KR100688373B1

KR100688373B1 - 공구 교환 장치

Info

Publication number: KR100688373B1
Application number: KR1020060008605A
Authority: KR
Inventors: 히로아끼 노무라
Original assignee: 브라더 고오교오 가부시키가이샤
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2007-03-02
Also published as: CN1810444A; CN1810444B; TW200631726A; TWI277482B; KR20060087441A

Abstract

본 발명의 공구 교환 장치는 주축 헤드(4)에 설치되어 언클램프 부재(25)에 닿게 하여 압박함으로써 주축(12)에 장착된 공구(16)를 개방하는 언클램프 조작 부재(22)와, 이 언클램프 조작 부재(22)를 조작하는 조작 기구(23)를 구비한 것에 있어서, 언클램프 조작 부재(22) 또는 고정 부위에 설치된 언클램프 캠(26)과, 고정 부위 또는 언클램프 조작 부재(22)에 설치되어 언클램프 캠(26)의 캠면(29)에 접촉함으로써 언클램프 조작 부재(22)를 조작하는 작용부(27)를 구비하고, 언클램프 조작 부재(22)를 언클램프 부재(25)에 접근시키도록 이동 개시한 시점으로부터 언클램프 부재(25)에 닿기 직전까지의 사이의 언클램프 조작 부재(22)의 평균 이동 속도를 V1이라 하고, 언클램프 조작 부재(22)가 언클램프 부재(25)에 닿을 때의 언클램프 조작 부재(22)의 이동 속도를 V2라 한 경우에, V1 ＞ V2가 성립하도록 캠면(29)의 형상을 구성한 점에 특징을 갖는다.

공구 교환 장치, 주축 헤드, 조작 기구, 언클램프 캠, 언클램프 레버

Description

공구 교환 장치{TOLL EXCHANGER}

도1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 공작 기계의 종단면도.

도2는 언클램프 캠의 부분 측면도.

도3은 언클램프 캠의 캠면의 형상과 언클램프 레버의 회전 각도와 시간의 관계를 나타내는 도면.

도4는 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 도3의 상당도.

도5는 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 것으로, 언클램프 캠의 캠면의 형상을 도시하는 도면.

도6은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 도3의 상당도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 공작 기계

3 : 프레임

4 : 주축 헤드

7 : 가이드 레일

9 : 볼 나사

10 : 너트

11 : 서보 모터

13 : 주축 모터

15 : 공구 유지부

17 : 공구 홀더

22 : 언클램프 레버

25 : 언클램프

[문헌 1] 일본 특허 공개 평11-33805호 공보

본 발명은 공작 기계의 공구를 주축에 파지시키거나 또는 개방시키는 기능을 구비한 공구 교환 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 공구 교환 장치의 일예로서, 일본 특허 공개 평11-33805호 공보(이하 특허문헌 1이라 칭함)에 개시된 장치가 알려져 있다. 이 장치에 있어서는 주축을 회전 가능하게 지지하는 주축 헤드에 언클램프 레버(언클램프 조작 부재)가 회전 가능하게 설치되어 있고, 이 언클램프 레버가 회전되면, 상기 언클램프 레버가 언클램프 핀(언클램프 부재)에 닿게 하여 이를 압박함으로써 주축에 장착된 공구가 개방되도록 구성되어 있다. 상기 언클램프 레버를 회전시키는 회전 기구는 고정 부위에 설치되는 언클램프 캠과, 언클램프 레버에 회전 가능하게 설치되는 상기 언클램프 캠의 캠면에 접촉함으로써 상기 언클램프 레버를 회전시키는 롤러(작 용부)로 구성되어 있다.

상기 구성의 경우, 주축 헤드가 상승하면, 언클램프 레버의 일단부에 설치된 롤러가 고정부에 설치된 언클램프 캠의 캠면에 접촉하여 캠 동작을 행함으로써 언클램프 레버가 회전된다. 이에 의해, 언클램프 레버의 타단부에 설치된 압박부가 주축에 설치된 언클램프 핀에 닿게 되어 이를 압박하므로, 주축에 장착된 공구가 개방되는 구성으로 되어 있다.

