JP3947015B2 - 2面パレット交換装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マシニングセンタ等の加工機に付設され、加工機との間でパレットを交換する2面パレット交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、加工機のテーブルとの間でパレットを交換する2面パレット交換装置として、実開平6−11942号公報或いは実開平6−24842号公報に記載されているように、加工機の横に付設したパレット台上に2枚のパレットを並べて配置し、モータ駆動のパレットキャリアやスプロケット駆動手段等によりパレット交換を行う交換装置(従来例1)や、特開平8−294840号公報に記載されているように、加工機の側方にパレット旋回軸を立設し、その旋回軸に固着されたパレット台の軸対称位置に2枚のパレットを配置し、パレット台の旋回により交換位置にパレットを位置決めしてパレット交換する交換装置(従来例2)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来例1の装置によると、加工機の横に隣接してパレットを2枚置くスペースが必要となるため交換装置を含めた加工機全体が大型化すると共に、パレットをテーブルとの間で1枚毎に取出し収納操作して交換しなければならないため交換時間が長くかかる問題点があった。また、従来例2の装置によると、特に長方形のパレットを使用した場合、旋回径が大きくなり交換装置の設置スペースを広く確保しなければならないため交換装置を含めた加工機全体が大型化すると共に、本装置は加工機の側方に設置されるので、寄り付きが悪くなり操作性が低下する問題点があった。
【0004】
こうした問題に鑑み、本発明の課題は、設置スペースを小さくでき、パレットの交換時間を短くでき、操作性を向上できる2面パレット交換装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明による2面パレット交換装置は、第1パレット交換位置と第2パレット交換位置との中線を延ばした位置に、ワークの搬入出を行うように第1パレット或いは第2パレットを待機させる待機位置を規定し、中線上に設けられた旋回軸回りに、一方向への旋回により第1パレットを第1パレット交換位置から待機位置に移送すると同時に第2パレットを待機位置から第2パレット交換位置に移送し、反対方向への旋回により第2パレットを第2パレット交換位置から待機位置に移送すると同時に第1パレットを待機位置から第1パレット交換位置に移送する旋回体と、第1パレット交換位置及び第2パレット交換位置の近傍を両端部とし、待機位置付近を通る略U形状に形成され、第1パレットを第1パレット交換位置と待機位置との間で案内し、第2パレットを待機位置と第2パレット交換位置との間で案内するパレット案内手段と、から構成される。
【0006】
請求項2の発明による2面パレット交換装置は、第1パレットを交換する第1パレット交換位置と第2パレットを交換する第2パレット交換位置との間を移動するテーブルと、旋回体の一方向への旋回中にテーブルを第1パレット交換位置から第2パレット交換位置に移動させ、旋回体の反対方向への旋回中にテーブルを第2パレット交換位置から第1パレット交換位置に移動させる制御手段とを備えて構成される。
【0007】
請求項3の発明による2面パレット交換装置は、旋回体が180度の角度で旋回するV字形の旋回アームを含んでなり、旋回アームの2つの先端部に第1パレット及び第2パレットの相接近する側の端部に係合する係合部を設けて構成される。
【0008】
請求項4の発明による2面パレット交換装置は、パレット案内手段が旋回アームと同心の円弧に沿って延びるガイドレールを含むものであり、ガイドレールが第1パレットを第1パレット交換位置と待機位置との間で90度向きを変えて案内し、第2パレットを待機位置と第2パレット交換位置との間で90度向きを変えて案内するように構成される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1乃至図4は本発明に係る2面パレット交換装置の一実施形態を示す。2面パレット交換装置1は、例えばたて形マシニングセンタ等の加工機2に付設されている。加工機2には、上下方向及び左右方向に可動するコラム3と、そのコラム3から下向きに突設してなる主軸4と、加工機2の右側面に開口形成したワーク搬入出口5と、主軸4の下方に配置したベッド6とが設けられている。また、主軸4の左方には、主軸4に対して工具を供給或いは回収可能に構成した工具交換アーム30及び工具収納装置31からなる自動工具交換装置が設けられている。
