JP3871532B2

JP3871532B2 - 工作機械のパレットローディングステーション

Info

Publication number: JP3871532B2
Application number: JP2001254505A
Authority: JP
Inventors: 一之平元; 秀行柏木
Original assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Current assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: JP2003062734A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パレットを載置する旋回台を旋回可能に基台に支持している工作機械のパレットローディングステーションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械では、テーブル上でワークの段取り作業を行うとその間は加工動作を行うことができないので、パレットローディングステーション上で、パレットと称するワーク載置台に対するワークの着脱等の段取りを行い、テーブルに対してパレットごとワークを着脱する方法がとられている。また、パレットローディングステーションは、それとテーブルとの間のパレット交換の作業性や装置全体の床占有面積などの観点から、工作機械に隣接して設けられ、パレット交換作業もパレット交換装置によって自動的に行われることが多い。このため、パレットローディングステーション周りには作業者のための十分な作業スペースを確保することが困難である一方で、段取り作業の際には、作業者がパレットの周囲の各位置に回り込む必要性も生じる。
【０００３】
そこで、少ない作業スペースでパレット周りの任意の位置における作業を作業者が行えるようにするべく、パレットローディングステーションは基台上に手動で旋回可能に支持される旋回台を備え、この旋回台上にパレットを載置し、段取りを行うようにすることが一般的である。
【０００４】
例えば、実願昭５５−１５５４９４号（実開昭５７−８１０４４号）明細書には、パレット旋回台を有したパレット受台（パレットローディングステーション）が開示されている。このパレット受台では、基台上に旋回可能に装着されたパレット旋回台に複数の直線孔が穿設されており、これらの直線孔のうち特定の一個に飛び込みピンを係合させることにより、パレット旋回台の旋回を規制し、位置決め、固定するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記パレット受台においてパレット旋回台を旋回させるためには、ペダルを踏み、直線孔から飛び込みピンを引き抜いてパレット旋回台の固定を解除し、手動でパレット旋回台を旋回させる。
【０００６】
しかし、飛び込みピンを直線孔から引き抜いた状態では、パレット旋回台を自由に旋回できるようになるので、偶発的に作業者がパレット旋回台を高速で旋回させてしまうと、ワークや旋回台が作業者に危害を与える可能性が生じるなど非常に危険である。また、飛び込みピンを直線孔に係合させることにより、一度旋回し始めたパレット旋回台を停止させることは困難であるので、旋回を手動で止める必要があり、危険を伴う。
【０００７】
さらに、飛び込みピンを直線孔に係合させる形式では、直線孔の径を飛び込みピンの径よりも大きくする必要があるので、直線孔に飛び込みピンを挿入した状態でも遊びが存在し、正確なパレット旋回台の割出し位置決めを行うことができない。
【０００８】
よって、本発明の目的は、上記従来技術に存する問題を解消し、旋回可能な旋回台が高速旋回することを防止できる工作機械のパレットローディングステーションを提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、旋回可能な旋回台の正確な割出し位置決めを行い、段取り作業の効率化を達成することができる工作機械のパレットローディングステーションを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、旋回可能な旋回台の係止、固定が解除された後でも、抵抗付与装置によって旋回台の旋回を抑制し、旋回速度を低く抑えるようにしたものである。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、パレットを載置する旋回台を旋回軸線周りに手動で旋回可能に基台に支持している工作機械のパレットローディングステーションにおいて、前記旋回台又は前記旋回台と同期して旋回する部分に対する外部からの接触により、前記旋回台の旋回に対する抵抗を与える抵抗付与装置を設けるようにした工作機械のパレットローディングステーションが提供される。
【００１１】
