KR100716567B1 - 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치 - Google Patents

공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치의 개량 발명에 관한 것으로 보다 구체적으로는, 공구교환장치의 내측면에 종방향으로 가이드레일을 설치하여 상기 가이드레일을 따라 승강하는 상부가이드블럭에는 승강체를 설치하고, 하부가이드블럭에는 홀더작동체를 설치하여 승강체와 홀더작동체를 연결봉으로 연결하며, 공구교환장치에 방사형으로 설치된 공구교환홀더의 상부에는 작동돌부를 형성하여 홀더작동체의 걸림홈 내부에 상기 작동돌부가 투입되어 홀더작동체의 승강에 의해 공구교환홀더가 회동케 한 공지의 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치에 있어서,
부착판(10) 내측의 승강체(40) 상, 하부 양측에는 상부안내봉설치대(70)와 하부안내봉설치대(71)를 형성하고 두 안내봉설치대간에 안내봉(701)을 형성하여, 승강체(40)의 양측에 형성된 관통공(401)으로 상기 안내봉(701)이 관통하게 하되, 승강체(40)와 하부안내봉설치대(71) 사이에는 코일스프링(702)을 안내봉(701)에 끼워서 설치하고, 승강체(40) 상부에는 암나사부(402)를 형성하여 여기에 위치조절볼트(403)를 체결하며, 공구교환홀더(80)의 공구취부(802) 양측면에는 접동롤러(803)를 설치하고, 공작기계의 헤드(90) 전면과 저면에는 접동면을 형성하여 헤드(90)의 승강에 따라 접동롤러(903)가 헤드(90)의 접동면과 닿아서 공구교환홀더(80)가 회동하게 구성함으로써, 홀더작동체의 고정밀, 고속, 저소음 동작이 가능케 함과 동시에 공구교환홀더의 고속, 저소음 회동이 가능케 함으로써, 공구교환 속도를 향상 시킴과 동시에 공구 교환시 발생하는 소음을 최소화하여 생산성 향상과, 쾌적한 작업 환경을 조성할 수 있는 이점이 있다.
접동롤러, 공구교환홀더, 홀더작동체, 코일스프링, 헤드

Description

공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치{moving apparatus a tool-exchange holder of automatic tools-exchange apparatus for an engineering machine a device thereof}
도 1은 본 발명의 부착판에 설치되는 주요 구성 요소들을 나타낸 예시도
도 2는 본 발명의 주요부 측면 단면 예시도
도 3은 본 발명의 공작기계의 헤드에 접동하는 접동롤러를 나타내기 위한 평면 예시도
도 4는 본 발명의 헤드 하강에 따른 작동예를 나타낸 측면 단면 예시도
도 5는 본 발명의 헤드 상승에 따른 작동예를 나타낸 측면 단면 예시도
도 6은 본 발명이 설치된 공작기계용 자동 공구 교환장치를 나타낸 측면 단면 예시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 부착판 20: 가이드레일
30: 상부가이드블럭 31: 하부가이드블럭
40: 승강체 401: 관통공
402: 암나사부 403: 위치조절볼트
50: 홀더작동체 60: 연결봉
70: 상부안내봉설치대 71: 하부안내봉설치대
701: 안내봉 702: 코일스프링
80: 공구교환홀더 801: 작동돌부
802: 공구취부 803: 접동롤러
804: 회전축 90: 헤드
90a: 횡접동면 90b: 경사접동면
90c: 종접동면 ATC : 공구교환장치
본 발명은 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치의 개량 발명에 관한 것으로 보다 구체적으로는 공구교환홀더 회동 장치의 구조를 더욱 간소하게 개선하여 제조원가를 절감할 뿐만 아니라 공구 교환시 작동 소음은 줄이고 작동 속도는 보다 향상시킬 수 있게 한 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 소재를 가공하기 위하여 사용되는 공작기계나 단일기계로 여러 종류의 가공 작업을 수행할 수 있는 머시닝센터로 통칭되는 수지제어 공작기계는 절삭이나 천공 등 여러 종류의 가공 작업을 연속적으로 수행하기 위하여 여러 가지 다양한 공구를 수납하고 있다가, 가공 작업의 종류에 따라 필요한 공구를 공작기계의 헤드 부분에 착탈시킬 수 있게 한 자동 공구 교환장치를 장착하여 사용하게 된다.
이러한 공구교환장치의 일반적인 형태는 회전 가능케 형성된 원형 틀에 방사형으로 다수의 공구교환홀더를 설치한 후 각 공구교환홀더의 단부에 형성된 공구취부에 서로 다른 다양한 공구들을 끼워서 보관하고 있다가 공작기계의 작동에 의해 헤드가 승강 작동하면, 헤드의 하부에 일렬로 정렬된 공구교환홀더가 헤드에 공구를 탈부착함으로써, 헤드에 의한 가공 작업 수행이 가능케 된다.
