JPH0553835U - 工作機械のパレット交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 立型ＭＣ等の工作機械において、主軸への接
近性を良くするためのＡＰＣの移動を自動的に、かつ特
別な駆動装置を用いることなく行えるようにする。 【構成】 ロータリ型ＡＰＣの場合、パレット台３をガ
イド１１とスライド体１２等によりベッドの長手方向に
移動可能とし、アーム４の両端係合部をサドル８３・パ
レット台３上のパレットＰに係合させることにより、サ
ドル８３とパレット台３を一体的に連結し、サドル８３
の移動を利用してパレット台３を工作機械中央部から側
方へ退避可能とする。操作盤９１からの移動指令により
パレット台３を容易かつ迅速に自動移動できると共に、
サドル８３の移動により特別な駆動装置を用いることな
くパレット台３を移動できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、マシニングセンタ等工作機械に使用されるパレット交換装置に関す る。更に詳しくは、機械本体に沿って移動することが可能なパレット交換装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

パレット交換装置は、マシニングセンタ等工作機械の前面または側面に設けら れ、工作機械の本体内加工領域において一方のパレット上のワーク（被加工物） を加工中に、他方のパレット上に次のワークを段取りしておき、加工終了後、加 工済ワークのパレットと未加工ワークのパレットとを交換することにより、機械 本体の生産効率の向上を図る公知の装置である。 このパレット交換装置を機械本体の前面に設けた場合、作業者の機械本体への 接近性が悪くなる。そのため、切削状態や工具刃先の状態の目視による確認や、 機械異常時のメンテナンスなどの作業性を著しく低下させる。そのため、本出願 人は実開平１−１４９３２９号において、機械本体に沿って移動可能なパレット 交換装置に関する技術を開示している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、実開平１−１４９３２９号の技術は、パレット交換装置を作業 者が移動させるものであるため、パレットサイズが小型の場合にはよいが、パレ ットサイズが大型になると移動させることが容易でないという問題点を生じた。 そのため、操作盤よりのスイッチの指令で自動的にパレット交換装置を移動させ ることが可能な装置が望まれていた。 本考案は、前述のような問題点を解決するために創案されたものであり、その 目的は、操作盤よりの指令で自動的に移動し、機械本体への接近性をよくした自 動パレット交換装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、工作機械に設けられた第１の駆動体によって移動可能なサドルまた はテーブルとの間で、被加工物を搭載するパレットを搬出入し、未加工の被加工 物用パレットと加工済の被加工物用パレットとを交換する工作機械のパレット交 換装置であって、 前記工作機械の前面または工作機械基部の前面に、前記サドルまたはテーブル の移動方向と同一な方向に設けられるガイドと、 このガイドに案内されて前記工作機械とパレット交換を行う交換位置とこの交 換位置より所定量離隔した退避位置との間を移動自在に設けられると共に、前記 搬出されたパレットを載置する交換装置基体と、 この交換装置基体または前記工作機械基部に係脱自在に設けられ、係合したと き前記サドルまたはテーブルにこの交換装置基体を連結し、サドルまたはテーブ ルの移動による駆動力を伝達する駆動伝達手段と、 前記交換装置基体に進退自在に設けられ、前記工作機械基部に前記交換位置お よび前記退避位置に対応して形成された位置決め穴に挿入され、交換装置基体を 工作機械基部に位置決めする位置決め部材と、 前記交換装置基体に設けられ、前記位置決め部材を進退方向に駆動する第２の 駆動体と、 前記交換装置基体を前記交換位置と前記退避位置との間で移動させる移動指令 を入力する入力手段と、 この入力手段よりの移動指令を受けて前記駆動伝達手段、各駆動体を制御する 制御装置とを有し、 移動指令の入力により、前記位置決め手段を工作機械基部より離脱させ、前記 駆動伝達手段によって前記交換装置基体と前記サドルまたはテーブルとを係合し 、サドルまたはテーブルの移動による駆動力を伝達することによって前記交換装 置基体を工作機械前面の交換位置と退避位置の間を自動移動可能としたものであ る。

【０００５】

【作用】 パレット交換装置を機械本体前部のパレット交換位置より退避させるときには 、駆動伝達手段を係合状態に作動させ、サドルまたはテーブルの移動による駆動 力を伝達可能とする。次に、位置決め部材を交換装置基体側に引き込み、交換装 置基体を移動可能とする。サドルまたはテーブルを所定の位置まで移動させるこ とにより、交換装置基体を退避位置に移動させる。位置決め部材を機械本体側位 置決め穴に挿入し、交換装置基体を移動不能とする。そして、駆動伝達手段を離 脱状態に作動させる。機械本体の前部が空き、作業が容易となる。 退避位置よりパレット交換位置に戻すときには、前記順序の逆を行う。

