KR101871627B1 - 공작기계용 공구 이송장치 - Google Patents

공작기계용 공구 이송장치 Download PDF

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Abstract

공작기계용 공구 이송장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 공작기계용 공구 이송장치는: 공구가 적재되는 매거진부와, 제1그리퍼와, 제1그리퍼와 마주보게 배치되고, 제1그리퍼와 함께 상기 공구를 클램핑하는 제2그리퍼와, 탄성복원력에 의해 제1그리퍼와 제2그리퍼 간의 간격을 조절하는 간격조정부를 구비하는 그리퍼부와, 그리퍼부의 이동경로를 제공하는 가이드부와, 그리퍼부와 결합되며, 그리퍼부를 가이드부 상에서 이동시키는 이송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공작기계용 공구 이송장치{TOOL TRANSFER APPARATUS FOR MACHINE TOOL}
본 발명은 공작기계용 공구 이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 단순화되어 공구를 클램핑하여 이송하는 시간이 단축되는 공작기계용 공구 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동 공구 교환 장치에서 공구 이송장치는 공구가 적재되는 매거진에서 공구 교환위치로 공구를 이송하고 경로에 따라 직진 혹은 회전을 동시에 수행한다. 이때 다양한 기구를 활용하여 공구를 이송시킨다.
종래의 자동 공구 교환장치의 경우 공구의 90도 회전 및 공구 착탈 시 에어실린더를 사용하여 공구를 착탈하게 되며 이러한 장치의 구성 및 착탈 여부를 확인하는 별도의 센서로 인하여 비용 및 작동 시간이 증가하는 문제점이 있었다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명에 대한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1225189호(발명의 명칭:머시닝센터의 자동공구교환장치, 등록일:2013.01.16.)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 탄성복원력에 의해 제1그리퍼와 제2그리퍼 간의 간격을 조절하는 간격조정부를 구비하는 그리퍼부를 통해 구조가 단순화되어 공구를 클램핑하여 이송하는 시간이 단축되는 공작기계용 공구 이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 공작기계용 공구 이송장치는: 공구가 적재되는 매거진부; 제1그리퍼와, 상기 제1그리퍼와 마주보게 배치되고, 상기 제1그리퍼와 함께 상기 공구를 클램핑하는 제2그리퍼와, 탄성복원력에 의해 상기 제1그리퍼와 상기 제2그리퍼 간의 간격을 조절하는 간격조정부를 구비하는 그리퍼부; 상기 그리퍼부의 이동경로를 제공하는 가이드부; 및 상기 그리퍼부와 결합되며, 상기 그리퍼부를 상기 가이드부 상에서 이동시키는 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 간격조정부는, 상기 제1그리퍼의 조정홈부 상에서 상기 제1그리퍼를 관통하여 상기 제2그리퍼에 맞닿게 배치되는 샤프트부; 상기 샤프트부의 외측면을 감싸도록 상기 조정홈부에 삽입설치되고, 상기 샤프트부를 탄성지지하는 탄성부재; 및 상기 샤프트부를 상기 제2그리퍼에 고정하는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샤프트부는, 상기 제1그리퍼와 상기 제2그리퍼를 관통하는 샤프트바디; 및 상기 샤프트바다의 둘레에서 외측으로 연장형성되는 샤프트헤드;를 포함하고, 상기 탄성부재는 일단이 상기 조정홈부의 저면에 배치되고, 타단이 상기 샤프트헤드의 저면에 배치되어 상기 샤프트헤드를 탄성지지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샤프트헤드는 외경이 상기 조정홈부의 직경보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샤프트헤드는 상기 매거진부에 접촉되면, 상기 탄성부재를 압축하면서 상기 조정홈부 내측으로 이동되고, 상기 제1그리퍼와 상기 제2그리퍼는 서로 간의 간격이 넓혀지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그리퍼부가 상기 매거진부로부터 이격되면, 상기 샤프트헤드는 상기 탄성부재의 탄성복원력에 의해 원위치되고, 상기 제1그리퍼와 상기 제2그리퍼는 서로 간의 간격이 좁혀지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매거진부에는 외측으로 돌출형성되어 상기 샤프트헤드를 가압하는 가압돌기가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가압돌기는 외경이 상기 조정홈부의 직경보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 매거진부에 설치되며, 상기 공구를 감지하는 공구감지부를 더 포함하고, 상기 공구감지부는 상기 공구를 감지하여 감지정보를 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 감지정보를 토대로 상기 이송부를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이송부는, 상기 제1그리퍼가 결합되는 이송부블록; 및 상기 이송부블록과 결합되며, 상기 이송부블록의 운행을 안내하는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 공작기계용 공구 이송장치는 탄성복원력에 의해 제1그리퍼와 제2그리퍼 간의 간격을 조절하는 간격조정부를 구비하는 그리퍼부를 통해 구조가 단순화되어 공구를 클램핑하여 이송하는 시간이 단축되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서 간격조정부는 공구의 착탈을 