KR101501775B1 - Automatic workpiece loading and unloading device for machine tool - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치는 공구(T) 장착용 스핀들(S)을 수직축(Z) 및 수평축(X, Y)을 따라 이송가능하게 하는 이송 수단을 구비한 공작기계에 사용되는 것으로서, 그립퍼 바디(110)와; 상기 그립퍼 바디(110)를 상기 스핀들(S)에 장착하기 위한 스핀들 장착 수단(120)과; 상기 그립퍼 바디(110)의 양단부에 마련되고 공작물(W)을 그립하거나 그립해제하는 공작물 그립 수단(130);을 포함하는 그립퍼(100)로 구성되어, 상기 그립퍼(100)가 상기 이송 수단에 의해 상기 공작기계 외부의 가공전 공작물 위치(P1) 및 가공후 공작물 위치(P2)와 상기 치구(F) 사이에서 이송가능하도록 구성된 것을 특징으로 한다.The automatic workpiece loading and unloading apparatus according to the present invention is used in a machine tool having a transfer means for transferring a spindle S for mounting a tool T along a vertical axis Z and a horizontal axis X and Y A gripper body 110; A spindle mounting means (120) for mounting the gripper body (110) to the spindle (S); And gripper means 100 provided at both ends of the gripper body 110 for gripping or ungripping the workpiece W. The gripper 100 is supported by the conveying means (P1) and the post-machining workpiece position (P2) outside the machine tool and the jig (F).
공작물, 가공물, 로딩, 언로딩, 자동, 이송, 치구, 스핀들 Workpiece, workpiece, loading, unloading, automatic, feed, jig, spindle

Description

공작기계의 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치{Automatic workpiece loading and unloading device for machine tool}Technical Field [0001] The present invention relates to an automatic workpiece loading and unloading device for a machine tool,
본 발명은 공작기계의 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 수직축 및 수평축을 따라 공구 스핀들을 이송가능하게 하는 공구 스핀들 이송 수단을 이용하여 별도의 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치를 부착하지 않고도 공작물(W) 로딩 및 언로딩을 구현할 수 있도록 하는 공작물 로딩/언로딩 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for automatically loading and unloading workpieces of a machine tool, and more particularly, to a device for automatically loading and unloading workpieces using a tool spindle transfer means for transferring tool spindles along a vertical axis and a horizontal axis Loading / unloading apparatus capable of loading and unloading a workpiece W without attaching the workpiece W to the workpiece W.
공작기계를 이용하여 가공물을 가공하기 위해서는 가공전 공작물 위치에 마련되어 있는 가공전 공작물(W)을 공작기계에 로딩한 다음 소정의 가공을 수행한 후, 가공이 완료되면 가공이 완료된 공작물(W)을 언로딩한 다음 가공후 공작물 위치로 이송시켜야 하므로 공작물(W) 자동 로딩 및 언로딩 장치가 필요하다.In order to machine a workpiece using a machine tool, a pre-machining workpiece W provided before the machining process is loaded on a machine tool and then a predetermined machining process is performed. After the machining is completed, the machined workpiece W is machined (W) automatic loading and unloading device is required since unloading and transfer to the workpiece position after machining are required.
특히, 최근에는 하나의 작업장에 다수개의 공작기계를 배치한 후 공작물(W)을 가공하는 경우가 빈번하게 발생하는 바, 이를 위해 공작기계와 별도로 공작물(W) 로딩/언로딩 장치를 마련하여 자동으로 공작물(W)을 로딩 또는 언로딩하거나, 작업자가 수동으로 공작물(W)을 로딩/언로딩하고 있다.In particular, in recent years, a plurality of machine tools are disposed in a single work site and then the work W is processed frequently. For this purpose, a work W loading / unloading device is provided separately from the machine tool, The workpiece W is manually loaded or unloaded, or the workpiece W is manually loaded or unloaded.
도 1a 및 도 1b는 종래의 공작물(W) 로딩/언로딩 장치의 일 예를 도시하고 있다.1A and 1B show an example of a conventional work W loading / unloading apparatus.
도 1a는 다수의 공작기계(M1, M2, M3, M4)가 일렬로 배치된 경우에 사용되는 갠츄리 로더(10)로서, 갠츄리 로더(10)는 다수의 공작기계(M1, M2, M3, M4)에 인접하여 별도로 배치되어 이송수단(11)을 통해 공작물(W)이 직선 경로를 이송되도록 구성되어 있다. FIG. 1A is a gantry loader 10 used when a plurality of machine tools M1, M2, M3 and M4 are arranged in a row, wherein the gantry loader 10 comprises a plurality of machine tools M1, M2, M3 And M4 so that the work W can be transferred along the straight path through the transfer means 11. [
그리고, 도 1b는 다수의 공작기계(M5, M6, M7)이 원형으로 배치된 경우에 사용되는 로보트(20) 형태의 공작물(W) 로딩/언로딩 장치를 도시하고 있는데, 로보트(20)는 중심축을 중심으로 회전가능한 로봇암(21)을 이용하여 가공전 및 가공후 공작물 위치(22, 23)와 각 공작기계(M5, M6, M7) 사이에서 가공전과 가공후 공작물(W)을 각각 이송시키도록 되어 있다.1B shows a workpiece W loading / unloading device in the form of a robot 20 used when a plurality of machine tools M5, M6, and M7 are arranged in a circle, The workpiece W before and after the machining is transferred between the workpiece positions 22 and 23 before and after the machining and the machine tools M5, M6 and M7 using the robot arm 21 rotatable about the central axis .
