KR101637731B1 - 툴 매거진 및 툴 포트 이송유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 픽스 어드레스 방식의 장점과 랜덤 어드레스방식의 장점만을 통합하여 툴 포트의 교환효율을 대폭 증진시킬 수 있는 툴 매거진 및 툴 포트 이송유닛에 관한 것이다.
본 발명에 의한 툴 매거진은, 툴 포트가 수납된 상태로 구동하는 체인; 체인의 하부에 상하방향으로 일정 간격을 두고 이격되게 설치된 자동 툴 교체장치; 및 상기 체인과 상기 자동 툴 교체장치 사이의 이격간격에 대응하여 상기 툴 포트를 상하 이송시키는 툴 포트 이송유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

툴 매거진 및 툴 포트 이송유닛{TOOL MAGAZINE AND TOOL POT CARRIER UNIT}

본 발명은 툴 매거진에 관한 것으로, 보다 상세하게는 픽스 어드레스 방식의 장점과 랜덤 어드레스방식의 장점만을 통합하여 툴 포트의 교환효율을 대폭 증진시킬 수 있는 툴 매거진 및 툴 포트 이송유닛에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계에는 여러 개의 툴(tool)이 공작기계의 툴 매거진에 보관되고, 제어부의 지령에 의해 특정한 툴이 인출되거나 다시 수납 장착된다.

이러한 툴 매거진은 구동 스프로킷과 종동 스프로킷에 의해 구동하는 체인과, 체인의 한쪽에 설치된 복수의 그리퍼(gripper)와, 각 그리퍼에 분리가능하게 결합된 툴 포트(tool pot)와, 그리퍼에 결합된 툴 포트를 특정 위치에서 교환하는 자동 툴 교환장치(ATC) 등으로 이루어진다.

도 1은 각 툴 포트가 각자의 정해진 위치 수납되는 픽스 어드레스(fixed address) 방식을 예시한 도면으로, 픽스 어드레스방식의 툴 매거진은 체인(11)이 설치된 프레임(12)의 외측공간에 자동 툴 교환장치(13)이 일정간격(d)으로 이격되게 설치된다.

그리고, 체인(11)의 일측과 자동 툴 교환장치(13) 사이에는 간격(d)에 대응하는 거리만큼 툴 포트(15)를 이송시키기 위한 실린더기구(14)가 설치된다.

이에, 체인(11)의 일측 그립에 결합된 툴 포트(15)가 실린더기구(14)에 의해 툴의 교환대기지점(f)까지 이송하면, 자동 툴 교환장치(13)에 의해 툴 포트의 교환이 이루어진다.

한편, 이러한 픽스 어드레스방식의 툴 매거진은 도 2의 작동 설명도에 예시된 바와 같이, 체인(11)의 각 그리퍼에 결합된 툴 포트(15) 중에서 2번 툴 포트를 교환대기지점(f)까지 이송시킨 후에, 자동 툴 교환장치(13)에 의해 가공이 완료된 8번 툴 포트와 교환하고, 8번 툴 포트는 교환대기지점에서 대기한 후에 체인(11)의 구동에 따라 원래의 8번 자리에 장착될 수 있다. 이에 따라, 각 툴 포트(15)는 체인(11)의 정해진 위치에 수납됨으로써 그 보관 및 교체의 편의성이 향상될 수 있다.

하지만, 이러한 픽스 어드레스방식의 툴 매거진은 체인(11)의 외측에 수평방향으로 자동 툴 교환장치(13)가 일정간격(d)으로 이격됨에 따라 그 배치구조의 폭이 넓어 협소한 공간에는 적용하기 어려운 단점이 있었다.

또한, 실린더기구(14)의 스트로크 종료지점에서 충격 완화를 위한 완충구간이 필요함에 따라 툴 포트(15)의 이송시간이 더욱 길어져 신속한 교체작업이 어려운 단점이 있었다.