【０００６】

【実施例】

以下、本考案を図示する実施例に基づいて詳細に説明する。 図１、図２は、立型マシニングセンタ（以下、ＭＣと記載）８０にロータリ型 のＡＰＣ１を取り付けた例を示す概略平面図、横断面図である。 図１、図２に示すように、立型ＭＣ８０は、サドル８３がＸ軸方向（図１にお いて左右方向）に移動し、主軸８１を軸支する主軸ヘッド８４をＺ軸方向（図２ において上下方向）に移動自在に支持する図示しないコラムがＹ軸方向（図１に おいて上下方向）に移動するタイプである。サドル８３は、機械本体のＸ軸方向 に延在するベッド８２上にガイド８５を介して案内支持され、図示しないサーボ モータによりボールスクリュー８６を介して駆動されて移動する。

【０００７】 サドル８３には、パレットＰを着脱自在に固定するクランプ手段８７が設けら れている。このクランプ手段８７は、パレットＰの裏面の取付部Ｐａに挿入され るクランプ部材８８と、このクランプ部材８８を上下動させるクランプシリンダ ８９と、クランプ部材８８をクランプシリンダ８９の上下動によって所定角度回 転させるカム機構（図示省略）からなる公知な装置である。取付部Ｐａの周囲に は凹凸部が複数形成され、クランプ部材８８の周囲にも取付部Ｐａに対応した凹 凸部が形成されている。前記取付部Ｐａの凹部とクランプ部材８８の凸部を一致 させることにより、クランプ部材８８が取付部Ｐａに挿入され、クランプ部材８ ８を所定角度だけ回転させつつ下降させることにより、取付部Ｐａの凸部とクラ ンプ部材８８の凸部とが係合し、パレットＰがサドル８３に固定される。 ベッド８２の側部上方には、この工作機械を制御するＮＣ装置およびシーケン サとからなる制御装置９８が、前部上方には、ロータリ型ＡＰＣ１を移動させる 移動指令用スイッチ９１ａなど各種操作スイッチが取り付けられた操作盤９１が 設けられている。

【０００８】 ロータリ型ＡＰＣ１は、サドル８３の前面に取り付けられる基体２と、パレッ トＰが載置されるパレット台３と、サドル８３とパレット台３の間において基体 ２に回転自在に設けられるアーム４を備えている。アーム４は、その中央部が両 側ロッド式のシリンダ５の一方のピストンロッド６Ａの上端に取り付けられ、ピ ストン６の上下動により昇降可能とされている。さらに、ピストン６は回転自在 に支持されており、他方のピストンロッド６Ｂの下端に取り付けられたギヤ７に 後述する回転駆動機構を接続することにより、アーム４が回転できるようになっ ている。 このようなアーム４の両端部には、上方に突出する係合部４Ａが形成されてい る。この係合部４Ａは、平面形状長方形でＸ軸方向に間隔をおいて一対で配設さ れており（図１参照）、パレットＰの端部に設けた係合部材８に係合部４Ａが挿 入される係合凹部８Ａが形成されている。

【０００９】 ピストン６を下端位置から中間位置へ上昇させると、アーム４の係合部４Ａが 係合凹部８Ａに係合し、上端位置までさらに上昇させると、パレットＰがサドル ８３、パレット台３から離脱する。この状態でアーム４を１８０°回転させると 、パレットＰが旋回してパレット交換がなされる。上端位置、中間位置、下端位 置は、バネにより上方に付勢された作動ロッド９と、３つのリミットスイッチ１ ０により検出する。なお、両側ロッド式シリンダ５には、パレットＰのクランプ 手段８７のクランプ力より小さい荷重を発生させるための弱圧の圧力流体が供給 され、ピストン６およびアーム４のみを下降位置より中間位置まで上昇させる弱 圧供給用回路（図示せず）と、パレットＰ、ワーク（図示せず）などを、クラン プ手段８７の係合を離脱させた状態で持ち上げる荷重を発生させる強圧の圧力流 体が供給され、ピストン６からパレットＰ上のワークまでの部材を下端位置から 上端位置まで上昇させる強圧供給用回路（図示せず）とが接続されている。

