KR20180128266A - 자동공구교환장치의 트윈암 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동공구교환장치의 트윈암에 관한 것으로, 자동공구교환장치의 캠박스에 샤프트로 회전 가능하게 연결되는 암바디와 자동공구교환장치의 매거진과 주축간에 공구를 교환하도록, 상기 암바디의 양측에 배치되는 그립홀더 및 상기 암바디의 회전시 상기 암바디와 자동공구교환장치의 주축간에 충돌을 방지하도록, 상기 암바디상에 배치되는 충돌방지수단을 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 근접센서를 장착하여 회전시 주축과의 충돌을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동공구교환장치의 트윈암{TWIN ARM FOR AUTOMATIC TOOL CHANGER }

본 발명은 자동공구교환장치의 트윈암에 관한 것으로, 보다 상세하게는 근접센서를 장착하여 회전시 주축과의 충돌을 방지할 수 있는 자동공구교환장치의 트윈암에 관한 것이다.

자동공구교환장치(ATC : AUTOMATIC TOOL CHANGER)는 공작 작업을 위한 주축의 툴장착부에 다양한 수치 또는 형상의 공구를 교환시켜 주는 장치를 지칭한다.

도 1에는 종래 자동공구교환장치(1)의 개략적인 구조가 게시되어 있다. 도 1를 참고하면, 다양한 공구를 보관하는 매거진(2)이 위치하고, 매거진(2)상에는 툴홀더(3)가 원주방향으로 복수개가 배치되어 많은 공구를 보관하고 있다.

매거진(2) 또한 작업자의 제어에 의해 회전되며 트윈암(8)에 필요한 공구를 추출할 수 있도록 위치한다.

캠박스(4)와 매거진(2)은 각각 별도의 모터를 갖고 독립적으로 작동한다. 매거진(2)의 경우 NC 공작기계(numerical control machine)에 의해 짜여진 시퀀스에 의해 작동되고, 캠박스(4)의 모터는 트윈암(8)의 회전에 관여하는데, 이는 샤프트(5)로 연결되어 동력을 전달하게 된다.

트윈암(8)은 툴홀더(3)에서 공구를 추출하여 회전하며 주축(6)의 툴장착부(7)에 공구를 교환 또는 공급하게 된다.

통상의 경우 트윈암(8)은 제어프로그램에 의해 주축(6)이 원점에 있을때만 작동되기 때문에 주축(6)의 원점이 틀어지거나 오작동을 하지 않는 한, 공구를 교환하는 과정에서 주축(6)과 충돌하는 문제는 발생하지 않는다.

그런데 도 2에서와 같이 주축이 하강된 상태에서 주축의 원점이 설정되면, 제어프로그램이 주축의 현재위치를 정상위치로 인식하고 공구 교환을 수행하게 된다.

이 경우 도 2에서와 같이 트윈암(8)이 주축(6)에 충돌하는 문제가 발생할 수 있다. 물론 오작동에 의한 경우에도 주축(6)과의 충돌이 발생하게 된다.

국내특허 등록번호 : 10-1672322

본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 근접센서를 장착하여 회전시 주축과의 충돌을 방지할 수 있는 자동공구교환장치의 트윈암을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 자동공구교환장치의 트윈암에 관한 것으로, 자동공구교환장치의 캠박스에 샤프트로 회전 가능하게 연결되는 암바디와 자동공구교환장치의 매거진과 주축간에 공구를 교환하도록, 상기 암바디의 양측에 배치되는 그립홀더 및 상기 암바디의 회전시 상기 암바디와 자동공구교환장치의 주축간에 충돌을 방지하도록, 상기 암바디상에 배치되는 충돌방지수단을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 충돌방지수단은, 상기 암바디에 배치되는 고정브라켓 및 상기 고정브라켓에서 자동공구교환장치의 주축을 바라보는 방향으로 장착되는 근접센서를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정브라켓은 상기 암바디의 양측에 한 쌍으로 배치되고, 상기 근접센서는 상기 고정브라켓에서 상기 암바디의 회전 방향을 바라보며 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 샤프트와 자동공구교환장치의 캠박스간에 연결되며 배치되고, 상기 암바디의 회전시 상기 근접센서에 연결된 전선이 꼬이는 것을 방지하도록 제공되는 슬립링을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 슬립링은, 상기 샤프트의 단부에 고정되는 이음플랜지와 상기 이음플랜지의 일측에 배치되고 상기 캠박스에 연결되는 링크빔 및 상기 이음플랜지의 타측에 배치되고 상기 샤프트의 중공홀에 삽입 배치되는 고정빔을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 트윈암의 양측에 한 쌍의 근접센서를 장착하여 트윈암의 회전시 주축이 공구 교환 위치에 놓여있지 않을 때에 주축과의 충돌을 사전에 방지할 수 있다.

