JPH06102290B2 - 工作機械用パレット交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は加工物を取付けた多数のパレットを貯留し工作
機械に対するパレット交換を自動的に行う工作機械用パ
レット交換装置に関するものである。

〔従来技術〕

工作機械において、加工する工作物を固定した複数のパ
レットを貯留し、パレットを１個宛工作機械に供給し、
加工済のパレットを戻すことにより加工物の自動交換を
可能にした工作機械用パレット交換装置は知られてい
る。

大物の加工部品や加工密度の高い加工部品の場合には、
例えば10個のパレットを貯留できる程度のパレット貯留
装置を用いて自動パレット交換を行うことにより工作機
械の長時間の無人化運転が可能である。しかるに、加工
時間が５〜20分位の小物の加工物の場合には長時間の無
人化運転を可能にする場合にはパレット貯留装置に収容
できるパレットの数を多くしなければならない。例えば
１パレットの平均加工時間を10分とした場合、100個の
パレットを収容することが可能なパレット貯留装置を用
いることにより、100×10分＝1000分（約16、７時間）
の無人運転が可能になる。

然るに、長時間の無人運転のために貯留パレット数の多
いパレット貯留装置を用いると、加工物や工作機械の大
きさの割りには貯留パレット装置のために専用する面積
が大きくなるという問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来の上記の問題点を解消し、小さい専用面
積で多くのパレットを交換できる工作機械用パレット交
換装置を提供することを課題としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の課題を、工作機械におけるパレット交
換部に対しパレットの交換を行う交換アーム装置のまわ
りに複数のパレット貯留装置を所定間隔で配置し、その
パレット貯留装置は回転テーブルを有し、そのテーブル
に回転中心に対する円周上に配置した複数のパレット装
着部を設けた工作機械用パレット交換装置により解決し
た。

パレット貯留装置は複数のテーブルを上下に間隔をおい
て配置することにより同じ専有面積で貯留できるパレッ
トの数を増大することができる。

パレット貯留装置と工作機械のパレット交換部と段取装
置とを交換アーム装置のまわりに配置することにより工
作機械及びパレット交換装置の専有面積をコンパクトに
まとめることができる。

〔作用〕

本発明により、交換アーム装置のまわりに工作機械のパ
レット交換部と複数のパレット貯留装置と必要に応じて
段取装置とが配置され、パレット貯留装置は複数のパレ
ット装着部を円周上に配置した回転テーブルを有する。
したがって交換アーム装置は回転と上下動と掴み腕の伸
縮の最小範囲の運動によりパレット貯留装置上の所定の
パレットを取り出し工作機械に装着し、工作機械による
加工済の加工物を工作機械より取り出しパレット貯留装
置の所定位置に戻す。

交換アーム装置のコンパクトなスペースにおける運動に
よりパレット交換作業ができ、回転テーブルを有する複
数のパレット貯留装置が交換アーム装置の周りのほぼ円
周上に配置されるので専有スペースを有効に利用するこ
とができ、狭いスペースで多数のパレットを貯留するこ
とが可能になった。したがって加工時間の短い加工物で
あっても長時間の無人運転が可能になった。

〔実施例〕

本発明の詳細を図に示す実施例に基づいて説明する。

第１図及び第２図において、パレット貯留装置１は台２
と、該台２に回転可能に支持される支柱３と、台２に支
持され前記支柱を回転駆動する駆動装置４と、支柱３に
上下に間隔をおいて支持される複数のテーブル５、図の
例では５個のテーブルとを有する。

駆動装置４はモータと、該モータの出力軸の回転を支柱
３の回転に伝達する歯車装置又はベルト等の巻掛伝動装
置のような伝動装置により構成することができる。

複数のテーブル５は支柱３に固定し、支柱３と共に回転
する構造とすることができるが、夫々支柱３に回転自在
に支持され、各支柱３を個別に回転駆動する複数のテー
ブル駆動装置を支柱３の内部又は外部に設けることがで
きる。テーブル駆動装置はモータと歯車装置又は巻掛伝
動装置等の伝動装置とにより構成することができる。更
に変形例として駆動装置４による支柱の正逆回転を歯車
装置等の伝動装置及びクラッチ等の伝動遮断装置を介し
て各テーブルに伝達可能に構成することもできる。クラ
ッチ等の作動により必要なテーブル５のみを必要角度だ
け回転駆動する。各テーブル５は夫々交換可能に支柱３
に支持される構造とすることもできる。

