KR20100113113A - 조작 장치상의 툴 고정구에 툴 홀더를 자동으로 결합시키기 위한 결합 기구 및 방법 - Google Patents

조작 장치상의 툴 고정구에 툴 홀더를 자동으로 결합시키기 위한 결합 기구 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 툴을 지지하며 원뿔형 샤프트(11)와 클램핑 헤드(8)를 포함하는 툴 홀더(1)를 조작 장치(7) 상의 툴 고정구(29)에 자동으로 결합시키기 위한 결합 기구에 관한 것이다. 상기 툴 고정구(29)는 클램핑 헤드(8)와 함께 작동하는 그립핑 장치(2b) 및 축방향으로 작용하는 클램핑 장치(2c)를 포함하는 잠금 기구(2a) 및 원뿔형 슬리브(16)를 포함한다. 위치 제어된 방식으로 매우 상이한 툴 및 기구들이 자동으로 수용되도록 하기 위해, 다수의 센서(31a, 31b, 31c, 32a, 32b, 32c)가 툴 고정구(2)의 원뿔형 슬리브(16) 상에 배치되고, 기준 표면(35)은 툴 홀더(1)의 위치를 결정하기 위해 툴 홀더(2) 상의 각각의 센서를 향한다.

Description

조작 장치상의 툴 고정구에 툴 홀더를 자동으로 결합시키기 위한 결합 기구 및 방법{COUPLING MECHANISM AND METHOD FOR AUTOMATICALLY COUPLING A TOOL HOLDER TO A TOOL FIXTURE ON A MANIPULATION DEVICE}
본 발명은 툴을 지지하고 테이퍼 생크(taper shank) 및 클램핑 헤드를 포함하는 툴 홀더(tool holder)를 바람직하게는 로봇과 같은 조작 장치상의 툴 리시버(tool receiver)에 자동으로 결합시키기 위한 결합 장치에 관한 것이다. 툴 리시버는 테이퍼 슬리브와 잠금 기구를 구비하며, 잠금 기구는 클램핑 헤드와 함께 작동하는 그립핑 장치 및 축방향으로 작용하는 클램핑 장치를 포함한다. 결합 장치는 위치를 결정하기 위한 센서를 갖는다. 또한, 본 발명은 툴을 지지하는 툴 홀더를 조작 장치상의 툴 리시버에 자동으로 결합시키기 위한 방법에 관한 것이다.
툴을 지지하는 툴 홀더는 구조상 매우 단순한 실시예에서 원뿔형 테이퍼 생크로 이해될 것이며, 원뿔형 테이퍼 생크는 특정한 작업을 실행하기 위한 툴과 함께, 바람직하게는 금속(metallurgical) 장치, 예를 들면 연속 주조 설비 또는 용해 용기(melt container) 상에서 생산 공학 유닛(production engineering unit)을 구성한다. 연속 주조 설비의 영역에서 조작 장치의 특정한 적용을 위해, 가능한 실시예에 따른 툴 홀더는 테이퍼 생크를 포함하고, 클램핑 헤드를 포함하며, 클램핑 헤드 상에는 툴, 예를 들면 분배기 용기(distributor vessel) 또는 연속 주조 몰드 내의 용융 온도를 결정하기 위한 측정 랜스(measuring lance) 또는 용융 용기의 출구 개구를 개방하기 위한 블로-클리어링 랜스(blow-clearing lance)가 정해진 위치에서 조작 장치의 작용의 범위 이내의 저장 표면상에 준비되어 유지되며 클램프 고정된다(clamped-in).
포괄적인 유형의 장치는 DE 32 14 025 A1으로부터 이미 공지되어 있다. 이때, 테이퍼 슬리브를 지지하는 이러한 결합 장치의 일부는 작동 장치, 예를 들면 생산 로봇 상에 움직이지 않게 고정된다. 테이퍼 생크를 갖춘 툴, 또는 임의의 작동 장치는 툴 매거진(tool magazine) 내에 배치되며, 로봇은 적절한 제어에 의해 매거진의 외부로 다양한 작동 장치를 집어 올리며 이를 매거진 내에 다시 배치할 수 있다. 이 경우, 테이퍼 슬리브 내에 작동 장치를 잠그는 것은 유압 또는 공압으로 작동되는 잠금 볼트에 의해 실행되며, 이러한 잠금 볼트는 잠금 위치에서 테이퍼 생크의 리세스 내에 걸쇠가 걸린다(latches). 로봇에 의한 잠금 위치의 정확하게 목표화된 접근에 관한 보다 상세한 정보는 본 명세서에서 제공되지 않는다.
