KR20170000138A - 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치 및 방법 - Google Patents

공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치 및 방법 Download PDF

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KR20170000138A KR1020150088952A KR20150088952A KR20170000138A KR 20170000138 A KR20170000138 A KR 20170000138A KR 1020150088952 A KR1020150088952 A KR 1020150088952A KR 20150088952 A KR20150088952 A KR 20150088952A KR 20170000138 A KR20170000138 A KR 20170000138A
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Abstract

공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치는 감지축 및 센서를 포함할 수 있다. 상기 감지축은 상기 공작 기계의 더블 매거진에 이동 가능하게 연결되어, 상기 공구의 노치에 선택적으로 삽입될 수 있다. 상기 센서는 상기 감지축이 상기 노치에 삽입된 것을 감지할 수 있다. 따라서, 공구가 제 2 매거진에 정상적으로 장착되면, 공구의 외주면이 감지축을 밀게 되어, 센서가 감지축에 접촉하는 것에 의해서 공구가 정상적으로 장착된 것을 감지할 수 있다. 반면에, 공구가 제 2 매거진에 비정상적으로 장착되면, 감지축이 공구의 노치 내로 진입하게 되어, 센서가 감지축에 접촉되지 않게 된다. 따라서, 센서는 공구의 비정상 장착을 감지하여 공작 기계의 동작을 정지시킴으로써, 공작 기계의 비정상 동작을 미연에 방지할 수 있다.

