JPH0620706B2

JPH0620706B2 - パレット交換方法

Info

Publication number: JPH0620706B2
Application number: JP25464187A
Authority: JP
Inventors: 耕一郎北村
Original assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Current assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Priority date: 1987-10-12
Filing date: 1987-10-12
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPH0197542A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は工作機械などに用いるのに最適なパレット交
換方法に関する。

従来の技術ＦＭＳ（フレキシブルマニファクチュアリングシステ
ム）は、工作機械本体とパレット交換装置を有してい
る。パレット交換装置は工作機械のテーブルに設定した
パレットと、別のパレットを交換するためのものであ
る。従来のパレット交換方法は、、油圧シリンダ方式と
チェーン駆動方式のものがある。

たとえば、油圧シリンダ方式のものでは、油圧シリンダ
のロッドを延ばすことで、一つのパレットを工作機械の
テーブルに設定するようになっている。そしてパレット
上のワークを加工した後は、そのロッドを縮めて前記パ
レットをテーブルからはずすのである。

また、チェーン駆動方式のものでは、複数のパレットを
チェーンに対して所定間隔を置いて取付けてある。そし
てチェーンをモーターで駆動することにより任意のパレ
ットを工作機械のテーブルのところに位置決めするよう
にしている。

従来のこのような方式では、いわゆる早送り又は切削送
りでパレット交換を行うのが常である。

発明が解決しようとする問題点しかし、パレットおよびワークは、かなり重い。このた
め、パレット交換を早送りや切削送りで行う場合には、
慣性力が大きく衝撃が著しい。さらに、油圧シリンダ方
式のパレット交換装置では、大型の油圧シリンダを必要
とする。またチェーン駆動方式のパレット交換装置で
は、大型の駆動用モータおよび太いチェーンを必要とす
る。したがって何れの場合も、装置が大掛かりとなりま
た構造が複雑である。このため、早送り・切削送りでパ
レット交換をする場合の衝撃力はかなり大きくなって、
パレット上に設置したワークの加工精度が悪くなる。ま
た、装置自体の寿命も短くなってしまう。

発明の目的この発明はパレット交換をスムーズに行うことにより衝
撃を小さくし、しかも、特別な大型の油圧シリンダや大
型モータなどを必要とせず小型で構造が単純であり、大
幅なコストダウンが図れるパレット交換方法を提供する
ことを目的としている。

発明の要旨この発明は特許請求の範囲第１項に記載のパレット交換
方法を要旨としている。

問題点を解決するための手段パレット交換の時に、テーブル２に固定されたガイド体
６２にスライド可能に支持してあるスライド体６９の両
端部分に回転可能に設けられたスプロケット６４，６５
と、このスプロケットの間に設けたチェーン６６とを、
テーブル２を駆動手段３によってスライドさせることに
よりテーブル２に対して相対的に駆動する。同時に、チ
ェーン６６と共に移動可能なかみ合せ手段６７を介し
て、このかみ合せ手段に係脱可能にかみ合せたワーク搬
送用パレット４をテーブル２に対して相対的にスライド
させる。この時、ワーク搬送用パレット４の搬送運動を
単弦運動とすることにより、搬送用パレット４はスムー
ズな運動を行う。

以下、単弦運動は、等速円運動をある直径について投射
したいわゆる単振動の半周期分の運動を意味するものと
する。

作用本発明を実施するための実施例を参照して作用を説明す
る。第１２図を参照する。テーブル２が他方の方向Ｘ２
に移動すると、移動機構１２によりワーク搬送用パレッ
ト４は同様にテーブル２に相対的に他方の方向Ｘ２に移
動する。これによりワーク搬送用パレット４はテーブル
２からのパレット台３０に移すことができる。（第１１
図参照）この過程でパレット４は、テーブル２の定位置
に位置した状態を始点とし、パレット台３０に位置した
状態を終点とする単弦運動を行う。

