KR100626125B1 - Machine tool, arm device, and tool magazine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 툴 교환의 고속화를 실현하는 기술을 제공한다.The present invention provides a technique for realizing high speed of tool change.
본 발명은, 툴을 교환하는 공작 기계에 관한 것이다. 이 공작 기계는, 툴을 착탈 가능하게 클램프하는 주축과, 복수의 툴을 수납하는 툴 매거진과, 툴을 파지하는 툴 파지부를 갖고, 회전 가능하고, 주축과 툴 매거진 사이에서 툴을 교환하는 아암을 구비한다. 아암은 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 요동하는 레버 부재 (60a) 를 갖는다. 레버 부재가 제 1 위치에 있을 때에는 레버 부재 또는 레버 부재에 연계하는 부재가 툴 파지부 (70a) 에 파지된 툴 (32) 에 맞닿음과 함께, 레버 부재가 제 2 위치에 있을 때에는 레버 부재 또는 상기한 연계부재가 툴 파지부에 파지된 툴로부터 이반된다. 그리고 제 1 위치가, 툴 파지부에 파지된 툴이 아암의 회전정지시에 상기 레버 부재에 가하는 힘에 의해, 레버 부재가 제 1 위치로부터 제 2 위치측으로 요동하지 않는 위치에 설정되어 있다.The present invention relates to a machine tool for exchanging a tool. The machine tool has a main shaft for detachably clamping a tool, a tool magazine for storing a plurality of tools, and a tool gripping portion for holding a tool, and is rotatable, and an arm for exchanging a tool between the spindle and the tool magazine. It is provided. The arm has a lever member 60a that swings between a first position and a second position. When the lever member is in the first position, the lever member or a member associated with the lever member abuts against the tool 32 held by the tool gripping portion 70a, and when the lever member is in the second position, the lever member or The linkage member is separated from the tool held by the tool gripping portion. The first position is set at a position at which the lever member does not swing from the first position to the second position by the force applied to the lever member by the tool held by the tool gripping portion when the arm is stopped rotating.
Description
본 발명은, 툴을 자동적으로 교환하는 공작 기계에 관한 것이다. 또한 공작 기계에 사용되는 아암 장치와 툴 매거진에 관한 것이다. 특히, 툴 교환의 고속화를 실현하는 기술에 관한 것이다. 본 명세서에서 말하는 「툴」에는 툴을 고정한 툴 홀더나, 툴과 툴 홀더가 일체로 된 것도 포함한다.The present invention relates to a machine tool for automatically changing a tool. It also relates to arm devices and tool magazines used in machine tools. In particular, the present invention relates to a technique for realizing a faster tool change. The "tool" as used in this specification includes the tool holder which fixed the tool, and the thing in which the tool and the tool holder were integrated.
본 발명에 가장 관련있는 것으로 생각되는 공작 기계가 특허 제2897969호에 개시되어 있다. 이 공보에 개시되어 있는 공작 기계는, 툴을 착탈 가능하게 클램프하는 주축과, 복수의 툴을 수납하는 툴 매거진과, 주축과 툴 매거진 사이에서 툴을 교환하는 아암을 구비한다. 아암은, 그 양단에 툴 파지부를 갖고 있다. 아암은, 대기 위치로부터 회전함으로써, 일방의 툴 파지부로 주축의 툴을 파지하고, 타방의 툴 파지부로 툴 매거진의 툴을 파지한다. 이어서 아암은 주축이 신장되는 방향을 따라 주축으로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 이것에 의해 아암 파지부가 파지하고 있는 툴이, 주축이나 툴 매거진으로부터 빠진다. 다음에 아암은 180도 회전한다. 이것에 의해, 주축으로부터 빠진 툴이 툴 매거진측으로 이동하고, 툴 매거진으로부터 빠진 툴이 주축측으로 이동한다. 그리고 아 암이 주축의 신장되는 방향을 따라 주축에 가까워지는 방향으로 이동함으로써, 주축으로부터 빠진 툴이 툴 매거진에 수납됨과 함께, 툴 매거진으로부터 빠진 툴이 주축에 의해 클램프된다. 그 후 아암은, 주축의 동작에 간섭하지 않는 대기 위치까지 회전한다.A machine tool that is considered most relevant to the present invention is disclosed in patent 2897969. The machine tool disclosed in this publication includes a spindle for detachably clamping a tool, a tool magazine for storing a plurality of tools, and an arm for exchanging a tool between the spindle and the tool magazine. The arm has a tool holding part at both ends. By rotating from the standby position, the arm grips the tool of the main axis with one tool gripping portion, and grips the tool of the tool magazine with the other tool gripping portion. The arm then moves in a direction away from the main axis along the direction in which the main axis extends. As a result, the tool held by the arm gripping portion is removed from the spindle and the tool magazine. The arm then rotates 180 degrees. As a result, the tool taken out of the main axis moves to the tool magazine side, and the tool taken out of the tool magazine moves to the main axis side. The arm is moved in a direction closer to the main axis along the direction in which the arm extends, whereby the tool missing from the main axis is accommodated in the tool magazine, and the tool missing from the tool magazine is clamped by the main axis. The arm then rotates to a standby position that does not interfere with the operation of the main shaft.
도 15 에, 상기 공보에 기재되어 있는 공작 기계에서 사용되는 아암 (500) 의 구조를 간단히 나타내고 있다. 도면 중의 부호 502 는 툴 파지부이고, 부호 510 은 툴 파지부 (502) 가 파지되어 있는 툴이고, 아암 (500) 은 축 (501) 의 둘레를 회전할 수 있음과 함께, 축 (501) 을 따라 진퇴가능하다. 아암 (500) 에는, 제 1 위치 (도 15(a) 의 위치) 와 제 2 위치 (도 15(b) 의 위치) 사이를 요동하는 레버 부재 (504) 가 형성되어 있다. 레버 부재 (504) 의 제 1 단 (504a) 에는, 아암 (500) 의 길이 방향으로 슬라이딩 가능한 연결 부재 (506) 가 접속되어 있다. 레버 부재 (504) 는, 그 제 2 단 (504b) 이 도면 중의 상하 방향으로 변위가능하다. 레버 부재 (504) 의 제 2 단 (504b) 이 상하 방향으로 변위하여 레버 부재 (504) 가 요동하면, 제 1 단 (504a) 은 아암 (500) 의 길이 방향으로 변위하고, 이것에 의해 연계 부재 (506) 가 아암 (500) 의 길이 방향으로 슬라이딩한다. 레버 부재 (504) 가 도 15(a) 의 제 1 위치에 있는 상태에서는, 연계 부재 (506) 가 툴 (510) 에 맞닿아 있다. 이것에 의해, 툴 파지부 (502) 의 툴 (510) 이 로크된다. 레버 부재 (504) 가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 요동하면, 연계 부재 (506) 가 툴 파지부 반대 방향으로 슬라이딩하여, 연계 부재 (506) 가 툴 (510) 로부터 이반된다 (즉 툴 (510) 이 언로크된다). 이 공작 기계는, 아암 (500) 의 회전 중은 레버 부재 (504) 를 제 1 위치에 놓고 툴 (510) 을 로크해 두어, 아암 (500) 이 고속으로 회전하더라도 툴 파지부 (502) 로부터 툴 (510) 이 떨어지지 않도록 되어 있다. 또한 주축이나 툴 매거진과의 사이에서 툴을 주고 받을 때는, 레버 부재 (504) 를 제 2 위치에 놓고 툴 (510) 을 언로크하여, 툴 (510) 을 원활하게 주고받을 수 있도록 되어 있다.In FIG. 15, the structure of the
상기 공작 기계에서는, 아암 (500) 의 회전정지시의 쇼크에 의해, 툴 (510) 이 연계 부재 (506) 를 도 15 의 왼쪽 방향으로 되미는 경우가 있다. 이것에 의해, 제 1 위치의 레버 부재 (504) 의 제 1 단 (504a) 에 왼쪽 방향의 힘이 작용하여, 제 1 위치에 있는 레버 부재 (504) 가 제 2 위치측으로 요동하는 경우가 있다. 이 현상이 생기면 툴 (510) 의 로크가 불완전해지기 때문에, 아암 (500) 의 회전정지시에 툴 (510) 이 낙하할 가능성이 있다. 이 대문에, 이 공작 기계에서는 아암 (500) 의 회전속도를 느리게 하여 아암 (500) 의 회전정지시에 레버 부재 (504) 에 작용하는 힘을 억제할 필요가 있다. 따라서, 툴 교환의 고속화에 한계가 있다.In the machine tool, the
본 발명은, 툴 파지부의 툴로부터 힘을 받더라도 로크 위치에 있는 로크기구가 언로크 위치로 변위하지 않는 공작 기계를 제공한다. 이에 의해 아암의 회전속도를 올려 툴 교환의 고속화를 실현가능하게 한다.The present invention provides a machine tool in which the lock mechanism in the locked position does not displace to the unlocked position even when a force is applied from the tool of the tool gripping portion. As a result, the rotational speed of the arm is increased to realize a high speed of tool replacement.
