KR20230077400A

KR20230077400A - 자동 공구 교환 장치

Info

Publication number: KR20230077400A
Application number: KR1020210164617A
Authority: KR
Inventors: 하용확
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2021-11-25
Publication date: 2023-06-01
Anticipated expiration: 2041-11-25
Also published as: KR102634801B1

Abstract

자동 공구 교환 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 공구 교환 장치는 복수의 공구 툴을 파지하는 트윈 암에 유체가 분사되는 퍼지 유닛을 구비하여 상기 공구 툴에 잔존하는 이물질을 안정적으로 제거할 수 있는 자동 공구 교환 장치를 포함한다.

Description

자동 공구 교환 장치{Automatic Tool Changer}

본 발명은 트윈 암에 파지 되는 공구 툴에 잔존하는 이물질을 제거하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 자동 공구 교환 장치에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계는 각종 절삭 가공방법 또는 비절삭 가공방법으로 금속 또는 비금속의 소재에 대해 공구를 사용하여 특정 형상 및 치수로 가공하거나 반소재 상태에서 더욱 정밀한 가공을 할 목적으로 사용하는 기계를 의미한다.

상기 공작기계 중에서 가공과정에서 칩이 발생하는 공작기계를 절삭 공작기계라고 하고, 가공과정에서 칩이 발생하지 않는 비절삭 공작기계를 금속 가공기계라고 한다.

상기 절삭공작기계에는 선반(lathe), 밀링기, 머시닝센터(machining center), 드릴링기, 보링기, 연삭기, 기어가공기, 특수가공기 등을 예로 들 수 있다.

그리고 상기 금속성형기계에는 기계식 프레스, 유압식 프레스, 절단절곡기, 단조기, 인발기 등을 예로 들 수 있다.

최근에는 절삭 가공분야의 자동화 및 수치제어(NC)화도 급속히 진전되고 있으며 회전형 선반계열과 밀링 계열로 양분되었던 공작기계의 수치제어(NC)화가 서로 복합적으로 결합되어 다기능 머시닝 센터가 출현하였으며, 산업현장의 폭넓은 수요에 힘입어 그 시장은 급속히 확대되고 있다.

상기 머시닝 센터는 몇가지 종류의 절삭가공을 하나의 기계에서 자동적으로 수행하는 NC 공작기계로서, 공구 자동교환기능과 가공물의 2개면 이상을 자동적으로 깎고 또한 분할할 수 있는 기능을 구비하고 있다.

상기 머시닝 센터는 비회전체 부품을 가공하는 형식과 회전체 부품을 가공하는 형식의 2종으로 구분할 수 있다. 상기 비회전체 부품을 가공하는 형식은 NC 밀링 머시인 또는 NC 드릴링 머시인을 이용하여 여러가지 부분을 개량하였고, 자동 공구교환장치(Automatic Tool Changer, ATC), 투울 매거진, 자동 가공물 교환장치(Automatic Loader, AL)를 조합하여 머시닝 센터를 구성한다.

상기 회전부품을 가공하는 형식은 NC 선반을 이용 하여 회전체 부품을 선삭후에 각도분할, 홈가공, 구멍가공, 탭작업 등 여러가지 가공을 하며, 자동 공구교환장치(ATC) 이외에 자동 가공물 교환장치(AL)로 구성된다.

또한 가공중에 별도로 준비된 척으로 소재를 잡고 가공이 완료된 가공물은 척에서 풀려 나오도록 함으로써 가공물의 탈착을 자동화하고 있다.

상기 자동 공구교환장치는 공구 매거진 장치에 각 공정에 필요한 공구를 다수 보유하고 있으면서, 공구홀더를 이용하여 다양한 작업에 필요한 공구를 교환 공급해주는 구조로 이루어진다.

상기 자동 공구교환장치는 자동 공구교환을 위해 공구 매거진 장치에 저장중인 공구가 대기포트로 이동함과 동시에, 주축은 작업공간내의 공구 교환위치로 이동되고, 대기포트의 공구와 주축의 공구는 트윈암의 회전에 의해 교체가 이루어진다.

