KR200450196Y1 - 자동 툴 체인저 - Google Patents

Abstract

자동 툴 체인저는 머시닝 센터의 머신 샤시와 메거진 사이의 툴 교환 작업을 수행하는데 적용될 수 있다. 자동 툴 체인저는 자동 툴-교환 장치와 감지-인코딩 장치를 구비한다. 자동 툴-교환 장치는 장치 샤시, 장치 샤시에 배치된 구동 장치, 및 장치 샤시의 바닥에 연결된 툴 교환 아암을 구비한다. 장치 샤시는 캠샤프트와 전송 메커니즘 조립체를 구비한다. 구동 장치는 전송 메커니즘 조립체를 통해 캠샤프트와 툴 교환 아암을 구동한다. 감지-인코딩 장치는 캠샤프트의 회전 각도를 감지하기 위해 캠샤프트를 직접 감지하는 비-접촉 감지를 수행한다. 감지-인코딩 장치는 자동 툴-교환 장치의 장치 샤시에 장착되고, 캠샤프트의 회전 각도를 감지하기 위해 캠샤프트의 상응하는 자유단에 설치된 감지부를 포함한다. 자동 툴 체인저의 캠샤프트의 회전 각도는 정확하게 감지되어 툴 교환 아암의 작동 기준점들을 제어한다. 체인이 불필요하므로 체인이 쉽게 느슨해지거나 분해되어, 부정확한 감지, 빈번한 조절, 및 주변 부품들의 손상과 같은 잠재적 위험의 문제점들이 제거될 수 있다. 또한, 감지-인코딩 장치는 쉽게 소진되지 않는다.

자동, 툴, 체인저, 감지, 인코딩, 포지셔닝

Description

자동 툴 체인저{Automatic Tool Changer}

본 고안은 자동 툴 체인저에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캠샤프트의 회전 각도를 감지하기 위한 장치가 개량된 점에 특징이 있는 복합 머시닝 센터용 개량 자동 툴 체인저에 관한 것이다.

통상의 복합 머시닝 센터는 머신 샤시, 툴 메거진, 및 머신 샤시와 툴 메거진 사이에 배치된 자동 툴 체인저를 구비한다. 자동 툴 체인저는 툴의 교환을 수행하기 위해 툴 메거진과 머신 샤시 사이에서 움직일 수 있는 툴 교환를 구비한다. 대만 특허 공개 TW330,453은 전원(power source), 머신 샤시, 및 머신 샤시 내부에 배치된 자동 툴 교환 장치를 구비하는 머신 툴의 자동 툴 교환 메커니즘을 개시한다. 전원은 캠샤프트에 연결된 모터를 구비한다. 자동 툴 교환 장치는 툴 교환 아암, 회전 장치, 및 록킹 아암을 구비하는 툴 교환 유니트를 구비한다. 회전 장치는 툴을 픽업(pickup)하기 위해 툴 교환 유니트를 왕복적으로 회전시키는 제1 회전 유니트 및 제2 회전 유니트를 구비한다. 제1 및 제2 회전 유니트들은 일체로 되고, 캠샤프트에 장착된 동축적인 복합 캠(compound cam)일 수 있다. 툴의 제거와 툴의 삽입과 같은 툴 교환 유니트의 툴 교환 동작을 용이하게 하기 위해 록킹 아암 장치 의 끝단은 제1 회전 유니트에 회동되고 그 반대단은 툴 교환 유니트에 회동된다. 또한, 자동 툴 체인저는 툴의 제거, 툴의 삽입, 및 홈(home) 복귀를 수행하는 감지를 통하여 툴 변환을 위한 작동 기준점에 대한 툴 교환 아암의 운동을 제어하기 위해, 그 동작에 있어 감지 장치와 협력할 필요가 있다.

