JP4625511B2 - 工作機械用の旋回式パレットチェンジャー - Google Patents

Description

本発明は、工作機械用の旋回式パレットチェンジャーに関し、とくに工作機械の工作物を載せるパレットテーブルを工作機械本体側のロータリーベースとその反対側に位置する段取台ベース側のパレットベースとの間で交換するための旋回式パレットチェンジャーに関する。

旋回式のパレットチェンジャーは公知である。特許文献１〜３を参照。

通例、段取台の付近に、工作機械本体側の工作用スペースと段取台側のスペースとを仕切るために、仕切板を設けている。そのため、工作物を載せるパレットテーブルを工作機械本体側のロータリーベースと段取台ベース側のパレットベースとの間で交換するための旋回式パレットチェンジャーを使用する場合、パレットテーブルに載せる工作物の寸法が仕切板によって制限される。
特開２００５−０４６９８１号公報 特開２００３−２０５４３３号公報 特開２００１−２１２７３３号公報

従来の旋回式パレットチェンジャーは、パレットテーブル、とくに段取台側のパレットテーブルを回転させるとき、工作物の寸法が大きいと、仕切板がパレットテーブル上の工作物に対して障害になる恐れがある。例えば、パレットテーブルの中心と仕切板とが近くになるように設計すると、パレットテーブル上の工作物の寸法が大きい場合、工作物が回転時に仕切板に接触して、事故が発生する恐れが生じる。逆に、パレットテーブルの中心と仕切板とが遠くなるようにアームを長く設計すると、そのような接触事故は回避できるが、パレットテーブルの旋回移動の際に、モーメントが大きくなりすぎ、旋回移動の速度等に問題が発生する。

本発明の目的は、パレットテーブル上の工作物の寸法が大きくても、工作物が転回の際に仕切板に接触して事故を招くことを回避するとともに、旋回移動の速度に悪い影響を与えない旋回式パレットチェンジャーを提供することである。

本発明の他の目的は、安全性を高め、省エネルギー化を実現できる旋回式パレットチェンジャーを提供することである。

本発明の解決手段を例示すると、次のとおりである。

（１）工作機械の工作物を載せるパレットテーブルを工作機械本体側のロータリーベースとその反対側に位置する段取台ベース側のパレットベースとの間で交換するための旋回式パレットチェンジャーであって、
１８０°反転して旋回し得るように配置された旋回ベースが係合部を有し、その係合部は、両側に係合穴とコレットを有し、
工作機械本体側に位置するパレットテーブルと、段取台ベース側に位置するパレットテーブルとが、別々に所定の係合方向に移動することにより、工作機械本体側に位置するパレットテーブルの係合ピンとプルスタッドボルトが、それぞれ旋回ベースの係合部の対応する係合穴とコレットに対し係脱され、かつ、段取台ベース側に位置するパレットテーブルの係合ピンとプルスタッドボルトが、それぞれ旋回ベースの係合部の対応する係合穴とコレットに対し係脱されることを特徴とする旋回式パレットチェンジャー。

（２）旋回ベースの係合部は、一方の側に、１本の係合穴と、その係合穴の隣りに２つのコレットを有し、他方の側に、１本の係合穴と、その係合穴の隣りに２つのコレットを有し、合計で、２本の係合穴と４つのコレットが係合方向に互いに平行に設けられていることを特徴とする前述の旋回式パレットチェンジャー。

（３）工作機械本体側のスペースと段取台ベース側のスペースを仕切るための仕切板が、旋回ベースの係合部の中央に設けられていることを特徴とする前述の旋回式パレットチェンジャー。

（４）旋回ベースの係合部の下方位置から、係合方向に沿って互いに逆向きに、Ｕ字形状のフィンガー部が延びており、各パレットテーブルがＵ字形状のフィンガー部によって支えられた状態で旋回されることを特徴とする前述の旋回式パレットチェンジャー。

（５）旋回ベースの係合部の下方位置から、係合方向に沿って互いに逆向きに、矩形の支持部が延びており、各パレットテーブルが矩形の支持部によって支えられた状態で旋回されることを特徴とする前述の旋回式パレットチェンジャー。

（６）旋回ベースの係合部の係合穴の近くに係合確認センサーを設けて、旋回ベースの係合部に対してパレットテーブルが所定の密着状態で係合しているかどうかを係合確認センサーで確認することを特徴とする前述の旋回式パレットチェンジャー。

