KR970007309B1 - 자동 공구교환 장치 - Google Patents

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KR970007309B1
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아끼히꼬 후지모또
이시히하사오
신야 오까모또
나오끼 사또
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이나바 세이우에몬
화낙 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음

Description

자동 공구교환 장치
근래에, 공작기계 분야에서는 자동 공구교환 장치가 부착된 공작기계, 특히 소위 CNC 드릴이 널리 이용되고 있다. 이와 같은 CNC 드릴용 공구교환 장치는, 예를들면 특개평 2-15935호 공보와, 특개평 2-48146호 공보에 개시되어 주지로 되어 있다.
종래의 자동 공구교환 장치는, 제16도에 도시하는 바와 같이 원주에 복수의 공구를 수납한 터릿(74)을 구비하고 있다. 공구교환이 지령되면, 먼저, 공구(홀더)(70)가 장착되어 있는 주축의 키위치를 소정의 각도 위치로 이동시켜, 그 주축의 위상을 유지하는 소위 오리엔테이션이 실행된다. 이어서, 주축머리(60)가 상향 이동한다. 이 주축머리(60)가 상향 이동하면, 캠(62)이 레버(64)와 걸어맞추어져 레버(64)가 회전한다. 이 회전 동작은 레버(64)의 단부에 부착된 링크(66)를 거쳐서 크랭크(68)에 전달되고, 이 크랭크(68)가 회전하여(이하 크랭크 및 터릿의 회전 동작을 스윙 동작으로 기재함), 터릿(74)의 외주에 설치된 소정의 그립(72)이 주축에 장착되어 있는 공구 홀더(70)에 접근하고, 홀더(70)와 걸어맞추어져 이를 파지한다. 그리고, 공구 홀더(70)를 주축에서 빼내기 위해, 주축머리(60)가 다시 상향 이동한다. 공구 홀더(70)가 주축에서 빠지면 스핀들 기어(76)와 터릿 기어(78)가 걸어맞추어진 상태에서, 주축의 회전에 의해 터릿(74)의 분할 동작이 실행되고, 이에따라 터릿(74)상의 소망의 공구가 선정된다. 이어서, 주축머리(60)가 하향 이동하여 주축의 스핀들 기어(76)와 터릿 기어(78)위 걸어맞춤이 해제된다. 이동안 터릿의 분할 동작에 의한 오리엔테이션의 어긋남을 되돌리기 위해 다시 오리엔테이션이 실행된다. 그리고, 주축머리(60)가 다시 하향 이동하므로써 그립(72)에 파지되어 있던 공구 홀더가 주축에 장착되어 공구교환 동작이 종료한다.
상술한 종래의 자동 공구교환 장치에서는, 터릿(74)의 스윙 동작에 의해, 그립(72)이 주축에 장착되어 있는 공구 홀더(70)를 파지할때나, 그립(72)이 파지하고 있는 공구 홀더를 주축에 장착할때에, 터릿(74)의 스윙 동작에 기인하는 충격이 발생한다. 이 충격을 가급적 적게 억제하기 위해, 종래의 자동 공구교환 장치는 충격이 발생하는 구간에서 주축머리(60)의 상하동작의 이송속도를 감속한다. 이로 인하여, 종래의 자동 공구교환 장치는 이 이송속도의 감속에 의해 공구교환 동작에 요하는 시간이 길어지는 결점을 갖고 있었다.
또한, 종래의 자동 공구교환 장치에서는, 공구 홀더를 주축에서 빼내기 위해, 그립이 주축에 장착되어 있는 공구 홀더를 파지한 후, 공구 홀더가 주축에서 완전히 뽑힐때까지, 주축머리(60)를 다시 상향 이동시켜야한다. 반대로 공구 홀더를 주축에 장착할 때에도, 완전히 공구 홀더가 주축에 완전히 장착될때까지 주축머리를 다시 하향 이동시켜야 한다. 따라서, 종래의 자동 공구교환 장치는, 주축머리(60)의 이동거리가 불가피하게 길어지지 않을 수 없다. 이때문에 종래의 자동 공구교환 장치는 기계의 전체 높이가 높아지고, 공구교환동작에 요하는 시간이 길어지는 결점을 갖고 있었다.
또한, 종래 공구교환 장치의 터릿부는, 주축의 회전동작을 감속하지 않고, 주축 그 자체의 회전수를 30rpm 정도로 낮추어서, 주축에 의해 직접 구동하고 있었다. 그러나, 이 종류의 공구교환 장치의 동력원으로서 사용되는 전동 모터(통상은 스핀들 모터)는, 회전수 1500rpm 이하의 회전영역에서 그 출력이 모터의 회전수에 비례하는, 즉 토크가 일정한 특성을 갖기 때문에, 주축의 회전수를 30rpm 정도로 낮추어서 사용하면 출력부족을 일으켜 신속한 공구교환 동작이 달성되지 않는 문제점이 존재하고 있었다.
터릿내에 소형의 감속 장치를 설치하므로써 상기 문제가 해결되는 것은 말할나위도 없다. 또한, 공구교환시의 터릿 분할 동작에는 높은 정밀도가 요구되지 않고 회전력의 높은 전달율은 요구되지 않는다.
회전동작을 감속하여 전달하는 감속 장치로서는, 종래부터 다단 기어장치, 워엄 기어장치, 베벨 기어장치, 유성 기어장치, 롤러기어 캠 장치 등이 주지로 되어 있다. 그러나 다단 기어장치는 동력의 전달 효율은 높으나 복수의 기어축이 필요하게 된다. 또한, 워엄 기어장치의 경우에는 높은 감속비가 얻어지나, 구동축과 출력축이 직교해서 구성된다. 따라서, 상기 두 장치는 어느것이나 대형으로 되기 쉽다. 베벨기어를 조합한 장치 및 유성기어를 이용한 장치는 자동 공구교환 장치에 요구되는 높은 감속비를 얻는 것이 곤란하다. 또한 롤러기어 캠 장치는 높은 감속비를 얻을 수 있고 백래시가 없는 고정밀도의 분할이 가능해지나, 복수의 축을 필요로 하는 외에, 구동축에 복잡한 롤러 홈 가공을 실시할 필요가 있기 때문에 대형이며 고가의 장치로 된다.
따라서, 종래의 감속 장치는 터릿 내부에 설치하려면 복잡해지고 대형화 되므로, 소망의 감속비를 얻어 공구교환 시간을 단축하는 것은 곤란하고, 공구교환 동작의 고속화라는 목적을 달성할 수 없다. 또한, 종래의 감속 장치는 공구교환 장치의 터릿 구동용 감속 장치로서, 과잉 품질이고 가격면에서도 적합하지 않다.
