JP7152335B2 - Pallet overturn prevention mechanism and automatic pallet changer - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械に設けられる自動パレット交換装置において、パレットを搬送する際の転倒(位置ズレや傾倒、落下等を含む)を防止するために用いられるパレット転倒防止機構と、当該機構を用いた自動パレット交換装置とに関する。 The present invention relates to an automatic pallet changer installed in a machine tool, and a pallet overturn prevention mechanism used to prevent overturning (including misalignment, tilting, falling, etc.) during transportation of a pallet, and the mechanism. and an automatic pallet changer.
横形マシニングセンタ等の工作機械では、両端にパレットを載せた旋回アームを昇降動作及び水平旋回させることでパレット交換を行う自動パレット交換装置が設けられている。この自動パレット交換装置では、パレットの交換時間は非加工時間となるため、短縮化を目指して旋回速度は極力上げられている。しかし、パレットは旋回アームのフォーク部に重力で載っているだけであるため、重力と遠心力との釣り合いが崩れるとパレットが位置ズレしたりフォーク部から外れたりするおそれがある。よって、自動パレット交換装置にはパレットの転倒を防止する機構が採用されている。例えば特許文献1には、パレットの交換中心側に係合部材を突設し、中心側に設けた上下一対のグリップアームによって係合部材を把持させることでパレットを確実に交換位置へ位置決め可能としたパレット把持機構の発明が開示されている。また、特許文献2には、パレットに設けた係止突起に係止する爪部を備えた係止部材を、押圧ピンによって係止突起への係止方向に付勢して設けると共に、旋回アームの昇降動作に連動するように基台と係合させて係止部材によるパレット係止を開始或いは解除する操作棒と、操作棒の上昇をロックするロック部材と、ロック部材を旋回アームの昇降動作に連動するように基台と係合動作させる係合動作部材とを備えたパレット転倒防止機構の発明が開示されている。
2. Description of the Related Art Machine tools such as horizontal machining centers are equipped with an automatic pallet changer that changes pallets by vertically and horizontally turning a swivel arm on which pallets are placed on both ends. In this automatic pallet exchange device, the pallet exchange time is non-processing time, so the turning speed is increased as much as possible to shorten the pallet exchange time. However, since the pallet is only placed on the forks of the swivel arm by gravity, there is a risk that the pallet will be displaced or come off the forks if the balance between gravity and centrifugal force is lost. Therefore, the automatic pallet changer employs a mechanism for preventing the pallets from falling over. For example, Patent Document 1 discloses that an engaging member is protruding from the pallet exchange center side and gripped by a pair of upper and lower grip arms provided at the center side so that the pallet can be reliably positioned at the exchange position. An invention of a pallet gripping mechanism is disclosed. Further, in
上記従来のパレット転倒防止機構では、一対のグリップアームや係止部材、操作棒といった上下方向に動作する構成部品を備えるため、旋回アームの下側で収容スペースを大きく確保する必要が生じ、小型の工作機械では採用が困難となる場合がある。
また、特に引用文献2の機構では、操作棒に対してロック部材が直交状に係脱するため、操作棒及びロック部材には軸方向に対して斜め方向の力が働く。よって、操作棒やロック部材の軸受に滑り軸受を用いると斜め方向の力によって方当たりを起こし、偏摩耗する可能性がある。さらに、構成部品が略露出状態で設置されるため、切粉の侵入によって動作性が悪くなるおそれもある。エアパージ等を採用して切粉の侵入を防ぐことが考えられるが、コストアップに繋がる上、旋回アームは上下・旋回動作を伴うため、これに追従するように配管をパレット転倒防止機構まで繋げてエアを供給するのは難しい。
The above conventional pallet overturn prevention mechanism is equipped with components that move vertically, such as a pair of grip arms, a locking member, and an operating rod. Adoption may be difficult for machine tools.
