JP3882113B2

JP3882113B2 - パレット移送機構

Info

Publication number: JP3882113B2
Application number: JP2002191740A
Authority: JP
Inventors: 澄雄河合; 幹雄近藤
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2022-07-01
Also published as: JP2004034190A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２つの領域の間でパレットを移送するパレット移送機構、たとえば、立型マシニングセンタなどの自動パレット交換装置（ＡＰＣ）において加工領域と段取り領域との間でパレットを移送する機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
立型マシニングセンタにおける直線移動方式の自動パレット交換装置において、段取り領域であるＡＰＣ本体側に並置した複数のパレットを加工領域である本機側クランプテーブルに対して搬出、搬入するパレット移送機構として、従来、油圧シリンダ、チェーンと回転モータ、ボールねじ、１本の旋回レバー、旋回レバーとラック・ピニオンなどを使用したものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの中で、機構が簡単で交換速度を比較的速くできる方式は、１本旋回レバー方式である。
【０００４】
しかし、この１本旋回レバー方式では、旋回レバーの長さはパレット幅によって制限され、搬出入ストロークの長いパレット移送には向かないという欠点がある。
【０００５】
また、１本旋回レバー方式では、パレット移送時に旋回レバーとパレットの干渉を避けるために、Ｃ形の旋回レバーを用いたり、旋回レバーの旋回中心をパレットから遠ざける必要があり、また、搬出入ストロークを充分とるためには、長い旋回レバーを必要とし、パレットの回りに大きなスペースを必要とする。
【０００６】
この発明の目的は、上記の問題を解決し、比較的簡単な機構で、大ストローク、高速のパレット移送ができ、大きなスペースを必要としないパレット移送機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によるパレット移送機構は、第１の領域と第２の領域との間でパレットを移送する機構であって、一端部の旋回中心軸を中心に旋回可能な第１の旋回レバーと、旋回中心軸に対して偏心しかつ旋回中心軸を中心に移動しうる偏心軸と、一端部が偏心軸に回転可能に支持された第２の旋回レバーと、一端部の２箇所において第１の旋回レバーの他端部および第２の旋回レバーの他端部にそれぞれ回転可能に支持されかつ他端部がパレットに係合される第３の旋回レバーとを備えており、パレットを第１の領域から第２の領域に移送するときに、まず、偏心軸の移動により第２の旋回レバーを介して第３の旋回レバーが旋回することで第１および第２の旋回レバーとパレットが干渉しない位置までパレットを移送し、次に、第１の旋回レバーが旋回することでパレットを第２の領域まで移送するようになっていることを特徴とするものである。
【０００８】
第３の旋回レバーの他端部は、パレットに対して、パレットの移送方向と交差する方向たとえば直交する方向に移動しうるように係合される。たとえば、第３の旋回レバーの他端部にローラ状のカムフォロアが回転自在に設けられ、パレットに形成されたみぞにカムフォロアが移動可能に係合される。
【０００９】
この発明のパレット移送機構によれば、３つの旋回レバーと偏心軸とから構成されるリンク機構によりパレットを移送するので、比較的簡単な機構で、大きなスペースを必要とせず、大ストローク、高速のパレット移送ができる。
【００１０】
たとえば、第１の旋回レバーの長さと第２の旋回レバーの長さがほぼ等しく、第１の旋回レバーの旋回中心軸に対する偏心軸の偏心距離と第３の旋回レバーにおける第１および第２の旋回レバーとの接続中心軸間距離がほぼ等しく、パレットを第１の領域から第２の領域に移送するときに、最初に偏心軸が移動した後に第１の旋回レバーが所定量旋回した後は、第１の旋回レバーの旋回中心軸、偏心軸ならびに第３の旋回レバーにおける第１および第２の旋回レバーとの接続中心軸が略平行四辺形の頂点に位置し、第３の旋回レバーがほぼ平行移動するようになっている。
【００１１】
