KR102086943B1

KR102086943B1 - 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인

Info

Publication number: KR102086943B1
Application number: KR1020190003603A
Authority: KR
Inventors: 송태진
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2019-01-11
Filing date: 2019-01-11
Publication date: 2020-03-09

Abstract

본 발명은 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인에 관한 것으로서, 특히 구조를 단순화 함과 동시에 공구교환시간을 단축하고, 안정적으로 공구(tool)를 파지할 수 있는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인에 관한 것이다. 구성은 공작기계용 그리퍼 체인에 있어서, 공작기계의 자동공구교환장치를 구성하는 매거진(미도시)에 장착되며, 일측은 공구(tool)를 수용하도록 개방된 공구 수용부가 형성되고, 상기 공구 수용부의 일 측에는 장착부가 형성된 본체와; 상기 본체의 장착부를 통해 이동가능하도록 장착되며, 탄성력을 갖는 스프링과 상기 스프링에 의해 탄성지지되는 샤프트를 포함하여 이루어지는 구동수단과; 상기 장착부를 통해 결합되도록 일단 측에 결합구멍이 형성되고, 측면 중간 부분에는 핀 이동로가 형성된 잠금쇠와 상기 잠금쇠의 상, 하 회전동작을 지지하는 제1 결합핀 및 제2 결합핀으로 구성되는 잠금수단; 을 포함한다.

Description

공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인{Gripper chain for machine tool automatic tool changer}

본 발명은 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인에 관한 것으로서, 특히 구조를 단순화 함과 동시에 공구교환시간을 단축하고, 안정적으로 공구(tool)를 파지할 수 있는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인에 관한 것이다.

일반적으로 복합 NC(수치 제어) 공작 기계인 머시닝 센터(machining center)는 공구를 교환하는데 복잡한 절차를 거쳐야 하고, 많은 시간도 걸리는 것을 해소하기 위해 제품의 가공 차례에 따라 필요한 공구들을 자동으로 바꾸어주는 자동공구교환장치(automatic tool changer : ATC)가 사용된다.

이와 같은 자동공구교환장치에는 로딩 장치에 공구(Tool)를 거치하거나 분해하는 일련의 작업에 편의를 제공하고 로딩된 공구(Tool)을 파지 가능하도록 하는 그리퍼(gripper)가 구비된다.

한편, 종래 60T 이상의 자동공구교환장치(ATC)는 도 1에 도시된 바와 같이 그리퍼가 통상적인 체인타입으로 포트 분리형과 포트 일체형으로 형성되어 있다.

상기 포트 분리형 자동공구교환장치의 경우 포트가 분리되어 체인 경로를 벗어나 공구교환 위치까지 빠져나올 수 있기에 공구(tool)를 공구교환 위치까지 옮겨주는 툴시프트 과정을 간편하게 할 수 있다.

반면 체인의 경로 중 곡선 구간의 형성이 한 방향으로만 가능(볼록구간)해서 모서리가 둥근 사각형 형태의 체인 경로만 형성할 수 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인은 포트 일체형의 경우 포트에 공구를 수납할 수 있고, 또한 포트가 체인의 중심에 있어 조인트의 역할도 하여 체인의 이동 경로를 볼록 또는 오목으로 자유롭게 배치할 수 있으므로 공간활용도가 높으나, 공구(tool)를 교환함에 있어 포트에서 공구를 빼내고 공구의 방향을 회전으로 변경하고 공구교환 위치까지 이동하는 시프팅 등 복잡한 동작시퀀스를 가져야 하므로 툴시프터가 복잡해지는 문제점이 있었다.

그리고 상기 포트 분리형 그리퍼 체인의 경우 중량 감소 및 공구교환 단순화가 가능하나 공구수의 확장에 있어서 체인의 곡선형성 방향이 한 방향으로 제약되기 때문에 공간활용의 한계가 있는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 포트 일체형 그리퍼 체인의 경우 공구교환시 공구를 포트에서 뽑아내서 회전을 시켜야하므로 동작이 복잡해지고 시간이 오래걸리는 문제점과, 또 체인의 무게가 무겁고, 제작 비용이 비싼 등의 문제점이 있었다.

