KR810001768B1 - 공구 자동교환기가 있는 공작기계 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공구 자동교환기가 있는 공작기계

제1도는 공작기계의 정면도이며, 공구보관함이 기계의 후레임(frame)의 연장부분에 설치되어 있는 공구자동교환기의 일반구조를 보여주고 있다.

제2도는 공구 자동교환기가 설치된 공작기계의 측면도이다.

제3도는 공구 저장함 덮개 및 조정실이 제거된 상태의 공작기계에 대한 평면도이다.

제4도는 제3도의 평면 4-4를 따라 부분적으로 절단된 상태의 공구 교환장치의 측면도이다.

제5도는 제4도의 평면 5-5를 따라 취한 단면도이다.

제6도는 절단기가 끼워져 있는 상태의 공구 홀더(holder)의 측면도이다.

제7도는 부분적으로 절단된 상태의 공구 보관함에 대한 평면도의 일부이며, 운반대 위에 설치된 공구홀더를 보여주고 있다.

제8도는 제7도의 평면 8-8을 따라 취한 단면도이다.

제9a도 내지 9d도는 공작 기계에 설치된 공구 자동교환장치에 대한 개략도로서, 공구 교환 조작을 하는 동안의 전달아암의 위치를 순서적으로 보여주고 있다.

본 발명은 수치로 조종되는 공작기계의 공구교환장치에 관한 것이며 보다 구체적으로 이중 아암(arm)구조를 하고 있어서 공구의 교환을 대단히 신속하게 하여 주고 따라서 작업 사이의 비생산적인 시간을 단축시켜 주는 개량된 자동공구교환장치에 관한 것이다.

많은 통상의 공작기계에서는, 서로 수직인 두 개의 축을 따라 수평운동을 하는 테이블(table)이 기계의 저면에 설치되어 있고, 작업 대상물을 이 테이블에 놓게 되어 있다. 따라서 작업대상물의 어느 부분도, 작업테이블 위에 있는 직립축상을 회전하는 스핀들(spindle)에 부착되어 구동되는 공구로, 작업할 수 있는 위치에 올 수 있으며, 기계의 직립축을 따라 상하 운동을 하게 기계의 저면에 설치된 스핀들 헤드(head)에 의하여 운반된다.

수치조종장치를 설치하게 되면, 상술한 세 개의 축을 따라 행하는 기계 부품의 모든 운동을 소정의 프로그램에 따라 자동적으로 실시 및 조정할 수 있다. 그러나, 만일 기계의 공구 자동교환기가 설치되어 있지 않고, 따라서 공구를 공구보관함에서 꺼내어 스핀들에 끼우는 작업과 또한 공구를 스핀들에서 빼내어 공구보관함에 돌려보내는 작업을 자동적으로 실시할 수 없다면, 수치조정법이 갖는 많은 이점을 실현하지 못하게 된다.

최근에는, 공작기계를 제조할 때 공구 자동교환장치를 설치함으로써, 한 개의 공작기계에 여러개의 다양한 공구를 사용할 수 있게 되었다. 기계가공 조작은 소위 수치 조종법에 의하여 조종되며, 특정의 기계가공작업이 끝나면, 사용이 끝난 공구는 자동적으로 스핀들에서 제거되어 공구 보관함에 보관되고, 또한 새공구는 자동적으로 공구 보관함에서 선택되어 스핀들에 끼워진다.

비록 이러한 공작기계들이 상당한 정도의 상업적 성공을 거두기는 했으나, 모든 경우에 있어서 한 공구를 다른 공구로 교환하는데 걸리는 비생산적인 시간은, 생산을 제한하는 중요한 요인이 되고 있다.

공구의 자동적 교환은 가능한한 짧은 시간내에 실시한다는 것은 대단히 소망스러운 일이다. 여러개의 다른 절단공구를 갖고 여러가지의 다른 기계 가공조작을 해야 하는 기계가공 작업에서는, 개개의 기계가 공 조작 사이에서 절단공구를 교환하는데 걸리는 시간을 합계하면, 비생산적인 시간이 상당한 양에 이를 수 있다.