第１１図を参照する。テーブル２が一方の方向Ｘ１に移
動すると、ワーク搬送用パレット４は一方の方向Ｘ１に
テーブル２に対して相対的に移動する。これによりパレ
ット４はテーブル２の上に設定される。（第１２図参
照）この過程でパレット４は、パレット台３０に位置し
た状態を始点とし、テーブル２の定位置に位置した状態
を終点とする単弦運動を行う。

実施例以下、本発明を実施するための実施例を図面を参照して
説明する。第１図を参照する。

この発明を実施するパレット交換装置ＰＣは、工作機械
の支持部１、テーブル２、駆動手段３、ワーク搬送用パ
レット４、移動機構１２を有している。

支持部１は床に設定されている。テーブル２は支持部１
の上に設定されている。ワーク搬送用パレット（以下パ
レットと言う）４は、ワーク５を固定してある。このパ
レット４はテーブル２に着脱可能でかつＸ軸方向に移動
可能に設定されている。

駆動手段３はテーブル２を支持部１に対してＸ軸方向、
即ち一方の方向Ｘ１および他方の方向Ｘ２に移動可能で
ある。また移動機構１２は、テーブル２が一方の方向Ｘ
１又は他方の方向Ｘ２に移動する時に、パレット４をテ
ーブル２上で一方の方向Ｘ１又か他方の方向Ｘ２に移動
させるようになっている。

第２図を参照する。

第２図ではこの発明を実施するパレット交換装置ＰＣを
備えた立型のマシニングセンタ６を示している。支持部
１はベット７とサドル８を有している。ベット７にはサ
ーボモータ９（Ｙ軸用）を備えている。

駆動手段３はサーボモータ１０（Ｘ軸用）およびボール
ねじ部１１を有している。サイド８の上にはテーブル２
が設定されている。テーブル２の上にはパレット４が着
脱可能でかつＸ軸方向に移動可能に設定されている。前
記移動機構１２は、テーブル２の付近に設けられてい
る。

マシニングセンタ６のコラム２０は、スピンドルヘッド
２１を有している。このスピンドルヘッド２１のスピン
ドル２２にはツール２３が取付けられている。モータ２
４はスピンドル２２を回転させるためのものである。ス
ピンドルヘッド２１は、自動工具交換装置２５を有して
いる。さらにコラム２０には、操作パネル２６、ＣＮＣ
装置２７および制御盤２８が設けられている。

前記テーブル２はサーボモータ１０により一方の方向Ｘ
１または他方の方向Ｘ２に移動できるようになってい
る。テーブル２の横にはパレット台３０が設けられてい
る。このパレット台３０には別のパレット１４がのせて
ある。

第３図を参照する。

前記サーボモータ９にはボールねじ部３３の送りねじ３
４が取付けられている。送りねじ３４はナット３５にか
み合っている。ナット３５はサドル８の下部に取付けら
れている。したがってサーボモータ９を作動することに
より、サドル８はＹ軸方向に移動可能である。また、サ
ーボモータ３１の作動により、スピンドルヘッド２１を
Ｚ軸方向に上下可能である。第３図では、後で述べる移
動機構１２の一部が示されている。

第４図を参照する。

前記パレット台３０は、前記パレット４と１４を並べて
設定できるものである。パレット４と１４にはそれぞれ
ワーク５が固定してある。パレット台３０は２つのエア
シリンダ４０，４１を内蔵している。エアシリンダ４
０，４１はそれぞれストッパピン４２，４３を有してい
る。ストッパピン４２，４３はそれぞれパレット４，１
４の穴４４，４５にはめ込めるようになっている。これ
によりパレット４と１４の位置ずれを防ぐのである。パ
レット４と１４を動かす場合にはこのストッパピン４
２，４３は、収縮することにより穴４４，４５から出
る。

パレット４の側にはパレットフック６３が長方向に沿っ
て設けられている。またパレット１４の前側にも長手方
向に沿ってパレットフック９１が固定されている。

第５図では、サドル８、テーブル２、パレットテーブル
ともいうパレット４、移動機構１２を示している。第６
図では主に移動機構１２を示してある。第７図は移動機
構１２の斜視図である。