このようにすれば、３つのリンクと偏心軸により平行リンクが構成されるため、大ストロークのパレット移送ができる。
【００１２】
また、たとえば、第１の旋回レバーの一端部が旋回中心軸を中心に回転する第１の回転軸に固定され、偏心軸が第１の回転軸と同軸で第１の回転軸と独立して回転しうる第２の回転軸に一端部が固定された偏心レバーの他端部に設けられており、第１の回転軸と第２の回転軸が個別の駆動手段により所定の順序で回転されるようになっている。
【００１３】
このようにすれば、駆動部分が回転軸だけであるため、切粉によるトラブルが発生するおそれが少ない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、立型マシニングセンタにおける自動パレット交換装置（ＡＰＣ）のパレット移送機構の部分を示す一部切り欠き斜視図、図２は同機構の一部切り欠き側面図、図３は図２の一部を拡大して示した一部切り欠き側面図、図４はパレット移送機構の平面図である。また、図５および図６は、図４と異なる状態を示すパレット移送機構の平面図である。以下の説明において、図４の左右を左右とし、同図の下側を前、上側を後とする。そうすると、図２の左側が前、右側が後であり、図２の紙面裏側が左、紙面表側が右である。また、回転方向は上から見た状態についていうものとする。
【００１６】
図４において、左側が本機側の加工領域、右側がＡＰＣ本体(1)側の段取り領域となっている。
【００１７】
図４には、２つのパレット(P1)(P2)が示されている。パレットは符号(P)で総称し、区別するときは、(P1)を第１パレット、(P2)を第２パレットと呼ぶ。
【００１８】
このＡＰＣで取り扱われるパレット(P)は、左右方向に長い厚板状をなし、平坦なパレット(P)の下面には、その左右方向全長にわたって、クランプ用みぞ(2)が形成されている。このみぞ(2)の横断面はＴ形をなし、その前後両縁に、前側および後側に凹んだ凹所(2a)が形成されている。パレット(P)の左端面の上部に、前後方向に長い角柱状の係合部材(3)が固定され、係合部材(3)の下面に、その前後方向全長にわたって、係合用角みぞ(4)が形成されている。
【００１９】
本機側の加工領域には、前後方向にのびる左右１対のレール(10)が設けられ、その上をクランプテーブル(11)が前後方向に移動させられるようになっている。
【００２０】
クランプテーブル(11)の上面には、パレット着座面(12)およびパレット位置決めピン（図示略）が設けられ、クランプテーブル(11)の中央部には、パレットクランプ装置(14)が設けられている。クランプ装置(14)は、テーブル(11)の中央部に上向きに設けられたクランプ用油圧シリンダ(15)と、シリンダ(15)のピストンロッド(15a)の上端に中央部が固定されて左右方向に水平にのびるクランプ板(16)とを備えている。クランプ板(16)の前後両端面には、前後方向の水平軸を中心に自由に回転する複数のローラ(17)が左右方向に所定間隔をおいて設けられている。これらのローラ(17)の上部は、クランプ板(16)の上面より少し上方に位置している。シリンダ(15)のピストンロッド(15a)が進出・退入することにより、クランプ板(16)が、上端のアンクランプ位置とそれより下方のクランプ位置との間を昇降させられる。
【００２１】
クランプテーブル(11)の右側面に、右側に突出した前後１対の垂直板状の中間レール(18)が設けられている。前側の中間レール(18)の前面上部および後側の中間レール(18)の後面上部に、前後方向の水平軸を中心に自由に回転する複数のローラ(19)が左右方向に所定間隔をおいて設けられている。これらのローラ(19)の上部は、中間レール(18)の上端より少し上方に位置しており、ローラ(19)の前後方向の位置および高さは、アンクランプ位置にあるクランプ板(16)のローラ(17)のそれとほぼ同じである。
【００２２】
ＡＰＣ本体(1)の上面には、２つの待機台(A1)(A2)が前後方向に所定間隔をおいて設けられている。待機台は符号(A)で総称し、区別するときは、前側のものを第１待機台(A1)、後側のものを第２待機台(A2)と呼ぶ。
【００２３】
各待機台(A)は、ＡＰＣ本体(1)の上面に固定されて左右方向にのびる前後１対の待機レール(20)を備えている。前側の待機レール(20)の前面上部および後側の待機レール(20)の後面上部に、前後方向の水平軸を中心に自由に回転する複数のローラ(21)が左右方向に所定間隔をおいて設けられている。これらのローラ(21)の上部は、待機レール(20)の上端より少し上方に位置している。各待機台(A)におけるローラ(21)の前後間隔および高さは、中間レール(18)のローラ(19)のそれとほぼ同じである。
