KR101705327B1 - Tool magazine for automatic tool changer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 매거진플레이트의 직경을 키워 많은 양의 공구를 설치하거나, 매거진플레이트의 회전속도를 높일 경우 그립퍼에 클램핑된 툴홀더에 가해지는 원심력이 커지더라도 툴홀더가 그립퍼로부터 이탈되지 않아 비절삭시간의 단축을 꾀하면서, 툴매거진에 저장된 공구에 의해 가공작업이 진행되는 중에 머시닝센터를 멈출 필요없이 툴매거진에 저장된 일 공구를 외부의 다른 공구와 교체할 수 있는 자동공구 교환장치용 툴매거진에 관한 것이다.The present invention is not limited to the case where a large number of tools are provided by increasing the diameter of the magazine plate, or when the rotational speed of the magazine plate is increased, the tool holder is not separated from the gripper even if the centrifugal force applied to the tool holder clamped to the gripper increases. To a tool magazine for an automatic tool changer capable of replacing one tool stored in a tool magazine with another tool outside without having to stop the machining center while a machining operation is being performed by the tool stored in the tool magazine .
Description
본 발명은 다수개의 공구를 저장하고, 필요한 가공에 따라 공구를 선별하여 자동으로 스핀들의 공구와 교환하는 자동공구 교환장치용 툴매거진에 관한 것이다.
The present invention relates to a tool magazine for an automatic tool changer in which a plurality of tools are stored, and the tools are automatically selected according to the required machining to exchange them with the tools of the spindle.
일반적으로 머시닝 센터(Maching Center)는 보링 머신, 밀링 머신 및 드릴링 머신을 하나로 한 복합공작기계로서, 주축(Main Spindle)의 운동방향에 따라 수직형 또는 수평형 머시닝 센터로 구분한다.In general, machining centers are divided into boring machines, milling machines and drilling machines. Vertical or horizontal machining centers are classified according to the direction of motion of the main spindle.
이러한 머시닝 센터는 직선운동, 회전운동 및 스핀들회전과 같은 운동에 의해 복합가공이 가능하도록 되어 있으며, 이들 운동은 수치제어되는 서보모터(Servo Motor)와 스핀들에 의해 위치가 결정됨과 동시에 스핀들의 속도가 제어된다. 그리고 상기 머시닝 센터는 기계 본체와 여러 개의 공구를 절삭조건에 맞게 자동으로 바꾸어주는 자동공구 교환장치(Automatic Tool Changer, ATC) 및 수치제어장치(Number Controller, NC)로 이루어져 있다.These machining centers are designed to be capable of complex machining by motion such as linear motion, rotary motion and spindle rotation. These movements are determined by the numerically controlled servo motor and the spindle, and the speed of the spindle Respectively. The machining center includes an automatic tool changer (ATC) and a numerical controller (NC) which automatically change the machine body and a plurality of tools according to cutting conditions.
이중 자동공구 교환장치는 다수개의 공구(tool, 툴)를 저장하여 필요한 가공에 따라 공구를 선별하여 자동으로 공구를 교환한다. 이러한 자동공구교환장치는 공구를 저장하였다가 필요한 공구를 스핀들의 공구와 교환하는 툴매거진을 포함하고, 상기 툴매거진에 저장되는 공구는 일정한 크기의 툴홀더에 장착된 상태로 저장된다. 즉, 다양한 길이 및 크기를 가진 각각의 공구에 툴홀더는 동일한 크기로 제작되어 머시닝 센터의 스핀들에 교환되면서 툴홀더가 상기 스핀들에 교체 결합되는 것이다.The dual automatic tool changer stores multiple tools (tools) and automatically switches the tool by selecting the tools according to the required machining. Such an automatic tool changer includes a tool magazine for storing a tool and exchanging a necessary tool with a tool of a spindle, and the tool stored in the tool magazine is stored mounted on a tool holder of a certain size. That is, for each tool having various lengths and sizes, the tool holder is manufactured to have the same size and is replaced with the spindle of the machining center while the tool holder is replaced with the spindle.
상술한 자동공구 교환장치가 구비된 머시닝센터의 경우 가공 생산성을 향상시키기 위한 대안으로, 크게 절삭시간의 단축과 비절삭시간의 단축으로 나눌 수 있고, 상기 비절삭시간의 단축방안으로 이송계의 이송속도를 향상시키는 방법과, 자동공구 교환장치에 의한 공구교환시간을 단축하는 방법 및 공작물의 교환시간을 단축하는 방법으로 나눌 수 있다.In the case of a machining center equipped with the above-described automatic tool changer, it is possible to divide the machining center into a reduction of the cutting time and a reduction of the non-cutting time as an alternative for improving the productivity of the machining. A method of improving the speed, a method of shortening the tool change time by the automatic tool change device, and a method of shortening the change time of the workpiece.
상기 비절삭시간의 단축방안 중 자동공구 교환장치에 의한 공구교환시간을 단축하는 방법으로서, 교환하고자 하는 공구가 툴매거진의 현재 위치로부터 교환위치로 더욱 빨리 이동하는 것이다.As a method for shortening the tool change time by the automatic tool changer during the reduction of the non-cutting time, the tool to be changed moves more quickly from the current position of the tool magazine to the change position.
도 1 및 2에 도시된 종래 기술에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진은 회전모터(10)와, 상기 회전모터(10)로부터 회전력을 전달받아 회전하는 매거진플레이트(20)와, 상기 매거진플레이트(20)의 일측면 외주에 방사상 등간격으로 각각 고정 설치되고, 공구(T)가 장착되는 툴홀더(H)를 클램핑 또는 언클램핑하는 복수의 그립퍼(30)를 포함하여 이루어진다.The tool magazine for the automatic tool changer according to the prior art shown in Figs. 1 and 2 includes a
따라서, 공구교환시간을 단축하기 위해서는 교환하고자 하는 공구(T)가 장착된 특정 그립퍼(30)의 현재 위치를 기준으로, 상기 회전모터(10)의 회전력을 전달받아 매거진플레이트(20)가 더욱 빨리 회전하여 교환하고자 하는 상기 공구(T)가 장착된 그립퍼(30)를 교환위치로 이동시켜야 한다.Accordingly, in order to shorten the tool change time, the rotational force of the
이때, 상기 그립퍼(30) 각각은, 도 3 내지 8에 도시된 바와 같이 상기 매거진플레이트(20)에 고정 설치되는 키블럭(31)과, 상기 매거진플레이트(20)의 일측면에 회전축핀(32a)을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 키블럭(31)을 기준으로 상기 툴홀더(H)를 클램핑할 수 있는 클램핑요홈(32b)이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된 한 쌍의 그립부재(32)와, 한 쌍의 상기 그립부재(32)의 타단 사이에 설치되고, 상기 그립부재(32) 각각의 클램핑요홈(32b)이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하는 그립스프링(33)을 포함한다.Each of the
즉, 그립퍼(30)의 그립부재(32)가 서로 마주보면서 그립스프링(33)의 탄성력을 통해 클램핑요홈(32b)으로 삽입되는 툴홀더(H)를 클램핑하거나, 클램핑요홈(32b)으로부터 이탈되는 툴홀더(H)를 언클램핑하는 것이다. 따라서, 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)가 그립퍼(30)에 클램핑되어 있을 때, 툴홀더(H)가 그립퍼(30)에 고정되도록 잡아주는 힘은 오로지 그립스프링(33)의 탄성력에 의존하게 된다.That is, the tool holder H inserted into the
상기 그립퍼(30)에 클램핑된 툴홀더(H)는 회전모터(10)의 회전력에 의해 매거진플레이트(20)가 회전할 경우 바깥쪽으로 이탈되려고 하는 원심력이 작용하는데, 이는 구심력과 크기가 같고 방향은 반대인 관성력의 일종이다. 이러한 툴홀더(H)의 원심력은 mrω2이다(여기서, m은 질량, r은 원의 중심으로부터의 거리, ω는 회전각속도). 즉, 원심력은 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)의 질량 및 거리에 비례하고, 각속도의 제곱에 비례함을 알 수 있다.The tool holder H clamped to the
