KR100462816B1 - 머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 머시닝센터의 자동공구교환장치의 도어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 추가적인 구동장치 없이 개폐가 가능하고, 도어의 개폐시에 충격발생을 감소시킬 수 있는 링크구조를 이용한 자동공구교환장치의 도어장치에 관한 것이다. 이를 위해, 머시닝센터의 자동공구교환장치의 도어에 있어서, 툴 캐리어의 바닥면에 부착되며, 가이드면을 갖는 복수개의 경사진 가이드홀이 대칭으로 형성된 니들 베어링 가이드; 상기 가이드면홀에 삽입되며 일측이 니들베어링 블록에 부착된 복수개의 니들베어링; 일단이 상기 니들베어링 블록에 결합되고 회전운동을 위해 타단이 상기 복수개의 도어에 결합되어 지는 힌지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 자동공구교환장치의 도어장치가 제공된다.

Description

머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치{DOOR DEVICE OF AUTOMATIC TOOL CHANGER IN MACHINING CENTER}

본 발명은 링크구조를 이용한 자동공구교환장치(Automatic tool changer; 이하 ATC라 함)의 도어장치에 관한 것으로서, 특히, 머시닝센터에서 별도의 추가 구동기 없이 ATC 도어를 개폐할 수 있는 장치를 제공함으로써 도어 개폐시 충격을 제거하여 소음 및 진동을 없애고 공구교환 시간을 단축하며 제작비용을 절감할 수 있다.

도 4는 종래 머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치를 나타낸 배면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 ATC 도어장치는, 공구교환을 위한 툴 캐리어(10)가 하강할 때에 툴 캐리어(10)의 바닥면이 도어(20)에 연결된 나일론블록(60)을 밀어냄으로써 ATC 도어가 열리고 나일론블록(60)에 설치된 스프링(62)의 복원력에 의해 ATC 도어가 닫히는 구조였다.

이때 공구를 장착하여 이동하는 툴 캐리어(10)의 바닥면이 ATC 도어와 연결축으로 연결된 나일론블록(60)과 접촉이 있어야 하고, 툴 캐리어(10)와 나일론블록(60)의 편심충돌 및 충돌 후 스프링(62)의 복원력에 의한 진동이 발생하게 되어 툴캐리어의 상,하 운동시 부하의 변동이 심하여 ATC 도어에 진동이 발생하였다.

또한, 장시간 ATC 도어의 개폐가 반복되면 ATC 도어를 나일론블록(60)과 결합한 연결축의 볼트가 풀어지는 현상이 발생하였다.

게다가 ATC 도어가 스프링(62)의 복원력에 의해 닫힐 때에 좌우 ATC 도어의 충돌로 인한 소음이 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 니들베어링 및 니들베어링 가이드를 이용하여, ATC 도어의 개폐시 충격에 의한 진동 및 소음에 의한 ATC 도어의 기능 저하를 막고, 높은 신뢰성을 갖는 ATC 도어의 개폐 동작을 구현하는 ATC 도어를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적은, 머시닝센터의 자동공구교환장치의 도어에 있어서, 툴 캐리어의 바닥면에 부착되며, 가이드면을 갖는 복수개의 경사진 가이드홀이 대칭으로 형성된 니들 베어링 가이드; 상기 니들베어링 안내홀에 삽입되며 일측이 니들베어링 블록에 부착된 복수개의 니들베어링; 일단이 상기 니들베어링 블록(16)에 결합되고 회전운동을 위해 타단이 상기 복수개의 도어(20)에 결합되어 지는 힌지(17)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 자동공구교환장치의 도어장치에 의해 달성될 수 있다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 상기 도어는 인접하는 2면이 개방된 박스형상으로 대향하는 각각의 일측에 복수개의 제1힌지가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 상기 니들베어링 가이드의 상기 니들베어링 안내홀은 아크 형상인 것이 바람직하다.

본 발명의 그밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치를 나타낸 배면도,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치를 나타낸 우측면도,

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치의 니들베어링 가이드를 나타낸 사시도,

도 4는 종래 머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치를 나타낸 배면도이다.

