JPH0319018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は工作機械特にNC工作機械の連続無人
稼働に好適な工作機械のパレツト交換装置に関す
る。

〔従来の技術〕

工作機械に近接して配設されるオートパレツト
チエンジヤ（以下APCという）のプールライン
において、その理想的な構造は三次元の空間を利
用した立体形構造で省スペース化され、立体的に
閉ループ形状にしてパレツト数の増加が図られる
こと、さらにはパレツトに取付けられたワークの
洗浄が良好であることが近年益々要望されてい
る。従来のAPCは上記の理想的な構造にマツチ
していないのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

而して三次元の空間を利用した立体形APCに
おいて、該プールラインのパレツトを交換位置と
工作機械テーブル上のパレツト交換位置との間で
パレツトを交換するパレツト交換装置が従来技術
の踏襲にすぎず、大形であり、また、パレツトの
交換時間をとらえてみても遅いという難点があ
り、生産効率があがらない問題点があつた。

本発明の目的は上記事情に鑑み問題を解決する
ための提案されたものであつて、立体形APCに
おける省スペースでコンパクト化され且つパレツ
ト数の増加も図られさらにはパレツトの迅速交換
可能な工作機械のパレツト交換装置を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段と作用〕

本発明は工作機械に配設されたテーブル上のパ
レツト交換位置とパレツト搬送位置のパレツト受
渡し口との間で、ワークを取付けたパレツトを交
換する工作機械のパレツト交換位置において、こ
のパレツト交換装置の基台と、この基台上を上下
方向に移動可能に案内される第１の移動体と、こ
の第１の移動体を上下動させる第１の駆動体と、
前記第１の移動体上を直線状水平案内される第２
の移動体と、この第２の移動体を駆動する第２の
駆動体と、前記第２の移動体に設けられ平行姿勢
を維持して往復揺動運動可能なリンク機構と、こ
のリンク機構の一端に固定されリンク機構の動作
に伴い、同一姿勢を維持して水平方向に移動可能
なブラケツトと、このブラケツト上に設けられ、
前記パレツト搬送装置のパレツト受渡し口と前記
テーブル上のパレツト交換位置のパレツトを把持
し旋回可能なツインアームと、前記ブラケツトに
設けられ前記ツインアームを旋回させる旋回駆動
体とからなり、旋回可能なツインアームが前記パ
レツト搬送装置のパレツト受渡し口位置とテーブ
ル上のパレツト交換位置との間を２段階の移動動
作で位置決めされ、パレツトの交換を行うもので
ある。

而して本発明であるパレツト交換装置は従来に
比べて非常にコンパクト化され、しかもパレツト
の搬送が数段と早くなる。その結果パレツトの交
換時間が大幅に短縮化される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施態様を図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明のパレツト交換装置が適用され
るNC工作機械の全体平面図である。

第１図において、横型マニシングセンタのベツ
ド１上にコラム２が載置され、案内ガイド３に案
内されてＺ軸方向に移動される。コラム２の前面
には主軸ヘツド４が取付けられ、紙面に対して直
交する方向であるＹ軸方向に移動される。主軸ヘ
ツド４に主軸が回転自在に軸承され、主軸に工具
を挿着しワークＷに所定の加工を施す。

ベツド１の前面に延在したベツド１′上にテー
ブル５が載置され、Ｘ軸方向に移動される。

該テーブル５上にはワークＷを載せるパレツト
６が本発明であるパレツト交換装置７のツインア
ーム８でパレツト搬送装置９の受渡し口９ａから
矢印の如く搬送されて載置される。

本発明であるパレツト交換装置７はベツド１′
の前面に設けられたパレツトプール１０に設置さ
れる。

該パレツト搬送装置９には複数のパレツト６が
一定間隔毎に閉ループに取付けられる。パレツト
搬送装置９の左端部には洗浄装置１１が設けら
れ、該洗浄装置１１でワークが取付けられたパレ
ツトが必要に応じて洗浄される。