이러한 공구교환장치의 공구 교환 과정을 좀더 구체적으로 설명하면, 헤드가 하강할 때, 헤드와 일직선상 하부에 위치하는 공구교환홀더에 끼워진 공구는 헤드 하부에 장착되며 헤드에 공구의 장착이 완료되면, 공구교환홀더는 헤드의 일측면과 접촉하면서 외측으로 밀어 젖혀져 개방되게 되며, 반대로 헤드가 상승하면 외측으로 젖혀져 있던 공구교환홀더가 닫히면서 헤드에 장착된 공구를 탈착하여 공구교환홀더에 재수납하게 되는 것이다.
그러나 상기와 같은 공구의 교환 방식은 중량체인 헤드와 공구교환홀더의 잦은 접촉으로 인하여 공구교환홀더의 접촉부에 마모가 발생하거나 접촉시 충격으로 인하여 공구교환홀더의 작동부에 손상이 발생하는 경우가 빈번하였으며, 그로 인해 헤드와 공구교환홀더의 접속 위치에 오차를 발생시킴으로써, 정상적인 공구교환이 불가능해지고 이로 인한 기계의 오작동 때문에 헤드나 공구교환장치에 심각한 손상이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
그리하여 본원 출원인은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 특허등록 제10-0313306호의 '공작기계용 자동공구교환장치의 공구교환홀더 개폐방법 및 그 장치'와 같은 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 개폐장치를 여러 건 출원 등록한 바 있으며, 당 분야에 높은 기술력을 보유하고 있다.
그런데 상기와 같이 본원 출원인이 선출원한 종래의 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치는 헤드나 공구교환장치의 손상을 효과적으로 방지할 수는 있으나, 종래의 장치는 홀더작동체를 승강시키기 위하여 설치된 링크장치가 헤드의 가이드와 접촉할 때 소음이 자주 발생하여 작업 현장이 시끄러워지는 문제점이 있으며, 그러한 소음을 감소시키기 위해서는 기계의 작동 속도가 저하되어 생산성 향상을 기대하기 곤란한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 공구의 교환을 위한 홀더작동체의 승강이 보다 정밀하고 신속하며 정숙하게 이루어질 수 있도록 하여 공작기계를 이용한 작업의 생산성 향상뿐만 아니라, 쾌적한 작 업 환경의 조성이 가능케 하는데 본 발명의 목적이 있다.
상기와 같은 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 코일스프링을 이용해 홀더작동체를 상부로 밀어올리는 힘이 항상 작용하게 하며, 공구교환홀더의 공구취부 양측에는 접동롤러를 설치하여 헤드의 승강시 접동롤러가 헤드에 형성된 접동면과 밀착함으로써, 공구교환홀더의 신속하고 정숙한 회동이 가능케 한 것으로 이를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
공구교환장치의 내측면에 종방향으로 가이드레일(20)을 설치하여 상기 가이드레일(20)을 따라 승강하는 상부가이드블럭(30)에는 승강체(40)를 설치하고, 하부가이드블럭(31)에는 홀더작동체(50)를 설치하여 승강체(40)와 홀더작동체(50)를 연결봉(60)으로 연결하며, 공구교환장치에 방사형으로 설치된 공구교환홀더(80)의 상부에는 작동돌부(801)를 형성하여 홀더작동체(50)의 걸림홈(501) 내부에 상기 작동돌부(801)가 투입되어 홀더작동체(50)의 승강에 의해 공구교환홀더(80)가 회동케 한 공지의 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치에 있어서,
부착판(10) 내측의 승강체(40) 상, 하부 양측에는 상부안내봉설치대(70)와 하부안내봉설치대(71)를 형성하고 두 안내봉설치대간에 안내봉(701)을 형성하여, 승강체(40)의 양측에 형성된 관통공(401)으로 상기 안내봉(701)이 관통하게 하되,
승강체(40)와 하부안내봉설치대(71) 사이에는 코일스프링(702)을 안내 봉(701)에 끼워서 설치하고, 승강체(40) 상부에는 암나사부(402)를 형성하여 여기에 위치조절볼트(403)를 체결하며,
공구교환홀더(80)의 공구취부(802) 양측면에는 접동롤러(803)를 설치하고, 공작기계의 헤드(90) 전면과 저면에는 접동면을 형성하여 헤드(90)의 승강에 따라 접동롤러(903)가 헤드(90)의 접동면과 닿아서 공구교환홀더(80)가 회동하게 한 구성이다.