【0010】
ベッド6上には、主軸4の直下に、主軸4がワークを加工するためのワーク加工領域7が確保され、このワーク加工領域7内には、第1パレット(以下、パレットA)を交換する第1パレット交換位置8a(黒丸で図示)と、その奥側に第2パレット(以下、パレットB)を交換する第2パレット交換位置8b(黒丸で図示)が規定されている。ワーク加工領域7は、パレットA及びパレットBを並置可能な面積で形成されている。またワーク加工領域7の右側には、ワーク搬入出口5を介して加工機2外部との間でワークの搬入出を行うようにパレットA或いはパレットBを待機させる待機位置9(黒丸で図示)が規定されている。ベッド6は、ワーク加工領域7の第1パレット交換位置8a及び第2パレット交換位置8b並びに待機位置9に、パレットA或いはパレットBを配置可能な平面積で形成されている。
【0011】
この加工機2に付設された2面パレット交換装置1は、ワークを載置する2枚のパレットA,Bと、ベッド6上のワーク加工領域7内に設けられた第1パレット交換位置8aと第2パレット交換位置8bとの間を往復動するテーブル16と、パレットA,Bを旋回によって移送させる旋回体として形成された旋回アーム23と、その旋回アーム23の旋回軌道と同心の円弧に沿って延びるように形成されたパレット案内手段21とから構成されている。
【0012】
パレットA,Bは、図3及び図4に示すように、長方形板の一方長辺部を円弧形状に型取った略長方形状に形成されている。夫々の下面には、パレットA,Bがテーブル16上に位置決めされる際に、テーブル16上面に設けられた長方形状のクランプ板14と嵌合する嵌合部40が突設されている。嵌合部40は、クランプ板14を両側から挟み込むように、クランプ板14の両長辺の長さと略同一の長さに合わせて突設された2枚の板状体から構成され、両先端部を内側に折曲げたL字状に形成されている。
【0013】
さらにパレットA,Bの夫々の下面には、パレットA,Bの相接近する側の端部に短辺部と同一方向へ刻設されたパレットAの溝41a及びパレットBの溝41bと、円弧形状の長辺部に沿って等間隔に配設した3組のカムフォロアー43a,43b,43cと、他方の長辺部の嵌合部40中央に配設した1組のカムフォロアー42aとが設けられている。各組のカムフォロアー42a,43a〜43cは、回動可能に形成された円筒形状の水平回転カム及び垂直回転カムから構成されている。
【0014】
テーブル16は、第1パレット交換位置8aと第2パレット交換位置8bとの間に直線状に敷設された2本のテーブルレール17上に配置されている。テーブル16には、ボールネジ等の第1駆動手段(図示略)が接続されている。テーブル16は、第1駆動手段によって、第1パレット交換位置8aと第2パレット交換位置8bとの間をワーク加工領域7内で移動可能に構成されている。
【0015】
クランプ板14には、油圧シリンダ等の第2駆動手段(図示略)が接続されている。クランプ板14は、第2駆動手段によって、パレットA或いはパレットBをクランプ或いはアンクランプ自在に構成されている。このクランプ板14の上面には、6個のカムフォロアー18が配設されている。これらのカムフォロアー18は、テーブル16の移動方向と直交する方向に2列に分割されて各列3個設けられている。アンクランプ時のパレットA或いはパレットBは、これらのカムフォロアー18によってその列方向へ摺動可能にテーブル16上に配置される。
【0016】
旋回アーム23は、旋回軸24からV字形となるように水平方向に突設した2本のアーム23a,23bと、その2本のアーム23a,23bの各先端部に設けられた係合部31a,31bとから構成されている。旋回軸24は、モータ等の第3駆動手段(図示略)に接続されている。旋回アーム23は、第3駆動手段によって、旋回軸24を介して旋回可能に構成されている。係合部31a,31bは、パレットA,Bの溝41a,41bと係合するように形成されると共に、溝41a,41bに沿って転がり動くように円柱形状に形成されている。また係合部31a,31bは、旋回アーム23の旋回時、旋回軸24から同一距離の旋回軌跡を通り、旋回軸24を基点とする2方向に軸回りに90度開くように設けられている。
