JP2548646Y2 - 工作機械のパレット交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、マシニングセンタ等工
作機械に使用されるパレット交換装置に関する。更に詳
しくは、機械本体に沿って移動することが可能なパレッ
ト交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パレット交換装置は、マシニングセンタ
等工作機械の前面または側面に設けられ、工作機械の本
体内加工領域において一方のパレット上のワーク（被加
工物）を加工中に、他方のパレット上に次のワークを段
取りしておき、加工終了後、加工済ワークのパレットと
未加工ワークのパレットとを交換することにより、機械
本体の生産効率の向上を図る公知の装置である。このパ
レット交換装置を機械本体の前面に設けた場合、作業者
の機械本体への接近性が悪くなる。そのため、切削状態
や工具刃先の状態の目視による確認や、機械異常時のメ
ンテナンスなどの作業性を著しく低下させる。そのた
め、本出願人は実開平１−１４９３２９号において、機
械本体に沿って移動可能なパレット交換装置に関する技
術を開示している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、実開平
１−１４９３２９号の技術は、パレット交換装置を作業
者が移動させるものであるため、パレットサイズが小型
の場合にはよいが、パレットサイズが大型になると移動
させることが容易でないという問題点を生じた。そのた
め、操作盤よりのスイッチの指令で自動的にパレット交
換装置を移動させることが可能な装置が望まれていた。
本考案は、前述のような問題点を解決するために創案さ
れたものであり、その目的は、操作盤よりの指令で自動
的に移動し、機械本体への接近性をよくした自動パレッ
ト交換装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本考案は、工作機械に設
けられた第１の駆動体によって移動可能なサドルまたは
テーブルとの間で、被加工物を搭載するパレットを搬出
入し、未加工の被加工物用パレットと加工済の被加工物
用パレットとを交換する工作機械のパレット交換装置で
あって、前記工作機械の前面または工作機械基部の前面
に、前記サドルまたはテーブルの移動方向と同一な方向
に設けられるガイドと、このガイドに案内されて前記工
作機械とパレット交換を行う交換位置とこの交換位置よ
り所定量離隔した退避位置との間を移動自在に設けられ
ると共に、前記搬出されたパレットを載置する交換装置
基体と、この交換装置基体または前記工作機械基部に係
脱自在に設けられ、係合したとき前記サドルまたはテー
ブルにこの交換装置基体を連結し、サドルまたはテーブ
ルの移動による駆動力を伝達する駆動伝達手段と、前記
交換装置基体に進退自在に設けられ、前記工作機械基部
に前記交換位置および前記退避位置に対応して形成され
た位置決め穴に挿入され、交換装置基体を工作機械基部
に位置決めする位置決め部材と、前記交換装置基体に設
けられ、前記位置決め部材を進退方向に駆動する第２の
駆動体と、前記交換装置基体を前記交換位置と前記退避
位置との間で移動させる移動指令を入力する入力手段
と、この入力手段よりの移動指令を受けて前記駆動伝達
手段、各駆動体を制御する制御装置とを有し、移動指令
の入力により、前記位置決め手段を工作機械基部より離
脱させ、前記駆動伝達手段によって前記交換装置基体と
前記サドルまたはテーブルとを係合し、サドルまたはテ
ーブルの移動による駆動力を伝達することによって前記
交換装置基体を工作機械前面の交換位置と退避位置の間
を自動移動可能としたものである。

【０００５】

【作用】パレット交換装置を機械本体前部のパレット交
換位置より退避させるときには、駆動伝達手段を係合状
態に作動させ、サドルまたはテーブルの移動による駆動
力を伝達可能とする。次に、位置決め部材を交換装置基
体側に引き込み、交換装置基体を移動可能とする。サド
ルまたはテーブルを所定の位置まで移動させることによ
り、交換装置基体を退避位置に移動させる。位置決め部
材を機械本体側位置決め穴に挿入し、交換装置基体を移
動不能とする。そして、駆動伝達手段を離脱状態に作動
させる。機械本体の前部が空き、作業が容易となる。退
避位置よりパレット交換位置に戻すときには、前記順序
の逆を行う。