【００２４】
クランプテーブル(11)の後面に設けられたブラケット(22)に垂直な支持円筒(23)が固定され、支持円筒(23)の内側に、第１回転軸(24)と第２回転軸(25)が旋回中心軸(C)上に同軸状にかつ独立して回転しうるように支持されている。第２回転軸(25)は中空状をなし、支持円筒(23)の内側に軸受(26)(27)を介して支持されている。第１回転軸(24)は、第２回転軸(25)の内側に軸受(28)(29)を介して支持されている。第２回転軸(25)は支持円筒(23)から上下に突出し、第１回転軸(24)は第２回転軸(25)から上下に突出している。
【００２５】
クランプテーブル(11)の後面には、また、後方に長くのびたブラケット(30)が設けられており、このブラケット(30)の後部に、駆動手段を構成する上下２つの油圧シリンダ(31)(32)の基端部が垂直軸を中心に回動しうるように取り付けられている。下側の第１の油圧シリンダ(31)は比較的大ストロークで、そのピストンロッド(31a)の先端部が、第１回転軸(24)の下端部に一体状に設けられたアーム(33)の先端部に回動自在に取り付けられている。上側の第２の油圧シリンダ(32)は比較的小ストロークで、そのピストンロッド(32a)の先端部が、第２回転軸(25)の下端部に一体状に設けられたアーム(34)の先端部に回動自在に取り付けられている。第１のシリンダ(31)のピストンロッド(31a)が進退することにより、第１回転軸(24)が所定角度（この例では約１４５度）回転する。また、第２のシリンダ(32)のピストンロッド(32a)が進退することにより、第２回転軸(25)が所定角度（この例では約５６度）回転する。
【００２６】
第１回転軸(24)の上端部に第１旋回レバー(35)の基端部が固定されている。第２回転軸(25)の上端部に一体状に設けられた偏心レバー(36)の先端部に、中心軸(C)に対して所定量偏心した偏心軸(37)が固定され、偏心軸(37)に、第２旋回レバー(38)の基端部が回転自在に取り付けられている。第１レバー(35)の先端部は、第３旋回レバー(39)の基端寄りの部分に第１ピン(40)を介して回転自在に取り付けられている。第２レバー(38)の先端部は、第３旋回レバー(39)に基端部に第２ピン(41)を介して回転自在に取り付けられている。第３レバー(39)の先端部上面に、パレット(P)の角みぞ(4)に係合するローラ状のカムフォロア(42)が垂直軸を中心に自由に回転するように取り付けられている。回転軸(24)(25)と第１ピン(40)の軸間距離と、偏心軸(37)と第２ピン(41)の軸間距離とは、互いにほぼ等しい。また、回転軸(24)(25)と偏心軸(37)の軸間距離と、２つのピン(40)(41)の軸間距離とは、互いにほぼ等しい。
【００２７】
図１、図２および図４は、第１パレット(P1)がクランプ装置(14)のクランプ板(16)に支持され、第２パレット(P2)がＡＰＣ本体(1)の第２待機台(A2)に支持されている状態を示している。クランプ装置(14)はアンクランプ状態であり、クランプ板(16)がパレット(P1)のクランプ用みぞ(2)にはまって、前後のローラ(17)がみぞ(2)の前後の凹所(2a)にはまり合い、凹所(2a)の上面がローラ(17)の上にのっている。第２待機台(A2)のローラ(21)が、第２パレット(P2)のクランプ用みぞ(2)の前後の凹所(2a)にはまり合い、凹所(2a)の上面がローラ(21)の上にのっている。
【００２８】
クランプ装置(14)によってパレット(P1)をクランプするには、シリンダ(15)のピストンロッド(15a)を退入させて、クランプ板(16)を下降させる。クランプ板(16)が下降すると、パレット(P1)も下降し、その下面が着座面(12)の上にのる。そして、クランプ板(16)がさらに下降することにより、クランプ板(16)の前後両縁部がみぞ(2)の前後の凹所(2a)の下壁を下向きに押して、着座面(12)との間にクランプする。
【００２９】
次に、主に図４〜図６を参照して、第１パレット(P1)を本機側のクランプ装置(14)からＡＰＣ本体(1)の第１待機台(A1)上に搬出し、第２パレット(P2)をＡＰＣ本体(1)の第２待機台(A2)から本機側のクランプ装置(14)上に搬入するときの動作について説明する。
【００３０】
