JPH04289045A - パレット設置テーブル - 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〕 この発明は、マシニングセンタ等の工作機械におけるパ
レット設置テーブルに関するものである。

〔従来の技術〕

パレット交換装置を備えたマシニングセンタ等工作機械
において、テーブルに対するパレットの位置決めは、テ
ーブルに固定した位置決めピンにパレット下面の位置決
め凹部を係合させることにより行われる。このように位
置決めした状態で、テーブルのクランプ装置でパレット
のクランプを行う。

位置決めピンに対するパレットの係脱は、パレット交換
装置の旋回する交換アームでパレットを持ち上げること
により行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このように交換アームでパレットを持ち上げて
位置決めピンに係脱させるため、交換アームの昇降駆動
のストロークが高くなる。交換アームの昇降駆動は、旋
回用の駆動源と共通の駆動源を用い、カム機構で行うよ
うにしたものが一般的であるが、前記のように昇降駆動
のストロークが高くなると、カムプレートに大径のもの
が必要になる。すわなち、カムプレートには重いパレッ
トの荷重が作用するため、カム曲線を急勾配にすること
ができず、そのため昇降ストロークが高くなると、カム
プレートの径も大きくなる。このようにカムプレートの
径が大きくなるため、パレット交換装置の全体が大型化
するという問題点がある。

このような問題点を解消するため、工作機械のテーブル
に、位置決めピンから抜き出すためのパレット持ち上げ
装置を設けることを考えた。しかし、テーブルにはパレ
ットのクランプ装置が必要であり、パレットの持ち上げ
装置とクランプ装置との両方に各々駆動源が用いられる
ため、テーブルの構造が複雑になるという問題点がある
。また、持ち上げ装置とクランプ装置の動作タイミング
を得る同期手段が必要であり、制御系も複雑になる。

この発明の目的は、パレットを昇降させて位置決めピン
に係脱させる機能を有し、かつ構造が簡単なパレット設
置テーブルを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のパレット設置テーブルは、パレットを押し上
げて位置決めピンに係脱させる昇降部材と、上下回動自
在な複数のクランプ爪とを設け、これら昇降部材とクラ
ンプ爪とを、連動機構を介して一台のクランプ駆動源で
動作させるように構成したものである。位置決めピンは
パレットを載置するテーブルに設けられ、パレット下面
の位置決め凹部に係合する。

〔作用〕

パレットをテーブルに設置するに際して、パレットは上
昇位置にある昇降部材上に載せる。クランプ駆動源によ
る昇降部材の下降動作によって、パレットがテーブルに
降ろされ、パレット下面の位置決め凹部が位置決めピン
に係合する。この昇降部材の下降動作に連動してクラン
プ爪が下降回動し、パレット下面のクランプ溝の内面を
下向きに押し付ける。これによりパレットがテーブル上
にクランプされる。

パレットを交換するときは、クランプ駆動源で昇降部材
を上昇させる。これにより、クランプ爪が上昇回動して
アンクランプ状態になり、パレットは昇降部材で持ち上
げられて位置決めピンから抜け出す。

〔実施例〕

この発明の一実施例を第１図ないし第１１図に基づいて
説明する。

第８図に示すように、加工側のパレットＰ１を載せて回
転するテーブル１が、ベッド２の定位置に設置され、ス
ピンドル３を昇降可能に設置したスピンドル台４が、レ
ール５を介してスライド台６に搭載されている。スライ
ド台６は、ベッド２上のレール７に設置され、これらレ
ール５、７に沿ってスピンドル台４が横方向（Ｘ軸方向
）および前後方向（Ｚ軸方向）に駆動される。

テーブル１の前方に並んで、段取り側のパレットＰ２を
載せるパレット受台８が配置され、テーブル１とパレッ
ト受台８との間に、パレット交換装置１０の交換アーム
９が設置されている。交換アーム９は、アーム駆動装置
１５のカムボックス１１内のカム機構により、旋回中心
Ｏ回りの１８０゜の旋回と昇降とを行う。パレットＰ１
、Ｐ２は、第７図に示すように取付具１２を介してワー
クＷを装着するものであり、下面に断面Ｔ字状のクラン
プ溝１３が設けられている。

第７図において、テーブル１は、割り出し装置１４上に
設置されて９０゜毎の割り出し回転をするものであり、
パレットＰ１はテーブル１の載置ピン６０に載せられて
クランプ装置１６のクランプ爪６１によりクランプされ
る。載置ピン６０は周方向の４箇所に配置してある（第
２図）。また、テーブル１には２本の位置決めピン２０
が突設され、第１図に示すようにパレットＰ１の下面の
位置決め凹部１９（第１図）に係合する。