그리고 캠박스와의 샤프트 연결부위에 슬립링을 장착하여 트윈암 회전시 근접센서와 연결된 전선의 꼬임 및 단선을 방지할 수 있다.

이는 궁극적으로 자동공구교환장치의 고장 방지 및 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 자동공구교환장치의 트윈암 구조를 나타낸 도면.
도 2는 종래 자동공구교환장치의 트윈암이 주축이 공구 교환 위치에 놓여있지 않은 상태에서 회전시 충돌 현상을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명인 자동공구교환장치의 트윈암 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명인 자동공구교환장치의 트윈암이 근접센서의 간격 측정으로 주축과의 충돌을 사전에 방지할 수 있는 상태를 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 자동공구교환장치의 트윈암(10)의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명인 자동공구교환장치의 트윈암(10) 구조를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명인 자동공구교환장치의 트윈암(10)이 근접센서(33)의 간격 측정으로 주축(6)과의 충돌을 사전에 방지할 수 있는 상태를 나타낸 도면이다.

도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명인 자동공구교환장치의 트윈암(10)은 암바디(11), 그립홀더(13), 충돌방지수단(30) 및 슬립링(20)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 암바디(11)는 중앙부가 자동공구교환장치의 캠박스(4)에 샤프트(15)로 연결되어 회전 가능하게 구성될 수 있다.

상기 그립홀더(13)는 상기 암바디(11)의 양측에 배치되고 자동공구교환장치의 매거진(2)과 주축(6)간에 공구를 교환하도록 제공될 수 있다. 주축(6)에 공구를 장착할 때는 상기 그립홀더(13)가 매거진(2)의 툴홀더(3)에서 공구를 추출하고, 캠박스(4)의 구동에 의해 샤프트(15)가 회전하면서 상기 암바디(11)가 180도 회전하게 되며 상기 그립홀더(13)가 주축(6)의 툴장착부(7)에 위치하게 된다. 그리고 공구를 주축(6)의 툴장착부(7)에 결합시킨다.

그리고 상기 충돌방지수단(30)은 상기 암바디(11)의 회전시 상기 암바디(11)와 자동공구교환장치의 주축(6)간에 충돌을 방지하도록, 상기 암바디(11)상에 배치될 수 있다.

이러한 상기 충돌방지수단(30)은 고정브라켓(31) 및 근접센서(33)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 고정브라켓(31)은 ㄴ자 형상으로 구성될 수 있으며 상기 암바디(11)의 양측에 한 쌍으로 배치될 수 있다. 상기 근접센서(33)는 한 쌍으로 제공되며 상기 고정브라켓(31)에서 자동공구교환장치의 주축(6)을 바라보는 방향으로 장착될 수 있다.

캠박스(4)의 구동에 의해 상기 샤프트(15)가 회전할 때, 각각의 근접센서(33)가 주축(6)을 바라보면서 회전되도록, 상기 근접센서(33)는 상기 암바디(11)의 회전방향을 바라보며 배치될 수 있다.

각각의 근접센서(33)는 전선(35)에 의해 제어프로그램과 연결되며, 주축(6)과 트윈암(10)간의 간격을 측정한다. 이때 작업자는 주축(6)과 트윈암(10)간의 한계 간격을 미리 설정할 수 있으며, 만약 트윈암(10)이 한계 간격 이내로 주축(6)에 근접하는 경우에는 제어프로그램이 캠박스(4)의 구동을 자동적으로 정지되도록 할 수 있다.