종래의 자동 툴 체인저와 그 감지 장치를 도시하는 도 1 내지 도 3을 참조하면, 자동 툴 체인저는 캠샤프트 A1과, 툴 변환 동작들을 수행하기 위해 툴 교환 아암 A2를 회전 구동하기 위한 전송 장치를 포함하는 장치 새시 A를 구비한다. 감지 장치 B는 장치 새시 A의 일측에 배치된다. 감지 장치 B는, 도 2에 도시된 바와 같이, 신호 감지 롤러 B1과 복수의 센서들 B2를 구비한다. 신호 감지 롤러 B1에는 센서들 B2이 감지할 수 있는 다수의 리세스들 B11이 형성된다. 센서들 B2는 신호 감지 롤러 B1 위에 위치된다. 센서들 B2는 신호 감지 롤러 B1의 리세스들 B11의 존재 여부를 감지하기 위해 광 탐지를 방법에 의해 각각 "0,1,0,1,..."의 상응하는 신호를 생성한다. 센서들 B2에 의해 제공되는 "0,1,0,1,..."의 신호들의 적절한 조합에 의해 신호 감지 롤러 B1의 회전 각도를 얻을 수 있다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 전송 장치는 신호 감지 롤러 B1과 캠샤프트 A1 사이에 배치되어 그들 사이를 작동가능하게 연결한다. 전송 장치는 체인 휠 B3, 제2 체인 휠 B4, 체인 휠들 B3,B4 사이를 연결하는 체인 B5, 및 체인 B5의 느슨함을 조절하기 위한 아이들러 B6를 구비한다. 체인 휠 B4는 신호 감지 롤러 B1에 연결되어 그것과 동축적으로 회전하는 한편, 체인 휠 B3는 캠샤프트 A1에 설치되어 그것과 동축적으로 회전한다. 신호 감지 롤러 B1과 캠샤프트 A1이 그들 사이에 1:1의 속도비의 회전 관계를 형성하는 방식으로 두 개의 체인 휠들 B3, B4는 체인 B5에 의해 연결된다. 따라서, 센서 B2에 의해 감지되는 신호 감지 롤러 B1의 회전 각도는 정확하게 캠샤프트 A1의 회전 각도이다. 또한, 캠샤프트 A1과 체인 휠 A3는 서로에 대해 동축적으로 회전되고 캠 A3와 툴 교환 아암 A2(도 1 및 도 3 참조)는 그들 사이에 상호연결된 구동 관계를 가지므로, 캠샤프트 A1을 서로 다른 각도들로회전시키는 것은, 툴 제거 동작을 위해 기다리기 위해 캠샤프트 A1의 회전을 제1 각도로 셋팅하여 교환 아암 A2를 작동 기준점에 대해 회전시키거나, 툴의 제거 또는 툴의 삽입과 같은 툴 변환 동작을 위해 캠샤프트 A1을 제2 각도롤 셋팅하여 툴 교환 아암 A2가 작동 기준점에 대해 확장/수축 선형 이동시키는 것과 같이, 상호연결된 구동 관계에 의해 서로 다른 작동 기준점들에 대해 툴 교환 아암의 이동을 간접적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 요컨대, 캠샤프트 A1의 회전 각도는 신호 감지 롤러 B1을 통해 얻을 수 있고, 이것이 바로 센서들 B2가 신호 감지 롤러 B1을 감지하는 이유이다.

그러나, 전술한 종래의 감지 장치는 다음과 같은 단점들을 가진다.

(1) 체인 B5가 느슨해지거나 풀리기 쉽고, 체인 B5는 쉽게 느슨해지기 때문에 캠샤프트 A1과 신호 감지 롤러 B1의 회전비를 더 이상 1:1로 유지할수 없으며, 감지 장치 B에 의해 감지되는 회전 각도의 부정확성 문제를 방지하기 위하여 체인 B5의 느슨함은 때때로 조절되어야만 하고, 부정확한 회전 각도는 툴 변환 동작 성능에 영향을 미쳐 도구들을 손상시킨다. 체인 B5이 풀린 상태에서 자동 툴 교환가 작동하는 경우, 풀린 체인 B5는 그 주변의 부품/부속의 손상시킬 수 있으며 자동 툴 체인저를 완전히 고장낼 수도 있다.

(2) 감지 장치 B의 센서들 B2의 동작은 기본적으로 광 감지에 근거하므로, 감지 장치 B가 동작되기 전에, 각각의 센서 B2와 감지될 물체(즉, 신호 감지 롤러의 리세스 B11) 사이의 간격은 정밀하게 측정되어야만 한다. 그러한 측정 작업은 만족스러운 간격을 유지하기 위해 숙력공을 필요로 하는 정밀한 작업이다. 결론적으로, 종래의 감지 장치 B는 수동 측정이 어려울 뿐만 아니라 분해 및 재조립할 때 마다 재측정 작업을 거치는 불편함이 있다.

(3) 종래의 감지 장치 B의 센서 B2는 수명이 쉽게 다할 수 있으며 센서들 B2의 수명이 다해지면, 툴 교환 아암 A2의 동작은 비정상적으로 되고, 툴을 손상시킬 수 있다.

