JP3345033B2 - 工作機械のパレット交換装置 - Google Patents

工作機械のパレット交換装置

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JP3345033B2 JP30503691A JP30503691A JP3345033B2 JP 3345033 B2 JP3345033 B2 JP 3345033B2 JP 30503691 A JP30503691 A JP 30503691A JP 30503691 A JP30503691 A JP 30503691A JP 3345033 B2 JP3345033 B2 JP 3345033B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械のパレット交
換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、工作機械のパレット交換装置は、
特開平３−１３６７３８号公報や、実公平１−３５７９
７号公報に示されているようにパレットの保持、解放機
構及び搬入出機構の駆動源を夫々個別に有する機構とな
っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
パレット交換装置は、個別の駆動源を有することから、
コスト面及び設置スペース等で不利になることと、更に
夫々の駆動源であるタイミングをコントロールする際、
動作の確実性確保のため、動作連結時のロスタイムが生
じて、パレット交換に時間がかかるという問題があっ
た。
【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、複数種の機構を単一の駆動源で
駆動させることによりコストの低減及びパレット交換時
間の短縮と動作の確実性向上等、他面にわたるユーザー
の要求を満たすパレット交換装置を提供することを目的
としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１の工作機械のパレット交換装置は、
工作機械のテーブル上のワークを取付けたパレットと、
前記テーブル上に設置され、該テーブル上のパレットを
保持又は解放するためのクランプ機構と、前記テーブル
に設置され、前記パレットをテーブル上と待機位置との
間で移動するための搬入出機構と、前記テーブルに設置
され前記クランプ機構及び搬入出機構に単一の駆動源に
より所定のタイミングで出力された動きを伝えるための
動力分岐伝達機構とを備えた工作機械のパレット交換装
置において、前記クランプ機構は、前記動力分岐伝達機
構によって上下に移動可能であるクランプ部材と、該ク
ランプ部材の内部に上下動可能に保持されたクランプピ
ンと、該クランプ部材に内蔵され該クランプピンを常に
は下向きに付勢させるバネと、前記パレットの下面に形
成されかつ前記クランプピンと係合する係合部とで構成
されている。また、請求項２に記載の工作機械のパレッ
ト交換装置は、前記テーブルに対向する側に、前記パレ
ットを並列に配置可能な架台を備え、前記テーブルと前
記架台に配置された前記パレットとを該パレットが並列
に配置された方向に相対的に移動可能に構成されてい
る。
【０００６】
【作用】上記の構成を有する本発明の請求項１記載の工
作機械のパレット交換装置は、工作機械の加工が終了す
ると、テーブルに設けられた動力分岐伝達機構により駆
動源の動力がクランプ機構に伝達され、テーブル上に、
保持状態にあったワークのパレットを開放し、次いで搬
入出機構に動きが伝達され、ワークのパレットを待機位
置に搬出し、未加工ワークのパレットをテーブル上に搬
入する。引き続いて、搬入された未加工ワークのパレッ
トをクランプ機構によりテーブル上に保持することでパ
レットの交換動作が終了する。前記クランプ機構におい
ては、アンクランプする際、動力分岐伝達機構により、
クランプ部材を上動させるとクランプピンとパレットの
係合部との係合が解除される。一方、動力分岐伝達機構
によりクランプ部材を下動させると、クランプピンと係
合部が係合し、更に前記バネによって保持力が与えられ
てパレットがクランプされる。また、請求項２に記載の
