the present invention can be applied to the manufacture of a transformer that supplies a core by stacking an upper yoke.

Abstract

본 발명은 변압기 제조 공정에서 상부 요크 적층 작업 시 규소 강판 전달을 기존 인력으로 하던 것을 동력을 이용한 기계 장치로 자동화하여 작업자 없이 자동으로 규소 강판을 전달할 수 있도록 하는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치는, 일측에 하나 이상의 규소 강판이 놓여지는 거치대; 테두리 내에 적층되는 상기 하나 이상의 규소 강판을 지지하는 지지 프레임; 상기 하나 이상의 규소 강판 중 하나의 규소 강판을 들어올리는 하나 이상의 리프터(Lifter); 상기 리프터를 좌우로 이동시키는 이동 가이드; 및 상기 거치대의 타측 상부에 설치되고, 상기 리프터로부터 이격되는 상기 하나의 규소 강판이 아래로 내려가도록 하는 전동 회전판을 포함할 수 있다.

Description

변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치 및 방법
본 발명은 변압기의 제조 시에 상부 요크를 적층할 때 기계 장치를 이용하여 규소 강판을 자동으로 용이하게 전달할 수 있도록 하는 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.
변압기의 자속을 형성하는 코어는 0.3mm 내외의 규소 강판을 구조물 형태로 수 천에서 수 만장을 적층하여 제작하고 있다.
내철형 코어는 하부 요크, 레그, 상부 요크로 구성되어 있으며, 수평 상태에서 하부 요크 및 레그를 적층하고, 수직으로 기립한 후 레그에 코일을 삽입하고 리드선을 결선한 후 상부 요크를 적층하여 변압기 본체를 완성하고 있다.
상부 요크 적층 작업은 동력에 의한 자동화가 어려워 전 세계적으로 수작업에 의존하고 있다. 규소 강판을 전달하는 작업은 작업자 2 ~ 3 명이 필요하고 규소 강판을 코어에 삽입하는 작업은 2 ~ 4 명이 필요하다.
상부 요크 적층 공정은 인력에 의해 작업하고 있으며, 상부 요크 재료인 규소 강판을 낱개로 전달하는 단위 공정과, 규소 강판을 코어에 삽입하는 단위 공정으로 구분할 수 있다.
도 1은 일반적인 변압기 제조 공정에서 규소 강판을 전달하는 단위 공정을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 거치대(10) 위에 놓여 있는 규소 강판(20)을 하나씩 전달하는데, 철재 구조물 상부에서 2 ~ 3 명의 작업자가 규소 강판을 전달하기 위해 동일한 자세로 수 백에서 수 천 번 반복 동작을 하게 된다.
이에, 장기적인 반복 작업에 의한 작업자의 어깨 및 팔 등에 근육통이 발생하고, 동일한 자세를 장시간 유지하여 허리 디스크 통증 등의 근골격 질환 발생의 우려가 있다.
또한, 상부 요크 규소 강판 전달 작업을 위해 높이 2m 이상의 철재 구조물 상부에 2 ~ 3 명의 작업자가 올라가서 고소 작업을 하고 있어 추락 등의 안전 사고 우려가 있다.
그리고, 인력에 의한 작업으로 인건비가 소요되는 단점이 있다.
따라서 상부 요크 적층 작업의 단위 공정인 상부 요크 규소 강판을 낱개로 전달하는 작업을 기계적 장치에 의해 자동으로 전달하는 기술이 요구되고 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 변압기 제조 공정에서 상부 요크 적층 작업 시 규소 강판 전달을 기존 인력으로 하던 것을 동력을 이용한 기계 장치로 자동화하여 작업자가 불필요하고, 그에 따라 생산 단가를 낮추고, 작업자 근골격계 질환 및 안전 사고를 근원적으로 방지할 수 있도록 하는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치는, 일측에 하나 이상의 규소 강판이 놓여지는 거치대; 테두리 내에 적층되는 상기 하나 이상의 규소 강판을 지지하는 지지 프레임; 상기 하나 이상의 규소 강판을 들어올리는 하나 이상의 리프터; 상기 리프터를 좌우로 이동시키는 이동 가이드; 및 상기 거치대의 타측 상부에 설치되고, 상기 리프터로부터 이격되는 상기 하나의 규소 강판이 아래로 내려가도록 하는 전동 회전판을 포함할 수 있다.
