JPS6122751Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工作機械のワーク交換装置に関するも
のである。

従来工作機械の工作物すなわちワークを自動的
に交換するワーク交換装置としては、２つのパレ
ツトを設け、そのパレツトを交互に工作機械によ
る加工位置と未加工ワークと加工済ワークとを交
換するワーク交換位置との間を往復するようにし
たものが知られている。このようなワーク交換装
置は大形のワークや加工時間がある程度必要であ
るものには都合がよいが、小形のワークでしかも
加工時間も少ないものを処理する場合にはワーク
交換装置の能力が工作機械の能力を抑制するとい
う欠点があつた。

本考案は加工時間の短いワーク、特に小形のワ
ークを大量に処理するに適したワーク交換装置を
提供することを目的としている。

この目的を本考案はワークを取付取外し可能な
支持台と、該支持台に固定された取付支持用テー
パー軸部と脱着操作用環状溝とクランプ軸部とを
設けたホルダーと、該ホルダーのテーパー軸部を
挿入支持する支持部材を所定間隔で複数個有し該
支持部材を交換位置と取出位置との間に選択移動
する搬送装置と、工作機械のテーブルに取付取外
し可能で前記パレツトを脱着可能なる加工治具
と、該加工治具と前記搬送装置との間のパレツト
の受渡しを行なう取出アームとを有するワーク交
換装置により達成した。

本考案の詳細を図に示す実施例により説明す
る。

第１図において、工作機械１のテーブル２にワ
ーク交換装置３によりワークの交換取付けが行な
われる。第１図は二軸工作機械に２組のワーク交
換装置３及び３′によりワークの交換する場合の
例を示したが単軸の工作機械では当然１組のワー
ク交換装置３又は３′のみを設けるようにするこ
とができる。第１図の例ではワーク交換装置３又
は３′の搬送装置３ａ又は３a′には10個のパレツ
ト４を配置することができるが、パレツトの数は
これに限定されるものではなく適当な数に選定す
ることができる。

各パレツト４は搬送位置において加工済みワー
クを取外され、未加工ワークを取付けられる。未
加工ワークを取付けたパレツト４は順次取出位置
に送られ、取出アーム５によりテーブル２の装着
位置６又は６′に直接又はテーブル２の上の加工
治具対する脱着を行なわれる。

各パレツト４は第２図に示すようにワークを脱
着可能に固定する支持台７と該支持台７に固定さ
れるホルダー８を有する。ホルダー８の先端軸９
はパレツト７の中心穴に嵌入され、先端軸９のね
じ部に螺着されたナツト１０により支持台７と固
定される。ホルダー４には取出アーム差込用環状
溝１１と、搬送装置３ａ又は工作機械のテーブル
２に装着されるときの装着部分として形成された
テーパー軸部１２と、装着後装着位置にクランプ
するためワーク交換装置３及び／又はテーブル２
のクランプ装置が作用するクランプ軸部１３とを
有する。

支持台７にはワークを固定するねじ穴やＴ溝等
適当する手段を設けるが、任意の公知の手段を利
用すればよく図面では省略してある。

ワーク交換装置３の搬送装置３ａは第３図に示
すように駆動スプロケツト１４と、図示しないア
イドラースプロケツトと、該駆動スプロケツト１
４及びアイドラースプロケツトに巻掛けられたチ
エーン１５を有する。チエーン１５には予め定め
た間隔で支持部材１６が取付けられている。支持
部材１６はパレツト４のホルダー８のテーパー軸
部１２が挿入できるように中空穴部１７が形成さ
れ、該中空穴部１７の上端にはテーパー軸部１２
の面が接触嵌合できるようなテーパー部１８が設
けられている。

支持部材１６はチエーン１５に取付ける取付プ
レート１９に一体に形成されることもでき、第３
図に示すように取外し可能に固定されることもで
きる。支持部材にはクランプ軸部１３をクランプ
する手段を必要に応じて設けることもできる。