따라서, 자동공구 교환장치용 툴매거진의 그립스프링(33)의 탄성력은, 최초 설계시 상술한 그립퍼(30)에 클램핑된 툴홀더(H)에 작용하는 원심력을 고려하여 정해진다. 때문에, 단순히 비절삭시간의 단축 및 공구교환시간을 단축하고자 매거진플레이트(20)를 더욱 빨리 회전시키게 되면 그립퍼(30)로부터 툴홀더(H)가 더 큰 원심력을 받아 설게된 그립스프링(33)의 탄성력을 넘어서 이탈될 수밖에 없어 단순히 매거진플레이트(20)의 회전속도를 늘릴 수 없는 문제가 있다.Therefore, the elastic force of the
더욱이, 매거진플레이트(20)의 직경이 커지고, 더 많은 양의 공구(T)를 설치하고자 할 경우에도 툴홀더(H)에 가해지는 원심력이 커질 수밖에 없고, 이 경우에도 역시 그에 맞는 그립퍼(30)의 그립스프링(33)으로 설계를 재변경해야 하는 문제가 발생하고, 매거진플레이트(20)의 회전속도를 줄여서 원심력을 낮추어야 하므로 비절삭시간의 단축 방안이 마련되지 못하는 심각한 문제가 발생한다.The diameter of the
한편, 상술한 자동공구 교환장치의 툴매거진은, 저장되는 공구의 개수가 수개부터 수십개까지이고, 공구의 개수가 적을수록 드럼식을 사용하며, 공구의 개수가 많을수록 체인식을 사용한다. 이때, 드럼식의 경우 저장되는 공구의 개수가 적으므로 복잡한 가공시 툴매거진에 저장된 공구만으로 가공이 종료되지 못한 상태로 머시닝센터를 멈춘 후 툴매거진에 저장된 공구를 외부의 다른 공구와 교체하여 가공작업을 수행해야될 때가 있다.On the other hand, in the tool magazine of the above-described automatic tool changer, the number of stored tools ranges from several to dozens, and the smaller the number of tools, the more drums are used. In this case, since the number of tools to be stored in the drum type is small, the machining operation can not be terminated only by the tool stored in the tool magazine during complicated machining. After stopping the machining center, the tool stored in the tool magazine is replaced with another tool There is a time to do it.
따라서, 머시닝센터의 가공작업은 툴매거진에 저장되는 공구의 개수에 한정될 수밖에 없고, 그 이상의 복잡한 가공이 필요시에는 중간에 머시닝센터를 멈춘 후 툴매거진에 저장된 공구를 외부의 다른 공구와 교체하여 가공작업을 수행해야 하므로 가공작업의 연속성이 깨지고, 가공 생산성을 저해하는 심각한 문제가 있다.
Therefore, the machining operation of the machining center is limited to the number of the tools stored in the tool magazine. If more complex machining is required, the machining center is stopped in the middle and the tool stored in the tool magazine is replaced with another tool There is a serious problem that the continuity of the machining operation is broken and the machining productivity is hindered.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 매거진플레이트의 직경을 키워 많은 양의 공구를 설치하거나, 매거진플레이트의 회전속도를 높일 경우 그립퍼에 클램핑된 툴홀더에 가해지는 원심력이 커지더라도 툴홀더가 그립퍼로부터 이탈되지 않아 비절삭시간의 단축을 꾀하면서, 툴매거진에 저장된 공구에 의해 가공작업이 진행되는 중에 머시닝센터를 멈출 필요없이 툴매거진에 저장된 일 공구를 외부의 다른 공구와 교체할 수 있는 자동공구 교환장치용 툴매거진을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention, which is devised to solve the problems as described above, to provide a large number of tools by increasing the diameter of the magazine plate, or to increase the centrifugal force applied to the tool holder clamped to the gripper, Even if the tool holder is not separated from the gripper, it is possible to shorten the non-cutting time, and the tool stored in the tool magazine can be replaced with another tool stored in the tool magazine without stopping the machining center And to provide a tool magazine for an automatic tool changer.
그에 따라, 가공작업의 연속성이 보장되어 가공 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 자동공구 교환장치용 툴매거진을 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a tool magazine for an automatic tool changer capable of remarkably improving machining productivity by ensuring continuity of machining operations.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진은, 회전모터와, 상기 회전모터로부터 회전력을 전달받아 회전하는 매거진플레이트와, 상기 매거진플레이트의 일측면 외주에 방사상 등간격으로 각각 고정 설치되고, 공구가 장착되는 툴홀더를 클램핑 또는 언클램핑하는 복수의 그립퍼를 포함하고, 상기 그립퍼 각각은, 상기 매거진플레이트에 고정 설치되는 키블럭과, 상기 매거진플레이트의 일측면에 회전축핀을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 키블럭을 기준으로 상기 툴홀더를 클램핑할 수 있는 클램핑요홈이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된 한 쌍의 그립부재와, 한 쌍의 상기 그립부재의 타단 사이에 설치되고, 상기 그립부재 각각의 클램핑요홈이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하는 그립스프링과, 한 쌍의 상기 그립부재 사이에 설치되고, 상기 그립부재 각각의 클램핑요홈이 서로 이격되지 않도록 상기 그립부재 각각의 회전을 구속하는 그립해제구속부를을 포함하고, 상기 그립퍼에 클램핑되고 일 공구가 장착된 툴홀더를 외부의 다른 공구가 장착된 툴홀더로 교체하는 툴시프팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to attain the above object, a tool magazine for an automatic tool changer according to the present invention includes: a rotating motor; a magazine plate rotated by receiving a rotational force from the rotating motor; And a plurality of grippers for clamping or unclamping a tool holder to which the tool is mounted, wherein each of the grippers includes a key block fixedly installed on the magazine plate, A pair of grip members provided at respective ends of each of the grip members so as to be able to clamp the tool holder with respect to the key block in a direction facing each other, And the clamping grooves of each of the grip members are provided so as to be close to each other And a grip releasing restricting portion which is provided between the pair of grip members and restrains rotation of each of the grip members so that the clamping grooves of the grip members are not separated from each other, And a tool shifting portion for replacing the tool holder having the tool mounted thereon with a tool holder having the other tool mounted thereon.
또한, 상기 그립해제구속부는, 일단의 누름부재가 상기 그립부재 사이를 관통하여 돌출 형성되고, 중앙의 구속부재가 한 쌍의 상기 그립부재 사이에 밀착 삽입되며, 타단의 가이드부재가 상기 매거진플레이트의 일측면으로부터 타측면까지 관통되어 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치된 슬라이더와, 상기 매거진플레이트의 타측면에 결합되고, 상기 슬라이더의 가이드부재가 삽입되어 상기 슬라이더의 슬라이딩을 가이드하는 가이드시트와, 상기 슬라이더의 구속부재와 가이드시트 사이에 설치되어 상기 슬라이더의 구속부재를 상기 그립부재 각각의 사이에 밀착 삽입되도록 탄성력을 제공하는 구속스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the grip releasing restricting portion may be configured such that one pressing member is protrudingly formed through the gap between the grip members, the central restricting member is closely inserted between the pair of grip members, and the other- A slider that is slidably mounted along the longitudinal direction and penetrates from one side to the other side of the magazine plate; a guide sheet coupled to the other side of the magazine plate and guided by the guide member of the slider to guide sliding of the slider; And a restricting spring provided between the restricting member of the slider and the guide sheet to provide an elastic force so that the restricting member of the slider is closely inserted between the respective grip members.
