KR20210063902A

KR20210063902A - 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법

Info

Publication number: KR20210063902A
Application number: KR1020190152554A
Authority: KR
Inventors: 심재두
Original assignee: 두산공작기계 주식회사
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2021-06-02
Also published as: WO2021107467A1

Abstract

본 발명은 주축과 공구매거진이 공구교환위치에 정렬 단계(S100)와, 상기 주축에 파지하고 있던 공구를 상기 공구매거진의 공구포트에 삽입하는 공구 삽입 단계(S200)와, 상기 공구매거진과 주축이 동일한 방향으로 회동하면서 상기 주축의 공구를 공구매거진의 공구포트로 인계하는 공구 반환 단계(S300)와, 상기 공구매거진이 주축에 제공할 새로운 공구가 공구교환위치에 오도록 회전한 후, 상기 주축이 상기 공구의 후단부로 전진하여 상기 공구를 파지하는 공구 파지 단계(S400)와, 상기 공구를 파지한 주축이 상기 공구매거진의 공구포트로부터 후퇴 이동하는 주축 공구 장착 단계(S500)를 포함한다.

Description

공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법{Tool change method between machine tool magazine and spindle}

본 발명은 공구교환장치를 구비하지 않은 공작기계에서 공구매거진과 주축 사이에서 공구를 교환하는 방식에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 공구매거진과 주축 사이에서 공구교환을 할 때 공구매거진의 회전 동작을 멈추지 않고 공구교환을 함으로써 공구교환 시간을 단축하는 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법에 관한 것이다.

일반적으로 머시닝센터와 같은 공작기계 중에서 공구교환시간을 단축하고 공작기계의 구조를 단순화 하기 위하여 자동공구교환장치(Auto tool changer)를 구비하지 않는 공작기계가 있다. 이러한 공작기계는 일반적으로 공작기계의 컬럼(30)에 로타리 타입의 공구매거진(10)(Tool Magazine)이 수직 방향으로 회전 가능하게 장착되고, 이 공구매거진(10)의 회전축과 동일한 방향으로 주축(20)이 설치된다. 공구매거진(10)은 회전축을 중심으로 회전은 가능하지만 상하 좌우 방향으로 이동은 되지 않게 설치된다.

이러한 공작기계에서 주축(20)은 공구매거진(10)의 공구교환위치까지 이동할 수 있으며, 공구교환위치에서 상승, 전진, 후퇴 동작을 통해 공구매거진(10)과 공구 교환 동작을 수행한다.

이와 같이 자동공구교환장치가 없는 종래의 일반적인 공작기계의 공구교환 동작에 대해 도 1 내지 도 3을 통해 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.

도 1 내지 도 2에 개시한 바와 같이 다수 개의 공구(12)를 수납하는 공구매거진(10)이 공작기계의 컬럼(30) 상단부에 수평방향으로 회전 가능하게 설치된다.

이러한 공구매거진(10)은 원형 형상으로, 환상의 원주방향으로는 공구(12)가 수납되는 복수개의 공구포트(11)가 구비된다. 각각의 공구포트(11)에는 수치제어장치에 입력된 가공 프로그램에 따라 가공작업 단계별로 선택된 공구(12)를 공작기계의 주축(20)에 제공하기도 하고, 반대로 공작기계 주축(20)에서 사용이 완료된 공구(12)를 받아들여 수납하기도 한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 이와 같이 구성된 공구매거진(10)의 공구교환 동작을 살펴보면, 주축(20)이 공구교환을 위해 제1공구(14)를 파지(Clamp)한 상태에서 공구매거진(10)의 하부 공구교환위치로 이동한다. 이 때 공구매거진(10)은 주축(20)의 제1공구(14)를 수납할 빈 공구포트(11)가 주축(20)의 상부 공구교환위치에 오도록 회전하여 정렬된 상태를 유지한다(a). 이어서 주축(20)이 공구매거진(10)의 빈 공구포트(11) 방향으로 상승 이동한다. 주축(20)은 제1공구(14)를 매거진의 공구포트(11) 안으로 삽입한 후 제1공구(14)의 파지를 해지(unclamp)하고, 공구매거진(10)의 공구포트(11)는 주축(20)의 제1공구(14)를 파지한다(b). 다음으로 주축(20)은 제1공구(14)를 공구매거진(10)의 공구포트(11)에 인계하고 수평방향으로 후퇴한 후 공구교환위치로 복귀하여 대기한다(c).