第２図は第１図におけるパレツト交換装置の拡
大正面断面図、第３図は第２図の−線断面図
および第４図は第３図の−線断面図である。

(1) まず、本発明であるパレツト交換装置のパレ
ツト受渡し口に搬送されるパレツト搬送装置９
の具体的構造について説明する。

第２図および第３図において、固定台１２の
支柱１２ａに複数のパレツト６を搬送させる駆
動源であるギヤーボツクス１３が取付けられ
る。該ギヤーボツクス１３にはインデツクスモ
ータ１４が取付けられる。ギヤーボツクス１３
内にはインデツクスモータ１４の出力軸にピニ
オン１５が嵌合され、該ピニオン１５にはギヤ
１６が噛合され、さらに、該ギヤ１６の軸には
スプロケツトホイール１７が嵌合される。パレ
ツト搬送装置９の他端部には別のスプロケツト
ホイール（図略）が取付けられ、１対のスプロ
ケツトホイール間にチエーン１８が巻回され
る。而してインデツクスモータ１４からの回転
が出力軸を介してピニオン１５に伝達され、さ
らに該ピニオン１５に噛合されたギヤ１６を介
しててスプロケツトホイール１７に伝達され
る。スプロケツトホイール１７にはチエーン１
８が巻回して取付けられているので、インデツ
クスモータ１４の回転は終局的にチエーン１８
へ伝達されてパレツト６が割出される。ギヤー
ボツクス１３の上下部に上部ガイド１９ａおよ
びコ字状をした下部ガイド１９ｂが取付けら
れ、夫々の上部ガイド１９ａ、下部ガイド１９
ｂにカムフロア２０が案内される。カムフロア
２０はチエーン１８の両側端部に取付けられて
いるから、巻回したチエーン１８の移動を案内
している。巻回したチエーン１８の一定間隔毎
ポツト２１が取付けられる。各ポツト２１には
パレツト６の下部に取付けられたテーパ状ホル
ダ６ａが着脱自在に挿着される。

パレツト６のテーパ状ホルダ６ａのＶ状把持
部６ｂにツインアーム８の把持部８ａが把持さ
れてツインアーム８を上方へ移動せしめること
によりパレツト６がポツト２１から抜ける。
（第３図） なお、パレツト６をポツト２１から抜く際に
は、ロツクピン２２がロツク、アンロツク用シ
リンダ２３の作用でアンロツクされる。

而して本発明に使用されるパレツト搬送装置
９は従来の平面的な設置ではなく、立体的な閉
ループ形状の構造を取るようにしたのである。

(2) 本発明のパレツト交換装置であるこのパレツ
ト交換装置の基台と、この基台上を上下方向に
移動可能に案内される第１の移動体と、この第
１の移動体を上下動させる第１の駆動体と、前
記第１の移動体上を直線状水平案内される第２
の移動体と、この第２の移動体を駆動する第２
の駆動体と、前記第２の移動体に設けられ平行
姿勢を維持して往復揺動運動可能なリンク機構
について説明する。

特に第２図〜第４図において、固定台１２に
立設された支柱１２ａ内で固定台１２上に第１
の駆動体である上下動用シリンダ２４が取付け
られる。

該上下動用シリンダ２４の上部にはロツド２
５が取付けられ、さらに該ロツド２５の先端部
で第１の移動体を構成する第１移動台２６の支
持部２６ａが嵌合される。第１移動台２６の後
端部にはガイド２６ｂ（第２図、第３図）が一
体的に取付けられ案内摺動面２７に沿つて上下
に摺動される。

第１移動台２６の両側部に一体的に取付けら
れた支持部材２６ｃの上部にガイド２６ｄが取
付けられる。ガイド２６ｄが案内される案内摺
動面２８が第２の移動体を構成する第２移動台
２９の下部に一体的に取付けられる。

次に、第１の移動体上を直線状水平案内され
る第２の移動体、この第２の移動体を駆動する
第２の駆動体、および前記第２の移動体に設け
られ平行姿勢を維持して往復揺動運動可能なリ
ンク機構について説明する。

而して第２移動台２９は案内摺動面２８を介
して第１移動台２６に載置される。

第２移動台２９の両側端部で下方へ延在した
支持部２９ａ（第４図）が取付けられ、該支持
部２９ａの一端部上方側に第２の駆動体である
揺動用シリンダ３０が取付けられる。揺動用シ
リンダ３０の下部にロツド３１が上下に摺動さ
れるよう取付けられる。

第２移動台２９の両側端部に支持された支持
部２９ａが揺動軸３２にベアリング３３を介し
て揺動自在に軸支される。

揺動軸３２の両端部には第１リンク３４が嵌
合され、第１リンク３４の下部にはピン３５を
介して、前記ロツド３１の他端部が嵌着され
る。一方第１リンク３４は上方へ延在し先端部
がブラケツト３６の下部に支持された軸３７に
取付けられる。

