KR101075094B1

KR101075094B1 - 대형 공작기계용 자동 공구교환장치

Info

Publication number: KR101075094B1
Application number: KR1020110043863A
Authority: KR
Inventors: 민경식
Original assignee: 디에스케이기계주식회사
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2011-10-19

Abstract

본 발명은 대형 공작기계용 자동 공구교환장치에 관한 것으로, 수평설치대에 설치되고 그리퍼에 연결되어서 그리퍼를 수평설치대를 따라 좌우로 이송시키는 그리퍼좌우이송부; 그리퍼좌우이송부에 설치되어서 그리퍼좌우이송부와 함께 수평설치대를 따라 좌우로 이송되고 그리퍼에 연결되어서 그리퍼를 수직방향 또는 수평방향으로 회전시키는 수직수평방향전환부; 수직수평방향전환부에 설치되고 그리퍼에 연결되어서 수직수평방향전환부의 구동시 그리퍼와 함께 수직방향 또는 수평방향으로 회전되며, 연결된 그리퍼를 직선방향으로 왕복이송시키거나 회전시키는 그리퍼이송부; 그리퍼이송부에 설치되어서 그리퍼이송부의 구동시 직선왕복 이송되거나 회전되고 그리퍼가 설치되어서 그리퍼의 제1핑거 및 제2핑거를 벌리거나 오므려서 그리퍼에 공구가 파지되도록 하는 그리퍼구동부를 포함하여 이루어진다.
따라서, 대형 공작기계 및 수평방향공구매거진에 수평방향으로 배열된 공구들을 교체할 수 있을 뿐 아니라, 대형 공작기계 및 수직방향공구매거진에 수직방향으로 배열된 공구들을 교체할 수 있으므로 한 대의 자동 공구교환장치로 다양한 위치로 배열된 공구들을 자동으로 교체할 수 있다.

Description

대형 공작기계용 자동 공구교환장치{Automatic tool changer for machine tools}

본 발명은 대형 공작기계용 자동 공구교환장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 한 대의 자동 공구교환장치로 수평방향으로 배열된 공구 및 수직방향으로 배열된 공구를 교환할 수 있고, 좌우이송실린더의 구동시 수직수평방향전환부가 이송레일부를 따라 안정적으로 좌우 이송되며, 그리퍼이송부가 과회전되는 것을 방지될 뿐 아니라, 수직수평방향전환부의 조립성이 향상되는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치에 관한 것이다.

산업의 전반적인 발전과 함께 절삭 가공분야의 자동화 및 수치제어(NC)화도 급속히 진전되고 있다. 아울러 최근에는 그동안 회전형 선반계열과 밀링 계열로 양분되어 진행되어 온 공작기계의 수치제어(NC)화가 서로 복합적으로 결합되어 다기능 머시닝 센터가 출현하였으며, 산업현장의 폭넓은 수요에 힘입어 그 시장은 급속히 확대되고 있다.

머시닝 센터란 몇가지 종류의 절삭가공을 하나의 기계에서 자동적으로 수행하는 NC 공작기계로서, 대개 공구 자동교환기능과 가공물의 2개면 이상을 자동적으로 깎고 분할할 수 있는 기능을 구비하고 있다. 이러한 머시닝 센터는 크게 비회전체 부품을 가공하는 형식과, 회전체 부품을 가공하는 형식의 2종으로 구분할 수 있다.

비회전체 부품을 대상으로 하는 머시닝 센터는 가공하는 NC 밀링 머시인 또는 NC 드릴링 머시인을 발전 모체로 하여 여러가지 부분을 개량하였고, 여기에 자동 공구 교환장치(Automatic Tool Changer, ATC), 투울 매거진, 자동 가공물 교환장치(Automatic Loader, AL)를 조합하여 머시닝 센터를 만든 것이다.

회전부품을 대상으로 하는 머시닝 센터는 NC 선반을 발전 모체로 하여 회전체 부품을 선삭후에 각도분할, 홈가공, 구멍가공, 탭작업 등 여러가지 가공을 하며, 자동 공구교환장치(ATC) 이외에 자동 가공물 교환장치(AL)도 가지고 있고, 또한 가공중에 별도로 준비된 척으로 소재를 잡고 가공이 완료된 가공물은 척에서 풀려 나오도록 함으로써 가공물의 탈착을 자동화하고 있다.

한편, 항공기나 선박 등의 대형 구조체는 다양한 형상과 구조의 중대형 구조체 및 기계류부품들의 조합에 의해 구성되며, 이 구조체 및 기계류부품들은 그 크기로 인해서 일반 공작기계에서는 가공이 불가능하고 해당부품에 적합한 각종 특수 전용가공기(이하에서 "대형 공작기계"라 통칭함.)로 가공된다.

대형 공작기계에는 자동 공구교환장치가 구비되는 바, 이 자동 공구교환장치에는 공구매거진이 구비되어 있고, 공구매거진에는 각 공정에 필요한 공구가 다수 장착되어 있으며, 다양한 작업에 필요한 적당한 공구를 교환 공급해주는 구조로 이루어진다.

이러한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치는 대형 공작기계의 작업시 공구교환 타이밍이 되면, 프로그램에 따라 작동되면서 대형 공작기계에 결합된 공구를 분리하여 공구매거진에 안착시키며 공구매거진에 장착된 다른 공구를 파지한 후 대형 공작기계에 장착시킨다.

그런데 이러한 종래의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치는 공구매거진에 수평방향으로 배열된 공구를 파지하여 교환시키는 작업과 수직방향으로 배열된 공구를 파지하여 교환시키는 작업을 병행하지 못하였다.

즉, 공구매거진에는 다수의 공구들이 수평방향으로 배열되어 있는 수평방향공구매거진과, 다수의 공구들이 수직방향으로 배열되어 있는 수직방향공구매거진이 있는데, 종래에는 한 대의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 이용하여서 수평방향공구매거진에 장착된 공구들을 대형 공작기계에 교환하는 작업과 수직방향공구매거진에 장착된 공구들을 대형 공작기계에 교환하는 작업을 병행하지 못하였다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 한 대의 자동 공구교환장치로 수평방향으로 배열된 공구 및 수직방향으로 배열된 공구를 교환할 수 있도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 좌우이송실린더의 구동시 수직수평방향전환부가 이송레일부를 따라 안정적으로 좌우 이송되도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수직수평방향전환부가 이송레일부의 어느 지점에 위치되더라도 이송레일부의 주요 부품들이 항상 보호되도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수직수평방향전환부의 무게가 경감되고 방향전환부바디의 구조가 견고해지도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 방향전환실린더가 방향전환부바디에 비교적 간편하고 신속하면서도 안정적으로 지지되도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 그리퍼이송부가 과회전되는 것을 방지시키도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 수직수평방향전환부의 조립성이 향상되도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 어댑터가 제1조립구멍으로부터 이탈되지 않도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 작업자의 건강을 증진시킬 수 있도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 그리퍼이송부의 부품수가 절감되도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 그리퍼이송부 내부를 간단히 확인할 수 있도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 피스톤의 내구성이 향상되도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 피스톤의 직선왕복이송 및 회전을 안정적으로 지지하고 가이드실린더 내부의 기밀이 확실하게 유지되도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 피스톤의 직선왕복운동시 회전방향으로 유동되는 것을 방지하도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 구동부본체의 조립성을 향상시키고 유지 보수를 편리하게 할 수 있도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 한번의 그리스 주입 작업으로 제1핑거결합판 및 제2핑거결합판의 대응면에 그리스가 확실하게 주입되도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 그리퍼구동부의 크기를 감소시킬 수 있도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 그리퍼구동부 내부 부품들이 손상되지 않도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 핑거공간커버부의 구성이 간단하도록 한 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치는, 수평설치대; 수평설치대의 양단에 고정되어 있고 수평설치대를 지지하는 지지대들; 수평설치대에 연결되어서 수평설치대를 따라 좌우로 이송되고 제1핑거 및 제2핑거로 이루어져서 공구를 파지하는 그리퍼; 수평설치대에 설치되고 그리퍼에 연결되어서 그리퍼를 수평설치대를 따라 좌우로 이송시키는 그리퍼좌우이송부; 그리퍼좌우이송부에 설치되어서 그리퍼좌우이송부와 함께 수평설치대를 따라 좌우로 이송되고 그리퍼에 연결되어서 그리퍼를 수직방향 또는 수평방향으로 회전시키는 수직수평방향전환부; 수직수평방향전환부에 설치되고 그리퍼에 연결되어서 수직수평방향전환부의 구동시 그리퍼와 함께 수직방향 또는 수평방향으로 회전되며, 연결된 그리퍼를 직선방향으로 왕복이송시키거나 회전시키는 그리퍼이송부; 그리퍼이송부에 설치되어서 그리퍼이송부의 구동시 직선왕복 이송되거나 회전되고 그리퍼가 설치되어서 그리퍼의 제1핑거 및 제2핑거를 벌리거나 오므려서 그리퍼에 공구가 파지되도록 하는 그리퍼구동부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 대형공작기계용 자동공구교환장치의 다른 특징은, 그리퍼좌우이송부는, 수평설치대의 하부에 결합되어서 그리퍼의 좌우 이송을 안내하는 좌우이송대와, 좌우이송대의 하부 양측에 그 길이방향을 따라 각각 설치되어 있고 수직수평방향전환부가 결합되어 있으며 수직수평방향전환부가 좌우이송대를 따라 이송되는 것을 안내하는 이송레일부와, 이송레일부 사이의 좌우이송대 저면에 설치되어 있는 고정래크와, 수직수평방향전환부의 상부에 설치되어 있는 이송래크와, 고정래크 및 이송래크에 치합되어 있는 구동피니언과, 일측이 좌우이송대에 설치되어 있고 타측의 실린더로드가 구동피니언에 연결되어 있으며 구동피니언을 고정래크를 따라 직선 왕복시켜서 이송래크 및 수직수평방향전환부를 좌우이송대를 따라 이송시키는 좌우이송실린더로 이루어진다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 이송레일부는, 좌우이송대의 하부 양측에 각각 결합되어 있고 저면 일측에 좌우이송대의 길이방향을 따라 상부레일홈이 형성되어 있으며 저면 타측에 가이드턱이 형성되어 있는 레일블록들과, 레일블록들의 하부에 결합되어 있으며 상부면 일측에 상부레일홈에 대응되도록 하부레일홈이 형성되어 있는 하부레일편들과, 레일블록들 및 하부레일편들 사이에 구비되어서 이들을 결합시키는 고정편과, 레일블록들 및 하부레일편들 사이에 구비되고 일측이 수직수평방향전환부에 고정되어 있으며 상하부에 상부레일홈 및 하부레일홈에 안착되어서 이를 따라 이송되도록 레일편이 구비되어 있는 이동블록들과, 레일블록, 고정편, 하부레일편에 체결되어서 이들을 결합시키고 이동블록, 수직수평방향전환부에 체결되어서 이들을 결합시키는 결합볼트들로 이루어진다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 이송레일부는, 수직수평방향전환부의 일측과 이에 대응되는 좌우이송대의 일측에는 제1벨로우즈커버의 양측이 각각 결합되어 있고, 수직수평방향전환부의 타측과 이에 대응되는 좌우이송대의 타측에는 제2벨로우즈커버의 양측이 각각 결합되어 있어서, 수직수평방향전환부의 위치에 관계없이 수직수평방향전환부와 좌우이송대 양단 사이의 공간이 외부와 차단되도록 된다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 수직수평방향전환부는, 그리퍼좌우이송부의 구동시 좌우로 이송되도록 그리퍼좌우이송부에 설치되어 있는 방향전환부바디와, 방향전환부바디의 내부에 설치되어 있는 방향전환실린더와, 방향전환부바디 및 방향전환실린더 사이에 설치되어서 방향전환실린더를 방향전환부바디에 결합시키는 어댑터와, 방향전환실린더의 회전축에 결합되어서 이와 함께 회전되는 구동기어와, 구동기어에 치합되고 일면에 그리퍼이송부가 결합되어 있으며 구동기어의 회전시 이와 함께 연동되면서 그리퍼이송부를 회전시켜서 그리퍼가 수직방향 또는 수평방향으로 전환되도록 하는 전동기어로 이루어진다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 방향전환부바디는, 무게를 경감시키기 위해 내부가 중공형상으로 이루어지고, 그리퍼좌우이송부에 설치되도록 상부에 상부베이스부가 구비되어 있으며, 상부베이스부의 일측 하부에 보강부가 형성되어 있고, 일측면에는 방향전환실린더가 방향전환부바디의 내부에 진입되어서 설치되도록 진입구멍이 형성되어 있으며, 타측면 상부에 어댑터가 결합되도록 제1조립구멍이 형성되어 있고, 타측면 하부에 센터링이 결합되도록 제2조립구멍이 형성되어 있다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 어댑터는, 외주면이 방향전환부바디의 제1조립구멍의 내주면에 밀착되고 내주면이 방향전환실린더의 일측 외주면에 밀착되는 지지링부와, 지지링부의 일측에 돌출되어 있고 제1조립구멍 주변의 일측면에 지지되는 멈춤돌부와, 지지링부의 타측에 돌출되어 있고 방향전환실린더의 일측면에 지지되는 지지돌부로 이루어진다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 방향전환부바디에는, 그리퍼이송부의 회전시 그 일측을 지지하여서 그리퍼이송부가 90°보다 더 회전되는 것을 방지시키는 스토퍼가 구비된다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 보강부에는, 방향전환실린더가 방향전환부바디의 보강부 측에서 내부로 진입될 수 있도록 진입공간이 형성되어서 관통구멍의 하부가 외부 공간과 연결되어 있다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 방향전환부바디의 제1조립구멍 둘레에는 방사상으로 다수의 가이드홈들이 형성되어 있고, 어댑터의 멈춤돌부에는 다수의 절개공간들이 형성되어서 멈춤돌부가 가이드홈을 따라 삽입되도록 된다.

