KR20220142676A - Auto tool changer of machine tool - Google Patents

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KR20220142676A
KR20220142676A KR1020210049011A KR20210049011A KR20220142676A KR 20220142676 A KR20220142676 A KR 20220142676A KR 1020210049011 A KR1020210049011 A KR 1020210049011A KR 20210049011 A KR20210049011 A KR 20210049011A KR 20220142676 A KR20220142676 A KR 20220142676A
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Abstract

The present invention relates to an automatic tool exchange apparatus for a machine tool. In a machine tool including a pair of columns, a cross rail moving along the pair of columns, and a spindle moving along the cross rail and having a tool or an attachment detachably mounted, the automatic tool exchange apparatus comprises: a tool magazine installed near the columns and storing the large number of tools detachably mounted on the spindle or the attachment; and an automatic tool exchange unit having a limiting unit and installed on one of the pair of columns or the cross rail. The automatic tool exchange unit is able to automatically exchange the tool mounted on the spindle or the attachment and the tool stored in the tool magazine selectively horizontally, vertically, or at a specific angle of the vertical direction through the limiting unit in accordance with the arrangement angle of the spindle or the attachment. The present invention is able to improve safety and reliability of a machine tool.

Description

공작기계의 자동공구교환장치{Auto tool changer of machine tool}Automatic tool changer of machine tool

본 발명은 공작기계의 자동공구교환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스핀들이나 어태치먼트의 배치각도에 따라 제한부를 통해 선택적으로 수평방향, 수직방향 또는 수직방향의 특정 각도에서 스핀들 또는 어태치먼트에 장착된 공구와 공구매거진에 보관중인 공구를 자동으로 교환하여 비가공시간 감소에 따라 생산성을 향상하고, 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상할 수 있는 공작기계의 자동공구교환장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic tool changing device for a machine tool, and more particularly, a tool mounted on the spindle or attachment at a specific angle in the horizontal direction, vertical direction or vertical direction selectively through a limiter according to the arrangement angle of the spindle or attachment And it relates to an automatic tool changer of a machine tool that can automatically exchange tools stored in a tool magazine to improve productivity by reducing non-working time, and to improve the safety and reliability of machine tools.

일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.In general, a machine tool refers to a machine used for the purpose of machining a metal/non-metal workpiece into a desired shape and size using an appropriate tool by various cutting or non-cutting methods.

터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반, 복합가공기 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.Various types of machine tools, including turning centers, vertical/horizontal machining centers, door machining centers, Swiss turns, electric discharge machines, horizontal NC boring machines, CNC lathes, multi-task machines, etc. is being used

공작기계 중 복합가공기란 선삭가공과 드릴, 탭핑, 밀링가공 등 가공형태가 다양한 가공을 수행하는 다기능의 자동공구교환장치(ATC)와 공구 매거진이 장착된 터닝센터를 의미한다. 복합가공기에서 작업자가 가공에 필요한 공구를 로딩하거나 교환시에 공구를 수동으로 공구 매거진에 장착한다.Among machine tools, multi-tasking machine means a turning center equipped with a multi-function automatic tool changer (ATC) and tool magazine that performs various machining types such as turning, drilling, tapping, and milling. In the multi-tasking machine, the operator loads the tool required for machining or manually loads the tool into the tool magazine when exchanging it.

일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control) 기술이 적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.In general, various types of machine tools currently used have an operation panel to which a numerical control (NC) or computerized numerical control (CNC) technology is applied. Such an operation panel is provided with various function switches or buttons and a monitor.

또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다. In addition, the machine tool is a table on which a workpiece material is seated and transferred for processing the workpiece, a pallet for preparing the workpiece before processing, a spindle that rotates with a tool or workpiece combined, a tailstock for supporting the workpiece, etc. during processing, a vibration isolator etc. are provided.

일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.In general, in a machine tool, a table, a tool rest, a main shaft, a tailstock, a vibration isolator, etc. are provided with a conveying unit conveying along a conveying axis in order to perform various machining.

또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다. In addition, in general, a machine tool uses a plurality of tools for various processing, and a tool magazine or a turret is used as a tool storage place for storing and storing a plurality of tools.

이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 툴 보관장소의 형태로 공구매거진이 사용된다.Such a machine tool uses a number of tools for various processing, and a tool magazine is used in the form of a tool storage place for storing and storing a plurality of tools.

또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 공구를 공구매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)를 구비한다.In addition, in general, a machine tool is provided with an automatic tool changer (ATC, Automatic Tool Changer) for withdrawing a specific tool from the tool magazine or receiving it again according to the command of the numerical control unit in order to improve the productivity of the machine tool.

또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.In addition, in general, a machine tool is provided with an automatic pallet changer (APC, Automatic Palette Changer) in order to minimize the non-working time. The automatic pallet changer (APC) automatically exchanges pallets between the workpiece machining area and the workpiece installation area. Pallets may be loaded with workpieces.

또한, 일반적으로 공작기계는 가공방법에 따라 크게 터닝센터(TURNING CENTER)와 머시닝센터(MACHINING CENTER)로 분류된다. 일반적으로 터닝센터는 공작물이 회전하고, 머시닝센터는 공구가 회전하면서 공작물의 가공이 수행된다.In addition, in general, machine tools are largely classified into turning centers and machining centers according to processing methods. In general, the turning center rotates the workpiece, and the machining center performs the machining of the workpiece while the tool rotates.

일반적으로 터닝센터라 함은 자동공구교환장치 등을 구비하고, 여러 종류의 공구를 교환하여 다양한 가공을 수행하는 공작기계를 말하는 것으로 크게 주축이 수직으로 장착되어 있는 수직형(vertical) 터닝센터와 수평형(horizontal) 터닝센터로 나누어진다.In general, a turning center refers to a machine tool that is equipped with an automatic tool changer, etc. and performs various processing by exchanging various types of tools. It is divided into a horizontal turning center.

일반적으로 머시닝센터(machining center)라 함은 자동공구교환장치 등을 구비하고, 여러 종류의 공구를 교환하여 선반, 밀링, 드릴링, 보링머신 등에서 할 수 있는 광범위한 가공을 수행하는 공작기계를 말하는 것으로 크게 주축이 수직으로 장착되어 있는 수직형(vertical) 머시닝센터와 수평형(horizontal) 머시닝센터로 나누어진다.Generally, a machining center refers to a machine tool equipped with an automatic tool changing device, etc., and performing a wide range of machining that can be performed on lathes, milling, drilling, boring machines, etc. by exchanging various types of tools. It is divided into a vertical machining center and a horizontal machining center in which the main shaft is mounted vertically.

이러한 터닝센터와 머시닝센터는 다양한 가공을 신속하고 효과적으로 수행하기 위해 일반 공구매거진보다 매우 많은 공구를 보관하는 대용량 공구매거진을 구비할 수 있다.Such a turning center and a machining center may be provided with a large-capacity tool magazine that stores a lot more tools than a general tool magazine in order to quickly and effectively perform various machining.

특히, 종래 공작기계, 특히 문형 머시닝센터는 베드가 지면에 설치되고, 테이블이 베드를 따라 수평으로 이동가능하도록 베드의 상부에 설치된다. 한 쌍의 컬럼이 베드의 양측에 지면에 대해 수직으로 설치된다. 크로스레일이 한 쌍의 컬럼을 따라 수직으로 이동가능하도록 한 쌍의 컬럼의 일부에 설치된다. 스핀들이 수직으로 이동가능하도록 크로스레일에 결합 설치되고, 다양한 가공을 수행하기 위해 어태치먼트가 스핀들의 하단에 탈부착 가능하게 설치될 수 있다.In particular, a conventional machine tool, particularly a door-shaped machining center, has a bed installed on the ground, and a table is installed on top of the bed so that it can move horizontally along the bed. A pair of columns is installed perpendicular to the ground on both sides of the bed. The crossrail is installed in a part of the pair of columns so that it can move vertically along the pair of columns. The spindle is coupled to the cross rail so that it can move vertically, and an attachment can be detachably installed at the lower end of the spindle to perform various processing.

이러한 문형 머시닝센터는 다양한 형상의 공작물을 다양한 공간과 각도에서 가공하기 위해 스핀들의 하단에 더미 헤드 어태치먼트(dummy head attachment), 다양한 3차원 가공을 위해 공구를 수직방향이나 수평방향에서 어느 각도로도 자유롭게 움직일 수 있는 회전 2축이 가능한 유니버설 헤드 어태치먼트(universal head attachment), 익스텐션 헤드 어태치먼트(extention head attachment), 앵글 헤드 어태치먼트(angle head attachment) 등을 탈부착 가능하게 장착할 수 있다.This door-shaped machining center is equipped with a dummy head attachment to the bottom of the spindle to process workpieces of various shapes in various spaces and angles, and for various three-dimensional machining, the tool can be freely moved at any angle in the vertical or horizontal direction. Removable attachments include a universal head attachment, an extension head attachment, and an angle head attachment with two movable axes of rotation.

공구가 상술한 다양한 헤드 어태치먼트의 선단에 장착되고, 공구를 견고하게 장착하기 위해 필요한 경우 헤드 어태치먼트의 선단에 툴 포트가 형성될 수 있다.A tool is mounted on the tip of the various head attachments described above, and a tool port may be formed on the tip of the head attachment if necessary to securely mount the tool.

종래 공작기계의 자동공구교환장치는 수평형 머시닝센터인 경우 수평방향으로만 자동공구교환이 가능하고, 수직형 머시닝센터인 경우 수직방향으로만 자동공구교환이 가능하였다. 이에 따라 어태치먼트 장착시에 수평방향과 수직방향으로 상호 전환하여 공구를 자동으로 교환하지 못하고 수동으로 교환함에 따라 비가공시간이 증가하여 생산성이 감소하고 가공비용이 증가되는 문제점이 있었다.In the case of a conventional automatic tool changer of a machine tool, automatic tool exchange was possible only in the horizontal direction in the case of a horizontal machining center, and automatic tool change was possible only in the vertical direction in the case of a vertical machining center. Accordingly, there was a problem in that the non-machining time increased as the tool was not automatically exchanged by switching between the horizontal direction and the vertical direction when the attachment was installed, but the non-working time increased by manual exchange, resulting in decreased productivity and increased processing cost.