まず、第５図を参照する。前記移動機構１２は、ガイド
体６２、スライド体６９、かみ合せの手段６７、チェー
ン６６、第１と第２スプロケット６４，６５および機構
部１００を有している。

テーブル２に固定されたペースブラケット６１にはガイ
ド体６２が固定されている。このガイド体６２には棒状
のスライド体６９がスライド可能に支持されている。こ
のスライド体６９はＸ軸方向にスライド可能である。

スライド体６９の一方端と他方端には第１スプロケット
６４と２スプロケット６５がそれぞれ設けられている。
これらのスプロケット６４，６５にはチェーン６６がか
かっている。

このチェーン６６には、かみ合せ手段６７のチェーンフ
ック９０と機構部１００のチェーンフック６８が備えら
れている。かみ合せ手段６７は、前記パレットフック６
３とチェーンフック９０からなる。チェーンフック９０
はチェーン６６に固定されている。凸形のチェーンフッ
ク９０は凹形のパレットフック６３にはめこんである。
しかしチェーンフック９０に対してパレットフック６３
をＸ軸と直交する方向つまりＹ軸方向（第３図参照）に
移動することで両者ははなれることが可能である。

一方、凹形チェーンフック６８はストッパシリンダ９２
の上部に位置している。このストッパシリンダ９２はサ
ドル８側に上方向に向けて固定してある。このストッパ
シリンダ９２のピン９３が上記チェーンフック６８に挿
入可能となっている。

前記ベースブラケット６１の上にはラック９４がＸ軸方
向に固定にある。このラック９４にはピニオン９５がか
み合っている。ピニオン９５と前記スプロケット６４と
は１つの軸９６に取付けられている。

上記ピニオン９５、ラック９４、チェーンフック６８及
びストッパシリンダ９２は、前記機構部１００を構成し
ている。ストッパシリンダ９２には近接センサ１０１が
設けられている。この近接スイッチ１０１によりチェー
ンフック６８の位置を検出し、検出した場合ＣＮＣ装置
２７（第２図参照）の指令によりストッパシリンダ９２
のピン９３を伸ばせるようになっている。

なお、上述した移動機構１２はカバー１０２でカバーさ
れている。またパレットフック６３もパレットカバー１
０３によりカバーされている。これらのカバーは切削く
ずや切削油が入らないようにするためにある。

第６図と第７図を参照する。第６図と第７図では上述の
チェーン６６、スライド体６９、ガイド体６２、ラック
９４、ピニオン９５、スプロケット６４，６５などが示
されている。また軸９６は連結部１０５に回転可能に取
付けてある。この連結部１０５は前記スライド体６９の
一端に固定されている。さらにスプロケット６５の軸１
０６はスライド体６９の他端に取付けてある。ねじ１０
４，１０４を調整することで、軸１０６を動かしてチェ
ーン６６のテンションを調整できる。

第８図を参照する。第８図は第５図のＡ−Ａ線の断面図
である。

第８図のテーブル２は、スライド部５０、２本のクラン
プシリンダ５１、クランプユニット５２、クランププレ
ート５３を有している。スライド部５０の上にはクラン
プユニット５２が固定されている。一方のクランプシリ
ンダ５１は、他方のクランプシリンダ５１の後側に位置
しているので、第８図では表われていない。クランプシ
リンダ５１のロッド５１ａにはクランププレート５３が
固定されている。またスライド部５０の下面にはナット
５４が固定されている。このナット５４にはボールねじ
部１１の前記送りねじ５５がかみ合っている。この送り
ねじ５５はサーボモータ１０に連結されている。

第８図では、クランプシリンダ５１のロッド５１ａは収
縮しており、クランププレート５３はパレット４をピン
５４ａ，５４ａに対してクランプしている。

第８図では移動機構１２のチェーン６６、スプロケット
６４、スライド体６９、ガイド体６２、チェーンフック
９０およびパレットフック６３が示してある。クランプ
シリンダ９２はサドル８に固定されたブラケット５７に
固定してある。ピン９３はピンガイド５８によりガイド
されるようになっている。なお、チェーンフック６８は
ベースブラケット６１の長溝５９内に位置している。