종래의 감지 장치 B의 문제점들을 해결하기 위해, 본 고안자는 엄청난 노력과 연구를 기울인 끝에 예를 들어, 자성 감지-인코딩 장치일 수 있는 회전체의 회전을 감지할 수 있는 비-접촉 형태의 감지 장치를 구비하는 해결책을 찾아냈다. 시장에서 입수할 수 있는 자성 감지-인코팅 장치들은 많으며, 이하에서 공지된 자성 감지-인코딩 장치들(도 4 참조)의 어느 하나를 간략히 설명한다. 공지의 자성 감지-인코딩 장치 C는 그 중앙축에 대해 회전 가능한 영구 자석 C1과, 유지 링 C2, 다수의 자장 감지 요소들 C3, 및 신호 처리 회로 C4를 구비한다. 유지 링 C2는 영구 자석 C1의 주위를 둘러싸도록 설치된다. 자장 감지 요소들 C3는 유지 링 C2 위에 배치되고 영구 자석 C1의 회전에 의해 생성되는 자장의 위상 변화를 나타내는 신호를 감지하기 위해 영구 자석 C1의 주위에 상응하게 된다. 자장 감지 요소들 C3 는 또한 신호 처리 회로 C4에 전기적으로 연결되어, 영구 자석 C1의 회전 각도의 정밀한 값을 얻기 위해 부수되는 처리, 연산 및 인코딩을 위해 그 감지된 신호를 신호 처리 회로 C4에 인가한다. 본 고안의 고안자의 연구에 의하면, 종래의 감지 장치 B 대신에, 이러한 형태의 감지-인코딩 장치 C를 사용하면 종래의 감지 장치 B의 단점들을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 체인 B가 쉽게 느슨해지거나 풀림에 의해 발생되는 문제를 방지하기 위해 체인 B5와 체인 휠 B3, B4(도 3 참조)와 같은 전송 장치를 배제시키는 것이 가능하다. 또한, 종래의 감지 장치 B가 불필요하므로, 자동 툴 체인저의 전체 크기가 감소될 수 있고, 광 감지 형태의 센서들 B2의 소진 및 측정이 어려워지고 자주 재측정하는 것과 관련된 문제점들을 피할 수 있다.

본 고안의 목적은 자동 툴 체인저의 캠샤프트의 회전 각도를 정밀하게 감지할 수 있는 비-접촉 형태의 감지-인코딩 장치를 가진 자동 툴 체인저를 제공하는 것이다. 그러므로, 툴 교환 아암은 체인을 사용하지 않고 작동 기준점에 정밀하게 도달할 수 있을 뿐만 아니라, 감지 결과의 부정확성과 빈번한 조정을 유발시키는, 종래의 체인이 쉽게 느슨해지는 점이 방지되고, 체인 부근의 부품들이 체인의 분해에 의해 손상되는 문제점 또한 방지되고, 감지-인코딩 장치 그 자체가 쉽게 소진 되지 않는 효과를 달성할 수 있다.

본 고안의 다른 목적은 자유로운 탈/부착 방식으로 감지-인코딩 장치를 장치 샤시에 위치시키기 위해 장치 샤시에 부착되는 포지셔닝(positioning) 메커니즘을 구비하는 자동 툴 체인저를 제공하는 것이다. 용이한 장착 및 탈착 이외에, 감지-인코딩 장치와 장치 샤시는 그들 사이에 고정된 각도(회전 각도)로 서로 고정되므로 탈/부착할 때 마다 감지-인코딩 장치의 각도를 재측정할 필요가 없다.

본 고안의 또 다른 목적은 툴 교환 아암의 작동 기준점에 상응하는 캠샤프트의 회전 각도의 용이한 셋팅 특징을 가진 제어 유니트를 더 구비하는 자동 툴 체인저를 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위해, 본 고안은 자동 툴-교환 장치와 감지-인코딩 장치를 구비하는 자동 툴 체인저를 제공한다. 자동 툴-교환 장치는 장치 샤시, 장 치 샤시 위에 배치된 구동 장치, 및 장치 샤시의 바닥에 연결된 툴 교환 아암을 구비한다. 장치 샤시는 전송 메커니즘 조립체와 캠샤프트를 포함한다. 구동 장치는 전송 메커니즘 조립체를 통해 캠샤프트와 툴 교환 아암을 구동한다. 감지-인코딩 장치는 캠샤프트의 회전 각도를 감지하기 위해 캠샤프트를 직접 감지하는 비-접촉 감지를 수행한다. 감지-인코딩 장치는 자동 툴-교환 장치의 장치 샤시에 장착된다. 감지-인코딩 장치는 감지를 위한 감지부를 구비한다. 감지부는 캠샤프트의 회전 각도를 감지하기 위해 캠샤프트의 자유단에 상응하게 설치된다. 그리하여, 자동 툴 체인저의 캠샤프트의 회전 각도는 정확하게 감지되어 자동 교환 아암의 작동 기준점들을 제어할 수 있다.

