JPH03136738A - パレット位置決めクランプ装置 - 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」 本発明は工作機械の加工領域と段取り領域との間でパレ
ットを移動させるパレット装置に関し、特に、そのパレ
ット位置決めクランプ装置に関する。

「従来の技術」 従来のこの種のパレットの位置決め及びクランプ装置は
、ベース上に水平方向の着座面を設けると共に２本の位
置決めビンを立設し、パレットの底面に上記位置決めビ
ンに係合可能な嵌合孔を設けたものであった。そして、
位置決めビンの上方を走行するパレットを前進端位置で
下降せしめ、パレットの嵌合孔に位置決めビンを嵌合す
ると共に、パレットの底部をベース上の着座面に密着せ
しめてパレットの加工位置での位置決め及びクランプを
行うものであった。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記従来の装置はパレットを段取り領域
と加工領域との間で搬送するための水平移動の他に、ク
ランプのための昇降移動が必要になるので、機構が複雑
になるという問題点があった。

特に、パレットを前進端に搬送後にパレットを下方に引
き込んで位置決めビンと嵌合させクランプするため、位
置決めビンとの嵌合動作がスムーズに行える位置にパレ
ットを位置決めする必要があり、前進端の位置決め設定
にきびしい調整が必要になる。また、パレットの搬送方
向とクランプ方向が異なるため、前進端等を検出するセ
ンサの検出位置にもきびしい調整が必要になるという問
題点があった。

また、パレットを着座させる着座面が上を向いているた
め、切粉、ごみ等が付着しやすく、クランプ時に異物を
かみ込みやすいという問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためなされたものであ
り、その目的とするところは、パレットの搬送方向とク
ランプ方向を一致させることにより、構造が簡単で部品
点数の少ないパレット位置決めクランプ装置を提供する
ことにある。

「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するため、本発明では、実施例図面第
１図及び第２図に例示する様に、ベース１上に設けられ
パレット１１若しくはそのパレットを着脱可能に載置す
るパレットキャリアを、工作物を脱着する段取り位置と
加工を行う加工位置との間で移動可能に案内し、パレッ
ト１１若しくはパレットキャリアがそれに加わる移動方
向以外の方向の荷重に対して不動とされるか相当の抵抗
を示すように構成された直線案内手段１２，１２゜２０
．２１．２０’、２１°と、前記パレット１１若しくは
パレットキャリアを前記直線案内手段１２．１２°、２
０．２１．２０′、２１″上で往復移動させる往復駆動
手段１３と、前記パレット１１若しくはパレットキャリ
アに固定されその進行方向に略垂直な当接面２２Ａを有
する当接部材２２と、前記ベース１上に固定されパレッ
ト１１若しくはパレットキャリアの加工位置において前
記当接部材２２の当接面２２Ａと当接する着座面２７Ａ
を有するストッパ部材２７と、前記ベース１上に可動に
支承され、常には前配当接部材２２の通過を許容する可
動位置に位置しパレット１１若しくはパレットキャリア
の加工位置において前記当接部材２２の背面を前記スト
ッパ部材２７の着座面２７Ａに対して押圧することによ
り前記パレット１１若しくはパレットキャリアをクラン
プするクランプ部材３１と、前記クランプ部材３１を駆
動するクランプ駆動手段４１と、を備えることを特徴と
するパレット位置決めクランプ装置が提供される。

「作用」 上記のように構成されたパレット位置決めクランプ装置
では、パレット１１は直線案内手段１２゜２０．２１に
案内されその案内の方向にのみ移動可能である。

位置決めクランプされる状態では、往復駆動手段１３に
よりパレット１１は当接部材２２がストッパ部材２７の
着座面２７Ａに当接される位置まで移動され、次いで、
クランプ駆動手段４１によりクランプ部材３１が当接部
材２２の背面２２Ｂを強く押圧し、ストッパ部材２７と
クランプ部材３１により当接部材２２を挟圧した状態で
クランプする。パレット１１は、直線案内手段１２．２
０．２１の案内方向については上記クランプ部材３１の
強力な押圧力により保持され、案内方向に垂直な方向に
ついては直線案内手段１２，２０゜２１、により保持さ
れる。

「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する。

第２図はパレット装置が組込まれた工作機械を示す側面
図である。この工作機械は、ベース１上にＸ方向に移動
可能に設けられたコラムベース２、コラムベース２上に
Ｙ方向に移動可能に設けられたコラム３．コラム３上に
Ｚ方向に移動可能に設けられたヘッドストック４を備え
、たて型の主軸５を有するものである。共通のベース１
上にパレット装置１０が設けられている。

