KR910007250B1 - 공작기계의 공구 교환기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공작기계의 공구 교환기

제1도는 공작기계와 공구 교환기의 정면도.

제2도는 제1도의 평면도.

제3도는 제1도의 화살표 III방향에서 본 측면도

제4도는 툴훌딩 픽스츄어 쪽으로 움직이는 그리퍼 핸드의 일부 절결한 확개 평면도.

제5도는 제4도와 같이, 그리퍼핸드가 공구를 잡고 그 공구를 풀기 위해 렌치를 돌리는 것을 표시하는 도면.

제6도는 제4도 및 제5도와 같고 공구를 툴훌딩 픽스츄어로부터 띠는 것을 표시하는 도면.

제7도는 제4도의 화살표 VIII의 방향에서 럭 장치를 본 단면

제8도는 제6도의 VIII-VIII선 단면도

제9도는 또다른 형태의 렌치와 잠금나사의 결합을 표시하는 도면

제10도는 제5도와 같고 그리퍼핸드가 가파른 원추형의 공구를 결합하는 것을 표시하는 도면.

본 발명은 툴훌딩픽스츄어를 갖는 공작기계의 공구 교환기에 관한 것으로, 공구의 프렌지를 결합하기 위한 다수의 그리퍼핸드를 함유하는 회전홀더와, 첫째로 그리퍼핸드가 툴훌딩픽스츄어의 앞에 위치하여 정열 위치와 귀환위치 사이에 홀더를 움직이게 하는 작동장치와, 둘째로 툴훌딩픽스츄어의 축에 평행하게 홀더를 움직이는 작동장치를 포함한다.

공작기계는 각종공구로 여러 가지 기계가공작업을 가공물에 가하기 위하여 설계되고 공작기계의 공구부착 장치로부터 공구를 띠는데 유용하고, 그 공구를 공작기계로부터 멀리 치우며 다른 공구를 공구부착장치에 삽입하는데 유용한 공구 교환기가 요청된다.

실제로 여러 가지 공구교환방식에 의하면, 공구의 뒤쪽잡는 부분의 형상은 예를들면 원통 또는 원추로 된 공구부착장치의 형상에 적용되었다. 공작기계는 수동 또는 자동으로 장기게하여 공구 부착장치속에 공구를 삽입하는 포착장치를 함유한다. 기계에서 공구를 폴 때는, 공구 교환기의 홀더는 공구부착장치로부터 공구를 빼내는데 유용해야하고 그 공구를 정열위치에서 이동하여야 한다.

또다른 공구를 정열위치로 가져오고 이어서 공구부착장치에 맞추어 넣는데 유용하여야 한다. 이런 목적으로 볼 때, 공구를 풀고 집어넣는데 적합한 다수의 그리퍼핸드가 장비된 공구 교환기는 공지이다.

일반적으로, 그러한 이탈방식은 공구를 잡든가 보존하든가 이탈시키는데 각각 기계적 제어가 필요하다. 또 그런 공구를 그리퍼핸드 속에 수동으로 삽입할 수 있어야 한다.

공구를 공구부착장치에 고정하거나 풀거나하기 위해서는 공구부착장치에 장치된 잠금나사를 돌려야한다. 공지의 공작기계의 경우에 있어서 잠금나사를 조이고 푸는 것은 언제나 공구를 공구부착장치에서 띨 때 또 세공구를 공부부착장치에 달 때 잠금나사를 렌치로 돌려야 하는 시간걸리는 작업이었다.

본 발명의 목적은 전술한 형과 같이 가능한 한 빨리 자동적으로 홀딩 픽스츄어에 공구를 달거나 띠는 공구 교환기 그리고 공구를 툴홀딩픽스츄어에서 띠거나 세공구를 달거나 하는 사이에 나사장치 또는 렌치를 다시 가져올 필요가 없는 공구 교환기를 제공하는 것이다.

청구범위 제1항의 구성의 장치로 본 발명의 근간이 해결된다.

본 발명에 의하면 렌치가 이동부럭에 고정되어서 홀더의 그리퍼핸드가 툴홀딩픽스츄어의 앞의 정열위치에 부럭 이동되면 잠금나사와 맞물리도록 되었다.

그 정열위치에서 홀더는 렌치와 잠금나사 사이를 해탈할 필요없이 진행하거나, 회전하거나 되돌리거나 할 수 있다. 그러므로 전 교환작업중에 렌치는 잠금나사에 계속 맞물리고 있게된다.

그 결과 공구 교환을 하기 위한 시간이 절약되고 공구교환의 제어가 단순하게 된다.

