KR20110002124A - 공작기계의 툴 매거진 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공작기계의 툴 매거진에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 툴 매거진은, 링크와 체인부시(152)를 포함하여 구성된 체인(150), 체인(150)의 한쪽에 설치되어 툴이 수납되는 그리퍼(160), 수치제어가 가능한 구동장치(110), 구동장치(110)에 의해 정역회전 구동되고 외경에 부시 그루브(122)와 툴 그루브(124)가 교호(交互)로 형성되며 부시 그루브(122)에 체인부시(152)가 삽입되고 툴 그루브(124)에 툴이 수용되어 툴과의 간섭을 피하면서 체인(150)을 구동시키는 구동 스프로킷(120), 체인(150)에 내접되게 배치되어 체인(150)을 안내하는 체인 가이드 휠(130), 체인(150)에 외접되게 배치되어 체인(150)을 안내하는 아이들 스프로킷(132) 및 구동 스프로킷(120)의 한쪽에 배치되어 툴을 출납시키는 툴 이송장치(50)를 포함한다.
툴 매거진, 위치결정, 방진, 툴 체인, 그리퍼

Description

공작기계의 툴 매거진{Tool magazine of machine tool}
본 발명은 공작기계의 툴 매거진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계에 설치되고, 복수 개의 툴(Tool)이 그리퍼에 장착되어 보관되며, 구동장치의 구동에 의해 그리퍼가 툴 교환위치로 이동되어 툴이 출납되는 공작기계의 툴 매거진에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계에는 여러 개의 툴(tool)이 공작기계의 툴 매거진에 보관되고, 제어부의 지령에 의해 특정한 툴이 인출되거나 다시 수납 장착된다.
또한, 공작기계의 툴 매거진은 체인의 한쪽에 그리퍼(gripper)가 설치되고 체인은 구동 스프로킷(sprocket)과 아이들 스프로킷에 설치되며, 구동 스프로킷이 구동됨에 따라 체인이 이동된다.
즉, 특정한 그리퍼가 공구교환 위치 쪽으로 이동되어 툴을 자동 툴 교환장치(ATC)로 이동시키거나, 자동 툴 교환장치에서 넘겨주는 툴을 특정한 그리퍼에 수납한다.
첨부도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 종래의 툴 매거진(10)을 좀 더 상세하 게 설명한다.
첨부도면 도 1은 종래의 툴 매거진을 설명하기 위한 예시도면이고, 첨부도면 도 2는 종래의 툴 매거진에서 툴이 출납되는 부분을 설명하기 위한 예시도면이며, 첨부도면 도 3은 종래의 툴 매거진에서 체인을 구동시키는 부분을 설명하기 위한 예시도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 툴 매거진(10)은 한쪽에 구동장치(12)가 배치되고, 그 구동장치에 구동 스프로킷(14)이 설치되며, 툴 매거진(10)의 다른 쪽에 아이들 스프로킷(16)이 설치되고, 구동 스프로킷(14)과 아이들 스프로킷(16)에는 체인(20)이 설치된다.
또한, 상술한 아이들 스프로킷(16)은 상술한 체인(20)의 장력을 조절하는 장력조절장치(18)가 설치될 수 있다.
또한, 상술한 구동 스프로킷(14)은 도 3에 나타낸 바와 같이 외주에는 체인(20)의 체인부시(22)를 수용하기 위한 부시 그루브(15)가 형성된 구성이다.
상술한 체인(20)에는 툴(60)이 수납되는 그리퍼(30)가 설치된다.
또한, 상술한 구동 스프로킷(14)과 상술한 아이들 스프로킷(16)의 사이에는 툴(60)이 인출되거나 수납되는 교환 위치가 마련되고 그 교환 위치에는 위치결정장치(40)와 툴 이송장치(50)가 배치된다.
또한, 체인(20)의 외측에는 방진장치(45)가 더 배치될 수 있고, 방진장치(45)는 그리퍼(30) 또는 툴(60)을 가압하여 특정한 툴을 그리퍼(30)에 출납할 때에 그리퍼(30)를 안정시키는 것이다.
즉, 구동장치(12)의 구동에 의해 체인(20)이 이동되고 이로써 특정한 위치에 그리퍼(30)가 교환 위치 쪽으로 이동되어 위치하게 된다.
이후 위치결정장치(40)의 구동에 의해 체인(20)이 일시적으로 움직이지 않도록 고정된 상태에서 툴 이송장치(50)에 의해 그리퍼(30)에서 툴(60)이 출납된다.
