KR20230069359A - 진동 저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치 및 제어방법 - Google Patents
진동 저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치 및 제어방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230069359A KR20230069359A KR1020210155319A KR20210155319A KR20230069359A KR 20230069359 A KR20230069359 A KR 20230069359A KR 1020210155319 A KR1020210155319 A KR 1020210155319A KR 20210155319 A KR20210155319 A KR 20210155319A KR 20230069359 A KR20230069359 A KR 20230069359A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- tool
- tool holder
- cleaning
- machining center
- holder
- Prior art date
Links
- 230000009467 reduction Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 57
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 42
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 32
- 235000020004 porter Nutrition 0.000 claims description 14
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
- B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
- B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0032—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
- B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
- B23Q3/15713—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
- B23Q7/04—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
- B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
- B23Q3/1554—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
- B23Q2003/155404—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising a single gripper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q2230/00—Special operations in a machine tool
- B23Q2230/002—Using the spindle for performing a non machining or non measuring operation, e.g. cleaning, actuating a mechanism
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Abstract
본 발명 진동 저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치는, 수직으로 세워진 원판형상으로 회전 가능하게 설치된 매거진플레이트(100), 매거진플레이트(100)의 외주에 방사상 등간격으로 설치되고, 공구(T)가 장착된 툴홀더(10), 공구(T)가 장착된 툴홀더(10)를 그립핑하는 그립퍼(200), 매거진플레이트(100)의 최하단에 설치되고, 교환하고자 하는 교환공구가 장착된 툴홀더(10)를 클램핑하여 그립퍼(200)로부터 취출하는 클램퍼(300), 클램퍼(300)의 하방에 설치되고, 스핀들(S)로부터 장착공구가 장착된 툴홀더(10) 및 클램퍼(300)로부터 교환공구가 장착된 툴홀더(10)를 각각 건네받아 서로 교환해주는 트윈암(400)을 포함하되; 툴홀더(10)는, 공구(T)가 장착되는 공구장착부(11) 및 스핀들(S)에 삽입 결합되는 삽입결합부(12) 사이에 환형의 플랜지부(13)가 돌출 형성되며, 플랜지부(13)에는 내주방향으로 함몰된 환형의 함몰부(13a)가 형성된 것을 요지로 한다.
Description
본 발명은 공작기계의 주축과 공구매거진 사이에서 공구를 교환하는 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 수직머시닝센터의 우측설치형 자동공구교환장치에 관한 것이며, 더욱 자세하게는 다수개의 공구를 저장하고, 필요한 가공에 따라 공구를 선별하여 자동으로 공구를 교환하는데 있어서, 공구교환 시간을 단축시켜 공구교환의 효율을 극대화하고, 진동발생을 최소화하며, 공구홀더에 부착된 이물질을 제거할 수 있는 진동저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치 및 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 머시닝센터(Machining Center)라 함은, 자동 공구 교환장치(ATC : Automatic Tool Changer) 등을 갖추고 여러 종류의 공구를 교환하여 선반, 밀링, 드릴링, 보링머신 등에서 할 수 있는 광범위한 가공을 수행하는 공작기계를 말하는 것으로서, 크게 주축이 수직으로 장착되어 있는 수직형(Vertical) 머시닝센터와 주축이 수평으로 장착되어 있는 수평형(Horizontal) 머시닝센터로 나누어진다.
수직형 머시닝센터는 베드와, 베드의 상부에 설치되는 새들, 새들에 설치되어 공작물이 놓여지는 테이블과, 베드의 후방에 수직으로 장착된 칼럼과, 칼럼에 장착된 스핀들 및 스핀들을 구동시키고 작동 제어하기 위한 동력 전달계 및 전자제어계로 구성되는 한편, 자동공구 교환장치 및 공구를 클램핑하는 주축대가 장착된 구조로 되어 있다.
도 1은 종래 수직형 머시닝센터의 자동공구 교환장치를 도시한 정면도이다.
도시된 바와 같이, 자동공구 교환장치(40)는, 모터(10)에 연결된 스프로켓(14)과 체인(16),캠스프로켓(18) 등의 동력 전달수단과 공구를 파지하며 회전하는 메인아암(12)으로 구성되어 있다.
