JP5649762B1 - 工作機械 - Google Patents

Abstract

工作機械は、本機（１０）の前面にパレットチェンジユニット（２０）を備える。本機（１０）はテーブル（１２）を備え、パレットチェンジユニット（２０）はパレットチェンジベース（２１）とパレットチェンジスライダ（２２）とパレット旋回アーム（２３）を備える。本機（１０）とパレットチェンジユニット（２０）の間はオペレータドア（５０）で仕切られる。アクセスドア装置（１００）は、パレットチェンジユニット（２０）の本体カバー（２６）に対してヒンジ（１１２）により支持される機内進入用ドア（１１０）と、機内進入用ドア（１１０）の先端にヒンジ（１２２）を介してとりつけられる第１の機内カバー（１２０）を有する。第１の機内カバー（１２０）の先端にはヒンジ（１４２）を介して連結される第２の機内カバー（１４０）が設けられ、第２の機内カバー（１４０）はリニアガイド（１５０）と前後動作制御機構（１５５）により案内される。

Description

本発明は、マシニングセンタなどのパレットチェンジユニットを備えた工作機械において、特に、オペレータが本機のテーブルや主軸などにアクセスする通路の安全を確保するドア装置を備えた工作機械に関する。

図１６と図１７は、従来の機構を示す説明図である。
工作機械１は、本機１０の前面にパレットチェンジユニット２０を備える。本機１０はテーブル１２を有し、パレットチェンジユニット２０はパレットチェンジベース２１とパレットチェンジスライダ２２とパレット旋回アーム２３を備え、パレットチェンジベース上を移動するパレットチェンジスライダ２２の前後動作とパレット旋回アーム２３の旋回動作により、パレット２４をテーブル１２に交換自在に供給する。
パレットチェンジユニット２０を覆う本体カバー２６の側面にはスライドドア３０が矢印Ｋの方向に開閉するよう配設されている。
オペレータが作業エリアＥ_２に入る際には、パレットチェンジスライダ２２が段取り位置Ｆに停止した状態でパレット旋回アーム２３を復帰位置から図示の回避位置に旋回させた後に、スイッチ盤６０に挿入されているプラグスイッチ６２を引き抜く。
その結果、パレットチェンジユニット２０の電源が遮断されるとともに、スライドドア３０と本機のカバー１５との間に設けられた図示しないドアロックスイッチがアンロックとなる。
次に、オペレータはスライドドア３０を開いて機内進入エリアＥ_１に入り、本機のオペレータドア５０を開いて作業エリアＥ_２に移動する。
プラグスイッチ６２が引き抜かれた状態では、スライドドア３０を閉めてもパレットチェンジユニット２０の電源が入らないようにインターロックが設定されており、オペレータが機内進入エリアＥ_１もしくは作業エリアＥ_２に進入する際にプラグスイッチ６２を携行することにより、仮にオペレータが機内進入エリアＥ_１もしくは作業エリアＥ_２にいる場合でも、他の作業者がパレットチェンジユニット２０の電源を入れて動作させることはできず、オペレータの安全は確保される。

実開平０６−０４２０４４号公報 特開２０００−０４５６６４号公報

この工作機械１のような構成の場合では、作業エリアＥ_２はスライドドア３０の外側からは死角となり、作業エリアＥ_２内にオペレータがいることを知らずに他の作業者がスライドドア３０を閉じて、パレットチェンジユニット２０を動作させる恐れがあるが、オペレータがプラグスイッチ６２を携行することにより、パレットチェンジユニット２０の電源を入れることができない。
しかし、オペレータによっては、プラグスイッチ６２を携行し忘れて、例えば作業台等に置いたまま機内進入エリアＥ_１もしくは作業エリアＥ_２に進入することがあり、その場合は、他の作業者がプラグスイッチ６２を挿入してパレットチェンジユニット２０の電源を入れて動作させることができるため、オペレータの安全を完全には確保できないと言う問題点があった。
また、オペレータは機内進入エリアＥ_１にいるとき、パレットチェンジスライダ２２やパレット旋回アーム２３を遮断するカバーが存在しないため、オペレータの手や足が接触して怪我をする可能性があるという問題点があった。
本発明の目的は、上述した不具合を解消する工作機械のアクセスドア装置を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の工作機械は、ワークに加工を行う本機と、前記本機に隣接するパレットチェンジユニットを備え、前記パレットチェンジユニットに設けられた本体カバーと、前記本体カバーに設けられた機内進入用ドアと、前記機内進入用ドアに連接された機内カバーと、前記機内進入用ドア及び前記機内カバーで区画される機内進入エリアとを有し、前記機内進入用ドア及び前記機内カバーが前記機内進入エリアを掃引するように構成されている。