본 발명의 공작 기계는, 툴을 착탈 가능하게 클램프하는 주축과, 복수의 툴을 수납하는 툴 매거진과, 각각에 의해 툴을 파지하는 1 쌍의 툴 파지부를 가짐과 함께 회전 가능하고, 주축과 툴 매거진 사이에서 툴을 교환하는 아암을 구비한다. 아암에는, 제 1 위치와 제 2 위치의 사이를 요동하는 레버 부재가 형성되어 있다. 레버 부재가 제 1 위치에 있을 때는 레버 부재 또는 레버 부재와 연계하는 부재가 툴 파지부에 파지된 툴에 맞닿음과 함께, 레버 부재가 제 2 위치에 있을 때는 레버 부재 또는 상기한 연계부재가 툴 파지부에 파지된툴로부터 이반된다. 그리고, 상기한 제 1 위치가, 툴 파지부에 파지된 툴이 아암의 회전정지시에 레버 부재에 가하는 힘에 의해, 레버 부재가 제 1 위치로부터 제 2 위치측으로 요동하지 않는 위치에 설정되어 있다.The machine tool of the present invention has a main shaft for detachably clamping a tool, a tool magazine for accommodating a plurality of tools, and a pair of tool gripping portions for holding a tool by each, and are rotatable. An arm is provided for exchanging a tool between tool magazines. The arm is provided with a lever member which swings between the first position and the second position. When the lever member is in the first position, the lever member or a member associated with the lever member abuts the tool held by the tool gripping portion, and when the lever member is in the second position, the lever member or the linking member is the tool. It is transferred from the tool held by the holding part. The first position is set at a position at which the lever member does not swing from the first position to the second position by a force applied to the lever member by the tool held by the tool gripping portion when the arm is stopped rotating. .
도 14 에, 상기한 본 발명에 관련되는 공작 기계의 아암을 간단히 나타낸다. 또한, 도 14 에 나타낸 아암 (600) 은 본 발명의 하나의 형태이고, 본 발명이 아암 (600) 의 구조에 한정되지 않는다. 도 14 의 실선으로 나타낸 부호 604 는, 제 1 위치에 있는 레버 부재이다. 레버 부재 (604) 가 제 2 위치에 있을 때는, 각 부재는 상기한 도 15(b) 와 같은 위치가 된다. 도 14 에 나타나는 바와 같이, 제 1 위치의 레버 부재 (604) 는 연계 부재 (606) 와 일직선이 되도록 위치하고 있다. 따라서 아암 (600) 의 회전정지시에 왼쪽 방향의 힘을 받았다고 해도, 레버 부재 (604) 는 제 2 위치측으로 요동하지 않고 제 1 위치를 유지한다. 14, the arm of the machine tool which concerns on this invention mentioned above is simply shown. In addition, the
또한, 본 발명에서 설정되는 레버 부재 (604) 의 제 1 위치는, 도 14 의 실선으로 나타낸 위치에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 14 의 파선으로 나타나는 바와 같이, 레버 부재 (604) 와 연계 부재 (606) 가 일직선이 되는 위치보다도 제 2 위치 반대측의 위치에 제 1 위치가 설정되어도 된다. 이 경우에도, 왼쪽 방향의 힘을 받은 레버 부재 (604) 가 제 2 위치측으로 요동하지 않는다. 다만, 제 1 위치에 있는 레버 부재 (604) 가 제 2 위치 반대측으로 더욱 요동하는 것을 금지하는 스토퍼가 필요하다. In addition, the 1st position of the
상기한 본 발명의 공작 기계는, 툴 파지부의 툴에 의해 가해진 힘을 받더라도 제 1 위치에 있는 레버 부재가 제 2 위치측으로 요동하지 않기 때문에, 아암의 회전속도를 올릴 수 있다. 이것에 의해, 툴 교환의 고속화가 실현된다.The machine tool of the present invention described above can raise the rotational speed of the arm because the lever member in the first position does not swing to the second position even when the force applied by the tool of the tool gripping portion is applied. This speeds up tool replacement.
또한, 도 14 에서는 연계 부재가 툴에 맞닿는 구조의 예를 나타내었는데, 제 1 위치에 있는 레버 부재 자체가 툴에 맞닿음으로써 툴을 로크하는 구조의 경우에도, 본 기술을 적용할 수 있다. 14 shows an example of the structure in which the linking member abuts on the tool, the present technique can be applied also to a structure in which the lever member itself in the first position contacts the tool to lock the tool.
다음으로, 툴 교환의 고속화를 실현하는 제 2 의 발명을 개시한다. 본 발명의 공작 기계는, 툴을 착탈 가능하게 클램프하는 주축과, 툴을 수납하는 툴 포트를 복수로 갖는 툴 매거진과, 주축과 툴 매거진 사이에서 툴을 교환하는 아암을 구비한다. 각 툴 포트는, 수납되어 있는 툴을 로크하는 위치와, 언로크하는 위치 사이를 이동하는 로크·언로크 부재를 갖는다. 툴 매거진은, 제 1 위치와 제 2 위치의 사이를 이동함과 함께 툴 교환 위치에 있는 툴 포트의 상기한 로크·언로크 부재에 접촉하는 부재를 갖는다. 상기한 접촉 부재가 제 1 위치에 있을 때에는 접촉하고 있는 로크·언로크 부재가 툴을 로크함과 함께, 상기한 접촉부재가 제 2 위치에 있을 때에는 접촉하고 있는 로크·언로크 부재가 툴을 언로크한다. 그리고 상기한 접촉부재가, 주축에 툴을 클램프·언클램프하는 기구에 접속되어 있고, 주축에 대한 툴의 클램프·언클램프 동작에 따라 제 1 위치와 제 2 위치의 사이를 이동한다.Next, a second invention for realizing the speed of tool change is disclosed. The machine tool of the present invention includes a main shaft for detachably clamping a tool, a tool magazine having a plurality of tool ports for storing the tool, and an arm for exchanging a tool between the main shaft and the tool magazine. Each tool port has a lock-unlock member which moves between the position which locks the stored tool, and the position which unlocks. The tool magazine has a member which moves between a 1st position and a 2nd position, and contacts the said lock-unlock member of the tool port in a tool exchange position. When the contact member is in the first position, the locking and unlocking member in contact locks the tool, and when the contact member is in the second position, the locking and unlocking member in contact is unlocking the tool. Lock. And the said contact member is connected to the mechanism which clamps and unclamps a tool to a main shaft, and moves between a 1st position and a 2nd position according to the clamp unclamping operation of a tool with respect to a main shaft.
이 공작 기계에서는, 다음에 사용하는 툴을 선택하기 위해 툴 매거진이 회전하는 동안은 각 툴 포트가 수납되어 있는 툴을 로크하여, 툴 포트로부터 툴이 빠지는 것을 방지하고 있다. 또한 툴 포트가 수납되어 있는 툴을 아암에 건네 줄 때 또는 툴 포트에 아암이 운반되어 온 툴을 수납할 때는, 툴을 언로크하여, 툴을 원활하게 주고받을 수 있도록 되어 있다. 본 발명에서는, 로크·언로크 부재와 접촉하는 부재를, 주축에 툴을 클램프·언클램프하는 기구와 접속하고, 그 기구의 동작에 따라 접촉부재가 제 1 위치와 제 2 위치의 사이를 이동하도록 되어 있다. 구체적으로는, 상기 기구의 동작에 의해 주축으로부터 툴을 언클램프할 때에, 접촉부재가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하도록 한다. 주축으로부터 툴을 언클램프하는 동작과, 툴 포트로부터 툴을 언로크하는 동작을 하나의 기구가 동시에 실현하기 때문에, 툴 교환 동작을 원활하게 실시할 수 있다. 이것에 의해 툴 교환의 고속화를 꾀할 수 있다. 또한, 상기 기구의 동작에 의해 주축에 툴을 클램프할 때에, 접촉 부재가 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동하도록 한다. 주축에 툴을 클램프하는 동작과, 툴 포트에 툴을 로크하는 동작을 하나의 기구가 동시에 실현하기 때문에, 툴 교환 동작을 원활하게 실시할 수 있다. 이것에 의해 툴 교환의 고속화를 꾀할 수 있다.In this machine tool, while the tool magazine is rotated to select a tool to be used next time, the tool in which each tool port is accommodated is locked to prevent the tool from being pulled out of the tool port. In addition, when handing a tool in which a tool port is stored to an arm or storing a tool whose arm is transported in a tool port, the tool is unlocked so that a tool can be smoothly exchanged. In this invention, the member which contacts a lock-unlock member is connected with the mechanism which clamps and unclamps a tool to a main shaft, and a contact member moves between a 1st position and a 2nd position according to the operation | movement of the mechanism. It is. Specifically, when the tool is unclamped from the main shaft by the operation of the mechanism, the contact member is moved from the first position to the second position. Since one mechanism simultaneously realizes the operation of unclamping the tool from the main axis and the operation of unlocking the tool from the tool port, the tool change operation can be performed smoothly. This can speed up tool change. Further, when the tool is clamped to the main shaft by the operation of the mechanism, the contact member is moved from the second position to the first position. Since one mechanism simultaneously realizes the operation of clamping the tool to the main shaft and the operation of locking the tool to the tool port, the tool change operation can be performed smoothly. This can speed up tool change.