종래의 공구 자동교환기가 지닌 문제점은, 절단 공구를 교환하는데 걸리는 트랜스퍼어 시간이 소망하는 것보다 크다는 사실이다. 이렇게 많은 시간이 걸리는 이유는, 절단공구를 취해서 전달하는 죠오(jaw)와 아암이 많은 기계적 단계를 필요로 하게끔 제조 및 배치되어 있기 때문이다. 예컨대 전달아암의 운동을 보면, 이러한 운동이 완전히 또한 거의 완전히 끝나기 전에는, 기계의 절단 모오드(mode)가 조작을 못하도록 되어 있다. 그 뿐만 아니라, 소망하는 공구를 보관함으로부터 선택하거나 또는 추후의 재사용을 위하여 보관함의 특정위치로 되돌려 보내는데도 시간이 소모된다.

본 발명은 공구 자동 교환기의 설계를 개랑한 것으로서, 공구를 한번 교환하는데 걸리는 시간을 단축시키고, 또한 공구를 선택하고 제위치에 놓는 등 공구교환절차상의 여러 단계를, 절단 공정을 계속하면서 동시에 실시할 수 있도록 한 것이다.

본 발명이 이러한 성과를 이룰 수 있는 것은, 밀링머신과 같은 금속공작기계에 독특한 이중아암의 구조를 한 공구 전달장치를 사용하기 때문이다.

본 발명에 의하면, 공구 보관함과 회전가능한 공구 스핀들 또는 이와 유사한 장치와의 중간위치에, 운반대가 공작 기계 후레임상에 활동적으로 설치되어 있다. 공구 보관함은 후레임에 대하여 고정된 위치에 있으며, 여러개의 공구 보관용 슬로트(slot)가 있어서 여러개의 공구를 보관한다. 만일 소망스럽다면, 보관함을 후레임의 연장 부분에 고정하여 설치할 수 있다. 부움(boom)은 회전가능하게 운반대에 설치한다. 부움에는 두 개의 신축성 있는 공구 전달아암이 설치되어 있는데 이들 아암은 서로 동일 평면상에 있고 또한 금속 공작기계의 회전가능한 공구 스핀들의 축에 대하여 수직을 이룬다. 상기 두 개의 아암은 서로 고정된 예각을 이룬다. 따라서 부움과 두 개의 전달아암은 Y자형을 이루게 된다. 운반대가 후레임상을 활동하도록 조종 및 작동하면, 부움은 왕복적으로 또한 전달아암이 이루는 평면에 수직이며 또한 스핀들의 축에 평행한 방향으로 상하운동을 하게 된다. 부움이 운반대상에 설치되어 있는 형태는, 스핀들 축에 수직인 평면내에서 전달아암을 회전시키도록 되어 있고, 따라서 두 개의 전달아암은 각각 공구를 보관함 및 스핀들에서 동시에 물을 수 있는 위치에 오게 된다.

상술한 바와 같이 구조를 하고 있기 때문에, 전달공구를 교환하려고 할 때에는, 새 공구를 보관함으로부터 취하는 공구 선택단계와 이를 회전하는 스핀들로 이동하여 제위치에 오게 하는 단계를 설시하는 동안에도, 쓰던 공구로 절단조작을 계속하여 실시할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 수치조종 시스템이 금속 절단작업을 끝마치기 이전에, 그리고 다음의 절단작업을 위해서 새 절단기가 필요할 때에, 조종 시스템은 공구보관함을 작동하여 자동적으로 지시되어, 새 공구가 들어있는 공구보관 술로트를 계합위치로 제시하여 선택되게 한다. 따라서, 두 개의 전달아암 중의 하나는 이동하여 공구보관함 슬로트로부터 새 공구를 물게 된다. 이렇게 붙잡힌 공구는 보관함의 슬로트로부터 제거된다. 절단작업이 끝나기 이전에, 두 개의 전달아암은 동시에 공작기계 스핀들쪽으로 이동하고, 이들 중 빈 아암은 스핀들내의 공구와 일렬로 된다.