工作機械のパレット交換装置では、加工済みのパレット
を搭載したテーブルと架台とを該パレットが並列に配置
された方向に相対移動させた後、前記パレットを前記搬
入出機構によって前記架台に返却し、再度テーブルと前
記架台とを前記パレットが配置された方向へ相対移動さ
せて段取り準備済みのパレットをテーブルに対向する位
置に配置し、前記搬入出機構によって前記テーブルに前
記パレットを搭載させる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
【０００８】図３及び図４において、工作機械１０のテ
ーブル１２は図３中に示すＸＹ方向に移動可能に構成さ
れている。
【０００９】テーブル１２上に設置されたパレット着脱
搬入出装置１３は、追って詳述する保持解放機構及び搬
入出機構と動力分岐伝達機構を有し、パレット（Ａ）１
４又は（Ｂ）２０を保持又は解放及び搬入又は搬出可能
に構成され、通常はパレット（Ａ）１４又は（Ｂ）２０
の一方を搬入し、保持した状態に載置されている。
【００１０】また、テーブル１２の前端には、パレット
（Ａ）１４又は（Ｂ）２０を摺動可能に指示するレール
１１が固定されている。パレット（Ａ）１４には、ワー
ク１５が取付られ、工作機械１０により所定の加工が施
される。
【００１１】自動扉１６（図３は開口状態を示す）によ
り工作機械１０内の加工エリアを仕切られた待機位置に
は、工作機械１０のベッド１７に固定的に取付けられ、
２個のパレットが並列に配置できるスペースを有した架
台１８が設置されている。架台１８上にはレール１１か
ら移動されたパレット（Ａ）１４又は（Ｂ）２０を支持
するレール２２が固定されている。そのレール２２上に
は、未加工ワーク１９が取付けられたパレット（Ｂ）２
０が一定の保持力を備えたキャッチ部材２１により定位
置に保持されている。そしてそのキャッチ部材２１に一
定の保持力を超えた力が作用した時、パレット（Ｂ）２
０が図３中に示すＹ方向に移動できるように保持されて
いる。
【００１２】図１及び図２において、前述の工作機械１
０のテーブル１２上に一体的に取付られた機枠２４上に
は４個の位置決め部材２５が設けられている。パレット
（Ａ）１４の下面には、各位置決め部材２５に対向する
位置に被位置決め部材２９が設けられている。そしてパ
レット（Ａ）１４は、被位置決め部材２９及び位置決め
部材２５を介してコイルばね（Ａ）２６を内蔵した上面
が板状のクランプ部材２８の上下動により、開放又は保
持可能に載置されている。
【００１３】該クランプ部材２８の両端には、該クラン
プ部材２８と一体に上下動するレール２３が固定されて
いる。また、パレット（Ａ）１４の下面には、該レール
２３と対向してレール２３上を摺動する滑り部材３３が
取付られている。クランプ部材２８内には、コイルばね
（Ａ）２６により常には、下方へ付勢されるクランプピ
ン３５が上下動可能に保持され、その上部の係止部３５
ａがパレット（Ａ）１４の下面に形成された係合部１４
ａと係合されている。
【００１４】クランプ部材２８の下端には係合部２８ａ
が形成され、機枠２４に支点２７を中心に上下方向揺動
可能に支持されたシーソーアーム３０の一端と上下動可
能に係合している。シーソーアーム３０の他端にはカム
フォロア（Ａ）３１を備えており、機枠２４に回転可能
に支持された動力分岐軸３２に設けた円筒カム３４に係
合し、その円筒カム３４の回転運動をシーソーアーム３
０の上下方向揺動に変換している。
【００１５】パレット（Ａ）１４の後方（図２（ａ）上
方）には、機枠２４に固定された支点軸３９により水平
方向揺動可能に支持されたスイングアーム４０の先端に
設けたカムフオロア（Ｂ）４１と係合しスイングアーム
４０の水平方向揺動をパレット（Ａ）１４の直線運動に
変換するフオロアガイド（Ｂ）４２を有している。
【００１６】フオロアガイド（Ｂ）４２はパレット
（Ａ）１４が待機位置に搬出されパレット（Ｂ）２０と
並列に保持された状態で各々が一線を成し、スイングア
ーム４０のカムフオロア（Ｂ）４１が通過できるように
構成されている。
【００１７】スイングアーム４０はその支点軸３９の近
傍に、動力分岐軸３２のカムフオロア（Ｃ）４５と係合
し、カムフオロア（Ｃ）４５の円運動を図２（ｂ）の実