종래의 공작기계에서 자동 공구교환에 따른 작동 상태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 1은 종래의 자동 공구교환장치의 구성도이고, 도 2 내지 도 3은 종래의 자동 공구교환장치의 공구 교환을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 종래의 자동 공구교환장치는 매거진 모터(1)의 회전동력에 의해 회전되면서 스핀들에서 사용되는 다수개의 공구의 위치를 정하여 저장하는 매거진이 구비된다. 그리고 매거진 체인(3)에 툴 포트(3a)가 연속으로 다수개가 배치되고 상기 매거진 모터(1)의 구동에 의해 상기 매거진 체인(3)이 자동으로 주행이 이루어진다.

또한 자동 공구교환장치는 상기 매거진의 원주 상에 위치하여 상기 매거진이 회전될 때 공구가 이탈되지 않도록 잡아주는 공구홀더(3)와, 툴 시프트 모터(4)의 회전동력에 의해 매거진에 있는 공구를 교환위치로 이동시키는 툴 시프터(5)와, 공구교환위치에 대기포트를 정지시키기 위한 스톱퍼(6)와, 대기포트와 주축(10)의 공구를 교환하는 트윈 암(9)과, 캠 박스 모터(7)의 회전동력을 이용하여 트윈 암(9)을 회전시키는 캠 박스(8)를 포함하여 구성된다.

종래의 자동 공구교환장치는 매거진에 있는 교환용 공구를 공구교환 위치로 이동시키기 위해 매거진 모터(1)가 작동하여 매거진(2)을 회전시킴으로써, 툴 포트(3a)를 툴 시프터(5)의 위치까지 이동시킨다.

그리고 툴 시프트 모터(4)의 작동으로 툴 포트(3a)가 공구위치로 이동한다. 캠박스 모터(7)가 작동되면 캠 박스(8)에 조립되어 있는 트윈 암(9)이 시계 방향으로 90°회전하여 주축(10)에 고정되어 있는 실가공 공구(10a)와 툴 포트(3a)를 클램핑한다.

트윈 암(9)은 실가공 공구(10a)와 툴 포트(3a)를 파지한 후에 시계 방향으로 180°회전하고 상기 실가공 공구(10a)와 툴 포트(3a)의 위치를 교환한다. 그리고 상기 트윈 암(9)이 반 시계 방향으로 90°회전하여 초기위치로 복귀한다.

그러나 종래의 자동 공구교환장치는 공구 교환시에 공구의 툴 생크가 외부에 노출되므로 먼지 또는 미세칩과 같은 이물질이 부착되거나, 적층 되면서 주축과 공구의 접합 불량으로 가공성능이 저하될 수 있는 문제점이 유발되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.

대한민국공개특허 제10-2018-0046488호

본 실시 예들은 자동 공구 교환 장치에 구비된 트윈 암에 파지되는 공구 툴에 잔존하는 칩(Chip)을 편리하게 제거할 수 있는 자동 공구 교환 장치를 제공하고자 한다.

본 실시 예에 의한 자동 공구 교환 장치는 공구 툴(2)이 선택적으로 삽입되도록 툴 삽입 홈(110)이 형성된 트윈 암(100); 및 상기 트윈 암(100)의 내측에 함께 설치되고, 상기 트윈 암(100)이 상기 공구 툴(2)를 파지할 경우에만 상기 공구 툴(2)의 표면을 향해 유체를 분사하는 퍼지 유닛(200)을 포함한다.

