KR20200035718A - 스테이터 코어용 레이저 용접장치 및 이를 이용한 레이저 용접방법 - Google Patents

스테이터 코어용 레이저 용접장치 및 이를 이용한 레이저 용접방법 Download PDF

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Abstract

스테이터 코어용 레이저 용접장치가 개시된다. 개시된 레이저 용접장치는 스캐닝 방식으로 레이저를 조사하여 다수의 스테이터 코어를 용접하기 위한 레이저 용접부; 상기 레이저 용접부에 인접하게 배치되며, 상기 다수의 스테이터 코어의 측면을 가압 및 가압 해제하기 위한 원형으로 배열된 다수의 측면가압부를 포함하는 용접지그; 및 상기 용접지그 상측에 배치되어 상기 용접지그에 삽입된 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 동시에 가압하여 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬하는 프레싱부;를 포함하며, 상기 용접지그는 다수의 측면가압부를 통해 가압한 상태로 미리 설정한 각도만큼 회전하고 정지하는 동작을 반복하며, 상기 레이저 용접부는 상기 용접지그가 정지할 때 서로 인접한 측면가압부들 사이로 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 한다.

Description

스테이터 코어용 레이저 용접장치 및 이를 이용한 레이저 용접방법{LASER WELDING APPARATUS FOR STATOR CORE AND WELDING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 스테이터 코어용 레이저 용접장치 및 이를 이용한 레이저 용접방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 스테이터 코어를 레이저로 용접 후 스테이터의 진원도 및 동심도의 공차를 최소화할 수 있는 스테이터 코어용 레이저 용접장치 및 이를 이용한 레이저 용접방법에 관한 것이다.
모터의 스테이터는 다수의 스테이터 코어에 코일을 권선한 것으로 각 스테이터 코어를 용접하여 형성될 수 있다.
도 1과 같이 스테이터(1)는 각 스테이터 코어(3)가 원형으로 배열된 상태로 서로 인접하는 스테이터 코어들 간의 맞닿는 부분(5)을 따라 용접이 이루어진다.
이와 같이 다수의 스테이터 코어를 용접하기 위한 종래의 노즐타입의 용접장치는 용접 속도가 느리기 때문에 생산 효율이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 종래의 상기 용접장치는 용접 후 스테이터의 진원도 및 동심도 공차가 크기 때문에 불량율이 높아 제품의 신뢰도가 낮아지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 레이저 용접을 통해 용접 속도를 향상시키고, 스테이터의 진원도 및 동심도 공차를 최소화할 수 있고 스테이터 코어용 레이저 용접장치 및 이를 이용한 레이저 용접방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 스캐닝 방식으로 레이저를 조사하여 다수의 스테이터 코어를 용접하기 위한 레이저 용접부; 상기 레이저 용접부에 인접하게 배치되며, 상기 다수의 스테이터 코어의 측면을 가압 및 가압 해제하기 위한 원형으로 배열된 다수의 측면가압부를 포함하는 용접지그; 및 상기 용접지그 상측에 배치되어 상기 용접지그에 삽입된 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 동시에 가압하여 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬하는 프레싱부;를 포함하며, 상기 용접지그는 다수의 측면가압부를 통해 가압한 상태로 미리 설정한 각도만큼 회전하고 정지하는 동작을 반복하며, 상기 레이저 용접부는 상기 용접지그가 정지할 때 서로 인접한 측면가압부들 사이로 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어용 레이저 용접장치를 제공한다.
상기 용접지그는 상기 프레싱부에 의해 상기 다수의 스테이터 코어가 하방향으로 가압될 때 상기 스테이터 코어의 하부를 탄력적으로 지지하는 탄력지지부를 포함할 수 있다.
상기 탄력지지부는, 상기 스테이터 코어의 각각에 대응하는 다수의 지지부재; 및 상기 다수의 지지부재를 각각 상방향으로 탄력 지지하는 다수의 탄성부재;를 포함할 수 있다.
상기 다수의 스테이터 코어는 용접이 완료된 후 상기 다수의 측면가압부에 의한 측면 가압이 해제하면 상기 탄력지지부에 의해 상측으로 미리 설정된 높이로 밀어 올려질 수 있다.
