KR102810813B1 - 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더 형 그리퍼(gripper)가 형성되어, 최단 경로로 공구(tool)를 그라인딩 스핀들에 용이하게 안착 시킬 수 있는 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치는, 복수개의 수직형 바 형태가 나란히 마련되며, 하단부가 공작기계에 고정되어 상단부가 상기 공작기계의 상방에 위치할 수 있게 마련되는 지지부, 상기 공작기계의 상부 일측에 마련되어, 복수개의 툴을 회전 교체할 수 있는 형태의 거치대가 마련되는 툴공급부, 수평형 바 형태로 마련되어, 상기 지지부의 상단에 연결되고, 길이방향을 따라 이동할 수 있는 레일이 마련되는 수평이동부, 상기 수평이동부의 가이드를 따라 이동 가능하게 마련되며, 전방에 수직한 형태로 이동 가능한 가이드가 마련되는 1차 수직이동부, 상기 1차 수직이동부의 가이드를 따라 수직 이동 가능하게 마련되는 헤드부, 상기 헤드부 내에 형성되어, 수직한 형태로 이동 가능한 가이드가 마련되는 2차 수직이동부, 상기 2차 수직이동부의 하단부에 연결되어, 툴을 파지할 수 있게 마련되는 그립부를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치ool)을 선택하여 하방으로 향해 공구(Tool)를 교환 시, 최단 경로를 형성할 수 있고, 공구의 파지 성능을 향상할 수 있는 효과가 있다.

Description

연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치{Grinding Machine Lathe Cylinder Type Automatic Tool Changer}

본 발명은 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더 형 그리퍼(gripper)가 형성되어, 최단 경로로 공구(tool)를 그라인딩 스핀들에 용이하게 안착 시킬 수 있는 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치에 관한 것이다.

자동공구교환장치(ATC : Automatic Tool Changer)는 공작기계(선반, MCT, CNC 등)에 적용되어 자동으로 공구(tool)를 교환할 수 있게 마련된 장치이다.

이때, ATC의 형태는 적용되는 공작기계의 구조(형태)에 따라 다양하게 구성된다.

본 발명에 따른 ATC는, MCT의 상부에서 공구(tool)를 선택 후, 하방으로 진입하여 그라인딩 스핀들에 공구(tool)을 교체하는 형태의 ATC에 관한 것으로, 공구 선택 후, 진입하여 교체하는 과정에서 경로 최소화를 통해 작업효율을 높일 수 있게 개선된 것이다.

이와 관련하여, 종래의 기술을 살펴보면, ‘자동공구 교환장치의 그립퍼구조’가 대한민국 등록실용신안 제20-0231459호에 개시되고 있으나, 이는 공구(tool) 그립 시, 그립 된 공구의 위치가 일정하게 유지 되지 못하고, 공구(tool)의 하중에 의해, 그립이 유출되는 등의 문제점이 있었다.

또한, 기존의 공구를 그립하는 그리퍼(gripper)의 경우, 공구를 그립 시, 끼움 형태로 일단에 집게가 공구에 거치되고, 타단에 형성되는 스프링 등의 탄성력에 의해, 복귀되어 고정이 이루어지는데, 이때, 물리적인 접촉에 의해, 공구가 제 위치에서 회전하거나 정위치를 벗어나는 등의 문제로 인해, 센싱에 오차가 생기는 등의 문제점이 발생될 수 있어, 이에 대한 개선도 요구되었다.

대한민국 등록실용신안 제20-0231459호 (2001.05.10)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 공작기계의 상부에서 공구(Tool)를 선택하여 하방으로 향해 공구(Tool)를 교환하는 구조에서, 최단 경로를 형성할 수 있고, 공구의 파지 성능을 향상할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치는, 복수개의 수직형 바 형태가 나란히 마련되며, 하단부가 공작기계에 고정되어 상단부가 상기 공작기계의 상방에 위치할 수 있게 마련되는 지지부, 상기 공작기계의 상부 일측에 마련되어, 복수개의 툴을 회전 교체할 수 있는 형태의 거치대가 마련되는 툴공급부, 수평형 바 형태로 마련되어, 상기 지지부의 상단에 연결되고, 길이방향을 따라 이동할 수 있는 레일이 마련되는 수평이동부, 상기 수평이동부의 가이드를 따라 이동 가능하게 마련되며, 전방에 수직한 형태로 이동 가능한 가이드가 마련되는 1차 수직이동부, 상기 1차 수직이동부의 가이드를 따라 수직 이동 가능하게 마련되는 헤드부, 상기 헤드부 내에 형성되어, 수직한 형태로 이동 가능한 가이드가 마련되는 2차 수직이동부, 상기 2차 수직이동부의 하단부에 연결되어, 툴을 파지할 수 있게 마련되는 그립부를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치는, 상부에서 공구(Tool)을 선택하여 하방으로 향해 공구(Tool)를 교환 시, 최단 경로를 형성할 수 있고, 공구의 파지 성능을 향상시킬 수 있으며, 툴 공급 시, 상하 흔들림을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치가 공작기계에 설치된 형태를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치가 공작기계에 설치된 형태를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치의 사시도를 확대하여 나타낸 그림이다.
도 5의 (a)는 본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치의 1차 수직이동부에 의해 툴공급부 위치까지 이동한 그림을 나타낸 것이다.
도 5의 (b)는 본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치의 2차 수직이동부에 의해 그라인딩 스핀들(C) 위치까지 이동한 그림을 나타낸 것이다.
도 6의 (a)는 본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치의 그립부를 나타낸 것이다.
도 6의 (b)는 기존의 그립부 예를 나타낸 것이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