【００１０】 以上のような構成において、本考案ではロータリ型ＡＰＣ１をガイド１１とス ライド体１２によりＸ軸方向に移動自在とし、サドル８３の移動によりアーム４ を介して機械本体中央部から側方へ退避可能とする。ガイド１１は、ベッド８２ の前部に上下に間隔をおいて一対で配設され、また図１に示すように、機械本体 の中央部から操作盤９１と反対側の端部まで延在させる。スライド本体１２は、 基体２の下部に一体的に取り付け、ガイド１１が挿入される。また、スライド体 １２には、ＡＰＣ位置決めピン１３が進退動作自在に設けられると共に、先端を ベッド８２に穿設した位置決め孔１４に挿入可能とする。この位置決め孔１４は 、中央部と側部の２箇所に設け、ＡＰＣ１を中央のパレット交換位置と側部の退 避位置に位置決め固定できるようにする。この位置決めピン１３は、位置決めピ ン用シリンダ２０で自動的に着脱できる。

【００１１】 アーム４等の構造は、従来のロータリ型ＡＰＣと同じであり、アーム４を中間 位置に上昇させ係合部４Ａと係合凹部８Ａを係合させることにより、サドル８３ 上のパレットＰとパレット台３上のパレットＰとを一体化させることができる。 また、ＡＰＣ動作を行うための回転駆動機構は、従来と同様に基体２に設けた ラックとシリンダ等でもよいが、サドル８３の移動によりアーム４を回転させる 機構とし、ＡＰＣの軽量化や装置の簡略化を図ってもよい。この場合、サドル８ ３の基体２側にブラケット１５を介してラック１６を設け、このラック１６に噛 合するピニオン１７を基体２に回転自在に、かつ上端位置に上昇したギヤ７に噛 合可能に取り付ける。

【００１２】 このようにロータリ型ＡＰＣ１を構成することにより、サドル８３のクランプ 部材８８およびパレット台３の図示しないクランプ部材より離脱したパレットＰ を両側ロッド式シリンダ５によって上端位置まで上昇させた後、サドル８３の移 動を利用してアーム４を回転させ、ＡＰＣ動作を行う。 ＜ＡＰＣ退避動作＞（図１、図２参照） 次に、ロータリ型ＡＰＣ１を退避させる動作について説明する。操作盤９１の 移動指令用スイッチ９１ａよりの入力を受けて制御装置９８がロータリＡＰＣ１ に退避動作のための下記の制御を行う。 サドル８３を中央部（図１の一点鎖線表示）位置へ移動させる。ここで、アー ム４は下端位置まで下降しており、サドル８３上のパレットＰはクランプ手段８ ７によってクランプされている。 両側ロッド式シリンダ５に弱圧の圧力流体を供給しアーム４を中間位置まで上 昇させ、係合部４ＡをそれぞれのパレットＰの係合凹部８Ａに係合させる。 位置決めピン用シリンダ２０によってＡＰＣ位置決めピン１３をサドル８３の 中央部の位置決め孔１４から抜く。 サドル８３を退避位置へ移動させる。アーム４は中間位置で回転自在であるが 、係合部４Ａと係合凹部８Ａの係合により回転が拘束され、クランプ手段８７、 パレットＰ、アーム４を介してサドル８３とＡＰＣ１が一体化し、ＡＰＣ１がサ ドル８３と共に退避位置（図１実線表示）へ移動する。 ＡＰＣ位置決めピン１３を側部の位置決め孔１４へ位置決め用シリンダ２０に よって挿入し、ＡＰＣ１をベッド８２に固定する。 アーム４を下降させて、サドル８３とＡＰＣ１の連結を解除すれば、退避が終 了する。立型ＭＣ８０の前面中央部が空き、主軸８１、工具Ｔ等に接近してテー プチェック、メンテナンス等を行うことができる。 なお、復帰させる場合も、操作盤９１よりの指令で退避位置から中央部位置ま で移動させればよい。

【００１３】 次に、図３、図４において、立型ＭＣ８０にパラレルシャトル型ＡＰＣ５１を 取り付けた実施例を説明する。図３は概略平面図、図４は図３のIV-IV 断面図で ある。 図３、図４に示すように、立型ＭＣ８０の前面にパラレルシャトル型ＡＰＣ５ １は、通常、ベッド８２の前面中央部に基体であるパレット台５２を２台近接し て設置される。設置された一方のパレット台５２ａに対向するようにサドル８３ をＸ軸移動させ、サドル８３上でクランプ手段８７をアンクランプにしたパレッ トＰを一方のパレット台５２ａ上に移載シリンダ５６ａによって移載する。次に 、空になったサドル８３を他方のパレット台５２ｂにＸ軸移動で対向させ、他方 のパレット台５２ｂ上のパレットＰを移載シリンダ５６ｂによって移載し、移載 後クランプ手段８７によってクランプするように構成されている。 クランプ手段８７は、パレットＰの裏面のＹ軸方向に連続するＴ字状溝Ｐｂに 係合するＴ字状のクランプ部材９３と、このクランプ部材９３を上下動させるク ランプシリンダ８９からなる。クランプ部材９３は、側面に案内ローラ９４を複 数有し、このクランプ部材９３が上昇することにより、Ｔ字状溝Ｐｂの上面およ び側面に案内ローラ９４が当接し、パレットＰをＹ軸方向にスライド自在に支持 する。また、クランプ部材９３を下降させることにより、パレットＰを押圧部Ｐ ｃとサドル８３との間で押圧してサドル８３に係合固定できる公知のクランプ機 構となっている。

