KR20160109040A

KR20160109040A - 자동공구 교환장치용 툴매거진

Info

Publication number: KR20160109040A
Application number: KR1020150032673A
Authority: KR
Inventors: 김향곤; 최학봉; 김익수; 김중식
Original assignee: 김향곤
Priority date: 2015-03-09
Filing date: 2015-03-09
Publication date: 2016-09-21
Also published as: KR101713106B1

Abstract

본 발명은 툴매거진에 저장된 공구에 의해 가공작업이 진행되는 중에 머시닝센터를 멈출 필요없이 툴매거진에 저장된 일 공구를 외부의 다른 공구와 교체할 수 있으므로 가공작업의 연속성이 보장되어 가공 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 자동공구 교환장치용 툴매거진에 관한 것으로, 회전모터와, 상기 회전모터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 매거진플레이트와, 상기 매거진플레이트의 일측면 외주에 방사상 등간격으로 각각 고정 설치되고, 공구가 장착되는 툴홀더를 클램핑 또는 언클램핑하는 복수의 그립퍼를 포함하고, 상기 그립퍼 각각은, 상기 매거진플레이트에 고정 설치되는 키블럭과, 상기 매거진플레이트의 일측면에 회전축핀을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 키블럭을 기준으로 상기 툴홀더를 클램핑할 수 있는 클램핑요홈이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된 한 쌍의 그립부재와, 한 쌍의 상기 그립부재의 타단 사이에 설치되고, 상기 그립부재 각각의 클램핑요홈이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하는 그립스프링을 포함하고, 상기 그립퍼에 클램핑되고 일 공구가 장착된 툴홀더를 외부의 다른 공구가 장착된 툴홀더로 교체하는 툴시프팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동공구 교환장치용 툴매거진{TOOL MAGAZINE FOR AUTOMATIC TOOL CHANGER}

본 발명은 다수개의 공구를 저장하고, 필요한 가공에 따라 공구를 선별하여 자동으로 스핀들의 공구와 교환하는 자동공구 교환장치용 툴매거진에 관한 것이다.

일반적으로 머시닝 센터(Maching Center)는 보링 머신, 밀링 머신 및 드릴링 머신을 하나로 한 복합공작기계로서, 주축(Main Spindle)의 운동방향에 따라 수직형 또는 수평형 머시닝 센터로 구분한다.

이러한 머시닝 센터는 직선운동, 회전운동 및 스핀들회전과 같은 운동에 의해 복합가공이 가능하도록 되어 있으며, 이들 운동은 수치제어되는 서보모터(Servo Motor)와 스핀들에 의해 위치가 결정됨과 동시에 스핀들의 속도가 제어된다. 그리고 상기 머시닝 센터는 기계 본체와 여러 개의 공구를 절삭조건에 맞게 자동으로 바꾸어주는 자동공구 교환장치(Automatic Tool Changer, ATC) 및 수치제어장치(Number Controller, NC)로 이루어져 있다.

이중 자동공구 교환장치는 다수개의 공구(tool, 툴)를 저장하여 필요한 가공에 따라 공구를 선별하여 자동으로 공구를 교환한다. 이러한 자동공구교환장치는 공구를 저장하였다가 필요한 공구를 스핀들의 공구와 교환하는 툴매거진을 포함하고, 상기 툴매거진에 저장되는 공구는 일정한 크기의 툴홀더에 장착된 상태로 저장된다. 즉, 다양한 길이 및 크기를 가진 각각의 공구에 툴홀더는 동일한 크기로 제작되어 머시닝 센터의 스핀들에 교환되면서 툴홀더가 상기 스핀들에 교체 결합되는 것이다.

상술한 자동공구 교환장치의 툴매거진은, 저장되는 공구의 개수가 수개부터 수십개까지이고, 공구의 개수가 적을수록 드럼식을 사용하며, 공구의 개수가 많을수록 체인식을 사용한다. 이때, 드럼식의 경우 저장되는 공구의 개수가 적으므로 복잡한 가공시 툴매거진에 저장된 공구만으로 가공이 종료되지 못한 상태로 머시닝센터를 멈춘 후 툴매거진에 저장된 공구를 외부의 다른 공구와 교체하여 가공작업을 수행해야될 때가 있다.

