JP4310156B2 - Pallet changer - Google Patents

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本発明は、マシニングセンタに対し、パレットを提供しかつ交換するために工作機械において使用されているパレット交換装置に関するものである。   The present invention relates to a pallet exchanging device used in a machine tool for providing and exchanging a pallet to a machining center.

工作機械は、工作物を支持し、かつ加工を行うマシニングセンタと、パレット交換装置とによって構成されている(尚、本明細書においては、「工作機械」の技術用語を前記のように、パレット交換装置をも包摂した広義の趣旨にて使用することにする。)。   A machine tool is constituted by a machining center that supports a workpiece and performs machining, and a pallet exchanging device (in this specification, the technical term “machine tool” is a pallet exchanging as described above. (It will be used in a broad sense that includes the device.)

マシニングセンタは、工作物を加工する加工部と、加工段階において工作物を色々な角度から支持するために、揺動しながら工作物、及び当該工作物を載置しているパレットを支持(クランプ)しているパレットクランプ装置によって構成されているが、パレット交換装置は、マシニングセンタの内、パレットクランプ装置に対しパレットを提供し、かつ既に工作物の加工が終了した後の段階にある工具を載置しているパレットを戻す作業を行っている。   The machining center supports the workpiece and the pallet on which the workpiece is placed (clamp) while swinging in order to support the workpiece from various angles in the machining stage. The pallet exchanging device provides the pallet to the pallet clamping device in the machining center and places the tool at the stage after the workpiece has already been processed. The work which returns the pallet which is being done is done.

上記作業は、パレット装置における両側アームの水平方向の回転、並びに上下方向の移動、パレットクランプ装置の前後方向の移動、及び両側アームの一方側からのパレットの授受を介して実現している。   The above operation is realized through horizontal rotation of both side arms in the pallet device, vertical movement, movement of the pallet clamp device in the front-rear direction, and exchange of pallets from one side of the both side arms.

しかして、従来技術によるパレット交換装置においては、工作物が加工される段階において、パレットクランプ装置が、工作物及び当該工作物を載置するパレットを支持しながら、工作物をその他の角度から加工するために揺動している段階においても、前記両側アームは、水平方向に延伸した状態となっている。   Thus, in the pallet exchanging device according to the prior art, at the stage where the workpiece is processed, the pallet clamping device supports the workpiece and the pallet on which the workpiece is placed, and processes the workpiece from other angles. Even in the swinging stage, the both side arms are in a state of extending in the horizontal direction.

このような場合、図5に示すように、両側アーム1の内、パレットクランプ側のアームが水平方向に延伸している場合には、揺動しているパレットクランプによって支持されている工作物5及び当該工作物5を載置しているパレット4と接触することを避けるために、前後方向に一定のスペースを不可欠とする。   In such a case, as shown in FIG. 5, when the arm on the pallet clamp side of the both side arms 1 extends in the horizontal direction, the workpiece 5 supported by the swinging pallet clamp. In order to avoid contact with the pallet 4 on which the workpiece 5 is placed, a certain space in the front-rear direction is indispensable.

しかしながら、このようなスペースを設けることは、必然的にパレット交換装置とマシニングセンタ3とを一体とした工作機械において前後方向の寸法(スケール)を必然的に大型化する要因とならざるを得なかった。   However, the provision of such a space is inevitably a factor in inevitably increasing the size in the front-rear direction (scale) in a machine tool in which the pallet exchanging device and the machining center 3 are integrated. .

にも拘らず、従来技術においては、上記大型化を避けるための構成は何ら提案されていなかった。   Nevertheless, the prior art has not proposed any configuration for avoiding the above-mentioned enlargement.

特開平5−149010号公報。JP-A-5-149010.

特開平8−117890号公報。JP-A-8-117890.

本発明は、パレット交換装置と加工段階におけるパレットクランプ装置との間に設けている前後方向のスペースを、可能な限り少なくするようなパレット交換装置の構成、及び当該構成を前提としたことによるパレット交換装置とパレットクランプ装置との配置関係に基づく工作機械の構成を提供することを課題とするものである。   The present invention relates to a configuration of a pallet exchanging device that minimizes the space in the front-rear direction provided between the pallet exchanging device and the pallet clamping device in the processing stage, and a pallet based on the premise of the configuration. It is an object of the present invention to provide a machine tool configuration based on an arrangement relationship between an exchange device and a pallet clamp device.

