WO2002014013A1 - Machine-outil et son dispositif de changement de palette - Google Patents

Description

明 細 書 工作機械及びそのパレッ ト交換装置 技術分野

本発明は、 工具とワーク とを相対移動させてワークを加工するェ 作機械及びそのパレッ ト交換装置に関し、 特にテーブルとパレツ ト ス ト ッ力すなわちパレッ ト ローディ ンダステーションとの間でヮー クが取り付けられたパレッ トを交換するパレッ ト交換装置を備えた マシニングセンタ等の工作機械及びそのパレツ ト交換装置に関する

背景技術

一般にマシニングセンタ等の工作機械は、 工作機械のテーブル上 に装着され加工済みのヮ一クが敢り付けられたパレッ トと、 パレツ ト口一.. ィングステーショ ン上に装着され段取り済みのワークが取 り付けられたパレッ トとを交換するパレッ ト交換装置を具備してい る。 このようなパレッ ト交換装置には、 例えば、 実開平 2— 5 3 3 3 5号公報に開示のものがある。 これは、 垂直軸線を中心と して旋 回可能且つ上下動可能 （垂直方向に移動可能） に構成されたパレツ ト交換アームを備えて成るパレッ ト交換装置である。

実開平 2— 5 3 3 3 5号公報に開示されている工作機械のパレッ ト交換装置は、 パレツ ト交換アームの上部に梁を含む骨組構造を設 け、 パレツ ト交換アームに固定したアーム軸を骨組構造の梁に上下 動可能且つ旋回可能に軸支し、 梁に上下動及び旋回のためのァクチ ユエータを設けて構成したものである。 そして、 パレッ ト交換に際 してパレッ トをテーブル及びパレッ ト ローディ ンダステーショ ンか ら係止解除した後に、 第 1 のァクチユエータによりアーム軸を介し てパレ ツ ト交換アームを上昇させ、 テーブル及びパレッ ト ロ ーディ ンダステーショ ン上のパレッ トを上側のパレッ ト交換位置まで持ち 上げる。 次いで、 第 2のァクチユエータによ りアーム軸を介してパ レ ッ ト交換アームを旋回させ、 テーブル側 （すなわち加工位置） に あるパレッ ト とパレツ トロ ーディ ンダステーショ ン側 （すなわち待 機位置） にあるパレッ ト とを交換する。 その後、 第 1 のァクチユエ ータによ り アーム軸を介してパレ ツ ト交換アームを下側のパ レ ツ ト 装着位置まで下降させ、 テーブル及びパレ ッ トローデイ ンダステ一 シ ョ ン上にパ レ ッ トを下ろした後に、 パレツ トをテーブル及びパ レ ッ ト ロ ーディ ンダステーショ ンに係止するようにしたものである。 実開平 2— 5 3 3 3 5号公報に開示されている工作機械のパレッ ト交換装置は、 パレッ ト交換ァ一ムをテ一ブル側及びパレツ ト ロ ー ディ ンダステーショ ン側の両方で同じ垂直方向位置までしか下降さ せることができない。 つまり、 パレッ トローデイングステーショ ン 側のパレッ トの垂直方向位置は、 テーブル側のパレッ ト装着位置と 同じ垂直方向位置に設定されていた。

テーブル側でパレッ ト上のワークが加工されている間に、 ノ、。レッ ト口 一ディンダステーショ ン側では、 次に加工されるべきワークを パレ ツ ト へ取り付ける作業や加工済みワークをパレ ツ トから取り外 す作業などの段取り作業を行っている。 したがって、 実開平 2— 5 3 3 3 5号公報に開示のパレ ッ ト交換装置のよ うに、 ノ、。レッ ト交換 アームがテーブル側とパレツ トロ ーディンダステーショ ン側とで同 じ垂直方向位置までしか下降させることができないと、 特に大型の マシニングセンタなどの工作機械では、 パレツ トロ ーディンダステ ーショ ン側の垂直方向位置もかなり上方になるために、 踏み台を用 いるなどして段取り作業を行わなければならず、 作業環境や安全性 が低下するという問題があった。 発明の開示

よって、 本発明の目的は、 段取り を行うパレッ トローデイ ングス テーショ ンと工作機械のテーブルとの間でパレッ トの交換を行う際 に、 パレッ ト 口一ディンダステーショ ン側の作業面の垂直方向位置 をテーブル上面よ り も低い位置に設定可能に構成した工作機械及び そのパレッ ト交換装置を提供することである。

また、 本発明の他の目的は、 テーブル上面の垂直方向位置に関わ らず、 パレツ トローディ ンダステーシ ョ ン側のパレッ ト交換アーム の垂直方向位置を自由に設定できる工作機械及びそのパレッ ト交換 装置を提供することである。

