JP2015205356A

JP2015205356A - 工作機械

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Publication number: JP2015205356A
Application number: JP2014085769A
Authority: JP
Inventors: 村田　篤哉; Atsuya Murata; 篤哉村田
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2014-04-17
Filing date: 2014-04-17
Publication date: 2015-11-19
Anticipated expiration: 2034-04-17
Also published as: KR101878857B1; US20150298272A1; KR20150120313A; CN105014390A; TW201544228A; JP6403978B2; CH709579A2; TWI652133B; CH709579B1; US20150298271A1; DE102015206914A1

Abstract

【課題】パレット交換装置の構造を簡素化し、パレット交換装置によるパレットの交換に要する時間を短縮する工作機械を提供する。【解決手段】ワークの加工空間２５を本体カバーで覆い、本体カバーの一方の側部に隣設され、テーブルの上面に固定された加工済みのワークを取り付けた第１のパレット２１と、加工前のワークを取り付けた第２のパレット２２とを交換するパレット交換装置８を有する工作機械１であって、パレット交換装置は、両端部に第１のパレット２１と第２のパレット２２とをそれぞれ保持可能な一対の保持部４０，４０及び４１，４１が設けられて、水平方向に旋回自在な旋回部材３４を備える。【選択図】図２

Description

この発明は、工作機械の加工空間を本体カバーで覆うと共に、該本体カバーの一方の側部に隣設されて、加工空間内に配置されたテーブルの上面に固定された加工済みのワークを取り付けた第１のパレットと、加工前のワークを取り付けた第２のパレットとを交換するパレット交換装置を有する工作機械に関する。

例えば、特許文献１には、工作機械の本体に設けられたワークの加工空間を第１カバーで覆い、この加工空間内に、上面にワークが固定されるテーブルを配置して、前記第１カバーの右側部と連続させた第２カバー内に、前記テーブルの上面に固定されて加工済みのワークを取り付けたパレットと、加工前のワークを取り付けたパレットとを交換するパレット交換装置を備えた工作機械が開示されている。このパレット交換装置は、上面に複数のパレット載置台が設けられて、水平方向に回転移動するパレット移動台と、このパレット移動台と工作機械の本体との間に配置されて、前記パレット移動台によって所定の位置に移動して前記パレット載置台に載置されたパレットを、該パレット載置台と工作機械のテーブルとの間で移送する移送機構とを備えている。

そして上記の工作機械では、移送機構に設けられた移送部材が、第１カバーの右側部に形成されたパレット交換孔を通じ、前記テーブルに対して進退可能とされており、該パレット交換孔からパレットの搬入及び搬出を行うことにより、該テーブルの上面に固定されて加工済みのワークを取り付けたパレットと、加工前のワークを取り付けたパレットとを交換している。

特許第４３４２４７４号公報

しかしながら、上記の工作機械では、パレット交換装置に、パレット移動台に加えて移送機構が設けられており、パレット移動台によってパレットが所定の位置に移動した直後に、このパレットを移送機構によって工作機械のテーブルに移送できるようにするためには、パレット移動台の動きと移送機構の動きとを同調させる必要があった。このような場合には、パレット移動台と移送機構とを同調させる制御手段も必要になる等の理由により、パレット交換装置の構造が複雑になることが考えられる。

さらに上記のパレット交換装置では、パレット移動台とテーブルとの間でパレットを移送する際に、パレット移動台と移送機構との間でパレットを受け渡しする時間が必要になる。このような場合には、前記パレットの受け渡しに費やす時間が累積されると、加工済みのワークを取り付けたパレットと加工前のワークを取り付けたパレットとの交換に要する時間が長くなることも考えられる。

この発明は、このような状況に鑑み提案されたものであって、パレット交換装置の構造を簡素化すると共に、該パレット交換装置によるパレットの交換に要する時間を短縮できる工作機械を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る工作機械は、工作機械の本体に設けられたワークの加工空間において、前記ワークを取り付けたパレットを上面に固定するテーブルと工具とを相対移動させることにより、前記工具によって前記ワークを加工可能として、前記加工空間を本体カバーで覆うと共に、前記本体カバーには、前記加工空間に面して該本体カバーの前面を開閉する第１のドアを設け、前記本体カバーの一方の側部に隣設されて、前記テーブルの上面に固定された加工済みのワークを取り付けた第１のパレットと、加工前のワークを取り付けた第２のパレットとを交換するパレット交換装置を有する工作機械であって、前記パレット交換装置は、両端部に前記第１のパレットと前記第２のパレットとをそれぞれ保持可能な一対の保持部が設けられて、水平方向に旋回自在な旋回部材を備え、前記旋回部材を、前記本体カバーに設けられたワーク搬出入口を通じて前記加工空間内に進退させることと、前記テーブルを、前記ワーク搬出入口を通じて前記パレット交換装置側に進退させることとのいずれか一方又は双方を可能にして、前記旋回部材を、前記ワーク搬出入口を通じて前記加工空間内に進入させた後に、前記加工空間内において前記旋回部材を前記水平方向に旋回させることと、前記テーブルを、前記ワーク搬出入口を通じて前記パレット交換装置側に進入させた後に、前記パレット交換装置側において前記旋回部材を前記水平方向に旋回させることとのいずれか一方又は双方をさせることにより、前記加工空間内と前記パレット交換装置側とのいずれか一方又は双方において、一方の前記保持部に保持した前記第１のパレットを前記テーブルの上面から前記パレット交換装置に搬送すると共に、他方の前記保持部に保持した前記第２のパレットを前記パレット搬送装置から前記テーブルの上面に搬送することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記パレット交換装置側で、前記旋回部材を前記水平方向に旋回させることにより、前記一方の保持部あるいは前記他方の保持部を、前記パレット交換装置の前方に向けた位置に割り出し可能としたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１において、前記本体カバーの一方の側方に前記パレット交換装置を覆う側部カバーを設け、該側部カバーに、前記旋回部材に面して前記側部カバーの前面を開閉する第２のドアを設けたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記テーブルを、前記本体カバーに対する前記旋回部材の接離方向と直交する揺動軸回りで揺動可能に設けたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４において、前記テーブルの前方及び後方に、前記揺動軸を揺動可能に支持する支持部をそれぞれ配置して、前記後方に配置した支持部の大きさよりも前記前方に配置した支持部の大きさを小さくしたことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５において、前記テーブルの上面よりも下方であって該テーブルの前面に、前記揺動軸の軸心を中心とする円弧状とされた第１のレール部材を固定し、前記前方に配置した支持部に、前記第１のレール部材と係合する係合部材を設けて、前記揺動軸の揺動によって、前記第１のレール部材が前記係合部材と係合しながら前記揺動軸回りで揺動することに伴って前記テーブルが該揺動軸回りで揺動することを特徴する。

