JP6298569B1 - パレット交換装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ワークを、パレットを介して揺動可能な状態にて支持し、かつ旋回軸側に進退するテーブルの先端に揺動中心軸を有する立ち上がり部を備える一方、旋回軸の下端の旋回支持部を上側から被覆しているパレット交換装置において、コンパクトな構成を提供すること。【解決手段】旋回軸１側に進退可能であり、かつ先端の立ち上がり部４２を介して揺動自在の状態にてパレットＰ，Ｐ′を介してワークＷ，Ｗ′を載置する揺動部４１を備えるテーブル４を採用すると共に、パレット交換アーム３と共に旋回し、かつ上下動自在である旋回軸１の下端側における旋回支持部１１を被覆しているパレット交換装置であって、当該被覆領域にて、前記立ち上がり部４２を挿脱自在とする挿脱口２０を設けることによって、上記課題を達成することができるパレット交換装置。【選択図】図１

Description

本発明は、パレット段取り台と、テーブルとの間にてパレットを授受するパレット交換アームを、上下動自在であると共に、水平方向に静止した状態にて支持する旋回軸を配置しているパレット交換装置を対象としている。
パレット交換装置は、パレットを載置しているパレット段取り台、加工前又は加工後のワークを、パレットを介して載置しているテーブル、及び両側に延設されたパレット交換アームを保持し、かつ当該パレット交換アームと共に水平方向に沿って旋回を行う旋回軸を必要不可欠な構成要素としている。
前記旋回軸においては、パレット交換アームを支持している部位の下側にボールベアリング装置等の円滑な旋回を可能とするための旋回支持部を備えているが、主軸によるワークに対する切削の結果発生する切削粉が前記旋回支持部に進入することを防止するために、旋回支持部の上側から被覆する被覆部を備える構成が近年好適に採用されている。
一方、主軸による切削作業の便宜のために、テーブルにおいては、パレットを介してワークを載置している領域を揺動自在とするために、旋回軸側の先端に揺動中心軸を備えた立ち上がり部を備えると共に、上記領域を当該旋回軸によって支持された揺動部を備えた構成を採用する場合が多い。
このような立ち上がり部を有するテーブルが前記被覆部を備えた旋回軸側に対して進退する場合には、当該立ち上がり部の存在は、パレット交換アームの旋回に対する支障とならざるを得ない。
しかも、旋回軸が被覆部を固着することによって、所定のスペースを占有していることは、上記支障を更に一層助長する。
このような支障を避けるためには、立ち上がり部を有するテーブルが旋回軸側に対して進退することに代えて、図５に示すように、被覆部２を固着している旋回軸１を揺動部４１及び先端側の立ち上がり部４２を備えているテーブル４が進退する方向の側部に配置し、更にパレット段取り台５を、テーブル４から更に離れた側部に配置し、かつ前記テーブル４が進退する方向と旋回軸１及び段取り台５の配置方向とを直交状態とする構成を想定することができる。
しかしながら、このような配置構成の場合には、テーブル４が進退する方向の空間領域に加えて、パレットを交換するために当該側部の空間領域をも必要とし、コンパクトなパレット交換装置を実現することができない。
因みに、テーブルが旋回軸側に対して進退する構成と、上記の側部に配置する構成とを対比した場合、テーブルとパレット交換アームとが上下方向において重畳（オーバーラップ）する領域範囲は、前者の構成の方が後者の構成よりも大きいという関係にあり、前者の構成は、専らパレット交換アームの旋回のために必要な空間を小さく設定することができる。
このような側部の配置構成に代えて、前記立ち上がり部及び前記揺動部を有するテーブルが旋回軸側に対して進退する構成を維持した場合には、旋回軸は、パレットをテーブル及び段取り台にて授受する際に、テーブルと段取り台との中間位置から前記授受に適合するような位置に移動するような構成を想定することができる。