발명의 개시
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 감안하여, 주축머리의 동작 속도를 감속하지 않고, 공구교환 동작시에 발생하는 충격을 제거하거나 가급적 적게 하도록 구성되는 동시에, 종래의 자동 공구교환 장치보다 주축머리가 짧은 이동거리에서 공구교환이 가능하게 구성되고, 따라서 공구교환 동작의 고속화를 도모한 자동 공구교환 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 전달 효율은 그만큼 높지않아도, 소형이고, 더구나 비교적 간단한 가공에 의해 제작되어 제작 비용이 염가인, 감속비 6정도의 감속 장치를 터릿 내부에 설치하여 공구교환 동작의 고속화를 도모한 자동 공구교환 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 소형이고, 비교적 간단한 가공에 의해 제작되어 제작비가 염가인, 감속비 6정도의 신규 구성의 감속 장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 원주상에 설치된 복수의 그립에 의해 각각 공구를 유지하는 동시에, 소정의 회전축 주위에 회전 가능하게 축지지되는 터릿을 구비하고, 상기 터릿의 분할동작에 의해 소망의 공구를 소정의 공구교환 위치로 분할하는 동시에, 상기 터릿을 상기 회전축의 주위로 상기 주축에 대해서 접근 및 이격으로 스윙 동작시키므로써, 공작기계의 주축에 장착된 공구와 상기 소망의 공구와의 사이에서 공구교환하는, 공작기계용 자동 공구교환 장치에 있어서, 상기 터릿의 배면에 하나의 축심 주위에 회전가능하게 부착된 제1캠롤러 수단과 협동하고 상기 터릿을 스윙 동작시키기 위해 상기 공작기계의 주축머리에 설치된 제1캠 수단과, 상기 터릿을 상기 공작기계의 주축의 중심축에 따르는 방향으로 상기 주축머리에 대해서 상대적으로 상하 운동시키도록 상기 주축머리에 설치된 제2캠 수단과, 상기 제2캠 수단과 협동하는 제2캠롤러 수단을 갖고 상기 주축머리가 상하로 동작하여 상기 제1캠 수단과 제1캠롤러 수단의 협동에 의해 상리 터릿이 스윙 동작할때 상기 제2캠 수단과 제2캠롤러 수단의 협동에 의한 작용력을 제2캠롤러 수단으로부터 받아 상기 터릿을 주축의 중심축에 따르는 방향으로 주축에 대해서 상대적으로 상하 동작시켜 터릿의 상기 주축머리와의 상대속도를 충분히 감소시키는 링크 수단을 구비하여 구성된 자동 공구교환 장치가 제공된다.
상기 제1캠 수단은, 상기 주축의 중심축에 평행하게 연장 설치되고 평탄한 제1및 제2지지면과, 상기 제1 및 제2 지지면 사이에서 바깥쪽으로 볼록하게 만곡한 제3지지면을 구비하고 있다.
상기 제1지지면과 제2지지면은 일체물로 구성되거나 별개의 부재로 구성되어 있다.
또한, 상기 제2캠 수단은 상기 주축의 중심축에 거의 평행하게 연장 설치된 직선부분과, 만곡부분으로 형성되는 거의 자물쇠형 형상을 한 홈형의 캠 수단이다.
또한, 상기 터릿은 2 이상의 정수배의 감속비를 갖는 동축형의 감속 장치를 구비한 분할 동작용 회전축을 구비하고 있다.
상기 감속 장치는 상기 감속비에 1을 더한 개수의 구동력 전달용 볼 수단과, 상기 볼 수단과 걸어맞추어지고 회전축에서 일정거리 만큼 편심된 원형의 제1캠 홈을 갖는 구동캠 수단과, 상기 볼 수단과 걸어맞추어지고 상기 감속비에 해당하는 수의 요철을 갖는 꽃잎 형상의 제2캠 홈을 구비한 종동캠 수단과, 상기 볼수단을 반경방향으로만 이동 가능하게 유지하는 홈부를 등각도 간격으로 상기 감속비에 1을 더한 개수만큼 설치한 유지기를 구비하며, 상기 유지기를 사이에 두고 그 양측에 상기 구동캠 수단과 종동캠 수단을 각각의 캠 홈을 구비한 면을 마주해서 동일축선 주위로 회전 가능하게 연결하고, 상기 볼 수단의 동작을 통해 상기 구동캠 수단의 회전을 감속하여 상기 종동캠 수단에 전달하도록 구성되어 있다.
상기 구동캠 수단은 거의 원판형상의 부재로서 그 외주부에 터릿 기어 수단을 구비하고, 이 터릿 기어 수단은 상기 공작기계의 스핀들 기어 수단과 걸어맞추어져 구동력을 얻도록 구성되어 있다.
또한, 본 발명은 2 이상의 정수배의 감속비를 갖는 감속 장치이며, 이 감속 장치는, 상기 감속비에 1을 더한 개수의 구동력 전달용 볼 수단과, 상기 볼 수단과 걸어맞추어지고 회전축에서 일정한 거리만큼 편심한 원형의 제1캠 홈을 갖는 구동캠 수단과, 상기 볼 수단과 걸어맞추어지고 상기 감속비에 해당하는 수의 요철을 갖는 꽃잎 형상의 제2캠 홈을 구비한 종동캠 수단과, 상기 볼 수단을 반경방향으로만 이동 가능하게 유지하는 홈부를, 등각도 간격으로 상기 감속비에 1을 더한 갯수 설치한 유지기를 구비하며, 상기 유지기를 사이에 두고 그 양측에 상기 구동캠 수단과 종동캠 수단을 각각의 캠 홈을 구비한 면을 마주시켜서 동일 축선 주위에 회전 가능하게 연결하고, 상기 볼 수단의 동작을 통해 상기 구동캠 수단의 회전을 감속해서 상기 종동캠 수단에 전달하는 감속 장치가 제공된다.
발명을 실시하는 최선의 양태
제1도, 제2도를 참조하면, 본 발명에 의한 자동 공구교환 장치를 장착한 CNC 드릴은, 공작에 사용되는 공구가 장착되는 주축을 회전 가능하게 유지하는 주축머리(34)를 구비하고 있고, 이 주축머리(34)는 안내레일(1)위를 수직 방향으로 상하 운동할 수 있도록 구성되어 있다. 그래서, 본 발명에 의한 자동 공구교환 장치는 연직방향으로 상하 운동이 가능한 대략 ㄷ자 형상의 아암부재(2)와, 외주에 복수의 그립(28)을 갖고이 그립(28)에 의해 공구를 유지하는 터릿(38)을 구비하고 있다. 이 터릿(38)은 소망 공구를 선정하는 분할 동작을 위해 소정의 축선(a)주위로 회전 가능하게 되어 있다. 또한, 터릿(38)은 동축형의 감속 장치(39)를 구비하고 있고, 이 감속 장치(39)는 축선 a와 동축에 설치되어 있다. 이 감속 장치(39)는 터릿 기어(30)와 스핀들 기어(32)를 거쳐서 CNC 드릴의 주축으로부터 회전동작을 얻고, 이것을 감속하여 터릿(38)에 전달한다.
