KR20240068969A - 공구교환방식이 개선된 터렛공구대 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동선반이나 전용기와 같은 공작기계에 사용되는 터렛공구대에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터렛공구대에 장착되는 공구홀더의 장착속도를 빠르게 가져가면서도 결합정도를 높이고, 고강성의 결합상태를 유지할 수 있어서 비교적 강한 절삭부하에 대해서도 안정적인 가공성을 유지할 수 있으며, 자동교환장치의 적용이 가능하도록 구조를 개선하여 공구교환을 자동으로 수행할 수 있는 공구교환방식이 개선된 터렛공구대이다.

Description

공구교환방식이 개선된 터렛공구대{Tool turret with improved tool exchange method}
본 발명은 자동선반이나 전용기와 같은 공작기계에 사용되는 터렛공구대에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터렛공구대에 장착되는 공구홀더의 장착속도를 빠르게 가져가면서도 결합정도를 높이고, 고강성의 결합상태를 유지할 수 있어서 비교적 강한 절삭부하에 대해서도 안정적인 가공성을 유지할 수 있으며, 자동교환장치의 적용이 가능하도록 구조를 개선하여 공구교환을 자동으로 수행할 수 있는 공구교환방식이 개선된 터렛공구대이다.
일반적으로 터렛공구대는 범용선반, 자동선반, 전용기 등의 공작기계에 광범위하게 사용되고 있는데, 이는 공구교환이 용이하고 장착할 수 있는 공구의 수가 상대적으로 많아서 한 대의 공작기계로 가공할 수 있는 가공범위가 넓기 때문이다.
이러한 터렛공구대에는 터렛공구대의 디스크에 절삭공구를 장착해주기 위해 공구홀더를 사용하며, 이러한 공구홀더는 주로 볼트를 이용하여 결합하는 방식 즉, BMT(blot mounting type) 결합방식의 공구홀더가 사용되고 있다.
이러한 BMT 결합방식의 공구홀더는 공구홀더 몸체와 디스크 간의 결합을 위해서는 공구홀더 몸체의 네 모서리에 형성되어 있는 볼트결합홀에 4개의 볼트를 각각 결합하여 고정시켜야 함으로써 공구홀더의 착탈에 소요되는 시간이 많아지고, 정밀도 조정을 위한 세팅시간 역시 많아지게 된다.
이러한 문제를 해결하고자 제안된 종래기술로서는 본 출원인이 선출원한 특허 제10-1229465호에 제안되어 있는 힌지핀을 이용한 어댑터 교환형 공구홀더가 있다.
상기 특허에는 스핀들(2)로 회전력을 전달받아 회전공구로 전달하는 공구홀더에 있어서, 상기 공구홀더는 바디(1)와, 상기 바디(1) 내부에 형성된 스핀들(2)과, 상기 스핀들(2)에 삽입되는 어댑터(3)를 포함하여 구성되며, 상기 어댑터(3)는 일측에 하나 이상의 체결홈(4)이 형성되고, 상기 스핀들(2)에는 힌지핀(7)을 중심으로 회동 가능한 블록(5)과, 상기 블록(5)에 형성된 볼트체결홀(5a)에 체결되는 볼트(6)를 포함하여 구성되되, 상기 볼트(6)가 어댑터(3)의 체결홈(4)에 끼워진 상태에서 블록(5)에 형성된 볼트체결홀(5a)에 깊이 체결될수록 어댑터(3)를 스핀들(2)에 밀착 고정할 수 있는 것이 특징인 힌지핀을 이용한 어댑터 교환형 공구홀더가 제안되어 있는데, 힌지핀을 회동시켜야만 블록을 회동시키고, 블록을 회동시킨 상태에서 볼트를 더욱 죄어야만 어댑터가 스핀들에 고정되는 방식이어서 공구교환 및 세팅에 시간소모가 많을 수 있고, 등간격으로 설치되어 있는 볼트 역시 동일한 깊이로 체결되어야만 반복결합정도를 확보할 수 있게 된다.
터렛공구대의 공구교환과 관련된 또 다른 종래기술로서는 본 출원인이 선출원한 특허 제10-1838981호에 제안되어 있는 2가지 결합구조를 가지는 BMT타입의 터렛공구대가 있다.
