JPS6029261A - 工作機械のワ−クパレット交換方法 - 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】 本発明は工作機械（立型又は横型のマシニングセンタ、
フライス盤、中ぐり盤、ボール盤など）のワークパレッ
ト交換方法の技術分野に属するものである。

近年、工作機械の生産性向上のために、ワークをワーク
パレットに固定し、ワークパレットごとワーク交換を行
なう方法が用いられつつあるが、従来のワークパレット
交換方法には、次のような方法がある。

（イ）第１２図図示のように、工作機械のテーブル１０
１の前側に、ターンテーブル１００を設け、工作機械の
テーブル１０１とターンテーブル１００上のパレット交
換位置との開でワークパレット１０４を交換可能にし、
テーブル１０１上のワークパレット１０４のワークを切
削加工中に、パレット退避位置のワークパレット１０４
にワークを準備し、加工済ワークパレット１０４をパレ
ット交換位置に搬入後、ターンテーブル］００を鉛直軸
回りに半回転回動させ、未加工ワーク付ぎのワークパレ
ット１０４をテーブル１０１上に搬送するとともに、パ
レット退避位置にあるワークパレット１０４のワークを
取外し未加工のワークを再び準備するもの。

（ロ）第１３図図示のように、工作機械のテーブル１０
１の前側に昇降テーブル１０２を設け、テーブル１０１
と昇降テーブルの間でワークパレット１０４を交換可能
にし、上記（イ）と略同様にワークパレットの交換を行
なうもの。

（ハ）最新鋭の横型マシニングセンタでは、その−側に
多面のワークパレットを載置し得るパレ・ントマガジン
を設け、パレットマガジン上のワークパレットにワーク
を着脱準備し、ワークパレットの交換を行なうもの。

上記従来の各ワークパレット交換方法の何れにおいても
、ワークパレットをターンテーブル等の上に載置して、
上向き姿勢に保持するので、加工済みワーク付きワーク
パレットの切削切粉の処理が難しくなる。即ち、ワーク
及びワークパレットには付着の切削切粉を掃き落し、洗
浄し、エアブロ−するなどの方法で除去するのであるが
、作業が煩雑となり、作業能率が悪く、作業環境が悪化
するなどの問題がある。

その上、切粉除去作業を装置化することも極めて困難で
、工作機械による切削加工の分野では、大きな課題とな
っていて、切削加工の無人化の一つの障害となっている
。

本発明は、上記課題を解決することを目的とするもので
あって、工作機械のテーブル側に設けたパレット固定装
置と、上記工作機械の前側に設けたパレット旋回装置と
からなるワークパレット交換装置であって、パレット旋
回装置の回動枠を工作機械に対する左右方向軸心若しく
は前後方向軸心で、回動枠の略中心部を貫く水平な旋回
軸心回りに回動可能にし、回動枠の旋回軸心の囲りの外
周側面に複数のパレット搭載部を設け、各パレット搭載
部を上記パレット固定装置の前側のパレット交換位置と
パレット交換位置から回動移動させたバレント退避位置
とに切換可能にすると共に、各パレット搭載部にワーク
パレットを係止可能にしたワークパレット交換装置を用
いて、（１）パレット交換位置にあるパレット塔載部に
次回加工用ワーク付きワークパレットを準備するパレッ
ト準備工程と、 （２）回動枠を旋回軸心回りに回動させて、次回加工用
ワーク付きワークパレットをパレット退避位置Ｙへ逃す
と共に、空のパレット塔載部をパレット交換位置に位置
させるワークパレット回収準備工程と、 （３）パレット固定装置上の前回加工済ワーク付ぎワー
クパレットをパレッ１４換位ｆｆｉの空のパレット搭載
部へ搬送して固定するワークパレット回収工程と、 （４）回動枠を旋回軸心回りに回動させて、次回加工用
ワーク付きパレットをパレット交換位置に位置させるワ
ークパレット搬出準備工程と、（５）パレット交換位置
にある次回加工用ワーク付きワークパレットをパレット
塔載部からパレット固定装置上へ搬送するパレット搬出
工程と、（６）回動枠を旋回軸心回りに回動させて、前
回加工済ワーク付とワークパレットをパレット交換位置
に位置させるワーク取外し工程と、（７）上記（４）の
ワークパレット搬出準備工程と上記（５）のパレット搬
出工程との開において、前回加工済ワーク付ぎワークパ
レットを下向き姿勢にして、前回加工済ワーク付外ワー
クパレットから切削切粉を除去する切削後処理工程とか
らなる全く新規なワークパレット交換方法を提供するも
のである。