그러나, 이와 같은 종래의 공작물(W) 로딩/언로딩 장치는 공작기계와는 별도로 설치되므로 설치 공간을 많이 점유한다는 문제가 있다.However, since the conventional work W loading / unloading apparatus is installed separately from the machine tool, there is a problem that it occupies a lot of installation space.
또한, 상기 장치들은 그 가격이 고가일 뿐만 아니라, 셋업 및 핸들링에 소요되는 시간도 많이 소요되어 작업 능률 및 생산성이 저하된다는 문제도 있었다.In addition, the above-mentioned apparatuses are expensive and require a long time for setup and handling, resulting in a reduction in work efficiency and productivity.
본 발명은 상술한 문제점을 해결코자 하는 것으로서, 기존의 공작기계에마련된 각축별(X, Y, Z) 스핀들 이송 수단(미도시)을 이용함으로써, 별도 장치를 마련할 필요 없이 기존 공작기계 자체에 부착함으로써 간단하게 공작물(W) 로딩/언로딩 장치를 구현하는 것을 기술적 과제로 한다.(X, Y, Z) spindle transferring means (not shown) provided in an existing machine tool, it is unnecessary to provide a separate device, (W) loading / unloading apparatus by simply attaching the work W to the work W.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 공작물 자동 로딩 언로딩 장치는 기존에 공작기계에 마련되어 있는 각축별(X, Y, Z) 스핀들 이송 수단(미도시)에 그립퍼(100)를 부착함으로써 별도의 장치를 마련할 필요 없이 기존의 공작기계를 활용할 수 있도록 하였다.In order to accomplish the above object, the automatic work loading unloading apparatus according to the present invention is provided with a gripper (100) attached to spindle transfer means (not shown) of each axis (X, Y, Z) So that it is possible to utilize the existing machine tool without the need of providing a device of the present invention.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치는 공구(T) 장착용 스핀들(S)을 수직축(Z) 및 수평축(X, Y)을 따라 이송가능하게 하는 이송 수단을 구비한 공작기계에 사용되는 것으로서, 그립퍼 바디(110)와; 상기 그립퍼 바디(110)를 상기 스핀들(S)에 장착하기 위한 스핀들 장착 수단(120)과; 상기 그립퍼 바디(110)의 양단부에 마련되고 공작물(W1, W2)을 그립하거나 그립해제하는 공작물 그립 수단(130);을 포함하는 그립퍼(100)로 구성되어, 상기 그립퍼(100)가 상기 이송 수단에 의해 상기 공작기계 외부의 가공전 공작물 위치(P1) 및 가공후 공작물 위치(P2)와 상기 치구(F) 사이에서 이송가능하며, 상기 가공전 공작물(W1)과 상기 가공후 공작물(W2)을 동시에 로딩 또는 언로딩하도록 구성된 것을 특징으 로 한다.More specifically, the workpiece automatic loading and unloading apparatus according to the present invention is characterized in that the workpiece automatic loading and unloading apparatus according to the present invention is a workpiece loading and unloading apparatus having a workpiece carrying means for transferring a spindle S for mounting a tool T along a vertical axis Z and a horizontal axis X, Used in a machine, comprising: a gripper body (110); A spindle mounting means (120) for mounting the gripper body (110) to the spindle (S); And a gripper 100 provided at both ends of the gripper body 110 and gripping or ungripping the workpieces W1 and W2 so that the gripper 100 can grip the workpieces W1 and W2, (W1) and the post-machining work (W2), which can be transferred between the pre-machining workpiece position (P1) and the post-machining workpiece position (P2) outside the machine tool by the jig And is configured to be loaded or unloaded at the same time.
여기서, 상기 스핀들 장착 수단(120)은, 상기 스핀들(S)에 삽입되는 홀더(121)와; 상기 스핀들(S) 단부에 마련되어 상기 그립퍼 바디(110)를 상기 스핀들(S)에 자동으로 장착되도록 하는 오토 조인트(122)와; 상기 오토 조인트(122)를 상기 스핀들(S)에 고정시키기 위한 고정 플레이트(123);를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the spindle mounting means 120 includes a holder 121 inserted into the spindle S; An auto joint 122 provided at an end of the spindle S for automatically mounting the gripper body 110 on the spindle S; And a fixing plate 123 for fixing the auto-joint 122 to the spindle S, as shown in FIG.
또한, 상기 공작물 그립 수단(130)은, 상기 그립퍼 바디(110)의 양단부에 마련되고 공작물(W1, W2)을 그립하거나 그립해제하는 그립퍼 조오(131)와; 상기 그립퍼 조오(131)에 그립력 또는 그립 해제력을 제공하는 공압 배관(132)으로 구성된다.The workpiece gripping means 130 includes gripper jaws 131 provided at both ends of the gripper body 110 and gripping or releasing the workpieces W1 and W2; And a pneumatic piping 132 for providing a gripping force or a grip releasing force to the gripper jaw 131.