請求項７の発明は、請求項６において、前記前方に配置した支持部に、揺動前の前記テーブルの上面よりも下方に位置し、前記係合部材が固定されて前記揺動軸の軸心を中心とする円弧状とされた第２のレール部材を、前記揺動軸回りで揺動可能に支持し、前記第１のレール部材には、前記係合部材に係止されて、該第１のレール部材が前記揺動軸回りで揺動することに伴って前記第２のレール部材を前記揺動軸回りで揺動させる係止部を設けたことを特徴とする。

請求項１の発明に係る工作機械によれば、パレット交換装置に備えられた旋回部材は、水平方向への旋回動作によって、加工済みのワークを取り付けた第１のパレットと、加工前のワークを取り付けた第２のパレットとを、加工空間内において、テーブルとパレット交換装置側との間で搬送できる。これに加えて旋回部材は、本体カバーに対する接離方向への移動動作によって、前記第１のパレットと前記第２のパレットとを、テーブルとパレット交換装置との間で搬送できる。よって、旋回部材に、旋回動作と本体カバーに対する接離方向への移動動作という複数の動作をさせることができるため、該旋回部材を旋回動作させる装置と該旋回部材を本体カバーに対する接離方向への移動動作をさせる装置とを別々に設けた上で、これらの装置を同調させる装置を設ける必要がない。これにより、パレット交換装置の構造を簡素化できる。
さらに、旋回部材によって複数の動作（前記旋回動作及び前記移動動作）をさせることができれば、前記旋回動作をさせる装置と前記移動動作をさせる装置とを別々に設けて、両装置の間でパレットを受け渡す時間（受け渡し時間）が不要になる。これにより、テーブルとパレット交換装置との間で第１のパレットと第２のパレットとを交換する際には、前記受け渡し時間が累積されることがない結果、両パレットの交換に要する時間を短縮できる。
一方、テーブルを、ワーク搬出入口を通じてパレット交換装置側に進入させると、旋回部材は、本体カバーに対する接離方向への移動動作を行わずに、前記パレット交換装置側において水平方向への旋回動作を行うことにより、加工済みのワークを取り付けた第１のパレットと、加工前のワークを取り付けた第２のパレットとを、テーブルとパレット交換装置との間で搬送できる。
請求項２の発明によれば、工作機械の使用者は、パレット交換装置の前方から、旋回部材の一方の保持部に保持された加工済みのワークを取り付けた第１のパレットをパレット交換装置の外側へ搬出したり、パレット交換装置の前方から旋回部材の他方の保持部に向けて、加工前のワークを取り付けた第２のパレットを搬入できる。これにより、工作機械の作業者が、パレット交換装置に対するワークの搬出入作業を行い易くなる。
請求項３の発明によれば、工作機械の使用者は、第２のドアによって側部カバーの前面を開放すると、この開放された前面を通じて旋回部材の一方の保持部から加工済みのワークを取り付けたパレットを側部カバーの外側へ搬出したり、前記開放された前面を通じて側部カバーの外側から旋回部材の他方の保持部に向けて、加工前のワークを取り付けたパレットを搬入できる。したがって、工作機械の本体の前面と側部カバー内に対してワークを搬出入する位置とを接近させることができるため、工作機械の作業者がワークの搬出入作業を行い易くなる。
請求項４の発明によれば、本体カバーに対する旋回部材の接離方向にテーブルの揺動軸が設けられることがない。よって、揺動軸は、テーブルに対する旋回部材の接近を妨げない。
請求項５の発明によれば、例えば、工作機械の使用者が、第１のドアによって開放した本体カバーの前面からテーブル上のワークを確認したり点検する際に、テーブル上のワークがテーブルの前方の支持部に隠れて見え難くなることを抑制できる。これにより、テーブル上のワークの確認や点検が容易になる。
請求項６の発明によれば、テーブルが揺動軸回りで揺動を開始する前や揺動する際には、第１のレール部材がテーブルの前面から上面を越えて突出することがない。よって、テーブルの上面に固定されたワークが第１のレール部材に隠れることがないため、該ワークの確認や点検が容易になる。
請求項７の発明によれば、第１のレール部材が固定されたテーブルは、第１のレール部材の揺動範囲によって規定される揺動可能角度に加えて、第２のレール部材の揺動範囲によって規定される揺動可能角度まで揺動することが可能になる。したがって、第１のレール部材の揺動に対応させてテーブルを揺動させる場合のみと比較して、テーブルの揺動可能角度を大きくすることができる。