본 발명의 방향전환부바디에는, 이브닝 프림로즈 오일 60∼70 중량%, 카모마일 저먼 오일 5∼15 중량%, 카렌줄라 오일 20∼30 중량%을 혼합한 기능성 오일이 스프레이 방식으로 도포되어서 코팅층이 구비되되, 코팅층은, 방향전환부바디의 표면과 기능성 오일 분사노즐이 40∼60㎝의 간격을 유지하면서, 10㎠의 방향전환부바디의 일면에 3∼7초 정도 분사하여서 도포된다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 그리퍼이송부는, 수직수평방향전환부에 설치되고 수직수평방향전환부의 구동시 회전되면서 수직방향 또는 수평방향으로 위치되는 이송부케이스와, 이송부케이스에 설치되고 그리퍼구동부에 연결되어서 그리퍼구동부가 직선왕복되도록 하는 전후이송부와, 이송부케이스에 설치되고 전후이송부에 연결되어서 전후이송부를 회전시켜서 그리퍼구동부가 회전되도록 하는 회전부와, 이송부케이스에 설치되고 전후이송부에 연결되어서 전후이송부의 직선왕복운동을 안내하는 가이드부로 이루어진다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 이송부케이스에는, 외부에서 내부의 부품들 상태를 확인할 수 있도록 투명창이 구비된다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 전후이송부는, 이송부케이스의 단부에 결합되도록 일측에 결합플랜지부가 형성되어 있고 일측에 유압이 출입되면서 그리퍼를 직선방향으로 전진시키는 전진포트가 형성되어 있으며 타측에 유압이 출입되면서 그리퍼를 직선방향으로 후진시키는 후진포트가 형성되어 있고 결합플랜지부에는 가이드구멍이 형성되어 있는 가이드실린더와, 가이드실린더의 내부에 결합되어서 그 길이방향을 따라 슬라이드 이동되고 단부에 그리퍼구동부가 결합되어 있으며 가이드실린더의 전진포트로 유압이 공급될 시 가이드실린더의 내부를 따라 전진되면서 그리퍼구동부를 직선방향으로 전진시키고 가이드실린더의 후진포트로 유압이 공급될 시 가이드실린더의 내부를 따라 후진되면서 그리퍼구동부를 직선방향으로 후진시키는 피스톤과, 가이드실린더의 양단부에 각각 결합되어 있고 가이드실린더의 내부를 따라 슬라이드되는 피스톤을 안내하는 제1커버 및 제2커버와, 일단이 피스톤의 내부에 결합되어 있고 타단이 피스톤의 단부 외측으로 돌출되어 있는 결합축과, 일단이 그리퍼구동부에 결합되어 있고 타단이 결합플랜지부의 가이드구멍을 따라 슬라이드되면서 피스톤의 직선왕복운동을 안내하는 가이드핀으로 이루어진다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 피스톤의 둘레에는, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr₂O₃) 분말, 산화알루미늄(Al₂O₃) 분말, 이산화티타늄(TiO₂) 분말, 산화이트륨(Y₂O₃) 분말, 지르코니아(ZrO₂) 분말, 크롬니켈(Cr₃C₂ 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중, 어느 한 종류의 분말이 10∼44㎛의 분말입도를 갖도록 구비되며, 상기의 분말입도를 갖는 분말이 피스톤의 둘레에 용사되어 이루어진 코팅층이 형성된다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 코팅층은, 피스톤의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 코팅층은, 상기의 분말가루들 중 선택된 한 종류의 분말가루와 14000℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 피스톤의 둘레에 제트분사하여서 이루어지며, 가열된 피스톤의 변형이 방지되도록 피스톤이 냉각장치로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.

본 발명은 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 제1커버 및 제2커버의 내주면에는 피스톤이 가이드실린더의 내주면으로부터 처지는 것을 방지시키도록 웨어링이 결합되어 있고, 웨어링 일측의 제1커버 및 제2커버의 내주면에는 피스톤의 외주면에 접촉되어서 피스톤의 회전을 지지하도록 가이드링이 결합되어 있으며, 제1커버 및 제2커버의 단부에는 제1커버 및 제2커버의 단부와 가이드실린더의 대응 단부 사이의 기밀을 유지하도록 오링이 결합되어 있다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 회전부는, 이송부케이스에 설치되어 있고 피스톤에 연결되어서 피스톤이 가이드실린더의 내부에서 회전되도록 하는 회전실린더와, 회전실린더의 구동축에 결합되어 있는 구동기어와, 피스톤의 단부에 결합되어 있고 구동기어에 치합되어 있으며 구동기어의 회전시 연동되면서 피스톤을 회전시키는 전동기어로 이루어진다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 이송부케이스에는 피스톤이 직선왕복되는 것을 안내하고 피스톤의 직선왕복운동 중에 회전되는 것을 방지하도록 가이드부가 구비되되, 가이드부는, 결합축에 고정되어 있는 메니폴드와, 일단이 가이드실린더에 고정되어 있고 타단이 이송부케이스에 고정되어 있으며 피스톤의 직선왕복운동을 안내하는 가이드봉과, 일측이 메니폴드에 결합되어 있고 타측이 가이드봉에 슬라이드되도록 결합되어 있으며 피스톤이 가이드봉을 따라 직선왕복운동하도록 안내하는 가이드브라켓과, 일측이 이송부케이스에 고정되어 있고 타측이 가이드봉에 결합되어서 가이드봉의 단부를 지지하는 고정브라켓으로 이루어진다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 그리퍼구동부는, 그리퍼이송부에 설치되어서 그리퍼이송부에 의해 직선방향으로 왕복이송되고 회전되는 구동부본체와, 일측이 구동부본체에 직선방향으로 왕복이송되도록 설치되어 있고 타측에 제1핑거의 일단이 결합되어 있는 제1핑거결합판과, 구동부본체에 설치되고 제1핑거결합판에 연결되어서 제1핑거결합판을 직선방향으로 왕복이송시키는 핑거이송실린더와, 핑거이송실린더에 연결되어서 핑거이송실린더의 구동을 제어하는 솔레노이드밸브와, 제1핑거결합판에 결합되어서 제1핑거결합판과 함께 직선왕복운동하는 제1핑거이송래크와, 제1핑거이송래크에 치합되어 있고 제1핑거이송래크의 직선왕복운동시 회전되는 제1핑거구동피니언과, 제1핑거결합판이 직선왕복운동할 시 그 반대방향으로 직선왕복운동되도록 일측이 구동부본체에 설치되어 있고 타측에 제2핑거의 일단이 결합되어 있는 제2핑거결합판과, 제2핑거결합판에 결합되어서 제2핑거결합판과 함께 직선왕복운동하는 제2핑거이송래크와, 제2핑거이송래크 및 제1핑거구동피니언에 치합되어 있고 제1핑거구동피니언의 회전시 연동되면서 제2핑거이송래크를 직선왕복운동시키는 제2핑거구동피니언과, 구동부본체의 외부면에 결합되어서 구동부본체에 설치된 핑거이송실린더, 솔레노이드밸브를 보호하는 케이스로 이루어진다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 구동부본체는, 그리퍼이송부에 결합되어 있는 제1판과, 제1판에 대응되도록 설치되고 외부면에 핑거이송실린더 및 솔레노이드밸브가 설치되며 핑거이송실린더와 제1핑거결합판이 연결되도록 가이드구멍이 형성되어 있는 제2판과, 제1판과 제2판의 테두리를 따라 구비되어 있는 측판들과, 양면에 제1판 및 제2판이 각각 결합되어 있고 제1판 및 제2판 사이를 지지하는 조립블록들과, 제1판 및 조립블록들과 제2판 및 조립블록들에 각각 체결되어서 제1판 및 제2판이 조립블록들에 각각 결합되도록 하는 블록고정볼트들로 이루어지며; 구동부본체 내부의 수리시 필요에 따라 제1판 또는 제2판을 조립블록으로부터 선택적으로 분리할 수 있도록 되어 있다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 제1핑거결합판의 일면에는 제1그리스확산홈들이 형성되어 있고, 제1핑거결합판의 제1그리스확산홈에 접촉되는 제2핑거결합판의 일면에는 제2그리스확산홈들이 형성되어 있으며, 측판에는 제1그리스확산홈들 및 제2그리스확산홈들로 그리스를 주입할 수 있도록 그리스공급포트가 형성되어 있다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 핑거이송실린더는, 외부면에 별도의 유압호스 없이 솔레노이드밸브가 직접 설치되어 있는 실린더몸체와, 실린더몸체의 내부공간을 따라 슬라이드되도록 결합되어 있는 피스톤과, 일단이 피스톤에 연결되고 타단이 제1핑거결합판에 연결되어서 피스톤의 구동시 제1핑거결합판을 직선왕복운동시키는 로드로 이루어지고; 실린더몸체의 내부공간과 외부면 사이의 실린더몸체 내에는 피스톤의 이송을 제어하도록 유압라인이 형성되어 있으며; 솔레노이드밸브가 실린더몸체의 외부면에 설치되어서 이 유압라인에 직접 연결되어 있다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 측판에는 제1핑거 및 제2핑거의 직선왕복운동을 안내하도록 핑거작동구멍이 형성되어 있고, 핑거작동구멍에는 제1핑거 및 제2핑거의 작동시 이들 사이의 공간을 통해 핑거작동구멍 내측으로 이물질이 유입되는 것을 차단시키도록 핑거공간커버부가 설치되어 있다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 핑거공간커버부는, 제1핑거결합판에 설치되어 있는 권취롤과, 일단이 권취롤에 권취되어 있고 타단이 제2핑거결합판에 고정되어 있으며 제1핑거 및 제2핑거 사이의 핑거작동구멍을 외부와 차단시키는 차단막과, 일단이 제1핑거결합판에 결합되어 있고 타단이 권취롤에 결합되어 있어서 차단막이 권취롤에 탄성적으로 권취되도록 하는 권취스프링으로 이루어진다.

본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치의 또 다른 특징은, 핑거공간커버부는, 양단이 제1핑거결합판 및 제2핑거결합판에 각각 고정되어 있어서 제1핑거 및 제2핑거 사이의 핑거작동구멍을 외부와 차단시키며 벨로우즈 형태로 이루어진다.

이상에서와 같은 본 발명은, 그리퍼가 그리퍼이송부에 의해 직선방향으로 왕복이송되고 회전될 뿐 아니라, 수직수평방향전환부에 의해 수직방향으로 위치되거나 수평방향으로 위치된다. 따라서 대형 공작기계 및 수평방향공구매거진에 수평방향으로 배열된 공구들을 교체할 수 있을 뿐 아니라, 대형 공작기계 및 수직방향공구매거진에 수직방향으로 배열된 공구들을 교체할 수 있으므로 한 대의 자동 공구교환장치로 다양한 위치로 배열된 공구들을 자동으로 교체할 수 있다.

본 발명의 이송레일부는, 이동블록의 상부가 레일블록의 상부레일홈 및 가이드턱에 의해 가이드되고 이동블록의 하부가 하부레일편 및 하부레일홈에 의해 가이드되도록 결합되어 있다. 따라서 이동블록의 상하부가 레일블록 및 하부레일편에 의해 안정적으로 지지된 상태에서 가이드되므로 좌우이송실린더의 구동시 수직수평방향전환부가 이송레일부를 따라 안정적으로 좌우 이송된다.

본 발명의 이송레일부는, 수직수평방향전환부의 일측과 이에 대응되는 좌우이송대의 일측에 제1벨로우즈커버의 양측이 각각 결합되어 있고, 수직수평방향전환부의 타측과 이에 대응되는 좌우이송대의 타측에 제2벨로우즈커버의 양측이 각각 결합되어 있다. 따라서, 수직수평방향전환부가 이송레일부의 어느 지점에 위치되더라도 수직수평방향전환부와 좌우이송대 양단 사이의 공간이 제1벨로우즈커버 및 제2벨로우즈커버에 의해 외부와 차단되며, 이에 따라 이송레일부의 주요 부품들인 고정래크, 이송래크, 구동피니언, 좌우이송실린더가 항상 보호된다.

본 발명의 수직수평방향전환부는, 방향전환부바디가 무게를 경감시키기 위해 내부가 중공형상으로 이루어지고, 그리퍼좌우이송부에 설치되는 상부베이스부의 일측 하부에는 보강부가 형성되어 있으며, 일측면에는 방향전환실린더가 방향전환부바디의 내부에 진입되어서 설치되도록 진입구멍이 형성되어 있다. 따라서 상술한 구성의 방향전환부바디에 의해 수직수평방향전환부의 무게를 최소화시킬 수 있으므로 수직수평방향전환부가 그리퍼좌우이송부에 안정적으로 설치되고, 보강부에 의해 방향전환부바디의 구조가 견고해지며, 진입구멍을 통해 방향전환실린더를 간단하게 착탈시킬 수 있다.

본 발명의 어댑터는, 외주면이 방향전환부바디의 제1조립구멍의 내주면에 밀착되고 내주면이 방향전환실린더의 일측 외주면에 밀착되는 지지링부와, 지지링부의 일측에 돌출되어 있고 제1조립구멍 주변의 일측면에 지지되는 멈춤돌부와, 지지링부의 타측에 돌출되어 있고 방향전환실린더의 일측면에 지지되는 지지돌부로 이루어진다. 따라서 지지링부의 내주면이 방향전환실린더의 외주면에 지지되고, 지지돌부의 내측면이 방향전환실린더의 일측면에 지지되며, 지지링부의 외주면이 제1조립구멍의 내주면에 지지되고, 멈춤돌부의 일측면이 제1조립구멍 주변의 대응 일측면에 지지된다. 그러므로 어댑터에 의해 방향전환실린더가 방향전환부바디에 비교적 간편하고 신속하면서도 안정적으로 지지된다.

본 발명의 방향전환부바디에는, 그리퍼이송부의 회전시 그 일측을 지지하여서 그리퍼이송부가 90°보다 더 회전되는 것을 방지시키는 스토퍼가 구비된다. 따라서 수직수평방향전환부의 구동시 스토퍼가 그리퍼이송부의 과동작을 방지시키게 되며 이에 따라 그리퍼가 정확하게 수평 또는 수직상태를 유지하므로 공구 교환이 안정적으로 이루어진다.

본 발명의 보강부에는, 방향전환실린더가 방향전환부바디의 보강부 측에서 내부로 진입될 수 있도록 진입공간이 형성되어서 관통구멍의 하부가 외부 공간과 연결되어 있다. 따라서 방향전환실린더를 방향전환부바디의 일측에 형성된 진입구멍을 통해 방향전환부바디의 내부에 장착시킬 수도 있고, 방향전환부바디의 타측에 형성된 관통구멍 및 진입공간을 통해 방향전환부바디의 내부에 장착시킬 수도 있다. 그러므로 방향전환실린더를 방향전환부바디의 양측에서 장착시킬 수 있으므로 조립성이 향상되고 유지 보수가 용이해진다.

본 발명의 방향전환부바디의 제1조립구멍 둘레에는 방사상으로 다수의 가이드홈들이 형성되어 있고, 어댑터의 멈춤돌부에는 다수의 절개공간들이 형성되어서 멈춤돌부가 가이드홈을 따라 삽입되도록 된다. 따라서 어댑터와 방향전환실린더를 결합시키고 어댑터의 멈춤돌부들을 방향전환부바디의 가이드홈에 대향시킨 상태에서 그 내측으로 밀어 끼운 후 어댑터를 회전시키면 멈춤돌부들이 가이드홈들과 엇갈리도록 위치되면서 어댑터가 제1조립구멍에 안정적으로 결합된다. 그러므로 어댑터를 제1조립구멍에 끼운 후 회전시키는 비교적 간단한 작업으로 어댑터가 제1조립구멍으로부터 이탈되지 않도록 안정적으로 결합시킬 수 있다.