본 고안은 체인이 불필요하므로, 체인이 쉽게 느슨해지거나 분해될 수 있어서 부정확한 감지를 유발하고, 빈번한 체인 조절과 분해된 체인에 의해 주변 부품들이 손상되는 잠재적인 위험의 문제점들이 제거될 수 있다. 또한, 감지-인코딩 장치는 용이하게 소진되지 않는다.

본 고안은 머시닝 센터의 머신 새시와 툴 메거진 사이 적용될 수 있고, 그들 사이의 툴 교환 작업을 수행할 수 있는 자동 툴 체인저를 제공한다. 본 고안에 따른 자동 툴 체인저는 자동 툴-교환 장치 1과 감지-인코딩 장치 2(도 5 및 도 6a 참조)를 구비하고, 포지셔닝 메커니즘 3(도 7 내지 도 9 참조)을 더 구비한다.

도 5 및 도 6a를 참조하면, 자동 툴-교환 장치 1은 장치 새시 11, 장치 새시 11에 배치된 구동 장치 12, 회전 구동되도록 장치 새시 11의 바닥에 연결된 툴 교환 아암 13을 구비한다. 장치 새시 11은 전송 메커니즘 조립체 111(도 6에 도시된 바와 같이, 전력 전송과 관련되고/또는 다른 구성요소/부품/조립체를 구동하는데 사용되는 모든 기계적/전기적 구성요소/부품/조립체를 포함함)와 캠샤프트 112를 포함한다. 구동 장치 12는 전송 메커니즘 조립체 111을 통하여 캠샤프트 112와 툴 교환 아암 13을 구동한다.

감지-인코딩 장치 2는 캠샤프트 112의 회전 각도를 감지하기 위해 캠샤프트 112를 직접 감지하는 비-접촉 감지가 가능하다(도 6b 참조). 캠샤프트 112는 그에 장착된 캠 114와 함께 회전되므로, 캠샤프트 112의 회전 각도의 감지는 캠 114의 회전 각도의 감지에 상응한다. 감지-인코딩 장치 2는 자동 툴-교환 장치의 장치 샤시 11에 그 어떤 바람직하고 가능한 방식으로 장착된다. 도면들에서 설명된 바람직한 실시예에 있어서, 먼저, 장치 샤시 11에 구멍 110(도 5 및 도 7 내지 도 9 참조)이 형성시킨 후, 감지-인코딩 장치 2를 구멍 110에 설치한다. 도 6b 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 감지-인코딩 장치 2는 감지를 수행하기 위한 감지부 21을 구비한다. 캠샤프트 112는 전단과 후단을 가지고, 감지부 21은 캠샤프트 112의 자유단에 상응하고(즉, 캠샤프트의 자유로운 어느 일단 즉, 도면에 도시된 전단 또는 미도시된 후단에 상응하고, 도면에 도시된 바와 같이, 본 고안은 캠샤프트 112의 전단에 상응한다), 캠샤프트 112의 회전 각도(즉, 캠샤프트 112와 캠 114는 동축적으로 회전하기 때문에 캠 114의 회전 각도)를 감지한다. 감지-인코딩 장치 2는 자성 감지 또는 (무선 신호의 송,수신에 의한 감지를 행하는 RFID 태그와 통합된 감 지-인코딩 장치와 같은) 다른 비-접촉 형태의 감지 장치일 수 있다.

