KR100546908B1 - 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로 - Google Patents

Abstract

피스톤축을 이용하여 툴포트를 움직이기 위한 에어 실린더와, 상기한 에어 실린더의 입력단과 출력단의 사이에 연결되어 있는 제3 체크밸브와, 상기한 제3 체크밸브에 직렬 연결되어 있는 제3 유량조절밸브와, 상기한 제3 유량조절밸브에 병렬 연결되어 있는 제4 체크밸브와, 상기한 에어 실린더의 출력단 및 상기한 제4 체크밸브에 연결되어 있는 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어지며,

정전이나 공기의 공급중단이 발생하게 되는 경우에 툴포트가 자중에 의해 하강되더라도 회로적으로 공기의 역류를 방지하여 줌으로써 툴포트의 하강을 방지하여 기계 부품의 파손이나 안전사고의 발생을 미연에 막을 수 있는, 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로를 제공한다.

툴포트, 에어실린더, 유량조절밸브, 체크밸브, 솔레노이드밸브, 공작기계

Description

자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로{Pneumatic circuit for controlling a tool port of an automatic tool changer}

도 1은 종래의 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로의 구성도이다.

도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로의 툴포트 업상태의 구성도이다.

도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로의 툴포트 다운상태의 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 툴포트 2 : 에어실린더

31, 33, 35, 37 : 체크밸브 32, 34, 36 : 유량조절밸브

4 : 솔레노이드밸브

이 발명은 자동 공구 교환기 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 정전이나 공기의 공급중단이 발생하게 되는 경우에 툴포트가 자중에 의해 하강 되더라도 회로적으로 공기의 역류를 방지하여 줌으로써 툴포트의 하강을 방지하여 기계 부품의 파손이나 안전사고의 발생을 미연에 막을 수 있는, 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로에 관한 것이다.

각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 한다. 상기한 공작기계는 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라고 부르고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속성형기계라고 부른다. 상기한 절삭공작기계에는 선반(lathe), 밀링기, 머시닝센터(machining center), 드릴링기, 보링기, 연삭기, 기어가공기, 특수가공기 등이 있으며, 상기한 금속성형기계에는 기계식 프레스, 공압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등이 있다.

상기한 절삭공작기계의 자동화 및 수치제어(NC)화는 급속히 진전되고 있는 바, 근래에는 그동안 회전형 선반계열과 밀링 계열로 양분되어 진행되어 온 절삭공작기계의 수치제어(NC)화가 서로 복합적으로 결합되어 다기능 머시닝 센터가 출현하였으며 산업현장의 폭넓은 수요에 힘입어 머시닝 센터의 시장은 급속히 확대되고 있다.

상기한 머시닝 센터란 몇가지 종류의 절삭가공을 하나의 기계에서 자동적으로 수행하는 NC 자동공구교환기로서, 대개 공구 자동교환기능과 가공물의 2개면 이상을 자동적으로 깎고 또한 분할할 수 있는 기능을 구비하고 있다. 머시닝 센터는 그 발달의 뿌리를 어디에 두었던간에 크게 비회전체 부품을 가공하는 형식과 회전체 부품을 가공하는 형식의 2종으로 구분할 수 있다. 비회전체 부품을 대상으로 하는 머시닝 센터는 NC 밀링 머시인 또는 NC 드릴링 머시인을 발전 모체로 하여 여러가지 부분을 개량하였고, 여기에 자동 공구 교환기(Automatic Tool Changer, ATC), 투울 매거진, 자동 가공물 교환기(Automatic Pallet Change, APC)를 조합하여 만든 것이다. 그리고, 회전체 부품을 대상으로 하는 머시닝 센터는 NC 선반을 발전 모체로 하고 있어 회전체 부품을 선삭후에 각도분할, 홈가공, 구멍가공, 탭작업 등 여러가지 가공을 하며, 자동 공구 교환기 이외에 자동 가공물 교환기도 가지고 있고, 또한 가공중에 별도로 준비된 척으로 소재를 잡고, 가공이 완료된 가공물은 척에서 풀려 나옴으로써 가공물의 탈착이 자동화되고 있다.

위에서 언급한 바와 같이 머시닝센터에는 자동 공구 교환기가 설치되는데, 상기한 자동 공구 교환기에는 공구를 교환하기 위한 툴포트(tool port)를 제어하기 위한 공압회로가 설치된다.

