KR910001066B1 - 자동권선의 연속마무리시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동권선의 연속마무리시스템

제1도는 본 발명의 일실시예 요부를 도시한 평면도.

제2도는 제1도의 정면도.

제3도는 제1도의 우측면도.

제4도는 기기설치대상에 권선마무리공정용 각 장치들이 배치된 상태를 나타낸 평면 개략도.

제5도는 코일보빈 지지기구를 나타낸 사시도.

제6도는 이동지그홀더의 이동상황을 모델화하여 나타낸 설명도.

제7도는 보빈자세변환기구의 예를 나타낸 것으로, (a)는 정면도, (b)는 우측면도이다.

제8도는 보빈자세변환기구에 의하여 코일보빈의 자세가 변환되는 상태를 설명하기 위한 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 코일보빈 1a : 코일단자핀

2 : 권선마무리용 지그 3,3a∼3q : 이동지그홀더

4,4a∼4n, 14a∼14d : 척유니트 5.5a : 5b : 가이드레일

6 : X-Y 이동대 6a,6b,6c,6d : 측면

7,7a,7b : 선회암 8a,8b :축

9a,9b : 기기설치대 10 : 베이스

11,12 : 모터 13a,13b :로타리 액튜에이터

21 : 보빈공급장치 22 : 태핑장치

23 : 보빈자세 변환기 24 : 플럭스 침투기구

25 : 납땜장치 26 : 단락테스트장치

27 : 보빈자세변환기 28 : 불량품배출기구

29 : 합격품배출기구

본 발명은 권선의 여러가지 마무리 단계, 즉 코일보빈을 공급받아 배출할 동안에 일어나는 태핑, 단자납땜, 단락테스트, 불량품 선별등의 권선 마무리 공정을 연속하여 자동적으로 행할 수 있는 자동권선의 연속마무리 시스템에 관한 것이다.

종래에는 이러한 권선마무리 공정을 각 공정에 필요한 각자의 장치를 일직선상으로 배치하여 태핑등의 최초공정을 실시하는 장치에 권선된 보빈이 벨트 콘베이어 등을 따라 운반되어 오면 작업자나 또는 로보트에 의해 장치에 보빈을 공급하여 주고 하나의 공정이 완료되면 그 장치에서 다음 공정의 장치로 보빈을 이송하여 주는 순차적인 공정을 수행하였다.

이와 같은 각 장치에 대한 보빈의 공급, 배출은 각 공정에 따라 작업자가 직접 실시하거나 또는 로보트에 의하여 이루어졌다. 근래에는 권선작업과 함께 권선마무리작업도 자동화 되어져 일부 경우에 있어서는 코일 보빈의 공급과 배출도 장치내의 로보트에 의하여 수행되는 것도 있으나 이와 같은 권선 마무리용의 각 장치는 각자의 단독태핑장치, 자동납땜장치, 자동선별장치 등을 일직선상의 벨트 콘베이어 등의 보빈운반장치를 따라 설치한 것 뿐이다.

또한, 최초공정인 보빈공급장치와 최종공정인 배출위치간의 사이가 멀리 떨어져 있기 때문에 다음 단계로 이송하기 위해서는 별도의 긴거리의 보빈운반장치가 필요하게 되는 문제점도 있었고, 자동납땜장치등에 있어서는 장치의 위치가 작업자로부터 떨어져 설치되는 것이 요구되나 일직선 라인상에 있어서는 이와 같은 설치 불가능한 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 계속적으로 이동하는 권선마무리용 지그에 보빈을 압입한 상태로 각 권선마무리공정을 지나가는 것에 따라, 순회하는 코일보빈들의 주변으로 권선마무리용 장치를 공정순서에 맞추어 배치한 것으로서 장치의 설치 점유면적을 최소화하고 동시에 각 장치의 적절한 배치도 용이하며 제품의 품질향상과 작업시간을 단축할 수 있는 자동권선의 연속마무리시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동권선의 연속마무리시스템은 순환하는 무한코스에 따라 코일보빈을 간헐적으로 이동시키는 장치와 상기 무한코스의 주변에 공정순서에 따라 배치한 권선마무리 공정용 각 장치들, 적어도 상기 코일보빈을 이동하기 위한 장치, 상기 권선마무리공정용 각 장치들의 동작을 제어하기 위한 전자제어장치를 가지고 상기 코일보빈이 소정의 위치로 이동되어온 경우 상기 권선마무리공정용 장치에 의하여 소정의 작업을 수행하는 것에 따라 일련의 권선마무리 작업을 자동적으로 연속되게 수행하는 시스템이다.

