JPH0197543A

JPH0197543A - パレット交換方法

Info

Publication number: JPH0197543A
Application number: JP25464287A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kitamura; 北村　耕一郎
Original assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Current assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Priority date: 1987-10-12
Filing date: 1987-10-12
Publication date: 1989-04-17
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPH0620707B2

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】 °−のこの発明は工作機械などに用いるのに最適なパレット交
換方法に関する。

従】Ｊと艮韮− ＦＭＳ　（フレキシブルマニファクチュアリングシステ
ム）は、工作機械本体とパレット交換装置を有している
。パレット交換装置は工作機械のテーブルに設定したパ
レットと、別のパレットを交換するためのものである。

従来のパレット交換方法は、油圧シリンダ方式とチェー
ン駆動方式のものがある。

たとえば、油圧シリンダ方式のものでは、油圧シリンダ
のロンドを延ばすことで、一つのパレットを工作機械の
テーブルに設定するようになっている。そしてパレット
上のワークを加工した後は、そのロンドを縮めて前記パ
レットをテーブルからはずすのである。

また、チェーン駆動方式のものでは、複数のパレットを
チェーンに対して所定間隔を置いて取付けである。そし
てチェーンをモーターで駆動することにより任意のパレ
ットを工作機械のテーブルのところに位置決めするよう
にしている。

従来のこのような方式では、いわゆる早送り又は切削送
りでパレット交換を行うのが常である。

が　°しようとするしかし、パレットおよびワークは、かなり重い。このた
め、パレット交換を早送りや切削送りで行う場合には、
慣性力が太きく＊Ｓが著しい。さらに、油圧シリンダ方
式のパレット交換装置では、大型の油圧シリンダを必要
とする。またチェーン駆動方式のパレット交換装置では
、大型の駆動用モータおよび太いチェーンを必要とする
。したがって何れの場合も、装置が大掛かりとなりまた
構造が複雑である。このため、早送り・切削送りでパレ
ット交換をする場合の衝撃力はかなり大きくなって、パ
レット上に設置したワークの加工精度が悪くなる。また
、装置自体の寿命も短くなってしまう。

１１匹ｌ江この発明はパレット交換をスムーズに行うことにより衝
撃を小さくし、しかも、特別な大型の油圧シリンダや大
型モータなどを必要とせず小型で構造が単純であり、大
幅なコストダウンが図れるパレット交換方法を提供する
ことを目的としている。

ＩｉＵ目と１１− この発明は特許請求の範囲第１項に記載のパレット交換
方法を要旨としている。

１　、を　１するための− 支持部と搬送用パレット４にそれぞれラック６２．６３
を固定し、パレット交換の時には、これらのラック６２
．６３と第１、第２のピニオン６４．６５がかみ合い、
さらに、第１のピニオン６４と第２のピニオン２５が連
動して回転し、かつ第１と第２のピニオン６４．６５が
テーブル２といっしょに移動するように構成する。テー
ブル２を駆動手段３によってスライドさせることにより
テーブルに固定したラック６２とかみ合う第１のピニオ
ン６４を回転し、さらにこのピニオンに連動して回転す
る第２のピニオン６５を回転することにより、搬送用パ
レット４に固定され？Ａ２のピニオン６５にかみ合うラ
ック６３及び搬送用パレット４をテーブル２に対して相
対的にスライドさせる。この時、ワーク搬送用パレット
４の搬送運動を単弦運動とすることにより、搬送用パレ
ット４はスムーズな運動を行う。

以下、単弦運動は、等連日運動をある直径について投射
したいわゆる単振動の半周期弁の運動を意味するものと
する。

九−胆本発明を実施するための実施例を参照して作用を説明す
る。第１０図を参照する。テーブル２が他方の方向×２
に移動すると、移動機構１２によりワーク搬送用パレッ
ト４は同様にテーブル２に相対的に他方の方向×２に移
動する。これによりワーク搬送用パレット４はテーブル
２から別の場所に移すことができる。（第９図参照）こ
の過程でパレット４は、テーブル２の定位置に位置した
状態を始点とし、パレット台３０に位置した状態を終点
とする単弦運動を行う。

