WO2019107683A1 - 공작기계의 공구 매거진 모듈 - Google Patents

공작기계의 공구 매거진 모듈 Download PDF

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WO2019107683A1
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magazine
tool
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bases
magazine base
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PCT/KR2018/006224
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Inventor
이달호
코르프데니스
노박에릭
슈나이더토마스
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현대위아(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a tool magazine of an automatic tool changing system of a machine tool, and more particularly to a tool magazine module of a machine tool equipped with one or more magazine disks.
  • machining centers are equipped with automatic tool changers (ATC), which allow them to change tools as needed and to perform a variety of machining operations including drilling, drilling, It is a kind of universal machine tool that can do as a machine.
  • ATC automatic tool changers
  • the machining is numerically controlled by the controller, and by inputting the required design data, the automatic programming device creates an NC tape defining the machining sequence, thereby automatically machining.
  • the automatic tool changer described above has a tool magazine equipped with a plurality of tools, and the tools of the tool magazine are moved to the exchange position and then exchanged with a tool on the main shaft by using a tool exchange system.
  • the tool magazine of the tool accommodating system is divided into a drum magazine, a chain magazine, a disk magazine, and a ring magazine depending on the structure.
  • the tool magazine of the chain type is advantageous in increasing the number of tools, but has a disadvantage that the time required for tool change (chip-to-chip) becomes long and the installation space becomes large.
  • the disk type is limited to mount a large number of tools, but it has the advantage of minimizing tool change time.
  • a mechanism is required to move and exchange tools between the tool magazine and the main shaft.
  • the above-mentioned mechanism can be constituted by a rotation movement of a tool magazine, a pick-up method by movement of a main shaft, a twin arm, a robot, or the like depending on a condition or a surrounding environment required in a work.
  • the mounting position of the automatic tool changer is a very important factor in the design of the machine tool because it greatly affects the worker's accessibility, the copper line, and the installation area of the machine tool. Or may be separated from the main body of the machine tool depending on the case.
  • the shape of the tool magazine is influenced by the structure of the main body, the storage capacity of the tool magazine (the number of mounting tools), the installation space, and the like, as well as the mounting position of the automatic tool changer. Basically, Form is possible.
  • KR10-1586501 B.
  • the present invention has been proposed in order to solve such a problem, and by modularizing the structure of the disk type tool magazine among the tool magazines, it is possible to easily cope with various demands of the user and to reduce the expenditure for developing and manufacturing the tool magazine By applying a standardized system that can apply one tool magazine to various types of tool change systems, it is possible to maximize the efficiency of the disk magazine by making the most of compact structure and short tool change time.
  • the object of the present invention is to provide a tool magazine module.
  • a tool magazine module for a machine tool
  • the tool magazine module including: a rotating shaft connected to a driving unit for rotating; A plurality of magazine bases having a disc shape, a central portion connected to the rotating shaft and rotated, a tool mounted along the rim, and a plurality of magazine bases stacked on a rotating shaft; And a transfer system for moving the tool in the up-down direction and the back-and-forth direction on one side of the magazine base so that the tool can be interchanged between any magazine base and the tool exchange unit.
  • the tool is vertically mounted to the magazine base, so that neighboring tools can be closely installed.
  • the magazine base has a hollow shape with a hollow, a hollow shaft is inserted and rotatably connected to the hollow shaft, and a rotary shaft is rotatably supported from the rotary shaft to the magazine base to support the rotation of the magazine base.
  • the magazine base is inserted through a plurality of magazine bases and is provided with a rotation shaft for rotating the magazine base.
  • the drive unit is provided with a drive shaft that is rotated when the drive unit is driven.
  • the drive shaft and the rotation shaft are connected to each other. Can be rotated at the same time.
  • the magazine base may be provided with a frame which extends in the vertical direction at the outer side or the periphery of the stacked magazine base and surrounds a plurality of stacked magazine bases.
  • the frame includes a horizontal frame positioned between the stacked magazine bases and extending toward the rotation axis in a direction intersecting the rotation axis, and the rotation axis is inserted into the extended horizontal frame, so that the rotation axis is supported on the horizontal frame
  • the center can be rotated while being maintained.
  • a bearing portion may be provided between the rotary shaft and the horizontal frame to enable rotation of the rotary shaft inserted in the horizontal frame.
  • the magazine base includes a plurality of magazine bases and a plurality of magazine bases.
