KR101818257B1 - 공작기계의 대형 공구 거치장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 대형 공구 거치장치에 관한 것으로, 공작기계의 베드 일측에 구비되는 결합브라켓, 상기 결합브라켓의 일측에 구비되고 공구를 거치하는 공구 홀더, 상기 결합브라켓의 일측에 위치이동 가능하게 구비되고 상기 공구 홀더로 유입되는 이물질을 차단하도록 공구 홀더의 일측을 덮는 커버, 상기 커버를 이동시키는 이동 유니트, 공작기계의 동작을 인식하는 인식부, 공작기계의 동작에 따라 상기 커버를 개폐하는 명령을 저장하는 데이타 베이스, 및 상기 인식부로부터 공작기계의 동작신호를 수신하고 그 동작신호에 대응되는 상기 커버의 개폐 명령을 상기 데이타 베이스로부터 불러와 상기 이동 유니트로 출력하는 제어부를 포함하여, 작업공간으로부터 비산되는 절삭칩 등의 이물질을 차단하여 툴 매거진에 보관될 수 없는 대형 공구를 공작기계의 작업공간에 인접하게 보관할 수 있게 된다.

Description

공작기계의 대형 공구 거치장치{ Device for supporting a large tool of a machine tool }

본 발명은 공작기계의 공구 거치장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동공구교환장치에 의한 공구교환이 어려운 대형 공구를 거치하는 공작기계의 대형 공구 거치장치에 관한 것이다.

일반적으로, 머시닝 센터와 같은 공작기계는 다수개의 공구를 보관할 수 있는 툴 매거진을 구비하고 공구교환장치를 사용하여 주축의 공구를 교환하게 된다. 통상의 툴 매거진은 공구의 크기가 소정의 크기 이내일 경우에만 보관할 수 있도록 설계되어 있는데, 큰 하중이나 길이가 긴 공구의 경우 공구교환장치의 동작에 부담을 줄 뿐만 아니라 이동 중에 낙하의 위험이 커지는 등 공구교환에 어려움이 있기 때문이다.

특히, 보링 바(Boring Bar)와 같이 길이가 긴 장형 공구는 툴 매거진에 수납할 수 없어 공구교환장치를 사용하여 공구를 교환할 수 없게 되고, 그로 인해 별도로 공구를 보관해 두었다가 작업자가 수작업으로 운반해야 하는데, 이 경우 작업자의 인력이 크게 소요될 뿐만 아니라 운반시 사고의 위험이 높아 작업을 기피하게 되는 원인이 되고 있다.

또한, 툴 매거진이 아닌 별개의 공간에 공구를 보관하는 경우에도 공구교환거리를 단축시키기 위해 테이블(2)의 주위에 공구를 두게 되면 절삭작업시 테이블(2)의 주위로 절삭칩과 절삭유 등의 이물질이 비산하여 공구를 오염시키는 문제점이 있었다. 특히, 공구의 결합부(T1)(도 1 참조)는 주축에 결합되는 부분으로 이 부분에 칩 등이 묻게 되면 주축의 결합면과 공구의 결합부(T1) 내측면 사이에 칩 등이 끼여 결합이 정확하게 이루어지지 않아 가공오차를 발생시키는 원인이 되고 있다.

그리고, 이물질의 비산 거리를 벗어 나는 원거리에 공구를 보관하는 경우에는 작업자가 인력으로 운반하기에는 더욱 어려워지게 된다.