또한, 상기 슬라이더의 구속부재는, 상기 그립부재 각각의 밀착 삽입되는 면에 외주면이 경사진 원뿔대 형상으로 밀착 삽입되는 것을 특징으로 한다.The restricting member of the slider is closely inserted into the surface of the grip member to which the grip members are closely inserted, the outer circumferential surface of which is inclined.
또한, 상기 슬라이더의 구속부재는, 원뿔대 형상의 외주면에 단차가 형성되고, 상기 그립부재 각각은, 상기 구속부재의 외주면과 밀착 삽입되는 면에 형합되는 단차면이 형성된 것을 특징으로 한다.The restricting member of the slider is formed with a step on an outer circumferential surface of a truncated cone, and each of the grip members is formed with a stepped surface that is formed on a surface to be closely inserted into the outer circumferential surface of the restricting member.
또한, 상기 그립해제구속부는, 상기 슬라이더의 구속부재가 상기 그립부재 각각의 사이에 밀착 삽입된 경우 상기 그립부재 각각의 클램핑요홈이 서로 이격되지 않도록 상기 그립부재 각각의 회전을 구속하고, 상기 슬라이더의 누름부재가 상기 가이드부재 방향으로 눌러지면서 상기 슬라이더의 구속부재가 상기 그립부재 각각의 사이로부터 이탈된 경우 상기 그립부재 각각의 클램핑요홈이 서로 근접될 수 있도록 상기 그립부재 각각의 회전구속이 해제되는 것을 특징으로 한다.The grip releasing restricting portion restrains rotation of each of the grip members so that the clamping grooves of the grip members are not separated from each other when the restricting member of the slider is closely inserted between the grip members, When the pressing member is pushed in the direction of the guide member, when the restricting member of the slider is separated from each of the grip members, the rotational constraint of each of the grip members is released so that the clamping grooves of the grip members can be brought close to each other .
또한, 상기 툴시프팅부는, 상기 매거진플레이트의 후방에 고정 설치된 가이드레일과, 상기 가이드레일의 길이방향을 따라 전후진 이동하는 가이드슈와, 일단이 상기 가이드슈와 결합되어 함께 전후진 이동하는 브라켓과, 상기 브라켓의 타단에 결합되어 함께 전후진 이동하고, 상기 그립퍼에 클램핑되고 일 공구가 장착된 툴홀더를 건네받아 외부로 반출하고, 외부의 다른 공구가 장착된 툴홀더를 상기 그립퍼에 클램핑시켜 교체하는 그랩퍼와, 상기 매거진플레이트의 후방에 고정 설치되고, 일 공구가 장착된 상기 툴홀더를 클램핑하는 그립퍼의 그립해제구속부 중 상기 슬라이더의 누름부재 일단을 누름 또는 누름해제하도록 전후진 작동하는 그립해제실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the tool shifting portion may include a guide rail fixed to the rear of the magazine plate, a guide shoe moving back and forth along the longitudinal direction of the guide rail, a bracket having one end engaged with the guide shoe, A tool holder having a tool mounted thereon is taken out and taken out to the outside, and a tool holder having an external tool mounted thereon is clamped to the gripper And a gripper which is fixed to the rear of the magazine plate and which clamps the tool holder with the tool mounted thereon, And a grip releasing cylinder.
또한, 상기 그랩퍼는, 일단이 상기 그립퍼와 마주보도록 상기 브라켓에 결합되고, 타단에 장형의 손잡이가 형성된 그랩프레임과, 상기 그랩프레임의 내부에 힌지축핀을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 툴홀더를 그래핑할 수 있는 그래핑요홈이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된 한 쌍의 그랩부재와, 한 쌍의 상기 그랩부재의 타단 사이에 설치되고, 상기 그랩부재 각각의 그래핑요홈이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하며, 상기 그립퍼의 그립스프링보다 스프링상수가 작은 그랩스프링과, 일단은 상기 그랩프레임의 타단을 관통하여 상기 그랩프레임의 내부 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 타단은 상기 그랩프레임의 타단 외부로 돌출되어 상기 그랩프레임의 타단 내부로 인입출 작동하는 그랩해제로드와, 한 쌍의 상기 그랩부재 사이에 위치하도록 상기 그랩해제로드의 일단에 결합되어 함께 슬라이딩 이동하고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재 각각의 그래핑요홈이 서로 이격되지 않도록 상기 그랩부재 각각의 회전을 구속하는 그랩해제구속부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The gripper includes a grip frame having one end coupled to the bracket so as to face the gripper and having an elongated handle at the other end, and a grip frame rotatably installed inside the grip frame through a hinge shaft pin, A pair of grapple members each formed at one end in a direction in which grappling grooves capable of gripping the tool holder are opposed to each other, and a pair of grip members provided between the other ends of the pair of grapple members, A grip spring having a spring constant smaller than that of the grip spring of the gripper and one end being slidable along the inner longitudinal direction of the grip frame through the other end of the grip frame, A grab releasing rod protruding outside the other end of the grab frame and pulling in and out of the other end of the grab frame; So that when the other end of the grab releasing rod is pulled out from the grab frame to the outside, the grappling grooves of the respective grab members are not separated from each other And a grab releasing restricting member for restricting rotation of each of the grab members.
또한, 상기 그랩해제구속부재는, 상기 그랩부재 각각과 마주보도록 접촉되는 면에 경사진 테이퍼면이 형성되고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재 각각의 타단방향으로 이동하여 상기 그랩부재 각각의 타단 사이에 접촉 고정되고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임의 내부로 인입시 상기 그랩부재 각각의 회전구속을 해제하는 것을 특징으로 한다.The grab releasing restricting member may be formed such that a tapered surface is formed on a surface which is in contact with each of the grab members so as to face each other and when the other end of the grab releasing rod is pulled out from the grab frame to the other non- And is held in contact with the other end of each of the grab members. When the other end of the grab releasing rod is drawn into the inside of the grab frame, rotation restraint of each of the grab members is released.
또한, 상기 매거진플레이트 및 툴시프팅부는 머시닝센터의 내부에 설치되고, 상기 툴시프팅부의 설치 위치에 대응되도록 상기 머시닝센터의 측벽에 개폐가능도록 설치된 툴시프팅도어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The magazine plate and the tool shifting unit may further include a tool shifting door installed inside the machining center and provided so as to be openable and closable on a side wall of the machining center so as to correspond to a mounting position of the tool shifting unit .
본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진은, 매거진플레이트의 직경을 키워 많은 양의 공구를 설치하거나, 매거진플레이트의 회전속도를 높일 경우 그립퍼에 클램핑된 툴홀더에 가해지는 원심력이 커지더라도 그립퍼의 그립해제구속부를 통하여 툴홀더가 그립퍼로부터 이탈되지 않아 비절삭시간의 단축을 꾀할 수 있고, 툴매거진에 저장된 공구에 의해 가공작업이 진행되는 중에 머시닝센터를 멈출 필요없이, 툴시프팅부를 통해 툴매거진에 저장된 일 공구를 외부의 다른 공구와 교체할 수 있으므로 가공작업의 연속성이 보장되어 가공 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
The tool magazine for an automatic tool changer according to the present invention is capable of increasing the diameter of the magazine plate to provide a large number of tools or to increase the rotational speed of the magazine plate even when the centrifugal force applied to the tool holder clamped to the gripper increases, The tool holder can be separated from the gripper through the grip releasing restricting portion and the non-cutting time can be shortened. It is not necessary to stop the machining center during the machining operation by the tool stored in the tool magazine, It is possible to replace the one tool stored in the other tool with the external one, thereby ensuring the continuity of the machining operation, thereby remarkably improving the productivity of the machining.
