JP2000301434A - 工作機械の主軸によるパレット保持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸で加工工具とパレットの双方を着脱自在
とした場合に、重量物であるパレットを保持することに
よって保持部に変形やコジリが発生しても加工工具の保
持精度に影響を与えないようにする。 【解決手段】 受け凹部１１３の形状を単純な雌テーパ
状とせず、雌テーパ部１１３ａに連続してストレート部
１１３ｂを設け、このストレート部１１３ｂでパレット
Ｐのストレートシャンク部６０１を保持し、雌テーパ部
１１３ａにはパレットＰの一部が接触しないようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は加工工具を交換可能
とする工作機械の主軸（スピンドル軸）にワークを取り
付けるパレットを保持可能とした構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】主軸（スピンドル軸）を有する工作機械
は、当該主軸に対し加工工具を交換可能として多用途に
使用できるようにしている。また工作機械の多くは数値
制御（ＮＣ制御）によって主軸若しくは工作機械自体の
移動を正確にコントロールされている。

【０００３】そこで、上記のＮＣ制御機能を利用して工
作機械にワーク若しくはワークを取り付けるパレットの
搬送装置としての役割も持たせるため、工作機械の主軸
にワークまたはパレットを保持する機能を付加すること
が考えられている。

【０００４】具体的には、特開昭５５−７０５４３号公
報及び特開昭５５−１１２７５３号公報を挙げることが
できる。特開昭５５−７０５４３号公報に開示される内
容は、主軸（スピンドル軸）のチャック部にワークを保
持するための専用の部材を設けている。一方、特開昭５
５−１１２７５３号公報に開示される内容は、加工工具
とパレット搬送工具に共通して工具ソケットが挿着さ
れ、この工具ソケットを介して加工工具またはパレット
搬送工具を主軸に着脱自在としたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記した先行技術にあ
っては、ワークまたはパレットを主軸で保持するために
専用の部材（工具ソケット）を必要とし、部品点数の増
加になる。特に、特開昭５５−１１２７５３号公報に開
示されるように工具ソケットを加工工具を保持する際に
も用いると、主軸と加工工具との間が直接的に連結しな
いことになり、その間にガタつき等が生じるおそれがあ
る。

【０００６】また、工作機械の主軸にワーク（パレッ
ト）保持の機能を持たせた何れの先行例にあっても、主
軸の同じ部分において加工工具とワーク（パレット）を
保持するようにしている。しかしながら、パレットは加
工工具よりも重量があり、特にワークを取り付けた状態
のパレットは加工工具に対し比較にならないほどの重量
になる。このような重量物を片持ち状態で保持し、しか
も搬送させた場合には、過大な力が主軸の受け凹部に作
用し、当該受け凹部に変形やコジリが生じるおそれがあ
る。このような変形やコジリが生じた受け凹部で加工工
具を保持し、加工時に高速回転せしめると、加工の軸芯
がずれ、加工精度が悪くなることになる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、加工工具を交換可能に保持する工作機械の主軸
でパレットを保持可能とする構造として、加工工具及び
パレットのシャンク部を挿入する受け凹部の形状を雌テ
ーパ部にストレート部が連続する形状とし、前記受け凹
部の雌テーパ部にて加工工具の雄テーパ状シャンク部を
受け、前記受け凹部のストレート部にてパレットに設け
たストレートシャンク部を受けるようにした。

【０００８】このように、１つの受け凹部内を２つの部
分に分け、加工工具とパレットを異なる箇所で保持する
ようにすれば、加工工具については今まで通り直接主軸
に保持せしめることができ、一方、パレットについても
工具ソケット等の別部材を介在させることなく直接主軸
に取り付けることができる。尚、受け凹部のうちストレ
ート部は重量物であるパレット（またはワークを取り付
けた状態のパレット）を保持するため、前記したように
コジリや変形が生じるおそれがある。しかしながらこれ
らが生じても加工工具の保持には影響がなく、またパレ
ットの搬送については加工工具に要求されるほどの正確
さは必要とされないため深刻な問題にはならない。

