JP2014113653A - 工作機械及びアタッチメント交換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より好適にアタッチメントの着脱が可能な工作機械を提供する。
【解決手段】工作機械１は、被加工物が載置されるテーブル３７と、テーブル３７に対して、水平なＸ方向、水平でＸ方向に直交するＹ方向、及び、鉛直なＺ方向に相対的に移動可能なラム１９と、ラム１９に選択的に着脱される複数のアタッチメント５を同時に保持可能であり、テーブル３７外とテーブル３７上との間を移動可能な搬送受台３１と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、主軸頭にアタッチメントが着脱される工作機械、及び、そのアタッチメントの着脱のためのアタッチメント交換装置に関する。

被加工物が載置されるテーブルと、主軸を支持する主軸頭（ラム等）と、主軸頭に着脱されるアタッチメント（アタッチメント式ヘッド）とを有する工作機械が知られている。アタッチメントは、被加工物を加工するための工具（エンドミル等）を保持し、主軸の回転を工具に伝達する。また、そのアタッチメントの着脱を自動で行うためのアタッチメント交換装置も知られている。

特許文献１の工作機械は、１つのアタッチメントを載置可能なアタッチメント保持部材を有している。このアタッチメント保持部材は、テーブル外からテーブル上へ移動可能とされている。従って、この工作機械では、テーブルと主軸頭とを相対移動させることにより、アタッチメント保持部材と主軸頭とを位置合わせすることができる。すなわち、加工のための移動機構をアタッチメントの着脱に利用できる。

特許文献２の工作機械は、複数のアタッチメントを載置可能な交換ベースを有している。この交換ベースは、テーブルと連結可能とされている。従って、この工作機械においても、テーブルと主軸頭とを相対移動させることにより、交換ベースと主軸頭とを位置合わせすることができる。

特開平４−１２９６３４号公報 特開平６−２３６４２号公報

特許文献１のアタッチメント保持部材は、アタッチメントを１つのみ保持するものである。従って、アタッチメントの交換時においては、主軸頭から取り外されたアタッチメントを受け取るためのアタッチメント保持部材のテーブル上への搬入・搬出と、新たに主軸頭に取り付けられるアタッチメントを受け渡すためのアタッチメント保持部材のテーブル上への搬入・搬出とを行わなければならない。すなわち、アタッチメント保持部材のテーブル上への搬入・搬出等について、２段階の動作が必要になる。

一方、特許文献２の交換ベースは、テーブルと連結されるものである。従って、例えば、既設の工作機械に特許文献２の技術を適用しようとすると、テーブル等を分解して連結機構を設けなければならない。別の観点では、アタッチメント交換装置を工作機械の付属品（オプション）とすることが困難である。

従って、より好適にアタッチメントの着脱が可能な工作機械及びアタッチメント交換装置が提供されることが好ましい。

本発明の工作機械は、被加工物が載置されるテーブルと、前記テーブルに対して、水平なＸ方向、水平でＸ方向に直交するＹ方向、及び、鉛直なＺ方向に相対的に移動可能な主軸頭と、前記主軸頭に選択的に着脱される複数のアタッチメントを同時に保持可能であり、前記テーブル外と前記テーブル上との間を移動可能な搬送受台と、を有する。

好適には、前記工作機械は、前記テーブルに支持され、前記搬送受台を案内可能なレールと、前記テーブルに支持され、前記レールを覆い、前記レールに沿う方向において伸縮可能なテレスコカバーと、を更に有し、前記搬送受台が前記レールに案内されて前記テーブル外から前記テーブル上へ移動するときは、前記搬送受台が前記テレスコカバーを押して前記テレスコカバーを収縮させ、前記搬送受台が前記レールに案内されて前記テーブル上から前記テーブル外へ移動するときは、前記搬送受台が前記テレスコカバーを引張って前記テレスコカバーを伸長させる。

好適には、前記テーブルは、Ｘ方向に移動可能であり、前記レールは、Ｙ方向に延びており、前記搬送受台は、前記テレスコカバーに設けられた被係合部に対してテレスコカバーを伸長させる方向に係合可能な係合部を有し、前記被係合部と前記係合部とが係合した状態で前記レールに案内されて前記テーブル上から前記テーブル外へ移動することにより前記テレスコカバーを伸長させ、前記搬送受台が前記テーブル外に位置する状態で前記テーブルがＸ方向に移動し、これに伴い前記係合部及び前記被係合部がＸ方向に相対移動することにより、前記係合部及び前記被係合部が、Ｙ方向において互いに係合する係合状態とＹ方向において互いに係合しない非係合状態との間で遷移する。

好適には、前記係合部及び前記被係合部の一方は、前記係合部と前記被係合部とのＸ方向の相対移動に伴って前記第１係合部及び前記第１被係合部の他方に対してＺ軸回りに転がることが可能な回転体である。

好適には、前記工作機械は、前記テーブルに設けられ、係止位置と解除位置との間で移動可能な係止部材を更に有し、前記係止部材は、前記搬送受台が前記テーブル外に位置し、前記テレスコカバーが伸長した状態においては、前記係止位置に移動することにより、前記テレスコカバーの収縮を阻止するように前記テレスコカバーに係合し、前記解除位置に移動することにより、前記テレスコカバーとの係合を解除し、前記搬送受台が前記テーブル上に位置し、前記テレスコカバーが収縮した状態においては、前記係止位置に移動することにより、前記搬送受台の前記テーブル外への移動を阻止するように前記搬送受台に係合し、前記解除位置に移動することにより、前記搬送受台との係合を解除する。

好適には、前記工作機械は、前記搬送受台を前記テーブル外と前記テーブル上との間で移動させるように前記搬送受台を駆動する駆動装置を更に有し、前記駆動装置は、前記テーブル外に位置する固定部と、前記固定部に移動可能に支持され、前記搬送受台との係合及びその解除がなされる可動部と、を有し、前記可動部は、前記搬送受台のうち前記固定部とは反対側の部分と係合及びその解除がなされる。

好適には、前記工作機械は、前記主軸頭から取り外されたアタッチメントを前記搬送受台に保持させた後、前記搬送受台を前記テーブル外へ移動させることなく、前記主軸頭を前記搬送受台に保持されている別のアタッチメントへ移動させるように、前記テーブル及び前記ラムの相対移動を制御する制御装置を更に有する。