前記課題を解決するため、本発明は、
(1)段取ステーション側、及びパレットクランプ装置側にそれぞれ延伸し、かつ水平方向に回転自在に支持されている両側アームを有しているパレット交換装置において、両側の各アームにつき、当該水平方向回転軸から先端に至る中途部位において、先端側を垂直方向上側領域にて回転自在に軸支し、かつ先端側が水平方向に対し、所定の角度を以って垂直方向上側にある状態を維持し得る機構を有していることに基づくパレット交換装置、
(2)両側の各アームの内、パレットクランプ装置側のアームの先端側を所定の角度を以って上側方向とする状態を維持している場合に、工作物、及び当該工作物を載置したパレットを支持しているパレットクランプ装置が加工時において揺動し得る空間領域が、先端側が所定の角度方向に維持されているアームの存在領域に至らないように、前記(1)のパレット交換装置と、パレットクランプ装置とを配置したことによるパレット交換装置を有している工作機械
からなる。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
(1) In a pallet exchanging apparatus having both arms that extend to the setup station side and the pallet clamp apparatus side and are supported rotatably in the horizontal direction, the horizontal direction of each arm on both sides In the midway part from the rotating shaft to the tip, the tip side is pivotally supported in the vertical upper region, and the tip side is maintained in the vertical direction with a predetermined angle with respect to the horizontal direction. Pallet changer based on having a mechanism to obtain,
(2) The workpiece and the workpiece are placed when the state where the tip side of the arm on the pallet clamp device side is set to the upper side with a predetermined angle among the arms on both sides is placed. The pallet replacement described in (1) above is performed so that the space area in which the pallet clamping device supporting the pallet can swing during processing does not reach the existing area of the arm whose tip side is maintained in a predetermined angular direction. It comprises a machine tool having a pallet changing device by arranging a device and a pallet clamping device.

前記(1)、(2)における本発明の両側アーム1の各アーム11は、先端側を、所定の角度を以って垂直方向上側を向いた状態を維持することができるので、図1に示すように、当該回転によって両側アーム1の内、パレットクランプ側のアームの先端は、水平方向に延伸している場合よりも前側に位置していることになる。   Since each arm 11 of the both-sided arm 1 of the present invention in the above (1) and (2) can maintain the tip side facing the vertical upper side with a predetermined angle, FIG. As shown, the tip of the arm on the pallet clamp side of the two-sided arm 1 is positioned on the front side of the case where the arm is extended in the horizontal direction.

このように、前記状態を維持することによって、先端側がより前側に位置するに至った距離分だけ加工段階において、工作物5、及び当該工作物5と載置しているパレット4を支持しているパレットクランプ装置31が揺動する空間領域を前側に設定することができ、したがって、工作機械の前後方向における全体の寸法を小さくし、工作記載をコンパクトに設計することができる。   In this way, by maintaining the above state, the workpiece 5 and the pallet 4 placed on the workpiece 5 are supported in the machining stage by a distance corresponding to the distance at which the front end side is positioned on the front side. The space region in which the pallet clamping device 31 is oscillated can be set to the front side. Therefore, the overall dimension in the front-rear direction of the machine tool can be reduced, and the machine description can be designed compactly.

両側アーム1の内、パレットクランプ装置31側のアームを垂直方向上側に維持する場合の角度として、図2に示すように、工作物5の加工段階において、水平方向に対して直角の方向、即ち、垂直方向を向くようにした場合には、当該アームの前後方向の距離を最小とし、ひいては工作機械の前後方向の距離を図1に示すような状態よりも更に小さくすることができる。   As shown in FIG. 2, the angle when maintaining the arm on the pallet clamping device 31 side in the upper side in the vertical direction among the both side arms 1, as shown in FIG. In the case of facing in the vertical direction, the distance in the front-rear direction of the arm can be minimized, and the distance in the front-rear direction of the machine tool can be further reduced as compared with the state shown in FIG.

したがって、前記所定の角度としては、水平方向に対し直角であることが好ましい。   Therefore, the predetermined angle is preferably perpendicular to the horizontal direction.