【０００９】また、パレットの保持状態の際に主軸端面
と対向する面に主軸端面に当接する環状凸部を形成する
ことで、受け凹部のストレート部に多少の変形等が生じ
てもこの部分で吸収することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るパレット
保持構造を備えた工作機械を組込んだ加工ステーション
全体の概略斜視図、図２は同加工ステーションの平面
図、図３は同加工ステーションの側面図、図４は同加工
ステーションの異なる方向から見た側面図、図５は別実
施例に係る加工ステーションの平面図、図６は別実施例
に係る加工ステーションのパレットストッカーを示す側
面図、図７は工作機械の側面図、図８は工作機械の図７
とは反対側から見た側面図、図９は工作機械の主軸先端
とパレットとの結合構造を示す図、図１０（ａ）は工作
機械の主軸でパレットを保持した状態の拡大図、（ｂ）
は工作機械の主軸で加工工具を保持した状態の拡大図、
図１１はパレットのクランプ爪を開閉する油圧回路を示
す図、図１２は工作機械が加工テーブル装置にパレット
を移載している状態を示す側面図、図１３は工作機械が
ワークを加工している状態を示す側面図、図１４は加工
テーブル装置のバランス機構を示す側面図、図１５は図
１４のＢ方向から見た部分を一部切欠した拡大図、図１
６は別実施例を示す図１４と同様の図、図１７は図１６
のＣ−Ｃ方向断面図、図１８は加工テーブル装置のテー
ブル面を示す図、図１９は図１８の拡大図、図２０は図
１９のＡ−Ａ線断面図である。

【００１１】図１〜図４に示すように、加工ステーショ
ンにはベース１が設けられ、このベース１の上に工作機
械１００及び加工テーブル装置２００が載置され、ベー
ス１の外側に工作機械１００を囲むようにパレットスト
ッカー３００が配置され、また、工作機械１００の上方
にオートツールチェンジャー（ＡＴＣ）４００が配置さ
れている。

【００１２】工作機械１００はベース１に対しターンブ
ロック１０１が垂直軸を中心として水平面内で旋回可能
とされ、また前記パレットストッカー３００は複数のパ
レット受け枠３０１からなり、これらパレット受け枠３
０１及び前記加工テーブル装置２００は前記工作機械１
００の旋回中心を中心として略放射状に配置され、同じ
く工作機械１００の旋回範囲内にワークＷの搬入と搬出
を兼ねる搬送ラインＬ１の先端が臨み、この先端をワー
ク供給位置５００としている。これにより工作機械１０
０が加工テーブル装置２００、パレットストッカー３０
０及びワーク供給位置５００に対し対向する。

【００１３】また工作機械１００は、前記ターンブロッ
ク１０１に対し水平軸１０２を中心として支持部１０３
がモータ１０４の駆動により垂直面内でチルト動作可能
に取り付けられ、この支持部１０３には主軸受け１０５
がモータ１０６の駆動により進退可能に支持され、更に
主軸受け１０５内には図示しないモータにて高速回転せ
しめられる主軸（スピンドル軸）１０７が支持されてい
る。

【００１４】また、図１２及び図１３にも示すように、
前記支持部１０３から後方に向けて延びる雄ネジ棒１１
０にナット部材１１１を介して前記主軸受け１０５が取
り付けられ、前記モータ１０６の駆動で雄ネジ棒１１０
を回転せしめることで、ナット部材１１１がガイドロッ
ド１１２に沿って移動し、このナット部材１１１ととも
に主軸受け１０５が進退動する。

【００１５】支持部１０３が垂直面内でチルト動を行う
ことで、主軸１０７が図３または図４に示すように、加
工テーブル装置２００、パレットストッカー３００或い
はオートツールチェンジャー４００の高さに適合する方
向を向く。

【００１６】また、図８に示すように、モータ１０４と
反対側の水平軸１０２の端部には、レバー１０８の基端
部を取り付け、このレバー１０８の先端部にバランスシ
リンダ１０９のロッドを取り付け、主軸受け１０５の進
退動に伴う重量のアンバランスを吸収するようにしてい
る。

【００１７】前記主軸１０７の先端の構造は、ワークＷ
を取り付けるパレットＰとワークに対して切削、穴開け
等の加工を施す加工工具Ｔが選択的に保持し得る構造に
なっている。

【００１８】図９〜図１１に基づいて主軸１０７による
パレットＰと加工工具Ｔの保持構造について説明する。
主軸１０７には軸方向に貫通穴１０７ａが形成され、こ
の貫通穴１０７ａの先端部は受け凹部１１３とされ、こ
の受け凹部１１３は図１０に示すように、雌テーパ部１
１３ａとこの雌テーパ部１１３ａに連続するストレート
部１１３ｂとから構成され、パレットＰを保持する場合
には、図１０（ａ）に示すように、パレットＰの外側ブ
ロック６００のストレートシャンク部６０１が受け凹部
１１３のストレート部１１３ｂに嵌合し、加工工具Ｔを
保持する場合には、図１０（ｂ）に示すように、加工工
具Ｔのテーパコーン部７００が受け凹部１１３の雌テー
パ部１１３ａに嵌合するようにしている。

