KR101540238B1 - 공작기계 - Google Patents

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코지 히로시마
코지 우에노
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코마츠 엔티씨 가부시끼가이샤
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Abstract

유압을 이용하는 일 없이 단순한 구성으로 공구 홀더의 클램핑 동작을 주축의 이동에 연동해서 타이밍 좋게 행할 수 있는 공작기계를 제공한다.　공구 교환 위치(P1)와 가공 위치와의 사이를 이동 가능한 주축장치(10)를 가지는 공작기계로서, 주축장치(10)는 공구 홀더(11)를 클램핑 하는 클램프 기구(17)와, 이 클램프 기구(17)를 작동시키는 캠 플레이트(30)를 구비하고 있으며, 주축장치(10)의 공구 교환 위치(P1)로의 이동 동작에 연동해서 캠 플레이트(30)를 고정 접촉면(41)에 당접시켜서 틸팅시킴으로써 드로우바(15)를 가압하여 클램프 기구(17)를 언클램핑 상태로 하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

공작기계 {MACHINE TOOL}
본 발명은 공작기계에 관한 것이다.
머시닝센터(machining center)의 주축(主軸) 장치에 설치된 공구 홀더의 클램프 기구에 있어서, 공구 교환시의 언클램핑 동작에 유압을 이용한 종래 기술의 일례로서 특허문헌 1을 들 수 있다. 동 문헌의 도 2에는 주축 장치의 내부에, 피스톤을 사이에 두고 전부(前部) 오일룸(油室)과 후부(後部) 오일룸이 형성되는 유압 실린더를 마련하고, 유압펌프로부터 각 오일룸으로의 압유의 공급을 전자밸브를 이용해서 절환함으로써 클램프 기구를 작동시키는 기술이 기재되어 있다.
특허문헌 1의 기술은 유압의 구동원으로서 유압 펌프를 이용하고 있으며, 이 유압 펌프를 회전시키는 모터도 요구되기 때문에 유압 유닛 자체의 코스트가 증가되는 것은 물론, 이러한 유압 유닛은 머시닝 센터의 X축, Y축, Z축 동작으로부터 독립적으로 설치되기 때문에 공구 교환시에 주축 장치를 매거진 쪽에서 이동 정지시키는 동작과 클램프 기구의 동작의 동기(同期) 제어가 곤란해지기 쉬운 문제가 있다.
따라서, 본 발명자들은 특허문헌 2에 나타내는 공작기계를 생각해내었다. 특허문헌 2의 공작기계는 유압에 의해 공구 홀더를 언클램핑 하는 클램프 기구와, 주축 장치의 이동 동작에 연동해서 유압을 발생하는 유압 발생 수단을 구비하고 있다. 이러한 공작기계에 따르면, 유압의 구동원으로서도 유압 펌프를 별도로 마련할 필요가 없기 때문에 장치의 복잡화 및 코스트 상승을 억제할 수 있다.