그러면 빈 전달아암은 스핀들로부터 공구를 물어 제거하게 된다. 제거된 공구를 운반하는 아암은 스핀들로부터 멀리 이동하고, 이와 동시에 새 공구를 붙잡은 아암은 스핀들쪽으로 이동하여 이와 일렬로 서게 된다. 따라서, 새 공구를 운반하는 아암은 스핀들에 새 공구가 물리게 한다. 새 공구가 스핀들에 물리게 되면, 두 개의 전달아암은 스핀들로부터 멀리 이동하고, 따라서 다음의 절단조작을 시작할 수 있다. 두 개 중의 나중 전달아암이 작업구역 즉 수직 및 수평 절단 후레임이 이루는 절단실을 떠나게 되면, 스핀들은 새 공구을 가지고 다음의 기계가공작업을 시작할 수 있다. 다음의 기계가공작업이 진행되는 동안, 스핀들에서 제거된 공구를 붙잡고 있는 전달아암은 공구보관함쪽으로 이동한다. 공구보관함은 이미 지시된 대로, 쓰던 공구를 수용할 빈 공구보관 슬로트를 제시하며, 따라서 쓰던 공구를 운반하는 전달아암은 쓰던 공구를 빈 공구 슬로트에 넣고, 새 공구를 스핀들에 운반했던 빈 공구 전달아암은 다음의 절단조작을 위해 또 다른 공구를 선택할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 독특한 설계를 하고 있기 때문에, 공구를 꺼내고 되돌려 보내는 전달작업을 공구 자동교환기로 실시하면서, 이와 동시에 공작기계의 절단작업을 시작 및 진행할 수 있는 것이다. 이렇게 함으로써, 스핀들을 정지시켜야 하고 따라서 기계가공작업을 실시할 수 없는 시간을 단축시키는 것이다.

이중 아암의 구조를 하고 있는 본 발명의 공구전달장치는 니이(knee)형의 밀링머신 및 베드(bed)형의 밀링머신 등 밀링머신에 사용하기에 특히 알맞지만, 이 공구 전달장치는 또한 선반 및 기타의 금속제거용 기계에도 사용할 수 있다.

본 발명의 여러 가지 다른 잇점 및 특징은, 다음의 명세서 및 첨부도면으로부터 더욱 명백해질 것이다.

본 발명의 구체적 실시예는 여러 가지 다른 형태를 가질 수 있지만, 그중에서 한가지 구체적 형태만을 도면과 함께 설명한다. 여기에 예시된 형태는 본 발명의 원리를 보여주는 한가지 구체적 예에 불과하며, 본 발명이 이 예에 국한되는 것은 아님을 이해해야 할 것이다.

제1도를 참고로 설명하면, 직립의 밀링머신(10)에 본 발명의 공구 자동교환기가 설치되어 있다.

공구 교환기에는 모터로 작동되는 공구전달장치(18)이 있어서, 공구보관함(14)로부터 소망하는 공구를 선택한다. 밀링머신(10)에는 주후레임(22)가 있고, 그 연장부분은 공구보관함(14)에 대한 지지대가 된다. 덮개(13)은 주후레임(22)로부터 공구보관함(14) 위에까지 연장되어 있다. 제1 및 3도에 표시한 바와 같이 공구전달장치(18)에는 원통형 구조물이 있고, 이 구조물에는 이중 아암이 달린 부움이 밀링머신(10) 및 공구 저장함(14)의 사이의 위치에서 후레임(22)에 설치되어 있다.

직립형 밀링머신(10)에는 니이(26)가 수직방향으로 활동하도록 후레임(22)에 설치되어 있다. 니이(26)에는 쌔들(saddle)(28)이 달려 있다. 쌔들(28)은 기계의 전면으로부터 안팎으로 활동하도록 설치되어 있다. 쌔들(28)에는 작업테이블(30)이 좌우로 활동하도록 설치되어 있다. 니이(26), 쌔들(28) 및 테이블(30)의 운동은 수동으로 실시할 수도 있고 수치조정장치에 응답하여 동력에 의해 실시할 수도 있다.

제2도에 표시된 바와 같이, 스핀들 퀼(quill)(34)가 작업 테이블(30) 위에 설치되어 후레임(22)의 전면에 활동적으로 부착되어 있는데, 이 스핀들 퀼(quill)(34)는 그 하단부에서 스핀들(36)을 지지하고 있어서, 스핀들 퀼(34) 위에 위치한 스핀들 구동 전달장치(38)를 통해 구동될 때 회전하게 한다. 스핀들 퀼(34)의 상하운동은 잘 알려진 통상의 방법으로 실시된다.

