JPS6362633A - 工作機械のパレツトチエンジヤ - 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、工作機械のノやレットチェンジャに関し、特
に３つの流体作動シリンダの連動に応じてパレット台と
工作機械との間でパレットの自動交換を行うことができ
る工作機械のｉｆレットチェンジャに関する。

〔従来技術〕

被加工物（ワーク）ヲハレットに装着し、この７４レッ
トヲ工作機械のテーブルと一定の退避位置。

例えば交換用のパレットを載置するパレット台等との間
で自動交換することによって工作機械へのワークの供給
と加工済みワークの取シはすしを自動的に遂行する・ぐ
レットチェンジャとしては既に多種のものが提供されて
いる。

特開昭５６−１３４１６０号公報はこのような公知のパ
レットチェンジャの１例として工作機械上のパレット交
換位置とこの・ぐレット交換位置に対して直径方向反対
側のパレット待機位置との間でパレットの交換を軌道に
沿う１８０度旋回動作によって達成し、上記パレット交
換位置に位置決めされたノ４レットを工作機械上に引き
下ろすことによって定着する構成全開示している。

また、実開昭５７−４８０４０号公報は工作機械と・（
レット台との間でパレットヲ交換するに当たって、工作
機械の移動台の直線運動ヲ・クレット把持装置の旋回運
動に変換する構成のパレット交換装置を開示している。

〔解決すべき問題点〕

然しなから、」二連した前者のパレットチェンジャおよ
び後者のパレットチェンジャ共にノ９レットの転送に必
要な作動機構や機械要素が工作機械の機体側に組み込ま
れてい７１、工作機械自体の作動機構を利用する必要が
あるために、既存の工作機械にパレットを取シ付けると
いう簡単な描込改変が出来ないという不都合がある。ま
た、他の公知のものは作動機構が複雑で７クチユエータ
や検出器が多く、故障発生の原因になっていた。

依って、本発明は上述の問題点を解決すべく、３つの流
体作動シリンダ装置の連動によってパレットの自動交換
を自立的に達成し得る独立構造を有すると共に、工作機
械に対してその機体側部にねじぎルト等の締結手段全利
用して簡単に装着することが可能なパレットチェンジャ
金提供せんとするものである。

〔解決手段〕

上述の目的に鑑みて、本発明は、基台と、パレットに係
合してこれを転送するためのチェンジャアームと、前記
基台内に設けられて前記チェンジャアームにリンク機構
ヲ介して結合され、該チェンジャアームをパレットとの
保合位置と解離位置との間で作動させる第１旋回軸と、
前記第１旋回軸の旋回運動を発生するための第１のシリ
ンダ装置と、前記チェンジャアーム全連結手段を介して
保持すると共に前記基台に対して軸方向の移動と旋回運
動が自在に設けられた第２旋回軸と前記第２旋回軸の軸
方向移動を発生するための第２のシリンダ装置と、前記
第２旋回軸を旋回させて前記チェンジャアームを転送動
作させる第３のシリンダ装置とを具備して構成されたこ
とを特徴とする工作機械の２４レツトチエンジヤ金提供
するものであシ、上記第１〜第３のシリンダ装置が一定
順序で連動することによって、パレットヲ工作機械とパ
レット台との間で転送し、かつ定着させることができる
のである。以下、本発明を添付図面に示す実施例に基い
て詳細に説明する。

第１図は本発明による工作機械のパレットチェンジャの
実施例におけるチェンジャアーム部分金示した平面図で
あシ、また第２図は第１図の矢視■−■から見たパレッ
トチェンジャの正面図である。また、第３図から第５図
は同パレットチェンジャの各要部の構造、作用を説明す
るための断面図である。