도 1은 머시닝센터에 설치된 종래 기술에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진을 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 실시예 중 자동공구 교환장치용 툴매거진만을 도시한 사시도이며,
도 3은 도 2의 실시예 중 툴홀더가 클램핑된 그립퍼를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 실시예에서 툴홀더가 언클램핑되는 과정을 도시한 사시도이며,
도 5는 도 3의 실시예의 평면도이고,
도 6 및 7은 도 5의 실시예에서 툴홀더가 언클램핑되는 과정을 도시한 평면도이며,
도 8은 도 2의 실시예를 기준으로 공구교환과정을 도시한 측단면도이고,
도 9는 머시닝센터에 설치된 본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진의 일 실시예를 도시한 사시도이며,
도 10은 도 9의 실시예 중 자동공구 교환장치용 툴매거진만을 도시한 사시도이고,
도 11은 도 10의 실시예 중 툴홀더가 클램핑된 그립퍼를 도시한 사시도이며,
도 12는 도 11의 실시예에서 툴홀더가 언클램핑되는 과정을 도시한 사시도이고,
도 13은 도 11의 실시예의 평면도이며,
도 14 및 15는 도 13의 실시예에서 툴홀더가 언클램핑되는 과정을 도시한 평면도이고,
도 16은 도 10의 실시예의 측단면도이며,
도 17 내지 20은 도 16의 실시예를 기준으로 공구교환과정을 도시한 측단면도 및 요부 측단면도이고,
도 21은 도 10의 실시예를 반대편에서 바라본 사시도이며,
도 22은 도 21의 실시예 중 툴시프팅부를 도시한 사시도이고,
도 23은 도 22의 실시예 중 툴홀더가 그래핑된 그랩퍼를 도시한 정단면도이며,
도 24 및 25는 도 23의 실시예에서 툴홀더가 언그래핑되는 과정을 도시한 정단면도이고,
도 26 및 27은 도 23의 실시예에서 그랩해제로드 및 그랩해제구속부재의 작동으로 그랩부재 각각의 그래핑요홈이 서로 이격되지 않도록 상기 그랩부재 각각의 회전이 구속되는 과정을 도시한 정단면도이며,
도 28은 도 21의 실시예의 정면도이고,
도 29 내지 36은 도 28의 실시예를 기준으로 툴시프팅부의 작동과정을 도시한 요부 정면도 및 측면도이며,
도 37은 도 21의 실시예가 설치된 머시닝센터의 외부를 도시한 사시도이고,
도 38는 도 37의 실시예 중 툴시프팅도어가 개방된 상태를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a tool magazine for an automatic tool changer according to the prior art installed in a machining center,
FIG. 2 is a perspective view showing only a tool magazine for an automatic tool changer in the embodiment of FIG. 1,
FIG. 3 is a perspective view showing a gripper in which the tool holder is clamped in the embodiment of FIG. 2,
4 is a perspective view showing a process of unclamping a tool holder in the embodiment of FIG. 3,
Figure 5 is a plan view of the embodiment of Figure 3,
FIGS. 6 and 7 are plan views showing a process in which the tool holder is unclamped in the embodiment of FIG. 5,
FIG. 8 is a side cross-sectional view showing a tool changing process based on the embodiment of FIG. 2,
9 is a perspective view showing an embodiment of a tool magazine for an automatic tool changer according to the present invention installed in a machining center,
FIG. 10 is a perspective view showing only a tool magazine for an automatic tool changer in the embodiment of FIG. 9,
11 is a perspective view showing a gripper in which the tool holder is clamped in the embodiment of FIG. 10,
12 is a perspective view showing a process in which the tool holder is unclamped in the embodiment of FIG. 11,
Figure 13 is a plan view of the embodiment of Figure 11,
Figs. 14 and 15 are plan views showing a process in which the tool holder is unclamped in the embodiment of Fig. 13,
Figure 16 is a side cross-sectional view of the embodiment of Figure 10,
17 to 20 are a side sectional view and a recessed side sectional view showing a tool changing process based on the embodiment of Fig. 16,
Figure 21 is a perspective view of the embodiment of Figure 10, viewed from the opposite side,
FIG. 22 is a perspective view showing the tool shifting portion of the embodiment of FIG. 21,
23 is a front sectional view showing the wrapper in which the tool holder is wrapped in the embodiment of FIG. 22,
Figs. 24 and 25 are front sectional views showing a process in which the tool holder is warped in the embodiment of Fig. 23,
26 and 27 are front sectional views showing the process of restricting rotation of each of the grab members so that the grappling grooves of the respective grab members are not separated from each other by the operation of the grab releasing rod and the grab releasing and restricting member in the embodiment of Fig. ,
28 is a front view of the embodiment of FIG. 21,
29 to 36 are a front view and a side view of the recessed portion showing the operation of the tool shifting portion on the basis of the embodiment of FIG. 28,
FIG. 37 is a perspective view showing the outside of a machining center provided with the embodiment of FIG. 21,
FIG. 38 is a perspective view showing a state in which the tool shifting door is opened in the embodiment of FIG. 37; FIG.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
