JPH0685741U - 工作機械のパレット給電構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無接触給電装置を採用する場合に、給電部材
と受電部材とを精度よく対向させかつその位置関係を保
持でき、また給電部材と受電部材との位置決め機構を別
個に設ける必要がなく、従って両部材の位置決め構造が
複雑になることもない工作機械のパレット給電構造を提
供する。 【構成】 加工テーブル１上に交換可能に、かつ所定の
位置関係を保持するように載置固定されたパレット２に
外部から電力を供給する工作機械のパレット給電構造を
構成する。この場合に、無接触給電装置５の給電側コア
５１を上記加工テーブル１のパレット対向部位に配置固
定し、受電側コア５２を上記パレットの加工テーブル上
への載置固定時に上記給電側コア５１と所定空隙をあけ
て対向するように上記パレット２の加工テーブル対向部
位に固定する。また、上記給電側コア５１の上方を向い
ている対向面に雄テーパ部５１ａを、上記受電側コア５
２の下方を向いている対向面に雌テーパ部５２ａを形成
する。

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の工作機械において、加工テーブル上に交換可能 に載置固定されたパレットに外部から電力を供給するためのパレット給電構造に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

マシニングセンタ等の工作機械ではパレット交換装置を付設し、マシニングセ ンタの加工テーブルとパレット交換装置との間でパレットを交換可能にしている 場合が多い。上記パレット上にはワークを把持するためのさまざまな治具装置が 載置固定されている。この治具装置には例えば複合加工を行うための自動割出し 台や作動媒体を利用した自動クランプ台等があり、これらは自動制御を行うため 電動モータや電磁弁等の電動アクチュエータを備えている。従ってこの種の工作 機械では上記パレットを加工テーブルとパレット交換装置との間で交換可能にし ながら治具装置に給電を行う必要がある。

【０００３】 従来、パレットを交換可能にしながらパレット上の治具装置に給電を行う方法 として、配線を接続したままでパレット交換を行うもの（特開昭６３−２４５３ ３９号公報，特開平３−６０９４７号公報参照）、あるいは配線を接続・分離自 在として、交換時においては分離し、加工テーブル上において接続するもの（例 えば特開平２−２７４４５１号公報参照）が知られている。

【０００４】 上記特開昭６３−２４５３３９号公報記載のものは、加工テーブルとパレット 交換装置にそれぞれ載置したパレットを載せ換えて交換を行うパレット交換装置 において、機械上部空間を利用して、一端が治具装置上に回動可能に固定され、 他端がパレット交換装置旋回軸上に回動可能に固定される屈曲自在なリンク式ア ームに可撓性電線を締着して給電を行っている。

【０００５】 上記特開平３−６０９４７号公報記載のものは、旋回動作によって加工位置と 段取り位置との間のパレット交換を行うパレット交換装置において、上記旋回動 作の中心部に電源と接続する回転接点を設け、この回転接点から各位置のパレッ ト上の治具装置に給電を行っている。

【０００６】 また上記特開平２−２７４４５１号公報記載のものは、パレットに受電側コネ クタを固定し、給電側コネクタを加工テーブルの固定支持部に移動自在に支持し 、パレットを加工テーブル上に搬入したときのみコネクタを接続して給電を行っ ている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら上記回転接点やコネクタを用いる場合は接点寿命が限られる問題 がある。また機械上部空間を利用して可撓性電線によってパレット上の治具装置 に給電する場合においては、電線長さによってパレット移動範囲が制限され、ま た複数のパレットを運用する場合には、配線を接続したまま運用することは配線 が複雑となり困難であった。特に、三次元的にパレットを格納する立体パレット 格納装置を有するようなマシニングセンタにおいては採用不可能であった。さら に可撓性電線は、加工テーブルとパレット交換装置間のパレットの頻繁な移動に より屈曲作用を受けて断線が生じ易く信頼性に問題があった。