도 3은 각 툴 포트가 랜덤한 위치에 수납되는 랜덤 어드레스(random address) 방식을 예시한 도면으로, 랜덤 어드레스방식의 툴 매거진은 체인(11)이 설치된 프레임(12)의 하부에 자동 툴 교환장치(13)이 인접하여 설치되고, 자동 툴 교환장치(13)는 체인(11)에 대해 직교하는 방식으로 설치되어 툴 포트를 맞교환하도록 구성된다.

한편, 이러한 랜덤 어드레스방식의 툴 매거진은 도 4의 작동 설명도에 예시된 바와 같이, 체인(11)의 각 그리퍼에 결합된 툴 포트(15) 중에서 2번 툴 포트가 가공 완료된 8번 툴 포트와 맞교환되고, 이에 툴 포트들은 체인(11)의 임의 위치에 수납된다.

이러한 랜덤 어드레스방식의 툴 매거진은 체인(11)에 인접하여 자동 툴 교환장치(13)가 설치됨에 따라 그 배치구조가 컴팩트하여 협소한 공간에서도 용이하게 적용할 수 있는 장점이 있지만, 체인의 정해진 위치에 복수의 툴 포트를 수납하지 못하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창출한 것으로, 랜덤 어드레스방식의 장점인 컴팩트한 배치구조를 구현함과 더불어 픽스 어드레스방식의 툴 포트의 교체 편의성을 효과적으로 구현할 수 있는 툴 매거진 및 툴 포트 이송유닛을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 툴 매거진은, 툴 포트가 수납된 상태로 구동하는 체인; 체인의 하부에 상하방향으로 일정 간격을 두고 이격되게 설치된 자동 툴 교체장치; 및 상기 체인과 상기 자동 툴 교체장치 사이의 이격간격에 대응하여 상기 툴 포트를 상하 이송시키는 툴 포트 이송유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 툴 포트를 홀딩한 상태에서 상하 이동하는 이동블록을 포함하고, 상기 툴 포트의 일측이 상기 이동블록에 이탈가능하게 홀딩됨으로써 상기 이동블록의 상하 이동에 의해 상기 툴 포트는 체인과 상기 자동 툴 교체장치 사이에서 상하 이송되는 것을 특징으로 한다.

상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 이동블록을 2 이상의 링크부재의 링크작동에 의해 상하 이동시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동부는, 로터리 엑츄에이터; 상기 로터리 엑츄에이터에 의해 회전하는 구동기어; 상기 구동기어의 외주면에 공전가능하게 치합되는 하나 이상의 종동기어; 및 상기 종동기어에 링크작동하도록 연결되어 상기 이동블록을 상하 이동시키는 2 이상의 링크부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 이송블록의 상하 이동을 가이드하는 가이드레일을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양태에 따른 툴 매거진은, 구동 스프로킷과 종동 스프로킷에 의해 구동하고, 복수의 툴 포트가 분리가능하게 결합된 복수의 그리퍼를 가진 체인; 상기 체인, 구동 스프로킷 및 종동 스프로킷이 설치되는 프레임; 상기 프레임의 바닥에 인접하여 설치되고, 상기 체인에 대해 상하방향으로 이격되게 설치된 자동 툴 교체장치; 및 상기 체인의 일측 위치와 프레임의 바닥 사이에 설치되어 체인의 일측 위치와 상기 자동 툴 교체장치 사이에서 상기 툴 포트를 상하방향으로 이송시키는 툴 포트 이송유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 툴 포트를 홀딩한 상태에서 상하 이동하는 이동블록을 포함하고, 상기 이동블록의 상하 이동에 의해 상기 툴 포트는 체인과 상기 자동 툴 교체장치 사이에서 상하 이송되는 것을 특징으로 한다.

