KR20190132734A - 자동공구교환장치용 툴 포트 - Google Patents

자동공구교환장치용 툴 포트 Download PDF

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KR20190132734A
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Abstract

본 발명은 자동공구교환장치용 툴포트에 관한 것으로서, 특히 구조를 단순하게 함과 동시에 공구홀더의 위치 결정과 매거진 회전시 충분한 고정력을 갖도록 하는 자동공구교환장치용 툴포트에 관한 것이다. 구성은 자동공구교환장치용 툴 포트에 있어서, 툴 매거진에 고정을 위한 복수 개의 체결구멍을 갖는 가이드 플레이트와 상기 가이드 플레이트의 선단 부분에 위치하여 클램프(clamp) 또는 언클램프(unclamp) 하도록 개폐가능하게 형성되는 홀더로 구성되는 공구홀더와; 상기 공구홀더의 가이드 플레이트 하부로 위치하여 홀더의 클램프(clamp) 또는 언클램프(unclamp) 동작을 지지하도록 선단 부분에 그립부가 형성되며, 중간 부분에는 체결구멍이 형성된 스프링 플레이트와; 상기 스프링 플레이트를 탄성지지하도록 체결구에 의해 스프링 플레이트의 밑면에 설치되는 코일 스프링; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

자동공구교환장치용 툴 포트{Tool port for automatic tool changer}
본 발명은 자동공구교환장치용 툴 포트에 관한 것으로서, 특히 구조를 단순하게 함과 동시에 공구홀더의 위치 결정과 매거진 회전시 충분한 고정력을 갖도록 하는 자동공구교환장치용 툴 포트에 관한 것이다.
일반적으로 범용선반이나 드릴머신과 같은 NC 공작기계에서는 제품의 가공 차례에 따라 필요한 공구를 선택하여 자동으로 교체해 주는 자동공구교환장치(automatic tool changer:ATC)가 사용된다.
그리고 상기 자동공구교환장치(ATC)에는 공구를 수납하는 복수 개의 툴 포트(tool port)가 회전하는 드럼에 방사상으로 배치된다.
이러한 툴 포트는 포트 타입 또는 그립 타입으로 형성되고, 그립타입의 중공주축 툴 포트는 그립퍼 및 힌지 핀을 포함한다 공구를 매거진에 장착시키는 경우 공구는 그립퍼의 공구 고정 홈으로 힘을 가하게 되어 힌지 핀을 중심으로 그립퍼가 스프링을 압축시키면서 공구 장착을 위하여 필요한 공간을 확보하고 공구가 장착되면 스프링의 힘에 의하여 공구가 고정되게 된다.
그러나, 자동공구교환장치용 툴 포트는 구성이 복잡하여 가공시 제작비가 상승하는 문제점이 있었다.
또, 복잡한 구성으로 인해 다량의 부품을 이용하여 조립해야 하기 때문에 조립공수가 많아 작업시간이 오래 소요되며 조립 오차가 발생하여 품질 향상을 도모하기 쉽지 않은 문제점이 있다.
등록특허 제10-0668288호
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구조를 이루도록 하여 제작비용을 절감하고, 조립시간을 현저하게 절감하여 작업성 향상을 이룸과 동시에 매거진 회전시 충분한 고정력을 형성하도록 하는 자동공구교환장치용 툴포트를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 자동공구교환장치용 툴 포트에 있어서, 툴 매거진에 고정을 위한 복수 개의 체결구멍을 갖는 가이드 플레이트와 상기 가이드 플레이트의 선단 부분에 위치하여 클램프(clamp) 또는 언클램프(unclamp) 하도록 개폐가능하게 형성되는 홀더로 구성되는 공구홀더와; 상기 공구홀더의 가이드 플레이트 하부로 위치하여 홀더의 클램프(clamp) 또는 언클램프(unclamp) 동작을 지지하도록 선단 부분에 그립부가 형성되며, 중간 부분에는 체결구멍이 형성된 스프링 플레이트와; 상기 스프링 플레이트를 탄성지지하도록 체결구에 의해 스프링 플레이트의 밑면에 설치되는 코일 스프링; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 홀더는 내측 홀더와 외측 홀더로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 그립부는 선단이 라운드를 이루도록 형성되고 홀더의 중심을 기준으로 양측에서 연장되어 홀더를 감싸도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 그립부의 일 측으로는 외부 하중부여시 하중을 더욱 더 용이하게 수용할 수 있도록 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 스프링 플레이트는 그립부의 일측에 공구홀더를 원활하게 수용할 수 있도록 간섭방지 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 코일 스프링은 압축스프링(compression spring)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 코일 스프링은 부여되는 외부 하중과 변형과의 관계에 따라 스프링의 코일수(number of spring coils)를 가감 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 내측 홀더는 외측 홀더의 상, 하 유동에 의해 조임 동작을 하거나 풀림 동작을 하도록 복수 개의 조오(jaw) 형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 외측 홀더의 하부 측면으로는 원주를 따라 일정한 깊이를 갖는 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 툴 포트를 구비하는 자동공구교환장치를 더 제공한다.