パレット１１はベース１上に固定された直線案内レール
１２上に支承され、工作物を脱着する段取り位置（想像
線で示す）と加工を行う主軸５直下の加工位置（実線で
示す）との間で直接移動可能である。ベース１の側方に
は水平方向にロッドレスエアシリンダ１３が固定され、
該ロッドレスエアシリンダ１３の出力摺動子１４にパレ
ット１１側方に締着された係合板１５が係合してパレッ
ト１１が往復移動される。ロッドレスエアシリンダ１３
はパレット１１を直線案内レール１２上で往復移動させ
る往復駆動手段をなす、パレット１１の前後にはテレス
コピックに伸縮するカバー１６が取付けられている。

この工作機械では上記のパレット装！１０が平行に２台
並設され、一方のパレット１１上の工作物を加工中に他
方のパレット１１を段取り位置に移動し、工作物の脱着
等の段取り作業ができるようになっている０段取り位置
近傍の工作機械正面には、工作機械の外方への切削油等
の飛散を防ぐスライドドア６．７が設けられている。ま
た、パレット１１の段取り位置と加工位置との間には、
スライドドア式の中扉８．９が設けられている。

中扉８，９は前記ロッドレスエアシリンダ１３の駆動に
連動して開閉され、平行に配設された他方のパレット１
１で加工中に、加工位置から段取り位置に切粉等が飛散
することを防止する。

第１図はパレット装置１０の要部を示す縦断面図である
。

ベース１上には左右２本の直線案内レール１２゜１２°
がボルト１７により締着固定されている。

直線案内レール１２．１２°は、第５図に示す様に、断
面が略Ｘ字形状をなし、その斜面をなす４つの面を案内
面として直線ウェイ軸受２０．２０゜が係合する。直線
ウェイ軸受２０．２０′はボールを用いた循環式の軸受
で、案内面との摩擦係数は極めて小さい１本実施例では
一つの直線案内レール１２に２つの直線ウェイ軸受２０
．２１が係合され、左右の直線案内レール１２．１２’
に跨がる４つの直線ウェイ軸受２０．２１，２０°、２
１゜に一つのパレット１１が固定されている。また、各
直線ウェイ軸受２０．２１．２０″、２１′ではポール
に予圧がかけられており、左右方向及び上下方向のがた
は全くない、このため、パレット１１に移動方向以外の
左右方向若しくは上下方向の荷重が加わっても、パレッ
ト１１は不動とされるか、相当の抵抗を示し、直線案内
ウェイ軸受２０，２１．２０°、２１゛は強固な案内を
構成する。直線案内レール１２．１２’及び直線ウェイ
軸受２０．２１．２０”、２１°はパレット１１を段取
り位置と加工位置との間で移動可能に案内する直線案内
手段をなす。

また、ベース１の後退端付近に、ブロック状の後退端ス
トッパ１８がボルトにより締着固定されている。

パレット１１の底面にはブロック状の当接部材２２がボ
ルト２３により締着固定されている。当接部材２２には
パレット１１の進行方向に垂直な当接面２２Ａ及び背面
２２Ｂが形成されている。

一方、ベース１上の加工位置付近にブロック２５がボル
ト２６により締着固定され、そのブロック２５にストッ
パ部材２７が固定されている。ストッパ部材２７はブロ
ック２５から水平方向に突出して設けられ、球面座によ
り支承された半球体２８を有している。半球体２８の前
面は当接部材２２の当接面２２Ａと当接する着座面２７
Ａをなしている。この着座面２７Ａに当接部材２２の当
接面２２Ａが押し付けられた位置がパレット１１の加工
位置である。ブロック２５にはストッパ部材２７に連通
する孔２９が設けられ、エア配管３０が接続されており
、当接面２２Ａに圧縮空気を吹き付は清掃できるように
されている。

第３図はパレット装置の要部であるパレット位置決めク
ランプ装置部分を示す縦断面図である。

第１図と同じ位置の図であるがクランプ装置の動作状態
が異なり、後述するカバー構造が図示されている点が異
なる。第４図はパレット１１を除いて示す平面図、第５
図は第３図のｖ−Ｖ線断面図である。