第１パレット(P1)の搬出に先立ち、まず、クランプテーブル(11)を第１待機台(A1)の左側に停止させ、クランプ装置(14)をアンクランプ状態にする。図１、図２および図４はその状態を示している。このとき、第１シリンダ(31)のピストンロッド(31a)は進出状態、第２シリンダ(32)のピストンロッド(32a)は退入状態にあり、第１レバー(35)と第２レバー(37)は互いに交差した状態で左側にのびている。また、第３レバー(39)は前方にのび、カムフォロア(42)はパレット(P1)の角みぞ(4)の前端寄りの部分に係合している。
【００３１】
このような状態で、第２シリンダ(32)のピストンロッド(32a)を進出させて、第２回転軸(25)を時計方向に回転させる。これにより、図５に示すように、偏心レバー(36)が時計方向に旋回して、偏心軸(37)が後方かつ左方に移動するため、第３レバー(39)が第１ピン(40)を中心に反時計方向に旋回し、カムフォロア(42)が最初の位置より後方かつ右方に移動する。このため、パレット(P1)がローラ(17)に支持された状態で右方に移動し、その右側部分が中間レール(18)に移り、ローラ(19)がみぞ(2)の凹所(2a)にはまって、パレット(P1)を支持する。そして、パレット(P1)は、第１および第２レバー(35)(38)と干渉しない位置まで移動する。
【００３２】
次に、第２シリンダ(32)のピストンロッド(32a)を停止させた状態で、第１シリンダ(31)のピストンロッド(31a)を退入させて、第１回転軸(24)を反時計方向に回転させる。これにより、第１レバー(35)が回転軸(24)を中心に反時計方向に旋回し、それによって第１ピン(40)が前方かつ右方に移動した後に後方かつ右方に移動するため、これにつれて、第２ピン(41)も同方向に移動し、第２レバー(38)が偏心軸(37)を中心に反時計方向に旋回する。このため、第３レバー(39)が右方に移動しながら、反時計方向に旋回し、カムフォロア(42)が後方かつ右方に移動した後に前方かつ右方に移動する。そして、第１レバー(35)がある程度旋回した時点で、４つのレバー(35)(36)(38)(39)が略平行四辺形の平行リンク機構を形成し、第１および第２レバー(35)(38)がさらに反時計方向に旋回することにより、第３レバー(39)がさらに右方にほぼ平行移動し、カムフォロア(42)が右方に大きく移動する。そして、ピストンロッド(31a)が停止したときには、図６に示すように、パレット(P1)は中間レール(18)から第１待機台(A1)に移り、ローラ(21)がみぞ(2)の凹所(2a)にはまって、パレット(P1)を支持する。このとき、第１および第２レバー(35)(38)は右側にのび、第３レバー(39)は第１および第２レバー(35)(38)の先端部からさらに右側にのびており、カムフォロア(42)はパレット(P1)の角みぞ(4)の後端寄りの部分に係合している。
【００３３】
上記のように第１パレット(P1)が第１待機台(A1)に搬出されると、第２パレット(P2)を搬入するために、クランプテーブル(11)が２つの待機台(A)の前後間隔分後方に移動される。これにより、カムフォロア(42)が第１パレット(P1)の角みぞ(3)から後方に外れ、第２パレット(P2)の角みぞ(3)に前側から係合する。そして、カムフォロア(42)が第２パレット(P2)の角みぞ(3)の後端寄りの部分に移動した位置でクランプテーブル(11)が停止する。
【００３４】
次に、上記の搬入時とは逆に、まず、第１シリンダ(31)のピストンロッド(31a)を進出させて、第１回転軸(24)を時計方向に回転させる。これにより、図６と同様の状態から、第１レバー(35)が第１回転軸(24)を中心に時計方向に旋回し、それによって第１ピン(40)が前方かつ左方に移動した後に後方かつ左方に移動するため、これにつれて、第２ピン(41)も同方向に移動し、第２レバー(38)が偏心軸(37)を中心に時計方向に旋回する。このため、第３レバー(39)が左方にほぼ平行移動した後に左方に移動しながら時計方向に旋回し、カムフォロア(42)が前方かつ左方に移動する。これにより、パレット(P2)が左方に移動し、図５と同様に、パレット(P2)が第２待機台(A2)から中間レール(18)およびクランプ板(16)に移り、ローラ(19)(17)がパレット(P2)のみぞ(2)の凹所(2a)にはまって、パレット(P2)を支持する。
【００３５】