以下、先ず、本発明の実施に供するワーク交換装置の実
施例を図面に基ぎ説明する。

立型マシングセンタＭのテーブル１上にパレット固定装
置２が固定され、上記工作機械Ｍの前側にパレットシフ
ト装置Ｓとしてのパレット旋回装置３が配設され、パレ
ット固定装置２とパレット旋回装置３との間でワークパ
レット４を往復交換し、工作機械Ｍのワーク交換がなさ
れる。

パレット固定装置２は、その基板５に、左右１組のレー
ル６と、ワークパレット４の底部の６合穴に嵌合させて
ワークパレット４を位置決めする為の１対の油圧供給装
置７と、ワークパレット４の底部のガイド溝３６に相対
摺動して案内するガイドル−ル８と、ワークパレット４
を水平に支持する６組の支持ブロック９と、支持ブロッ
ク９の内部に立向きに組込まれた油圧シリンダのピスト
ンロッドの上端に鍔状のクランプ部を設けてなるクラン
プ装Ｗ１０と、左右１月のストッパ１１とを付設したも
のである。

但し、上記パレット固定装置２は、テーブル１自体に一
体的に形成してもよい。

一方、パレット旋回装置３は、マシニングセンタＭのテ
ーブル１を原点合せ位置（第１図実線図）に位置させた
状態に於いて、テーブル１の前側に配設される。このパ
レット旋回装置３は、回動枠１２と、支持枠１３と、回
動駆動装置１４と、パレット係止装置」５と、回動枠ロ
ック装置４６と、油圧供給装置（図示略）及び制御装置
（図示略）とからなり、パレット旋回装置３の下部には
、切粉処理洗浄装置Ｗが組込まれている。

上記回動枠１２は、鋼板製直方体形箱状体で軽量にして
十分な剛性を有すると共に、その上下両面にパレット搭
載部１２ａを有し、その左右両端面の中央に水平に突出
の支軸１６の各々が左右の支持枠１３に回動自在に枢支
される。これら支軸１６の水平な旋回軸心は回動枠１２
の中央部を貫きマシニングセンタＭの座標系におけるＸ
軸方向（左右方向）と平行である。そして回動枠１２を
回動駆動装置１４で回動させることにより、各パレット
搭載部１２ａをパレット固定装置２の前側に水平に位置
するパレット交換位置Ｘとパレット交換位置Ｘの直下に
水平に位置するパレット退避位置Ｙとに切換可能である
。

上記回動駆動装置１４は、上記左側の支軸１６の外端部
に設けたピニオン１７と、立向きの油圧シリンダ１８の
ピストンロッドに連結され１、ビニオン１７に噛合する
ラック１９とラック１９の倒れを防止する為の受具２０
とからなり、この回動駆動装置１４で回動枠１２を半回
転の往復回動運動させ得るようになっている。

但し、回動駆動装置１４は、上記以外にモータ（電動・
エア・油圧）でチェーンとスプロケット又はベルトとプ
ーリ又は歯車減速機構などを介して回動させるようにし
てもよく、このモータに揺動モータを用いることも考え
られ、シリンダ（油圧・エア）の組合せで構成すること
も出来、特に、第８図に示すように、２本の油圧シリン
ダ５８のピストンロッド５８ａをチェーン５９で連結し
、チェーン５９でスプロケット６０を回動させるように
すると、大ぎなレレクに耐え得るものとなる。