本発明の実施形態１の立形マシニングセンタの全体斜視図である。本体カバー及び側部カバーの図示を省略した実施形態１の立形マシニングセンタの概略斜視図である。立形マシニングセンタのテーブルに加工済みのワークを取り付けたパレットを載置すると共にパレット交換装置の旋回部材が備える一方の保持腕部に加工前のワークを取り付けたパレットを保持させた状態を示す図である。テーブルに加工済みのワークを取り付けたパレットを載置すると共に旋回部材が備える他方の保持腕部がテーブル側に割り出された状態を示す図である。他方の保持腕部がテーブルに載置されたパレット（加工済みのワークを取り付けたパレット）を保持した状態を示す図である。他方の保持腕部に保持された加工済みのワークを取り付けたパレットがパレット交換装置側へ割り出されると共に一方の保持腕部に保持された加工前のワークを取り付けたパレットがテーブル側に割り出された状態を示す図である。他方の保持腕部に保持された加工済みのワークを取り付けたパレットをパレット交換装置側へ水平移動させた状態を示す図である。他方の保持腕部に保持された加工済みのワークを取り付けたパレットがパレット交換装置を覆う側部カバーの正面に正対するように割り出された状態を示す図である。本体カバー及び側部カバーの図示を省略した実施形態２の立形マシニングセンタの概略斜視図である。同立形マシニングセンタの概略正面図である。同立形マシニングセンタの概略側面図である。同立形マシニングセンタが備えるテーブルとテーブルの前部を揺動可能に支持する支持部との要部分解斜視図である。テーブルを揺動させた同立形マシニングセンタの概略正面図である。テーブルを揺動させた同立形マシニングセンタの概略斜視図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を、図１ないし図８を参照しつつ説明する。図１及び図２に示す立形マシニングセンタ１は、ベッド２と、サドル３と、コラム４と、主軸頭５と、テーブル６と、本体カバー７と、パレット交換装置８と、側部カバー９とを備えている。なお、立形マシニングセンタ１は本発明の工作機械の一例である。

図２に示すようにベッド２は、平面視で前後方向（Ｙ軸方向）に長い長方形状とされて床上に設置されている。ベッド２の上面で該ベッド２の後方端部には、上向きに起立した起立部１１が設けられている。この起立部１１の上面には、サドル３が、Ｘ軸ガイドレール１２，１２に案内されて左右方向（Ｘ軸方向）へ移動可能に設けられている。サドル３の上面には、コラム４が、Ｙ軸ガイド部材１３に案内されてＹ軸方向へ移動可能に設けられている。コラム４の前面には、主軸１４が回転可能に支持された主軸頭５が、Ｚ軸ガイドレール１５，１５に案内されて、該主軸１４の軸心と平行な上下方向（Ｚ軸方向）へ移動可能に設けられている。

図２に示すようにテーブル６は、Ｚ軸方向でベッド２の前方上面よりも上方で主軸１４よりも下方に配置されている。加えてテーブル６は、Ｙ軸方向でテーブル６の後方に配置された起立部１１と、該Ｙ軸方向でテーブル６の前方かつベッド２の上面の前端部に立設された支持部１７とで両端支持されている。起立部１１には、テーブル６をＹ軸方向と平行なＢ軸回りで揺動させるための揺動用駆動装置１８が設けられており、この揺動用駆動装置１８にテーブル６の後部が接続されている。一方、テーブル６の前部は、回転可能な揺動軸１９を介して前記支持部１７に支持されている。そして図２に示すように、揺動用駆動装置１８の縦寸法よりも支持部１７の縦寸法を小さくした。本実施形態では、揺動用駆動装置１８を駆動することによりテーブル６を、Ｂ軸及び揺動軸１９回りで揺動させることができる。なお、支持部１７は本発明のテーブルの前方に配置した支持部の一例であり、揺動用駆動装置１８は本発明のテーブルの後方に配置した支持部の一例である。

さらにテーブル６は、ワーク（図示せず。）を取り付けたパレット２１（図２参照。）をテーブル６の上面に固定する固定機構（図示せず。）を有する。これに加えてテーブル６は、その上面に固定されたパレット２１をＡ軸回りで回転させて所定の位置に割り出す割り出し用駆動装置（図示せず。）も有する。このＡ軸はテーブル６の回転軸を意味する。

また図１に示す本体カバー７は、鋼板によって成形されて、下面（図１の下側）及び後面（図１の右斜め奥側）を開口させた略箱状とされている。この本体カバー７により、図２に示した起立部１１を除くベッド２の前方、左右の側方及び上方が覆われている。本実施形態では、本体カバー７の内側でベッド２の前方上面の上方空間にテーブル６が配置されており、この上方空間がワークの加工空間２５（図２参照。）となる。なお、ベッド２は本発明の工作機械の本体の一例である。

この本体カバー７の前面（図１の右斜め手前側）で該前面の左右方向の中央部付近には、加工空間２５（図２参照。）に面して開口部２６が設けられている。そして、本体カバー７の前面には、開口部２６を開閉するための開閉ドア２７が、該前面の左右方向へ水平移動可能に設けられている。この開閉ドア２７を左方向（図１の左斜め奥側）に水平移動させると、開口部２６が開放される。立形マシニングセンタ１の使用者は、開口部２６を通じてテーブル６の上面にあるワークの確認や点検を行ったり、立形マシニングセンタ１の点検等を行うことができる。さらに、本体カバー７の前面で開口部２６の右側には、立形マシニングセンタ１の操作や、ワークの加工プログラムのパラメータ等を入力する操作部２８が設けられている。なお、開閉ドア２７は本発明の第１のドアの一例である。

