KR20130072613A - 자동 어태치먼트 교환장치 - Google Patents

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KR20130072613A
KR20130072613A KR1020110140121A KR20110140121A KR20130072613A KR 20130072613 A KR20130072613 A KR 20130072613A KR 1020110140121 A KR1020110140121 A KR 1020110140121A KR 20110140121 A KR20110140121 A KR 20110140121A KR 20130072613 A KR20130072613 A KR 20130072613A
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두산인프라코어 주식회사
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Abstract

본 발명은 자동 어태치먼트 교환장치를 개시한다. 상기 자동 어태치먼트 교환장치는, 어태치먼트가 척킹되는 다수의 척킹 모듈(120)이 내부에 마련되는 장치본체(110); 상기 장치본체(110) 내에 마련되어 상기 다수의 척킹 모듈(120)을 회전 가능하게 지지하는 모듈 지지용 회전플레이트(130); 상기 모듈 지지용 회전플레이트(130)와 연결되어 상기 모듈 지지용 회전플레이트(130)를 회전 구동시키는 플레이트 회전구동부(140); 상기 장치본체(110)에 마련되며, 상기 다수의 척킹 모듈(120) 중 어느 하나가 상기 장치본체(110) 내의 어태치먼트 교환 위치에 배치될 때, 상기 모듈 지지용 회전플레이트(130) 쪽으로 업 동작되어 상기 모듈 지지용 회전플레이트(130)를 지지하는 스토퍼 핀(150); 및 상기 스토퍼 핀(150)에 이웃하게 마련되어 상기 스토퍼 핀(150)의 위치를 확인하는 핀 위치 확인용 센서(170)를 포함한다.

Description

자동 어태치먼트 교환장치{Automatic attachment changer}
본 발명은, 자동 어태치먼트 교환장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구조를 단순화시켜 제조비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 장치의 설치공간인 풋 프린트(foot print)를 종래보다 현격하게 줄일 수 있음은 물론 유지보수가 쉽고 어태치먼트의 교체 시간을 줄일 수 있으며, 또한 종래 장치에 비해 어태치먼트의 품질을 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 장치의 안정적인 동작을 구현할 수 있는 자동 어태치먼트 교환장치에 관한 것이다.
터닝센터, 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 헤드 어태치먼트 교환장치의 개략적인 구조도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 종래기술의 경우, 직선형, 즉 리니어 타입의 헤드 어태치먼트 교환장치를 개시하고 있다.
다시 말해, 종래기술의 경우, 다수의 리니어 셔틀 AAC(1, 자동 어태치먼트 교환장치)가 작업 위치(W)로 이동된 후, 작업 위치(W)에서 램 헤드(RAM head)에 부착되는 다양한 어태치먼트들을 장착하거나 탈착하는 구조를 개시한다.
그런데, 도 1과 같은 구조를 갖는 종래기술의 경우, 리니어 셔틀 AAC(1)이 직선상에서 이동되면서 어태치먼트를 교체해야 하기 때문에 장치가 복잡해져 제조비용이 상승할 뿐만 아니라 장치의 설치공간인 풋 프린트(foot print)가 증가하는 문제점이 있다.
뿐만 아니라 종래기술의 경우, 구조적인 한계로 인해 유지보수가 쉽지 않을 뿐만 아니라 어태치먼트의 교체 시간이 과다하게 소요되는 전반적으로 공정 로스(loss)를 유발시키고 있으므로 이에 대한 적절한 대안이 요구된다.
대한민국특허 출원번호 제10-2006-0129812호
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 구조를 단순화시켜 제조비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 장치의 설치공간인 풋 프린트(foot print)를 종래보다 현격하게 줄일 수 있음은 물론 유지보수가 쉽고 어태치먼트의 교체 시간을 줄일 수 있으며, 또한 종래 장치에 비해 어태치먼트의 품질을 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 장치의 안정적인 동작을 구현할 수 있는 자동 어태치먼트 교환장치를 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 어태치먼트가 척킹되는 다수의 척킹 모듈이 내부에 마련되는 장치본체; 상기 장치본체 내에 마련되어 상기 다수의 척킹 모듈을 회전 가능하게 지지하는 모듈 지지용 회전플레이트; 상기 모듈 지지용 회전플레이트와 연결되어 상기 모듈 지지용 회전플레이트를 회전 구동시키는 플레이트 회전구동부; 상기 장치본체에 마련되며, 상기 다수의 척킹 모듈 중 어느 하나가 상기 장치본체 내의 어태치먼트 교환 위치에 배치될 때, 상기 모듈 지지용 회전플레이트 쪽으로 업 동작되어 상기 모듈 지지용 회전플레이트를 지지하는 스토퍼 핀; 및 상기 스토퍼 핀에 이웃하게 마련되어 상기 스토퍼 핀의 위치를 확인하는 핀 위치 확인용 센서를 포함하는, 자동 어태치먼트 교환장치를 제공한다.
