KR20030058486A - 업/다운 구조를 갖는 공작기계의 암이 필요없는 자동공구교환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계의 자동공구 교환장치(ATC;automatic tool exchanger)에 관한 것으로, 컬럼(10)에 슬라이딩 지지되어 있는 스핀들헤드(11)측 스핀들(13)에 장착된 공구를 교환하기 위한 장치에 있어서, 상기 컬럼(10)의 일측에 배치된 고정프레임(100)과; 상기 고정프레임(100)에 수직으로 고정 설치된 매거진 수직이동실린더(110)와; 상기 매거진 수직이동실린더(110)에 연결되고, 상기 고정프레임(100)에 상,하로 슬라이딩 이동가능하게 지지되어 있는 이동프레임(120)과; 상기 이동프레임(120)에 고정 장착되어 X축방향으로 구동하는 매거진 수평이동 실린더(130)와; 상기 매거진 수평이동 실린더(130)에 연결되어 x축 방향으로 구동하고, 구동모터(145)에 의해 회전하는 공구매거진 어셈블리(140)를 포함한 것을 특징으로 하는 업/다운 구조를 갖는 공작기계의 암리스 자동공구 교환장치.

Description

업/다운 구조를 갖는 공작기계의 암이 필요없는 자동공구 교환장치{Armless automatic tool exchanger of manufacture machine having up/down structure}

본 발명은 공작기계의 자동공구 교환장치(ATC;automatic tool exchanger)에 관한 것으로, 특히 매거진측에 장착된 공구 교환시 스핀들의 축방향 이송없이 매거진 자체가 수직 운동이 가능하도록 하여, 스핀들과 테이블과의 높이를 낮출 수 있도록 한 업/다운 구조를 갖는 공작기계의 암리스 자동공구 교환장치에 관한 것이다.

금형 가공 전용기계에서 필요에 따라 몇 개의 공구 교환이 이루어져야 할 경우, 이를 간단한 구조의 자동공구교환장치를 장착하여 사용한다.

종래에는 도 1과 같이 X축 방향으로만 이동하는 암이 필요없는 자동공구교환장치를 적용하였다.

즉, 도 1과 같이 컬럼(10)의 일측에 고정프레임(12)이 배치되고, 고정프레임(12)에는 다수의 공구가 장착되어 있는 매거진 어셈블리(14)를 X축 방향으로 이동시키는 매거진 수평이동 실린더(16)가 설치되고, 매거진 수평이동 실린더(16)는 위치결정 스톱퍼(18)의 위치까지 행정 동작을 수행하게 되어 있고, 매거진 어셈블리(14)는 매거진 구동모터(20)에 의해 회전 구동하게 되어 있다.

따라서 이러한 공구교환구조에서는 공구교환 지령이 떨어지면 컬럼(10)에 설치된 스핀들 헤드(11)측 스핀들(13)이 먼저 Z축방향으로 이동한 후, 매거진 수평이동실린더(16)가 작동하여 스핀들(13)에 고정된 공구를 매거진 어셈블리(14)로 교환해내게 되어 있다.

이는 스핀들(13)의 Z축 방향의 이동에 따른 가이드의 길이가 길어져 기계의 높이 즉, 테이블(1)과 스핀들(13)하단과의 거리가 길어져. 결국 컬럼(10)의 높이가 증가되는 결과를 가져여 제품 출하시 어려움이 따르고, 사용자에게는 설치공간의 확보를 위한 공장 높이를 높여야 하는 등의 문제를 가지고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 창안된 것으로, 매거진측에 장착된 공구 교환시 스핀들의 축방향 이송없이 매거진 자체가 수직 운동이 가능하도록 하여, 스핀들과 테이블과의 높이를 낮출 수 있도록 한 업/다운 구조를 갖는공작기계의 암리스 자동공구 교환장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,