다음으로 주축(20)으로부터 제1공구(14)를 인계 받은 공구매거진(10)은 주축(20)에 제공할 새로운 제2공구(15)을 파지한 공구포트(11)가 주축(20)이 대기하고 있는 공구교환위치에 오도록 회전 후 정지한다(d). 다음으로 새로운 제2공구(15)의 후단에 대기하고 있던 주축(20)이 전진하여 공구매거진(10)의 공구포트(11)에 파지된 새로운 제2공구(15)를 파지한다. 이 때 새로운 제2공구(15)를 파지하고 있던 공구포트(11)는 제2공구(15)의 파지를 해지한다(e). 다음으로 주축(20)이 제2공구(15)를 파지한 채로 하강하여 공구매거진(10)의 공구포트(11)로부터 제2공구(15)를 분리한다(f). 이후 주축(20)은 이동하여 가공 모드로 진입하고, 가공작업 종류가 바뀌어 공구교환이 필요할 때 마다 상기 동작들(a 내지 f)을 반복한다.

그러나 이와 같은 공구교환 동작은 공구매거진(10)의 회전과 정지, 주축(20)의 상승과 하강, 후퇴와 전진 동작을 반복함에 따라 공구교환 시간이 길어지는 문제가 발생한다. 궁극적으로 이와 같은 공구교환 시간이 증가함에 따라 가공작업의 생산성을 떨어뜨리는 문제를 야기하게 된다.

이에 본 발명은, 상기한 문제점들을 해결하기 위해 방법으로, 공구교환위치에서 공구매거진의 회전동작을 멈추지 않고 주축을 공구매거진의 회전속도와 동기화 하여 동일한 방향으로 이동하면서 공구교환 동작을 수행함으로써, 주축과 공구매거진 사이에서 공구교환 시간을 단축하는 공구교환 방법을 제공한다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법의 해결 수단은, 제1공구를 파지한 주축은 공구매거진의 하부 공구교환위치로 이동하고, 공구매거진은 상기 주축의 제1공구를 수납할 공구포트가 상기 주축과 수직 방향으로 정렬되도록 회전하는 공구교환위치 정렬 단계(S100);

상기 주축이 상기 공구매거진 방향으로 접근하도록 상승하여 상기 주축에 파지하고 있던 상기 제1공구를 상기 공구매거진의 공구포트에 삽입하는 공구 삽입 단계(S200);

상기 공구매거진의 공구포트는 상기 주축으로부터 인계된 제1공구를 파지하고, 상기 공구매거진과 주축이 동일한 방향으로 회동하면서 상기 주축은 파지하고 있던 제1공구를 해지 후 축 방향으로 후퇴하여 대기하는 공구 반환 단계(S300);

상기 공구매거진은 주축에 제공할 새로운 제2공구가 상기 대기 중인 주축과 공구교환이 가능한 위치가 되도록 회전하고, 이와 동시에 상기 주축은 상기 제2공구의 후단부로 전진하여 상기 공구를 파지하는 공구 파지 단계(S400);

상기 공구매거진은 제2공구의 파지를 해지하고, 상기 제2공구를 파지한 주축이 상기 공구매거진의 외측방향으로 이동하여 상기 공구매거진의 제2공구를 반출하는 주축 공구 장착 단계(S500)를 포함하여 이루어진다.

실시예로서, 상기 공구교환위치 정렬 단계(S100)에서 상기 공구매거진의 회전 방향은 상기 주축의 제1공구를 수납할 공구포트의 위치가 상기 공구교환위치로부터 가까운 방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.

실시예로서, 상기 공구 반환 단계(S300)는 상기 주축이 상기 공구매거진과 동일한 방향으로 동기화하여 회동하는 것을 특징으로 한다.

실시예로서, 상기 주축이 상기 공구매거진과 동일한 방향으로 동기화하여 회동하되 미리 정해진 주축의 수직방향 상승 높이 까지만 회동하는 것을 특징으로 한다.

실시예로서, 상기 주축의 동기화 회동속도는 공구매거진의 회동속도에 부합하여 가감속되는 것을 특징으로 한다.

