KR101450886B1 - Interlocking device of tool changing and door opening/closing for atc of machine tool - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ATC 암(110) 및 ATC도어(120)를 구비한 공작기계용 ATC(100)에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치로서, 하나의 구동원에 의해 ATC 암(110)의 회전 및 왕복운동과 ATC 도어(120)의 개폐를 가능하게 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 장치는 서보 모터(10)와; 회전축(20)과; 제1 , 제2 및 제3 캠곡선(30-1, 30-2, 30-3)을 구비한 캠(30)과; 상기 캠(30)의 회전운동으로부터 변환된 회전운동 및 왕복운동을 ATC 암(110)에 전달하기 위한 ATC 암 이송축(40)과; 상기 캠(30)의 회전운동을 왕복운동으로 변환시키는 캠팔로워부(50)와; 상기 캠팔로워부(50)의 일단부에 링크로 연결되어 직선운동하는 랙부(60)와; 상기 랙부(60)의 직선운동을 회전운동으로 변환하는 피니언부(70)와; 상기 피니언부(70)의 회전운동을 왕복운동으로 변환시켜 ATC 도어(120)에 전달하기 위한 링크부(80)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a tool exchange and door opening / closing interlock device in an ATC (100) for a machine tool having an ATC arm (110) and an ATC door (120) And the ATC door 120 can be opened and closed. To this end, the apparatus according to the present invention comprises a servo motor 10; A rotary shaft (20); A cam (30) having first, second and third cam curves (30-1, 30-2, 30-3); An ATC arm transfer shaft 40 for transferring the rotational and reciprocating motions converted from the rotational motion of the cam 30 to the ATC arm 110; A cam follower (50) for converting the rotational motion of the cam (30) into a reciprocating motion; A rack portion 60 connected to one end of the cam follower portion 50 and linearly moved; A pinion portion 70 for converting linear motion of the rack portion 60 into rotational motion; And a link portion 80 for converting the rotational motion of the pinion portion 70 into a reciprocating motion and transmitting the rotational motion to the ATC door 120.

ATC, 도어, 개폐, 공구, 연동 ATC, door, opening / closing, tool, interlocking

Description

공작기계용 ＡＴＣ에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치{INTERLOCKING DEVICE OF TOOL CHANGING AND DOOR OPENING/CLOSING FOR ATC OF MACHINE TOOL}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tool changer and a door opening /

본 발명은 공작기계의 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)에 관한 것이며 보다 상세하게는 공작기계용 ATC에 사용되는 도어 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic tool changer (ATC) of a machine tool, and more particularly to a door apparatus used in an ATC for a machine tool.

각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 도는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 하며, 최근에는 하나의 기계에서 다양한 기계 가공을 가능하게 하는 복합 가공기가 이용되고 있다. A machine that is used for machining a metal or nonmetal material into shapes and sizes using a suitable tool or for finer machining of a semi-finished material by various cutting or non-cutting methods is called a machine tool, A complex machine that enables various machining in one machine is being used.

일반적으로 이러한 복합 가공기에서는 다양한 기계가공작업을 위해 툴 매거진에 복수개의 공구를 장착한 후 이를 교환할 수 있는 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)가 구비되어 있는 바, ATC 장치에서는 공구 교환이 빈번히 발생하므로 이에 따른 동작 안정성 및 빠른 공구 교환 속도가 필수적인 요구사항이라 할 수 있다. Generally, in such a combined machine, there is provided an automatic tool changer (ATC) which can replace a plurality of tools mounted on a tool magazine for various machining operations. In the ATC machine, Therefore, the stability and fast tool change speed are essential requirements.

예컨대, 도 6에 도시된 것과 같이 종래의 ATC(100)에는 왕복운동 및 회전운동이 가능한 ATC 암(110)과 왕복운동이 가능한 ATC 도어(120)가 구비되어 있다.For example, as shown in FIG. 6, the conventional ATC 100 is provided with an ATC arm 110 capable of reciprocating motion and rotational motion and an ATC door 120 capable of reciprocating motion.

이러한 ATC(100)에서의 공구 교환 과정은 ATC 암(110)이 툴매거진(130)쪽으로 전진한 다음, ATC 도어(120)가 개방된 후, ATC 암(110)이 회전운동을 함으로써 툴매거진(130)과 스핀들 측 사이의 공구 교환이 완료된다. 공구 교환이 완료되면, ATC 암(110)은 다시 회전 운동하고 ATC 도어(120)가 폐쇄된 다음 ATC 암(110)이 후진함으로써 원상태로 복귀된다.The tool change process in the ATC 100 is performed such that the ATC arm 110 advances toward the tool magazine 130 and then the ATC door 110 is opened so that the ATC arm 110 rotates, 130) and the spindle side is completed. When the tool change is completed, the ATC arm 110 rotates again, the ATC door 120 is closed, and then the ATC arm 110 is returned to its original state.