【0017】
旋回軸24は、第1パレット交換位置8aと第2パレット交換位置8bとの中線35上にベッド6から立設されている。旋回軸24の周りには、旋回軸24と同心で径の異なる2つの円弧に沿って延びるように平行に配設された内側ガイドレール11と外側ガイドレール12とがパレット案内手段21として設けられている。ここで、待機位置9は、第1パレット交換位置8aと第2パレット交換位置8bとの中線35を旋回軸24を通して延ばし、内側ガイドレール11及び外側ガイドレール12と交差した位置に規定される。内側ガイドレール11及び外側ガイドレール12は、第1パレット交換位置8a及び第2パレット交換位置8bの近傍を両端部とし、待機位置9付近を通る略U形状に形成されている。
【0018】
内側ガイドレール11及び外側ガイドレール12は、ベッド6上に水平に配設されている。内側ガイドレール11及び外側ガイドレール12の近接する一方端部は、第1パレット交換位置8aのテーブル16上でアンクランプされたパレットAを、クランプ板14から内側ガイドレール11及び外側ガイドレール12上に案内可能に配設されている。また近接する他方端部は、第2パレット交換位置8bのテーブル16上でアンクランプされたパレットBを、クランプ板14から内側ガイドレール11及び外側ガイドレール12上に案内可能に配設されている。内側ガイドレール11及び外側ガイドレール12がパレットA,Bを案内する際、内側ガイドレール11は、パレットA,Bのカムフォロアー42aを支持し、また外側ガイドレール12は、パレットA,Bのカムフォロアー43a〜43cを支持する。よって内側ガイドレール11は、外側ガイドレール12よりも低い位置に配設されている。
【0019】
上記構成の旋回アーム23及び両ガイドレール11,12において、旋回アーム23は、第3駆動手段により反時計回りに旋回駆動され、係合部31aと係合したパレットAを第1パレット交換位置8aから待機位置9に移送すると同時に、係合部31bと係合したパレットBを待機位置9から第2パレット交換位置8bに移送する。また旋回アーム23は、同様に時計回りに旋回駆動され、パレットBを第2パレット交換位置8bから待機位置9に移送すると同時にパレットAを待機位置9から第1パレット交換位置8aに移送する。両ガイドレール11,12は、第1パレット交換位置8aと待機位置9との間で旋回アーム23の旋回により往復動するパレットAと、待機位置9と第2パレット交換位置8bとの間を同様に旋回により往復動するパレットBとを支持し夫々の移送を案内する。
【0020】
上記構成の2面パレット交換装置1において、第1〜3駆動手段は、制御手段としてNC装置22によって制御される。NC装置22は、テーブル16の移動を行う第1駆動手段と旋回アーム23の旋回を行う第3駆動手段とを制御し、旋回アーム23の反時計回りへの旋回中にテーブル16を第1パレット交換位置8aから第2パレット交換位置8bに移動させ、或いは、旋回アーム23の時計回りへの旋回中にテーブル16を第2パレット交換位置8bから第1パレット交換位置8aに移動させている。このようにNC装置22によって、第1及び第3駆動手段を制御することにより、テーブル16の移動と旋回アーム23の旋回とを並行して行うことができる。
【0021】
さらに、NC装置22は、テーブル16上に設けたクランプ板14の上昇及び下降動作を行う第2駆動手段を制御し、テーブル16を第1パレット交換位置8aに移動させた後、パレットAを第1パレット交換位置8aのテーブル16上に移送し、クランプ板14の上昇及び下降動作によってパレットAをクランプ、アンクランプする。同様に、パレットBを第2パレット交換位置8bのテーブル16上にクランプ、アンクランプする。なお、NC装置22は加工機2背面の左端部に設けられている。
【0022】
上記のように構成された2面パレット交換装置1における、ワーク加工領域7内のテーブル16に対するパレット交換動作について、図5に基づいて説明する。
