KR102378611B1 - Automatic tool changer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동 공구 교환 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic tool changer.
일반적으로 공작기계는 머시닝 센터를 비롯하여, 터닝 센터, 방전 가공기, 수평형 NC 보링머신 등을 비롯하여 다양한 종류가 작업의 용도에 맞게 널리 사용되고 있다. 특히, 머시닝 센터(machining center)는 드릴링,보링,밀링,리밍,태핑 등을 자동으로 가공하는 공작기계로서, 각종 공구가 매거진에 배열된 상태에서 수치제어시스템에 의해서 필요로 하는 공구를 교환하면서 가공물을 정해진 순서에 따라 자동으로 가공하게 된다. 이러한 머시닝센터는 자동화된 여러 종류의 가공을 위해 다양한 종류의 공구들을 선택적으로 교환하면서 가공해야 하므로, 스핀들에 장착된 공구가 하나의 공정에 대한 가공을 완료하면 다음 공정을 위하여 스핀들에 장착된 공구와 공구 매거진에 수납되어 있는 공구를 교환할 수 있는 자동공구교환장치(ATC; automatic tool changer)가 필수적으로 요구된다.In general, various types of machine tools, including machining centers, turning centers, electric discharge machines, and horizontal NC boring machines, are widely used for the purpose of work. In particular, a machining center is a machine tool that automatically processes drilling, boring, milling, reaming, tapping, and the like. In a state in which various tools are arranged in a magazine, the required tools are exchanged by the numerical control system while exchanging the workpiece are automatically processed according to the set sequence. Since these machining centers have to process while selectively exchanging various types of tools for automated various types of machining, when the tool mounted on the spindle completes machining for one process, it is used with the tool mounted on the spindle for the next process An automatic tool changer (ATC) capable of changing the tools stored in the tool magazine is essential.
간단히 말하면, 공작기계에서 다양한 가공에 적합한 공구를 장치(수납)하고 있는 매거진과 이 공구를 가공공정에 맞도록 정의된 프로그램에 의하여 해당되는 공구를 주축에 장착하여 주축의 회전에 의하여 필요한 가공을 수행하게 된다. 자동 공구 교환 장치는 매거진에 수납된 공구를 주축에 공급해주는 장치로써, 다양한 방법으로 구성이 되고 있다.Simply put, the magazine that holds the tools suitable for various machining in the machine tool and the program defined to fit the tool to the machining process, the tool is mounted on the main shaft to perform the necessary machining by the rotation of the main shaft. will do The automatic tool changer is a device that supplies the tools stored in the magazine to the spindle, and is configured in various ways.
종래의 자동 공구 교환 장치는, 캠이 내장된 트윈암을 사용하는 방식과, 캠이 없는 일체형 터렛형 혹은 해바라기형으로 불리는 방식으로 구분된다.The conventional automatic tool changer is divided into a method using a twin arm with a built-in cam, and a method called an integral turret type or a sunflower type without a cam.
롤러기어드 캠이 내장된 구조의 경우, 롤러기어드 캠의 회전은 상부암축을 축회전시키고, 롤러기어드 캠에 조립된 링크 구조는 상부암축에 연동된 트윈암축을 상하로 이동시켜 공구가 상하로 이동되도록 한다. 즉, 종래의 자동 공구 교환 장치는 롤러기어드 캠에 의해 축회전하는 상부암축에 의해 트윈암축이 회전되고, 롤러기어드 캠에 의해 작동하는 링크 구조에 의해 트윈암축이 상하이동된다. 또한, 종래의 자동 공구 교환 장치 구조의 롤러기어드 캠방식에서는, 모터에서 트윈암에 동력을 전달하기 위해서, 롤러기어드 캠에 모터의 동력을 받는 기어(하이포이드 기어 혹은 베벨기어, 스퍼기어)가 장착되어 롤러기어가 회전하게 되고, 트윈암 축에 구성된 캠 팔로우가 롤러기어드 캠의 홈부에 미끄럼운동을 하면서 회전을 하게 된다. In the case of a structure with a built-in roller geared cam, the rotation of the roller geared cam causes the upper arm shaft to rotate. do. That is, in the conventional automatic tool changing device, the twin arm shaft is rotated by the upper arm shaft rotated by the roller geared cam, and the twin arm shaft is vertically moved by the link structure operated by the roller geared cam. In addition, in the conventional roller geared cam method of the automatic tool changer structure, a gear (hypoid gear, bevel gear, spur gear) receiving the power of the motor is mounted on the roller geared cam in order to transmit power from the motor to the twin arm. As a result, the roller gear rotates, and the cam follower configured on the twin arm shaft rotates while sliding in the groove of the roller geared cam.
이처럼 종래의 롤러기어드 캠 구조는 회전운동이 직선운동으로 바뀌는 구조로 파손 등의 문제점이 발생한다. 구체적으로, 종래의 롤러기어드 캠 구조는 롤러기어의 회전운동과 트윈암축에 부착한 캠팔로우에 의하여 회전하게 된다. 그리고 트윈암의 상하 이동은 롤러기어드 캠에 구성된 캠그루브에 따라서 링크는 운동을 하게 되고, 링크의 일측은 회전지지점(회전하는 축의 고정위치)이 되어, 롤러기어드 캠의 회전에 의하여 링크의 펼침 각도가 변함에 따라 링크의 상하이동 길이가 달라지게 되고, 링크의 일단에 조합된 캠 팔로우는 트윈암축의 홈부에 미끄럼 결합되어 회전운동과 무관하게 상하이동을 하게 된다. 회전운동을 연결하는 롤러기어드 캠의 그루브에 따라 이송되는 트윈암축의 캠 팔로우 조립일체 및 트윈암을 상하이동하게 하는 링크 구조는 구동 중 잦은 파손으로 동작이 불가능하게 되는 경우가 많다. 또한, 상하 이동이 되는 트윈암축은 롤러기어드 캠에 링크 구조로 결합되어, 동작 중 힘의 균형점(즉, 사점) 혹은 연동 동작의 부정확함이나 이물질에 의한 링크의 파손이 다수 발생하는 문제가 있다.As such, the conventional roller geared cam structure has a structure in which rotational motion is converted into linear motion, and thus problems such as breakage occur. Specifically, the conventional roller geared cam structure is rotated by the rotational movement of the roller gear and the cam follower attached to the twin arm shaft. And when the twin arm moves up and down, the link moves according to the cam groove configured in the roller geared cam, and one side of the link becomes a rotation support point (fixed position of the rotating shaft), and the extension angle of the link is caused by the rotation of the roller geared cam. As , the length of the vertical movement of the link changes, and the cam follower combined with one end of the link is slidably coupled to the groove of the twin arm shaft and moves vertically regardless of the rotational movement. The cam follower assembly of the twin arm shaft, which is transported according to the groove of the roller geared cam that connects the rotational motion, and the link structure that makes the twin arm move up and down are often broken during operation, making it impossible to operate. In addition, the twin arm shaft, which moves up and down, is coupled to the roller geared cam in a link structure, and there is a problem in that the balance point (ie, dead point) of the force during operation or the inaccuracy of the interlocking operation or breakage of the link by foreign substances occurs a lot.
본 발명은 커플링을 통해 구동부와 상부암을 간결한 구성으로 결합하여 트윈암으로 축회전운동을 전달하고, 머시닝 센터의 주축과 유기적으로 연동되어 주축의 상하 이동에 의하여 트윈암이 상하방향으로 이동되도록 함으로써, 종래의 롤러기어드캠에 의하여 복잡하게 구동되는 회전운동과 상하운동을 분리하여 내부 구조를 간단히 함으로 기계의 가동시 발생할 수 있는 문제를 획기적으로 줄일 수 있는 자동 공구 교환 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention transmits axial rotational motion to the twin arm by combining the driving unit and the upper arm in a simple configuration through a coupling, and is organically linked with the main axis of the machining center so that the twin arm moves up and down by vertical movement of the main axis. By doing so, it is to provide an automatic tool changing device that can dramatically reduce problems that may occur during operation of the machine by simplifying the internal structure by separating the rotational motion and the vertical motion that are complicatedly driven by the conventional roller geared cam.
또한, 종래의 링크 구조를 통해 트윈암이 상하 이동되도록 하는 캠박스 내부의 롤러기어드 캠 및 동력 전달 관련부분을 제거하여, 캠박스 내부 구조를 간결하게 하여 오작동, 고장 발생, 파손 문제를 제거할 수 있는 자동 공구 교환 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, by removing the roller geared cam and power transmission-related parts inside the cam box that allow the twin arm to move up and down through the conventional link structure, the internal structure of the cam box can be simplified to eliminate malfunctions, failures, and damage. It is to provide an automatic tool changer with
본 발명의 일 실시예에 따르면, 머시닝 센터의 매거진과 주축 사이에 설치되는 자동 공구 교환 장치에 있어서, 구동부가 장착되는 캠박스; 상기 캠박스의 내부에 설치되어, 상기 구동부로부터 동력을 전달받아 축회전되는 회전부; 및 양 측 단부에는 공구를 클램핑/언클램핑 할 수 있는 핑거가 설치되고, 상기 회전부의 하단에 고정되어 상기 회전부의 회전을 따라 회전되는 클램핑부;를 포함하고, 상기 회전부는, 상기 캠박스 내부에서 상기 구동부의 동력에 의해 축회전하는 상부암; 및 내부의 중공부에 상기 상부암의 소정 길이가 삽입되어 상기 상부암과 연결되며, 상기 상부암이 축회전 함에 따라 함께 축회전되고, 하단에 고정된 상기 클램핑부에 가해지는 외력에 의해 상기 상부암의 길이를 따라 상하 이동 가능한 트윈암;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.According to an embodiment of the present invention, there is provided an automatic tool changing device installed between a magazine and a main shaft of a machining center, comprising: a cam box to which a driving unit is mounted; a rotating part installed inside the cam box and axially rotated by receiving power from the driving part; and a clamping part having fingers for clamping/unclamping the tool installed at both ends thereof, and clamping parts fixed to the lower end of the rotating part and rotating along the rotation of the rotating part; an upper arm axially rotated by the power of the driving unit; and a predetermined length of the upper arm is inserted into an inner hollow part to be connected to the upper arm, and the upper arm rotates together as the shaft rotates, and the upper arm is rotated by an external force applied to the clamping part fixed to the lower end. Automatic tool changing device comprising a; twin arms movable up and down along the length of the arm.
