KR101850760B1 - 공작기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에 가공공간이 형성된 캐비닛; 상기 캐비닛 내부에 배치되고, 스핀들에 결합된 공구를 통해 대상물을 가공하는 가공장치; 복수개의 공구가 배치되고, 상기 스핀들에 공구를 제공하는 자동공구교환장치;를 포함하는 공작기계에 있어서, 상기 자동공구교환장치는, 복수개의 툴포트(52)가 배치되는 매거진(51); 상기 툴포트(52)에 분리가능하게 결합되는 각각의 공구; 상기 매거진(51)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 매거진구동부(53); 상기 툴포트(52)를 상기 매거진의 반경방향으로 회전시키는 툴포트구동부(54); 상기 툴포트(54)에 배치된 공구와 스핀들(40)에 배치된 공구를 맞교환하는 툴체인저(55); 상기 매거진(51) 또는 툴포트(52)에 배치되고 결합된 공구의 번호를 표시하는 툴표시부(56)를 포함한다.
본 발명은 위치가 수시로 바뀌는 매거진의 공구번호를 정확하게 표시할 수 있는 장점이 있다.

Description

공작기계{machine tool}

본 발명의 공작기계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동공구교환장치의 매거진에 공구번호가 표시되는 공작기계에 관한 것이다.

일반적으로, 머시닝센터(machining center)는 선반, 밀링, 드릴링, 보링머신 등에서 할 수 있는 광범위한 가공을 수행하는 공작기계이다.

이러한 머시닝센터는 통상 주축이 수직으로 장착된 수직형 머시닝센터와, 주축이 수평으로 장착된 수평형 머시닝센터로 구분된다.

여기서 상기 수직형 머시닝센터는 크게 베드와, 상기 베드의 상부에 설치되어 공작물이 얹혀지는 테이블과, 상기 베드의 후방에 수직으로 장착된 컬럼과, 이 컬럼에 장착된 스핀들을 포함하여 구성된다.

즉, 상기한 수직형 머시닝센터는 상기 스핀들에 절삭 공구를 설치한 상태에서 수평 방향 및 수직 방향으로 이동되면서 테이블에 얹혀진 공작물을 가공하도록 구성되는 것이다.

이때, 상기 스핀들은 하나로만 구성될 수도 있지만, 일반적으로 다수의 가공물을 동시에 가공할 수 있도록 다수개가 배치될 수도 있다.

대한민국 공개특허공보 10-2013-0019345

본 발명은 자동공구교환장치의 매거진에 공구번호가 표시되는 공작기계를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 작업자의 조작을 통해 공구를 호출할 수 있는 공작기계를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 복수개의 자동공구교환장치이 설치된 공작기계에서 각 자동공구교환장치에 배치된 공구 중 하나를 호출할 수 있는 공작기계를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 자동공구교환장치에서 공구를 호출하고, 호출된 공구를 용이하게 교체할 수 있는 공작기계를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 작업 중 매거진에 랜덤하게 위치되는 공구번호를 즉시 표시하여 작업자가 직관적으로 공구위치를 인식할 수 있는 공작기계를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 현재 스핀들에 결합된 공구번호를 확인할 수 있는 공작기계를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 내부에 가공공간이 형성된 캐비닛; 상기 캐비닛 내부에 배치되고, 스핀들에 결합된 공구를 통해 대상물을 가공하는 가공장치; 복수개의 공구가 배치되고, 상기 스핀들에 공구를 제공하는 자동공구교환장치;를 포함하는 공작기계에 있어서, 상기 자동공구교환장치는, 복수개의 툴포트(52)가 배치되는 매거진(51); 상기 툴포트(52)에 분리가능하게 결합되는 각각의 공구; 상기 매거진(51)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 매거진구동부(53); 상기 툴포트(52)를 상기 매거진의 반경방향으로 회전시키는 툴포트구동부(54); 상기 툴포트(54)에 배치된 공구와 스핀들(40)에 배치된 공구를 맞교환하는 툴체인저(55); 상기 매거진(51) 또는 툴포트(52)에 배치되고 결합된 공구의 번호를 표시하는 툴표시부(56)를 포함한다.

상기 툴체인저가 상기 스핀들에 배치된 공구와 상기 툴포트에 배치된 공구를 맞교환 한 후, 상기 툴표시부에 상기 스핀들에 배치되었된 공구의 공구번호를 표시할 수 있다.

상기 캐비닛에 배치되고, 개방 시 상기 가공공간이 노출되는 메인도어; 상기 캐비닛에 배치되고, 개방 시 상기 자동공구교환장치 중 적어도 일부가 노출되는 공구도어; 상기 캐비닛에 배치되고, 상기 자동공구교환장치에 배치된 공구 중 어느 하나를 상기 공구도어 내측에 위치시키는 공구호출모듈;을 포함할 수 있다.

