KR100404546B1 - 공구 매거진 - Google Patents

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KR100404546B1
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카토헤이자브로
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가부시끼가이샤 산쿄 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은 공작기계 등에 사용되는 복수 종류의 공구 중에서, 선택된 목적 공구를 취출(取出) 위치에 자동적으로 운송하는 공구 매거진에 관한 것으로, 특히 한정된 스페이스에 다수의 공구를 수납할 수 있는 공구 매거진에 관한 것이다.
회전가능한 주(主) 테이블과, 이러한 주 테이블에 회전가능하게 설치된 복수의 부(副) 테이블과, 각 부 테이블에 설치된 복수의 툴 포트를 구비한다. 부 테이블은 주 테이블의 회전방향을 따라서 서로 등간격을 두고 설치된다. 툴 포트도, 부 테이블의 회전방향을 따라서 서로 등간격을 두고 설치된다. 툴 포트에는 공구가 착탈가능하게 설치된다. 이러한 주 테이블 및 부 테이블은 각기, 주분할장치(主算出裝置) 및 부분할장치(副算出裝置)에 의해 분할하여 회전구동된다. 한 개의 목적의 공구는 주 테이블의 회전에 의한 부 테이블의 위치분할과, 부 테이블의 회전에 의한 툴 포트의 위치분할과의 편성에 의해 취출 위치로 반송된다.

Description

공구 매거진{TOOL MAGAZINES}
본 발명은 공작기계 등에 사용되는 복수 종류의 공구 중에서, 선택한 목적 공구를 취출 위치로 자동적으로 반송하는 공구 매거진에 관한 것으로, 특히 제한된 스페이스에 다수의 공구를 수납할 수 있는 공구 매거진에 관한 것이다.
종래의 이러한 종류의 공구 매거진으로서는, 예를 들어 일본특허 공개 제 2000-94252호에 기재되어 있는 것이 알려져 있다. 이러한 공구 매거진에서는, 원주 방향을 따라서 서로 간격을 두고, 툴 포트가 배치되어 있다. 툴 포트가 원형으로 배치되어 있어서, 툴 포트의 수가 증가하면, 공구 매거진은 대형으로 되고, 그의 점유 스페이스가 커진다.
점유 스페이스를 작게 하기 위해서는, 다음과 같은 구조를 생각할 수 있다. 스프로케트 등의 한 쌍의 회전 부재(回轉部材)를 서로 간격을 두고 설치하고, 이러한 회전 부재 사이에 체인 등의 회전 미끄러짐이 생기지 않게 타원형상의 주회부재(周回部材)를 걸어 감아, 이러한 주회부재에, 서로 간격을 두고 툴 포트를 배치하도록 한다. 이러한 공구 매거진으로, 회전부재의 회전으로 주회부재의 툴 포트를 이동시키고, 이렇게 함으로써 목적 공구가 장착된 툴 포트를 취출할 위치로 반송한다. 그리고, 취출할 위치에 도달한 툴 포트의 공구를 픽업 장치로 취출하여 작업기계에 장착한다.
그러나, 괘도가 긴 타원형의 주회부재를 사용하여도, 수납할 수 있는 툴 포트의 수는 주회부재의 길이에 따라서 결정되어 버려, 그다지 많아지지 않는다. 따라서, 다수의 공구를 수납하기 위해서는, 여러 대의 공구 매거진이 필요하게 된다. 공구 매거진의 대수가 증가하면, 이들을 설치하기 위하여 넓은 스페이스가 필요하다. 또한, 목적 공구를 선택하기 위해서는 복수 대의 공구 매거진을 관리하지 않으면 안되고, 제어가 복잡하게 된다.
또한, 주회부재로 툴 포트를 이동시키는 경우, 1개의 목적 공구를 반송하기 위해서는 전체의 공구를 움직일 필요가 있다. 따라서, 공구의 반송시에는, 전체의 공구의 중량이 주회부재와 회전부재에 작용하여, 관성력이 커진다. 관성력이 커지면, 공구 매거진의 기동시 및 정지시의 충격력이 커진다. 그 결과, 취출할 위치에 공구를 정확하게 정지시키기 위한, 공구 매거진의 위치 분할 제어가 곤란하게 되고, 따라서 공구 매거진의 고속 운전도 곤란하다.
본 발명은 취출할 위치로 공구를 자동으로 반송할 수 있고, 또한 좁은 스페이스에 다수의 공구를 수납할 수 있고, 나아가서 목적 공구를 간단하고 신속하게 반송할 수 있어 작업능률도 향상시킬 수 있는 공구 매거진을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 공구 매거진은 지지 프레임에 회전가능하게 설치되고, 위치를 분할(index)하기 위해 회전되는 주 테이블과, 주 테이블에, 그 회전방향을 따라서 서로 같은 간격을 두고 회전가능하게 설치되고, 위치를 분할하기 위해 회전되는복수의 부 테이블과, 부 테이블 각각에, 그 회전방향을 따라서 서로 같은 간격을 두고 탑재되고, 공구가 탈착되는 복수의 툴 포트와, 주 테이블에 연결되어, 목적 공구가 장착되어 있는 틀 포트를 탑재하고 있는 1개의 부 테이블을 취출할 위치로 반송하기 위해, 주 테이블을 분할하여 회전구동하는 주분할장치와, 부 테이블에 연결되고, 목적 공구가 장착되어 있는 1개의 툴 포트를 취출할 위치로 반송하기 위해, 부 테이블을 분할하여 회전구동하는 부분할장치를 구비한다.
주 테이블에 배치된 복수의 부 테이블에 대해서 각각 복수의 툴 포트를 배치할 수 있어서, 공구의 수납 수를 대폭적으로 증가시킬 수 있음에도 불구하고, 공구 매거진을 컴팩트하게 구성할 수 있고, 스페이스 절약을 도모할 수 있어서 공장내 스페이스를 효율적으로 이용할 수 있다.
더욱이, 주 테이블과 부 테이블을 필요한 회전각도만큼만 회전시켜 그들의 위치를 분할함과 동시에, 다수의 공구의 수납을 복수의 부 테이블로 나누었기 때문에, 공구를 반송하는 경우에 발생하는 관성력을 적게 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 주 테이블 및 부 테이블의 회전, 정지를 원활하게 할 수 있고, 공구 매거진의 회전의 고속화를 도모할 수 있다. 따라서, 공구의 반송 시간의 단축화, 나아가서는 작업능률의 대폭적인 향상을 도모할 수 있다.
주분할장치로서는, 주입력축과 출력회전을 주 테이블에 전달하는 주출력축과, 회전각도검출수단을 구비하고, 회전각도검출수단에 의해 검출된 이러한 주입력축 또는 주출력축중 어느 하나의 회전각도 변화의 검출신호에 의해 회전제어되는 캠식 감속기를 적용할 수 있고, 부분할장치에 관해서도, 부입력축(副入力軸)과, 출력회전을 부 테이블에 전달하는 부출력축(副出力軸)과, 회전각도검출수단을 구비하고, 회전각도검출수단에 의해 검출된 이러한 부입력축 또는 부출력축중 어느 하나의 회전각도변화의 검출신호에 의해 회전제어되는 캠식 감속기를 적용할 수 있다.
상기 구성에 의하면, 주출력축과 부출력축에 필요한 회전각도변위를 한번의 제어동작으로 단숨에 부여할 수 있다. 이렇게 함으로써, 주 테이블 및 부 테이블을 원활하게 회전시킬 수 있고, 공구를 반송하는 경우의 진동에 의한 가공공작업에대한 악영향을 억제할 수 있다. 동시에, 공구 매거진 자체의 마모를 저감하여, 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다.
주분할장치 및 부분할장치는, 캠식 인덱싱 드라이브장치이어도 좋다. 이러한 구성에 의해서도, 주 테이블 및 부 테이블을 원활하게 회전시킬 수 있고, 공구를 반송하는 경우의 진동을 억제함과 동시에, 공구 매거진 자체의 마모를 저감시킬 수 있다.
