KR20000014041U

KR20000014041U - 머시닝 센터의 툴 매거진 툴포트 선회장치

Info

Publication number: KR20000014041U
Application number: KR2019980027317U
Authority: KR
Inventors: 김종익
Original assignee: 추호석; 대우중공업 주식회사
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 2000-07-15

Abstract

본 고안은 주축과 수직으로 설치되는 툴 매거진을 가진 머시닝 센터에서 툴포트가 툴 매거진으로부터 완전히 이탈되도록하여 툴 매거진이 회전할 수 있게 함으로써 매거진의 공구위치가 바뀌지 않도록 한 머시닝 센터의 툴 매거진 툴포트 선회장치에 관한 것으로, 피봇(30)에 의해 툴 매거진 프레임(32)에 설치되는 실린더(34)와, 상기 툴 매거진 프레임(32)에 설치되고, 미끄럼장공(39)을 갖는 가이드 블록(40)과, 상기 실린더(34)의 피스톤로드(34a)에 클레비스이음되고, 상기 미끄럼장공(39)을 따라 직선운동하게 되고, 이 미끄럼장공(39) 끝부분에 이르게 되면 90° 회동되는 가이드 핀(38)을 가지는 T링크(35)와, 상기 T링크(35)에 결합되고, 상기 툴 매거진 프레임(32)에서 순환운동되는 툴포트(36)가 끼워지는 포트홀더(37)와, 상기 실린더(34)의 압축시에 상기 포트홀더(37)가 걸리면서 이 포트홀더(37)가 주축(50)과 직각을 이루도록 위치결정하는 스토퍼(44)와, 상기 실린더(34)의 신장력에 의해 툴포트(36)를 잡고 90°선회하는 포트홀더(37)를 안내하도록 상하면에 원호모양의 포트안내홈(46g)를 구비하고, 툴포트(36)가 주축(50)과 평행을 이루도록 위치결정하는 스토퍼(44')를 구비하여 상기 툴 매거진 프레임(32)에 고정된 브라켓(46)과, 상기 브라켓(46)의 상면에 고정되고, 상기 툴포트(36)가 90°선회되면 이 툴포트(36)를 잡고 대기하는 포트클램프실린더(48)로 구성된 것이다.

Description

머시닝 센터의 툴 매거진 툴포트 선회장치

본 고안은 머시닝 센터의 툴 매거진 툴포트 선회장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주축과 수직으로 설치되는 툴 매거진을 가진 머시닝 센터에서 툴포트가 툴 매거진으로부터 완전히 이탈되도록하여 툴 매거진이 회전할 수 있게 함으로써 매거진의 공구위치가 바뀌지 않도록 머시닝 센터의 툴 매거진 툴포트 선회장치에 관한 것이다.

일반적으로 머시닝센터(machining center)는 보링 머신·밀링머신·드릴링머신을 하나로 한 복합공작기계로서, 주축(主軸)의 운동 방향에 따라 수직형 머시닝센터와 수평형 머시닝센터로 구분한다.

이러한 머시닝센터의 운동은 직선운동·회전운동·주축회전의 세 가지가 있으며, 이들 운동은 수치제어(數値制御:NC)되는 서보모터와 주축에 의해 위치결정됨과 동시에 주축의 속도가 제어된다.

그리고, 머시닝센터의 구성은 기계 본체와 여러개(예를 들어서 20∼70개)의 공구를 절삭조건에 맞게 자동적으로 바꾸어 주는 자동공구교환장치(automatic tool changer : ATC) 및 수치제어장치로 되어 있다.

이러한 자동공구교환장치에 의한 가공은 단 한 번의 세팅으로 다축가공(多軸加工)·다공정가공이 가능하므로, 다품종 소량부품(多品種少量部品)의 가공공정을 자동화하는데 유리하다.

위에서 설명한 바와 같은 종래의 자동공구교환장치는 첨부도면 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 툴포트가 회전하는 방식(포트어드레스 랜덤방식)과 툴포트가 이동하는 방식(고정번지 랜덤방식)이 있다.

