JPS6171943A - マシニングセンタのパレツト交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は横型マシニングセンタにおいて、被加工物を支
持するパレットを加工用支持軸に取付け「１つ取り（ず
ことのできるパレット交換装置に関する。

従来の技術 −ｔａのマシニングセンタでは、被加工物（以下ワーク
という）が水平なパレソト−トに保持されており、且つ
このようなバレン１−が複数個、水平に配列され、所望
のパレットが水平に搬送されてワーク加工位置に送られ
るようになっている。このような構造では、加工時に生
じる切粉や切削油がバレノミ−土成いはパレットの搬送
路」−に落下しｌ・ラブルを生しるとか、パレットの保
管スペースが大きく必要となり１機械全体の所要床面積
が大きくなる等の欠点がある。そこで２本出願人はこれ
らの欠点を解消したマシニングセンタを開発し特許出願
した（特願昭５６−７０６７３．特開昭５７−１８９７
４８）。この特開昭５７−１８９７４８号公報に開示の
マシニングセンタは、ワークを保持したパレットを、水
平な支持軸先端にパレットの取（−Ｊ面が垂直になるよ
うに保持させ、その状態で切削等の加工を行うことによ
り切粉の問題を解決したものであり。

いわば横型マシニングセンタである。また、この公開公
報に開示の好適な実施例では多数のパＩ／ソトを垂直配
置された無端コンベヤに保持させることにより、パレッ
ト収容のための所要床面積を小さくしたものである。

発明が解決しようとする問題点 」二記公開公ｆ■に開示の横型マシニングセンタは切粉
や切削油によるパレット或いはその搬送路の汚染の問題
を解消し、かつ機械全体の所要床面積を小さくしうる優
れた効果を有するものであるが、なお改良すべき問題点
が見出された。即ち、上記横型マシニングセンタではパ
レットマガジンと支持軸との間に、パレットマガジンの
パレットと支持軸のマガジンとを両端に保持して回転す
る交換腕を備えたパレット交換装置を設番Ｊでおり、こ
れがかなりのスペースを占め、Ｈつ構造が複雑で高価と
なる等の問題点を存していた。

従って２本発明の目的は、構造が簡ｊｐで取（＼ｊスペ
ースが小さく安価に製造しうる横型マシニングセンタ用
のバレン１交換装置を提供するにある。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成すべくなされた本発明は、先端のパレッ
ト保持部にパレット４を被加工物取イ」面が垂直になる
ように支持し月つパレットを横方向に滑らセることによ
り取り（し可能な支持軸３と、該支持軸３の先端近傍に
支持軸に対して直角に且つ水平に配置された工具支持用
の主軸６とを有する横型マシニングセンタにおいて。

前記支持軸３の主軸側とは反対側の側方に、バレン１−
４を横方向に滑らせることにより取外し可能に保持する
パレット保持部材２５を複数個有するパレットマガジン
ン８を、各パレット保持部材２５が前記支持軸３先端の
パレット保持部の横に並ふパレット交換位置に上下方向
から移動可能なように配置し、前記支持軸３先端のパレ
ット保持部のバレン１−マガジン側とは反対側の側方に
は、先端にバレン１−側面のパレットフック４４に係合
するチェンジャフック９Ａを備え且つ該チェンジャフッ
ク９Ａを支持軸３に保持されたパレ・／１・から離れた
待機位置、支持軸３上のバレンＩ−に係合する中間位置
及びパレットマガジン８」二のパレットに係合する前進
位置に移動させ得るパレットチェンジャ９を配置したこ
とを特徴とするマシニングセンタのパレット交換装置を
要旨とする。

作用 −１−記構成のパレット交換装置によれば、支持軸３に
保持したバレンｌ−４上のワークに所定の加工を施した
後、支持軸３をパレット交換位置に移動させ、一方マガ
ジン８の支持軸３先端のパレット保持部に並ぶ位置には
パレットを保持していないパレット保持部材２５を位置
さセ、支持軸３上のパレット４をパレットチェンジャ９
のチェンジャフック９Ａで横方向に押して。

支持軸３から外すとともにマガジン８のバレン１〜保持
部材に移し１次いで、パレットを保持したパレット保持
部材２５を−に下方向に移動させることにより、新たな
パレットを保持したパレット保持部月を支持軸３先端の
パレット保持部の横に並ぶ位置に移動させ、新たなパレ
ットをパレットチェンジャ９のチェンジャフックで横方
向に引っ張ってマガジン８から支持軸３上に移すことに
より、バレンＩ・の交換が行われる。

