KR0177144B1 - Tool exchange device for a machine tool - Google Patents
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Abstract
내용없음.None.
Description
제1도는 본원 발명의 공구교환암의 구동기구의 일실시예로서의 선회암 구동기구의 부분단면도.1 is a partial cross-sectional view of a swing arm drive mechanism as one embodiment of a drive mechanism of a tool changer arm of the present invention.
제2도는 이 구동기구가 장착된 머시닝 센터를 도시한 사시도.2 is a perspective view of a machining center equipped with this drive mechanism.
제3도는 그 부분단면도.3 is a partial cross-sectional view.
제4도는 선회암의 주요부를 아래쪽에서 본 도면.4 is a view of the main part of the slewing rock from below.
제5도는 이선회암의 연직방향 단면도.5 is a vertical cross-sectional view of the bilimate.
제6도는 암중축의 선단을 도시한 구성도.6 is a configuration diagram showing the tip of the rock shaft.
제7도는 제1도의 X-X 단면도.7 is a cross-sectional view taken along line X-X in FIG.
제8도는 선회암의 동작을 중심으로하여 도시한 타이밍 차트.8 is a timing chart centering on the operation of the swivel rock.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
16 : 핑거쌍 21-24 : 캠16: Finger Pair 21-24: Cam
25 : 중공주축 29 : 회전부재25: hollow spindle 29: rotating member
31 : 암중축 34 : 세그멘트 기어31: arm axial 34: segment gear
35 : 요동자35: rocker
본원 발명은 공구교환암의 구동기구에 관한 것이며, 상세하게는 공작기계의 주축과 공구매거진 사이에서 공구를 교환하는 공구교환암의 구동기구에 관한 것이다.The present invention relates to a drive mechanism of a tool change arm, and more particularly, to a drive mechanism of a tool change arm for exchanging a tool between a main shaft of a machine tool and a tool magazine.
종래, 공작기계의 주축과 공구매거진 사이에서 공구를 교환할 수 있는 공구교환암이 알려져 있으며, 그 하나로서 본체에 공구를 파지할 수 있는 복수의 핑거쌍과, 그 핑거쌍을 개폐할 수 있는 핑거 개폐용의 작동체가 설치된 것이 있다(일본국 특개소 63(1988)-123646호). 그 핑거 개폐용 작동체는 예를들면 랙과 피니언을 이용한 것으로, 핑거쌍을 연 상태로부터 닫은 상태로 작동하여 주축에 장착된 공구와 공구매거진에 지지된 공구를 양 핑거쌍으로 각각 파지하고, 그후 본체의 축선 주위를 선회시켜 주축과 공구매거진에 장착된 공구를 교환하는 것이다.2. Description of the Related Art A tool change arm capable of exchanging a tool between a main shaft of a machine tool and a tool magazine is known. As one of them, a plurality of finger pairs capable of holding a tool on a main body and a finger capable of opening and closing the finger pair Some actuators for opening and closing are installed (Japanese Patent Laid-Open No. 63 (1988) -123646). The finger opening and closing actuator is, for example, using a rack and pinion, and is operated with the finger pair open from the closed state to hold the tool mounted on the spindle and the tool supported by the tool magazine with both finger pairs, respectively. By turning around the axis of the main body, the tools mounted on the main shaft and the tool magazine are replaced.
이러한 공구교환암은 그 본체에 고정되어 있는 중공(中空)축(중공주축)의 회전에 의해서 선회되고, 이 중공축내를 관통하여 중공축과는 독립해서 왕복 회전하는 관통축(암중축)의 운동에 의해서 핑거 개폐용 작동체를 작동하여 구동하고 있었다.The tool change arm is pivoted by the rotation of a hollow shaft (hollow shaft) fixed to the main body, and moves through the hollow shaft to reciprocally rotate independently of the hollow shaft (rear shaft shaft). The finger opening / closing actuator was operated and driven.
이와 같은 중공축과 관통축을 구비한 공구교환암의 구동기구에서는 다음의 두가지 이유, 즉 ① 관통축을 회전시키는 구동부재는 그 관통축의 공구교환암측과는 반대측 단부의 연장선상에 설치되어 있으며, 구동부재의 형상만큼 관동축 방향의 크기가 커진다는 것, ② 중공축을 관통축과는 별도로 지지하는 부재가 더 필요하다는 것 때문에, 공작기계의 전체가 대형화된다는 문제가 있었다.In such a drive mechanism of a tool changer arm having a hollow shaft and a through shaft, the following two reasons: (1) the drive member for rotating the through shaft is provided on an extension line of the end opposite to the tool change arm side of the through shaft. Since the size of the direction of the coaxial shaft becomes larger by the shape of (2), and (2) the member that supports the hollow shaft separately from the through shaft, there is a problem that the whole of the machine tool is enlarged.
즉, 일본국 특개소 63-123646호 공보 제1도에 나타낸 바와 같이, 회동로드의 선회암측과는 반대측 단부의 연장선상에 피니언이 설치되어 있다. 그리고, 평면홈캠에 따라 움직여 왕복 이동되는 래크가 피니언과 결합하고, 회동로드이 회동위치를 규제하도록 구성되어 있다. 따라서, 구동부재(평면홈캠, 래크)와 회동로드의 축방향에 있어서의 크기가 커진다고 하는 결점이 있다.That is, as shown in FIG. 1 of Unexamined-Japanese-Patent No. 63-123646, the pinion is provided in the extension line of the edge part on the opposite side to the pivot rock side of a rotation rod. The rack, which is moved according to the planar groove cam and reciprocated, engages with the pinion, and the rotation rod is configured to regulate the rotation position. Therefore, there is a drawback that the size of the drive member (planar groove cam, rack) and the rotating rod in the axial direction is increased.
