KR102065854B1 - Automatic tool changer of machine tool - Google Patents

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KR102065854B1
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KR1020180102995A
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이달호
김제왕
한상묵
데니스 코르프
에릭 노박
클루트 게오르그
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현대위아 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an automatic tool changer of a machine tool, wherein a tool mounted on a main shaft of a machine tool and a tool mounted on a tool magazine are mutually changed such that the automatic tool changer may accommodate a plurality of tools. Therefore, various tools can be quickly changed within a short period of time, thereby increasing productivity. To this end, the automatic tool changer of a machine tool of the present invention is an automatic tool changer which mutually changes the tool mounted on the main shaft of the machine tool and the tool mounted on the tool magazine, and comprises: a tool changing unit which comprises a plurality of tool grippers accommodating a tool therein, and is moved to a changing position which is adjacent to the main shaft of the machine tool to change the tool or a standby position which is dislocated from the main shaft of the machine tool to be on standby; and a moving driving unit which moves the tool changing unit to the changing position or the standby position.

Description

공작기계의 자동 공구 교환장치{AUTOMATIC TOOL CHANGER OF MACHINE TOOL}Automatic tool changer for machine tools {AUTOMATIC TOOL CHANGER OF MACHINE TOOL}

본 발명은 공작기계의 자동 공구 교환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 공작기계의 주축에 장착된 공구와 툴 매거진에 장착된 공구를 상호 교환함에 있어 자동 공구 교환장치가 복수의 공구를 수용할 수 있도록 구성함으로써 짧은 시간 동안 다양한 공구를 빠르게 교환할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 공작기계의 자동 공구 교환장치에 관한 것이다. The present invention relates to an automatic tool changer for a machine tool, and more particularly, to an automatic tool changer for accommodating a tool mounted on a spindle of a machine tool and a tool mounted on a tool magazine. The present invention relates to an automatic tool changer of a machine tool that can improve productivity by enabling a quick change of various tools in a short time.

근래 공작기계 분야에서 하나의 공작기계를 이용해 공작물을 가공하는 도중에 다양한 공구가 요구되는 것은 매우 보편적이다. Recently, in the field of machine tools, it is very common to require various tools during machining of a workpiece using a single machine tool.

한편, 공작기계를 이용한 가공에 있어서 생산성은 매우 중요한 요소이므로, 사용자는 가공 도중 요구되는 다양한 공구들을 신속히 교환하고자 지향한다. On the other hand, since productivity is a very important factor in machining with a machine tool, the user is oriented to quickly change various tools required during machining.

이를 위한 일예로서, 자동 공구 교환 시스템이라고 하는 수단을 운용하고 있으며, 이러한 자동 공구 교환 시스템은 복수의 공구를 수용하기 위한 툴 매거진을 구비하고 있으며, 경우에 따라 상기 툴 매거진에 수용되어 있는 대기 공구와 주축에 장착되어 있는 사용 완료 공구의 상호 교환을 수행하는 자동 공구 교환장치를 포함하여 구성된다. As an example for this purpose, a tool called an automatic tool changer system is used. The automatic tool changer system includes a tool magazine for accommodating a plurality of tools, and in some cases, a standby tool housed in the tool magazine; It includes an automatic tool changer that performs interchange of used tools mounted on the spindle.

상기 자동 공구 교환 시스템은 공작기계의 용도와 구조 등에 따라 다양한 형태로 구성이 가능하며, 가장 보편적으로 통용되는 방식으로는 픽업방식과 트윈암 방식으로 구분된다. The automatic tool change system can be configured in various forms according to the use and structure of the machine tool, and the most commonly used methods are divided into a pickup method and a twin arm method.

먼저, 픽업방식은 주축에 장착된 공구가 가공작업을 수행하는 동안 툴 매거진이 회전운동을 하여 사용이 끝난 공구를 수용할 빈 수용 공간을 대기위치로 이동시키고, 가공이 끝나면 주축 혹은 툴 매거진이 선형 운동을 하여 주축에 장착되어 있는 사용이 끝난 공구를 툴 매거진의 빈 공간에 수용시킨다. First of all, the pick-up method rotates the tool magazine while the tool mounted on the spindle performs the machining operation, and moves the empty receiving space to receive the used tool to the standby position. Exercise to accommodate the used tool mounted on the spindle in the empty space of the tool magazine.

이후, 사용 완료 공구의 수용이 끝나면 툴 매거진이 다시 회전하여 주축에 장착하고자 하는 공구를 공구 교환 위치로 이동시키고, 다시 툴 매거진 혹은 주축의 선형 운동을 통해 툴 매거진의 공구를 주축에 장착함으로써 일련의 공구교환 프로세스가 이뤄진다. After receiving the used tool, the tool magazine rotates again to move the tool to be mounted on the spindle to the tool change position, and then, by mounting the tool magazine to the spindle through linear movement of the tool magazine or spindle, The tool change process takes place.

상술한 바와 같은 픽업방식은 툴 매거진의 회전 및 주축 혹은 툴 매거진의 선형운동으로만 공구교환이 가능하기 때문에 별도의 자동 공구 교환장치(ATC, automatic tool changer)가 필요치 않아 제작이 단순하고 비용이 적게 드는 장점이 있다. Since the pick-up method as described above can change the tool only by the rotation of the tool magazine and the linear movement of the spindle or the tool magazine, it does not require an automatic tool changer (ATC), which makes the production simple and inexpensive. There is an advantage.

그러나, 상기 픽업방식은 공구의 장착과 탈착이 모두 주축 및 툴 매거진의 상호 선형 운동으로만 이루어지므로 사용이 끝난 주축의 공구를 수용시킬 툴 매거진의 빈 수용공간과 주축에 새로 장착하고자 하는 툴 매거진 상의 공구가 상호 멀리 떨어져 있을 시, 툴 매거진의 회전에 많은 시간이 소요되므로 공구교환의 효율이 떨어지는 단점이 있다. However, since the pick-up and the tool mounting and detachment are performed only by the mutual linear movement of the spindle and the tool magazine, the empty space of the tool magazine to accommodate the tool of the used spindle and the tool magazine to be newly mounted on the spindle. When the tools are far apart from each other, the rotation of the tool magazine takes a lot of time, so the efficiency of the tool change is reduced.

또한, 상기 픽업방식은 툴 매거진에 수용되는 공구의 수가 늘어날수록, 즉, 툴 매거진이 커 질수록 공구 교환 시간이 길어지는 단점이 있다. In addition, the pick-up method has a disadvantage in that the tool change time becomes longer as the number of tools accommodated in the tool magazine increases, that is, the larger the tool magazine.

다음으로, 상기 트윈암 방식은 상기 픽업방식의 단점을 보완하기 위해 자동 공구 교환장치를 추가로 구성하여 공구 교환의 효율을 높힌 방식의 일예이다. Next, the twin arm method is an example of a method of increasing the efficiency of tool change by additionally configuring an automatic tool changer to compensate for the disadvantage of the pickup method.

상기 트윈암 방식의 자동 공구 교환장치는 트윈암의 선형운동 및 회전운동을 가능케 하는 캠박스가 구성되고, 상기 캠박스에 연결된 축의 끝 단에 공구를 수용하는 막대(Bar) 형태의 트윈암이 장착되어 캠박스로 부터 발생하는 동력을 이용해 공구의 인출입이 이루어진다. The twin arm type automatic tool changer is configured with a cam box that enables linear and rotational motion of the twin arm, and is equipped with a bar-shaped twin arm for receiving a tool at an end of an axis connected to the cam box. The tool is pulled in and out using the power generated from the cam box.