本発明のアタッチメント交換装置は、被加工物が載置されるテーブルと、前記テーブルに対して、水平なＸ方向、水平でＸ方向に直交するＹ方向、及び、鉛直なＺ方向に相対的に移動可能な主軸頭と、を有する工作機械の前記主軸頭に複数のアタッチメントを選択的に着脱するためのアタッチメント交換装置であって、前記複数のアタッチメントを同時に保持可能であり、前記テーブル外と前記テーブル上との間を移動可能な搬送受台を有する。

本発明によれば、より好適にアタッチメントを着脱できる。

本発明の実施形態に係る工作機械をＸ方向に見た図。 図１の工作機械をＹ方向に見た図。 図１の工作機械をＺ方向に見た図。 図１の工作機械のアタッチメント交換装置をＸ方向に見た図。 図４とは別の状態でアタッチメント交換装置をＸ方向に見た図。 図５の領域VIの拡大図。 図７（ａ）は第１係合部及び第１被係合部を係合解除状態で示す斜視図、図７（ｂ）は第２係合部及び第２被係合部を係合解除状態で示す斜視図。 図８（ａ）は図５の領域VIIIａを拡大して示す図、図８（ｂ）は図４の領域VIIIｂを拡大して示す図。 図９（ａ）〜図９（ｄ）は図１の工作機械のアタッチメント交換動作を説明する図。 図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は図９に引き続き工作機械のアタッチメント交換動作を説明する図。 アタッチメント交換装置等の変形例を示す図。

図１は、本発明の実施形態に係る工作機械１をＸ方向（Ｘ軸方向）に見た図であり、図２は、工作機械１をＹ方向（Ｙ軸方向）に見た図（一部省略）であり、図３は、工作機械１をＺ方向（Ｚ軸方向）に見た図である。なお、ＸＹＺは、直交座標系であり、Ｘ方向は水平方向、Ｙ方向はＸ方向に直交する水平方向、Ｚ方向は、鉛直方向である。

工作機械１は、工作機械本体３と、工作機械本体３に着脱されるアタッチメント５（図１及び図２）と、その着脱を行うアタッチメント交換装置７（図２では一部省略）と、工作機械本体３及びアタッチメント交換装置７等を制御する制御装置８（図１）とを有している。なお、工作機械１は、この他、自動工具交換装置等を有していてもよい。

工作機械本体３は、例えば、門型マシニングセンタにより構成されている。具体的には、工作機械本体３は、ベッド９と、Ｘ方向に移動可能にベッド９に支持されたテーブル本体１１と、ベッド９に対して固定的な２本のコラム１３と、２本のコラム１３に架け渡されたクロスレール１５と、Ｙ方向に移動可能にクロスレール１５に支持されたサドル１７と、Ｚ方向に移動可能にサドル１７に支持された主軸頭としてのラム１９とを有している。

テーブル本体１１には、不図示の被加工物が載置される。ラム１９には、アタッチメント５が着脱される。アタッチメント５は、エンドミル、正面フライス、ドリル等の工具２９（図１及び図２）を保持している。工作機械１は、工具２９を回転させることにより、被加工物に対して切削又は研磨等の加工を行う。

この際、テーブル本体１１がＸ方向に移動可能であり、サドル１７がＹ方向に移動可能であり、ラム１９がＺ方向に移動可能であることから、テーブル本体１１とラム１９とは（被加工物と工具２９とは）任意の方向に相対的に平行移動可能である。

なお、テーブル本体１１は、被加工物の加工時においては、ラム１９の下方に位置する。ただし、図１〜図３は、アタッチメント５を交換する動作の途中において、テーブル本体１１が加工時の位置よりもＸ方向の正側（より詳細には可動限）に位置している状態を示している。

工作機械本体３の構成及びアタッチメント５の構成は、概略、公知の構成と同様とされてよい。例えば、主たる構成は以下のとおりである。

テーブル本体１１は、例えば、リニアガイドによりＸ方向の移動のみが許容されている。リニアガイドは、例えば、ベッド９に固定されたレール２１（図２）と、テーブル本体１１に固定され、レール２１に案内されるスライダ２３（図２）とを有している。なお、レール２１は、テーブル本体１１のＸ方向の両側において、Ｘ方向に伸縮するテレスコカバー２５により覆われている。テーブル本体１１は、例えば、不図示の回転式の電動機及び当該電動機の回転を並進運動に変換するボールねじ機構によってＸ方向に駆動される。

クロスレール１５は、コラム１３に固定されていてもよいし、Ｚ方向に移動可能にコラム１３に支持されていてもよい。特に図示しないが、Ｚ方向に移動可能なクロスレール１５は、例えば、リニアガイドによりＺ方向の移動のみが許容され、油圧シリンダによりＺ方向に駆動される。

サドル１７は、例えば、不図示のリニアガイドを介してクロスレール１５に支持されることによりＹ方向の移動のみが許容されており、また、不図示の電動機及びボールねじ機構によりＹ方向に駆動される。リニアガイドのレールは、サドル１７のＹ方向の両側において、Ｙ方向に伸縮するテレスコカバー２７により覆われている。

ラム１９は、例えば、不図示のリニアガイドを介してサドル１７に支持されることによりＺ方向の移動のみが許容されており、また、不図示の電動機及びボールねじ機構によりＺ方向に駆動される。ラム１９内には、不図示の主軸モータと、当該主軸モータによりＺ軸回りに回転される不図示の主軸とが設けられている。

アタッチメント５は、例えば、アングルヘッド、ユニバーサルヘッド、スナウトである。アタッチメント５は、例えば、ケーシングと、当該ケーシングに回転可能に支持される不図示の入力軸と、該入力軸の回転を変速及び／又は回転の向きを変えて工具２９に伝達する不図示の歯車機構とを有している。

アタッチメント５は、ボルト等を用いずに、自動でラム１９に着脱されることが可能である。例えば、特に図示しないが、アタッチメント５は、主軸に設けられたクランプ機構によって入力軸がクランプされるとともに、カービングカップリング等によってケーシングがラム１９に対して回り止めされることにより、ラム１９に装着される。