또한 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스토퍼 핀에 연결되어 상기 스토퍼 핀을 상기 모듈 지지용 회전플레이트에 대해 접근 또는 이격 구동시키는 핀 구동부; 상기 장치본체 내에 마련되어 상기 어태치먼트의 유무를 확인하는 어태치먼트 유무 확인용 센서; 및 상기 센서들의 동작에 기초하여 상기 플레이트 회전구동부와 상기 핀 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 플레이트 회전구동부는, 상기 모듈 지지용 회전플레이트의 회전 구동을 위한 동력을 발생시키는 서보모터; 상기 서보모터의 모터축에 연결되는 구동 스프로켓; 상기 모듈 지지용 회전플레이트의 회전 축심에 결합되는 회전체; 상기 회전체에 연결되는 피동 스프로켓; 및 상기 구동 스프로켓과 상기 피동 스프로켓을 연결하는 체인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 장치본체의 베이스에 기립되게 배치되는 라이너; 및 상기 라이너에 회전 가능하게 결합되어 상기 모듈 지지용 회전플레이트를 지지하는 캠 팔로워를 더 포함하며, 상기 다수의 척킹 모듈은 상기 장치본체 내에서 120도 간격으로 균등 분할 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 구조를 단순화시켜 제조비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 장치의 설치공간인 풋 프린트(foot print)를 종래보다 현격하게 줄일 수 있음은 물론 유지보수가 쉽고 어태치먼트의 교체 시간을 줄일 수 있으며, 또한 종래 장치에 비해 어태치먼트의 품질을 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 장치의 안정적인 동작을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 헤드 어태치먼트 교환장치의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 타입의 자동 어태치먼트 교환장치의 구조도이다.
도 3은 도 2의 A-A'선에 따른 단면 구조도이다.
도 4는 도 2의 B-B'선에 따른 단면 구조도이다.
도 5는 도 2의 C-C'선에 따른 단면 구조도이다.
도 6은 도 2의 D-D'선에 따른 단면 구조도이다.
도 7은 도 2의 E-E'선에 따른 단면 구조도이다.
도 8은 도 2의 F 영역에 대한 확대도이다.
도 9는 플레이트 회전구동부 영역의 요부 구조도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 어태치먼트 교환장치의 구조도, 도 3은 도 2의 A-A'선에 따른 단면 구조도, 도 4는 도 2의 B-B'선에 따른 단면 구조도, 도 5는 도 2의 C-C'선에 따른 단면 구조도, 도 6은 도 2의 D-D'선에 따른 단면 구조도, 도 7은 도 2의 E-E'선에 따른 단면 구조도, 도 8은 도 2의 F 영역에 대한 확대도, 그리고 도 9는 플레이트 회전구동부 영역의 요부 구조도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 어태치먼트 교환장치(AAC)는, 특히 대형 공작기계에서 램 헤드(미도시)에 부착되는 다양한 형태의 어태치먼트(attachment)를 교환하거나 혹은 보관하는 장치로서, 종래와 달리 원형 타입으로 마련되는 것이 바람직하다.
이와 같은 구조를 가짐에 따라 구조를 단순화시켜 제조비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 장치의 설치공간인 풋 프린트(foot print)를 종래보다 현격하게 줄일 수 있음은 물론 유지보수가 쉽고 어태치먼트의 교체 시간을 줄일 수 있으며, 또한 종래 장치에 비해 안정적인 동작을 구현할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 어태치먼트 교환장치(AAC)는, 장치본체(110), 모듈 지지용 회전플레이트(130), 플레이트 회전구동부(140), 스토퍼 핀(stopper pin, 150), 핀 구동부(160), 핀 위치 확인용 센서(170), 어태치먼트 유무 확인용 센서(180), 그리고 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
장치본체(110)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 어태치먼트 교환장치(AAC)에서 외관을 형성한다.