본 발명에 따른 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치는, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 복수개의 수직형 바 형태가 나란히 마련되며, 하단부가 공작기계(A)에 고정되어 상단부가 상기 공작기계(A)의 상방에 위치할 수 있게 마련되는 지지부(100), 상기 공작기계(A)의 상부 일측에 마련되어, 복수개의 툴을 회전 교체할 수 있는 형태의 거치대가 마련되는 툴공급부(200), 수평형 바 형태로 마련되어, 상기 지지부(100)의 상단에 연결되고, 길이방향을 따라 이동할 수 있는 레일이 마련되는 수평이동부(300), 상기 수평이동부(300)의 가이드를 따라 이동 가능하게 마련되며, 전방에 수직한 형태로 이동 가능한 가이드가 마련되는 1차 수직이동부(400), 상기 1차 수직이동부(400)의 가이드를 따라 수직 이동 가능하게 마련되는 헤드부(500), 상기 헤드부(500) 내에 형성되어, 수직한 형태로 이동 가능한 가이드가 마련되는 2차 수직이동부(600), 상기 2차 수직이동부(600)의 하단부에 연결되어, 툴을 파지할 수 있게 마련되는 그립부(700)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 지지부(100)는, 복수개의 수직형 포스트 형태가 나란히 마련되며, 하단부가 공작기계(A)에 고정되어 상단부가 상기 공작기계(A)의 상방에 위치할 수 있게 마련된다.

상기 지지부(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 기둥이 되는 부분으로, 본 발명에 따른 자동공구교환 장치의 구성을 지탱할 수 있는 형태의 구조 및 소재라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

상기 지지부(100)는, 공작기계(A)에 일부가 결합되어 상단부가 상기 공작기계(A)의 상방에 위치하고, 선택적으로 툴(공구)(B) 교체 시, 상방에서 하방으로 진입하여 교체를 실시할 수 있게 마련된다.

상기 지지부(100)는, 복수개의 수직형 바 형태로 마련되어, 충분한 강도를 형성하되, 하중을 최소화할 수 있는 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 툴공급부(200)는, 상기 공작기계(A)의 상부 일측에 마련되어, 복수개의 툴을 회전 교체할 수 있는 형태로 마련된다.

상기 툴공급부(200)는, 도 2 내지 도 3에 되시된 바와 같이, 복수개의 툴(공구)(B)이 거치되어 선택적으로 공급할 수 있게 마련된 구성으로, 상기 공작기계(A)의 상부 일측에 형성된다.

상기 툴공급부(200)는, 회전을 통해 기설정된 툴(공구)(B)를 선택적으로 위치할 수 있고, 하기의 그립부(700)의 파지에 의해 툴(공구)(B)이 선택적으로 해제되어, 공작기계(A) 내부의 그라인딩 스핀들(C)로 안내될 수 있게 마련된다.

다음으로, 상기 수평이동부(300)는, 수평형 바 형태로 마련되어, 상기 지지부(100)의 상단에 연결되고, 길이방향을 따라 이동할 수 있는 레일이 마련된다.

상기 수평이동부(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공작기계(A)의 상부에 지면에 평행한 형상의 바 형태로 마련되며, 상부 및 하부에 레일이 형성되어, 이동이 용이하게 구성된다.