일본 특허공개공보 제2002-66814호 일본 특허공개공보 제2010-131724호
그렇지만, 특허문헌 2의 공작기계에 있어서도 유압을 이용해서 공구 홀더를 언클램핑 하고 있기 때문에 유압 발생 수단 등 여러 가지의 장치를 필요로 할 뿐만 아니라 유압 발생 수단의 조정이 필요해지는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해서 창작된 것으로, 유압을 이용하지 않고 단순한 구성으로 공구 홀더의 클램프 동작을 주축의 이동에 연동해서 타이밍 좋게 수행할 수 있는 공작기계를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 공구 교환 위치와 가공 위치 사이를 이동 가능한 주축 장치를 가지는 공작기계로서, 상기 주축 장치는 공구 홀더를 클램핑 하는 클램프 기구와, 이 클램프 기구를 작동시키는 캠 플레이트를 구비하고 있으며, 상기 주축 장치의 상기 공구 교환 위치로의 이동 동작에 연동해서 상기 캠 플레이트(cam plate)를 고정 접촉면에 맞닿게 하여 틸팅(傾動, 기울어져 움직임)시킴으로써 드로우바(drawbar)를 가압하여서 상기 클램프 기구를 언클램핑 상태로 하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 따르면 캠 플레이트를 고정 접촉면에 맞닿게 하여서 틸팅시킴으로써 클램프 기구를 작동시키기 때문에, 유압을 이용하는 일 없이 단순한 메카니컬식의 기구로 공구 홀더의 클램프 동작을 수행할 수 있으면서 동시에 주축 장치의 이동과 클램프 기구의 작동을 타이밍 좋게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 고정 접촉면의 일부가 상기 캠 플레이트의 틸팅에 의해서 선단부가 이동하는 이동방향을 향할수록 상기 캠 플레이트로부터 이간되는 이간(離間)방향을 향하도록 경사져 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 따르면, 캠 플레이트의 선단부가 고정 접촉면에 맞닿으면서 슬라이드 이동할 때에 경사에 의해서 캠 플레이트와 고정 접촉면과의 마찰저항이 작아지므로 원활히 슬라이드 이동시킬 수 있어서 소음의 저감을 도모할 수 있다.
게다가, 본 발명은, 상기 캠 플레이트에는 상기 주축 장치가 상기 공구 교환 위치로부터 멀어졌을 때에 상기 클램프 기구가 클램핑 상태가 되도록 상기 캠 플레이트를 원위치로 되돌리는 되돌림수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 따르면, 되돌림수단에 의해서 캠 플레이트를 원위치로 되돌릴 수 있으므로, 드로우바(drawbar)의 스프림을 종래의 용수철 파워대로 사용할 수 있다. 즉, 되돌림수단을 마련하지 않으면, 드로우바의 이동에 의해서 캠 플레이트를 틸팅시키게 됨으로써 드로우바의 이동에 큰 힘을 필요로 하지만, 되돌림수단으로 캠 플레이트를 직접 원위치로 되돌림으로써 작은 힘으로 해결된다.
본 발명에 따르면, 유압을 이용하는 일 없이 단순한 구성으로 공구 홀더의 클램핑 동작을 주축의 이동에 연동해서 타이밍 좋게 수행할 수 있는 뛰어난 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 실시형태와 관련된 공작기계의 주축 장치를 나타낸 도면으로, (a)는 클램핑 상태를 나타내는 일부 파단 측면도, (b)는 언클램핑 상태를 나타낸 일부 파단 측면도이며,
도 2는 언클램핑 동작 개시 위치에서의 본 발명의 실시형태와 관련된 공작기계의 주축장치와 고정 접촉면과 공구 매거진과의 관계를 나타낸 측면도이고,
도 3은 언클램핑 동작 완료 위치에서의 본 발명의 실시형태와 관련된 공작기계의 주축장치와 고정 접촉면과 공구 매거진과의 관계를 나타낸 측면도이다.
본 실시형태에서는 수평형(횡형) 머시닝 센터에 본 발명을 적용한 경우를 예로 들어 설명하였다. 도 2에서와 같이 머시닝 센터(1)는 측면에서 보아 "コ"자형 모양을 띤 머신스탠드(機臺) 프레임(2)를 가지며, 이 머신스탠드 프레임(2)의 상하 프레임 사이에 걸쳐 모터(M1)를 회전 구동원으로 하는 볼 나사 샤프트(3)가 연직 형태로 설치되어 있다. 볼 나사 샤프트(3)에는 너트(4)의 이송 나사 작용에 의해서 상하로 승강하는 Y축 새들(5)이 장착되어 있다. Y축 새들(5)은 도시되지 않는 규제 부재에 의해서 회전이 규제된다.