【０００６】

【実施例】以下、本考案を図示する実施例に基づいて詳
細に説明する。図１、図２は、立型マシニングセンタ
（以下、ＭＣと記載）８０にロータリ型のＡＰＣ１を取
り付けた例を示す概略平面図、横断面図である。図１、
図２に示すように、立型ＭＣ８０は、サドル８３がＸ軸
方向（図１において左右方向）に移動し、主軸８１を軸
支する主軸ヘッド８４をＺ軸方向（図２において上下方
向）に移動自在に支持する図示しないコラムがＹ軸方向
（図１において上下方向）に移動するタイプである。サ
ドル８３は、機械本体のＸ軸方向に延在するベッド８２
上にガイド８５を介して案内支持され、図示しないサー
ボモータによりボールスクリュー８６を介して駆動され
て移動する。

【０００７】サドル８３には、パレットＰを着脱自在に
固定するクランプ手段８７が設けられている。このクラ
ンプ手段８７は、パレットＰの裏面の取付部Ｐａに挿入
されるクランプ部材８８と、このクランプ部材８８を上
下動させるクランプシリンダ８９と、クランプ部材８８
をクランプシリンダ８９の上下動によって所定角度回転
させるカム機構（図示省略）からなる公知な装置であ
る。取付部Ｐａの周囲には凹凸部が複数形成され、クラ
ンプ部材８８の周囲にも取付部Ｐａに対応した凹凸部が
形成されている。前記取付部Ｐａの凹部とクランプ部材
８８の凸部を一致させることにより、クランプ部材８８
が取付部Ｐａに挿入され、クランプ部材８８を所定角度
だけ回転させつつ下降させることにより、取付部Ｐａの
凸部とクランプ部材８８の凸部とが係合し、パレットＰ
がサドル８３に固定される。ベッド８２の側部上方に
は、この工作機械を制御するＮＣ装置およびシーケンサ
とからなる制御装置９８が、前部上方には、ロータリ型
ＡＰＣ１を移動させる移動指令用スイッチ９１ａなど各
種操作スイッチが取り付けられた操作盤９１が設けられ
ている。

【０００８】ロータリ型ＡＰＣ１は、サドル８３の前面
に取り付けられる基体２と、パレットＰが載置されるパ
レット台３と、サドル８３とパレット台３の間において
基体２に回転自在に設けられるアーム４を備えている。
アーム４は、その中央部が両側ロッド式のシリンダ５の
一方のピストンロッド６Ａの上端に取り付けられ、ピス
トン６の上下動により昇降可能とされている。さらに、
ピストン６は回転自在に支持されており、他方のピスト
ンロッド６Ｂの下端に取り付けられたギヤ７に後述する
回転駆動機構を接続することにより、アーム４が回転で
きるようになっている。このようなアーム４の両端部に
は、上方に突出する係合部４Ａが形成されている。この
係合部４Ａは、平面形状長方形でＸ軸方向に間隔をおい
て一対で配設されており（図１参照）、パレットＰの端
部に設けた係合部材８に係合部４Ａが挿入される係合凹
部８Ａが形成されている。

【０００９】ピストン６を下端位置から中間位置へ上昇
させると、アーム４の係合部４Ａが係合凹部８Ａに係合
し、上端位置までさらに上昇させると、パレットＰがサ
ドル８３、パレット台３から離脱する。この状態でアー
ム４を１８０°回転させると、パレットＰが旋回してパ
レット交換がなされる。上端位置、中間位置、下端位置
は、バネにより上方に付勢された作動ロッド９と、３つ
のリミットスイッチ１０により検出する。なお、両側ロ
ッド式シリンダ５には、パレットＰのクランプ手段８７
のクランプ力より小さい荷重を発生させるための弱圧の
圧力流体が供給され、ピストン６およびアーム４のみを
下降位置より中間位置まで上昇させる弱圧供給用回路
（図示せず）と、パレットＰ、ワーク（図示せず）など
を、クランプ手段８７の係合を離脱させた状態で持ち上
げる荷重を発生させる強圧の圧力流体が供給され、ピス
トン６からパレットＰ上のワークまでの部材を下端位置
から上端位置まで上昇させる強圧供給用回路（図示せ
ず）とが接続されている。

【００１０】以上のような構成において、本考案ではロ
ータリ型ＡＰＣ１をガイド１１とスライド体１２により
Ｘ軸方向に移動自在とし、サドル８３の移動によりアー
ム４を介して機械本体中央部から側方へ退避可能とす
る。ガイド１１は、ベッド８２の前部に上下に間隔をお
いて一対で配設され、また図１に示すように、機械本体
の中央部から操作盤９１と反対側の端部まで延在させ
る。スライド本体１２は、基体２の下部に一体的に取り
付け、ガイド１１が挿入される。また、スライド体１２
には、ＡＰＣ位置決めピン１３が進退動作自在に設けら
れると共に、先端をベッド８２に穿設した位置決め孔１
４に挿入可能とする。この位置決め孔１４は、中央部と
側部の２箇所に設け、ＡＰＣ１を中央のパレット交換位
置と側部の退避位置に位置決め固定できるようにする。
この位置決めピン１３は、位置決めピン用シリンダ２０
で自動的に着脱できる。

