KR200454580Y1 - 프랜치 커브, 토크 스프링, 곡선 베어링, 툴홀더 잠금장치의 동기 위치 이동 툴 교체 기구 - Google Patents

프랜치 커브, 토크 스프링, 곡선 베어링, 툴홀더 잠금장치의 동기 위치 이동 툴 교체 기구 Download PDF

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Abstract

본 고안은 일종의 동기 위치 이동을 진행하는 툴(tool) 교체 기구로서, 공작기계의 몸체(1)에 한 개의 고정지지대(2)를 고정하여 연결하고, 공작기계의 Z축(3)에는 프랜치 커브(4)를 설치하고, 툴 매거진의 등거리 베어링 조정대(13)에 설치된 곡선 등거리 베어링(14)은 프렌치 커브(4)의 곡선면과 접촉하고, 툴 매거진의 등거리 베어링 조정대(13)를 디스크 툴 매거진(30)에 설치하고, 또한 디스크 툴 매거진(30)에는 스윙 지탱대(31)를 설치하고, 스윙 지탱대(31)의 말단에는 축(32)이 있으며, 축(32)의 베어링은 고정지지대(2)의 말단에 위치하여 지지되고, 축(32)에는 사전 압축 토크 스프링(33)이 설치된다. 본 고안은 구조가 간단하고 작동이 안정적이며, 툴 교체과정에서 운동 오차가 매우 적으며 동시에 전체 작동과정에 있어서 안전이 확보되는 장점이 있다.
툴, 툴 교체기구, 툴 매거진, 툴홀더, 토크 스프링, 잠금장치, 프렌치 커브, 공작기계,접촉블록, 파이어링 블록, 등거리 베어링