또한, 본 발명에 따른 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치는 상기 가공전 공작물(W1)을 상기 공작기계 외부에서 상기 가공전 공작물 위치(P1)로 이송시키는 가공전 공작물 이송수단(200)과; 상기 가공후 공작물(W2)을 상기 가공후 공작물 위치(P2)에서 상기 공작기계 외부로 이송시키는 가공후 공작물 이송수단(300);을 더 포함하는 것이 바람직하다.The apparatus for automatically loading and unloading workpieces according to the present invention further includes a pre-machining workpiece transfer means 200 for transferring the pre-machining workpiece W1 from the outside of the machine tool to the pre-machining workpiece position P1; And post-machining workpiece transfer means (300) for transferring the post-machining workpiece (W2) from the post-machining workpiece position (P2) to the outside of the machine tool.
또한, 본 발명에 따른 장치는 상기 그립퍼(100)를 장착하기 위한 홀(430)을 구비한 그립퍼 거치 수단(400);을 더 포함하도록 구성될 수 있으며, 이 경우 상기 그립퍼(100)는 상기 그립퍼 거치 수단(400)의 상기 홀(430)에 삽입되는 위치 결정핀(140)을 더 포함하는 것이 바람직하다.The apparatus according to the present invention may further include a gripper mounting means 400 having a hole 430 for mounting the gripper 100. In this case, And a positioning pin 140 inserted into the hole 430 of the mounting means 400.
본 발명에 따른 공작물 자동 로딩 언로딩 장치는 기존에 공작기계에 마련되어 있는 각축별(X, Y, Z) 스핀들 이송 수단에 그립퍼(100)를 부착함으로써 별도의 장치를 마련할 필요 없이 기존의 공작기계를 활용할 수 있다.The apparatus for automatically unloading workpieces according to the present invention can be applied to a conventional machine tool without having to provide a separate apparatus by attaching the gripper 100 to the respective spindle transporting means of each axis (X, Y, Z) Can be utilized.
또한 그립퍼(100)는 양단부에 한쌍의 그립 수단(130)이 마련되어 있어서, 간소한 동작으로 공작물의 로딩 및 언로딩을 구현할 수 있다.In addition, the gripper 100 is provided with a pair of gripping means 130 at both ends thereof, so that loading and unloading of the workpiece can be realized with a simple operation.
즉, 가공전 공작물 위치(P1)에 있는 가공전 공작물(W1)과 공작물 치구(F)에 로드되어 있는 가공완료된 공작물(W2)을 동시에 그립한 다음, 수평 이동하여 가공전 공작물(W1)은 공작물 치구(F) 상방에, 그리고 가공후 공작물(W2)는 가공후 공작물 위치(P2) 상방에 위치하도록 한 상태에서, 하방 이송으로 가공전 공작물(W1)과 가공후 공작물(W2)를 동시에 그립해제함으로써 가공전 공작물(W1)을 치구(F)에, 가공후 공작물(W2)을 가공후 공작물 위치(P2)로 간단하게 이송시킬 수 있다.That is, the unworked workpiece W1 at the workpiece position P1 before machining and the processed workpiece W2 loaded at the workpiece fixture F are gripped at the same time, and then horizontally moved to move the workpiece W1, The workpiece W1 before machining and the workpiece W2 after machining are simultaneously gripped downward by the downward feed while the workpiece W2 is positioned above the workpiece position P2 in a state in which the workpiece W2 is positioned above the jig F, The workpiece W1 can be easily transferred to the jig F and the workpiece W2 can be transferred to the workpiece position P2 after machining.
이러한 동작을 구현하기 위해서 별도의 장치를 추가할 필요 없이, 기존에 공작기계에 마련되어 있는 각축별(X, Y, Z) 스핀들 이송 수단(미도시)을 그대로 활용할 수 있다는 점은 본 발명의 큰 장점이 된다.(X, Y, Z) spindle transfer means (not shown) provided in the machine tool can be utilized as it is without adding any additional device in order to implement such an operation. .
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 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 2는 본 발명에 따른 공작물(W) 자동 로딩 및 언로딩 장치의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2a는 공작물(W) 자동 로딩 및 언로딩 장치의 그립퍼(100)가 스핀들(S)에 클램핑된 상태를, 도 2b는 그립퍼(100)가 스핀들(S)로부터 클램핑 해제된 상태를 도시하고 있다. 그리고 도 2c는 그립퍼(100)가 그립퍼 거치 수단(400)에 장착된 상태를 도시하고 있다.FIG. 2 is a view for explaining a configuration of an automatic loading and unloading apparatus for a work W according to the present invention, wherein FIG. 2 (a) shows a state in which the gripper 100 of the automatic loading and unloading apparatus for a work W is mounted on a spindle S FIG. 2B shows a state in which the gripper 100 is released from the spindle S. FIG. 2C shows a state in which the gripper 100 is mounted on the gripper mounting means 400. As shown in FIG.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 장치가 공작기계(M)에 설치된 모습을 도시한 정면도, 측면도 및 평면도이다.Fig. 3 is a schematic view for explaining the operation of the device according to the present invention, and Fig. 4 is a front view, a side view, and a plan view showing a device according to the present invention installed on the machine tool M.