【００１９】本発明では、主軸１０７でパレットＰと加
工工具Ｔを保持する。この場合、受け凹部１１３の同じ
箇所でパレットＰと加工工具Ｔを保持すると、パレット
ＰはワークＷを取り付けるとかなりの重量物となり、受
け凹部１１３の表面を傷つける虞れがある。そして、内
面が傷ついた受け凹部１１３で加工工具Ｔを保持した場
合、主軸１０７は加工時に高速回転するので、加工工具
Ｔの回転軸芯がブレたり、ガタつき加工精度が悪くな
る。

【００２０】そこで、本発明にあっては、前記したよう
に受け凹部１１３の形状を単純な雌テーパ状とせず、雌
テーパ部１１３ａに連続してストレート部１１３ｂを設
け、このストレート部１１３ｂでパレットＰのストレー
トシャンク部６０１を保持し、雌テーパ部１１３ａには
パレットＰの一部が接触しないようにした。

【００２１】尚、パレットＰの外側ブロック６００の主
軸１０７との対向面には環状の凸部６０２を形成し、保
持状態ではこの凸部６０２が主軸１０７端面に当接する
ようにしている。

【００２２】外側ブロック６００の対向面の全面を主軸
１０７端面に当接せしめると当接面積が大きいのでガタ
つきが生じる虞れがあるが、小面積の凸部６０２を当接
せしめることで、ガタつきを未然に防止できる。また、
環状の凸部６０２が主軸１０７端面に当接することで、
変形やコジリに起因してストレート部１１３ｂとストレ
ートシャンク部６０１に多少の隙間等が生じてもパレッ
トを正確に保持することができる。

【００２３】また、図９に示すように、主軸１０７に形
成した貫通穴１０７ａ内には図示しないシリンダにて進
退動（図において左右動）せしめられるクランピングス
リーブ１１５が臨み、このクランピングスリーブ１１５
の外側に軸方向にすり割を形成したグリッパ１１６が設
けられ、またクランピングスリーブ１１５内はクーラン
トの流路１１７とされている。

【００２４】而して、図９の状態よりもクランピングス
リーブ１１５が左側に位置しているときは、グリッパ１
１６は縮径し、パレットＰのストレート部６０１を受け
凹部１１３から引き抜くことが可能である。そして、斯
かる状態から図示しないシリンダを駆動すると、クラン
ピングスリーブ１１５が図中右側に引き込まれる。する
と、クランピングスリーブ１１５の雄テーパ部がグリッ
パ１１６内に入り込み、グリッパ１１６を拡開し、パレ
ットＰのストレート部６０１を受け凹部１１３のストレ
ート部１１３ｂとの間で強固に保持する。

【００２５】また、パレットＰの保持部の構造は、図９
に示すように、パレットＰの本体に固定部材６０３を介
して前記シャンク部６００を固着している。固定部材６
０３及びシャンク部６００には共通の貫通穴が形成さ
れ、この貫通穴にチェックバルブ６０４が挿入されてい
る。

【００２６】チェックバルブ６０４はパレットＰの本体
との間に設けたスプリング６０５によって突出方向に付
勢され、主軸１０７に保持されていない状態ではチェッ
クバルブ６０４のランド部が固定部材６０３に形成した
バルブシート面６０６に密に当接する。

【００２７】また、チェックバルブ６０４内には通路６
０７が形成され、この通路６０７は前記クランピングス
リーブ１１５内のクーラントの流路１１７を介してクー
ラント（切削液）の供給源につながっている。

【００２８】前記パレットＰにはワークＷを固着するた
めの４個のクランプ爪６０８が設けられている。このク
ランプ爪６０８のクランプ・アンクランプ動作を図９及
び図１１に基づいて説明する。

【００２９】先ず、クランプ爪６０８は皿ばね等の強力
な弾発部材６０９にて常時クランプ方向に付勢されてい
る。そして、パレットＰが主軸１０７に保持されていな
い状態では、前記したようにチェックバルブ６０４にて
クーラントの通路は閉じられているので、パレットＰ内
に形成された通路及びクランプ爪６０８にアンクランプ
方向の力を付与する室６１０にはクーラントが満たされ
ている。ただし、室６１０内のクーラントから与えられ
る力よりも弾発部材６０９の力が大きいため、クランプ
爪６０８はクランプ状態を維持する。

【００３０】一方、パレットＰが主軸１０７に保持され
た状態を図９で示しており、この状態ではチェックバル
ブ６０４がスプリング６０５の弾発力に抗してクランピ
ングスリーブ１１５によって内方に押され、チェックバ
ルブ６０４のランド部が固定部材６０３に形成したバル
ブシート面６０６から離れ、クーラントの通路が連通す
る。

