KR102549372B1 - 그립력이 향상된 그리퍼 및 경량화 구조를 가지는 링타입 자동 공구 교환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 그립력이 향상된 그리퍼 및 경량화 구조를 가지는 링타입 자동 공구 교환장치는, 링 형상의 회전체로 구비되며, 원주면에는 공구가 수납되는 톨포트(111)가 그 둘레 방향을 따라 등각도 간격을 가지고 다수 개 구비된 매거진(110), 공구가 수납되는 공구수납공간(111a)이 내부에 형성되도록 상호간 이격 배치되는 한 쌍의 홀더블록(112)과, 한 쌍의 홀더블록(112)의 바깥쪽에 배치되어 한 쌍의 홀더블록(112)이 상호 좁혀지는 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성부재(114)를 포함하는 툴포트(111), 일측에 경사면(121a)이 형성된 경사블록 몸체(121)와, 경사면(121a)의 경사각도에 대응하는 각도로 경사지도록 형성되고, 일단부가 경사블록 몸체(121)에 회전가능 하도록 결합되며, 타단부의 양단에 공구를 그리핑하는 제1 회전식 그리퍼(125) 및 제2 회전식 그리퍼(126)를 구비하는 회전체(122)를 포함하는 툴 쉬프터(120)가 구비되되; 탄성부재(144)는, 홀더블록(112)의 이동하는 궤적인 원호방향과 동일한 궤적의 곡률이 형성되며, 일측은 한쪽 홀더블록(112)에 고정되고, 타측은 곡선형원통(114-2)의 내부에 미끄럼이동이 가능한 구조로 결합된 곡선봉(114-1)과, 내부에 중공부가 형성된 원통형 구조이며, 곡선봉(114-1)이 고정되어 있는 반대방향의 홀더블록(112)의 내면에 구비된 곡선형원통(114-2)과, 원판형의 구조이며, 곡선형원통(114-2)에 내장되고, 일부면에는 통기공이 형성되며, 곡선봉(114-1)의 끝단에 구비된 가이드판(114-3)과, 곡선형원통(114-2)의 저면에 구비된 원추형 가이드부(114-4)와, 가이드판(114-3)의 저면과 곡선형원통(114-2)의 저면 사이에 구비되면서, 원추형 가이드부(114-4)를 감싸는 구조를 갖는 원추형 코일스프링(114-5)을 포함하는 것을 요지로 한다.

Description

그립력이 향상된 그리퍼 및 경량화 구조를 가지는 링타입 자동 공구 교환장치 {Ring-type automatic tool changer with gripper and lightweight structures with improved grip}

본 발명은 공작기계의 자동공구교환장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 툴포트 등의 경량화로 자동공구교환장치의 구동계인 서보모터(Servo Motor)의 부하를 줄여 구동력을 향상시키고, 그리퍼의 그립력을 향상시키며, 홀더블럭의 파지력을 높이는 것과 더불어, 자동공구교환장치 전체의 구조적 안전성과 내구수명의 향상에 기여할 수 있는 '그립력이 향상된 그리퍼 및 경량화 구조를 가지는 링타입 자동 공구 교환장치에 관한 것이다.

공작물을 절삭 또는 비절삭 가공방법으로 다양한 형상 및 치수로 가공하는 장비 중 하나인 머시닝센터(Machining Center)는 공구를 자동적으로 교환하면서 밀링, 드릴링, 보링, 태핑, 리밍가공 등을 연속적으로 실시할 수 있는 수치제어 공작기계이다.

상기 머시닝센터(Machining Center) 등의 공작기계는, 자동공구교환장치가 포함되어 있고, 자동공구교환장치는, 고속화, 고효율화 및 비절삭시간 단축과 가공시간 절감 및 가공효율 증대를 위한 필수적인 장치다.

종래의 자동공구교환장치는 일반적으로 드럼 타입(Drum-Type), 체인 타입(Chain-Type)으로 나누어진다.

도 1은 종래 드럼타입 자동공구 교환장치의 단면도, 도 2는 도 1의 드럼타입 자동공구 교환장치의 평면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 드럼타입 자동공구 교환장치는, 절두 원추형인 케이싱(6), 헤드의 가이드 레일(3)에 상하동이 가능하도록 계합한 기부(5)에 드럼(4)의 외주부를 형성하는 케이싱(6)를 설치하고, 또한 기부(5)의 중앙부에서 경사하방으로 지향하여 돌출한 고정축(7)에 회전이 자유롭게 되어있는 원반(8)과 고정축(7)의 선단에 드럼(drum)(4)의 앞면을 형성하는 전벽(前壁)(9)을 고착하여 케이싱(6)과 원반(8)의 양주연(兩周緣)의 사이에 환상홈(10)을 형성하고, 이 환상홈(10)에 각각 공구를 파지하기 위한 아아버(Arbor)(11)를 회전이 가능하게 지지하는 가동판(可動板)(12)을 다수 수장하는 회전공구 드럼(4)이 공지되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래 드럼타입 자동공구교환장치는, 툴매거진의 무게가 증대되고, 툴매거진 작동 서보모터(Servo Motor)의 사양증대로 인하여 원가가 상승되며, 관성모멘트 증대로 인하여 기계효율이 저하되는 문제점이 있다.