다음의 설명에서는 본 발명의 일실시예로서, 상기 터릿(38)이 그 외주에 10개의 공구 홀더를 유지하는 경우에 대해서 기술한다.
제1도, 제2도를 참조하면 상기 자동 공구교환 장치는, 연직 방향으로 상하이동 가능한 주축머리(34)에 고정되고, 크랭크(4)를 회전축(18)의 주위에서 화살표 SS의 방향으로 스윙동작 시키기 위한 제1캠(이하스윙 캠이라 기재함)(Cs)과, 크랭크(4)를 화살표 LS로 도시되는 방향으로 상하 운동시키기 위한 제2캠(이하 리프트 캠이라 기재함)(CL)을 구비하고 있다. 크랭크(4)는, 복수의 그립(28)을 거쳐서 공구 홀더(38)를유지하는 터릿(38)의 배면에 고정되어 있다. 따라서 터릿(38)은 크랭크(4)에 의해 화살표 SS과 LS의 방향으로 동작하도록 구성되어 있다.
크랭크(4)에 있어서 회전축(18)의 반대측 단부에는, 스윙 캠(CS)과 협동하는 제1캠롤러(이하 스웡 롤러라 기재함)(21)가 회전축(20)의 주위에 회전 가능하게 부착되어 있다. 또한, 크랭크(4)의 중앙부에는 부착핀(19)을 거쳐서 가압수단(26)이 부착되어 있고, 크랭크(4)는 회전축(18)을 중심으로 하여 화살표 SP의 방향으로 힘을 받는다. 즉 스윙 롤러(21)는, 가압수단(26)에 의해 스윙 캠(CS)의 지지면상으로 가압되도록 구성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 스윙 롤러(21)를 스윙 캠(CS)으로 지지하여 스윙 캠(CS)상을 상대적으로 동작시키므로써, 터릿(38)은 스윙 캠(CS)의 형상을 따라서 화살표 SS의 방향으로 스윙 동작한다.
회전축(18)은 리프트 슬라이더(16)와 연결되어 있고, 이 리프트 슬라이더(16)는 아암부재(2)에 고정된 리니어 가이드(40)를 따라서 화살표 LS로 표시되는 연직방향으로 상하운동 가능하게 되어 있다. 리프트 슬라이더(16)에 있어서 회전축(18)의 반대측 단부에는, 부착볼트(15)를 통해 리프트 링크(14)가 부착되어 있고, 이 리프트 링크(14)는 리프트 슬라이더(16)와 일체적으로 화살표 LS의 방향으로 상하로 동작한다. 리프트 링크(14)에 있어서 부착볼트(15)의 반대측 단부에는, 2개의 아암부재(8,6)를 갖고 회전축(10)을 중심으로 회전 가능한 리프트 레버가 부착핀(12)에 의해 부착되어 있다. 회전축(10)은 아암부재(2)에 수평으로 부착되어 있고, 리프트 레버(6,8)는 상기 회전축(10)을 중심으로 하여 제3도에 도시한 화살표 LL 방향(제3도 참조)으로 회전 가능하게 설치되어 있다. 리프트 레버의 아암부재(6)에 있어서 회전축(10)과 반대측의 단부에는 리프트 캠(CL)과 걸어맞추어지는 제2캠롤러(이하 리프트 롤러라 기재함)(22)가 회전축(24)을 중심으로하여 회전 가능하게 부착되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 리프트 롤러(22)가 리프트 캠(CL)과의 걸어맞춤에 의해 상기 화살표 LL의 방향으로 회전하는, 즉 리프트 레버(6,8)가 회전축(10)을 중심으로 하여 화살표 LL 방향으로 회전하는 것에 의해, 리프트 링크(14) 및 리프트 슬라이더(16)가 화살표 LS의 방향으로 상하 동작하고, 터릿(38)도 화살표 LS의 방향으로 동작한다(이하 터릿(38)의 상하 동작을 리프트 동작으로 기재한다).
다음에, 제4도를 참조하여 본 발명에 의한 자동 공구교환 장치에 사용되고 있는 2개의 캠 CS와CL을 설명한다. 제4도에서 이해되는 바와 같이 스윙 캠(CS)은 CNC 드릴의 주축의 중심축(이하 Z축이라 기재함)에 평행하게 연장 설치된 2개의 층이 다른 평탄한 제1 및 제2 지지면(Csa,Csb)과, 실질적으로 터릿(38)의 동작을 규정하는 바깥쪽으로 볼록한 형태의 제3지지면을 구비하고 있다.
다음으로, 스윙 캠(Cs)과 스윙 롤러(21)의 협동에 의한 터릿(38)의 동작을 다음에 개략 설명한다. 먼저, 스윙 롤러(21)가 지지면(Csa)상에 있는 동안, 터릿(38)은 동작하지 않고 대기 위치에 유지되어 있다(제3도 참조). 그리고, 스윙 롤러(21)가 캠면(Csc)의 개시점(CS1)으로 이동하면, 터릿(38)은 스윙 롤러(21)의 캠면(Csc)을 따르는 동작에 대응해서, CNC 드릴의 주축을 향해 회전축(18)을 중심으로 하는 스윙 동작을 개시한다. 여기에서 스윙 롤러(21)가 CS1에 있는 경우를 원점으로 정의한다. 다시, 스윙 롤러(21)가 캠면(Csc)상을 이동하여, 캠면(GSb)에 맞닿으면 (CS2), 터릿(38)의 CNC 드릴의 주축을 향하는 접근 스윙 동작은 종료한다. 이때 그립(28)은 공구 홀더(36)의 V홈(35)과 충분히 걸어 맞추어져 공구 홀더(36)를 파지한다. 또한, 제4도에 의하면, 본 발명의 바람직한 실시예로서 2개의 지지면(Csa,CSb)은 별개의 부재로 구성되어 있으나, 단일의 부재에 의해서도 구성 가능한 것은 말할나위도 없다.
이에 대해서 리프트 캠(CL)은 Z축 방향으로 연장 설치된 직선부분(CLa)과 만곡부분(CLb)으로 구성되는 거의 자물쇠형 형상을 한 홈형(溝型)의 캠이고, 이 홈형의 내면에 리프트 롤러(22)가 접촉하면서 운전하도록 구성되어 있다.
리프트 캠(CL)과 터릿(38)의 관계를 다음에 개략 설명한다.
