KR102583051B1

KR102583051B1 - 가공 기계의 공구 교환 로봇

Info

Publication number: KR102583051B1
Application number: KR1020220037905A
Authority: KR
Inventors: 징-산 장
Original assignee: 산제트 인터내셔널 컴퍼니, 리미티드
Priority date: 2022-03-28
Filing date: 2022-03-28
Publication date: 2023-09-25

Abstract

가공 기계의 공구 교환 로봇은, 기계 몸체에 장착된 제1 모터, 전동 구조 및 회전 베이스를 포함하고, 상기 전동 구조는 제1 회전축, 제2 회전축, 제1 로커암, 제2 로커암 및 연동 부재를 포함하고, 상기 제1 회전축과 제2 회전축은 평행하게 설치되고, 상기 제1 로커암은 상기 제1 회전축에 연결 설치되고, 상기 제2 로커암은 상기 제2 회전축에 연결 설치되고, 상기 연동 부재의 양단은 각각 상기 제1 로커암 및 상기 제2 로커암에 피벗 연결되고, 상기 제2 회전축의 일단은 상기 회전 베이스에 고정 연결되고, 이에 의해, 상기 제1 모터가 상기 제1 회전축을 구동하여 회전시키면, 상기 회전 베이스는 반전하도록 구동된다. 제1 모터와 전동 구조를 결합하는 방식을 통해, 기존의 유압 실린더를 동력원으로 사용하는 경우 유압 오일 누출 및 유압 오일 후속 처리가 비환경적인 문제점을 개선할 수 있다.

Description

가공 기계의 공구 교환 로봇{ROBOTIC TOOL CHANGER FOR MACHINING CENTER}

본 발명은 머시닝 센터에 관한 것으로, 특히 가공 기계의 공구 교환 로봇에 관한 것이다.

공구 매거진이 장착된 기존의 머시닝 센터는 자동 공구 교환 기구를 통해 가공 공구를 신속하게 교체하는 목적을 실현하고, 상기 자동 공구 교환 기구는 공구 교환 암을 포함하고, 상기 공구 교환 암은 회전축의 일단에 공구 암이 연결 설치되어 구성되고, 상기 회전축이 회전 구동되어 상기 공구 암을 회전시켜 공구를 교환한다. 그러나 실제로, 일부 모델의 공구 교환 암은 머시닝 센터의 주축(spindle) 상의 공구를 공구 매거진(tool magazine) 내의 공구와 순조롭게 교환하도록 반드시 2개의 고정 지점 사이에서 변위되도록 추가로 제어될 수 있어야 한다.

공구 교환 암은 반드시 각도가 0° 및 90°인 2개의 고정 지점 사이에서 왕복 이동하는 구조에서, 공구 교환 암을 90°범위 내에서 회전할 수 있는 회전 베이스에 장착해야 하고, 상기 회전 베이스를 순조롭고 안정적으로 푸시하기 위해, 기존 방식은 상대적으로 큰 출력 파워를 생성할 수 있는 유압 실린더를 동력원으로서 사용하지만, 유압 실린더는 유압 오일 누출 및 유압 오일 후속 처리가 비환경적인 문제점이 존재하고, 사용 시 유압 오일 온도가 너무 높으면 안되는 제한을 받게 된다. 따라서, 유압 수단으로 상기 회전 베이스를 회전하도록 푸시하는 기존의 방식은 개선이 필요하고, 또한, 기존 상기 공구 교환 암의 회전축을 회전 구동하는 동력원도 유압 방식을 사용하고 있어 함께 재검토가 필요하다.

이를 감안하여, 본 발명의 목적은 공구 교환 로봇이 작동하도록 구동하는 주요 동력원으로 전력 제어를 사용하는 가공 기계의 공구 교환 로봇을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기계 몸체, 전동 구조, 제1 모터 및 회전 베이스를 포함하는 가공 기계의 공구 교환 로봇을 제공한다. 전동 구조는 제1 회전축, 제2 회전축, 제1 로커암, 제2 로커암 및 연동 부재를 포함하고, 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축은 회전 가능한 방식으로 상기 기계 몸체에 각각 관통 설치되고, 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축의 일부는 상기 기계 몸체 외부에 위치하고, 상기 제1 로커암은 상기 제1 회전축의 상기 기계 몸체 외부에 위치한 부분에 고정 연결되고, 상기 제2 로커암은 상기 제2 회전축의 상기 기계 몸체 외부에 위치한 부분에 고정 연결되고, 상기 연동 부재는 각각 상기 제1 로커암 및 상기 제2 로커암에 피벗 연결되는 양단이 구비되고, 제1 모터는 상기 제1 회전축을 회전시키기 위한 것이고, 회전 베이스는 상기 제2 회전축에 고정 연결되고 제1 위치와 제2 위치 사이에서 왕복 회전할 수 있다.