상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 이동블록을 2 이상의 링크부재의 링크작동에 의해 상하 이동시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동부는, 로터리 엑츄에이터; 상기 로터리 엑츄에이터에 의해 회전하는 구동기어; 상기 구동기어의 외주면에 공전가능하게 치합되는 하나 이상의 종동기어; 및 상기 종동기어에 링크작동하도록 연결되어 상기 이동블록을 상하 이동시키는 2 이상의 링크부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 로터리 엑츄에이터는 랙기어를 직선방향으로 구동시키는 구동실린더와, 상기 랙기어와 치합하여 회전하는 피니언기어를 포함하고, 상기 피니언기어에는 회전축이 연결되며, 상기 회전축의 일단은 상기 구동기어의 중심축선에 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 이송블록의 상하 이동을 가이드하는 가이드레일이 상기 프레임의 바닥에서 상하방향으로 길게 설치되고, 상기 가이드레인의 하단은 프레임의 바닥면에 고정되며, 상기 가이드레일의 상단은 상기 체인에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 또 다른 양태는, 복수의 툴 포트를 교체가능하게 수납하는 수납기구와, 상기 수납기구에 수납된 툴 포트를 교체하는 자동 툴 교체장치 사이에 설치된 툴 포트 이송유닛으로, 상기 수납기구와 상기 자동 툴 교체장치 사이에 상기 툴 포트를 홀딩한 상태에서 이동하는 이동블록; 및 상기 이동블록을 이동시키는 구동부를 포함하고, 상기 툴 포트의 일측이 상기 이동블록에 이탈가능하게 홀딩됨으로써 상기 이동블록의 이동에 의해 상기 툴 포트는 체인과 상기 자동 툴 교체장치 사이에서 이송되는 것을 특징으로 한다.

상기 구동부는 상기 이동블록을 2 이상의 링크부재의 링크작동에 의해 상하 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 구동부는, 로터리 엑츄에이터; 상기 로터리 엑츄에이터에 의해 회전하는 구동기어; 상기 구동기어의 외주면에 공전가능하게 치합되는 하나 이상의 종동기어; 및 상기 종동기어에 링크작동하도록 연결되어 상기 이동블록을 상하 이동시키는 2 이상의 링크부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 로터리 엑츄에이터는 랙기어를 직선방향으로 구동시키는 구동실린더와, 상기 랙기어와 치합하여 회전하는 피니언기어를 포함하고, 상기 피니언기어에는 회전축이 연결되며, 상기 회전축의 일단은 상기 구동기어의 중심축선에 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 체인의 하부에 자동 툴 교체장치가 상하방향으로 일정 간격으로 이격된 상태에서 체인과 자동 툴 교체장치 사이에 툴 포트 이송유닛을 배치함으로써 툴 포트의 교환대기간격을 컴팩트한 구조로 구현하고, 이를 통해 협소한 공간에서도 툴의 교체작업이 원활하게 진행될 수 있으며, 더불어 각 툴 포트를 체인의 정해진 위치에 개별적으로 수납할 수 있으므로 툴의 보관 및 교체의 편의성을 증진시킬 수 있고, 또한 픽스 어드레스 방식 내지 랜덤 어드레스 방식 모두에 적용가능하여 사용자의 요구, 생산환경의 변화 등에 신속하고 유연하게 대응할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 이동블록의 상하 이동을 통해 툴 포트가 체인의 그리퍼와 자동 툴 교체장치 사이에서 상하방향으로 이송되는 구조를 적용함으로써 체인의 협소한 하부공간에서 툴 포트의 교체대기간격을 안정되게 확보하여 각 툴 포트를 체인의 정해진 위치에 정확하게 수납하는 픽스 어드레스(fixed address) 기능을 확실하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라 툴 포트의 신속하고 안정된 교체를 구현할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 2 이상의 링크부재의 링크작동에 의해 이동블록을 상하 이동시키는 구조를 적용함으로써 체인의 협소한 하부공간에서 툴 포트의 교체대기간격을 안정되게 확보할 수 있고, 기존의 실린더기구에 의한 이송구조에 비해 그 소음 발생이 현저하게 낮은 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 로터리 엑츄에이터에 의해 회전하는 구동기어의 외주를 따라 종동기어가 공전하는 구조를 적용함으로써 2 이상의 링크부재는 그 링크작동이 매우 안정되고 원활하게 이루어질 수 있고, 이를 통해 이동블록의 상하 이동 시에 완충구간이 필요하지 않으므로 매우 안정되고 신속한 구동이 용이해지는 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 이송블록의 상하 이동을 가이드하는 가이드레일이 마련됨에 따라 이송블록의 상하 이동에 의한 툴 포트의 상하 이송이 보다 정밀하게 안정되게 구현될 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 프레임의 바닥에 인접하여 자동 툴 교체장치를 배치함과 더불어 프레임의 바닥과 체인 사이에 툴 포트 이송유닛이 설치됨에 따라, 체인과 자동 툴 교체장치 사이에 툴 포트의 교환대기간격을 매우 컴팩트하게 구현할 수 있고, 이에 협소한 공간에서도 툴의 교체작업이 원활하게 진행될 수 있으며, 더불어 각 툴 포트를 체인의 정해진 위치에 개별적으로 수납할 수 있으므로 툴의 보관 및 교체의 편의성을 증진시킬 수 있고, 특히 픽스 어드레스 방식 내지 랜덤 어드레스 방식 모두에 적용가능하여 사용자의 요구, 생산환경의 변화 등에 신속하고 유연하게 대응할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 의하면, 로터리 엑츄에이터가 구동실린더에 의해 구동하는 랙기어 및 피니언기어의 조합을 통해 구동기어를 회전시킴에 따라 구동기어의 회전을 매우 안정적으로 구현할 수 있고, 이러한 구동기어의 안정된 회전을 통해 종동기어의 공전 및 링크부재들의 링크작동이 매우 원활하고 신속하게 진행될 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 픽스 어드레스(fixed address)방식의 툴 매거진을 예시한 평면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 픽스 어드레스방식의 툴 매거진에 의한 툴 교환작동을 도시한 설명도이다.
도 3은 종래기술에 따른 랜덤 어드레스방식(random address)의 툴 매거진을 예시한 평면도이다.
도 4는 종래기술에 따른 랜덤 어드레스방식의 툴 매거진에 의한 툴 교환작동을 도시한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 툴 매거진을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 툴 매거진의 체인 하부에 설치된 툴 포트 이송유닛을 저면에서 바라본 상태를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 툴 포트 이송유닛을 측면에서 바라본 상태를 도시한 사시도로서, 로터리 엑츄에이터의 일부 커버가 생략된 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 툴 포트 이송유닛의 일부 측면을 부분적으로 도시한 측면도이다.
도 9는 본 발명에 의한 툴 포트 이송유닛의 구동기어, 종동기어, 링크부재들의 작동 관계를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명에 의한 툴 포트 이송유닛에 의한 툴 포트의 상하 이동 작동을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하고자 한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