밀링머신(10)의 작동구역이 되는 스핀들(36)는 스핀들 헤드(34)에 회전 가능하도록 달려 있고, 또한 공구(40)을 수용하도록 되어 있어서, 수직 절단 후레임(31)(제2도) 및 수평 절단 후레임(32)(제3도)내에서 소망의 기계가공 조작을 실시한다. 스핀들(36)은 전기모터(37)(제1 및 2도)로부터 얻은 동력으로 구동되는데, 이 모터는 스핀들 구동 전달장치(38)를 통하여 잘 알려진 방법으로 스핀들을 구동한다. 여기에 예시된 구체적 형태에서는, 5 또는 7.5마력이고 40-4300rpm의 범위로 변속가능한 직류모터(37)에 의하여 스핀들이 구동된다. 스핀들(36)은 5인치짜리 퀄유닛내에 설치되어 있고, 퀄행정은은 수직축을 따라 9인치로 조종된다.

다양한 종류의 공구 중의 어느 것이든 스핀들에 끼워서 구동할 수 있다. 예컨대, 드릴(drill), 리이머(reamer), 천공봉, 태프(tap), 모든 형태의 밀링커터(milling cutter)등이 포함된다. 각각의 공구는 공구홀더내에 고정된다. 제1도의 우측에는 공구(41)을 끼고 있는 공구 홀더(40)이 스핀들(36)에 달려있는 것이 표시되어 있다. 공구(41)을 끼고 있는 공구홀더(40)의 확대도가 제6도에 표시되어 있다. 모든 홀더는 동일하며, 각각의 공구홀더는 점점 가늘어진 연결부(42)가 있어서, 이에 대응하여 점점 가늘어진 스핀들(36)의 구멍에 들어맞게 되어 있다. 공구 자동전달장치(18)는 공구를 스핀들(36)에 끼우는 동안 공구를 공구홀더내에서 고정된 높이로 유지한다. 스핀들(36) 내에서 공구홀더(40)을 붙잡고 지지하는데 사용하는 장치는 본 발명의 일부가 아니며, 어떠한 적합한 형태의 것도 사용할 수 있다. 한가지 예를들면, 스핀들구멍 내부에서 왕복운동을 하는 인발봉의 한쪽 단부에 경첩으로 연결된 한쌍의 휭거(finger)(도시되지 않음)로 구성되는 것으로, 인발봉이 스핀들 구멍의 내부로 더욱 후퇴할 때 붙잡는 위치로 움직이게 되어 있는 것이 있다.

공구홀더(40)은 제1도의 좌측에 있는 공구보관함(14)에도 표시되어 있다. 본 발명의 목적에 적합한 공구홀더는 기어(gear)를 구동되는 형태의 것이 될 수도 있다.

제6도에 표시된 바와 같이, 공구홀더에는 원주방향으로 두 개의 그루브(groove)가 있는데, 이들 그루브는 점점 가늘어진 연결부(42)의 직경이 큰쪽 단부로부터 서로 떨어져 축방향으로 배치되어 있다. 이들 그루브는 세 개의 플랜지(flange)(43),(44) 및 (45)로 한정되어 있다. 최상위의 플렌지(43)도 또한 기어로서 스핀들(36) 내의 기어 구동장치에 물리게 되어 있다. 공구홀더는, 두 개의 그루브 중 상위의 것이 운반대(15)의 슬로트에 물림으로써, 공구보관함(14) 내에서 직립의 위치로 지지된다. 제7 및 8도는 각각 공구보관함(14)의 상면 및 전면에 대한 단면도로서, 공구홀더(40)이 슬로트(17) 내에 위치해 있고 플렌지(43) 및 (44) 사이의 상위 그루브로 지지되어 있는 운반대(15)의 일부를 보여주고 있다.

