KR200267423Y1

KR200267423Y1 - 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치

Info

Publication number: KR200267423Y1
Application number: KR2020010039808U
Authority: KR
Inventors: 김진수
Original assignee: 위아 주식회사
Priority date: 2001-12-22
Filing date: 2001-12-22
Publication date: 2002-03-12

Abstract

오일이 공급되도록 하는 제1 작동유 유입구(21)와, 상기한 제1 작동유 유입구(21)로 유입되는 오일에 의해 하강되는 피스톤(22)이 내부에 설치되어 있는 하우징(23)과, 상기한 피스톤(22)의 앞단에 설치되어 있는 커버(24)와, 상기한 커버(24)와 접촉되어 하강되는 경우에 공구를 언클램프하는 드로우바(29)와, 상기한 드로우바(29)에 종속되어 있으며 반력을 제공하는 칼라(26)와, 스핀들(27)에 종속되어 있는 서큘러 너트(28)와, 상기한 서큘러 너트(28)의 끝단 홈에 걸려 있으며 반력에 의해 상승하면서 상기한 하우징(23)이 스핀들(27)을 파지하도록 하는 리테이너(25)를 포함하여 이루어지며,

공구의 자동 언클램프시 스핀들이 위로 힘을 받도록 하여 공구의 언클램프 동작이 원활하게 이루어지도록 하고 스핀들 회전용 베어링에 외력이 작용하는 것을 방지함으로써 스핀들 회전용 베어링의 수명을 연장시킬 수 있는, 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치를 제공한다.

Description

공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치{a clamp and unclamp device for ATC of machine}

이 고안은 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 공구의 자동 언클램프시 스핀들이 위로 힘을받도록 하여 공구의 언클램프 동작이 원활하게 이루어지도록 하고 스핀들 회전용 베어링에 외력이 작용하는 것을 방지함으로써 스핀들 회전용 베어링의 수명을 연장시킬 수 있는, 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치에 관한 것이다.

각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 한다. 상기한 공작기계중에서 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라고 부르고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속가공기계라고 한다. 상기한 절삭공작기계에는 선반(lathe), 밀링기, 머시닝센터(machining center), 드릴링기, 보링기, 연삭기, 기어가공기, 특수가공기 등이 있으며, 상기한 금속성형기계에는 기계식 프레스, 유압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등이 있다.

산업 전반적인 성력화 추세에 힘입어 절삭 가공분야의 자동화 및 수치제어(NC)화도 급속히 진전되고 있다. 아울러 최근에는 그동안 회전형 선반계열과 밀링 계열로 양분되어 진행되어 온 공작기계의 수치제어(NC)화가 서로 복합적으로 결합되어 다기능 머시닝 센터가 출현하였으며, 산업현장의 폭넓은 수요에 힘입어 그 시장은 급속히 확대되고 있다. 상기한 머시닝 센터란 몇가지 종류의 절삭가공을 하나의 기계에서 자동적으로 수행하는 NC 공작기계로서, 대개 공구 자동교환기능과 가공물의 2개면 이상을 자동적으로 깎고 또한 분할할 수 있는 기능을 구비하고 있다. 상기한 머시닝 센터는 그 발달의 뿌리를 어디에 두었던간에 크게 비회전체 부품을 가공하는 형식과 회전체 부품을 가공하는 형식의 2종으로 구분할 수 있다. 비회전체 부품을 대상으로 하는 머시닝 센터는 가공하는 NC 밀링 머시인 또는 NC 드릴링 머시인을 발전 모체로 하여 여러가지 부분을 개량하였고, 여기에 자동 공구교환장치(Automatic Tool Changer, ATC), 투울 매거진 및 자동 가공물 교환장치(Automatic Loader, AL)를 조합하여 머시닝 센터를 만든 것이다. 회전부품을 대상으로 하는 머시닝 센터는 NC 선반을 발전 모체로 하고 있어 회전체 부품은 선삭후에 각도분할, 홈가공, 구멍가공, 탭작업 등 여러가지 가공을 하며, 자동 공구 교환장치 이외에 자동 가공물 교환장치도 가지고 있고, 또한 가공중에 별도로 준비된 척으로 소재를 잡고 가공이 완료된 가공물은 척에서 풀려 나오도록 함으로써 가공물의 탈착을 자동화하고 있다.