상기 순환하는 무한코스에 따라 코일보빈을 간헐적으로 이동시키는 장치는 베이스(10)의 중앙부로 고정된 하부와 하부에 대하여 전후, 좌우 이동이 가능한 상부의 X-Y 이동대(6), 베이스(10)상기 X-Y 이동대(6)를 사이에 두고 이 측면(6a)(6c)에 대항하여 배치된 가이드레일(5a)(5b), X-Y 이동대(6)의 상부로 가이드레일(5a)(5b)과 대향되지 않는 양측면(6b)(6d)에 각각 설치되어 180도 선회하는 것에 따라 그 선단위치를 교환하는 것이 가능한 선회암(7a)(7b), X-Y 이동대(6)의 상부 가이드 레일(5a) (5b)에 대향하는 측면(6a) (6b)과 선회암(7a) (7b)의 각 양단에 각각 설치된 척유니트(4a)(4b)(4c)…(4n)(14a)(14b)(14c)(14d), 권선된 코일보빈(1)을 파지하여 보빈을 각 마무리 공정에 적합한 위치 및 자세를 유지하여 주는 다수의 권선마우리용 지그(2), 척유니트(4a)(4b)(4c)…(4n)(14a)(14b)(14c)(14d)에 장착되어 가이드레일(5a)(5b)을 따라 이동하고 권선마무리용 지그(2)와 결합되는 다수의 이동지그홀더(3a)(3b)(3c)…(3q)로 구성된 것이다.

이와 같은 본 발명에 따라 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따라 일실시예의 장치 요부를 나타낸 평면도이다.

제2도는 제1도에 도시된 실시예 요부의 정면도이고, 제3도는 제1도에 도시된 실시예 요부의 우측면도이다.

제1도, 제2도 및 제3도에는 권선마무리 공정용 각 장치와 권선마무리용 지그는 도면의 혼잡을 피하기 위하여 도시하지 않고 생략하였다.

제1도 및 제3도에 도시된 본 실시예는 베이스(10)의 중앙에 X-Y 이동대(6)를 배치하고 이 양측으로 기기설치대(9a)(9b)가 고정되어 진다.

X-Y 이동대(6)에는 이 상부의 상대 양측면(6a)(6c)으로 일측면(6a)에 척유니트(4h)(4i)(4j)(4k)(4l)(4m)(4n)가 부착되고 다른 일측면으로 척유니트(4a) (4b) (4c) (4d) (4e) (4f) (4g)가 부착된다.

X-Y 이동대(6)의 상부 다른 양측면(6b)(6d)에는 각자 선회암(7a)(7b)이 부착되고 이 선회암(7a)(7b)의 양선단에는 척유니트(14a)(14b)(14c)(14d)가 각기 부착된다. 이 선회암(7a)(7b)들은 각자 축(8a)(8b)들을 중심으로 180도 선회하는 것이 가능하다.

또한, X-Y 이동대(6)의 척유니트(4a)(4b)(4c)…(4n)들이 부착된 측면(6a)(6c)들과 대향하는 위치에는 이것들과 평행하게 가이드레일(5a)(5b)들이 배치되어 기기설치대(9a)(9b)상방으로 고정되어진다.

X-Y이동대(6)의 상부는 베이스(10)에 대하여 제1도상에 X로 표시된 좌우방향과 Y로 표시된 전후방향의 이동이 가능하다. 따라서 척유니트(4a)(4b)(4c)…(4n)(14a)(14b)(14c)(14d)들은 가이드레일(5a)(5b)에 대하여 원근 또는 평행으로 그 상대위치가 변화하게 된다.