前記パレットローディングステーションの１つの実施態様では、前記抵抗付与装置は、外周に沿って前記旋回軸線からの距離が変化し複数の頂部を有するように形成され、前記旋回台と同期して同軸で回転するカムと、前記基台に支持され、転動体を介して前記カムの外周上に押圧される緩衝器とで成るようにしている。この場合、前記カムは、前記複数の頂部の間に形成される谷部が前記カムの外周に沿って前記旋回軸線周りに等角度間隔で配置されていることが好ましい。
【００１２】
また、テーパ状の断面形状を有した複数の切欠きが外周に沿って形成されており、前記旋回台と同軸で同期して回転する割出要素をさらに設け、前記基台に枢着されたレバーの先端部に前記切欠きと相補的な断面形状を有した係合部を設け、該係合部を前記割出要素の前記切欠きに係合させることにより、前記旋回台の割出し位置決めを行うことが好ましい。
【００１３】
本発明の工作機械のパレットローディングステーションでは、旋回台の旋回をロックする旋回台の係止が解除された後でも、抵抗付与装置による外部からの旋回台に対する接触により旋回台の旋回に対する抵抗を与えるので、旋回台が手動で高速回転させられたとしても、旋回速度が低下し、旋回台が高速回転して作業者に危害を加える危険が回避される。
【００１４】
旋回台と同期して回転するカムの外周に沿って複数の頂部を設け、緩衝器を介して基台に支持された転動体をカムの外周上に押圧すると、転動体がカム外周に沿って頂部の間に形成された谷部から頂部に移動する際に、転動体をカムの旋回軸線から引き離す力、すなわち、転動体を緩衝器へ向かって押し込む力が必要となり、旋回台の旋回に対する大きな抵抗となる。さらに、カムから転動体に伝達し、転動体を緩衝器へ向かって押し込む力は緩衝器により吸収されるので、カムと同期する旋回台の旋回力は次第に減衰することになり、旋回が抑制され、減速する。
【００１５】
複数の凹部がカムの外周に沿って旋回軸線周りに等角度間隔で形成されていれば、作業者が手動で旋回台を旋回させる際に旋回台から伝わる抵抗の程度により旋回台が旋回した角度を感覚的に把握することができるようになる。
【００１６】
さらに、テーパ状の断面形状を有する割出要素の切欠きと相補形状の断面形状を有するレバーの係合部とが係合することにより、切欠きと係合部とは隙間無く係合することができ、正確な割出し位置決めがなされる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の工作機械のローディングステーションの部分断面側面図、図２は図１に示されている抵抗付与装置の平面図、図３は図１に示されている割出要素及びレバー組立体の平面図、図４は本発明のローディングステーションを備えた工作機械の全体構成図である。
【００１９】
最初に、図４を参照して、本発明のローディングステーションを備えた工作機械の全体構成について説明する。
【００２０】
工作機械１１は、ベッド１３上に支持されたコラム１５と、コラム１５上に支持され主軸１７を回転可能に支持している主軸頭１９と、ベッド１３上に支持されたテーブル２１とを備える。テーブル２１上にはワークＷが取り付けられたパレット２３が載置され、加工の際には機械的係止手段によりパレット２３がテーブル２１上に固定される。
【００２１】
コラム１５はベッド１３に対してＸ軸方向（紙面に垂直方向）に移動可能であり、主軸頭１９はコラム１５に対してＹ軸方向に移動可能となっている。さらに、テーブル２１はベッド１３に対してＺ軸方向に移動可能になっている。したがって、テーブル２１上にパレット２３を介して固定されたワークＷと主軸頭１９に支持された主軸１７とをＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に相対的に移動させ、ワークＷを加工することができる。
【００２２】
工作機械１１による加工の開始及び終了後に、パレット２３へのワークＷの着脱又など段取り作業をテーブル２１上で行うと、その間、工作機械１１で加工を行うことができなくなり、稼働効率を低下させることになる。そこで、上記のように構成された工作機械１１の本体部と近接して、本発明のパレットローディングステーション２５を配置し、工作機械１１による加工中にパレットローディングステーション２５上でパレット２３及びワークＷの段取り作業を行えるようにしている。また、工作機械１１の本体部とパレットローディングステーション２５の間にパレット交換装置２７を設置して、テーブル２１とパレットローディングステーション２５との間でパレット２３の交換を自動的に行うこともできるようにしている。
【００２３】