実施例 以下２図面に示す本発明の好適な実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明になるパレット交換装置を備えた横型マ
シニングセンタの構成要素の概略配置を示す斜視図であ
る。同図において、１は水平に広がる機片を示し９機片
１の後方には垂直ヘット′２が配置される。垂直ヘッド
２の一つの側面には、支持軸３を保持するブロック（図
示せず）が垂直方向（Ｘ方向）に移動可能に配置され、
且つ該ブロックには支持軸３が第一水平軸線方向（Ｙ方
向）に移動可能に且つその水平軸線を中心として割出し
回転可能に保持される。支持軸３の前端にはパレット保
持部があり、バレン１へ４がそのワーク取イ」面を垂直
にして取（」けられる。かくして、パレット４及びそれ
に保持されたワーク（図示・口ず）はＸ方向、Ｙ方向に
移動可能であり、１つ回転可能であ垂直ヘッド２の他の
側面にはスライｌ゛ヘース２Ａが固定され、該スライド
ヘース２Ａには主軸支持ブロック５が、第一・水平軸線
方向（Ｙ方向）に直角な第二水平軸線方向（Ｚ方向）に
移動可能に保持されており。

該ブロック５には第二水平軸線方向に延びる主軸６が回
転可能に保持される。主軸６先端には工具（図示せず）
が取イ」りられる。かくして、支持軸３先端に支持され
たパレット４」二のワークを主軸６の工具で所望の通り
加工することができる。

バレソ］−４は第５図、第６図に示すように、ワークの
取付面４１の裏面に、筒状部４０．取付面４１に平行な
係合溝４２．中央の凹み４３等を有し２月つ側面にパレ
ットフック４４を有する。一方、支持軸３はその先端の
パレット保持部に、パレット４の係合溝４２に係合する
クランププレート３Ａ（第１１Ａ図参照）を有しており
、該クランププレー１・にパレット４の係合溝を嵌合さ
せ、且つクランププレー１・３Ａを支持軸３に対して後
方向に動かしてパレットの筒状部４０を支持軸先端のカ
ップリング部＋４’３Ｂ（第９Ａ図参照）に押付＆Ｊる
ことによってパレット４を支持軸３に強固に固定するこ
とができる。従って５支持軸３をクランププレー１・が
水平になる位置に割出し回転し、クランププレートを支
持軸に対して僅かにｎｉｉ進させてクランプを外し１次
いでパレット４を横方向に滑らせることによりパレット
を支持軸３から取り外すことができる。

本発明のパレット交換装置は、支持軸３の主軸側とは反
対側の側方に配置されたパレットマガジン８と。

主軸側に配置されたパレットチェンジャ９を有する。

これらは支持軸３が下方のバレン１−交換４１′／ｉ＠
に降Ｆしり時、　支持ｄｕｂ　３」二のバレソ１〜４を
バレン１−マガジン８に移し、マガジン８の新たなパレ
ットを支持軸３に移ず様作用するものであり、詳細は後
ｊホする。

次に、第２図〜第４図を参照してパレットマガジン８を
詳述する。マガジン８は左右のフＬノーム２１．２２に
固定された水平な固定軸２３及び固定！１ｌＩ２３に回
転可能に支持されたローター２４を有する。なお、　　
ｌ］−ター２４を固定軸２３に固定し、固定軸２３を回
転可能としてもよい。ローター２４はさいころ状をなし
ており、その４　（ＩＭの外面にはパレット保持部材２
５が配置される。これらのパレット保持部材２５はロー
ター２４の中心軸線に直角で且つ互いに９０度をなす４
本の軸線をそれぞれ中心として回転可能に、ローター２
４に保持される。各パレット保持部材２５の端部には２
　その中心軸線に直角な面内で平行に延びる一対の係合
突起２５Ａを備えており、この係合突起２５Ａはパレッ
ト４の係合溝４２に係合してパレット４を支持するため
のものである。しかして、パレット保持部材２５はバレ
ント４をその取付面がパレット保持部材２５の中心軸線
に対して直角になるように保持することができ、且つパ
レットを係合突起２５Ａに沿って滑らセることにより着
脱することができる。また、第４図から良くわかるよう
に、ローター２４は４個のパレット４を互いに直角にな
るように保持することができる。