第９図では、クランプシリンダ５１のロッド５１ａは伸
長しており、クランププレート５３はパレット４をアン
クランプしている。なお、この状態においてテーブル２
はサーボモータ１０の駆動によりサドル８に沿って移動
可能である。

第１０図は第５図のＢ−Ｂ断面図である。移動機構１２
のピニオン９５、ラック９４、連結部１０５、チェーン
６６、スプロケット６４などを示している。

第１１図では、パレット４がパレット台３０にのってい
る。テーブル２はサドル８の右端に位置している。サー
ボモータ１０を作動してテーブル２を一方の方向Ｘ１に
動かす。この場合、クランプシリンダ９２のピン９３は
チェーン６６のチェーンフック６８にはめこんである。
このため、チェーン６６が反時計方向に動き、かつピニ
オン９５がラック９４上を一方の方向Ｘ１にかみ合って
動く。スライド体６９はガイド体６２又はテーブル２に
対して一方の方向Ｘ１に動く。つまり、チェーンフック
９０とパレットフック６３はかみ合っているので、パレ
ット４は、一方の方向Ｘ１に動いているテーブル２に対
して、一方の方向Ｘ１に相対的に移動する。

このようにして第１２図に示すようにパレット４はテー
ブル２にパレット台からテーブル２の定位置に移載され
るのである。

この過程でパレット４が、パレット台３０に位置した状
態（第１１図）を始点とし、テーブル２の定位置に位置
した状態（第１２図）を終点とする単弦運動を行うよう
に、サーボモータ１０を作動させる。この単弦運動は、
ＣＮＣ装置２７、Ｙ軸にＭ機能（補助機能）を使用して
マシンロックを行って、さらにＸ，Ｙ軸の円弧補間Ｇ０
２又はＧ０３を行うことにより容易に実現することがで
きる。

このあと、パレット４はテーブル２に対して第８図に示
したようにクランプされる。しかも第１１図のクランプ
シリンダ９２のピン９３はチェーンフック６８からはず
される。つまり、ワーク５の加工時にテーブル２がＸ軸
方向に移動しても、チェーン６６が回らないようにし
て、パレット４がテーブル２に対して相対的に移動しな
いようにする。

このあと、ワーク５を所定のツールで加工する。

加工後は、テーブル２を第１２図の状態から第１１図の
状態に移す。すなわち、クランプシリンダ９２のピン９
３をチェーン６６のチェーンフック６８にはめこむ。パ
レット４を第９図に示したようにアンクランプ状態にす
る。この状態でもチェーンフック９０とパレットフック
６３はかみ合っている。そしてサーボモータ１０を作動
してテーブル２を他方の方向Ｘ２に動かす。この場合、
クランプシリンダー９２のピン９３はチェーン６６のチ
ェーンフック６８にはめこんである。このため、チェー
ン６６が時計方向に動き、かつピニオン９５がラック９
４上を他方の方向Ｘ２にかみ合って動く。スライド体６
９はガイド体６２又はテーブル２に対して他方の方向Ｘ
２に動く。つまり、チェーンフック９０とパレットフッ
ク６３はかみ合っているので、パレット４は、他方の方
向Ｘ２に動いているテーブル２に対して他方の方向Ｘ２
に相対的に移動する。

このようにして第１１図に示すようにパレット４はテー
ブル２からパレット台３０に移載されるのである。

この過程でパレット４が、テーブル２の定位置に位置し
た状態（第１２図）を始点とし、パレット台３０上に位
置した状態（第１１図）を終点とする単弦運動を行うよ
うに、サーボモータ１０を作動させる。この単弦運動
は、ＣＮＣ装置２７でＹ軸にＭ機能（補助機能）を使用
してマシンロックを行って、さらにＸ、Ｙ軸の円弧補間
Ｇ０２又はＧ０３を行うことにより容易に実現すること
ができる。