우선, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 것과 같이 본 발명에 따른 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치는 그립퍼(100)와, 가공전 공작물(W) 이송수단(200)과, 가공후 공작물 이송수단(300)을 포함하며, 바람직하게는 도 4c에 도시된 것과 같이 그립퍼(100)를 보관하기 위한 그립퍼 거치 수단(400)도 마련될 수 있다.4A to 4C, the automatic workpiece loading and unloading apparatus according to the present invention includes a gripper 100, a workpiece transfer means 200 before machining, a post-machining workpiece transfer means 300 , And preferably a gripper mounting means 400 for storing the gripper 100 as shown in FIG. 4C may also be provided.
그립퍼(100)는 본 발명의 주요한 구성으로서, 공작기계(M)의 스핀들(S)에 장착되어 기존에 공작기계에 구비되어 있는 기본 이송축(X, Y, Z)별 이송수단(미도시)에 의해 가공전 공작물 위치(P1)와 가공후 공작물 위치(P2) 사이에서 이송가능하도록 되어 있다. 따라서, 그립퍼(100)는 가공전 공작물 위치(P1)에 있는 가공전 공작물(W)을 공작기계의 공작물 치구(F)로 이송시켜 로딩하고, 가공이 완료된 공작물(W)을 치구(F)로부터 언로딩하여 가공후 공작물 위치(P2)로 이송시킨다.The gripper 100 is a main constituent of the present invention and is mounted on a spindle S of a machine tool M and is provided with feeding means (not shown) for each of the basic feeding axes X, Y, So as to be able to be transferred between the workpiece position P1 before machining and the workpiece position P2 after machining. Therefore, the gripper 100 transfers the workpiece W before machining to the workpiece jig F of the machine tool before the machining, and loads the machined workpiece W from the jig F Unloaded and fed to the workpiece position P2 after machining.
가공전 공작물 이송수단(200)은 가공전 공작물(W1, 도 3 참조)을 공작기계 외부로부터 가공전 이송 위치(P1)로 이송시키기 위해 가공전 공작물(W1)을 로딩하는 가공물 로더(210)와 이 가공물 로더(210)를 왕복 이송시키는 이송 수단(220)으로 구성된다. 이송 수단(220)은 구동력 발생부와 각종 기어 및 컨베이어 벨트로 이루어져 있다.The workpiece transfer means 200 before machining includes a workpiece loader 210 for loading the workpiece W1 before machining to transfer the workpiece W1 (see Fig. 3) from the outside of the machine tool to the pre-machining transfer position P1 And conveying means 220 for conveying the work loader 210 reciprocally. The conveying means 220 includes a driving force generating portion, various gears, and a conveyor belt.
가공후 공작물(W) 이송수단(300)은 가공후 공작물(W2, 도 3 참조)을 가공전 이송 위치(P2)로부터 공작기계 외부로 이송시키키 위해 가공후 공작물(W2)을 로딩하는 가공물 로더(310)와 이 가공물 로더(310)를 왕복 이송시키는 이송 수단(320)으로 구성된다. The post-machining work W transfer means 300 is for transferring the post-machining work W2 (see Fig. 3) from the pre-machining transfer position P2 to the outside of the machine tool, (310) and a conveying means (320) for reciprocating the work loader (310).
그립퍼 거치 수단(400)은 도 4c에 도시된 것과 같이 공작기계의 일측에 고정 배치되어 있으며 그립퍼(100)를 사용하지 않는 동안에 그립퍼(100)를 보관하기 위한 구성이다.The gripper mounting means 400 is arranged on one side of the machine tool as shown in FIG. 4C and is configured to store the gripper 100 while the gripper 100 is not in use.
도 2c는 그립퍼 거치 수단(400)의 상세도를 도시하고 있는 바, 각각 도 4c의 그립퍼 거치 수단(400)을 A-A선을 따라 바라본 모습과, B-B선을 따라 바라본 모습, 그리고 도 4c와 동일한 방향으로 바라본 모습을 각각 도시하고 있다.FIG. 2C shows a detailed view of the gripper mounting means 400, which is a view taken along the AA line, a view taken along the BB line, and a view taken along the BB line of FIG. 4C, As shown in FIG.
도시된 것과 같이 그립퍼 거치 수단(400)은, 공작기계(M)에 고정되는 부분인 기부(410)와, 기부(410)로부터 수직 방향으로 돌출된 지지부(420) 및 그립퍼(100)의 위치 결정핀(140)이 삽입될 홀(430)로 구성되어 있다.The gripper mounting means 400 includes a base 410 as a portion fixed to the machine tool M and a positioning portion 420 for positioning the gripper 100 in a vertical direction, And a hole 430 into which the pin 140 is to be inserted.
한편, 본 발명의 장치의 주요한 구성인 그립퍼(100)의 구성에 대해서는 도 2a 및 도 2b를 참조로 보다 구체적으로 설명한다.The construction of the gripper 100, which is a main constituent of the apparatus of the present invention, will be described in more detail with reference to FIGS. 2A and 2B.
