KR100522800B1 - 엔드 밀 공구 자동 교환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동 모터의 회전 동력을 이용한 엔드 밀 공구 자동 교환장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 엔드 밀 공구 자동 교환장치는, 생크와 클램핑 캡에 의해 엔드 밀 공구를 고정하는 밀링 척으로부터 상기 엔드 밀 공구를 교환하기 위한 장치로써, 회전력을 발생시키는 구동 모터와, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 볼 스플라인으로 이루어진 구동부와, 상기 볼 스플라인의 회전에 연동하여 작동하는 구동 기어와, 상기 구동 기어에 연결되어 작동하는 종동 기어와, 상기 종동 기어의 상부측에 형성된 밀링 척 홀더 키로 구성되는 작동부, 가이드 유닛과 업다운 실린더로 이루어져 상기 작동부를 수직 이동시키는 수직이동부, 상기 작동부의 하부측 대응되는 위치에 형성되는 것으로, 상기 밀링 척을 안착시키는 밀링 척 서포터 지그와, 상기 밀링 척 서포터 지그의 상승을 방지하는 밀링 척 상승 방지 클램프로 이루어진 고정부, 그리고 상기 구동 모터와 업 다운 실린더의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

엔드 밀 공구 자동 교환장치{Automatic tool exchanging machine for end mill}

본 발명은 엔드 밀 공구 자동 교환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계에 사용되는 밀링 척에 엔드 밀 공구를 탈, 부착하고자 할 경우, 수작업에 의하지 아니하고 자동으로 탈, 부착이 가능하도록 하는 엔드 밀 공구 자동 교환장치에 관한 것이다.

일반적으로 엔드 밀(end mill)이라고 하는 것은 기계 가공중 밀링 공작기계라고 하는 가공기에 사용되는 것으로, 그 단부에 인선(cutting edge)이 형성된 것을 말하며, 생크와 클램핑 캡로 구성된 밀링 척에 의해 상기 엔드 밀을 고정하게 된다.

상기 엔드 밀은 둥근 환봉형상의 고속도강이나, 초경합금 같은 경질 공구 재료상에 고정밀의 말(flute) 및 여유면(flank)을 연삭하여 인선을 만들고, 이를 회전시킴과 동시에 이송시켜 단단한 피삭재를 사용 용도에 맞도록 측면이나, 수직 어느 방향으로도 자유자재로 절삭가능하여 1개의 공구로 정면절삭, 측면절삭, 단절삭, 홈절삭, 곡면절삭이 가능하는 등 다양한 용도로 사용되는 공구이다.

따라서, 엔드 밀은 기계가공 중에서 없어서는 안되는 중요한 공구이고 작업에 있어서 대단히 높은 비중을 차지하고 있다.

한편, 모든 기계공구들이 다 그러하듯이 엔드 밀 역시 어느 정도 사용하여 허용 수준 이상의 마모가 발생하게 되면, 그 즉시 교환을 하여야 한다. 이 경우, 보통 작업자가 스패너 등을 이용하여 상기 엔드 밀 공구를 밀링 척에서 분리하도록 하고 있는데, 이때 상당히 큰 힘과 다소 많은 작업시간이 필요하게 된다.

뿐만 아니라, 엔드 밀 공구를 밀링 척에 고정할 경우에도 마찬가지로 스패너 등을 이용하여 고정하게 되는데, 상기 스패너에 회전력이 균일하게 되지 못하므로 인하여 엔드 밀 공구에 적정 토오크를 부여하기가 매우 힘들게 되고, 그 결과 공구의 품질을 균일화하기가 어려운 문제점이 발생되게 된다.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 엔드 밀 공구 교환시 일일이 작업자에 의해 수작업으로 이루어지는 것을 구동 모터의 회전 동력을 이용하여 자동으로 교환이 가능하도록 하는 엔드 밀 공구 자동 교환장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 엔드 밀 공구 자동 교환장치는 생크와 클램핑 캡에 의해 엔드 밀 공구를 고정하는 밀링 척으로부터 상기 엔드 밀 공구를 교환하기 위한 장치로써, 회전력을 발생시키는 구동 모터와, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 볼 스플라인으로 이루어진 구동부, 상기 볼 스플라인의 구동에 연동하여 작동하는 구동 기어와, 상기 구동 기어에 연결되어 작동하는 종동 기어와, 상기 종동 기어의 상부측에 형성된 밀링 척 홀더 키로 구성되는 작동부, 가이드 유닛과 업다운 실린더로 이루어져 상기 작동부를 수직 이동시키는 수직이동부, 상기 작동부의 하부측 대응되는 위치에 형성되는 것으로, 상기 밀링 척을 안착시키는 밀링 척 서포터 지그와, 상기 밀링 척 서포터 지그의 상승을 방지하는 밀링 척 상승 방지 클램프로 이루어진 고정부, 그리고 상기 구동 모터와 업 다운 실린더의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 밀링 척 홀더 키는 클램핑 캡에 형성된 홈에 체결되어 회전가능 하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 고정부에는 상기 밀링 척의 수직 높이를 조절하기 위한 밀링 척 상승 레버를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 본 발명에 따른 상기 종동 기어는 상기 종동 기어의 하부측에 형성된 밀링 척 홀더 유닛에 의해 구동 기어와 체결 되는 것이 바람직하다.