첨부도면 도1은 툴포트가 회전하는 방식으로, 주축(13)의 방향과 툴매거진(20)의 방향이 수직으로 되어 있기 때문에 툴포트(10)가 실린더(12)에 의해 90°선회되면서 매거진드럼 또는 체인에 연결되도록 구성되어 있었으므로, 툴포트(10)가 90°선회된 상태에서는 툴매거진(20)이 회전할 수 없게 되어 있다.

이와 같은 툴포트 회전방식은 공구교환을 수행하면 초기상태와는 다르게 매거진의 공구위치가 바뀌게 되어 공구의 위치를 검색한 후 이를 수치제어장치의 기억장치를 이용하여 기억시키고 있었다.

즉, 이와 같은 방식을 "포트 어드레스 랜덤방식"이라고 불리우는데, 이것은 주축쪽 공구가 절삭상태에 있을 때 프로그램에 의해 지령된 다음번 공구를 매거진의 회전에 의해 대기위치까지 옮겨 놓은 상태로 대기하다가 공구교환지령이 있게 되면, 주축쪽 공구와 대기위치의 공구를 교환한 다음, 대기위치의 교환된 공구는 매거진의 포트홀더로 들어가고 다음번의 공구를 찾기위해 매거진이 회전하도록 된 것이다.

이러한 동작을 되풀이 하다보면 초기상태와는 다르게 매거진의 공구위치가 바뀌게 된다.

따라서 작업자가 수치제어장치의 기억장치에 공구의 위치를 일일이 입력하여야하는 불편한 문제점이 발생되었다.

이러한 "포트 어드레스 랜덤방식"은 공구를 찾아서 교환할 때 까지의 동작은 단순하지만 서로 인접한 대경공구와의 간섭을 일으키지 않도록 주의를 요하고, 수치제어장치의 기억된 내용을 일일이 입력하고 확인해야 되므로, 다소 혼선의 염려가 있게 되어 작업자가 기피하는 경향이 있다.

첨부도면 도2는 툴포트가 이동하는 방식으로서, 공구 또는 툴포트가 대기위치로 움직이더라도 툴매거진이 회전가능한 구조이기 때문에 매거진의 공구위치가 바뀌지 않는다.

그러나, 이러한 방식의 툴매거진은 툴매거진의 방향이 주축(15)의 방향과 나란하게 놓여 있을 경우에만 적용할 수 있다.

일반적으로 툴매거진은 공구수납의 숫자를 보통 20개, 40개, 60개, 90개, 120개 등 다양하게 할 수 있는데, 주축(spindle)의 방향과 매거진의 방향이 나란히 놓여 있을 경우 공구수납의 수가 많아지면 기계의 폭이 커지게 되어, 설치면적이 커지게 되는 문제점이 있었다.

즉, 이와 같은 방식을 "고정번지랜덤(fixed address random)방식"이라 불리우는데, 이것은 앞서 설명한 "포트 어드레스 랜덤방식"과는 달리 주축쪽 공구가 절삭상태에 있을 때, 프로그램에 의해 지령된 다음번 공구를 매거진의 회전에 의해 찾아서 대기위치까지 옮겨 놓고, 다시 매거진이 회전하여 주축쪽 공구번호에 해당되는 매거진의 포트홀더를 대기위치 옆까지 툴포트가 없는 상태로 갖다 놓은 후, 체인지암(미도시)에 의해 공구를 교환하고 대기위치의 툴포트가 매거진쪽으로 들어가고 다음번의 공구를 찾기 위해 매거진이 회전한다.

이러한 동작을 되풀이 하더라도 매거진의 공구위치가 바뀌지 않는다.

따라서, 작업자가 수치제어장치의 기억장치에 공구의 위치를 일일이 입력해야 하는 "포트어드레스 랜덤방식"보다 편리하여 이를 선호하는 작업자가 많다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 주축의 방향과 수직으로 위치한 툴매거진에서도 툴포트가 대기위치에 있더라도 매거진을 회전시켜 주축쪽 공구번호를 해당되는 매거진의 포트홀더를 대기위치 옆까지 옮겨 놓을 수 있도록하므로써 매거진의 공구위치가 바뀌지 않도록 한 머시닝 센터의 툴 매거진 툴포트 선회장치를 제공함에 있다.