장치본체(110)는 강성을 보유한 금속 재질로 제작될 수 있다. 이러한 장치본체(110)는 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 원형의 단면 형상을 가질 수 있다.
이처럼 장치본체(110)가 원형의 단면 형상을 가짐으로써 종래의 도 1과 달리 장치의 설치공간인 풋 프린트(foot print)를 감소시켜 소형 제작이 가능해진다.
장치본체(110)의 바닥부에는 베이스(111)가 마련된다. 베이스(111)는 플레이트 회전구동부(140)의 일부 구성, 그리고 라이너(liner, 190)가 배치되는 장소를 형성할 수 있다.
장치본체(110)의 하부에는 지지 프레임(112)이 마련되어 장치본체(110)를 지지한다. 베이스(111)와 지지 프레임(112)은 플랜지(113)에 의해 이격될 수 있으며, 지지 프레임(112)에는 이동조절부(114)가 마련될 수 있다.
이동조절부(114)에 의해 장치본체(110)의 전반적인 위치를 조절할 수도 있다. 이동조절부(114)는 볼트식으로 마련될 수 있다. 이동조절부(114)는 장치본체(110)의 하단부 양측에 한 쌍으로 배치될 수 있다.
장치본체(110)의 상부에는 어태치먼트가 출입되는 도어(118)가 마련될 수 있다. 도어(118)는 도어 구동부(119)에 의해 해당 개구를 슬라이딩 개폐할 수 있다.
장치본체(110)의 내부에는 다수의 척킹 모듈(chucking module, 120)이 마련된다. 척킹 모듈(120)들은 다양한 형상의 어태치먼트(도 6 참조)를 척킹하는 역할을 한다.
본 실시예에서 척킹 모듈(120)들은 장치본체(110) 내에서 120도 간격으로 균등 분할 배치될 수 있다.
다시 말해, 장치본체(110) 내에 3개의 척킹 모듈(120)들이 배치되어 장치본체(110) 내에서 회전되면서 어태치먼트를 교환할 수 있다.
3개의 척킹 모듈(120)들 중에서 도 5에 도시된 참조부호 C/P의 지점에서 어태치먼트에 대한 교환 작업이 진행된다. 즉 장치본체(110) 내의 일측에는 어태치먼트 교환 위치(C/P, attachment changer position)가 형성되며, 이 어태치먼트 교환 위치(C/P)에서 어태치먼트에 대한 교환 작업이 진행될 수 있다.
모듈 지지용 회전플레이트(130)는 장치본체(110) 내에 마련되어 수의 척킹 모듈(120)을 회전 가능하게 지지한다.
따라서 모듈 지지용 회전플레이트(130)가 회전되면 척킹 모듈(120) 역시 함께 회전될 수 있다. 모듈 지지용 회전플레이트(130)의 하부에는 별도의 보강 브래킷(131)이 더 결합될 수 있다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 장치본체(110)의 베이스(111)에는 라이너(liner, 190)가 기립되게 배치된다.
라이너(190)에는 모듈 지지용 회전플레이트(130)를 지지하는 캠 팔로워(191)가 회전 가능하게 결합될 수 있다. 따라서 모듈 지지용 회전플레이트(130)는 캠 팔로워(191)를 따라 흔들림 없이 원활하게 회전될 수 있다.
플레이트 회전구동부(140)는 모듈 지지용 회전플레이트(130)와 연결되어 모듈 지지용 회전플레이트(130)를 회전 구동시키는 역할을 한다.
이러한 플레이트 회전구동부(140)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 모듈 지지용 회전플레이트(130)의 회전 구동을 위한 동력을 발생시키는 서보모터(141)와, 서보모터(141)의 모터축에 연결되는 구동 스프로켓(142)과, 모듈 지지용 회전플레이트(130)의 회전 축심에 결합되는 회전체(143)와, 회전체(143)에 연결되는 피동 스프로켓(144)과, 구동 스프로켓(142)과 피동 스프로켓(144)을 연결하는 체인(145)을 포함할 수 있다.
이에, 도시 않은 제어부에 의해 서보모터(141)가 동작되어 서보모터(141)의 모터축이 예컨대 120도만큼 회전하면, 이의 회전력이 구동 스프로켓(142), 체인(145) 및 피동 스프로켓(144)으로 전달되어 회전체(143)를 회전시키게 됨으로써 모듈 지지용 회전플레이트(130)가 회전될 수 있게 되고, 이로써 척킹 모듈(120) 역시 함께 회전될 수 있다.