第９図を参照する。テーブル２が一方の方向×１に移動
すると、ワーク搬送用パレット４は一方の方向Ｘ１にテ
ーブル２に対して相対的に移動する。これによりパレッ
ト４はテーブル２の上に設定される。（第１０図参照）
この過程でパレット４は、パレット台３０に位置した状
態を始点とし、テーブル２の定位置に位置した状態を終
点とする単弦運動を行う。

叉ＪＬＬ以下、図面を参照して本発明のパレット交換方法を実施
するための実施例について説明する。第１図を参照する
。

この発明を実施するためのパレット交換装置ＰＣは、工
作機械の支持部１、テーブル２、駆動手段３、ワーク搬
送用パレット４、移動ｎ構１２を有している。

、　　支持部１は床に設定されている。テーブル２は支
持部１の上に設定されている。ワーク搬送用パレット（
以下パレットと言う）４は、ワーク５を固定しである。

このパレット４はテーブル２上に着脱可能でかつＸ軸方
向に移動可能に設定されている。

駆動手段３はテーブル２を支持部１に対してＸ軸方向、
即ち一方の方向×１および他方の方向×２に移動可能で
ある。また移動機構１２は、テーブル２が一方の方向×
１又は他方の方向Ｘ２に移動する時に、パレット４をテ
ーブル２上で一方の方向×１又は他方の方向×２移動さ
せるようになっている。

第２図を参照する。

第２図ではこの発明を実施するためのパレット交換装置
ＰＣを備えた立型のマシニングセンタ６を示している。

支持部１はベット７とサドル８を有している。ベット７
にはサーボ［−夕９（Ｙ軸用）を備えている。

駆動手段３はサーボモータ１０（Ｘ軸用）およびボール
ねじ部１１を有している。サドル８の上にはテーブル２
が設定されている。

テーブル２の上にはパレット４が着脱可能でかつＸ軸方
向に移動可能に設定されている。

前記移動機構１２は、テーブル２の付近に設けられてい
る。

マシニングセンタ６のコラム２０は、スピンドルヘッド
２１を有している。このスピンドルヘッド２１のスピン
ドル２２にはツール２３が取付けられている。モータ２
４はスピンドル２２を回転させるためのものである。

スピンドルヘッド２１は、自動工具交換装置２５を有し
ている。さらにコラム２０には、パネル２６、ＣＮＣ装
置２７および制ｆｉｌ盤２８が設けられている。

前記テーブル２はサーボモータ１０により一方の方向Ｘ
１または他方の方向×２に移動できるようになっている
。テーブル２の横にはパレット台３０Ｂ設けられている
。このパレット台３０には別のパレット１４がのせであ
る。

第３図を参照する。

前記サーボモータ９にはボールねじ部３３の送りねじ３
４が取付けられている。送りねじ３４はナツト３５にか
み合っている。ナツト３５はサドル８の下部に取付け′
られている。

したがってサーボモータ９を作動することにより、サド
ル８はＹ軸方向に移動可能である。

また、サーボモータ３１の作動により、スピンドルヘッ
ド２１をＺ軸方向に上下可能である。第３図でも後で述
べる移動機構１２の一部が示されている。

第４図および第５図を参照する。

前記パレッ１−台３０は、前記パレット４と１４を並べ
て設定できるものである。パレット４と１４にはそれぞ
れワーク５が固定しである。パレット台３０は２つのエ
アシリンダ４０．４１を内蔵している。エアシリンダ４
０．４１はそれぞれストッパビン４２．４３を有してい
る。ストッパピン４２’、４３はそれぞれパレット４，
１４の穴４４．４５にはめ込めるようになっている。こ
れによりパレット４と１４の位置ずれを防ぐのである。

パレット４と１４を動かす場合にはこのストッパビン４
２，４３は、収縮することにより穴４４．４５から出る
。なおパレット４の下部には長手方向にそってラック６
３が固定されている。またパレット１４の下部にも長手
方向にそってラック９１が固定されている。

