WO2019098565A1 - 매거진 공구 착탈 장치 - Google Patents

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우진근
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    • Y10T483/18—Tool transfer to or from matrix
    • Y10T483/1873—Indexing matrix
    • Y10T483/1882—Rotary disc

Definitions

  • the present invention relates to a magazine tool attaching / detaching device, and more particularly, to a magazine tool attaching / detaching device for a machine tool capable of attaching / detaching a tool having a directionality to a magazine of a machine tool with a gripper of each magazine, .
  • a machine tool refers to a machine that is used for machining a metal / non-metal workpiece with various tools or non-cutting machining methods to a desired shape and dimensions using a suitable tool.
  • a wide range of machine tools including turning centers, vertical and horizontal machining centers, door type machining centers, Swiss turn, electric discharge machines, horizontal NC boring machines, CNC lathes, .
  • a multi-function machine tool is a turning center equipped with a multi-function automatic tool changer (ATC) and a tool magazine that performs various machining operations such as turning, drilling, tapping, and milling.
  • ATC multi-function automatic tool changer
  • the operator manually mounts the tool in the tool magazine when loading or replacing the tool required for machining.
  • NC numerical control
  • CNC computerized numerical control
  • the machine tool includes a table on which a material as a workpiece is seated and which is transferred for machining a workpiece, a pallet for preparing a workpiece before machining, a spindle for rotating a tool or a workpiece combined therewith, And the like.
  • a table, a tool stand, a spindle, a tailstock, a discharge spout, and the like are provided with a transfer unit for transferring along a transfer axis to perform various machining.
  • a machine tool uses a plurality of tools for various machining operations, and a tool magazine or a turret is used in the form of a tool storage place in which a plurality of tools are stored.
  • Such a machine tool uses a plurality of tools for various machining operations, and a tool magazine is used in the form of a tool storage place for storing and storing a plurality of tools.
  • a machine tool is provided with an automatic tool changer (ATC) for taking out a specific tool from a tool magazine or storing it again by a command of a numerical control unit in order to improve the productivity of the machine tool.
  • ATC automatic tool changer
  • a machine tool is equipped with an automatic pallet changer (APC) to minimize the non-machining time.
  • the automatic pallet changer (APC) automatically exchanges the pallet between the workpiece machining area and the workpiece mounting area.
  • the workpiece can be mounted on the pallet.
  • a tool magazine of a machine tool is provided with a gripper on one side of the chain, the chain is installed on a drive sprocket and an idler sprocket, and the chain is moved as the drive sprocket is driven.
  • the conventional directional tool is not mounted on the gripper of the magazine in a state where the fixing position of the tool is accurately determined on the tool magazine of the machine tool, so that the tool or the workpiece is damaged during operation of the machine tool, .
  • the conventional magazine tool attaching / detaching device can not quickly determine the directionality only by detaching and attaching the tool to the gripper of the magazine.
  • the worker manually removes the tool from the magazine, the tool is handled with one hand to finely adjust the directionality of the tool
  • the tool detachment time is increased and the non-machining time is ultimately increased and the productivity of the machine tool is deteriorated.
  • the conventional magazine tool attaching / detaching apparatus has a drawback that since a heavy tool as a heavy item is dropped or removed while the operator removes or attaches the tool to the gripper while adjusting the directionality of the relatively heavy tool, In order to prevent this, there is a problem that the cost increases and worker inconvenience arises as two or more workers work with one set.
  • the conventional magazine tool attaching / detaching apparatus can not be miniaturized due to the cam mechanism, the size of the apparatus is increased and the installation space can not be installed on various machine tools. Therefore, the penetration rate is decreased, , There is a problem that the distance between the drive mechanism and the power transmission mechanism of the apparatus increases, thereby reducing safety and durability during operation.
  • the machining accuracy and productivity of the workpiece can be improved, the workpiece or the tool can be prevented from being damaged, the maintenance cost can be reduced, and the gap can be reduced through the gear drive system of the drive unit,
  • the rigidity and durability are increased by minimizing the length of the part, and it is possible to easily mount to various magazines of the machine tool by the miniaturization, thereby improving the reliability and safety of the machine tool by stable operation
  • the present invention provides a magazine tool attaching / detaching apparatus capable of attaching and detaching a magazine tool.
  • a magazine tool attaching / detaching apparatus comprising: a housing part having a plurality of grippers for clamping a tool by pressing a finger; A driver rotatably installed in the main body to apply or release a pressure to the finger of the gripper; And a manipulation part pivotally installed on the main body part to provide a rotational power to the driving part, wherein a fixing position of the tool clamped to the gripper can be adjusted by detaching and attaching the tool to the gripper by the turning operation of the operating part .
  • the driving unit of the magazine tool attaching / detaching apparatus includes: a first rotating shaft unit coupled to a part of the main body unit; A first gear portion provided on the first rotating shaft portion to rotate in the same direction as the turning direction of the operating portion; A second rotation axis part provided on a part of the main body part so as to be spaced apart in parallel with the first rotation axis part; And a second gear portion provided on the second rotary shaft portion to rotate with the first gear portion and rotate in a direction opposite to the first gear portion.
  • the first gear portion of the magazine tool attaching / detaching device includes a first pressing portion for pressing the finger of the gripper to the lower portion of the first gear portion
  • the second gear portion may include a second pressing portion for pressing the finger of the gripper to the lower portion of the second gear portion in cooperation with the first pressing portion.
  • the driving unit of the magazine tool attaching / detaching device is provided with a third rotating shaft, which is installed on a part of the main body unit so as to be spaced parallel to the first rotating shaft and the second rotating shaft, part; And a third gear portion mounted on the third rotary shaft portion so as to engage with the second gear portion while rotating in a direction opposite to the second gear portion.
  • the operating portion of the magazine tool attaching / detaching device includes a connecting portion connected to the first rotating shaft portion or the third rotating shaft portion; A base portion coupled to the connection portion; A positioning portion formed at a lower portion of the base portion to adjust a fixing position of a tool clamped to the gripper; And a locking portion formed at a lower portion of the base portion so as to be spaced apart from the positioning portion to limit a turning angle of the base portion.
  • the operating unit of the magazine tool attaching / detaching apparatus may further include a check unit for checking whether the base unit is turning or not.
  • the housing portion of the magazine tool attaching / detaching device is installed on one side of the main body portion so as to limit the turning angle of the base portion when the base portion is rotated, And a stopper portion.
  • the stopper portion of the magazine tool attaching / detaching device includes a coupling portion coupled to one side of the main body portion; And a bent portion extending from the one end of the coupling portion so as to be bent in the direction of rotation of the base portion.
  • a magazine tool attaching / detaching apparatus is a device for attaching and detaching a magazine to a magazine of a machine tool through a pivotal movement of first and second gear portions of the drive portion and a base portion of the operation portion, The machining accuracy of the workpiece is improved and the tool fixing position is quickly adjusted. Therefore, the machining time can be minimized and the productivity of the machine tool can be increased.
  • the magazine tool attaching / detaching apparatus attaches and detaches the directional tool to the gripper while adjusting the fixing position of the tool accurately to the magazine of the machine tool, the wrong tool position prevents the workpiece or the tool from being damaged
  • the maintenance cost of the machine tool can be reduced, and the reliability and stability of the machine tool can be maximized.
  • the magazine tool attaching / detaching apparatus has a small clearance through the gear driving method of the driving unit and minimizes the length to the base unit, thereby increasing the rigidity and durability.
  • the magazine tool attaching / detaching apparatus can be easily mounted on magazines of various machine tools by miniaturization, thereby improving the penetration rate and maximizing the safety and convenience of the operator.