  • the magazine base is stacked on the plurality of magazine bases, So that a plurality of magazine bases are vertically stacked while the driving unit is driven, and can be rotated while maintaining the center.
  • a tool change unit is located outside the frame, and a machine tool is located outside the tool change unit. Both the tool change unit and the machine tool can be mounted on the frame and connected to the magazine base.
  • More than half of the magazine base can be inserted and coupled into the machine tool.
  • a base plate is provided to receive the remaining cutting oil falling during the tool change.
  • the tool magazine module of the machine tool having the above-described structure, it is possible to apply the automatic tool changer without changing the design even if the automatic tool changer implements any of the twin arm type or the pickup type.
  • the twin arm method only the method of increasing / decreasing the number of the magazine bases has the effect of improving the limited tool accommodating ability which is a disadvantage of the conventional disk magazine. Accordingly, it is possible to maintain the diversity of the product while reducing the cost of development and manufacture of the magazine base, and it is also advantageous that it can be easily applied to any machine tool simply by changing the number of layers according to the size and shape of the machine tool.
  • FIG. 1 shows a tool magazine module of a machine tool according to a first embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a side view of Fig. 1; Fig.
  • FIG 3 shows a tool magazine module of a machine tool according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a side view of Figure 3;
  • FIG. 1 is a view showing a tool magazine module of a machine tool according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a side view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a perspective view of a tool magazine of a machine tool according to a second embodiment of the present invention
  • Fig. 4 is a side view of Fig. 3; Fig.
  • the first embodiment of the present invention is an example of a twin arm type automatic tool changer
  • the second embodiment is a tool changing apparatus of a pick-up type
  • both the twin arm type and the pickup type can be applied without a separate design change.
  • a twin arm method is used, and a portion in which a plurality of tool magazines are stacked and used is shown as a main concept, focusing on that portion.
  • the tool magazine module of the machine tool includes a rotating shaft 310 connected to and rotated by a driving part 100 providing a rotating force.
  • a plurality of magazine bases 300 having a disc shape, a center portion connected to the rotation shaft 310 and rotated, a tool 700 mounted along the rim, and a plurality of magazine bases 300 stacked on the rotation shaft 310;
  • a transfer system 600 for allowing the tool 700 to be exchanged between any magazine base 300 and the tool exchange unit 800 by being moved in the vertical direction and the back and forth direction on one side of the magazine base 300, .
  • the magazine base 300 of the present invention is in the shape of a disk, and its central portion is connected to the rotation shaft 310 and rotated.
  • the rotating shaft 310 is connected to the driving unit 100 that rotates and rotates. The details of the rotating shaft 310 will be described later.
  • the driving unit 100 may be a conventional motor.
  • the magazine base 300 is formed in a ring-like shape having a hollow, and the hollow shaft is rotatably connected by inserting the rotation shaft 310.
  • the rotation shaft 310 supports the magazine base 300 in a radial direction from the rotation shaft 310 to the magazine base 300 so that the rotation of the magazine base 300 can be supported to rotate more stably.
  • the tool 700 is mounted on the magazine base 300 along the rim of the magazine base 300.
  • the tool 700 is mounted vertically so that the neighboring tools 700 are closely attached to each other. Therefore, unlike the conventional disk-shaped magazine base in which the tools are radially installed, there is an advantage in that a larger number of tools can be mounted by being installed vertically. Further, since the magazine base 300 on which the tool 700 is mounted is formed in the same shape, and a plurality of the magazine base 300 are laminated, a larger number of the tools 700 can be mounted. Further, there is no restriction on the number of layers of the magazine base 300, and the magazine base 300 can be easily added or reduced without losing its position.
  • the magazine base 300 is rotated when the driving unit 100 is driven, and the magazine base 300 is inserted into the plurality of magazine bases 300 to have a rotation axis 310 for rotating the magazine base 300
  • the driving unit 100 includes a driving shaft 110 that is rotated when the driving unit 100 is driven and the driving shaft 110 and the rotating shaft 310 are connected to each other to drive the plurality of magazine bases 300, Can be rotated at the same time.
  • a receiving plate 570 is provided below the magazine base 300 to receive the remaining cutting oil dropped during the replacement of the tool 700 so that the oil falling from the magazine base 300 of the upper layer is supplied to the magazine base 300 of the lower layer, So that it is possible to maintain the tool 700 in an optimal state that is not contaminated by foreign matter.