이상에서와 같은 본 발명은 간단한 구조의 툴홀더를 통해 신뢰성 있는 툴포트를 제공하는 효과가 있다.
또, 본 발명은 간단한 구조의 툴포트를 형성함에 따라 제작비용 절감으로 원가경쟁력을 확보하고, 조립시간을 현저하게 절감하여 작업성 향상을 이룰 수 있다.
또한, 본 발명은 매거진 회전시 충분한 고정력을 형성하도록 하여 공구의 이탈 등을 방지하여 안전하고 확실한 작업을 돕는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치용 툴 포트를 상면에서 바라본 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동공구교환장치용 툴 포트를 저면에서 바라본 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 요부단면도로서 툴 포트의 홀더에 툴을 장착하기 전 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 요부단면도로서 툴 포트의 홀더에 툴을 장착하여 클램프한 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.
여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 공구홀더(110)와 스프링 플레이트(120) 및 코일 스프링(130)으로 대별되어 이루어진다.
상기 공구홀더(110)는 툴 매거진(미도시)에 툴 포트(100)를 고정시키도록 하는 복수 개의 체결구멍(111a)을 갖고 홀더(112) 부분을 가이드하는 가이드 플레이트(111)와 상기 가이드 플레이트(111)의 선단 부분에 위치하여 툴(200)을 수용, 클램프(clamp) 또는 언클램프(unclamp) 하도록 개폐가능하도록 형성되는 홀더(112)로 구성된다.
여기서, 상기 체결구멍(111a)으로는 툴 포트(100)를 툴 매거진(미도시)에 고정하기 위해 예를 들어 체결수단의 하나인 볼트(미도시)를 삽입하여 고정하는 것이 바람직하다.
또, 상기 홀더(112)는 내측 홀더(112a)와 외측 홀더(112b)로 이루어지고, 상기 외측 홀더(112b)의 하부 측면으로는 원주를 따라 일정한 깊이를 갖는 지지홈(g)이 형성된다.
또, 상기 내측 홀더(112a)는 외측 홀더(112b)의 상, 하 유동에 의해 조임 동작을 하거나 풀림 동작을 하도록 복수 개의 조오(jaw) 형태로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 내측 홀더(112a)는 외측 홀더(112b)의 상, 하 유동에 의해 조임 동작이나 풀림 동작이 용이하도록 테이퍼지게 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 구성의 상기 홀더(112)는 외측 홀더(112b)에 외부 하중을 가하게 되면 외측 홀더(112b)가 하강 동작하게 되고 이에 연동하여 내측 홀더(112a)는 조임 동작을 하게 된다.
반대로, 상기 외측 홀더(112b)에 가해지는 외부 하중을 제거하고 상승시키면 상기 내측 홀더(112a)는 개방(풀려)되어 툴(200)을 수용할 수 있는 상태를 이루게 된다.
상기 스프링 플레이트(120)는 공구홀더(110)의 가이드 플레이트(111) 하부로 위치하여 홀더(112)의 클램프(clamp) 또는 언클램프(unclamp) 동작을 지지하도록 선단 부분에 그립부(121)가 형성되며, 중간 부분에는 체결구멍(122)이 형성된다.
여기서, 상기 그립부(121)는 외측 홀더(112b)의 하부 측면으로 형성되는 지지홈(g)에 대응하여 선단이 라운드를 이루도록 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 그립부(121)는 홀더(112)의 중심을 기준으로 양측에서 연장되어 홀더(112)를 감싸도록 결합된다.