(a)パレットAが第1パレット交換位置8aに移動したテーブル16上で下降状態のクランプ板14によりクランプされている。パレットA上には例えばワークWA(図示略)が固定される。このワークWAは、ワーク加工領域7内をレール16に沿って移動するテーブル16の前後動と、主軸4の上下左右移動とにより加工される。一方、パレットBは待機位置9の両ガイドレール11,12上に配置され、ワーク搬入出口からワークWB(図示略)が搬入されてパレットB上に固定される。ワークWAの加工終了後、テーブル16が第1パレット交換位置8aに戻り、クランプ板14が上昇することによって、パレットAはテーブル16からアンクランプされ、交換アーム23の係合部31aがパレットAの溝41aに係合する。
【0023】
(b)交換アーム23が反時計回りに旋回を開始し、その旋回力を係合部31aを介して伝えられたパレットAが第1パレット交換位置8aから待機位置9へ、同時に係合部31bを介して伝えられたパレットBが待機位置9から第2パレット交換位置8bへ移送され始める。
(c)パレットAの嵌合部40がクランプ板14から完全に外れ、パレットAが両ガイドレール11,12上に案内される。一方、テーブル16のみが第1パレット交換位置8aから第2パレット交換位置8bへの移動を開始する。
(d)テーブル16が第2パレット交換位置8bへの移動を完了する。その後、待機位置9から移送されてきたパレットBの嵌合部40がクランプ板14に入り始める。
【0024】
(e)交換アーム23が(a)の状態から180°旋回し、パレットAが、ガイドレール11,12上の待機位置9に、第1パレット交換位置8aの向きから反時計回りに90度向きを変えて移送され、同時にパレットBが、第2パレット交換位置8bに移動したテーブル16上に、待機位置9の向きから反時計回りに90度向きを変えて移送される。この後、クランプ板14が下降することによって、交換アーム23の係合部31bがパレットBの溝41bからはずれると共に、パレットBはテーブル16にクランプされる。
以上(a)〜(e)の工程により、ワーク加工領域7内のテーブル16に対して、パレットAからパレットBへのパレット交換動作が行われる。
【0025】
同様に、パレットBからパレットAへのパレット交換動作は、上記(a)〜(e)の工程の「パレットA」と「パレットB」、「第1パレット交換位置8a」と「第2パレット交換位置8b」、「係合部31a」と「係合部31b」、「溝41a」と「溝41b」とを夫々読み替え、また、「ワークWA」を「ワークWB」、「反時計回りに」を「時計回りに」に読み替えた工程により行われる。尚、NC装置22は、第1〜第3駆動手段を独立して動作するように制御することも可能である。
【0026】
したがって、この実施形態の2面パレット交換装置1によれば、第1パレット交換位置と第2パレット交換位置との中線を延ばした位置に、ワークの搬入出を行うように第1パレット或いは第2パレットを待機させる待機位置を規定し、中線上に設けられた旋回軸回りに、一方向への旋回により第1パレットを第1パレット交換位置から待機位置に移送すると同時に第2パレットを待機位置から第2パレット交換位置に移送し、反対方向への旋回により第2パレットを第2パレット交換位置から待機位置に移送すると同時に第1パレットを待機位置から第1パレット交換位置に移送する旋回体と、第1パレット交換位置及び第2パレット交換位置の近傍を両端部とし、待機位置付近を通る略U形状に形成され、第1パレットを第1パレット交換位置と待機位置との間で案内し、第2パレットを待機位置と第2パレット交換位置との間で案内するパレット案内手段とを設けたので、パレットA,Bの夫々の移動を並行して行うことができる。よって、第1パレット交換位置8a及び第2パレット交換位置8bを含んでなるワーク加工領域7のテーブル16と、待機位置9との間でのパレットA,Bの交換時間を短縮することができる。
【0027】