Hereinafter, a preferred embodiment of a tool magazine for an automatic tool changer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진은, 도 9 내지 38에 도시된 바와 같이 회전모터(100), 매거진플레이트(200), 그립퍼(300) 및 툴시프팅부(400)를 포함하고, 상기 그립퍼(300)는 키블럭(310), 그립부재(320), 그립스프링(330) 및 그립해제구속부(340)를 포함하여 이루어진다. 상기 그립해제구속부(340)는 슬라이더(341), 가이드시트(342) 및 구속스프링(343)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 툴시프팅부(400)는 가이드레일(410), 가이드슈(420), 브라켓(430), 그랩퍼(440) 및 그립해제실린더(450)를 포함할 수 있고, 상기 그랩퍼(440)는 그랩프레임(441), 그랩부재(442), 그랩스프링(443), 그랩해제로드(444) 및 그랩해제구속부재(445)를 포함할 수 있다.A tool magazine for an automatic tool changer according to the present invention includes a
회전모터(100)는 도 9 및 10에 도시된 바와 같이 명칭 그대로 회전력을 발생하는 전동모터로서, 후술하는 매거진플레이트(200)에 회전력을 제공한다. 이때, 회전모터(100)의 회전력을 매거진플레이트(200)에 전달하기 위하여 동력전달수단(도면부호 미도시)이 구비되는데, 주로 회전모터(100)의 고속 회전을 감속하여 토크를 높이기 위한 감속기어부가 설치된다.The
매거진플레이트(200)는 도 9, 10 및 16에 도시된 바와 같이 상기 회전모터(100)로부터 회전력을 전달받아 회전한다. 매거진플레이트(200)에는 후술하는 복수의 그립퍼(300)가 설치되는데, 회전모터(100)로부터 회전력을 전달받아 매거진플레이트(200)가 회전하여 그립퍼(300)에 클램핑된 공구(T)를 스핀들(S)에 전달하거나 교체하기 위한 주축교환위치로 회전하게 된다. 또한, 매거진플레이트(200)는 후술하는 툴시프팅부(400)와의 관계에서 그립퍼(300)에 클램핑된 일 공구(T)를 외부의 다른 공구(T)로 교환하기 위하여 회전모터(100)로부터 회전력을 전달받아 회전할 수 있다.The
그립퍼(300)는 도 9 내지 16에 도시된 바와 같이 복수가 구비되어 상기 매거진플레이트(200)의 일측면 외주에 방사상 등간격으로 각각 고정 설치되고, 공구(T)가 장착되는 툴홀더(H)를 클램핑 또는 언클램핑한다. 공구(T)는 종류별로 형상이나 크기 및 무게가 다양하므로 이러한 공구(T)는 일정한 크기 및 형상을 가진 툴홀더(H)에 장착되고, 이렇게 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)를 상기 그립퍼(300)가 클램핑하여 상기 매거진플레이트(200)에 저장해 놓는다. 이후, 가공시 필요한 공구(T)가 장착된 그립퍼(300)를 교환위치로 회전시킨 후 스핀들(S)에 전달하거나 교체하기 위해 그립퍼(300)가 툴홀더(H)를 언클램핑하는 것이다. 또한, 상기 그립퍼(300)는 후술하는 툴시프팅부(400)와의 관계에서 클램핑된 일 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)를 외부의 다른 공구(T)가 장착된 툴홀더(H')로 교환하기 위하여 언클램핑되기도 한다.As shown in FIGS. 9 to 16, the
상기 그립퍼(300) 각각은, 도 11 내지 16에 도시된 바와 같이 키블럭(310), 그립부재(320), 그립스프링(330) 및 그립해제구속부(340)를 포함하여 이루어진다. 키블럭(310)은 상기 매거진플레이트(200)에 고정 설치되며, 상기 그립부재(320)는 한 쌍이 구비되어 상기 매거진플레이트(200)의 일측면에 회전축핀(321)을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 키블럭(310)을 기준으로 상기 툴홀더(H)를 클램핑할 수 있는 클램핑요홈(322)이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된다.Each of the
이때, 그립스프링(330)은 한 쌍의 상기 그립부재(320)의 타단 사이에 설치되고, 상기 그립부재(320) 각각의 클램핑요홈(322)이 서로 근접하도록 탄성력을 제공한다. 즉, 도 11, 13 및 15에 도시된 바와 같이 그립스프링(330)에 의해 그립부재(320)는 툴홀더(H)를 클램핑하도록 탄성력이 제공되는 상태이다. 반대로, 도 12 및 14에 도시된 바와 같이 상기 그립스프링(330)이 압축되도록 상기 그립부재(320) 각각의 타단을 근접시키면, 바꿔말해서 상기 그립부재(320) 각각의 클램핑요홈(322)을 외력으로 이격시키면 상기 그립부재(320)에 클램핑된 툴홀더(H)는 언클램핑되어 상기 그립부재(320)로부터 이탈된다.At this time, the grip springs 330 are installed between the other ends of the pair of
이 경우, 상기 그립퍼(300)가 키블럭(310), 그립부재(320) 및 그립스프링(330)으로만 이루어진 경우에는 종래와 같이 그립부재(320)에 클램핑된 툴홀더(H)가 그립스프링(330)의 설계된 스프링력 이상으로 원심력을 받을 경우 그립부재(320)로부터 이탈되어 떨어져 나갈 것이다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 상기 그립부재(320)에 클램핑된 툴홀더(H)가 스핀들(S)에 교체될 때를 제외하고는, 원심력이 크게 작용하더라도 그립부재(320)로부터 이탈되지 않도록, 즉 클램핑이 해제되지 않도록 할 필요가 있고, 이는 후술하는 그립해제구속부(340)를 통해 달성될 수 있다.In this case, when the
즉, 그립해제구속부(340)는 도 9 내지 20에 도시된 바와 같이 한 쌍의 상기 그립부재(320) 사이에 설치되고, 상기 그립부재(320) 각각의 클램핑요홈(322)이 서로 이격되지 않도록 상기 그립부재(320) 각각의 회전을 구속한다. 보다 구체적으로, 상기 그립해제구속부(340)는 슬라이더(341), 가이드시트(342) 및 구속스프링(343)을 포함한다.9 to 20, the clamp releasing restricting
슬라이더(341)는 도 18 및 20에 도시된 바와 같이 일단의 누름부재(341a)가 상기 그립부재(320) 사이를 관통하여 돌출 형성되고, 중앙의 구속부재(341b)가 한 쌍의 상기 그립부재(320) 사이에 밀착 삽입되며, 타단의 가이드부재(341c)가 상기 매거진플레이트(200)의 일측면으로부터 타측면까지 관통되어 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치된다. 또한, 가이드시트(342)는 상기 매거진플레이트(200)의 타측면에 결합되고, 상기 슬라이더(341)의 가이드부재(341c)가 삽입되어 상기 슬라이더(341)의 슬라이딩을 가이드한다. 이때, 구속스프링(343)은 상기 슬라이더(341)의 구속부재(341b)와 가이드시트(341c) 사이에 설치되어 상기 슬라이더(341)의 구속부재(341b)를 상기 그립부재(320) 각각의 사이에 밀착 삽입되도록 탄성력을 제공한다.The
따라서, 그립해제구속부(340)의 슬라이더(341)가 구속스프링(343)의 스프링력을 받는 동안은 상기 그립부재(320) 각각의 사이에 밀착 삽입되므로 상기 그립부재(320)의 타단 사이에 설치된 그립스프링(330)이 압축되지 못한다. 즉, 상기 그립부재(320) 각각의 클램핑요홈(322) 역시 서로 이격되지 못한 상태로 상기 툴홀더(H)가 그립부재(320)에 클램핑된 상태를 유지하게 되는 것이다.Since the
한편, 상기 슬라이더(341)의 구속부재(341b)는 도 17 내지 20에 도시된 바와 같이 상기 그립부재(320) 각각의 밀착 삽입되는 면에 외주면이 경사진 원뿔대 형상으로 밀착 삽입된다. 구속부재(341b)가 원뿔대 형상일 경우, 첫째 그립부재(320) 사이로 밀착 삽입되기가 용이하고, 둘째 슬라이더(341)의 누름부재(341a)의 누름작동에 따라 슬라이딩될 때, 그립부재(320) 사이로부터 이탈되기가 용이해지기 때문이다. 이때, 상기 슬라이더(341)의 구속부재(341b)는 원뿔대 형상의 외주면에 단차가 형성되고, 상기 그립부재(320) 각각은, 상기 구속부재(341b)의 외주면과 밀착 삽입되는 면에 형합되는 단차면(323)이 형성될 수도 있다. 이러한 구속부재(341b)의 단차와 그립부재(320)의 단차면(323)은 상술한 삽입 및 이탈의 용이성은 가지되, 단차를 통해 슬라이딩에 대한 가이드기능과 그립부재(320)의 회전구속은 보다 강화할 수 있는 기능을 가지기 위한 것이다.17 to 20, the outer circumferential surface of the restricting