  • FIG. 1 is a perspective view of a magazine of a machine tool in a state in which a magazine tool attaching / detaching device according to an embodiment of the present invention is installed.
  • FIG. 2 is a perspective view of a magazine tool attaching / detaching apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a front view of a magazine tool attaching / detaching device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a bottom view of a magazine tool attachment / detachment device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state before the magazine tool attaching / detaching apparatus according to the embodiment of the present invention is pivoted.
  • Figure 6 shows a bottom view of Figure 5
  • FIG. 7 is a perspective view of the magazine tool attaching / detaching apparatus according to the embodiment of the present invention in a pivotally operated state.
  • Figure 8 shows a bottom view of Figure 7
  • FIG. 1 is a perspective view of a magazine of a machine tool equipped with a magazine tool attaching / detaching device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a magazine tool attaching / detaching device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a front view of a magazine tool attaching / detaching apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 shows a bottom view of a magazine tool attaching / detaching apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state before the magazine tool attaching / detaching apparatus according to the embodiment of the present invention is pivoted
  • FIG. 6 is a bottom view of FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of the magazine tool attaching / detaching apparatus according to an embodiment of the present invention in a pivoted state
  • FIG. 8 is a bottom view of FIG.
  • a magazine tool attaching / detaching apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described.
  • a magazine tool attaching / detaching apparatus 1 includes a housing unit 100, a driving unit 200, and a manipulating unit 300.
  • a magazine tool attaching / detaching device 1 according to the present invention is applied to a magazine having a gripper 4 for clamping the tool 7 by pressing the finger 5.
  • 1 to 8 show a gripper 4 for clamping the tool 7 by pressing the finger 5 with the elastic member 6, but the present invention is not limited thereto, and the tool may be clamped Any pressure method can be applied freely.
  • an elastic member is formed by a spring.
  • the gripper 4 is movably installed in the magazine.
  • the housing part 100 is provided with a plurality of grippers 4 for clamping the tool 7 by pressing the fingers 5.
  • the grippers 4 are movably installed in the magazine by a magazine drive unit.
  • the housing part 100 has a main body part 110 installed in the support frame 3 of the magazine 2. Also, the housing part 100 may be installed in another frame of the magazine 2, if necessary. That is, the housing part 100 is installed at a position capable of pressing the finger of the gripper which clamps the tool by pressing the finger according to the magazine type and the shape of the magazine.
  • the housing part 100 is provided with an oil supply part 130 and an oil recovery part 140 for supplying lubricating oil to the first, second and third gear parts 220, 240 and 260 of the driving part 200 to be described later.
  • the oil supply unit 130 and the oil recovery unit 140 may be connected to each other through an oil tank and a piping line so that oil can be circulated and recycled. Accordingly, it is possible to reduce the cost due to the oil supply and minimize the wear and tear of the first, second and third gears, thereby reducing the maintenance cost and increasing the service life of the device.
  • the main body 110 forms the outer shape of the magazine attaching / detaching device 1.
  • the body portion 110 of the housing portion 100 is formed into a hexahedron frame having a hollow portion therein.
  • the main body 110 is formed to be able to accommodate the driving unit 200, which will be described later, and to minimize the lengths in the vertical direction and the width direction. As a result, the size of the magazine tool attaching / detaching apparatus 1 can be reduced.
  • the driving unit 200 is rotatably installed in the main body 110 and can press or release the finger 5 of the gripper 4. That is, the driving unit 200 is formed on the first pressing unit 221 and the second gear unit 240 formed on the first gear unit 220 by the pivoting operation of the base unit 320 of the operation unit 300
  • the second pressing portion 241 presses the fingers 5 of the gripper 4 on both sides to compress the elastic member 6 to open the gripper 4 and eventually unclamp the tool.
  • the operation unit 300 is rotatably installed in the main body 110 and provides rotational power to the driving unit 200.
  • Most tools including turning tools, must be positioned so that the tip of the tip of the tool faces the workpiece.
  • the magazine tool attaching / detaching apparatus 1 can accurately manipulate the fixation position of the tool having the directional direction clamped to the gripper to the workpiece while detaching and attaching the tool to the gripper by the turning operation of the operation unit 300 .
  • the magazine tool attaching / detaching apparatus is capable of precisely positioning the tool having the directionality in the magazine of the machine tool through the first and second gear portions of the drive portion and the base portion of the operation portion, As the gripper is easily attached to and detached from the gripper, the machining precision of the workpiece is improved and the tool fixing position is quickly adjusted, so that the machining time can be minimized and the productivity of the machine tool can be increased.
  • a driving unit 200 of a magazine tool attaching / detaching apparatus 1 includes a first rotating shaft portion 210, a first gear portion 220, (230), and a second gear portion (240).
  • the first rotary shaft portion 210 is coupled to a part of the main body 110.
  • the first rotary shaft portion 210 extends through a portion of one side of the body portion 110 and extends to the lower portion of the body portion 110.
  • the first gear portion 220 is inserted into the first rotary shaft portion 210 so as to rotate in the same direction as the swinging direction of the operation portion 200, more preferably the base portion 320.
  • the first gear portion 220 is rotated integrally with the first rotary shaft portion 210 in the same direction as the turning direction of the base portion 320 by the pivotal movement of the base portion 320 of the operation portion 300, The first rotating shaft portion 210 and the second rotating shaft portion 210.
  • the first pressing portion 221 is protruded downward to press the finger 5 of the gripper 4 from one side to the lower portion of the first gear portion 220.
  • the second rotary shaft portion 230 is installed at a portion of the main body portion 110 so as to be spaced apart from the first rotary shaft portion 210 in parallel.
  • the second rotary shaft portion 230 is extended to the lower portion of the main body portion 110 through a portion of one side of the main body portion 110 so as to be parallel to and spaced apart from the first rotary shaft portion 210.
  • the second gear portion 240 is installed on the second rotary shaft portion 230 so as to engage with the first gear portion 220 while rotating in a direction opposite to the first gear portion 220. That is, the second gear portion 240 rotates together with the second rotary shaft portion 230 by the pivotal movement of the base portion 320 of the operation portion 300, thereby rotating the base portion 320 and the first gear portion 220 And is inserted into a second rotation axis portion 230 extending to the lower portion of the main body portion 110 so as to rotate in the direction opposite to the direction of the rotation.
  • the second pressing portion 241 is protruded to press the finger 5 of the gripper 4 from the other side to the lower portion of the second gear portion 240. That is, the second pressing portion 241 is disposed in the same direction as the first pressing portion 221 and in the same direction as the turning direction of the base portion 320 of the first gear portion 220 and the second gear portion 240, The grip 5 is clamped or unclamped by the finger 5 of the gripper 4 interlocked with the grip 5 by releasing the pressure or releasing the pressure.
  • the driving unit 200 includes a first rotating shaft part 210, a second rotating shaft part 230, a first gear part 220, a second gear part 240, and a first pressing part (not shown) according to the shape and size of the magazine. And the connecting portion 310 of the operating portion 300 is connected to the first rotating shaft portion 210.
  • the clearance is small and the length with the base portion is minimized through the gear driving method of the driving portion, so that the rigidity and durability can be increased.
  • the driving part 200 of the magazine tool attaching / detaching device 1 further includes a third rotary shaft part 250 and a third gear part 260 .
  • the third rotary shaft part 250 is installed on a part of the main body part 110 so as to be spaced apart from the first rotary shaft part 210 and the second rotary shaft part 230 in parallel.
  • the third rotary shaft portion 250 may extend through one side of the main body portion 110 so as to be parallel to and spaced apart from the first rotary shaft portion 210 and the second rotary shaft portion 230, Is extended.
