KR20090046336A

KR20090046336A - 자동공구교환장치의 공구매거진용 공구 포트

Info

Publication number: KR20090046336A
Application number: KR1020070112409A
Authority: KR
Inventors: 성기은
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2009-05-11
Also published as: KR101397270B1

Abstract

복수개의 공구(T)를 장착하기 위한 매거진 드럼(200)에 배치되어 공구(T)를 파지하기 위한 자동공구교환장치(ATC)의 공구매거진용 공구 포트(100)가 개시된다. 본 발명에 따른 공구 포트(100)는, 공구(T)가 삽입되도록 내부에 공간이 형성된 포트 몸체(10)와, 상기 공구(T)가 삽입되는 방향과 반대측으로 상기 포트 몸체(10)의 타단부에 분리 가능하게 결합하는 홀더(20)와, 상기 홀더(20)의 외측에서 내측으로 삽입되어 상기 공구(T)를 고정하는 스틸볼(30)과, 상기 스틸볼(30)에 탄성력을 제공하는 탄성 수단(40)과, 상기 홀더(20)를 상기 포트 몸체(10)에 결합하기 위한 결합 수단(50)과, 상기 포트 몸체(10)를 상기 매거진 드럼(200)에 고정하기 위한 고정 수단(70, 80)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

자동공구교환장치, ATC, 공구매거진, 공구포트

Description

자동공구교환장치의 공구매거진용 공구 포트{TOOL POT FOR TOOL MAGAZINE OF AUTOMATIC TOOL CHANGER}

본 발명은 머시닝센타의 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)에 관한 것으로 특히 소형의 다수개의 공구를 수납 하는 공구매거진의 공구포트(TOOL POT)에 관한 것이다.

머시닝 센터에 장착되는 자동공구교환장치에 사용되는 공구매거진에는 드럽 타입(Drum Type)과 체인 타입(Chain Type)이 존재한다. 특히, 드럼 타입의 공구매거진은 매거진 드럼의 외주면에 마련된 공구 포트에 다수개의 공구가 장착되며, 공구매거진은 선회 모터에 의해 회전축을 중심으로 회전하여 교환을 원하는 공구를 공구 교환 위치에 배치될 수 있다.

도 1은 종래의 자동공구교환장치용 공구매거진의 공구 포트 및 공구의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1b를 참조하면, 머시닝 센터에 장착되는 공구(T)는 원통형상의 대경부(A)와 대경부(A)의 일단에 테이퍼면 형태로 연장되는 원추형의 생크(B) 및 생크(B)의 소경부측에 연장되는 풀스터드(C)로 구성되며, 풀스터드(C)에는 요홈부(D)가 마련 되어 후술할 공구 포트의 스틸볼이 접촉한다.

도 1a를 참조하면, 종래의 공구 포트(100')는 포트 몸체(10'), 스틸볼(30'), 고정 스프링(40'), 멈춤 나사(50'), 요동 가이드(60') 및 공구 포트(100')를 드럼(200)에 고정하기 위한 고정 수단(70')을 포함한다. 또한, 포트 몸체(10')의 고정부(11') 사이에는 요동 가이드(60')가 설치될 수도 있다.

종래의 공구 포트(100')에 공구가 결합되는 과정은 다음과 같다.

포트 몸체(10')의 외표면에 방사상으로 마련된 다수개의 구멍에 스틸볼(30'), 고정 스프링(40'), 멈춤 나사(50')가 순서대로 삽입되어 고정 스프링(40')의 탄성력에 의해 스틸볼(30')이 포트 몸체(10')의 내표면(미도시)으로부터 약간 돌출된다. 이 상태에서 공구(T)가 풀스터드(C) 부분부터 포트 몸체(10') 후방의 구멍 내측으로 삽입되면 공구(T)의 풀스터드(C)에 마련된 요홈부(D)에 스틸볼(30')이 접촉함으로써 공구(T)가 포트(100')의 내경에서 고정된다. 여기서, 공구(T)가 포트(100') 내측에 고정되도록 하는 힘은 고정 스프링(40')의 탄성력이다.

