KR20090068779A - Interlocking device of tool changing and door opening/closing for atc of machine tool - Google Patents

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Abstract

An interlocking device for tool exchange and door operation in ATC for a machine tool is provided to increase the speed for exchanging tools of an ATC arm and to improve operating stability by making the rotation and reciprocating motion of an ATC arm and the reciprocating motion of an ATC door with the same driving source. An interlocking device for tool exchange and door operation in ATC for a machine tool provided with an ATC arm and an ATC door comprises a motor(10), a rotary shaft rotated by the driving force of the motor, a first cam assembly(30) generating a rotational motion and a reciprocating motion from the rotational motion of the rotary shaft, and then transmitting the rotational motion and the reciprocating motion to the ATC arm, and a second cam assembly(40) generating a reciprocating motion from the rotational motion of the rotary shaft and transmitting the reciprocating motion to the ATC door.

Description

공작기계용 ＡＴＣ에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치{INTERLOCKING DEVICE OF TOOL CHANGING AND DOOR OPENING/CLOSING FOR ATC OF MACHINE TOOL}Tool changing and door opening / closing interlocking device in ATC for machine tools {INTERLOCKING DEVICE OF TOOL CHANGING AND DOOR OPENING / CLOSING FOR ATC OF MACHINE TOOL}

본 발명은 공작기계의 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)에 관한 것이며 보다 상세하게는 공작기계용 ATC에 사용되는 도어 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an automatic tool changer (ATC) of a machine tool, and more particularly to a door device used in ATC for machine tools.

각종의 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 도는 비금속의 소재를 적당한 공구를 사용하여 형상 및 치수로 가공하든가 또는 반소재에 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 공작기계라 하며, 최근에는 하나의 기계에서 다양한 기계 가공을 가능하게 하는 복합 가공기가 이용되고 있다. Machine tools that are used for the purpose of processing metal or non-metal materials into shapes and dimensions by means of various cutting or non-cutting methods, or for more precise machining on semi-materials, are called machine tools. Combined machines have been used to enable a variety of machining on one machine.

일반적으로 이러한 복합 가공기에서는 다양한 기계가공작업을 위해 툴 매거진에 복수개의 공구를 장착한 후 이를 교환할 수 있는 자동공구교환장치(ATC, Automatic Tool Changer)가 구비되어 있는 바, ATC 장치에서는 공구 교환이 빈번히 발생하므로 이에 따른 동작 안정성 및 빠른 공구 교환 속도가 필수적인 요구사항이라 할 수 있다. In general, such a multi-task machine is equipped with an automatic tool changer (ATC) that can be equipped with a plurality of tools in the tool magazine for various machining operations, and then change them. As it occurs frequently, therefore, stability of operation and fast tool change speed are essential requirements.

예컨대, 도 6에 도시된 것과 같이 종래의 ATC(100)에는 왕복운동 및 회전운동이 가능한 ATC 암(110)과 왕복운동이 가능한 ATC 도어(120)가 구비되어 있다.For example, as shown in FIG. 6, the conventional ATC 100 is provided with an ATC arm 110 capable of reciprocating and rotating motion and an ATC door 120 capable of reciprocating motion.

이러한 ATC(100)에서의 공구 교환 과정은 ATC 암(110)이 툴매거진(130)쪽으로 전진한 다음, ATC 도어(120)가 개방된 후, ATC 암(110)이 회전운동을 함으로써 툴매거진(130)과 스핀들 측 사이의 공구 교환이 완료된다. 공구 교환이 완료되면, ATC 암(110)은 다시 회전 운동하고 ATC 도어(120)가 폐쇄된 다음 ATC 암(110)이 후진함으로써 원상태로 복귀된다.In the tool exchange process of the ATC 100, the ATC arm 110 is advanced toward the tool magazine 130, and then the ATC arm 110 rotates after the ATC door 120 is opened. The tool change between 130) and the spindle side is completed. When the tool change is completed, the ATC arm 110 rotates again, the ATC door 120 is closed and then the ATC arm 110 is returned to its original state by reversing.

그러나 종래의 ATC(100)에서는 ATC 암(110)의 왕복 및 회전운동과 ATC 도어(120)의 개폐가 별도의 구동원에 의해 작동한다는 문제가 있었다. 즉, ATC 암(110)의 왕복 및 회전운동은 서보모터의 회전력을 캠에 의해 변환함으로써 제공되는 반면, ATC 도어(120)의 개폐는 별도로 마련된 에어실린더(140)에 의해 구동되므로 암(110)과 도어(120)의 연동이 유기적으로 이루어지지 않았던 것이다.However, the conventional ATC 100 has a problem that the reciprocating and rotating motion of the ATC arm 110 and the opening and closing of the ATC door 120 are operated by a separate driving source. That is, the reciprocating and rotating motion of the ATC arm 110 is provided by converting the rotational force of the servomotor by the cam, while the opening and closing of the ATC door 120 is driven by the air cylinder 140 provided separately, so the arm 110 The door 120 and the interlock was not made organically.

이와 같이, ATC 도어(120)의 개폐 동작은 ATC 암(110)의 왕복 및 회전운동 전후에 에어실린더(140)를 별도로 작동함으로써 수행되므로 공구 교환 속도가 지연되는 주원인이 되었다.As described above, the opening and closing operation of the ATC door 120 is performed by separately operating the air cylinder 140 before and after the reciprocating and rotating movements of the ATC arm 110, which is a main cause of delay in the tool change speed.