Description

프랜치 커브, 토크 스프링, 곡선 베어링, 툴홀더 잠금장치의 동기 위치 이동 툴 교체 기구{TOOL EXCHANGING APPARATUS WITH SIMULTANEOUS DISPLACEMENT OF FRECH CURVE, TORQUE SPRING, CURVE BEARING, TOOL HOLDER LOCKING}
본 고안은 일종의 동기 작동의 툴 교체 기구로서, 특히 구조가 간단하고 작동이 매우 안정적이며, 툴 교체 과정에서 안전을 보장해주는 툴 교체 기구이다.
현존하는 수치 제어 공작 기계용 툴 교체 기구는 툴 교체시에 원점에서 교정이 필요하고 툴홀더 잠금 각도를 검사하고 위치를 고정해야 한다. 비록 상기의 절차로 작동의 정확성과 안전성을 보장할 수는 있겠지만, 툴 교체 및 검사 과정이 복잡하고 시간이 걸리며, 전체의 툴 교체에 약 9초의 시간 정도가 걸린다. 이 외에도 툴홀더와 툴의 접촉부분에 잠금장치가 설치되어 있지 않아서, 툴의 자체 무게가 비교적 크거나 툴 교체 속도가 비교적 빠를 때에는 충격에너지에 의해 툴이 이탈하여 떨어지면서 설비의 훼손이나 작업자의 상해를 초래할 수 있다.
본 고안은 상술한 기술적 문제를 해결하기 위하여, 일종의 구조가 간단하고 작동이 평온하며 툴 교체과정의 오차가 매우 적고 또한 전체 작동 과정의 안전을 보증하는 툴 교체 기구를 제공한다
본 고안의 주요 목적은 일종의 구조가 간단하고 작동이 매우 안정적이며, 툴 교체 과정에서 안전을 보장해주는 동기 작동 툴 교체 기구를 제공하는 것이다.
본 고안에서 기술적 해결 방안은, 일종의 프랜치 커브, 토크 스프링, 곡선 베어링, 툴홀더 잠금장치의 동기 위치 이동하는 툴 교체 기구로서, 디스크 툴 매거진(30)을 포함하며, 공작기계의 몸체(1)에는 한 개의 고정지지대(2)를 고정하여 연결하고, 공작기계의 Z축(3)에는 프랜치 커브(4)를 설치하고, 툴 매거진의 등거리 베어링 조정대(13)에 설치된 곡선 등거리 베어링(14)은 프렌치 커브(4)의 곡선면과 접촉하고, 툴 매거진의 등거리 베어링 조정대(13)는 디스크 툴 매거진(30)에 설치하고, 또한 디스크 툴 매거진(30)에는 스윙 지탱대(31)를 설치하고, 스윙 지탱대(31)의 말단에는 축(32)이 있으며, 축(32)의 베어링은 고정지지대(2)의 말단에 위치하여 지지되고, 축(32)에는 사전 압축 토크 스프링(33)을 설치한다.
디스크 툴 매거진(30) 주변 변두리에는 툴홀더(tool holder)(5)들(수량은 툴 매거진 내부의 툴의 수량에 따라 결정)이 있고, 툴홀더(5)에는 중간 위치에 기반블록(10)이 있고 기반블록(10) 양측에 잠금장치(11)가 있으며, 기반블록(10) 내부에는 세로 방향으로 세로방향 스프링(6)이 설치되고, 세로방향 스프링(6)의 윗부분은 상단블록(7)을 지탱하고 있으며, 상단블록(7)의 측면에는 홈(8)이 가공되어 있으 며, 홈(8)의 아래부분에는 경사면을 이루고 있으며, 상단블록(7)의 윗부분에는 접촉블록(9)이 설치되고, 접촉블록(9)은 스틸 볼(steel ball)로 되어 있다. 접촉블록(9)위치에 대응하는 파이어링 블록(16)은 툴 매거진의 등거리 베어링 조정대(13)에 고정되어 연결되어 있으며, 잠금장치(11)에는 홈(8)에 대응하는 위치에 잠금블록(12)이 고정 연결되어 있으며, 잠금블록(12)의 형태는 홈(8)과 서로 결합되도록 되어 있으며, 툴홀더(5) 상의 툴 잠금 위치와 떨어진 곳에는, 양단이 잠금장치(11)와 서로 연결되는 가로방향 스프링(15)이 설치된다.
본 고안은 종래 기술과 비교할 때 아래와 같은 장점이 있다.
1.전체적으로 툴 교체 과정에서 곡선 등거리 베어링이 지속적으로 프랜치 커브에 밀착하여, 작동과정 중에 작동의 안정성이 확보되고 위치 고정 문제가 해결되며, 작동 완료 후에 위치 고정과 검사 단계가 필요 없으므로, 툴 교체 시간을 많이 절감할 수 있다.
2. 툴홀더에 잠금장치를 설치하여 툴의 무게가 크거나 툴 교체 속도가 너무 빠를 시, 툴이 이탈하는 것을 방지할 수 있어, 툴 교체 작동 시에 안전에 대한 위험을 감소시켜 생산의 안전성을 확보해준다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여, 본 고안의 구체적인 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 도 1 내지 도 8에서와 같이, 본 고안은 일종의 동기 위치 이동 툴 교체 기구로서, 디스크 툴 매거진을 포함하며, 공작기계의 몸체(1)에는 한 개의 고정지지대(2)를 고정하여 연결하고, 공작기계의 Z축(3)에는 프랜치 커브(4)를 설치하고, 툴 매거진의 등거리 베어링 조정대(13)에 설치된 곡선 등거리 베어링(14)은 프렌치 커브(4)의 곡선면과 접촉하고, 툴 매거진의 등거리 베어링 조정대(13)을 디스크 툴 매거진(30)에 설치하고, 또한 디스크 툴 매거진(30)에는 스윙 지탱대(31)를 설치하고, 스윙 지탱대(31)의 말단에는 축(32)이 있으며, 축(32)의 베어링은 고정지지대(2)의 말단위치에서 지지되고, 축(32)에는 사전 압축 토크 스프링(33)을 설치한 것을 특징으로 한다. 이리하여 디스크 툴 매거진(30)이 축(32)을 지탱점으로 스윙 동작을 하는 전 과정에서, 곡선 등거리 베어링(14)이 계속적으로 프렌치 커브(4)의 곡선면에 밀착되는 것을 확보할 수 있다.