이때, 트윈암은 양 끝에 각 1개, 총 두 개의 공구를 수용할 수 있는 형태로 실시되는게 일반적이고, 자동 공구 교환장치는 보통 공구교환에 필요한 이동거리의 최소화 하기 위해 툴 매거진과 주축의 사이에 배치된다. In this case, the twin arm is generally implemented in a form that can accommodate two tools, one at each end, and automatic tool changer is usually between the tool magazine and the spindle to minimize the travel distance required for tool change. Is placed.

상기 트윈암 방식의 자동 공구 교환장치는 주축이 가공 작업을 수행하는 동안 툴 매거진은 선회 운동을 하여 후속 가공에 사용될 대기 공구를 자동 공구 교환장치 측으로 이동시키고, 경우에 따라 트윈암이 툴 매거진 상의 대기공구를 직접 트윈암의 빈 끝 단에 수용하거나 혹은 툴셔틀 등의 수단을 이용해 공구를 툴 매거진으로 부터 전달받아 수용한다. In the twin arm type automatic tool changer, the tool magazine rotates while the spindle performs the machining operation, and moves the standby tool to be used for the subsequent machining to the automatic tool changer side. Receive the tool directly from the free end of the twin arm or use a tool shuttle to receive the tool from the tool magazine.

이후, 주축에 장착된 공구의 사용이 끝나면 주축 역시 공구 교환 지점으로 이동하고 자동 공구 교환장치가 트윈암을 구동하여 대기 공구가 수용되어 있는 반대편을 이용하여 주축에 장착되어 있는 공구를 인출하여 수용한다. After the use of the tool mounted on the main shaft, the main shaft also moves to the tool change point, and the automatic tool changer drives the twin arm to take out and accommodate the tool mounted on the main shaft using the opposite side where the standby tool is accommodated. .

사용 완료 공구의 수용이 끝나면 자동 공구 교환장치를 구동하여 트윈암이 180° 회전하여 두 공구의 위치가 서로 바뀌도록 하고, 다시 자동 공구 교환장치를 구동하여 축이 선형 운동을 하게끔 하여 새 공구를 주축에 안착시킨다. When finished using the tool, run the automatic tool changer to rotate the twin arms 180 ° so that the positions of the two tools are interchanged, and then drive the automatic tool changer so that the axes move linearly. Settle on

새 공구의 장착이 완료되면 주축은 다시 가공부로 이동하며, 이후 자동 공구 교환장치는 트윈암의 운동을 통해 주축에서 회수한 공구를 툴 매거진에 수용하거나 공구 전달 장치에 전달 함으로써 공구교환의 한 행정이 완료된다. When the new tool is installed, the spindle moves back to the machined part. The automatic tool changer then moves the tool retrieved from the spindle through the twin-arm movement into the tool magazine or transfers it to the tool delivery device. Is done.

그러나, 상술한 트윈암 방식의 자동 공구 교환장치를 이용하는 공구 자동 교환 시스템은 트윈암의 양 끝에 각 1개씩 공구를 수용하는 작동원리에 기인하여 하나의 대기 공구 밖에 수용할 수 없는 한계가 있다. However, the automatic tool changer system using the twin arm type automatic tool changer described above has a limitation that only one standby tool can be accommodated due to the operation principle of receiving one tool at each end of the twin arm.

이로 인하여 다수의 툴이 저장되어 있는 대형의 툴 매거진을 가지는 공작기계에 있어서 짧은 시간에 여러 공구를 교환하여 사용하는 가공을 수행하고자 할 때, 공구 교환이 이루어지는 동안 가공을 대기해야 하며, 이로 인하여 효율이 저하되는 문제가 있다. As a result, in a machine tool having a large tool magazine in which a large number of tools are stored, when a tool is to be used in a short time by exchanging a plurality of tools, it is necessary to wait for the machining while the tool is changed. There is a problem of this deterioration.

구체적으로, 공구 교환을 통해 주축에 갓 장착된 공구가 짧은 시간의 가공만 수행하고, 그 후속 공정은 또 다른 공구로 이루어져야 한다면, 그리고 그 후속 공구가 툴 매거진 상에서 공구 교환 지점으로부터 상대적으로 먼 거리에 수용되어 있다면, 주축에 장착되어 있는 공구의 가공이 끝나기 전에 툴 매거진이 선회운동을 마치고 트윈암이 후속 공구를 인출하여 교환 지점에서 대기하는 것이 사실상 불가능하다는 문제가 있다. Specifically, if a tool freshly mounted on the spindle performs only a short time of machining, and the subsequent process has to be done with another tool, and the subsequent tool is relatively far from the tool change point on the tool magazine. If accepted, there is a problem that it is virtually impossible for the tool magazine to complete the turning movement and withdraw the subsequent tool and wait at the exchange point before machining of the tool mounted on the spindle is complete.

이 경우 주축은 공구 교환을 위해 교환 지점에서 자동 공구 교환장치의 공구교환 준비 작업이 완료될 때까지 대기해야만 하는데, 이는 공작기계에 있어서 비가공 시간, 즉 생산성의 저하를 의미하는 것이다. In this case, the spindle must wait until the tool change preparation work of the automatic tool changer is completed at the change point for the tool change, which means that the machining time for the machine tool, i.e., a decrease in productivity.

일본 등록특허공보 제2580050호(1996.11.7)Japanese Patent Publication No. 2580050 (1996.11.7)

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상기에서 서술한 트윈암 형식의 자동 공구 교환장치가 가지는 단점을 해소하기 위하여 공작기계의 주축에 장착된 공구와 툴 매거진에 장착된 공구를 상호 교환함에 있어 자동 공구 교환장치가 복수의 공구를 수용할 수 있도록 구성함으로써 공작기계가 짧은 시간 동안 다양한 공구를 사용하는 가공 작업을 수행함에 있어서 짧은 시간 동안 다양한 공구를 빠르게 교환할 수 있도록 하여 비가공 시간을 단축하고 이를 통해 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 공작기계의 자동 공구 교환장치를 제공함에 있다. An object of the present invention for solving the problems according to the prior art, the tool mounted on the main shaft of the machine tool and the tool magazine mounted to solve the disadvantages of the above-described twin-arm type automatic tool changer The automatic tool changer is designed to accommodate multiple tools in the interchange of parts, so that the machine tool can change various tools quickly for a short time in performing a machining operation using various tools for a short time. It is to provide an automatic tool changer of a machine tool that can reduce the machining time and thereby improve productivity.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 공작기계의 자동 공구 교환장치는, 공작기계의 주축에 장착된 공구와 툴 매거진에 장착된 공구를 상호 교환하는 자동 공구 교환장치에 있어서, 공구를 수용하는 다수의 공구 그리퍼를 포함하고, 상기 공작기계의 주축에 근접하여 공구를 교환하기 위한 교환위치와 상기 공작기계의 주축으로부터 이탈하여 대기하는 대기위치로 이동되는 공구교환부; 및 상기 공구교환부를 상기 교환위치 또는 대기위치로 이동시키는 이동구동부;를 포함하여 구성된다. The automatic tool changer of the machine tool of the present invention for solving the above technical problem, in the automatic tool changer for exchanging the tool mounted on the spindle and the tool magazine of the machine tool, a plurality of accommodating tools A tool changer including a tool gripper, the tool changer being moved to an exchange position for exchanging a tool in close proximity to the main axis of the machine tool and to a standby position to be separated from the main axis of the machine tool; And a movement driving part for moving the tool changer to the exchange position or the standby position.