본 발명의 더 구체적인 실시형상은 종속항에 명시돼 있다. 청구범위 제8항의 형상은 특히 중요하다.

거기에 기술한 바와 같이 잠금장치는 그리퍼 핸드의 손가락사이의 공간에 프랜자의 외주를 결합하여 보류한다. 그러므로 방해받지 않는 플랜지가 준비되지 않은 공구와 연관하여 잠금장치를 사용할 수 있다. 또 잠금장치로 인하여, 플랜지는 잠금장치와 그리퍼핸드의 손가락에 의해서 180°이상의 범위에 둘러싸서 고정된다.

이 장치에 의해서 홀더의 공구의 확고하고 우량하게 규정지은 자리가 확실하게 된다. 포크모양의 잠금장치에 굳게 고정된 잠금장치는 별도의 제어나 동작을 필요로 하지 않는다. 그러므로 공구 교환기의 신뢰성하고 고장없는 동작을 수행한다. 또 툴마가진속에 공구를 맞추어 넣는 정확성이 증가한다.

본 발명의 실시예를 이하 도면에 의하여 상세히 설명하면 공작기계(10)는 형상이나 구조에 제한을 받는 것이 아니다. 예를들면 고정된 기계 몸체이던가 이동가능하던가 기계가공센터 또는 그와 유사것들을 포함한다.

공작기계(10)는 회전 스핀들(11)을 함유하고 그 선단에 툴홀딩픽스츄어(12)를 고정하고 툴(13)을 장치하게 되고, 스핀들(11)을 회전하는 경우에, 가공물에 작용하도록 한다. (도시되지 않음)

다른 공구들(13)이 도면에서 도식적으로만 선발된다.

공작기계(10)의 일측에 그리고 그와 근접해서 공작기계의 몸체에 고정되거나 지면에 놓아지는 베이스를 포함하는 공구 교환기(14)를 배치한다.

두 개의 평행 수평 안내봉(16)을 베이스(15)위에 설치하고 툴홀딩픽스츄어(12)의 축을 횡단하여 연장하고 부럭(17)을 안내하며 구동장치(18)로 이동가능하다. 부럭(17)에서, 굳은 프레임(19)은 직선이동으로 안내하고, 프레임(19)은 두 개의 평행 안내봉(20,21)을 함유하고, 배차가 겹쳐서, 툴홀딩픽스츄어(12)의 축에 평행으로 연장된다.

안내봉(20,21)은 부럭(17)의 안내공에 안내된다. 안내봉(20,21)의 선단은 베어링장치(22)에 의해 내부 연결되고, 홀더(23)를 수평측주위로 회전 가동한 휠의 형으로 지지한다. 부럭(17)에 고정된 구동장치(24)는 후자에 비해서 프레임(19)을 이동시키기 위하여 부착된다. 홀더(23)는 베어링장치(22)의 축주위로 회전하고 프레임(19)에 고정된 로터리 드라이브(24a)에 의하여 속빈 안내봉(21)을 통하여 동축으로 연장된 기어(25)샤푸트(26)에 의하여 회전한다.

그 선단에는 티니언(27)(제1도)이 준비되고 그 잇발은 홀더(23)의 내측 크라운 기어(28)의 그것에 맞물린다. 로터리 드라이브(24a)의 작동에 있어서 홀더(23)는 프레임(19)에 비해 그리고 베어링장치(22)의 주위로 회전한다.

그 로터리 드라이브(24a)는 통상의 톨크 모터이거나 또는 스테핑 모터이거나 어느 쪽도 좋다. 다수의 헤이알 돌출 그리퍼핸드(29)는 홀더(23)에 고정되고 툴홀딩픽스츄어의 축을 횡단하여 연장된 평면이며, 각 그리퍼핸드는 두 개의 평행 손가락을 함유하고 굳은 금속박판을 함유하며 두 손가락으로 가두어지는 래디알 외측으로 향한 구멍을 갖는다. 그리퍼핸드의 외측으로 돌출된 손가락 사이에, 공구(13)가 삽입될 수 있다.

제4도는 공구(13)의 후단의 지지부를 표시한다. 그 공구(13)의 후단에서 샤프트(30)가 툴홀딩픽스츄어(12)의 관련 구멍속에 삽입되어 있다. 그 샤프트(30)앞쪽으로, 프렌지(31)가 있고 그 외주면은 경사측면을 갖는 홈(32)을 함유한다. 그 플랜지(31)의 앞에는 씨린더부(33)가 있고 다음에는 공구의 주부분(34)이 있다. 모든 부분의 배치는 (30,31,32) 및 (33,34)가 모다 동축이다.