공개특허공보 제10-2018-0072894호

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 구조를 단순화 하여 중량을 줄이고 원가를 절감하며, 공구교환시간을 단축함과 동시에 공구를 안정적으로 파지하는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인에 있어서, 공작기계의 자동공구교환장치를 구성하는 매거진(미도시)에 장착되며, 일측은 공구(tool)를 수용하도록 개방된 공구 수용부가 형성되고, 상기 공구 수용부의 일 측에는 장착부가 형성된 본체와; 상기 본체의 장착부를 통해 이동가능하도록 장착되며, 탄성력을 갖는 스프링과 상기 스프링에 의해 탄성지지되는 샤프트를 포함하여 이루어지는 구동수단과; 상기 장착부를 통해 결합되도록 일단 측에 결합구멍이 형성되고, 측면 중간 부분에는 핀 이동로가 형성된 잠금쇠와 상기 잠금쇠의 상, 하 회전동작을 지지하는 제1 결합핀 및 제2 결합핀으로 구성되는 잠금수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 공구 수용부에는 공구의 수용시 이탈을 방지하고 견고한 장착을 위한 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 장착부는 내부에 구동수단을 장착하기 위한 구동수단 장착구멍이 형성되고 일측면 한쪽으로는 상기 잠금수단을 결합하기 위한 잠금수단 결합구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 본체의 공구 수용부 하부에는 체인을 형성하기 위한 연결구멍이 형성되고, 상기 연결구멍으로는 연결 조인트를 통해 체인을 형성하도록 상호 다른 그리퍼 체인끼리 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 샤프트의 중간부분에는 잠금수단의 일부를 구성하는 제2 결합핀의 일단을 수용하기 위한 결합구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 잠금쇠에 형성된 핀 이동로는 제2 결합핀의 이동시 상, 하 회전동작을 이루도록 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 잠금쇠는 선단부분에 공구와 닿는 부분 즉, 잠금부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 잠금수단 결합구멍의 일측으로는 잠금수단의 상, 하 회전동작을 지지하기 위한 제2 결합핀 가이드홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결 조인트의 위치는 공구의 중심과 동일 선상에 위치하도록 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 핀 이동로의 상부 일 측으로는 직선부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명은 상기 그리퍼 체인을 구비하는 공작기계 자동공구교환장치를 더 제공한다.

이상에서와 같은 본 발명은 포트(port)가 없는 구조의 그리퍼 체인을 제공함으로써 공구 시프터가 공구를 이동시 동작이 단순화 되고 공구교환시간을 현저하게 단축할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명은 공구의 개수 확장시 자유로운 체인경로를 형성할 수 있어 공간활용도가 높은 효과가 있다.

또한, 본 발명은 공구의 파지를 위한 잠금쇠에 핀 이동로를 형성하여 외부 실린더 하나로 샤프트를 작동하여 잠금장치의 개폐가 가능하므로 그리퍼 체인의 구조를 단순화시켜 부품수와 중량을 감소시키는 효과가 있다.

또, 본 발명은 잠금위치에서 샤프트와 잠금쇠가 장착부의 잠금수단 회전지지홈에 진입하므로 인해 안정적으로 공구를 파지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼로서 매거진에 결합되어 있는 통상적인 체인타입의 포트 분리형과 포트 일체형을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인의 분해 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 그리퍼 체인을 복수 개 연결한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 그리퍼 체인의 잠금(LOCK) 상태를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 그리퍼 체인의 잠금해제(UNLOCK) 상태를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 그리퍼 체인의 잠금(LOCK) 동작상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 그리퍼 체인의 잠금해제(UNLOCK) 동작상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 그리퍼 체인을 이용한 공구교환동작을 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인(200)은 본체(210)와 구동수단(220) 및 잠금수단(230)으로 대별되어 이루어진다.

상기 본체(210)는 공작기계의 자동공구교환장치(미도시)를 구성하는 매거진(미도시)에 장착되며, 일측은 공구(tool)(300)를 수용하도록 알파벳 C자 형태로 개방된 공구 수용부(211)가 형성되고, 상기 공구 수용부(211)의 일 측에는 장착부(212)가 형성된다.

