KR100938081B1 - 매거진과 ａｔｃ도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라타입 자동공구교환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치에 관한 것으로서, 하측으로 개구부가 형성된 커버와; 상기 커버의 일측에 장착되어 다수 개의 공구의 위치를 정해 상기 공구를 저장시켜주도록 마련되는 매거진과; 상기 매거진의 원주 상에 위치하여 상기 매거진의 회전시 상기 공구가 이탈되지 않도록 잡아주는 그리퍼와; 상기 매거진의 원주의 일측, 상기 그리퍼가 장착되지 않은 부위에 장착되어 상기 매거진과 같이 회전하면서 상기 커버의 개구부를 개폐하는 ATC도어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 상기 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치는 매거진의 일측에 ATC도어를 고정시켜 일체로 구성하여 매거진과 ATC도어가 동시에 회전되도록 해 ATC도어의 구동에 걸리는 시간을 삭제함으로써 공구교환시간을 단축할 수 있게 되어 생산성을 향상시킬 수 있으며, ATC도어의 구동을 위한 관련 부품들이 필요없게 되어 비용을 절감할 수 있다.

Description

매거진과 ＡＴＣ도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치{UMBRELLA TYPE AUTOMATIC TOOL CHANGER HAVING UNIFICATION STRUCTURE OF MAGAZINE AND ATC DOOR}

본 발명은 엄브렐라 타입 자동공구교환장치에 관한 것으로서, 특히 매거진의 일측에 ATC도어를 고정시켜 일체로 구성하여 매거진과 ATC도어가 동시에 회전되도록 한 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치에 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, 유압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등이 있다.

상기한 절삭공작기계의 자동화 및 수치제어(NC)화는 급속히 진전되고 있는 바, 근래에는 그동안 회전형 선반계열과 밀링계열로 양분되어 진행되어 온 절삭공작기계의 수치제어(NC)화가 서로 복합적으로 결합되어 다기능 머시닝 센터가

출현하였으며, 산업현장의 폭넓은 수요에 힘입어 그 시장은 급속히 확대되고 있다.

상기한 머시닝 센터란 몇가지 종류의 절삭가공을 하나의 기계에서 자동적으로 수행하는 NC 자동공구교환장치로서, 대개 공구자동교환기능과 가공물의 2개면 이상을 자동적으로 깎고 또한 분할할 수 있는 기능을 구비하고 있다.

머시닝 센터는 그 발달의 뿌리를 어디에 두었던 간에 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 자동공구교환장치(AUTOMATIC TOOL CHANGER, ATC), 투울매거진, 자동가공물 교환장치(AUTOMATIC PALLET CHANGE, APC)를 조합하여 만든 것이다.

회전체 부품을 대상으로 하는 머시닝 센터는 NC 선반을 발전 모체로 하고 있어 회전체 부품을 선삭 후에 각도분할, 홈가공, 구멍가공, 탭작업 등 여러가지 가공을 하며, 자동공구교환장치 이외에 자동 가공물 교환장치도 가지고 있고, 또한 가공중에 별도로 준비된 척으로 소재를 잡고, 가공이 완료된 가공물은 척에서 풀려 나옴으로써 가공물의 탈착이 자동화되고 있다.

위에서 언급한 바와 같이 머시닝센터에는 자동공구교환장치가 설치되는데, 상기한 자동공구교환장치는 공구를 클램프하는 방식에 따라 트윈암 타입(TWIN ARM TYPE)과 암리스 타입(ARMLESS TYPE)으로 양분되며, 상기한 암리스 타입은 공구가 우산형태를 이루면서 수납되기 때문에 엄브렐라 타입(UMBRELLA TYPE)이라고도 한다.

일반적으로 상기와 같은 머시닝센터의 자동공구교환장치에는 공작물의 가공중 칩(CHIP)이나 쿨런트(COOLANT)의 침투를 방지하기 위해 별도의 커버가 설치되어 상기 자동공구교환장치가 보호되도록 구성되는데, 이때 공구의 자동교환을 수행하기 위한 상기 커버는 도어의 형태로 구성되면서 자동으로 열리고 닫히도록 되어 있다.

