JP4100818B2

JP4100818B2 - Processing station

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Publication number: JP4100818B2
Application number: JP11209599A
Authority: JP
Inventors: 要後藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2019-04-20
Also published as: JP2000301432A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械と、パレットストッカーと、加工テーブル装置とを備えた加工ステーションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械を備えた加工ステーションとして、特開昭５５−７０５４３号公報、特開昭５５−１１２７５３号公報及び特開平９−２２５７６１号公報に開示されるものが知られている。
【０００３】
特開昭５５−７０５４３号公報には、工作機械と加工テーブル装置とワークストッカーが配置された加工ステーションが開示され、この加工ステーションでは、工作機械の数値制御（ＮＣ）による位置決め機能を利用して、ストッカーと加工テーブル装置との間でワークをに自動的に搬送するようにしている。
【０００４】
特開昭５５−１１２７５３号公報にも前記同様に、工作機械の数値制御（ＮＣ）による位置決め機能を利用して、ワークを保持したパレットを加工テーブル装置まで移送する内容が開示されている。
【０００５】
また、特開平９−２２５７６１号公報の図１３〜図１７には、工作機械と加工テーブル装置とを対向配置し、これら工作機械と加工テーブル装置のそれぞれに旋回動とチルト動を行わせることで、工作機械とワークとの相対的な位置決めを容易且つ迅速に行えるようにした加工ステーションが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開昭５５−７０５４３号公報に開示される加工ステーションにあっては、工作機械が直線動することで、ストッカーと加工テーブル装置との間の移載を行う構成になっている。このため、工作機械の直線動を許容するためのスペースが必要になる。また、加工ステーション全体として占めるスペースが大きくなり、更に、ストッカーと加工テーブル装置とを並列して置くことが必要となるので、レイアウト上の制約が大きい。
【０００７】
また、特開昭５５−１１２７５３号公報に開示される加工ステーションには、パレットストッカーについての具体的な開示がない。更に、工作機械は直線動する構成になっているので、前記した特開昭５５−７０５４３号公報と同じ問題がある。
【０００８】
また、特開平９−２２５７６１号公報に開示される加工ステーションにあっては、工作機械はあくまでもワークを加工するだけであり、ワークを保持したパレットを加工テーブル装置へ搬送する間及び加工テーブル装置に取り付ける間は、工作機械は待機状態で実働に関与していないので作業効率が悪い。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明に係る加工ステーションは、垂直軸を中心として旋回可能且つ水平軸を中心としてチルト動可能な工作機械と、ワーク取付用パレットをストックするパレットストッカーと、前記工作機械にてワークを加工する際にパレットを固定する加工テーブル装置とを備えた加工ステーションであって、前記パレットストッカーは複数のパレット受け枠からなり、また、これらパレット受け枠及び前記加工テーブル装置は前記工作機械の旋回中心を中心として略放射状に配置され、前記工作機械の旋回範囲内に加工工具の自動交換装置が配置され、前記工作機械は、主軸に対し加工工具を着脱可能とするとともに当該主軸にワーク取付用パレットを着脱可能とし、前記主軸は前記加工工具に形成された嵌合軸部が嵌合する加工工具嵌合内径部が形成された受け凹部を有し、この受け凹部の前記加工工具の嵌合軸部を保持する箇所とは異なる箇所で前記ワーク取付用パレットを着脱自在に保持する構成とした。
【００１０】
上記構成とすることで、工作機械の無駄な待機時間をなくすことができるとともに、限られたスペース内に、工作機械、パレットストッカー及び加工テーブル装置を配置することができる。
【００１１】
加工工具の自動交換装置（ＡＴＣ）については、工作機械の上方に配置することが最も効率的である。
【００１２】
また、ワーク搬送ラインを含めた構成としては、工作機械の旋回範囲内にワークの搬入と搬出を兼ねるワーク搬送ラインの一端が位置する構成とするか、或いはワークの搬入ライン及び搬出ラインを別々とし、これらワークの搬入ライン及び搬出ラインの端部（ワークの授受位置）が前記工作機械の旋回範囲内に位置するようにし、更に、搬入ライン及び搬出ラインの端部を結んだ線の一方の側に前記パレットストッカーを配置し、他方の側に前記加工テーブル装置を配置する構成にすることが好ましい。
【００１３】
また、本発明にあっては、工作機械の移動動作を基本的に旋回動若しくはチルト動とし、直線動をなくすことで、占有スペースを小さくしている。
【００１４】
また、本発明にあっては、パレットストッカーに設けるパレット載置部を工作機械のチルト動中心に向かって傾斜せしめた。パレット載置部を２段或いはそれ以上にすることで更に装置全体のコンパクト化を図れるが、この場合も各段のパレット載置部をチルト動中心に向かって傾斜せしめる。
尚、パレット載置部を水平にすることも可能である。水平にすることで、パレットのストッパ機構を省略若しくは簡略化できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る加工ステーション全体の概略斜視図、図２は同加工ステーションの平面図、図３は同加工ステーションの側面図、図４は同加工ステーションの異なる方向から見た側面図、図５は別実施例に係る加工ステーションの平面図、図６は別実施例に係る加工ステーションのパレットストッカーを示す側面図、図７は工作機械の側面図、図８は工作機械の図７とは反対側から見た側面図、図９は工作機械の主軸先端とパレットとの結合構造を示す図、図１０（ａ）は工作機械の主軸でパレットを保持した状態の拡大図、（ｂ）は工作機械の主軸で加工工具を保持した状態の拡大図、図１１はパレットのクランプ爪を開閉する油圧回路を示す図、図１２は工作機械が加工テーブル装置にパレットを移載している状態を示す側面図、図１３は工作機械がワークを加工している状態を示す側面図、図１４は加工テーブル装置のバランス機構を示す側面図、図１５は図１４のＢ方向から見た部分を一部切欠した拡大図、図１６は別実施例を示す図１４と同様の図、図１７は図１６のＣ−Ｃ方向断面図、図１８は加工テーブル装置のテーブル面を示す図、図１９は図１８の拡大図、図２０は図１９のＡ−Ａ線断面図である。
【００１６】
図１〜図４に示すように、加工ステーションにはベース１が設けられ、このベース１の上に工作機械１００及び加工テーブル装置２００が載置され、ベース１の外側に工作機械１００を囲むようにパレットストッカー３００が配置され、また、工作機械１００の上方にオートツールチェンジャー（ＡＴＣ）４００が配置されている。
【００１７】
工作機械１００はベース１に対しターンブロック１０１が垂直軸を中心として水平面内で旋回可能とされ、また前記パレットストッカー３００は複数のパレット受け枠３０１からなり、これらパレット受け枠３０１及び前記加工テーブル装置２００は前記工作機械１００の旋回中心を中心として略放射状に配置され、同じく工作機械１００の旋回範囲内にワークＷの搬入と搬出を兼ねる搬送ラインＬ１の先端が臨み、この先端をワーク供給位置５００としている。
これにより工作機械１００が加工テーブル装置２００、パレットストッカー３００及びワーク供給位置５００に対し対向する。
【００１８】
また工作機械１００は、前記ターンブロック１０１に対し水平軸１０２を中心として支持部１０３がモータ１０４の駆動により垂直面内でチルト動作可能に取り付けられ、この支持部１０３には主軸受け１０５がモータ１０６の駆動により進退可能に支持され、更に主軸受け１０５内には図示しないモータにて高速回転せしめられる主軸（スピンドル軸）１０７が支持されている。
【００１９】
また、図１２及び図１３にも示すように、前記支持部１０３から後方に向けて延びる雄ネジ棒１１０にナット部材１１１を介して前記主軸受け１０５が取り付けられ、前記モータ１０６の駆動で雄ネジ棒１１０を回転せしめることで、ナット部材１１１がガイドロッド１１２に沿って移動し、このナット部材１１１とともに主軸受け１０５が進退動する。
【００２０】
支持部１０３が垂直面内でチルト動を行うことで、主軸１０７が図３または図４に示すように、加工テーブル装置２００、パレットストッカー３００或いはオートツールチェンジャー４００の高さに適合する方向を向く。
【００２１】
また、図８に示すように、モータ１０４と反対側の水平軸１０２の端部には、レバー１０８の基端部を取り付け、このレバー１０８の先端部にバランスシリンダ１０９のロッドを取り付け、主軸受け１０５の進退動に伴う重量のアンバランスを吸収するようにしている。
【００２２】
前記主軸１０７の先端の構造は、ワークＷを取り付けるパレットＰとワークに対して切削、穴開け等の加工を施す加工工具Ｔが選択的に保持し得る構造になっている。
【００２３】
図９〜図１１に基づいて主軸１０７によるパレットＰと加工工具Ｔの保持構造について説明する。
主軸１０７には軸方向に貫通穴１０７ａが形成され、この貫通穴１０７ａの先端部は受け凹部１１３とされ、この受け凹部１１３は図１０に示すように、雌テーパ部１１３ａとこの雌テーパ部１１３ａに連続するストレート部１１３ｂとから構成され、パレットＰを保持する場合には、図１０（ａ）に示すように、パレットＰのシャンク部６００のストレート部６０１が受け凹部１１３のストレート部１１３ｂに嵌合し、加工工具Ｔを保持する場合には、図１０（ｂ）に示すように、加工工具Ｔのテーパコーン部７００が受け凹部１１３の雌テーパ部１１３ａに嵌合するようにしている。