스토퍼 핀(150)은 도 1에 도시된 바와 같이, 장치본체(110)에 이동 가능하게 마련될 수 있고, 다수의 척킹 모듈(120) 중 어느 하나가 상기 장치본체(110) 내의 어태치먼트 교환 위치(C/P, 도 5 참조)에 배치될 때, 모듈 지지용 회전플레이트(130) 쪽으로 업(up) 동작되어 모듈 지지용 회전플레이트(130)를 지지하는 역할을 한다.
핀 구동부(160)는 도 1에 도시된 바와 같이, 스토퍼 핀(150)에 연결되어 스토퍼 핀(150)을 모듈 지지용 회전플레이트(130)에 대해 접근 또는 이격 구동시키는 역할을 한다.
핀 구동부(160)는 다양한 구조, 예컨대 리니어 모터나 액추에이터 등으로 적용될 수 있지만 본 실시예의 경우, 핀 구동부(160)를 에어 실린더(air cylinder)로 적용하고 있다. 이에, 핀 구동부(160)로서의 에어 실린더에 에어가 공급되면 스토퍼 핀(150)이 업(up) 동작될 수 있고 에어가 빠지면 스토퍼 핀(150)이 다운(down) 동작될 수 있다.
핀 위치 확인용 센서(170)는 스토퍼 핀(150)에 이웃하게 마련되어 스토퍼 핀(150)의 위치를 확인하는 역할을 한다. 핀 위치 확인용 센서(170)는 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(111)에 기립되게 고정된 별도의 제1 센서 브래킷(171)에 지지될 수 있다.
어태치먼트 유무 확인용 센서(180)는 도 1에 도시된 바와 같이, 장치본체(110) 내에 마련되어 상기 어태치먼트의 유무를 확인하는 역할을 한다. 어태치먼트 유무 확인용 센서(180) 역시 베이스(111)에 기립되게 고정된 별도의 제1 센서 브래킷(181)에 지지될 수 있다.
핀 위치 확인용 센서(170)와 어태치먼트 유무 확인용 센서(180)는 서로 반대편 위치에 배치될 수 있는데, 이들은 모두가 근접센서로 적용될 수 있다. 하지만, 이러한 사항에 본 발명의 권리범위가 제한될 수 없으며, 레이저센서 등이 적용될 수도 있다.
제어부는 센서(170,180)들의 동작에 기초하여 상기 플레이트 회전구동부(140)와 상기 핀 구동부(160)의 동작을 제어한다.
이러한 구성을 갖는 원형 타입의 자동 어태치먼트 교환장치의 동작에 대해 간략하게 살펴보면 다음과 같다.
제어부의 신호에 의해 서보모터(141)가 동작된다. 서보모터(141)가 동작되어 서보모터(141)의 모터축이 예컨대 120도만큼 회전하면, 이의 회전력이 구동 스프로켓(142), 체인(145) 및 피동 스프로켓(144)으로 전달되어 회전체(143)를 회전시키게 됨으로써 모듈 지지용 회전플레이트(130)가 회전될 수 있게 되고, 이로써 척킹 모듈(120) 역시 함께 회전될 수 있다.
이어, 핀 구동부(160)에 의해 스토퍼 핀(150)이 업(up) 동작된다. 이때의 위치를 핀 위치 확인용 센서(170)가 확인하여 제어부로 전송한다. 만약, 스토퍼 핀(150)이 좀 더 업(up)되어야 할 경우, 제어부가 핀 구동부(160)를 통해 스토퍼 핀(150)을 좀 더 동작시킬 수 있다.
다음, 어태치먼트 유무 확인용 센서(180)가 어태치먼트의 유무를 확인한다.
어태치먼트가 없으면 장치본체(110)의 상부 영역에 배치된 램 스핀들(미도시)이 하강하여 어태치먼트를 장치본체(110) 내로 넣어 척킹시킨 후, 램 스핀들이 상승될 수 있다.
동작이 완료되면, 핀 구동부(160)에 의해 스토퍼 핀(150)이 다운(down) 동작되고, 다시 서보모터(141)의 동작에 의해 모듈 지지용 회전플레이트(130)가 120도만큼 회전된다.
