JPH08155776A - 工作機械のパレット交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクチュエータの数を必要最小限にしパレッ
トテーブルの構造を簡単にできる工作機械のパレット交
換装置を提供する。 【構成】 パレット交換時、パレットＰａのパレットテ
ーブル１５への位置決め、クランプをパレットクランプ
装置３１により解除し、パレット昇降装置４７によりパ
レットテーブル１５から離脱させた後、パレットＰａと
パレットテーブル１５との間にフォークＦａを進入さ
せ、パレットＰａをフォークＦａに位置決め、載置す
る。その後、パレットＰａが載置されたフォークＦａ
を、フレーム１に設けられた複数のローラ１９が案内面
１５ａ上を滑動してパレットストッカ５へ移動するよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パレットストッカと工
作機械上のパレットテーブルとの間でパレットを交換す
る工作機械のパレット交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工作機械でワークの加工を終了
すると、加工済のワークが取り付けられているパレット
をパレット交換装置により工作機械のパレットテーブル
上から取り外して、工作機械外部に設けたパレットスト
ッカ上へ搬出し、その後、工作機械外部に設けた他のパ
レットストッカ上に載置され、段取りの済んだ他のワー
クが取り付けられたパレットをパレット交換装置により
工作機械のパレットテーブル上へ新たに搬入するパレッ
ト交換を行う。

【０００３】パレット交換装置の一例として、本出願人
による特願平５−２４７１０９の明細書に示すような工
作機械のパレット交換装置がある。この装置は、工作機
械のパレットテーブル上から工作機械外部に設けたパレ
ットストッカ上へパレットを搬出するときは、まず、パ
レットの位置決め、固定をするパレットクランプ手段を
解除し、パレット昇降手段によりパレットを上昇させて
パレットテーブル上から離脱して、パレットテーブル上
に設けられたパレット支持手段であるレールをレール昇
降手段により上昇させ、レールとパレットストッカとの
高さ位置を合わせる。その後、パレット昇降手段により
パレットを下降させてレール上に支持させ、パレットを
レールおよびパレットストッカに設けられた複数のロー
ラ上を滑動させるようにしてパレットストッカ上へ移動
する。また、工作機械外部に設けた他のパレットストッ
カ上からパレットテーブル上へパレットを搬入するとき
は、新しいパレットをパレットストッカおよびレールに
設けられたローラ上を滑動させるようにしてパレットテ
ーブル上へ移動する。その後、レール上に支持される
と、パレット昇降手段により一旦パレットをレール上か
ら上昇させてレール上から離脱して、レールをレール昇
降手段により下降、退避させ、続いて、パレット昇降手
段によりパレットを下降させて、パレットクランプ手段
を作動しパレットテーブル上に位置決め、固定するよう
にしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
装置では、パレットストッカと工作機械のパレットテー
ブルとの間でパレット交換を行う際、パレットテーブル
に設けられたパレット支持手段であるレールを上昇さ
せ、レールとパレットストッカとの高さ位置を合わせて
パレットを移動させるので、パレットをパレットテーブ
ル上から離脱させるパレット昇降手段とレールを昇降さ
せるレール昇降手段とをパレットテーブルに設けなけれ
ばならず、パレットテーブルの構造が複雑になってしま
う。また、加工により発生する切屑が散乱して、パレッ
トストッカとレールに設けられた複数のローラ上および
各ローラ間に切屑が溜まる恐れがあり、パレットがロー
ラ上を移動するとき、パレットとローラとの間に切屑が
噛み込み、ローラの回転を妨げスムーズなパレットの移
動ができないといった問題があった。そこで本発明は、
ピストンやシリンダ等のアクチュエータの数を必要最小
限にしてパレットテーブルの構造を簡単にするととも
に、パレットストッカと工作機械のパレットテーブルと
の間のパレットの移動を切屑の影響を受けることなくス
ムーズに行える工作機械のパレット交換装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的に鑑み、本発明
は以下に述べるとおりの各構成要件を具備してなる。 （１） パレットストッカと工作機械上のパレットテー
ブルとの間でパレットを交換する工作機械のパレット交
換装置において、前記パレットテーブルの所定位置にパ
レットを位置決めする位置決め手段と、前記位置決め手
段で位置決めされたパレットを前記パレットテーブルに
着脱可能に固定するパレットクランプ手段と、パレット
を昇降して前記位置決め手段に係合離脱させるパレット
昇降手段と、パレットを載置するフレームと、前記フレ
ームに載置されるパレットを位置決めする位置決めピン
と、前記フレームに回転自在に取り付けられた複数のロ
ーラとからなり、パレットの交換時にパレットを載置
し、前記パレットストッカと前記パレットテーブルとの
間をパレットとともに移動するフォーク部材と、前記パ
レットストッカと前記パレットテーブルとに渡って設け
られ、前記フォーク部材の前記パレットストッカと前記
パレットテーブルとの間の移動を案内する案内手段と、
前記パレットおよび前記フォーク部材を前記案内手段に
沿って移動させるフォーク部材駆動手段と、前記フォー
ク部材が前記パレットストッカから脱落しないように、
前記フォーク部材を前記パレットストッカに係止するフ
ォーク部材係止手段と、を具備した工作機械のパレット
交換装置。 （２） 前記フォーク部材は、前記フォーク部材の前記
パレットストッカと前記パレットテーブルとの間の移動
にともなって前記案内手段の案内面上を清掃する清掃手
段を備えた上記第（１）項に記載の工作機械のパレット
交換装置。