공구의 위치는, 부 테이블 번호와, 부 테이블상의 툴 포트의 번호로, 매트릭스화한 데이타로 관리하면 편리하다. 각 공구의 수납장소가 항상 명확하게 되어, 다음번에 사용하는 공구를 정확하게 반송할 수 있다.
주 테이블 위에는 부 테이블 사이에 추가로 툴 포트를 배치할 수 있고, 많은 공구를 탑재할 수 있다.
주분할장치는 출력회전을 주 테이블에 전달하는 주출력축을 갖고, 부분할장치는 출력회전을 부 테이블에 전달하는 부출력축을 가지며, 이러한 주분할장치와부분할장치는 단일의 하우징내에 일체로 편입되어, 주출력축과 부출력축은, 어느 일방이 타방의 내측에 상대회전가능하게 삽입되어 동축(同軸)으로 배치된다. 주분할장치 및 부분할장치의 설비 스페이스를 컴팩트화 할 수 있다.
주 테이블과 부 테이블를 동시에 회전시키기 위해, 주분할장치와 부분할장치를 동시에 회전구동하면, 공구의 반송시간을 단축할 수 있다.
부분할장치와 복수의 부 테이블 사이에는, 부분할장치의 출력회전을 각 부 테이블에 전달하기 위한 유성 톱니바퀴 기구가 구비된다. 단일의 부분할장치로 복수의 부 테이블 전체를 회전구동할 수 있다.
유성 톱니바퀴 기구는, 부분할장치에 설치되고, 회전구동되는 태양 기어와, 각 부 테이블에 설치되어, 부 테이블과 일체로 회전되는 유성기어와, 이러한 태양 기어와 유성 기어 사이에 회전가능하게 설치되며, 회전을 전달하는 아이들 기어로 구성된다.
태양 기어와 유성 기어는, 이들을 같은 속도로 같은 방향으로 회전시키기 위해 같은 치수로 형성해도 좋다. 태양 기어와 유성 기어의 회전각도변위가 일치하고, 태양 기어의 회전을 파악하는 것만으로, 모든 부 테이블을 제어할 수 있다.
부분할장치는, 취출할 위치에 배치해도 좋다. 취출할 위치에 위치한 부 테이블만을 부분할장치에 의해 회전구동할 수 있고, 그 외의 부 테이블이 회전하는 일은 없다.
이 경우, 취출할 위치에 도달한 1개의 부 테이블을 분할하여 회전구동하기 위해, 부 테이블에 부분할장치를 계탈(係脫) 가능하게 결합하는 연결장치가 구비된다. 부 테이블을 회전시킬 필요가 없는 경우에는, 부 테이블과 부분할장치의 연결을 분리할 수 있고, 주 테이블에 가해지는 중량을 경감하고, 회전관성을 경감할 수 있다. 연결장치는 부 테이블을 분할하여 회전구동하는 경우에만, 부분할장치를 부 테이블에 결합하기 위해서, 부분할장치를 부 테이블을 향하여 왕복이동시키는 왕복구동기구와, 부분할장치의 출력회전을 부 테이블에 전달하기 위해, 부 테이블을 향하여 이동시킨 부분할장치를 부 테이블에 계합하는 계합기구로 구성할 수 있다.
부분할장치가 왕복이동하여 부 테이블에 계탈하는 작용에 의해, 양자의 연결, 분리를 적절하게 행할 수 있다.
왕복이동기구로서는, 부분할장치로부터 수득되는 회전운동을 부분할장치의 왕복이동운동으로 변환하는 캠유니트를 적용할 수 있다. 부분할장치의 왕복이동을 확실하게 할 수 있다.
왕복이동기구에는, 부분할장치의 왕복이동을 안내하기 위한 슬라이드 유니트를 구비할 수 있고, 슬라이드 유니트는, 부분할장치를 이동가능하게 지지하는 슬라이드 프레임과, 부분할장치에 설치되어, 슬라이드 프레임상에서 슬라이드하는 슬라이더로 구성될 수 있다. 슬라이드 유니트에 의해 부분할장치의 이동을 원활하게 할 수 있다.
캠 유니트는 부분할장치에 설치되어, 부분할장치를 왕복이동시키는 캠 프로필을 갖고, 부분할장치로부터 수득되는 회전운동에 의해 회전되는 캠과, 슬라이드 프레임에 설치되어, 캠에 습접하여 그 캠 프로필에 따라서 부분할장치를 왕복이동시키는 캠 팔로어를 구비한다.
계합기구는, 부 테이블과 부분할장치 사이에 설치되어, 서로 계탈가능한 비원형상의 요부와 철부로 구성될 수 있다. 부 테이블과 부분할장치의 위치가 어긋난 경우에, 연결장치에 의해 양자가 연결되는 것을 방지할 수 있다.
취출할 위치에 배설되는 부분할장치로서는, 부입력축과 부출력축을 구비하고, 취출할 위치에 도달한 한 개의 부 테이블에 계탈가능하게 계합하여 분할회전구동하기 위해, 부입력축의 회전을 부출력축의 왕복이동운동 및 부 테이블을 분할하여 회전하는 부출력축의 회전운동으로 변환하는 캠 장치를 적용할 수 있다. 연결정치를 간단하게 구성할 수 있다.
캠 장치는 부입력축과 부출력축의 사이에 설치되고, 부출력축에 그 축방향이동을 허용하기 위해 스플라인 감합된 터릿(turret)을 갖고, 부입력축의 회전을 변환하여 부출력축을 분할하여 회전운동시키는 제 1 캠 기구와, 부입력축과 부출력축의 사이에 설치되어, 부입력축의 회전을 변환하여 부출력축을 왕복이동시키는 제 2 캠 기구를 구비한다.
주 테이블에는, 부 테이블의 위치 각각에, 부 테이블의 분할할 위치를 결정하기 위한 위치결정 기구를 부가하는 것이 바람직하다. 부 테이블의 정지위치를 적절하게 결정할 수 있다. 이렇게 함으로써, 부 테이블의 툴 포트를 취출할 위치로 정밀도 양호하게 합치시킬 수 있다. 이렇게 함으로써, 공구를 주고 받는 동작을 확실하게 할 수 있다. 또한, 계합기구(係合機構)의 계합동작을 확실하기 할 수 있다. 다른 한편, 예를 들어, 주 테이블이 회전할 때, 부 테이블이 덜컹거리는 것을 저지할 수 있다. 따라서, 취출할 위치 이외의 장소에서도, 부 테이블 상의 툴 포트의 위치는 적정하고, 취출할 위치 이외에서도 공구를 주고 받을 수 있다.
위치결정기구는, 부 테이블에 설치되고, 이것과 일체적으로 회전하는 위치분할부재와, 주 테이블에 설치되어, 위치분할부내에 계합하여 위치분할부재를 제지하는 제지기구(制止機構)로 구성된다.
위치분할부재에는, 부 테이블의 회전방향으로 툴 포트의 탑재위치에 합치시켜 계합부가 형성된다. 부 테이블의 정지위치를 더욱 정밀하게 확정할 수 있다.
제지기구(制止機構)는, 주 테이블에 위치분할부재를 향하여 이동가능하게 설치되고, 계합부에 계탈(係脫)가능하게 계합하는 슬라이딩 블럭과 주 테이블에 설치되어, 슬라이딩 블럭을 위치분할부재 쪽으로 압출하는 탄성변형 가능한 탄성체를 갖는다.