本発明によれば、工作機械本体側に位置するパレットテーブルと、段取台ベース側に位置するパレットテーブルとが必要に応じて別々に所定の係合方向に移動されて、工作機械本体側に位置するパレットテーブルの係合ピンとプルスタッドボルトが、それぞれ旋回ベースの係合部の対応する係合穴とコレットに対し係脱されたり、段取台ベース側に位置するパレットテーブルの係合ピンとプルスタッドボルトが、それぞれ旋回ベースの係合部の対応する係合穴とコレットに対し係脱されたりするので、パレットテーブルが旋回ベースに対して安定的かつ確実に支持される。しかも、必要に応じて、例えば工作物の寸法が大きい場合、段取台ベース側のパレットテーブルを旋回ベースの係合部から引き離して、段取台ベース側のパレットテーブル上の工作物の旋回半径を大きくとることができる。つまり、工作物の寸法について、設計上、パレットテーブル上の工作物の旋回半径が限定されることを回避できる。パレットテーブル上の工作物の一部が仕切板に接触して事故を起こすことを確実に回避できるのである。

本発明は、工作機械用の工作物を載せるパレットテーブルを工作機械本体側のロータリーベースと反対側の段取台ベース側のパレットベースとの間で交換するための旋回式パレットチェンジャーを改良したものである。

旋回ベースが、旋回軸を中心にして１８０°反転して旋回し得るように配置されている。その旋回ベースが、係合部を有する。その係合部は、両側の互いに対応する位置に逆向きに係合穴とコレットを有する。

旋回ベースの両側にロータリーベースとパレットベースを配置する。工作機械本体側に位置するのがロータリーベースであり、段取台ベース側に位置するのがパレットベースである。それらのロータリーベースとパレットベースに、それぞれパレットテーブルが配置される。それらのパレットテーブルが別々に所定の係合方向に移動されるようになっており、一方で、工作機械本体側に位置するパレットテーブルの係合ピンとプルスタッドボルトが、それぞれ旋回ベースの係合部の対応する係合穴とコレットに対し係脱（つまり係合及び引き離し）され、他方で、段取台ベース側に位置するパレットテーブルの係合ピンとプルスタッドボルトが、それぞれ旋回ベースの係合部の対応する係合穴とコレットに対し係脱（つまり係合及び引き離し）される。

好ましくは、旋回ベースの係合部は、一方の側に、１本の係合穴とその係合穴の隣りに２つのコレットを有し、他方の側に、１本の係合穴とその係合穴の隣りに２つのコレットを有する。つまり、合計で、２本の係合穴と４つのコレットとが係合方向に互いに平行に設けられている。

また、旋回ベースの係合部の中央の上方に、工作機械本体側のスペースと段取台ベース側のスペースを仕切るための仕切板が、必要に応じて設定される。

好ましくは、旋回ベースの係合部の係合方向に沿って互いに反対方向に、Ｕ字形状の短いフィンガー部が延びる構造にする。その場合、各パレットテーブルの半分以下の部分がＵ字形状のフィンガー部によって下側から支えられた状態で旋回移動される。

また、旋回ベースの係合部の係合方向に沿って互いに逆向きに、矩形の支持部が延びる構造にしてもよい。その場合、各パレットテーブルのごく一部が矩形の支持部によって下側から支えられた状態で旋回される。

本発明によれば、係合作用によって、パレットテーブルが、安定的かつ確実に旋回ベースによって支持される。係合作用のため、フィンガー部を短くすることができる。例えば、パレットテーブルの側部の長さの半分以下の寸法を有するフィンガーも可能である。

さらに、フィンガー部がまったく存在しない構造にすることもできる。

なお、旋回ベースの係合部の係合穴の近くに係合確認センサーを設けて、旋回ベースの係合部に対してパレットテーブルが所定の密着状態で係合しているかどうかを係合確認センサーで確認することが好ましい。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

工作機械用の旋回式パレットチェンジャーが、工作物（図示せず）を載せるパレットテーブル１０を、工作機械本体側のロータリーベース１２とその反対側に位置する段取台ベース１４側のパレットベース１５との間で交換する。

旋回ベース１６は、旋回軸１６ｂを中心にして、１８０°反転して旋回し得るように配置されており、上方部に係合部１６ａを有する。その係合部１６ａは、両側の互いに対応する位置にそれぞれ1本の係合穴１８と２つのコレット２０を有する。

工作機械本体側のロータリーベース１２に位置するパレットテーブル１０と、段取台ベース１４側のパレットベース１５に位置するパレットテーブル１０とが、必要に応じて別々に所定の係合方向Ｋ１，Ｋ２に移動される。