상기 프레싱부는 상기 용접지그에 삽입된 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬시키기 위해 제1 위치까지 하강하는 가압부재를 포함하며, 상기 가압부재는 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 가압하기 위한 가압면이 형성될 수 있다.
본 발명은, 상기 다수의 스테이터 코어가 로딩 및 언로딩되는 적어도 하나의 팔레트를 이송하기 위한 컨베이어를 더 포함할 수 있고, 상기 컨베이어를 통해 이송된 팔레트에 적재된 용접 전 상태의 다수의 스테이터 코어를 파지하여 상기 용접지그로 이송하는 제1 이송부; 상기 탄력지지부에 의해 상기 용접지그의 상측으로 돌출된 용접이 완료된 상기 다수의 스테이터 코어를 비어있는 팔레트로 이송하는 제2 이송부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 이송 팔레트로부터 코일이 권선된 다수의 스테이터 코어를 원형으로 배열된 상태로 파지하여 용접지그로 이송하는 단계; 상기 용접지그에 안착된 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 동일 평면상에 위치하도록 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬하는 단계; 상기 용접지그의 다수의 측면가압부를 통해 상기 다수의 스테이터 코어의 측면을 동일한 속도 및 압력으로 가압하는 단계; 상기 용접지그를 미리 설정된 각도로 회전시켜 서로 인접한 스테이터 코어들을 레이저로 용접하는 단계; 및 용접이 완료된 상기 다수의 스테이터 코어를 파지하여 상기 이송 팔레트로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어의 레이저 용접방법를 제공하는 것도 물론 가능하다.
상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬하는 단계는, 상기 용접지그 상측에 승강 가능하게 배치된 가압부재가 하강하여 평면으로 형성된 상기 가압부재의 가압면으로 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 동시에 가압하는 단계; 및 상기 다수의 스테이터 코어를 상기 용접지그 내의 용접 위치로 세팅하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 용접방법은 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬한 후, 상기 용접지그의 회전 시 상기 용접지그에 비간섭되도록 상기 가압부재를 상승하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 레이저 용접 완료 후, 상기 다수의 스테이터 코어에 대한 다수의 측면가압부의 측면 가압을 해제하는 단계; 및 상기 다수의 스테이터 코어를 상부로 밀어 올리는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 다수의 스테이터 코어를 용접지그에 파지한 채로 회전시키면서 레이저 용접부를 통해 용접이 이루어짐에 따라 종래기술보다 신속하게 용접이 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 용접지그를 통해 다수의 스테이터 코어가 진원도 및 동심도를 유지한 상태로 세팅됨에 따라 용접 후 진원도 및 동심도 공차를 최소화할 수 있다.
도 1은 일반적인 모터의 스테이터를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 코어용 레이저 용접장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 이송부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 이송부의 파지부를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 서로 인접하게 배치된 레이저 용접부와 용접지그를 함께 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 용접지그를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 용접지그의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 5에 도시된 레이저 용접부를 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 2에 도시된 프레싱부의 가압부재를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 코어용 레이저 용접장치를 통해 다수의 스테이터 코어를 용접하는 과정을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시 예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 코어용 레이저 용접장치의 구성을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 코어용 레이저 용접장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 제1 이송부를 나타낸 사시도이고, 도 4는 제1 이송부의 파지부를 나타낸 사시도이고, 도 5는 서로 인접하게 배치된 레이저 용접부와 용접지그를 함께 나타낸 사시도이고, 도 6은 용접지그를 나타낸 사시도이고, 도 7은 용접지그의 일부를 나타낸 사시도이고, 도 8은 레이저 용접부를 나타낸 사시도이고, 도 9는 프레싱부의 가압부재를 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 코어용 레이저 용접장치(100)는 용접을 위한 구조와, 용접 전후의 다수의 스테이터 코어를 이송하기 위한 이송 구조를 포함할 수 있다.