상기 공구호출모듈은, 상기 매거진을 시계방향으로 회전시키는 제 1 버튼; 상기 매거진을 반시계방향으로 회전시키는 제 2 버튼; 상기 제 1 버튼 또는 제 2 버튼에 의해 호출된 공구의 공구번호가 표시되는 표시부; 조작신호가 입력될 때 상기 호출된 공구가 지정된 위치로 이동되도록, 상기 자동공구교환장치을 제어하는 선택버튼;을 포함할 수 있다.

상기 제 1 버튼 또는 제 2 버튼에 의해 상기 매거진이 회전될 때, 상기 툴표시부도 매거진과 함께 회전될 수 있다.

본 발명은 위치가 수시로 바뀌는 매거진의 공구번호를 정확하게 표시할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 작업자의 조작을 통해 공구를 호출할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 작업자가 매거진의 공구번호를 확인하면서 매거진을 수동으로 회전시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 작업 중 매거진에 랜덤하게 위치되는 공구번호를 즉시 표시하여 작업자가 직관적으로 공구위치를 인식할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공작기계의 캐비닛이 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1의 우측면도이다.
도 3은 도 1의 좌측면도이다.
도 4는 도 1의 내부에 배치된 가공장치의 정면도이다.
도 5는 도 4의 좌측면도이다.
도 6은 도 4의 우측면도이다.
도 7은 도 4의 평면도이다.
도 8은 도 5에 도시된 자동공구교환장치의 배면 측 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동공구교환장치 및 공구호출모듈의 예시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 세탁기 및 그 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공작기계의 캐비닛이 도시된 사시도이고, 도 2는 도 1의 우측면도이고, 도 3은 도 1의 좌측면도이고, 도 4는 도 1의 내부에 배치된 가공장치의 정면도이고, 도 5는 도 4의 좌측면도이고, 도 6은 도 4의 우측면도이고, 도 7은 도 4의 평면도이고, 도 8은 도 5에 도시된 자동공구교환장치의 배면 측 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자동공구교환장치 및 공구호출모듈의 예시도이다.

본 실시예에 따른 공작기계는 캐비닛(300)과, 상기 캐비닛(300) 내부에 배치되고, 복수개의 대상물을 동시에 가공하는 가공장치(100)를 포함한다.

상기 가공장치(100)는 베드(10)와, 상기 베드(10)의 상측에 배치되고, 상기 베드(10)에 대해 좌우 방향으로 상대이동되는 새들(20)과, 상기 새들(20)의 상측에 배치되고, 상기 새들(20)에 대해 전후 방향으로 상대이동되는 컬럼(30)과, 상기 컬럼(30)에 설치되고, 상기 컬럼(30)에 대해 상하 방향으로 상대이동되는 복수개의 스핀들(40)을 포함한다.

상기 공작기계는 작업에 요구되는 공구를 상기 스핀들(40)에 제공하는 자동공구교환장치(50)를 더 포함한다.

본 실시예에서 상기 스핀들(40)은 제 1 스핀들(41) 및 제 2 스핀들(42)로 구성된다. 상기 각 스핀들(41)(42)에 대응되는 제 1 자동공구교환장치(50-1) 및 제 2 자동공구교환장치(50-2)가 배치된다.

상기 자동공구교환장치(50)는 상기 스핀들(40)에 장착된 공구와 맞교환 방식으로 공구를 제공한다.

상기 자동공구교환장치(50)는 본 실시예에서 상기 컬럼(30)에 설치된다. 본 실시예와 달리 자동공구교환장치(50)는 컬럼이 아닌 다른 위치에 배치되어도 무방하다. 예를 들어 상기 자동공구교환장치(50)는 캐비닛(300)에 설치될 수 있다.

상기 캐비닛(300)은 상기 스핀들(40)과 마주보게 배치된 메인도어(301)와, 상기 자동공구교환장치(50)과 마주보게 배치된 공구도어(302)를 포함한다.

상기 캐비닛(300)의 내부에 대상물을 가공할 수 있는 가공공간이 배치된다. 상기 가공공간의 전면에 상기 메인도어(301)가 배치된다.

상기 캐비닛(300)에는 상기 자동공구교환장치(50)의 공구 중 하나를 호출할 수 있는 공구호출모듈(400)이 배치된다. 상기 공구호출모듈(400)은 자동공구교환장치(50)마다 하나씩 구비되고, 개별적으로 작동된다.

그래서 하나의 공구호출모듈(400)이 작동되는 도중에도, 선택되지 않은 스핀들(40)은 정상적으로 작업을 수행할 수 있다.

상기 공구호출모듈(400)에서 호출된 공구는 상기 공구도어(302) 안쪽에 위치되고, 작업자는 상기 공구도어(302)를 열어 호출된 공구를 확인 또는 교환할 수 있다.

