KR100290336B1 - 머시닝 센터의 툴 클램핑 장치 - Google Patents

머시닝 센터의 툴 클램핑 장치 Download PDF

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Abstract

공간의 영향을 받지 않고 클램프 작동을 행할 수 있으며, 강력한 클램핑으로 고속교환을 실현할 수 있도록 하기 위하여; 이동 부재에 설치되어 함께 전진, 반전 및 후진을 하는 회전부재와, 상기한 회전부재에 슬라이드 가능하게 대향 배치되는 슬라이더와, 상기한 회전부재의 중심에 회전가능하게 배치되며 축과 함께 회전하는 반전블럭과, 상기한 반전블럭과 슬라이더를 연결하여 반전블럭이 회동시 슬라이더를 내측 또는 외측으로 이동시키는 링크와, 상기한 슬라이더의 이동으로 클램핑 또는 언클램핑을 하는 1쌍와 핑거와, 상기한 슬라이더의 이동이 핑거의 집게작용으로 이루어질 수 있도록 하는 1쌍의 링크를 포함하여 이루어지는 머시닝 센터의 툴 클램핑 장치에 관한 것.

Description

머시닝 센터의 툴 클램핑 장치
제1도는 본 발명에 관련하는 머시닝 센터의 툴 교환부 측단면도.
제2도는 본 발명에 관련하는 머시닝 센터의 원통캠 분해 사시도.
제3도는 본 발명에 관련하는 머시닝 센터의 툴 클램프 제어부의 정면도.
제4도는 본 발명에 관련하는 조우의 정면도.
제5도는 조우의 분해 사시도.
본 발명은 머시닝 센터의 툴 클램핑 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공간의 영향을 받지 않고 클램프 작동을 행할 수 있으며, 클램핑력이 큰 클램핑 장치에 관한 것이다.
수치제어 공작기계에 툴(Tool)을 자동으로 교환할 수 있도록 하는 교환수단을 부착한 공작기계를 머시닝 센터(MACHINING CENTER)라 칭하고 있다.
이러한 머시닝 센터는 스핀들의 방향에 따라 수직형과 수평형으로 구분되고 있으며, X, Y, Z방향으로 배치되는 3축을 포함하는 구조로 되어 있다.
머시닝 센터는, 다수개의 가공용 툴을 회전구동수단에 연결하여 툴 선택시 회전할 수 있도록 되어 있으며, 선택된 툴을 툴 매거진으로 부터 빼내고, 스핀들 헤드에 장착된 툴을 빼내어 이들 툴을 교환할 수 있는 수단을 보유하고 있다.
따라서 가공에 필요한 모든 툴을 툴 매거진에 장착한 경우, 하나의 머시닝 센터에서 다양한 작업을 행할 수 있게 된다.
이러한 머시닝 센터는 스핀들 헤드에 장착된 툴과, 툴 매거진에 장착된 툴을 교환할 때 툴을 클램프하는 조우의 오므려짐과 벌려짐이 동시에 이루어져야 툴의 교환시간을 단축시킬 수 있다.
그러나 지금까지 제안된 머시닝 센터의 툴 교환수단은, 툴을 인출하는 수단과 툴을 클램프하는 수단이 각각 별도의 구동수단에 의해 이루어지도록 되어 있기 때문에 구조적으로 복잡하고 또 작동이 불안전한 문제점이 있다.
그리고 실질적으로 툴을 클램핑하는 조우의 작동이 좁은 공간에서도 이루어질 수 있어야 하는데, 종래의 조우는 좁은 공간에서 사용이 불가능하게 되어 있으며, 또 조우가 1개의 핑거와 가압 실린더로 이루어지기 때문에 클램핑력이 부족한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 구조적으로 간단하며 좁은 공간에서 작동이 가능하며 확실한 클램핑이 이루어질 수 있는 클램핑 장치를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여,
