JP4825240B2

JP4825240B2 - Automatic pallet changer

Info

Publication number: JP4825240B2
Application number: JP2008153699A
Authority: JP
Inventors: 保男豊澤
Original assignee: 日新工機株式会社
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2028-06-12
Also published as: JP2009297821A

Description

本発明は、工作機械のテーブルに載置されたティルティング装置のパレット、または、テーブルに組み込まれたティルティング装置のパレットを自動交換する自動パレット交換装置に関する。 The present invention relates to a pallet of a tilting device placed on a table of a machine tool or an automatic pallet changer for automatically changing a pallet of a tilting device incorporated in a table.

工作機械では、例えば、３（Ｘ，Ｙ，Ｚ）軸の制御軸を有する立形マシニングセンタのテーブル上に、ティルティング装置を載置して、５軸制御による加工が行われている。
工作機械の座標系はＪＩＳＢ６３１０に規定されている。例えば、立形マシニングセンタの場合、Ｚ軸は主軸の上下方向、Ｘ軸はテーブルの前後方向、Ｙ軸は主軸台の左右方向をいう。また、Ｘ軸回りの回転軸はＡ軸、Ｚ軸回りの回転軸はＣ軸と規定されている。
なお、ティルティング装置は、傾斜割出円テーブル（特許文献１参照）ともいい、通常、ワークを保持するパレットを旋回する旋回（Ｃ）軸と、パレットを傾ける揺動（Ａ）軸の２軸が備えられている。 In a machine tool, for example, a tilting device is mounted on a table of a vertical machining center having 3 (X, Y, Z) axis control axes, and machining by 5-axis control is performed.
The coordinate system of the machine tool is defined in JISB6310. For example, in the case of a vertical machining center, the Z-axis refers to the vertical direction of the spindle, the X-axis refers to the longitudinal direction of the table, and the Y-axis refers to the lateral direction of the spindle head. The rotation axis around the X axis is defined as the A axis, and the rotation axis around the Z axis is defined as the C axis.
The tilting device is also referred to as an inclined indexing circular table (see Patent Document 1), and usually has two axes: a turning (C) axis for turning a pallet holding a workpiece and a swinging (A) axis for tilting the pallet. Is provided.

図８の（ａ）は従来のティルティング装置の配置を示す説明図、図８の（ｂ）は９０度反転したもう一つのティルティング装置の配置を示す説明図である。
図８の（ａ）に示すように、この説明図は、立形マシニングセンタ２０の平面図であり、サドル１７が左右方向に移動し、主軸ヘッド１８が上下（紙面に直角）方向に移動し、テーブル１２が前後方向に移動する。
テーブル１２にはティルティング装置２３が載置されている。
図８の（ａ）に示すように、従来のティルティング装置２３の配置は、フォーク２１の位置を機械正面の手前とした場合、フォーク２１との干渉からテーブルの移動（Ｘ軸）方向に対してティルティング装置２３の揺動軸２３ａの軸方向を直角に載置しなければならないという問題があった。そのため、フォーク２１は軸支部２３ｂ、２３ｃとの干渉を避ける必要があり、パレットの交換の動作手順は、
１）フォーク２１にティルティング装置２３が接近
２）フォーク２１とパレット２４が係合し上昇
３）フォーク２１からティルティング装置２３（テーブル１２）が離間
４）フォーク２１が１８０度回動
５）フォーク２１からティルティング装置２３（テーブル１２）が接近
６）フォーク２１とパレット２４が下降し係合を解除
となり、パレットの交換動作が複雑で交換効率が悪いという問題があった。 FIG. 8A is an explanatory diagram showing the arrangement of a conventional tilting device, and FIG. 8B is an explanatory diagram showing the arrangement of another tilting device inverted by 90 degrees.
As shown in FIG. 8A, this explanatory view is a plan view of the vertical machining center 20, in which the saddle 17 moves in the left-right direction, the spindle head 18 moves in the up-down direction (perpendicular to the paper surface), The table 12 moves in the front-rear direction.
A tilting device 23 is placed on the table 12.
As shown in FIG. 8A, the conventional tilting device 23 is arranged with respect to the table movement (X-axis) direction due to interference with the fork 21 when the fork 21 is positioned in front of the machine. Therefore, there is a problem that the axial direction of the swing shaft 23a of the tilting device 23 must be placed at a right angle. Therefore, it is necessary for the fork 21 to avoid interference with the shaft support portions 23b and 23c.
1) The tilting device 23 approaches the fork 21
2) The fork 21 and the pallet 24 are engaged and lifted
3) The tilting device 23 (table 12) is separated from the fork 21.
4) Fork 21 rotates 180 degrees
5) The tilting device 23 (table 12) approaches from the fork 21
6) Fork 21 and pallet 24 are lowered and disengaged
Thus, there has been a problem that the replacement operation of the pallet is complicated and the replacement efficiency is poor.