상기 공구호출모듈(400)은 현재 스핀들(40)에 결합된 공구번호를 표시할 수 있다. 또한 상기 공구호출모듈(400)은 자동공구교환장치(50)의 매거진(51)에 배치된 공구 중 하나를 선택하여 호출할 수도 있다.

상기 자동공구교환장치(50)은 복수개의 툴포트(52)가 설치되는 매거진(51)과, 상기 툴포트(52)에 분리가능하게 결합되는 각각의 공구와, 상기 매거진(51)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 매거진구동부(53)와, 상기 툴포트(52)를 스핀들(40)과 평행하게 회전시키는 툴포트구동부(54)와, 상기 툴포트(54)에 배치된 공구와 스핀들(40)에 배치된 공구를 맞교환하는 툴체인저(55)와, 상기 매거진(51) 또는 툴포트(52)에 배치되고 결합된 공구의 번호를 표시하는 툴표시부(56)를 포함한다.

복수개의 툴포트(52)에 각각의 공구가 탈착가능하게 배치된다. 상기 각 공구에는 각각의 공구번호가 부여된다. 상기 매거진(51)에 배치된 각 공구번호는 순서대로 배열되지 않고, 랜덤하게 위치된다.

최초 매거진(51)에 각 공구가 번호순서대로 순차배열되더라도, 공작기계의 작업 중에 매거진의 공구는 최초 위치가 아닌 임의의 위치로 이동된다. 이는 작업 중에 스핀들(40)의 공구와 매거진(51)의 공구가 맞교환되기 때문이다.

예를 들어, 스핀들(40)에 1번공구가 장착되어 있고, 다음에 5번 공구가 필요할 경우, 스핀들(40)에 장착된 1번공구는 5번공구의 위치로 이동되고, 5번공구가 스핀들(40)에 장착된다. 이후, 다시 3번 공구가 필요할 경우, 5번공구는 3번공구의 위치로 이동되고, 3번공구가 스핀들(40)에 장착된다.

이와 같이, 작업과정에서 매거진(51)에 장착된 공구의 위치를 수시로 변경된다. 매거진에 장착된 공구 중 어느 하나가 마모 또는 파손된 경우, 작업자는 매거진(51)의 어디에 어느 공구가 배치되었는지를 확인하기 어렵다.

본 실시예에 따른 자동공구교환장치(50)은 각 툴포트(52)에 배치된 공구의 공구번호를 상기 툴표시부(56)에 표시한다.

상기 툴표시부(56)는 랜덤하게 바뀌는 공구번호를 표시한다. 상기 툴표시부(56)는 매거진(51)이 회전될 때 함께 회전된다. 공작기계의 제어부는 스핀들(40)에 배치된 공구와 툴포트(52)에 배치된 공구를 맞교환한 후, 상기 툴표시부(56)에 스핀들(40)에 장착되었던 공구번호를 표시한다.

본 실시예에 따른 공구호출모듈(400)은 매거진(51)에 장착된 공구 중 하나를 선택하여 지정된 위치로 이동시킬 수 있다.

상기 지정된 위치는 스핀들(40)의 공구와 교환되는 위치와 다를 수 있다.

상기 공구호출모듈(400)은 공구번호가 표시되는 표시부(405)와, 상기 자동공구교환장치(50)의 매거진(51)을 시계방향으로 회전시키는 제 1 버튼(401)과, 상기 자동공구교환장치(50)의 매거진(51)을 반시계방향으로 회전시키는 제 2 버튼(402)과, 표시부(405)에 표시된 공구를 지정된 위치로 이동시키는 선택버튼(403)을 포함한다.

상기 제 1 버튼(401) 및 제 2 버튼(402)은 공구호출버튼으로 기능한다.

본 실시예에서는 공구호출버튼이 매거진(51)에 장착된 공구 중 어느 하나를 호출할 수 있다.

상기 제 1 버튼(401)이 눌려질 경우, 공구번호가 1씩 증가된다. 상기 제 2 버튼(402)이 눌려질 경우, 공구번호가 1씩 감소된다.

상기 선택버튼(403)이 눌려질 경우, 선택된 공구는 지정된 위치로 이동된다.

상기 제 1 버튼(401)이 눌려질 때, 상기 매거진(51)이 즉시 시계방향으로 회전되고, 시계방향으로 회전된 위치의 공구번호가 표시부(405)에 표시될 수 있다.

상기 제 2 버튼(402)이 눌려질 때, 상기 매거진(51)이 즉시 반시계방향으로 회전되고, 반시계방향으로 회전된 위치의 공구번호가 표시부(405)에 표시될 수 있다. 작업자는 툴표시부(56)에 표시된 공구번호를 보고, 제 1 버튼(401) 또는 제 2 버튼(402)을 눌러, 매거진(51)을 회전시킬 수 있다.