바람직하게, 상기 공구교환부는, 상기 이동구동부에 연결되어 지지되는 지지몸체와, 상기 지지몸체의 일측에 고정되는 회전구동수단과, 상기 회전구동수단의 회전축에 고정되는 회전브라켓을 포함하여 구성되고, 상기 다수의 공구 그리퍼는 상기 회전브라켓에 체결되고, 상호간 소정의 각을 이루도록 배치되며, 상기 회전구동수단에 의해 상기 회전축을 기준으로 회전가능하도록 구성될 수 있다. Preferably, the tool changer is configured to include a support body connected to and supported by the moving drive unit, rotation driving means fixed to one side of the support body, and a rotation bracket fixed to the rotation shaft of the rotation driving means, The plurality of tool grippers are fastened to the rotation bracket, are arranged to form a predetermined angle to each other, and may be configured to be rotatable about the rotation axis by the rotation driving means.

바람직하게, 상기 다수의 공구 그리퍼는 동일 평면상에서 등각도로 배치되어 구성될 수 있다. Preferably, the plurality of tool grippers may be configured to be arranged at equal angles on the same plane.

바람직하게, 상기 다수의 공구 그리퍼는 3개로 구성되고, 120°로 등각배치될 수 있다. Preferably, the plurality of tool grippers are configured in three pieces and may be arranged at an angle of 120 °.

바람직하게, 상기 다수의 공구 그리퍼는 4개로 구성되고, 90°로 등각배치될 수 있다. Preferably, the plurality of tool grippers consist of four and can be placed at 90 °.

바람직하게, 상기 이동구동부는, 상기 지지몸체가 장착되는 일방향 이동블록; 상기 일방향 이동블록이 일방향으로 이동가능하도록 안내하는 일방향 이동레일; 상기 일방향 이동블록을 이동시키는 이동력을 제공하는 일방향 구동부; 상기 일방향 이동레일이 장착되는 타방향 이동블록; 상기 타방향 이동블록이 상기 타방향으로 이동가능하도록 안내하는 타방향 이동레일; 및 상기 타방향 이동블록을 이동시키는 이동력을 제공하는 타방향 구동부;를 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the moving drive unit, the one-way moving block on which the support body is mounted; A one-way moving rail for guiding the one-way moving block to be movable in one direction; A one-way driving unit providing a moving force to move the one-way moving block; Another direction moving block to which the one direction moving rail is mounted; Another direction moving rail for guiding the other direction moving block to be movable in the other direction; It may be configured to include; and the other direction drive unit for providing a moving force for moving the other direction moving block.

바람직하게, 상기 이동구동부는, 상기 지지몸체가 축결합되어 상기 지지몸체를 축회전시키는 축회전구동부; 상기 축회전 수단이 장착되는 일방향 이동블록; 상기 일방향 이동블록이 일방향으로 이동가능하도록 안내하는 일방향 이동레일; 상기 일방향 이동블록을 이동시키는 이동력을 제공하는 일방향 구동부; 상기 일방향 이동레일이 장착되는 타방향 이동블록; 상기 타방향 이동블록이 상기 타방향으로 이동가능하도록 안내하는 타방향 이동레일; 및 상기 타방향 이동블록을 이동시키는 이동력을 제공하는 타방향 구동부;를 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the moving drive unit, the shaft rotational drive unit for the support body is axially coupled to rotate the support body; A one-way moving block to which the axial rotation means is mounted; A one-way moving rail for guiding the one-way moving block to be movable in one direction; A one-way driving unit providing a moving force to move the one-way moving block; Another direction moving block to which the one direction moving rail is mounted; Another direction moving rail for guiding the other direction moving block to be movable in the other direction; It may be configured to include; and the other direction drive unit for providing a moving force for moving the other direction moving block.

바람직하게, 상기 일방향 이동레일과 상기 타방향 이동레일은 직교하는 방향으로 배치되어 구성될 수 있다. Preferably, the one-way moving rail and the other direction moving rail may be arranged in a direction perpendicular to each other.

바람직하게, 상기 타방향 이동레일에는 상기 툴 매거진에 고정결합을 위한 부착브라켓이 구비될 수 있다. Preferably, the other direction moving rail may be provided with an attachment bracket for fixed coupling to the tool magazine.

상술한 바와 같은 본 발명은, 공작기계의 주축에 장착된 공구와 툴 매거진에 장착된 공구를 상호 교환함에 있어 자동 공구 교환장치가 복수의 공구를 수용할 수 있도록 구성함으로써 공작기계가 짧은 시간 동안 다양한 공구를 사용하는 가공 작업을 수행함에 있어서 짧은 시간 동안 다양한 공구를 빠르게 교환할 수 있도록 하여 비가공 시간을 단축하고 이를 통해 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. The present invention as described above, the automatic tool changer is configured to accommodate a plurality of tools in the interchange of the tool mounted on the spindle and the tool magazine of the machine tool machine tool for a short time various In performing a machining operation using a tool, it is possible to change various tools quickly for a short time, thereby reducing the non-working time and thereby improving productivity.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작기계의 자동 공구 교환장치를 보여주는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작기계의 자동 공구 교환장치를 보여주는 후면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작기계의 자동 공구 교환장치를 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공작기계의 자동 공구 교환장치를 보여주는 사시도이다.
도 5는 종래의 트윈암 방식 자동 공구 교환장치에 의한 공구 교환 과정과 본 발명의 실시예에 따른 자동 공구 교환장치에 의한 공구 교환 과정을 비교한 순서도이다. 1 is a side view showing an automatic tool changer of a machine tool according to a first embodiment of the present invention.
2 is a rear view showing an automatic tool changer of the machine tool according to the first embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing an automatic tool changer of the machine tool according to the first embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing an automatic tool changer of a machine tool according to a second embodiment of the present invention.
5 is a flowchart comparing a tool change process by a conventional twin arm type automatic tool changer and a tool change process by an automatic tool changer according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다. The present invention can be embodied in many different forms without departing from the spirit or main features thereof. Accordingly, the embodiments of the present invention are merely examples in all respects and should not be interpreted limitedly.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