【０００６】

【作用】上述の構成により、パレット交換時、パレット
クランプ手段をアンクランプして工作機械のパレットテ
ーブルへのパレットの位置決め、固定を解除し、パレッ
ト昇降手段によりパレットをパレットテーブルから上昇
させた後、パレットとパレットテーブルとの間にフォー
ク部材を進入させ、パレット昇降手段によりパレットを
フォーク部材に下降させて、位置決めピンによりフレー
ムに位置決め載置する。その後、フォーク部材駆動手段
により、パレットが位置決め、載置されたフォーク部材
を、フォーク部材に設けられた複数のローラがパレット
テーブルとパレットストッカとに渡って設けられた案内
手段の案内面上を滑動するようにしてパレットストッカ
へ移動する。このとき、フォーク部材に設けられた清掃
手段により、パレットストッカとパレットテーブルとの
間のフォーク部材の移動にともなって案内手段の案内面
上を清掃する。そして、フォーク部材は、フォーク部材
係止手段によりパレットストッカに係止される。フォー
ク部材ごとパレットストッカに係止されたパレットから
加工済ワークを取り外し、段取りの済んだワークをパレ
ットに取り付け、新たなワークを取り付けたパレットを
上記と逆の経路を通ってパレットテーブルに位置決め、
クランプして一連のパレット交換動作を完了する。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の実施例について図面に沿っ
て説明する。図１は、本発明実施例のパレット交換装置
を備えた工作機械のパレット交換時におけるパレットテ
ーブルの側面断面図、図２は、本発明実施例のパレット
交換装置を備えた工作機械のパレット交換時におけるパ
レットテーブルの平面図、図３は、本発明実施例のパレ
ット交換装置を備えた工作機械を示す平面図、図４は、
本発明実施例のパレット交換装置を備えた工作機械を示
す正面図、図５は、本発明の工作機械のパレット交換装
置のパレット交換の概要を示す動作説明図、図６は、本
発明の工作機械のパレット交換装置のパレット交換の動
作順序を示すフローチャートである。

