KR102704735B1 - 레이저 진공용접 장치 - Google Patents
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Abstract
레이저 진공용접 장치를 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 진공 분위기 하에서 헤어핀 권선 모터 내 포함된 헤어핀을 용접접합하는 레이저 용접접합 장치에 있어서, 외부로부터 헤어핀의 용접접합이 진행되어야 할 헤어핀 권선모터(이하에서, "제1 헤어핀 권선모터"로 칭함)를 장입받는 제1 챔버와 진공 분위기를 형성하며, 상기 제1 챔버로부터 제1 헤어핀 권선모터를 전달받아 제1 헤어핀 권선모터 내 포함된 헤어핀을 용접접합하는 메인 챔버와 상기 메인 챔버에서 헤어핀의 용접접합이 완료된 헤어핀 권선모터(이하에서, "제2 헤어핀 권선모터"로 칭함)를 전달받아, 외부로 반출하는 제2 챔버와 상기 제1 챔버와 상기 메인 챔버 사이에 위치하여, 개폐되며 상기 제1 챔버와 상기 메인 챔버를 공간적으로 분리하거나 연결하는 제1 게이트와 상기 메인 챔버와 상기 제2 챔버 사이에 위치하여, 개폐되며 상기 메인 챔버와 상기 제2 챔버를 공간적으로 분리하거나 연결하는 제2 게이트 및 상기 레이저 용접접합 장치 내 각 구성을 제어하는 것을 특징으로 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접접합 장치를 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 진공 분위기 하에서 헤어핀 권선 모터 내 포함된 헤어핀을 용접접합하는 레이저 용접접합 장치에 있어서, 외부로부터 헤어핀의 용접접합이 진행되어야 할 헤어핀 권선모터(이하에서, "제1 헤어핀 권선모터"로 칭함)를 장입받는 제1 챔버와 진공 분위기를 형성하며, 상기 제1 챔버로부터 제1 헤어핀 권선모터를 전달받아 제1 헤어핀 권선모터 내 포함된 헤어핀을 용접접합하는 메인 챔버와 상기 메인 챔버에서 헤어핀의 용접접합이 완료된 헤어핀 권선모터(이하에서, "제2 헤어핀 권선모터"로 칭함)를 전달받아, 외부로 반출하는 제2 챔버와 상기 제1 챔버와 상기 메인 챔버 사이에 위치하여, 개폐되며 상기 제1 챔버와 상기 메인 챔버를 공간적으로 분리하거나 연결하는 제1 게이트와 상기 메인 챔버와 상기 제2 챔버 사이에 위치하여, 개폐되며 상기 메인 챔버와 상기 제2 챔버를 공간적으로 분리하거나 연결하는 제2 게이트 및 상기 레이저 용접접합 장치 내 각 구성을 제어하는 것을 특징으로 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접접합 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 차량용 모터 내 헤어핀을 용접함에 있어, 진공 분위기를 형성하여 레이저 용접을 수행하는 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 영구자석형 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 회전력을 얻는 장치로서, 가정용 전자제품에서 각종 산업용 기기에 이르기까지 광범위한 분야에서 널리 사용되고 있다. 이와 같은 모터는 하우징이나 케이스에 고정됨과 아울러 전원의 인가에 의해 회전자계를 형성하도록 코일이 권선되는 고정자와, 고정자 내부에 샤프트에 의해 회전 가능하게 설치되는 회전자를 주요 구성으로 하며, 고정자가 발생시키는 자속이 회전자와 상호 작용을 일으켜 회전 토크를 발생시키도록 형성된다.
한편, 최근에는 연소식 엔진을 사용하는 자동차에서 환경친화적이고, 연비를 고려한 또 다른 형태의 자동차, 즉, 하이브리드 자동차나 전기자동차에 대한 활발한 연구 개발이 진행되고 있다. 하이브리드 자동차는 기존의 연소식 엔진과 전기 구동식 모터를 연계하여 두 가지의 동력원으로 차량을 구동하고, 전기자동차는 전기 구동식 모터로 구동하는 만큼, 배기가스에 의한 환경오염의 감소와 함께 연비향상이 가능하여 현실대안적인 차세대 자동차로 자리매김하고 있다. 이러한 하이브리드 자동차(HEV)나 전기 자동차(EV)에 있어서, 모터는 전체적인 차량 성능을 좌우할만큼 핵심 부품으로 자리잡고 있으며, 고출력, 소형화된 모터의 개발이 하이브리드 자동차 등에 있어 화두로 떠오르고 있다.