여기에서 공구를 다수 수납하고 있는 공구매거진과 전송된 공구를 클램핑시키는 주축대는 도시하지 않았지만, 이 중 주축대에서 공구를 클램핑 또는 언클램핑 하는 동작은 자동공구 교환장치의 동작과 연동되어야 함은 주지의 사실이며 자동 공구 교환장치(40)에서 공구 교환에 따른 메인아암(12)의 정확한 위치결정은 캠스프로켓(18)과 캠샤프트(19)를 통해 축결합된 회전축의 회동과, 자동공구 교환장치(40)의 프레임(22) 일측에 일정한 간격으로 설치된 클램프 또는 언클램프용 감지부(24, 26, 28)에 선택적으로 근접되도록 캠스프로켓(18)에 고정결합된 수평도그(20) 등의 작동에 의하여 이루어지는 구조가 공지되어 있다.
그러나 상기의 자동공구 교환장치는 공작기계의 공구 교환시간 및 공구 교환 효율을 단축시킬수 없는 문제점과, 진동발생을 감소시킬 수 없는 문제점 및 공구홀더에 이물질이 부착되어 오염되는 문제점이 있다.
도 2는 종래의 수직형 머시닝 센터의 칼럼 형상을 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 베드(B)의 상부에 칼럼(1)이 마련되어 자동 공구 교환 장치(ATC) 및 주축 하우징과 같은 어태치먼트(A)가 장착되는데, 칼럼(1)의 상단은 박스형 구조로 제조되어 있는 구조가 공지되어 있다.
그러나 종래의 수직형 칼럼(1)은 칼럼(1)에 부착된 ATC와 주축하우징과 같은 각종 어태치먼트(A)로 인하여 수직형 머시닝센터 칼럼(1)의 무게 중심이 높게 형성되어 가공 시 진동이 발생되며, 그 진동으로 인하여 가공품질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 위에서 살펴본 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공구교환 시간을 단축시켜 공구교환의 효율을 극대화하고, 진동발생을 최소화하며, 공구홀더에 부착된 이물질을 제거할 수 있는 진동저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치 및 제어방법을 제공하고자 함이다.
본 발명 진동 저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치는, 수직으로 세워진 원판형상으로 회전 가능하게 설치된 매거진플레이트, 매거진플레이트의 외주에 방사상 등간격으로 설치되고, 공구가 장착된 툴홀더, 공구가 장착된 툴홀더를 그립핑하는 그립퍼, 매거진플레이트의 최하단에 설치되고, 교환하고자 하는 교환공구가 장착된 툴홀더를 클램핑하여 그립퍼로부터 취출하는 클램퍼, 클램퍼의 하방에 설치되고, 스핀들로부터 장착공구가 장착된 툴홀더 및 클램퍼로부터 교환공구가 장착된 툴홀더를 각각 건네받아 서로 교환해주는 트윈암을 포함하되; 툴홀더는, 공구가 장착되는 공구장착부 및 스핀들에 삽입 결합되는 삽입결합부 사이에 환형의 플랜지부가 돌출 형성되며, 플랜지부에는 내주방향으로 함몰된 환형의 함몰부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 수직형 머시닝센터 칼럼의 후방 상단에서 칼럼에 설치되는 어태치먼트가 점유하지 않는 잉여영역을 절단 기울기 40° 에서 55° 사이의 절단면으로 제거한 것을 특징으로 한다.