【０００８】 またコネクタ方式においては、加工テーブルとパレットが共に移動する構造の 場合は問題ないが、加工テーブル上でパレットを旋回割出しする横型マシニング センタには適用できない。さらにコネクタ着脱のための特別な駆動機構を必要と し、パレット交換に時間がかかる等の問題を有していた。

【０００９】 ここで上記各問題を解消するために、特開平４−３４５００８号公報に開示さ れているような無接触によって給電を行う無接触給電装置を採用することが考え られる。この無接触給電装置は、給電時に給電部材と受電部材とを所定の空隙を 介して相互に対向するように配置・位置決めし、両部材の磁気的結合により電力 を無接触で給電するものである。

【００１０】 しかしながら、無接触給電装置を採用するには、給電部材と受電部材とを所定 の空隙をあけて精度良く対向させ、かつこの対向関係が維持されるように管理す る必要がある。従ってこれらの部材の配置・位置決め構造の如何によっては十分 な信頼性が得られず、また位置決めのために別個新たな機構が必要となる等の懸 念がある。

【００１１】 本考案は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、無接触給電装置を採用す る場合に、給電部材と受電部材とを精度よく対向させかつその位置関係を保持で き、また給電部材と受電部材との位置決め機構を別個に設ける必要がなく、従っ て両部材の位置決め構造が複雑になることもない工作機械のパレット給電構造を 提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

請求項１の考案は、加工テーブル上に交換可能に、かつ所定の位置関係を保持 するように載置固定されたパレットに外部から電力を供給する工作機械のパレッ ト給電構造において、無接触給電装置の給電部材を上記加工テーブルのパレット 対向部位に配置固定し、受電部材を上記パレットの加工テーブル上への載置固定 時に上記給電部材と所定空隙をあけて対向するように上記パレットの加工テーブ ル対向部位に固定したことを特徴としている。

【００１３】 請求項２の考案は、請求項１において、上記給電部材の上方を向いている対向 面を雄テーパ状に、上記受電部材の下方を向いている対向面を雌テーパ状に形成 したことを特徴としている。

【００１４】

【作用】

請求項１の考案に係る工作機械のパレット給電構造によれば、加工テーブルの パレット対向部位に固定した給電部材とパレットのテーブル対向部位に固定した 受電部材とをパレット装着時に対向させ、無接触でテーブル側からパレット側に 給電するようにしたので、リンク式アーム，回転接点，コネクタ等を用いる場合 の問題点、例えば接点寿命の低下，移動範囲やパレット枚数の制限等を解消でき る。また給電状態のままパレットを任意に旋回できるので複合加工が可能となる 。

【００１５】 そして上記給電部材と受電部材の所定位置への配置・位置決め，及び該位置関 係の保持については、加工テーブルとパレットとの位置決めクランプ機構をその まま利用しているので、加工テーブル上にパレットをクランプすると自動的に給 電部材と受電部材とが位置合わせされて対向し、かつ該位置関係に保持され、従 って別個に給電，受電部材の位置決め機構が必要になることはない。

【００１６】 請求項２の考案に係るパレット給電構造によれば、下側に位置する給電部材の 対向面を雄テーパ状に形成したので、該対向面上に切粉が堆積したり、切削油が 溜まったりすることはなく、給電，受電部材が損傷することはなくなり信頼性が 向上し、ひいてはオペレータがパレット交換の都度掃除する必要もないので作業 効率が向上する。

【００１７】

【実施例】

以下本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。 図１，図２は請求項１，２の考案の一実施例（第１実施例）による工作機械の パレット給電構造を説明するための図であり、図１は工作機械の全体配置図、図 ２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図２はパレットをクランプした状態を示 している。

【００１８】 図において、６２は本実施例構造を備えた立型マシニングセンタであり、これ は下端に切削工具を有する主軸装置６０、図１左右方向に移動可能でかつ旋回割 出し可能に構成された加工テーブル１を備えている。また上記マシニングセンタ ６２の側方には、上記加工テーブル１上のパレット２を待機中のパレット２と交 換するパレット交換装置６３が付設されている。また８は上記パレット２上に固 定された治具装置であり、該治具装置８は、ワークを把持するとともに複合加工 を行うための自動割出しを行う。