및/또는 이라는 용어는 관련하여 기재된 복수 항목들의 조합 또는 관련하여 기재된 복수 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The term and / or includes a combination of a plurality of items described in connection or any of a plurality of items described in connection with.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘연결되어’있다거나 ‘접속되어’있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to that other component, but it may be understood that other components may exist in between Should be.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘직접 연결되어’있다거나 ‘직접 접속되어’있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. On the other hand, when a component is said to be 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, ‘포함하다’또는 ‘구비하다’, ‘가지다’등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In the present application, the terms 'comprise', 'comprise', 'have', etc. are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist. Or other features or numbers, steps, operations, components, components or combinations thereof, or those in combination thereof should not be excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or corresponding components will be denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals and redundant description thereof will be omitted.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작기계의 자동 공구 교환장치를 보여주는 측면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작기계의 자동 공구 교환장치를 보여주는 후면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공작기계의 자동 공구 교환장치를 보여주는 사시도이다. 1 is a side view showing an automatic tool changer of a machine tool according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a rear view showing an automatic tool changer of a machine tool according to a first embodiment of the present invention, 3 is a perspective view showing an automatic tool changer of a machine tool according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1 실시예에 따른 공작기계의 자동 공구 교환장치(이하 ATC로 통칭함)는, 공작기계의 주축(10)에 장착된 공구(T)와 툴 매거진(20)에 장착된 공구(T)를 상호 교환하는 장치로서, 공구(T)를 교환시키기 위한 공구교환부(100)와 상기 공구교환부(100)의 위치를 이동시키기 위한 이동구동부(200)를 포함하여 구성된다. The automatic tool changer (hereinafter referred to as ATC) of the machine tool according to the first embodiment of the present invention is a tool (T) mounted on the main shaft 10 of the machine tool and a tool mounted on the tool magazine 20 ( An apparatus for exchanging T) is configured to include a tool exchanging part 100 for exchanging a tool T and a moving driving part 200 for moving a position of the tool exchanging part 100.

상기 공구교환부(100)는 상기 공작기계의 주축(10)에 근접하여 공구(T)를 교환하기 위한 교환위치와 상기 공작기계의 주축(10)에 이탈하여 대기하는 대기위치로 이동이 가능하다. The tool changer 100 may move to an exchange position for exchanging the tool T in close proximity to the main shaft 10 of the machine tool and to a standby position that is separated from the main shaft 10 of the machine tool. .

상기 이동구동부(200)는 상기 공구교환부(100)를 상기 교환위치 또는 대기위치로 이동시킬 수 있도록 구성된다. The movement driving unit 200 is configured to move the tool change unit 100 to the exchange position or the standby position.

먼저, 상기 공구교환부(100)에 대하여 설명하도록 한다. First, the tool changer 100 will be described.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공구교환부(100)는, 상기 이동구동부(200)에 연결되어 지지되는 지지몸체(110)와, 상기 지지몸체(110)의 일측에 고정되는 회전구동수단(120)과, 상기 회전구동수단(120)의 회전축에 고정되는 회전브라켓(130)을 포함하여 구성되고, 상기 다수의 공구 그리퍼(140)는 상기 회전브라켓(130)에 체결되어 상기 회전구동수단(120)에 의해 상기 회전축을 기준으로 회전가능하도록 구성될 수 있다. As shown in Figures 1 to 3, the tool changer 100, the support body 110 is connected to and supported by the moving drive unit 200, the rotation is fixed to one side of the support body 110 It comprises a drive means 120 and a rotating bracket 130 is fixed to the rotary shaft of the rotary drive means 120, the plurality of tool gripper 140 is fastened to the rotary bracket 130 and the rotation It can be configured to be rotatable about the rotation axis by the drive means 120.

상기 지지몸체(110)는 상기 이동구동부(200)와 연결을 위한 부분으로서, 상기 지지몸체(110)의 일측에 상기 회전구동수단(120)이 고정되도록 조립되고 , 상기 지지몸체(110)의 타측이 상기 이동구동부(200)에 연결되도록 조립될 수 있다. The support body 110 is a part for connection with the movable driving part 200, is assembled to be fixed to the rotation driving means 120 on one side of the support body 110, the other side of the support body 110 It may be assembled to be connected to the mobile driving unit 200.

상기 회전구동수단(120)은 상기 회전브라켓(130)을 소정 각도로 회전시킬 수 있는 구동모터로 구성될 수 있으며, 상기 회전구동수단(120)의 몸체 부분이 상기 지지몸체(110)에 고정되도록 조립되고, 상기 회전구동수단(120)의 회전축이 상기 회전브라켓(130)과 조립된다. The rotation driving means 120 may be composed of a drive motor for rotating the rotation bracket 130 at a predetermined angle, so that the body portion of the rotation driving means 120 is fixed to the support body 110. It is assembled, the rotary shaft of the rotary drive means 120 is assembled with the rotary bracket 130.

상기 회전브라켓(130)은 상기 회전구동수단(120)에 의해 축회전이 가능하도록 구성되며, 상기 회전브라켓(130)에는 다수의 공구 그리퍼(140)가 방사방향을 향하여 각각 조립된다. The rotary bracket 130 is configured to allow axial rotation by the rotary driving means 120, and a plurality of tool grippers 140 are assembled in the rotary bracket 130 in the radial direction, respectively.

상기 다수의 공구 그리퍼(140)는 상기 회전브라켓(130)의 일측면을 기준으로 동일 평면상에서 상호간 소정의 각도를 가지도록 배치될 수 있으며, 예를 들어, 상호간 등각도로 배치되도록 구성될 수 있으며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 있어 상기 다수의 공구 그리퍼(140)는 3개로 구성되고, 120°로 등각배치될 수 있다. The plurality of tool grippers 140 may be arranged to have a predetermined angle to each other on the same plane with respect to one side of the rotating bracket 130, for example, may be configured to be arranged at an equal angle to each other, 2 and 3, in the first embodiment, the plurality of tool grippers 140 may be configured in three pieces, and may be disposed at 120 °.

상술한 바와 같은 공구교환부(100)의 구성에 따르면, 상기 회전구동수단(120)에 의해 상기 회전브라켓(130)이 회전됨에 따라 상기 다수의 공구 그리퍼(140)가 각각 회전하게 되며, 예를 들어, 1회 회전량을 120°로 설정함에 따라 각 공구 그리퍼(140)의 위치를 순차적으로 이동시킬 수 있게 된다. According to the configuration of the tool changer 100 as described above, as the rotary bracket 130 is rotated by the rotary driving means 120, the plurality of tool grippers 140 are rotated, respectively, for example For example, by setting the rotation amount to 120 °, the position of each tool gripper 140 can be sequentially moved.

다음으로, 상기 이동구동부(200)에 대하여 설명하도록 한다. Next, the mobile driving unit 200 will be described.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이동구동부(200)는, 일방향 이송계(가로축 이송계)와 타방향 이송계(세로축 이송계)로 구성될 수 있다. As shown in Figures 1 to 3, the moving drive unit 200 may be composed of one direction feed system (horizontal axis feed system) and the other direction feed system (vertical axis feed system).

상기 일방향 이송계(가로축 이송계)는 상기 지지몸체(110)가 장착되는 일방향 이동블록(210), 상기 일방향 이동블록(210)이 일방향으로 이동가능하도록 안내하는 일방향 이동레일(220), 상기 일방향 이동블록(210)을 이동시키는 이동력을 제공하는 일방향 구동부(250)를 포함하여 구성될 수 있다. The one-way feed system (horizontal shaft feed system) is a one-way moving block 210 to which the support body 110 is mounted, a one-way moving rail 220 to guide the one-way moving block 210 to move in one direction, the one direction It may be configured to include a one-way drive unit 250 for providing a moving force for moving the moving block (210).

