JP2966195B2 - パレットチェンジャ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はパレットチェンジャ本
体と工作機械のテーブルの間でパレットを交換する構成
のパレットチェンジャに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、パレットチェンジャはエンドレ
ス軌道を有し、数個のパレットがエンドレス軌道にそっ
て同時に移動する構成になっている。軌道の所定位置に
は、パレット交換のための機構が設けてある。このパレ
ット交換機構を用いて、工作機械のテーブル上に設定し
てあるパレットをパレットチェンジャの所定位置に搬出
したり、反対に、パレットチェンジャからパレットを工
作機械のテーブルに搬入する構成になっている。

【０００３】通常エンドレス軌道はチェーンとスプロケ
ットによって楕円状又はそれに近い形に形成される。ま
た、パレット交換機構は直線状のレール軌道を有し、こ
のレール軌道に沿ってパレットを往復移動させるように
なっている。往復移動は例えばシリンダ・ピストン機構
やラック・ピニオン機構を利用して行うことができる。
このようにパレットが実質的に直線上を往復移動する構
成のパレット交換システムにおいては、パレットの行先
つまり終点は必ず空の状態にしておく必要があ

【０００４】る。

【発明が解決しようとする課題】従来のパレットチェン
ジャにおいては、パレット交換は次の３つの手順で行わ
れる。すなわち、まず、工作機械のテーブルに設定され
た使用済のパレットをパレットチェンジャの空いた場所
に搬出する。次に、パレットチェンジャのエンドレス軌
道に沿ってパレットを移動して、次に使用するパレット
をインデックスする。最後に、このパレットを工作機械
のテーブルに搬入する。

【０００５】この様なパレット交換動作で注意すべきこ
とは、前述したように、パレットの行先は空の状態でな
ければならないことである。すなわち、パレット移動の
終点にはパレットがあってはならないのである。このよ
うに、従来のパレットチェンジャにおいては、３つの動
作をこの順序で別々に行わねばならない。従って、パレ
ット交換動作のスピードアップには自ずと限界があっ
た。

【０００６】また、従来のパレットチェンジャにおいて
は、パレットチャンジャの主要部分が工作機械のテーブ
ルの前方部分に固定されているため、作業者がテーブル
に近づきずらいという問題もあった。

【０００７】このような従来技術の問題点に鑑み、本発
明はパレット交換動作の大幅なスピードアップが可能な
パレットチェンジャを提供することを目的としている。

【０００８】また、作業者がパレットの搬入・搬出時以
外の時にパレットチェンジャに邪魔されずに工作機械の
テーブルに近づくことができる構成のパレットチェンジ
ャを提供することも本発明の目的の１つである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、パレットチ
ェンジャ本体（１１０）と工作機械のテーブル（３）の
間でパレット（２）を交換する構成のパレットチェンジ
ャにおいて、パレット（２）を回転移動させるための回
転手段（２０）を設け、パレット（２）の移動経路にガ
イド手段（６１〜６４）を設け、回転手段（２０）を駆
動して移動経路に沿ってパレット（２）を回転移動させ
ることによって、パレットチェンジャ本体（１１０）と
テーブル（１３）との間でパレット（２）を交換する構
成にし、さらに、パレットチェンジャ本体（１１０）を
工作機械（１）に対して旋回可能に構成し、しかも、パ
レットチェンジャ本体（１１０）をテーブル（３）に対
して固定手段（１０１）によって解除可能に固定して、
必要に応じて固定手段（１０１）を解除することによっ
てパレットチェンジャ本体（１１０）を旋回させる構成
にしたことを特徴とするパレットチェンジャを要旨とし
ている。

【００１０】

【作用】パレット交換のために回転手段２０を作動させ
ると、パレット２は、ガイド手段６１〜６４に案内され
るようにして回転移動を行う。このように回転移動によ
ってパレット交換を行う構成になっていると、パレット
チェンジャ本体に支持されたパレットと工作機械のテー
ブルに支持されたパレットを同時に移動させてその位置
を入れ換えることができる。しかも、固定手段１０１が
解除可能になっているので、必要に応じてパレットチェ
ンジャ本体１１０を旋回して、作業者がテーブル３に近
づくことができる。それゆえ、作業効率が格段に向上す
る。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明のパレットチェンジャ１０の外観を
概念的に示した斜視図、図２はパレットチェンジャ１０
の上面図、図３はその正面図、図４，５はその断面図で
ある。