따라서, 머시닝센터의 가공작업은 툴매거진에 저장되는 공구의 개수에 한정될 수밖에 없고, 그 이상의 복잡한 가공이 필요시에는 중간에 머시닝센터를 멈춘 후 툴매거진에 저장된 공구를 외부의 다른 공구와 교체하여 가공작업을 수행해야 하므로 가공작업의 연속성이 깨지고, 가공 생산성을 저해하는 심각한 문제가 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 툴매거진에 저장된 공구에 의해 가공작업이 진행되는 중에 머시닝센터를 멈출 필요없이 툴매거진에 저장된 일 공구를 외부의 다른 공구와 교체할 수 있는 자동공구 교환장치용 툴매거진을 제공하는 데 있다.

그에 따라, 가공작업의 연속성이 보장되어 가공 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 자동공구 교환장치용 툴매거진을 제공하는 데 있다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진은, 회전모터와, 상기 회전모터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 매거진플레이트와, 상기 매거진플레이트의 일측면 외주에 방사상 등간격으로 각각 고정 설치되고, 공구가 장착되는 툴홀더를 클램핑 또는 언클램핑하는 복수의 그립퍼를 포함하고, 상기 그립퍼 각각은, 상기 매거진플레이트에 고정 설치되는 키블럭과, 상기 매거진플레이트의 일측면에 회전축핀을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 키블럭을 기준으로 상기 툴홀더를 클램핑할 수 있는 클램핑요홈이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된 한 쌍의 그립부재와, 한 쌍의 상기 그립부재의 타단 사이에 설치되고, 상기 그립부재 각각의 클램핑요홈이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하는 그립스프링을 포함하고, 상기 그립퍼에 클램핑되고 일 공구가 장착된 툴홀더를 외부의 다른 공구가 장착된 툴홀더로 교체하는 툴시프팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 툴시프팅부는, 상기 매거진플레이트의 후방에 고정 설치된 가이드레일과, 상기 가이드레일의 길이방향을 따라 전후진 이동하는 가이드슈와, 일단이 상기 가이드슈와 결합되어 함께 전후진 이동하는 브라켓과, 상기 브라켓의 타단에 결합되어 함께 전후진 이동하고, 상기 그립퍼에 클램핑되고 일 공구가 장착된 툴홀더를 건네받아 외부로 반출하고, 외부의 다른 공구가 장착된 툴홀더를 상기 그립퍼에 클램핑시켜 교체하는 그랩퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 그랩퍼는, 일단이 상기 그립퍼와 마주보도록 상기 브라켓에 결합되고, 타단에 장형의 손잡이가 형성된 그랩프레임과, 상기 그랩프레임의 내부에 힌지축핀을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 툴홀더를 그래핑할 수 있는 그래핑요홈이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된 한 쌍의 그랩부재와, 한 쌍의 상기 그랩부재의 타단 사이에 설치되고, 상기 그랩부재 각각의 그래핑요홈이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하며, 상기 그립퍼의 그립스프링보다 스프링상수가 작은 그랩스프링과, 일단은 상기 그랩프레임의 타단을 관통하여 상기 그랩프레임의 내부 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 타단은 상기 그랩프레임의 타단 외부로 돌출되어 상기 그랩프레임의 타단 내부로 인입출 작동하는 그랩해제로드와, 한 쌍의 상기 그랩부재 사이에 위치하도록 상기 그랩해제로드의 일단에 결합되어 함께 슬라이딩 이동하고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재 각각의 그래핑요홈이 서로 이격되지 않도록 상기 그랩부재 각각의 회전을 구속하는 그랩해제구속부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 그랩해제구속부재는, 상기 그랩부재 각각과 마주보도록 접촉되는 면에 경사진 테이퍼면이 