위한 에어실린더 등 별도의 구동장치가 없어도 제1그리퍼와 제2그리퍼 간의 간격을 조절할 수 있으므로, 부품비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서 그리퍼부는 공구의 착탈여부를 확인하기 위한 별도의 센서가 불필요하여 공구를 적재하는 매거진부에서 그리퍼부의 동작시간이 감소되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서 고정부는 샤프트부를 제2그리퍼에 견고하게 고정함으로써, 제1그리퍼와 제2그리퍼 간의 간격을 조절될 때 제2그리퍼에서 샤프트부가 이탈되는 것이 방지되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서 매거진부에서 외측으로 돌출형성되는 가압돌기의 외경이 조정홈부의 직경보다 작으므로, 가압돌기를 이용해 샤프트헤드를 편리하게 가압할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서 샤프트헤드의 외경이 조정홈부의 직경보다 작으므로, 샤프트헤드가 조정홈부 내측으로 이동될 수 있어 탄성부재를 용이하게 압축할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서 제어부는 공구를 감지하는 공구감지부를 통해 매거진부의 툴포트에 공구가 장착되었는지 여부를 파악하여 그에 맞게 이송부를 신속하게 작동시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서 제어부는 이송부의 작동을 감지하는 작동감지부를 통해 이송부를 설정된 위치에 정확하게 위치시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에서 제어부는 이송부의 고정상태를 감지하는 위치고정감지부를 통해 위치고정부에 의해 이송부가 고정되었는지 여부를 파악하여 그에 맞게 축부를 신속하게 작동시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 요부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 그리퍼부가 매거진부 측으로 이동되는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 간격조정부가 매거진부에 접촉된 상태로 가압되어 제1그리퍼와 제2그리퍼의 간격이 넓어진 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 그리퍼부가 공구를 클램핑한 상태로 이동되는 것을 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 간격조정부가 매거진부에 접촉되는 것을 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 간격조정부가 매거진부에 접촉된 상태로 가압되어 제1그리퍼와 제2그리퍼의 간격이 넓어진 것을 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 이송부의 작동에 의해 그리퍼부가 가이드부를 따라 설정위치로 이동되는 것을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 이송부의 작동에 의해 그리퍼부가 설정위치에 위치된 것을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 그리퍼부가 설정위치에 위치된 것을 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치를 설명하도록 한다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A부분 확대도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 요부 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 그리퍼부가 매거진부 측으로 이동되는 것을 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 확대도이고, 도 6은 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 간격조정부가 매거진부에 접촉된 상태로 가압되어 제1그리퍼와 제2그리퍼의 간격이 넓어진 것을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 그리퍼부가 공구를 클램핑한 상태로 이동되는 것을 나타낸 개략도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 간격조정부가 매거진부에 접촉되는 것을 나타낸 개략도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 간격조정부가 매거진부에 접촉된 상태로 가압되어 제1그리퍼와 제2그리퍼의 간격이 넓어진 것을 나타낸 개략도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 이송부의 작동에 의해 그리퍼부가 가이드부를 따라 설정위치로 이동되는 것을 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 이송부의 작동에 의해 그리퍼부가 설정위치에 위치된 것을 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치의 그리퍼부가 설정위치에 위치된 것을 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치(1)는 매거진부(100), 그리퍼부(200), 가이드부(300) 및 이송부(400)를 포함한다.
매거진부(100)에는 복수개의 공구(10)가 적재된다. 매거진부(100)에는 공구(10)가 장착되는 복수개의 툴포트(110, Tool Pot)가 회동가능하게 설치된다(도 12 참조).
그리퍼부(200)는 제1그리퍼(210), 제2그리퍼(220) 및 간격조정부(230)를 포함한다. 제2그리퍼(220)는 제1그리퍼(210)와 마주보게 배치되고, 제1그리퍼(210)와
함께 공구(10)를 클램핑한다.