  • the third gear portion 260 is installed on the third rotary shaft portion 250 so as to engage with the second gear portion 240 while rotating in a direction opposite to the second gear portion 240. That is, the third gear portion 260 rotates together with the third rotary shaft portion 250 by the pivotal movement of the base portion 320 of the operation portion 300, and the third gear portion 260 rotates together with the base portion 320 and the first gear portion 220 And is inserted into the third rotary shaft portion 250 extending to the lower portion of the main body portion 110 so as to rotate in the same direction as the direction of the first rotary shaft portion.
  • the three rotary shafts and the gear portion are arranged in parallel, the rotary shaft portion connected to the operating portion and the gear portion are rotated in the same direction as the operating portion, According to the configuration, it is possible to reduce the clearance due to the gear drive system and to facilitate the transmission of power, thereby increasing durability and rigidity. By miniaturization, it is possible to easily mount to various magazines of machine tools, thereby increasing the penetration rate and maximizing the safety and convenience of the operator can do.
  • the operating portion 300 of the magazine tool attaching / detaching device 1 includes a connecting portion 310, a base portion 320, a positioning portion 330, And includes a locking portion 340.
  • connection portion 310 is connected to the first rotary shaft portion 210 or the third rotary shaft portion 250. That is, the connection unit 310 transmits the pivotal movement of the base unit 320, which will be described later, to the first rotary shaft unit 210 or the third rotary shaft unit 250 through the connection unit 310.
  • the connection portion 310 may be connected to the first rotary shaft portion 210 or the third rotary shaft portion 250 according to the size and shape of the magazine. 1 to 8, when the connection portion 310 is connected to the third rotary shaft portion 250, the first, second, and third rotary shafts 210, 230, and 250 and the first, second, Three gear portions 220, 240 and 260 are arranged in parallel to the main body 110 and spaced apart from each other.
  • the length of the base portion 320 is determined, and the length of the base portion 320 And the angle of the bending portion 122 of the positioning portion 330, the engagement portion 340, and the stopper portion 120 to be described later are determined by the rotation radius.
  • the first and second rotary shafts 210 and 230 and the first and second rotary shafts 210 and 230 and the first and second rotary shafts 210 and 230 and the first and second rotary shafts 210 and 230 are provided on the main body 110 in order to further miniaturize the apparatus and reduce manufacturing cost, Only the gear portions 220 and 240 can be arranged and the connecting portion 310 is connected to the first rotating shaft portion 210 at this time.
  • the magazine tool attaching / detaching apparatus 1 maximizes the ease of installation and the manufacturing cost by optimizing the size of the magazine according to the size and shape of the magazine.
  • the connecting portion 310 is connected to the first rotating shaft portion 210 when only the rotating shaft portion and the gear portion are provided in the main body portion 110 and the rotating shaft portion and the three gear portions are provided in the main body portion 110
  • the third rotary shaft portion 250 is connected to the second rotary shaft portion 250.
  • the base portion 320 is coupled to the connection portion 310.
  • the base part 320 may be integrally formed with the connection part 310 in a bracket shape, if necessary.
  • the length and size of the base 320 may vary according to the size and shape of the magazine.
  • the positioning portion 330 is formed at the lower portion of the base portion 320 to adjust the fixing position of the tool 7 to be clamped to the gripper 4. That is, the positioning portion 330 is formed on the lower surface of the base portion 320 so as to correspond to a position where the base portion 320 can be seated in the tool groove portion 8 of the tool 7 in the turning operation.
  • the magazine tool attaching / detaching apparatus detaches and attaches the directional tool to the magazine while adjusting the fixing position of the tool precisely through the driving of the gear system to the magazine of the machine tool so that the workpiece or the tool is damaged
  • the maintenance cost of the machine tool can be reduced, and the reliability and stability of the machine tool can be maximized.
  • the engaging portion 340 is formed to be spaced apart from the positioning portion 330 at a lower portion of the base portion 320 to limit the turning angle of the base portion 320.
  • the latching portion 340 is formed on the lower surface of the base portion 320 so as to be spaced apart from the positioning portion 330 in order to prevent the base portion 320 from being rotated indiscriminately when the base portion 320 swings And is brought into contact with the bent portion 122 of the stopper portion 120 to be described later.
  • the engagement portion 340 is always blocked by the bent portion 122 of the stopper portion 120 so that the base portion 320 It is possible to reduce the working time and the safety of the work and the convenience of the worker.
  • the manipulation part 300 of the magazine tool attaching / detaching device 1 further includes an identification part 350 and a handle part 360. As shown in FIG.
  • the confirmation unit 350 confirms whether or not the base unit 320 is turning. That is, the confirmation unit 350 confirms the case where the base unit 320 protrudes to the tool side by the turning operation. In this case, the magazine or the spindle is not operated to prevent the magazine or the apparatus from being damaged, It can be prevented in advance.
  • the confirmation unit 350 may be formed of a proximity sensor or the like, though not necessarily limited thereto. 3, 4 and 6 illustrate that the checking unit 350 is installed in the main body, but the present invention is not limited thereto.
  • the checking unit 350 may include a base 320, a main body 110, Or can be installed at an optimum position where the swinging operation of the base portion 320, such as the support frame 2, can be confirmed.
  • the handle portion 360 is protruded in a direction opposite to the connection portion 310 provided on the base portion 320 at one end of the base portion 320. Accordingly, when the operator grips the handle portion 360 when the base portion 320 is pivoted or when the base portion 320 is pivoted to the home position, the pivoting operation of the base portion 320 can be operated without giving a large force It is possible to reduce the fatigue of the operator from the repeated operation of the operator and to maximize the convenience of the operator.
  • the housing part 100 of the magazine tool attaching / detaching device 1 includes a stopper part 120.
  • the stopper part 120 is installed on one side of the main body part 110 so as to limit the turning angle and the turning radius of the base part 320 in contact with the engaging part 340 when the base part 320 is swiveled.
  • the stopper part 120 includes a coupling part 121 which is coupled to one side of the main body part 110 by a bolt or a coupling means such as welding or rivet, And a bent portion 122 extending to be bent.
  • the magazine tool attaching / detaching apparatus attaches and detaches the directional tool to the gripper while adjusting the fixing position of the tool accurately to the magazine of the machine tool, it prevents the workpiece or the tool from being damaged during processing due to the wrong tool position
  • the maintenance cost of the machine tool can be reduced, and the reliability and stability of the machine tool can be maximized.
  • FIG. 8 shows the state of FIG. 7 viewed from the downward direction.
  • the counterclockwise direction is clockwise in FIG.
  • the base portion 320 of the operation portion 300 maintains the correct position (no turning operation) in a state where the tool 7 is fastened to the gripper 4, And the determination unit 330 detects it and transmits it to the control unit of the machine tool.
  • the first pressing portion 221 of the first gear portion 220 and the second pressing portion 241 of the second gear portion 240 are engaged with the fingers of the gripper 4 5, the gripper presses the tool by the elastic force of the elastic member 6 and clamps the tool.
  • the worker grips the handle portion 360 of the base portion 320 as shown in Fig. 7, 320).
  • the positioning portion 330 abuts against the tool groove portion 8 of the tool 7, so that the directionality of the tool can be confirmed.
  • the engaging portion 340 is engaged with the bent portion 122 of the stopper portion 120 The turning operation of the base portion 320 is stopped and the turning angle and the turning radius of the base portion 320 are automatically determined.
  • connection part 310 connected to the base part 320 When the base part 320 rotates clockwise, the connection part 310 connected to the base part 320 simultaneously rotates clockwise, and the third rotation axis part 250 connected to the connection part 310 rotates clockwise do.