ローター２４の一端には大径の歯車２６が固定され。

一方フレーム２２には油圧モータ２７及び油圧モータ２
７の回転を歯車２６に伝達する歯車列２８が設けられる
。これらはローター２４を割出し回転させる手段を構成
する。即ち、油圧モータ２７は制御装置（図示せず）と
協動して、ローター２４を第４図に示す位置（バレソ１
〜４が垂直及び水平になる位置）から９０度毎に割出し
回転ざセる。かくして、ローター２４が停止した位置で
は、常にパレットは水平及び垂直位置となる。なお、ロ
ーターの割出し回転を敏速に行い月つ正確な位置で停止
させるため、歯車列２８中にロータリーエンコーダを配
置してローターが停止に位置に接近したことを検出し、
この信号に応して油圧モータを減速することが好ましい
。また、ローター２４が劃出しされて停止した後、ロー
ターをその位置に固定するため、ローター２４又はロー
クーに固定された歯車２６に凹みを設け、フレーム２２
には空圧又は油圧で作動されるショットビンを設り、シ
ョア１−ピンを凹みに係合させるようにすることが好ま
しい。

第２図において、パレット保持部材２５のロー少−２４
外面に面する部分には円周方向に等間隔をあけて枚数の
（本実施例では４個）の凹み３０が形成され。

一方ローター２４にば２パレット保持部＋４２５がロー
ター２４に対する所定の回転位置（パレット保持部材２
５に支持したパＬ／ソト４をパレットチェンジャ９で引
き出すための位置）に位置する時に凹み３０の一つに係
合しうるショットピン３１が設りられる。ショットピン
３１は通常ばね３２で凹み３０内に押しこまれてパレッ
ト保持部材２５の回転を阻止しており、この凹み及びシ
ョットピンはパレット保持部材材をローターに対する所
定の回転位置に固定する手段を構成する。

各ショットピン３１の近傍には支点３４のまわりに揺動
可能なレバー３５　（第２図では１個のみ図示）が設け
られ、レバー３５の一端はショットピン３１の外面に係
合する。し八−３５の他端は自由端となっており。

この他端を第２図で右方に押すことによりショットピン
３１を下方に動かずことができる。レバー３５の自由端
を押してレバーを揺動させるため、空圧シリンダ３６が
設けられる。この空圧シリンダ３６はフレーム２２に固
定されており、且つローター２４の４個のレバー３５の
うち、−Ｆ部に位置するレバーのみを作動させることが
出来るよう配置される。

各パレット保持部材２５にはその中心にピン３７が移動
可能に保持される。このピン３７はパレット保持部材材
２５」二の所定位置に保持されるバレン１−４の裏面の
凹み４３に係合してパレットの移動を阻止するものであ
り１通常はばね３８でバレン１−４に押しつけられるが
、パレット保持部材材へのパレット取付け、取外し時に
は後退可能である。なお、ピンの後端は固定軸２３近傍
まで延長し、第７図に示すように固定軸２３の上面及び
一方の側面は、ピンの後退を許容するよう切り欠かれて
いる。か（して、固定軸２３の切り欠きのない部分では
ピン３７が後退できず、従って、この部分でパレットが
不用意にバレン１〜保持部材から外れ。

Ｉ−ラブルを起こずということがない。ピン３７は更に
。

カム面３７Ａを有し該カム面３７Ａには別のピン３９が
常時接触している。ピン３９はピン３７がパレットの凹
ゐ４３に係合した正規の位置にある時、パレット保持部
材２５の外に突出して、リミットスイッチ５０を作動さ
せうるよう設けられる。リミットスイッチ５０はロータ
ー２４の上面及び側面（但し支持軸３の先端側）のバレ
ソ１〜保持部材２５近傍に静１１二して設けられており
、目つパレット保持部材２５が所定の回転位置に位置す
る時、ピン３９で作動されるように配置される。従って
、リミットスイッチ５０はローター２４−に面及び側面
のパレット保持部材材２５の所定位置にパ１ル ソト４が取付ｉ−１られているか否かを判定するととも
に、パレット保持部材２５がローター２４に対する所定
の回転角度位置にあるか否かを判定する手段を構成する
。なお、第２図、第３図において、５１はロータ−２４
外面に固定されたガイドであり、パレット４のパレット
保持部材２５への取付、取外しに際し、パレットの係合
溝４２に係合してこれを案内する。

上記構造のマガジン８は第１図に示すように、ローター
２４の回転中心軸線が水平で、且つ上面から見た時にマ
シニングセンタの支持軸３に直角になるように。

しかも前面側の垂直状態のパレット４Ａを保持するパレ
ット保持部材が、パレット交換位置まで降下させた支持
軸３先端のパレット保持部に並ぶ位置即ちパレット交換
位置になるように配置される。かくして、マガジン８の
ローター２４に保持された各パレット保持部材２５はロ
ーター２４の割出し回転により逐次パレット交換位置に
上下方向から移動可能である。なお、マガジン８と支持
軸３との間には、支持軸上のパレット４をマガジン８の
パレット保持部材に或いはその逆に移動させる際パレッ
トを案内するガイド１５が設けられる。もし、マガジン
８を支持軸３に十分接近しで配置しうる場合にばガイＦ
１５は省略してもよい。