도 5 내지 도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 툴 매거진 및 그에 적용되는 툴 포트 이송유닛을 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 툴 매거진은, 복수의 툴 포트가 복수의 그리퍼에 수납된 상태로 구동하는 체인(11)과, 체인(11)의 하부에 상하방향으로 일정 간격(t)을 두고 이격되게 설치된 자동 툴 교체장치(13)와, 체인(11)의 그리퍼(16)와 자동 툴 교체장치(13) 사이의 이격간격(t)에 대응하여 툴 포트(15)를 상하 이송시키는 툴 포트 이송유닛(20)을 포함한다.

체인(11)은 구동 스프로킷과 종동 스프로킷, 구동모터 등에 의해 소정 궤도를 따라 구동하도록 구성되고, 체인(11)에는 복수의 그리퍼(16)가 설치되어 있으며, 각 그리퍼(16)에는 툴 포트(15)가 개별적으로 분리가능하게 결합된다.

툴 포트(15)는 체인(11)의 정해진 위치의 그리퍼(16)에 수납(픽스 어드레스방식)되거나 임의 위치의 그리퍼(16)에 수납(랜덤 어드레스방식)될 수도 있다. 그리고, 툴 포트(15)의 선단에는 다양한 종류의 툴(15a)이 끼워져 있다.

체인(11), 구동 스프로킷, 종동 스프로킷, 구동모터 등은 프레임(12)에 안정되게 설치된다.

