KR900008418B1 - 대기포트를 가진 자동공구 교환장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

대기포트를 가진 자동공구 교환장치

제1도는 종래의 구성을 보인 개략도.

제2도는 본 발명의 구성을 보인 개략도.

제3도는 제1, 제2실린더와 대기포트를 보인 평면개략도.

제4도는 대기포트의 작동을 보인 측면도.

제5도는 자동공구 교환기의 회전각을 보인 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,4 : 3단실린더 2,3,5 : 실린더

6 : 공구 메거진 7 : 공구교환아암

9a,9b : 래크와 피니언 10,11 : 그리퍼

13a,13b : 래크와 피니언 14 : 대기포트

15 : 그리퍼 16 : 포트

본 발명은 머시닝 센터용 공구 메거진을 포함하는 자동공구 교환장치에 관한것으로서, 취급이 용이한 고정번지 방식을 택함과 아울러 그 단점을 보완할 수 있는 새로운 시스템의 공구 대기포트를 부설함을 특징으로한 대기포트를 가진 자동공구 교환장치에 관한것이다.

일반적으로 머시닝센터의 공구 메거진에 채용되는 자동공구 교환장치는 공구가 공구 메거진의 자유로운 위치에 꽂히고 수뇌부에서 그 꽂힌 위치를 기억하는 렌덤메모리 방식과, 공구가 공구 메거진의 자기 고유번호 자리에만 꽂히는 고정번지 방식이 있다.

이들의 장단점을 보면 렌덤메모리 방식은 공구교환시간이 상당히 짧은 잇점이 있으나, 그 반면에 기계와 전기장치, 또 전기장치와 운전 프로그램등의 상호 매체연결이 잘되어야 한다는 선결요건이 필요하다.

따라서, 이를위한 부가적 전기 제어장치와 운전자의 요주의가 필요하며 그 외에 작동 또는 운전상의 에러발생소지를 내포하는 문제점이 있었다.

이에 비해서 고정번지 방식은 상기와 같은 에러 또는 운전상의 공구 트러블 발생소지가 근본적으로 봉쇄되는 잇점이 있으나, 비상시, 즉 정전이나 프로그램이 바뀔때 또는 어느 공구 하나의 위치가 바뀌었을때에는 별도의 매체 연결이 없어 정상가동이 가능한지 그 공구들의 위치를 일일히 확인해야 하나, 이는 거의 불가능하기 때문에 재사용시에는 모든 공구의 위치를 인위적으로 다시 뽑았다가 새로 꽂아야만 하는 단점이 있었다.

이를 렌덤메모리 방식의 일례가 표현된 제1도에 의해 각 장단점을 더욱 자세히 설명한다.

먼저 작동순서를 보면 체인 타입의 공구 메거진(A)에 포트로서 끼워진 임의의 공구(T₁)를 사용하고자 할때에는 미도시된 수뇌부의 지시에 의해 메거진의 체인을 따라 메거진 자체가 회전하여 그 임의의 공구가 공구교환아암(C)의 좌측 그리퍼 상부에 와서 멎는다. 뒤이어 그 공구(T₁)의 제1실린더(D₁)가 작동하여 공구(T₁)는 가상선과 같이 공구 날끝이 아래를 향하도록 90°회전한다. 이후, 제2실린더(D₂)가 전진 작동하면 래크(L)가 공구교환아암(C)의 축이 연결된 피니언(P)을 회전시키므로서 공구교환아암(C)은 임의의 공구(T₁)와 스핀들 축(S)의 공구(T₂)를 함께 파지한다. 그후 제3실린더(D₃)가 전진 작동하면 공구교환아암(C)이 아래로 이동하여 양측의 공구(T₁)(T₂)를 모두 뽑는다. 그 상태에서 다시 이번에는 제2실린더(D₂)가 후퇴하여 공구교환아암(C)을 원상태로 180°회전시킨 후 제3실린더(D₃) 후퇴 작동하면 이번에는 임의의 공구(T₁)를 스핀들 축(S)에, 스핀들 축에 있던 공구(T₂)를 공구 메거진의 포트에 각각 동시에 꽂게 된다.