본 발명에 관한 다른 공구 매거진은 주회부재(周回部材)를 갖는다. 즉, 이러한 공구 매거진은 지지프레임에 회전가능하게 설치되고, 위치를 분할(index)하기 위해 회전되는 주 테이블과, 주 테이블에, 그의 회전방향을 따라서 서로 등간격을 두고 회전가능하게 설치되어, 위치를 분할하기 위해 회전되는 복수의 부 테이블과, 부 테이블 각각에 설치되고, 부 테이블과 일체로 회전하는 구동부재와, 주 테이블에 회전가능하게 설치된 종동부재(從動部材)와, 이러한 구동부재와 종동부재 사이에 괘회(掛回)되어, 이러한 구동부재와 종동부재 사이에 주회이동(周回移動)되는 주회부재와, 주회부재에 그의 주회방향을 따라서 서로 등간격을 두고 탑재되어, 공구가 탈착되는 복수의 툴 포트와, 주 테이블에 연결되고, 목적 공구가 장착되어 있는 툴 포트를 탑재하고 있는 한 개의 주회부재와 연계된 부 테이블을 취출할 위치로 반송하기 위해, 주 테이블을 분할하여 회전구동하는 주분할장치와, 부 테이블에 연결되고, 목적 공구가 장착되어 있는 한 개의 툴 포트를 취출할 위치로 반송할 수 있도록 주회부재를 이동시키기 위해, 부 테이블을 분할하여 회전구동하는 부분할장치를 구비한다. 각 부 테이블의 툴 포트의 수를 더 증가시킬 수 있다. 따라서스페이스를 더욱 더 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 공구 매거진의 제 1 실시형태를 도시한 장치 전체의 개략정면도이다.
도 2는 도 1중 A-A 선의 확대 단면도이다.
도 3은 도 2중 B부의 확대단면도이다.
도 4는 도 2중 C부의 확대단면도이다.
도 5는 제 1 실시형태의 공구 매거진에 사용되는 제 1 분할장치 및 제 2 분할장치를 도시한 확대단면도이다.
도 6은 도 5중 D-D 선 단면도이다.
도 7은 도 5중 E-E 선 단면도이다.
도 8은 본 발명에 관한 공구 매거진의 제 2 실시형태를 도시한 장치 전체의 개략정면도이다.
도 9는 도 8중 F-F 선의 확대 단면도이다.
도 10은 제 2 실시형태의 공구 매거진에 사용되는 제 2 분할장치를 도시한 평면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 제 2 분할장치의 확대정면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 제 2 분할장치의 확대평면도이다.
도 13은 도 10에 도시된 제 2 분할장치의 확대측면도이다.
도 14는 도 12중 G-G 선 단면도이다.
도 15는 도 10의 제 2 분할장치의 슬라이드상태를 도시한 확대평면도이다.
도 16은 도 9중 H부의 확대단면도이다.
도 17은 제 2 실시형태의 공구 매거진에 이용되는 위치결정 플레이트를 도시한 확대도이다.
도 18은 도 17의 위치결정 플레이트를 위치결정한 상태를 도시한 설명도이다.
도 19는 본 발명에 관한 공구 매거진의 제 3 실시형태를 도시한 장치 전체의 개략도이다.
도 20은 본 발명에 적용될 수 있는 제 2 분할장치의 변형례를 도시한 단면평면도이다.
도 21은 도 20에 도시된 제 2 분할장치의 변형례의 단면정면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
11: 주 테이블 12: 부 테이블
13: 공구 14: 툴 포트
15: 제 1 분할장치 16: 제 2 분할장치
17: 하우징 18: 제 1 입력축
19: 제 1 롤러 기어 캠 20: 제 1 터릿
도 1 내지 도 7은 본 발명의 제 1 실시형태를 도시한 것이다. 제 1 실시형태의 공구 매거진(10)은 테이블 타입으로 구성되고, 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 직경이 큰 원반상의 주 테이블(11)과 주 테이블(11)의 주연부(周緣部)에 배치되는 복수의 직경이 작은 원반상의 부 테이블(12)를 구비한다. 부 테이블(12)은 주 테이블(11)의 피치원(P1)상에 등간격으로 배치된다. 도시예에서는, 부 테이블(12)가 8개 설치되어 있다. 각 부 테이블(12)의 주연부에는 공구(13)를 탈착가능하게 장착하는 복수의 툴 포트(14)가 부 테이블(12)의 피치원(P2)상에 등간격으로 배치된다. 도시예에서는, 툴 포트(14)는 8개 설치되어 있다. 주 테이블(11) 및 부 테이블(12)는 각각, 위치를 분할하기 위해 필요한 회전각도로 회전되고, 주 테이블(11) 및 부 테이블(12) 양자의 위치분할에 의해, 목적 공구(13)를 갖는 툴 포트(14)가 취출할 위치(P)로 반송된다. 취출할 위치(P)에 도달한 툴프트(14)로부터 공구(13)가 취출된다. 도시한 바와 같이, 1개의 주 테이블(11)에, 수많은 공구(13)을 수납할 수 있다. 주 테이블(11)은 위치를 분할하기 위해 주분할장치로서의 제 1 분할장치(15)에 의해 화살표(M) 방향으로 회전됨과 동시에, 부 테이블(12)도 위치를 분할하기 위해 부분할장치로서의 제 2 분할장치(16)에 의해 화살표(N) 방향으로 회전된다. 제 1 및 제 2 분할장치(15, 16)에는 후술하는 바와 같이, 검출신호에 의거하여 회전제어되는 캠식 감속기가 채용된다.
제 1 분할장치(15)와 제 2 분할장치(16)는 도 5에서도 도시한 바와 같이, 동축(同軸)으로 배치되어, 일체적으로 부착시킨다. 하우징(17)내에는, 도 6에 도시한 바와 같이, 주로 주입력축으로서의 제 1 입력축(18), 제 1 롤러기어캠(19), 제 1 터릿(20) 및 주출력축으로서의 제 1 출력축(21)이 편입된다. 제 1 입력축(18)은 제 1 출력축(21)에 대하여 직각으로 배치되고, 베어링(22, 22a)로 하우징(17)에 회전가능하게 지지된다. 제 1 입력축(18)에는, 제 1 롤러 기어 캠(19)이 일체적으로 형성되고, 제 1 롤러 기어 캠(19)의 외주면에는 소정의 피치로 테이퍼 리브(19a)가 형성된다.
원반상의 제 1 터릿(20)은 제 1 출력축(21)의 외주에 일체 형성되고, 제 1 터릿(20)과 제 1 롤러기어캠(19)의 회전축심은 서로 직각이다. 제 1 터릿(20)의 외주에는, 복수의 캠 팔로어(23)이 등간격으로 취부된다. 서로 이웃하는 캠 팔로어(23)는 테이퍼 리브(19a)를 끼워 넣어, 해당 테이퍼 리브(19a)에 접접(摺接)한다. 이렇게 함으로써, 제 1 롤러 기어 캠(19)과 캠 팔로어(23)로 캠식 감속기가 구성된다. 도시하지는 않았지만, 제 1 분할장치(15)의 제 1 입력축(18) 또는 제1 출력축(21)의 회전각도변화가 센서 및 인코더 등의 회전각도검출수단에 의해 전기적으로 검출되고, 이러한 전기 신호에 의해 이러한 축의 회전을 제어한다. 이렇게 함으로써, 이러한 축에 필요한 회전각도변위를 한 번의 제어동작으로 단숨에 부여할 수 있다. 이러한 전기제어방식은 후술하는 제 2 분할장치(16)에도 동일하게 적용된다.
제 1 분할장치(15)로서는, 상기 전기제어방식의 캠식 감속기로 대체하고, 캠식 인덱싱 드라이브 장치를 채용하여도 좋다. 제 1 롤러 기어 캠(19)의 테이퍼 리브(19a)를 소정의 기하학적 곡선으로 나선상으로 형성하고, 이러한 테이퍼 리브(19a)에 의해 제 1 터릿(20)에 회전, 정지를 반복 분할하여 회전을 생기게 한다. 제 2 분할장치(16)에도, 캠식 인덱싱 드라이브 장치를 적용할 수 있다.