또, 상기 공구 수용부(211)에는 공구(300)의 수용시 이탈을 방지하고 견고한 장착을 위한 돌기부(211a)가 형성된다.

이에 따라, 상기 돌기부(211a)는 공구(300)에 형성되는 한쌍의 플랜지(310) 사이 즉, 요부(311)가 삽입되도록 함으로써 공구(300)의 이탈이 방지되고 견고한 장착을 돕게 된다.

또한, 상기 본체(210)의 공구 수용부(211)의 반대측 상면에는 자동공구교환장치의 매거진(미도시) 프레임에 형성된 레일 홈(미도시)을 타고 이동할 때 수직한 방향으로 가이드 기능을 하도록 캠팔로워(214)가 형성된다.

그리고, 상기 본체(210)의 개방된 공구 수용부(211)의 하부에는 체인을 형성하기 위한 한쌍의 연결구멍(213)이 형성된다.

상기 연결구멍(213)으로는 연결조인트(240)를 통해 체인을 형성하도록 상호 다른 그리퍼 체인(200)끼리 연결된다. 이때, 상기 그리퍼 체인(200)의 연결은 공구(300)의 수납 수량만큼 연결할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인(200)은 종래의 포트 일체형 그리퍼 체인 또는 포트 분리형 그리퍼 체인과 같이 포트를 장착하지 않고, 공구(300)를 직접 파지하는 형태를 이루게 된다.

또한, 본 발명에 따른 그리퍼 체인(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 양방향 곡선 형성을 위해 체인 연결 조인트(240)의 위치를 공구(300)의 중심과 동일 선상에 위치하도록 형성하였다.

따라서, 자유로운 체인 경로를 형성할 수 있으므로 공간활용도를 높일 수 있다.

그리고, 종래의 포트 분리형 그리퍼 체인은 그리퍼와 체인구조가 복잡하게 구성되어 있으나 본 발명은 그리퍼와 체인이 한 부품으로 구성되고 거기에 구동수단(220)과 잠금수단(230)을 형성하여 공구(300)를 직접 파지하고, 별도의 동력원(미도시)인 실린더 피스톤 로드의 신축 동작을 통해 공구(300)를 릴리즈할 수 있는 구조를 갖는다.

이와 같이, 본 발명에 따른 그리퍼 체인(200)은 공구(300)를 수용(수납)할 수 있는 그립의 기능과 체인의 역할을 모두 할 수 있다.

상기 장착부(212)는 내부에 상기 구동수단(220)을 장착하기 위한 구동수단 장착구멍(212a)이 형성되고 일측면 한쪽으로는 상기 잠금수단(230)을 결합하기 위한 잠금수단 결합구멍(212b)이 형성된다.

여기서, 상기 구동수단 장착구멍(212a)은 일정한 깊이를 갖도록 형성되어 구동수단(220)의 이동을 원활하게 돕게 된다.

그리고 상기 잠금수단 결합구멍(212b)의 일측으로는 추후 설명할 잠금수단(230)을 구성하는 제2 결합핀(233)의 원활한 이동을 안내하는 제2 결합핀 가이드 홀(212c)이 형성된다.

상기 제2 결합핀 가이드홀(212c)은 제2 결합핀(233)이 추후 설명할 상기 구동수단(220)의 샤프트(222)의 전, 후진동작에 연동하도록 길이 방향으로 길게 형성된다.

또, 상기 구동수단 장착구멍(212a)의 가장자리부분에는 체결을 위한 복수 개의 체결구멍(h)이 형성된다.

상기 구동수단 장착구멍(212a)은 구동수단(220)의 장착 후 커버(212d)에 의해 폐쇄된다.

여기서, 상기 커버(212d)의 중앙부분에는 결합구멍(ch)이 형성되고, 상기 결합구멍(ch)의 가장자리부분으로는 상기 구동수단 장착구멍(212a)의 가장자리부분에 형성된 체결구멍(h)과 동일한 축을 이루도록 복수 개의 체결구멍(h)이 형성된다.

상기 구동수단(220)은 본체(210)의 장착부(212)를 통해 이동가능하도록 장착되며, 탄성력을 갖는 스프링(221)과 상기 스프링(221)에 의해 탄성지지되는 샤프트(222)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 구동수단(220)은 상기 장착부(212) 중, 구동수단 장착구멍(212a)을 통해 형성된다.