また、前記パレットチェンジユニットは規制手段を有し、前記規制手段は、一端が前記本体カバーと取り付けられ、他端が前記機内カバーと取り付けられている。

そして、前記機内カバーは第１の機内カバーと、前記第１の機内カバーに連接された第２の機内カバーとから成り、前記パレットチェンジユニットは前記機内進入エリアに連通する作業エリアを有し、前記第２の機内カバーが、前記作業エリアを掃引するように配置されている。

また、前記パレットチェンジユニットは、前記作業エリア内にリニアガイドを備え、前記リニアガイドは、ブラケットを介して前記第２の機内カバーに接続されており、前記第２の機内カバーは、前記リニアガイドに案内される軌跡で前記作業エリアを掃引する。
このとき、前記ブラケットと前記第２の機内カバーとは、カム機構によって接続されている。

また、前記パレットチェンジユニットは、前記作業エリアの床面にカム溝を有し、前記第２の機内カバーは、前記作業エリアの床面に対向する面にカムフォロアを有し、前記第２の機内カバーは、前記カム溝と前記カムフォロアとからなるカム機構により案内される軌跡で前記作業エリアを掃引するように構成しても良い。

そして、前記第１の機内カバーの高さは、前記パレットチェンジユニットのパレット旋回アームが配置される高さより高くなるように形成される。
また、前記本機は、所定の旋回軸を中心に回動する回動機構を有し、前記回動機構には操作盤が設けられている。

本発明の工作機械は以上の手段を備えることにより、オペレータが機内進入用ドアを開けて本工作機械内の機内進入エリアもしくは作業エリアにいる間に、他の作業者が機内進入用ドアを誤って閉めようとしても、機内進入用ドアもしくは機内カバーがオペレータに干渉してドアを閉じることが出来ないため、安全を確保することが可能となる。
また、機内進入用ドアを閉めながら機外に移動すると、機内進入エリア及び作業エリアを掃引するため、機内進入エリア及び作業エリアが徐々に小さくなるので、オペレータは機外に戻る以外に行き場がなくなり、結果として機外に出されることとなる。
さらに、オペレータが機内進入エリアにいるとき、パレットチェンジスライダやパレット旋回アームと接触することがないので、安全を確保することができる。

図１は、本発明のアクセスドア装置を備えた工作機械の斜視図である。 図２は、本発明のアクセスドア装置を備えた工作機械の要部の斜視図である。 図３は、本発明のアクセスドア装置を備えた工作機械の要部の平面図である。 図４は、本発明のアクセスドア装置を備えた工作機械の要部の斜視図である。 図５は、本発明のアクセスドア装置を備えた工作機械の要部の斜視図である。 図６は、本発明のアクセスドア装置を備えた工作機械の要部の斜視図である。 図７は、図６のＡ−Ａ矢視図である。 図８は、図６のＢ−Ｂ矢視図である。 図９は、本発明のアクセスドア装置を備えた工作機械の要部の斜視図である。 図１０は、本発明のアクセスドア装置を備えた工作機械の要部の斜視図である。 図１１は前後動作制御機構を示す斜視図である。 図１２は、図１１の一部の拡大斜視図である。 図１３は、図９の一部の拡大斜視図である。 図１４は、図１３の一部の拡大斜視図である。 図１５は、本発明の他のアクセスドア装置を備えた工作機械の平面図である。 図１６は、従来のアクセスドア装置を備えた工作機械の斜視図である。 図１７は、図１６の平面図である。