또한, 종래 공작기계의 자동공구교환장치는 다른 방향으로 전환하여 공구교환을 수행하거나 특히 특정 각도로 가공하는 어태치먼트가 장착되는 경우에 수직방향의 특정 각도에서 공구교환을 수행하기 위해 별도의 복잡한 장비를 구비해야 함에 따라 장비의 크기가 커져서 소형화를 도모하지 못하고 제작비용과 설치비용이 증가하며, 공간활용도가 감소하는 문제점이 있었다.In addition, the automatic tool changer of a conventional machine tool performs tool change by switching to another direction or, in particular, when an attachment processing at a specific angle is mounted, separate complex equipment is used to perform tool change at a specific angle in the vertical direction. As the equipment has to be provided, the size of the equipment increases, so that the miniaturization cannot be achieved, the manufacturing cost and installation cost increase, and there are problems in that the space utilization is reduced.

더욱이, 종래 공작기계의 자동공구교환장치는 수직방향의 특정 각도에서 공구교환을 수동으로 진행하거나 아예 포기하고 가공함에 따라 작업자의 불편을 초래하고, 공작기계의 안전성과 신뢰성을 저하하며, 호환성을 감소하여 소비자의 불만을 초래하는 문제점이 있었다.Moreover, the automatic tool changing device of the conventional machine tool manually proceeds with the tool change at a specific angle in the vertical direction or gives up processing at all, causing inconvenience to the operator, lowering the safety and reliability of the machine tool, and reducing the compatibility. As a result, there was a problem that caused consumer dissatisfaction.

대한민국 특허공개공보 제10-2006-0034912호Korean Patent Publication No. 10-2006-0034912 대한민국 특허공개공보 제10-2016-0069288호Korean Patent Publication No. 10-2016-0069288 대한민국 특허공개공보 제10-2015-0091820호Korean Patent Publication No. 10-2015-0091820 대한민국 특허공개공보 제10-2019-0092709호Korean Patent Publication No. 10-2019-0092709

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 스핀들이나 어태치먼트의 배치각도에 따라 제한부를 통해 선택적으로 수평방향과 수직방향 뿐만 아니라 수직방향의 특정 각도에서 스핀들 또는 어태치먼트에 장착된 공구와 공구매거진에 보관중인 공구까지도 자동으로 교환함에 따라 비가공시간 감소에 따라 생산성을 향상하고, 공작기계의 안전성과 신뢰성을 극대화하고, 작업자의 편의와 만족도를 향상하고, 복잡한 장비의 구성없이 수직방향의 특정 각도에서 공구교환을 자동으로 수행하여 제조비용을 감소하며, 소형화를 통해 공간활용도를 극대화할 수 있는 공작기계의 자동공구교환장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to selectively install a spindle or an attachment mounted on a spindle or an attachment at a specific angle in the vertical direction as well as in the horizontal and vertical directions through a limiter according to the arrangement angle of the spindle or attachment. As tools and even tools stored in tool magazines are automatically exchanged, productivity is improved by reducing non-working time, the safety and reliability of machine tools are maximized, operator convenience and satisfaction are improved, and It is to provide an automatic tool changer for machine tools that can reduce manufacturing cost by automatically performing tool change at a specific angle in the direction and maximize space utilization through miniaturization.

본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치는 한 쌍의 컬럼과 상기 한 쌍의 컬럼을 따라 이동하는 크로스레일과 상기 크로스레일을 따라 이동하고 공구 또는 어태치먼트가 탈부착 가능하게 장착되는 스핀들을 포함하는 공작기계에 있어서, 상기 컬럼에 인접하게 설치되어 상기 스핀들 또는 상기 어태치먼트에 탈부착 가능하게 장착되는 다수의 공구를 수납하는 공구매거진; 및 제한부를 구비하고, 상기 한 쌍의 컬럼 중에서 1개의 컬럼 또는 상기 크로스레일에 설치되는 자동공구교환유닛;을 포함하고, 상기 자동공구교환유닛은 상기 스핀들이나 상기 어태치먼트의 배치각도에 따라 상기 제한부를 통해 선택적으로 수평방향, 수직방향 또는 수직방향의 특정 각도에서 상기 스핀들 또는 상기 어태치먼트에 장착된 공구와 상기 공구매거진에 보관중인 공구를 자동으로 교환할 수 있다.In order to achieve the object of the present invention, an automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention is a pair of columns, a cross rail that moves along the pair of columns, and a cross rail that moves along the cross rail, and a tool or attachment is detachable. In the machine tool including a spindle mounted to be installed, the tool magazine is installed adjacent to the column to accommodate a plurality of tools detachably mounted to the spindle or the attachment; and an automatic tool changing unit having a limiting part and installed in one column or the cross rail among the pair of columns, wherein the automatic tool changing unit includes the limiting part according to the arrangement angle of the spindle or the attachment. Through this, the tool mounted on the spindle or the attachment and the tool stored in the tool magazine can be automatically exchanged selectively at a specific angle in the horizontal direction, the vertical direction or the vertical direction.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 자동공구교환장치의 상기 자동공구교환유닛은 공구를 파지하는 체인저암을 구비하고, 상기 스핀들 또는 상기 어태치먼트와 상기 공구매거진 사이에서 공구를 교환하는 공구교환부; 상기 한 쌍의 컬럼 중에서 1개의 컬럼 또는 상기 크로스레일에 이동가능하게 설치되어 상기 공구교환부를 수평방향으로 선회시키는 수평방향 전환부; 및 상기 수평방향 전환부와 독립적으로 상기 공구교환부를 수직방향으로 선회시키는 수직방향 전환부;를 포함할 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the automatic tool changer for a machine tool according to the present invention, the automatic tool changer unit of the automatic tool changer for a machine tool includes a changer arm for holding a tool, the spindle or the attachment and a tool exchange unit for exchanging tools between the tool magazines; a horizontal direction conversion unit movably installed in one column or the cross rail among the pair of columns to rotate the tool changing unit in a horizontal direction; and a vertical direction conversion unit configured to rotate the tool changing unit in a vertical direction independently of the horizontal direction conversion unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 자동공구교환장치의 상기 자동공구교환유닛은 상기 공구교환부, 상기 수평방향 전환부, 상기 수직방향 전환부, 및 상기 제한부의 작동을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the automatic tool changing device of a machine tool according to the present invention, the automatic tool changing unit of the automatic tool changing device of the machine tool includes the tool changing part, the horizontal direction switching part, and the vertical direction switching part , and a control unit for controlling the operation of the limiting unit; may further include.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 자동공구교환장치의 자동공구교환유닛의 상기 제한부는 상기 수직방향 전환부의 작동시에 상기 제어부의 제어에 따라 상기 스핀들이나 상기 어태치먼트에 장착되는 공구의 교환각도에 따라 상기 공구교환부의 수직방향의 선회각도를 자동으로 조절할 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention, the limiting part of the automatic tool changing unit of the automatic tool changing device of the machine tool is controlled by the control unit when the vertical direction switching part is operated. According to the exchange angle of the tool mounted on the spindle or the attachment, the vertical turning angle of the tool changing part may be automatically adjusted.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 자동공구교환장치의 자동공구교환유닛의 제한부는 상기 체인저암과 연동하여 수직방향으로 틸팅하는 틸팅부; 상기 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 상기 체인저암의 수평교환위치 또는 수직교환위치를 제한하는 홀딩부; 및 수직방향의 특정 각도에서 공구교환이 필요한 경우에 상기 틸팅부의 수직방향 틸팅 각도를 선택적으로 제한하는 선택부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention, the limiting portion of the automatic tool changing unit of the automatic tool changing device of the machine tool includes: a tilting part for vertically tilting in conjunction with the changer arm; a holding part for limiting a horizontal exchange position or a vertical exchange position of the changer arm when the tilting part is vertically tilted; and a selection unit for selectively limiting a vertical tilting angle of the tilting unit when a tool exchange is required at a specific angle in the vertical direction.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 자동공구교환장치의 자동공구교환유닛의 제한부의 상기 홀딩부는 상기 틸팅부에 인접하도록 상기 수직방향 전환부의 일부에 설치되는 조인트부; 상기 조인트부에 수평방향으로 배치되어 상기 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 상기 틸팅부의 일측과 접촉하여 상기 틸팅부의 수직방향 회전을 억제함에 따라 상기 체인저암의 수평교환위치를 유지하는 제1 스토퍼부; 및 상기 조인트부에 수직방향으로 배치되어 상기 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 상기 틸팅부의 타측과 접촉하여 상기 틸팅부의 수직방향 회전을 억제함에 따라 상기 체인저암의 수직교환위치를 유지하는 제2 스토퍼부;를 포함할 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention, the holding part of the limiting part of the automatic tool changing unit of the automatic tool changing device of the machine tool is a part of the vertical direction changing part so as to be adjacent to the tilting part a joint part installed on the; a first stopper part disposed in the horizontal direction at the joint part and in contact with one side of the tilting part when the tilting part is vertically tilted to suppress vertical rotation of the tilting part, thereby maintaining a horizontal exchange position of the changer arm; and a second stopper part disposed in the vertical direction of the joint part and contacting the other side of the tilting part when the tilting part is vertically tilted to suppress vertical rotation of the tilting part, thereby maintaining the vertical exchange position of the changer arm. may include.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 자동공구교환장치의 자동공구교환유닛의 제한부의 상기 선택부는 상기 수평방향 전환부에 수직방향으로 연장 형성되는 가이드부; 상기 가이드부를 따라 수직방향으로 직선 이동하여 상기 틸팅부의 수직방향 틸팅을 억제하는 슬라이드부; 및 상기 슬라이드부를 직선 이동시키는 작동부;를 포함할 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention, the selection part of the limiting part of the automatic tool changing unit of the automatic tool changing device of the machine tool is formed extending in the vertical direction to the horizontal direction switching part guide unit; a slide part for suppressing vertical tilting of the tilting part by moving linearly in a vertical direction along the guide part; and an operation unit for linearly moving the slide unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 자동공구교환장치의 자동공구교환유닛의 제한부의 상기 선택부는 상기 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 상기 가이드부를 따라 이동하는 상기 슬라이드부의 직선 이동 거리에 따라 상기 틸팅부의 타측과 접촉하여 상기 틸팅부의 특정 각도에서 수직방향 회전을 억제함에 따라 상기 체인저암의 수직방향 특정각도 교환위치를 유지하는 억제부;를 더 포함할 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention, the selection part of the limiting part of the automatic tool changing unit of the automatic tool changing device of the machine tool follows the guide part when the tilting part is vertically tilted. Further comprising; a suppressor for maintaining the exchange position of the changer arm at a specific vertical direction by contacting the other side of the tilting part according to the linear movement distance of the moving slide and suppressing vertical rotation at a specific angle of the tilting part. can