본원 발명은 상기 과제를 해결하고, 공작기계의 콤팩트화를 도모할 수 있는 공구교환암의 구동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a drive mechanism of a tool changer arm capable of solving the above problems and making the machine tool compact.
상기의 목적을 달성하는 본원 발명의 공구교환암의 구동기구는 공작기계용 공구를 파지하는 핑거쌍을 개폐 가능한 핑거 개폐용 작동체가 본체에 장착된 공구교환암과, 상기 공구교환암의 본체가 단부에 고정되어 있고, 상기 공구교환암을 하나의 축선을 따라 왕복 이동시키는 동시에 축선 주위에 회전시키는 중공주축과, 상기 중공주축의 내부에 끼워서 통과되고, 상기 작동체에 걸어 맞춰 상기 작동체를 작동시킬수 있는 암중축과, 상자체에 회전 가능하게 설치되고, 상기 암중축에 결합되어 있는 회전부재로 이루어지는 공구교환암의 구동체로서, 상기 중공주축은 상기 공구교환암이 고정되어 있는 측의 단부 근방에서는 상자체에 의해서, 또 타단부측에서는 상기 회전부재에 형성된 중공 구멍의 내주면에 의해서 상기 축선방향의 왕복이동과 이 축선 주위의 회전이 가능하게 지지되어 있는 동시에, 상기 상자체와 회전부재의 지지부 사이에 중공주축 자체에 대하여 상기 축선방향의 왕복이동과 축선 주위의 회전을 부여하는 중공주축 구동수단을 구비하고, 상기 회전부재는 상기 회전부재 옆쪽에 회전부재 차체를 상기 축선 주위에 왕복 회전시키는 동시에 상기 암중축을 작동시키는 회전부재 구동수단을 구비하여 이루어진다.The drive mechanism of the tool changer arm of the present invention which achieves the above object comprises a tool changer arm having a finger opening and closing actuator capable of opening and closing a finger pair for holding a tool for a machine tool, and a main body of the tool changer arm. And a hollow shaft for rotating the tool changer arm reciprocating along one axis and rotating around the axis, and being inserted into the hollow spindle, and actuating the actuator in accordance with the actuator. A drive shaft of a tool changer arm comprising an arm central shaft and a rotating member rotatably mounted to the box body and coupled to the arm central shaft, wherein the hollow shaft is located near the end of the side on which the tool change arm is fixed. The shaft and the reciprocating movement in the axial direction by the inner peripheral surface of the hollow hole formed in the rotating member on the other end side and the shaft It is possible to support the rotation of the circumference, and at the same time between the box body and the support of the rotating member is provided with a hollow spindle drive means for imparting the reciprocating movement in the axial direction and the rotation around the axis, the rotation The member comprises a rotating member driving means for reciprocating the rotating member vehicle body around the axis at the side of the rotating member and simultaneously operating the female central shaft.
중공주축은 상자체와 회전부재의 내주면에 의해서 두가지 운동 즉 축선방향과 축선방향의 회전이 가능하게 지지되어 있으며, 이들 지지부 사이에 설치되어 있는 중공주축 구동수단에 의해서 상기 두가지 운동이 실시된다. 중공주축에 고정되어 있는 공구교환암은 이들 두 동작에 따라 축선방향의 왕복 이동이나 선회를 실시한다. 공구교환암은 이 동작에 의해서 주축과 공구매거진 사이에서 공구를 교환한다.The hollow shaft is supported by the inner circumferential surface of the box body and the rotating member so as to enable rotation in the axial direction and the axial direction, and the two movements are performed by the hollow spindle driving means provided between the support parts. The tool change arm fixed to the hollow spindle carries out axial reciprocation or pivoting in accordance with these two motions. The tool change arm exchanges the tool between the spindle and the tool magazine by this action.
한편, 암중축은 그 외측을 에워싸고 암중축과 독립해서 운동 중공주축의 축선방향의 왕복 이동에 따라, 중공주축과 연동해서 왕복 이동하는 핑거 개폐용 작동체에 걸어 맞춰지기도 하고, 이탈하기도 한다. 걸어 맞춤시, 암중축은 결합되어 있는 회전부재의 운동 즉 회전부재 구동수단의 작용에 의한 축선주위의 왕복 회전을 받아서 작동하고, 걸어 맞춰진 상태에 있는 핑거 개폐용 작동체를 구동한다.On the other hand, the arm central shaft may be engaged with or detached from the finger opening / closing actuator which reciprocates in conjunction with the hollow main shaft in accordance with the axial reciprocating movement of the moving hollow spindle independently of the arm central shaft. When engaged, the arm central shaft operates by receiving the movement of the coupled rotating member, that is, the reciprocating rotation around the axis by the action of the rotating member driving means, and drives the finger opening and closing actuator in the engaged state.
이 동작에 의해서 핑거는 개폐하고, 주축이나 공구매거진의 공구를 파지하거나, 해방하거나 한다.By this operation, the finger is opened and closed, and the tool of the spindle or the tool magazine is held or released.
이러한 핑거에 의한 공구의 파지, 해방과 함께, 공구교환암의 축선방향의 왕복이동, 축선 주위 선회라는 일련의 운동을 연동시킴으로써, 주축과 공구매거진과의 공구를 교환한다.Along with the holding and releasing of the tool by such a finger, a series of movements such as axial reciprocation of the tool changer and rotation around the axis are interlocked, thereby exchanging the tool between the main shaft and the tool magazine.