상기 종래 구성의 경우, 공구의 개방 시, 즉 언클램프 레버가 언클램프 핀에 닿을 때에 충돌 하중이 가해진다. 특히, 공구 개방까지의 동작을 빠르게 하기 위해 동작 속도를 빠르게 하면 상기 충돌 하중이 커지게 되므로, 언클램프 레버가 마모되거나, 언클램프 핀이 마모되거나 하여 언클램프의 타이밍이 어긋나는 일이 있었다. 또한, 마모 가루가 주축의 베어링으로 들어가 베어링이 손상되는 일이 있었다. 또한, 매우 큰 충격음이 발생하므로, 소음이 심하다는 문제점도 발생하였다.

발명의 목적은 주축으로부터 공구를 개방시킬 때에 언클램프 조작 부재가 언클램프 부재에 닿을 때의 충돌 하중을 작게 할 수 있는 공구 교환 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 공구 교환 장치는 주축에 공구를 탈착하는 것이며, 상기 주축을 회전 가능하게 지지하는 주축 헤드와, 이 주축 헤드에 설치되어 상기 주축에 장착된 상기 공구를 유지하는 공구 유지 기구와, 상기 주축 헤드에 설치되어 상기 공구 유지 기구의 언클램프 부재를 압박함으로써 상기 주축에 장착된 상기 공구를 개방하는 언클램프 조작 부재와, 이 언클램프 조작 부재를 조작하는 조작 기구를 구비한 것에 있어서, 상기 조작 기구를 상기 언클램프 조작 부재 또는 고정 부위에 설치된 언클램프 캠과, 상기 고정 부위 또는 상기 언클램프 조작 부재에 설치되어 상기 언클램프 캠의 캠면에 접촉함으로써 상기 언클램프 조작 부재를 조작하는 작용부를 구비하도록 구성하고, 상기 언클램프 조작 부재를 상기 언클램프 부재에 접근시키도록 이동 개시한 시점으로부터 상기 언클램프 부재에 닿기 직전까지의 사이의 상기 언클램프 조작 부재의 평균 이동 속도를 V1이라 하고, 상기 언클램프 조작 부재가 상기 언클램프 부재에 닿을 때의 상기 언클램프 조작 부재의 이동 속도를 V2라 한 경우에 V1 ＞ V2가 성립하도록 상기 캠면의 형상을 구성한 것에 특징을 갖는다.

상기 구성에 따르면, 언클램프 조작 부재를 언클램프 부재에 접근시키도록 이동 개시한 시점으로부터 상기 언클램프 부재에 닿기 직전까지의 사이의 상기 언클램프 조작 부재의 평균 이동 속도를 V1이라 하고, 상기 언클램프 조작 부재가 상기 언클램프 부재에 닿을 때의 상기 언클램프 조작 부재의 이동 속도를 V2라 한 경우에 V1 ＞ V2가 성립하도록 상기 캠면의 형상을 구성하였으므로, 언클램프 조작 부재가 언클램프 부재에 닿을 때의 충돌 하중을 작게 할 수 있어, 언클램프 조작 부재나 언클램프 부재의 마모를 방지할 수 있는 동시에, 소음을 저감시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 대해 도1 내지 도3을 참조하여 설명한다. 우선, 도1은 본 실시예에 이용되는 공작 기계의 개략 구성을 도시하는 종단면도이다. 이 도1에 도시한 바와 같이, 공작 기계(1)는 베이스(도시하지 않음)에 세워 설치된 칼럼(2), 칼럼(2)의 전방면에 수평으로 배치 고정된 상자형 중공 케이싱으로 이루어지는 프레임(3), 프레임(3) 내에 승강 가능하게 배치된 주축 헤드(4), 프레임(3)에 매거진 지지대(5)를 거쳐서 배치된 회전 산출 가능한 공구 매거진(6)을 구비하여 구성되어 있다.