본 발명의 효과는 제1 모터와 전동 구조를 결합하는 방식으로, 유압 실린더만이 가능한 큰 출력 파워를 생성하는 효과를 실현할 수 있을 뿐만 아니라, 유압 실린더에 존재하는 유압 오일 누출 및 유압 오일 후속 처리가 비환경적인 기존의 문제점을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명 바람직한 실시예의 가공 기계의 공구 교환 로봇의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가공 기계의 공구 교환 로봇의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 가공 기계의 공구 교환 로봇의 배면도이다
도 4는 도 1에 도시된 가공 기계의 공구 교환 로봇의 분해도이다.
도 5는 도 4의 일부 구성요소의 분해도이다.
도 6은 정면도이고, 가공 기계의 공구 교환 로봇의 동작 상태를 나타낸다.
도 7은 가공 기계의 공구 교환 로봇의 일부 구성요소의 사시도이다.
도 8은 도 7의 우측면도이다.
도 9는 도 8과 유사하며, 가공 기계의 공구 교환 로봇의 회전 베이스의 반전 상태를 나타낸다.
도 10은 도 4의 일부 구성요소의 분해도이다.
도 11은 도 10의 일부 구성요소의 분해도이다.
도 12는 가공 기계의 공구 교환 로봇의 일부 구성요소의 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 구성요소의 조립 후의 정면도이다.

본 발명을 더욱 명확하게 설명하기 위하여, 바람직한 실시예와 도면을 결합하여 다음과 같이 상세하게 설명한다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명 바람직한 실시예의 가공 기계의 공구 교환 로봇(100)은 가공 기계의 주축 상의 공구를 공구 매거진 내의 공구와 교환하기 위한 것이고, 상기 공구 교환 로봇(100)은 기계 몸체(10) 및 공구 교환 암(20)을 포함하고, 상기 기계 몸체(10)는 고정되어 움직이지 않고, 상기 공구 교환 암(20)은 회전 베이스(30)를 통해 2개의 고정 지점 사이에서 왕복 이동하도록 제어될 수 있는 방식으로 상기 기계 몸체(10)에 연결 설치되고, 상기 고정 지점의 선택은 실제 작업 요구에 따라 설정되고, 본 실시예의 공구 교환 암(20)은 각도가 0°(도 2참조) 및 90°(도 6 참조)인 2개의 고정 지점 사이에서 왕복 반전하도록 제어되고, 또한, 상기 공구 교환 암(20)은 회전축(22) 및 공구 암(24)을 포함하고, 상기 회전축(22)은 회전될 수 있고, 상기 공구 암(24)은 상기 회전축(22)의 일단에 연결 설치되고 각각 공구 생크(미도시)를 클램핑하기 위한 상대적 양단이 구비되고, 상기 공구 암(24)은 상기 회전축(22)에 의해 180°의 회전 변환을 수행한다.

도 4 내지 도 11을 결합하여 참조하면, 본 실시예의 공구 교환 로봇(100)은 전동 구조(40), 제1 모터(50), 제1 캠 인덱서(60), 위치 제한 구조(70), 제2 캠 인덱서(80) 및 제2 모터(90)를 더 포함한다.