Description

공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING A TOOL OF A DOUBLE MAGAZINE FOR A MACHINE TOOL}
본 발명은 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 머시닝 센터용 더블 매거진에 공구가 정확하게 장착되었는지를 감지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공작 기계는 터닝 센터와 머시닝 센터로 구분할 수 있다. 터닝 센터는 회전되는 소재를 공구를 이용해서 가공할 수 있다. 반면에, 머시닝 센터는 회전되는 공구를 이용해서 소재를 가공할 수 있다. 머시닝 센터는 공구가 장착되는 더블 매거진을 포함할 수 있다.
더블 매거진은 제 1 매거진과 제 2 매거진을 포함할 수 있다. 제 1 매거진은 공구의 제 1 그립핑 홈을 그립핑하는 제 1 그립퍼를 포함할 수 있다. 제 2 매거진은 제 1 그립핑 홈보다 좁은 폭을 갖는 공구의 제 2 그립핑 홈을 그립핑하는 제 2 그립퍼를 포함할 수 있다. 따라서, 제 2 그립퍼는 제 2 그립핑 홈뿐만 아니라 제 1 그립핑 홈도 그립핑할 수 있다. 반면에, 제 1 그립퍼는 오직 제 1 그립핑 홈만을 그립핑할 수 있다.
관련 기술들에 따르면, 제 2 그립퍼가 공구의 제 1 그립핑 홈을 그립핑한 상태, 즉 공구가 제 2 그립퍼에 거꾸로 장착된 상태를 감지할 수 없다. 이로 인하여, 제 2 그립퍼가 공구의 제 1 그립핑 홈을 그립핑한 상태로, 공구가 제 2 매거진으로부터 제 1 매거진으로 이동되면, 머시닝 센터의 동작에 에러가 발생될 수 있다.
본 발명은 공구가 더블 매거진에 정확하게 장착되었는지를 감지할 수 있는 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 공구가 더블 매거진에 정확하게 장착되었는지를 감지할 수 있는 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 방법도 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치는 감지축 및 센서를 포함할 수 있다. 상기 감지축은 상기 공작 기계의 더블 매거진에 이동 가능하게 연결되어, 상기 공구의 노치에 선택적으로 삽입될 수 있다. 상기 센서는 상기 감지축이 상기 노치에 삽입된 것을 감지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 감지 장치는 상기 센서에 회전 가능하게 설치되어 상기 감지축과 선택적으로 접촉하는 롤러를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 감지 장치는 상기 감지축에 복원력을 부여하는 리턴 스프링을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 센서는 접촉 센서를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 더블 매거진은 제 1 매거진과 제 2 매거진을 포함할 수 있다. 상기 제 1 매거진은 상기 공구의 제 1 그립핑 홈을 그립핑하는 제 1 그립퍼를 포함할 수 있다. 상기 제 2 매거진은 상기 제 1 그립핑 홈보다 좁은 폭을 갖는 상기 공구의 제 2 그립핑 홈을 그립핑하는 제 2 그립퍼를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 감지축과 상기 센서는 상기 제 2 매거진에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 공작 기계는 머시닝 센터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 방법에 따르면, 공작 기계의 더블 매거진 중 어느 하나로 노치를 갖는 공구를 진입시킬 수 있다. 상기 공구가 진입된 상기 더블 매거진 중 어느 하나의 그립퍼가 상기 공구의 그립핑 홈을 파지할 수 있다. 상기 더블 매거진에 이동 가능하게 연결된 감지축이 상기 공구의 노치에 삽입되었는지 여부를 감지할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 공구가 제 2 매거진에 정상적으로 장착되면, 공구의 외주면이 감지축을 밀게 되어, 센서가 감지축에 접촉하는 것에 의해서 공구가 정상적으로 장착된 것을 감지할 수 있다. 반면에, 공구가 제 2 매거진에 비정상적으로 장착되면, 감지축이 공구의 노치 내로 진입하게 되어, 센서가 감지축에 접촉되지 않게 된다. 따라서, 센서는 공구의 비정상 장착을 감지하여 공작 기계의 동작을 정지시킴으로써, 공작 기계의 비정상 동작을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 공구가 제 1 매거진에 정상적으로 진입되는 상태를 나타낸 평면도이다.
도 2는 공구가 제 2 매거진에 정상적으로 진입되는 상태를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 공구가 제 2 매거진에 정상적으로 장착된 상태를 감지하는 감지 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ_ 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 5는 공구가 제 2 매거진에 비정상적으로 진입되는 상태를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 공구가 제 2 매거진에 비정상적으로 장착된 상태를 감지하는 감지 장치를 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ_ 선을 따라 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 공구가 제 1 매거진에 정상적으로 진입되는 상태를 나타낸 평면도이고, 도 2는 공구가 제 2 매거진에 정상적으로 진입되는 상태를 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 공구(T)는 더블 매거진의 제 1 매거진(M1)과 제 2 매거진(M2)에 선택적으로 장착될 수 있다. 더블 매거진은 공작 기계의 공구를 수용할 수 있다. 본 실시예에서, 공작 기계는 머시닝 센터를 포함할 수 있다. 다른 실시예로서, 공작 기계는 터닝 센터를 포함할 수도 있다.