상기 특허에는 다수의 공구홀더가 부착되는 터렛공구대에 있어서, 상기 터렛공구대는 공구홀더의 생크(5)가 결합되는 공구홀더체결홈(34)이 형성되고, 공구홀더의 생크(5)에 형성된 세레이션(6)의 고정을 위해 디스크(30)에 나사산이 형성된 웨지체결홈(32)이 형성되어 있어, 상기 웨지체결홈(32)을 통해 웨지(20)를 체결하여 공구홀더의 생크(5)에 형성된 세레이션(6)과 웨지(20)에 형성된 세레이션(22)을 치합시킴으로써 공구홀더를 터렛공구대의 디스크(30)에 신속히 고정하거나 분리할 수 있으며, 상기 웨지체결홈(32)은 디스크(30)의 단면 쪽에 형성되어 상기 웨지(20)는 디스크(30)의 단면 쪽에서 체결하거나 분리할 수 있고, 상기 디스크(30)의 외부에는 공구홀더의 바디(1)와 터렛공구대 디스크(30) 간의 고정력을 높여주기 위해 하나 이상의 체결탭(35)이 형성되어 있으며, 체결볼트(15)에 의해 공구홀더와 터렛공구대 디스크 간이 서로 고정 결합될 수 있어 고정력을 배가할 수 있으며, 상기 웨지체결홈(32)은 디스크(30)의 끝단면과 수직이 아닌 것 즉, 디스크(30)의 회전중심축과 웨지체결홈(32)의 중심축은 평행하지 않으며, 상기 웨지(20)는 원통 형상의 몸통부(21)와, 상기 몸통부(21)에 자전이 가능한 상태로 체결되어 있는 웨지체결볼트(23)와, 상기 몸통부(21)의 일측에 형성되어 생크(5)에 형성된 세레이션(6)과 치합되는 형상의 세레이션(22)을 가지게 되고, 상기 웨지의 몸통부(21)는 터렛공구대의 디스크(30)에 형성된 웨지체결홈에 결합되는 구성이고, 상기 몸통부(21)를 관통하는 형태로 웨지체결볼트(23)가 결합되어 있으며, 상기 몸통부(21)의 일측에는 세레이션(22)이 형성되어 있되, 웨지체결볼트(23)는 몸통부(21)에서 자전이 가능한 상태로 결합되어 있어 웨지체결볼트(23)가 회전하여도 몸통부(21)는 생크(5)에 형성된 세레이션(6)과 몸통부(21)의 일측에 형성된 세레이션(22)이 서로 맞물려있는 상태가 되어 회전하지 않으므로 웨지체결볼트(23)가 웨지체결홈에 깊게 결합될수록 몸통부(21) 역시 디스크에 깊게 결합되고 이로써 몸통부(21)의 일측에 형성된 세레이션(22)의 위치가 이동되면서 생크(5)의 세레이션(6)과 치합되게 되는 것이 특징인 2가지 결합구조를 가지는 BMT타입의 터렛공구대가 제안되어 있는데, 2가지 결합구조를 선택적으로 사용할 수 있다는 점에서 장점이 있으나, VDI 공구홀더의 결합방식이 가지게 되는 문제, 즉 비교적 강한 절삭부하를 견딜 수 있는 고정력이 떨어질 수 있으며, 기존 BMT 결합방식의 공구홀더이 VDI 공구홀더의 결합방식을 부가하는 방식이어서 제작비용이 상승될 수 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1229465호(2013. 2. 14. 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-1838981호(2018. 3. 15. 공고)
따라서 본 발명은 터렛공구대에 장착되는 공구홀더의 장착속도를 빠르게 가져가면서도 결합정도를 높이고, 고강성의 결합상태를 유지할 수 있어서 비교적 강한 절삭부하에 대해서도 안정적인 가공성을 유지할 수 있으며, 자동교환장치의 적용이 가능하도록 구조를 개선하여 공구교환을 자동으로 수행할 수 있는 공구교환방식이 개선된 터렛공구대를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 절삭공구홀더가 반복 결합될 수 있는 어댑터블록 내부에는 일정한 범위 내에서 회전할 수 있는 드라이빙링을 설치하여, 드라이빙링의 회전에 따라 절삭공구홀더를 어댑터블록에서 탈부착할 수 있어서 공구교환속도를 간편하게 할 수 있으면서, 자동공구교환장치를 이용해서 공구교환을 수행할 수 있는 공구교환방식이 개선된 