KR0169260B1 - 머시닝센터의 자동팰릿교환장치 및 그 교환방법 - Google Patents

머시닝센터의 자동팰릿교환장치 및 그 교환방법 Download PDF

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Abstract

팰릿교환동작단계를 감축시켜 팰릿교환시간을 단축시키고, 암의 회전시 APC도어의 흔들림이 방지할 수 있도록 하는 머시닝센터의 자동팰릿교환장치 및 그 교환방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 팰릿을 교환시키는 그립퍼 암이 유압모터와 연결된 센터샤프트와 전동기어에 의해 2개씩 반대방향으로 90˚ 선회되게 하고, 유압머터의 축에 상기 센터 샤프트를 슬라이딩 키로 연결하여 그립퍼 암의 승하강시에도 상기 센터 샤프트가 유압모터의 축으로부터 분리되지 않아 그립퍼 암의 선회시 상기 유압모터가 공회전되도록 하고, 상기 기어 샤프트의 치폭을 크게하여 그립퍼 암의 상승하강시에도 기어 샤프트가 실린더 랙과의 이물림이 유지되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

머시닝센터의 자동팰릿교환장치 및 그 교환방법
제1도는 본 발명의 자동팰릿교환장치의 평면도.
제2도는 제1도의 A-A선 단면도.
제3도는 제1도의 B-B선 단면도.
제4도는 제2도의 C-C선 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 상판 12 : 하판
14 : 그립퍼 암 16 : 연결핀
18, 30 : 기어 20 : 유압모터
22 : 축 24 : 연결축
26 : 슬라이드 키 28 : 센터 샤프트
32 : 전동기어군 34 : 팰릿
36 : 기어 샤프트 36a : 피니언
38 : 베어링 40 : 유압실린더
42 : 실린더 44 : 랙
46 : 핀 48 : APC도어
50 : 부시 P : 가공위치
W : 대기위치
본 발명은 머시닝센터의 자동팰릿교환장치(APC : Automatic Pallet Changer)에 관한 것으로, 특히 팰릿교환동작단계를 감축시켜 팰릿교환시간을 단축시키고, 암의 회전시 APC도어의 흔들림이 방지할 수 있도록 하는 머시닝센터의 자동팰릿교환장치 및 그 교환방법에 관한 것이다
머시닝센터에 사용되는 APC는 가공위치와 대기위치 사이에서 팰릿을 이송하여 팰릿상에 장착된 피가공물을 대기위치에서 가공위치로, 그리고 가공위치에서 대기위치로 이동시키게 된다. 대기위치와 가공위치 사이에는 가공중에 발생되는 칩 또는 쿨런트로부터 대기위치의 팰릿을 보호하기 위해 양 위치사이에는 APC도어가 설치되고 팰릿교환시에만 APC도어가 개방되도록 되어 있다.
이같은 형태의 종래 APC의 기술로는 본 출원인이 대한민국특허청에 특허출원 93-30395호(명칭 : 회전판을 이용한 자동팰릿교환장치)로 출원된 기술이 알려져 있다.
상기와 같은 종래의 APC에 있어서 팰릿을 교환하기 위한 동작순서를 요약해 보면, ①체인저 암의 90˚ 선회 → ②팰릿 고정 핀의 상승 → ③기계측 테이블 팰릿의 언클램프 → ④체인저 암 상승 → ⑤체인저 암 180˚ 선회 → ⑥체인저 암 하강 → ⑦기계측 테이블 팰릿의 클램프 → ⑧팰릿 고정핀 하강 → ⑨체인저 암 90˚ 선회 복귀로 이어지는 일련의 9단계 동작에 의해 팰릿 교환이 수행된다.
상기와 같은 종래기술에 있어 팰릿을 고정하기 위해 체인저 암의 90˚ 선회동작 및 팰릿 고정 핀의 동작이 각각 이루어지기 때문에 필릿교환동작시간을 그만큼 지연시키게 되는 문제점을 갖고 있다.