그러나, 머시닝센타용으로 사용되는 공구(T)의 주요 치수, 즉 생크(B) 및 풀스터드(C)의 길이 및 형상은 지역별(미주, 유럽, 아시아 등)로 규격이 상이하다.

따라서, 다양한 규격의 공구(T)별로 그에 대응하는 여러종의 공구 포트를 구비하고 있다가 사용되는 공구(T)의 규격에 맞추어 공구 포트 전체를 제작한 후 드럼에 설치하여야 한다.

즉, 일단 특정 지역에서 사용되는 공구에 맞추어 공구 포트(100')를 드럼에 조립함으로써 자동공구교환장치를 완성한 상태에서, 완성 장치의 출하 지역이 바뀌 는 경우에는 이미 조립되어 있는 공구 포트(100') 전체를 분해 제거하고 다른 공구 포트(100')로 교체해야 하므로 낭비요소가 있을 뿐만 아니라, 교체 작업에서 에러가 발생할 요인이 많았다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 도출된 것으로서, 공통으로 사용가능한 한 종류의 포트 몸체와, 각종 규격의 공구에 맞게 교환가능한 여러 종의 홀더를 구비함으로써, 자동공구장치(ATC)에 사용될 공구가 상이한 경우에도 공구 포트 전체를 교환하지 않고, 홀더만을 교환하여 공구 포트 교환 작업 및 비용을 간소화하는데에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 자동공구교환장치용 공구 포트는 다양한 공구 규격별로 마련된 홀더(20)가 포트 몸체(10)에 분리가능하게 결합됨으로써, 종래와 같이 공구 종류가 변경될 때마다 포트 몸체(10) 전체를 교체할 필요 없이 홀더(20)만을 교체할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 본 발명은 복수개의 공구(T)를 장착하기 위한 매거진 드럼(200)에 배치되어 공구(T)를 파지하기 위한 자동공구교환장치(ATC)의 공구매거진용 공구 포트(100)로서, 일단부로부터 공구(T)가 삽입되도록 내부에 공간이 형성된 포트 몸체(10)와, 상기 공구(T)가 삽입되는 방향과 반대측으로 상기 포트 몸체(10)의 타단부에 분리 가능하게 결합하고 내표면이 공구(T)의 형상 및 치수에 대응되도록 형성된 홀더(20)와, 상기 홀더(20)의 외측에서 내측으로 삽입되어 상기 공구(T)의 외주면과 접촉하여 상기 공구(T)를 고정하는 스틸볼(30)과, 상기 스틸볼(30)에 탄성력을 제공하는 탄성 수단(40)과, 상기 홀더(20)를 상기 포트 몸체(10)에 결합하기 위 한 결합 수단(50)과, 상기 포트 몸체(10)를 상기 매거진 드럼(200)에 고정하기 위한 고정 수단(70, 80)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 홀더(20)는 상기 스틸볼(30) 및 상기 탄성 수단(40)이 삽입되기 위한 가이드홀(22)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 탄성 수단(40)은 그 외측이 상기 포트 몸체(10)의 내표면(12)에 지지되는 것이 바람직하다.

본 발명은 다양한 규격의 공구 종류가 변경될 때마다 공구 포트 전체를 교환할 필요 없이, 포트 몸체는 그대로 유지한 채 일부 구성품(홀더)만을 교환 가능토록 하므로, 다양한 공구 형상에 유연하게 대응할 수 있고, 포트 몸체의 공용화에 따라 생산단가 절감에 기여한다.

또한, 포트 교환시 포트 몸체는 그대로 유지시키므로, 복합기능(공구파지 가능, 요동기능, 정위치 정지기능)을 하는 포트 몸체 전체를 교체할 때 발생 가능한 작업 에러 요인이 현저히 감소한다.

또한, 탄성 수단이 포트 몸체 내표면에 지지되므로 종래의 공구 포트와 같이 탄성 수단을 지지하기 위한 멈춤 수단이 불필요하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 드럼 타입의 자동공구교환장치(ATC)의 공구매거진을 나타낸 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 공구 포트의 상세도이다.

우선, 도 2에 도시된 것과 같이, 자동공구교환장치용 공구매거진은 공구 포트(100), 공구 드럼(200) 및 선회 모터(300)로 구성된다.