그리고, 상기 작동체가 중공부를 가진 중공캠축을 구비하고, 또 암중축의 선단을 가이드부, 슬라이드부, 걸어 맞춤부로 하고, 다시 가이드부가 항상 중공캠축의 중공부에 삽입된 구성으로 하면, 암중축과 중공캠축과의 걸어 맞춤에 있어서, 가이드부가 걸어 맞추어 가이드가 되고, 또 슬라이드부가 걸어 맞춤까지의 원활한 상대 접근을 가능하게 하므로, 암중축과 중공캠축은 확실하게 걸어 맞춘다.If the actuator has a hollow camshaft having a hollow portion, and the tip of the arm axial shaft is a guide portion, a slide portion, and a engaging portion, and the guide portion is always inserted into the hollow portion of the hollow camshaft, the arm axial shaft and hollow In the engagement with the camshaft, the guide portion engages with the guide and the slide portion enables smooth relative access to the engagement, so that the arm middle shaft and the hollow camshaft are securely engaged.
이상 설명한 본원 발명의 구성, 작용을 한층 명백하게 하기 위해, 다음에 본원 발명의 공구교환암의 구동기구의 실시예에 대해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION In order to make clear the structure and operation | movement of this invention demonstrated above, the Example of the drive mechanism of the tool change arm of this invention is described next.
제1도는 본원 발명의 공구교환암의 구동기구의 일실시예로서의 선회암 구동기구의 부분단면도, 제2도는 이 구동기구가 장착된 머시닝 센터를 도시한 사시도, 제3도는 그 부분단면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a swing arm drive mechanism as one embodiment of a drive mechanism of a tool change arm of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a machining center to which the drive mechanism is mounted, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view thereof.
먼저, 본 실시예의 선회암 구동기구가 장착되어 있는 머시닝 센터의 전체를 주로 제2도를 참조하여 개략적으로 설명한다.First, the entire machining center on which the swing rock drive mechanism of the present embodiment is mounted will be described schematically with reference to FIG. 2 mainly.
제2도에 도시한 바와 같이, 이 머시닝 센터에는 기대(1)에 직립해서 고정된 콜럼(2)에 주축대(3)가 지지되어 있다. 주축대(3)는 리니어 가이드(4)에 안내되고, Z축 이송모터(5) 및 이송나사(6)에 의해 상하방향으로 이동된다. 기대(1)에는 또 테이블(7)이 설치되어 있다. 테이블(7)은 수평면 방향으로 이동 가능하다.As shown in FIG. 2, the
주축대(3)에는 주축모터(8), 주축(9) 및 회전형의 공구매거진(10)이 탑재되어 있다. 주축(9)과 공구매거진(10)은 일본국 특개소 63(1988)-123646호에 개시된 것과 같은 것이 사용되고 있으므로, 그 구성에 관해서는 간단하게 설명한다(주축(9)의 설명은 제3도 참조). 주축(9)은 공구T를 장착 및 탈거 가능하게 유지할 수 있는 공구 장착구(11)와, 이 공구 장착부(11)에 드로바(12)를 통해서 연결하여 아래로 밀어 내림으로써 공구T를 이탈시키는 공구 릴리스핀(13)을 구비하고 있다. 공구매거진(10)은 공구T를 장착 및 탈거 가능하게 지지하고, 통상 수평의 자세로 있는 지지풋을 회전반의 주변부에 복수 구비한 것이다. 그 최하위에 위치한 지지풋만이 90도 아래쪽으로 회전하여 수직 자세를 취하고, 선회암A에 의해서 공구 교환 가능한 상태가 된다. 공구T의 선택(최하 위치에의 배치)은 매거진 모터(14)의 회전에 의해 실시된다.The
주축대(3)에는 또 공구매거진(10)과 주축(9)사이에 있어서, 선회암A을 구동하는 본실시예의 선회암의 구동기구가 장착되어 있다.The
선회암(공구교환암)A는 선회암 본체(16), 본체(16)로부터 외측으로 길게 나오고 개폐 가능하게 2조로 배치된 핑거쌍(17)을 중심으로하여 구성되어 있으며, 주축(9)과 공구매거진(10)에 장착된 공구T를 핑거쌍(17)으로 파지하고 공구교환암 본체(16)의 선회를 이용하여 교환하는 것이다. 이러한 선회암A의 상세한 구성을 본 실시예의 선회암 구동기구의 전체의 상세한 설명에 앞서 제4도, 제5도를 이용하여 설명한다.Slewing rock (tool changing arm) A is composed of a main shaft (9) and a main shaft (16), a pair of fingers (17) arranged in two pairs so as to extend outward from the