이와 같이 이동들은 좌우 X축 방향 이동은 제2도에 도시된 모터(11)에 따라 이루어지고 전후 Y축 방향 이동은 다른 모터(12)에 의하여 이루어지며, 또한 선회암(7a)(7b)들의 요동은 로타리 액튜에이터(13a)(13b)에 의하여 발생되어진다. 척유니트(4a)∼(4n),(14a)∼(14d) 등에 의하여 이동되는 이동지그홀더(3a)(3b)(3c)…(3q)들은 가이드레일(5a)(5b)상에 동일간격으로 배열되어 있거나 또는 선회암(7a)(7b)의 척유니트(14a)(14b)(14c)(14d)의 어느쪽인가에 결합되어져 있다.

이와 같이 이동지그홀더(3a)(3b)(3c)…(3q)들이 어느쪽인가에 결합되어 있는 때라 함은 척유니트에 끼워 맞춤되어 로크(lock)되어 있거나 혹은 로크가 개방되어 척유니트와 떨어져 있는 상태를 말한다.

따라서 척유니트에 결합되어 있는 상태에서는 X-Y 이동대(6) 및 선회암(7a)(7b)의 작동을 따라 간헐적으로 가이드레일(5a)(5b)위를 이동하거나 또는 일측의 가이드레일에서 선회암 선단의 척유니트를 경유하여 다른 가이드레일로 이동되어진다.

제4도는 기기설치대(9a)(9b)상에 배치된 권선마무리 공정용 장치들의 상태를 하나의 예로서 나타냈다. 작업은 X-Y 이동대(6)를 중심으로 우회하면서 보빈공급장치(21), 태핑장치(22), 보빈자세변환기(23), 플럭스(flux)침투기구(24), 납땜장치(25), 단락테스트장치(26), 보빈자세변환기(27), 불량품배출기구(28), 합격품배출기구(29)순서로 배치된 각 기기 앞으로 이송되어지는 이동지그홀더와 이에 결합되어 있는 권선마무리용 지그에 압입되어 있는 보빈에 대하여 각자의 작업을 자동적으로 수행하는 것이다.

즉, 제4도는 X-Y 이동대(6)의 상부, 선회암(7a)(7b) 및 각 척유니트, 각 지그홀더를 통틀어 모델화하여 나타냈으며 권선마무리용 지그, 코일보빈등은 생략되어 있다.

제5도는 본 실시예에 사용된 권선마무리용 지그(2), 이동지그홀더(3), 척유니트(49)의 예를 코일보빈(1)과 함께 사시도로 나타낸 것이다.

이동지그홀더(3)와 척유니트(4)의 결합은 상호 끼워맞춤에 따라 실시되어져 척유니트(4)가 갖고 있는 로크기능에 의해 로크되어진다. 이동지그홀더(3)의 상하 양면에는 가이드레일(5a)(5b)이 끼워지는 홈(31)이 형성되어 있다. 이동지그홀더(3)와 권선마무리용 지그(2)의 결합은 상호 끼워맞춤과 통시에 나사로 체결되어진다.

권선마무리용 지그(2)에는 90도 회전운동할 수 있도록 캠(2a)이 설치되어 있고 캠(2a)에는 보빈압입핀(2c)을 삽입하기 위한 홀(2b)과 캠(2a)을 회전운동시키기 위한 돌기(2d)가 형성되어 있다. 코일보빈은 캠(2a)의 홀(2b)에 삽입 고정된 보빈압입핀(2c)에 끼워지게 된다.

제6도는 제4도를 다시 간단하게 축소하여 작업공정을 5단계로 나타낸 것으로서, 이동지그홀더(3)의 이동상황을 설명하기 위한 설명도이다.