그러나 종래의 ATC(100)에서는 ATC 암(110)의 왕복 및 회전운동과 ATC 도어(120)의 개폐가 별도의 구동원에 의해 작동한다는 문제가 있었다. 즉, ATC 암(110)의 왕복 및 회전운동은 서보모터의 회전력을 캠에 의해 변환함으로써 제공되는 반면, ATC 도어(120)의 개폐는 별도로 마련된 에어실린더(140)에 의해 구동되므로 암(110)과 도어(120)의 연동이 유기적으로 이루어지지 않았던 것이다.However, in the conventional ATC 100, there is a problem that the reciprocating and rotating movement of the ATC arm 110 and the opening and closing of the ATC door 120 are operated by separate driving sources. That is, the reciprocating and rotating motion of the ATC arm 110 is provided by converting the rotational force of the servomotor by the cam, while the opening and closing of the ATC door 120 is driven by the separately provided air cylinder 140, And the door 120 are not interlocked with each other.

이와 같이, ATC 도어(120)의 개폐 동작은 ATC 암(110)의 왕복 및 회전운동 전후에 에어실린더(140)를 별도로 작동함으로써 수행되므로 공구 교환 속도가 지연되는 주원인이 되었다.Since the opening and closing operations of the ATC door 120 are performed by separately operating the air cylinder 140 before and after the reciprocating and rotating movement of the ATC arm 110, the tool changing speed is delayed.

또한, 에어실린더(140) 동작에 의한 도어(120)의 개폐 여부는 별도로 마련된 센서에 의해 감지되므로 센서 동작 상 오류가 발생한 경우 충돌, 오동작 등이 빈번히 발생하는 바, 동작 안정성도 보장되지 않는다는 문제점이 있다.In addition, since the door 120 is opened or closed by the operation of the air cylinder 140, it is sensed by a sensor provided separately. Therefore, when a sensor operation error occurs, collision and malfunction occur frequently, have.

이와 같이 공구 교환 속도 및 안정성의 향상을 위해 ATC 암(110)과 ATC 도어(120)의 운동을 유기적으로 연동시킬 필요성이 요청되었다. In order to improve the tool changing speed and stability, it has been required to interlock the movements of the ATC arm 110 and the ATC door 120 organically.

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 ATC 도어 개폐와 ATC 암 회전 및 왕복운동이 하나의 구동원에 의해 작동되도록 함으로써 공작기계 ATC의 공구 교환 속도를 최적화하고 동작의 안정성을 추구하고자 하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the foregoing points, and it is an object of the present invention to optimize the tool changing speed of the machine tool ATC by allowing the ATC door opening and closing and ATC arm rotation and reciprocating motion to be operated by one driving source, The purpose of this research is to pursue the stability of

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은ATC 암(110) 및 ATC도어(120)를 구비한 공작기계용 ATC(100)에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치로서, 하나의 구동원에 의해 ATC 암(110)의 회전 및 왕복운동과 ATC 도어(120)의 개폐를 가능하게 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a tool exchange and door opening / closing interlocking device in an ATC 100 for a machine tool having an ATC arm 110 and an ATC door 120, Thereby enabling rotation and reciprocation of the ATC arm 110 and opening and closing of the ATC door 120.

구체적으로 본 발명에 따른 장치는, 서보 모터(10)와; 상기 서보 모터(10)의 구동력을 받아 회전하는 회전축(20)과; 상기 회전축(20)과 함께 회전하며 상기 회전축(20)의 회전운동을 ATC암(110)의 회전운동으로 변환하기 위한 제1캠곡선(30-1)과, 상기 회전축(20)의 회전운동을 ATC 암(110)의 왕복운동으로 변환하기 위한 제2캠곡선(30-2)과, 상기 회전축(20)의 회전운동을 ATC 도어(120)의 왕복운동으로 변환하기 위한 제3 캠곡선(30-3)을 구비한 캠(30)과; 상기 제1및 제2 캠곡선(30-1, 30-2)에 의해 상기 캠(30)의 회전운동으로부터 변환된 회전운동 및 왕복운동을 ATC 암(110)에 전달하기 위한 ATC 암 이송축(40)과; 상기 제3 캠곡선(30-3)과 맞물리는 ATC 도어용 캠팔로워(50-1)를 구비하여 상기 캠(30)의 회전운동을 왕복운동으로 변 환시키는 캠팔로워부(50)와; 상기 캠팔로워부(50)의 일단부에 연결되어 캠팔로워부(50)의 회전운동을 왕복운동으로 변환시켜 ATC 도어(120)를 개폐하는 도어 개폐수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Specifically, the apparatus according to the present invention comprises: a servomotor 10; A rotary shaft 20 rotated by the driving force of the servo motor 10; A first cam curve 30-1 for rotating together with the rotary shaft 20 and converting the rotary motion of the rotary shaft 20 into a rotary motion of the ATC arm 110 and a second cam curve 30-1 for rotating the rotary shaft 20 A second cam curve 30-2 for converting the rotary motion of the rotary shaft 20 into a reciprocating motion of the ATC door 110 and a third cam curve 30 3); An ATC female transfer shaft (not shown) for transferring the rotational motion and the reciprocating motion converted from the rotational motion of the cam 30 by the first and second cam curves 30-1 and 30-2 to the ATC arm 110 40); A cam follower unit 50 having an ATC door cam follower 50-1 engaged with the third cam curve 30-3 to convert the rotational motion of the cam 30 into a reciprocating motion; And door opening / closing means connected to one end of the cam follower unit 50 to convert the rotational movement of the cam follower unit 50 into a reciprocating motion to open and close the ATC door 120.