他方、各アーム11において、前記のように、垂直方向上側に回転自在に軸支する位置を両側アームの水平方向回転中心軸12の位置に近付けるほど回転半径が大きくなり、パレットクランプ装置31側のアームの前後方向の距離をより小さく設定することができ、ひいては工作機械の前後方向における全体の寸法を最小とすることができる。   On the other hand, in each arm 11, as described above, the rotation radius increases as the position of the shaft that is rotatably supported upward in the vertical direction approaches the position of the horizontal rotation center shaft 12 of both arms, and the pallet clamp device 31 side becomes larger. The distance in the front-rear direction of the arm can be set smaller, and as a result, the overall dimension in the front-rear direction of the machine tool can be minimized.

したがって、前記のように軸支する位置は、図2に示すように、両側アームの水平方向回転中心軸12の位置と近傍であることが好ましい。   Therefore, as shown in FIG. 2, it is preferable that the position where the shaft is supported is in the vicinity of the position of the horizontal rotation center shaft 12 of the both arms as shown in FIG.

前記(1)の構成において、工作物5がマシニングセンタ3の内の工作を行う部分(図1、図2において、ヘッド32、コラム33、サドル34などの工作加工を行う部分)によって加工された段階では、図1、図2のように、パレットクランプ装置31側のアームの先端側は、垂直方向上側を向いた方向に維持されているが、前記加工が終了した段階では、所定の角度を以って垂直方向上側を向いていた状態となった先端側は、水平方向に延伸した状態に戻り、パレットクランプ装置31との間で工作物5を載置しているパレット4を受け取り、水平方向の回転によって段取ステーション2側に工作物5及びパレット4を移動させることになる。   In the configuration (1), the workpiece 5 is machined by a portion of the machining center 3 where machining is performed (in FIG. 1 and FIG. 2, the portion where machining such as the head 32, the column 33, and the saddle 34 is performed). Then, as shown in FIGS. 1 and 2, the tip end side of the arm on the pallet clamp device 31 side is maintained in the direction facing the upper side in the vertical direction. Thus, the tip side that has turned to the upper side in the vertical direction returns to the horizontally extended state, receives the pallet 4 on which the workpiece 5 is placed between the pallet clamp device 31 and receives the pallet 4 in the horizontal direction. The workpiece 5 and the pallet 4 are moved to the setup station 2 side by the rotation.

各アーム11の先端側を、所定の角度を以って垂直方向上側を向いた状態とし、かつ当該状態から水平方向を向いた状態に戻すためには、各アーム11に対し、垂直方向に回転させるための駆動機構を必要とする。   In order to make the tip side of each arm 11 face upward in the vertical direction at a predetermined angle and return to the state facing the horizontal direction from the state, the arm 11 is rotated in the vertical direction. A drive mechanism is required to make it happen.

そして、当該駆動機構は、特に限定される訳ではないが、例えば、図3に示すように、軸支する回転軸に対し、駆動モータ6の回転力を伝達することによる実施形態は、当然採用することができる。   The drive mechanism is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 3, the embodiment in which the rotational force of the drive motor 6 is transmitted to the rotating shaft that supports the shaft is naturally adopted. can do.

各アーム11の先端方向を所定の角度を以って垂直方向上側を向いた状態を維持するための機構もまた特に限定される訳ではないが、通常、回転軸と一体をなすピニオン8を採用することが多いことから、当該ピニオン8とその側部に位置している各アーム11において固定している部分とを貫通するロックピン10を挿脱自在としたうえで差し込むと良い(尚、図3では当該固定している部分を貫通するロックピン10は図示されている訳ではない。)。   Although the mechanism for maintaining the state in which the tip direction of each arm 11 is directed vertically upward at a predetermined angle is not particularly limited, usually, a pinion 8 integrated with the rotating shaft is adopted. Therefore, it is preferable to insert the lock pin 10 penetrating the pinion 8 and the fixed portion of each arm 11 located on the side of the pinion 8 after being detachable. In FIG. 3, the lock pin 10 penetrating through the fixed portion is not shown.

但し、図3に示すように、回転を行うための駆動モータ6を採用する場合には、回転軸と一体をなすピニオン8に回転を伝達する駆動モータ6側のピニオン8とその側部の固定部21とを貫通するロックピン10を挿脱自在とする設計もまた、十分適用可能である。   However, as shown in FIG. 3, when the drive motor 6 for rotating is adopted, the pinion 8 on the side of the drive motor 6 that transmits the rotation to the pinion 8 that is integrated with the rotating shaft and the fixing of the side portion thereof. A design in which the lock pin 10 penetrating the portion 21 can be inserted and removed is also sufficiently applicable.