アタッチメント交換装置７は、図１〜図３に示すように、テーブル本体１１がＸ方向の正側の可動限に位置する状態において、テーブル本体１１に隣接する位置に設けられている。

図４及び図５は、テーブル本体１１がＸ方向の正側の可動限に位置する状態において、アタッチメント交換装置７をＸ方向の正側から見た図である。図４及び図５は、後述するように、アタッチメント交換装置７の互いに異なる状態を示している。なお、図４及び図５の一部においては、アタッチメント交換装置７は破断して示されている。

図１〜図５に示すように、アタッチメント交換装置７は、アタッチメント５の交換時にラム１９との間でアタッチメント５を受け渡しする搬送受台３１（図２では図示省略）と、アタッチメント５の交換時以外において搬送受台３１を待機させるための待機ベース３３（図２では図示省略）と、アタッチメント５の交換時に搬送受台３１をラム１９の下方（アタッチメント５の受け渡し位置）へ移動させるためのテーブル付属部３５（図１ではテーブル本体１１に隠れている）とを有している。

搬送受台３１は、図４及び図５に示すように、待機ベース３３上とテーブル付属部３５上との間を移動可能である。一方、テーブル付属部３５は、テーブル本体１１と共にＸ方向に移動可能である。従って、搬送受台３１がテーブル付属部３５に載置され、テーブル付属部３５とラム１９とが相対移動することにより、搬送受台３１は、ラム１９の下方へ移動可能である。また、搬送受台３１が待機ベース３３に載置されていることにより、テーブル本体１１を移動させるときに搬送受台３１がイナーシャとならないようにすることができる。これらの具体的な構成は、以下のとおりである。

搬送受台３１は、図４及び図５に示すように、例えば、受台ベース３９と、受台ベース３９に支持された複数（本実施形態では２つ）のストッカ４１とを有している。

各ストッカ４１は、アタッチメント５を１つ保持するものである。ストッカ４１のアタッチメント５を保持するための具体的な構成は適宜なものとされてよい。例えば、ストッカ４１は、凹部にアタッチメント５の全体又は下方側の一部を収容するものでもよいし、立設された複数のピンによってアタッチメント５の全体又は適宜な部位を位置決めして支持するものであってもよい。複数のストッカ４１は、互いに同一の構成であってもよいし、互いに異なる構成であってもよい。複数（２つ）のストッカ４１は、例えば、Ｙ方向において配列されている。

受台ベース３９は、後述するように、搬送受台３１を待機ベース３３とテーブル付属部３５との間で移動可能とするための構成が設けられる部分である。受台ベース３９は、ストッカ４１を支持し、後述の各部を設けることができる限りにおいて、適宜な構成とされてよい。

待機ベース３３は、例えば、テーブル本体１１及びテーブル付属部３５がＸ方向の正側の可動限に位置したときに、テーブル付属部３５に対してＹ方向に隣接するように、ベッド９に対して固定的に設置されている。待機ベース３３は、搬送受台３１を支持し、後述の各部を設けることができる限りにおいて、適宜な構成とされてよい。

テーブル付属部３５は、図２及び図３に示すように、テーブル本体１１のＸ方向の正側の端部に隣接して設けられており、テーブル本体１１に固定されている。ただし、テーブル付属部３５は、テーブル本体１１と一体的に形成されていてもよい。テーブル本体１１及びテーブル付属部３５は、これら全体で工作機械１のテーブル３７を構成している。

テーブル付属部３５は、テーブル本体１１と固定されていることから、テーブル本体１１と同様に、Ｘ方向の移動のみが許容され、テーブル本体１１と共用の移動機構（例えば回転式の電動機及び当該電動機の回転を並進運動に変換するボールねじ機構）によって駆動される。

テーブル付属部３５は、例えば、図２、図４及び図５に示すように、テーブル本体１１とレール２１を共用している。すなわち、テーブル付属部３５は、レール２１と、レール２１に案内されるスライダ５５とを有するリニアガイドを介してベッド９に支持されている。ただし、テーブル付属部３５は、テーブル本体１１に片持ち支持されているだけでもよいし、テーブル本体１１とは全く別個のリニアガイド等によりベッド９に支持されていてもよい。

図４及び図５に示すように、アタッチメント交換装置７は、搬送受台３１を待機ベース３３とテーブル付属部３５との間で好適に移動可能とするために、例えば、搬送受台３１を案内するリニアガイド（４３、４５及び４７）と、搬送受台３１を駆動する油圧シリンダ４９と、リニアガイドを保護するテレスコカバー５７（図１〜図３も参照）とを有している。

リニアガイド（４３、４５及び４７）は、搬送受台３１のＹ方向の移動のみを許容する。具体的には、例えば、リニアガイドは、待機ベース３３に固定され、Ｙ方向に延びるレール４３と、テーブル付属部３５に固定され、Ｙ方向に延びるレール４５と、受台ベース３９に固定され、レール４３及びレール４５に案内されるスライダ４７とを有している。

レール４３及びレール４５は、同一の高さに位置している。そして、レール４３及びレール４５は、テーブル付属部３５のＸ方向に移動により、同一直線上に位置するように位置合わせされる。この状態において、スライダ４７は、レール４３とレール４５との間を移動し、ひいては、搬送受台３１は、待機ベース３３とテーブル付属部３５との間を移動する。

油圧シリンダ４９は、シリンダ部５１と、シリンダ部５１に収容された不図示のピストンと、当該ピストンに固定され、シリンダ部５１から延び出るピストンロッド５３とを有している。そして、油圧シリンダ４９は、ピストンにより区画されたシリンダ部５１内の２つのシリンダ室に選択的に作動油が供給されることにより、軸方向に伸縮する。

油圧シリンダ４９は、軸方向をＹ方向に一致させて配置され、シリンダ部５１が待機ベース３３に固定され、ピストンロッド５３が受台ベース３９に対してＹ方向に係合可能とされる。そして、油圧シリンダ４９が伸縮することにより、搬送受台３１は、待機ベース３３とテーブル付属部３５との間を移動する。