또한, 상기 제1캠곡선(30-1)은 상기 캠(30)의 측면에 마련되고, 상기 제2캠곡선(30-2)은 상기 캠(30)의 하면에 마련되며, 상기 제3캠곡선(30-3)은 상기 캠(30)의 상면에 마련되는 것이 바람직하다.The first cam curve 30-1 is provided on a side surface of the cam 30 and the second cam curve 30-2 is provided on a lower surface of the cam 30, It is preferable that a curve 30-3 is provided on the upper surface of the cam 30.

또한, 상기 도어 개폐수단은 상기 캠팔로워부(50)의 일단부에 링크로 연결되어 직선운동하는 랙부(60)와; 상기 랙부(60)의 직선운동을 회전운동으로 변환하는 피니언부(70)와; 상기 피니언부(70)와 상기 ATC 도어(120)를 연결하고 상기 피니언부(70)의 회전운동을 왕복운동으로 변환시켜 ATC 도어(120)에 전달하기 위한 링크부(80)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The door opening / closing means includes a rack portion 60 connected to one end of the cam follower portion 50 and linearly moved; A pinion portion 70 for converting linear motion of the rack portion 60 into rotational motion; And a link portion 80 connecting the pinion portion 70 and the ATC door 120 and converting the rotational motion of the pinion portion 70 into a reciprocating motion and transmitting the rotational motion to the ATC door 120 .

또한, 상기 링크부(80)는 제1 링크(80-1) 및 제2링크(80-2)를 포함하는 1절 링크인 것이 바람직하다.Also, the link unit 80 is preferably a one-step link including a first link 80-1 and a second link 80-2.

이상에서 설명한 바와 같은 과제 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 장치는 ATC 암의 회전 및 왕복운동과 ATC 도어의 왕복운동을 동일한 구동원에 의해 구현함으로써, 이들 운동을 서로 연동시켜 ATC 암의 공구 교환 속도를 높일 뿐만 아니라 동작 안정성 또한 향상되는 효과가 있다. According to the above-mentioned problem, the apparatus according to the present invention realizes the rotation and reciprocating motion of the ATC arm and the reciprocating motion of the ATC door by means of the same drive source, And the operation stability is also improved.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to the like elements throughout. The same elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명에 따른 장치가 장착된 ATC의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 장치의 사시도 및 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 장치에서 ATC 도어의 개폐 작동 원리를 나타낸 모식도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 장치에 의해 ATC 암 및 ATC 도어의 작동과정을 나타내기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 ATC 암의 회전/왕복 운동 및 ATC 도어의 왕복 운동에 대한 캠선도의 일 실시예이다.FIG. 1 is a perspective view of an ATC equipped with an apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view and a side view of an apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a schematic view showing an opening and closing operation principle of an ATC door in an apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a view showing an operation process of the ATC arm and the ATC door by the apparatus of the present invention, FIG. 5 is a view showing a rotation / reciprocating motion of the ATC arm according to the present invention, FIG.

우선, 도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 공구교환 및 도어개폐 연동장치는 ATC 암(110) 및 ATC 도어(120), 툴매거진(130)을 구비한 공작기계용 ATC(100)에 이용되는 것으로서, ATC(100)에는 ATC 도어(120)의 개폐를 위해 도어 가이드(120-1)와 도어 홀더(120-2)가 마련된다.1, the tool exchange and door opening / closing interlocking apparatus according to the present invention includes an ATC arm 110, an ATC door 120, and an ATC 100 for a machine tool having a tool magazine 130 The ATC 100 is provided with a door guide 120-1 and a door holder 120-2 for opening and closing the ATC door 120. As shown in FIG.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명은 서보 모터(10)와, 회전축(20)과, 캠(30)과, ATC 암 이송축(40)과, 캠팔로워부(50)와, 랙부(60)와, 피니언부(70)와, 링크부(80)로 구성되며, 하나의 구동원인 서브 모터(10)에 의해 ATC 암(110)의 회전/왕복 운동과 ATC 도어(120)의 왕복운동을 모두 구현가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.1 and 2, the present invention includes a servo motor 10, a rotary shaft 20, a cam 30, an ATC female transfer shaft 40, a cam follower unit 50, The ATC arm 110 and the ATC door 120 are connected to each other by a drive motor 70. The ATC arm 110 includes a rack portion 60, a pinion portion 70 and a link portion 80, Thereby making it possible to realize both reciprocating motions.

서보 모터(10)는 회전축(20)에 구동력을 전달하여 회전력을 발생시킨다.The servo motor 10 transmits a driving force to the rotating shaft 20 to generate a rotating force.

캠(30)은 회전축(20)의 회전운동으로부터 회전운동 및 왕복운동을 발생시켜 ATC 암(110)에 회전 및 왕복운동을 전달하고, 또한 ATC 도어(200)에 왕복운동을 전달하기 위한 구성이다.The cam 30 is configured to transmit rotational and reciprocating motion to the ATC arm 110 and to transmit the reciprocating motion to the ATC door 200 by generating rotational motion and reciprocating motion from the rotational motion of the rotary shaft 20 .