  • the third gear portion 250 inserted in the third rotary shaft portion 250 rotates in the clockwise direction, and the second gear portion 240 engaged with the third gear portion 250 rotates counterclockwise do.
  • the second rotary shaft portion 230 in which the second gear portion 240 is inserted also rotates counterclockwise, and the first gear portion 220 engaged with the second gear portion 240 rotates clockwise .
  • the first rotary shaft portion 210 in which the first gear portion 220 is inserted also rotates clockwise.
  • the second gear portion 240 rotates clockwise in the counterclockwise direction
  • the second pressing portion 241 of the second gear portion 240 rotates clockwise of the gripper 4
  • the first pressing portion 221 of the first gear portion 220 presses the other side of the finger 5 of the gripper 4 at the same time.
  • the elastic member 6 of the gripper 4 is pressed to open the gripper 4, and the tool 7 is unclamped.
  • the confirmation unit 350 confirms whether the base unit 320 is in a fixed position, and if there is no abnormality, the next operation is performed.
  • the magazine tool attaching / detaching apparatus is capable of precisely positioning the tool having the directionality in the magazine of the machine tool through the first and second gear portions of the drive portion and the base portion of the operation portion, By easily attaching to and detaching from the gripper, the machining accuracy of the workpiece is improved and the tool fixing position is quickly adjusted, thereby minimizing the machining time, thereby increasing the productivity of the machine tool, improving the reliability, safety and durability, And prevent a safety accident in advance.
  • housing part 110: main body part
  • Oil recovery unit 200: Drive unit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 공구를 핑거의 가압에 의해 클램핑하는 그립퍼를 복수개 구비하고, 매거진의 지지 프레임에 설치되는 본체부를 구비하는 하우징부; 상기 본체부에 회전 가능하게 설치되어 상기 그립퍼의 상기 핑거에 압력을 가하거나 해제할 수 있는 구동부; 및 상기 본체부에 선회 가능하게 설치되어 상기 구동부에 회전 동력을 제공하는 조작부;를 포함하고, 상기 조작부의 선회 동작에 의해 상기 그립퍼에 공구를 탈부착하면서 상기 그립퍼에 클램핑되는 공구의 고정 위치를 조절할 수 있고, 이에 따라 공작기계의 매거진에 방향성을 갖는 공구를 정확하게 공구의 고정위치를 조절하면서 각각의 매거진의 그립퍼에 용이하게 탈부착함에 따라 공작물의 가공정밀도를 향상시키고, 공구 고정위치를 신속하게 조절함에 따라 비가공시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대할 수 있다.

Description

매거진 공구 착탈 장치
본 발명은 매거진 공구 착탈 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공작기계의 매거진에 방향성을 갖는 공구를 정확하게 공구의 고정위치를 조절하면서 각각의 매거진의 그립퍼에 탈부착할 수 있는 공작기계의 매거진 공구 착탈 장치에 관한 것이다.
일반적으로 공작기계라 함은 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속/비금속의 공작물을 적당한 공구를 이용하여 원하는 형상 및 치수로 가공할 목적으로 사용하는 기계를 말한다.
터닝센터, 수직/수평 머시닝센터, 문형머시닝센터, 스위스 턴, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신, CNC 선반, 복합가공기 등을 비롯한 다양한 종류의 공작기계는 다양한 산업 현장에서 해당 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다.
공작기계 중 복합가공기란 선삭가공과 드릴, 탭핑, 밀링가공 등 가공형태가 다양한 가공을 수행하는 다기능의 자동공구교환장치(ATC)와 공구 매거진이 장착된 터닝센터를 의미한다. 복합가공기에서 작업자가 가공에 필요한 공구를 로딩하거나 교환시에 공구를 수동으로 공구 매거진에 장착한다.
일반적으로 현재 사용되고 있는 다양한 종류의 공작기계는 수치제어(numerical control, NC) 또는 CNC(computerized numerical control) 기술이 적용되는 조작반을 구비하고 있다. 이러한 조작반은 다양한 기능스위치 또는 버튼과 모니터를 구비한다.
또한, 공작기계는 공작물인 소재가 안착되고 공작물 가공을 위해 이송하는 테이블, 가공전 공작물을 준비하는 팔렛트, 공구 또는 공작물이 결합되어 회전하는 주축, 공작물 등을 가공중에 지지하기 위한 심압대, 방진구 등을 구비한다.
일반적으로 공작기계에서 테이블, 공구대, 주축, 심압대, 방진구 등은 다양한 가공을 수행하기 위해 이송축을 따라 이송하는 이송유닛을 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 공구 보관장소의 형태로 공구 매거진이나 터렛이 사용된다.
이러한 공작기계는 다양한 가공을 위하여 다수의 공구를 사용하게 되며, 다수의 공구를 수납보관하고 있는 툴 보관장소의 형태로 공구 매거진이 사용된다.
또한, 일반적으로 공작기계는 공작기계의 생산성을 향상시키기 위해 수치제어부의 지령에 의해 특정한 공구를 공구 매거진으로부터 인출하거나 다시 수납하기 위한 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)를 구비한다.
또한, 일반적으로 공작기계는 비가공 시간을 최소화하기 위해, 자동팔레트교환장치(APC, Automatic Palette Changer)를 구비한다. 자동팔레트교환장치(APC)는 팔레트를 공작물 가공 영역과 공작물 설치 영역 간에 자동으로 교환한다. 팔레트에는 공작물이 탑재될 수 있다.
일반적으로 공작기계의 공구 매거진은 체인의 한쪽에 그립퍼(gripper)가 설치되고, 체인은 구동 스프로켓(sprocket)과 아이들 스프로켓에 설치되며, 구동 스프로켓이 구동됨에 따라 체인이 이동된다.
종래 방향성을 갖는 공구가 공작기계의 툴 매거진에 공구의 고정위치가 정확하게 결정된 상태로 매거진의 그립퍼에 장착되지 않아 공작기계의 작동 중에 공구나 공작물이 손상되어 가공비용이 증가되고, 공작물의 가공정밀도가 감소되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 매거진 공구 착탈 장치는 매거진의 그립퍼에 공구를 탈부착하기만 할뿐 방향성까지 신속하게 결정할 수 없어 작업자가 수작업으로 매거진에 공구를 탈부착할 때에 공구를 한 손으로 잡고 공구의 방향성을 세세하게 조절해야 함에 따라 공구 탈부착 시간이 증가되고, 종국적으로 비가공 시간이 증가되어 공작기계의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 매거진 공구 착탈 장치는 작업자가 상대적으로 무거운 공구의 방향성을 조절하면서 그립퍼에 공구를 탈부착하는 중에 중량물인 무거운 공구가 떨어지거나 이탈됨에 따라 작업자의 안전사고를 발생시켜 작업자의 안전을 저해하고, 이를 방지하기 위해 2명 이상의 작업자가 1조로 작업함에 따라 비용이 증가되고 작업자의 불편을 초래하는 문제점이 있었다.