등록특허공고 제1981-0000032호 (1981.02.02. 공고)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 툴포트 등의 경량화로 자동공구교환장치의 구동계인 서보모터(Servo Motor)의 부하를 줄여, 구동력을 향상시키고, 그리퍼의 그립력을 향상시키며, 홀더블럭의 파지력을 높이는 것과 더불어, 자동공구교환장치 전체의 구조적 안전성과 내구수명의 향상에 기여할 수 있는 '그립력이 향상된 그리퍼 및 경량화 구조를 가지는 링타입 자동 공구 교환장치'를 제공하고자 함이다.

본 발명 그립력이 향상된 그리퍼 및 경량화 구조를 가지는 링타입 자동 공구 교환장치는, 링 형상의 회전체로 구비되며, 원주면에는 공구가 수납되는 톨포트가 그 둘레 방향을 따라 등각도 간격을 가지고 다수 개 구비된 매거진, 공구가 수납되는 공구수납공간이 내부에 형성되도록 상호간 이격 배치되는 한 쌍의 홀더블록과, 한 쌍의 홀더블록의 바깥쪽에 배치되어 한 쌍의 홀더블록이 상호 좁혀지는 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성부재를 포함하는 툴포트, 일측에 경사면이 형성된 경사블록 몸체와, 경사면의 경사각도에 대응하는 각도로 경사지도록 형성되고, 일단부가 경사블록 몸체에 회전가능 하도록 결합되며, 타단부의 양단에 공구를 그리핑하는 제1 회전식 그리퍼 및 제2 회전식 그리퍼를 구비하는 회전체를 포함하는 툴 쉬프터가 구비되되; 탄성부재는, 홀더블록의 이동하는 궤적인 원호방향과 동일한 궤적의 곡률이 형성되며, 일측은 한쪽 홀더블록에 고정되고, 타측은 곡선형원통의 내부에 미끄럼이동이 가능한 구조로 결합된 곡선봉과, 내부에 중공부가 형성된 원통형 구조이며, 곡선봉이 고정되어 있는 반대방향의 홀더블록의 내면에 구비된 곡선형원통과, 원판형의 구조이며, 곡선형원통에 내장되고, 일부면에는 통기공이 형성되며, 곡선봉의 끝단에 구비된 가이드판과, 곡선형원통의 저면에 구비된 원추형 가이드부와, 가이드판의 저면과 곡선형원통의 저면 사이에 구비되면서, 원추형 가이드부를 감싸는 구조를 갖는 원추형 코일스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 회전체의 관통공에 격자형 보강부가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 홀더블록의 내부에는 중공부가 형성되며, 중공부의 내부에는 트러스구조를 갖는 보강판이 격벽형상으로 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 그립강화장치가 더 구비되되; 그립강화장치는, 내부에 형성된 공간부와, 공간부의 저면에 형성된 관통공의 주변에 구비된 단턱과, 저면에 함몰된 형상으로 구비된 함몰부로 이루어진 몸체, 함몰부에 삽입된 형상 또는 돌출된 형상으로 구비된 지지판, 원판형 구조를 가지고, 내부에서 미끄럼 이동이 가능하도록 설치된 제1이동판과, 제1이동판의 저면과 지지판의 상면 사이에 구비된 제1가이드봉과, 제1실린더의 저면과 단턱 사이의 제1가이드봉에 설치된 제1안내판과, 제1안내판의 저면과 단턱 사이에 구비된 압축스프링을 포함하면서, 내부에 중공부가 형성된 원통의 형상을 가지며, 공간부의 상측에 설치된 제1실린더, 원판형 구조를 가지고, 내부에서 미끄럼 이동이 가능하도록 설치된 제2이동판과, 제2이동판의 하면에 설치되며, 제2실린더의 저면을 관통하여 돌출된 형상으로 구비된 제2가이드봉과, 제2가이드봉의 일측 끝단에 설치된 제2안내판을 포함하면서, 내부에 중공부가 형성된 원통의 형상을 가지며, 파지부의 내부에 설치된 제2실린더, 공구를 파지할 수 있도록 파지부와 동일한 곡률을 가지며, 제2안내판의 저면에 구비되고, 파지부의 관통공으로 돌출되거나 삽입되는 포용돌출봉, 제1실린더와 제2실린더를 연결하는 '유로'를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 매거진 전체의 경량화가 가능한 효과가 있다.