종래의 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 피스톤축을 이용하여 툴포트(1)를 움직이기 위한 에어 실린더(2)와, 상기한 에어 실린더(2)의 입력단에 순방향 연결되어 있는 제1 체크밸브(31)와, 상기한 제1 체크밸브(31)에 병렬 연결되어 있는 제1 유량조절밸브(32)와, 상기한 에어 실린더(2)의 출력단에 역방향 연결되어 있는 제2 체크밸브(33)와, 상기한 제2 체크밸브(33)에 병렬 연결되어 있는 제2 유량조절밸브(34)와, 상기한 제1 체크밸브(31) 및 제2 체크밸브(33)에 공압을 제공하기 위한 솔레노이드 밸브(4)를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한 종래의 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

툴포트를 상승시키고자 하는 경우에, 솔레노이드 밸브(4)로부터 공기가 화살표 방향을 따라 제1 체크밸브(31)를 거쳐서 에어 실린더(2)로 전송됨으로써 에어 실린더(2)의 피스톤축이 하강되도록 하고, 기존에 상기한 에어실린더(2)에 있던 공기는 제2 체크밸브(33)와 병렬로 연결되어 있는 제2 유량조절밸브(34)를 통해 솔레노이드 밸브(4)로 빠져 나가게 된다.

이 경우에 제1 체크밸브(31) 및 제2 체크밸브(33)는 공기가 역류되는 것을 방지하기 때문에 에어 실린더(2)의 피스톤이 하강하여 그 상태를 유지하게 되고, 이에따라 상기한 에어 실린더(2)의 피스톤에 연결되어 있는 툴포트(1)가 상승되어 그 상태를 유지하게 된다.

한편, 툴포트를 하강시키고자 하는 경우에, 솔레노이드 밸브(4)로부터 공기가 화살표의 반대방향을 따라 제2 체크밸브(33)를 거쳐서 에어 실린더(2)로 전송됨으로써 에어 실린더(2)의 피스톤축이 상승되도록 하고, 기존에 상기한 에어실린더(2)에 있던 공기는 제1 체크밸브(31)와 병렬로 연결되어 있는 제1 유량조절밸브(32)를 통해 솔레노이드 밸브(4)로 빠져 나가게 된다.

이 경우에 제1 체크밸브(31) 및 제2 체크밸브(33)는 공기가 역류되는 것을 방지하기 때문에 에어 실린더(2)의 피스톤이 상승하여 그 상태를 유지하게 되고, 이에따라 상기한 에어 실린더(2)의 피스톤에 연결되어 있는 툴포트(1)가 하강되어 그 상태를 유지하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로는, 툴포트(1)가 상승되어 있는 상태에서 정전이나 공기의 공급중단이 발생하게 되는 경우에 툴포트(1)가 자중에 의해 하강되면서 에어실린더(2)의 피스톤이 상승하게 되고, 기존에 공급되었던 공기가 제1 체크 밸브(31)와 병렬로 연결되어 있는 제1 유량조절밸브(32)와 솔레노이드 밸브(4)를 통해 빠져 나가게 됨으로써 툴포트(1)가 임의적으로 하강되는 문제점 등이 있다.

이와 같이 툴포트(1)가 임의적으로 하강되는 상태가 발생하게 되면, 전원 및 공기가 재투입되는 경우에 하강되어 있던 툴포트가 급작스럽게 원상복귀되면서, 주변의 기계 부품이 파손되거나 안전사고가 발생될 수 있는 위험성이 있다.

이 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정전이나 공기의 공급중단이 발생하게 되는 경우에 툴포트가 자중에 의해 하강되더라도 회로적으로 공기의 역류를 방지하여 줌으로써 툴포트의 하강을 방지하여 기계 부품의 파손이나 안전사고의 발생을 미연에 막을 수 있는, 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 회로의 구성은, 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 피스톤축을 이용하여 툴포트를 움직이기 위한 에어 실린더와, 상기한 에어 실린더의 입력단과 출력단의 사이에 연결되어 있는 제3 체크밸브와, 상기한 제3 체크밸브에 직렬 연결되어 있는 제3 유량조절밸브와, 상기한 제3 유량조절밸브에 병렬 연결되어 있는 제4 체크밸브와, 상기한 에어 실린더의 출력단 및 상기한 제4 체크밸브에 연결되어 있는 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어진다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

이 발명의 일실시예에 따른 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로의 구성은, 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 피스톤축을 이용하여 툴포트(1) 를 움직이기 위한 에어 실린더(2)와, 상기한 에어 실린더(2)의 입력단과 출력단의 사이에 연결되어 있는 제3 체크밸브(35)와, 상기한 제3 체크밸브(35)에 직렬 연결되어 있는 제3 유량조절밸브(36)와, 상기한 제3 유량조절밸브(36)에 병렬 연결되어 있는 제4 체크밸브(37)와, 상기한 에어 실린더(2)의 출력단 및 상기한 제4 체크밸브(37)에 연결되어 있는 솔레노이드 밸브(4)를 포함하여 이루어진다.