회전된 척킹 모듈(120)이 어태치먼트 교환 위치(C/P)에 도달되면, 전술한 것처럼 스토퍼 핀(150)이 업(up) 동작된 후, 어태치먼트 교환 위치(C/P)에서 어태치먼트에 대한 교환 작업이 진행된다.
이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 발명에 따르면, 구조를 단순화시켜 제조비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 장치의 설치공간인 풋 프린트(foot print)를 종래보다 현격하게 줄일 수 있다.
또한 유지보수가 쉽고 어태치먼트의 교체 시간을 줄일 수 있으며, 또한 종래 장치에 비해 어태치먼트의 품질을 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 장치의 안정적인 동작을 구현할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110 : 장치본체 111 : 베이스
120 : 척킹 모듈 130 : 모듈 지지용 회전플레이트
140 : 플레이트 회전구동부 141 : 서보모터
142 : 구동 스프로켓 143 : 회전체
144 : 피동 스프로켓 145 : 체인
150 : 스토퍼 핀 160 : 핀 구동부
170 : 핀 위치 확인용 센서 180 : 어태치먼트 유무 확인용 센서
190 : 라이너 191 : 캠 팔로워

Claims (4)

  1. 어태치먼트가 척킹되는 다수의 척킹 모듈(120)이 내부에 마련되는 장치본체(110);
    상기 장치본체(110) 내에 마련되어 상기 다수의 척킹 모듈(120)을 회전 가능하게 지지하는 모듈 지지용 회전플레이트(130);
    상기 모듈 지지용 회전플레이트(130)와 연결되어 상기 모듈 지지용 회전플레이트(130)를 회전 구동시키는 플레이트 회전구동부(140);
    상기 장치본체(110)에 마련되며, 상기 다수의 척킹 모듈(120) 중 어느 하나가 상기 장치본체(110) 내의 어태치먼트 교환 위치에 배치될 때, 상기 모듈 지지용 회전플레이트(130) 쪽으로 업 동작되어 상기 모듈 지지용 회전플레이트(130)를 지지하는 스토퍼 핀(150); 및
    상기 스토퍼 핀(150)에 이웃하게 마련되어 상기 스토퍼 핀(150)의 위치를 확인하는 핀 위치 확인용 센서(170)를 포함하는 자동 어태치먼트 교환장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼 핀(150)에 연결되어 상기 스토퍼 핀(150)을 상기 모듈 지지용 회전플레이트(130)에 대해 접근 또는 이격 구동시키는 핀 구동부(160);
    상기 장치본체(110) 내에 마련되어 상기 어태치먼트의 유무를 확인하는 어태치먼트 유무 확인용 센서(180); 및
    상기 센서(170,180)들의 동작에 기초하여 상기 플레이트 회전구동부(140)와 상기 핀 구동부(160)의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 어태치먼트 교환장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플레이트 회전구동부(140)는,
    상기 모듈 지지용 회전플레이트(130)의 회전 구동을 위한 동력을 발생시키는 서보모터(141);
    상기 서보모터(141)의 모터축에 연결되는 구동 스프로켓(142);
    상기 모듈 지지용 회전플레이트(130)의 회전 축심에 결합되는 회전체(143);
    상기 회전체(143)에 연결되는 피동 스프로켓(144); 및
    상기 구동 스프로켓(142)과 상기 피동 스프로켓(144)을 연결하는 체인(145)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 어태치먼트 교환장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 장치본체(110)의 베이스(111)에 기립되게 배치되는 라이너(190); 및
    상기 라이너(190)에 회전 가능하게 결합되어 상기 모듈 지지용 회전플레이트(130)를 지지하는 캠 팔로워(191)를 더 포함하며,
    상기 다수의 척킹 모듈(120)은 상기 장치본체(110) 내에서 120도 간격으로 균등 분할 배치되는 것을 특징으로 하는 자동 어태치먼트 교환장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150074454A (ko) * 2013-12-24 2015-07-02 두산인프라코어 주식회사 공작기계의 자동 헤드 어태치먼트 교환장치
KR20170054885A (ko) * 2015-11-10 2017-05-18 두산공작기계 주식회사 어태치먼트 교환장치
KR20190115324A (ko) * 2018-04-02 2019-10-11 두산공작기계 주식회사 공작기계의 자동 어태치먼트 교환장치

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