상기 이동 가이드는, 상기 거치대 위에 설치될 수 있다.
상기 리프터는, 상기 하나의 규소 강판을 진공 흡착 방식으로 들어올릴 수 있다.
상기 전동 회전판은, 상기 리프터로부터 이격되는 하나의 규소 강판이 놓여지기 위한 틸팅 패드를 구비할 수 있다.
상기 전동 회전판은, 상기 틸팅 패드를 틸팅(tilting) 동작으로 기울여서, 비스듬한 상태의 상기 틸팅 패드에 놓여진 상기 하나의 규소 강판이 아래로 내려가도록 할 수 있다.
*상기 이동 가이드는, 리니어 모터에 의한 회전 운동을 직선 운동으로 전환하여, 상기 리프터를 좌우로 이동시킬 수 있다.
상기 리프터는, 상기 하나의 규소 강판을 에어 흡착 방식으로 들어올릴 수 있다.
상기 리프터는, 상기 하나의 규소 강판을 마그네트 방식으로 들어올릴 수 있다.
상기 리프터는, 상기 하나의 규소 강판을 로봇암(Robot Arm)을 이용하여 들어올릴 수 있다.
상기 리프터는, 상기 하나의 규소 강판을 2축 직교 로봇을 이용하여 이동시킬 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 방법은, 거치대의 일측에 하나 이상의 규소 강판이 위치하고, 거치대의 타측에 전동 회전판이 위치하며, 고착기가 연결된 리프터가 하나 이상의 규소 강판으로부터 상부 방향으로 이격되어 있는 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 방법으로서, (a) 상기 리프터가 상기 하나 이상의 규소 강판 쪽으로 하강하여, 상기 고착기가 상기 하나 이상의 규소 강판 중 제일 상층면에 있는 하나의 규소 강판에 접촉되는 단계; (b) 상기 리프터가 상기 하나의 규소 강판을 상기 고착기를 통해 고정한 상태에서 상부 방향으로 들어올리는 단계; (c) 이동 가이드가 상기 리프터를 상기 전동 회전판이 있는 곳으로 이동시키는 단계; (d) 상기 리프터가 상기 이동 가이드로부터 하강하여 상기 하나의 규소 강판을 상기 전동 회전판 위에 내려놓는 단계; (e) 상기 리프터가 상기 이동 가이드 측으로 상승하는 단계; (f) 상기 이동 가이드가 상기 리프터를 이동시켜 상기 하나 이상의 규소 강판 위에 위치시키는 단계; 및 (g) 상기 전동 회전판이 상기 하나의 규소 강판이 놓여진 틸팅 패드를 일정 각도로 회전시키는 단계를 포함할 있다.
상기 (d) 단계에서 상기 리프터는, 에어(Air) 공급을 중단하여, 에어 흡착된 상기 하나의 규소 강판이 에어 흡착 패드에서 떨어져 상기 전동 회전판 위에 내려놓는다.