  • the magazine base 300 is formed with a frame 500 that extends in the vertical direction at the outer side or the periphery of the magazine base 300 so as to surround the magazine base 300 in which a plurality of magazine bases 300 are stacked. That is, a plurality of magazine bases 300 are stacked on the frame 500.
  • the frame 500 can be formed by connecting a plurality of bar-shaped links.
  • the tool changer 800 and the machine tool 900 are located outside the frame 500.
  • the tool changer 800 is located outside the tool changer unit 800 and the tool changer 900 is located outside the tool changer unit 800, Are all mounted on the frame 500 and connected to the magazine base 300 so that the tool 700 provided on the magazine base 300 can be supplied to the machine tool 900 by the tool change unit 800.
  • the tool 700 of the tool change unit 800 can be easily exchanged. Also, in the production process, the tool magazine module, the machine tool 900, and the tool change unit 800 can be assembled independently of each other.
  • a support plate 550 is provided below the frame 500 and the support plate 550 is installed to maintain the center when the drive unit 100 rotates.
  • the driving shaft 110 of the driving unit 100 is vertically connected to a rotating shaft 310 provided through the plurality of magazine bases 300. Accordingly, when the driving unit 100 rotates, the driving shaft 110 rotates, and the rotating shaft 310 integrally formed by the driving shaft 110 rotates, thereby rotating the magazine base 300.
  • the transfer system 600 is provided on one side of the frame 500 and is moved in the vertical direction and the back and forth direction on one side of the magazine base 300 to thereby transfer the tool 100 between any magazine base 300 and the tool exchange unit 800. [ (700) can be interchanged.
  • the magazine base 300 is stacked in three layers, for example.
  • a horizontal frame 510 is provided between the two magazine bases 300 and the other magazine base 300 from below the frame 500 to support the rotary shaft 310.
  • the horizontal frame 510 extends toward the rotation axis 310 in a direction intersecting the rotation axis 310 in the frame 500 formed in the vertical direction.
  • Another rotation shaft 330 is inserted through the elongated transverse frame 510.
  • a bearing portion 530 is provided between the rotary shaft 330 and the horizontal frame 510 to enable rotation of the rotary shaft 330 inserted into the horizontal frame 510.
  • the rotation shaft 310 is rotated according to the rotation of the driving shaft 110, and when a predetermined number or more of the magazine bases 300 are stacked, the horizontal frame 510 A plurality of magazine bases 300 are vertically stacked while the driving unit 100 is driven while being rotated while maintaining a center. Therefore, even if the magazine base 300 is continuously stacked with the frame 500, the intermediate intermediate horizontal frame 510 is provided to continuously maintain the rotation center formed from the driving shaft 110 of the driving unit 100, So that the magazine base 300 can rotate more stably.
  • the second embodiment of the present invention shown in Figs. 3 to 4 shows a case in which a magazine base 300 having a pick-up type tool exchange system is provided.
  • the tool 700 is mounted on the magazine base 300 and the frame 500 is formed on the outside of the magazine base 300 as in the first embodiment.
  • the magazine base 300 on which the tool 700 is mounted is configured as a single layer, and about 1/2 of the magazine base 300 is inserted into the machine tool 900.
  • the magazine base 300 is coupled to the frame 500, and is directly coupled to the machine bed 400 of the machine tool 900, thereby constituting a pick-up type automatic tool changing system.
  • a foot plate 570 is provided at one side of the frame 500 to receive cutting oil and foreign substances.
  • the automatic tool changer performs any of the twin arm type or the pick-up type, it can be applied without changing the design.
  • the method of increasing / decreasing the number of the magazine bases has the effect of improving the limited tool accommodating ability which is a disadvantage of the conventional disk magazine. Accordingly, it is possible to maintain the diversity of the product while reducing the cost of development and manufacture of the magazine base, and it is also advantageous that it can be easily applied to any machine tool simply by changing the number of layers according to the size and shape of the machine tool.
  • Support part 400 Machine bed
  • Bearing part 550 Support plate
  • Support plate 600
  • Tool 800 Tool change unit

Landscapes

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

Abstract

회전력을 제공하는 구동부에 연결되어 회전하는 회전축; 원판 형상이며 중앙부가 회전축에 연결되어 회전되고, 공구가 테두리를 따라 장착되며, 복수개가 회전축 상에 적층되어 장착된 복수의 매거진 베이스; 및 매거진 베이스의 일측방에서 상하방향 및 전후방향으로 이동됨으로써 임의의 매거진 베이스와 공구교환유닛 사이에서 공구가 상호 교환될 수 있도록 하는 이송계;를 포함하는 공작기계의 공구 매거진 모듈이 소개된다.

