KR20110067207A

KR20110067207A - 자동 팔레트 교환장치

Info

Publication number: KR20110067207A
Application number: KR1020090123706A
Authority: KR
Inventors: 김동권
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2011-06-22
Also published as: KR101597834B1

Abstract

본 발명은 자동 팔레트 교환장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동 팔레트 교환장치는, 상측에 제1, 제2 설치구(112)(114)가 형성되고 외측에 절삭칩 및 절삭유를 받도록 하는 팬(111a)이 형성되며 팬(111a)에 절삭칩 및 절삭유가 회수되도록 하는 회수구(118)가 형성된 메인 프레임(110), 제1 설치구(112)에 설치되고 반전 구간별로 수치제어 되는 서보모터(120), 제2 설치구(114)에 설치되고 일측에 유압이 작용하는 제1, 제2 유로(170)(172)가 형성된 스테이 샤프트(140), 스테이 샤프트(140)에 회전 가능하게 설치되고 서보모터(120)의 동력에 의해 반전되며 제1, 제2 유로(170)(172)에 작용되는 유압에 의해 승강되는 무버블 샤프트(150) 및 무버블 샤프트(150)의 외측에 설치되고 양측에 팔레트가 얹히도록 제1, 제2 포크(162)(164)가 형성된 암(160)을 포함한다.

자동 팔레트 교환장치, APC, 공작기계, 수치제어 복합가공기

Description

자동 팔레트 교환장치{Automatic palette changer}

본 발명은 자동 팔레트 교환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계의 내부에 설치되어 공작물의 세팅영역에 있는 팔레트와 공작물의 가공영역에 있는 팔레트를 교환하는 자동 팔레트 교환장치에 관한 것이다.

일반적으로 수치제어가 되는 공작기계는 팔레트를 자동으로 교환하도록 하는 자동 팔레트 교환장치가 설치된다.

또한, 상술한 자동 팔레트 교환장치를 기준으로 어느 한쪽은 공작물의 세팅영역이고 다른 한쪽은 공작물의 가공영역으로 구별될 수 있다.

상술한 공작물의 세팅영역 쪽에서는 팔레트에 공작물을 직접 세팅하거나 또는 이미 공작물이 세팅된 팔레트가 팔레트 이송시스템에 의해 옮겨올 수 있고, 상술한 공작물의 가공영역 쪽에서는 공작물과 절삭공구의 상대운동에 의해 공작물이 절삭가공된다.

또한, 상술한 공작기계는 금속을 절삭가공하는 대형기계로서 안전사고 및 주변의 오염을 방지하기 위하여 펜스(fence)가 둘러져 있을 수 있고, 펜스의 한쪽에 는 도어장치가 설치될 수 있다.

이하, 종래의 공작기계의 펜스(10)와 자동 팔레트 교환장치(20)를 첨부도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 자동 팔레트 교환장치 설치 위치(12)에 내부에 자동 팔레트 교환장치(20)가 설치되고, 자동 팔레트 교환장치 설치 위치(12)의 주변으로 펜스(10)가 설치된다.

또한, 펜스(10)의 전방에는 도어장치(18)가 설치되고, 그 도어장치(18)가 개방될 때에 팔레트를 꺼내거나 넣을 수 있고, 공작물의 세팅이 완료되거나 공작물이 가공 중일 때에는 도어장치(18)가 폐쇄된다.

또한, 상술한 자동 팔레트 교환장치 설치 위치(12)의 전방 쪽에 제1 팬(14)이 설치되고, 상술한 자동 팔레트 교환장치 설치 위치(12)의 좌우 측방에 제2 팬(16)이 설치된다.

상술한 제1 팬(14)은 도어장치(18)와 가까운 쪽에 설치되고 이때 제1 팬(14)은 설치되는 자세가 수평상태로 설치되고, 상술한 제2 팬(16)은 후방 쪽으로 경사지게 설치된다.

종래의 자동 팔레트 교환장치(20)는 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.