디스크 툴 매거진(30) 주변 변두리에는 툴홀더(5)들(수량은 툴 매거진 내부의 툴의 수량에 따라 결정)이 배치되고, 툴홀더(5)에는 중간 위치에 기반블록(10)이 있고 기반블록(10) 양측에 잠금장치(11)가 있으며, 기반블록(10) 내부에는 세로 방향으로 세로방향 스프링(6)이 설치되고, 세로방향 스프링(6)의 윗부분은 상단블록(7)을 지탱하고 있으며, 상단블록(7)의 측면에는 홈(8)이 가공되어 있으며, 홈(8)의 아래부분에는 경사면이 이루어져 있으며, 상단블록(7)의 윗부분에는 접촉블록(9)이 설치되고, 접촉블록(9)은 스틸 볼(steel ball)로 되어 있다. 접촉블록(9)위치에 대응하는 파이어링 블록(16)은 툴 매거진의 등거리 베어링 조정대(13)에 고정되어 연결되어 있으며, 잠금장치(11)에는 홈(8)에 대응하는 위치에 잠금블록(12)이 고정 연결되어 있으며, 잠금블록(12)의 형태는 홈(8)과 서로 결합되도록 되어 있으며, 툴홀더(5) 상의 툴 잠금 위치와 떨어진 곳에는, 양단이 잠금장치(11) 와 서로 연결되는 가로방향 스프링(15)이 설치된다.
본 고안 실시예의 작업과정은 다음과 같다. 주축이 툴의 잠금장치를 풀 때, 공작 기계의 Z축은 고정 연결된 프랜치 커브(4)를 움직여 상승하고, 툴 교체 위치로 상승된 것이 확인되면 멈춰지고, 디스크 툴 매거진(30)이 회전하면서 툴을 선택한다. 프렌치 커브(4)의 상승과정에서 사전 압축 토크 스프링(33)은 전체 디스크 툴 매거진(30)을 크렌치 커브에 밀접하게 밀착시킴으로써, 운동을 끝낸 후 툴 교환시에 오차가 발생하지 않게 한다.
디스크 툴 매거진(30)에서 필요한 툴이 선택된 후, 공작 기계의 Z축이 하강하여 필요한 툴을 아래부분에 설치한 후 지속적으로 프렌치 커브(4)를 아래로 움직이며, 곡선 등거리 베어링(14)은 사전 압축 토크 스프링(33)의 작용으로 계속적으로 프렌치 커브(4)의 곡선면에 밀착되므로 디스크 툴 매거진(30)은 축(32)을 지탱점으로 스윙하여 툴홀더(5)가 공작기계의 Z축(3)의 축방향 위치를 이탈하고, 공작기계의 Z축(3)은 아래부분에 설치된 툴을 이용하여 가공품에 대한 가공을 진행하게 된다.
툴 교체가 필요할 시에는, 공작기계의 Z축(3)이 상승하면서, 곡선 등거리 베어링(14)의 프렌치 커브(4) 곡선면에 대한 작용으로, 디스크 툴 매거진(30)은 축(32)을 지탱점으로 반대 방향으로 스윙하여 툴홀더(5)가 공작기계의 Z축(3)의 툴이 있는 곳으로 이동하게 된다. 툴을 분해한 후 공작 기계의 Z축은 지속적으로 상승하며 이때 디스크 툴 매거진(30)이 회전하면서 필요한 툴을 선택하고 교체한 후, 다시 상기 기술된 작업 과정을 되풀이하여 자동 툴 교체 공정을 완성하게 된다.
디스크 툴 매거진(30)이 공작기계 Z축의 축방향 위치로 회전될 때, 툴 매거진의 등거리 베어링 조정대(13) 위에 설치된 파이어링 블록(16)은 접촉 블록(9)과 접촉하여, 접촉블록(9)을 아래로 눌러서 상단블록(7)이 아래로 이동하게 하며, 상단블록(7) 상에 가공되어 있는 홈(8)이 잠금블록(12)과 결합되는 위치로 이동하면 툴홀더(5)의 잠금장치(11)과 연결된 가로방향 스프링(15)의 탄성력에 의해 잠금블록(12)이 홈(8)에 들어가므로 툴홀더(5)의 2개의 잠금장치(11)는 안쪽으로 움직여 툴을 잠그게 된다.
툴 교체가 필요할 때에는, 디스크 툴 매거진(30)이 회전하여 접촉블록(9)이 파이어링 블록(16)을 이탈하게 되고, 세로방향 스프링(6)은 상단블록(7)을 위로 밀어주고, 홈(8) 내부에 위치한 잠금블록(12)은 홈(8) 아래부분의 경사면을 따라 이동하므로 잠금장치(11)가 바깥쪽으로 이동하면서 툴의 잠금 상태를 풀어 준다.
상단블록(7)의 존재로, 상단블록(7)이 위로 밀려진 상태에서 잠금블록(12)이 안쪽으로 이동할 공간이 없고, 디스크 툴 매거진(30)의 회전 전 과정에서 접촉블록(9)이 파이어링 블록(16)을 접촉하지 않으므로, 툴홀더(5)가 툴을 느슨하게 하는 현상이 발생하지 않는다. 이로써 툴 교체 과정에서 안전을 확보해준다.
도 1은 본 고안에 따른 실시예의 정면도이고,
도 2는 본 고안에 따른 실시예의 조감도이고,
도 3은 본 고안에 따른 실시예의 우측 도면이고,
도 4는 본 고안에 따른 실시예의 툴이 느슨한 상태의 A부분의 확대도면이고,
도 5는 본 고안에 따른 실시예의 툴이 느슨한 상태의 A부분의 단면도이고,
도 6은 본 고안에 따른 실시예의 툴이 잠겨진 상태의 A부분의 확대도면이고,
도 7은 본 고안에 따른 실시예의 툴이 잠겨진 상태의 A부분의 단면도이고,
도 8은 본 고안에 따른 실시예의 디스크 툴 매거진의 스윙 상태를 보여주는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 공작기계의 몸체 2: 고정지지대
3: 공작기계의 Z축 4: 프렌치 커브
5: 툴홀더 6: 세로방향 스프링
7: 상단블록 8: 홈
9: 접촉블록 10: 기반블록
11: 잠금장치 12: 잠금블록
13: 등거리 베어링 조정대 14: 곡선 등거리 베어링
15: 가로방향 스프링 16: 파이어링 블록
30: 디스크 툴 매거진 31: 스윙 지탱대
32: 축 33: 사전 압축 토크 스프링