간격조정부(230)는 탄성복원력에 의해 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 간의 간격을 조절한다. 구체적으로, 간격조정부(230)는 매거진부(100)에 접촉되어 가압되면 압축되어 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 간의 간격을 넓힌다. 반대로, 간격조정부(230)는 매거진부(100)에 접촉된 상태가 해제되면 탄성복원력에 의해 원위치로 복귀되면서 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 간의 간격을 좁힌다.
가이드부(300)는 그리퍼부(200)의 이동경로를 제공한다. 이때, 가이드부(300) 상에는 그리퍼부(200)가 이동되는 이동경로를 따라 가이드레일(310)이 설치된다.
이송부(400)는 그리퍼부(200)와 결합되며, 그리퍼부(200)를 가이드부(300) 상에서 이동시킨다. 구체적으로, 이송부(400)는 그리퍼부(200)가 매거진부(100)에 장착된 공구(10)를 클램핑하면, 그리퍼부(200)에 클램핑된 공구(10)를 주축(미도시)에 장착될 수 있도록 그리퍼부(200)를 설정위치(P)까지 이동시킬 수 있다. 또한, 이송부(400)는 그리퍼부(200)가 주축으로부터 공구(10)를 클램핑할 수 있도록 그리퍼부(200)를 설정위치(P)까지 이동시킬 수 있다.
이송부(400)는 이송부블록(410)과 구동부(420)를 포함한다. 이송부블록(410)에는 제1그리퍼(210)가 결합된다. 이때, 이송부블록(410)은 구동부(420)에 회동가능하게 결합되며, 가이드레일(310)을 따라 이동되는 이동롤러(미도시)가 구비될 수 있다.
구동부(420)는 이송부블록(410)과 결합되며, 이송부블록(410)의 운행을 안내한다. 구동부(420)는 실린더로 그리퍼부(200)가 가이드부(300)를 따라 이동되도록 길이가 조절된다.
구체적으로, 구동부(420)의 길이가 늘어나면, 이송부블록(410)이 가이드레일(310)을 따라 주축을 향해 90도 회전되면서 이동되고, 이송부블록(410)와 연결된 그리퍼부(200) 역시 90도 회전되면서 주축을 향해 이동된다. 즉, 그리퍼부(200)는 주축에 근접한 위치 즉, 설정위치(P)까지 이동된다.
그리퍼부(200)의 길이가 줄어들면, 이송부블록(410)이 가이드레일(310)을 따라 매거진부(100)를 향해 90도 회전되면서 이동되고, 그리퍼부(200) 역시 이송부블록(410)에 의해 90도 회전되면서 매거진부(100)를 향해 이동된다. 즉, 그리퍼부(200)는 매거진부(100)에 근접한 위치 즉, 설정위치까지 이동된다.
간격조정부(230)는 샤프트부(231), 탄성부재(232) 및 고정부(233)를 포함한다. 샤프트부(231)는 제1그리퍼(210)의 조정홈부(211) 상에서 제1그리퍼(210)를 관통하여 제2그리퍼(220)에 맞닿게 배치된다.
탄성부재(232)은 샤프트부(231)의 외측면을 감싸도록 조정홈부(211)에 삽입설치되고, 샤프트부(231)를 탄성지지한다.
고정부(233)는 샤프트부(231)를 제2그리퍼(220)에 고정한다. 고정부(233)는 너트로 제2그리퍼(220)를 관통한 샤프트부(231)의 단부에 결합되어 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 간의 간격이 조절될 때 제2그리퍼(220)에서 샤프트부(231)가 이탈되는 것을 방지한다.
샤프트부(231)는 샤프트바디(231a)와 샤프트헤드(231b)를 포함한다. 샤프트바디(231a)는 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220)를 관통한다. 샤프트바디(231a)는 일자형태로 제2그리퍼(220)에 고정된 상태에서 제1그리퍼(210)를 관통한다.
샤프트헤드(231b)는 샤프트바디(231a)의 둘레에서 외측으로 연장형성된다. 샤프트헤드(231b)는 샤프트바디(231a)의 단부에 형성되며, 매거진부(100)에 접촉된 상태에서 가압되면 우측으로(도 6 기준) 이동된다. 이동샤프트헤드(231b)가 우측으로(도 6 기준) 이동되면, 샤프트바디(231a)도 함께 우측으로(도 6 기준) 이동된다. 이때, 탄성부재(232)는 샤프트헤드(231b)에 의해 가압되어 우측으로(도 6 기준) 이동되면서 압축된다.
