KR101734773B1 - Automatic tool change device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동공구교환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 장치 전체의 무게를 줄이고 전장부를 간소화할 수 있는 자동공구교환장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 자동공구교환장치는 CNC 공작기계의 성능을 좌우하는 중요한 부품으로 일련의 작업에서 필요로 하는 공구를 별도로 소정의 장소에 집합시켜 보관하고, 필요에 따라 자동으로 공구를 간편하게 교환하고, 정확히 주축에 세팅하는 장치이다. 이러한 자동공구교환장치에는 암을 회전하기 위해 구동모터 및 드라이버가 설치되는데 이로 인해 장치 전체의 무게가 증가하고 전장부가 복잡해지는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.In general, the automatic tool changer is an important part that determines the performance of a CNC machine tool. A tool necessary for a series of operations is separately collected and stored in a predetermined place, the tool is automatically replaced as needed, It is a device to set on the main shaft. In such an automatic tool changer, a driving motor and a driver are installed to rotate the arm, which increases the overall weight of the apparatus and complicates the electric field. Therefore, there is a need to improve this.
본 발명에 대한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0025866호(발명의 명칭: 자동공구 교환장치, 등록일: 1988.08.12.)에 개시되어 있다.BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0025866 (entitled " Automatic tool changer, issued August 18, 1988).
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 테이블부의 이동에 의해 연동하여 회전되는 구동부를 통해 장치 전체의 무게를 줄이고 전장부를 감소화할 수 있는 자동공구교환장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an automatic tool changer capable of reducing the weight of the entire apparatus and reducing the total length of the apparatus through a driving unit rotated by interlocking with movement of the table unit.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자동공구교환장치는:가이드부 상에 이동 가능하게 설치되는 테이블부; 상기 테이블부의 측부에 설치되는 축대; 상기 테이블부와 상기 축대에 구비되며, 상기 테이블부의 이동에 연동되어 회전되는 구동부; 및 상기 구동부와 연결되어 상기 구동부의 회전 시 연동하여 회전되는 회전암부를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an automatic tool changer comprising: a table portion movably installed on a guide portion; An axle provided at a side of the table portion; A driving unit provided on the table unit and the shaft unit and rotated in conjunction with movement of the table unit; And a rotary arm connected to the driving unit and rotated in conjunction with rotation of the driving unit.
또한, 상기 구동부는 상기 테이블부에 설치되는 래크기어; 및 상기 래크기어와 맞물리도록 상기 축대에 설치되는 피니언기어;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the driving unit may include: And a pinion gear mounted on the shaft so as to engage with the raceway gear.
또한, 상기 구동부는 상기 피니언기어와 상기 회전암부 사이에 배치되고, 상기 피니언기어의 회전속도를 감속시키는 감속기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The driving unit may further include a reduction gear disposed between the pinion gear and the rotary arm for reducing a rotation speed of the pinion gear.
또한, 상기 구동부는 상기 피니언기어와 상기 회전암부 사이에 배치되고, 상기 피니언기어의 회전축과 상기 회전암부의 회전축이 축결합 또는 축결합해제 되도록 작동되는 클러치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The driving unit may further include a clutch disposed between the pinion gear and the rotary arm and operable to couple the rotary shaft of the pinion gear and the rotary shaft of the pinion gear to an axial or an axial disengagement.
또한, 상기 구동부는 상기 회전암부의 회전축이 회전하는 것을 제동하는 브레이크;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The driving unit may further include a brake for braking rotation of the rotary shaft of the rotary arm.
또한, 상기 구동부는 상기 회전암부의 원점위치를 감지하는 위치감지부를 더 포함하고, 상기 위치감지부는 상기 회전암부의 원점위치를 감지하여 상기 회전암부의 위치정보를 제어부에 전달하는 것을 특징으로 한다. The driving unit may further include a position sensing unit for sensing an origin position of the rotary arm unit, and the position sensing unit senses the origin position of the rotary arm unit and transmits the position information of the rotary arm unit to the control unit.