이렇게 각각 꽂고 나면 제1실린더(D₁)가 후퇴 작동하여 스핀들 축에 꽂혀 있던 공구(T₂)를 날끝이 축방향을 향하도록 상측으로 90°회전하면 공구 교환 1회가 끝나는 것이다.

이와 같은 렌덤메모리 방식의 작동에서 볼때 스핀들 축(S)에 꽂혀 있던 공구(T₂)를 임의의 공구(T₁)가 있던 자리에 바로 꽂고 끝나므로 공구교환시간이 짧은 잇점이 있는 반면, 원래의 T₁포트에 T₂공구가 꽂히게 되므로 가시적으로는 공구의 배열이 흐트러지는 결과가 되어서 상호 매체연결이 불확실할때 에러와 공구트러블 발생소지가 있는 단점이 있었다.

반면에, 고정번지 방식은 에러와 공구 트러블의 발생소지가 근본적으로 봉쇄되는 잇점이 있으나, 스핀들 축에 뽑은 공구를 다시 메거진을 회전시켜 그 고유의 번호자리에 꽂아주어야 하므로 공구교환시간이 많이 걸리는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 각각의 방식중 단점은 배제하고 그 장점만 가질수 있도록 하기 위해 별도의 대기포트와 또하나의 보조 교환장치를 추가 형성하여서된 것으로 이와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

공구 메거진(6)의 일측에 있는 공구교환아암(7)을 그 수직축(8)상단의 제5실린더(5)로서 상하로 진퇴 작동되도록 하고 제4실린더(4)로는 그 중단의 래크(9a)와 피니언(9b)을 구동시켜 일정각도로 반전 구동시킬 수 있도록 한다.

이때 공구교환아암(7)의 일측 그리퍼(10)는 공구 메거진(6)을 향하고 타측 그리퍼(11)는 스핀들 축(12)을 향한다.

그 일측 그리퍼(10)의 직상방에는 제3실린더(3)에 의해 작동되는 래크(13a)와 피니언(13b)으로서 수평수직으로 회동되는 대기포트(14)를 설치하며, 공구 메거진(6)의 내측에는 그리퍼(15)를 포트(16)로부터 대기포트(14)까지 2단 전후진시킬수 있는 제1실린더(1)를 형성하고 그 측부에는 그리퍼(15)를 포트(16)의 축방향으로 작동시킬수 있는 제2실린더(2)를 연결하여서된 것이다.

이와 같이된 본 발명의 작동상태를 보면 먼저 제1실린더(1)가 1단 전진하면 그리퍼(15)는 포트(16)에 있는 공구를 잡는다. 다음에 제2실린더(2)가 전진 작동하면 포트(16)의 공구를 잡고 있는 그리퍼(15)를 포트(16)의 축방향으로 밀어내 공구를 포트(16)로부터 뽑아낸다. 그다음 다시 제1실린더(1)가 2단 전진하여 뽑은 공구를 대기포트(14)의 위치까지 가지고 간다. 여기까지는 제3도에 나타난 바와 같은 1단 2단 전진이다.

다시, 제2실린더(2)가 후퇴하여 그리퍼(15)가 가진 공구를 수평 상태의 대기포트(14)에 꽂는다.

이번에는 제3실린더(3)가 후퇴 작동하여 제4도와 같이 래크(13a)와 피니언(13b)으로 하여금 대기포트(14)를 90°하향 회전시킨다. 그다음에는 제4실린더(4)가 1단 전진하여 래크(9a)와 피니언(9b)이 공구교환아암(7)을 회전시켜 좌우측 그리퍼(10)(11)가 각각 대기포트(14)의 공구와 스핀들 축(12)의 공구를 잡도록한다.

그다음은 제5실린더(5)가 천진 작동하여 공구교환아암(7)을 아래로 이송시킨다.

따라서, 대기포트(14)의 공구와 스핀들 축(12)의 공구를 각각 빼내게 되는 것이다. 이후, 제4실린더(4)가 2단 전진하여 공구교환아암(7)을 180°회전시킨다. 따라서, 대기포트(14)와 스핀들 축(12)의 공구는 서로 위치를 바꾼 상태이며, 이때 제5실린더(5)가 후퇴 작동하면 자리를 바꾼 공구가 각각 스핀들 축(12)과 대기포트(14)에 새로 꽂힌다.