그러나, 종래의 자동공구교환장치는 매거진과 ATC(AUTOMATIC TOOL CHANGER)도어가 별도로 구성되어 작동되기 때문에 ATC도어의 구동에 걸리는 시간이 추가로 소요되어 생산성이 저하되고, ATC도어의 구동에 필요한 관련부품의 증가로 인해 비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 매거진의 일측에 ATC도어를 고정시켜 일체로 구성하여 매거진과 ATC도어가 동시에 회전되도록 해 ATC도어의 구동에 걸리는 시간을 필요로 하지 않음으로써 공구교환시간을 단축할 수 있게 되어 생산성을 향상시킬 수 있으며, ATC도어의 구동을 위한 관련 부품들이 필요없게 되어 비용을 절감할 수 있는, 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치는, 하측으로 개구부가 형성된 커버와; 상기 커버의 일측에 장착되어 다수 개의 공구의 위치를 정해 상기 공구를 저장시켜주도록 마련되는 매거진과; 상기 매거진의 원주 상에 위치하여 상기 매거진의 회전시 상기 공구가 이탈되지 않도록 잡아주는 그리퍼와; 상기 매거진 원주의 일측, 상기 그리퍼가 장착되지 않은 부위에 장착되어 상기 매거진과 같이 회전하면서 상기 커버의 개구부를 개폐하는 ATC도어를 포함하여 이루어진다.

상기 매거진의 하부에 위치하여 상하 및 좌우방향으로 움직이면서 상기 매거진에 저장된 공구를 교체하도록 마련된 스핀들을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 매거진은 공구를 적재할 수 있도록 원주방향을 따라 등간격을 이루면서 다수 개의 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 매거진은 공구의 위치를 확인시켜주기 위한 표시부가 형성되고, 상기 그리퍼는 쌍을 이루어 복수 개가 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 ATC도어는 상기 커버의 개구부를 차단하고 있는 위치가 초기위치이며, 상기 매거진과 상기 스핀들 간의 공구교환 동작이 완료된 후 상기 스핀들이 공구교환위치로부터 하강하게 되면 상기 ATC도어가 다시 초기위치에 위치하도록 설정된 것을 특징으로 한다.

상기 스핀들은 일단에 공구를 수용할 수 있도록 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치는, 매거진의 일측에 ATC도어를 고정시켜 일체로 구성하여 매거진과 ATC도어가 동시에 회전되도록 해 ATC도어의 구동에 걸리는 시간을 필요로 하지 않음으로써 공구교환시간을 단축할 수 있게 되어 생산성을 향상시킬 수 있으며, ATC도어의 구동을 위한 관련 부품들이 필요없게 되어 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치의 ATC도어가 닫힌 상태의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치의 ATC도어가 열린 상태의 정면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치는, 하측으로 개구부(11)가 형성된 커버(10)와; 상기 커버(10)의 일측에 장착되어 다수 개의 공구의 위치를 정해 상기 공구를 저장시켜주도록 마련되는 매거진(20)과; 상기 매거진(20)의 원주 상에 위치하여 상기 매거진(20)의 회전시 상기 공구가 이탈되지 않도록 잡아주는 그리퍼(30)와; 상기 매거진(20)의 원주의 일측, 상기 그리퍼(30)가 장착되지 않은 부위에 장착되어 상기 매거진(20)과 같이 회전하면서 상기 커버(10)의 개구부(11)를 개폐하는 ATC도어(40)를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 커버(10)는 상기 매거진(20) 및 공구를 먼지 및 파편물로부터 방호하기 위해 상기 매거진(20)의 외측에 설치되고, 하측으로 개구부(11)가 형성되도록 마련된다.

상기 매거진(20)은 상기 커버(10)의 일측에 장착되어 다수 개의 공구의 위치를 정해 상기 공구를 저장시켜주도록 마련되는데, 상기 공구를 적재할 수 있도록 원주방향을 따라 등간격을 이루면서 다수 개의 홈(21)이 형성되고, 상기 공구의 위치를 확인시켜주기 위한 표시부(22)가 형성되도록 마련된다.

상기 그리퍼(30)는 상기 매거진(20)의 원주 상에 위치하여 상기 매거진(20)의 회전시 상기 공구가 이탈되지 않도록 잡아주는데, 쌍을 이루어 복수 개가 마련된다.

상기 ATC도어(40)는 상기 매거진(20)의 원주의 일측, 상기 그리퍼(30)가 장착되지 않은 부위에 장착되어, 상기 매거진(20)과 같이 회전하면서 상기 커버(10)의 개구부(11)를 개폐하여 공작물의 가공중 칩(CHIP)이나 쿨런트(COOLANT)의 침투를 방지하도록 마련된다.

상기 ATC도어(40)는 상기 커버(10)의 개구부(11)를 차단하고 있는 위치가 초기위치로 상기 매거진(20)과 상기 스핀들(50) 간의 공구교환 동작이 완료된 후, 상기 스핀들(50)이 공구교환위치(70)로부터 하강하게 되면 상기 ATC도어(40)가 다시 초기위치에 위치하도록 설정되어 마련된다.