【００３１】クーラントの通路が連通しても、弾発部材
６０９の力が大きいため、クランプ爪６０８はクランプ
状態を維持する。弾発部材６０９の力に抗してアンクラ
ンプ状態にするには、図１１に示すように、ブースター
６１１にて高圧状態でクーラントを供給する。これによ
り室６１０内の圧力が弾発部材６０９の弾発力よりも大
きくなり、クランプ爪６０８がアンクランプ状態とな
る。

【００３２】前記したように、クランプ爪６０８を作動
させる流体として、作動油を用いずにクーラントを使用
している。クーラントは工作機械によって切削或いは穴
開け加工をする場合に必要であり、このクーラントを作
動流体として用いることで、作動油を供給するための配
管が不要で、今までの主軸の構造をそのまま利用するこ
とができる。

【００３３】また、パレットＰ内に形成された通路や室
には常にクーラントが満たされているので、クランプ爪
６０８をアンクランプさせるためにブースター６１１で
加圧した際の圧力伝達が瞬時になされ、クランプ・アン
クランプの動作切替が確実且つ遅れ動作なく行える。

【００３４】一方、加工テーブル装置２００はベース１
に対し支持ブロック２０１が垂直軸を中心として水平面
内で旋回可能とされ、この支持ブロック２０１に対し水
平軸２０２が取り付けられている。水平軸２０２の一端
には水平軸２０２を回転させるためのモータ２０３（図
２参照）が設けられている。

【００３５】水平軸２０２は重量物である加工テーブル
更にはワークＷを取り付けたパレットＰとともに加工テ
ーブルを回動させるため、水平軸２０２の他端側にはバ
ランス機構を設けている。

【００３６】このバランス機構は図１４及び図１５に示
すように、支持ブロック２０１にブラケット２０４ａ，
２０４ｂを設け、ブラケット２０４ａにはシリンダユニ
ット２０５の基部を取り付け、ブラケット２０４ｂには
ロッド２０４ｃの一端を取り付けている。また、前記ブ
ラケット２０４ａにはプレート２０６の下端を溶接等に
て固着し、このプレート２０６の先端に前記ロッド２０
４ｃの先端をナットを介して位置調整可能に取り付けて
いる。更に、プレート２０６には軸２０７を回転自在に
支持し、軸２０７の一端にはクランク２０８を取り付
け、他端にはギヤ２０９を取り付け、クランク２０８に
は前記シリンダユニット２０５のロッドを連結し、また
水平軸２０２の他端側に設けたギヤ２１０と前記ギヤ２
０９との間にタイミングベルト２１１を張設している。
ここで、加工テーブル２１２が水平軸２０２に対し側方
位置となった状態で停止し、水平軸２０２に対しねじり
力を与える位置にあるとき、タイミングベルト２１１の
上側または下側（ギヤ２０９，２１０に対して）が引張
状態となり、プレート２０６に倒れ方向の力（図１４に
おいて右方向の力）が作用する。そして、このままで
は、プレート２０６の下端取付部に過大な力が作用する
ことになるので、前記ロッド２０４ｃで突っ張りプレー
ト２０６の倒れを防止している。

【００３７】尚、水平軸２０２のギヤ２１０よりも外側
にはロータリジョイント２１３（図１７参照）を設けて
いる。このロータリジョイント２１３が水平軸２０２端
に取付けられているので、工作機械に適用するような一
般的なバランス機構を採用することができず上記のよう
な構造を採用している。

【００３８】而して、水平軸２０２には加工テーブル２
１２が取り付けられているので、加工テーブル２１２の
重さが水平軸２０２に捩りモーメントとなって作用する
が、シリンダユニット２０５を駆動し、この駆動力をク
ランク２０８、軸２０７、ギヤ２０９、タイミングベル
ト２１１及びギヤ２１０を介して当該捩り力と反対方向
の力を水平軸２０２に付与することでキャンセルされ、
バランスが維持されるる。このバランスの維持は、水平
軸２０２廻り３６０°の何れの箇所に加工テーブル２１
２が位置した場合でも発揮することができる。

【００３９】図１６及び図１７はバランス機構の別実施
例を示す図１４及び図１５と同様の図であり、この実施
例にあっては、タイミングベルト２１１の代りにギヤ２
１４を用い、他の部材については図１４及び図１５に示
した実施例と同一としている。

