KR20150091820A

KR20150091820A - 공작 기계

Info

Publication number: KR20150091820A
Application number: KR1020140012501A
Authority: KR
Inventors: 박진국
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2015-08-12
Also published as: KR102173898B1

Abstract

본 발명은 공작 기계에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 공작 기계는 공구를 클램핑하여 회전시키는 주축과, 상기 주축에 공구를 공급하거나 상기 주축에서 분리된 공구를 수납하는 자동 공구 교환 장치와, 복수의 공구를 매트릭스 형태로 수납한 매트릭스 타입의 툴 매거진과, 상기 툴 매거진에 수납되거나 상기 자동 공구 교환 장치가 파지한 공구를 이동시키기 위해 사용되는 툴 포트, 그리고 상기 툴 포트를 파지하여 상기 툴 매거진과 상기 자동 공구 교환 장치 사이에서 공구를 전달하는 공구 캐리어 장치를 포함한다.

Description

공작 기계{MACHINE TOOL}

본 발명의 실시예는 공작 기계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매트릭스 타입의 툴 매거진을 포함한 공작 기계에 관한 것이다.

일반적으로 공작 기계는 여러 절삭 가공 방법 또는 비절삭 가공 방법으로 금속 또는 비금속의 공작물을 각종 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.

공작 기계는 가공 방법에 따라 크게 터닝 센터(turning center)와 머시닝 센터(machining center)로 분류된다. 여기서, 터닝 센터는 가공물을 회전시켜 가공하며, 머시닝 센터는 공구를 회전시켜 가공한다. 따라서, 공작 기계는 공작물 또는 공구를 회전시키기 위한 스핀들(spindle) 장치를 갖는다.

또한, 공작 기계는 다수의 공구들이 수납된 툴 매거진과, 가공 종류에 따라 선택된 특정 공구를 툴 매거진에서 인출하여 스핀들에 장착하는 툴 체인저를 포함하는 자동 공구 교환 장치를 갖는다. 이와 같이, 자동 공구 교환 장치에 의해 공구가 툴 매거진에서 인출되어 스핀들에 장착되거나 스핀들에서 분리되어 툴 매거진에 수납되는 과정을 공구 교환이라 한다.

툴 매거진은 다양한 가공이 가능토록 모양이나 크기가 다른 다수의 공구를 수납하고 있는데, 근래에는 다양한 다수의 공구를 효율적으로 수납하기 위하여 매트릭스 형태로 홀더 프레임이 설치된 툴 매거진이 사용되고 있다.

그런데 매트릭스 타입의 툴 매거진은 수납된 공구를 자동 공구 교환 장치에 전달하기 위한 공구 캐리어 장치가 요구된다. 공구 캐리어 장치는 매트릭스 타입의 툴 매거진에 수납된 다수의 공구 중 선택된 공구가 수납된 위치로 이동하여 공구를 파지한 후, 이를 자동 공구 교환 장치에 전달한다. 즉, 툴 매거진의 크기가 커지고 많은 공구를 수납할수록 공구 캐리어 장치의 이동 거리가 길어지게 된다.

이와 같이, 공구 캐리어 장치가 매트릭스 타입의 툴 매거진에서 공구를 인출하여 공구 교환에 용이한 각도로 공구를 회전시키거나 위치 이동시키는 일련의 과정이 복잡할 뿐만 아니라 공구 교환에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시예는 매트릭스 타입의 툴 매거진을 사용하면서도 공구 교환 동작을 간소화하고 공구 교환 시간을 단축시킨 공작 기계를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 공작 기계는 공구를 클램핑하여 회전시키는 주축과, 상기 주축에 공구를 공급하거나 상기 주축에서 분리된 공구를 수납하는 자동 공구 교환 장치와, 복수의 공구를 매트릭스 형태로 수납한 매트릭스 타입의 툴 매거진과, 상기 툴 매거진에 수납되거나 상기 자동 공구 교환 장치가 파지한 공구를 이동시키기 위해 사용되는 툴 포트, 그리고 상기 툴 포트를 파지하여 상기 툴 매거진과 상기 자동 공구 교환 장치 사이에서 공구를 전달하는 공구 캐리어 장치를 포함한다.