본 발명의 공구 자동교환기에 사용되는 공구보관함(14)는, 일반적으로 회전가능하고 원형이며 덮개가 있는 조립체로서, 회전테이블(16)에 장치된 운반대(15)의 주변에 있는 슬로트내에 12-25개의 공구를 지지한다. 공구 저장슬로트에 지시하여 특정의 공구만이 깨리는 위치로 하는데는, 적절한 기구 및 조종장치(14)를 사용한다. 회전자 저면(46) 및 조종실(47)이 제1 및 제2도에 표시되어 있다. 각각의 공구는 공구보관함(14) 내에 위치가 지시되어 있다. 즉, 주어진 공구는 밀링머신(10)에 사용될 때 공구보관함(14)의 슬로트에서 제거되고, 나중에는 다시 그 슬로트로 되돌려 보내진다. 공구보관함(14)이 공구를 물고 있는 위치는 제3도에서 점선의 상자(48)로 표시되어 있다.

공구교환장치(18)은 공구보관함(14)와 스핀들(36)과의 사이에 공구를 전달한다. 제3도에 표시된 바와 같이, 공구교환장치(18)은 일반적으로 공구보관함(14)와 스핀들(36)과의 사이에 위치해 있다. 제1 및 제4도에 표시된 바와 같이 안내 하우징(50)은 후레임(22)에 달려있다. 운반조립체(52)는 안내 하우징(50) 내에 활동적으로 위치해 있다. 안내 하우징(50)에는 안내봉 또는 다른 적당한 장치를 사용할 수 있다. 안내 하우징(50) 내에 활동적으로 위치하고 있는 운반조립체(52)의 단부에는 구동대(54)(제4도)가 달려있고, 이 구동대는 원통형의 수압작동기(56)에 부착되어 있다. 원통형 수압작동기(56)의 다른쪽 단부는 안내 하우징(50)의 상부에 달려 있다. 수압작동기(56)의 신축에 따라, 운반대(52)는 안내 하우징(50) 내에서 상하로 왕복운동을 하게 된다. 이러한 상하운동의 행정은 보통 2 내지 8인치일 수 있으며, 이것은 공구가 스핀들에 위치하고 있을 때 공구를 제거하는데 필요한 거리이다. 회전작동기(60)은 운반조립체(52)의 하단부에 위치해 있어서, 제5도에 있는 축(6) 위를 회전한다. 회전작동기(60)은 전기식일 수도 있고 수압식일 수도 있다. 부움(64)은 회전작동기(60)의 하부에서 운반조립체(52)에 달려 있으며 축(62)에 걸려 있다. 따라서 부움(64)은 제3도에 표시된 바와 같이 회전작동기(60)에 의하여 시계방향으로 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 제1도에서는 부움(64)가 공구보관함(14)쪽으로 회전한 상태가 상상적으로 표시되어 있다. 제5도에 표시된 바와 같이, 제일 전달아암(68)과 제이 전달아암(69)가 서로 예각을 이루며 부움(64)의 단부에 설치되어 있다. 제5도에서, 제일 전달아암(68)은 부분적으로 신장되어 있고 제이 전달아암(69)는 위축되어 있다. 제4도는 제일 전달아암(68)이 평면대(70)으로 되어 있고, 이 평면대는 부움(64)의 상면부품(72) 밑에서 활동적으로 움직이고 있음을 보여준다.

공구홀더를 잡는데는 액체로 작동되는 기계적 휭거를 사용한다. 예컨대, 수압으로 작동되는 한쌍의 공구를 잡는 휭거(74) 및 (75)가 제일 전달아암(68) 및 제이 전달아암(69)의 단부에 설치되어 있다.

수압식 작동기(76)은 부움(64)의 아래에 달려있고(제4도), 수압식 작동기(76)의 구동봉(78)은 파지용 휭거(82)의 아래에 달려 있어서, 전달아암(68)이평면상에서 왕복운동을 하게 한다. 수압식 작동기(76)의 신축에 따라, 전달아암(68)도 신축운동을 할 수 있다. 제이 전달아암(69)는 제일 전달아암(68)과 유사한 구조를 하고 있고, 수압식 작동기(77)(제5도에서 점선으로 표시됨)에 의하여 신축된다.