자동 팔레트 교환장치(20)는 메인 프레임(22)의 일측에 팔레트 로테이션(24)이 설치되고 타측에 무버블 샤프트(30)가 설치되며, 무버블 샤프트(30)에는 암(32)이 설치된다.

또한, 상술한 팔레트 로테이션(24)의 하측에는 팔레트 로테이션(24)을 정지시키기 위한 팔레트 고정 장치(26)가 설치되고, 상술한 팔레트 로테이션(24)은 팔레트가 팔레트 로테이션(24)에 장착되었을 때에 팔레트를 자전 형태로 반전시킬 수 있는 것이고 이로써 팔레트에 탑재된 공작물의 다양한 측면을 가공할 수 있는 것이다.

또한, 무버블 샤프트(30)의 상측에는 서포터(44)가 설치되고, 상술한 서포터(44)의 상측에는 도그(40)가 설치되며, 공작기계 내부의 한쪽에는 상술한 도그(40)를 검출하도록 센서(42)가 설치된다.

또한, 상술한 메인 프레임(22)의 한쪽에는 상술한 무버블 샤프트(30)를 반전시키도록 하는 반전 구동장치(34)가 설치되고, 이때 반전 구동장치(34)는 유압을 이용하는 실린더가 이용된다.

또한, 상술한 무버블 샤프트(30)는 유압에 의해 승강되고 이는 첨부도면 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 메인 프레임(22)의 한쪽에 실린더(56)가 고정되고, 상술한 실린더(56)의 내부에 피스톤(52)이 설치되며, 피스톤(52)의 중앙에 센터 샤프트(50)가 설치된다.

또한, 상술한 센터 샤프트(50)는 상술한 피스톤(52)에서 회전 가능하게 설치되고, 센터 샤프트(50)의 하측은 상술한 반전 구동장치(34)와 연결되어 반전 구동장치(34)의 구동에 의해 센터 샤프트(50)가 반전될 수 있다.

상술한 피스톤(52)은 외경에 피스톤 플랜지(54)가 형성되고, 상술한 피스톤 플랜지(54)를 기준으로 상측과 하측에 각각 제1, 제2 챔버(58a)(58b)가 형성된다.

또한, 상술한 실린더(56)의 한쪽에는 상술한 제1, 제2 챔버(58a)(58b)에 작동유를 공급하도록 하는 유로가 형성된다.

또한, 상술한 센터 샤프트(50)의 상측에는 상술한 무버블 샤프트(30)가 씌워져 조립되고 무버블 샤프트(30)의 외경에는 상술한 암(32)이 고정된다.

다른 한편으로, 상술한 센터 샤프트(50)와 상술한 피스톤(52)은 상측에 니들베어링(59)이 복수개로 배치되므로 하측에는 한 개의 니들베어링(59)이 배치된다.

상술한 바와 같이, 구성되는 종래의 펜스(10)와 자동 팔레트 교환장치(20)의 작용을 설명한다.

암(32)의 양측에는 팔레트가 배치될 수 있고, 그 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있으며, 이때, 가공영역 쪽에 배치되는 팔레트는 공작물의 가공 중에 발생하는 절삭칩과 절삭유가 잔류되는 상태일 수 있다.

이후, 자동 팔레트 교환장치(20)의 구동에 의해 팔레트가 반전되어 공작물 가공영역 쪽에 있던 팔레트가 공작물 세팅 영역 쪽으로 옮겨지면 상술한 절삭칩과 절삭유가 흘러내리게 되고, 이러한 절삭칩과 절삭유는 제1, 제2 팬(14)(16)에 의해 회수된다.

그러나 상술한 제1 팬(14)은 수평에 가까울 정도로 경사도가 미미하고 이로써 절삭칩이 흘러내리지 못하고 정체되어 쌓이는 문제점이 있다.

또한, 상술한 바와 같이 특정한 부분에 쌓이는 절삭칩을 청소하기 위해서는 작업자가 공작기계의 내부로 들어가서 청소를 하고 이로써 작업자의 피로가 가중되 며 공작기계의 내부에는 각종 기계구성이 존재하는데 이러한 기계구성은 금속으로써 신체가 부딪힐 경우에는 타박상을 입을 수 있는 등 안전사고의 위험이 있다.