【００１２】パレットチェンジャ１０は例えば縦型マシ
ニングセンタ１のベース８又はその付近に設定される。
マシニングセンタ１はベース８を有し、その上にコラム
が設けられている。コラムにはスピンドルヘッド４が設
定されている。スピンドルヘッド４は鉛直Ｚ方向に移動
可能である。スピンドルヘッド４にはスピンドル５が設
けられている。スピンドルヘッド４の近くには、スピン
ドル５で用いる工具を交換するためのツールチェンジャ
が配置されている。ベース８の上にはＹ方向に沿ってレ
ール７が固定してあり、レール７の上にはサドル６が設
定されている。サドル６は送りねじを有する移動手段
（図示せず）によってＹ方向に移動できる構成になって
いる。サドル６の上部にはＸ方向に長いレール６ａが形
成されていて、このレール６ａ上にはＸＹテーブル３が
設定されている。ＸＹテーブル３はレール６ａにそって
Ｘ方向に移動可能である。ＸＹテーブル３上にはパレッ
ト固定手段９が設けてある。

【００１３】図９，１０に示すように、パレット２の下
側には突出部９１，９２が設けてあり、その間に円弧状
の溝１００が形成されている。パレット２の突出部９１
がわの側面には、突出部９５が２個形成されていて、突
出部の上面にはパレット面に垂直にピン９６が固定して
ある。パレット２の下面には、ブシュ９３，９４，９７
が設けてあり、これらのブシュはクランプ状態の時にそ
れぞれ位置ぎめ用のピンと協働する構成になっている。

【００１４】パレット固定手段９はいわゆるシリンダ・
ピストン構造になっている。ＸＹテーブル３上には固定
用ベース１１が設定されている。固定用ベース１１は図
３，４に示すように板状であり中央に円形の貫通穴を有
している。

【００１５】この穴の周辺部分にはインナーピストン１
４の胴部が固定してある。ピストン１４はプレート部と
胴部からなり、その中心軸上には貫通穴が形成してあ
る。この貫通穴は固定用ベース１１の貫通穴と連通して
いる。

【００１６】連通した貫通穴にはピストンガイド１５の
足部１５ａがスライド可能に係合している。ピストンガ
イド１５は円板状のプレート下面の中央に円柱形の足部
１５ａが突出した形状になっている。

【００１７】ピストンガイド１５のプレート外縁部に
は、深皿状のクランププレート１６の頂部が油密に固定
されている。クランププレート１６頂部の外形は図２に
示すように扇状になっている。クランププレート１６の
底部中央には貫通穴が形成してあり、穴の壁面がインナ
ーピストン１４の胴部にスライド可能かつ油密に係合し
ている。クランププレート１６の頂部と底面の間の領域
は円筒壁になっており、この壁面は、インナーピストン
１４のプレート部分外周面にスライド可能かつ油密に係
合している。

【００１８】クランププレート１６とインナーピストン
１４によって油室１７が画成されている。固定用ベース
１１外周の入口１２からインナーピストン１４の胴部を
通って導管１３がこの油室１７に通じている。油圧源
（図示せず）から導管１３を介して油室１７に油を充填
した時に、クランププレート１６が最下位置に移動し、
その底壁下面が固定ベース１２の上面に押しつけられて
クランプ状態になる。反対に、油室１７から油を抜いた
時に、クランププレートが上昇してアンクランプ状態に
なる。

【００１９】パレットチェンジャ１０は剛体的に結合さ
れたフレーム５６，５７，５８，５９を有している。フ
レーム５８には回転機構２０が設定してある。回転機構
２０はこの実施例では２個のパレットを同時に回転させ
る構成になっている。