각각의 아암에 달린 파지용 휭거(74) 및 (75)의 쌍은 제5도에 표시된 바와 같이 실질적으로 동일한 것이다. 휭거쌍(74)의 구조를 참고로 설명하면, 이동가능한 휭거(80)이 축(84)의 주위로 회전할 수 있도록 설치되어 있다. 수압식 작동기(90)은 고정휭거(82)와 이동가능한 휭거(80)의 구동단부(88)과의 사이에 설치되어 있다. 수압기 용액이 도관(92)를 통하여 수압식 작동기(90)에 들어가면, 수압기 작동기(90)은 작동되어 이동가능한 휭거(80)의 구동단부(88)에 부딪치고, 따라서 이동가능한 휭거(80)을 축(84)의 주위로 회전시켜서, 이동가능한 휭거(80)의 파지용 단부(86)을 고정휭거(82)에 더 가까운 위치로 오게한다. 이렇게 하여 휭거 쌍(74)는 그 사이에 공구홀더를 물어서 지지한다. 바이아스 스프링(bias spring)(94)는 그 한쪽 단부가 고정휭거(82)에, 그리고 그 다른쪽 단부가 이동가능한 휭거(80)의 구동단부(88)에 부착되어 있다. 수압식 작동기(90)으로부터 수압이 제거되면, 바이아스 스프링(94)는 이동가능한 휭거(80)의 구동단부(88)에 작용하여 휭거(80)을 축(84) 주위로 돌게 하고, 따라서 휭거(80)의 파지용 단부(86)은 고정휭거(82)로부터 멀리 이동하게 되며, 그러면 파지용 휭거쌍(74)는 열린 위치로 오게 되어 공구홀더를 놓아주게 된다.

휭거 쌍(75) 휭거 쌍(74)와 유사한 구조를 하고 또 유사하게 작업한다. 휭거 쌍(75)에는 고정휭거(83) 및 축(85)가 있고, 이 축에는 이동가능한 휭거(81)이 설치되어 있는데 그 양단에는 각각 파지용 단부(87) 및 구동 단부(89)가 있다. 휭거 쌍(75)가 열리고 닫히는 것은 이동가능한 휭거(81)에 의해서 행해지며, 유체가 도관(93)을 통하여 수압식 작동기(91)에 작용하면 닫히고, 바이아스 스프링(95)가 작용하면 열리게 되어 있다.

전달아암(68) 및 (69)가 이루는 각도는 예각이며, 공구보관함내의 인접 공구간의 간격과 일치하고 또한 스핀들의 아래 및 인접 공간의 여유와 일치한다면, 이 각도는 작을수록 좋다. 이 각도는 약 45도에서 10도까지가 바람직하고, 더 바람직한 각도는 약 20도이다.

제1, 2, 3 및 9a, 9b, 9c, 9d도를 참고하면, 상술한 바와 같은 신규의 설계 때문에 얻는 독특한 조작상의 잇점을 이해할 수 있다. 여기서는, 작업대상물(96)이 작업테이블(30)에 적절히 고정되어 있고 또한 공구(41)이 스핀들(36)에 이미 물려 있어서 절단조작을 실시하는 것으로 가정하고 있다.

제9a-9d도는 공작기계(10)의 상면에 대한 개략도로서, 전달아암(68) 및 (69)가 공구보관함(14) 및 스핀들(36) 사이의 공구 전달장치(18)의 축 주위로 운동한 때, 이들 아암의 여러 가지 위치를 예시하고 있다.

공구전달 절차는, 조종체계가 공구보관함(14)에 지시하여 다음 기계가공단계에 필요한 새 절단기를 공구를 붙잡는 위치(48)로 오게 함으로서 실시된다. 부움(64)는 제1 및 3도에 표시된 바와 같이 수직위치를 하고 있어서, 첫번째 전달아암(68)의 파지용 휭거쌍(74)가 공구홀더(40)의 전달 그루브와 일렬을 이루도록 되어 있다. 이 그루브는 제6도의 플렌치(44) 및 (45)로 이루어진다. 이 단계에서의 부움(64)와 전달아암(68) 및 (69)의 방위가 제9a도에 표시되어 있다. 다음에 첫번째 전달아암(68)이 연장되어, 파지용 휠거쌍(74)가 공구홀더(40)의 공구전달 그루브를 물게 된다. 그러면 파지용 휭거쌍(74)는 작동되어 공구홀더(40) 주위에서 닫힌 위치로 오게 되고, 또한 첫번째 전달아암(68)은 후퇴하여 공구홀더(40)를 공구보관함(14)로부터 뽑아내게 된다.