DE 33 36 111 C1, DE 20 2005 013 995 U1, DE 101 41 641 A1 및 DE 297 23 331 U1으로부터 가파른 각도의 테이퍼 툴과 같은 생크 툴(shanked tools)에 대한 동력 구동 클램핑 및 해제 장치(power-actuated clamping and release devices)가 공지되어 있으며, 여기서 테이퍼 생크 및 클램핑 헤드를 갖는 툴은 툴 캐리어 또는 공작물 스핀들(work spindle)의 테이퍼 슬리브 내로 삽입되고, 클램핑 요소들을 갖는 축방향으로 이동 가능한 지지봉(tie rod)에 의해 테이퍼 슬리브 내로 끌어당겨지며, 그 안에서 유지된다.
이들 설명된 결합 장치를 갖춘 툴은 주로 공작 기계(machine tool)의 경우에 사용되며, 대부분 예를 들면 공작 기계의 공작물 스핀들과 매거진 사이에서 툴의 운반을 실행하는 툴 교환기(tool changer)의 그립퍼(gripper)에 대해 특별히 맞춰져야 한다.
툴을 툴 리시버에 모니터링 결합시키기 위한 방법의 경우 및 결합 장치의 경우, 위치 측정 센서의 사용 및 적용은 이미 다수의 문서들로부터 공지되어 있다.
툴 홀더 내에 통상적으로 툴을 삽입하는 경우의 위치 측정 센서의 적용 및 이러한 삽입 작용을 감시하기 위한 그 사용은 WO 2004/037486 A1에 기재되어 있다. 그러나 동작 순서는 주로 3차원이기 때문에, 결합될 부분과 무관하게 고정되게 위치되는 센서를 갖는 이러한 방법은 바람직하게 로봇과 같은 조작 장치의 툴 리시버에 대한 결합 작용을 모니터링 하기에 적합하지 않다.
툴의 동심도(concentricity)에 관하여 또는 척(chuck) 내에 툴을 적절히 잠그는 것에 관하여 수용되고 결합된 상태에서 툴의 위치를 검사하기 위한 센서는 DE 44 15 306 A1 및 EP 1 726 401 A1으로부터 이미 공지되어 있다. 장착 위치를 검사하기 위한 장치의 이러한 실시예들은 마찬가지로 결합 작용을 제어하기에 적합하지 않다.
본 발명의 목적은 공지된 종래 기술의 단점을 방지하고 초기에 기재된 유형의 장치 및 방법을 제안하는 것이며, 이에 따라 매우 폭넓게 다양한 툴 및 작업 장치가 자동화되고 위치 제어되는 방식으로 수용될 수 있다.
본 발명의 기초가 되는 이러한 목적은, 다수의 센서가 툴 리시버의 테이퍼 슬리브 상에 배치되고, 툴 홀더의 위치를 결정하기 위해 툴 홀더 상의 기준 표면이 각각의 센서를 향하는 점에서, 초기에 기재된 유형의 장치에 의해 달성된다. 이 센서들은 관련 기준 표면에 대한 이들의 거리를 탐지하거나 이 거리에 대응하는 신호를 발생시키는데 사용된다.
툴을 지지하는 툴 홀더가 수용되는 것이 방지되지 않는 상태에서, 예를 들면 금속 용기 내의 액체 금속으로부터 야기되는 특히 오염(soiling) 및 강한 열 부하에 대해서와 같이, 그 적용 범위 내의 외부 영향에 대해서 툴 홀더의 테이퍼 생크를 보호하기 위해, 툴 홀더의 테이퍼 생크는 그 종방향 범위를 따라 반경방향으로 이격되어 테이퍼 생크를 감싸는 보호 커버에 의해 둘러싸이도록 제공된다.