또한, 상기 클램핑부의 어느 하나의 핑거가 하나의 공구를 주축과 동시에 클램핑한 상태에서, 상기 주축이 상승 또는 하강하는 경우, 상기 주축의 상승 또는 하강하는 힘에 의해 상기 트윈암이 함께 상승 또는 하강하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치를 제공할 수 있다.In addition, when one finger of the clamping part clamps one tool and the main shaft at the same time, when the main shaft rises or descends, the twin arms rise or fall together by the force of the main shaft rising or falling. It is possible to provide an automatic tool changing device, characterized in that.
또한, 상기 트윈암은, 상부에서 둘레를 따라 외측으로 돌출되되, 서로 상하로 소정 간격 이격 형성되는 상플랜지와 하플랜지; 및 둘레의 기 설정된 지점에서 상기 상플랜지 및 하플랜지에 각각에 형성되는 이동홈;을 포함하고, 상기 캠박스는, 상기 트윈암이 내부에 배치될 수 있도록 형성된 장착홈의 내주면에서 상기 장착홈 내측으로 돌출되되, 상기 트윈암이 하강되기 전 상태에서 상기 하플랜지가 위치되는 높이의 하측 높이에서 돌출되며, 상기 트윈암이 축회전할 때의 축 중심점을 기준으로 상기 이동홈과 기 설정된 각도 A만큼 엇갈려서 배치되는 위치 설정핀;을 포함하고, 상기 클램핑부는, 매거진에서 공급받는 교체할 새로운 제1 공구를 클램핑하는 제1 핑거; 및 주축에서 사용이 완료된 제2 공구를 클램핑하는 제2 핑거;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치를 제공할 수 있다.In addition, the twin arms, doedoe protruding outward along the circumference from the top, the upper and lower flanges and the lower flange is formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance up and down; and moving grooves respectively formed on the upper and lower flanges at preset points around the periphery, wherein the cam box includes an inner peripheral surface of the mounting groove formed so that the twin arms can be disposed therein, inside the mounting groove. Doedoe protrudes from a height below the height at which the lower flange is positioned in a state before the twin arm is lowered, and a preset angle A with the moving groove based on the central point of the axis when the twin arm rotates axially Positioning pins are alternately arranged; including, the clamping unit, a first finger for clamping a new first tool to be replaced supplied from the magazine; And it is possible to provide an automatic tool changing device comprising a; and a second finger for clamping the used second tool on the main shaft.
또한, 상기 이동홈이 상기 위치 설정핀과 기 설정된 각도 A만큼 엇갈리도록 상기 트윈암이 회전된 상태인 경우, 상기 하플랜지의 하면이 상기 캠박스에서 돌출된 상기 위치 설정핀의 상단에 접촉되며 상기 위치 설정핀에 상기 하플랜지가 지지되어, 상기 위치 설정핀은, 자중에 의해 상기 트윈암이 하강되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치를 제공할 수 있다.In addition, when the twin arm is rotated so that the moving groove is staggered by a preset angle A from the positioning pin, the lower surface of the lower flange is in contact with the upper end of the positioning pin protruding from the cam box, and the The lower flange is supported on the positioning pin, and the positioning pin can provide an automatic tool changing device, characterized in that it is possible to prevent the twin arm from being lowered by its own weight.
또한, 상기 트윈암이 상기 주축과 좌우 방향을 따라 수평 선상에 위치되고, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 전후 방향을 따라 배치된 상태에서, 상기 회전부가 기 설정된 각도 A만큼 정회전하면(여기서, 회전각은 제조사의 장비 특성에 의하여 정해진 각도로 형성가능), 상기 제2 핑거는 상기 주축의 하측에 위치되고, 상기 상플랜지 및 상기 하플랜지에 형성된 상기 이동홈은 상기 위치 설정핀과 상하방향을 따라 동일 선상에 위치되어, 상기 이동홈이 상기 위치 설정핀을 통과하면서 상기 트윈암이 하강할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치를 제공할 수 있다.In addition, when the twin arm is positioned on a horizontal line along the left and right direction with the main axis, and the first finger and the second finger are disposed along the front-rear direction, the rotating part rotates forward by a preset angle A ( Here, the rotation angle can be formed at an angle determined by the equipment characteristics of the manufacturer), the second finger is located below the main shaft, and the moving groove formed in the upper flange and the lower flange is up and down with the positioning pin. It is possible to provide an automatic tool changing device, which is positioned on the same line along the direction, so that the twin arm can descend while the moving groove passes through the positioning pin.
또한, 상기 캠박스는, 상기 트윈암이 배치된 장착홈의 하부에서, 상기 장착홈 내측으로 인입 가능한 위치 고정핀; 및 상기 위치 고정핀을 상기 장착홈 내측으로 인입시키거나 외측으로 인출시키는 실린더;를 포함하되, 상기 트윈암이 하강된 상태에서, 상기 실린더에 의해 상기 장착홈 내측으로 인입된 상기 위치 고정핀은 상기 상플랜지 상측에 위치되는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치를 제공할 수 있다.In addition, the cam box may include: a position fixing pin retractable into the mounting groove from a lower portion of the mounting groove in which the twin arms are disposed; and a cylinder for drawing the position fixing pin into or out of the mounting groove, wherein, in a state where the twin arm is lowered, the position fixing pin introduced into the mounting groove by the cylinder is the It is possible to provide an automatic tool changing device, characterized in that located above the upper flange.
또한, 상기 위치 고정핀은, 상기 회전부가 기 설정된 각도 A만큼 정회전된 상태에서의 상기 이동홈의 위치와 엇갈리는 상기 장착홈 둘레의 일 지점에서 인입되는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치를 제공할 수 있다.In addition, the position fixing pin, to provide an automatic tool changing device, characterized in that the retracted at a point around the mounting groove that intersects the position of the moving groove in a state in which the rotating part is rotated forward by a preset angle A. can
또한, 상기 회전부가 기 설정된 각도 A만큼 정회전한 후, 상기 제2 핑거가 상기 주축에 클림팽된 상기 제2 공구를 클램핑한 상태에서, 주축이 하강함에 따라 상기 트윈암이 상기 상부암의 길이를 따라 하강하고, 상기 트윈암이 하강하여 상기 하플랜지가 상기 장착홈의 하부에 위치되면 상기 실린더의 작동에 의해 상기 위치 고정핀이 상기 장착홈 내부로 인입되어 상기 상플랜지 상측에 위치되고, 주축이 상기 제2 공구를 언클램핑한 후 상승하면, 상기 제1 핑거가 상기 제1 공구를 클램핑하고 상기 제2 핑거가 상기 제2 공구를 클램핑한 상태에서, 상기 클램핑부가 180도 회전하여, 상기 제1 핑거가 클램핑한 상기 제1 공구가 상기 주축의 하측에 위치되는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치를 제공할 수 있다.In addition, after the rotating part rotates forward by a preset angle A, in a state in which the second finger clamps the second tool crimped to the main shaft, as the main shaft descends, the twin arm moves the length of the upper arm When the twin arm descends and the lower flange is positioned under the mounting groove, the position fixing pin is drawn into the mounting groove by the operation of the cylinder and is positioned above the upper flange, the main shaft When the second tool is raised after unclamping, the clamping unit rotates 180 degrees in a state where the first finger clamps the first tool and the second finger clamps the second tool, It is possible to provide an automatic tool changing device, characterized in that the first tool clamped by one finger is located below the main shaft.
또한, 주축이 다시 하강하여 상기 제1 핑거에 클램핑된 상기 제1 공구를 클램핑하여, 상기 제1 핑거와 주축이 동시에 상기 제1 공구를 클램핑하면, 상기 실린더에 의해 상기 위치 고정핀은 상기 장착홈의 외측으로 인출되고, 주축이 상승함에 따라, 주축이 상승하는 힘이 상기 클램핑부를 통해 상기 트윈암으로 전달되어 상기 트윈암이 상승되고, 상기 이동홈이 상기 위치 설정핀을 관통하도록, 상기 트윈암이 상승하여, 상기 하플랜지가 상기 위치 설정핀보다 상측에 위치되고, 상기 제1 핑거가 상기 제1 공구를 언클램핑한 후, 상기 구동부로부터 동력을 전달받은 상기 상부암이 기 설정된 각도 A만큼 역회전하여, 상기 이동홈과 상기 위치 설정핀의 위치가 엇갈리게 되면, 상기 위치 설정핀에 의해 상기 하플랜지가 지지되는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치를 제공할 수 있다.In addition, when the main shaft descends again to clamp the first tool clamped to the first finger, and the first finger and the main shaft clamp the first tool at the same time, the position fixing pin by the cylinder is positioned in the mounting groove and as the main shaft rises, the force of the main shaft ascending is transmitted to the twin arm through the clamping part to raise the twin arm, and the moving groove passes through the positioning pin, the twin arm As it rises, the lower flange is positioned above the positioning pin, and after the first finger unclamps the first tool, the upper arm, which has received power from the driving unit, is reversed by a preset angle A. By rotating, when the positions of the moving groove and the positioning pin are staggered, it is possible to provide an automatic tool changing device, characterized in that the lower flange is supported by the positioning pin.
또한, 상기 상부암은, 커플링에 의해 상기 구동부의 구동축과 연결되는 샤프트; 및 상기 샤프트의 하부에서 하방으로 연장 형성되며, 상기 트윈암 내부의 중공부에 삽입되는 이동가이드축;을 포함하고, 상기 회전부는, 상기 캠박스의 내부에서 위치가 고정되도록 설치되고, 내측에 상기 샤프트가 설치되어, 상기 샤프트가 축회전 하는 것을 가이드하는 롤러 베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치를 제공할 수 있다.In addition, the upper arm may include a shaft connected to the driving shaft of the driving unit by a coupling; and a movement guide shaft extending downwardly from the lower part of the shaft and inserted into a hollow part inside the twin arm, wherein the rotating part is installed so that the position is fixed inside the cam box, and the It is possible to provide an automatic tool changing device comprising a; a shaft is installed, the roller bearing to guide the shaft rotation.