しかしながら、このような構成の場合には、テーブルの進退に加え、旋回軸の移動をも必要不可欠となり、煩雑な制御を必要不可欠とせざるを得ない。
パレット交換装置については、様々な公知技術が開示されている。
これらの公知技術のうち、特許文献１においては、揺動可能なテーブル６をテーブル用駆動装置３０によって移動させているが、旋回軸に該当する支持軸４２は、テーブル６の移動方向の斜方向側部に配置されている（図１、３、４：尚、前記支持軸４２は、被覆部を備えていない。）。
しかしながら、このような配置構成の場合には、前記図５の直交状態の場合に比し、パレットを交換するために必要な側部の空間領域がやや少なくなるという程度であって、コンパクトなパレット交換装置を実現できない点において変わりはない。
特許文献２においては、立ち上がり部に該当する支持部１７に設けた揺動軸１９に沿って揺動可能なテーブル６の側方にパレット交換アームに該当する旋回部材３４を設置し、かつテーブル６又は旋回部材３４の何れか一方又は双方を相互に進退可能としている（図２及び請求項１：尚、旋回部材３４においても、被覆部は備えられていない。）。
しかしながら、上記構成においても、コンパクトなパレット交換装置を実現できない点において、図５に示す構成及び特許文献１の構成と変わりはない。
のみならず、上記構成の場合には、テーブル６の主軸の下側領域に対する進退だけでなく、旋回部材３４及び／又はテーブル６の相互間という上記進退と異なる方向の進退を必要とすることから、煩雑な制御を必要不可欠とする。
このように、公知技術を参照するも、ワークをパレットを介して揺動可能な状態にて支持し、かつ旋回軸側に対して進退するテーブルの旋回軸の先端に揺動中心軸を有する立ち上がり部を備える一方、旋回軸の下端の旋回支持部を上側から被覆しているパレット交換装置については、コンパクトな構成は全く提唱されていない。
特開２００４−１６０６０１号公報 特開２０１５−２０５３５６号公報
本発明は、ワークを、パレットを介して揺動可能な状態にて支持し、かつ旋回軸側に対して進退するテーブルの先端に揺動中心軸を有する立ち上がり部を備える一方、旋回軸の下端の旋回支持部を上側から被覆しているパレット交換装置において、コンパクトな構成を提供することを課題としている。
上記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
（１）パレット段取り台と、テーブルとの間にてパレットを授受するパレット交換アームを、上下動自在であると共に、水平方向に静止した状態にて支持する旋回軸を配置しているパレット交換装置であって、前記テーブルは、前記旋回軸側に対して進退すると共に、当該旋回軸側の先端における立ち上がり部、及び当該立ち上がり部の揺動中心軸を介して揺動自在に支持され、かつパレットを介してワークを載置する揺動部を備えており、前記旋回軸は、当該旋回軸の下端側に位置している旋回支持部を上側から被覆する被覆部を固着する一方、前記被覆部は、前記立ち上がり部を挿脱自在とする挿脱口を備えており、しかも前記挿脱口の側方の位置から両側に前記パレット交換アームを水平方向に延設しているパレット交換装置、
（２）パレット段取り台と、テーブルとの間にてパレットを授受するパレット交換アームを、上下動自在であると共に、水平方向に静止した状態にて支持する旋回軸を配置しているパレット交換装置であって、前記テーブルは、前記旋回軸側に対して進退すると共に、当該旋回軸側の先端における立ち上がり部、及び当該立ち上がり部の揺動中心軸を介して揺動自在に支持され、かつパレットを介してワークを載置する揺動部を備えており、前記旋回軸は、両側にパレット交換アームを延設している可動被覆部を固着する一方、当該可動被覆部の下側に、当該旋回軸の下端側に位置している旋回支持部を上側から被覆する静止被覆部が床面上に配置されており、前記静止被覆部においては、前記立ち上がり部を挿脱自在とする挿脱口を備えており、前記パレット交換アームは、パレットを授受するために水平方向に延設されたパレット支持部と前記可動被覆部における前記両側の位置とを架橋する架橋延設部を備えているパレット交換装置、