線と２点鎖線との間のスイングアーム４０の揺動に変換
するフオロアガイド（Ｃ）４７を有している。支点軸３
９には、スイングアーム４０の下端の２カ所のくぼみ３
６と当接し、スイングアーム４０をその各揺動端で保持
するためのコイルばね（Ｂ）４８により圧力を受けた鋼
球４９を備えている。駆動モータ５０は機枠２４に設置
され、減速機５２と、歯車（Ａ）５４及び歯車（Ｂ）５
５を介し、その動力を動力分岐軸３２に伝達するように
構成されている。
【００１８】本実施例は以上のように構成され、以下こ
のように構成されたパレット交換装置のパレット交換動
作について図５及び図６を参照して説明する。
【００１９】図５（ａ）は工作機械１０により加工が終
了し、パレット（Ａ）１４を載置したテーブル１２がパ
レット（Ａ）１４の搬出可能位置に移動し、更に工作機
械１０の自動扉１６が開口して搬出準備が完了した状態
を示す。この状態から駆動モータ５０を正転方向に起動
すると減速機５２と歯車（Ａ）５４及び歯車（Ｂ）５５
を介して動力分岐軸３２が回転される。
【００２０】図６に示すように動力分岐軸３２の回転角
が３０°に達すると円筒カム３４によりシーソアーム３
０を介してクランプ部材２８が上昇し始める。
【００２１】クランプ部材２８の上昇動は、当初パレッ
ト（Ａ）１４に保持力を印加しているコイルばね（Ａ）
２６の弛緩のみを伴ない、コイルばね（Ａ）２６が一定
の弛緩量に達した後、クランプピン３５の係止部３５ａ
がパレット（Ａ）１４の係合部１４ａから解除されると
共に、レール２３の上面が滑り部材３３と接触されてパ
レット（Ａ）１４が上昇される。
【００２２】動力分岐軸３２の回転角が６０°に達する
とクランプ部材２８は上昇動を終了し、その上昇動によ
り位置決め部材２５と被位置決め部材２９との係合が外
れてパレット（Ａ）１４が開放されると共に、レール１
１と２３の上面が同一高さになるように維持される。こ
の開放動作の終了と同時に、動力分岐軸３２のカムフオ
ロア（Ｃ）４５がスイングアーム４０に備えたフオロア
ガイド（Ｃ）４７に係合し、それまでコイルばね（Ｂ）
４８と鋼球４９により保持されていたスイングアーム４
０が揺動を開始しその先端に備えたカムフオロア（Ｂ）
４１とパレット（Ａ）１４のフオロアガイド（Ｂ）４２
によりパレット（Ａ）１４を待機位置に向けて移動し始
める。
【００２３】この時パレット（Ａ）１４は、レール２３
上からレール１１上に移動され、更にレール１１上から
レール２２上に移動される。そして動力分岐軸３２の回
転角が３００°に達すると、図５（ｂ）に示すようにパ
レット（Ａ）１４の搬出が終了しスイングアーム４０は
コイルばね（Ｂ）４８と鋼球４９により保持される。引
続きクランプ部材２８のみが下降し、駆動モータ５０が
停止される。
【００２４】搬出されたパレット（Ａ）１４は待機位置
に設けたキャッチ部材２１により搬出動作を利用しノッ
チ式に保持され、各々のパレット（Ａ）１４及びパレッ
ト（Ｂ）２０に備えたフオロアガイド（Ｂ）４２が一直
線を成すよう載置される。
【００２５】次いで工作機械１０のテーブル１２が図５
（ｂ）に示すＸ方向に移動され、スイングアーム４０の
カムフオロア（Ｂ）４１がパレット（Ａ）１４のフオロ
アガイド（Ｂ）４２から開放され、パレット（Ｂ）２０
のフオロアガイド（Ｂ）４２と係合する。工作機械１０
のテーブル１２がパレット（Ｂ）２０を搬入する位置ま
でＸ軸移動され、停止した状態を図５（ｃ）に示す。こ
の状態で駆動モータ５０を反転起動し、説明は省略する
が、搬出時とは逆もどりの動作によりパレット（Ｂ）２
０をキャッチ部材２１から引離しテーブル１２上に搬入
し、クランプ部材２８に内蔵されたコイルばね（Ａ）２
６により保持する。この状態を図５（ｄ）に示す。
【００２６】本発明は、パレット交換動作中の主体動作
であるパレットの保持開放及び搬入出動作を単一駆動源
５０と２種のカム機構により一連の動作としたことと、
クランプ部材２８中にコイルばね２６を内蔵したことか
ら機構の簡素化と駆動モータの低容量化が可能で装置の
小型化及びローコスト化、交換時間の短縮、動作の確実
性向上等が実現できる。
【００２７】又、装置の小型化は設置対象機を限定せ
ず、本実施例の如くテーブル移動タイプの工作機にも搭
載を可能としている。
