KR20150016113A - 자동 공구 수납 기구 - Google Patents

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고사쿠 기타무라
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Abstract

자동 공구 수납 기구가, 툴 장착 포트가 다수 수납된 복수의 주매거진과, 주매거진과 주축 부근의 대기 위치의 사이에서 1개씩 툴 포트를 반송하는 반송 수단과, 대기 위치에서 대기 중의 포트로부터 사용 전의 툴을 꺼내서 주축에 장착함과 함께, 주축에 장착되어 있던 사용 후의 툴을 주축으로부터 꺼내서 포트에 장착하는 공구 교환 아암을 가진다. 주매거진과 주축 부근의 대기 위치의 사이에, 복수의 툴 장치 포트를 가보유하는 부매거진을 추가적으로 배치한다. 주매거진으로부터 꺼내서 반송되어 온 툴 및 포트를 부매거진에서 가보유한다. 부매거진으로부터 대기 위치까지 1개씩 툴을 장착한 포트를 반송한다.

Description

자동 공구 수납 기구{AUTOMATIC TOOL STORING MECHANISM}
본 발명은, 다수의 툴과 포트를 수납하는 복수의 매거진을 구비한 자동 공구 수납 기구에 관한 것이다.
최근, 공작 기계 특히 머시닝 센터에 이용하는 자동 공구 교환 장치에 있어서는, 공구(툴)의 수량이 매우 많아지고 있다. 다수의 공구를 수납하기 때문에, 복수의 매거진을 배치하게 되었다. 각 매거진에는, 다수의 포트가 체인으로 연결되고, 각 포트에 여러 가지의 툴이 장착되어 있다.
다수의 툴과 포트를 수납한 매거진과, 매거진으로부터 소정의 포트에 장착된 툴을 꺼내서 대기 위치까지 반송하는 반송 수단과, 그 대기 위치에서 대기 중의 사용 전의 툴과 주축(主軸)측의 사용 후의 툴을 교환하는 공구 교환 아암을 갖는 공구 자동 교환 장치는 공지의 것이다. 예를 들면, 특허 문헌 1 및 2를 참조할 수 있다.
종래의 자동 공구 교환 장치에 있어서는, 매거진에 배치된 것 중에서 호출된(선택된) 툴의 V자 플랜지 부분을 클로(claw)로 잡고, 포트에서 툴을 꺼낸다. 그리고, 그 포트는 매거진에 남고, 툴만을 매거진에서 대기 위치까지 반송하였다.
종래와 같이, 툴을 포트에서 이격(離隔)시켜서, 툴의 V자 플랜지 부분만을 클로로 파지한 상태로 툴을 반송하면, 툴이 무거운 컷팅 툴(cutting tool)이나 긴 컷팅 툴인 경우, 툴이 반송시에 기울어지기 쉬워지고, 특히 긴 반송로나 고속도(高速度)에서, 안정된 반송을 행하는 것이 곤란해진다.
툴의 V자 플랜지 부분을 강하게 파지하기 위해서는, 클로는, 높은 강성이 필요해진다.
따라서, 특허 문헌 3에 나타난 바와 같이, 툴이 무거운 컷팅 툴이나 긴 컷팅 툴인 경우에도, 반송시에 툴이 과도하게 기울어지지 않고, 툴 반송시의 안정성을 확보할 수 있는 자동 공구 수납 기구를, 본건 발명자는 개발했다.
특허 문헌 3에 기재되어 있는 자동 공구 수납 기구에 대해서, 도 1 ~ 도 10을 참조하여 설명한다.
도 1은, 1개의 매거진에서 사용 전의 툴과 포트를 함께 꺼내어, 이들을 대기 위치까지 반송하고, 그 사용 전의 툴과, 주축측의 사용 후의 툴을 교환하는 상황을 나타낸다.
도 2는, 교환된 사용 후의 툴과 포트를 함께 다른 매거진에 반환하는 상황을 나타낸다.
포트(툴 포트라고도 한다)는, 모든 툴(툴 홀더라고도 한다)에 공통인 것을 이용한다.
도 1 ~ 도 2의 종래예에 있어서는, 제 1 매거진(10)이 No. 1에서 No. 50까지의 툴(12)(1개만 나타내고 그 외는 도시 안함)과 포트(14)를 수납한다. 제 2 매거진(16)이 No. 51에서 No. 100까지의 툴(18)(1개만 나타내고 그 외에는 도시 안함)과 포트(14)를 수납한다. 제 1 및 제 2 매거진 이외의 매거진은, 도 1 ~ 도 2에는 도시하지 않는다.