本発明の第一の態様によれば、 工具とワーク とを相対移動させて 前記ワークを加工する工作機械において、 前記工具を装着する主軸 と、 前記ワークが取り付けられたパレツ トを载置するテーブルと、 前記パレッ トに対するワークの着脱を含む段取作業を行うパレッ ト 口—ディ ングステーシヨ ンと、 前記テーブル上のパレッ ト又は前記 パレツ トローディ ンダステーショ ン上のパレッ トをそれぞれ保持す るパレツ ト保持部を有する一対のパレッ ト交換アームを備えており 、 前記一対のパレツ ト交換アームを垂直軸線回りに旋回させること によ り前記テーブルと前記パレッ トローデイ ングステーショ ンの間 でパレツ ト交換を行い、 一方のパレツ ト交換アームが他方のパレツ ト交換アームに対して互いに独立して垂直方向へ移動可能に構成さ れたパレッ ト交換装置とを具備した工作機械が提供される。

本発明の第二の態様によれば、 工具とワーク とを相対移動させて 前記ワークを加工する工作機械において、 前記工具を装着する主軸 と、 前記ワークが取り付けられたパレッ トを载置するテーブルと、 前記パレッ トに対するワークの着脱を含む段取作業を行うパレッ ト 口一ディンダステーシヨ ンと、 前記テーブルと前記パレッ ト 口ーデ イングステーシ ョ ンの間に設けられ、 垂直軸線回りに旋回可能な支 持台と、 前記支持台に取り付けられ前記支持台から水平方向に向け て互いに反対向きに延びる一対のパレッ ト交換アームとを備えてお り、 前記支持台を旋回させることにより、 一方のパレッ ト交換ァー ムを前記テーブル側から前記パレッ ト口一ディンダステーショ ン側 へ且つ他方のパレツ ト交換アームを前記パレッ トローディンダステ ーショ ン側から前記テーブル側へ移動させ、 前記一対のパレッ ト交 換アームが前記支持台上を互いに独立して垂直方向に移動可能に構 成されたパレツ ト交換装置とを具備した工作機械が提供される。 本発明の第三の態様によれば、 工具とワークとを相対移動させて 前記ワークを加工する工作機械において、 前記工具を装着する主軸 と、 前記ワークが敢り付けられたパレッ トを載置するテーブルと、 前記パレッ トに対するワークの着脱を含む段取作業を行うパレッ ト ローディンダステーショ ンと、 前記テーブルと前記パレッ ト ローデ ィンダステーショ ンとの間に設けられたベースと、 前記ベースに対 して垂直軸線回りに旋回可能な支持台と、 前記ベースに設けられ前 記支持台を旋回させる旋回駆動手段と、 前記テーブル上のパレッ ト 又は前記パレッ ト口一ディンダステ一ショ ン上のパレッ トをそれそ' れ保持するパレツ ト保持部を有し、 前記旋回駆動手段により前記支 持台と一体的に旋回し、 前記支持台上を互いに独立して垂直方向に 移動可能に構成された一対のパレッ ト交換アームと、 前記支持台に 設けられ、 前記一対のパレツ ト交換アームのうちの一方を上下動さ せる第 1 の上下駆動手段と、 前記支持台に前記第 1 の上下駆動手段 と直列に設けられ、 前記第 1 の上下駆動手段と ともに前記一対のパ レッ ト交換アームを上下動させる第 2 の上下駆動手段と、 前記第 2 の上下駆動手段による前記一対のパレツ ト交換アームの下降時に、 前記一対のパレッ ト交換アームのうち前記テーブル側のパレッ ト交 換アームの移動を規制するス ト ツバとを具備した工作機械が提供さ れる。

本発明の第四の態様によれば、 工具とワーク とを相対移動させて 前記ワークを加工する工作機械において、 前記工具を装着する主軸 と、 前記ワークが取り付けられたパレツ トを载置するテーブルと、 前記パレッ トに対するワークの着脱を含む段取作業を行うパレッ ト 口一ディンダステーショ ンと、 前記テーブルと前記パレッ ト 口ーデ ィンダステーショ ンとの間に設けられたベースと、 前記ベースに対 して垂直軸線回りに旋回可能な支持台と、 前記ベースに設けられ前 記支持台を旋回させる旋回駆動手段と、 前記テーブル上のパレッ ト 又は前記パレッ トローディ ンダステーショ ン上のパレッ トをそれぞ れ保持するパレツ ト保持部を有し、 前記旋回駆動手段により前記支 持台と一体的に旋回し、 前記支持台上を互いに独立して垂直方向に 移動可能に構成された一対のパレッ ト交換アームと、 前記支持台に 設けられ、 前記一対のパレッ ト交換アームのうちパレッ トローディ ンダステーショ ン側のパレツ ト交換アームを上下動させる第 1 の上 下駆動手段と、 前記支持台に前記第 1の上下駆動手段と直列に設け られ、 前記第 1の上下駆動手段とともに前記一対のパレツ ト交換ァ ームのうちパレツ トローディ ンダステーショ ン側のパレッ ト交換ァ ームを上下動させる第 2の上下駆動手段と、 前記支持台に前記第 1 の上下駆動手段及び前記第 2 の上下駆動手段と並列に設けられ、 前 記一対のパレッ ト交換アームのうちテーブル側のパレッ ト交換ァー ムを上下動させる第 3の上下駆動手段とを具備した工作機械が提供 される。