제 1 출력축(21)은 통상(筒狀)으로 형성되고, 이러한 제 1출력축(21)의 선단은 주 테이블(11)의 중양부에 볼트(24)로 취부된다.
제 2 분할장치(16)의 구성부품은 도 7에 도시한 바와 같이, 제 1 분할장치(15)와 같다. 하우징(17)내에는 주로 부입력축으로서 제 2 입력축(25), 제 2 롤러 기어 캠(26), 제 2 터릿(27) 및 부출력축으로서의 제 2 출력축(28)이 편입된다. 제 2 입력축(25)은 제 2 출력축(28)에 대하여 직각으로 배치되고, 베어링(29, 29a)에 의해 하우징(17)에 회전가능하게 지지된다. 제 2 입력축(25)에는 제 2 롤러 기어 캠(26)이 일체적으로 형성되고, 제 2 롤러 기어 캠(26)의 외주면에는 소정 피치로 테이퍼 리브(26a)가 형성된다.
원반상의 제 2 터릿(27)은 제 2 출력축(28)의 외주에 일체 형성되고, 제 2터릿(27)과 제 12롤러기어캠(26)의 회전축심은 서로 직각이다. 제 2 터릿(27)의 외주에는, 복수의 캠 팔로어(30)이 등간격으로 취부된다. 서로 이웃하는 캠 팔로어(30)는 테이퍼 리브(26a)를 끼워 넣어, 해당 테이퍼 리브(26a)에 접접(摺接)한다. 이렇게 함으로써, 제 2 롤러 기어 캠(26)과 캠 팔로어(30)로 캠식 감속기가 구성된다.
제 2 출력축(28)은 통상으로 형성되고, 제 1 출력축(21)의 내주에 상대 회전가능하게 감합된다. 제 2 출력축(28)의 선단은 주 테이블(11)의 중심 개구(11 a)를 관통하여, 유성 기어열(31)을 구성하는 태양 기어(32)의 중심부에 볼트(33)에 의해 취부된다. 태양 기어(32)의 중심부에는, 제 2 출력축(28)의 내경과 대략 같은 직경의 중심개구(32a)가 형성된다. 중심개구(32a) 및 제 2 출려축(28)내주에는, 도 2 도시한 바와 같이, 지축(34)가 상대회전가능하게 삽통됨과 동시에, 지축(34)의 일단부(34a)가 하우징(17)에 감합고정된다. 하우징(17)이 공구 매거진(10)의 지지 프레임을 구성하는 편측 프레임(35)에 결합된 대좌(36)에 볼트(37)로 고정됨과 동시에, 지축(34)의 타단부(34b)가 지지 프레임을 구성하는 타측 프레임(35a)에 감합고정된다. 이렇게 함으로써, 제 1 분할장치(15) 및 제 2 분할장치(16)은 지축(34)를 통해서 프레림(35, 35a)에 지지된다.
따라서, 제 1 분할장치(15)에서는 제 1 입력축(18)이 도외의 모터에 의해 회전구동됨으로써, 테이퍼 리브(19a)가 캠 팔로어(23)을 보내어 제 1 터릿(20)을 일정방향으로 회전시킨다. 그리고, 제 1 터릿(20)의 회전은 제 1 출력축(21)을 통해서 주 테이블(11)에 전달된다.
또한, 제 2 분할장치(16)에 있어서도 마찬가지로, 제 2 입력축(25)이 도외의 모터에 의해 회전구동됨으로써, 제 2 롤러 기어 캠(26)을 통해서 제 2 터릿(27)이 일정 방향으로 회전되어, 이 회전은 제 2 출력축(28)을 통해서 태양 기어(32)에 전달된다.
부 테이블(12)은 태양 기어(32)의 주위에 배치된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 부 테이블(12)의 중심부에 볼트(40)으로 고정된 회전축(41)은 주 테이블(11)에 형성된 보스부(42)내에 베어링(43, 43A)를 통해서 회전가능하게 지지된다. 회전축(41)의 선단에는, 볼트(45)로 유성 기어(44)의 중심부가 고정된다. 따라서, 유성 기어(44)는 태양 기어(32)에 인접하여 위치하게 된다.
태양 기어(32)와 유성 기어(44)의 사이에는, 이러한 양 기어(32, 44)에 각기 맞물리는 아이들 기어(46)가 설치되고, 이러한 태양 기어(32), 아이들 기어(46) 및 유성 기어(44)에 의해 유성 톱니바퀴 기구로서의 유성 기어열(31)이 구성된다. 그리고, 유성 기어열(31)을 통해서 제 2 분할장치(16)의 회전이 부 테이블(12)에 전달된다. 아이들 기어(46)는 그 회전축(47)이 주 테이블(11)에 형성된 보스부(48)에 베어링(49, 49a)를 통해서 회전가능하게 지지된다. 태양 기어(32)와 유성 기어(44)는 같은 치수로 형성되고, 이러한 태양 기어(32)와 유성 기어(44)는 등속으로 같은 방향으로 회전되도록 되어 있다.
이상의 구성에 의해, 제 1 실시형태의 공구 매거진(10)에서는 제 1 분할장치(15) 및 제 2 분할장치(16)을 구동하면, 제 1 분할장치(15)의 출력회전이 주 테이블(11)을 회전시킴과 동시에 제 2 분할장치(16)의 출력회전은 유성기어열(31)을 통해서 복수의 부 테이블(12)를 회전한다.
주 테이블(11)이 제 1 분할장치(15)에서 분할되는 위치 및 부 테이블(12)이 제 2 분할장치(16)에서 분할되는 위치는 센서 등에 의한 검출 신호에 의해 제어된다.
주 테이블(11)과 부 테이블(12)은 동시에 회전구동된다. 주 테이블(11)의 회전에 의해, 목적 공구(13)를 갖는 어느 1개의 부 테이블(12)이 취출할 위치(P)로 이동되고, 동시에 부 테이블(12)의 회전에 의해, 취출할 위치(P)로 이동한 부 테이블(12) 상의 목적 공구(13)을 갖는 어느 한 개의 툴 포트(14)가 취출할 위치(P)로 이동되도록, 설정된다. 부 테이블(12)은 주 테이블(11) 상의 전체가 동기로 회전된다.
제 1 실시형태에서는 주 테이블(11) 및 부 테이블(12)은 다 같이 45°의 회전각도 핏치로 회전제어된다. 따라서 어느 하나의 부 테이블(12)상의 어느 하나의 툴 포트(14)가 정지되는 경우에는 그 정지 위치는 반드시 취출 위치(P)와 일치한다.
공구(13)의 취출은 취출할 위치(P)에서의 부 테이블(12)의 정지기간중에 도면 외의 픽업 장치에 의해 툴 포트(14)로부터 공구(13)를 잡아 뺌으로써 달성된다. 사용을 끝낸 공구(13)는 목적 공구(13)를 취출한 후에, 빈 툴 포트(14)에 장착된다. 툴 포트(14)에 반환된 공구(13)의 관리는 부 테이블(12)의 번호와 이러한 부 테이블(12) 상의 툴 포트(14)의 번호를 매트릭스화한 데이터로 기억시켜 두는 것으로 이루어진다. 이렇게 함으로써, 각 공구(13)의 수납장소가 항상 명확하게 되고, 다음에 사용하는 공구(13)을 정확하게 특정하여 반송할 수 있다.