이 구성의 경우, 칼럼(2)에는 가이드 레일(7)이 수직으로 배치되고, 이 가이드 레일(7)에 미끄럼 이동 부재(8, 8)를 거쳐서 주축 헤드(4)가 상하(Z축) 방향으로 승강 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 칼럼(2)에는 회전 가능한 볼 나사(9)가 가이드 레일(7)을 따라서 평행하게 설치되어 있고, 이 볼 나사(9)는 주축 헤드(4)의 배면에 고정된 너트(10)에 돌려 넣어 삽입 관통되어 있다. 상기 볼 나사(9)는 칼럼(2)의 상부에 배치된 서보 모터(11)에 의해 정역 회전 구동되도록 구성되어 있다. 서보 모터(11)의 구동에 의해 볼 나사(9) 및 너트(10)를 거쳐서 주축 헤드(4)가 상기 가이드 레일(7)을 따라서 상하 방향으로 이동되는 구성으로 되어 있다.

주축 헤드(4)의 내부에는 주축(12)이 회전 가능하게 수직으로 배치되어 있고, 이 주축(12)은 주축 헤드(4)의 상부에 배치된 주축 모터(13)에 커플링(14)을 거쳐서 연결되고, 상기 주축 모터(13)에 의해 회전 구동되도록 구성되어 있다. 주축(12)의 하단부에 설치된 공구 유지부(15)에는 선단부에 공구(16)를 장착한 공구 홀더(17)의 아버(18)가 끼워 맞춤 가능하게 구성되어 있다.

상기 공구 홀더(17)를 공구 유지부(15)에 끼워 맞추어 삽입하면, 공구 홀더(17)에 설치된 풀 스터드(19)가 주축(12) 내에 설치된 홀더 협지 부재(20)에 의해 협지(클램프)된다. 또한, 홀더 협지 부재(20)를 주축(12)의 중심 삽입 관통 구멍 내에 동축적으로 삽입 관통 배치된 드로우 바(21)에 의해 압박하면 홀더 협지 부재(20)에 의한 풀 스터드(19)의 협지가 해제(언클램프)되어 공구 홀더(17)의 제거가 가능해지도록 구성되어 있다. 이 구성의 경우, 공구 유지부(15), 홀더 협지 부재(20), 드로우 바(21)[및 후술하는 언클램프(25)] 등으로부터 공구 유지 기구가 구성되어 있다.

그리고, 공구 유지부(15)에 끼워 맞추어져 클램프되어 있는 공구 홀더(17)를 언클램프하기 위해, 언클램프 레버(언클램프 조작 부재)(22)와 이를 요동시키는 캠 기구(조작 기구)(23)가 설치되어 있다.

상기 언클램프 레버(22)는 대략 L자 형상의 부재이고, 주축 헤드(4)에 지지축(24)을 거쳐서 요동(회전) 가능하게 배치되어 있다. 이 언클램프 레버(22)의 일단부인 짧은 쪽 단부(22a)의 선단부 하면이 드로우 바(21)에 직교적으로 돌출 설치된 언클램프 핀(언클램프 부재)(25)과 결합 가능하도록 구성되어 있다. 언클램프 레버(22)의 타단부인 긴 쪽 단부(22b)의 도1 중 우측면에는, 예를 들어 판 캠으로 구성된 언클램프 캠(26)이 고정되어 있다. 이 언클램프 캠(26)과, 고정부인 서보 모터(11)의 도1 중 좌측면에 회전 가능하게 배치된 롤러(작용부)(27)와, 언클램프 레버(22)를 요동 조작하는 캠 기구(23)가 구성되어 있다. 이 경우, 언클램프 캠(26)의 캠면(29)이 롤러(27)에 결합 분리 가능하도록 구성되어 있다.

그리고, 언클램프 레버(22)의 긴 쪽 단부(22b)와 주축 헤드(4) 사이에는 인장 코일 스프링(30)이 배치되어 있고, 이 인장 코일 스프링(30)은 언클램프 레버 (22)를 시계 방향으로 회전 압박하고 있다. 이에 의해, 언클램프 레버(22)의 짧은 쪽 단부(22a)에 의한 언클램프 핀(25)의 압박이 해제되도록 구성되어 있다.