또한, 공구홀더의 세척장치가 더 구비되되; 공구홀더의 세척장치는, 공구홀더가 수용되는 공구홀더 수용홈과, 공구홀더 수용홈의 측면에 중심축을 기준으로 방사상으로 배치된 세척액 노즐부와, 공구홀더 수용홈의 측면에 형성되며, 세척액 노즐부를 통해 분사된 후, 공구 홀더를 세척하여 불순물을 포함된 세척액을 흡입하여 외부로 배출하는 세척액 흡입부와, 세척액 노즐부와 연결된 제1유로와, 세척액 흡입부와 연결된 제2유로를 포함하는 클리닝 포터, 클리닝 포터를 전방으로 이동시켜 공구 홀더가 공구홀더 수용홈에 수용되도록 하는 실린더로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치의 제어방법은, 실린더를 공구홀더 방향으로 이동시키는 '실린더 이동단계', 공구홀 수용홈에 공구홀더를 삽입하는 '클리닝포터 공구홀 수용홈에 공구홀더를 삽입하는 단계', '클리닝포터 공구홀 수용홈에 공구홀더를 삽입하는 단계'에서 공구홀더가 삽입되지 않으면 '실린더 이동단계'로 되돌아 가고, 공구홀더가 삽입되면, '세척액 분사단계'를 진행하고, 분사된 세척액을 흡입 및 배출하는 '세척액 흡입 배출단계', 제어부에 기 설정되어 내장된 설정시간과 비교하는 '설정시간에 도달되었는가? 단계', '설정시간에 도달되었는가? 단계'에서 설정시간에 도달하지 않았으면 '세척액 분사단계'로 되돌아가고, 설정시간에 도달하면 세척을 종료하고 완료하는 단계가 순차적으로 진행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 공구가 장착된 툴홀더가 저장되는 매거진플레이트 및 그립퍼의 구조를 간단하게 구성하여 생산 및 조립의 편의성을 확보함으로서, 제조단가를 낮출수 있고, 공구교환 시간을 단축시켜 공구교환 효율을 극대화할 수 있으면서, 보다 많은 수의 공구를 저장할 수 있는 작용, 효과가 있다.
또한, 수직형 머시닝 센터에서 칼럼에 장착되는 어태치먼트의 영향을 받지 않는 잉여영역을 제거함으로써 진동을 최소화하며, 가공 품질 향상과 중량을 감소시키는 효과를 갖는다.
또한, 공구 홀더의 세척장치로 공구홀더를 세척함으로써, 공구홀더에 달라붙은 이물질을 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 수직형 머시닝센터의 자동공구 교환장치를 도시한 정면도.
도 2는 종래 수직형 머시닝 센터의 칼럼 형상을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명 수직형 머시닝센터 자동공구교환장치의 정면도.
도 4는 도 3의 측단면도.
도 5는 본 발명 수직형 머시닝 센터용 칼럼의 사시도.
도 6은 공구홀더 세척장치의 단면도.
도 7은 풀림방지장치의 분해도.
도 8은 공구홀더 세척방법의 순차적 흐름도.
도 2는 종래 수직형 머시닝 센터의 칼럼 형상을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명 수직형 머시닝센터 자동공구교환장치의 정면도.
도 4는 도 3의 측단면도.
도 5는 본 발명 수직형 머시닝 센터용 칼럼의 사시도.
도 6은 공구홀더 세척장치의 단면도.
도 7은 풀림방지장치의 분해도.
도 8은 공구홀더 세척방법의 순차적 흐름도.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.
그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다.
도 3은 본 발명 수직형 머시닝센터 자동공구교환장치의 정면도, 도 4는 도 3의 측단면도이다.
수직형 머시닝센터는 수평형 머시닝센터에 대비되는 것으로, 주축인 스핀들(S)이 도면에 도시된 바와 같이 수직으로 설치된 것을 의미하는 것으로서, 도시된 바와 같이, 본 발명 '수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치'(이하 '자동공구 교환장치'라 한다)는 매거진플레이트(100), 그립퍼(200), 클램퍼(300), 트윈암(400)을 포함하여 이루어진다.
매거진플레이트(100)는, 수직으로 세워진 원판형상으로 회전 가능하게
설치된다. 이러한 매거진플레이트(100)는 회전모터(도시를 생략함)로부터 회전력을 전달받아 회전하며, 복수의 그립퍼(200)에 그립핑된 공구(T)를 스핀들(S)에 전달하기 위한 교환위치로 회전하게 된다.