터렛공구대를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 상기 드라이빙링의 내부에는 복수의 돌기가 등간격으로 형성되고, 상기 절삭공구홀더의 생크에는 상기 돌기와 대응되는 위치에 체결홈이 형성되어 있어서, 상기 돌기와 체결홈에 의해 절삭공구홀더의 결합위치가 일정하게 안내될 수 있어서 반복결합정도를 확보할 수 있는 공구교환방식이 개선된 터렛공구대를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 드라이빙링의 회전을 위해 설치되는 웜스크류는 공구교환을 할 때 터렛공구대의 일측에 설치되어 있는 웜스크류회전장치에 의해 회전시키며, 갠트리로더나 로봇암 등에 의해 터렛공구대에 장착되어 있는 절삭공구홀더를 빼내고 새로운 절삭공구홀더로 교체할 수 있어서 공구교환을 자동화장치에 의해 수행할 수 있는 공구교환방식이 개선된 터렛공구대를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 의한 공구교환방식이 개선된 터렛공구대는 복수의 절삭공구가 장착되어 공작물 가공에 사용되는 터렛공구대에 있어서, 일정한 간격으로 분할면이 형성되어 있는 디스크와, 상기 디스크에 체결볼트에 의해 고정 결합되는 어댑터블록과, 상기 어댑터블록에 착탈되어 절삭공구가 체결되는 절삭공구홀더로 구성되며, 상기 어댑터블록은 디스크에 고정되어 있는 상태에서 절삭공구홀더만을 교체하여 절삭공구를 교환할 수 있는 것이 특징이다.
본 발명에 의한 공구교환방식이 개선된 터렛공구대는 터렛공구대에 장착되는 공구홀더의 장착속도를 빠르게 가져가면서도 결합정도를 높이고, 고강성의 결합상태를 유지할 수 있어서 비교적 강한 절삭부하에 대해서도 안정적인 가공성을 유지할 수 있으며, 자동교환장치의 적용이 가능하도록 구조를 개선하여 공구교환을 자동으로 수행할 수 있는 현저한 효과가 있으며, 절삭공구홀더가 반복 결합될 수 있는 어댑터블록 내부에는 일정한 범위 내에서 회전할 수 있는 드라이빙링을 설치하여, 드라이빙링의 회전에 따라 절삭공구홀더를 어댑터블록에서 탈부착할 수 있어서 공구교환속도를 간편하게 할 수 있으면서, 자동공구교환장치를 이용해서 공구교환을 수행할 수 있는 효과와 함께, 상기 드라이빙링의 내부에는 복수의 돌기가 등간격으로 형성되고, 상기 절삭공구홀더의 생크에는 상기 돌기와 대응되는 위치에 체결홈이 형성되어 있어서, 상기 돌기와 체결홈에 의해 절삭공구홀더의 결합위치가 일정하게 안내될 수 있어서 반복결합정도를 확보할 수 있는 효과가 있으며, 드라이빙링의 회전을 위해 설치되는 웜스크류는 공구교환을 할 때 터렛공구대의 일측에 설치되어 있는 웜스크류회전장치에 의해 회전시키며, 갠트리로더나 로봇암 등에 의해 터렛공구대에 장착되어 있는 절삭공구홀더를 빼내고 새로운 절삭공구홀더로 교체할 수 있어서 공구교환을 자동화장치에 의해 수행할 수 있는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 전체구성 사시도
도 2는 본 발명의 일부분 분리구성도
도 3은 본 발명의 평면구성도
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일부분 분리구성도
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일부분 구성도
도 10은 본 발명의 타실시 예시도
본 발명은 자동선반이나 전용기와 같은 공작기계에 사용되는 터렛공구대에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터렛공구대에 장착되는 공구홀더의 장착속도를 빠르게 가져가면서도 결합정도를 높이고, 고강성의 결합상태를 유지할 수 있어서 비교적 강한 절삭부하에 대해서도 안정적인 가공성을 유지할 수 있으며, 자동교환장치의 적용이 가능하도록 구조를 개선하여 공구교환을 자동으로 수행할 수 있는 공구교환방식이 개선된 터렛공구대이다.