이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 피봇에 의해 툴 매거진 프레임에 설치되는 실린더와, 상기 툴 매거진 프레임에 설치되고, 미끄럼장공을 갖는 가이드 블록과, 상기 실린더의 피스톤로드에 클레비스이음되고, 상기 미끄럼장공을 따라 직선운동하게 되고, 이 미끄럼장공 끝부분에 이르게 되면 90° 회동되는 가이드 핀을 가지는 T링크와, 상기 T링크에 결합되고, 상기 툴 매거진 프레임에서 순환운동되는 툴포트가 끼워지는 포트홀더와, 상기 실린더의 압축시에 상기 포트홀더가 걸리면서 이 포트홀더가 주축과 직각을 이루도록 위치결정하는 스토퍼와, 상기 실린더의 신장력에 의해 툴포트를 잡고 90°선회하는 포트홀더를 안내하도록 상하면에 원호모양의 포트안내홈를 구비하고, 툴포트가 주축과 평행을 이루도록 위치결정하는 스토퍼를 구비한 브라켓과, 상기 브라켓의 상면에 고정되고, 상기 툴포트가 90°선회되면 이 툴포트를 잡고 대기하는 포트클램프실린더로 구성된 특징을 갖는다.

도 1 은 종래 머시닝 센터의 툴포트 회전형 공구교환장치를 보이는 정면도

도 2 는 종래 머시닝 센터의 툴포트 이동형 공구교환장치를 보이는 평면도

도 3 은 본 고안에 따른 머시닝 센터의 툴 매거진 툴포트 선회장치를 보이는 평면도

도 4 는 본 고안에 따른 머시닝 센터의 툴 매거진 툴포트 선회장치를 보이는 측면도

도 5 는 본 고안에 따른 머시닝 센터의 툴 매거진 툴포트 선회장치를 보이는 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

30 : 피봇 36 : 툴포트

32 : 툴 매거진 프레임 37 : 포트홀더

34 : 실린더 50 : 주축

39 : 미끄럼장공 44,44' : 스토퍼

40 : 가이드 블록 46 : 브라켓

34a : 피스톤로드 46g : 포트안내홈

38 : 가이드 핀 48 : 포트클램프실린더

35 : T링크

이하 본 고안에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도3 내지 도5에 도시된 바와 같이 피봇(30)에 의해 툴 매거진 프레임(32)에 설치되는 실린더(34)와, 상기 툴 매거진 프레임(32)에 설치되고, 미끄럼장공(39)을 갖는 가이드 블록(40)과, 상기 실린더(34)의 피스톤로드(34a)에 클레비스이음되고, 상기 미끄럼장공(39)을 따라 직선운동하게 되고, 이 미끄럼장공(39) 끝부분에 이르게 되면 90° 회동되는 가이드 핀(38)을 가지는 T링크(35)와, 상기 T링크(35)에 결합되고, 상기 툴 매거진 프레임(32)에서 순환운동되는 툴포트(36)가 끼워지는 포트홀더(37)와, 상기 실린더(34)의 압축시에 상기 포트홀더(37)가 걸리면서 이 포트홀더(37)가 주축(50)과 직각을 이루도록 위치결정하는 스토퍼(44)와, 상기 실린더(34)의 신장력에 의해 툴포트(36)를 잡고 90°선회하는 포트홀더(37)를 안내하도록 상하면에 원호모양의 포트안내홈(46g)를 구비하고, 툴포트(36)가 주축(50)과 평행을 이루도록 위치결정하는 스토퍼(44')를 구비하여 상기 툴 매거진 프레임(32)에 고정된 브라켓(46)과, 상기 브라켓(46)의 상면에 고정되고, 상기 툴포트(36)가 90°선회되면 이 툴포트(36)를 잡고 대기하는 포트클램프실린더(48)로 구성하였다.