그립퍼(200)는, 매거진플레이트(100)의 외주에 방사상 등간격으로 각각 고정 설치되고, 공구(T)가 장착된 각각의 툴홀더(10)를 탄성적으로 그립핑하며, 공구(T)는 종류별로 형상이나 크기 및 무게가 다양하므로 이러한 공구(T)는 일정한 크기 및 형상을 가진 툴홀더(10)에 장착되고, 이렇게 공구(T)가 장착된 툴홀더(10)를 그립퍼(200)가 그립핑하여 매거진플레이트(100)에 저장해 놓는다. 이후, 가공시 필요한 공구(T)가 장착된 그립퍼(200)를 교환위치에 오도록 매거진플레이트(100)를 회전시킨 후 클램퍼(300) 및 트윈암(400)의 작동에 의해 스핀들(S)에 전달하기 위해 그립퍼(200)로부터 툴홀더(10)가 그립핑 해제되는 것이다.
상기 툴홀더(10)는, 공구(T)가 장착되는 공구장착부(11) 및 스핀들(S)에 삽입 결합되는 삽입결합부(12) 사이에 환형의 플랜지부(13)가 돌출 형성되며, 상기 플랜지부(13)에는 내주방향으로 함몰된 환형의 함몰부(13a)가 형성되어 공구(T)의 장착 및 스핀들(S)에의 결합이 용이하도록 한다.
클램퍼(300)는, 매거진플레이트(100)의 최하단에 설치되고, 교환하고자 하는 교환공구가 장착된 툴홀더(10)를 클램핑하여 그립퍼(200)로부터 하방을 향해 취출한다.
즉, 매거진플레이트(100)의 최하단에 위치하는 그립퍼(200)를 바라보는 수평상태에서 하방으로 90도 회전된 수직상태로 회전 가능하게 설치된다.
트윈암(400)은, 클램퍼(300)의 하방에 설치되고, 수직형 머시닝센터의 스핀들(S)로부터 장착공구가 장착된 툴홀더(10) 및 클램퍼(300)로부터 교환공구가 장착된 툴홀더(10)를 각각 건네받아 서로 교환해준다.
이상과 같은 자동공구 교환장치는, 공구가 장착된 툴홀더(10)가 저장되는 매거진플레이트(100) 및 그립퍼(200)의 구조를 간단하게 구성하여 생산 및 조립의 편의성을 확보하면서 제조단가를 낮출수 있고, 공구교환의 효율을 극대화할 수 있으면서, 보다 많은 수의 공구를 저장할 수 있는 작용, 효과가 있다.
이하의 실시 예에서는 수직형 머시닝 센터의 칼럼구조에 관하여 설명한다.
도 2는 종래 수직형 머시닝 센터의 칼럼 형상을 도시한 사시도, 도 5는 본 발명 수직형 머시닝 센터용 칼럼의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시 예의 수직형 머시닝센터의 칼럼(500) 구조물은 각종 어태치먼트(A)로 인하여 종래의 수직형 머시닝센터 칼럼(1)의 무게 중심이 높게 형성된 점을 제거하고자 하는 것으로서(도 2 참조), 칼럼(500)의 후방 상단에서 칼럼(500)에 설치되는 어태치먼트(A)가 점유하지 않는 잉여영역을 절단면(510)으로 제거한 점에 특징이 있으며, 잉여영역의 절단면(510)의 절단 기울기(α)를 40° 에서 55° 사이로 설정한 칼럼(500)을 적용한 경우, 칼럼(500)의 무게는 20% 정도 감량하였으며 진동은 약 25% 정도 개선되었고, 가공 시의 가공 품질에도 진동에 의한 영향을 최소화할 수 있는 작용, 효과가 있는 것이다.
이하의 실시 예에서는 공구홀더의 세척장치에 관하여 설명한다.
공구 홀더는 외부로 노출되어 먼지, 미세칩 등과 같은 이물질에 부착되어 오염이 발생하므로, 본 실시 예에서는 이를 세척하기 위한 세척장치를 제시하고 있다.
도 6은 공구홀더 세척장치의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 공구홀더의 세척장치(600)는 클리닝 포터(610) 및 실린더(620)를 포함하고 있다.
클리닝 포터(610)는, 공구홀더가 수용될 수 있도록 공구홀더 수용홈(610a)이 형성되며, 세척액 노즐부(611) 및 세척액 흡입부(612) 및 제1유로(613) 및 제2유로(614)를 포함하고 있다.