또한, 절삭칩의 재질은 금속으로써 무게가 있으므로 쉽게 쓸어내지 못하므로 작업자의 피로는 더욱 가중되는 문제점이 있다.

다른 한편으로, 상술한 자동 팔레트 교환장치(20)에서 암(32)이 반전할 때에는 반전 구동장치(34)에 의해 운동하게 되는데, 이때 반전 구동장치(34)는 유압에 의해 작동하는 것으로써 유압의 컨디션에 따라 작동속도가 민감하게 반응하는 문제점이 있다.

특히, 작동유의 유온이 상승할 경우 점성이 낮아지므로 유속이 빨라질 수 있고 이로써 안정된 속도보다 빠르게 과속으로 반전되는 문제가 있다.

또한, 상술한 팔레트에 탑재되는 공작물은 대부분이 금속 재질의 무거운 중량체로서 반전될 때에 회전관성이 존재하고 특히 이러한 회전관성은 암(32)의 반전이 종료될 때에 부드럽게 정지하지 못하고 반전 구동장치(30)에 물리적인 충격이 가해져 반전 구동장치(30)가 파손되는 문제점이 있다.

또 다른 한편으로, 상술한 암(32)의 양측에 팔레트가 탑재되는 것일 수 있지만, 양측에 작용하는 무게는 서로 다를 수 있고 이러한 무게의 차이로 인하여 암(32)은 무거운 쪽으로 기울어질 우려가 있다.

특히, 상술한 암(32)이 기울어지지 않도록 지지하는 니들 베어링(59)이 지지하여야 하지만, 니들 베어링(59)은 피스톤(52)의 상측에 편향되게 설치됨으로서 균형이 맞지 않아 암(32)이 물리적인 힘에 의해 기울어지는 문제점이 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 암(32)이 기울어진 상태로 회전할 때에는 소음이 발생하며 상술한 니들 베어링(59)을 포함하여 다른 구성요소 편하중이 가해져 고장의 원인이 된다.

다른 한편으로, 상술한 암(32)의 상승과 하강의 위치를 검출하기 위하여 센서(42)가 설치되는데, 이때 센서(42)는 자동 팔레트 교환장치(20)에 직접 설치되지 않고 외부의 구조체 예를 들어 공작기계의 내부 한쪽에 설치되는 것으로서 센서(42)가 도그(40)를 검출하도록 설치할 때에 구조적인 곤란성이 있고, 특히 센서(42)가 겉으로 드러나는 위치에 배치됨으로서 절삭칩 또는 절삭유 등에 의해 오염되거나 훼손되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공작물의 세팅영역 쪽에서 절삭칩과 절삭유의 회수가 쉽게 이루어지도록 하여 작업자의 피로를 경감시킬 수 있도록 하는 자동 팔레트 교환장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 암을 반전시킬 때에 서보모터에 의해 회전되는 구간마다 속도가 제어되도록 하여 회전관성의 영향을 받지 않고 안정되게 반전될 수 있도록 하는 자동 팔레트 교환장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 암을 반전시킬 때에 암의 양측에 작용되는 무게에 차이가 있더라도 어느 한쪽으로 기울어지지 않고 안정되게 반전될 수 있도록 하는 자동 팔레트 교환장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 암의 상승 및 하강의 위치를 검출하도록 하는 센서를 겉으로 드러나지 않도록 하여 센서가 절삭칩 또는 절삭유 등에 의해 오염되거나 파손되지 않도록 하는 자동 팔레트 교환장치를 제공하는데 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 발명에 따른 자동 팔레트 교환장치는, 상측에 제1, 제2 설치구가 형성되고 외측에 절삭칩 및 절삭유를 받도록 하는 팬이 형성되며 상기 팬에 상기 절삭칩 및 상기 절삭유가 회수되도록 하는 회수구가 형성된 메인 프레임; 상기 제1 설치구에 설치되고 반전 구간별로 수치제어 되는 서보모터; 상기 제2 설치구에 설치되고 일측에 유압이 작용하는 제1, 제2 유로가 형성된 스테이 샤프트; 상기 스테이 샤프트에 회전 가능하게 설치되고 상기 서보모터의 동력에 의해 반전되며 상기 제1, 제2 유로에 작용되는 유압에 의해 승강되는 무버블 샤프트; 및 상기 무버블 샤프트의 외측에 설치되고 양측에 상기 팔레트가 얹히도록 제1, 제2 포크가 형성된 암;을 포함한다.