(a)도에 있어서, 이동지그홀더(3) 및 척유니트(4)는 제1도 및 제3도의 이동지그홀더(3a)(3b)(3c)…(3q)와 척유니트(4a)(4b)(4c)…(4n)(14a)…(14d)에 해당되며, 또한 가이드레일(5)은 가이드레일(5a)(5b), X-Y이동대(6)는 동일부호, 선회암(7)은 선회암(7a)(7b)에 각기 해당된다.

도면(a)는 작업 1과 작업 2가 수행된 직후를 나타낸 것으로 도면(a)의 상태에서 선회암(7)을 180도 이동하는 것에 따라 도면 좌측 하방에 위치하는 이동지그홀더(3)가 좌측 상방으로 이동되고 우측상방의 이동지그홀더는 우측방향으로 이동되어져 (b)와 같이 된다.

다음에 도면(b)의 상태에서 X-Y 이동대(6)가 도면상의 화살표 방향과 같이 우측으로 이동하는 것에 따라 도면 상측의 가이드레일(5) 좌측단으로 좌측선호암(7)의 척유니트(4)와 결합되어진 이동지그홀더(3)의 홈이 끼워져 도면(c)와 같이 된다.

다음으로 도면(c)와 같은 상태에서 X-Y 이동대(6)의 상부가 도면상의 화살표 방향과 같이 하방으로 이동하는 것에 따라 도면 상측의 이동지그홀더(3)가 척유니트(4)로부터 이탈되고 도면 하측의 이동지그홀더(3)에는 대향하는 척유니트(4)가 결합되어 도면(d)와 같이 된다.

도면(d)의 상태에서는 작업 3, 작업 4, 작업 5가 수행되고 도면(d)의 상태로부터 X-Y 이동대(6)의 상부가 도면상에 표시된 화살표 방향으로 이동됨에 따라 도면 하측의 이동지그홀더(3)가 도면 좌측으로 이동되며 도면(e)의 상태로 된다.

도면(e)의 상태에서는 X-Y 이동대(6)의 상부가 도면상에 표시된 화살표와 같은 이동에 의하여 도면 하측 이동지그홀더(3)로부터 X-Y 이동대(6)에 부착된 척유니트(4)가 이탈되고, 도면 상측의 이동지그홀더(3)는 척유니트(4)와 결합되며 도면(f) 상태로 된다. 다음으로 도면(f)상태에서는 X-Y 이동대(6)의 상부가 도면상의 화살표 방향으로 이동됨에 따라 도면상측의 이동지그홀더(3)가 도면의 우측으로 이동하여 도면(a) 상태로 바뀌게 되어져 상기와 같은 (a)에서 (f)까지의 반복작업을 수행하게 된다.

도면(a) 및 도면(d)상의 이동지그홀더(3)에 사선으로 표시되어 있는 것은 작업을 수행하는 위치에 있다는 것을 나타내 주는 것이다.

작업 2 이하의 각 작업에 있어서는 그 이전작업이 완료되어 있는 것에 한하여 수행되어진다.

이와 같이 본 장치가 연속운점됨에 따라 도면(a)의 상태로부터 (b)(c)(d)(e) (f)의 상태를 지나 다시(a)의 상태로 반복되는 하나의 싸이클마다 권선마무리를 마친 코일보빈이 장치로부터 외부로 배출되어진다.

동일형태로서 제4도에 도시한 본 실시예의 경우에 있어서, 보빈공급장치(21)의 로보트에 의하여 공급되어지는 권선상태의 코일보빈은 태핑장치(22)로서 태핑되며 다음의 보빈자세변환기(23)에 따라 코일보빈의 이동과 함께 그 방향을 90도 바꾸어 외측으로 향하고 있는 코일단자핀이 하방으로 전환되어진다.

다음으로 플럭스침투기구(24)에 의해 납땜 전처리가 수행되고 납땜장치에 의하여 코일단자핀에 권선단말납땜이 이루어진다. 단락테스트장치(26)에서는 코일 단자간의 전류가 정상적으로 흐르는가를 체크하여 준다.