한편, 툴 매거진에서는 공구를 쉽게 인출하고 거치하기 위해 공구를 한 지지점에서 지지하게 되므로 공구의 무게 중심에 맞게 거치하기가 쉽지 않은데, 장형의 공구를 툴 매거진과 별개의 거치대에 보관하는 경우에는 공구의 균형을 맞추어 거치하기가 더욱 어려워 거치대로부터 쉽게 낙하하는 등의 문제점이 있었다. 특히, 장형의 대형 공구라도 길이가 서로 달라 모든 종류의 공구를 견고하게 지지하기가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 공작기계의 대형 공구 거치장치가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 작업공간으로부터 비산되는 절삭칩 등의 이물질을 차단하여 툴 매거진에 보관될 수 없는 대형 공구를 공작기계의 작업공간에 인접하게 보관할 수 있는 공작기계의 대형 공구 거치장치를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다양한 길이의 공구를 견고하게 지지할 수 있는 공작기계의 대형 공구 거치장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공작기계의 대형 공구 거치장치는, 공작기계의 베드 일측에 구비되는 결합브라켓, 상기 결합브라켓의 일측에 구비되고 공구를 거치하는 공구 홀더, 상기 결합브라켓의 일측에 위치이동 가능하게 구비되고 상기 공구 홀더로 유입되는 이물질을 차단하도록 공구 홀더의 일측을 덮는 커버, 공작기계의 동작에 따라 상기 커버가 공구 홀더를 개폐하는 명령이 저장되는 데이타 베이스, 공작기계의 동작을 인식하는 인식부, 및 상기 인식부로부터 공작기계의 동작신호를 수신하고 공작기계의 동작시 상기 데이타 베이스로부터 상기 커버가 공구 홀더를 덮는 명령을 불러와 상기 이동 유니트로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명은 상기 결합브라켓의 일측에 구비되고 상기 공구 홀더와 소정거리를 두고 공구를 지지하는 공구 스탠드를 더 포함한다.

더욱 바람직하게는, 상기 공구 스탠드는 상기 결합브라켓의 일측에 길이조절 가능하게 구비된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계의 대형 공구 거치장치에 의하면, 작업공간으로부터 비산되는 절삭칩 등의 이물질을 차단하여 툴 매거진에 보관될 수 없는 대형 공구를 공작기계의 작업공간에 인접하게 보관할 수 있고, 그로 인해 툴 매거진에 보관될 수 없는 대형 공구를 근거리에서 용이하게 교환할 수 있게 되며 공구교환주기를 단축시켜 작업성을 향상시킬 수 있고, 공구의 길이에 맞게 길이를 조절하여 공구를 거치할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 대형 공구 거치장치를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 부분확대도,
도 3은 도 2의 정면도,
도 4는 도 3에 도시된 대형 공구 거치장치의 작동상태도,
도 5는 도 1에 도시된 대형 공구 거치장치의 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공작기계의 대형 공구 거치장치는, 공작기계의 베드(1) 일측에 구비되는 결합브라켓(10), 상기 결합브라켓(10)의 일측에 구비되고 공구를 거치하는 공구 홀더(20), 상기 결합브라켓(10)의 일측에 위치이동 가능하게 구비되는 커버(30), 상기 커버(30)를 이동시키는 이동 유니트, 상기 공구 홀더(20)와 소정거리를 두고 공구를 지지하는 공구 스탠드(50), 공작기계의 동작에 따라 상기 커버(30)가 공구 홀더(20)를 개폐하는 명령이 저장되는 데이타 베이스(60), 공작기계의 동작을 인식하는 인식부(70), 및 상기 인식부(70)로부터 공작기계의 동작신호를 수신하고 공작기계의 동작시 상기 데이타 베이스(60)로부터 상기 커버(30)가 공구 홀더(20)를 덮는 명령을 불러와 상기 이동 유니트(40)로 출력하는 제어부(80)를 포함한다.

상기 결합브라켓(10)은 공작기계의 베드(1)의 일측에 외측으로 돌출되게 구비되어 테이블(2) 위의 작업에 방해가 되지 않고 작업공간에 인접하게 공구 홀더(20)를 설치할 수 있게 된다. 상기 결합브라켓(10)의 선단에는 지지브라켓(21)이 고정결합되고, 그 지지브라켓(21)의 상단에 공구 홀더(20)가 결합되어 있다.