도 1의 (1)은 초기 상태의 일례를 나타낸다. 제 1 매거진(10)에 수납된 No. 1의 툴(12)이 제어 수단(도시 안함)에 의해서 호출된다.
도 1의 (2)에 있어서는, 그 호출된 No. 1의 툴(12)과 그것을 위한 포트(14)가 함께 제 1 매거진(10)으로부터 꺼내지고, 도 1에 있어서 오른쪽 방향으로 이송되어서, 포트 이동 아암(22)의 하방 위치에 온다.
도 1의 (3)에 있어서는, 포트 이동 아암(22)이 하강하여, 포트 이동 아암(22)의 복수의 클로에 의해서, 그 No. 1의 툴(12)의 V자 플랜지 부분과 포트(14)를 잡는다.
도 1의 (4)에 있어서는, 포트 이동 아암(22)의 상승에 의해서 No. 1의 툴(12)과 포트(14)가 가이드(26)의 입구까지 이동된다.
도 1의 (5)에서는, 복수의 클로에 의해서 No. 1의 툴(12)과 포트(14)가 유지 되어서 가이드(26)의 입구에서 정지한 상태에서, 포트 이동 아암(22)만이 상승하여 초기 상태로 되돌아온다.
도 1의 (6)에서는, No. 1의 툴(12)과 포트(14)가 유지된 상태에서, No. 1의 툴(12)과 포트(14)가 함께 가이드(26)를 따라서 대기 위치로 이동한다.
도 1의 (7)에서는, 공구 교환 아암(28)이 사용 전의 No. 1의 툴(12)과 주축(30)측의 사용 후의 No. 51의 툴(18)을 교환한다.
도 1의 (8)은 공구 교환 완료 상태를 나타낸다.
도 2의 (1)에 있어서는, 교환된 사용 후의 No. 51의 툴(18)과 그것을 위한 포트(14)가 함께 가이드(26)의 입구를 항하여 왼쪽 방향으로 이동한다.
도 2의 (2)에 있어서는, 사용 후의 No. 51의 툴(18)과 포트(14)가 포트 이동 아암(22)의 하방 위치에 온다.
도 2의 (3)에 있어서는, 포트 이동 아암(22)이, 복수의 클로에 의해서, No. 51의 툴(18)의 V자 플랜지 부분과 포트(14)를 잡는다.
도 2의 (4)에 있어서는, 포트 이동 아암(22)이, 복수의 클로에 의해서, No. 51의 툴(18)의 V자 플랜지 부분과 포트(14)를 잡은 상태에서, 포트 이동 아암(22)이 상승하여 초기 위치로 되돌아온다.
도 2의 (5)에 있어서는, 포트 이동 아암(22)이, 툴(18)과 포트(14)를 잡은 채로, 제 2 매거진(16)의 위치로 이동한다.
도 2의 (6)에 있어서는, 포트 이동 아암(22)이, 툴(18)과 포트(14)를 잡은 채로, 제 2 매거진(16)에 있어서의 No. 51의 툴(18)의 반환 위치로 하강한다.
도 2의 (7)에 있어서는, 툴(18)과 포트(14)에서 이격되어, 포트 이동 아암(22)만이 초기 상태의 위치로 상승한다.
도 2의 (8)에 있어서는, No. 51의 툴(18)이 포트(14)와 함께 제 2 매거진(16)에 반환된다. 그 결과, 전체가 초기 상태로 되돌아온다.
도 3 ~ 도 8은, 도 1 ~ 도 2에 나타낸 자동 공구 수납 기구를 구체적으로 나타낸다.
동일한 기본 구성의 복수(예를 들면 5개)의 매거진(10, 16, 40, 46, 50)이 세로 방향으로 일렬로 배열되어서 배치되어 있다.
각 매거진(10, 16, 40, 46, 50)에는, 이들에 공통의 다수의 포트(14)가 엔드리스의 형태로 주회(周回)하도록 회동 가능하게 배치되어 있다. 이들 포트(14)의 각각에 1개씩 여러 가지의 툴(12, 18)(도 1 ~ 도 2에는 2 종류만 예시적으로 나타냈다)이 장착되어 있다.