【００１１】アーム４等の構造は、従来のロータリ型Ａ
ＰＣと同じであり、アーム４を中間位置に上昇させ係合
部４Ａと係合凹部８Ａを係合させることにより、サドル
８３上のパレットＰとパレット台３上のパレットＰとを
一体化させることができる。また、ＡＰＣ動作を行うた
めの回転駆動機構は、従来と同様に基体２に設けたラッ
クとシリンダ等でもよいが、サドル８３の移動によりア
ーム４を回転させる機構とし、ＡＰＣの軽量化や装置の
簡略化を図ってもよい。この場合、サドル８３の基体２
側にブラケット１５を介してラック１６を設け、このラ
ック１６に噛合するピニオン１７を基体２に回転自在
に、かつ上端位置に上昇したギヤ７に噛合可能に取り付
ける。

【００１２】このようにロータリ型ＡＰＣ１を構成する
ことにより、サドル８３のクランプ部材８８およびパレ
ット台３の図示しないクランプ部材より離脱したパレッ
トＰを両側ロッド式シリンダ５によって上端位置まで上
昇させた後、サドル８３の移動を利用してアーム４を回
転させ、ＡＰＣ動作を行う。 ＜ＡＰＣ退避動作＞（図１、図２参照） 次に、ロータリ型ＡＰＣ１を退避させる動作について説
明する。操作盤９１の移動指令用スイッチ９１ａよりの
入力を受けて制御装置９８がロータリＡＰＣ１に退避動
作のための下記の制御を行う。 サドル８３を中央部（図１の一点鎖線表示）位置へ移
動させる。ここで、アーム４は下端位置まで下降してお
り、サドル８３上のパレットＰはクランプ手段８７によ
ってクランプされている。 両側ロッド式シリンダ５に弱圧の圧力流体を供給しア
ーム４を中間位置まで上昇させ、係合部４Ａをそれぞれ
のパレットＰの係合凹部８Ａに係合させる。 位置決めピン用シリンダ２０によってＡＰＣ位置決め
ピン１３をサドル８３の中央部の位置決め孔１４から抜
く。 サドル８３を退避位置へ移動させる。アーム４は中間
位置で回転自在であるが、係合部４Ａと係合凹部８Ａの
係合により回転が拘束され、クランプ手段８７、パレッ
トＰ、アーム４を介してサドル８３とＡＰＣ１が一体化
し、ＡＰＣ１がサドル８３と共に退避位置（図１実線表
示）へ移動する。 ＡＰＣ位置決めピン１３を側部の位置決め孔１４へ位
置決め用シリンダ２０によって挿入し、ＡＰＣ１をベッ
ド８２に固定する。 アーム４を下降させて、サドル８３とＡＰＣ１の連結
を解除すれば、退避が終了する。立型ＭＣ８０の前面中
央部が空き、主軸８１、工具Ｔ等に接近してテープチェ
ック、メンテナンス等を行うことができる。なお、復帰
させる場合も、操作盤９１よりの指令で退避位置から中
央部位置まで移動させればよい。

【００１３】次に、図３、図４において、立型ＭＣ８０
にパラレルシャトル型ＡＰＣ５１を取り付けた実施例を
説明する。図３は概略平面図、図４は図３のIV-IV 断面
図である。図３、図４に示すように、立型ＭＣ８０の前
面にパラレルシャトル型ＡＰＣ５１は、通常、ベッド８
２の前面中央部に基体であるパレット台５２を２台近接
して設置される。設置された一方のパレット台５２ａに
対向するようにサドル８３をＸ軸移動させ、サドル８３
上でクランプ手段８７をアンクランプにしたパレットＰ
を一方のパレット台５２ａ上に移載シリンダ５６ａによ
って移載する。次に、空になったサドル８３を他方のパ
レット台５２ｂにＸ軸移動で対向させ、他方のパレット
台５２ｂ上のパレットＰを移載シリンダ５６ｂによって
移載し、移載後クランプ手段８７によってクランプする
ように構成されている。クランプ手段８７は、パレット
Ｐの裏面のＹ軸方向に連続するＴ字状溝Ｐｂに係合する
Ｔ字状のクランプ部材９３と、このクランプ部材９３を
上下動させるクランプシリンダ８９からなる。クランプ
部材９３は、側面に案内ローラ９４を複数有し、このク
ランプ部材９３が上昇することにより、Ｔ字状溝Ｐｂの
上面および側面に案内ローラ９４が当接し、パレットＰ
をＹ軸方向にスライド自在に支持する。また、クランプ
部材９３を下降させることにより、パレットＰを押圧部
Ｐｃとサドル８３との間で押圧してサドル８３に係合固
定できる公知のクランプ機構となっている。