도시된 것과 같이, 그립퍼(100)는 공작기계의 스핀들(S)에 장착된다. 이로 써, 기본 수직 및 수직축(X, Y, Z)을 따른 기존의 스핀들 이송수단(미도시)에 의해 그립퍼(100)가 가공전 공작물 위치(P1) 및 가공후 공작물 위치(P2)와 공작기계의 치구(F) 사이를 이송가능하게 되므로 별도의 장치 없이도 공작물(W)의 로딩 및 언로딩을 할 수 있게 된다.As shown, the gripper 100 is mounted on the spindle S of the machine tool. This allows the gripper 100 to move the pre-machining workpiece position P1 and the post-machining workpiece position P2 to the machining position by the conventional spindle feed means (not shown) along the basic vertical and vertical axes X, The work W can be loaded and unloaded without any additional apparatus.
그립퍼(100)는 그립퍼 바디(110)와, 스핀들 장착 수단(120)과, 공작물 그립 수단(130)과, 위치 결정 핀(140)으로 구성되어 있다.The gripper 100 is composed of a gripper body 110, a spindle mounting means 120, a workpiece gripping means 130 and a positioning pin 140.
그립퍼 바디(110)는 중심부를 중심으로 좌우 대칭 형상이며, 중심부에는 스핀들(S)에 장착하기 위한 스핀들 장착 수단(120), 더 구체적으로는 홀더(121)가 마련되어 있고, 양단부에는 한쌍의 공작물 그립 수단(130)이 마련된다.The gripper body 110 has a symmetrical shape centering on a center portion and has a spindle mounting means 120 for mounting the spindle S to the spindle S, more specifically a holder 121, and a pair of workpiece grips Means 130 are provided.
스핀들 장착 수단(120)은 그립퍼 바디(110)를 스핀들(S)에 장착하기 위한 구성이다.The spindle mounting means 120 is a structure for mounting the gripper body 110 on the spindle S.
이를 위해 스핀들 장착 수단(120)은 홀더(121)와, 오토 조인트(122)와, 고정 플레이트(123)로 구성되어 있다.To this end, the spindle mounting means 120 is composed of a holder 121, an auto joint 122, and a fixing plate 123.
홀더(121)는 그립퍼 바디(110)의 중심부에서 돌출되어 스핀들(S)에 삽입가능한 형상을 가지고 있다.The holder 121 protrudes from the center of the gripper body 110 and has a shape that can be inserted into the spindle S.
오토 조인트(122)는 스핀들(S)과 그립퍼 바디(110)과의 결합지점에 마련되어 그립퍼 바디(110)가 스핀들(S) 쪽으로 가압되면 자동으로 스핀들(S)에 장착되도록 한다.The automatic joint 122 is provided at a coupling point between the spindle S and the gripper body 110 so that the automatic joint 122 is automatically mounted on the spindle S when the gripper body 110 is pressed toward the spindle S.
고정 플레이트(123)는 오토 조인트(122)를 스핀들(S)에 고정시키기 위한 구성으로서 스핀들(S)의 단부에 결합된다.The fixed plate 123 is coupled to the end of the spindle S as a configuration for fixing the auto-joint 122 to the spindle S.
이러한 구성에 의해 스핀들(S)이 그립퍼 바디(110)를 향해 하방으로 가압되면 홀더(121)가 스핀들(S)에 삽입되면서 오토 조인트(122)에 의해 자동으로 그립퍼 바디(110)가 스핀들(S)에 결합된다.When the spindle S is pushed downward toward the gripper body 110, the holder 121 is inserted into the spindle S, and the gripper body 110 is automatically moved by the auto-joint 122 to the spindle S ).
다음으로, 공작물 그립 수단(130)은 그립퍼 바디(110)의 양단부에 한쌍으로 마련되어 공작물(W)을 그립하거나 그립을 해제할 수 있도록 한다.Next, the work gripping means 130 is provided at both ends of the gripper body 110 so as to grip or grip the work W.
이를 위해 공작물 그립 수단(130)은 그립퍼 조오(131)과 공압 배관(132)으로 구성되어 있다.To this end, the work gripping means 130 comprises a gripper jaw 131 and a pneumatic pipe 132.
그립퍼 조오(131)는 공작물(W)에 실제로 접촉하여 그립핑을 하기 위한 구성으로서 후술할 공압 배관(132)에서 공급되는 공압력에 의해 공작물(W)의 외표면을 가압 밀착하여 그립하거나, 밀착되었된 공작물(W)의 외표면으로부터 이탈함으로써 그립을 해제하도록 되어 있다.The gripper jaw 131 pressurizes the outer surface of the work W by gripping the outer surface of the work W by the air pressure supplied from the pneumatic piping 132 to be described later as a structure for actually gripping the work W, The workpiece W is released from the outer surface of the work W so as to release the grip.
공압 배관(132)은 소정의 공압 소스로부터 공압력을 전달받아 그립퍼 조오(131)가 공작물(W)에 밀착하여 그립하거나 반대로 그립이 해제될 수 있도록 한다. 본 실시예에서는 공압 배관(132)을 사용하였으나, 압력 전달 수단은 공압에 한정되는 것은 아니며, 다른 압력 소스, 예컨대 유압으로 대체할 수도 있다.The pneumatic piping 132 receives a pneumatic pressure from a predetermined pneumatic source so that the gripper jaw 131 can be brought into close contact with the workpiece W to grip or vice versa. Although the pneumatic piping 132 is used in this embodiment, the pressure transmitting means is not limited to pneumatic pressure but may be replaced with another pressure source, for example, hydraulic pressure.