탄성부재(232)는 일단이 조정홈부(211)의 저면에 배치되고, 타단이 샤프트헤드(231b)의 저면에 배치되어 샤프트헤드(231b)를 탄성지지한다. 이로써, 샤프트헤드(231b)가 매거진부(100)의 접촉되어 가압되면, 샤프트헤드(231b)는 매거진부(100)에 접촉되면서 탄성부재(232)를 용이하게 압축시킬 수 있다.
반대로, 샤프트헤드(231b)가 매거진부(100)의 접촉되어 가압된 상태가 해제되면, 샤프트헤드(231b)는 탄성부재(232)의 탄성복원력에 의해 신속하게 원위치로 복귀될 수 있다.
도 7 내지 도 9와 같이, 샤프트헤드(231b)는 외경(D3)이 조정홈부(211)의 직경(D1)보다 작다(도 9 참조). 따라서, 샤프트헤드(231b)는 조정홈부(211) 내측으로 이동되면서 탄성부재(232)를 용이하게 압축시킬 수 있다.
샤프트헤드(231b)가 매거진부(100)에 접촉되면, 탄성부재(232)를 압축하면서 조정홈부(211) 내측으로 이동되고, 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220)는 서로 간의 간격이 넓혀진다.
구체적으로, 샤프트헤드(231b)가 조정홈부(211) 내측으로 이동 즉, 우측으로(도 9 기준)으로 이동됨에 따라, 샤프트바디(231a)가 우측으로(도 9 기준)으로 이동되고, 샤프트바디(231a)의 단부에 결합된 제2그리퍼(220) 역시 우측으로(도 9 기준)으로 이동된다. 이때, 탄성부재(232)는 L1 길이에서 L2 길이로 압축된다.
이에 따라, 이송부블록(410)에 결합되어 위치고정되어 있는 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220)가 서로 이격되면서 간극이 W만큼 벌어지게 된다. 따라서, 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220)에 의해 클램핑되었던 공구(10)가 언클램핑되면서 매거진부(100)의 툴포트(110)에 장착될 수 있다(도 9 참조).
샤프트헤드(231b)는 탄성부재(232)의 탄성복원력에 의해 원위치되고, 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220)는 서로 간의 간격이 좁혀진다.
구체적으로, 그리퍼부(200)가 이송부(400)의 작동에 의해 가이드부(300)를 따라 이동되면, 샤프트헤드(231b)는 탄성부재(232)의 탄성복원력에 의해 조정홈부(211) 외측으로 이동 즉, 좌측으로(도 7 기준)으로 이동됨에 따라, 샤프트바디(231a)가 좌측으로(도 7 기준)으로 이동되고, 샤프트바디(231a)의 단부에 결합된 제2그리퍼(220) 역시 좌측으로(도 7 기준)으로 이동된다. 이때, 탄성부재(232)는 L2 길이에서 L1 길이로 탄성복원된다.
이에 따라, 이송부블록(410)에 결합되어 위치고정되어 있는 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 사이에 형성되는 간격(W)이 제거되면서 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220)가 접촉하게 된다. 따라서, 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 사이에 공구(10)가 클램핑될 수 있다.
매거진부(100)에는 외측으로 돌출형성되어 샤프트헤드(231b)를 가압하는 가압돌기(120)가 구비된다. 가압돌기(120)는 외경(D2)이 조정홈부(211)의 직경(D1)보다 작다(도 8 참조). 따라서, 샤프트헤드(231b)는 가압돌기(120)에 의해 용이하게 가압될 수 있다.
공작기계용 공구 이송장치(1)는 매거진부(100)에 설치되며, 공구(10)를 감지하는 공구감지부(500)를 더 포함하고, 공구감지부(500)는 공구(10)를 감지하여 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 감지정보를 토대로 이송부(400)를 작동시킨다.
구체적으로, 공구감지부(500)가 툴포트(110)에 공구(10)가 장착되어 있는 것을 감지하면, 공구감지부(500)는 감지한 감지정보를 제어부(600)에 전달한다. 제어부(600)는 공구감지부(500)로부터 전달받은 감지정보를 토대로 그리퍼부(200)가 매거진부(100)에 접촉되도록 이송부(400)를 작동시킨다. 즉, 구동부(420)를 작동시켜 매거진부(100)에 샤프트헤드(231b)가 접촉될 수 있도록 작동시킨다. 이로써, 그리퍼부(200)가 언클램핑된 상태에서 툴포트(110)에 장착된 공구(10)에 근접하게 위치될 수 있다. 그 후, 이송부(400)가 제어부(600)에 의해 가이드부(300)를 따라 이동되면서 그리퍼부(200)는 공구(10)를 클램핑할 수 있다(도 10, 11 참조).