상기 공구 홀더(20)는 상기 결합브라켓(10)의 선단에 지지브라켓(21)으로 고정결합되어 공구(T)의 키 홈(T2)을 지지하게 된다. 상기 공구 홀더(20)는 공구(T)의 키 홈(T2)을 파지하는 1쌍의 그립퍼(22)를 구비하고 일측에 공구(T)의 키 홈(T2)에 끼워지는 키 블록(24)을 구비하고 있다. 공구(T)는 그 키 홈이 공구 홀더(20)의 키 블록(24)에 끼워지도록 그립퍼(22)에 안착된다.

상기 그립퍼(22)는 상기 지지브라켓(21)의 일측에 힌지축(25)을 중심으로 선회가능하게 결합되고 고정스프링(도면미도시)에 의해 탄성지지되어 공구(T)를 탄성적으로 물어 잡게 된다. 상기 고정스프링의 일단은 상기 지지브라켓(21)의 일측에 결합되고 타단이 그립퍼(22)에 결합되어 1쌍의 그립퍼(22)가 힌지축(25)을 중심으로 각각 선회하여 공구(T)를 물어 잡도록 탄성력을 가하게 된다. 따라서, 1쌍의 그립퍼(22)는 고정스프링의 탄성력에 의해 서로 오므라져 있다가 공구(T)가 끼워질 때 탄성적으로 벌어져 공구(T)를 물어 잡아 고정시키게 된다. 공구 홀더(20)의 구성은 공개특허 제 10-2009-0066474호 및 특허출원 제10-2011-0102736호에 개시되어 있으므로 이하 상세한 설명은 생략한다.

상기 지지브라켓(21)의 일측에는 공구 스탠드(50)가 길이조절 가능하게 구비된다. 상기 지지브라켓(21)의 일측에는 결합공(21a)이 형성되고, 그 결합공(21a)에 길이조절부재(51)가 슬라이드이동 가능하게 끼워지며, 상기 길이조절부재(51)의 일단에는 공구 스탠드(50)가 결합되어 있다. 상기 지지브라켓(21)의 일측에는 결합공(21a)에 끼워진 길이조절부재(51)를 고정시키는 고정핀(52)이 구비되어 있다. 상기 고정핀(52)은 나사식으로 지지브라켓(21)에 결합되어 길이조절부재(51)를 고정시키게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 길이조절부재(51)는 결합공(21a)에 슬라이드이동 가능하게 끼워지고, 공구의 길이에 따라 위치가 이동된 상태에서 고정핀(52)으로 고정된다. 작업자가 공구 홀더(20)와 공구 스탠드(50)에 공구를 거치하고자 하는 경우 고정핀(52)의 조임을 해제하고 공구의 길이에 맞게 길이조절부재(51)를 결합공(21a)에 대하여 위치를 이동시킨 후 고정핀(52)을 조여 길이조절부재(51)를 고정시키면 된다.

상기 공구 스탠드(50)는 일측에 공구지지홈(50a)을 구비하여 공구의 일측이 끼워져 지지되도록 한다. 따라서, 장형의 공구는 공구 홀더(20)의 그립퍼(22)와 공구지지홈(50a)에 끼워짐으로써 두 지점에서 안정적으로 지지될 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 공구 스탠드(50)는 높이조절부재(53)에 의해 높이조절 가능하게 구비된다. 즉, 상기 길이조절부재(51)의 일단에는 높이조절부재(53)가 결합되고, 그 높이조절부재(53)에는 상하방향으로 장공(53a)이 형성되며, 그 장공(53a)에 공구 스탠드(50)가 고정볼트(도면미도시)에 의해 위치이동 가능하게 결합되어 있다. 여기서, 장공(53a) 이외에 상기 높이조절부재(53)에 상하방향으로 소정간격을 두고 다수개의 결합구멍(도면 미도시)을 형성하여 고정볼트가 임의의 결합구멍에 결합될 수 있도록 함으로써 높이조절 할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

상기 결합브라켓(10)의 상부에는 가이드부재(31)가 구비되어 있고, 상기 가이드부재(31)에 커버(30)가 슬라이드이동 가능하게 끼워져 있다.

