KR20160015678A - 머시닝 센터용 툴포트 선회장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 툴포트가 가이드 레일을 따라서 선회 운동을 할 뿐 아니라 자전운동도 할 수 있도록 함으로써 툴 시프팅 메커니즘을 단순화시켜서 제조원가를 절감시키고 공정 사이클 타임을 감소시킬 수 있는 머시닝 센터용 툴포트 선회장치에 관한 것으로서,
90도 선회되면서 매거진 장치와 주축의 사이에 설치되어 있는 가이드 레일과, 툴포트를 클램핑한 상태로 상기한 가이드 레일을 따라서 선회하는 툴포트 클램퍼와, 상기한 툴포트 클램퍼의 회전축에 연결되어 있는 기어박스와, 상기한 기어박스에 연결되어 있는 베벨기어와, 상기한 매거진 장치에 설치되어 있으며 조인트를 통하여 베벨기어와 연결되어 상기한 툴포트 클램퍼가 자전하면서 선회될 수 있도록 이동시키기 위한 동력을 제공하는 스크류형 실린더를 포함하여 이루어진다.

Description

머시닝 센터용 툴포트 선회장치{Revolving device for tool holder for machining center}

이 발명은 머시닝 센터용 툴포트 선회장치에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 툴포트가 가이드 레일을 따라서 선회 운동을 할 뿐 아니라 자전운동도 할 수 있도록 함으로써 툴 시프팅 메커니즘을 단순화시켜서 제조원가를 절감시키고 공정 사이클 타임을 감소시킬 수 있는 머시닝 센터용 툴포트 선회장치에 관한 것이다.

각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 한다. 상기한 공작기계중에서 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라고 하고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속가공기계라고 한다. 상기한 절삭공작기계에는 선반(lathe), 밀링기, 머시닝센터(machining center), 드릴링기, 보링기, 연삭기, 기어가공기, 특수가공기 등이 있고, 상기한 금속성형기계에는 기계식 프레스, 유압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등이 있다.

산업 전반적인 성력화 추세에 힘입어 절삭 가공분야의 자동화 및 수치제어(NC)화도 급속히 진전되고 있다. 아울러 최근에는 그동안 회전형 선반계열과 밀링 계열로 양분되어 진행되어 온 공작기계의 수치제어(NC)화가 서로 복합적으로 결합되어 다기능 머시닝센터가 출현하였으며, 산업현장의 폭넓은 수요에 힘입어 그 시장은 급속히 확대되고 있다.

상기한 머시닝센터란 몇가지 종류의 절삭가공을 하나의 기계에서 자동적으로 수행하는 NC 공작기계로서, 대개 공구 자동교환기능과 가공물의 2개면 이상을 자동적으로 깎고 또한 분할할 수 있는 기능을 구비하고 있다. 상기한 머시닝 센터는 그 발달의 뿌리를 어디에 두었던간에 크게 비회전체 부품을 가공하는 형식과 회전체 부품을 가공하는 형식의 2종으로 구분할 수 있다. 비회전체 부품을 대상으로 하는 머시닝 센터는 가공하는 NC 밀링 머시인 또는 NC 드릴링 머시인을 발전 모체로 하여 여러가지 부분을 개량하였고, 여기에 자동 공구교환장치(Automatic Tool Changer, ATC), 투울 매거진, 자동 가공물 교환장치(Automatic Loader, AL)를 조합하여 머시닝 센터를 만든 것이다. 회전부품을 대상으로 하는 머시닝 센터는 NC 선반을 발전 모체로 하여 회전체 부품을 선삭후에 각도분할, 홈가공, 구멍가공, 탭작업 등 여러가지 가공을 하며, 자동 공구교환장치(ATC) 이외에 자동 가공물 교환장치(AL)도 가지고 있고, 또한 가공중에 별도로 준비된 척으로 소재를 잡고 가공이 완료된 가공물은 척에서 풀려 나오도록 함으로써 가공물의 탈착을 자동화하고 있다.