【００１９】 上記加工テーブル１は、パレット交換装置６３から転送されるパレット２を位 置決め載置し、任意の旋回割出しを行う加工テーブル本体３と、該加工テーブル 本体３上に位置決め載置されたパレット２を該加工テーブル本体３に固定するク ランプ装置４と、該加工テーブル１上にパレット２を位置決め固定することによ って加工テーブル側からパレット側に無接触で電力を供給する給電装置５とを備 えている。ここで上記パレット交換装置６３は２つのステーションを備えている 。一方のステーションは空の状態になっており、加工テーブル１上のパレット２ はこの空のステーションに転送される。

【００２０】 上記加工テーブル本体３は、軸方向に間隔をおいて配設された２つの軸受６， ６によって回転自在に軸支され、軸心に貫通穴を有する回転軸３１と、該回転軸 ３１の高さ方向中間部外周に固着されたウォームホィール３２と、上記回転軸上 端部にフランジ状に固着された円盤形状のテーブル３３とを備えている。この加 工テーブル本体３は、上記ウォームホィール３２と噛合したウォーム軸７を図示 しないサーボモータによって回転駆動することによって、回転軸３１と一体に回 転するテーブル３３を任意に所定の角度に位置決めする。また、回転軸下端部内 径には全周に渡って凹状のシリンダボア部３４が形成されている。さらに上記テ ーブル上端面には先端にテーパを有する４つの位置決め部材３５，３５が円周上 等角度間隔毎に固着されている。

【００２１】 上記クランプ装置４は、上記回転軸内に軸方向に摺動可能に内挿され、キー部 材４６によって回転不能に支持された軸心に貫通穴を有する作動軸４１と、該作 動軸下端部外周に全周に渡って凸状に一体に形成されたピストン部４２と、上記 作動軸上端部にフランジ状に固着された平面視略長方形のクランプ板４３とを備 えている。上記回転軸３１のシリンダボア部３４内径に上記作動軸１のピストン 部４２が液密にかつ摺動自在に嵌合されてシリンダを形成している。上記シリン ダはピストン部４２によって上方空隙部４４と下方空隙部４５とに分離され、図 示しない油圧ポンプにより管路を介して何れか一方の空隙部に油を注入すること によって作動軸４１を介して上端部に固着されたクランプ板４３を回転軸３１に 対して軸方向に駆動する。

【００２２】 ここで、加工テーブル１上に転送されるパレット２は平面視略正方形の直方体 であって、下端面には凹部２１が全幅に渡って形成され、さらに凹部２１の対向 する内側側面には上記クランプ板４３が係合する係合溝２２，２２が形成されて いる。さらにパレット１の下端面には、上記位置決め部材３５のテーパ面に嵌合 するテーパ穴２３，２３が凹設されている。

【００２３】 そして上記給電装置５は、加工テーブル１とパレット２との対向面間に配設さ れている。この給電装置５は、多数巻線を有する一対の給電側コア（給電部材） ５１と受電側コア（受電部材）５２とを所定空隙をあけて対向配置することより 、両コア５１，５２の磁気的結合により電力を給電側から受電側に無接触で供給 する、いわゆる無接触式のものである。本実施例では、上記給電側コア５１，受 電側コア５２は共に短尺円柱状のもので、給電側コア５１の上方を向いている対 向面には凸状の円錐型雄テーパ面５１ａが形成され、受電側コア５２の下方を向 いている対向面には凹状の円錐型雌テーパ面５２ａが形成されている。

【００２４】 上記給電側コア５１は、上記作動軸４１の貫通穴内に同軸状に挿通配置され、 固定支持部５５に立設された固定軸５６の上端部に固着されている。なお、上記 固定支持部５５は加工テーブル１内に設けられており、該加工テーブル１ととも に移動する。また、上記給電側コア５１の巻線にはリード線５３の一端が接続さ れており、該リード線５３の他端は上記固定軸５６の貫通穴５７を挿通して図示 しない電源装置に接続されている。