위에서 설명한 바와 같이 머시닝 센터에는 자동 공구 교환장치가 일반적으로 설치되는데, 종래의 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치는 도 1에 도시되어 있는 바와 같은 구성으로 이루어지며, 그 동작은 다음과 같이 이루어진다.

1. 클램프 동작

공구(9)가 스핀들(6)의 테이퍼면을 따라 스핀들(6)의 내부에 설치되어 있는 콜렛(10)에 물리게 되면, 제2 작동유 유입구(2)로 공급된 오일에 의해서 피스톤(3)과 함께 피스톤(3)에 연결되어 있는 실린더 로드(5)가 상승하게 된다.

이와 같이 실린더 로드(5)가 상승하게 되면, 스핀들(6)과 드로우바(7)의 사이에 설치되어 있는 코일 스프링의 탄성 복원력에 의해서 스핀들(6)의 내부에 있는 드로우바(7)가 상승하게 된다.

상기한 드로우바(7)가 상승하게 되면서 드로우바(7)에 연결되어 있는 콜렛(10)을 당기게 됨으로써 콜렛(10)이 공구(9)에 설치되어 있는 풀스터드볼트(8)를 파지하게 되면서 공구(9)가 클램프되어진다.

2. 언클램프 동작

동기 제어방식을 이용한 자동공구교환장치의 트윈암 박스내에 설치되어 있는 캠의 회전에 의해 유압관로를 통해 제1 작동유 유입구(1)로 오일이 공급되면 오일의 유압에 의해 피스톤(3)이 하강된다.

피스톤(3)이 하강되면 피스톤(3)에 종속되어 있는 실린더 로드(5)가 하우징(4)의 안내면을 따라 아래쪽으로 전진하게 된다.

이와 같이 실린더 로드(5)가 내려오게 되면, 실린더 로드(5)의 끝단이 스핀들(6)의 내부에 조립되어 있는 드로우바(7)를 밀게 되어, 드로우바(7)가 하강하게 된다.

드로우바가(7)가 하강하게 되면, 콜렛(10)에 의해 파지되어 있는 공구(9)의 끝단에 조립되어 있는 풀스터드 볼트(8)가 밀리면서 공구(9)가 언클램프된다.

그러나, 이와 같은 종래의 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치는, 최근의 공작기계가 고속회전을 요구하는 관계로 공구(9)를 고속회전에서 사용할 경우에 스핀들(6)의 대경단이 확장되는 현상이 발생하면서 공구(9)의 테이퍼면이 스핀들(6)의 테이퍼면과 꽉 끼이게 됨으로써 공구(9)의 언클램프 동작이 원활하게 이루어지지 못하고, 또한 확장된 스핀들(6)의 대경단이 언클램프시 스핀들 회전용 베어링(11)을 공구(9)쪽으로 밀어내는 효과를 발생시킴으로써 장시간 경과시 스핀들 회전용 베어링(11)의 수명이 단축되는 문제점이 있다.

이 고안의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공구의 자동 언클램프시 스핀들이 위로 힘을 받도록 하여 공구의 언클램프 동작이 원활하게 이루어지도록 하고 스핀들 회전용 베어링에 외력이 작용하는 것을 방지함으로써 스핀들 회전용 베어링의 수명을 연장시킬 수 있는, 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치의 단면 구성도이다.