旋回アーム23を180度の角度で旋回するように構成すると共に、旋回アームの2つの先端部に、パレットAとパレットBの相接近する側の端部に係合する係合部を設けたので、旋回軸24の軸位置と待機位置9との結線に対して対称位置に第1パレット交換位置8aと第2パレット交換位置8bとを規定し、その結線上に両交換位置8a,8bと隣設して待機位置9を規定することができ、本装置1のベッド6をパレット略3枚分の平面積で形成して配置スペースを効率良く縮小することができる。さらに従来加工機の横に付設されていた2面パレット交換装置を加工機内に納めることが可能となり、その場合、寄り付き良く操作性を向上できる。
【0028】
両ガイドレール11,12を、旋回アーム23と同心の円弧に沿って延びるよう略U形状に配設したので、第1パレット交換位置8aと第2パレット交換位置8bをその両端部に規定することができ、テーブル16の往復移動動作と併せて、ワーク加工領域7と待機位置9との間で効率の良いパレット交換動作を行うことができる。またパレット案内手段21を、内側ガイドレール11と外側ガイドレール12とからなる2重軌道で構成したので、パレットA,Bの下面の内外側を支持して移送を安定して行うことができる。加えて、案内機構の構造を簡素化でき、パレット案内手段21の製作、設置、保守管理等が容易になる。
【0029】
両ガイドレール11,12が、パレットAを第1パレット交換位置8aと待機位置9との間で90度向きを変えて案内し、パレットBを待機位置9と第2パレット交換位置8bとの間で90度向きを変えて案内するので、第1パレット交換位置8a及び第2パレット交換位置8bに待機位置9を隣接配置して、パレットA,Bの配置スペースを小さくできる。特にパレットA,Bを略長方形状に形成した場合、待機位置9におけるパレットA,Bの長辺部を第1パレット交換位置8a及び第2パレット交換位置8bにおける短辺部側に隣接配置することができるので、パレットA,Bの配置スペースをより小さく抑えることができる。
【0030】
旋回アーム23をV字形に形成したので、旋回アーム23のV字形を構成するアーム23a,23bを例えば棒状体で形成すれば、その先端部にパレットA,Bに係合する係合部31a,31bとを設けて、旋回アーム23を少ない最小限の部材で形成することができ、製造コストを抑えることができる。
【0031】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下、列挙するように本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施することも可能である。
(1)本発明を横形マシニングセンタ等その他の加工機に実施すること。
(2)パレットA,Bのパレット案内手段をコンベア等で構成すること。
(3)第1〜第3駆動手段を、流体圧シリンダ、モータ等の他の駆動手段で構成すること。
(4)パレットA,Bを略正方形に形成すること。
(5)パレットA,B下面に設けるカムフォロアーの個数を増加させること。
【0032】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1の発明によれば、第1パレット交換位置と第2パレット交換位置との中線を延ばした位置に、ワークの搬入出を行うように第1パレット或いは第2パレットを待機させる待機位置を規定し、中線上に設けられた旋回軸回りに、一方向への旋回により第1パレットを第1パレット交換位置から待機位置に移送すると同時に第2パレットを待機位置から第2パレット交換位置に移送し、反対方向への旋回により第2パレットを第2パレット交換位置から待機位置に移送すると同時に第1パレットを待機位置から第1パレット交換位置に移送する旋回体を備えたので、2つのパレットの夫々の移動を並行して行うことができ、パレット交換時間を短縮できる。さらに第1パレット交換位置及び第2パレット交換位置の近傍を両端部とし、待機位置付近を通る略U形状に形成され、第1パレットを第1パレット交換位置と待機位置との間で案内し、第2パレットを待機位置と第2パレット交換位置との間で案内するパレット案内手段を備えたので、旋回体の旋回方向に沿うようにパレット案内手段を配置すれば、旋回体の旋回力を効率よく利用することができる。
【0033】
請求項2の発明によれば、第1パレットを交換する第1パレット交換位置と第2パレットを交換する第2パレット交換位置との間を移動するテーブルと、旋回体の一方向への旋回中にテーブルを第1パレット交換位置から第2パレット交換位置に移動させ、旋回体の反対方向への旋回中にテーブルを第2パレット交換位置から第1パレット交換位置に移動させるように制御する制御手段を備えたので、旋回体の旋回中にテーブルを移動させて、パレットの移送とテーブルの移動を並行して行うことができ、パレットの交換時間を短縮できる。