그다음 제4실린더(4)가 반대로 2단 후퇴하여 공구교환아암(7)으로 하여금 공구를 놓고 중립위치로 가도록하며, 제3실린더(3)는 아까와 반대로 전진 작동하여 래크(13a)와 피니언(13b)으로 하여금 대기포트(14)를 수직에서 원상태인 수평이 되도록 90°회전시킨다. 이때에 공구 메거진은 스핀들 축(12)에서 뽑힌 공구 즉, 대기포트(14)에 꽂혀있는 공구가 끼워질 그 고유번호의 빈포트가 먼저번 포트(16)가 있던 위치에 오도록 회전가동한다.

역시 제1실린더(1)로 처음과 역순으로 2단 전진부터 하여 그리퍼(15)가 대기포트(14)에 꽂힌 공구를 잡도록 한후, 전진하는 제2실린더(2)에 의해 대기포트(14)로부터 공구를 뽑고 다시 제1실린더(1)가 1단 후퇴하면 그리퍼(15)가 잡고 있는 공구는 자기 고유의 포트 즉, 먼저번 포트(16)의 자리에 와있는 포트에 위치하게 되고, 다시 후퇴하는 제2실린더(2)에 의해 그자리에 꽂히고 제1실린더(1)는 완전히 2단 후퇴하므로서 공구교환이 모두 끝난다.

이러한 본 발명은 대기포트(14)를 부설하고 별도의 보조교환장치 즉, 공구 메거진(6)내에 위치한 그리퍼(15)에 의해 공구교환시간이 대폭 줄여지는 것이다. 즉, 전술한 작동전체의 시간이 공구교환시간이 아니고 그리퍼(15)가 공구 메거진(6)의 포트(16)에 있던 공구를 대기포트(14)에 꽂고난 후 대기포트(14)가 하향 90°회전하면서부터 공구교환시간이 시작되어 스핀들 축(12)에 있던 공구가 대기포트(14)의 직하방 위치에 오도록 공구교환아암(7)이 180°회전하고, 다시 제5실린더(5)에 의해 공구교환아암(7)이 상승하여 스핀들축에 있던 공구를 대기포트(14)에 꽂은 후 제3실린더(3)에 의해 대기포트(14)가 다시 수평방향으로 90° 상승할때까지만이 공구교환시간이 되어 공구교환시간이 단축되는 것이다.

왜냐하면 그 이외의 작동은 스핀들 축(12)이나 공구 메거진(6)이 각자 구동가능하기 때문이다.

따라서, 이는 렌덤메모리 방식의 장점을 취한것이며, 또한 공구 메거진(6)의 공구는 각자 고유의 자리를 갖는 고정번지 방식이 되므로 렌덤메모리 방식에서와 같이 상호 매체연결없이도 에러나 공구 트러블이 일어나지 않고 정상 가동될 수 있기 때문에 결국 렌덤메모리 방식의 장점과 고정번지 방식의 장점만을 가지는 새로운 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 공구 메거진(6)의 일측에 있는 공구교환아암(7)을 그 수직측(8)상단의 제5실린더(5)로서 상하로 진퇴작동되도록 하고, 제4실린더(4)로는 그 중단의 래크(9a)와 피니언(9b)을 구동시켜 일정각도로 반전 구동시킬 수 있도록한 것에 있어서, 공구교환아암(7)의 좌측 상방에 제3실린더(3)에 의해 작동되는 래크(13a)와 피니언(13b)으로 수평수직으로 회동되는 대기포트(14)를 설치하고, 공구 메거진(6)으로부터 대기포트(14)까지 2단 전후진시킬 수 있는 제1실린더(1)의 측부에는 그리퍼(15)를 포트(16)의 축방향으로 작동시킬 수 있는 제2실린더(2)를 연결함을 특징으로한 대기포트를 가진 자동공구 교환장치.

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