제 1 실시형태의 공구 매거진(10)에서는 주 테이블(11)에 복수의 부 테이블(12)를 배치하고, 부 테이블(12)에 복수의 툴 포트(14)를 배치하여 공구(13)을 수납하도록 했기 때문에, 한 개의 회전원반상의 주 테이블(11)에, (부 테이블의 수)×(툴 포트의 수)의 수 많큼의 공구(13)를 수납할 수 있다. 본 실시형태에서는, 8×8=64개의 공구(13)를 수납할 수 있다. 이와 같이 다수의 공구(13)를 수납할 수 있음에도 불구하고, 공구 매거진(10)을 컴팩트하게 구성할 수 있고, 스페이스 절약화를 도모할 수 있어 공장 내 스페이스를 유효하게 이용할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태에서는 주 테이블(11) 및 부 테이블(12)의 회전동작에, 롤러 기어 캠과 캠 팔로어를 이용한 캠식 감속기를 채용한 것이기 때문에, 주 테이블(11) 및 부 테이블(12)를 원활하게 회전시킬 수 있고, 이렇게 함으로써 공구(13)를 반송하는 경우의 진동에 의한 가공작업에의 악영향을 억제할 수 있다. 아울러 공구 매거진(10) 자체의 마모를 줄이고 내구성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
더욱이, 주 테이블(11)과 부 테이블(12)을 필요한 회전각도만 회전시켜 위치를 분할함과 동시에, 다수의 공구(13)의 수납을 복수의 부 테이블(12)로 분배하기 때문에, 툴 포트(14)를 반송하는 경우에 회전되는 부 테이블(12)의 관성력을 적게 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 부 테이블(12)의 회전/정지를 스무스하게 하여, 공구 매거진의 운전의 고속화를 도모할 수 있다. 따라서, 공구(13)의 반송시간의 단축화, 더 나아가 작업능률의 대폭적인 향상을 도모할 수 있다.
도 8 내지 도 18은 본 발명의 제 2 실시형태를 도시한 것이다. 제 2 실시형태의 공구 매거진(10a)은 도 8에 도시한 바와 같이, 다음의 점에서 제 1 실시형태와 동일하다. 주 테이블(11)의 주연부(周緣部)에 부 테이블(12a)이 복수 배치되는 동시에, 각 부 테이블(12a)에 복수의 툴 포트(14)가 설치된다. 주 테이블(11)은 화살표(M) 방향으로, 부 테이블(12a)는 화살표(N) 방향으로, 위치를 분할하기 위해 필요한 회전각도로 회전되어, 취출할 위치(P)에 도달한 툴 포트(14)로부터 목적 공구(13)가 취출된다. 제 2 실시형태는 도 9에 도시한 바와 같이, 주로 다음의 점에서 제 1 실시형태와 상이하다. 제 1 분할장치(15a)는 주 테이블(11)의 회전중심부에 배치되는 동시에, 제 2 분할장치(16a)가 공구 취출 위치 (P)에 부 테이블(12a)과 대응시켜 배치된다. 제 2 분할장치(16a)에는, 그의 출력축(28s)를 취출위치(P)에 도달한 부 테이블(12a)의 회전축(41)에 계탈가능하게 계합시키는 연결장치(50)가 설치된다.
제 2 실시형태에서는, 제 1 분할장치(15a)와 제 2 분할장치(16a)는 분리하여 배치된다. 제 1 분할장치(15a)로서 캠식 인덱싱 드라이브 장치가 채용된다. 상세하게 설명하면, 제 1 분할장치(15a)의 하우징(17)내에는, 도 9에 도시한 바와 같이, 제 1 입력축(도시하지 않음)과 일체적으로 형성된 제 1 롤러 기어 캠(19)과 그 주변을 따라서 캠 팔로어(23)가 배열된 제 1 터릿(20)과 제 1 터릿(20)과 일체로 형성된 통 형상의 제 1 출력축(21)이 구비된다. 제 1 출력축(21)의 선단은 주 테이블(11)에 볼트(24)에 의해 고정됨과 동시에, 하우징(17)은 지지 프레임(도시하지 않음)에 고정된다. 하우징(17)으로부터 일체로 돌설되는 통 형상의 지축(34)은 제 1 출력축(21)을 지지하기 위해, 당해 제 1 출력축(21)내에 삽통된다.
제 2 분할장치(16a)에도, 캠식 인덱싱 드라이브 장치가 이용된다. 상사하게 설명하면, 제 2 분할장치(16a)는 독자의 하우징(17a)을 갖고, 이러한 하우징 내(17a)에는 도 10 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 제 2 입력축과 일체적으로 형성된 제 2 롤러 기어 캠(26)과 그 주변을 따라서 캠 팔로어(30)가 배열된 제 2 터릿(27)과 제 2 터릿(27)과 일체로 형성된 제 2 출력축(28s)이 구비된다.
하우징(17a)은 슬라이드 유니트(56)를 통해서 슬라이드 프레임(35b)에 지지된다. 제 2 입력축(25)의 양단부는 베어링(29, 29a)에서 하우징(17a)에 지지된다. 제 2 입력축(25)의 하우징(17a)으로부터 돌출하는 일단부(25a)에는 제 2 입력축(25)를 회전구동하는 모터(51)가 연결된다(도 11 참조).
제 2 실시형태의 제 1 및 제 2 분할장치(15a, 16a)로서는, 입출력축의 회전각도변위에 의해 제어를 행하는 상기 제 1 실시형태의 전기제어방식의 캠식 감속기를 채용하여도 좋다.
제 2 실시형태에서는, 제 2 출력축(28s)의 출력측 선단부에는, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 비원형상의 계합요부(28a)가 형성된다. 구체적으로는, 계합 요구(29a)는 부 테이블(12) 상의 툴 포트(14)의 수에 대응한 정팔각형 또는 여덟개의 돌기로 이루어진 별 형상으로 형성된다. 부 테이블(12a)의 회전축(41)의 선단에는, 도 16에 도시한 바와 같이, 계합요(凹)부(28a)에 계합하는 계합철(凸)부(52a)가 설치된다. 이러한 계합요부(28a)와 계합철부(52a)에 의해 계합기구가 형성된다. 계합 요부(52a)는 위치결정 기구(53)을 구성하는 위치 분할 부재로서의 위치 결정 플레이트(52)로 형성되고, 이러한 위치 결정 플레이트(52)는볼트(54)에서 회전축(41)의 선단에 고정된다. 계합요부(28a)는 후술하는 왕복구동기구에 의해 계합철부(52a)에 계탈된다.
왕복구동기구는 도 11 및 도 14에 도시한 바와 같이, 하우징(17a)으로부터 돌출하는 제 2 입력축(25)의 타단부(25b)에 위부되고, 이러한 제 2 입력축(25)와 일체로 회전하는 홈붙이 캠(55) 및 여기에 접접하는 캠 팔로어(57)로 된 캠 유니트와, 하우징(17a)을 슬라이드 프레임(35b)에 슬라이드 가능하게 지지하는 슬라이드 유니트(56)을 구비한다.
홈붙이 캠(55)은, 원반(55a)의 선단에 앤드리스 홈붙이 캠(55b)을 형성한 것이다. 캠 홈(55b)은 제 2 분할장치(16a)를 후퇴시키기 위한 부분 X과 제 2 분할장치(16a)를 전진시키기 위한 부분 Y로 된 캠 프로필을 구비한다. 슬라이드 프레임(35b)에는 캠 홈(55b)에 접접하는 캠 팔로어(57)이 고정된다. 제 2 입력축(25)으로 홈붙이 캠(55)이 회전되면 도 12에서 도시한 바와 같이, 캠 팔로어(57)이 부분 X에 위치하는 경우는 계합요부(28a)를 계합철부(52a)로부터 이탈시키기 위해, 제 2 분할장치(16a)가 부 테이블(12a)에 대하여 후퇴된다. 다른 한편으로, 도 15에 도시한 바와 같이, 캠 팔로어(57)이 부분 Y에 위치하는 경우는, 계합요부(28a)를 계합철부(52a)에 계합시키기 위해, 제 2 분할장치(16a)가 부 테이블(12a)을 향하여 전진된다. 제 2 분할장치(16a)의 왕복동작은 제 2 입력축(25)의 1회전중에 한번 행해지고, 이 기간중에 부 테이블(12a)은 1회의 분할동작을 행한다.