또한, 상기 스테이 샤프트의 상측에 설치되고 상기 무버블 샤프트의 내부 한쪽에 형성된 융기를 검출하여 상기 암의 승강 위치를 검출하는 제1, 제2 센서;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 스테이 샤프트와 상기 무버블 샤프트의 상측 사이와 하측 사이에 각각 설치되어 상기 스테이 샤프트에서 상기 무버블 샤프트가 회전할 때에 상기 무버블 샤프트가 기울어지는 것을 방지하는 제1, 제2 부시 베어링;을 더 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 자동 팔레트 교환장치는 공작물의 세팅영역 쪽에서 절삭칩과 절삭유가 메인 프레임에 형성된 팬에서 회수되므로 작업자의 수고와 피로를 경감시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동 팔레트 교환장치는 암을 반전시킬 때에 서보모터에 의해 회전되고 특히 반전이 시작하여 종료되는 구간별로 속도가 제어될 수 있으므로 반전이 종료되는 시점에서 회전관성의 영향을 받지 않고 안정되게 반전될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동 팔레트 교환장치는 스테이 샤프트와 무버블 샤프트의 상측과 하측에 각각 부시 베어링이 배치됨으로써 무버블 샤프트의 강성이 향상되고, 이로써 암을 반전시킬 때에 양측에 작용되는 무게에 차이가 있더라도 어느 한쪽으로 기울어지지 않고 안정되게 반전될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동 팔레트 교환장치는 암의 상승 및 하강을 검출하도록 하는 센서가 무버블 샤프트의 내부에 배치됨으로써 절삭칩 또는 절삭유로부터 보호될 수 있고 이로써 비정상적인 센서고장을 방지할 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 지칭하고, 종래의 기술과 동일한 구성요소에 대하여 동일한 부호를 부여하고 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치에 대해서 설명한다.

첨부도면 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치를 설명하기 위한 분해도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치(100)는 메인 프레임(110)의 한쪽에 팔레트(200a)(200b)를 회전시키는 팔레트 로테이션(24)이 설치되고, 메인 프레임(110)의 타측에는 스테이 샤프트(140)가 설치되며, 메인 프레임(110)의 하측에는 서보모터(120)가 설치되고 상술한 스테이 샤프트(140)에는 상술한 서보모터(120)의 동력에 의해 반전되는 무버블 샤프트(150)가 설치되며 무버블 샤프트(150)의 외측에는 암(160)이 설치된다.

또한, 상술한 서보모터(120)는 수치제어가 가능한 것으로써 반전되는 구간마다 회전속도가 제어될 수 있고, 일례로 암(160)의 반전이 완료되기 전에 미리 감속 제어하여 암(160)이 반전 완료되는 시기에 암(160)은 느린 속도로 안전하게 멈출 수 있게 하는 것이다.

또한, 상술한 팔레트 로테이션(24)의 하측 한쪽에는 팔레트 로테이션(24)이 회전되지 않도록 하는 팔레트 고정장치(26)가 더 설치될 수도 있다.

또한, 상술한 메인 프레임(110)의 상측에는 동력 전달장치(130)가 설치되어 상술한 서보모터(120)의 동력을 상술한 무버블 샤프트(150)에 전달하게 된다.

상술한 동력 전달장치(130)는 서보모터(120)의 출력축에 설치되는 제1 기어(132)와 제1 기어(132)에 맞물려 동력을 전달하는 제2 기어(134)를 포함하여 구성된다.