또한, 상기 제어부는 상기 피니언기어의 회전시 상기 회전암부를 회동시켜 상기 회전암부가 원점에 위치되도록 제어하는 것을 특징으로 한다. Further, the control unit rotates the rotary arm when the pinion gear rotates, so that the rotary arm is positioned at the origin.
본 발명에 따른 자동공구교환장치는 테이블부의 이동에 의해 연동하여 회전되는 구동부를 통해 장치 전체의 무게를 줄이고 전장부를 감소화할 수 있는 효과가 있다.The automatic tool changer according to the present invention has the effect of reducing the weight of the entire apparatus and reducing the total length of the apparatus through the driving unit rotated by the movement of the table unit.
또한, 본 발명은 테이블부에 설치되는 래크기어와 맞물려 회전되는 피니언기어를 통해 구동모터를 별도로 설치하지 않아도 회전암부를 회전시킬 수 있는 효과가 있다.Further, the present invention has an effect that the rotary arm can be rotated without installing a driving motor through a pinion gear that is rotated in conjunction with a rack shaft installed on a table.
또한, 본 발명은 감속기를 통해 피니언기어의 회전속도를 적절하게 감속함으로써, 회전암부가 적절한 속도를 유지하며 회전되는 효과가 있다. Further, the present invention has the effect that the rotating arm portion is rotated at a proper speed by appropriately reducing the rotating speed of the pinion gear through the speed reducer.
또한, 본 발명은 피니언기어의 회전축과 상기 회전암부의 회전축이 축결합 또는 축결합해제 되도록 작동되는 클러치를 통해 제품의 가공 등 불필요한 경우 피니언기어의 회전에 의해 회전암부이 회전되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can prevent rotation of the rotary arm due to rotation of the pinion gear in the case where it is unnecessary to process a product through a clutch operated to axially engage or disengage the rotary shaft of the pinion gear and the rotary arm, .
또한, 본 발명은 브레이크가 회전암부의 회전축이 회전하는 것을 제동함으로써, 진동 등에 의해 회전암부가 회전되는 것을 방지하는 효과가 있다. Further, the present invention has an effect of preventing the rotary arm portion from rotating due to vibration or the like by braking the rotary shaft of the rotary arm portion by braking.
또한, 본 발명에서 제어부는 회전암부의 원점위치를 감지하는 위치감지부를 통하여 신속하고 정확하게 회전암부를 원점에 위치되도록 할 수 있는 효과가 있다. Further, in the present invention, the control unit can quickly and accurately place the rotary arm unit at the origin through the position sensing unit for sensing the origin position of the rotary arm unit.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A부분 확대도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치의 작동도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치의 위치교정센서부를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치의 위치교정센서부를 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치의 위치교정센서부가 작동되는 것을 나타낸 도면이다. 1 is a perspective view of an automatic tool changer according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of a portion A in Fig.
3 and 4 are operation diagrams of an automatic tool changer according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating a positional correction sensor unit of an automatic tool changer according to an embodiment of the present invention.
6 is a side view showing a positional correction sensor unit of an automatic tool changer according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing the operation of the position correction sensor unit of the automatic tool changer according to the embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치를 설명하도록 한다.Hereinafter, an automatic tool changer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A부분 확대도이고, 도 3과 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치의 작동도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치의 위치교정센서부를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치의 위치교정센서부를 나타낸 측면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치의 위치교정센서부가 작동되는 것을 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a perspective view of an automatic tool changer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a portion A of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are views showing an automatic tool changer according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view showing a positional correction sensor unit of an automatic tool changer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a side view showing a positional correction sensor unit of an automatic tool changer according to an embodiment of the present invention. And FIG. 7 is a view illustrating operation of the positional correction sensor unit of the automatic tool changer according to the embodiment of the present invention.