다음으로 보빈자세변환기(27)에 의하여 코일보빈의 이동에 따라 그 방향이 90도 바뀌고 선회암에 의해 180도 회전되면서 코일단자핀이 상방으로 향하고 있는 상태를 재차 외측방으로 향하도록 바꾸어준다.

다음 단계는 단락테스트 결과를 기초로 하여 불량품을 선별하고 불량품일 경우에는 불량품 배출기구(28)로서 배출시키며 합격품 배출기구(29)로 나머지 합격품을 배출하여 준다.

이와 같이 일련의 권선마무리작업이 수행되나 태핑장치(22)로 태핑할 경우에는 코일보빈측을 회전하기 위하여 척유니트(4b)를 회전시켜 준다.

이 척유니트는 도면상에 도시되어 있지 않으나 볼베어링에 의해 회전 가능하도록 X-Y 이동대(6) 상부에 지지되어져 X-Y 이동대(6)에 내장된 모터로서 구동되어진다.

또한, 가이드레일(5b)의 태핑장치(22)는 해당부분에 제1도의 5c와 같은 오목부를 설치하여 이 위치에 이동되어온 이동지그홀더(3)가 지장없이 척유니트(4b)와 함께 회전하도록 도와준다.

다음으로 보빈자세변환기(23)(27)에 대하여 간단히 설명한다. 제7도는 가이드레일(5b)과 함께 설치된 보빈자세변환기(23)의 예를 도시한 것으로, 도면 (a)도는 X-Y 이동대(6)에 대하여 외측으로부터 본 정면도이고, (b)도는 (a)도의 좌측면도이다.

제8도는 보빈자세변환기(23)에 의하여 코일보빈의 자세가 변환되는 과정을 설명하기 위한 사시도이다.

제7도에 도시된 바와 같이 보빈자세변환기(23)를 구성하는 주요부인 자세변환바(41)는 바부착판(42)에 의해 가이드레일(5b) 측면에 부착되고 중앙의 긴부분은 기기설치대(9b) 및 가이드레일(5b)에 대하여 평행하지 않고 경사지도록 되어 있다. 권선마무리용 지그(2)는 이동지그홀더(3)와 결합됨에 따라 이동지그홀더(3)가 가이드레일(5b)상을 이동할 때 권선마무리용 지그(2)도 함께 이동된다.

따라서 권선마무리용 지그(2)의 캠(2a)은 보빈자세변환바(41)를 따라 움직이게 되는데, 즉 캠(2a)은 회전가능하고 또한 돌기(2d)를 갖기 때문에 캠(2a)이 수평방향으로 이동되어지면 돌기(2d)가 보빈자세변환바의 경사부분으로부터 힘을 받아 캠(2a)이 도면(b)에 표시된 화살표 방향과 같이 회전하고 보빈자세변환바(41)의 경사 끝단부에서는 제8도에 도시된 형상과 같이 90도로 자세가 변환되어진다.

제8도에서는 보빈자세변환바(41)를 따라 이동하는 권선마무리용 지그의 캠(2a)과 캠(2a)에 장착된 코일보빈(1)을 이해하기 간편하게 보빈자세 변환바(41)의 경사부분에 대한 처음, 중간, 마지막 단계를 동일도면으로 도시하였다.

도면중 우측하단에 도시된 바와 같이 최초 수평방향을 향하고 있던 코일보빈(1)의 코일단자핀(1a)은 캠(2a)이 보빈자세변환바의 경사를 따라 이동하는 동안 점점 하방으로 향하면서 경사의 마지막 위치에서는 코일 단자핀(1a)이 완전히 하방을 향하게 된다.

이와 같이 보빈자세 변환기(23)를 이용하여 보빈자세를 수평으로 향하고 있는 위치에서 하방으로 80도 방향전환를 하여 준다. 보빈자세 변환기(27)에서는 경사부분의 경사방향을 따라 변환하는 동일원리를 이용하여 보빈의 자세를 하방으로 향한 위치에서 다시 수평방향을 향하는 위치로 바꾸어 준다.