図１は本発明のアクセスドア装置１００を備えた工作機械１の斜視図、図２は要部の斜視図、図３は要部の平面図である。

本工作機械１も本機１０の前面にパレットチェンジユニット２０を備える。本機１０はテーブル１２を備え、パレットチェンジユニット２０はパレットチェンジベース２１とパレットチェンジスライダ２２とパレット旋回アーム２３とを備える。
図２の矢印ＡＥはオペレータの進入経路を示す。

アクセスドア装置１００は、パレットチェンジユニット２０の本体カバー２６に対して、リンク機構であるヒンジ１１２を介して取り付けられる機内進入用ドア１１０と、該機内進入用ドア１１０の先端にリンク機構であるヒンジ１２２を介して取り付けられる第１の機内カバー１２０とを有する。
第１の機内カバー１２０の先端には、リンク機構であるヒンジ１４２を介して取り付けられる第２の機内カバー１４０が設けられ、該第２の機内カバー１４０はリニアガイド１５０と前後動作制御機構１５５とにより案内される。
第１の機内カバー１２０の作動は、リンク部材１３０により規制される。

図４は、アクセスドア装置１００の機内進入用ドア１１０が閉じた状態を示し、図５は機内進入用ドア１１０が開いた状態を示す。
機内進入用ドア１１０を開くと、リンク部材１３０はヒンジ１３２を中心に第１の機内カバー１２０を回転させながら所定の軌跡で案内する。
よって、リンク部材１３０は第１の機内カバー規制手段の役割を果たす。

機内進入用ドア１１０のヒンジ１１２の反対側には操作盤４０が配置されている。操作盤４０は、本機１０に設けられた回動機構４２に取り付けられており、回動機構４２は所定の旋回軸を中心に回動して操作盤４０の位置を変えることができる。

図３に示すように、パレットチェンジユニット２０は、前記機内進入用ドア１１０及び前記第１の機内カバーで区画される機内進入エリアＥ_１と、前記テーブルの手前に設けられて前記機内進入エリアＥ_１に連通する作業エリアＥ_２と、の２つのエリアを有する。
また、前記機内進入エリアＥ_１と前記作業エリアＥ_２とは、オペレータが開閉するオペレータドア５０によって仕切られている。
オペレータＰは、位置Ｇにおいて機内進入用ドア１１０を開いた後に、機内進入エリアＥ_１に入り、オペレータドア５０を開いて作業エリアＥ_２に移動して、テーブル１２や主軸にアクセスして作業を行う。
その際に、オペレータＰは、操作盤４０を旋回動させて機内進入エリアＥ_１に移動させることにより、機内進入エリアＥ_１もしくは作業エリアＥ_２で機械を操作することができる。

図６は機内進入用ドア１１０を開いた状態を示し、図７は図６のＡ−Ａ矢視図、図８はＢ−Ｂ矢視図である。

図７において、リンク部材１３０は、その一端がパレットチェンジユニット２０の本体カバー２６にヒンジ１３２を介して取り付けられ、他端が第１の機内カバー１２０にヒンジ１３４を介して取り付けられる構造となっている。

図８は、オペレータドア５０の具体例を示す。
上述のとおり、オペレータドア５０は、パレットチェンジユニット２０の機内進入エリアＥ_１と作業エリアＥ_２とを仕切るものであり、本機の正面にスライドドアとして装備されている。
工作機械１の本機１０がワークに加工を行っているときには、前記スライドドア５０は閉じられており、これによって加工中の副次物等がパレット旋回アーム２３側に飛散するのを防止する。