各テーブル５には支柱３の回転中心を中心とする円周上
に複数のパレット装着部６、図の例では12個のパレット
装着部６が設けられる。各テーブル５は同じ形状とし、
パレット装着部６を配置する円周を同じ径とすることが
できるが、異なる円周径をもつ異なる大きさ及び形状の
テーブルとすることもできる。図の例ではテーブル５は
円形であるが、この形状に限らず、パレット装着部６の
個数に応じて定まる適当な多角形とすることもできる。

各パレット装着部６にはパレット７が抜けないように保
持する保持部材８が形成される。

パレット７として、一例として第３図に示すようにテー
パー状の軸部９を有するホルダー10を有する構造のもの
を利用する場合は、保持部材８はホルダー10を装着しロ
ックする公知の構成を用いる。パレット７として別の形
状が利用されるときは、その形状に応じた構造の保持部
材８を設ける。パレット７には加工しようとする工作物
11が固定される。

パレット貯留装置１は工作機械に対し１個だけ配置する
こともできるが、第１図に示すように交換アーム装置12
のまわりに複数個、例えば３個配置することもできる。

交換アーム装置12は台13と、該台13に回転軸線Ａのまわ
りに回転自在に支持される回転支柱14と、該回転支柱14
を回転する駆動装置15と、前記回転支柱14に相対回転し
ないが上下動可能に支持されるアーム16とを有する。

駆動装置15は回転支柱14を直接駆動するパルスモータに
より構成することができ、又サーボモータと歯車装置等
の伝動装置により角度割出可能な装置として構成するこ
ともできる。

回転支柱14には第４図及び第５図に示すように、前記回
転軸線Ａとはずれた位置に回転軸線Ｃと平行に延在する
ボールねじ17が軸受18により回転自在に支持される。軸
受18は回転支柱14のケーシングに取付けられる。ボール
ねじ17の一端部は回転支柱14に固定された、例えば回転
支柱14の上端に固定されたモータ19の出力軸20にカップ
リング21を介して連結され、ボールねじ17はモータ19に
より回転駆動される。

回転支柱14にはレール22、例えば２本のレールが固定さ
れ、アーム16に設けられたガイド部在25、例えばレール
22に摺動案内される摺動ガイド又はレール22に転動案内
されるガイドローラ等がレール22に案内されることによ
り、アーム16はパレット貯留装置１の最下段のテーブル
５から最上段のテーブル５の範囲にわたって上下動案内
される。

ボールねじ17にはナット26が螺着され、該ナット26がア
ーム16のケーシング27に固定されることにより、ボルね
じ17の回転がアーム16の上下動に変換される。

アーム16は上下動するケーシング27に、回転軸線Ａに直
交する面内で直線移動可能に支持される掴み腕28を有す
る。掴み腕28はケーシング27に対して回転しないよう
に、例えばケーシング27に取り付けられたガイドキー29
と掴み腕28に設けたキー溝30の係合により案内されてい
る。ケーシング27には直線駆動装置31が設けられる。直
線駆動装置31は第５図の例では流体圧シリンダとして形
成され、ピストンロッド32が掴み腕28に固定した連結板
33に固定されるが、この例に限定されず歯車装置、リン
ク機構等適当する機構を利用することができる。

掴み腕28の先端にはパレット７を、例えば第３図のホル
ダー10を掴む指部34が公知の態様で形成される。

直線駆動装置31の作動により、掴み腕28はパレット貯留
装置１のテーブル５の脱着位置P₁にあるパレット７を指
部34が掴む伸び位置と、パレット７をパレット貯蔵装置
１から取り出し搬送する搬送位置P₂である縮み位置との
間を往復動される。指部34が掴むパレット７の中心を通
り掴み腕28の移動方向に延びるアーム16の中心線Ｂは回
転軸線Ａと交差するように配置される。