次に、第１シリンダ(31)のピストンロッド(31a)を停止させた状態で、第２シリンダ(32)のピストンロッド(32a)を退入させて、第２回転軸(25)を反時計方向に回転させる。これにより、偏心レバー(36)が第２回転軸(25)を中心に反時計方向に旋回し、偏心軸(37)が前方かつ右方に移動するため、第３レバー(39)が第１ピン(40)を中心に時計方向に旋回する。その結果、カムフォロア(42)が前方かつ左方に移動し、図４と同様に、パレット(P2)が中間レール(18)からクランプ板(16)に移り、ローラ(17)によって支持される。
【００３６】
上記のように第２のパレット(P2)が本機側に搬入されたならば、クランプ装置(14)によってこれをクランプし、パレット(P2)上のワーク（図示略）に対して加工が行なわれる。第２のパレット(P2)上のワークの加工中に、第１待機台(A1)上の第１のパレット(P1)に対して、段取り替えが行なわれる。
【００３７】
上記の加工および段取り替えが終了すると、上記と同様に、第２のパレット(P2)が本機側から第２の待機台(A2)上に搬出された後に、第１のパレット(P1)が第１の待機台(A1)から本機側に搬入され、クランプ装置(14)によってクランプされる。そして、第１のパレット(P1)上のワーク（図示略）に対して加工が行なわれ、その間に、第２の待機台(A2)上の第２のパレット(P2)に対して段取り替えが行なわれる。
【００３８】
上記の加工および段取り替えが終了した後の動作は、上記と同様である。
【００３９】
ＡＰＣおよびそのパレット移送機構の各部の構成は、たとえば、２つの油圧シリンダ(31)(32)に代えて、旋回シリンダを用いたり、あるいはモータによりカムを駆動するなど、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の実施形態を示す立型マシニングセンタにおける自動工具交換装置のパレット移送機構の部分の一部切り欠き斜視図である。
【図２】図２は、図１の一部切り欠き右側面図である。
【図３】図３は、図２の一部を拡大して示す一部切り欠き右側面図である。
【図４】図４は、パレット搬出開始時のパレット移送機構の平面図である。
【図５】図５は、パレット搬出中のパレット移送機構の平面図である。
【図６】図６は、パレット搬出終了時のパレット移送機構の平面図である。
【符号の説明】
(1) ＡＰＣ本体
(31) 第１の油圧シリンダ
(32) 第２の油圧シリンダ
(35) 第１旋回レバー
(36) 偏心レバー
(37) 偏心軸
(38) 第２旋回レバー
(39) 第３旋回レバー
(40) 第１ピン
(41) 第２ピン
(P1)(P2) パレット
(C) 旋回中心軸

Claims

第１の領域と第２の領域との間でパレットを移送する機構であって、
一端部の旋回中心軸を中心に旋回可能な第１の旋回レバーと、旋回中心軸に対して偏心しかつ旋回中心軸を中心に移動しうる偏心軸と、一端部が偏心軸に回転可能に支持された第２の旋回レバーと、一端部の２箇所において第１の旋回レバーの他端部および第２の旋回レバーの他端部にそれぞれ回転可能に支持されかつ他端部がパレットに係合される第３の旋回レバーとを備えており、パレットを第１の領域から第２の領域に移送するときに、まず、偏心軸の移動により第２の旋回レバーを介して第３の旋回レバーが旋回することで第１および第２の旋回レバーとパレットが干渉しない位置までパレットを移送し、次に、第１の旋回レバーが旋回することでパレットを第２の領域まで移送するようになっていることを特徴とするパレット移送機構。
第１の旋回レバーの長さと第２の旋回レバーの長さがほぼ等しく、第１の旋回レバーの旋回中心軸に対する偏心軸の偏心距離と第３の旋回レバーにおける第１および第２の旋回レバーとの接続中心軸間距離がほぼ等しく、パレットを第１の領域から第２の領域に移送するときに、最初に偏心軸が移動した後に第１の旋回レバーが所定量旋回した後は、第１の旋回レバーの旋回中心軸、偏心軸ならびに第３の旋回レバーにおける第１および第２の旋回レバーとの接続中心軸が略平行四辺形の頂点に位置し、第３の旋回レバーがほぼ平行移動するようになっていることを特徴とする請求項１のパレット移送機構。
第１の旋回レバーの一端部が旋回中心軸を中心に回転する第１の回転軸に固定され、偏心軸が第１の回転軸と同軸で第１の回転軸と独立して回転しうる第２の回転軸に一端部が固定された偏心レバーの他端部に設けられており、第１の回転軸と第２の回転軸が個別の駆動手段により所定の順序で回転されるようになっていることを特徴とする請求項１または２のパレット移送機構。