또한, 매거진 회전 시 발생하는 관성 모멘트를 줄일 수 있어 BT50급 공구를 60Tool까지 장착가능하며, 드럼 타입과 비교하여 가공 제작 부위가 최소화되므로 제작비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 매거진 회전 시 관성 모멘트의 영향을 보다 적게 받음으로서, 기존 서보모터(Servo Motor) 성능으로 최대 공구중량을 증가시킬 수 있고, 최대 공구모멘트 증가까지 가능한 효과가 있다.

또한, 툴포트의 파지력을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 그리퍼의 그립력을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 드럼타입 자동공구 교환장치의 단면도.
도 2는 도 1의 드럼타입 자동공구 교환장치의 평면도.
도 3은 본 발명 링타입 자동공구교환장치의 사시도.
도 4는 도 3의 요부 확대도.
도 5는 링타입 자동공구교환장치의 작동상태도.
도 6은 툴포트 홀더블록의 평면도 및 A-A' 선 단면도.
도 7은 격자형 보강부가 구비된 회전체의 평면도.
도 8은 탄성부재 설치상태의 개략도.
도 9는 곡선형 원통의 단면도.
도 10은 제1,2 회전식 그리퍼에 고무피복층이 적층된 상태도.
도 11은 그립강화장치의 확대단면도.
도 12는 그립강화장치의 다른 실시 예의 확대단면도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.

그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 3은 본 발명 링타입 자동공구교환장치의 사시도, 도 4는 도 3의 요부 확대도, 도 5는 링타입 자동공구교환장치의 작동상태도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명 링타입 자동공구교환장치는, 매거진(110)과, 공구(T1,T2)를 교환하는 툴 쉬프터(tool shifter, 120), 톨포트(111)를 포함한다.

매거진(110)은, 링 형상의 회전체로 구비되며, 공구(T1,T2)의 교환이 진행될 때, 1회 회전되는 프로세스를 형성하고, 매거진(110)의 원주면에는 공구(T1)가 수납되는 다수의 톨포트(111)가 그 둘레 방향을 따라 등각도 간격을 가지고 다수 개 구비된다.

툴포트(111)는, 공구(T1)가 수납되는 공구수납공간(111a)이 내부에 형성되도록 상호간 이격 배치되는 한 쌍의 홀더블록(112)과, 홀더블록(112)들의 내벽에 돌출되게 마련되어 공구(T1)의 네크(N)에 형성되는 그루브(G)에 삽입되는 삽입레일(113)과, 한 쌍의 홀더블록(112)의 바깥쪽에 배치되어 한 쌍의 홀더블록(112)이 상호 좁혀지는 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성부재(114)를 포함한다.

이와 같은 툴포트(111)는 종래 함몰형상의 틀포트에 비하여 경량이므로, 매거진 회전 시 관성 모멘트의 영향을 보다 적게 받음으로서, 기존 서보모터(Servo Motor) 성능으로 최대 공구중량을 증가시킬 수 있고, 최대 공구모멘트 증가까지 가능한 효과가 있는 것이다.

툴 쉬프터(120)는, 구동부(140)에 의해 매거진(110)의 반경 방향을 따라 직선 운동하면서 공구(T1)를 교환하며, 구동부(140)의 구동원으로는 서보모터(Servo Motor)가 적용된다.

또한, 툴 쉬프터(120)는, 일측에 경사면(121a)이 형성되는 경사블록 몸체(121)와, 회전구동부(128)에 의해 경사블록 몸체(121)의 경사면(121a)에 회전 가능하게 결합되되; 경사면(121a)의 경사각도에 대응하는 각도로 경사지도록 형성되고, 일단부가 경사블록 몸체(121)에 회전가능 하도록 결합되며, 타단부의 양단에 공구를 그리핑하는 제1 회전식 그리퍼(125) 및 제2 회전식 그리퍼(126)를 구비하는 회전체(122)와, 서로 마주보도록 미리 설정된 제1 각도로 경사지도록 각각 형성되며, 경사면(121a)에 대하여 미리 설정된 제2 각도로 꺾이도록 각각 형성되어 공구(T1)를 그립핑하는 제1 및 제2 회전식 그립퍼(gripper, 125,126)를 포함한다.

상기 경사블록 몸체(121)는, 제1 및 제2 회전식 그립퍼(125,126)를 회전 가능하게 지지하는 구성이다.

상기 회전구동부(128)는, 회전체(122)를 회전시키는 역할을 하며, 서보모터에 의하여 구동된다.

상기 회전체(122)는, 내부에 관통공(122a)이 형성되므로서, 제1 및 제2 회전식 그립퍼(125,126)를 회전시키는데 따른 동력 손실을 줄일 수 있는 작용, 효과가 있다.