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 자동공구교환장치의 자동공구교환유닛의 제한부의 상기 홀딩부는 상기 제2 스토퍼부와 마주하면서 평행하도록 상기 조인트부에 수직방향으로 배치되어 상기 슬라이드부와 상기 틸팅부의 접촉시에 상기 슬라이드부의 수직방향 이동을 억제하고 지지하는 지지부;를 더 포함할 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention, the holding part of the limiting part of the automatic tool changing unit of the automatic tool changing device of the machine tool faces the second stopper part and parallel to the joint. It may further include a; it is disposed in the vertical direction to the support portion for suppressing and supporting the vertical movement of the slide portion when the slide portion and the tilting portion in contact.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 자동공구교환장치의 상기 수평방향 전환부는 상기 한 쌍의 컬럼 중에서 1개의 컬럼 또는 상기 크로스레일에 직선 이동 및 수평방향으로 틸팅가능하게 설치되는 베이스부; 상기 베이스부를 수평방향으로 전환시키는 수평 구동부; 및 상기 베이스부를 직선이동시키는 수평 이송부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the automatic tool changer of the machine tool according to the present invention, the horizontal direction switching unit of the automatic tool changer of the machine tool moves linearly to one column or the cross rail among the pair of columns and a base portion that is installed to be tiltable in a horizontal direction; a horizontal driving unit for converting the base unit into a horizontal direction; and a horizontal transfer unit for linearly moving the base unit.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 자동공구교환장치의 상기 수직방향 전환부는 상기 베이스부에 수직방향으로 틸팅가능하게 설치되는 서포트부; 상기 서포트부를 수직방향으로 전환시키는 수직 구동부;를 포함할 수 있다.In addition, in another preferred embodiment of the automatic tool changing device of the machine tool according to the present invention, the vertical direction switching unit of the automatic tool changing device of the machine tool is a support portion that is installed to be tiltable in the vertical direction to the base portion; It may include; a vertical driving unit for converting the support unit in a vertical direction.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 바람직한 다른 실시예에서, 공작기계의 자동공구교환장치의 상기 공구교환부는 상기 체인저암을 회전시키는 제1 액츄에이터; 및 상기 체인저암을 직선 왕복이동시키는 제2 액츄에이터;를 포함할 수 있다.Further, in another preferred embodiment of the automatic tool changer of the machine tool according to the present invention, the tool changer of the automatic tool changer of the machine tool includes a first actuator for rotating the changer arm; and a second actuator that linearly reciprocates the changer arm.

본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치는 스핀들이나 어태치먼트의 배치각도에 따라 제한부를 통해 선택적으로 수평방향과 수직방향 뿐만아니라 수직방향의 특정 각도에서 스핀들 또는 어태치먼트에 장착된 공구와 공구매거진에 보관중인 공구까지도 자동으로 교환함에 따라 비가공시간 감소에 따라 생산성을 향상하고, 가공비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.The automatic tool changer of a machine tool according to the present invention is stored in a tool magazine and a tool mounted on a spindle or attachment at a specific angle in the vertical direction as well as in the horizontal and vertical directions selectively through a limiter according to the arrangement angle of the spindle or attachment As even tools are automatically exchanged, there is an effect that productivity can be improved and machining costs can be reduced by reducing non-working time.

또한, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치는 별도의 복잡한 구성이나 구조 없이 수직방향의 특정 각도에서도 공구 교환을 선택적으로 자동으로 수행 가능함에 따라 제조비용과 설치비용을 감소하고, 소형화를 도모하여 공간활용도를 극대화할 수 있는 효과가 있다. In addition, the automatic tool changer of a machine tool according to the present invention can selectively and automatically perform tool exchange at a specific angle in the vertical direction without a separate complicated configuration or structure, thereby reducing manufacturing and installation costs and promoting miniaturization This has the effect of maximizing space utilization.

더욱이, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치는 수평방향과 수직방향 뿐만아니라 수직방향의 특정 각도에서 스핀들 또는 어태치먼트에 장착된 공구와 공구매거진에 보관중인 공구까지도 자동으로 신속하고 정확하게 교환함에 따라 작업자의 편의를 도모하고, 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상할 수 있는 효과가 있다.Moreover, the automatic tool changer of a machine tool according to the present invention automatically and quickly and accurately exchanges tools mounted on a spindle or attachment and tools stored in a tool magazine at a specific angle in the vertical direction as well as in the horizontal and vertical directions. It has the effect of promoting the convenience of the operator and improving the safety and reliability of the machine tool.

게다가, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치는 장비의 소형화 및 자동화를 통해 유지보수 비용을 절감하고, 안전사고를 미연에 방지하며, 가공활용성을 향상하여 소비자의 만족도를 향상할 수 있는 효과가 있다.In addition, the automatic tool changer of a machine tool according to the present invention can reduce maintenance costs through miniaturization and automation of equipment, prevent safety accidents in advance, and improve processing utility to improve customer satisfaction. It works.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치를 포함한 공작기계의 스핀들에 90도 앵글 어태치먼트가 설치된 상태에서 수평방향 공구교환을 수행하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치의 수평방향 공구교환시에 자동공구교환유닛의 상세도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치를 포함한 공작기계의 스핀들에서 수직방향 공구교환을 수행하는 상태의 개념도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치의 수직방향 공구교환시에 자동공구교환유닛의 상세도를 나타낸다.
도 6 내지 도 9는 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치를 포함한 공작기계의 스핀들에 유니버셜헤드 어태치먼트가 장착된 상태에서 수직방향 특정 각도 공구교환을 수행하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치의 수직방향 공구교환시에 자동공구교환유닛의 상세도를 나타낸다.1 and 2 are conceptual views for explaining a process of performing a horizontal tool exchange in a state in which a 90 degree angle attachment is installed on the spindle of a machine tool including an automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention.
3 shows a detailed view of an automatic tool changing unit at the time of horizontal tool change of the machine tool automatic tool changer according to the present invention.
Figure 4 shows a conceptual diagram of a state of performing vertical tool change in the spindle of the machine tool including the machine tool automatic tool change device according to the present invention.
Figure 5 shows a detailed view of the automatic tool changing unit at the time of tool change in the vertical direction of the machine tool automatic tool changer according to the present invention.
6 to 9 are conceptual views for explaining a process of performing tool exchange at a specific angle in the vertical direction in a state in which the universal head attachment is mounted on the spindle of the machine tool including the automatic tool changing device for the machine tool according to the present invention.
10 shows a detailed view of an automatic tool changing unit at the time of tool change in the vertical direction of the automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, with reference to the drawings of the automatic tool changer of a machine tool according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The embodiments introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the size and thickness of the device may be exaggerated for convenience. Like reference numbers refer to like elements throughout.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout. The sizes and relative sizes of layers and regions in the drawings may be exaggerated for clarity of description.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments, and therefore is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprise” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치를 포함한 공작기계의 스핀들에 90도 앵글 어태치먼트가 설치된 상태에서 수평방향 공구교환을 수행하는 과정을 설명하기 위한 개념도이고, 도 3은 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치의 수평방향 공구교환시에 자동공구교환유닛의 상세도를 나타낸다. 도 4는 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치를 포함한 공작기계의 스핀들에서 수직방향 공구교환을 수행하는 상태의 개념도를 나타내고, 도 5는 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치의 수직방향 공구교환시에 자동공구교환유닛의 상세도를 나타낸다. 도 6 내지 도 9는 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치를 포함한 공작기계의 스핀들에 유니버셜헤드 어태치먼트가 장착된 상태에서 수직방향 특정 각도 공구교환을 수행하는 과정을 설명하기 위한 개념도이고, 도 10은 본 발명에 의한 공작기계 자동공구교환장치의 수직방향 공구교환시에 자동공구교환유닛의 상세도를 나타낸다.1 and 2 are conceptual views for explaining a process of performing a horizontal tool exchange in a state in which a 90 degree angle attachment is installed on the spindle of a machine tool including an automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention. It shows a detailed view of the automatic tool changing unit at the time of horizontal tool change of the machine tool automatic tool change device according to the present invention. Figure 4 shows a conceptual diagram of a state in which a vertical tool exchange is performed in the spindle of a machine tool including an automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention, and Figure 5 is a vertical tool of the automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention. A detailed view of the automatic tool changing unit at the time of replacement is shown. 6 to 9 are conceptual views for explaining a process of performing tool exchange at a specific vertical direction in a state in which a universal head attachment is mounted on a spindle of a machine tool including an automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention, FIG. shows a detailed view of the automatic tool changing unit at the time of tool change in the vertical direction of the machine tool automatic tool changer according to the present invention.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "수평방향"이란 동일부재에서 가로방향, 즉 도 1에서 R1 방향을 의미하고, "수직방향"이란 수평방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 세로방향, 즉 도 1에서 R2 방향을 의미한다. 또한, "상방(상부)"이란 수직방향에서 위쪽 또는 위쪽을 향하는 방향을 의미하고, "하방(하부)"이란 수직방향에서 아래쪽 또는 아래쪽을 향하는 방향을 의미한다. 또한, "내부(내측)"란 동일부재에서 상대적으로 중심에 가까운 쪽 또는 안쪽을 의미하고, "외부(외측)"란 동일부재에서 상대적으로 중심에서 먼쪽 또는 바깥쪽을 의미한다. "일단(일측)"이란 동일부재에서 한쪽 끝 부분을 의미하고, "타단(타측)"이란 동일부재에서 "일단"의 대향되는 부분 즉, 동일부재에서 다른 쪽 끝 부분을 의미한다. Definitions of terms used below are as follows. "Horizontal direction" means a horizontal direction in the same member, that is, the R1 direction in FIG. 1, and "vertical direction" means a vertical direction in the same member while orthogonal to the horizontal direction, that is, the R2 direction in FIG. In addition, "upper (upper)" means a direction upward or upward in the vertical direction, and "downward (lower)" means a downward or downward direction in the vertical direction. In addition, "inside (inside)" means a side relatively close to the center or inside of the same member, and "outside (outside)" means a side relatively far from the center or outside of the same member. "One end (one side)" means one end of the same member, and "the other end (other side)" means the opposite portion of the "one end" of the same member, that is, the other end of the same member.

도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치(10)를 설명한다. 도 1 내지 도 10에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치(10)는 공구매거진(20)과 자동공구교환부(30)를 포함한다.An automatic tool changing device 10 of a machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 . 1 to 10 , the automatic tool changing device 10 of a machine tool according to the present invention includes a tool magazine 20 and an automatic tool changing unit 30 .