툴 홀더 상의 기준 표면이 테이퍼 생크의 외부 원뿔형 외주 표면에 의해 구성될 때, 툴이 조작 장치에 의해 수용되는 작용에 유리한 조건들이 존재한다.
툴 홀더 상의 기준 표면이 테이퍼 생크를 반경방향으로 이격되어 감싸는 보호 커버의 내부 외주 표면에 의해 구성될 때, 툴을 수용하는 작용에 특히 유리한 조건들이 존재한다.
툴 리시버의 공간 위치에 대한 툴 홀더의 공간 위치를 분명하게 결정하기 위해, 복수의 센서가 테이퍼 슬리브의 외벽 또는 내부 원뿔형 외주 표면상에 배치되고, 확인된 측정 데이터에 대한 평가 장치가 이들 센서에 할당되며, 이 평가 장치가 신호에 의해 조작 장치의 작동 수단에 연결될 필요가 있다.
바람직하게, 둘 이상의, 바람직하게는 3개의 센서가 상기 툴 리시버의 종축에 대해 직각으로 정렬되는 제 1 평면에서, 상기 내부 원뿔형 외주 표면상에 또는 상기 테이퍼 슬리브의 외벽 상에 배치되며, 하나 이상의 추가 센서가 상기 툴 리시버의 종축에 대해 직각이며 상기 제 1 평면에 대해 축방향으로 이격되어 정렬되는 추가의 제 2 평면에 배치된다.
3개의 센서의 배치는 상기 툴 리시버의 또는 상기 툴 홀더의 종축의 축방향에서 상기 툴 홀더에 대한 상기 툴 리시버의 위치를 결정하기에 충분하며, 또한 상기 툴 홀더에 대한 상기 툴 리시버의 경사 각도를 결정하기 위해 제 4 센서가 필요하다.
이 센서들은 다양한 공지된 측정 시스템을 기초로 할 수 있다. 거리를 측정하는데 유도 센서, 용량성 센서, 또는 광학 센서가 사용될 수 있다.
적절한 사용이 상기 툴 리시버 내에서 취해질 특정한 각위치를 요구하는 툴의 경우, 이를 위해 툴 홀더가 툴 리시버에 의해 수용될 때, 얻어진 타겟 위치가 미리 정해진다면 유리하다. 이는 테이퍼 생크 및 테이퍼 슬리브에 대응하는 잠금 요소들이 할당되는 점에서 이루어진다. 이러한 얻어진 타겟 위치는, 외주 표면으로부터 돌출하는 돌출 잠금 요소 또는 잠금 요소, 예를 들면 페더 키(feather key)가 테이퍼 생크에 할당되고, 각 위치(angular positin)를 결정하는 대응하는 잠금 개구, 예를 들면 홈이 툴 리시버의 테이퍼 슬리브에 할당될 때 결정된다.
특별한 적용을 위해, 그 위치설정 또는 설치 동작(setting motion) 외에도, 예를 들면 집게(tongs)의 그립핑 동작과 같은 조작 장치에 의해 직접적으로 실행될 수 없는 기능을 실행하여야 하는 툴의 요구 조건이 존재한다. 이를 가능하게 하기 위해, 툴 홀더가 툴 리시버 내에서 잠금 위치에 있을 때, 테이퍼 슬리브의 원뿔형 외주 표면상의 매체 공급 라인의 출구 개구는 테이퍼 생크의 원뿔형 외주 표면상의 매체 공급 라인의 출구 개구를 향한다.
복수의 대응하는 매체 공급 라인들이 툴의 작동에 요구되는 한, 이들 대응하는 매체 공급 라인들은, 복수의 출구 개구가 테이퍼 슬리브 및 테이퍼 생크 상에 배치되는 경우, 밀봉 요소에 의해 서로 분리된다.