또한, 상술한 무버블 샤프트(150)의 하측에는 상술한 제2 기어(134)와 맞물리도록 종동기어(153)가 설치될 수 있다.

또한, 상술한 동력 전달장치(130)는 기어 박스(136)에 의해 보호될 수 있고, 기어 박스(136)는 상술한 메인 프레임(110)의 상측에 설치될 수 있다.

또한, 상술한 암(160)은 승강을 하게 되는데 이때 암(160)이 하강할 때에 하강위치를 정렬하고 안정화시키도록 상술한 기어 박스(136)의 한쪽에는 암 가이드(138)가 더 설치될 수 있다.

상술한 메인 프레임(110)은 첨부도면 도 6을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치에서 메인 프레임(110)을 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 메인 프레임(110)은 바디(111)의 상측에 제1, 제2 설치구(112)(114)가 형성되고 바디(111)의 외측에 절삭칩 및 절삭유를 받도록 하는 팬(111a)이 형성된다.

또한, 상술한 팬(111a)에 상기 절삭칩 및 상기 절삭유가 회수되도록 하는 회수구(118)가 형성되고, 상술한 회수구(118)에는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 그릴(118a)이 더 구비될 수 있으며, 상술한 그릴(118a)은 과대한 절삭칩을 걸러낼 수 있도록 한 것이다.

또한, 상술한 제1 설치구(112)에는 상술한 서보모터(120)가 설치되는 것이고, 상술한 제2 설치구(114)에는 상술한 스테이 샤프트(140)가 설치되는 것이다.

다른 한편으로, 상술한 메인 프레임(110)의 한쪽에는 제3 설치구(116)가 더 설치될 수 있고, 상술한 제3 설치구(116)에는 상술한 팔레트 로테이션(24)이 설치되는 것이다.

이하, 상술한 스테이 샤프트(140)와 상술한 무버블 샤프트(150)의 구성을 첨부도면 도 7 및 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.

첨부도면 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치에서 스테이 샤프트와 무버블 샤프트의 구성을 설명하기 위한 분해도면 및 조립 단면도면이다.

상술한 스테이 샤프트(140)는 제1 샤프트 바디(142)의 하측에 제1 플랜지(144)가 형성되고, 제1 샤프트 바디(142)의 상측에 램(146)이 형성되며, 상술한 램(146)의 상측에는 테일(148)이 형성되고, 상술한 테일(148)에는 외경에 나사산이 형성된다.

상술한 플랜지(144)는 도 8에 나타낸 바와 같이 메인 프레임(110)의 제2 설치구(114)에 설치되는 것이다.

또한, 상술한 스테이 샤프트(140)의 내부에는 제1, 제2 유로(170)(172)가 형성되며, 상술한 제1 유로(170)의 상측은 상술한 램(146)의 상측과 통하도록 제1 상측 유로(170a)가 형성되고, 상술한 제1 유로(170)의 하측은 상술한 플랜지(144)의 일측과 통하도록 제1 하측 유로(170b)가 형성된다.

또한, 상술한 제2 유로(172)의 상측은 상술한 램(146)의 하측과 통하도록 제2 상측 유로(172a)가 형성되고, 상술한 제2 유로(172)의 하측은 상술한 플랜지(144)의 일측과 통하도록 제2 하측 유로(172b)가 형성된다.

즉, 상술한 제1, 제2 유로(170)(172)에 작동유가 공급되어 유압이 작용하는 것이다.

또한, 상술한 스테이 샤프트(140)의 내부에는 설치 홀(174)이 형성되고, 상술한 설치 홀(174)에는 각종 전선이 배선될 수 있고, 일례로서 제1, 제2 센서(178a)(178b)에 배선되는 전선이 통과될 수 있으며, 이로써 전선이 외부로 노출되지 않을 수 있는 것이다.

또한, 상술한 테일(148)의 외측에는 브래킷(176)이 설치되고, 그 브래킷(176)에는 상하방향으로 이격되게 제1, 제2 센서(178a)(178b)가 배치된다.