【００２４】
本発明では、主軸１０７でパレットＰと加工工具Ｔを保持する。この場合、受け凹部１１３の同じ箇所でパレットＰと加工工具Ｔを保持すると、パレットＰはワークＷを取り付けるとかなりの重量物となり、受け凹部１１３の表面を傷つける虞れがある。そして、内面が傷ついた受け凹部１１３で加工工具Ｔを保持した場合、主軸１０７は加工時に高速回転するので、加工工具Ｔの回転軸芯がブレたり、ガタつき加工精度が悪くなる。
【００２５】
そこで、本発明にあっては、前記したように受け凹部１１３の形状を単純な雌テーパ状とせず、雌テーパ部１１３ａに連続してストレート部１１３ｂを設け、このストレート部１１３ｂでパレットＰのストレート部６０１を保持し、雌テーパ部１１３ａにはパレットＰの一部が接触しないようにした。
【００２６】
尚、パレットＰのシャンク部６００の主軸１０７との対向面には環状の凸部６０２を形成し、保持状態ではこの凸部６０２が主軸１０７端面に当接するようにしている。シャンク部６００の対向面の全面を主軸１０７端面に当接せしめると当接面積が大きいのでガタつきが生じる虞れがあるが、小面積の凸部６０２を当接せしめることで、ガタつきを未然に防止できる。
【００２７】
また、図９に示すように、主軸１０７に形成した貫通穴１０７ａ内には図示しないシリンダにて進退動（図において左右動）せしめられるクランピングスリーブ１１５が臨み、このクランピングスリーブ１１５の外側に軸方向にすり割を形成したグリッパ１１６が設けられ、またクランピングスリーブ１１５内はクーラントの流路１１７とされている。
【００２８】
而して、図９の状態よりもクランピングスリーブ１１５が左側に位置しているときは、グリッパ１１６は縮径し、パレットＰのストレート部６０１を受け凹部１１３から引き抜くことが可能である。そして、斯かる状態から図示しないシリンダを駆動すると、クランピングスリーブ１１５が図中右側に引き込まれる。すると、クランピングスリーブ１１５の雄テーパ部がグリッパ１１６内に入り込み、グリッパ１１６を拡開し、パレットＰのストレート部６０１を受け凹部１１３のストレート部１１３ｂとの間で強固に保持する。
【００２９】
また、パレットＰの保持部の構造は、図９に示すように、パレットＰの本体に固定部材６０３を介して前記シャンク部６００を固着している。固定部材６０３及びシャンク部６００には共通の貫通穴が形成され、この貫通穴にチェックバルブ６０４が挿入されている。
【００３０】
チェックバルブ６０４はパレットＰの本体との間に設けたスプリング６０５によって突出方向に付勢され、主軸１０７に保持されていない状態ではチェックバルブ６０４のランド部が固定部材６０３に形成したバルブシート面６０６に密に当接する。
【００３１】
また、チェックバルブ６０４内には通路６０７が形成され、この通路６０７は前記クランピングスリーブ１１５内のクーラントの流路１１７を介してクーラント（切削液）の供給源につながっている。
【００３２】
前記パレットＰにはワークＷを固着するための４個のクランプ爪６０８が設けられている。このクランプ爪６０８のクランプ・アンクランプ動作を図９及び図１１に基づいて説明する。
【００３３】
先ず、クランプ爪６０８は皿ばね等の強力な弾発部材６０９にて常時クランプ方向に付勢されている。そして、パレットＰが主軸１０７に保持されていない状態では、前記したようにチェックバルブ６０４にてクーラントの通路は閉じられているので、パレットＰ内に形成された通路及びクランプ爪６０８にアンクランプ方向の力を付与する室６１０にはクーラントが満たされている。ただし、室６１０内のクーラントから与えられる力よりも弾発部材６０９の力が大きいため、クランプ爪６０８はクランプ状態を維持する。
【００３４】
一方、パレットＰが主軸１０７に保持された状態を図９で示しており、この状態ではチェックバルブ６０４がスプリング６０５の弾発力に抗してクランピングスリーブ１１５によって内方に押され、チェックバルブ６０４のランド部が固定部材６０３に形成したバルブシート面６０６から離れ、クーラントの通路が連通する。
【００３５】
クーラントの通路が連通しても、弾発部材６０９の力が大きいため、クランプ爪６０８はクランプ状態を維持する。弾発部材６０９の力に抗してアンクランプ状態にするには、図１１に示すように、ブースター６１１にて高圧状態でクーラントを供給する。これにより室６１０内の圧力が弾発部材６０９の弾発力よりも大きくなり、クランプ爪６０８がアンクランプ状態となる。
【００３６】
前記したように、クランプ爪６０８を作動させる流体として、作動油を用いずにクーラントを使用している。クーラントは工作機械によって切削或いは穴開け加工をする場合に必要であり、このクーラントを作動流体として用いることで、作動油を供給するための配管が不要で、今までの主軸の構造をそのまま利用することができる。
【００３７】
また、パレットＰ内に形成された通路や室には常にクーラントが満たされているので、クランプ爪６０８をアンクランプさせるためにブースター６１１で加圧した際の圧力伝達が瞬時になされ、クランプ・アンクランプの動作切替が確実且つ遅れ動作なく行える。
【００３８】
一方、加工テーブル装置２００はベース１に対し支持ブロック２０１が垂直軸を中心として水平面内で旋回可能とされ、この支持ブロック２０１に対し水平軸２０２が取り付けられている。水平軸２０２の一端には水平軸２０２を回転させるためのモータ２０３（図２参照）が設けられている。
【００３９】
水平軸２０２は重量物である加工テーブル更にはワークＷを取り付けたパレットＰとともに加工テーブルを回動させるため、水平軸２０２の他端側にはバランス機構を設けている。
【００４０】
このバランス機構は図１４及び図１５に示すように、支持ブロック２０１にブラケット２０４ａ，２０４ｂを設け、ブラケット２０４ａにはシリンダユニット２０５の基部を取り付け、ブラケット２０４ｂにはロッド２０４ｃの一端を取り付けている。また、前記ブラケット２０４ａにはプレート２０６の下端を溶接等にて固着し、このプレート２０６の先端に前記ロッド２０４ｃの先端をナットを介して位置調整可能に取り付けている。
更に、プレート２０６には軸２０７を回転自在に支持し、軸２０７の一端にはクランク２０８を取り付け、他端にはギヤ２０９を取り付け、クランク２０８には前記シリンダユニット２０５のロッドを連結し、また水平軸２０２の他端側に設けたギヤ２１０と前記ギヤ２０９との間にタイミングベルト２１１を張設している。
ここで、加工テーブル装置が水平軸２０２に対し側方位置となった状態で停止し、水平軸２０２に対しねじり力を与える位置にあるとき、タイミングベルト２１１の上側または下側（ギヤ２０９，２１０に対して）が引張状態となり、プレート２０６に倒れ方向の力（図１４において右方向の力）が作用する。そして、このままでは、プレート２０６の下端取付部に過大な力が作用することになるので、前記ロッド２０４ｃで突っ張りプレート２０６の倒れを防止している。
【００４１】
尚、水平軸２０２のギヤ２１０よりも外側にはロータリジョイント２１３（図１７参照）を設けている。このロータリジョイント２１３が水平軸２０２端に取付けられているので、工作機械に適用するような一般的なバランス機構を採用することができず上記のような構造を採用している。
【００４２】
而して、水平軸２０２には加工テーブル２１２が取り付けられているので、加工テーブル２１２の重さが水平軸２０２に捩りモーメントとなって作用するが、シリンダユニット２０５を駆動し、この駆動力をクランク２０８、軸２０７、ギヤ２０９、タイミングベルト２１１及びギヤ２１０を介して当該捩り力と反対方向の力を水平軸２０２に付与することでキャンセルされ、バランスが維持されるる。このバランスの維持は、水平軸２０２廻り３６０°の何れの箇所に加工テーブル２１２が位置した場合でも発揮することができる。
【００４３】
図１６及び図１７はバランス機構の別実施例を示す図１４及び図１５と同様の図であり、この実施例にあっては、タイミングベルト２１１の代りにギヤ２１４を用い、他の部材については図１４及び図１５に示した実施例と同一としている。
【００４４】
前記した工作機械１００にあっては、水平軸にレバー１０８を取り付け、このレバー１０８の先端部にバランスシリンダ１０９のロッド１００を取り付けるようにしたが、スペース的な制約等があって、軸にレバーを取り付けられない場合には、上記したように、軸の動きをタイミングベルトやギヤ列を介して離れた箇所に設けたレバーやクランクを介してバランスシリンダに伝達するようにすればよい。
【００４５】
次に前記加工テーブル２１２の構造を図１８〜図２０に基づいて説明する。加工テーブル２１２の取付面側の四隅には、パレットＰをクランプする爪２１５を備え、このクランプ爪２１５の内側位置には、パレットＰの着座を確認するためのセンサ２１６を設けている。このセンサ２１６の構造としては、例えば、常時エアを噴出するものとし、パレットＰが着座した際にパレットＰによってエア噴出口を塞ぎ、これを検知する構造とする。
【００４６】
また、加工テーブル２１２の裏面側には爪２１５によるクランプを解除した状態でパレットを旋回（９０°）せしめる旋回用モータ２１７を設け、クランプを解除した状態でパレットＰの落下を防ぐためのチャック２１８を加工テーブル２１２の取付面側の中央に設けている。
このチャック２１８は図示しないシリンダユニットとリンク機構を組み合わせることで開閉動を行う。
【００４７】
また、加工テーブル２１２には前記旋回用モータ２１７によってパレットＰと一体的に旋回するアーム２１９を設け、また、このアーム２１９の旋回位置を規制する近接スイッチ２２０，２２１を加工テーブル２１２側に９０°離間して設け、更に、アーム２１９には三角形状のプレート２２２を取り付け、この旋回限においてプレート２２２を加工テーブル２１２に設けたダンパ２２３，２２４に当てることでパレットＰの旋回を衝撃なく停止せしめるようにしている。
【００４８】
尚、ダンパ２２３，２２４は外周部に雄ネジが刻設され、ナット部材２２５，２２６を介して支持プレート２２７に位置調整可能に取り付けられ、位置調整することにより旋回範囲を調整し得る構成にしている。