そこで、図８の（ｂ）に示すように、９０度反転してテーブル１２の移動方向に対してティルティング装置２３の揺動軸２３ａの軸方向を平行に載置し、フォーク２１ａの位置を作業者側にすると、パレットの交換の動作手順は、
１）フォーク２１ａがティルティング装置２３に接近
２）フォーク２１ａとパレット２４が係合し上昇
３）フォーク２１ａがティルティング装置から離間
４）フォーク２１ａが１８０度回動
５）フォーク２１ａがティルティング装置２３に接近
６）フォーク２１ａとパレット２４が下降し係合を解除
となり、パレットの交換動作が複雑で交換効率が悪いという問題があった。また、作業者の作業エリアが確保できなくなるという問題があった。
さらに、フォーク２１の位置を手前に戻すと、今度はフォーク２１とティルティング装置２３の揺動軸の軸支部２３ｂとが大きく干渉し、フォーク２１がパレット２４に届かない、という問題があった。
特開２００１−２６９８２９号公報（段落００１１、図１、図５） Therefore, as shown in FIG. 8B, the axis of the swing shaft 23a of the tilting device 23 is placed parallel to the moving direction of the table 12 by turning 90 degrees, and the position of the fork 21a is set. On the operator side, the operation procedure for pallet replacement is
1) Fork 21a approaches tilting device 23
2) The fork 21a and the pallet 24 are engaged and lifted
3) The fork 21a is separated from the tilting device.
4) Fork 21a rotates 180 degrees
5) The fork 21a approaches the tilting device 23
6) Fork 21a and pallet 24 are lowered and disengaged
Thus, there has been a problem that the replacement operation of the pallet is complicated and the replacement efficiency is poor. In addition, there is a problem that it is impossible to secure a worker's work area.
Further, when the position of the fork 21 is returned to the front side, the fork 21 and the pivotal support 23b of the swinging shaft of the tilting device 23 interfere with each other so that the fork 21 does not reach the pallet 24.
JP 2001-269829 A (paragraph 0011, FIG. 1, FIG. 5)

本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、パレットの交換の動作をシンプルにして交換効率を向上させるとともに、作業者の作業エリアを確保したティルティング装置のパレットを自動交換する自動パレット交換装置を提供することを課題とする。 The present invention was devised to solve these problems. A pallet for a tilting device that secures a work area for an operator while simplifying the pallet replacement operation to improve the exchange efficiency. It is an object of the present invention to provide an automatic pallet changer that automatically changes.