또한, 상기 이동가이드축의 외주면에는 스플라인부가 형성되고, 상기 회전부에는, 상기 트윈암 중공부의 상측에 삽입되어, 내측으로 상기 이동가이드축이 관통되며, 내주면에는 상기 스플라인부와 맞물리는 스플라인홈이 형성되는 스플라인보스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치를 제공할 수 있다.In addition, a spline portion is formed on the outer circumferential surface of the movement guide shaft, the rotation portion is inserted into the upper side of the twin arm hollow portion, the movement guide shaft penetrates inside, and a spline groove engaged with the spline portion is formed on the inner circumferential surface It is possible to provide an automatic tool changing device, characterized in that it further comprises; spline boss.
본 발명의 실시예에 의하면, 커플링을 통해 구동부와 상부암을 간결한 구성으로 결합하여 트윈암으로 축회전운동을 전달하고, 머시닝 센터의 주축과 유기적으로 연동되어 주축의 상하 이동에 의하여 트윈암이 상하방향으로 이동되도록 함으로써, 종래의 롤러기어드캠에 의하여 복잡하게 구동되는 회전운동과 상하운동을 분리하여 내부 구조를 간단히 함으로 기계의 가동시 발생할 수 있는 문제를 획기적으로 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the driving unit and the upper arm are coupled in a simple configuration through a coupling to transmit the axial rotational motion to the twin arm, and the twin arm is organically linked with the main axis of the machining center to move the twin arm up and down by the main axis. By moving in the vertical direction, it is possible to significantly reduce problems that may occur during operation of the machine by simplifying the internal structure by separating the vertical motion and the rotational motion that are complicatedly driven by the conventional roller geared cam.
또한, 종래의 링크 구조를 통해 트윈암이 상하 이동되도록 하는 캠박스 내부의 롤러기어드 캠 및 동력 전달 관련부분을 제거하여, 캠박스 내부 구조를 간결하게 하여 오작동, 고장 발생, 파손 문제를 제거할 수 있다.In addition, by removing the roller geared cam and power transmission-related parts inside the cam box that allow the twin arm to move up and down through the conventional link structure, the internal structure of the cam box can be simplified to eliminate malfunctions, failures, and damage. there is.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치가 머시닝 센터의 주축 일 측에 설치된 상태를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치의 사시도를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치의 저면 사시도를 나타낸 도면
도 5은 도 1에 따른 자동 공구 교환 장치의 A-A 단면을 나타낸 도면
도 6은 도 1에 따른 자동 공구 교환 장치의 B-B 단면을 나타낸 도면
도 7은 도 1에 따른 자동 공구 교환 장치의 C-C 단면을 나타낸 도면
도 8은 도 7에 따른 C-C단면을 사시도 방향에서 바라본 도면
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부, 커플링, 회전부 및 클램핑부를 나타낸 도면
도 10은 도 9에 따른 구성들의 분해 사시도를 나타낸 도면
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 설정핀, 위치 고정핀 및 이동홈의 위치를 나타내기 위한 개략도
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치가 작동되기 전의 초기 상태를 나타낸 도면
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑부의 제2 핑거가 주축의 하측에 배치되도록, 회전부가 기 설정된 각도만큼 정회전된 작동 상태를 나타낸 도면
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑부와 트윈암이 주축의 하강에 의해 함께 하강된 작동 상태를 나타낸 도면
도 15는 도 14에 따른 자동 공구 교환 장치의 작동 상태의 단면을 나타낸 도면
도 16은 도 14에 따른 자동 공구 교환 장치의 작동 상태를 정면에서 바라본 도면
도 17은 도 16에 따른 자동 공구 교환 장치의 작동 상태에서 주축이 제2 공구를 언클램핑한 후 상승하는 상태를 나타낸 도면
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 핑거가 제2 공구를 클램핑한 상태에서 클램핑부가 180도 회전한 상태를 나타낸 도면
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 공구를 클램핑한 제1 핑거가 주축 하측에 위치된 상태에서 주축이 하강하여 제1 공구를 클램핑하는 작동 상태를 나타낸 도면
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 트윈암이 주축이 상승됨에 따라 함께 상승하는 작동 상태를 나타낸 도면
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부가 기 설정된 각도만큼 역회전한 작동 상태를 나타낸 도면1 and 2 are views showing a state in which an automatic tool changing device according to an embodiment of the present invention is installed on one side of the main shaft of the machining center;
3 is a perspective view of an automatic tool changing device according to an embodiment of the present invention;
4 is a bottom perspective view of an automatic tool changing device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 shows a cross-section AA of the automatic tool changer according to FIG. 1 ;
6 is a view showing a BB cross-section of the automatic tool changer according to FIG. 1 ;
7 is a view showing a CC section of the automatic tool changer according to FIG. 1
8 is a view of the cross section CC according to FIG. 7 as viewed from a perspective direction;
9 is a view showing a driving unit, a coupling, a rotating unit, and a clamping unit according to an embodiment of the present invention;
10 is a view showing an exploded perspective view of the components according to FIG.
11 is a schematic view for showing the positions of the positioning pin, the positioning pin, and the moving groove according to an embodiment of the present invention;
12 is a view showing an initial state before the automatic tool changing device according to an embodiment of the present invention is operated;
13 is a view showing an operating state in which the rotating part is rotated forward by a preset angle so that the second finger of the clamping part is disposed below the main shaft according to an embodiment of the present invention;
14 is a view showing an operating state in which the clamping part and the twin arm are lowered together by the lowering of the main shaft according to an embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a cross-sectional view of an operating state of the automatic tool changer according to FIG. 14; FIG.
FIG. 16 is a view of the automatic tool changer according to FIG. 14 in an operating state, as viewed from the front;
17 is a view showing a state in which the main shaft rises after unclamping the second tool in the operating state of the automatic tool changer according to FIG. 16
18 is a view illustrating a state in which the clamping unit is rotated 180 degrees in a state in which the second finger clamps the second tool according to an embodiment of the present invention;
19 is a view showing an operation state of clamping the first tool by the spindle descending in a state where the first finger clamping the first tool is located below the spindle according to an embodiment of the present invention;