이를 위해 캠(30)의 측면에는 회전축(20)의 회전운동을 ATC암(110)의 회전운동으로 변환하기 위한 제1캠곡선(30-1)이 마련되고, 하면에는 회전축(20)의 회전운동을 ATC 암(110)의 왕복운동으로 변환하기 위한 제2캠곡선(30-2)이 마련된다. 또한, 캠(30)의 상면에는 회전축(20)의 회전운동을 ATC 도어(120)의 왕복운동으로 변환하기 위한 제3 캠곡선(30-3)을 추가적으로 구비하고 있다.To this end, a first cam curve 30-1 for converting the rotational motion of the rotary shaft 20 into the rotational motion of the ATC arm 110 is provided on the side surface of the cam 30, A second cam curve 30-2 for converting the motion into the reciprocating motion of the ATC arm 110 is provided. A third cam curve 30-3 for converting the rotational motion of the rotary shaft 20 into the reciprocating motion of the ATC door 120 is additionally provided on the upper surface of the cam 30. [

먼저, ATC 암(110)의 작동과 관련된 구성인 제1캠곡선(30-1), 제2캠곡선(30-2) 및 ATC 암 이송축(40)에 대해 설명한다.First, the first cam curve 30-1, the second cam curve 30-2, and the ATC female transfer axis 40, which are related to the operation of the ATC arm 110, will be described.

도 2에 도시된 것과 같이 제1캠곡선(30-1)은 캠(30)의 회전운동(W)을 회전운동(Q)으로 변환하여 ATC 암 이송축(40)에 전달하고, 제2캠곡선(30-2)은 캠(30)의 회전운동(W)을 왕복운동(P)으로 변환하여 ATC 암 이송축(40)에 전달한다.2, the first cam curve 30-1 converts the rotational motion W of the cam 30 into a rotational motion Q and transmits it to the ATC female transfer shaft 40, The curve 30-2 converts the rotational motion W of the cam 30 into the reciprocating motion P and transmits it to the ATC female transfer shaft 40. [

제1 및 제2 캠곡선(30-1, 30-2)의 적절한 설계에 의하여 회전축(20)의 1회전 주기별로 ATC 암(110)에 전달될 회전(Q) 및 왕복(P)운동의 타이밍이 설정될 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.By appropriately designing the first and second cam curves 30-1 and 30-2, the timing of the rotation Q and the reciprocation (P) movement to be transmitted to the ATC arm 110 for each rotation cycle of the rotation shaft 20 Can be set, which will be described later.

ATC 암 이송축(40)은 캠(30)의 제1 및 제2 캠곡선(30-1, 30-2)으로부터 회전운동(Q) 및 왕복운동(P)을 받아서 이를 ATC 암(110)에 전달한다. 회전운동(Q) 및 왕복운동(P)을 구현하기 위해 ATC 암 이송축(40)은 자체가 회전되면서 길이가 신장 및 수축될 수 있는 적절한 구조를 가진다.The ATC female transfer shaft 40 receives the rotational motion Q and the reciprocating motion P from the first and second cam curves 30-1 and 30-2 of the cam 30 and transmits it to the ATC arm 110 . The ATC female transfer shaft 40 has a suitable structure in which the length can be elongated and contracted while being rotated by itself to realize the rotational motion Q and the reciprocating motion P. [

이러한 구성에 의해 제1 및 제2 캠곡선(30-1, 30-2)은 회전축(20)의 회전운동 (W)을 받아 이를 회전(Q) 및 왕복운동(P)으로 변환한 후 ATC 암(110)에 전달함으로써 ATC 암(110)이 회전 및 왕복 가능하도록 한다. The first and second cam curves 30-1 and 30-2 receive the rotary motion W of the rotary shaft 20 and convert it into the rotary Q and the reciprocating motion P, (110) so that the ATC arm (110) can be rotated and reciprocated.

다음으로, ATC 도어(120)의 작동과 관련된 구성인 제3캠곡선(30-3), 캠팔로워부(50), 랙부(60), 피니언부(70), 링크부(80)에 대해 설명한다.Next, a description will be given of the third cam curve 30-3, the cam follower portion 50, the rack portion 60, the pinion portion 70, and the link portion 80, which are configurations related to the operation of the ATC door 120 do.

캠발로워부(50)는 제3 캠곡선(30-3)과 맞물리는 ATC 도어용 캠팔로워(50-1)를 일단에 구비하고 타단은 랙부(60)에 연결된다. 따라서, 캠팔로워부(50)는 캠팔로워(50-1)에 의해 상기 캠(30)의 회전운동(W)을 왕복운동(X)으로 변환시켜 랙부(60)에 전달한다.The cam follower 50 has a cam follower 50-1 for an ATC door which is engaged with the third cam curve 30-3 at one end and the other end is connected to the rack 60. [ The cam follower 50 converts the rotational motion W of the cam 30 into the reciprocating motion X by the cam follower 50-1 and transfers it to the rack portion 60. [

랙부(60)는 직선운동하도록 구속된 것이 바람직하며, 캠팔로워부(50)의 일단부에 링크로 연결되어 캠발로워부(50)에 의해 변환된 직선운동(X)을 전달받는다. 또한, 랙부(60)의 상면에는 후술할 피니언부(70)과 기어결합하기 위한 기어치가 마련된다.The rack portion 60 is preferably constrained to linearly move and receives a linear motion X that is connected to one end of the cam follower portion 50 by a link and converted by the cam follower portion 50. On the upper surface of the rack portion 60, gear teeth for gear-engaging with a pinion portion 70 to be described later are provided.