이상과 같은 링타입 자동공구교환장치의 작동관계를 살펴보면,

매거진(110)이 회전하여 제1 공구(T1) 다음에 사용될 제2 공구(T2)가 있는 위치를 툴 쉬프터(120) 전방에 위치시킨다. 그 다음 툴 쉬프터(120)가 구동부(140)에 의해 동작되어 제1 공구(T1)를 교환한 위치까지 전진한다. 이때, 제1 및 제2 회전식 그립퍼(125,126) 중에서 제1 공구(T1)와 동축에 있는 제1 회전식 그립퍼(125)가 제1 공구(T1) 잡고 교환위치로 옮긴다

그 다음, 회전구동부(128)가 일방향으로 동작되어 비어 있는 제2 회전식 그립퍼(126)가 전방에 오도록 한 다음, 공작기계의 주축(미도시)으로 이동하여 제2 회전식 그립퍼(126)에 제2 공구(T2)를 장착하고 언클램핑(unclamping)한 다음에 상승된다

그 다음, 회전구동부(128)가 역방향으로 동작되어 제1 공구(T1)가 전방에 위치되도록 한다음, 공작기계의 주축으로 하강되어 제1 공구(T1)를 클램핑(clamping)한 후, 공구교환 위치에서 벗어난다.

그 다음, 회전구동부(128)가 동작되어 제2 공구(T2)를 그립핑한 제2 회전식

그립퍼(126)가 전방에 오도록 한 후, 구동부(140)가 동작되어 툴 쉬프터(120)를 후진시킨다. 툴 쉬프터(120)는 후진되면서 새로운 제2 공구(T2)를 매거진(110)의 툴포트(111)에 수납시키고, 공구교환 전의 원위치로 복귀된다.

위와 같이 작동되는 링타입 자동공구교환장치는, 매거진 전체의 경량화가 가능한 효과, 매거진 회전 시 발생하는 관성 모멘트를 줄일 수 있어 BT50급 공구를 60Tool까지 장착가능하며, 드럼 타입과 비교하여 가공 제작 부위가 최소화되므로 제작비용을 줄일 수 있는 효과, 매거진 회전 시 관성 모멘트의 영향을 보다 적게 받음으로서, 기존 서보모터(Servo Motor) 성능으로 최대 공구중량을 증가시킬 수 있고, 최대 공구모멘트 증가까지 가능한 효과 및 공구교환 시간을 현저하게 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 공구교환의 프로세스가 단순해져 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하의 실시 예에서는 홀더블록의 경량구조에 관하여 설명한다.

도 6은 툴포트 홀더블록의 평면도 및 A-A' 선 단면도이다.

도시된 바와 같이, 홀더블록(112)의 내부에는 중공부가 형성되어 있으며, 중공부의 내부에는 트러스구조를 갖는 보강판(400)이 격벽형상으로 구비되어 있다는 점에 본 실시 예의 특징이 있다.

이와 같은 구조를 갖는 툴포트의 홀더블록(112)은, 충격이나 진동에 의하여 쉽게 변형이 일어나지 않으며, 삼각형구조의 보강판(400)은 축방향력으로 외력과 평형하여 휨, 전단력이 생기지 않으므로, 홀더블록(112)을 경량화하며, 톨포트의 전체 중량을 줄이고, 고강도가 유지될 수 있는 기능을 더불어 가질 수 있는 것이다.

이하에서는 회전체의 다른 실시 예에 관한여 설명한다.

도 7은 격자형 보강부가 구비된 회전체의 평면도이다.

도시된 바와 같이 본 실시 예는 회전체(122)의 관통공(122a)에 격자형 보강부(122-1)가 구비된 점에 특징이 있다.

이와 같은 구조를 갖는 회전체(122)는, 격자형 보강부(122-1)에 의하여 보강의 효율이 현저하게 향상되는 것이므로, 회전체(122)의 두께를 얇게하면서도, 보강의 기능을 유지할 수 있어, 경량화가 가능한 것이다.

또한, 격자형 보강부(122-1)에 의하여 관통공(122a)이 외부 하중 등에 의하여 변형되는 것을 방지하는 것이므로, 구조적 안정성이 현저하게 향상되는 효과를 더불어 가진다.

이하에서는 탄성부재의 다른 실시 예에 관하여 설명한다.

도 8은 탄성부재 설치상태의 개략도, 도 9는 곡선형 원통의 단면도이다.

도시된 바와 같은 홀더블록(112)은, 원호의 궤적을 그리면서 이동하는 것이므로, 홀더블록(112)의 사이에 설치된 종래의 막대형 코일스프링의 형상을 가지는 탄성부재(114)는, 좌굴현상이 발생되어, 홀더블록(112)의 파지력을 현저하게 떨어뜨리는 문제점이 있는데, 본 실시 예에서는 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것이다.