상기 수평이동부(300)는, 하기의 헤드부(500)가 수평이동을 실시할 수 있게 마련된 구성으로, 상기 툴공급부(200)로부터 툴(공구)(B)를 선택 후, 수평 이동하여 그라인딩 스핀들(C)의 상부에 위치할 수 있게 가이드하는 구성이고, 툴(공구)(B) 해제 시, 반대로 회동된다.

따라서 상기 수평이동부(300)는, 하기의 헤드부(500)가 용이하게 수평 이동할 수 있는 형태라면 어떠한 형태로도 구성될 수 있다.

바람직하게는, 상단 및 하단에 이동 레일이 형성되어, 높은 하중을 지지하며 용이하게 이동할 수 있도록 구성된다.

구체적으로, 상기 수평이동부(300)는, 상단수평레일부(310) 및 하단수평레일부(320)가 더 마련된다.

상기 상단수평레일부(310)는, 상기 수평이동부(300) 상부에 레일형태로 형성되어, 하기의 1차 수직이동부(400)가 거치된 상태로 용이하게 수평이동할 수 있게 마련된다.

또한, 상기 하단수평레일부(320)는, 상기 수평이동부(300) 하부에 레일형태로 형성되어, 마찬가지로 하기의 1차 수직이동부(400)가 용이하게 수평이동할 수 있게 마련된다.

이를 통해, 하기의 1차 수직이동부(400)가, 상기 수평이동부(300) 상에서 상부 및 하부에 동시에 레일로 연결되어, 보다 안정적으로, 수평이동을 실시할 수 있다.

이때, 상기 수평이동부(300) 상에 에어실린더 등의 동력원을 통해 수평이동이 제어되어야 함은 자명할 것이다.

다음으로, 상기 1차 수직이동부(400)는, 상기 수평이동부(300)의 가이드를 따라 이동 가능하게 마련되며, 전방에 수직한 형태로 이동 가능한 가이드가 마련된다.

상기 1차 수직이동부(400)는, 수직한 길이방향이 형성되는 판상으로 형성되어, 상기 상단수평레일부(310) 및 하단수평레일부(320)에 연결되어, 상기 수평이동부(300) 상에서 수평 이동이 용이하게 형성된다.

상기 1차 수직이동부(400)의 전면에는 하기의 헤드부(500)가 연결되어, 수직 이동이 용이하게 진행될 수 있도록 수직한 길이방향이 형성되는 레일이 형성되고, 내장 된 에어실린더 등에 의해 하기의 헤드부(500)의 수직이동을 선택적으로 제어할 수 있게 마련된다.

이때, 상기 1차 수직이동부(400)는, 상단부에서 상기 툴공급부(200) 높이까지만 수직이동 할 수 있게 마련된다.

다음으로, 상기 헤드부(500)는, 상기 1차 수직이동부(400)의 가이드를 따라 수직 이동 가능하게 마련된다.

상기 헤드부(500)는, 하기의 2차 수직이동부(600)가 수용될 수 있는 형태라면 어떠한 형태로 구성될 수 있고, 후면은 상기 1차 수직이동부(400)의 레일에 연결되어, 제한된 이동거리만큼 수직이동 가능하게 마련된다.

다음으로, 상기 2차 수직이동부(600)는, 상기 헤드부(500) 내에 형성되어, 수직한 형태로 이동 가능한 가이드가 마련된다.

상기 2차 수직이동부(600)는, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 하기의 그립부(700)를 통해 툴(공구)(B)을 그립 후, 그라인딩 스핀들(C)가 위치한 공작기계(A)의 중심부 높이까지 수직이동을 실시할 수 있게 마련된다.

상기 1차 수직이동부(400)는 상단부로부터 상기 툴공급부(200)까지의 높이제어만 실시되고, 상기 2차 수직이동부(600)는 상기 툴공급부(200)로부터 그라인딩 스핀들(C)까지의 높어제어만 실시되도록 구성되는 이유는, 별도의 동력원을 통해 각각 높이 제어를 실시함으로 인해, 작동오류를 최소화 할 수 있고, 오류(고장) 발생 시에도 원활히 원인부를 찾아 수리(보증)를 실시할 수 있도록 하기 위함이다.

다음으로, 상기 그립부(700)는, 상기 2차 수직이동부(600)의 하단부에 연결되어, 툴(공구)(B)을 파지할 수 있게 마련된다.

상기 그립부(700)는, 툴(공구)(B)를 직접적으로 파지하여 상기 툴공급부(200)와 상기 공작기계(A) 내부의 그라인딩 스핀들(C) 사이에 직접적으로 교환시킬 수 있는 구성이다.

구체적으로, 상기 그립부(700)는, 제 1 파지부(710) 및 제 2 파지부(720)가 서로 맞물리는 형태로 구성된다.