【００２５】 上記受電側コア５２は、上記パレット２の下面に上記旋回軸と同軸に配置固定 されており、該パレット２がクランプ装置４によって加工テーブル１にクランプ されたとき、上記給電側コア５２に所定の空隙をあけてかつ同軸をなすように対 向する。また上記受電側コア５２の巻線にはリード線５４の一端が接続されてお り、該リード線５４の他端は治具装置８の電動アクチュエータに接続されている 。

【００２６】 次に本実施例の作用効果について説明する。 加工テーブル１上に次工程のパレット２を載置固定する場合、パレット交換装 置６３から加工テーブル１上にパレット２を転送する前に、予め、加工テーブル 本体３はパレット下面の凹部係合溝２２とクランプ板４３とが一致し、かつ位置 決め部材３５とテーパ穴２３とがそれぞれ一致するように旋回位置決めされる。 そしてシリンダ下側空隙部４５に油を注入することによって、クランプ板４３を 加工テーブル本体３に対して上昇させてアンクランプするとともに、該位置に位 置決めする。次に、パレット交換装置６３からパレット２をテーブル旋回軸に直 交する方向にスライド駆動する。この場合、パレット２はクランプ板４３にガイ ドされつつ加工テーブル１上に移動し、テーブル上面の位置決め部材３５とパレ ット下面のテーパ面２３とがほぼ一致する位置に位置決めされる。なお、このと きパレット２は下面に位置決め部材３５が干渉しない高さを移動する。

【００２７】 次にシリンダ上側空隙部４４に油を注入することによって、クランプ板４３と ともにパレット２を下降させ、パレット下面の各テーパ穴２３とテーブル上面の 各位置決め部材３５のテーパ面を嵌合させる。するとパレット２の中心軸と加工 テーブル１の旋回軸とが一致して正確に位置決めされ、クランプ板４３はパレッ ト２をテーブル３３に押圧して加工テーブル１上に固定する。

【００２８】 上記パレット２の転送，位置決め，クランプにより、加工テーブル１側に固定 された給電側コア５１とパレット２側に固定された受電側コア５２とが、所定の 空隙をあけてかつ同軸をなすように相互に対向するように自動的に位置決めされ る。そして図示しない制御装置によってパレット２がクランプされたと判断され ると、リード線５３を介して給電側コア５１に電力が供給され、対向する受電側 コア５２が誘電し、該誘電による電力がリード線５４を介してパレット上の治具 装置８に供給される。

【００２９】 なお、上記実施例においては、給電装置の給電側コア，受電側コアがテーパ面 を有する円柱形状である場合を説明したが、これらのコアは給電できればどのよ うな形状であってもよい。例えば給電側コア，受電側コアをそれぞれ円盤状に形 成してもよい。

【００３０】 図３は請求項１の考案の第２実施例を説明するための図であり、パレットクラ ンプ状態を示している。また図中、図２と同一符号は同一又はと相当部分を示す 。以下、上記第１実施例と異なる部分のみ説明する。

【００３１】 本実施例の給電装置は、テーブル，パレット対向部位に配設された第１給電装 置５′と、テーブル下端部に配設された第２給電装置６４とから構成されている 。第１給電装置５′の第１給電側コア５１′は作動軸内上端部に固定部材７１を 介して同軸に配置固定されている。パレット２を加工テーブル１にクランプした とき、第１給電側コア５１′はパレット下部に固定された第１受電側コア５２′ と所定空隙をあけて対向するとともに、加工テーブル旋回時も常に同位相で回転 する。また上記第１給電装置はリード線５３，第２給電装置６４，及びリード線 ５０を介して外部電源装置（図示せず）に接続されている。

【００３２】 上記第２給電装置６４の第２給電側コア５８は、作動軸内下端部付近に配置さ れ、加工テーブルと共に移動する固定支持部５５に立設された固定軸５６の上端 部に固着されており、リード線５０を介して電源装置に接続されている。また、 第２受電側コア５９は作動軸内下端部付近に固定部材７２を介して固着され、パ レット２を加工テーブル１にクランプしたとき上記第２給電側コア５８と所定の 空隙をもってかつ同軸に対向するようになっている。