이동 부재에 설치되어 함께 전진, 반전 및 후진을 하는 회전부재와,
상기한 회전부재에 슬라이드 가능하게 대향 배치되는 슬라이더와,
상기한 회전부재와 중심에 회전가능하게 배치되며 축과 함께 회전하는 반전블럭과,
상기한 반전블럭과 슬라이더를 연결하여 반전블럭이 회동시 슬라이더를 내측 또는 외측으로 이동시키는 링크와,
상기한 슬라이더의 이동으로 클램핑 또는 언클램핑을 하는 1쌍의 핑거와,
상기한 슬라이더의 이동이 핑거의 집게작용으로 이루어질 수 있도록 하는 1쌍의 링크를 포함하여 이루어지는 머시닝 센터의 툴 클램핑 장치를 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 관련하는 머시닝 센터의 툴 교환부 측단면도이고, 제3도는 툴 포켓 제어부 정면도로서, 유압모터의 구동기어(2), 아이들기어(3)와 치차물림되어 회전력을 전달받는 피동기어(4)는 제1원통캠(6)과 볼트로 체결 결합된다.
이러한 구성으로 유압모터의 구동력이 제1원통캠(6)으로 전달될 수 있으며, 이 제1원통캠(6)의 외주에 헐겁게 끼워져 개별적으로 회전할 수 있는 제2원통캠(8)과 핀(10)으로 연결되어 있다.
상기한 제1원통캠(6) 및 제2원통캠(8)은 제2도에 도시한 바와 같이, 캠홈을 형성하고 있는데, 제1원통캠(6)의 외주면에는 중심홈(12)을 기점으로 점차적으로 넓어지는 제1경사홈(14)과 제2경사홈(16)으로 이루어지는 캠홈을 보유하고 있다.
또한 제2원통캠(8)의 외주면에는 2개의 수평슬롯(18, 20)과 이들 슬롯을 연통하는 수직슬롯(22)으로 이루어지는 캠슬롯이 형성되어 있다.
상기한 핀(10)은 2개의 롤러(24, 26)를 보유하고 있는데, 이들 롤러는 각각 상기한 제1원통캠(6)의 캠홈과 제2원통캠(8)의 캠 슬롯에 각각 위치한다.
상기한 제2원통캠(8)의 외주에는 원통상의 이동부재(28)가 헐겁게 끼워져 길이방향으로 이동할 수 있도록 되어 있다.
이 이동부재(28)는 상기한 핀(10)이 관통하여 고정되는 블럭(30)에 고정되어 핀(10)과 함께 이동할 수 있도록 되어 있다.
상기한 제1원통캠(6)은 회전력을 전달받아 회전만을 하도록 되어 있는데 비하여 제2원통캠(8)은 프레임(32)에 고정되어 회전 및 직선이동이 이루어지도록 되어 있다.
이러한 구성에 의해 피동기어(4)가 회전하면 제1원통캠(6)이 회전하게 되는데, 이 때 원통캠의 제1경사홈(14)의 초기위치에 핀(10)이 위치하고 있기 때문에 제1원통캠(6)이 회전을 시작하면 이 핀(10)은 제1경사홈(14)을 따라 도면에서 보아 우측으로 이동하는 상태가 된다.
이와 같이 핀(10)이 이동함에 의해 이 핀에 고정된 원통상의 이동부재(28)가 함께 이동을 하게 된다.
이 원통상의 이동부재(28)에는 툴을 클램프하고 반전시킬 수 있는 클램프 수단(34)이 설치되어 있다.
이 클램프 수단(34)은 제4도 및 제5도에 도시한 바와 같이 이동부재(28)에 고정되는 회전부재(38)와, 이 회전부재의 상하단에 각각 설치되는 핑거(38, 40)와, 이 핑거가 클램핑 및 언클램핑 작용을 행할 수 있도록 하는 슬라이더(42, 44)를 포함하여 이루어진다.
상기한 슬라이더(42, 44)가 직선 이동할 수 있도록 상기한 회전부재(36)에는 홈(H)이 형성되어 있는데, 이 슬라이더에 핑거(38, 40)와 연결되는 1쌍의 링크(46, 48, 50, 52)가 각각 설치되고 있다.