상기 제 1 파지부(710)는, 일측에 형성되어, 툴의 외형에 대응되는 내주면이 형성되는 반원형태로 마련되고, 제 2 파지부(720)는, 타측에 형성되어, 툴의 외형에 대응되는 내주면이 형성되는 반원형태로 마련된다.

이때, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 파지부(710) 및 제 2 파지부(720)는 동일한 수평형 상에서 서로 대응되도록 회동할 수 있게 마련된다.

이는, 툴(공구)(B)의 파지 효율을 높이기 위함이다.

도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 일반적인 그립부(700)의 구성은, 원주형 가동범위가 형성됨으로 인해, 툴(공구)(B) 파지 시, 툴(공구)(B)이 회전하는 등의 오류가 발생하여 교체 시, 오류가 발생하는 경우가 빈번한데, 이를 보완할 수 있다.

또한, 도 6의 (a)와 같이, 양측단에 상기 제 1 파지부(710) 및 제 2 파지부(720)를 회동할 수 있는 에어실린더 형태의 구동원이 구성되므로, 정 가운데 부분에 파지되는 툴(공구)(B)를 인식할 수 있는 센서가 위치할 수 있는 공간이 형성되어 위치시킬 수 있고, 이로 인해, 파지 공정에 있어 효율을 높일 수 있다.

상기 그립부(700)의 중앙부에는 하방으로 툴(공구)(B)의 존재 여부를 감지할 수 있고, 툴(공구)(B)의 정위치 여부를 판별할 수 있게 마련되는 툴감지센서(730)가 더 마련될 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

A : 공작기계
B : 툴(공구)
C : 그라인딩 스핀들
100 : 지지부
200 : 툴공급부
300 : 수평이동부
310 : 상단수평레일부
320 : 하단수평레일부
400 : 1차 수직이동부
500 : 헤드부
600 : 2차 수직이동부
700 : 그립부
710 : 제 1 파지부
720 : 제 2 파지부
730 : 툴감지센서

Claims (5)

1. 복수개의 수직형 바 형태가 나란히 마련되며, 하단부가 공작기계에 고정되어 상단부가 상기 공작기계의 상방에 위치할 수 있게 마련되는 지지부;
   상기 공작기계의 상부 일측에 마련되어, 복수개의 툴을 회전 교체할 수 있는 형태의 거치대가 마련되는 툴공급부;
   수평형 바 형태로 마련되어, 상기 지지부의 상단에 연결되고, 길이방향을 따라 이동할 수 있는 레일이 마련되는 수평이동부;
   상기 수평이동부의 가이드를 따라 이동 가능하게 마련되며, 전방에 수직한 형태로 이동 가능한 가이드가 형성되고, 에어실린더에 의해 상기 툴공급부 높이까지 회동할 수 있게 마련되는 1차 수직이동부;
   상기 1차 수직이동부의 가이드를 따라 수직 이동 가능하게 마련되는 헤드부;
   상기 헤드부 내에 형성되어, 수직한 형태로 이동 가능한 가이드가 마련되어, 상기 1차수직이동부와는 별도의 동력원을 통해 상기 툴공급부 위치부터 공구가 안착되는 그라인딩 스핀들 위치까지 수직 이동 가능하게 마련되는 2차 수직이동부; 및
   상기 2차 수직이동부의 하단부에 연결되어, 툴을 파지할 수 있게 마련되는 그립부;를 포함하고,
   상기 그립부는,
   일측에 형성되어, 툴의 외형에 대응되는 내주면이 형성되는 반원형태로 마련되는 제 1 파지부; 및
   타측에 형성되어, 툴의 외형에 대응되는 내주면이 형성되는 반원형태로 마련되는 제 2 파지부;를 포함하고,
   상기 제 1 파지부 및 제 2 파지부는, 에어실린더로 구동되어, 서로 대응되는 형태의 수평 이동을 통해 툴을 파지하고,
   상기 제 2차 수직이동부는 그립부가 툴을 그립한 후 그라인딩 스핀들의 위치까지 이동하고,
   상기 그립부는,
   정중앙부에 툴의 유무를 감지할 수 있는 툴감지센서가 마련되며,
   상기 제 1파지부와 상기 제 2파지부는,
   1개 이상의 실린더를 통하여 수평이동가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 수평이동부는,
   상부에 가이드레일이 형성되는 상단수평레일부; 및
   하부에 가이드레일이 형성되는 하단수평레일부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연삭기 선반 실린더 타입 자동 공구 교환 장치.