〔実施例〕

第１図において、パレットチェンジャ１０はノ４レッ）
ＡとパレットＢとを相互に自動交換するために設けられ
るもので、ここでは、パンツ）Ａは工作機械のパレット
載台に定着されたパレット全示し、またパンツ）Ｂは工
作機械の別設のパレット台上に定置されたノ４レットを
示している。パレットチェンジャ１０には１組の腕部材
１２ａ、１２ｂと他の１組の腕部材１４ａ　、１４ｂと
の２組の双腕機構からなるチェンジャアームが具備され
、各１組の腕部材１２ａ、１２ｂ又は１４ａ　、　１４
ｂ　は第１図に実線で示した位置ではパレット八又はＡ
’レットＢから離反後退した位置、つまり非係合位置に
あシ、二点鎖線で示した係合位置ではパレットＡ又はパ
ンツ）Ｂの下面に係合してその各パレット全把持した位
置にある。即ち、各組の腕部材１２ｍ＋１２ｂ又は１４
ｍ、１４ｂはノ４レットＡ又はＢに対して非保合位置と
係合位置との間を開閉式に一斉に各９０゜旋回運動する
ように設けられており、旋回支点が２２ａ、２２ｂ、２
４ａ、２４ｂとして示しである。このような２組の双腕
機構からなるチェンジャアームの旋回運動は、後述する
第１の旋回軸（第１図では簡明のため図示略）と一体に
縦軸心まわシに旋回する１つのクランクアーム１６の上
、下両面に各一端が枢着結合された４つのリンク部材１
８ａ。

１８ｂと２０ａ　、　２０ｂの各他端が上述の腕部材１
２訊。

１２ｂと１４１，１４ｂとの各端部にブラケット３０゜
３２を介して枢着されることによって該クランクアーム
１６の旋回に応動して腕部材１２ａ、１２ｂ。

１４１．１４ｂが旋回する構成が設けられており、各腕
部材１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂと対応の各リンク
部材１８　’Ｌ　、１８　ｂ＋　２０　ａ　ｒ　２０　
ｂとの枢着点２６ａ。

２６ｋｌ　＋２８ａ　、２８ｂで示しである。なお、前
記クランクアーム１６と４つのリンク部材１８Ｒ，１８
ｂ。

２０ｍ、２０ｂとの枢着結合においては、リンク部材１
８ａ、２０＾が共通の支点で結合され、またリンク部材
１８ｂ　、　２０ｂが共通の他の支点で結合され、故に
２本の枢着結合ピンが用いられた構造となっている。

上述したチェ７・シャアームにおける１組の腕部材１２
ａ、１２ｂからなる双腕機構と他の１組の腕部材１４ａ
、１４ｂからなる双腕機構とがそれぞれ・ｆレッ）Ａ、
／＃レッ）Ｂとの係合位置に達してこれらノ（レッ）Ａ
、パンツ）Ｂ’！ｉ：把持し、それぞれ工作機械のパレ
ット載台と機外のパレット台とから持ち上げてから１８
０Ｃ′の旋回動作をさせれば、パレットＡとパンツ）Ｂ
とは互いに位置を入れ換えてパレット交換が達成される
が、上述した２組の双腕機構をそれぞれ非保合位置から
各２４レツトＡ、Ｂとの保合位置に到達させる旋回動作
、把持したパレットＡ、パレットＢを工作機械のパレッ
ト載台とパレット台から持ち上げる運動或いは下ろす運
動、１８０°の旋回動作によってパレット交換を行う動
作等は第２図に示した第１のシリンダ装置３０、基台３
４内に設けられた第２のシリンダ装置（第２図には表わ
れない。）、第３のシリンダ装置３２の３つのシリンダ
装置を駆動源として達成される。上述した第１のシリン
ダ装置３０は上記基台３４から横方向に延出するブラケ
ット３６に外方端を支持された状態で設けられており、
第３のシリンダ装置３２は基台３４の一部を成す上ケー
ス３８から上記第１のシリンダ装置３０と同方向の横方
向に延出するように設けられている。