본 발명에 의하면, 변압기 제조 공정에서 상부 요크 적층 작업 시 규소 강판 전달을 기계 장치로 자동화하여 전달함으로써, 작업자가 불필요하고, 그에 따라 생산 단가를 낮추고, 작업자 근골격계 질환 및 안전 사고를 근원적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 일반적인 변압기 제조 공정에서 규소 강판을 전달하는 단위 공정을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치의 전체적인 구조를 개략적으로 나타낸 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치를 측면에서 바라 본 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치에서 리프터를 통해 하나의 규소 강판을 들어올리는 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치에서 전동 회전판의 설치 위치를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 과정을 나타낸 공정 흐름도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
일반적으로, 변압기는 교류 회로에 가하여지는 전압을 그보다 높거나 낮은 전압으로 변화시키는데, 대부분 전원에 연결하는 1차 권선과 부하에 연결하는 2차 권선이 철심(core)에 감겨지는 구조로 이루어져 있다. 이와 같이, 변압기는 용량이나 전압에 따라 다양한 종류로 제공되나, 대부분의 경우 권선과 철심을 포함하여 구성된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치의 전체적인 구조를 개략적으로 나타낸 구조도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치를 측면에서 바라 본 구조도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치(100)는, 거치대(10), 고착기(110), 리프터(Lifter; 120), 이동 가이드(130), 지지 프레임(140) 및 전동 회전판(150)을 포함할 수 있다.
거치대(10)는 일측에 하나 이상의 규소 강판(20)이 놓여진다.
고착기(110)는 거치대(10) 위에 놓여진 다수의 규소 강판 중에서 하나의 규소 강판을 고착 고정한다. 여기서, 고착기(110)의 규소 강판을 고착하는 방식은 흡착 방식으로 고정하거나, 마그네트 방식으로 고정하거나, 로봇암을 이용하여 고정할 수 있다. 고착기(110)는 '코어 흡착기' 또는 '코어 고착기'로도 칭할 수 있다.
리프터(120)는 고착기(110)와 연동하여, 하나 이상의 규소 강판(20) 중 하나의 규소 강판을 들어올리는 역할을 담당한다. 리프터(120)는 적어도 하나 이상으로 설치되고, 도 2에서는 예를 들어, 2 대가 설치된 것으로 구성할 수 있다.
이동 가이드(130)는 리프터(120)를 좌우로 이동시키는 기능을 한다. 이동 가이드(130)는 거치대(110) 위에 육교 형태로 설치될 수 있다. 이동 가이드(130)는 예를 들면, 서브모터(SubMotor) 및 LM(Linear Motor) 가이드를 포함하는 2축 직교 로봇으로 구현할 수 있다.
지지 프레임(140)은 테두리 내에 적층되는 하나 이상의 규소 강판을 지지한다. 여기서, 지지 프레임(140)은 직육면체 형태를 가지고, 상부면에서 내부로 속이 비어 있는 형상을 가지며, 상부면의 테두리 내로 하나 이상의 규소 강판이 차례로 적층된다. 여기서, 도 2의 지지 프레임(140)은 직육면체 형태의 지지 프레임의 내부에 구비된 뼈대만 나타낸 것이다.
전동 회전판(150)은 거치대(110)의 타측 상부에 설치되고, 리프터(120)로부터 이격되는 하나의 규소 강판이 아래로 내려가도록 한다. 전동 회전판(150)은 리프터(120)로부터 이격되는 하나의 규소 강판이 놓여지기 위한 틸팅 패드를 구비할 수 있다.
전동 회전판(150)은 틸팅 패드를 틸팅(tilting) 동작으로 예컨대, 80? 각도로 기울여서, 80? 각도로 기울어진 비스듬한 상태의 틸팅 패드에 놓여진 하나의 규소 강판이 아래로 내려가도록 하게 된다. 여기서, 전동 회전판(150)은 '코어 회전부'라 칭할 수 있다.
전동 회전판(150)은 틸팅 패드를 회전시키기 위한 모터 및 감속기를 포함할 수 있다.