한편, 서보 모터(11)의 통전 구동에 의해 주축 헤드(4)가 상승하면, 언클램프 레버(22)의 언클램프 캠(26)이 고정 부위의 롤러(27)에 결합함으로써 언클램프 레버(22)가 지지축(24)을 중심으로 하여 반시계 방향으로 회전(요동)한다. 이에 의해, 언클램프 레버(22)의 짧은 쪽 단부(22a)가 언클램프 핀(25)을 하방으로 압박하기 때문에 드로우 바(21)가 홀더 협지 부재(20)를 압박하고, 아울러 홀더 협지 부재(20)에 의한 풀 스터드(19)의 협지를 해제(언클램프)하여 공구 홀더(17)의 제거가 가능해지도록 구성되어 있다.

여기서, 언클램프 캠(26)의 캠면(29)의 구체적 형상과, 조작 기구(28)의 구체적 동작과, 언클램프 레버(22)의 구체적 동작에 대해 도2 및 도3도 참조하여 설명한다. 우선, 도2에 도시한 바와 같이, 언클램프 캠(26)의 캠면(29)에는 상부로부터 차례로 제1 캠면부(29a)와, 제2 캠면부(29b)와, 제3 캠면부(29c)가 설치되어 있다.

이들 3개의 캠면부(29a, 29b, 29c)는 도2 중 좌측으로부터 우측으로 경사지는 경사면인 동시에, 연속되어 있다. 그리고, 제2 캠면부(29b)의 경사(이 경우, 도2 중 상하 방향을 따르는 직선에 대한 경사)는 제1 캠면부(29a)의 경사보다도 완만해지도록 구성되어 있다. 또한, 제3 캠면부(29c)의 경사는 제2 캠면부(29b)의 경사보다도 급해지도록 구성되어 있다. 또한, 제1 캠면부(29a)의 경사와, 제3 캠면부(29c)의 경사는 대략 동등해지도록 구성되어 있다.

상기 구성의 경우, 제1 캠면부(29a)에 롤러(27)가 접촉하여 언클램프 레버(22)가 요동(회전) 개시하면, 언클램프 레버(22)는 언클램프 핀(25)에 접근하도록 동작(이동)한다. 이 접근 시의 언클램프 레버(22)의 회전 속도(이동 속도)를 제1 속도로 한다. 그러면, 제1 캠면부(29a)는 언클램프 레버(22)를 제1 속도로 언클램프 핀(25)에 접근시키는 기능을 갖도록 구성되어 있다고 할 수 있다.

그리고, 언클램프 레버(22)가 언클램프 핀(25)에 닿기 직전에 제2 캠면부(29b)에 롤러(27)가 접촉하게 되고, 언클램프 레버(22)의 회전 속도(이동 속도)가 낮아져 거의 0에 가까운 값이 된다(최대한 저속인 것이 바람직함). 그리고, 이 속도로 언클램프 레버(22)는 언클램프 핀(25)에 닿게 하여 이를 압박한다. 상기 충돌 직전의 언클램프 레버(22)의 회전 속도(이동 속도)를 제2 속도로 한다. 그러면, 제2 캠면부(29b)는 언클램프 레버(22)를 제2 속도로 언클램프 핀(25)에 닿게 하여 압박시키는 기능을 갖도록 구성되어 있다고 할 수 있다.

이 후, 제3 캠면부(29c)에 롤러(27)가 접촉하게 되어 언클램프 레버(22)의 회전 속도(이동 속도)가 상기 제1 속도와 같은 정도까지 커진다. 언클램프 레버(22)는 상기 커진 속도로 언클램프 핀(25)을 압박해 가고, 홀더 협지 부재(20)에 의한 풀 스터드(19)의 협지를 언클램프한다. 이 압박 시의 언클램프 레버(22)의 회전 속도(이동 속도)를 제3 속도로 한다. 그러면, 제3 캠면부(29c)는 언클램프 레버(22)를 언클램프 캠 핀(25)에 닿게 한 후, 언클램프 레버(22)를 제3 속도로 언클램프 핀(25)으로 압박시키는 기능을 갖도록 구성되어 있다고 할 수 있다.