본 실시 예의 홀더블록(112)의 사이에 설치된 탄성부재(114)는, 곡선봉(114-1), 곡선형원통(114-2), 가이드판(114-3), 원추형 가이드부(114-4), 원추형 코일스프링(114-5)을 포함하고 있다.

곡선봉(114-1)은, 곡률을 갖는 봉의 구조이고, 일측은 한쪽 홀더블록(112)에 고정되어 있으며, 타측은 후술하는 곡선형원통(114-2)의 내부에 미끄럼이동이 가능한 구조로 결합되어 있고, 홀더블록(112)의 이동하는 궤적인 원호방향과 동일한 궤적에 상당하는 곡률이 형성되어 있다.

곡선형원통(114-2)은, 내부에 중공부가 형성된 원통형 구조를 가지고 있으며, 곡선봉(114-1)이 고정되어 있는 반대방향의 홀더블록(112)의 내면에 구비된다.

상기 곡선형원통(114-2)이 홀더블록(112)의 이동하는 궤적인 원호방향과 동일한 궤적에 상당하는 곡률이 형성되어 있음은 물론이다.

가이드판(114-3)은, 곡선형원통(114-2)에 내장되고, 원판형의 구조를 가지고 있으며, 일부면에는 통기공이 형성되어 있어, 공기의 유동을 원활하게 하면서, 곡선봉(114-1)의 끝단에 구비된다.

원추형 가이드부(114-4)는, 돌출된 원추형 구조를 가지고 있으며, 곡선형원통(114-2)의 저면에 구비된다.

원추형 코일스프링(114-5)은, 나선이 원추형 형상의 구조를 가지고 있고, 가이드판(114-3)의 저면과 곡선형원통(114-2)의 저면 사이에 구비되면서, 원추형 가이드부(114-4)를 감싸는 구조를 갖는다.

위와 같은 구조를 갖는 탄성부재(114)는, 홀더블록(112)이 이동하는 궤적과 동일한 궤적을 그리면서 곡선봉(114-1)이 이동하는 것이므로 곡선봉(114-1)에 좌굴형상이 발생되지 않는 것은 자명하며, 곡선형 원통(114-2)의 내부에 구비된 원추형 코일스프링(114-5)은 원추형 가이드부(114-4)를 따라 신축되는 것이므로, 원추형 코일스프링(114-5)도 좌굴이 발생되지 않는 것이다.

따라서, 상기와 같은 구조의 탄성부재(114)를 가지는 홀더블록(112)은, 원호형 궤적을 따라 수평이동이 원활하게 이루어져, 방향성이 향상되면서, 좌굴현상이 일어나지 않는 것이므로, 홀더블록(112)의 파지력이 현저하게 향상되는 작용, 효과가 있는 것이다.

이하 실시 예에서는 제1,2 회전식 그리퍼의 미끄럼 방지구조에 관하여 설명한다.

도 10은 제1,2 회전식 그리퍼에 고무피복층이 적층된 상태도이다.

도시된 바와 같이 제1,2 회전식 그리퍼(125,126)의 내면에는 고무피복층이 형성되어 있다.

상기 고무피복층은, 기계적 물성이 우수한 재질로 형성되어 있으며, 고무피복층은, 고무 100 중량부에 대하여 카본블랙 20 내지 45 중량부, 산화아연 8 내지 10 중량부, 황 0.2 내지 3 중량부, 칼슘스테아레이트 0.5 내지 5 중량부, 실리콘-유기계 고무 공중합체 3 내지 15 중량부의 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 조성물로 이루어진 고무피복층은, 내열성 및 내열 열화특성이 향상되며, 경도 및 인장강도 등의 기계적 물성이 우수하므로, 내구기간이 연장되고, 탄성복원력의 효율을 향상시킬 수 있으므로, 공구(T1,T2)와 접촉되었을 때 미끄러지는 현상을 최소화하면서, 그립의 효율을 극대화할 수 있는 작용, 효과가 있는 것이다.

이하의 실시 예에서는 그리퍼의 그립력을 강화시킬 수 있는 구조에 관하여 설명한다.

도 11은 그립강화장치의 확대단면도이다.

도시된 바와 같이 그립강화장치(200)는, 지지판((210), 제1실린더(220), 제2실린더(230), 포용돌출봉(240), 몸체(250), 압축스프링, '유로'를 포함하고 있다.

몸체(250)는, 제1,2 회전식그리퍼(125,126)의 일측에 구비되며, 공간부(251), 단턱(252), 함몰부(253)를 포함하고 있다.

상기 공간부(251)는, 몸체(250)의 내부에 형성되며, 후술하는 제1실린더(220) 등의 구성이 내장된다.

상기 단턱(252)은, 공간부(251)의 저면에 형성된 관통공의 주변을 지칭한다.