상기 퍼지 유닛(200)은 상기 트윈 암(100)의 선단부를 향해 연장되고 상기 공구 툴(2)과 선택적으로 접촉이 이루어지도록 구비된 핑거(212)와, 상기 공구 툴(2)로 유체의 이동을 위해 형성된 제1 연통부(214)를 포함하는 제1 시프트(210); 상기 퍼지 유닛(200)을 축 방향에서 탄성 지지하는 탄성 부재(220); 상기 제1 시프트(210)의 외측에 결합되고, 상기 제1 연통부(214)와 선택적으로 연통되도록 제2 연통부(232)가 구비된 제2 시프트(230); 상기 퍼지 유닛(200)의 축 방향에서 발생되는 변위량을 가이드 하는 가이드 부시(240); 상기 공구 툴(2)로 분사되도록 상기 트윈 암(100)의 외측에 구비된 노즐부(260)를 포함한다.

상기 퍼지 유닛(200)은 유체를 공급하는 유체 공급부(250)로부터 유체를 공급받아 작동이 이루어진다.

상기 핑거(212)는 상기 공구 툴(2)과 최초 접촉이 이루어지는 제1 경사부(212a); 상기 제1 경사부(212a)의 연장된 단부에서 상기 툴 삽입 홈(110)을 향해 경사지고, 상기 툴 삽입 홈(110)에 삽입된 공구 툴(2)의 외주면과 접촉된 상태가 유지되는 제2 경사부(212b)를 포함한다.

상기 트윈 암(100)에는 상기 제1 시프트(110)의 최대 이동 거리를 제한하기 위해 구비된 스토퍼(S)가 구비된다.

상기 제1 연통부(214)는 상기 제2 연통부(232) 보다 상대적으로 크게 개구된다.

상기 제1 연통부(214)는 상기 제1 시프트(210)의 축 방향에서 소정의 길이로 연장된 타원 형태로 개구된다.

상기 퍼지 유닛(200)은 상기 제1,2 연통부(214, 232)에 대한 실링을 위해 구비된 오링(201)을 더 포함한다.

상기 가이드 부시(240)는 상기 제1 시프트(210)에 구비된 제1 가이드 부시(242); 상기 제2 시프트(230)에 구비되고, 상기 제2 연통부(232)와 인접하여 위치된 제2 가이드 부시(244)를 포함한다.

상기 가이드 부시(240)는 리니어 가이드가 사용되는 것을 특징으로 한다.

상기 유체 공급부(250)는 상기 공구 툴(2)의 상측으로 유체를 분사하는 제1 유체 공급부(252); 상기 공구 툴(2)의 하측으로 유체를 분사하는 제2 유체 공급부(254)를 포함한다.

상기 제2 시프트(230)에서 축 방향 변위가 발생될 때 소정의 스트로크로 이동되어 상기 제2 시프트(230)로 가해진 변위를 조절하기 위한 변위 조절부(300)가 구비된다.

상기 변위 조절부(300)는 상기 제2 시프트(230)와 마주보는 직교 방향에서 하측으로 경사진 변위 전달부(310); 상기 변위 전달부에 삽입되고, 상기 변위 전달부(310)를 축 방향에서 탄성 지지하는 지지체(320)를 포함한다.

본 실시 예들은 공구 툴에 대한 이물질 제거를 위해 트윈 암에 의해 파지가 이루어질 경우에만 고압의 압축 공기가 공구 툴로 분사됨으로써 별도의 유공압 장비를 사용하지 않고서도 손쉽게 공구 툴에 잔존하는 이물질을 제거할 수 있다.

본 실시 예들은 트윈 암을 이용하여 공구 툴에 대한 이물질 제거가 가능하여 제작성 및 생산성을 동시에 향상시킬 수 있다.

도 1 내지 도 3은 종래의 자동 공구 교환 장치를 도시한 도면.
도 4는 본 실시 예에 의한 자동 공구 교환 장치와 트윈 암을 도시한 단면도.
도 5는 본 실시 예에 의한 트윈 암이 공구 툴을 파지한 상태를 도시한 사시도.
도 6은 본 실시 예에 의한 트윈 암에 공구 툴이 결합되기 이전 상태를 도시한 단면도.
도 7은 본 실시 예에 의한 트윈 암에 공구 툴이 파지 된 이후에 제1,2 연통부가 연통된 상태를 도시한 도면.
도 8은 본 실시 예에 의한 제1 연통부의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 9는 본 실시 예에 의한 트윈 암에 공구 툴이 결합된 상태를 도시한 단면도.
도 10은 본 실시 예에 의한 가이드 부시의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 11은 본 실시 예에 의한 자동 공구 교환 장치의 작동 상태도.