상기 전동 구조(40)는 제1 회전축(41), 제2 회전축(42), 제1 로커암(43), 제2 로커암(44) 및 연동 부재(45)를 포함한다. 상기 제1 회전축(41) 및 상기 제2 회전축(42)은 상기 기계 몸체(10)의 전면판(12)의 관통 구멍을 회전 가능한 방식으로 각각 관통하고, 바람직하게는, 상기 관통 구멍 부분에는 베어링 하우징(46)이 장착되고, 회전축은 베어링 하우징(46)를 관통하고, 베어링 하우징(46)은 회전축을 안정적으로 지지하여 회전축이 순조롭게 회전할 수 있도록 하고, 또한, 상기 제2 회전축(42)의 일단은 복수의 볼트(47)를 통해 상기 회전 베이스(30)에 고정 연결되고, 상기 제2 회전축(42)은 상기 회전 베이스(30)를 구동하여 반전시킬 수 있다. 상기 제1 로커암(43) 및 상기 제2 로커암(44)은 편심 구조이고, 제1 로커암(43)은 상기 제1 회전축(41)의 상기 기계 몸체(10) 외부에 위치한 부분에 고정 연결되고, 제2 로커암(44)은 상기 제2 회전축(42)의 상기 기계 몸체(10) 외부에 위치한 부분에 고정 연결되고, 상기 연동 부재(45)는 각각 상기 제1 로커암(43) 및 상기 제2 로커암(44)과 피벗 연결되어 연동 가능한 구조를 공동으로 구성하는 상대적 양단이 구비된다.

상기 제1 회전축(41)과 제2 회전축(42)은 평행하게 설치되고, 도 2 및 도 4를 결합하여 참조하면, 상기 제1 로커암(43)은 상기 제1 회전축(41)의 축심을 회전 중심으로 하고, 제2 로커암(44)은 상기 제2 회전축(42)의 축심을 회전 중심으로 하고, 여기서 상기 제1 로커암(43)과 상기 연동 부재(45)의 피벗 연결 중심에서 상기 제1 로커암(43)의 회전 중심까지 제1 거리(L1)로 정의되고, 상기 제2 로커암(44)과 상기 연동 부재(45)의 피벗 연결 중심에서 상기 제2 로커암(44)의 회전 중심까지 제2 거리(L2)로 정의되고, 상기 제1 거리(L1)는 상기 제2 거리(L2)보다 작다.

상기 제1 모터(50)는 상기 제1 회전축(41)을 구동하여 회전시키기 위한 것이고, 본 실시예의 제1 모터(50)의 선단에는 감속기(52)가 연결 설치되고, 상기 제1 캠 인덱서(60)는 상기 감속기(52)와 상기 전동 구조(40) 사이에 설치된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 캠 인덱서(60)는 기계 박스(61) 내에 설치된 제1 입력축(62), 제1 출력축(64) 및 제1 인덱싱 구조(66)를 포함하고, 상기 제1 입력축(62)과 상기 제1 출력축(64)은 평행하게 설치되고 일단은 상기 기계 박스(61)의 판재(61a)를 관통하고, 상기 제1 입력축(62)의 일부는 상기 감속기(52)로 연장 삽입되고, 상기 제1 모터(50)는 상기 감속기(52)를 통해 상기 제1 입력축(62)을 구동하여 회전시키고, 상기 제1 출력축(64)은 복수의 볼트(63)를 통해 상기 제1 회전축(41)과 동축으로 연결 설치되지만, 실제로는 상기 제1 출력축(64)과 상기 제1 회전축(41)이 일체로 형성될 수 있음을 배제하지 않고, 상기 제1 인덱싱 구조(66)는 상기 제1 입력축(62) 및 상기 제1 출력축(64)을 연동시키기 위한 것이고, 본 실시예의 제1 인덱싱 구조(66)는 제1 인덱싱 캠(661), 제1 인덱싱 플레이트(662) 및 복수의 제1 인덱싱 부재(663)를 포함하고, 상기 제1 입력축(62)은 상기 제1 인덱싱 캠(661)을 구동하여 회전시킬 수 있는 방식으로 상기 제1 인덱싱 캠(661)에 관통 설치되고, 상기 제1 인덱싱 플레이트(662)는 상기 제1 출력축(64) 또는 상기 제1 회전축(41)을 연동시킬 수 있는 방식으로 상기 제1 출력축(64)과 상기 제1 회전축(41)의 맞춤 연결 부위에 끼움 설치되고, 상기 제1 입력축(62)과 제1 인덱싱 캠(661)의 연동 방식 및 제1 인덱싱 플레이트(662)와 상기 제1 출력축(64) 또는 제1 인덱싱 플레이트(662)와 상기 제1 회전축(41)의 연동 방식은 본 실시예에서는 키와 키홈 결합 방식을 사용하여 연동 목적을 실현하고, 상기 제1 인덱싱 부재(663)들은 상기 제1 인덱싱 플레이트(662)에 간격을 두고 설치된다.