その他各種既存の回動駆動手段を用いることができる。

小形のワークパレット４の場合には手動で回動させるこ
とも可能である。

上記回動枠１２の上下の両面には、各々パレット搭載部
１２ａが形成され、各パレット塔載部１２ａには、前記
パレット固定装置２のものど略同様の左右１対の走行レ
ール２１と、ガイドレール２２と、６組の支持ブロック
２３と、６組の油圧式クランプ装置２４と４組の油圧式
係止栓装置４５とからなるパレット係止装置１５と、左
右１対のストッパ２５とが設けられている。上記油圧式
クランプ装置２４とパレット塔載部１２ａに固定される
ワークパレット４の油圧式ワーククランプ装置３３へ油
圧を供給する為、右側の支軸１６の外端部にロータリ継
手２６が付設され、４系統の油路が油圧供給装置から回
動枠１２へ導設される。

符号２？ｂはパレット係止装置１５への油路、２７ａは
ワークパレット４の前後のクランプ枠３０への油路であ
り、下側のパレット塔載部１２ａについても同様である
。

但し、回転枠１２側に方向切換弁を設けることにより、
ロークリ継手２６を経由する油路の数を少なくすること
も出来るし、またロークリ継手２６を省略し、長目の油
圧ホースを回動枠に直接接続し、油圧ホースの撓みで回
動枠１２の回動に対応することも出来る。

また、第７図に示すように、各パレット塔載部１２ａの
右端部にセルフシール継手の雌型継手４７を付設し、こ
の継手にロークリ継手２６を経由した油路を接続すると
共に、ワークパレット４の右側面にセルフシール継手の
雌型継手４８を固設してワーククランプ装置３３への油
路に接続し、ワークパレット４をパレット固定装置２上
からパレット塔載部１２ａ上に搬入してストッパ２５で
受止めたときに、側継手４７・４８が自動的に接続され
るようにすることが出来る。

パレット係止装置１５は回動枠１２を回動する際に、ワ
ークパレット４の脱落を防止するためのものであって、
クランプ装置２４と係止栓装置Δ５とからなり、パレッ
ト固定装置２からパレット塔載部１２ａ上へワークパレ
ット４を搬入後クランプ装置２４でクランプすると共に
、係止栓装置４５の係止栓をワークパレット４の底面の
係止穴に嵌入されるようになっている。

上記係止装置１５に代えて、ワークパレット４の左右端
面の水平な嵌合穴に油圧シ１ノンダのピストンロンドを
嵌入させる形式のものを用いることも出来るし、ボルト
やピンなどの手段で係止することも出来るし、またその
機械式係止若しくは緊締手段、電磁石や真空を利用した
吸着手段、或いは、モータ（電動・油圧・エア）による
係止若しくは緊締手段を用いることも出来る。

回動枠ロック装置４６は回動枠１２を回動後、その回動
をロックする為のもので、左右の支持枠１３の各々に前
後１対の油圧シリンダを水平に付設してなり、回動枠１
２を回動後油圧シリンダでロック共４６ａを回動枠１２
の下側へ進入させて回動枠１２をロックするようにした
ものである。

次に第５図、第６図は、ワークパレット４の一例を示す
もので、台盤２８上に基準枠２９を設けると共に、その
両側にクランプ枠３０を前後方向位置調節自在に固設し
、基準枠２９の頂部に定ピツチでロケータ３１を着脱自
在に設け、クランプ枠３０内に横向きに組込んだ油圧シ
リンダのピストンロンドの先端部に揺動自在にクランプ
具３２を付設してなる油圧式ワーククランプ装置３３を
クランプ枠３０に定ピツチで設け、ロケータ３１を介し
て基準枠２９に位置決め接当させた多数のワーク３４を
上記ワーククランプ装置３３でクランプする。

また、台盤２８の底部側にはワークパレット４の搬送時
に前記クランプ装置１０・２４のクランプ部が遊嵌して
相対移動する為の３本のクランプ用Ｔ溝３５が形成され
、中央のＴ溝の立溝部分が前記ガイドレール８・７２２
の為の〃イド溝３６となる。