전 매거진에 수납하는 포트(14)의 총 수는, 수백개(예를 들면 300)로 할 수 있다.
툴(12, 18)을 장착한 특정의 포트(14)가, 제어 장치(도시 안함)에 의해서 선택되고(즉 호출되고), 반송 수단(후술)에 의해서, 매거진측의 위치(90)(도 4)로부터 주축 가까이의 대기 위치(100)까지 반송된다.
포트 반송을 위해서, 전 매거진의 각각의 전방으로 반송되어서 위치 결정되는 매거진측의 제 1 가이드 부분(51)과, 소정의 위치에서 제 1 가이드 부분(51)과 대기 위치(100)의 사이에 마련되는 제 2 가이드 부분(26)이, 가이드를 구성하고 있다.
포트 이동 수단은, 툴을 장착한 포트, 즉 툴 장착 포트를 제 1 가이드 부분(51)과 각 매거진의 사이에서 수평 방향으로 이동시키는 제 1 구동 수단(바람직하게는 유압 실린더(55))과, 제 2 가이드 부분(26)을 따라서 툴 장착 포트를 수평 방향으로 이동시키는 제 2 구동 수단(101)(바람직하게는 볼 나사 및 서보 모터)과, 제 1 가이드 부분(51) 및 제 2 가이드 부분(26) 사이에서 툴 장착 포트를 수직 방향으로 이동시키는 포트 이동 아암(22)을 가진다.
도 5에 잘 나타난 바와 같이, 2개의 레일 형상의 포트 이동 아암 주행용 가이드(61)가 기구의 양측에 걸쳐서 수평 방향으로 평행하게 배치되어 있다. 이들 포트 이동 아암 주행용 가이드(61)를 따라서 복수의 매거진(10, 16, 40, 46, 50)이 일렬로 나열되어 마련되어 있다.
포트 이동 아암(22)은, 승강용 구동부(71)에 의해서 수직 방향 또는 상하 방향으로 승강된다.
2개의 포트 이동 아암 주행용 가이드(61)를 따라서, 기구의 양측 사이에 연장 설치된 2개의 벨트(73, 75)를 통하여 주행용 구동부(77)(바람직하게는 감속기와 서보 모터를 포함한다)에 의해서 수평 방향으로 이동되고, 선택된 매거진의 위치에서 정지한다.
2개의 포트 이동 아암 주행용 가이드(61)와 포트 이동 아암(22)에 의해서, 제 1 가이드 부분(51)은 소망의 세로 방향과 가로 방향의 위치로 설정할 수 있다.
도 6을 참조하여 설명한다.
제 1 매거진(10)에 수납되어 있는 다수의 툴 중에서, No. 1의 툴(12)이 제어 장치(도시 안함)에 의해서 호출되고(선택되고), 매거진(10)의 포트 출납 위치에 마련된 유압 실린더(55)에 의해서, 그 No. 1의 툴(12)과 툴 용의 포트(14)가 함께 제 1 매거진(10)에서 밀려나와, 제 1 가이드 부분(51)을 따라서, 도 6에 있어서 오른쪽 방향으로 이송된다. 이때, No. 1의 툴(12)과 툴 용의 포트(14)가 포트 이동 아암(22)의 하방 위치에 도래할 때까지, 포트 록킹 실린더(57)의 작용으로, 포트(14)는 포트 파지부(59)에 의해서 파지된다.
다음으로, 포트 이동 아암(22)을 하강시켜서, 복수의 클로로, 예를 들면, 클로(22a)로 No. 1의 툴(12)의 V플랜지 부분을 잡고, 클로(22b, 22c)로 포트(14)의 2군데를 잡는다.
부호 103은, 클로(22a, 22b, 22c)로 툴과 포트(14)를 록킹하여 파지하기 위한 포트 록킹 실린더를 나타낸다.
포트 록킹 실린더(103)를 작동시켜서 「잠금」상태로 한 채로, 포트 이동 아암(22)을 상승시켜서, No. 1의 툴(12)과 포트(14)를 함께 제 2 가이드 부분(26)의 입구에 이동시킨다.
제 2 가이드 부분(26)의 입구에 있어서, 포트 파지부(65)가 포트 록킹 실린더(105)의 작용으로 포트(14)를 파지한다. 포트(14)가 파지된 상태에서, 포트(14)와 그곳에 장착된 툴(12)이 제 2 구동 수단(101)에 의해서 대기 위치(100)까지 반송되어 간다.