여기서, 언클램프 캠(26)의 캠면(29)의 형상과, 언클램프 레버(22)의 회전 각도와, 시간의 관계를 도3에 나타낸다. 도3의 상부의 그래프의 종축은 언클램프 레버(22)의 회전 각도(θ)를 나타내고 있고, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 상기 그래프에 있어서, 회전 각도(θt)는 언클램프 레버(22)가 언클램프 핀(25)에 충돌할 때[충돌 시점(t)]의 회전 각도를 나타내고 있다. 그리고, 이 충돌 시점(t)에서는 언클램프 레버(22)의 회전 각도의 변화가 최대한 작기 때문에(그래프 중 직선 L의 경사가 매우 작음), 언클램프 레버(22)의 회전 속도는 매우 저속으로 되어 있다(즉, 거의 0에 접근한 속도인 것이 바람직함).

또한, 상기 도3으로부터 다음과 같은 것을 알 수 있다. 즉, 제1 캠면부(29a)에 롤러(27)가 접촉하고 있을 때에는 언클램프 레버(22)의 회전 각도의 변화가 크기 때문에(직선 L의 경사가 큼), 언클램프 레버(22)의 회전 속도(제1 속도)는 어느 정도 크다. 또한, 회전 속도는 회전 각도의 시간 미분이다. 그리고, 제2 캠면부(29b)에 롤러(27)가 접촉하게 되면 언클램프 레버(22)의 회전 각도의 변화가 매우 작기 때문에(직선 L의 경사가 매우 작음), 언클램프 레버(22)의 회전 속도(제2 속도)는 낮아져 거의 0에 가까운 값이 된다.

이 후, 제3 캠면부(29c)에 롤러(27)가 접촉하게 되면 언클램프 레버(22)의 회전 각도의 변화가 크기 때문에(직선 L의 경사가 큼), 언클램프 레버(22)의 회전 속도(제3 속도)는 어느 정도, 즉 상기 제1 속도 정도까지 커진다.

또한, 상술한 언클램프 캠(26)의 캠면(29)의 형상은 다음과 같은 구성으로 되어 있다고 표현해도 좋다. 즉, 언클램프 레버(22)를 언클램프 핀(25)에 접근시키도록 회전(이동) 개시한 시점으로부터 언클램프 핀(25)에 닿기 직전까지의 사이 의 언클램프 레버(22)의 평균 이동 속도(평균 회전 속도)를 V1이라 하고, 언클램프 레버(22)가 언클램프 핀(25)에 닿을 때의 언클램프 레버(22)의 이동 속도(회전 속도)를 V2라 한 경우에 V1 ＞ V2가 성립하도록 캠면(29)의 형상이 구성되어 있다. 이 경우, V2는 저속일수록(작을수록) 좋다. 또한, V1은 도3의 구성인 경우, 다음 식으로 정의된다.

V1 ＞ θt/t

환언하면,

V1 ＞ θt/t ＞ V2(단, V2는 작을수록 좋음)

가 성립하면, 언클램프 레버(22)를 언클램프 핀(25)에 접근시키도록 회전 개시한 시점으로부터 언클램프 핀(25)에 닿기 직전까지의 구간에 대응하는 캠면(29)의 형상은 어떠한 형상이라도 좋다[또한, 롤러(27)가 캠면(29)에 원활하게 접촉하는 조건은 필요함].

이와 같은 구성의 본 실시예에 따르면, 언클램프 레버(22)가 언클램프 핀(25)에 닿게 되어 이를 압박할 때의, 즉 충돌 직전[회전 각도(θt)일 때]의 언클램프 레버(22)의 회전 속도(이동 속도)를 거의 0(제2 속도)으로 하였으므로, 충돌 에너지[(1/2)mv²], 즉, 충돌 하중을 작게 할 수 있다. 이로 인해, 언클램프 레버(22)나 언클램프 핀(25)의 마모를 방지할 수 있고, 마모 가루가 발생하지 않게 되므로, 주축 베어링의 손상을 방지할 수 있고, 또한 소음을 저감시킬 수 있다. 그리고, 본 실시예의 경우, 언클램프 레버(22)의 제1 속도와 제3 속도를 어느 정도 높게(예 를 들어 종래 구성의 속도보다도 높게) 설정하면, 언클램프[즉, 주축(12)으로부터 공구(16)를 개방시킴]까지의 동작 시간을 충분히 짧게 하는 것이 가능하고, 고속화할 수 있다.