さらに、本体カバー７の右側面７Ａ（図１の左斜め手前側）には、本体カバー７の内部と外部とを連通させるワーク搬出入口２９（図１参照。）が形成されている。このワーク搬出入口２９は、後述するパレット交換装置８により、本体カバー７内のテーブル６に加工前のワークを取り付けたパレット２２（図２参照。）を搬入したり、テーブル６の上面から加工済みのワークを取り付けたパレット２１（図２参照。）を該パレット交換装置８側へ搬出するために用いられる。加えて、コラム４の右側部（図２の左斜め手前側）を保護するために、本体カバー７の右側面７Ａの後端縁部には、該右側面７Ａと同じ高さとされてコラム４の後端部を越えて本体カバー７の後方（図１の右斜め奥側）へ延びる金属製の保護板３０が固着されている。

本実施形態の立形マシニングセンタ１では、上述した構成を採用したことにより、主軸頭５を、テーブル６上のパレット２１に取り付けたワークに対し、互いに直交するＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸の方向へ相対的に移動可能とした。また、テーブル６をＢ軸回りで揺動可能とし、Ａ軸回りでテーブル６上のパレット２１を所定の位置に回転割り出し可能とした。よって、立形マシニングセンタ１では、例えば主軸１４に工具を装着し、５軸（Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸・Ａ軸・Ｂ軸）制御により前記工具とワークとの相対位置を制御して、加工空間２５において前記工具により前記ワークに対し切削加工や旋削加工を行うことができる。

図１及び図２に示すようにパレット交換装置８は、本体カバー７の右側面７Ａに隣接して配置されている。パレット交換装置８は、固定台３２と、移動台３３と、旋回部材３４とを備えている。なお、本体カバー７の右側面７Ａは本発明の本体カバーの一方の側部の一例である。

固定台３２は、ベッド２の右側部に隣接して床上に設置されている。移動台３３は、平面視で略円形とされており、モータＭによって駆動されて水平移動可能とされている。この移動台３３は、固定台３２の上面で本体カバー７に対する接離方向（ここでは左右方向）へ延びる一対のガイドレール３６，３６に案内されて該接離方向へ水平移動可能に設けられている。さらに移動台３３の上面には、モータ（図示せず。）によって回転駆動される回転軸３７が突設されている。加えて、移動台３３の上面には、回転軸３７に隣接させて旋回部材３４を上下動させる昇降装置３８が配置されている。この昇降装置３８は、上下方向に伸縮するロッド（図示せず。）を備えている。

また旋回部材３４は、平面視長方形状の金属板からなる本体部３９と、本体部３９の一端から外側へそれぞれ突き出して互いに対向するように設けられた一対の保持腕部４０，４０と、本体部３９の他端から外側へそれぞれ突き出して互いに対向するように設けられた一対の保持腕部４１，４１とを備えている。図２に示すように、方形状の各パレット２１，２２の対向する二面には、外側へ突出する係止突起２３が形成されている。各パレット２１，２２の係止突起２３を保持腕部４０，４０の上面や保持腕部４１，４１の上面に係止することで、各パレット２１，２２を保持腕部４０，４０や保持腕部４１，４１に保持できる。図２に示すように本体部３９の略中央部には、回転軸３７が着脱自在に嵌合される嵌合孔４２が形成されている。回転軸３７を嵌合孔４２に嵌合させると、旋回部材３４を移動台３３に支持できる。この支持状態では、旋回部材３４は、本体カバー７のワーク搬出入口２９（図１参照。）を挟んでテーブル６の上面と同一平面上に配置されている。回転軸３７を嵌合孔４２に嵌合させた状態で該回転軸３７を回転駆動させると、旋回部材３４を水平方向に旋回させることができる。また、後述するように、移動台３３を本体カバー７への接離方向へ水平移動させると、ワーク搬出入口２９を通じて、移動台３３に支持された旋回部材３４が、加工空間２５内に進退可能となる。さらに、旋回部材３４の底面に設けた凹部（図示せず。）に昇降装置３８のロッドを嵌合させて該ロッドを伸縮させると、旋回部材３４を、前記ロッドに支持して上下動させることができる。なお、保持腕部４０，４０及び保持腕部４１，４１は、本発明の一対の保持部の一例である。

図１に示す側部カバー９は、本体カバー７と同様に鋼板によって成形されて、下面及び左側面（図１の左斜め奥側）を開放させた略箱状とされている。この側部カバー９は、本体カバー７と連続するように該本体カバー７の右側面７Ａに固定されている。この側部カバー９により、パレット交換装置８が覆われている。そして側部カバー９の前面９Ａの略上半分には、旋回部材３４（図２参照。）に面して開口部４５が設けられている。そして、前記前面９Ａの略上半分には、開口部４５を開閉するための両開きドア４６，４７が設けられている。この両開きドア４６，４７は、開口部４５の左縁部や右縁部に設けられたヒンジ部（図示せず。）を介して該開口部４５を開閉可能としている。例えば、立形マシニングセンタ１の使用者は、開口部４５を通じて、保持腕部４０，４０及び保持腕部４１，４１に向けて加工前のワークを取り付けたパレット２２を搬入したり、保持腕部４０，４０及び保持腕部４１，４１から加工済みのワークを取り付けたパレット２１を側部カバー９の外側へ搬出できる。なお、両開きドア４６，４７は本発明の第２のドアの一例である。