상기 타방향 이송계(세로축 이송계)는 상기 일방향 이동레일(220)이 장착되는 타방향 이동블록(230), 상기 타방향 이동블록(230)이 상기 타방향으로 이동가능하도록 안내하는 타방향 이동레일(240) 및 상기 타방향 이동블록(230)을 이동시키는 이동력을 제공하는 타방향 구동부(260)를 포함하여 구성될 수 있다. The other direction feed system (vertical axis feed system) is the other direction movement block 230 is mounted on the one-way movement rail 220, the other direction movement block 230 is moved in the other direction to guide the movement in the other direction It may be configured to include a rail 240 and the other direction driver 260 to provide a moving force for moving the other direction movement block 230.

상기 일방향 이동블록(210)은 상기 공구교환부(100)의 지지몸체(110)와 조립되는 블록으로서, 제1 실시예에서는 일방향 이동블록(210)과 지지몸체(110)가 서로 일체가 되도록 구성하였다. The one-way moving block 210 is a block assembled with the support body 110 of the tool changer 100, in the first embodiment is configured such that the one-way moving block 210 and the support body 110 are integral with each other. It was.

상기 일방향 이동레일(220)은 일방향으로 연장되도록 형성된 레일로서, 상기 일방향 이동블록(210)이 상기 일방향 이동레일(220)의 연장된 방향을 따라서 슬라이딩 이동이 가능하게 된다. The one-way moving rail 220 is a rail formed to extend in one direction, and the one-way moving block 210 may slide in an extended direction of the one-way moving rail 220.

상기 일방향 구동부(250)는 상기 일방향 이동블록(210)이 상기 일방향 이동레일(220)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있는 이동력을 제공하는 제공하는 부분으로서, 서보모터 또는 리니어 모터 등의 공지된 구성으로 구성될 수 있다. The one-way driving unit 250 is a part that provides a moving force that the one-way moving block 210 can slide along the one-way moving rail 220, and constitutes a known configuration such as a servo motor or a linear motor. Can be.

상기 타방향 이동블록(230)은 상기 일방향 이동레일(220)과 조립되는 블록으로서, 상기 타방향 이동블록(230)의 이동 시 상기 상기 일방향 이동블록(210)과 상기 일방향 이동레일(220)이 이동될 수 있다. The other direction moving block 230 is a block assembled with the one-way moving rail 220, the one-way moving block 210 and the one-way moving rail 220 when the other direction moving block 230 is moved Can be moved.

상기 타방향 이동레일(240)은 상기 일방향 이동레일(220)의 연장방향에 직교하는 타방향으로 연장되도록 형성된 레일로서, 상기 타방향 이동블록(230)이 상기 타방향 이동레일(240)의 연장된 방향을 따라서 슬라이딩 이동이 가능하게 되며, 상기 타방향 이동블록(230)이 상기 타방향 이동레일(240)의 연장된 방향을 따라서 슬라이딩 이동 시 상기 상기 일방향 이동블록(210)과 상기 일방향 이동레일(220)도 함께 이동될 수 있다. The other direction moving rail 240 is a rail formed to extend in the other direction perpendicular to the extending direction of the one-way moving rail 220, the other direction moving block 230 is extended to the other direction moving rail 240 The sliding movement is possible along the predetermined direction, and the one-way moving block 210 and the one-way moving rail when the other direction moving block 230 slides along the extended direction of the other direction moving rail 240. 220 may also be moved together.

한편, 상기 타방향 이동레일(240)에는 상기 툴 매거진(20)에 고정결합을 위한 부착브라켓(300)이 구비될 수 있다. On the other hand, the other direction moving rail 240 may be provided with an attachment bracket 300 for fixed coupling to the tool magazine 20.

상기 타방향 구동부(260)는 상기 타방향 이동블록(230)이 상기 타방향 이동레일(240)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있는 이동력을 제공하는 제공하는 부분으로서, 서보모터 또는 리니어 모터 등의 공지된 구성으로 구성될 수 있다. The other direction driving unit 260 is a part that provides a moving force for the other direction moving block 230 to slide along the other direction moving rail 240, and known as a servo motor or a linear motor It may consist of a configuration.

상술한 바와 같은 이동구동부(200)의 구성에 따르면, 일방향 이송계(가로축 이송계)와 타방향 이송계(세로축 이송계)로 이루어진 평면 상에서 상기 공구교환부(100)가 이동할 수 있게 된다. According to the configuration of the moving drive unit 200 as described above, the tool exchange unit 100 is able to move on a plane consisting of one direction feed system (horizontal axis feed system) and the other direction feed system (vertical axis feed system).

상술한 바와 같이, 공구교환부(100)와 이동구동부(200)를 포함하여 구성된 제1 실시예의 작동에 대하여 설명하도록 한다. As described above, the operation of the first embodiment including the tool changer 100 and the moving driver 200 will be described.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에서는 타방향 이송계(세로축 이송계)가 세로 방향으로 형성되고, 상기 타방향 이송계(세로축 이송계)에 일방향 이송계(가로축 이송계)가 가로 방향으로 장착되며, 상기 일방향 이송계(가로축 이송계)는 상기 타방향 이송계(세로축 이송계) 상에서 상하로 선형이동한다. As shown in Fig. 1, in the first embodiment, the other direction feed system (vertical axis feed system) is formed in the vertical direction, and the one direction feed system (horizontal axis feed system) is transverse to the other direction feed system (vertical axis feed system). It is mounted in the direction, the one-way feed system (horizontal axis feed system) is linearly moved up and down on the other direction feed system (vertical axis feed system).

공작기계의 주축(10)이 가공을 수행하는 동안에, ATC는 일방향 이송계(가로축 이송계)에 의해 공구 그리퍼(140)와 툴 매거진(20)에 장착되어 있는 대기공구(T)의 홈이 동일 평면상에 위치하도록 수평 이동하며 회전구동수단(120)에 의해 툴 매거진(20)의 대기공구(T)를 수용하고자 하는 공구 그리퍼(140)가 툴 매거진(20) 상의 대기공구(T)와 직교하는 방향을 향하도록 회전한다. While the main shaft 10 of the machine tool performs machining, the ATC has the same groove of the atmospheric tool T mounted on the tool gripper 140 and the tool magazine 20 by a one-way feed system (horizontal axis feed system). A tool gripper 140 which is horizontally moved so as to be positioned on a plane and which receives the waiting tool T of the tool magazine 20 by the rotation driving means 120 is perpendicular to the waiting tool T on the tool magazine 20. Rotate to face in the direction of

이후, ATC는 타방향 이송계(세로축 이송계)에 의해 공구 그리퍼(140)가 툴 매거진(20)에 위치한 대기공구(T)를 향해 직교하는 방향으로 수직 운동을 하고, 공구 그리퍼(140)가 대기공구(T)의 홈으로 진입하여 공구(T)를 인출할 수 있는 위치에 도달하면, 타방향 이송계(세로축 이송계)의 수직 운동을 정지하고, 일방향 이송계(가로축 이송계)를 이용하여 수평 이동을 함으로써 공구(T)를 툴 매거진(20)으로 부터 인출해낸다. Subsequently, the ATC moves vertically in a direction orthogonal to the tool tool 20 located at the tool magazine 20 by the tool gripper 140 by the other direction feed system (vertical axis feed system). When entering the groove of the waiting tool T and reaching the position where the tool T can be withdrawn, the vertical movement of the other direction feed system (vertical axis feed system) is stopped, and the one way feed system (horizontal axis feed system) is used. The tool T is taken out from the tool magazine 20 by horizontally moving.