請求項１に係る自動パレット交換装置（１０）の発明は、ワーク（Ｗ）を保持するパレット（１４）と、前記パレット（１４）を載置する傾斜テーブル（１３ｇ）が揺動自在に両端支持された軸支部（１３ｂ，１３ｃ）と、前記パレット（１４）を前記傾斜テーブル（１３ｇ）の垂直方向の旋回軸回りに旋回させる旋回機構（Ｅ）と、前記パレット（１４）を水平方向の揺動軸（１３ａ）回りに揺動させる揺動機構（Ｆ）と、を有するティルティング装置（１３）と、前記ティルティング装置（１３）を前記揺動軸（１３ａ）の方向に移動させるテーブル（１２）と、を有し、前記パレット（１４）に保持されたワーク（Ｗ）を加工する工作機械における自動パレット交換装置（１０）であって、前記揺動軸（１３ａ）の軸方向に配置され、前記パレット（１４）を上昇、１８０度回動、下降の動作により、加工位置と待機位置との間で搬送するフォーク（１）と、前記フォーク（１）を上下方向に移動させる上下移動機構（５）および垂直軸回りに回動させる回動機構（７）を備えたフォーク移動機構（Ｇ）と、を備え、前記一方の軸支部（１３ｂ）は一方の軸を揺動自在に支持する支持部とし、他方の軸支部（１３ｃ）には前記揺動機構（Ｆ）を設け、前記フォーク（１）は、前記ワーク（Ｗ）を載置する爪部（１ａ）と、前記爪部（１ａ）を保持する基部（１ｂ）と、を有し、前記テーブル（１２）を前記揺動軸（１３ａ）の軸方向に移動させた場合に、前記一方の軸支部（１３ｂ）と干渉しないように逃げた回避部（１ｃ）を備え、前記揺動軸（１３ａ）の軸方向に前記テーブル（１２）を移動させ、前記パレット（１４）に前記フォーク（１）を係合させて前記加工位置のパレット（１４）と、前記待機位置のパレット（１４ａ）とを自動交換することを特徴とする。 The invention of the automatic pallet changer (10) according to claim 1 is such that the pallet (14) for holding the workpiece (W) and the tilting table (13g) for mounting the pallet (14) are supported at both ends so as to be swingable. and a shaft support portion (13b, 13c) and the turning mechanism for turning front Symbol pallet (14) in a direction perpendicular to the pivot axis of said tilting table (13 g) and (E), the pallet horizontal (14) A tilting device (13) having a swing mechanism (F) that swings around the swing shaft (13a) , and a table that moves the tilting device (13) in the direction of the swing shaft (13a). (12) and an automatic pallet exchanging device (10) in a machine tool for processing the workpiece (W) held on the pallet (14), in the axial direction of the swing shaft (13a). It is located, Increase the serial pallet (14), 180 degrees rotated by the operation of the descent, a fork (1) for transporting between a processing position and a standby position, the vertical moving mechanism for moving said fork (1) in the vertical direction ( 5) and a fork moving mechanism (G) having a rotating mechanism (7) for rotating around a vertical axis, and the one shaft support portion (13b) supports the one shaft so as to be swingable. And the other pivotal support (13c) is provided with the swing mechanism (F). The fork (1) includes a claw (1a) on which the work (W) is placed, and the claw (1a). ) Holding the base (1b), and when the table (12) is moved in the axial direction of the swing shaft (13a), it does not interfere with the one shaft support (13b). with relief avoidance portion (1c), the tape in the axial direction of the pivot shaft (13a) Wherein moving table (12), and said pallet (14) to said fork (1) by engaging the said processing position and the pallet (14), to automatically replace the pallet (14a) of said stand-by position And

請求項１に係る発明によれば、揺動軸の軸方向にテーブルを移動させ、パレットにフォークを係合させて加工位置のパレットおよび待機位置のパレットとを自動交換するようにしたことにより、パレットの交換動作がシンプルになり、さらに、交換効率を向上させることができるとともに、作業者の作業エリアを確保したティルティング装置のパレットを自動交換する自動パレット交換装置を提供することができる。 According to the first aspect of the invention, the table is moved in the axial direction of the swing shaft, the fork is engaged with the pallet, and the pallet at the processing position and the pallet at the standby position are automatically exchanged, The pallet replacement operation is simplified, the replacement efficiency can be improved, and an automatic pallet changer for automatically changing the pallet of the tilting device that secures the work area of the worker can be provided.