또한, 에어실린더(140) 동작에 의한 도어(120)의 개폐 여부는 별도로 마련된 센서에 의해 감지되므로 센서 동작 상 오류가 발생한 경우 충돌, 오동작 등이 빈번히 발생하는 바, 동작 안정성도 보장되지 않는다는 문제점이 있다.In addition, whether the door 120 is opened or closed by the operation of the air cylinder 140 is detected by a separately provided sensor, and thus, when an error occurs in the sensor operation, a collision or malfunction frequently occurs, and thus the operation stability is not guaranteed. have.

이와 같이 공구 교환 속도 및 안정성의 향상을 위해 ATC 암(110)과 ATC 도어(120)의 운동을 유기적으로 연동시킬 필요성이 요청되었다. In this way, the necessity of organically interlocking movements of the ATC arm 110 and the ATC door 120 has been requested in order to improve the tool change speed and stability.

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 ATC 도어 개폐와 ATC 암 회전 및 왕복운동이 하나의 구동원에 의해 작동되도록 함으로써 공작기계 ATC의 공구 교환 속도를 최적화하고 동작의 안정성을 추구하고자 하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the foregoing, and an object of the present invention is to optimize and operate the tool change speed of the machine tool ATC by allowing the ATC door opening and closing, and the ATC arm rotation and reciprocating motion to be operated by one drive source. The aim is to seek stability.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은ATC 암(110) 및 ATC도어(120)를 구비한 공작기계용 ATC(100)에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치로서, 하나의 구동원에 의해 ATC 암(110)의 회전 및 왕복운동과 ATC 도어(120)의 개폐를 가능하게 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a tool change and door opening and closing device in the ATC 100 for a machine tool having an ATC arm 110 and ATC door 120, by one drive source It enables rotation and reciprocation of the ATC arm 110 and opening and closing of the ATC door 120.

구체적으로 본 발명에 따른 장치는, 모터(10)와; 상기 모터(10)의 구동력을 받아 회전하는 회전축(20)과; 상기 회전축(20)의 회전운동으로부터 회전운동 및 왕복운동을 발생시켜 ATC 암(110)에 회전 및 왕복운동을 전달하기 위한 제1 캠 조립체(30)와; 상기 회전축(20)의 회전운동으로부터 왕복운동을 발생시켜 ATC 도어(200)에 왕복운동을 전달하기 위한 제2 캠 조립체(40); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the apparatus according to the present invention includes a motor 10; A rotating shaft 20 rotating under the driving force of the motor 10; A first cam assembly 30 for generating rotational and reciprocating motions from the rotational motion of the rotational shaft 20 to transmit rotational and reciprocating motions to the ATC arm 110; A second cam assembly 40 for generating a reciprocating motion from the rotational motion of the rotating shaft 20 to transmit the reciprocating motion to the ATC door 200; Characterized in that it comprises a.

한편, 상기 제1캠 조립체(30)는, 상기 회전축(20)과 함께 회전하며 상기 회전축(20)의 회전운동을 회전운동 및 왕복운동으로 변환하기 위한 ATC암 회전용 변환수단(31-1)및 ATC 암 왕복용 변환수단(31-2)을 구비한 제1 캠(31)과; 상기 변환 수단(31-1, 31-2)에 의해 상기 제1캠(31)의 회전운동으로부터 변환된 회전운동 및 왕복운동을 ATC 암(100)에 전달하기 위한 ATC 암 이송축(32)을 포함하는 것이 바람직하다.On the other hand, the first cam assembly 30, the ATC arm rotation conversion means (31-1) for rotating together with the rotary shaft 20 to convert the rotary motion of the rotary shaft 20 into rotary motion and reciprocating motion. And a first cam 31 having an ATC arm reciprocating conversion means 31-2; An ATC arm feed shaft 32 for transferring the rotational and reciprocating motions converted from the rotational motion of the first cam 31 by the conversion means 31-1 and 31-2 to the ATC arm 100. It is preferable to include.

또한, 상기 제2캠 조립체(40)는, 상기 회전축(20)과 함께 회전하며 상기 회전축(20)의 회전운동을 왕복운동으로 변환하기 위한 ATC 도어용 캠곡선(41-1)을 구비한 제2 캠(41)과; 상기 ATC 도어용 캠곡선(41-1)과 맞물리는 ATC 도어용 캠팔로워를 구비하여 상기 제2캠(41)의 회전운동을 회전축(A)을 중심으로 일단부가 선회하는 선회운동으로 변환시키는 캠팔로워부(42)와; 상기 캠팔로워부(42)의 일단부와 기어결합하여 상기 캠팔로워부(42)의 선회운동을 회전운동으로 변환시키는 기어축부(43)와; 상기 기어축부(43)와 상기 ATC 도어(120)를 연결하고 상기 기어축부(43)의 회전운동을 왕복운동으로 변환시켜 ATC 도어(120)에 전달하기 위한 링크부(44)를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the second cam assembly 40, the ATC door cam curve 41-1 for rotating with the rotary shaft 20 and converting the rotational movement of the rotary shaft 20 to the reciprocating motion Two cams 41; A cam having a ATC door cam follower engaged with the ATC door cam curve 41-1 converts the rotational motion of the second cam 41 into a pivoting motion with one end pivoting about the rotation axis A. A follower portion 42; A gear shaft portion 43 which is gear-coupled with one end of the cam follower portion 42 to convert the pivotal movement of the cam follower portion 42 into a rotational movement; It is preferable to include a link portion 44 for connecting the gear shaft portion 43 and the ATC door 120 and converting the rotational movement of the gear shaft portion 43 into a reciprocating motion to be transmitted to the ATC door 120. Do.