이 발명의 실시예에서는 도 1에 도시되어 있는 종래의 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압회로와 구성 및 역할이 같은 부분은 동일한 부호를 사용하여 표현하였다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로의 작용은 다음과 같다.

툴포트를 상승시키고자 하는 경우에, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 솔레노이드 밸브(4)로부터 공기가 화살표의 방향을 따라 제4 체크밸브(37) 및 제3 체크밸브(35)를 거쳐서 에어 실린더(2)로 전송됨으로써 에어 실린더(2)의 피스톤축이 하강되도록 하고, 기존에 상기한 에어실린더(2)에 있던 공기는 곧바로 솔레노이드 밸브(4)로 빠져 나가게 된다.

이 경우에 제3 체크밸브(35)는 공기가 역류되는 것을 방지하기 때문에 에어 실린더(2)의 피스톤이 하강하여 그 상태를 유지하게 되고, 이에따라 상기한 에어 실린더(2)의 피스톤에 연결되어 있는 툴포트(1)가 상승되어 그 상태를 유지하게 된다.

한편, 툴포트를 하강시키고자 하는 경우에, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 솔레노이드 밸브(4)로부터 공기가 화살표의 방향을 따라 에어 실린더(2)로 곧바로 전송됨으로써 에어 실린더(2)의 피스톤축이 상승되도록 하고, 솔레노이드 밸브(4)로부터 입력된 공기의 일부는 제3 체크밸브(35)로 입력되어 제3 체크밸브(35)의 볼을 들어올려주어 제3 체크밸브(35)를 통해 공기가 역류될 수 있도록 하여 줌으로써, 상기한 에어실린더(2)에 있던 공기가 제3 체크밸브(35)를 통하여 배출되고, 이어서 제4 체크밸브(37)와 병렬로 연결되어 있는 제3 유량조절밸브(36)를 통해 솔레노이드 밸브(4)로 빠져 나가도록 한다.

이 경우에 제3 체크밸브(35)는 공기가 역류되는 것을 방지하지는 못하지만 툴포트(1)의 무게에 의해 툴포트(1)가 하강된 상태를 유지하게 된다.

한편, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 툴포트(1)가 상승되어 있는 상태에서 정전이나 공기의 공급중단이 발생하는 경우에 툴포트(1)가 자중에 의해 하강되어 에어실린더(2)의 피스톤이 상승하게 되더라도, 솔레노이드 밸브(4)를 통해서 입력되는 공기의 일부가 제3 체크밸브(35)로 입력되어 제3 체크밸브(35)의 볼을 들어올려주지 않는 한, 제3 체크밸브(35)는 공기의 역류를 철저히 방지하여 줌으로써 에어실린더(2)의 피스톤의 상승을 방지하여 툴포트(1)가 하강되는 것을 막아주게 된다.

이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 정전이나 공기의 공급중단 이 발생하게 되는 경우에 툴포트가 자중에 의해 하강되더라도 회로적으로 공기의 역류를 방지하여 줌으로써 툴포트의 하강을 방지하여 기계 부품의 파손이나 안전사고의 발생을 미연에 막을 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 피스톤축을 이용하여 툴포트를 움직이기 위한 에어 실린더와,

   상기한 에어 실린더의 입력단과 출력단의 사이에 연결되어 있는 제3 체크밸브와,

   상기한 제3 체크밸브에 직렬 연결되어 있는 제3 유량조절밸브와,

   상기한 제3 유량조절밸브에 병렬 연결되어 있는 제4 체크밸브와,

   상기한 에어 실린더의 출력단 및 상기한 제4 체크밸브에 연결되어 있는 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어지며,

   상기한 솔레노이드 밸브를 통해서 입력되는 공기의 일부가 제3 체크밸브로 입력되어 제3 체크밸브의 볼을 들어올려주는 경우에 제3 체크밸브를 통해 공기가 역류되는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환기의 툴포트 제어용 공압 회로.

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