회전작동기(60)은 부움을 반시계방향으로 회전시켜서(제3도에 표시), 첫번째 전달아암(68) 및 두 번째 전달아암(69)가 공구 스핀들(36) 가까이로 오도록 한다. 전달아암(69)는 스핀들(36)과 일렬을 이루게 되며, 따라서 전달아암(69)의 파지용 휭거쌍(75)가 스핀들(36)의 공구홀더를 물게 하는데 있어서, 부움(64)를 더 이상 회전운동시킬 필요가 없게 된다. 이 단계에서의 부움(64)와 두 개의 전달아암(68) 및 (69)의 방위는 제9b도에 표시되어 있다.

스핀들(36) 및 공구홀더(40)은 작업대상물로부터 분리되어 소정의 공구전달위치로 오게 된다. 다음에 아암(69)는 연장되어 파지용 휭거(75)가 스핀들(36)의 공구홀더(40)을 물게 된다. 파지용 휭거(75)가 스핀들(36)의 공구홀더를 물면, 운반조립체(52)는 수직 하방으로 이동하여 스핀들(36)으로부터 공구홀더를 제거한다. 공구홀더가 수직하방으로 충분히 이동하여 스핀들(36)으로부터 완전히 분리되면, 전달아암(69)는 후퇴하여 스핀들(36)으로부터 쓰던 공구을 꺼내게 된다.

다음에 부움(64)는 제9도에 표시된 바와 같이 다시 20도를 반시계 방향으로 회전하고, 그렇게 되면 새 공구를 잡고 있는 전달아암(68)은 스핀들(36)과 일열을 이루게 된다. 운반조립체(52)를 수직 상방으로 이동하면 새 공구홀더는 스핀들(36)과 계합하게 된다. 운반조립체(52)가 적당한 높이에서 계합되면 수직운동은 끝나고, 이와 거의 동시에 스핀들의 칼라(collar) 장치는 공구홀더를 스핀들내에 계합시킨다. 그러면 전달아암(68)의 파지용 휭거(74)는 작동되어 열려서 공구홀더를 놓게 된다. 다음에 전달아암(68)은 스핀들(36)으로부터 후퇴하게 되고, 두 개의 아암(68) 및 (69)는 반시계방향으로 회전하여 공구보관함(14)쪽으로 이동한다.

나중의 전달아암(69)가 작업구역을 떠나면, 다음의 기계가공단계를 곧 시작할 수 있다. 그러면 스핀들(36)의 새 공구는 작업테이블(30) 위의 작업대상물(96)과 접촉하게 할 수 있다. 다음의 기계가공단계를 실시하면서, 공구자동교환기의 공구교환공정은 완수된다. 쓰던 공구홀더 및 공구를 붙잡고 있는 두 번째 전달아암(69)는, 제9d도에 표시된 바와 같이 반시계방향으로 회전해야 하고, 이렇게 함으로써 전달아암은 공구보관함(14)의 공구를 무는 위치(48)과 일열을 이루게 된다.

쓰던 공구가 스핀들(36)으로부터 제거되고 새 공구가 끼워지는 동안, 공구보관함(14)는 지시된 대로 쓰던 공구의 본래의 보관슬로트를, 공구를 무는 위치(48)에 제시한다. 그러면 두 번째 전달아암(69)는 연장되어, 쓰던 공구를 공구보관 슬로트에 넣게 된다. 전달아암(69)가 쓰던 공구홀더를 공구보관 슬로트에 물리게 하는데 필요한 만큼 연장되면, 파지용 휭거(75)는 작동되어 열려서 공구홀더를 내놓게도 한다. 그러면 전달아암(69)는 후퇴하고, 부움(64)는 회전하여, 제9도에 표시된 바와 같이, 첫번째 전달아암(68)이 공구보관함(14)의 계합위치(48)과 일열을 이루게 한다. 그러면 공구보관함(14)는 지시를 따라 자동적으로 다음 공구를 무는 위치(48)에 제시하여 첫번째 전달아암(68)로 하여금 물게 한다.

상술한 작업절차는 단지 예시하는 것에 불과함을 이해해야 한다. 공구전달아암의 기능은, 조작프로그램을 적절히 변경함으로써, 본 발명으로부터 이탈되지 않은 채 서로 바꿀 수 있다.