アーム16の上下動に際し、ボールねじ17に切粉や塵埃が
付着しないように蛇腹35が設けられると好都合である。

アーム16の指部34による各パレット貯留装置１のパレッ
ト脱着位置P₁は交換アーム装置12の回転支柱14の回転軸
線Ａを中心とする円周上に適当する間隔で配置される
と、各パレット貯留装置１に対するパレット脱着操作時
の交換アーム装置12の掴み腕28の伸縮ストロークは一定
とすることができる。この場合同じ大きさのテーブルを
有するパレット貯留装置１であれば、その中心も同一円
周43の上に配置されることになる。

パレット脱着位置P₁が配置される円周36の適当する位置
に１台又は複数台の工作機械37のパレット交換部、例え
ばパレット７を脱着するインデックステーブル38が配置
されると、交換アーム装置12の掴み腕28の伸縮ストロー
クはパレット貯留装置１のパレット交換時と同一にする
ことができ好都合である。複数の工作機械としては同種
類の機械を用いることもできるが、旋盤と他の機種の機
械を用いることも出来る。複数の工作機械は隣接して並
べることもできるが、パレット貯留装置を間にして適当
する間隔で配置することも出来る。第１図及び第２図に
示す工作機械のインデックステーブル38の主軸の延びる
方向を水平方向とし、主軸に施盤用の主軸ヘッドを取り
つけると、施盤と同等の機能を与えることができる。

パレット７は工作機械37のインデックステーブル38に直
接脱着するのではなく、第１図に示すようにパレット交
換部39を工作機械37とは独立した装置として形成するこ
ともできる。独立したパレット交換部39は交換アーム装
置12に対してパレットを受渡しするため受渡位置P₃に設
けたパレット装着部６′と入替アーム40とを有する。入
替アーム40は軸線41の回りにほぼ水平面内で回動可能に
支持され、両端部にパレット７のホルダー部10を同時に
掴み又放すことが可能な指部41が設けられる。入替アー
ム40は図の例では時計方向に回動することにより指部41
が受渡位置P₃のパレットとインデックステーブル38の上
のパレットとを同時に掴む。パレットを掴むと入替アー
ム40は上昇動しパレットを夫々パレット交換部39とイン
デックステーブル38から抜きとり、時計方向に180°回
転してパレットの入替を行う。ついで入替アーム40が下
降して夫々入替えたパレットをパレット交換部39とイン
デックステーブル38に装着する。その後入替えアーム40
は反時計方向に90°回転し、第１図に示す位置に待機す
る。

パレット貯留装置１のパレット脱着位置P₁を配置する円
周36に受渡位置P₄が配置されるようにパレット段取装置
42が配置されることができる。

パレット段取装置42では、パレット上の加工済加工物が
人手により取外され、空のパレットに未加工の新しい加
工物が取付けられる。勿論パレットに対する工作物の取
付け取外しを機械により自動的に行うことも可能であ
る。パレット段取装置42にはパレット７を装着するパレ
ット装着部６並びに保持部材８（図示せず）が受渡位置
P₄の他に例えば２個所の段取位置P₅、P₆に設けられるこ
とができる。これにより１つの段取位置P₅又はP₆におい
て段取作業中に次の段取予定のパレットを段取位置から
受渡位置P₄に人手又は機械的アームを用いてセットする
ことができ、段取り作業の中に交換アーム装置12による
搬送時間が含まれることが防止できた。

パレット交換時は、交換アーム装置12のアーム16が上下
動と回動を同時または前後して行って、該当するパレッ
ト貯留装置１のパレット脱着位置P₁に対向した位置に停
止する。次いで、掴み腕28が伸び指部34がパレット７の
ホルダー10を掴む。パレット７を掴んだ後アーム16は上
昇し、パレット７をパレット装着部６から抜き取って停
止し、掴み腕28が短縮して搬送位置P₂に戻り、アーム16
の回動及び下降動によりパレットはパレット交換部39の
受渡位置P₃又はパレット段取装置42の受渡位置P₄に対応
する位置に停止する。停止後掴み腕28は延びてパレット
を所定のパレット装着部６の上方に位置し、アーム16が
下降することによりパレット７はパレット装着部６に装
着される。装着後掴み腕28は縮んで搬送位置P₂に待機す
る。