제4도 내지 제6도의 실시에서, 후면 샤프트(30)는 툴홀딩픽스츄어(12)속에 럭킹나사(35)를 횡으로 잠궈서 고정되고, 럭킹나사(35)는 홀딩픽스츄어(12)의 래디알 나사 구멍속에 틀어넣고 샤프트(30)의 횡음속에 돌출된다.

이 실시에서, 공구 교환기(14)의 회전 홀더(23)의 축은 툴홀딩픽스츄어(12)의 축과 같은 높이에 준비된다. 어떤 경우에도, 홀더(23)의 축은 톨홀딩픽스츄어(12)의 축에 비해 래디알로 움직인다.

회전홀더(23)가 정지하는 각 위치에서, 그리퍼 핸드(29)는 툴홀딩픽스츄어(12)와 같은 높이에서, 그리퍼 핸드(29)가 동작위치에 있다.

제4도는 부럭(17)에 비해서 홀더(23)가 툴홀딩픽스츄어(12)속에 장치된 공구의 프렌지(31)와 같이 같은 수직면상에 위치한 모든 그리퍼 핸드(28)이 돌아오는 위치속에 있다.

모터(18)를 작동하므로서 부럭(17)이 툴홀딩픽스츄어(12)쪽으로 움직이면, 그리퍼 핸드(29')의 손가락(36)은 공구(13)의 플랜지(31)를 둘러싼다.(제4도 및 제5도)

그리퍼 핸드(29)의 저장부 내측에는 플렌지(31)의 홈(32)에 맞물리도록 부착된 줄기(37)가 있다. 그리퍼 핸드(29')로 둘러싸인 공구는 그리퍼 핸드로부터 래디알로만 움직일 수 있다. 그리퍼 핸드(29')속에 정해진 회전위치로 공구(13)을 설치하기 위하여 볼트 모양의 돌기(38)를 그리퍼 핸드(29')의 저장부 저부에 준비하고 그 볼트는 홈(32)의 횡음속에 박힌다.(도시되지 않음)

공구(13)를 그리퍼 핸드에 지지하기 위하여, 각 그리퍼 핸드는 잠금장치(39)가 준비되고, 툴홀딩픽스츄어(12)를 피하여 그리퍼 핸드의 외측으로 설치된 굳은 판(40)을 포함하고, 그 판은 수직만곡선(41)을 갖으며 그리퍼 핸드(29)에 고정된 나사(42)의 범위내에 있다.

홀더(23)의 축으로부터 먼 곳에 있는 판(40)의 부분은 외측으로 경사지게 연장되고, 스프링(43)의 힘이 그리퍼 핸드(29)에 의해 지지된다. 경사부분은 외측으로 굽은 또다른 부분(44)에 의해 이어진다.

판(40)은 그리퍼 핸드(29)에 관련하여 록커를 형성하고, 쇄선(41)의 범위내에서 자유로이 움직일 수 있다. 그 자유로운 움직임을 실현키 위하여 나사(42)는 필요한 동작을 허용키 위하여 칼라형이다. 스프링(43)은 록커의 반대쪽에 있는 다리(45)를 그리퍼 핸드(29)의 두 손가락(36)외측으로 밀고, 그 다리(45)는 손가락(36)을 넘어 돌출되고 그 단부는 툴홀딩픽스츄어(12)쪽을 향해 만곡부(46)를 형성한다. 판(40)의 다리(45)사이에, 횡으로 열린 함입부(47)이 공구(13)의 원통부(33)을 받기 위해 설치되고, 함입부(47)은 플랜지(31)를 받기에는 충분히 크지 못하다. 툴홀딩픽스츄어(12)에 직면하는 두 다리(45)쪽에는 돌출력장치(48)가 있다.

톨홀딩픽스츄어(12)의 선단으로부터 돌출된 형태의 연결링크 안내(49)는 후자에 고정된다. 공작기계의 스핀들(11)은 연결링크 안내(49)가 샤프트(31)을 받을 수 있는 간격이상으로 수평위치로 되어 정한 각도위치에 정지하도록 제어된다.

그리퍼 핸드(29')가 제4도에 표시한 위치로부터 화살표(50)의 방향으로 툴홀딩픽스츄어(12)로 래디알로 진행하면 럭킹장치(39)의 외부(46)는 연결링크 안내(49)의 경사밀동가사로(49a)에 스프링(43)의 작용에 대해 럭킹장치(39)를 만곡선(41) 주위로 밖으로 들어 올리게 접히고, 결과로서 럭킹장치(48)은 프렌치(31)과 충돌하지 않는다.