また上ケース３８の上方にちるブラケット４０の内部に
第１図に示したクランクアーム１６と４つのリンク部材
ｌｅａ＋１８ｂ、２０ａｒ２０ｂとが収納されている。

また、第２図においては、基台３４が＆）ルねじ４２に
よって工作機械のベース８の一側面に固定されることに
よって１？レツトチエンジヤ１０が工作機械に取付けら
れた状態を示している。

さて、ここで第２図のｌｌｌ−１１’ｆ線に沿う断面を
示した第３図を参照すると、パレットチェンジャ１０の
基台３４の内部には縦方向に２つの旋回軸、即ち、第１
の旋回軸４４とこの第１旋回軸４４を包囲して同軸配置
された第２の旋回軸４６が設けられ、前者の第１の旋回
軸４４の下方部は、基台３４に対してころがυ軸受５０
ａ’ｆｚ介して旋回自在に保持され、また後者の第２の
旋回軸４６は、その下方部が基台３４に対してすベシ軸
受５２ａによシ、上方部が前述の上ケース３８に対して
すベシ軸受５２ｂによシ旋回自在に保持されている。そ
して第１旋回軸４４は、第２旋回軸４６と一体化された
前述のブラケット４０に対して上端部が、ころがり軸受
５０ｂｉ介して旋回自在に保持されているから、第２旋
回軸４６の内部で独立に旋回可能になっている。との第
１旋回軸４４の下方部には、基台３４の内部に配設され
た直線運動を回転運動に変換する直動、回転変換機構４
８が備えられておシ、との直動、回転変換機構４８が前
述した第１シリンダ装置３０と第１旋回軸４４との間に
介在することによシ、該第１シリンダ装置３０の往復動
作に従って第１旋回軸４４が正逆両方向に回転するよう
になっている。なお、本実施例では、上記直動、回転変
換機構４８は、第３図と共に第４図全参照すると明らか
なように、ブラケット３６に外方端がビン結合で支持さ
れた第１シリンダ装置３０の内方端において、ピストン
４９の先端に取付けられたアダプタ５１全介してビン５
３によシ枢着されたクランクレバー５６によって形成さ
れている。このクランクレバー５６は第１旋回軸４４に
キー５８で楔着された筒形胴部５６ａとその筒形胴部５
６１１から基台３４の内部で径方向に突出した上下１対
のレバ一部５６ｂ　、　５６ｃ　　とから形成され、こ
れら１対のレバ一部５６ｂ　＊　５６ｃ間にアダプタ５
１金挾持すると共にビン５３で枢着した構造となってい
る。そして、クランクレバー５６が第１シリンダ装置３
０のピストン４９の往復直線動作に従って第１旋回軸４
４の軸心まわりに回転モーメン！、Ｌ−受けると、これ
によって第１旋回軸４４と一緒に該軸心まわシに旋回す
るもので、第１旋回軸４４の原位置（旋回角０°）と９
０′旋回位置とを検知するために、クランクレノぐ−５
６の適宜先端と係合する２位置にリミットスイッチＬＭ
１．　ＬＭ２等の検知器が設けられている。他方、第１
旋回軸４４の上端部には既述のクランクアーム１６が楔
着固定され、第１旋回軸４４の旋回に伴って一体となっ
て旋回するようになっている。そして、このクランクア
ーム１６に既述のリンク部材１８　”　＋　１８　ｂ　
ｙ　２０　ｍ　、２　Ｑ　ｂが枢着されチオ）、第３図
にはリンク部材１８ｂがクランクアーム１６の下面側に
、またリンク部材２０ａがクランクアーム１６の上面側
に記述のように支点を共通にして枢着された構造が示さ
れている。こうして、第１旋回軸４４とクランクアーム
１６とが一緒に旋回すると、各リンク部材１８ａ、１８
ｂ、２０ａ、２０ｂのリンク動作を経て各腕部材１２ａ
、１２ｂ、１４ａ＋１４ｂに９０°の旋回運動を生せし
めるように設けられている。つまシ、チェンジャアーム
２の２組の双腕機構がパレットＡ又はＢに対して非保合
位置から保合位置への閉動作とその逆向きの開動作をす
るように設計されているのである。上述したリミットス
イッチＬＭ、とＬＭ２は上記非保合位置と保合位置と全
対応的に検出しているものでちる。