도 1에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치(10)를 포함하는 공작기계(1), 특히 문형 머시닝센터는 베드(2)가 지면에 설치되고, 테이블(3)이 베드를 따라 수평으로 이동가능하도록 베드의 상부에 설치된다. 한 쌍의 컬럼(4)이 베드의 양측에 지면에 대해 수직으로 설치된다. 크로스레일(5)이 한 쌍의 컬럼을 따라 수직으로 이동 가능하도록 한 쌍의 컬럼의 일부에 설치된다. 스핀들(6)이 수직으로 이동가능하도록 크로스레일(5)에 결합 설치되고, 다양한 가공을 수행하기 위해 어태치먼트(7)가 스핀들의 하단에 탈부착 가능하게 설치될 수 있다. As shown in Fig. 1, in the machine tool 1 including the automatic tool changing device 10 of the machine tool according to the present invention, especially the door-shaped machining center, the bed 2 is installed on the ground, the table 3 is It is installed on the top of the bed to be movable horizontally along the bed. A pair of columns 4 are installed on both sides of the bed perpendicular to the ground. The cross rail 5 is installed in a part of the pair of columns so as to be vertically movable along the pair of columns. The spindle 6 is coupled to the cross rail 5 so that it can move vertically, and the attachment 7 may be detachably installed at the lower end of the spindle to perform various processing.

본 발명에 의한 공작기계(1), 특히 문형 머시닝센터는 다양한 형상의 공작물을 다양한 공간과 각도에서 가공하기 위해 스핀들(6)의 하단에 더미 헤드 어태치먼트, 다양한 3차원 가공을 위해 공구를 수직방향이나 수평방향에서 어느 각도로도 자유롭게 움직일 수 있는 회전 2축이 가능한 유니버설 헤드 어태치먼트, 익스텐션 헤드 어태치먼트, 앵글 헤드 어태치먼트 등을 탈부착 가능하게 장착할 수 있다.The machine tool 1 according to the present invention, particularly the door-shaped machining center, is a dummy head attachment to the lower end of the spindle 6 in order to process various shapes of workpieces in various spaces and angles. Universal head attachment, extension head attachment, and angle head attachment that can rotate freely in any angle in the horizontal direction can be detachably installed.

본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치(10)를 설명하기 위해도 1 내지 도 2에서 수평방향 공구교환을 위해 스핀들(6)에 90도 앵글 헤드 어태치먼트(7))가 장착된 상태로 도시하였고, 도 6 내지 도 9에서 수직방향의 특정 각도에서 공구교환을 위해 스핀들(6)에 유니버셜헤드 어태치먼트(7)가 장착된 상태로 도시하였으며, 도 4에서는 스핀들(6)에 공구(22)가 직결되는 상태로 도시하였다. 또한, 도 2, 도 4, 및 도 6 내지 도 9에서는 본 발명의 설명을 위해 편의상 베드와 테이블을 삭제한 상태로 도시하였다.In order to explain the automatic tool changing device 10 of the machine tool according to the present invention, it is shown in Figs. 6 to 9, the universal head attachment 7 is mounted on the spindle 6 for tool exchange at a specific angle in the vertical direction, and in FIG. 4, the tool 22 is mounted on the spindle 6 It is shown in a state of being directly connected. In addition, in FIGS. 2, 4, and 6 to 9, the bed and the table are removed for convenience of explanation of the present invention.

공구매거진(20)은 컬럼에 인접하게 설치되어 스핀들 또는 어태치먼트에 탈부착 가능하게 장착되는 다수의 공구(22)를 수납한다. 즉, 공구매거진(20)은 공작기계의 베드의 일측에 컬럼과 인접하게 설치되어 다수의 공구포트(21)를 구비하고 각 공구포트에 공구를 수납 보관함에 따라 가공프로그램에 따라 필요한 다양한 공구를 보관한다.The tool magazine 20 is installed adjacent to the column and accommodates a plurality of tools 22 detachably mounted on a spindle or an attachment. That is, the tool magazine 20 is installed adjacent to the column on one side of the bed of the machine tool, has a plurality of tool ports 21, and stores various tools required according to the machining program as the tools are stored and stored in each tool port. do.

자동공구교환유닛(30)은 제한부(400)를 구비하고, 한 쌍의 컬럼 중에서 1개의 컬럼 또는 크로스레일에 설치된다. 도 1 내지 도 10에서 자동공구교환유닛이 크로스레일에 결합 설치되는 것으로 도시되어 있으나 필요에 따라 컬럼에 설치될 수 있다. The automatic tool changing unit 30 includes a limiting unit 400 and is installed in one column or a cross rail among a pair of columns. Although it is shown that the automatic tool changing unit is coupled to the cross rail in FIGS. 1 to 10, it may be installed in the column if necessary.

이러한 자동공구교환유닛은 스핀들이나 어태치먼트의 배치각도에 따라 제한부를 통해 선택적으로 수평방향, 수직방향 또는 수직방향의 특정 각도에서 스핀들 또는 어태치먼트에 장착된 공구와 공구매거진에 보관중인 공구를 자동으로 교환한다. 즉, 자동공구교환유닛은 스핀들이나 어태치먼트에 장착되는 공구의 교환각도에 따라 수평방향(도 3에서 B), 수직방향(도 5에서 C), 또는 특정각도를 갖는 어태치먼트가 장착되는 경우와 같이 수직방향의 특정 각도(도 10에서 D)에서 스핀들이나 어태치먼트에 장착된 공구와 공구매거진에 보관중인 공구를 가공프로그램에 따른 제어부의 제어를 통해 수평방향 전환부, 수직방향 전환부, 및 제한부에 의해 선택적으로 별도의 복잡하거나 추가적인 구성 없이 자동으로 신속하고 정확하게 교환할 수 있다.This automatic tool changing unit automatically exchanges the tool stored in the tool magazine with the tool mounted on the spindle or attachment at a specific angle in the horizontal, vertical or vertical direction selectively through the limiter according to the arrangement angle of the spindle or attachment. . That is, the automatic tool changing unit is installed in a horizontal direction (B in FIG. 3), a vertical direction (C in FIG. 5), or a vertical direction such as when an attachment having a specific angle is mounted depending on the exchange angle of the tool mounted on the spindle or attachment. At a specific angle (D in Fig. 10) of the direction, the tool mounted on the spindle or attachment and the tool stored in the tool magazine are controlled by the control unit according to the machining program by the horizontal direction conversion unit, the vertical direction conversion unit, and the limiting unit. Optionally, they can be exchanged automatically, quickly and accurately without complicated or additional configuration.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치는 스핀들이나 어태치먼트의 배치각도에 따라 제한부를 통해 선택적으로 수평방향과 수직방향 뿐만아니라 수직방향의 특정 각도에서 스핀들 또는 어태치먼트에 장착된 공구와 공구매거진에 보관중인 공구까지도 수작업이 아니라 별도의 복잡하거나 추가적인 구성 없이 자동으로 신속하고 정확하게 교환함에 따라 비가공시간 감소에 따라 생산성을 향상하고, 가공비용을 절감하며, 소형화를 통해 공간활용도를 극대화하고, 제조비용과 설치비용을 절감할 수 있다.Therefore, the automatic tool changer of the machine tool according to the present invention is selectively installed on the spindle or attachment at a specific angle in the vertical direction as well as in the horizontal and vertical directions through the limiting part according to the arrangement angle of the spindle or attachment. Even tools stored in the warehouse are automatically exchanged quickly and accurately without any complicated or additional configuration instead of by hand. It can reduce the cost and installation cost.

도 1 내지 도 10에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치(10)의 자동공구교환유닛(30)은 공구교환부(100), 수평방향 전환부(200), 수직방향 전환부(300), 제한부(400), 및 제어부(500)를 포함한다.1 to 10, the automatic tool changing unit 30 of the automatic tool changing device 10 of a machine tool according to the present invention includes a tool changing unit 100, a horizontal direction conversion unit 200, and a vertical direction. It includes a switching unit 300 , a limiting unit 400 , and a control unit 500 .

도 1 내지 도 10에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치(10)의 자동공구교환유닛(30)의 공구교환부(100)는 공구(22)를 파지하는 체인저암(110)을 구비하고, 스핀들 또는 어태치먼트와 공구매거진 사이에서 공구를 교환한다.1 to 10, the tool changing unit 100 of the automatic tool changing unit 30 of the automatic tool changing device 10 of the machine tool according to the present invention includes a changer arm ( 110), and exchanges the tool between the spindle or attachment and the tool magazine.

또한, 공구교환부(100)는 제1 액츄에이터(120)와 제2 액츄에이터(130)를 포함한다.Also, the tool changing unit 100 includes a first actuator 120 and a second actuator 130 .

제1 액츄에이터(120)는 체인저암을 회전시킨다. 즉, 제1 액츄에이터(120)는 공구교환을 위해 제어부의 제어에 따라 체인저암을 180도 회전시킨다. The first actuator 120 rotates the changer arm. That is, the first actuator 120 rotates the changer arm by 180 degrees under the control of the controller for tool exchange.

제2 액츄에이터(130)는 체인저암을 직선 왕복이동시킨다. 즉, 제2 액츄에이터(130)는 공구포트나 스핀들에서 공구를 인출하거나 인입시키기 위해 체인저암을 전후진 이동시킨다. The second actuator 130 linearly reciprocates the changer arm. That is, the second actuator 130 moves the changer arm forward and backward in order to withdraw or insert the tool from the tool port or the spindle.

이러한 제1 액츄에이터와 제2 액츄에이터는 유압실린더 또는 공압실린더로 형성되어 수평방향 전환부의 베이스부 또는 수직방향 전환부의 서포트부에 설치될 수 있다.The first actuator and the second actuator are formed of a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder and may be installed on the base portion of the horizontal direction conversion unit or the support part of the vertical direction conversion unit.

수평방향 전환부(200)는 한 쌍의 컬럼 중에서 1개의 컬럼 또는 크로스레일에 이동가능하게 설치되어 공구교환부를 수평방향으로 선회시킨다. 즉, 도 1 내지 도 2 및 도 6 내지 도 8에 도시된 것처럼, 수평방향 전환부(200)는 공구교환부(100)를 1차적으로 수평방향(R1)으로 회전시킨다.The horizontal direction conversion unit 200 is movably installed in one column or a cross rail among a pair of columns to rotate the tool changing unit in the horizontal direction. That is, as shown in FIGS. 1 to 2 and 6 to 8 , the horizontal direction switching unit 200 primarily rotates the tool changing unit 100 in the horizontal direction R1 .

도 1 내지 도 10에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치(10)의 자동공구교환유닛(30)의 수평방향 전환부(200)는 베이스부(210), 수평 구동부(220), 및 수평 이송부(230)를 포함한다.1 to 10, the horizontal direction switching unit 200 of the automatic tool changing unit 30 of the automatic tool changing device 10 of the machine tool according to the present invention includes a base portion 210, a horizontal drive unit ( 220 ), and a horizontal transfer unit 230 .