다음으로, 툴 교환의 고속화를 실현하는 제 3 의 발명을 개시한다. 본 발명의 공작 기계는, 툴을 착탈 가능하게 클램프하는 주축과, 툴을 수납하는 툴 포트를 복수로 갖는 툴 매거진과, 주축의 신장되어 있는 방향을 따라 이동 가능하고, 주축과 툴 매거진 사이에서 툴을 교환하는 아암을 구비한다. 각 툴 포트는, 수납되어 있는 툴을 로크하는 위치와, 언로크하는 위치의 사이를 이동하는 로크·언로크 부재를 갖는다. 툴 매거진은, 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동함과 함께 툴 교환 위치에 있는 툴 포트의 상기 로크·언로크 부재에 접촉하는 부재를 갖는다. 상기한 접촉 부재가 제 1 위치에 있을 때에는 접촉되어 있는 로크·언로크 부재가 툴을 로크함과 함께, 상기한 접촉 부재가 제 2 위치에 있을 때에는 접촉되어 있는 로크·언로크 부재가 툴을 언로크한다. 그리고 상기한 접촉 부재가, 아암을 주축의 신장되어 있는 방향을 따라 이동시키는 기구에 접속되어 있고, 아암의 이동동작에 따라 제 1 위치와 제 2 위치의 사이를 이동한다.Next, a third invention for realizing the speed of tool change is disclosed. The machine tool of the present invention is a tool magazine having a plurality of tool axes for detachably clamping a tool, a tool port for storing a tool, and a tool magazine that is movable along the direction in which the spindle extends, and between the tool and the tool magazine. It is provided with an arm for exchanging. Each tool port has a lock-unlock member which moves between the position which locks the stored tool, and the position which unlocks. The tool magazine has a member which moves between a 1st position and a 2nd position, and contacts the said lock-unlock member of the tool port in a tool exchange position. When the contact member is in the first position, the locked unlock / unlock member locks the tool, and when the contact member is in the second position, the locked unlock / unlock member unlocks the tool. Lock. And the said contact member is connected to the mechanism which moves an arm along the extending direction of a main shaft, and moves between a 1st position and a 2nd position according to the movement movement of an arm.
이 제 3 의 발명은, 아암이 주축방향을 따라 이동하는 데에 연동하여 접촉 부재가 이동하는 점이 상기한 제 2 발명과 다르다. 여기서는, 아암이 주축으로부터 멀어지는 방향으로 이동하여 주축과 툴 포트로부터 툴을 뽑을 때에, 접촉 부재가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하도록 한다. 툴 포트로부터 툴을 언로크하는 동작과, 아암을 주축으로부터 멀어지는 방향으로 이동시켜 주축과 툴 포트로부터 툴을 뽑는 동작을 하나의 기구가 동시에 실현하기 때문에, 툴 교환 동작을 원활하게 실시할 수 있다. 이것에 의해 툴 교환의 고속화를 꾀할 수 있다. 또한 아암이 주축에 가까워지는 방향으로 이동하여 주축과 툴 포트에 툴을 삽입할 때에, 접촉부재가 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동하 도록 한다. 아암이 파지하고 있는 툴을 주축과 툴 포트에 삽입하는 동작과, 툴 포트에 툴을 로크하는 동작을 하나의 기구가 동시에 실현하기 때문에, 툴 교환 동작을 원활하게 실시할 수 있다. 이것에 의해 툴 교환의 고속화를 꾀할 수 있다. This third invention differs from the above-described second invention in that the contact member moves in conjunction with the movement of the arm in the main axis direction. Here, the contact member moves from the first position to the second position when the arm moves in a direction away from the main shaft to pull out the tool from the main shaft and the tool port. Since one mechanism simultaneously realizes the operation of unlocking the tool from the tool port and the operation of pulling the tool from the main axis and the tool port by moving the arm away from the main axis, the tool change operation can be performed smoothly. This can speed up tool change. In addition, when the arm moves in a direction closer to the main axis and the tool is inserted into the main axis and the tool port, the contact member moves from the second position to the first position. Since the mechanism that inserts the tool held by the arm into the main shaft and the tool port and the operation of locking the tool into the tool port are simultaneously realized, the tool change operation can be performed smoothly. This can speed up tool change.
또, 툴 교환 기능을 갖는 공작 기계를 위한 툴 교환용의 아암 장치 자체도 본 발명의 창작물이다. 이 아암 장치는, 툴을 파지하는 툴 파지부를 갖는 아암과, 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 요동하는 레버 부재를 갖는다. 레버 부재가 제 1 위치에 있을 때에는 레버 부재 또는 레버 부재에 연계하는 부재가 툴 파지부에 파지된 툴에 맞닿음과 함께, 레버 부재가 제 2 위치에 있을 때에는 레버 부재 또는 상기한 연계부재가 툴 파지부에 파지된 툴로부터 이반된다. 그리고, 상기한 제 1 위치가, 툴 파지부에 파지된 툴이 레버 부재에 가하는 힘에 따라, 레버 부재가 제 1 위치로부터 제 2 위치측으로 요동하지 않는 위치에 설정되어 있다. Moreover, the arm apparatus itself for tool change for a machine tool which has a tool change function is also a creation of this invention. This arm apparatus has an arm having a tool holding part for holding a tool, and a lever member which swings between a first position and a second position. When the lever member is in the first position, the lever member or the member engaged with the lever member abuts the tool held by the tool gripping portion, and when the lever member is in the second position, the lever member or the linking member is the tool. It is carried away from the tool held by the holding part. And the said 1st position is set to the position which a lever member does not rock to a 2nd position side according to the force which the tool gripped by the tool holding part exerts on the lever member.
상기 아암 장치에 의하면, 툴 파지부의 툴에 의해 가해진 힘을 받더라도 제 1 위치에 있는 레버 부재가 제 2 위치측으로 요동하지 않기 때문에, 아암의 회전속도를 올릴 수 있다. 이것에 의해, 툴 교환의 고속화가 실현된다. According to the said arm apparatus, since the lever member in a 1st position does not rock to a 2nd position side even if it receives the force applied by the tool of a tool holding part, the rotation speed of an arm can be raised. This speeds up tool replacement.
또한, 툴 교환 기능을 갖는 공작 기계를 위한 툴 매거진 자체도 본 발명의 창작물이다. 이 툴 매거진은, 각각 툴을 수납하는 복수의 툴 포트와, 각 툴 포트에 형성되어 있고, 수납되어 있는 툴을 로크하는 위치와, 언로크하는 위치 사이를 이동하는 로크·언로크 부재와, 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동함과 함께 툴 교환 위치에 있는 툴 보트의 상기한 로크·언로크 부재에 접촉하는 부재를 갖는다. 상기한 접촉 부재가 제 1 위치에 있을 때에는 접촉하고 있는 로크·언로크 부재가 툴을 로크함과 함께, 상기한 접촉 부재가 제 2 위치에 있을 때에는 접촉하고 있는 로크·언로크 부재가 툴을 언로크한다. 그리고, 상기한 접촉 부재가 주축에 툴을 클램프·언클램프하는 기구에 접속되어 사용된다.In addition, the tool magazine itself for a machine tool with a tool change function is also a creation of the present invention. The tool magazine includes a plurality of tool ports each containing a tool, a lock / unlock member which is formed at each tool port, and moves between a position where the tool is stored and a position where the tool is unlocked. It moves between a 1st position and a 2nd position, and has a member which contacts said lock-unlock member of the tool boat in a tool exchange position. When the contact member is in the first position, the locking and unlocking member that is in contact locks the tool, and when the contact member is in the second position, the locking and unlocking member that is in contact is unlocking the tool. Lock. And the said contact member is connected to the mechanism which clamps and unclamps a tool to a main shaft, and is used.
이 툴 매거진에 의하면, 주축에 툴을 클램프 (언클램프) 하는 동작과, 툴 포트에 툴을 로크 (언로크) 하는 동작을 하나의 기구가 동시에 실현하기 때문에, 툴 교환 동작을 원활하게 실시할 수 있다. 이것에 의해 툴 교환의 고속화를 꾀할 수 있다. According to this tool magazine, the mechanism for clamping (unclamping) the tool to the spindle and locking (unlocking) the tool to the tool port is realized simultaneously, so that the tool changing operation can be performed smoothly. have. This can speed up tool change.