제5도에 의하면, 럭킹장치(48)는 프랜지(31)를 통과하여 움직인다. 그리퍼 핸드(29')가 제5도에 보인바와 같은 위치로 도달하면, 부분(46)은 이미 연결링크 안내(49)을 떠나서 스프링(43)이 축방향으로 다리(41)를 손가락(36)쪽으로 밀고, 럭킹장치(48)은 공구(13)의 플랜지(31)너머로 밀린다.

제7도에서 명백히 손가락(36)은 플렌치(31)의 반주를 둘러싸고, 그 플랜지의 다른 반준을 럭킹장치(48)이 맞물어서 제6도에서 보는 럭킹장치(39)의 위치에 플랜지(31)가 그리퍼 핸드(29')의 손가락 사이에 잠궈지고 그리퍼 핸드로부터 래디알로 떨어져 나가는 것을 럭킹장치(48)로 방치한다.

그런 경우에 구동장치(24)를 작동시킴으로서 프레임(19)가 브럭(17)으로 진행되고 모든 그리퍼(29,29')를 포함하는 홀더(23)가 툴홀딩픽스츄어(12)(도시되지 않음)으로부터 공구(13)을 치움으로써 축방향으로 움직인다.

한편, 세공구가 홀더(23')를 회전시킴으로서 빈 툴홀딩픽스츄어(12)속에 장치되고 그 공구를 유지하는 그리퍼 핸드(29)는 (29')의 위치로 오게 되고 구동장치(29)를 작동함으로써, 프레임(19)와 홀더(23)이 툴홀딩픽스츄어 쪽으로 이동한다.

그 이동은 제6도의 화살(50a)와 반대방향이다. 샤프트(30)가 툴홀딩픽스츄어(12)의 구멍를 뚫으면, 연결링크안내(49)의 플랭크(49b, 49c, 49a)를 따라 럭킹장치(49)가 다시 걸리지 않도록 습동한다.

제6도에서 보는 럭킹장치에서 플랜지(31)의 앞면은 금속박판(40)의 뒷면과 맞닿고, 함입부(45)의 저부에서, 동시에 플랜지(31)를 위해 정지한다. 홀더의 그리퍼 핸드 중의 하나에 공구를 삽입하려고 하면, 이는 단순히 한손동작으로 수행되는데 그것은 플래지(31)와 공구가 부분(46)에 대해 럭킹장치(39)를 열도록 밀면 된다. 그러면 공구는 해당 그리퍼 핸드의 손가락 사이에 삽입된다. 그 올바른 위치에 도달하면, 플랜지의 외주의 외측반주는 럭킹장치(48)을 잡음으로서 그리퍼 핸드로 공구(13)를 분리불가하게 잡도록 잠근다.

도시된 실시에서, 공구(13)는 잠금나사(35)에 의해서 툴홀딩픽스츄어 속에 잠긴다. 잠금나사(35)를 자동적으로 작동하기 위하여, 렌치(51) 브럭(17)에 장치되는데 툴홀딩픽스츄어(12)와 래디알로 정열하여 부럭에서 돌출된다.

렌치(51)은 그 끝이 결합장치(53)에 맞는 샤프트(52)를 포함하고, 브럭(17)을 안내봉(16)을 따라 툴홀딩픽스츄어(12)쪽으로 움직여서 조정하는 경우에, 잠금나사(35)의 해당 결합장치(45)와 맞물린다.

공구의 플랜지(31)에 그리퍼 핸드(29')가 맞물리자마자, 결합장치(53) 및 (54)는 상호 결합한다. 그때 구동기구(도시되지 않음)의 사용으로 렌치(51)을 돌림으로써, 잠금나사(35)는 풀리든가 잠겨지고, 구동기구는 샤프트(52)가 그 속에 끼워진 스티브(56)를 돌리고, 그 스티브(56)는 샤프트(52)를 축방향으로 유지하도록 스프링(55)를 조정하고, 샤프트(52)는 크로스핀(58)의 장치로 스티브(56)에 회전불가하게 연결되며, 스티브(56)의 종 안내(57)에 의해 움직인다. 결합장치(53,54)가 서로 결합하지 않으면, 샤프트(52)는 스프링(55)를 밀고 들어간다.

그 다음 샤프트(52)를 돌림으로써 결합장치(53) 및 (54)는 찰칵하고 잠기면서 결합한다.