상기한 슬라이더(42, 44)에는 수직면(54, 56)과 경사면(58, 60)으로 이루어지는 홈(62, 64)이 형성되어 있는데, 이 홈에 링크(66, 68)가 연결되고 있다.
이 링크(66, 68)는 반전블럭(70)에 핀(72)으로 연결되어 있는데, 이 반전블럭(70)은 축(74)의 일단에 고정되어 축이 시계 및 반시계 방향으로 회전함에 의해 함께 연동할 수 있도록 되어 있다.
이 축(74)의 반대측단에는 요동부재(76)가 고정되어 있는데, 이 요동부재는 핀을 통하여 승강레버(78)와 연결되고 있다.
상기한 요동부재(76)의 상단부는 제3도에 도시한 바와 같이 실린더(80) 내측에 승강가능하게 위치한 피스톤(82)의 상단부와 핀(84)을 통하여 연결됨으로 실린더(80)의 승강작용에 따라 승강할 수 있도록 되어 있다.
이러한 구성으로 실린더(80)가 하강작동하게 되면 승강부재(78)가 하강하면서 요동부재(76)를 밀게 되므로 이 요동부재와 연결된 축(74)이 회전하면서 이 축의 반대측에 설치된 반전블럭(70)을 회전시키게 된다.
이러한 작용으로 링크(66)가 당겨지거나 밀려 나가게 되는데, 회전부재(36)에 대향하는 자세로 설치된 핑거(38)가 벌려지거나 오므려지게 된다.
이를 위하여 1쌍의 핑거(38)는 핀으로 힌지결합되고 있으며, 이들 각각의 핑거(38)는 링크(46, 48)와 핀으로 연결되고 있다.
상기한 피스톤(82)과 승강부재(78)는 실질적으로 핀(84)을 통하여 블럭(86)으로 연결된다.
그리고 이 피스톤(82)은 툴 포켓 제어부(A)의 플레이트(88)와 연결되고 있는데, 이 플레이트(88)에는 슬릿(90)이 형성되어 있으며, 이 슬릿으로 피스톤과 연결되는 핀(92)이 관통하고 있다.
상기한 플레이트(88)의 하단부에는 핀(94)에 의해 푸셔(96)가 연결되어 있는데, 이 퓨셔(96)는 중앙부가 또 다른 핀(98)으로 블럭(100)에 힌지결합되고 있다.
상기한 퓨셔(96)의 일측면에는 홈(102)이 형성되어 있는데, 이 홈으로 툴 포켓(104)을 고정시키고 있는 스톱퍼(106)가 위치하고 있다.
상기한 블럭(100)에는 퓨셔(96)가 힘을 받을 때 수평상태를 유지시키기 위한 탄성부재(108)가 일측에 설치되어 있으며, 타측에는 스크류(110)가 나사결합되고 있다.
상기한 이동부재(28)의 외측으로는 하우징(112)이 위치하고 있는데, 이 하우징은 일측단이 프레임(32)에 고정되고 타측단이 측면판(114)에 고정됨으로서 제2원통캠(8)의 캠슬롯으로 침투될 수 있는 이물질을 차단할 수 있도록 되어 있다.
본 발명은 상기한 구성중 조우를 클램핑하거나 언클램핑 작동시키는 수단에 관련하는 것으로서, 제4도에 도시한 바와 같이 반전블럭(70)의 위치가 핀(72)이 수직 중심선상에 있을 때에는 링크(66, 68)가 슬라이더(42, 44)를 외측으로 밀게 되므로, 이 슬라이더에 각각 2개의 링크(46, 48)(50, 52)로 연결된 핑거(38, 40)는 힌지점을 중심으로 하여 오므려지는 상태 즉, 클램프 상태를 유지하게 된다.
이러한 상태에서는 도면에서 보아 상측의 조우는 툴 매거진의 툴을 클램핑하고, 하측의 조우는 스핀들 헤드의 가공완료된 툴을 클램핑하게 된다.
이와 같이 상하측 조우에 교환대상의 툴이 클램프된 상태에서 피동기어(4)가 회전을 하게 되면 이동부재(28)가 제6도에 도시한 바와 같이 우측으로 이동을 시작하게 되므로, 이동부재(28)에 고정된 회전부재(36)도 함께 이동하면서 클램프 수단(34)을 전체적으로 이동시키게 된다.