자동 툴 교체장치(13)는 프레임(12)의 일측 바닥에 인접하여 설치되고, 이에 자동 툴 교체장치(13)는 체인(11)의 일측 위치에 대해 상하방향으로 일정간격(t)으로 이격되게 설치된다. 이와 같이, 자동 툴 교체장치(13)가 프레임(12)의 바닥에 인접하여 설치됨으로써 프레임(12)의 외측공간을 확장하지 않으므로 그 배치구조를 컴팩트하게 구성할 수 있다.

툴 포트 이송유닛(20)은 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 체인(11)의 일측 위치와 자동 툴 교체장치(13)의 이격간격(t)에 대응하여 설치되어 체인(11)의 그리퍼(16)와 자동 툴 교체장치(13) 사이에서 툴 포트(15)를 이송시키도록 구성된다.

툴 포트 이송유닛(20)은 툴 포트(15)를 홀딩한 상태로 상하 이동가능한 이동블록(28)와, 이동블록(28)을 링크부재(25a, 25b)들의 링크작동을 통해 상하이동시키는 구동부(21)를 포함한다.

이동블록(28)은 툴 포트(15)의 일측을 이탈가능하게 홀딩하도록 구성되고, 이에 이동블록(28)의 상하 이동에 의해 툴 포트(15)는 체인(11)의 그리퍼(16)와 자동 툴 교체장치(13) 사이에서 매우 원활하게 상하 이송될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 이동블록(28)은 도 8에 도시된 바와 같이, 그 선단의 상단에 걸림턱(27)이 마련되고, 그 선단의 하단에 지지부(29)가 마련되어 있다. 이에 툴 포트(15)의 후방 상단은 이동블록(28)의 걸림턱(27)에 걸려지고, 툴 포트(15)의 후방 하단은 이동블록(28)의 지지부(29)에 안착된다.

이에, 체인(11)의 구동에 따라 수평방향의 체인궤도를 따라 이동하는 툴 포트(15)가 툴 포트 이송유닛(20)의 이동블록(28)에 위치되면, 툴 포트(15)는 이동블록(28)의 걸림턱(27) 및 지지부(29)를 통해 이동블록(28)에 끼워져 홀딩된 이후에 이동블록(28)의 상하 이동에 의해 그 교체작업이 이루어진다. 그리고, 교체작업이 이루어진 툴 포트(15)는 체인(11)의 구동에 의해 이동함에 따라, 이동블록(28)의 걸림턱(27) 및 지지부(29)로부터 수평방향으로 이탈되어 그 홀딩된 상태가 해제된다.

이와 같이, 이동블록(28)의 상하 이동을 통해 툴 포트(15)가 체인(11)의 그리퍼(16)와 자동 툴 교체장치(13) 사이에서 상하방향으로 이송되는 구조를 적용함으로써 체인(11) 하부의 협소한 하부공간에서 툴 포트(15)의 교체대기간격(t)을 안정되게 확보하여 각 툴 포트(15)를 체인의 정해진 위치에 정확하게 수납하는 픽스 어드레스(fixed address) 기능을 확실하게 구현할 수 있을 뿐만 아니라 툴 포트(15)의 신속하고 안정된 교체를 구현할 수 있는 장점이 있다.

일 실시예에 따르면, 구동부(21)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 로터리 엑츄에이터(22)와, 로터리 엑츄에이터(22)에 의해 회전하는 구동기어(23)와, 구동기어(23)의 외주에 공전가능하게 치합되는 하나 이상의 종동기어(24)와, 종동기어(24)에 링크작동하도록 연결되는 2 이상의 링크부재(25a, 25b)를 포함한다.

한편, 도 6 내지 도 10에 예시된 바와 같이, 2 이상의 링크부재(25a, 25b)는 종동기어(24)에 직접 연결된 제1링크부재(25a) 및 제1링크부재(25a)에 링크연결된 제2링크부재(25b)로 이루어지고, 제2링크부재(25b)의 중심축선에 이동블록(28)의 일측이 연결된다. 이에, 종동기어(24)가 구동기어(23)의 회전에 따라 구동기어(23)의 외주를 따라 공전 및 자전함에 따라 제1링크부재(25a)는 피벗작동하고, 이러한 제1링크부재(25a)의 피벗작동에 대응하여 제2링크부재(25b) 또한 상대적인 피벗작동하며, 이러한 제1 및 제2 링크부재(25a, 25b)의 링크작동을 통해 이동블록(28)은 상하방향으로 직선이동할 수 있다. 도 6 내지 도 10에서는 제1 및 제2 링크부재(25a, 25b)로 구성됨이 예시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고 이동블록(28)의 상하 이동을 원활하게 하는 조건을 충족한다면 보다 다양한 갯수 및 다양한 링크조합이 가능하다.