【００４０】前記した工作機械１００にあっては、水平
軸にレバー１０８を取り付け、このレバー１０８の先端
部にバランスシリンダ１０９のロッド１００を取り付け
るようにしたが、スペース的な制約等があって、軸にレ
バーを取り付けられない場合には、上記したように、軸
の動きをタイミングベルトやギヤ列を介して離れた箇所
に設けたレバーやクランクを介してバランスシリンダに
伝達するようにすればよい。

【００４１】次に前記加工テーブル２１２の構造を図１
８〜図２０に基づいて説明する。加工テーブル２１２の
取付面側の四隅には、パレットＰをクランプする爪２１
５を備え、このクランプ爪２１５の内側位置には、パレ
ットＰの着座を確認するためのセンサ２１６を設けてい
る。このセンサ２１６の構造としては、例えば、常時エ
アを噴出するものとし、パレットＰが着座した際にパレ
ットＰによってエア噴出口を塞ぎ、これを検知する構造
とする。

【００４２】また、加工テーブル２１２の裏面側には爪
２１５によるクランプを解除した状態でパレットを旋回
（９０°）せしめる旋回用モータ２１７を設け、クラン
プを解除した状態でパレットＰの落下を防ぐためのチャ
ック２１８を加工テーブル２１２の取付面側の中央に設
けている。このチャック２１８は図示しないシリンダユ
ニットとリンク機構を組み合わせることで開閉動を行
う。

【００４３】また、加工テーブル２１２には前記旋回用
モータ２１７によってパレットＰと一体的に旋回するア
ーム２１９を設け、また、このアーム２１９の旋回位置
を規制する近接スイッチ２２０，２２１を加工テーブル
２１２側に９０°離間して設け、更に、アーム２１９に
は三角形状のプレート２２２を取り付け、この旋回限に
おいてプレート２２２を加工テーブル２１２に設けたダ
ンパ２２３，２２４に当てることでパレットＰの旋回を
衝撃なく停止せしめるようにしている。

【００４４】尚、ダンパ２２３，２２４は外周部に雄ネ
ジが刻設され、ナット部材２２５，２２６を介して支持
プレート２２７に位置調整可能に取り付けられ、位置調
整することにより旋回範囲を調整し得る構成にしてい
る。

【００４５】また、加工テーブル２１２の裏面側の中心
から離れた位置には、２つの昇降用シリンダ２２８，２
２９が設けられ、この昇降用シリンダ２２８，２２９の
作動によりパレットＰの位置決めを行うロケートピン２
３０，２３１が加工テーブル２１２の取付面側に出没す
る。

【００４６】次に、パレットストッカー３００について
説明する。パレットストッカー３００は、図２に示すよ
うに工作機械１００を囲むように複数のパレット受け枠
３０１を配置している。各パレット受け枠３０１には１
枚のパレットＰが収納される。

【００４７】ところで、本発明にあっては、ワークＷの
６面（全面）を加工することを可能にしている。パレッ
トＰにワークＷを固定した状態でワークＷを加工する場
合、加工テーブル２１２を回動したり、加工テーブル２
１２に保持されたままでパレットＰを旋回することによ
り、最大５面までは加工することができる。しかしなが
ら、残る１面、即ち、パレットＰに取り付けられた面に
ついてはパレットＰ自体が邪魔になって加工することが
できない。

【００４８】そこで、本発明にあっては後述するよう
に、ワークＷを所定の面まで加工したならば、別のパレ
ットＰを用意し、このパレットＰにワークＷを移し換
え、残りの未加工の面を加工するようにしている。

【００４９】したがって、ワークＷの全面を加工するた
めには、２種類のパレットＰが必要となり、図２に示す
例では６つのパレット受け枠３０１を配置しているの
で、３種類のワークＷを加工することができる。

【００５０】パレット受け枠３０１の構造は、図１及び
図３に示すように、パレット載置部３０２が工作機械１
００の水平軸１０２に向かって前上がりに傾斜し、後端
部にパレットＰのストッパ３０３を設け、パレット載置
部３０２からパレットＰを受け取るには、工作機械１０
０の支持部１０３のチルト動によって主軸受け１０５を
パレット載置部３０２に平行にし、この状態のまま、主
軸受け１０５をパレット載置部３０２に向けて伸張し、
この後は図９に示したように、主軸１０７の受け凹部１
１３にパレットＰのストレート部６０１を嵌合するとと
もに、クランピングスリーブ１１５を引き込み、グリッ
パ１１６を拡開して、主軸１０７でパレットＰを保持す
る。