제4도는 선회암의 주요부를 아래쪽에서 본 도면이며, 제5도는 이 선회암의 연직방향 단면도이다. 양 도면에 도시한 바와 같이 선회암A의 암본체(16)는 중심공에 대하여 점대칭 형상으로 되어 있으며, 그 중심공내에 부쉬B를 통해서 암본체(16)와는 독립해서 회전하는 중공캠축(51)(본 선회암A에의 핑거 개폐용 작동체에 상당하는 것)을 구비한다.4 is a view of the main part of the slewing rock from below, and FIG. 5 is a vertical sectional view of the slewing rock. As shown in both figures, the
중공캠축(51)은 연직방향 중앙부 부근에 수평방향으로 길게 나온 캠부(51a)를 일체로 구비하고 있다. 그리고, 캠부(5a)와 부쉬B 사이에는 스페이스S가 장착되어 있다. 이 캠부(51a)는 아래쪽에서 보면(제4도 참조) 원의 대칭위치 2개소가 잘라진 형상으로 되어 있다. 2개의 잘라낸 부분(51b)은 동일한 형상이다. 중공캠축(51)의 중공부(51c)는 단면(斷面)이 도시되어 있는 바와 같이 상측이 홈형상(중공의 홈)으로 되어 있다.The
암본체(16) 상면에는 2개 1조의 관통공 2조(52), (53)(제5도참조)가 중공캠축(51)에 관해서 대칭으로 형성되어 있다. 각 조의 관통공(52), (53)을 이용하여 2조의 동일 구성의 핑거쌍(17)이 암본체(16)에 볼트(54), 너트(55)로 회전할 수 있게 지지되어 있다.On the upper surface of the
각 조의 핑거쌍(17)의 중심캠축(51)에 가까운 측의 핑거FA는 볼트(54)가 끼워 통과되는 원통부(17a)와 그곳으로부터 암본체(16) 외측까지 길게 나와 선단에 파지클릭G을 가지고 있는 핑거 주체부(17b)와, 원통부(17a)로부터 핑거 주체부(17b)와 대략 반대방향으로 길게 나와 캠부(51a)에 접촉하는 수동부(17c)와, 이것들에 대략 수직으로 돌출하는 돌기부(17d)가 일체적으로 형성된 것이다. 다른쪽의 핑거 FB는 상기 핑거FA와 대략 대칭형이다. 단, 수동부(17c)에 대응하는 수동대응부(17x)가 수동부(17c) 보다 약간 작은 점이 다르며, 또 돌기부(17d)에 대응하는 돌기부(이하, 걸어 맞춤부라 함)(17y)는 돌기부(17d)와 다소 위치가 다르다.The finger FA on the side close to the
각 핑거 FA, FB는 그 원통부(17a)에 끼워서 통과된 볼트(54)의 단부가 너트(55)로 암본체(16)에 지지됨으로써, 선회암A의 중공캠축(51)의 축선에 평행한 축을 중심으로하여 회전 가능한 상태로, 또 돌기부(17d)와 걸어 맞춤부(17y)와는 서로 대향한 상태로, 다시 잘라낸 부분(51b)내에 핑거FA의 수동부 (17c)사 설치된 상태로 되어 있다. 그리고, 원통부(17a) 내면과 볼트(54)외면 사이에는 부쉬(56)가 또 암본체(16)와 원통부(17a) 상단면 사이에는 궤도륜(57)이 각각 끼워져 있다.Each finger FA, FB is inserted into the
각 핑거쌍(17)의 수동부(17c)와 수동대응부(17x) 사이에 위치하도록 스프링(압축 스프링)(58)이 암본체(16)에 스프링 홀더(59)로 장착되어 있다. 스프링(58)은 수동부(17c)와 수동대응부(17x)를 여는 방향(외측방향)으로 힘을 가하고 있다. 이 때문에, 핑거쌍(17)의 양 핑거 주체부(17b)는 고정되어 있는 원통부(17a)를 지지점으로하여 폐쇄하는 방향으로 힘이 가해져 있다. 단, 핑거FA는 그 수동부(17c)가 캠부(51a)에 접촉하고, 일정한 정도 이상으로 폐쇄하지 않는 상태로 된다. 한편, 핑거FB도 그 걸어 맞춤부(17y)가 핑거FA의 돌기부(17D)와 맞물리기 때문에 어느 정도 이상 닫히는 것이 억제된다.A spring (compression spring) 58 is attached to the
수동부(17c)를 스프링(58)의 턴성력에 항거하여 누르면, 핑거FA는 원통부(17a)를 지지점으로하여 열리는 방향으로 회전하고, 핑거FB도 그 걸어 맞춤부(17x)가 돌기부(17d)에 눌리기 때문에 열리는 쪽으로 회전한다. 이와 같은 핑거쌍(17)의 개방은 캠부(51a)가 중심축 주위에 화살표 N방향으로 소정각도 회전되어서 수동부(17b)에 대하여 누르는 힘을 부여함으로써 실시된다.When the
또한, 선회암A은 절단분말 등의 침입을 방지하기 위해 제5도에 도시한 바와 같이 암본체(16)하면에 중심축 누름체(62), 암본체 누름체(63)를 구비하고 있다.In order to prevent intrusion of the cutting powder or the like, the turning rock A is provided with a central
이상과 같은 구성의 선회암A을 구동하는 본 실시예의 선회암 구동기구에 대해 설명한다.The pivotal rock drive mechanism of the present embodiment for driving the pivotal rock A having the above-described configuration will be described.