다음의 툴 매거진도 또한 본 발명의 창작물이다. 즉, 이 툴 매거진은, 각각 툴을 수납하는 복수의 툴 포트와, 각 툴 포트에 형성되어 있고, 수납되어 있는 툴을 로크하는 위치와, 언로크하는 위치 사이를 이동하는 로크·언로크 부재와, 제 1 위치와 제 2 위치 사이를 이동함과 함께 툴 교환 위치에 있는 툴 포트의 상기한 로크·언로크 부재에 접촉하는 부재를 갖는다. 상기한 접촉부재가 제 1 위치에 있을 때에는 접촉하고 있는 로크·언로크 부재가 툴을 로크함과 함께, 상기한 접촉부재가 제 2 위치에 있을 때에는 접촉하고 있는 로크·언로크 부재가 툴을 언로크한다. 그리고, 상기한 접촉부재가 툴 교환 아암을 주축의 신장되어 있는 방향을 따라 이동시키는 기구에 접속되어 사용된다. 아암이 파지하고 있는 툴을 주축과 툴 포트에 삽입 (주축과 툴 포트로부터 빼는다) 하는 동작과, 툴 포트에 툴을 로크 (툴 포트로부터 툴을 언로크) 하는 동작을 하나의 기구가 동시에 실현하기 때문에, 툴 교환 동작을 원활하게 실시할 수 있다. 이것에 의해 툴 교환의 고속화를 꾀할 수 있다. The following tool magazine is also a creation of the present invention. That is, the tool magazine includes a plurality of tool ports for storing the tools, a lock and lock member that is formed at each tool port, and moves between a position to lock the stored tool and a position to unlock. And the member which moves between a 1st position and a 2nd position, and contacts said lock-unlock member of a tool port in a tool exchange position. When the contact member is in the first position, the locking and unlocking member in contact locks the tool, and when the contact member is in the second position, the locking and unlocking member in contact is lifting the tool. Lock. And the said contact member is connected and used for the mechanism which moves a tool change arm along the direction which the main shaft extended. The mechanism that inserts the tool held by the arm into the spindle and tool port (extracts from the spindle and tool port), and locks the tool to the tool port (unlocks the tool from the tool port) simultaneously Therefore, the tool change operation | movement can be performed smoothly. This can speed up tool change.
도 1 은 본 발명에 관련되는 공작 기계의 정면도를 나타낸다.1 shows a front view of a machine tool according to the present invention.
도 2 는 도 1 의 공작 기계를 화살표 D2 방향에서 본 도면을 나타낸다. FIG. 2 shows the machine tool of FIG. 1 seen in the direction of arrow D2. FIG.
도 3 은 아암의 평면도를 나타낸다. 3 shows a plan view of the arm.
도 4 는 도 3 의 아암의 정면도를 나타낸다.4 shows a front view of the arm of FIG. 3.
도 5 는 도 4 의 아암이 주축의 반대측으로 이동하였을 때의 도면을 나타낸다.FIG. 5 shows a view when the arm of FIG. 4 is moved to the opposite side of the main axis.
도 6 은 도 1 의 공작 기계를 화살표 D6 방향에서 본 도면을 나타낸다.FIG. 6 shows the machine tool of FIG. 1 seen in the direction of arrow D6. FIG.
도 7 의 (a) 는 툴을 로크하고 있는 상태의 툴 포트와 그 주변도를 나타낸다.(A) of FIG. 7 shows the tool port of the state which has locked the tool, and its peripheral figure.
도 7 의 (b) 는 도 7 의 (a) 를 오른쪽에서 본 도면을 나타낸다.FIG. 7B shows a view of FIG. 7A seen from the right side.
도 8 의 (a) 는 툴을 언로크하고 있는 상태의 툴 포트와 그 주변도를 나타낸다.Fig. 8A shows the tool port and its peripheral view in the state of unlocking the tool.
도 8 의 (b) 는 도 8 의 (a) 를 오른쪽에서 본 도면을 나타낸다.FIG. 8B shows a view of FIG. 8A seen from the right side.
도 9 는 제 2 실시예의 아암의 평면도를 나타낸다.9 shows a plan view of the arm of the second embodiment.
도 10 은 도 9 의 아암의 정면도를 나타낸다.10 shows a front view of the arm of FIG. 9.
도 11 은 도 9 의 아암이 주축의 반대측으로 이동하였을 때의 도면을 나타낸다.FIG. 11 shows a view when the arm of FIG. 9 is moved to the opposite side of the main axis.
도 12 는 도 11 의 아암의 정면도를 나타낸다.12 shows a front view of the arm of FIG. 11.
도 13 은 제 3 실시예의 공작 기계를 나타낸다.13 shows the machine tool of the third embodiment.
도 14 는 본 발명에 관련되는 공작 기계의 아암의 구조를 간단히 나타낸다.Fig. 14 simply shows the structure of the arm of the machine tool according to the present invention.
도 15 의 (a)와 (b)는 종래의 공작 기계의 아암의 구조를 간단히 나타낸다.15 (a) and 15 (b) simply show the structure of an arm of a conventional machine tool.
<제 1 실시예><First Embodiment>
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 공작 기계의 실시예에 관해서 설명한다. 우선 도 1 을 참조하여 공작 기계 (10) 의 구성을 설명한다. 도 1 은 공작 기계 (10) 의 개략 구성을 나타내는 정면도이다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of the machine tool of this invention is described with reference to drawings. First, with reference to FIG. 1, the structure of the
공작 기계 (10) 는, 주축 장치 (20) 와, 툴 매거진 (80) 과, 주축 장치 (20) 와 툴 매거진 (80) 사이에 설치된 아암 (50) 등을 구비한다. 도 1 에서는, 공작 기계 (10) 에 구비되는 다른 구성요소 (예를 들어 워크의 지지대등) 는 도시 생략되어 있고, 본 발명에 관련되는 요소만을 도시하고 있다.The
주축 장치 (20) 는, 툴 (32c) 이 착탈 가능하게 장착되는 주축 (22) 과, 그 주축 (22) 을 회전 가능하게 지지하는 주축 하우징 (24) 등으로 구성되어 있다. 주축 장치 (20) 의 하방에는 워크 (도시 생략) 가 세트되고,그 워크는 툴 (32c) 에 의해서 가공된다. 도 1 에서는, 툴의 구체적 형상을 도시 생략하고 있고, 툴 홀더만을 도시하고 있다. 공작 기계 (10) 에서 사용되는 툴의 종류는 다방면에 걸쳐 있고, 가공 대상이 되는 워크도 여러 가지이다.The
주축 하우징 (24) 에는 베어링 (도시 생략) 이 내장되어 있다. 주축 하우징 (24) 은, 그 베어링을 개재하여 주축 (22) 을 회전 가능하게 지지하고 있다. 도 1 에서는, 주축 하우징 (24) 의 내부 구성을 매우 간략화하여 나타내고 있다. 주축 장치 (20) 에는 도시 생략의 모터가 내장되어 있다. 그 모터는 주축 (22) 에 연결되어 있다. 모터가 구동되면 주축 (22) 이 축 C1 둘레를 회전한다. 이것에 의해, 툴 (32c) 이 워크를 가공하는 동작이 실현된다.The