또한, 상기 공구 캐리어 장치는 상기 툴 포트를 파지하는 포트 그립부와, 상기 툴 포트가 상기 주축과 평행한 제1 축방향에서 상기 제1 축방향과 교차하고 상기 툴 매거진에 공구가 수납되는 제2 축방향을 향하도록 상기 포트 그립부를 선회시키는 포트 선회 구동부와, 상기 포트 그립부 및 상기 포트 선회 구동부를 상기 제2 축방향으로 직선 왕복 운동시키는 포트 전후진 구동부, 그리고 상기 포트 그립부, 상기 포트 선회 구동부, 및 상기 포트 전후진 구동부를 상기 제1 축방향과 상기 제1 축방향과 교차하는 상하 방향인 제3 축방향으로 이송시키는 캐리어 이송부를 포함한다.

상기 공구 캐리어 장치는 상기 포트 선회 구동부와 연동하여 상기 포트 선회 구동부가 상기 포트 그립부를 선회시키면 상기 툴 포트에 수납된 공구의 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 포트 그립부를 90도 회전시키는 포트 회전 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 포트 회전 구동부는 베벨 기어를 사용하여 상기 포트 선회 구동부의 회전력으로 상기 포트 그립부를 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 공구 캐리어 장치는 상기 포트 그립부의 일측에 형성되어 상기 포트 그립부가 상기 톨 포트를 파지할 때 상기 툴 포트의 움직임을 제한하고 상기 포트 그립부가 90도 회전할 때 상기 포트 그립부에 파지된 상기 툴 포트의 자유 낙하를 방지하는 포트 스토퍼를 더 포함할 수 있다.

또한, 공작 기계는 상기 공구 캐리어 장치와 상기 자동 공구 교환 장치 사이에 설치되며 양 방향으로 마련된 한 쌍의 대기 그립부를 180도 회전시켜 상기 공구 캐리어 장치와 상기 자동 공구 교환 장치 사이에서 공구를 수납한 상기 툴 포트를 교환하는 공구 교환 대기 장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 툴 매거진은 상기 제3 축방향으로 길이를 가지고 서로 이격되며 복수의 공구 수납부가 형성된 복수의 홀더 프레임과, 상기 복수의 홀더 프레임 사이를 상기 제1 축방향으로 가로지르도록 형성된 수평 통로를 포함할 수 있다. 그리고 상기 캐리어 이송부는 상기 툴 포트에 공구가 수납된 상태에서는 상기 포트 그립부를 상기 툴 매거진의 수평 통로를 거쳐 이동시키고, 상기 툴 포트에 공구가 미수납된 상태에서는 상기 포트 그립부를 최단 거리로 이동시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 공작 기계는 매트릭스 타입의 툴 매거진을 사용하면서도 공구 교환 동작을 간소화하고 공구 교환 시간을 단축시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계의 사시도이다.
도 2는 도 1의 공구 캐리어 장치를 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 8은 도 1의 공작 기계의 동작 상태를 단계별로 도시한 사시도들이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.

이하, 도 1 내 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계 (101)를 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 주축(100), 자동 공구 교환 장치(200), 툴 매거진(800), 툴 포트(500), 및 공구 캐리어 장치(300)를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 공구 교환 대기 장치(400)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 주축(100)은 공구(10)를 클램핑하여 회전시킨다. 공구(10)는 주축(100)에 의해 회전하면서 공작물과 접촉하여 공작물을 가공한다.

툴 매거진(800)은 복수의 공구(10)를 매트릭스 형태로 수납한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에서, 공작 기계(101)는 매트릭스 타입의 툴 매거진(800)을 사용한다.

구체적으로, 툴 매거진(800)은 복수의 공구 수납부(815)가 각각 형성된 복수의 홀더 프레임(810)과, 복수의 홀더 프레임(810)을 주축(100) 방향과 평행한 방향(이하, "제1 축방향"이라 한다)으로 가로지르도록 형성된 수평 통로(850)를 갖는다.

홀더 프레임(810)에 형성된 복수의 공구 수납부(815)는 공구(10)가 제1 축방향과 교차하는 방향(이하, "제2 축방향"이라 한다)을 향하도록 공구(10)를 수납한다. 그리고 복수의 공구 수납부(815)는 홀더 프레임(810)의 길이 방향, 즉 상하 방향(이하, "제3 축방향"이라 한다)을 따라 배열된다.

