JP2005081528A - パレット交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パレット交換装置、及びマシニングセンタを有している工作機械において、前後方向を可能な限りコンパクトな設計による構成を得ること。
【解決手段】 段取ステーション２側及びパレットクランプ側にそれぞれ延伸し、かつ水平方向に回転自在に支持されている両側アーム１を有しているパレット交換装置において、両側の各アーム１１につき、当該水平方向回転軸から先端に至る中途部位において、先端側を上側垂直領域にて回転自在に軸支し、かつ先端側が水平方向に対し、所定の角度を以って垂直方向上側の方向にある状態を維持し得る機構を有していることに基づき、前記のようなコンパクトな設計を可能とするパレット交換装置、及び当該コンパクトな設計を実現している工作機械。
【選択図】 図２

Description

本発明は、マシニングセンタに対し、パレットを提供しかつ交換するために工作機械において使用されているパレット交換装置に関するものである。

工作機械は、工作物を支持し、かつ加工を行うマシニングセンタと、パレット交換装置とによって構成されている（尚、本明細書においては、「工作機械」の技術用語を前記のように、パレット交換装置をも包摂した広義の趣旨にて使用することにする。）。

マシニングセンタは、工作物を加工する加工部と、加工段階において工作物を色々な角度から支持するために、揺動しながら工作物、及び当該工作物を載置しているパレットを支持（クランプ）しているパレットクランプ装置によって構成されているが、パレット交換装置は、マシニングセンタの内、パレットクランプ装置に対しパレットを提供し、かつ既に工作物の加工が終了した後の段階にある工具を載置しているパレットを戻す作業を行っている。

上記作業は、パレット装置における両側アームの水平方向の回転、並びに上下方向の移動、パレットクランプ装置の前後方向の移動、及び両側アームの一方側からのパレットの授受を介して実現している。

しかして、従来技術によるパレット交換装置においては、工作物が加工される段階において、パレットクランプ装置が、工作物及び当該工作物を載置するパレットを支持しながら、工作物をその他の角度から加工するために揺動している段階においても、前記両側アームは、水平方向に延伸した状態となっている。

このような場合、図５に示すように、両側アーム１の内、パレットクランプ側のアームが水平方向に延伸している場合には、揺動しているパレットクランプによって支持されている工作物５及び当該工作物５を載置しているパレット４と接触することを避けるために、前後方向に一定のスペースを不可欠とする。

しかしながら、このようなスペースを設けることは、必然的にパレット交換装置とマシニングセンタ３とを一体とした工作機械において前後方向の寸法(スケール)を必然的に大型化する要因とならざるを得なかった。

にも拘らず、従来技術においては、上記大型化を避けるための構成は何ら提案されていなかった。

特開平５−１４９０１０号公報。

特開平８−１１７８９０号公報。

本発明は、パレット交換装置と加工段階におけるパレットクランプ装置との間に設けている前後方向のスペースを、可能な限り少なくするようなパレット交換装置の構成、及び当該構成を前提としたことによるパレット交換装置とパレットクランプ装置との配置関係に基づく工作機械の構成を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明は、
（１）段取ステーション側、及びパレットクランプ装置側にそれぞれ延伸し、かつ水平方向に回転自在に支持されている両側アームを有しているパレット交換装置において、両側の各アームにつき、当該水平方向回転軸から先端に至る中途部位において、先端側を垂直方向上側領域にて回転自在に軸支し、かつ先端側が水平方向に対し、所定の角度を以って垂直方向上側にある状態を維持し得る機構を有していることに基づくパレット交換装置、
（２）両側の各アームの内、パレットクランプ装置側のアームの先端側を所定の角度を以って上側方向とする状態を維持している場合に、工作物、及び当該工作物を載置したパレットを支持しているパレットクランプ装置が加工時において揺動し得る空間領域が、先端側が所定の角度方向に維持されているアームの存在領域に至らないように、前記（１）のパレット交換装置と、パレットクランプ装置とを配置したことによるパレット交換装置を有している工作機械
からなる。