第２移動台２９下部中間に軸３８が嵌入さ
れ、該軸３８の一端部は第２移動台２９の側端
部に取付けられ、他端部は第２リンク３９が取
付けられる。第２リンク３９の他端部は第３図
に示す如く、ブラケツト３６の第１リンク３４
が取付けられている反対側に軸４０を介して取
付けられる。ブラケツト３６の上面にツインア
ーム８が取付けられる。

而して上下動用シリンダ２４を作動せしめる
とロツド２５が上下に移動し第１移動台２６が
上下動する。ロツド２５は第１移動台２６の支
持部２６ａに取付けられ、第１移動台２６に第
２移動台２９、第１リンク３４を介してブラケ
ツト３６が取付けられ、該ブラケツト３６にツ
インアーム８が取付けられているので、ロツド
２５の上下移動でツインアーム８が上下に移動
し、ツインアーム８がパレツトを把持した時パ
レツト６が移動してポツト２１から係脱され
る。

第２移動台２９の他端部２９ｂに軸支された
揺動用シリンダ３０を作動せしめると、ロツド
３１が上下に移動する。ロツド３１は第２移動
台２９の一端部に取付けられ、第２移動台２９
の支持部２９ａが揺動軸３２に嵌合され、該揺
動軸３２に第１リンク３４が嵌合され、第１リ
ンク３４はブラケツト３６に支持された軸３７
に取付けられ、また第２リンク３９が第１リン
ク３４とブラケツト３６に取付けられているこ
とから、ロツド３１が上下に移動すると第１リ
ンク３４と第２リンク３９が揺動軸３２を支点
として左右に揺動する。（第３図） ロツド３１を上方へ戻せば、第１リンク３
４、第２リンク３９が夫々34′、39′の位置に揺
動する。而してツインアーム８が左方の8′の位
置まで移動する。

(3) 次に、前記リンク機構の一端に固定されリン
ク機構の動作に伴い、同一姿勢を維持して水平
方向に移動可能なブラケツトについて説明す
る。

第２図〜第４図において水平移動用シリンダ
４１の一端部が第１移動台２６内に取付けら
れ、水平移動用シリンダ４１の作動で第２移動
台２９の案内摺動面２８が第１移動台２６の上
部に取付けられた案内ガイド２６ｄに沿つて案
内されて左方へ移動する。（第２、第３図） 第２移動台２９は揺動軸３２、第１リンク３
４を介してブラケツト３６に支持された支持軸
３７に一体化されているから第２移動台２９の
移動によりブラケツト３６が位置36′（揺動で移
動した位置）から位置36″に水平に移動する。

而してパレツト６を把持したツインアーム８
が位置8′から位置8″まで移動し、テーブル５上
の加工済パレツト６を把持させる。

(4) ツインアーム８を旋回させる旋回駆動体のパ
レツト把持・旋回機構について説明する。

第５図は第３図におけるブラケツト３６部分
の拡大断面図および第６図は第５図の−線
断面図である。

第５図および第６図において、ブラケツト３
６内にラツク４２とピニオン軸４３のギヤ４３
ａとが噛合されて収納され、ピニオン軸４３は
ベアリング４４ａ，４４ｂを介してブラケツト
３６に回転自在に軸支される。

ブラケツト３６の上部に取付けられた固定軸
４５に複数のベアリング４６を介して旋回軸４
７が嵌合され、旋回軸４７の下部に刻設された
ギヤ４７ａがピニオン軸４３の上部に刻設され
たギヤ４３ｂに噛合される。ブラケツト３６と
旋回軸４７との間にツインアーム８が挿嵌さ
れ、ツインアーム８は旋回軸４７に取付けられ
る。

旋回軸４７の上部にはキヤツプ４８が取付け
られ旋回軸４７をカバーしている。

ラツク４２はブラケツト３６内に取付けられ
た旋回用シリンダ４９内に納められラツク４２
の両端にはピストン５０が取付けられる。

而して旋回用シリンダ４９に設けられた油室
５１あるいは油室５２に圧油を供給することに
よつて、ラツク４２を往復移動せしめると（第
６図）、該ラツク４２がピニオン軸４３のギヤ
４３ａに噛合しているので、ピニオン軸４３が
回転する。ピニオン軸４３のギヤ４３ｂが旋回
軸４７のギヤ４７ａと噛合しているので、ピニ
オン４３の回転が旋回軸４７に伝達される。旋
回軸４７にツインアーム８が取付けられている
から、旋回軸４７の回転がツインアーム８に伝
達され、ツインアーム８が180度旋回される。