이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 전체구성 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일부분 분리구성도이며, 도 3은 본 발명의 평면구성도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 일부분 분리구성도로써, 본 발명에 의한 공구교환방식이 개선된 터렛공구대는 복수의 절삭공구가 장착되어 공작물 가공에 사용되는 터렛공구대에 있어서, 일정한 간격으로 분할면이 형성되어 있는 디스크(1)와, 상기 디스크(1)에 체결볼트(17)에 의해 고정 결합되는 어댑터블록(10)과, 상기 어댑터블록(10)에 착탈되어 절삭공구가 체결되는 절삭공구홀더(20)로 구성되며, 상기 어댑터블록(10)은 디스크(1)에 고정되어 있는 상태에서 절삭공구홀더(20)만을 교체하여 절삭공구를 교환할 수 있는 것이 특징이다.
먼저, 도시되어 있는 터렛공구대는 디스크(1)의 원주면에 일정한 간격으로 분할되어 분할면이 형성되어 있고, 분할면의 갯수는 8~12개 사이로 형성할 수 있으며, 각각의 분할면에는 체결볼트(17)에 의해 어댑터블록(10)이 고정 결합된다.
즉, 상기 어댑터블록(10)은 체결볼트(17)를 이용한 BMT(blot mounting type) 결합방식에 의해 디스크(1)와 고정 결합되어 있으며, 상기 어댑터블록(10)에는 공작물 가공을 위한 절삭공구가 체결되어 있는 절삭공구홀더(20)가 착탈될 수 있다.
따라서, 어댑터블록(10)이 디스크(1)에 고정 결합되어 있는 상태에서 절삭공구홀더(20)만 어댑터블록(10)에서 교체하는 과정을 통해 공구교환을 행할 수 있으며, 이러한 공구교환은 절삭공구에 의한 공작물 가공의 개수가 제한되어 있는 경우와 같이 반복적인 절삭가공작업을 행할 때 매우 편리함을 가져올 수 있고, 공구교환에 따른 시간소모를 줄일 수 있다.
또한, 상기 어댑터블록(10) 내부에는 일정한 범위 내에서 회전할 수 있는 드라이빙링(11)이 설치되고, 상기 드라이빙링(11)의 원주면에는 복수의 볼(13)이 일부분 노출된 상태로 결합되어 있으며, 상기 드라이빙링(11)의 일측에는 웜스크류(12)가 설치되어, 웜스크류(12)의 회전에 따라 웜스크류(12)의 나사산을 따라 볼(13)이 이동되면서 드라이빙링(11)이 회전되고, 드라이빙링(11)의 회전에 의해 절삭공구홀더(20)가 어댑터블록(10)에 고정 결합되거나 고정된 상태가 해제된다.
상기 드라이빙링(11)은 어댑터블록(10) 내부에 수납되어 있는 상태에서 일정한 범위에서 회전될 수 있는 구성이며, 상기 드라이빙링(11)의 원주면에는 복수의 볼(13)이 일부분만 노출된 상태로 결합되어 있으며, 상기 웜스크류(12)는 외부에 나사산이 형성되어 있어서 상기 나사산에 볼(13)의 일부가 들어가는 상태로 결합되게 된다.
따라서, 웜스크류(12)가 회전하게 되면 웜스크류(12)의 나사산을 따라 볼(13)이 이동되게 되고, 이러한 볼(13)의 이동에 의해 드라이빙링(11)이 절삭공구홀더(20)의 회전중심축을 중심축으로 하여 회전하게 되며, 이러한 드라이빙링(11)의 회전에 따라 절삭공구홀더(20)가 어댑터블록(10)에 고정 결합되거나, 고정 결합된 상태가 해제되게 된다.
드라이빙링(11)과 절삭공구홀더(20)의 결합과정과 결합이 해제되는 과정을 살펴보면, 상기 드라이빙링(11)의 내부에는 복수의 돌기(16)가 등간격으로 형성되고, 상기 절삭공구홀더(20)의 생크(21)에는 상기 돌기(16)와 대응되는 위치에 체결홈(22)이 형성되어 있어서, 상기 웜스크류(12)에 의해 드라이빙링(11)이 특정한 방향으로 회전될수록 드라이빙링(11)에 형성된 돌기(16)가 생크(21)에 형성된 체결홈(22)쪽으로 깊게 들어감에 따라 절삭공구홀더(20)와 어댑터블록(10)의 결합력이 높아지며, 상기 돌기(16)와 체결홈(22)에 의해 절삭공구홀더(20)의 결합위치를 일정하게 안내될 수 있다.