이러한 작동으로 이동이 완료되면, 제2도에 도시한 바와 같이 제2원통캠(8)의 수평슬롯(18)에서 수직슬롯(22)으로 핀(10)이 이동하게 되므로 이 핀(10)이 관통하고 있는 이동부재(28)는 수직슬롯(22)에 해당하는 원주상의 길이만큼 회전하게 된다.
상기한 수직슬롯(22)은 제2원통캠(8)의 외주의 1/2에 해닥하는 길이를 갖고 있으므로 이동부재(28)의 회전각도는 180도가 된다.
이때 이동부재(28)에 설치된 클램프 수단(34)도 함께 회전하게 되므로 상측의 조우는 하측으로 이동하고, 하측의 조우는 상측으로 이동하여 자세가 반전된다.
그러면 상기한 핀(10)은 수직 슬롯(22)을 통과하면서 또 다른 수평슬롯(20)으로 진입하면서 좌측으로 이동하게 되므로 이동부재(28)와 함께 클램프 수단(34)은 자세가 반전된 상태로 이동하게 된다.
이러한 작용으로 클램프 수단(34)이 좌측으로 완전히 이동하게 되면 상측 조우의 툴은 툴 매거진에, 그리고 하측 조우의 툴은 스핀들 헤드에 장착되는데, 이때 클램프 수단(34)을 언클램프하기 위하여 승강부재(78)를 아래측으로 이동시키게 된다. 이 승강부재(78)의 이동은 실린더(80)의 승강작동에 의해 상하로 요동하는 승강레버(78)와 연결된 요동부재(76)에 의해 이루어진다.
상기한 요동부재(76)는 실린더(80)에 의해 승강하는 승강레버(78)에 의해 회동하면서 축(74)을 일정량 회동시키게 된다.
따라서 제4도의 상태에서 반전블럭(70)이 축(74)과 함께 회동하게 되므로, 이 반전블럭(70)에 연결된 링크(66, 68)가 슬라이더(42, 44)를 내측으로 잡아 당기게 된다.
이러한 작용으로 슬라이더(42, 44)에 연결된 링크(46, 48)(50, 52)가 핑거를 잡아 당기게 되므로 핑거가 벌려지면서 클램프가 해제된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 클램핑 장치는, 클램프 수단이 툴을 클램프하고 전진한 상태에서 반전하며, 다시 후진하여 툴을 교환할 수 있도록 하고 있기 때문에 공간의 영향을 받지 않고 클램프 작동을 행할 수 있으며, 슬라이더가 외측으로 이동한 상태에서 클램프를 행하기 때문에 강력한 클램핑력을 제공할 수 있다.
따라서 고속 교환을 실현할 수 있다.

Claims (1)

  1. 이동부재에 설치되어 함께 전진, 반전, 및 후진을 하고, 소정의 슬라이딩 홈이 형성된 회전부재와; 상기 회전부재의 상기 슬라이딩 홈에 슬라이딩 가능하게 대향 배치되고, 수직면과 경사면으로 홈을 구비하는 슬라이더와; 상기 회전부재의 중심에 회전 가능하게 배치되며 축과 함께 회전하는 반전블록과; 상기 반전블록과 상기 슬라이더를 연결하여 상기 반전블록이 회동시 슬라이더를 내측 또는 외측으로 이동시키는 1쌍의 제1링크와; 상기 슬라이더의 이동으로 클램핑 또는 언클램핑을 하는 1쌍의 핑거와; 상기 슬라이더의 이동이 상기 핑거의 집게 작용으로 이루어질 수 있도록 하는 1쌍의 제2링크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 머시닝 센터의 툴 클램핑 장치.
KR1019940024821A 1994-09-29 1994-09-29 머시닝 센터의 툴 클램핑 장치 KR100290336B1 (ko)

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