용접을 위해 직접 또는 간접적으로 구비된 구조는 베이스(101)와, 제1 및 제2 이송부(110,115)와, 용접지그(120)와, 레이저 용접부(130)와, 프레싱부(150)를 포함할 수 있다. 이송 구조는 베이스(101)에 인접하게 배치되는 컨베이어(190)와, 컨베이어(190)를 따라 다수의 스테이터 코어를 이송하기 위한 팔레트(191)를 포함할 수 있다.
베이스(101)는 제1 및 제2 이송부(110,115), 용접지그(120), 레이저 용접부(130) 및 프레싱부(150)가 설치될 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 이송부(110,115), 용접지그(120), 레이저 용접부(130) 및 프레싱부(150)는 베이스(101)에 구비된 다이(103)의 상부에 설치될 수 있다.
또한 베이스(101)의 일측에는 컨베이어(190)가 배치되어 있어, 용접 전 다수의 스테이터 코어(3)를 레이저 용접장치(100)에 공급하고 용접이 완료된 스테이터(1, 도 1 참조)를 레이저 용접장치(100)로부터 다음 공정으로 이송할 수 있다.
또한, 베이스(101)의 내측에는 전장부(미도시)가 설치될 수 있다. 전장부는 레이저 용접장치(100)를 제어하기 위한 컨트롤러(미도시)와 전원공급부(미도시) 등을 포함할 수 있다.
제1 이송부(110)는 팔레트(191)에 의해 일정한 위치로 이송된 다수의 스테이터 코어(3)를 파지하여 팔레트로부터 언로딩시킨 후 용접지그(120)에 안착시키는 역할을 하며, 제2 이송부(115)는 용접이 완료된 스테이터를 파지하여 대기하고 있는 비어 있는 팔레트에 안착시키는 역할을 한다.
제1 및 제2 이송부(110,115)는 제 역할에 차이가 있으나 그 구조는 동일하게 형성될 수 있다. 따라서 이하에서는 제1 이송부(110)의 구조에 대해서만 설명한다.
도 3을 참조하면, 제1 이송부(110)는 다이(103) 상측에 안착된 지지대(111)에 고정 설치된 Y축 LM가이드(113)와, Y축 LM가이드(113)에 Y축을 따라 슬라이딩 가능하게 결합된 X축 LM가이드(114)와, X축 LM가이드(113)에 X축을 따라 슬라이딩 가능하게 결합된 Z축 LM가이드(115)와, Z축 LM가이드(115)에 Z축을 따라 슬라이딩 가능하게 결합된 홀더(117)를 포함할 수 있다.
이와 같은 제1 이송부(110)의 구조하에서 홀더(117)는 X축, Y축 및 Z축으로 이동할 수 있으므로 컨트롤러의 제어에 따라 미리 프로그래밍된 위치들로 다수의 스테이터 코어를 이송할 수 있다.
도 4를 참조하면, 홀더(117)는 3개의 파지부재(117a,117b.117c)와, 푸셔(117d)를 포함할 수 있다.
3개의 파지부재(117a,117b,117c)는 Z축 LM가이드(115)를 따라 슬라이딩 하는 브라켓(118)에 설치되며, 픽커(117)의 중심축을 향해 동시에 이동하면서 다수의 스테이터 코어를 파지하고 픽커(117)의 외측을 향해 동시에 이동하면서 다수의 스테이터 코어를 놓도록 형성된다. 이 경우 3개의 파지부재(117a,117b,117c)는 다수의 스테이터 코어를 용접지그(120)에 로딩할 때 팔레트에 의해 원형으로 배열된 상태로 이송된 다수의 스테이터 코어를 원형 배열 상태를 그대로 유지하면서 파지할 수 있도록 내측 부분이 각각 소정의 곡률을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
푸셔(117d)는 용접지그(120)에 다수의 스테이터 코어를 로딩할 때 스프링(117e)의 탄성력에 의해 다수의 스테이터 코어를 Z축 방향으로 밀어서 용접지그(120)에 안착시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 용접지그(120)는 레이저 용접부(130)에서 조사되는 레이저빔을 통해 다수의 스테이터 코어가 용접될 수 있도록 레이저 용접부(130)에 인접한 위치에 배치될 수 있다. 이 경우 회전하는 용접지그(120)를 감지하기 위한 센서(129)가 용접지그(120)에 인접하게 배치될 수 있다. 레이저 용접부(130)에도 용접지그를 감지하기 위한 적외선 센서(139)가 구비될 수 있다.