第２旋回軸４６はその中間部、つまシ基台３４における
上ケース３８の内部におる部分に環状ピニオン６２が楔
着されておシ、この環状ピニオン６２には記述した第３
シリンダ装置３２（第２図）のピニオン杆に直結された
ピストン軸６４に形成されたラック歯６５が噛合してい
る。また、第３図に明示の如く、第２旋回軸４６の下端
はスラスト軸受６０を介して第２シリンダ装置６６のピ
ストン杆７０の上端に支持されている。つまυ、第２シ
リンダ装置６６のピストン杆７０が第３図の上、下方向
に移動すると、それに伴って第２旋回軸４６は、第１旋
回軸４４に対して上、下軸方向に摺動変位することが可
能になっている。また第２旋回軸４６の上、下軸方向の
変位時には、該第２旋回軸４６と一体のプラタン）４０
も上、下方向に変位し、後述のようにチェンジャアーム
の腕部材１２ｍ、１２ｂ、１４ｍ、１４ｂの上下移動が
生起するのである。第３図は上記ブラケット４０と第２
旋回軸４６とが下位位置に降シている状態を示している
。ここで、第２シリンダ装置６６は、基台３４に固定保
持されたシリンダ筐６８を有し、このシリンダ筐６８内
に上述したピストン杆７０が受圧ピストン７０ａ’に有
して上、下に摺動変位可能に収納された構造となってい
る。シリンダ筐６８は、蓋７２によって閉塞されておシ
、ピストン杆７０の受圧ピストン７０ａの上面１１１ｊ
と下面側とに圧力流体室を有し、流体孔５８ａ、６８ｂ
ｉ介して外部の圧力流体供給源に連通されている。また
、第２シリンダ装置６６の上、下変位における下限と上
限とはピストン杆７ｏ又はこれと一体に変位するスラス
ト軸受６０、第２旋回軸４６の適宜部分の変位金リミッ
トスイッチＬＭ３ｔ　ＬＭ４で検知して検知信号全発生
し得る構成となっておシ、この検知信号を利用して第２
シリンダ装置６６の作動タイミングを制御することがで
きるのである。

更に、第２旋回軸４６の上端は既述したブラケット４０
に一体構造部として形成されていることは、前述の通り
である。勿論、プラタン）４０と中空軸体形状の第２旋
回軸４６とは別体加工後に組立段階で適宜の結合手段、
例えばねじボトル等によって結合した構造としてもよい
ことは言うまでもない。そして、ブラケット４ｏに既述
したチェンジャ・アームにおける２組の双腕機構の各腕
部材１２ｍ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂ　Ｏ旋回支点に形
成ｆ　る枢軸２２　ｍ　＋　２２　ｂ　、２４　ａ　−
２４ｂが植設サレ”Ｃイア）。

第３図では代表的に腕部材１．２ａ、１２ｂに関する枢
軸２２Ｂ、、２２ｂ及びその枢着２２ｍ、２２ｂｉ介し
て腕部材１２ａ　＊　ｌ　２ｂがプラタン）４０に枢動
可能に結合されている状態を示したものである。故に他
の１組の双腕機構の腕部材１４　ａ　ｐ　１４　ｂに就
いてもブラケット４０に枢軸２４ａ＊２４ｂｔ介して同
様に枢動可能に結合されていると解すればよい。このよ
うにチェンジャアームの２組の双腕機構がブラケット４
０に結合されている結果として、第２旋回軸４６が上、
下移動するとブラケット４０を介してチェンジャアーム
も同時に上、下動し、また、第２旋回軸４６が、ピニオ
ン６２、ラック歯６５の保合部を介して旋回作動される
と、該チェンジャアームの２組の双腕機構が一斉に第２
旋回軸４６と共に旋回動作するのである。