前記（１）、（２）における本発明の両側アーム１の各アーム１１は、先端側を、所定の角度を以って垂直方向上側を向いた状態を維持することができるので、図１に示すように、当該回転によって両側アーム１の内、パレットクランプ側のアームの先端は、水平方向に延伸している場合よりも前側に位置していることになる。

このように、前記状態を維持することによって、先端側がより前側に位置するに至った距離分だけ加工段階において、工作物５、及び当該工作物５と載置しているパレット４を支持しているパレットクランプ装置３１が揺動する空間領域を前側に設定することができ、したがって、工作機械の前後方向における全体の寸法を小さくし、工作記載をコンパクトに設計することができる。

両側アーム１の内、パレットクランプ装置３１側のアームを垂直方向上側に維持する場合の角度として、図２に示すように、工作物５の加工段階において、水平方向に対して直角の方向、即ち、垂直方向を向くようにした場合には、当該アームの前後方向の距離を最小とし、ひいては工作機械の前後方向の距離を図１に示すような状態よりも更に小さくすることができる。

したがって、前記所定の角度としては、水平方向に対し直角であることが好ましい。

他方、各アーム１１において、前記のように、垂直方向上側に回転自在に軸支する位置を両側アームの水平方向回転中心軸１２の位置に近付けるほど回転半径が大きくなり、パレットクランプ装置３１側のアームの前後方向の距離をより小さく設定することができ、ひいては工作機械の前後方向における全体の寸法を最小とすることができる。

したがって、前記のように軸支する位置は、図２に示すように、両側アームの水平方向回転中心軸１２の位置と近傍であることが好ましい。

前記（１）の構成において、工作物５がマシニングセンタ３の内の工作を行う部分（図１、図２において、ヘッド３２、コラム３３、サドル３４などの工作加工を行う部分）によって加工された段階では、図１、図２のように、パレットクランプ装置３１側のアームの先端側は、垂直方向上側を向いた方向に維持されているが、前記加工が終了した段階では、所定の角度を以って垂直方向上側を向いていた状態となった先端側は、水平方向に延伸した状態に戻り、パレットクランプ装置３１との間で工作物５を載置しているパレット４を受け取り、水平方向の回転によって段取ステーション２側に工作物５及びパレット４を移動させることになる。

各アーム１１の先端側を、所定の角度を以って垂直方向上側を向いた状態とし、かつ当該状態から水平方向を向いた状態に戻すためには、各アーム１１に対し、垂直方向に回転させるための駆動機構を必要とする。

そして、当該駆動機構は、特に限定される訳ではないが、例えば、図３に示すように、軸支する回転軸に対し、駆動モータ６の回転力を伝達することによる実施形態は、当然採用することができる。

各アーム１１の先端方向を所定の角度を以って垂直方向上側を向いた状態を維持するための機構もまた特に限定される訳ではないが、通常、回転軸と一体をなすピニオン８を採用することが多いことから、当該ピニオン８とその側部に位置している各アーム１１において固定している部分とを貫通するロックピン１０を挿脱自在としたうえで差し込むと良い（尚、図３では当該固定している部分を貫通するロックピン１０は図示されている訳ではない。）。

但し、図３に示すように、回転を行うための駆動モータ６を採用する場合には、回転軸と一体をなすピニオン８に回転を伝達する駆動モータ６側のピニオン８とその側部の固定部２１とを貫通するロックピン１０を挿脱自在とする設計もまた、十分適用可能である。

前記（２）は、前記（１）のパレット交換装置の構成を前提としたうえで、加工段階においてパレットクランプ装置３１によって揺動状態にて維持されている工作物５及び当該工作物５を載置するパレット４が、パレット交換装置と接触しないようにパレット交換装置とパレットクランプ装置３１を配置していることを基本構成としている。

上記配置を実現するためには、対象となる工作物５の内、揺動によって最も大きな空間を占めるような工作物５を基準として、前記（１）のパレット交換装置と揺動している工作物５及び当該工作物５を載置しているパレット４とが接触しないような設計をすると良い。