クランプ装置１６は、パレットＰ１を載せる昇降部材６
３をクランプ駆動源であるクランプシリンダ６２で昇降
させると共に、昇降部材６３に連動機構６４で連動させ
てクランプ爪６１を回動させるものである。昇降部材６
３の上面には中央位置決めピン１８が突設され、パレッ
トＰ１の下面の中央位置決め孔１７に嵌合可能である。

クランプ爪６１は、一対ずつ互いに外向きに向き合って
、パレットＰ１のクランプ溝１３における長手方向の２
箇所に配置してある（第３図）。

第１図において、これらクランプ爪６１は、テーブル１
に固定された爪支持部材６５（第２図）に固定支軸６６
回りで上下回動自在に支持され、かつ昇降部材６３と一
体の連動板６７に、連結ピン７０で連結されている。連
動板６７にはクランプ爪６１を遊嵌する遊嵌切欠６７ａ
が設けてあり、連結ピン７０は遊嵌切欠６７ａの両側辺
に設けたブラケット６８の長孔６９に嵌合している。こ
れら連動板６７と連結ピン７０とで前記連動機構６４が
構成される。連動板６７は、第６図に示すようにテーブ
ル１に立設した一対のガイドピン７１にガイド筒７２で
昇降自在に嵌合し、傾き防止される。

第４図に示すように、クランプシリンダ６２は、テーブ
ル１に形成したシリンダ室６２ａにより構成され、ピス
トン６２ｂに中央ガイド６２ｃが嵌合している。ピスト
ン６２ｂに連結板６７と昇降部材６３とが固定される。

第７図においてパレット受台８は、軸受２１でカムボッ
クス１１上に水平回転自在に設置され、パレットＰ２の
中央位置決め孔１７に嵌合する中央位置決めピン２２が
上面に突設されている。なお、パレット受台８には、加
工側と段取り側のパレットＰ１、Ｐ２の判別のために、
パレットＰ１、Ｐ２の下面に突設した各被検出片を検出
する２個のセンサ（図示せず）が、互いに周方向に位置
をずらせて設けてある。

交換アーム９は、２本の単位交換アーム９ａ、９ｂから
なり、各単位交換アーム９ａ、９ｂにパレット把持機構
２７が設けてある。第１０図に示すように、パレット把
持機構２７は、係合部である円弧突条２８と、板状の回
り止め片２９とを有し、円弧突条２８はパレットＰ１、
Ｐ２に突設された被係合部３０の円弧溝３１に噛み合う
。円弧突条２８および円弧溝３１の円弧中心は、テーブ
ル１の回転中心Ｒ（第８図）に一致させてある。

第１０図に示すように、各単位交換アーム９ａ、９ｂは
、回転軸２３の上端に固定された連結部材２４に、各々
ガイドレール２５およびリニアベアリング２５ａ（第９
図）を介して上下動自在に装着され、押上げ部材３３に
載せられて昇降駆動される。この押上げ部材３３に、前
記の回り止め片２９が固定されている。回転軸２３は、
下端で軸受３９により回転のみ自在に支持してある。連
結部材２４の上回には単位交換アーム９ａ、９ｂの抜け
止め用の上端板４０が取付けてある。

回り止め片２９は、各単位交換アーム９ａ、９ｂの両側
面に接して一対ずつ設けられ、押上げ部材３３による単
位交換アーム９ａ、９ｂの押し上げ時にパレットＰ１、
Ｐ２の被係合部３０の側面に係合する。詳しくは、被係
合部３０の先端突条３０ａに係合する。単位交換アーム
９ａ、９ｂは、下降ストローク端の高さがストッパ手段
（図示せず）で規制されており、押上げ部材３３は下降
状態では、図示のように単位交換アーム９ａ、９ｂの下
面から離れる。また、パレット受台８側の単位交換アー
ム９ｂは、カムボックス１１に立設した支えロッド３４
により中間高さに支持される。

押上げ部材３３は交換アーム持上げ筒３２の上端に取付
けられている、交換アーム持上げ筒３２は、回転軸２３
に昇降自在に外嵌し、かつカムボックス１１の支持部材
３５にスリーブ３６を介して回転および昇降自在に支持
される。交換アーム持上げ筒３２は、下端に固定された
ギヤ４１から回転伝達されると共に、レバー嵌合溝４２
に係合する第７図の回動レバー３８により昇降駆動され
る。ギヤ４１は、中間軸４４に設けられた駆動ギヤ４５
に上下動自在に噛み合っている。中間軸４４は、上下の
軸受４６で回転自在に支持され、カム機構２６により回
転駆動される。