리프트 롤러(22)가 상기 리프트 캠(CL)의 직선부분(CLa)에 있는 동안 리프트 레버(6,8)는 동작하지 않고 터릿(38)은 리프트 동작을 하지 않는다. 다음으로, 리프트 롤러(22)가 만곡부분(CLb)의 전반부분에 도달하면, 리프트 레버의 아암부재(6)는 시계 회전 방향으로 회전동작을 개시하여 리프트 링크(14) 및 리프트 슬라이더(16)를 화살표 LS의 방향으로 상향이동시킨다. 이에따라, 터릿(38)은 위쪽으로 리프트 동작한다. 이어서, 리프트 롤러(22)가 리프트 캠의 만곡부분(CLb)의 후반부분으로, 이동하면, 리프트 레버의 아암부재(6)는 반시계 방향으로 회전 동작하여, 리프트 링크(14) 및 리프트 슬라이더(16)를 하방으로 동작시킨다. 이에따라, 터릿(38)은 하방으로 끌어내려진다. 즉, 터릿(38)은 하방으로 리프트 동작한다. 또한, Z축의 원점, 즉 스윙 롤러(21)가 CS1에 있을때, 리프트 롤러(22)는 제4도의 CL1에 있다.
다음에, 제1도에 도시한 주축머리(34)를 최하점으로 하강시켜 캠의 형상을 이해하기 쉽게 도시한 제3도 및 각각의 캠의 형상과, 터릿의 스윙 동작과, 리프트 동작의 변이량, 변이속도, 변이 가속도를 표시한 제5도, 제6도를 참조하여 본 발명에 의한 자동 공구교환 장치의 공구교환 동작을 설명한다.
CNC 드릴의 제어 장치(도시않음)로부터 공구교환이 지령되면, 먼저 주축의 오리엔테이션이 개시된다. 동시에 주축머리(34)가 신속히 상향 이동한다. 스윙 롤러(21)가 스윙 캠(CS)의 제1지지면(CSa)상을 스윙 동작 개시 위치(CS1)로, 즉 Z축의 원점으로 이동한다. 스윙 롤러(21)가 CS1에 도달하면 주축머리(34)는 정지하고 주축의 오리엔테이션의 종료를 대기한다. 그리고, 주축의 오리엔테이션 종료에 의해 주축머리(34)는 또다시 상향 이동을 개시한다. 이동안, 리프트 롤러(22)는 리프트 캠(CL)의 Z축과 평행하게 연장 설치된 직선부분(CLa)에 있고, 리프트 동작은 실행되지 않는다(제6도의 L1으로 도시되는 부분).
다음으로, 주축머리(34)가 다시 상향 이동하므로서 스윙 롤러(21)는 스윙 캠 Cs의 제3지지면(CSC)으로 이동한다. 이때, 터릿(38)은 회전축(18)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하는 스윙 동작을 개시한다. 이 제3지지면(CSC)은 그립(28)의 선단이 주축의 스핀들 기어(32)와 접촉하지 않게 공구 홀더(36)의 V홈(35)을 향하여 이동하고, 그립(28)의 선단부에 구비된 롤러(도시않음)가 V홈(35)에 걸어맞추어진 후에는 상기 롤러가 V홈상을 정확하게 이동하는 형상으로 한다. 다시, 터릿(38)의 그립(28)의 선단이 최소한의 궤적을 그리며 스윙 동작하도록 스윙 캠(CS)의 제3지지면(CSC)을 결정하는 것이 바람직하다.
더욱이, 주축머리(34)는 동작 속도를 직선적으로 가속하면서 상향 이동하고, 스윙 롤러(21)는 CS2로부터 CS3로 이동한다. 이 동안의 터릿(38)의 스윙 동작의 가속도(제5도의 S1,S2)는 스윙캠 형상과 주축머리(34)의 직선 가속으로 결정되는 자연 가속이다.
제1도에 도시하는 터릿(38)과 스윙 캠(CS)의 구성에서 명백한 바와 같이, 터릿(38)의 스윙 동작 속도는 스윙 캠(CS)의 형상과, 스윙 캠(CS)과 스윙 롤러(21)와의 상대 속도에 의해 결정된다. 따라서, 스윙 동작이 종료하기 직전에, 터릿(38)을 주축머리(34)의 동작과 같은 방향으로 리프트 동작시켜 양자간의 상대 속도를 감소시키므로써, 터릿(38)의 스윙 동작은 감속된다(제5도의 S5). 이로인해, 주축머리(34)의 동작 속도를 저하시키지 않고, 그립(28)이나 공구 홀더(36)에 충격을 주지않고 스윙 동작을 종료할 수 있게 된다. 이를 실현하기 위해, 스윙 동작의 감속시(제5도의 S3, 제6도의 CL4에서 CL2의 사이)에 있어서, 러프트 롤러(22)와 리프트 캠(CL)의 CL4에서 CL2사이의 부분과의 걸어맞춤에 의해 리프트 레버(6,8)를 회전축(10) 주위로 반시계 방향으로 회동시켜 리프트 링크(14)와 리프트 슬라이더(16)를 상향 이동시키고, 크랭크(4), 즉 터릿(38)을 주축머리(34)의 상향 이동 동작에 대해서 동일 방향으로 가속한다(제6도의 L6). 그 결과 스웡 동작 종료시, 즉 제3도, 제4도에 있어서 스윙 롤러(21)가 CS2(마찬가지로 제5도의 CS2)에 있고 따라서 리프트롤러(22)가 CL2(마찬가지로 제6도의 CL2)에 있을 때에 터릿(38)의 Z축 방향의 리프트 동작의 주축머리(34)에 대한 상대속도는 거의 0으로 되고(제6도의 Lp, 즉 이때 주축머리(34)는 Lp에 해당하는 속도로 동작하고 있음), 상술한 충격이 현저히 감소하거나 제거된다. 이점이 본 발명의 하나의 중요한 장점이 된다.
스윙 동작 종료후, 주축머리(34)는 신속히 터릿 분할점으로 상향 이동하고, 동시에 터릿(38)은 공구 홀더(36)를 주축에서 뽑아내기 위한 리프트 동작을 개시한다(이 사이 스윙 롤러(21)는 점 CS2에서 CS3으로 이동하고 리프트 롤러(22)는 점 CL2에서 CL3으로 이동한다). 즉, 제6도에 있어서 리프트 롤러(22)가 점 CL2아래로 내려가고, 리프트 가속도가 Z축 방향과는 반대 방향으로 되며(-측으로 됨), 상방 리프트 동작이 감속 된다. 스윙 동작 종료시에 있어서, 크랭크(4)는 주축머리(34)의 상향 이동 동작과 같은 방향의 속도를 갖고 있으므로, 먼저 상방으로 리프트 동작시키고 나서(제6도의 L2), 하방의 리프트 동작을 개시한다(제6도의 L3). 이 사이, 크랭크(4)의 가속도는 가속도를 충분히 적게하기 위해 직선적인 가감속으로 하였다(제6도의 L8,L9).