또한, 상기 실시예에 있어서, 공구 매거진(6) 및 그 회전 산출 기구에 대해서는 상기 특허문헌 1에 기재되어 있는 구성과 같은 것을 이용하고 있으므로, 설명을 생략한다. 또한, 상기 특허문헌 1의 구성 대신에, 다른 주지의 구성을 이용해도 좋다.

도4는 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 것이다. 또한, 제1 실시예와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 있다. 상기한 제1 실시예에서는 언클램프 레버(22)의 제1 속도와 제3 속도를 각각 거의 일정 속도로 하도록 구성하였지만, 이것 대신에, 제2 실시예에 있어서는 언클램프 레버(22)의 제1 속도와 제3 속도를 원활하게 변화되는 가변 속도로 하도록 구성하였다.

구체적으로는 언클램프 캠(26)의 캠면(31)의 형상을 도4에 도시한 바와 같은 형상으로 하고, 구체적으로는, 제1 캠면부(31a)는 전체적으로 매끄러운 곡면의 경사면으로 하고 또한 처음에는 완만한 경사면으로 한 후, 급한 경사면으로 하였다. 그리고, 제3 캠면부(31c)는 전체적으로 매끄러운 곡면의 경사면으로 하고 또한 처음에는 완만한 경사면으로 한 후, 급한 경사면으로 하고, 또한 그 후에는 완만한 경사면으로 하였다. 이에 의해, 언클램프 레버(22)의 요동(회전) 각도는 도4에서 곡선 P로 나타낸 바와 같이 변화되게 되어, 그 결과, 언클램프 레버(22)의 제1 속도와 제3 속도(나아가서는 제2 속도)는 원활하게 변화되는 가변 속도가 된다.

그리고, 제2 실시예에 있어서는 언클램프 레버(22)가 언클램프 핀(25)에 닿기 직전의 제2 속도가 작아져 거의 0에 접근하는 동시에, 캠 기구(23)의 롤러(27)가 언클램프 캠(26)의 제1 캠면부(31a)에 닿기 직전의 제1 속도도 작아지도록 구성되어 있다.

또한, 상술한 것 이외의 제2 실시예의 구성은 제1 실시예와 같은 구성으로 되어 있다. 따라서, 제2 실시예에 있어서도 제1 실시예와 대략 같은 작용 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제2 실시예에 있어서는 캠 기구(23)의 롤러(27)가 언클램프 캠(26)의 제1 캠면부(31a)에 닿기 직전의 제1 속도를 작게 하도록 구성하였으므로, 롤러(27)가 언클램프 캠(26)에 닿을 때의 충격 에너지를 작게 할 수 있어, 롤러(27)나 언클램프 캠(26)의 마모를 방지할 수 있는 동시에, 소음을 저감시킬 수 있다.

도5는 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 것이다. 또한, 제2 실시예와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 있다. 상기한 제3 실시예에서는 언클램프 레버(22)의 캠면(31)의 형상을 제2 실시예와 조금 다르게 하고 있다. 구체적으로는, 도5에 도시한 바와 같이 캠면(31)의 제1 캠면부(31a)의 좌측 단부의 형상을 둥근 형상으로 하고 있다. 그리고, 제3 캠면부(31c)의 우측 단부의 형상을 거의 평면 형상의 경사면으로 하고 있다. 상술한 것 이외의 제3 실시예의 구성은 제2 실시예와 대략 같은 구성으로 되어 있다. 따라서, 제3 실시예에 있어서도 제2 실시예와 대략 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