또한, 상기 링크부(44)는 제1 링크(44-1) 및 제2링크(44-2)를 포함하는 1절 링크인 것이 바람직하다.In addition, the link unit 44 is preferably a one-section link including a first link 44-1 and a second link 44-2.

이상에서 설명한 바와 같은 과제 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 장치는 ATC 암의 회전 및 왕복운동과 ATC 도어의 왕복운동을 동일한 구동원에 의해 구현함으로써, 이들 운동을 서로 연동시켜 ATC 암의 공구 교환 속도를 높일 뿐만 아니라 동작 안정성 또한 향상되는 효과가 있다. According to the problem solving means described above, the device according to the present invention implements the rotation and reciprocation of the ATC arm and the reciprocating motion of the ATC door by the same drive source, thereby interlocking these movements with each other, the tool change speed of the ATC arm In addition to increasing the operation stability is also effective.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 장치가 장착된 ATC의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 장치의 사시도, 측면도 및 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 장치에서 ATC 도어의 개폐 작동 원리를 나타낸 모식도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 장치에 의해 ATC 암 및 ATC 도어의 작동과정을 나타내기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 ATC 암의 회전/왕복 운동 및 ATC 도어의 왕복 운동에 대한 캠선도의 일 실시예이다. 1 is a perspective view of an ATC equipped with a device according to the present invention, Figure 2 is a perspective view, a side view and a front view of the device according to the invention, Figure 3 is a schematic diagram showing the opening and closing operation principle of the ATC door in the device according to the invention to be. In addition, Figure 4 is a view showing the operation of the ATC arm and the ATC door by the device of the present invention, Figure 5 is a cam diagram for the rotation / reciprocating motion of the ATC arm and the reciprocating motion of the ATC door in accordance with the present invention Is one embodiment.

우선, 도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 공구교환 및 도어개폐 연동장치는 ATC 암(110) 및 ATC 도어(120, 도 6 참조), 툴매거진(130)을 구비한 공작기계용 ATC(100)에 이용되는 것으로서, ATC(100)에는 ATC 도어(120)의 개폐를 위해 도어 가이드(120-1)와 도어 홀더(120-2)가 마련된다. 도 1에서는 이해의 편의를 위해 도어 홀더(120-2)에 부착된 ATC 도어(120)가 미도시되었다.First, as shown in Figure 1, the tool change and door opening and closing interlock according to the present invention is an ATC arm 110, ATC door 120 (see Fig. 6), ATC for a machine tool having a tool magazine 130 As used in the 100, the ATC 100 is provided with a door guide 120-1 and a door holder 120-2 for opening and closing the ATC door 120. In FIG. 1, the ATC door 120 attached to the door holder 120-2 is not shown for convenience of understanding.

본 발명은 모터(10)와, 회전축(20)과, 제1캠 조립체(30)와, 제2캠 조립체(40)로 구성되며, 하나의 구동원인 서브 모터(10)에 의해 ATC 암(110)의 회전/왕복 운동과 ATC 도어(120)의 왕복운동을 모두 구현가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention is composed of a motor 10, a rotating shaft 20, the first cam assembly 30, the second cam assembly 40, the ATC arm 110 by a sub-motor 10 as one drive source. It is characterized in that to implement both the rotation / reciprocating motion of the) and the reciprocating motion of the ATC door 120.

모터(10)는 회전축(20)에 구동력을 전달하여 회전력을 발생시킨다.The motor 10 transmits a driving force to the rotating shaft 20 to generate a rotating force.

제1캠 조립체(30)는 회전축(20)의 회전운동으로부터 회전운동 및 왕복운동을 발생시켜 ATC 암(110)에 회전 및 왕복운동을 전달하기 위한 구성이다.The first cam assembly 30 is a configuration for transmitting the rotation and reciprocating motion to the ATC arm 110 by generating a rotational motion and a reciprocating motion from the rotational motion of the rotary shaft 20.

제2 캠 조립체(40)는 회전축(20)의 회전운동으로부터 왕복운동을 발생시켜 ATC 도어(200)에 왕복운동을 전달하기 위한 구성이다.The second cam assembly 40 is configured to transfer the reciprocating motion to the ATC door 200 by generating a reciprocating motion from the rotational motion of the rotating shaft 20.

이하, 도 1 및 도 2를 참조로 제1 및 제2 캠 조립체(30, 40)의 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the first and second cam assemblies 30 and 40 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

도시된 것과 같이 제1캠 조립체(30)는 제1캠(31)과 ATC 암 이송축(32)으로 구성된다.As shown, the first cam assembly 30 is composed of a first cam 31 and an ATC arm feed shaft 32.

제1캠(31)은 회전축(20)의 하부에 결합되어 회전축(20)과 함께 회전하며 회전축(20)의 회전운동(W)을 ATC 암(110)의 회전운동(Q) 및 왕복운동(P)으로 변환하기 위한 ATC암 회전용 변환수단(31-1)및 ATC 암 왕복용 변환수단(31-2), 그리고 기어부(31-3)를 구비한다. The first cam 31 is coupled to the lower portion of the rotary shaft 20 to rotate together with the rotary shaft 20 and the rotary motion (W) of the rotary shaft 20 rotates the rotational movement (Q) and the reciprocating motion of the ATC arm 110 ( ATC arm rotation conversion means 31-1, ATC arm reciprocating conversion means 31-2, and a gear portion 31-3 for converting to P).