(5) 本発明であるパレツト交換装置の動作を説明
する。

パレツト６は機械側のテーブル５上のパレツ
ト交換位置とパレツト搬送装置９の受渡し口９
ａ（第１図）との間で交換される。

(a) まずパレツト搬送装置９の立体的な閉ルー
プで形成された巻回チエーン１８に一定間隔
毎取付けられたポツト２１内へパレツト６の
テーパ状ホルダ６ａを挿着する。パレツト６
上に加工すべきワークＷを取付け、インデツ
クスモータ１４を作動せしめて巻回したチエ
ーン８を回動し、加工すべきワークＷを受け
渡し口９ａに割出す。

(b) 水平移動用シリンダ４１を作動せしめて第
２移動台２９を右方へ移動させることによ
り、ツインアーム８が右方へ移動する。（第
３図実線位置）ツインアーム８の先端部にあ
るパレツト把持部８ａの方がパレツト６のＶ
字状把持部６ｂに把持される。

(c) パレツト６がツインアーム８に把持される
と、ロツク・アンロツク用シリンダ２３を作
動せしめてロツクピン２２を右方へ移動させ
て（第３図）、パレツト６とポツト２１とが
フリーになる。

(d) 上下動用シリンダ２４を作動せしめてロツ
ド２５を延ばし第１移動台２６を上方へ押し
上げることにより、ツインアーム８を上方へ
押し出してパレツト６がポツト２１から抜か
れる。

(e) 揺動用シリンダ３０を作動せしめて、第１
リンク３４および第２リンク３９を左方へ揺
動させ、夫々の第１リンク３４、第２リンク
３９を位置34′、39′に移動させて（第３図）、
ツインアーム８が位置8′に移動される。

(f) 上下動用シリンダ２４を作動せしめてロツ
ド２５を縮め、第１移動台２６を下方へ押し
下げて、ツインアーム８が元の水平位置に戻
る。

(g) 水平移動用シリンダ４１を作動せしめて第
２移動台２９を左方へ移動せることにより、
ツインアーム８が左方へ移動される。（第３
図）ツインアーム８の他端先端にある把持部
８ａがテーブル５上にある加工済ワークが載
置されているパレツト６を把持する。

（この時点で、ツインアーム８の把持部８
ａ両方には夫々次加工用のパレツトと加工済
のパレツトが把持される。） (h) 上下動用シリンダ２４を作動せしめて、ロ
ツド２５を延ばし、第１移動台２６を上方へ
押し上げることにより、ツインアーム８が上
方へ押し上げられる。

(i) 旋回用シリンダ４９を作動せしめて、ラツ
ク４２を回転せしめることにより、ツインア
ーム８が180度旋回される。（この状態で次加
工用パレツトと加工済パレツトとが互いに交
換される。） (j) 上下動用シリンダ２４を作動せしめて、ロ
ツド２５を縮め第１移動台２６を下方へ押し
下げることにより、ツインアーム８が下方へ
押し下げられる。（その結果次加工用パレツ
トがテーブル５上に載置される。） (k) 水平移動用シリンダ４１を作動せしめて、
第２移動台２９を右方へ移動させて（第３
図）、ツインアーム８が位置8′まで移動され
る。（次加工用パレツトがツインアーム８か
ら外れて、テーブル５上にそのまま載置され
る。） (l) 上下動用シリンダ２４を作動せしめて、ロ
ツド２５を延ばし、第１移動台２６を上方へ
押し上げることにより、ツインアーム８が上
方へ押し上げられる。

(m) 揺動用シリンダ３０を作動せしめて、第
１リンク３４および第２リンク３９を右方へ
揺動させ、夫々を位置34′、39′から位置34、
39へ移動させて（第３図）、ツインアーム８
が右方へ移動される。

(n) 上下動用シリンダ２４を作動せしめて、
ロツド２５を縮め、第１移動台２６を下方へ
押しさげることにより、ツインアーム８が下
方へ押し下げられる。（その結果加工済パレ
ツトが搬送装置９の受渡し口９ａに待機され
ている空のポツト２１に挿着される。） (o) ロツク・アンロツク用シリンダ２３を作
動せしめて、ロツクピン２０を左方へ移動さ
せて加工済パレツトがポツト２１にロツクさ
れる。

(p) 水平移動用シリンダ４１を作動せしめて、
第２移動台２９を左方へ移動させて、ツイン
アーム８が中間位置に移動される。

(q) インデツクスモータ１４を作動せしめて、
搬送装置上にある次の加工すべきワークを割
出し、受渡し口９ａに位置せしめる。

テーブル５上に載置されたパレツト６上に取付
けられたワークに所定の加工を施した後、上記の
(a)〜（ｑ）の操作を繰返すことによつてパレツト
の交換が自動的に行われる。