例えば、段取台ベース１４側においては、レール１７上を矢印Ｋ１の方向に段取台ベース１４が手動で移動可能となっており、必要に応じて、パレットテーブル１０を矢印Ｋ１の方向に移動できるようになっている。

工作機械本体側においては、レール１９上を矢印Ｋ２の方向にロータリーベース１２が制御装置（図示せず）で制御されて自動的に移動可能となっており、所定の制御信号によってパレットテーブル１０を矢印Ｋ２の方向に移動できるようになっている。

レール１７、１９の長さは任意であるが、段取台ベース１４側のレール１７の長さは、少なくともパレットテーブル１０の約２倍の長さにするのが好ましい。

一方で、工作機械本体側のロータリーベース１２に位置するパレットテーブル１０の係合ピン２２とプルスタッドボルト２４が、それぞれ旋回ベース１６の係合部１６ａの対応する係合穴１８とコレット２０に対し係脱される（つまり、係合及び引き離しが行なわれる）。

他方で、段取台ベース１４側に位置するパレットテーブル１０の係合ピン２２とプルスタッドボルト２４が、それぞれ旋回ベース１６の係合部１６ａの対応する係合穴１８とコレット２０に対し係脱される。

図１〜２は、係合ピン２２とプルスタッドボルト２４が、いずれも、旋回ベース１６の係合部１６ａの係合穴１８とコレット２０から引き離された状態を示している。

図１〜２の引き離し状態から、パレットテーブル１０を旋回ベース１６の係合部１６ａの方に移動させると、まず、係合ピン２２が係合穴１８の中に入って部分的に係合し、そのあと、プルスタッドボルト２４がコレット２０の中に入って、最終的に、係合ピン２２とプルスタッドボルト２４が、いずれも、係合穴１６の係合穴１８とコレット２０に完全に係合して所望の契合状態となり、パレットテーブル１０が旋回ベース１６の係合部１６ａの係合面に密着する。

そのようにパレットテーブル１０が旋回ベース１６の係合部１６ａの係合面に密着して係合したことを確認するために、係合確認センサー４０が係合穴１８ａの近くに設けられている。図５〜７を参照。

好ましくは、旋回ベース１６の係合部１６ａは、一方の側に、１本の係合穴１８とその係合穴１８の隣りに２つのコレット２０を有し、他方の側に、１本の係合穴１８とその係合穴の隣りに２つのコレット２０を有する。合計で、２本の係合穴１８と４つのコレット２０とが係合方向に沿って互いに平行に設けられている。

旋回ベース１６の係合部１６ａの中央の上方に、工作機械本体側のスペースＳ１と段取台ベース１４側のスペースＳ２を仕切るための仕切板２８が設けられている。仕切板２８の幅と高さは、任意である。仕切板２８の形状や設定のしかたは、従来公知のものを採用できる。

旋回ベース１６の係合部１６ａの下方位置から、係合方向に沿って互いに反対方向に、Ｕ字形状の短いフィンガー部３０が延びており、各パレットテーブル１０の一部がＵ字形状のフィンガー部３０によって下側から支えられた状態で旋回移動される。

フィンガー部３０の長さを短くして、例えばパレットテーブル１０の寸法の半分以下にして、図３の係合状態のとき、フィンガー部３０の先端３０ａがパレットテーブル１０の中心位置よりも内側寄りに位置するように設計しても、前述の係合作用のため、パレットテーブル１０は旋回ベース１６に対して安全的かつ確実に支持される。

図６は、変形例を示している。

図６の実施例においては、旋回ベース１６の係合部１６ａの下方位置から、係合方向に沿って互いに逆向きに、矩形の支持部３２が延びており、各パレットテーブル１０のごく一部が矩形の支持部３２によって下側から支えられた状態で旋回移動される
図６の実施例においては、フィンガー部３０が設けられていない。

図７は、更に他の変形例を示している。

図７の実施例においては、旋回ベース１６の係合部１６ａは、前述の実施例に設けられていたフィンガー部３０のみでなく支持部３２も設けられておらず、単に平坦な面の形になっている。

係合確認
図５〜７のいずれの実施例においても、旋回ベース１６の係合部１６ａの係合穴１８の近くに係合確認センサー４０を設けて、旋回ベース１６の係合部１６ａに対してパレットテーブル１０が所定の密着状態で係合しているかどうかを係合確認センサー４０で確認することができるようになっている。