또한 APC도어가 체인저 암의 90˚ 선회시 함께 회전될 수 없을 뿐더러 체인저 암의 상승시 핀을 통해 APC도어 저부에 설치된 부시에 의해 APC도어가 결합되어 APC도어의 연결상태가 좋지 못하다.
한편 팰릿교환을 위한 실린더가 대구경 실린더와 소구경 실린더와 같이 복수의 실린더를 구성하고 있기 때문에 많은 부품이 소용되어 제조비용을 상승시키는 문제점을 갖고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 종래에 비해 팰릿교환시간을 단축시키고, 그립퍼 암의 회전시 APC도어의 흔들림을 방지할 수 있도록 하여 동작안정성을 갖도록 하는 머시닝센터의 자동팰릿교환장치 및 교환방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 구현하기 위한 본 발명은 팰릿을 교환시키는 그립퍼 암의 유압모터와 연결된 센터 샤프트와 전동기어에 의해 2개씩 반대 방향으로 90˚ 선회되게 하고, 유압모터의 축에 상기 센터 샤프트를 슬라이딩 키로 연결하여 그립퍼 암의 승하강시에도 상기 센터 샤프트가 유압모터의 축으로부터 분리되지 않아 그립퍼 암의 선회시 상기 유압모터가 공회전되도록 하고, 상기 기어 샤프트의 치폭을 크게하여 그립퍼 암의 상승하강시에도 기어 샤프트가 실린더 랙과의 이물림이 유지되도록 한 것을 특징으로 한다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명의 자동팰릿교환장치의 평면도이고, 제2도는 제1도의 A-A선 단면도이며, 제3도는 제1도의 B-B선 단면도이고, 제4도는 제2도의 C-C선 단면도를 도시한 것이다.
제1도 내지 제4도에 도시된 바와 같이 가공위치(P)와 대기위치(W) 사이에 상판(10)이 위치된다. 상기 상판(10)과 그 하부에 위치된 하판(12) 사이의 양측에는 4개의 그립퍼 암(14) 각각이 연결핀(16)을 통해 회전가능하게 설치되어 있으며, 상기 연결핀(16)에는 각각의 기어(18)가 축설되어 2개씩 각각 이물림되어 있다. 그리고 유압모터(20)의 축(22)에 고정된 연결축(24)을 통해 슬라이드 키(26)로 연결된 센터 샤프트(28)의 상부에 기어(30)가 축설되어 제1도와 같이 상기 2개의 그립퍼 암(14)의 대각선방향으로 기어(18)가 전동기어군(32)을 통해 센터 샤프트(28)의 기어(30)와 연결된다.
이에 따라 상기 2개의 그립퍼 암(14)은 전동기어군(32) 및 센터 샤프트(28)을 통해 유압모터(20)와 연결되어 유압모터(20)의 구동에 따라 같은 방향으로 90˚ 회전이 이루어지게 되면, 동시에 나머지 2개의 그립퍼 암(14)이 각각 기어(18)로 이물림되어 반대방향으로 회전하여 제1도 가상선과 같이 그립퍼 암(14)이 팰릿(34)의 파지위치로 회전되게 구성된다.
상기 그립퍼 암(14)은 제2도 및 제3도에 도시된 바와 같이 기어 샤프트(36)의 상면에 고정된 하판(12)과 상판(14)에 의해 지지된다. 상기 기어 샤프트(36)의 내부에는 센터 샤프트(28)가 회전가능하게 설치되어 있으며, 상기 기어 샤프트(36)의 외측둘레에 베어링(38)을 통해 유압실린더(40)가 설치되어 유압실린더(40)로부터 기어 샤프트(26)는 회전가능하게 설치된다. 따라서 상기 유압실린더(40)의 동작에 의해 기어 샤프트(36) 및 그립퍼 암(14)의 어셈블리와 센터 샤프트(28)를 포함하여 상승시키며, 상기 센터 샤프트(28)는 유압모터(20)의 축(22)에 고정된 연결축(24)을 통해 슬라이드 키(26)로 연결되어 센터 샤프트(28)는 상승후에도 유압모터(20)의 축(22)과 연결축(24)을 매개로 연결이 유지되게 된다.