상기 함몰부(253)는, 몸체(250)의 저면에 함몰된 형상으로 구비되며, 후술하는 지지판(210)이 삽입된다.

지지판(210)은, 함몰부(253)에 삽입된 형상 또는 돌출된 형상으로 구비되며, 상면에는 제1가이드봉(223)이 구비되어 있고, 제1가이드봉(223)은, 공간부(251)의 저면에 구비된 관통공을 관통하는 형상으로 구비된다.

제1실린더(220)는, 내부에 중공부가 형성된 원통의 형상을 가지고 있으며, 공간부(251)의 상측에 설치되고, 제1이동판(221), 제1안내판(222), 제1가이드봉(223)을 포함하고 있다.

제1실린더(220)의 중공부의 내부에는 공기 또는 유체가 밀봉되어 내장되어 있음은 물론이다.

상기 제1이동판(221)은, 원판형 구조를 가지고 있고, 제1실린더(220)의 내부에 미끄럼 이동이 가능하도록 설치되며, 제1이동판(221)의 상,하로 이동하는 것에 의하여 제1실린더(220)의 내부에는 압력이 형성되거나 해제된다.

상기 제1가이드봉(223)은, 제1이동판(221)의 저면과 지지판(210)의 상면 사이에 구비된다.

상기 제1안내판(222)은, 원판형 구조를 가지고 있고, 제1실린더(220)의 저면과 단턱(252) 사이의 제1가이드봉(223)에 설치되며, 제1안내판(222)의 저면과 단턱(252) 사이에는 압축스프링이 구비되어 있어, 제1가이드봉(223)을 함몰부(253)에서 돌출되는 방향으로 탄성력을 부여하고 있다.

즉, 압축스프링의 탄성력에 의하여, 지지판(210)은 함몰부(253)에서 돌출된 형상으로 구비된다.

제2실린더(230)는, 내부에 중공부가 형성된 원통의 형상을 가지고 있으며, 파지부의 내부에 설치되고, 제2이동판(231), 제2안내판(232), 제2가이드봉(233)을 포함하고 있다.

상기 제2이동판(231)은, 원판형 구조를 가지고 있고, 제2실린더(230)의 내부에 미끄럼 이동이 가능하도록 설치되며, 제2이동판(231)의 상,하로 이동하는 것에 의하여 제2실린더(230)의 내부에는 압력이 형성되거나 해제된다.

상기 제2가이드봉(233)은, 제2이동판(231)의 하면에 설치되며, 제2실린더(230)의 저면을 관통하여 돌출된 형상으로 구비되고, 파지부와 동일한 곡률을 가진다.

상기 제2안내판(232)은, 제2실린더(230)의 저면을 관통하여 돌출된 제2가이드봉(233)의 일측 끝단에 설치된다.

포용돌출봉(240)은, 공구(T1,T2)를 파지할 수 있도록 파지부와 동일한 곡률을 가지며, 제2안내판(232)의 저면에 구비되고, 제2실린더(230) 내의 제2이동판(231)이 압력에 의하여 상,하로 이동되는 것과 연동하며, 파지부의 관통공으로 돌출되거나 삽입된다.

'유로'는, 제1실린더(220)와 제2실린더(230)을 연결하는 구조로 형성되며, 제1,2실린더(220,230) 내의 공기 또는 유체를 이동시키는 기능을 가진다.

이상과 같은 구조를 갖는 그립강화장치의 작동관계를 살펴보면,

파지부가 도시하지 않은 구동수단(모터, 유압실린더 등)에 의하여 공구(T1,T2. 도시를 생략함)를 파지하기 위하여 좁혀지면, 파지부의 내부에 구비된 공구(T1,T2)는 지지판(210)을 가압하게 된다.

지지판(210)이 가압되어 함몰부(253) 내부로 삽입되면, 지지판(210)의 상면에 구비된 제1가이드봉(223)은 압축스프링을 팽창시키면서 제1실린더(220) 내의 제1이동판(221)을 가압하여 제1실린더(220)의 내부에 압축압력이 형성된다.

제1실린더(220) 내에 압축압력이 형성되면, 그 압력은 '유로'를 통하여 제2실린더(230)의 내부로 이송되고, 제2실린더(230)의 내부에 팽창압력이 형성되고, 그 팽창압력에 의하여 제2이동판(231)이 제2실린더(230)의 내부에서 이동되며, 제2이동판(231)과 연결된 제2가이드봉(233)과 제2안내판(232)도 인출된다.

제2안내판(232)이 인출되면, 제2안내판(232)의 상면에 구비된 포용돌출봉(240)은 파지부의 관통공으로 돌출되어 공구(T1,T2)의 외면을 추가적으로 그립함으로써, 공구(T1,T2)를 그립하는 효율을 현저하게 향상시킬 수 있는 작용, 효과를 가지는 것이다.