도 6b 내지 도 8을 참조하면, 설명된 실시예에 있어서, 감지-인코딩 장치 2는 자성 감지 형태의 감지-인코딩 장치를 구비한다. 캠샤프트 112의 자유단에는 감지-인코딩 장치 2에 의한 자성 감지로 감지될 수 있는 자성 부재 22가 마련된다. 감지-인코딩 장치 2는 다수의 감지 요소 211과 신호 처리 회로 23을 구비한다. 감지부 21은 내부 주변 벽 210에 의해 구획되는 리세스 구성을 형성한다. 감지 요소 211은 내부 주변 벽 210을 따라 그 위에 주변에 배치되고, 캠샤프트 112의 자유단에 장착된 자성 부재 22는 감지 요소 211이 자성 부재 22를 둘러싸는 방식으로 감지부 21 내부에 위치된다. 또한, 감지 요소 211은, 캠샤프트 112의 회전 각도 계산을 위한 인코딩을 하기 위해 감지 요소 211로부터의 감지 신호를 수신하여 처리하는 신호 처리 회로 23에 전기적으로 연결된다.

도 5를 참조하면, 본 고안에 따른 자동 툴 체인저는 자동 툴-교환 장치 1의 장치 샤시 11에 장착된 포지셔닝 메커니즘 3을 더 구비한다. 포지셔닝 메커니즘 3은 감지-인코딩 장치 2를 장치 샤시 11의 구멍 110에 유지시켜 감지-인코딩 장치 2와 장치 샤시 11을 결속하는 기능을 한다.

본 고안에 따른 포지셔닝 메커니즘 3의 제1 실시예를 도시하는 도 7 및 도 8을 참조하면, 포지셔닝 메커니즘 3은 장치 샤시 11에 장착된 제1 유지 부재 31과, 장치 샤시 11에 장착된 제2 유지 부재 32, 및 제1, 제2 유지 부재들 31, 32 사이에 배치된 제3 유지 부재 33을 구비한다. 제1 및 제2 유지 부재들 31, 32는 각각 감지-인코딩 장치 2의 외주면의 반대 부분에 부착된다. 제1 유지 부재 31은 톱니멈춤 쇠(pawl) 311을 구비한다. 제2 유지부재 32는 회동부 321을 구비한다. 제3 유지 부재 33은 두 개의 포지셔닝 아암 331과, 포지셔닝 아암 331의 상응하는 제1 단 사이에 연결된 회동 조인트부 332를 구비한다. 제3 유지 부재 33의 회동 조인트부 332는 제2 유지 부재 32의 회동부 321과 회동 연결되고, 제3 유지 부재 33의 두 개의 포지셔닝 아암 331은 각각 분리가능하게 결합되어 제1 유지 부재 31의 톱니멈춤쇠 311에 고정되는 대향된 제2 단을 가진다. 감지-인코딩 장치 2는 각각 제3 유지 부재의 두 개의 포지셔닝 아암 331에 상응하는 두 개의 포지셔닝 그루브 24를 형성하므로, 제3 유지 부재 33의 두 개의 포지셔닝 아암 331은 각각 수납 가능하고 불필요한 회전 없이 감지-인코딩 장치 2를 정위치에 설치시켜 감지-인코딩 장치 2의 각도 위치가 고정되도록 감지-인코딩 장치 2의 두 개의 포지셔닝 그루브 24에 고정된다.

도 9는 본 고안에 따른 포지셔닝 메커니즘의 제2 실시예를 도시한다. 실제 적용에 있어서, 포지셔닝 메커니즘 3은 제2 실시예로서 구현될 수 있으며, 여기서 포지셔닝 메커니즘 3은 제1 실시예의 제1,제2,제3 유지 부재들 31, 32, 33 모두를 구비하지만, 제1 실시예의 포지셔닝 그루브 24를 적어도 어느 하나의 포지셔너(positioner) 25와 포지셔닝부 113로 대체한다. 예를 들어, 방사상 돌기일 수 있는 적어도 하나의 포지셔너 25는 감지-인코딩 장치 2의 주변에 형성되고, 상호보완적 모양의 리세스일 수 있는 포지셔닝부 113은 감지-인코딩 장치 2를 불필요하게 회전시키지 않고 포지셔닝 작업을 실현하여 감지-인코딩 장치 2의 각도 위치를 고정시키기 위해 그 안에 포지셔너 25가 꼭맞도록 허용하는 장치 샤시 11의 구멍 110 의 내면을 구획힌다. 감지-인코딩 장치 2가 그 주변을 따라 분포된 다수의 포지셔너 25를 구비하는 경우에, 감지-인코딩 장치 2가 그들 사이의 하나 및 하나만의 상대 각도 위치에서 장치 샤시 11에 장착되는 것을 보장하도록, 인접한 포지셔너들 25 사이의 각도 간격은 다르게 형성된다. 이것은 감지-인코딩 장치 2의 설치의 각도 위치를 고정되게 한다. 명백하게, 전술한 두 개의 실시예 외에, 본 고안의 포지셔닝 메커니즘 3은 감지-인코딩 장치 2를 장치 샤시 11에 고정되게 부착되는 것을 허용하는 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다.