次に、立形マシニングセンタ１の動作を説明する。以下では、テーブル６の上面に加工済みのワークを取り付けたパレット２１（図２参照。）を載置した状態から、パレット交換装置８を動作させる例を説明する。立形マシニングセンタ１の使用者は、両開きドア４６、４７（図１参照。）を開操作して開口部４５を開放した後に、この開口部４５を通じて、図２及び図３に示す如く加工前のワークを取り付けたパレット２２を、側部カバー９内に搬入して旋回部材３４の保持腕部４１，４１に保持させる。本実施形態では両開きドア４６，４７を、本体カバー７と連続する側部カバー９の前面９Ａに設けたことから、操作部２８（図１参照。）が設けられた本体カバー７の前面と、側部カバー９内にワークを搬入する開口部４５と接近させることができる。これにより、例えば立形マシニングセンタ１の使用者は、操作部２８の操作と合わせて側部カバー９内へのワークの搬入作業も行い易くなる。

パレット２２を保持腕部４１，４１に保持させた後には、側部カバー９内で、回転軸３７を回転駆動させることにより旋回部材３４を反時計回りに回転させる。これにより、図４に示すように保持腕部４０，４０が、ワーク搬出入口２９（図１参照。）を挟んで、立形マシニングセンタ１の左右方向でテーブル６上のパレット２１と同一平面上で隣接するように割り出される。これに続いて図２に示すモータＭを駆動させ、移動台３３を、ガイドレール３６，３６に案内させて本体カバー７に対する接近方向へ水平移動させる。すると、移動台３３に支持された旋回部材３４の保持腕部４０，４０は、ワーク搬出入口２９から加工空間２５（図２参照。）に進入した後に、図５に示すようにパレット２１を保持する。本実施形態ではテーブル６の揺動軸１９が、加工空間２５内で前記接近方向の前方において該接近方向と直交するように配置されている。このため、該接近方向に揺動軸１９が設けられることがないので揺動軸１９は、テーブル６に対する旋回部材３４の接近を妨げない。

図５に示す如く保持腕部４０，４０がパレット２１を保持した後には、図２に示す昇降装置３８のロッドを伸ばして旋回部材３４の凹部に嵌合させる。この状態から、さらにロッドを所定長さ伸ばすことにより、回転軸３７を嵌合孔４２に嵌合させたまま旋回部材３４を上昇させ、保持腕部４０，４０（パレット２１）をテーブル６の上面から上方に所定距離だけ離して固定する。続いて、回転軸３７を回転駆動させることにより加工空間２５内で旋回部材３４を時計回りに回転させ、保持腕部４０，４０に代えて、図６に示すように保持腕部４１，４１（パレット２２）が、テーブル６の上面の上方に位置するように割り出される。これと同時に保持腕部４０，４０（パレット２１）は、テーブル６の上面からパレット交換装置８側に位置するように割り出される。その後には、昇降装置３８のロッドを縮めて旋回部材３４を下降させ、パレット２２をテーブル６の上面に載置すると共に、昇降装置３８のロッドと旋回部材３４の凹部との嵌合を解除する。このようにして、加工前のワークを取り付けたパレット２２が、パレット交換装置８側からテーブル６の上面に搬送されることになる。なお、パレット２２は本発明の第２のパレットの一例である。

その次には、図２に示すモータＭを駆動させて移動台３３を、ガイドレール３６，３６に案内させて本体カバー７に対する離間方向へ水平移動させる。すると、移動台３３に支持された図７に示す旋回部材３４の保持腕部４０，４０は、ワーク搬出入口２９から加工空間２５の外部に退いた後に、前記離間方向に沿って側部カバー９内で開口部４５（図１参照。）に面する位置まで移動する。その後には、側部カバー９内で回転軸３７を回転駆動させることにより旋回部材３４を時計回りに回転させ、図８に示すように保持腕部４０，４０（パレット２１）を、開口部４５と正対するように割り出す。このようにして、加工済みのワークを取り付けたパレット２１が、テーブル６の上面からパレット交換装置８側に搬送されることになる。立形マシニングセンタ１の使用者は、開口部４５を通じて、加工済みのワークを取り付けたパレット２１を、保持腕部４０，４０から側部カバー９の外側へ搬出する。なお、パレット２１は本発明の第１のパレットの一例である。

この他に本実施形態では、図２に示す揺動用駆動装置１８の縦寸法よりも支持部１７の縦寸法を小さくした。このため、例えば、立形マシニングセンタ１の使用者が、開閉ドア２７（図１参照。）を水平移動させて開口部２６（図１参照。）を開放した後に、この開口部２６からテーブル６上のワークを確認したり点検する際に、このワークが支持部１７に隠れて見え難くなることを抑制できる。