【００４９】
また、加工テーブル２１２の裏面側の中心から離れた位置には、２つの昇降用シリンダ２２８，２２９が設けられ、この昇降用シリンダ２２８，２２９の作動によりパレットＰの位置決めを行うロケートピン２３０，２３１が加工テーブル２１２の取付面側に出没する。
【００５０】
次に、パレットストッカー３００について説明する。パレットストッカー３００は、図２に示すように工作機械１００を囲むように複数のパレット受け枠３０１を配置している。各パレット受け枠３０１には１枚のパレットＰが収納される。
【００５１】
ところで、本発明にあっては、ワークＷの６面（全面）を加工することを可能にしている。パレットＰにワークＷを固定した状態でワークＷを加工する場合、加工テーブル２１２を回動したり、加工テーブル２１２に保持されたままでパレットＰを旋回することにより、最大５面までは加工することができる。しかしながら、残る１面、即ち、パレットＰに取り付けられた面についてはパレットＰ自体が邪魔になって加工することができない。
【００５２】
そこで、本発明にあっては後述するように、ワークＷを所定の面まで加工したならば、別のパレットＰを用意し、このパレットＰにワークＷを移し換え、残りの未加工の面を加工するようにしている。
【００５３】
したがって、ワークＷの全面を加工するためには、２種類のパレットＰが必要となり、図２に示す例では６つのパレット受け枠３０１を配置しているので、３種類のワークＷを加工することができる。
【００５４】
パレット受け枠３０１の構造は、図１及び図３に示すように、パレット載置部３０２が工作機械１００の水平軸１０２に向かって前上がりに傾斜し、後端部にパレットＰのストッパ３０３を設け、パレット載置部３０２からパレットＰを受け取るには、工作機械１００の支持部１０３のチルト動によって主軸受け１０５をパレット載置部３０２に平行にし、この状態のまま、主軸受け１０５をパレット載置部３０２に向けて伸張し、この後は図９に示したように、主軸１０７の受け凹部１１３にパレットＰのストレート部６０１を嵌合するとともに、クランピングスリーブ１１５を引き込み、グリッパ１１６を拡開して、主軸１０７でパレットＰを保持する。
【００５５】
図１〜図４に全体構成を示した実施例では、パレットストッカー３００が工作機械１００の周囲約１８０°を囲み、ワーク搬入ラインＬ１がワーク搬出ラインを兼ねる構成としている。
斯かる構成とすることで、前記したように３種類のワークＷの加工に対処できるのであるが、ワーク搬入ラインＬ１が搬出ラインを兼ねるため、加工手順等に制約が生じる。
【００５６】
そこで、ワークＷの搬入ラインと搬出ラインとを別々にした例を図５及び図６に示す。ここで、図５は別実施例に係る加工ステーションの平面図、図６は別実施例に係る加工ステーションのパレットストッカーを示す側面図である。
【００５７】
この実施例にあっては、ワーク搬入ラインＬ１とワーク搬出ラインＬ２とを一直線上に設け、この間に工作機械１００が位置し、ラインの一方側にパレットストッカー３００を、他方側に加工テーブル装置２００を配置し、全体として左右対象とし、他の装置の配置との兼ね合い等に自由度が高くなるレイアウトになっている。
【００５８】
その反面、ワーク搬入ラインＬ１とワーク搬出ラインＬ２とを一直線上に設けため、パレットストッカー３００を配置するスペースが狭まってしまう。そこで、この実施例にあっては、パレット受け枠３０１にパレット載置部３０２を上下２段設け、１つのパレット受け枠３０１に２種類のパレットＰをストックするようにしている。
【００５９】
尚、下段のパレット載置部３０２は前記と同じであるが、上段のパレット載置部３０２は、工作機械１００の水平軸１０２に向かって前下がり傾斜し、前端部にパレットＰのストッパ３０３を設けている。
【００６０】
また、工作機械１００の上方に配置されるオートツールチェンジャー（ＡＴＣ）４００は、図１に示すように、多数の加工工具Ｔをガンベルト状に保持した工具ストッカー４０１と、この工具ストッカー４０１と前記主軸１０７との間で工具Ｔの交換を行う交換装置４０２とからなる。
【００６１】
工具ストッカー４０１は環状に移動可能とされ、交換装置４０２は図４に示すように、軸４０３を中心として旋回するアーム４０４の両端に工具ホルダ４０５を設け、これら２つの工具ホルダ４０５の一方に工作機械１００から工具ストッカー４０１に戻す工具を、他方に工具ストッカー４０１から新たに工作機械１００の主軸１０７に取り付ける工具Ｔを保持し、旋回と進退動を組み合わせることで交換を行う。
【００６２】
次に、以上の構成からなる加工ステーションにおけるシリンダブロック等のワークＷの６面（全面）を加工する手順を図２１〜図３４に基づいて説明する。尚、図２１〜図３４のうち、図２１〜図２３、図２５、図２６、図３０、図３１、図３３及び図３４は加工ステーションの概略平面図、残りの図は概略側面図である。
【００６３】
先ず、図２１に示すように、工作機械１００を垂直軸廻りに旋回させ、図２２に示すように工作機械１００の主軸１０７をパレットＰ１に向け、次いで、主軸１０７でパレットＰ１を保持する。この状態を図３でも示している。
【００６４】
そして、上記の状態のまま工作機械１００を垂直軸廻りに前記とは反対方向に旋回させ、図２３に示すように、主軸１０７をパレットＰ１をワーク供給位置５００に向け、ワークＷの上方に主軸１０７に保持された状態のパレットＰ１を臨ませる。
【００６５】
この後、クーラントを作動流体とした前記クランプ・アンクランプ機構により、クランプ爪６０８を開とし、ワークＷの位置決めが終了したらクランプ爪６０８によってパレットＰ１にワークＷを固着する。
【００６６】
次いで、図２３及び図２４に示すように、パレットＰ１にワークＷを固着したまま、主軸１０７を上方にチルト動せしめるとともに工作機械１００を垂直軸廻りに旋回させ、主軸１０７に保持されたパレットＰ１を下向きの加工テーブル２１２の下方に位置せしめ、更に主軸１０７を上方にチルト動せしめることで、パレットＰ１の裏面（ワーク保持面の反対側面）を加工テーブル２１２の取付面に押し当て、パレットＰ１を加工テーブル２１２側に受け渡す。
【００６７】
この後、パレットＰ１が外れた主軸１０７に、加工工具Ｔを取付け、図１３に示すように、加工工具ＴにてワークＷの所定面を加工する。
図１３に示した状態での加工が終了したならば、パレットＰ１を右に９０°旋回させ右側面を、次いで左に９０°旋回させ左側面を加工し、更に、水平軸２０２を中心として加工テーブル２１２を垂直面内で９０°回動せしめ、ワークの上面を加工する。
【００６８】
以上により、ワークＷの正面、左右の側面及び上面の加工が終了する。このときワークＷの４面が加工され、ワークＷの後面及び底面（加工テーブル２１２への取付け面）が未加工のまま残る。
【００６９】
そこで、図２５に示すように、主軸１０７を後退させ、主軸１０７の先端部に保持されている工具Ｔを工具ストッカー４０１に戻し、主軸１０７先端は空の状態として、第２のパレットＰ２方向に工作機械１００を旋回せしめる。ここで、パレットＰ２にはワークＷの上面を取り付けるための位置決め穴等が設けられている。
【００７０】
第２のパレットＰ２方向に工作機械１００が向いたならば、図２６に示すように、主軸１０７でパレットＰ２を保持し、この状態のまま工作機械１００を前記とは反対方向に旋回させ、図２７に示すように、パレットＰ２をパレットＰ１に固着されたワークＷの上方に位置させる。
【００７１】
この後、パレットＰ２をワークＷの上面に取り付ける。このとき、ワークＷはパレットＰ１及びパレットＰ２でサンドイッチされた状態になる。この後、加工テーブル２１２によるパレットＰ１の保持状態を解除し、加工テーブル２１２のみ水平軸廻りに約１８０°回転させ、パレットＰ２の上方に加工テーブル２１２を位置せしめる。
【００７２】
次いで、図２８に示すように、加工テーブル２１２にパレットＰ２を保持せしめる。この状態で、パレットＰ２は加工テーブル２１２と主軸１０７の双方に保持されている。
この後、主軸１０７をパレットＰ２から外し、支持ブロック２０１を垂直軸廻りに１８０°廻してパレットＰ１の保持部を主軸１０７に向け、図２９に示すように、主軸１０７にてパレットＰ１を保持し、ワークＷとパレットＰ１との係合状態を解除する。パレットＰ１を主軸１０７で保持するには、図２８の状態から主軸１０７によるパレットＰ２の保持を解除し、次いで、加工テーブル２１２を水平軸廻りに約１８０°回転させ、Ｐ１の保持部を主軸１０７に向けてパレットＰ１を主軸１０７で保持するとともにパレットＰ１をワークＷから取り外し、再び加工テーブル２１２を水平軸廻りに約１８０°回転させ、ワークＷを下に向けるようにしてもよい。
【００７３】
この後、図３０に示すように、工作機械１００を垂直軸廻りに旋回させ、主軸１０７先端で保持するパレットＰ１をパレットストッカーに戻す。そして、図３１に示すように、主軸１０７先端に工具Ｔを取り付け、この工具Ｔによって未加工年て残された面を加工する。
【００７４】
このようにして、ワークＷの６面が加工されたならば、再び主軸１０７先端から工具Ｔを取り外し、図３２に示すように、主軸１０７先端でパレットＰ２を保持し、加工テーブル２１２による保持状態を解除し、主軸１０７先端でパレットＰ２を保持したまま、工作機械１００を垂直軸廻りに旋回させ、図３３に示すように、加工後のワークＷをワーク供給位置５００に戻す。
【００７５】
そして、図３４に示すように、パレットＰ２を元のパレットストッカーの位置に戻して一連の作業が終了する。
【００７６】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明に係る加工ステーションによれば、工作機械を垂直軸を中心として旋回可能且つ水平軸を中心としてチルト動可能とし、且つ工作機械の主軸に、加工工具とパレットの両方を着脱する機能を持たせ、更に工作機械を囲むようにパレットストッカーと加工テーブル装置を配置したので、工作機械の無駄な待機時間をなくすことができるとともに、限られたスペース内に、工作機械、パレットストッカー及び加工テーブル装置を配置することができる。
【００７７】