또한 상기 기어 샤프트(36)에 설치된 피니언(36a)이 실린더(42)에 연결된 랙(44)의 치폭에 비해 크게 형성되어 랙(44)과의 이물림이 유지되도록 되어 있다. 이에 따라 상승된 그립퍼 암(14)의 핀(46)이 팰릿(34)의 부시(50)에 결합되고, 상기 실린더(42)의 동작에 따라 랙(44)이 동작하여 이에 이물림된 기어 샤프트(36)를 회전시켜 그립퍼 암(14)을 포함한 상판(10) 및 하판(12)이 회전하게 되고, 상기 상판(10)에 조립된 APC도어(48)가 동시에 회전하게 된다. 이같은 회전동작이 이루어질 때 상기 유압모터(20)는 공회전을 할 수 있도록 구성된 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면 팰릿(34)을 교환시키기 위해 먼저 유압모터(20)를 구동시킴에 따라 2개의 그립퍼 암(14)은 전동기어군(32) 및 센터 샤프트(28)를 통해 유압모터(20)와 연결되어 유압모터(20)와 같은 방향으로 90˚ 회전이 이루어지고, 동시에 나머지 2개의 그립퍼 암(14)이 각각 기어(18)로 이물림되어 반대방향으로 회전하여 제1도 가상선과 같이 그립퍼 암(14)이 팰릿(34)의 파지위치로 오게 된다.
이같은 상태에서 가공측 테이블의 팰릿(34)이 언클램프되면 유압실린더(40)의 동작에 의해 하판(12) 및 상판(14)을 통해 설치된 기어 샤프트(36)와 센터 샤프트(28)가 상승되어 이와 함께 상승된 그립퍼 암(14)의 핀(46)이 팰릿(34)에 형성된 부시(50)에 결합되면서 팰릿 클램프용 풀 스터드(pull stud)가 기계측 테이블 및 대기측 팰릿 스테이션으로부터 분리된다.
이때, 센터 샤프트(28)는 슬라이드 키(26)에 의해 연결축(24)을 매개로 유압모터(20)의 축(22)과 연결상태를 유지하게 된다. 이같은 상태에서 실린더(42)가 동작하여 랙(44)과 이물림된 기어 샤프트(36)를 180˚ 선회시킴에 따라 상승된 그립퍼 암(14)을 포함한 상판(10) 및 하판(12)이 회전되어 대기측과 가공측의 팰릿(34)교환이 이루어지며, 이와 함께 상판(10)에 설치된 APC도어(48)가 동시에 회전이 이루어진다. 이후, 유압실린더(40)의 하강동작에 의해 그립퍼 암(14)을 포함한 상판(10) 및 하판 (12)과 기어 샤프트(36) 및 센터 샤프트(28)가 하강하여 교환된 팰릿(34)이 기계측 테이블과 대기측 팰릿 스테이션이 놓이면서 그립퍼 암(14)과 핀(46)이 팰릿(34)의 부시(50)로부터 빠지게 된다. 이후, 테이블에 위치된 팰릿(34)의 클램프가 이루어지고, 다음 상기 각각의 그립퍼 암(14)이 유압모터(20)의 작동에 의해 90˚ 회전하여 제1도의 실선으로 도시된 바와 같이 그립퍼 암(14)은 초기 위치로 복귀되는 것이다.