＜実施形態１の効果＞
本実施形態の立形マシニングセンタ１では、パレット交換装置８に備えられた旋回部材３４は、加工空間２５内における水平方向への旋回動作によって、加工済みのワークを取り付けたパレット２１と、加工前のワークを取り付けたパレット２２とを、テーブル６とパレット交換装置８側との間で搬送できる。これに加えて旋回部材３４は、本体カバー７に対する接離方向への水平移動によって、前記パレット２１と前記パレット２２とを、テーブル６とパレット交換装置８側との間で搬送できる。よって、旋回部材３４に、旋回動作と本体カバー７に対する接離方向への水平移動動作という複数の動作をさせることができるため、該旋回部材３４を旋回動作させる装置と該旋回部材３４を本体カバー７に対する接離方向へ水平移動動作させる装置とを別々に設けた上で、これらの装置を同調させる装置を設ける必要がない。これにより、パレット交換装置８の構造を簡素化できる。
さらに、旋回部材３４によって複数の動作（前記旋回動作及び前記水平移動動作）をさせることができれば、該旋回動作させる装置と該水平移動動作させる装置とを別々に設けて、両装置の間でパレット２１，２２を受け渡す時間（受け渡し時間）が不要になる。これにより、テーブル６とパレット交換装置８との間でパレット２１とパレット２２とを交換する際には、前記受け渡し時間が累積されることがない結果、両パレット２１，２２の交換に要する時間を短縮できる。

また、立形マシニングセンタ１の使用者は、側部カバー９の前面９Ａの両開きドア４６，４７を開操作して開口部４５を開放すると、この開口部４５を通じて、加工済みのワークを取り付けたパレット２１を、保持腕部４０，４０から側部カバー９の外側へ搬出したり、開口部４５を通じて、加工前のワークを取り付けたパレット２２を、側部カバー９内に搬入して旋回部材３４の保持腕部４１，４１に保持させることができる。したがって、立形マシニングセンタ１の本体カバー７の前面と、側部カバー９内にワークを搬出入する開口部４５とを接近させることができる。これにより、例えば立形マシニングセンタ１の使用者は、本体カバー７の前面の操作部２８の操作と合わせて側部カバー９内へのワークの搬出入作業も行い易くなる。

さらに加工空間２５内では、本体カバー７に対する旋回部材３４の水平移動方向にテーブル６の揺動軸１９が設けられることがない。このため、揺動軸１９は、テーブル６に対する旋回部材３４の接近を妨げない。

加えて、揺動用駆動装置１８の縦寸法よりも支持部１７の縦寸法を小さくした。このため、例えば立形マシニングセンタ１の使用者が、本体カバー７の開閉ドア２７を水平移動させて開口部２６を開放した後に、この開口部２６からテーブル６上のワークを確認したり点検する際に、このワークが支持部１７に隠れて見え難くなることを抑制できる。これにより、テーブル６上のワークの確認や点検が容易になる。

＜実施形態２＞
本発明の実施形態２を、図９ないし図１４を参照しつつ説明する。ここでは、実施形態１と同一の構成は同一の符号を付しその説明を省略する。この立形マシニングセンタ１Ａも、図示を省略した本体カバー７及び側部カバー９を備えている。図９に示すように起立部１１の前面には、サドル３Ａが、Ｘ軸ガイドレール１２Ａ，１２Ａに案内されてＸ軸方向へ移動可能に設けられている。サドル３Ａの前面には、主軸頭５が、Ｚ軸ガイドレール１５Ａ，１５Ａに案内されて、主軸１４の軸心と平行なＺ軸方向へ移動可能に設けられている。

ベッド２の上面には、図９及び図１１に示すスライドテーブル５０が、Ｙ軸ガイドレール１３Ａ，１３Ａ（図１０参照。）に案内されて、ベッド２の前後方向（Ｙ軸方向）へ移動可能に設けられている。このスライドテーブル５０の後端部（図９の右斜め奥側）には揺動用駆動装置１８が立設され、スライドテーブル５０の前端部には、テーブル６Ａの前部を揺動可能に支持する支持部５１が立設されている。

図１２に示すようにテーブル６Ａの前面（図１２の右斜め手前側）には、上面を平坦にした半円板６０が固定されている。この半円板６０の上面は、テーブル６Ａの上面に設けられたワークの固定機構６１よりも下方に配置されている。そして半円板６０の前面には、Ｂ軸（図１１参照。）の軸心を中心とする半円弧状とされた固定レール６２（図１２参照。）が取り付けられている。この固定レール６２には、該固定レール６２の上面に開口した凹状のレール溝（図示せず。）が、前記上面の一端部から他端部に亘って形成されている。レール溝の両端を閉塞することにより、レール溝の両端部には立壁６３（図１２参照。）がそれぞれ形成されている。なお、固定レール６２は本発明の第１のレール部材の一例である。

一方図９及び図１２に示すように支持部５１は、可動レール５２と、係合部材５３と、可動レール支持部材５４とを備えている。可動レール５２は、Ｂ軸（図１１参照。）の軸心を中心とする円弧状とされており、正面視で円弧状とされた部材（円弧状部材５５、図９ないし図１１参照。）の前面に固定されている。また、この円弧状部材５５の後面には係合部材５３が固定されており、この係合部材５３は、前記固定レール５２のレール溝に嵌め入れられて摺動可能に係合する。また可動レール支持部材５４は、スライドテーブル５０の前端部に立設されている。この可動レール支持部材５４の後面（図１２の右斜め奥側）にはガイド部材５６が突設されている。このガイド部材５６（図９及び図１２参照。）には、Ｂ軸の軸心を中心とする円弧状で、ガイド部材５６における可動レール支持部材５４側とは反対側の面及びガイド部材５６の左右の側面に開口する凹状のガイド溝５７（図１１参照。）が形成されている。そして可動レール５２は、ガイド溝５７に摺動可能に嵌め入れられている。図９及び図１０に示すように、テーブル６ＡがＢ軸回りで揺動する前には可動レール５２は、ガイド溝５７に嵌め入れられて、テーブル６Ａ上の固定機構６１よりも下方に配置されている。後述するように可動レール５２は、ガイド溝５７に案内されてＢ軸回りで揺動可能とされている。本実施形態では、図１１に示すように、揺動用駆動装置１８の縦寸法よりも支持部５１の縦寸法を小さくした。なお、支持部５１は本発明のテーブルの前方に配置した支持部の一例である。