また、フォークをティルティング装置に対し、揺動軸の軸方向に配置し、フォークとティルティング装置の揺動軸の一方の軸支部が干渉しないようにフォークの基部を円弧状に形状した回避部を備えたことにより、パレットの交換の動作手順を改善し、パレット交換の効率を向上させることができる。
つまり、パレットの交換の動作手順は、
１）フォークにティルティング装置が接近
２）フォークとパレットが係合し上昇
３）フォークが１８０度回動
４）フォークとパレットが下降し係合を解除
となり、従来の動作手順の３）、５）が不要となるため、パレットの交換動作がシンプルになり、交換効率が向上できる。 In addition, the fork is arranged in the axial direction of the swing shaft with respect to the tilting device, and the fork and the avoiding portion in which the base portion of the fork is formed in an arc shape so as not to interfere with one shaft support portion of the swing shaft of the tilting device With this, it is possible to improve the operation procedure of pallet replacement and improve the efficiency of pallet replacement.
In other words, the operation procedure for exchanging pallets is
1) The tilting device approaches the fork
2) The fork and pallet engage and rise
3) The fork rotates 180 degrees
4) Fork and pallet are lowered and disengaged
Thus, since the conventional operation procedures 3) and 5) are not required, the pallet replacement operation is simplified and the replacement efficiency can be improved.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は工作機械の中の立形マシニングセンタの平面図であり、図２は半断面した正面図、図３は左側面図である。
本発明の自動パレット交換装置１０を詳細に説明する前に、この自動パレット交換装置１０が搭載された立形マシニングセンタ２０およびティルティング装置１３から説明する。立形マシニングセンタ２０の軸構成の説明は、図８の説明の中で説明した通りである。
図２に示すように、立形マシニングセンタ２０のベッド１１上にはテーブル１２が配置され、２本のガイドレール１２ａによって摺動自在にガイドされ、図示しないサーボモータおよびボールねじ等の駆動装置によって前後（Ｘ軸）方向へ移動する。
また、ベッド１１の左右からテーブル１２を挟むようにして２本のコラム１５が立設され、コラム１５の上部が梁状のトップビーム１６によって連結されている。
図３に示すように、トップビーム１６の上面と正面にはそれぞれガイドレールが配置され、この２本のガイドレールによって摺動自在にサドル１７が配設されている。サドル１７はサーボモータおよびボールねじ等の駆動装置によって左右（Ｙ軸）方向へ移動する。
さらに、図１に示すように、サドル１７の正面には垂直方向へ２本のガイドレールが設けられ、摺動自在に主軸ヘッド１８が配設されている。主軸ヘッド１８はサーボモータおよびボールねじ等の駆動装置によって上下（Ｚ軸：図２参照）方向へ移動する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a plan view of a vertical machining center in a machine tool, FIG. 2 is a half-sectional front view, and FIG. 3 is a left side view.
Before describing the automatic pallet changing apparatus 10 of the present invention in detail, the vertical machining center 20 and the tilting apparatus 13 on which the automatic pallet changing apparatus 10 is mounted will be described. The shaft configuration of the vertical machining center 20 is as described in the description of FIG.
As shown in FIG. 2, a table 12 is arranged on a bed 11 of a vertical machining center 20, and is slidably guided by two guide rails 12a. The table 12 is moved back and forth by a drive device such as a servo motor and a ball screw (not shown). Move in the (X-axis) direction.
Further, two columns 15 are erected so as to sandwich the table 12 from the left and right sides of the bed 11, and the upper portions of the columns 15 are connected by a beam-like top beam 16.
As shown in FIG. 3, guide rails are disposed on the top surface and the front surface of the top beam 16, respectively, and a saddle 17 is slidably disposed by the two guide rails. The saddle 17 is moved in the left-right (Y-axis) direction by a drive device such as a servo motor and a ball screw.
Further, as shown in FIG. 1, two guide rails are provided in the vertical direction on the front surface of the saddle 17, and a spindle head 18 is slidably disposed. The spindle head 18 is moved in the vertical direction ( Z axis: see FIG. 2) by a drive device such as a servo motor and a ball screw.

図１に示すように、テーブル１２の上面には、テーブル１２の移動（Ｘ軸）方向と揺動軸１３ａ（図４参照）が平行にティルティング装置１３が載置されている。
また、ベッド１１の手前には本発明の自動パレット交換装置１０が搭載されている。
図２に示すように、自動パレット交換装置１０はベッド１１の手前には架台１０ａが接続され、この架台１０ａの上部に角パイプをコの字状に組み合わせたフレーム１０ｂの上部に搭載されている。なお、架台１０ａはベッド１１に一体であっても構わない。 As shown in FIG. 1, a tilting device 13 is placed on the upper surface of the table 12 so that the movement (X-axis) direction of the table 12 and the swing shaft 13a (see FIG. 4) are parallel to each other.
In addition, the automatic pallet changer 10 of the present invention is mounted in front of the bed 11.
As shown in FIG. 2, the automatic pallet exchanging apparatus 10 has a gantry 10a connected in front of the bed 11, and is mounted on the upper part of a frame 10b in which square pipes are combined in a U-shape on the upper part of the gantry 10a. . The gantry 10a may be integrated with the bed 11.