상술한 무버블 샤프트(150)는 제2 샤프트 바디(151)의 외경에 제2 플랜지(152)가 형성되고, 상술한 플랜지(152)의 하측 외경에는 상술한 종동 기어(153)가 헛돌지 않도록 구성된다.

상술한 헛돌지 않도록 하는 구성은 일례로서 키가 이용될 수 있다.

또한, 상술한 제2 샤프트 바디(151)의 내경에 제1 내경부(151a)가 형성되고, 상술한 제1 내경부(151a)의 하측에는 상술한 제1 내경부(151a)보다 지름이 큰 제2 내경부(152a)가 형성된다.

또한, 상술한 제1 내경부(151a)와 제2 내경부(152a)에는 각각 제1, 제2 부시 베어링(155a)(155b)이 배치된다.

상술한 제1 내경부(151a)는 상술한 스테이 샤프트(140)의 램(146)이 배치되고, 상술한 제2 내경부(152a)는 제1 샤프트 바디(142)가 배치되는 것이다.

즉, 상술한 스테이 샤프트(140)와 상술한 무버블 샤프트(150)는 상술한 바와 같이 상하 측으로 이격되어 배치되는 제1, 제2 부시 베어링(155a)(155b)에 의해 지지되는 것으로서 어느 한쪽으로 기울어지지 않도록 견고하게 지지할 수 있는 것이다.

또한, 상술한 제2 샤프트 바디(151)의 상측에는 라이너(154)가 설치되고, 상술한 스테이 샤프트(140)의 램(146)의 일부는 상술한 라이너(154)의 내부에 배치되며, 상술한 테일(148)에는 커버(180)가 배치되고, 커버(180)의 외측에는 너트(182)가 체결되어 커버(180)가 임의로 분리되는 것을 방지하게 된다.

또한, 상술한 커버(180)의 외경은 상술한 라이너(154)의 내경과 밀착되어 피스톤으로서의 역할을 하게 된다.

또한, 상술한 라이너(154)의 하측에는 트러스트 베어링(184)이 배치되고, 특히 트러스트 베어링(184)의 일부는 상술한 제2 샤프트 바디(151)의 상단의 사이에 끼이는 상태로 배치되어 트러스트 베어링(184)이 임의로 유동되는 것이 방지된다.

즉, 상술한 램(146)의 외경 일부와 상술한 라이너(154)의 내경사이에는 제1 챔버(190)가 형성되고, 제1 챔버(190)에는 제1 유로(170)를 통해 공급되는 작동유에 의해 압력이 형성될 수 있다.

또한, 상술한 램(146)의 외경 하부와 제1 내경부(151a)의 사이에는 제2 챔 버(192)가 형성되고, 제2 챔버(192)에는 제2 유로(170)를 통해 공급되는 작동유에 의해 압력이 형성될 수 있다.

즉, 팔레트(200a)(200b)를 교환하고자 할 때에는 무버블 샤프트(150)를 상승시키고 서보모터(120)가 구동되어 무버블 샤프트(150)를 반전시키며 무버블 샤프트(150)의 반전이 완료되면 무버블 샤프트(150)가 하강하여 팔레트의 교환이 완료되는 것이다.

상술한 바와 같이 무버블 샤프트(150)가 상승될 때에는 제2 유로(172)를 통해 작동유가 공급되어 제2 챔버(192)에 압력이 상승하면서 작동유의 체적이 증가하고 이로써 무버블 샤프트(150)는 상승하는 것이다.

무버블 샤프트(150)의 상승이 완료되면 제1 센서(178a)에서 신호가 검출되고 제1 센서(178a)에서 신호가 검출된 이후에 상술한 서보모터(120)가 구동되는 것이다.

상술한 서보모터(120)의 동력은 동력 전달 장치(130)인 제1, 제2 기어(132)(134)에 의해 전달되어 최종적으로 종동기어(153)에 전달되어 무버블 샤프트(150)가 회전하는 것이다.