【０００８】まず、図３および図４を参照して、本発明
実施例のパレット交換装置を備えた工作機械を説明す
る。工作機械５３は、ベッド２７上の前方にＸ軸案内面
５５が設けられ、パレットＰをテーパコーン２９により
位置決めし、固定するパレットクランプ装置３１と、パ
レットＰを昇降させるパレット昇降装置４７とが設けら
れたパレットテーブル１５がＸ軸案内面５５上をＸ軸方
向に移動する。ベッド２７上の後方にＺ軸案内面５７が
設けられ、ベッド２７上に立設されたコラム５９がＺ軸
案内面５７上をＺ軸方向に移動する。コラム５９の前面
にＹ軸案内面（図示せず）が設けられ、工具を装着する
主軸６１を回転自在に支持する主軸頭６３がＹ軸案内面
上をＹ軸方向に移動する。なお、工作機械５３のベッド
２７を挟んでその外部両側には、パレットＰａ，Ｐｂを
載置するパレットストッカ５，５がそれぞれ隣接して配
設されている。

【０００９】図３および図４は、パレットテーブル１５
上に載置されたパレットＰａを工作機械５３外部左側の
パレットストッカ５上に搬出するパレット交換位置へパ
レットテーブル１５が移動したときの状態を示してお
り、フォークＦａが二又状のフレーム１前部をストッパ
６５で、フレーム１に設けられたチェーンラック３後部
をパレットストッカ５のストッパ部５ｂとで挟まれるよ
うにしてパレットストッカ５上に係止されている。な
お、パレットストッカ５のストッパ部５ｂにはリミット
スイッチ（図示せず）が内蔵されており、フォークＦが
パレットテーブル１５上からパレットストッカ５上へ移
動し、フォークＦのフレーム１に設けられたチェーンラ
ック３後部がリミットスイッチをオンすると、パレット
ストッカ５内部から二又状のフレーム１前部にストッパ
６５が上昇し、フォークＦを挟むようになっている。

【００１０】また、フォークＦのフレーム１上面部には
パレットＰを位置決め、載置するための位置決めピン３
５が４隅に設けられ、フレーム１下面部には、６個のロ
ーラ１９がそれぞれ回転自在に取り付けられ、フォーク
１の移動時、パレットストッカ５上面部の案内面５ａ上
とパレットテーブル１５上面部の案内面１５ａ上との間
を滑動するようになっており、同時に、フレーム１両側
面部にそれぞれ回転自在に取り付けられた６個のサイド
ローラ１３が、パレットストッカ５両側面部とパレット
テーブル１５両側面部との間を滑動するようにしてフォ
ークＦの移動を案内している。さらに、フォークＦの移
動にともなって、フレーム１下面部に取り付けた複数の
ローラ１７を挟むようにその前後に設けられたワイパ６
７で、パレットストッカ５上面部の案内面５ａ上および
パレットテーブル１５上面部の案内面１５ａ上の清掃を
している。

【００１１】フォークＦのパレットストッカ５上とパレ
ットテーブル１５上との間の移動は、フォークＦのフレ
ーム１に設けられたチェーンラック３とパレットストッ
カ５内部に両端を一対のアイドラ６９，６９で張設する
ように設けられた無端チェーン７とが常に噛み合ってお
り、無端チェーン７中央部に無端チェーン７と噛み合う
ように設けられた３つのスプロケット７１の内、中央の
スプロケット７１を介しチェーン駆動モータ（図示せ
ず）を駆動すれば、無端チェーン７とともにチェーンラ
ック３を回動するようになっている。なお、工作機械５
３の外部右側に配設されているパレットストッカ５も上
記外部左側に配設されているパレットストッカ５と同様
の構造をしており、パレットストッカ５上に固定された
フォークＦｂのフレーム１上面部の４隅に設けられた位
置決めピン３５によりパレットＰｂが位置決め、載置さ
れている。