パレットチェンジャ９は第８図に示すように先端にチェ
ンジャフック９Ａを備えた２段シリンダ９　Ｂで構成さ
れる。チェンジャフック９Ａは第５図、第６図に示すパ
レット４側面のパレットフック４４の溝に係合しうる形
状の円板或いは矩形板である。２段シリンダ９Ｂは２個
の分離したピストン９Ｃ，９ｒ）を直列に配置したもの
で、主軸６に平行に且つ主軸の奥のスライドベース２Ａ
内に配置され、チェンジャフック４４を支持軸３のパレ
ット４から離れた待機位置、該パレット４に係合する中
間位置、及びマガジン８上のバレン）４Ａに係合する前
進位置に移動させ且つ各位置に停止させるよう作用する
。なお、チェンジャフック４４を移動させる手段は図示
の２段シリンダに限らず、他の手段例えばねし軸が使用
されてもよい。

なお、第１図中、１０は工具マガジン、１１は工具交換
装置、１２は操作盤、１３はＮＣ装置である。

次に、」−記装置におけるパレット交換動作を説明する
。第１図において、マガジン８の前面側のパレノト４Ａ
は外しておき、他のパレットにはワークを取付けておく
。パレットチェンジャ９のチェンジャフック９Ａは待機
位置とする。支持軸３に支持したパレット上のワークに
対する加工が終了すると支持軸３はそれに保持したパレ
ット４の係合１４２が水平になる位置に割出し回転され
１図示位置から降下してパレット交換位置に移動する。

この状態は第９Ａ図、第９Ｂ図に示す状態であり、第９
Ａ図からよく分かるように支持軸３に支持されたパレッ
ト４ばパレット取外し位置より若干後退した位置にある
。次にパレットチェンジャ９を作動させてチェンジャフ
ックを第９Ａ図に二点鎖線で示す中間位置に前進させる
。この状態で支持軸３のクランププレート３Ａを前進さ
せてバレン１−をアンクランプするとパレット４は第１
０Ａ図に示すように若干前進し１パレツトフツク４４が
チェンジャフック９Ａに係合する。この時パレット４は
横方向に滑らせることにより支持軸３を離れ且つガイド
１５を経てマガジンのパレット保持部材２５に係合しう
る位置となっている。第１０Ａ図、第１０Ｂ図の位置か
らチェンジャフック９Ａを更に前進させると、パレット
４はチェンジャフック９Ａに押されて第１１Ａ図、第１
１Ｂ図に示すように、マガジン８上に移動しパレット保
持部材２５に保持される。次に、マガジン８のローター
を回転させるとバレンｌ−４は第１１Ｂ図に矢印で示す
ように上方向或いは下方向に移動し、マガジン８の新た
なパレットが第１１Ａ図図示位置に来てチェンジャフッ
ク９Ａに係合する。

次にチェンジャフック９Ａを中間位置まで後退させると
、マガジン８の新たなパレットが引っ張られて第１０Ａ
図、第１０Ｂ図に示すように支持軸３のクランププレー
トに係合する。次いでクランププレートを後退さゼでク
ランプすると、パレットば第９Ａ図に示す位置に後退し
、チェンジャフック９Ａの係合がり（れるので、チェン
ジャフック９Ａを待機位置に戻す。以上でパレット交換
動作が終了する。

マガジン８に戻されたパレット（加工済のワークを保持
したもの）はローター２４の割出し回転によりローター
上面に水平に保持され、この状態でワークの取外しが行
われる。次いで、この水平のパレット４上に加工される
べき新たなワークが取付けられる。この際。

パレット４はパレット保持部材２５をローターに対して
所望の回転角度位置に回転させることにより２作業に都
合のよい位置とすることができ、取付け、取外し作業を
容易に行うことができる。ワークの取付けが終わると、
再びパレット保持部材２５を、パレットをパレットチェ
ンジャ９で取外すための所定の回転角度位置に戻し２次
のパレット交換に備える。また、マガジン８に保持した
パレットを新たなパレットと交換する必要がある場合に
は、ロータ−２４上面の水平状態のパレットを手で引き
出し、新たなパレットを取付ければよい。なお、これら
の作業終了後、もしパレット保持部材がパレット交換を
行うための所定の回転角度位置に戻っていないと、リミ
ットスイッチ５０が不作動の状態であり、また、パレッ
トがパレット保持部材２５上の所定位置まで挿入されて
いないと、パレット保持部材２５の中心のビン３７がパ
レット裏面の凹み４３に十分入りこまず、そのためリミ
ットスイッチ５０が作動されないので、ローターの割出
し回転等の次動作に移行せず誤動作が防止される。更に
、第１１Ａ図。