베이스부(210)는 한 쌍의 컬럼 중에서 1개의 컬럼 또는 크로스레일에 직선 이동 및 수평방향으로 틸팅가능하게 설치된다. 즉, 베이스부는 한 쌍의 컬럼 중에서 1개의 컬럼 또는 크로스레일에 직선 이동하면서 수평방향으로 틸팅 가능하게 설치된다. 베이스부는 자동공구교환유닛의 외형을 형성하고 상술한 공구교환부와 후술하는 수직방향 전환부 및 제한부가 설치되는 공간을 제공한다. The base part 210 is installed in one column or a cross rail among a pair of columns to be movable in a straight line and tiltable in a horizontal direction. That is, the base part is installed to be tiltable in the horizontal direction while linearly moving on one column or cross rail among the pair of columns. The base part forms the outer shape of the automatic tool changing unit and provides a space in which the aforementioned tool changing part and the vertical direction changing part and limiting part to be described later are installed.

수평 구동부(220)는 베이스부를 수평방향으로 전환시킨다. 즉, 수평 구동부는 베이스부에 설치되어 제어부의 제어에 따라 작동하여 베이스부와 베이스부에 장착되는 공구교환부를 수평방향(R1)으로 90도 회전시켜 스핀들 또는 어태치먼트로 인접하게 이동시키거나 공구매거진에 인접하도록 이동시킨다. 이러한 수평 구동부는 유압실린더 또는 공압실린더로 형성될 수 있다.The horizontal driving unit 220 converts the base unit in a horizontal direction. That is, the horizontal driving unit is installed in the base and operates under the control of the control unit to rotate the base and the tool changing unit mounted on the base by 90 degrees in the horizontal direction (R1) to move them adjacently to the spindle or attachment or to the tool magazine. move to be adjacent. Such a horizontal driving unit may be formed of a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder.

수평 이송부(230)는 베이스부를 직선 이동시킨다. 즉, 수평 이송부는 수평 구동부에 따라 베이스부가 수평방향으로 90도 전환된 상태에서 공구교환을 위해 스핀들이나 어태치먼트 또는 공구매거진에 근접하도록 베이스부를 수평방향으로 이동시킨다. 이러한 수평 이송부는 실린더, 엘엠가이드, 랙/피니언 등으로 형성될 수 있다. The horizontal transfer unit 230 moves the base unit in a straight line. That is, the horizontal transfer unit horizontally moves the base unit to be close to the spindle, attachment, or tool magazine for tool exchange in a state in which the base unit is rotated by 90 degrees in the horizontal direction according to the horizontal driving unit. Such a horizontal transfer unit may be formed of a cylinder, an LM guide, a rack/pinion, and the like.

수직방향 전환부(300)는 수평방향 전환부와 독립적으로 공구교환부를 수직방향으로 선회시킨다. 즉, 도 1 및 도 9 도시된 것처럼, 수직방향 전환부(300)는 공구교환부(100)를 2차적으로 수직방향(R2)으로 회전시킨다. 수평방향 전환부에 의해 1차적으로 수평방향으로 회전된 공구교환부를 수직방향으로 90도 회전시켜 수직교환위치(도 3, 도 5, 도 10에서 C)로 전환하거나 현재 상태를 유지하여 수평교환위치(도 3, 도 5, 도 10에서 B)를 유지할지를 수직방향 전환부에서 결정한다.The vertical direction conversion unit 300 pivots the tool changing unit in the vertical direction independently of the horizontal direction conversion unit. That is, as shown in FIGS. 1 and 9 , the vertical direction conversion unit 300 rotates the tool changing unit 100 secondarily in the vertical direction R2. By rotating the tool changer, which has been primarily rotated in the horizontal direction by the horizontal direction changer, in the vertical direction by 90 degrees, it is converted to the vertical exchange position (C in FIGS. (B in FIGS. 3, 5, and 10) is determined by the vertical direction switching unit.

도 1 내지 도 10에 도시된 것처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치(10)의 자동공구교환유닛(30)의 수직방향 전환부(300)는 서포트부(310) 및 수직 구동부(320)를 포함한다. 1 to 10, the vertical direction switching unit 300 of the automatic tool changing unit 30 of the automatic tool changing device 10 of the machine tool according to the present invention is a support unit 310 and a vertical drive unit ( 320).

서포트부(310)는 베이스부에 수직방향으로 틸팅가능하게 설치된다. 즉, 서포트부는 공구교환부가 결합되어 베이스부에 수직방향으로 틸팅 가능하게 설치되어 서포트부의 틸팅에 따라 공구교환부를 연동하여 수직방향으로 회전시킨다.The support part 310 is installed to be tiltable in the vertical direction on the base part. That is, the support part is installed so as to be tiltable in the vertical direction in which the tool changing part is coupled to the base part, and rotates in the vertical direction by interlocking the tool changing part according to the tilting of the support part.

수직 구동부(320)는 서포트부를 수직방향으로 전환시키는 동력을 발생시킨다. 즉, 수직 구동부는 베이스부에 설치되어 제어부의 제어에 따라 작동하여 서포트부와 서포트부에 장착되는 공구교환부를 수직방향(R2)으로 90도 회전시켜 스핀들 또는 어태치먼트의 배치각도와 나란하게 이동시킨다. 이러한 수직 구동부는 유압실린더 또는 공압실린더로 형성될 수 있다.The vertical driving unit 320 generates power for converting the support unit in a vertical direction. That is, the vertical driving unit is installed on the base and operates under the control of the control unit to rotate the support unit and the tool change unit mounted on the support unit by 90 degrees in the vertical direction (R2) to move in parallel with the arrangement angle of the spindle or attachment. Such a vertical drive unit may be formed of a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder.

제어부(500)는 공구교환부, 수평방향 전환부, 수직방향 전환부, 및 제한부의 작동을 제어한다. 또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 제어부는 주조작부를 포함하고, 이러한 주조작부는 화면표시 프로그램과 화면표시 선택에 따른 데이터 입력 프로그램을 포함하고, 화면표시 프로그램의 출력에 따라 표시화면에 소프트웨어 스위치를 디스플레이하고, 소프트웨어 스위치의 온(ON)/오프(OFF)를 인식하여 기계 동작의 입출력 명령을 내리는 기능을 수행한다. 또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 주조작부는 공작기계의 하우징, 케이스, 또는 일측에 설치되어 다양한 기능스위치 또는 버튼과 각종 정보를 표시할 수 있는 모니터를 구비한다. 또한, 제어부는 NC(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control)를 포함하고, 각종 수치 제어 프로그램이 내장되어 있어 PLC 등을 통해 가공프로그램에 따라 공구교환부, 수평방향 전환부, 수직방향 전환부, 및 제한부의 작동을 제어한다.The control unit 500 controls the operation of the tool changing unit, the horizontal direction conversion unit, the vertical direction conversion unit, and the limiter. In addition, although not shown in the drawings, according to a preferred embodiment of the present invention, the control unit includes a main operation unit, and the main operation unit includes a screen display program and a data input program according to screen display selection, and a screen display program Displays the software switch on the display screen according to the output of the software switch, recognizes the ON/OFF of the software switch, and executes the function of issuing input/output commands for machine operation. In addition, although not necessarily limited thereto, the main operation unit includes a monitor that is installed on the housing, case, or one side of the machine tool to display various function switches or buttons and various information. In addition, the control unit includes NC (numerical control, NC) or CNC (computerized numerical control), and various numerical control programs are built-in. Controls the operation of the portion, and the limiting portion.

제한부(400)는 수직방향 전환부의 작동시에 제어부의 제어에 따라 스핀들이나 어태치먼트에 장착되는 공구의 교환각도에 따라 공구교환부의 수직방향 선회각도를 자동으로 조절한다.The limiter 400 automatically adjusts the vertical turning angle of the tool changing part according to the exchange angle of the tool mounted on the spindle or attachment according to the control of the controller when the vertical direction switching part is operated.

이처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치는 수평방향과 수직방향 뿐만아니라 수직방향의 특정 각도에서 스핀들 또는 어태치먼트에 장착된 공구와 공구매거진에 보관중인 공구까지도 자동으로 신속하고 정확하게 교환함에 따라 작업자의 편의를 도모하고, 공작기계의 안전성과 신뢰성을 향상하고, 제한부와 같은 간단한 장비 구성을 통해 수평방향과 수직방향 및 수직방향의 특정 각도에서의 공구교환을 선택적으로 자동으로 수행함에 따라 장비의 소형화 및 자동화를 통해 유지보수 비용을 절감하고, 안전사고를 미연에 방지하며, 가공활용성을 향상하여 소비자의 만족도를 향상할 수 있다.As such, the automatic tool changer of a machine tool according to the present invention automatically and quickly and accurately exchanges tools mounted on a spindle or attachment and tools stored in a tool magazine at a specific angle in the vertical direction as well as in the horizontal and vertical directions. It promotes operator convenience, improves the safety and reliability of machine tools, and selectively and automatically performs tool exchange at specific angles in the horizontal and vertical directions and vertical directions through a simple equipment configuration such as a limiter. Through miniaturization and automation, maintenance costs can be reduced, safety accidents can be prevented in advance, and customer satisfaction can be improved by improving processing usability.

도 3, 도 5, 및 도 10에 도시된 거처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치(10)의 자동공구교환유닛(30)의 제한부(400)는 틸팅부(410), 홀딩부(420), 및 선택부(430)를 포함한다.3, 5, and 10, the limiting part 400 of the automatic tool changing unit 30 of the automatic tool changing device 10 of the machine tool according to the present invention is a tilting part 410, It includes a holding unit 420 and a selection unit 430 .

틸팅부(410)는 체인저암과 연동하여 수직방향으로 틸팅한다. 즉, 틸팅부(410)는 서포트부에 체인저암과 연결되게 설치되어 수직 구동부의 작동에 따라 서포트부 및 체인저암과 연동하여 동일한 수직방향(R2)으로 틸팅한다.The tilting unit 410 tilts in the vertical direction in conjunction with the changer arm. That is, the tilting part 410 is installed in the support part to be connected to the changer arm and interlocks with the support part and the changer arm according to the operation of the vertical driving part to tilt in the same vertical direction R2.

홀딩부(420)는 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 체인저암의 수평교환위치(B) 또는 수직교환위치(C)를 제한한다. 즉, 홀딩부(420)는 틸팅부와 인접하게 설치되어 수직 구동부의 작동에 따라 서포트부와 틸팅부가 연동하여 틸팅할 때에 틸팅부의 회전을 억제하여 체인저암의 수평교환위치 또는 수직교환위치를 제한한다.The holding part 420 limits the horizontal exchange position (B) or the vertical exchange position (C) of the changer arm when the tilting part is vertically tilted. That is, the holding unit 420 is installed adjacent to the tilting unit to suppress the rotation of the tilting unit when the support unit and the tilting unit are interlocked and tilted according to the operation of the vertical driving unit, thereby limiting the horizontal or vertical exchange position of the changer arm. .