공구 포트(100)는 공구(T)를 파지하기 위한 것으로서, 공구 드럼(200)의 외주면에는 장착될 공구의 개수만큼 마련된다.

공구 드럼(200)은 원통형으로서 방사상 외주면에 공구 포트(100)가 결합될 부분이 복수개 마련되어 있다. 또한, 공구 드럼(200)은 선회 모터(300)에 의해 소정의 회전축 중심으로 회전하여, 필요한 특정 공구(포트)를 특정 위치에 호출 및 정지를 할 수 있다.

다음으로, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 공구 포트(100)의 구성을 상세하게 설명한다.

도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 공구 포트(100)는 다양한 공구 규격별로 마련된 홀더(20)가 포트 몸체(10)에 결합됨으로써, 종래와 같이 공구 종류가 변경될 때 마다 포트 몸체(10) 전체를 교체할 필요 없이 홀더(20)만을 교체할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공구 포트(100)는 일단부에 공구(T)가 삽입되는 포트 몸체(10)와, 포트 몸체(10)의 타단부에 분리 가능하게 결합한 홀더(20)와, 홀더(20)에 마련된 구멍으로 삽입되고 공구(T)의 외주면과 접촉하여 공구(T)를 고정하는 스틸볼(30) 과, 스틸볼(30)에 탄성력을 제공하는 탄성 수단(40)과, 포트 몸체(10)를 매거진 드럼(200)에 고정하기 위한 고정 수단(70, 80)을 포함한다.

포트 몸체(10)의 일단부(도 3의 후방)에는 공구(T)가 삽입될 공간이 그 내측에 마련된다.

한편, 공구(T)가 삽입되는 방향의 반대측 단부, 즉 포트 몸체(10)의 타단부(도 3의 전방)에 체결 구멍(13)이 마련되어 홀더(20)를 고정하는 체결 수단(50)이 삽입되며, 포트 몸체(10)의 타단부 끝단에는 포트(100)를 매거진 드럼(200)에 고정시키기 위한 고정 수단(70, 80)이 삽입될 고정부(11)가 마련된다.

홀더(20)는 상기 포트 몸체(10)의 타단부에 분리가능하도록 결합된 원판 형상의 부재이며, 그 내부에는 공간이 형성되어 내표면이 상이한 규격을 가지는 개별 공구(T)의 생크(B) 및 풀스터드(C)의 형상 및 치수에 맞도록 구성된다. 그리고 홀더(20)의 외표면에는 스틸볼(30) 및 탄성 수단(40)이 삽입되도록 방사상으로 가이드홀(22)이 복수개 마련되어 있다.

또한, 홀더(20)의 외표면에는 포트 몸체(10)의 체결 구멍(13)과 정렬가능하도록 배치된 복수개의 체결 구멍(21)이 형성되어 체결 수단(50)이 삽입될 수 있다.

체결 수단(50)은 홀더(20)의 체결 구멍(21) 및 포트 몸체(10)의 체결 구멍(13)을 관통하여 홀더(20)를 포트 몸체(10)에 분리가능하도록 결합시킨다.

고정 수단(70, 80)은 포트 몸체(10)의 고정부(11)에 마련된 구멍으로 삽입되어 공구 드럼(200)에 결합되고 선회 모터(300)의 작동에 따라 선회동작이 되도록 되어 있어서, 특정 위치에서 스핀들측의 공구(미도시)와 맞교환이 가능하다.

한편, 고정부(11)의 사이에는 공구 포트(100)의 요동을 가이드하기 위한 요동 가이드(60)가 마련될 수 있다.

이러한 구성에 의해 홀더(20)를 포트 몸체(10)에 결합하는 과정을 설명한다.

홀더(20)의 외표면에 마련된 가이드홀(22)에 스틸볼(30) 및 탄성 수단(40)을 순서대로 삽입한 상태로, 체결 수단(50)을 홀더(20)의 체결 구멍(21) 및 포트 몸체(10)의 체결 구멍(13)에 삽입함으로써, 홀더(20)를 포트 몸체(10)의 타단부(도 3의 전방), 즉 공구(T)가 삽입되는 방향의 반대측 단부에 고정시킨다.

