JP4970848B2 - 工作機械におけるスペース確保方法 - Google Patents
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Description
一方、特許文献1に記載されているパレット交換装置51では、工作機械本体の前方に十分な作業スペースを確保することができるものの、ワーク保管棚57においてワークW、W・・を左右方向に並べて収納しているため、移動台53をスライドさせるためのレール52を左右方向へ長く延設する必要があり、装置が大型化するといった問題がある。また、パレット交換装置51の大型化に伴い、ワーク保管棚57の端部にある前パレット58aとの交換といった場合には、交換動作に時間がかかり、ワークWの加工効率が低下するといった問題もある。
図1は、本実施形態に係るパレット交換装置1を備えた工作機械20を上方から示した説明図であり、図2は、工作機械20を側方から示した説明図である。また、図3は、工作機械20の本体21を示した斜視説明図である。尚、図1における上下方向を工作機械20の前後方向として説明する。
工作機械本体21は、上述の如く5軸制御立形マシニングセンタであって、基盤となるベッド22上の前面側上面には、Y軸案内レール23、23が設けられている。該Y軸案内レール23、23上には、トラニオン構造のAC軸ユニット24がY軸方向(工作機械20の前後方向)へ移動可能に設置されている。AC軸ユニット24は、幅広なU字状に形成されてなるトラニオン25を備えており、トラニオン25の左右にA軸駆動機構26、26を内蔵している。そして、該A軸駆動機構26、26によって、トラニオン25をX軸方向(工作機械20の左右方向)に平行なA軸を中心に回転傾斜可能としている。また、トラニオン25上には、加工対象となるワークが載置されるパレットを設置可能なテーブル27が備えられている。該テーブル27は、トラニオン25に内蔵されたC軸駆動機構(図示せず)によって、Z軸(工作機械20の上下方向)と平行なC軸周りに360度回転可能となっている。尚、28は、テーブル27上にてパレットを位置決め及び固定するためのテーパコーンであり、テーブル27上に設置されるパレットは、該テーブルコーン28、28・・によって精密に位置決めされるとともに、図示しないクランプ装置によってテーブル27に強固に固定される。
さらに、上記テーブル27や主軸33等は、周囲をカバー等で覆われてなる加工空間内に設けられている。そして、加工空間の前方を覆うカバーには、ワークを加工空間内へと搬入するためのワーク搬入口35(図4に示す)が開設されており、該ワーク搬入口35には、ワーク搬入口35を開閉するためのドア34(図4に示す)が取り付けられている。尚、AC軸ユニット24、テーブル27、主軸頭32等のスライド動作及び回転動作、ドア34の開閉動作等は、図示しないNC装置によって制御される。
パレット交換装置1は、それぞれパレットを支持可能な一対のフォーク12、12を備えたアーム2と、複数のパレットを収納可能なパレットストッカー3とを備えてなる。そして、第一位置において、加工前のワークを載置した待機位置にある前パレット15a(図4に示す)と、加工済のワークを載置した交換位置(テーブル27上)にある後パレット15b(図4に示す)との交換を工作機械本体21との間で行う。また、第二位置において、工作機械本体21から受け取った加工済のワークを載置した後パレット15bと、パレットストッカー3に収納されている加工前のワークを載置したパレット15c(図8に示す)との受け渡しをパレットストッカー3との間で行う。尚、上述した工作機械本体21との間での交換動作、及びパレットストッカー3との間での受け渡し動作については、後で詳述する。
さらに、アーム2は、図示しない油圧シリンダによってZ軸方向に沿って上下動可能となっているとともに、X軸方向に沿って設けられたガイドレール11、11に沿って基台10とともに左右方向へスライド可能となっている。尚、各フォーク12は、一対の支持爪を所定の間隔(ほぼパレットの左右幅と同じ間隔)離して平行に並設したものであり、パレットの左右に設けられた受け部の下側へ該支持爪を差し込むことにより、パレットを支持することができる。