からなる。
前記基本構成（１）及び（２）に立脚している本発明においては、テーブルの旋回軸側の先端に位置している立ち上がり部及び当該立ち上がり部に接続しているテーブルの一部領域を挿脱自在とする被覆部の挿脱口（基本構成（１）の場合）、又は静止被覆部の挿脱口（基本構成（２）の場合）を備えていることから、前記立ち上がり部を挿脱口側に挿入した場合には、被覆部から両側に延設されているパレット交換アーム（基本構成（１）の場合）、又は可動被覆部から両側に延設されているパレット交換アーム（基本構成（２）の場合）の旋回に全く支障となり得ない。
しかも、テーブルの先端に位置している立ち上がり部を挿脱口内に挿入することによって、テーブルとパレット段取り台との間に被覆部（基本構成（１）の場合）、又は静止被覆部（基本構成（２）の場合）が介在しているにも拘らず、テーブル上に載置されているパレットを、旋回軸側に接近させた状態にて配置することができる。
即ち、上記接近の結果、パレット交換アームの長さを従来技術の場合よりも短く設定することによって、コンパクトなパレット交換装置を実現することができる。
基本構成（１）の構成を示しており、（ａ）は、テーブルの進退方向に沿った側断面図であって、テーブルの立ち上がり部が被覆部内に挿入された後に、旋回軸が後述の（ｂ）の状態に対し９０度旋回した状態を示し（尚、被覆部及びパレット交換アームにつき、断面図を示し、他の構成要素については、側面図を示す。更には、斑点部分は、テーブルのうち、立ち上がり部及び揺動部以外の領域を示す。）、（ｂ）は、挿脱口がテーブルの長手方向と直交する方向に設定された段階における被覆部の正面図を示す。 基本構成（２）の構成を示しており、（ａ）は、テーブルの進退方向に沿った側断面図であって、テーブルの立ち上がり部が被覆部内に挿入された後に、旋回軸が後述の（ｂ）の状態に対し９０度旋回した状態を示し（尚、被覆部及びパレット交換アームにつき、断面図を示し、他の構成要素については、側面図を示す。更には、斑点部分は、テーブルのうち、立ち上がり部及び揺動部以外の領域を示す。）、（ｂ）は、挿脱口がテーブルの長手方向と直交する方向に設定された段階における被覆部の正面図を示す。 基本構成（１）において、テーブルの旋回軸側の先端の立ち上がり部を被覆部内に挿入する工程を端緒として、パレットの交換の開始から終了に至るまでの工程を示すパレット交換装置の動作を示す説明図である。 基本構成（２）において、テーブルの旋回軸側の先端の立ち上がり部を被覆部内に挿入する工程を端緒として、パレットの交換の開始から終了に至るまでの工程を示すパレット交換装置の動作を示す説明図である。 テーブルの進退方向と直交する方向に旋回軸及びパレット段取り台を配置した状態を示す上面図である。
図１に示す基本構成（１）及び図２に示す基本構成（２）においては、何れも背景技術の項において説明したように、テーブル４は、旋回軸１側に対して進退すると共に、旋回軸１側の先端に位置している立ち上がり部４２の揺動中心軸４２０を介して揺動自在に支持され、かつパレットＰ，Ｐ′を介してワークＷ，Ｗ′を載置する揺動部４１を備えていることを技術的前提としている。
基本構成（１）及び（２）においては、テーブル４内にて支持枠４０を介してワークＷ，Ｗ′を支持している揺動部４１、及び段取り台５内にて支持枠５０を介してパレットＰ，Ｐ′を支持している支持面は、何れもパレット交換アーム３の支持部における旋回位置よりも下側に配置されていることから、前記支持部は、前記揺動部４１及び段取り台５の前記支持面の上側に配置されている。