전기 자동차 내 탑재되는 모터는 도 10a와 같이 헤어핀 권선모터가 사용된다.
도 10a를 참조하면, 헤어핀 권선모터(210)는 대략 U자 또는 V자 형태로 형성된 코일(이하에서, "헤어핀"이라 칭함)을 고정자 코어의 각 슬롯에 체결한 후, 각 슬롯의 각 층에 배치된 헤어핀 간을 용접 접합시킴으로써, 고정자 코어의 코일 권선을 형성하게 된다.
헤어핀 권선모터(210) 내 헤어핀은 도 10b에 도시된 바와 같이 용접 접합된다. 헤어핀은 내부의 와이어(1015)가 존재하며, 와이어의 외부에 에나멜과 같은 도료(1010)가 도포되며 형성된다. 각 헤어핀의 용접을 위해, 용접부위에 인접한 끝단의 도료 일부가 필링되며 와이어(1015)가 외부로 드러난다. 각 와이어(1015a, 1015b)가 접촉한 후, 대기 분위기에서 용접이 수행되며 헤어핀 간에 용접 접합된다.
그러나 대기 분위기에서 헤어핀의 용접접합이 수행되며 다음과 같은 문제점이 발생해왔다. 대기 분위기에서 용접 접합이 수행되며 용접 품질이 상당히 저하된다. 용접접합된 헤어핀은 헤어핀 권선모터(210) 내에 위치하는데, 모터가 전기 자동차 내에 탑재될 경우 상당한 진동이 발생하게 된다. 이처럼 진동이 발생하는 환경에 배치되는 헤어핀의 용접 품질이 저하될 경우, 모터의 동작 중에 용접 부위가 분리되는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 양 헤어핀의 용접을 위해, 용접 부위 부근의 도료가 제거되어야 하는데, 대기 분위기 하에서 도료의 제거는 상당한 오염원을 유발시킨다.
추가적으로 대기 분위기 하에서 헤어핀 용접이 수행될 경우, 용접의 진행과정에서 상당한 (용접) 부산물이 발생하게 되는데, 이러한 부산물은 인접한 회로에 쇼트(Short)를 유발하거나 다른 구성에 스크래치를 유발하는 등 악영향을 미쳐왔다.
이처럼 대기 분위기 하에서의 헤어핀의 용접접합은 상당한 문제를 유발하기에, 진공 분위기를 조성하여 헤어핀을 용접접합하고자 하는 시도가 존재한다. 다만, 용접접합을 위해 헤어핀을 장입하거나 접합이 완료된 헤어핀을 반출하는 것이 필수적인데, 이러한 과정은 진공 분위기에서 동작할 수 없기에 종래의 진공 분위기 하에서의 헤어핀 용접접합은 생산성이 현저히 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명의 일 실시예는, 우수한 생산성을 가지면서 우수한 용접 품질을 확보할 수 있는 헤어핀 레이저 진공용접 장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 진공 분위기 하에서 헤어핀 권선 모터 내 포함된 헤어핀을 용접접합하는 레이저 용접접합 장치에 있어서, 외부로부터 헤어핀의 용접접합이 진행되어야 할 헤어핀 권선모터(이하에서, "제1 헤어핀 권선모터"로 칭함)를 장입받는 제1 챔버와 진공 분위기를 형성하며, 상기 제1 챔버로부터 제1 헤어핀 권선모터를 전달받아 제1 헤어핀 권선모터 내 포함된 헤어핀을 용접접합하는 메인 챔버와 상기 메인 챔버에서 헤어핀의 용접접합이 완료된 헤어핀 권선모터(이하에서, "제2 헤어핀 권선모터"로 칭함)를 전달받아, 외부로 반출하는 제2 챔버와 상기 제1 챔버와 상기 메인 챔버 사이에 위치하여, 개폐되며 상기 제1 챔버와 상기 메인 챔버를 공간적으로 분리하거나 연결하는 제1 게이트와 상기 메인 챔버와 상기 제2 챔버 사이에 위치하여, 개폐되며 상기 메인 챔버와 상기 제2 챔버를 공간적으로 분리하거나 연결하는 제2 게이트 및 상기 레이저 용접접합 장치 내 각 구성을 제어하는 것을 특징으로 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접접합 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 챔버는 개폐되어 외부로부터 제1 헤어핀 권선모터를 장입받을 수 있도록 하는 유입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 챔버는 상기 제어부의 제어에 따라 내부를 진공 분위기로 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 헤어핀은 와이어 및 상기 와이어의 외부에 도포된 도료를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 메인 챔버는 용접부위의 도료를 필링하기 위해 1차적으로 레이저를 조사하고, 도료가 필링된 용접부위의 와이어를 용접접합하기 