상술한 바와 같이, 상기 모터(50)가 상기 제1 입력축(62)을 구동하여 상기 제1 인덱싱 캠(661)을 회전시키면, 상기 제1 인덱싱 캠(661)은 상기 제1 인덱싱 부재(663)를 푸시하여 상기 제1 인덱싱 플레이트(662)가 상기 제1 회전축(41)을 회전시키도록 구동하고, 상기 연동 부재(45)의 양단이 상기 제1 회전축(41) 및 상기 제2 회전축(42)에 피벗 연결되고, 상기 제1 로커암(43) 및 연동 부재(45)의 피벗 연결 중심에서 상기 제1 로커암(43)의 회전 중심까지(즉 제1 거리(L1))는 상기 제2 로커암(44) 및 연동 부재(45)의 피벗 연결 중심에서 상기 제2 로커암(44)의 회전 중심까지(즉 제2 거리(L2))보다 작은 관계에 기반하여, 상기 제1 회전축(41)에 의해 구동되는 제1 로커암(43)이 큰 각도로 스윙하는 방식으로 상기 제2 로커암(44)을 작은 각도 범위로 스윙하게 구동할 수 있도록 하고, 또한 상기 제1 회전축(41)이 상기 제2 회전축(42)을 구동하여 동기 회전시키는 목적을 실현한다. 본 실시예에서, 상기 제1 회전축(41)은 상기 제1 로커암(43)을 0° 및 180°의 각도 사이에서 정방향 및 역방향으로 스윙하도록 구동하고(도 2 및 도 6 참조), 상기 제2 로커암(44)은 0° 및 90°의 각도 사이에서 왕복 스윙한다. 그러나 다른 실시예에서, 상기 제1 회전축(41)이 상기 제1 로커암(43)을 한 바퀴 회전 스윙하도록 구동하면, 상기 제2 로커암(44)은 상기 연동 부재(45)의 연동을 통해 0° 및 90°의 각도 사이에서 1회 왕복 스윙을 완성하는 것을 배제하지 않는다.

또한, 상기 제1 캠 인덱서(60)의 전체 부피를 줄이기 위해, 본 실시예의 제1 인덱싱 부재(663)는 상기 제1 인덱싱 플레이트(662)의 전면 및 후면에 각각 설치되고, 상기 제1 인덱싱 캠(661)은 상기 제1 인덱싱 플레이트(662)가 순조롭게 회전하도록 상기 제1 인덱싱 플레이트(662)의 전면 및 후면의 제1 인덱싱 부재(663)를 각각 릴레이 방식으로 푸시하도록 설치되는 2개의 캠 블록(661a)을 포함한다. 상기 제1 인덱싱 부재(663)는 생크를 가진 베어링이지만, 롤러와 같은 다른 동등한 대체 구조를 배제하지 않는다. 이로부터 알 수 있듯이, 상기 제1 캠 인덱서(60)는 큰 토크를 발생시킬 수 있는 패러렐 캠 인덱서이고, 설명드릴 것은, 상기 캠 인덱서의 다른 실시예에서의 입력축 및 출력축은 평행하지 않게 설치될 수 있고, 예를 들면 상기 입력축이 웜 구조인 경우에는, 상기 입력축과 출력축은 수직으로 설치된다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 회전 베이스(30)는 대략 직사각형이고 제1 측면(32) 및 제2 측면(34)을 가지며, 상술한 바를 통해 알 수 있듯이, 상기 회전 베이스(30)는 상기 제2 회전축(42)의 회전에 따라 반전된다. 상기 위치 제한 구조(70)는 상기 제1 측면(32)이 맞닿을 수 있는 제1 저지면 및 상기 제2 측면(34)이 맞닿을 수 있는 제2 저지면을 포함하고, 본 실시예에서, 위치 제한 구조(70)는 상기 기계 몸체(10)에 수직으로 연결되는 제1 저지 레버(72) 및 제2 저지 레버(74)를 포함하고, 상기 제1 저지 레버(72)는 제1 헤드부(721)가 구비되고, 상기 제1 헤드부(721)의 상단면은 상기 제1 저지면을 구성하고, 상기 제2 저지 레버(74)는 제2 헤드부(741)가 구비되고, 상기 제2 헤드부(741)의 상단면은 상기 제2 저지면을 구성하고, 바람직하게는, 상기 제1 헤드부(721) 및 상기 제2 헤드부(741)는 축 방향을 따라 변위되도록 조정될 수 있는 방식으로 설계되고, 예를 들면 나사 결합 방식으로 상기 목적을 실현한다. 도 8은 상기 회전 베이스(30)의 제1 측면(32)이 상기 제1 헤드부(721)에 맞닿아 제1 위치(P1)에 머무는 것을 나타내고, 도 9는 반전된 회전 베이스(30)의 제2 측면(34)이 상기 제2 헤드부(741)에 맞닿아 제2 위치(P2)에 머무는 것을 나타낸다.