基本構成（１）のパレット交換アーム３は、図１に示すように、旋回軸１に固着されている被覆部２の側部の両側から水平方向に延設されており、延設の先端に位置している支持部は、支持枠４０、５０によって支持されているパレットＰ，Ｐ′の下側の位置まで旋回し、かつパレットＰ，Ｐ′を支持した状態にて、前記揺動部４１及び段取り台５の前記支持面の上側領域に旋回軸１と共に移動することができる。
基本構成（２）のパレット交換アーム３もまた、図２に示すように、旋回軸１に固着されている可動被覆部２１から両側に延設される一方、先端の支持部は、各パレット支持枠４０、５０によって支持されているパレットＰ，Ｐ′の下側の位置まで旋回し、かつパレットＰ，Ｐ′を支持した状態にて、前記揺動部４１及び段取り台５の前記支持面の上側領域に旋回軸１と共に移動することができる。
そして、基本構成（２）のパレット交換アーム３は、図２（ａ）に示すように、前記パレット支持部と前記可動被覆部２１の前記両側の位置とを架橋する架橋延設部３１を備えている。
図２（ａ）、（ｂ）においては、架橋延設部３１として、可動被覆部２１の両側から斜方向に延設されてから略Ｌ字型を呈した形態を示すが、架橋延設部３１については、様々な形態を採用することが可能である。
具体的には、可動被覆部２１の両側から水平方向に延設してから、前記支持部との接続に到るまでに、順次湾曲する形態、更には、可動被覆部２１の両側から前記支持部に到るまで斜方向の直線状の形態等を採用することができる。
このように、基本構成（１）及び基本構成（２）のパレット交換アーム３の形態は相違しているが、テーブル４の立ち上がり部４２が挿脱口２０内に挿入された段階では、当該立ち上がり部４２はパレット交換アーム３の旋回に対する支障とはなり得ない。
挿脱口２０は、実際には、単に立ち上がり部４２だけでなく、揺動部４１及び図１（ａ）、図２（ａ）の斑点領域に示す当該揺動部４１を支える下側領域等のテーブル４の一部領域をも挿脱自在とする場合が多い。
基本構成（１）の旋回軸１は、１個の被覆部２を固着した上で、当該被覆部２から水平方向にパレット交換アーム３を延設するというシンプルな構成を採用し得る点に特徴を有している。
基本構成（１）の被覆部２は、旋回軸１の下端に位置している旋回支持部１１を被覆しているが、旋回軸１と一体をなして旋回する以上、床面に接触していない。
但し、被覆部２の下端が、パレット交換アーム３を延設している位置よりも下側であって、かつ床の近傍に配置されている構成を採用した場合には、切削粉の旋回支持部１１への進入の防止という被覆部２の機能を十分発揮することができる。
基本構成（２）の旋回軸１は、上側にて両側にパレット交換アーム３を延設している可動被覆部２１を固着し、一体となって旋回及び上下動を実現しているが、当該可動被覆部２１の下側に当該可動被覆部２１と上下方向にて少なくとも部分的な重複領域を有し、かつ旋回軸１の下端に位置している旋回支持部１１を被覆する静止被覆部２２が設けられており、当該静止被覆部２２に挿脱口２０を備えている。
基本構成（２）の場合には、前記のように、パレット交換アーム３が可動被覆部２１から延設されることによって、やや複雑な形態を呈するが、静止被覆部２２はパレット交換アーム３と接続していないため、基本構成（１）の被覆部２に比し、パレット交換アーム３を支持するために必要な強度は不要であって、基本構成（１）の被覆部２よりも薄い金属板又はプラスチック板を使用することができる。
しかも、静止被覆部２２は、下側の床面に配置されていることから、旋回軸１の下端側に位置している旋回支持部１１に対する切削粉の進入を十分防止することができる。
特に、静止被覆部２２の下端が床に固着されている構成を採用した場合には、飛来する切削粉の進入を完全に防止することができる。