ストッパ部材２７が固定された前記ブロック２５の突出
部に、略「＜」字形状をしたクランプレバ−３１が水平
方向の軸３２により揺動自在に支承されている。クラン
プレバ−３１には背に押圧面３１Ａが形成され、腹部に
カム面３１Ｂが形成されている。第３図に示すクランプ
レバ−３１が倒れた揺動位置では、クランプレバ−３１
の上方を当接部材２２が通過できるようにされている。

また、第１図に示す様に、クランプレバ−３１を持ち上
げることによりクランプレバ−３１の押圧面３１Ａが当
接部材２２を押圧できるようにされている。クランプレ
バ−３１は、パレット１１の加工位置において当接部材
２２の背面２２Ｂをストッパ部材２７の着座面２７Ａに
対して押圧することによりパレット１１をクランプする
クランプ部材をなす。

一方、ベース１の中央に固定された他のブロック３３に
水平方向に軸支された軸３４に、略「＜」字形状をした
ローラアーム３５が揺動自在に支承されている。ローラ
アーム３５は先端が７字状に分岐され、そのＹ字状部分
に水平方向に軸支されたローラ軸３６に、ローラ３７が
回転自在に支承されている。このローラ３７はクランプ
レバ−３１の腹部に設けられたカム面３１Ｂを転勤して
押圧する部材である。ローラ３７を支承するローラ軸３
６はローラアーム３５の左右に突出している。

また、ベース１のやや後方に設けられた水平方向の軸４
０に、クランプ用エアシリンダ４１の後端が揺動自在に
支承されている。クランプ用エアシリンダ４１のロッド
４２には、馬蹄形をした連杆４３がボルト４４により固
定されている。馬蹄形連杆４３の二叉に岐れた先端部は
、ローラアーム３５の左右に突出するローラ軸３６に連
結されている。

クランプ用エアシリンダ４１はクランプ駆動手段をなし
、馬蹄形連杆４３．ローラアーム３５゜ローラ３７及び
クランプアーム３１のカム面３１Ｂからなる機構はエア
シリンダ４１の出力の力を増力してクランプアーム３１
に伝達する増力機構をなす。

次に、クランプレバ−３１の押圧面３１Ａを保護するカ
バー構造について説明する。ストッパ部材２７が取付け
られた前記ブロック２５上に、平面形状が略Ｈ形をした
板状のフレーム５１が締着固定されている。フレーム５
１はＨ形の端部が上方に折曲され、水平に２本の軸５２
．５３が支承されている。その２本の軸５２．５３に屋
根形をしたカバ一体５４が、前後方向に摺動自在に支持
されている。２本の軸５２．５３にはそれぞれ圧縮ばね
５５．５６が挿通され、カバ一体５４をクランプレバ−
３１上に突出する方向に付勢している。カバ一体５４の
前面には、第５図に示す様に、ストッパ部材２７を逃げ
るための切欠き５４Ａが設けられている。

作動について第６図乃至第８図を参照し説明する。パレ
ット１１が段取り位置に位置決めされているときは、ロ
ッドレスエアシリンダ１３が後退され、第６図に示す様
に、パレット１１の当接部材２２の背面２２Ｂが後退端
ストッパ１８に当接され、該エアシリンダ１３の付勢力
により押圧されで固定されている。このとき、クランプ
用エアシリンダ４１のロッド４２は伸直した状態にされ
、ローラアーム３５は時計方向に一杯に回動した位置に
ある。このため、クランプレバ−３１は自重で倒れた回
動位置にある。後退端の段取り位置でパレット１１への
工作物の装着等の段取り作業が行われる。

段取りが終了すると、ロッドレスエアシリンダ１３を駆
動し、パレット１１を前進させる。このとき、クランプ
レバ−３１は倒れた位置にあるので、クランプレバ−３
１の上方をパレット１１の当接部材２２が通過すること
ができる。そして、第７図に示す様に、パレット１１が
前進端すなわち加工位置に到着し、当接部材２２がスト
ッパ部材２７の着座面２７Ａに当接し、ロッドレスエア
シリンダ１３の付勢力により押し付けられた状態になる
。

また、このとき第３図に想像線で示す様に、当接部材２
２が屋根形のカバ一体５４の前面に当接し、カバ一体５
４を圧縮ばね５５，５６の付勢力に抗して押圧移動せし
め、クランプレバ−３１の上方を開放してクランプレバ
−３１の持ち上げを可能にする。