기재된 목적을 달성하기 위해, 툴을 지지하는 툴 홀더를 바람직하게 로봇과 같은 조작 장치상의 툴 리시버에 자동으로 결합시키기 위한 결합 방법에 있어서, 상기 툴 홀더 내의 저장 위치에 장착된 툴은 상기 조작 장치의 제어 유닛에 의해 선택되고 상기 툴 리시버에 의해 구동되거나 작동되며, 상기 툴 홀더에 대한 상기 툴 리시버의 실제 위치는 연속적으로 센서에 의해 확인되며, 상기 툴 리시버가 상기 툴 홀더 상으로 밀리는 동안 수정되며, 상기 툴 홀더는, 그 도달된 타겟 위치에 있을 때, 상기 툴 리시버의 그립핑 장치 및 클램핑 장치에 의해 상기 툴 리시버 내에 고정되는 것을 특징으로 하는 결합 방법이 또한 제안된다.
상기 툴 리시버에 대한 상기 툴 홀더의 실제 위치의 결정은 복수의 센서에 의해 실행되며, 복수의 센서는 툴 리시버 상에 분배되며, 이들 센서에 의해 상기 툴 홀더 상의 기준 표면에 대한 거리를 나타내는 측정 신호가 감지되고, 상기 툴 홀더에 대한 상기 툴 리시버의 반경방향 편향 및 경사 각도는 이들 측정 신호로부터 확인되며, 하나 이상의 제어 신호가 발생되며, 이들 제어 신호를 통해 상기 툴 홀더 상에서의 툴 리시버의 정렬이 상기 조작 장치의 작동 수단에 의하여 실행된다. 상기 툴 홀더에 대한 상기 툴 리시버의 반경방향 편향 및 경사 각도 대신, 툴 리시버와 툴 홀더 사이의 공간 관계를 분명히 정하는 다른 특성량(characteristic quantities)이 확인될 수도 있다.
상기 센서의 비대칭 정렬은 상기 툴 리시버에 대한 상기 툴 홀더의 각 위치가 상기 센서에 의해 감지된 측정 신호로부터 추가로 확인되게 할 수 있고, 제어 신호가 발생되게 할 수 있으며, 상기 제어 신호를 통해 상기 툴 리시버의 공간 정렬이 상기 조작 장치의 작동 수단에 의하여 실행된다.
본 발명의 다른 특장점은 비제한적인 예시적 실시예에 대한 하기의 상세한 설명에 의해 제공되며, 첨부 도면이 참조된다.
도 1은 툴 리시버 및 툴 홀더를 갖는 본 발명에 따른 결합 장치를 통과하는 종단면도를 도시하고,
도 2는 본 발명에 따른 결합 장치에 의한 자동 결합에 관련된 기능도를 도시하며,
도 3a는 결합 작용중에 툴 홀더와 툴 리시버를 통과하는 종단면의 표시도로 기하학적 관계를 도시하며,
도 3b는 결합 작용 중에 툴 리시버의 종축에 대해 직각인 가상 평면으로의 투영으로 기하학적 관계를 도시하며,
도 4는 툴 홀더와 툴 리시버를 통과하는 매체 공급의 경로의 표시를 도시한다.
도 1에서, 툴 홀더(1)를 본 발명에 따른 유형의 툴 리시버(2)에 자동으로 결합시키기 위한 결합 장치는 결합 장치를 통과하는 종단면으로 표시된다. 쇄선으로 지시되지만, 더 자세히 표시되지 않은 툴(3)은 그 단부면 상에서 툴 홀더(1)에 고정된다. 툴 리시버(2)는 연결 플랜지(5)의 단부면 연결 표면(4)을 통하여 더 자세히 표시되지 않은 조작 장치, 예를 들면 다축 로봇의 아암(7)의 쇄선으로 지시되는 연결 플랜지(6)에 연결된다.
툴 홀더(1)는 클램핑 헤드(8)를 포함하고, 클램핑 헤드는 작업을 실행하기 위한 툴(3)이 고정되는 플랜지(9) 및 테이퍼 생크(11)에 고정 연결되는 플랜지(10)를 갖는다. 이러한 테이퍼 생크(11)는 조작 장치에서 사용되는 모든 툴에 대해 치수가 동일하다.
이로 인해 툴은 쉽고 빠르게 교환될 수 있다. 테이퍼 생크(11)의 단부면에는 버섯형 헤드(13)와 환형 홈(14)을 갖는 조임 볼트(tie bolt; 12)가 할당된다.