제1도에 도시한 바와 같이 본 실시예의 선회암 구동기구는 구동원으로서의 공구교환모터(이하, ATC 모터라 함)(15)을 가지고 있다. 이 ATC 모터(15)에 결합되어 있는 공구교환구동축(이하, ATC 구동축이라 함)(18)은 연직방향을 향해 배치되고, 베어링(19), (20)에 의해 주축대(3)에 회전할 수 있게 지지되어 있다. ATC구동축(18)에는 4개의 캠(21), (22), (23), (24)이 설치되어 있다.As shown in FIG. 1, the swing arm drive mechanism of this embodiment has a tool change motor (hereinafter referred to as an ATC motor) 15 as a drive source. The tool change drive shaft (hereinafter referred to as the ATC drive shaft) 18 coupled to the
한편, ATC 구동축(18)의 옆쪽에는 하측 절단부분 정도에 스플라인(25a)이, 최하단에 콜러(25b)를 구비한 중공주축(25)이 연직방향으로 배치되어 있다. 중공주축(25)은 그하단부 근방을 에워싼 베어링 부재(26)와 함께, 주축대(상자체)(3)의 관통공(3a)내를 관통하고 있으며, 부쉬(27)에 의해서 중심축 주위의 회전과 그 축선에 따른 왕복 이동이 가능하게 지지되어 있다. 또, 중공부재(25)는 그 상단부 근방을 에워싸는 베어링 부재(28)와 함께 주축대(3)의 관통공(3b)을 관통하고 있으며, 이 베어링 부재(28)와 중공주축(25) 사이에는 회전부재(29), 부쉬(30)가 회전할 수 있게 장착되어 있다.On the other hand, on the side of the
이 회전부재(29)는 대략 원통형상의 부재이며, 연직방향의 동작은 규제되어 있다. 회전부재(29)의 중심공의 아래부분에는 중심공의 지름보다 지름이 작은 중공주축(25)의 상부가 삽입되어 있다. 회전부재(29)의 중공 구멍의 위쪽부분은 그 아래쪽 부분보다 지름이 작고, 거기에 중공주축(25)내를 관통하는 암중축(31)의 상단이 키(32), 볼트(33)를 이용하여 끼워서 고정되어 있다.This rotating
회전부재(29)의 하단부 외주에는 기어(29a)가 형성되어 있다. 기어(29a)는 기어(29a)의 옆쪽에 설치되어 있는 세그멘트 기어(34)에 맞물려 있다. 이 세그멘트 기어(34)에는 요동자(35, 슬라이드부)가 고정되어 있으며, 이것이 캠(24)에 종동(從動)한다. 따라서, 캠(24)에 의해서 회전부재(29)도 후술하는 바와 같이 동작한다. 그리고, 회전부재(29) 내주면과 암중축(31) 외주면 사이에 있는 중공주축(25)은 양자(29), (31)에 고정되어 있지 않으므로, 회전부재(29)와 암중축(31)과는 독립적으로 운동한다.A
중공주축(25)은 그 상하방향 중앙 근방에 고정된 원주홈을 가진 원통부재(36)가 상하 이동됨으로써, 연직방향으로 왕복 이동된다. 이러한 중공주축(25)은 중공주축(25) 하부의 스플라인(25a)이 스플라인부축(副軸)(37)에 의해서 에워싸여 있다. 또한, 스플라인부축(37)은 스플라인부축(37)의 외주에 형성된 콜러부(37a)의 상하면에 캠(21)의 종동자로서의 종절(從節)롤러(38)를 가지고 있다. 중공주축(25)의 최하단의 콜로(25b)는 선회암A의 암본체(16)에 있어서의 중공캠축(51) 주변부에 나사 고정되어 있다. 따라서, 중공주축(25)과, 선회암 본체(16)는 같이 작동한다. 단, 중공주축(25)과 중공캠축(51)은 고정되어 있지 않으므로 같이 작동하지 않는다.The
중공주축(25)내를 관통하고 있는 암중축(31)의 하단은 제6도에 도시한 바와 같이, 연직방향으로 이어지는 3개의 상이한 형상부로서 형성되어 있다.As shown in FIG. 6, the lower end of the arm
형상부들 중 최하단부는 가는 환봉부(31a)이다. 환봉부(31a) 위의 중앙부는 중앙부의 두께를 환봉부(31a)측을 향해서 협소하게 되도록 경사진 대향하는 2개의 경사평면과 원통주면(周面)으로 에워싸인 원추형부(31b)이다. 원추형부(31b) 위의 위쪽부분은 암중축(31)의 축선에 서로 평행의 대향하는 2평면과 원통주면으로 에워싸인 평행면부(31c)이다. 환봉부(31a)의 지름은 선회암A의 중공캠축(51)의 중공부(51C)의 중공홈의 홈폭보다 상당히 작으며, 평행면부(31C)는 중공홈과 끼워지는 형상이다.The lowermost part of the shape part is a thin
이러한 선단을 가진 암중축(31)에 대하여 선회암A의 중공캠홈(51)은 중공주축(25)과 중공주축(25)에 고정된 선회암A와의 상하 이동에 따라 접근하기도 하고 멀어지기도 한다.The
암중축(31)은 선회암A과 최대한 떨어졌을 때도 암중축(31) 선단의 환봉부(31a)를 선회암A의 중공캠축(51)내 중공부(51b)의 중공홈에 삽입한 상태로 지지되어 있다. 그리고, 암중축(31)과 선회암A가 접근하면, 잠시동안 원추형부(31b)가 중공캠축(51)의 중공홈을 슬라이드하고, 그후 평행면부(31c)가 그 중공홈에 끼워져 결합한다.The arm
즉, 암중축(31)과 평행면부(31c)가 접근하여 끼워질 때까지는 환봉부(31a)가 양자 근접 가이드로서 먼저 기능하고, 다음에 원추형부(31b)가 슬라이드부가 되어서 평행면부(31c)를 중공캠축(51)에 유도하는 기능을 수행한다. 따라서, 암중축(31)과 선회암A의 중공캠축(51)과의 끼워 맞춤이 항상 확실하게 행하여진다.That is, the