본 발명의 방향전환부바디에는, 이브닝 프림로즈 오일 60∼70 중량%, 카모마일 저먼 오일 5∼15 중량%, 카렌줄라 오일 20∼30 중량%을 혼합한 기능성 오일이 스프레이 방식으로 도포되어서 코팅층이 구비된다. 따라서, 기능성 오일로 이루어진 코팅층에 의해 피부질환 개선, 심신 안정, 호흡기 질환 개선 등의 효과를 얻을 수 있어서 밀폐된 공간에서 작업하는 작업자의 건강을 증진시키게 된다.

본 발명의 그리퍼이송부는, 피스톤이 가이드실린더의 내주면을 따라 직선왕복이송되도록 설치되어 있고, 피스톤을 회전시키도록 회전실린더가 피스톤에 연결되어 있다. 따라서 가이드실린더, 피스톤, 회전실린더를 핵심 부품으로 하는 그리퍼이송부에 의해 그리퍼가 직선왕복운동을 할 뿐 아니라 회전된다. 그러므로 최소의 부품으로 그리퍼를 직선왕복운동시키고 회전시킬 수 있으므로 조립공정 및 제조단가가 그만큼 절감된다.

본 발명의 이송부케이스에는, 외부에서 내부의 부품들 상태를 확인할 수 있도록 착탈가능한 투명창이 구비된다. 따라서 투명창을 통해 그리퍼이송부의 내부를 항상 확인할 수 있으므로 부품들의 파손, 이물질 투입 여부, 오일 공급정도 등의 제반 사항을 간단하고 신속하게 확인할 수 있다.

본 발명의 피스톤에는, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr₂O₃) 분말, 산화알루미늄(Al₂O₃) 분말, 이산화티타늄(TiO₂) 분말, 산화이트륨(Y₂O₃) 분말, 지르코니아(ZrO₂) 분말, 크롬니켈(Cr₃C₂ 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중 어느 한 종류의 분말이 피스톤의 둘레에 용사되어서 이루어진 코팅층이 형성되어 있다. 따라서 외부의 영향에 빈번히 노출되는 피스톤의 둘레에 내산화성이 뛰어난 코팅층이 형성되므로 피스톤이 산화되는 것이 방지되고, 피스톤의 산화 방지에 의해 안전사고가 예방되며, 결국 자동 공구교환장치의 수명이 연장되어서 유지 보수비가 절감되는 효과가 있다.

본 발명의 제1커버 및 제2커버에는, 웨어링, 가이드링, 오링이 결합되어 있다. 따라서, 웨어링에 의해 피스톤이 가이드실린더의 내주면으로부터 처지는 것이 방지되고, 가이드링에 의해 피스톤의 회전이 안정적으로 지지되며, 오링에 의해 제1커버 및 제2커버의 단부와 가이드실린더의 대응 단부 사이의 기밀이 확실하게 유지된다.

본 발명의 이송부케이스에는 피스톤이 직선왕복되는 것을 안내하고 피스톤의 직선왕복운동 중에 회전되는 것을 방지하도록 가이드부가 구비되어 있다. 따라서 전후이송부의 구동시 피스톤이 가이드부의 가이드봉에 안내되면서 안정적으로 직선왕복운동을 하며, 직선왕복운동하는 상태에서는 가이드브라켓이 가이드봉에 슬라이드 결합된 상태이므로 피스톤이 회전되지 않는다. 그러므로 전후이송부의 구동시 가이드부에 의해 피스톤이 회전방향으로 유동되지 않는 상태에서 안정적으로 직선왕복운동되므로 그리퍼의 오동작을 방지시키게 된다.

본 발명의 구동부본체는, 그리퍼이송부에 결합되어 있는 제1판과, 제1판에 대응되도록 설치되고 외부면에 핑거이송실린더 및 솔레노이드밸브가 설치되며 핑거이송실린더와 제1핑거결합판이 연결되도록 가이드구멍이 형성되어 있는 제2판과, 양면에 제1판 및 제2판이 각각 결합되어 있고 제1판 및 제2판 사이를 지지하는 조립블록들로 이루어진다. 따라서 제1판 및 제2판 사이에 조립블록이 지지되므로 구동부본체가 안정적으로 지지되고, 구동부본체 내부의 수리시 필요에 따라 제1판 또는 제2판을 조립블록으로부터 선택적으로 분리할 수 있으므로 유지 보수가 매우 편리하다.

본 발명은, 제1핑거결합판의 일면에 제1그리스확산홈들이 형성되어 있고, 제2핑거결합판의 대응면에 제2그리스확산홈들이 형성되어 있으며, 측판에는 제1그리스확산홈들 및 제2그리스확산홈들로 그리스를 주입할 수 있도록 그리스공급포트가 형성되어 있다. 따라서 그리스공급포트로 그리스를 주입하면 제1그리스확산홈들 및 제2그리스확산홈들을 통해 그리스가 제1핑거결합판 및 제2핑거결합판의 접촉면에 고르게 확산된다. 그러므로 한번의 그리스 주입작업으로 제1핑거결합판 및 제2핑거결합판의 양면에 그리스를 공급할 수 있으므로 그리스 주입작업이 매우 간편하고 신속하다.

본 발명의 핑거이송실린더에는 별도의 유압호스 없이 솔레노이드밸브가 실린더몸체에 직접 연결되도록 유압라인이 형성되어 있다. 따라서 솔레노이드밸브가 별도의 유압호스 없이 핑거이송실린더에 직접 설치되어서 유압의 흐름을 제어하므로 솔레노이드밸브의 설치공간을 최소화시킬 수 있으며, 이에 따라 케이스의 크기를 감소시킬 수 있다. 그러므로 케이스의 크기가 감소되므로 그리퍼구동부의 공간점유율을 감소시킬 수 있으며 이에 따라 그리퍼구동부의 구동시 작업반경이 감소되어서 공간활용율을 극대화시킬 수 있다.

본 발명 측판의 핑거작동구멍에는 제1핑거 및 제2핑거의 작동시 이들 사이의 공간을 통해 핑거작동구멍 내측으로 이물질이 유입되는 것을 차단시키도록 핑거공간커버부가 설치되어 있다. 따라서 제1핑거 및 제2핑거가 벌어진 상태를 유지하여도 핑거공간커버부에 의해 핑거작동구멍이 외부와 차단되므로 외부의 이물질이 제1핑거이송래크, 제2핑거이송래크, 제1핑거구동피니언, 제2핑거구동피니언 측으로 유입되지 않으며, 이에 따라 부품의 손상을 방지시킬 수 있다.

본 발명의 핑거공간커버부는, 벨로우즈 형태로 이루어지며, 벨로우즈 형태의 핑거공간커버부 양단이 제1핑거결합판 및 제2핑거결합판에 각각 고정되어 있다. 이러한 핑거공간커버부는 하나의 부품으로 이루어지므로 부품수가 최소화되며 이에 따라 조립공수 및 제조단가가 절감되며, 유지 보수가 간편하다.

도 1은 본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 보인 개략적 사시도
도 2는 도 1의 개략적 정면도
도 3은 도 1의 측면도
도 4는 도 1의 평면도
도 5는 그리퍼좌우이송부를 보인 개략적 부분 정면도
도 6은 도 5의 측면도
도 7은 수직수평방향전환부를 보인 개략적 부분 단면도
도 8은 도 7의 좌측면도
도 9는 도 7의 우측면도
도 10은 수직수평방향전환부의 다른 실시예를 보인 개략적 부분 단면도
도 11은 도 10의 좌측면도
도 12는 그리퍼이송부를 보인 개략적 정면도
도 13운 도 12의 부분 정단면도
도 14는 도 12의 부분 평단면도
도 15는 그리퍼구동부를 보인 개략적 사시도
도 16은 그리퍼구동부를 보인 개략적 정면도
도 17은 도 16의 내부를 보인 개략적 정면도
도 18은 도 16의 개략적 부분 측단면도
도 19는 도 16의 개략적 부분 평단면도
도 20은 그리퍼구동부 중 핑거이송실린더 부분을 보인 개략적 부분 단면도
도 21은 그리퍼구동부의 부분 발췌 분리 사시도
도 22는 핑거공간커버부의 일실시예를 보인 개략적 부분 정면도
도 23은 핑거공간커버부의 다른 실시예를 보인 개략적 부분 정면도

본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치를 보인 개략적 사시도이고, 도 2는 도 1의 개략적 정면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이다. 도 4는 도 1의 평면도이고, 도 5는 그리퍼좌우이송부를 보인 개략적 부분 정면도이며, 도 6은 도 5의 측면도이다.

이러한 본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치는, 수평설치대(10), 지지대(11), 그리퍼(20), 그리퍼좌우이송부(30), 수직수평방향전환부(50), 그리퍼이송부(80), 그리퍼구동부(120)로 이루어진다.

수평설치대(10)에는 후술할 그리퍼좌우이송부(30)가 설치된다.

지지대(11)는, 수평설치대(10)의 양단에 고정되어서 수평설치대(10)를 지지한다.

그리퍼(20)는, 수평설치대(10)에 연결되어서 수평설치대(10)를 따라 좌우로 이송되고 제1핑거(21) 및 제2핑거(22)로 이루어져서 공구를 파지한다.

그리퍼좌우이송부(30)는, 수평설치대(10)에 설치되고 그리퍼(20)에 연결되어서 그리퍼(20)를 수평설치대(10)를 따라 좌우로 이송시킨다.

그리퍼좌우이송부(30)의 양측에는 공구가 수평방향으로 장착되어서 배열되어 있는 수평방향공구매거진(1) 및 공구가 수직방향으로 장착되어서 배열되어 있는 수직방향공구매거진(2)이 각각 설치되어 있다.

이러한 그리퍼좌우이송부(30)는, 좌우이송대(31), 이송레일부(32), 고정래크(43), 이송래크(44), 구동피니언(45), 좌우이송실린더(46)로 이루어진다.

좌우이송대(31)는, 수평설치대(10)의 하부에 결합되어서 그리퍼(20)의 좌우 이송을 안내한다.

이송레일부(32)는, 좌우이송대(31)의 하부 양측에 그 길이방향을 따라 각각 설치되어 있고 수직수평방향전환부(50)가 결합되어 있으며, 수직수평방향전환부(50)가 좌우이송대(31)를 따라 이송되는 것을 안내한다.

이러한 이송레일부(32)는, 레일블록(33)들, 하부레일편(36)들, 고정편(38), 이동블록(39)들, 결합볼트(41)들로 이루어진다.

레일블록(33)들은, 좌우이송대(31)의 하부 양측에 각각 결합되어 있고 저면 일측에 좌우이송대(31)의 길이방향을 따라 상부레일홈(34)이 형성되어 있으며 저면 타측에 가이드턱(35)이 형성되어 있다. 하부레일편(36)들은, 레일블록(33)들의 하부에 결합되어 있으며 상부면 일측에 상부레일홈(34)에 대응되도록 하부레일홈(37)이 형성되어 있다. 고정편(38)은, 레일블록(33)들 및 하부레일편(36)들 사이에 구비되어서 이들을 결합시킨다. 이동블록(39)들은, 레일블록(33)들 및 하부레일편(36)들 사이에 구비되고 일측이 수직수평방향전환부(50)에 고정되어 있으며 상하부에 상부레일홈(34) 및 하부레일홈(37)에 안착되어서 이를 따라 이송되도록 레일편(40)이 구비되어 있다. 결합볼트(41)들은, 레일블록(33), 고정편(38), 하부레일편(36)에 체결되어서 이들을 결합시키고 이동블록(39), 수직수평방향전환부(50)에 체결되어서 이들을 결합시킨다.

이송레일부(32)에는, 수직수평방향전환부(50)의 일측과 이에 대응되는 좌우이송대(31)의 일측에 제1벨로우즈커버(48)의 양측이 각각 결합되어 있고, 수직수평방향전환부(50)의 타측과 이에 대응되는 좌우이송대(31)의 타측에는 제2벨로우즈커버(49)의 양측이 각각 결합되어 있다. 따라서 수직수평방향전환부(50)의 위치에 관계없이 수직수평방향전환부(50)와 좌우이송대(31) 양단 사이의 공간이 외부와 차단되도록 되어 있다.

고정래크(43)는, 이송레일부(32) 사이의 좌우이송대(31) 저면에 설치되어 있다.

이송래크(44)는, 수직수평방향전환부(50)의 방향전환부바디(51)에 설치되어 있다.

구동피니언(45)은, 고정래크(43) 및 이송래크(44)에 치합되어 있고 고정래크(43)를 따라 이송되면서 이송래크(44)를 이송시킨다.

좌우이송실린더(46)는, 일측이 좌우이송대(31)에 설치되어 있고 타측의 실린더로드(47)가 구동피니언(45)에 연결되어 있으며 구동피니언(45)을 고정래크(43)를 따라 직선 왕복시켜서 이송래크(44) 및 수직수평방향전환부(50)를 좌우이송대(31)를 따라 이송시킨다.

도 7은 수직수평방향전환부(50)를 보인 개략적 부분 단면도이고, 도 8은 도 7의 좌측면도이며, 도 9는 도 7의 우측면도이다. 도 10은 수직수평방향전환부(50)의 다른 실시예를 보인 개략적 부분 단면도이며, 도 11은 도 10의 좌측면도이다.

수직수평방향전환부(50)는, 그리퍼좌우이송부(30)에 설치되어서 그리퍼좌우이송부(30)와 함께 수평설치대(10)를 따라 좌우로 이송되고 그리퍼(20)에 연결되어서 그리퍼(20)를 수직방향 또는 수평방향으로 회전시킨다.

이러한 수직수평방향전환부(50)는, 방향전환부바디(51), 방향전환실린더(60), 어댑터(63), 구동기어(67), 전동기어(68)로 이루어진다.

방향전환부바디(51)는, 그리퍼좌우이송부(30)의 구동시 좌우로 이송되도록 그리퍼좌우이송부(30)에 설치되어 있다.

이러한 방향전환부바디(51)는, 무게를 경감시키기 위해 내부가 중공형상으로 이루어지고, 그리퍼좌우이송부(30)에 설치되도록 상부에 상부베이스부(52)가 구비되어 있으며, 상부베이스부(52)의 일측 하부에 보강부(53)가 형성되어 있다. 보강부(53)의 상부에는 무게경감용 관통구멍(54)이 형성되어 있다.

또한, 방향전환부바디(51)의 일측면에는 방향전환실린더(60)가 방향전환부바디(51)의 내부에 진입되어서 설치되도록 진입구멍(55)이 형성되어 있으며, 타측면 상부에 어댑터(63)가 결합되도록 제1조립구멍(56)이 형성되어 있고, 타측면 하부에 센터링(58)이 결합되도록 제2조립구멍(57)이 형성되어 있다.