그에 따라, 상기 그립해제구속부(340)는 도 16, 19 및 20에 도시된 바와 같이 상기 슬라이더(341)의 구속부재(341b)가 상기 그립부재(320) 각각의 사이에 밀착 삽입된 경우 상기 그립부재(320) 각각의 클램핑요홈(322)이 서로 이격되지 않도록 상기 그립부재(320) 각각의 회전을 구속하고, 도 17 및 18에 도시된 바와 같이 상기 슬라이더(341)의 누름부재(341a)가 상기 가이드부재(341c) 방향으로 눌러지면서 상기 슬라이더(341)의 구속부재(341b)가 상기 그립부재(320) 각각의 사이로부터 이탈된 경우 상기 그립부재(320) 각각의 클램핑요홈(322)이 서로 근접될 수 있도록 상기 그립부재(320) 각각의 회전구속이 해제된다.16, 19, and 20, when the restricting
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진은, 매거진플레이트(200)의 직경을 키워 많은 양의 공구(T)를 설치하거나, 매거진플레이트(200)의 회전속도를 높일 경우 그립퍼(300)에 클램핑된 툴홀더(H)에 가해지는 원심력이 커지더라도 그립해제구속부(340)를 통하여 툴홀더(H)가 그립퍼(300)로부터 이탈되지 않아 비절삭시간의 단축을 꾀해 가공 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.As described above, the tool magazine for the automatic tool changer according to the present invention is configured such that a large amount of tools T are installed by increasing the diameter of the
툴시프팅부(400)는 도 21, 22 및 28 내지 36에 도시된 바와 같이 상기 그립퍼(300)에 클램핑되고 일 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)를 외부의 다른 공구(T)가 장착된 툴홀더(H')로 교체한다. 이러한 툴시프팅부(400)를 통해 툴매거진에 저장된 공구(T)에 의해 가공작업이 진행되는 중에 머시닝센터(MC)를 멈출 필요없이, 툴툴매거진에 저장된 일 공구(T)를 외부의 다른 공구(T)와 교체할 수 있으므로 가공작업의 연속성이 보장되어 가공 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 것이다.The
이러한 툴시프팅부(400)를 구체적으로 살펴보면, 도 21, 22 및 28 내지 36에 도시된 바와 같이 가이드레일(410), 가이드슈(420), 브라켓(430), 그랩퍼(440) 및 그립해제실린더(450)를 포함한다. 가이드레일(410)은 상기 매거진플레이트(200)의 후방에 고정 설치되고, 가이드슈(420)는 상기 가이드레일(410)의 길이방향을 따라 전후진 이동하며, 브라켓(430)은 일단이 상기 가이드슈(420)와 결합되어 함께 전후진 이동한다. 이때, 그랩퍼(440)는 상기 브라켓(430)의 타단에 결합되어 함께 전후진 이동하고, 상기 그립퍼(300)에 클램핑되고 일 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)를 건네받아 외부로 반출하고, 외부의 다른 공구(T)가 장착된 툴홀더(H')를 상기 그립퍼(300)에 클램핑시켜 교체한다. 또한, 상기 그립해제실린더(450)는 상기 매거진플레이트(200)의 후방에 고정 설치되고, 일 공구(T)가 장착된 상기 툴홀더(H)를 클램핑하는 상기 그립퍼(300)의 그립해제구속부(340) 중 상기 슬라이더(341)의 누름부재(341a) 일단을 누름 또는 누름해제하도록 전후진 작동한다.As shown in FIGS. 21, 22 and 28 to 36, the
상기 그립퍼(300)에 클램핑된 툴홀더(H)를 상기 툴시프팅부(400)의 그랩퍼(440)가 건네받아 외부의 다른 툴홀더(H')로 교체할 수 있기 위해서, 보다 구체적인 그랩퍼(440)의 구조 및 작동관계를 살펴본다. 즉, 그랩퍼(440)는 도 22 내지 28에 도시된 바와 같이 그랩프레임(441), 그랩부재(442), 그랩스프링(443), 그랩해제로드(444) 및 그랩해제구속부재(445)를 포함할 수 있다.In order to allow the tool holder H clamped in the
그랩프레임(441)은 일단이 상기 그립퍼(300)와 마주보도록 상기 브라켓(430)에 결합되고, 타단에 장형의 손잡이(441a)가 형성된다. 따라서, 그랩프레임(441)의 손잡이(441a)를 사용자가 쥐고 그랩프레임(441)을 밀거나 당길 경우 그랩프레임(441)과 함께 브라켓(430) 및 가이드슈(420)가 상기 가이드레일(410)을 따라 전진 및 후진하는 것이다.The
그랩부재(442)는 도 23 내지 28에 도시된 바와 같이 한 쌍이 구비되어 상기 그랩프레임(441)의 내부에 힌지축핀(442a)을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 툴홀더(H)를 그래핑할 수 있는 그래핑요홈(442b)이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된다. 따라서, 그랩부재(442)는 상술한 그립퍼(300)의 그립부재(320)와 마찬가지로 툴홀더(H)를 그래핑 또는 언그래핑할 수 있는 것이다. 여기서, 상기 그립(grip), 클램프(clamp) 및 그랩(grab) 등의 용어는 '잡다', '쥐다', '잡아채다' 등의 동의어로서 툴홀더(H)를 잡는 의미인데, 각각의 구성요소들을 구분하기 위하여 달리 표현한 것이다.23 to 28, the grapple
그랩스프링(443)은 도 23 내지 28에 도시된 바와 같이 한 쌍의 상기 그랩부재(442)의 타단 사이에 설치되고, 상기 그랩부재(442) 각각의 그래핑요홈(442b)이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하며, 상기 그립퍼(300)의 그립스프링(330)보다 스프링상수가 작다. 상기 그랩스프링(443)의 스프링상수가 상기 그립퍼(300)의 그립스프링(330)의 스프링상수보다 작은 이유는, 도 34 및 35에 도시된 바와 같이 외부의 툴홀더(H')를 그립퍼(300)에 물린 후 그랩프레임(441)의 손잡이(441a)을 당길 경우 그랩부재(442)에 그래핑된 툴홀더(H')가 그립퍼(300)의 그립부재(320)에 머물러 있어야 하기 때문이다. 바꿔말해서, 그립부재(320)에 탄성력을 제공하는 그립스프링(330)의 스프링상수가 그랩부재(442)에 탄성력을 제공하는 그랩스프링(443)의 스프링상수보다 커야 하는 이유이다.The grapple
반대로, 도 31 및 32에 도시된 바와 같이 그립퍼(300)의 그립부재(320)에 클램핑된 툴홀더(H)를 외부로 반출해야 도 21 및 22에 도시된 바와 같이 외부의 툴홀더(H')를 그립퍼(300)에 클램핑시킬 수 있다. 이때, 그랩스프링(443)의 스프링상수가 그립스프링(330)의 스프링상수보다 작으므로 상술한 바와 같이 외부의 툴홀더(H')를 그립퍼(300)에 클램핑하기는 문제가 없으나, 그립퍼(300)에 클램핑된 기장착된 툴홀더(H)를 그랩퍼(440)가 그래핑하여 가져올 수가 없을 것이다. 이를 해결하기 위하여, 그랩퍼(440)는 후술하는 그랩해제로드(444) 및 그랩해제구속부재(445)가 설치된다.Conversely, if the tool holder H clamped to the
즉, 도 23 내지 27에 도시된 바와 같이 그랩해제로드(444)는 일단은 상기 그랩프레임(441)의 타단을 관통하여 상기 그랩프레임(441)의 내부 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 타단은 상기 그랩프레임(441)의 타단 외부로 돌출되어 상기 그랩프레임(441)의 타단 내부로 인입출 작동한다. 또한, 그랩해제구속부재(445)는 한 쌍의 상기 그랩부재(442) 사이에 위치하도록 상기 그랩해제로드(444)의 일단에 결합되어 함께 슬라이딩 이동하고, 상기 그랩해제로드(444)의 타단이 상기 그랩프레임(441)으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재(442) 각각의 그래핑요홈(442b)이 서로 이격되지 않도록 상기 그랩부재(442) 각각의 회전을 구속한다. 즉, 그랩해제구속부재(445)는 상기 그랩부재(442) 각각과 마주보도록 접촉되는 면에 경사진 테이퍼면(445a)이 형성되고, 상기 그랩해제로드(444)의 타단이 상기 그랩프레임(441)으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재(442) 각각의 타단방향으로 이동하여 상기 그랩부재(442) 각각의 타단 사이에 접촉 고정되고, 상기 그랩해제로드(444)의 타단이 상기 그랩프레임(441) 내부로 인입시 상기 그랩부재(442) 각각의 회전구속을 해제한다.23 to 27, one end of the