도 5는 공압 배관(132)의 일 실시예를 도시하고 있다.Figure 5 illustrates one embodiment of a pneumatic piping 132. [
도시된 것과 같이, 공압 배관(132)은 그립퍼 조오(131)에 그립력 또는 그립 해제력을 전달하기 위한 그립핑 실린더(131-1)와, 그립핑 실린더(131-1)에 공압을 공급하기 위한 펌프(132-7) 및 에어 서비스 유닛(132-5)과, 그립핑 실린더(131-1)에 전달되는 공압의 방향을 제어하여 그립핑 실린더(131-1)의 그립 또는 그립 해제 여부를 조절하는 솔레노이드 밸브(132-2)와, 그립핑 실린더(131-1)와 솔레노이드 밸브(132-2) 사이의 공압을 조절하기 위한 속도 밸브(132-3) 및 체크 밸브(132-4)로 구성되어 있다. 그리고 솔레노이드 밸브(132-2)와 에어 서비스 유닛(132-5) 사이에는 복수개의 배관 라인(132-6)이 마련된다.As shown, the pneumatic piping 132 includes a gripping cylinder 131-1 for transmitting a gripping force or grip releasing force to the gripper jaw 131, and a gripping cylinder 131-1 for supplying a gripping force to the gripping cylinder 131-1 It is possible to control the direction of the air pressure transmitted to the pump 132-7 and the air service unit 132-5 and the gripping cylinder 131-1 to control the gripping or releasing of the gripping cylinder 131-1 And a speed valve 132-3 and a check valve 132-4 for adjusting the air pressure between the gripping cylinder 131-1 and the solenoid valve 132-2 . A plurality of piping lines 132-6 are provided between the solenoid valve 132-2 and the air service unit 132-5.
이상 설명한 구성에 따라 본 발명에 따른 공작물 자동 로딩/언로딩 장치가 작동하는 원리를 설명하도록 한다.The principle of operation of the workpiece automatic loading / unloading apparatus according to the present invention will be described with reference to the above-described configuration.
우선, 공작물(W)의 가공 완료후, ATC(자동 공구 교환기)에 의해 가공에 사용되었던 공구를 스핀들(S)로부터 이탈시켜 스핀들(S)이 비어있는 상태로 만든다.First, after the work W is machined, the tool used for machining by the automatic tool changer (ATC) is released from the spindle S to make the spindle S empty.
그 상태에서 도 4c, 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 같이 각축별(X, Y, Z) 스핀들 이송 수단(미도시)을 작동시켜 그립퍼 거치 수단(400)에 장착된 그립퍼(100)를 스핀들(S)에 부착한다.In this state, the gripper 100 mounted on the gripper mounting means 400 is operated by operating spindle feed means (not shown) for each axis (X, Y, Z) as shown in Figs. 4C, 2A, (S).
다음으로, 도 3와 도 4a 및 도 4b에 도시된 것과 같이 가공전 공작물 이송 수단(200)에 의해 공작기계 외부에 있던 가공전 공작물(W1)을 가공전 공작물 위치(P1)까지 이송시킨다. Next, as shown in FIG. 3 and FIGS. 4A and 4B, the pre-machining workpiece W1 outside the machine tool is transferred to the pre-machining workpiece position P1 by the workpiece conveying means 200 before machining.
특히, 도 3을 참조하면 확인할 수 있듯이, 이 상태에서는 가공전 공작물(W1)은 가공전 공작물 위치(P1)에 배치되어 있고, 가공완료된 공작물(W2)은 테이블(T) 상부의 공작물 치구(F)에 로드되어 있다.3, in this state, the workpiece W1 before machining is disposed at the workpiece position P1 before machining, and the machined workpiece W2 is placed on the workpiece fixture F ).
이 상태에서 수직축(Z) 스핀들(S) 이송 수단(미도시)에 의해 스핀들(S) 및 그에 장착된 그립퍼(100)를 하방으로 이송시킨 후, 그립 수단(130)을 작동시켜 가공전 공작물(W1) 및 가공후 공작물(W2)을 함께 그립한다.In this state, after the spindle S and the gripper 100 mounted thereon are conveyed downward by the vertical axis (Z) spindle S conveying means (not shown), the grip means 130 is operated to rotate the workpiece W1 and the machined workpiece W2 are gripped together.
그립퍼(100)가 가공전 공작물(W1) 및 가공후 공작물(W2)을 함께 그립하고 있는 상태에서 수직축(Z) 스핀들 이송 수단(미도시)에 의해 스핀들(S) 및 그립퍼(100)를 상방으로 이송시킨다.The gripper 100 grips the spindle S and the gripper 100 upward by the spindle feed means (not shown) on the vertical axis Z in a state in which the gripper 100 grips the work W1 before machining and the machining work W2 together .
그 다음, 수평축(X) 이송 수단(미도시)에 의해 스핀들(S) 및 그립퍼(100)를 우측으로 이송시켜, 가공전 공작물(W1)은 치구(F) 상부에, 가공후 공작물(W2)은 가공후 공작물 위치(P2) 상부에 각각 위치하도록 한다.Then, the spindle S and the gripper 100 are transferred to the right by the horizontal axis X transfer means (not shown) so that the pre-machining work W1 is transferred to the upper portion of the jig F, Are positioned above the workpiece position P2 after machining.