〔効果〕

本発明は機械テーブル上のパレツト交換位置と
パレツト搬送装置の受渡し口との間でパレツトを
交換し、そのパレツト交換はこのパレツト交換装
置の基台と、この基台上を上下方向に移動可能に
案内される第１の移動体と、この第１の移動体を
上下動させる第１の駆動体と、前記第１の移動体
上を直線状水平案内される第２の移動体と、この
第２の移動体を駆動する第２の駆動体と、前記第
２の移動体に設けられ平行姿勢を維持して往復揺
動運動可能なリンク機構と、このリンク機構の一
端に固定されリンク機構の動作に伴い、同一姿勢
を維持して水平方向に移動可能なブラケツトと、
このブラケツト上に設けられ、前記パレツト搬送
装置のパレツト受渡し口と前記テーブル上のパレ
ツト交換位置のパレツトを把持し旋回可能なツイ
ンアームと、前記ブラケツトに設けられ前記ツイ
ンアームを旋回させる旋回駆動体とからなり、旋
回可能なツインアームが前記パレツト搬送装置の
パレツト受渡し口位置とテーブル上のパレツト交
換位置との間を２段階の移動動作で位置決めさ
れ、パレツトの交換を行うように構成したことに
より、パレツト交換装置そのものがコンパクトに
製作できる。しかも特に、パレツト搬送リンク機
構を設けて迅速に搬送させる。ツインアームとテ
ーパホルダ型パレツトを採用したことからパレツ
ト搬送が容易となり、その結果パレツト交換時間
が大巾に短縮化される。特にコンパクトされた要
因はリンク機構でスイング方式にした点にある。

また、パレツト搬送装置を立体的な閉ループ形
状にしたことから、従来に比べてパレツト数の増
加が図られ、さらにワークの洗浄が良好に出来
る。

本発明のパレツト交換装置は特にNC工作機械
の連続無人稼動に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパレツト交換装置が適用され
るNC工作機械の全体平面図である。第２図は第
１図におけるパレツト交換装置の拡大正面断面
図、第３図は第２図の−線断面図および第４
図は第３図の−線断面図である。第５図は第
３図におけるブラケツト部分の拡大断面図および
第６図は第５図の−線断面図である。 ５…テーブル、６…パレツト、７…パレツト交
換装置、８…ツインアーム、９…パレツト搬送装
置、１０…パレツトプール、１１…洗浄装置、１
４…インデツクスモータ、１８…チエーン、２１
…ポツト、２２…ロツクピン、２３…ロツク・ア
ンロツク用シリンダ、２４…上下動用シリンダ、
２５…ロツド、２６…第１移動台、２９…第２移
動台、３０…揺動用シリンダ、３４…第１リン
ク、３６…ブラケツト、３９…第２リンク、４１
…水平移動用シリンダ、４２…ラツク、４３…ピ
ニオン、４７…旋回軸、４９…旋回用シリンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工作機械に配設されたテーブル上のパレツト
   交換位置とパレツト搬送位置のパレツト受け渡し
   口との間で、ワークを取り付けたパレツトを交換
   する工作機械のパレツト交換装置において、 このパレツト交換装置の基台と、 この基台上を上下方向に移動可能に案内される
   第１の移動体と、 この第１の移動体を上下動させる第１の駆動体
   と、 前記第１の移動体上を直線状水平案内される第
   ２の移動体と、 この第２の移動体を駆動する第２の駆動体と、 前記第２の移動体に設けられ平行姿勢を維持し
   て往復揺動運動可能なリンク機構と、 このリンク機構の一端に固定されリンク機構の
   動作に伴い、同一姿勢を維持して水平方向に移動
   可能なブラケツトと、 このブラケツト上に設けられ、前記パレツト搬
   送装置のパレツト受渡し口と前記テーブル上のパ
   レツト交換位置のパレツトを把持し旋回可能なツ
   インアームと、 前記ブラケツトに設けられ前記ツインアームを
   旋回させる旋回駆動体とからなり、 旋回可能なツインアームが前記パレツト搬送装
   置のパレツト受渡し口位置とテーブル上のパレツ
   ト交換位置との間を２段階の移動動作で位置決め
   され、パレツトの交換を行うことを特徴とする工
   作機械のパレツト交換装置。