만약, 그리퍼부(200)가 주축으로부터 공구(10)를 클램핑하여 매거진부(100)측으로 이동한 경우, 공구감지부(500)가 툴포트(110)에 공구(10)가 장착되어있지 않은 것을 감지하면, 공구감지부(500)는 감지한 감지정보를 제어부(600)에 전달한다. 제어부(600)는 공구감지부(500)로부터 전달받은 감지정보를 토대로 이송부(400)를 작동시켜 그리퍼부(200)가 공구(10)를 언클램핑할 수 있도록 한다. 구체적으로, 구동부(420)를 작동시켜 매거진부(100)에 샤프트헤드(231b)가 접촉될 수 있도록 한다. 이로써, 그리퍼부(200)에 클램핑된 공구(10)가 언클팸핑되면서 툴포트(110)에 장착될 수 있다.
공작기계용 공구 이송장치(1)는 가이드부(300)에 설치되며, 이송부(400)의 위치를 고정하도록 상하방향으로 이동가능한 위치고정부(700)를 더 포함한다. 위치고정부(700)는 실린더로 이송부(400)를 향해 이동되어 이송부(400)를 가압하여 이송부(400)의 위치를 고정한다. 구체적으로, 이송부(400)의 작동에 의해 그리퍼부(200)가 설정위치(P)까지 이동되면, 위치고정부(700)가 하측으로(도 12 기준) 이동되어 이송부(400)를 가압함으로써, 이송부(400)가 설정위치(P)에서 위치고정될 수 있도록 한다.
이와 같이, 이송부(400)가 설정위치(P)에서 위치가 견고하게 고정됨으로써, 그리퍼부(200)가 주축으로부터 공구(10)를 클램핑하거나, 그리퍼부(200)에 클램핑되었던 공구(10)를 주축에 장착할 때 공구(10)가 흔들리거나 파손되는 것이 최소화될 수 있다.
이송부(400)는 작동감지부(430)를 더 포함한다. 작동감지부(430)는 이송부(400)의 작동을 감지하여 작동정보를 제어부(600)에 전달한다. 제어부(600)는 작동정보를 토대로 이송부(400)의 작동을 멈춘다.
작동감지부(430)는 제1작동감지부(431)와 제2작동감지부(432)를 포함한다. 제1작동감지부(431)는 이송부(400)의 작동되기 전 상태 즉, 구동부(420)가 작동되기 전 상태를 감지한다. 구체적으로, 제1작동감지부(431)는 이송부(400)가 90도 회동되기 전 상태 즉, 이송부(400)가 매거진부(100)에 근접한 설정된 위치에 위치된 것을 감지한다. 제1작동감지부(431)는 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 제1작동감지부(431)로부터 전달받은 감지정보를 토대로 이송부(400)의 작동을 멈춘다. 즉, 제어부(600)는 이송부(400)가 설정위치에 위치되면, 이송부(400)의 작동을 멈춰 설정위치에 위치되도록 한다.
제2작동감지부(432)는 이송부(400)가 90도 회동되도록 작동되어 설정위치(P)에 위치된 것을 감지한다. 구체적으로, 구동부(420)가 작동되어 설정위치(P)까지 길이가 늘어난 상태를 감지한다. 제2작동감지부(432)는 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 제2작동감지부(432)로부터 전달받은 감지정보를 토대로 이송부(400)의 작동을 멈춘다. 즉, 제어부(600)는 이송부(400)가 설정위치(P)에 위치되면, 이송부(400)의 작동을 멈춰 설정위치(P)에 위치되도록 한다. 이와 같이, 제어부(600)는 작동감지부(430)를 토대로 이송부(400)의 작동을 멈추게 함으로써, 이송부(400)는 설정위치에 정확하게 위치될 수 있다.
위치고정부(700)에는 이송부(400)의 고정을 감지하는 위치고정감지부(710)가 구비되고, 위치고정감지부(710)는 이송부(400)의 고정을 감지하여 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 감지정보를 토대로 축부를 작동시킨다.
위치고정감지부(710)는 제1위치고정감지부(711)와 제2위치고정감지부(712)를 포함한다. 제1위치고정감지부(711)는 이송부(400)가 위치고정부(700)에 의해 고정된 상태를 감지한다. 구체적으로, 제1위치고정감지부(711)는 위치고정부(700)와 함께 하측으로(도 12 기준) 이동되어 이송부(400)에 접촉됨으로써, 이송부(400)의 고정된 상태를 감지한다. 제1위치고정감지부(711)는 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 감지정보를 토대로 그리퍼부(200)에 클램핑된 공구(10)를 축부에 장착하거나, 그리퍼부(200)가 축부의 공구(10)를 클램핑할 수 있도록 축부를 그리퍼부(200) 측으로 이동시킨다.