図９、図１０は、機内進入用ドア１１０、第１の機内カバー１２０と第２の機内カバー１４０の連結構成を示す。

図９は機内進入用ドア１１０が閉じた状態を示し、図１０は機内進入用ドア１１０が開いた状態を示す。

機内進入用ドア１１０が閉じた位置から開くと、機内進入用ドア１１０に連結されている第１の機内カバー１２０も移動する。そして第１の機内カバー１２０に連結されている第２の機内カバー１４０を位置Ｓ_２から矢印Ｌの方向に移動させる。
第２の機内カバー１４０は、リニアガイド１５０と前後動作制御機構１５５に案内される。機内進入用ドア１１０が完全に開くと、第２の機内カバー１４０は位置Ｓ_１に移動し、作業エリアＥ_２が確保される。

図１１は前後動作制御機構１５５の近傍の態様を示す斜視図、図１２は図１１のＤ_１部の拡大斜視図である。

本工作機械１のフロントカバー５５の下側には、リニアガイド取り付けブラケット１５１がパレットチェンジベース２１にフロントカバー５５と平行に取り付けられ、リニアガイド１５０のリニアガイドレール部１５０ａがリニアガイド取り付けブラケット１５１に取り付けられる。
リニアガイドレール１５０ａに嵌合して移動するリニアガイドブロック部１５０ｂにはアーム１５６が取り付けられ、アーム１５６にブラケット１５７が固定される。
ブラケット１５７には複数のカムフォロア１５８をリニアガイドブロック部の走行方向と直角に直線状に配置し、カムフォロア１５８は第２の機内カバー１４０の下面１４０ｄに長手方向に設けられた長穴１４４に係合される。
このようなカム機構の構成により、機内進入用ドア１１０を開いて、リンク部材１３０によりヒンジ１３２を中心に第１の機内カバー１２０を回転させながら所定の軌跡で移動しても、第２の機内カバー１４０は位置Ｓ_１と位置Ｓ_２との間でリニアガイドレール部１５０ａに対して同じ角度を保ちながら移動することができる。

図２に示すとおり、オペレータドア５０の前面５０ａは、フロントカバー５５に対してパレットチェンジユニット２０側にオーバーハングしているため、オペレータドア５０は傾斜面５０ｂと突き出し下面５０ｃとを備える。
オペレータドア５０を閉じたとき、オペレータドア５０の前面５０ａより下方には、フロントカバー５５とステップ７０とに囲まれた空間Ｑが生じる。

図１１に示すとおり、オペレータが上記空間Ｑに取り残されないようにするために、第２の機内カバー１４０の前面１４０ａが、例えば１５０ｍｍ程度の隙間を設けてフロントカバー５５の前面の近傍を移動できるように設計される。なお、上記隙間の大きさは、オペレータが空間Ｑに取り残されない程度で良く、上記した１５０ｍｍに限定するものではない。
同様に、第２の機内カバー１４０の傾斜面１４０ｂは、例えば１５０ｍｍ程度の隙間を設けてオペレータドア５０の傾斜面５０ｂの近傍を移動できるように設計される。
また、第２の機内カバー１４０の上面１４０ｃ及び第１の機内カバー１２０の切り欠き部上面１２０ａは、例えば１５０ｍｍ程度の隙間を設けてオペレータドア５０の突き出し下面５０ｃの近傍を移動できるように設計される。
さらに、第１の機内カバー１２０の切り欠き部側面１２０ｂは、例えば１５０ｍｍ程度の隙間を設けてオペレータドア５０の前面５０ａの近傍を移動できるように設計される。
なお、これらの隙間の大きさについても、オペレータが空間Ｑに取り残されない程度で良く、上記した１５０ｍｍに限定するものではない。