위해 2차적으로 레이저를 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 챔버는 개폐되어 외부로부터 제2 헤어핀 권선모터를 반출할 수 있도록 하는 유출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 챔버는 상기 제어부의 제어에 따라 내부를 진공 분위기로 형성할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제어부는 상기 제1 챔버로 유입된 제1 헤어핀 권선모터가 상기 메인 챔버로 전달될 수 있도록, 상기 제1 게이트를 개방시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제어부는 상기 제1 챔버에 진공 분위기를 형성한 후에 상기 제1 게이트를 개방시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제어부는 제2 헤어핀 권선모터가 상기 메인 챔버로부터 상기 제2 챔버로 전달될 수 있도록, 상기 제2 게이트를 개방시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제어부는 상기 제2 챔버에 진공 분위기를 형성한 후에 상기 제2 게이트를 개방시키는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 우수한 생산성을 가지면서 우수한 용접 품질을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 진공용접 장치의 단면도이다.
도 2 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 진공용접 장치의 순차적인 동작을 도시한 도면이다.
도 10은 헤어핀 권선모터를 도시한 도면이다.
도 2 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 진공용접 장치의 순차적인 동작을 도시한 도면이다.
도 10은 헤어핀 권선모터를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 진공용접 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 진공용접 장치(100)는 제1 챔버(110), 메인 챔버(120), 제2 챔버(130), 제1 게이트(140), 제2 게이트(150) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
레이저 진공용접 장치(100)는 헤어핀 권선모터를 유입받아 진공 분위기 하에서 헤어핀을 용접 접합한다. 다만, 레이저 진공용접 장치(100)는 종래의 장치와 같이 낮은 생산성을 갖는 것이 아니라, 진공 분위기 하에서 헤어핀 권선모터 내 헤어핀의 용접 접합을 수행하더라도 우수한 생산성을 가질 수 있다. 또한, 레이저 진공용접 장치(100)는 진공 분위기 하에서 용접 접합을 진행하기에, 우수한 용접 품질을 가질 수 있으면서 오염물질의 발생 역시 최소화할 수 있다.
제1 챔버(110)는 레이저 용접을 진행할 헤어핀 권선모터를 장입받아 메인 챔버(120)로 전달한다. 제1 챔버(110)는 개폐되는 유입부(115)를 포함하며, 제1 게이트(140)에 의해 메인 챔버(120)와 공간적으로 연결되거나 분리된다. 유입부(115)와 제1 게이트(140)가 모두 닫힐 경우, 제1 챔버(110)는 밀폐된 공간을 갖는다. 제어부(미도시)의 제어에 따라, 제1 챔버(110)는 내부 환경을 진공 분위기로 조성할 수 있다.
제1 챔버(110)는 메인 챔버(120)로 장입되어 레이저 진공용접될 헤어핀 권선모터를 미리 장입받아둔다. 메인 챔버(120) 내에서 진공 분위기 하에서 헤어핀 권선모터 내 헤어핀에 레이저 용접이 진행된다. 다만, 메인 챔버(120)로 헤어핀 권선모터가 직접 장입될 경우, 장입되는 과정에서 진공 분위기가 해소되는 문제가 발생한다. 이에, 제1 챔버(110)는 메인 챔버(120)로 장입되어야 할 헤어핀 권선모터를 미리 장입받아 둔다. 제1 챔버(110) 내 유입부(115)가 개폐되며 제1 챔버(110) 내로 헤어핀 권선모터가 장입된다. 헤어핀 권선모터의 장입 후, 제1 챔버(110)는 제어부(미도시)의 제어에 따라 진공 분위기를 형성한다. 제1 챔버(110)가 진공 분위기를 형성함으로써, 용접을 위해 장입된 헤어핀 권선모터를 메인 챔버(120)로 전달함에 있어 메인 챔버(120) 내의 진공 분위기가 해소되지 않을 수 있다.