사용 전의 No. 1의 툴(12)과 포트(14)가 대기 위치(100)에 도래한 후, 공구 교환 아암(28)이 작동하고, 한 쌍의 파지부(28a, 28b)가 회동하여, 대기 위치(100)에 존재하는 사용 전의 No. 1의 툴(12)과, 주축(30)에 장착되어 있는 사용 후의 No. 51에 툴(18)이 교환된다. 즉, No. 1의 툴(12)을 포트(14)로부터 탈거함과 함께, No. 51의 툴(18)을 주축(30)으로부터 탈거하고, 그 후, 그들을 180°회전시키고, 또한 No. 1의 툴(12)을 주축(30)에 장착함과 함께, No. 51의 툴(18)을 포트(18)에 장착한다.
사용 후의 No. 51의 툴(18)과 포트(14)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 가이드를 따라서 소정의 매거진을 향하여 반송된다. 이때, 포트 록킹 실린더(103, 105), 포트 이동 아암(22), 파지부(59, 65), 유압 실린더(55) 외에는, 포트(14)가 매거진에서 대기 위치(100)까지 반송되어 왔을 때와는 반대의 순서로 동일한 동작을 한다.
공구 교환 아암(28)에 대한 툴 및 포트의 대기 위치(100)에서 멀리 이격된 매거진, 예를 들면 매거진(50)에 보유되고 있는 소망의 툴 및 포트를 꺼내는 경우, 그 매거진(50)으로부터 공구 교환 아암(28)에 대한 대기 위치(100)까지의 거리가 길고, 이 때문에, 분할 후의 대기 위치(100)까지의 반송 시간이 길었다.
일본 공개 특허 공보 2003-291046호 일본 공개 특허 공보 2008-155343호 일본 특허 공보 제4972120호
본 발명의 과제는, 복수의 주매거진과는 별도로, 공구 교환 아암(28)에 대한 대기 위치(100)의 근처에 가보유용(假保有用)의 부매거진을 추가적으로 배치하고, 일단 주매거진으로부터 부매거진까지 소망의 툴 및 포트를 반송시켜 두고, 그 추가된 부매거진에 보유되어 있는 소망의 툴 및 포트를 꺼내어, 그 부매거진으로부터 교환 아암(28)에 대한 대기 위치(100)까지 반송함에 의해, 부매거진에 가보유되어서 대기하고 있는 소망의 툴 및 포트의 산출(indexing) 후의 반송 시간을 단축할 수 있는 자동 공구 수납 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 이하와 같다.
(1) 툴을 장착한 포트가 다수 수납된 복수의 주매거진과,
주매거진과 주축 가까이의 대기 위치의 사이에서 1개씩 툴을 장착한 포트를 반송하는 반송 수단과,
대기 위치에서 대기 중의 포트로부터 사용 전의 툴을 꺼내서 주축에 장착함과 함께, 주축에 장착되어 있던 사용 후의 툴을 주축으로부터 꺼내서 포트에 장착하는 공구 교환 아암을 갖는 자동 공구 수납 기구에 있어서,
주매거진과 주축 가까이의 대기 위치의 사이에, 복수의 툴 및 포트를 가보유하는 부매거진을 추가하고, 주매거진으로부터 꺼내서 반송되어 온 툴 및 포트를 부매거진에서 가보유하고, 부매거진에서 대기 위치까지 1개씩 툴을 장착한 포트를 반송하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 수납 기구.
(2) 반송 수단이, 주매거진과 부매거진의 사이에 마련된 한 쌍의 제 1 가이드 부분 및 제 2 가이드 부분과, 부매거진과 주축 가까이의 대기 위치의 사이에 마련된 제3 가이드 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 상술의 자동 공구 수납 기구.
(3) 주매거진에 수납되어 있는 툴을 장착한 포트가, 주매거진과 부매거진의 사이에 배치된 제 1 가이드 부분 및 제 2 가이드 부분을 따라서 부매거진까지 반송되고, 부매거진에 가보유되어 있는 툴을 장착한 포트가, 부매거진측과 대기 위치의 사이에 배치된 제3 가이드 부분을 따라서 대기 위치까지 반송되는 것을 특징으로 하는 상술의 자동 공구 수납 기구.