방향전환실린더(60)는, 방향전환부바디(51)의 내부에 설치되어 있고, 방향전환실린더(60)의 회전축(61)에는 후술할 구동기어(67)가 연결되어 있다.

어댑터(63)는 방향전환부바디(51) 및 방향전환실린더(60) 사이에 설치되어서 방향전환실린더(60)를 방향전환부바디(51)에 결합시키며, 어댑터(63)와 방향전환실린더(60)에는 결합볼트(62)가 체결된다.

이러한 어댑터(63)는, 외주면이 방향전환부바디(51)의 제1조립구멍(56)의 내주면에 밀착되고 내주면이 방향전환실린더(60)의 일측 외주면에 밀착되는 지지링부(64)와, 지지링부(64)의 일측에 돌출되어 있고 제1조립구멍(56) 주변의 일측면에 지지되는 멈춤돌부(65)와, 지지링부(64)의 타측에 돌출되어 있고 방향전환실린더(60)의 일측면에 지지되는 지지돌부(66)로 이루어진다.

방향전환부바디(51)에는 그리퍼이송부(80)의 회전시 그 일측을 지지하여서 그리퍼이송부(80)가 90°보다 더 회전되는 것을 방지시키도록 스토퍼(69)가 구비되어 있다.

도 10 및 도 11은 수직수평방향전환부(50)의 다른 실시예를 보인 개략적 부분 정단면도 및 그 측면도이다.

이러한 방향전환부바디(51)의 보강부(53)에는, 방향전환실린더(60)가 방향전환부바디(51)의 보강부(53) 측에서 내부로 진입될 수 있도록 진입공간(70)이 형성되어서 관통구멍(54)의 하부가 외부 공간과 연결되어 있다.

또한, 방향전환부바디(51)의 제1조립구멍(56) 둘레에는 방사상으로 다수의 가이드홈(71)들이 형성되어 있고, 어댑터(63)의 멈춤돌부(65)에는 다수의 절개공간(72)들이 형성되어서 멈춤돌부(65)가 가이드홈(71)을 따라 삽입되도록 되어 있다.

이러한 본 발명은, 방향전환실린더(60)를 방향전환부바디(51)의 일측에 형성된 진입구멍(55)을 통해 방향전환부바디(51)의 내부에 장착시킬 수도 있고, 방향전환부바디(51)의 타측에 형성된 관통구멍(54) 및 진입공간(70)을 통해 방향전환부바디(51)의 내부에 장착시킬 수도 있다.

그리고, 어댑터(63)와 방향전환실린더(60)를 결합시키고 어댑터(63)의 멈춤돌부(65)들을 방향전환부바디(51)의 가이드홈(71)에 대향시킨 상태에서 그 내측으로 밀어 끼운 후 어댑터(63)를 회전시키면 멈춤돌부(65)들이 가이드홈(71)들과 엇갈리도록 위치되면서 어댑터(63)가 제1조립구멍(56)에 안정적으로 결합된다.

도 7 내지 도 9에서, 구동기어(67)는, 방향전환실린더(60)의 회전축에 결합되어서 이와 함께 회전된다. 전동기어(68)는, 구동기어(67)에 치합되고 일면에 그리퍼이송부(80)가 결합되어 있으며 구동기어(67)의 회전시 이와 함께 연동되면서 그리퍼이송부(80)를 회전시켜서 그리퍼(20)가 수직방향 또는 수평방향으로 전환되도록 한다.

한편, 방향전환부바디(51)의 둘레에는 이브닝 프림로즈 오일 60∼70 중량%, 카모마일 저먼 오일 5∼15 중량%, 카렌줄라 오일 20∼30 중량%을 혼합한 기능성 오일이 스프레이 방식으로 도포되어서 코팅층(73)이 구비되어 있다. 이 코팅층(73)은, 방향전환부바디(51)의 표면과 기능성 오일 분사노즐이 40∼60㎝의 간격을 유지하면서, 10㎠의 방향전환부바디(51)의 일면에 3∼7초 정도 분사하여서 도포된다.

방향전환부바디(51)에 도포된 이브닝 프림로즈 오일, 카모마일 저먼 오일 카렌줄라 오일은 기능성 오일로써 특정한 조건을 갖도록 혼합한 후 사용하면 아토피 등의 피부질환을 개선시키는데 효과가 있다.

이브닝 프림로즈 오일(Evening primrose oil)은, 달맞이 꽃 오일이라고도 불리며, 항암효과가 있는 것으로 알려진 감마리놀레익산(Gamma Linolenic Acid)과 비타민E를 풍부하게 함유하고 있어 습진, 피부염에 좋은 치료 효과를 보인다. 이 오일은 복용하거나 피부에 접촉되면습진이나 건선 등의 피부의 염증의 개선에 유효하며 알러지 상태의 개선 및 호르몬의 균형의 도모에도 좋다.

이러한 이브닝 프림로즈 오일은 기능성 오일에 60∼70 중량% 정도 혼합되는데, 이브닝 프림로즈 오일의 혼합비율이 60 중량% 미만일 경우, 상술한 효능이 저하되므로 그 효과가 미미하다. 이브닝 프림로즈 오일은 심장병 예방 및 혈압을 낮추는 기능을 가지므로 이브닝 프림로즈 오일의 혼합비율이 70 중량%를 초과하면 저혈압 환자들에게 적합하지 않다.

카모마일 저먼 오일(Chamomile German oil)은, 모노터피네와 세스퀴터피네를 다량 함유하는 것으로 항염, 항알러지 효과가 큰 chamazulene 7% 이상(2.16∼35.59%) 함유하고 있는 것이 보통인데, 이는 식물에 함유된 matricarin 성분이 스팀증류법으로 오일을 추출하는 과정에서 chamanulene으로 변하는 것으로 알려져 있다. 카모마일 저먼 오일에 함유된 α-bisabolol 성분은 관절염에 진경, 항염, 소염작용을 하는 것으로 생쥐실험을 통해서 밝혀졌으며, 건위작용과 더불어 박테리아를 죽이고 상처를 치료하며, 습진, 물집, 여드름, 건선, 신경불안 등에 뛰어나다.

이러한 카모마일 저먼 오일은, 기능성 오일에 5∼15 중량% 정도 혼합되는데, 카모마일 저먼 오일의 혼합비율이 5 중량% 미만일 경우, 상술한 효능이 저하되므로 그 효과가 미미하다. 카모마일 저먼 오일은 신경안정효과가 뛰어나므로 카모마일 저먼 오일의 혼합비율이 15 중량%를 초과하면 신경계를 과도하게 이완시키므로 특정 업무를 집중하는데 지장을 초래할 수 있다.

카렌줄라 오일(calendula oil)은, 비타민A,B,D, 그리고 비타민E를 함유하고 있고, 피부질환, 특히 습진, 마른버짐등의 치료에 좋으며 항염, 항경련, 담즙 분비를 촉진하는 작용도 하는 것으로 알려져 있다. 카렌줄라 오일을 넣어 만든 크림은 손발 튼데, 주부습진 등으로 거칠어진 손을 보호하는데 쓰이며, 정맥류가 있는 피부에 발라주면 좋고 비듬치료를 위해 머리에 발라주거나 거려움증이 심한 다리에 발라주기도 한다.

이러한 카렌줄라 오일은, 기능성 오일에 20∼30 중량% 정도 혼합되는데, 카렌줄라 오일의 혼합비율이 20 중량% 미만일 경우, 상술한 효능이 저하되므로 그 효과가 미미하다. 카렌줄라 오일에는 케톤(Ketone) 성분이 함유되어 있다. 따라서 카렌줄라 오일의 혼합비율이 30 중량%를 초과하면 이에 함유된 케톤 성분의 과다로 인해 해로울 수 있다. 케톤 성분의 화학적인 구조는 가운데 있는 탄소에 산소 원자가 더블본드로 결합된 물질이다. 케톤 성분이 과량 들어 있는 오일은 사용 시 사용량을 절대 지켜야 한다. 대량 사용 시 신경독성 유발, 지속적 반복 사용 시 부작용이 우려되므로 정량 사용을 지켜야 한다. 사용량만 지켜지면 이 성분은 신경조직 강화 및 재생의 효과로 사용될 수 있다. 또한, 강력한 진해제의 역할을 한다. 이 성분이 들어있는 대부분의 오일은 만성 기관지 질환, 가래 등으로 인한 기침, 호흡 곤란증에 사용될 수 있다.

이러한 기능성 오일은, 상술한 바와 같이 방향전환부바디(51)의 일면과 기능성 오일 분사노즐이 40∼60㎝의 간격을 유지하면서, 10㎠의 방향전환부바디(51) 일면에 3∼7초 정도 분사하여서 도포된다.

방향전환부바디(51)와 기능성 오일 분사노즐의 간격이 40㎝ 미만이면, 기능성 오일이 방향전환부바디(51)의 한 부분에 집중적으로 도포된다. 방향전환부바디(51)와 기능성 오일 분사노즐의 간격이 60㎝를 초과하면 기능성 오일의 분사시 주변으로 비산되는 양이 그만큼 증가하므로 고가의 기능성 오일을 낭비하게 된다.

또한 10㎠의 방향전환부바디(51) 일면에 분사되는 기능성 오일의 분사시간이 3초 미만이면 충분한 양의 기능성 오일이 방향전환부바디(51)에 도포되기 어려우며, 이에 따라 그 효과가 미미하다. 10㎠의 방향전환부바디(51) 일면에 분사되는 기능성 오일의 분사시간이 7초를 초과하면, 그 효과는 3∼7초 정도 분사한 경우에 비해 그 효과가 크게 상승되지 않는 반면에 기능성 오일이 불필요하게 낭비된다.

도 12는 그리퍼이송부(80)를 보인 개략적 정면도이고, 도 13운 도 12의 부분 정단면도이며, 도 14는 도 12의 부분 평단면도이다.

그리퍼이송부(80)는, 수직수평방향전환부(50)에 설치되고 그리퍼(20)에 연결되어서 수직수평방향전환부(50)의 구동시 그리퍼(20)와 함께 수직방향 또는 수평방향으로 회전되며, 연결된 그리퍼(20)를 직선방향으로 왕복이송시키거나 회전시킨다.

그리퍼이송부(80)는, 이송부케이스(81), 전후이송부(84), 회전부(101), 가이드부(107)로 이루어진다.

이송부케이스(81)는, 수직수평방향전환부(50)에 설치되고 수직수평방향전환부(50)의 구동시 회전되면서 수직방향 또는 수평방향으로 위치된다. 이러한 이송부케이스(81)에는, 외부에서 내부의 부품들 상태를 확인할 수 있도록 투명창(82)이 구비되어 있다.

전후이송부(84)는, 이송부케이스(81)에 설치되고 그리퍼구동부(120)에 연결되어서 그리퍼구동부(120)가 직선왕복되도록 한다.

이러한 전후이송부(84)는, 가이드실린더(85), 피스톤(90), 제1커버(92) 및 제2커버(93), 결합축(97), 가이드핀(98)으로 이루어진다.

가이드실린더(85)는, 이송부케이스(81)의 단부에 결합되도록 일측에 결합플랜지부(86)가 형성되어 있고 일측에 유압이 출입되면서 그리퍼(20)를 직선방향으로 전진시키는 전진포트(88)가 형성되어 있으며 타측에 유압이 출입되면서 그리퍼(20)를 직선방향으로 후진시키는 후진포트(89)가 형성되어 있고 결합플랜지부(86)에는 가이드구멍(87)이 형성되어 있다.

피스톤(90)은, 가이드실린더(85)의 내부에 결합되어서 그 길이방향을 따라 슬라이드 이동되고 단부에 그리퍼구동부(120)가 결합되어 있으며 가이드실린더(85)의 전진포트(88)로 유압이 공급될 시 가이드실린더(85)의 내부를 따라 전진되면서 그리퍼구동부(120)를 직선방향으로 전진시키고 가이드실린더(85)의 후진포트(89)로 유압이 공급될 시 가이드실린더(85)의 내부를 따라 후진되면서 그리퍼구동부(120)를 직선방향으로 후진시킨다.

상술한 피스톤(90)의 둘레에는, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr₂O₃) 분말, 산화알루미늄(Al₂O₃) 분말, 이산화티타늄(TiO₂) 분말, 산화이트륨(Y₂O₃) 분말, 지르코니아(ZrO₂) 분말, 크롬니켈(Cr₃C₂ 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중, 어느 한 종류의 분말이 10∼44㎛의 분말입도를 갖도록 구비되며, 상기의 분말입도를 갖는 분말이 피스톤(90)의 둘레에 용사되어 이루어진 코팅층(91)이 형성되어 있다.

여기서, 코팅층(91)은 피스톤(90)의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.

이러한 코팅층(91)은, 상기의 분말가루들 중 선택된 한 종류의 분말가루와 14000℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 피스톤(90)의 둘레에 제트분사하여서 이루어지며, 가열된 피스톤(90)의 변형이 방지되도록 피스톤(90)이 냉각장치로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.

이하의 설명에서 코팅층(91)에 대해 상세히 설명한다.

코팅층(91)은, 피스톤(90)의 샌드블라스팅(Sand Blasting)작업, 클리닝(cleaning)작업을 수행한 후 그 둘레에 코팅층(91)을 형성시킨다.

이와 같은 코팅층(91)은, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr₂O₃) 분말, 산화알루미늄(Al₂O₃) 분말, 이산화티타늄(TiO₂) 분말, 산화이트륨(Y₂O₃) 분말, 지르코니아(ZrO₂) 분말, 크롬니켈(Cr₃C₂ 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중, 어느 한 종류의 분말이 10∼44㎛의 분말입도를 갖도록 구비되며, 상기의 분말입도를 갖는 분말이 피스톤(90)의 둘레에 용사되어 이루어진다.

산화크롬(Cr₂O₃)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.

이산화티타늄(TiO₂)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO₂)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO₂)은, 코팅층(91)이 피스톤(90)의 둘레에 확실하게 피복되도록 하며, 피스톤(90)에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 피스톤(90)의 손상을 방지시킨다.

여기서, 산화크롬(Cr₂O₃)과 이산화티타늄(TiO₂)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98%에 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되는 것이 바람직하다.

산화크롬(Cr₂O₃)의 혼합비율이 96∼98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr₂O₃)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 피스톤(90)의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.

이산화티타늄(TiO₂)의 혼합비율이 2∼4%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr₂O₃)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO₂)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO₂)은 피스톤(90)의 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 피스톤(90)이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

산화알루미늄(Al₂O₃)은, 피스톤(90)의 둘레에 코팅층(91)으로 형성될 경우, 그 피막이 고르고 빈틈이 없어 피스톤(90)의 둘레를 확실하게 보호한다. 이러한 산화알루미늄(Al₂O₃)의 녹는점은 2050℃로 매우 높아서 고온에서 피스톤(90)을 보호하며, 산화방지에 큰 효과가 있다. 따라서 피스톤(90)에 코팅된 산화알루미늄(Al₂O₃)은, 해수나 공기가 피스톤(90)의 둘레에 접촉되는 것을 차단하여서 피스톤(90)이 산화되지 않도록 방지한다.