이 상태에서 다시 수직축(Z) 스핀들(S) 이송 수단(미도시)에 의해 스핀들(S) 및 그에 장착된 그립퍼(100)를 하방으로 이송시킨 다음 그립된 각 공작물(W)을 함께 해제하면, 가공전 공작물(W1)은 치구(F)에 로드되고 가공후 공작물(W2)은 가공후 공작물 위치(P2)에 배치된다.In this state, when the spindle S and the gripper 100 mounted thereon are moved downward by the vertical axis (Z) spindle S transfer means (not shown) and then the gripped workpieces W are released together, The workpiece W1 before machining is loaded on the jig F and the machined workpiece W2 is placed on the workpiece position P2 after machining.
한편, 가공완료된 가공후 공작물(W2)은 도 4a 및 도 4b에 도시된 것과 같이, 가공후 공작물 이송 수단(300)에 의해 공작기계 외부로 배출된다.On the other hand, the finished workpiece W2 is discharged to the outside of the machine tool by the workpiece transfer means 300 as shown in Figs. 4A and 4B.
이상과 같이 본 발명에 따른 공작물 자동 로딩 언로딩 장치는 기존에 공작기계에 마련되어 있는 각축별(X, Y, Z) 스핀들 이송 수단(미도시)에 그립퍼(100)를 부착함으로써 별도의 장치를 마련할 필요 없이 기존의 공작기계를 활용할 수 있다.As described above, the automatic work loading unloading apparatus according to the present invention is provided with a separate device by attaching the gripper 100 to the spindle transfer means (not shown) of each axis (X, Y, Z) provided in the machine tool It is possible to utilize the existing machine tool without having to do.
또한 그립퍼(100)에는 양단부에 한쌍의 그립 수단(130)이 마련되어 있어서, 간소한 동작으로 공작물의 로딩 및 언로딩을 구현할 수 있다.In addition, the gripper 100 is provided with a pair of gripping means 130 at both ends thereof, so that loading and unloading of the workpiece can be realized with a simple operation.
즉, 가공전 공작물 위치(P1)에 있는 가공전 공작물(W1)과 공작물 치구(F)에 있는 가공완료된 공작물(W2)을 동시에 그립한 다음, 수평 이동하여 가공전 공작물(W1)은 공작물 치구(F) 상방에, 그리고 가공후 공작물(W2)는 가공후 공작물 위 치(P2) 상방에 위치하도록 한 상태에서, 하방 이송으로 가공전 공작물(W1)과 가공후 공작물(W2)를 동시에 그립해제함으로써 가공전 공작물(W1)을 치구(F)에, 가공후 공작물(W2)을 가공후 공작물 위치(P2)로 간단하게 이송시킬 수 있다.That is, the unworked workpiece W1 at the workpiece position P1 before machining and the machined workpiece W2 at the workpiece fixture F are gripped at the same time and then moved horizontally to move the workpiece W1 before machining to the workpiece fixture F and the work W2 after the machining are positioned above the workpiece position P2 after the machining operation, the workpiece W1 before machining and the workpiece W2 after machining are gripped simultaneously by downward feed The work W1 can be transferred to the fixture F before machining and the work W2 after machining can be simply transferred to the workpiece position P2.
이러한 동작을 구현하기 위해서 기존에 공작기계에 마련되어 있는 각축별(X, Y, Z) 스핀들 이송 수단(미도시)을 그대로 활용할 수 있다는 점은 본 발명의 큰 장점이다.It is a great advantage of the present invention that spindle transfer means (not shown) for each axis (X, Y, Z) provided in the machine tool can be used as it is in order to implement this operation.
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 종래의 공작물 로딩 및 언로딩 장치의 일 예를 도시한 도면.1 is a view showing an example of a conventional workpiece loading and unloading apparatus.
도 2a는 본 발명에 따른 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치의 그립퍼(100)가 스핀들(S)에 클램핑된 상태를 도시한 도면.FIG. 2A is a view showing a state in which a gripper 100 of a workpiece automatic loading and unloading apparatus according to the present invention is clamped to a spindle S; FIG.
도 2b는 본 발명에 따른 그립퍼(100)가 스핀들(S)로부터 클램핑 해제된 상태를 도시한 도면. FIG. 2B is a view showing a state in which the gripper 100 according to the present invention is unclamped from the spindle S. FIG.