상기 커버(30)는 상기 가이드부재(31)를 따라 이동하면서 상기 공구 홀더(20)와 그에 거치된 공구(T)의 결합부(T1)를 덮어 절삭칩이 퇴적되거나 절삭유가 묻는 것을 차단하게 된다.

상기 커버(30)는 상기 공구 스탠드(50)가 높이조절부재(53)에 의해 높이조절되는 것과 동일한 원리로 높이조절 가능하게 구비되어 공구의 크기에 따라 높낮이를 조절할 수 있도록 하는 것도 가능하다. 즉, 상기 가이드부재(31)에 슬라이드 이동가능한 부재(도면 미도시)를 커버(30)와 별개로 구비하고, 그 슬라이드 부재에 장공(도면 미도시)을 형성하여 그 장공에 커버(30)가 결합피스(도면 미도시)로 고정결합되도록 구성된다.

상기 커버(30)는 이동 유니트(40)에 의해 가이드부재(31)를 따라 슬라이드 이동하면서 공구(T)를 덮게 된다.

상기 이동 유니트(40)는 실린더기구로 실린더몸체가 결합브라켓(10)의 일측에 고정결합되고 실린더로드가 상기 커버(30)의 일측에 고정결합된다. 여기서, 상기 이동 유니트(40)는 커버(30)를 직선이동시키는 수단으로 실린더기구 이외에 랙과 피니언 방식이나 볼스크류 방식 등 동일한 기술적 사상을 가진 방식을 채택할 수 있음은 물론이며, 직선이동 유니트 이외에 소정의 각도로 선회가능한 아암을 구비하고 그 선회 아암에 커버(30)를 장착하여 선회이동시키는 것도 가능하다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 실린더로드가 신장되면 커버(30)가 공구 홀더(20)를 덮게 되고, 반대로 실린더로드가 신축되면 커버(30)가 공구로부터 벗어나게 된다. 작업자가 공구를 공구 홀더(20)에 안착시키고자 하는 경우에는 실린더로드를 신축시켜 커버(30)가 공구 홀더(20)로부터 벗어나게 함으로써 공구 홀더(20)로 공구의 키 홈(T2)이 출입할 수 있도록 한다. 공구 홀더(20)에 공구를 안착시키거나 분리하는 작업을 마친 후에는 실린더로드를 신장시켜 커버(30)가 공구 홀더(20)를 덮도록 한다. 이와 같이 작업자가 실린더기구를 수동으로 동작시켜 커버(30)를 이동시키는 것도 가능하나, 공작기계의 동작에 따라 실린더기구(40)의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.

상기 데이타 베이스(60)에는 공작기계의 각 동작에 대응되는 실린더기구의 동작명령이 저장되어 있다. 상기 인식부(70)는 공작기계의 동작을 인식하여 제어부(80)로 전달하고, 상기 제어부(80)는 공작기계의 동작신호에 따라 상기 데이타 베이스(60)에 저장된 명령을 불러와 상기 이동 유니트(40)로 출력한다.

공작기계가 정지된 경우에는 커버(30)가 공구 홀더(20)를 덮지 않고 공작기계의 동작하는 경우에 커버(30)가 공구 홀더(20)를 덮게 된다. 이러한 동작을 구현하기 위해 상기 인식부(70)가 공작기계가 정지된 상태와 동작 상태를 인식하여 제어부(80)로 송출한다. 또한, 공작기계의 정지 신호시에는 실린더기구의 신축 명령, 즉 커버(30)가 공구 홀더(20)로부터 후퇴하도록 실린더기구(40)를 동작시키는 명령이 상기 데이타 베이스(60)에 저장되며, 공작기계의 작동 신호시에는 실린더기구의 신장 명령, 즉 커버(30)가 공구 홀더(20)를 덮도록 실린더기구를 동작시키는 명령이 상기 데이타 베이스(60)에 저장된다. 그리고, 상기 제어부(80)는 상기 인식부(70)로부터 수신된 공작기계의 정지 또는 작동 신호를 수신하고 그 수신한 신호에 대응되는 명령신호를 상기 데이타 베이스(60)로부터 불러와 상기 실린더기구로 출력한다.