In particular, in the mechanism disclosed in
そこで、本発明は、省スペース且つ低コストで構成でき、耐久性や防塵性にも優れるパレット転倒防止機構及び自動パレット交換装置を提供することを目的としたものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a pallet overturn prevention mechanism and an automatic pallet changer that can be constructed in a space-saving and low-cost manner and that are excellent in durability and dust resistance.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、両端にフォーク部を有した旋回アームを基台上に備え、前記旋回アームの水平旋回及び昇降動作によって前記フォーク部に載置したパレットを交換可能とした自動パレット交換装置に設けられ、前記旋回アームが水平旋回する際に前記パレットに係合して前記パレットの転倒を防止するためのパレット転倒防止機構であって、
前記フォーク部に軸方向へ進退動可能に設けられ、前進位置で前記パレットに係合可能な出力軸と、前記フォーク部に前記出力軸と一体で進退動可能に設けられる動作伝達部と、前記フォーク部に設けられ、前記出力軸を前進位置へ付勢する付勢手段と、前記旋回アームの下降状態で前記動作伝達部の前方となる位置に設けられ、前記動作伝達部を前進位置から後退位置へ押し込んで前記出力軸による前記パレットへの係合を解除させる突出位置と、前進位置の前記動作伝達部から離間する後退位置との間を移動可能なピストンロッドを備えた外部シリンダと、を含んでなることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、前記動作伝達部は、前記出力軸に連結された入力軸であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2の構成において、前記出力軸、前記入力軸、前記付勢手段は、前記フォーク部の下面側に設けられたケースに、前記出力軸及び前記入力軸の先端部を除いて収容されていると共に、前記ケースにおける前記先端部の突出部分は、ダストシールによってシールされている一方、前記外部シリンダにおける前記ピストンロッドの突出部分もダストシールによってシールされていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3の構成において、前記入力軸は前記出力軸と平行に連結されていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項2乃至4の何れかの構成において、前記出力軸と前記入力軸とは上下に並設されていることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項6に記載の発明は、両端にフォーク部を有した旋回アームを基台上に備え、前記旋回アームの旋回及び昇降動作によって前記フォーク部に載置したパレットを交換可能とした自動パレット交換装置であって、
請求項1乃至5の何れかに記載のパレット転倒防止機構を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is provided with a turning arm having fork portions at both ends on a base, and is placed on the fork portion by horizontally turning and raising and lowering the turning arm. A pallet overturn prevention mechanism provided in an automatic pallet changer capable of exchanging pallets and engaging with the pallet when the turning arm horizontally turns to prevent the pallet from overturning,
an output shaft provided on the fork portion so as to move forward and backward in the axial direction and engageable with the pallet at an advanced position; a motion transmission portion provided on the fork portion so as to move forward and backward integrally with the output shaft; urging means provided on a fork portion for urging the output shaft to a forward position; an external cylinder having a piston rod movable between a protruded position to be pushed into position to disengage the output shaft from engaging the pallet and a retracted position away from the motion transmitting portion in the advanced position; characterized by comprising:
According to a second aspect of the invention, in the configuration of the first aspect, the motion transmitting portion is an input shaft connected to the output shaft.
The invention according to
According to a fourth aspect of the invention, in the configuration of the second or third aspect, the input shaft is connected in parallel with the output shaft.
According to a fifth aspect of the invention, in any one of the second to fourth aspects, the output shaft and the input shaft are vertically arranged side by side.
In order to achieve the above object, the invention according to
A pallet overturn prevention mechanism according to any one of claims 1 to 5 is provided.