주축 장치 (20) 의 상부에는, 대략 원통형상의 연계 부재 (170) 와 지지대 (152) 가 설치되어 있다. 연계 부재 (170) 는, 그 하부에 플랜지부 (170a) 를 형성하고 있다. 플랜지부 (170a) 에 롤러 (162) 가 맞닿아 있다. 롤러 (162) 는, 지지대 (152) 의 일단 (이하에서는 제 1 단부라고 한다) 에 접속되어 있다. 도 6 에, 지지대 (152) 의 형상이 잘 나타나 있다. 또한, 도 6 은, 도 1 의 화살표 D6 방향으로 공작 기계 (10) 를 본 도면이다. 지지대 (152) 는 지점 (150) 의 둘레를 회전할 수 있고, 상부의 단부 (이하에서는 제 2 단부라고 한다) 에는, 롤러 (164) 가 접속되어 있다. 그 롤러 (164) 는, 도 6 에 잘 나타나 있는 캠 기구 (211) 에 연결되어 있다. 이 점은 나중에 자세히 설명하는데, 캠 기구 (211) 가 동작함으로써, 연계 부재 (170) 가 상하로 이동한다. 도 1 에서는 연계 부재 (170) 가 최상 위치에 있다.In the upper part of the
연계 부재 (170) 와 툴 (32c) 사이에, 툴 (32c) 을 주축 (22) 으로 클램프·언클램프하는 부재 (이하에서는 클램프 부재라고 한다) 가 형성되고 있다 (클램프 부재는 도시 생략하고 있다). 클램프 부재는, 연계 부재 (170) 에 연결되어 있다. 또한, 주축 (22) 은 연계 부재 (170) 를 상방으로 탄성지지하는 스프링을 내장하고 있다. 연계 부재 (170) 가 상방으로 탄성지지됨으로써 클램프 부재도 상방으로 탄성지지된다. 이것에 의해 클램프 부재가 툴 (32c) 을 클램프한다. 연계 부재 (170) 가 지지대 (152) 의 동작에 의해 하방으로 이동하면, 클램프 부재도 하방으로 이동한다. 클램프 부재가 하방으로 이동하면, 클램프 부재에 의한 툴 (32c) 의 클램프가 해제되고, 툴 (32c) 이 주축 (22) 으로부터 용이하게 빠지게 된다. 또한, 클램프 부재에 관한 자세한 구조는, 일본 특허출원 2002-228339 호에 나타나 있다. Between the linking
아암 (50) 은 대략 직사각형상을 갖고 있다. 도 3 내지 도 5 에, 아암 (50) 의 형상이 상세하게 나타나 있다. 아암 (50) 은, 축 C2 (도 1) 둘레를 아암 (50) 을 회전시킴과 함께 도 1 의 상하 방향으로 아암 (50) 을 이동시키는 아암 축 (122) 에 접속되어 있다. 아암 (50) 의 상부에는, 아암 축 (122) 을 회전 가능하고 또한 상하이동 가능하게 지지하는 아암 축 하우징 (120) 이 설치되어 있다. 아암 축 하우징 (120) 에는, 아암 축 (122) 을 운동시키는 모터 (도시 생략) 가 내장되어 있다. 아암 (50) 의 보다 상세한 구성이나 동작에 관해서는 나중에 설명한다.The
도 2 에 잘 나타나는 바와 같이, 툴 매거진 (80) 은, 둘레 상에 복수의 툴 (32a, 32b) 등을 유지하고 있다 (도 2 에서는 전체 툴에 부호를 달지 않았다). 또한, 도 2 는, 도 1 의 화살표 D2 방향에서 공작 기계 10 를 본 도면이다. 도 1 에서는, 최상 위치와 최하 위치에 있는 툴 (32a, 32b) 만을 도시하고 있다. 본 실시예의 툴 매거진 (80) 은, 20개의 툴 (32 ; 이와 같이 알파벳을 생략하여 부호를 기재하는 경우가 있다) 을 수납하고 있다. 툴 (32) 은 툴 포트 (86) 에 수납되어 있다. 도 1 에서는 툴 (32a) 은 툴 포트 (86a) 에 수납되어 있고, 툴 (32b) 은 툴 포트 (86b) 에 수납되어 있다.As well shown in FIG. 2, the
툴 매거진 (80) 은 회전중심축 (90) 을 갖고 있다. 이 회전중심축 (90) 에는, 베어링을 개재하여 각 툴 포트 (86) 가 연결되어 있다. 툴 매거진 (80) 은, 부호 84 로 표시되는 모터를 구동원으로 하여, 각 툴 포트 (86) 를 회전시킨다 (각 툴 (32) 을 축 C3 둘레로 회전시킨다). 도 1 의 부호 88 은, 최하 위치에 있는 툴 포트 (86b) 를, 축 C4 둘레를 90도 회전시키는 실린더이다. 실선에 의해 표시된 툴 포트 (86b) 는 90도 회전되기 전의 것이고, 파선에 의해 표시된 툴 포트 (86b) 는 90도 회전된 후의 것이다. 툴 포트 (86b) 가 90도 회전하여 파선으로 표시된 상태에 위치하면, 그 툴 포트 (86b) 가 수납되어 있는 툴 (32b) 을 아암 (50) 이 파지할 수 있게 된다 (즉 툴 교환 위치이다). 도면 중의 부호 82 는, 각 툴 (32) 의 회전위치를 정확하게 위치결정하여 일시적으로 고정하는 스토퍼용 실린더이다. The
도 7 과 도 8 에, 툴 포트 (86) 의 형상을 상세하게 나타내고 있다. 도 7 의 (a) 는, 툴 교환 위치에 있는 도 (즉 도 1 의 파선의 툴 포트 (86) 의 도)를 나타내고 있고, 일부를 단면도로 나타내고 있다. 도 7 의 (a) 에서는, 툴 포트 (86) 주변의 모양도 나타내고 있다. 도 7 의 (b) 는 도 7 의 (a) 를 우측에서 본 도면이다. 툴 포트 (86) 는 대략 원통형상을 하고 있다. 툴 포트 (86) 에 수납되어 있는 툴 (툴 홀더 ; 32) 은, 하방에서 상방을 향함에 따라 직경이 작아지고 있다. 다만, 최상부에는 약간 직경이 큰 팽출부 (232) 가 설치되어 있다. 툴 포트 본체 (87) 의 측면에는 4개의 구멍이 관통하고 있다 (그 중 2개의 구멍이 도면에 나타나 있다). 도면에 나타난 1개의 구멍에 2개의 구체 (224a, 226a) 가 수납되어 있다. 도면에 나타낸 타방의 구멍에도 2개의 구체 (224b, 226b) 가 수납되어 있다. 도면에 나타나 있지 않은 각 구멍에도 2개의 구체가 수납되어 있다. 또한, 툴 포트 본체 (87) 에 형성되는 구멍의 수는 변경할 수 있고, 4개보다 많게 하거나 적게 할 수 있다. 내측에 수납되어 있는 구체 (226a, 226b) 는, 외측에 수납되어 있는 구체 (224a, 224b) 보다도 직경이 작다. 또한, 본 실시예에서는 내측의 구체의 직경이 외측의 구체의 직경보다 작지만, 동일 크기의 직경으로 할 수도 있다. 또한 내측의 구체의 직경을 외측의 구체의 직경보다 크게 하는 것도 할 수 있다. In FIG. 7 and FIG. 8, the shape of the
툴 포트 (86) 는, 본체 (87) 의 구멍을 막는 원통체 (220) 를 갖고 있다. 원통체 (220) 는, 본체 (87) 에 대하여 상하 방향으로 슬라이딩 가능하다. 원통체 (220) 의 상부 (220a) 는 그 내면이 깎인 형상을 갖고 있다. 툴 포트 본체 (87) 와 원통체 (220) 사이에 스프링 (222) 이 설치되어 있다. 도 7 의 상태에서는, 스프링 (222) 은 복귀상태 길이로 되어 있다. 원통체 (220) 가 하방으로 이동하면, 스프링 (222) 에 의한 상방의 탄성지지력이 원통체 (220) 에 작용한다.The
도 7 의 상태에서는 원통체 (220) 에 의해서 각 구체 (224a, 224b, 226a, 226b) 가 툴 (32) 측으로 밀어넣어져 있다. 이것에 의해, 구체 (226a, 226b) 가 툴 (32) 에 접촉하여, 툴 (32) 이 상하방향으로 이동 불가능하게 되어있다 (즉 툴 (32) 이 로크되어 있다). 도 8 의 (a) 에, 도 7 의 상태로부터 원통체 (220) 가 내려갔을 때의 툴 포트 (86) 와 그 주변의 모양을 나타내고 있다. 도 8 의 (b) 는 도 8 의 (a) 를 우측에서 본 도면이다. 도 8 의 (a) 에 잘 나타나 는 바와 같이, 원통체 (220) 가 내려가면, 툴 포트 본체 (87) 의 구멍과 원통체 상부 (220a) 가 동일한 높이가 된다. 원통체 상부 (220a) 는 내면이 깎여 있기 때문에, 원통체 (220) 가 구체 (224a, 224b) 를 툴 측으로 밀어넣는 힘이 완화된다. 이 때문에, 구체 (224a, 226a, 224b, 226b) 가, 구멍 내를 툴 반대측으로 굴러갈 수 있게 된다. 이 상태에서는, 툴 (32) 을 하방으로 이동시키면, 툴 (32) 이 툴 포트 (86) 로부터 용이하게 빠진다 (즉 툴 (32) 은 언로크상태이다).In the state of FIG. 7, the
툴 포트 (86) 의 우측에는, 원통체 (220) 를 상하이동시키는 기구 (250) 가 구비되어 있다. 이 상하이동 기구 (250) 는, 접촉 부재 (218) 와 레버 부재 (214) 와 비틀림 스프링 (216) 과 와이어 (210) 등에 의해 구성되어 있다. 상하이동 기구 (250) 는, 툴 포트 (86) 의 축 C4 둘레의 90도 회전에 따라 회전하는 것이 아니다. 즉, 상하이동 기구 (250) 는, 위치가 거의 고정되어 있는 것으로서, 90도 회전한 툴 포트 (86) (원통체 (220)) 를 받아들인다.The right side of the
원통체 (220) 의 플랜지부 (220b) 의 상면에 접촉 부재 (218) 가 접촉하고 있다. 이 접촉 부재 (218) 는, 레버 부재 (214) 와 연결되어 있다 (레버 부재 (214) 의 형상은 도 7 의 (b), 도 8 의 (b) 를 보면 이해하기 쉽다). 레버 부재 (214) 에는 핀 (228) 이 삽입되어 있고, 그 핀 (228) 은 툴 매거진 (80) 하방의 고정부재에 장착되어 있다. 레버 부재 (214) 는, 핀 (228) 을 중심으로 하여 요동 가능하다. 핀 (228) 에는, 비틀림 스프링 (216) 이 끼워넣어져 있다. 비틀림 스프링 (216) 의 일단은 핀 (219) 과 접촉하고 있고, 타단은 핀 (221) 과 접촉하고 있다. 핀 (219) 은 툴 매거진 (80) 하방의 고정부재에 끼워넣어져 있 다. 핀 (221) 은 레버 부재 (214) 에 고정되어 있다.The
레버 부재 (214) 에, 와이어 (210) 의 일단이 접속되어 있다. 와이어 (210) 의 타단은, 도 6 에 나타나는 바와 같이 캠 기구 (211) 의 레버 부재 (200) 에 접속되어 있다. 캠 기구 (211) 의 동작은 나중에 자세히 설명하는데, 이 동작에 의해 와이어 (210) 가 화살표 A 방향이나 화살표 B 방향으로 안내된다. 또한, 도면 중의 부호 212 는, 와이어 (210) 를 위치 결정하는 부재이다. One end of the