메인 챔버(120)는 장입된 헤어핀 권선모터 내 헤어핀을 진공 분위기 하에서 레이저 용접한다. 메인 챔버(120)는 제1 챔버(110)로부터 전달받은 헤어핀 권선모터 내 헤어핀을 레이저 용접한다. 메인 챔버(120)는 1차적으로 헤어핀의 용접부위로부터 기 설정된 면적만큼 레이저를 조사하여 도료를 필링하고, 최종적으로 도료를 필링한 용접부위에 레이저를 조사하여 용접한다. 메인 챔버(120)는 도료의 필링을 위해 펄스 레이저를 조사한다. 용접을 위해 많은 열을 발생시킬 필요 없이 헤어핀, 그것도 일 부위의 도료를 필링하면 되기에, 메인 챔버(120)는 기 설정된 세기의 펄스 레이저를 조사한다. 반면, 메인 챔버(120)는 도료가 필링된 용접부위의 용접을 위해 연속파 레이저(Continuous Wave Laser)를 조사한다. 용접부위에 상당한 열을 발생시켜 도료가 필링된 양 와이어들을 용접시켜야 하기에, 메인 챔버(120)는 연속파 레이저를 조사한다.
메인 챔버(120)는 제1 챔버(110) 및 제2 챔버(130)와 제1 게이트(140) 및 제2 게이트(150)에 의해 공간적으로 연결되거나 분리된다. 전술한 대로, 메인 챔버(120)는 진공 분위기를 유지하며, 제1 게이트(140) 및 제2 게이트(150)가 닫힐 경우 밀폐된다. 제1 챔버(110)로부터 메인 챔버(120)로 헤어핀 권선모터가 장입되기 위해서는, 제1 게이트(140)가 개방된다. 메인 챔버(120)에서 모든 헤어핀의 용접이 완료된 헤어핀 권선모터가 제2 챔버(130)로 전달되기 위해서는, 제2 게이트(150)가 개방된다. 이때, 제1 게이트(140)나 제2 게이트(150)가 개방됨에 있어, 제1 챔버(110)나 제2 챔버(130)는 모두 진공 분위기를 형성한다. 이에 따라, 메인 챔버(120)로 용접을 위한 헤어핀 권선모터가 장입되거나, 메인 챔버(120)에서 용접이 완료된 헤어핀 권선모터가 반출되더라도 메인 챔버(120)는 계속 진공 분위기를 유지할 수 있다. 이에 따라, 메인 챔버(120) 내 진공 분위기가 해소되는 상황이 발생하지 않아, 메인 챔버(120)에서는 장입되는 헤어핀 권선모터를 지속적으로 용접할 수 있다.
제2 챔버(130)는 레이저 용접이 완료된 헤어핀 권선모터를 전달받아 외부로 반출한다. 제2 챔버(130) 역시, 개폐되는 유출부(135)를 포함하여, 제2 게이트(150)에 의해 메인 챔버(120)와 공간적으로 연결되거나 분리된다. 유출부(135)와 제2 게이트(150)가 모두 닫힐 경우, 제2 챔버(130)는 밀폐된 공간을 갖는다. 제어부(미도시)의 제어에 따라, 제1 챔버(130)는 내부 환경을 진공 분위기로 조성할 수 있다.
제2 챔버(130)는 메인 챔버(120)로부터 용접이 완료된 헤어핀 권선모터를 전달받는다. 메인 챔버(120) 내에서 진공 분위기 하에서 헤어핀 권선모터 내 헤어핀에 레이저 용접이 진행된다. 다만, 메인 챔버(120)로부터 헤어핀 권선모터가 직접 반출될 경우, 반출되는 과정에서 진공 분위기가 해소되는 문제가 발생한다. 이에, 제2 챔버(130)는 메인 챔버(120)로부터 반출될 헤어핀 권선모터를 전달받아 둔다. 반출될 헤어핀 권선모터가 전달된 후 제2 게이트(150)에 의해 제2 챔버(130)와 메인 챔버(120)가 공간적으로 분리될 경우, 그때, 제2 챔버(130)는 외부로 (용접이 완료된) 헤어핀 권선모터를 반출한다. 이에 따라, 메인 챔버(120)에서 용접이 완료된 헤어핀 권선모터가 반출되는 과정에서도 메인 챔버(120)의 진공 분위기가 해소되지 않을 수 있다.