도 6을 참조하면, 용접지그(120)는 인접한 스테이터 코어들(3) 간의 맞닿는 부분들(5, 도 1 참조)을 레이저로 용접할 수 있도록 다수의 스테이터 코어를 소정 압력으로 파지한 상태로 미리 설정된 각도로 회전시킬 수 있다. 이 경우 용접지그(120)에 인접한 위치에 용접 시 발생하는 분진을 흡입할 수 있는 석션노즐 (107, 도 2 참조)이 배치될 수 있다.
용접지그(120)를 회전시키기 위한 구조는 통상의 회전구동부(127)가 적용될 수 있다. 예를 들면, 회전구동부(127)는 용접지그(120)가 고정 결합되며 베이스(101)에 회전 가능하게 설치된 회전부재(127a)와, 회전부재(127a)를 정회전 및 역회전 가능하도록 구동하는 모터(127b)를 포함할 수 있다. 모터(127b)는 컨트롤러에 의해 회전 방향 및 회전 각도가 제어될 수 있다.
용접지그(120)는 원형으로 배열된 다수의 스테이터 코어(3)의 외주면을 각각 동일한 속도 및 압력으로 동시에 스테이터(1)의 중심을 향해 가압하는 다수의 측면가압부(121)를 포함한다. 다수의 측면가압부(121)는 회전부재(127a) 상에서 레이저 용접부(130)에서 발사되는 레이저빔이 통과할 수 있도록 일정한 간격을 두고 원형으로 배열된다.
다수의 측면가압부(121)는 다수의 스테이터 코어(3)의 개수와 동일하게 구비될 수 있다. 이에 따라 하나의 측면가압부(121)는 하나의 스테이터 코어(3)를 가압할 수 있다. 이와 같이 다수의 측면가압부(121)가 동시에 동일한 속도 및 압력으로 다수의 스테이터 코어(3)의 측면을 가압함에 따라, 다수의 스테이터 코어는 진원도 및 동심도를 유지할 수 있을 정도로 원형 배열을 유지한 상태로 용접될 수 있다.
도 7을 참조하면, 측면가압부(121)는 가압실린더(121a)와, 피스톤로드(121b) 및 접촉부재(121c)를 포함할 수 있다. 가압실린더(121a)는 유압 또는 공압을 이용하여 구동될 수 있다. 피스톤로드(121b)의 단부에 결합되어 피스톤로드(121)와 함께 직선왕복 이동하는 접촉부재(121c)는 스테이터 코어의 외주면을 가압한다. 접촉부재(121c)는 스테이터 코어의 외주면을 가압할 때 스테이터 코어가 가압력에 의해 파손되지 않도록 소정의 탄력을 가지는 재질로 형성될 수 있다.
탄력지지부(125)는 프레싱부(150)의 가압부재(151)에 의해 하방향으로 가압되는 다수의 스테이터 코어의 하단을 각각 탄력적으로 지지한다. 탄력지지부(125)는 다수의 스테이터 코어의 각각에 대응하는 다수의 지지부재(미도시) 및 다수의 지지부재를 각각 상방향으로 탄력 지지하는 다수의 탄성부재(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 따라 탄력지지부(125)는 가압부재(151)가 다수의 스테이터 코어의 상단을 동일 평면상에 정렬시킬 수 있도록 정렬이 가능하다.
탄력지지부(125)는 다수의 스테이터 코어의 용접이 완료된 후 다수의 측면가압부(121)에 의한 측면 가압이 해제될 때 용접이 완료된 다수의 스테이터 코어를 상측으로 밀어 올리는 역할도 겸한다. 이에 따라 탄력지지부(125)에 의해 상측으로 이동한 다수의 스테이터 코어는 제2 이송부(115)에 의해 용이하게 파지될 수 있다.