본 발명은 로터리 엑츄에이터(22)에 의해 회전하는 구동기어(23)의 외주를 따라 종동기어(24)가 공전하는 구조를 적용함으로써 2 이상의 링크부재(25a, 25b)는 그 링크작동이 매우 안정되고 원활하게 이루어질 수 있고, 이를 통해 이동블록(28)의 상하 이동 시에 완충구간이 필요하지 않으므로 매우 안정되고 신속한 구동이 용이해질 뿐만 아니라 기존의 실린더기구에 의한 이송구조에 비해 그 소음 발생이 현저하게 낮은 장점이 있다.

그리고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 로터리 엑츄에이터(22)는 랙기어(미도시)를 직선방향으로 구동시키는 구동실린더(22a)와, 랙기어와 치합하여 회전하는 피니언기어(22b)를 가진다.

구동실린더(22a)는 전후진하는 로드의 단부에 랙기어(미도시)가 마련된 구조로 이루어지고, 구동실린더(22a)에 의해 랙기어(미도시)가 전후진하도록 구성된다.

피니언기어(22b)는 로터리 엑츄에이터(22)의 내부에 설치되고, 구동실린더(22a)의 랙기어(미도시)와 치합되어 랙기어와의 치합에 의해 회전하도록 구성된다.

특히, 도 7은 로터리 엑츄에이터(22)의 커버가 분리된 상태를 부분적으로 나타내고 있으며, 이러한 도 7의 로터리 엑츄에이터(22)의 내부에 피니언기어(22b)가 회전가능하게 설치되며, 이러한 피니언기어(22b)는 로터리 엑츄에이터(22)의 회전축(22c)에 결합된다. 그리고, 로터리 엑츄에이터(22)의 회전축(22c)의 일단에는 구동기어(23)의 중심축선이 결합되어 있다.

이와 같이, 로터리 엑츄에이터(22)가 구동실린더(22a)에 의해 구동하는 랙기어 및 피니언기어(22b)의 조합을 통해 구동기어(23)를 회전시킴에 따라 구동기어(23)의 회전을 매우 안정적으로 구현할 수 있고, 이러한 구동기어(23)의 안정된 회전을 통해 종동기어(24)의 공전 및 링크부재(25a, 25b)들의 링크작동이 매우 원활하고 신속하게 진행될 수 있는 장점이 있다.

그리고, 프레임(12)에는 이송블록(28)의 상하 이동을 가이드하는 가이드레일(26)이 설치된다. 이를 구체적으로 살펴보면, 가이드레일(26)은 프레임(12)의 바닥에서 상하방향으로 길게 설치된다. 특히, 가이드레일(26)의 하단은 프레임(12)의 바닥에 고정되며, 가이드레일(26)의 상단은 체인(11)에 인접하게 배치된다. 이러한 가이드레일(26)을 통해 이송블록(28)의 상하 이동이 정밀하게 가이드됨으로써 툴 포트(15)의 상하 이송이 보다 정밀하게 안정되게 구현될 수 있는 장점이 있다.

이하에서는, 도 9 및 도 10을 참조하여 툴 포트 이송유닛(20)에 의한 툴 포트(15)의 이동작동을 상세하게 설명한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 로터리 엑츄에이터(22)에 의해 구동기어(23)가 소정 방향으로 자전하면, 구동기어(23)의 외주에 치합된 종동기어(24)는 구동기어(23)의 외주를 따라 공전하면서 자전한다. 이러한 종동기어(24)의 공전을 통해 제1링크부재(25a)는 구동기어(23)의 중심축선을 중심으로 일정각도로 피벗작동하고, 이러한 제1링크부재(25a)의 피벗작동에 연동하여 제2링크부재(25b) 또한 피벗작동한다.