이동 가이드(130)는 리니어 모터에 의한 회전 운동을 직선 운동으로 전환하여, 리프터(120)를 좌우로 이동시킬 수 있다. 즉, 이동 가이드(130)는 고착기(110)를 통해 규소 강판을 흡착하여 들어올린 리프터(120)를 전동 회전판(150)이 위치한 곳으로 이동시키는 것이다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치(100)는, 고착기(110), 리프터(120), 이동 가이드(130) 및 전동 회전판(150)의 각 동작을 각각 제어하기 위한 제어부(Controller)를 포함할 수 있다. 이때, 제어부는 고착기(110), 리프터(120), 이동 가이드(130) 및 전동 회전판(150)의 각 동작이 프로그래밍되어 있는 프로그램부를 포함하고, 이 프로그램부의 각 동작 프로그램에 따라 고착기(110), 리프터(120), 이동 가이드(130) 및 전동 회전판(150)의 각 동작을 제어한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치(100)는, 고착기(110), 리프터(120), 이동 가이드(130) 및 전동 회전판(150)의 각 동작을 사용자의 입력에 의해 제어하기 위한 입력부를 더 포함할 수 있다. 따라서 제어부는 입력부를 통해 고착기(110)의 제어 동작 명령, 리프터(120)의 제어 동작 명령, 이동 가이드(130)의 제어 동작 명령 및 전동 회전판(150)의 제어 동작 명령이 입력되면, 이에 근거하여 고착기(110), 리프터(120), 이동 가이드(130) 및 전동 회전판(150)의 각 동작을 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치에서 리프터를 통해 하나의 규소 강판을 들어올리는 예를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치에서 전동 회전판의 설치 위치를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치(100)는, 거치대(10) 위에 지지 프레임(140)이 위치하고, 그 지지 프레임(140)의 내부에 하나의 규소 강판(20)이 위치해 있다. 여기서, 도 4의 지지 프레임(140)은 전체 외관 형상을 나타낸 것이다.
리프터(120)는 지지 프레임(140)의 내부에 위치해 있는 하나의 규소 강판(20)을 진공 흡착 방식으로 들어올릴 수 있다.
즉, 리프터(120)는 고착기(110)를 하나의 규소 강판(20)의 상면에 접촉한 상태에서 진공 흡착 방식으로 흡착하여 고정하고, 들어올린(lifting) 후 이동 가이드(130)의 레일을 따라 전동 회전판(150)이 있는 곳까지 이동하게 된다.
또한, 리프터(120)는 하나의 규소 강판을 에어(Air) 흡착 방식으로 들어올릴 수 있다.
또한, 리프터(120)는 하나의 규소 강판을 마그네트(Magnet) 방식으로 들어올릴 수 있다.
또한, 리프터(120)는 하나의 규소 강판을 로봇암(Robot Arm)을 이용하여 들어올릴 수 있다.
또한, 리프터(120)는 하나의 규소 강판을 2축 직교 로봇을 이용하여 들어올릴 수 있다.
여기서, 고착기(110)는 하나의 규소 강판(20)과 접촉하는 면에 고무 재질의 흡착 패드가 부착되어 있다. 따라서, 하나의 규소 강판(20)이 고착기(110)에 진공 흡착될 때 고무 재질의 흡착 패드를 통해 흡착 충격을 완화할 수 있다.
전동 회전판(150)은 거치대(10)의 상부에서 타측에 설치된다. 거치대(10)의 일측에는 하나 이상의 규소 강판(20)을 적층하기 위한 지지 프레임(140)이 위치하고, 거치대(110)의 타측에는 하나의 규소 강판(20)을 하부로 내려놓기 위한 전동 회전판(150)이 위치하는 것이다.
즉, 전동 회전판(150)은 거치대(10)의 모서리 또는 엣지(Edge) 부분에 위치하여, 틸팅 패드 상에 놓여진 하나의 규소 강판(20)을 틸팅 패드를 회전시켜, 기울어진 상태의 틸팅 패드 상에 놓여진 규소 강판(20)이 아래로 내려가도록 하는 것이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 과정을 나타낸 공정 흐름도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치(100)는, 거치대(10)의 일측에 하나 이상의 규소 강판(20)이 위치하고, 거치대(10)의 타측에 전동 회전판(150)이 위치하며, 리프터(120)는 하나 이상의 규소 강판(20)으로부터 상부 방향으로 이격되어 있다(S111).