【００１４】パレット台５２には、Ｙ軸方向に沿うガイ
ドレール５３が一対で配設され、このガイドレール５３
にＴ字状溝Ｐｂの下面に当接する案内ローラ５４が複数
配設されている。また、パレットＰの移載には、例えば
図３に示すように、パレットＰの側面に設けた係合部材
５５にピストンロッド先端が係合する移載シリンダ５６
が使用される。また、ロータリ型ＡＰＣ１と同様に、パ
レット台５２に位置決め部材６８が位置決めピン用シリ
ンダ６９によって進退自在に設けられ、パレット台５２
をベッド８２にパレット交換位置および退避位置に対応
して形成された位置決め穴に挿入されて位置決めを行っ
ている。そして、ベッド８２の側部上方には、この工作
機械を制御するＮＣ装置およびシーケンサとからなる制
御装置９８が、前部上方には、ロータリ型ＡＰＣ１を移
動させる移動指令用スイッチ９１ａなど各種操作スイッ
チが取り付けられた操作盤９１が設けられている。

【００１５】以上のような構成において、本考案では一
対のパレット台５２を走行レール６０と車輪６１により
Ｘ軸方向に移動自在とし、かつサドル８３の移動をラッ
ク９３ａ・ラック６２と歯車伝達機構６３を介してパレ
ット台５１に伝達し、一対のパレット台５１を個別に機
械本体中央部から側部へ退避可能とする。歯車伝達機構
６３は、上部ギヤ６４と下部ギヤ６５を回転自在に支持
された軸６６で連結して構成し、ベッド８２の前部に一
対のパレット台５２に対応して配設する。ラック９３ａ
は、クランプ部材９３の前面に取り付け、クランプ部材
９３を上昇させた状態で上部ギヤ６４に噛合可能とす
る。ラック９３ａは、それぞれのパレット台５２のベッ
ド８２側の面に取り付け、下部ギヤ６５に噛合してい
る。また、歯車伝達機構６３は、パレット交換するとき
のサドル８３位置に一致するように定置し、ラック９３
ａはパレット交換時に上部ギヤ６４に噛合し、ラック６
２は下部ギヤ６５に常に噛合している。

【００１６】以上のようなパラレルシャトル型ＡＰＣに
おいて、次のようにＡＰＣ退避動作を行う（ＡＰＣ動作
は公知の装置と同じため説明を省略する）。 ＜ＡＰＣ退避動作＞（図３、図４参照） 操作盤９１の移動指令用スイッチ９１ａよりの入力を受
けて制御装置９８がパラレルシャトル型ＡＰＣ５１に退
避動作のための下記の制御を行う。 サドル８３を中央位置から退避動作をさせる一方のパ
レット台５２ａに対向する位置までＸ軸移動させる。 クランプ部材９３を上昇させ、ラック９３ａと上部ギ
ヤ６４を噛合させ、サドル８３を中央位置に向けて所定
量Ｘ軸移動させる。ラック９３ａにより上部ギヤ６４が
回転し、同軸で回転する下部ギヤ６５によりラック６２
がラック９３ａと逆方向に移動する。すなわち、サドル
８３の移動によりパレット台５２ａが中央部から側部へ
退避移動する。 同様の操作により、他方のパレット台５２ｂを中央部
から側部へ退避移動させる。また、復帰させる場合は、
サドル８３を退避動作と逆に移動させればよい。

【００１７】以上は基体をベッドに沿って直線移動退避
させる例を示したが、平行リンク機構により揺動退避さ
せてもよい。この場合、基体とベッドを互いに平行な一
対の水平部材で連結すると共に、水平部材の端部をそれ
ぞれに垂直ピンを介して取り付け、平面視で平行リンク
が形成されるようにし、基体がベッドと平行に移動する
ようにする。そして、ベッド側支持軸の一方をサドルの
移動で回転可能とすればよい。この平行リンク式は、ロ
ータリ型、パラレルシャトル型の両方に適用できる。な
お、以上はコラムがＹ軸移動する例について示したが、
テーブルがＹ軸移動する型式にも本考案を適用できるこ
とはいうまでもない。また、立型マシニングセンタにつ
いて説明したが、これに限らずＡＰＣが機械前面に設置
され、主軸への接近性を確保したいその他のＡＰＣ付工
作機械にも本考案を適用できることはいうまでもない。
また、各ＡＰＣの移動指令を入力する入力手段をスイッ
チで説明しているが、ＭＤＩによる入力であってもよ
い。