산화이트륨(Y₂O₃)은, 내열성이나 내고온 산화성, 내식성이 우수하며 플라즈마 에칭 분위기 속에 있더라도 내플라즈마 부식성을 발휘하는 점에서 용사 코팅에 적합하다.

지르코니아(ZrO₂)는, 높은 용융온도(약 2,700℃)를 갖는 내열성 재료로서 이외에도 낮은 열전도도, 산성에서 알카리성 영역까지의 넓은 내화학안정성을 가지며 낮은 열팽창성, 고강도 및 고경도(7.0이상의 모오스 경도)의 내마찰성 등 우수한 재료적 특성을 가지고 있다.

크롬니켈(Cr₃C₂ 25 NiCr) 분말은, 크롬 카바이드(chromium carbide) 75%, 니켈(nickel) 20%, 크롬(chromium) 5%가 혼합되어서 이루어진다.

이러한 재료들 중 선택된 하나의 종류로 이루어진 코팅층(91)은, 피스톤(90)의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.

이러한 코팅층(91)은, 상기의 분말가루들 중 선택된 한 종류의 분말가루와 14000℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 피스톤(90)의 둘레에 제트분사하여서 400㎛으로 용사한 후 다이아몬드휠(Diamond Wheel) 및 필름(Film)을 이용하여 50∼600㎛으로 랩핑한다.

코팅층(91)의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 코팅층(91)에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 코팅층(91)의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹코팅에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.

피스톤(90)에 코팅층(91)이 코팅되는 동안 피스톤(90)의 온도는 상승되는데, 가열된 피스톤(90)의 변형이 방지되도록 피스톤(90)이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.

피스톤(90)의 둘레에 코팅층(91)을 형성시키기 위한 용사법은 금속, 세라믹스 및 이들의 혼합물을 고온의 가스 불꽃(gas-flame) 또는 플라즈마(plasma) 내에 투입하여 용융 또는 반용융 상태로 고속으로 분사시켜서 모재의 표면에 피막을 형성시켜 나가는 표면 처리 기술이다.

용사건의 텅스텐 음극과 Cu양극 노즐 사이에 전기에너지를 가하면 아크가 발생되며 여기에 가스나 가스 혼합물을 흘리면 플라즈마가 발생하게 된다. 여기서 플라즈마란 분자상의 가스를 고온으로 가열하면 원자로 해리하게 되며 여기에 에너지를 부가하면 전자를 방출하게 되는데, 이 상태를 말하며 매우 높은 에너지를 가진 열원으로서 유용하게 사용된다. 용사열원으로 플라즈마 제트(plasma jet)의 특징은 다음과 같다.

에너지 밀도가 높은 열원이기 때문에 고융점 금속이나 세라믹스의 용사가 용이하다. 금속, 세라믹스, 플라스틱 등 안전한 용융 현상을 수반하는 물질이라면 용사가 가능하기 때문에 피막재료의 선택 영역이 높다. 플라즈마 제트의 속도가 크므로 용사재료가 고속으로 피처리물에 출돌하고 이로 인해 고밀착강도, 고밀도의 피막이 얻어진다. 대출력화가 용이하므로 단위시간당 용사량이 커서 작업성이 좋고 경제성이 높다. 무산소, 무탄소이며 청정, 열화학적 활성인 열원이기 때문에 용사재료의 오염 및 변화가 적다.

열원의 종류와 조건에 의해 용사비행 입자의 온도, 드웰 타임(dwell time), 분위기 가스성분과의 접촉시간 특히 모재표면에의 충돌에너지, 급냉응고속도 등이 달라진다. 즉 용사피막의 물리화학적 성질이 크게 달라진다.

플라즈마 불꽃 내에 투입된 용사재료는 열원에 의해 가열용융되며 플라즈마 제트에 의해 초고속으로 비행하게 된다. 비행중의 용융입자는 공기와 접촉하여 그 주위에 산화피막을 형성한 상태로 모재에 충돌하므로 피스톤(90)에 형성된 용사피막은 산화막을 표면에 형성한 미립자가 무수히 퇴적한 것과 같은 단면구조를 갖게 된다.

용사에 적당한 분말입도는 10∼44㎛ 범위가 바람직하다. 용사의 미립도가 10㎛ 미만이면 용사중에 증기화 되기가 쉽고 용사의 미립도가 44㎛를 초과하면 용사시 미용융되므로 용사의 분말입도는 10∼44㎛가 바람직하다. 또한 용사 피막의 품질에 큰 영향을 주는 것은 입도 분포로서 입도차가 크게 되면 열원으로부터 각 분말 입자가 얻게 되는 에너지 및 비행궤적이 서로 상이하게 되므로 코팅층(91)의 조성 및 물성의 균일성이 저하된다. 따라서 엄격한 용사분말의 입도 분포 제어가 요구된다.

용사건의 공급속도를 균일하고 안정되게 하며 공급된 분말의 균일한 가열을 위해서는, 즉 용융입자의 흐름성을 좋게 하기 위해서는 상술한 분말입도 내에서 구상인 것이 바람직하다.

코팅층(91)의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO₃)으로 이루어진 실링재(미도시)가 도포될 수 있다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 코팅층(91) 둘레에 도포될 수 있다.

무수크롬산(CrO₃)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 코팅층(91)의 둘레에 실링재가 코팅될 경우, 그 코팅 두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 코팅두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 코팅두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 코팅두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다.

이와 같이 외부의 영향에 빈번히 노출되는 피스톤(90)의 둘레에 내산화성이 뛰어난 코팅층(91)이 형성되므로 피스톤(90)이 산화되는 것이 방지되고, 피스톤(90)의 산화 방지에 의해 안전사고가 예방되며, 결국 자동 공구교환장치의 수명이 연장되어서 유지 보수비가 절감되는 효과가 있다.

제1커버(92) 및 제2커버(93)는, 가이드실린더(85)의 양단부에 각각 결합되어 있고 가이드실린더(85)의 내부를 따라 슬라이드되는 피스톤(90)을 안내한다.

제1커버(92) 및 제2커버(93)의 내주면에는 가이드실린더(85)와 피스톤(90)을 정밀하게 가이드하며 추후 발생되는 힘을 흡수하는 동시에 피스톤(90)과 가이드실린더(85) 사이의 금속과 금속의 접촉을 방지하는 웨어링(wear ring; 94)이 결합되어 있다. 웨어링(94) 일측의 제1커버(92) 및 제2커버(93)의 내주면에는 마찰계수가 적고 스틱-슬립(stick-slip) 현상이나 눌러붙음 현상이 없으며 오일홈 구성이 간단하고 윤활성이 뛰어난 로토가이드링(roto glyd ring; 95)이 결합되어 있다. 제1커버(92) 및 제2커버(93)의 내주면에는 왕복운동, 고정 및 회전용으로 사용되고 왕복운동에 의한 비틀림 현상이 없으며 접촉압력이 단면 전체에 분포되어 누유방지가 우수한 쿼드링(96)이 결합되어 있다.

결합축(97)은, 일단이 피스톤(90)의 내부에 결합되어 있고 타단이 피스톤(90)의 단부 외측으로 돌출되어 있다. 가이드핀(98)은, 일단이 그리퍼구동부(120)에 결합되어 있고 타단이 결합플랜지부(86)의 가이드구멍(87)을 따라 슬라이드되면서 피스톤(90)의 직선왕복운동을 안내한다.

그리퍼이송부(80)의 회전부(101)는, 이송부케이스(81)에 설치되고 전후이송부(84)에 연결되어서 전후이송부(84)를 회전시켜서 그리퍼구동부(120)가 회전되도록 한다.

이러한 회전부(101)는, 회전실린더(102), 구동기어(104), 전동기어(105)로 이루어진다.

회전실린더(102)는, 이송부케이스(81)에 설치되어 있고 피스톤(90)에 연결되어서 피스톤(90)이 가이드실린더(85)의 내부에서 회전되도록 하고, 구동기어(104)는, 회전실린더(102)의 구동축(103)에 결합되어 있으며, 전동기어(105)는, 피스톤(90)의 단부에 결합되어 있고 구동기어(104)에 치합되어 있으며 구동기어(104)의 회전시 연동되면서 피스톤(90)을 회전시킨다.

그리퍼이송부(80)의 가이드부(107)는, 이송부케이스(81)에 설치되고 전후이송부(84)에 연결되어서 전후이송부(84)의 직선왕복운동을 안내하며 피스톤(90)의 직선왕복운동 중에 회전되는 것을 방지시킨다.

이러한 가이드부(107)는, 메니폴드(108), 가이드봉(109), 가이드브라켓(110), 고정브라켓(111)으로 이루어진다.

메니폴드(108)는, 결합축(97)에 고정되어 있다. 가이드봉(109)은, 일단이 가이드실린더(85)에 고정되어 있고 타단이 이송부케이스(81)에 고정되어 있으며 피스톤(90)의 직선왕복운동을 안내한다. 가이드브라켓(110)은, 일측이 메니폴드(108)에 결합되어 있고 타측이 가이드봉(109)에 슬라이드되도록 결합되어 있으며 피스톤(90)이 가이드봉(109)을 따라 직선왕복운동하도록 안내한다. 고정브라켓(111)은, 일측이 이송부케이스(81)에 고정되어 있고 타측이 가이드봉(109)에 결합되어서 가이드봉(109)의 단부를 지지한다.

도 15는 그리퍼구동부(120)를 보인 개략적 사시도이며, 도 16은 그리퍼구동부(120)를 보인 개략적 정면도이고, 도 17은 도 16의 내부를 보인 개략적 정면도이며, 도 18은 도 16의 개략적 부분 측단면도이다. 도 19는 도 16의 개략적 부분 평단면도이고, 도 20은 그리퍼구동부(120) 중 핑거이송실린더(140) 부분을 보인 개략적 부분 단면도이며, 도 21은 그리퍼구동부(120)의 부분 발췌 분리 사시도이다. 도 22는 핑거공간커버부(150)의 일실시예를 보인 개략적 부분 정면도이며, 도 23은 핑거공간커버부(160)의 다른 실시예를 보인 개략적 부분 정면도이다.

그리퍼구동부(120)는, 그리퍼이송부(80)에 설치되어서 그리퍼이송부(80)의 구동시 직선왕복 이송되거나 회전되고 그리퍼(20)가 설치되어서 그리퍼(20)의 제1핑거(21) 및 제2핑거(22)를 벌리거나 오므려서 그리퍼(20)에 공구가 파지되도록 한다.

이러한 그리퍼구동부(120)는, 구동부본체(121), 제1핑거결합판(131), 핑거이송실린더(140), 솔레노이드밸브(146), 제1핑거이송래크(135), 제1핑거구동피니언(137), 제2핑거결합판(133), 제2핑거이송래크(136), 제1핑거구동피니언(137), 제2핑거구동피니언(138), 케이스(147)로 이루어진다.

구동부본체(121)는, 그리퍼이송부(80)에 설치되어서 그리퍼이송부(80)에 의해 직선방향으로 왕복이송되고 회전된다.

이러한 구동부본체(121)는, 제1판(122), 제2판(123), 측판(125)들, 조립블록(128)들, 블록고정볼트(129)들로 이루어진다.

제1판(122)은, 그리퍼이송부(80)에 결합되어 있다.

제2판(123)은, 제1판(122)에 대응되도록 설치되고 외부면에 핑거이송실린더(140) 및 솔레노이드밸브(146)가 설치되며 핑거이송실린더(140)와 제1핑거결합판(131)이 연결되도록 가이드구멍(124)이 형성되어 있다.

측판(125)들은, 제1판(122)과 제2판(123)의 테두리를 따라 구비되어 있으며, 다수의 측판(125)들 중 하나의 측판(125)에는, 중앙에 길이방향을 따라 핑거작동구멍(127)이 형성되어 있으며, 다른 측판(125)에는 그리스공급포트(126)가 설치되어 있다.

조립블록(128)들은, 양면에 제1판(122) 및 제2판(123)이 각각 결합되어 있고 제1판(122) 및 제2판(123) 사이를 지지한다. 블록고정볼트(129)들은, 제1판(122) 및 조립블록(128)들과 제2판(123) 및 조립블록(128)들에 각각 체결되어서 제1판(122) 및 제2판(123)이 조립블록(128)들에 각각 결합되도록 한다.

이러한 구성의 구동부본체(121)는, 구동부본체(121) 내부의 수리시 필요에 따라 제1판(122) 또는 제2판(123)을 조립블록(128)으로부터 선택적으로 분리할 수 있도록 되어 있다.

그리퍼구동부(120)의 제1핑거결합판(131)은, 일측이 구동부본체(121)에 직선방향으로 왕복이송되도록 설치되어 있고 타측에 제1핑거(21)의 일단이 결합되어 있다.

핑거이송실린더(140)는, 구동부본체(121)에 설치되고 제1핑거결합판(131)에 연결되어서 제1핑거결합판(131)을 직선방향으로 왕복이송시킨다. 솔레노이드밸브(146)는, 핑거이송실린더(140)에 연결되어서 핑거이송실린더(140)의 구동을 제어한다.

이러한 핑거이송실린더(140)는, 외부면에 별도의 유압호스 없이 솔레노이드밸브(146)가 직접 설치되어 있는 실린더몸체(141)와, 실린더몸체(141)의 내부공간(142)을 따라 슬라이드되도록 결합되어 있는 피스톤(144)과, 일단이 피스톤(144)에 연결되고 타단이 제1핑거결합판(131)에 연결되어서 피스톤(144)의 구동시 제1핑거결합판(131)을 직선왕복운동시키는 로드(145)로 이루어진다. 그리고, 실린더몸체(141)의 내부공간(142)과 외부면 사이의 실린더몸체(141) 내에는 피스톤(144)의 이송을 제어하도록 유압라인(143)이 형성되어 있다. 따라서 솔레노이드밸브(146)가 실린더몸체(141)의 외부면에 설치되어서 이 유압라인(143)에 직접 연결되어 있다.

제1핑거이송래크(135)는, 제1핑거결합판(131)에 결합되어서 제1핑거결합판(131)과 함께 직선왕복운동한다. 제1핑거구동피니언(137)은, 제1핑거이송래크(135)에 치합되어 있고 제1핑거이송래크(135)의 직선왕복운동시 회전된다. 제2핑거결합판(133)은, 제1핑거결합판(131)이 직선왕복운동할 시 그 반대방향으로 직선왕복운동되도록 일측이 구동부본체(121)에 설치되어 있고 타측에 제2핑거(22)의 일단이 결합되어 있다.