20 is a view showing an operating state in which the twin arm rises together as the main shaft rises according to an embodiment of the present invention;
21 is a view showing an operating state in which the rotating part is reversely rotated by a preset angle according to an embodiment of the present invention;
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is merely an example, and the present invention is not limited thereto.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.The technical spirit of the present invention is determined by the claims, and the following examples are only one means for efficiently explaining the technical spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치(1)가 머시닝 센터의 주축(3) 일 측에 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치(1)의 사시도를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치(1)의 저면 사시도를 나타낸 도면이고, 도 5은 도 1에 따른 자동 공구 교환 장치(1)의 A-A 단면을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 1에 따른 자동 공구 교환 장치(1)의 B-B 단면을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 1에 따른 자동 공구 교환 장치(1)의 C-C 단면을 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에 따른 C-C단면을 사시도 방향에서 바라본 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(20), 커플링(30), 회전부(40) 및 클램핑부(50)를 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9에 따른 구성들의 분해 사시도를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 설정핀(13), 위치 고정핀(15) 및 이동홈(455)의 위치를 나타내기 위한 개략도이다.1 and 2 are views showing a state in which the automatic
도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치(1)는 머시닝 센터의 매거진과 주축(3) 사이에 설치되어, 주축(3)에 클램핑되어 사용이 완료된 공구를 매거진에 저장되어 있던 사용할 공구로 교환할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치(1)는 주축(3)과 매거진 사이에서, 주축(3)에 사용이 완료된 공구는 매거진에 수납하고, 새로 사용할 공구를 매거진에서 공급받아 주축(3)에 공급할 수 있다.1 to 11 , the automatic
본 발명에 따른 자동 공구 교환 장치(1)는 동력에 의해 축회전 하되, 상하 이동은 주축(3)의 작동에 의해서 되는 것으로써, 주축(3)과 유기적으로 연동되어 상하 작동될 수 있다.The automatic
자동 공구 교환 장치(1)는 캠박스(10), 구동부(20), 커플링(30), 회전부(40) 및 클램핑부(50)를 포함할 수 있다.The automatic
캠박스(10)에는 구동부(20)와 회전부(40)가 장착될 수 있다. 일 예로, 캠박스(10)의 상측에는 구동부(20)가 장착되고, 캠박스(10)의 내부에는 회전부(40)가 장착되고, 캠박스(10)의 하측에는 클램핑부(50)가 위치될 수 있다.A driving
캠박스(10)는 장착홈(11), 핀설치홈(12), 위치 설정핀(13), 핀슬라이딩홈(14), 위치 고정핀(15) 및 실린더(16)를 포함할 수 있다.The
여기서, 도 5를 참조하면, 장착홈(11)은 캠박스(10) 내부에 형성되는 중공 부분으로써, 구동부(20), 커플링(30) 및 회전부(40)가 장착될 수 있는 홈일 수 있다. 장착홈(11)은 제1 장착홈(111), 제2 장착홈(112) 및 제3 장착홈(113)을 포함할 수 있다.Here, referring to FIG. 5 , the mounting
제1 장착홈(111)에는 구동부(20)가 장착될 수 있다. 예를 들어, 제1 장착홈(111)은 캠박스(10) 상부의 내부에 형성되며, 상면이 개방된 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 캠박스(10)의 상측에 구동부(20)가 설치되고, 구동부(20)의 구동축(23)이 제1 장착홈(111) 내측으로 삽입되어, 커플링(30)과 결합될 수 있다. 제1 장착홈(111) 내측의 구동축(23)은 커플링(30)에 의해 후술할 상부암(41)의 샤프트(411)와 연결될 수 있다.The driving
제2 장착홈(112)에는 후술할 회전부(40)의 롤러 베어링(42)이 장착될 수 있다. 제2 장착홈(112)은 제1 장착홈(111)과 제3 장착홈(113) 사이에 형성되어, 제1 장착홈(111) 및 제3 장착홈(113)과 연통될 수 있다. 제2 장착홈(112)은 롤러 베어링(42)의 직경에 대응되는 크기의 직경으로 형성되어, 제2 장착홈(112) 내부에 롤러 베어링(42)이 위치가 고정되도록 설치될 수 있다.A
제3 장착홈(113)에는 후술할 회전부(40)가 장착될 수 있다. 캠박스(10)의 하부에 형성되는 제3 장착홈(113)은 제2 장착홈(112)의 직경보다 크게 형성되며, 내부에 회전부(40)가 위치될 수 있다. 제3 장착홈(113) 내부에 설치되는 회전부(40)는 축회전될 수 있다. 또한, 제3 장착홈(113)은 하면이 개방되도록 형성되어, 외부와 관통되며, 제3 장착홈(113)에 위치되는 트윈암(45)이 제3 장착홈(113) 내에 위치되거나, 트윈암(45)이 제3 장착홈(113)의 하측으로 하강할 수 있다.The
여기서, 도 6을 참조하면, 핀설치홈(12)은 캠박스(10)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 핀설치홈(12)은 제3장착홈(113)이 형성된 높이내에서 캠박스(10)의 상부에 형성될 수 있다. 캠박스(10)에 형성되는 핀설치홈(12)의 위치는, 트윈암(45)이 상승하여 제3 장착홈(113) 내에 위치되었을 때, 핀설치홈(12)의 높이가 하플랜지(453)의 높이보다 하측에 위치될 수 있다.Here, referring to FIG. 6 , the
핀설치홈(12)은 캠박스(10)의 제3 장착홈(113)의 상부에 형성될 수 있다. 구체적으로, 캠박스(10)에서 제3 장착홈(113)을 형성하는 내주면의 상부에 형성될 수 있다. 핀설치홈(12)에는 위치 설정핀(13)이 삽입될 수 있도록 형성되는 홈일 수 있다. The
일 예로, 1개의 핀설치홈(12)이 트윈암(45)이 내부에 위치되는 부분의 캠박스(10)의 상부에 형성될 수 있다. 구체적으로, 캠박스(10)에서 제3 장착홈(113)을 형성하는 내주면 상부에서 핀설치홈(12)이 형성되는 높이는, 트윈암(45)이 하강되기 전의 초기 상태(예를 들어, 트윈암(45)이 제3 장착홈(113) 내부에 인입되도록 상승된 상태)에서, 트윈암(45)의 하플랜지(453)의 하면보다 하측 높이에 형성될 수 있다. 구체적으로, 트윈암(45)의 하플랜지(453)의 하면의 높이에 핀설치홈(12)의 상단이 위치될 수 있다. For example, one
위치 설정핀(13)은 핀설치홈(12)에 삽입 배치될 수 있다. 즉, 위치 설정핀(13)은 캠박스(10)의 제3 장착홈(113)의 상부에 위치될 수 있다. 핀설치홈(12)에 고정된 위치 설정핀(13)은 제3 장착홈(113) 내측으로 소정길이 돌출될 수 있다. 구체적으로, 제3 장착홈(113)을 형성하는 캠박스(10)의 내주면에 형성된 핀설치홈(12)에 위치 설정핀(13)이 삽입 고정되되, 단부가 제3 장착홈(113) 내측으로 소정 길이 돌출될 수 있다. 여기서, 위치 설정핀(13)이 제3 장착홈(113) 내측으로 돌출되는 소정 길이는, 제3 장착홈(113)이 형성된 캠박스(10)의 내주면에서 트윈암(45)의 외주면과 인접하게 돌출될 수 있다.The
제3 장착홈(113) 내측으로 돌출된 위치 설정핀(13)의 소정 길이는 하강되기 전 상태의 하플랜지(453)의 하측 높이에서 돌출되어, 하플랜지(453)의 하면이 위치 설정핀(13)의 상면에 안착될 수 있다. 하플랜지(453)의 하면이 돌출된 위치 설정핀(13)의 상단(또는 상면)에 접촉되며 위치 설정핀(13)에 하플랜지(453)가 지지되는 경우, 위치 설정핀(13)에 의해 트윈암(45)의 하강이 방지될 수 있다. 즉, 위치 설정핀(13)은 하플랜지(453)의 하측에서 하플랜지(453)를 지지함으로써 트윈암(45)이 중력에 의해 하강하는 것을 차단할 수 있다.A predetermined length of the
또한, 제3 장착홈(113)의 테두리를 따라 위치 설정핀(13)이 돌출되는 둘레의 일 지점은, 트윈암(45)이 축회전할 때의 축 중심점을 기준으로 후술할 이동홈(455)과 기 설정된 각도 A만큼 엇갈려서 배치될 수 있다. 이에 대해서는 하기의 회전부(40)에 대한 설명에서 자세하게 설명하기로 한다. 본 발명에서는, 트윈암(45)이 하강하기 전 상태에서, 위치 설정핀(13)과 이동홈(455)이 기 설정된 각도 A만큼 엇갈려 있는 상태를 초기 상태인 것으로 한다. In addition, one point of the periphery at which the
본 발명에서는 핀설치홈(12)이 캠박스(10)의 일 측에 형성되어, 일 측의 핀설치홈(12)에 위치 설정핀(13)이 설치되는 것을 예로 들어 도시하였다. 즉, 1개의 위치 설정핀(13)이 캠박스(10) 일 측에 각각 설치되는 것을 예로 들어 도시 및 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 캠박스(10)의 양 측에 핀설치홈(12)이 형성되어 2개의 위치 설정핀(13)이 설치될 수도 있다. 이는, 위치 설정핀(13)의 개수는 설계자 또는 작업자(관리자)에 의해 변경 가능하다.In the present invention, the
여기서, 도 7을 참조하면, 핀슬라이딩홈(14)은 캠박스(10)의 제3 장착홈(113)의 하부에 형성될 수 있다. 구체적으로, 핀슬라이딩홈(14)은 캠박스(10)에서 제3 장착홈(113)의 하부에서, 제3 장착홈(113)을 형성하는 내주면에 형성될 수 있다. 본 발명에서는, 캠박스(10)의 일 측에서 1개의 핀슬라이딩홈(14)이 형성되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 설계자 또는 작업자(관리자)에 따라 2개의 핀슬라이딩홈(14)이 제3 장착홈(113)의 둘레를 따라 서로 대향하도록 형성될 수 있다. 캠박스(10)에서 제3 장착홈(113)을 형성하는 하부에서 핀슬라이딩홈(14)이 형성되는 높이는, 트윈암(45)에 제3 장착홈(113) 내부에서 하강된 상태(예를 들어, 하플랜지(453)가 캠박스(10)의 바닥면에 인접한 상태)에서, 트윈암(45)의 상플랜지(453)의 상면보다 상측에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 트윈암(45)이 하강된 상태에서, 트윈암(45)의 상측에 결합된 스플라인보스(44)의 상면의 높이에 핀슬라이딩홈(14)의 하단이 위치될 수 있다. 핀슬라이딩홈(14)에는 위치 고정핀(15)이 제3 장착홈(113) 내부로 인입되거나 외부로 인출 가능하게 설치될 수 있다.Here, referring to FIG. 7 , the