本発明の第五の態様によれば、 垂直軸線回りに旋回可能な支持台 と、 前記支持台から水平方向に向けて互いに反対向きに延びる一対 のパレッ ト交換アームとを備え、 前記支持台を旋回させることによ り 、 一方のパレッ ト交換アームを加工位置から待機位置へ且つ他方 のパレッ ト交換アームを前記待機位置から前記加工位置へ旋回移動 させるように構成したパレッ ト交換装置において、 前記一対のパレ ッ ト交換アームが前記支持台上を互いに独立して垂直方向に移動可 能に構成されたパレツ ト交換装置が提供される。

上記パレッ ト交換装置では、 前記一対のパレツ ト交換アームが下 降するとき、 一方のパレッ ト交換アームが停止した後に、 他方のパ レッ ト交換アームがさ らに下降し得るようになつていることが好ま しい。 また、 直列に接続した 2つのシリ ンダ装置によって駆動され る 1つの作動口 ッ ドで前記一対のパレツ ト交換アームを垂直方向に 移動させ、 前記一対のパレツ ト交換アームが垂直方向に異なる 3つ の位置をと り得るようにし、 さらに、 ス ト ッパによって一方のパレ ッ ト交換アームの下降を規制するようになっていることがさらに好 ましい。 さらに、 前記一対のパレッ ト交換アームの各々が、 異なる シリ ンダ装置によ り駆動される異なる作動口 ッ ドによって、 垂直方 向に移動させられるよ うになっていてもよい。

一対のパレッ ト交換アームが独立して垂直方向に移動可能である 構成を採るこ とによ り、 一対のパレッ ト交換アームの各々を異なる 垂直方向位置 （すなわち高さ） に移動させることができるようにな る。 したがって、 一方側 （パレッ トローデイングステーショ ン側） のパレッ トの高さを他方側 （テーブル側） のパレッ トの高さと同じ にする必要がなくなり、 一方側 （テーブル側） のパレッ トの高さを 自由に設定することが可能となる。

特に、 一対のパレッ ト交換アームの一方が他方よ り もさらに下降 できるようにすることで、 段取り作業等に利用可能な待機位置側 （ パレッ トローデイ ングステーショ ン側） を、 工作機械に面する側と なる加工位置側 （テーブル側） のパレッ トの位置より も低くするこ とができるようになる。

さらに、 上下駆動手段によって駆動される一対のパレツ ト交換ァ ームの一方の下降をス トッパによつて規制することによ り、 他方の パレツ ト交換アームのみが一方のパレツ ト交換アームより もさらに 下方へ下降できるよ うになる。

また、 一対のパレツ ト交換アームをそれぞれ別々の上下駆動手段 により上下動させることにより、 他方のパレツ ト交換アームのみを 一方のパレッ ト交換アームより もさらに下方へ下降させることがで きるようになる。

以上説明したよ うな構成及び作用により、 本発明によれば、 一対 のパレッ ト交換アームが独立して垂直方向に移動可能となっている ので、 パレツ ト ローデイングステーショ ン循』のパレツ ト交換アーム の垂直方向位置を工作機械のテーブル側のパレッ ト交換アームの垂 直方向位置よ り も低く設定することができるよ うになる。 したがつ て、 パレツ トローディ ンダステーショ ンの作業面を低く設定するこ とが可能となり、 段取り作業の効率及び安全性を向上させることが できる。 図面の簡単な説明

以下、 添付の図面を参照して、 本発明の上述及び他の目的、 特徴 、 利点、 本発明の実施態様について更に詳細に説明する。

図 1は、 本発明の工作機械のパレツ ト交換装置を示している斜視 図である。

図 2は、 図 1 に示されている工作機械のパレツ ト交換装置の内部 の構造を示している部分側断面図である。 図 3は、 図 1及び図 2に示されているパレッ ト交換装置を備えて 成る工作機械の平面図である。

図 4 Aは、 本発明の工作機械のパレ ツ ト交換装置の動作を示して いる略示図であり、 工作機械のテーブルへのパレ ツ ト装着時を示し たものである。

図 4 Bは、 本発明の工作機械のパレ ツ ト交換装置の動作を示して いる略示図であり、 テーブル側のパレッ ト とパレツ トローデイング ステーショ ン 』のパレツ ト との交換時を示したものである。