상기 스프링(221)은 샤프트(222)의 전, 후 이동을 탄성지지하도록 코일스프링(coil spring)으로 형성된다.

그리고, 상기 샤프트(222)는 중간부분(m)을 기준으로 전방부분(f)과 후방부분(r)이 작은 직경으로 형성된다.

즉, 상기 샤프트(222)는 중간부분(m)이 큰 직경으로 형성되고 전방부분(f)과 후방부분(r)은 중간부분(m)에 비해 작은 직경으로 형성된다.

이러한 구성의 상기 샤프트(222)의 전방부분(f)이 상기 커버(212d)의 결합구멍(ch)으로 결합되어 돌출형성된다.

이때, 상기 샤프트(222)의 중간부분(m) 선단면은 상기 커버(212d)의 내측면에 지지된다.

그리고, 상기 샤프트(222)의 후방부분(r)은 상기 코일 스프링(221)의 내측에 삽입되어 스프링(221)에 의해 탄성지지된다.

그러므로, 상기 샤트프(222)는 구동수단 장착구멍(212a) 내에 형성되는 스프링(221)에 의해 항상 전, 후로 유동가능하도록 탄성지지된다.

또한, 상기 샤프트(222)의 중간부분(m)에는 추후 설명할 상기 잠금수단(230)의 일부를 구성하는 제2 결합핀(233)의 일단을 수용하기 위한 결합구멍(ch)이 형성된다.

이와 같은 구성의 상기 구동수단(220)은 외부 일 측에 위치하는 별도의 실린더와 같은 동력원(미도시)에 의해 동작하도록 구성된다.

예컨대, 상기 샤프트(222)의 전방부분(f) 일단이 실린더와 같은 동력원(미도시)의 신축동작에 연동하도록 결합된다.

이에 따라, 상기 동력원의 신축동작에 연동하여 샤프트(222)가 전, 후로 이동하게 된다.

상기 잠금수단(230)은 상기 장착부(212)에 형성된 잠금수단 결합구멍(212b)을 통해 결합되도록 일단 측에 결합구멍(231a)이 형성되고, 측면 중간 부분에는 핀 이동로(231b)가 형성된 잠금쇠(231)와 상기 잠금수단 결합구멍(212b)과 결합구멍(231a)을 통해 결합되어 잠금쇠(231)의 상, 하 회전동작을 지지하는 제1 결합핀(232)과 상기 핀 이동로(231b)를 따라 이동가능하도록 결합되는 제2 결합핀(233)으로 구성된다.

그리고, 상기 잠금쇠(231)는 밑면부분에 공구(300)의 플랜지(310)에 형성된 홈(도면부호 미도시)에 삽입되는 부분 즉, 잠금부(231c)가 형성된다.

즉, 상기 잠금쇠(231)는 샤프트(222)가 스프링(221)의 탄성복귀력에 의해 리턴되면 공구(300)를 감쌀 수 있는 위치이다.

이때, 상기 잠금쇠(231)의 잠금부(231c)는 공구(300)의 플랜지(310)에 형성된 홈(도면부호 미도시)에 끼워지게 되므로 공구(300)를 고정하게 되고 이에 따라 공구(300)가 회전하지 않게 된다. 이 상태로 매거진 선회가 가능하다.

상기 잠금쇠(231)에 형성된 핀 이동로(231b)는 제2 결합핀(233)의 이동시 상, 하 회전동작을 이루도록 라운드지게 형성된다.

또, 상기 핀 이동로(231b)의 상부 일 측으로는 직선부(dl)가 형성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 핀 이동로(231b)를 통해 이동하는 제2 결합핀(233)이 곡선부에서는 원할한 이동으로 개방을 이루도록 하고, 상기 직선부(dl)에서는 견고한 잠금상태를 유지토록 한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 그리퍼 체인(200)이 공구(300)를 파지하여 잠금(LOCK) 동작시 상기 제2 결합핀(233)이 핀 이동로(231b)의 직선부(dl)에 위치하게 되므로 공구(300)의 하중이 작용하더라도 견고한 고정 상태를 유지하게 되므로 잠금쇠(231)가 벌어지는 현상이 발생하지 않게 된다.