【００２０】フレーム５８にはテーパベアリング２１を
介して鉛直方向の回転軸２２が回転可能に支持されてい
る。

【００２１】回転軸２２の上部には長細矩形状のプレー
ト２３が固定されている。プレート２３の各コーナー付
近には貫通穴が形成され、この穴の中にはそれぞれブシ
ュ２４が挿入されている。回転軸２２の下端にはスプロ
ケット２５が固定されている。 水平方向のフレーム５
７の下面には回転軸を駆動するためのエアアクチュエー
タ２６が固定されている。アクチュエータ２６の出力軸
２７にはスプロケット２８が固定されている。このスプ
ロケット２８と回転軸２２下端のスプロケット２５との
間にはチェーン２９が巻掛けられている。アクチュエー
タ２６を駆動すると、出力軸２７の回転がスプロケット
２８，２５及びチェーン２９を介して回転軸２２に伝え
られる。

【００２２】フレーム５７にはパレット２を上下移動さ
せるためのリフト手段４０が設定されている。リフト手
段４０はエアシリンダ４１でプレート４２を上下移動す
る構成になっている。

【００２３】プレート４２下面には図６に示すようにリ
ニアシャフト４３が鉛直方向に２本固定してある。フレ
ーム５７にはこのリニアシャフト４３に対応するリニア
ブシュ４４が配置してある。リニアシャフト４３がリニ
アブシュ４４に係合してスライドすることによってプレ
ート４２の動作を案内する構成になっている。

【００２４】フレーム５７のリニアブシュ４４の外隣り
にはそれぞれ係合ピン４５が鉛直上向きに固定されてい
る。プレート４２に係合したパレット２がリフト手段４
０によって下方に移動してクランプ状態になった時に、
係合ピン４５の先端がパレット２下面の係合ブシュ９７
に挿入される構成になっている。反対に、アンクランプ
状態になった時には、係合ピン４５の先端は係合ブシュ
９７から離脱する。

【００２５】フレーム５６はマシニングセンタのベース
８にヒンジ結合されている。すなわち、ヒンジプレート
５１がベース８にボルト５２で固定されていて、ヒンジ
プレート５１とフレーム５６の間にヒンジ結合５４が形
成されているのである。従って、フレーム５６はヒンジ
軸５５を中心に旋回可能である。フレーム５６及び５７
〜５９は一体的に結合してあるので、パレットチェンジ
ャ本体１１０は全体的にヒンジ軸５５を中心に旋回する
ことができる。ヒンジ結合５４の反対側には、パレット
チェンジャ本体１１０を固定するための固定手段が設け
られている（図３参照）。

【００２６】水平方向に配置されたフレーム５７の上面
の両端付近には、円弧状のガイドレール６１が配置され
ている。ガイドレール６１の上部付近にはコロ６２が回
転可能に設けられている。コロ６２の頭部はガイドレー
ル６１の上面よりもわずかに突出している。また、マシ
ニングセンタ１のテーブル３上にも同様なガイドレール
６３が２本配置されている。これらのガイドレール６
１，６３はプレート２３の回転軸のまわりに円形に配置
されている。

【００２７】また、ガイドレール６１，６３のレベル
は、リフト手段４０及び固定手段９のプレート４２，１
６が最上位置にある時に、これらに設定されているパレ
ット２の底面位置に対応するように設定してある。従っ
て、プレート４２，１６を最上位置に移動させて回転機
構２０によってパレット２を回転させると、パレット２
はプレート４２，１６からガイドレール６１，６３上
へ、さらにガイドレール６１，６３からプレート４２，
１６にとスムーズに移動可能である。

【００２８】次に、パレットチェンジャ１０の動作を簡
単に説明する。

【００２９】図４，図５に示す状態は、プレート４２と
１６にそれぞれパレット２が設定されていて、パレット
２がクランプ状態からわずかに解放されたところを示し
ている。なお、プレート４２には次に加工するワークを
固定したパレットが設定され、プレート１６には加工済
ワークを有するパレットが設定してある。