게다가, 종래 매거진 공구 착탈 장치는 캠방식에 의해 소형화를 도모하지 못함에 따라 장치의 크기가 커져서 설치 공간상의 제약이 많아 다양한 공작기계에 설치될 수 없어 보급률이 감소하여 작업시간과 제조비용이 증가하고, 장치의 구동기구와 동력전달 기구 간의 거리가 증가하여 작동시에 안전성과 내구성이 감소하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 구동부의 제1, 2 기어부와 조작부의 베이스부의 선회 동작을 통해 공작기계의 매거진에 방향성을 갖는 공구를 정확하게 공구의 고정위치를 조절하면서 각각의 매거진의 그립퍼에 용이하게 탈부착함에 따라 공작물의 가공정밀도와 생산성을 향상하고, 공작물이나 공구가 손상되는 것을 방지하여 유지비용을 절감하며, 구동부의 기어구동 방식을 통해 유격이 작고 베이스부와의 길이를 최소화하여 강성과 내구성이 증대되고, 소형화에 의해 다양한 공작기계의 매거진에 용이하게 장착이 가능하여 작업자의 안전과 편의를 도모하며, 안정적인 작동에 의해 공작기계의 신뢰성과 안전성을 증대시킬 수 있는 매거진 공구 착탈 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 공구를 핑거의 가압에 의해 클램핑하는 그립퍼를 복수개 구비하고, 매거진의 지지 프레임에 설치되는 본체부를 구비하는 하우징부; 상기 본체부에 회전 가능하게 설치되어 상기 그립퍼의 상기 핑거에 압력을 가하거나 해제할 수 있는 구동부; 및 상기 본체부에 선회 가능하게 설치되어 상기 구동부에 회전 동력을 제공하는 조작부;를 포함하고, 상기 조작부의 선회 동작에 의해 상기 그립퍼에 공구를 탈부착하면서 상기 그립퍼에 클램핑되는 공구의 고정 위치를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 매거진 공구 착탈 장치의 구동부는 상기 본체부의 일부에 결합 설치되는 제1 회전축부; 상기 조작부의 선회 방향과 동일한 방향으로 회전하도록 상기 제1 회전축부에 설치되는 제1 기어부; 상기 본체부의 일부에 상기 제1 회전축부와 평행하게 이격하도록 설치되는 제2 회전축부; 및 상기 제1 기어부와 반대 방향으로 회전하면서 상기 제1 기어부와 치합하도록 상기 제2 회전축부에 설치되는 제2 기어부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 매거진 공구 착탈 장치의 상기 제1 기어부는 상기 제1 기어부의 하부에 상기 그립퍼의 핑거를 가압하기 위한 제1 가압부;를 포함하고, 상기 제2 기어부는 상기 제2 기어부의 하부에 상기 그립퍼의 핑거를 상기 제1 가압부와 연동하여 가압하기 위한 제2 가압부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 매거진 공구 착탈 장치의 구동부는 상기 본체부의 일부에 상기 제1 회전축부 및 상기 제2 회전축부와 평행하게 이격하도록 설치되는 제3 회전축부; 및 상기 제2 기어부와 반대 방향으로 회전하면서 상기 제2 기어부와 치합하도록 상기 제3 회전축부에 설치되는 제3 기어부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 매거진 공구 착탈 장치의 조작부는 상기 제1 회전축부 또는 상기 제3 회전축부와 연결되는 연결부; 상기 연결부에 결합 설치되는 베이스부; 상기 그립퍼에 클램핑되는 공구의 고정 위치를 조절하기 위해 상기 베이스부의 하부에 형성되는 위치 결정부; 및 상기 베이스부의 선회 각도를 제한하기 위해 상기 베이스부의 하부에서 상기 위치 결정부와 이격되게 형성되는 걸림부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 매거진 공구 착탈 장치의 조작부는 상기 베이스부의 선회 동작 유무를 확인하기 위한 확인부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 매거진 공구 착탈 장치의 하우징부는 상기 베이스부의 선회 시에 상기 걸림부와 접촉하여 상기 베이스부의 선회 각도를 제한하도록 상기 본체부의 일측에 설치되는 스토퍼부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치의 바람직한 다른 실시예에서, 매거진 공구 착탈 장치의 스토퍼부는 상기 본체부의 일측에 결합하는 결합부; 및 상기 결합부의 일단에서 상기 베이스부의 선회 방향으로 절곡되게 연장 형성되는 절곡부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 구동부의 제1, 2 기어부와 조작부의 베이스부의 선회 동작을 통해 공작기계의 매거진에 방향성을 갖는 공구를 정확하게 공구의 고정위치를 조절하면서 각각의 매거진의 그립퍼에 용이하게 탈부착함에 따라 공작물의 가공정밀도를 향상시키고, 공구 고정위치를 신속하게 조절함에 따라 비가공시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 방향성을 갖는 공구를 공작기계의 매거진에 정확하게 공구의 고정위치를 조절하면서 그립퍼에 탈부착함에 따라 잘못된 공구 위치에 의해 가공중에 공작물이나 공구가 손상되는 것을 방지하여 공작기계의 유지비용을 절감하고, 공작기계의 신뢰성과 안정성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 구동부의 기어구동 방식을 통해 유격이 작고 베이스부와의 길이를 최소화하여 강성과 내구성이 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 소형화에 의해 다양한 공작기계의 매거진에 용이하게 장착이 가능하여 보급률을 향상시키고, 작업자의 안전과 편의를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치가 설치된 상태의 공작기계의 매거진의 사시도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치의 사시도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치의 정면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치의 저면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치가 선회 동작되기 전 상태의 사시도를 나타낸다.
도 6은 도 5의 저면도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치가 선회 동작된 상태의 사시도를 나타낸다.
도 8은 도 7의 저면도를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 매거진 공구 착탈 장치의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/ 또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치가 설치된 상태의 공작기계의 매거진의 사시도를 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치의 사시도를 나타낸다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치의 정면도를 나타내고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치의 저면도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치가 선회 동작되기 전 상태의 사시도를 나타내고, 도 6은 도 5의 저면도를 나타낸다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치가 선회 동작된 상태의 사시도를 나타내고, 도 8은 도 7의 저면도를 나타낸다.
이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "수평방향"이란 동일부재에서 가로방향을 의미하고, "수직방향"이란 수평방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 세로방향을 의미하며, "폭방향"이란 수평방향과 수직방향에 대해 직교하면서 동일부재에서 높이방향을 의미한다.
도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치(1)를 설명한다. 도 1 내지 도 8에 도시된 것처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치(1)는 하우징부(100), 구동부(200), 및 조작부(300)를 포함한다.
본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치(1)는 공구(7)를 핑거(5)의 가압에 의해 클램핑하는 그립퍼(4)를 구비하는 매거진에 장착 적용된다.
도 1 내지 도 8에는 탄성부재(6)에 의해 핑거(5)를 가압하여 공구(7)를 클랭핑하는 그립퍼(4)가 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 공구를 핑거의 가압에 의해 클램핑하는 경우라면 어떠한 가압 방식이라도 무방하게 적용될 수 있다.
또한, 이러한 탄성부재는 스프링으로 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 그립퍼(4)는 매거진에 이동가능하게 설치된다.
하우징부(100)는 공구(7)를 핑거(5)의 가압에 의해 클램핑하는 그립퍼(4)를 복수개 구비하고, 이러한 그립퍼(4)는 매거진 내에서 매거진 구동유닛에 의해 이동가능하게 설치된다.
하우징부(100)는 매거진(2)의 지지 프레임(3)에 설치되는 본체부(110)를 구비한다. 또한, 필요에 따라 하우징부(100)는 매거진(2)의 다른 프레임에 설치될 수 있다. 즉, 하우징부(100)는 매거진 타입과 매거진의 형상에 따라 공구를 핑거의 가압에 의해 클램핑하는 그립퍼의 핑거를 가압할 수 있는 위치에 설치된다.