また、パレットストッカー及び加工テーブル装置の配置は工作機械の旋回範囲内であればよいので、加工ステーション内での装置の配置に自由度が高い。
【００７８】
また、加工工具の自動交換装置（ＡＴＣ）を、工作機械の上方に配置するようにすれば、工作機械がチルト動を行うので、工具の交換は短時間のうちに効率よく行うことができる。
【００７９】
また、本発明に係る加工ステーションによれば、ワークの搬入・搬出を行う搬送ラインに対する組み合わせにおいても自由度が高く、工作機械の旋回範囲内にワークの搬入と搬出を兼ねる搬送ラインの一端を臨ませたり、ワークの搬入ラインと搬出ラインとの間に工作機械を配置し、このラインを基準として一方側にパレットストッカーを、他方側に加工テーブル装置を配置することもできる。
【００８０】
更に、パレットストッカーに設けるパレット載置部を工作機械のチルト動中心に向かって傾斜せしめることで、パレットの移載をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る加工ステーションの概略斜視図
【図２】同加工ステーションの平面図
【図３】同加工ステーションの側面図
【図４】同加工ステーションの異なる方向から見た側面図
【図５】別実施例に係る加工ステーションの平面図
【図６】別実施例に係る加工ステーションのパレットストッカーを示す側面図
【図７】工作機械の側面図
【図８】工作機械の図７とは反対側から見た側面図
【図９】工作機械の主軸先端とパレットとの結合構造を示す図
【図１０】（ａ）は工作機械の主軸でパレットを保持した状態の拡大図、（ｂ）は工作機械の主軸で加工工具を保持した状態の拡大図
【図１１】パレットのクランプ爪を開閉する油圧回路を示す図
【図１２】工作機械が加工テーブル装置にパレットを移載している状態を示す側面図
【図１３】工作機械がワークを加工している状態を示す側面図
【図１４】加工テーブル装置のバランス機構を示す側面図
【図１５】図１４のＢ方向から見た部分を一部切欠した拡大図
【図１６】別実施例を示す図１４と同様の図
【図１７】図１６のＣ−Ｃ方向断面図
【図１８】加工テーブル装置のテーブル面を示す図
【図１９】図１８の拡大図
【図２０】図１９のＡ−Ａ線断面図
【図２１】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図２２】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図２３】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図２４】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図２５】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図２６】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図２７】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図２８】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図２９】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図３０】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図３１】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図３２】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図３３】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【図３４】加工ステーションでの作業の手順を示す平面図
【符号の説明】
１…ベース、１００…工作機械、１０１…ターンブロック、１０２…水平軸、１０３…支持部、１０４…モータ、１０５…主軸受け、１０６…モータ、１０７…主軸、１０８…レバー、１０９…バランスシリンダ、１１０…雄ネジ棒、１１１…ナット部材、１１２…ガイドロッド、１１３…受け凹部、１１３ａ…雌テーパ部、１１３ｂ…ストレート部、１１５…クランピングスリーブ、１１６…グリッパ、１１７…クーラント流路、２００…加工テーブル装置、２０１…支持ブロック、２０２…水平軸、２０３…モータ、２０４ａ，２０４ｂ…ブラケット、２０５…シリンダユニット、２０６…プレート、２０７…軸、２０８…クランク、２０９，２１０，２１４…ギヤ、２１１…タイミングベルト、２１２…加工テーブル、２１３…ロータリージョイント、２１５…クランプ爪、２１６…センサ、２１７…旋回用モータ、２１８…チャック、２１９…アーム、２２０，２２１…近接スイッチ、２２２…プレート、２２３，２２４…ダンパ、２２５，２２６…ナット部材、２２７…支持プレート、２２８，２２９…昇降用シリンダ、２３０，２３１…ロケートピン、３００…パレットストッカー、３０１…パレット受け枠、３０２…パレット載置部、３０３…ストッパ、、４００…オートツールチェンジャー（ＡＴＣ）、４０１…工具ストッカー、４０２…工具交換装置、５００…ワーク供給位置、６００…シャンク部、６０１…ストレート部、６０２…凸部、６０３…固定部材、６０４…チェックバルブ、６０５…スプリング、６０６…バルブシート面、６０７…通路、６０８…クランプ爪、６０９…弾発部材、６１０…室、６１１…ブースター、７００…加工工具Ｔのテーパコーン部、Ｌ１…ワーク搬入ライン、Ｌ２…ワーク搬出ライン、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２…パレット、Ｔ…加工工具、Ｗ…ワーク。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a processing station including a machine tool, a pallet stocker, and a processing table device.
[0002]
[Prior art]
As processing stations equipped with machine tools, those disclosed in JP-A-55-70543, JP-A-55-112753 and JP-A-9-225761 are known.
[0003]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 55-70543 discloses a processing station in which a machine tool, a processing table device, and a work stocker are arranged. In this processing station, a positioning function by numerical control (NC) of the machine tool is used. The workpiece is automatically conveyed between the stocker and the processing table device.
[0004]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 55-112753 also discloses the contents of transferring a pallet holding a workpiece to a machining table device using a positioning function by numerical control (NC) of a machine tool, as described above.
[0005]
Further, in FIGS. 13 to 17 of Japanese Patent Laid-Open No. 9-225761, a machine tool and a machining table device are arranged to face each other, and a turning motion and a tilting motion are performed on each of the machine tool and the machining table device. A processing station is disclosed in which relative positioning between a machine tool and a workpiece can be performed easily and quickly.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the processing station disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-70543, the machine tool moves in a straight line to transfer between the stocker and the processing table device. For this reason, a space for allowing linear movement of the machine tool is required. In addition, the space occupied by the entire processing station becomes large, and furthermore, since it is necessary to place the stocker and the processing table device in parallel, restrictions on the layout are large.