Description

공작기계의 공구 매거진 모듈
본 발명은 공작기계의 자동 공구 교환시스템의 공구 매거진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나 이상의 매거진 디스크가 구비되는 공작기계의 공구 매거진 모듈에 관한 것이다.
공작기계 중에서도 특히 머시닝센터(MC; Machining center)는 자동 공구 교환장치(automatic tool changer：ATC)가 장착되어 필요에 따라 공구를 교환하고 구멍뚫기, 속파기, 나사치기 및 면깎기 등 여러 종류의 가공을 기계 한 대로 할 수 있는 일종의 만능 공작기계이다. 가공은 제어기에 의해서 수치 제어되고 있으며 필요한 설계 데이터를 입력함으로써 자동 프로그래밍 장치가 가공 순서를 정한 NC 테이프를 만들고, 그에 의하여 기계가공이 자동적으로 이루어지도록 되어 있다.
상기한 자동 공구 교환장치는 복수의 공구가 장착된 공구 매거진을 구비하고, 공구 매거진의 공구를 교환 위치까지 이동시킨 후 공구교환시스템을 이용하여 주축에 있는 공구와 교환하는 방식이다.
공구수용시스템의 공구 매거진은 구조에 따라 드럼매거진, 체인매거진, 디스크매거진 및 링매거진 등으로 구분된다.
체인 타입의 공구 매거진은 공구의 수를 늘리기에 유리하지만 공구교환에 필요한 시간 (Chip-to-Chip)이 길어지는 단점과 설치 공간이 커지는 단점이 있다. 이에 비해 디스크 타입은 많은 수의 공구를 장착하기에는 한정적이지만 공구교환시간을 최소화 할 수 있는데 그 장점이 있다.
자동 공구 교환장치에서 공구의 교환이 이루어지려면 공구 매거진과 주축 사이에서 공구를 이동시키고 교환하는 메커니즘이 필요하다. 상기한 메커니즘은 작업 시 요구되는 조건이나 주변 환경 등에 따라 공구 매거진의 회전 운동, 주축의 이동에 의한 결합 (Pick up 방식), 혹은 트윈암이나 로봇 등에 의하여 구성될 수 있다.
자동 공구 교환장치의 장착 위치는 공작기계에 있어서 작업자의 접근성과 동선 및 설치면적 등에 큰 영향을 끼치므로 공작기계의 설계에 있어서 매우 중요한 요소이며, 이는 주축의 상부 혹은 컬럼(column)의 상부나 측면 내지는 경우에 따라서 공작기계 본체와는 분리된 분리형으로 구성되기도 한다. 자동 공구 교환장치의 부착 위치와 마찬가지로 공구 매거진의 형상 또한 본체의 구조, 공구 매거진의 수납능력(장착 공구 수량), 설치 공간 등의 영향을 받으며 기본적으로는 원통, 원추, 타원 및 직사각형 등 여러 가지의 형태가 가능하다.
즉, 각각의 공작기계 마다 적용되는 자동 공구교환장치의 구조나 장착소가 다양하다 보니, 자동 공구교환장치의 컨셉 역시 다양할 수 밖에 없다. 이는 각각의 공작기계에 있어서 표준화된 자동 공구교환시스템이 바로 적용되는 것이 아니라 장비에 맞게 특화된 시스템이 구비되어야 함을 의미한다. 이러한 과정에서 공구 매거진 각각의 구조 설계 및 제작에 많은 비용과 노력이 요구되는 것이 실정이다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
이에 관한 종래기술로는 KR10-1586501(B)가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 공구 매거진 중 디스크 타입의 공구 매거진의 구조를 모듈화함으로써, 사용자의 다양한 요구에 쉽게 대응 가능하고, 공구 매거진의 개발 및 제작에 소용되는 비용을 절감할 수 있으며, 하나의 공구 매거진을 여러가지 타입의 공구교환시스템에 적용할 수 있는 표준화된 시스템을 적용함으로써, 컴팩트한 구조와 짧은 공구 교환시간을 최대한 활용하여 디스크 매거진의 효율을 극대화할 수 있는 공작기계의 공구 매거진 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공작기계의 공구 매거진 모듈은 회전력을 제공하는 구동부에 연결되어 회전하는 회전축; 원판 형상이며 중앙부가 회전축에 연결되어 회전되고, 공구가 테두리를 따라 장착되며, 복수개가 회전축 상에 적층되어 장착된 복수의 매거진 베이스; 및 매거진 베이스의 일측방에서 상하방향 및 전후방향으로 이동됨으로써 임의의 매거진 베이스와 공구교환유닛 사이에서 공구가 상호 교환될 수 있도록 하는 이송계;를 포함한다.