テレスコカバー５７は、第１カバー片５９Ａ〜第４カバー片５９Ｄ（以下、単に「カバー片５９」といい、これらを区別しないことがある。）を有している。なお、テレスコカバー５７を構成するカバー片５９の数は適宜に設定されてよく、本実施形態では、４個の場合を例示している。

公知のように、複数のカバー片５９は、その配列順に大きく（又は小さく）なるように構成されている。そして、複数のカバー片５９の重なりが増加又は減少することにより、テレスコカバー５７は収縮又は伸長する。また、隣接するカバー片５９同士は、その重なりが一定程度まで小さくなるとテレスコカバー５７の伸長方向において互いに係合し、重なりが一定程度まで大きくなるとテレスコカバー５７の収縮方向において互いに係合するように構成されている。そして、両端のカバー片５９同士の距離を変化させることにより、テレスコカバー５７は伸縮される。

複数のカバー片５９は、レール４５を覆うようにＹ方向に配列されている。複数のカバー片５９のうち最も待機ベース３３側に位置する第１カバー片５９Ａは、搬送受台３１とＹ方向において係合可能であり、最も待機ベース３３とは反対側に位置する第４カバー片５９Ｄは、テーブル付属部３５に固定されている。

従って、搬送受台３１が待機ベース３３からテーブル付属部３５へ移動すると、テレスコカバー５７は搬送受台３１に押されて収縮し、レール４５は露出する。また、搬送受台３１がテーブル付属部３５から待機ベース３３へ移動すると、テレスコカバー５７は搬送受台３１に引張られて伸長し、レール４５は覆われる。

なお、本実施形態では、待機ベース３３側ほどカバー片５９が大きくなるテレスコカバー５７を例示しているが、テレスコカバーは、待機ベース３３側ほどカバー片５９が小さくなるように構成されていてもよい。

油圧シリンダ４９により搬送受台３１を駆動するための、油圧シリンダ４９のピストンロッド５３と搬送受台３１とのＹ方向における係合及びその解除は、図５の領域VIにおいて示される構成により実現される。また、搬送受台３１の移動に伴ってテレスコカバー５７を伸縮させるための、搬送受台３１とテレスコカバー５７の第１カバー片５９ＡとのＹ方向における係合及びその解除も、図５の領域VIにおいて示される構成により実現される。

図６は、図５の領域VIの拡大図である。

油圧シリンダ４９のピストンロッド５３には、第１係合部５３ａが設けられており、搬送受台３１には、第１係合部５３ａとＹ方向の正側及び負側の双方において係合する第１被係合部６１（係合部材）が設けられている。

図７（ａ）は、第１係合部５３ａ及び第１被係合部６１を係合解除状態で示す斜視図である。

第１係合部５３ａ及び第１被係合部６１は、Ｘ方向の相対移動によって係合及びその係合解除がなされるように構成されている。具体的には、例えば、第１係合部５３ａは、フランジ状に形成され、第１被係合部６１は、Ｘ方向に第１係合部５３ａが挿入される穴部が形成された構成とされている。

従って、搬送受台３１が載置されたテーブル付属部３５をＸ方向に移動させ、ピストンロッド５３と搬送受台３１とをＸ方向に相対移動させることにより、第１係合部５３ａ及び第１被係合部６１は、係合及びその解除がなされる。すなわち、工作機械本体３の加工のための移動機構を用いて係合及びその解除を行うことが可能であり、係合及びその解除のための専用の駆動機構を設ける必要は無い。

第１係合部５３ａは、例えば、ピストンロッド５３の先端に設けられている。また、第１被係合部６１は、搬送受台３１のうち、油圧シリンダ４９のシリンダ部５１とは反対側の部分（搬送受台３１のＹ方向の中央位置よりもＹ方向の正側の部分）に設けられている。より好適には、第１被係合部６１は、搬送受台３１のうち、シリンダ部５１とは反対側の端部に設けられている。

このように第１係合部５３ａ及び第１被係合部６１が配置されていることから、図４に示すように、搬送受台３１が待機ベース３３上に位置しているとき、シリンダ部５１及びピストンロッド５３は、少なくとも一部が搬送受台３１と重なる。その結果、アタッチメント交換装置７のＹ方向における小型化が図られる。

図６に戻って、搬送受台３１には、第２係合部６３が設けられており、第１カバー片５９Ａには、第２係合部６３とＹ方向（搬送受台３１がテレスコカバー５７を引張る方向）において係合する第２被係合部６５が設けられている。

図７（ｂ）は、第２係合部６３及び第２被係合部６５を係合解除状態で示す斜視図である。

第２係合部６３及び第２被係合部６５は、Ｘ方向の相対移動によって係合及びその係合解除がなされるように構成されている。具体的には、例えば、第２係合部６３は、Ｙ方向に延びる板金から垂下されており、第２被係合部６５は、断面Ｌ字の板金の、Ｙ方向に延びる部分から上方へ延びる部分により構成されており、Ｘ方向の移動によって、第２被係合部６５は第２係合部６３のＹ方向の負側に位置することが可能である。

従って、搬送受台３１が待機ベース３３に載置された状態で、テーブル付属部３５をＸ方向に移動させ、搬送受台３１とテレスコカバー５７とをＸ方向に相対移動させることにより、第２係合部６３及び第２被係合部６５は、係合及びその解除がなされる。すなわち、工作機械本体３の加工のための移動機構を用いて係合及びその解除を行うことが可能であり、係合及びその解除のための専用の駆動機構を設ける必要は無い。

第２係合部６３は、Ｚ軸回りに回転可能な回転体により構成されている。この回転体は、例えば、Ｚ軸方向に見て、回転軸を中心とする円形である。従って、第２係合部６３及び第２被係合部６５が互いに当接した状態でＸ方向に相対移動すると、第２係合部６３は第２被係合部６５に対して転がる。これにより、第２係合部６３及び第２被係合部６５のＸ方向の相対移動は、滑らかに行われる。また、回転体は、第２係合部６３及び第２被係合部６５の係合開始前において、第２係合部６３が第２被係合部６５に対してＹ方向の負側に若干ずれていても、これらの係合が好適に行われるようにする役割も果たす。

