KR100543881B1 - 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치 - Google Patents

자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 머시닝 센터의 자동 공구 교환장치에 있어서 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치에 관한 것으로, 자동 공구 교환장치의 본체부에 고정되고, 캠 샤프트와 대향되게 병렬 배치되도록 베어링이 내장되는 베어링 하우징과, 상기 베어링에 회전이 가능하도록 결합되어 상기 캠 샤프트와 대향되게 병렬 배치되고, 상기 베어링 하우징의 후방으로 부분 노출되는 샤프트와, 상기 샤프트가 상기 캠 샤프트에 연동하여 회전될 수 있도록 상기 캠 샤프트 및 샤프트에 축결합되도록 밸트 및 풀리를 포함하는 연결수단과, 상기 베어링 하우징의 후방 상부에 고정되고, 상기 샤프트의 노출부위에 일정간격을 두고 축선방향에 수직하게 배치되는 위치감지 스위치 및 상기 샤프트의 회전이 상기 위치감지 스위치에 감지될 수 있도록 상기 스위치의 감지구간에 대응하여 상기 샤프트의 노출 부위에 일측이 편심 연결되는 스위치 도그를 포함하는 것을 특징으로 한다.
자동, 공구, 교환장치, 스위치, 도그, 육안식별

Description

자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치{A Sensing Device For Controlling Of Automation Tool Change}
도 1은 종래 자동 공구 교환장치에서 스위치 도그 및 스위치의 위치를 나타내기 위한 정면 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치의 측면 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 감지장치의 정면 구성도,
도 4는 도 2에 도시된 C에 관한 부분확대 구성도이다.
< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 >
10: 캠, 20: 체인저 암,
30: 체인저 암 샤프트, 30a: 스위치 도그,
40: 코일스프링, 50: 스위치,
100: 샤프트, 110: 제 1풀리,
110a: 제 1결합볼트, 200: 베어링 하우징,
200a: 브라켓, 200b: 제 2결합볼트,
210: 베어링, 220: 스냅링,
300: 스위치 도그, 400: 위치감지 스위치,
500: 밸트, 600: 캠 샤프트,
610: 제 2풀리, 610a: 제 3결합볼트,
1000: 감지장치, 2000: 본체부,
2100: 캠.
본 발명은 자동 공구 교환장치의 공구 클램프를 위한 감지 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공구의 체인저 암의 움직임을 감지하기 위한 스위치 도그를 육안 식별이 용이하도록 본체의 외부로 배치한 구조의 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치에 관한 것이다.
일반적으로 종래 머시닝 센터의 자동 공구 교환장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 캠(10)의 180°회전에 따라 공구 체인저 암(20)이 연동하여 회전 및 승강하는 작동구조를 갖고 있다.
이를 위해 체인저 암(20)은 캠(10) 및 체인저 암 샤프트(30)에 연결되어 있고, 체인저 암 샤프트(30)는 공구의 클램프 또는 언클램프 신호에 따라 동작하도록 구성되어 있다. 따라서 체인저 암 샤프트(30)의 움직임이 감지되는 구조가 필요하게 된다.
이를 위해 체인저 암 샤프트(30)의 상부에는, 체인저 암 샤프트(30)의 동작을 감지하기 위한 스위치(50)가 배치되고, 스위치(50)가 체인저 암 샤프트(30)의 동작을 보다 용이하게 감지하도록 스위치(50)의 감지구간에 대응하여 스위치 도그(30a)가 결합되어 있다.
그리고 체인저 암 샤프트(30)는 캠(10)과 연동할 수 있도록 결합관계를 갖고 있고, 캠(10)의 회전에 따라 승강하는 구조를 갖고 있다. 그런데 체인저 암 샤프트(30)가 하강하고 이후 다시 상승하기 위해서는 캠(10)의 회전력만으로는 이를 구조적으로 뒷받침하기에는 그 힘이 부족하기 때문에, 체인저 암 샤프트(30)의 상단에는 코일스프링(40)이 연결되어 있다.
코일스프링(40)은 체인저 암 샤프트(30)의 상단에 하단이 고정되어 체인저 암 샤프트(30)의 하강시 그 하강방향에 역방향으로 탄성력을 작용한다. 이에 따라 캠(10)의 부족한 회전력을 보완하는 구조가 마련된다.