상기한 바와 같이 설명된 본 발명의 팰릿교환동작단계는,
①유압모터(20)의 동작에 의해 그립퍼 암(14)이 90˚ 회전하여 팰릿(34)의 파지위치로 이동시키는 단계,
②기계측 테이블의 팰릿을 언클램프시키는 단계,
③유압실린더(40)의 상승동작에 의해 그립퍼 암(13)이 상승하여 팰릿(34)이 기계측 테이블과 대기측 팰릿 스테이션에서 분리되고, 동시에 그립퍼 암(14)의 핀(46)이 필릿(34)의 부시(50)에 결합되는 단계,
④실린더(42)의 동작에 의해 그립퍼 암(14)이 180˚ 회전하여 팰릿(34)을 상호 교환시키는 단계,
⑤유압실린더(40)의 하강동작에 의해 그립퍼 암(13)이 하강하여 팰릿(34)이 기계측 테이블과 대기측 팰릿 스테이션에 위치되고, 동시에 그립퍼 암(14)의 핀(46)이 팰릿(34)의 부시(50)로부터 분리되는 단계,
⑥기계측 테이블의 팰릿을 클램프시키는 단계,
⑦유압모터(20)의 동작에 의해 그립퍼 암(14)이 90˚ 회전하여 초기의 위치로 복귀시키는 7단계로 이루어진다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 머시닝센터의 자동팰릿교환장치 및 그 교환방법에 의하면 종래의 팰릿교환동작단계가 9단계에서 7단계로 2단계가 감축되어 팰릿교환시간을 크게 단축시킬 수 있는 효과와 함께 APC도어를 상판에 설치시킴으로서 APC도어의 회전안정성을 갖는 효과를 갖게 되는 것이다.

Claims (4)

  1. 상판(10)과 그 하부에 위치된 하판(12) 사이의 양측에 4개의 그립퍼 암(14)을 연결핀(16)을 통해 회전가능하게 설치하되, 상기 연결핀(16)에 각각의 기어(18)를 축설하여 2개씩 각각 이물림되게 하며, 유압모터(20)의 축(22)에 고정된 연결축(24)을 통해 슬라이드 키(26)로 연결된 센터 샤프트(28)의 상부에 기어(30)을 축설하여 2개의 그립퍼 암(14)의 대각선방향으로 기어(18)가 전동기어군(32)을 통해 센터 샤프트(28)의 기어(30)와 연결하고, 기어 샤프트(36)를 상기 상판(14)에 지지되게 하고, 기어 샤프트(36)의 내부에는 센터 샤프트(28)를 회전가능하게 설치하며, 상기 기어 샤프트(36)의 외측둘레에 베이링(38)을 통해 유압실린더(40)가 설치하여 유압실린더(40)로부터 기어 샤프트(26)를 회전가능하게 설치하고, 상기 기어 샤프트(36)에 형성된 피니언(36a)이 실린더(42)에 연결된 랙(44)과 이물림되어 구성한 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 자동팰릿교환장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기어 샤프트(36)에 형성된 피티언(36a)은 기어 샤프트(26)의 상승동작에서도 랙(44)과 이물림이 유지될 수 있는 치폭을 갖는 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 자동팰릿교환장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상판(10)에 APC도어(48)을 설치하여 그립퍼 암(14)의 180˚ 선회시 함께 회전될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 자동팰릿교환장치.
  4. (a) 유압모터(20)의 동작에 의해 그립퍼 암(14)이 90˚ 회전하여 팰릿(34)의 파지위치로 이동시키는 단계. (b) 기계측 테이블의 팰릿을 언클램프시키는 단계. (c) 유압실린더(40)의 상승동작에 의해 그립퍼 암(13)이 상승하여 팰릿(34)이 기계측 테이블과 대기측 팰릿 스테이션에서 분리되고, 동시에 그립퍼 암(14)의 핀(46)이 팰릿(34)이 부시(50)에 결합되는 단계. (d) 실린더(42)의 동작에 의해 그립퍼 암(14)이 180˚ 회전하여 팰릿(34)을 상호 교환시키는 단계. (e) 유압실린더(40)의 하강동작에 의해 그립퍼 암(13)이 하강하여 팰릿(34)이 기계측 테이블과 대기측 팰릿 스테이션에 위치되고, 동시에 그립퍼 암(14)의 핀(46)이 팰릿(34)의 부시(50)로부터 분리되는 단계. (f) 기계측 테이블의 팰릿을 클램프시키는 단계. (g) 유압모터(20)의 동작에 의해 그립퍼 암(14)이 90˚ 회전하여 초기의 위치로 복귀시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 자동팰릿교환방법.
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