따라서, 그랩퍼(440)의 그랩스프링(443)의 스프링상수가 그립퍼(300)의 그립스프링(330)의 스프링상수보다 작은 경우에도 상기 그랩해제로드(444) 및 그랩해제구속부재(445)의 작동을 통해, 그랩부재(442) 각각의 그래핑요홈(442b)이 서로 이격되지 않도록 회전이 구속되므로 도 31 및 32에 도시된 바와 같이 그립퍼(300)의 그립부재(320)에 클램핑된 툴홀더(H)를 그랩퍼(440)의 그랩부재(442)가 건네받아 그래핑하여 외부로 반출할 수 있는 것이다.Therefore, even when the spring constant of the
다만, 도 29의 상태에서 상기 그립퍼(300)의 경우 그립해제구속부(340)에 의해 툴홀더(H)를 고정하고 있는 상태이므로 그랩퍼(440)가 도 31의 상태로 그랩해제로드(444) 및 그랩해제구속부재(445)를 작동시키더라도 도 32에 도시된 바와 같이 그립퍼(300)로부터 그랩퍼(440)로 툴홀더(H)가 건네지지 못한다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 30 및 36에 도시된 바와 같이 툴시프팅부(400)는 그립해제실린더(450)가 구비되는 것이다.29, the
즉, 툴시프팅부(400)를 통해 기장착된 툴홀더(H)를 외부의 다른 툴홀더(H')와 교체하고자 할 경우에는, 도 30에 도시된 바와 같이 그립해제실린더(450)가 작동하여 상기 그립퍼(300)의 그립해제구속부(340) 중 상기 슬라이더(341)의 누름부재(341a) 일단을 눌러 그립퍼(300)의 그립부재(320)의 회전구속을 해제한다. 그에 따라, 그립퍼(300)에 클램핑된 툴홀더(H)는 도 31 및 32에 도시된 바와 같이 그랩퍼(440)로 건네지는 것이다. 다음으로, 도 33에 도시된 바와 같이 외부의 툴홀더(H')로 교체하여 그랩퍼(440)에 그래핑시킨 후 도 34 및 36에 도시된 바와 같이 그랩퍼(440)에 그래핑된 외부의 툴홀더(H')를 그립퍼(300)에 전달하면, 그립퍼(300)의 그립해제구속부(340)를 작동시켜 그립퍼(300)의 그립부재(320)의 그립핑요홈(320b)이 이격되지 않도록 회전을 구속해야 한다. 이를 위하여, 도 36에 도시된 바와 같이 그립해제실린더(450)가 복귀 작동하여 상기 그립퍼(300)의 그립해제구속부(340) 중 상기 슬라이더(341)의 누름부재(341a) 일단을 누름해제하여 그립퍼(300)의 그립부재(320)의 그립핑요홈(320b)이 이격되지 않도록 회전을 구속하게 되는 것이다.That is, when the tool holder H mounted through the
한편, 도 37 및 38에 도시된 바와 같이 머시닝센터(MC)의 내부에 자동공구 교환장치가 설치되는데, 본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진의 상기 매거진플레이트(200) 및 툴시프팅부(400) 역시 머시닝센터(MC)의 내부에 설치된다. 따라서, 외부에서 상기 머시닝센터(MC)의 내부에 설치된 툴시프팅부(400)를 작동시켜 외부의 툴홀더(H')를 내부의 툴홀더(H)와 교체하기 위해서는, 머시닝센터(MC)의 측벽을 통해서 이루어져야 한다. 이를 위해서 도 37 및 38에 도시된 바와 같이 머시닝센터(MC)의 측벽에는 개폐가능한 툴시프팅도어(D)가 상기 툴시프팅부(400)의 설치 위치에 대응되도록 설치된다. 따라서, 필요시에만 상기 툴시프팅도어(D)를 개방하여 내부의 툴홀더(H)를 외부로 반출하고, 외부의 툴홀더(H')를 내부로 제공하여 필요한 공구(T)를 편리하고 안전하게 교환할 수 있는 것이다.37 and 38, an automatic tool changer is installed inside the machining center MC. The
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동공구 교환장치용 툴매거진은, 툴매거진에 저장된 공구(T)에 의해 가공작업이 진행되는 중에 머시닝센터(MC)를 멈출 필요없이, 툴시프팅부(400)를 통해 툴매거진에 저장된 일 공구(T)가 장착된 툴홀더(H)를 외부의 다른 공구(T)가 장착된 툴홀더(H')와 교체할 수 있으므로 가공작업의 연속성이 보장되어 가공 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
As described above, the tool magazine for the automatic tool changer according to the present invention is configured such that the
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.
MC : 머시닝센터
D : 툴시프팅도어
T : 공구
H : 툴홀더
S : 스핀들
100 : 회전모터
200 : 매거진플레이트
300 : 그립퍼 310 : 키블럭
320 : 그립부재 321 : 회전축핀
322 : 클램핑요홈 323 : 단차면
330 : 그립스프링 340 : 그립해제구속부
341 : 슬라이더 341a : 누름부재
341b : 구속부재 341c : 가이드부재
342 : 가이드시트 343 : 구속스프링
400 : 툴시프팅부
410 : 가이드레일 420 : 가이드슈
430 : 브라켓 440 : 그랩퍼
441 : 그랩프레임 441a : 손잡이
442 : 그랩부재
442a : 힌지축핀 442b : 그랩핑요홈
443 : 그랩스프링 444 : 그랩해제로드
445 : 그랩해제구속부재 445a : 테이퍼면
450 : 그립해제실린더MC: Machining center
D: Tool shifting door
T: Tools
H: Tool holder
S: Spindle
100: Rotary motor
200: Magazine plate
300: gripper 310: key block
320: grip member 321: rotary shaft pin
322: clamping groove 323: stepped surface
330: a grip spring 340: a grip releasing restricting portion
341:
341b:
342: guide seat 343: restraint spring
400: tool shifting portion
410: Guide rail 420: Guide shoe
430: Bracket 440: The wrapper
441: Grab
442:
442a:
443: Grap spring 444: Grab releasing rod
445: Grab releasing
450: Grip release cylinder
Claims (9)
상기 그립퍼 각각은,
상기 매거진플레이트에 고정 설치되는 키블럭과,
상기 매거진플레이트의 일측면에 회전축핀을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 키블럭을 기준으로 상기 툴홀더를 클램핑할 수 있는 클램핑요홈이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된 한 쌍의 그립부재와,
한 쌍의 상기 그립부재의 타단 사이에 설치되고, 상기 그립부재 각각의 클램핑요홈이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하는 그립스프링과,
한 쌍의 상기 그립부재 사이에 설치되고, 상기 그립부재 각각의 클램핑요홈이 서로 이격되지 않도록 상기 그립부재 각각의 회전을 구속하는 그립해제구속부를을 포함하고,
상기 그립퍼에 클램핑되고 일 공구가 장착된 툴홀더를 외부의 다른 공구가 장착된 툴홀더로 교체하는 툴시프팅부를 더 포함하고,
상기 그립해제구속부는,
일단의 누름부재가 상기 그립부재 사이를 관통하여 돌출 형성되고, 중앙의 구속부재가 한 쌍의 상기 그립부재 사이에 밀착 삽입되며, 타단의 가이드부재가 상기 매거진플레이트의 일측면으로부터 타측면까지 관통되어 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치된 슬라이더와,
상기 매거진플레이트의 타측면에 결합되고, 상기 슬라이더의 가이드부재가 삽입되어 상기 슬라이더의 슬라이딩을 가이드하는 가이드시트와,
상기 슬라이더의 구속부재와 가이드시트 사이에 설치되어 상기 슬라이더의 구속부재를 상기 그립부재 각각의 사이에 밀착 삽입되도록 탄성력을 제공하는 구속스프링을 포함하고,
상기 슬라이더의 구속부재는,
상기 그립부재 각각의 밀착 삽입되는 면에 외주면이 경사진 원뿔대 형상으로 밀착 삽입되며, 원뿔대 형상의 외주면에 단차가 형성되고,
상기 그립부재 각각은,
상기 구속부재의 외주면과 밀착 삽입되는 면에 형합되는 단차면이 형성된 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용 툴매거진.