실시예로서, 상기 주축 공구 장착 단계(S500)는 상기 제2공구를 파지한 주축이 상기 공구매거진의 공구포트로부터 하단 방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

실시예로서, 상기 공구 파지 단계(S400)에서 상기 주축으로부터 반환된 제1공구를 수납한 공구매거진은 주축에 제공할 제2공구가 상기 주축과 공구교환이 가능한 위치가 되도록 가장 가까운 방향으로 회전한다.

실시예로서, 상기 공구 반환 단계(S300)에서 상기 주축이 제1공구를 해지한 후 축 방향으로 후퇴하여 대기하는 위치는 상기 공구매거진과 동일한 방향으로 회동한 상태의 현재 위치이다.

실시예로서, 상기 공구 파지 단계(S400)에서 상기 주축이 상기 제2공구의 후단부로 전진하는 동작과, 상기 주축 공구 장착 단계(S500)에서 상기 제2공구를 파지한 주축이 상기 공구매거진의 외측방향으로 이동하는 동작은 상기 공구매거진과 상기 주축이 동일한 방향으로 동기화하여 이동하면서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예로서 본 발명의 목적을 달성하기 위한 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법의 해결 수단은, 제1공구를 파지한 주축은 공구매거진의 하부 공구교환위치로 이동하고, 공구매거진은 상기 주축의 제1공구를 수납할 공구포트가 상기 주축과 수직 방향으로 정렬되도록 회전하는 공구교환위치 정렬 단계(S100);

상기 주축이 상승하여 상기 주축에 파지하고 있던 제1공구를 상기 공구매거진의 공구포트에 삽입하는 공구 삽입 단계(S200);

상기 공구매거진과 주축이 동일한 방향으로 회동하면서 상기 주축은 파지하고 있던 제1공구를 해지 후 축 방향으로 후퇴하여 대기하고, 상기 공구매거진의 공구포트는 상기 주축으로부터 인계된 제1공구를 파지하는 공구 반환 단계(S300);

상기 제1공구를 반환한 주축에 새로이 제공할 제2공구를 수납한 공구포트가 상기 대기 중인 주축과 정렬된 위치에 오도록 공구매거진이 회전하고, 상기 대기하고 있던 상기 주축이 상기 공구매거진과 동기화하여 동일한 방향으로 회전하면서 동시에 상기 공구매거진의 공구포트에 수납된 제2공구의 후단으로 전진하여 상기 제2공구를 파지하고, 상기 제2공구를 파지한 주축은 공구매거진과 동일한 회동 속도를 유지하면서 공구매거진의 외측 방향으로 이동하여 공구매거진의 공구포트로부터 제2공구를 이탈시키는 공구 파지 및 장착 단계(S600)를 포함하여 이루어진다.

본 발명은, 주축과 공구매거진 사이에서 공구교환을 함에 있어, 공구교환위치에서 주축을 공구매거진의 회전속도와 동기화하여 공구매거진의 회전동작을 멈추지 않고 공구교환 동작을 수행함으로써 주축의 공구교환 시간을 단축하는 효과가 있다.

나아가 공구교환 시간이 단축됨으로 공작기계의 가공시간을 단축하는 효과가 있다.

도 1은 공구교환장치가 설치되지 않은 일반적인 공작기계의 예시도이다.
도 2는 도 1의 공구매거진의 정면도이다.
도 3은 종래기술로, 주축에 장착된 공구를 공구매거진의 공구포트에 반납한 후 공구매거진의 다른 공구포트에 있던 새로운 공구를 주축에 장착하는 하는 동작 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예로서, 주축에 장착된 공구를 공구매거진의 공구포트에 반납한 후 공구매거진의 다른 공구포트에 있던 새로운 공구를 주축에 장착하는 동작 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예로서, 주축과 공구 매거진이 동기화하여 회동하면서 주축의 공구를 공구매거진의 공구포트에 반납하는 동작을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예로서, 주축과 공구매거진 사이의 공구교환 동작 순서도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예로서, 주축과 공구 매거진이 동기화하여 회동하면서 공구매거진 공구포트의 공구를 주축에 파지하는 동작을 나타내는 개념도이다
도 8은 본 발명의 다른 실시예로서, 주축과 공구매거진 사이의 공구교환 동작 순서도이다.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명한다.