본 개시물의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시물은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 개시물의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시물이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시물의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시물은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)"이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시물을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)." 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.

본 실시 예에 의한 자동 공구 교환 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

참고로 도 4는 본 실시 예에 의한 자동 공구 교환 장치와 트윈 암을 도시한 단면도이고, 도 5는 본 실시 예에 의한 트윈 암이 공구 툴을 파지한 상태를 도시한 사시도 이며, 도 6은 본 실시 예에 의한 트윈 암에 공구 툴이 결합되기 이전 상태를 도시한 단면도 이고, 도 7은 본 실시 예에 의한 트윈 암에 공구 툴이 파지 된 이후에 제1,2 연통부가 연통된 상태를 도시한 도면이다.

첨부된 도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 실시 예에 의한 자동 공구 교환 장치(50)는 일 예로 머시닝 센터에 설치되는 것으로 설명하나, 다른 공작기계에 설치되는 것도 가능할 수 있다.

상기 자동 공구 교환 장치(50)는 일측에 공구 툴(2)이 선택적으로 삽입되도록 툴 삽입 홈(110)이 형성된 트윈 암(100) 및 상기 트윈 암(100)의 내측에 함께 설치되고, 상기 트윈 암(100)이 상기 공구 툴(2)를 파지하기 위해 회전될 때 상기 공구 툴(2)과 접촉시에만 상기 공구 툴(2)의 표면을 향해 유체를 분사하는 퍼지 유닛(200)을 포함한다.

상기 트윈 암(100)은 상기 공구 툴(2)을 파지할 때 후술할 유체 공급부(250)를 통해 유체가 공급되어 상기 툴 삽입 홈(110) 또는 공구 툴(2)에 잔존하는 이물질이 제거 또는 세척이 가능해지므로 기존과 같이 트윈 암을 교체 또는 정지하지 않고서도 즉시 사용할 수 있어 품질 향상 및 생산성 향상을 동시에 도모할 수 있다.

이를 위해 본 실시 예에 의한 퍼지 유닛(200)은 상기 트윈 암(100)의 내측에 함께 설치되어 상기 공구 툴(2)을 파지할 경우에만 유체를 공구 툴(2)로 분사하고 파지가 해제될 경우에는 유체 분사가 중지되도록 구성되므로서 상기 공구 툴(2)에 최대한 밀착된 상태로 이물질에 대한 세척을 실시할 수 있다.

본 실시 예에 의한 퍼지 유닛(200)은 선단부를 향해 연장되고 상기 공구 툴(2)과 선택적으로 접촉이 이루어지도록 구비된 핑거(212)와, 상기 공구 툴(2)로 유체의 이동을 위해 형성된 제1 연통부(214)를 포함하는 제1 시프트(210)와, 상기 퍼지 유닛(200)을 축 방향에서 탄성 지지하는 탄성 부재(220)와, 상기 제1 시프트(210)의 외측에 결합되고, 상기 제1 연통부(214)와 선택적으로 연통되도록 제2 연통부(232)가 구비된 제2 시프트(230)와, 상기 퍼지 유닛(200)의 축 방향에서 발생되는 변위량을 가이드 하는 가이드 부시(240)와, 상기 공구 툴(2)로 분사되도록 상기 트윈 암(100)의 외측에 구비된 노즐부(260)를 포함한다.

상기 제1 시프트(210)는 공구 툴(2)을 바라보는 방향에 핑거(212)가 구비되고, 상기 핑거(212)는 상기 공구 툴(2)과 직접적인 접촉이 이루어지는 구성에 해당된다.