이는 주축(6)이 하강된 상태에서 주축(6)의 원점이 설정되어 있거나 또는 오작동시, 트윈암(10)과 주축(6)간의 충돌을 사전에 방지할 수 있게 된다.

이때 상기 근접센서(33)와 연결되는 전선(35)은 샤프트(15)의 내부 중공홀을 통해 외부로 연결된다. 상기 슬립링(20)은 상기 샤프트(15)와 자동공구교환장치의 캠박스(4)간에 연결되며 배치되고, 상기 암바디(11)의 회전시 근접센서(33)에 연결된 전선(35)이 꼬이지 않도록 장착될 수 있다.

이러한 상기 슬립링(20)은 링크빔(22), 이음플랜지(21), 전선홀더(24) 및 고정빔(23)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이음플랜지(21)는 상기 샤프트(15)의 단부에 고정되는 부분이다. 상기 링크빔(22)은 상기 이음플랜지(21)의 일측에 배치되고, 상기 캠박스(4)에 연결되는 부분이다. 그리고 상기 고정빔(23)은 상기 이음플랜지(21)의 타측에 배치되고, 상기 샤프트(15)의 중공홀에 삽입 배치되는 부분이다. 또한 전선홀더(24)는 상기 고정빔(23)의 단부에 배치되고, 전선(35)이 이탈되지 않도록 고정하는 부분이다.

통상 트윈암(10)은 일 방향으로 무한 회전을 하게 되는데, 이러한 회전에도 불구하고 상기 슬립링(20)이 배치되어 있어, 각각의 근접센서(33)와 연결되는 전선(35)은 꼬이지 않는다.

공구 교체시 180도 간격으로 회전하는 암바디(11)는 양측에 배치된 한 쌍의 근접센서(33)에 의해 주축(6)과의 간격을 감지하고 충돌이 예상되는 경우, 사전에 제어프로그램에 신호를 송출하여 캠박스(4)를 정지시켜 암바디(11)의 회전을 제어하는 것이다.

이를 통해 주축(6)의 원점 불일치 또는 오작동간에 자동공구교환장치의 트윈암(10) 손상을 방지할 수 있다.

이상의 사항은 자동공구교환장치의 트윈암(10)의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

2:매거진
3:툴홀더
4:캠박스
6:주축
7:툴장착부
10:자동공구교환장치의 트윈암
11:암바디
13:그립홀더
15:샤프트
20:슬립링
21:이음플랜지
22:링크빔
23:고정빔
24:전선홀더
30:충돌방지수단
31:고정브라켓
33:근접센서
35:전선

Claims (5)

1. 자동공구교환장치의 캠박스에 샤프트로 회전 가능하게 연결되는 암바디;
   자동공구교환장치의 매거진과 주축간에 공구를 교환하도록, 상기 암바디의 양측에 배치되는 그립홀더; 및
   상기 암바디의 회전시 상기 암바디와 자동공구교환장치의 주축간에 충돌을 방지하도록, 상기 암바디상에 배치되는 충돌방지수단;
   을 포함하는 자동공구교환장치의 트윈암.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 충돌방지수단은,
   상기 암바디에 배치되는 고정브라켓; 및
   상기 고정브라켓에서 자동공구교환장치의 주축을 바라보는 방향으로 장착되는 근접센서;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치의 트윈암.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 고정브라켓은 상기 암바디의 양측에 한 쌍으로 배치되고, 상기 근접센서는 상기 고정브라켓에서 상기 암바디의 회전 방향을 바라보며 배치되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치의 트윈암.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 샤프트와 자동공구교환장치의 캠박스간에 연결되며 배치되고, 상기 암바디의 회전시 상기 근접센서에 연결된 전선이 꼬이는 것을 방지하도록 제공되는 슬립링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치의 트윈암.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 슬립링은,
   상기 샤프트의 단부에 고정되는 이음플랜지;
   상기 이음플랜지의 일측에 배치되고 상기 캠박스에 연결되는 링크빔; 및
   상기 이음플랜지의 타측에 배치되고 상기 샤프트의 중공홀에 삽입 배치되는 고정빔;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치의 트윈암.
   
   
   

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