이러한 구성의 상기 그립부(121)는 외측 홀더(112b)와 결합시 견고한 지지력을 형성함과 동시에 홀더(112)의 이탈을 방지하는 역할을 한다.
상기 체결구멍(122)은 스프링 플레이트(120)를 상기 코일 스프링(130)에 의해 탄성지지되도록 볼트체결구(b)를 수용한다.
또, 상기 그립부(121)의 일 측으로는 외부 하중부여시 하중을 더욱 더 용이하게 수용할 수 있도록 돌출부(123)가 형성된다.
또한, 상기 스프링 플레이트(120)는 그립부(121)의 일측에 상기 공구홀더(110)를 원활하게 수용할 수 있도록 간섭방지 공간(124)이 형성된다.
상기 코일 스프링(130)은 스프링 플레이트(120)를 탄성지지하도록 볼트체결구(b)에 의해 스프링 플레이트(120)의 밑면에 설치된다.
여기서, 상기 코일 스프링(130)은 스프링 플레이트(120)를 탄성지지하도록 한 쌍의 와셔(y)와 볼트체결구(b)를 통해 체결구멍(122)의 한쪽면에 위치하도록 설치된다.
즉, 상기 한 쌍의 와셔(y) 사이에 코일 스프링(130)이 형성되고 상기 와셔(y)와 코일 스프링(130)의 중앙을 관통하도록 볼트체결구(b)를 삽입한 후, 상기 볼트체결구(b)를 스프링 플레이트(120)의 체결구멍(122)과 상기 가이드 플레이트(111)의 체결구멍(도면부호 미도시)을 관통하도록 삽입, 고정한다.
이때, 상기 볼트체결구(b)의 몸체 선단에는 너트체결구(n)가 체결되어 코일 스프링(130)의 이탈을 방지한다.
이에 따라, 상기 스프링 플레이트(120)는 코일 스프링(130)에 의해 탄성지지되므로 상기 스프링 플레이트(120)의 돌출부(123)에 외부 하중을 부여하게 되면 코일 스프링(130)의 탄성력을 극복하고 하강한다.
반대로, 상기 스프링 플레이트(120)에 부여되는 외부 하중을 제거하게 되면 상기 코일 스프링(130)의 탄성 복귀력에 의해 스프링 플레이트(120)는 상승한다.
이러한 구성의 상기 코일 스프링(130)은 압축스프링(compression spring : 압축할려고 하는 힘에 저항하는 스프링)으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또, 상기 코일 스프링(130)은 부여되는 외부 하중과 변형과의 관계에 따라 스프링의 코일수(number of spring coils)를 가감 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 코일 스프링(130)은 스프링 플레이트(120)의 탄성 지지력을 조절할 수 있다.
예를 들어, 상기 가이드 플레이트(111)의 밑면에 위치하는 코일 스프링(130)의 탄성 지지력을 조절하기 위해서는 상기 가이드 플레이트(111)의 상면에 위치하는 너트체결구(n)를 조여 접촉하는 부분의 압력을 높이면 코일 스프링(130)의 변형에 대한 스프링 플레이트(120)의 복귀력(복원력)이 증가하게 되고 움직임 양을 제한한다.
반대로 상기 너트체결구(n)를 느슨하게 조이는 경우에는 스프링 플레이트(120)의 복귀력(복원력)이 감소하게 되고 움직임 양을 늘리게 된다.
이와 같은 방법으로 상기 코일 스프링(130)의 복원력을 변화시켜 스프링 플레이트(120)의 탄성복귀력과 움직임을 적절하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 툴 포트(100)를 구비하는 자동공구교환장치를 더 제공한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 툴 포트를 이용하여 툴(200)을 클램프 또는 언클램프하고자 하면, 교환이 되어야 할 툴(200)이 결정되면 툴 매거진에 툴(200)을 고정시킬 툴 포트(100)가 결정된다.
이에 따라, 상기 툴 매거진이 수직 또는 수평으로 이동하고 그리고 회전하여 결정된 툴 포트(100)는 툴 교환 위치로 이동된다.
이때, 상기 스프링 플레이트(120)는 외부 하중이 부여되지 않고 있기 때문에 상기 홀더(112)를 구성하는 내측 홀더(112a)가 툴(200)을 수용가능하도록 풀려있다.