ここで、第５図を参照すると、同図は第２旋回軸４６の
旋回動作を発生させる第３シリンダ装置３２のピストン
軸６４に形成したラック歯６５と該第２旋回軸４６に取
付けられたピニオン６２との噛合関係を示した水平断面
図である。この第５図から明らかなように第３シリンダ
装置３２全作動させてピストン軸６４全往復動させれば
、ラック歯６５とピニオン６２との直動・回転変換作用
によって第２旋回軸４６に所望の正、通雨方向の旋回動
作を発生させることができる。本発明では第２旋回軸４
６の旋回動作は、ブラケット４０を介して２組の腕部材
１２ａ、１２ｂ及び１４ａ、１４ｂｉ有したチェンジャ
アームを１８０°　旋回させてパレット変換を遂行する
ために利用されるから、上述したピストン軸６４が所定
量の伸張動作又は収縮動作をしたとき、結果的に第２旋
回軸４６に１８０゜の旋回動作が生ずるようにラック歯
６５とピニオン６２とからなる直動・回転変換機構の諸
元が予め設計選択される。なお、第５図に示すようにリ
ミットスイッチＬＭ５．　ＬＭ６ｉ設けてシリンダ装置
３２のピストン軸６４のストローク量全ドグ検出できる
↓うに形成しておけば、第２旋回軸４６の旋回動作量全
正確に制御することができる。

上述した第３シリンダ装置３２による第２旋回軸４６の
旋回動作は、前述した第１シリンダ装置３０による第１
旋回軸４４の旋回動作や第２旋回軸４６自体の上、下移
動によってチェンジャアームがノ４レッｌ−Ａやノｆｌ
／ットＢを把持して工作機械やパレット台から持ち上げ
た時点に起動すれけよく、これは第１のシリンダ装置３
０と独立に第３のシリンダ装置３２を作動させ得るから
、第１のシリンダ装置３０の作動に対し適正なタイミン
グの下に第２のシリンダ装置６６と第３．のシリンダ装
置３２を順次に作動させる信号分送るように構成すれば
よい。また、逆に第３のシリンダ装置３２の作動完了後
の適正タイミングに再び第１のシリンダ装置３０と第２
のシリンダ装置６６とを作動させる信号を送出すれば、
３つのシリンダ装置３０，６６．３２間で一定の連動動
作全遂行させ得ることは言うまでもない。

以上の構成からなる本発明のパレットチェンジャ１０の
作用を以下に簡単に説明する。

先ず、工作機械が加工作業を遂行している過程ではチェ
ンジャアームの腕部材１２ａ、１２ｂけ・ＶしｙトＡか
ら又腕部材１４ａｊｉ４ｂは・９Ｉ／ントＢがら非係合
位置へ後退している。この間に段取り作業として・マレ
ットＢに次の加工ワークをセントすることができる。次
に加工作業の終了等によってパレット交換をするときに
は、ヂ、ンゾヤアームの双腕機構１２ｍ、１２ｂはパレ
ットＡに１４ｍ　、　１４ｂはパレットＢに係合される
。このときパレットＢには既にワークのセツティングは
終了している。この保合動作は、勿論、第１のシリンダ
装置３０の作動で開始され、保合完了後には第２のシリ
ンダ装置６６の作動で第２旋回軸４６の上向き移動でパ
ンツ）Ａ、Ｂ′ｆｔそれぞれ工作機械や・ぐレッド台か
ら持ち上げる。とうしてパレットＡ、Ｈの持ち上ばか完
了してから第３のシリンダ装置３２を作動させれば、第
２旋回軸４６の旋回動作によってチェンジャアームの１
８０°旋回が行なわれ、パレットＡとパンツ）Ｂとは互
いの位置を入れ替える。