상기 스핀들(50)은 상기 매거진(20)의 하부에 위치하여 상하 및 좌우방향으로 움직이면서 상기 매거진(20)에 저장된 공구를 교체하는데, 일단에 공구를 수용할 수 있도록 삽입홈이 형성되어 마련된다.

상기한 구성에 의한 본 발명의 일실시예에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치의 작동은 다음과 같다.

매거진(20)과 상기 스핀들(50)에 각각 공구가 클램프된 상태에서 작업공정상 상기 매거진 표시부(22)의 5번 위치에 클램프된 공구가 사용된다고 하면, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 먼저 사용되었던 공구가 원래 있던 19번 위치가 공구교환위치(70)에 오도록 상기 매거진(20)을 회전시킨다.

이때, 상기 매거진(20)이 회전되면 상기 매거진(20)과 일체로 장착된 상기 ATC도어(40)도 함께 회전하게 되면서 상기 커버(10)의 개구부(11)가 개방되어 공구교환이 가능한 상태가 된다.

계속해서 상기 스핀들(50)을 상하 및 좌우방향으로 움직여 공구교환위치(70)로 이동시켜 상기 스핀들(50)에 삽입되어 있던 공구를 상기 매거진(20)에 클램프한 후 상기 매거진(20)의 회전시 공구 생크부(60)와 간섭되지 않도록 하기 위해 상기 스핀들(50)을 뒤로 후진시키고, 상기 매거진(20)을 다시 회전시켜 상기 매거진 표 시부(22)의 5번 위치에 클램프된 공구를 공구교환위치(70)로 이동시킨다.

상기와 같이 공구교환위치(70)로 이동한 5번 위치에 클램프된 공구는 상기 매거진(20)의 회전시 공구 생크부(60)와의 간섭을 피하기 위해 뒤로 후진되어 있던 스핀들(50)을 전진시켜 상기 스핀들(50)의 삽입홈에 삽입하여 장착시킨다.

상기 매거진(20)과 상기 스핀들(50) 간의 공구교환 동작이 완료된 후 상기 스핀들(50)은 공구교환위치(70)로부터 하강하게 되는데, 하강이 완료되면 상기 매거진(20)은 다시 회전해 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 상기 ATC도어(40)가 상기 커버(10)의 개구부(11)를 다시 차단하는 상태가 되고, 상기와 같은 작동을 반복함으로써 상기 매거진(20)과 상기 스핀들(50) 간의 자동공구교환이 실시된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치의 ATC도어가 닫힌 상태의 정면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치의 측면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치가 ATC도어가 열린 상태의 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 커버 11 : 개구부

20 : 매거진 21 : 매거진의 홈

22 : 표시부 30 : 그리퍼

40 : ATC도어 50 : 스핀들

60 : 공구 생크부 70 : 공구교환위치

Claims (8)

1. 하측으로 개구부가 형성된 커버와;

   상기 커버의 일측에 장착되어 다수 개의 공구의 위치를 정해 상기 공구를 저장시켜주도록 마련되는 매거진과;

   상기 매거진의 원주 상에 위치하여 상기 매거진의 회전시 상기 공구가 이탈되지 않도록 잡아주는 그리퍼와;

   상기 매거진 원주의 일측, 상기 그리퍼가 장착되지 않은 부위에 장착되어 상기 매거진과 같이 회전하면서 상기 커버의 개구부를 개폐하는 ATC도어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 매거진의 하부에 위치하여 상하 및 좌우방향으로 움직이면서 상기 매거진에 저장된 공구를 교체하도록 마련된 스핀들을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 매거진은 공구를 적재할 수 있도록 원주방향을 따라 등간격을 이루면서 다수 개의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 매거진은 공구의 위치를 확인시켜주기 위한 표시부가 형성된 것을 특징으로 하는 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 그리퍼는 쌍을 이루어 복수 개가 마련되는 것을 특징으로 하는 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 ATC도어는 상기 커버의 개구부를 차단하고 있는 위치가 초기위치인 것을 특징으로 하는 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치.
7. 제 1항 또는 제 6항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 ATC도어는 상기 매거진과 스핀들 간의 공구교환 동작이 완료된 후 상기 스핀들이 공구교환위치로부터 하강하게 되면, 커버의 개구부를 차단하고 있는 초기위치에 다시 위치하도록 설정된 것을 특징으로 하는 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치.
8. 제 2항에 있어서,

   상기 스핀들은 일단에 공구를 수용할 수 있도록 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 매거진과 ATC도어가 일체화된 구조를 갖는 엄브렐라 타입 자동공구교환장치.

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