툴 리시버(2)는 하우징(15a) 및 테이퍼 슬리브(16)를 포함하며, 테이퍼 슬리브는 이 하우징의 단부면에 플랜지 연결(flange-connected)되고 외부로 넓어지며, 그 내부 원뿔형 외주 표면(16a)은 테이퍼 생크(11)의 외부 원뿔형 외주 표면(11a)과 동일한 피치를 갖는다. 툴 리시버(2)의 핵심 구성요소는 그립핑 장치(2b) 및 클램핑 장치(2c)를 포함하는 잠금 기구(2a)이다. 클램핑 장치(2c)는 지지 플랜지(17)에 고정되고, 이 클램핑 장치는 압력 매체 실린더 유닛(18)에 의해 구성되며, 툴 리시버의 종축(21)을 따라 변위 가능한 다중 부분 피스톤 로드(20) 및 피스톤(19)을 포함한다. 스프링으로 구현되는 복수의 클램핑 텅(22)은 그 일단부를 통하여 피스톤 로드(20)에 고정되며, 그 타단부를 통하여 반경 방향으로 이동 가능하다. 클램핑 텅(22)은 그 이동 가능한 단부에 잠금 러그(23)를 가지며, 잠금 러그는 툴 홀더(1)가 테이퍼 슬리브(16)로 로딩될 때, 버섯형 헤드(13)가 축방향으로 피스톤 로드(20)의 정지 표면(24)까지 지나 이동하게 한다. 피스톤(19)의 축방향 잠금 동작시, 클램핑 텅(22)은 센터링 슬리브(27)의 원뿔형 표면(26)에서 내부로 프레스되고, 조임 볼트(12)의 환형 홈(14)에 맞물리며, 테이퍼 생크(11)를 테이퍼 슬리브(16) 내의 중심에서 클램핑함으로서, 툴 리시버(2)의 종축(21)은 툴 홀더의 종축(28)과 정렬된다.
툴 홀더(1)는 그 종방향 범위를 따라 관형 보호 커버(29)에 의해 둘러싸이며, 관형 보호 커버는 그 일단부를 통하여 플랜지(9)에 고정되고, 툴 리시버(2)를 향하는 방향으로 개방된다. 보호 커버(29)는 테이퍼 생크(11)와 조임 볼트(13)를 위해서 및 결합된 위치에서 또한 툴 리시버(2)의 테이퍼 슬리브(16)를 위해서, 원통형 보호 케이싱을 구성함으로써, 이들 부분을 조작 장치의 작업 영역 내의 오염 및 열적 영향에 대해 보호한다.
툴 리시버(2)의 테이퍼 슬리브(16)의 외벽(30)에는 복수의 센서(31a, 31b, 32a, 32b)가 2개의 수직한 평면(E1 및 E2)에서 원주 상에 배치되고 분배되며, 이들 센서에 의해 툴 홀더(1)의 기준 표면(35)에 대한 거리를 나타내는 측정 신호가 확인될 수 있다. 이 경우 기준 표면(35)은 관형 보호 커버(29)의 내부 외주 표면(34)에 의해 구성되고; 도 2에 개략적으로 표시된 바와 같이, 측정 신호는 연속적으로 또는 시간 간격을 두고 평가 유닛(37)으로 공급되며, 이 평가 유닛에서 측정 신호에 대응하는 기준 표면(35)에 대한 최소 거리 값이 각각의 센서에 할당되며, 툴 홀더(1)의 위치에 대한 툴 리시버(2)의 상대 위치 및 그에 따라 툴 홀더(1)의 종축(28)에 대한 툴 리시버(2)의 종축(21)의 평행 오정렬 및 공간 경사가 그 후 센서의 공간 위치를 고려하여 확인된다. 이들 확인된 실제 값으로부터, 즉 조작 장치에 의해 조작 장치(7)의 작동 수단(38)으로 공급되는 작동 신호가 발생되며, 툴 리시버(2)의 테이퍼 슬리브(16)가 센서 제어에 의해 예를 들면 매거진 내에 제공되는 툴 홀더(1)의 테이퍼 생크(11)에 대해 축방향 정렬로 정렬되며, 밀려나간다. 조작 장치(7)는 관련 제어 유닛(46)을 가지며, 제어 유닛은 표시되지 않은 툴 매거진의 저장 위치로부터, 툴 홀더 내에 장착된 툴의 선택을 제어하며, 툴 리시버(2)의 동작 순서를 제어한다.