다음에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔드 밀 공구 자동 교환장치에 대하여 첨부된 도면을 기초하면서 자세히 설명하고자 한다.

도 1은 엔드 밀 공구가 장착된 밀링 척을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 엔드 밀 공구 자동 교환장치를 나타낸 도면이다.

통상 엔드 밀 공구(4)는 도 1에 도시된 바와 같이 생크(2)와 클램핑 캡(3)에 의해 밀링 척(1)에 고정되게 되며, 상기 밀링 척(1)은 그대로 공작기계에 장착이 되어 각종 용도에 사용이 되어지게 된다.

상기 클램핑 캡(3)의 외부 둘레에는 일정 간격으로 홈(V)이 형성되어 있으며, 또한 상기 캡(3)은 내주면에는 나사산이 형성되어 있다. 따라서 생크(2)에 삽입된 엔드 밀 공구(4) 둘레를 상기 캡(3)으로 회전시킴으로써 단단하게 나사체결되게 된다.

한편, 본원 발명에서는 상기 엔드 밀 공구(4)를 밀링 척(1)으로부터 분리하기 위하여는 도 2에 도시된 바와 같은 자동 교환장치가 사용되게 된다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상기 장치는, 크게 구동부, 작동부, 수직이동부, 고정부, 그리고 제어부로 구성되게 된다.

먼저, 상기 구동부는 회전력을 발생시키는 구동 모터(5)와, 상기 구동 모터(5)에 의해 회전하는 볼 스플라인(9, ball spline)으로 이루어지게 되는데, 상기 구동 모터(5)는 본 장치의 본체 하단부에 위치하여 그 회전력이 상부에 형성된 볼 스플라인(9)을 통하여 전달되도록 구성되어 진다. 여기서, 미설명부호 6은 커플링을, 그리고 7은 서포트 베어링 유닛을 각각 나타내고 있다.

그리고, 상기 구동부에 의해 발생된 회전 동력은 상부에 위치한 작동부로 전달되게 되는데, 상기 작동부는 볼 스플라인(9)의 회전에 연동하여 작동하는 구동 기어(10)와, 상기 구동 기어(10)에 연결되어 작동하는 종동 기어(13)와, 상기 종동 기어(13)의 상부측에 형성된 밀링 척 홀더 키(12)로 구성되게 된다.

여기서, 상기 종동 기어(13)는 상기 종동 기어(13)의 하부측에 형성된 밀링 척 홀더 유닛(14)에 의해 구동 기어(10)와 체결되어 진다.

또한, 상기 밀링 척 홀더 키(12)는 도 1에 도시된 바와 같이 클램핑 캡(3)에 형성된 홈(V)에 체결되어 회전가능 하도록 구성되게 된다. 즉, 상기 밀링 척 홀더 키(12)에 의해 상기 클램핑 캡(3)이 회전됨으로써 밀링 척(1)으로부터 탈착되거나 장착되게 되는 것이다.

한편, 상기 작동부는 작업전에는 일정 높이에 위치하고 있다가, 필요에 따라서 가이드 유닛(8)과 업다운 실린더(11)로 구성된 수직이동부에 의해 상하부, 즉 수직방향으로 이동되어 지게 된다.

상기 작동부의 하부측 대응되는 위치에는 고정부가 형성되게 되는데, 상기 고정부는 엔드 밀 공구의 마모가 심하여 밀링 척으로부터 분리하고자 할 경우 상기 밀링 척을 안착시키기 위한 것이다.