また、ワークパレット４の走行の為のバネ支持式走行ロ
ーラ装置（図示路）が左右１対の角溝３７内に昇降自在
に組込まれている。このワークパレット４をクランプ装
置１ｏ・２４でクランプしてないときには、走行叶う装
置が′バネカで下降して走行ローラの接地部が台盤２８
の下面外へ突出して、走行用のレール６・２１上を走行
可能である。

尚、パレット固定装置２及びパレット昶Ｕ装置３のクラ
ンプ装置１ｏ・２４を簡単化すると、台盤２８のクラン
プ用Ｔ溝３５を省略し得ることは勿論であり、同時に走
行ローラ装置に代えて搬送ａ−ラ装置４８・４８Ａをパ
レット固定装置２と各パレット塔載部に設けることによ
り、ワークパレット４側の走行ローラ装置を省略し得る
。

また、ガイドレール８・２２はワークパレット４の側端
面ないしは、ワークパレット４に付設の部材に摺接する
ＪＲ造にすることにより、ワークパレッ）　４（１）７
１イｌ’Ｊ！３６を省略すること力咄来ル。

尚、ワークパレット４としては、上記の構造のものに限
らず、各種のワークパレットを用い得ることは勿論であ
る。

次に切粉処理洗浄装置Ｗは、ワークパレット４及びその
ワークに付着している切削切粉を除去する為の装置であ
って、パレット旋回装置３の下部に組込まれ、少なくと
も回動枠１２を回動する際には回動枠１２やワークパレ
ット４と干渉することなく、下向とのパレット退避位置
Ｙにあるパレ・ント塔載部１２ａに係止されてい′るワ
ークパレット４の下側に臨んでいる（第３図参照）。

この装置Ｗは、上部に複数列に配置した多数の噴射７ズ
ル４２を、中段部に切粉受箱４３を、下部に洗浄液タン
ク４４を有すると共に、図外の洗浄液加圧送給装置を有
し、切削油と同種若しくは異種の洗浄液を加圧送給装置
でタンク４４から噴射ノズル４２へ圧送し、ワークパレ
ット４及びワーク３４の全外表面に洗浄液を噴射するこ
とにより、切削切粉を洗浄し、その切粉を切粉受箱４３
に収容し、切粉受箱４３ごと外部へ取り出せるようにな
っている。

二こで、パレット旋回装置３の回動枠１２の別実施例と
して、回動枠を、旋回軸心１６ｇに直交する断面形状を
略正方形状に形成し、この回動枠１２の旋回軸心１６ａ
の囲りの外周側面に４面のパレット塔載部１２ａを設け
、各パレット搭載部１２ａに各ワークパレット４を固定
可能にすること、同様に第１１図に示すように、回動枠
１２の旋回軸心１６ａに直交する断面形状を正三角形状
に形成し、その外周側面に３面のパレ・ント塔載部を設
けることも出来る。

また、同様に、回動枠１２に５面又は６面のパレット搭
載部を設けることも出来る。

上記のように、パレット旋回装置３に多数のパレット塔
載部１２ａを設けることにより、ワー２３４をセットし
て準備した多数のワークパレット４を回動枠１２にスト
ックすることが可能になり、ワークパレット４をパレッ
ト固定装置２とバレ・ント旋回装置３との間で自動交換
させることにより、マシニングセンタＭの夜間長時間無
人運転が可能となる。

更に、第１０図及び第１１図に図示のように、パレット
旋回装置３の回動枠１２の旋回軸心１６ａをマシニング
センタＭのテーブル１の座標系のｙ軸（前後方向軸）と
平行することも出来る。第１０図のものは、回動枠１２
に２面のパレット塔載部１２ａを有し第１１図のものは
回動枠１２に３面のパレット搭載部１２ａを有するもの
である。