즉, 두께 0.3mm 내외의 규소 강판 수 백에서 수 천 장이 적층된 부품을 상부 요크 적층 코어 공급 장치의 거치대(10) 상부에 올려놓는다.
이때, 리프터(120)는 이동 가이드(130)에 연결되어 있고, 하나 이상의 규소 강판(20)과 대향하는 부분에 고착기(110)가 연결되어 있다.
코어 사양에 적합하도록 기계 교시 작업을 하고 가동을 시작한다.
이어, 리프터(120)는 하나 이상의 규소 강판(20) 쪽으로 하강하여, 고착기(110)가 하나 이상의 규소 강판(20) 중 제일 상층면에 있는 하나의 규소 강판(20)에 접촉되게 한다(S112).
이때, 리프터(120)를 2축 직교 로봇으로 구현한 경우, 2축 직교 로봇이 하강하여 코어에 근접하는 것이다.
이어, 리프터(120)는 하나의 규소 강판(20)을 고착기(110)를 통해 진공 흡착하여 고정한 상태에서 상부 방향으로 들어올린다(S113).
따라서 고착기(110)에 흡착되어 고정된 하나의 규소 강판(20)이 리프터(120)를 따라 상부 방향으로 들어올려진다.
예를 들어, 에어 흡착 방식인 경우, 에어 흡착 패드가 규소 강판 1장을 떼어내는 것이다.
이어, 이동 가이드(130)는 리프터(120)를 전동 회전판(150)이 있는 곳으로 이동시킨다(S114).
예를 들면, 2축 직교 로봇이 상승 후 전진하여 코어 회전판(150)으로 이동하는 것이다.
이어, 리프터(120)는 이동 가이드(130)로부터 하강하여 하나의 규소 강판(20)을 전동 회전판(150) 위에 위치시켜 놓는다(S115).
예를 들면, 리프터(120)는 고착기(110)로 에어(Air) 공급을 중단함으로써, 에어 흡착된 규소 강판이 에어 흡착 패드에서 떨어져 코어 회전판(150) 위에 놓여지는 것이다.
전술한 예에서는 하나의 규소 강판(20)을 들어올려 전동 회전판(150) 측으로 이동하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 규소 강판(20)을 2장 이상으로 들어올려 이동할 수도 있다.
규소 강판 2 장 이상을 동시에 작업자에게 전달할 경우 S112 내지 S115 단계를 규소 강판 수량 만큼 반복한다.
이어, 리프터(120)는 하나의 규소 강판(20)을 전동 회전판(150)의 틸팅 패드에 놓은 상태에서 이동 가이드(130) 측으로 상승한다(S116).
이어, 이동 가이드(130)는 다음 규소 강판의 이동을 위해 리프터(120)를 하나 이상으로 적층되어 있는 규소 강판(20) 측으로 이동시킨다(S117).
이어, 리프터(120)는 다음 규소 강판을 이동하기 위해 하나 이상의 규소 강판(20)이 적층된 곳까지 이동하여 하나 이상의 규소 강판(20)의 상부 방향에 위치한다(S118).
한편, 전동 회전판(150)은 틸팅 패드 위에 놓여진 하나의 규소 강판(20)이 아래로 내려가도록 틸팅 패드를 회전하여 기울어지게 한다(S119).
예를 들면, 코어 회전판(150)은 80도(?) 회전, 전진, 하강하여 작업자의 적정 높이까지 규소 강판을 이동하는 동시에 2축 직교 로봇은 S112 내지 S115 단계 작업을 수행한다.
이어, 전동 회전판(150)의 틸팅 패드 위에 있던 하나의 규소 강판(150)은 틸팅 패드가 기울어지게 됨에 따라 아래로 내려가게 된다(S120).
이에, 아래에 있는 작업자는 전동 회전판(150)이 회전하기 전부터 대기하고 있다가, 틸팅 패드가 회전되어 기울어짐에 따라 내려오는 하나의 규소 강판(20)을 받아서 안전하게 내려놓게 된다. 즉, 작업자가 코어 회전판에서 규소 강판을 떼어내어 변압기 본체에 조립한다.