제1 게이트(140)는 개폐되며 제1 챔버(110)와 메인 챔버(120)를 공간적으로 분리하거나 연결한다. 제어부(미도시)의 제어에 따라 제1 게이트(140)는 개방되어, 제1 챔버(110)로부터 용접되어야 할 헤어핀 권선모터가 메인 챔버(120)로 전달될 수 있도록 한다. 반대로, 제어부(미도시)의 제어에 따라 제1 게이트(140)는 폐쇄되어, 용접되어야 할 헤어핀 권선모터가 유입되는 과정에서 제1 챔버(110) 내 진공 분위기가 해소되더라도 메인 챔버(120)는 진공 분위기를 유지할 수 있도록 한다.
제2 게이트(150)는 개폐되며 메인 챔버(120)와 제2 챔버(130)를 공간적으로 분리하거나 연결한다. 제어부(미도시)의 제어에 따라 제2 게이트(150)는 개방되어, 메인 챔버(120)로부터 용접이 완료된 헤어핀 권선모터가 제2 챔버(130)로 전달될 수 있도록 한다. 반대로, 제어부(미도시)의 제어에 따라 제2 게이트(150)는 폐쇄되어, 용접이 완료된 헤어핀 권선모터가 레이저 진공용접 장치 외부로 반출되는 과정에서 제2 챔버(130) 내 진공 분위기가 해소되더라도 메인 챔버(120)는 진공 분위기를 유지할 수 있도록 한다.
제어부(미도시)는 레이저 진공용접 장치(100) 내 각 구성의 동작을 제어한다.
제어부(미도시)는 제1 챔버(110)의 동작을 제어한다. 제어부(미도시)는 제1 챔버(110) 내 유입부(115)의 동작을 제어(개방)하여, 제1 챔버(110) 내로 헤어핀 권선모터가 장입될 수 있도록 제어한다. 제1 챔버(110) 내 유입부(115)가 동작하였을 경우, 제어부(미도시)는 진공 분위기를 형성하도록 제1 챔버(110)를 제어한다. 또한, 제어부(미도시)는 제1 챔버(110)를 제어하여 장입된 헤어핀 권선모터를 메인 챔버(120)로 전달하도록 한다.
제어부(미도시)는 메인 챔버(120)의 동작을 제어한다. 제어부(미도시)는 메인 챔버(120)를 제어하여, 전달된 헤어핀 권선모터에 레이저 용접을 진행하도록 제어한다. 제어부(미도시)는 메인 챔버(120)를 제어하여, 1차적으로 도료를 필링하도록 하는 레이저를 조사하고, 2차적으로 와이어 간 접합되도록 하는 레이저를 조사하도록 한다. 제어부(미도시)는 메인 챔버(120)를 제어하여, 용접이 완료된 헤어핀 권선모터를 제2 챔버(130)로 전달하도록 제어한다.
제어부(미도시)는 제2 챔버(130)의 동작을 제어한다. 제어부(미도시)는 제2 챔버(130) 내 유출부(135)의 동작을 제어(개방)하여, 제2 챔버(130) 내로 전달된 헤어핀 권선모터가 반출될 수 있도록 제어한다. 제2 챔버(130) 내 유출부(135)가 동작하였을 경우, 제어부(미도시)는 진공 분위기를 형성하도록 제2 챔버(130)를 제어한다.