同様に４面、５面、６面のパレット塔載部を設けること
も出来る。

次に、上記の立型マシニングセンタ用のワークパレット
交換装置を用いて行なうワークパレット交換方法の実施
手順例について説明する。

先ず、第１のワークパレット４はマシニングセンタＭ側
に於いて、切削加工に供され、第２のワークパレット４
はパレット旋回装置３の回動枠１２のパレット交換位置
Ｘにあるパレット搭載部１２ａに固定されている。

上記第１のワークパレット４のワーク３４を加工中に、
第２のワークパレット４の加工済みワー固定して次回加
工用ワーク付きワークパレット４を準備する。

第２番目のワークパレット回収準備工程においで、回動
枠１２を１８０°回動させて、上記第２の次回加工用ワ
ーク付きワークパレット４を下側のパレット退避位置Ｙ
へ逃すと共に、空のパレット塔載部１２ａをパレット交
換位置Ｘに位置させて回動枠１２の回動を回動枠ロック
装置４６でロックする。

第３番目のワークパレット回収工程において、上記第１
の前回加工済ワーク付きワークパレット４をパレット交
換位置Ｘの空のパレット塔載部１２ａに搬送してクラン
プ装置２４で固定すると共に、係止栓装置４５の係止栓
をワークパレット４の係止穴へ嵌入し、ワークパレット
４のワーククランプ装置３３の油路を接続する。

第４番目のワークパレット搬出準備工程においては、回
動枠１２のロックを解除して回動枠１２を１８０°回動
させ、次回加工用ワーク付きワークパレット４かパレッ
ト亨ｍ侍ＭＸに位置させで、回動枠１２をロックすると
共に、パレット係止装置１５を解除する。

第５番目のパレット搬出工程におし１ては、ｄし・ンＹ
交換位置Ｘにある次回加工用ワーク付外ワークパレット
４をパレット固定装置２上へ搬送し、合栓装置７で位置
決めし、クランプ装置７で固定し、切削加工に供する。

第６番目のワーク取外し準備工程では、回動枠１２のロ
ックを解除し、１８０°圓動させて、下向き姿勢の前回
加工済ワーク付きワータパレ、７ト４をパレット交換位
置Ｘに位置させ回動枠１２をロックする。この状態で、
ワークパレット４のワーククランプ装置３３を弛め、ワ
ーク３４を取外し、別の未加工のワー２３４をセットす
る。

＄７番目の切削後処理工程では、上記第４番目のワーク
パレット搬出準備工程と平行して、若しくはこの工程と
第５番目のパレット搬出工程とに亘って並行して、若し
くはパレット搬出工程と並行して、前回加工済ワーク付
きワークパレット４を下向き姿勢に保持し乍呟切粉処理
洗浄装置Ｗで該ワークパレット４とその加工済ワーク３
４に付着した切粉を洗浄により除去する。

ここで、第４図に仮想線で図示のように、パレット旋回
装置３の前側にパレット搬送台車４７を走行させ、工場
内の一区に設けたワーク交換ステーションでワークパレ
ット４にワーク３４を着脱準備し、このワークパレット
４を上記台車４７で搬送し、台車４７とパレット旋回装
置３との間でワークパレット４を受渡し可能にし、前記
第１番目のパレット準備工程において、次回加工用ワー
ク付とワークパレット４をパレット搬送台車４７からパ
レット交換位置Ｘのパレット塔載部１２ａに移送するよ
うにしてもよく、クレーンで吊持搬走して来た次回加工
用ワークパレット付きワークパレット４をパレット搭載
部１２ａへ載置するようにしてもよい。

これと同様に、第７番目の切削後処理工程の後、第６番
目のワーク取外し準備工程において、前回加工済ワーク
付ワークパレット４をパレット交換位置Ｘにあるパレッ
ト搭載部１２ａから、上記搬送台車４７上へ移送し、ワ
ーク交換ステーションへ送るようにしてもよく、また前
回加工済ワーク付外ワークパレット４をクレーンで吊持
搬出してもよい。