도6은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 것이다. 또한, 제2 실시예와 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 있다. 상기한 제4 실시예에서는 언클램프 레버(22)의 캠면(31)의 형상을 제2 실시예와 다르게 하고 있다. 구체적으로는, 도6의 하부에 도시한 바와 같이 캠면(31)은 2개의 캠면부[캠면부(A)](31d)와 캠면부[캠면부(B)](31e)를 갖고 있다. 도6 중 좌측의 캠면부(31d)는 언클램프 레버(22)를 언클램프 핀(25)에 접근하도록 이동(회전) 개시시킨 후, 언클램프 핀(25)에 닿을 때까지 이동(회전)시키는 캠면부이다. 이 캠면부(31d)의 단면 형상은 대략 원호 형상으로 구성되어 있다.

이에 의해, 언클램프 레버(22)를 언클램프 핀(25)에 접근시키도록 회전(이동) 개시시킨 시점으로부터 언클램프 핀(25)에 닿기 직전까지의 사이의 언클램프 레버(22)의 평균 이동 속도를 V1이라 하고, 언클램프 레버(22)가 언클램프 핀(25)에 닿을 때의 언클램프 레버(22)의 이동 속도를 V2라 한 경우에, V1 ＞ V2가 성립하는 구성으로 되어 있다.

또한, 도6 중 우측의 캠면부(31e)는 상기 캠면부(31d)에 연속해서 형성되어 있고, 언클램프 레버(22)를 언클램프 핀(25)에 닿게 한 후, 언클램프 레버(22)를 더 회전(이동)시키는 캠면부이다. 이 캠면부(31e)는 캠면부(31d)에 연속하는 부분의 경사를 완만하게 하는 동시에, 남은 부분의 경사를 상기 연속하는 부분의 경사보다도 급해지도록 구성되어 있다. 이에 의해, 언클램프 핀(25)에 닿은 후의 언클램프 레버(22)의 회전 속도(이동 속도)는 빨라지는 구성으로 되어 있다.

또한, 상술한 것 이외의 제4 실시예의 구성은 제2 실시예와 대략 같은 구성으로 되어 있다. 따라서, 제4 실시예에 있어서도 제2 실시예와 대략 같은 작용 효 과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서는 언클램프 조작 부재로서 언클램프 레버(22)를 요동 가능하게 설치하였지만, 이것 대신에 언클램프 조작 부재를 링크 기구 등에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치하도록 구성해도 좋다. 또한, 상기 각 실시예에 있어서는 언클램프 부재로서 언클램프 핀(25)을 설치하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 언클램프 부재로서 결합 볼록부나 결합 오목부를 갖는 부재를 설치하도록 구성해도 좋다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서는 언클램프 캠(26)을 언클램프 레버(22)에 설치하고, 롤러(27)를 고정부에 설치하도록 구성하였지만, 이것 대신에, 언클램프 캠을 고정부에 설치하고, 롤러를 언클램프 레버(22)에 설치하도록 구성해도 좋다. 또한, 상기 각 실시예에 있어서는 작용부를 롤러(27)로 구성하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 다른 캠 종동자로 구성해도 좋다.

본 발명은 주축으로부터 공구를 개방시킬 때에 언클램프 조작 부재가 언클램프 부재에 닿을 때의 충돌 하중을 작게 할 수 있는 공구 교환 장치를 제공할 수 있다.

Claims

주축에 공구를 탈착하는 것이며, 상기 주축을 회전 가능하게 지지하는 주축 헤드와, 이 주축 헤드에 설치되어 상기 주축에 장착된 상기 공구를 유지하는 공구 유지 기구와, 상기 주축 헤드에 설치되어 상기 공구 유지 기구의 언클램프 부재를 압박함으로써 상기 주축에 장착된 상기 공구를 개방하는 언클램프 조작 부재와, 이 언클램프 조작 부재를 조작하는 조작 기구를 구비한 공구 교환 장치에 있어서,