하우징부(100)에는 후술하는 구동부(200)의 제1, 2, 3 기어부(220, 240, 260)에 윤활유를 공급하기 위한 오일 공급부(130)와 오일 회수부(140)가 형성된다. 도면에 도시되지는 않았지만 오일 공급부(130)와 오일 회수부(140)는 오일 탱크와 배관라인으로 서로 연결되어 오일을 순환하여 재활용할 수 있다. 이에 따라 오일공급에 따른 비용을 절감하고 제1, 2, 3 기어부가 마모되거나 손상되는 것을 최소화하여 유지비용을 절감하고, 장치의 수명을 증대시킬 수 있다.
본체부(110)는 매거진 착탈 장치(1)의 외형을 형성한다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 하우징부(100)의 본체부(110)는 내부에 공동부를 구비하는 육면체 형상의 프레임으로 형성된다. 다만, 본체부(110)는 후술하는 구동부(200)를 수용할 수 있는 크기로 수직방향과 폭방향의 길이를 최소화할 수 있게 형성된다. 이에 따라 매거진 공구 착탈 장치(1)의 소형화를 도모할 수 있다.
구동부(200)는 본체부(110)에 회전 가능하게 설치되어 그립퍼(4)의 핑거(5)에 압력을 가하거나 해제할 수 있다. 즉, 구동부(200)는 후술하는 조작부(300)의 베이스부(320)의 선회동작에 의해 제1 기어부(220)에 형성된 제1 가압부(221)와 제2 기어부(240)에 형성된 제2 가압부(241)가 그립퍼(4)의 핑거(5)를 양측에서 가압하여 탄성부재(6)를 압축하여 그립퍼(4)가 개방되고, 최종적으로 공구를 언클램핑하게 된다.
조작부(300)는 본체부(110)에 선회 가능하게 설치되어 구동부(200)에 회전 동력을 제공한다.
선삭 공구를 포함한 대부분의 공구는 공구 선단의 팁의 방향이 공작물을 향하도록 위치해야 한다.
이처럼, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치(1)는 조작부(300)의 선회 동작에 의해 그립퍼에 공구를 탈부착하면서 그립퍼에 클램핑되는 방향성을 갖는 공구의 고정 위치를 공작물을 향하도록 정확하게 조작할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 구동부의 제1, 2 기어부와 조작부의 베이스부의 선회 동작을 통해 공작기계의 매거진에 방향성을 갖는 공구를 정확하게 공구의 고정위치를 조절하면서 각각의 매거진의 그립퍼에 용이하게 탈부착함에 따라 공작물의 가공정밀도를 향상시키고, 공구 고정위치를 신속하게 조절함에 따라 비가공시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대할 수 있다.
도 1 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치(1)의 구동부(200)는 제1 회전축부(210), 제1 기어부(220), 제2 회전축부(230), 및 제2 기어부(240)를 포함한다.
제1 회전축부(210)는 본체부(110)의 일부에 결합 설치된다. 바람직하게는 제1 회전축부(210)는 본체부(110)의 일측 일부를 관통하여 본체부(110)의 하부로 연장 설치된다.
제1 기어부(220)는 조작부(200), 더욱 바람직하게는 베이스부(320)의 선회 방향과 동일한 방향으로 회전하도록 제1 회전축부(210)에 삽입 설치된다. 즉, 제1 기어부(220)는 조작부(300)의 베이스부(320)의 선회동작에 의해 제1 회전축부(210)와 일체로 베이스부(320)의 선회방향과 동일한 방향으로 회전하도록 본체부(110)의 하부로 연장되는 제1 회전축부(210)에 삽입 설치된다.
제1 가압부(221)가 제1 기어부(220)의 하부에 그립퍼(4)의 핑거(5)를 일측에서 가압하기 위해 하부로 돌출 형성된다.
제2 회전축부(230)는 본체부(110)의 일부에 제1 회전축부(210)와 평행하게 이격하도록 설치된다. 바람직하게는 제2 회전축부(230)는 제1 회전축부(210)와 평행하면서 이격하도록 본체부(110)의 일측 일부를 관통하여 본체부(110)의 하부로 연장 설치된다.
제2 기어부(240)는 제1 기어부(220)와 반대 방향으로 회전하면서 제1 기어부(220)와 치합하도록 제2 회전축부(230)에 설치된다. 즉, 제2 기어부(240)는 조작부(300)의 베이스부(320)의 선회동작에 의해 제2 회전축부(230)와 일체로 베이스부(320) 및 제1 기어부(220)의 선회방향과 반대 방향으로 회전하도록 본체부(110)의 하부로 연장되는 제2 회전축부(230)에 삽입 설치된다.
제2 가압부(241)가 제2 기어부(240)의 하부에 그립퍼(4)의 핑거(5)를 타측에서 가압하기 위해 돌출 형성된다. 즉, 제2 가압부(241)는 상술한 제1 가압부(221)와 함께 제1 기어부(220)와 제2 기어부(240)의 베이스부(320)의 선회방향과 동일한 방향 및 반대방향으로의 회전에 의해 그립퍼(4)의 핑거(5)를 연동하여 가압하거나 압력을 해제하여 그립퍼에 놓이는 공구를 클램핑하거나 언클램핑한다.
매거진의 형태나 크기에 따라 구동부(200)는 제1 회전축부(210), 제2 회전축부(230), 제1 기어부(220), 및 제2 기어부(240)와 제1 가압부(221)와 제2 가압부(241)를 포함하고, 이때에 조작부(300)의 연결부(310)는 제1 회전축부(210)에 연결된다.
이처럼, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 구동부의 기어구동 방식을 통해 유격이 작고 베이스부와의 길이를 최소화하여 강성과 내구성이 증대시킬 수 있다.
도 1 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치(1)의 구동부(200)는 제3 회전축부(250)와 제3 기어부(260)를 더 포함할 수 있다.
제3 회전축부(250)는 본체부(110)의 일부에 제1 회전축부(210) 및 제2 회전축부(230)와 평행하게 이격하도록 설치된다. 바람직하게는 제3 회전축부(250)는 제1 회전축부(210) 및 제2 회전축부(230)와 평행하면서 이격하도록 본체부(110)의 일측 일부를 관통하여 본체부(110)의 하부로 연장 설치된다.
제3 기어부(260)는 제2 기어부(240)와 반대 방향으로 회전하면서 제2 기어부(240)와 치합하도록 제3 회전축부(250)에 설치된다. 즉, 제3 기어부(260)는 조작부(300)의 베이스부(320)의 선회동작에 의해 제3 회전축부(250)와 일체로 베이스부(320) 및 제1 기어부(220)의 선회방향과 동일한 방향으로 회전하도록 본체부(110)의 하부로 연장되는 제3 회전축부(250)에 삽입 설치된다.
이처럼, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 3개의 회전축부와 기어부를 평행하게 배치하고 조작부와 연결된 회전축부와 기어부가 조작부와 동일한 방향으로 회전하고, 치합된 기어부와 회전축부는 반대방향으로 회전하도록 구성함에 따라 기어 구동방식에 의해 유격이 적고 동력 전달이 용이하여 내구성과 강성이 증가되고, 소형화에 의해 다양한 공작기계의 매거진에 용이하게 장착이 가능하여 보급률을 향상시키고, 작업자의 안전과 편의를 극대화할 수 있다.
도 1 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치(1)의 조작부(300)는 연결부(310), 베이스부(320), 위치 결정부(330), 및 걸림부(340)를 포함한다.