도 10(a)에 도시된 바와 같이, 이동블록(28)이 최상측에 위치한 초기상태에서는 제1링크부재(25a)와 제2링크부재(25b)는 서로 일직선을 이룬 상태가 된다.

그 이후에, 도 10(b)와 같이 구동기어(23)가 반시계방향으로 45°회전(자전)하면, 종동기어(24)는 시계방향으로 자전하면서 구동기어(23)의 외주를 따라 반시계방향으로 공전하고, 이에 제1링크부재(25a)와 제2링크부재(25b)는 서로 교차하는 각도로 링크작동함으로써 이동블록(28)에 홀딩된 툴 포트(15)는 일정거리(a)만큼 하향 이동한다.

그 다음에, 도 10(c)와 같이 구동기어(23)가 반시계방향으로 90°회전(자전)하면, 제1 및 제2 링크부재(25a, 25b)가 서로 중첩되어 툴 포트(15)는 도 10(a)의 상태에서 하향으로 일정거리(b) 더 이동한다.

그리고, 도 10(d)와 같이 구동기어(23)가 반시계방향으로 90°이상으로 회전(자전)하면, 제1 및 제2 링크부재(25a, 25b)가 더욱 중첩되어 툴 포트(15)는 더욱 하향 이동하고, 이에 툴 포트(15)는 자동 툴 교체장치(13)의 대기지점까지 이동할 수 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의하면, 체인(11)의 하부에 자동 툴 교체장치(13)가 상하방향으로 일정 간격으로 이격된 상태에서 체인(11)과 자동 툴 교체장치(13) 사이에 툴 포트 이송유닛(20)을 배치함으로써 툴 포트(15)의 교환대기간격(t)을 컴팩트한 구조로 구현하고, 이를 통해 협소한 공간에서도 툴의 교체작업이 원활하게 진행될 수 있으며, 더불어 각 툴 포트를 체인의 정해진 위치에 개별적으로 수납할 수 있으므로 툴의 보관 및 교체의 편의성을 증진시킬 수 있고, 또한 픽스 어드레스 방식 내지 랜덤 어드레스 방식 모두에 적용가능하여 사용자의 요구, 생산환경의 변화 등에 신속하고 유연하게 대응할 수 있는 장점이 있다.

이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.

11: 체인 12: 프레임
15: 툴 포트 16: 그리퍼
20: 툴 토프 이송유닛 21: 구동부
22: 로터리 엑츄에이터 23: 구동기어
24: 종동기어 25a, 25b: 링크부재
26: 가이드레일 28: 이동블록

Claims (15)