이상 본 실시예의 선회암 구동기구의 전체 구성이 명백해진 바, 이 구동기구의 기능을 ATC축(18)에 배설되어 있는 4개의 캠(21) 내지 (24)의 구성과 관련시키면서 설명한다.As mentioned above, since the whole structure of the swivel drive mechanism of this embodiment became clear, the function of this drive mechanism is demonstrated with reference to the structure of the four cams 21-24 arrange | positioned at the
본 실시예의 선회암 구동기구는 선회암A을 수평방향으로 선회시킨다. 이것은 주축(9)과 공구매거진(10)의 공구T를 교환하기 위해서이다. 이 동작에 관련되는 것을 상부 기계 프레임(28)과 하부 기계 프레임(26) 사이에 위치하여 ATC 구동축(18)의 최하위에 고정되어 있는 병렬캠(21)이다. 이것에 의한 동작에 관해서는 일본국 특개소 63(1988)-123646호 공보에 개시된 장치의 대응부와 같으므로, 간략하게 설명한다(후술하는 캠(22), (23)에 대해서도 같음). 병렬캠(21)은 2매의 판캠으로 이루어지는 복합캠이며, 이들 판캠은 스플라인부축(37)에 설치되어 있는 종동자로서의 종절 롤러(38)에 접촉되어 있다. 이 구성에 의거하여, ATC 구동축(18)이 1회전하는 동안에 스플라인부축(37)이나, 이것과 스플라인 결합되어 있는 중공주축(25), 나아가서는 그 하단에 고정되어 있는 선회암A는 180°회전한다.The swing rock drive mechanism of the present embodiment pivots the swing rock A in the horizontal direction. This is for exchanging the tool T of the
또, 본 실시예의 선회암 구동기구는 선회암A를 중공주축(25)의 축방향(연직방향)으로 왕복 이동시킨다. 이것은 공구T를 주축(9)이나 공구매거진(10)으로부터 분리시키거나, 장착하기 위한 것이다. 이 동작에 관련되는 것을 상부 기계 프레임(28)과 하부 기계 프레임(26)사이에 위치한 ATC 구동축(18)에 고정된 원통부재(39)주면 상부의 제1의 원통홈캠(23)이다. 제1의 원통홈캠(23)에 걸어 맞춰져 있는 요동레버(40)의 선단에 설치된 접촉자(41)가 중공주축(25) 외측의 원주부재(36)의 원주홈에 걸어 맞춰져 있다. 이 구조에 의거하여 ATC 구동축(18)이 1회전하는 동안에 중공주축(25) 및 중공주축(25)에 고정되어 있는 선회암A를 축방향으로 한 번 왕복시킨다.In addition, the swing arm drive mechanism of the present embodiment reciprocates the swing arm A in the axial direction (vertical direction) of the
또한, 본 실시예의 선회암 구동기구는 선회암A의 본체에 설치되어 있는 핑거쌍(17)을 개폐 운동시킨다. 그 동작에 관련된 것이 ATC 구동축(18)에 고정되어 있는 원통부재(30)의 상면의 평면홈캠(24)이다. 제7도에 제1도의 X-X 단면도를 도시한다.In addition, the swing rock drive mechanism of the present embodiment opens and closes the
도시한 바와 같이, 평면홈캠(24)의 홈형상은 폐쇄된 링형상이며, 캠회전축을 중심으로 하는 원호형의 대경부(24a)의 소경부(24b)와 그것들을 연결하는 연결부분(24c)을 가지고 있다. 요동자(35, 슬라이드부)가 회전하는 평면홈캠(24)의 대경부(24a), 소경부(24b), 연경부(24c)의 어디에 맞붙는가에 따라 핑거쌍(17)은 폐쇄상태, 개방상태, 또는 개폐 운동 상태가 된다(이 상세한 동작은 후에 설명함).As shown, the groove shape of the
그리고, ATC 구동축(18) 외측의 원통부재(39)의 주면하부에 형성된 제2의 원통홈캠(22)은 다음과 같이 기능한다(제3도 참조). 제2의 원통홈캠(22)이 회전하면, 이것에 종동해서 요동부재(42)는 요동하고, 주축(9)의 공구 장착 및 탈거 장치의 드로바(12)에 연결된 공구 릴리스핀(13)을 눌러서 내린다. 이 결과, 주축(9)의 공구장착부(11)에 공구T가 세트되어 있으며, 이것을 이탈 상태로 하는 것이 가능하다.The second cylindrical groove cam 22 formed below the main surface of the
본 실시예의 선회암 구동기구는 이상 설명한 기능을 가지고 있으며, 그들 각 기능이 어떻게 관련되어 발휘되는가를 제8도를 참조하여 설명한다. 제8도는 선회암A의 동작을 중심으로하여 도시한 타이밍 차트이다.The pivotal rock drive mechanism of the present embodiment has the functions described above, and how each of these functions is related will be described with reference to FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the turning rock A. FIG.