파지부가 공구(T1,T2)의 파지를 해제하기 위하여 넓어지면, 압축스프링의 탄성복원력에 의하여, 공구(T1,T2)를 파지하는 과정의 역순으로 유압이 진행되어 포용돌출부(240)는 파지부의 내부로 삽입되는 것은 물론이다.

즉, 이상과 같이 작동되는 그립강화장치에 의하여 공구(T1,T2)를 그립하는 파지부의 접촉면적이 넓어져서, 공구(T1,T2)를 그립하는 효과가 현저하게 상승되는 것이다.

이하의 실시 예에서는 그립강화장치의 다른 실시 예에 관하여 설명한다.

도 12는 그립강화장치의 다른 실시 예의 확대단면도이다.

도시된 바와 같이 다른 실시 예의 그립강화장치(300)는, 하우징(310), 격판(320), 받침판(330), 가동판(340), 캠(350), 안내봉(360), 포용돌출봉(240), 스프링을 포함하고 있다.

하우징(310)은, 내부에 중공부가 형성된 원통의 형상을 하고 있으며, 파지부의 내부에 구비된다.

격판(320)은, 하우징(310)의 내부면에서 돌출된 형상으로 구비되며, 중앙부분에는 관통공이 형성되어 있다.

안내봉(360)은, 격판(320)의 중앙에 구비된 관통공에 슬라이드 이동이 가능한 구조로 결합된다.

가동판(340)은, 원판의 형상을 하고 있으며, 안내봉(360)의 상단부에 구비된다.

받침판(330)은, 원판의 형상을 하고 있으며, 안내봉(360)의 하단부에 구비된다.

캠(350)은, 가동판(340)의 상면에 접촉된 형상으로 구비되며, 도시하지 않은 구동수단에 의하여 회전함으로써, 가동판(340)을 상,하 방향으로 이동시킨다.

제어부(도시를 생략함)에 의하여 공구의 위치에 따라 캠을 선택적으로 구동할수 있음은 물론이다.

포용돌출봉(240)은, 공구(T1,T2)를 파지할 수 있도록 파지부와 동일한 곡률을 가지며, 받침판(330)의 저면에 구비되고, 캠(350)이 구동되는 것과 연동하여 파지부의 관통공으로 돌출되거나 삽입된다.

스프링은, 가동판(340)의 저면과 격판(320)의 상면 사이에 구비되어, 가동판(340)이 격판(320)에서 멀어지는 방향으로 탄성력이 부여되어 있다.

이와 같은 그립강화장치(300)의 작동관계를 살펴보면,

캠(350)이 회전하면, 캠(350)의 장축과 접촉된 가동판(340)이 하측방향으로 이동하면서 스프링을 압축한다. 가동판(340)이 이동하면, 가동판(340)과 연결되어 있는 안내봉(360), 받침판(330)도 하측방향으로 이동한다.

받침판(330)이 하측방향으로 이동하면, 받침판(330)의 하면에 구비된 포용돌출봉(240)은 파지부의 관통공으로 돌출되어 공구(T1,T2)와의 접촉면적을 넓히는 것이므로, 공구(T1,T2)를 그립하는 효율이 향상되는 것이다.

포용돌출봉(240)을 파지부로 삽입할 때는 캠(350)을 구동하여 단축이 가동판(340)과 접촉되도록 하면, 스프링의 탄성복원력에 의하여 포용돌출봉(240)은 파지부의 내부로 삽입된다.

즉, 이상과 같이 작동되는 그립강화장치(300)에 의하여 공구(T1,T2)를 그립하는 파지부의 접촉면적이 넓어져서, 공구(T1,T2)를 그립하는 효과가 현저하게 상승되는 것이다.

110:매거진 111:툴포트
112:홀더블록 114;탄성부재
114-1:곡선봉 114-2:곡선형원통
114-3:가이드판 114-4:원추형 가이드부
114-5:원추형 코일스프링 121:경사블록 몸체
121a:경사면 122:회전체
122a:관통공 122-1:격자형보강부
125:제1회전식 그리퍼 126:제2회전식 그리퍼
200,300:그립강화장치 210:지지판
220:제1실린더 221:제1이동판
222:제1안내판 223:제1가이드봉
230:제2실린더 231:제2이동판
232:제2안내판 233:제2가이드봉
240:포용돌출봉 250:몸체
251:공간부 252:단턱
253:함몰부 310:하우징
320:격판 330:받침판
340:가동판 350:캠
360:안내봉 400:보강판
N:네크 G:그루브
T1,T2:공구

Claims (4)

