KR20160065289A - 링크식 자동 파레트 교환장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 볼스크류 대신에 링크를 이용하여 파레트가 교환되도록 함으로써 공간의 제약이 크지 않고, 제작비용도 절감될 수 있도록 하는, 링크식 자동 파레트 교환장치에 관한 것으로서,
파레트를 이송하기 위한 제2 레일이 상부면에 설치되어 있는 베드와, 상기한 베드의 측부에 설치되어 있는 제2 모터와, 상기한 제2 모터의 회전축 기어에 연결되는 기어부가 일단에 형성되어 있는 제1 링크와, 상기한 제1 링크의 타단에 회전가능하게 연결되는 링크부가 중간에 형성되어 있고 파레트와 연결되기 위한 후크부가 일단에 형성되어 있으며 타단에는 롤러부가 형성되어 있는 제2 링크와, 상기한 베드에 일단이 연결되어 수직으로 설치되어 있으며 상기한 제2 링크의 롤러부와 결합되는 LM 가이드부가 형성되어 있는 고정 프레임을 포함하여 이루어진다.

Description

링크식 자동 파레트 교환장치{Link type automatic pallet changer}

이 발명은 링크식 자동 파레트 교환장치에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 볼스크류 대신에 링크를 이용하여 파레트가 교환되도록 함으로써 공간의 제약이 크지 않고, 제작비용도 절감될 수 있도록 하는, 링크식 자동 파레트 교환장치에 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 공작기계는 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭공작기계라고 부르고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속성형기계라고 부른다. 상기한 절삭공작기계에는 선반(lathe), 밀링기, 머시닝센터(machining center), 드릴링기, 보링기, 연삭기, 기어가공기, 특수가공기 등이 있으며, 상기한 금속성형기계에는 기계식 프레스, 공압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등이 있다.

상기한 절삭공작기계의 자동화 및 수치제어(NC)화는 급속히 진전되고 있는 바, 근래에는 그동안 회전형 선반계열과 밀링 계열로 양분되어 진행되어 온 절삭공작기계의 수치제어(NC)화가 서로 복합적으로 결합되어 다기능 머시닝 센터가 출현하였으며 산업현장의 폭넓은 수요에 힘입어 머시닝 센터의 시장은 급속히 확대되고 있다.

상기한 머시닝 센터란 몇가지 종류의 절삭가공을 하나의 기계에서 자동적으로 수행하는 NC 자동공구교환기로서, 대개 공구 자동교환기능과 가공물의 2개면 이상을 자동적으로 깎고 또한 분할할 수 있는 기능을 구비하고 있다. 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 NC 밀링 머시인 또는 NC 드릴링 머시인을 발전 모체로 하여 여러가지 부분을 개량하였고, 여기에 자동 공구 교환장치(Automatic Tool Changer, ATC), 투울 매거진, 자동 파레트 교환장치(Automatic Pallet Change, APC)를 조합하여 만든 것이다. 그리고, 회전체 부품을 대상으로 하는 머시닝 센터는 NC 선반을 발전 모체로 하고 있어 회전체 부품을 선삭후에 각도분할, 홈가공, 구멍가공, 탭작업 등 여러가지 가공을 하며, 자동 공구 교환장치 이외에 자동 파레트 교환장치도 가지고 있고, 또한 가공중에 별도로 준비된 척으로 소재를 잡고, 가공이 완료된 가공물은 척에서 풀려 나오도록 함으로써 가공물의 탈착이 자동화되고 있다.

위에서 언급한 바와 같이 머시닝센터에는 기본적으로 자동 파레트 교환장치가 설치되는데, 종래의 자동 파레트 교환장치에 관한 기술로서, 공작기계의 상부측에 위치되는 파레트가 APC용 프레임 상부와 이송 테이블의 상부에서 위치변환과 삽입 및 배출이 자동적으로 이루어지도록 서보모터 및 볼스크류를 구동원으로 채택하며, 실린더 및 유압을 이용하여 부품수를 줄여 제조원가를 절감할 수 있도록 하고, 파레트의 교환시간이 단축되도록 하여 생산성을 향상시키도록 하는 기술이 대한민국 공개특허공보 공개번호 특2001-0047155(공개일자: 2001년 06월 15일)의 "서브모터를 구동원으로 하는 파렛트 교환장치"에서 본 출원인에 의해 개시된 바 있다.