図１及び図４には、工作機械１１のテーブル２１側に延びるアーム２９ａとパレットローディングステーション２５側に延びるアーム２９ｂとからなる一対のアーム２９を備えたパレット交換装置２７が示されている。このパレット交換装置２７を用いてパレット交換を行うためには、最初に、加工の終了したワークＷが取り付けられているパレット２３を載置したテーブル２１をＺ軸方向に移動させて、このパレット２３の下方にパレット交換装置２７のテーブル２１側のアーム２９ａを位置させる。このとき、パレットローディングステーション２５側のアーム２９ｂの上方にはパレットローディングステーション２５上に段取り済みのパレット２３′が載置されている。次に、一対のアーム２９を上方へ移動させてパレット２３、２３′を各アーム２９ａ、２９ｂ上に載せ、テーブル２１及びパレットローディングステーション２５上からパレット２３、２３′を浮上させた後、一対のアーム２９を鉛直方向に延びる旋回軸線周りに旋回させることにより、テーブル２１側のパレット２３をパレットローディングステーション２５側へ、パレットローディングステーション２５側のパレット２３′をテーブル２１側に移動させる。最後に、一対のアーム２９を下降させ、それぞれのパレット２３、２３′をパレットローディングステーション２５及びテーブル２１上に着座させ、こうしてパレット交換が完了する。
【００２４】
パレット交換装置２７は図示されるタイプのものに限定されるわけではなく、他の種類のパレット交換装置を使用することも可能であるが、ここでは特に説明しない。
【００２５】
次に、図１〜図３を参照して、本発明のパレットローディングステーション２５について詳述する。
【００２６】
図１を参照すると、本発明のパレットローディングステーション２５は、静止部分である基台３１と、基台３１に対して旋回軸線３２周りに旋回可能である旋回台３３と、旋回台３３と同期して同軸で回転する割出要素３５と、基台３１に設けられたレバー組立体３７とを備えている。図１では、基台３１はパレット交換装置２７に固定されているが、床面等に設置又は固定されていてもよい。
【００２７】
旋回台３３は、軸受３９を介して基台３１に旋回可能に支持されている旋回軸４１と、旋回軸４１に結合されている回転テーブル４３とを含んでいる。旋回軸４１と回転テーブル４３とは、図１に示されているように別部材として形成され、ボルトや溶接などの適宜の接合手段により結合されてもよいし、１つの部材として一体的に形成されていてもよい。
【００２８】
割出要素３５は、概略円板形状であり、図１においては旋回台３３の旋回軸４１に別部材として取り付けられている。しかしながら、割出要素３５は旋回台３３と同軸で同期して回転するようになっていればよく、割出要素３５を旋回軸４１と一体的に形成することも可能である。また、割出要素３５の外周には、外周に沿ってテーパ状の断面形状を有した複数の切欠きが形成されており、ここに基台３１に設けられたレバー組立体３７を係合させることにより、旋回台３３は所定の旋回位置に割出し固定される。
【００２９】
図１及び図２を参照すると、レバー組立体３７は、基台３１に一体的に形成されている又は基台３１に固定されている支持部４７と、ピボットピン４９により支持部４７に旋回可能に支持されているレバー５１と、レバー５１から側方に延びるロックピン５３と、支持部４７に取り付けられ先端部にボール部５５ａを備えたボールプランジャ５５とを備えている。
【００３０】
レバー５１は、割出要素３５の切欠き４５に係合する方向に切り欠き４５と相補的なテーパ状の断面形状を有し且つ割出要素側３５の端部に位置する係合部５１ａと、係合部５１ａと反対側の端部に位置するグリップ部５１ｂとを含んでおり、操作者がグリップ部５１ｂを旋回させることにより、係合部５１ａがピボットピン４９を中心として旋回し、割出要素３５の切欠き４５に係合するようになっている。割出要素３５の切欠き４５とレバー５１との係合を解除するときは、上記の方向と逆方向にグリップ部５１ｂを旋回させればよい。図１では、レバー５１のグリップ部５１ｂを上方へ旋回させることによりレバー５１の係合部５１ａが割出要素３５の切欠き４５と係合するようになっているが、逆にグリップ部５１ｂを下方へ旋回させることにより係合部５１ａが切欠き４５と係合するようになっていてもよいことはもちろんである。
【００３１】
レバー５１の係合部５１ａ及び割出要素３５の切欠き４５が係合方向に相補的なテーパ状断面を有しているので、係合部５１ａはそのテーパ状斜面が切欠き４５のテーパ状斜面と接触したときに切欠き４５への進入を停止する。このとき、係合部５１ａと切欠き４５とは互いのテーパ状斜面の間に遊びのない密着した状態となっている。したがって、レバー５１の係合部５１ａと割出要素３５の切欠き４５が係合しているとき、割出要素３５を回転させようとしてもがたつきが生じることはなくなり、これにより割出要素３５と同期して旋回する旋回台３３の正確な割り出し位置決めが可能となる。
【００３２】