한편, 포트 몸체(10)의 내표면(12)은 탄성 수단(40)의 외측을 지지하는 역할을 수행한다. 내표면(12)의 지지력에 의해 탄성 수단(40)은 홀더(20)의 가이드홀(22) 내측 방향으로 탄성력을 작용하여 스틸볼(30)은 홀더(20) 내표면보다 내측으로 돌출된 상태로 고정된다.

다음으로, 공구(T)를 공구 포트(100)에 고정하는 과정을 상술한다.

홀더(20)가 포트 몸체(10)에 결합된 상태에서, 공구(T)를 풀스터드(C) 측으로부터 포트 몸체(10)의 일단부(도 3의 후방)로부터 내부 공간으로 삽입하여 공구(T)의 풀스터드(C)가 홀더(20)의 내부 공간에 도달하면 탄성 수단(40)에 의해 내측으로 압박되는 스틸볼(30)이 공구(T)의 풀스터드(C)의 요홈부(D)에 밀착됨으로써 공구(T)에 대한 파지력이 발생한다. 이로써, 공구(T)는 공구 포트(100), 즉 홀더(20)에 의해 파지된다.

전술한 바와 같이 홀더(20) 내표면의 형상 및 치수는 원추형의 생크(B)와 풀 스터드(C)로 구성되는 다양한 공구(T) 형상과 치수에 대응되도록 각 공구(T) 에 맞추어 다양하게 제작된다.

따라서, 특정 규격의 공구(T)에 대응하는 홀더(20)를 포트 몸체(10)에 장착한 상태에서 상이한 규격의 공구(T)를 사용하고자 하는 경우에는 포트 몸체(10)는 유지한 채, 해당 공구(T)에 대응되는 홀더(20)만을 교체하면 되므로, 공구 포트 교체 작업의 효율성이 향상된다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

도 1a는 종래의 자동공구교환장치용 공구매거진의 드럼 및 공구 포트를 나타낸 도면.

도 1b는 자동공구교환장치용 공구를 나타낸 도면.

도 2는 자동공구교환장치용 공구매거진의 측면도.

도 3은 본 발명의 자동공구교환장치용 공구 포트를 나타낸 도면.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>

T: 공구 100: 공구 포트

200: 드럼 300: 선회 모터

10: 포트 몸체 20: 홀더

30: 스틸볼 40: 탄성 수단

50: 체결 수단 60: 요동 가이드

70, 80: 고정 수단

Claims

복수개의 공구(T)를 장착하기 위한 매거진 드럼(200)에 배치되어 공구(T)를 파지하기 위한 자동공구교환장치(ATC)의 공구매거진용 공구 포트(100)로서,

일단부로부터 공구(T)가 삽입되도록 내부에 공간이 형성된 포트 몸체(10)와,

상기 공구(T)가 삽입되는 방향과 반대측으로 상기 포트 몸체(10)의 타단부에 분리 가능하게 결합하고, 내표면이 공구(T)의 형상 및 치수에 대응되도록 형성된 홀더(20)와,

상기 홀더(20)의 외측에서 내측으로 삽입되어 상기 공구(T)의 외주면과 접촉하여 상기 공구(T)를 고정하는 스틸볼(30)과,

상기 스틸볼(30)에 탄성력을 제공하는 탄성 수단(40)과,

상기 홀더(20)를 상기 포트 몸체(10)에 결합하기 위한 결합 수단(50)과,

상기 포트 몸체(10)를 상기 매거진 드럼(200)에 고정하기 위한 고정 수단(70, 80)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치(ATC)의 공구매거진용 공구 포트(100).
제1항에 있어서,

상기 홀더(20)는 상기 스틸볼(30) 및 상기 탄성 수단(40)이 삽입되기 위한 가이드홀(22)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치(ATC)의 공구매거진용 공구 포트(100).
제1항에 있어서,

상기 탄성 수단(40)은 그 외측이 상기 포트 몸체(10)의 내표면(12)에 지지되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치(ATC)의 공구매거진용 공구 포트(100).