또한, 본 발명에 따른 상기 잠금수단(230)은 제2 결합핀(233)이 핀 이동로(231b)를 따라 라운드진 아래방향으로 이동시 상기 잠금쇠(231)는 제1 결합핀(232)을 기준으로 상방향으로 회전하게 되면서 상기 본체(210)의 공구 수용부(211)에 공구(300)를 수용토록 하거나 수용된 공구(300)를 교체할 수 있도록 잠금상태를 해제하게 된다.

반대로, 상기 제2 결합핀(233)이 핀 이동로(231b)를 따라 라운드진 윗방향으로 이동시 상기 잠금쇠(231)는 제1 결합핀(232)을 기준으로 하방향으로 회전하게 되면서 상기 본체(210)의 공구 수용부(211)에 수용된 공구(300)를 견고하게 고정할 수 있도록 잠금상태를 이루게 된다.

또, 상기 잠금부(231c)는 공구(300)에 형성된 요부(311)에 끼워지게 되므로 본체(210)와 잠금쇠(231)가 공구(300)를 잡고 있는 상태에서 공구(300)의 자세가 돌아가지 않도록 고정하게 된다.

이 상태로 공구(300)를 파지할 수 있으며 매거진 선회가 가능하다.

그리고, 상기 잠금쇠(231)는 공구(300)를 감싸 결합된 후에는 직선부와 곡선부로 형성된 핀 이동로(231b)에 의해 공구(300)의 자중(무게)이 부여되더라도 별도의 동력원에 의해 개방시키지 않는 한 개방되지 않는다.

여기서, 상기 제2 결합핀(233)의 일단은 상기 샤프트(222)의 이동에 연동하도록 샤프트(222)의 중간부분(m)에 형성된 결합구멍(ch)을 통해 결합, 고정된다.

따라서, 상기 제2 결합핀(233)은 외부 일 측에 위치하는 별도의 실린더와 같은 동력원(미도시)의 신축동작에 연동하는 상기 샤프트(222)의 전, 후 이동에 따라 상기 잠금쇠(231)의 핀 이동로(231b)를 따라 상,하로 이동하게 된다.

이와 같은 구성의 본 발명에 따른 그리퍼 체인(200)은 상기 제2 결합핀(233)이 잠금쇠(231)의 핀 이동로(231b)를 관통하여 샤프트(222)에 조립이 되어 경로의 진행 방향을 가이드하는 기능을 한다.

그리고, 상기 잠금쇠(231)는 본체(210)의 장착부(212)에 제1 결합핀(232)과 부싱(도면부호 미도시)과 함께 조립되어 제1 결합핀(232)을 축으로 하여 회전 운동을 할 수 있다.

또, 상기 샤프트(222)는 스프링(221) 및 부싱(도면부호 미도시)과 함께 상기 장착부(212)에 형성된 구동수단 장착구멍(212a)에 조립되어 직선 방향의 운동이 가능하다.

또, 상기 샤프트(222)는 스프링(221)의 탄성력에 의해 도 5의 화살표 방향으로 튀어 나오도록 자동 복귀가 된다.

그리고 조립이 되면 샤프트(222)의 전방부분(f) 일부가 상기 커버(212d)의 외부로 노출된다.

이때, 별도의 동력원인 실린더를 이용하여 샤프트(222)의 전방부분(f) 선단을 스프링력 이상의 힘으로 눌러주면 샤프트(222)는 구동수단 장착구멍(212a) 내부로 완전히 들어간다.

여기서, 상기 커버(212d)는 샤프트(222)가 스프링력에 의해 구동수단 장착구멍(212a) 바깥으로 빠지지 않도록 막는 역할을 한다.

도 7은 그리퍼 체인(200)의 잠금(LOCK) 동작을 나타내고 있다. 스프링력에 의해 리턴된 샤프트(222)의 상태에서 잠금쇠(231)의 위치이다.