尚、パレット交換装置1におけるアーム2の旋回動作やスライド動作、パレットストッカー3の旋回動作も、工作機械20に設けられたNC装置によって制御される。
NC装置からパレット交換の指令が出されると、工作機械本体21では、後パレット15bが固定されているテーブル27を加工位置から交換位置Qへ移動させる(図4(a))。具体的には、テーブル27を、AC軸ユニット24においてA軸及びC軸周りで旋回させてホームポジション(初期位置であって、テーブル27が水平となる状態)へ戻すとともに、AC軸ユニット24をY軸方向へスライドさせて交換位置Qへと移動させる。また、主軸頭32等を、X軸及びY軸方向へスライドさせ、パレット交換の邪魔にならない上方位置へ退避させる。さらに、ドア34を開放する。
以上のようにして、パレット交換装置1は、アーム2と工作機械本体21との間でのパレットの交換動作を行う。尚、アーム2が工作機械本体21との間でパレットの交換を行う上記位置(パレットの交換に際して、工作機械本体21に対して前後方向へスライドする範囲であり、待機位置Pを含む)を、アーム2の第一位置と定義する。
以上のようにして、パレット交換装置1は、前パレット15cの待機位置Pへの準備を行う。尚、アーム2がパレットストッカー3の受け渡し位置Rとの間でパレットの受け渡しを行う上記位置(パレットの受け渡しに際して、後パレット15bを受け渡し位置Rにあるパレット載置台5に受け渡してから、新たにパレット受け渡し位置Rへ旋回割出されたパレット載置台5上にある前パレット15cを受け取る間に、パレットストッカー3に対して左右方向へスライドする範囲であり、待機位置Pは含まない)を、アーム2の第二位置とする。
また、アーム2の左方に複数のパレットを収納可能なパレットストッカー3を備えており、第二位置におけるアーム2のスライド動作、旋回動作、及び昇降動作にて、アーム2とパレットストッカー3との間でパレットの受け渡しを可能とした多面パレット交換方式を採用しているため、効率の良い加工を行うことができる。
加えて、パレットストッカー3は、旋回動作によって収納しているパレットを段取りステーション8へと割り出すことができるため、従来の動作しないものと比較して、段取り作業の効率を大きく向上させることができる。そして、該段取り作業は、アーム2の待機中等の時間を利用して行えばよく、合理的で加工効率に非常に優れた工作機械20とすることができる。
Claims (1)
- 相反方向へ突設された一対のフォークを有し、ワークが載置されたパレットを前記フォークにより支持可能なパレット支持手段と、パレットを保持可能なパレット保持部を複数有するパレット収納装置とを備え、前記パレット支持手段が、工作機械本体の加工空間内へワークを搬入するためのワーク搬入口を介して前記工作機械本体との間でパレットの交換を行う第一方向と、前記パレット収納装置との間でパレットの受け渡しを行う第二方向とに移動可能であるとともに、上下方向を軸として旋回可能であり、前記パレット支持手段を旋回させて所望の前記フォークが前記ワーク搬入口側へ向く第一姿勢とし、当該第一姿勢のまま前記第一方向へ移動させることにより前記工作機械本体との間でパレットの交換を行う一方、前記パレット支持手段を旋回させて所望の前記フォークが前記パレット収納装置側へ向く第二姿勢とし、当該第二姿勢のまま前記第二方向へ移動させることにより前記パレット収納装置との間でパレットの受け渡しを行うパレット交換装置が、前記ワーク搬入口の前方に設置されてなる工作機械において、前記ワーク搬入口の前方に作業用のスペースを確保するための工作機械におけるスペース確保方法であって、
前記パレット支持手段を旋回させて前記第一姿勢とする第1ステップと、
前記パレット支持手段を、前記第一姿勢のまま前記第二方向へ移動させることにより、前記ワーク搬入口の前方に作業用のスペースを確保する第2ステップと
を実行することを特徴とする工作機械におけるスペース確保方法。
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