JPH0763908B2 - 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］ この発明は、パレット交換装置に関する。更に詳しく
は、工作機械において、工作物を搭載するためのパレッ
トを工作機械と待機位置との間で自動交換するためのパ
レット交換装置であって、パレット交換時間を短縮する
ために交換アームの動作を減らしたパレット交換装置で
ある。

［従来技術］ マシニングセンタなどの工作機械は、パレットに工作物
を取付け、このパレットを工作機械のテーブル上に固定
して加工される。工作物の加工開始時すなわち加工終了
時には、加工済の工作物が取付けられたパレットと未加
工の工作物が取付られたパレットとを交換する必要があ
る。このパレットの交換は、パレット交換装置で行なわ
れる。パレットの交換は、工作機械の稼働率向上という
点から可能な限り高速度で交換できるものが望ましい。

パレット交換装置には種々のタイプのものが知られてい
るが、一例としてパレットを交換アームの上昇動作によ
りテーブル上から取り外すタイプのパレット交換装置が
ある。このようなパレット交換装置は、特開昭63−6263
3号公報に開示されるように、４本の交換アームからな
り、各２本でパレットの下部から支えてパレットを載せ
て交換するものが提案されている。しかしこの種のパレ
ット交換装置は、パレット交換時に交換アームを収納待
機位置から交換位置に揺動させる必要があり、この時間
はロスタイムとなる。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、以上のような背景で発明されたものであ
り、以下の目的を達成する。

この発明の目的は、交換アームを常時加工中のパレット
に係合させることにより、交換アームの待機位置から交
換位置への揺動動作の必要をなくしパレット交換時間の
短縮を図ったパレット交換装置を提供することにある。

［前記課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために次のような手段を採る。

本体（２）に回転自在に設けられた回転軸（４）と、こ
の回転軸（４）に揺動自在に設けられかつパレット（4
5）を支持し旋回するための交換アーム（11a），（11
b），（11c），（11d）と、前記回転軸（４）を回転駆
動するための回転駆動手段（６），（22）と、前記回転
軸（４）を前記回転軸（４）の軸線方向に上下駆動させ
るための上下駆動手段（７），（20）と、交換アーム
（11a），（11b），（11c），（11d）が上昇したときパ
レット（45）と係合する位置決め手段（18），（19）
と、前記交換アーム（11a），（11b），（11c），（11
d）の先端に設けられたカムフォロア（16）と、このカ
ムフォロア（16）が係合され前記パレット（45）に形成
されたカム溝（17）とからなるパレット交換装置であ
る。

［作用］ 上下駆動手段7,20により回転軸４が上昇させられ、この
上昇により交換アーム11a,11b,11c,11dが上昇し、交換
アーム11a,11b,11c,11dの固定ピン18,18が固定孔19,19
内に挿入させられる。その後回転駆動手段6,22が作動し
回転軸４が回転駆動され、交換アーム11a,11b,11c,11d
は、パレット45を交換する。パレット45上の工作物の加
工中には、カムフォロア16のみがカム溝17と係合されて
いる。

［実施例］ パレット交換装置 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。
第１図はパレット交換装置の断面図、第２図はパレット
交換装置の平面図、第３図は第２図のIII−III線切断
線、第４図は第２図のIV−IV線切断図である。本実施例
のパレット交換装置は、工作機械本体であるベッド１に
一体に設けてある。ベッド１に固定された本体２には、
移動しない固定軸３が設けられている。固定軸３には、
回転軸４の下端部が回転自在に挿入されている。

回転軸４の中間部と上端部外周の２か所には、軸受５が
設けられ、回転軸４を回転自在に支持されている。回転
軸４の下端には、ピニオン６が設けられている。回転軸
４の中間部には、ピストン７が挿入されている。ピスト
ン７は、下部カラー８と上部カラー９とに挟まれて固定
されている。ただし、下部カラー８、上部カラー９、ピ
ストン７および回転軸４は、一体の部材で製作しても良
い。

上部カラー９の最上部の回転軸４には、４本の交換アー
ム11a,11b,11c,11dの一端を摺動自在に支持する支持部
材10が固定されている。設けられている。交換アーム11
aの一端には、軸12が固定されており、この軸12は上下
２つの軸受13,13により支持部材10に回転自在に支持さ
れている。他の３本の交換アーム11b,11c,11dも同様な
支持構造を有している。交換アーム11aの先端には、Ｌ
字状に曲がったカムフォロア支持部材14が設けられてい
る。