Y축 새들(5)에 마련한 설치대(8)에는 가이드 레일(9)을 통하여 Z축방향(주축 장치(10)의 축 방향)으로 이동하는 주축장치(10)가 재치되어 있다. 또한, 주축장치 (10)를 Z축 방향으로 이동시키는 구동장치는 설치대(8) 상에 설치된 모터(M2)와 이 모터(M2)를 회전 구동원으로 하는 볼 나사 샤프트(6)로 구성되어 있다. 볼 나사 샤프트(6)는 Z축 방향으로 연장되어 설치된다. 주축 장치(10)의 상방에는 공구 홀더 (11)가 구비된 상태에서 공구(T)를 격납하는 매거진(12)이 위치해 있으며, 매거진 (12)에 가까운 위치에 설정된 공구 교환 위치(P1)(도3참조)에 있어서, 미도시된 ATC(자동 공구 교환 장치)에 의해 주축장치(10)와 매거진(12) 사이에서 공구(T)의 자동 교환을 한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 주축장치(10)의 공구 홀더(11)가 이 삽입되는 선단측(도 1 내지 도 3 중, 좌측)을 「전측(前側)」이라 하고, 그 반대쪽이 기단측(도 1 내지 도 3 중, 우측)을 「후측(後側)」이라고 한다.
도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이 주축장치(10)의 내부에는 도시되지 않은 베어링에 의해 주축(13)(일부 미도시)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 주축(13)의 내부에는 디스크 스프링 등의 가압부재(14)에 의해서 뒤쪽으로 항상 힘이 부가되는 드로우바(15)가 삽입 통과되어 있으며, 이 드로우바(15)의 선단에는 풀스터드(pull stud)(11a)를 통해서 공구홀더(11)를 인입하는 콜릿 척(collet chuck)(16)을 조립할 수 있다.
가압부재(14)의 가압력에 의해서 드로우바(15)가 후퇴하면, 콜릿 척(16)의 선단부가 주축(13)의 내주면에 가압되어서 축경되고(직경이 줄어들고), 풀스터드(11a)에 걸려서 공구홀더(11)를 인입하고, 주축(13)과 공구홀더(11)의 각 생크면끼리를 밀착시키는 클램프 상태가 된다(도 1의 (a) 참조). 그리고, 가압부재(14)의 가압력에 대항하여 드로우바(15)가 후술되는 캠 플레이트(30)의 틸팅에 의해서 밀려 전진하면, 콜릿 척(16)의 선단부가 주축(13)의 내주면으로부터 해방되어 확경되되고(직경이 확장되고), 풀스터드(11a)의 걸림상태를 해제한 언클램핑 상태가 된다(도 1의 (b) 참조). 이상의 가압부재(14), 드로우바(15) 및 콜릿 척(16)이 공구홀더(11)를 클램핑하는 클램프 기구(17)를 구성한다.
본 발명은 주축장치(10)가 클램프 기구(17)와, 이 클램프 기구(17)를 작동시키는 캠 플레이트(30)를 구비하고 있으며, 주축장치(10)의 공구 교환 위치(P1)(도 3 참조)로의 이동 동작에 연동해서 캠 플레이트(30)를 고정 접촉면(41)(도 2,3참조)에 맞닿게 하여서 틸팅함으로써 드로우바(15)를 가압하여 클램프 기구(17)를 언클램핑 상태로 하도록 구성된 것을 주된 특징으로 한다.
도 1 및 도 2에서 나타내는 바와 같이, 캠 플레이트(30)는 제 1 아암부(34)와 제 2 아암부(35)를 구비하여 구성되어 있다. 제 1 아암부(34)는 고정측 부재(18)와의 접속부분(33)(핀(32)의 위치)에서부터 고정 접촉면(41) 측으로 연장된다. 제 2 아암부(35)는 드로우바(15)에 고정된 가동부재(19) 측에 연장된다. 제 2 아암부(35)는 제 1 아암부(34)에 대해서 직교하여 형성되어 있으며, 캠 플레이트(30)가 측방에서 보아 대략 직각으로 굴곡된 L자형 모양을 띠고 있다. 캠 플레이트(30)는 L자의 부근(付根)부분이, 핀(32)를 통해서 주축장치(10)의 고정측 부재(18)에 틸팅 가능하게 접속되어 있다. 고정측 부재(18)는 주축장치(10)의 본체부에 고정되어 있는 부분으로서, 주축장치(10)와 일체로 X축 방향, Y축 방향, Z축 방향으로 이동한다. 또한, 가동부재(19)는 주축장치(10)의 본체부에 대해서 이동 가능한 부재로서, 드로우바(15)와 일체로 Z축 방향으로 이동한다. 가동부재(19)는 고정측 부재(18)에 설치된 가이드 레일(20) 상에 이동 자유롭게 재치되어 있다. 가이드 레일(20)은 Z축 방향으로 연장하여 설치된다.