한편, 제1핑거결합판(131)의 일면에는 제1그리스확산홈(132)들이 형성되어 있고, 제1핑거결합판(131)의 제1그리스확산홈(132)에 접촉되는 제2핑거결합판(133)의 일면에는 제2그리스확산홈(134)들이 형성되어 있으며, 측판(125)에는 제1그리스확산홈(132)들 및 제2그리스확산홈(134)들로 그리스를 주입할 수 있도록 그리스공급포트(126)가 형성되어 있다.

제2핑거이송래크(136)는, 제2핑거결합판(133)에 결합되어서 제2핑거결합판(133)과 함께 직선왕복운동한다. 제2핑거구동피니언(138)은, 제2핑거이송래크(136) 및 제1핑거구동피니언(137)에 치합되어 있고 제1핑거구동피니언(137)의 회전시 연동되면서 제2핑거이송래크(136)를 직선왕복운동시킨다. 케이스(147)는, 구동부본체(121)의 외부면에 결합되어서 구동부본체(121)에 설치된 핑거이송실린더(140), 솔레노이드밸브(146)를 보호한다.

한편, 측판(125)에는 제1핑거(21) 및 제2핑거(22)의 직선왕복운동을 안내하도록 핑거작동구멍(127)이 형성되어 있고, 핑거작동구멍(127)에는 도 22 및 도 23에 도시한 바와 같이 제1핑거(21) 및 제2핑거(22)의 작동시 이들 사이의 공간을 통해 핑거작동구멍(127) 내측으로 이물질이 유입되는 것을 차단시키도록 핑거공간커버부(150)(160)가 설치되어 있다.

도 22의 핑거공간커버부(150)는, 권취롤(151), 차단막(152), 권취스프링(153)으로 이루어진다.

권취롤(151)은, 제1핑거결합판(131)에 회전되도록 설치되어서 그 외부면에 후술할 차단막(152)이 권취된다. 차단막(152)은, 일단이 권취롤(151)에 권취되어 있고 타단이 제2핑거결합판(133)에 고정되어 있으며 제1핑거(21) 및 제2핑거(22) 사이의 핑거작동구멍(127)을 외부와 차단시킨다. 권취스프링(153)은, 권취롤(151)이 일측방향으로 탄성적으로 회전되도록 하는 역할을 수행하며 태엽스프링으로 이루어질 수 있다. 이러한 권취스프링(153)은, 일단이 제1핑거결합판(131)에 결합되어 있고 타단이 권취롤(151)에 결합되어 있어서 차단막(152)이 권취롤(151)에 탄성적으로 권취되도록 한다.

도 23의 핑거공간커버부(160)는, 벨로우즈 형태로 이루어지며 하나의 부품으로 구비된다. 이러한 핑거공간커버부(160)는, 양단이 제1핑거결합판(131) 및 제2핑거결합판(133)에 각각 고정되어 있어서 제1핑거(21) 및 제2핑거(22) 사이의 핑거작동구멍(127)을 외부와 차단시킨다.

이러한 본 발명의 대형 공작기계용 자동 공구교환장치는 다음과 같이 작동된다.

컨트롤러(미도시)를 조작하면 그리퍼좌우이송부(30), 수직수평방향전환부(50), 그리퍼이송부(80), 그리퍼구동부(120)가 입력된 프로그램에 따라 구동된다.

그리퍼좌우이송부(30)의 좌우이송실린더(46)가 구동되면 실린더로드(47)가 전후진되면서 이에 연결된 구동피니언(45)을 전후진시키게 된다. 구동피니언(45)은 실린더로드(47)의 단부에 공회전되도록 설치되어 있고 고정래크(43) 및 이송래크(44)에 치합되어 있으므로 구동피니언(45)의 전진시 이송래크(44)가 구동피니언(45)을 따라 일측방향으로 이송되며, 구동피니언(45)의 후진시 이송래크(44)가 구동피니언(45)을 따라 타측방향으로 이송된다. 이송래크(44)가 좌우로 이송되면 이송래크와 함께 수직수평방향전환부(50)가 좌우로 이송된다. 따라서 그리퍼(20)를 좌우측 수평방향으로 왕복이송시킨다.

수직수평방향전환부(50)의 방향전환실린더(60)가 구동되면 방향전환실린더(60)의 회전축(61)에 결합된 구동기어(67)가 회전되고 구동기어(67)에 치합된 전동기어(68)가 연동되며 전동기어(68)에 연결된 그리퍼이송부(80)가 수직방향 또는 수평방향으로 90°회전된다. 따라서 그리퍼이송부(80)에 설치된 그리퍼(20)가 수직수평방향전환부(50)의 구동에 의해 수직방향의 공구를 파지할 수 있도록 수직방향으로 위치되거나, 수평방향의 공구를 파지할 수 있도록 수평방향으로 위치된다.

그리퍼이송부(80)의 구동은 전후이송부(84)의 구동 및 회전부(101)의 구동으로 나누어진다.

전후이송부(84)의 가이드실린더(85) 중 전진포트(88)에 유압이 공급되면 피스톤(90)이 가이드실린더(85)의 내주면을 따라 이송되면서 그 일측 단부가 가이드실린더(85)의 외측으로 인출된다. 전후이송부(84)의 가이드실린더(85) 중 후진포트(89)에 유압이 공급되면 피스톤(90)이 가이드실린더(85)의 내주면을 따라 이송되면서 가이드실린더(85)의 내부로 삽입된다.

피스톤(90)이 가이드실린더(85)의 외측으로 최대한 인출되어서 가이드핀(98)이 가이드실린더(85)의 가이드구멍(87)으로부터 완전히 분리되면 그리퍼이송부(80)의 회전부(101)가 구동될 수 있는 여건이 조성된다.

가이드핀(98)이 가이드구멍(87)으로부터 완전히 분리된 후 회전부(101)의 회전실린더(102)가 구동되면 회전실린더(102)의 구동축(103)이 회전되고 이에 따라 구동기어(104)가 회전되며, 구동기어(104)에 치합된 전동기어(105)가 연동된다. 전동기어(105)가 회전되면 피스톤(90)이 전동기어(105)와 함께 회전된다. 따라서 그리퍼가 피스톤(90)과 함께 회전된다.

그리퍼구동부(120)의 핑거이송실린더(140)가 구동되면 로드(145)가 제1핑거결합판(131)을 일측방향으로 이송시키게 되고 이에 따라 제1핑거결합판(131)에 결합된 제1핑거이송래크(135)가 제1핑거결합판(131)과 함께 이송된다. 제1핑거이송래크(135)가 이송되면 이에 치합되고 공회전되도록 설치된 제1핑거구동피니언(137)이 회전된다. 제1핑거구동피니언(137)이 회전되면 이에 치합되고 공회전되도록 설치된 제2핑거구동피니언(138)이 회전된다. 제2핑거구동피니언(138)이 회전되면 이에 치합된 제2핑거이송래크(136) 및 제2핑거이송래크(136)가 결합된 제2핑거결합판(133)은 제1핑거이송래크(135) 및 제1핑거결합판(131)의 이송방향과 반대되는 방향으로 이송된다. 따라서 핑거이송실린더(140)가 구동되면 제1핑거(21) 및 제2핑거(22)의 간격이 서로 벌어지거나 줄어들면서 공구를 파지하게 된다.

이와 같은 본 발명은 다음과 같은 장점이 있다.

첫번째, 그리퍼(20)가 그리퍼이송부(80)에 의해 직선방향으로 왕복이송되고 회전될 뿐 아니라, 수직수평방향전환부(50)에 의해 수직방향으로 위치되거나 수평방향으로 위치된다.

따라서 대형 공작기계 및 수평방향공구매거진(1)에 수평방향으로 배열된 공구들을 교체할 수 있을 뿐 아니라, 대형 공작기계 및 수직방향공구매거진(2)에 수직방향으로 배열된 공구들을 교체할 수 있으므로 한 대의 자동 공구교환장치로 다양한 위치로 배열된 공구들을 자동으로 교체할 수 있다.

두번째, 본 발명의 이송레일부(32)는, 이동블록(39)의 상부가 레일블록(33)의 상부레일홈(34) 및 가이드턱(35)에 의해 가이드되고 이동블록(39)의 하부가 하부레일편(36) 및 하부레일홈(37)에 의해 가이드되도록 결합되어 있다.

따라서 이동블록(39)의 상하부가 레일블록(33) 및 하부레일편(36)에 의해 안정적으로 지지된 상태에서 가이드되므로 좌우이송실린더(46)의 구동시 수직수평방향전환부(50)가 이송레일부(32)를 따라 안정적으로 좌우 이송된다.

세번째, 본 발명의 이송레일부(32)는, 수직수평방향전환부(50)의 일측과 이에 대응되는 좌우이송대(31)의 일측에 제1벨로우즈커버(48)의 양측이 각각 결합되어 있고, 수직수평방향전환부(50)의 타측과 이에 대응되는 좌우이송대(31)의 타측에 제2벨로우즈커버(49)의 양측이 각각 결합되어 있다.

따라서, 수직수평방향전환부(50)가 이송레일부(32)의 어느 지점에 위치되더라도 수직수평방향전환부(50)와 좌우이송대(31) 양단 사이의 공간이 제1벨로우즈커버(48) 및 제2벨로우즈커버(49)에 의해 외부와 차단되며, 이에 따라 이송레일부(32)의 주요 부품들인 고정래크(43), 이송래크(44), 구동피니언(45), 좌우이송실린더(46)가 항상 보호된다.

네번째, 본 발명의 수직수평방향전환부(50)는, 방향전환부바디(51)가 무게를 경감시키기 위해 내부가 중공형상으로 이루어지고, 그리퍼좌우이송부(30)에 설치되는 상부베이스부(52)의 일측 하부에는 보강부(53)가 형성되어 있으며, 일측면에는 방향전환실린더(60)가 방향전환부바디(51)의 내부에 진입되어서 설치되도록 진입구멍(55)이 형성되어 있다.

따라서 상술한 구성의 방향전환부바디(51)에 의해 수직수평방향전환부(50)의 무게를 최소화시킬 수 있으므로 수직수평방향전환부(50)가 그리퍼좌우이송부(30)에 안정적으로 설치되고, 보강부(53)에 의해 방향전환부바디(51)의 구조가 견고해지며, 진입구멍(55)을 통해 방향전환실린더(60)를 간단하게 착탈시킬 수 있다.

다섯번째, 본 발명의 어댑터(63)는, 외주면이 방향전환부바디(51)의 제1조립구멍(56)의 내주면에 밀착되고 내주면이 방향전환실린더(60)의 일측 외주면에 밀착되는 지지링부(64)와, 지지링부(64)의 일측에 돌출되어 있고 제1조립구멍(56) 주변의 일측면에 지지되는 멈춤돌부(65)와, 지지링부(64)의 타측에 돌출되어 있고 방향전환실린더(60)의 일측면에 지지되는 지지돌부(66)로 이루어진다.

따라서 지지링부(64)의 내주면이 방향전환실린더(60)의 외주면에 지지되고, 지지돌부(66)의 내측면이 방향전환실린더(60)의 일측면에 지지되며, 지지링부(64)의 외주면이 제1조립구멍(56)의 내주면에 지지되고, 멈춤돌부(65)의 일측면이 제1조립구멍(56) 주변의 대응 일측면에 지지된다. 그러므로 방향전환실린더(60)가 어댑터(63)에 의해 비교적 간편하고 신속하면서도 안정적으로 방향전환부바디(51)에 지지된다.

여섯번째, 본 발명의 방향전환부바디(51)에는, 그리퍼이송부(80)의 회전시 그 일측을 지지하여서 그리퍼이송부(80)가 90°보다 더 회전되는 것을 방지시키는 스토퍼(69)가 구비된다.

따라서 수직수평방향전환부(50)의 구동시 스토퍼(69)가 그리퍼이송부(80)의 과동작을 방지시키게 되며 이에 따라 그리퍼(20)가 정확하게 수평 또는 수직상태를 유지하므로 공구 교환이 안정적으로 이루어진다.

일곱번째, 본 발명의 보강부(53)에는, 방향전환실린더(60)가 방향전환부바디(51)의 보강부(53) 측에서 내부로 진입될 수 있도록 진입공간(70)이 형성되어서 관통구멍(54)의 하부가 외부 공간과 연결되어 있다.

따라서 방향전환실린더(60)를 방향전환부바디(51)의 일측에 형성된 진입구멍(55)을 통해 방향전환부바디(51)의 내부에 장착시킬 수도 있고, 방향전환부바디(51)의 타측에 형성된 관통구멍(54) 및 진입공간(70)을 통해 방향전환부바디(51)의 내부에 장착시킬 수도 있다. 그러므로 방향전환실린더(60)를 방향전환부바디(51)의 양측에서 장착시킬 수 있으므로 조립성이 향상되고 유지 보수가 용이해진다.

여덟번째, 본 발명의 방향전환부바디(51)의 제1조립구멍(56) 둘레에는 방사상으로 다수의 가이드홈(71)들이 형성되어 있고, 어댑터(63)의 멈춤돌부(65)에는 다수의 절개공간(72)들이 형성되어서 멈춤돌부(65)가 가이드홈(71)을 따라 삽입되도록 된다.

따라서 어댑터(63)와 방향전환실린더(60)를 결합시킨 상태에서 어댑터(63)의 멈춤돌부(65)들을 방향전환부바디(51)의 가이드홈(71)에 대향시킨 상태에서 그 내측으로 밀어 끼운 후 어댑터(63)를 회전시키면 멈춤돌부(65)들이 가이드홈(71)들과 엇갈리도록 위치되면서 어댑터(63)가 제1조립구멍(56)에 안정적으로 결합된다. 그러므로 어댑터(63)를 제1조립구멍(56)에 끼운 후 회전시키는 비교적 간단한 작업으로 어댑터(63)가 제1조립구멍(56)으로부터 이탈되지 않도록 안정적으로 결합시킬 수 있다.

아홉번째, 본 발명의 방향전환부바디(51)에는, 이브닝 프림로즈 오일 60∼70 중량%, 카모마일 저먼 오일 5∼15 중량%, 카렌줄라 오일 20∼30 중량%을 혼합한 기능성 오일이 스프레이 방식으로 도포되어서 코팅층(73)이 구비된다.

따라서, 기능성 오일로 이루어진 코팅층(73)에 의해 피부질환 개선, 심신 안정, 호흡기 질환 개선 등의 효과를 얻을 수 있어서 밀폐된 공간에서 작업하는 작업자의 건강을 증진시키게 된다.

열번째, 본 발명의 그리퍼이송부(80)는, 피스톤(90)이 가이드실린더(85)의 내주면을 따라 직선왕복이송되도록 설치되어 있고, 피스톤(90)을 회전시키도록 회전실린더(102)가 피스톤(90)에 연결되어 있다.