(4) 반송 수단이 포트 이동 수단을 가지고, 그 포트 이동 수단이, 툴을 장착한 포트를 주매거진과 제 1 가이드 부분의 사이에서 이동시키는 유압 실린더를 갖는 것을 특징으로 하는 상술의 자동 공구 수납 기구.
(5) 포트 이동 수단이, 툴을 장착한 포트를 제 1 가이드 부분과 제 2 가이드 부분의 사이에서 이동하는 포트 이동 아암을 더 갖는 것을 특징으로 하는 상술의 자동 공구 수납 기구.
(6) 복수의 주매거진이, 포트 이동 아암 주행용 가이드를 따라서 나열되어 배치되어 있고, 포트 이동 아암을 포트 이동 아암 주행용 가이드 상에서 주행시키는 구동 수단이 마련되어 있고, 선택된 1개의 주매거진이 있는 곳에서 포트 이동 아암을 정지하여, 그 주매거진과 제 1 가이드 부분의 사이에서, 툴을 장착한 포트를 이동하는 것을 특징으로 하는 상술의 자동 공구 수납 기구.
(7) 복수의 주매거진에 수납되는 포트의 총 수가 수백개인 것을 특징으로 하는 상술의 자동 공구 수납 기구.
(8) 포트 이동 아암이 벨트의 사용에 의해서 포트 이동 아암 주행용 가이드를 따라서 주행하는 것을 특징으로 하는 상술의 자동 공구 수납 기구.
(9) 포트 이동 아암이, 포트를 잡는 클로와 툴을 잡는 클로를 갖는 것을 특징으로 하는 상술의 자동 공구 수납 기구.
복수의 주매거진에 다수의 툴 및 포트를 수납해 두고, 소망의 툴 및 포트를 선택하여, 우선 가보유(수납)용의 부매거진까지 반송하여, 그곳에 가보유(즉 대기)한다. 그 부매거진에 가보유되어 있는 1개 또는 복수의 툴 및 포트를 적절히 선택하여, 공구 교환 아암에 대한 대기 위치에 반송한다.
바람직하게는, 부매거진도, 주매거진과 동일하게, 고정 번지를 갖는 툴 수납 기능을 가진다. 부매거진 내의 몇몇 포트가, 주매거진으로부터 반송되어 온 툴을 가보유하는 포트로 된다. 예를 들면, 부매거진 내에서 가보유하는 포트는, 2 ~ 3개로 할 수 있다.
이와 같이 하면, 원거리에 위치하는 주매거진 내의 툴 및 포트를 선택하여 직접 대기 위치에 반송하는 경우와 비교해서, 본 발명에 있어서는, 이들 사이에 부매거진이 존재하여, 그곳에서 몇몇 포트가 가보유되므로, 임의의 시간에 일단 소망의 툴 및 포트를 주매거진으로부터 부매거진으로 반송해 두면, 필요한 포트를 부매거진으로부터 대기 위치까지 반송할 때, 호출 시간이나 산출 시간을 포함하여 시간을 단축할 수 있다. 다시 말하면, 부매거진이라고 하는 대기 스테이션을 추가하여, 대기 위치 근처에 있어서의 툴의 선택 시간을 단축할 수 있는 것이다. 주매거진으로부터 부매거진까지의 툴 및 포트의 반송의 작업 효율이 개선된다.
도 1은 종래의 자동 공구 수납 기구에 있어서의 제 1 매거진으로부터 대기 위치로의 툴 및 포트의 반송을 나타내는 설명도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 자동 공구 수납 기구에 있어서의 대기 위치로부터 제 2 매거진으로의 툴 및 포트의 반송을 나타내는 설명도이다.
도 3은 종래의 자동 공구 수납 기구를 나타내는 개략 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 자동 공구 수납 기구의 하나의 매거진과 반송 수단의 관계를 나타낸다.
도 5는 도 3에 나타내는 자동 공구 수납 기구를 조금 확대하여 나타내는 개략 사시도이다.
도 6은 도 3에 나타내는 자동 공구 수납 기구를 조금 확대하여 나타내는 개략 사시도이다.
도 7은 도 3에 나타내는 자동 공구 수납 기구 중, 특히 포트 이동 아암의 클로와, 툴 및 포트의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 나타내는 포트 이동 아암의 한 쌍의 클로를 나타낸다.
도 9는 도 7에 나타내는 포트 이동 아암의 3 쌍의 클로를 나타내는 개략 상면도이다.