상기 조작 기구를, 상기 언클램프 조작 부재 또는 고정 부위에 설치된 언클램프 캠과,

상기 고정 부위 또는 상기 언클램프 조작 부재에 설치되어 상기 언클램프 캠의 캠면에 접촉함으로써 상기 언클램프 조작 부재를 조작하는 작용부를 구비하도록 구성하고,

상기 언클램프 조작 부재를 상기 언클램프 부재에 접근시키도록 이동 개시한 시점으로부터 상기 언클램프 부재에 닿기 직전까지의 사이의 상기 언클램프 조작 부재의 평균 이동 속도를 V1이라 하고, 상기 언클램프 조작 부재가 상기 언클램프 부재에 닿을 때의 상기 언클램프 조작 부재의 이동 속도를 V2라 한 경우에 V1 ＞ V2가 성립하도록 상기 캠면의 형상을 구성한 것을 특징으로 하는 공구 교환 장치.
제1항에 있어서, 상기 캠면에 상기 언클램프 조작 부재를 제1 속도로 상기 언클램프 부재에 접근시키도록 이동시키는 제1 캠면부와, 상기 언클램프 조작 부재 를 제2 속도로 상기 언클램프 부재에 닿게 하여 압박시키는 제2 캠면부를 설치하고, 제1 캠면부의 경사보다도 제2 캠면부의 경사를 완만하게 함으로써 상기 제1 속도보다도 상기 제2 속도를 느리게 하여 V1 ＞ V2가 성립하도록 구성한 공구 교환 장치.
제2항에 있어서, 상기 제2 속도를 거의 0에 근접하도록 구성한 공구 교환 장치.
제2항에 있어서, 상기 캠면에 상기 언클램프 조작 부재를 상기 언클램프 부재에 닿게 한 후, 상기 언클램프 조작 부재를 제3 속도로 이동시키는 제3 캠면부를 설치하고, 이 제3 캠면부의 경사를 상기 제2 캠면부의 경사보다도 급하게 함으로써 상기 제3 속도를 상기 제2 속도보다도 빠르게 한 공구 교환 장치.
제3항에 있어서, 상기 캠면에 상기 언클램프 조작 부재를 상기 언클램프 부재에 닿게 한 후, 상기 언클램프 조작 부재를 제3 속도로 이동시키는 제3 캠면부를 설치하고, 이 제3 캠면부의 경사를 상기 제2 캠면부의 경사보다도 급하게 함으로써 상기 제3 속도를 상기 제2 속도보다도 빠르게 한 공구 교환 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 속도 또는 상기 제3 속도를 원활하게 변화되는 가변 속도로 하도록 구성한 공구 교환 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1 속도 또는 상기 제3 속도를 원활하게 변화되는 가변 속도로 하도록 구성한 공구 교환 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 속도 또는 상기 제3 속도를 원활하게 변화되는 가변 속도로 하도록 구성한 공구 교환 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 속도 또는 상기 제3 속도를 원활하게 변화되는 가변 속도로 하도록 구성한 공구 교환 장치.
제1항에 있어서, 상기 캠면에 상기 언클램프 조작 부재를 상기 언클램프 부재에 접근하도록 이동 개시한 후, 상기 언클램프 부재에 닿을 때까지 이동시키는 캠면부(A)를 설치하고, 이 캠면부(A)의 단면 형상을 대략 원호 형상으로 구성함으로써 V1 ＞ V2가 성립하도록 구성한 공구 교환 장치.
제1항에 있어서, 상기 캠면에 상기 캠면부(A)에 연속해서 상기 언클램프 조작 부재를 상기 언클램프 부재에 닿게 한 후, 상기 언클램프 조작 부재를 이동시키는 캠면부(B)를 설치하고, 이 캠면부(B) 중 상기 캠면부(A)에 연속하는 부분의 경사를 완만하게 하는 동시에, 캠면부(B)의 남은 부분의 경사를 상기 연속하는 부분의 경사보다도 급하게 함으로써, 상기 언클램프 부재에 닿게 한 후의 상기 언클램 프 조작 부재의 이동 속도가 빨라지도록 구성한 공구 교환 장치.
제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작용부를 롤러로 구성한 공구 교환 장치.