図 4 Cは、 本発明の工作機械のパレッ ト交換装置の動作を示して いる略示図であり、 パレッ ト ローデイ ングステーショ ンへのパレツ ト装着時を示したものである。

図 5は、 本発明の工作機械のパレッ ト交換装置の別の実施態様を 示している略示図である。

図 6は、 本発明の工作機械のパレツ ト交換装置の他の実施態様を 示している略示図である。 発明を実施するための最良の形態

最初に、 図 3を参照して、 本発明の工作機械の一実施態様を説明 する。

工作機械 1 1 は、 ベッ ド 1 3 と、 コラム 1 5 と、 コラム 1 5に取 り付けられた主軸頭 1 7 と、 主軸 1 9 と、 テーブル 2 1 と、 パレツ ト交換用のパレッ トローディンダステーショ ン 2 3 とを含んで成る 。 そして、 テーブル 2 1上に装着され、 加工済みのワーク （不図示 ) が取り付けられたパレツ ト P と、 パレッ ト ローデインダステーシ ヨ ン 2 3上に装着され、 段取り済みのワーク （不図示） が取り付け られたパレツ ト P との交換を行うために、 ノ、。レツ ト交換装置 2 5が 工作機械 1 1 のテーブル 2 1 とパレツ ト ローデイ ングステーショ ン 2 3 との間に配置されている。

図 3に示されている工作機械 1 1においては、 主軸 1 9は横形に 配置され、 主軸頭 1 7は公知のスライ ドガイ ド機構によってコラム 1 5に対して上下方向 （Y軸方向） に移動可能に取り付けられてい る。 コラム 1 5はスライ ドガイ ド機構によつて工作機械 1 1の正面 から見てベッ ド 1 3上を左右方向 （X軸方向） に移動可能になって おり、 テーブル 2 1 はべッ ド 1 3上を前後方向 （ Z軸方向） に移動 可能になっている。 したがって、 主軸 1 9はテーブル 2 1に対して X、 Y、 Ζの 3軸方向に相対移動可能である。 さらに、 主軸 1 9の 左側には自動工具交換装置の工具マガジン 2 7が配置され、 主軸 1 9の右側には N C装置 2 9が配置されている。

テーブル 2 1上面には 4つのテーパコーン （不図示） が設けられ ており、 ワークを載置したパレツ ト Ρには対応する凹部が形成され ているので、 パレツ ト Ρをテーブル 2 1 に置くだけでパレツ ト Ρが 所定の位置に精度よく支持されるようになっている。 テーブル 2 1 は、 上述したよ うに、 前後方向 （ Ζ軸方向） に移動可能になってお り、 よって加工作業のために主軸 1 9に対して相対移動を行い、 パ レッ ト交換時には一点鎖線で示されているパレツ ト Ρの位置に移動 可能になつている。

次に、 図 1 に示されている本発明の工作機械 1 1 のパレツ ト交換 装置 2 5を図 1及び図 2を参照して詳細に説明する。

図 1 を参照すると、 パレッ ト交換装置 2 5は、 工作機械 1 1 のべ ッ ド 1 3上に設けられたベース 3 1 と、 ベース 3 1から垂直方向に 延び且つ垂直軸'線 3 3回りに旋回可能に設けられたアームベースす なわち支持台 3 5 と、 支持台 3 5から水平方向に向けて互いに反対 向きに延びる一対のパレツ ト交換アーム 3 7 とを備えている。 通常 は、 一対のパレッ ト交換アーム 3 7 の一方が工作機械 1 1側に、 他 方がパレッ トローディ ンダステーショ ン 2 3側に配置されており、 それぞれの位置を以下で加工位置及び待機位置と呼称する。

各パレッ ト交換アーム 3 7は、 支持台 3 5に設けられた一対のガ ィ ド 3 9に沿って支持台 3 5に対して垂直方向に移動可能なスライ ド板 3 7 a と、 スライ ド板 3 7 aから水平方向に向かって延び先端 部が二股に分岐したフォーク形状のパレツ ト保持部 3 7 b とを含ん でなり、 このスライ ド板 3 7 a を介して支持台 3 5に移動可能に取 り付けられている。 スライ ド板 3 7 aの上部は水平方向に突出して 延びる突出部 3 7 cをさらに含んでいる。