제어부(미도시)는 제1 게이트(140) 및 제2 게이트(150)의 동작을 제어한다. 제어부(미도시)는 제1 챔버(110)로부터 메인 챔버(120)로 헤어핀 권선모터가 전달될 수 있도록 제1 게이트(140)를 개방시킨다. 제1 챔버(110)로부터 메인 챔버(120)로 헤어핀 권선모터가 전달된 후, 제어부(미도시)는 제1 게이트(140)를 폐쇄시켜 메인 챔버(120)를 제1 챔버(110)와 공간적으로 분리한다. 한편, 제어부(미도시)는 메인 챔버(120)로부터 제2 챔버(130)로 헤어핀 권선모터가 전달될 수 있도록 제2 게이트(150)를 개방시킨다. 메인 챔버(120)로부터 제2 챔버(130)로 헤어핀 권선모터가 전달된 후, 제어부(미도시)는 제2 게이트(150)를 폐쇄시켜 메인 챔버(120)를 제1 챔버(110)와 공간적으로 분리한다.
도 1에는 도시되어 있지는 않으나, 제1 챔버(110), 메인 챔버(120) 및 제2 챔버(130) 내에는 헤어핀 권선모터가 일 챔버에서 다른 챔버로 이동하거나 챔버 내에서 위치를 이동할 수 있도록 하는 이동수단(미도시)이 형성된다. 예를 들어, 이동수단(미도시)는 컨베이어 벨트와 같이 챔버(110 내지 130)의 바닥면에 형성되어 권선모터를 이동시키는 수단으로 구현될 수 있다.
이하에서, 도 2 내지 9를 참조하여, 레이저 진공용접 장치의 동작을 설명한다.
도 2 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 진공용접 장치의 순차적인 동작을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제어부(미도시)의 제어에 따라, 제1 챔버(110) 내 유입부(115)가 개방되며 헤어핀 권선모터(210a)가 제1 챔버(110)로 장입된다.
도 3을 참조하면, 제어부(미도시)의 제어에 따라, 헤어핀 권선모터(210a)가 제1 챔버(110)로 장입된 후, 유입부(115)가 폐쇄된다. 유입부(115)의 폐쇄에 따라 제1 챔버(110)는 밀폐되며, 이후 제1 챔버(110)는 진공 분위기를 형성한다.
도 4를 참조하면, 제어부(미도시)의 제어에 따라, 제1 게이트(140)가 개방되며, 유입된 헤어핀 권선모터(210a)가 메인 챔버(120)로 전달된다. 이때, 전술한 과정을 거치며 제1 챔버(110)에 진공 분위기가 형성되었기 때문에, 제1 게이트(140)가 개방되어 공간적으로 양자(110, 120)가 연결되더라도 메인 챔버(120)는 진공 분위기를 유지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제어부(미도시)의 제어에 따라, 제1 게이트(140)가 폐쇄되며, 메인 챔버(120)에서 용접이 진행된다. 메인 챔버(120) 내에서 1차적으로 헤어핀 내 용접부위 부근의 도료를 필링하기 위한 레이저가 조사되며, 2차적으로 용접부위의 와이어를 접합시키기 위한 레이저가 조사된다. 이때, 헤어핀 권선모터(210a) 내 용접되어야 할 헤어핀의 모든 부위에 1차적으로 레이저가 조사된 후, 2차적으로 레이저가 조사될 수 있다. 다만, 보다 생산 효율을 향상시키기 위해, 메인 챔버(120) 내 헤어핀 권선모터(210a)를 회전시키는 수단이 형성될 수 있다. 1차적인 레이저와 2차적인 레이저의 조사 위치가 서로 다른 위치에서 조사되며, 1차적인 레이저를 조사받은 헤어핀이 회전하여 2차적인 레이저를 조사받을 수 있다. 이처럼 1차적인 레이저와 2차적인 레이저가 동시에 조사되며 용접이 진행될 경우, 보다 생산효율을 높일 수 있다.
메인 챔버(120) 내에서 용접이 진행되는데, 메인 챔버(120)는 진공 분위기를 유지하기에 다음과 같은 장점을 확보할 수 있다.