도 8을 참조하면, 레이저 용접부(130)는 용접지그(120)에 간격을 두고 배치될 수 있으며, 레이저 발진부(131)와, 플레이트 노즐(135)을 포함할 수 있다.
레이저 발진부(131)는 용접지그(120)가 일정한 각도로 회전한 후 멈출 때 인접한 2개의 측면가압부(121) 사이로 레이저 빔을 발사하여 2개의 스테이터 코어들(3) 간의 맞닿는 부분(5)으로 조사하여 스테이터 코어를 레이저 용접할 수 있다. 용접지그(120)는 스테이터 코어들(3) 간의 맞닿는 부분들(5)의 용접이 모두 완료되면 회전부재(127a)에 의해 원위치로 회전될 수 있다.
레이저 발진부(131)의 전방에는 레이저를 집광하여 레이저 빔 형태로 발사하기 위한 렌즈(132)가 배치될 수 있다.
레이저 발진부(131)는 Z축 방향으로 이동하면서 레이저 빔(134)을 플레이트 노즐(135)로 발사하기 위해, 제1 가이드(132a)에 Z축 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이 경우 레이저 발진부(131)는 레이저 빔(134)의 직경을 조절함으로써 용접 폭을 조절할 수 있도록 Y축 방향을 따라 이동할 수 있다. 이러한 레이저 발진부(131)의 Y축 이동을 위해, 제1 가이드(132a)는 제2 가이드(132b)에 Y축 방향을 따라 이동 가능하게 결합될 수 있다.
플레이트 노즐(135)은 레이저 발진부(131)로부터 발사되는 레이저 빔(134)이 스테이터 코어들(3) 간의 맞닿는 부분들(5, 도 1 참조)을 용접할 수 있도록 수직 방향으로 형성된 슬롯(137)이 구비될 수 있다.
슬롯(137)의 수평 방향 폭은 다수의 측면가압부(121) 사이의 간격보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해 레이저 빔에 의해 측면가압부(121)가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 프레싱부(150)는 전술한 가압부재(151)와, 다이(103) 상면에 소정 높이로 설치된 제1 프레임(153)과, 가압부재(151)의 승강을 위한 동력을 제공하는 정회전 및 역회전 가능한 모터(155)와, 제1 프레임(153)의 상부에 모터(155)를 소정 높이로 배치하기 위한 제2 프레임(157)과, 모터(155)로부터 동력을 제공받아 가압부재(151)를 승강시키기 위한 가동로드(159)를 포함할 수 있다. 모터(155)는 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다.
도 9를 참조하면, 가압부재(151)는 대략 원통형상으로 이루어질 수 있으며 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬하기 위해 내측에 평면으로 형성된 가압면(미도시)이 구비될 수 있다. 또한, 가압부재(151)는 다수의 스테이터 코어를 가압하여 용접 위치로 이동시킬 때 다수의 스테이터 코어로부터 돌출된 코일의 일부(도 1 참조)가 가압부재(151)에 간섭되지 않도록 다수의 간섭방지용 슬롯(151b)이 형성될 수 있다.
프레싱부(150)는 가압부재(151)를 하강시켜 다수의 스테이터 코어를 제1 및 제2 위치 중 어느 하나로 선택적으로 이동시킬 수 있다.
제1 위치는 다수의 스테이터 코어가 용접지그(120) 내에서 레이저 용접될 수 있도록 상기 다수의 스테이터 코어를 가압한 위치이다. 제1 위치에서 다수의 스테이터 코어는 상단이 정렬된다.
제2 위치는 다수의 스테이터 코어가 팔레트로부터 용접지그(120)로 이송되거나 배출부(170)로부터 팔레트로 이송될 때의 위치로 제1 위치보다 높은 위치이다.
도 2를 참조하면, 컨베이어(190)는 적어도 하나의 팔레트(191)를 이송하며, 베이스(101) 일측에 배치된다. 각 팔레트는 다수의 스테이터 코어가 원형으로 배열된 상태로 이송될 수 있도록 다수의 스테이터 코어가 안착되는 부분이 원형 홈(미도시)으로 이루어질 수 있다. 다수의 스테이터 코어가 이송 시 팔레트로부터 이탈하지 않도록 원형 홈의 중앙에는 다수의 스테이터 코어의 중앙의 중공부에 삽입되는 가이드돌기(미도시)가 형성될 수도 있다.