これら一対のパレツ ト交換アーム 3 7は、 支持台 3 5の内部を通 つて延びる上下駆動手段によって垂直方向に駆動される。 図 2を参 照する と、 上下駆動手段は、 ベース 3 1に設置され垂直方向に伸縮 可能な第 1 シリ ンダ装置 （すなわち、 第 1 の上下駆動手段） 4 1 と 、 第 1 シリ ンダ装置 4 1 の作動ロッ ド 4 3の作用端部 4 5を介して 第 1 シリ ンダ装置 4 1 と直列に接続され、 垂直方向に伸縮可能な第 2シリ ンダ装置 （すなわち、 第 2の上下駆動手段） 4 7 とを含んで 成る。 そして、 第 2シリ ンダ装置 4 7の作動ロ ッ ド 4 9の作用端部 5 1 とパレツ ト交換アーム 3 7の突出部 3 7 c との接触によって上 下駆動手段の駆動力をパレツ ト交換アーム 3 7に伝達し、 パレツ ト 交換アーム 3 7がガイ ド 3 9に沿って支持台 3 5上を垂直方向に移 動する。

図 2の実施態様においては、 第 1 シリ ンダ装置 4 1 の作用端部 4 5に支持台 3 5がさらに連結されており、 第 1 シリ ンダ装置 4 1 の 垂直方向の伸縮に応じて支持台 3 5が第 2シリ ンダ装置 4 7 と共に 垂直方向に移動するようになっている。

支持台 3 5は、 旋回駆動手段によって旋回力を与えられて、 ベー ス 3 1 に対して垂直軸線 3 3回りに旋回するようになつている。 旋 回駆動手段は、 例えば、 図 2に示されているようなラックピニオン 機構によって構成される。

図 2を参照すると、 旋回駆動手段のピニオン 5 3は、 垂直軸線 3 3を回転軸線とした円筒形状に形成されており、 第 1 シリ ンダ装置 4 1 を取り囲むように配置されている。 図 2においては、 円筒形状 ピニオン 5 3に覆われた第 1 シリ ンダ装置 4 1 を説明のため点線で 示している。 この円筒形状ピニオン 5 3の一方の端部はさらに支持 台 3 5の底部に固定的に結合されており、 ピニオン 5 3 と係合する ラック 5 5を適宜の駆動装置 （不図示） によ り水平方向に駆動すれ ば、 支持台 3 5が垂直軸線 3 3回りに旋回し、 この支持台 3 5の旋 回に伴って一対のパレツ ト交換アーム 3 7も旋回するよ うになって いる。

ピニオン 5 3が結合している支持台 3 5は、 第 1 シリ ンダ装置 4 1 と連結されているので、 第 1 シリ ンダ装置 4 1の伸縮によってべ ース 3 1に対して垂直方向に移動し、 それに伴って支持台 3 5に結 合されたピニオン 5 3もベース 3 1に対して垂直方向に移動する。 そこで、 ピニオン 5 3がベース 3 1 に対して垂直方向に移動しても ベース 3 1に設けられたラック 5 5 との係合状態を維持するために 、 ピニオン 5 3は垂直方向に長くなつている。

図 2の実施態様では、 支持台 3 5を旋回させるためにラックピニ オン機構が使用されているが、 他の適宜の旋回機構を使用すること ももちろん可能である。

以上のように 2つのシリ ンダ装置 4 1 、 4 7を直列に接続し、 こ れらシリ ンダ装置 4 1 、 4 7によつて駆動される 1つの作動口 ッ ド 4 9で一対のパレツ ト交換アーム 3 7を垂直方向に移動させること によって、 パレツ ト交換アーム 3 7は垂直方向に 3つの異なる垂直 方向位置 （高さ） をとることが可能となる。 しかしながら、 直列に接続した第 1及び第 2シリ ンダ装置 4 1 、 4 7によつて一対のパレッ ト交換アーム 3 7を移動させるのでは、 2つのパレッ ト交換アーム 3 7は同じ垂直方向位置しかとることが できない。 そこで、 図 2に示されている実施態様では、 パレッ ト交 換アーム 3 7 の下降時に、 一対のパレッ ト交換アーム 3 7の一方 （ 通常は待機位置のパレッ ト交換アーム 3 7 ) の移動 （すなわち下動 ) を規制すぺく、 ベース 3 1 の 1 つの側面にス トッパ 5 7を設けて いる

このス ト ッパ 5 7を設けたことによ り、 直列に接続した第 1及び 第 2シリ ンダ装置 4 1 、 4 7によつて一対のパレッ ト交換アーム 3 7を移動させながらも、 パレッ ト交換アーム 3 7の下降動作の際に —方 （加工位置） のパレッ ト交換アーム 3 7が停止した後に、 他方 (待機位置） のパレツ ト交換アーム 3 7がさらに下降し得るように なる。 したがって、 パレッ ト交換装置 2 5において、 よ り低い垂直 方向位置まで下降し得るパレッ ト交換ァ一ム 3 7 の側で段取り を行 うよ う し、 下降する際にス ト ッパ 5 7で垂直方向位置を規制される パレッ ト交換アーム 3 7 の側を工作機械側に向ければ、 工作機械 1 1のテーブル 2 1の高さによつて待機位置のパレッ ト交換アーム 3 7の垂直方向位置が制限されることがなくなる。