공구교환을 행할 때는 주축(9)이 정위치에 정지하고, 주축이 정지한 것이 확인되면 즉시 ATC 구동축(18)이 회전하기 시작한다. 또한, ATC 구동축(18)이 회전하기 시작할 때는 상하 이동 가능한 선회암A은 상사점(上死點)에 있으며, 암중축(31)과 선회암A의 중공캠축(51)은 끼워 맞추어진 상태에 있다. 그리고, 중공캠축(51)의 외측 주위의 캠부(51a)가 핑거FA의 수동부(17c)를 누르고, 핑거FA를 스프링(58)의 탄성력에 항거하여 열린 상태로 하고 있다. 핑거FB는 핑거FB의 걸어 맞춤부(17y)가 핑거FA의 돌기부(17d)에 의해서 눌러지므로, 핑거FA와 마찬가지로 스프링(58)의 탄성력에 항거하여 열린 상태에 있다. 즉, 2도의 핑거쌍(17)은 열린 상태에 있다.When the tool change is performed, the
그 열린 상태의 2조 핑거쌍(17)의 한족 파지 클릭G 사이에는 주축(9)이 클램프된 공구T가, 2조 핑거쌍(17)의 다른족 파지 클릭G 사이에는 공구매거진(10)에 클램프된 공구T가 끼워지게 되어 있다.The tool T with the
ATC 구동축(18)이 회전하여 제8도에 도시한 바와 같이 회전각도 12°에 달하면, 평면홈캠(24)의 소경부(24b)를 요동자(35)가 이탈하고, 연결부(24c)에 도달하여 요동을 시작한다. 이로써, 요동자(35)에 종동하는 세그멘트 기어(34), 회전부재(29), 암중축(31)도 회전을 시작한다. 또, 암중축(31)의 회전에 의해서 암중축(31)에 끼워져 있는 선회암A의 중공캠축(51)도 회전하기 시작한다. 그러면, 중공캠축(51)의 외주돌기의 캠부(51a)가 제4도의 화살표 M방향 즉 핑거FA에의 누르는 힘을 감소시키는 방향으로 회전하기 시작한다. 그 때문에, 핑거FA는 스프링(58)의 탄성력에 의해 닫히기 시작한다. 핑거FB는 그 동작을 걸어 맞춤부(17y)에서 받는 동시에, 스프링(58)의 탄성력을 받아서 닫히기 시작한다. ATC 구동축(18)이 50°회전하고, 요동자(35)가 평면홈캠(24)의 대경부(24a)에 도달하면, 요동자(35)는 정지 상태에 들어간다. 그때, 암중축(31)은 초기의 상태로부터 18° 회전한 상태로 정지 상태에 들어간다. 이 암중축(31)과 함께 18도 회전한 상태로 정지 상태에 들어가는 중공캠축(51)의 캠부(51a)는 이 정지 상태에서는 핑거FA에 핑거를 열기 위한 누르는 힘을 부여하고 있지 않다. 그 때문에, 2조의 핑거쌍(17)은 스프링(8)으로 닫힌 상태가 된다. 결과로서, 2조의 핑거쌍(17)은 주축(9)과 공구매거진(10)의 공구T를 각각 파지한다.When the
핑거쌍(17)이 열린 상태로부터 닫힌 상태로 되는 동안에, 정확하게는 ATC 구동축(18)이 25°회전했을 때, 제2의 원통홈캠(22)의 작용으로 공구 릴리스핀(13)이 내려가기 시작한다. 그리고, ATC 구동축(18)이 75°회전했을 때, 공구T는 완전히 주축(9)으로부터 이탈된 상태(언클램프 상태)가 된다.While the
공구T의 클램프 상태로부터 언클램프 상태로되는 동안에, 정확하게는 ATC 구동축(18)이 65°회전했을 때에, 선회암A이 제1의 원통홈캠(23)에 의해서 하강하기 시작한다. 그리고, 선회암A은 ATC 구동축(18)이 125°회전했을 때에 하사점(下死點)에 도달한다. 또한, ATC 구동축(18)이 100°부근에서 암중축(310은 선회암A의 중공캠축(51)에 끼워진 상태는 되지 않는다.While turning from the clamp state of the tool T to the unclamp state, when the
선회암A이 상사점으로부터 하사점에 도달하는 동안에 공구매거진(10)으로부터 공구T가 분리되어 탈거한다. 또, 그 동안에 정확하게는 ATC 구동축(18)이 100°회전했을 때에병렬캠(21) 등의 작용에 의해서 선회암A이 선회하기 시작한다. 그리고, ATC 구동축(18)이 280°회전했을 때 선회가 끝난다. 이 동작에 의해서 주축(9)과 공구매거진(10)에 세트되어 있던 2개의 공구T의 배치가 교체된다.The tool T is separated and removed from the
선회암A의 선회중 정확하게는 ATC 구동축(18)이 235°회전했을 때, 선회암A은 하사점으로부터 상승하기 시작한다. 그리고, ATC 구동축(18)이 295°회전했을 때 상사점에 도달한다. 이때, 공구매거진(10)에는 공구T가 삽입되고, 그것이 클램프된다. 한편, 주축(9)에는 공구가 삽입되지만, 아직 클램프된 상태는 아니다. 또한, ATC 구동축(18)이 270°부근에서 암중축(31)과 선회암A의 중공캠축(51)이 끼워져서 맞붙는다. 이때, 상기한 바와 같이 암중축(31)의 선단은 중공캠축(51)의 중공부(51c)에 대한 가이드의 임무를 수행하는 부분과, 중공부(51c)에 슬라이드 하는 부분과, 중공부(51c)에 끼워지는 부분을 구비하므로, 중공캠축(51)과 암중축(31)과의 끼워짐이 확실하게 행하여진다.During turning of the turning arm A, exactly when the
선회암A이 상사점으로부터 상사점으로 진행하는 동안에, 정확하게는 ATC 구동축(18)이 285°회전했을 때, 제2의 원통홈캠(22)의 작용에 의해서 릴리스핀(13)이 상승하기 시작한다. 그리고, ATC 구동축(18)이 335°회전했을 때 릴리스핀(13)이 최초의 위치로 복귀하고, 공구T는 주축(9)에 완전히 클램프 된다.While the turning arm A proceeds from the top dead center to the top dead center, exactly when the
공구T를 언클램프 상태로부터 주축(9)에 클램프하는 동안에 정확하게는 ATC 구동축(18)이 310°회전했을 때, 평면홈캠(24)의 대경부(24a)를 요동자(35)가 이탈하고, 연결부(24c)에 맞붙어 요동을 재차 개시하기 시작한다. 이로인해, 암중축(31) 상기 회전과는 반대의 회전을 시작한다. 이 암중축(31)의 회전에 의해서 암중축(31)에 끼워져 있는 선회암A의 중공캠축(51)도 역회전하기 시작한다. 그러면, 중공캠축(51) 바깥돌기의 캠부(51a)가 제4도 화살표 N방향 즉 핑거FA의 수동부(17c)를 누르는 방향으로 회전하기 시작한다. 그 때문에, 핑거FA는 열리기 시작한다. 핑거FB도 그 동작을 돌기부(17b)를 통해서 걸어 맞춤부(17y)에서 받아 열리기 시작한다. 따라서, 2조의 핑거쌍(17)은 열린다.When the