상기 제1 시프트(210)는 상기 툴 삽입 홈(110)이 형성되어 있어 상기 공구 툴(2)이 안정적으로 삽입될 수 있으며, 상기 공구 툴(2)은 상기 툴 삽입 홈(110)과 직교된 위치에 위치된다. 이 경우 상기 공구 툴(2)이 상기 툴 삽입 홈(110)에 위치될 경우 상기 핑거(212)와 접촉이 이루어짐과 동시에 상기 제1 시프트(210)를 축 방향으로 이동시킬 수 있다.

상기 제1 시프트(210)에는 공구 툴(2)로 유체의 이동을 위해 제1 연통부(214)가 형성되어 있고, 상기 핑거(212)가 공구 툴(2)과 접촉될 경우 상기 후술할 제2 연통부(232)와 상기 제1 연통부(214)가 서로 간에 연통되어(도 7 참조) 공구 툴(2)을 향해 유체가 분사될 수 있다.

상기 제1 시프트(210)는 일 예로 파이프 형태로 형성되나 다른 형태로 변경되는 것도 가능할 수 있다.

본 실시 예에 의한 핑거(212)는 상기 공구 툴(2)과 최초 접촉이 이루어지는 제1 경사부(212a)와, 상기 제1 경사부(212a)의 연장된 단부에서 상기 툴 삽입 홈(110)을 향해 경사지고, 상기 툴 삽입 홈(110)에 삽입된 공구 툴(2)의 외주면과 접촉된 상태가 유지되는 제2 경사부(212b)를 포함한다.

상기 핑거(212)는 공구 툴(2)과 접촉시 발생될 수 있는 소음 감소를 위해 표면에 소정의 두께로 소음 감소 부재가 부착될 수 있다. 상기 소음 감소 부재는 우레탄 또는 고무 또는 플라스틱 또는 소음 감소를 위한 기능이 구현되는 다양한 재질이 사용될 수 있다.

따라서 상기 핑거(212)는 공구 툴(2)과 직접적인 접촉으로 인해 발생되는 소음 감소를 최소화 하고 상기 제1 시프트(210)에 가해지는 충격을 최소화 하여 안정적인 트윈 암(10)의 작동을 가능하게 할 수 있다.

상기 제1 경사부(212a)는 상기 공구 툴(2)을 향해 경사지게 연장되어 있어 공구 툴(2)과 접촉이 이루어질 때 상기 공구 툴(2)의 이동 방향을 방해하지 않고 툴 삽입 홈(110)으로 안정적인 이동을 도모할 수 있다.

상기 제2 경사부(212b)는 상기 공구 툴(2)이 툴 삽입 홈(110)에 삽입된 이후에 상기 공구 툴(2)의 외주면과 접촉이 유지되는 곳으로(도 10 참조) 상기 공구 툴(2)의 외주면 곡률과 대응되는 곡률을 갖거나 도면에 도시된 바와 같이 경사진 형태로 구성될 수 있다.

상기 제1 경사부(212a)는 제2 경사부(212b) 보다 상대적으로 길게 연장되어 있어 상기 공구 툴(2)이 상기 툴 삽입 홈(110)으로 이동될 때 안정적인 이동을 가능하게 할 수 있다.

상기 제1 연통부(214)는 도면에 도시된 바와 같이 원형의 홀로 형성되나 다른 형태로 변경될 수 있으며 후술할 유체 공급부(250)로 유체를 공급하기 위해 형성된다.

본 실시 예에 의한 탄성 부재(220)는 코일 스프링이 사용되고, 상기 제1 시프트(210)의 축 방향 외측에 삽입되어 상기 제1 시프트(210)를 트윈 암(100)의 외측 방향(도 4 기준 좌측)으로 탄성 지지한다.

상기 탄성 부재(220)는 상기 공구 툴(2)에 상기 핑거(212)가 접촉될 경우에는 탄성 압축되어 상기 제1 시프트(210)를 축 방향에서 후술할 제2 시프트(230) 방향으로 이동이 이루어지는 동안 탄성 지지하여 안정적인 이동을 가능하게 할 수 있다.