図１０に示すとおり、第１の機内カバー１２０の高さは、前記パレットチェンジユニット２０のパレット旋回アーム２３が配置される高さより高くなるように設計される。
なお、第１の機内カバー１２０の上面１２０ｃは、オペレータが機内進入エリアＥ_１にいるときに、パレット旋回アーム２３に手や足を含む身体が接触しない高さとなることが好ましい。
例えば、パレット旋回アーム２３の上面からステップ７０までの高さが８００ｍｍ程度のときには、第１の機内カバー１２０の上面１２０ｃからステップ７０までの高さは１６００ｍｍ程度である。
なお、第１の機内カバー１２０の上面１２０ｃの高さは、機内進入用ドア１１０の上面１１０ａの高さと同一であっても良く、さらに上記した１６００ｍｍに限定するものではない。

図１３は、機内進入用ドア１１０が閉じることに伴って、第２の機内カバー１４０が位置Ｓ_１から位置Ｓ_２に戻った状態を示す拡大斜視図である。また、図１４は図１３のＤ_２部の拡大斜視図である。

機内進入用ドア１１０を閉じることに伴って、第２の機内カバー１４０が位置Ｓ_１から位置Ｓ_２に移動することにより、作業エリアＥ_２においてオペレータが取り残される空間が消失する。
また、第２の機内カバー１４０が位置Ｓ_１から位置Ｓ_２に移動することにより、作業エリアＥ_２が徐々に小さくなるため、オペレータは機内進入エリアＥ_１を経由して位置Ｇに出る必要があり、結果としてオペレータが機内進入エリアＥ_１及び作業エリアＥ_２内に取り残されることが防止できる。
また、オペレータが作業エリアＥ_２にいる間に他の作業者が機内進入用ドア１１０を誤って閉めようとしても、第２の機内カバー１４０がオペレータと干渉するように設計されているため、機内進入用ドア１１０を閉じることができず、結果としてオペレータの安全が確保できる。

図１５は本発明の他の実施の形態を示す平面図である。
この形態にあっても、機内進入用ドア１１０、第１の機内カバー１２０、リンク部材１３０、第２の機内カバー１４０を備える構成は前述した装置と同様である。

この実施の形態に示す装置にあっては、第２の機内カバー１４０が位置Ｓ_１と位置Ｓ_２との間でリニアガイドレール部１５０ａに対して同じ角度を保ちつつ移動する案内機構として、リニアガイド１５０と前後動作制御機構１５５とを用いることに代えて、パレットチェンジベース２１に固定された前記作業エリアＥ_２の床面であるステップ７０に設けたカム溝２００と該カム溝２００に挿入されるカムフォロア（図示せず）を第２の機内カバー１４０の下面１４０ｄに備えるものである。
このカムフォロアは１個で案内可能であるが、複数個のカムフォロアを設けることにより、第２の機内カバー１４０の動作がより滑らかになる。

このアクセスドア装置１００の動作を図１、図３と共に説明する。
オペレータが作業エリアＥ_２に入る際には、パレットチェンジスライダ２２が段取り位置Ｆに停止した状態でパレット旋回アーム２３を復帰位置から図示の回避位置に旋回させた後に、スイッチ盤６０に設けられている機内進入用ドア開スイッチ１６３を押す。
その結果、パレットチェンジユニット２０の電源が遮断されるとともに機内進入用ドア１１０と本機のカバー１５との間に設けられた図示しないドアロックスイッチがアンロックとなる。

その後、オペレータが機内進入用ドア１１０を開くことにより、第１の機内カバー１２０と第２の機内カバー１４０とが連動して移動し、機内進入エリアＥ_１および作業エリアＥ_２においてオペレータが入ることができるスペースが確保される。
上記スペースが確保された後に、オペレータは本工作機械１の機内進入エリアＥ_１に入り、オペレータドア５０を開いて作業エリアＥ_２に移動する。

その後、オペレータはテーブル１２や主軸に対して作業を行う。その際に、操作盤４０を旋回動させて機内進入エリアＥ_１に移動させることにより、オペレータは機内進入エリアＥ_１もしくは作業エリアＥ_２で機械を操作することができる。