도 8은 그리퍼 체인(200)의 잠금해제(UNLOCK) 동작을 나타내고 있다. 별도의 동력원인 실린더가 샤프트(222)의 전방부분(f) 끝단을 스프링력 이상으로 밀어준 상태에서 잠금쇠(231)의 위치를 나타내고 있다.

상기 잠금쇠(231)는 열리고 공구(300)가 빠져나올 수 있는 위치가 된다. 이 상태는 공구(300)를 교환하기 위해 그리퍼 체인(200)에서 공구(300)를 빼내거나 공구(300)를 넣을 때 필요한 상태이다.

도 9는 본 발명에 따른 그리퍼 체인(200)을 이용한 공구교환 동작이 되려면 공구(300) 각각의 포트가 없어지는 대신에 별도 1개의 툴포트(400)가 필요하다.

상기 공구(300)를 잡고 공구교환 위치까지 이동시켜주는 기능을 하는 툴시프터에 툴포트(400)가 설치될 수 있으며 툴포트(400)는 공구(300)의 경사면이 있는 부분을 완전히 감쌀 수 있어야 한다.

또한, 공구(300)가 툴포트(400)에서 완전히 빠져나올 수 있을 정도 이송거리를 갖도록 움직일 수 있다. 툴포트(400)가 공구(300)를 고정할 수 있도록 공구(300)의 풀스터드 부위를 클램프하는 장치를 포함하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명은 상기 그리퍼 체인(200)을 구비하는 자동공구교환장치(미도시)를 더 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자동공구 교환장치용 그리퍼 체인(200)이 공구(300)를 파지하지 않은 상태에서는 외부에 위치하는 별도의 동력원인 실린더의 피스톤(미도시)이 수축(후진)되어 있다.

이때, 상기 구동수단(220)의 샤프트(222)는 스프링(221)의 탄성력에 의해 전방으로 돌출되도록 탄성지지 되므로 전방부분(f)이 상기 커버(212d)의 결합구멍(ch) 보다 길게 돌출 형성된다.

그리고, 공구(300)를 인출하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공구(300)를 파지하고 있는 그리퍼 체인(200)이 툴포트(400) 위치까지 이동해 오면, 후퇴상태에 있는 툴포트(400)가 전진하여 공구(300)의 경사면 부위까지 완전히 진입한다.

상기 툴포트(400)에 설치된 클램프 장치(410)가 공구(300)를 클램프하여 고정시킬 수 있는 상태가 된다.

그리고, 별도의 동력원인 실린더(미도시)가 전진하여 그리퍼 체인(200)의 샤프트(222) 전방부분(f)을 누르게 되면 샤프트(222)가 구동수단 장착구멍(212a) 안쪽으로 이동하게 된다.

이때, 상기 샤프트(222)의 이동에 연동하여 잠금쇠(231)가 윗방향으로 회전하면서 잠금해제 상태가 되고 툴시프터에 포함된 툴포트(400)가 선회 또는 다른 이동 동작을 통해 공구(300)를 빼내고 공구(300)는 공구교환 위치까지 이동한다.

다음, 상기 동력원인 실린더가 후퇴하여 샤프트(222)를 누르지 않으면 스프링(221)의 탄성복귀력에 의해 샤프트(222)는 원상태로 복귀하고 잠금쇠(231)도 잠금(LOCK)상태로 돌아간다.

계속해서, 공구(300)를 인입하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

공구(300)가 비어있는 그리퍼 체인(200)이 툴포트(400) 위치까지 이동해 온 후, 별도의 동력원인 실린더가 전진하여 샤프트(222)를 누르면 잠금쇠(231)가 잠금해제(UNLOCK) 상태가 된다.

다음, 공구교환이 완료된 공구(300)를 클램프하고 있는 툴포트(400)가 이동하여 그리퍼 체인(200)의 위치까지 들어온다.

그리고, 별도의 동력원인 실린더가 후퇴하게 되면 스프링(221)의 탄성복귀력에 의해 샤프트(222)는 원상태로 복귀하고 잠금쇠(231)도 잠금(LOCK) 상태가 된다.