도 7 의 상태에서 A 방향으로 와이어 (210) 가 안내되면, 핀 (228) 을 중심으로 하여 D3 방향으로 레버 부재 (214) 가 요동되어 도 8 의 상태로 된다. 이 경우, 비틀림 스프링 (216) 에 의해, 레버 부재 (214) 에 D4 방향의 탄성력이 탄성지지된다. 다만, 캠 기구 (211) 의 레버 부재 (200) 가 와이어 (210) 를 A 방향으로 당기는 힘은, 레버 부재 (214) 를 탄성지지하는 D4 방향의 탄성력보다도 크다. 이 때문에, 캠 기구 (211) 의 레버 부재 (200) 가 와이어 (210) 를 A 방향으로 당기는 힘을 해제하지 않는 한, 레버 부재 (214) 는 도 8 의 상태를 유지한다. 캠 기구 (211) 의 레버 부재 (200) 가 와이어 (210) 를 A 방향으로 당기는 힘을 해제하면, 비틀림 스프링 (216) 의 탄성력에 의해 레버 부재 (214) 가 D4 방향으로 요동되어 도 7 의 상태로 되돌아간다.When the
앞에 서술한 바와 같이, 레버 부재 (214) 에는 접촉 부재 (218) 가 연결되어 있다. 레버 부재 (214) 가 D3 방향으로 요동되면 접촉 부재 (218) 는 하방으로 안내된다. 이에 의해 접촉 부재 (218) 와 접촉하고 있는 원통체 (220) 가 하방으로 이동하여 (도 8 의 상태가 된다), 툴 (32) 이 언로크된다. 도 8 의 상태 로부터 레버 부재 (214) 가 D4 방향으로 요동되면 접촉 부재 (218) 가 상방으로 이동한다. 이 경우, 스프링 (222) 에 의한 상방의 탄성지지력에 의해 원통체 (220) 가 상방으로 이동하여 (도 7 의 상태로 되돌아간다), 툴 (32) 이 로크된다. As described above, the
다음으로, 도 3 내지 도 5 를 참조하여, 아암 (50) 의 구성을 상세히 설명한다. 도 3 은 최상 위치에 있는 아암 (50) 의 평면도이다. 도 4 는 도 3 의 아암 (50) 의 정면도이고, 그 내부구조의 일부가 나타나 있다. 도 5 는, 최하 위치에 있는 아암 (50) 의 정면도이고, 그 내부구조의 일부가 나타나 있다. Next, the structure of the
아암 (50) 은, 아암 축 (122) 을 중심으로 하여 도 3 의 좌우방향으로 신장되는 아암 틀 (51) 을 갖고 있다. 아암 (50) 의 좌우 단부에는, 툴 (32) 을 파지하는 툴 파지부 (70a, 70b) 가 형성되어 있다. The
아암 틀 (51) 의 중앙 부근에는, 아암 축 (122) 을 끼우도록 2개의 구멍이 형성되어 있다. 각각의 구멍으로부터는 부재 (56a, 56b) 가 상방으로 돌출되어 있다. 이 모양은 도 4 에 잘 나타나 있다. 부재 (56a, 56b) 의 상단은 둥근 형상을 갖고 있다. 부재 (56a, 56b) 의 상단은, 아암 축 하우징 (120) 의 하면 (120a) 과 접촉하고 있다. 부재 (56a) 는 아암 (50) 의 내부를 상하 방향으로 신장하고 있다. 아암 (50) 의 내부에는 스프링 (62a) 이 배치되어 있고, 그 스프링 (62a) 이 부재 (56a) 의 하부에 맞닿아 있다. 부재 (56a) 는, 스프링 (62a) 에 의해서 상방으로 탄성지지되고 있다. 도 4 에서는 부재 (56a) 만 도시되어 있지만, 부재 (56b) 에 관해서도 동일한 구성이다. 즉, 부재 (56b) 도 스프링에 의해 상방으로 탄성지지되고 있다. 부재 (56a, 56b) 가 스프링에 의해 상방으로 탄성지지되어 있어도, 부재 (56a, 56b) 의 상단과 아암 축 하우징 하면 (120a) 이 접촉하고 있기 때문에, 부재 (56a, 56b) 의 상방으로의 이동이 금지되어 있다. Near the center of the
부재 (56a) 에는 레버 부재 (60a) 의 일단이 접속되어 있다. 레버 부재 (60a) 의 타단은, 연결 부재 (54a) 의 좌단에 연결되어 있다. 아암 (50) 이 최상 위치에 있는 상태 (도 3 이나 도 4 의 상태) 에서는, 레버 부재 (60a) 는 오른쪽으로 올라가게 신장되어 있다. 이에 대하여, 아암 (50) 이 최하 위치에 있는 상태(도 5 의 상태) 에서는, 레버 부재 (60a) 는 거의 좌우 방향 (약간 왼쪽으로 올라가는) 으로 신장되어 있다. 이하에서는, 도 3 이나 도 4의 상태에 있는 레버 부재 (60a) 의 위치를 제 2 위치로 기재하고, 도 5 의 상태에 있는 레버 부재 (60a) 의 위치를 제 1 위치로 기재한다. 연결 부재 (54a) 는, 아암 (50) 의 길이 방향으로 신장되는 대략 원주형상을 갖고 있다. 연결 부재 (54a) 는, 아암 틀 (51) 에 대하여 아암 (50) 의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하다. 부재 (56b) 에도, 동일하게 레버 부재 (60b ; 이것은 도시되어 있지 않다) 가 접속되어 있고, 그 레버 부재 (60b) 에는 연결 부재 (54b) 가 연결되어 있다. 또한, 아암 (50) 은 오른쪽 절반의 구조와 왼쪽 절반의 구조가 같기 때문에, 이하에서는 오른쪽 절반의 구조를 중심으로 설명한다. 또한 알파벳을 생략하고 부호를 기재하는 경우가 있다.One end of the
도 3 이나 도 4 의 상태로부터 아암 축 (122) (아암 (50)) 이 하방으로 이동하면 도 5 의 상태가 된다. 이 과정에서는, 아암 축 하우징 (120) 과 아암 (50) 의 거리가 서서히 넓어져 간다. 부재 (56) 는 스프링 (62) 에 의해서 상방으로 탄성지지되고 있기 때문에, 아암 (50) 이 하방으로 이동함에 따라 부재 (56) 가 상방으로 이동한다. 도 5에 잘 나타나는 바와 같이, 아암 (50) 이 최하 위치까지 오면, 아암 축 하우징 하면 (120) 과 부재 (56) 의 상단이 접촉하지 않은 상태가 된다.When the arm shaft 122 (arm 50) moves downward from the state of FIG. 3 or FIG. 4, it will be in the state of FIG. In this process, the distance between the
아암 (50) 이 하방으로 이동하여 부재 (56) 가 상방으로 이동하면, 제 2 위치에 있는 레버 부재 (60) 는 요동하여 제 1 위치에 도달한다. 연결 부재 (54) 는, 레버 부재 (60) 의 요동에 연동하여 툴 파지부 (70) 의 방향으로 슬라이딩한다. 이것에 의해 연결 부재 (54a) 의 우단에 접속되어 있는 조정 부재 (58a) 가 툴 파지부 (70a) 의 툴 (32) 에 맞닿는다. 조정 부재 (58a) 는, 그 좌우방향의 위치를 조정 가능하게 구성되어 있는 부재이다. 조정 부재 (58a) 의 위치를 미리 조정하여 놓음으로써, 툴 (32) 을 확실하게 파지할 수 있다.When the
제 1 위치의 레버 부재 (60) 는, 그 좌단이 그 우단보다 약간 상방에 위치하고 있다. 또한, 부재 (56) 는, 그 하부의 직경이 아암 틀 (51) 의 구멍직경보다도 크게 구성되어 있다. 이 때문에 부재 (56) 는, 상방으로 이동하면 아암 틀 (51) 에 접촉되어, 그 이상 상방으로 이동하는 것이 금지된다. 이 상태가 도 5 이다. 부재 (56) 가 그 이상 상방으로 이동하는 것이 금지되기 때문에, 레버 부재 (60) 가 제 2 위치 반대측으로 더욱 요동하는 것도 금지된다.The left end of the lever member 60 of a 1st position is located slightly above the right end. In addition, the diameter of the lower part of the
본 실시예의 아암 (50) 은, 제 1 위치에 있는 레버 부재 (60) 의 좌단을, 툴 (32) 이 가하는 힘의 작용선 (연결 부재 (54) 의 길이 방향으로 신장되는 선) 의 상방에 위치하도록 하고, 제 2 위치에 있는 레버 부재 (60) 의 좌단이 상기 작용선의 하방에 위치하도록 하고 있다. 즉, 제 1 위치의 레버 부재 (60) 의 좌단과 제 2 위치의 레버부재 (60) 의 측단부가, 힘의 작용선을 경계로 한 상하의 영역에 걸쳐 위치하도록 구성되어 있다. 이와 같이 아암 (50) 을 구성함으로써, 아암 (50) 의 회전정지시에 툴 (32) 이 연결 부재 (54) 를 좌측방향으로 밀어도, 그 힘에 의해 제 1 위치의 레버 부재 (60) 가 제 2 위치측으로도 제 2 위치 반대측으로도 요동하지 않는다. 따라서, 아암 (50) 을 고속으로 회전시킬 수 있어, 툴 교환의 고속화가 실현되고 있다.The
다음으로, 도 6 을 참조하여, 지지대 (152) 나 캠 기구 (211) 의 자세한 구성에 관해서 설명한다. 도 6 에 나타나는 바와 같이, 지지대 (152) 는 T 자 형상을 갖고 있다. 지지대 (152) 의 제 1 단부에는 롤러 (162) 가 접속되어 있고, 그 롤러 (162) 는 연계 부재 (170) 의 플랜지부 (170a) 에 맞닿아 있다 (도 1 참조). 지지대 (152) 의 제 2 단부에는 롤러 (164) 가 접속되어 있다. 롤러 (164) 는 캠 기구 (211) 를 구성하는 레버 부재 (200) 의 두 갈래부 (180) 에 수용되어 있다. 지지대 (152) 의 제 3 단부에는 롤러 (160) 가 접속되어 있다. 이 롤러 (160) 에, 공압 실린더 (154) 의 피스톤이 연결되어 있다. 지지대 (152) 는, 그 중앙이 요동 지점 (150) 으로 되어 있다.Next, with reference to FIG. 6, the detailed structure of the