本発明と従来例との比較
図８において、（Ａ）は、旋回軸８０を中心として１８０°反転して旋回する旋回ベース８２の両端に遠く離れるようにアーム部８５と長いフィンガー部８６で構成して、各フィンガー部８６の先端部分８６ａがパレットテーブル８４の後端近くまで延びて、パレットテーブル８４のほぼ全体を下側から支持するように配置した従来の旋回式パレットチェンジャーの旋回時の状態を示す。

（Ｂ）は、旋回軸１６ｂを中心として１８０°反転して旋回する旋回ベース１６の旋回時の所定位置に配置された、本発明による図１に示す旋回式パレットチェンジャーを示す。旋回ベース１６が長いアーム形状やフィンガー形状の部分を有していない。

図８の（Ａ）と（Ｂ）を対比するとよく分るように、旋回移動時における２つのパレットテーブルの距離は、大きく相違している。本発明によれば、旋回移動時における２つのパレットテーブルの距離が非常に小さく（近く）設定される。

本発明の１つの実施例による旋回式パレットチェンジャーのパレットテーブルと旋回ベースの係合部との引き離し状態を示す概略平面図。 図１に示す旋回式パレットチェンジャーのパレットテーブルと旋回ベースの係合部との引き離し状態を一部断面で示す概略立面図。 図１に示す旋回式パレットチェンジャーのパレットテーブルと旋回ベースの係合部との係合状態を示す概略平面図。 図３に示す旋回式パレットチェンジャーのパレットテーブルと旋回ベースの係合部との係合状態を一部断面で示す概略立面図。 図１に示す旋回式パレットチェンジャーの旋回ベースの１つの好適な例を示す概略斜視図。 旋回式パレットチェンジャーの旋回ベースの変形例を示す概略斜視図。 旋回式パレットチェンジャーの旋回ベースの更に他の変形例を示す概略斜視図。 本発明による旋回式パレットチェンジャーと従来の旋回式パレットチェンジャーとを対比して、旋回の寸法の相違（大小）を示す説明図。

符号の説明

１０ パレットテーブル
１２ ロータリーベース
１４ 段取台ベース
１５ パレットベース
１６ 旋回ベース
１６ａ 係合部
１６ｂ 旋回軸
１７ レール
１８ 係合穴
１９ レール
２０ コレット
２２ 係合ピン
２４ プルスタッドボルト
２８ 仕切板
３０ フィンガー部
３２ 支持部
４０ 係合確認センサー
Ｋ１ 係合方向
Ｋ２ 係合方向
Ｓ１ スペース
Ｓ２ スペース

Claims (6)

1. 工作機械の工作物を載せるパレットテーブルを工作機械本体側のロータリーベースとその反対側に位置する段取台ベース側のパレットベースとの間で交換するための旋回式パレットチェンジャーであって、
   １８０°反転して旋回し得るように配置された旋回ベースが係合部を有し、その係合部は、両側に係合穴とコレットを有し、
   工作機械本体側に位置するパレットテーブルと、段取台ベース側に位置するパレットテーブルとが、別々に所定の係合方向に移動することにより、工作機械本体側に位置するパレットテーブルの係合ピンとプルスタッドボルトが、それぞれ旋回ベースの係合部の対応する係合穴とコレットに対し係脱され、かつ、段取台ベース側に位置するパレットテーブルの係合ピンとプルスタッドボルトが、それぞれ旋回ベースの係合部の対応する係合穴とコレットに対し係脱されることを特徴とする旋回式パレットチェンジャー。
2. 旋回ベースの係合部は、一方の側に、１本の係合穴と、その係合穴の隣りに２つのコレットを有し、他方の側に、１本の係合穴と、その係合穴の隣りに２つのコレットを有し、合計で、２本の係合穴と４つのコレットが係合方向に互いに平行に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の旋回式パレットチェンジャー。
3. 工作機械本体側のスペースと段取台ベース側のスペースを仕切るための仕切板が、旋回ベースの係合部の中央に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の旋回式パレットチェンジャー。
4. 旋回ベースの係合部の下方位置から、係合方向に沿って互いに逆向きに、Ｕ字形状のフィンガー部が延びており、各パレットテーブルがＵ字形状のフィンガー部によって支えられた状態で旋回されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋回式パレットチェンジャー。
5. 旋回ベースの係合部の下方位置から、係合方向に沿って互いに逆向きに、矩形の支持部が延びており、各パレットテーブルが矩形の支持部によって支えられた状態で旋回されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の旋回式パレットチェンジャー。
6. 旋回ベースの係合部の係合穴の近くに係合確認センサーを設けて、旋回ベースの係合部に対してパレットテーブルが所定の密着状態で係合しているかどうかを係合確認センサーで確認することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の旋回式パレットチェンジャー。

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