이와 같은 상기 고정부는, 상기 밀링 척(1)을 안착시키는 밀링 척 서포터 지그(15)와, 상기 밀링 척 서포터 지그(15)의 상승을 방지하는 밀링 척 상승 방지 클램프(16)로 이루어지게 된다.

한편, 상기 고정부에는 상기 밀링 척(1)의 수직 높이를 조절하기 위한 밀링 척 상승 레버(17)를 더 포함하여 구성되는데, 이에 대하여는 다음에 보다 상세히 설명하고자 한다.

그리고, 상기 구동부의 구동 모터(5)와, 수직이동부의 업 다운 실린더(11)의 동작을 제어하기 위하여 제어부(18)가 본 장치의 일측부에 형성되게 된다. 즉, 상기 제어부(18)에 의해 구동 모터(5)의 회전방향이나, 업다운 실린더(11)의 이동방향이 필요에 따라서 적절하게 선정되어 조절되어 지게 되는 것이다.

이상과 같이 이루어진 본 장치의 작동과정을 도 1 및 도 2를 참조로 하여 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공구가 마모되어 교환이 필요할 경우, 엔드 밀 공구를 포함한 밀링 척(1)을 밀링 척 서포터 지그(15)에 안착시키고, 제어부(18)에 형성된 조작 버튼을 조작하여 수직이동부의 업 다운 실린더(11)를 하강시키게 되면, 상기 업 다운 실린더(11)에 의해 작동부도 하강되어 진다.

따라서, 작동부의 형성된 밀링 척 홀더 키(12)도 하강하게 되는데, 이때 클램핑 캡(3)은 밀링 척(1)에 나사체결되어 잠겨진 상태로 있으므로 상기 클램핑 캡(3)에 형성된 홈(V)은 초기위치(잠겨지기 전의 위치)에서 하부측으로 잠긴 만큼 내려가 위치하게 된다.

이와 같이 초기위치에 대하여 잠긴 만큼 내려간 거리를 보정하기 위하여 밀링 척 상승 레버(17)를 잡고 눌리게 되면, 지렛대 원리에 의해 밀링 척(1)이 들리게 되고, 그 결과 클램핑 캡(3)에 형성된 홈(V)은 초기위치로 상승하게 된다.

따라서, 업 다운 실린더(11)에 의해 하강한 작동부의 밀링 척 홀더 키(12)는 상기 홈(V)에 결합되어 지고, 이때 제어부(18)에 형성된 조작버튼을 조작하여 구동 모터(5)를 회전시키게 되면, 상기 모터(5)의 회전 동력은 커플링(6)을 통하여 서포트 베어링 유닛(7)에 지지되어 있는 볼 스플라인(9)으로 전달되어 진다.

그 결과, 상기 볼 스플라인(9)에 의해 구동기어(10)가 회전을 하게 되고, 상기 구동기어(10)의 회전에 의해 체결되어 있는 종동기어(13)가 회전을 하게 된다. 따라서 상기 종동기어(13)가 회전을 하게 되면, 결국 클램핑 캡(3)의 홈(V)에 결합되어진 밀링 척 홀더 키(12)도 회전을 하게 되면서 상기 클램핑 캡(3)을 밀링 척(1)으로부터 풀어 낼 수가 있게 된다.

이와 같이 하여 상기 클램핑 캡(3)이 풀려지고 나면, 구동 모터(5)의 동작이 멈추게 되고, 그 다음 밀링 척 상승방지 클램프(16)를 전진시켜 밀링 척 서포터 지그(15)에 안착된 밀링 척(1)을 고정시킨다. 그 다음, 작업자가 작동부를 상승시키고자 업다운 실린더(11)를 상승시키면, 클램핑 캡(3)만이 밀링 척(1)에서 탈착이 되어지게 된다.

마지막으로 상기 밀링 척 상승방지 클램프(16)를 원위치로 복귀시켜 최종 엔드 밀 공구를 탈착하기만 하면 마모된 엔드 밀 공구를 밀링 척(1)에서 간단히 분리해 낼 수 가 있게 된다.