1. 툴 포트가 수납된 상태로 구동하는 체인;
   체인의 하부에 상하방향으로 일정 간격을 두고 이격되게 설치된 자동 툴 교체장치; 및 상기 체인과 상기 자동 툴 교체장치 사이의 이격간격에 대응하여 상기 툴 포트를 상하 이송시키는 툴 포트 이송유닛을 포함하고,
   상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 툴 포트를 홀딩한 상태에서 상하 이동하는 이동블록을 포함하고, 상기 툴 포트의 일측이 상기 이동블록에 이탈가능하게 홀딩됨으로써 상기 이동블록의 상하 이동에 의해 상기 툴 포트는 체인의 그리퍼와 상기 자동 툴 교체장치 사이에서 상하 이송되며,
   상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 이동블록을 2 이상의 링크부재의 링크작동에 의해 상하 이동시키는 구동부를 더 포함하고,
   상기 구동부는,
   로터리 엑츄에이터;
   상기 로터리 엑츄에이터에 의해 회전하는 구동기어;
   상기 구동기어의 외주면에 공전가능하게 치합되는 하나 이상의 종동기어; 및
   상기 종동기어에 링크작동하도록 연결되어 상기 이동블록을 상하 이동시키는 2 이상의 링크부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴 매거진.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 이동블록의 상하 이동을 가이드하는 가이드레일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 툴 매거진.
6. 구동 스프로킷과 종동 스프로킷에 의해 구동하고, 복수의 툴 포트가 분리가능하게 결합된 복수의 그리퍼를 가진 체인; 상기 체인, 구동 스프로킷 및 종동 스프로킷이 설치되는 프레임; 상기 프레임의 바닥에 인접하여 설치되고, 상기 체인에 대해 상하방향으로 이격되게 설치된 자동 툴 교체장치; 및 상기 체인의 일측 위치와 프레임의 바닥 사이에 설치되어 체인의 일측 위치와 상기 자동 툴 교체장치 사이에서 상기 툴 포트를 상하방향으로 이송시키는 툴 포트 이송유닛;을 포함하고,
   상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 툴 포트를 홀딩한 상태에서 상하 이동하는 이동블록을 포함하고, 상기 이동블록의 상하 이동에 의해 상기 툴 포트는 체인과 상기 자동 툴 교체장치 사이에서 상하 이송되며,
   상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 이동블록을 2 이상의 링크부재의 링크작동에 의해 상하 이동시키는 구동부를 더 포함하고,
   상기 구동부는,
   로터리 엑츄에이터;
   상기 로터리 엑츄에이터에 의해 회전하는 구동기어;
   상기 구동기어의 외주면에 공전가능하게 치합되는 하나 이상의 종동기어; 및
   상기 종동기어에 링크작동하도록 연결되어 상기 이동블록을 상하 이동시키는 2 이상의 링크부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴 매거진.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 청구항 6에 있어서,
    상기 로터리 엑츄에이터는 랙기어를 직선방향으로 구동시키는 구동실린더와, 상기 랙기어와 치합하여 회전하는 피니언기어를 포함하고,
    상기 피니언기어에는 회전축이 연결되며, 상기 회전축의 일단은 상기 구동기어의 중심축선에 결합되는 것을 특징으로 하는 툴 매거진.
11. 청구항 6에 있어서,
    상기 툴 포트 이송유닛은, 상기 이동블록의 상하 이동을 가이드하는 가이드레일을 더 포함하고,
    상기 가이드레일은 상기 프레임의 바닥에서 상하방향으로 길게 설치되며, 상기 가이드레일의 하단은 프레임의 바닥면에 고정되며, 상기 가이드레일의 상단은 상기 체인에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 툴 매거진.
12. 복수의 툴 포트를 교체가능하게 수납하는 수납기구와, 상기 수납기구에 수납된 툴 포트를 교체하는 자동 툴 교체장치 사이에 설치된 툴 포트 이송유닛으로, 상기 수납기구와 상기 자동 툴 교체장치 사이에 상기 툴 포트를 홀딩한 상태에서 이동하는 이동블록; 및 상기 이동블록을 이동시키는 구동부를 포함하고, 상기 툴 포트의 일측이 상기 이동블록에 이탈가능하게 홀딩됨으로써 상기 이동블록의 이동에 의해 상기 툴 포트는 체인의 그리퍼와 상기 자동 툴 교체장치 사이에서 이송되고,
    상기 구동부는 상기 이동블록을 2 이상의 링크부재의 링크작동에 의해 상하 이동시키도록 구성되며,
    상기 구동부는,
    로터리 엑츄에이터;
    상기 로터리 엑츄에이터에 의해 회전하는 구동기어;
    상기 구동기어의 외주면에 공전가능하게 치합되는 하나 이상의 종동기어; 및
    상기 종동기어에 링크작동하도록 연결되어 상기 이동블록을 상하 이동시키는 2 이상의 링크부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 툴 포트 이송유닛.
13. 삭제
14. 삭제
15. 청구항 12에 있어서,
    상기 로터리 엑츄에이터는 랙기어를 직선방향으로 구동시키는 구동실린더와, 상기 랙기어와 치합하여 회전하는 피니언기어를 포함하고,
    상기 피니언기어에는 회전축이 연결되며, 상기 회전축의 일단은 상기 구동기어의 중심축선에 결합되는 것을 특징으로 하는 툴 포트 이송유닛.

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