연결부(310)는 제1 회전축부(210) 또는 제3 회전축부(250)와 연결된다. 즉, 연결부(310)는 후술하는 베이스부(320)의 선회동작을 연결부(310)를 통해 제1 회전축부(210) 또는 제3 회전축부(250)에 전달한다. 연결부(310)는 매거진의 크기와 형태에 따라 제1 회전축부(210) 또는 제3 회전축부(250)에 연결될 수 있다. 다만, 도 1 내지 도 8에 도시된 것처럼, 연결부(310)가 제3 회전축부(250)에 연결되는 경우에는 제1, 2, 3 회전축부(210, 230, 250) 및 제1, 2, 3 기어부(220, 240, 260)가 본체부(110)에 평행하면서 서로 이격되게 3개가 배열 설치되어야 하고, 이때에 베이스부(320)의 길이가 결정되고, 이러한 베이스부(320)의 길이와 회전 반경에 의해 후술하는 위치 결정부(330)와 걸림부(340) 및 스토퍼부(120)의 절곡부(122)의 각도 등이 결정된다.
도면에 도시되지는 않았지만, 매거진의 형태와 크기가 다른 경우에 장치를 더욱 소형화하고, 제조 비용을 절감하기 위해 본체부(110)에 제1, 2 회전축부(210, 230)와 제1, 2 기어부(220, 240)만 배열 설치될 수 있고, 이때에 연결부(310)는 제1 회전축부(210)와 연결 설치된다. 이처럼, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치(1)는 매거진의 크기와 형태에 따라 최적의 소형화를 도모하여 설치용이성을 극대화하고 제조비용을 절감할 수 있다.
결국, 연결부(310)는 본체부(110)에 회전축부와 기어부가 2개만 설치되는 경우에는 제1 회전축부(210)에 연결되고, 본체부(110)에 회전축부와 기어부가 3개가 설치되는 경우에는 제3 회전축부(250)에 연결 설치된다. 이는 매거진의 크기와 형태 등에 따라 베이스부(320)의 선회 각도가 변경되어야 하기 때문이다. 이러한 베이스부의 선회 각도를 확보하면서 제1 가압부와 제2 가압부가 그립퍼의 핑거를 양측에서 동시에 가압할 수 있게 하는 경우라면 매거진의 크기와 형태에 따라 4개의 기어와 4개의 회전축이 형성될 수도 있다. 다만, 도면에 도시된 바와 같이 매거진 공구 착탈 장치의 소형화를 도모하기 위해 기어는 평행하게 배치되어야 한다.
베이스부(320)는 연결부(310)에 결합 설치된다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 필요에 따라 베이스부(320)는 브라켓 형태로 연결부(310)와 일체로 형성될 수도 있다. 베이스부(320)의 길이와 크기는 매거진의 크기와 형태에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
위치 결정부(330)는 그립퍼(4)에 클램핑되는 공구(7)의 고정 위치를 조절하기 위해 베이스부(320)의 하부에 형성된다. 즉, 위치 결정부(330)는 베이스부(320)가 선회 동작시에 공구(7)의 공구홈부(8)에 안착될 수 있는 위치에 대응하도록 베이스부(320)의 하부면에 형성된다.
본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 방향성을 갖는 공구를 공작기계의 매거진에 기어방식의 구동을 통해 정확하게 공구의 고정위치를 조절하면서 그립퍼에 탈부착함에 따라 잘못된 공구 위치에 의해 가공중에 공작물이나 공구가 손상되는 것을 방지하여 공작기계의 유지비용을 절감하고, 공작기계의 신뢰성과 안정성을 극대화할 수 있다.
걸림부(340)는 베이스부(320)의 선회 각도를 제한하기 위해 베이스부(320)의 하부에서 위치 결정부(330)와 이격되게 형성된다. 즉, 걸림부(340)는 베이스부(320)가 선회 동작하는 경우에 베이스부(320)가 무분별하게 선회하는 것을 방지하도록 베이스부(320)의 하부면에 위치 결정부(330)와 이격되게 돌출 형성되어 후술하는 스토퍼부(120)의 절곡부(122)에 접촉하게 된다. 이에 따라 작업자가 힘 조절 없이 베이스부(320)를 선회하는 경우에도 항상 걸림부(340)가 스토퍼부(120)의 절곡부(122)에 의해 차단되어 일정한 선회 각도 이상으로 베이스부(320)가 선회하지 않게 되어 작업의 안전성과 작업자의 편의를 도모하고, 작업시간을 절감할 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치(1)의 조작부(300)는 확인부(350)와 핸들부(360)를 더 포함한다.
확인부(350)는 베이스부(320)의 선회 동작 유무를 확인한다. 즉, 확인부(350)는 베이스부(320)가 선회 동작에 의해 공구쪽으로 돌출된 경우를 확인하여 이 경우에는 매거진이나 스핀들이 작동하지 않도록 하여 매거진 또는 장치가 파손되는 것을 방지하고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 확인부(350)는 근접센서 등으로 형성될 수 있다. 도 3, 도 4, 도 6에는 확인부(350)가 본체부에 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아지며 확인부(350)는 베이스부(320), 본체부(110), 또는 지지 프레임(2) 등 베이스부(320)의 선회 동작 유무를 확인할 수 있는 최적의 위치에 설치될 수 있다.
핸들부(360)는 베이스부(320)의 일측 선단에 베이스부(320)에 설치된 연결부(310)와 반대 방향으로 돌출 형성된다. 이에 따라 작업자가 베이스부(320)의 선회 동작이나 원위치로 베이스부(320)를 선회 이동할 때에 핸들부(360)를 파지하여 큰 힘을 주지 않고 베이스부(320)의 선회 동작을 조작할 수 있게 됨에 따라, 작업자의 반복된 동작으로부터 작업자의 피로도를 감소시키고, 작업자의 편의를 극대화할 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치(1)의 하우징부(100)는 스토퍼부(120)를 포함한다.
스토퍼부(120)는 베이스부(320)의 선회 동작시에 걸림부(340)와 접촉하여 베이스부(320)의 선회 각도와 선회 반경을 제한하도록 본체부(110)의 일측에 설치된다.
이러한 스토퍼부(120)는 본체부(110)의 일측에 볼트 또는 용접, 리벳과 같은 결합수단에 의해 결합하는 결합부(121)와 결합부(121)의 일단에서 베이스부(320)의 선회 방향으로 절곡되게 연장 형성되는 절곡부(122)를 구비한다.
이에 따라, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 방향성을 갖는 공구를 공작기계의 매거진에 정확하게 공구의 고정위치를 조절하면서 그립퍼에 탈부착함에 따라 잘못된 공구 위치에 의해 가공중에 공작물이나 공구가 손상되는 것을 방지하여 공작기계의 유지비용을 절감하고, 공작기계의 신뢰성과 안정성을 극대화할 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 매거진 공구 착탈 장치(1)의 작동원리를 설명한다.
여기에서 시계방향과 반시계방향은 도 7에서 상부에서 볼 때를 기준으로 한다. 즉, 도 7에서 화살표 방향이 시계방향이다. 다만, 도 8은 도 7을 아래쪽 방향에서 바라본 상태를 나타낸 것으로 도 8에서 반시계방향인 경우 도 7에서 시계방향이 된다.
공구(7)가 그립퍼(4)에 체결된 상태에서 조작부(300)의 베이스부(320)는 정위치(선회동작 하지 않은 상태)를 유지하고, 이러한 베이스부(320)의 정위치 유무는 위치 결정부(330)가 감지하여 이를 공작기계의 제어부로 전송한다.
이때에는 베이스부(320)가 선회 하지 않아 제1 기어부(220)의 제1 가압부(221)와 제2 기어부(240)의 제2 가압부(241)가 그립퍼(4)의 핑거(5)를 가압하지 않고, 탄성부재(6)의 탄성력에 의해 그립퍼가 공구를 가압하여 공구를 클램핑하게 된다.