상기 크랭크(4) 및 터릿(38)의 주축머리(34)에 대한 상대적인 하방 리프트 동작에 의해, 종래의 자동 공구교환 장치와 비교해서, 적은 이동 거리로 공구 홀더(36)을 주축에서 빼낼 수 있도록 되어 있는 점이 본 발명의 하나의 중요한 특징으로 되어 있다.
주축머리(34)의 상향 이동 동작 종료후(제1도에 도시하는 상태), CNC 드릴의 주축의 스핀들 기어(32)와, 감속 장치(39)의 터릿 기어(30)가 걸어맞추어진 상태에서 주축이 회전하여 소망하는 공구의 분할이 실행된다. 여기에서, 후술하는 바와 같이, 감속 장치(39)에 의해 주축이 1회전하여 공구가 1개 분할되므로, 터릿(38)상의 어느 공구를 선택하여도, 공구 분할 동일 동작의 종료시에 있어서 주축의 위상은 주축 오리엔테이션의 위상과 일치한다.
터릿 분할 동작 종료후, 주축머리(34)는 상술한 순서와는 역순서로 Z축 원점으로 하향 이동한다. 따라서, 그립(28)으로부터 주축이 공구 홀더(36)를 받칠때에는, 주축머리(34)의 하향 이동 동작의 속도와 터릿(38)의 상대 속도가 거의 0으로 된다.
터릿(38)회 복귀 스윙 동작 종료와 동시에 주축머리(34)가 원점으로 복귀하여 공구교환 동작이 중료한다.
이어서, 제7도를 참조하여 감속 장치(39)를 설명한다. 이 감속 장치(39)는 유지기(46)를 사이에 두고, 볼베어링 등의 베어링 수단(50)에 의해, 그 양측에 구동측 캠(44) 및 종동측 캠(42)이 동일 축선의 주위에 회전 가능하게 연결되어져 있다.
또한, 제8a도 내지 제8c도 역시 참조하면, 종동측 캠(42)에는 제2캠 홈(52)이, 구동축 캠(44)에는 제1캠 홈(58)이 그리고 유지기(46)에는 볼 홈(54)이 각각 형성되어 있다. 각 볼 홈(54)에는 구동력을 전달하기 위한 강철제의 볼(48)이 1개씩 유지되어 있고, 이 볼(48)이 상기 제1및 제2캠 홈(58,52)과 걸어맞추어지도록 구성되어 있다. 그래서 다음에 설명하는 바와 같이 볼(48)의 동작을 통하여, 구동측 캠(44)의 회전 동작을 감속해서 종동측 캠(42)에 전달하도록 되어 있다.
제8c도에 도시하는 바와 같이, 구동캠(44)은 외주부에 CNC 드릴 등의 공작기계의 주축의 스핀들 기어(32)와 걸어맞추어지는 터릿 기어(30)를 구비한 거의 원형의 부재로서, 볼(48)과 걸어맞추어지는 제1캠 홈(58)이 형성되어 있다. 이 제1캠 홈(58)은 반지름 r의 원형 홈으로서, 구동캠(44)의 중심축에서 반지름 방향으로 편심량 Q만큼 편심해서 배치되어 있다. 제1캠 홈(58)의 형상을 표시하는 곡선의, 회전축 주위의 중심각 θ에 관한 방정식에 대해서는 상세히 후술한다.
제8b도를 참조하면, 유지기(46)는, 중심부에 이 유지기(46)의 회전을 방지하여 공구교환 장치의 터릿(38)의 소정의 위치에 고정하기 위한 수단(41)을 구비한 원주 형상의 돌기부(56)를 갖는 거의 원형의 부재이다. 그리고, 감속비를 n(n=2,3,4,…)으로 한 경우, 이 유지기(46)에는 등각도 간격을 두고 n+1개의 장원형의 볼홈(54)이 설치되어 있다. 각 장원형의 볼 홈(54)은 그 종방향이 유지기(46)의 반경 방향으로 평행하게, 즉, 방사상으로 형성되어 있다. 제8b도는 본 발명의 일실시예로서, 감속비 n=6인 경우에 대해서 도시하고 있다.
장원형 볼 홈(54)의 축선에 연하는 종방향 길이는 구동캠(44)의 편심된 원형의 제1캠 홈(58)의 편심량(Q)의 2배 이상의 길이를 갖고 있다. 그래서, 볼 홈(54)내에는 볼(48)이 각각 1개씩 유기되어 있다. 구동캠(44)의 동작에 대해서 볼(48)의 동작은 볼 홈(54)에 의해 반경 방향으로 구속된다. 즉, 볼 홈(54)의 종방향 길이가 2Q 이상이고, 볼(48)은 구동캠(44)이 일구하는 동안에 상기 볼 홈(54)내에서 반지름 방향으로 1회 왕복한다.
이것에 대해서 종동캠(42)은 제8a도에 도시하는 바와 같이 볼(48)과 걸어맞추어지며, 반지름 방향으로 감속비 n과 같은 개수의 요철을 갖는 꽃잎 형상 또는 불가사리 형상의 제2캠 홈(52)을 구비한 거의 원형의 부재이다. 마찬가지로 제8a도는 감속비가 6인 경우를 도시하고 있다. 상기 제2캠 홈(52)의 형상을 나타내는 곡선의 중심각 φ에 관한 방정식에 대해서는 상세히 후술한다.
이어서, 감속 장치(39)의 동작 원리를 설명한다. 상술한 구성에서 이해할 수 있듯이, 구동캠(44)이 일주하는 동안에, 유지기(46)의 볼 홈(54)에 유지된 볼(48)은 제1캠 홈(58) 및 종동캠(42)의 캠 홈(52)에 걸어맞추어지면서 볼 홈(54)내에서 반경 방향으로 1왕복한다. 이러한 볼 홈(54)내에서의 볼(48) 동작은 종동캠(42)의 제2캠 홈(52)에 있어서는 예를들자면 정점에서 정점이라는, 제2캠 홈(52)을 나타내는 방정식의 중심각 φ에 관해서 1주기의 회전 동작으로 변환된다. 즉, 꽃잎 형상 또는 불가사리 형상의 요철이 n개 형성되어 있으므로, 중심각 φ에 관해서 2π/n의 회전 동작으로 변환된다. 예를들자면 감속비가 6인 본 실시예에서 상기 종동캠(42)은 구동캠(44)이 1회전하는 사이에 1/6 회전한다. 따라서, 1/6의 감속이 얻어진다. 여기에서, 예를들자면 터릿 주위에 10개의 공구 홀더가 유지되는 경우에 있어서, 주축 스핀들 기어(32)와 터릿 기어(30)와의 감속비를 1 : 1.6667로 하면, 주축이 회전하는 동안에 공구가 한개 분할되어 주축의 위상은 터릿(38)의 분할 동작 이전의 위상과 일치한다.