형성되고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재 각각의 타단방향으로 이동하여 상기 그랩부재 각각의 타단 사이에 접촉 고정되고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임의 내부로 인입시 상기 그랩부재 각각의 회전구속을 해제하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 매거진플레이트 및 툴시프팅부는 머시닝센터의 내부에 설치되고, 상기 툴시프팅부의 설치 위치에 대응되도록 상기 머시닝센터의 측벽에 개폐가능하도록 설치된 툴시프팅도어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진은, 툴매거진에 저장된 공구에 의해 가공작업이 진행되는 중에 머시닝센터를 멈출 필요없이, 툴시프팅부를 통해 툴매거진에 저장된 일 공구를 외부의 다른 공구와 교체할 수 있으므로 가공작업의 연속성이 보장되어 가공 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진의 일 실시예가 설치된 머시닝센터의 외부를 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 실시예 중 툴시프팅도어가 개방된 상태를 도시한 사시도이며,
도 3은 도 1의 실시예의 내부를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 실시예의 측면도이며,
도 5는 도 3의 실시예에서 자동공구 교환장치용 툴매거진만을 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 실시예 중 툴홀더가 클램핑된 그립퍼를 도시한 사시도이며,
도 7은 도 6의 실시예의 평면도이고,
도 8 및 9는 도 7의 실시예에서 툴홀더가 언클램핑되는 과정을 도시한 평면도이며,
도 10은 도 5의 실시예 중 툴시프팅부를 도시한 사시도이고,
도 11은 도 10의 실시예 중 툴홀더가 그래핑된 그랩퍼를 도시한 정단면도이며,
도 12 및 13은 도 11의 실시예에서 툴홀더가 언그래핑되는 과정을 도시한 정단면도이고,
도 14 및 15는 도 11의 실시예에서 그랩해제로드 및 그랩해제구속부재의 작동으로 그랩부재 각각의 그래핑요홈이 서로 이격되지 않도록 상기 그랩부재 각각의 회전이 구속되는 과정을 도시한 정단면도이며,
도 16은 도 5의 실시예의 정면도이고,
도 17 내지 22는 도 16의 실시예를 기준으로 툴시프팅부의 작동과정을 도시한 요부 정면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진은, 도 1 내지 22에 도시된 바와 같이 회전모터(100), 매거진플레이트(200), 그립퍼(300) 및 툴시프팅부(400)를 포함한다. 상기 그립퍼(300)는 키블럭(310), 그립부재(320) 및 그립스프링(330)을 포함하고, 상기 툴시프팅부(400)는 가이드레일(410), 가이드슈(420), 브라켓(430) 및 그랩퍼(440)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 그랩퍼(440)는 그랩프레임(441), 그랩부재(442), 그랩스프링(443), 그랩해제로드(444) 및 그랩해제구속부재(445)를 포함할 수 있다.

회전모터(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 명칭 그대로 회전력을 발생하는 전동모터로서, 후술하는 매거진플레이트(200)에 회전력을 제공한다. 이때, 회전모터(100)의 회전력을 매거진플레이트(200)에 전달하기 위하여 동력전달수단(도면부호 미도시)이 구비되는데, 주로 회전모터(100)의 고속 회전을 감속하여 토크를 높이기 위한 감속기어부가 설치된다.

매거진플레이트(200)는 도 2 내지 5에 도시된 바와 같이 상기 회전모터(100)로부터 회전력을 전달받아 회전한다. 매거진플레이트(200)에는 후술하는 복수의 그립퍼(300)가 설치되는데, 회전모터(100)로부터 회전력을 전달받아 매거진플레이트(200)가 회전하여 그립퍼(300)에 클램핑된 공구(T)를 스핀들(미도시)에 전달하거나 교체하기 위하여 주축교환위치로 회전하게 된다. 또한, 매거진플레이트(200)는 후술하는 툴시프팅부(400)와의 관계에서 그립퍼(300)에 클램핑된 일 공구(T)를 외부의 다른 공구(T)로 교환하기 위하여 회전모터(100)로부터 회전력을 전달받아 회전할 수 있다.