한편, 헤드(90)는 횡접동면(90a)과 경사접동면(90b)과 종접동면(90c)을 동시에 형성한다.
또한, 상기 경사접동면(90b)의 경사면은 곡면으로 형성할 수도 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 부착판(10)에 설치되는 주요 구성 요소들을 나타낸 예시도로서 도면과 같이 부착판(10)의 중심부에는 LM가이드와 같이 정밀기계용 부품인 가이드레일(20)이 횡방향으로 설치되며 이 가이드레일(20)을 따라서 승강하는 가이드블럭이 각각 상부와 하부에 위치하게 된다.
그 중 상부에 위치하는 상부가이드블럭(30)에는 승강체(40)를 설치하며, 하부에 위치하는 하부가이드블럭(31)에는 홀더작동체(50)를 설치한 후 승강체(40) 저면에 형성된 체결공과 홀더작동체(50) 상면에 형성된 체결공에 연결봉(60)을 설치하여 승강체(40)와 홀더작동체(50)를 서로 연결하게 된다.
그리하여 승강체(40)와 홀더작동체(50)는 상부가이드블럭(30)과 하부가이드블럭(31) 가이드레일(20)을 따라서 승강할 때 동시에 같이 승강이 이루어지게 된다.
또한, 상기 승강체(40)와 홀더작동체(50)에 각각 형성된 체결공에는 암나사부(402)가 형성되어 있으며, 승강체(40)와 홀더작동체(50)를 연결하는 연결봉(60)의 상, 하 양단부에는 수나사부가 형성되어 있어서, 나사결합에 의해 연결봉(60)이 승강체(40)와 홀더작동체(50)의 체결공에 각각 체결됨으로써, 필요에 따라서 나사체결부를 조이거나 풀어주는 작동을 통해 승강체(40)와 홀더작동체(50) 사이의 간격으로 정밀하게 조정할 수 있게 된다.
아울러 도면과 같이 가이드레일(20) 양측에는 각각 상부안내봉설치대(70)와 하부안내봉설치대(71)를 설치하여 상부안내봉설치대(70)와 하부안내봉설치대(71) 간에는 안내봉(701)을 형성하고 이 안내봉(701)이 승강체(40)의 양측에 형성된 관통공(401)을 관통하게 함으로써, 승강체(40)의 승강 작동시보다 정밀하고 안정적인 동작을 수행할 수 있도록 하게 된다.
뿐만 아니라, 승강체(40)의 하부와, 하부안내봉설치대(71) 사이에는 코일스프링(702)을 설치하되 이 코일스프링(702)이 안내봉(701)에 끼워져 있도록 함으로써, 승강체(40)가 코일스프링(702)의 압력에 의해 항상 상부로 밀어 올려진 상태를 유지하도록 하게 된다.
즉, 승강체(40)와 하부안내봉설치대(71) 사이에 설치되는 코일스프링(702)은 압축된 상태로 설치함으로써, 하부안내봉설치대(71)에 지지되어 승강체(40)를 항상 상부로 밀어올리게 되는데, 승강체(40)의 정지 위치를 조정하기 위하여 승강체(40) 상부 양측에는 암나사부(402)를 형성하여 여기에 위치조절볼트(403)를 체결함으로써, 이 위치조절볼트(403)가 상부안내봉설치대(70)의 저면에 맞닿아 승강체(40)를 정지시키게 된다.
따라서, 위치조절볼트(403)를 조이거나 풀어서 그 돌출 길이를 조절함으로써, 승강체(40)의 정지 위치를 정확하게 조절할 수 있게 된다.
첨부도면 도 2는 본 발명의 주요부 측면 단면 예시도로서 도면과 같이 홀더작동체(50)의 하부에 형성된 걸림홈(501)에는 공구교환장치의 공구교환홀더(80) 상부에 형성된 작동돌부(801)가 투입되어 홀더작동체(50)의 승강에 의해 상하로 승강함으로써, 공구교환홀더(80)가 회전축(804)을 중심으로 회동할 수 있도록 하게 되는데, 그 공구교환홀더(80)의 하단부에 형성된 공구취부(802) 외측면에는 접동롤러(803)를 설치하고, 공작기계의 헤드(90) 전면과 저면에는 접동면을 형성하여 헤드(90)의 승강시에 접동롤러(803)가 헤드(90)에 형성된 접동면과 접촉하여 회전축(804)를 축으로 공구교환홀더(80)의 회동이 이루어지게 된다.