ボールプランジャ５５は、先端部に備えたボール部５５ａをばねによりロックピン５３側へ付勢しており、通常、ボール部５５ａがレバー５１を旋回させたときのロックピン５３の旋回軌道上に位置するようになっている。したがって、レバー５１を旋回させてもボールプランジャ５５のボール部５５ａがロックピン５３の進路を妨害し、レバー５１の旋回を防止するので、作業者の意図に反して、レバー５１が旋回し、係合部５１ａと割出要素３５の切欠き４５が係合してしまって旋回台３３の旋回を阻止したり、それらの係合が解除されてしまって旋回台３３が旋回したりすることがなくなる。すなわち、レバー５１は、外部から作業者により力を付加されないかぎり、旋回台３３が旋回不能な状態又は旋回可能な状態を維持するべく、レバー５１の係合部５１ａが割出要素３５の切欠き４５に対して係合又は離脱した状態を維持するのである。一方、作業者がレバー５１を旋回させることを意図してレバー５１に力を付加すれば、ボールプランジャ５５のボール部５５ａが後退してボール部５５ａがロックピン５３の旋回軌道上から外れるので、ボールプランジャ５５を乗り越えてロックピン５３を旋回させることができるようになる。
【００３３】
このような構成のパレットローディングステーション２５では、割出要素３５の切欠き４５からレバー組立体３７のレバー５１を離脱させ、レバー５１の係合部５１ａと割出要素３５の切欠き４５との係合が解除されると、旋回台３３の旋回を抑制する手段がなんら存在しない。このため、一度、旋回台３３が高速で回転させられると、停止させることが困難となると共に、周囲の作業者に危害を及ぼす危険性もある。そこで、本発明のパレットローディングステーション２５は、旋回台３３の旋回に対する抵抗を付与するための抵抗付与装置５７をさらに備えている。
【００３４】
抵抗付与装置５７は、例えば、図１及び図３に示されているように、旋回台３３に設けられたカム５９と、カム５９と対面するように基台３１に支持されたローラ６１のような転動体とを含む。
【００３５】
カム５９は、外周に沿って旋回台３３の旋回軸線３２からの距離が変化し複数の頂部を有するように形成されており、例えば、図１及び図３に示されているように、滑らかな輪郭の複数の凹凸部を有した波形形状でもよく、多角形状であってもよい。また、カム５９は、旋回台３３と同期して回転するように構成されていればよく、図１及び図３に示されているように、旋回台３３又は旋回軸４１と別部材として形成され、旋回台３３と同期して回転するように任意の結合手段により旋回台３３の旋回軸４１に結合されていてもよく、旋回軸４１の一部又は回転テーブル４３の一部として旋回台３３と一体的に形成されていてもよい。
【００３６】
一方、ローラ６１は、ローラ６１を旋回台３３へ向けて押圧すると共に緩衝機能を果たす緩衝器６３を介して基台３１に支持されており、上記カム５９の外周に押圧され接触するようになっている。また、図３を参照すると、この緩衝器６３が止めピンにより調整可能に基台３１に取り付けられており、緩衝器６３に支持されたローラ６１がカム５９の外周に常に接触するように、緩衝器６３の取り付け位置を調整可能になっている。
【００３７】
したがって、旋回台３３の旋回に伴って、ローラ６１はカム５９の外周に接触しながら、カム５９の外周に沿って移動する。このため、旋回台３３を旋回させるためには、緩衝器６３によりカム５９に押圧されたローラ６１がカム５９の頂部と頂部の間に形成された谷部から頂部に移動するときに、緩衝器６３の押圧力に抗してローラ６１をカム５９の旋回軸線３２から引き離さなくてはならず、付加的な力を加えなくてはならない。すなわち、作業者が意図的に旋回台３３に力を付加しない限り、旋回台３３が旋回することはないのである。また、高速で回転させたとしても、緩衝器６３がカム５９からローラ６１を介して伝達される力を吸収するので、旋回台３３の旋回力は速やかに減衰していくことになり、旋回台３３が高速回転を続ける危険性はなくなる。
【００３８】
このように、カム５９の外周に沿って複数の頂部が形成されている場合、旋回台３３を旋回させ、頂部の間に形成された谷部から頂部へとローラ６１を移動させるときに、作業者は旋回に対する抵抗を感じ、旋回台３３は、通常、ローラ６１が旋回台３３の谷部に位置する状態で停止する。
【００３９】
したがって、谷部をカム５９の外周に沿って旋回軸線３２周りに等角度間隔で配置すれば、作業者は旋回台３３を旋回させた角度を感覚的に把握することができ、段取り作業が容易になる。図３に示されている実施形態では、１２等配で旋回軸線３２周りに３０°毎に配置されているが、例えば、４等配で９０°毎に、又は８等配で４５°毎に配置することも可能である。
【００４０】
また、上述したように、ローラ６１はカム５９の谷部で停止することになるので、カム５９の谷部にローラ６１が位置するとき、レバー５１の係合部５１ａが割出要素３５の切欠き４５と係合できるように、割出要素３５及びカム５９が配置されていることが好ましい。この配置により、作業者は、段取り作業の際に旋回台３３を係止、固定するべく、割出要素３５の切欠き４５の位置がレバー５１の係合部５１ａの位置と整列させ係合可能にするために、旋回台３３を旋回させる必要がなくなり、段取り作業の効率化が図られる。