그러나 상술한 바와 같은 종래의 툴 매거진(10)은 다음과 같은 문제점이 지적된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 구동 스프로킷(14)과 툴(60)이 출납되는 위치까지 거리(S)가 존재하고, 구동장치(12)를 수치제어가 가능한 서보모터를 적용하더라도 툴(60)이 이동되기 위해서는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 별도의 위치결정장치(40)가 반드시 필요하게 된다.
상술한 위치결정 장치(40)는 도 2에 나타낸 바와 같이 액추에이터의 구동에 의해 푸셔가 체인(20)의 체인부시(22)사이에 밀착되면서 체인(20)을 한시적으로 고정시키는 구성이다.
상술한 바와 같은 위치결정 장치(40)가 배치되더라도 체인(20)의 링크와 핀 및 체인부시(22)가 연결되고, 복수 개의 절마다 하나의 그리퍼(30)가 배치되며, 체인(20)이 굴절되기 위해서 최소한의 공차 또는 백래시(back-lash)가 필요하며 이러한 공차로 인하여 특정한 그리퍼(60)가 정확한 위치에 멈추지 못하는 문제점이 있다.
또한, 체인(20)을 구성하는 여러 개의 링크는 길이가 늘어날 수 있고, 그 늘어난 길이만큼 오차가 발생하여 체인(20)의 장력이 느슨해질 수 있으며, 체인(20) 의 장력을 조절하기 위해서는 장력조절 장치(18)를 빈번하게 사용하여야 하는 번거로운 문제점이 있다.
다른 한편으로, 위치결정장치(40)에 의해 체인(20)의 움직임을 고정시키고자 할 때에도 위치결정장치(40)의 구동에 시간이 소요되므로 툴 교환에 소요되는 전체적인 시간이 길어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 툴을 교환하고자 할 때에 그리퍼를 정확한 위치에 멈출 수 있게 하고, 체인이 늘어나더라도 체인의 장력을 조절을 하지 않고도 이용될 수 있도록 하며, 툴 교환에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있도록 하는 공작기계의 툴 매거진을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 툴 매거진은, 링크와 체인부시를 포함하여 구성된 체인; 상기 체인의 한쪽에 설치 되어 툴이 수납되는 그리퍼; 수치제어가 가능한 구동장치; 상기 구동장치에 의해 정역회전 구동되고 외경에 부시 그루브와 툴 그루브가 교호(交互)로 형성되며 상기 부시 그루브에 상기 체인부시가 삽입되고 상기 툴 그루브에 상기 툴이 수용되어 상기 툴과의 간섭을 피하면서 상기 체인을 구동시키는 구동 스프로킷; 상기 체인에 내접되게 배치되어 상기 체인을 안내하는 체인 가이드 휠; 상기 체인에 외접되게 배치되어 상기 체인을 안내하는 아이들 스프로킷; 및 상기 구동 스프로킷의 한쪽에 배치되어 상기 툴을 출납시키는 툴 이송장치;를 포함한다.
또한, 상기 구동 스프로킷과 상기 체인 가이드 휠의 사이에 배치되어 상기 체인을 가압하여 체인의 흔들림을 방지하는 방진 장치;가 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 방진 장치는 지그 블록이 액추에이터에 의해 진퇴 되고 상기 지그 블록이 전진하였을 때에 상기 체인을 가압하여 상기 툴이 상기 그리퍼에서 출납될 때에 상기 체인의 흔들림을 방지하여 상기 체인과 상기 그리퍼를 안정시키는 것일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 공작기계의 툴 매거진은 수치제어가 가능한 구동장치에 의해 구동 스프로킷을 구동하고, 구동 스프로킷의 한쪽에 툴 교환 위치를 설정함으로써 특정한 그리퍼를 항상 정확한 위치로 이동시킬 수 있 다.
또한, 본 발명에 따른 공작기계의 툴 매거진은 장기간 사용에 의해 체인이 다소 늘어나더라도 툴 교환 위치는 구동 스프로킷의 한쪽에 설정됨으로써 체인의 장력을 조절하기 위한 장력조절 장치를 빈번하게 사용하지 않아도 되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 공작기계의 툴 매거진은 툴 교환을 위해 체인의 흔들림을 방지하기 위해서 별도의 위치결정장치를 가동시키지 않음으로써 툴 교환 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 툴 매거진에 대해서 설명한다.