次に、テーブル６ＡをＢ軸回りで揺動させる動作を説明する。図９及び図１０に示すようにテーブル６Ａの上面を上向き水平に割り出した位置から揺動用駆動装置１８を正方向に揺動回転させる。すると、図９，１０及び図１３，１４に示すように、テーブル６Ａの前面の半円板６０に取り付けられた固定レール６２が、係合部材５３と係合しながらＢ軸（図１１参照。）回りで正方向に揺動回転する。これ伴ってテーブル６Ａも、前記Ｂ軸回りで正方向に揺動回転する。このとき、固定レール６２はテーブル６Ａの前面から該テーブル６Ａの上面を越えて突出することがない。よって、固定機構６１にワークを取り付けたパレットを固定している場合でも、このワークが固定レール６２に隠れることがない。このため、立形マシニングセンタ１Ａの使用者は、本体カバー７の開口部２６（図１参照。）からテーブル６Ａ上のワークの確認や点検を容易に行うことができる。なお、Ｂ軸は本発明の揺動軸の一例である。

固定レール６２が正方向への揺動回転を続け、図１４に示すような固定レール６２の一方の立壁６３が係合部材５３に当接した後も、固定レール６２が前記揺動回転を続けると、該立壁６３が係合部材５３に係止され、この立壁６３は、係合部材５３及び円弧状部材５５と共に可動レール５２に対しこれらを前記正方向に押し出す力を与える。この力を受けた可動レール５２は、ガイド溝５７（図１１参照。）に案内され、固定レール６２と共に前記正方向へ揺動回転することになる。このようにしたことで、テーブル６Ａは、固定レール６２の正方向への揺動範囲によって規定される揺動可能角度に加えて、可動レール５２の正方向の揺動範囲によって規定される揺動可能角度まで該正方向に揺動することになる。なお、可動レール５２は本発明の第２のレール部材の一例であり、立壁６３は本発明の係止部の一例である。

一方、図９及び図１０に示す状態から揺動用駆動装置１８を逆方向に揺動回転させた場合にも、固定レール６２の他方の立壁６３（図１２の左斜め奥側の立壁６３）が、可動レール６２を前記逆方向に押し出す力を与える。このようにしたことで、テーブル６Ａは、固定レール６２の逆方向への揺動範囲によって規定される揺動可能角度に加えて、可動レール５２の逆方向の揺動範囲によって規定される揺動可能角度まで該逆方向に揺動することになる。

＜実施形態２の効果＞
本実施形態の立形マシニングセンタ１Ａでは、テーブル６ＡがＢ軸回りで揺動を開始する前や揺動する際には、固定レール６２がテーブル６Ａの前面から該テーブル６Ａの上面を越えて突出することがない。よって、テーブル６Ａ上に固定されたワークが固定レール６２に隠れることがないため、該ワークの確認や点検が容易になる。

また、テーブル６Ａは、固定レール６２の正逆方向への揺動範囲によって規定される揺動可能角度に加えて、可動レール５２の正逆方向の揺動範囲によって規定される揺動可能角度まで揺動させることが可能になる。したがって、固定レール６２の揺動に対応させてテーブル６Ａを揺動させる場合のみと比較して、テーブル６Ａの揺動可能角度を大きくすることができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨を逸脱しない範囲内において構成の一部を適宜変更して実施できる。上述した実施形態１とは異なり、揺動用駆動装置１８を設けずに、テーブル６の後部を揺動軸を介して起立部１１に支持した上で、該揺動軸を回転送りするためのＢ軸モータを起立部１１に設けてもよい。この起立部１１は本発明の支持部の一例である。

また上述した実施形態１，２とは異なり，移動台３３に代えてテーブル６，６Ａを、ワーク搬出入口２９を通じてパレット交換装置８側に進退可能に設け、テーブル６，６Ａを、ワーク搬出入口２９を通じてパレット交換装置８側に進入させた後に、側部カバー９内（パレット交換装置８側）において、旋回部材３４の旋回動作をさせることにより、加工済みのワークを取り付けたパレット２１と、加工前のワークを取り付けたパレット２２とを、テーブル６，６Ａとパレット交換装置８との間で搬送してもよい。このようにすれば、旋回部材３４は、本体カバー７に対する接離方向への移動動作を行わなくても、側部カバー９内において旋回動作を行うことにより、加工済みのワークを取り付けたパレット２１と、加工前のワークを取り付けたパレット２２とを、テーブル６，６Ａとパレット交換装置８との間で搬送できる。加えて、上述した実施形態１，２とは異なり、旋回部材３４を、ワーク搬入出口２９を通じて加工空間２５内に進退させることと、テーブル６，６Ａを、ワーク搬出入口２９を通じてパレット交換装置８側に進退させることとの双方を可能にしてもよい。