공구는 매거진 베이스에 대하여 수직으로 장착됨으로써, 이웃하는 공구끼리 밀착 설치될 수 있다.
매거진 베이스는 중공이 형성된 링 형상이고, 중공에는 회전축이 삽입되어 회전 가능하게 연결되며, 회전축에는 회전축으로부터 매거진 베이스까지 방사상으로 연결되는 지지부가 형성되어 매거진 베이스의 회전이 지지될 수 있다.
매거진 베이스는 복수의 매거진 베이스에 관통삽입되어 매거진 베이스를 회전하는 회전축이 구비되고, 구동부에는 구동부의 구동 시 회전되는 구동축이 구비되되, 구동축과 회전축은 연결됨으로써, 구동부의 구동 시 복수의 매거진 베이스가 동시에 회전될 수 있다.
매거진 베이스에는 적층된 매거진 베이스의 외측 또는 주변에서 상하방향으로 연장되어 복수개가 적층된 매거진 베이스를 감싸 지지하는 프레임이 형성될 수 있다.
프레임에는 적층된 매거진 베이스의 사이에 위치되어 회전축과 교차되는 방향으로 회전축을 향해서 연장되는 가로프레임이 구비되고, 연장된 가로프레임에 회전축이 관통삽입 됨으로써, 구동부의 구동 시 회전축이 가로프레임에 지지되어 센터가 유지된 상태로 회전할 수 있다.
회전축과 가로프레임 사이에는 베어링부가 구비되어 가로프레임에 삽입된 회전축의 회전이 가능해질 수 있다.
프레임의 하방에는 지지판이 구비되며, 지지판은 구동부가 회전 시 센터를 유지하도록 설치되며, 구동부는 복수의 매거진 베이스에 관통설치된 회전축과 수직으로 연결되되, 소정 개수 이상의 매거진 베이스가 적층되는 경우에는 가로프레임에 또 다른 회전축이 센터를 유지하도록 수직으로 관통설치되어 연결됨으로써, 구동부의 구동 시 복수의 매거진 베이스가 수직으로 적층된 상태에서 센터를 유지하면서 회전될 수 있다.
프레임 외측에는 공구교환유닛이 위치되고, 공구교환유닛의 외측에는 공작기계가 위치되되, 공구교환유닛 및 공작기계는 모두 프레임에 장착되어 매거진 베이스와 연결될 수 있다.
매거진 베이스의 1/2 이상이 공작기계의 내부로 삽입되어 결합될 수 있다.
매거진 베이스의 하방에는 받침판이 구비되어 공구 교환 시 낙하하는 잔여 절삭유를 받아낼 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 공작기계의 공구 매거진 모듈에 따르면, 자동 공구 교환장치가 트윈암방식 또는 픽업방식 중 어떤 형태를 구현하더라도 별도의 설계 변경 없이 적용할 수 있는 장점이 있다. 특히, 트윈암방식의 경우 단순히 매거진 베이스의 개수를 증감하는 방식만으로도 종래 디스크 매거진의 단점인 한정적 공구 수용 능력을 개선할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 매거진 베이스의 개발 및 제작 비용을 절감하면서도 제품의 다양성을 유지할 수 있으며, 공작기계의 크기 및 형태에 따라 적층수를 변경하는 것만으로도 어떠한 공작기계에도 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계의 공구 매거진 모듈을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 공작기계의 공구 매거진 모듈을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 측면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 공작기계의 공구 매거진 모듈에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공작기계의 공구 매거진 모듈을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 공작기계의 공구 매거진 모듈을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 측면도이다.
본 발명의 제1실시예는 트윈암방식(Twin-arm Type)의 자동 공구 교환장치(Automatic Tool Changer)를 예를 들어 설명한 것이고, 제2실시예는 픽업 방식(Pick Up Type)의 공구 교환장치를 예를 들어 설명한 것이다. 본 발명에서는 별도의 설계 변경 없이도 트윈암방식과 픽업방식이 모두 적용 가능한 것을 볼 수 있다. 특히, 본 발명에서는 트윈암방식을 이용하되, 공구 매거진을 복수개 적층하여 사용하는 부분이 주요 개념으로서, 그 부분에 초점을 맞추어 도시하고 설명하도록 한다.