이와 달리, 제 1 버튼(401)이 눌려질 때, 공구번호가 1큰 공구가 호출되고, 상기 선택버튼(403)이 눌려진 이후에 상기 매거진(51)이 회전될 수 있다. 본 실시예에서는 제 2 버튼(402)이 눌려질 때, 공구번호가 1작은 공구가 호출되고, 상기 선택버튼(403)이 눌려진 이후에 상기 매거진(51)이 회전될 수 있다.

공구호출모듈(400)의 작동은 스핀들(40)의 작동과 관계없이 진행될 수 있다. 즉, 스핀들(40)에서 가공이 이루어지고 있는 중에도 상기 공구호출모듈(400)을 통해 매거진(51)의 공구를 호출하고, 교환할 수 있다.

본 실시예에서는 작업자가 수동조작을 통해 교환할 공구를 호출하지만, 본 실시예와 달리 자동으로 수행될 수 있다.

예를 들어, 가공과정에서 공구의 마모가 진행된 경우, 공작기계의 제어부가 이를 판단한 후, 표시부에 공구번호를 디스플레이하고, 교환대상의 공구를 상기 지정된 위치로 배치시킬 수 있다.

본 실시예에서 상기 표시부(405)는 숫자만을 표시하는 디스플레이지만 본 실시예와 달리 이미지, 텍스트 등을 표시할 수 있는 다양한 종류의 디스플레이가 배치될 수 있다.

또한, 공구호출버튼인 제 1 버튼(401) 및 제 2 버튼(402) 대신 숫자키패드를 배치하고, 작업자가 공구번호를 직접 입력하게 할 수 있다.

본 실시예에서는 복수개의 스핀들을 갖는 공작기계를 예로 들어 공구호출모듈(400) 및 자동공구교환장치(50)에 대해 설명하였다. 이와 달리 상기 공구호출모듈(400)은 하나의 스핀들을 갖는 공작기계에 설치되어도 무방하다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 베드 20 : 새들
30 : 컬럼 40 : 스핀들
50 : 자동공구교환장치 51 : 매거진
52 : 툴포트 53 : 매거진구동부
54 : 툴포트구동부 55 : 툴체인저
56 : 툴표시부 100 : 가공장치
300 : 캐비닛 301 : 메인도어
302 : 공구도어 400 : 공구호출모듈
401 : 제 1 버튼 402 : 제 2 버튼
403 : 선택버튼 405 : 표시부

Claims (5)

1. 내부에 가공공간이 형성된 캐비닛; 상기 캐비닛 내부에 배치되고, 스핀들에 결합된 공구를 통해 대상물을 가공하는 가공장치; 복수개의 공구가 배치되고, 상기 스핀들에 공구를 제공하는 자동공구교환장치;를 포함하는 공작기계에 있어서,
   상기 자동공구교환장치는,
   복수개의 툴포트(52)가 배치되는 매거진(51);
   상기 툴포트(52)에 분리가능하게 결합되는 각각의 공구;
   상기 매거진(51)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 매거진구동부(53);
   상기 툴포트(52)를 상기 매거진의 반경방향으로 회전시키는 툴포트구동부(54);
   상기 툴포트(52)에 배치된 공구와 스핀들(40)에 배치된 공구를 맞교환하는 툴체인저(55);
   상기 매거진(51) 또는 툴포트(52)에 배치되고 결합된 공구의 번호를 표시하는 툴표시부(56)를 포함하고,
   상기 캐비닛에 배치되고, 개방 시 상기 가공공간이 노출되는 메인도어;
   상기 캐비닛에 배치되고, 개방 시 상기 자동공구교환장치 중 적어도 일부가 노출되는 공구도어;
   상기 캐비닛에 배치되고, 상기 자동공구교환장치에 배치된 공구 중 어느 하나를 상기 공구도어 내측에 위치시키는 공구호출모듈;을 포함하고,
   상기 공구호출모듈은,
   상기 매거진을 시계방향으로 회전시키는 제 1 버튼;
   상기 매거진을 반시계방향으로 회전시키는 제 2 버튼;
   상기 제 1 버튼 또는 제 2 버튼에 의해 호출된 공구의 공구번호가 표시되는 표시부;
   조작신호가 입력될 때 상기 호출된 공구가 지정된 위치로 이동되도록, 상기 자동공구교환장치을 제어하는 선택버튼;을 포함하는 공작기계.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 툴체인저가 상기 스핀들에 배치된 공구와 상기 툴포트에 배치된 공구를 맞교환 한 후, 상기 툴표시부에 상기 스핀들에 배치되었된 공구의 공구번호를 표시하는 공작기계.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 버튼 또는 제 2 버튼에 의해 상기 매거진이 회전될 때, 상기 툴표시부도 매거진과 함께 회전되는 공작기계.

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