図４は、ティルティング装置の３面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）は図４の（ｂ）に示す右側面図である。
図４の（ｂ）に示すように、ティルティング装置１３は、ベース１３ｆの両側に軸支部１３ｂと軸支部１３ｃが立設され、この間にコの字状の傾斜テーブル１３ｇが形成されている。傾斜テーブル１３ｇは、両椀部１３ｉ，１３ｉから水平方向に突設された揺動軸１３ａにより、ベース１３ｆの両側に立設された軸支部１３ｂ，１３ｃに揺動自在に軸支されている。
前記傾斜テーブル１３ｇの上面には、割出し円テーブル１３ｄが装着され、さらに、割出し円テーブル１３ｄの上には交換を可能にしたパレット１４が配置されている。
なお、ティルティング装置１３のベース１３ｆをテーブル１２としても構わない。 4A and 4B are three views of the tilting device, in which FIG. 4A is a plan view, FIG. 4B is a front view, and FIG. 4C is a right side view shown in FIG.
As shown in FIG. 4B, the tilting device 13 has a shaft support portion 13b and a shaft support portion 13c erected on both sides of the base 13f, and a U-shaped inclined table 13g is formed therebetween. The tilting table 13g is pivotally supported by pivot shafts 13b and 13c provided upright on both sides of the base 13f by swing shafts 13a projecting horizontally from both flange portions 13 i and 13i. .
An indexing circular table 13d is mounted on the upper surface of the tilting table 13g, and a pallet 14 that can be replaced is disposed on the indexing circular table 13d.
The base 13f of the tilting device 13 may be the table 12.

ティルティング装置１３は、ワークＷを保持するパレット１４を割出し円テーブル１３ｄの上部に載置し、ワークＷをパレット１４の垂直方向の旋回軸（Ｃ軸）回りに旋回させる旋回機構（Ｅ）と、ワークＷを水平方向の揺動軸１３ａ回りに揺動させる揺動機構（Ｆ）とを有している。揺動軸１３ａは、両側の軸支部１３ｂと軸支部１３ｃにより両端支持され、この揺動軸１３ａ回りにパレット１４を揺動して傾斜させる。その結果として、パレット１４に保持されたワークＷを揺動して傾斜させる。
旋回機構（Ｅ）は、旋回（Ｃ）軸の下端に設けられ、例えば、周知の技術であるウォームとウォームホイールの減速機構が内蔵されている。モータの回転によりこのウォームが回転すると、ウォームホイールが回動して割出し円テーブル１３ｄとパレット１４を回転させ、回転の位置を決め、クランプする（特許文献１の図５参照）。
揺動機構（Ｆ）は、揺動軸１３ａの他方の軸支部１３ｃに設けられ、例えば、周知の技術であるウォームとウォームホイールの減速機構が内蔵されている。同様に、モータの回転によりこのウォームが回転すると、ウォームホイールが回動して揺動軸１３ａを揺動させ、回動の位置を決め、クランプする（特許文献１の図５参照）。 The tilting device 13 places the pallet 14 holding the workpiece W on the indexing circular table 13d, and turns the workpiece W about the vertical turning axis (C axis) of the pallet 14 (E). And a swing mechanism (F) for swinging the workpiece W about the swing shaft 13a in the horizontal direction. The swing shaft 13a is supported at both ends by a shaft support portion 13b and a shaft support portion 13c on both sides, and swings and tilts the pallet 14 around the swing shaft 13a. As a result, the workpiece W held on the pallet 14 is swung and tilted.
The turning mechanism (E) is provided at the lower end of the turning (C) shaft, and includes, for example, a well-known worm and worm wheel reduction mechanism. When the worm is rotated by the rotation of the motor, the worm wheel rotates to rotate the indexing circular table 13d and the pallet 14, determine the position of the rotation, and clamp (see FIG. 5 of Patent Document 1).
The swing mechanism (F) is provided on the other shaft support portion 13c of the swing shaft 13a, and includes, for example, a well-known worm and worm wheel speed reduction mechanism. Similarly, when the worm is rotated by the rotation of the motor, the worm wheel is rotated to swing the swinging shaft 13a, and the position of the rotation is determined and clamped (see FIG. 5 of Patent Document 1).

また、割出し円テーブル１３ｄの上面には４個のコーン状のクランパ１３ｅが設けられている。この４個のコーン状のクランパ１３ｅに載置されたパレット１４は、内蔵されたクランプ、アンクランプ機構によって、パレット１４の位置決めと、クランプ、または、アンクランプをする。このクランプ機構も周知の技術であるため、詳細は省略する。 Further, four cone-shaped clampers 13e are provided on the upper surface of the indexing circular table 13d. The pallet 14 placed on the four cone-shaped clampers 13e positions and clamps or unclamps the pallet 14 by a built-in clamp / unclamp mechanism. Since this clamping mechanism is also a well-known technique, details are omitted.