또한, 홀더 프레임(810)의 공구 수납부(815)는 제1 축방향으로 개구된다. 따라서 공구(10)는 제1 축방향으로 공구 수납부(815)에 끼워진다.

자동 공구 교환 장치(200)는 주축(100)에 공구(10)를 공급하거나 주축(100)이 클램핑한 공구(10), 즉 주축(100)에서 분리된 공구를 수납한다.

자동 공구 교환 장치(200)는 양 방향에 한 쌍의 툴 그립부(215)가 형성된 체인져 암(210)과, 체인저 암(210)을 주축(100)의 회전 방향과 동일한 방향으로 180도 이상 회전시키는 체인져 암 회전 구동부(230), 그리고 체인져 암(230)을 제1 축방향으로 전후진 이동시키는 체인져 암 전후진 구동부(240)를 포함한다. 여기서, 체인져 암 회전 구동부(230)는 로터리 장치를 포함하고, 체인져 암 전후진 구동부(240)는 유압 또는 공압을 이용하는 실린더 장치를 포함할 수 있다.

즉, 자동 공구 교환 장치(200)는 체인저 암(210)의 툴 그립부(215)로 주축(100)에 장착된 공구(10)를 파지하고 체인저 암(210)을 전진시켜 공구를 주축으로부터 분리시킨다. 그리고 체인저 암(210)을 180도 회전시킨 후 다시 후진하면서 다른 툴 그립부(215)에 파지된 공구(10)를 주축(100)에 장착시키는 동작 과정을 통해 주축(100)에 공구(10)를 공급하거나 주축(100)이 클램핑할 공구(10)를 교환할 수 있다.

툴 포트(500)는 공구(10)의 일단을 수용하여 지지한다. 툴 포트(500)는 툴 매거진(800)에 수납되거나 자동 공구 교환 장치(200)가 파지한 공구를 이동시키기 위해 사용된다. 즉, 툴 포트(500)는 공구(10)를 직접 수납하고 있는 툴 매거진(800)과 공구(10)를 직접 파지하고 있는 자동 공구 교환 장치(200) 사이에서 공구(10)를 이동시킬 때 사용된다.

공구 캐리어 장치(300)는 툴 포트(500)를 파지하여 툴 매거진(800)과 자동 공구 교환 장치(200) 사이에서 공구(10)를 전달한다.

구체적으로, 공구 캐리어 장치(300)는 포트 그립부(310), 포트 선회 구동부(320), 포트 전후진 구동부(350), 및 캐리어 이송부(380)를 포함할 수 있다. 또한, 공구 캐리어 장치(300)는 포트 회전 구동부(330)와, 포트 스토퍼(370)를 더 포함할 수 있다.

포트 그립부(310)는 툴 포트(500)를 파지한다. 그리고 포트 선회 구동부(320)는 툴 포트(500)가 주축(100)과 평행한 제1 축방향에서 툴 매거진(800)에 공구(10)가 수납되는 제2 축방향을 향하도록 포트 그립부(310)를 선회시킬 수 있다.

구체적으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 포트 선회 구동부(320)는 포트 그립부(310)를 회전 가능하게 지지하는 지지 브래킷(325)과, 지지 브래킷(325)에 지지된 포트 그립부(310)를 회전시키는 로터리 장치(321)를 포함할 수 있다. 여기서, 로터리 장치(321)는 전동 모터일 수 있다.

포트 전후진 구동부(350)는 포트 선회 구동부(320)의 지지 브래킷(325)을 제2 축방향으로 직선 왕복 운동시킬 수 있다. 구체적으로, 포트 전후진 구동부(350)는 포트 전후진 리니어 가이드부(352)와, 포트 전후진 실린더 장치(351)를 포함할 수 있다. 여기서, 포트 전후진 실린더 장치(351)는 유압 또는 공압으로 동작할 수 있다.

포트 회전 구동부(330)는 포트 선회 구동부(320)가 포트 그립부(310)를 선회시키면, 툴 포트(500)에 수납된 공구(10)의 길이 방향을 회전축으로 하여 포트 그립부(310)를 회전시킨다.