즉, 드라이빙링(11)의 내부 원주면에는 등간격으로 복수의 돌기(16)가 형성되는데, 도시된 실시예는 드라이빙링(11)에 120°의 간격으로 총 3개의 돌기(16)가 형성되어 있으며, 상기 절삭공구홀더(20)의 생크(21)에는 돌기(16)의 수와 대응되도록 총 3개의 체결홈(22)이 형성되어 있다.
따라서, 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10) 쪽으로 밀어넣기 위해서는 드라이빙링(11)의 돌기(16)가 생크(21)의 체결홈(22)에 들어간 상태에서만 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10) 쪽으로 완전히 밀어넣어서 결합할 수 있으며, 완전히 밀어넣은 상태에서 드라이빙링(11)이 회전되면 드라이빙링(11)의 돌기(16)가 생크(21)의 체결홈(22)에서 가장 깊은 곳으로 들어감으로써 어댑터블록(10)에 절삭공구홀더(20)가 견고하게 결합되게 된다.
도 6을 참조하면, 절삭공구홀더(20)가 어댑터블록(10) 쪽으로 이동되어 결합될 때에는 체결홈(22)의 "A" 부분 쪽으로 돌기(16)가 들어가게 되고, 돌기(16)가 "A" 부분을 지나 완전히 들어간 다음 드라이빙링(11)이 회전하게 되면 돌기(16)가 체결홈(22)의 "B" 부분 쪽으로 들어감에 따라 절삭공구홀더(20)와 드라이빙링(11)이 완전히 결합됨으로써 결국 절삭공구홀더(20)와 어댑터블록(10)이 완전히 결합되게 된다.
이때, 돌기(16)의 일측면이나 체결홈(22) "B" 부분의 일면에 일정한 각도로 경사면을 형성하면 돌기가 "B" 부분으로 들어갈수록 절삭공구홀더(20)를 드라이빙링(11) 쪽으로 잡아당기는 힘을 증가시킬 수 있어서 절삭공구홀더(20)와 어댑터블록(10)의 결합력을 향상시킬 수 있고, 이러한 결합력으로 인해 비교적 중절삭의 절삭부하가 절삭공구홀더(20) 쪽으로 작용하더라도 절삭공구홀더(20)와 어댑터블록(10)은 견고한 결합상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 웜스크류(12)의 양측에는 가이드핀(14)이 설치되어 웜스크류(12)의 회전위치를 일정하게 유지시켜주게 되며, 상기 도시된 웜스크류(12)는 일측에 연장바(12a)가 다각형의 렌치홈 형상 즉, 형상맞춤 형태로 결합되어 연장바(12a)에 형성되어 있는 렌치홈(12b)에 렌치를 넣고 회전시키면 연장바(12a)가 회전되면서 웜스크류(12)를 회전시키게 되는 구조이다.
즉, 웜스크류(12)는 그 자리에서 회전되어야만 드라이빙링(11)을 안정적으로 회전시킬 수 있으므로, 웜스크류(12)의 양쪽에 가이드핀(14)을 설치하여 웜스크류(12)가 항상 일정한 위치에서 회전할 수 있도록 지지해줄 수 있으며, 상기 웜스크류(12)에는 가이드핀(14)을 따라 회전될 수 있도록 홈을 형성해줄 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일부분 구성도로서, 절삭공구홀더(20)의 스핀들(23)까지 터렛공구대의 회전동력이 전달되는 구성들을 살펴보면, 터렛공구대에 설치되어 있는 구동모터에 의해 발생된 동력은 기어박스와 같은 동력전달구성들을 거쳐 드라이브샤프트(2)를 회전시키게 되며, 상기 드라이브샤프트(2)의 회전에 따라 키홈에 키(27a)로 결합되어 있는 공구구동샤프트(27)가 회전되게 되고, 상기 공구구동샤프트(27)의 내부 중심부에는 스플라인(27b)이 형성되고, 상기 스핀들(23)에는 상기 스플라인(27b)에 치합되는 형상의 스플라인이 형성되어 있어 공구구동샤프트(27)의 회전동력이 스플라인 결합을 통해 스핀들(23) 쪽으로 전달되게 된다.
이때, 어댑터블록(10)의 일측에는 멈춤키(18)가 설치되어 있으며, 상기 멈춤키(18)는 절삭공구홀더(20)가 어댑터블록(10)에 체결될 때에는 생크(21)에 형성되어 있는 체결홈(22) 쪽으로 들어간 상태를 유지하게 된다. 즉, 생크(21)에 형성되어 있는 체결홈(22)의 위치를 멈춤키(18)의 외면과 맞닿는 상태에서 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10) 쪽에 체결해줌으로써 절삭공구홀더(20)의 체결위치를 항상 일정하게 맞추어줄 수 있다.