도 1과 도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치(1)는 테이블부(200), 축대(300), 구동부(400) 및 회전암부(500)를 포함한다. Referring to FIGS. 1 and 2, an
테이블부(200)는 가이드부(100) 상에 이동 가능하게 설치된다. 구체적으로, 테이블부(200)는 LM가이드인 가이드부(100)의 상부에 배치되어 가이드부(100)를 따라 Y축 방향으로 직선왕복운동을 한다(도 3, 도 4 참조). The
축대(300)는 테이블부(200)의 측부에 설치된다. 축대(300)는 수직방향으로 테이블부(200)의 측부에 설치된다. 축대(300)에는 공구교환이 이루어지며 Z축 방향으로 수직왕복운동을 할 수 있는 주축부(600)가 설치된다.The
구동부(400)는 테이블부(200)와 축대(300)에 구비되며, 테이블부(200)의 이동에 연동되어 회전된다. 회전암부(500)는 구동부(400)와 연결되어 구동부(400)의 회전 시 연동하여 회전된다. 도 3과 도 4에 도시된 것과 같이, 구동부(400)는 테이블부(200)가 가이드부(100) 상에서 Y축 방향으로 직선왕복운동하면 연동되어 회전된다. 이로써, 구동부(400)는 회전암부(500)로 회전력을 전달하여 회전암부(500)를 회전시킬 수 있다. The
구동부(400)는 래크기어(410)와 피니언기어(420)를 포함한다. 래크기어(410)는 테이블부(200)에 설치된다. 래크기어(410)는 테이블부(200)의 측부에 너비방향으로 설치되며, 테이블부(200)가 Y방향으로 이동되면 테이블부(200)와 함께 이동되어 피니언기어(420)와 맞물린다. The
피니언기어(420)는 래크기어(410)와 맞물리도록 축대(300)에 설치된다. 피니언기어(420)는 래크기어(410)와 맞물리면서 회전되면, 피니언기어(420)와 연결된 회전암부(500)가 회전된다. 이로써, 본 발명에서는 회전암부(500)를 회전시키는 구동모터를 별도로 구비하지 않아도 회전암부(500)를 회전시킬 수 있다. 또한, 회전되는 회전암부(500)가 다른 동력장치들과 동력교환을 하게 됨에 따라 주축부(600)의 공구를 교환할 수 있고, 주축부(600)를 Z축 방향으로 수직왕복시켜 제품을 가공할 수 있게 한다. 이에 관한 구체적인 내용은 일반적인 내용으로 생략한다. The
구동부(400)는 감속기(430)를 더 포함한다. 감속기(430)는 피니언기어(420)와 회전암부(500) 사이에 배치되고, 피니언기어(420)의 회전속도를 감속시킨다. 즉, 감속기(430)는 피니언기어(420)의 회전속도를 적절하게 감속함으로써, 회전암부(500)는 적절한 속도를 유지하여 회전될 수 있다. The
구동부(400)는 클러치(440)를 더 포함한다. 클러치(440)는 피니언기어(420)와 회전암부(500) 사이에 배치되고, 피니언기어(420)의 회전축(421)과 회전암부(500)의 회전축(510)이 축결합 또는 축결합해제 되도록 작동된다.The
회전암부(500)의 회전이 필요한 경우, 클러치(440)는 피니언기어(420)의 회전력이 회전암부(500)로 전달될 수 있도록 피니언기어(420)의 회전축(421)과 회전암부(500)의 회전축(510)이 축결합되도록 작동된다. 반대로, 회전암부(500)의 회전이 불필요한 경우, 클러치(440)는 피니언기어(420)의 회전축(421)과 회전암부(500)의 회전축(510)이 축결합이 해제되도록 작동된다. The
구동부(400)는 브레이크(450)를 더 포함한다. 회전암부(500)의 회전축(510)이 회전하는 것을 제동한다. 브레이크(450)는 클러치(440)와 회전암부(500) 사이에 설치되며, 회전암부(500)의 회전축(510)을 제동하여 회전암부(500)가 진동 등의 이유로 회전되는 것을 방지한다. The