캠 기구 (211) 는, 캠판 (190) 과, 그 캠판 (190) 을 회전시키는 모터 (5) 와, 레버 부재 (200) 등으로 구성되어 있다. 캠판 (190) 은, 대략 타원형상을 갖고 있다. 레버 부재 (200) 는, 부호 192 를 지점으로 하여 요동 가능하다. 레버 부재 (200) 의 상부에는, 캠판 (190) 과 접촉하고 있는 롤러 (194) 가 접속되어 있다. 캠판 (190) 이 회전하면 롤러 (194) 의 위치가 변위되고, 이것에 의해 레버 부재 (200) 가 요동한다.The
본 공작 기계 (10) 는, 공압 실린더 (154) 를 형성함으로써, 캠판 (190) 을 회전시키는 모터의 소형화가 꾀해져 있다. 이 점의 보다 상세한 설명은, 일본 공개특허공보 2002-126916 호에 기재되어 있다. In the
레버 부재 (200) 에는 와이어 (210) 의 일단이 접속되어 있다. 와이어 (210) 는, 요동 지점 (192) 보다 약간 하방에 접속되어 있다. 와이어 (210) 는, 도 6 의 상태로부터 레버 부재 (200) 가 왼쪽 회전 방향으로 요동하면 A 방향으로 안내된다 (당겨진다). 반대로, 레버 부재 (200) 가 오른쪽 회전 방향으로 요동하면 와이어 (210) 는 B 방향으로 안내된다. One end of the
다음에, 상기 구성을 갖는 공작 기계 (10) 의 툴 교환 동작에 관해서 설명한다.Next, the tool change operation | movement of the
(1) 도시 생략되어 있는 주축 장치 (20) 를 상하이동시키는 기구에 의해 주축 장치 (20) 가 상사점까지 상승하면, 지지대 (152) 의 제 2 단부에 설치되어 있는 롤러 (164) 가 캠 기구 (211) 에 연계된다 (레버 부재 (200) 의 두갈래부 (180) 에 연결된다).(1) When the
(2) 주축 장치 (20) 가 상사점까지 상승하면, 아암 축 (122) 을 회전시켜 아암 (50) 을 회전시킨다. 이것에 의해, 주축 (22) 에 클램프되어 있는 툴 (32) 과, 툴 교환 위치에 있는 툴 포트 (86) 가 수납되어 있는 툴 (32) 이 아암 (50) 에 의해 동시에 파지된다. 또, 이 동작에 앞서, 툴 매거진 (80) 이 축 C3 둘레를 회전하여 다음에 사용하는 툴 (32) 이 선택되어 있다. 또한 선택된 툴 (32) 을 수납하고 있는 툴 포트 (86) 가 축 C4 둘레를 90도 회전하고 있다.(2) When the
이 (2) 의 동작시에는, 아암 (50) 의 레버 부재 (60) 는 제 2 위치에 있고, 조정 부재 (58) 가 툴 파지부 (70) 측으로 돌출되어 있지 않다. 이 때문에, 아암 (50) 이 회전하더라도, 주축 (22) 의 툴 (32) 이나 툴 포트 (86) 의 툴 (32) 에 조정 부재 (58) 가 접촉하지 않는다. In the operation of this (2), the lever member 60 of the
(3) 아암 (50) 의 회전동작이 시작되면 공압 실린더 (154) 가 ON 된다. 다만, 이 때 지지대 (152) 는 아직 동작하지 않는다.(3) When the rotation operation of the
(4) 캠판 (190) 을 회전시키는 모터 (5) 가 구동되어, 레버 부재 (200),롤러 (164), 지지대 (152), 롤러 (162) 를 통해 연계 부재 (170) 에 하향의 힘을 부여한다. 이것에 의해, 연계 부재 (170) 가 하방으로 이동하여, 툴 (32) 이 주축 (22) 으로부터 언클램프된다. 이 때, 상기 (3) 에서 ON 된 공압 실린더 (154) 에 의해, 연계 부재 (170) 를 하향으로 이동시키는 힘이 보조된다. (4) The
이 때 레버 부재 (200) 는, 축 (192) 을 중심으로 왼쪽 회전 방향으로 요동한다. 따라서 와이어 (210) 가 A 방향으로 안내되어, 툴 포트 (86) 의 툴 (32) 이 언로크된다. At this time, the
주축 (22) 으로부터 툴 (32) 을 언클램프하는 동작과, 툴 포트 (86) 로부터 툴 (32) 을 언로크하는 동작이, 1개의 기구에 의해 동시에 실현되고 있기 때문에, 툴 교환 동작을 원활하게 실시할 수 있다. 이것에 의해 툴 교환이 고속화되어 있다.Since the operation of unclamping the
(5) 다음에, 아암 축 (122) 을 하방으로 이동시킴으로써 아암 (50) 을 하방으로 이동시킨다. 이것에 의해, 주축 (22) 과 툴 포트 (86) 로부터 툴 (32) 을 뺀다. 이 동작이 실행되면, 아암 (50) 의 부재 (56) 가 상방으로 이동하여, 레버 부재 (60) 가 제 1 위치에 놓여진다. 이것에 의해 아암 (50) 의 조정 부재 (58) 가 툴 (32) 에 맞닿아 그 툴 (32) 이 로크된다.(5) Next, the
(6) 다음에, 아암 축 (122) 을 회전시켜 아암 (50) 을 회전시킨다. 이것에 의해, 주축 (22) 에 클램프되어 있던 툴 (32) 이 툴 매거진 (80) 측으로 이동하고, 툴 매거진 (80) 에 수납되어 있던 툴 (32) 이 주축 (22) 의 바로 아래로 이동한다. (6) Next, the
(7) 다음에, 아암 축 (122) 을 상방으로 이동시켜 아암 (50) 을 상방으로 이동시킨다. 이것에 의해, 주축 (22) 에 툴 (32) 이 삽입됨과 함께, 툴 포트 (86) (이 툴 포트는 주축 (22) 에 삽입되는 툴을 수납하고 있는 것이다) 에도 툴이 삽입된다. (7) Next, the
이 동작에 따라, 아암 축 하우징 (120) 이 부재 (56) 를 하방으로 눌러, 부재 (56) 가 하방으로 이동한다. 이것에 의해, 레버 부재 (60) 가 제 2 위치에 놓여지게 된다. 따라서 연결 부재 (54) 가 툴 (32) 로부터 이반되어, 툴 (32) 이 언로크된다.According to this operation, the
(8) 상기 (7) 의 동작이 실행되면, 캠판 (190) 을 회전시켜 레버 부재 (200), 롤러 (164), 지지대 (152), 롤러 (162) 를 통해 연계 부재 (170) 를 하방으 로 밀어내리는 힘을 해제한다. 이것에 의해, 연계 부재 (170) 가 상방으로 이동하여, 툴 (32) 이 주축 (22) 에 클램프된다.(8) When the operation of the above (7) is executed, the
이 때 레버 부재 (200) 는, 축 (192) 을 중심으로 오른쪽 회전 방향으로 요동한다. 따라서 와이어 (210) 가 B 방향으로 안내되어, 툴 포트 (86) 에서 툴 (32) 이 로크된다.At this time, the
주축 (22) 에 툴 (32) 을 클램프하는 동작과, 툴 포트 (86) 에 툴 (32) 을 로크하는 동작이, 1개의 기구에 의해 동시에 실현되고 있기 때문에, 툴 교환 동작을 원활하게 실시할 수 있다. 이것에 의해 툴 교환이 고속화되어 있다.Since the operation of clamping the
또한, 이 (8) 의 동작에 앞서, 공압 실린더 (154) 가 OFF 되어 압축공기가 빠져 있다.In addition, prior to the operation of this (8), the
(9) 다음에, 아암 축 (122) 을 회전시켜 주축 (22) 의 동작에 간섭하지 않는 위치까지 아암 (50) 을 회전시킨다. 이것에 의해 아암 (50) 이 대기 위치로 되돌아간다.(9) Next, the
<제 2 실시예> Second Embodiment
여기서는 제 1 실시예와 다른 부분을 중심으로 설명한다. 제 1 실시예에서는, 아암이 회전함으로써, 아암 파지부에 툴을 파지하거나, 아암 파지부로부터 툴을 꺼낸다. 제 2 실시예에서는, 주축 장치나 툴 매거진이 아암에 접근하거나 아암으로부터 멀어짐에 따라, 아암과 주축 사이, 또는 아암과 툴 매거진 사이에서 툴을 주고 받는다. 이 공작 기계의 아암의 구성을 설명한다. 도 9 내지 도 12 에, 본 실시예의 아암 (350) 의 구성을 나타내고 있다. 아암 (350) 의 양단 에는, 툴 파지부 (370a, 370b) 가 형성되어 있다. 툴 파지부 (370a) 는, 니퍼 부재 (372a, 373a) 를 갖고 있다. 2개의 니퍼 부재 (372a, 373a) 가 툴 (332) 을 협지함으로써 툴 (332) 이 파지된다. Here, the description will be mainly focused on different parts from the first embodiment. In the first embodiment, the arm is rotated so that the tool is gripped by the arm grip or the tool is taken out of the arm grip. In the second embodiment, as the spindle device or tool magazine approaches or moves away from the arm, tools are exchanged between the arm and the spindle or between the arm and the tool magazine. The structure of the arm of this machine tool is demonstrated. 9-12, the structure of the
니퍼 부재 (372a) 는, 핀 (380a) 을 지점으로 하여 아암 틀 (351) 에 대하여 요동 가능하다. 마찬가지로, 니퍼 부재 (373a) 는, 핀 (381a) 을 지점으로 하여 아암 틀 (351) 에 대해 요동 가능하다. 2개의 니퍼 부재 (372a, 373a) 의 사이에, 스프링 (374a) 이 삽입되어 있다. 이 스프링 (374a) 의 탄성력이 탄성지지하고 있는 니퍼 부재 (372a, 373a) 는, 키 (390a) 에 맞닿음으로써, 더 이상 요동되는 것이 금지되어 있다. The