또한, 상기 멈춤키(18)는 렌치와 같은 공구를 이용해 드라이빙링(11)을 회전시킬 때 생크(21)가 회전되지 않고 그대로 멈춘 상태를 유지할 수 있도록 한다.
즉, 드라이빙링(11)을 회전시켜 드라이빙링(11)에 형성되어 있는 돌기(16)가 체결홈(22)의 "B" 부분으로 깊게 들어갈수록 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10) 쪽으로 강하게 잡아당겨 절삭공구홀더(20)와 어댑터블록(10) 간에 상대적으로 높은 결합력을 유지할 수 있으므로, 상기 멈춤키(18)에 의해 생크(21)가 회전하지 못하도록 잡아준 상태에서 드라이빙링(11)을 회전시킬 수 있어서 강한 결합상태를 확보할 수 있다.
또한, 스핀들(23)의 일측에는 스핀들(23)의 축방향으로 일정거리 이동될 수 있는 회전스토퍼(24)가 설치되어 있고, 상기 회전스토퍼(24)는 스프링(25)에 의해 스핀들(23) 외부로 밀려나오려는 힘을 받은 상태로 설치된다.
따라서, 스핀들(23)의 회전이 멈춘 상태에서 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10)에서 분리해주게 되면, 상기 회전스토퍼(24)가 스프링(25)에 의해 스핀들(23)의 바깥쪽 즉, 스플라인이 형성된 쪽으로 이동되면서 스플라인에 걸리게 되고, 이 상태에서 스프링(25)에 의해 밀리는 힘을 받게 되어 스핀들(23)이 콜릿너트(26)에 의해 결합되어 있는 절삭공구 등 자체의 하중에 의해 임의로 회전되는 것이 방지될 수 있으며, 절삭공구홀더(20)가 어댑터블록(10)에 끼워질 때에는 상기 회전스토퍼(24)가 스프링(25)을 압축하는 방향으로 이동되어 스플라인에 걸린 상태가 해제됨으로써 스핀들(23)의 회전을 간섭하지 않게 된다.
이러한 스핀들(23)의 회전에 대한 멈춤기능은 절삭물에 대해 항상 일정한 위치에서 절삭작업을 시작하여야 하는 경우에 유용하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 터렛공구대의 일측에는 자동공구교환장치(ATC)가 설치되어 웜스크류(12)를 이용해 드라이빙링(11)을 회전시켜 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10)에서 분리하고, 공구교환을 위한 새로운 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10)에 끼운 다음 웜스크류(12)를 이용해 드라이빙링(11)을 회전시켜 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10)에 고정해줌으로써 공구교환을 수행할 수 있다.
즉, 수동방식에 의해 공구교환을 진행할 때에는 웜스크류(12)의 연장바(12a) 일단면에 형성된 렌치홈(12b)에 렌치와 같은 수공구를 끼워서 웜스크류(12)를 회전시킬 수 있으며, 수동교환방식이 아닌 자동교환방식을 사용할 때에는 자동공구교환장치 즉, ATC(Auto Tool Changer)를 설치하여 공구교환을 자동으로 수행할 수 있도록 구성할 수 있다.
부연하면, 도 10과 같이 웜스크류(12) 쪽으로 전체 또는 일부가 전후진이 가능한 웜스크류 회전장치(30)를 터렛공구대의 일측에 설치하여 공구교환을 행할 때에는 웜스크류 회전장치(30)의 렌치(31)가 에어실린더(도시하지 않음)와 같은 구동장치에 의해 웜스크류(12) 쪽으로 이동하여 웜스크류(12)를 회전시켜 드라이빙링(11)에 의해 결합되어 있던 절삭공구홀더(20)를 빼낼 수 있는 상태로 만들고, 절삭공구홀더(20)를 빼낸 다음에는 새로운 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10)에 끼운 다음 웜스크류 회전장치(30)의 구동에 의해 드라이빙링(11)의 돌기(16)가 체결홈(22)의 "A"의 위치에서 "B"의 위치로 이동되도록 회전시켜 드라이빙링의 돌기(16)에 의해 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10)에 견고하게 결합시킬 수 있다.