선택부(430)는 수직방향의 특정 각도에서 공구교환이 필요한 경우에 틸팅부의 수직방향 틸팅 각도를 선택적으로 제한한다. 즉, 홀딩부에 의해 1차적으로 수평방향 또는 수직방향의 공구교환이 선택되고, 수직방향의 특정 각도에서 공구교환이 필요한 경우 수직 구동부가 작동된 상태에서 선택부에 의해 추가적으로 수직방향의 특정 각도로 틸팅부의 틸팅을 제한하여 틸팅부를 특정 각도에서 정지시킨다.The selection unit 430 selectively limits the vertical tilting angle of the tilting unit when a tool exchange is required at a specific angle in the vertical direction. That is, when the tool change in the horizontal direction or the vertical direction is primarily selected by the holding unit, and a tool change is required at a specific angle in the vertical direction, the vertical drive unit is operated and the tool change is additionally changed to a specific angle in the vertical direction by the selection unit in a state in which the vertical drive unit is operated. By limiting the tilting of the tilting part, the tilting part is stopped at a specific angle.

도 3, 도 5, 및 도 10에 도시된 거처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치(10)의 자동공구교환유닛(30)의 제한부(400)의 홀딩부(420)는 조인트부(421), 제1 스토퍼부(422), 제2 스토퍼부(423), 및 지지부(424)를 포함한다.3, 5, and 10, the holding part 420 of the limiting part 400 of the automatic tool changing unit 30 of the automatic tool changing device 10 of the machine tool according to the present invention is It includes a joint part 421 , a first stopper part 422 , a second stopper part 423 , and a support part 424 .

조인트부(421)는 틸팅부에 인접하도록 수직방향 전환부의 일부에 설치된다. 즉, 조인트부는 틸팅부에 인접하도록 베이스부에 고정 설치되고, 일측이 서포트부를 경유하여 틸팅부로 연장 형성된다.The joint part 421 is installed in a part of the vertical direction conversion part so as to be adjacent to the tilting part. That is, the joint part is fixed to the base part so as to be adjacent to the tilting part, and one side is formed to extend to the tilting part via the support part.

제1 스토퍼부(422)는 조인트부에 수평방향으로 배치되어 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 틸팅부의 일측과 접촉하여 틸팅부의 수직방향 회전을 억제함에 따라 체인저암의 수평교환위치(B)를 유지하는 기능을 수행한다. The first stopper part 422 is disposed in the horizontal direction on the joint part and comes into contact with one side of the tilting part during vertical tilting of the tilting part to suppress vertical rotation of the tilting part, thereby maintaining the horizontal exchange position (B) of the changer arm. perform the function

제2 스토퍼부(423)는 조인트부에 수직방향으로 배치되어 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 틸팅부의 타측과 접촉하여 틸팅부의 수직방향 회전을 억제함에 따라 체인저암의 수직교환위치(C)를 유지하는 기능을 수행한다.The second stopper part 423 is disposed in the vertical direction on the joint part and comes into contact with the other side of the tilting part when the tilting part is vertically tilted to suppress vertical rotation of the tilting part, thereby maintaining the vertical exchange position (C) of the changer arm. perform the function

지지부(424)는 제2 스토퍼부와 마주하면서 평행하도록 조인트부에 수직방향으로 배치되어 슬라이드부와 틸팅부의 접촉시에 슬라이드부의 수직방향 이동을 억제하고 지지한다.The support part 424 is disposed in a vertical direction to the joint part so as to face and parallel to the second stopper part to suppress and support the vertical movement of the slide part when the slide part and the tilting part contact each other.

도 3, 도 5, 및 도 10에 도시된 거처럼, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치(10)의 자동공구교환유닛(30)의 제한부(400)의 선택부(430)는 가이드부(431), 슬라이드부(432), 작동부(433), 및 억제부(434)를 포함한다.3, 5, and 10, the selection unit 430 of the limiting unit 400 of the automatic tool changing unit 30 of the automatic tool changing device 10 of the machine tool according to the present invention is It includes a guide part 431 , a slide part 432 , an operation part 433 , and a restraining part 434 .

가이드부(431)는 수평방향 전환부에 수직방향으로 연장 형성된다. 즉, 가이드부(431)는 베이스부에 수직방향으로 연장 형성된다. 바람직하게는 가이드부는 LM가이드, 랙기어, 볼스크류 형태로 형성될 수 있다.The guide part 431 is formed to extend in the vertical direction to the horizontal direction conversion part. That is, the guide portion 431 is formed to extend in the vertical direction to the base portion. Preferably, the guide part may be formed in the form of an LM guide, a rack gear, or a ball screw.

슬라이드부(432)는 가이드부를 따라 수직방향으로 직선 이동하여 틸팅부의 수직방향 틸팅을 억제한다. 즉, 슬라이드부는 수직 구동부의 작동에 따라 수직방향 전환부가 작동하여 틸팅부가 틸팅할 때에 작동부의 작동에 따라 수직방향의 상부로 직선 이동하여 틸팅부의 타측과 접촉하여 수직방향의 특정 각도에서 틸팅부의 수직방향 회전을 제한하여 체인저암이 수직방향 특정각도 교환위치(D)에 위치하도록 하고 체인저암의 수직방향 특정각도 교환위치(D)를 유지시킨다.The slide part 432 moves in a straight line in the vertical direction along the guide part to suppress vertical tilting of the tilting part. That is, the slide unit moves in a straight line upward in the vertical direction according to the operation of the operation unit when the tilting unit tilts as the vertical direction conversion unit operates according to the operation of the vertical driving unit, and comes into contact with the other side of the tilting unit in the vertical direction of the tilting unit at a specific angle in the vertical direction. Rotation is restricted so that the changer arm is positioned at the vertical direction specific angle exchange position (D), and the changer arm maintains the vertical direction specific angle exchange position (D).

작동부(433)는 슬라이드부를 직선 이동시키는 동력을 발생시킨다. 작동부는 수직방향 특정 각도가 정해진 경우에는 유압실린더 또는 공압실린더로 형성되고, 수직방향의 90도 틸팅각도의 범위에서 모든 각도를 제한하기 위해서는 피니언과 볼스크류를 구동시키는 서보모터로 형성될 수 있다.The operation unit 433 generates power for linearly moving the slide unit. The operation unit is formed of a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder when a specific angle in the vertical direction is determined, and in order to limit all angles in the range of a 90-degree tilting angle in the vertical direction, it may be formed as a servomotor for driving a pinion and a ball screw.

억제부(434)는 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 가이드부를 따라 이동하는 슬라이드부의 직선 이동 거리에 따라 틸팅부의 타측과 접촉하여 틸팅부의 특정 각도에서 수직방향 회전을 억제함에 따라 체인저암의 수직방향 특정각도 교환위치(D)를 유지하고 지지하는 기능을 수행한다.When the tilting part is tilted in the vertical direction, the suppressor 434 contacts the other side of the tilting part according to the linear movement distance of the slide part moving along the guide part to suppress vertical rotation at a specific angle of the tilting part. It maintains and supports the exchange position (D).

도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 수평방향, 수직방향, 및 수직방향 특정 각도에서의 자동공구교환원리를 설명한다.The principle of automatic tool changing at specific angles in the horizontal direction, vertical direction, and vertical direction of the automatic tool changing device for a machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10 .

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 수평교환위치(B)에서 수평방향의 공구교환 작동원리를 설명한다. 도 1에 도시된 것처럼, 가공프로그램상 공구교환전에 가공이 진행중인 상태에서 자동공구교환장치는 준비위치(A)를 유지하면서 공구매거진에 인접한 위치에서 대기상태를 유지한다.A tool change operation principle in the horizontal direction at the horizontal exchange position (B) of the automatic tool changer of the machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 . As shown in Fig. 1, in a state in which machining is in progress before tool change on the machining program, the automatic tool changer maintains the standby state at a position adjacent to the tool magazine while maintaining the ready position (A).

이후 가공프로그램에 의한 제어부의 제어에 따라 스핀들에 90도 앵글 어태치먼트가 장착되어 공구교환 각도가 수평교환위치(B)에서 공구교환이 필요한 경우에 자동공구교환유닛(30)은 공구매거진의 공구포트에 장착된 대기공구를 체인저암이 파지하기 위해 수평 이송부의 작동에 따라 공구매거진의 공구포트에 장착된 대기공구로 이동한다. Afterwards, when a 90 degree angle attachment is mounted on the spindle under the control of the control unit by the machining program and tool change is required at the horizontal exchange position (B), the automatic tool change unit 30 is located in the tool port of the tool magazine. In order for the changer arm to grip the installed standby tool, it moves to the standby tool installed in the tool port of the tool magazine according to the operation of the horizontal transfer unit.

이후 도 2에 도시된 것처럼, 대기공구를 파지한 체인저암이 다시 수평 이송부에 의해 원래의 위치로 이동하고, 수평 구동부가 작동하여 베이스부와 베이스부에 장착된 체인저암이 수평방향(R1)으로 90도 회전한다. 이후 다시 공구교환을 위해 90도 앵글 어태치먼트로 인접하도록 수평 이송부에 의해 직선 이동한다. Thereafter, as shown in FIG. 2 , the changer arm holding the standby tool is moved back to its original position by the horizontal transfer unit, and the horizontal driving unit operates to move the base unit and the changer arm mounted to the base unit in the horizontal direction (R1). rotate 90 degrees After that, it moves linearly by the horizontal transfer unit so that it is adjacent to a 90 degree angle attachment for tool change again.