계속해서, 상기 툴포트(400)의 클램프 장치(410)가 언클램프 되어 툴포트(400)에서 공구(300)가 빠질 수 있는 상태가 된 후 툴포트(400)가 후퇴하여 공구(300) 경사면 부위까지 완전히 빠져나가면 그리퍼 체인(200)이 공구(300)를 고정하고 있는 상태로 체인을 회전시킬 수 있는 상태가 된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 동작을 통해 중량의 공구가 낙하하는 것을 방지하고, 또 공구의 낙하현상을 방지하여 작업중단을 해소할 수 있으므로 작업성과 생산성 향상을 도모할 수 있는 것이다

뿐만 아니라, 공구교환시간을 현저하게 단축할 수 있고, 또 공구의 개수 확장시 자유로운 체인경로를 형성할 수 있어 공간활용도를 높힐 수 있으며, 동력원인 실린더 하나로 샤프트를 작동하여 공구의 홀딩하거나 개방시킬 수 있으므로 부품수와 중량을 감소시킬 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

200 : 그리퍼 체인 210 : 본체
211 : 공구 수용부 211a : 돌기부
212 : 장착부 212a : 구동수단 장착구멍
212b : 잠금수단 결합구멍 212c : 제2 결합핀 가이드 홀
213 : 연결구멍 214 : 캠팔로워
220 : 구동수단 221 : 스프링
222 : 샤프트 f : 전방부분
m : 중간부분 r : 후방부분
ch : 결합구멍 230 : 잠금수단
231 : 잠금쇠 231a : 결합구멍
231b : 핀 이동로 231c : 잠금부
dl : 직선부 232 : 제1 결합핀
233 : 제2 결합핀 240 : 연결조인트
300 : 공구 310 : 플랜지
311 : 요부 400 : 툴포트
410 : 클램프장치 h : 체결구멍

Claims

공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인에 있어서,
공작기계의 자동공구교환장치를 구성하는 매거진(미도시)에 장착되며, 일측은 공구(tool)를 수용하도록 개방된 공구 수용부가 형성되고, 상기 공구 수용부의 일 측에는 장착부가 형성된 본체와;
상기 본체의 장착부를 통해 이동가능하도록 장착되며, 탄성력을 갖는 스프링과 상기 스프링에 의해 탄성지지되는 샤프트를 포함하여 이루어지는 구동수단과;
상기 장착부를 통해 결합되도록 일단 측에 결합구멍이 형성되고, 측면 중간 부분에는 핀 이동로가 형성된 잠금쇠와 상기 잠금쇠의 상, 하 회전동작을 지지하는 제1 결합핀 및 제2 결합핀으로 구성되는 잠금수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인.
제1항에 있어서,
상기 공구 수용부에는 공구의 수용시 이탈을 방지하고 견고한 장착을 위한 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인.
제1항에 있어서,
상기 장착부는 내부에 구동수단을 장착하기 위한 구동수단 장착구멍이 형성되고 일측면 한쪽으로는 상기 잠금수단을 결합하기 위한 잠금수단 결합구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인.
제1항에 있어서,
상기 본체의 공구 수용부 하부에는 체인을 형성하기 위한 연결구멍이 형성되고, 상기 연결구멍으로는 연결 조인트를 통해 체인을 형성하도록 상호 다른 그리퍼 체인끼리 연결되는 것을 특징으로 하는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인.
제1항에 있어서,
상기 샤프트의 중간부분에는 잠금수단의 일부를 구성하는 제2 결합핀의 일단을 수용하기 위한 결합구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인.
제1항에 있어서,
상기 잠금쇠에 형성된 핀 이동로는 제2 결합핀의 이동시 상, 하 회전동작을 이루도록 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인.
제1항에 있어서,
상기 잠금쇠는 선단부분에 공구와 닿는 부분 즉, 잠금부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인.
제3항에 있어서,
상기 잠금수단 결합구멍의 일측으로는 잠금수단의 상, 하 회전동작을 지지하기 위한 제2 결합핀 가이드홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인.
제4항에 있어서,
상기 연결 조인트의 위치는 공구의 중심과 동일 선상에 위치하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인.
제6항에 있어서,
상기 핀 이동로의 상부 일 측으로는 직선부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계 자동공구교환장치용 그리퍼 체인.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 그리퍼 체인을 구비하는 공작기계 자동공구교환장치.