ラック６３の両端はそれぞれパレット４の左端と右端よ
り出ている。またラック９１の両端もそれぞれパレット
１４の左端と右端より出ている。

第６図と第７図では、サドル８、テーブル２、パレット
テーブルとも言うパレット４、移動機構１２を示してい
る。第６図ではパレット４がテーブル２にクランプされ
ている。

第７図ではパレッ１−４がアンクランプされている。

テーブル２は、スライド部５０１２本のクランプシリン
ダ５１、クランププレート５３を有している。スライド
部５０の上にはクランプシリンダ５１．５１が固定され
ている。

一方のクランプシリンダ５１は、他方のクランプシリン
ダ５１の後側に位置しているので、第６図と第７図では
表われていない。クランプシリンダ５１のロッド５２に
はクランププレート５３が固定されている。またスライ
ド部５０の下面にはナツト５４が固定されている。この
ナツト５４にはボールねじ部１１の前記送りねじ５５が
かみ合っている。この送りねじ５５はサーボモータ１０
に連結されている。

パレットテーブル４は部分５６．５６およびカバー５７
を有している。このカバー５７はうツク６２と第１のピ
ニオン６４などに切りくずや切削油がかからないように
するために設けである。この部分５６．５６は、クラン
ププレート５３の下面に当たるようになっている。

移動機構１２は、歯車ハウジング６１、うツク６２．６
３およびラック６２の支持体６７を有している。この支
持体６７の下端はサドル８の前面に固定されている。歯
車ハウジング６１は軸６８．６９を有している。軸６８
の一端には第１のピニオン６４が固定されている。また
軸６８の他端側にはギア６６が固定されている。軸６９
には第２のピニオン６５が固定されている。前記歯車ハ
ウジング６１はクランププレー１−５３に固定されてい
る。

第６図と第７図に示すように、ギヤ６６は第２のピニオ
ン６５と常にかみ合っている。

第６図では、つまりパレット４がクランプされた状態で
はラック６３と第２のピニオン６５はかみ合っておらず
、ラック６２と第１のピニオン６４もかみ合っていない
。一方、第７図では、つまりパレット４がアンクランプ
された状態ではラック６３と第２のピニオン６５はかみ
合いかつラック６２と第１のピニオン６４もかみ合って
いる。

第６図では、クランプシリンダ５１のロッド５２は収縮
しており、クランププレート５３はパレット４をビン８
０．８１にクランプしている。このようにクランプする
のはワーク７５を前記ツール２３（第２図参照）で加工
する時である。

第６図において、前記クランプシリンダ５１のロッド５
２を上方に延ばすことにより、クランププレート５３は
パレット４のクランプを解除する。これと同時に第７図
に示すように第１のピニオン６４はラック６２とかみ合
う。また第２のピニオン６５はラック６３とかみ合う。

このようにアンクランプするのは、パレット４をテーブ
ル２からパレット台（第２図参照）に移す時である。

第８図を参照する。

第８図では、テーブル２のスライド部５０の上に上述し
たビン８０．８１が設けられている。このビン８０．８
１はパレット４の着座面および位置決め用のビンとして
機能する。

すなわちパレット４がテーブル２の定位置にある時にビ
ン８０．８１の上端は部分５６゜５６の浅い穴５６ａに
それぞれはまり込むようになっている。スライド部５０
はサドル８のレール７０．７１にそって移動可能である
。

第９図は、パレット４がパレット台３０に位置している
。この場合テーブル２はサドル８の右端に移動している
。移動機構１２の第２のピニオン６５はラック６３の左
端もしくは先端にかみ合っている。また第１のピニオン
６４はラック６２の右端もしくは先端にかみ合っている
。