상기 실린더(34)는 에어실린더를 사용하여 구성하였다.

상기 포트홀더(37)는 양측에 핑거가 있는 형태의 것을 사용하여 구성하였다.

이하 본 고안에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부도면 도3 내지 도5에 도시된 바와 같이 피봇(30)에 의해 툴 매거진 프레임(32)에 회동자재케 설치된 실린더(34)의 피스톤로드(34a)가 신장되면, 이 피스톤로드(34a)에 의해 T링크(35)가 가이드 블록(40)에 형성되어 있는 미끄럼장공(39)에서 미끄러지는 가이드 핀(38)에 의해 안내를 받으면서 직선운동을 하다 미끄럼장공(39)의 끝부분에 이르게 되면, 이를 기점으로 90°선회하는 각운동을 하게 되고, 스토퍼(44')에 의해 주축(50)과 평행하게 위치된다.

이때 브라켓(46)에 형성되어 있는 원호형의 포트안내홈(46g)은 툴포트(36)를 견고하게 지지하는 작용을 하게 되며, 포트홀더(37)가 실린더(34)의 신장시 툴포트(36)를 잡게 된다.

툴포트(36)의 90°선회가 완료되면 브라켓(46)의 상면에 고정된 포트클램프실린더(48)에 의해 툴포트(36)를 잡고 대기한다.

이후 체인지암(70)에 의해 공구교환이 이루어지게 된다.

공구교환이 완료되면, 포트클램프 실린더(48)가 작동하여 툴포트(36)를 놓게 되고, 실린더(34)의 피스톤로드(34a)가 수축되어 실린더튜브(34b)의 안쪽으로 들어가게 되면, 툴포트(36)를 물고 있는 포트홀더(37)가 복귀되면서 툴 매거진 프레임(32)에 설치되어 있는 스토퍼(44)에 걸리면서 처음과 같이 주축(50)과 직각을 이루게 되며, 포트홀더(37)가 벌어지면서 툴 매거진 회전시에 툴포트(36)가 포트홀더(37)에 닿는 것을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안은 툴 매거진이 주축의 방향과 수직인 경우에도 툴포트가 이 툴 매거진으로부터 완전히 이탈되어 툴 매거진이 회전할 수 있도록 되어 있으므로, 공구번호와 포트번호를 항상 일치시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

피봇(30)에 의해 툴 매거진 프레임(32)에 설치되는 실린더(34);

상기 툴 매거진 프레임(32)에 설치되고, 미끄럼장공(39)을 갖는 가이드 블록(40);

상기 실린더(34)의 피스톤로드(34a)에 클레비스이음되고, 상기 미끄럼장공(39)을 따라 직선운동하게 되고, 이 미끄럼장공(39) 끝부분에 이르게 되면 90° 회동되는 가이드 핀(38)을 가지는 T링크(35);

상기 T링크(35)에 결합되고, 상기 툴 매거진 프레임(32)에서 순환운동되는 툴포트(36)가 끼워지는 포트홀더(37);

상기 실린더(34)의 압축시에 상기 포트홀더(37)가 걸리면서 이 포트홀더(37)가 주축(50)과 직각을 이루도록 위치결정하는 스토퍼(44);

상기 실린더(34)의 신장력에 의해 툴포트(36)를 잡고 90°선회하는 포트홀더(37)를 안내하도록 상하면에 원호모양의 포트안내홈(46g)를 구비하고, 툴포트(36)가 주축(50)과 평행을 이루도록 위치결정하는 스토퍼(44')를 구비하여 상기 툴 매거진 프레임(32)에 고정된 브라켓(46);

상기 브라켓(46)의 상면에 고정되고, 상기 툴포트(36)가 90°선회되면 이 툴포트(36)를 잡고 대기하는 포트클램프실린더(48)로 구성된 것을 특징으로 하는 머시닝 센터의 툴 매거진 툴포트 선회장치.