図６に戻って、搬送受台３１がテレスコカバー５７を収縮させるようにテレスコカバー５７を押すときの係合は、適宜な部位によって実現される。例えば、本実施形態においては、第１被係合部６１のＹ方向正側の面が第２被係合部６５のＹ方向負側の面に当接することにより、当該係合が実現される。第１被係合部６１及び第２被係合部６５は、第３係合部及び第３被係合部として捉えられてもよい。

なお、当該係合及びその解除も、第２係合部６３及び第２被係合部６５の係合及びその解除と同様に、搬送受台３１が待機ベース３３に載置された状態でテーブル付属部３５をＸ方向に移動させ、搬送受台３１とテレスコカバー５７とをＸ方向に相対移動させることにより実現される。

テーブル付属部３５上の搬送受台３１がラム１９の下方（アタッチメント５の受け渡し位置）へ移動したときにおいては、油圧シリンダ４９と搬送受台３１とはＸ方向において互いに離れているから、油圧シリンダ４９の第１係合部５３ａと搬送受台３１の第１被係合部６１との係合は解除されている。すなわち、搬送受台３１のＹ方向の位置は、油圧シリンダ４９によって制御されていない。従って、この間、搬送受台３１のＹ方向における移動が規制されるように、搬送受台３１とテーブル付属部３５との係合が行われることが好ましい。

また、被加工物の加工が行われているときなどにおいては、テーブル３７は、Ｘ方向の正側の可動限からＸ方向の負側に移動され、テーブル付属部３５上のテレスコカバー５７と待機ベース３３上の搬送受台３１とはＸ方向において互いに離れているから、搬送受台３１の第２係合部６３とテレスコカバー５７の第２被係合部６５との係合は解除されている。すなわち、テレスコカバー５７の伸縮は、搬送受台３１の位置制御によって制御されていない。従って、この間、テレスコカバー５７の収縮が規制されるように、テレスコカバー５７の第１カバー片５９Ａとテーブル付属部３５との係合が行われることが好ましい。

本実施形態では、搬送受台３１とテーブル付属部３５との係合は、図５の領域VIIIａにおいて示される構成により実現される。また、第１カバー片５９Ａとテーブル付属部３５との係合は、図４の領域VIIIｂに示される構成により実現される。また、これらの構成は、互いに一部が共用されている。

図８（ａ）は、図５の領域VIIIａを拡大して示す図であり、図８（ｂ）は、図４の領域VIIIｂを拡大して示す図である。なお、一部については破断して示され、また、テレスコカバー５７の第４カバー片５９Ｄ側の部分についても併せて示されている。

テーブル付属部３５の待機ベース３３側部分には、エアシリンダ６７が設けられている。エアシリンダ６７は、シリンダ部６９と、シリンダ部６９内に収容された不図示のピストンと、当該ピストンに固定され、シリンダ部６９から延び出るピストンロッド７１とを有している。そして、エアシリンダ６７は、ピストンにより区画されたシリンダ部６９内の２つのシリンダ室に選択的にエアが供給されることにより、軸方向に伸縮する。

エアシリンダ６７は、例えば、ピストンロッド７１が延び出る側をＺ方向の正側に向けて配置されている。シリンダ部６９は、テーブル付属部３５に固定されている。そして、ピストンロッド７１は、テーブル付属部３５上に突出した位置と、その突出位置から下方へ退避した位置との間で移動可能である。

一方、図８（ａ）に示すように、搬送受台３１には、ピストンロッド７１とＹ方向において係合する第１被係止部７３が設けられている。第１被係止部７３は、例えば、搬送受台３１のＹ方向負側の端部に設けられており、また、ピストンロッド７１がＺ方向に挿入される穴部を有している。

従って、ピストンロッド７１が第１被係止部７３の穴部に挿入されることにより、搬送受台３１のテーブル付属部３５に対するＹ方向の移動は規制され、ピストンロッド７１が第１被係止部７３の穴部から引き抜かれることにより、搬送受台３１のテーブル付属部３５に対するＹ方向の移動は許容される。

また、図８（ｂ）に示すように、第１カバー片５９Ａには、ピストンロッド７１とＹ方向において係合する第２被係止部７５が固定されている。第２被係止部７５は、例えば、第１カバー片５９ＡのＹ方向負側の端部に固定されており、また、ピストンロッド７１がＺ方向に挿入される穴部を有している。

従って、ピストンロッド７１が第２被係止部７５の穴部に挿入されることにより、第１カバー片５９Ａのテーブル付属部３５に対するＹ方向の移動は規制され、ピストンロッド７１が第２被係止部７５の穴部から引き抜かれることにより、第１カバー片５９Ａのテーブル付属部３５に対するＹ方向の移動は許容される。

次に、工作機械１（アタッチメント交換装置７）におけるアタッチメント５の交換に係る動作を説明する。

図９（ａ）〜図９（ｄ）及び図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、アタッチメント５の交換動作を説明するための図であり、図９は、アタッチメント交換装置７付近をＺ方向に見た模式図、図１０は、搬送受台３１付近をＸ方向に見た模式図である。

以下に説明する動作は、制御装置８が各部に制御指令を出力することにより実行される。制御装置８には、動作手順を規定するプログラムが記録されており、制御装置８は、そのプログラムに従って制御指令を出力する。ただし、不図示の入力装置に対して作業者が操作を行うことにより、一部又は全部の動作が行われてもよい。

アタッチメント５の交換前において、搬送受台３１は、待機ベース３３上に位置している（図９（ａ）参照）。この状態において、油圧シリンダ４９のピストンロッド５３（第１係合部５３ａ）と搬送受台３１（第１被係合部６１）とはＹ方向において係合している。これにより、搬送受台３１の待機ベース３３に対するＹ方向の移動は規制されている。また、エアシリンダ６７（図８）のピストンロッド７１は、第１カバー片５９Ａ（第２被係止部７５）とＹ方向において係合し、テレスコカバー５７の収縮は阻止されている。

また、搬送受台３１の２つのストッカ４１のうち、一方のストッカ４１は、ラム１９に現在装着されているアタッチメント５を受け取るべく空とされており、他方のストッカ４１は、ラム１９に新たに装着されるアタッチメント５を保持している。