피니언부(70)는 외표면에 기어치가 마련된 원통형 부재로서 이 기어치는 랙부(60) 상면에 마련된 기어치와 맞물림으로써 랙부(60)의 직선운동(X)을 회전운동(Y)으로 변환시키는 역할을 수행한다.The pinion portion 70 is a cylindrical member provided with gear teeth on its outer surface and engages with gear teeth provided on the upper surface of the rack portion 60 to shift the linear movement X of the rack portion 60 into a rotary motion Y .

링크부(80)는 피니언부(70)의 단부에 연결되고 제1 링크(80-1) 및 제2 링크(80-2)로 구성된 1절 링크인 것이 바람직하다. 링크부(80)는 피니언부(70)의 회전운동(Y)을 받은 다음, 제1 링크(80-1)가 피니언부(70)를 중심으로 선회운동을 하게 되며, 제2 링크(80-2)는 이러한 선회운동을 왕복운동(Z)으로 변환시키게 된다.The link portion 80 is preferably a one-step link connected to the end portion of the pinion portion 70 and composed of the first link 80-1 and the second link 80-2. The link portion 80 receives the rotational motion Y of the pinion portion 70 and then makes the first link 80-1 pivot about the pinion portion 70 and the second link 80- 2) converts this turning motion into the reciprocating motion (Z).

한편, 도2b에 명확히 도시된 것과 같이, 링크부(80)의 제2 링크(80-2)의 끝단에는 도어 가이드(120-1)를 따라 왕복운동가능한 도어 홀더(120-2)가 부착됨으로써, 제2 링크(80-2)의 끝단이 왕복운동(Z)을 함에 따라 도어 홀더(120-2) 및 이에 결합된 ATC 도어(120)가 도어 가이드(120-1)를 따라 왕복운동하도록 함으로써 도어(120)의 개폐가 가능하게 된다.2B, a door holder 120-2 which can reciprocate along the door guide 120-1 is attached to an end of the second link 80-2 of the link unit 80 The door holder 120-2 and the ATC door 120 coupled to the door holder 120-2 reciprocate along the door guide 120-1 as the end of the second link 80-2 reciprocates The door 120 can be opened and closed.

이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 장치가 작동되는 과정을 도 2 내지 도 5를 참조로 설명한다.The operation of the apparatus according to the present invention with such a configuration will be described with reference to Figs. 2 to 5. Fig.

서보모터(10)에 의해 회전축(20)이 회전(W)하면, 캠(30)도 함께 회전(W)한다. 한편, 캠(30)의 회전운동(W)은 캠(30)의 측면 및 하면에 각각 마련된 제1 및 제2 캠곡선(30-1, 30-2)에 의해 회전운동(Q) 및 왕복운동(P)으로 변환되어 ATC 암 이송축(40)을 매개로 ATC 암(110)에 전달된다.When the rotary shaft 20 rotates (W) by the servomotor 10, the cam 30 also rotates (W). The rotational motion W of the cam 30 is transmitted through the first and second cam curves 30-1 and 30-2 provided on the side surface and the bottom surface of the cam 30, (P) and transmitted to the ATC arm 110 via the ATC female transfer shaft 40. [

한편, 도 2 및 도3에 명확하게 도시된 것과 같이, 회전축(20) 및 캠(30)이 회전운동(W)하는 경우 캠(30)의 상면에 마련된 제3 캠곡선(30-3)과 맞물리는 캠팔로워부(50)의 캠팔로워(50-1)가 따라서 회전(W)하게 되고 그에 따라 직선이동하도록 구속된 랙부(60)에 연결된 캠팔로워부(50)의 타단부는 랙부(60)와 함께 직선 왕복운동(X)하게 된다.2 and 3, the third cam curve 30-3 provided on the upper surface of the cam 30 when the rotary shaft 20 and the cam 30 rotate (W) The cam follower 50-1 of the engaging cam follower 50 is rotated by W and the other end of the cam follower portion 50 connected to the rack portion 60 constrained to linearly move along the cam follower 50- (X).

랙부(60)가 왕복운동(X)하면, 랙부(60) 상면에 마련된 기어치와 피니언부(70)의 원통형 외주면에 마련된 기어치가 서로 맞물림으로 인해서 피니언부(70)가 회전(Y)하도록 변환된다. The gear teeth provided on the upper surface of the rack portion 60 and the gear teeth provided on the cylindrical outer circumferential surface of the pinion portion 70 are engaged with each other so that the pinion portion 70 rotates (Y) so that the rack portion 60 reciprocates do.