[0007]
Further, the processing station disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-112753 has no specific disclosure about the pallet stocker. Further, since the machine tool is configured to move linearly, there is the same problem as the above-mentioned JP-A-55-70543.
[0008]
Further, in the processing station disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-225761, the machine tool only processes the workpiece, and while the pallet holding the workpiece is conveyed to the processing table device and in the processing table device. During installation, the machine tool is in a standby state and is not involved in actual work, so work efficiency is poor.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a processing station according to the present invention includes a machine tool that can turn about a vertical axis and that can tilt about a horizontal axis, a pallet stocker that stocks a pallet for mounting a work, and the machine tool. Te a processing station with a processing table device for fixing a pallet when machining a workpiece, the pallet stocker comprises a plurality of pallets received frame, also these pallets caddy and said machining table device the tool The machine tool is disposed substantially radially around the center of rotation of the machine , and a machine tool automatic changer is disposed within the rotation range of the machine tool. The machine tool can be attached to and detached from the spindle while the machine tool is detachable. The workpiece mounting pallet is detachable, and the spindle is fitted with a fitting shaft formed on the machining tool. It has a receiving recess the tool fitting bore is formed, and configured to hold detachably the pallet the workpiece mounting at a different location than the location which holds the fitting shaft portion of the working tool of the receiving recess .
[0010]
With the above configuration, it is possible to eliminate useless waiting time of the machine tool, and it is possible to arrange the machine tool, the pallet stocker, and the processing table device in a limited space.
[0011]
It is most efficient to dispose the machine tool automatic changer (ATC) above the machine tool.
[0012]
In addition, the configuration including the workpiece transfer line is configured such that one end of the workpiece transfer line serving as both loading and unloading of the workpiece is located within the turning range of the machine tool, or the workpiece loading line and the unloading line are separated. The end of the workpiece carry-in line and the carry-out line (work delivery position) is positioned within the turning range of the machine tool, and one side of the line connecting the ends of the carry-in line and the carry-out line. It is preferable that the pallet stocker is arranged on the other side and the processing table device is arranged on the other side.
[0013]
In the present invention, the moving operation of the machine tool is basically a turning motion or a tilting motion, and the occupied space is reduced by eliminating the linear motion.
[0014]
In the present invention, the pallet placing portion provided in the pallet stocker is inclined toward the tilt movement center of the machine tool. By making the pallet placement part two or more stages, the entire apparatus can be further reduced in size, but in this case as well, the pallet placement part at each stage is inclined toward the tilt movement center.
In addition, it is also possible to make a pallet mounting part horizontal. By making it horizontal, the stopper mechanism of the pallet can be omitted or simplified.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 is a schematic perspective view of the entire processing station according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the processing station, FIG. 3 is a side view of the processing station, and FIG. 4 is a side view of the processing station viewed from different directions. 5 is a plan view of a processing station according to another embodiment, FIG. 6 is a side view showing a pallet stocker of the processing station according to another embodiment, FIG. 7 is a side view of the machine tool, and FIG. 9 is a side view seen from the opposite side, FIG. 9 is a view showing a connecting structure of the spindle tip of the machine tool and the pallet, FIG. 10A is an enlarged view of a state where the pallet is held by the spindle of the machine tool, and FIG. Fig. 11 is an enlarged view of a state in which the machining tool is held by the spindle of the machine tool, Fig. 11 is a diagram showing a hydraulic circuit for opening and closing the pallet clamp pawl, and Fig. 12 is a state in which the machine tool is transferring the pallet to the machining table device. Showing side view, figure 3 is a side view showing a state in which the machine tool is processing a workpiece, FIG. 14 is a side view showing a balance mechanism of the processing table device, and FIG. 15 is an enlarged view in which a part seen from the direction B in FIG. 16 is a view similar to FIG. 14 showing another embodiment, FIG. 17 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 16, FIG. 18 is a view showing the table surface of the processing table device, and FIG. 19 is an enlarged view of FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
[0016]
As shown in FIGS. 1 to 4, the processing station is provided with a base 1, a machine tool 100 and a processing table device 200 are placed on the base 1, and the machine tool 100 is surrounded outside the base 1. A pallet stocker 300 is disposed on the machine tool 100, and an auto tool changer (ATC) 400 is disposed above the machine tool 100.
[0017]
In the machine tool 100, a turn block 101 can be swiveled in a horizontal plane around a vertical axis with respect to a base 1, and the pallet stocker 300 includes a plurality of pallet receiving frames 301. These pallet receiving frames 301 and the processing table device 200 is arranged substantially radially around the turning center of the machine tool 100, and the tip of the transfer line L <b> 1, which serves as both loading and unloading of the workpiece W, faces the workpiece supply position 500. It is said.
As a result, the machine tool 100 faces the processing table device 200, the pallet stocker 300, and the workpiece supply position 500.
[0018]
In the machine tool 100, a support portion 103 is attached to the turn block 101 around a horizontal axis 102 so as to be tiltable in a vertical plane by driving a motor 104. A main bearing 105 is attached to the support portion 103 with a motor 106. Further, a main shaft (spindle shaft) 107 that is rotated at a high speed by a motor (not shown) is supported in the main bearing 105.
[0019]
As shown in FIGS. 12 and 13, the main bearing 105 is attached to a male screw rod 110 extending rearward from the support portion 103 via a nut member 111, and the male screw is driven by the motor 106. By rotating the rod 110, the nut member 111 moves along the guide rod 112, and the main bearing 105 moves forward and backward together with the nut member 111.
[0020]
As the support portion 103 tilts in the vertical plane, the main shaft 107 faces a direction that matches the height of the processing table device 200, the pallet stocker 300, or the auto tool changer 400 as shown in FIG. 3 or FIG. .
[0021]
Further, as shown in FIG. 8, the base end of the lever 108 is attached to the end of the horizontal shaft 102 opposite to the motor 104, and the rod of the balance cylinder 109 is attached to the tip of the lever 108, so that the main bearing It absorbs the imbalance of the weight accompanying the forward / backward movement of 105.
[0022]
The structure of the tip of the main shaft 107 is a structure that can be selectively held by a pallet P on which the workpiece W is mounted and a machining tool T that performs machining such as cutting and drilling on the workpiece.
[0023]
The holding structure of the pallet P and the processing tool T by the main shaft 107 will be described with reference to FIGS.
A through hole 107a is formed in the main shaft 107 in the axial direction, and a tip portion of the through hole 107a is a receiving recess 113. The receiving recess 113 is, as shown in FIG. 10, a female tapered portion 113a and a female tapered portion 113a. When holding the pallet P, the straight portion 601 of the shank portion 600 of the pallet P is fitted into the straight portion 113b of the receiving recess 113 as shown in FIG. When the machining tool T is held, the tapered cone portion 700 of the machining tool T is fitted into the female tapered portion 113a of the receiving recess 113 as shown in FIG.
[0024]
In the present invention, the main shaft 107 holds the pallet P and the processing tool T. In this case, if the pallet P and the processing tool T are held at the same portion of the receiving recess 113, the pallet P becomes a heavy weight when the work W is attached, and the surface of the receiving recess 113 may be damaged. When the machining tool T is held in the receiving recess 113 whose inner surface is damaged, the main shaft 107 rotates at a high speed during machining, so that the rotational axis of the machining tool T is shaken or the backlash machining accuracy is deteriorated.
[0025]
Therefore, in the present invention, as described above, the shape of the receiving recess 113 is not a simple female taper, but a straight portion 113b is provided continuously to the female taper 113a, and the straight portion 113b is used to straighten the pallet P straight. The part 601 is held so that a part of the pallet P does not contact the female taper part 113a.
[0026]
An annular convex portion 602 is formed on the surface of the shank portion 600 of the pallet P facing the main shaft 107, and this convex portion 602 is in contact with the end surface of the main shaft 107 in the holding state. If the entire opposite surface of the shank portion 600 is brought into contact with the end surface of the main shaft 107, the contact area is large, and there is a risk of rattling. However, by making the small-area convex portion 602 contact, Can be prevented.
[0027]
Further, as shown in FIG. 9, a clamping sleeve 115 that is advanced and retracted (moved left and right in the figure) by a cylinder (not shown) faces in a through hole 107 a formed in the main shaft 107, and outside the clamping sleeve 115. A gripper 116 having a slit in the axial direction is provided, and the inside of the clamping sleeve 115 is a coolant flow path 117.
[0028]
Thus, when the clamping sleeve 115 is located on the left side of the state of FIG. 9, the gripper 116 is reduced in diameter, and the straight portion 601 of the pallet P can be received and pulled out from the recess 113. When a cylinder (not shown) is driven from such a state, the clamping sleeve 115 is pulled to the right side in the drawing. Then, the male taper portion of the clamping sleeve 115 enters the gripper 116, expands the gripper 116, receives the straight portion 601 of the pallet P, and firmly holds it between the straight portion 113 b of the recess 113.