먼저 공구교환위치 정렬 단계(S100)를 설명한다.

환형으로 형성되고 선단에 여러 개의 공구포트(11)를 구비한 공구매거진(10)은 공작기계가 가공작업을 수행하는 과정에 제어장치로부터 공구교환 지령이 전달되면, 주축(20)으로부터 반환되는 제1공구(14)를 수납할 공구포트(11)가 공구교환 위치에 오도록 회전한다. 이 때 공구매거진(10)은 어느 방향으로 회전하는 것이 수납할 공구포트(11)가 공구교환위치에 더 가까운지 판단하여 더 가까운 방향으로 회전한다.

이 때, 공구매거진(10)에 반환할 제1공구(14)를 파지한 주축(20)은 공구매거진(10)의 하부에 위치한 공구교환위치로 이동하여 공구매거진(10)의 수납 공구포트(11)와 수직 방향으로 정렬된다.

다음으로, 반환할 제1공구(14)를 파지한 상기 주축(20)이 상승하여 상기 주축(20)에 파지하고 있던 제1공구(14)를 상기 공구매거진(10)의 공구포트(11)에 삽입하는 공구 삽입 단계(S200)를 실행한다.

이어서, 상기 공구매거진(10)과 주축(20)이 동일한 방향으로 회동하면서 상기 주축(20)은 파지하고 있던 제1공구(14)를 해지(unclamp)한 후 축 방향으로 후퇴하여 현재의 위치에 대기한다. 이 때 상기 공구매거진(10)의 공구포트(11)는 상기 주축(20)으로부터 인계된 제1공구(14)를 파지하는 공구 반환 단계(S300)를 수행한다.

이 때, 주축(20)은 상기 공구매거진(10)과 동일한 방향으로 동기화하여 회동하되, 공구매거진(10)의 회동속도에 맞춰 속도 시정수 변경을 통해 가감속이 이루어지면서 회동하게 된다. 물론 이 때 공구매거진(10)도 공구교환위치에 접근하면서 감속이 이루어지고 주축(20)과 공구교환이 끝날 즘에는 가속하여 회전한다.

또한, 공구매거진(10)과 동기화하여 회동하는 주축(20)은, 공작기계의 컬럼(30) 상에서 상부에 설치된 공구매거진(10)과의 간섭을 피하기 위해 수직방향으로 미리 정해진 높이까지만 공구매거진(10)과 동기화하여 회동한다.

한편, 상기 공구 반환 단계(S300) 후에는 더 이상 가공작업을 수행하지 않을 경우 공구매거진(10)은 공구포트(11)에 반환된 공구(12)가 공구매거진(10) 상에서 정위치에 오도록 회전하는 단계를 수행한다.

다음으로, 상기 공구 반환 단계(S300) 후에는 상기 공구매거진(10)은 주축(20)에 제공할 새로운 제2공구(15)가 상기 대기 중인 주축(20)의 위치에 오도록 회전하고, 상기 제2공구(15)가 대기 중인 주축(20)의 위치에 도달하면, 대기하고 있던 상기 주축(20)은 상기 제2공구(15)의 후단부로 전진하여 상기 공구매거진(10)의 공구포트(11)로부터 제2공구(15)를 파지(clamp)하는 공구 파지 단계(S400)를 실행한다. 여기서 주축(20)이 공구교환을 위해 대기 하고 있는 위치는 공구매거진(10)의 공구포트(11)에 수납된 제2공구(15)와 동일한 축선 방향의 후단이 된다.

다음으로, 공구매거진(10)의 공구포트(11)은 제2공구(15)의 파지를 해지하고, 주축(20)은 공구매거진(10)의 공구포트(11) 후단으로 전진하여 상기 제2공구(15)를 파지한 채로 상기 공구매거진(10)의 공구포트(11)로부터 외측 방향으로 이동하여 주축(20)에 새로운 공구(12)를 장착하는 주축(20) 공구 장착 단계(S500)를 완료한다.

이 때, 상기 주축(20) 공구 장착 단계(S500)는 상기 제2공구(15)를 파지한 주축(20)이 상기 공구매거진(10)의 회전 중심으로부터 원주방향으로 이동함으로써 제2공구(15)를 파지한 주축(20)이 회전하는 공구매거진(10)에 간섭을 일으키지 않도록 한다.