한편, 피니언부(70)가 회전하면(Y), 피니언부(70)에 연결된 링크부(80)의 제 1 링크(80-1)도 함께 회전하고 이러한 회전력은 제2 링크(80-2)에 전달되지만, 제2 링크(80-2)의 단부에는 도어 가이드(120-1)에 의해 구속된 도어 홀더(120-2)가 결합되어 있는바, 제2 링크(80-2) 및 이에 결합된 도어 홀더(120-2)는 도어 가이드(120-1)를 따라 왕복운동(Z)하게 된다.On the other hand, when the pinion portion 70 rotates (Y), the first link 80-1 of the link portion 80 connected to the pinion portion 70 also rotates together, and this rotational force is transmitted to the second link 80-2, But the door holder 120-2 constrained by the door guide 120-1 is coupled to the end of the second link 80-2 so that the second link 80-2 and the The door holder 120-2 is reciprocated (Z) along the door guide 120-1.

이러한 제3캠 곡선(30-3)에 의한 동력 전달 과정을 요약하면, 회전축(20) 및 캠(30)의 회전운동(W)은 캠팔로워(50) 및 랙부(60)의 왕복운동(X), 피니언부(70)의 회전운동(Y)을 경유하여 링크부(80)의 제2링크(80-2) 왕복운동(Z)으로 각각 전환되는 것이다(W, X, Y, Z 순으로 변환).The rotational movement W of the rotary shaft 20 and the cam 30 is transmitted to the reciprocating motion X of the cam follower 50 and the rack portion 60 by the third cam curve 30-3, ) And the reciprocating motion Z of the link portion 80 through the second link 80-2 via the rotational motion Y of the pinion portion 70 (W, X, Y, Z) conversion).

즉, 본 발명에 따르면 하나의 캠(30)에 제1 내지 제3 캠곡선(30-1, 30-2, 30-3)이 모두 마련됨으로써, 하나의 서보모터(10) 및 회전축(20)으로부터 전달된 단일 구동력으로부터 ATC 암(110) 회전(Q) 및 왕복운동(P)과, ATC 도어(120)의 왕복운동(Z)의 3가지 운동이 발생할 수 있게 된다.That is, according to the present invention, since the first to third cam curves 30-1, 30-2, and 30-3 are all provided on one cam 30, one servo motor 10, Three motions of the ATC arm 110 rotation (Q) and the reciprocating motion (P) and the reciprocating motion (Z) of the ATC door 120 can be generated from the single driving force transmitted from the single driving force.

한편, 회전축(20)과 함께 회전하는 제1내지 제3 캠곡선(30-1, 30-2, 30-3)을 적절히 설정함으로써 회전축(20)이 1회전할 때에 ATC 암(110)의 회전(Q) 및 왕복(P), 그리고 ATC 도어(120)의 왕복(Z)운동이 적절한 타이밍에 구동되도록 조절할 수 있다.By appropriately setting the first to third cam curves 30-1, 30-2, and 30-3 that rotate together with the rotation axis 20, rotation of the ATC arm 110 when the rotation shaft 20 makes one rotation (Q) and reciprocation (P), and the reciprocating (Z) movement of the ATC door 120 can be adjusted to be driven at appropriate timing.

예컨대, 도 4a에 도시된 것과 같이 ATC 도어(120)가 폐쇄된 초기 상태에서 회전축(20)을 회전시키면, 도 4b 와 같이 ATC 암(110)이 회전(Q) 및 전진(P)하고 그와 동시에 ATC 도어(120)가 후진(Z)하여 도 4c와 같이 도어(120)가 완전히 개방되고 ATC 암(110)은 공구 교환을 수행한다. For example, as shown in FIG. 4A, when the rotary shaft 20 is rotated in the initial state where the ATC door 120 is closed, the ATC arm 110 rotates (Q) and advances (P) At the same time, the ATC door 120 is retracted (Z) so that the door 120 is completely opened and the ATC arm 110 performs the tool change as shown in FIG. 4C.

이 상태에서 계속 회전축(20)을 회전시키면 도 4d와 같이 ATC 암(110)은 후진(P)하고 반대 방향으로 회전(Q)하며, 그와 동시에 ATC 도어(120)는 전진(Z)함으로써 도 4a의 상태로 복귀된다. 이상의3가지 운동(ATC암의 회전/왕복, ATC 도어의 왕복)은 회전축(20)의 회전과 동시에 연동하여 진행된다. 4D, the ATC arm 110 is moved backward (P) and rotated in the opposite direction (Q). At the same time, the ATC door 120 is advanced (Z) 4a. ≪ / RTI > The above three motions (rotation / reciprocation of the ATC arm, reciprocation of the ATC door) proceed synchronously with the rotation of the rotary shaft 20.