【００３３】 本第２実施例においては、パレット２が加工テーブル１にクランプされると、 自動的に第１給電装置５′の給電側，受電側コア５１′，５２′が所定空隙をあ けてかつ同軸に対向し、また第２給電装置６４の給電側，受電側コア５８，５９ が所定空隙をあけてかつ同軸に対向する。そして、電源装置からリード線５０を 介して第２給電側コア５８に電力が供給されると、該第２給電側コア５８から第 ２受電側コア５９に誘電され、この誘電された電力はリード線５３を介して第１ 給電側コア５１′に供給され、第１実施例と同様に第２受電側コア５２′，リー ド線５４を介して治具装置８の電動アクチュエータ等に配電される。

【００３４】 本第２実施例においても上記第１実施例と同様の効果が得られる。また本第２ 実施例では、第１給電側コア５１′を作動軸４１の上端付近に固定したので、上 記第１実施例のように給電側コア５１を長い固定軸５６を介して固定支持部５５ に固定した場合に比較して、作動軸４１が熱変位した場合の上記空隙の変位を最 小限に抑えることができ、さらに信頼性を向上できる。

【００３５】 上述の各実施例において、パレットを加工テーブルにクランプする前に、加工 テーブル側に設けたエアーブロー装置によって給電側コア，及び受電側コアに向 けてエアブローを行い、これらのコア等に付着した切粉や切削油等を除去するよ うにするとなおよい。

【００３６】 また本考案の適用対象としては、上記構成の加工テーブルに限らないことは勿 論である。例えば、特開平２−２７４４５１号公報に開示されるような旋回割出 しを行わない加工テーブルを有する工作機械にも適用可能である。

【００３７】

【考案の効果】

請求項１の考案に係る工作機械のパレット給電構造によれば、加工テーブル側 の給電部材とパレット側の受電部材とをパレット装着時に対向させ、無接触でテ ーブル側からパレット側に給電するようにしたので、接点寿命低下の問題を回避 でき、移動範囲やパレット枚数の制限等を受けることなく給電できる効果があり 、また給電状態のまま任意に旋回割出しできることから複合加工が可能となる効 果がある。

【００３８】 また加工テーブルとパレットとの対向部位に給電部材，受電部材を配設したの で、加工テーブル上にパレットをクランプすると自動的に給電部材と受電部材と が位置合わせされ、かつ該位置関係に保持され、従って別個に給電，受電部材の 位置決め機構を設けることなく上記無接触給電を実現でき、迅速なパレット交換 を可能にして作業効率を向上できる効果がある。

【００３９】 請求項２の考案に係るパレット給電構造によれば、下側に位置する給電部材の 対向面に雄テーパ面を設けたので、該対向面上への切粉の堆積，切削油の溜まり を回避でき、さらに信頼性が向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２の考案に係る第１実施例によるパ
レット給電構造を備えた工作機械の全体配置図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】請求項１の考案に係る第２実施例による給電構
造を説明するための加工テーブル部分の断面正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 加工テーブル ２ パレット ５ 無接触給電装置 ５１，５２ 給電側，受電側コア（給電，受電部材） ５１ａ，５２ａ 雄，雌テーパ面 ６２ 立型マシニングセンタ（工作機械）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工テーブル上に交換可能に、かつ所定
   の位置関係を保持するように載置固定されたパレットに
   外部から電力を供給する工作機械のパレット給電構造に
   おいて、無接触給電装置の給電部材を上記加工テーブル
   のパレット対向部位に配置固定し、受電部材を上記パレ
   ットの加工テーブル上への載置固定時に上記給電部材と
   所定空隙をあけて対向するように上記パレットの加工テ
   ーブル対向部位に固定したことを特徴とする工作機械の
   パレット給電構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記給電部材の上方
   を向いている対向面を雄テーパ状に、上記受電部材の下
   方を向いている対向面を雌テーパ状に形成したことを特
   徴とする工作機械のパレット給電構造。