KR900008419B1 - 갱헤드(gang head)의 자동교환장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

갱헤드(gang head)의 자동교환장치

제1도는 본 발명의 평면 단면도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 제1도의 B-B선 단면도.

제4도는 제1도의 C-C선 단면도.

제5도는 가이드레일의 사시도.

제6도는 제1도의 D-D선 단면도.

제7도는 스핀들본체에 설치된 구동장치의 단면도.

제8도는 제7도의 E-E선 단면도.

제9도는 제7도의 G-G선 단면도.

제10도는 제7도의 H-H선 단면도.

제11도는 제7도의 작동축을 작동하기 위한 유압실린더.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 컬럼 2 : 구동모터

3 : 구동피니언 4 : 태양치차

5 : 갱헤드 6 : 가이드레일

9 : 테이블 17 : 스핀들모터

18 : 메인모터 20 : 구동축

21 : 작동축 22,23 : 크랭크

24 : 요우크 25 : 실린더

28,29 : 핀 30 : 통공

31 : 스플라인 32 : 크러치

34 : 스핀들축 35 : 실린더

36 : 클램프핀 37 : 돌출부

38 : T홈

본 발명은 다수의 공구가 설치된 갱헤드(gang head)의 자동교환 장치에 관한 것으로 특히 다수의 분할된 태양치차가 고정된 갱헤드를 가공위치로 이동시켜 공작물을 가공할 수 있도록 하는 갱헤드의 자동교환 장치에 관한 것이다.

공작기계의 자동공구 교환장치는 일반적으로 하나의 스핀들에 하나의 공구를 교환할 수 있도록 되어 있으므로 공구 교환 시간이 증가하여 생산효율면에서 부족된 점이 있게 되었다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위해서 다수의 공구가 설치된 갱헤드의 교환장치가 출현되었으나 종래의 갱헤드 교환장치는 일체형의 태양치차를 사용하였기 때문에 특정부분만의 분할 이용은 불가능 하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 기술에 관련된 문제점을 해결하기 위해서 발명된 것이다. 본 발명의 목적은 갱헤드를 선회시키는 태양치차를 개별적으로 분리형성함으로서 특정 부분에서의 분할이 가능하도록 하며 필요부분에서의 부분적인 동력전달이 이루어지도록 하는 갱헤드의 자동교환 장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 상기와 같은 목적은 컬럼에 설치된 구동장치와, 상기 구동장치에 결합된 분리형의 태양치차와, 상기 태양치차에 고정된 갱헤드와, 상기 갱헤드의 선회운동을 지지하는 분리형의 가이드레일과, 상기 컬럼에 상하 이동이 가능하게 설치된 테이블과, 상기 테이블에 고정된 스핀들본체와, 상기 스핀들본체와 갱헤드를 고정하는 클램핑 장치로 이루어진 구성에 의해서 달성될 수 있다.

도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 컬럼(1)에 구동모터(2)를 장착하고 상기 구동모터(2)에는 구동피니언(3)을 설치한다. 상기 구동피니언(3)에는 각각 분리된 태양치차(4)를 설치하여 회전되도록 하며 상기 각각 분리된 태양치차(4)에는 갱헤드(5)가 각기 고정되어 있다. 상기 갱헤드(5)는 칼럼(1)의 외주면에 장착되고 분리된 원통상의 가이드레일(6)에 지지되어 회전할 수 있도록 되어 있다. 상기 가이드레일(6)은 제5도에 도시한 것처럼 소형의 가이드레일(7)과 대형의 가이드레일(8)로 분리되어 있으며 상기 가이드레일(7), (8)의 크기의 비율은 태양치차(4)의 분리된 크기에 따라 변동되며 예를 들면, 태양치차(4)가 4개로 분리되어 있을 경우 1 : 3의 비율로 나누어지게 된다. 즉, 소형의 가이드레일(7)은 하나의 분리된 태양치차(4)의 크기와 대략 비슷하며, 대형의 가이드레일(8)은 나머지의 분리된 태양치차(4)를 결합한크기와 대략 비슷하다.

소형의 가이드레일(7)은 컬럼(1)에 상하이동이 가능하게 설치된 테이블(9)에 고정되어 있고, 대형의 가이드레일(8)은 컬럼(1)의 외주면에 고정되어 있다.

갱헤드(5)의 상부에는 내측롤러(10)와 상측롤러(11)가 회전하도록 설치되어 있다.

내측롤러(10)는 가이드레일(6)의 내측에서 지지되고 상측롤러(11)는 가이드레일(6)의 상부면에서 지지되며 외측롤러(12)는 가이드레일(6)의 외측에서 지지되어 갱헤드(5)가 가이드레일(6)을 따라 회전할 수 있도록 되어 있다

컬럼(1)에는 감속용 리미트스위치(13)와 정지용 리미트스위치(14)가 설치되어 있으며, 상기 각 리미트스위치(13), (14)와 접촉하는 도그(15), (16)가 갱헤드(5)에 고정되어 있다 (제1도 및 제5도 참조).