【００１２】次に、図１および図２を参照して、本発明
実施例のパレット交換装置を備えた工作機械のパレット
交換時におけるパレットテーブル周辺を説明する。図１
および図２は、フォークＦａのフレーム１に設けられた
チェーンラック３と噛み合わせた無端チェーン７を回動
して、フレーム１両側面部に取り付けられたブロック９
に設けられたシャフト１１を介し回転自在に取り付けら
れたサイドローラ１３がパレットストッカ５両側面部と
パレットテーブル１５両側面部との間を滑動して、フレ
ーム１下面部に設けられたシャフト１７を介し回転自在
に取り付けられたローラ１９がパレットストッカ５上面
部の案内面５ａ上とパレットテーブル１５上面部の案内
面１５ａ上との間を滑動し、フォークＦａがパレットス
トッカ５上からパレットテーブル１５上へ移動して、パ
レットＰａとパレットテーブル１５との間に進入し、フ
ォークＦａ上にパレットＰａが位置決め、載置された状
態を示している。

【００１３】パレットＰ下面部の同一円周上の１２等分
した箇所には、１つおきにパレット固定用のプルスタッ
ドボルト２１が螺着され、プルスタッドボルト２１が中
央を貫通、突出するようにテーパ穴を形成したロケート
ブッシュ２３が設けられ、各プルスタッドボルト２１間
には、ロケートブッシュ２３と同様にテーパ穴を形成し
たサポートブッシュ２５が埋設されている。一方、ベッ
ド２７上を移動するパレットテーブル１５上面部のパレ
ットＰと対応する位置には、ロケートブッシュ２３のテ
ーパ穴と嵌合してパレットＰの位置決めをするテーパコ
ーン２９と、プルスタッドボルト２１を引き込み、パレ
ットＰをパレットテーブル１５上に固定するパレットク
ランプ装置３１とが同軸上に設けられている。さらに、
パレットＰ下面部の４隅には、テーパ穴を形成した位置
決めブッシュ３３が設けられ、フォークＦのフレーム１
上面部のパレットＰと対応する位置には、位置決めブッ
シュ３３のテーパ穴と嵌合してパレットＰの位置決めを
する位置決めピン３５が設けられている。

【００１４】パレットクランプ装置３１は、輪状に配置
された複数のボール３７を備え、プルスタッドボルト２
１と進退自在に係合する円筒状のボールコレット部３９
ａを先端部に設けたピストン３９が、円筒状のシリンダ
４１内を並進的に上下動するようになっている。パレッ
トＰをフォークＦ上に位置決め、載置するときは、第１
油圧切換弁（４ポート弁）４３の切り換えにより、油圧
源（Ｐポート）からシリンダヘッド側に作動油を供給し
て、シリンダロッド側の作動油をタンク（Ｔポート）に
回収しピストン３９を上昇させる。ピストン３９が上昇
すると、ピストン３９先端のボールコレット部３９ａに
配置されたボール３７とテーパコーン２９の内周溝２９
ａとの高さ位置が一致して、ボール３７がテーパコーン
２９の内周溝２９ａに放射状外方に退避し、輪状に配置
されたボール３７を通過するように延びるプルスタッド
ボルト２１がアンクランプ状態となる。また、パレット
Ｐをパレットテーブル１５上に位置決め、固定するとき
は、第１油圧切換弁４３の別の切り換えにより、油圧源
（Ｐポート）からシリンダロッド側に作動油を供給し
て、シリンダヘッド側の作動油をタンク（Ｔポート）に
回収しピストン３９を下降させる。ピストン３９が下降
すると、テーパコーン２９の内周溝２９ａからボール３
７が放射状内方に押し出されてプルスタッドボルト２１
の引掛部２１ａに係合し、プルスタッドボルト２１を下
方に引き込みクランプ状態となる。

【００１５】また、パレットＰ下面部に埋設されたサポ
ートブッシュ２５と対応するパレットテーブル１５上面
部には、サポートブッシュ２５のテーパ穴に嵌合して、
パレットＰの平面内の動きを拘束するようにテーパ形状
の先端部をしたピストン４５を有するパレット昇降装置
４７が設けられ、ピストン４５がパレットテーブル１５
に埋設された円筒状のシリンダ４９内を摺動自在に装着
されている。フォークＦをパレットＰとパレットテーブ
ル１５との間に進入、退避させるときは、第２油圧切換
弁５１の切り換えにより、油圧源（Ｐポート）からシリ
ンダヘッド側に作動油を供給して、シリンダロッド側の
作動油をタンク（Ｔポート）に回収しピストン４５を上
昇させる。また、パレットＰをフォークＦ上に位置決
め、載置およびパレットテーブル１５上に位置決め、固
定するときは、第２油圧切換弁５１の別の切り換えによ
り、油圧源（Ｐポート）からシリンダロッド側に作動油
を供給して、シリンダヘッド側の作動油をタンク（Ｔポ
ート）に回収しピストン４５を下降させる。

【００１６】図２を参照すると、ピストン４５を上昇さ
せるシリンダヘッド側への作動油の供給配管経路には、
パレット昇降装置４７のシリンダ４９の行き、戻り両工
程を同期制御させる分集流弁Ｖが介装されている。分集
流弁Ｖは、３つ設けられ、６つあるパレット昇降装置４
７の内、１８０度対向する位置にある２つのパレット昇
降装置（４７ａ，４７ｂ、４７ｃ）の組に対し、各１つ
の分集流弁（Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ）が割り当てられ、その
２つのパレット昇降装置４７内のピストン４５が、上下
動速度的に一致し、１８０度対向するピストン４５は同
期して上下動するのでパレットＰの昇降時にパレットＰ
が傾くことはない。なお、別の新たな分集流弁を作動油
の供給配管経路に介装して、パレット昇降装置４５の組
みどうしを相互に同期させパレット昇降装置４５を全体
的に同期するように構成することもできる。また、シリ
ンダ４９の行き工程のみを同期させる分流弁を複数個組
み合わせても同様な効果を得られる。

【００１７】以上に述べた本発明実施例の工作機械のパ
レット交換装置の機械的構成に基づき、図３および図４
においてパレットＰａからパレットＰｂにパレット交換
する工程を図５および図６を参照して説明する。まず、
図５（ａ）に示すように、パレットテーブル１５上に位
置決め、クランプされたパレットＰａを工作機械５３外
部左側のパレットストッカ５に搬出するパレット交換位
置へパレットテーブル１５を移動する（工程Ｓ１）。パ
レットクランプ装置３１をアンクランプしてパレットＰ
ａのパレットテーブル１５へのテーパコーン２９による
位置決め、固定を解除し（工程Ｓ２）、パレット昇降装
置４７を作動しピストン４５を上昇させ、パレットＰａ
をパレットテーブル１５上から離脱させる（工程Ｓ
３）。

【００１８】さらに、図５（ｂ）に示すように、パレッ
トＰａとパレットテーブル１５との間に工作機械５３の
外部左側のパレットストッカ５上のフォークＦａを進入
させて（工程Ｓ４）、パレット昇降装置４７を作動しピ
ストン４５を下降させ、パレットＰａをフォークＦａ上
に位置決めピン３５により位置決め、載置し（工程Ｓ
５）、フォークＦａとともにパレットＰａをパレットテ
ーブル１５上からパレットストッカ５上へ搬出する（工
程Ｓ６）。フォークＦａがパレットストッカ５上に移動
して、フレーム１に設けられたチェーンラック３後部が
パレットストッカ５のストッパ部５ｂに取り付けられた
リミットスイッチをオンすると、図５（ｃ）に示すよう
に、パレットストッカ５内部からフレーム１前部にスト
ッパ６５が上昇し（工程Ｓ７）、フォークＦａが前後に
移動しないように係止する。

【００１９】次に、パレットＰｂを工作機械５３の外部
右側のパレットストッカ５からパレットテーブル１５へ
搬入するパレット交換位置へパレットテーブル１５を移
動する（工程Ｓ８）。フォークＦｂとともにパレットＰ
ｂをパレットストッカ５上からパレットテーブル１５上
へ搬入して（工程Ｓ９）、パレット昇降装置４７を作動
しピストン４５を上昇させ、パレットＰｂをフォークＦ
ｂ上から離脱させる（工程Ｓ１０）。パレットＰｂとパ
レットテーブル１５との間からパレットストッカ５上に
フォークＦｂを退避させて（工程Ｓ１１）、パレット昇
降装置４７を作動しピストン４５を下降させて（工程Ｓ
１２）、パレットクランプ装置３１をクランプしてパレ
ットＰｂをパレットテーブル１５上にテーパコーン２９
により位置決めし、固定する（工程Ｓ１３）。

【００２０】

【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、上昇させたパレットとパレットテーブルとの
間にフォーク部材を進入させ、パレットをフォーク部材
ごとパレットストッカとの間で移動するようにしたの
で、従来の技術と比べ、レール昇降手段なるアクチュエ
ータを省くことが可能となり、パレットテーブルの構造
を簡単にできる。また、フォーク部材側にローラを設け
て、案内手段の案内面上を滑動させるとともに清掃手段
を設けたことにより、パレットストッカと工作機械のパ
レットテーブルとの間のパレットの移動を切屑の影響を
受けることなくスムーズに行える。なお、本発明の工作
機械のパレット交換装置は、特に大重量のパレット交換
に適する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のパレット交換装置を備えた工作
機械のパレット交換時におけるパレットテーブルの側面
断面図である。

【図２】本発明実施例のパレット交換装置を備えた工作
機械のパレット交換時におけるパレットテーブルの平面
図である。

【図３】本発明実施例のパレット交換装置を備えた工作
機械を示す平面図である。

【図４】本発明実施例のパレット交換装置を備えた工作
機械を示す正面図である。

【図５】本発明の工作機械のパレット交換装置のパレッ
ト交換の概要を示す動作説明図である。

【図６】本発明の工作機械のパレット交換装置のパレッ
ト交換の動作順序を示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｆ，Ｆａ，Ｆｂ フォーク Ｐ，Ｐａ，Ｐｂ パレット １ フレーム ３ チェーンラック ５ パレットストッカ ５ａ 案内面 ５ｂ ストッパ部 ７ 無端チェーン １３ サイドローラ １５ パレットテーブル １５ａ 案内面 １９ ローラ ２１ プルスタッドボルト ２９ テーパコーン ３１ パレットクランプ装置 ３５ 位置決めピン ４７，４７ａ，４７ｂ，４７ｃ パレット昇降装置 ６５ ストッパ ６７ ワイパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パレットストッカと工作機械上のパレッ
   トテーブルとの間でパレットを交換する工作機械のパレ
   ット交換装置において、 前記パレットテーブルの所定位置にパレットを位置決め
   する位置決め手段と、 前記位置決め手段で位置決めされたパレットを前記パレ
   ットテーブルに着脱可能に固定するパレットクランプ手
   段と、 パレットを昇降して前記位置決め手段に係合離脱させる
   パレット昇降手段と、 パレットを載置するフレームと、前記フレームに載置さ
   れるパレットを位置決めする位置決めピンと、前記フレ
   ームに回転自在に取り付けられた複数のローラとからな
   り、パレットの交換時にパレットを載置し、前記パレッ
   トストッカと前記パレットテーブルとの間をパレットと
   ともに移動するフォーク部材と、 前記パレットストッカと前記パレットテーブルとに渡っ
   て設けられ、前記フォーク部材の前記パレットストッカ
   と前記パレットテーブルとの間の移動を案内する案内手
   段と、 前記パレットおよび前記フォーク部材を前記案内手段に
   沿って移動させるフォーク部材駆動手段と、 前記フォーク部材が前記パレットストッカから脱落しな
   いように、前記フォーク部材を前記パレットストッカに
   係止するフォーク部材係止手段と、を具備したことを特
   徴とする工作機械のパレット交換装置。
2. 【請求項２】 前記フォーク部材は、前記フォーク部材
   の前記パレットストッカと前記パレットテーブルとの間
   の移動にともなって前記案内手段の案内面上を清掃する
   清掃手段を備えた請求項１に記載の工作機械のパレット
   交換装置。