[0029]
Further, as shown in FIG. 9, the structure of the holding part of the pallet P is such that the shank part 600 is fixed to the main body of the pallet P via a fixing member 603. A common through hole is formed in the fixing member 603 and the shank portion 600, and a check valve 604 is inserted into the through hole.
[0030]
The check valve 604 is urged in a protruding direction by a spring 605 provided between the main body of the pallet P, and a valve seat surface 606 in which a land portion of the check valve 604 is formed on the fixing member 603 when not being held by the main shaft 107. Abuts closely.
[0031]
A passage 607 is formed in the check valve 604, and this passage 607 is connected to a coolant (cutting fluid) supply source via a coolant passage 117 in the clamping sleeve 115.
[0032]
The pallet P is provided with four clamp claws 608 for fixing the workpiece W. The clamping / unclamping operation of the clamping claw 608 will be described with reference to FIGS.
[0033]
First, the clamp pawl 608 is always urged in the clamping direction by a strong elastic member 609 such as a disc spring. In the state where the pallet P is not held by the main shaft 107, the coolant passage is closed by the check valve 604 as described above, and therefore the passage formed in the pallet P and the clamp pawl 608 are unclamped. The chamber 610 for applying the force is filled with a coolant. However, since the force of the elastic member 609 is larger than the force applied from the coolant in the chamber 610, the clamp pawl 608 maintains the clamped state.
[0034]
On the other hand, FIG. 9 shows a state in which the pallet P is held by the main shaft 107. In this state, the check valve 604 is pushed inward by the clamping sleeve 115 against the elastic force of the spring 605, and the check valve The land portion 604 is separated from the valve seat surface 606 formed on the fixing member 603, and the coolant passage is communicated.
[0035]
Even if the coolant passage communicates, the force of the resilient member 609 is large, so that the clamp pawl 608 maintains the clamped state. In order to put the unclamped state against the force of the elastic member 609, as shown in FIG. Thereby, the pressure in the chamber 610 becomes larger than the elastic force of the elastic member 609, and the clamp pawl 608 is in an unclamped state.
[0036]
As described above, the coolant is used as the fluid for operating the clamp claw 608 without using hydraulic oil. The coolant is necessary when cutting or drilling with a machine tool. By using this coolant as the working fluid, piping for supplying hydraulic oil is unnecessary and the structure of the main spindle is used as it is. be able to.
[0037]
Also, since the passages and chambers formed in the pallet P are always filled with coolant, the pressure transmission when the booster 611 is pressurized in order to unclamp the clamp claws 608 is instantaneously performed. Clamp operation can be switched reliably and without delay.
[0038]
On the other hand, in the processing table apparatus 200, the support block 201 can be swiveled in a horizontal plane around the vertical axis with respect to the base 1, and a horizontal shaft 202 is attached to the support block 201. One end of the horizontal shaft 202 is provided with a motor 203 (see FIG. 2) for rotating the horizontal shaft 202.
[0039]
The horizontal shaft 202 is provided with a balance mechanism on the other end side of the horizontal shaft 202 in order to rotate the processing table together with the processing table, which is a heavy object, and the pallet P to which the workpiece W is attached.
[0040]
As shown in FIGS. 14 and 15, this balance mechanism is provided with brackets 204a and 204b on a support block 201, a base portion of a cylinder unit 205 is attached to the bracket 204a, and one end of a rod 204c is attached to the bracket 204b. The lower end of the plate 206 is fixed to the bracket 204a by welding or the like, and the tip of the rod 204c is attached to the tip of the plate 206 via a nut so that the position can be adjusted.
Further, a shaft 207 is rotatably supported on the plate 206, a crank 208 is attached to one end of the shaft 207, a gear 209 is attached to the other end, a rod of the cylinder unit 205 is connected to the crank 208, and A timing belt 211 is stretched between the gear 210 provided on the other end of the horizontal shaft 202 and the gear 209.
Here, when the processing table device stops in a state where it is in a lateral position with respect to the horizontal shaft 202 and is in a position to apply a torsional force to the horizontal shaft 202, the upper side or lower side of the timing belt 211 (gears 209, 210). ) In a tensile state, and a force in the direction of tilting (force in the right direction in FIG. 14) acts on the plate 206. In this state, an excessive force acts on the lower end mounting portion of the plate 206, and the rod 204c prevents the tension plate 206 from falling down.
[0041]
A rotary joint 213 (see FIG. 17) is provided outside the gear 210 of the horizontal shaft 202. Since this rotary joint 213 is attached to the end of the horizontal shaft 202, a general balance mechanism as applied to a machine tool cannot be adopted, and the above-described structure is adopted.
[0042]
Thus, since the machining table 212 is attached to the horizontal shaft 202, the weight of the machining table 212 acts as a torsional moment on the horizontal shaft 202, but the cylinder unit 205 is driven and this driving force is applied. By applying a force in a direction opposite to the torsional force to the horizontal shaft 202 via the crank 208, the shaft 207, the gear 209, the timing belt 211, and the gear 210, the horizontal shaft 202 is canceled and the balance is maintained. This balance can be maintained even when the processing table 212 is located at any position of 360 ° around the horizontal axis 202.
[0043]
FIGS. 16 and 17 are views similar to FIGS. 14 and 15 showing another embodiment of the balance mechanism. In this embodiment, a gear 214 is used instead of the timing belt 211, and other members are described. It is the same as the embodiment shown in FIGS.
[0044]
In the above-described machine tool 100, the lever 108 is attached to the horizontal shaft, and the rod 100 of the balance cylinder 109 is attached to the tip of the lever 108. If it cannot be attached, as described above, the movement of the shaft may be transmitted to the balance cylinder via a lever or a crank provided at a location separated via a timing belt or a gear train.
[0045]
Next, the structure of the processing table 212 will be described with reference to FIGS. Claws 215 for clamping the pallet P are provided at the four corners on the mounting surface side of the processing table 212, and sensors 216 for confirming the seating of the pallet P are provided at positions inside the clamp claw 215. As a structure of the sensor 216, for example, air is constantly ejected, and when the pallet P is seated, the pallet P closes the air ejection port and detects this.
[0046]
Further, on the back side of the processing table 212, a turning motor 217 for turning the pallet (90 °) in a state in which the clamp by the claw 215 is released is provided, and a chuck 218 for preventing the pallet P from dropping in the state in which the clamp is released. Is provided at the center on the mounting surface side of the processing table 212.
The chuck 218 opens and closes by combining a cylinder unit (not shown) and a link mechanism.
[0047]
The machining table 212 is provided with an arm 219 that pivots integrally with the pallet P by the turning motor 217. Proximity switches 220 and 221 that regulate the turning position of the arm 219 are 90 ° on the machining table 212 side. In addition, a triangular plate 222 is attached to the arm 219, and the rotation of the pallet P is stopped without impact by applying the plate 222 to the dampers 223 and 224 provided on the processing table 212 in this turning limit. I have to.
[0048]
The dampers 223 and 224 have external threads engraved on the outer periphery and are attached to the support plate 227 via nut members 225 and 226 so that the position of the dampers 223 and 224 can be adjusted. Yes.
[0049]
In addition, two lifting cylinders 228 and 229 are provided at positions away from the center on the back side of the processing table 212, and locating pins 230 and 231 for positioning the pallet P by the operation of the lifting cylinders 228 and 229 are provided. It appears on the mounting surface side of the processing table 212.
[0050]
Next, the pallet stocker 300 will be described. In the pallet stocker 300, a plurality of pallet receiving frames 301 are arranged so as to surround the machine tool 100 as shown in FIG. Each pallet receiving frame 301 stores one pallet P.
[0051]
By the way, in the present invention, it is possible to machine the six surfaces (entire surface) of the workpiece W. When processing the workpiece W while the workpiece W is fixed to the pallet P, the processing table 212 is rotated, or the pallet P is rotated while being held on the processing table 212 to process up to five surfaces. Can do. However, the remaining one surface, that is, the surface attached to the pallet P cannot be processed because the pallet P itself becomes an obstacle.
[0052]
Therefore, in the present invention, as will be described later, when the workpiece W is processed to a predetermined surface, another pallet P is prepared, the workpiece W is transferred to the pallet P, and the remaining unprocessed surface is transferred to the pallet P. I try to process.
[0053]
Therefore, in order to process the entire surface of the workpiece W, two types of pallets P are required, and in the example shown in FIG. 2, six pallet receiving frames 301 are arranged. Can do.
[0054]
As shown in FIGS. 1 and 3, the pallet receiving frame 301 is structured such that the pallet mounting portion 302 is inclined forward and upward toward the horizontal axis 102 of the machine tool 100, and a stopper 303 of the pallet P is provided at the rear end. In order to receive the pallet P from the pallet placing part 302, the main bearing 105 is made parallel to the pallet placing part 302 by the tilting movement of the support part 103 of the machine tool 100, and the main bearing 105 is placed on the pallet in this state. As shown in FIG. 9, the straight portion 601 of the pallet P is fitted into the receiving recess 113 of the main shaft 107, and the clamping sleeve 115 is pulled in to expand the gripper 116. Open and hold the pallet P with the main shaft 107.