테이블(9)의 일측에는 스핀들본체(17)가 장착되어 있고 상기 스핀들본체(17)에 메인모터(18)가 설치되어 있다. 컬럼(1)에는 테이블(9)를 상하 이동시키는 모터(19)가 설치되어 있다.

제7도를 참조하여 스핀들본체(17)에 설치된 구동장치를 설명하면, 스핀들본체(17)에 축방향으로 구동축(20)이 설치되어 있으며 횡방향으로 작동축(21)이 회전할 수 있도록 설치되어 있다. 상기 작동축(21)의 좌우에는 각각 크랭크(22), (23)가 고정되어 있고 대략 중앙부에는 요우크(24)가 고정되어 있다. 상기 작동축(21)의 일단부에는 실린더(25)의 피스톤로드(26)에 피봇트되어 있는 링크(27)를 고정하여 실린더(25)의 작동에 따라 작동축(21)이 소정의 범위에서 회전할 수 있도록 한다. (제11도 참조)

상기 각 크랭크(22), (23)의 단부는 스핀들본체(17)에서 상하 이동이 가능하게 설치된 핀(28), (29)에 설치되어 있다. 상기 각 핀(28), (29)은 크랭크(22), (23)가 하강될때 갱헤드(5)의 상부면에 형성된 통공(30)에 끼워져 갱헤드(5)의 위치가 결정되어 갱헤드(5)가 회전되지 않도록 한다.

상기 구동축(20)의 단부에는 스플라인(31)이 형성되어 있으며 상기 스플라인(31)에는 크러치(32)가 상하이동가능하도록 맞물려 있다. 크러치(32)의 일부 내주면에는 구동축(20)을 중심으로 스프링(33)을 설치하여 크러치(32)가 하방으로 이동되도록 한다.

상기 크러치(32)는 작동축(21)에 고정된 요우크(24)상에 회전이 자유롭도록 설치되어 있으며 요우크(24)의 상하 이동에 따라 크러치(32)가 갱헤드(5)에 설치된 스핀들축(34)과 결합 또는 분리되도록 하여 구동축(20)의 동력을 단속하게 된다.

스핀들본체(17)에는 적절한 위치에 수개의 실린더(35)를 설치하고 상기 실린더(35)내에 크램프핀(36)을 설치한다. 갱헤드(5)의 단부에는 크램프핀(36)의 수만큼의 돌출부(37)를 형성하고 상기 각 돌출부(37)내에 외부로 개방된 T홈(38)을 형성하여 크램프핀(36)이 위치될 수 있도록 한다.

실린더(35)의 작동에 따라 크램프핀(36)이 상하로 이동하여 갱헤드(5)를 스핀들본체(17)에 크램핑 또는 언크램핑 하게 된다.

테이블(9)은 모터(19)의 구동에 따라 컬럼(1)의 일측에 형성된 도브테일(39)을 따라 상하로 이동하도록 되어 있다(제1도 참조). 각 갱헤드(5)에는 수개의 축이 회전할 수 있도록 설치되어 있으며 각 축에는 필요한 공구가 고정되어 있다(도시되어 있지 않음).

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

수개의 공구가 설치된 갱헤드(5)를 교환하고자 할 때에는 구동모터(2)를 작동시켜 구동피니언(3)을 회전시키게 된다. 구동피니언(3)이 회전하게 되면, 각 태양치차(4)가 회전하게 되고 따라서 각 태양치차(4)에 고정되어 있는 갱헤드(5)가 가이드레일(6)에 지지되어 회전하게 된다. 갱헤드(5)의 회전중에 도그(15)가 감속용 리미트스위치(13)에 접촉하게 되면 갱헤드(5)의 회전은 감속이 이루어지고 도그(16)가 정지용 리미트스위치(14)에 접촉하게 되면 구동모터(2)는 작동이 중지되어 갱헤드(5)의 회전이 정지된다.

갱헤드(5)의 회전이 정지된 상태에서는 갱헤드(5)가 테이블(9)에 위치되고 스핀들본체(17)의 하부에 위치되도록 셋팅되어 있다. 따라서, 교환에 필요한 갱헤드(6)가 가공지역에 오게된다. 교환하고자 하는 갱헤드(5)가 스핀들본체(17)의 하부에 위치되어 정지하면, 실린더(25)를 작동시켜 작동축(21)을 회전시킨다. 작동축(21)의 회전에 따라 각 크랭크(22), (23)와 요우크(24)가 하부로 이동하게 되고 따라서, 각 크랭크(22), (23)에 결합되어 있는 각 핀(28), (29)은 하강하여 갱헤드(5)에 형성된 통공(30)에 끼워지게 되어 갱헤드(5)와 스핀들본체(17)는 일체형태로 되며 요우크(24)의 하강 이동에 따라 크러치(32)도 하강하여 스핀들축(34)에 맞물리게 된다. 이때 구동축(20)의 동력을 스핀들축(34)에 전달할 수 있는 상태에 놓이게 된다.