カムフォロア支持部材14の上面にはカムフォロア16が回
転自在に支持されている。カムフォロア16は、パレット
に設けた円形の溝であるカム溝17内に挿入されてこのカ
ム溝17内を転動するものである。加工中にパレット45が
移動して（この実施例では１軸方向のみ）もカムフォロ
ア16とカム溝17との係合は外れることはない。

交換アーム11aの先端および中間位置の上面には、固定
ピン18,18が設けられている。他の交換アーム11b,11c,1
1dにも同様に、それぞれ１個のカムフォロア16および２
個の固定ピン18,18がそれぞれ設けられている。

シリンダ室20の上部には、スラスト軸受21が配置されて
いる。スラスト軸受21は、ピストン７が上昇したときピ
ストン７の上端に接触し、軸線方向の荷重を受け止める
ものである。固定軸３の近傍の本体２には、シリンダ
（図示せず）により駆動されるラック22が設けられてい
る。ピストン７が上昇したとき、ラック22とピニオン６
とは噛み合い、ラック22によりピニオン６が回転駆動さ
れる。

本体２には、検知棒24が上下動自在に設けられている。
検知棒24には、ドッグ25が形成されており、このドッグ
25の位置は３個のセンサ26a,26b,26cにより検出され
る。

センサ26aは交換アーム11a,11b,11c,11dが待機位置にあ
ることを検知し、すなわち、カムフォロア16とカム溝17
との係合し、固定ピン18と固定穴19との係合が外れてい
る状態である。センサー26bは、回転軸４の上昇により
交換アーム11a,11b,11c,11dが高ｈだけ上昇させられ、
２本の固定ピン18が固定穴19に挿入されたことを検出
し、センサー26cは交換アーム11a,11b,11c,11dがパレッ
ト45を持ち上げた位置を検知する。検知棒24のドッグ25
と本体２との間には、コイルスプリング27が介在されて
いる。このコイルスプリング27は、検知棒24を常に上方
に移動するように設けられている。

パレット待機ステーション パレット交換装置の隣には、パレット待機ステーション
Ａが配設されている。パレット待機ステーションＡは、
オペレータによるワークの着脱、治具の着脱、パレット
の載せ換えなどのワークの段取り換えを行うためのステ
ーションである。この段取り換えは、通常ワークを工作
機械で加工中に行われる。段取り作業を素速く行うため
には、パレット45の旋回が自由に行われる必要がある。
以下に説明する機構は、このパレット45の旋回機構であ
る。

本体２には、回転軸４と平行に固定軸30の下端が挿入さ
れ固定されている。固定軸30の上端には、軸受31を介し
て円板状の旋回台32が回転自在に支持されている。旋回
台32の上面には、位置決めピン33が設けられている。位
置決めピン33は、パレット45の下面に設けられた位置決
め穴（図示せず）に挿入されて、パレット45を旋回台32
上に位置決めするものである。

旋回台32の外周下面には、旋回台32を回転割出しするた
めに等角度に４個すなわち90度ごとに割出し穴34が設け
られている。一方、固定軸30の上端に張り出して旋回台
32の割出装置本体35が一体に固定されている。この本体
35には、割出し穴34に挿入される割出しピン36が上下動
自在に設けられている。割出しピン36と本体35との間に
は、コイルスプリング27が介在されており、割出しピン
36を常に割出し穴34に挿入する方向に押圧している。

割出しピン36の下端には、レバー38の中間部分が軸39に
より回転自在に設けられている。レバー38の先端は、本
体35に固定されたＬ字材40の一端に挿入されている。結
局、レバー38は、Ｌ字材40を中心に揺動するテコ機構を
構成する。一方、パレット交換装置を挟んでパレット待
機ステーションＡの対向側には、工作機械に設けられた
パレットクランプ装置41が配置されている。

パレットクランプ装置41は、案内面42に案内されて移動
自在でボールスクリュー44、図示しないサーボモータ、
制御装置により移動位置を制御されパレット交換時には
パレット交換装置を挟んでパレット待機ステーションＡ
と対向する位置に位置決めされる。パレットクランプ装
置41の構造、機能は公知であるのでここでは詳記しな
い。パレット45は、ほぼ板状の正四角形をしたものであ
り、下面にはパレットクランプ装置41でクランプするた
めにクランプ爪、位置決め用の突起などが設けてあるも
ので、公知の構造である。本例では、更に円形のカム溝
17および４か所に固定穴19が設けられている。