이하, 도 10을 참조하여 다수의 스테이터 코일의 용접과정을 순차적으로 설명한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이터 코어용 레이저 용접장치를 통해 다수의 스테이터 코어를 용접하는 과정을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
용접 전의 다수의 스테이터 코어(3)가 팔레트(191)에 안착되어 제1 이송부에 의해 언로딩되는 위치로 이동하면, 제1 이송부(110)는 팔레트(191)로부터 다수의 스테이터 코어(3)를 파지한 후 위치 이동하여 용접지그(120)에 안착시킨다(S1). 이어서 제1 이송부(110)는 다음 처리될 다수의 스테이터 코어를 파지하기 위해 원위치로 이동한다.
가압부(150)의 가압부재(151)는 Z축을 따라 제1 위치까지 하강하여 다수의 스테이터 코어(3)를 용접지그(120)의 용접위치로 이동시킨다(S2). 이때 용접지그(120)의 다수의 측면지지부(121)는 다수의 스테이터 코어의 측면을 동시에 가압한다.
다수의 스테이터 코어(3)는 상단이 가압부재(151)의 가압면에 의해 하방향으로 가압됨과 동시에 하단이 탄력지지부(125)에 의해 탄력적으로 지지됨에 따라 상단이 동일한 높이로 정렬될 수 있다(S3).
이와 같이 다수의 스테이터 코어는 용접지그(120)에서 상단이 정렬됨과 동시에 다수의 측면지지부(121)에 의해 동시에 스테이터의 중심축 방향으로 가압됨에 따라 높은 진원도 및 동심도를 갖도록 원형으로 세팅될 수 있다.
다수의 스테이터 코어가 용접지그(120) 내에서 용접 위치로 이동하면 가압부재(151)는 다수의 스테이터 코어의 용접을 위해 용접지그(120)가 회전할 때 간섭되지 않도록 Z축을 따라 제2 위치로 상향 이동한다.
이어서 다수의 스테이터 코어(3)는 용접지그(120)의 다수의 측면가압부(121)에 의해 가압된 상태로 용접지그(120)와 함께 미리 설정된 각도만큼 회전 및 정지를 반복하게 되고, 정지 시 다수의 스테이터 코어(3)로 레이저 빔이 조사되면서 인접한 스테이터 코어들간의 맞닿은 부분(5)이 접합된다(S4).
용접이 완료되면, 다수의 측면가압부(121)는 동시에 후진하여 다수의 스테이터 코어에 대한 가압을 해제한다. 이어서 다수의 스테이터 코어는 탄력지지부(125)에 의해 상방향으로 소정 높이까지 밀어 올려진다. 이 상태에서 다수의 스테이터 코어는 제2 이송부(115)에 의해 비어있는 팔레트(용접 전의 다수의 스테이터 코어를 이송했던 팔레트가 용접 완료 후의 다수의 스테이터 코어를 로딩하기 위해 컨베이어(190)에 의해 미리 설정된 위치에서 대기한다)로 이송된 후, 컨베이어(190)에 의해 다음 공정으로 이송된다(S5).
상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 용접지그가 다수의 스테이터 코어를 파지한 상태로 일정한 각도로 회전 후 멈추는 것을 반복하고, 용접지그가 멈춘 동안 다수의 스테이터 코어의 접합부분을 레이저 빔을 조사하여 용접이 이루어짐에 따라 종래기술보다 신속한 용접공정이 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명은 용접지그를 이루는 다수의 측면가압부를 통해 다수의 스테이터 코어가 용접 전에 높은 진원도 및 동심도를 가질 수 있도록 세팅됨에 따라, 용접 후 진원도 및 동심도 공차를 최소화할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.