따라서 가이드실린더(85), 피스톤(90), 회전실린더(102)를 핵심 부품으로 하는 그리퍼이송부(80)에 의해 그리퍼(20)가 직선왕복운동을 할 뿐 아니라 회전된다. 그러므로 최소의 부품으로 그리퍼(20)를 직선왕복운동시키고 회전시킬 수 있으므로 조립공정 및 제조단가가 그만큼 절감된다.

열한번째, 본 발명의 이송부케이스(81)에는, 외부에서 내부의 부품들 상태를 확인할 수 있도록 착탈가능한 투명창(82)이 구비된다.

따라서 투명창(82)을 통해 그리퍼이송부(80)의 내부를 항상 확인할 수 있으므로 부품들의 파손, 이물질 투입 여부, 오일 공급정도 등의 제반 사항을 간단하고 신속하게 확인할 수 있다.

열두번째, 본 발명의 피스톤(90)에는, 산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr₂O₃) 분말, 산화알루미늄(Al₂O₃) 분말, 이산화티타늄(TiO₂) 분말, 산화이트륨(Y₂O₃) 분말, 지르코니아(ZrO₂) 분말, 크롬니켈(Cr₃C₂ 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중 어느 한 종류의 분말이 피스톤(90)의 둘레에 용사되어서 이루어진 코팅층(91)이 형성되어 있다.

따라서 외부의 영향에 빈번히 노출되는 피스톤(90)의 둘레에 내산화성이 뛰어난 코팅층(91)이 형성되므로 피스톤(90)이 산화되는 것이 방지되고, 피스톤(90)의 산화 방지에 의해 안전사고가 예방되며, 결국 자동 공구교환장치의 수명이 연장되어서 유지 보수비가 절감되는 효과가 있다.

열세번째, 본 발명의 제1커버(92) 및 제2커버(93)에는, 웨어링(94), 로토가이드링(95), 쿼드링(96)이 결합되어 있다.

따라서, 웨어링(94)에 의해 가이드실린더(85)와 피스톤(90)을 정밀하게 가이드되고 추후 발생되는 힘을 흡수하는 동시에 피스톤(90)과 가이드실린더(85) 사이의 금속과 금속의 접촉을 방지되며, 로토가이드링(95)에 의해 피스톤(90)의 회전이 안정적으로 지지되고, 쿼드링(96)에 의해 왕복운동에 의한 비틀림 현상이 없으며 접촉압력이 단면 전체에 분포되어 누유방지가 우수하다.

열네번째, 본 발명의 이송부케이스(81)에는 피스톤(90)이 직선왕복되는 것을 안내하고 피스톤(90)의 직선왕복운동 중에 회전되는 것을 방지하도록 가이드부(107)가 구비되어 있다.

따라서 전후이송부(84)의 구동시 피스톤(90)이 가이드부(107)의 가이드봉(109)에 안내되면서 안정적으로 직선왕복운동을 하며, 직선왕복운동하는 상태에서는 가이드브라켓(110)이 가이드봉(109)에 슬라이드 결합된 상태이므로 피스톤(90)이 회전되지 않는다.

그러므로 전후이송부(84)의 구동시 가이드부(107)에 의해 피스톤(90)이 회전방향으로 유동되지 않는 상태에서 안정적으로 직선왕복운동되므로 그리퍼(20)의 오동작을 방지시키게 된다.

열다섯번째, 본 발명의 구동부본체(121)는, 그리퍼이송부(80)에 결합되어 있는 제1판(122)과, 제1판(122)에 대응되도록 설치되고 외부면에 핑거이송실린더(140) 및 솔레노이드밸브(146)가 설치되며 핑거이송실린더(140)와 제1핑거결합판(131)이 연결되도록 가이드구멍(124)이 형성되어 있는 제2판(123)과, 양면에 제1판(122) 및 제2판(123)이 각각 결합되어 있고 제1판(122) 및 제2판(123) 사이를 지지하는 조립블록(128)들로 이루어진다.

따라서 제1판(122) 및 제2판(123) 사이에 조립블록(128)이 지지되므로 구동부본체(121)가 안정적으로 지지되고, 구동부본체(121) 내부의 수리시 필요에 따라 제1판(122) 또는 제2판(123)을 조립블록(128)으로부터 선택적으로 분리할 수 있으므로 유지 보수가 매우 편리하다.

열여섯번째, 본 발명은, 제1핑거결합판(131)의 일면에 제1그리스확산홈(132)들이 형성되어 있고, 제2핑거결합판(133)의 대응면에 제2그리스확산홈(134)들이 형성되어 있으며, 측판(125)에는 제1그리스확산홈(132)들 및 제2그리스확산홈(134)들로 그리스를 주입할 수 있도록 그리스공급포트(126)가 형성되어 있다.

따라서 그리스공급포트(126)로 그리스를 주입하면 제1그리스확산홈(132)들 및 제2그리스확산홈(134)들을 통해 그리스가 제1핑거결합판(131) 및 제2핑거결합판(133)의 접촉면에 고르게 확산된다. 그러므로 한번의 그리스 주입작업으로 제1핑거결합판(131) 및 제2핑거결합판(133)의 양면에 그리스를 공급할 수 있으므로 그리스 주입작업이 매우 간편하고 신속하다.

열일곱번째, 본 발명의 핑거이송실린더(140)에는 별도의 유압호스 없이 솔레노이드밸브(146)가 실린더몸체(141)에 직접 연결되도록 유압라인(143)이 형성되어 있다.

따라서 솔레노이드밸브(146)가 별도의 유압호스 없이 핑거이송실린더(140)에 직접 설치되어서 유압의 흐름을 제어하므로 솔레노이드밸브(146)의 설치공간을 최소화시킬 수 있으며, 이에 따라 케이스(147)의 크기를 감소시킬 수 있다.

그러므로 케이스(147)의 크기가 감소되므로 그리퍼구동부(120)의 공간점유율을 감소시킬 수 있으며 이에 따라 그리퍼구동부(120)의 구동시 작업반경이 감소되어서 공간활용율을 극대화시킬 수 있다.

열여덟번째, 본 발명 측판(125)의 핑거작동구멍(127)에는 제1핑거(21) 및 제2핑거(22)의 작동시 이들 사이의 공간을 통해 핑거작동구멍(127) 내측으로 이물질이 유입되는 것을 차단시키도록 핑거공간커버부(150)(160)가 설치되어 있다.

따라서 제1핑거(21) 및 제2핑거(22)가 벌어진 상태를 유지하여도 핑거공간커버부(150)(160)에 의해 핑거작동구멍(127)이 외부와 차단되므로 외부의 이물질이 제1핑거이송래크(135), 제2핑거이송래크(136), 제1핑거구동피니언(137), 제2핑거구동피니언(138) 측으로 유입되지 않으며, 이에 따라 부품의 손상을 방지시킬 수 있다.

열아홉번째, 본 발명의 핑거공간커버부(160)는, 벨로우즈 형태로 이루어지며, 벨로우즈 형태의 핑거공간커버부(160) 양단이 제1핑거결합판(131) 및 제2핑거결합판(133)에 각각 고정되어 있다.

이러한 핑거공간커버부(160)는 하나의 부품으로 이루어지므로 부품수가 최소화되며 이에 따라 조립공수 및 제조단가가 절감되며, 유지 보수가 간편하다.

1 : 수평방향공구매거진 2 : 수직방향공구매거진
10 : 수평설치대 11 : 지지대
20 : 그리퍼 21 : 제1핑거
22 : 제2핑거
30 : 그리퍼좌우이송부 31 : 좌우이송대
32 : 이송레일부 33 : 레일블록
34 : 상부레일홈 35 : 가이드턱
36 : 하부레일편 37 : 하부레일홈
38 : 고정편 39 : 이동블록
40 : 레일편 41,62 : 결합볼트
43 : 고정래크 44 : 이송래크
45 : 구동피니언 46 : 좌우이송실린더
47 : 실린더로드 48 : 제1벨로우즈커버
49 : 제2벨로우즈커버
50 : 수직수평방향전환부 51 : 방향전환부바디
52 : 상부베이스부 53 : 보강부
54 : 관통구멍 55 : 진입구멍
56 : 제1조립구멍 57 : 제2조립구멍
58 : 센터링 60 : 방향전환실린더
61 : 회전축 63 : 어댑터
64 : 지지링부 65 : 멈춤돌부
66 : 지지돌부 67,104 : 구동기어
68,105 : 전동기어 69 : 스토퍼
70 : 진입공간 71 : 가이드홈
72 : 절개공간 73,91 : 코팅층
80 : 그리퍼이송부 81 : 이송부케이스
82 : 투명창 84 : 전후이송부
85 : 가이드실린더 86 : 결합플랜지부
87,124 : 가이드구멍 88 : 전진포트
89 : 후진포트 90,144 : 피스톤
92 : 제1커버 93 : 제2커버
94 : 웨어링 95 : 로토가이드링
96 : 쿼드링 97 : 결합축
98 : 가이드핀 101 : 회전부
102 : 회전실린더 103 : 구동축
107 : 가이드부 108 : 메니폴드
109 : 가이드봉 110 : 가이드브라켓
111 : 고정브라켓
120 : 그리퍼구동부 121 : 구동부본체
122 : 제1판 123 : 제2판
125 : 측판 126 : 그리스공급포트
127 : 핑거작동구멍 128 : 조립블록
129 : 블록고정볼트 131 : 제1핑거결합판
132 : 제1그리스확산홈 133 : 제2핑거결합판
134 : 제2그리스확산홈 135 : 제1핑거이송래크
136 : 제2핑거이송래크 137 : 제1핑거구동피니언
138 : 제2핑거구동피니언 140 : 핑거이송실린더
141 : 실린더몸체 142 : 내부공간
143 : 유압라인 145 : 로드
146 : 솔레노이드밸브 147 : 케이스
150,160 : 핑거공간커버부 151 : 권취롤
152 : 차단막 153 : 권취스프링