次に、クランプ用エアシリンダ４１による加工位置にお
ける位置決め及びクランプ動作が行われる。第８図に示
す様に、クランプ用エアシリンダ４１のロッド４２を後
退する方向に駆動すると、馬蹄形連杆４３によりローラ
アーム３５が引張られ、ローラアーム３５は軸３４を中
心にして反時計方向に回動される。クランプ用エアシリ
ンダ４１も軸４０を中心に反時計方向に回動しやや持ち
上がった姿勢になる。ローラアーム３５の回動に従って
ローラ３７がクランプレバ−３１の腹部のカム面３１Ｂ
を転勤しながら押圧し、クランプレバ−３１は軸３２を
中心に時計方向に回動され持ち上げられる。この結果、
クランプレバ−３１の押圧面３１Ａが当接部材２２の背
面２２Ｂを強く押圧し、当接部材２２の当接面２２Ａが
ストッパ部材２７の着座面２７Ａに強く押し付けられて
パレット１１が位置決めされクランプされる。

パレット１１の位置決めは、直線案内レール１２．１２
°に平行なパレット１１の進行方向（Ｘ方向）について
は当接部材２２の当接面２２Ａとストッパ部材２７の着
座面２７Ａとの当接により行われる。直線案内レール１
２．１２’に垂直な上下方向（２方向）及び左右方向く
Ｘ方向）については、直線案内レール１２．１２’及び
直線ウェイ軸受２０，２１．２０°、２１°の案内によ
る。前述のように、直線ウェイ軸受２０，２１．２０’
２１″のボールには与圧がかけられているため、左右方
向及び上下方向へのがたは全くない。

パレット１１のクランプは、当接部材２２をクランプレ
バ−３１の押圧面３１Ａとストッパ部材２７の着座面２
７Ａにより強く挟圧することにより行われる。

このときのクランプ力はクランプ用エアシリンダ４１の
付勢力に基づく、シかし、第８図に示すクランプ位置付
近ではロッド４２の移動距離に比べてクランプレバ−３
１のローラ３７が当接する部分付近の回転方向への移動
距離が小さくなるようにカム面３１Ｂの形状が形成され
ているので、くさび作用により、クランプ用エアシリン
ダ４１の付勢力を増力した力がローラ３７からクランプ
レバ−３１に作用する。さらに、クランプレバ−３１の
ローラ３７が当接する部分の実効半径が押圧面３１Ａの
部分の実効半径に比べて大きいので。

てこの作用が働き、ローラ３７がクランプレバ−３１に
与える力が増力されて押圧面３１Ａに作用する。上記の
くさび作用及びてこ作用により、クランプ用エアシリン
ダ４１のロッド４２に与えられる付勢力は７倍程度に増
力されて当接部材２２をストッパ部材２７に押し付ける
クランプ力として作用する。このため、強いクランプ力
が作用し、パレット１１上の工作物を加工する際の切削
力に抗してパレット１１の搬送方向における加工位置を
保持することができる。

本実施例は、パレット１１をロッドレスエアシリンダ１
３で搬送後、その搬送方向と同じ方向にクランプレバ−
３１により押し付けてクランプするものであるから、パ
レット１１の前進端を決める部材と、クランプ時の着座
面を決める部材とが同じストッパ部材２７により兼用で
き、構造が単純になる。また、前進端位置とクランプ位
置が同一であるから、パレット１１の前進端を検出する
リミットスイッチ等を設けても、その調整が極めて容易
になる。

また、ストッパ部材２７の着座面２７Ａは垂直な面をな
すから、着座面２７Ａに切粉やごみ等の異物が付着しに
くい、このため、異物のかみ込みによる位置決め精度の
劣化がない、さらに、本実施例では、可動屋根形のカバ
一体５４を設け、非使用時にクランプレバ−３１の押圧
面３１Ａを覆うようにしているから、押圧面３１Ａに異
物が付着して当接部材２２との間にかみ込むことがない
。

この部分３１Ａ、２２Ｂへの異物のかみ込みはクランプ
力を低下させるおそれがある。特に本実施例では、第５
図に示す中心線ＣＬ−ＣＬを中心に左右対称に２台のパ
レット装置１０が平行に並設され、一方のパレット１１
上の工作物を加工中に他方のパレット１１の段取り作業
を行い、再び、加工位置にクランプすることが行なわれ
る　、従って、加工中のパレット１１から飛散する切扮
が、稀にはテレスコピックカバー１６の隙間から侵入し
、他方のクランプ装置１０のアンクランプ状態にあるク
ランプレバ−３１の近傍に飛散するおそれがあり、上記
可動屋根形のカバ一体５４による二重の防護は、パレッ
ト位置決め精度の信頼性を高める上で極めて有効である
。