도 1 내지 2에 도시한 것처럼, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공작기계의 공구 매거진 모듈은 회전력을 제공하는 구동부(100)에 연결되어 회전하는 회전축(310); 원판 형상이며 중앙부가 회전축(310)에 연결되어 회전되고, 공구(700)가 테두리를 따라 장착되며, 복수개가 회전축(310) 상에 적층되어 장착된 복수의 매거진 베이스(300); 및 매거진 베이스(300)의 일측방에서 상하방향 및 전후방향으로 이동됨으로써 임의의 매거진 베이스(300)와 공구교환유닛(800) 사이에서 공구(700)가 상호 교환될 수 있도록 하는 이송계(600);를 포함한다.
본 발명의 매거진 베이스(300)는 원판 형상으로서, 중앙부가 회전축(310)에 연결되어 회전된다. 회전축(310)은 회전력을 제공하는 구동부(100)에 연결되어 회전되는 것으로써, 상세한 내용은 후술하도록 한다. 상기한 구동부(100)는 통상의 모터일 수 있다. 특히, 매거진 베이스(300)는 중공이 형성된 링 형상으로 형성되어, 중공에는 회전축(310)이 삽입되어 회전 가능하게 연결된다. 회전축(310)에는 회전축(310)으로부터 매거진 베이스(300)까지 방사상으로 연결되는 지지부(350)가 형성되어 매거진 베이스(300)의 회전 시 회전이 지지되어 보다 안정적으로 회전할 수 있게 된다.
매거진 베이스(300)에는 공구(700)가 장착되는데, 공구(700)는 매거진 베이스(300)의 테두리를 따라 장착되되, 특히 수직으로 장착됨으로써, 이웃한 공구(700)끼리 밀착 설치된다. 따라서, 종래의 원판 형상의 매거진 베이스에 공구가 방사상으로 설치되는 것과는 달리, 수직으로 설치됨으로써, 보다 많은 수의 공구를 장착할 수 있는 장점이 있다. 또한, 이러한 공구(700)가 장착된 매거진 베이스(300)가 동일한 형태로 구성되어, 복수개가 적층됨으로써, 보다 많은 수의 공구(700)의 장착이 가능해진다. 또한, 매거진 베이스(300)의 층수에 대한 제약이 없어져 위치 구별 없이 매거진 베이스(300)를 용이하게 추가 또는 감소하여 적층할 수 있는 장점이 있다.
특히, 매거진 베이스(300)는 구동부(100)의 구동 시 회전되되, 매거진 베이스(300)는 복수의 매거진 베이스(300)에 관통삽입되어 매거진 베이스(300)를 회전하는 회전축(310)이 구비되고, 구동부(100)에는 구동부(100)의 구동 시 회전되는 구동축(110)이 구비되되, 구동축(110)과 회전축(310)은 연결됨으로써, 구동부(100)의 구동 시 복수의 매거진 베이스(300)가 동시에 회전될 수 있는 것이다. 또한, 매거진 베이스(300)의 하방에는 받침판(570)이 구비되어 공구(700)의 교환 시 낙하하는 잔여 절삭유를 받아냄으로써 상위층의 매거진 베이스(300)에서 낙하하는 오일이 하위층의 매거진 베이스(300)에 영향을 미치지 않아 이물질에 의해 오염되지 않은 최적 상태의 공구(700)를 유지할 수 있을 것이다.
매거진 베이스(300)에는 매거진 베이스(300)의 외측 또는 주변에서 상하방향으로 연장됨으로써, 복수개가 적층된 매거진 베이스(300)를 감싸 지지하는 프레임(500)이 형성된다. 즉, 프레임(500)에 복수의 매거진 베이스(300)가 적층되어 설치되는 것이다. 프레임(500)은 복수의 바 형상의 링크가 연결되어 형성할 수 있다. 이러한 프레임(500) 외측에는 독립적으로 구성된 공구교환유닛(800)이 위치되고, 공구교환유닛(800)의 외측에는 공작기계(900)가 위치되되, 공구교환유닛(800) 및 공작기계(900)는 모두 프레임(500)에 장착되어 매거진 베이스(300)와 연결되어 매거진 베이스(300)에 구비된 공구(700)를 공구교환유닛(800)에 의해 공작기계(900)에 공급할 수 있는 것이다. 이때, 매거진 베이스(300)의 1/2 이상이 공작기계(900)의 내부로 삽입되어 결합됨으로써, 공구교환유닛(800)의 공구(700) 교환이 용이해지는 장점이 있다. 또한 생산과정에 있어 공구 매거진 모듈과 공작기계(900) 및 공구교환유닛(800)이 상호 독립적으로 조립될 수 있는 장점이 있다.