첨부된 도 7또는 도 9를 참조하면, 본 실시 예에 의한 제2 시프트(230)는 상기 제1 시프트(210)와 동축으로 결합되어 있으며 상기 제1 연통부(214)와 선택적으로 연통되는 제2 연통부(232)가 형성되어 있어 상기 제1 연통부(241)가 제2 연통부(232)와 일치될 경우 유체의 이동이 이루어질 수 있다.

제2 시프트(230)는 후술할 가이드 부시(240)에 의해 축 방향에서 흔들림이 발생되지 않도록 안정적으로 지지된다.

상기 제2 연통부(232)는 제1 연통부(214)와 동일 직경으로 개구되어 있어 유체가 이동될 때 압력 손실 없이 안정적으로 이동될 수 있다.

첨부된 도 8을 참조하면, 본 실시 예에 의한 제1 연통부(214)는 전술한 실시 예와 다르게 축 방향에서 소정의 길이로 연장된 타원 형태로 개구 될 수 있다.

상기 제1 연통부(214)가 이와 같이 타원 형태로 개구되는 이유는 제1 시프트(210)가 축 방향에서 이동되는 변위 차이로 인해 제2 연통부(232)와 중심이 일치하지 않는 경우에도 유체를 안정적으로 이동시키기 위해서이다.

따라서 상기 제1 시프트(210)가 항시 정 위치로 이동되는 경우 또는 약간의 오차가 발생되는 경우에도 유체의 안정적인 이동이 이루어질 수 있다.

본 실시 예에 의한 가이드 부시(240)는 제2 시프트(230)에 축 삽입되어 상기 제2 시프트(230)로 상대 이동되는 제1 시프트(210)에 의한 축 방향 흔들림을 최소화 하여 안정적인 퍼지 유닛(200)의 안정적인 작동을 도모한다.

상기 가이드 부시(240)는 일 예로 제2 시프트(230)에만 설치되는 것으로 도시하였으나 반드시 전술한 위치로 한정하지 않는다.

상기 가이드 부시(240)는 리니어 가이드가 사용되며, 상기 리니어 가이드는 직선 운동이 이루어지는 기계 부품에서 지지에 따른 안정성을 일정하게 유지하기 위해 사용된다.

상기 가이드 부시(240)는 내부에 구비된 다수개의 볼이 상기 제2 시프트(230)와 구름 접촉을 통해 상기 제2 시프트(230)가 흔들림이 발생되는 현상을 최소화 하고, 상기 볼이 구름 접촉이 이루어지는 동안 상기 제2 시프트(230)의 외주면과 마모열이 발생되지 않는다.

또한 상기 제2 시프트(230)에 축 하중이 가해지는 경우에도 움직임에 따른 변위량이 최소화 되어 제1 시프트(210) 및 제2 시프트(230)의 안정적인 이동을 가능하게 할 수 있다.

첨부된 도 10을 참조하면, 본 실시 예에 의한 가이드 부시(240)는 일 예로 제1 시프트(210)에 구비된 제1 가이드 부시(244)와, 상기 제2 시프트(230)에 구비되고, 상기 제2 연통부(232)와 인접하여 위치된 제2 가이드 부시(242)를 포함한다.

본 실시 예는 가이드 부시(240)가 제1,2 가이드 부시(244, 242)로 이루어져 있으며 상기 제1 시프트(210)와 제2 시프트(230)에 각각 설치될 수 있다.

상기 제1 가이드 부시(244)는 제1 시프트(210)에 설치되어 핑거(212)에 의해 전달된 충격 또는 흔들림을 최소화 하고, 상기 제2 가이드 부시(242)는 상기 제1 시프트(210)를 통해 전달된 충격을 안정화 시켜 안정적인 작동을 가능하게 한다.

따라서 제1,2 시프트(210, 230)는 축 방향에서 안정적인 이동 및 작동이 항시 일정하게 유지되어 유체의 공구 툴(2)을 향한 유체의 분사가 일정하게 유지된다.