ATC암 회전용 변환수단(31-1)은 제1캠(31)의 회전운동(W)을 회전운동(Q)으로 변환하여 ATC 암 이송축(32)에 전달하고, ATC 암 왕복용 변환수단(31-2)은 제1캠(31)의 회전운동(W)을 왕복운동(P)으로 변환하여 ATC 암 이송축(32)에 전달한다.ATC arm rotation conversion means (31-1) converts the rotational movement (W) of the first cam 31 to the rotational movement (Q) to transfer to the ATC arm feed shaft 32, ATC arm reciprocating conversion means Numeral 31-2 converts the rotational motion W of the first cam 31 into a reciprocating motion P and transmits it to the ATC arm feed shaft 32.

한편, 도시된 예에서는 ATC암 회전용 변환수단(31-1)은 제1캠(31)의 외측면에 마련된 캠곡선으로, ATC 암 왕복용 변환수단(31-2)은 제1캠(31)의 하면에 마련된 캠곡선으로 구현되어 있으나, 변환수단은 이에 한정되는 것이 아니라 양자 모두 기어 등 다른 구성에 의해서도 구현가능하다.Meanwhile, in the illustrated example, the ATC arm rotation conversion means 31-1 is a cam curve provided on the outer surface of the first cam 31, and the ATC arm reciprocation conversion means 31-2 is the first cam 31. The cam is provided on the lower surface of the), but the conversion means is not limited thereto, and both may be implemented by other configurations such as gears.

만약, 양 변환수단(31-1, 31-2) 모두가 모두 캠곡선으로 구현되는 경우 캠곡선의 적절한 설계에 의하여 회전축(20)의 1회전 주기별로 ATC 암(110)에 전달될 회전 및 왕복운동의 타이밍이 설정될 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.If both conversion means 31-1 and 31-2 are all implemented as cam curves, the rotation and reciprocation to be transmitted to the ATC arm 110 by one rotation period of the rotation shaft 20 by the proper design of the cam curves. The timing of the exercise may be set, which will be described later.

기어부(31-3)는 서보모터(10)의 회전력을 회전축(20)으로 전달하기 위한 구성이며(도 2b 참조), 도시된 예에서는 서보모터(10)의 회전방향과 회전축(20)의 회전방향이 수직이므로 웜기어로 구현되어 있으나 기어부(31-3)의 구체적 종류는 이에 한정되는 것이 아니다. 또한, 서보모터(10)와 회전축(20)이 직접 연결되도록 구성될 수도 있다.The gear part 31-3 is a configuration for transmitting the rotational force of the servomotor 10 to the rotating shaft 20 (see FIG. 2B), and in the illustrated example, the rotational direction of the servomotor 10 and the rotating shaft 20 Since the direction of rotation is vertical, it is implemented as a worm gear, but the specific kind of the gear part 31-3 is not limited thereto. In addition, the servo motor 10 and the rotating shaft 20 may be configured to be directly connected.

ATC 암 이송축(32)은 제1캠(31)의 변환수단(31-1, 31-2)으로부터 회전운동(Q) 및 왕복운동(P)을 전달받아서 이를 ATC 암(110)에 전달한다. 회전운동(Q) 및 왕복운동(P)을 구현하기 위해 ATC 암 이송축(32)은 자체가 회전되면서 길이가 신장 및 수축될 수 있는 적절한 구조를 가진다.The ATC arm feed shaft 32 receives the rotational movement Q and the reciprocating movement P from the conversion means 31-1 and 31-2 of the first cam 31 and transfers the same to the ATC arm 110. . In order to realize the rotational movement Q and the reciprocating movement P, the ATC arm feed shaft 32 has a suitable structure that can be elongated and retracted while being rotated.

이러한 구성에 의해 제1캠 조립체(30)는 회전축(20)의 회전운동 (W)을 받아 이를 회전(Q) 및 왕복운동(P)으로 변환한 후 ATC 암(110)에 전달함으로써 ATC 암(110)이 회전 및 왕복 가능하도록 한다. By this configuration, the first cam assembly 30 receives the rotational movement W of the rotation shaft 20, converts it into rotation Q and reciprocation P, and then transfers the ATC arm 110 to the ATC arm 110. 110 allows for rotation and reciprocation.

다음으로, 제2캠 조립체(40)는 회전축(20)상의 제1캠 조립체(30) 상방에 마련되며, 제2캠(41)과, 캠팔로워부(42)와, 기어축부(43)와, 링크부(44)로 구성된다.Next, the second cam assembly 40 is provided above the first cam assembly 30 on the rotation shaft 20, the second cam 41, the cam follower portion 42, the gear shaft portion 43 and And a link section 44.

제2캠(41)은 제1캠(31)의 상방의 회전축(20)상에 결합되어 회전축(20)과 함께 회전하며 측면에 회전축(20)의 회전운동(W)을 ATC 도어(120)의 왕복운동(Z)으로 변환하기 위한 ATC 도어용 캠곡선(41-1)을 구비한다. The second cam 41 is coupled on the rotary shaft 20 above the first cam 31 to rotate together with the rotary shaft 20 and rotate the rotational movement W of the rotary shaft 20 on the side of the ATC door 120. A cam door 41-1 for the ATC door for converting into the reciprocating motion Z of the apparatus is provided.