한편, 상기 실시예에서는 주축(20)의 제1공구(14)를 공구매거진(10)에 반환할 때 주축(20)을 공구매거진(10)과 동기화하여 제1공구(14)를 반환하는 과정을 설명하였는데, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예로서, 도 7 내지 도 8에서 개시한 바와 같이, 주축(20)이 공구매거진(10)으로부터 제2공구(15) 를 파지할 때에도 주축(20)이 공구매거진(10)과 동기화하여 회전하면서 제2공구(15)를 파지하는 실시예를 소개한다.

즉, 상기 실시예의 공구 반환 단계(S300) 후에 제1공구(14)를 반환한 주축(20)에 새로이 제공할 제2공구(15)를 수납한 공구매거진(10)의 공구포트(11)가 공구매거진(10)의 회전에 의해 주축(20)과 공구교환이 가능한 위치로 회전하면, 공구교환위치에 대기하고 있던 주축(20)이 상기 공구매거진(10)과 동일한 방향으로 동기화하여 회동하면서 상기 공구매거진(10) 공구포트(11)에 수납된 제2공구(15)의 후단으로 전진하여 공구(12)를 파지한다. 이 때 주축(20)은 공구매거진(10)과 회동 속도 동기화를 유지하면서 공구매거진(10)의 외측 방향으로 이동함으로써 공구매거진(10)의 공구포트(11)로부터 제2공구(15)를 이탈시키는 공구 파지 및 장착 단계(S600)를 수행한다.

따라서 주축(20)이 공구매거진(10)으로부터 제2공구(15)를 파지할 때에도 공구매거진(10)의 회전을 멈추지 않고 제2공구(15)를 주축(20)에 파지 함으로써 주축(20)의 공구교환 시간을 더욱 단축시킬 수 있다.

한편, 상기 실시예들에서 공구매거진(10)의 일측에 공구(14,15) 감지용 센서(13)를 부설하여 공구교환위치에서 공구포트(11)에 제1,2공구(14,15)의 삽입 또는 이탈 여부를 검출할 수 있도록 하였으며, 이 센서(13)에서 인가되는 신호에 의해 주축(20)과 공구매거진(10)의 공구교환 동작의 정확도를 확인 할 수 있도록 하였다.

또한, 상기 실시예들에서 모든 제어 알고리즘은 공작기계의 수치제어장치에서 실행되며, 수치제어장치의 제어 지령에 따라 주축(20)과 공구매거진(10)의 구동부를 제어 함으로써 실현되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 주축(20)과 공구매거진(10) 사이에서 공구교환을 함에 있어, 공구교환위치에서 주축(20)을 공구매거진(10)의 회전속도와 동기화하여 공구매거진(10)의 회전동작을 멈추지 않고 공구교환 동작을 수행함으로써 주축(20)의 공구교환 시간을 단축하는 효과가 있다. 나아가 공구교환 시간을 단축함으로써 공작기계의 가공시간을 단축하는 효과가 있다.

10 공구매거진
11 공구포트
12 공구
13 센서
14 제1공구
15 제2공구
20 주축
30 컬럼
S100 공구교환위치 정렬 단계
S200 공구 삽입 단계
S300 공구 반환 단계
S400 공구 파지 단계
S500 주축 공구 장착 단계
S600 공구 파지 및 장착 단계