구동부(400)는 위치감지부(460)를 더 포함한다. 위치감지부(460)는 회전암부(500)의 원점위치를 감지한다. 위치감지부(460)는 회전암부(500)의 원점위치를 감지하여 회전암부(500)의 위치정보를 제어부(700)에 전달한다. 제어부(700)는 피니언기어(420)의 회전시 회전암부(500)를 회동시켜 회전암부(500)가 원점에 위치되도록 한다. The driving
위치감지부(460)는 원점센서로 수광부(461)와 발광부(462)를 포함한다. 도 5내지 도 7을 참조하면, 발광부(462)는 회전암부(500)에 설치되어 광선을 발생시킨다. 수광부(461)는 맞은편 축대(300) 설치되어 발광부(462)에서 발생되는 광선을 감지한다. The
회전암부(500)가 원점에 위치하면, 수광부(461)는 발광부(462)에서 발생된 광선을 감지한다. 반면에, 회전암부(500)가 틀어져 원점에 위치하지 않으면, 수광부(461)는 회전암부(500)와 함께 틀어져 발광부(462)에서 발생된 광선을 감지하지 못한다(도 7 참조). When the
이와 같이, 위치감지부(460)는 회전암부(500)의 위치를 감지한 후, 제어부(700)에 전달하고, 제어부(700)는 위치감지부(460)에서 감지된 회전암부(500)의 위치정보를 토대로 피니언기어(420)을 회전시켜 회전암부(500)을 원점에 위치되도록 한다. 본 실시예에 따른 위치감지부(460)는 원점센서로 도시되지만, 레이저센서, 접촉센서 등 상황에 따라 다른 센서로 변경 가능하다. The
이하, 도 3와 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동공구교환장치의 작동 및 효과를 살펴보도록 한다.Hereinafter, operations and effects of the automatic tool changer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.
가이드부(100)를 따라 테이블부(200)가 Y축 방향으로 직선왕복운동을 하면, 피니언기어(420)는 테이블부(200)의 측부에 설치된 래크기어(410)와 맞물려 회전된다. 다음으로, 브레이크(450)가 개방되고, 클러치(440)는 피니언기어(420)의 회전축(421)과 회전암부(500)의 회전축(510)이 축결합 되도록 작동하여, 피니언기어(420)와 회전암부(500)를 연결한다. 이때, 감속기(430)는 피니언기어(420)의 회전속도를 감속시켜 회전암부(500)가 적절한 속도로 회전될 수 있도록 한다. When the
피니언기어(420)가 회전되면, 위치감지부(460)는 피니언기어(420)의 원점위치를 감지하여 제어부(700)에 전달하고, 제어부(700)는 전달받은 위치정보를 토대로 피니언기어(420)의 회전시 회전암부(500)를 회동시켜 원점에 위치되도록 한다. When the
피니언기어(420)가 원점에 위치되면 본격적으로 테이블부(200)는 직선왕복운동을 하여 피니언기어(420)의 회전력을 회전암부(500)로 전달한다. 이로써, 축대(300)에 설치된 주축부(600)가 공구를 교환한 후 Z축 방향으로 수직왕복운동을 하여 테이블부(200) 상에 놓인 제품을 가공할 수 있다. When the
이와 같이, 본 발명의 자동공구교화장치(1)는 별도의 구동 모터를 설치하지 않아도 테이블부(200)의 이동에 의해 연동하여 회전되는 구동부(400)를 통해 회전암부(500)를 회전시킬 수 있어 장치 전체의 무게를 줄이고 전장부를 감소화할 수 있다. As described above, the automatic
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.