101: 베이 103: 다이
110,115: 이송부 117: 홀더
120: 용접지그 121: 측면가압부
125: 탄력지지부 127: 회전구동부
130: 레이저 용접부 150: 프레싱부
151: 가압부재 190: 컨베이어

Claims (11)

  1. 스캐닝 방식으로 레이저를 조사하여 다수의 스테이터 코어를 용접하기 위한 레이저 용접부;
    상기 레이저 용접부에 인접하게 배치되며, 상기 다수의 스테이터 코어의 측면을 가압 및 가압 해제하기 위한 원형으로 배열된 다수의 측면가압부를 포함하는 용접지그; 및
    상기 용접지그 상측에 배치되어 상기 용접지그에 삽입된 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 동시에 가압하여 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬하는 프레싱부;를 포함하며,
    상기 용접지그는 다수의 측면가압부를 통해 가압한 상태로 미리 설정한 각도만큼 회전하고 정지하는 동작을 반복하며,
    상기 레이저 용접부는 상기 용접지그가 정지할 때 서로 인접한 측면가압부들 사이로 레이저 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어용 레이저 용접장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용접지그는 상기 프레싱부에 의해 상기 다수의 스테이터 코어가 하방향으로 가압될 때 상기 스테이터 코어의 하부를 탄력적으로 지지하는 탄력지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어용 레이저 용접장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄력지지부는,
    상기 스테이터 코어의 각각에 대응하는 다수의 지지부재; 및
    상기 다수의 지지부재를 각각 상방향으로 탄력 지지하는 다수의 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어용 레이저 용접장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 스테이터 코어는 용접이 완료된 후 상기 다수의 측면가압부에 의한 측면 가압이 해제하면 상기 탄력지지부에 의해 상측으로 미리 설정된 높이로 밀어 올려지는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어용 레이저 용접장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프레싱부는 상기 용접지그에 삽입된 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬시키기 위해 제1 위치까지 하강하는 가압부재를 포함하며,
    상기 가압부재는 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 가압하기 위한 가압면이 형성된 것을 특징으로 하는 스테이터 코어용 레이저 용접장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 스테이터 코어가 로딩 및 언로딩되는 적어도 하나의 팔레트를 이송하기 위한 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어용 레이저 용접장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컨베이어를 통해 이송된 팔레트에 적재된 용접 전 상태의 다수의 스테이터 코어를 파지하여 상기 용접지그로 이송하는 제1 이송부;
    상기 탄력지지부에 의해 상기 용접지그의 상측으로 돌출된 용접이 완료된 상기 다수의 스테이터 코어를 비어있는 팔레트로 이송하는 제2 이송부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어용 레이저 용접장치.
  8. 이송 팔레트로부터 코일이 권선된 다수의 스테이터 코어를 원형으로 배열된 상태로 파지하여 용접지그로 이송하는 단계;
    상기 용접지그에 안착된 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 동일 평면상에 위치하도록 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬하는 단계;
    상기 용접지그의 다수의 측면가압부를 통해 상기 다수의 스테이터 코어의 측면을 동일한 속도 및 압력으로 가압하는 단계;
    상기 용접지그를 미리 설정된 각도로 회전시켜 서로 인접한 스테이터 코어들을 레이저로 용접하는 단계; 및
    용접이 완료된 상기 다수의 스테이터 코어를 파지하여 상기 이송 팔레트로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어의 레이저 용접방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬하는 단계는,
    상기 용접지그 상측에 승강 가능하게 배치된 가압부재가 하강하여 평면으로 형성된 상기 가압부재의 가압면으로 상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 동시에 가압하는 단계; 및
    상기 다수의 스테이터 코어를 상기 용접지그 내의 용접 위치로 세팅하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어의 레이저 용접방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다수의 스테이터 코어의 상단을 정렬한 후, 상기 용접지그의 회전 시 상기 용접지그에 비간섭되도록 상기 가압부재를 상승하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어의 레이저 용접방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 레이저 용접 완료 후, 상기 다수의 스테이터 코어에 대한 다수의 측면가압부의 측면 가압을 해제하는 단계; 및
    상기 다수의 스테이터 코어를 상부로 밀어 올리는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이터 코어의 레이저 용접방법.
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