헤어핀의 도료를 필링함에 있어 진공 분위기에서 진행되기 때문에, 상대적으로 필링과정에서 발생하는 오염물질의 양을 감소시킬 수 있다. 또한, 용접 품질이 향상되며, 용접과정에서 발생하는 (용접) 부산물의 양도 감소할 수 있다. 이에, 용접부위가 분리되거나 (용접) 부산물로 인한 추가적인 피해의 발생이 감소할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제어부(미도시)의 제어에 따라, 메인 챔버(120)에서 헤어핀 권선모터(210a)의 레이저 용접이 진행되는 도중이나 용접이 완료된 후에, 유입부(115)가 개방되며 제1 챔버(110)로 헤어핀 권선모터(210b)가 장입된다. 제1 게이트(140)에 의해, 제1 챔버(110)와 메인 챔버(120)가 공간적으로 분리되어 있기에, 제1 챔버(110)의 진공 분위기가 해소되더라도 메인 챔버(120)의 진공 분위기에는 영향을 미치지 않는다. 이에, 헤어핀 권선모터(210a)의 용접이 완료된 후 메인 챔버(120)로 전달될 헤어핀 권선모터(210b)가 제1 챔버(110)로 장입된다.
도 7을 참조하면, 제어부(미도시)의 제어에 따라, 제1 챔버(110)에는 진공 분위기가 형성되며, 용접이 완료된 헤어핀 권선모터(210a)는 제2 챔버(130)로 전달된다. 메인 챔버(120)에서 용접이 완료된 헤어핀 권선모터(210a)는 이후 레이저 진공용접 장치(100) 외부로 반출되어야 한다. 이에, 제2 게이트(150)가 개방되며, 진공 분위기를 형성하고 있는 제2 챔버(130)로 헤어핀 권선모터(210a)가 전달된다.
한편, 헤어핀 권선모터(210b)의 메인 챔버(120)로의 전달을 위해 제1 챔버(110)는 진공 분위기를 형성한다. 도 6의 과정에서 헤어핀 권선모터(210b)의 장입을 위해 유입부(115)가 개방되는 과정에서 제1 챔버(110) 내 진공 분위기가 해소되었다, 이에, 제1 챔버(110) 내 진공 분위기가 재형성된다.
도 8을 참조하면, 제어부(미도시)의 제어에 따라, 메인 챔버(120)로 헤어핀 권선모터(210b)가 전달되며, 제2 챔버(130)에서 헤어핀 권선모터(210a)가 반출된다.
도 7에서 도시된 과정을 거치며 제1 챔버(110)에 진공 분위기가 형성되었기 때문에, 제1 게이트(140)가 개방되며 메인 챔버로 헤어핀 권선모터(210b)가 전달된다.
한편, 제2 게이트(150)가 폐쇄되며, 메인 챔버(120)와 제2 챔버(130)가 공간적으로 분리된다. 이에 따라, 제2 챔버(130)의 유출부(135)가 개방되며, 헤어핀 권선모터(210a)가 외부로 반출된다. 제2 게이트(150)가 폐쇄되었기 때문에, 유출부(135)가 개방되며 제2 챔버(130) 내 진공 분위기가 해소되더라도 메인 챔버(120)는 진공 분위기를 유지할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제어부(미도시)의 제어에 따라, 메인 챔버(120)에서 용접이 진행되며, 제1 챔버(110)로 헤어핀 권선모터(210c)가 장입된다.
레이저 진공용접 장치(100)는 도 2 내지 9를 참조하여 설명한 과정을 반복적으로 수행한다. 레이저 진공용접 장치(100)는 제1 챔버(110) 및 제2 챔버(130)를 포함함으로서, 메인 챔버(120)로 헤어핀 권선모터(210)의 유출·입이 반복되더라도 인터럽트 없이 지속적으로 용접을 수행할 수 있다. 유입되는 헤어핀 권선모터(210)가 제1 챔버(110)로부터 전달되고, 용접이 완료된 헤어핀 권선모터(210)이 제2 챔버(130)로 전달되기 때문에, 메인 챔버(120)의 진공 분위기는 해소되지 않고 지속적으로 유지될 수 있다. 이에 따라, 레이저 진공용접 장치(100)는 진공 분위기 하에서 헤어핀으로의 용접을 진행하더라도 우수한 생산성을 확보할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 레이저 진공용접 장치
110: 제1 챔버
115: 유입부
120: 메인 챔버
130: 제2 챔버
135: 유출부
140: 제1 게이트
150: 제2 게이트
210: 헤어핀 권선모터
110: 제1 챔버
115: 유입부
120: 메인 챔버
130: 제2 챔버
135: 유출부
140: 제1 게이트
150: 제2 게이트
210: 헤어핀 권선모터
Claims (11)
- 진공 분위기 하에서 헤어핀 권선 모터 내 포함된 헤어핀을 용접접합하는 레이저 용접접합 장치에 있어서,
개폐되어 외부로부터 제1 헤어핀 권선모터를 장입받을 수 있도록 하는 유입부를 포함하고, 외부로부터 헤어핀의 용접접합이 진행되어야 할 헤어핀 권선모터(이하에서, "제1 헤어핀 권선모터"로 칭함)를 장입받는 제1 챔버;