상기 세척액 노즐부(611)는, 공구홀더 수용홈(610a)의 측면에 클리닝 포터(610)의 중심축(c)을 기준으로 방사상으로 배치되므로, 세척액 노즐부(611)를 통해 공구홀더 수용홈(610a)에 수용된 공구 홀더로 분사되는 분사 면적이 전체 면적으로 확장되게 함으로써, 공구 홀더의 세척 시간을 줄이고, 세척 효율을 향상시키는 작용, 효과가 있다.
상기 세척액 흡입부(612)는, 공구홀더 수용홈(610a)의 측면 소정위치에 형성되며, 세척액 노즐부(611)를 통해 분사된 후, 공구 홀더를 세척하여 불순물을 포함된 세척액을 흡입하여 외부로 배출되게 한다.
상기 제1유로(613)는, 일측이 세척액 노즐부(611)과 연결되고, 타측은 세척액이 유입되게 하는 유입펌프(도시를 생략함)와 연결되어, 세척액 노즐부(611)로 세척액이 유입되게 하는 유로이다.
상기 제2유로(614)는, 일측이 세척액 흡입부(612)와 연결되고, 타측은 세척액이 흡입되게 하는 흡입펌프(도시를 생략함)와 연결되어, 세척액 흡입부(612)를 통해 불순물을 포함하는 세척액이 외부로 배출되게 하는 유로이다.
실린더(620)는, 클리닝 포터(610)를 전방으로 이동시켜 공구 홀더가 공구홀더 수용홈(610a)에 수용되도록 한다.
위와 같은 세척장치의 작동관계를 살펴보면,
실린더(620)에 의해 상기 공구 클리닝 포터(610)가 전방으로 이동되어, 공구 홀더가 상기 공구홀더 수용홈(610a)에 수용된다.
다음, 세척액 노즐부(611)를 통해 세척액이 분사되고, 동시에 세척액 흡입부(612)가 가동되며, 불순물을 포함하는 세척액은 흡입되어 외부로 배출되도록 세척한 다음 공구 클리닝 포터(610)는 실린더(620)에 의해 후방으로 이동되어 공구 홀더의 수용은 해제되며, 세척이 완료된다.
이하의 실시 예에서는 수직머시닝센터가 구비된 공작기계의 고정구조에 관하여 설명한다.
공작기계는 공장 내의 바닥면에 설치되는데, 반복적이 가공에 의한 진동에 의하여 공작기계를 바닥면에 고정하는 볼트가 이완되어 풀림으로서, 공작기계에 진동이 발생하여, 가공품질이 저하되는 경우가 있으므로, 본 실시 예에서는 공작기계를 바닥면에 고정하는 볼트 또는 너트가 진동에 의하여 풀리는 것을 방지하는 구조를 제시한다.
도 7은 풀림방지장치의 분해도이다.
도시된 바와 같이 풀림방지장치(700)는, 너트커버(710), 너트(720), 앵커볼트(730), 고정브라켓(740)을 포함하고 있다.
고정브라켓(740)은, 공작기계의 베드 저면에서 외부로 돌출된 구조를 가지고 있으며, 일측면에는 상,하로 관통된 통공(742)이 구비되어 있어, 후술하는 앵커볼트(730)가 관통된 형상으로 삽입되며, 상면에는 고정홈(741)이 형성되어 있어 후술하는 고정봉(713)이 삽입하여 고정된다.
앵커볼트(730)는, 일측면은 끝단이 'U'자 형상으로 절곡된 구조를 가지면서 바닥면에 매몰된 형상으로 구비되며, 매몰된 앵커볼트(730)의 외면에는 상방향으로 경사진 고정편(731)이 구비되어 있어, 매몰된 앵커볼트(730)를 바닥면의 지중에 견고하게 고정시킨다.
또한 앵커볼트(730)의 타측면은 고정브라켓(740)의 통공(740)을 관통하는 형상으로 체결되어 공작기계의 베드를 바닥면에 고정한다.
너트(720)는, 외면이 육각형의 형상을 하고 있으며, 고정브라켓(740)을 관통하여 외부로 노출된 앵커볼트(730)의 타측면에 나사체결된다.