구체적으로, 포트 선회 구동부(320)와 연동하여 포트 선회 구동부(320)가 포트 그립부(310)를 선회시키면 툴 포트(500)에 수납된 공구(10)의 길이 방향을 회전축으로 하여 포트 그립부(310)를 90도 회전시킬 수 있다. 그리고 회전 구동부(330)는 베벨 기어를 사용하여 포트 선회 구동부(320)의 회전력으로 포트 그립부(310)를 회전시킬 수 있다.

하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 포트 회전 구동부(330)는 별도의 모터를 사용하여 포트 선회 구동부(320)와 별개로 동작할 수도 있다. 이때에는, 포트 선회 구동부(320)에 사용된 모터 이외에 별도의 모터를 추가 사용할 수 있다.

포트 스토퍼(370)는 포트 그립부(310)의 일측에 형성되어 포트 그립부(310)가 톨 포트(500)를 파지할 때 툴 포트(500)의 움직임을 제한하고, 포트 그립부(310)가 90도 회전할 때 포트 그립부(310)에 파지된 툴 포트(500)의 의도하지 않은 자유 낙하를 방지한다. 즉, 포트 스토퍼(370)는 포트 그립부(310)에 툴 포트(500)가 삽입되는 방향의 반대 방향에 마련되고, 포트 그립부(310)가 90도 회전하면 중력 방향으로 아래에 위치하도록 마련된다.

캐리어 이송부(380)는, 앞서 도 1에 도시한 바와 같이, 포트 그립부(310), 포트 선회 구동부(320), 포트 회전 구동부(330), 및 포트 전후진 구동부(350)를 제1 축방향과 상하 방향인 제3 축방향으로 2축 이송시킨다.

구체적으로, 캐리어 이송부(380)는 포트 그립부(310), 포트 선회 구동부(320), 포트 회전 구동부(330), 및 포트 전후진 구동부(350)를 지지하는 캐리어 본체(385)와, 캐리어 본체(385)를 제1 축방향으로 이송시키는 수평축 이송부(381), 그리고 캐리어 본체(385)를 제3 축방향으로 이송시키는 수직축 이송부(383)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 캐리어 이송부(380)는 툴 매거진(800)과 자동 공구 교환 장치(200) 사이에 설치된다. 그리고 툴 포트(500)에 공구(10)가 미수납된 상태에서는 캐리어 이송부(380)가 툴 매거진(800)의 수평 통로(850)를 거치지 않고도 자유롭게 포트 그립부(310)를 이동시킬 수 있도록 캐리어 이송부(380)는 툴 매거진(800)의 홀더 프레임(810)과 소정 거리로 이격된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 캐리어 이송부(380)는 툴 포트(500)에 공구(10)가 수납된 상태에서는 포트 그립부(310)를 툴 매거진(800)의 수평 통로(850)를 거쳐 이동시키고, 툴 포트(500)에 공구(10)가 미수납된 상태에서는 포트 그립부(500)를 최단 거리로 이동시킬 수 있다.

즉, 공구 캐리어 장치(300)는 자동 공구 교환 장치(200)로부터 전달 받은 공구(10)를 툴 매거진(800)의 수평 통로(850)를 거쳐 홀더 프레임(810)의 공구 수납부(815)에 수납하고, 이후 수평 통로(850)를 거치지 않고 최단 거리로 자동 공구 교환 장치(200)에 새로이 전달할 공구(10)가 수납된 공구 수납부(815)로 이동하여 새로운 공구(10)를 파지한 다음 수평 통로(850)를 거쳐 자동 공구 교환 장치(200)에 전달할 수 있다.

공구 교환 대기 장치(400)는 공구 캐리어 장치(300)와 자동 공구 교환 장치(200) 사이에 설치된다. 공구 교환 대기 장치(400)는 양 방향에 한 쌍의 대기 그립부(415)가 형성된 대기 암(410)과, 대기 암(410)을 주축(100)의 회전 방향과 동일한 방향으로 180도 이상 회전시키는 대기 암 회전 구동부(430)를 포함한다. 여기서, 대기 암 회전 구동부(430)는 유압 실린더 장치일 수 있다. 그리고 대기 암(410)의 대기 그립부(415)는 툴 포트(500)를 파지한다. 즉, 공구 교환 대기 장치(400)는 자동 공구 교환 장치(200)와 달리 공구(10)를 직접적으로 파지하는 것이 아니라 툴 포트(500)를 파지한다.