이와 같이 3가지 운동은 동시에 연동하여 수행되는 것이며, 회전축(20)의 1회전에 의해 각 운동의 싸이클 또한 완료된다. As described above, the three motions are performed simultaneously and concurrently, and the cycle of each motion is also completed by one rotation of the rotation axis 20. [

도 5의 (a) 및 (b)는 회전축(20)이 1회전함에 따른 회전각도에 대응한 ATC 암(110)의 회전(Q)각도 및 왕복(P) 이송거리를 도시한 캠선도의 일 실시예이다. 또한, 도 5의 (c)는 회전축(20)의 1회전함에 따른 회전각도에 대응한 ATC 도어(120)의 왕복(Z) 이송거리를 나타낸 캠선도의 일 실시예이다.5 (a) and 5 (b) are views showing the cam diagram showing the rotation (Q) angle and the reciprocation (P) travel distance of the ATC arm 110 corresponding to the rotation angle as the rotary shaft 20 makes one rotation Fig. 5C is an example of a cam diagram showing the distance of travel of the ATC door 120 in the reciprocating (Z) direction corresponding to the rotational angle of the rotary shaft 20 with one rotation.

도시된 것과 같이, 회전축(20)이 1회전하는 동안의 회전각도(X축)에 대응하여 ATC 암(110)의 회전(Q) 및 왕복(P)과, ATC 도어(120)의 왕복(Z)이 Y축에 나타나 있으며, 이들 운동은 회전축(20)의 회전과 동시에 연동하여 수행됨을 확인할 수 있다.The rotation Q and the reciprocation P of the ATC arm 110 and the reciprocation P of the ATC door 120 corresponding to the rotation angle (X axis) during one rotation of the rotary shaft 20, ) Are shown on the Y-axis, and these motions are performed synchronously with the rotation of the rotary shaft 20.

구체적으로 도 5a에 도시된 ATC 암(110)의 회전(Q)각도 캠선도에 따르면 회전축(20)의 1회전동안 ATC 암(110)은 시계방향 회전(0도~254도, CW(R)) 및 반시계 방향(254도~ 180도, CCW(L)) 회전이 수행되고, 도 5b에 도시된 ATC 암(110)의 왕복(P) 이송거리 캠선도에 따르면 회전축(20)의 1회전동안 ATC 암(110)은 최대 50mm 이송되었다가 원위치로 복귀하게 되며, 도 5c에 도시된 ATC 도어(120)의 왕복(Z) 이송거리 캠선도에 따르면 회전축(20)의 1회전동안 ATC 도어(120)는 최대 540mm 이송되었다가 원위치로 복귀함을 확인할 수 있다.Specifically, according to the rotation (Q) angle cam diagram of the ATC arm 110 shown in FIG. 5A, the ATC arm 110 rotates clockwise (0 degrees to 254 degrees, CW (R) (P) conveyance distance of the ATC arm 110 shown in FIG. 5B is performed in the counterclockwise direction (254 degrees to 180 degrees, CCW (L) The ATC arm 110 is transported up to a distance of 50 mm and returned to its original position. According to the reciprocating (Z) travel distance cam diagram of the ATC door 120 shown in FIG. 5C, 120) was transported up to 540mm and returned to its original position.

이상 설명한 바와 같이, ATC 암(110)의 회전(Q) 및 왕복(P)과, ATC 도어(120)의 왕복(Z)은 하나의 구동수단인 서보모터(10) 및 회전축(20)에 의해 구동된다. 따라서, 회전축(20)과 함께 회전하는 제1 내지 제3 캠곡선(30-1, 30-2, 30-3)을 적절히 설정함으로써 회전축(20)이 1회전마다 ATC 암(110)의 회전(Q) 및 왕복(P), 그리고 ATC 도어(120)의 왕복(Z)운동이 적절한 타이밍에 구동되도록 조절할 수 있다.As described above, the rotation (Q) and the reciprocation (P) of the ATC arm 110 and the reciprocation (Z) of the ATC door 120 are performed by the servomotor 10 and the rotary shaft 20 . Therefore, by appropriately setting the first to third cam curves 30-1, 30-2, and 30-3 that rotate together with the rotation axis 20, the rotation axis 20 rotates (rotates) the ATC arm 110 Q and the round trip (P), and the reciprocating (Z) movement of the ATC door 120 can be adjusted to be driven at appropriate timings.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. Although specific embodiments of the present invention have been described above, it should be understood that the spirit and scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, but various modifications and variations may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are provided so that those skilled in the art can fully understand the scope of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, The invention is only defined by the scope of the claims.

도 1은 본 발명에 따른 장치가 장착된 ATC의 사시도. 1 is a perspective view of an ATC equipped with an apparatus according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 장치의 사시도 및 측면도.2 is a perspective view and a side view of a device according to the invention;

도 3은 본 발명에 따른 장치에서 ATC 도어의 개폐 작동 원리를 나타낸 모식도.3 is a schematic view showing an operation principle of opening and closing of an ATC door in an apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명의 장치에 의해 ATC 암 및 ATC 도어의 작동과정을 나타내기 위한 도면.Fig. 4 is a view showing an operation process of an ATC arm and an ATC door by the apparatus of the present invention; Fig.

도 5는 본 발명에 따른 ATC 암의 회전/왕복 운동 및 ATC 도어의 왕복 운동에 대한 캠선도의 일 실시예.5 is an illustration of a cam diagram of a rotation / reciprocating motion of an ATC arm and a reciprocating motion of an ATC door according to the present invention.