첨부도면 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 툴 매거진을 설명하기 위한 예시도면이고, 첨부도면 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 툴 매거진에서 체인을 구동시키는 부분을 설명하기 위한 예시도면이며, 첨부도면 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 툴 매거진에서 구동 스프로킷을 설명하기 위한 예시도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 툴 매거진(100)은 구동 스프로킷(120)과 여러 개의 체인 가이드 휠(130) 및 아이들 스프로킷(132)에 체인(150)이 설치되고, 체인(150)에는 그리퍼(160)가 장착된다.
상술한 체인(150)은 링크와 핀 및 체인부시(152)를 포함하여 구성되며, 체인(150)의 구성은 알려진 기술을 이용하는 것으로 더욱 상세한 설명은 생략한다.
상술한 그리퍼(160)는 한 쌍의 조(jaw)와 한 쌍의 조가 오므려지는 방향으로 복원력을 가하는 스프링을 포함하여 구성되고 한 쌍의 조에 툴(60)이 수납되는 것이며, 이러한 그리퍼(160)는 알려진 기술을 이용하는 것으로 더욱 상세한 설명은 생략한다.
상술한 구동 스프로킷(120)에는 수치제어가 가능한 구동장치(110)가 설치되어 구동장치(110)에서 출력되는 동력에 의해 구동 스프로킷(120)을 정역회전 구동시킬 수 있게 된다.
상술한 구동장치(110)는 일례로서 서보모터일 수 있다.
또한, 상술한 구동 스프로킷(120)은 도 5 및 도 6에 상세하게 나타낸 바와 같이 외경에 부시 그루브(122)와 툴 그루브(124)가 교호(交互)로 형성된다.
상술한 부시 그루브(122)에는 체인부시(152)가 삽입되어 구동 스프로킷(120)이 정역회전 구동됨에 따라 체인(150)을 이동시키게 된다.
또한, 상술한 툴 그루브(124)에는 툴(60)이 수용될 수 있고, 이로써 툴(60)과 구동 스프로킷(120)간의 간섭을 피할 수 있는 것이다.
또한, 상술한 구동 스프로킷(120)의 한쪽에 툴 이송장치(50)가 배치될 수 있 고, 툴 이송장치(50)는 그리퍼(160)에서 툴을 출납시킨다.
즉, 상술한 툴 이송장치(50)가 배치되는 위치는 툴 교환위치인 것이다.
또한, 상술한 여러 개의 체인 가이드 휠(130) 중에 어느 하나는 장력조절 장치(140)가 배치될 수 있고, 장력조절 장치(140)는 상술한 체인(150)의 장력을 조절하게 된다.
또한, 상술한 구동 스프로킷(120)과 상술한 체인 가이드 휠(130)의 사이에 방진 장치(170)가 더 배치될 수 있고, 좀 더 상세하게는 방친장치(170)가 구동 스프로킷(120) 쪽으로 더 가깝게 배치될 수 있다.
상술한 방진장치(170)는 실린더와 같은 액추에이터(172)의 구동에 의해 지그 블록(174)을 진퇴시키는 구성이고, 상술한 지그 블록(174)이 전진하였을 때에 상술한 체인(150)을 가압하여 툴(60)이 그리퍼(160)에서 출납될 때에 체인(150)의 흔들림을 방지하여 체인(150)과 그리퍼(160)를 안정시키는 것이다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 툴 매거진(100)은 다음과 같이 작동된다.
구동장치(110)에서 동력이 출력되면 구동 스프로킷(120)은 체인(150)을 이동시키고, 이로써 그리퍼(160)가 이동된다.
이때 구동장치(110)는 수치제어가 가능하므로 구동 스프로킷(120)의 회전수 및 회전각도 등이 정밀한 좌표로 제어될 수 있고 이로써, 특정한 그리퍼(160)를 툴 교환위치로 이동시킬 수 있게 된다.
따라서 종래에 위치결정 장치(40)의 역할을 구동장치(110)의 제어에 의해 구 현될 수 있어 위치결정 장치(40)를 배제시킴으로써 툴 매거진(100)의 구성을 간소화시킬 수 있게 된다.
또한, 체인(150)의 장력에 다소 변화가 있더라도 구동 스프로킷(120)의 부시 그루브(122)에 체인(150)의 체인부시(152)가 삽입되어 있어 자연스럽게 위치가 결정되므로 체인(150)의 장력이 변할 때마다 곧바로 대응하지 않아도 되고, 체인(150)의 장력이 허용범위를 벗어나 현저하게 변하였을 때에는 장력조절 장치(140)를 조절하여 체인(150)의 장력을 조절할 수도 있다.