駆動スプロケツト１４はパレスモータやサーボ
モータ等の送り制御を行なうことができるモータ
２０により駆動される。図の例ではスプロケツト
１４はベアリング２１によりフレームに回転自在
に支持され、モータ２０の駆動軸２０ａと連結軸
２２及びカバー２３を介して連結されている。

パレツト４を支持部材１６と工作機械のテーブ
ル２との間で移送するために取出アーム５がワー
ク交換装置３に設けられている。

取出アーム５は例えば第４図〜第６図に示すよ
うに２つの爪２４、すなわち２４ａおよび２４ｂ
を有する腕２５と、該腕２５をその長手中心線に
沿つて移動可能なるように支持する支持腕２６と
を有する。腕２５は例えばアリミゾガイドのよう
な公知の任意の方法で支持腕２６に摺動可能に支
持されており、腕２５と支持腕２６とにより伸縮
自在なアームを形成している。支持腕２６は実質
的には流体圧ピストンシリンダー、例えば油圧ピ
ストンシリンダーとして形成され、ピストン２７
が摺動可能に収容されており、ピストン２７に固
定されたピストンロツド２８の端部にはボルト等
により腕２５が固定されている。図の例では腕２
５に固定された爪支え２９を介してピストンロツ
ド２８と腕２５が連結されている。

支持腕２６の中空部の両端に第１封塞部材３０
と第２封塞部材３１が装着され中空部は外部に対
し封塞されている。第１封塞部材は、支持腕２６
の中空部より外側に形成された第１流路３２と封
塞部材３０の外周に形成された環状溝３３を介し
て連通する流体室３４を有し、ピストン２７の一
端に圧力を作用する流体を通す。同様に第２封塞
部材３１には支持腕２６の第２流路３５に環状溝
３６を介して連通する流体室３７を有する。第２
封塞部材３１はピストンロツド２８が液封状に貫
通するように形成されている。第１流路３２及び
第２流路３５はそれぞれ圧力流体源に制御弁等を
介して接続される。図示していない制御弁の作用
によりピストン２７が図の左方に向う力を受ける
とき支持腕２６に対し左方へ移動しアームが伸び
る。又逆にピストン２７に図の右方に向う力を受
けるとき腕２５は右方へ移動しアームが縮む。図
はアームが縮んだ状態を示す。

支持腕２６は図の右端の部分が昇降装置３８に
取付けられている。

昇降装置３８は第７図に示すように機枠に固定
されたシリンダー３９と、該シリンダー３９に摺
動案内されるピストン４０を有する支柱部４１と
を有する。シリンダー３９の上端の下降流路４２
により圧力流体、例えば油を供給するとピストン
４０すなわち支柱部４１が下降し、それにともな
い支柱部４１の上端に固定されている支持腕２６
及び腕２５が下降する。シリンダー３９の下端部
に設けた上昇流路４３より流体を供給すると支柱
部４１は上昇し、したがつて支持腕２６及び腕２
５が上昇する。

取出アーム５を昇降する昇降装置３８は取出ア
ーム５の回転駆動装置と兼用させることができ
る。図において支柱部４１の下端部には外周に歯
が形成され、ピニオン４４が形成される。該ピニ
オン４４にはラツク４５（第８図）がかみあつて
いる。ピニオン４４は支柱部４１が昇降動しても
ラツク４５とのかみあいを常に確実に保持される
だけの歯幅をもつようにいわばスプラインのよう
に形成される。

ラツク４５は両端にピストン４６と４７が形成
され、それぞれシリンダー４８，４９の中で摺動
案内される。ピストン４６，４７がラツク４５を
間に挾むように形成され、ラツク４５はピニオン
４４とのかみあいのため外部に露出される必要が
あるのでシリンダー４８，４９のラツク側端部は
開放されており、それぞれシリンダー４８，４９
のラツクとは反端側の端部がヘツド５０により密
封されかつ圧力流体が供給できるように形成され
ている。流路は任意に形成できるので説明は省略
する。

ピストン４６とヘツド５０との間に流体が供給
されるとラツク４５は第８図の右方へ（第７図の
左方）動き、支柱部４１を第７図では支柱部４１
の上端からみて反時計方向に回転させる。ピスト
ン４７とヘツド５０との間に流体を供給すると上
記の反対側にすなわち支柱部４１を時計方向に回
転させる。