次に、 図 4 A〜図 4 Cを参照して、 図 1及び図 2に示されている 工作機械 1 1 のパレツ ト交換装置 2 5 の動作を説明する。 なお、 図 4 A〜図 4 Cにおいては、 簡単化のために、 支持台 3 5等は省略さ れている。

工作機械 1 1 のテーブル 2 1上にパレッ ト Pが装着され、 パレツ ト Pに取り付けられているワークが加工されている間は、 本発明の 工作機械 1 1 のパレッ ト交換装置 2 5の両パレッ ト交換アーム 3 7 は図 4 Aに示されている垂直方向位置 （テーブル 2 1 にパレツ トを 装着する位置であり、 以降、 テーブル装着位置と呼称する） で待機 している。 そして、 ワークの加工が終了して、 テーブル 2 1がパレ ッ ト交換装置 2 5へ向かって移動し、 加工済みのワークが取り付け られたパレッ ト Pがパレッ ト交換装置 2 5 のパレッ ト交換アーム 3 7に移载されると、 第 1 シリ ンダ装置 4 1が伸長して両パレッ ト交 換アーム 3 7を図 4 Bに示されている垂直方向位置 （以降、 パレツ ト交換位置と呼称する） まで上昇させる。 パレッ ト交換位置に上昇 することによって、 ベース 3 1が支持台 3 5及びパレッ ト交換ァー ム 3 7の旋回を妨げることがなくなるので、 ラックピニオン機構に よって支持台 3 5を旋回させ、 一方のパレツ ト交換アーム 3 7を加 ェ位置から待機位置へ、 他方のパレッ ト交換アーム 3 7を待機位置 から加工位置へと旋回、 移動させる。

次に、 第 1シリ ンダ装置 4 1 を収縮させて、 加工位置 （すなわち 工作機械側） のパレッ ト交換アーム 3 7がス トッパ 5 7に接触する 垂直方向位置まで、 両パレッ ト交換アーム 3 7を下降させる。 この とき、 両パレッ ト交換アーム 3 7はテーブル装着位置となり、 加工 位置のパレツ ト交換アーム 3 7に保持されているパレツ ト Pが工作 機械 1 1 のテーブル 2 1 に装着される。

さらに、 一対のパレッ ト交換アーム 3 7の一方 （加工位置） のパ レツ ト交換アーム 3 7がス トツパ 5 7によつて停止した後、 第 2シ リ ンダ装置 4 7を収縮させて、 パレッ ト交換アーム 3 7 の他方を図 4 Cに示されている垂直方向位置 （パレッ ト口一ディンダステーシ ヨ ン 2 3にパレッ トを装着する位置であり、 以降、 パレッ ト ローデ イ ングステーシ ョ ン装着位置と呼称する） まで下降させる。 このと き、 加工位置のパレッ ト交換アーム 3 7は、 ス ト ッノヽ ° 5 7によって 停止させられているので、 テーブル装着位置よ り下方に下降するこ とはない。 したがって、 待機位置のパレッ ト交換アーム 3 7のみが パレツ トローディ ンダステーショ ン装着位置まで下降し、 待機位置 のパレツ ト交換アーム 3 7に保持されるノヽ °レツ ト Pがパレツ トロー デイングステーシ ョ ン 2 3に装着される。

このようにして、 一対のパレッ ト交換アーム 3 7が支持台 3 5上 を互いと独立して垂直方向に移動し、 互いと異なる垂直方向位置を と り得るようにさせている。 それにより、 待機位置のパレッ ト Pの 垂直方向位置を加工位置のパレッ ト Pの垂直方向位置よりも低く設 定することができるよ うになるので、 パレッ トローディ ンダステ一 シヨ ン 2 3 での段取り作業が行いやすくなり、 段取り作業の効率及 び安全性の向上が達成される。

待機位置のパレッ ト交換アーム 3 7側に位置するパレッ ト 口ーデ イ ンダステーショ ン 2 3上でワークの段取り作業が完了した後は、 第 2シリ ンダ装置 4 7を伸張させて、 図 4 Aに示されているように パレツ ト交換アーム 3 7をテーブル装着位置まで上昇させる。 図 4 Cに示されている状態では、 待機位置のパレツ ト交換アーム 3 7の 突出部 3 7 cのみが作動口 ッ ド 4 9の作用端部 5 1に当接している ので、 このとき待機位置のパレッ ト交換アーム 3 7のみが上昇する ことになる。