위치 고정핀(15)은 핀슬라이딩홈(14)에 설치되어, 실린더(16)에 의해 제3 장착홈(113) 내측으로 인입 또는 외측으로 인출될 수 있다. 실린더(16)는 위치 고정핀(15)을 제3 장착홈(113) 내측으로 인입시키거나 외측으로 인출시킬 수 있다. 구체적으로, 실린더(16)는 캠박스(10)의 외측면에 설치되어, 위치 고정핀(15)을 측방향을 따라 작동시킬 수 있다. 일 예로, 실린더(16)는 유압 실린더(16), 공압실린더(16) 등 다양한 실린더(16) 중 하나로 구성될 수 있다.The
트윈암(45)이 하강된 상태에서, 실린더(16)에 의해 제3 장착홈(113) 내측으로 인입된 위치 고정핀(15)은 상플랜지(452)의 상측에 위치될 수 있다. 구체적으로, 트윈암(45)이 하강하여 하플랜지(453)가 캠박스(10)의 바닥부와 인접하게 위치된 상태에서, 실린더(16)에 의해 위치 고정핀(15)이 제3 장착홈(113) 내부로 인입되면, 위치 고정핀(15)이 상플랜지(452)의 상면에 고정된 스플라인보스(44)의 브라켓부(442) 상면에 위치되도록 삽입될 수 있다. 따라서, 트윈암(45)이 하강된 상태에서 위치 고정핀(15)이 트윈암(45)의 상면보다 상측에 위치됨으로써, 트윈암(45)에 상승하는 방향의 외력이 가해지더라도 상플랜지(452)와 상플랜지(452)에 고정된 스플라인보스(44)가 위치 고정핀(15)과 충돌하며, 트윈암(45)의 상승이 차단되어, 트윈암(45)이 하강된 상태의 위치가 고정될 수 있다. In a state in which the
또한, 위치 고정핀(15)은, 회전부(40)가 초기 상태에서 기 설정된 각도 A만큼 정회전된 상태에서의 이동홈(455)의 위치와 엇갈리는 지점에 위치될 수 있다. 또한, 제3 장착홈(113)을 형성하는 내주면에 형성되는 위치 설정핀(13)과 위치 고정핀(15)은 서로 엇갈린 수직 선상에 형성될 수 있다. 즉, 회전부(40)가 초기 상태에서 기 설정된 각도 A만큼 정회전한 상태에서 하강하였을 때, 이동홈(455)과 위치 고정핀(15)은 서로 다른 수직 선상에 위치될 수 있다.In addition, the
구동부(20)는 모터(21), 감속기(22) 및 구동축(23)을 포함할 수 있다.The driving
모터(21)는 동력을 전달하여, 회전부(40)가 축회전 가능하도록 할 수 있다. 감속기(22)는 모터(21)와 연결되어, 모터(21)에서 전달되는 동력이 회전부(40)로 전달되어 회전부(40)가 축회전될 때, 회전 속도를 감속시킬 수 있다. 즉, 감속기(22)를 통해 모터(21)에서 전달되는 동력에 의해 회전부(40)가 회전하는 속도 및 각도를 조절할 수 있다.The
구동축(23)은 모터(21) 및 감속기(22)와 연결되며, 감속기(22)의 하부로 돌출 형성되어, 커플링(30)에 의해 회전부(40)와 연결될 수 있다.The driving
이러한 구동부(20)는 캠바디의 상부에 장착되되, 구동축(23)이 제1 장착홈(111) 내부에 위치될 수 있다.The driving
커플링(30)은 구동축(23)과 회전부(40)를 연결할 수 있다. 보다 구체적으로, 커플링(30)은 구동축(23)과 상부암(41)의 샤프트(411)를 연결할 수 있다. 커플링(30)의 상부에는 구동축(23)이 체결 고정되고, 커플링(30)의 하부에는 샤프트(411)가 체결 고정될 수 있다.The
구동축(23)과 샤프트(411)가 상하 방향을 따라 일직선 상에 위치되며, 커플링(30)에 의해 서로 연결될 수 있다. 따라서, 구동축(23)의 회전에 따라 샤프트(411)가 함께 회전될 수 있다.The
회전부(40)는 캠박스(10)의 제3 장착홈(113)에 설치되어, 구동부(20)로부터 동력을 전달받아 축회전할 수 있다. 회전부(40)는 상부암(41), 롤러 베어링(42), 너트부(43), 스플라인보스(44) 및 트윈암(45)을 포함할 수 있다.The rotating
상부암(41)은 캠박스(10) 내부에서 구동부(20)의 동력에 의해 축회전할 수 있다. 즉, 상부암(41)은 구동부(20)의 동력을 전달받아 트윈암(45)을 축회전시킬 수 있다.The
상부암(41)은 샤프트(411) 및 이동가이드축(412)을 포함할 수 있다.The
샤프트(411)는 커플링(30)에 의해 구동축(23)과 연결될 수 있다. 또한, 샤프트(411)는 제2 장착홈(112)에 장착된 롤러 베어링(42) 내측에 삽입될 수 있다. 구체적으로, 샤프트(411)는 제2 장착홈(112)에 장착된 롤러 베어링(42)과 체결되되 상부가 제1 장착홈(111)까지 소정 길이 돌출될 수 있다. 샤프트(411)의 상부는 커플링(30)과 체결되어 구동축(23)과 연결될 수 있다. 제2 장착홈(112)에 위치되는 샤프트(411)는 롤러 베어링(42)과 체결될 수 있다. 샤프트(411)는 구동축(23)으로부터 동력을 전달받아, 롤러 베어링(42)의 내측에서 안정적으로 축회전 할 수 있다.The
샤프트(411)에는 체결돌부(4111) 및 볼트부(4112)가 형성될 수 있다. A
체결돌부(4111)는 샤프트(411)의 하부에 형성되는 부분으로써, 체결돌부(4111)는 샤프트(411) 상부의 길이보다 큰 직경으로 샤프트(411)의 하부에 형성될 수 있다. 일 예로, 체결돌부(4111)는 제2 장착홈(112)의 크기와 동일한 직경으로 형성될 수 있다. 또한, 체결돌부(4111)는 이동가이드축(412)의 직경과 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 체결돌부(4111), 이동가이드축(412)은 제2 장착홈(112)의 직경과 유사한 직경 크기로 형성될 수 있다. 예를 들어, 체결돌부(4111) 부분을 포함하는 샤프트(411)의 형상은 'ㅗ' 형상으로 형성될 수 있다. 체결돌부(4111)에 의해 샤프트(411)가 이동가이드축(412)과 연결 고정될 수 있다. 이러한 체결돌부(4111)는 제2 장착홈(112)의 하부에 위치될 수 있다.The
볼트부(4112)는 샤프트(411)의 상부에 형성되는 나사산이 형성된 부분일 수 있다. 구체적으로, 볼트부(4112)는 커플링(30)과 결합되는 샤프트(411)의 상부보다 하측에 형성되되, 체결돌부(4111)와 볼트부(4112) 사이의 높이는 롤러 베어링(42) 높이와 대응될 수 있다. 볼트부(4112)에는 후술할 너트부(43)와 나사 결합될 수 있다.The
이동가이드축(412)은 샤프트(411)의 하단에서 하방으로 연장 형성되며, 트윈암(45) 내부의 중공부(451)로 삽입될 수 있다. 구체적으로, 이동가이드축(412)은 체결돌부(4111)의 하단에서 하방으로 연장되어, 체결돌부(4111)와 동일한 직경으로 형성될 수 있다. The
이동가이드축(412)은 스플라인보스(44)에 의해 트윈암(45)과 연결되며 트윈암(45)의 중공부(451)로 삽입될 수 있다. 스플라인보스(44)를 통해 트윈암(45)과 결합되는 이동가이드축(412)은 샤프트(411)로부터 전달받은 축회전하는 힘을 트윈암(45)에 전달할 수 있다.The
구체적으로, 이동가이드축(412)의 외주면에는 돌출형성되는 스플라인부(4121)가 반복 형성될 수 있다. 스플라인부(4121)는 상하방향을 따라 길게 형성되는 돌출부분일 수 있다. 이때, 스플라인부(4121)는 이동가이드축(412)의 외주면을 따라 복수개가 이격되며 반복 형성될 수 있다. Specifically, the
롤러 베어링(42)은 제2 장착홈(112)에 위치가 고정되도록 설치되고, 내측에 상기 샤프트(411)가 설치되어, 내측에 위치되는 샤프트(411)의 축회전을 가이드할 수 있다. 롤러 베어링(42)은 원통롤러 베어링(42), 원뿔롤러 베어링(42) 등 일반적으로 사용되는 롤러 베어링(42) 중 하나로 이루어질 수 있다.The
롤러 베어링(42)은 샤프트(411)의 체결돌부(4111)와 볼트부(4112) 사이에 위치되도록 제2 장착홈(112)에 장착될 수 있다. 구체적으로, 롤러 베어링(42)은 제2 장착홈(112)의 크기와 동일한 크기로 형성되며, 체결돌부(4111)와 볼트부(4112) 사이의 높이에 대응되는 높이로 형성될 수 있다. 따라서, 롤러 베어링(42)은 체결돌부(4111)와 볼트부(4112)에 체결되는 너트부(43)에 의해 제2 장착홈(112) 내부에서 위치(높이)가 고정될 수 있다. The
너트부(43)는 샤프트(411)의 볼트부(4112)에 체결되어, 롤러 베어링(42)이 회전됨에 따라 샤프트(411)를 따라 상측으로 이동되지 않도록 할 수 있다. 일 예로, 체결돌부(4111) 상단에 롤러 베어링(42)이 위치된 상태에서 너트부(43)가 체결부에 나사 결합됨으로써, 롤러 베어링(42)을 체결돌부(4111)와 너트부(43) 사이에 위치되도록 할 수 있다.The
스플라인보스(44)는 트윈암(45)의 중공부(451) 상측에 삽입 고정되고, 내측으로 이동가이드축(412)이 관통될 수 있다.The
스플라인보스(44)는 스플라인홈(441) 및 브라켓부(442)를 포함할 수 있다. The
스플라인홈(441)은 스플라인보스(44)의 내주면에서 이동가이드축(412)의 외주면에 형성된 스플라인부(4121)와 맞물리도록 형성되는 홈일 수 있다. 즉, 스플라인홈(441)에 스플라인부(4121)가 삽입되며 서로 맞물림으로써, 이동가이드축(412)의 회전되는 힘이 스플라인보스(44)로 전달될 수 있다. 또한, 스플라인홈(441)과 스플라인부(4121)는 상하방향을 따라 길게 형성됨으로써, 스플라인홈(441)의 상하 길이 방향을 따라 스플라인부(4121)와 서로 상하 이동이 가능하다. 따라서, 스플라인보스(44)가 이동가이드축(412)의 상하 길이 방향을 따라 상하 이동이 가능하되, 이동가이드축(412)이 축회전하는 경우, 스플라인보스(44)도 함께 축회전 하게 된다.The
브라켓부(442)는 스플라인보스(44)의 상단 외주면에서 외측으로 돌출된 부분으로써, 트윈암(45)의 상플랜지(452)와 체결 고정될 수 있다. 브라켓부(442)를 통해 스플라인보스(44)가 트윈암(45)의 상부에 고정되어, 스플라인보스(44)와 트윈암(45)은 하나의 구성체로 함께 작동될 수 있다. 이처럼, 브라켓부(442)를 통해 스플라인보스(44)와 트윈암(45)이 서로 체결 고정됨으로써, 이동가이드축(412)이 축회전하는 경우 트윈암(45)도 함께 회전되고, 트윈암(45)은 스플라인보스(44)를 통해 이동가이드축(412)의 상하 길이 방향을 따라 상하 이동이 가능하다.The
트윈암(45)은 내부의 중공부(451)에 상부암(41)의 소정 길이가 삽입되어 상부암(41)과 연결되며, 상부암(41)이 축회전 함에 따라 함께 축회전되고, 하단에 고정된 클램핑부(50)에 가해지는 외력에 의해 상기 상부암(41)의 길이를 따라 상하 이동 가능하다. 트윈암(45)은 클램핑부(50)를 통해 주축(3)과 연결되어 유기적으로 작동될 수 있다. 즉, 트윈암(45)의 상승 또는 하강은 클램핑부(50)를 통해 주축(3)의 상승 또는 하강하는 힘을 전달받아, 주축(3)과 함께 작동될 수 있다. 트윈암(45)의 작동 상태는 도 14에서 후술하도록 한다.The
구체적으로, 트윈암(45)은 제3 장착홈(113)에 위치되며, 이동가이드축(412)을 기준으로 승하강하여, 제3 장착홈(113) 내부에 위치되거나 제3 장착홈(113) 하측으로 돌출될 수 있다. 일 예로, 트윈암(45)은 제3 장착홈(113)의 길이 이상의 길이로 형성될 수 있다.Specifically, the