도 2c는 본 발명에 따른 그립퍼 거치 수단(400)의 구성을 설명하기 위한 도면.2C is a view for explaining the configuration of the gripper mounting means 400 according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도3 is a schematic view for explaining the operation of the apparatus according to the present invention
도 4는 본 발명에 따른 장치가 공작기계에 설치된 모습을 도시한 정면도, 측면도 및 평면도.4 is a front view, a side view and a plan view showing a device according to the present invention installed on a machine tool;
도 5는 본 발명에 따른 공압 배관(132)의 공압 회로도.5 is a pneumatic circuit diagram of a pneumatic piping 132 according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Description of the Related Art [0002]
M1~M7, M: 공작기계 X, Y, Z: 스핀들 이송축M1 to M7, M: Machine tool X, Y, Z: Spindle feed axis
S: 스핀들 W: 공작물 S: Spindle W: Workpiece
W1: 가공전 공작물 W2: 가공후 공작물 W1: Workpiece before machining W2: Workpiece after machining
F: 공작물 치구 T: 테이블F: Workpiece fixture T: Table
P1: 가공전 공작물 위치 P2: 가공후 공작물 위치P1: Workpiece position before machining P2: Workpiece position after machining
10: 갠츄리 로더 20: 로보트 10: Gantry loader 20: Robot
100: 그립퍼 110: 그립퍼 바디100: gripper 110: gripper body
120: 스핀들 장착 수단 121: 홀더 120: spindle mounting means 121: holder
122: 오토 조인트 123: 고정 플레이트 122: auto joint 123: stationary plate
130: 공구 그립 수단 131: 그립퍼 조오 130: tool grip means 131: gripper jaw
132: 공압 배관 140: 위치결정핀 132: Pneumatic piping 140: Positioning pin
200: 가공전 공작물 이송수단 300: 가공후 공작물 이송수단200: Workpiece transfer means before machining 300: Workpiece transfer means after machining
400: 그립퍼 거치 수단 400: gripper mounting means

Claims (4)

  1. 공구(T) 장착용 스핀들(S)을 수직축(Z) 및 수평축(X, Y)을 따라 이송가능하게 하는 이송 수단을 구비한 공작기계에서 가공전 공작물(W1)을 치구(F)에 로딩하거나 가공후 공작물(W2)을 상기 치구(F)로부터 언로딩하기 위한 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치로서,A workpiece W1 is loaded on the jig F before machining in a machine tool having transfer means for transferring the spindle S for mounting the tool T along the vertical axis Z and the horizontal axis X or Y An automatic workpiece loading and unloading apparatus for unloading a workpiece (W2) after machining from the jig (F)
    그립퍼 바디(110)와, 상기 그립퍼 바디(110)를 상기 스핀들(S)에 장착하기 위한 스핀들 장착 수단(120)과, 상기 그립퍼 바디(110)의 양단부에 마련되고 상기 공작물(W1, W2)을 그립하거나 그립 해제하는 한 쌍의 공작물 그립 수단(130)을 포함하는 그립퍼(100); 및A spindle mounting means 120 for mounting the gripper body 110 on the spindle S and a spindle mounting means 120 mounted on both ends of the gripper body 110 for connecting the workpieces W1 and W2 A gripper (100) comprising a pair of workpiece gripping means (130) for gripping or releasing gripping; And
    상기 그립퍼(100)를 장착하기 위한 그립퍼 거치 수단(400);을 포함하고,And gripper mounting means (400) for mounting the gripper (100)
    상기 그립퍼(100)가 상기 이송 수단에 의해 가공전 공작물 위치(P1) 및 가공후 공작물 위치(P2)와 상기 치구(F) 사이에서 이송가능하며, 상기 가공전 공작물(W1)과 상기 가공후 공작물(W2)을 동시에 로딩 또는 언로딩하도록 구성된 것을 특징으로 하는 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치.The gripper 100 is capable of being transferred between the pre-machining workpiece position P1 and the post-machining workpiece position P2 and the jig F by the conveying means, and the pre-machining workpiece W1 and the post- (W2) are simultaneously loaded or unloaded.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스핀들 장착 수단(120)은, 2. The apparatus according to claim 1, wherein the spindle mounting means (120)
    상기 스핀들(S)에 삽입되는 홀더(121)와;A holder 121 inserted into the spindle S;
    상기 스핀들(S) 단부에 마련되어 상기 그립퍼 바디(110)를 상기 스핀들(S)에 자동으로 장착되도록 하는 오토 조인트(122)와;An auto joint 122 provided at an end of the spindle S for automatically mounting the gripper body 110 on the spindle S;
    상기 오토 조인트(122)를 상기 스핀들(S)에 고정시키기 위한 고정 플레이트(123);A fixing plate 123 for fixing the auto-joint 122 to the spindle S;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치.And an automatic loading and unloading device for a workpiece.
  3. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 가공전 공작물(W1)을 상기 공작기계 외부에서 상기 가공전 공작물(W) 위치(P1)로 이송시키는 가공전 공작물 이송수단(200)과;A pre-machining workpiece transfer means (200) for transferring the pre-machining workpiece (W1) from the outside of the machine tool to the pre-machining workpiece (W) position (P1);
    상기 가공후 공작물(W2)을 상기 가공후 공작물(W) 위치(P2)에서 상기 공작기계 외부로 이송시키는 가공후 공작물 이송수단(300);Post-machining workpiece transfer means (300) for transferring the post-machining workpiece (W2) from the post-machining workpiece (W) position (P2) to the outside of the machine tool;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치.Further comprising: an automatic loading and unloading mechanism for the workpiece.
  4. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 그립퍼 거치 수단(400)은 상기 그립퍼(100)를 장착하기 위한 홀(430)을 포함하고,The gripper mounting means 400 includes a hole 430 for mounting the gripper 100,
    상기 그립퍼(100)는 상기 그립퍼 거치 수단(400)의 상기 홀(430)에 삽입되는 위치 결정핀(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작물 자동 로딩 및 언로딩 장치.Wherein the gripper (100) further comprises a positioning pin (140) inserted into the hole (430) of the gripper mounting means (400).
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