本発明によれば、省スペース且つ低コストでパレット転倒防止機能が得られる。また、パレットのロック解除も外部シリンダによって簡単に行える。さらに、出力軸は軸方向に進退動するので、軸受に滑り軸受を採用しても偏摩耗を防止でき、耐久性も期待できる。
請求項2に記載の発明によれば、上記効果に加えて、動作伝達部を出力軸に連結された入力軸としているので、ピストンロッドによる出力軸の押し込みが確実に行える。
請求項3に記載の発明によれば、上記効果に加えて、出力軸及び入力軸、ピストンロッドの突出部分がそれぞれダストシールでシールされるので、高い防塵性が得られ、切粉等の侵入による動作不良が生じにくくなる。
請求項4に記載の発明によれば、上記効果に加えて、入力軸を出力軸と平行に連結しているので、出力軸をスムーズに後退させることができる上、機構全体のコンパクト化に繋がる。
請求項5に記載の発明によれば、上記効果に加えて、出力軸と入力軸とは上下に並設されているので、両軸と直交する水平方向に一層コンパクトとなる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a space-saving and low-cost pallet tipping prevention function is obtained. Also, unlocking of the pallet can be easily performed by the external cylinder. Furthermore, since the output shaft moves back and forth in the axial direction, uneven wear can be prevented even if a plain bearing is used as the bearing, and durability can be expected.
According to the second aspect of the invention, in addition to the above effect, since the motion transmitting portion is the input shaft connected to the output shaft, the output shaft can be reliably pushed by the piston rod.
According to the third aspect of the invention, in addition to the above effects, the protruding portions of the output shaft, the input shaft, and the piston rod are each sealed with dust seals. Malfunctions are less likely to occur.
According to the fourth aspect of the invention, in addition to the effects described above, since the input shaft and the output shaft are connected in parallel, the output shaft can be smoothly retracted, and the overall mechanism can be made compact. .
According to the fifth aspect of the invention, in addition to the above effects, the output shaft and the input shaft are vertically arranged side by side, so that the size is further reduced in the horizontal direction orthogonal to both shafts.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、横形マシニングセンタに設けられた自動パレット交換装置1を段取りステーション2側から示している。自動パレット交換装置1は、図示しないモータ及び昇降機構により基台3上で水平旋回及び昇降動作する旋回アーム4を備え、この旋回アーム4によって加工室と段取りステーション2との間でパレット40の交換を行うもので、旋回アーム4の両端には、パレット40を載置して支持する一対のフォーク部5(図1では一端側のみ図示)がそれぞれ設けられている。旋回アーム4の上面には、加工室と段取りステーション2との間を仕切る仕切カバー6が設けられている。
また、自動パレット交換装置1には、パレット40を交換する際の旋回アーム4の水平旋回時にパレット40がフォーク部5から位置ズレしたり外れたりしないように、パレット転倒防止機構10が設けられている。このパレット転倒防止機構10は、図2にも示すように、フォーク部5に設けられるロック部11と、段取りステーション2の本体7上に設けられるロック解除部12とからなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an automatic pallet changer 1 provided in a horizontal machining center from the