【００５１】図１〜図４に全体構成を示した実施例で
は、パレットストッカー３００が工作機械１００の周囲
約１８０°を囲み、ワーク搬入ラインＬ１がワーク搬出
ラインを兼ねる構成としている。斯かる構成とすること
で、前記したように３種類のワークＷの加工に対処でき
るのであるが、ワーク搬入ラインＬ１が搬出ラインを兼
ねるため、加工手順等に制約が生じる。

【００５２】そこで、ワークＷの搬入ラインと搬出ライ
ンとを別々にした例を図５及び図６に示す。ここで、図
５は別実施例に係る加工ステーションの平面図、図６は
別実施例に係る加工ステーションのパレットストッカー
を示す側面図である。

【００５３】この実施例にあっては、ワーク搬入ライン
Ｌ１とワーク搬出ラインＬ２とを一直線上に設け、この
間に工作機械１００が位置し、ラインの一方側にパレッ
トストッカー３００を、他方側に加工テーブル装置２０
０を配置し、全体として左右対象とし、他の装置の配置
との兼ね合い等に自由度が高くなるレイアウトになって
いる。

【００５４】その反面、ワーク搬入ラインＬ１とワーク
搬出ラインＬ２とを一直線上に設けため、パレットスト
ッカー３００を配置するスペースが狭まってしまう。そ
こで、この実施例にあっては、パレット受け枠３０１に
パレット載置部３０２を上下２段設け、１つのパレット
受け枠３０１に２種類のパレットＰをストックするよう
にしている。

【００５５】尚、下段のパレット載置部３０２は前記と
同じであるが、上段のパレット載置部３０２は、工作機
械１００の水平軸１０２に向かって前下がり傾斜し、前
端部にパレットＰのストッパ３０３を設けている。

【００５６】また、工作機械１００の上方に配置される
オートツールチェンジャー（ＡＴＣ）４００は、図１に
示すように、多数の加工工具Ｔをガンベルト状に保持し
た工具ストッカー４０１と、この工具ストッカー４０１
と前記主軸１０７との間で工具Ｔの交換を行う交換装置
４０２とからなる。

【００５７】工具ストッカー４０１は環状に移動可能と
され、交換装置４０２は図４に示すように、軸４０３を
中心として旋回するアーム４０４の両端に工具ホルダ４
０５を設け、これら２つの工具ホルダ４０５の一方に工
作機械１００から工具ストッカー４０１に戻す工具を、
他方に工具ストッカー４０１から新たに工作機械１００
の主軸１０７に取り付ける工具Ｔを保持し、旋回と進退
動を組み合わせることで交換を行う。

【００５８】次に、以上の構成からなる加工ステーショ
ンにおけるシリンダブロック等のワークＷの６面（全
面）を加工する手順を図２１〜図３４に基づいて説明す
る。尚、図２１〜図３４のうち、図２１〜図２３、図２
５、図２６、図３０、図３１、図３３及び図３４は加工
ステーションの概略平面図、残りの図は概略側面図であ
る。

【００５９】先ず、図２１に示すように、工作機械１０
０を垂直軸廻りに旋回させ、図２２に示すように工作機
械１００の主軸１０７をパレットＰ１に向け、次いで、
主軸１０７でパレットＰ１を保持する。この状態を図３
でも示している。

【００６０】そして、上記の状態のまま工作機械１００
を垂直軸廻りに前記とは反対方向に旋回させ、図２３に
示すように、主軸１０７をパレットＰ１をワーク供給位
置５００に向け、ワークＷの上方に主軸１０７に保持さ
れた状態のパレットＰ１を臨ませる。

【００６１】この後、クーラントを作動流体とした前記
クランプ・アンクランプ機構により、クランプ爪６０８
を開とし、ワークＷの位置決めが終了したらクランプ爪
６０８によってパレットＰ１にワークＷを固着する。

【００６２】次いで、図２３及び図２４に示すように、
パレットＰ１にワークＷを固着したまま、主軸１０７を
上方にチルト動せしめるとともに工作機械１００を垂直
軸廻りに旋回させ、主軸１０７に保持されたパレットＰ
１を下向きの加工テーブル２１２の下方に位置せしめ、
更に主軸１０７を上方にチルト動せしめることで、パレ
ットＰ１の裏面（ワーク保持面の反対側面）を加工テー
ブル２１２の取付面に押し当て、パレットＰ１を加工テ
ーブル２１２側に受け渡す。

【００６３】この後、パレットＰ１が外れた主軸１０７
に、加工工具Ｔを取付け、図１３に示すように、加工工
具ＴにてワークＷの所定面を加工する。図１３に示した
状態での加工が終了したならば、パレットＰ１を右に９
０°旋回させ右側面を、次いで左に９０°旋回させ左側
面を加工し、更に、水平軸２０２を中心として加工テー
ブル２１２を垂直面内で９０°回動せしめ、ワークの上
面を加工する。