이밖에 태핑장치(22), 납땜장치(25), 단락테스트장치(26) 등에 있어서는 공지의 기술 또는 그 조합에 의하여 구성되어지므로 본 명세서에서는 설명을 생략하였다.

이와 같은 권선마무리용의 각 장치기기의 동작과 X-Y 이동대(6)의 상부, 선회암(7a)(7b)들의 각 동작은 컴퓨터를 내장하는 전자제어장치(도시는 생략함)에 의하여 제어되어진다.

또한 X-Y 이동대(6)의 상부 구동은 제1도 및 제3도의 실시예에서는 DC모터를 사용하고 있으나 에어 실린더를 사용하여 구동하는 것도 가능하며, 제4도의 단락테스트장치를 저항검사장치로 바꾸어 사용할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 권선마무리용 지그를 갖는 이동직홀더가 한쌍의 가이드레일상에 다수 배치되어져 이들이 간헐적으로 이동하면서 이동지그홀더가 가이드레일 끝단에 온 경우에는 선회암이 이들을 다른 가이드레일로 이동시켜 주는 것에 따라 이동지그홀더를 ㅁ자형 코스로 계속 순환시키고 이 ㅁ자형 코스 주변에는 권선마무리용의 각종 장치를 배치하여 상기 이동지그홀더에 장착된 권선마무리용 지그를 통하여 지지되는 코일보빈이 권선마무리용의 각종 장치들을 경유하면서 전자제어장치에 의하여 제어되는 소정의 작업공정에 따라 작업이 이루어지는 것으로서, 순회하는 코일보빈의 주변공간을 최소화하고 권선마무리용의 각 장치들을 통합하여 유효적절하게 배치할 수 있게 되는 효과를 갖는다.

따라서 장치 전체의 점유면적을 줄일 수 있는 동시에 예를 들어 납땜 작업공정 등을 작업자로부터 떨어진 위치에 배치하여도 전체의 설치면적은 커지지 않으며 코일보빈의 공급 및 배출위치도 근접하게 배치할 수 있기 때문에 제품의 품질향상과 작업시간 단축등으로 생산의 합리화를 극대화시킬 수 있게 되는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 베이스 중앙부로 고정된 하부와, 이 하부에 대하여 전후, 좌우 이동이 가능한 상부의 X-Y 이동대, 상기 베이스상에 상기 X-Y 이동대를 사이에 두고 이측면에 대향하여 배치된 가이드레일, 상기 X-Y 이동대 상부로 상기 가이드레일과 대향하지않는 양측면에 각각 설치되어 180도 선회하는 것에 따라 그 선단위치를 교환하는 것이 가능한 선회암을 갖고서 순환하는 무한코스에 따라 코일보빈을 간혈적으로 이동시켜주는 수단과, 상기 무한코스 주변에 공정순으로 배치한 권선마무리공정용의 각 장치들과, 적어도 상기 코일보빈을 이동하기 위한 장치와 상기 권선마무리 공정용 각 장치들의 동작을 제어하기위한 전자제어장치로서, 상기 코일보빈이 소정의 위치에 이동되어온 경우 상기 권선마무리공정용 장치로서 일련의 권선마무리작업을 자동적으로 연속되게 수행하도록 됨을 특징으로 하는 자동권선의 연속마무리시스템.
2. 제1항에 있어서, 코일보빈을 이동시켜주는 수단이, 상기 X-Y 이동대의 상부가이드레일에 대향하는 양측면과 선회암의 각 양단에 각각 설치된 척유니트들, 권선된 코일보빈을 파지하여 보빈을 각 마무리공정에 적합한 위치 및 자세를 유지시켜주는 권선 마무리용 지그들, 상기 척유니트에 장착되어 가이드 레일을 따라 이동하고 상기 권선마무리용 지그와 결합되는 이동지그홀더들로서 구성됨을 특징으로 하는 자동권선의 연속 마무리시스템.
3. 제1항에 있어서, X-Y 이동대가 코일보빈을 회전하기 위하여 상기 척유니트를 회전시키는 기능을 갖도록 됨을 특징으로 하는 자동권선의 연속마무리시스템.

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