너트커버(710)는, 저면에 육각형상의 너트삽입홈(711)이 구비되어, 너트(720)가 삽입되어 고정되고, 너트삽입홈(711)의 중앙에는 볼트관통공(712)이 형성되어 있어 외부로 노출된 앵커볼트(730)가 관통되어 체결되며, 너트삽입홈(711) 외측의 너트커버(710)의 저면에는 고정봉(713)이 돌출되어 있어, 고정브라켓(740)의 상면에 구비된 고정홈(741)에 삽입되어 고정된다.
위와 같은 풀림방지장치(700)의 작동관계를 살펴보면,
고정브라켓(740)에 앵커볼트(730)가 관통된 상태에서 너트(720)를 체결하여 공작기계의 베드를 바닥면에 고정한 다음, 너트커버(710)의 저면의 너트삽입홈(711)에 너트(720)가 삽입되면서, 고정브라켓(740)의 상면에 형성된 고정홈(741)에 고정봉(713)이 삽입되는 구조로 결합한다.
이러한 상태에서 진동이 발생되어 너트(720)가 회전하고자 하면, 그 회전력을 너트커버(710)에 전달되어 너트커버(710)에 회전력이 발생되는데, 그 회전력은 고정홈(741)에 삽입된 고정봉(713)에 의하여 저지되는 것이므로, 결국 너트(720)는 회전되지 못하는 것이어서, 진동에 의하여 너트(720)가 풀리는 것을 방지할 수 있는 것이다.
이하의 실시 예에서는 공구홀더의 세척방법에 관하여 설명한다.
도 8은 공구홀더 세척방법의 순차적 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 먼저 실린더를 공구홀더 방향으로 이동시키는 '실린더 이동단계(S10)'를 진행한다. (도 6 참조)
그 다음 공구홀 수용홈에 공구홀더를 삽입하는 '클리닝포터 공구홀 수용홈에 공구홀더를 삽입하는 단계(S20)'를 진행한다.
'클리닝포터 공구홀 수용홈에 공구홀더를 삽입하는 단계(S20)'에서 공구홀더가 삽입되지 않으면 '실린더 이동단계(S10)'로 되돌아 가고, 공구홀더가 삽입되면, '세척액 분사단계(S30)'를 진행한다.
그 다음 분사된 세척액을 흡입 및 배출하는 '세척액 흡입 배출단계(S40)'를 진행한다.
그 다음 제어부(도시를 생략함)에 기 설정되어 내장된 설정시간과 비교하는 '설정시간에 도달되었는가? 단계(S50)'를 진행한다.
'설정시간에 도달되었는가? 단계(S50)'에서 설정시간에 도달하지 않았으면 '세척액 분사단계(S30)'로 되돌아가고, 설정시간에 도달하면 세척을 종료하고 완료한다.
이와 같은 공구홀더 세척방법에 의하여 공구홀더에 부착된 이물질을 효율적으로 제거할 수 있는 작용, 효과를 갖는 것이다.
이상과 같은 본 발명은, 공구가 장착된 툴홀더가 저장되는 매거진플레이트 및 그립퍼의 구조를 간단하게 구성하여 생산 및 조립의 편의성을 확보함으로서, 제조단가를 낮출수 있고, 공구교환 시간을 단축시켜 공구교환 효율을 극대화할 수 있으면서, 보다 많은 수의 공구를 저장할 수 있는 작용, 효과, 수직형 머시닝 센터에서 칼럼에 장착되는 어태치먼트의 영향을 받지 않는 잉여영역을 제거함으로써 진동을 최소화하며, 가공 품질 향상과 중량을 감소시키는 효과, 홀더의 세척장치에 의하여, 공구홀더를 세척함으로써, 공구홀더에 달라붙은 이물질을 제거할 수 있는 효과가 있다.