ATC 구동축(18)이 348°회전하고, 요동자(35)가 평면홈캠(24)의 소경부(24b)에 도달하면, 요동자(5)는 정지 상태에 들어간다. 그때, 암중축(31)은 초기와 같은 정지 상태로 복귀한다. 이 암중축(31)과 함께 중공캠축(51)의 바깥돌기의 캠부(51a)도 초기의 정지 상태로 복귀하고, 핑거FA의 수동부(17c)를 누른 상태로 되고, 핑거FA는 열린다. 또, 핑거FB도 걸어 맞춤부(17y)에 의해 핑거FA의 동작을 받아 열린 상태로 된다. 결과로서, 핑거쌍(17)은 주축(9)과 공구매거진(10)의 공구T를 개방한다.When the
이상 설명한 본 실시예의 선회암 구동기구에서는 다음의 이점이 있다.The pivotal rock drive mechanism of the present embodiment described above has the following advantages.
회전부재(29)를 회전하여 이것에 고정되어 있는 암중축(31)을 작동시키는 평면캠(24)과 요동자(35)와 세그멘트 기어(34)가 이 회전부재(29)의 옆쪽에 설치되어 있으므로, 머시닝 센터의 높이를 억제할 수 있고, 그 전체 구조를 콤팩트화 할 수 있다.A
회전부재(29)가 중공주축(25)을 안정적으로 지지하는 역할도 행할 수 있으므로, 중공주축(25)의 운동을 안정적으로 진행시킬 수 있다. 즉, 중공주축(25)은 그 하측에서의 주축대(3)에 의한 지지에도 불구하고, 병렬캠(21)에 의한 선회운동이나 원통홈캠(23)에 의한 상하 이동에 의해 동요하기 쉬우나, 회전부재(29)가 그 내주면에서 중공주축(25)을 지지하므로, 중공주축(25)은 확실하게 연직으로 유지된다.Since the rotating
이와 같이 회전부재(29)는 암중축(31)의 구동부재와, 중공주축의 지지부재를 겸하고 있으므로, 머시닝 센터 전체 구성의 콤팩트화에도 기여하고 있다.Thus, since the rotating
암중축(31)의 선단이 선단으로부터 차례로 가이드부(환봉부31a), 슬라이드부(원추형부31b), 걸어 맞춤부(평행면부31c)로서 형성되어 있으므로, 암중축(31)과 걸어 맞춤부가 접근해서 끼워질 때까지 양자 근접의 가이드로서 가이드부가 먼저 기능하고, 다음에 슬라이드부가 유도 기능을 행한다. 따라서, 암중축(31)과 선회암A의 중공캠축(51)과는 항상 끼워 맞춤이 확실하고, 또한 같은 상태로 행하여진다. 그 때문에, 핑거쌍(17)의 동작이 확실한 것이 된다.Since the tip of the arm
이상 본원 발명의 실시예에 대해 설명하였으나, 본원 발명은 이러한 실시예에 하등 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 상기 선회암 대신에 일본국 특개소63(1988)-123646호 공보에서 개시한 공구교환암을 사용한 구성등, 본원 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위에 있어서, 여러 가지 양태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to this Example at all, For example, the tool change arm disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 63 (1988) -123646 instead of the said slewing rock. It goes without saying that the present invention can be implemented in various aspects within the scope of not departing from the gist of the present invention, such as a configuration using the present invention.
이상 상술한 바와 같이, 본원 발명의 공구교환암의 구동기구에 의하면, 암중축을 작동시키는 구동부재가 암중축의 연장선상이 아니라, 암중축의 옆쪽에 설치되어 있으므로, 공작기계의 전체 구조를 콤팩트화 할 수 있다. 또, 중공축 구동수단의 작동에 의해서 동요되기 쉬운 중공주축을 회전부재가 안정적으로 지지하는 역할을 겸할 수 있으므로, 중공주축의 운동 나아가서는 공작기계 전체의 동작이 원활하게 진행된다.As mentioned above, according to the drive mechanism of the tool change arm of this invention, since the drive member which operates an arm center shaft is provided in the side of an arm center shaft rather than the extension line of an arm center shaft, the whole structure of a machine tool can be made compact. . In addition, since the rotating member can serve to stably support the hollow spindle, which is easily shaken by the operation of the hollow shaft driving means, the movement of the hollow spindle and the operation of the entire machine tool proceed smoothly.
이와 같이, 회전부재는 암중축의 구동부재와, 중공주축의 지지부재를 겸하고 있으므로, 공작기계 전체 구성의 콤팩트화에도 기여한다.In this way, the rotary member also serves as the drive member of the arm central shaft and the support member of the hollow spindle, thus contributing to the compactness of the overall configuration of the machine tool.
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