그런데 종래 자동 공구 교환장치에서는, 스위치 도그(30a)가 자동 공구 교환장치의 본체 내부에 배치되어 있다. 이에 따라 육안 식별이 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제점으로 인해 조립작업이 용이하지 못해왔다.
또한 코일스프링(40)의 진동이나 코일스프링(40)의 소손에 의한 스위치(50)의 감지에 있어서의 신호에러 발생이 빈번하다고 알려져 있기 때문에, 수리작업이 빈번하게 요구되지만 앞에서 언급된 바와 같이, 스위치 도그(30a)의 배치위치상 육안식별이 어렵기 때문에, 이러한 수리작업에 있어서도 어려움이 발생되고, 결국 종래 스위치 도그(30a)는 작업성을 저해하는 배치위치를 갖고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 스위치 도그가 육안식별이 가능하도록 외부로 배치되어 조립 및 수리작업에 용이성을 제공할 수 있는 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치를 제공하는 것이다.
그리고 본 발명의 제 2목적은, 스위치 도그가 캠의 회전과 연동하여 회전하는 구조를 채택함으로써 스위치 도그에 대한 스위치의 감지가 보다 용이한 구조를 마련할 수 있는 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치를 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적들은, 머시닝 센터의 자동 공구 교환장치에 있어서,
자동 공구 교환장치의 본체부에 고정되고, 캠 샤프트와 대향되게 병렬 배치되도록 베어링이 내장되는 베어링 하우징;
상기 베어링에 회전이 가능하도록 결합되어 상기 캠 샤프트와 대향되게 병렬 배치되고, 상기 베어링 하우징의 후방으로 부분 노출되는 샤프트;
상기 샤프트가 상기 캠 샤프트에 연동하여 회전될 수 있도록 상기 캠 샤프트및 샤프트에 축결합되는 연결수단;
상기 베어링 하우징의 후방 상부에 고정되고, 상기 샤프트의 노출부위에 일정간격을 두고 배치되는 위치감지 스위치; 및
상기 샤프트의 회전이 상기 위치감지 스위치에 감지될 수 있도록 상기 스위치의 감지구간에 대응하여 상기 샤프트의 노출 부위에 일측이 편심 연결되는 스위치 도그;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치에 의하여 달성된다.
여기서 상기 연결수단은, 상기 샤프트의 전방에 축결합되는 제 1풀리와, 상 기 캠 샤프트의 전방에 축결합되고 상기 제 1풀리와 대응 배치되는 제 2풀리와, 상기 각 풀리가 동반 회전이 가능하도록 상기 각 풀리에 연결되는 밸트를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 베어링에 결합된 상기 샤프트가 고정될 수 있도록 상기 베어링의 후방으로 상기 베어링 하우징에는 상기 샤프트의 외주연에 결합되는 스냅링이 더 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하 본 발명에 따른 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치를 첨부된 도면과 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치(1000)의 측면 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 감지장치(1000)의 정면 구성도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 감지장치(1000)는, 자동 공구 교환장치의 본체부(2000)에서 스위치 도그(300)가 외부에 배치/공개되고, 스위치 도그(300)를 감지하기 위한 위치감지 스위치(400) 및 그 감지구간도 외부에 공개되어 외부에서 육안 식별이 용이하도록 구성한 장치구조이다.
그리고 체인저 암(미도시)이 연결된 캠(2100) 및 캠 샤프트(600)가 스위치 도그(300)와 동반 회전하고, 위치감지 스위치(400)가 이를 감지하여 결과적으로 체 인저 암의 움직임을 알 수 있도록 캠 샤프트(600)와 연동하여 회전하도록 병렬로 샤프트(100)가 대향 배치되는 구조가 채택된다. 그리고 샤프트(100)의 후방에는 스위치 도그(300)가 편심 연결 및 노출되고 이러한 스위치 도그(300)의 편심 회전구간과 대응하여 위치감지 스위치(400)가 배치되어 있다.
이러한 감지장치는, 캠 샤프트(600)와 병렬로 대향되도록 본체부(2000)에 배치되는 샤프트(100)와, 샤프트(100)의 회전을 지지하기 위해 베어링(210)이 내장된 베어링 하우징(200)과, 베어링 하우징(200)의 후방으로 샤프트(100)에 편심 연결되는 스위치 도그(300)를 포함하여 구성된다. 이 때 캠 샤프트(600), 샤프트(100) 및 스위치 도그(300)의 동반 회전을 위해 캠 샤프트(600)와 샤프트(100)에 연결되는 연결수단이 포함된다.