さらに上述した実施形態１，２とは異なり、移動台３３の上面に昇降装置３８を設けずに、テーブル６，６Ａの上面より上方の平面上において旋回部材３４を水平回転可能に設けた上で、テーブル６，６Ａの上面に、テーブル６，６Ａの上面より上方に位置する旋回部材３４の保持腕部４０，４０や保持腕部４１，４１に対してテーブル６，６Ａの上面に載置されるパレットを昇降可能な昇降装置を設けてもよい。加えて、上述した実施形態２とは異なり、可動レール５２の両端の上面に、上方へ突出する脱落防止片をそれぞれ設け、可動レール５２の揺動が揺動範囲の限界まで達したときに、脱落防止片がガイド部材５６に係止されるようにしてもよい。これにより、可動レール５２がガイド部材５６のガイド溝５７から脱落することを防止できる。また、上述した実施形態１，２とは異なり、パレット交換装置８を、側部カバー９で覆わずに本体カバー７の右側面７Ａに隣接して配置し、パレット交換装置８側で、旋回部材３４を水平方向へ旋回動作させることにより、保持腕部４０，４０あるいは保持腕部４１，４１を、パレット交換装置８の前方に向けた位置に割り出し可能としてもよい。このようにすれば、立形マシニングセンタ１の使用者は、パレット交換装置８の前方から、保持腕部４０，４０に保持された加工済みのワークを取り付けたパレット２１をパレット交換装置８の外側へ搬出したり、パレット交換装置８の前方から保持腕部４１，４１に向けて、加工前のワークを取り付けたパレット２２を搬入できる。これにより、立形マシニングセンタ１の使用者が、パレット交換装置８に対するワークの搬出入作業を行い易くなる。さらに上述した実施形態１，２とは異なり、側部カバーは、本体カバー７の右側面７Ａとの間に隙間をおいて配置してパレット交換装置８を覆うものであってもよい。

１，１Ａ・・立形マシニングセンタ、２・・ベッド、６，６Ａ・・テーブル、７・・本体カバー、７Ａ・・本体カバーの右側面、８・・パレット交換装置、９・・側部カバー、１７・・支持部、１８・・揺動用駆動装置、１９・・揺動軸、２１，２２・・パレット、２５・・加工空間、２７・・開閉ドア、２９・・ワーク搬出入口、３４・・旋回部材、４０，４１・・保持腕部、４６，４７・・両開きドア、５２・・可動レール、５３・・係合部材、６２・・固定レール、６３・・立壁。

Claims

工作機械の本体に設けられたワークの加工空間において、前記ワークを取り付けたパレットを上面に固定するテーブルと工具とを相対移動させることにより、前記工具によって前記ワークを加工可能として、前記加工空間を本体カバーで覆うと共に、前記本体カバーには、前記加工空間に面して該本体カバーの前面を開閉する第１のドアを設け、前記本体カバーの一方の側部に隣設されて、前記テーブルの上面に固定された加工済みのワークを取り付けた第１のパレットと、加工前のワークを取り付けた第２のパレットとを交換するパレット交換装置を有する工作機械であって、
前記パレット交換装置は、両端部に前記第１のパレットと前記第２のパレットとをそれぞれ保持可能な一対の保持部が設けられて、水平方向に旋回自在な旋回部材を備え、
前記旋回部材を、前記本体カバーに設けられたワーク搬出入口を通じて前記加工空間内に進退させることと、前記テーブルを、前記ワーク搬出入口を通じて前記パレット交換装置側に進退させることとのいずれか一方又は双方を可能にして、
前記旋回部材を、前記ワーク搬出入口を通じて前記加工空間内に進入させた後に、前記加工空間内において前記旋回部材を前記水平方向に旋回させることと、前記テーブルを、前記ワーク搬出入口を通じて前記パレット交換装置側に進入させた後に、前記パレット交換装置側において前記旋回部材を前記水平方向に旋回させることとのいずれか一方又は双方をさせることにより、前記加工空間内と前記パレット交換装置側とのいずれか一方又は双方において、一方の前記保持部に保持した前記第１のパレットを前記テーブルの上面から前記パレット交換装置に搬送すると共に、他方の前記保持部に保持した前記第２のパレットを前記パレット搬送装置から前記テーブルの上面に搬送することを特徴とする工作機械。
前記パレット交換装置側で、前記旋回部材を前記水平方向に旋回させることにより、前記一方の保持部あるいは前記他方の保持部を、前記パレット交換装置の前方に向けた位置に割り出し可能としたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
前記本体カバーの一方の側方に前記パレット交換装置を覆う側部カバーを設け、該側部カバーに、前記旋回部材に面して前記側部カバーの前面を開閉する第２のドアを設けたことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
前記テーブルを、前記本体カバーに対する前記旋回部材の接離方向と直交する揺動軸回りで揺動可能に設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の工作機械。
前記テーブルの前方及び後方に、前記揺動軸を揺動可能に支持する支持部をそれぞれ配置して、前記後方に配置した支持部の大きさよりも前記前方に配置した支持部の大きさを小さくしたことを特徴とする請求項４に記載の工作機械。
前記テーブルの上面よりも下方であって該テーブルの前面に、前記揺動軸の軸心を中心とする円弧状とされた第１のレール部材を固定し、前記前方に配置した支持部に、前記第１のレール部材と係合する係合部材を設けて、
前記揺動軸の揺動によって、前記第１のレール部材が前記係合部材と係合しながら前記揺動軸回りで揺動することに伴って前記テーブルが該揺動軸回りで揺動することを特徴する請求項５に記載の工作機械。
前記前方に配置した支持部に、揺動前の前記テーブルの上面よりも下方に位置し、前記係合部材が固定されて前記揺動軸の軸心を中心とする円弧状とされた第２のレール部材を、前記揺動軸回りで揺動可能に支持し、
前記第１のレール部材には、前記係合部材に係止されて、該第１のレール部材が前記揺動軸回りで揺動することに伴って前記第２のレール部材を前記揺動軸回りで揺動させる係止部を設けたことを特徴とする請求項６に記載の工作機械。