슬라이드 유니트(56)은 도 13에 도시한 바와 같이, 제 2 출력축(28s)을 따라서 슬라이드 프레임(35b)에 취부된 2개의 평행 레일(58)과 하우징(17a)에 취부되어, 이러한 평행 레일(58) 각각에 2개씩 장착된 슬라이더(59)로 구성된다. 슬라이드 유니트(56)은 제 2 분할장치(16a)의 이동을 원활하게 안내한다.
제 2 입력축(25)의 1회전에 의해, 홈붙이 캠(55)는 1회전한다. 최초, 계합요부(28a)는 제 2 분할장치(16a)의 전진에 의해 계합철부(52a)와 계합한다. 이어서, 이러한 계합상태에서, 부 테이블(12a)이 1회의 분할동작을 행한다. 그 후, 계속하는 제 2 입력축(25)의 회전에 의해 제 2 분할장치(16a)가 후퇴하고, 계합요부(28a)와 계합철부(52a)의 계합이 해제된다. 계합요부(28a)의 왕복동작은 위치결정 플레이트(52)를 회전시킬 필요가 있을 경우에만 행해지고, 이러한 왕복동작은 부 테이블(12a)의 1회의 분할동작이 더 행해진다. 따라서, 본 실시형태의 경우, 툴 포트(14)를 180°이동시키는 경우에는, 1회의 분할동작으로 부 테이블(12a)을 45°전진시킨 제 2 입력축(25)이 4 회전되는 동시에, 제 2 분할 장치(16a)가 4회 왕복구동된다. 다른 한편, 주 테이블(11)에 의해 부 테이블(12a)을 취출할 위치(P)로 이동시켰을 때, 툴 포트(14)의 위치변경이 필요한 경우에는, 제 2 입력축(25)은 회전되지 않고, 따라서 왕복동작 및 계합동작은 행하지지 않는다.
주 테이블(11)은 도 16에 도시한 바와 같이, 각 부 테이블(12a)의 취부 위치에 대응시켜 위치결정기구(53)이 설치된다. 위치결정기구(53)는 위치결정 플레이트(52)와 이러한 위치결정 플레이트(52)의 회전위치를 결정하는 제지기구(60)으로 구성된다.
위치결정 플레이트(52)는 도 17에 도시한 바와 같이, 원반상으로 형성되고, 그 외주에는, 계합부로서 복수 개의 요부(52b)가 설치된다. 본 실시형태에서는,이러한 요부(52b)는 부 테이블(12a) 상의 툴 포트(14)의 취부 위치에 대응시켜 8개소, 등간격으로 형성된다.
제지기구(60)는, 도 16에 도시한 바와 같이, 회전축(41)을 지지하는 보스부(42)에 일체로 형성된 통부(61)과, 통부(筒部)(61)내에 위치결정 플레이트(52)를 향하여 접접가능하게 설치된 인덱싱 블럭(62)과, 슬라이딩 블럭(62)의 선단에 취부되고, 위치결정 플레이트(52)의 외주에 접접됨으로써, 요부(52b)에 계탈되는 캠 팔로어(63)와 통부(61) 선단의 단판(端板)(64)와 슬라이딩 블럭(62)의 사이에 압축상태로 설치된 탄성체로서의 스프링(65)로 구성된다.
캠 팔로어(63)이 스프링(65)에 의해 위치 결정 플레이트(52)의 외주에 압접된다. 회전축(41)과 함께 위치결정 플레이트(52)가 회전될 때, 캠 팔로어(63)가 요부(52b)에 계합된다. 이러한 계합에 의해, 위치결정 플레이트(52)의 회전위치가 결정된다.
이러한 위치결정기구(53)를 구비하고 있기 때문에, 부 테이블(12a) 상의 툴 포트(14)의 위치를 픽업장치에 적절하게 맞출 수 있다. 이렇게 하여 공구(13)를 주고 받는 동작을 확실하게 할 수 있다. 또한, 위치결정기구(53)에 의해, 예를 들어, 주 테이블(11)이 회전할 때, 부 테이블(12a)이 덜컹거리는 일을 저지할 수 있다. 따라서, 취출할 위치(P) 이외의 장소에서도, 부 테이블(12a) 상의 툴 포트(14)의 위치는 올바르고, 취출할 위치(P) 이외에서도 공구(13)를 주고받는 동작을 행할 수 있다.
요부(52b)의 배치각도는, 각 툴 포트(14)가 취출할 위치(P)에 위치하는 회전각도와 일치된다. 이렇게 함으로써, 부 테이블(12a)의 위치는 매우 높은 정밀도로 확정된다. 따라서, 도 18에 도시한 바와 같이, 비원형상의 계합요부(28a)와 계합철부(52a)를 계탈시키는 회전위치도 매우 정확하게 확정할 수 있다.
제 2 실시형태의 공구 매거진(10a)에서는, 제 2 분할장치(16a)는 부 테이블(12a)을 회전시킬 필요가 있는 경우에, 제 2 입력축(25)에 모터(51)의 회전구동이 입력되어, 이것에 의해 제 2 출력축(28s)이 위치를 분할하기 위해 회전된다. 이러한 분할동작중에, 연결장치(50)에 의해, 제 2 분할장치(16a)가 부 테이블(12a)을 향하여 진출됨과 동시에 부 테이블(12a)가 회전된다.
그리고, (ⅰ) 최초, 필요한 툴 포트(14)를 구비하는 1개의 부 테이블(12a)을 취출할 위치(P) 까지 이동시키기 위해, 제 1 분할장치(15a)에 의해 주 테이블(11)이 분할동작된다. (ⅱ) 다음으로, 연결장치(50)에 의해, 제 2 분할장치(16a)가 진출하고, 이것에 의해 계합요부(28a)가 계합철부(52a)에 계합한다. (ⅲ) 다음으로, 부 테이블(12a)이 분할동작된다. (ⅳ) 상기 (ⅱ)와 (ⅲ)의 동작이 반복되고, 필요한 툴 포트(14)가 취출할 위치(P)로 이동된다. 이동완료시는 물론 위치결정기구(53)에 의해 툴 포트(14)의 위치가 확정된다. 또한 이동 완료시에는, 제 2 분할장치(16a)는 후퇴하고, 계합요부(28a)가 계합철부(52a)로부터 이탈하고 있다. 공구(13)를 교환할 때에는, 상기 (ⅰ)로부터 (ⅳ)의 동작이 적절하게 행해진다.
결국, 제 2 실시형태에서는, 주 테이블(11)에는 8개의 부 테이블(12a)이 등간격으로 배치되기 때문에, 주 테이블(11)이 45°의 회전각도마다 위치가 분할된다. 또한, 부 테이블(12a)에는, 8개의 툴 포트(14)가 등간격으로 배치되므로, 부테이블(12a)도 45°의 회전각도마다 위치가 분할된다. 그리고, 이러한 테이블(11, 12a)의 분할동작에 의해 어느 하나의 툴 포트(14)가 취출할 위치(P)에 위치된다.
제 2 실시형태에서도, 목적 공구(13)의 위치는 상기 제 1 실시형태와 동일하게 목적 공구(13)를 수납한 부 테이블(12a)과 목적 공구(13)를 장착한 툴 포트(14)가 매트릭스화하여 기억된다. 제 2 실시형태도, 상기 제 1 실시형태와 동일한 기능을 발휘한다. 특히, 제 2 실시형태에서는 취출할 위치(P)의 위치에 부 테이블(12a)만이 제 2 분할장치(16a)에 의해 회전된다. 그 이외의 부 테이블(12a)은 주 테이블(11)에 대하여 회전되지 않는다.
제 2 실시형태에서는, 부 테이블(12a)의 회전축(41)에 위치결정기구(53)을 설치하였기 때문에, 부 테이블(12a)의 정지위치를 위치결정기구(53)에 의해 적절하게 결정할 수 있다. 이 때문에, 부 테이블(12a)의 정지위치를 취출할 위치(P)로 양호한 정밀도로 설정할 수 있다. 아울러, 비원형상의 계합요부(28a)와 계합철부(52a)의 계합동작을 확실하게 할 수 있다.