제9도를 참조하여, 구동캠(44)의 제1캠 홈(58)의 중심각(θ)에 관한 제1캠 홈(58)의 곡선에 대해서 설명한다. 제1캠 홈(58)의 곡선을 표시하는 방정식, 즉 구동캠(44)의 회전각(θ)과, 볼(48)의 반경 방향 위치(R1)와의 관계는 원형의 제1캠 홈(58)의 중심 O'에서 반경 R1으로 수선 O'M을 내려서 반지름 R1을 2분 할하여 생각하면,
R1=Qcosθ+rcos(sin-1(Qsinθ)/r)………………………………………… (1)
임이 이해된다.
이에 대해서 종동캠(42)의 제2캠 홈(52)은 볼(48)의 반지름 방향 이동을 상기 종동캠홈(42)의 중심각 φ에 대해서 감속비의 1, 즉 1/n로 압축한 형상으로 된다. 따라서, 종동캠(42)의 중심각(φ)에 관한 제2캠 홈(52)의 곡선을 나타내는 방정식, 즉 종동캠(42)의 회전각(φ)과, 볼(48)의 반지름 방향의 위치 R2와의 관계는,
R2=Qcosφ+rcos(sin-1(Qsinφ) /r)…………………………………………(2)
로 된다.
식 (1),(2)로부터 구동캠(44)의 회전각(θ)에 대해, 종동캠(42)의 회전각(φ)이
θ=nφ………………………………………………………………………………(3)
인 경우, 항상,
R1=R2………………………………………………………………………………(4)
로 되어, 볼(48)의 반지름 방향 위치가 일치한다.
다음에, 제10도를 참조하여 볼(48)의 반지름 방향 위치가 항상 일치하는 점이 n+1 개소 존재하는 것을 설명한다. 제10도는 구동캠(44)과 유지기(46)와 종동캠(42)을 조합시킨 상태를 개략 도시하는 도면으로서, 제1 및 제2 캠 홈(58,52)을 일점쇄선으로 표시하고 있다.
제10도에서는 현재, 구동캠(44)이 어떤 각도 위치 θ에 있어서(이 위치를 N으로 표시함), 볼(48)의 반경방향 위치가 일치하는 것으로, 즉 R1=R2로 한다. 이때의 종동캠(42)의 회전각도를 φ로 한다.
이어서, 구동캠(44)을 β만큼 전진시킨 각도 위치 θ+β에 있어서(이 위치를 N+1로 표시함), 다시 볼(48)의 반경 방향의 위치가 일치하였다고 한다. 이때 제10도에서 이해되는 바와 같이 종동캠(42)은 구동캠(44)의 회전 방향과는 반대 방향으로 회전하기 때문에, 종동캠(42)의 각도 위치는 φ-β로 표시된다.
여기에서 각도 항이 일치할 필요가 있기 때문에 식(3)으로부터,
θ+β=n× (φ-β)……………………………………………………(5)
즉,
θ-nφ=-(n+1)β ……………………………………………………(6)
로 된다. 여기에서,θ를 일반각 θ=θ±2mπ(단 m=0,1,2,3…)로 나타내고, 식(6)에서 식(3)을 대입하면,
β= ±2mπ/(n+1)……………………………………………………(7)
로 되어, 반지름 방향 위치가 항상 일치하는 점이, 감속비 n에 대해서 n+l개소 존재하는 것이 표시된다.
감속비 n=6, 제1캠 홈(58)의 편심량 Q=14mm, 반지름 r=72mm로 한 경우의, 종동캠(42)의 회전각 φ에 대한 제2캠 홈(52)상의 볼(48)의 반지름 방향 위치(R2)와, 후술하는 압력각(α)의 계산 결과를 표 1에 나타낸다.
[표 1]
같은 방법으로 설계된 감속 장치(39)의 종동캠과 유지기와 구동캠의 외형을 감속비가 4와 9인 경우에 대해서 다시 제11a도 내지 제12c에 도시한다.
제13도를 참조하여 압력각에 대해서 설명을 한다.
제13도는 볼(48)이 구동캠(44)의 제2캠 홈(52)에 의해 하방으로 가압되어, 종동캠(42)의 제2캠 홈(52)을 접점 T에서 압접하는 모양을 유지기(46)의 볼 홈(54) 주변에 대해서 확대한 도면이다.
제13도에서 볼(48)은 종동캠(42)의 제2캠 홈(52)에 대하여 접점 T에 있어서 유지기의 볼 홈(54)의 축선에 평행한 압접력(F1)을 가한다. 여기서, 접점 T에서의 접선이 유지기의 볼홈 축선과 이루는 각을 압력각(α)으로 정의한다. 이때 제13도에서 이해되도록, 종동캠(42)에는,
F2=F1 sinα/cos(π/2-α)…………………………………………………(8)
로 나타내어지는 상기 종동캠(42)의 반경에 대해 수직한 작용력(F2)이 작용하고, F2에 의해 상기 종동캠(42)은 구동된다.
따라서 압력각이 90°인 경우에는 식(8)에 있어서 α=90°를 대입하면 F2=0로 되어, 종동캠(42)에는 구동력이 작용하지 않는 것이 이해된다. 실제상은 경험적으로,
60°≤α≤120°………………………………………………………………(9)
의 범위에서는 압력각이 과대하게 되어 실질적으로 구동력을 충분히 발휘할 수 없다.
표 1에 표시한 압력각(α)과, 종동캠(42)의 회전각(φ)과의 관계를 그래프로서 제14도에 도시한다. 이 그래프는 회전각 φ에 관해서 1주기 즉, 0°≤φ≤60°에 대해서 도시하고 있고, 상기 그래프상에 각 볼의 대응하는위치를 #1에서 #7로 표시하고 있다.
제14도로부터, 종동캠(42)의 캠 홈 전체 주위에 걸쳐서는 3개의 볼이 식(9)의 범위에 들어가, 4개의 볼이 종동캠을 구동하고 있는 것이 이해된다. 이 4개의 볼은 식(9)의 범위 이외에 존재하고 있고, 종동캠(42)에 구동력을 충분히 작용한다. 이에따라, 구동캠(44)의 회전은 종동캠(42)에 전달된다.
역으로 종동캠(42)측에 외력이 작용한 경우에 볼(48)이 반경 방향으로 이동하려는 것에 의한, 구동캠(44)으로의 회전 토크는 구동측의 제1캠 홈(58)의 압력각이 항상 약 70°이상으로 되기 때문에, 외력이 구동캠(44)측으로 회전으로서 전달되지 않는다.