作業終了後、オペレータは機内進入エリアＥ_１に移動してオペレータドア５０を閉じ、さらに機内進入用ドア１１０を閉じることにより、第１の機内カバー１２０と第２の機内カバー１４０とが連動して移動する。
このとき、第１の機内カバー１２０と第２の機内カバー１４０とが機内進入エリアＥ_１及び作業エリアＥ_２を掃引する。
その結果オペレータは位置Ｇに戻るしか行き場がなくなり、結果として本工作機械１の外に出ることとなる。

操作盤４０を旋回動させて機内進入エリアＥ_１の内部に移動させた場合は、操作盤４０を機内進入エリアＥ_１の外部に移動しないと、オペレータは位置Ｇに移動できない。
また、操作盤４０のみ機内進入エリアＥ_１の内部に移動した場合も、機内進入用ドア１１０を閉じることができない。
機内進入用ドア１１０を閉じると、図示しないドアロックスイッチによりロックされる。

このような装置構成により、オペレータが工作機械１内の機内進入エリアＥ_１もしくは作業エリアＥ_２にいる間に他の作業者が機内進入用ドア１１０を誤って閉めようとしても、機内進入用ドア１１０もしくは機内カバーがオペレータに干渉して機内進入用ドア１１０を閉じることが出来ない。

また、フロントカバー５５の前面とオペレータドア５０の前面５０ａとを同一面上となるように配置しても良い。
この場合は、オペレータが機内進入エリアＥ_１にて作業するため、第２の機内カバー１４０は不要となる。それに伴い、リニアガイド１５０や前後動作制御機構も不要となる。

１ 工作機械
１０ 本機
２０ パレットチェンジユニット
１００ アクセスドア装置
１１０ 機内進入用ドア
１２０ 第１の機内カバー
１３０ リンク部材
１４０ 第２の機内カバー
１５０ リニアガイド
１５５ 前後動作制御機構
Ｅ_１ 機内進入エリア
Ｅ_２ 作業エリア

Claims (8)

1. ワークに加工を行う本機と、前記本機に隣接するパレットチェンジユニットを備えた工作機械であって、
   前記パレットチェンジユニットに設けられた本体カバーと、
   前記本体カバーに設けられた機内進入用ドアと、
   前記機内進入用ドアに連接された機内カバーと、
   前記機内進入用ドア及び前記機内カバーで区画される機内進入エリアとを有し、
   前記機内進入用ドア及び前記機内カバーが前記機内進入エリアを掃引するように構成されている
   ことを特徴とする工作機械。
2. 前記パレットチェンジユニットは規制手段を有し、前記規制手段は、一端が前記本体カバーと取り付けられ、他端が前記機内カバーと取り付けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
3. 前記機内カバーは第１の機内カバーと、前記第１の機内カバーに連接された第２の機内カバーとから成り、
   前記パレットチェンジユニットは、前記機内進入エリアに連通する作業エリアを有し、
   前記第２の機内カバーが、前記作業エリアを掃引するように配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。
4. 前記パレットチェンジユニットは、前記作業エリア内にリニアガイドを備え、前記リニアガイドは、ブラケットを介して前記第２の機内カバーに接続されており、
   前記第２の機内カバーは、前記リニアガイドに案内される軌跡で前記作業エリアを掃引する
   ことを特徴とする請求項３に記載の工作機械。
5. 前記ブラケットと前記第２の機内カバーとは、カム機構によって接続されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の工作機械。
6. 前記パレットチェンジユニットは、前記作業エリアの床面にカム溝を有し、
   前記第２の機内カバーは、前記作業エリアの床面に対向する面にカムフォロアを有し、
   前記第２の機内カバーは、前記カム溝と前記カムフォロアとからなるカム機構により案内される軌跡で前記作業エリアを掃引する
   ことを特徴とする請求項３に記載の工作機械。
7. 前記第１の機内カバーの高さは、前記パレットチェンジユニットのパレット旋回アームが配置される高さより高くなるように形成される
   ことを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の工作機械。
8. 前記本機は、所定の旋回軸を中心に回動する回動機構を有し、前記回動機構には操作盤が設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の工作機械。

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