カム機構２６は、横軸４８の回転を中間軸４４と回動レ
バー３８との両方に所定のタイミングで伝達するもので
あり、横軸４８は巻掛け伝達機構４７を介してモータ３
７から回転伝達される。回動レバー３８は、支軸４９に
上下回動自在に支持されており、レバー嵌合溝４２に係
合するローラ４３と、押上げ用のカムフォロア５０とを
有し、かつ分岐レバー部３８ａに引下げ用のカムフォロ
ア５１が設けられている。

第１１図に示すように、回動レバー３８は２枚が回転軸
２３の両側に設けられ、横軸４８の２枚の主カムプレー
ト５２に押し上げ用のカムフォロア５０（第７図）が転
接する。引下げ用のカムフォロア５１は、動作の確実を
図るものであり、片方の回動レバー３８にのみ設けられ
て、横軸４８の補助カムプレート５３に転接する。横軸
４８の中央には溝カム５４が設けられ、中間軸４４の周
囲に放射状に設けた複数の昇降伝達用のカムフォロア５
５が、溝カム５４の周面に形成された多数条のカム溝５
４ａに各々噛み合う。

上記構成の動作を説明する。第７図に示すように加工時
において、加工側のパレットＰ１は、下面の位置決め凹
部１９が位置決めピン２０に嵌合した状態でテーブル１
に載置され、クランプ装置１６のクランプ爪６１により
クランプされる。クランプ爪６１は、連結ピン７０（第
１図）で連結された連動板６７の昇降に伴い、固定支軸
６６回りで上下回動可能であり、連動板６７を昇降部材
６３と共にクランプシリンダ６２で下降させることによ
り、下降回動してクランプ溝１３の内面を下方へ押し付
ける。

段取り側のパレットＰ２は、下面の中央位置決め孔１７
がパレット受台８の中央位置決めピン２２に嵌合した状
態で、パレット受台８に載置される。

交換アーム９は、各単位交換アーム９ａ、９ｂが各々テ
ーブル１とパレット受台８とに対向する角度で待機する
。交換アーム持上げ筒３２は下降しており、テーブル１
側の単位交換アーム９ａは下降ストローク端にある。パ
レット受台８側の単位交換アーム９をは、支えロッド３
４に載せられて中間高さに支持されている。

このとき、各単位交換アーム９ａ、９ｂの円弧突条２８
と、両パレットＰ１、Ｐ２の円弧溝３１とは噛み合った
ままであるが、これら円弧突条２８および円弧溝３１は
、円弧中心がテーブル１の回転中心Ｒ（第８図）にある
ため、パレットＰ１、Ｐ２の回転によって干渉しない。

そのため、噛み合い状態のままで、回転テーブル１の割
り出し回転やパレット受台８の回転が自由に行われる。

テーブル１は定位置に設置されているが、スピンドル３
が前後（Ｚ軸方向）および左右（Ｘ軸方向）に移動する
ため、パレットＰ１のワークＷの任意箇所が加工できる
。段取り側のパレットＰ２は、パレット受台８と共に作
業者が手で自由に回転させ、ワークＷの取替えを行う。

加工が終了すると、各パレットＰ１、Ｐ２は、被係合部
３０が単位交換アーム９ａ、９ｂに噛み合う回転角度に
戻す。

パレット交換に際して、テーブル１のパレットＰ１は、
クランプシリンダ６２で昇降部材６３を上昇させること
により、クランプ爪６１を上昇回動させ、アンクランプ
する。このままクランプシリンダ６２の上昇続け、昇降
部材６３によりパレットＰ１を高さａ（第７図）だけ持
ち上げて、位置決めピン２０をパレットＰ１の下面の位
置決め凹部１９から抜く。

この持ち上げと同期して、パレット交換装置１０のカム
機構２６により、交換アーム持上げ筒３２を介して単位
交換アーム９ａを上昇させる。単位交換アーム９ａは、
クランプ装置１６によるパレットＰ１の持ち上げ完了後
も高さｂだけ上昇を続け、パレットＰ１をテーブル１か
ら若干浮かせる。

段取り側のパレットＰ２は、パレット受台８に載せられ
た高さが、クランプ装置１６で持ち上げたときの加工側
パレットＰ１の高さと同じであり、単位交換アーム９ｂ
も、これに対応する高さに支えロッド３４で支持されて
いる。そのため、クランプ装置１６による加工側パレッ
トＰ１の持ち上げが完了した後に、高さをだけカム機構
２６により上昇させられる。