도 10은 도 7에 나타내는 포트 이동 아암의 3 쌍의 클로를 나타내는 개략 측면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동 공구 수납 기구의 주요부를 나타내는 개략 사시도이다.
도 12는 도 11에 나타내는 자동 공구 수납 기구의 주요부의 상세를 나타내는 설명도이다.
도 11 ~ 도 12는, 본 발명의 일 실시예에 의한 자동 공구 수납 기구의 주요부를 구체적으로 나타낸다.
도 1 ~ 도 10에 나타내는 종래의 자동 공구 수납 기구와, 도 11 ~ 도 12에 나타내는 본 발명의 자동 공구 수납 기구를 비교하면, 일렬로 나열된 5개의 매거진(10, 16, 40, 46, 50)(본 발명에서는, 이들 매거진을 주매거진이라 칭한다)과, 2개의 가이드(61)와, 그들을 따라서 움직이는 포트 이동 아암(22)이 실질적으로 동일한 구성으로 되어 있다. 본 발명에 있어서는, 2개의 가이드(61)를 따라서 움직이는 포트 이동 아암(22)과 주축 가까이의 대기 위치(100)의 사이에 가보유(가수납) 용의 부매거진(200)이 추가되어 있지만, 종래의 자동 공구 수납 기구에는, 포트 이동 아암(22)과 대기 위치(100)의 사이에 가보유용의 매거진이 마련되어 있지 않다.
본 발명에 있어서는, 동일한 기본 구성을 갖는 복수(예를 들면 5개)의 주매거진(10, 16, 40, 46, 50)이 일렬로 나열되어 배치되고, 또한 대기 위치(100) 근처에 가보유용의 부매거진(200)이 추가되어 있는 것이다.
각 주매거진(10, 16, 40, 46, 50, 200)에는, 이들 공통의 다수의 포트(14)가 엔드리스의 형태로 주회하도록 회동 가능하게 배치되어 있다. 이들 포트(14)의 각각에 1개씩 여러 가지의 툴(예를 들면 툴(12, 18))이 장착되어 있다.
주매거진(10, 16, 40, 46, 50)과, 부매거진(200)에 수납하는 포트(14)의 총 수는, 수백개(예를 들면 300)로 할 수 있다.
주매거진에 수납되어 있는 포트 중, 특정의 포트(14)가, 제어 장치(도시 안함)에 의해서 선택되고(즉 호출되고), 반송 수단(후술)에 의해서, 주매거진측의 위치(90)(도 4를 참조)에서, 가보유(즉 대기)를 위해서, 우선 가보유용의 부매거진(200)에 반송되고, 그 가보유용의 부매거진(200)의 최적 위치(각 툴의 고정 번지)에 가보유되어, 필요에 따라서, 그곳으로부터 주축 가까이의 대기 위치(100)까지 반송된다.
포트 반송을 위하여, 전 주매거진(10, 16, 40, 46, 50)의 각각의 전방으로 반송되어서 위치 결정되는 주매거진측의 제 1 가이드 부분(301)이 마련되고, 소정의 위치에서 그 제 1 가이드 부분(301)과 부매거진(200)의 사이에 제 2 가이드 부분(302)이 마련되어 있다.
포트 이동 수단은, 툴을 장착한 포트, 즉 툴 장착 포트를 제 1 가이드 부분(301)과 각 주매거진(10, 16, 40, 46, 50)의 사이에서 수평 방향으로 이동시키는 제 1 구동 수단(바람직하게는 유압 실린더(55))과, 제 2 가이드 부분(302)을 따라서 툴 장착 포트를 수평 방향으로 이동시키는 제 2 구동 수단(101)(도 6을 참조, 바람직하게는 볼 나사 및 서보 모터)과, 제 1 가이드 부분(301) 및 제 2 가이드 부분(302) 사이에서 툴 장착 포트를 수직 방향으로 이동시키는 포트 이동 아암(22)을 가진다.
도 11에 자세히 나타낸 바와 같이, 포트 이동 아암(22)을 위한 주행용의 2개의 레일 형상의 가이드(61)가 기구의 양측에 걸쳐서 수평 방향으로 평행하게 배치되어 있다. 이들 포트 이동 아암(22)의 주행용 가이드(61)를 따라서 복수의 주매거진이 일렬로 나열되어 마련되어 있다.