본 실시 예에 의한 트윈 암(100)에는 상기 제1 시프트(110)의 최대 이동 거리를 제한하기 위해 구비된 스토퍼(S)가 구비된다. 상기 스토퍼(S)는 축 방향에서 기 설정된 허용 거리만큼만 이동되도록 함으로써 과도한 축 방향 이동을 안정적으로 제한 시킬 수 있다.

상기 퍼지 유닛(200)은 상기 제1,2 연통부(214, 232)에 대한 실링을 위해 구비된 오링(201)을 더 포함하고, 상기 오링(201)은 복수개로 구성되어 상기 제1 시프트(210)가 미 작동된 상태일 경우에 압축 공기의 이동을 제한한다.

첨부된 도 11을 참조하면, 본 실시 예에 의한 유체 공급부(250)는 일 예로 상기 유체가 압축 공기에 해당될 경우 압축 공기가 발생되는 공기 압축기가 사용되고, 상기 유체가 액체일 경우 냉각수가 공급되는 냉각수 공급 유닛이 사용될 수 있다.

본 실시 예는 유체 공급부(250)가 압축 공기가 사용되는 것으로 한정하여 설명하며, 공구 툴(2)의 표면에 잔존하는 칩(Chip)과 같은 이물질을 손쉽게 분리하거나 제거 시킬 수 있어 편의성이 향상된다.

상기 유체 공급부(250)는 일 예로 상기 공구 툴(2)의 상측으로 유체를 분사하는 제1 유체 공급부(252)와, 상기 공구 툴(2)의 하측으로 유체를 분사하는 제2 유체 공급부(254)를 포함한다.

공구 툴(2)은 소정의 길이로 연장되므로 위와 같이 제1,2 유체 공급부(252, 254)를 각각 구비할 경우 상기 공구 툴(2)의 외측에 잔존하는 이물질을 분리하는데 보다 유리해 진다.

상기 제1 유체 공급부(252)는 공구 툴(2)의 상측으로 고압의 압축 공기를 분사하고, 상기 제2 유체 공급부(254)는 공구 툴(2)의 하측으로 압축 공기를 분사하여 상기 공구 툴(2)의 표면에 잔존하는 이물질을 제거한다.

본 실시 에는 제2 시프트(230)에서 축 방향 변위가 발생될 때 소정의 스트로크로 이동되어 상기 제2 시프트(230)로 가해진 변위를 조절하기 위한 변위 조절부(300)가 구비된다.

상기 변위 조절부(300)는 상기 제2 시프트(230)와 마주보는 직교 방향에서 하측으로 경사진 변위 전달부(310)와, 상기 변위 전달부에 삽입되고, 상기 변위 전달부(310)를 축 방향에서 탄성 지지하는 지지체(320)를 포함한다.

상기 변위 전달부(310)는 상기 제1 시프트(230)가 공구 툴(2)을 파지하기 이전에는 상기 제2 시프트(230)가 이동되지 않아 지지체(320)에 의해 도면에 도시된 위치가 유지된다.

상기 변위 전달부(310)는 제1 시프트(310)가 제2 시프트(230)로 이동될 경우 상기 제2 시프트(230)에 결합된 가이드 부시(240)에 의해 도면 기준 6시 방향으로 이동되면서 상기 지지체(320)를 탄성 압축시킨다.

상기 변위 조절부(300)는 경사진 위치로 상기 제2 시프트(230)가 이동이 이루어지게 되어 도면 에서와 같이 변위 전달부(310)의 하향 이동이 이루어지면서 제2 시프트(230)의 축 방향 스트로크가 안정적으로 조절된다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

2 : 공구 툴
100 : 트윈 암
110 : 툴 삽입 홈
200 : 퍼지 유닛
210 : 제1 시프트
212 : 핑거
214 : 제1 연통부
220 : 탄성 부재
230 : 제2 시프트
232 : 제2 연통부
240 : 가이드 부시
250 : 유체 공급부
252, 254 : 제1,2 유체 공급부
260 : 노즐부
S : 스토퍼