도 2c에 명확히 도시되어 있듯이, 캠팔로워부(42)의 일단부(42-1) 측에는 ATC 도어용 캠곡선(41-1)에 맞물리는 캠팔로워(미도시)를 구비하고, 타단부(42-2) 측은 소정의 회전축(A)을 중심으로 고정됨으로써, 제2캠(41)이 회전(W)함에 따라 캠팔로워부(42)의 일단부(42-1)가 상하 요동을 하게 된다. 그에 따라 캠팔로워부(42)는 회전축(A)을 중심으로 선회운동(X)을 할 수 있다. 캠팔로워부(42)의 일단부(42-1)에는 기어가 마련되는 것이 바람직하다.As clearly shown in FIG. 2C, one end 42-1 of the cam follower 42 has a cam follower (not shown) engaged with the cam curve 41-1 for the ATC door, and the other end 42 is provided. The -2) side is fixed about a predetermined rotation axis A, so that one end portion 42-1 of the cam follower portion 42 swings up and down as the second cam 41 rotates (W). Accordingly, the cam follower part 42 may make a pivotal movement X about the rotation axis A. FIG. It is preferable that a gear is provided in the one end part 42-1 of the cam follower part 42. FIG.

기어축부(43)는 축형상의 구조로서, 그 일단부(43-1)에는 기어(바람직하게는 평기어)가 마련되어 캠팔로워부(42) 일단부(42-1)에 마련된 기어와 기어결합되며, 타단부(43-2)는 링크(44)와 연결된다. 이와 같이 기어축부(43)와 캠팔로워부(42)의 기어결합에 의해 캠팔로워부(42)의 선회운동(X)은 기어축부(43)의 회전운동(Y)으로 변환된다. 여기서 기어축부(43)의 회전방향(시계/반시계)은 캠팔로워부(42)의 선회방향(상방/하방)에 의해 결정된다.The gear shaft portion 43 has an axial structure. A gear (preferably a spur gear) is provided at one end portion 43-1 of the gear shaft portion 43, and a gear engagement with a gear provided at one end portion 42-1 of the cam follower portion 42-1. The other end 43-2 is connected to the link 44. As such, the rotational movement X of the cam follower 42 is converted into the rotational motion Y of the gear shaft 43 by the gear coupling of the gear shaft 43 and the cam follower 42. Here, the rotational direction (clock / counterclockwise) of the gear shaft portion 43 is determined by the rotational direction (upward / downward) of the cam follower portion 42.

링크부(44)는 기어축부(43)의 타단부(43-2)에 연결되고 제1 링크(44-1) 및 제2 링크(44-2)로 구성된 1절 링크인 것이 바람직하다. 링크부(44)는 기어축부(43)의 회전운동(Y)을 받아 제1 링크(44-1)가 기어축부(43)를 중심으로 선회운동을 하면 제2 링크(80-2)는 이러한 선회운동을 왕복운동(Z)으로 변환시키게 된다.The link portion 44 is preferably a one-section link that is connected to the other end portion 43-2 of the gear shaft portion 43 and includes a first link 44-1 and a second link 44-2. The link portion 44 receives the rotational movement Y of the gear shaft portion 43, and when the first link 44-1 rotates about the gear shaft portion 43, the second link 80-2 may perform such a rotation. The turning motion is converted into a reciprocating motion (Z).

한편, 도2c에 명확히 도시된 것과 같이, 링크부(44)의 제2 링크(44-2)의 끝단에는 도어 가이드(120-1)를 따라 왕복운동가능한 도어 홀더(120-2)가 부착됨으로써, 제2 링크(44-2)의 끝단이 왕복운동(Z)을 함에 따라 도어 홀더(120-2) 및 이에 결합된 ATC 도어(120)가 도어 가이드(120-1)를 따라 왕복운동하도록 함으로써 도어(120)의 개폐가 가능하게 된다.On the other hand, as is clearly shown in Figure 2c, by the end of the second link 44-2 of the link portion 44 is attached to the door holder 120-2 reciprocating along the door guide 120-1 As the end of the second link 44-2 reciprocates Z, the door holder 120-2 and the ATC door 120 coupled thereto reciprocate along the door guide 120-1. The door 120 can be opened and closed.

이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 장치가 작동되는 과정을 도 2 내지 도 5를 참조로 설명한다.The operation of the apparatus according to the present invention by such a configuration will be described with reference to FIGS. 2 to 5.

서보모터(10)에 의해 회전축(20)이 회전(W)하면, 제1캠(31) 및 제2 캠(41)도 함께 회전(W)한다. 이 때, 제1캠(31)의 회전운동(W)은 제1캠(31)의 측면 및 하면에 각각 마련된 변환수단(31-1, 31-2)에 의해 회전운동(Q) 및 왕복운동(P)으로 변환되어 ATC 암 이송축(32)을 매개로 ATC 암(110)에 전달된다.When the rotation shaft 20 rotates by the servomotor 10, the first cam 31 and the second cam 41 also rotate (W). At this time, the rotational motion (W) of the first cam 31 is the rotational movement (Q) and reciprocating motion by the conversion means (31-1, 31-2) provided on the side and bottom of the first cam 31, respectively It is converted into (P) is transmitted to the ATC arm 110 via the ATC arm feed shaft (32).

한편, 회전축(20)의 회전시에는 전술한 제1캠(31)의 회전과 동시에 제2캠(41) 또한 함께 회전(W)한다. 이러한 제2캠(41)의 회전운동(W)은 측면에 마련된 ATC 도어용 캠곡선(41-1)과 캠팔로워부(42)에 마련된 캠팔로워(미도시) 사이의 연결관계에 의해 캠팔로워부(42)가 회전축(A) 중심으로 선회운동(X)하도록 변환된다.On the other hand, when the rotating shaft 20 is rotated at the same time as the above-described first cam 31, the second cam 41 also rotates (W). The rotational motion (W) of the second cam (41) is a cam follower by the connection between the cam curve (41-1) for the ATC door provided on the side and the cam follower (not shown) provided in the cam follower portion 42 The part 42 is converted so that the pivoting motion X may be performed about the rotation axis A. FIG.