포트 이동 아암(22)은, 승강용 구동부(71)에 의해서 수직 방향 또는 상하 방향으로 승강된다.
포트 이동 아암(22)을 위한 주행용 가이드(61)를 따라서, 기구의 양측 사이에 연장 설치된 2개의 벨트(73, 75)(도 6을 참조)를 통하여 주행용 구동부(77)(바람직하게는 감속기와 서보 모터를 포함함)에 의해서 수평 방향으로 이동되고, 선택된 주매거진의 위치에서 정지한다.
주행용 가이드(61)와 포트 이동 아암(22)에 의해서, 제 1 가이드 부분(301)은 소망의 세로 방향과 가로 방향의 위치로 설정할 수 있다.
주축(30) 가까이의 대기 위치(100)에서 멀리 이격된 제 5 주매거진(50)을 예를 들어 설명하면, 그곳에 수납되어 있는 다수의 툴 중에서, 소망의 툴(12)이 제어 장치(도시 안함)에 의해서 호출되고(선택되고), 제 5 주매거진(50)의 포트 출납 위치에 마련된 유압 실린더에 의해서, 그 툴(12)과 툴 용의 포트(14)가 함께 제 5 매거진(50)으로부터 밀려나와, 제 1 가이드 부분(301)을 따라서 이송된다. 이때, 툴(12)과 툴 용의 포트(14)가 포트 이동 아암(22)의 하방 위치에 도래할 때까지, 포트 록킹 실린더(57)(도 6을 참조)의 작용으로, 포트(14)는 포트 파지부(59)에 의해서 파지된다.
다음으로, 포트 이동 아암(22)을 하강시켜서, 복수의 클로로, 예를 들면, 클로(22a)로 툴(12)의 V플랜지 부분을 잡고, 다른 클로로 포트(14)의 2군데를 잡는다.
포트 록킹 실린더(103)는, 이들 클로로 툴(12)과 포트(14)를 록킹하여 파지한다. 포트 록킹 실린더(103)를 작동시켜서 「잠금」상태로 한 채로, 포트 이동 아암(22)을 상승시켜서, 툴(12)과 포트(14)를 함께 제 2 가이드 부분(302)의 입구로 이동시킨다. 그 제 2 가이드 부분(302)의 입구에 있어서, 포트 파지부(65)가 포트 록킹 실린더(105)의 작용으로 포트(14)를 파지한다. 포트(14)가 파지된 상태에서, 포트(14)와 그곳에 장착된 툴(12)이 제 2 구동 수단에 의해서 제 2 가이드 부분(302)을 따라서 부매거진(200)의 소망 위치까지 반송되어 간다.
부매거진(200)에는, 주매거진(10, 16, 40, 46, 50)으로부터 반송되어 온 복수의 툴 장착 포트(14)가 가보유(수납)된다. 이들 툴 장착 포트(14) 중에서, 소망의 것이 제어 장치(도시 안함)에 의해서 호출되고(선택되고), 부매거진(200)의 포트 출납 위치에 마련된 유압 실린더(210)에 의해서, 그 툴(12)과 툴 용의 포트(14)가 함께 부매거진(200)으로부터 밀려나와, 제3 가이드 부분(303)을 따라서 대기 위치(100)까지 이송된다.
사용 전의 툴(12)과 포트(14)가 대기 위치(100)에 도래한 후, 공구 교환 아암(28)이 작동하여, 한 쌍의 파지부(28a, 28b)가 회동하고, 대기 위치(100)에 존재하는 사용 전의 툴(12)과, 주축(30)에 장착되어 있는 사용 후의 툴(18)이 교환된다. 즉, 사용 전의 툴(12)을 포트(14)로부터 탈거함과 함께, 사용 후의 툴(18)을 주축(30)으로부터 탈거하고, 그 후, 그들을 180°회전시키고, 또한 사용 전의 툴(12)을 주축(30)에 장착함과 함께, 사용 후의 툴(18)을 포트(18)에 장착한다.
사용 후의 툴(18)과 포트(14)는, 제3 가이드 부분(303)을 따라서 부매거진(200)의 소망 위치에 반송된다. 또한, 사용 후의 툴(18)과 포트(14)는, 제 2 가이드 부분(302) 및 제 1 가이드 부분(301)을 따라서 포트 록킹 실린더(103, 105), 포트 이동 아암(22), 파지부(59, 65), 유압 실린더(55) 그 외 등등에 의해서 구동되고, 주매거진으로부터 부매거진(200)까지 반송되어 왔을 때와는 반대의 순서로 부매거진(200)으로부터 소정의 주매거진으로 되돌려진다.