다른 한편으로, 방진장치(170)는 툴(60)이 툴 이송장치(50)에 의해 그리퍼(160)에서 출납될 때에 체인(150)이 과도하게 흔들리는 것을 방지하여 체인(150)과 그리퍼(160)를 안정시킨다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 툴 매거진(100)은 수치제어가 가능한 구동장치(110)에 의해 구동 스프로킷(120)을 구동하고, 구동 스프로킷(120)의 한쪽에 툴 교환위치를 설정함으로써 특정한 그리퍼(160)를 항상 정확한 위치로 이동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 툴 매거진(100)은 장기간 사용에 의해 체인(150)이 다소 늘어나더라도 툴 교환 위치는 구동 스프로킷(120)의 한쪽에 설정됨으로써 체인(150)의 장력을 조절하기 위한 장력조절 장치(140)를 빈번하게 사용하지 않을 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 툴 매거진(100)은 툴 교환을 위해 체 인(150)의 흔들림을 방지하기 위해서 종래의 위치결정장치(40)를 가동시키지 않음으로써 툴 교환 시간을 단축시킬 수 있다
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 툴 매거진은 다양하고 많은 종류의 툴을 수납/장착하는 것이 요구되는 공작기계에서 이용될 수 있다.
도 1은 종래의 툴 매거진을 설명하기 위한 예시도면이다.
도 2는 종래의 툴 매거진에서 툴이 출납되는 부분을 설명하기 위한 예시도면이다.
도 3은 종래의 툴 매거진에서 체인을 구동시키는 부분을 설명하기 위한 예시도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 툴 매거진을 설명하기 위한 예시도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 툴 매거진에서 체인을 구동시키는 부분을 설명하기 위한 예시도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계의 툴 매거진에서 구동 스프로킷을 설명하기 위한 예시도면이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10: 툴 매거진 12: 구동장치
14: 구동 스프로킷 15: 부시 그루브
16: 아이들 스프로킷 18: 장력 조절장치
20: 체인 22: 부시
30: 그리퍼 40: 위치결정장치
50: 툴 이송장치 60: 툴
100: 툴 매거진 110: 구동장치
120: 구동 스프로킷 122: 부시 그루브
124: 툴 그루브 130: 체인 가이드 휠
132: 아이들 스프로킷
140: 장력 조절장치 150: 체인
152: 체인부시 160: 그리퍼
170: 방진장치

Claims (3)

  1. 링크와 체인부시(152)를 포함하여 구성된 체인(150);
    상기 체인(150)의 한쪽에 설치되어 툴이 수납되는 그리퍼(160);
    수치제어가 가능한 구동장치(110);
    상기 구동장치(110)에 의해 정역회전 구동되고 외경에 부시 그루브(122)와 툴 그루브(124)가 교호(交互)로 형성되며 상기 부시 그루브(122)에 상기 체인부시(152)가 삽입되고 상기 툴 그루브(124)에 상기 툴이 수용되어 상기 툴과의 간섭을 피하면서 상기 체인(150)을 구동시키는 구동 스프로킷(120);
    상기 체인(150)에 내접되게 배치되어 상기 체인(150)을 안내하는 체인 가이드 휠(130);
    상기 체인(150)에 외접되게 배치되어 상기 체인(150)을 안내하는 아이들 스프로킷(132); 및
    상기 구동 스프로킷(120)의 한쪽에 배치되어 상기 툴을 출납시키는 툴 이송장치(50);
    를 포함하는 공작기계의 툴 매거진.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동 스프로킷(120)과 상기 체인 가이드 휠(130)의 사이에 배치되고 상 기 체인(150)을 가압하여 상기 체인(150)의 흔들림을 방지하는 방진 장치(170)가 더 포함되는 공작기계의 툴 매거진.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 방진 장치(170)는,
    지그 블록(174)이 액추에이터(172)에 의해 진퇴 되고 상기 지그 블록(174)이 전진하였을 때에 상기 체인(150)을 가압하여 상기 툴(60)이 상기 그리퍼(160)에서 출납될 때에 상기 체인(150)의 흔들림을 방지하여 상기 체인(150)과 상기 그리퍼(160)를 안정시키는 것을 특징으로 하는 공작기계의 툴 매거진.
KR20090059551A 2009-07-01 2009-07-01 공작기계의 툴 매거진 KR101492646B1 (ko)

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