【００２８】尚、本発明はテーブル移動型の工作機械だ
けに限らず、テーブル固定のコラム移動型の工作機械に
も利用できることは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
本発明の請求項１に記載の工作機械のパレット交換装置
によれば、パレット交換に必要な種々の動作中の基本動
作である保持、開放及び搬入出動作の単一駆動源化が可
能となる。また、アンクランプする際、動力分岐伝達機
構により、クランプ部材を上動させるとクランプピンと
パレットの係合部との係合が解除され、動力伝達機構に
よりクランプ部材を下動させると、クランプピンと係合
部が係合し、更に前記バネによって保持力が与えられて
パレットがクランプされる。従って、開放と搬出及び、
搬入と保持の動作中に各々の動作状態を検出するための
センサ等を設け順次制御する必要がなく、一連の動作と
することで装置の小型化、低価格化及びパレット交換時
間の短縮及び動作の信頼性の向上を実現できる。また、
請求項２に記載の工作機械のパレット交換装置によれ
ば、加工済みのパレットを搭載したテーブルと架台とを
前記パレットが配置された方向へ相対移動させた後、前
記パレットを前記搬入出機構によって前記架台に返却
し、再度テーブルと架台とを前記パレットが配置された
方向へ相対移動させて段取り準備済みのパレットをテー
ブルに対向する位置に配置し、前記搬入出機構によって
テーブルに該パレットを配置するため、パレットを搬送
する際、１枚のパレットだけ搬送するので低容量のモー
タで実現できる等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パレット着脱搬入出装置の断面図である。
【図２】（ａ）図１の平面図である。 （ｂ）シーソーアームの作動を示す説明図である。
【図３】工作機械にパレット交換装置を搭載した状態を
示す平面図である。
【図４】図３の右側面図である。
【図５】（ａ）パレット交換動作の説明図である。 （ｂ）パレット交換動作の説明図である。 （ｃ）パレット交換動作の説明図である。 （ｄ）パレット交換動作の説明図である。
【図６】パレット着脱搬入出装置の動作タイミング説明
図である。
【符号の説明】
１３ パレット着脱搬入出装置 １４ パレット（Ａ） ２０ パレット（Ｂ） ２８ クランプ部材 ３０ シーソーアーム ３２ 動力分岐軸 ４０ スイングアーム ５０ 駆動モータ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工作機械のテーブル上のワークを取付け
    たパレットと、前記テーブル上に設置され、該テーブル
    上のパレットを保持又は解放するためのクランプ機構
    と、前記テーブルに設置され、前記パレットをテーブル
    上と待機位置との間で移動するための搬入出機構と、前
    記テーブルに設置され前記クランプ機構及び搬入出機構
    に単一の駆動源により所定のタイミングで出力された動
    きを伝えるための動力分岐伝達機構とを備えた工作機械
    のパレット交換装置において、 前記クランプ機構は、前記動力分岐伝達機構によって上
    下に移動可能であるクランプ部材と、該クランプ部材の
    内部に上下動可能に保持されたクランプピンと、該クラ
    ンプ部材に内蔵され該クランプピンを常には下向きに付
    勢させるバネと、前記パレットの下面に形成されかつ前
    記クランプピンと係合する係合部とで構成したことを特
    徴とする工作機械のパレット交換装置。
  2. 【請求項２】 前記テーブルに対向する側に、前記パレ
    ットを並列に配置可能な架台を備え、前記テーブルと前
    記架台に配置された前記パレットとを前記パレットが並
    列に配置された方向に相対的に移動可能に構成したこと
    を特徴とする請求項１に記載の工作機械のパレット交換
    装置。
JP30503691A 1991-11-20 1991-11-20 工作機械のパレット交換装置 Expired - Lifetime JP3345033B2 (ja)

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