예를 들어, 공작기계 주축의 동작이 정지된 경우 상기 인식부(70)가 이를 감지하여 제어부(80)로 송출하고 이때 제어부(80)는 상기 데이타 베이스(60)에 저장된 실린더기구의 신축 명령을 상기 실린더기구로 출력한다. 이에 따라 커버(30)가 벗겨져 공구(T)를 이동시킬 수 있게 된다.

반대로 공작기계의 주축에 작동신호가 인가되면 상기 인식부(70)가 이를 감지하여 제어부(80)로 송출하고 이때 제어부(80)는 데이타 베이스(60)로부터 실린더기구(40)의 신장 명령을 불러와 실린더기구로 출력한다. 이에 따라 커버(30)가 공구 홀더(20)와 공구의 결합부(T1)를 덮게 된다.

10 : 결합브라켓 20 : 공구 홀더
21 : 지지브라켓 21a : 결합공
22 : 그립퍼 23 : 키 블록
24 : 힌지축 30 : 커버
31 : 가이드부재 40 : 이동 유니트
50 : 공구 스탠드 50a : 공구지지홈
51 : 길이조절부재 52 : 고정핀
53 : 높이조절부재 53a : 장공
60 : 데이타 베이스 70 : 인식부
80 : 제어부

Claims (3)

1. 공작기계의 베드(1) 일측에 구비되는 결합브라켓(10);
   상기 결합브라켓(10)에 지지되는 지지브라켓(21)
   상기 지지브라켓(21)에 결합되어 공구를 거치하는 공구 홀더(20);
   상기 결합브라켓(10)의 일측의 길이방향을 따라 배치된 가이드부재(31);
   일측이 상기 가이드부재(31)와 결합되고, 타측이 공구를 향해 절곡되어 상기 공구 홀더(20)로 유입되는 이물질을 차단하도록 상기 공구 홀더(20)의 일측을 덮는 커버(30);
   상기 결합브라켓(10)의 일측에 상기 가이드부재(31)를 따라 상기 커버(30)를 이동시키는 이동 유니트(40);
   공작기계의 동작에 따라 상기 커버(30)가 상기 공구 홀더(20)를 개폐하는 명령이 저장되는 데이타 베이스(60);
   공작기계의 동작을 인식하는 인식부(70); 및
   상기 인식부(70)로부터 공작기계의 동작신호를 수신하고 공작기계의 동작시 상기 데이타 베이스(60)로부터 상기 커버(30)가 상기 공구 홀더(20)를 덮는 명령을 불러와 상기 이동 유니트(40)로 출력하는 제어부(80);를 포함하는 공작기계의 대형 공구 거치장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지브라켓(21)에 형성된 결합공(21a)과, 공구의 길이방향을 따라 상기 결합공(21a)에 슬라이딩 가능하게 결합된 길이조절부재(51)와, 상기 길이조절부재(51)의 위치를 고정시키는 고정핀(52), 그리고 상기 길이조절부재(51)에 상기 길이조절부재(51)와 교차하는 방향으로 결합되고 일단에는 공구를 지지할 수 있는 장공(53a)이 형성되어 공구의 지지 높이를 조절할 수 있는 높이조절부재(53)를 포함하며 상기 공구 홀더(20)와 소정거리를 두고 공구를 지지하는 공구 스탠드(50)
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 대형 공구 거치장치.
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