図９（ａ）に示すように、アタッチメント５の交換時においては、まず、制御装置８は、テーブル３７をＸ方向の正側へ移動させ、テーブル付属部３５と待機ベース３３とをＸ方向において位置合わせする。

これにより、待機ベース３３上のレール４３と、テーブル付属部３５上のレール４５とは同一線上に位置し、搬送受台３１は、待機ベース３３上からテーブル付属部３５上へ移動可能となる。

また、図６及び図７（ｂ）を参照して説明したように、テレスコカバー５７の第２被係合部６５が、第１被係合部６１と第２係合部６３との間に位置する。すなわち、搬送受台３１と第１カバー片５９ＡとはＹ方向（正側及び負側）において係合される。

この位置合わせが完了すると、制御装置８は、エアシリンダ６７（図８）のピストンロッド７１を突出位置から退避させる。これにより、ピストンロッド７１と第１カバー片５９Ａとの係合は解除される。すなわち、テレスコカバー５７は収縮可能とされる。

次に、図９（ｂ）に示すように、制御装置８は、油圧シリンダ４９を伸長させる。これにより、油圧シリンダ４９のピストンロッド５３と係合されている搬送受台３１は、待機ベース３３上からテーブル付属部３５上へ移動する。また、テレスコカバー５７は、搬送受台３１に押されて収縮する。

搬送受台３１のテーブル付属部３５上への移動が完了すると、制御装置８は、エアシリンダ６７（図８）を伸長させる。これにより、エアシリンダ６７のピストンロッド７１は、テーブル付属部３５上に突出し、搬送受台３１（第１被係止部７３）に対してＹ方向において係合する。すなわち、搬送受台３１のテーブル付属部３５に対するＹ方向の移動は規制される。なお、搬送受台３１と係合している第１カバー片５９ＡのＹ方向の移動も規制される。

次に、図９（ｃ）に示すように、制御装置８は、テーブル３７をＸ方向の負側へ少しだけ移動させる。これにより、図６及び図７（ａ）を参照して説明したように、油圧シリンダ４９のピストンロッド５３と搬送受台３１との係合が解除される。

次に、図９（ｄ）に示すように、制御装置８は、油圧シリンダ４９を収縮させる。これにより、ピストンロッド５３は、テーブル３７上から退避し、搬送受台３１を載置したテーブル３７は、ピストンロッド５３に阻害されることなく、Ｘ方向の負側へ移動可能となる。

次に、図１０（ａ）に示すように、制御装置８は、テーブル３７のＸ方向の移動及びサドル１７のＹ方向の移動により、搬送受台３１の空のストッカ４１（図１０の紙面右側のストッカ４１）をアタッチメント５が装着されているラム１９の下方へ移動させる。

そして、制御装置８は、ラム１９を下方へ移動させ、ラム１９内の不図示のクランプ機構等によるアタッチメント５の保持を解除する。これにより、アタッチメント５がラム１９から搬送受台３１に受け渡される。

次に、図１０（ｂ）に示すように、制御装置８は、ラム１９を上方へ移動させる。さらに、図１０（ｃ）に示すように、サドル１７のＹ方向の移動により、新たに装着されるアタッチメント５上にラム１９を移動させる。

次に、図１０（ｄ）に示すように、制御装置８は、ラム１９を下方へ移動させ、ラム１９内の不図示のクランプ機構等にアタッチメント５を保持させる。そして、制御装置８は、ラム１９を上方へ移動させる。

その後、制御装置８は、図９（ａ）〜図９（ｄ）を参照して説明した手順とは逆の手順により、搬送受台３１をテーブル３７上から待機ベース３３上へ移動させる。

具体的には、まず、図９（ｄ）に示すように、制御装置８は、テーブル付属部３５を待機ベース３３に対して少しずれた位置に移動させる。次に、図９（ｃ）に示すように、制御装置８は、油圧シリンダ４９を伸長させる。

次に、図９（ｂ）に示すように、制御装置８は、テーブル付属部３５と待機ベース３３とをＸ方向において一致させる。これにより、油圧シリンダ４９のピストンロッド５３と搬送受台３１とはＹ方向において係合される。その後、制御装置８は、エアシリンダ６７を収縮させる。これにより、搬送受台３１とテーブル付属部３５とのＹ方向の係合が解除される。

次に、図９（ａ）に示すように、制御装置８は、油圧シリンダ４９を収縮させる。これにより、搬送受台３１は、テーブル付属部３５上から待機ベース３３上へ移動し、また、搬送受台３１に引張られてテレスコカバー５７は伸長する。

その後、制御装置８は、エアシリンダ６７を伸長させる。これにより、テーブル付属部３５とテレスコカバー５７の第１カバー片５９ＡとがＹ方向において係合される。

なお、待機ベース３３上の搬送受台３１が保持するアタッチメント５の交換は、例えば、クレーンを用いて行われる。アタッチメント５は、工作機械１と別の工作機械とで共用されてよい。

以上のとおり、本実施形態では、工作機械１は、被加工物が載置されるテーブル３７と、テーブル３７に対して、水平なＸ方向、水平でＸ方向に直交するＹ方向、及び、鉛直なＺ方向に相対的に移動可能なラム１９と、ラム１９に選択的に着脱される複数のアタッチメント５を同時に保持可能であり、テーブル３７外とテーブル３７上との間を移動可能な搬送受台３１と、を有する。

従って、工作機械１は、図１０を参照して説明したように、ラム１９から取り外されたアタッチメント５が搬送受台３１に受け渡された後、搬送受台３１をテーブル３７外へ移動させることなく、搬送受台３１に保持されている別のアタッチメント５をラム１９に受け渡すことができる。すなわち、ラム１９からアタッチメント５を受け取る搬送受台のテーブル上への搬入・搬出と、ラム１９へアタッチメント５を受け渡す搬送受台のテーブル上への搬入・搬出とをそれぞれ別個に行う必要はない。