바람직하게는, 부매거진도, 주매거진과 동일하게, 고정 번지를 갖는 툴 수납 기능을 가진다. 부매거진 내의 몇몇 포트가, 주매거진으로부터 반송되어 온 툴을 가보유하는 포트로 된다. 예를 들면, 부매거진 내에서 가보유하는 포트는, 2 ~ 3개로 할 수 있다. 그 결과, 주매거진의 포트를 직접 대기 위치까지 반송하여 교환을 하는 경우에 비하여, 부매거진을 추가하는 경우는, 대기 위치까지의 포트의 반송 시간을 단축할 수 있고, 교환 시간을 줄일 수 있다.

Claims (9)

  1. 툴을 장착한 포트가 다수 수납된 복수의 주매거진과,
    주매거진측의 위치와 주축 부근의 대기 위치의 사이에서 1개씩 툴을 장착한 포트를 반송하는 반송 수단과,
    대기 위치에서 대기 중의 포트로부터 사용 전의 툴을 꺼내서 주축에 장착함과 함께, 주축에 장착되어 있던 사용 후의 툴을 주축으로부터 꺼내서 포트에 장착하는 공구 교환 아암을 갖는 자동 공구 수납 기구에 있어서,
    주매거진과 주축 부근의 대기 위치의 사이에, 복수의 툴 및 포트를 가보유하는 부매거진을 추가하고, 주매거진으로부터 꺼내서 반송되어 온 툴 및 포트를 부매거진에서 가보유하고, 부매거진으로부터 대기 위치까지 1개씩 툴을 장착한 포트를 반송하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 수납 기구.
  2. 제 1 항에 있어서, 반송 수단이, 주매거진과 부매거진의 사이에 마련된 한 쌍의 제 1 가이드 부분 및 제 2 가이드 부분과, 부매거진과 주축 부근의 대기 위치의 사이에 마련된 제3 가이드 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 자동 공구 수납 기구.
  3. 제 1 항에 있어서, 주매거진에 수납되어 있는 툴을 장착한 포트가, 주매거진과 부매거진의 사이에 배치된 제 1 가이드 부분 및 제 2 가이드 부분을 따라서 부매거진까지 반송되고, 부매거진에 가보유되어 있는 툴을 장착한 포트가, 부매거진과 대기 위치의 사이에 배치된 제 3 가이드 부분을 따라서 대기 위치까지 반송되는 것을 특징으로 하는 자동 공구 수납 기구.
  4. 제 1 항에 있어서, 반송 수단이 포트 이동 수단을 가지고, 그 포트 이동 수단이, 툴을 장착한 포트를 주매거진과 제 1 가이드 부분의 사이에서 이동시키는 유압 실린더를 갖는 것을 특징으로 하는 자동 공구 수납 기구.
  5. 제 1 항에 있어서, 포트 이동 수단이, 툴을 장착한 포트를 제 1 가이드 부분과 제 2 가이드 부분의 사이에서 이동시키는 포트 이동 아암을 갖는 것을 특징으로 하는 자동 공구 수납 기구.
  6. 제 5 항에 있어서, 복수의 주매거진이, 포트 이동 아암 주행용 가이드를 따라서 나열되어 배치되어 있고, 포트 이동 아암을 포트 이동 아암 주행용 가이드 상에서 주행시키는 구동 수단이 마련되어 있으며, 선택된 1개의 주매거진이 있는 곳에서 포트 이동 아암을 정지시키고, 그 주매거진과 제 1 가이드 부분의 사이에서, 툴을 장착한 포트를 이동시키는 것을 특징으로 하는 자동 공구 수납 기구.
  7. 제 6 항에 있어서, 복수의 주매거진에 수납되는 포트의 총 수가 수백인 것을 특징으로 하는 자동 공구 수납 기구.
  8. 제 6 항에 있어서, 포트 이동 아암이 벨트의 사용에 의해서 포트 이동 아암 주행용 가이드를 따라서 주행하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 수납 기구.
  9. 제 6 항에 있어서, 포트 이동 아암이, 포트를 잡는 클로와 툴을 잡는 클로를 갖는 것을 특징으로 하는 자동 공구 수납 기구.
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