第９図において、サーボモータ１０を作動してテーブル
２を第１の方向×１に移動する。

このテーブル２と歯車ハウジング６１とはいっしょに一
方の方向Ｘ１に移動する。この場合、第７図に示すよう
にもちろんパレット４はアンクランプされた状態であり
、第１のピニオン６４とラック６２はかみ合いかつ第２
のピニオン６５とラック６３もかみ合っている。第９図
においてテーブル２が一方の方向×１に移動するという
ことは、第７図においてテーブル２は紙面垂直下側に移
動するのである。したがって第１のピニオン６４はラッ
ク６２にかみ合いながらｒ１方向に回転する。

この回転により第２のピニオン６５はｒ２方向に回転す
る。この第２のピニオン６５の回転によりパレット４は
テーブル２のスライド部５０と同じ方向、すなわち一方
の方向×１（第９図参照）にテーブル２上を移動する。

このようなことにより第１０図の状態となる。すなわち
パレット４はテーブル２の定位置に設定されることにな
る。

この過程でパレットが、パレット台３０に位置した状態
（第９図）を始点とし、テーブル２の定位置に位置した
状態（第１０図）を終点とする単弦運動を行うように、
サーボモータ１０を作動させる。この単弦運動は、ＣＮ
Ｃ装＠２７で、Ｙ軸にＭｔｌ能（補助機能）を使用して
マシンロックを行って、さらにＸ。

Ｙ軸の円弧補間ＧＯ２又はＧＯ３を行うことにより容易
に実現することができる。

第６図を再び参照すると、クランプシリンダ５１のロッ
ド５２を縮めてパレット４をテーブル２にクランプ−す
る。これにより第１のピニオン６４はラック６２から離
れる。この状態でワーク５を加工することになる。

この加工は、第２図のツール２３を用いて通常のやり方
により加工する。たとえばワーク５にドリル穴を明ける
。

再び第７図を参照すると、ワーク５を加工した後は、ク
ランプシリンダ５１のロッド５２を延ばしてパレット４
のクランプを解除する。これにより、第１のピニオン６
４はラック６２に再びかみ合う。

次に第１０図を参照する。サーボモータ１０を駆動して
テーブル２を他方の方向Ｘ２に移動する。この場合、第
７図に示すようにパレット４はアンクランプされた状態
であり、第１のピニオン６４とラック６２はかみ合いか
つ第２のピニオン６５とラック６３もかみ合っている。

第１０図において、テーブル２が他方の方向×２に移動
するということは、第７図においてはテーブル２は第７
図の紙面垂直手前に移動する。このため第１のピニオン
６４はラック６２においてｒ３方向に回転する。したが
って第２のピニオン６５はｒ４方向に回転する。このた
めパレット４はやはリテーブル２のスライド部５０と同
じ方向、すなわち他方の方向Ｘ２（第１０図参照）にテ
ーブル２上を移動するのである。その結果第９図に示す
ようにテーブル２がサドル８の右端に移動すると、パレ
ットテーブル４はパレット台３０の上に再び移されるこ
とになる。

このようにしてパレット４のテーブル２への設定、ワー
ク５の加工およびパレット４のテーブル２からの移しを
順に行なえるのである。

この過程でパレット４が、テーブル２の定位置に位置し
た状態（第１０図）を始点とし、パレット台３０上に位
置した状態（第９図）を終点とする単弦運動を行うよう
に、サーボモータ１０を作動させる。この単弦運動は、
ＣＮＣ装置ｉ！２７で、Ｙ軸にＭｌｌｌｌ能（補助機能
）を使用してマシンロックを行って、ざらにＸ。

Ｙ軸の円弧補間ＧＯ２又はＧＯ３を行うことにより容易
に実現できる。

次に第１１図から第１７図を参照して、パレット４およ
び１４のテーブル２への設定を説明する。

第１１図では、両パレツＩ〜４，１４はパレット台３０
の上にあるとともにテーブル２は当初位ｆｆ１Ｐに設定
されている。テーブル２が他方の方向Ｘ２に移動し、こ
のあとＹ１方向に移動する。