클램프 기구(17)가 클램핑 상태가 될 때의 캠 플레이트(30)의 위치(이하 「원(原)위치」라고 한다)에, 캠 플레이트(30)가 위치한 상태에서, 제 1 아암부(34)는 접속부분(33)으로부터 상부 후방으로 연장하도록 되어 있다. 제 1 아암부(34)의 선단부는, 상방으로 굴곡한 선단 굴곡부(34a)로 되어 있다. 선단 굴곡부(34a)는 제 1 아암부(34)의 본체 부분에 대해서 경사져 있다. 제 1 아암부(34)의 선단부에는 롤러(36)가 설치되어 있어 고정 접촉면(41)에 대해서 이동하기 쉽게 이루어져 있다.
제 2 아암부(35)는 제 1 아암부(34)와 비교해서 짧게 형성되어 있으며, 제 1아암부(34)에 걸리는 누름력을 증대시켜서 가동부재(19)로 전달한다. 제 2 아암부(35)의 선단부에는 롤러(37)가 설치되어 있다. 이 롤러(37)는 가동부재(19)에 형성된 홈부(21)에 수용되며, 캠 플레이트(30)가 틸팅되면, 롤러(37)가 홈부(21)의 벽면을 눌러서 가동부재(19)를 이동시킨다.
캠 플레이트(30)는 핀(32)을 중심으로 틸팅시킴으로써, Y축 방향의 가압력(주축장치(10)가 공구 교환 대기 위치(P0)에서 공구 교환 위치(P1)을 향해 Y축 방향으로 상승할 때의 구동력)을 Z축 방향으로 변환한다. 이에 따라, 가동부재(19) 및 드로우바(15)를 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다.
캠 플레이트(30)에는 주축장치(10)가 공구 교환 위치(P1)(도 3 참조)에서 멀어졌을 때(캠 플레이트(30)가 고정 접촉면(41)으로부터 멀어졌을 때)에 캠 플레이트(30)를 원위치에 되돌리는 되돌림수단(50)이 설치되어 있다. 되돌림수단(50)은 스프링부재(51)로 구성되어 있다. 스프링 부재(51)는 제 1 아암부(34)에 설치된 브라킷(53)과, 주축장치(10)의 고정측 부재(18)에 설치된 브라킷(54)에 걸쳐져 있으며, 양단부가 각 브라킷(53,54)에 각각 고정되어 있다. 스프링 부재(51)는 용수철(52)이 압축된 상태로 구성되어 있으며, 항상 캠 플레이트(30)를 상방으로 가압한다. 주축장치(10)의 고정측 부재(18)에는 캠 플레이트(30)를 원위치에 고정하기 위한 위치 결정 스토퍼(도시하지 않음)가 제 1 아암부(34)를 상방에서 누르도록 설치되어 있다. 스프링 부재(51)에 의해서 제 1 아암부(34)가 위치 결정 스토퍼에 의해 가압되므로 캠 플레이트(30)를 원위치로 되돌릴 수 있다.