도 5를 참조하면, 감지-인코딩 장치 2는 제어 유니트 4에 전기적으로 연결되어, 그것에 의해 툴 교환 아암 13의 작동 기준점들(회전 기준점, 선형 운동 기준점, 툴의 제거, 삽입, 및 변경용 기준점들, 홈(home) 기준점 등)에 상응하는 캠샤프트 112의 각도 위치들 또는 회전 각도들을 셋팅할 수 있고, 바람직하게 변형가능한 방식으로, 툴 교환 아암 13은 그러한 작동 기준점들에서 필요한 작동을 수행하도록 제어될 수 있다. 제어 유니트 4는 예를 들어, 각도 위치 또는 회전 각도를 표시하는 디스플레이 장치 41을 구비한다. 제어 유니트 4는 각도 위치 또는 회전 각도의 셋팅을 위한 다수의 버튼 42를 더 구비함으로써 캠샤프트 112의 회전 각도가 정확하게 세팅될 수 있다. 디스플레이 장치 41에 표시된 숫자 또는 각도는 감지-인코딩 장치 2에 의해 감지되는 캠샤프트 112의 회전 각도 또는 제어 유니트 4에 의해 설정된 캠샤프트 112의 회전 각도일 수 있으며, 그 모두는 디지털 방식으로 표시될 수 있다. 제어 유니트 4를 통해 구현된 설정 기능은, 재설정 또는 측정을 용이하게 하기 위해, 감지-인코딩 장치 2 또는 캠샤프트 112의 회전에 의해 수행되는 감지 동작의 재설정 또는 측정에 적용될 수 있다. 또한, 감지-인코딩 장치 2는 전술한 제어 유니트 4와 프로세서 유니트(미도시)에 전기적으로 연결될 수 있으므로, 감지-인코딩 장치 2에 의해 획득된 회전 각도의 감지 및 제어 유니트 4로부터 설정된 신호들은 프로세서 유니트로 공급되어 처리되며, 상응하는 동작을 수행하는 툴 교환 아암 13을 제어하기 위해 제어 신호를 제공한다. 예를 들어, 감지-인코딩 장치 2가 감지된 각도를 수신하면, 프로세서는 각도 설정과 관련 동작들의 다수 조합을 포함하는 내장되거나 다른 방식으로 로딩된 데이터베이스와 그 각도 비교를 함으로써, 감지된 각도가 데이터베이스의 각도 설정과 맞으면, 상응하는 제어 신호를 툴 교환 아암 13에 공급하여 관련된 각도 설정 동작을 수행한다.

본 고안의 자동 툴 체인저는 적어도 다음과 같은 장점들을 가진다.

(1) 자동 툴 체인저의 캠의 회전 각도는 비-접촉 감지 방식을 적용하는 감지-인코딩 장치 2에 의해 정밀하게 감지됨으로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 회전 각도는 툴 교환 아암의 작동 기준점을 제어하기 위해 정밀하게 감지되고, 체인이 불필요해지며, 부정확한 감지 결과에 의해 빈번한 유지 및 조절이 필요한 문제를 유발하는 체인의 느슨함 및 분해가 방지되고, 체인 주변의 부품/구성요소를 손상시키는 체인의 분해를 회피할 수 있고 감지-인코딩 장치가 소진되지 않도록 한다. 또한, 신호 감지 롤러 B1과 센서들 B2 사이의 간격을 조절하는 어려움을 가지며 각각의 분해와 재조립시 재측정을 필요로 하는 종래의 장치의 단점이 완전히 극복된다.

(2) 포지셔닝 메커니즘 3의 배치를 통해, 감지-인코딩 장치는 장치 샤시에 용이하게 탈부착이 가능해지는 것 외에, 감지-인코딩 장치와 장치 샤시는 그들 사이의 고정된 상대 각도(회전 각도)로 함께 고정될 수 있으므로, 감지-인코딩 장치를 분해/재조립할 때마다 감지-인코딩 장치의 각도 위치의 재조정이 불필요 해진다. 적정한 포지셔닝 외에, 포지셔닝 메커니즘 3이 일단 고정되면, 분리되거나 느슨해질 잠재적 위험없이 감지-인코딩 장치를 구멍 110에 효과적으로 유지시킬 수 있다.