上述のような手順により、パレット４のテーブル２への
設定、ワーク５の加工そしてパレット４のテーブル台３
０への移載を行えるのである。

次に第１３図から第１９図を参照して、パレット４およ
び１４のテーブル２への移載を順に説明する。

第１３図では、両パレット４，１４はパレット台３０の
上にあるとともにテーブル２は当初位置ＩＰに設定され
ている。チェーンフック９０はチェーン６６の左端にあ
る。テーブル２が他方の方向Ｘ２に移動し、このあとＹ
１方向に移動する。

これにより、第１４図に示すようにチェーンフック９０
はチェーン６６の右端に移り、パレット４のパレットフ
ック６３にかみ合う。そうしてテーブル２を一方の方向
Ｘ１に移動する。この過程で、パレット４は先に述べた
ように単弦運動を行う。

第１５図を参照すると、パレット４はテーブル２の上に
設定される。そしてテーブル２は加工位置Ｐ１に位置し
ている。このときに第２図のスピンドルヘッド２１を下
げてツール２３によりワーク５に穴Ｈ（第１６図参照）
を加工する。

第１６図を参照すると、加工後はテーブル２は別の位置
ＳＰに移る。そしてテーブル２は他方の方向Ｘ２に移動
する。このとき、テーブル２の移動とともにパレット４
もテーブル２上を他方の方向Ｘ２に移動する。この過程
で、パレット４は単弦運動を行う。

第１７図を参照すると、パレット４はパレット台３０に
戻される。テーブル２をＹ２方向に移動する。

第１８図を参照する。これによりパレットフック６３か
らチェーンフック９０をはずし、パレット１４のパレッ
トフック９１にかみ合わせる。そしてテーブル２を一方
の方向Ｘ１に移動する。このとき、テーブル２の移動と
ともにパレット１４もテーブル２上の一方の方向Ｘ１に
移動する。このとき、パレット４は単弦運動を行う。

第１９図を参照する。テーブル２を加工位置Ｐ１に移
し、第２図のスピンドルヘッド２１を下げてツールによ
りワーク５を加工する。

このようにしてパレット４と１４がテーブル２に順に設
定されてワーク５，５の加工が行われるのである。

次に第２０図を参照して別の実施例について簡単に説明
する。上述した立型マシニングセンタでは、複数のパレ
ットをマシニングセンタの横のパレット台に設置してい
る。この場合、テーブルをＸ軸方向に移動させることに
より、複数のパレットの交換を行なえるようにする。こ
れに対してこの実施例では、立型マシニングセンタ１０
６の前側にパレット台１３０を置いて、複数のパレット
１０４，１１４をパレット台１３０を介して設置してい
る。第２０図では、一方のパレット１０４はテーブル１
０２上に位置している。移動機構１１２はＹ軸方向に設
置されていて、テーブル１０２をＹ軸方向に移動するこ
とにより複数のパレットの交換を行うようにする。パレ
ット交換は、パレットが単弦運動をするように行う。

本発明は、このような実施例に限定されない。例えば、
横型マシニングセンタの横にパレット台をおいて、この
パレット台に複数のパレットを設置する方式にしてもよ
い。この場合テーブルをＸ軸方向に移動することにより
複数のパレットの交換を行なえるようにする。パレット
交換は、パレットが単弦運動をするように行う。さらに
横型マシニングセンタの前方にパレット台をおいて、こ
のパレット台に複数のパレットを設置する方式にしても
よい。この場合テーブルをＺ軸方向に移動することによ
り複数のパレットの交換を行なえるようにする。この場
合も、パレット交換は、パレットが単弦運動をするよう
に行う。

さらにパレットの数は２つに限らずそれ以上あってもか
まわない。

さらにこの発明のパレット交換方法は、上述した工作機
械に限らず、Ｘ、Ｙテーブルを用いる自動工具組立機な
どの一般産業機械のテーブル送り方法にも利用可能であ
る。

さらに、第１図の実施例ではテーブル２をＹ軸方向に移
動してテーブル２をパレット４と１４に順に対応させ
た。しかし、パレット台３０上のパレット４と１４をテ
ーブル２に対して移動（Ｙ軸方向に）するようにしても
よい。