또한, 구동캠(44)의 제1캠 홈(58)의 편심량(Q)을 크게 하면 최소 압력각은 적어지나, 편심량(Q)을 지나치게 크게 하면 종동캠(42)의 제2캠 홈(52)에 언더컷 부분을 생기게 한다. 언더컷 부분이 생기면, 구동력을 전달하는 볼(48)의 이동이 연속적으로 되지 않고, 그에 의해 감속 장치(39)의 원활한 동작이 손상되므로 편심량(Q)은 제2캠 홈(52)에 언더컷 부분을 생성하지 않는 범위에서 가능한한 크게 취하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 감속 장치는 구동캠(44)의 회전을 감속해서 종동캠(42)에 전달한다. 따라서, 구동측의 제1캠 홈(58)과 종동측의 제2캠 홈(52) 사이에서 볼(48)이 구르며, 그 원주속도차에 의한 마찰이 불가피 하다. 그러나 이 문제는 제15도에 도시하는 바와 같이 볼(48)의 회전 중심과, 제1 및 제2캠 홈(58,52)과의 사이의 각각의 거리 δ2, δ1을 각 캠 홈(52,58)의 경로 길이의 역수의 비에 거의 일치시키므로써, 상당한 정도 완화할 수가 있다.
상기한 설명에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동 공구교환 장치는 공구 교환을 위해 터릿이 스윙동작을 할때, 터릿을 주축머리에 대해서 상대적으로 상하로 동작시켜서 주축머리와의 상대속도가 저감되거나 없어지도록, 주축머리의 동작속도를 저감하지 않고 스윙 동작에 기인하는 충격의 발생을 최소로 하는 것이 가능하다. 이에 의해 공구교환 동작의 안정성이 확보되는 동시에, 공구교환 동작의 고속화가 달성 가능하다.
또한, 터릿이 주축머리의 상하 동작에 대해 상대적으로 동작하므로써, 공구 홀더를 주축에서 인발하거나 장착하는 경우에, 주축머리가 종래보다 적은 동작에 의해 공구교환이 가능하고, 이에따라 공구 홀더 시간의 단축과 자동 공구교환 장치의 소형화가 도모된다.
본 발명에 의해 소형, 경량이고, 저코스트의 감속 장치가 제공된다. 이 감속 장치는 자동 공구교환 장치의 터릿내에 설치하기에 적합하다. 이 감속 장치에 의해, 터릿을 구동하기 위해 CNC 드릴 등의 공작기계의 주축을 구동하는 모터의 회전수를 과도하게 저감하지 않고 터릿의 적절한 회전을 얻을 수 있게 되고, 신속한 터릿 분할 동작이 달성될 수 있다. 또한, 주축의 구동력 부족에 대한 충분한 안전 여유도가 확보된다.
자동 공구교환 장치의 유지 공구의 수가 10개 정도인 것에 대해서, 본 발명에 의한 감속 장치는 감속비가 6정도이고 비교적 높은 정수의 감속비가 얻어지므로, 주축의 스핀들 기어의 잇수와 상기 감속 장치의 구동캠의 터릿 기어의 잇수를 적절하게 선택하므로써 주축을 1회전시켜 하나의 공구를 분할할 수 있게 되고, 터릿 분할 동작후에 구축의 키와 공구의 키홈의 위상을 일치시키기 위한 주축의 오리엔테이션 동작이 불필요하게 되어, 공구교환 동작을 더욱 한층 고속화할 수 있다.
다시 본 발명에 의한 감속 장치는 종동캠측에 외력이 작용하여도 그것이 구동캠측으로 회전으로서 전달되지 않기 때문에, 구동캠측에 간단한 위치 결정 수단을 구비하는 것만으로, 공구교환 동작중 이외에 터릿에 외력이 작용한 경우에 터릿이 회전하는 일이 없이, 장치의 안전성이 확보된다.
본 발명은 CNC 드릴등의 공작기계에 사용되는 자동 공구교환 장치에 관한 것으로, 특히, 공구를 유지시키는 터릿을 공구교환 하기 위해 상기 공작기계의 주축을 향해서 스웡 동작시킬때, 동시에 상기 터릿을 공작기계의 주축에 대해 상대적으로 상하 동작시켜서 주축에 대한 터릿의 상대 속도를 충분히 감소시키고, 따라서 공구교환시에 발생하는 충격을 제거하는 동시에, 공구교환에 요하는 주축머리의 이동거리를 단축하여, 공구교환 동작의 고속화와 장치의 소형화를 도모한 자동 공구교환 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 터릿 내부에 감속 장치를 설치하여 터릿의 분할 동작을 고속화하고, 따라서 공구교환 동작의 고속화를 도모한 자동 공구교환 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 감속 장치에 관한 것으로, 특히 자동 공구교환 장치의 터릿 구동부에 사용하는데 적합한신규 구성의 감속 장치에 관한 것이다.
제1도는 CNC 드릴에 사용되는 본 발명에 의한 자동 공구교환 장치의 개략 측면도.
제2도는 제1도의 화살표 II 방향으로 도시한, CNC 드릴에 사용되는 본 발명에 의한 자동 공구교환 장치의 개략 평면도.
제3도는 제1도에 도시한 CNC 드릴의 주축머리를 최하점으로 끌어내려서, 본 발명에 의한 자동 공구교환 장치의 캠 설치를 이해하기 쉽게 도시한 도면.
제4도는 본 발명에 의한 자동 공구교환 장치에 사용되는 스윙 캠과 리프트 캠의 확대도.
제5도는 스윙 캠과 터릿의 스윙 동작 관계를 도시하는 도면.
제6도는 리프트 캠과 터릿의 리프트 동작 관계를 도시하는 도면.
제7도는 본 발명에 의한 감속 장치의 개략 단면도.
제8a도 내지 제8c도는 제7도에 도시한 감속 장치의 종동캠, 유지기, 구동캠의 정면도.
제9도는 제7도에 도시한 감속 장치의 구동캠의 캠 홈의 형상을 설명하기 위한 개략 도시도.
제10도는 제7도에 도시한 감속 장치의 유지기에 요구되는 홈부의 수를 설명하기 위한 개략 도시도.
제11a도 내지 제11c도는 감속비가 4인 경우의 본 발명에 의한 감속 장치의 종동캠, 유지기, 구동캠의 정면도.
제12a도 내지 제12c도는 감속비가 9인 경우의 본 발명에 의한 감속 장치의 종동캠, 유지기, 구동캠의 정면도.
제13도는 압력각을 설명하기 위한 개략도.
제14도는 감속비가 6인 경우의 압력각의 변화를 도시하는 그래프.
제15도는 구동용 볼의 회전중심과 각 캠과의 접촉점 사이의 거리 관계를 설명하는 개략 도시도.
제16도는 종래의 자동 공구교환 장치의 개략 측면도.