그립퍼(300)는 도 5 내지 9에 도시된 바와 같이 복수가 구비되어 상기 매거진플레이트(200)의 일측면 외주에 방사상 등간격으로 각각 고정 설치되고, 공구(T)가 장착되는 툴홀더(H)를 클램핑 또는 언클램핑한다. 공구(T)는 종류별로 형상이나 크기 및 무게가 다양하므로 이러한 공구(T)는 일정한 크기 및 형상을 가진 툴홀더(H)에 장착되고, 이렇게 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)를 상기 그립퍼(300)가 클램핑하여 상기 매거진플레이트(200)에 저장해 놓는다. 이후, 가공시 필요한 공구(T)가 장착된 그립퍼(300)를 주축교환위치로 회전시킨 후 스핀들에 전달하거나 교체하기 위해 그립퍼(300)가 툴홀더(H)를 언클램핑하는 것이다. 또한, 상기 그립퍼(300)는 후술하는 툴시프팅부(400)와의 관계에서 클램핑된 일 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)를 외부의 다른 공구(T)가 장착된 툴홀더(H')로 교환하기 위하여 언클램핑되기도 한다.

상기 그립퍼(300) 각각은, 도 5 내지 9에 도시된 바와 같이 키블럭(310), 그립부재(320) 및 그립스프링(330)을 포함한다. 키블럭(310)은 상기 매거진플레이트(200)에 고정 설치되며, 상기 그립부재(320)는 한 쌍이 구비되어 상기 매거진플레이트(200)의 일측면에 회전축핀(321)을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 키블럭(310)을 기준으로 상기 툴홀더(H)를 클램핑할 수 있는 클램핑요홈(322)이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된다.

이때, 그립스프링(330)은 한 쌍의 상기 그립부재(320)의 타단 사이에 설치되고, 상기 그립부재(320) 각각의 클램핑요홈(322)이 서로 근접하도록 탄성력을 제공한다. 즉, 도 7 및 9에 도시된 바와 같이 그립스프링(330)에 의해 그립부재(320)는 툴홀더(H)를 클램핑하도록 탄성력이 제공되는 상태이다. 반대로, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 그립스프링(330)이 압축되도록 상기 그립부재(320) 각각의 타단을 근접시키면, 바꿔말해서 상기 그립부재(320) 각각의 클램핑요홈(322)을 외력으로 이격시키면 상기 그립부재(320)에 클램핑된 툴홀더(H)는 언클램핑되어 상기 그립부재(320)로부터 이탈된다.

툴시프팅부(400)는 3 내지 5, 10 및 16 내지 22에 도시된 바와 같이 상기 그립퍼(300)에 클램핑되고 일 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)를 외부의 다른 공구(T)가 장착된 툴홀더(H')로 교체한다. 이러한 툴시프팅부(400)를 통해 툴매거진에 저장된 공구(T)에 의해 가공작업이 진행되는 중에 머시닝센터(MC)를 멈출 필요없이, 툴툴매거진에 저장된 일 공구(T)를 외부의 다른 공구(T)와 교체할 수 있으므로 가공작업의 연속성이 보장되어 가공 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 것이다.

이러한 툴시프팅부(400)를 구체적으로 살펴보면, 도 10 및 16 내지 22에 도시된 바와 같이 가이드레일(410), 가이드슈(420), 브라켓(430) 및 그랩퍼(440)를 포함한다. 가이드레일(410)은 상기 매거진플레이트(200)의 후방에 고정 설치되고, 가이드슈(420)는 상기 가이드레일(410)의 길이방향을 따라 전후진 이동하며, 브라켓(430)은 일단이 상기 가이드슈(420)와 결합되어 함께 전후진 이동한다. 이때, 그랩퍼(440)는 상기 브라켓(430)의 타단에 결합되어 함께 전후진 이동하고, 상기 그립퍼(300)에 클램핑되고 일 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)를 건네받아 외부로 반출하고, 외부의 다른 공구(T)가 장착된 툴홀더(H')를 상기 그립퍼(300)에 클램핑시켜 교체한다.