해당 그립퍼(4)에 클램핑된 공구(7)를 교체하거나 제거할 필요가 있는 경우에는 작업자가 도 7에 도시된 바와 같이 베이스부(320)의 핸들부(360)를 잡고 시계방향으로 베이스부(320)를 선회 동작시킨다. 이때에 위치 결정부(330)가 공구(7)의 공구홈부(8)와 맞닿게 되어 공구의 방향성을 확인할 수 있다. 또한, 베이스부(320)의 선회 동작시에 위치 결정부(330)가 공구(7)의 공구홈부(8)와 맞닿는 순간과 동시에 걸림부(340)가 스토퍼부(120)의 절곡부(122)에 접촉되어 베이스부(320)의 선회 동작이 정지되면서 베이스부(320)의 선회 각도와 선회반경이 자동으로 결정된다.
베이스부(320)가 시계방향으로 회전하게 되면 베이스부(320)와 연결된 연결부(310)가 동시에 시계방향으로 회전하고, 이러한 연결부(310)와 연결된 제3 회전축부(250)가 시계방향으로 회전한다. 이때에 제3 회전축부(250)에 삽입 설치된 제3 기어부(250)가 시계방향으로 회전하게 되고, 제3 기어부(250)와 치합된 제2 기어부(240)가 반시계방향으로 회전한다. 이와 동시에 제2 기어부(240)가 삽입 설치된 제2 회전축부(230)도 반시계방향으로 회전하고, 제2 기어부(240)와 치합된 제1 기어부(220)는 시계방향으로 회전한다. 또한, 이와 동시에 제1 기어부(220)가 삽입 설치된 제1 회전축부(210)도 시계방향으로 회전하게 된다.
이처럼, 제2 기어부(240)가 반시계방향으로 제1 기어부(220)가 시계방향으로 회전하게 되면, 제2 기어부(240)의 제2 가압부(241)가 그립퍼(4)의 핑거(5)의 일측을 가압하게 되고, 제1 기어부(220)의 제1 가압부(221)가 그립퍼(4)의 핑거(5)의 타측을 동시에 가압하게 된다. 그럼, 해당 그립퍼(4)의 탄성부재(6)를 가압하여 그립퍼(4)가 벌려지고, 공구(7)가 언클램핑된다. 공구의 언클램핑 후에 해당 그립퍼(4) 삽입하려는 공구를 넣고 공구홈부(8)와 위치 결정부(330)를 접촉한다. 이 상태가 되면 방향성을 갖는 공구를 해당 그립퍼에 정확한 방향으로 고정 위치된 상태로서 핸들부(360)를 반시계방향으로 회전시킨다.
핸들부(360)가 반시계방향으로 회전하면 상술한 모든 구성이 상술한 방향과 반대방향으로 회전하게 된다. 이에 따라 제1, 2 가압부가 핑거를 가압하지 않아 그립퍼(4)의 탄성부재(6)가 방향성을 정확하게 조잘한 상태로 클랭핌하게 된다.
이후, 확인부(350)가 베이스부(320)의 정위치 유무를 확인하여 이상이 없으면 다음 동작이 수행된다.
따라서, 본 발명에 의한 매거진 공구 착탈 장치는 구동부의 제1, 2 기어부와 조작부의 베이스부의 선회 동작을 통해 공작기계의 매거진에 방향성을 갖는 공구를 정확하게 공구의 고정위치를 조절하면서 각각의 매거진의 그립퍼에 용이하게 탈부착함에 따라 공작물의 가공정밀도를 향상시키고, 공구 고정위치를 신속하게 조절함에 따라 비가공시간을 최소화하여 공작기계의 생산성을 증대하고, 신뢰성과 안전성 및 내구성을 향상시키고, 작업자의 편의를 도모하고 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
<부호의 설명>
1 : 공구 착탈 장치, 2 : 매거진,
3 : 지지 프레임, 4 : 그립퍼,
5 : 핑거, 6 : 탄성부재,
7 : 공구, 8 : 공구홈부,
100 : 하우징부, 110 : 본체부,
120 : 스토퍼부, 121 : 결합부,
122 : 절곡부, 130 : 오일 공급부,
140 : 오일 회수부, 200 : 구동부,
210 : 제1 회전축부, 220 : 제1 기어부,
221 : 제1 가압부, 230 : 제2 회전축부,
240 : 제2 기어부, 241 : 제2 가압부,
250 : 제3 회전축부, 260 : 제3 기어부,
300 : 조작부, 310 : 연결부,
320 : 베이스부, 330 : 위치 결정부,
340 : 걸림부, 350 : 확인부,
360 : 핸들부.

Claims (8)

  1. 공구를 핑거의 가압에 의해 클램핑하는 그립퍼를 복수개 구비하고, 매거진의 지지 프레임에 설치되는 본체부를 구비하는 하우징부;
    상기 본체부에 회전 가능하게 설치되어 상기 그립퍼의 상기 핑거에 압력을 가하거나 해제할 수 있는 구동부; 및
    상기 본체부에 선회 가능하게 설치되어 상기 구동부에 회전 동력을 제공하는 조작부;를 포함하고,
    상기 조작부의 선회 동작에 의해 상기 그립퍼에 공구를 탈부착하면서 상기 그립퍼에 클램핑되는 공구의 고정 위치를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 매거진 공구 착탈 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 본체부의 일부에 결합 설치되는 제1 회전축부;
    상기 조작부의 선회 방향과 동일한 방향으로 회전하도록 상기 제1 회전축부에 설치되는 제1 기어부;
    상기 본체부의 일부에 상기 제1 회전축부와 평행하게 이격하도록 설치되는 제2 회전축부; 및
    상기 제1 기어부와 반대 방향으로 회전하면서 상기 제1 기어부와 치합하도록 상기 제2 회전축부에 설치되는 제2 기어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 매거진 공구 착탈 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 기어부는 상기 제1 기어부의 하부에 상기 그립퍼의 핑거를 가압하기 위한 제1 가압부;를 포함하고,
    상기 제2 기어부는 상기 제2 기어부의 하부에 상기 그립퍼의 핑거를 상기 제1 가압부와 연동하여 가압하기 위한 제2 가압부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 매거진 공구 착탈 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 본체부의 일부에 상기 제1 회전축부 및 상기 제2 회전축부와 평행하게 이격하도록 설치되는 제3 회전축부; 및
    상기 제2 기어부와 반대 방향으로 회전하면서 상기 제2 기어부와 치합하도록 상기 제3 회전축부에 설치되는 제3 기어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매거진 공구 착탈 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 조작부는,
    상기 제1 회전축부 또는 상기 제3 회전축부와 연결되는 연결부;
    상기 연결부에 결합 설치되는 베이스부;
    상기 그립퍼에 클램핑되는 공구의 고정 위치를 조절하기 위해 상기 베이스부의 하부에 형성되는 위치 결정부; 및
    상기 베이스부의 선회 각도를 제한하기 위해 상기 베이스부의 하부에서 상기 위치 결정부와 이격되게 형성되는 걸림부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 매거진 공구 착탈 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조작부는,
    상기 베이스부의 선회 동작 유무를 확인하기 위한 확인부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매거진 공구 착탈 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 하우징부는,
    상기 베이스부의 선회 시에 상기 걸림부와 접촉하여 상기 베이스부의 선회 각도를 제한하도록 상기 본체부의 일측에 설치되는 스토퍼부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 매거진 공구 착탈 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스토퍼부는,
    상기 본체부의 일측에 결합하는 결합부; 및
    상기 결합부의 일단에서 상기 베이스부의 선회 방향으로 절곡되게 연장 형성되는 절곡부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 매거진 공구 착탈 장치.
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