툴 매거진(20)으로 부터 공구(T)의 인출이 완료되면, ATC는 다시 타방향 이송계(세로축 이송계)에 의해 하부로 이동하고, 툴 매거진(20)으로 부터 추가 공구(T)를 인출하여 그리퍼(140)에 수용코자 할 시 상기 서술된 과정을 반복한다. When the withdrawal of the tool T from the tool magazine 20 is completed, the ATC moves downward again by the other direction feed system (vertical axis feed system), and withdraws the additional tool T from the tool magazine 20. By repeating the process described above to accommodate the gripper 140.

공구 그리퍼(140)에 수용하고자 하는 모든 대기공구(T)의 수용이 완료되면, ATC는 사용이 끝난 주축(10)의 공구(T)를 인출할 교환위치로 이동하고 빈 공구 그리퍼(140)가 주축(10)에 수직한 방향으로 위치하도록 회전구동수단(120)에 의해 회전한 후 대기한다. When the acceptance of all the waiting tools T to be received in the tool gripper 140 is completed, the ATC moves to the exchange position to withdraw the tool T of the used spindle 10 and the empty tool gripper 140 After rotating by the rotation driving means 120 to be located in a direction perpendicular to the main shaft 10, and waits.

이후, 주축(10)의 가공이 끝나면 주축(10)도 공구(T)를 교환하기 위한 교환위치로 이동하고, ATC는 타방향 이송계(세로축 이송계)에 의해 주축(10) 쪽으로 이동한다. Thereafter, when the machining of the main shaft 10 is finished, the main shaft 10 also moves to an exchange position for exchanging the tool T, and the ATC moves toward the main shaft 10 by the other direction feed system (vertical axis feed system).

이때, ATC는 툴 매거진(20)으로부터 공구(T)를 인출할 때와 마찬가지로 빈 공구 그리퍼(140)가 주축(10)에 장착되어 있는 공구(T)의 홈으로 진입하도록 수직 운동을 하고, 적정 지점에 도달하면 수직 운동을 멈추고 일방향 이송계(가로축 이송계)에 의해 수평 운동을 행함으로써 주축(10)에 장착되어 있는 공구(T)를 인출해 낸다. At this time, the ATC performs a vertical movement so that the empty tool gripper 140 enters the groove of the tool T mounted on the main shaft 10, similarly to when the tool T is withdrawn from the tool magazine 20. When the point is reached, the vertical movement is stopped and the tool T mounted on the main shaft 10 is taken out by performing a horizontal movement by the one-way feed system (horizontal axis feed system).

주축(10)에 장착되어 있던 공구(T)의 인출이 완료되면, 회전구동수단(120)의 구동에 의하여 그리퍼(140)에 수용 중인 대기공구(T) 중 주축(10)에 신규 장착하고자 하는 대기공구(T)가 주축(10)과 동일 선상에 위치하도록 회전한다. When the withdrawal of the tool T mounted on the main shaft 10 is completed, the new tool is to be newly mounted on the main shaft 10 of the atmospheric tools T accommodated in the gripper 140 by the driving of the rotation driving means 120. The atmospheric tool T rotates so as to be on the same line as the main shaft 10.

이후, ATC는 다시 일방향 이송계(가로축 이송계)에 의해 수평 운동을 행함으로써 공구 그리퍼(140)의 대기공구(T)를 주축(10)에 장착시킨다. Thereafter, the ATC mounts the atmospheric tool T of the tool gripper 140 on the main shaft 10 by performing horizontal movement again by the one-way feed system (horizontal axis feed system).

대기공구(T)가 주축(10)에 안착되고 나면, ATC는 다시 타방향 이송계(세로축 이송계)에 의해 수직 운동을 하여 주축(10)으로 부터 멀어지고, 주축(10)은 가공 위치로, ATC는 경우에 따라 대기 위치로 이동하여 대기하거나 혹은 툴 매거진(20)으로 이동하여 주축(10)으로 부터 회수한 공구(T)를 툴 매거진(20)에 수용시키고 또 다른 대기공구(T)를 인출하여 대기 위치로 복귀한다. After the waiting tool T is seated on the spindle 10, the ATC is again moved away from the spindle 10 by vertical movement by means of a feed system in the other direction (vertical axis feed), and the spindle 10 is moved to the machining position. , ATC may optionally move to the standby position to wait or move to the tool magazine 20 to receive the tool T recovered from the spindle 10 in the tool magazine 20 and another waiting tool T. Withdraws and returns to the standby position.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공작기계의 자동 공구 교환장치를 보여주는 사시도로서, 제2 실시예의 ATC를 구성하는 다수의 공구 그리퍼(140')는 4개로 구성되고, 상호간 소정의 각도를 가지도록 배치될 수 있으며, 예를 들어, 상호간 90°로 등각배치될 수 있다. Figure 4 is a perspective view showing an automatic tool changer of a machine tool according to a second embodiment of the present invention, the plurality of tool grippers 140 'constituting the ATC of the second embodiment is composed of four, the predetermined angle between each other It may be arranged to have, for example, it may be arranged at an angle 90 ° to each other.

제2 실시예의 ATC를 구성하는 이동구동부는, 상기 지지몸체(110')가 축결합되어 상기 지지몸체(110')를 축회전시키는 축회전구동부(205), 상기 축회전 수단이 장착되는 일방향 이동블록(210'), 상기 일방향 이동블록(210')이 일방향으로 이동가능하도록 안내하는 일방향 이동레일(220'), 상기 일방향 이동블록(210')을 이동시키는 이동력을 제공하는 일방향 구동부(미도시), 상기 일방향 이동레일(220')이 장착되는 타방향 이동블록(230'), 상기 타방향 이동블록(230')이 상기 타방향으로 이동가능하도록 안내하는 타방향 이동레일(240') 및 상기 타방향 이동블록(230')을 이동시키는 이동력을 제공하는 타방향 구동부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. The movement driving unit constituting the ATC of the second embodiment includes an axial rotation driving unit 205 to which the support body 110 'is axially coupled to axially rotate the support body 110', and the axial rotation means is mounted in one direction. Block 210 ', one-way moving rail 220' for guiding the one-way moving block 210 'to be movable in one direction, one-way driving unit for providing a moving force for moving the one-way moving block 210' (not shown) ), Another direction moving block 230 'in which the one direction moving rail 220' is mounted, and another direction moving rail 240 'for guiding the other direction moving block 230' to be movable in the other direction. And another driving part (not shown) that provides a moving force for moving the other direction moving block 230 ′.

상기 축회전구동부(205)는 상기 지지몸체(110')의 일측과 조립되어 구성됨에 따라, 상기 축회전구동부(205)가 회전구동 시 상기 지지몸체(110')가 축회전이 이루어지도록 하며, 상기 축회전 구동부는 상기 일방향 이동블록(210')에 고정되도록 조립될 수 있다. The shaft rotation driving unit 205 is assembled with one side of the support body 110 ', so that the support body 110' is axially rotated when the shaft rotation driving unit 205 is rotated, The axial rotation driving unit may be assembled to be fixed to the one-way moving block 210 '.

상기 일방향 이동블록(210')은 상기 축회전 수단이 조립되는 블록으로서, 상기 축회전구동부(205)가 조립되기 위한 플랜지 부분이 구비될 수 있다. The one-way moving block 210 ′ is a block in which the axial rotation means is assembled, and a flange portion for assembling the axial rotation driving unit 205 may be provided.