なお、ティルティング装置は、図８に示すように、テーブル１２に載置してもよいし、図３に示すように、ティルティング装置１３をテーブル１２に組み込んでもよい。図３に示すティルティング装置１３は、テーブル１２にティルティング装置１３がビルトインされた形態になっている。このように、ティルティング装置１３のベース１３ｆをテーブル１２にすることにより、ベース１３ｆの厚み分を薄くしてパレット１４の位置を下げることができるとともに、テーブル１２（ベース１３ｆ）の下面に開口部１３ｈを設けることにより、切り粉を開口部１３ｈから下部に設けたチップコンベアに直接落下させ、排出することができる。以下、ベース１３ｆはテーブル１２として説明することにする。 The tilting device may be placed on the table 12 as shown in FIG. 8, or the tilting device 13 may be incorporated in the table 12 as shown in FIG. The tilting device 13 shown in FIG. 3 has a form in which the tilting device 13 is built in the table 12. In this way, by setting the base 13f of the tilting device 13 to the table 12, the thickness of the base 13f can be reduced to lower the position of the pallet 14, and an opening is formed on the lower surface of the table 12 (base 13f). By providing 13h, the chips can be dropped directly from the opening 13h onto the chip conveyor provided at the bottom and discharged. Hereinafter, the base 13 f will be described as the table 12.

図５は、図１に示すＡ−Ａ線の拡大断面図、図６は、図１に示すＢ−Ｂ線の拡大断面図である。自動パレット交換装置１０のフォーク移動機構を詳細に説明する。
図３に示すように、機械本体のベッド１１（図中の右側）には鋼板を溶接して形成した架台１０ａが設けられている。そして、この架台１０ａの上面には角パイプをコの字状に組み合わせたフレーム１０ｂが配置されている。
このフレーム１０ｂの上部には、自動パレット交換装置１０のフォーク移動機構Ｇが搭載されている。フォーク移動機構Ｇは、フォーク１を上下方向へ移動する上下移動機構５と、フォーク１を１８０度回動する回動機構７から構成されている。 5 is an enlarged sectional view taken along line AA shown in FIG. 1, and FIG. 6 is an enlarged sectional view taken along line BB shown in FIG. The fork moving mechanism of the automatic pallet changer 10 will be described in detail.
As shown in FIG. 3, a bed 10 (right side in the drawing) of the machine body is provided with a gantry 10a formed by welding steel plates. A frame 10b in which square pipes are combined in a U-shape is disposed on the upper surface of the gantry 10a.
A fork moving mechanism G of the automatic pallet changer 10 is mounted on the upper portion of the frame 10b. The fork moving mechanism G includes a vertical moving mechanism 5 that moves the fork 1 in the vertical direction and a rotating mechanism 7 that rotates the fork 1 180 degrees.

図５に示すように、フレーム１０ｂの上部の中央には円形の開口部２ａが形成されたプレート２が固定されている。このプレート２の開口部２ａの内周縁には大径のリング状をした大径軸受３が配置され、その外側のアウターレース３ａがプレート２にボルトによって固定されている。したがって、内側のインナーレース３ｂは回転自在となり、このインナーレース３ｂによってフォーク１の上下移動機構５が支持されている。なお、フォーク１の形状は、後記する図６で説明する。 As shown in FIG. 5, a plate 2 having a circular opening 2a is fixed at the center of the upper portion of the frame 10b. A large-diameter bearing 3 in the form of a large-diameter ring is disposed on the inner peripheral edge of the opening 2a of the plate 2, and the outer race 3a on the outer side thereof is fixed to the plate 2 with bolts. Accordingly, the inner inner race 3b is rotatable, and the vertical movement mechanism 5 of the fork 1 is supported by the inner race 3b. The shape of the fork 1 will be described later with reference to FIG.