第１．ＩＢ図に示すように、パレット４がパレット交換
位置にあるバレッ１〜保持部材２５に移行する場合にも
。

何等かの１−ラブルでバレンＩ−がパレット保持部材２
５上の所一定位置に達しないと、リミットスイッチ５０
が作動されず以後の誤動作が防止される。

なお、上記実施例ではパレットマガジンとして、ロータ
ーの外周に４個のパレットを互いに直角になるよう配置
したものを用いているが９本発明はこの構造に限定され
ず、特開昭５７−１８９７４８号公叩に開示したような
垂直配置した無端コンベヤにパレットを保持させる形式
のパレットマガジンを用いてもよい。しかしながら１図
示実施例の４バレツトマガジンは、マガジン上面でパレ
ットへのワークの取付は取外しを容易に行うことができ
、極めて好適である。

発明の効果 以上の如く９本発明のパレット交換装置は、支持軸の横
にパレットマガジンを接近して配置し２反対側にパレッ
トチェンジャを配置し、該バレンＩ・チェンジャのチェ
ンジャフックをパレットのフックに係合させて往復動さ
ゼることにより、パレットを支持軸からマガジンへ２次
いでその逆に移動させるように構成したものであるので
、従来の如く支持軸とマガジンとの間に複雑な機構のパ
レット交換装置を設ける必要がなく。

またパレットチェンジャは主軸の奥に配置可能であり余
計な配置スペースを必要とせず２機械全体を小さくでき
る。更に、パレットチェンジャはチェンジャフックを直
線状に往復動させるだけのものでよいので、構造１作動
が単純であり、安価に製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパレット交換装置を備えた横型マシニ
ングセンタの概略斜視図、第２図はマガジン８の垂直断
面図、第３図はマガジン８の要部の平面図、第４図はマ
ガジン８を第２図のＩＶ−ＴＶ力方向見た概略図。 第５図はパレット４の斜視図、第６図はパレット４のパ
レットフック４４を拡大して見た側面図、第７図は第２
図の固定軸２３及びその周囲のピン３７の関係を示す断
面図、第８図はパレットチェンジャ９を概略的に示す断
面図、第９Ａ図、第９Ｂ図〜第１１Ａ図、第１１Ｂ図は
パレット交換動作を説明する図であり、第９Ａ図、第１
０Ａ図、第１１Ａ図は上から見た状態を。 第９Ｂ図、第１０Ｂ図、第１１Ｂ図は正面からみた状態
を示す。 ３−支持軸　　　　４．４Ａ−パレット６−主軸　　　
　　８−パレットマガジン９−パレットチェンジャャ　
９Ａ　チェンジャフック９Ｂ−２段シリンダ　４４−パ
レットフック２５−パレット保持部十イ 特許出願人　株式会社　ツ　ガ　ミ 代理人　弁理士　　乗　松　恭　三 第３図 牙４図 七　　　　　　七 ′　　　　　七 七　　　　　　＋・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 先端のパレット保持部に、パレットを被加工物取付面が
   垂直になるように支持し且つパレットを横方向に滑らせ
   ることにより取外し可能な支持軸と、該支持軸の先端近
   傍に支持軸に対して直角に且つ水平に配置された工具支
   持用の主軸とを有する横型マシニングセンタにおいて、 前記支持軸の主軸側とは反対側の側方に、パレットを横
   方向に滑らせることにより取外し可能に保持するパレッ
   ト保持部材を複数個有するパレットマガジンを、各パレ
   ット保持部材が前記支持軸先端のパレット保持部の横に
   並ぶパレット交換位置に上下方向から移動可能なように
   配置し、前記支持軸先端のパレット保持部のパレットマ
   ガジン側とは反対側の側方には、先端にパレット側面の
   パレットフックに係合するチェンジャフックを備え且つ
   該チェンジャフックを支持軸に保持されたパレットから
   離れた待機位置、支持軸上のパレットに係合する中間位
   置及びパレットマガジン上のパレットに係合する前進位
   置に移動させ得るパレットチェンジャを配置したことを
   特徴とするマシニングセンタのパレット交換装置。