상술한 서보모터(120)는 반전되는 동안에 초기 중기 말기의 구간별로 속도가 제어될 수 있고, 더욱 상세하게는 말기에는 감속제어가 가능한 것으로 무버블 샤프트(150)가 감속되면서 반전이 완료될 수 있는 것이고, 이로서 무버블 샤프트(150)에 설치된 암(160)은 무버블 샤프트(150)와 함께 감속되어 반전되는 것이다.

또한, 상술한 바와 같이, 무버블 샤프트(150)가 상승하면 트러스트 베어 링(184)과 커버(180)가 맞닿을 수 있고, 이때 트러스트 베어링(184)은 상술한 무버블샤프트(150)에 작용하는 무게를 지탱하면서 회전하는 것이다.

이후, 상술한 바와 같이 암(160)의 반전이 완료되면 제1 유로(170)에 작동유가 공급되어 제1 챔버(190)에 압력이 형성되고, 제2 유로(172)에 채워졌던 작동유는 드레인 되는 것이며, 이로써 무버블 샤프트(150)는 하강하는 것이다.

상술한 바와 같이, 무버블 샤프트(150)가 하강 완료되면 제2 센서(178b)가 하강상태를 확인하는 신호를 발생하게 된다.

상술한 바와 같이, 팔레트(200a)(200b)가 공작물의 가공영역 쪽에서 공작물의 세팅영역 쪽으로 옮겨진 이후에는 공작물에 묻은 절삭칩과 절삭유를 제거하게 되고 일례로 고압 공기압을 가하여 청소할 수 있다.

이때 떨어지는 절삭칩과 절삭유는 상술한 팬(111a)에 의해 수집되고 회수구(118)를 통해 배출된다.

상술한 회수구(118)의 하측에는 공작기계에 구비되는 절삭칩 회수장치의 컨베이어가 배치될 수 있고, 이로써 자동으로 절삭칩은 절삭칩 회수장치 쪽으로 옮겨질 수 있다.

즉, 상술한 바와 같이, 공작물에서 분리되어 떨어지는 절삭칩과 절삭유는 공작물의 바로 아래쪽에 배치되는 팬(111a)에서 받쳐지므로 임의로 비산되지 않으므로 작업자의 수고와 피로를 줄일 수 있는 것이다.

이하, 암(160)의 승강 위치를 검출하는 구성을 첨부도면 도 9를 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치에서 암의 승강 위치를 검출하는 구성을 설명하기 위한 도면으로써 도 9의 (a)는 암(160)이 하강 위치일 때를 나타낸 도면이고, 도 9의 (b)는 암(160)이 상승위치 일 때를 나타낸 도면이다.

상술한 라이너(154)의 상측에는 도그(156)가 더 배치될 수 있고, 상술한 도그(156)의 내경에는 융기(157)가 돌출 형성 된다.

또한, 상술한 융기(157)는 상술한 제1 센서(178a) 또는 제2 센서(178b)에 의해 검출될 수 있고, 일례로서, 무버블 샤프트(150)가 하강된 상태로서 평상시에는 도 9의(a)에 나타낸 바와 같이, 하측에 배치되는 제2 센서(178b)가 융기(157)를 검출하므로 암(160)이 하강위치임으로 알 수 있는 것이다.

이후, 팔레트(200a)(200b)를 반전시키고자 할 때에는 암(160)이 상승하게 되는데 이때에는 도 9의 (b)에 나타낸 바와 같이 도그(156)가 상승되고, 제1 센서(178a)는 융기(157)를 검출하여 암(160)의 상승 위치임을 알 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 암(160)의 승강위치를 검출하도록 하는 제1, 제2 센서(178a)(178b)는 외부로 노출되지 않음으로써 제1, 제22 센서(178a)(178b)가 절삭칩 또는 절삭유 등에 의한 파손 및 오염을 방지할 수 있는 것이다.

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 발명에 따른 자동 팔레트 교환장치는 공작기계의 내부에 설치되어 공작물 세팅영역의 팔레트와 공작물 가공영역 팔레트를 교환하는 데에 이용될 수 있다.

도 1은 종래의 공작기계에서 펜스를 설명하기 위한 도면이다.