前記(2)は、前記(1)のパレット交換装置の構成を前提としたうえで、加工段階においてパレットクランプ装置31によって揺動状態にて維持されている工作物5及び当該工作物5を載置するパレット4が、パレット交換装置と接触しないようにパレット交換装置とパレットクランプ装置31を配置していることを基本構成としている。   The above (2) presupposes the configuration of the pallet exchanging device of (1) above, and loads the workpiece 5 maintained in a swinging state by the pallet clamping device 31 in the machining stage and the workpiece 5 mounted thereon. The basic configuration is that the pallet changing device and the pallet clamping device 31 are arranged so that the pallet 4 to be placed does not come into contact with the pallet changing device.

上記配置を実現するためには、対象となる工作物5の内、揺動によって最も大きな空間を占めるような工作物5を基準として、前記(1)のパレット交換装置と揺動している工作物5及び当該工作物5を載置しているパレット4とが接触しないような設計をすると良い。   In order to realize the above arrangement, the workpiece 5 that oscillates with the pallet exchanging device of the above (1) on the basis of the workpiece 5 that occupies the largest space by the oscillation among the target workpieces 5. It is good to design so that the thing 5 and the pallet 4 which has mounted the said workpiece | work 5 may not contact.

このような配置によって、前記(2)の構成は、パレット交換装置を含む工作機械において、前後方向の距離をコンパクトに設定していることになる。   With this arrangement, the configuration (2) sets the distance in the front-rear direction to be compact in a machine tool including a pallet changer.

以下、実施例に従って説明する。   Hereinafter, it demonstrates according to an Example.

実施例においては、図4に示すように、軸支する回転軸と一体をなすピニオン8、及びピニオン8と係合するラック9、該ラック9を往復移動するシリンダを備えたことを特徴とすると共に、当該機構として、ラック9とその側部に位置している固定部21とを挿貫し、かつ挿脱自在とするロックピン10を採用することを特徴としている。   In the embodiment, as shown in FIG. 4, a pinion 8 integrated with a rotating shaft that supports the shaft, a rack 9 that engages with the pinion 8, and a cylinder that reciprocates the rack 9 are provided. At the same time, the mechanism is characterized by adopting a lock pin 10 that penetrates the rack 9 and the fixing portion 21 located on the side thereof and is detachable.

即ち、上記実施例の構成においては、油圧シリンダ7を駆動源としていることに特徴を有しているが、油圧は、例えばパレットクランプ装置31におけるパレット4のクランプ作用、及びマシニングセンタ3における主軸のアンクランプなどに使用されており、当該油圧を前記駆動源であるシリンダに分流させ、各アーム11の先端側を垂直上側方向への回転移動に使用し得る点において極めて設計が簡単であるという利点を有している。   That is, the configuration of the above embodiment is characterized in that the hydraulic cylinder 7 is used as a drive source. However, the hydraulic pressure is, for example, the clamping action of the pallet 4 in the pallet clamping device 31 and the unshaping of the main shaft in the machining center 3. It is used for clamps and the like, and has the advantage that the design is extremely simple in that the hydraulic pressure is divided into the cylinder as the driving source, and the tip side of each arm 11 can be used for rotational movement in the vertical upward direction. Have.

本発明は、パレットクランプ装置を含むマシニングセンタ、及びパレット交換装置とを有している工作機械の分野において利用することが可能である。   The present invention can be used in the field of machine tools having a machining center including a pallet clamping device and a pallet exchanging device.

本発明の基本原理を示す側面図である。It is a side view which shows the basic principle of this invention. 本発明の好ましい実施形態を示す側面図である。It is a side view which shows preferable embodiment of this invention. アームの先端側を垂直方向に回転移動させるために、駆動モータからの回転を伝達する実施形態の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of embodiment which transmits rotation from a drive motor, in order to rotationally move the front end side of an arm to a perpendicular direction. 実施例の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of an Example. 従来技術の基本的問題点を示す側面図である。It is a side view which shows the basic problem of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1:両側アーム
11:各アーム
12:両側アームの水平方向回転中心軸
13:各アームの垂直方向上側回転中心軸
2:段取ステーション
21:固定部
3:マシニングセンタ
31:パレットクランプ装置
32:ヘッド
33:コラム
34:サドル
4:パレット
5:工作物
6:駆動モータ
7:油圧シリンダ
8:ピニオン
9:ラック
10:ロックピン
1: Both arms 11: Each arm 12: Horizontal rotation center axis 13 of both arms 13: Vertical upper rotation center axis of each arm 2: Setup station 21: Fixing part 3: Machining center 31: Pallet clamp device 32: Head 33 : Column 34: Saddle 4: Pallet 5: Work piece 6: Drive motor 7: Hydraulic cylinder 8: Pinion 9: Rack 10: Lock pin