상기 일방향 이동레일(220')은 일방향으로 연장되도록 형성된 레일로서, 상기 일방향 이동블록(210')이 상기 일방향 이동레일(220')의 연장된 방향을 따라서 슬라이딩 이동이 가능하게 된다. The one-way moving rail 220 ′ is a rail formed to extend in one direction, and the one-way moving block 210 ′ is slidably moved along the extended direction of the one-way moving rail 220 ′.

상기 일방향 구동부(미도시)는 상기 일방향 이동블록(210')이 상기 일방향 이동레일(220')을 따라 슬라이딩 이동할 수 있는 이동력을 제공하는 제공하는 부분으로서, 서보모터 또는 리니어 모터로 구성될 수 있다. The one-way driving part (not shown) is a part that provides a moving force for sliding the one-way moving block 210 'along the one-way moving rail 220' and may be configured as a servo motor or a linear motor. have.

상기 타방향 이동블록(230')은 상기 일방향 이동레일(220')과 조립되는 블록으로서, 상기 타방향 이동블록(230')의 이동 시 상기 상기 일방향 이동블록(210')과 상기 일방향 이동레일(220')이 이동될 수 있다. The other direction moving block 230 ′ is a block assembled with the one direction moving rail 220 ′, and the one direction moving block 210 ′ and the one direction moving rail when the other direction moving block 230 ′ moves. 220 'may be moved.

상기 타방향 이동레일(240')은 상기 일방향 이동레일(220')의 연장방향에 직교하는 타방향으로 연장되도록 형성된 레일로서, 상기 타방향 이동블록(230')이 상기 타방향 이동레일(240')의 연장된 방향을 따라서 슬라이딩 이동이 가능하게 되며, 상기 타방향 이동블록(230')이 상기 타방향 이동레일(240')의 연장된 방향을 따라서 슬라이딩 이동 시 상기 상기 일방향 이동블록(210')과 상기 일방향 이동레일(220')도 함께 이동될 수 있다. The other direction moving rail 240 'is a rail formed to extend in the other direction perpendicular to the extending direction of the one-way moving rail 220', the other direction moving block 230 'is the other direction moving rail 240 A sliding movement is possible along the extended direction of '), and the one-way moving block 210 when the other direction moving block 230' slides along the extended direction of the other direction moving rail 240 '. ') And the one-way movement rail 220 may also be moved together.

상기 타방향 구동부(미도시)는 상기 타방향 이동블록(230')이 상기 타방향 이동레일(240)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있는 이동력을 제공하는 제공하는 부분으로서, 서보모터 또는 리니어 모터로 구성될 수 있다. The other direction driver (not shown) is a part that provides a moving force for sliding the other direction moving block 230 'along the other direction moving rail 240, consisting of a servo motor or a linear motor Can be.

상술한 바와 같은 이동구동부의 구성에 따르면, 상기 일방향 이동레일(220'), 상기 타방향 이동레일(240') 및 상기 축회전구동부(205)에 의해 상기 공구교환부가 입체적인 공간 내에서 이동할 수 있게 된다. According to the configuration of the moving drive unit as described above, the tool changer can be moved in the three-dimensional space by the one-way moving rail 220 ', the other direction moving rail 240' and the axial rotation driving unit 205. do.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 ATC는 복수의 공구 그리퍼(140)를 가짐으로써 막대 형태의 트윈암 양 끝단에 각 1개씩 총 2개의 공구를 수용하는 기존의 트윈암 방식 ATC와 비교하여 다음과 같은 장점을 가진다. ATC according to an embodiment of the present invention made as described above has a plurality of tool grippers 140 and the conventional twin-arm type ATC that accommodates a total of two tools, each one at both ends of the rod-shaped twin arm In comparison, it has the following advantages.

본 발명에 의한 ATC는 복수의 대기 공구를 수용할 수 있으므로, 짧은 시간에 여러 공구를 사용하는 가공 공정에 있어서 그 대응이 용이한 장점이 있다. ATC according to the present invention can accommodate a plurality of standby tools, there is an advantage that the corresponding process is easy in the machining process using a plurality of tools in a short time.

특히, 대형의 툴 매거진이 사용되는 경우, 후속 공구를 인출 및 공구 교환 위치로 이동시킴에 있어서 툴 매거진의 선회 시간과 ATC의 이동 시간 및 툴 매거진으로부터 공구를 인출하는데 필요한 시간의 합이 주축에 장착된 공구의 가공 시간보다 길어지는 경우가 있는데, 이때, 종래의 ATC는 가공을 끝내고 공구 교환 위치로 이동한 주축은 ATC가 후속 공구를 툴 매거진으로부터 인출하여 공구 교환 위치로 도착하기까지 대기할 수 밖에 없다. In particular, when a large tool magazine is used, the sum of the turning time of the tool magazine and the moving time of the ATC and the time required to withdraw the tool from the tool magazine in moving the subsequent tool to the withdrawal and tool change positions is mounted on the spindle. It may take longer than the machining time of the tool, where the conventional ATC finishes machining and the spindle moves to the tool change position until the ATC withdraws the subsequent tool from the tool magazine and arrives at the tool change position. none.

이러한 대기시간은 공작기계를 이용한 생산분야에 있어서 비가공 시간, 즉 생산성의 저하를 의미한다. 본 발명은 이러한 불필요한 비가공 시간을 줄이거나 혹은 미연에 완전히 방지함으로써 생산성을 높이는데 그 주된 효능이 있다. This waiting time means a non-working time, that is, a decrease in productivity in a production field using a machine tool. The present invention has the main effect of increasing productivity by reducing such unnecessary non-working time or completely preventing it.

또한, 본 발명에 의한 종래의 ATC는 는 복수의 대기 공구를 동시에 수용할 수 있으므로, 종래의 ATC는 가 공구를 인출하기 위해 툴 매거진으로 이동하는 횟수를 줄일 수 있으므로, 이에 기인한 에너지 절감 효과가 있다. In addition, since the conventional ATC according to the present invention can accommodate a plurality of standby tools at the same time, the conventional ATC can reduce the number of times to move to the tool magazine to withdraw the tool, resulting in energy saving effect have.

도 5는 종래의 트윈암 방식 ATC에 의한 공구 교환 과정과 본 발명의 실시예에 따른 ATC에 의한 공구 교환 과정을 비교한 순서도로서, 각 박스 내부에 기재된 내용은 ATC의 위치이며, 화살표의 상부 내용은 ATC가 수행하는 작업, 화살표 하부는 해당 작업에 소요되는 시간을 의미한다. Figure 5 is a flow chart comparing the tool change process according to the conventional twin-arm ATC and the tool change process by the ATC according to an embodiment of the present invention, the contents described in each box is the position of the ATC, the upper content of the arrow Is the work performed by the ATC, and the lower part of the arrow indicates the time required for the work.

구체적으로, 종래 트윈암 ATC의 공구 2개 교환에 소요되는 시간(T1)은 'T1 = (5*t1 + 6*t2)'로 정의되고, 본 발명에 의한 ATC의 공구(T) 2개 교환에 소요되는 시간(T2)은 'T2 = (3*t1 + 6*t2)'로 정의될 수 있다. Specifically, the time T1 required for replacing two tools of the conventional twin arm ATC is defined as 'T1 = (5 * t1 + 6 * t2)', and the two tools T of the ATC according to the present invention are replaced. The time T2 required for may be defined as 'T2 = (3 * t1 + 6 * t2)'.