Claims

공구 툴(2)이 선택적으로 삽입되도록 툴 삽입 홈(110)이 형성된 트윈 암(100); 및
상기 트윈 암(100)에 함께 설치되고, 상기 트윈 암(100)이 상기 공구 툴(2)를 파지할 경우에만 상기 공구 툴(2)의 표면을 향해 유체를 분사하는 퍼지 유닛(200)을 포함하는 자동 공구 교환 장치.
제1 항에 있어서,
상기 퍼지 유닛(200)은 상기 트윈 암(100)의 선단부를 향해 연장되고 상기 공구 툴(2)과 선택적으로 접촉이 이루어지도록 구비된 핑거(212)와, 상기 공구 툴(2)로 유체의 이동을 위해 형성된 제1 연통부(214)를 포함하는 제1 시프트(210);
상기 퍼지 유닛(200)을 축 방향에서 탄성 지지하는 탄성 부재(220);
상기 제1 시프트(210)의 외측에 결합되고, 상기 제1 연통부(214)와 선택적으로 연통되도록 제2 연통부(232)가 구비된 제2 시프트(230);
상기 퍼지 유닛(200)의 축 방향에서 발생되는 변위량을 가이드 하는 가이드 부시(240);
상기 공구 툴(2)로 유체가 분사되도록 상기 트윈 암(100)의 외측에 구비된 노즐부(260)를 포함하는 자동 공구 교환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 퍼지 유닛(200)은 유체를 공급하는 유체 공급부(250)로부터 유체를 공급받아 작동이 이루어지는 자동 공구 교환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 핑거(212)는 상기 공구 툴(2)과 최초 접촉이 이루어지는 제1 경사부(212a);
상기 제1 경사부(212a)의 연장된 단부에서 상기 툴 삽입 홈(110)을 향해 경사지고, 상기 툴 삽입 홈(110)에 삽입된 공구 툴(2)의 외주면과 접촉된 상태가 유지되는 제2 경사부(212b)를 포함하는 자동 공구 교환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 트윈 암(100)에는 상기 제1 시프트(110)의 최대 이동 거리를 제한하기 위해 구비된 스토퍼(S)가 구비된 자동 공구 교환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제1 연통부(214)는 상기 제2 연통부(232) 보다 상대적으로 크게 개구된 자동 공구 교환 장치.
제6 항에 있어서,
상기 제1 연통부(214)는 상기 제1 시프트(210)의 축 방향에서 소정의 길이로 연장된 타원 형태로 개구된 자동 공구 교환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 퍼지 유닛(200)은 상기 제1,2 연통부(214, 232)에 대한 실링을 위해 구비된 오링(201)을 더 포함하는 자동 공구 교환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 가이드 부시(240)는 상기 제1 시프트(210)에 구비된 제1 가이드 부시(242);
상기 제2 시프트(230)에 구비되고, 상기 제2 연통부(232)와 인접하여 위치된 제2 가이드 부시(244)를 포함하는 자동 공구 교환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 가이드 부시(240)는 리니어 가이드가 사용되는 자동 공구 교환 장치.
제3 항에 있어서,
상기 유체 공급부(250)는 상기 공구 툴(2)의 상측으로 유체를 분사하는 제1 유체 공급부(252);
상기 공구 툴(2)의 하측으로 유체를 분사하는 제2 유체 공급부(254)를 포함하는 자동 공구 교환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제2 시프트(230)에서 축 방향 변위가 발생될 때 소정의 스트로크로 이동되어 상기 제2 시프트(230)로 가해진 변위를 조절하기 위한 변위 조절부(300)가 구비된 자동 공구 교환 장치.
제2 항에 있어서,
상기 변위 조절부(300)는 상기 제2 시프트(230)와 마주보는 직교 방향에서 하측으로 경사진 변위 전달부(310);
상기 변위 전달부에 삽입되고, 상기 변위 전달부(310)를 축 방향에서 탄성 지지하는 지지체(320)를 포함하는 자동 공구 교환 장치.