パレット45上の工作物は、工作機械の主軸に設けた工具
により加工される。この加工中、パレットクランプ装置
41は、案内面42,42上を移動させられる。このとき、カ
ムフォロワ16は円形のカム溝17に挿入されているので、
パレット45の移動にともなって交換アーム11a,11bは主
軸12を中心に揺動する（第２図二点鎖線）。

作動 パレット交換の指令が数値制御装置により発せられる
と、パレットクランプ装置41を交換位置に移動させる
（第２図の実線の位置）。次にプログラマブルコントロ
ーラ（図示せず）は指令を発し、パレット交換装置のピ
ストン７の下部のシリンダ室20に圧油を供給する。ピス
トン７は、回転軸４、交換アーム11a,11b,11c,11dと共
に高さｈだけ上昇させられ、この位置をセンサ26bが検
知する。

この交換アーム11a,11b,11c,11dの上昇により、固定穴1
9内に固定ピン18が挿入させられる。この挿入により各
交換アーム11a,11b,11c,11dは、揺動ができなくなり固
定状態になる。この支持位置は、中間のセンサ26bで検
知し確認される。油圧シリンダ20に更に圧油が供給され
交換アーム11a,11b,11c,11dがパレット待機ステーショ
ンＡとパレットクランプ装置41側の両パレット45,45を
上昇させ停止する。

この交換アーム11a,11b,11c,11dの最上昇位置は、セン
サ26cにより検知され確認される。このとき、ピニオン
６はラック22とかみ合う位置に移動している。次にラッ
ク22を駆動するシリンダ装置に油圧が導入され、ラック
22が移動しピニオン６が回転駆動させられる。この交換
アーム11a,11b,11c,11dの回転により両パレット45,45
は、180度旋回させられパレット待機ステーションＡと
パレットクランプ装置41との間で交換させられる。

ピストン７の上部のシリンダ室20に圧油を供給し、交換
アーム11a,11b,11c,11dをセンサ26aが検知するまで下降
させパレット交換装置の交換サイクルは終了する。この
後、パレットクランプ装置41は、パレット45をクランプ
する。パレット待機ステーションＡでは、オペレータは
パレット45上の工作物を取り付け、取り外しを行う。ま
た、必要があれば、レバー38を下方に下げて割出しピン
36を割出し穴34から引き抜いて旋回台32を回して、所望
の角度位置に割り出す。

［その他の実施例］ 前記実施例は、２本の固定ピン18を用いているがこの固
定ピン18は１本または他の本数でも良い。更に固定ピン
でなく、交換アーム11a,11b,11c,11d全体を溝内に挿入
してパレットを固定しても良い。

［発明の効果］ 以上詳記したように、この発明は交換アームとパレット
との結合を常時保ちながら加工作業を行うので、交換ア
ームを待機位置から交換位置へ揺動させる必要がなくこ
のための時間が省略できるので、パレット交換時間が短
縮できる。また、常時パレットと係合しているのでパレ
ット交換動作が確実である。

【図面の簡単な説明】 第１図はパレット交換装置とパレット待機ステーション
の断面図、第２図はパレットを取り付けた状態を示す第
１図の平面図、第３図は第２図のIV−IV線切断図、第４
図は第２図のIV−IV線切断図である。 １……ベッド、２……本体、３……固定軸、４……回転
軸、５……軸受、６……ピニオン、７……ピストン、８
……下部カラー、９……上部カラー、11a,11b,11c,11d
……交換アーム、16……カムフォロア、17…カム溝、18
……固定ピン、19……固定穴、20……シリンダ室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体（２）に回転自在に設けられた回転軸
   （４）と、この回転軸（４）に揺動自在に設けられかつ
   パレット（45）を支持し旋回するための交換アーム（11
   a），（11b），（11c），（11d）と、前記回転軸（４）
   を回転駆動するための回転駆動手段（６），（22）と、
   前記回１軸（４）を前記回転軸（４）の軸線方向に上下
   駆動させるための上下駆動手段（７）、（20）と、交換
   アーム（11a），（11b），（11c），（11d）が上昇した
   ときパレット（45）と係合する位置決め手段（18），
   （19）と、前記交換アーム（11a），（11b），（11
   c），（11d）の先端に設けられたカムフォロア（16）
   と、このカムフォロア（16）が係合され前記パレット
   （45）に形成されたカム溝（17）とからなるパレット交
   換装置。