도 3a 및 도 3b는 자동화된 결합 작용 중의 순간적인 상태를 도 3a에서는 종단면으로 도시하고 도 3b에서는 툴 리시버(2)의 종축(21)의 시점 방향으로 가상 평면상에 투영하여 도시한다. 테이퍼 슬리브는 2개의 수직 평면(E1 및 E2)에 의해 교차되고, 이들 수직 평면은 축방향으로 직각이며, 도 3b에서 외부 원뿔형 외주 표면(30)과의 교차 라인에 의해 표시되고 반경(RE1 및 RE2)을 갖는 원형(실선)을 형성하며, 반경은 가상 평면에 대해 직각인 툴 리시버의 종축(21) 상에 놓이며 가상 평면으로 투영된다. 이들 반경에서, 센서(31a, 31b, 31c, 32a, 32b, 32c)는 원주상에 분배되어 배치된다. 순간 위치에서, 테이퍼 슬리브가 테이퍼 생크 상으로 밀려지는 동안, 2개의 수직 평면(E1 및 E2)은 타원(점선)을 형성하는 보호 커버(29)의 내부 외주 표면(34)과의 교차선(e1, e2)을 초래한다. 각각의 센서(31a, 31b, 31c, 32a, 32b, 32c)로부터 보호 커버의 내부 외주 표면(34)의 각각의 교차 라인(e1, e2)까지의 반경방향 거리(rE1 .1, rE1 .2, rE1 .3, rE2.1, rE2 .2, rE2 .3)는 센서에 의해 탐지된 기준 표면(35)에 대한 거리에 대응한다. 가상 평면으로 투영되는 툴 리시버의 종축과 가상 평면(E1 및 E2)의 교차 점들은 툴 홀더의 종축의 2개의 점들을 표시하며, 2개의 종축의 축방향 오정렬을 나타낸다. 2개의 종축(21, 28)의 서로에 대한 경사 각도(α)는 도 3a의 종단면으로부터 명확하다. 충분히 많은 개수의 센서로 인해, 조작 장치에 의해 위치설정하기 위해 필요한 모든 특성 값들은 툴 홀더 및 툴 리시버의 서로에 대한 공간 위치의 기하학적 관계를 설명하는 수학적 모델에서 충분히 확인될 수 있다.
집게를 갖는 경우에서와 같이, 예를 들면 그립핑, 클램핑 및 홀딩 동작을 실행해야 하는 관련 툴을 갖는 툴 홀더의 특별한 경우를 위해, 매체 공급 라인(40)(압축 공기, 신호 라인)은 툴 홀더 및 툴 리시버의 접촉 영역을 통하여 경로가 정해진다. 이에 적합한 배열은 도 4에 표시된다. 툴 홀더(1)가 툴 리시버(2) 내에서 잠금 위치에 있을 때, 테이퍼 슬리브(16)의 원뿔형 외주 표면(16a) 내의 매체 공급 라인(40)의 출구 개구(41)는 테이퍼 생크(11)의 원뿔형 외주 표면(11a) 내의 매체 공급 라인(40)의 출구 개구(42)를 향한다.
테이퍼 슬리브(16) 및 테이퍼 생크(11) 상에서 서로 이웃하여 위치되는 복수의 대응하는 출구 개구(41, 42, 41a, 42a)는 밀봉 요소(43)에 의해 서로 분리된다. 밀봉 요소(43)는 테이퍼 생크(11)의 환형 홈(44) 안에 놓이는 O-링에 의해 구성된다. 대안적으로, O-링은 테이퍼 슬리브 상의 환형 홈 안에 놓일 수도 있다.