これにより、第１２図に示すようにテーブル２のピニオ
ン６５がパレット４のラック６３の先端にかみ合う。そ
うしてテーブル２を一方の方向×１に移動する。この過
程で、パレット４は先に述べたように単弦運動を行う。

第１３図を参照すると、パレット４はデープル２の上に
設定される。そしてテーブル２は加工位置Ｐ１に位置し
ている。このときに第２図のスピンドルヘッド２１を下
げてツール２３によりワーク５に穴Ｈを加工する。

第１４図を参照すると、加工後はテーブル２は別の位置
ＳＰに移る。そしてテーブル２は他方の方向×２に移動
する。このとき、テーブル２の移動とともにパレット４
もテーブル２上を他方の方向×２に移動する。この過程
で、パレット４は単弦運動を行う。

第１５図を参照すると、パレット４はパレット台３０に
戻される。

第１６図を参照する。テーブル２をＹ２方向に移動する
。これによりテーブル２のピニオン６５をラック６３か
らはずしラック９１にかみ合わせる。そしてテーブル２
を一方の方向×１に移動する。このとき、テーブル２の
移動とともにパレット１４もテーブル２上を一方の×１
に移動する。この過程で、パレット４は単弦運動を行う
。

第１７図を参照する。テーブル２を加工位ｆｆｆｉＰ１
に移し、第２図のスピンドルヘッド２１を下げてツール
２３により２−り５を加工する。

このようにしてパレット４と１４がテーブル２に順に設
定されてワーク５．５の加工が行なわれるのである。

次に第１８図を参照して別の実施例について簡単に説明
する。−上述した立型マシニングセンタでは、複数のパ
レットをマシニングセンタの横のバレン１−台に設置し
ている。この場合、テーブルをＸ軸方向に移動させるこ
とにより、複数のバレンｌ−の交換を行なえるようにす
る。これに対してこの実施例では、立型マシニングセン
タ１０６の前側にパレット台をおいて、このパレット台
に複数のパレット１０４．１１４をパレット台１３０を
介して設置している。第１８図では、一方のパレット１
０４はテーブル１０２上に位置している。移動機構１１
２はＹ軸方向に設置してあり、テーブル１０２をＹ軸方
向に移動することにより複数のパレットの交換を行うよ
うにする。パレット交換におけるパレットは前の例と同
じように単弦運動を行う。

本発明は、このような実施例に限定されない。例えば、
横型マシニングセンタの横にパレット台をおいて、この
パレット台に複数のパレットを設置する方式にしてもよ
い。この場合テーブルをＸ軸方向に移動することにより
複数のパレットの交換を行なえるようにする。パレット
の交換はパレットが単弦運動をするように行う。さらに
横型マシニングセンタの前方にパレット台をおいて、こ
のパレット台に複数のパレットを設置する方式にしても
よい。この場合テーブルを２軸方向に移動することによ
り複数のパレットの交換を行なえるようにする。この場
合も、パレット交換は、パレットが単弦運動をするよう
に行う。

さらにパレットの数は２つに限らずそれ以上であっても
かまわない。

さらにこの発明のパレット交換方法は、上述した工作機
械に限らず、Ｘ、Ｙテーブルを用いる自動工具組立機な
どの一般産業機械のテーブル送り方法にも利用可能であ
る。

さらに、第１の実施例ではテーブル２をＹ軸方向に移動
してテーブル２をパレット４と１４に順に対応させた。

しかし、パレット台３０上のパレット４と１４をテーブ
ル２に対して移動（Ｙ軸方向に）するようにしてもよい
。

１旦Ｌ」Ｌ［以上説明したことから明らかなように、パレット交換過
程で、パレットは単弦運動を行うので、従来のような早
送りや切削送りによってパレット交換を行った場合にく
らべて、パレットはスムーズな加減速を行うので、衝撃
を減らすことができる。このため、パレット−Ｆでのワ
ークの固定位置が正確に保たれ、非常に正確な加工を行
うことができる。また、本発明によるスムーズなパレッ
ト交換を行うことにより、装置本体のライフ・サイクル
も長くなる。