상기 그립퍼(300)에 클램핑된 툴홀더(H)를 상기 툴시프팅부(400)의 그랩퍼(440)가 건네받아 외부의 다른 툴홀더(H')로 교체할 수 있기 위해서, 보다 구체적인 그랩퍼(440)의 구조 및 작동관계를 살펴본다. 즉, 그랩퍼(440)는 도 10 내지 15에 도시된 바와 같이 그랩프레임(441), 그랩부재(442), 그랩스프링(443), 그랩해제로드(444) 및 그랩해제구속부재(445)를 포함할 수 있다.

그랩프레임(441)은 일단이 상기 그립퍼(300)와 마주보도록 상기 브라켓(430)에 결합되고, 타단에 장형의 손잡이(441a)가 형성된다. 따라서, 그랩프레임(441)의 손잡이(441a)를 사용자가 쥐고 그랩프레임(441)을 밀거나 당길 경우 그랩프레임(441)과 함께 브라켓(430) 및 가이드슈(420)가 상기 가이드레일(410)을 따라 전진 및 후진하는 것이다.

그랩부재(442)는 도 11 내지 15에 도시된 바와 같이 한 쌍이 구비되어 상기 그랩프레임(441)의 내부에 힌지축핀(442a)을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 툴홀더(H)를 그래핑할 수 있는 그래핑요홈(442b)이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된다. 따라서, 그랩부재(442)는 상술한 그립퍼(300)의 그립부재(320)와 마찬가지로 툴홀더(H)를 그래핑 또는 언그래핑할 수 있는 것이다. 여기서, 상기 그립(grip), 클램프(clamp) 및 그랩(grab) 등의 용어는 '잡다', '쥐다', '잡아채다' 등의 동의어로서 툴홀더(H)를 잡는 의미인데, 각각의 구성요소들을 구분하기 위하여 달리 표현한 것이다.

그랩스프링(443)은 도 11 내지 15에 도시된 바와 같이 한 쌍의 상기 그랩부재(442)의 타단 사이에 설치되고, 상기 그랩부재(442) 각각의 그래핑요홈(442b)이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하며, 상기 그립퍼(300)의 그립스프링(330)보다 스프링상수가 작다. 상기 그랩스프링(443)의 스프링상수가 상기 그립퍼(300)의 그립스프링(330)의 스프링상수보다 작은 이유는, 도 21 및 22에 도시된 바와 같이 외부의 툴홀더(H')를 그립퍼(300)에 물린 후 그랩프레임(441)의 손잡이(441a)을 당길 경우 그랩부재(442)에 그래핑된 툴홀더(H')가 그립퍼(300)의 그립부재(320)에 머물러 있어야 하기 때문이다. 바꿔말해서, 그립부재(320)에 탄성력을 제공하는 그립스프링(330)의 스프링상수가 그랩부재(442)에 탄성력을 제공하는 그랩스프링(443)의 스프링상수보다 커야 하는 이유이다.

반대로, 도 16 내지 20에 도시된 바와 같이 그립퍼(300)의 그립부재(320)에 클램핑된 툴홀더(H)를 외부로 반출해야 도 21 및 22에 도시된 바와 같이 외부의 툴홀더(H')를 그립퍼(300)에 클램핑시킬 수 있다. 이때, 그랩스프링(443)의 스프링상수가 그립스프링(330)의 스프링상수보다 작으므로 상술한 바와 같이 외부의 툴홀더(H')를 그립퍼(300)에 클램핑하기는 문제가 없으나, 그립퍼(300)에 클램핑된 기장착된 툴홀더(H)를 그랩퍼(440)가 그래핑하여 가져올 수가 없을 것이다. 이를 해결하기 위하여, 그랩퍼(440)는 후술하는 그랩해제로드(444) 및 그랩해제구속부재(445)가 설치된다.