Further, the automatic pallet changer 1 is provided with a pallet
フォーク部5の下面で内縁側には、図3にも示すように、収容凹部8が形成されており、ロック部11は、収容凹部8に取り付けられるケース13と、そのケース13に収容されるロック体14とを備えている。なお、ロック部11では、図3に示す左側を前方、右側を後方として説明する。
ロック体14は、上下2本の丸棒状の出力軸15と、動作伝達部としての入力軸16との後端部同士を、アダプタ17を介して互いに平行に連結してなり、出力軸15と入力軸16との前端部をケース13を貫通してその前面から突出させた状態で前後へ進退動可能に収容されている。ケース13には、アダプタ17の進退動を許容する空間を形成する後蓋18と、入力軸16の中間部に設けたリング状のストッパ19と当接して突出位置を規制する前蓋20とが設けられている。出力軸15と入力軸16とは、ケース13内で前後の滑り軸受21,21によりそれぞれ軸支されると共に、ケース13からの前端部の突出部分はダストシール22,22によってそれぞれシールされている。
As shown in FIG. 3, a
The
また、ケース13内において、入力軸16の収容部分には、ストッパ19が進退動可能な大径孔23が形成されており、ストッパ19の後方で大径孔23内には、入力軸16に外装された付勢手段としてのコイルバネ24が収容されている。このコイルバネ24がストッパ19を前方へ押圧することで、常態でのロック体14は、ストッパ19が前蓋20に当接する前進位置に付勢される。パレット40の下面には、フォーク部5への載置状態で出力軸15の前方に位置するL字状のフック41が設けられており、ロック体14の前進位置では、ケース13から突出した出力軸15の先端がフック41と係合するようになっている。これによりパレット40はフォーク部5に固定されることになる。
A large-
一方、ロック解除部12では、シリンダブラケット31を介して外部シリンダ30が本体7上で水平に支持されている。なお、ロック解除部12では、図3に示す右側を前方、左側を後方として説明する。
外部シリンダ30は、シリンダ室32内に、ロック部11の入力軸16の同軸延長線上に位置するピストンロッド34を前方に突出させたピストン33を有している。よって、ピストン33の前後でシリンダ室32に圧縮空気(油圧でもよい)を供給することで、ピストン33を軸方向に進退動させてピストンロッド34を進退動させることができる。外部シリンダ30におけるピストンロッド34の突出部分もダストシール35によってシールされている。また、外部シリンダ30及びシリンダブラケット31は、本体7に上方から取り付けられるカバー36に、ピストンロッド34の突出部分を除いて覆われている。図3はピストン33の後退位置を示しており、この位置でピストンロッド34は、突出位置の入力軸16から離間している。ピストン33が前進すると、図4に示すように、ピストンロッド34が前進して入力軸16に当接し、そのまま入力軸16と共にロック体14をケース13内に押し込むことになる。これにより出力軸15もケース13内に押し込まれてフック41との係合が解除される。
On the other hand, in the unlocking
The
以上の如く構成された自動パレット交換装置1においては、通常時でのパレット転倒防止機構10では、ロック解除部12のピストン33は、図3のように空圧によってシリンダ室32の後退位置に位置決めされてピストンロッド34を入力軸16から離間させている。よって、ロック部11では、ロック体14が突出位置(前進位置)にあることで出力軸15の先端がパレット40のフック41に係合している(パレット40のロック状態)。
ここからパレット40の交換を行う際、旋回アーム4が上昇して水平旋回しても、出力軸15によるフック41への係合は維持されるため、パレット40が位置ズレしたり傾倒したりするおそれがない。
In the automatic pallet changer 1 constructed as described above, the
When replacing the
一方、段取りステーション2でパレット40の取り外しを行う場合は、ロック解除部12のピストン33が空圧によって前進してピストンロッド34を突出させる。すると、ロック部11では、図4のように入力軸16と共にロック体14がケース13内に押し込まれることで出力軸15がフック41から外れる(パレット40のロック解除状態)。よって、パレット40をフォーク部5から取り外すことができる。
再びパレット40が載置されると、ピストン33を後退させてピストンロッド34を後退させれば、入力軸16と共にロック体14がコイルバネ24の付勢によって前進位置へ復帰するため、出力軸15が前進してフック41に係合し、パレット40を固定することになる。
On the other hand, when the
When the
ここで、ピストンロッド34は、パレット40のロック状態及びロック解除状態の何れの場合も入力軸16に対して軸方向に当接或いは離間し、出力軸15と入力軸16とを軸方向にのみ前後動させるため、出力軸15及び入力軸16、コイルバネ24へ軸方向に対する斜め方向に外力が加わることがない。よって、滑り軸受21に方当たりが生じにくくなる。また、出力軸15、入力軸16、ピストンロッド34の突出部分は何れもダストシール22,35でシールされて、内部機構は露出しないので、防塵性も維持できる。さらに、旋回アーム4側のロック部11では、2本の出力軸15と入力軸16とを水平に配置すれば足りるため、幅方向及び高さ方向にコンパクトとなる。