【００１８】

【考案の効果】前述の通り、本考案のパレット交換装置
は、機械本体の前面中央部に配置される基体をベッドの
側部に自動移動可能とし、この基体をロータリ型ＡＰＣ
のアームなどでサドル（テーブル）とパレット台とを一
体的に連結し、サドルの移動を利用することにより、工
作機械中央部から側部へ退避できるようにしている。そ
のため、通常時には、工作機械前面にＡＰＣを配置して
比較的小さなスペースで迅速かつ作業性良くパレット交
換を行うことができ、しかもテープチェックなど機械本
体に接近して作業を行う場合には、工作機械前面を空け
ることにより主軸への接近性を確保することができる。
また、これらの基体移動を操作盤よりの指令で自動的に
行えると共に、サドルまたはテーブルの移動を利用して
行えるため、大型のパレット交換装置でも、退避移動・
復帰移動を容易かつ迅速に行えると共に、特別な駆動装
置を必要とせず装置の簡略化等を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案をロータリ型ＡＰＣ付マシニングセンタ
に適用した例を示す概略平面図である。

【図２】図１のII-II 線断面図である。

【図３】本考案をパラレルシャトル型ＡＰＣ付マシニン
グセンタに適用した例を示す概略平面図である。

【図４】図３のIV-IV 線断面図である。

【符号の説明】

Ｐ パレット １ ロータリ型ＡＰＣ ５１ パラレルシャ
トル型ＡＰＣ ２ 基体 ５２ パレット台 ３ パレット台 ５６ 移載シリンダ ４ アーム ６０ 走行レール ４Ａ 係合部 ６１ 車輪 ５ シリンダ ６２ ラック １１ ガイド ６３ 歯車伝達機構 １３ ＡＰＣ位置決めピン ６４ 上部ギヤ １６ ラック ６５ 下部ギヤ １７ ピニオン ６８ 位置決め部材 ８０ 立型マシニングセンタ ９１ 操作盤 ８１ 主軸 ９１ａ スイッチ ８２ ベッド ９８ 制御盤 ８３ サドル ８７ クランプ手段

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械に設けられた第１の駆動体によ
   って移動可能なサドルまたはテーブルとの間で、被加工
   物を搭載するパレットを搬出入し、未加工の被加工物用
   パレットと加工済の被加工物用パレットとを交換する工
   作機械のパレット交換装置であって、 前記工作機械の前面または工作機械基部の前面に、前記
   サドルまたはテーブルの移動方向と同一な方向に設けら
   れるガイドと、 このガイドに案内されて前記工作機械とパレット交換を
   行う交換位置とこの交換位置より所定量離隔した退避位
   置との間を移動自在に設けられると共に、前記搬出され
   たパレットを載置する交換装置基体と、 この交換装置基体または前記工作機械基部に係脱自在に
   設けられ、係合したとき前記サドルまたはテーブルにこ
   の交換装置基体を連結し、サドルまたはテーブルの移動
   による駆動力を伝達する駆動伝達手段と、 前記交換装置基体に進退自在に設けられ、前記工作機械
   基部に前記交換位置および前記退避位置に対応して形成
   された位置決め穴に挿入され、交換装置基体を工作機械
   基部に位置決めする位置決め部材と、 前記交換装置基体に設けられ、前記位置決め部材を進退
   方向に駆動する第２の駆動体と、 前記交換装置基体を前記交換位置と前記退避位置との間
   で移動させる移動指令を入力する入力手段と、 この入力手段よりの移動指令を受けて前記駆動伝達手
   段、各駆動体を制御する制御装置とを有し、 移動指令の入力により、前記位置決め手段を工作機械基
   部より離脱させ、前記駆動伝達手段によって前記交換装
   置基体と前記サドルまたはテーブルとを係合し、サドル
   またはテーブルの移動による駆動力を伝達することによ
   って前記交換装置基体を工作機械前面の交換位置と退避
   位置の間を自動移動可能としたことを特徴とする工作機
   械のパレット交換装置。