상부 요크 작업이 끝날 때까지 전술한 작업을 수 백에서 수 천 번 반복한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 변압기 제조 공정에서 상부 요크 적층 작업 시 규소 강판 전달을 기존 인력으로 하던 것을 동력을 이용한 기계 장치로 자동화하여 작업자가 불필요하고, 그에 따라 생산 단가를 낮추고, 작업자 근골격계 질환 및 안전 사고를 근원적으로 방지할 수 있도록 하는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치를 실현할 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 상부 요크를 적층하여 코어를 공급하는 변압기의 제조에 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 일측에 하나 이상의 규소 강판이 놓여지는 거치대;
    테두리 내에 적층되는 상기 하나 이상의 규소 강판을 지지하는 지지 프레임;
    상기 하나 이상의 규소 강판을 들어올리는 하나 이상의 리프터(Lifter);
    상기 리프터를 좌우로 이동시키는 이동 가이드; 및
    상기 거치대의 타측 상부에 설치되고, 상기 리프터로부터 이격되는 상기 하나의 규소 강판이 아래로 내려가도록 하는 전동 회전판;
    을 포함하는 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 가이드는, 상기 거치대 위에 설치된, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리프터는, 상기 하나의 규소 강판을 진공 흡착 방식으로 들어올리는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전동 회전판은, 상기 리프터로부터 이격되는 하나의 규소 강판이 놓여지기 위한 틸팅 패드를 구비하는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전동 회전판은, 상기 틸팅 패드를 틸팅(tilting) 동작으로 기울여서, 상기 틸팅 패드에 놓여진 상기 하나의 규소 강판이 아래로 내려가도록 하는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 가이드는, 리니어 모터에 의한 회전 운동을 직선 운동으로 전환하여, 상기 리프터를 좌우로 이동시키는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 리프터는, 상기 하나의 규소 강판을 에어 흡착 방식으로 들어올리는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 리프터는, 상기 하나의 규소 강판을 마그네트 방식으로 들어올리는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 리프터는, 상기 하나의 규소 강판을 로봇암(Robot Arm)을 이용하여 들어올리는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 리프터는, 상기 하나의 규소 강판을 2축 직교 로봇을 이용하여 이동시키는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 장치.
  11. 거치대의 일측에 하나 이상의 규소 강판이 위치하고, 거치대의 타측에 전동 회전판이 위치하며, 고착기가 연결된 리프터가 하나 이상의 규소 강판으로부터 상부 방향으로 이격되어 있는 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 방법으로서,
    (a) 상기 리프터가 상기 하나 이상의 규소 강판 쪽으로 하강하여, 상기 고착기가 상기 하나 이상의 규소 강판 중 제일 상층면에 있는 하나의 규소 강판에 접촉되는 단계;
    (b) 상기 리프터가 상기 하나의 규소 강판을 상기 고착기를 통해 고정한 상태에서 상부 방향으로 들어올리는 단계;
    (c) 이동 가이드가 상기 리프터를 상기 전동 회전판이 있는 곳으로 이동시키는 단계;
    (d) 상기 리프터가 상기 이동 가이드로부터 하강하여 상기 하나의 규소 강판을 상기 전동 회전판 위에 내려놓는 단계;
    (e) 상기 리프터가 상기 이동 가이드 측으로 상승하는 단계;
    (f) 상기 이동 가이드가 상기 리프터를 이동시켜 상기 하나 이상의 규소 강판 위에 위치시키는 단계; 및
    (g) 상기 전동 회전판이 상기 하나의 규소 강판이 놓여진 틸팅 패드를 일정 각도로 회전시키는 단계;
    를 포함하는 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 상기 리프터는, 에어(Air) 공급을 중단하여, 에어 흡착된 상기 하나의 규소 강판이 에어 흡착 패드에서 떨어져 상기 전동 회전판 위에 내려놓는, 변압기의 상부 요크 적층 코어 공급 방법.
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