갱헤드(5)가 스핀들본체(17)의 하부에 정지된 상태에서는, 갱헤드(5)의 각 돌출부(37)에 형성된 각 T홈(38)은 각 크램프핀(36)과 동일한 위치에 오게된다. 이때 각 실린더(35)를 작동시켜 각 크램프핀(36)을 상부로 이동하여 갱헤드(5)를 스핀들본체(17)에 크램핑 시킨다.

갱헤드(5)의 크램핑 완료후에는 모터(19)를 작동시켜 테이블(9)을 컬럼(1)의 도브테일(39)을 따라 하강이동시키게 된다. 테이블(9)이 하강될때, 각 태양치차(4)는 상호 분리되어 있고 소형의 가이드레일(7)도 대형의 가이드레일(8)과 분리되어 있으므로 갱헤드(5), 테이블(9) 및 스핀들본체(17)는 일체로 고정된 상태에서 하강 이동하게 된다.

여기서 테이블(9)의 이동과 동시에 메인모터(18)가 구동되어 구동축(20)의 동력이 갱헤드(5)에 설치되어 있는 스핀들 구동축(34)에 전달된다. 스핀들 구동축(34)의 회전에 따라 동력이 연결된 다수의 스핀들이 회전하게 되어 테이블(9)의 이송과 함께 공작물의 가공이 이루어진다. 가공작업을 완료하게 되면, 테이블(9)의 이송용 모타(19)를 역회전시켜 테이블(9), 갱헤드(5), 스핀들본체(17)를 상부로 이동시킨다. 이동이 완료되면, 이송용모터(19)와 메인모터(18)는 동시에 정지하게 된다. 이송용모터(19)와 메인모터(18)가 원점복귀 위치에서 정지되후, 실린더(25)를 작동하여 작동축(21)을 반대방향으로 회전시킨다. 작동축(21)의 회전에 따라 각 크랭크(22), (23)가 상부로 이동하게 되고 핀(28), (29)이 갱헤드(5)의 통공(30)으로 부터 빠져나오게 되며, 요우크(24)도 상부로 이동하여 크러치(32)가 스프링(33)을 압축시킨 상태에서 스핀들축(34)가 분리된다. 또한 각 실린더(35)를 작동하여 각 크램프핀(36)을 하강 이동시켜 갱헤드(5)가 언크랭핑 되도록 한다. 이와 같이 하여 갱헤드(5)가 스핀들본체(17)로 부터 분리되면 구동모터(2)를 작동하여 구동피니언(3)을 회전시켜 태양치차(4)가 회전되게 한다. 각 태양치차(4)가 회전하게 되면 갱헤드(5)도 회전하게 되고 교환하고자할 다음의 갱헤드(5)가 스핀들본체(17)에 위치되도록 하여 상기에서 설명한 과정을 반복하게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 갱헤드가 설치된 태양치차를 각각 독립이 되도록 분리함으로서 갱헤드의 상하 이동을 원할히 하고 특정 부분에서의 분할이 가능하도록 하는 산업상 아주 유용한 발명이다.

Claims (6)

1. 컬럼과, 상기 컬럼에 장착된 구동장치와, 상기 컬럼에 상하 이동되도록 설치된 테이블과, 상기 구동장치에 결합되어 상호 독립적으로 분리된 태양치차와, 상기 태양치차에 독립적으로 분리되어 고정되어 있는 갱헤드와, 상기 갱헤드를 지지할수 있도록 하나는 컬럼의 외주상에 고정되고 다른 하나는 테이블에 고정이 되는 분할된 가이드레일, 상기 테이블에 고정된 스핀들본체와, 상기 스핀들본체에 설치되며 실린더의 구동에 의해 작동이 되는 작동축과, 상기 작동축의 작동에 따라 갱헤드의 위치를 결정하기 위한 수단과, 상기 스핀들본체에 설치된 메인모터의 동력을 갱헤드의 스핀들축에 전달하기 위한 수단과, 상기 갱헤드를 스핀들본체에 크램핑하기 위한 수단을 포함하고 있는 갱헤드의 자동 교환장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 위치결정 수단은 상기 작동축에 고정된 각 크랭크와 상기 각 크랭크의 단부에 설치된 핀과, 상기 각 핀이 끼워지도록 통공이 형성된 갱헤드를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 갱헤드의 자동 교환장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 동력 전달 수단은 상기 작동축에 고정된 요우크와, 상기 요우크에 회전이 자유롭도록 설치되며 메인모터의 구동축에 형성된 스플라인에 결합되어 있는 클러치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 갱헤드의 자동 교환장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 크램핑 수단은 스핀들본체에 설치된 적어도 4개의 실린더와, 상기 각 실린더에 설치되어 있는 크램프핀과, 상기 각 크램프핀이 끼워지도록 T홈이 형성된 돌출부를 가지고 있는 갱헤드를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 갱헤드의 자동 교환장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 태양치차는 적어도 2개 이상으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 갱헤드의 자동 교환장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 가이드레일의 하나는 대략 상기 분리된 하나의 태양치차의 크기 정도로 형성되어 있고 다른 하나는 분리된 나머지 태양치차를 합한 크기 정도로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 갱헤드의 자동 교환장치.

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