도 10 및 도 11를 결합하면, 상기 제2 캠 인덱서(80)는 상기 회전 베이스(30)와 상기 공구 교환 암(20) 사이에 설치되고, 상기 제2 모터(90)는 선단에 감속기(92)가 연결 설치되어 상기 제2 캠 인덱서(80)의 하방에 설치되므로 상기 회전 베이스(30)가 회전하면, 상기 공구 교환 암(20), 제2 캠 인덱서(80) 및 제2 모터(90)도 상기 회전 베이스(30)의 반전과 함께 스윙 방향이 변경된다. 상기 제2 캠 인덱서(80)는 기계 박스(82), 제2 입력축(84), 제2 출력축(86) 및 제2 인덱싱 구조(88)를 포함한다.

상기 기계 박스(82)는 복수의 볼트(81)가 관통 설치되어 상기 회전 베이스(30)에 고정 설치되고, 기계 박스(82) 내에는 상기 제2 입력축(84), 제2 출력축(86) 및 제2 인덱싱 구조(88)가 설치되고, 상기 제2 입력축(84)과 상기 제2 출력축(86)은 평행하게 설치되고, 상기 제2 입력축(84)의 일단은 상기 감속기(92) 내로 연장되고, 상기 제2 모터(90)는 감속기(92)를 통해 상기 제2 입력축(84)을 구동하여 회전시키고, 상기 제2 출력축(86)의 일단은 상기 기계 박스(82) 외부로 돌출되고, 상기 제2 출력축(86)은 축 연결 슬리브(83)를 통해 상기 공구 교환 암(20)의 회전축(22)과 동축으로 연결된다.

상기 제2 인덱싱 구조(88)는 상기 제2 입력축(84)과 상기 제2 출력축(86)을 연동시키기 위한 것이고, 본 실시예의 제2 인덱싱 구조(88)는 제2 인덱싱 캠(881), 제2 인덱싱 플레이트(882) 및 복수의 제2 인덱싱 부재(883)를 포함하고, 상기 제2 입력축(84)은 상기 제2 인덱싱 캠(881)을 구동하여 회전시킬 수 있는 방식으로 상기 제2 인덱싱 캠(881)에 관통 설치되고, 상기 제2 출력축(86)도 상기 제2 인덱싱 플레이트(882)와 연동될 수 있는 방식으로 상기 제2 인덱싱 플레이트(882)에 관통 설치되고, 상기 제2 입력축(84)과 제2 인덱싱 캠(881), 제2 출력축(86)과 제2 인덱싱 플레이트(882)의 연동 방식은 키와 키홈 결합 방식 뿐만 아니라, 일체로 형성되는 구조로 제조되어 연동 목적을 실현할 수 있고, 상기 제2 인덱싱 부재(883)들은 상기 제2 인덱싱 플레이트(882)에 간격을 두고 설치된다. 본 실시예의 제2 인덱싱 캠(881)도 마찬가지로 2개의 캠 블록(881a)으로 구성되고, 제2 인덱싱 플레이트(882)의 전면 및 후면에는 생크를 가진 베어링과 같은 복수의 제2 인덱싱 부재(883)가 각각 설치되어 있고, 제2 모터(90)가 상기 제2 입력축(84)을 구동하여 회전시키면, 캠 블록(881a)은 제2 인덱싱 부재(883)를 푸시하여 상기 제2 출력축(86)이 회전하도록 연동시키고, 회전하는 제2 출력축(86)은 상기 회전축(22)을 구동하여 회전시키고, 상기 회전축(22)은 상기 공구 암(24)을 구동하여 회전시킨다.