1 : 자동공구교환장치 100 : 가이드부
200 : 테이블부 300 : 축대
400 : 구동부 410 : 래크기어
420 : 피니언기어 421 : 피니언기어의 회전축
430 : 감속기 440 : 클러치
450 : 브레이크 460 : 위치감지부
461 : 수광부 462 : 발광부
500 : 회전암부 510 : 회전암부의 회전축
600 : 주축부 700 : 제어부1: automatic tool changer 100: guide part
200: table part 300:
400: driving unit 410:
420: Pinion gear 421: Rotation axis of the pinion gear
430: Reducer 440: Clutch
450: brake 460: position sensing unit
461: light receiving section 462:
500: rotating arm portion 510: rotating shaft portion
600: main shaft part 700: control part
Claims (7)
상기 테이블부의 측부에 설치되는 축대;
상기 테이블부와 상기 축대에 구비되며, 상기 테이블부의 이동에 연동되어 회전되는 구동부; 및
상기 구동부와 연결되어 상기 구동부의 회전 시 연동하여 회전되는 회전암부를 포함하고,
상기 구동부는 상기 테이블부에 설치되는 래크기어와; 상기 래크기어와 맞물리도록 상기 축대에 설치되는 피니언기어와; 상기 구동부는 상기 피니언기어와 상기 회전암부 사이에 배치되고, 상기 피니언기어의 회전속도를 감속시키는 감속기;를 포함하고,
상기 구동부는 상기 회전암부의 원점위치를 감지하는 위치감지부를 더 포함하고,
상기 위치감지부는 상기 회전암부의 원점위치를 감지하여 상기 회전암부의 위치정보를 제어부에 전달하고,
상기 위치감지부는 상기 회전암부에 설치되어 광선을 발생시키는 발광부와; 상기 축대에 설치되어 상기 발광부로부터 발생되는 광선을 감지하는 수광부를 포함하고,
상기 수광부는 상기 회전암부가 원점에 위치하면 상기 발광부에서 발생되는 광선을 감지하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치.
A table part movably installed on the guide part;
An axle provided at a side of the table portion;
A driving unit provided on the table unit and the shaft unit and rotated in conjunction with movement of the table unit; And
And a rotating arm portion connected to the driving portion and rotated in association with rotation of the driving portion,
Wherein the driving unit comprises: A pinion gear installed on the shaft so as to engage with the raceway; And a reduction gear disposed between the pinion gear and the rotary arm for reducing the rotation speed of the pinion gear,
The driving unit may further include a position sensing unit for sensing a position of an origin of the rotary arm,
The position sensing unit senses the origin position of the rotary arm unit and transmits the position information of the rotary arm unit to the control unit,
Wherein the position sensing unit comprises: a light emitting unit provided in the rotary arm for generating a light beam; And a light receiving unit installed on the shaft to sense a light beam emitted from the light emitting unit,
Wherein the light receiving unit senses a light beam emitted from the light emitting unit when the rotary arm unit is located at the origin.
상기 구동부는,
상기 피니언기어와 상기 회전암부 사이에 배치되고, 상기 피니언기어의 회전축과 상기 회전암부의 회전축이 축결합 또는 축결합해제 되도록 작동되는 클러치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치.
The method according to claim 1,
The driving unit includes:
Further comprising a clutch disposed between the pinion gear and the rotary arm and operable to axially couple or decouple the rotary shaft of the pinion gear and the rotary shaft of the rotary arm.
상기 구동부는,
상기 회전암부의 회전축이 회전하는 것을 제동하는 브레이크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치.
5. The method of claim 4,
The driving unit includes:
And a brake for braking the rotation axis of the rotary arm part to rotate.
상기 제어부는 상기 피니언기어의 회전시 상기 회전암부를 회동시켜 상기 회전암부가 원점에 위치되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치.The method according to claim 1,
Wherein the control unit rotates the rotary arm unit when the pinion gear is rotated so that the rotary arm unit is located at the origin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160067556A KR101734773B1 (en) | 2016-05-31 | 2016-05-31 | Automatic tool change device |
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KR1020160067556A KR101734773B1 (en) | 2016-05-31 | 2016-05-31 | Automatic tool change device |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
US20130025386A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-31 | Shawn Michael Callahan | Coupler assembly and drive systems including same |
JP2015024444A (en) * | 2013-07-25 | 2015-02-05 | トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトTrumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG | Driving device for motion unit of machine tool and machine tool with the same |
-
2016
- 2016-05-31 KR KR1020160067556A patent/KR101734773B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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