その一方で、搬送受台３１をテーブル３７上へ移動させる構成であることから、アタッチメント交換装置７をオプションとしたり、既設の工作機械本体３へ適用したりすることが容易である。すなわち、ベッド９上にテーブル付属部３５を載せてテーブル付属部３５とテーブル本体１１とを固定し、工作機械本体３の脇に待機ベース３３を配置すればよく、連結及びその解除をするための複雑な機構をテーブル本体１１に設ける必要はない。テーブル本体１１は、自動で被加工物を交換するために、加工時における移動範囲よりも広い範囲で移動可能とされていることがあり、この構成を有効利用することもできる。

なお、以上の実施形態において、ラム１９は、本発明の主軸頭の一例であり、第２係合部６３は本発明の係合部の一例であり、第２被係合部６５は本発明の被係合部の一例であり、エアシリンダ６７のピストンロッド７１は、本発明の係止部材の一例であり、油圧シリンダ４９は、本発明の駆動装置の一例であり、油圧シリンダ４９のシリンダ部５１は本発明の固定部の一例であり、油圧シリンダ４９のピストンロッド５３は、本発明の可動部の一例である。

（変形例）
図１１は、アタッチメント交換装置の変形例を示す図であり、図２の一部に相当する図である。なお、符号は、実施形態と同一とする。

この変形例では、テーブル付属部３５は、テーブル本体１１よりも薄く構成されている。そして、テレスコカバー５７の上面は、テーブル本体１１の上面と面一乃至は当該上面よりも下方に位置している。このように構成されることにより、テーブル本体１１における作業にテレスコカバー５７が邪魔になることが抑制される。なお、図１１では、テレスコカバー２５も図２のものよりも薄く構成されている。

本発明は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

工作機械（工作機械本体）は、門型マシニングセンタに限定されない。例えば、工作機械は、コラムが１つのみのものであってもよいし、作業内容がある程度限定されたものであってもよい。また、工作機械は、主軸が鉛直な立て形のものに限定されず、例えば、主軸が水平な横形のものであってもよい。主軸頭及びテーブルのＸＹＺ方向の相対移動を実現するための、主軸頭及びテーブルの絶対座標系における移動の分担も適宜に設定されてよい。

搬送受台は、３以上のアタッチメントを保持可能であってもよい。ただし、実施形態のように、搬送受台が２つのみのアタッチメントを保持する場合、搬送受台、待機ベース、テーブル付属部、テレスコカバー等の小型化が図られる。

また、複数台の搬送受台が設けられ、選択的にテーブル上へ移動されてもよい。例えば、実施形態において、複数組の待機ベース３３及び搬送受台３１がＸ方向に配列され、そのいずれか１組の待機ベース３３及び搬送受台３１に対してテーブル付属部３５を選択的に位置合わせして、１台の搬送受台３１をテーブル３７上へ移動させてもい。

また、搬送受台の待機位置は、テーブルの移動方向（Ｘ方向）の側方に限定されないし、搬送受台の移動方向は、テーブルの移動方向に直交する方向（Ｙ方向）に限定されない。例えば、実施形態において、テーブル３７に対してＸ方向の正側に位置するテレスコカバー２５を少し低く構成しておき、その上方に待機ベースの天板が位置するように待機ベースを構成し、搬送受台をＸ方向に移動させて、搬送受台を待機ベース上とテーブル上との間で移動させてもよい。

搬送受台を案内するレール及び該レールを覆うテレスコカバーは設けられなくてもよい。例えば、搬送受台に車輪を設け、搬送受台を移動させてもよいし、搬送受台のその移動方向と直交する方向の位置規制は、搬送受台の側面に当接する部材によってなされてもよい。

搬送受台とテレスコバーとの係合は、テーブルの移動を利用するものに限定されない。例えば、搬送受台又はテレスコカバーにエアシリンダ乃至はリニアモータによって駆動されるフックを設けてもよい。

また、テーブルの移動を利用して搬送受台とテレスコカバーとを係合する場合において、当該係合に回転体は利用されなくてもよい。例えば、実施形態において、搬送受台に設けられる第２係合部６３は、第２被係合部６５と同様に、単なる板状部材であってもよい。また、回転体が利用される場合、搬送受台側の係合部が回転体とされるのではなく、テレスコカバー側の被係合部が回転体とされてもよい。

また、回転体は、偏心されていてもよいし、楕円等の非円形とされていてもよい。回転体が転がる面（実施形態では第２被係合部６５のＹ方向の正側の面）は、Ｘ方向に平行な平面に限定されず、例えば、Ｘ方向負側の端部側ほどＹ方向の負側に位置する傾斜面若しくは曲面であってもよい。このように構成することにより、例えば、係合前の若干の位置ずれを許容したり、係合に伴ってテレスコカバーの伸縮量を微調整したりすることができる。

テーブル上の搬送受台を係止するための部材（実施形態ではピストンロッド７１）と、テレスコカバーの収縮を阻止するための部材（実施形態ではピストンロッド７１）とは共用されていなくてもよい。例えば、これらの２つの係止に対応して２つのエアシリンダが設けられてもよい。また、共用される場合の具体的な構成も適宜に変更されてよく、例えば、リニアモータが利用されてもよい。

搬送受台の駆動装置は、油圧シリンダに限定されない。例えば、リニアモータであってもよいし、回転式の電動機とその回転を並進運動に変換する変換機構との組み合わせであってもよい。また、駆動装置は、搬送受台に外力を加えるのではなく、搬送受台を自走させるような構成のものであってもよい。

駆動装置が油圧シリンダやリニアモータのように、固定部及び固定部に支持される可動部を有する場合において、駆動装置は、固定部（例えばシリンダ部）が待機ベースに固定され、可動部（例えばピストンロッド）が搬送受台に係合されるものに限定されない。例えば、固定部がテーブル付属部に固定され、可動部が搬送受台に係合されてもよいし、固定部が搬送受台に固定され、可動部がテーブル付属部又は待機ベースに係合してもよい。ただし、実施形態のように、シリンダ部を待機ベースに固定する構成であれば、搬送受台及びテーブル付属部を移動させるときのイナーシャを低減できる。

また、固定部がテーブル外（待機ベース）に配置され、可動部が搬送受台に係合される場合において、その係合位置は、搬送受台において、固定部とは反対側の位置に限定されず、固定部側の位置であってもよい。