이후, 도 3에 도시된 것처럼, 수직 구동부가 작동하여 서포트부를 수직상방으로 잡아당겨서 틸팅부가 수직방향(R2)의 상방으로 회전하고 체인저암이 서포트부와 연동하여 수직방향으로 회전하고 틸팅부의 일측이 조인트부의 제1 스토퍼부에 의해 틸팅이 억제됨에 따라 체인저암이 수평교환위치(B)가 유지된다. 수평교환위치로 체인저암이 유지된 상태로 제2 액츄에이터가 작동하여 90도 앵글 어태치먼트에 장착된 공구를 탈거하고, 제1 액츄에이터가 작동하여 체인저암이 180도 회전한다. 이후 다시 제2 액츄에이터가 작동하여 새로운 공구를 90도 앵글 어태치먼트에 클램핑한다. 이후 제어부에 의해 반대되는 동작을 통해 공구교환부가 준비위치(A)로 다시 이동한다.Thereafter, as shown in FIG. 3, the vertical driving unit operates to pull the support unit vertically upward, and the tilting unit rotates upward in the vertical direction (R2), and the changer arm rotates in the vertical direction in conjunction with the support unit, and one side of the tilting unit rotates in the vertical direction. The horizontal exchange position (B) of the changer arm is maintained as tilting is suppressed by the first stopper part of the joint part. While the changer arm is maintained in the horizontal exchange position, the second actuator operates to remove the tool mounted on the 90 degree angle attachment, and the first actuator operates to rotate the changer arm by 180 degrees. The second actuator then operates again to clamp the new tool to the 90 degree angle attachment. Thereafter, the tool changing unit moves back to the ready position (A) through the opposite operation by the control unit.

도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 수직교환위치(C)에서 수직방향의 공구교환 작동원리를 설명한다. 도 4 내지 도 5는 스핀들에 공구가 수직방향으로 장착되어 공구교환 각도가 수직방향으로 형성된다. 가공프로그램상 공구교환전에 가공이 진행중인 상태에서 자동공구교환장치는 준비위치(A)를 유지하면서 공구매거진에 인접한 위치에서 대기상태를 유지한 후에 도 1 내지 도 3과 같이 수평방향(R1)으로 1차적으로 이동하는 것은 수직방향 공구교환에서도 동일하게 이루어짐에 따라 이하에서는 이 과정에 대한 설명은 생략한다. A tool change operation principle in the vertical direction at the vertical exchange position (C) of the automatic tool changer of the machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 5 . 4 to 5 show that the tool is mounted on the spindle in the vertical direction, so that the tool change angle is formed in the vertical direction. In the state in which machining is in progress before tool change in the machining program, the automatic tool changer maintains the ready position (A) and maintains the standby state at the position adjacent to the tool magazine, then moves 1 in the horizontal direction (R1) as shown in FIGS. 1 to 3 . Since the progressive movement is performed in the same way in the vertical direction tool exchange, a description of this process will be omitted below.

이후, 도 1 내지 도 3과 같은 과정 이후에 도 4에 도시된 것처럼, 가공프로그램에 의한 제어부의 제어에 따라 스핀들에 수직교환위치(C)에서 공구교환이 필요한 경우에 수직 구동부가 작동하여 서포트부를 수직하방으로 90도 선회시킨다. 즉, 수직 구동부에 의해 서포트부와 체인저암이 수직방향(R2)의 하방으로 90도 회전하고, 틸팅부가 수직방향(R2)의 하방으로 회전하고 체인저암이 서포트부와 연동하여 수직방향으로 회전하고 틸팅부의 타측이 조인트부의 제2 스토퍼부에 의해 틸팅이 억제됨에 따라 체인저암이 수평교환위치(C)에서 수직교환위치(C)로 전환된다. 수직교환위치로 체인저암이 유지된 상태로 제2 액츄에이터가 작동하여 스핀들에 장착된 공구를 탈거하고, 제1 액츄에이터가 작동하여 체인저암이 180도 회전한다. 이후 다시 제2 액츄에이터가 작동하여 새로운 공구를 스핀들에 클램핑한다. 이후 제어부에 의해 반대되는 동작을 통해 공구교환부가 준비위치(A)로 다시 이동한다.Thereafter, as shown in FIG. 4 after the process of FIGS. 1 to 3, when a tool exchange is required at the vertical exchange position (C) on the spindle under the control of the control unit by the machining program, the vertical drive unit operates to operate the support unit. Turn 90 degrees vertically downwards. That is, the support part and the changer arm rotate 90 degrees downward in the vertical direction R2 by the vertical drive part, the tilting part rotates downward in the vertical direction R2, and the changer arm rotates in the vertical direction in conjunction with the support part. As the tilting of the other side of the tilting part is suppressed by the second stopper part of the joint part, the changer arm is switched from the horizontal exchange position (C) to the vertical exchange position (C). While the changer arm is maintained in the vertical exchange position, the second actuator operates to remove the tool mounted on the spindle, and the first actuator operates to rotate the changer arm 180 degrees. Afterwards, the second actuator operates again to clamp the new tool to the spindle. Thereafter, the tool changing unit moves back to the ready position (A) through the opposite operation by the control unit.

도 6 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치의 수직방향 특정각도 교환위치(D)에서 수직방향 특정 각도의 공구교환 작동원리를 설명한다. 도 6 내지 도 10은 스핀들에 유니버셜헤드 어태치먼트가 장착되고, 유니버셜헤드 어태치먼트에는 공구가 수직방향 특정각도로 장착되어 공구교환 각도가 수직방향 특정각도로 형성된다. 가공프로그램상 공구교환전에 가공이 진행중인 상태에서 자동공구교환장치는 준비위치(A)를 유지하면서 공구매거진에 인접한 위치에서 대기상태를 유지한 후에 도 1 내지 도 3과 같이 수평방향(R1)으로 1차적으로 이동하는 것은 수직방향 특정각도 공구교환에서도 동일하게 이루어짐에 따라 이하에서는 이 과정에 대한 설명은 생략한다. The operation principle of changing the tool at a specific angle in the vertical direction in the vertical direction specific angle exchange position (D) of the automatic tool changing device of the machine tool according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 10 . 6 to 10 show that the universal head attachment is mounted on the spindle, and the tool is mounted on the universal head attachment at a specific vertical angle, so that the tool change angle is formed at a specific vertical direction. In the state in which machining is in progress before tool change in the machining program, the automatic tool changer maintains the ready position (A) while maintaining the standby state at the position adjacent to the tool magazine, and then moves 1 in the horizontal direction (R1) as shown in FIGS. 1 to 3 . Since the progressive movement is also made in the same way in the tool exchange at a specific angle in the vertical direction, a description of this process will be omitted below.

이후, 도 1 내지 도 3과 같은 과정 이후에 도 6에 도시된 것처럼, 가공프로그램에 의한 제어부의 제어에 따라 스핀들의 유니버셜헤드 어태치먼트에 수직방향 특정각도 교환위치(D)에서 공구교환이 필요한 경우에 수직 구동부가 작동하여 서포트부를 수직하방으로 선회시킨다. 즉, 수직 구동부에 의해 서포트부와 체인저암이 수직방향(R2)의 하방으로 회전한다. 수직 구동부의 작동과 동시에 제어부의 제어에 따라 수직방향 특정각도에서 공구교환이 필요한 경우 작동부를 작동시켜 슬라이드부의 수직상방으로 이동시킨다. 또한, 필요에 따라 다양한 수직방향 특정각도 공구교환이 필요한 경우에는 슬라이드부의 수직상방으로의 직선 이동량을 결정한다. 슬라이드부의 수직상방으로의 직선 이동량에 따라 수직방향 특정각도가 다르게 정해질 수 있다. Thereafter, as shown in FIG. 6 after the process of FIGS. 1 to 3 , when a tool exchange is required at a specific angle exchange position (D) in the vertical direction to the universal head attachment of the spindle under the control of the control unit by the machining program The vertical drive unit operates to pivot the support unit vertically downward. That is, the support part and the changer arm rotate downward in the vertical direction R2 by the vertical driving part. Simultaneously with the operation of the vertical drive unit, when a tool change is required at a specific angle in the vertical direction under the control of the control unit, the operating unit is operated to move the slide unit vertically upward. In addition, when a tool change at a specific angle in the vertical direction is required, the amount of linear movement in the vertical direction of the slide is determined. A specific angle in the vertical direction may be differently determined according to the amount of linear movement in the vertical upward direction of the slide part.

수직 구동부에 의해 서포트부와 체인저암이 수직방향(R2)의 하방으로 회전하고, 틸팅부도 수직방향(R2)의 하방으로 회전하고, 체인저암이 서포트부와 연동하여 수직방향으로 회전한다. 이때에 작동부의 작동에 의해 슬라이드부가 수직상방으로 원하는 수직방향 특정각도 공구교환에 필요한만큼 직선 이동하여 틸팅부의 타측이 슬라이드부와 접촉되거나 억제부와 접촉되어 틸팅부의 틸팅이 억제됨에 따라 체인저암이 수평교환위치(C) 또는 수직교환위치(C)에서 수직방향 특정각도 교환위치(D)로 전환된다. 수직방향 특정각도 교환위치로 체인저암이 유지된 상태로 제2 액츄에이터가 작동하여 스핀들에 장착된 공구를 탈거하고, 제1 액츄에이터가 작동하여 체인저암이 180도 회전한다. 이후 다시 제2 액츄에이터가 작동하여 새로운 공구를 스핀들에 클램핑한다. 이후 제어부에 의해 반대되는 동작을 통해 공구교환부가 준비위치(A)로 다시 이동한다.The support part and the changer arm rotate downward in the vertical direction R2 by the vertical drive part, the tilting part also rotates downward in the vertical direction R2, and the changer arm rotates in the vertical direction in conjunction with the support part. At this time, by the operation of the operation part, the slide part moves vertically upward as much as necessary for tool exchange at a specific angle in the desired vertical direction, and the other side of the tilting part comes into contact with the slide part or comes into contact with the restraining part to suppress the tilting of the tilting part, so that the changer arm is horizontal. It is switched from the exchange position (C) or the vertical exchange position (C) to the exchange position (D) at a specific angle in the vertical direction. While the changer arm is maintained at the exchange position at a specific angle in the vertical direction, the second actuator operates to remove the tool mounted on the spindle, and the first actuator operates to rotate the changer arm 180 degrees. Afterwards, the second actuator operates again to clamp the new tool to the spindle. Thereafter, the tool changing unit moves back to the ready position (A) through the opposite operation by the control unit.