상술한 내용을 종합하면, 본 발명의 가공 기계의 공구 교환 로봇(100)은 공구 교환 로봇이 작동하도록 구동하는 주요 동력원으로 전력 제어를 사용하고, 상기 제1 모터(50)와 상기 제1 캠 인덱서(60) 및 상기 전동 구조(40)를 결합하여 상대적으로 큰 출력 파워(예를 들면 큰 토크 출력)로 상기 회전 베이스(30)를 구동하고, 상기 회전 베이스(30)에 상기 공구 교환 암(20), 제2 캠 인덱서(80) 및 제2 모터(90) 등 무거운 물체가 탑재될 경우에도, 여전히 2개의 고정 지점 사이에서 왕복 반전되도록 순조롭게 구동할 수 있고, 상기 제2 모터(90)와 상기 제2 캠 인덱서(80)를 결합하여 상기 공구 교환 암(20)의 상기 공구 암(24)이 180° 공구 교환 회전 변환을 수행하도록 제어한다. 상기 제1 모터(50) 및 제2 모터(90)는 3상 교류 전기 모터이고, 모터와 인덱서 및 전동 구조(40)를 결합하는 방식을 통해, 유압 실린더가 2개의 고정 지점 사이에서 이동하도록 공구 교환 암을 구동할 경우, 유압 오일 누출 및 유압 오일 후속 처리가 비환경적인 기존의 문제점을 개선하고, 본 발명의 구조는 유압 오일의 온도가 너무 높음으로 인한 사용 제한을 받지 않는다. 언급할 것은, 본 실시예의 회전 베이스(30)에 탑재된 무거운 물체는 공구 교환 암(20) 및 제2 캠 인덱서(80)이지만, 실제 적용 예시에서 상기 무거운 물체에 제한되는 것은 아니다.

또한, 상기 실시예의 연동 부재(45)는 단일 구성요소일 수 있을 뿐만 아니라, 길이 조절이 가능한 구조일 수도 있고, 예를 들면 제1 레버(451) 및 제2 레버(452)를 포함하고, 상기 제1 레버(451) 및 상기 제2 레버(452)는 맞춤 연결 길이가 조절될 수 있는 방식(예를 들면 잠금 연결)으로 연결 설치되고, 상기 제1 레버(451)의 일단은 상기 제1 로커암(43)에 피벗 연결되고, 상기 제2 레버(452)의 일단은 상기 제2 로커암(44)에 피벗 연결되고, 상기 길이 조절이 가능한 구조 설계를 통해, 상기 연동 부재(45)가 보다 원활하게 장착되도록 하고, 예를 들면 상기 제1 회전축(41) 및 상기 제2 회전축(42)의 중심 거리가 변경되는 경우에 적용되도록 한다. 도 12 및 도 13을 결합하면, 일 실시예에서, 제1 레버(451)는 제1 베어링 하우징(453)에 맞춤 연결되는 것을 통해 상기 제1 로커암(43)에 피벗 연결되고, 제2 레버(452)는 제2 베어링 하우징(454)에 맞춤 연결되는 것을 통해 상기 제2 로커암(44)에 피벗 연결되고, 제1 레버(451) 및 제2 레버(452)의 타단은 T자형 헤드(451a 및 452a)를 각각 구성하고, 상기 T자형 헤드는 조정 레버 슬리브(455) 내에 수용되어 설치되고, 누름 커버(456)에 의해 T자형 헤드를 상기 조정 레버 슬리브(455) 내에 제한시키고, 상기 T자형 헤드(451a)와 상기 조정 레버 슬리브(455)의 저벽(底壁) 사이에는 디스크형 탄성 시트(457)가 설치되어 있고, 상기 T자형 헤드(452a)와 상기 누름 커버(456) 사이에는 디스크형 탄성 시트(458)가 설치되어 있고, 이에 의해, 연동 부재(45)의 길이 조정 메커니즘은 보상 기능을 가지며, 상기 제1 로커암(43) 및 제2 로커암(44)의 회전을 더 순조롭게 할 수 있다.

이상은 본 발명의 바람직한 실행 가능한 실시예일 뿐이며, 본 발명의 명세서 및 특허청구범위에 따른 등가 변화는 모두 본 발명의 범위 내에 포함된다.