그리퍼 핸드(29')가 툴홀딩픽스츄어(12)로부터 이동하면서 홀더(23)이 프레임(19)와 같이 전진하면, 제6도에서 보는 바와 같이 렌치(51)은 계속 잠금나사(35)와 결합하고 있다.

제10도 다른 공구 방식의 경우의 공구 교환기의 사용을 표시하는 것으로 공구(13')는 원추샤프트(30')를 갖고 있으며 그 뒤 끝에 해드(59) 가 있어 공작기계 내의 잠금구조에 의해서 적용된다. 따라서 잠금나사도 필요없고 공구교환기에 렌치(51)도 필요치 않다.

Claims (9)

1. 공구(13)의 플랜지(31)와 맞물리는 다수의 그리퍼 핸드(29)를 갖는 최소한 한 개의 회전 홀더(23)와 그리프 핸드(29')가 툴홀딩픽스츄어(12)의 앞에 위치하여 정열위치와 회귀위치간에 홀더를 움직이는 제1작동 장치와, 툴홀딩픽스츄어(12)의 축과 평행하게 홀더(23)를 움직이는 제2작동장치를 포함하고, 홀더(23)를 운반하는 부럭(17)이 툴홀딩픽스츄어(12)쪽으로 돌출하고 회전시킬 수 있는 렌치(51)를 유지하고, 동렌치는 홀더(23)를 정열위치로 움직이는 경우에 공구(13)를 위한 톨훌딩픽스츄어(12)에 있는 잠금나사(35)에 맞닿고, 잠금나사(35)를 돌리기 위한 결합장치(53)를 갖으며, 홀더(23)는 구동장치(24)에 의해서 부럭(17)과 연과하여 그리고 툴홀딩픽스츄어(12)의 축과 평행하여 움직일수 있고, 그 동작중에는 렌치(51)가 잠금나사(35)와 결합 한 대로 있는 것을 특징으로 하는 툴홀딩픽스츄어(12)를 갖는 공자기계를 위한 공구 교환기.
2. 렌치(51)가 스프링(55)에 의해 축방향으로 지지되는 것을 특징으로 하는 청구범위 제1항에 의한 공구 교환기.
3. 홀더(23)는 다수의 그리퍼 핸드(29)가 고정된 회전 휠로되고 그 휠의 축이 툴홀딩픽스츄어(12)의 높이와 동일한 배열된 것을 특징으로 하는 청구범위 제1항 또는 제2항에 의한 공구 교환기.
4. 홀더(23)가 프레임(19)에 장치되어 부럭(17)에서 직선안내장치에 의해서 그리고 툴홀딩픽스츄어(12)의 축에 평행하게 안내되는 것을 특징으로 하는 청구범위 제1항 또는 제3항중에 하나에 의한 공구 교환기.
5. 부럭(17)이 베이스(15)위에서 툴홀딩픽스츄어(12)방향을 횡단하는 방향으로 직선안내(16)에 의해서 안내되는 것을 특징으로 하는 청구범위 제1항 또는 제2항중에 하나에 의한 공구 교환기.
6. 툴홀더(23)가 고정프레임(19)에 회전가능토록 지지되고 부럭(17)상에서 움직일 수 있는 평행 안내봉(20,21)를 포함하며, 프레임(19)은 홀더(23)를 회전시키는 샤프트(26)를 구동하는 구동장치(24a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구범위 제1항 또는 제5항중의 하나에 의한 공구교환기.
7. 샤프트(26)가 중공 안내봉(21)을 통과하여 연장되는 것을 특징으로 하는 청구범위 제6항에 의한 공구 교환기.
8. 그리퍼 핸드(29)가 공구의 플랜지(31)를 걸머잡는 잠금장치(48)를 하나 이상 갖는 잠금장치(39)를 툴홀딩픽스츄어(12)를 피해서 지지하고, 연결링크안내가 플랜지(31)의 축방향범위 밖으로 잠금장치(48)를 누르기 위해 공작기계(010)에 장치되고, 그리퍼 핸드(29')가 공구(13)의 플랜지(31)의 2분지 1을 밀착하여 에워싸고, 잠금장치(48)가 그 플랜지의 주위의 다른 반쪽을 맞물기 위하여 플랜지(31)를 에워싸는 것을 특징으로 하는 청구범위 제1항에 의한 공구 교환기.
9. 잠금장치(39)가 공구(13)의 황방향통과를 위한 요홈을 갖는 판(40)과, 양다리(45)에 잠금장치(48)와 유연성 있는 누름장치(42)에 의해서 그리퍼 핸드(29)의 밖쪽으로 눌리는 판(40)을 갖는 청구범위 제8항에 의한 공구 교환기.

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