(3) 제어 유니트 4는 툴 교환 아암 13의 작동 기준점들에 상응하는 캠샤프트 112의 각도 위치들의 용이한 설정을 제공할 뿐만 아니라 툴 교환 아암의 재설정/측정을 용이하게 한다.

(4) 비-접촉 감지 형태의 감지-인코딩 장치 2의 사용과 그 전용 장치 설계는 종래의 감지 장치 B의 대체/제거를 허용하여 자동 툴 체인저의 전체 크기를 효과적으로 감소시킬 수 있다.

본 고안은 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 본 고안의 범위를 벗어나지 않는 한 다양한 변형과 변형들이 가능하다는 것은 당업자에게 자명하다.

본 고안은 첨부된 도면들을 참조하는 바람직한 실시예들의 상세한 설명을 읽어보면 당업자에게 명백해질 것이다.

도 1은 종래의 자동 툴 체인저를 감지 장치와 함께 설명하는 사시도이다.

도 2는 종래의 자동 툴 체인저의 감지 장치를 설명하는 평면도이다.

도 3은 종래의 자동 툴 체인저의 상부 평면도이다.

도 4는 종래의 자성 감지 형태의 감지-인코딩 장치의 구조를 설명하는 개략도이다.

도 5는 본 고안에 따른 자동 툴 체인저를 설명하는 사시도이다.

도 6a는 자동 툴 체인저의 측단면도로서, 부품들 사이의 공관적 관계를 도시하기 위해 절단에 의해 제거된 자동 툴 체인저의 부품들 또한 설명되지만 은선으로 처리되었다.

도 6b는 본 고안의 자동 툴 체인저의 상부 단면도로서, 포지셔닝 메커니즘이 생략되어 있다.

도 7은 본 고안의 제1 실시예에 따른 포지셔닝 메커니즘의 부분 확대도이다.

도 8은 분해된 상태의 본 고안의 제1 실시예의 포지셔닝 메커니즘의 부분 확대도이다.

도 9는 본 고안의 제2 실시예에 따른 포지셔닝 메커니즘의 부분 확대도이다.

Claims (9)

1. 전송 메커니즘 조립체와 캠샤프트가 그안에 포함된 장치 샤시, 상기 장치 샤시에 연결된 툴 교환 아암(tool change arm), 상기 장치 샤시에 배치되어 상기 전송 메커니즘 조립체를 통하여 상기 캠샤프트와 상기 툴 교환 아암을 구동하는 구동 장치를 포함하는 자동 툴-교환 장치; 및

   상기 캠샤프트의 회전 각도를 감지하기 위해 상기 캠샤프트를 직접 감지하는 비-접촉 감지를 수행하며, 상기 자동 툴-교환 장치의 상기 장치 샤시에 장착되며, 상기 캠샤프트의 회전 각도를 감지하기 위해 상기 캠샤프트의 자유단에 상응하게 대면하도록 설치된 감지부를 구비하는 감지-인코딩(detection-encoding) 장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 툴 체인저(tool changer).
2. 제1항에 있어서,

   상기 감지-인코딩 장치는 자성 감지(magnetic detection) 형태의 감지-인코딩 장치를 구비하고, 상기 캠샤프트의 상기 자유단은 상기 감지-인코딩 장치에 의한 자성 감지에 의해 감지되도록 된 자성 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 툴 체인저.
3. 제2항에 있어서,

   상기 감지-인코딩 장치는 다수의 감지 요소들(detection elements)과 신호 처리 유니트를 구비하고, 상기 감지부는 내부 주변 벽에 의해 구획되는 리세스 구조를 형성하고, 상기 감지 요소들은 상기 내부 주변 벽을 따라 주변적으로 형성되어 있으며, 상기 캠샤프트의 상기 자유단에 장착된 상기 자성 부재는 상기 감지 요소들이 상기 자성 부재를 둘러싸는 방식으로 상기 감지부 내부에 설치되며, 상기 감지 요소들은, 상기 캠샤프트의 회전 각도를 계산하기 위해 상기 감지 요소들로부터의 감지 신호들을 수신하여 처리하는, 상기 신호 처리 회로에 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 자동 툴 체인저.
4. 제1항에 있어서,