제 1 매거진(M1)은 제 1 그립퍼(H1)를 포함할 수 있다. 제 2 매거진(M2)은 제 2 그립퍼(H2)를 포함할 수 있다. 공구(T)는 제 1 그립핑 홈(G1) 및 제 2 그립핑 홈(G2)을 가질 수 있다. 제 1 그립핑 홈(G1)과 제 2 그립핑 홈(G2)은 공구(T)의 서로 반대되는 외측면들에 형성될 수 있다. 제 2 그립핑 홈(G2)은 제 1 그립핑 홈(G1)의 폭보다 좁은 폭을 가질 수 있다. 제 1 그립퍼(H1)는 공구(T)의 제 1 그립핑 홈(G1)을 파지할 수 있다. 제 2 그립퍼(H2)는 공구(T)의 제 2 그립핑 홈(G2)을 파지할 수 있다. 그러므로, 제 2 그립퍼(H2)는 공구(T)의 제 2 그립핑 홈(G2)뿐만 아니라 제 1 그립핑 홈(G1)도 파지할 수 있다. 즉, 공구(T)의 제 1 그립핑 홈(G1)이 제 2 매거진(M2)을 향해서 진입하여도, 제 2 그립퍼(H2)는 제 1 그립핑 홈(G1)을 파지할 수 있다. 이러한 상태로, 공구가 제 2 매거진(M2)으로부터 제 1 매거진(M1)으로 이동되면, 공작 기계의 동작에 에러가 발생될 수 있다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 공구(T)를 제 1 매거진(M1)에 장착시키기 위해서는, 제 1 그립핑 홈(G1)이 제 1 매거진(M1)을 향하도록 공구(T)를 제 1 매거진(M1)으로 진입시킬 수 있다. 반면에, 도 2에 도시된 바와 같이, 공구(T)를 제 2 매거진(M2)에 장착시키기 위해서는, 제 2 그립홈(G2)이 제 2 매거진(M2)을 향하도록 공구(T)를 제 2 매거진(M2)으로 진입시킬 수 있다.
이와 같이, 공구(T)를 제 1 매거진(M1) 또는 제 2 매거진(M2)에 장착하는데 있어서 공구(T)의 진입 방향성이 요구될 수 있다. 이를 위해서, 공구(T)는 노치(N)를 가질 수 있다. 노치(N)는 제 2 그립핑 홈(G2)에 인접하게 위치할 수 있다. 그러므로, 공구(T)를 제 1 매거진(M1)으로 진입시킬 때는, 노치(N)는 제 1 매거진(M1)의 반대를 향할 수 있다. 반면에, 공구(T)를 제 2 매거진(M2)으로 진입시킬 때는, 노치(N)는 제 2 매거진(M2)을 향할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 공구가 제 2 매거진에 정상적으로 장착된 상태를 감지하는 감지 장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ_ 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예의 감지 장치는 공구가 제 2 매거진(M2)에 정상적으로 장착되었는지를 감지할 수 있다. 감지 장치는 감지축(110), 센서(120), 롤러(130) 및 리턴 스프링(140)을 포함할 수 있다.
감지축(110)은 제 2 매거진(M2)에 수평 방향을 따라 이동 가능하게 연결될 수 있다. 감지축(110)은 제 2 매거진(M2)에 이동 가능하게 연결된 일단, 및 공구(T)의 외주면에 접촉하는 타단을 가질 수 있다.
센서(120)는 제 2 매거진(M2)에 고정될 수 있다. 센서(120)는 감지축(110)의 일단에 인접하게 배치될 수 있다. 센서(120)는 감지축(110)의 일단과 접촉되어, 공구(T)의 정상 장착 여부를 감지할 수 있다. 공구(T)가 제 2 그립퍼(H2)에 비정상적으로 장착되면, 센서(120)는 감지축(110)의 일단과 접촉하지 않게 되고, 센서(120)는 이러한 상태를 공구의 비정상 장착으로 감지할 수 있다. 센서(120)는 공작 기계의 동작을 중지시키는 신호를 발생시켜서, 공작 기계의 동작 에러를 미연에 방지할 수 있다.
롤러(130)는 센서(120)에 회전 가능하게 설치되어 감지축(110)의 일단과 접촉될 수 있다. 롤러(130)는 감지축(110)에 회전식으로 부드럽게 접촉할 수 있다. 따라서, 롤러(130)는 연성 물질을 포함할 수 있다.
리턴 스프링(140)은 감지축(110)의 외주면에 설치될 수 있다. 리턴 스프링(140)은 감지축(110)을 공구(T) 방향으로 탄력 지지하여, 감지축(110)에 복원력을 부여할 수 있다.
공구(T)가 제 2 매거진(M2)으로 정상적인 방향을 따라 진입하면, 제 2 그립퍼(G2)가 공구(T)의 제 2 그립핑 홈(G2)을 파지할 수 있다. 이러한 경우, 감지축(110)의 타단은 공구(T)의 외주면과 접촉할 수 있다. 따라서, 공구(T)의 외주면이 감지축(110)을 제 2 매거진(M2)을 향해서 밀게 되어, 감지축(110)이 롤러(130)를 매개로 센서(120)와 접촉할 수 있다. 감지축(110)에 접촉된 센서(120)는 공구(T)가 제 2 매거진(M2)에 정상적으로 장착된 상태인 것을 감지할 수 있다.
도 5는 공구가 제 2 매거진에 비정상적으로 진입되는 상태를 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 공구가 제 2 매거진에 비정상적으로 장착된 상태를 감지하는 감지 장치를 나타낸 단면도이며, 도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ_ 선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 공구(T)는 제 1 그립핑 홈(G1)이 제 2 매거진(M2)을 향하도록 제 2 매거진(M2)으로 진입할 수 있다. 즉, 노치(N)가 제 2 매거진(M2)을 향하는 상태일 수 있다. 전술한 바와 같이, 제 2 그립퍼(H2)는 제 1 그립핑 홈(G1)을 파지할 수 있다. 이러한 경우, 공구(T)는 수평축을 중심으로 180ㅀ뒤집어진 상태로 제 2 매거진(M2)에 장착될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 리턴 스프링(140)이 감지축(110)을 공구(T) 방향으로 탄력 지지하고 있으므로, 감지축(110)의 타단은 노치(N)에 삽입될 수 있다. 따라서, 감지축(110)은 공구(T) 방향으로 이동되어, 감지축(110)은 롤러(130)를 매개로 센서(120)와 접촉하지 않을 수 있다. 감지축(110)에 접촉되지 않은 센서(120)는 공구(T)가 제 2 매거진(M2)에 비정상적으로 장착된 상태인 것을 감지할 수 있다. 센서(120)는 공작 기계의 동작을 정지시키는 신호를 발생시킴으로써, 공작 기계의 동작 에러가 미연에 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 실시예들에 따르면, 공구가 제 2 매거진에 정상적으로 장착되면, 공구의 외주면이 감지축을 밀게 되어, 센서가 감지축에 접촉하는 것에 의해서 공구가 정상적으로 장착된 것을 감지할 수 있다. 반면에, 공구가 제 2 매거진에 비정상적으로 장착되면, 감지축이 공구의 노치 내로 진입하게 되어, 센서가 감지축에 접촉되지 않게 된다. 따라서, 센서는 공구의 비정상 장착을 감지하여 공작 기계의 동작을 정지시킴으로써, 공작 기계의 비정상 동작을 미연에 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
T ; 공구 G1 ; 제 1 그립핑 홈
G2 ; 제 2 그립핑 홈 M1 ; 제 1 매거진
M2 ; 제 2 매거진 H1 ; 제 1 그립퍼
H2 ; 제 2 그립퍼 110 ; 감지축
120 ; 센서 130 ; 롤러
140 ; 리턴 스프링