트윈암(45)은 중공부(451), 상플랜지(452), 하플랜지(453), 연결축(454) 및 이동홈(455)을 포함할 수 있다.The
중공부(451)는 트윈암(45)의 내부에 형성될 수 있다. 즉, 트윈암(45)은 내부에 중공부(451)가 형성된 관 형태로 형성될 수 있다. 트윈암(45)의 중공부(451) 상측에 스플라인보스(44)가 삽입 고정되고, 스플라인보스(44)내부로 이동가이드축(412)이 삽입되며 중공부(451) 내부로 삽입될 수 있다. 즉, 트윈암(45)은 스플라인보스(44)를 통해 상부암(41)의 이동가이드축(412)과 유기적으로 결합되어, 상부암(41)이 축회전 함에 따라 함께 축회전되고, 연결축(454)을 통해 트윈암(45)의 하단에 고정된 클램핑부(50)에 가해지는 외력에 의해 이동가이드축(412)의 스플라인부(4121)를 따라 상하 이동 가능하다.The
상플랜지(452) 및 하플랜지(453)는 트윈암(45)의 상부에서 둘레를 따라 외측으로 돌출되되, 서로 상하로 소정 간격 이격 형성될 수 있다. 상플랜지(452)는 트윈암(45)의 상단에서 둘레를 따라 외측으로 돌출되어 스플라인보스(44)의 브라켓부(442)와 고정될 수 있다. 하플랜지(453)는 상플랜지(452)와 하측으로 소정 간격 이격되어 돌출될 수 있다. The
연결축(454)은 트윈암(45)의 하단에서 하방으로 돌출 형성되며, 클램핑부(50)의 중심에 삽입 고정되어, 클램핑부(50)와 연결될 수 있다.The connecting
이동홈(455)은 상플랜지(452) 및 하플랜지(453)의 둘레를 따라 기 설정된 지점에 형성될 수 있다. 구체적으로, 회전부(40)가 기 설정된 각도 A만큼 정회전되었을 때, 이동홈(455)이 위치 설정핀(13)과 동일한 수직 선상에 위치되도록, 이동홈(455)은 상플랜지(452) 및 하플랜지(453) 둘레의 일 지점에 형성될 수 있다. 또한, 회전부(40)가 기 설정된 각도 A만큼 정회전되었을 때, 이동홈(455)은 위치 고정핀(15)의 위치와 엇갈리는 지점에 형성될 수 있다.The moving
여기서, 도 11을 참조하면, 도 11a는 회전부(40)가 회전되기 전의 초기 상태일 수 있다. 초기 상태는 트윈암(45)이 주축(3)과 좌우 방향을 따라 수평 선상에 위치되고, 제1 핑거(51) 및 상기 제2 핑거(52)가 전후 방향을 따라 배치된 상태일 수 있다. Here, referring to FIG. 11 , FIG. 11A may be an initial state before the
회전부(40)가 회전되기 전의 초기 상태에서는, 도 11a에 도시된 바와 같이, 트윈암(45)의 중심점을 기준으로 이동홈(455)과 위치 설정핀(13)의 사이 각도가 기 설정된 각도 A일 수 있다. 이때, 기 설정된 각도 A는 70도 일 수 있다. 여기서, 기 설정된 각도 A는 회전부(40)가 회전하였을 때, 클램핑부(50)의 제1 핑거(51) 또는 제2 핑거(52)가 주축(3)의 하측에 배치되는 각도일 수 있다. 구체적으로, 클램핑부(50)의 제1 핑거(51) 또는 제2 핑거(52)가 주축(3)의 하측에서 주축(3)의 중심축과 제1 핑거(51) 또는 제2 핑거(52)가 클램핑하는 공구의 중심축이 동일선상에 위치될 수 있는 각도일 수 있다.In the initial state before the
도 11b는 회전부(40)가 기 설정된 각도 A만큼 정회전한 상태를 나타낸 도면이다. 본 발명에서 정회전은 회전부(40)가 기 설정된 각도 A만큼 회전하여 이동홈(455)이 위치 설정핀(13)과 동일 선상에 위치되는 방향일 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서 정회전은 시계 반대방향의 회전을 의미할 수 있다.11B is a view illustrating a state in which the rotating
도 11b에 도시된 바와 같이, 회전부(40)가 기 설정된 각도 A만큼 정회전 하면, 트윈암(45)의 이동홈(455)이 위치 설정핀(13)과 동일한 수직 선상에 위치될 수 있다. 또한, 클램핑부(50)의 제1 핑거(51) 또는 제2 핑거(52)가 주축(3)의 하측에 위치될 수 있다. 이때, 위치 고정핀(15)은 이동홈(455)과 엇갈린 수직 선상에 위치될 수 있다. As shown in FIG. 11B , when the
클램핑부(50)는 양 측 단부에는 공구를 클램핑/언클램핑 할 수 있는 핑거가 설치되고, 회전부(40)의 하단에 고정되어 회전부(40)의 회전을 따라 회전될 수 있다.Fingers capable of clamping/unclamping the tool are installed at both ends of the clamping
구체적으로, 클램핑부(50)는 트윈암(45)의 연결축(454)에 연결되어, 트윈암(45)이 회전됨에 따라 함께 회전하고, 트윈암(45)이 상승 또는 하강함에 따라 함께 상승 또는 하강할 수 있다.Specifically, the clamping
클램핑부(50)는 제1 핑거(51), 제2 핑거(52), 제1 가압부(53) 및 제2 가압부(54)를 포함할 수 있다.The clamping
제1 핑거(51)는 매거진에서 공급받는 교체할 새로운 제1 공구(T1)를 클램핑할 수 있다. 제2 핑거(52)는 주축(3)에서 사용이 완료된 제2 공구(T2)를 클램핑할 수 있다.The
제1 가압부(53)는 제1 핑거(51) 내측에 설치되어, 제1 핑거(51) 내측에 위치되는 제1 공구(T1)를 가압하여 고정력을 높일 수 있다. 제2 가압부(54)는 제2 핑거(52) 내측에 설치되어, 제2 핑거(52) 내측에 위치되는 제2 공구(T2)를 가압하여 고정력을 높일 수 있다.The first
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치(1)가 작동되기 전의 초기 상태를 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑부(50)의 제2 핑거(52)가 주축(3)의 하측에 배치되도록, 회전부(40)가 기 설정된 각도만큼 정회전된 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑부(50)와 트윈암(45)이 주축(3)의 하강에 의해 함께 하강된 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 15는 도 14에 따른 자동 공구 교환 장치(1)의 작동 상태의 단면을 나타낸 도면이고, 도 16은 도 14에 따른 자동 공구 교환 장치(1)의 작동 상태를 정면에서 바라본 도면이고, 도 17은 도 16에 따른 자동 공구 교환 장치(1)의 작동 상태에서 주축(3)이 제2 공구(T2)를 언클램핑한 후 상승하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 핑거(52)가 제2 공구(T2)를 클램핑한 상태에서 클램핑부(50)가 180도 회전한 상태를 나타낸 도면이고, 도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 공구(T1)를 클램핑한 제1 핑거(51)가 주축(3) 하측에 위치된 상태에서 주축(3)이 하강하여 제1 공구(T1)를 클램핑하는 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 트윈암(45)이 주축(3)이 상승됨에 따라 함께 상승하는 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전부(40)가 기 설정된 각도만큼 역회전한 작동 상태를 나타낸 도면이다.12 is a view showing an initial state before the automatic
도 12 내지 도 21을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치(1)의 작동 방법에 대해 설명하도록 한다.An operating method of the automatic
먼저, 도 12의 경우, 자동 공구 교환 장치(1)가 작동되기 전의 초기 상태이다. 상술한 바와 같이, 초기 상태는 트윈암(45)이 주축(3)과 좌우 방향을 따라 수평 선상에 위치되고, 제1 핑거(51) 및 제2 핑거(52)가 전후 방향을 따라 배치된 상태일 수 있다. 이때, 제1 핑거(51)에는 매거진에서 공급받은 교체할 제1 공구(T1)가 클램핑된 상태일 수 있고, 제2 핑거(52)는 비어있는 상태일 수 있다.First, in the case of FIG. 12 , it is an initial state before the automatic
이 상태에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 구동부(20)의 동력을 전달받아 회전부(40)가 기 설정된 각도 A만큼 정회전할 수 있다. 여기서, 기 설정된 각도 A는 70도 일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 기 설정된 각도 A는 제조사의 장비 특성에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 구동부(20)에서 동력을 발생하면 구동축(23)과 연결된 상부암(41)의 샤프트(411)가 정회전되고, 상부암(41)이 기 설정된 각도 A만큼 정회전 되면서, 상부암(41)과 스플라인구조에 의해 연결된 트윈암(45)도 함께 기 설정된 각도 A만큼 정회전될 수 있다. 또한, 트윈암(45)이 회전함에 따라, 트윈암(45) 하단의 연결축(454)에 고정된 클램핑부(50)도 함께 기 설정된 각도 A만큼 정회전될 수 있다.In this state, as shown in FIG. 13 , the
이처럼, 회전부(40)가 기 설정된 각도 A만큼 정회전하면, 제2 핑거(52)는 주축(3)의 하측에 위치된다. 이때, 도 11b에 도시된 바와 같이, 기 설정된 각도 A만큼 정회전한 트윈암(45)은, 이동홈(455)이 위치 설정핀(13)과 동일한 수직 선상에 위치되도록 회전된 상태일 수 있다. 상플랜지(452) 및 하플랜지(453)에 형성된 이동홈(455)이 위치 설정핀(13)과 상하방향을 따라 동일 선상에 위치되어, 이동홈(455)이 위치 설정핀(13)을 통과하면서 트윈암(45)이 하강할 수 있는 상태가 된다.As such, when the rotating
주축(3)의 하측에 위치된 제2 핑거(52)는, 주축(3)에 클램핑된 사용이 완료되어 교체가 필요한 제2 공구(T2)를 클램핑할 수 있다.The
여기서, 도 14 내지 도 16을 참조하면, 회전부(40)가 기 설정된 각도 A만큼 정회전한 후, 제2 핑거(52)가 상기 주축(3)에 클림팽된 상기 제2 공구(T2)를 클램핑한 상태에서, 주축(3)이 하강함에 따라 트윈암(45)이 상부암(41)의 길이를 따라 하강할 수 있다.Here, 14 to 16 , after the
구체적으로, 트윈암(45)의 하단에 고정된 클램핑부(50)의 제2 핑거(52)가 제2 공구(T2)를 주축(3)과 동시에 클램핑한 상태에서, 주축(3)이 하강하는 경우, 주축(3)의 하강하는 힘에 의해 트윈암(45)이 함께 하강할 수 있다. 트윈암(45)은 클램핑부(50)를 통해 주축(3)의 상승 또는 하강하는 힘을 전달받아 함께 유기적으로 작동될 수 있다. 이때, 이동홈(455)을 통해 위치 설정핀(13)이 관통되고, 스플라인보스(44)의 스플라인홈(441)이 이동가이드축(412)의 스플라인부(4121)를 따라 하측으로 이동되며, 트윈암(45)이 하강할 수 있다.Specifically, in a state in which the
제2 공구(T2)를 트윈암(45)과 주축(3)이 동시에 클램핑한 상태에서, 주축(3)이 하강함에 따라 트윈암(45)도 하강하는 동안, 주축(3)은 제2 공구(T2)를 서서히 언클램핑하면서 하강할 수 있다. 즉, 제2 핑거(52)가 제2 공구(T2)를 클램핑 한 후, 주축(3)이 하강하면서 제2 공구(T2)를 언클램핑할 수 있다.While the