컬럼(10)에 슬라이딩 지지되어 있는 스핀들헤드(11)측 스핀들(13)에 장착된 공구를 교환하기 위한 장치에 있어서,

상기 컬럼(10)의 일측에 배치된 고정프레임(100)과;

상기 고정프레임(100)에 수직으로 고정 설치된 매거진 수직이동실린더(110)와;

상기 매거진 수직이동실린더(110)에 연결되고, 상기 고정프레임(100)에 상,하로 슬라이딩 이동가능하게 지지되어 있는 이동프레임(120)과;

상기 이동프레임(120)에 고정 장착되어 x축방향으로 구동하는 매거진 수평이동 실린더(130)와;

상기 매거진 수평이동 실린더(130)에 연결되어 x축 방향으로 구동하고, 구동모터(145)에 의해 회전하는 공구매거진 어셈블리(140)를 포함한 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 공작기계의 공구교환장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 공작기계의 공구교환장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 고정프레임 103,104 : 스톱퍼

110 : 매거진 수직이동실린더 120 : 이동프레임

130 : 매거신 수평이동실린더 140 : 공구매거진 어셈블리

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공구교환장치의 정면도이다.

도 2와 같이 컬럼(10)에 슬라이딩 지지되어 있는 스핀들헤드(11)측 스핀들(13)에 장착된 공구를 교환하기 위한 장치에 있어서, 상기 컬럼(10)의 일측에 고정프레임(100)이 배치되어 있다.

상기 고정프레임(100)의 전면 양측에는 리니어모션가이드(101)가 각기 수직으로 설치되어 있고, 이 리니어모션가이드(101)에는 이동프레임(120)이 상하로 슬라이딩 이동가능하게 설치되어 있고, 상기 이동프레임(120)은 상기 고정프레임 (100)에 수직으로 고정 설치된 수직이동실린더(110)에 연결되어 있다.

따라서 수직이동실린더(110)의 피스톤로드가 상,하로 작동함에 따라 이에 연동하여 이동프레임(120)이 상,하로 이동한다.

상기 고정프레임(100)과 이동프레임(120)간에는 이동프레임(120)의 하강 위치를 제한하기 위한 스톱퍼수단으로 고정프레임(100)의 하부에는 한쌍의 고정스톱퍼(103)가 고정 설치되어 있고, 이동프레임(100)측의 상단 양측에는 한쌍의 고정스톱퍼(103)와 대향하는 위치에 이동스톱퍼(104)가 스프링력으로 지지 설치되어 있다.

상기 이동프레임(120)의 하단 일측에는 X축 방향으로 피스톤로드가 작동하는 매거진 수평이동 실린더(130)가 브래킷(127)을 장착되어 있다.

상기 매거진 수평이동 실린더(130)의 피스톤로드 단부에는 실린더브래킷 (132)이 연결되어 있고, 이 실린더브래킷(132)은 수평이동 실린더(130)의 구동에 따라 이동프레임(120)의 하단에 배치된 가이드(122)의 안내를 받으면서 x축방향으로 직선운동하게 되어 있다. 이 실린더 브래킷(132)의 이동구간에는 수평이동실린더(130)의 이송거리를 제한하기 위한 스톱퍼(134)가 이동프레임(120)측에 고정 설치되어 있다.

상기 실린더 브래킷(132)에는 공구매거진 어셈블리(140)가 조립되어 있다.

상기 공구매거진 어셈블리(140)는 상기 실린더 브래킷(132)에 수직으로 연결된 회전지지축(141)과, 상기 회전지지축(141)에 베어링을 통해 회전가능하게 축설된 원통축(142)과, 상기 원통축(142)의 상단에 연결된 구동휠(143)과, 상기 원통축(142)의 하단에 연결되고 구동휠(143)에 연동하여 공구를 교환하는 툴포트홀더(144)와, 상기 구동휠(143)을 회전 구동시키는 구동모터(145)를 포함한다.