これにより取出アーム５を一定の角度範囲で往
復揺動することができる。

ピストン付きラツク４５とシリンダー４８，４
９及び支柱部４１のピニオン４４とにより取出ア
ーム用回転駆動装置５２が形成される。

支柱部４１は中空状に形成され、支持腕に接続
するホースや説明していない取出アームの各種の
位置検出に利用するマイクロスイツチ等に接続す
る電線が通される。

支柱部４１は回転するため、配管をそれにとも
ない動かす必要が生ずるが、配管を動かすのを避
けるため支柱部４１の下端に公知のロータリージ
ヨイント５１を設けると好都合である。

回転駆動装置５２にはラツク４５の撓みを防止
するため後支え５３を設けると好都合である。

取出アーム５の爪２４ａ，２４ｂは第４図、第
５図においてピン５４により腕２５に回転支持さ
れ、爪２４ａ，２４ｂの後端はその間に設けられ
たばね５５により互に外方へ回動習性を与えられ
ている、すなわち爪２４ａ，２４ｂの先端は互に
接近して間にパレツト４のホルダー８を把持する
習性を与えられている。爪２４ａ，２４ｂはそれ
ぞれホルダー８の環状溝１１にはまりきつちり環
状溝１１に接するように円弧状のつかみ部を形成
されている。一方腕２５の先端にはホルダー８を
把持するため爪２４がホルダー８に押し込れたと
き、ホルダー８の外周に当接してホルダーに対す
る位置決め作用をする円弧面をもつた当接部５６
が設けられている。腕２５にはストツパ５７を摺
動可能に挿入する袋穴５８が形成され、ばね５９
によりストツパー５７を爪支え２９に向つて押圧
する力を与えている。ストツパー５７は段付軸状
に形成され爪支え２９の中を細径部が貫通し、爪
２４を支持する空間及び袋穴５８の部分にはスト
ツパー５７の大径部が存在し、大径部の肩部によ
りストツパー５７は爪支え２９に当接し脱落を防
止してある。ストツパー５７の大径部は２つの爪
２４ａ，２４ｂを丁度ホルダー８の環状溝１１に
係合した状態に保持し、その状態から爪２４ａ，
２４ｂが開こうとするのを、爪２４ａ，２４ｂが
ストツパー５７に当接して回動を阻止されること
により、阻止するようにしてある。

本考案によるワーク交換装置の作動を説明す
る。

取出アーム５は回転駆動装置５２による支柱部
４１の回動により所定位置に回動し、次いで腕２
５の移動によりワーク交換装置３の搬送装置３ａ
の所定の取出位置のパレツト４に向つて爪２４は
ホルダー８の環状溝１１に接近する。接近の途中
からカム（第９図のテーブルに対する場合はカム
７８）の作用によりストツパー５９が押し上げら
れ爪２４ａ，２４ｂの開き移動が可能な状態にさ
れる。斯くして爪２４は環状溝１１に沿つて一旦
開き次いでばね５５の作用下で閉じて把持状態に
なる。

次いで昇降装置３８の作動により取出アーム５
は上昇しパレツト４を支持部材１６から上方へ抜
き取る。

次に取出アームの回転と下降と腕２５の伸縮に
よりパレツト４は工作機械１のテーブル２の上に
差込みにより取付ける。取付け後腕２５は縮少移
動しパレツト４から離脱し加工をする。

搬送装置３ａではチエーン１５の移動によりパ
レツトが移動し交換位置で加工済ワークの取外
し、未加工ワークの取付が行なわれる。

工作機械の加工が終ると取出アームにより上記
と同様にしてパレツトをテーブル２から上方に抜
き取り、取出アームの上下動、伸縮により、空の
支持部材１６に所定の位置でパレツトを上から挿
入する。この状態ではカムの作用によりストツパ
ー５９がストツプ解除位置にあるので腕２５を縮
少移動することにより爪２４は一旦開いてホルダ
ー８から抜け出し、再び爪２４が閉じた位置でス
トツパー５９はストツプ作動位置に復帰する。