이러한 반자동에 의해 공구교환방식을 전자동방식에 의한 공구교환방식으로도 구성할 수 있는데, 이러한 방식에 대해 살펴보면, 상기 웜스크류(12)는 공구교환을 할 때 터렛공구대의 일측에 설치되어 있는 웜스크류 회전장치(30)에 의해 회전시키며, 갠트리로더나 로봇암 등에 의해 터렛공구대에 장착되어 있는 절삭공구홀더(20)를 빼내고 새로운 절삭공구홀더로 교체할 수 있다.
즉, 절삭공구홀더(20)를 분리하고 체결하는 전 과정을 웜스크류 회전장치(30)와 절삭공구홀더(20)를 빼내고 끼울 수 있는 갠트리로더나 로봇암 등에 의해 완전히 자동화할 수 있으며, 경우에 따라 별도의 웜스크류 회전장치(30)를 사용하지 않고 갠트리로더나 로봇암 등에 웜스크류 회전장치(30)와 같은 역할을 수행할 수 있도록 로봇암의 일측에 렌치와 같은 공구를 부착시켜 웜스크류(12)를 회전시키도록 하고, 이후 공구교환을 하도록 구성할 수도 있다.
미설명부호는 가이드링(15), 베어링(28) 및 로크너트(29)로써, 가이드링(15)은 드라이빙링(11)이 어댑터블록(10) 내에서 일정한 위치로 유지될 수 있도록 하는 구성이며, 베어링(28)은 스핀들(23)의 회전을 지지해주기 위한 구성이며, 로크너트(29)는 상기 베어링(28)의 위치를 고정해주기 위한 구성이다.
상술한 실시예의 설명에서는 절삭공구홀더(20)에 스핀들(23)이 형성되어 있어서 터렛공구대의 회전력이 스핀들(23)을 통해 절삭공구홀더(20)에 고정 결합되어 있는 절삭공구 쪽으로 전달되는 예에 대해서 설명하였으나, 회전이 필요치 않은 절삭공구의 경우 스핀들(23)은 필요치 않고 절삭공구홀더(20)의 자루부분인 생크(shank)에 체결홈(22)을 형성하여 스핀들(23)이 있는 절삭공구홀더(20)와 같이 만들어서 사용할 수 있다.
결국, 본 발명에 의한 공구교환방식이 개선된 터렛공구대는 터렛공구대에 장착되는 공구홀더의 장착속도를 빠르게 가져가면서도 결합정도를 높이고, 고강성의 결합상태를 유지할 수 있어서 비교적 강한 절삭부하에 대해서도 안정적인 가공성을 유지할 수 있으며, 자동교환장치의 적용이 가능하도록 구조를 개선하여 공구교환을 자동으로 수행할 수 있는 현저한 효과가 있으며, 절삭공구홀더가 반복 결합될 수 있는 어댑터블록 내부에는 일정한 범위 내에서 회전할 수 있는 드라이빙링을 설치하여, 드라이빙링의 회전에 따라 절삭공구홀더를 어댑터블록에서 탈부착할 수 있어서 공구교환속도를 간편하게 할 수 있으면서, 자동공구교환장치를 이용해서 공구교환을 수행할 수 있는 효과와 함께, 상기 드라이빙링의 내부에는 복수의 돌기가 등간격으로 형성되고, 상기 절삭공구홀더의 생크에는 상기 돌기와 대응되는 위치에 체결홈이 형성되어 있어서, 상기 돌기와 체결홈에 의해 절삭공구홀더의 결합위치가 일정하게 안내될 수 있어서 반복결합정도를 확보할 수 있는 효과가 있으며, 드라이빙링의 회전을 위해 설치되는 웜스크류는 공구교환을 할 때 터렛공구대의 일측에 설치되어 있는 웜스크류회전장치에 의해 회전시키며, 갠트리로더나 로봇암 등에 의해 터렛공구대에 장착되어 있는 절삭공구홀더를 빼내고 새로운 절삭공구홀더로 교체할 수 있어서 공구교환을 자동화장치에 의해 수행할 수 있는 현저한 효과가 있다.