도 2 및 도 3은 종래의 공작기계에서 자동 팔레트 교환장치를 설명하기 위한 사시도면 및 단면도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치를 설명하기 위한 분해도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치에서 메인 프레임을 설명하기 위한 도면이다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치에서 스테이 샤프트와 무버블 샤프트의 구성을 설명하기 위한 분해도면 및 조립 단면도면이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 팔레트 교환장치에서 암의 승강 위치를 검출하는 구성을 설명하기 위한 도면이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 펜스

12: 자동 팔레트 교환장치 설치위치

14, 16: 제1, 제2 팬 18: 도어 장치

20: 자동 팔레트 교환장치

22: 메인 프레임 24: 팔레트 로테이션

26: 팔레트 고정장치

30: 무버블 샤프트 32: 암

34: 반전 구동장치

40: 도그 42: 센서

44: 서포터 50: 센터 샤프트

52: 피스톤 54: 피스톤 플랜지

56: 실린더 58a, 58b: 제1, 제2 챔버

100: 자동 팔레트 교환장치 110: 메인 프레임

111: 바디 111a: 팬(pan)

112, 114, 116: 제1, 제2, 제3 설치구

118: 회수구 118a: 그릴

120: 서보모터

130: 동력 전달 장치 132, 134: 제1, 제2 기어

136: 기어 박스 138: 암 가이드

140: 스테이 샤프트(stay shaft)

142: 제1 샤프트 바디 144: 제1 플랜지

146: 램 148: 테일

150: 무버블 샤프트(movable shaft)

151: 제2 샤프트 바디 152: 제2 플랜지

153: 종동 기어 154: 라이너

155a, 155b: 제1, 제2 부시 베어링 156: 도그

157: 융기 160: 암(arm)

162, 164: 제1, 제22 포크

170, 172: 제1, 제2 유로 170a, 172a: 제1, 제2 상측 유로

170b, 170b: 제1, 제2 하측 유로 174: 설치 홀

176: 브래킷 178a, 178b: 제1, 제2 센서

180: 커버 182: 너트

184: 트러스트 베어링

190, 192: 제1, 제2 챔버

Claims

상측에 제1, 제2 설치구(112)(114)가 형성되고 외측에 절삭칩 및 절삭유를 받도록 하는 팬(111a)이 형성되며 상기 팬(111a)에 상기 절삭칩 및 상기 절삭유가 회수되도록 하는 회수구(118)가 형성된 메인 프레임(110);

상기 제1 설치구(112)에 설치되고 반전 구간별로 수치제어 되는 서보모터(120);

상기 제2 설치구(114)에 설치되고 일측에 유압이 작용하는 제1, 제2 유로(170)(172)가 형성된 스테이 샤프트(140);

상기 스테이 샤프트(140)에 회전 가능하게 설치되고 상기 서보모터(120)의 동력에 의해 반전되며 상기 제1, 제2 유로(170)(172)에 작용되는 유압에 의해 승강되는 무버블 샤프트(150); 및

상기 무버블 샤프트(150)의 외측에 설치되고 양측에 상기 팔레트가 얹히도록 제1, 제2 포크(162)(164)가 형성된 암(160);

을 포함하는 자동 팔레트 교환장치.
제 1항에 있어서,

상기 스테이 샤프트(140)의 상측에 설치되고 상기 무버블 샤프트(150)의 내부 한쪽에 형성된 융기(157)를 검출하여 상기 암(160)의 승강 위치를 검출하는 제 1, 제2 센서(178a)(178b);

를 더 포함하는 자동 팔레트 교환장치.
제 1항에 있어서,

상기 스테이 샤프트(140)와 상기 무버블 샤프트(150)의 상측 사이와 하측 사이에 각각 설치되어 상기 스테이 샤프트(140)에서 상기 무버블 샤프트(150)가 회전할 때에 상기 무버블 샤프트(150)가 기울어지는 것을 방지하는 제1, 제2 부시 베어링(155a)(155b);

을 더 포함하는 자동 팔레트 교환장치.