Claims (10)

  1. 원주상에 설치된 복수의 그립에 의해 각각 공구를 유지하는 동시에, 소정의 회전축 주위로 회전 가능하게 축지지된 터릿을 구비하고, 상기 터릿의 분할동작에 의해 소망 공구를 소정의 공구교환 위치로 분할하는 동시에, 상기 터릿을 상기 회전축의 주위로 상기 주축에 대해서 접근 및 이격으로 스윙 동작을 시키므로써, 공작기계의 주축에 장착된 공구와 상기 소망 공구를 교환하는, 공작기계용 자동 공구교환 장치에 있어서, 상기 터릿의 배면에 하나의 축심 주위로 회전 가능하게 부착된 제1캠롤러 수단과 협동하여 상기 터릿을 스윙동작시키도록 상기 공작기계의 주축머리에 설치된 제1캠 수단과, 상기 터릿을 상기 공작기계의 주축의 중심축을 따르는 방향으로 상기 주축머리에 대해서 상대적으로 상하 운동시키도록, 상기 주축머리에 설치된 제2캠 수단과, 상기 제2캠 수단과 협동하는 제2캠롤러 수단을 갖고, 상기 주축머리가 상하로 동작하여,상기 제1캠 수단과 상기 제1캠롤러 수단의 협동에 의해 상기 터릿이 스윙 동작을 할때, 상기 제2캠롤러수단과 상기 제2캠롤러 수단의 협동에 의한 작용력을 제2캠롤러 수단으로부터 받아, 상기 터릿을 주축의 중심축을 따르는 방향으로 주축에 대해서 상대적으로 상하로 동작시키고 터릿의 상기 주축머리와의 상대속도를 충분히 저감하는 링크 수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 공구교환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1캠 수단은, 상기 주축의 중심축에 평행하게 연장 설치되고 평탄한 제1 및 제2 지지면과, 상기 제1 및 제2 지지면 사이에서 바깥쪽으로 볼록하게 만곡한 제3 지지면을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 공구교환 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 지지면과 제2 지지면은 일체물로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 공구교환장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 지지면과 제2 지지면은 별개의 부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동공구교환 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2캠 수단은 상기 주축의 중심축에 거의 평행하게 연장 설치된 직선부분과, 만곡부분으로 구성되는 열쇠 형상을 한 홈형의 캠 수단인 것을 특징으로 하는 자동 공구교환 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 터릿은 2 이상의 정수배의 감속비를 갖는 동축형 감속 장치를 구비한 분할 동작용 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구교환 장치.
  7. 원주상에 설치된 복수의 그립에 의해 각각 공구를 유지하는 동시에 소정의 회전축 주위로 회전 가능하게 축지지된 터릿을 구비하고, 상기 터릿의 분할 동작에 의해 소망의 공구를 소정의 공구교환 위치로 분할하는 동시에, 상기 터릿을 상기 회전축의 주위로 상기 주축에 대해서 접근 및 이격의 스윙 동작을 시키므로써, 공작기계의 주축에 장착된 공구와 상기 소망 공구를 교환하는, 공작기계용 자동 공구교환 장치에 있어서, 상기 터릿의 배면에 하나의 축심 주위로 회전 가능하게 부착된 제1캠롤러 수단과 협동하여 상기 터릿을 스윙 동작시키도록 상기 공작기계의 주축머리에 설치된 제1캠 수단과, 상기 터릿을 상기 주축의 중심축을 따르는 방향으로 상기 주축머리에 대해서 상대적으로 상하 운동시키도록 상기 주축머리에 설치된 제2캠 수단과, 상기 제2캠 수단과 협동하는 제2캠롤러 수단을 갖고, 상기 주축머리가 상하로 동작하여 상기 제1캠 수단과 상기 제1캠롤러 수단의 협동에 의해 상기 터릿이 스윙 동작을 할때, 상기 제2캠 수단과 제2캠롤러 수단의 협동에 의한 작용력을 제2캠롤러 수단으로부터 받아, 상기 터릿을 주축의 중심축을 따르는 방향으로 주축에 대해서 상대적으로 상하로 동작시켜 터릿의 상기 주축머리와의 상대 속도를 충분히 저감하는 링크 수단을 구비하여 구성되고, 상기 터릿은 2 이상의 정수배의 감속비를 갖는 동축형 감속 장치를 구비한 분할 동작용 회전축을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 공구교환 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 감속 장치는, 상기 감속비에 1을 더한 갯수의 구동력 전단용 볼 수단과, 상기 볼 수단과 걸어맞추어지고, 회전축에서 일정 거리 편심된 원형의 제1캠 홈을 갖는 구동캠 수단과, 상기 볼 수단과 걸어맞추어지고, 상기 감속비에 해당하는 수의 요철을 갖는 꽃잎 형상의 제2캠 홈을 구비한 종동캠 수단과, 상기 볼 수단을 반지름 방향으로만 이동 가능하게 유지하는 홈 부분을 등각도 간격으로 상기 감속비에 1을 더한 갯수 배치한 유지기를 구비하고, 상기 유지기를 사이에 두고 그 양측에 상기 구동캠 수단과 종동캠 수단을 각각의 캠 홈을 구비한 면을 대향시켜 동일 축선 주위로 회전 가능하게 연결하고, 상기 볼 수단의 동작을 통해 상기 구동캠 수단의 회전을 감속하여 종동캠 수단에 전달하는 것을 특징으로 하는 자동공구교환 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 구동캠 수단은 원판 형상의 부재로서 그 외주부에 터릿 기어 수단을 구비하고, 상기 터릿 기어 수단은 상기 공작기계의 스핀들 기어 수단과 걸어맞추어져 구동력을 얻도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 공구교환 장치.
  10. 이상의 정수배의 감속비를 갖는 감속 장치로서, 상기 감속비에 1을 더한 갯수의 구동력 전달용 볼 수단과, 상기 볼 수단과 걸어맞추어지고, 회전축에서 일정거리 편심된 원형의 제1캠 홈을 갖는 구동캠 수단과, 상기 볼 수단과 걸어맞추어지고, 상기 감속비에 해당하는 수의 요철을 갖는 꽂잎 형상의 제2캠 홈을 갖는 종동캠 수단과, 상기 볼 수단을 반경 방향으로만 이동 가능하게 유지하는 홈 부분을 등각도 간격으로 상기 감속비에 1을 더한 갯수 배치한 유지기를 구비하고, 상기 유지기를 사이에 두고 그 양측에 상기 구동캠수단과 종동캠 수단을 각각의 캠 홈을 구비한 면을 대향시켜 동일축선 주위로 회전 가능하게 연결하고, 상기 볼 수단의 동작을 통해 상기 구동캠 수단의 회전을 감속하여 종동캠 수단에 전달하며, 상기 구동캠 수단은 원판 형상의 부재로서 그 외주부에 기어 수단을 구비하고, 상기 기어 수단은 기계장치의 기어 수단과 걸어맞추어져 구동력을 얻도록 구성되어 있으며, 상기 기어 수단은 베벨 기어인 것을 특징으로 하는 감속 장치.
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