* 주요 도면 부호의 설명 *

1: ATC 도어장치 10: 툴 캐리어

11: 니들베어링 가이드 12: 니들베어링

13: 니들베어링 안내홀 16: 니들베어링 블록

17; 제1힌지 18: 제2힌지

20: 도어 30; 툴 매거진

32: 툴 그리퍼 50: 공구

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치의 구성에 대하여 설명하기로 한다. 종래의 ATC 도어장치와 같은 구성부분에 대해서는 같은 도면 부호를 사용하였다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치를 나타낸 배면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, ATC 도어장치는 대략하여 니들베어링 가이드(11), 니들베어링(12), 니들베어링 블록(16) 및 도어(20)로 구성되어 있다.

툴 캐리어(10)는 전,후,상,하 방향으로 이동하면서 공구(50)를 툴 매거진(30)으로부터 툴 그리퍼(32)로 이동시키기 위한 것으로 니들베어링 가이드(11)는 툴 캐리어(10)의 바닥면에 부착되는 일측이 'ㄱ'자로 절곡된 평판의 형상이다.

상기 니들베어링 가이드(11)의 수직한 면에는 니들베어링(12)이 삽입되어 위치하게 되는 2개의 니들베어링 안내홀(13)이 형성되어 있다. 니들베어링 안내홀(13)은 폭에 비해 길이가 긴 형상으로 수직방향으로부터 약간의 경사를 갖도록 형성되어 있고, 니들베어링 안내홀(13)의 내측면은 상부 안내면(14) 및 하부 안내면(15)으로 이루어져 있다.

니들베어링(12)은 현재 널리 상용되는 롤러의 형상이 바늘과 같이 긴 베어링의 일종으로, 본 발명을 구성하는 니들베어링(12)은 일측이 니들베어링 블록(16)에 부착되며, 타측이 니들베어링 가이드(11)의 니들베어링 안내홀(13)에 삽입되어 위치한다.

니들베어링 블록(16)은 일측에 상기 니들베어링(12)이 부착되며, 타측은 ATC 도어(20)로 연결되는 제1힌지(17)에 결합되어 있어, 제1힌지(17)와 일체로 회전이 가능하다.

제1힌지(17)는 상기 니들베어링 블록(16)과 ATC 도어(20)를 연결하기 위한 것으로, 일단이 니들베어링 블록(16)에 결합되고 타단이 ATC 도어(20)의 일측에 결합되어 지지된다.

도어(20)는 2개의 인접한 면이 개방된 박스 형상으로, 2개가 회전하여 접하면서 주축통로를 폐쇄할 수 있도록 되어 있다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 머시닝센타의 자동공구교환장치의 니들베어링 가이드를 나타낸 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 니들베어링 가이드(11′)의 니들베어링 안내홀(13′)은 니들베어링 가이드(11′)의 내측으로 볼록한 아크 형상으로 형성되어 있어, 니들베어링 가이드(11′)의 하강시에 니들베어링(12)에 가해지는 초기 부하를 감소시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치의 동작방법에 대해 설명하기로 한다.

머시닝센터의 공구교환 과정을 통하여 ATC 도어장치의 동작을 살펴보기로 한다.

머시닝센터의 공구교환명령에 따라 툴 매거진(30)의 회전운동으로 교환할 공구(50)를 교환 위치로 안내한다. 이후 툴 캐리어 전후 구동 실린더(31)의 구동으로 툴 캐리어(10)를 전진시켜 교환할 공구(50)를 툴 캐리어(10)에 장착하고, 다시 툴 캐리어 상하 구동 실린더(33)의 구동으로 툴 캐리어(10)를 하강시켜서 툴 그리퍼(32)에 교환할 공구(50)를 장착한다.