【００６４】以上により、ワークＷの正面、左右の側面
及び上面の加工が終了する。このときワークＷの４面が
加工され、ワークＷの後面及び底面（加工テーブル２１
２への取付け面）が未加工のまま残る。

【００６５】そこで、図２５に示すように、主軸１０７
を後退させ、主軸１０７の先端部に保持されている工具
Ｔを工具ストッカー４０１に戻し、主軸１０７先端は空
の状態として、第２のパレットＰ２方向に工作機械１０
０を旋回せしめる。ここで、パレットＰ２にはワークＷ
の上面を取り付けるための位置決め穴等が設けられてい
る。

【００６６】第２のパレットＰ２方向に工作機械１００
が向いたならば、図２６に示すように、主軸１０７でパ
レットＰ２を保持し、この状態のまま工作機械１００を
前記とは反対方向に旋回させ、図２７に示すように、パ
レットＰ２をパレットＰ１に固着されたワークＷの上方
に位置させる。

【００６７】この後、パレットＰ２をワークＷの上面に
取り付ける。このとき、ワークＷはパレットＰ１及びパ
レットＰ２でサンドイッチされた状態になる。この後、
加工テーブル２１２によるパレットＰ１の保持状態を解
除し、加工テーブル２１２のみ水平軸廻りに約１８０°
回転させ、パレットＰ２の上方に加工テーブル２１２を
位置せしめる。

【００６８】次いで、図２８に示すように、加工テーブ
ル２１２にパレットＰ２を保持せしめる。この状態で、
パレットＰ２は加工テーブル２１２と主軸１０７の双方
に保持されている。この後、主軸１０７をパレットＰ２
から外し、図２９に示すように、主軸１０７にてパレッ
トＰ１を保持し、ワークＷとパレットＰ１との係合状態
を解除する。

【００６９】この後、図３０に示すように、工作機械１
００を垂直軸廻りに旋回させ、主軸１０７先端で保持す
るパレットＰ１をパレットストッカーに戻す。そして、
図３１に示すように、主軸１０７先端に工具Ｔを取り付
け、この工具Ｔによって未加工年て残された面を加工す
る。

【００７０】このようにして、ワークＷの６面が加工さ
れたならば、再び主軸１０７先端から工具Ｔを取り外
し、図３２に示すように、主軸１０７先端でパレットＰ
２を保持し、加工テーブル２１２による保持状態を解除
し、主軸１０７先端でパレットＰ２を保持したまま、工
作機械１００を垂直軸廻りに旋回させ、図３３に示すよ
うに、加工後のワークＷをワーク供給位置５００に戻
す。

【００７１】そして、図３４に示すように、パレットＰ
２を元のパレットストッカーの位置に戻して一連の作業
が終了する。

【００７２】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
工作機械の主軸でパレットを保持可能とする構造とし
て、主軸の受け凹部の形状を雌テーパ部とストレート部
とが連続する形状とし、前記受け凹部の雌テーパ部にて
加工工具の雄テーパ状シャンク部を受け、前記受け凹部
のストレート部にてパレットに設けたストレートシャン
ク部を受けるようにしたので、加工工具と重量物である
パレットとを別々の箇所で受けることになり、加工工具
を受ける箇所に変形やコジリが発生することをぼうしで
きる。

【００７３】また、本発明によれば、加工工具について
は今まで通り直接主軸に保持せしめることができ、一
方、パレットについても工具ソケット等の別部材を介在
させることなく直接主軸に取り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るパレット保持構造を備えた工作機
械を組込んだ加工ステーションの概略斜視図

【図２】同加工ステーションの平面図

【図３】同加工ステーションの側面図

【図４】同加工ステーションの異なる方向から見た側面
図

【図５】別実施例に係る加工ステーションの平面図

【図６】別実施例に係る加工ステーションのパレットス
トッカーを示す側面図

【図７】工作機械の側面図

【図８】工作機械の図７とは反対側から見た側面図

【図９】工作機械の主軸先端とパレットとの結合構造を
示す図

【図１０】（ａ）は工作機械の主軸でパレットを保持し
た状態の拡大図、（ｂ）は工作機械の主軸で加工工具を
保持した状態の拡大図

【図１１】パレットのクランプ爪を開閉する油圧回路を
示す図

【図１２】工作機械が加工テーブル装置にパレットを移
載している状態を示す側面図

【図１３】工作機械がワークを加工している状態を示す
側面図

【図１４】加工テーブル装置のバランス機構を示す側面
図

【図１５】図１４のＢ方向から見た部分を一部切欠した
拡大図

【図１６】別実施例を示す図１４と同様の図

【図１７】図１６のＣ−Ｃ方向断面図

【図１８】加工テーブル装置のテーブル面を示す図

【図１９】図１８の拡大図

【図２０】図１９のＡ−Ａ線断面図

【図２１】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２２】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２３】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２４】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２５】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２６】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２７】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２８】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図２９】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図３０】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図３１】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図３２】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図３３】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【図３４】加工ステーションでの作業の手順を示す平面
図