즉, 도 10 내지 15에 도시된 바와 같이 그랩해제로드(444)는 일단은 상기 그랩프레임(441)의 타단을 관통하여 상기 그랩프레임(441)의 내부 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 타단은 상기 그랩프레임(441)의 타단 외부로 돌출되어 상기 그랩프레임(441)의 타단 내부로 인입출 작동한다. 또한, 그랩해제구속부재(445)는 한 쌍의 상기 그랩부재(442) 사이에 위치하도록 상기 그랩해제로드(444)의 일단에 결합되어 함께 슬라이딩 이동하고, 상기 그랩해제로드(444)의 타단이 상기 그랩프레임(441)으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재(442) 각각의 그래핑요홈(442b)이 서로 이격되지 않도록 상기 그랩부재(442) 각각의 회전을 구속한다. 즉, 그랩해제구속부재(445)는 상기 그랩부재(442) 각각과 마주보도록 접촉되는 면에 경사진 테이퍼면(445a)이 형성되고, 상기 그랩해제로드(444)의 타단이 상기 그랩프레임(441)으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재(442) 각각의 타단방향으로 이동하여 상기 그랩부재(442) 각각의 타단 사이에 접촉 고정되고, 상기 그랩해제로드(444)의 타단이 상기 그랩프레임(441) 내부로 인입시 상기 그랩부재(442) 각각의 회전구속을 해제한다.

따라서, 그랩퍼(440)의 그랩스프링(443)의 스프링상수가 그립퍼(300)의 그립스프링(330)의 스프링상수보다 작은 경우에도 상기 그랩해제로드(444) 및 그랩해제구속부재(445)의 작동을 통해, 그랩부재(442) 각각의 그래핑요홈(442b)이 서로 이격되지 않도록 회전이 구속되므로 도 16 내지 19에 도시된 바와 같이 그립퍼(300)의 그립부재(320)에 클램핑된 툴홀더(H)를 그랩퍼(440)의 그랩부재(442)가 건네받아 그래핑하여 외부로 반출할 수 있는 것이다.

한편, 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 머시닝센터(MC)의 내부에 자동공구 교환장치가 설치되는데, 본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진의 상기 매거진플레이트(200) 및 툴시프팅부(400) 역시 머시닝센터(MC)의 내부에 설치된다. 따라서, 외부에서 상기 머시닝센터(MC)의 내부에 설치된 툴시프팅부(400)를 작동시켜 외부의 툴홀더(H')를 내부의 툴홀더(H)와 교체하기 위해서는, 머시닝센터(MC)의 측벽을 통해서 이루어져야 한다. 이를 위해서 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 머시닝센터(MC)의 측벽에는 개폐가능한 툴시프팅도어(D)가 상기 툴시프팅부(400)의 설치 위치에 대응되도록 설치된다. 따라서, 필요시에만 상기 툴시프팅도어(D)를 개방하여 내부의 툴홀더(H)를 외부로 반출하고, 외부의 툴홀더(H')를 내부로 제공하여 필요한 공구(T)를 편리하고 안전하게 교환할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진은, 툴매거진에 저장된 공구(T)에 의해 가공작업이 진행되는 중에 머시닝센터(MC)를 멈출 필요없이, 툴시프팅부(400)를 통해 툴매거진에 저장된 일 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)를 외부의 다른 공구(T)가 장착된 툴홀더(H')와 교체할 수 있으므로 가공작업의 연속성이 보장되어 가공 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