Claims (4)

  1. 일종의 프렌치 커브, 토크 스프링, 곡선 베어링, 툴홀더 잠금장치의 동기 위치 이동하는 툴 교체 기구로서, 상기 툴 교체 기구는,
    디스크 툴 매거진(30)을 포함하며;
    공작기계의 몸체(1)에 한 개의 고정지지대(2)를 고정하여 연결하고, 공작기계의 Z축(3)에는 프렌치 커브(4)가 설치되며, 툴 매거진의 등거리 베어링 조정대(13)에 설치된 곡선 등거리 베어링(14)은 상기 프렌치 커브(4)의 곡선면과 접촉하며, 툴 매거진의 상기 등거리 베어링 조정대(13)는 상기 디스크 툴 매거진(30)에 설치되며, 또한 상기 디스크 툴 매거진(30)에는 스윙 지탱대(31)가 설치되고, 상기 스윙 지탱대(31)의 말단에는 축(32)이 있으며, 상기 축(32)의 베어링은 상기 고정지지대(2)의 말단위치에서 지지되며, 상기 축(32)에는 사전 압축 토크 스프링(33)이 설치되는 것을 특징으로 하는 툴 교체 기구.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 디스크 툴 매거진(30) 주변 변두리에는 툴홀더(tool holder)(5)가 배치되며, 상기 툴홀더(5)는 기반블록(10) 및 상기 기반블록(10) 양측에 있는 잠금장치(11)를 포함하며, 상기 기반블록(10) 내부에는 세로 방향으로 세로방향 스프링(6)이 설치되고, 상기 세로방향 스프링(6)의 윗부분은 상단블록(7)을 지탱하고 있으며, 상기 상단블록(7)의 측면에는 홈(8)이 가공되어 있고, 상기 상단블록(7)의 윗부분에는 접촉블록(9)이 설치되며, 툴 매거진의 상기 등거리 베어링 조정대(13)에는 상기 접촉블록(9)위치에 대응하는 파이어링 블록(16)이 고정되어 연결되어 있으며, 상기 잠금장치(11)에는 상기 홈(8)에 대응하는 위치에 잠금블록(12)이 고정 연결되어 있으며, 상기 잠금블록(12)의 형태는 상기 홈(8)과 서로 결합되도록 되어 있으며, 상기 툴홀더(5) 상의 툴 잠금 위치와 떨어진 곳에는, 양단이 상기 잠금장치(11)와 서로 연결되는 가로방향 스프링(15)이 설치되는 것을 특징으로 하는 툴 교체 기구.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 홈(8) 아래부분은 경사면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 툴 교체 기구.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 접촉블록(9)은 스틸 볼(steel ball)인 것을 특징으로 하는 툴 교체 기구.
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