【0034】
請求項3の発明によれば、旋回体を180度の角度で旋回するV字形の旋回アームを含むように構成すると共に、旋回アームの2つの先端部に第1及び第2パレットの相接近する側の端部に係合する係合部を設けたので、第1パレット交換位置及び第2パレット交換位置に隣接して待機位置を規定することができ、配置スペースを効率よく縮小することができる。さらに設置スペースを縮小できるので、従来加工機の横に付設されていた2面パレット交換装置を加工機内に納めることが可能となり、その場合、寄り付き良く操作性を向上できる。
【0035】
請求項4の発明によれば、パレット案内手段を旋回アームと同心の円弧に沿って延びるガイドレールを含むように構成し、さらに第1パレットが第1パレット交換位置と待機位置との間で90度向きを変えて案内し、第2パレットを待機位置と第2パレット交換位置との間で90度向きを変えて案内するようにガイドレールを構成したので、第1パレット交換位置、第2パレット交換位置及び待機位置を隣接配置して、パレットの配置スペースを小さくできる。特にパレットを略長方形状で形成した場合、待機位置におけるパレットの長辺部を第1パレット交換位置及び第2パレット交換位置におけるパレットの短辺部側に隣接配置することができるので、パレットの配置スペースをより小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す2面パレット交換装置の平面図である。
【図2】図1の装置の正面図である。
【図3】パレットA(B)の平面図である。
【図4】パレットA(B)の右側面図である。
【図5】図1の装置の動作説明図である。
【符号の説明】
1・・2面パレット交換装置、A,B・・パレット、7・・ワーク加工領域、8a・・第1パレット交換位置、8b・・第2パレット交換位置、9・・待機位置、11・・内側ガイドレール、12・・外側ガイドレール、16・・テーブル、22・・NC装置、23・・旋回アーム、31a,31b・・係合部。
Claims (4)
- 第1パレット交換位置と第2パレット交換位置との中線を延ばした位置に、ワークの搬入出を行うように第1パレット或いは第2パレットを待機させる待機位置を規定し、中線上に設けられた旋回軸回りに、一方向への旋回により第1パレットを第1パレット交換位置から待機位置に移送すると同時に第2パレットを待機位置から第2パレット交換位置に移送し、反対方向への旋回により第2パレットを第2パレット交換位置から待機位置に移送すると同時に第1パレットを待機位置から第1パレット交換位置に移送する旋回体と、
第1パレット交換位置及び第2パレット交換位置の近傍を両端部とし、待機位置付近を通る略U形状に形成され、第1パレットを第1パレット交換位置と待機位置との間で案内し、第2パレットを待機位置と第2パレット交換位置との間で案内するパレット案内手段と、
からなる2面パレット交換装置。 - 第1パレットを交換する第1パレット交換位置と第2パレットを交換する第2パレット交換位置との間を移動するテーブルと、
旋回体の一方向への旋回中にテーブルを第1パレット交換位置から第2パレット交換位置に移動させ、旋回体の反対方向への旋回中にテーブルを第2パレット交換位置から第1パレット交換位置に移動させる制御手段とを備えてなる請求項1に記載の2面パレット交換装置。 - 旋回体が180度の角度で旋回するV字形の旋回アームを含んでなり、旋回アームの2つの先端部に第1パレット及び第2パレットの相接近する側の端部に係合する係合部を設けた請求項1または請求項2に記載の2面パレット交換装置。
- パレット案内手段が旋回アームと同心の円弧に沿って延びるガイドレールを含むものであり、ガイドレールが第1パレットを第1パレット交換位置と待機位置との間で90度向きを変えて案内し、第2パレットを待機位置と第2パレット交換位置との間で90度向きを変えて案内する請求項1乃至請求項3の何れかに記載の2面パレット交換装置。
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