Claims

수평설치대(10);
수평설치대(10)의 양단에 고정되어 있고 수평설치대(10)를 지지하는 지지대(11)들;
수평설치대(10)에 연결되어서 수평설치대(10)를 따라 좌우로 이송되고 제1핑거(21) 및 제2핑거(22)로 이루어져서 공구를 파지하는 그리퍼(20);
수평설치대(10)에 설치되고 그리퍼(20)에 연결되어서 그리퍼(20)를 수평설치대(10)를 따라 좌우로 이송시키는 그리퍼좌우이송부(30);
그리퍼좌우이송부(30)에 설치되어서 그리퍼좌우이송부(30)와 함께 수평설치대(10)를 따라 좌우로 이송되고 그리퍼(20)에 연결되어서 그리퍼(20)를 수직방향 또는 수평방향으로 회전시키는 수직수평방향전환부(50);
수직수평방향전환부(50)에 설치되고 그리퍼(20)에 연결되어서 수직수평방향전환부(50)의 구동시 그리퍼(20)와 함께 수직방향 또는 수평방향으로 회전되며, 연결된 그리퍼(20)를 직선방향으로 왕복이송시키거나 회전시키는 그리퍼이송부(80);
그리퍼이송부(80)에 설치되어서 그리퍼이송부(80)의 구동시 직선왕복 이송되거나 회전되고 그리퍼(20)가 설치되어서 그리퍼(20)의 제1핑거(21) 및 제2핑거(22)를 벌리거나 오므려서 그리퍼(20)에 공구가 파지되도록 하는 그리퍼구동부(120);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 대형공작기계용 자동공구교환장치.
청구항 1에 있어서, 그리퍼좌우이송부(30)는,
수평설치대(10)의 하부에 결합되어서 그리퍼(20)의 좌우 이송을 안내하는 좌우이송대(31)와,
좌우이송대(31)의 하부 양측에 그 길이방향을 따라 각각 설치되어 있고 수직수평방향전환부(50)가 결합되어 있으며 수직수평방향전환부(50)가 좌우이송대(31)를 따라 이송되는 것을 안내하는 이송레일부(32)와,
이송레일부(32) 사이의 좌우이송대(31) 저면에 설치되어 있는 고정래크(43)와,
수직수평방향전환부(50)의 상부에 설치되어 있는 이송래크(44)와,
고정래크(43) 및 이송래크(44)에 치합되어 있는 구동피니언(45)과,
일측이 좌우이송대(31)에 설치되어 있고 타측의 실린더로드(47)가 구동피니언(45)에 연결되어 있으며 구동피니언(45)을 고정래크(43)를 따라 직선 왕복시켜서 이송래크(44) 및 수직수평방향전환부(50)를 좌우이송대(31)를 따라 이송시키는 좌우이송실린더(46)로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 2에 있어서, 이송레일부(32)는,
좌우이송대(31)의 하부 양측에 각각 결합되어 있고 저면 일측에 좌우이송대(31)의 길이방향을 따라 상부레일홈(34)이 형성되어 있으며 저면 타측에 가이드턱(35)이 형성되어 있는 레일블록(33)들과,
레일블록(33)들의 하부에 결합되어 있으며 상부면 일측에 상부레일홈(34)에 대응되도록 하부레일홈(37)이 형성되어 있는 하부레일편(36)들과,
레일블록(33)들 및 하부레일편(36)들 사이에 구비되어서 이들을 결합시키는 고정편(38)과,
레일블록(33)들 및 하부레일편(36)들 사이에 구비되고 일측이 수직수평방향전환부(50)에 고정되어 있으며 상하부에 상부레일홈(34) 및 하부레일홈(37)에 안착되어서 이를 따라 이송되도록 레일편(40)이 구비되어 있는 이동블록(39)들과,
레일블록(33), 고정편(38), 하부레일편(36)에 체결되어서 이들을 결합시키고 이동블록(39), 수직수평방향전환부(50)에 체결되어서 이들을 결합시키는 결합볼트(41)들로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 2에 있어서, 이송레일부(32)는,
수직수평방향전환부(50)의 일측과 이에 대응되는 좌우이송대(31)의 일측에는 제1벨로우즈커버(48)의 양측이 각각 결합되어 있고, 수직수평방향전환부(50)의 타측과 이에 대응되는 좌우이송대(31)의 타측에는 제2벨로우즈커버(49)의 양측이 각각 결합되어 있어서, 수직수평방향전환부(50)의 위치에 관계없이 수직수평방향전환부(50)와 좌우이송대(31) 양단 사이의 공간이 외부와 차단되도록 된 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 1에 있어서, 수직수평방향전환부(50)는,
그리퍼좌우이송부(30)의 구동시 좌우로 이송되도록 그리퍼좌우이송부(30)에 설치되어 있는 방향전환부바디(51)와,
방향전환부바디(51)의 내부에 설치되어 있는 방향전환실린더(60)와,
방향전환부바디(51) 및 방향전환실린더(60) 사이에 설치되어서 방향전환실린더(60)를 방향전환부바디(51)에 결합시키는 어댑터(63)와,
방향전환실린더(60)의 회전축에 결합되어서 이와 함께 회전되는 구동기어(67)와,
구동기어(67)에 치합되고 일면에 그리퍼이송부(80)가 결합되어 있으며 구동기어(67)의 회전시 이와 함께 연동되면서 그리퍼이송부(80)를 회전시켜서 그리퍼(20)가 수직방향 또는 수평방향으로 전환되도록 하는 전동기어(68)로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 5에 있어서, 방향전환부바디(51)는,
무게를 경감시키기 위해 내부가 중공형상으로 이루어지고, 그리퍼좌우이송부(30)에 설치되도록 상부에 상부베이스부(52)가 구비되어 있으며, 상부베이스부(52)의 일측 하부에 보강부(53)가 형성되어 있고, 일측면에는 방향전환실린더(60)가 방향전환부바디(51)의 내부에 진입되어서 설치되도록 진입구멍(55)이 형성되어 있으며, 타측면 상부에 어댑터(63)가 결합되도록 제1조립구멍(56)이 형성되어 있고, 타측면 하부에 센터링(58)이 결합되도록 제2조립구멍(57)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 6에 있어서, 어댑터(63)는,
외주면이 방향전환부바디(51)의 제1조립구멍(56)의 내주면에 밀착되고 내주면이 방향전환실린더(60)의 일측 외주면에 밀착되는 지지링부(64)와,
지지링부(64)의 일측에 돌출되어 있고 제1조립구멍(56) 주변의 일측면에 지지되는 멈춤돌부(65)와,
지지링부(64)의 타측에 돌출되어 있고 방향전환실린더(60)의 일측면에 지지되는 지지돌부(66)로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 5에 있어서, 방향전환부바디(51)에는,
그리퍼이송부(80)의 회전시 그 일측을 지지하여서 그리퍼이송부(80)가 90°보다 더 회전되는 것을 방지시키는 스토퍼(69)가 구비되는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 7에 있어서, 보강부(53)에는,
방향전환실린더(60)가 방향전환부바디(51)의 보강부(53) 측에서 내부로 진입될 수 있도록 진입공간(70)이 형성되어서 관통구멍(54)의 하부가 외부 공간과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 9에 있어서,
방향전환부바디(51)의 제1조립구멍(56) 둘레에는 방사상으로 다수의 가이드홈(71)들이 형성되어 있고,
어댑터(63)의 멈춤돌부(65)에는 다수의 절개공간(72)들이 형성되어서 멈춤돌부(65)가 가이드홈(71)을 따라 삽입되도록 된 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 5에 있어서, 방향전환부바디(51)에는,
이브닝 프림로즈 오일 60∼70 중량%, 카모마일 저먼 오일 5∼15 중량%, 카렌줄라 오일 20∼30 중량%을 혼합한 기능성 오일이 스프레이 방식으로 도포되어서 코팅층(73)이 구비되되, 코팅층(73)은, 방향전환부바디(51)의 표면과 기능성 오일 분사노즐이 40∼60㎝의 간격을 유지하면서, 10㎠의 방향전환부바디(51)의 일면에 3∼7초 정도 분사하여서 도포되는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 1에 있어서, 그리퍼이송부(80)는,
수직수평방향전환부(50)에 설치되고 수직수평방향전환부(50)의 구동시 회전되면서 수직방향 또는 수평방향으로 위치되는 이송부케이스(81)와,
이송부케이스(81)에 설치되고 그리퍼구동부(120)에 연결되어서 그리퍼구동부(120)가 직선왕복되도록 하는 전후이송부(84)와,
이송부케이스(81)에 설치되고 전후이송부(84)에 연결되어서 전후이송부(84)를 회전시켜서 그리퍼구동부(120)가 회전되도록 하는 회전부(101)와,
이송부케이스(81)에 설치되고 전후이송부(84)에 연결되어서 전후이송부(84)의 직선왕복운동을 안내하는 가이드부(107)로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 12에 있어서, 이송부케이스(81)에는,
외부에서 내부의 부품들 상태를 확인할 수 있도록 투명창(82)이 구비되는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 12에 있어서, 전후이송부(84)는,
이송부케이스(81)의 단부에 결합되도록 일측에 결합플랜지부(86)가 형성되어 있고 일측에 유압이 출입되면서 그리퍼(20)를 직선방향으로 전진시키는 전진포트(88)가 형성되어 있으며 타측에 유압이 출입되면서 그리퍼(20)를 직선방향으로 후진시키는 후진포트(89)가 형성되어 있고 결합플랜지부(86)에는 가이드구멍(87)이 형성되어 있는 가이드실린더(85)와,
가이드실린더(85)의 내부에 결합되어서 그 길이방향을 따라 슬라이드 이동되고 단부에 그리퍼구동부(120)가 결합되어 있으며 가이드실린더(85)의 전진포트(88)로 유압이 공급될 시 가이드실린더(85)의 내부를 따라 전진되면서 그리퍼구동부(120)를 직선방향으로 전진시키고 가이드실린더(85)의 후진포트(89)로 유압이 공급될 시 가이드실린더(85)의 내부를 따라 후진되면서 그리퍼구동부(120)를 직선방향으로 후진시키는 피스톤(90)과,
가이드실린더(85)의 양단부에 각각 결합되어 있고 가이드실린더(85)의 내부를 따라 슬라이드되는 피스톤(90)을 안내하는 제1커버(92) 및 제2커버(93)와,
일단이 피스톤(90)의 내부에 결합되어 있고 타단이 피스톤(90)의 단부 외측으로 돌출되어 있는 결합축(97)과,
일단이 그리퍼구동부(120)에 결합되어 있고 타단이 결합플랜지부(86)의 가이드구멍(87)을 따라 슬라이드되면서 피스톤(90)의 직선왕복운동을 안내하는 가이드핀(98)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 14에 있어서, 피스톤(90)의 둘레에는,
산화크롬(Cr₂O₃) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO₂) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr₂O₃) 분말, 산화알루미늄(Al₂O₃) 분말, 이산화티타늄(TiO₂) 분말, 산화이트륨(Y₂O₃) 분말, 지르코니아(ZrO₂) 분말, 크롬니켈(Cr₃C₂ 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중, 어느 한 종류의 분말이 10∼44㎛의 분말입도를 갖도록 구비되며, 상기의 분말입도를 갖는 분말이 피스톤(90)의 둘레에 용사되어 이루어진 코팅층(91)이 형성되는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 15에 있어서, 코팅층(91)은,
피스톤(90)의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅되는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 15에 있어서, 코팅층(91)은,
상기의 분말가루들 중 선택된 한 종류의 분말가루와 14000℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 피스톤(90)의 둘레에 제트분사하여서 이루어지며, 가열된 피스톤(90)의 변형이 방지되도록 피스톤(90)이 냉각장치로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 14에 있어서,
가이드실린더(85)와 피스톤(90)을 정밀하게 가이드하며 추후 발생되는 힘을 흡수하는 동시에 피스톤(90)과 가이드실린더(85) 사이의 금속과 금속의 접촉을 방지하는 웨어링(94)이 결합되어 있고,
웨어링(94) 일측의 제1커버(92) 및 제2커버(93)의 내주면에는 마찰계수가 적고 스틱-슬립(stick-slip) 현상이나 눌러붙음 현상이 없으며 오일홈 구성이 간단하고 윤활성을 갖는 로토가이드링(95)이 결합되어 있으며,
제1커버(92) 및 제2커버(93)의 내주면에는 왕복운동, 고정 및 회전용으로 사용되고 왕복운동에 의한 비틀림 현상이 없으며 접촉압력이 단면 전체에 분포되어 누유방지가 우수한 쿼드링(96)이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 14에 있어서, 회전부(101)는,
이송부케이스(81)에 설치되어 있고 피스톤(90)에 연결되어서 피스톤(90)이 가이드실린더(85)의 내부에서 회전되도록 하는 회전실린더(102)와,
회전실린더(102)의 구동축(103)에 결합되어 있는 구동기어(104)와,
피스톤(90)의 단부에 결합되어 있고 구동기어(104)에 치합되어 있으며 구동기어(104)의 회전시 연동되면서 피스톤(90)을 회전시키는 전동기어(105)로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 14에 있어서,
이송부케이스(81)에는 피스톤(90)이 직선왕복되는 것을 안내하고 피스톤(90)의 직선왕복운동 중에 회전되는 것을 방지하도록 가이드부(107)가 구비되되,
가이드부(107)는,
결합축(97)에 고정되어 있는 메니폴드(108)와, 일단이 가이드실린더(85)에 고정되어 있고 타단이 이송부케이스(81)에 고정되어 있으며 피스톤(90)의 직선왕복운동을 안내하는 가이드봉(109)과, 일측이 메니폴드(108)에 결합되어 있고 타측이 가이드봉(109)에 슬라이드되도록 결합되어 있으며 피스톤(90)이 가이드봉(109)을 따라 직선왕복운동하도록 안내하는 가이드브라켓(110)과, 일측이 이송부케이스(81)에 고정되어 있고 타측이 가이드봉(109)에 결합되어서 가이드봉(109)의 단부를 지지하는 고정브라켓(111)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 1에 있어서, 그리퍼구동부(120)는,
그리퍼이송부(80)에 설치되어서 그리퍼이송부(80)에 의해 직선방향으로 왕복이송되고 회전되는 구동부본체(121)와,
일측이 구동부본체(121)에 직선방향으로 왕복이송되도록 설치되어 있고 타측에 제1핑거(21)의 일단이 결합되어 있는 제1핑거결합판(131)과,
구동부본체(121)에 설치되고 제1핑거결합판(131)에 연결되어서 제1핑거결합판(131)을 직선방향으로 왕복이송시키는 핑거이송실린더(140)와,
핑거이송실린더(140)에 연결되어서 핑거이송실린더(140)의 구동을 제어하는 솔레노이드밸브(146)와,
제1핑거결합판(131)에 결합되어서 제1핑거결합판(131)과 함께 직선왕복운동하는 제1핑거이송래크(135)와,
제1핑거이송래크(135)에 치합되어 있고 제1핑거이송래크(135)의 직선왕복운동시 회전되는 제1핑거구동피니언(137)과,
제1핑거결합판(131)이 직선왕복운동할 시 그 반대방향으로 직선왕복운동되도록 일측이 구동부본체(121)에 설치되어 있고 타측에 제2핑거(22)의 일단이 결합되어 있는 제2핑거결합판(133)과,
제2핑거결합판(133)에 결합되어서 제2핑거결합판(133)과 함께 직선왕복운동하는 제2핑거이송래크(136)와,
제2핑거이송래크(136) 및 제1핑거구동피니언(137)에 치합되어 있고 제1핑거구동피니언(137)의 회전시 연동되면서 제2핑거이송래크(136)를 직선왕복운동시키는 제2핑거구동피니언(138)과,
구동부본체(121)의 외부면에 결합되어서 구동부본체(121)에 설치된 핑거이송실린더(140), 솔레노이드밸브(146)를 보호하는 케이스(147)로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 21에 있어서, 구동부본체(121)는,
그리퍼이송부(80)에 결합되어 있는 제1판(122)과,
제1판(122)에 대응되도록 설치되고 외부면에 핑거이송실린더(140) 및 솔레노이드밸브(146)가 설치되며 핑거이송실린더(140)와 제1핑거결합판(131)이 연결되도록 가이드구멍(124)이 형성되어 있는 제2판(123)과,
제1판(122)과 제2판(123)의 테두리를 따라 구비되어 있는 측판(125)들과,
양면에 제1판(122) 및 제2판(123)이 각각 결합되어 있고 제1판(122) 및 제2판(123) 사이를 지지하는 조립블록(128)들과,
제1판(122) 및 조립블록(128)들과 제2판(123) 및 조립블록(128)들에 각각 체결되어서 제1판(122) 및 제2판(123)이 조립블록(128)들에 각각 결합되도록 하는 블록고정볼트(129)들로 이루어지며;
구동부본체(121) 내부의 수리시 필요에 따라 제1판(122) 또는 제2판(123)을 조립블록(128)으로부터 선택적으로 분리할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 22에 있어서,
제1핑거결합판(131)의 일면에는 제1그리스확산홈(132)들이 형성되어 있고,
제1핑거결합판(131)의 제1그리스확산홈(132)에 접촉되는 제2핑거결합판(133)의 일면에는 제2그리스확산홈(134)들이 형성되어 있으며,
측판(125)에는 제1그리스확산홈(132)들 및 제2그리스확산홈(134)들로 그리스를 주입할 수 있도록 그리스공급포트(126)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 21에 있어서, 핑거이송실린더(140)는,
외부면에 별도의 유압호스 없이 솔레노이드밸브(146)가 직접 설치되어 있는 실린더몸체(141)와, 실린더몸체(141)의 내부공간(142)을 따라 슬라이드되도록 결합되어 있는 피스톤(144)과, 일단이 피스톤(144)에 연결되고 타단이 제1핑거결합판(131)에 연결되어서 피스톤(144)의 구동시 제1핑거결합판(131)을 직선왕복운동시키는 로드(145)로 이루어지고;
실린더몸체(141)의 내부공간(142)과 외부면 사이의 실린더몸체(141) 내에는 피스톤(144)의 이송을 제어하도록 유압라인(143)이 형성되어 있으며;
솔레노이드밸브(146)가 실린더몸체(141)의 외부면에 설치되어서 이 유압라인(143)에 직접 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 21에 있어서,
측판(125)에는 제1핑거(21) 및 제2핑거(22)의 직선왕복운동을 안내하도록 핑거작동구멍(127)이 형성되어 있고,
핑거작동구멍(127)에는 제1핑거(21) 및 제2핑거(22)의 작동시 이들 사이의 공간을 통해 핑거작동구멍(127) 내측으로 이물질이 유입되는 것을 차단시키도록 핑거공간커버부(150)(160)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 25에 있어서 핑거공간커버부(150)는,
제1핑거결합판(131)에 설치되어 있는 권취롤(151)과,
일단이 권취롤(151)에 권취되어 있고 타단이 제2핑거결합판(133)에 고정되어 있으며 제1핑거(21) 및 제2핑거(22) 사이의 핑거작동구멍(127)을 외부와 차단시키는 차단막(152)과,
일단이 제1핑거결합판(131)에 결합되어 있고 타단이 권취롤(151)에 결합되어 있어서 차단막(152)이 권취롤(151)에 탄성적으로 권취되도록 하는 권취스프링(153)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.
청구항 25에 있어서, 핑거공간커버부(160)는,
양단이 제1핑거결합판(131) 및 제2핑거결합판(133)에 각각 고정되어 있어서 제1핑거(21) 및 제2핑거(22) 사이의 핑거작동구멍(127)을 외부와 차단시키며 벨로우즈 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 대형 공작기계용 자동 공구교환장치.