그리고 상기 툴(200)이 홀더(112)의 내측 홀더(112a)에 안착되면 상기 스프링 플레이트(120)의 돌출부(123)에 외부 하중이 부여된다.
이에 따라, 상기 스프링 플레이트(120)가 외부 하중에 의해 코일 스프링(130)의 탄성력을 극복하고 하강한다.
이때, 상기 스프링 플레이트(120)의 그립부(121)가 삽입되어 있는 지지홈(g)을 갖는 외측 홀더(112b)가 스프링 플레이트(120)와 함께 하강하게 된다.
이에 연동하여 상기 툴(200)이 안착되어 있는 내측 홀더(112a)가 조여지면서 툴(200)을 견고하게 클램프(clamp)되어 안정적으로 고정된다.
이와 같이 상기 툴(200)이 툴 포트(100)에 고정되면 툴 매거진(미도시)이 회전하고 그리고 미리 툴 포트(100)에 고정되어 있던 다른 툴(200)이 교환된 툴(200)과 대체된다.
여기서, 상기 미리 툴 포트(100)에 고정되어 있던 다른 툴(200)은 언클램프(unclamp) 동작은, 상기 스프링 플레이트(120)에 부여되는 외부 하중을 제거하게 되면 상기 코일 스프링(130)의 탄성 복귀력에 의해 스프링 플레이트(120)는 상승시킨다.
이에 연동하여 상기 툴(200)을 견고하게 고정하고 있던 내측 홀더(112a)가 풀리면서 툴(200)은 언클램프(unclamp)되어 교환된 툴과 대체된다.
따라서 본 발명은 이와 같은 작용을 지속적으로 반복함으로써 간단한 구조의 툴 포트를 제공하여 제작비용을 절감하고, 조립시간을 현저하게 단축하여 작업성 향상을 이룰 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 툴 포트 110 : 공구홀더
111 : 가이드 플레이트 111a : 체결구멍
112 : 홀더 112a : 내측 홀더
112b : 외측 홀더 120 : 스프링 플레이트
121 : 그립부 122 : 체결구멍
123 : 돌출부 124 : 간섭방지 공간
b : 볼트체결구 n : 너트체결구
g : 지지홈 y : 와셔

Claims (10)

  1. 자동공구교환장치용 툴 포트에 있어서,
    툴 매거진에 고정을 위한 복수 개의 체결구멍을 갖는 가이드 플레이트와 상기 가이드 플레이트의 선단 부분에 위치하여 클램프(clamp) 또는 언클램프(unclamp) 하도록 개폐가능하게 형성되는 홀더로 구성되는 공구홀더와;
    상기 공구홀더의 가이드 플레이트 하부로 위치하여 홀더의 클램프(clamp) 또는 언클램프(unclamp) 동작을 지지하도록 선단 부분에 그립부가 형성되며, 중간 부분에는 체결구멍이 형성된 스프링 플레이트와;
    상기 스프링 플레이트를 탄성지지하도록 체결구에 의해 스프링 플레이트의 밑면에 설치되는 코일 스프링; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치용 툴 포트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홀더는 내측 홀더와 외측 홀더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동공구교환용 툴 포트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 그립부는 선단이 라운드를 이루도록 형성되고 홀더의 중심을 기준으로 양측에서 연장되어 홀더를 감싸도록 결합되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환용 툴 포트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 그립부의 일 측으로는 외부 하중부여시 하중을 더욱 더 용이하게 수용할 수 있도록 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치용 툴 포트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스프링 플레이트는 그립부의 일측에 공구홀더를 원활하게 수용할 수 있도록 간섭방지 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치용 툴 포트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코일 스프링은 압축스프링(compression spring)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치용 툴 포트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 코일 스프링은 부여되는 외부 하중과 변형과의 관계에 따라 스프링의 코일수(number of spring coils)를 가감 형성하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치용 툴 포트.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 내측 홀더는 외측 홀더의 상, 하 유동에 의해 조임 동작을 하거나 풀림 동작을 하도록 복수 개의 조오(jaw) 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치용 툴 포트.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 외측 홀더의 하부 측면으로는 원주를 따라 일정한 깊이를 갖는 지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환장치용 툴 포트.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 툴 포트를 구비하는 자동공구교환장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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