【００１４】 パレット台５２には、Ｙ軸方向に沿うガイドレール５３が一対で配設され、こ のガイドレール５３にＴ字状溝Ｐｂの下面に当接する案内ローラ５４が複数配設 されている。また、パレットＰの移載には、例えば図３に示すように、パレット Ｐの側面に設けた係合部材５５にピストンロッド先端が係合する移載シリンダ５ ６が使用される。 また、ロータリ型ＡＰＣ１と同様に、パレット台５２に位置決め部材６８が位 置決めピン用シリンダ６９によって進退自在に設けられ、パレット台５２をベッ ド８２にパレット交換位置および退避位置に対応して形成された位置決め穴に挿 入されて位置決めを行っている。 そして、ベッド８２の側部上方には、この工作機械を制御するＮＣ装置および シーケンサとからなる制御装置９８が、前部上方には、ロータリ型ＡＰＣ１を移 動させる移動指令用スイッチ９１ａなど各種操作スイッチが取り付けられた操作 盤９１が設けられている。

【００１５】 以上のような構成において、本考案では一対のパレット台５２を走行レール６ ０と車輪６１によりＸ軸方向に移動自在とし、かつサドル８３の移動をラック９ ３ａ・ラック６２と歯車伝達機構６３を介してパレット台５１に伝達し、一対の パレット台５１を個別に機械本体中央部から側部へ退避可能とする。 歯車伝達機構６３は、上部ギヤ６４と下部ギヤ６５を回転自在に支持された軸 ６６で連結して構成し、ベッド８２の前部に一対のパレット台５２に対応して配 設する。ラック９３ａは、クランプ部材９３の前面に取り付け、クランプ部材９ ３を上昇させた状態で上部ギヤ６４に噛合可能とする。ラック９３ａは、それぞ れのパレット台５２のベッド８２側の面に取り付け、下部ギヤ６５に噛合してい る。 また、歯車伝達機構６３は、パレット交換するときのサドル８３位置に一致す るように定置し、ラック９３ａはパレット交換時に上部ギヤ６４に噛合し、ラッ ク６２は下部ギヤ６５に常に噛合している。

【００１６】 以上のようなパラレルシャトル型ＡＰＣにおいて、次のようにＡＰＣ退避動作 を行う（ＡＰＣ動作は公知の装置と同じため説明を省略する）。 ＜ＡＰＣ退避動作＞（図３、図４参照） 操作盤９１の移動指令用スイッチ９１ａよりの入力を受けて制御装置９８がパラ レルシャトル型ＡＰＣ５１に退避動作のための下記の制御を行う。 サドル８３を中央位置から退避動作をさせる一方のパレット台５２ａに対向す る位置までＸ軸移動させる。 クランプ部材９３を上昇させ、ラック９３ａと上部ギヤ６４を噛合させ、サド ル８３を中央位置に向けて所定量Ｘ軸移動させる。ラック９３ａにより上部ギヤ ６４が回転し、同軸で回転する下部ギヤ６５によりラック６２がラック９３ａと 逆方向に移動する。すなわち、サドル８３の移動によりパレット台５２ａが中央 部から側部へ退避移動する。 同様の操作により、他方のパレット台５２ｂを中央部から側部へ退避移動させ る。 また、復帰させる場合は、サドル８３を退避動作と逆に移動させればよい。