1: 툴 홀더
2: 툴 리시버
2a: 잠금 기구
2b: 그립핑 장치
2c: 클램핑 장치
3: 툴
4, 5, 6: 연결 플랜지
7: 조작 장치의 아암
8: 클램핑 헤드
9, 10: 플랜지
11: 테이퍼 생크
11a: 테이퍼 생크(11)의 원뿔형 외주 표면
12: 조임 볼트
13: 조임 볼트(12)의 버섯형 헤드
14: 환형 홈
15a: 하우징
16: 테이퍼 슬리브
16a: 테이퍼 슬리브(16)의 내부 원뿔형 외주 표면
17: 지지 플랜지
18: 압력 매체 실린더 유닛
19: 피스톤
20: 다중 부분 피스톤 로드
21: 툴 리시버(2)의 종축
22: 클램핑 텅
23: 클램핑 텅(22)의 잠금 러그
24: 피스톤 로드(20) 상의 정지 표면
26: 원뿔형 표면
27: 센터링 슬리브
28: 툴 홀더(1)의 종축
29: 보호 커버
30: 테이퍼 슬리브의 외벽
31a, 31b, 31c: 센서
32a, 32b, 32c: 센서
34: 보호 커버(29)의 내부 외주 표면
35: 기준 표면
37: 평가 유닛
38: 조작 장치의 작동 수단
40: 매체 공급 라인
41, 41a, 42, 42a: 매체 공급 라인(40)의 출구 개구
43: 밀봉 요소
44: 밀봉 요소(43)의 환형 홈
46: 제어 유닛
α: 경사 각도
E1, E2: 수직 평면
RE1, RE2: 수직 평면 내의 반경
e1, e2: 교차 라인
rE1 .1, rE1 .2, rE1 .3, rE2 .1, rE2 .2, rE2 .3: 센서와 교차 라인 사이의 반경방향 거리

Claims (14)

  1. 툴을 지지하고 테이퍼 생크(11) 및 클램핑 헤드(8)를 포함하는 툴 홀더(1)를 로봇과 같은 조작 장치(7) 상의 툴 리시버(2)에 자동으로 결합시키기 위한 결합 장치로서, 상기 툴 리시버는 테이퍼 슬리브(16) 및 잠금 기구(2a)를 갖고, 상기 잠금 기구(2a)는 상기 클램핑 헤드(8)와 함께 작동하는 그립핑 장치(2b) 및 축방향으로 작용하는 클램핑 장치(2c)를 포함하며, 상기 결합 장치는 위치를 결정하기 위한 센서를 갖는, 결합 장치에 있어서,
    다수의 센서(31a, 31b, 31c, 32a, 32b, 32c)가 상기 툴 리시버(2)의 테이퍼 슬리브(16) 상에 배치되고, 상기 툴 홀더(1) 상의 기준 표면(35)이 상기 툴 홀더의 위치를 결정하기 위해 각각의 상기 센서를 향하는 것을 특징으로 하는
    결합 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 툴 홀더(1)의 테이퍼 생크(11)는 그 종방향 범위를 따라 반경방향으로 이격되어 상기 테이퍼 생크(11)를 감싸는 보호 커버(29)에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는
    결합 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 툴 홀더(1) 상의 기준 표면(35)은 상기 테이퍼 생크(11)의 외부의 원뿔형 외주 표면(11a)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는
    결합 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 툴 홀더(1) 상의 기준 표면(35)은 상기 테이퍼 생크(11)를 반경방향으로 이격되어 감싸는 보호 커버(29)의 내부 외주 표면(34)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는
    결합 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 툴 리시버(2)의 공간 위치에 대하여 상기 툴 홀더(1)의 공간 위치를 결정하기 위해 상기 테이퍼 슬리브(16)의 외벽(30) 상에 또는 상기 내부 원뿔형 외주 표면(16a) 상에 복수의 센서(31a, 31b, 31c, 32a, 32b, 32c)가 배치되며, 상기 센서(31a, 31b, 31c, 32a, 32b, 32c)에 확인된 측정 데이터를 위한 평가 장치(37)가 할당되며, 상기 평가 장치(37)는 신호에 의해 상기 조작 장치(7)의 작동 수단(38)에 연결되는 것을 특징으로 하는
    결합 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    둘 이상의, 바람직하게는 3개의 센서(31a, 31b, 31c)가 상기 툴 리시버(2)의 종축(21)에 대해 직각으로 정렬되는 제 1 평면(E1)에서, 상기 내부 원뿔형 외주 표면(16a) 상에 또는 상기 테이퍼 슬리브(16)의 외벽(30) 상에 배치되며,