캠팔로워부(42)가 선회운동(X)하면, 캠팔로워부(42)의 일단부(42-1)와 기어축부(43)의 일단부(43-1) 사이의 기어결합에 의해 기어축부(43)가 회전(Y)하도록 변환된다.When the cam follower portion 42 pivots (X), the gear shaft portion is formed by gear engagement between the one end portion 42-1 of the cam follower portion 42 and the one end portion 43-1 of the gear shaft portion 43. (43) is converted to rotate (Y).

한편, 기어축부(43)가 회전하면(Y), 도 3에 명확히 도시되어 있듯이, 기어축부(43)에 연결된 링크부(44)의 제1 링크(44-1)도 함께 회전하고 이러한 회전력은 제2 링크(44-2)에 전달되지만, 제2 링크(44-2)의 단부에는 도어 가이드(120-1)에 의해 구속된 도어 홀더(120-2)가 결합되어 있는바, 제2 링크(44-2) 및 이에 결합된 도어 홀더(120-2)는 도어 가이드(120-1)를 따라 왕복운동(Z)하게 된다.On the other hand, when the gear shaft portion 43 rotates (Y), as clearly shown in FIG. 3, the first link 44-1 of the link portion 44 connected to the gear shaft portion 43 also rotates together, and this rotational force is Although transmitted to the second link 44-2, the door holder 120-2 restrained by the door guide 120-1 is coupled to an end of the second link 44-2. 44-2 and the door holder 120-2 coupled thereto are reciprocated along the door guide 120-1.

이러한 제2 캠 조립체(40)의 작동 과정을 요약하면, 회전축(20) 및 제2캠(41)의 회전운동은(W) 캠팔로워(42)의 선회운동(X), 기어축부(43)의 회전운동(Y)을 경유하여 링크부(44)의 제2링크(44-2) 왕복운동(Z)로 각각 전환되는 것이다(W, X, Y, Z 순으로 변환).Summarizing the operation process of the second cam assembly 40, the rotational movement of the rotation shaft 20 and the second cam 41 (W) is the rotational movement (X) of the cam follower 42, the gear shaft portion 43 The second link 44-2 of the link unit 44 is converted to the reciprocating motion Z via the rotational motion Y of the respective parts (in the order of W, X, Y, and Z).

한편, 전술한 제1캠 조립체(30)에 의한 ATC 암(110)의 회전(Q) 및 왕복(P)과, 제2캠 조립체(40)에 의한 ATC 도어(120)의 왕복(Z)은 하나의 구동수단인 서보모터(10) 및 회전축(20)에 의해 구동된다. 따라서, 회전축(20)과 함께 회전하는 제1 및 제2캠(31, 42)에 마련된 캠곡선을 적절히 설정함으로써 회전축(20)이 1회전할 때에 ATC 암(110)의 회전(Q) 및 왕복(P), 그리고 ATC 도어(120)의 왕복(Z)운동이 적절한 타이밍에 구동되도록 조절할 수 있다.Meanwhile, rotation (Q) and reciprocation (P) of the ATC arm 110 by the first cam assembly 30 described above, and reciprocation (Z) of the ATC door 120 by the second cam assembly 40 are It is driven by the servo motor 10 and the rotating shaft 20 as one drive means. Therefore, by appropriately setting the cam curves provided on the first and second cams 31 and 42 rotating together with the rotation shaft 20, the rotation Q and the reciprocation of the ATC arm 110 when the rotation shaft 20 rotates once. (P) and the reciprocating (Z) movement of the ATC door 120 can be adjusted to be driven at an appropriate timing.

예컨대, 도 4a에 도시된 것과 같이 ATC 도어(120)가 폐쇄된 초기 상태에서 회전축(20)을 회전시키면, 도 4b 와 같이 ATC 암(110)이 회전(Q) 및 전진(P)하고 그와 동시에 ATC 도어(120)가 후진(Z)하여 도 4c와 같이 도어(120)가 완전히 개방되고 ATC 암(110)은 공구 교환을 수행한다. For example, as shown in FIG. 4A, when the rotating shaft 20 is rotated in the initial state in which the ATC door 120 is closed, the ATC arm 110 rotates (Q) and moves forward (P) as shown in FIG. 4B. At the same time, the ATC door 120 reverses (Z) so that the door 120 is fully open as shown in FIG. 4C and the ATC arm 110 performs tool change.

이 상태에서 계속 회전축(20)을 회전시키면 도 4d와 같이 ATC 암(110)은 후진(P)하고 반대 방향으로 회전(Q)하며, 그와 동시에 ATC 도어(120)는 전진(Z)함으로써 도 4a의 상태로 복귀된다. 이상의3개의 운동(ATC암의 회전/왕복, ATC 도어의 왕복)은 회전축(20)의 회전과 동시에 연동하여 진행된다. In this state, if the rotary shaft 20 is continuously rotated, the ATC arm 110 reverses (P) and rotates in the opposite direction (Q) as shown in FIG. 4D, and at the same time, the ATC door 120 moves forward (Z). The state of 4a is returned. The above three movements (rotation / return of the ATC arm, reciprocation of the ATC door) proceed in synchronization with the rotation of the rotation shaft 20.

이와 같이 3개 운동은 동시에 연동하여 수행되는 것이며, 회전축(20)의 1회전에 의해 각 운동의 싸이클 또한 완료된다. In this way, the three movements are performed in tandem at the same time, and the cycle of each movement is also completed by one rotation of the rotary shaft 20.