샤프트(100)는 캠 샤프트(600)의 상부에 배치되는데, 이러한 샤프트(100)는 그 회전의 지지구조를 위해 마련된 베어링 하우징(200)에 끼워져 베어링 하우징(200) 내부의 베어링(210)에 결합되어 있다. 이 때 베어링 하우징(200)은 그 전방이 베어링(210)을 내장/포함하는 케이스 구조이고, 그 후방은 판재 구조를 갖는다. 이러한 베어링 하우징(200)의 후방 판재구조가 본체부(2000)에 체결/고정된다.
베어링 하우징(200)에 내장된 베어링(210)은 볼 베어링 구조이며, 베어링 하우징(200)은 샤프트(100)가 캠 샤프트(600)와 대향 배치되도록 본체부(2000)의 상부에 캠 샤프트(600)와 베어링이 대향되는 위치로 배치된다. 그리고 이러한 베어링(210)에 샤프트(100)가 끼워져 결합되므로써, 캠 샤프트(600)와 샤프트(100) 가 병렬로 배치되는 구조가 마련된다.
그리고 베어링 하우징(200)의 후방 상부에는 브라켓(200a)이 마련되어 있다. 브라켓(200a)에는 샤프트(100)의 축선방향으로 위치감지 스위치(400)가 관통/고정되어 있다. 이러한 브라켓(200a)의 하부로 노출된 것이 샤프트(100)의 후방이다. 샤프트(100)의 후방에는 스위치 도그(300)가 편심 연결되어 있다. 이 때 위치감지 스위치(400)는 샤프트(100)의 노출된 후방을 지향하기 때문에, 결국 스위치 도그(300)의 움직임이 감지될 수 있는 구조가 마련된다.
여기서 스위치 도그(300)는, 봉의 구조를 갖고 있다. 그리고 샤프트(100)의 축선방향에 편심되도록 연결되어 있기 때문에, 샤프트(100)가 회전할 경우 샤프트(100)에 연결된 일측을 중심으로 타측이 편심 회전하게 되는 작동구조를 갖고 있다.
이러한 스위치 도그(300)의 편심 연결구조에 따라 위치감지 스위치(400)의 감지구간으로 스위치 도그(300)의 타측이 선택적으로 진입되는 구조가 마련되고, 결국 스위치 도그(300)의 진입과 비진입이 180°마다 진행된다. 그런데 일반적으로 체인저 암은 공구의 클램프 및 언클램프 동작이 180°마다 이루어지므로, 스위치 도그(300)의 편심 회전에 따른 주기와 체인저 암의 클램프 및 언클램프 동작이 대응되는 구조의 마련이 가능하다.
이러한 체인저 암과 스위치 도그(300)의 움직임이 상관관계를 가질 수 있도록 체인저 암이 연결된 캠 샤프트(600)와 스위치 도그(300)가 연결된 샤프트(100)가 동반 회전을 가능하게 하는 구조가 필요하다. 이를 위해 본 발명에서는 연결수 단이 도입되고, 이러한 연결수단은 밸트(500) 및 각 풀리(110,610)의 구조를 포함한다.
여기서 샤프트(100)의 전방에 축결합된 것이 제 1풀리(110)이고, 캠 샤프트(600)의 전방에 축결합된 것이 제 2풀리(610)이다. 또한 각 풀리(110,610)가 연결되기 위해 밸트(500)가 구비되므로, 캠 샤프트(600)와 샤프트(100)가 동반 회전이 가능한 구조가 마련된다.
따라서 캠 샤프트(600)와 회전하고 이에 따라 180°마다 작동하는 체인저 암의 움직임이, 샤프트(100)가 캠 샤프트(600)와 더불어 회전함에 따라 회전되는 스위치 도그(300)의 180°주기별 감지에 의해 위치감지 스위치(400)로 최종 감지되는 구조가 마련된다.
도 4는 도 2에 도시된 C에 관한 부분확대 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 샤프트(100)가 베어링 하우징(200)의 내부에서 베어링(210)에 의해 지지되고, 스냅링(220)에 의해 고정된다. 샤프트(100)의 전방에는 제 1풀리(110)가 제 1결합볼트(110a)로 체결되어 축결합되어 있다.