上記のように、本発明は、前記ワークパレット交換装置
を用いて、パレット旋回装置の回動枠のパレット塔載部
に係止したワークパレットを水平な旋回軸心回りに回動
させることにより、次回加工ワーク付きワークパレット
をパレット交換位置させるワークパレット搬出準備工程
と、このワークパレットをテーブル側のパレット固定装
置上へ搬送するパレット搬出工程との開において、前回
加工済ワーク付外ワークパレットを下向姿勢にしてこの
ワークパレットから切削切粉を除去するので、次の効果
を奏する。

（Ａ）加工済みワーク付ぎワークパレットを下向姿勢に
して、切削切粉を除去するので、切粉を除去し易く、特
にワークパレット及びその加工済ワークの表面に洗浄液
を噴射などの手段により、容易かっ領貼即りこ樹鉛か詮
尖１−　用卦尋笛たンに落下させて回収することが出来
る。

更に、洗浄液噴射ノズル、切粉受箱や洗浄液タンクなど
からなる切粉除去洗浄装置などを設けることにより、切
粉除去作業を装置化し、自動化すること力呵能となる。

（Ｂ）パレット交換位置の下方で、回動枠を隔てた位置
で切粉除去作業を、洗浄などのクリーンな手段で行ない
、その切粉も確実に回収し得るので、工作機械の周辺の
作業環境も大幅に改善される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施に供するワークパレット交換装置の
実施例を示し、第１図は工作機械の前側に設置したワー
クパレット交換装置の平面図、第２図はその正面図、第
３図はその側面図、第４図はワークパレット交換装置の
部分及びパレット搬送台車の斜視図、第５図及び第６図
は各々ワークパレットの平面図及び正面図、第７図はワ
ークパレットを塔載した第１変形例のパレット旋回装置
の要部平面図、第８図は回動駆動装置の部分縦断側面図
、第９図乃至第１１図は各々第２・第３・第４変形例の
ワークパレット交換装置の部分斜視図、第１２図及び第
１３図は従来のワークパレット交換装置を示し、第１２
図はターンテーブルを用いたワークパレット交換装置の
概略斜視図、第１３図は昇降テーブルを用いたワークパ
レット交換装置の概略斜視図である。 Ｍ・・・工作機械、１・・・テーブル、２・・・パレッ
ト固定装置、３・・・パレット旋回装置、４・・・ワー
クパレット、１２・・・回動枠、１２ａパレット搭載部
、Ｘ・・・パレット交換位置、Ｙ・・・パレット退避位
置、１６ａ・・・旋回軸心。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記の工程からなる工作機械のワークパレット交換
   方法 （１）パレット交換位ｉＸにあるパレッ）１部１２ａに
   次回加工用ワーク付きワークパレット４を準備するパレ
   ット準備工程。 （２）回動枠１２を旋回軸心１６ａ回りに回動させて、
   次回加工用ワークパレット４をパレット退避位置Ｙへ逃
   すと共に、空のパレット搭載部１２ａをパレット交換位
   置Ｘに位置させるワークパレット回収準備工程。 （３）パレット固定装置２上の前回加工済ワーク付きワ
   ークパレット４をパレット交換位置Ｘの空のパレット搭
   載部１２ａへ搬送して固定するワークパレット回収工程 （４）回動枠１２を旋回軸心１．６ａ回りに回動５、娃
   で　±ｍｌ加工旧ワークノＦＬぐし、、　Ｌ　Ａをパレ
   ット交換位Ｍｘに位置させるワークパレット搬出準備工
   程。 （５）パレット交換位置Ｘにある次回加工用ワーク付き
   ワークパレット４をパレット搭載部１．２ａがらパレッ
   ト固定装置２上へ搬送するパレット搬出工程。 （６）回動枠１２を旋回軸心１６ａ回りに回動させて、
   前回加工済ワーク付きワークパレット４をパレット交換
   位置Ｘに位置させるワーク取外し工程。 （７）上記（４）のワークパレット搬出準備工程と上記
   （５）のパレット搬出工程との間において、前回加工済
   ワーク付きワークパレット４を下向外姿勢にして、前回
   加工済ワークパレット４から切削切粉を除去する切削後
   処理工程。