고정 접촉면(41)은 주축장치(10)의 상방에 배치된 고정대(40)의 하면으로 구성되어 있다. 고정대(40)는 머시닝 센터(1)의 고정측에 고정되어 있어 이동하지 않는다. 고정 접촉면(41)의 일부는 캠 플레이트(30)의 틸팅에 따라 선단부가 이동하는 이동방향을 향함에 따라서 캠 플레이트(30)로부터 이간되는 이간(離間)방향을 향하도록 경사져 구성되어 있다. 구체적으로는, 「캠 플레이트(30)의 틸팅에 의해 선단부가 이동하는 이동방향」이란, 「Z축 방향 후방」을 말하고, 「캠 플레이트로부터 이간되는 이간방향」이란, 「Y축 방향 상방」을 말한다. 즉, 경사면(43)은 도 2중, 오른쪽으로 비스듬히 위로 향해 경사져 있다. 고정 접촉면(41)이 경사져 있는 범위(일부의 범위)는, 원위치에서의 캠 플레이트(30)의 선단이 맞닿는 부분의 Z축 좌표로부터, 주축장치(10)가 상승해서 캠 플레이트(30)가 틸팅되어 수평이 되었을 때의 캠 플레이트(30)의 선단이 맞닿는 부분의 Z축 좌표까지이다. 경사면(43)의 각도는 제 1 아암부(34)의 선단 굴곡부(34a)와 평행이 되도록 설정되어 있다. 또한, 경사면(43)의 길이와, 제 1 아암부(34)의 선단 굴곡부의 길이는 동등한 길이로 이루어져 있다. 게다가, 고정 접촉면(41)의 경사면(43)을 제외한 다른 부분은 Z축과 평행이 되어 있다.
이어서, 이상과 같은 구성의 머니싱 센터(1)에서, 공구의 교환을 행할 때의 각 부분의 움직임에 대하여 설명한다. 공구의 교환을 수행함에 있어서, 우선, 도 2에 나타내는 바와 같이 주축장치(10)를 가공 위치에서 공구 교환 대기 위치(P0)로 이동시킨다. 또한, 공구 교환 대기 위치(P0)보다 아래쪽은 가공 위치가 된다. 이때, 캠 플레이트(30)는 원위치에 위치하고 있으며, 클램프 기구(17)는 클램핑 상태가 된다. 그리고, 공구 교환 대기 위치(P0)에 있어서는, 캠 플레이트(30)의 선단부의 롤러(36)는 고정 접촉면(41)에 맞닿아 있다.
여기서, 공구 홀더(11)를 사이에 둔 매거진(12)의 파지(把持)부재(25)는, 공구 교환 대기 위치(P0)의 높이까지 연장되어 있으므로, 주축장치(10)를 공구 교환 대기 위치(P0)에 이동시킨 시점에서, 공구 홀더(11)가 파지부재(25) 내에 삽입된다. 이에 의해서, 공구 홀더(11)의 축 방향으로의 이동이 규제되기 때문에 나중 동작에서 공구 홀더(11)가 언클램핑 상태가 되어도 파지부재(25)로 확실히 꽉 잡을 수가 있다.
그 후, 주축장치(10)를 공구 교환 위치(P1)까지 이동시킨다. 이때, 캠 플레이트(30)가 고정 접촉면(41)에 꽉 눌리면서 상승하므로, 핀(32)을 중심으로 해서 제 1 아암부(34)가 수평방향이 되는 방향으로 틸팅된다. 이에 의해서 제 2 아암부(35)가 틸팅되면서 전방의 공구 매거진 측(도 1, 도 2중, 좌측)으로 이동하므로, 가동부재(19) 및 드로우바(15)가 Z축 방향의 공구 매거진 측으로 이동한다. 이 동작에 의해서, 코렛트 척(16)의 선단부가 주축(13)의 내주면으로부터 해방되어서 확경(擴俓)되어, 풀스터드(11a)의 걸림 상태를 해제한 언클램핑 상태가 된다.
이와 같이, 주축장치(10)의 Y축 스트로크의 상승 이동 동작에 연동되어서 캠 플레이트(30)를 고정 접촉면(41)에 접촉시켜서 틸팅시키고 있기 때문에 유압을 이용하는 일없이 단순한 메카니컬식의 기구로, 클램프 기구(17)를 작동시켜서 공구 홀더(11)의 클램프 동작을 행할 수 있다. 또한, 주축장치(10)의 상승 높이에 대응해서 드로우바(15)의 이동량이 정해지므로, 클램프 기구(17)의 작동을 타이밍 좋게 수행할 수 있다.