도 1은 종래의 자동 공구교환장치의 사시 구성도이다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 자동 공구교환장치는, 다수개의 툴 포트(1)를 저장하고 있는 매거진 장치(2)와, 공작물 가공에 필요한 툴이 장착되는 주축(3)과, 상기한 매거진 장치(2)로부터 주축(3)으로 툴포트를 이동시켜주는 툴포트 선회장치(4)를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한 종래의 자동 공구교환장치는, 매거진 장치(2)에 각 공정에 필요한 공구를 다수 보유하고 있으면서 툴포트(1)를 이용하여 다양한 작업에 필요한 적당한 공구를 주축(3)에 공급 및 교환해주게 된다. 즉, 자동 공구교환을 위해서 매거진 장치(2)에 저장중인 공구가 대기포트로 이동함과 동시에, 주축(3)이 작업공간내의 공구 교환위치로 이동되면, 대기포트의 공구와 주축(3)의 공구는 툴포트 선회장치(4)의 회전에 의해서 교체가 이루어지게 된다.

도 2는 종래의 머시닝 센터용 툴포트 선회장치의 구성도이다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 머시닝 센터용 툴포트 선회장치는, 90도 선회되면서 매거진 장치(2)와 주축(3)의 사이에 설치되어 있는 가이드 레일(41)과, 툴포트(1)를 클램핑한 상태로 상기한 가이드 레일(41)을 따라서 선회하는 툴포트 클램퍼(42)와, 상기한 매거진 장치(2)에 설치되어 있으며 조인트를 통하여 툴포트 클램퍼(42)와 연결되어 상기한 툴포트 클램퍼(42)가 선회될 수 있도록 이동시키기 위한 동력을 제공하는 실린더(43)를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의한 종래의 머시닝 센터용 툴포트 선회장치는, 실린더(43)의 작동에 의해서 툴포트 클램퍼(42)가 툴포트(1)를 가이드 레일(43)을 따라서 이송시키게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 머시닝 센터용 툴포트 선회장치는, 툴포트가 가이드 레일을 따라서 90도 선회 운동만을 할 뿐 자전 운동은 가능하지가 않아서 별도의 자전운동을 위한 툴 시프팅 메커니즘을 필요로 함으로써 공작기계 제조원가가 상승될 뿐만 아니라 공정 사이클 타임이 증가되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 툴포트가 가이드 레일을 따라서 선회 운동을 할 뿐 아니라 자전운동도 할 수 있도록 함으로써 툴 시프팅 메커니즘을 단순화시켜서 제조원가를 절감시키고 공정 사이클 타임을 감소시킬 수 있는 머시닝 센터용 툴포트 선회장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 90도 선회되면서 매거진 장치와 주축의 사이에 설치되어 있는 가이드 레일과, 툴포트를 클램핑한 상태로 상기한 가이드 레일을 따라서 선회하는 툴포트 클램퍼와, 상기한 툴포트 클램퍼의 회전축에 연결되어 있는 기어박스와, 상기한 기어박스에 연결되어 있는 베벨기어와, 상기한 베벨기어를 지지하기 위한 지지대와, 상기한 매거진 장치에 설치되어 있으며 조인트를 통하여 베벨기어와 연결되어 상기한 툴포트 클램퍼가 자전하면서 선회될 수 있도록 이동시키기 위한 동력을 제공하는 스크류형 실린더를 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 베벨기어는 베어링이 개재되어 지지대에 설치되면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 툴포트 클램퍼는 90도 선회시에 90도 자전되도록 스크류형 실린더와 기어박스의 회전비가 설정되면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 조인트는 유니벌설 조인트로 이루어지면 바람직하다.

이 발명은, 툴포트가 가이드 레일을 따라서 선회 운동을 할 뿐 아니라 자전운동도 할 수 있도록 함으로써 툴 시프팅 메커니즘을 단순화시켜서 제조원가를 절감시키고 공정 사이클 타임을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 자동 공구 교환장치의 사시 구성도이다.
도 2는 종래의 머시닝 센터용 툴포트 선회장치의 구성도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 머시닝 센터용 툴포트 선회장치의 구성도이다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 방향에 관한 용어는 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.

도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 머시닝 센터용 툴포트 선회장치의 구성도이다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 머시닝 센터용 툴포트 선회장치의 구성은, 90도 선회되면서 매거진 장치(도시되지 않음)와 주축(도시되지 않음)의 사이에 설치되어 있는 가이드 레일(51)과, 툴포트(1)를 클램핑한 상태로 상기한 가이드 레일(51)을 따라서 선회하는 툴포트 클램퍼(52)와, 상기한 툴포트 클램퍼(52)의 회전축(53)에 연결되어 있는 기어박스(54)와, 상기한 기어박스(54)에 연결되어 있는 베벨기어(56)와, 상기한 베벨기어(56)를 지지하기 위한 지지대(55)와, 상기한 매거진 장치(도시되지 않음)에 설치되어 있으며 유니버설 조인트(57)를 통하여 베벨기어(56)와 연결되어 상기한 툴포트 클램퍼(52)가 자전하면서 선회될 수 있도록 이동시키기 위한 동력을 제공하는 스크류형 실린더(58)를 포함하여 이루어진다.

상기한 베벨기어(56)는 베어링이 개재되어 지지대(55)에 설치되는 구조로 이루어진다.

상기한 툴포트 클램퍼(52)는 90도 선회시에 90도 자전되도록 스크류형 실린더(58)와 기어박스(54)의 회전비가 설정되는 구조로 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 머시닝 센터용 툴포트 선회장치의 작용은 다음과 같다.

스크류형 실린더(58)가 작동되면 스크류형 실린더(58)로부터 피스톤이 돌출되면서 툴포트 클램퍼(52)를 밀어줌으로써 툴포트 클램퍼(52)와 함께 툴포트(1)가 가이드 레일(53)을 따라서 선회운동을 하게 된다.

이때 스크류형 실린더(58)의 피스톤은 직선운동과 함께 회전운동도 함께 하게 되는데, 스크류형 실린더(58)의 피스톤의 회전운동은 베벨기어(56)에 의해 기어박스(54)로 전달되어 툴포트 클램퍼(52)의 회전축(53)을 회전축을 회전시킴으로써 툴포트 클램퍼(52)와 함께 툴포트(1)가 자전되도록 한다.

이와 같이 툴포트(1)가 가이드 레일(51)을 따라서 선회 운동을 할 뿐 아니라 자전운동도 할 수 있도록 하여 툴 시프팅 메커니즘을 단순화시킴으로써 제조원가를 절감시킬 뿐만 아니라 공정 사이클 타임을 감소시킬 수 있게 한다.

51 : 가이드 레일 52 : 툴포트 클램퍼
53 : 회전축 54 : 기어박스
55 : 지지대 56 : 베벨기어
57 : 유니버설 조인트 58 : 스크류형 실린더

Claims (4)

1. 90도 선회되면서 매거진 장치와 주축의 사이에 설치되어 있는 가이드 레일과,
   툴포트를 클램핑한 상태로 상기한 가이드 레일을 따라서 선회하는 툴포트 클램퍼와,
   상기한 툴포트 클램퍼의 회전축에 연결되어 있는 기어박스와,
   상기한 기어박스에 연결되어 있는 베벨기어와,
   상기한 베벨기어를 지지하기 위한 지지대와,
   상기한 매거진 장치에 설치되어 있으며 조인트를 통하여 베벨기어와 연결되어 상기한 툴포트 클램퍼가 자전하면서 선회될 수 있도록 이동시키기 위한 동력을 제공하는 스크류형 실린더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 머시닝 센터용 툴포트 선회장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기한 베벨기어는 베어링이 개재되어 지지대에 설치되는 것을 특징으로 하는 머시닝 센터용 툴포트 선회장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기한 툴포트 클램퍼는 90도 선회시에 90도 자전되도록 스크류형 실린더와 기어박스의 회전비가 설정되는 것을 특징으로 하는 머시닝 센터용 툴포트 선회장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기한 조인트는 유니벌설 조인트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 머시닝 센터용 툴포트 선회장치.

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