【００４１】
さらに、緩衝器６３は速い押込みには強い反発力を発し、遅い押込みには弱い反発力を発するような特性を有していることが好ましい。この場合には、作業者が旋回台３３をゆっくりと旋回させれば、弱い力しか必要とされず容易に旋回台３３を旋回させることができるが、旋回台３３を速く旋回させようとすると、大きな力が必要となるので、作業者が旋回台３３を高速で回転させることが困難となり、作業の安全性が保証される。
【００４２】
なお、本願においては、カム５９の「谷部」とは、旋回台３３の旋回軸線３２すなわちカム５９の旋回軸線３２から最も近い部分を意味するものとする。したがって、谷部はカムが多角形状の場合にカムの辺に相当するような（頂部と比較して）旋回軸線３２に近い部分を指し、必ずしも凹部として形成されている必要はない。
【００４３】
以上、図１〜図４に示されている実施形態に基づいて、本発明のパレットローディングステーション２５を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４４】
例えば、レバー組立体３７に代えて、実願昭５５−１５５４９４号明細書に記載されているように、飛び込みピンを使用し、割出要素３５に飛び込みピンと係合する孔を設けてもよい。このとき、飛び込みピンの先端をテーパ形状にし、割出要素に設けた孔を同様にテーパ状にすることで、図１に示されているパレットローディングステーション２５と同様に遊び（ガタ）のない正確な割出位置決めが可能となる。
【００４５】
また、抵抗付与装置５７は旋回台３３に設けられたカム５９と緩衝器６３を介して基台３１に支持されたローラ６１とにより構成されているものとして説明したが、旋回軸４１に接触するブレーキパッドのような摩擦制動装置を抵抗付与装置５７として利用することも可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、旋回台に対する外部からの接触により旋回台に旋回に対する抵抗を与えるので、旋回台の旋回を規制する旋回台の係止が解除され、旋回台が旋回させられたときに、旋回台の旋回力は減衰し、旋回台が高速で回転する危険性はなくなり、作業者の安全の確保が達成される。
【００４７】
また、割出位置決めを行うために、レバー組立体及び割出要素を採用し、レバー組立体のレバーの係合部及び割出要素の切欠きが相補的なテーパ状の断面形状を有するようにすれば、レバーの係合部と割出要素の切欠きが密着係合することが可能となり、ガタつきの発生を防止することができる。その結果、旋回台の正確な割出し位置決めが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の工作機械のローディングステーションの部分断面側面図である。
【図２】図１に示されている抵抗付与装置の平面図である。
【図３】図１に示されている割出要素及びレバー組立体の平面図である。
【図４】本発明のローディングステーションを備えた工作機械の全体構成図である。
【符号の説明】
１１…工作機械
２３、２３′…パレット
２５…パレットローディングステーション
３１…基台
３２…旋回軸線
３３…旋回台
３５…割出要素
３７…レバー組立体
４５…切欠き
５１…レバー
５１ａ…係合部
５１ｂ…グリップ部
５７…抵抗付与装置
５９…カム
６１…転動体
６３…緩衝器

Claims

パレットを載置する旋回台を旋回軸線周りに手動で旋回可能に基台に支持している工作機械のパレットローディングステーションにおいて、前記旋回台又は前記旋回台と同期して旋回する部分に対する外部からの接触により、前記旋回台の旋回に対する抵抗を与える抵抗付与装置を設けることを特徴とした工作機械のパレットローディングステーション。
前記抵抗付与装置は、外周に沿って前記旋回軸線からの距離が変化し複数の頂部を有するように形成され、前記旋回台と同期して同軸で回転するカムと、前記基台に支持され、転動体を介して前記カムの外周上に押圧される緩衝器とで成る請求項１に記載の工作機械のパレットローディングステーション。
前記カムは、前記複数の頂部の間に形成される谷部が前記カムの外周に沿って前記旋回軸線周りに等角度間隔で配置されている請求項２に記載の工作機械のパレットローディングステーション。
テーパ状の断面形状を有した複数の切欠きが外周に沿って形成されており、前記旋回台と同軸で同期して回転する割出要素をさらに設け、前記基台に枢着されたレバーの先端部に前記切欠きと相補的な断面形状を有した係合部を設け、該係合部を前記割出要素の前記切欠きに係合させることにより、前記旋回台の割出し位置決めを行う請求項１から３のいずれか１項に記載の工作機械のパレットローディングステーション。