제2위치고정감지부(712)는 위치고정부(700)가 원위치로 복귀된 것을 감지한다. 구체적으로, 제2위치고정감지부(712)는 위치고정부(700)가 상측으로(도 9 기준) 이동되어 원위치로 복귀된 것을 감지한다. 여기서 위치고정부(700)가 원위치로 복귀된 것은 이송부(400)의 고정상태가 해제된 것을 의미한다. 제2위치고정감지부(712)는 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 감지정보를 토대로 축부의 작동시켜 원위치시킨다. 그 후, 제어부(600)는 이송부(400)를 매거진부(100) 측으로 이동시킨다.
이와 같이, 제어부(600)는 위치고정감지부(710)를 통해 위치고정부(700)에 의해 이송부(400)가 고정되었는지 여부를 파악하여 축부를 신속하게 작동시킬 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 공구 이송장치(1)의 작동 및 효과를 살펴보도록 한다.
매거진부(100)의 툴포트(110)에 장착된 공구(10)와 주축에 장착된 공구(10)를 교환하기 위해, 먼저 이송부(400)를 작동시켜 이송부(400)와 함께 이동되는 그리퍼부(200)가 가이드부(300) 상에서 설정위치(P)에 위치되도록 한다. 이때, 제2작동감지부(432)는 이송부(400)가 설정위치(P)에 위치된 것을 감지하여 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 감지정보를 토대로 이송부(400)의 작동을 멈춰 이송부(400)를 설정위치(P)에 위치시킨다. 이로써, 이송부(400)와 함께 이동되는 그리퍼부(200)가 가이드부(300) 상에서 설정위치(P)에 위치될 수 있다.
다음으로, 제어부(600)는 위치고정부(700)를 작동시켜 이송부(400)가 설정위치(P)에서 위치고정되도록 한다. 이때, 제1위치고정감지부(711)는 위치고정부(700)와 함께 하측으로(도 12 기준) 이동되어 이송부(400)에 접촉됨으로써, 이송부(400)가 위치고정부(700)에 의해 고정된 것을 감지한다. 제1위치고정감지부(711)는 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 감지정보를 토대로 그리퍼부(200)가 축부의 공구(10)를 클램핑할 수 있도록 축부를 작동시킨다. 주축이 그리퍼부(200) 측으로 이동되고, 그리퍼부(200)는 주축으로부터 공구(10)를 클램핑한다.
그리퍼부(200)가 주축으로부터 공구(10)를 클램핑하고, 위치고정부(700)가 원위치로 위치되면, 제2위치고정감지부(712)는 이를 감지하여 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 감지정보를 토대로 축부를 작동시켜 원위치시킨다. 그 후, 제어부(600)는 이송부(400)를 작동시켜 이송부(400)가 매거진부(100) 측으로 이동될 수 있도록 한다.
이송부(400)가 매거진부(100)에 근접한 설정된 위치에 위치되면, 제1작동감지부(431)는 이를 감지하고, 감지정보를 제어부(600)에 전달한다. 제어부(600)는 제1작동감지부(431)로부터 전달받은 감지정보를 토대로 이송부(400)의 작동을 멈춘다. 이로써, 이송부(400)는 설정위치에 정확하게 위치될 수 있다.
연이어, 공구감지부(500)는 툴포트(110)에 공구(10)가 장착되었는지 여부를 파악하여 제어부(600)에 전달한다. 공구감지부(500)가 툴포트(110)에 공구(10)가 장착되어 있지 않은 것을 감지하여 감지정보를 제어부(600)에 전달하면, 제어부(600)는 공구감지부(500)로부터 전달받은 감지정보를 토대로 이송부(400)를 작동시켜 주축으로부터 클램핑한 공구(10)가 툴포트(110)에 장착되도록 그리퍼부(200)를 언클램핑시킨다.
구체적으로, 제어부(600)는 이송부(400)를 작동시켜 그리퍼부(200)가 매거진부(100)의 가압돌기(120)에 접촉되어 가압되면서 언클램핑될 수 있도록 한다. 즉, 그리퍼부(200)가 매거진부(100)의 가압돌기(120)에 접촉되면, 간격조정부(230)가 작동되어 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 사이가 이격된다.