100: 가공 기계의 공구 교환 로봇
10: 기계 몸체
12: 전면판
20: 공구 교환 암
22: 회전축
24: 공구 암
30: 회전 베이스
32: 제1 측면
34: 제2 측면
40: 전동 구조
41: 제1 회전축
42: 제2 회전축
43: 제1 로커암
44: 제2 로커암
45: 연동 부재
451: 제1 레버
451a: T자형 헤드
452: 제2 레버
452a: T자형 헤드
453: 제1 베어링 하우징
454: 제2 베어링 하우징
455: 조정 레버 슬리브
456: 누름 커버
457: 디스크형 탄성 시트
458: 디스크형 탄성 시트
46: 베어링 하우징
47: 볼트
50: 제1 모터
52: 감속기
60: 제1 캠 인덱서
61: 기계 박스
61a: 판재
62: 제1 입력축
63: 볼트
64: 제1 출력축
66: 제1 인덱싱 구조
661: 제1 인덱싱 캠
661a: 캠 블록
662: 제1 인덱싱 플레이트
663: 제1 인덱싱 부재
70: 위치 제한 구조
72: 제1 저지 레버
721: 제1 헤드부
74: 제2 저지 레버
741: 제2 헤드부
80: 제2 캠 인덱서
81: 볼트
82: 기계 박스
83: 축 연결 슬리브
84: 제2 입력축
86: 제2 출력축
88: 제2 인덱싱 구조
881: 제2 인덱싱 캠
881a: 캠 블록
882: 제2 인덱싱 플레이트
883: 제2 인덱싱 부재
90: 제2 모터
92: 감속기
L1: 제1 거리
L2: 제2 거리
P1: 제1 위치
P2: 제2 위치