さらに、本発明によれば、テーブルの駆動手段の駆動力
を用いて、移動機構を介してパレットをテーブルと同じ
方向に移動させるので、別に大型の油圧シリンダや大型
のモータを必要とぜず、小型で構造が単純化できる。

そして大幅なコストダウンが図れる。

また、移動機構にラックとピニオンを設け、テーブルに
パレットをクランプしたときにラックととニオンを機械
的にはずれるようにすれば、加工時テーブルを動かして
もパレットのテーブルに対する位置がずれることがない
。

また送りねじに負担がかからない。このためインターロ
ック用のリミットスイッチなども必要がなく電気回路を
単純化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のパレット交換方法を実施するための
パレット交換装置を糸す概略図、第２図はこの発明のパ
レット交換方法を実施するためのパレット交換装置を備
えたマシニングセンタを示す正面図、第３図はマシニン
グセンタの側面図、第４図はパレット台を示す平面図、
第５図はパレット台を示す斜視図、第６図はパレットが
テーブルにクランプされた状態を示す第２図のＡ−Ａに
おける断面図、第７図はパレットのアンクランプ状態を
示す第２図のＡ−Ａにおける断面図、第８図は第２図の
８．−８における断面図、第９図はパレットをテーブル
に載せていない状態を示す正面図、第１０図はパレット
をテーブルに設定した状態を示す正面図、第１１図ない
し第１７図はパレットの交換操作を示す図、第１８図は
この発明のパレット交換方法を実施するためのマシニン
グセンタの他の例を簡単に示した平面図である。ＰＣ・・・パレット交換装置１・・・支持部２．１０２・・・テーブル３・・・駆動手段４．１４，１０４．１１４・・・ワーク搬送用パレット５・・・ワーク６・・・マシニングセンタ７・・・ベット８・・・サドル９．１０・・・サーボモータ１２．１１２・・・移動機構２０・・・コラム２１・・・スピンドルヘッド２３・・・ツール３０．１３０・・・パレット台５０・・・スライド部５１・・・クランプシリンダ５３・・・クランププレート６１・・・歯車ハウジング６３．９１・・・ラック６４．６５・・・ピニオン６６・・・ギヤ

Claims

【特許請求の範囲】１、テーブルとは別の場所に位置するワーク搬送用パレ
ットを、少なくとも１軸方向に移動可能なテーブル上に
搬送するパレット交換方法において、支持部と搬送用パ
レット（４）にそれぞれラック（６２、６３）を固定し
、パレット交換の時には、これらのラック（６２、６３
）と第１、第２のピニオン（６４、６５）がかみ合い、
さらに、第１のピニオン（６４）と第２のピニオン（６
５）が連動して回転し、かつ第１と第２のピニオン（６
４、６５）がテーブル（２）といつしょに移動する構成
にし、テーブル（２）を駆動手段（３）によつてスライ
ドさせることによりテーブルに固定したラック（６２）
とかみ合う第１のピニオン（６４）を回転し、さらにこ
のピニオン（６４）に連動して回転する第２のピニオン
（６５）を回転することにより、搬送用パレット（４）
に固定され第２のピニオン（６５）にかみ合うラック（
６３）及び搬送用パレット（４）をテーブル（２）に対
して相対的にスライドさせ、しかも、ワーク搬送用パレ
ット（４）の搬送運動を単弦運動とすることを特徴とす
るパレット交換方法。２、前記駆動手段は、サーボモータにより作動されるボ
ールねじ部を備え、このボールねじ部のナットはテーブ
ルに固定されかつボールねじ部の送りねじはサーボモー
タに連結されていて、サーボモータを作動し送りねじを
回転することによってナットを送り、さらにテーブルを
駆動することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
のパレット交換方法。３、前記テーブルは、前記１軸方
向とは直交する他の１軸方向に移動可能なことを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載のパレット交換方法。４、前記ラックと前記第１、第２のピニオンとのかみ合
いを、テーブルにワーク搬送用パレットをクランプした
時にはずすことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載のパレット交換方法。