また、本実施例ではクランプレバ−３１を駆動するのに
、クランプレバ−３１のカム面３１Ｂとローラ３７とロ
ーラアーム３５からなる増力機構によりクランプ用エア
シリンダ４１の力を増力して駆動している。このため、
パレット１１とベース１との狭小な空間に配設できる比
較的小さなエアシリンダ４１を用いて、切削力に耐える
十分なりランプ力を得ることができた。

また、パレット１１の搬送方向とクランプ方向が同じで
あるから、上記増力機構３１．３５を含めてパレット位
置決め及びクランプのために付加される部品は、ストッ
パ部材２７．当接部材２２゜クランプレバ−３１，ロー
ラ３７を有するローラアーム３５．馬蹄形連杆４３及び
クランプ用エアシリンダ４１にすぎず、構造が極めて簡
単である。

なお、前記実施例では直線案内手段に直線案内レール１
２と予圧を与えた直線ウェイ軸受２０゜２１を用いたが
、一般的な滑り案内面を用いることも可能である。

また、パレット１１を搬送するアクチュエータに、ロッ
ドレスエアシリンダ１３の替わりにたとえば油圧シリン
ダ等の力の強いものを用い、該油圧シリンダの付勢力に
よりそのまま当接部材２２をストッパ部材２７に押圧し
クランプするようにすることも可能である。

また、前記実施例ではパレット１１を直接直線案内レー
ル１２，１２°で案内してパレット１１に当接部材２２
を締着するようにしたが、パレ・ｌト１１はパレットキ
ャリア上に着脱可能に載置する構造とし、パレットキャ
リアを直線案内レール１２．１２°で案内すると共に往
復移動させ、そのパレットキャリアに当接部材２２を固
着してパレットキャリアをクランプするようにしてもよ
い。

「発明の効果」 本発明は、上記のように構成されパレットの搬送方向に
クランプするようにしたものであるから、部品点数も少
なく簡単な構造でもって高精度にパレットを加工位置に
位置決めし、かつ、強い力でその位置に保持することが
できるという優れた効果がある。このため、安価なパレ
ット位置決めクランプ装置を提供することができる。

図面は本発明の実施例を示し、第１図はパレット装置を
示す縦断面図、第２図はパレット装置が組込まれた工作
機械を示す側面図、第３図はパレット位置決めクランプ
装置の要部を示す縦断面図、第４図はパレットを外して
示す平面図、第５図は第３図の■−Ｖ線断面図、第６図
、第７図及び第８図は作動を説明する縦断面図である。

１１１．ベース、　　１１　、、、パレット、　　１２
．１２°０１．直線案内レール、　　１３．、、ロッド
レスエアシリンダ、　　２０，２１．２０’、２１’、
、、直線ウェイ軸受、　２２　、、、当接部材、　２７
　、、、ストッパ部材、　２７Ａ、、、着座面、　３１
　、、、クランプレバ−３５，、、ローラアーム、　３
７　、、。

ローラ、　４１　、、、クランプ用エアシリンダ。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ベース上に設けられパレット若しくはそのパレットを着
   脱可能に載置するパレットキャリアを、工作物を脱着す
   る段取り位置と加工を行う加工位置との間で移動可能に
   案内し、パレット若しくはパレットキャリアがそれに加
   わる移動方向以外の方向の荷重に対して不動とされるか
   相当の抵抗を示すように構成された直線案内手段と、 前記パレット若しくはパレットキャリアを前記直線案内
   手段上で往復移動させる往復駆動手段と、前記パレット
   若しくはパレットキャリアに固定されその進行方向に略
   垂直な当接面を有する当接部材と、 前記ベース上に固定されパレット若しくはパレットキャ
   リアの加工位置において前記当接部材の当接面と当接す
   る着座面を有するストッパ部材と、前記ベース上に可動
   に支承され、常には前記当接部材の通過を許容する可動
   位置に位置しパレット若しくはパレットキャリアの加工
   位置において前記当接部材の背面を前記ストッパ部材の
   着座面に対して押圧することにより前記パレット若しく
   はパレットキャリアをクランプするクランプ部材と、 前記クランプ部材を駆動するクランプ駆動手段と、 を備えることを特徴とするパレット位置決めクランプ装
   置。