프레임(500)의 하방에는 지지판(550)이 구비되며, 지지판(550)은 구동부(100)가 회전 시 센터를 유지하도록 설치된다. 구동부(100)의 구동축(110)은 복수의 매거진 베이스(300)에 관통설치된 회전축(310)과 수직으로 연결된다. 따라서, 구동부(100)의 회전 시 구동축(110)이 회전되고, 구동축(110)에 의해 일체로 형성된 회전축(310)이 회전됨으로써, 매거진 베이스(300)가 회전되는 것이다.
이송계(600)는 프레임(500)의 일측에 구비되어 매거진 베이스(300)의 일측방에서 상하방향 및 전후방향으로 이동됨으로써, 임의의 매거진 베이스(300)와 공구교환유닛(800) 사이에서 공구(700)가 상호 교환될 수 있도록 한다.
본 발명의 제1실시예를 도시한 도 1 내지 2에서는 매거진 베이스(300)가 3층으로 적층되는 것을 예를 들어 도시하였다. 이러한 경우 구동부(100)의 구동축(110)과 구동축(110)과 수직으로 연결되어 형성되는 회전축(310)의 센터 및 수직인 상태를 유지하면서 회전하는 것에 무리가 따를 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 프레임(500)의 하방에서부터 2개의 매거진 베이스(300)와 나머지 하나의 매거진 베이스(300) 사이에 가로프레임(510)을 구비하여 회전축(310)을 지지한다. 가로프레임(510)은 상하방향으로 형성된 프레임(500)에서 회전축(310)과 교차되는 방향으로 회전축(310)을 향해 연장된다. 연장된 가로프레임(510)에 또 다른 회전축(330)이 관통삽입된다. 이때, 회전축(330)과 가로프레임(510) 사이에는 베어링부(530)가 구비되어, 가로프레임(510)에 삽입된 회전축(330)의 회전이 가능하게 된다.
따라서, 구동부(100)의 구동 시 구동축(110)이 회전되고, 구동축(110)의 회전에 따라 회전축(310)이 회전되되, 소정 개수 이상의 매거진 베이스(300)가 적층되는 경우에는 가로프레임(510)에 또 다른 회전축(330)이 센터를 유지하도록 수직으로 관통설치되어 연결됨으로써, 구동부(100)의 구동 시 복수의 매거진 베이스(300)가 수직으로 적층된 상태에서 센터를 유지하면서 회전되는 것이다. 그러므로 매거진 베이스(300)가 계속해서 프레임(500)이 적층되더라도 중간중간 가로프레임(510)이 구비되어 구동부(100)의 구동축(110)으로부터 형성된 회전중심(센터)를 계속해서 유지하면서도 회전축(310,330)을 지지해줌으로써, 매거진 베이스(300)가 보다 안정적으로 회전할 수 있게 되는 것이다.
도 3 내지 도 4에 도시한 본 발명의 제2실시예는 픽업타입의 공구교환방식을 갖는 매거진 베이스(300)가 구비된 경우를 도시한 것이다. 제1실시예에서와 마찬가지로 매거진 베이스(300)에 공구(700)가 장착되고, 매거진 베이스(300)의 외측에 프레임(500)이 형성된다. 다만, 제2실시에서는 공구(700)가 장착된 매거진 베이스(300)가 단층으로 구성되어 공작기계(900)에 1/2 정도가 삽입되는 구성을 갖는다. 또한, 매거진 베이스(300)가 프레임(500)과 결합되되, 공작기계(900)의 머신베드(400)와 직접 결착됨으로써, 픽업방식의 자동 공구교환시스템을 구성하는 것이다. 이러한 픽업방식의 경우에는 프레임(500)의 일측에 절삭유나 이물질 등을 받아낼 수 있는 받침판(570)이 구비된다.