따라서, 본 발명에 의한 공작기계의 자동공구교환장치는 스핀들이나 어태치먼트의 배치각도에 따라 제한부를 통해 선택적으로 수평방향과 수직방향 뿐만아니라 수직방향의 특정 각도에서 스핀들 또는 어태치먼트에 장착된 공구와 공구매거진에 보관중인 공구까지도 별도의 복잡한 구성이나 구조 없이 수직방향의 특정 각도에서도 공구 교환을 선택적으로 자동으로 수행함에 따라 비가공시간 감소에 따라 생산성을 향상하고, 가공비용을 절감하며, 제조비용과 설치비용을 감소하고, 소형화를 도모하여 공간활용도를 극대화하고, 작업자의 편의를 도모하고, 공작기계의 안정성과 신뢰성을 향상할 수 있다. Therefore, the automatic tool changer of the machine tool according to the present invention is selectively installed on the spindle or attachment at a specific angle in the vertical direction as well as in the horizontal and vertical directions through the limiting part according to the arrangement angle of the spindle or attachment. Even the tools stored in the warehouse can selectively and automatically perform tool exchange at a specific angle in the vertical direction without any complicated configuration or structure, thereby improving productivity, reducing machining costs, and reducing manufacturing and installation costs by reducing non-working time. It is possible to maximize the space utilization by reducing the size of the machine, to promote the convenience of the operator, and to improve the stability and reliability of the machine tool.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.In the detailed description of the present invention described above, although it has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those having ordinary skill in the art will It will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

1 : 공작기계 2 : 베드
3 : 테이블 4 : 컬럼
5 : 크로스레일 6 : 스핀들
7 : 어태치먼트 10 : 자동공구교환장치
20 : 공구매거진 30 : 자동공구교환유닛
100 : 공구교환부
200 : 수평방향 전환부
300 : 수직방향 전환부
400 : 제한부
410 : 틸팅부
420 : 홀딩부
430 : 선택부
500 : 제어부1: machine tool 2: bed
3: Table 4: Column
5: cross rail 6: spindle
7: Attachment 10: Automatic tool changer
20: tool magazine 30: automatic tool change unit
100: tool change part
200: horizontal direction conversion unit
300: vertical direction conversion part
400: limit
410: tilting part
420: holding part
430: selection part
500: control unit

Claims (12)

한 쌍의 컬럼과 상기 한 쌍의 컬럼을 따라 이동하는 크로스레일과 상기 크로스레일을 따라 이동하고 공구 또는 어태치먼트가 탈부착 가능하게 장착되는 스핀들을 포함하는 공작기계에 있어서,
상기 컬럼에 인접하게 설치되어 상기 스핀들 또는 상기 어태치먼트에 탈부착 가능하게 장착되는 다수의 공구를 수납하는 공구매거진; 및
제한부를 구비하고, 상기 한 쌍의 컬럼 중에서 1개의 컬럼 또는 상기 크로스레일에 설치되는 자동공구교환유닛;을 포함하고,
상기 자동공구교환유닛은 상기 스핀들이나 상기 어태치먼트의 배치각도에 따라 상기 제한부를 통해 선택적으로 수평방향, 수직방향 또는 수직방향의 특정 각도에서 상기 스핀들 또는 상기 어태치먼트에 장착된 공구와 상기 공구매거진에 보관중인 공구를 자동으로 교환하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.
In a machine tool comprising a pair of columns, a crossrail moving along the pair of columns, and a spindle moving along the crossrail and on which a tool or an attachment is detachably mounted,
a tool magazine installed adjacent to the column to accommodate a plurality of tools detachably mounted on the spindle or the attachment; and
An automatic tool changing unit having a limiting part and installed in one column or the cross rail among the pair of columns;
The automatic tool changing unit is stored in the tool magazine and the tool mounted on the spindle or the attachment at a specific angle in the horizontal direction, the vertical direction or the vertical direction selectively through the limiter according to the arrangement angle of the spindle or the attachment. Automatic tool changer of a machine tool, characterized in that the tool is changed automatically.
 제1항에 있어서,
상기 자동공구교환유닛은,
공구를 파지하는 체인저암을 구비하고, 상기 스핀들 또는 상기 어태치먼트와 상기 공구매거진 사이에서 공구를 교환하는 공구교환부;
상기 한 쌍의 컬럼 중에서 1개의 컬럼 또는 상기 크로스레일에 이동가능하게 설치되어 상기 공구교환부를 수평방향으로 선회시키는 수평방향 전환부; 및
상기 수평방향 전환부와 독립적으로 상기 공구교환부를 수직방향으로 선회시키는 수직방향 전환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.
According to claim 1,
The automatic tool change unit,
a tool changing unit having a changer arm for holding a tool, and exchanging a tool between the spindle or the attachment and the tool magazine;
a horizontal direction conversion unit movably installed in one column or the cross rail among the pair of columns to rotate the tool changing unit in a horizontal direction; and
The automatic tool changer of a machine tool comprising a; a vertical direction changer for rotating the tool changer in a vertical direction independently of the horizontal direction changer.
 제2항에 있어서,
상기 자동공구교환유닛은,
상기 공구교환부, 상기 수평방향 전환부, 상기 수직방향 전환부, 및 상기 제한부의 작동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.
3. The method of claim 2,
The automatic tool change unit,
The automatic tool changing apparatus of the machine tool further comprising; a control unit for controlling the operation of the tool change unit, the horizontal direction change unit, the vertical direction change unit, and the limiter.
 제3항에 있어서,
상기 제한부는 상기 수직방향 전환부의 작동시에 상기 제어부의 제어에 따라 상기 스핀들이나 상기 어태치먼트에 장착되는 공구의 교환각도에 따라 상기 공구교환부의 수직방향의 선회각도를 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.
4. The method of claim 3,
The limiting part automatically adjusts the turning angle in the vertical direction of the tool changing part according to the exchange angle of the tool mounted on the spindle or the attachment according to the control of the control part when the vertical direction conversion part is operated. Automatic tool changer of the machine.
 제2항에 있어서,
상기 제한부는,
상기 체인저암과 연동하여 수직방향으로 틸팅하는 틸팅부;
상기 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 상기 체인저암의 수평교환위치 또는 수직교환위치를 제한하는 홀딩부; 및
수직방향의 특정 각도에서 공구교환이 필요한 경우에 상기 틸팅부의 수직방향 틸팅 각도를 선택적으로 제한하는 선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.
3. The method of claim 2,
The limiting part is
a tilting unit for tilting in a vertical direction in conjunction with the changer arm;
a holding part for limiting a horizontal exchange position or a vertical exchange position of the changer arm when the tilting part is vertically tilted; and
Automatic tool changer of a machine tool comprising a; a selection unit for selectively limiting the vertical tilting angle of the tilting part when a tool change is required at a specific angle in the vertical direction.
 제5항에 있어서,
상기 홀딩부는,
상기 틸팅부에 인접하도록 상기 수직방향 전환부의 일부에 설치되는 조인트부;
상기 조인트부에 수평방향으로 배치되어 상기 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 상기 틸팅부의 일측과 접촉하여 상기 틸팅부의 수직방향 회전을 억제함에 따라 상기 체인저암의 수평교환위치를 유지하는 제1 스토퍼부; 및
상기 조인트부에 수직방향으로 배치되어 상기 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 상기 틸팅부의 타측과 접촉하여 상기 틸팅부의 수직방향 회전을 억제함에 따라 상기 체인저암의 수직교환위치를 유지하는 제2 스토퍼부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.
6. The method of claim 5,
The holding unit,
a joint part installed on a part of the vertical direction conversion part so as to be adjacent to the tilting part;
a first stopper part disposed in the horizontal direction at the joint part and in contact with one side of the tilting part when the tilting part is vertically tilted to suppress vertical rotation of the tilting part, thereby maintaining a horizontal exchange position of the changer arm; and
a second stopper part disposed in the vertical direction in the joint part and in contact with the other side of the tilting part when the tilting part is tilted in the vertical direction to suppress vertical rotation of the tilting part, thereby maintaining the vertical exchange position of the changer arm; Automatic tool changer of a machine tool, characterized in that it comprises.
 제6항에 있어서,
상기 선택부는,
상기 수평방향 전환부에 수직방향으로 연장 형성되는 가이드부;
상기 가이드부를 따라 수직방향으로 직선 이동하여 상기 틸팅부의 수직방향 틸팅을 억제하는 슬라이드부; 및
상기 슬라이드부를 직선 이동시키는 작동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.
7. The method of claim 6,
The selection unit,
a guide part extending in a vertical direction to the horizontal direction conversion part;
a slide part for suppressing vertical tilting of the tilting part by moving linearly in a vertical direction along the guide part; and
and an operation unit for linearly moving the slide unit.
 제7항에 있어서,
상기 선택부는,
상기 틸팅부의 수직방향 틸팅시에 상기 가이드부를 따라 이동하는 상기 슬라이드부의 직선 이동 거리에 따라 상기 틸팅부의 타측과 접촉하여 상기 틸팅부의 특정 각도에서 수직방향 회전을 억제함에 따라 상기 체인저암의 수직방향 특정각도 교환위치를 유지하는 억제부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.
8. The method of claim 7,
The selection unit,
When the tilting part is vertically tilted, it contacts the other side of the tilting part according to the linear movement distance of the slide part moving along the guide part and suppresses vertical rotation at a specific angle of the tilting part. Automatic tool changer of a machine tool, characterized in that it further comprises; restraining portion for maintaining the exchange position.
 제7항에 있어서,
상기 홀딩부는,
상기 제2 스토퍼부와 마주하면서 평행하도록 상기 조인트부에 수직방향으로 배치되어 상기 슬라이드부와 상기 틸팅부의 접촉시에 상기 슬라이드부의 수직방향 이동을 억제하고 지지하는 지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.
8. The method of claim 7,
The holding unit,
and a support part disposed in a vertical direction to the joint part so as to face and parallel to the second stopper part to suppress and support vertical movement of the slide part when the slide part and the tilting part come into contact. Automatic tool changer for machine tools.
 제2항에 있어서,
상기 수평방향 전환부는,
상기 한 쌍의 컬럼 중에서 1개의 컬럼 또는 상기 크로스레일에 직선 이동 및 수평방향으로 틸팅가능하게 설치되는 베이스부;
상기 베이스부를 수평방향으로 전환시키는 수평 구동부; 및
상기 베이스부를 직선이동시키는 수평 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.
3. The method of claim 2,
The horizontal direction conversion unit,
a base part installed in one column or the cross rail among the pair of columns to be movable in a straight line and tiltable in a horizontal direction;
a horizontal driving unit for converting the base unit into a horizontal direction; and
The automatic tool changer of a machine tool comprising a; a horizontal transfer unit for linearly moving the base unit.
 제2항에 있어서,
상기 수직방향 전환부는,
상기 베이스부에 수직방향으로 틸팅가능하게 설치되는 서포트부;
상기 서포트부를 수직방향으로 전환시키는 수직 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.
3. The method of claim 2,
The vertical direction conversion unit,
a support part installed to be tiltable in a vertical direction on the base part;
Automatic tool changer of a machine tool comprising a; a vertical drive unit for converting the support portion in the vertical direction.
 제2항에 있어서,
상기 공구교환부는,
상기 체인저암을 회전시키는 제1 액츄에이터; 및
상기 체인저암을 직선 왕복이동시키는 제2 액츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동공구교환장치.

3. The method of claim 2,
The tool change unit,
a first actuator for rotating the changer arm; and
and a second actuator for linearly reciprocating the changer arm.
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