【符号の説明】

１…ベース、１００…工作機械、１０１…ターンブロッ
ク、１０２…水平軸、１０３…支持部、１０４…モー
タ、１０５…主軸受け、１０６…モータ、１０７…主
軸、１０８…レバー、１０９…バランスシリンダ、１１
０…雄ネジ棒、１１１…ナット部材、１１２…ガイドロ
ッド、１１３…受け凹部、１１３ａ…雌テーパ部、１１
３ｂ…ストレート部、１１５…クランピングスリーブ、
１１６…グリッパ、１１７…クーラント流路、２００…
加工テーブル装置、２０１…支持ブロック、２０２…水
平軸、２０３…モータ、２０４ａ，２０４ｂ…ブラケッ
ト、２０５…シリンダユニット、２０６…プレート、２
０７…軸、２０８…クランク、２０９，２１０，２１４
…ギヤ、２１１…タイミングベルト、２１２…加工テー
ブル、２１３…ロータリジョイント、２１５…クランプ
爪、２１６…センサ、２１７…旋回用モータ、２１８…
チャック、２１９…アーム、２２０，２２１…近接スイ
ッチ、２２２…プレート、２２３，２２４…ダンパ、２
２５，２２６…ナット部材、２２７…支持プレート、２
２８，２２９…昇降用シリンダ、２３０，２３１…ロケ
ートピン、３００…パレットストッカー、３０１…パレ
ット受け枠、３０２…パレット載置部、３０３…ストッ
パ、、４００…オートツールチェンジャー（ＡＴＣ）、
４０１…工具ストッカー、４０２…工具交換装置、５０
０…ワーク供給位置、６００…外側ブロック、６０１…
ストレートシャンク部、６０２…凸部、６０３…固定部
材、６０４…チェックバルブ、６０５…スプリング、６
０６…バルブシート面、６０７…通路、６０８…クラン
プ爪、６０９…弾発部材、６１０…室、６１１…ブース
ター、７００…加工工具Ｔのテーパコーン部、Ｌ１…ワ
ーク搬入ライン、Ｌ２…ワーク搬出ライン、Ｐ，Ｐ１，
Ｐ２…パレット、Ｔ…加工工具、Ｗ…ワーク。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月２１日（１９９９．７．２
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６８】次いで、図２８に示すように、加工テーブ
ル２１２にパレットＰ２を保持せしめる。この状態で、
パレットＰ２は加工テーブル２１２と主軸１０７の双方
に保持されている。この後、主軸１０７をパレットＰ２
から外し、支持ブロック２０１を垂直軸廻りに１８０°
廻してパレットＰ１の保持部を主軸１０７に向け、図２
９に示すように、主軸１０７にてパレットＰ１を保持
し、ワークＷとパレットＰ１との係合状態を解除する。
パレットＰ１を主軸１０７で保持するには、図２８の状
態から主軸１０７によるパレットＰ２の保持を解除し、
次いで、加工テーブル２１２を水平軸廻りに約１８０°
回転させ、Ｐ１の保持部を主軸１０７に向けてパレット
Ｐ１を主軸１０７で保持するとともにパレットＰ１をワ
ークＷから取り外し、再び加工テーブル２１２を水平軸
廻りに約１８０°回転させ、ワークＷを下に向けるよう
にしてもよい。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工工具を交換可能に保持する工作機械
   の主軸でパレットを保持可能とする構造であって、この
   構造は加工工具及びパレットのシャンク部を挿入する受
   け凹部の形状を雌テーパ部にストレート部が連続する形
   状とし、前記受け凹部の雌テーパ部にて加工工具の雄テ
   ーパ状シャンク部を受け、前記受け凹部のストレート部
   にてパレットに設けたストレートシャンク部を受けるよ
   うにしたことを特徴とする工作機械の主軸によるパレッ
   ト保持構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の工作機械の主軸による
   パレット保持構造において、前記パレットの保持状態の
   際に主軸端面と対向する面に主軸端面に当接する環状凸
   部が形成されていることを特徴とする工作機械の主軸に
   よるパレット保持構造。