즉, 첨부도면 도 3 내지 도 4와 같이 공작기계의 헤드(90)가 소재의 가공을 위해서 하강하면 헤드(90)와 일직선상에 위치하는 공구교환홀더(80)의 공구취부(802)에 장착되어 있던 공구가 헤드(90)에 장착됨과 동시에 헤드(90)의 저면에 형성된 횡접동면(90a)에 공구교환홀더(80)의 접동롤러(803)가 접촉하게 되는데, 이렇게 접촉된 상태에서 헤드(90)가 계속 하강을 지속하면, 헤드(90)에 의해 눌려지는 접동롤러(803)에 의해 공구교환홀더(80)가 바깥쪽으로 회동하면서 접동롤러(803)가 헤드(90)의 횡접동면(90a)에서 경사접동면(90b)을 지나 종접동면(90c)으로 이동함으로써, 공구교환홀더(80)의 회동이 완료된다.
그리하여 공구교환홀더(80)의 회동이 완료되고, 헤드(90)에 장착된 공구에 의한 소재의 가공이 완료되면, 헤드(90)가 다시 원래의 위치로 상승하게 되는데, 이때는 헤드(90)의 종접동면(90c)에 접촉한 상태로 있던 접동롤러(803)가 헤드(90) 하강 때와는 역으로 경사접동면(90b)을 지나 횡접동면(90a)과 이동하게 된다.
이는 공구교환홀더(80)가 코일스프링(702)의 압력에 의해 항상 위로 당겨지는 힘이 작용하고 있기 때문에, 헤드(90)가 상승함에 따라서 공구교환홀더(80)에 가해지는 압력이 약해지면서 코일스프링(702)의 복원력에 의해 공구교환홀더(80)가 원래의 위치로 회동하기 때문에 가능케 되는 것이다.
그리하여 헤드(90)의 상승과 공구교환홀더(80)의 위치 복귀 타이밍이 정확히 일치하면, 첨부도면 도 5와 같이 공구교환홀더(80)의 공구취부(802)가 헤드(90)에 장착된 공구와 접속되면서 헤드(90)에 장착된 공구를 탈착함으로써, 보다 신속하고 정밀하며 정숙한 공구의 교환이 이루어질 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 홀더작동체의 고정밀, 고속, 저소음 동작이 가능케 함과 동시에 공구교환홀더의 고속, 저소음 회동이 가능케 함으로써, 공구교환 속도를 향상시킴과 동시에 공구 교환시 발생하는 소음을 최소화하여 생산성 향상과 더불어 쾌적한 작업 환경을 조성할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 공구교환장치의 내측면에 종방향으로 가이드레일(20)을 설치하여 상기 가이드레일(20)을 따라 승강하는 상부가이드블럭(30)에는 승강체(40)를 설치하고, 하부가이드블럭(31)에는 홀더작동체(50)를 설치하여 승강체(40)와 홀더작동체(50)를 연결봉(60)으로 연결하며, 공구교환장치에 방사형으로 설치된 공구교환홀더(80)의 상부에는 작동돌부(801)를 형성하여 홀더작동체(50)의 걸림홈(501) 내부에 상기 작동돌부(801)가 투입되어 홀더작동체(50)의 승강에 의해 공구교환홀더(80)가 회동케 한 공지의 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치에 있어서,
    부착판(10) 내측의 승강체(40) 상, 하부 양측에는 상부안내봉설치대(70)와 하부안내봉설치대(71)를 형성하고 두 안내봉설치대간에 안내봉(701)을 형성하여, 승강체(40)의 양측에 형성된 관통공(401)으로 상기 안내봉(701)이 관통하게 하되,
    승강체(40)와 하부안내봉설치대(71) 사이에는 코일스프링(702)을 안내봉(701)에 끼워서 설치하고, 승강체(40) 상부에는 암나사부(402)를 형성하여 여기에 위치조절볼트(403)를 체결하며,
    공구교환홀더(80)의 공구취부(802) 양측면에는 접동롤러(803)를 설치하고, 공작기계의 헤드(90) 전면과 저면에는 접동면을 형성하여 헤드(90)의 승강에 따라 접동롤러(903)가 헤드(90)의 접동면과 닿아서 공구교환홀더(80)가 회동하게 한 구성으로 된 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치
  2. 청구항 1에 있어서, 헤드(90)는 횡접동면(90a)과 경사접동면(90b)과 종접동면(90c)을 동시에 형성한 것을 특징으로 하는 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치
  3. 청구항 2에 있어서, 경사접동면(90b)은 곡면으로 형성한 것을 특징으로 하는 공작기계용 자동 공구 교환장치의 공구교환홀더 회동 장치
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