【００３０】この状態から、さらにエアシリンダ４１を
作動させるとともに、油室１７から油を抜くことによっ
てプレート４２及び１６を上昇させる。プレート４２と
１６は、パレット２のピン９６と回転機構２０のプレー
ト２３に設けられたブシュ２４がしっかりと係合するま
で上昇させる。ピン９６とブシュ２４が係合したら、プ
レート４２と１６をその高さに静止させる。

【００３１】次に、回転機構２３０のアクチュエータ２
６を駆動して、プレート２３を１８０度回転させる。パ
レット２のピン９６とプレート２３のブシュ２４が係合
しているので、パレット２もプレート２３と共に回転す
る。こうして、両方のパレット２はガイドレール６１，
６３を経て反対側のプレート１６，２４まで半円を描く
ように移動する。この回転移動によって、プレート４２
と１６の間でパレットが交換され、プレート４２には使
用済みのパレットが設定され、プレート１６にはこれか
ら使用するパレットが設定される。

【００３２】次に、エアシリンダ４１を作動させ、再び
油室１７内に油を注入することによってプレート４２と
１６を下降させ、それぞれのパレットをクランプする。
この際、下面のブシュ９３，９４，９７と位置決め用の
ピン９８，９９，４５が係合することによってよりパレ
ットが確実にクランプされる。そして、テーブルに設定
したパレットをクランプしたあとでスピンドルに設定し
たツールで所定の加工を行う。

【００３３】この際、固定手段１０１を解除し、パレッ
トチェンジャ本体１１０を旋回軸５５の回りに旋回させ
ることによって、作業者が工作機械のテーブルに近ずく
ことができる。

【００３４】なお、本発明において使用する駆動源は前
述のようにエアや油を利用したものだけでなく、サーボ
モータ等のごとく電気を利用したものを使用してもよ
い。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、パレットチェンジャ本
体１１０と工作機械のテーブル３との間でパレット２を
回転移動させるので、パレット２の搬出と搬入を一連の
動作で行うことができる。従って、パレット交換動作を
スピードアップすることができる。

【００３６】また、本発明のパレットチェンジャにおい
ては、パレットチェンジャ本体を旋回させることができ
るので、作業者がパレットチャンジャに邪魔されずに容
易に工作機械のテーブルに近づくことができる。

【００３７】なお、本発明は前述の実施例に限定されな
い。例えば、パレットチャンジャはパレットを３個以上
設定するように構成することができる。その場合にも、
同様にしてパレットの交換を迅速に行うことができるこ
とは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバレットチェンジャの外観を概念的に
示す斜視図。

【図２】本発明のパレットチェンジャの上面図。

【図３】本発明のパレットチェンジャの正面図。

【図４】本発明のパレットチェンジャの断面図。

【図５】図２のＣ−Ｃ断面図。

【図６】図２のＤ−Ｄ断面図。

【図７】図２のＦ−Ｆ断面図。

【図８】図５のＢ−Ｂ断面図。

【図９】図５のＡ−Ａ断面図。

【図１０】図５のパレットを示す平面図。

【符号の説明】

２ パレット １００ 溝 ４２，１６ プレート ２０ 回転手段 ６１，６３ ガイドレール １１０ パレットチェンジャ本体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パレットチェンジャ本体（１１０）と工
   作機械のテーブル（３）の間でパレット（２）を交換す
   る構成のパレットチェンジャにおいて、パレット（２）
   を回転移動させるための回転手段（２０）を設け、パレ
   ット（２）の移動経路にガイド手段（６１〜６４）を設
   け、回転手段（２０）を駆動して移動経路に沿ってパレ
   ット（２）を回転移動させることによって、パレットチ
   ェンジャ本体（１１０）とテーブル（１３）との間でパ
   レット（２）を交換する構成にし、さらに、パレットチ
   ェンジャ本体（１１０）を工作機械（１）に対して旋回
   可能に構成し、しかも、パレットチェンジャ本体（１１
   ０）をテーブル（３）に対して固定手段（１０１）によ
   って解除可能に固定して、必要に応じて固定手段（１０
   １）を解除することによってパレットチェンジャ本体
   （１１０）を旋回させる構成にしたことを特徴とするパ
   レットチェンジャ。