MC : 머시닝센터
D : 툴시프팅도어
T : 공구
H : 툴홀더
100 : 회전모터
200 : 매거진플레이트
300 : 그립퍼
310 : 키블럭 320 : 그립부재
321 : 회전축핀 322 : 클램핑요홈
330 : 그립스프링
400 : 툴시프팅부
410 : 가이드레일 420 : 가이드슈
430 : 브라켓 440 : 그랩퍼
441 : 그랩프레임 441a : 손잡이
442 : 그랩부재
442a : 힌지축핀 442b : 그랩핑요홈
443 : 그랩스프링 444 : 그랩해제로드
445 : 그랩해제구속부재 445a : 테이퍼면

Claims

회전모터와,
상기 회전모터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 매거진플레이트와,
상기 매거진플레이트의 일측면 외주에 방사상 등간격으로 각각 고정 설치되고, 공구가 장착되는 툴홀더를 클램핑 또는 언클램핑하는 복수의 그립퍼를 포함하고,
상기 그립퍼 각각은,
상기 매거진플레이트에 고정 설치되는 키블럭과,
상기 매거진플레이트의 일측면에 회전축핀을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 키블럭을 기준으로 상기 툴홀더를 클램핑할 수 있는 클램핑요홈이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된 한 쌍의 그립부재와,
한 쌍의 상기 그립부재의 타단 사이에 설치되고, 상기 그립부재 각각의 클램핑요홈이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하는 그립스프링을 포함하고,
상기 그립퍼에 클램핑되고 일 공구가 장착된 툴홀더를 외부의 다른 공구가 장착된 툴홀더로 교체하는 툴시프팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용 툴매거진.
제1항에 있어서,
상기 툴시프팅부는,
상기 매거진플레이트의 후방에 고정 설치된 가이드레일과,
상기 가이드레일의 길이방향을 따라 전후진 이동하는 가이드슈와,
일단이 상기 가이드슈와 결합되어 함께 전후진 이동하는 브라켓과,
상기 브라켓의 타단에 결합되어 함께 전후진 이동하고, 상기 그립퍼에 클램핑되고 일 공구가 장착된 툴홀더를 건네받아 외부로 반출하고, 외부의 다른 공구가 장착된 툴홀더를 상기 그립퍼에 클램핑시켜 교체하는 그랩퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용 툴매거진.
제2항에 있어서,
상기 그랩퍼는,
일단이 상기 그립퍼와 마주보도록 상기 브라켓에 결합되고, 타단에 장형의 손잡이가 형성된 그랩프레임과,
상기 그랩프레임의 내부에 힌지축핀을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 툴홀더를 그래핑할 수 있는 그래핑요홈이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된 한 쌍의 그랩부재와,
한 쌍의 상기 그랩부재의 타단 사이에 설치되고, 상기 그랩부재 각각의 그래핑요홈이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하며, 상기 그립퍼의 그립스프링보다 스프링상수가 작은 그랩스프링과,
일단은 상기 그랩프레임의 타단을 관통하여 상기 그랩프레임의 내부 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 타단은 상기 그랩프레임의 타단 외부로 돌출되어 상기 그랩프레임의 타단 내부로 인입출 작동하는 그랩해제로드와,
한 쌍의 상기 그랩부재 사이에 위치하도록 상기 그랩해제로드의 일단에 결합되어 함께 슬라이딩 이동하고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재 각각의 그래핑요홈이 서로 이격되지 않도록 상기 그랩부재 각각의 회전을 구속하는 그랩해제구속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용 툴매거진.
제3항에 있어서,
상기 그랩해제구속부재는,
상기 그랩부재 각각과 마주보도록 접촉되는 면에 경사진 테이퍼면이 형성되고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재 각각의 타단방향으로 이동하여 상기 그랩부재 각각의 타단 사이에 접촉 고정되고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임의 내부로 인입시 상기 그랩부재 각각의 회전구속을 해제하는 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용 툴매거진.
제1항에 있어서,
상기 매거진플레이트 및 툴시프팅부는 머시닝센터의 내부에 설치되고,
상기 툴시프팅부의 설치 위치에 대응되도록 상기 머시닝센터의 측벽에 개폐가능도록 설치된 툴시프팅도어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용 툴매거진.