更にワーク交換装置３はチエーン１５の移動に
より次に加工すべきワークをもつパレツトが取出
位置に到達し、上記と同様にしてパレツトをワー
ク交換位置から抜取り、工作機械のテーブル上に
取付けられる。

このような作動がくり返し行なわれる。

パレツト４を工作機械のテーブル２に又は加工
治具に取付ける際には振動等でパレツトが抜けた
り動いたりしないようにきつちり固定する必要が
ある。

このため第９図に示すようにテーブル２の上に
パレツト４を固定する加工治具６０がサブテーブ
ル６１を介して固定される。

加工治具６０にはパレツトのホルダー８を挿入
支持するテーパー穴６２が形成される。加工治具
６０のテーパー穴６２の下方部分にクランプ装置
６３が設けられ装着後のパレツト４を確実に保持
する。

クランプ装置６３は第１０に示すように放射状
の貫通穴６４に多数のホール６５を配置し、中心
にホルダー８のクランプ軸部１３が貫通可能な中
心穴を有するクランプ板６６を有する。クランプ
板６６は加工治具６０の中に中心穴がテーパー穴
６２の中心と同一軸線上にあるように配置され、
かつ中心軸線に沿つて移動可能に形成されてい
る。その際クランプ板６６は加工治具のシリンダ
ー穴６７に摺動案内されている。

クランプ板６６の上方にはピストン６８が配置
され加工治具６０の第２シリンダー穴６９に摺動
案内されている。第２シリンダー穴６９にはピス
トン６８の上側と下側の空間に流体圧を作用する
流路７０と７１が開口している。

シリンダー穴６７には空気を供給する流路７２
が開口しておりクランプ板６６の下からクランプ
板６６の中心穴及びピストン６８にホルダー８が
貫通可能に形成された中心穴及びテーパー穴６２
を通して空気が吹き上げられ内部の清掃作用がで
きるようにしてある。

ホルダー８がテーパー穴６２に挿入され、取出
しアームが離脱した後流路７０から流体圧を作用
するとクランプ板６６が押し下げられボール６５
がクランプ軸部１３の外周に押圧される。クラン
プ軸部１３の端部にはつば７３が形成されている
のでつば７３がボール６５に係合しホルダー８、
すなわちパレツト４の脱落を防止する。ピストン
６８によりクランプ板６６を介してホルダー８を
下方に引張ることによりホルダーのテーパー面が
加工治具６０のテーパー穴６２と緊密に接触保持
され、パレツトの位置決めと固定保持の効果が得
られる。

パレツト４を抜き取るときは流路７１より流体
圧を作用するとピストン６８が図の上方に移動
し、クランプ板６６に対する下方への押圧作用を
解除する。ここで取出アーム５により前記の作動
によりホルダー８を上方に引き抜くと、ボール６
５とつば７３の係合によりクランプ板６６も一緒
に引き上げられる。この引き上げ途中に加工治具
６０に形成されたシリンダー穴６７よりボール６
５の直径より若干小さい距離だけ半径の大きい逃
げ穴部７４にクランプ板の貫通穴６４が達すると
ボール６５が半径方向外方に移動しつば７３とボ
ール６５の係合が解除されクランプ軸部がクラン
プ板６６から抜け出る。斯くしてホルダーは抜き
取りが可能になる。

第９図の変形として加工治具６０のホルダー８
を保持するテーパーコーン８０を第１１図に示す
ようにベアリング８１により回転可能に支持し、
テーパーコーン８０にウオーム車７６を固定し、
加工治具６０に支持されるウオーム７５とウオー
ムにかみあうウオーム車７６により回転駆動する
構造とし、それと共にピストン６８及びピストン
６８に対する流路を設けた可動治具部７７を回転
可能とし、ロータリージヨイント７８により流体
源と可動治具部７７の流路とを接続する構造とす
ることもできる。クランプ装置６３の構造は第９
図と同様に構成できるので詳細説明は省略する。