このよ う に、 段取り作業が終了した後に、 図 4 Aに示されている ように待機位置のパレッ ト交換アーム 3 7をテーブル装着位置まで 上昇させておく こ とで、 パレツ トロ一ディ ンダステーション装着位 置とテーブル装着位置との間で待機位置のパレッ ト交換アーム 3 7 を移動させる時間が加工時間に影響を与えることを回避することが できる。 したがって、 本発明の工作機械 1 1 のパレツ ト交換装置 2 5は待機位置のパレッ ト交換アーム 3 7を加工位置のパレツ ト交換 アーム 3 7よ り も低い位置まで下降させることが可能でありながら も、 一対のパレツ ト交換アーム 3 7が同じ垂直方向位置しかと り得. ない従来のパレツ ト交換装置と比較して、 加工時間が長くなること はない。

以上、 第 1及び第 2シリ ンダ装置 4 1 、 4 7を直列に接続した上 下駆動手段によってパレツ ト交換アーム 3 7を垂直方向に移動させ る実施態様に基づいて本発明の工作機械 1 1のパレツ ト交換装置 2 5を説明したが、 本発明の工作機械のパレッ ト交換装置は上記実施 態様に限定されるものではない。 また、 本発明の範囲は、 請求の範 囲によって限定されるものであるから、 請求の範囲から逸脱するこ とのない修正及び変更が可能である。

例えば、 図 5に示されているように、 直列に接続した第 1及び第 2 シリ ンダ装置 4 1、 4 7を天井から垂下するように設置し、 直列 に接続した第 1及び第 2シリ ンダ装置 4 1 、 4 7によって駆動され る 1 つの作動ロ ッ ド 4 9 で 2つのパレッ ト交換アーム 3 7を移動さ せるようにしてもよい。 この場合には、 図 1及び図 2に示されてい る実施態様と同様に一方のパレツ ト交換アーム 3 7 のみの下降を規 制するためにス ト ツパ 5 7が必要となる。

また、 図 6に示されているよ うに、 2つのパレッ ト交換アーム 3 7をそれぞれ独立した上下駆動手段によって駆動してもよい。 図 6 の実施態様では、 一方のパレッ ト交換アーム 3 7が直列に接続され た 2つのシリ ンダ装置 5 9によつて駆動され、 他方のパレッ ト交換 アーム 3 7が 1つのシリ ンダ装置 6 1 によって駆動されている。 し たがって、 一方のパレツ ト交換装置 3 7は 3つの異なる垂直方向位 置をとることができ、 他方のパレツ ト交換アーム 3 7は 2つの異な る垂直方向位置をとることができるようになつており、 ス トツパを 使用することなく、 図 1及び図 2に示されている実施態様と同様の 動作をすることが可能である。

さらに、 図 1及び図 2の実施態様で直列に接続した第 1及び第 2 シリ ンダ装置 4 1、 4 7に代えて、 3つ以上の異なる位置をとるこ とが可能な 1つのシリ ンダ装置を使用してもよい。

なお、 図 5及び図 6でも、 図 4 A〜図 4 Cと同様に、 簡単化のた めに、 支持台 3 5等が省略されている。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 工具とワーク とを相対移動させて前記ワークを加工する工作 機械において、

前記工具を装着する主軸と、

前記ワークが取り付けられたパレッ トを载置するテーブルと、 前記パレッ トに対するワークの着脱を含む段取作業を行うパレッ ト ローディ ンダステ—ショ ンと、 前記テーブル上のパレッ ト又は前記パレッ ト ローディ ンダステ一 ショ ン上のパレッ トをそれぞれ保持するパレッ ト保持部を有する一 対のパレッ ト交換アームを備えており、 前記一対のパレツ ト交換ァ ームを垂直軸線回りに旋回させることによ り前記テーブルと前記パ レツ ト ローディンダステーショ ンの間でパレッ ト交換を行い、 一方 のパレツ ト交換アームが他方のパレツ ト交換アームに対して互いに 独立して垂直方向へ移動可能に構成されたパレツ ト交換装置と、 を具備したことを特徴とする工作機械。

2 . 工具とワーク とを相対移動させて前記ワークを加工する工作 機械において、

前記工具を装着する主軸と、

前記ワークが取り付けられたパレツ トを载置するテーブルと、 前記パレッ トに対するワークの着脱を含む段取作業を行うパレッ ト ローディ ンダステーショ ンと、

前記テーブルと前記パレッ トローディ ンダステーショ ンの間に設 けられ、 垂直軸線回りに旋回可能な支持台と、 前記支持台に取り付 けられ前記支持台から水平方向に向けて互いに反対向きに延びる一 対のパレッ ト交換アームとを備えており、 前記支持台を旋回させる ことによ り、 一方のパレッ ト交換アームを前記テーブル側から前記 パレツ トローディ ンダステーショ ン側へ且つ他方のパレッ ト交換ァ 一ムを前記パレツ トローディ ンダステーショ ン側から前記テーブル 側へ移動させ、 前記一対のパレツ ト交換アームが前記支持台上を互 いに独立して垂直方向に移動可能に構成されたパレッ ト交換装置と を具備したことを特徴とする工作機械。