한편, 새로운 엔드 밀 공구를 다시 밀링 척(1)에 장착을 하고자 할 경우에는 새로운 엔드 밀 공구를 밀링 척(1)에 장착하고 밀링 척 상승방지 클램프(16)를 다시 전진시킨 후, 업 다운 실린더(11)의 조작 버튼을 눌리게 되면, 작동부가 다시 하강을 하게 되어 원하는 작업위치에 도달하게 된다.

그리고, 작동부에 형성된 밀링 척 홀더 키(12)가 클램핑 캡(3)의 홈(V)에 결합되어, 제어부(18)의 구동 모터(5)를 작동시키면, 앞서 설명한 바와 같이 회전 동력이 순서대로 전달이 되어 상기 캡(3)이 밀링 척(1)에 잠궈지게 된다.

그러나, 이때 회전 방향은 상기 캡(3)을 풀 경우와는 반대로 하여야 하므로 이를 위하여는 상기 구동 모터(5)가 정역 회전이 가능한 것으로 구성되는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 장치의 따른 엔드 밀 자동 교환장치에 의하면, 종래 수작업을 통해 엔드 밀 공구를 밀링 척으로부터 분리한 다음, 교환하는 작업을 모두 자동으로 할 수가 있어 많은 수의 공작기계에 의해 대량으로 이루어지는 작업장 등지에서 매우 편리하게 사용이 될 수가 있다.

본 발명에 따른 엔드 밀 자동 교환장치에 의하면, 먼저 엔드 밀 공구 교환시 일일이 작업자에 의해 수작업으로 이루어지는 것을 구동 모터의 회전 동력을 이용하여 자동으로 교환이 가능할 수가 있다.

그 결과, 많은 수의 공작기계로 작업이 이루어지는 대규모 사업장에서 수작업에 의한 공구 교환으로 발생되는 여러 가지 문제점을 일시에 해결할 수가 있으며, 무엇보다 공구 교체에 따른 과다한 피로와 시간을 대폭 줄일 수가 있게 된다.

또한, 구동 모터에 의해 일정한 토오크하에서 공구의 교환이 가능하므로 그 결과 제품의 품질이 균일하게 되는 등 매우 유용한 효과를 기대할 수가 있다.

도 1은 엔드 밀 공구가 장착된 밀링 척을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 엔드 밀 공구 자동 교환장치를 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설며예

1....밀링 척 2....생크

3....클램핑 캡 4....엔드 밀 공구

5....구동 모터 9....볼 스플라인

10...구동 기어 11...업다운 실린더

12...밀링 척 홀더 키 13...종동 기어

15...밀링 척 서포터 지그 17...밀링 척 상승 레버

18...제어부 V....홈

Claims (4)

1. 생크(2)와, 클램핑 캡(3)에 의해 엔드 밀 공구를 고정하는 밀링 척(1)으로부터 상기 엔드 밀 공구를 교환하기 위한 장치로써,

   회전력을 발생시키는 구동 모터(5)와, 상기 구동 모터에 의해 회전하는 볼 스플라인(9)으로 이루어진 구동부와,

   상기 볼 스플라인의 회전에 연동하여 작동하는 구동 기어(10)와, 상기 구동 기어에 연결되어 작동하는 종동 기어(13)와, 상기 종동 기어의 상부측에 형성된 밀링 척 홀더 키(12)로 구성되는 작동부,

   가이드 유닛(4)과 업다운 실린더(11)로 이루어져 상기 작동부를 수직 이동시키는 수직이동부,

   상기 작동부의 하부측 대응되는 위치에 형성되는 것으로, 상기 밀링 척을 안착시키는 밀링 척 서포터 지그(15)와, 상기 밀링 척 서포터 지그의 상승을 방지하는 밀링 척 상승 방지 클램프(16)로 이루어진 고정부, 그리고

   상기 구동 모터와 업 다운 실린더의 동작을 제어하는 제어부(18)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엔드 밀 공구 자동 교환장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 밀링 척 홀더 키(12)는 클램핑 캡에 형성된 홈(V)에 체결되어 회전가능 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 엔드 밀 공구 자동 교환장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 고정부에는 상기 밀링 척의 수직 높이를 조절하기 위한 밀링 척 상승 레버(17)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엔드 밀 공구 자동 교환장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 종동 기어(13)는 상기 종동 기어의 하부측에 형성된 밀링 척 홀더 유닛(14)에 의해 구동 기어(10)와 체결 되는 것을 특징으로 하는 엔드 밀 공구 자동 교환장치.