Here, the
このように、上記形態のパレット転倒防止機構10及び自動パレット交換装置1によれば、フォーク部5に軸方向へ進退動可能に設けられ、前進位置でパレット40のフック41に係合可能な出力軸15と、フォーク部5に出力軸15と一体で進退動可能に設けられる入力軸16と、フォーク部5に設けられ、出力軸15を前進位置へ付勢するコイルバネ24と、旋回アーム4の下降状態で入力軸16の前方となる位置に設けられ、入力軸16を前進位置から後退位置へ押し込んで出力軸15によるパレット40のフック41への係合を解除させる突出位置と、前進位置の入力軸16から離間する後退位置との間を移動可能なピストンロッド34を備えた外部シリンダ30と、を含んでなることで、省スペース且つ低コストでパレット転倒防止機能が得られる。また、パレット40のロック解除も外部シリンダ30によって簡単に行える。さらに、出力軸15及び入力軸16は軸方向に進退動するので、滑り軸受21を採用しても偏摩耗を防止でき、耐久性も期待できる。
As described above, according to the pallet overturn
特にここでは、出力軸15への動作伝達部を、出力軸15に連結された入力軸16としているので、ピストンロッド34による出力軸15の押し込みが確実に行える。
また、出力軸15、入力軸16、コイルバネ24は、フォーク部5の下面側に設けられたケース13に、出力軸15及び入力軸16の先端部を除いて収容されていると共に、ケース13における先端部の突出部分は、ダストシール22によってシールされている一方、外部シリンダ30におけるピストンロッド34の突出部分もダストシール35によってシールされているので、高い防塵性が得られ、切粉等の侵入による動作不良が生じにくくなる。
さらに、入力軸16は出力軸15と平行に連結しているので、出力軸15をスムーズに後退させることができる上、機構全体のコンパクト化に繋がる。
加えて、出力軸15と入力軸16とは上下に並設されているので、両軸と直交する水平方向に一層コンパクトとなる。
In particular, since the
In addition, the
Furthermore, since the
In addition, since the
なお、ロック部において、出力軸と入力軸との構造は上記形態に限らず、丸棒状でなく角棒状としたり、板状としたりしてもよい。両軸の連結構造も適宜変更可能で、一方の軸の端部をL字状に折曲させて他方の軸に連結することもできる。両軸を上下に並べずに左右へ水平に並べることも可能で、両軸で構造を変えることもできる。コイルバネも、入力軸でなく出力軸に設けたり、両軸にそれぞれ設けたりしても差し支えないし、アダプタの後方にコイルバネ等の付勢手段を設けてロック体ごと付勢してもよい。
また、動作伝達部としては出力軸と平行な入力軸に限らず、出力軸から径方向外側に突出させた突条等も採用できる。
パレット側もフックに限らず、パレットの下面から下向きに設けた突片に出力軸が挿脱する透孔や有底孔を設けたものとしたり、パレット自体に設けた透孔や有底孔に出力軸を直接挿脱させたりしてもよい。
ロック解除部においても、ピストンロッドは出力軸と同様に形状変更は可能である。また、カバーを省略したり、旋回アーム下方のスペースによっては、段取りステーションの本体に凹設した凹部に外部シリンダを設置して、同じく凹部内に位置させた動作伝達部を押圧させたりすることもできる。
In addition, in the lock portion, the structure of the output shaft and the input shaft is not limited to the above-described form, and may be a square bar shape instead of a round bar shape or a plate shape. The connecting structure of both shafts can also be changed as appropriate, and the end of one shaft can be bent into an L shape and connected to the other shaft. It is also possible to arrange both axes horizontally to the left and right instead of arranging them vertically, and it is also possible to change the structure with both axes. The coil spring may also be provided on the output shaft instead of the input shaft, or may be provided on both shafts.
Further, the motion transmitting portion is not limited to the input shaft parallel to the output shaft, and a ridge projecting radially outward from the output shaft may be employed.