3 . 工具とワーク とを相対移動させて前記ワークを加工する工作 機械において、

前記工具を装着する主軸と、

前記ワークが取り付けられたパレツ トを载置するテーブルと、 前記パレッ トに対するワークの着脱を含む段取作業を行うパレツ ト ローディ ンダステーショ ンと、 前記テーブルと前記パレッ トローディ ンダステーシヨ ンとの間に 設けられたベース と、

前記ベースに対して垂直軸線回りに旋回可能な支持台と、 前記ベースに設けられ前記支持台を旋回させる旋回駆動手段と、 前記テーブル上のパレッ ト又は前記パレッ ト口一ディ ンダステ一 ション上のパレッ トをそれぞれ保持するパレッ ト保持部を有し、 前 記旋回駆動手段によ り前記支持台と一体的に旋回し、 前記支持台上 を互いに独立して垂直方向に移動可能に構成された一対のパレッ ト 交換アームと、

前記支持台に設けられ、 前記一対のパレツ ト交換アームのうちの 一方を上下動させる第 1 の上下駆動手段と、

前記支持台に前記第 1 の上下駆動手段と直列に設けられ、 前記第 1の上下駆動手段と ともに前記一対のパレッ ト交換アームを上下動 させる第 2 の上下駆動手段と、

前記第 2の上下駆動手段による前記一対のパレツ ト交換アームの 下降時に、 前記一対のパレッ ト交換アームのうち前記テーブル側の パレツ ト交換アームの移動を規制するス ト ツパと、

を具備したことを特徴とする工作機械。

4 . 工具とワーク とを相対移動させて前記ワークを加工する工作 機械において、

前記工具を装着する主軸と、

前記ワークが取り付けられたパレツ トを载置するテーブルと、 前記パレッ トに対するワークの着脱を含む段取作業を行うパレッ トローディンダステーショ ンと、

前記テーブルと前記パレッ トローディ ンダステーショ ンとの間に 設けられたベースと、

前記ベースに対して垂直軸線回りに旋回可能な支持台と、 前記ベースに設けられ前記支持台を旋回させる旋回駆動手段と、 前記テーブル上のパレッ ト又は前記パレッ ト 口一ディ ンダステ一 ショ ン上のパレッ トをそれぞれ保持するパレッ ト保持部を有し、 前 記旋回駆動手段によ り前記支持台と一体的に旋回し、 前記支持台上 を互いに独立して垂直方向に移動可能に構成された一対のパレッ ト 交換アームと、

前記支持台に設けられ、 前記一対のパレッ ト交換アームのうちパ レツ ト ローディ ンダステーショ ン側のパレッ ト交換アームを上下動 させる第 1 の上下駆動手段と、

前記支持台に前記第 1 の上下駆動手段と直列に設けられ、 前記第 1の上下駆動手段と ともに前記一対のパレツ ト交換アームのうちパ レッ ト 口一ディ ンダステーショ ン側のパレッ ト交換アームを上下動 させる第 2の上下駆動手段と、

前記支持台に前記第 1 の上下駆動手段及び前記第 2の上下駆動手 段と並列に設けられ、 前記一対のパレツ ト交換アームのうちテープ ル側のパレッ ト交換アームを上下動させる第 3 の上下駆動手段と、 を具備したことを特徴とする工作機械。

5 . 垂直軸線回りに旋回可能な支持台と、 前記支持台から水平方 向に向けて互いに反対向きに延びる一対のパレツ ト交換ァ一ムとを 備え、 前記支持台を旋回させることによ り、 一方のパレッ ト交換ァ ームを加工位置から待機位置へ且つ他方のパレツ ト交換ァ一ムを前 記待機位置から前記加工位置へ旋回移動させるように構成したパレ ッ ト交換装置において、

前記一対のパレッ ト交換アームが前記支持台上を互いに独立して 垂直方向に移動可能に構成されたことを特徴とするパレッ ト交換装 置。

6 . 前記一対のパレッ ト交換アームが下降するとき、 一方のパレ ッ ト交換アームが停止した後に、 他方のパレツ ト交換アームがさ ら に下降し得る請求項 5に記載のパレッ ト交換装置。

7 . 直列に接続した 2つのシリ ンダ装置によって駆動される 1つ の作動口 ッ ドで前記一対のパレツ ト交換アームを垂直方向に移動さ せ、 前記一対のパレツ ト交換アームが垂直方向に異なる 3つの位置 をと り得るよ うにし、 さらに、 ス ト ツパによって一方のパレツ ト交 換アームの下降を規制する請求項 6に記載のパレッ ト交換装置。

8 . 前記一対のパレッ ト交換アームの各々が、 異なるシリ ンダ装 置により駆動される異なる作動ロッ ドによって、 垂直方向に移動さ せられる請求項 5に記載のパレッ ト交換装置。