基本構成（１）及び（２）の旋回軸１は、パレット交換アーム３と共に旋回する一方、上下動自在であることを不可欠としているが、このような旋回及び上下動を実現するための駆動部１２は、図１（ａ）、（ｂ）及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、旋回軸１に接続すると共に、床面又は壁部等に固着されることによって、固定状態にある固定枠１３に固着されることによって旋回駆動及び上下駆動を実現することができる。
基本構成（１）及び同（２）において、テーブル４の立ち上がり部４２及び当該立ち上がり部４２と接続するテーブル４の一部領域の挿脱口２０への挿入を端緒として、パレットＰ，Ｐ′の交換の開始から終了に至るまでの作業は、図３、図４に示すように、以下のようなプロセスによって実現することができる。
尚、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）の各平面図において、点線による円弧部分は被覆部２において挿脱口２０が存在する位置を示し、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）の各平面図において、点線による円弧部分は静止被覆部２２において挿脱口２０が存在する位置を示す。
プロセス（ａ）：テーブル４における立ち上がり部４２（但し、大抵の場合には、立ち上がり部４２及び当該立ち上がり部４２と接続するテーブル４の一部領域の場合が多い）の挿脱口２０内への挿入
プロセス（ｂ）：待機状態にあるパレット交換アーム３の旋回軸１と一体をなす旋回（図３（ｂ）及び図４（ｂ）は、それぞれ前記旋回前における配置状態を示す。）
プロセス（ｃ）：パレット交換アーム３の支持部の揺動部４１における支持枠４０に支持されているパレットＰ，Ｐ′及び段取り台５における支持枠５０によって支持されるパレットＰ，Ｐ′の下方側への旋回による移行
プロセス（ｄ）：パレットＰ，Ｐ′を支持したパレット交換アーム３の旋回軸１及び被覆部２（基本構成（１）の場合）、又は可動被覆部２１（基本構成（２）の場合）の上方への移動
プロセス（ｅ）：パレットＰ，Ｐ′を支持したパレット交換アーム３の１８０度の旋回（図３（ｅ）及び図４（ｅ）は、それぞれ前記旋回後の状態を示す。）
プロセス（ｆ）：パレットＰ，Ｐ′を支持したパレット交換アーム３の旋回軸１及び被覆部２（基本構成（１）の場合）、又は可動被覆部２１（基本構成（２）の場合）の下方への移動、及び各パレットＰ，Ｐ′の揺動部４１における支持枠４０及び段取り台５における支持枠５０に対する載置
プロセス（ｇ）：パレット交換アーム３の旋回による元の位置への復帰（図３（ｇ）及び図４（ｇ）は、それぞれ前記旋回後の状態を示す。）
このように、テーブル４における立ち上がり部４２（但し、実際には当該立ち上がり部４２と接続するテーブル４の一部領域である場合が多い）を被覆部２の挿脱口２０内に収容した状態にて、一連の旋回及び上下動によって、基本構成（１）及び同（２）においては、ワークＷ，Ｗ′をそれぞれ載置しているパレットＰ，Ｐ′を円滑に交換することができる。
以下、実施例に従って説明する。
実施例１は、基本構成（１）の被覆部２及び基本構成（２）の静止被覆部２２において挿脱口２０を開閉するドア（図示せず）を設けていることを特徴としている。
このようなドアの設置によって、立ち上がり部４２及びテーブル４の一部領域が挿脱口２０から挿入された後においても、ドアを閉じることによって旋回支持部１１に対する切削粉の進入を防止することができる。
尚、開閉に要するスペースを考慮するならば、ドアとしては、回転式ドアよりも、スライド式ドアが好ましい。
実施例２は、基本構成（１）及び（２）において、前記挿脱口２０の内側に挿入された前記立ち上がり部４２が旋回軸１の表面近傍の位置にて配置された状態を実現していることを特徴としている。
このような近傍における配置によって、実施例２においては、パレット交換アーム３を最小限の長さにすることができ、コンパクトなパレット交換装置を実現することができる。