도 19에는 본 발명의 제 3 실시형태가 도시되어 있다. 제 3 실시형태의 공구 매거진(10b)는 이하의 점에서, 상기 제 1, 제 2 실시형태와 동일하다. 주 테이블(11)의 주연부(周緣部)에 복수의 툴 포트(14)를 구비한 부 테이블(12b)이 복수 배치되어 있고, 주 테이블(11)과 부 테이블(12b)을 각기 필요한 회전각도로 회전시켜서 분할동작을 행하고, 취출할 위치 P에 도달한 틀 포트(14)로부터 목적 공구(13)을 취출한다. 제 3 실시형태는 다음의 점에서 제 1, 제 2 실시형태와 상이하다. 부 테이블(12b)에는 그의 회전축(41)과 일체로 회전하는 원형상의 구동부재(70)와 주 테이블(11)의 회전중심 가까이에 설정한 회전중심 O에서 회전하는 원형상의 종동부재(71)과 이러한 구동부재(70)와 종동부재(71)의 사이에 주회된 주회부재(72)가 구비된다. 주회부재(72)에는 복수의 툴 포트(14)가 배치된다. 구동부재(70) 및 종동부재(71)는 회전 미끄럼이 생기지 않는 회전부재, 예를 들어, 스프로킷이다. 주회부재(72)는 예를 들어, 체인이다. 이러한 구동부재(70), 종동부재(71) 및 주회부재(72)로서는, 주회부재(72)가 가요성을 갖고 또한 신축하지 않는 부재인 한, 회전 미끄럼이 생기기 않는 각종의 회전전달요소를 이용할 수 있다. 구동부재(70)의 회전에 의해, 주회부재(72)는 화살표 N 방향으로 주회이동하여 종동부재(71)를 회전하고, 이렇게 함으로써 주회부재(72)에 등간격으로 설치된 툴 포트(14)가 이동한다.
구동부재(70)은 상기 제 1, 제 2 실시형태와 동일하게 제 2 분할장치(16, 16a)에 의해 분할 동작된다. 구동부재(70)의 회전구동방식은 제 1 실시형태의 유성 기어열(31)을 이용한 시스템이나, 제 2 실시형태의 연결장치(50)을 이용한 시스템이라도 좋다. 주 테이블(11)은 상기 각 실시형태에 도시한 제 1 분할장치(15, 15a)에 의해 구동된다.
제 3 실시형태의 공구 매거진(10b)에서도, 주 테이블(11)의 분할동작에 의해, 어느 쪽의 부 테이블(12b)가 취출할 위치(P)에 도달하면, 장치 전체가 일시적으로 정지한다. 그리고, 정지기간 중에 부 테이블(12b)의 주회부재(72)가 주회이동하고, 어느 쪽의 툴 포트(14)가 취출위치(P)에 도달한다. 이 때문에, 제 3 실시형태에서는, 상기 제 1, 제 2 실시형태와 같은 기능을 발휘하는 것은 물론이고 각 부 테이블(12b)의 툴 포트(14)의 수를 더욱 많게 할 수 있다. 도시예에서는, 각 부 테이블(12b)은 12개의 툴 포트(14)를 갖고, 8×12=96개의 공구(13)의 수납이 가능하다. 따라서, 제 3 실시형태의 공구 매거진(10b)에서는, 더욱 더 스페이스가 절약된다.
어느 실시형태에서도, 주 테이블(11) 상에는 부 테이블(12, 12a, 12b) 서로 간의 간섭을 방지할 간극이 생긴다. 따라서, 취출위치(P)에 대응하는 원주상에 있고 그러한 간극의 중앙에 큰 직경 공구용 툴 포트(14s)를 배치하면, 대형의 공구도 포함하여, 훨씬 많은 공구(13)을 탑재할 수 있어서 편리하다. 즉, 주 테이블(11) 상의 16개소로부터 공구의 취출이 가능하게 된다. 이 경우, 제 1 분할장치(15, 15a)는 22.5°의 회전각도만큼씩 회전되게 된다. 또한, 툴 포트(14s)로부터 목적 공구(13)를 취출할 때에는, 제 2 분할장치(16 16a)의 동작은 불필요하다.
연결장치(50)로 작동되는 제 2 분할장치(16a)에 관해서는, 도 20 및 도 21에 도시한 바와 같은 픽앤드 플레이스 장치용이나 자동공구교환장치용의 종래 주지의 캠장치를 적용할 수 있다. 이러한 캠 장치는 입력회전을 출력축의 회전운동 및 왕복직선운동으로 교환하는 기능을 갖고, 이렇게 함으로써 상술한 제 2 출력축의 진퇴동작 및 제 2 출력축에 의한 부 테이블의 분할돋작을 실현할 수 있다.
이러한 캠장치로 구성되는 제 2 분할장치(100)는 입력축(102)으로 회전되는 롤러 기어 캠(103)을 구비한다. 롤러 기어 캠(103)의 회전이 테이퍼 리브(103a)및 캠 팔로어(104a)를 매개로 하여, 터릿(104)에 분할동작을 개시시킨다. 터릿(104)에는, 제 2 출력축에 대응하는 출력축(105)가 스플라인 감합된다. 이러한 출력축(105)는 터릿(104)으로 회전됨과 동시에 터릿(104)에 대응해서 축방향으로 이동할 수 있다. 이러한 부분이 제 1 캠 기구이다.
롤러 기어 캠(103)의 일방의 단면에는, 홈붙이 캠(103b)가 형성된다. 입력축(102)은 홈붙이 캠(103b)에 계합되는 요동 암(106)을 왕복요동운동시킨다. 요동 암(106)의 선단부가 출력축(105)에 계합되고, 출력축(105)은 축방향으로 왕복운동된다. 이러한 부분이 제 2 캠 기구이다.
따라서, 출력축(105)은 터릿(104) 및 요동 암(106)에 의해, 입력축(102)의 회전을 따라서, 분할회전운동과 왕복직선운동을 행한다. 이렇게 함으로써, 상기 실시형태에 있어서의 제 2 출력축의 진퇴동작과 부 테이블의 분할동작의 쌍방을 수득할 수 있다. 이와 같은 장치는 상기 제 2 실시형태와 동일한 작용을 확보할 수 있다.
본 발명의 공구 매거진은 공구를 정확하게 특정하여 반송할 수 있고, 다수의 공구들을 수납하면서도 공구 매거진을 컴팩트하게 구성할 수 있어, 스페이스를 절약할 수 있기 때문에 공장 내 스페이스를 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 공구 매거진은 공구를 반송하는 경우의 진동에 의한 가공작업에의 해로운 영향을 억제할 수 있고, 아울러 공구 매거진 자체의 마찰을 저감하여 내구성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.
더욱이, 본 발명의 공구 매거진은 공구 매거진의 운전의 고속화를 도모할 수 있어, 공구의 반송 시간을 단축할 수 있고 더 나아가 작업 능률을 대폭 향상시킬 수 있다.