즉, 종래 트윈암 ATC의 공구 2개 교환에 소요되는 시간(T1)보다 본 발명에 의한 ATC의 공구 2개 교환에 소요되는 시간(T2)이 적게 소요되는 것이다. (T1 > T2)That is, the time T2 required for replacing two tools of the ATC according to the present invention is less than the time T1 required for replacing two tools of the conventional twin arm ATC. (T1> T2)

한편, 도 5에서는 공구가 장착되어 있지 않은 ATC가 툴 매거진에 장착된 공구 중 총 2개의 공구를 인출하여 주축(에 장착하고 사용이 끝난 공구 2개를 다시 매거진에 수용하는 경우를 표현하고 있으나, 본 발명에 의한 ATC에 장착되는 공구 그리퍼의 수는 사용자의 목적 및 의도에 따라 다양하게 변화가 가능하며 공구 그리퍼의 수가 늘어날 수록 본 발명이 가지는 장점인 비가공 시간 단축의 효과는 더욱 커지게 된다. On the other hand, Figure 5 represents a case in which the ATC without the tool is pulled out of the two tools of the tools mounted in the tool magazine to accommodate the two spindles (mounted and used tools in the magazine again, The number of tool grippers mounted on the ATC according to the present invention can be variously changed according to the purpose and intention of the user, and as the number of tool grippers increases, the effect of shortening the non-working time, which is an advantage of the present invention, becomes greater.

또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 다수의 공구를 짧은 시간에 주축에 바꾸어 장착하고자 할 시, 주축이 공구 교환 위치에서 ATC의 이동이 완료되기 까지 대기하는 시간이 발생하지 않는 장점이 있다. In addition, although not shown in the drawings, when a large number of tools are mounted on the spindle in a short time, there is an advantage that the time waiting for the spindle to complete the movement of the ATC at the tool change position does not occur.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many different and obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, the scope of the invention should be construed by the claims described to include many such variations.

10:공작기계의 주축
20:툴 매거진
110:지지몸체
120:회전구동수단
130:회전브라켓
140:그리퍼
205:축회전구동부
210:일방향 이동블록
220:일방향 이동레일
230:타방향 이동블록
240:타방향 이동레일
250:일방향 구동부
260:타방향 구동부
T:공구10: spindle of machine tool
20: tool magazine
110: support body
120: rotation drive means
130: rotating bracket
140: Gripper
205: shaft rotation drive unit
210: one-way moving block
220: One-way moving rail
230: moving direction blocks
240: moving direction rail
250: one-way driving part
260: driving direction
T: Tool

Claims (9)

공작기계의 주축에 장착된 공구와 툴 매거진에 장착된 공구를 상호 교환하는 공작기계의 자동 공구 교환장치에 있어서,
공구를 수용하는 다수의 공구 그리퍼를 포함하고, 상기 공작기계의 주축에 근접하여 공구를 교환하기 위한 교환위치와 상기 공작기계의 주축으로부터 이탈하여 대기하는 대기위치로 이동되는 공구교환부; 및
상기 공구교환부를 상기 교환위치 또는 대기위치로 이동시키는 이동구동부;를 포함하여 구성되되,
상기 공구교환부는,
상기 이동구동부에 연결되어 지지되는 지지몸체와, 상기 지지몸체의 일측에 고정되는 회전구동수단과, 상기 회전구동수단의 회전축에 고정되는 회전브라켓을 포함하여 구성되고,
상기 다수의 공구 그리퍼는 상기 회전브라켓에 체결되고, 상호간 소정의 각을 이루도록 배치되며, 상기 회전구동수단에 의해 상기 회전축을 기준으로 회전가능하도록 구성되며,
상기 이동구동부는,
상기 지지몸체가 축결합되어 상기 지지몸체를 축회전시키는 축회전구동부;
상기 축회전 구동부가 장착되는 일방향 이동블록;
상기 일방향 이동블록이 일방향으로 이동가능하도록 안내하는 일방향 이동레일;
상기 일방향 이동블록을 이동시키는 이동력을 제공하는 일방향 구동부;
상기 일방향 이동레일이 장착되는 타방향 이동블록;
상기 타방향 이동블록이 상기 타방향으로 이동가능하도록 안내하는 타방향 이동레일; 및
상기 타방향 이동블록을 이동시키는 이동력을 제공하는 타방향 구동부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 공구 교환장치. In an automatic tool changer of a machine tool for exchanging a tool mounted on the spindle of the machine tool and a tool mounted on the tool magazine,
A tool changer including a plurality of tool grippers for receiving a tool, the tool changer being moved to an exchange position for exchanging a tool in close proximity to the main axis of the machine tool and to a standby position to be separated from the main axis of the machine tool; And
It is configured to include; a movement driving unit for moving the tool changer to the exchange position or the standby position,
The tool changer,
And a support body connected to the moving drive unit, a rotation driving means fixed to one side of the support body, and a rotation bracket fixed to the rotation shaft of the rotation driving means.
The plurality of tool grippers are fastened to the rotation bracket, are arranged to form a predetermined angle to each other, and configured to be rotatable about the rotation axis by the rotation driving means,
The moving drive unit,
An axial rotation driving unit coupled to the support body to axially rotate the support body;
A one-way moving block in which the axial rotation driving unit is mounted;
A one-way moving rail for guiding the one-way moving block to be movable in one direction;
A one-way driving unit providing a moving force to move the one-way moving block;
Another direction moving block in which the one direction moving rail is mounted;
Another direction moving rail for guiding the other direction moving block to be movable in the other direction; And
Automatic tool changer for a machine tool comprising a; other direction drive unit for providing a moving force for moving the other direction moving block. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 다수의 공구 그리퍼는 동일 평면상에서 등각도로 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 공구 교환장치. The method of claim 1,
And said plurality of tool grippers are arranged at an equal angle on the same plane. 제3항에 있어서,
상기 다수의 공구 그리퍼는 3개로 구성되고, 120°로 등각배치된 것을 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 공구 교환장치. The method of claim 3,
The plurality of tool gripper is composed of three, the automatic tool changer of the machine tool, characterized in that arranged at an angle of 120 °. 제3항에 있어서,
상기 다수의 공구 그리퍼는 4개로 구성되고, 90°로 등각배치된 것을 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 공구 교환장치. The method of claim 3,
The plurality of tool gripper is composed of four, the automatic tool changer of the machine tool, characterized in that arranged at an angle of 90 °. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 일방향 이동레일과 상기 타방향 이동레일은 직교하는 방향으로 배치되어 구성된 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 공구 교환장치. The method of claim 1,
The one-way moving rail and the other direction moving rail is an automatic tool changer of the machine tool, characterized in that arranged in a direction perpendicular to each other. 제1항에 있어서,
상기 타방향 이동레일에는 상기 툴 매거진에 고정결합을 위한 부착브라켓이 구비된 것을 특징으로 하는 공작기계의 자동 공구 교환장치. The method of claim 1,
The other direction moving rail is an automatic tool changer for a machine tool, characterized in that the mounting bracket is provided for fixed coupling to the tool magazine.
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