   상기 자동 툴-교환 장치의 상기 장치 샤시에 장착되고, 상기 감지-인코딩 장치와 상기 장치 샤시를 고정하는 포지셔닝 메커니즘(positioning mechanism)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 툴 체인저.
5. 제4항에 있어서,

   상기 포지셔닝 메커니즘은 상기 장치 샤시에 장착된 제1 유지 부재(retention member), 상기 장치 샤시에 장착된 제2 유지 부재, 및 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재 사이에 배치된 제3 유지 부재를 구비하고,

   상기 제1 및 제2 유지 부재들은 각각 상기 감지-인코딩 장치의 외부 주위의 반대 부분들에 부착되고, 상기 제1 유지 부재는 두 개의 톱니멈춤쇠(pawl)를 구비하고, 상기 제2 유지 부재는 회동부를 가지고, 상기 제3 유지 부재는 두 개의 포지 셔닝 아암과 상기 포지셔닝 아암들의 상응하는 제1 단들 사이를 연결하는 회동 조인트부를 구비하고, 상기 제3 유지 부재의 상기 회동 조인트부는 상기 제2 유지 부재의 상기 회동부와 회동 연결되어 있고, 상기 상기 제3 유지 부재의 두 개의 포지셔닝 아암들은 각각 해체가능하게 결합되어 상기 제1 유지 부재의 상기 두 개의 톱니멈춤쇠에 고정되는 대향되는 제2 단을 가지며, 상기 감지-인코딩 장치는 상기 두 개의 포지셔닝 아암들에 상응하는 두 개의 포지셔닝 그루브를 형성함으로써, 상기 제3 유지 부재의 상기 두 개의 포지셔닝 아암들은 각각 위치 확인을 위해 상기 감지-인코딩 장치의 상기 두 개의 포지셔닝 그루브들에 수납 고정되는 것을 특징으로 하는 자동 툴 체인저.
6. 제4항에 있어서,

   상기 포지셔닝 메커니즘은 상기 장치 샤시에 장착된 제1 유지 부재, 상기 장치 샤시에 장착된 제2 유지 부재, 및 상기 제1 유지 부재와 상기 제2 유지 부재 사이에 배치된 제3 유지 부재를 구비하고,

   상기 제1 및 제2 유지 부재들은 각각 상기 감지-인코딩 장치의 외부 주면의 대향되는 부분들에 부착되고, 상기 제1 유지 부재는 두 개의 톱니멈춤쇠를 구비하고, 상기 제2 유지 부재는 회동부를 가지고, 상기 제3 유지 부재는 두 개의 포지셔닝 아암들과 상기 포지셔닝 아암들의 상응하는 제1 단들 사이에 연결된 회동 조인트부를 구비하고, 상기 제3 유지 부재의 상기 회동 조인트부는 상기 제2 유지 부재의 상기 회동부와 회동 연결되어 있고, 상기 제3 유지 부재의 상기 두 개의 포지셔 닝 아암들은 각각 해체가능하게 결합되어 상기 제1 유지 부재의 상기 두 개의 톱니멈춤쇠에 고정되는 대향된 제2 단을 가지며, 상기 감지-인코딩 장치는 그 외주에 적어도 하나의 포지셔너(positioner)를 형성하고, 상기 장치 샤시는 상기 포지셔너에 상응하는 적어도 하나의 포지셔닝부를 형성하며, 상기 적어도 하나의 포지셔너는 위치 결정을 위해 상기 장치 샤시의 상기 적어도 하나의 포지셔닝부에 설비된 것을 특징으로 하는 자동 툴 체인저.
7. 제1항에 있어서,

   상기 감지-인코딩 장치는 제어 유니트에 전기적으로 연결됨으로써 상기 툴 교환 아암의 작동 기준점들에 상응하는 상기 캠샤프트의 회전 각도는 상기 제어 유니트를 통해 설정되고, 상기 제어 유니트는 상기 회전 각도들의 표시를 위한 디스플레이 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 툴 체인저.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제어 유니트는 상기 회전 각도들의 설정을 위한 다수의 버튼들을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 툴 체인저.
9. 제7항에 있어서,

   상기 감지-인코딩 장치에 의해 얻어 지는 회전 각도 및 상기 제어 유니트로부터 설정된 신호들은 프로세서 유니트로 공급되어 처리되고, 상기 프로세서 유니 트는 상응하는 작동을 수행하는 툴 교환 아암을 제어하기 위해 제어 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 자동 툴 체인저.

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