1. 링 형상의 회전체로 구비되며, 원주면에는 공구가 수납되는 톨포트(111)가 그 둘레 방향을 따라 등각도 간격을 가지고 다수 개 구비된 매거진(110),
   공구가 수납되는 공구수납공간(111a)이 내부에 형성되도록 상호간 이격 배치되는 한 쌍의 홀더블록(112)과, 한 쌍의 홀더블록(112)의 바깥쪽에 배치되어 한 쌍의 홀더블록(112)이 상호 좁혀지는 방향으로 탄성적으로 가압하는 탄성부재(114)를 포함하는 툴포트(111),
   일측에 경사면(121a)이 형성된 경사블록 몸체(121)와, 경사면(121a)의 경사각도에 대응하는 각도로 경사지도록 형성되고, 일단부가 경사블록 몸체(121)에 회전가능 하도록 결합되며, 타단부의 양단에 공구를 그리핑하는 제1 회전식 그리퍼(125) 및 제2 회전식 그리퍼(126)를 구비하는 회전체(122)를 포함하는 툴 쉬프터(120)가 구비되되;
   탄성부재(114)는,
   홀더블록(112)의 이동하는 궤적인 원호방향과 동일한 궤적의 곡률이 형성되며, 일측은 한쪽 홀더블록(112)에 고정되고, 타측은 곡선형원통(114-2)의 내부에 미끄럼이동이 가능한 구조로 결합된 곡선봉(114-1)과,
   내부에 중공부가 형성된 원통형 구조이며, 곡선봉(114-1)이 고정되어 있는 반대방향의 홀더블록(112)의 내면에 구비된 곡선형원통(114-2)과,
   원판형의 구조이며, 곡선형원통(114-2)에 내장되고, 일부면에는 통기공이 형성되며, 곡선봉(114-1)의 끝단에 구비된 가이드판(114-3)과,
   곡선형원통(114-2)의 저면에 구비된 원추형 가이드부(114-4)와,
   가이드판(114-3)의 저면과 곡선형원통(114-2)의 저면 사이에 구비되면서, 원추형 가이드부(114-4)를 감싸는 구조를 갖는 원추형 코일스프링(114-5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 그립력이 향상된 그리퍼 및 경량화 구조를 가지는 링타입 자동 공구 교환장치.
   
2. 청구항 제1항에 있어서,
   회전체(122)의 관통공(122a)에 격자형 보강부(122-1)가 구비된 것을 특징으로 하는 그립력이 향상된 그리퍼 및 경량화 구조를 가지는 링타입 자동 공구 교환장치.
   
3. 청구항 제2항에 있어서,
   홀더블록(112)의 내부에는 중공부가 형성되며, 중공부의 내부에는 트러스구조를 갖는 보강판(400)이 격벽형상으로 구비된 것을 특징으로 하는 그립력이 향상된 그리퍼 및 경량화 구조를 가지는 링타입 자동 공구 교환장치.
   
4. 청구항 제3항에 있어서,
   그립강화장치(200)가 더 구비되되;
   그립강화장치(200)는,
   내부에 형성된 공간부(251)와, 공간부(251)의 저면에 형성된 관통공의 주변에 구비된 단턱(252)과, 저면에 함몰된 형상으로 구비된 함몰부(253)로 이루어진 몸체(250),
   함몰부(253)에 삽입된 형상 또는 돌출된 형상으로 구비된 지지판(210),
   원판형 구조를 가지고, 내부에서 미끄럼 이동이 가능하도록 설치된 제1이동판(221)과, 제1이동판(221)의 저면과 지지판(210)의 상면 사이에 구비된 제1가이드봉(223)과, 제1실린더(220)의 저면과 단턱(252) 사이의 제1가이드봉(223)에 설치된 제1안내판(222)과, 제1안내판(222)의 저면과 단턱(252) 사이에 구비된 압축스프링을 포함하면서, 내부에 중공부가 형성된 원통의 형상을 가지며, 공간부(251)의 상측에 설치된 제1실린더(220),
   원판형 구조를 가지고, 내부에서 미끄럼 이동이 가능하도록 설치된 제2이동판(231)과, 제2이동판(231)의 하면에 설치되며, 제2실린더(230)의 저면을 관통하여 돌출된 형상으로 구비된 제2가이드봉(233)과, 제2가이드봉(233)의 일측 끝단에 설치된 제2안내판(232)을 포함하면서, 내부에 중공부가 형성된 원통의 형상을 가지며, 파지부의 내부에 설치된 제2실린더(230),
   공구(T1,T2)를 파지할 수 있도록 파지부와 동일한 곡률을 가지며, 제2안내판(232)의 저면에 구비되고, 파지부의 관통공으로 돌출되거나 삽입되는 포용돌출봉(240),
   제1실린더(220)와 제2실린더(230)를 연결하는 '유로'를 포함하는 것을 특징으로 하는 그립력이 향상된 그리퍼 및 경량화 구조를 가지는 링타입 자동 공구 교환장치.

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