게다가, 본 실시형태에서는 고정 접촉면(41)의 일부가 상방을 향해 경사져 있어서, 캠 플레이트(30)가 고정 접촉면(41)에 맞닿으면서 상승할 때에 캠 플레이트(30)의 누름력을 피할 수 있으면서 동시에 캠 플레이트(30)의 선단은 경사면(43)으로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 된다. 이에 따라 캠 플레이트(30)와 고정 접촉면(41)과의 마찰 계수가 경감되어 캠 플레이트(30)의 선단이 고정 접촉면(41)에 원활히 슬라이드 이동할 수 있기 때문에 소음을 억제할 수 있으면서 동시에 캠 플레이트(30) 및 고정 접촉면(41)의 마모를 억제할 수 있다.
그 후, 도 3에서와 같이 주축장치(10)를 Z축 방향 후방에 이동시켜, 주축(13)으로부터 공구 홀더(11)를 뽑아낸다. 그리고, 매거진(12)을 회전시켜서 별도의 공구홀더(11)를 설치위치로 이동시키고, 상기한 동작과 반대 동작을 해서 공구홀더(11)를 클램핑 한다. 이때, 캠 플레이트(30)는 되돌림수단(50)에 의해서 원위치로 되돌릴 수 있다. 따라서, 드로우바(15)의 가압부재(14)를 종래의 용수철 힘대로 사용할 수 있다. 즉, 되돌림수단(50)을 마련하지 않으면, 드로우바(15)의 이동에 의해서 캠 플레이트(30)를 틸팅시키게 되지만, 지렛대의 원리로 캠 플레이트(30)를 원위치로 되돌리는데 큰 힘이 필요해진다. 그러나, 본 실시형태와 같이 되돌림수단(50)을 캠 플레이트(30)의 제 1 아암부(34)에 접속해서 직접 원위치로 되돌리도록 함으로써 작은 힘으로 끝난다.
이상, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적당히 설계 변경이 가능한 것은 물론이다. 예를 들면, 캠 플레이트(30)의 형상은 L자 모양으로 한정되는 것이 아니며, 틸팅(傾動) 중심이 되는 지점과, 고정 접촉면(41)에 맞닿는 역점(力点)과, 가동부재(19)에 맞닿는 작용점을 구비하고 있으면, 다른 형상이라도 상관없다.
또한, 본 발명은 ATC에 의해 주축장치와 매거진 사이에서 공구의 자동 교환을 행하는 기종에 한정되지 않고, 주축장치가 공구 교환 위치에 도달한 뒤에 수동으로 공구 홀더를 빠지게 하는 기종의 공작기계에 대해도 적용 가능하다.