このような配置によって、前記（２）の構成は、パレット交換装置を含む工作機械において、前後方向の距離をコンパクトに設定していることになる。

以下、実施例に従って説明する。

実施例においては、図４に示すように、軸支する回転軸と一体をなすピニオン８、及びピニオン８と係合するラック９、該ラック９を往復移動するシリンダを備えたことを特徴とすると共に、当該機構として、ラック９とその側部に位置している固定部２１とを挿貫し、かつ挿脱自在とするロックピン１０を採用することを特徴としている。

即ち、上記実施例の構成においては、油圧シリンダ７を駆動源としていることに特徴を有しているが、油圧は、例えばパレットクランプ装置３１におけるパレット４のクランプ作用、及びマシニングセンタ３における主軸のアンクランプなどに使用されており、当該油圧を前記駆動源であるシリンダに分流させ、各アーム１１の先端側を垂直上側方向への回転移動に使用し得る点において極めて設計が簡単であるという利点を有している。

本発明は、パレットクランプ装置を含むマシニングセンタ、及びパレット交換装置とを有している工作機械の分野において利用することが可能である。

本発明の基本原理を示す側面図である。 本発明の好ましい実施形態を示す側面図である。 アームの先端側を垂直方向に回転移動させるために、駆動モータからの回転を伝達する実施形態の構成を示す側面図である。 実施例の構成を示す側面図である。 従来技術の基本的問題点を示す側面図である。

符号の説明

１：両側アーム
１１：各アーム
１２：両側アームの水平方向回転中心軸
１３：各アームの垂直方向上側回転中心軸
２：段取ステーション
２１：固定部
３：マシニングセンタ
３１：パレットクランプ装置
３２：ヘッド
３３：コラム
３４：サドル
４：パレット
５：工作物
６：駆動モータ
７：油圧シリンダ
８：ピニオン
９：ラック
１０：ロックピン

Claims (9)

1. 段取ステーション側、及びパレットクランプ装置側にそれぞれ延伸し、かつ水平方向に回転自在に支持されている両側アームを有しているパレット交換装置において、両側の各アームにつき、当該水平方向回転軸から先端に至る中途部位において、先端側を垂直方向上側領域にて回転自在に軸支し、かつ先端側が水平方向に対し、所定の角度を以って垂直方向上側にある状態を維持し得る機構を有していることに基づくパレット交換装置。
2. 当該角度として、水平方向に対し直角方向を選択したことを特徴とする請求項１記載のパレット交換装置。
3. 軸支する位置を、水平方向回転軸の近傍とすることを特徴とする請求項１記載のパレット交換装置。
4. 軸支する回転軸と一体をなすピニオン、及びピニオンと係合するラック、該ラックを往復移動するシリンダを備えたことを特徴とする請求項１記載のパレット交換装置。
5. 軸支する回転軸に対し、駆動モータの回転力を伝達することを特徴とする請求項１記載のパレット交換装置。
6. 当該機構として、軸支する回転軸と一体をなすピニオンとその側部に位置している各アームにおいて固定している部分とを貫通し、かつ挿脱自在とするロックピンを採用することを特徴とする請求項１記載のパレット交換装置。
7. 当該機構として、ラックとその側部に位置している固定部とを貫通し、かつ挿脱自在とするロックピンを採用することを特徴とする請求項４記載のパレット交換装置。
8. 当該機構として、駆動モータの回転力を伝達するためのピニオンと、その側部に位置している固定部とを貫通し、かつ挿脱自在とするロックピンを採用することを特徴とする請求項５記載のパレット交換装置。
9. 両側の各アームの内、パレットクランプ装置側のアームの先端側を所定の角度を以って上側方向とする状態を維持している場合に、工作物、及び当該工作物を載置したパレットを支持しているパレットクランプ装置が加工時において揺動し得る空間領域が、先端側が所定の角度方向に維持されているアームの存在領域に至らないように、請求項１記載のパレット交換装置と、パレットクランプ装置とを配置したことによるパレット交換装置を有している工作機械。

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