Claims

가공 기계의 공구 교환 로봇에 있어서,
기계 몸체;
제1 회전축, 제2 회전축, 제1 로커암, 제2 로커암 및 연동 부재를 포함하고, 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축은 회전 가능한 방식으로 상기 기계 몸체에 각각 관통 설치되고, 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축의 일부는 상기 기계 몸체 외부에 위치하고, 상기 제1 로커암은 상기 제1 회전축의 상기 기계 몸체 외부에 위치한 부분에 고정 연결되고, 상기 제2 로커암은 상기 제2 회전축의 상기 기계 몸체 외부에 위치한 부분에 고정 연결되고, 상기 연동 부재는 각각 상기 제1 로커암 및 상기 제2 로커암에 피벗 연결되는 양단이 구비되는 전동 구조;
상기 제1 회전축을 구동하여 회전시키기 위한 제1 모터; 및
상기 제2 회전축에 고정 연결되고 제1 위치와 제2 위치 사이에서 왕복 회전할 수 있는 회전 베이스;
를 포함하는 가공 기계의 공구 교환 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 로커암은 상기 제1 회전축의 축심을 회전 중심으로 하고, 상기 제2 로커암은 상기 제2 회전축의 축심을 회전 중심으로 하고, 상기 제1 로커암과 상기 연동 부재의 피벗 연결 중심에서 상기 제1 로커암의 회전 중심까지 제1 거리로 정의되고, 상기 제2 로커암과 상기 연동 부재의 피벗 연결 중심에서 상기 제2 로커암의 회전 중심까지 제2 거리로 정의되고, 상기 제1 거리는 상기 제2 거리보다 작은, 가공 기계의 공구 교환 로봇.
제1항에 있어서,
제1 입력축, 제1 출력축 및 제1 인덱싱 구조를 포함하는 제1 캠 인덱서를 포함하고, 상기 제1 모터는 상기 제1 입력축을 구동하여 회전시키고, 상기 제1 출력축과 상기 제1 회전축은 동축으로 연결 설치되고, 상기 제1 인덱싱 구조는 상기 제1 입력축과 상기 제1 출력축을 연동시키기 위한 것인, 가공 기계의 공구 교환 로봇.
제3항에 있어서,
상기 제1 입력축과 상기 제1 출력축은 평행하게 설치되고, 상기 제1 인덱싱 구조는 제1 인덱싱 캠, 제1 인덱싱 플레이트 및 복수의 제1 인덱싱 부재를 포함하고, 상기 제1 입력축은 상기 제1 인덱싱 캠에 관통 설치되고, 상기 제1 출력축은 상기 제1 인덱싱 플레이트에 관통 설치되고, 상기 제1 인덱싱 부재들은 상기 제1 인덱싱 플레이트에 간격을 두고 설치되고, 상기 제1 인덱싱 캠은 상기 제1 인덱싱 부재를 푸시하기 위한 것인, 가공 기계의 공구 교환 로봇.
제1항에 있어서,
위치 제한 구조를 포함하고, 상기 위치 제한 구조는 제1 저지면 및 제2 저지면을 포함하고, 상기 회전 베이스는 제1 측면 및 제2 측면을 포함하고, 상기 제1 측면이 상기 제1 저지면에 맞닿으면, 상기 회전 베이스는 상기 제1 위치에 위치하고, 상기 제2 측면이 상기 제2 저지면에 맞닿으면, 상기 회전 베이스는 상기 제2 위치에 위치하는, 가공 기계의 공구 교환 로봇.
제5항에 있어서,
상기 위치 제한 구조는 상기 기계 몸체에 연결 설치된 제1 저지 레버 및 제2 저지 레버를 포함하고, 상기 제1 저지 레버는 제1 헤드부가 구비되고, 상기 제2 저지 레버는 제2 헤드부가 구비되고, 상기 제1 헤드부 및 상기 제2 헤드부는 축 방향을 따라 변위되도록 조정될 수 있고, 상기 제1 헤드부는 상기 제1 저지면이 구비되고, 상기 제2 헤드부는 상기 제2 저지면이 구비되는, 가공 기계의 공구 교환 로봇.
제1항에 있어서,
상기 전동 구조의 상기 연동 부재는 제1 레버 및 제2 레버를 포함하고, 상기 제1 레버 및 상기 제2 레버는 맞춤 연결 길이가 조절될 수 있는 방식으로 연결 설치되고, 상기 제1 레버의 일단은 상기 제1 로커암에 피벗 연결되고, 상기 제2 레버의 일단은 상기 제2 로커암에 피벗 연결되는, 가공 기계의 공구 교환 로봇.
제1항에 있어서,
상기 회전 베이스에 연결 설치된 공구 교환 암을 포함하고, 상기 공구 교환 암은 회전축 및 공구 암을 포함하고, 상기 회전축은 제어를 받으면서 회전하고, 상기 공구 암은 상기 회전축의 일단에 연결 설치되고 각각 공구 생크를 클램핑하기 위한 상대적 양단이 구비되는, 가공 기계의 공구 교환 로봇.
제8항에 있어서,
제2 캠 인덱서 및 제2 모터를 포함하고, 상기 제2 캠 인덱서는 상기 회전 베이스와 상기 공구 교환 암 사이에 설치되고, 상기 제2 캠 인덱서는 제2 입력축, 제2 출력축 및 제2 인덱싱 구조를 포함하고, 상기 제2 모터는 상기 제2 입력축을 구동하여 회전시키고, 상기 제2 출력축과 상기 회전축은 동축으로 연결 설치되고, 상기 제2 인덱싱 구조는 상기 제2 입력축과 상기 제2 출력축을 연동시키기 위한 것인, 가공 기계의 공구 교환 로봇.
제9항에 있어서,
상기 제2 입력축과 상기 제2 출력축은 평행하게 설치되고, 상기 제2 인덱싱 구조는 제2 인덱싱 캠, 제2 인덱싱 플레이트 및 복수의 제2 인덱싱 부재를 포함하고, 상기 제2 입력축은 상기 제2 인덱싱 캠에 관통 설치되고, 상기 제2 출력축은 상기 제2 인덱싱 플레이트에 관통 설치되고, 상기 제2 인덱싱 부재들은 상기 제2 인덱싱 플레이트에 간격을 두고 설치되고, 상기 제2 인덱싱 캠은 상기 제2 인덱싱 부재를 푸시하기 위한 것인, 가공 기계의 공구 교환 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 모터는 상기 제1 회전축을 통해 상기 제1 로커암을 0° 및 180°의 각도 사이에서 정방향 및 역방향으로 스윙하도록 구동하고, 상기 제2 로커암은 상기 연동 부재의 연동을 통해 0° 및 90°의 각도 사이에서 왕복 스윙하는, 가공 기계의 공구 교환 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제1 모터가 상기 제1 회전축을 통해 상기 제1 로커암을 한 바퀴 회전 스윙하도록 구동하면, 상기 제2 로커암은 상기 연동 부재의 연동을 통해 0° 및 90°의 각도 사이에서 1회 왕복 스윙을 완성하는, 가공 기계의 공구 교환 로봇.