発明の効果以上説明したことから明らかなように、パレット交換過
程で、パレットは単弦運動を行うので、従来のような早
送りや切削送りによってパレット交換を行った場合にく
らべて、パレットはスムーズな加減速を行うので、衝撃
を減らすことができる。このため、パレット上でのワー
クの固定位置が正確に保たれるので、非常に正確な加工
を行うことができる。また本発明によるスムーズなパレ
ット交換を行うことにより、装置本体のライフ・サイク
ルも長くなる。

さらに、本発明によれば、テーブルの駆動手段の駆動力
を用いて、チェーンやスプロケットなどからなる構造の
簡単な移動機構を介してパレットをテーブルと同じ方向
に移動させるので、別に大型の油圧シリンダや大型のモ
ータを必要としない。したがって小型となり構造も単純
化できる。このように小型・軽量化を計ればバレット交
換過程での衝撃力はさらに小さくなり、前述の作用効果
はいっそう大きくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のパレット交換方法を実施するための
パレット交換装置を示す概略図、第２図はこの発明のパ
レットを交換方法を実施するパレット交換装置を備えた
マシニングセンタを示す正面図、第３図はマシニングセ
ンタの側面図、第４図はパレット台を示す斜視図、第５
図は移動機構などを示す正面図、第６図は移動機構の平
面図、第７図は移動機構の斜視図、第８図はパレットが
クランプされた状態を示す第５図のＡ−Ａ線における断
面図、第９図はパレットがアンクランプされた状態を示
す断面図、第１０図は第５図のＢ−Ｂ線における断面
図、第１１図はパレットをパレット台に載せた状態を示
す図、第１２図はパレットをテーブルに載せた状態を示
す図、第１３図ないし第１９図はパレットの交換操作を
示す図、第２０図はこの発明を実施するための他の実施
例であるマシニングセンタを簡単に示した平面図であ
る。ＰＣ……パレット交換装置１……支持部２，１０２……テーブル３……駆動手段４，１４，１０４，１１４……ワーク搬送用パレット５……ワーク６……マシニングセンタ７……ベット８……サドル９，１０……サーボモータ１２，１１２……移動機構２０……コラム２１……スピンドルヘッド２３……ツール３０，３０……パレット台５０……スライド部５１……クランプシリンダ５３……クランププレート６１……ベースプラケット６２……ガイド体６３……パレットフック６４……第１スプロケット６５……第２スプロケット６６……チェーン６７……かみ合せ手段６９……スライド体９０……チェーンフック９１……パレットフック９２……クランプシリンダ９３……ピン９４……ラック９５……ピニオン１００……機構部Ｘ１……一方の方向Ｘ２……他方の方向Ｘ……Ｘ軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】テーブルとは別の場所に位置するワーク搬
送用パレットを、少なくとも１軸方向に移動可能なテー
ブル上に搬送するパレット交換方法において、テーブル
（２）に固定されたガイド体（６２）にスライド可能に
支持されたスライド体（６９）の両端部分に回転可能に
スプロケット（６４，６５）を設け、このスプロケット
の間にチェーン（６６）を設置し、パレット交換の時に
は、テーブル（２）を駆動手段（３）によってスライド
させることによりスプロケット（６４，６５）とチェー
ン（６６）をテーブル（２）に対して相対的に駆動する
とともに、チェーン（６６）と共に移動可能なかみ合せ
手段（６７）を介して、このかみ合せ手段に係脱可能に
係合したワーク搬送用パレット（４）をテーブル（２）
に対して相対的にスライドさせ、しかも、ワーク搬送用
パレット（４）の搬送運動を単弦運動とすることを特徴
とするパレット交換方法。
【請求項２】前記駆動手段は、サーボモータにより作動
されるボールねじ部を備え、このボールねじ部のナット
はテーブルに固定されかつボールねじ部の送りねじはサ
ーボモータに連結されていて、サーボモータを作動し送
りねじを回転することによってナットを送り、さらにテ
ーブルを駆動することを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載のパレット交換方法。
【請求項３】前記テーブルは、前記１軸方向とは直交す
る他の１軸方向に移動可能なことを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載のパレット交換方法。