구체적으로, 샤프트헤드(231b)가 조정홈부(211) 내측으로 이동 즉, 우측으로(도 9 기준)으로 이동되면서 샤프트바디(231a)가 우측으로(도 9 기준)으로 이동되고, 제2그리퍼(220) 역시 우측으로(도 9 기준)으로 이동된다. 이로 인해, 이송부블록(410)에 결합되어 위치고정되어 있는 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220)는 W만큼 서로 이격된다. 따라서, 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220)에 의해 클램핑되었던 공구(10)가 언클램핑되면서 매거진부(100)의 툴포트(110)에 장착된다.
매거진부(100)가 회전되고, 공구감지부(500)가 툴포트(110)에 공구(10)가 장착되어 있는 것을 감지하면 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 공구감지부(500)로부터 전달받은 감지정보를 토대로 이송부(400)를 작동시킨다. 즉, 제어부(600)는 이송부(400)를 매거진부(100) 측으로 이동시킨다. 그리퍼부(200)가 매거진부(100)의 가압돌기(120)에 접촉되어 가압되고, 간격조정부(230)에 의해 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220)는 서로 이격되어 언클램핑된다.
이와 같이, 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220)가 서로 이격되어 언클램핑되면, 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 사이에 공구(10)가 위치하게 된다. 그 후, 이송부(400)가 가이드부(300)를 따라 이동되면서 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 사이에 위치된 공구(10)가 클램핑된다.
구체적으로, 그리퍼부(200)가 이송부(400)의 작동에 의해 가이드부(300)를 따라 이동되면, 샤프트헤드(231b)는 탄성부재(232)의 탄성복원력에 의해 조정홈부(211) 외측으로 이동 즉, 좌측으로(도 7 기준)으로 이동되면서 샤프트바디(231a)가 좌측으로(도 7 기준)으로 이동되고, 제2그리퍼(220) 역시 좌측으로(도 7 기준)으로 이동된다. 이에 따라, 이송부블록(410)에 결합되어 위치고정되어 있는 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 사이에 형성되는 간격(W)이 제거되어 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220)가 접촉하게 된다. 따라서, 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 사이에 배치된 공구(10)가 클램핑된다.
이송부(400)와 함께 그리퍼부(200)가 이동되어 가이드부(300) 상에서 설정위치(P)에 위치되면, 제2작동감지부(432)는 이송부(400)가 설정위치(P)에 위치된 것을 감지한다. 제2작동감지부(432)는 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 제2작동감지부(432)로부터 전달받은 감지정보를 토대로 이송부(400)의 작동을 멈춘다. 이로써, 이송부(400)는 설정위치(P)에 정확하게 위치될 수 있다.
다음으로, 제어부(600)는 위치고정부(700)를 작동시켜 이송부(400)가 설정위치(P)에서 위치고정되도록 한다. 구체적으로, 이송부(400)의 작동에 의해 공구(10)를 클램핑한 그리퍼부(200)가 설정위치(P)까지 이동되면, 제어부(600)는 위치고정부(700)를 하측으로(도 12 기준) 이동시켜 이송부(400)가 설정위치(P)에서 위치고정될 수 있도록 한다. 더불어, 제1위치고정감지부(711)는 위치고정부(700)와 함께 하측으로(도 12 기준) 이동되어 이송부(400)에 접촉됨으로써, 이송부(400)의 고정상태를 감지한다. 제1위치고정감지부(711)는 감지정보를 제어부(600)에 전달하고, 제어부(600)는 감지정보를 토대로 축부를 그리퍼부(200) 측으로 이동시켜 그리퍼부(200)에 클램핑된 공구(10)가 축부에 장착될 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 공작기계용 공구 이송장치(1)는 탄성복원력에 의해 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 간의 간격을 조절하는 간격조정부(230)를 구비하는 그리퍼부(200)를 통해 공구(10)를 클램핑하여 이송하는 시간이 단축될 수 있다.
또한, 그리퍼부(200)는 공구(10)의 착탈여부를 확인하기 위한 별도의 센서가 불필요하여 공구(10)를 적재하는 매거진부(100)에서 그리퍼부(200)의 작동시간이 감소될 수 있다.
또한, 간격조정부(230)는 공구(10)의 착탈을 위한 에어실린더 등 별도의 구동장치가 없어도 제1그리퍼(210)와 제2그리퍼(220) 간의 간격을 조절할 수 있으므로, 부품비용이 절감될 수 있다.