    하나 이상의 추가 센서(32a, 32b, 32c)가 상기 툴 리시버(2)의 종축(21)에 대해 직각이며 상기 제 1 평면(E1)에 대해 축방향으로 이격되어 정렬되는 추가의 제 2 평면(E2)에 배치되는 것을 특징으로 하는
    결합 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서(31a, 31b, 31c, 32a, 32b, 32c)는 유도 센서, 용량성 센서, 또는 광학 센서에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는
    결합 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 테이퍼 생크(11) 및 상기 테이퍼 슬리브(16)에 대응하는 잠금 요소들이 할당되는 것을 특징으로 하는
    결합 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 테이퍼 생크(11)에 페더 키가 할당되며, 상기 툴 리시버 내에 상기 툴 홀더의 각 위치를 정하기 위해, 대응하는 홈이 상기 테이퍼 슬리브(16)에 할당되는 것을 특징으로 하는
    결합 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 툴 홀더(1)가 상기 툴 리시버(2) 내의 잠금 위치에 있을 때, 상기 테이퍼 슬리브(16)의 원뿔형 외주 표면(16a) 상의 매체 공급 라인(40)의 출구 개구(41)는 상기 테이퍼 생크(11)의 원뿔형 외주 표면(11a) 상의 매체 공급 라인(40)의 출구 개구(42)를 향하는 것을 특징으로 하는
    결합 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 대응하는 매체 공급 라인(40, 40a)은, 복수의 출구 개구(41, 42, 41a, 42a)가 상기 테이퍼 슬리브(16) 상에 및 상기 테이퍼 생크(11) 상에 배치되는 경우, 밀봉 요소(43)에 의해 서로 분리되는 것을 특징으로 하는
    결합 장치.
  12. 툴을 지지하는 툴 홀더(1)를 로봇과 같은 조작 장치(7) 상의 툴 리시버(2)에 자동으로 결합시키기 위한 결합 방법에 있어서,
    상기 툴 홀더(1) 내의 저장 위치에 장착된 툴은 상기 조작 장치(7)의 제어 유닛(46)에 의해 선택되고 상기 툴 리시버(2)에 의해 구동되며,
    상기 툴 홀더에 대한 상기 툴 리시버의 실제 위치는 연속적으로 센서(31a, 31b, 31c, 32a, 32b, 32c)에 의해 확인되며, 상기 툴 리시버가 상기 툴 홀더 상으로 밀리는 동안 수정되며,
    상기 툴 홀더는, 그 도달된 타겟 위치에 있을 때, 상기 툴 리시버의 그립핑 장치(2b) 및 클램핑 장치(2c)에 의해 상기 툴 리시버 내에 고정되는 것을 특징으로 하는
    결합 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 툴 리시버(2)에 대한 상기 툴 홀더(1)의 실제 위치를 결정하기 위해, 상기 툴 홀더(1) 상의 기준 표면(35)에 대한 거리를 나타내는 측정 신호는 상기 툴 리시버 상에 분배되어 배치되는 복수의 센서(31a, 31b, 31c, 32a, 32b, 32c)에 의해 감지되고, 상기 툴 홀더에 대한 상기 툴 리시버의 반경방향 편향 및 경사 각도(α)는 상기 측정 신호로부터 확인되며, 하나 이상의 제어 신호가 발생되며, 상기 제어 신호를 통해 상기 툴 홀더 상에서의 상기 툴 리시버의 정렬이 상기 조작 장치(7)의 작동 수단(38)에 의하여 실행되는 것을 특징으로 하는
    결합 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 툴 리시버(2)에 대한 상기 툴 홀더(1)의 각위치는 상기 센서(31a, 31b, 31c, 32a, 32b, 32c)에 의해 감지된 측정 신호로부터 추가로 확인되며, 제어 신호가 발생되며, 상기 제어 신호를 통해 상기 툴 리시버(2)의 공간 정렬이 상기 조작 장치(7)의 작동 수단(38)에 의하여 실행되는 것을 특징으로 하는
    결합 방법.
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