도 5의 (a) 및 (b)는 회전축(20)이 1회전함에 따른 회전각도에 대응한 ATC 암(110)의 회전(Q)각도 및 왕복(P) 이송거리를 도시한 캠선도의 일 실시예이다. 또한, 도 5의 (c)는 회전축(20)의 1회전함에 따른 회전각도에 대응한 ATC 도어(120)의 왕복(Z) 이송거리를 나타낸 캠선도의 일 실시예이다.5A and 5B are cam diagrams showing rotation (Q) angles and reciprocating (P) transfer distances of the ATC arm 110 corresponding to rotation angles as the rotation shaft 20 rotates once. Example. In addition, Figure 5 (c) is an embodiment of the cam diagram showing the reciprocating (Z) transfer distance of the ATC door 120 corresponding to the rotation angle of one rotation of the rotary shaft 20.

도시된 것과 같이, 회전축(20)이 1회전하는 동안의 회전각도(X축)에 대응하여 ATC 암(110)의 회전(Q) 및 왕복(P)과, ATC 도어(120)의 왕복(Z)이 Y축에 나타나 있으며, 이들 운동은 회전축(20)의 회전과 동시에 연동하여 수행됨을 확인할 수 있다.As shown, the rotation (Q) and reciprocation (P) of the ATC arm 110 and the reciprocation (Z) of the ATC door 120 corresponding to the rotation angle (X axis) during the rotation of the rotation shaft 20 one rotation. ) Is shown on the Y-axis, and these movements can be seen to be performed in conjunction with the rotation of the rotating shaft 20 at the same time.

구체적으로 도 5a에 도시된 ATC 암(110)의 회전(Q)각도 캠선도에 따르면 회전축(20)의 1회전동안 ATC 암(110)은 시계방향 회전(0도~254도) 및 반시계 방향(254도~ 180도) 회전이 수행되고, 도 5b에 도시된 ATC 암(110)의 왕복(P) 이송거리 캠선도에 따르면 회전축(20)의 1회전동안 ATC 암(110)은 최대 50mm 이송되었다가 원위치로 복귀하게 되며, 도 5c에 도시된 ATC 도어(120)의 왕복(Z) 이송거리 캠선도에 따르면 회전축(20)의 1회전동안 ATC 도어(120)는 최대 540mm 이송되었다가 원위치로 복귀함을 확인할 수 있다.Specifically, according to the rotation (Q) angle cam diagram of the ATC arm 110 shown in FIG. 5A, the ATC arm 110 rotates clockwise (0 degrees to 254 degrees) and counterclockwise during one rotation of the rotation shaft 20. (254 degrees to 180 degrees) rotation is performed, and according to the reciprocating (P) feed distance cam diagram of the ATC arm 110 shown in FIG. 5B, the ATC arm 110 is transferred up to 50 mm during one rotation of the rotation shaft 20. After returning to the home position, according to the reciprocating (Z) feed distance cam diagram of the ATC door 120 shown in FIG. 5C, the ATC door 120 is transported up to 540 mm during one rotation of the rotating shaft 20. You can see the return.

이상 설명한 바와 같이, ATC 암(110)의 회전(Q) 및 왕복(P)과, ATC 도어(120)의 왕복(Z)은 하나의 구동수단인 서보모터(10) 및 회전축(20)에 의해 구동된다. 따라서, 회전축(20)과 함께 회전하는 제1 및 제2캠(31, 42)에 마련된 캠곡선을 적절히 설정함으로써 회전축(20)이 1회전마다 ATC 암(110)의 회전(Q) 및 왕복(P), 그리고 ATC 도어(120)의 왕복(Z)운동이 적절한 타이밍에 구동되도록 조절할 수 있다.As described above, the rotation (Q) and reciprocation (P) of the ATC arm 110, and the reciprocation (Z) of the ATC door 120 is driven by the servo motor 10 and the rotation shaft 20 as one driving means. Driven. Accordingly, by appropriately setting the cam curves provided on the first and second cams 31 and 42 rotating together with the rotation shaft 20, the rotation shaft 20 rotates Q and the reciprocation of the ATC arm 110 every revolution. P) and the reciprocating (Z) movement of the ATC door 120 can be adjusted to be driven at an appropriate timing.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. Although specific embodiments of the present invention have been described above, the spirit and scope of the present invention are not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Those skilled in the art will understand.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Therefore, since the embodiments described above are provided to completely inform the scope of the invention to those skilled in the art, it should be understood that they are exemplary in all respects and not limited. The invention is only defined by the scope of the claims.

도 1은 본 발명에 따른 장치가 장착된 ATC의 사시도. 1 is a perspective view of an ATC equipped with a device according to the invention.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 사시도, 측면도 및 정면도.2 is a perspective, side and front view of the device according to the invention.

도 3은 본 발명에 따른 장치에서 ATC 도어의 개폐 작동 원리를 나타낸 모식도.Figure 3 is a schematic diagram showing the operating principle of the opening and closing of the ATC door in the device according to the present invention.

도 4는 본 발명의 장치에 의해 ATC 암 및 ATC 도어의 작동과정을 나타내기 위한 도면.Figure 4 is a view for showing the operation of the ATC arm and ATC door by the device of the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 ATC 암의 회전/왕복 운동 및 ATC 도어의 왕복 운동에 대한 캠선도의 일 실시예.Figure 5 is an embodiment of a cam diagram for the rotation / reciprocating motion of the ATC arm and the reciprocating motion of the ATC door in accordance with the present invention.