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.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 공작기계용 공구 이송장치 10 : 공구
100 : 매거진부 110 : 툴포트
120 : 가압돌기 200 : 그리퍼부
210 : 제1그리퍼 211 : 조정홈부
220 : 제2그리퍼 230 : 간격조정부
231 : 샤프트부 231a : 샤프트바디
231b : 샤프트헤드 232 : 탄성부재
233 : 고정부 300 : 가이드부
310 : 가이드레일 400 : 이송부
410 : 이송부블록 420 : 구동부
430 : 작동감지부 431 : 제1작동감지부
432 : 제2작동감지부 500 : 공구감지부
600 : 제어부 700 : 위치고정부
710 : 위치고정감지부 711 : 제1위치고정감지부
712 : 제2위치고정감지부

Claims (10)

  1. 공구가 적재되는 매거진부;
    제1그리퍼와, 상기 제1그리퍼와 마주보게 배치되고, 상기 제1그리퍼와 함께 상기 공구를 클램핑하는 제2그리퍼와, 탄성복원력에 의해 상기 제1그리퍼와 상기 제2그리퍼 간의 간격을 조절하는 간격조정부를 구비하는 그리퍼부;
    상기 그리퍼부의 이동경로를 제공하는 가이드부;
    상기 그리퍼부와 결합되며, 상기 그리퍼부를 상기 가이드부 상에서 이동시키는 이송부; 및
    상기 가이드부에 설치되며, 상기 이송부의 위치를 고정하도록 상하방향으로 이동가능한 위치고정부를 포함하고,
    상기 이송부는,
    상기 제1그리퍼가 결합되는 이송부블록;
    상기 이송부블록과 결합되며, 상기 이송부블록의 운행을 안내하는 구동부; 및
    상기 이송부의 작동을 감지하여 작동정보를 제어부에 전달하는 작동감지부;를 포함하고,
    상기 작동감지부는 상기 구동부의 작동되기 전 상태를 감지하는 제1작동감지부와, 상기 구동부가 작동되어 설정위치까지 길이가 늘어난 상태를 감지하는 제2작동감지부를 포함하고,
    상기 위치고정부에는 상기 이송부의 고정을 감지하는 위치고정감지부가 구비되고, 상기 위치고정감지부는 상기 이송부의 고정을 감지하여 감지정보를 상기 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 감지정보를 토대로 축부를 작동시키고,
    상기 위치고정감지부는 상기 이송부가 상기 위치고정부에 의해 고정된 상태를 감지하는 제1위치고정감지부와, 상기 위치고정부가 원위치로 복귀된 것을 감지하는 제2위치고정감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 이송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 간격조정부는,
    상기 제1그리퍼의 조정홈부 상에서 상기 제1그리퍼를 관통하여 상기 제2그리퍼에 맞닿게 배치되는 샤프트부;
    상기 샤프트부의 외측면을 감싸도록 상기 조정홈부에 삽입설치되고, 상기 샤프트부를 탄성지지하는 탄성부재; 및
    상기 샤프트부를 상기 제2그리퍼에 고정하는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 이송장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 샤프트부는,
    상기 제1그리퍼와 상기 제2그리퍼를 관통하는 샤프트바디; 및
    상기 샤프트바디의 둘레에서 외측으로 연장형성되는 샤프트헤드;를 포함하고,
    상기 탄성부재는 일단이 상기 조정홈부의 저면에 배치되고, 타단이 상기 샤프트헤드의 저면에 배치되어 상기 샤프트헤드를 탄성지지하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 이송장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 샤프트헤드는 외경이 상기 조정홈부의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 이송장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 샤프트헤드는 상기 매거진부에 접촉되면, 상기 탄성부재를 압축하면서 상기 조정홈부 내측으로 이동되고,
    상기 제1그리퍼와 상기 제2그리퍼는 서로 간의 간격이 넓혀지는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 이송장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 그리퍼부가 상기 매거진부로부터 이격되면, 상기 샤프트헤드는 상기 탄성부재의 탄성복원력에 의해 원위치되고,
    상기 제1그리퍼와 상기 제2그리퍼는 서로 간의 간격이 좁혀지는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 이송장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 매거진부에는 외측으로 돌출형성되어 상기 샤프트헤드를 가압하는 가압돌기가 구비되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 이송장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 가압돌기는 외경이 상기 조정홈부의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 이송장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 매거진부에 설치되며, 상기 공구를 감지하는 공구감지부를 더 포함하고,
    상기 공구감지부는 상기 공구를 감지하여 감지정보를 상기 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 감지정보를 토대로 상기 이송부를 작동시키는 것을 특징으로 하는 공작기계용 공구 이송장치.
  10. 삭제
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