Claims (6)

  1. 공작 기계의 더블 매거진에 이동 가능하게 연결되어, 공구의 노치에 선택적으로 삽입되는 감지축;
    상기 감지축이 상기 노치에 삽입된 것을 감지하는 센서를 포함하고,
    상기 더블 매거진은 제 1 매거진과 제 2 매거진을 포함하며,
    상기 제 1 매거진은 상기 공구의 제 1 그립핑 홈을 그립핑하는 제 1 그립퍼를 포함하고,
    상기 제 2 매거진은 상기 제 1 그립핑 홈보다 좁은 폭을 갖는 상기 공구의 제 2 그립핑 홈을 그립핑하는 제 2 그립퍼를 포함하는 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서에 회전 가능하게 설치되어, 상기 감지축과 선택적으로 접촉하는 롤러를 더 포함하는 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 감지축에 복원력을 부여하는 리턴 스프링을 더 포함하는 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 센서는 접촉 센서를 포함하는 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 감지축과 상기 센서는 상기 제 2 매거진에 배치된 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 장치.
  6. 공작 기계의 더블 매거진 중 어느 하나로 노치를 갖는 공구를 진입시키고;
    상기 공구가 진입된 상기 더블 매거진 중 어느 하나의 그립퍼가 상기 공구의 그립핑 홈을 파지하고; 그리고
    상기 더블 매거진에 이동 가능하게 연결된 감지축이 상기 공구의 노치에 삽입되었는지 여부를 감지하는 것을 포함하는 공작 기계용 더블 매거진의 공구 감지 방법.
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