上下移動機構５は、２本の爪部１ａで構成したフォーク１を加工位置のパレット１４の下面に挿入し、パレット１４の下面に設けられた***１４ｂに、フォーク１の爪部１ａの上面に設けられたピン１ｃを挿入した後、加工位置のパレット１４と待機位置のパレット１４ａ（図７参照）とをともに上昇、または、下降させる搬送装置である。
図５に示すように、前記大径軸受３のインナーレース３ｂの下面にはブラケット４が固定されている。また、このブラケット４の上面にはサーボモータ５ａを支持するボックス５ｂが固定されている。また、ボックス５ｂ内はカップリング５ｃによってサーボモータ５ａのモータ軸とボールねじ５ｅとが連結されている。フォーク１の基部１ｂに固定されたナット５ｆにはボールねじ５ｅが螺入されている。さらに、ボールねじ５ｅの上端部はベアリング５ｄによって軸支されている。また、ナット５ｆはフォーク１の基部１ｂに連結され、ボールねじ５ｅの先端部はカバー５ｈで保護されている。
さらに、このボールねじ５ｅの横揺れを防止するためのガイド６，６が左右に２本設けられ、それぞれのガイド６，６は、フォーク１の基部１ｂにナットにて固定されている。 The vertical movement mechanism 5 inserts the fork 1 composed of two claw portions 1 a into the lower surface of the pallet 14 at the processing position, and inserts the small hole 14 b provided in the lower surface of the pallet 14 to the upper surface of the claw portion 1 a of the fork 1. After inserting the provided pin 1c, the pallet 14 at the processing position and the pallet 14a at the standby position (see FIG. 7) are both raised or lowered.
As shown in FIG. 5, a bracket 4 is fixed to the lower surface of the inner race 3 b of the large-diameter bearing 3. A box 5b for supporting the servo motor 5a is fixed to the upper surface of the bracket 4. In the box 5b, the motor shaft of the servo motor 5a and the ball screw 5e are connected by a coupling 5c. A ball screw 5e is screwed into the nut 5f fixed to the base 1b of the fork 1. Furthermore, the upper end of the ball screw 5e is pivotally supported by a bearing 5d. The nut 5f is connected to the base 1b of the fork 1, and the tip of the ball screw 5e is protected by a cover 5h.
Furthermore, two guides 6 and 6 for preventing the ball screw 5e from rolling are provided on the left and right sides, and the guides 6 and 6 are fixed to the base 1b of the fork 1 with nuts.

回動機構７は、加工位置のパレット１４と待機位置のパレット１４ａを前記した上下移動機構５を介してフォーク１を１８０度回動させて搬送する搬送装置である。
図５に示すように、回動機構７のサーボモータ７ａは、プレート２の上面に配置したステー９の上面に固定されている。サーボモータ７ａのモータ軸には小径歯車７ｂがシュパンリングやキー等の固定部材によって固定されている。
前記ボックス５ｂの下部には大径歯車８を支持するためのフランジ部５ｇが略鍔状に拡径して形成しており、このフランジ部５ｇの上部の周縁に大径歯車８が固定されている。そして、この大径歯車８が小径歯車７ｂと噛み合っている。この構成により、回動機構７のサーボモータ７ａが起動すると、モータ軸に固定された小径歯車７ｂから大径歯車８に回転力が伝達されるため、フォーク１を保持した上下移動機構５の全体が１８０度回動する。 Rotating mechanism 7 is a conveying device for conveying the fork 1 is 180 degrees rotation through the lower movement mechanism 5 after having said pallet 14a of the pallet 14 and a standby position of the working position.
As shown in FIG. 5, the servo motor 7 a of the rotation mechanism 7 is fixed to the upper surface of the stay 9 disposed on the upper surface of the plate 2. A small diameter gear 7b is fixed to a motor shaft of the servo motor 7a by a fixing member such as a spun ring or a key.
A flange portion 5g for supporting the large-diameter gear 8 is formed in the lower portion of the box 5b so as to expand in a substantially bowl shape, and the large-diameter gear 8 is fixed to the periphery of the upper portion of the flange portion 5g. Yes. The large diameter gear 8 meshes with the small diameter gear 7b. With this configuration, when the servo motor 7a of the rotation mechanism 7 is activated, the rotational force is transmitted from the small diameter gear 7b fixed to the motor shaft to the large diameter gear 8, so that the entire vertical movement mechanism 5 holding the fork 1 is provided. Rotate 180 degrees.