10; 주축장치
11; 공구 홀더
15; 드로우바
17; 클램프 기구
30; 캠 플레이트
41; 고정 접촉면
43; 경사면

Claims (3)

  1. 공구 교환 위치와 가공 위치 사이를 이동 가능한 주축장치를 가지는 공작기계로서,
    상기 주축장치는 공구 홀더를 클램핑 하는 클램프 기구와, 상기 클램프 기구를 작동시키는 캠 플레이트와, 상기 캠 플레이트에 접속되어, 상기 캠 플레이트를 원위치로 되돌리는 방향으로 항시 힘을 부가하는 되돌림수단을 구비하며,
    상기 캠 플레이트의 일단부에는 롤러가 마련되어 있으며,
    상기 클램프 기구의 구성 요소로서, 상기 주축장치의 주축방향으로 연장되어 있으면서 가압부재에 의해 상기 주축방향을 따른 후방으로 항시 힘이 부가되는 드로우 바를 구비하고,
    상기 드로우 바에 고정된 가동부재에 형성된 홈부에 상기 롤러가 수용되어 있으며,
    상기 캠 플레이트가 틸팅되면, 상기 드로우 바의 이동 가능한 방향인 상기 주축방향을 따른 전후 방향의 각 방향 측에 위치하는 상기 홈부의 벽면에 상기 롤러가 맞닿아서 상기 가동부재와 함께 상기 드로우 바를 구동할 수 있고,
    상기 주축장치의 상기 공구 교환 위치로의 이동 동작에 연동해서 상기 캠 플레이트의 타단부를 고정 접촉면에 맞닿게 해서 상기 캠 플레이트를 틸팅시킴으로써 상기 드로우 바를 상기 주축방향을 따른 전방으로 가압해서 상기 클램프 기구를 언클램핑 상태로 하도록 구성되어 있으며,
    상기 캠 플레이트가 상기 고정 접촉면으로부터 멀어지면, 상기 되돌림수단이 상기 캠 플래이트를 구동해서 그 원위치로 되돌리고, 상기 캠 플레이트의 원위치 방향으로의 움직임을 따라서 상기 드로우 바를 상기 후방으로 되돌려서 상기 클램프 기구를 클램핑 상태가 되게 하는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정 접촉면의 일부는 상기 캠 플레이트의 틸팅에 의해 선단부가 이동하는 이동방향을 향함에 따라서 상기 캠 플레이트로부터 이간되는 이간방향을 향하도록 경사지게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 캠 플레이트는, 상기 주축장치의 고정부분에 핀을 통해서 회전 가능하게 접속되어 있으며, 상기 핀에서부터 상기 타단부까지 소정 길이로 연장된 제1 아암부와, 상기 핀에서부터 상기 일단부까지 상기 제1 아암부보다 짧은 길이로 연장된 제2 아암부를 구비해서 L자 형상으로 구성되고,
    상기 되돌림수단은, 상기 제1 아암부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 공작기계.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104325393B (zh) * 2014-10-29 2016-09-14 芜湖赛德交通设备有限公司 一种法兰打磨装置用夹紧支撑架
CN105773265A (zh) * 2014-12-25 2016-07-20 武汉重型机床集团有限公司 铣头主轴弹簧定位装置
CN106862974A (zh) * 2017-04-12 2017-06-20 南通国盛智能科技集团股份有限公司 一种用于中央出水主轴的加长套筒打刀机构
CN107175535B (zh) * 2017-05-05 2019-04-26 大连机床(数控)股份有限公司 换刀防护门平面联动机构
EP3980359A1 (en) * 2019-06-06 2022-04-13 Belvac Production Machinery, Inc. Clutch assembly for handling a container
CN114310409B (zh) * 2021-12-07 2022-11-29 河南工业大学 一种基于凸轮-螺旋机构的刀具拉紧、松开装置
CN114406770B (zh) * 2021-12-28 2022-12-23 河南工业大学 一种基于凸轮-棘轮机构的刀具拉紧、松开装置
JP2024005886A (ja) * 2022-06-30 2024-01-17 ブラザー工業株式会社 アンクランプアーム及び工作機械

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06226514A (ja) * 1993-02-09 1994-08-16 Enshu Ltd 主軸の工具アンクランプ装置
JPH07100704A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Enshu Ltd 主軸の工具アンクランプ装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6671946B1 (en) * 1998-05-11 2004-01-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Component mounting machine
CN2468636Y (zh) * 2000-11-27 2002-01-02 宝山钢铁股份有限公司 车削钻杆内锥孔用刀架
JP3652343B2 (ja) * 2002-09-26 2005-05-25 本田技研工業株式会社 搬送装置のワーク位置決め機構
CN201009467Y (zh) * 2007-02-06 2008-01-23 陆银河 全自动冲床送料器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06226514A (ja) * 1993-02-09 1994-08-16 Enshu Ltd 主軸の工具アンクランプ装置
JPH07100704A (ja) * 1993-09-30 1995-04-18 Enshu Ltd 主軸の工具アンクランプ装置

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