パレットＰ１、Ｐ２を両単位交換アーム９ａ、９ｂで浮
き上がらせたとき、単位交換アーム９ａ、９ｂを押し上
げる押上げ部材３３に設けられた回り止め片２９が押上
げ部材３３と共に上昇し、パレットＰ１、Ｐ２の被係合
部３０の先端突条３０ａを両側から挟み込む。このよう
に回り止め片２９により振れ止めした状態で、交換アー
ム９がカム機構２６の駆動により回転軸２３と共に１８
０゜旋回し、加工側と段取り側のパレットＰ１、Ｐ２の
位置を入れ替える。

入れ替え後、テーブル１側のパレットＰ１は昇降部材６
３に載せられる。ついで、クランプシリンダ６２により
昇降部材６３を下降させることにより、パレットＰ１が
テーブル１の載置ピン６０上に降ろされ、位置決めピン
２０が位置決め凹部１９に嵌合し、クランプ爪６１がク
ランプを行う。

これによりパレット交換が終了する。

この構成のパレット設置テーブルによると、このように
パレットＰ１をクランプシリンダ６２で押し上げて位置
決めピン２０から抜き出すように構成したため、パレッ
ト交換装置１０による持ち上げ高さが低くて済み、その
ためカム機構２６が小型化されてパレット交換装置１０
の全体が小型化される。すなわち、カム機構２６にパレ
ットＰ１、Ｐ２の荷重が作用するのは、浮き上がり高さ
ｂの間だけとなる。そのため、カム機構２６の押し上げ
用の主カムプレート５２は、抜き出し高さａの区間を急
勾配に形成でき、主カムプレート５２を小径に形成する
ことができる。浮き上がり高さｂは、交換アームＰ１、
Ｐ２の旋回時にパレットＰ１、Ｐ２の下面が擦れ合わな
い程度の高さで良く、例えば５ｍｍ程度に設計される。

抜き出し高さａは、例えば２５ｍｍに設計される。

また、昇降部材６３とクランプ爪６１とを連動機構６４
で連動させ、共通のクランプシリンダ６２で駆動するよ
うに構成したため、駆動源の個数が削減できて構造が簡
単になる。また、昇降部材６３とクランプ爪６１との動
作タイミングを得る同期手段を別に設けることが不要で
、このことからも構成が簡単になる。

さらに、回動するクランプ爪６１でクランプする構造で
あるため、パレットＰ１のクランプ溝１３を第８図のよ
うに直線状のものとすることができる。これにつき説明
する。すなわち、クランプ爪６１の代わりに、クランプ
溝１３の全体に嵌合するＴ形のクランプ部材（図示せず
）を用い、単に昇降動作によってクランプするように構
成した場合、クランプ溝１３が直線状のものであると、
パレットＰ１が交換アーム９に把持されてテーブル１上
に旋回して来たときに、クランプ溝１３の入口でクラン
プ部材と干渉が生し、嵌合が行えない。

そのため、クランプ溝１３を円弧状に形成する必要があ
る。しかし、このように回動するクランプ爪６１を用い
ると、クランプ爪６１がクランプ溝１３に入った後にク
ランプ爪６１を外側へ下降回動させ、クランプすること
ができるので、クランプ溝１３が直線状のものであって
も、入口における干渉の問題がない。

このように、クランプ溝１３が直線状のパレットＰ１を
使用でき、したがってこのパレット設置テーブルに専用
のパレットに限らず、汎用のパレットを使用することが
できる。

〔発明の効果〕

この発明のパレット設置テーブルは、パレットを押し上
げて位置決めピンに係脱させる昇降部材を設けたため、
パレット交換装置によるパレットの持ち上げ高さが低く
て済み、パレット交換装置の小型化が図れる。また、昇
降部材とクランプ爪とを連動させて共通のクランプ駆動
源で動作させるようにしたため、駆動源が１個で済み、
構造が簡単という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の破断正面図、第２図はそ
のテーブルの一部省略平面図、第３図は同じくそのテー
ブルの平面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線断面図、
第５図は同じくその昇降部材および連動板の平面図、第
６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線断面図、第７図は同実施例
のパレット設置テーブルとパレット交換装置との関係を
示す破断正面図、第８図はその概略平面図、第９図は同
じくその交換アームの拡大破断平面図、第１０図は第７
図の一部を拡大して破断した拡大破断正面図、第１１図
は同じくそのカム機構の破断平面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パレットを載置するテーブルと、このテーブルの上面に
   突設されてパレット下面の位置決め凹部に係合する位置
   決めピンと、前記テーブルに設けられてクランプ駆動源
   により昇降駆動され前記パレットを押し上げて前記位置
   決めピンに係脱させる昇降部材と、前記テーブルに上下
   回動自在に設けられてパレット下面のクランプ溝の内面
   を下向きに押し付ける複数のクランプ爪と、前記昇降部
   材に連動して前記クランプ爪を回動させる連動機構とを
   備えたパレット設置テーブル。