[0055]
1 to 4, the pallet stocker 300 surrounds about 180 ° around the machine tool 100, and the workpiece carry-in line L1 also serves as a workpiece carry-out line.
By adopting such a configuration, it is possible to cope with the machining of the three types of workpieces W as described above. However, since the workpiece carry-in line L1 also serves as the carry-out line, the machining procedure is restricted.
[0056]
Therefore, an example in which the carry-in line and the carry-out line of the work W are separated is shown in FIGS. 5 and 6. Here, FIG. 5 is a plan view of a processing station according to another embodiment, and FIG. 6 is a side view showing a pallet stocker of the processing station according to another embodiment.
[0057]
In this embodiment, the workpiece carry-in line L1 and the workpiece carry-out line L2 are provided on a straight line, and the machine tool 100 is positioned between them. The pallet stocker 300 is located on one side of the line, and the machining table device 200 is located on the other side. The layout is designed so that the left and right objects are arranged as a whole, and the degree of freedom increases in consideration of the balance with the arrangement of other devices.
[0058]
On the other hand, since the workpiece carry-in line L1 and the workpiece carry-out line L2 are provided on a straight line, the space for arranging the pallet stocker 300 is reduced. Therefore, in this embodiment, the pallet receiving section 301 is provided with two upper and lower pallet mounting portions 302 so that two types of pallets P are stocked on one pallet receiving frame 301.
[0059]
The lower pallet placing part 302 is the same as described above, but the upper pallet placing part 302 is inclined downward toward the horizontal axis 102 of the machine tool 100, and a stopper 303 of the pallet P is provided at the front end. Provided.
[0060]
Further, as shown in FIG. 1, an auto tool changer (ATC) 400 disposed above the machine tool 100 includes a tool stocker 401 in which a number of machining tools T are held in a gun belt shape, and the tool stocker 401 and the spindle. And an exchange device 402 for exchanging the tool T with the machine 107.
[0061]
The tool stocker 401 is movable in an annular shape, and the exchange device 402 is provided with tool holders 405 at both ends of an arm 404 that pivots about an axis 403 as shown in FIG. 4, and a tool holder 405 is attached to one of these two tool holders 405. The tool to be returned from the machine 100 to the tool stocker 401 is held on the other side, and the tool T newly attached to the spindle 107 of the machine tool 100 is held from the tool stocker 401, and exchange is performed by combining turning and forward / backward movement.
[0062]
Next, a procedure for machining 6 surfaces (entire surface) of the workpiece W such as a cylinder block in the machining station having the above configuration will be described with reference to FIGS. 21 to 34, FIGS. 21 to 23, 25, 26, 30, 31, 31, 33, and 34 are schematic plan views of the processing station, and the remaining drawings are schematic side views. .
[0063]
First, as shown in FIG. 21, the machine tool 100 is turned around the vertical axis, the main shaft 107 of the machine tool 100 is directed to the pallet P1 as shown in FIG. 22, and then the pallet P1 is held by the main shaft 107. This state is also shown in FIG.
[0064]
Then, the machine tool 100 is swung around the vertical axis in the opposite direction as described above, and the spindle 107 is directed to the workpiece supply position 500 and the spindle 107 is placed above the workpiece W as shown in FIG. The pallet P1 held in the state 107 is exposed.
[0065]
Thereafter, the clamping claw 608 is opened by the clamping / unclamping mechanism using the coolant as the working fluid, and when the workpiece W is positioned, the workpiece W is fixed to the pallet P1 by the clamping claw 608.
[0066]
Next, as shown in FIGS. 23 and 24, while the workpiece W is fixed to the pallet P1, the main shaft 107 is tilted upward and the machine tool 100 is turned about the vertical axis to hold the pallet P1 held on the main shaft 107. Is positioned below the processing table 212 facing downward, and the main shaft 107 is further tilted upward to press the back surface of the pallet P1 (the side opposite to the workpiece holding surface) against the mounting surface of the processing table 212, and the pallet P1 is moved. Delivered to the processing table 212 side.
[0067]
Thereafter, the machining tool T is attached to the spindle 107 from which the pallet P1 has been removed, and a predetermined surface of the workpiece W is machined by the machining tool T as shown in FIG.
When the machining in the state shown in FIG. 13 is completed, the pallet P1 is turned 90 ° to the right, the right side is turned 90 ° to the left, and the left side is machined, and further, the machining is performed about the horizontal axis 202. The table 212 is rotated 90 ° in the vertical plane to process the upper surface of the workpiece.
[0068]
Thus, the processing of the front surface, the left and right side surfaces, and the upper surface of the workpiece W is completed. At this time, the four surfaces of the workpiece W are processed, and the rear surface and the bottom surface (the mounting surface to the processing table 212) of the workpiece W remain unprocessed.
[0069]
Therefore, as shown in FIG. 25, the main shaft 107 is retracted, the tool T held at the tip of the main shaft 107 is returned to the tool stocker 401, and the tip of the main shaft 107 is emptied in the direction of the second pallet P2. The machine tool 100 is turned. Here, the pallet P2 is provided with a positioning hole or the like for attaching the upper surface of the workpiece W.
[0070]
If the machine tool 100 is directed in the direction of the second pallet P2, as shown in FIG. 26, the pallet P2 is held by the main shaft 107, and the machine tool 100 is swung in the opposite direction as shown in FIG. As shown in FIG. 27, the pallet P2 is positioned above the work W fixed to the pallet P1.
[0071]
Thereafter, the pallet P2 is attached to the upper surface of the workpiece W. At this time, the workpiece W is sandwiched between the pallet P1 and the pallet P2. Thereafter, the holding state of the pallet P1 by the processing table 212 is released, and only the processing table 212 is rotated about 180 ° around the horizontal axis, and the processing table 212 is positioned above the pallet P2.
[0072]
Next, as shown in FIG. 28, the pallet P <b> 2 is held on the processing table 212. In this state, the pallet P2 is held on both the machining table 212 and the main shaft 107.
Thereafter, the main shaft 107 is removed from the pallet P2, the support block 201 is rotated 180 ° around the vertical axis, the holding portion of the pallet P1 is directed to the main shaft 107, and the pallet P1 is held by the main shaft 107 as shown in FIG. Then, the engagement state between the workpiece W and the pallet P1 is released. In order to hold the pallet P1 with the main spindle 107, the holding of the pallet P2 by the main spindle 107 is released from the state of FIG. 28, and then the processing table 212 is rotated about 180 ° around the horizontal axis, and the holding section of P1 is moved to the main spindle 107. Alternatively, the pallet P1 may be held by the main shaft 107 and the pallet P1 may be removed from the workpiece W, and the processing table 212 may be rotated about 180 ° around the horizontal axis again so that the workpiece W faces downward.
[0073]
Thereafter, as shown in FIG. 30, the machine tool 100 is turned around the vertical axis, and the pallet P1 held at the tip of the main shaft 107 is returned to the pallet stocker. And as shown in FIG. 31, the tool T is attached to the front-end | tip of the main axis | shaft 107, and the surface left in the unprocessed year with this tool T is processed.
[0074]
After the six surfaces of the workpiece W have been machined in this way, the tool T is removed again from the tip of the spindle 107, and the pallet P2 is held at the tip of the spindle 107 as shown in FIG. And the machine tool 100 is turned around the vertical axis while holding the pallet P2 at the tip of the main spindle 107, and the processed workpiece W is returned to the workpiece supply position 500 as shown in FIG.
[0075]
Then, as shown in FIG. 34, the pallet P2 is returned to the original position of the pallet stocker, and a series of operations is completed.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the machining station of the present invention, the machine tool can be turned around the vertical axis and tilted around the horizontal axis, and both the machining tool and the pallet can be placed on the main axis of the machine tool. Since the pallet stocker and the processing table device are arranged so as to surround the machine tool, the waiting time of the machine tool can be eliminated, and the machine tool, A pallet stocker and processing table device can be arranged.
[0077]
Further, since the pallet stocker and the processing table device need only be arranged within the turning range of the machine tool, the degree of freedom in arranging the devices in the processing station is high.
[0078]
Further, if the machine tool automatic changer (ATC) is arranged above the machine tool, the machine tool performs a tilt movement, so that the tool can be exchanged efficiently in a short time.
[0079]
In addition, the processing station according to the present invention has a high degree of freedom in combination with a transfer line for loading and unloading workpieces, so that one end of the transfer line serving as both loading and unloading of workpieces is exposed within the turning range of the machine tool. Alternatively, a machine tool can be arranged between the workpiece carry-in line and the carry-out line, a pallet stocker can be arranged on one side, and a machining table device can be arranged on the other side with reference to this line.