이와 같이, 공구 교환 대기 장치(400)는 양 방향으로 마련된 한 쌍의 대기 그립부(415)를 180도 회전시켜 툴 포트(500)에 수납된 공구(10)를 공구 캐리어 장치(300)와 자동 공구 교환 장치(200) 사이에서 전달한다.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계(101)는 매트릭스 타입의 툴 매거진(800)을 사용하면서도 공구 교환 동작을 간소화하고 공구 교환 시간을 단축시킬 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공작 기계 (101)의 동작 원리를 살펴본다.

도 3에 도시한 바와 같이, 자동 공구 교환 장치(200)가 주축(100)이 클램핑하고 있던 공구(10)를 파지하고 180도 회전하여 공구 교환 대기 장치(400)로 전달한다. 이때, 공구 교환 대기 장치(400)는 툴 포트(500)를 파지하고 대기한다.

그리고, 자동 공구 교환 장치(200)는 체인져 암(210)을 전후진 시킬 수 있으므로, 공구(10)를 파지한 상태에서 전후진하여 주축(100)으로부터 공구(10)를 분리하고, 공구 교환 대기 장치(400)가 파지한 툴 포트(500)에 공구(10)를 삽입시킬 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 공구 교환 대기 장치(400)도 180도 회전하면, 공구 캐리어 장치(300)의 포트 그립부(310)가 이동하여 공구(10)가 삽입된 툴 포트(500)를 파지한다.

그리고 공구 캐리어 장치(300)의 포트 그립부(310)에 툴 포트(500)가 파지되면, 도 5에 도시한 바와 같이, 포트 전후진 구동부(550)가 동작하여 공구 교환 대기 장치(400)로부터 툴 포트(500)를 분리시킨다.

다음, 도 6에 도시한 바와 같이, 공구 캐리어 장치(300)가 툴 매거진(800)의 수평 통로(850)로 진입하면, 포트 선회 구동부(320)가 동작하여 툴 포트(500)가 주축(100)과 평행한 제1 축방향에서 툴 매거진(800)의 홀더 프레임(810)의 공구 수납부(815)에 공구(10)를 수납하기 위한 제3 축방향을 향하도록 툴 포트(500)를 선회시킨다.

이때, 포트 회전 구동부(330)가 포트 선회 구동부(320)의 동작에 연동하여 툴 포트(500)를 90도 회전시킬 수 있다. 포트 스토퍼(370)는 포트 그립부(310)의 일측에 형성되어 포트 그립부(310)가 톨 포트(500)를 파지할 때 툴 포트(500)의 움직임을 제한하고, 포트 그립부(310)가 90도 회전할 때 포트 그립부(310)에 파지된 툴 포트(500)의 자유 낙하를 방지한다.

다음, 도 7에 도시한 바와 같이, 공구 캐리어 장치(300)는 파지한 공구(10)를 보관하도록 지정된 공구 수납부(815)로 이동하여 공구(10)를 수납시킨다.

그리고 공구(10)를 공구 수납부(815)에 보관시켜 툴 포트(500)가 공구 미수납 상태가 되면, 도 8에 도시한 바와 같이, 공구 캐리어 장치(300)는 새로이 주축(100)에 공급할 공구(10)가 수납된 공구 수납부(815)를 향해 최단 거리로 이동할 수 있다.

그리고 툴 포트(500)에 공구(10)가 다시 수납되면 공구 캐리어 장치(300)는 툴 포트(500)를 툴 매거진(800)의 수평 통로(850)를 거쳐 이동시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공작 지계(101)는 전술한 일련의 동작 과정을 반복하여 효과적으로 주축(100)이 클램핑할 공구(10)를 교환할 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.