Claims (24)

  1. 지지 프레임에 회전부재에 설치되고, 위치를 분할(index)하기 위해 회전되는 주 테이블과,
    상기 주 테이블에, 그의 회전방향을 따라서 서로 같은 간격을 두고 회전가능하게 설치되고, 위치를 분할하기 위해 회전되는 복수의 부 테이블과,
    상기 부 테이블 각각에, 그의 회전방향을 따라서 서로 같은 간격을 두고 탑재되고, 공구가 탈착되는 복수의 툴 포트와,
    상기 주 테이블에 연결되어, 목적으로 하는 상기 공구가 장착되어 있는 상기 툴 포트를 탑재하고 있는 1개의 상기 부 테이블을 취출할 위치로 반송하기 위해, 해당 주 테이블을 분할하여 회전구동하는 주분할장치와,
    상기 부 테이블에 연결되고, 상기 목적 공구가 장착되어 있는 한 개의 툴 포트를 상기 취출할 위치로 반송하기 위해, 해당 부 테이블을 분할하여 회전구동하는 부분할장치(副割出裝置)를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 주분할장치는 주입력축과 출력회전을 상기 주 테이블에 전달하는 주출력축과, 회전각도검출수단을 구비하고, 해당 회전각도검출수단에 의해 검출된 이러한 주입력축 또는 주출력축의 어느 쪽으로 회전각도 변화의 검출신호에 의해 회전제어되는 캠식 감속기이고,
    상기 부분할장치는 부입력축(副入力軸)과, 출력회전을 부 테이블에 전달하는부출력축(副出力軸)과, 회전각도검출수단을 구비하고, 당해 회전각도검출수단에 의해 검출된 이러한 부입력축 또는 부출력축의 어느 쪽으로 회전각도변화의 검출신호에 의해 회전제어되는 캠식 감속기인 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 주분할장치 및 상기 부분할장치는 캠식 인덱싱 드라이브장치인 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 공구의 위치는 상기 부 테이블 번호와, 해당 부 테이블상의 상기 툴 포트의 번호가 매트릭스화된 데이터에 의해 관리되는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 주 테이블 상에는 상기 부 테이블 사이에 추가의 툴 포트가 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 주분할장치는 출력회전을 상기 주 테이블에 전달하는 주출력축을 갖고, 상기 부분할장치는 출력회전을 상기 부 테이블에 전달하는 부출력축을 가지며, 이러한 주분할장치와 부분할장치는 단일의 하우징내에 일체로 편입되며, 상기 주출력축과 상기 부출력축은, 어느 일방이 타방의 내측에 상대회전가능하게 삽입되어 동축(同軸)으로 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 주분할장치와 상기 부분할장치는 상기 주 테이블과 상기 부 테이블을 동시에 회전시키기 위해, 동시에 회전구동되는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 부분할장치와 복수의 상기 부 테이블 사이에는, 해당 부분할장치의 출력회전을 각 부 테이블에 전달하기 위한 유성 기어 기구가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 유성 기어 기구는,
    상기 부분할장치에 설치되고, 회전구동되는 태양 기어와,
    상기 각 부 테이블에 설치되고, 상기 부 테이블과 일체로 회전되는 유성기어와,
    이러한 태양 기어와 유성 기어와의 사이에 회전가능하게 설치되며, 회전을 전달하는 아이들 기어를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 태양 기어와 상기 유성 기어는, 이들을 같은 속도로 같은 방향으로 회전시키기 위해 같은 치수로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 부분할장치는, 취출할 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  12. 제 11항에 있어서, 취출할 위치에 도달한 한 개의 상기 부 테이블을 분할하여 회전구동하기 위해, 해당 부 테이블에 상기 부분할장치를 계탈(係脫) 가능하게 결합하는 연결장치가 구비된 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 연결장치는
    상기 부 테이블을 분할하여 회전구동할 때만, 상기 부분할장치를 상기 부 테이블에 결합하기 위해서, 상기 부분할장치를 상기 부 테이블을 향하여 왕복이동시키는 왕복구동기구와,
    상기 부분할장치의 출력회전을 상기 부 테이블에 전달하기 위해, 부 테이블을 향하여 이동된 해당 부분할장치를 상기 부 테이블에 계합하는 계합기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 왕복구동기구는, 상기 부분할장치로부터 수득되는 회전운동을 상기 부분할장치의 왕복이동운동으로 변환하는 캠유니트를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  15. 제 13항에 있어서, 왕복이동기구는,
    상기 부분할장치의 왕복이동을 안내하기 위한 슬라이드 유니트를 구비하고,
    상기 슬라이드 유니트는, 상기 부분할장치를 이동가능하게 지지하는 슬라이드 프레임과, 상기 부분할장치에 설치되고, 상기 슬라이드 프레임 상에서 슬라이드하는 슬라이더를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 캠 유니트는
    상기 부분할장치에 설치되어, 해당 부분할장치를 왕복이동시키는 캠 프로필을 갖고, 상기 부분할장치로부터 수득되는 회전운동에 의해 회전되는 캠과,
    상기 슬라이드 프레임에 설치되어, 상기 캠에 접접하여 그 캠 프로필에 따라서 상기 부분할장치를 왕복이동시키는 캠 팔로어를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 계합기구는, 상기 부 테이블과 상기 부분할장치와의 사이에 설치되어, 서로 계탈가능한 비원형상의 요부와 철부인 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  18. 제 11항에 있어서, 상기 분할장치는, 부입력축과 부출력축을 구비하고,
    취출할 위치에 도달한 한 개의 상기 부 테이블에 계탈가능하게 계합하여 분할하여 구동하기 위해, 상기 부입력축의 회전을 상기 부출력축의 왕복이동운동 및 상기 부 테이블을 분할하여 회전하는 상기 부출력축의 회전운동으로 변환하는 캠 장치인 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 캠 장치는
    상기 부입력축과 상기 부출력축의 사이에 설치되고, 상기 부출력축에 그 축방향이동을 허용하기 위해 스플라인 감합된 터릿(turret)을 갖고, 상기 부입력축의 회전을 변환하여 상기 부출력축을 분할하여 회전운동시키는 제 1 캠기구와,
    상기 부입력축과 상기 부출력축의 사이에 설치되어, 상기 부입력축의 회전을 변환하여 해당 부출력축을 왕복이동운동시키는 제 2 캠기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  20. 제 11항에 있어서, 상기 주 테이블은 상기 부 테이블 위치 각각에, 상기 부 테이블의 분할 위치를 결정하기 위한 위치결정 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 위치결정기구는, 상기 부 테이블에 설치되고, 이것과 일체적으로 회전하는 위치분할부재와,
    상기 주 테이블에 설치되고, 상기 위치분할부재내에 계합하여 상기 위치분할부재를 제지하는 제지기구(制止機構)를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 위치분할부재에는 상기 부 테이블의 회전방향으로 상기 툴 포트의 탑재위치에 합치시켜 계합부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는공구 매거진.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 제지기구(制止機構)는,
    상기 주 테이블에 상기 위치분할부재를 향하여 이동가능하게 설치되고, 상기 계합부재에 계탈가능하게 계합하는 슬라이딩 블럭과
    상기 주 테이블에 설치되고, 상기 슬라이딩 블럭을 상기 위치분할 부재를 향하여 압출하는 탄성변형 가능한 탄성체를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
  24. 지지프레임에 회전가능하게 설치되고, 위치를 분할(index)하기 위해 회전되는 주 테이블과,
    상기 주 테이블에, 그의 회전방향을 따라서 서로 등간격을 두고 회전가능하게 설치되고, 위치를 분할하기 위해 회전되는 복수의 부 테이블과,
    상기 부 테이블 각각에 설치되고, 상기 부 테이블과 일체로 회전하는 구동부재와, 상기 주 테이블에 회전가능하게 설치된 종동부재(從動部材)와,
    이러한 구동부재와 종동부재 사이에 괘회(掛回)되어, 이러한 구동부재와 종동부재 사이에서 주회이동(周回移動)되는 주회부재와,
    상기 주회부재에 그 주회방향을 따라서 서로 등간격을 두고 탑재되어, 공구가 탈착되는 복수의 툴 포트와, 상기 주 테이블에 연결되어, 목적 공구가 장착되어 있는 상기 툴 포트를 탑재하고 있는 1개의 주회부재와 연결된 부 테이블을 취출할위치로 반송하기 위해, 해당 주 테이블을 분할하여 회전구동하는 주분할장치와,
    상기 부 테이블에 연결되어, 상기 목적 공구가 장착되어 있는 1개의 툴 포트를 상기 취출할 위치로 반송하게끔 주회부재를 이동시키기 위해, 해당 부 테이블을 분할하여 회전구동하는 부분할장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 공구 매거진.
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