なお、本願においては、搬送台受が複数のアタッチメントを同時に保持可能であることを要件としない、以下の発明を抽出可能である。

（発明１）
被加工物が載置されるテーブルと、
前記テーブルに対して、水平なＸ方向、水平でＸ方向に直交するＹ方向、及び、鉛直なＺ方向に相対的に移動可能な主軸頭と、
前記主軸頭に着脱されるアタッチメントを保持可能であり、前記テーブル外と前記テーブル上との間を移動可能な搬送受台と、
前記テーブルに支持され、前記搬送受台を案内可能なレールと、
前記テーブルに支持され、前記レールを覆い、前記レールに沿う方向において伸縮可能なテレスコカバーと、
を有し、
前記搬送受台が前記レールに案内されて前記テーブル外から前記テーブル上へ移動するときは、前記搬送受台が前記テレスコカバーを押して前記テレスコカバーを収縮させ、前記搬送受台が前記レールに案内されて前記テーブル上から前記テーブル外へ移動するときは、前記搬送受台が前記テレスコカバーを引張って前記テレスコカバーを伸長させる
工作機械。

（発明２）
被加工物が載置されるテーブルと、
前記テーブルに対して、水平なＸ方向、水平でＸ方向に直交するＹ方向、及び、鉛直なＺ方向に相対的に移動可能な主軸頭と、
前記主軸頭に着脱されるアタッチメントを保持可能であり、前記テーブル外と前記テーブル上との間を移動可能な搬送受台と、
前記搬送受台を前記テーブル外と前記テーブル上との間で移動させるように前記搬送受台を駆動する駆動装置と、
有し、
前記駆動装置は、
前記テーブル外に位置する固定部と、
前記固定部に移動可能に支持され、前記搬送受台との係合及びその解除がなされる可動部と、を有し、
前記可動部は、前記搬送受台のうち前記固定部とは反対側の部分と係合及びその解除がなされる
工作機械。

１…工作機械、５…アタッチメント、７…アタッチメント交換装置、１９…ラム（主軸頭）、３１…搬送受台、３７…テーブル。

Claims (8)

1. 被加工物が載置されるテーブルと、
   前記テーブルに対して、水平なＸ方向、水平でＸ方向に直交するＹ方向、及び、鉛直なＺ方向に相対的に移動可能な主軸頭と、
   前記主軸頭に選択的に着脱される複数のアタッチメントを同時に保持可能であり、前記テーブル外と前記テーブル上との間を移動可能な搬送受台と、
   を有する工作機械。
2. 前記テーブルに支持され、前記搬送受台を案内可能なレールと、
   前記テーブルに支持され、前記レールを覆い、前記レールに沿う方向において伸縮可能なテレスコカバーと、
   を更に有し、
   前記搬送受台が前記レールに案内されて前記テーブル外から前記テーブル上へ移動するときは、前記搬送受台が前記テレスコカバーを押して前記テレスコカバーを収縮させ、前記搬送受台が前記レールに案内されて前記テーブル上から前記テーブル外へ移動するときは、前記搬送受台が前記テレスコカバーを引張って前記テレスコカバーを伸長させる
   請求項１に記載の工作機械。
3. 前記テーブルは、Ｘ方向に移動可能であり、
   前記レールは、Ｙ方向に延びており、
   前記搬送受台は、前記テレスコカバーに設けられた被係合部に対してテレスコカバーを伸長させる方向に係合可能な係合部を有し、前記被係合部と前記係合部とが係合した状態で前記レールに案内されて前記テーブル上から前記テーブル外へ移動することにより前記テレスコカバーを伸長させ、
   前記搬送受台が前記テーブル外に位置する状態で前記テーブルがＸ方向に移動し、これに伴い前記係合部及び前記被係合部がＸ方向に相対移動することにより、前記係合部及び前記被係合部が、Ｙ方向において互いに係合する係合状態とＹ方向において互いに係合しない非係合状態との間で遷移する
   請求項２に記載の工作機械。
4. 前記係合部及び前記被係合部の一方は、前記係合部と前記被係合部とのＸ方向の相対移動に伴って前記第１係合部及び前記第１被係合部の他方に対してＺ軸回りに転がることが可能な回転体である
   請求項３に記載の工作機械。
5. 前記テーブルに設けられ、係止位置と解除位置との間で移動可能な係止部材を更に有し、
   前記係止部材は、
   前記搬送受台が前記テーブル外に位置し、前記テレスコカバーが伸長した状態においては、前記係止位置に移動することにより、前記テレスコカバーの収縮を阻止するように前記テレスコカバーに係合し、前記解除位置に移動することにより、前記テレスコカバーとの係合を解除し、
   前記搬送受台が前記テーブル上に位置し、前記テレスコカバーが収縮した状態においては、前記係止位置に移動することにより、前記搬送受台の前記テーブル外への移動を阻止するように前記搬送受台に係合し、前記解除位置に移動することにより、前記搬送受台との係合を解除する
   請求項２〜４のいずれか１項に記載の工作機械。
6. 前記搬送受台を前記テーブル外と前記テーブル上との間で移動させるように前記搬送受台を駆動する駆動装置を更に有し、
   前記駆動装置は、
   前記テーブル外に位置する固定部と、
   前記固定部に移動可能に支持され、前記搬送受台との係合及びその解除がなされる可動部と、を有し、
   前記可動部は、前記搬送受台のうち前記固定部とは反対側の部分と係合及びその解除がなされる
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の工作機械。
7. 前記主軸頭から取り外されたアタッチメントを前記搬送受台に保持させた後、前記搬送受台を前記テーブル外へ移動させることなく、前記主軸頭を前記搬送受台に保持されている別のアタッチメントへ移動させるように、前記テーブル及び前記ラムの相対移動を制御する制御装置を更に有する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の工作機械。
8. 被加工物が載置されるテーブルと、前記テーブルに対して、水平なＸ方向、水平でＸ方向に直交するＹ方向、及び、鉛直なＺ方向に相対的に移動可能な主軸頭と、を有する工作機械の前記主軸頭に複数のアタッチメントを選択的に着脱するためのアタッチメント交換装置であって、
   前記複数のアタッチメントを同時に保持可能であり、前記テーブル外と前記テーブル上との間を移動可能な搬送受台を有するアタッチメント交換装置。

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