도 6은 종래의 공작기계용 ATC를 나타낸 사시도. 6 is a perspective view showing a conventional ATC for a machine tool.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명> DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS OF THE DRAWINGS

100: ATC 110: ATC 암100: ATC 110: ATC cancer

120: ATC 도어 130: 툴매거진120: ATC door 130: Tool magazine

10: 서보모터 20: 회전축10: Servo motor 20:

30: 캠 40: ATC 암 이송축30: Cam 40: ATC female transfer axis

삭제delete

42: 캠팔로워부 80: 링크부42: cam follower part 80: link part

삭제delete

W: 회전축의 회전운동 X: 캠팔로워부의 선회운동W: rotational motion of the rotating shaft X: rotational movement of the cam follower

Y: 기어축부의 회전운동 Z: 링크부의 왕복운동Y: rotational motion of the gear shaft portion Z: reciprocating motion of the link portion

P: ATC 암 이송축의 왕복운동 Q: ATC 암 이송축의 회전운동P: reciprocating motion of ATC female transfer axis Q: rotational movement of ATC female transfer axis

Claims (4)

ATC 암(110) 및 ATC도어(120)를 구비한 공작기계용 ATC(100)에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치로서,A tool exchange and door opening / closing interlocking device in an ATC (100) for a machine tool having an ATC arm (110) and an ATC door (120) 서보 모터(10)와;A servo motor 10; 상기 서보 모터(10)의 구동력을 받아 회전하는 회전축(20)과;A rotary shaft 20 rotated by the driving force of the servo motor 10; 상기 회전축(20)과 함께 회전하며 상기 회전축(20)의 회전운동을 ATC암(110)의 회전운동으로 변환하기 위한 제1캠곡선(30-1)과, 상기 회전축(20)의 회전운동을 ATC 암(110)의 왕복운동으로 변환하기 위한 제2캠곡선(30-2)과, 상기 회전축(20)의 회전운동을 ATC 도어(120)의 왕복운동으로 변환하기 위한 제3 캠곡선(30-3)을 구비한 캠(30)과;A first cam curve 30-1 for rotating together with the rotary shaft 20 and converting the rotary motion of the rotary shaft 20 into a rotary motion of the ATC arm 110 and a second cam curve 30-1 for rotating the rotary shaft 20 A second cam curve 30-2 for converting the rotary motion of the rotary shaft 20 into a reciprocating motion of the ATC door 110 and a third cam curve 30 3); 상기 제1및 제2 캠곡선(30-1, 30-2)에 의해 상기 캠(30)의 회전운동으로부터 변환된 회전운동 및 왕복운동을 ATC 암(110)에 전달하기 위한 ATC 암 이송축(40)과;An ATC female transfer shaft (not shown) for transferring the rotational motion and the reciprocating motion converted from the rotational motion of the cam 30 by the first and second cam curves 30-1 and 30-2 to the ATC arm 110 40); 상기 제3 캠곡선(30-3)과 맞물리는 ATC 도어용 캠팔로워(50-1)를 구비하여 상기 캠(30)의 회전운동을 왕복운동으로 변환시키는 캠팔로워부(50)와;And a cam follower (50-1) for an ATC door engaged with the third cam curve (30-3) to convert the rotational motion of the cam (30) into a reciprocating motion; 상기 캠팔로워부(50)의 일단부에 연결되어 캠팔로워부(50)의 회전운동을 왕복운동으로 변환시켜 ATC 도어(120)를 개폐하는 도어 개폐수단The door opening / closing unit 50 is connected to one end of the cam follower unit 50 to convert the rotational motion of the cam follower unit 50 into a reciprocating motion, 을 포함하며,/ RTI &gt; 상기 도어 개폐수단은,The door opening / 상기 캠팔로워부(50)의 일단부에 링크로 연결되어 직선운동하는 랙부(60)와;A rack portion 60 connected to one end of the cam follower portion 50 and linearly moved; 상기 랙부(60)의 직선운동을 회전운동으로 변환하는 피니언부(70)와;A pinion portion 70 for converting linear motion of the rack portion 60 into rotational motion; 상기 피니언부(70)와 상기 ATC 도어(120)를 연결하고 상기 피니언부(70)의 회전운동을 왕복운동으로 변환시켜 ATC 도어(120)에 전달하기 위한 링크부(80)A link portion 80 for connecting the pinion portion 70 and the ATC door 120 and converting the rotational motion of the pinion portion 70 into a reciprocating motion and transmitting the rotational motion to the ATC door 120, 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 ATC에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치.And a door opening / closing interlocking device in the ATC for a machine tool. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1캠곡선(30-1)은 상기 캠(30)의 측면에 마련되고, 상기 제2캠곡선(30-2)은 상기 캠(30)의 하면에 마련되며, 상기 제3캠곡선(30-3)은 상기 캠(30)의 상면에 마련되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 ATC에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치.The first cam curve 30-1 is provided on a side surface of the cam 30 and the second cam curve 30-2 is provided on a lower surface of the cam 30, 30-3) are provided on the upper surface of the cam (30). 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 링크부(80)는 제1 링크(80-1) 및 제2링크(80-2)를 포함하는 1절 링크인 것을 특징으로 하는 공작기계용 ATC에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치.Wherein the link unit (80) is a one-step link including a first link (80-1) and a second link (80-2).
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