따라서 상기 구동모터(145)가 회전하면 구동휠(143)이 회전 구동하고, 이에 연동하여 원통축(142)과 툴포트홀더(144)가 회전 구동하게 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 실시예의 작동상태를 설명한다.

도 2와 같이 스핀들(13)에 장착된 공구를 교환하기 전에는 이동프레임(12)은 상승 위치에 머물러 있는 상태이고, 수평이동 실린더(130)의 작동로드는 후퇴 위치에 있는 상태이다.

이 상태에서 공구 교환 지령이 떨어지면, 매거진 수평이동실린더(130)가 동작하여 공구매거진 어셈블리(140)가 스핀들 헤드(13)측으로 이동하고, 툴포트홀더 (144)가 스핀들(13)에 장착되어 있는 공구를 잡는다.

이 상태에서 수직이동실린더(110)가 하강 작동하면, 수평이동실린더(130)와 공구매거진 어셈블리(140)가 연동하여 Z축 방향으로 하강 동작한다. 이때 하강하는 공구매거진 어셈블리(140)의 하강량은 툴포트홀더(144)가 공구를 탈거시킬 수 있는 량이다.

그리고 이동프레임(120)의 최대 하강량은 스톱퍼(103,104)에 의해 제한된다.

툴포트홀더(144)가 하강되면, 작동로드가 전진위치에 있던 수평이동실린더(130)가 다시 원위치로 후퇴하여 x축방향으로 후진 구동하고, 이에 따라 툴포트홀더(144)의 일측 공구 삽입 중심이 스핀들(13)의 중심선상에서 벗어나면서 공구가 탈거된다.

이 상태에서 다시 수직이동실린더(110)가 상승 동작하면 툴포트홀더(144)에서 교환된 공구는 구동모터(145)의 구동으로 다른 공구를 서로 교환하고, 다시 위 순서를 반복하면서 새로운 공구를 스핀들(13)에 장착시킨다.

이와 같이 본 발명은 공구교환시 스핀들(13)은 작동을 하지 않는다. 즉 공구교환시에는 스핀들(13)의 이동이 없기 때문에 종래와 달리 테이블(1)과 스핀들 헤드(13) 하단면과의 거리를 줄일 수 있다.

이는 다시 말해서 공구교환시 테이블(1)에 장착된 공작물과의 간섭 영역을 줄여 컬럼(10)의 높이를 낮게 할 수 있어 공작기계의 설치 높이를 줄일 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 공구교환시 스핀들의 이송을 없애고 공구교환장치가 스핀들의 이송을 대신해줌으로서 기계 높이를 줄일 수 있어 공작물간의 간섭을 그만큼 배제할 수 있고, 설치공간의 높이를 감소시킬 있다.

Claims (2)

1. 컬럼(10)에 슬라이딩 지지되어 있는 스핀들헤드(11)측 스핀들(13)에 장착된 공구를 교환하기 위한 장치에 있어서,

   상기 컬럼(10)의 일측에 배치된 고정프레임(100)과;

   상기 고정프레임(100)에 수직으로 고정 설치된 매거진 수직이동실린더(110)와;

   상기 매거진 수직이동실린더(110)에 연결되고, 상기 고정프레임(100)에 상,하로 슬라이딩 이동가능하게 지지되어 있는 이동프레임(120)과;

   상기 이동프레임(120)에 고정 장착되어 x축방향으로 구동하는 매거진 수평이동 실린더(130)와;

   상기 매거진 수평이동 실린더(130)에 연결되어 X축 방향으로 구동하고, 구동모터(145)에 의해 회전하는 공구매거진 어셈블리(140)를 포함한 것을 특징으로 하는 업/다운 구조를 갖는 공작기계의 암리스 자동공구 교환장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 이동프레임(120)의 최대 하강량은 고정프레임(100)과 이동프레임(120)측에 대향하는 이동스톱퍼(103,104)에 의해 제한되도록 구성한 것을 특징으로 하는 업/다운 구조를 갖는 공작기계의 암리스 자동공구 교환장치.