パレット交換部39又はパレット段取装置42からパレット
を受取り、所定のパレット貯留装置のパレット装着部６
に装着する場合は上記の逆の操作を行う。

各パレット貯留装置１においては各テーブル５が、交換
アーム装置12による作業中の待ち時間を利用して次に処
理すべきパレット７を脱着位置P₁に移動させる。

加工時間の短い小物の加工物の例を説明したが本発明は
加工時間の長い加工物に対しても当然適用されることが
できる。

〔効果〕

本発明によりコンパクトな面積に多数のパレットを貯留
することが可能になり、加工時間の短い加工物について
の工作機械の長時間無人運転を可能にした。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るパレット交換装置と工作機械の平
面図、第２図は右側面図、第３図は加工物を取付けたパ
レットの正面図、第４図は交換アーム装置の回転支柱の
上端部の部分断面図、第５図はアーム部分の断面図であ
る。 １……パレット貯留装置、２……台 ３……支柱、４……駆動装置 ５……テーブル、６……パレット装着部 ７……パレット、８……保持部材 12……交換アーム装置、14……回転支柱 16……アーム、37……工作機械 39……パレット交換部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工物を固定したパレットを複数個脱着可
   能に貯留し工作機械へのパレットの自動交換を行う工作
   機械用パレット交換装置において、 回転支柱に支持されるアームを有する交換アーム装置
   と、 該交換アーム装置の回転支柱を中心とする円周上に所定
   の間隔で夫々のパレット脱着位置が配置される複数のパ
   レット貯留装置とを有し、 該パレット貯留装置が台に回転自在に支持される１つの
   支柱と、該支柱を回転する駆動装置と、前記支柱に支持
   され、その支柱を中心とする円周上に複数のパレット装
   着部を有するテーブルとを有し、 前記パレット貯留装置のパレット交換位置を配置する円
   周上に少なくとも１台の工作機械のパレット交換部が配
   置され、前記交換アームにより前記パレット貯留装置の
   パレット交換位置にあるパレット装着部と工作機械のパ
   レット交換部との間のパレット交換作業を行うことを特
   徴とする工作機械用パレット交換装置。
2. 【請求項２】前記パレット貯留装置の少なくとも１つで
   は前記支柱に複数のテーブルが上下に間隔をおいて支持
   されることを特徴とする請求項１に記載の工作機械用パ
   レット交換装置。
3. 【請求項３】前記複数のテーブルが夫々前記支柱に回転
   自在に支持され個別に回転駆動されることを特徴とする
   請求項２に記載の工作機械用パレット交換装置。
4. 【請求項４】前記テーブルが夫々前記支柱に支持される
   複数のテーブル駆動装置により個別に駆動されることを
   特徴とする請求項３に記載の工作機械用パレット交換装
   置。
5. 【請求項５】テーブルが取外し交換可能であることを特
   徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の工作機械
   用パレット交換装置。
6. 【請求項６】前記パレット貯留装置のパレット交換位置
   を配置する円周上に段取り台のパレット受渡位置が配置
   されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
   つに記載の工作機械用パレット交換装置。
7. 【請求項７】前記段取り台にはパレット受渡位置の他に
   少なくとも２個の段取位置が設けられ、各段取位置にパ
   レット保持部が設けられていることを特徴とする請求項
   ６に記載の工作機械用パレット交換装置。
8. 【請求項８】前記パレット交換部が前記工作機械とは独
   立した装置として形成され、前記交換アーム装置による
   パレットの受渡しをするパレット保持部と、該パレット
   保持部と前記工作機械上のパレット取付部との間でパレ
   ットを移送交換する移送交換アームとを有することを特
   徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の工作機械
   用パレット交換装置。