Claims (9)

段取ステーション側、及びパレットクランプ装置側にそれぞれ延伸し、かつ水平方向に回転自在に支持されている両側アームを有しているパレット交換装置において、両側の各アームにつき、当該水平方向回転軸から先端に至る中途部位において、先端側を垂直方向上側領域にて回転自在に軸支し、かつ先端側が水平方向に対し、所定の角度を以って垂直方向上側にある状態を維持し得る機構を有していることに基づくパレット交換装置。   In a pallet changer having both arms that extend to the setup station side and the pallet clamp device side and are supported so as to be rotatable in the horizontal direction, each arm on both sides is separated from the horizontal rotation axis. A mechanism capable of rotatably supporting the tip side in the vertical upper region and maintaining the tip side in the vertical direction at a predetermined angle with respect to the horizontal direction at a midway portion leading to the tip. Pallet changer based on having. 当該角度として、水平方向に対し直角方向を選択したことを特徴とする請求項1記載のパレット交換装置。   2. The pallet exchanging apparatus according to claim 1, wherein a direction perpendicular to the horizontal direction is selected as the angle. 軸支する位置を、水平方向回転軸の近傍とすることを特徴とする請求項1記載のパレット交換装置。   2. The pallet exchanging apparatus according to claim 1, wherein a position where the shaft is supported is set in the vicinity of the horizontal rotating shaft. 軸支する回転軸と一体をなすピニオン、及びピニオンと係合するラック、該ラックを往復移動するシリンダを備えたことを特徴とする請求項1記載のパレット交換装置。   The pallet exchanging apparatus according to claim 1, further comprising: a pinion integrally formed with a rotating shaft that supports the shaft, a rack that engages with the pinion, and a cylinder that reciprocates the rack. 軸支する回転軸に対し、駆動モータの回転力を伝達することを特徴とする請求項1記載のパレット交換装置。   The pallet exchanging apparatus according to claim 1, wherein the rotational force of the drive motor is transmitted to a rotating shaft that is pivotally supported. 当該機構として、軸支する回転軸と一体をなすピニオンとその側部に位置している各アームにおいて固定している部分とを貫通し、かつ挿脱自在とするロックピンを採用することを特徴とする請求項1記載のパレット交換装置。   As the mechanism, a lock pin that penetrates a pinion that is integral with a rotating shaft that supports the shaft and a portion that is fixed to each arm located on the side of the pinion and that can be inserted and removed is adopted. The pallet exchanging apparatus according to claim 1. 当該機構として、ラックとその側部に位置している固定部とを貫通し、かつ挿脱自在とするロックピンを採用することを特徴とする請求項4記載のパレット交換装置。   5. The pallet exchanging apparatus according to claim 4, wherein the mechanism employs a lock pin that passes through the rack and a fixed portion located on a side thereof and is detachable. 当該機構として、駆動モータの回転力を伝達するためのピニオンと、その側部に位置している固定部とを貫通し、かつ挿脱自在とするロックピンを採用することを特徴とする請求項5記載のパレット交換装置。   The said mechanism employ | adopts the lock pin which penetrates the pinion for transmitting the rotational force of a drive motor, and the fixing | fixed part located in the side part, and is detachable. 5. The pallet changing device according to 5. 両側の各アームの内、パレットクランプ装置側のアームの先端側を所定の角度を以って上側方向とする状態を維持している場合に、工作物、及び当該工作物を載置したパレットを支持しているパレットクランプ装置が加工時において揺動し得る空間領域が、先端側が所定の角度方向に維持されているアームの存在領域に至らないように、請求項1記載のパレット交換装置と、パレットクランプ装置とを配置したことによるパレット交換装置を有している工作機械。   When maintaining the state in which the tip side of the arm on the pallet clamp device side is set to the upper side with a predetermined angle among the arms on both sides, the workpiece and the pallet on which the workpiece is placed are The pallet exchanging device according to claim 1, wherein a space region in which the supporting pallet clamping device can swing during processing does not reach an existing region of an arm whose tip side is maintained in a predetermined angular direction; A machine tool having a pallet changing device by arranging a pallet clamping device.
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