진공 분위기를 형성하며, 상기 제1 챔버로부터 제1 헤어핀 권선모터를 전달받아 제1 헤어핀 권선모터 내 포함된 헤어핀을 용접접합하는 메인 챔버;
개폐되어 외부로부터 제2 헤어핀 권선모터를 반출할 수 있도록 하는 유출부를 포함하고, 상기 메인 챔버에서 헤어핀의 용접접합이 완료된 헤어핀 권선모터(이하에서, "제2 헤어핀 권선모터"로 칭함)를 전달받아, 외부로 반출하는 제2 챔버;
상기 제1 챔버와 상기 메인 챔버 사이에 위치하여, 개폐되며 상기 제1 챔버와 상기 메인 챔버를 공간적으로 분리하거나 연결하는 제1 게이트;
상기 메인 챔버와 상기 제2 챔버 사이에 위치하여, 개폐되며 상기 메인 챔버와 상기 제2 챔버를 공간적으로 분리하거나 연결하는 제2 게이트; 및
상기 레이저 용접접합 장치 내 각 구성을 제어하는 것을 특징으로 하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 제1 챔버 내 유입부를 개방하여 제1 헤어핀 권선모터를 상기 제1 챔버로 장입하고,
상기 제1 챔버 내 유입부를 폐쇄하여 상기 제1 챔버를 밀폐시킨 후 진공 분위기를 형성하고,
상기 제1 게이트를 개방하여 유입된 제1 헤어핀 권선모터를 상기 메인 챔버로 전달시키고,
상기 제1 게이트를 폐쇄하며 상기 메인 챔버 내에서 제1 헤어핀 권선모터에 용접이 진행될 수 있도록 하되, 제1 헤어핀 권선모터 내 용접되어야 할 모든 부위에 1차적으로 레이저가 조사된 후 2차적으로 와이어간 접합되도록 하는 레이저가 조사되도록 하고,
상기 메인 챔버 내에서 제1 헤어핀 권선모터의 레이저 용접이 진행되는 도중이나 용접이 완료된 후에, 상기 제1 챔버 내 유입부를 개방하며 상기 제1 챔버로 새로운 제1 헤어핀 권선모터를 장입하고,
상기 제1 챔버에 진공 분위기를 형성하고, 상기 제2 게이트를 개방하여 제2 헤어핀 권선모터를 상기 제2 챔버로 전달하고,
상기 제1 게이트를 개방하여 상기 메인 챔버로 새로운 제1 헤어핀 권선모터를 전달하며, 상기 제2 게이트는 폐쇄하고 상기 제2 챔버의 유출부를 개방하여 상기 제2 챔버에서 제2 헤어핀 권선모터를 반출하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접접합 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 챔버는,
상기 제어부의 제어에 따라 내부를 진공 분위기로 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 레이저 용접접합 장치. - 제1항에 있어서,
상기 헤어핀은,
와이어 및 상기 와이어의 외부에 도포된 도료를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접접합 장치. - 제4항에 있어서,
상기 메인 챔버는,
용접부위의 도료를 필링하기 위해 1차적으로 레이저를 조사하고, 도료가 필링된 용접부위의 와이어를 용접접합하기 위해 2차적으로 레이저를 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접접합 장치 - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2 챔버는,
상기 제어부의 제어에 따라 내부를 진공 분위기로 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 레이저 용접접합 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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| DE19953654A1 (de) * | 1999-11-08 | 2001-05-23 | Pink Gmbh Vakuumtechnik | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Lotverbindung |
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2022
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Patent Citations (1)
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| WO2020165142A1 (de) * | 2019-02-13 | 2020-08-20 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren zum fügen von kupfer-hairpins und stator |
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