10: 공구 100: 주축
101: 공작 기계 200: 자동 공구 교환 장치
210: 체인져 암 215: 툴 그립부
230: 체인져 암 회전 구동부 240: 체인져 암 전후진 구동부
300: 공구 캐리어 장치 310: 포트 그립부
320: 포트 선회 구동부 321: 로터리 장치
325: 지지 브래킷 330: 포트 회전 구동부
350: 포트 전후진 구동부 351: 포트 전후진 실린더 장치
355: 포트 전후진 리니어 가이드부 370: 포트 스토퍼
380: 캐리어 이송부 381: 수평축 이송부
383: 수직축 이송부 385: 캐리어 본체
400: 공구 교환 대기 장치 410: 대기 암
415: 대기 그립부 430: 대기 암 회전 구동부
500: 툴 포트 800: 툴 매거진
810: 홀더 프레임 815: 공구 수납부
850: 수평 통로

Claims

공구를 클램핑하여 회전시키는 주축;
상기 주축에 공구를 공급하거나 상기 주축에서 분리된 공구를 수납하는 자동 공구 교환 장치;
복수의 공구를 매트릭스 형태로 수납한 매트릭스 타입의 툴 매거진;
상기 툴 매거진에 수납되거나 상기 자동 공구 교환 장치가 파지한 공구를 이동시키기 위해 사용되는 툴 포트; 및
상기 툴 포트를 파지하여 상기 툴 매거진과 상기 자동 공구 교환 장치 사이에서 공구를 전달하는 공구 캐리어 장치
를 포함하며,
상기 공구 캐리어 장치는,
상기 툴 포트를 파지하는 포트 그립부와;
상기 툴 포트가 상기 주축과 평행한 제1 축방향에서 상기 제1 축방향과 교차하고 상기 툴 매거진에 공구가 수납되는 제2 축방향을 향하도록 상기 포트 그립부를 선회시키는 포트 선회 구동부와;
상기 포트 그립부 및 상기 포트 선회 구동부를 상기 제2 축방향으로 직선 왕복 운동시키는 포트 전후진 구동부; 그리고
상기 포트 그립부, 상기 포트 선회 구동부, 및 상기 포트 전후진 구동부를 상기 제1 축방향과 상기 제1 축방향과 교차하는 상하 방향인 제3 축방향으로 이송시키는 캐리어 이송부
를 포함하는 공작 기계.
제1항에서,
상기 공구 캐리어 장치는 상기 포트 선회 구동부와 연동하여 상기 포트 선회 구동부가 상기 포트 그립부를 선회시키면 상기 툴 포트에 수납된 공구의 길이 방향을 회전축으로 하여 상기 포트 그립부를 90도 회전시키는 포트 회전 구동부를 더 포함하는 공작 기계.
제2항에서,
상기 포트 회전 구동부는 베벨 기어를 사용하여 상기 포트 선회 구동부의 회전력으로 상기 포트 그립부를 회전시키는 공작 기계.
제2항에서,
상기 공구 캐리어 장치는 상기 포트 그립부의 일측에 형성되어 상기 포트 그립부가 상기 톨 포트를 파지할 때 상기 툴 포트의 움직임을 제한하고 상기 포트 그립부가 90도 회전할 때 상기 포트 그립부에 파지된 상기 툴 포트의 자유 낙하를 방지하는 포트 스토퍼를 더 포함하는 공작 기계.
제1항에서,
상기 공구 캐리어 장치와 상기 자동 공구 교환 장치 사이에 설치되며 양 방향으로 마련된 한 쌍의 대기 그립부를 180도 회전시켜 상기 공구 캐리어 장치와 상기 자동 공구 교환 장치 사이에서 공구를 수납한 상기 툴 포트를 교환하는 공구 교환 대기 장치를 더 포함하는 공작 기계.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
상기 툴 매거진은,
상기 제3 축방향으로 길이를 가지고 서로 이격되며 복수의 공구 수납부가 형성된 복수의 홀더 프레임과;
상기 복수의 홀더 프레임 사이를 상기 제1 축방향으로 가로지르도록 형성된 수평 통로
를 포함하며,
상기 캐리어 이송부는 상기 툴 포트에 공구가 수납된 상태에서는 상기 포트 그립부를 상기 툴 매거진의 수평 통로를 거쳐 이동시키고, 상기 툴 포트에 공구가 미수납된 상태에서는 상기 포트 그립부를 최단 거리로 이동시키는 공작 기계.