이때 툴 캐리어(10)가 하강하면 툴 캐리어(10)의 하부면에 장착된 니들베어링 가이드(11)가 하강하여 니들베어링 안내홀(13)의 상부 안내면(14)이 니들베어링(12)을 밑으로 누르게 된다. 니들베어링(12)은 니들베어링 안내홀(13)의 상부 안내면(14)과 구름접촉을 하면서 니들베어링 가이드(11)의 바깥방향으로 이동하게 되고, 니들베어링(12)에 부착된 니들베어링 블록(16)이 반시계방향으로 회전하게 된다.

제1힌지(17)를 통하여 니들베어링 블록(16)과 연결된 ATC 도어(20)는 니들베어링 블록(16)의 회전과 일체로 반시계방향으로 회전하게 된다.

상기 ATC 도어(20)와 대향하여 위치하는 ATC 도어(20)도 같은 과정에 의해 상기 니들베어링 안내홀(13)의 형상에 따라서 시계방향으로 회전하게 되고, 각각의 ATC 도어(20)가 반대방향으로 회전함에 의해 주축통로가 열리게 된다.

툴 체인저에 의해 공구를 교환한 후, 툴 캐리어(10)는 상승하게 되고 니들베어링 가이드(11)의 하부 안내면(15)이 니들베어링(12)을 위로 밀어올리면서 니들베어링(12)은 니들베어링 가이드(11)의 내측으로 이동하고 니들베어링 블록(16)을 시계방향으로 회전시키고, ATC 도어(20)는 일체로 시계방향으로 회전하게 된다.

상기 ATC 도어(20)와 대향하여 위치하는 ATC 도어(20)도 같은 과정에 의해 상기 니들베어링 안내홀(13)의 형상에 따라서 반시계방향으로 회전하게 되고, 각각의 ATC 도어(20)가 반대방향으로 회전함에 의해 주축통로가 닫히게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 제1힌지(17)와 별도로 니들베어링 블록을 사용하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 니들베어링을 제1힌지(17)에 직접 부착하여 사용하는 것도 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 도어의 형상으로 박스 형상의 도어를 사용하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 라운드 진 실린더형의 도어를 사용하는 것도 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 도어의 개폐동작을 제1힌지 및 제2힌지의 회전운동으로 구현하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고 제1힌지 및 제2힌지의 회전운동이 아닌 좌,우직선 운동으로 바꾸어 좌우대칭의 도어를 좌,우 직선운동에 의해 개폐하는 것도 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 도어의 형상으로 박스 형상의 도어를 사용하였으나, 본 발명은 이에 한하지 않고, 라운드 진 실린더형의 도어를 사용하는 것도 가능하다.

상기한 구성의 본 발명에 따른 머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치에 의하면, ATC 도어의 개폐시 툴 캐리어와 나일론 블록의 충돌 및 충돌 후 스프링의 복원력에 의한 진동에 의해 발생하는 부하변동, 소음 등을 해결할 수 있다.

ATC 도어에 연결되는 니들베어링이 니들베어링 가이드의 안내면을 따라서 운동하므로 높은 신뢰성을 갖는 동작을 얻을 수 있다.

툴 캐리어의 하강운동을 이용하여 ATC 도어를 개폐하므로 별도의 구동 장치 를 필요로 하지 않는다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (2)

1. 머시닝센터의 자동공구교환장치의 도어(20)에 있어서,

   툴 캐리어(10)의 바닥면에 부착되며, 가이드면(14, 15)을 갖는 복수개의 경사진 니들베어링 안내홀(13)이 대칭으로 형성된 니들베어링 가이드(11)와

   상기 니들베어링 안내홀(13)에 삽입되며 일측이 니들베어링 블록(16)에 부착된 복수개의 니들베어링(12)과

   일단이 상기 니들베어링 블록(16)에 결합되고 회전운동을 위해 타단이 상기 복수개의 도어(20)에 결합되어 지는 힌지(17)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 머시닝센터의 자동공구교환장치의 도어장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 니들베어링 가이드(11)의 상기 니들베어링 안내홀(13)은 아크 형상인 것을 특징으로 하는 머시닝센타의 자동공구교환장치의 도어장치.