도 2는 이 고안의 실시예에 따른 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치의 단면 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

21 : 제1 작동유 유입구 22 : 피스톤

23 : 하우징 24 : 커버

25 : 리테이너 26 : 칼라

27 : 스핀들 28 : 서큘러 너트

29 : 드로우바

이하, 이 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 고안의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 고안의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 고안의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 고안의 실시예에 따른 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치의 구성은, 오일이 공급되도록 하는 제1작동유 유입구(21)와, 상기한 제1 작동유 유입구(21)로 유입되는 오일에 의해 하강되는 피스톤(22)이 내부에 설치되어 있는 하우징(23)과, 상기한 피스톤(22)의 앞단에 설치되어 있는 커버(24)와, 상기한 커버(24)와 접촉되어 하강되는 경우에 공구를 언클램프하는 드로우바(29)와, 상기한 드로우바(29)에 종속되어 있으며 반력을 제공하는 칼라(26)와, 스핀들(27)에 종속되어 있는 서큘러 너트(28)와, 상기한 서큘러 너트(28)의 끝단 홈에 걸려 있으며 반력에 의해 상승하면서 상기한 하우징(23)이 스핀들(27)을 파지하도록 하는 리테이너(25)를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 고안의 실시예에 따른 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치의 작용은 다음과 같다.

제1 작동유 유입구(21)로 오일이 공급되면 하우징(23)내의 피스톤(22)이 하강하고, 상기한 피스톤(22)의 앞단에 설치되어 있는 커버(24)가 아래쪽으로 전진한다.

상기한 커버(24)는 드로우바(29)와 접촉하여 밀어줌으로써 상기한 드로우바(29)에 종속되어 있는 칼라(26)를 밀게 된다.

이과정에서 반력이 작용하면서 하우징(23) 전체가 위로 상승하게 된다.

이와 같이 하우징(23) 전체가 상승하게 되면, 스핀들(27)에 종속되어 있는 서큘러 너트(28)의 끝단 홈에 걸려 있는 리테이너(25)가 상승하게 되면서 상기한 하우징(23)이 스핀들(27)을 파지하게 됨으로써 스핀들(27)이 위로 힘을 받게 된다.

그후, 유압에 의해 드로우바(29)가 계속 하강하면서 공구를 밀어내게 되면 공구가 원활하게 언클램프된다.

즉, 스핀들(27)을 파지한 상태에서 드로우바(29)가 공구를 밀어내도록 하여 공구 언클램프시 원할하게 동작이 이루어지도록 한다.

또한, 스핀들(27)의 고속회전에 따른 스핀들 대경단 확장에 의해, 스핀(27)들의 테이퍼면에 꽉 끼인 공구를 언클램프하는 경우에, 스핀들(27) 바깥쪽에 설치되어 있는 스핀들 회전용 베어링에 외력이 가해지는 것도 방지할 수가 있어서, 스핀들 회전용 베어링의 발열 등에 의한 베어링 수명단축 현상을 없앨 수가 있게 된다.

이상의 설명에서와 같이 이 고안의 실시예에서, 공구의 자동 언클램프시 스핀들이 위로 힘을 받도록 하여 공구의 언클램프 동작이 원활하게 이루어지도록 하고 스핀들 회전용 베어링에 외력이 작용하는 것을 방지함으로써 스핀들 회전용 베어링의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 가진 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치를 제공할 수가 있다. 이 고안의 이와 같은 효과는 자동 공구 교환장치 분야에서 이 고안의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 응용되어 이용될 수가 있다.

Claims

오일이 공급되도록 하는 제1 작동유 유입구(21)와, 상기한 제1 작동유 유입구(21)로 유입되는 오일에 의해 하강되는 피스톤(22)이 내부에 설치되어 있는 하우징(23)과, 상기한 피스톤(22)의 앞단에 설치되어 있는 커버(24)와, 상기한 커버(24)와 접촉되어 하강되는 경우에 공구를 언클램프하는 드로우바(29)와, 상기한 드로우바(29)에 종속되어 있으며 반력을 제공하는 칼라(26)와, 스핀들(27)에 종속되어 있는 서큘러 너트(28)와, 상기한 서큘러 너트(28)의 끝단 홈에 걸려 있으며 반력에 의해 상승하면서 상기한 하우징(23)이 스핀들(27)을 파지하도록 하는 리테이너(25)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계용 자동 공구 교환장치의 클램프 및 언클램프 장치.