10:툴홀더 11;공구장착부
12:삽입결합부 13:플랜지부
13a:함몰부 100:매거진 플레이트
200:그립퍼 300:클램퍼
400:트윈암 500:칼럼
510:절단면 600:세척장치
610:클리닝포터 610a:공구홀더 수용홈
611:세척액 노즐부 612:세척액 흡입부
613:제1유로 614:제2유로
620:실린더 700:풀림방지장치
710:너트커버 711:너트삽입홈
712:볼트관통공 713:고정봉
720:너트 730:앵커볼트
731:고정편 740:고정브라켓
741:고정홈 742:통공
12:삽입결합부 13:플랜지부
13a:함몰부 100:매거진 플레이트
200:그립퍼 300:클램퍼
400:트윈암 500:칼럼
510:절단면 600:세척장치
610:클리닝포터 610a:공구홀더 수용홈
611:세척액 노즐부 612:세척액 흡입부
613:제1유로 614:제2유로
620:실린더 700:풀림방지장치
710:너트커버 711:너트삽입홈
712:볼트관통공 713:고정봉
720:너트 730:앵커볼트
731:고정편 740:고정브라켓
741:고정홈 742:통공
Claims (4)
- 수직으로 세워진 원판형상으로 회전 가능하게 설치된 매거진플레이트(100),
매거진플레이트(100)의 외주에 방사상 등간격으로 설치되고, 공구(T)가 장착된 툴홀더(10),
공구(T)가 장착된 툴홀더(10)를 그립핑하는 그립퍼(200),
매거진플레이트(100)의 최하단에 설치되고, 교환하고자 하는 교환공구가 장착된 툴홀더(10)를 클램핑하여 그립퍼(200)로부터 취출하는 클램퍼(300),
클램퍼(300)의 하방에 설치되고, 스핀들(S)로부터 장착공구가 장착된 툴홀더(10) 및 클램퍼(300)로부터 교환공구가 장착된 툴홀더(10)를 각각 건네받아 서로 교환해주는 트윈암(400)을 포함하되;
툴홀더(10)는, 공구(T)가 장착되는 공구장착부(11) 및 스핀들(S)에 삽입 결합되는 삽입결합부(12) 사이에 환형의 플랜지부(13)가 돌출 형성되며, 플랜지부(13)에는 내주방향으로 함몰된 환형의 함몰부(13a)가 형성된 것을 특징으로 하는 진동 저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치. - 청구항 제1항에 있어서,
수직형 머시닝센터 칼럼(500)의 후방 상단에서 칼럼(500)에 설치되는 어태치먼트(A)가 점유하지 않는 잉여영역을 절단 기울기(α) 40°에서 55°사이의 절단면(510)으로 제거한 것을 특징으로 하는 진동 저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치. - 청구항 제2항에 있어서,
공구홀더의 세척장치(600)가 더 구비되되;
공구홀더의 세척장치(600)는,
공구홀더가 수용되는 공구홀더 수용홈(610a)과,
공구홀더 수용홈(610a)의 측면에 중심축(c)을 기준으로 방사상으로 배치된 세척액 노즐부(611)와,
공구홀더 수용홈(610a)의 측면에 형성되며, 세척액 노즐부(611)를 통해 분사된 후, 공구 홀더를 세척하여 불순물을 포함된 세척액을 흡입하여 외부로 배출하는 세척액 흡입부(612)와,
세척액 노즐부(611)와 연결된 제1유로(613)와,
세척액 흡입부(612)와 연결된 제2유로(614)를 포함하는 클리닝 포터(610),
클리닝 포터(610)를 전방으로 이동시켜 공구 홀더가 공구홀더 수용홈(610a)에 수용되도록 하는 실린더(620)로 이루어진 것을 특징으로 하는 진동 저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치. - 실린더를 공구홀더 방향으로 이동시키는 '실린더 이동단계(S10)',
공구홀 수용홈에 공구홀더를 삽입하는 '클리닝포터 공구홀 수용홈에 공구홀더를 삽입하는 단계(S20)',
'클리닝포터 공구홀 수용홈에 공구홀더를 삽입하는 단계(S20)'에서 공구홀더가 삽입되지 않으면 '실린더 이동단계(S10)'로 되돌아 가고, 공구홀더가 삽입되면, '세척액 분사단계(S30)'를 진행하고,
분사된 세척액을 흡입 및 배출하는 '세척액 흡입 배출단계(S40)',
제어부에 기 설정되어 내장된 설정시간과 비교하는 '설정시간에 도달되었는가? 단계(S50)',
'설정시간에 도달되었는가? 단계(S50)'에서 설정시간에 도달하지 않았으면 '세척액 분사단계(S30)'로 되돌아가고, 설정시간에 도달하면 세척을 종료하고 완료하는 단계가 순차적으로 진행되는 것을 특징으로 하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치의 제어방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210155319A KR102576805B1 (ko) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | 진동 저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치 및 제어방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210155319A KR102576805B1 (ko) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | 진동 저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치 및 제어방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230069359A true KR20230069359A (ko) | 2023-05-19 |