【００１７】 以上は基体をベッドに沿って直線移動退避させる例を示したが、平行リンク機 構により揺動退避させてもよい。この場合、基体とベッドを互いに平行な一対の 水平部材で連結すると共に、水平部材の端部をそれぞれに垂直ピンを介して取り 付け、平面視で平行リンクが形成されるようにし、基体がベッドと平行に移動す るようにする。そして、ベッド側支持軸の一方をサドルの移動で回転可能とすれ ばよい。この平行リンク式は、ロータリ型、パラレルシャトル型の両方に適用で きる。 なお、以上はコラムがＹ軸移動する例について示したが、テーブルがＹ軸移動 する型式にも本考案を適用できることはいうまでもない。 また、立型マシニングセンタについて説明したが、これに限らずＡＰＣが機械前 面に設置され、主軸への接近性を確保したいその他のＡＰＣ付工作機械にも本考 案を適用できることはいうまでもない。また、各ＡＰＣの移動指令を入力する入 力手段をスイッチで説明しているが、ＭＤＩによる入力であってもよい。

【００１８】

【考案の効果】

前述の通り、本考案のパレット交換装置は、機械本体の前面中央部に配置され る基体をベッドの側部に自動移動可能とし、この基体をロータリ型ＡＰＣのアー ムなどでサドル（テーブル）とパレット台とを一体的に連結し、サドルの移動を 利用することにより、工作機械中央部から側部へ退避できるようにしている。そ のため、通常時には、工作機械前面にＡＰＣを配置して比較的小さなスペースで 迅速かつ作業性良くパレット交換を行うことができ、しかもテープチェックなど 機械本体に接近して作業を行う場合には、工作機械前面を空けることにより主軸 への接近性を確保することができる。また、これらの基体移動を操作盤よりの指 令で自動的に行えると共に、サドルまたはテーブルの移動を利用して行えるため 、大型のパレット交換装置でも、退避移動・復帰移動を容易かつ迅速に行えると 共に、特別な駆動装置を必要とせず装置の簡略化等を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案をロータリ型ＡＰＣ付マシニングセンタ
に適用した例を示す概略平面図である。

【図２】図１のII-II 線断面図である。

【図３】本考案をパラレルシャトル型ＡＰＣ付マシニン
グセンタに適用した例を示す概略平面図である。

【図４】図３のIV-IV 線断面図である。

【符号の説明】

Ｐ パレット １ ロータリ型ＡＰＣ ５１ パラレルシャ
トル型ＡＰＣ ２ 基体 ５２ パレット台 ３ パレット台 ５６ 移載シリンダ ４ アーム ６０ 走行レール ４Ａ 係合部 ６１ 車輪 ５ シリンダ ６２ ラック １１ ガイド ６３ 歯車伝達機構 １３ ＡＰＣ位置決めピン ６４ 上部ギヤ １６ ラック ６５ 下部ギヤ １７ ピニオン ６８ 位置決め部材 ８０ 立型マシニングセンタ ９１ 操作盤 ８１ 主軸 ９１ａ スイッチ ８２ ベッド ９８ 制御盤 ８３ サドル ８７ クランプ手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械に設けられた第１の駆動体によ
   って移動可能なサドルまたはテーブルとの間で、被加工
   物を搭載するパレットを搬出入し、未加工の被加工物用
   パレットと加工済の被加工物用パレットとを交換する工
   作機械のパレット交換装置であって、 前記工作機械の前面または工作機械基部の前面に、前記
   サドルまたはテーブルの移動方向と同一な方向に設けら
   れるガイドと、 このガイドに案内されて前記工作機械とパレット交換を
   行う交換位置とこの交換位置より所定量離隔した退避位
   置との間を移動自在に設けられると共に、前記搬出され
   たパレットを載置する交換装置基体と、 この交換装置基体または前記工作機械基部に係脱自在に
   設けられ、係合したとき前記サドルまたはテーブルにこ
   の交換装置基体を連結し、サドルまたはテーブルの移動
   による駆動力を伝達する駆動伝達手段と、 前記交換装置基体に進退自在に設けられ、前記工作機械
   基部に前記交換位置および前記退避位置に対応して形成
   された位置決め穴に挿入され、交換装置基体を工作機械
   基部に位置決めする位置決め部材と、 前記交換装置基体に設けられ、前記位置決め部材を進退
   方向に駆動する第２の駆動体と、 前記交換装置基体を前記交換位置と前記退避位置との間
   で移動させる移動指令を入力する入力手段と、 この入力手段よりの移動指令を受けて前記駆動伝達手
   段、各駆動体を制御する制御装置とを有し、 移動指令の入力により、前記位置決め手段を工作機械基
   部より離脱させ、前記駆動伝達手段によって前記交換装
   置基体と前記サドルまたはテーブルとを係合し、サドル
   またはテーブルの移動による駆動力を伝達することによ
   って前記交換装置基体を工作機械前面の交換位置と退避
   位置の間を自動移動可能としたことを特徴とする工作機
   械のパレット交換装置。