The pallet side is not limited to hooks, and a projecting piece provided downward from the bottom surface of the pallet may be provided with a through hole or a bottomed hole for inserting or removing the output shaft, or a through hole or a bottomed hole provided in the pallet itself. The output shaft may be directly inserted and removed.
The shape of the piston rod can be changed at the unlocking portion as well as the output shaft. In addition, depending on the space below the swivel arm, the cover may be omitted, and an external cylinder may be installed in a recess formed in the main body of the setup station to press the motion transmitting portion similarly located in the recess. can.
1・・自動パレット交換装置、2・・段取りステーション、3・・基台、4・・旋回アーム、5・・フォーク部、7・・本体、8・・収容凹部、10・・パレット転倒防止機構、11・・ロック部、12・・ロック解除部、13・・ケース、14・・ロック体、15・・出力軸、16・・入力軸、17・・アダプタ、19・・ストッパ、21・・滑り軸受、22,35・・ダストシール、24・・コイルバネ、30・・外部シリンダ、33・・ピストン、34・・ピストンロッド、40・・パレット、41・・フック。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Automatic pallet changer, 2... Setup station, 3... Base, 4... Rotating arm, 5... Fork part, 7... Main body, 8... Concave part, 10... Pallet tipping prevention mechanism , 11... lock portion, 12... unlock portion, 13... case, 14... lock body, 15... output shaft, 16... input shaft, 17... adapter, 19... stopper, 21...
Claims (6)
前記フォーク部に軸方向へ進退動可能に設けられ、前進位置で前記パレットに係合可能な出力軸と、
前記フォーク部に前記出力軸と一体で進退動可能に設けられる動作伝達部と、
前記フォーク部に設けられ、前記出力軸を前進位置へ付勢する付勢手段と、
前記旋回アームの下降状態で前記動作伝達部の前方となる位置に設けられ、前記動作伝達部を前進位置から後退位置へ押し込んで前記出力軸による前記パレットへの係合を解除させる突出位置と、前進位置の前記動作伝達部から離間する後退位置との間を移動可能なピストンロッドを備えた外部シリンダと、
を含んでなることを特徴とするパレット転倒防止機構。 Provided in an automatic pallet changer having a swivel arm having fork parts at both ends on a base and capable of replacing a pallet placed on the fork part by horizontal swivel and vertical movement of the swivel arm, the swivel arm A pallet overturn prevention mechanism for preventing overturning of the pallet by engaging with the pallet when the is horizontally turning,
an output shaft provided on the fork portion so as to move forward and backward in the axial direction and engageable with the pallet at the forward position;
a motion transmitting portion provided on the fork portion so as to move forward and backward integrally with the output shaft;
biasing means provided on the fork portion and biasing the output shaft to a forward position;
a protruding position provided at a position forward of the motion transmitting portion in the lowered state of the swing arm, the protruding position pushing the motion transmitting portion from the forward position to the retracted position to release the engagement of the output shaft with the pallet; an external cylinder with a piston rod movable between a retracted position spaced apart from the motion transmitting portion in an advanced position;
A pallet overturn prevention mechanism, comprising:
前記外部シリンダにおける前記ピストンロッドの突出部分もダストシールによってシールされていることを特徴とする請求項2に記載のパレット転倒防止機構。 The output shaft, the input shaft, and the biasing means are housed in a case provided on the lower surface side of the fork portion, except for tip end portions of the output shaft and the input shaft. While the protruding portion of the tip is sealed with a dust seal,
3. The pallet overturn prevention mechanism according to claim 2, wherein the projecting portion of said piston rod in said outer cylinder is also sealed by a dust seal.
請求項1乃至5の何れかに記載のパレット転倒防止機構を備えたことを特徴とする自動パレット交換装置。 An automatic pallet changer which is provided on a base with a swivel arm having fork parts at both ends, and which can replace a pallet placed on the fork part by horizontally swiveling and lifting the swivel arm,
An automatic pallet changer comprising the pallet overturn prevention mechanism according to any one of claims 1 to 5.
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