Claims

제1공구를 파지한 주축은 공구매거진의 공구교환위치로 이동하고, 공구매거진은 상기 주축의 제1공구를 수납할 공구포트가 상기 주축과 정렬되도록 회전하는 공구교환위치 정렬 단계(S100);
상기 주축이 상기 공구매거진에 접근하여 상기 주축에 파지하고 있던 상기 제1공구를 상기 공구매거진의 공구포트에 삽입하는 공구 삽입 단계(S200);
상기 공구매거진의 공구포트는 상기 주축으로부터 인계된 제1공구를 파지하고, 상기 공구매거진과 주축이 동일한 방향으로 회동하면서 상기 주축은 파지하고 있던 제1공구를 해지 후 축 방향으로 후퇴하여 대기하는 공구 반환 단계(S300);
상기 공구매거진은 주축에 제공할 제2공구가 상기 대기 중인 주축과 공구교환이 가능한 위치가 되도록 회전하고, 상기 주축은 상기 제2공구의 후단부로 전진하여 상기 제2공구를 파지하는 공구 파지 단계(S400);
상기 공구매거진은 제2공구의 파지를 해지하고, 상기 제2공구를 파지한 주축은 상기 공구매거진의 외측방향으로 이동하여 상기 공구매거진의 공구포트로부터 제2공구를 반출하는 주축 공구 장착 단계(S500)를 포함하는 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법.
제 1 항에 있어서, 상기 공구교환위치 정렬 단계(S100)에서 상기 공구매거진의 회전 방향은 상기 주축의 제1공구를 수납할 공구포트의 위치가 상기 공구교환위치로부터 가까운 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법.
제 1 항에 있어서, 상기 공구 반환 단계(S300)는 상기 주축이 상기 공구매거진과 동일한 방향으로 동기화하여 회동하는 것을 특징으로 하는 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법.
제 3 항에 있어서, 상기 주축이 상기 공구매거진과 동일한 방향으로 동기화하여 회동하되 미리 정해진 주축의 수직방향 상승 높이 까지만 회동하는 것을 특징으로 하는 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법.
제 3 항에 있어서, 상기 주축의 동기화 회동속도는 공구매거진의 회동속도에 부합하여 가감속되는 것을 특징으로 하는 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법.
제 1 항에 있어서, 상기 주축 공구 장착 단계(S500)는 상기 제2공구를 파지한 주축은 상기 공구매거진의 공구포트로부터 하단 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법.
제 1 항에 있어서, 상기 공구 파지 단계(S400)에서 상기 주축으로부터 반환된 제1공구를 수납한 공구매거진은 주축에 제공할 제2공구가 상기 주축과 공구교환이 가능한 위치가 되도록 가장 가까운 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법.
제 1 항에 있어서, 상기 공구 반환 단계(S300)에서 상기 주축이 제1공구를 해지한 후 축 방향으로 후퇴하여 대기하는 위치는 상기 공구매거진과 동일한 방향으로 회동한 상태의 현재 위치인 것을 특징으로 하는 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법.
제 1 항에 있어서, 상기 공구 파지 단계(S400)에서 상기 주축이 상기 제2공구의 후단부로 전진하는 동작과, 상기 주축 공구 장착 단계(S500)에서 상기 제2공구를 파지한 주축이 상기 공구매거진의 외측방향으로 이동하는 동작은 상기 공구매거진과 상기 주축이 동일한 방향으로 동기화하여 이동하면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법.
제1공구를 파지한 주축은 공구매거진의 하부 공구교환위치로 이동하고, 공구매거진은 상기 주축의 제1공구를 수납할 공구포트가 상기 주축과 수직 방향으로 정렬되도록 회전하는 공구교환위치 정렬 단계(S100);
상기 주축이 상승하여 상기 주축에 파지하고 있던 제1공구를 상기 공구매거진의 공구포트에 삽입하는 공구 삽입 단계(S200);
상기 공구매거진과 주축이 동일한 방향으로 회동하면서 상기 주축은 파지하고 있던 제1공구를 해지한 후 축 방향으로 후퇴하여 대기하고, 상기 공구매거진의 공구포트는 상기 주축으로부터 인계된 제1공구를 파지하는 공구 반환 단계(S300);
상기 제1공구를 반환한 주축에 새로이 제공할 제2공구를 수납한 공구포트가 상기 주축과 정렬된 위치에 오도록 공구매거진이 회전하고, 상기 대기하고 있던 주축이 상기 공구매거진과 동기화하여 동일한 방향으로 회전하면서 상기 공구매거진의 공구포트에 수납된 제2공구의 후단으로 전진하여 상기 제2공구를 파지하고, 상기 제2공구를 파지한 주축은 공구매거진과 동일한 회동 속도를 유지하면서 공구매거진의 외측 방향으로 이동하여 공구매거진의 공구포트로부터 제2공구를 이탈시키는 공구 파지 및 장착 단계(S600)를 포함하는 공작기계 공구매거진과 주축 사이의 공구교환방법.