こうして・ぞレッ）Ａ、Ｂの１８０°旋回（転送動作）
が終了してから、再び第１のシリンダ装置３０を逆向き
作動させれば、今度はパレットＡがパレット台に又はパ
ンツ）Ｂが工作機械の・ぐレット載台に載置される。こ
うしてパレット交換が終了した時点で更に第１のシリン
ダ装置３０が作動してチェンジャアームの２組の双腕機
構をそれぞれ非保合位置に後退させれば、１サイクルの
パレット交換作用が終了するのである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、３つ
の流体作動シリンダ装置を順次に連動作動させることに
よシ、工作機械と別設のパレット台との間でパレット交
換全遂行できるパレットチェンジャが比較的簡単な構造
と作動機構とによって得られ、しかも工作機械の側面の
一部に取シ付ける基台内にシリンダ装置や作動機構、チ
ェンジャアーム等を組み込んだ工作機械と独立の装置と
して形成したから、工作機械の構造に設計変更、構造改
変を行うことなく取シ付けることができ、故に既存の工
作機械にも必要に応じて簡単に取付ることかできるので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による工作機械のパレットチェンジャの
実施例におけるチェンジャアーム部分全明示した平面図
、第２図は第１図のパンツトチェン・シャを矢視１１−
１から見た正面図、第３図は第２図の■−■線で断面し
た要部構造を示した断面図、第４図は第３図の■−■線
で断面した直動・回転変換機構の構造を明示した断面図
、第５図は第３図のＶ−Ｖ線で断面した断面図。 １０・・・パレットチェンジャ、、１２ｉｔ１２ｔｚ１
４ａ。 １４ｂ・・・腕部材、１６・・・クランクアーム、１８
１゜１８ｂ　、２Ｑａ）２０ｂ”・リンク部材、３０　
・・・第１シリンダ装置、３２・・・第３シリンダ装置
、３４・・・基台、４０・・・ブラケット、４４・・・
第１旋回軸、４６・・・第２旋回軸、４８・・・直動・
回転変換機構、６６・・・第２シリンダ装置、Ａ、Ｂ・
・・パレット。 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、工作機械とパレット台との間でパレットを自動交換
   するパレットチェンジャにおいて、基台と、パレットに
   係合してこれを転送するためのチェンジャアームと、前
   記基台内に設けられて前記チェンジャアームにリンク機
   構を介して結合され、該チェンジャアームをパレットと
   の係合位置と解離位置との間で作動させる第１旋回軸と
   、前記第１旋回軸の旋回運動を発生するための第１のシ
   リンダ装置と、前記チェンジャアームを連結手段を介し
   て保持すると共に前記基台に対して軸方向の移動と旋回
   運動が自在に設けられた第２旋回軸と、前記第２旋回軸
   の軸方向移動を発生するための第２のシリンダ装置と、
   前記第２旋回軸を旋回させて前記チェンジャアームを転
   送動作させる第３のシリンダ装置とを具備して構成され
   たことを特徴とする工作機械のパレットチェンジャ。 ２、前記チェンジャアームはパレット下面に係合して該
   パレットを水平に保持し得る１組の双腕機構を２組具備
   して成り、前記第１旋回軸の旋回運動に応動して前記１
   組の双腕機構が工作機械側のパレットに係合するとき、
   他の１組の双腕機構がパレット台側のパレットに係合す
   るように構成された特許請求の範囲第１項に記載の工作
   機械のパレットチェンジャ。 ３、前記第１旋回軸と前記第１シリンダ装置との間には
   一端が該第１旋回軸に楔着され、他端が該第１シリンダ
   装置に枢着されたクランクレバーから成る直動、回転変
   換機構が具備された特許請求の範囲第１項に記載の工作
   機械のパレットチェンジャ。 ４、前記第２旋回軸と前記第２シリンダ装置との間には
   ラックとピニオンとの噛合による直動、回転変換機構が
   具備された特許請求の範囲第３項に記載の工作機械のパ
   レットチェンジャ。