알 수 있는 바와 같이, 연장가능한 아암에 축주위로 회전하는 부움을 설치함으로써, 전달아암(68) 및 (69)가 스핀들(36)과 공구보관함(14) 사이를 운동하게 할 수 있다.

바람직한 실시예에 표시된 바와 같이 고정된 예각을 20도로 함으로써, 전달아암(68) 및 (69)가 운동하여 스핀들(36)의 제위치로 오게 할 때, 아암이 20도의 원호만을 움직이게 되어 필요한 시간이 작게 된다. 전달아암 사이의 각도가 클수록, 운동해야 하는 원호는 커진다. 운동할 원호가 커질수록, 전달아암이 원호를 운동하는데 걸리는 시간이 커진다. 이렇게 전달시간이 증가하면, 스핀들에 새 공구가 끼워있지 않는 시간간격이 커진다. 그러므로 전달아암 사이의 각도는 가능한한 작게 하는 것이 유리하다. 공구홀더 및 전달아암의 크기를 고려할 때, 약 20도의 각도가 충분히 작으면서도 크기가 큰 공구를 가진 공구홀더를 수용할 수 있는 것이다.

수동식으로 작동되는 한쌍의 파지용 휭거를 사용하면, 공구를 붙잡는 위치가 닫히게 하는데 유리하다. 스프링으로 된 폐쇄장치를 사용하면, 붙잡는 힘이 균일하지 못할 뿐 아니라, 전달아암이 빠른 회전운동을 할 때(절단기가 달린) 무거운 공구홀더가 상당한 원심력을 발생하므로, 이에 필요한 큰 불잡는 힘을 공급하지 못하게 된다.

상술한 설명서 및 도면은 예시에 불과하다. 본 분야에 숙련된 자라면, 본 발명의 정신에 이탈되지 않은 채, 여러 가지 변형 및 개량을 실시할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 후레임(22)에 연결된 회전가능한 공구스핀들(36)과 상기 후레임이 고정 설치되어 있고 여러개의 공구보관 슬로트(17)가 있어서 여러개의 공구를 보관하도록 되어 있는 공구보관함(14)에 지시하여 선택된 공구가 있는 공구보관 슬로트를 계합 위치에 제시하여 공구가 선택되게 하고, 또한 선택된 빈 보관 슬로트를 상기 계합 위치에 제시하여 공구를 되돌려 보내게 하는 지시장치와 상기 후레임에 설치되어 상기 스핀들의 축에 평행하게 활동하는 운반대의 한쪽 단부에 설치되어 축 주위로 회전하는 부움(64)이 있고, 상기 부움에는 서로 동일평면상에 있고 상기 스핀들축에 수직이며 서로 고정된 예각을 이루고 부움과 함께 Y자 형상을 이루는 신축성의 제일 및 제이 공구전달아암이 있으며, 상기 보관함 및 상기 스핀들 사이로 공구를 전달하는 공구교환기와 상기 운반대를 활동적으로 움직여서, 상기 전달아암이 이루는 평면에 수직이고 상기 스핀들의 축에 평행한 방향으로 상기 부움이 상하왕복운동을 하게 하는 모터장치와 상기 전달아암이 부움과 함께 상기 스핀들축에 수직한 평면내에서 축상을 회전하게 함으로써, 상기 전달아암이 각각 상기 보관함의 계합 위치에서 공구를 물게 위치되고; 또한 상기 스핀들이 상기 공구를 수용하도록 제시하게 하는 모터장치와 상기 보관함 및 상기 공구교환장치가 작동하게 함으로써, 상기 부움은 순서적으로 이동하여 상기 제일 전달아암을 상기 보관함의 계합 위치에 오게 하여 새 공구를 선택하고, 상기 제이 전달아암을 상기 스핀들에 오게 하여 상기 스핀들로부터 쓰던 공구를 제거하며, 상기 제일 전달아암을 상기 스핀들에 오게 하여 상기 새 공구를 상기 스핀들에 끼우고, 또한 상기 제이 전달아암을 상기 보관함의 계합위치에 오게 하여 상기 쓰던 공구를 대치하도록 하는 조종장치를 포함하는 공구 자동교환기가 있는 공작기계.

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