주축 장치가 이동하여, 주축 장치에 클램프되어 있는 툴 (332) 을 니퍼 부재 (372a, 373a) 사이에 끼워넣으면, 니퍼 부재 (372a, 373a) 가 벌어지면서 툴 (332) 을 협지한다. 니퍼 부재 (372a, 373a) 가 열린 상태에서는 스프링 (374a) 의 탄성력이 니퍼 부재 (372a, 373a) 를 탄성지지한다. 완전히 툴 (332) 을 협지하면, 니퍼 부재 (372a, 373a) 는 도 9 의 상태로 되돌아간다.When the spindle device moves and the
툴 파지부 (370b) 의 구조도 툴 파지부 (370a) 의 구조와 동일하다. 아암 (350) 의 방향으로 툴 매거진이 이동하여, 니퍼 부재 (372b, 373b) 사이에 툴 (332) 이 끼워지면, 니퍼 부재 (372b, 373b) 가 툴 (332) 을 협지한다. 또한, 본 실시예에서는 툴 매거진 자체가 이동하고 있지만, 툴 포트나 그것에 준하는 것이 이동하도록 해도 된다.The structure of the
도 10 은, 도 9 의 상태의 아암 (350) 의 정면도이다. 부호 356a, 360a, 362a 는, 제 1 실시예의 부호 56a, 60a, 62a 와 각각 동일한 부재이다. 부호 354a 는, 레버 부재 (360a) 에 연결되어 있음과 함께 아암 틀 (351) 의 길이 방향으로 슬라이딩 가능한 연결 부재이다.FIG. 10 is a front view of the
도 11 은 아암 축 (422) 이 하방으로 이동하였을 때의 도면이다. 도 12는 도 11 에서의 상태의 아암 (350) 의 정면도이다. 아암 축 (422) 이 하방으로 이동하면, 부재 (356a) 가 상방으로 이동하여 레버 부재 (360a) 가 요동한다. 이하에서는 도 11 이나 도 12 의 레버 부재 (360) 의 위치를 제 l 위치로 기재하고, 도 9 나 도 10 의 레버 부재 (360) 의 위치를 제 2 위치로 기재한다. 11 is a view when the
레버 부재 (360) 가 제 2 위치로부터 제 1 위치로 요동하면, 연결 부재 (354a) 가 툴 파지부 (370a) 의 방향으로 이동한다. 이것에 의해, 연결 부재 (354a) 가 니퍼 부재 (372a, 373a) 사이에 끼워넣어진다 (도 11 참조). 이 상태에서는, 니퍼 부재 (372a, 373a) 를 벌릴수 없기 때문에, 툴 (332) 이 단단히 로크되어 있다. 이 때, 레버 부재 (360a) 가, 제 2 위치 반대측으로 요동할 수 없는 것은 제 1 실시예와 동일하다. 제 1 위치의 레버 부재 (360a) 는, 상기한 제 1 실시예와 같이 좌측이 약간 올라가 신장되어 있다. 따라서, 아암 (350) 의 회전정지시에 툴 (332) 이 연결 부재 (354a) 를 왼쪽 방향으로 밀더라도, 그 힘에 의해 레버 부재 (360a) 가 요동되지 않는다. 본 실시예의 아암 (350) 의 구성에 의해서도, 아암 (350) 을 고속으로 회전시킬 수 있어, 툴 교환의 고속화가 실현되고 있다.When the lever member 360 swings from the second position to the first position, the connecting
<제 3 실시예> Third Embodiment
여기서는 제 1 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다. 도 13 에, 본 실시예의 공작 기계의 도면을 나타낸다. 제 1 실시예와 동일한 부재에는, 제 1 실시예와 동일한 부호를 붙이고 있다. 본 실시예는, 와이어 (210) 가 부재 (400) 에 접속되어 있는 점이 제 1 실시예와 다르다. 부재 (400) 는, 아암 축 (122) 의 상하이동으로 연동하는 부재이다. 아암 축 (122 ; 아암 (50)) 이 상방으로 이동하면 부재 (400) 도 상방으로 이동하고, 와이어 (210) 가 화살표 B 방향으로 안내된다. 이것에 의해 툴 포트 (86) 에 툴 (32) 이 로크된다. 반대로, 아암 축 (122 ; 아암 (50)) 이 하방으로 이동하면 부재 (400) 도 하방으로 이동하고, 와이어 (210) 가 화살표 A 방향으로 안내된다. 이것에 의해 툴 포트 (86) 로부터 툴 (32) 이 언로크된다. Here, the description will be mainly given of differences from the first embodiment. 13, the figure of the machine tool of a present Example is shown. The same code | symbol as 1st Example is attached | subjected to the same member as 1st Example. This embodiment differs from the first embodiment in that the
본 실시예에서는, 아암 (50) 이 상방으로 이동하여 주축 (22) 과 툴 포트 (86) 에 툴 (32) 이 삽입될 때에, 툴 포트 (86) 에 툴 (32) 이 로크된다. 또한 아암 (50) 이 하방으로 이동하여 주축 (22) 과 툴 포트 (86) 로부터 툴 (32) 이 빠질 때에, 툴 포트 (86) 로부터 툴 (32) 이 언로크된다. 이 실시예에서는, 툴 포트 (86) 에 툴 (32) 을 로크·언로크하는 동작과, 아암 (50) 을 상하이동하는 동작이 하나의 기구에 의해서 동시에 실현되고 있기 때문에, 툴 교환 동작을 원활하게 실시할 수 있다. 본 실시예의 구성에 의해서도, 툴 교환의 고속화가 실현된다.In the present embodiment, when the
이상, 본 발명의 구체예를 상세하게 설명하였는데, 이들은 예시에 지나지 않고, 청구범위를 한정하는 것은 아니다. 청구범위에 기재된 기술에는, 이상에서 예시한 구체예를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다.As mentioned above, although the specific example of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technique described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples exemplified above.
예를 들면 상기 실시예에서는, 부재 (56) 나 스프링 (62) 등을 사용하여 레버 부재 (60) 를 요동시킨다. 그러나 아암 (50) 에, 레버 부재 (60) 를 요동하기 위한 구동원을 설치하도록 해도 된다.For example, in the said embodiment, the lever member 60 is rocked using the
또한, 상기 실시예에서는 레버 부재 (60) 에 연계되어 있는 조정 부재 (58) 가 툴 (32) 에 맞닿아 툴 (32) 을 로크하고 있지만, 레버 부재 (60) 자체가 툴 (32) 에 맞닿아 툴 (32) 을 로크하도록 해도 된다. 레버 부재 (60) 의 제 1 위치를, 아암 (50) 의 회전정지시에 힘을 받아도 제 2 위치측에 요동하지 않는 위치에 설정하면, 아암 (50) 의 회전속도를 올릴 수 있어, 툴 교환의 고속화를 실현할 수 있다.Further, in the above embodiment, the adjustment member 58 linked to the lever member 60 abuts the
또한, 본 명세서 또는 도면에서 설명한 기술요소는, 단독으로 또는 각종 조합에 의해 기술적 유용성을 발휘하는 것으로, 출원시에 있어서의 청구범위에 기재된 조합에 한정되는 것이 아니다. 또한, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수 목적을 동시에 달성하는 것으로, 그 중 하나의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 갖는 것이다.In addition, the technical elements demonstrated in this specification or drawing show technical usability independently or by various combinations, and are not limited to the combination as described in the claim at the time of application. In addition, the technique illustrated in this specification or drawing achieves several objectives simultaneously, and has technical utility in itself by achieving one of the objectives.
Claims (10)
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- 2002-10-23 KR KR1020057007007A patent/KR100626125B1/en not_active IP Right Cessation
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KR102585456B1 (en) * | 2019-03-06 | 2023-10-06 | 주식회사 디엔솔루션즈 | Automatic tool changer and machine tool including the same |
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