도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 트윈암(45)이 하강하여 하플랜지(453)가 제3 장착홈(113)의 하부에 위치되면 실린더(16)의 작동에 의해 위치 고정핀(15)이 제3 장착홈(113) 내부로 인입되어 상플랜지(453) 상측에 위치될 수 있다. 구체적으로, 하플랜지(453)가 캠박스(10) 바닥에 인접하게 위치되면 위치 고정핀(15)이 제3 장착홈(113) 내부로 인입되어, 상플랜지(452) 상측의 스플라인보스(44)의 브라켓부(442) 상측으로 삽입될 수 있다. 스플라인보스(44)의 상면에 위치되는 위치 고정핀(15)에 의해 트윈암(45)이 상측으로 이동되지 않고, 트윈암(45)의 높이가 고정될 수 있다.As shown in FIGS. 15 and 16 , when the
도 17을 참조하면, 제2 핑거(52)가 제2 공구(T2)를 클램핑하고 주축(3)이 제2 공구(T2)를 언클램핑한 후에, 주축(3)은 상승할 수 있다. 이때, 도 15 및 도 16과 같이 위치 고정핀(15)이 하플랜지(453) 상측에 위치되도록 제3 장착홈(113)에 인입됨으로써, 주축(3)의 상승에 따라 트윈암(45)이 상승되지 않고, 트윈암(45)은 위치 고정핀(15)에 의해 위치가 고정되어 하강된 상태가 유지될 수 있다.Referring to FIG. 17 , after the
도 18에 도시된 바와 같이, 주축(3)이 상승된 후, 제1 핑거(51)는 제1 공구(T1)를 클램핑하고 제2 핑거(52)는 제2 공구(T2)를 클램핑한 상태에서, 클램핑부(50)가 180도 회전할 수 있다. 클램핑부(50)가 180도 회전된 상태는, 초기 상태를 기준으로 기 설정된 각도 A+180도 회전된 상태일 수 있다. 일 예로, 클램핑부(50)는 도 12의 초기 상태에서 70도 +180도 회전된 상태일 수 있다.18, after the
도 17의 상태에서 클램핑부(50)가 180도 회전되면, 제1 핑거(51)가 클램핑한 제1 공구(T1)가 주축(3)의 하측에 위치되고, 제2 공구(T2)를 클램핑한 제2 핑거(52)가 주축(3)의 반대편인 매거진 측에 위치된다.When the clamping
도 19 및 도 20을 참조하면, 주축(3)의 하측의 제1 공구(T1)를 클램핑한 제1 핑거(51)가 위치되면, 주축(3)이 다시 하강하여 제1 공구(T1)를 클램핑할 수 있다.19 and 20 , when the
주축(3)이 제1 공구(T1)를 클램핑하여, 제1 핑거(51)와 주축(3)이 동시에 제1 공구(T1)를 클램핑한 상태에서, 위치 고정핀(15)은 외부로 다시 인출될 수 있다. 즉, 트윈암(45)의 상측으로의 이동을 차단한 위치 고정핀(15)이 다시 제3 장착홈(113) 외측으로 인출되면 트윈암(45)의 상측으로의 이동이 자유로워진 상태일 수 있다.In a state where the
이처럼 위치 고정핀(15)이 제3 장착홈(113) 외측으로 인출된 후 주축(3)이 상승하면, 주축(3)이 상승하는 힘이 클램핑부(50)를 통해 트윈암(45)으로 전달되며, 트윈암(45)이 상승되어 하플랜지(453)가 위치 설정핀(13)보다 상측에 위치되도록 상승될 수 있다. 다시 말해, 제1 공구(T1)를 주축(3)과 제1 핑거(51)가 동시에 클램핑한 상태에서, 주축(3)이 상승하게 되면, 제1 공구(T1)가 주축(3)과 함께 상승하게되고, 제1 공구(T1)를 클램핑하고 있는 제1 핑거(51)도 함께 주축(3)을 따라 상승하게 되며, 제1 핑거(51)의 상승에 의해 클램핑부(50)가 상승하면서 클램핑부(50)와 고정된 트윈암(45)도 상승하게 된다.As such, when the
이후, 트윈암(45)의 하플랜지(453)가 위치 설정핀(13)보다 상측에 위치되도록 상승된 후에, 제1 핑거(51)는 제1 공구(T1)를 언클램핑한다. 이후, 도 21에 도시된 바와 같이, 구동부(20)로부터 동력을 전달받은 상부암(41)이 기 설정된 각도 A만큼 역회전하여, 이동홈(455)과 위치 설정핀(13)의 위치가 엇갈리게 된다. 즉, 다시 초기 상태와 같이 이동홈(455)과 위치 설정핀(13)이 엇갈리게 되며, 하플랜지(453)의 하면이 위치 설정핀(13) 상단에 지지되어, 위치 설정핀(13)에 의해 하플랜지(453)의 하강이 방지될 수 있다.Then, after the
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 공구 교환 장치(1)는 구동부(20)의 동력을 전달받아 축회전 하되, 승하강 작동은 공구를 통해 주축(3)으로부터 승하강하는 힘을 전달받아 작동될 수 있다. 즉, 공구의 클림팽을 통해 주축(3)과 유기적으로 연결되어 작동될 수 있다. As such, the automatic
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although representative embodiments of the present invention have been described in detail above, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various modifications are possible within the limits without departing from the scope of the present invention with respect to the above-described embodiments. . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.
1: 자동 공구 교환 장치
2: 가공장치 3: 주축
10: 캠박스 11: 장착홈
111: 제1 장착홈 112: 제2 장착홈
113: 제3 장착홈 12: 핀 설치홈
13: 위치 설정핀 14: 핀 슬라이딩홈
15: 위치 고정핀 16: 실린더
20: 구동부 21: 모터
22: 감속기 23: 구동축
30: 커플링 40: 회전부
41: 상부암 411: 샤프트
4111: 체결돌부 4112: 볼트부
412: 이동가이드축 4121: 스플라인부
42: 롤러 베어링 43: 너트부
44: 스플라인보스 441: 스플라인홈
442: 브라켓부 45: 트윈암
451: 중공부 452: 상플랜지
453: 하플랜지 454: 연결축
455: 이동홈 50: 클램핑부
51: 제1 핑거 52: 제2 핑거
53: 제1 가압부 54: 제2 가압부
T1: 제1 공구 T2: 제2 공구1: Automatic tool changer
2: Machining device 3: Spindle
10: cam box 11: mounting groove
111: first mounting groove 112: second mounting groove
113: third mounting groove 12: pin installation groove
13: positioning pin 14: pin sliding groove
15: positioning pin 16: cylinder
20: driving unit 21: motor
22: reducer 23: drive shaft
30: coupling 40: rotating part
41: upper arm 411: shaft
4111: fastening protrusion 4112: bolt part
412: movement guide shaft 4121: spline part
42: roller bearing 43: nut part
44: spline boss 441: spline groove
442: bracket 45: twin arm
451: hollow 452: upper flange
453: half flange 454: connecting shaft
455: moving groove 50: clamping part
51: first finger 52: second finger
53: first pressing unit 54: second pressing unit
T1: first tool T2: second tool
Claims (11)
구동부가 장착되는 캠박스;
상기 캠박스의 내부에 설치되어, 상기 구동부로부터 동력을 전달받아 축회전되는 회전부; 및
양 측 단부에는 공구를 클램핑/언클램핑 할 수 있는 핑거가 설치되고, 상기 회전부의 하단에 고정되어 상기 회전부의 회전을 따라 회전되는 클램핑부;를 포함하고,
상기 회전부는,
상기 캠박스 내부에서 상기 구동부의 동력에 의해 축회전하는 상부암; 및
내부의 중공부에 상기 상부암의 소정 길이가 삽입되어 상기 상부암과 연결되며, 상기 상부암이 축회전 함에 따라 함께 축회전되고, 하단에 고정된 상기 클램핑부에 가해지는 외력에 의해 상기 상부암의 길이를 따라 상하 이동 가능한 트윈암;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.
An automatic tool changer installed between a magazine and a spindle of a machining center, the automatic tool changer comprising:
a cam box to which the driving unit is mounted;
a rotating part installed inside the cam box and axially rotated by receiving power from the driving part; and
Fingers capable of clamping / unclamping the tool are installed at both ends of the clamping unit fixed to the lower end of the rotating unit and rotated along with the rotation of the rotating unit;
The rotating part,
an upper arm axially rotating by the power of the driving unit inside the cam box; and
A predetermined length of the upper arm is inserted into an inner hollow part to be connected to the upper arm, and the upper arm rotates together as the shaft rotates, and the upper arm is rotated by an external force applied to the clamping part fixed to the lower end. Automatic tool changing device comprising a; twin arms movable up and down along the length of the.
상기 클램핑부의 어느 하나의 핑거가 하나의 공구를 주축과 동시에 클램핑한 상태에서,
상기 주축이 상승 또는 하강하는 경우, 상기 주축의 상승 또는 하강하는 힘에 의해 상기 트윈암이 함께 상승 또는 하강하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.
The method according to claim 1,
In a state where any one finger of the clamping part clamps one tool with the main shaft at the same time,
When the main shaft is raised or lowered, the twin arms are raised or lowered together by a force of the main shaft to rise or fall.