베어링 하우징(200)은 그 후방의 판재 부위가 본체부(2000)에 제 2결합볼트(200b)로 고정되고, 브라켓(200a)에는 위치감지 스위치(400)가 축선방향에 수직으로 고정되어 있다. 샤프트(100)의 후방에는 이러한 위치감지 스위치(400)의 감지구간에 대응하여 스위치 도그(300)가 편심연결되어 있다.
그리고 캠 샤프트(600)의 전방에는 제 1풀리(110)에 대응하여 제 2풀리(610)가 제 3결합볼트(610a)로 체결되고 축결합되어 있다. 또한 각 풀리(110,610)는 밸 트(500)로 연결되어 있다. 따라서 캠 샤프트(600)는 스위치 도그(300)가 결합된 샤프트(100)와 동반 회전이 가능하고, 캠 샤프트(600)에는 체인저 암이 연결되므로, 결과적으로 체인저 암의 움직임이 스위치 도그(300)에 의해 위치감지 스위치(400)로 감지되는 구조가 마련된다.
아울러 스위치 도그(300) 및 위치감지 스위치(400)와 그 감지구간이 베어링 하우징(200)의 후방으로 외부에 공개되므로 그 감지구조에 관한 육안식별이 용이한 구조를 이루게 된다.
이상과 같은 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치에서, 스위치 도그(300)가 봉의 형상구조로서 예시되고 있지만 이외에, 원판 또는 타원형판 구조로 대체하고 샤프트(100)에 편심 연결되는 구조를 갖도록 사용할 수 있다.
그리고 베어링(210)의 후방으로 브라켓(200a)의 하부에 투명한 플라스틱 또는 유리재질의 덮개를 장착하여 사용할 수 있다.
아울러 밸트(500) 및 풀리에 의해 샤프트(100) 및 캠 샤프트(600)가 연결되는 구조가 예시되고 있지만 이외에, 치차결합되고 샤프트(100) 및 캠 샤프트(600)에 축결합되는 2개의 기어로서 대체하여 사용할 수 있다.
상술한 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치에 의하면, 스위치 도그 및 위치감지 스위치의 배치구조가 육안으로 식별됨이 가능하기 때문에, 스위치 도그 및 위치감지 스위치에 대한 조립작업, 위치조정작업 및 소손에 의한 수리작업이 편리한 특징이 있다.
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 (3)

  1. 머시닝 센터의 자동 공구 교환장치의 스위치 도그에 있어서,
    자동 공구 교환장치의 본체부(2000)에 고정되고, 캠 샤프트(600)와 대향되게 병렬 배치되도록 베어링(210)이 내장되는 베어링 하우징(200);
    상기 베어링(210)에 회전이 가능하도록 결합되어 상기 캠 샤프트(600)와 대향되게 병렬 배치되고, 상기 베어링 하우징(200)의 후방으로 부분 노출되는 샤프트(100);
    상기 샤프트(100)가 상기 캠 샤프트(600)에 연동하여 회전될 수 있도록 상기 캠 샤프트(600)및 샤프트(100)에 축결합되는 연결수단;
    상기 베어링 하우징(200)의 후방 상부에 고정되고, 상기 샤프트(100)의 노출부위에 일정간격을 두고 배치되는 위치감지 스위치(400); 및
    상기 샤프트(100)의 회전이 상기 위치감지 스위치(400)에 감지될 수 있도록 상기 스위치의 감지구간에 대응하여 상기 샤프트(100)의 노출 부위에 연결되는 스위치 도그(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 연결수단은, 상기 샤프트(100)의 전방에 축결합되는 제 1풀리(110)와, 상기 캠 샤프트(600)의 전방에 축결합되고 상기 제 1풀리(110)와 대응 배치되는 제 2풀리(610)와, 상기 각 풀리(110,610)가 동반 회전이 가능하도록 상기 각 풀리(110,610)에 연결되는 밸트(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 베어링(210)에 결합된 상기 샤프트(100)가 고정될 수 있도록 상기 베어링(210)의 후방으로 상기 베어링 하우징(200)에는 상기 샤프트(100)의 외주연에 결합되는 스냅링(220)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치.
KR1020030098258A 2003-12-27 2003-12-27 자동 공구 교환의 제어를 위한 감지장치 KR100543881B1 (ko)

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