도 6은 종래의 공작기계용 ATC를 나타낸 사시도. Figure 6 is a perspective view of a conventional machine tool ATC.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명> <Description of main reference numerals in the drawings>

100: ATC 110: ATC 암100: ATC 110: ATC Arm

120: ATC 도어 130: 툴매거진120: ATC door 130: tool magazine

10: 서보모터 20: 회전축10: servo motor 20: rotating shaft

30: 제1캠 조립체 31: 제1캠30: first cam assembly 31: first cam

32: ATC 암 이송축 40: 제2캠 조립체32: ATC arm feed shaft 40: second cam assembly

41: 제2캠 42: 캠팔로워부41: second cam 42: cam followers

43: 기어축부 44: 링크부43: gear shaft 44: link

W: 회전축의 회전운동 X: 캠팔로워부의 선회운동W: Rotational movement of the rotating shaft X: Rotational movement of the cam follower portion

Y: 기어축부의 회전운동 Z: 링크부의 왕복운동Y: rotational movement of the gear shaft Z: reciprocation of the link shaft

P: ATC 암 이송축의 왕복운동 Q: ATC 암 이송축의 회전운동P: Reciprocating motion of ATC arm feed shaft Q: Rotating motion of ATC arm feed shaft

Claims (3)

ATC 암(110) 및 ATC도어(120)를 구비한 공작기계용 ATC(100)에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치로서As a tool change and door opening and closing device in the ATC 100 for a machine tool provided with the ATC arm 110 and the ATC door 120 모터(10)의 구동력에 의해 회전하는 회전축(20)과;A rotating shaft 20 rotating by the driving force of the motor 10; 상기 회전축(20)의 회전운동으로부터 왕복운동을 발생시켜 ATC 도어(200)에 왕복운동을 전달하기 위한 제2 캠 조립체(40);A second cam assembly 40 for generating a reciprocating motion from the rotational motion of the rotating shaft 20 to transmit the reciprocating motion to the ATC door 200; 상기 회전축(20)의 회전운동으로부터 회전운동 및 왕복운동을 발생시켜 ATC 암(110)에 회전 및 왕복운동을 전달하는 제1 캠 조립체(30)와;를 포함하며,And a first cam assembly 30 which generates rotational and reciprocating motions from the rotational motion of the rotational shaft 20 and transmits rotational and reciprocating motions to the ATC arm 110. 상기 제1 캠 조립체(30)는 상기 회전축(20)과 함께 회전하며 상기 회전축(20)의 회전운동을 회전운동 및 왕복운동으로 변환하기 위한 ATC암 회전용 변환수단(31-1)및 ATC 암 왕복용 변환수단(31-2)을 구비한 제1 캠(31)과;The first cam assembly 30 rotates together with the rotation shaft 20 and converts ATC arm rotation means 31-1 and ATC arm for converting the rotational movement of the rotational shaft 20 into rotational and reciprocating motions. A first cam 31 having reciprocating conversion means 31-2; 상기 변환수단(31-1, 31-2)에 의해 상기 제1캠(31)의 회전운동으로부터 변환된 회전운동 및 왕복운동을 ATC 암(110)에 전달하기 위한 ATC 암 이송축(32)ATC arm feed shaft 32 for transmitting to the ATC arm 110 a rotational motion and a reciprocating motion converted from the rotational motion of the first cam 31 by the conversion means (31-1, 31-2) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 ATC에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치.Tool exchange and door opening and closing interlock device in ATC for machine tools, characterized in that it comprises a. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제2캠 조립체(40)는,The second cam assembly 40, 상기 회전축(20)과 함께 회전하며 상기 회전축(20)의 회전운동을 왕복운동으 로 변환하기 위한 ATC 도어용 캠곡선(41-1)을 구비한 제2 캠(41)과;A second cam 41 which rotates together with the rotation shaft 20 and has an ATC door cam curve 41-1 for converting the rotational movement of the rotation shaft 20 into a reciprocating motion; 상기 ATC 도어용 캠곡선(41-1)과 맞물리는 ATC 도어용 캠팔로워를 구비하여 상기 제2캠(41)의 회전운동을 회전축(A)을 중심으로 일단부가 선회하는 선회운동으로 변환시키는 캠팔로워부(42)와;A cam having a ATC door cam follower engaged with the ATC door cam curve 41-1 converts the rotational motion of the second cam 41 into a pivoting motion with one end pivoting about the rotation axis A. A follower portion 42; 상기 캠팔로워부(42)의 일단부와 기어결합하여 상기 캠팔로워부(42)의 선회운동을 회전운동으로 변환시키는 기어축부(43)와;A gear shaft portion 43 which is gear-coupled with one end of the cam follower portion 42 to convert the pivotal movement of the cam follower portion 42 into a rotational movement; 상기 기어축부(43)와 상기 ATC 도어(120)를 연결하고 상기 기어축부(43)의 회전운동을 왕복운동으로 변환시켜 ATC 도어(120)에 전달하기 위한 링크부(44)Link portion 44 for connecting the gear shaft portion 43 and the ATC door 120 and converting the rotational movement of the gear shaft portion 43 to a reciprocating motion to be transmitted to the ATC door 120 를 포함하는 것을 특징으로 하는 공작기계용 ATC에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치.Tool exchange and door opening and closing device in the ATC for machine tools, comprising a. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 링크부(44)는 제1 링크(44-1) 및 제2링크(44-2)를 포함하는 1절 링크인 것을 특징으로 하는 공작기계용 ATC에서의 공구교환 및 도어개폐 연동장치.The link unit 44 is a one-way link including a first link (44-1) and the second link (44-2), the tool exchange and door opening interlock device in the ATC for machine tools.
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