상기 트윈암은,
상부에서 둘레를 따라 외측으로 돌출되되, 서로 상하로 소정 간격 이격 형성되는 상플랜지와 하플랜지; 및
둘레의 기 설정된 지점에서 상기 상플랜지 및 하플랜지에 각각에 형성되는 이동홈;을 포함하고,
상기 캠박스는,
상기 트윈암이 내부에 배치될 수 있도록 형성된 장착홈의 내주면에서 상기 장착홈 내측으로 돌출되되, 상기 트윈암이 하강되기 전 상태에서 상기 하플랜지가 위치되는 높이의 하측 높이에서 돌출되며, 상기 트윈암이 축회전할 때의 축 중심점을 기준으로 상기 이동홈과 기 설정된 각도 A만큼 엇갈려서 배치되는 위치 설정핀;을 포함하고,
상기 클램핑부는,
매거진에서 공급받는 교체할 새로운 제1 공구를 클램핑하는 제1 핑거; 및
주축에서 사용이 완료된 제2 공구를 클램핑하는 제2 핑거;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.
The method according to claim 1,
The twin arm is
an upper flange and a lower flange that protrude outward along the periphery from the upper part and are spaced apart from each other by a predetermined distance vertically; and
Containing; moving grooves formed in each of the upper flange and the lower flange at a predetermined point around the circumference;
The cam box is
The twin arm protrudes from the inner circumferential surface of the mounting groove formed so that the twin arm can be disposed therein to the inside of the mounting groove, and protrudes from a height below the height at which the lower flange is positioned in a state before the twin arm is lowered, the twin arm Including; and a positioning pin disposed to be staggered by a preset angle A with the moving groove based on the central point of the shaft when the shaft rotates.
The clamping part,
a first finger clamping a new first tool to be replaced supplied from the magazine; and
An automatic tool changing device comprising a; a second finger clamping a second tool that has been used in the main shaft.
상기 이동홈이 상기 위치 설정핀과 기 설정된 각도 A만큼 엇갈리도록 상기 트윈암이 회전된 상태인 경우,
상기 하플랜지의 하면이 상기 캠박스에서 돌출된 상기 위치 설정핀의 상단에 접촉되며 상기 위치 설정핀에 상기 하플랜지가 지지되어,
상기 위치 설정핀은, 자중에 의해 상기 트윈암이 하강되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.
4. The method according to claim 3,
When the twin arm is rotated so that the moving groove is staggered by a preset angle A from the positioning pin,
A lower surface of the lower flange is in contact with the upper end of the positioning pin protruding from the cam box, and the lower flange is supported by the positioning pin,
The positioning pin is an automatic tool changing device, characterized in that it can prevent the twin arm from being lowered by its own weight.
상기 트윈암이 상기 주축과 좌우 방향을 따라 수평 선상에 위치되고, 상기 제1 핑거 및 상기 제2 핑거가 전후 방향을 따라 배치된 상태에서, 상기 회전부가 기 설정된 각도 A만큼 정회전하면,
상기 제2 핑거는 상기 주축의 하측에 위치되고,
상기 상플랜지 및 상기 하플랜지에 형성된 상기 이동홈은 상기 위치 설정핀과 상하방향을 따라 동일 선상에 위치되어, 상기 이동홈이 상기 위치 설정핀을 통과하면서 상기 트윈암이 하강할 수 있는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.
4. The method according to claim 3,
When the twin arm is positioned on a horizontal line along the left and right directions with the main axis, and the first finger and the second finger are disposed along the front-rear direction, the rotating part rotates forward by a preset angle A,
The second finger is located below the main shaft,
The moving groove formed in the upper flange and the lower flange is positioned on the same line with the positioning pin in the vertical direction, so that the twin arm can descend while the moving groove passes through the positioning pin. automatic tool changer.
상기 캠박스는,
상기 트윈암이 배치된 장착홈의 하부에서, 상기 장착홈 내측으로 인입 가능한 위치 고정핀; 및
상기 위치 고정핀을 상기 장착홈 내측으로 인입시키거나 외측으로 인출시키는 실린더;를 포함하되,
상기 트윈암이 하강된 상태에서, 상기 실린더에 의해 상기 장착홈 내측으로 인입된 상기 위치 고정핀은 상기 상플랜지 상측에 위치되는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.
4. The method according to claim 3,
The cam box is
a position fixing pin retractable into the mounting groove from a lower portion of the mounting groove in which the twin arm is disposed; and
A cylinder for drawing the position fixing pin into or out of the mounting groove; including,
In a state in which the twin arm is lowered, the position fixing pin introduced into the mounting groove by the cylinder is positioned above the upper flange.
상기 위치 고정핀은,
상기 회전부가 기 설정된 각도 A만큼 정회전된 상태에서의 상기 이동홈의 위치와 엇갈리는 상기 장착홈 둘레의 일 지점에서 인입되는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.
7. The method of claim 6,
The position fixing pin,
The automatic tool changing device, characterized in that the retracted at a point around the mounting groove that intersects with the position of the moving groove in a state in which the rotating part is rotated forward by a preset angle A.
상기 회전부가 기 설정된 각도 A만큼 정회전한 후, 상기 제2 핑거가 상기 주축에 클림팽된 상기 제2 공구를 클램핑한 상태에서,
주축이 하강함에 따라 상기 트윈암이 상기 상부암의 길이를 따라 하강하고,
상기 트윈암이 하강하여 상기 하플랜지가 상기 장착홈의 하부에 위치되면 상기 실린더의 작동에 의해 상기 위치 고정핀이 상기 장착홈 내부로 인입되어 상기 상플랜지 상측에 위치되고,
주축이 상기 제2 공구를 언클램핑한 후 상승하면, 상기 제1 핑거가 상기 제1 공구를 클램핑하고 상기 제2 핑거가 상기 제2 공구를 클램핑한 상태에서, 상기 클램핑부가 180도 회전하여, 상기 제1 핑거가 클램핑한 상기 제1 공구가 상기 주축의 하측에 위치되는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.
8. The method of claim 7,
After the rotating part rotates forward by a preset angle A, in a state in which the second finger clamps the second tool crimped to the main shaft,
As the main shaft descends, the twin arm descends along the length of the upper arm,
When the twin arm descends and the lower flange is positioned below the mounting groove, the position fixing pin is drawn into the mounting groove by the operation of the cylinder and is positioned above the upper flange,
When the spindle rises after unclamping the second tool, with the first finger clamping the first tool and the second finger clamping the second tool, the clamping unit rotates 180 degrees, The automatic tool changing device, characterized in that the first tool clamped by the first finger is located below the spindle.
주축이 다시 하강하여 상기 제1 핑거에 클램핑된 상기 제1 공구를 클램핑하여, 상기 제1 핑거와 주축이 동시에 상기 제1 공구를 클램핑하면,
상기 실린더에 의해 상기 위치 고정핀은 상기 장착홈의 외측으로 인출되고,
주축이 상승함에 따라, 주축이 상승하는 힘이 상기 클램핑부를 통해 상기 트윈암으로 전달되어 상기 트윈암이 상승되고,
상기 이동홈이 상기 위치 설정핀을 관통하도록, 상기 트윈암이 상승하여, 상기 하플랜지가 상기 위치 설정핀보다 상측에 위치되고,
상기 제1 핑거가 상기 제1 공구를 언클램핑한 후, 상기 구동부로부터 동력을 전달받은 상기 상부암이 기 설정된 각도 A만큼 역회전하여, 상기 이동홈과 상기 위치 설정핀의 위치가 엇갈리게 되면, 상기 위치 설정핀에 의해 상기 하플랜지가 지지되는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.
9. The method of claim 8,
When the spindle descends again to clamp the first tool clamped to the first finger, and the first finger and the spindle simultaneously clamp the first tool,
The position fixing pin is drawn out of the mounting groove by the cylinder,
As the main shaft rises, the force of the main shaft ascending is transmitted to the twin arm through the clamping part, and the twin arm is raised,
The twin arm is raised so that the moving groove passes through the positioning pin, and the lower flange is positioned above the positioning pin,
After the first finger unclamps the first tool, the upper arm, which has received power from the driving unit, rotates in reverse by a preset angle A. Automatic tool changer, characterized in that the lower flange is supported by a positioning pin.
상기 상부암은,
커플링에 의해 상기 구동부의 구동축과 연결되는 샤프트; 및
상기 샤프트의 하부에서 하방으로 연장 형성되며, 상기 트윈암 내부의 중공부에 삽입되는 이동가이드축;을 포함하고,
상기 회전부는,
상기 캠박스의 내부에서 위치가 고정되도록 설치되고, 내측에 상기 샤프트가 설치되어, 상기 샤프트가 축회전 하는 것을 가이드하는 롤러 베어링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.
The method according to claim 1,
The upper arm is
a shaft connected to the driving shaft of the driving unit by a coupling; and
a movement guide shaft extending downwardly from the lower part of the shaft and inserted into the hollow part inside the twin arm; and
The rotating part,
and a roller bearing installed so that a position is fixed inside the cam box, and the shaft is installed inside the cam box to guide the shaft rotation.
상기 이동가이드축의 외주면에는 스플라인부가 형성되고,
상기 회전부에는, 상기 트윈암 중공부의 상측에 삽입되어, 내측으로 상기 이동가이드축이 관통되며, 내주면에는 상기 스플라인부와 맞물리는 스플라인홈이 형성되는 스플라인보스;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 공구 교환 장치.11. The method of claim 10,
A spline portion is formed on the outer peripheral surface of the movement guide shaft,
The rotating part includes a spline boss which is inserted into the upper side of the twin arm hollow part, the movement guide shaft passes through the inner peripheral surface, and a spline groove for engaging the spline part is formed on the inner circumferential surface. exchange device.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| KR1020210175099A KR102378611B1 (en) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | Automatic tool changer |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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- 2021-12-08 KR KR1020210175099A patent/KR102378611B1/en active IP Right Grant
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- 2022-11-16 CN CN202211432132.2A patent/CN116237794A/en active Pending
- 2022-11-22 TW TW111144575A patent/TWI830506B/en active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202322962A (en) | 2023-06-16 |
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