このように、被覆部（基本構成（１）の場合）又は静止被覆部（基本構成（２）の場合）に備えた挿脱口への立ち上がり部を挿入することができる本発明においては、上記立ち上がり部の存在がパレット交換アームの旋回の支障とならない一方、コンパクトなパレット交換装置を実現している点において画期的であり、パレットの交換を必要とする工作機械の全分野において利用することができる。
１ 旋回軸
１１ 旋回支持部
１２ 旋回軸に対する駆動部
１３ 固定枠
２ 被覆部
２０ 挿脱口
２１ 可動被覆部
２２ 静止被覆部
３ パレット交換アーム
３１ 架橋延設部
４ テーブル
４０ 揺動部に配置されているパレットに対する支持枠
４１ テーブルにおける揺動部
４２ テーブルにおける立ち上がり部
４２０ 立ち上がり部における揺動中心軸
５ 段取り台
５０ 段取り台に配置されているパレットに対する支持枠
６ 主軸等を備えている工作機械
Ｐ，Ｐ′ パレット
Ｗ，Ｗ′ ワーク

Claims (7)

  1. パレット段取り台と、テーブルとの間にてパレットを授受するパレット交換アームを、上下動自在であると共に、水平方向に静止した状態にて支持する旋回軸を配置しているパレット交換装置であって、前記テーブルは、前記旋回軸側に対して進退すると共に、当該旋回軸側の先端における立ち上がり部、及び当該立ち上がり部の揺動中心軸を介して揺動自在に支持され、かつパレットを介してワークを載置する揺動部を備えており、前記旋回軸は、当該旋回軸の下端側に位置している旋回支持部を上側から被覆する被覆部を固着する一方、前記被覆部は、前記立ち上がり部を挿脱自在とする挿脱口を備えており、しかも前記挿脱口の側方の位置から両側に前記パレット交換アームを水平方向に延設しているパレット交換装置。
  2. 被覆部の下端が、パレット交換アームを延設している位置よりも下側であって、かつ床の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１記載のパレット交換装置。
  3. パレット段取り台と、テーブルとの間にてパレットを授受するパレット交換アームを、上下動自在であると共に、水平方向に静止した状態にて支持する旋回軸を配置しているパレット交換装置であって、前記テーブルは、前記旋回軸側に対して進退すると共に、当該旋回軸側の先端における立ち上がり部、及び当該立ち上がり部の揺動中心軸を介して揺動自在に支持され、かつパレットを介してワークを載置する揺動部を備えており、前記旋回軸は、両側にパレット交換アームを延設している可動被覆部を固着する一方、当該可動被覆部の下側に、当該旋回軸の下端側に位置している旋回支持部を上側から被覆する静止被覆部が床面上に配置されており、前記静止被覆部においては、前記立ち上がり部を挿脱自在とする挿脱口を備えており、前記パレット交換アームは、パレットを授受するために水平方向に延設されたパレット支持部と前記可動被覆部における前記両側の位置とを架橋する架橋延設部を備えているパレット交換装置。
  4. 静止被覆部の下端が床に固着されていることを特徴とする請求項３記載のパレット交換装置。
  5. 前記挿脱口が、前記立ち上がり部及び当該立ち上がり部と接続するテーブルの一部領域を挿脱自在としていることを特徴とする請求項１、２、３、４の何れか一項に記載のパレット交換装置。
  6. 前記挿脱口を開閉するドアを設けていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５の何れか一項に記載のパレット交換装置。
  7. 前記挿脱口の内側に挿入された前記立ち上がり部が旋回軸の表面近傍の位置にて配置された状態を実現していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６の何れか一項に記載のパレット交換装置。
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