따라서, 상기한 바와 같은 본 발명의 공작기계의 공구 매거진 모듈에 의하면, 자동 공구 교환장치가 트윈암방식 또는 픽업방식 중 어떤 형태를 구현하더라도 별도의 설계 변경 없이 적용할 수 있는 장점이 있다. 특히, 트윈암방식의 경우 단순히 매거진 베이스의 개수를 증감하는 방식만으로도 종래 디스크 매거진의 단점인 한정적 공구 수용 능력을 개선할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 매거진 베이스의 개발 및 제작 비용을 절감하면서도 제품의 다양성을 유지할 수 있으며, 공작기계의 크기 및 형태에 따라 적층수를 변경하는 것만으로도 어떠한 공작기계에도 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[부호의 설명]
100 : 구동부 110 : 구동축
300 : 매거진 베이스 310, 330 : 회전축
350 : 지지부 400 : 머신베드
500 : 프레임 510 : 가로프레임
530 : 베어링부 550 : 지지판
570 : 받침판 600 : 이송계
700 : 공구 800 : 공구교환유닛
900 : 공작기계

Claims (11)

  1. 회전력을 제공하는 구동부에 연결되어 회전하는 회전축;
    원판 형상이며 중앙부가 회전축에 연결되어 회전되고, 공구가 테두리를 따라 장착되며, 복수개가 회전축 상에 적층되어 장착된 복수의 매거진 베이스; 및
    매거진 베이스의 일측방에서 상하방향 및 전후방향으로 이동됨으로써 임의의 매거진 베이스와 공구교환유닛 사이에서 공구가 상호 교환될 수 있도록 하는 이송계;를 포함하는 공작기계의 공구 매거진 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    공구는 매거진 베이스에 대하여 수직으로 장착됨으로써, 이웃하는 공구끼리 밀착 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 매거진 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    매거진 베이스는 중공이 형성된 링 형상이고, 중공에는 회전축이 삽입되어 회전 가능하게 연결되며, 회전축에는 회전축으로부터 매거진 베이스까지 방사상으로 연결되는 지지부가 형성되어 매거진 베이스의 회전이 지지되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 매거진 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    매거진 베이스는 복수의 매거진 베이스에 관통삽입되어 매거진 베이스를 회전하는 회전축이 구비되고, 구동부에는 구동부의 구동 시 회전되는 구동축이 구비되되, 구동축과 회전축은 연결됨으로써, 구동부의 구동 시 복수의 매거진 베이스가 동시에 회전되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 매거진 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    매거진 베이스에는 적층된 매거진 베이스의 외측 또는 주변에서 상하방향으로 연장되어 복수개가 적층된 매거진 베이스를 감싸 지지하는 프레임이 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 매거진 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서,
    프레임에는 적층된 매거진 베이스의 사이에 위치되어 회전축과 교차되는 방향으로 회전축을 향해서 연장되는 가로프레임이 구비되고, 연장된 가로프레임에 회전축이 관통삽입 됨으로써, 구동부의 구동 시 회전축이 가로프레임에 지지되어 센터가 유지된 상태로 회전되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 매거진 모듈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    회전축과 가로프레임 사이에는 베어링부가 구비되어 가로프레임에 삽입된 회전축의 회전이 가능해지는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 매거진 모듈.
  8. 청구항 6에 있어서,
    프레임의 하방에는 지지판이 구비되며, 지지판은 구동부가 회전 시 센터를 유지하도록 설치되며, 구동부는 복수의 매거진 베이스에 관통설치된 회전축과 수직으로 연결되되, 소정 개수 이상의 매거진 베이스가 적층되는 경우에는 가로프레임에 또 다른 회전축이 센터를 유지하도록 수직으로 관통설치되어 연결됨으로써, 구동부의 구동 시 복수의 매거진 베이스가 수직으로 적층된 상태에서 센터를 유지하면서 회전되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 매거진 모듈.
  9. 청구항 5에 있어서,
    프레임 외측에는 공구교환유닛이 위치되고, 공구교환유닛의 외측에는 공작기계가 위치되되, 공구교환유닛 및 공작기계는 모두 프레임에 장착되어 매거진 베이스와 연결되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 매거진 모듈.
  10. 청구항 1에 있어서,
    매거진 베이스의 1/2 이상이 공작기계의 내부로 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 매거진 모듈.
  11. 청구항 1에 있어서,
    매거진 베이스의 하방에는 받침판이 구비되어 공구 교환 시 낙하하는 잔여 절삭유를 받아내는 것을 특징으로 하는 공작기계의 공구 매거진 모듈.
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