又第１２図に示すように治具６０にテーパーコ
ーン８０′を軸線方向に移動可能に挿入し治具６
０の段部８１をばね座として挿入してある皿ばね
８２により図の上方に力を受けるように形成す
る。テーパーコーン８０′は上方への脱落を止め
輪８３により防止してある。

ホルダー８に対するクランプ装置６３は第１図
と同様の構造により形成される。第１２図では治
具６１の下端にフランジ付き中空ピン８３が摺動
可能に装着されており、クランプ板６６の動きに
応じて図の上下に動くように形成されている。治
具にはピン８３を収容する穴８４に連通する空気
流路７２′が形成され、又該穴８４に開口する貫
通路８５に多数の球８６が挿入されている。貫通
路８６の外側開口端には作動ピン８７が挿入さ
れ、治具６０に取付けられたキヤツプ８８に設け
られたばね８９によりピン８７はボールを内方に
押圧する作用をする。前記中空ピン８３の端部外
周面はテーパー状に形成され、ホルダー８が治具
６０の上面に接触する位置まで下降したとき中空
ピン８３がボール８６を外方に押し出し、作動ピ
ン８７がスイツチ９０を作動して所定位置到達を
知らせるように形成する。

第１２図の構造によりホルダー８は治具６０の
面で支えられるので非常に安定したクランプ支持
状態が得られ、しかも挿入途中にはテーパーコー
ンにより心出しされることができるので正確な位
置に支持されることができる。

テーパーコーンにはすり割り溝を形成し、直径
が若干伸縮自在になるようにするとテーパーコー
ンの加工精度に関係なく治具の面及びホルダーの
面に密着させることができる。すり割り溝はテー
パーコーンの外周面で軸線方向に対し傾斜した溝
として、、又軸線に直交する面内で半径方向に対
し傾斜する溝として形成するとテーパーコーンの
移動により治具に局部的な疵を生ずることが回避
できる等の利点がある。

本考案により従来工具交換に利用したホルダー
を利用でき簡単な構造のパレツトで簡単な作業で
短時間でワークの交換並びに工作機械と交換装置
との間の移送が可能になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置と工作機械との関係を示す全体
平面図、第２図は本考案に係るパレツトの部分断
面正面図、第３図はワーク交換装置とパレツトと
の関係を示す断面図、第４図は取出アームの平面
断面図、第５図は取出アームの正面断面図、第６
図は第５図の右側面図、第７図は昇降装置の断面
図、第８図は回転駆動装置の断面図、第９図はパ
レツトを工作機械テーブルに取付けた一例を示す
図、第１０図はクランプ板の平面図、第１１図及
び第１２図は夫々第９図の変形例の断面図であ
る。 ４……パレツト、７……支持台、８……ホルダ
ー、１１……環状溝、１２……テーパー軸部、１
３……クランプ軸部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) ワークを取付取外し可能な支持台と、該支持
   台に固定された取付支持用テーパー軸部と脱着
   操作用環状溝とクランプ軸部とを設けたホルダ
   ーと、該ホルダーのテーパー軸部を挿入支持す
   る支持部材を所定間隔で複数個有し該支持部材
   を交換位置と取出位置との間に選択移動する搬
   送装置と、工作機械のテーブルに取付取外し可
   能で前記パレツトを脱着可能なる加工治具と、
   該加工治具と前記搬送装置との間のパレツトの
   受渡しを行なう取出アームとを有するワーク交
   換装置。 (2) 前記加工治具にパレツトのホルダーのテーパ
   ー軸部を挿入するテーパー穴と、該テーパー穴
   の下方に移動可能に装着されたピストンと、内
   部に形成された放射状貫通穴にそれぞれ複数の
   ボールを収容し前記ピストンの動きに応じて上
   下摺動可能に加工治具内に挿入されたクランプ
   板とが設けられ、該クランプ板はホルダーのク
   ランプ軸部が挿入される中心穴を有し、前記ボ
   ールが挿入されたクランプ軸部に係合すること
   と、前記ピストンによりクランプ板を下方に押
   圧移動することによりパレツトを下方に引張り
   固定することとを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項に記載のワーク交換装置。