[0080]
Furthermore, the pallet can be transferred smoothly by inclining the pallet placement portion provided in the pallet stocker toward the tilt movement center of the machine tool.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a processing station according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of the processing station. FIG. 3 is a side view of the processing station. 5 is a plan view of a processing station according to another embodiment. FIG. 6 is a side view showing a pallet stocker of the processing station according to another embodiment. FIG. 7 is a side view of the machine tool. Fig. 9 is a side view as seen from the opposite side. Fig. 9 is a view showing a connecting structure of the spindle tip of the machine tool and the pallet. Fig. 10 is an enlarged view of a state where the pallet is held by the spindle of the machine tool. ) Is an enlarged view of a state in which the machining tool is held by the spindle of the machine tool. FIG. 11 is a diagram showing a hydraulic circuit that opens and closes a pallet clamp claw. FIG. 12 shows the machine tool transferring the pallet to the machining table device. Side view showing the state 3] Side view showing a state in which the machine tool is processing a workpiece. [FIG. 14] Side view showing a balance mechanism of the processing table device. [FIG. 15] Enlarged view partially cut away from the portion B in FIG. FIG. 16 is a view similar to FIG. 14 showing another embodiment. FIG. 17 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 16. FIG. 18 is a view showing the table surface of the processing table device. FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 19. FIG. 21 is a plan view showing a procedure of work at the processing station. FIG. 22 is a plan view showing a procedure of work at the processing station. FIG. 24 is a plan view showing the work procedure at the processing station. FIG. 25 is a plan view showing the work procedure at the processing station. FIG. 26 is a plan view showing the work procedure at the processing station. Plan view shown [FIG. 27] FIG. 28 is a plan view showing the work procedure at the machining station. FIG. 29 is a plan view showing the work procedure at the machining station. FIG. 30 is a plan view showing the work procedure at the machining station. FIG. 31 is a plan view showing the procedure of work at the processing station. FIG. 32 is a plan view showing the procedure of work at the processing station. FIG. 33 is a plan view showing the procedure of work at the processing station. FIG. 34 is a plan view showing the work procedure at the processing station.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base, 100 ... Machine tool, 101 ... Turn block, 102 ... Horizontal shaft, 103 ... Support part, 104 ... Motor, 105 ... Main bearing, 106 ... Motor, 107 ... Main shaft, 108 ... Lever, 109 ... Balance cylinder, DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Male screw rod, 111 ... Nut member, 112 ... Guide rod, 113 ... Receiving recessed part, 113a ... Female taper part, 113b ... Straight part, 115 ... Clamping sleeve, 116 ... Gripper, 117 ... Coolant flow path, 200 ... Processing table device, 201 ... support block, 202 ... horizontal shaft, 203 ... motor, 204a, 204b ... bracket, 205 ... cylinder unit, 206 ... plate, 207 ... shaft, 208 ... crank, 209, 210, 214 ... gear, 211 ... Timing belt, 212 ... Processing table, 213 ... Rotor -Joint, 215 ... Clamp claw, 216 ... Sensor, 217 ... Motor for rotation, 218 ... Chuck, 219 ... Arm, 220, 221 ... Proximity switch, 222 ... Plate, 223, 224 ... Damper, 225, 226 ... Nut member, 227 ... support plate, 228, 229 ... elevating cylinder, 230, 231 ... locate pin, 300 ... pallet stocker, 301 ... pallet receiving frame, 302 ... pallet placing part, 303 ... stopper, 400 ... auto tool changer (ATC), DESCRIPTION OF SYMBOLS 401 ... Tool stocker, 402 ... Tool changer, 500 ... Work supply position, 600 ... Shank part, 601 ... Straight part, 602 ... Convex part, 603 ... Fixing member, 604 ... Check valve, 605 ... Spring, 606 ... Valve seat Surface, 607 ... passage, 608 ... Lamp claw, 609 ... bullet member, 610 ... chamber, 611 ... booster, 700 ... taper cone part of machining tool T, L1 ... workpiece carry-in line, L2 ... workpiece carry-out line, P, P1, P2 ... pallet, T ... machining tool , W ... Work.

Claims

垂直軸を中心として旋回可能且つ水平軸を中心としてチルト動可能な工作機械と、ワーク取付用パレットをストックするパレットストッカーと、前記工作機械にてワークを加工する際にパレットを固定する加工テーブル装置とを備えた加工ステーションであって、
前記パレットストッカーは複数のパレット受け枠からなり、また、これらパレット受け枠及び前記加工テーブル装置は前記工作機械の旋回中心を中心として略放射状に配置され、
前記工作機械の旋回範囲内に加工工具の自動交換装置が配置され、
前記工作機械は、主軸に対し加工工具を着脱可能とするとともに当該主軸にワーク取付用パレットを着脱可能とし、前記主軸は前記加工工具に形成された嵌合軸部が嵌合する加工工具嵌合内径部が形成された受け凹部を有し、この受け凹部の前記加工工具の嵌合軸部を保持する箇所とは異なる箇所で前記ワーク取付用パレットを着脱自在に保持することを特徴とする加工ステーション。 A machine tool capable of turning about a vertical axis and capable of tilting about a horizontal axis, a pallet stocker for stocking workpiece mounting pallets, and a processing table device for fixing a pallet when processing a workpiece with the machine tool A processing station equipped with
The pallet stocker comprises a plurality of pallets received frame, also these pallets caddy and said machining table device is arranged substantially radially around a turning center of the machine tool,
An automatic changer for processing tools is disposed within the turning range of the machine tool,
In the machine tool, a machining tool can be attached to and detached from the spindle and a workpiece mounting pallet can be attached to and detached from the spindle, and the spindle is fitted with a machining tool fitting that is fitted with a fitting shaft portion formed on the machining tool. A machining having a receiving recess formed with an inner diameter portion, and holding the work mounting pallet detachably at a location different from the location of the receiving recess where the fitting shaft portion of the machining tool is held. station.

請求項１に記載の加工ステーションにおいて、前記受け凹部は、前記ワーク取付用パレットに形成されたシャンク部が嵌合するシャンク嵌合内径部と、加工工具のテーパコーン部が嵌合する加工工具嵌合内径部とを有し、該シャンク嵌合内径部はストレート形状であり、該加工工具嵌合内径部は雌テーパ形状であることを特徴とする加工ステーション。2. The processing station according to claim 1, wherein the receiving recess includes a shank fitting inner diameter portion into which a shank portion formed on the workpiece mounting pallet is fitted, and a machining tool fitting in which a taper cone portion of the machining tool is fitted. And a shank fitting inner diameter portion having a straight shape, and the processing tool fitting inner diameter portion having a female taper shape .

請求項１または請求項２に記載の加工ステーションにおいて、前記加工工具の自動交換装置は、前記工作機械の上方に配置されていることを特徴とする加工ステーション。In the processing station of claim 1 or claim 2, the automatic exchange apparatus before Symbol machining tool, machining station, characterized in that it is arranged above the machine tool.

請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の加工ステーションにおいて、前記パレット受け枠はパレット載置部を備え、このパレット載置部は工作機械のチルト動中心に向かって傾斜していることを特徴とする加工ステーション。4. The processing station according to claim 1 , wherein the pallet receiving frame includes a pallet placing portion, and the pallet placing portion is inclined toward a tilt movement center of the machine tool. A featured processing station.

請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の加工ステーションにおいて、前記パレット受け枠は複数段のパレット載置部を備え、それぞれのパレット載置部が工作機械のチルト動中心に向かって傾斜していることを特徴とする加工ステーション。4. The processing station according to claim 1 , wherein the pallet receiving frame includes a plurality of pallet placement portions, and each pallet placement portion is inclined toward a tilt movement center of the machine tool. A processing station characterized by

請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の加工ステーションにおいて、前記パレット受け枠はパレット載置部を備え、このパレット載置部は水平であることを特徴とする加工ステーション。4. The processing station according to claim 1 , wherein the pallet receiving frame includes a pallet mounting portion, and the pallet mounting portion is horizontal.

請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の加工ステーションにおいて、前記工作機械の旋回範囲内にワークの搬入と搬出を兼ねるワーク搬送ラインの一端が位置することを特徴とする加工ステーション。4. The processing station according to claim 1 , wherein one end of a workpiece transfer line serving both as loading and unloading of a workpiece is located within a turning range of the machine tool. 5.

請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の加工ステーションにおいて、前記工作機械の旋回範囲内にワークの搬入ライン及び搬出ラインの端部が位置し、これらワークの搬入ライン及び搬出ラインの端部を結んだ線の一方の側に前記パレットストッカーが配置され、他方の側に前記加工テーブル装置が配置されることを特徴とする加工ステーション。4. The processing station according to claim 1 , wherein end portions of the workpiece carry-in line and the carry-out line are positioned within a turning range of the machine tool, and the workpiece carry-in line and the end portion of the carry-out line are disposed. A processing station, wherein the pallet stocker is arranged on one side of a line connecting the two, and the processing table device is arranged on the other side.