| KR102576805B1 KR102576805B1 (ko) | 2023-09-07 |
Family
ID=86547016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210155319A KR102576805B1 (ko) | 2021-11-12 | 2021-11-12 | 진동 저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치 및 제어방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102576805B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030069674A (ko) | 2002-02-22 | 2003-08-27 | 두산메카텍 주식회사 | 수직형 머시닝센터의 고속 공구 교환장치 |
| KR20100070445A (ko) * | 2008-12-18 | 2010-06-28 | 두산인프라코어 주식회사 | 수직형 머시닝 센터의 칼럼 구조물 |
| KR101672322B1 (ko) * | 2016-02-12 | 2016-11-04 | (주)연암테크 | 수직형 머시닝센터의 고정번지타입 자동공구교환장치 |
| KR20180046488A (ko) * | 2016-10-28 | 2018-05-09 | 현대위아 주식회사 | 자동공구 교환장치의 공구 홀더 세척장치 |
-
2021
- 2021-11-12 KR KR1020210155319A patent/KR102576805B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030069674A (ko) | 2002-02-22 | 2003-08-27 | 두산메카텍 주식회사 | 수직형 머시닝센터의 고속 공구 교환장치 |
| KR20100070445A (ko) * | 2008-12-18 | 2010-06-28 | 두산인프라코어 주식회사 | 수직형 머시닝 센터의 칼럼 구조물 |
| KR101672322B1 (ko) * | 2016-02-12 | 2016-11-04 | (주)연암테크 | 수직형 머시닝센터의 고정번지타입 자동공구교환장치 |
| KR20180046488A (ko) * | 2016-10-28 | 2018-05-09 | 현대위아 주식회사 | 자동공구 교환장치의 공구 홀더 세척장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102576805B1 (ko) | 2023-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4219342B2 (ja) | 工作機械の工具交換装置 | |
| US8672820B2 (en) | Tool stocker, machine tool system, and tool damage detecting apparatus | |
| KR20030022718A (ko) | 밀링 가공 센터 및 드릴링 가공 센터 | |
| JP6770625B1 (ja) | 工具クランプ装置および工作機械 | |
| KR102576805B1 (ko) | 진동 저감구조를 포함하는 수직형 머시닝센터의 우측 설치형 자동공구 교환장치 및 제어방법 | |
| JP5356879B2 (ja) | 工作機械システムの機種切替方法及び装置 | |
| JPH0314580B2 (ko) | ||
| JP2018094697A (ja) | 工作機械 | |
| JP5372513B2 (ja) | ワーク授受装置を備えた工作機械 | |
| JP5246570B2 (ja) | 工具交換方法と工具交換装置 | |
| JPS6246291B2 (ko) | ||
| JP4152827B2 (ja) | 工作機械の工具主軸台 | |
| JP2002263909A (ja) | 工作機械 | |
| JP3942733B2 (ja) | ワーク加工装置 | |
| JP5853814B2 (ja) | 工作機械 | |
| JP2003179383A (ja) | ノズル脱着治具 | |
| JP5880201B2 (ja) | 工作機械 | |
| KR200255006Y1 (ko) | 선반용 로터리 복합 공구대 | |
| KR100321960B1 (ko) | 주축이 이송되는 공작물의 양측가공용 수직 다두선반 | |
| KR101480199B1 (ko) | 터릿용 보링 바의 치공구 | |
| CN214978265U (zh) | 全自动攻丝机 | |
| KR20230148915A (ko) | 공작기계의 공구매거진 장치 | |
| CN221871050U (zh) | 一种机床加工摇篮装置 | |
| JP5453181B2 (ja) | 旋削工具防塵装置 | |
| KR100289553B1 (ko) | 공작기계의 파레트 클램프장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |