JPS6021156Y2 - 数値制御工作機械のパレット交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は数値制御工作機械のパレット交換装置に関する
。

数値制御工作機械において、ワークテーブル上へ未加工
被加工物を取付け、またワークテーブルから加工済被加
工物を取外して所定の被加工物保管位置へ搬送するため
にパレット交換装置が用いられる。

然しなから、従来汎用されているパレット交換装置は、
工作機械本体と別置した形式、又は工作機械本体から突
き出た位置に一体的に設けられた形式のパレット台自体
にパレット把持装置、このパレット把持装置を昇降、伸
長・収縮、旅回させるためのアクチュエータおよびその
制御装置を有しており、構造が複雑であると共に大きな
設備面積を必要とする欠点を有している。

このような欠点の改善の一環として、本出願人による特
開昭５５−７０５４３号には数値制御工作機械の主軸頭
にパレット把持装置を設けて工作機械本体のｘ、 ｙ、
ｚ軸駆動モータと数値制御装置とを用いてパレット交
換を行うようにしたパレット交換装置が開示されている
がなお研究改善が要望されている。

従って本考案の目的はこのような欠点および要望に鑑み
てなされたものであり、構造が簡単で、設置面積が小さ
く、かつコンパクトな数値制御工作機械のパレット交換
装置を提供することにある。

本考案による数値制御工作機械のパレット交換装置は、
実用新案登録請求の範囲に記載のとおりであるが、特に
パレットを工作機械本体とパレット台との間で転送動作
させるためのパレット転送装置を、該工作機械の本体部
における一つの移動台に取り付けて、しかも数値制御工
作機械が元来持っている直交横力向の送り軸駆動モータ
ならびに送り軸位置決め装置およびそれらを制御する数
値制御装置を利用してパレット交換を行うものであり、
パレット交換装置専用のアクチュエータおよびその制御
装置の数が減り、また工作機械本体と別置したり工作機
械本体から突き出た位置に一体的に設けたりするパレッ
ト台部分が、パレットを載置する機能だけを有するよう
になるため、パレット交換装置の構造が簡単になり、か
つ設置面積も小さくなる効果を有しいるのである。

以下、本考案を添付図面に示す実施例に基き更に詳しく
説明する。

さて、第１図ないし第５図は本考案による数値制御工作
機械のパレット交換装置における一実施例を示しており
、特に第１図、第２図において、工作機械本体１０の基
台１２に形成したＺ軸案内面１４に沿って、第一移動台
１６が、２軸駆動モータ１８によって矢印２方向に摺動
自在に装着されている。

またＺ軸案内面１４に対して直角方向に形成した、第一
移動台１６上のＸ軸案内面２０に沿って、第二移動台２
２がＸ軸駆動モータ２４によって矢印Ｘ方向（第２図）
に摺動自在に装着されている。

従って実用新案登録請求の範囲における下段移動台はこ
こでは第一移動台１６に、上段移動台は第二移動台２２
に相当する。

更に基台１２と一体的に取り付けられたコラム２６の上
・下方向におけるＹ軸摺動面（図示せず）に沿って主軸
頭２８がＹ軸駆動モータ３４によって矢印Ｙ方向に摺動
自在に装着されている。

そして第二移動台２２上にＹ軸と平行な軸を中心として
割出し可能なパレット位置決め台３６が装着されている
。

このパレット位置決め台３６には第３図に示す如テーパ
状の位置決めピン３８が４個取付けられており、これら
の位置決めピン３８に嵌合するテーパ状の凹部４０を有
したパレット４２ａ又は４２ｂがパレット位置決め台３
６上にクランプされている。

ぞしてこれらパレット４２ａ又は４２ｂ上に被加工物Ｗ
が載置されている。

また前述した主軸頭２８に回転自在に取り付けた主軸３
ｏの先端には加工工具３２が取り付けられており、ｘ、
ｙ、 ｚ軸の各駆動モータ２４，３４．１８を制御す
る数値制御装置４４の指令制御によって、第１図、第２
図のパレット４２ａ上の被加工物Ｗと工具３２とが互に
相対運動を行い、被加工物Ｗは所望の形状に加工される
。

なお工作機械本体１０と別置されて設けられたパレット
台４６上には予め被加工物Ｗが取付けられたパレット４
２ｂが載置されると共に更に１ないし複数のパレット載
置面４５が形成されている。

一方、第３図において、パレット４２ａの下面に固定さ
れたクランプ金具４８は、パレット位置決め台３６内に
装着されたクランプピストン５゜で該パレット位置決め
台３６に対しクランプおよびアンクランプされる。

このクランプ作用は、蓋５２とクランプピストン５０と
の間に形成された上室５４ａに圧油供給口５６ａから圧
力流体、例えば圧油を送り込むことによりクランプピス
トン５０が下動してクランプ金具４８を拘束することに
より遠戚され、またアンクランプ作用は圧油供給口５６
ｂから圧油を送り込むことにより逆にクランプピストン
５０が上動し、クランプ金具４８を解放することにより
遠戚される。

なお第３図の断面■−■が第５図に示しである。

パレット４２ａとパレット位置決め台３６との間には二
股形状を有したパレット把持装置５８が差し込まれてい
る。

また、このパレット把持装置５８の後端側の下方におい
ては、第二移動台２２の側面にブロック６０が取り付け
られ、該ブロック６０の中央部には旅回シリンダ６２が
ベアリング６４ａ、６４ｂによって回転自在に装着され
ており、旅回シリンダ６２の中心部には丸棒形状の昇降
ピストン６６が、軸方向には摺動自在に、回転方向には
旅回シリンダ６２と一体に回転自在となるようにキー６
８で楔着されている。

また旅回シリンダ６２の上面にはサポート７０が取付け
られ、このサポート７０とパレット把持装置５Ｂとは支
持ピン７２でその支持ピン７２の中心まわりに旅回自在
にピン結合されている。

さらにパレット把持装置５８の最後端と昇降ピストン６
６の上端とはピン７４によってピン結合されている。

昇降ピストン６６に下端には、歯車７６がキー７８によ
って楔着され、かつナツト８０で落下止めされている。

またブロック６０には歯車８２，８４が軸８６（第４図
）上に同軸一体で回転可能に取り付けられ、特に歯車８
２は第一移動台１６の側面にＸ軸方向（第２図参照）に
取り付けられたラック８８と常時かみ合っている。

しかも昇降ピストン６６が下降位置に達すると、歯車７
６も第３図に示す鎖線位置に下降して歯車８４とかみ合
うことができるように配置されている。

この場合に歯車８２，８４．７６、昇降ピストン６６、
施回シリンダ６２などで後述において作用を説明するパ
レット転送装置９０が構成されているのである。

一方、クランプピストン５０がアンクランプ状態のとき
、ブロック６０と施回シリンダ６２とに形成した圧油供
給口９２ａから蓋９４と昇降ピストン６６との間の上室
９６ａに圧力流体、例えば圧油を送り込むと、昇降ピス
トン６６は下降する。

その結果、パレット把持装置５８は支持ピン７２を支点
として施回し、パレット位置決め台３６からパレット４
２ａを持ち上げ、位置決めピン３８とパレットの凹部４
０との係合は離脱される。

これと同時に歯車７６も下降して既述の如く歯車８４と
かみ合うことになる。

逆に、ブロック６０と施回シリンダ６２とに形成された
圧油供給口９２ｂから圧油が供給されると昇降ピストン
６６は上昇し、パレツ）４２ａはパレット位置決め台３
６上に定着され、これと同時に歯車８４と歯車７６との
かみ合いがはずれる。

上述の構成を有した数値制御工作機械のパレット交換装
置において、パレット位置決め台３６上の加工済被加工
物Ｗを載置したパレット４２ａと、パレット台４６の位
置４６ｂに置かれた未加工被加工物Ｗを載置したパレッ
ト４２ｂとを交換する作用を順を追って説明する。

先ず、工作機械における加工が終わると数値制御装置４
４の指令制御によって第一移動台１６は一点鎖線で示す
２軸前進位置１００へ、また第二移動台２２はＸ軸パレ
ット交換位置１０４へ移動する。

その後に、クランプピストン５０が上昇し、パレット４
２ａとパレット位置決め台３６とは解放されたアンクラ
ンプ状態になる。

次いで昇降ピストン６６が下降してパレット４２ａがパ
レット位置決め台３６から持ち上げられ、位置決めピン
３８とパレット４２ａの凹部４０との嵌合が離脱すると
同時に歯車８４と歯車７６とがかみ合う。

その後第二移動台１６がＸ軸パレット交換位置１０６へ
移動する。

このとき、歯車８２とラック７８とのかみ合いにより生
じる該歯車８２の回転が歯車８４を介して歯車７６、昇
降ピストン６６、施回シリンダ６２へと伝達され、最終
的にパレット把持装置５８が昇降ピストン６６を中心に
第２図の矢印Ｇのように施回する。

するとクランプ金具４８はクランプピストン５０からは
ずれる。

そして、第二移動台２２がＸ軸パレット交換位置１０６
に位置決めされると、パレット４２ａはパレット台４６
の位置４６ａの真上で静止するように調節されている。

この時点で昇降ピストン６６を上昇させ、パレット４２
ａを下降させて、パレット台４６の位置４６ａに置く。

次いで、昇降ピストン６６を上昇させたまま、つまりパ
レット把持装置５８を水平状態にして第一移動台１６が
第２図の２軸後退位置１０２まで移動し、二股形状のパ
レット把持装置５８をパレット４２ａとパレット台４６
との間から抜く。

次に第二移動台２２が第２図のＸ軸パレット交換位置１
０４へ移動する。

このとき歯車８４と歯車７６は昇降ピストン６６の上昇
によってかみ合いがはずれているので、パレット把持装
置５８の旅回動作は発生しない。

その後に、再度第一移動台１６が２軸前進位置１００ま
で移動し、”パレット把持装置５８をパレット４２ｂと
パレット台４６との間に差し込む。

次いで昇降ピストン６６が下降して、パレット把持装置
５８がパレット４２ｂを持ち上げ、同時に歯車８４と歯
車７６がかみ合う。

その後第二移動台２２がＸ軸パレット交換位置１０６へ
移動する。

このとき歯車８４とラック８８との噛合によってパレッ
ト把持装置５８は矢印Ｈのように施回し、パレット４２
ｂがパレット位置決め台３６に真上に移動される。

更に、昇降ピストン６６が上昇してパレット４２ｂはパ
レット位置決め台３６の上方に位置決めされると同時に
、歯車８４と歯車７６との噛合いがはずされる。

次に、クランプピストン５０が下降し、パレット４２ｂ
はパレット位置決め台３６上に定着され、クランプされ
る。

このようにして未加工の被加工物Ｗを載置したパレット
４２ｂのクランプが完了すると機械加王が開始される。

加工中にパレット把持装置５８はパレット４２ｂとパレ
ット位置決め台３６との間に差し込まれているが、歯車
８４と歯車７６とが噛合っていないので第二移動台２２
の移動が行われても節回はしない。

機械加工が完了すると、次のパレット交換のため第一移
動台１６は２軸前進位置１００へ移動する。

今度はパレット台４６の空位置は位置４６ｂの方なので
、第二移動台２２はまずＸ軸パレット交換位置１０６へ
移動する。

その後、昇降ピストン６６が下降し、第二移動台２２が
Ｘ軸パレット交換位置１０４へ移動すると、加工済の被
加工物Ｗを載せたパレット４２ｂは第２図の矢印Ｈのよ
うに節回して究極的にパレット台４６の位置４６ｂに転
送される。

一方既に先のパレット台４６へ転送されているパレツ）
４２ａ上の加工済被加工物Ｗは、上述の機械加工中に次
に加工すべき未加工被加工物Ｗと交換されており、以下
前述と同様の順序でパレット４２ｂとパレット４２ａと
が交換されるのである。

なお、本実施例のパレット台４６はパレットを収納する
位置が４６ａ、４６ｂの２箇所であったが、更に多数の
パレットを収納したパレットマガジンの形式を有したも
のでも勿論、同様の効果を得ることが可能である。

以上の説明において、工作機械本体１０における第一移
動台１６、第二移動台２２、パレット位置決め台３６、
パレット把持装置５８、パレット転送装置９０等による
パレット交換作用は予め数値制御装置４４にプログラム
することによって機械加工手順と共に自動的に数値制御
され、省力効果をあげ得ることは言うまでもない。

第６図は上述した第１図ないし第５図の実施例における
一部の機構を更に簡素化させた実施例であり、前実施例
と同一の部品、要素は同一の参照番号によって示しであ
る。

さて、第６図に示した実施例の大きな特徴点は、工作機
械本体１０におけるパレット位置決め台３６に対してパ
レット４２ａ又は４２ｂを位置決め拘束してクランプ状
態にする機構およびそのクランプ状態を解放してアンク
ランプ状態にする機構が第１図ないし第５図に示した実
施例より簡素化されている点にあり、従って工作機械本
体１０と別置のパレット台４６との間でパレット把持装
置５Ｂおよびパレット転送装置９０を利用してパレット
交換を遂行する構成並びに作用上では両実施例に何ら差
異はない。

依って以下においては上述の特徴点に就いてのみ説明す
る。

パレット把持装置５８は、数値制御工作機械の機械本体
１０において被加工物Ｗの加工が続行されている間は常
にパレット４２ａ又は４２ｂとパレット位置決め台３６
との間に差し込まれているので該パレットの両側面に予
めブラケット１１０を一体的に又は固着構造によって形
式しておき、同時にパレット把持装置５８における二股
腕部分５８ａに予め凸部１１２を形式しておくことによ
ってパレット４２ａ又は４２ｂをパレット位置決め台３
６に押圧し、クランプ状態を実現するものである。

即ち、機械加工中に圧油供給口９２ｂから圧力流体を旅
回シリンダ６２の下室９６ｂに継続的に供給しておけば
、昇降ピストン６６は上昇位置に保持されるのでパレッ
ト把持装置５８は支持ピン７２を中心にして矢印り方向
に節回力を継続的に受ける。

その結果、上述した凸部１１２はパレットのブラケット
１１０を下方に押圧し、パレット位置決め台３６に対し
て該パレットをクランプ状態にするのである。

アンクランプ状態は逆に圧油供給口９２ａから圧力流体
を旅回シリンダ６２の上室９６ａに供給すればよいこと
は言うまでもない。

本実施例は上述の如くブラケット１１０と凸部１１２と
を設け、かつ昇降ピストン６６の上昇、下降を利用する
ことによってパレットとパレット位置決め台３６との間
のクランプ、アンクランプを遠戚しているので前実施例
におけるクランプ金具４８、クランプピストン５０、圧
油供給口５６ａ、５６ｂ等のクランプ装置を排し、構造
の簡素化を計ることができるのである。

以上、本考案の２つの実施例の説明から明らかなように
、本考案によれば、パレット転送装置９０を工作機械本
体１０の一部をなす第二移動台２２に取り付けて、しか
も数値制御工作機械が元来持っているＸ軸ならびにＺ軸
駆動モータ２４，１８、Ｘ軸ならびにＺ軸位置決め機構
およびそれらを制御する数値制御装置４４を利用してパ
レット交換を行うので、従来のパレット交換装置と比較
して専用のアクチュエータおよび制御装置の数が減り、
また別設部分はパレット台だけとなり、パレット交換装
置の構造が簡単になり、しかも設置面積の縮減も遠戚で
きるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による数値制御工作機械のパレット交換
装置の一実施例を示す正面図、第２図は同平面図、第３
図は同装置の要部の断面図、第４図は第３図のＩＶ−Ｉ
Ｖ線に沿う部分図、第５図は第３図の■−■線に沿う部
分断面図、第６図は同別の実施例における要部を一部断
面を含んで示す部分正面図。 １０・・・・・・工作機械本体、１２・・・・・・基台
、１６・・・・・・第一移動台、１８・・・・・・Ｚ軸
駆動モータ、２２・・・・・・第二移動台、２４・・・
・・・Ｘ軸駆動モータ、３４・・・・・・Ｙ軸駆動モー
タ、３６・・・・・・パレット位置決め台、４２ａ、４
２ｂ・・・・・・パレット、４４・・・・・・数値制御
装置、４６・・・・・・パレット台、４８・・・・・・
クランプ金具、５０・・・・・・クランプピストン、５
８・・・・・・パレット把持装置、９０・・・・・・パ
レット転送装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 直交軸線に沿って各移動する上・下２段の移動台を
   基台上に設け、該、上段移動台上に被加工物装着用のパ
   レットを位置決めするパレット位置決め台を載設すると
   共に該パレット位置決め台にパレットを固定するパレッ
   トクランプ手段を具備してなる工作機械本体と、交換用
   のパレットを載置するパレット台との間でパレット交換
   を順次に行う数値制御工作機械のパレット交換装置にお
   いて、パレット交換時にパレットを載置又は把持するパ
   レット把持装置と、パレット交換時に前記パレット把持
   装置を前記上段移動台の直線移動に連動して前記パレッ
   ト位置決め台と前記パレット台との間で旅回移動させて
   パレットを転送するパレット転送装置とを前記上段移動
   台に設けたことを特徴とする数値制御工作機械のパレッ
   ト交換装置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項に記載の数値制御工
   作機械のパレット交換装置において、前記パレット転送
   装置は前記下段移動台に取り付けたラックと噛み合う前
   記上段移動台に回転自在に取り付けた歯車と、パレット
   を前記パレット位置決め台又はパレット台から離脱する
   ときおよび前記パレット位置決め台又はパレット台に定
   着するとき前記パレット把持装置を作動させてパレット
   を昇降させる昇降装置と、該昇降装置によってパレット
   が離脱したとき前記歯車の前記ラックとの噛み合いによ
   って生ずる回転運動を前記パレット把持装置へ伝達し、
   前記昇降装置によってパレットが定着されたとき前記歯
   車の前記ラックとの噛み合いによって生ずる回転運動を
   前記パレット把持装置へ伝達しないようにした回転運動
   切断機構とで構成した数値制御工作機械のパレット交換
   装置。