1. 디스크 2. 드라이드샤프트
10. 어댑터블록 11. 드라이빙링
12. 웜스크류 12a. 연장바 12b. 렌치홈
13. 볼 14. 가이드핀
15. 가이드링 16. 돌기
17. 체결볼트 18. 멈춤키
20. 절삭공구홀더 21. 생크
22. 체결홈 23. 스핀들
24. 회전스토퍼 25. 스프링
26. 콜릿너트 27. 공구구동샤프트
27a. 키 27b. 스플라인
28. 베어링 29. 로크너트
30. 웜스크류 회전장치 31. 렌치

Claims (7)

  1. 복수의 절삭공구가 장착되어 공작물 가공에 사용되는 터렛공구대에 있어서,
    일정한 간격으로 분할면이 형성되어 있는 디스크(1)와, 상기 디스크(1)에 체결볼트(17)에 의해 고정 결합되는 어댑터블록(10)과, 상기 어댑터블록(10)에 착탈되어 절삭공구가 체결되는 절삭공구홀더(20)로 구성되며, 상기 어댑터블록(10)은 디스크(1)에 고정되어 있는 상태에서 절삭공구홀더(20)만을 교체하여 절삭공구를 교환할 수 있는 것이 특징인 공구교환방식이 개선된 터렛공구대.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어댑터블록(10) 내부에는 일정한 범위 내에서 회전할 수 있는 드라이빙링(11)이 설치되고, 상기 드라이빙링(11)의 원주면에는 복수의 볼(13)이 일부분 노출된 상태로 결합되어 있으며, 상기 드라이빙링(11)의 일측에는 웜스크류(12)가 설치되어, 웜스크류(12)의 회전에 따라 웜스크류(12)의 나사산을 따라 볼(13)이 이동되면서 드라이빙링(11)이 회전되고, 드라이빙링(11)의 회전에 의해 절삭공구홀더(20)가 어댑터블록(10)에 고정 결합되거나 고정된 상태가 해제되는 것이 특징인 공구교환방식이 개선된 터렛공구대.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 드라이빙링(11)의 내부에는 복수의 돌기(16)가 등간격으로 형성되고, 상기 절삭공구홀더(20)의 생크(21)에는 상기 돌기(16)와 대응되는 위치에 체결홈(22)이 형성되어 있어서, 상기 웜스크류(12)에 의해 드라이빙링(11)이 특정한 방향으로 회전될수록 드라이빙링(11)에 형성된 돌기(16)가 생크(21)에 형성된 체결홈(22)쪽으로 깊게 들어감에 따라 절삭공구홀더(20)와 어댑터블록(10)의 결합력이 높아지며, 상기 돌기(16)와 체결홈(22)에 의해 절삭공구홀더(20)의 결합위치를 일정하게 안내할 수 있는 것이 특징인 공구교환방식이 개선된 터렛공구대.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 웜스크류(12)의 양측에는 가이드핀(14)이 설치되어 웜스크류(12)의 회전위치를 일정하게 유지시켜주는 것이 특징인 공구교환방식이 개선된 터렛공구대.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 어댑터블록(10)의 일측에는 멈춤키(18)가 설치되어 있으며, 상기 멈춤키(18)는 절삭공구홀더(20)가 어댑터블록(10)에 체결될 때에는 생크(21)에 형성되어 있는 체결홈(22) 쪽으로 들어간 상태를 유지하게 되며, 상기 생크(21)에 형성되어 있는 체결홈(22)의 위치를 멈춤키(18)의 외면과 맞닿는 상태에서 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10) 쪽에 체결해줌으로써 절삭공구홀더(20)의 체결위치를 항상 일정하게 맞추어줄 수 있는 것이 특징인 공구교환방식이 개선된 터렛공구대.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터렛공구대의 일측에는 자동공구교환장치(ATC)가 설치되어 웜스크류(12)를 이용해 드라이빙링(11)을 회전시켜 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10)에서 분리하고, 공구교환을 위한 새로운 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10)에 끼운 다음 웜스크류(12)를 이용해 드라이빙링(11)을 회전시켜 절삭공구홀더(20)를 어댑터블록(10)에 고정해줌으로써 공구교환을 수행할 수 있는 것이 특징인 공구교환방식이 개선된 터렛공구대.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 웜스크류(12)는 공구교환을 할 때 터렛공구대의 일측에 설치되어 있는 웜스크류 회전장치(30)에 의해 회전시키며, 갠트리로더나 로봇암에 의해 터렛공구대에 장착되어 있는 절삭공구홀더(20)를 빼내고 새로운 절삭공구홀더(20)로 교체할 수 있는 것이 특징인 공구교환방식이 개선된 터렛공구대.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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