A plurality of grippers for clamping or unclamping tool holders fixed at radially equally spaced intervals on the outer circumference of one side of the magazine plate and rotatably receiving the rotational force from the rotary motor; Lt; / RTI >
Each of the grippers
A key block fixed to the magazine plate,
A pair of grips formed on one side of the magazine plate so as to be rotatable through a rotary shaft pin and each having clamping grooves capable of clamping the tool holder with respect to the key block, A member,
A grip spring provided between the other ends of the pair of grip members and providing an elastic force such that the clamping grooves of the grip members are close to each other,
And a grip releasing restricting portion provided between a pair of the grip members and restricting rotation of each of the grip members so that the clamping grooves of the grip members are not separated from each other,
Further comprising a tool shifting portion clamped to the gripper and adapted to replace a tool holder having a tool mounted thereon with a tool holder equipped with another tool,
The grip releasing /
A pair of pressing members protrude through the gap between the grip members, a central restraining member is closely inserted between the pair of grip members, and the other guide member is passed from one side of the magazine plate to the other side A slider provided slidably along the longitudinal direction,
A guide sheet coupled to the other side surface of the magazine plate and guiding the sliding of the slider by inserting a guide member of the slider,
And a restraining spring provided between the restricting member of the slider and the guide seat to provide an elastic force so that the restricting member of the slider is closely inserted between the grip members,
The restricting member of the slider
The outer circumferential surface is closely inserted into a slanting truncated conical shape on the surface of each of the grip members,
Wherein each of the grip members comprises:
And a stepped surface that is formed on a surface to be closely inserted into the outer peripheral surface of the restricting member is formed.
상기 그립해제구속부는,
상기 슬라이더의 구속부재가 상기 그립부재 각각의 사이에 밀착 삽입된 경우 상기 그립부재 각각의 클램핑요홈이 서로 이격되지 않도록 상기 그립부재 각각의 회전을 구속하고,
상기 슬라이더의 누름부재가 상기 가이드부재 방향으로 눌러지면서 상기 슬라이더의 구속부재가 상기 그립부재 각각의 사이로부터 이탈된 경우 상기 그립부재 각각의 클램핑요홈이 서로 근접될 수 있도록 상기 그립부재 각각의 회전구속이 해제되는 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용 툴매거진.
The method according to claim 1,
The grip releasing /
When the restraint member of the slider is closely inserted between the grip members, restricting the rotation of each of the grip members so that the clamping grooves of the grip members are not separated from each other,
When the pressing member of the slider is pushed in the direction of the guide member, when the restricting member of the slider is separated from each of the grip members, rotational constraint of each of the grip members is such that the clamping grooves of the respective grip members are brought close to each other The tool magazine is released.
상기 툴시프팅부는,
상기 매거진플레이트의 후방에 고정 설치된 가이드레일과,
상기 가이드레일의 길이방향을 따라 전후진 이동하는 가이드슈와,
일단이 상기 가이드슈와 결합되어 함께 전후진 이동하는 브라켓과,
상기 브라켓의 타단에 결합되어 함께 전후진 이동하고, 상기 그립퍼에 클램핑되고 일 공구가 장착된 툴홀더를 건네받아 외부로 반출하고, 외부의 다른 공구가 장착된 툴홀더를 상기 그립퍼에 클램핑시켜 교체하는 그랩퍼와,
상기 매거진플레이트의 후방에 고정 설치되고, 일 공구가 장착된 상기 툴홀더를 클램핑하는 상기 그립퍼의 그립해제구속부 중 상기 슬라이더의 누름부재 일단을 누름 또는 누름해제하도록 전후진 작동하는 그립해제실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용 툴매거진.
The method according to claim 1,
Wherein the tool shifting portion includes:
A guide rail fixed to the rear of the magazine plate,
A guide shoe which moves back and forth along the longitudinal direction of the guide rail,
A bracket having one end engaged with the guide shoe and moving back and forth together,
The tool holder is clamped to the gripper and is handed over to the outside, and a tool holder equipped with an external tool is clamped to the gripper to be replaced The rapper,
And a grip releasing cylinder fixedly provided at the rear of the magazine plate and operated forward and backward to press or release one end of the pressing member of the slider among the grip releasing restricting portions of the gripper for clamping the tool holder on which the tool is mounted And a tool magazine for an automatic tool changer.
상기 그랩퍼는,
일단이 상기 그립퍼와 마주보도록 상기 브라켓에 결합되고, 타단에 장형의 손잡이가 형성된 그랩프레임과,
상기 그랩프레임의 내부에 힌지축핀을 통해 각각 회전가능하게 설치되고, 각각의 일단에 상기 툴홀더를 그래핑할 수 있는 그래핑요홈이 서로 마주보는 방향으로 각각 형성된 한 쌍의 그랩부재와,
한 쌍의 상기 그랩부재의 타단 사이에 설치되고, 상기 그랩부재 각각의 그래핑요홈이 서로 근접하도록 탄성력을 제공하며, 상기 그립퍼의 그립스프링보다 스프링상수가 작은 그랩스프링과,
일단은 상기 그랩프레임의 타단을 관통하여 상기 그랩프레임의 내부 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고, 타단은 상기 그랩프레임의 타단 외부로 돌출되어 상기 그랩프레임의 타단 내부로 인입출 작동하는 그랩해제로드와,
한 쌍의 상기 그랩부재 사이에 위치하도록 상기 그랩해제로드의 일단에 결합되어 함께 슬라이딩 이동하고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재 각각의 그래핑요홈이 서로 이격되지 않도록 상기 그랩부재 각각의 회전을 구속하는 그랩해제구속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용 툴매거진.
The method according to claim 6,
Said wrapper comprising:
A grip frame coupled to the bracket such that one end thereof faces the gripper and has an elongated handle at the other end,
A pair of grab members rotatably installed inside the grab frame through hinge shaft pins and formed at respective ends of the grab frame so as to form grappling grooves for gripping the tool holder,
A grab spring provided between the other ends of the pair of grab members for providing an elastic force such that the grappling grooves of each of the grab members come close to each other and having a spring constant smaller than a grip spring of the gripper;
And a grip releasing rod that is slidably installed at one end of the grab frame so as to be slidable along the inner longitudinal direction of the grab frame and whose other end is projected outside the other end of the grab frame, Wow,
The grip releasing rod is slidably engaged with one end of the grab releasing rod so as to be positioned between a pair of the grab members and when the other end of the grab releasing rod is pulled out from the grab frame to the outside, And a grip releasing restricting member for restricting rotation of each of the grab members so as not to be engaged with each other.
상기 그랩해제구속부재는,
상기 그랩부재 각각과 마주보도록 접촉되는 면에 경사진 테이퍼면이 형성되고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임으로부터 외부로 인출시 상기 그랩부재 각각의 타단방향으로 이동하여 상기 그랩부재 각각의 타단 사이에 접촉 고정되고, 상기 그랩해제로드의 타단이 상기 그랩프레임의 내부로 인입시 상기 그랩부재 각각의 회전구속을 해제하는 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용 툴매거진.
8. The method of claim 7,
The grip releasing restricting member
Wherein a tapered surface is formed on a surface which is in contact with each of the grab members so as to face each other, and when the other end of the grab releasing rod is pulled out from the grab frame to the outside, And releasing rotational restraint of each of the grab members when the other end of the grab releasing rod is drawn into the inside of the grab frame.
상기 매거진플레이트 및 툴시프팅부는 머시닝센터의 내부에 설치되고,
상기 툴시프팅부의 설치 위치에 대응되도록 상기 머시닝센터의 측벽에 개폐가능도록 설치된 툴시프팅도어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동공구 교환장치용 툴매거진.The method according to claim 1,
The magazine plate and the tool shifting portion are installed inside the machining center,
Further comprising a tool shifting door provided so as to be openable and closable on a side wall of the machining center so as to correspond to an installation position of the tool shifting portion.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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