그러나, 상기한 특2001-0047155를 포함한 종래의 자동 파레트 교환장치는, 이송거리가 길어질 경우에 볼스크류의 길이가 길어지는 만큼 외형 커버의 크기가 커져야 하므로 공간 제약의 문제가 발생될 뿐만 아니라 볼스크류가 처지게 되는 문제와 함께 볼스크류의 가격이 비싸기 때문에 제작비용이 높아지게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 볼스크류 대신에 링크를 이용하여 파레트가 교환되도록 함으로써 공간의 제약이 크지 않고, 제작비용도 절감될 수 있도록 하는, 링크식 자동 파레트 교환장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 파레트를 이송하기 위한 제2 레일이 상부면에 설치되어 있는 베드와, 상기한 베드의 측부에 설치되어 있는 제2 모터와, 상기한 제2 모터의 회전축 기어에 연결되는 기어부가 일단에 형성되어 있는 제1 링크와, 상기한 제1 링크의 타단에 회전가능하게 연결되는 링크부가 중간에 형성되어 있고 파레트와 연결되기 위한 후크부가 일단에 형성되어 있으며 타단에는 롤러부가 형성되어 있는 제2 링크와, 상기한 베드에 일단이 연결되어 수직으로 설치되어 있으며 상기한 제2 링크의 롤러부와 결합되는 LM 가이드부가 형성되어 있는 고정 프레임을 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 베드에는 지면에 설치된 제1 레일을 따라 이동하는 바퀴와 함께 상기한 바퀴를 구동하기 위한 제1 모터가 하부에 설치되어 있으면 면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 제2 링크에는 보조 링크부가 평행하게 설치되어 있으면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 제1 링크는 한쌍으로 이루어지며, 제2 모터의 회전축 기어에 연결되는 기어부는 그중 하나에만 형성되면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 제2 링크는 'ㄷ'자 형태로 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 파레트에 연결되어 파레트의 초기 동작시에 힘을 가해주거나 파레트의 이송후 정지시에 힘을 가하여 주는 실린더를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이 발명은, 볼스크류 대신에 링크를 이용하여 파레트가 교환되도록 함으로써 공간의 제약이 크지 않고, 제작비용도 절감될 수 있도록 하는, 효과를 갖는다.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 정면도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 측면도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 평면도이다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 초기 동작 모습을 보여주는 평면도이다.
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 초기 동작 모습을 보여주는 정면도이다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 중간 동작 모습을 보여주는 평면도이다.
도 7은 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 중간 동작 모습을 보여주는 평면도이다.
도 8은 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 말기 동작 모습을 보여주는 평면도이다.
도 9는 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 말기 동작 모습을 보여주는 정면도이다.
도 10은 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 동작 완료후의 모습을 보여주는 정면도이다.

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 1 내지 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 구성은, 지면에 설치된 제1 레일(1)을 따라 이동하는 바퀴(21)와 함께 상기한 바퀴(21)를 구동하기 위한 제1 모터(22)가 하부에 설치되어 있고 파레트(P)를 이송하기 위한 제2 레일(23)이 상부면에 설치되어 있는 베드(2)와, 상기한 베드(2)의 측부에 설치되어 있는 제2 모터(3)와, 상기한 제2 모터(3)의 회전축 기어(31)에 연결되는 기어부(41)가 일단에 형성되어 있는 제1 링크(4a, 4b)와, 상기한 제1 링크(4a, 4b)의 타단에 회전가능하게 연결되는 링크부(51a, 52b)가 중간에 형성되어 있고 파레트(P)와 연결되기 위한 후크부(52a,52b)가 일단에 형성되어 있으며 롤러부(53a, 53b)가 타단에 형성되어 있으며 보조 링크부(54a, 54b)가 평행하게 설치되어 있는 제2 링크(5)와, 상기한 베드(2)에 일단이 연결되어 수직으로 설치되어 있으며 상기한 제2 링크(5)의 롤러부(53a, 53b)와 결합되는 LM 가이드부(61a, 61b)가 형성되어 있는 고정 프레임(6)을 포함하여 이루어진다.

상기한 제1 링크(4a, 4b)는 한쌍으로 이루어지며, 제2 모터(3)의 회전축 기어(31)에 연결되는 기어부(41)는 그중 하나에만 형성되는 구조로 이루어진다.

상기한 제2 링크(5)는 'ㄷ'자 형태로 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 작용은 다음과 같다.

파레트(P)를 이송하기 위하여 제2 모터(3)로부터 회전동력이 발생되면, 제2 모터(3)의 회전축 기어(31)에 기어부(41)가 연결되어 있는 제1 링크(4a, 4b)가 기어부(41)를 중심축으로 하여 도 5에 되시되어 있는 바와 같이 반시계 방향으로 회전되고, 제1 링크(4a, 4b)를 따라서 제2 링크(5)의 링크부(51a, 51b)가 이동을 하게 됨에 따라 제2 링크(5)의 롤러부(53a, 53b)는 고정 프레임(6)의 LM 가이드부(61a, 61b)를 따라서 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 윗방향으로 이동하게 되고, 제2 링크(5)의 후크부(52a, 52b)에 연결되어 있는 파레트(P)는 베드(2)의 제2 레일(23)을 따라서 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 좌측방향으로 이동을 하게 된다. 도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 초기 동작시 파레트(P)가 좌측으로 약간 이동되어 있는 모습을 보여주고 있다.

제2 모터(3)로부터 회전동력이 계속 발생되면, 제2 모터(3)의 회전축 기어(31)에 기어부(41)가 연결되어 있는 제1 링크(4a, 4b)가 기어부(41)를 중심축으로 계속 회전되고, 제2 링크(5)의 롤러부(53a, 53b)는 LM 가이드부(61a, 61b)에서 상사점에 위치하게 됨에 따라 제2 링크(5)의 후크부(52a, 52b)에 연결되어 있는 파레트(P)는 고정 프레임(6)이 위치하고 있는 곳까지 이동을 하게 된다. 도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 중간 동작 모습으로서 파레트(P)가 고정 프레임(6)이 위치하고 있는 곳까지 이동을 한 모습을 보여주고 있다.

이와 같이 파레트(P)가 고정 프레임(6)이 위치하고 있는 곳까지 이동을 하게 되면, 베드(2)의 하부에 설치되어 있는 제1 모터(22)가 동작되면서 바퀴(21)를 구동하게 됨에 따라 파레트(P)와 함께 링크식 자동 파레트 교환장치 전체가 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 지면의 제1 레일(1)을 따라서 좌측으로 이동을 하게 된다.

다음에, 제2 모터(3)로부터 회전동력이 발생되면, 제2 모터(3)의 회전축 기어(31)에 기어부(41)가 연결되어 있는 제1 링크(4a, 4b)가 기어부(41)를 중심축으로 하여 도 9에 되시되어 있는 바와 같이 반시계 방향으로 회전되고, 제1 링크(4a, 4b)를 따라서 제2 링크(5)의 링크부(51a, 51b)가 이동을 하게 됨에 따라 제2 링크(5)의 롤러부(53a, 53b)는 고정 프레임(6)의 LM 가이드부(61a, 61b)를 따라서 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 상사점으로부터 아랫방향으로 하강을 하게 되고, 제2 링크(5)의 후크부(52a, 52b)에 연결되어 있는 파레트(P)는 베드(2)의 제2 레일(23)을 따라서 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 고정 프레임(6)이 위치하고 있는 곳을 지나서 좌측방향으로 이동을 하게 된다. 도 8은 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 말기 동작시 파레트(P)가 고정 프레임(6)이 위치하고 있는 곳을 지나서 좌측으로 이동되어 있는 모습을 보여주고 있다.

제2 모터(3)로부터 회전동력이 계속 발생되면, 제2 모터(3)의 회전축 기어(31)에 기어부(41)가 연결되어 있는 제1 링크(4a, 4b)가 기어부(41)를 중심축으로 계속 회전되고, 제2 링크(5)의 롤러부(53a, 53b)는 LM 가이드부(61a, 61b)에서 하사점에 위치하게 됨에 따라 제2 링크(5)의 후크부(52a, 52b)에 연결되어 있는 파레트(P)는 목적하는 위치까지 완전히 이동을 하게 된다. 도 10은 이 발명의 일 실시예에 따른 링크식 자동 파레트 교환장치의 파레트(P)가 목적하는 위치까지 완전히 이동을 한 후의 모습을 보여주고 있다.

한편, 상기한 파레트(P)에 실린더를 연결하여 파레트(P)의 초기 동작시에 힘을 가해주거나 파레트(P)의 이송후 정지시에 힘을 가하여 주는 구성으로 이루어질 수도 있다.

이와 같이 볼스크류 대신에 링크를 이용하여 파레트(P)가 교환되도록 함으로써 공간의 제약이 크지 않고, 제작비용도 절감될 수 있도록 한다.

1 : 제1 레일 2 : 베드
3 : 제2 모터 4a, 4b : 제1 링크
5 : 제2 링크 6 : 고정 프레임

Claims (6)

1. 파레트를 이송하기 위한 제2 레일이 상부면에 설치되어 있는 베드와,
   상기한 베드의 측부에 설치되어 있는 제2 모터와,
   상기한 제2 모터의 회전축 기어에 연결되는 기어부가 일단에 형성되어 있는 제1 링크와,
   상기한 제1 링크의 타단에 회전가능하게 연결되는 링크부가 중간에 형성되어 있고 파레트와 연결되기 위한 후크부가 일단에 형성되어 있으며 타단에는 롤러부가 형성되어 있는 제2 링크와,
   상기한 베드에 일단이 연결되어 수직으로 설치되어 있으며 상기한 제2 링크의 롤러부와 결합되는 LM 가이드부가 형성되어 있는 고정 프레임을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 링크식 자동 파레트 교환장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기한 베드에는 지면에 설치된 제1 레일을 따라 이동하는 바퀴와 함께 상기한 바퀴를 구동하기 위한 제1 모터를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 링크식 자동 파레트 교환장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기한 제2 링크에는 보조 링크부가 평행하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 링크식 자동 파레트 교환장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기한 제1 링크는 한쌍으로 이루어지며, 제2 모터의 회전축 기어에 연결되는 기어부는 그중 하나에만 형성되는 것을 특징으로 하는 링크식 자동 파레트 교환장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기한 제2 링크는 'ㄷ'자 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 링크식 자동 파레트 교환장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기한 파레트에 연결되어, 파레트의 초기 동작시에 힘을 가해주거나 파레트의 이송후 정지시에 힘을 가하여 주는 실린더를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 링크식 자동 파레트 교환장치.

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