図４の（ａ）に示すように、フォーク１はティルティング装置１３の揺動軸１３ａの軸方向に平行に配置されており、テーブル１２がティルティング装置１３を揺動軸１３ａの方向に移動させると、ティルティング装置１３がフォーク１に接近または離間する。
図６に示すように、フォーク１は基部１ｂと、基部１ｂの両側に水平に延設された２本の爪部１ａとから構成されている。フォーク１は、パレット１４（加工位置）とパレット１４ａ（待機位置）の下部に挿入され、上下移動機構５により持ち上げ、回動機構７により１８０度の回動し、上下移動機構５により下ろして、パレット１４とパレット１４ａとの自動交換を行う。
図５に示すように、基部１ｂはフォーク１の中央に配置され、略箱形をしており、上部の外形は２点鎖線で示すように、Ｒ形状になっており、最上端部がナット５ｆと連結している。また、基部１ｂは、軽量化のために、所望の間隔で角穴が設けられ、下部は左右に１本ずつの爪部１ａが延設されている。
また、基部１ｂは、テーブル１２を揺動軸１３ａの軸方向に移動させた場合に、軸支部１３ｂと干渉しないように円弧状に逃げた回避部１ｃを備えている。
また、フォーク１の左右の爪部１ａの上面には、４個ずつのピン１ｄが突設されており、旋回時パレット１４，１４ａの遠心力および慣性力に抗してパレット１４，１４ａを保持し、パレット１４，１４ａが飛び出ないようにしている。 As shown in FIG. 4A, the fork 1 is arranged in parallel to the axial direction of the swing shaft 13a of the tilting device 13, and the table 12 moves the tilting device 13 in the direction of the swing shaft 13a. As a result, the tilting device 13 approaches or separates from the fork 1 .
As shown in FIG. 6, the fork 1 includes a base 1b and two claw portions 1a extending horizontally on both sides of the base 1b. The fork 1 is inserted below the pallet 14 (processing position) and the pallet 14a (standby position), lifted by the vertical movement mechanism 5, rotated 180 degrees by the rotation mechanism 7, and lowered by the vertical movement mechanism 5. Automatic exchange between the pallet 14 and the pallet 14a is performed.
As shown in FIG. 5, the base 1b is arranged at the center of the fork 1 and has a substantially box shape. The outer shape of the upper part is an R shape as indicated by a two-dot chain line, and the uppermost end is a nut. It is connected to 5f. Further, the base portion 1b is provided with square holes at a desired interval for weight reduction, and the lower portion is provided with one claw portion 1a on each side.
The base 1b includes an avoiding portion 1c that escapes in an arc shape so as not to interfere with the shaft support portion 13b when the table 12 is moved in the axial direction of the swing shaft 13a.
In addition, four pins 1d project from the upper surfaces of the left and right claw portions 1a of the fork 1 to hold the pallets 14 and 14a against the centrifugal force and inertial force of the pallets 14 and 14a when turning. The pallets 14 and 14a are prevented from popping out.

ここで、ティルティング装置１３のパレット１４（加工位置）と、段取り台１９でワークＷをセットしたパレット１４ａ（待機位置）とを自動交換する動作について図面を参照して説明する。なお、段取り台１９でのワーク交換作業が終了し、スイッチレバー２２によりパレット交換の準備完了（ＯＮ）の信号は、送信済みとする。 Here, an operation of automatically exchanging the pallet 14 (processing position) of the tilting device 13 and the pallet 14a (standby position) on which the work W is set on the setup table 19 will be described with reference to the drawings. It is assumed that the work replacement work on the setup table 19 has been completed, and a pallet replacement preparation complete (ON) signal has been transmitted by the switch lever 22.

１）フォークにティルティング装置が接近
ティルティング装置１３のパレット１４に保持されたワークＷの加工が終了すると、ティルティング装置１３の揺動軸（Ａ軸）と旋回軸（Ｃ軸）は原点に復帰する。そして、ＮＣプログラムの早送り指令によりテーブル１２を早送り速度で自動パレット交換装置１０に向かって移動し、接近したところで減速し停止する。そして、パレット１４の下面に設けられた***１４ｂの真下にはフォーク１の爪部１ａのピン１ｄが配置される。
図５に示すように、フォーク１の爪部１ａは、ティルティング装置１３の軸支部１３ｂの両側を干渉することなく通過し、回避部１ｃが形成された基部１ｂの真下にティルティング装置１３の軸支部１３ｂが移動する。
この時、フォーク１のもう一方の爪部１ａは、段取り台１９のパレット１４ａ（待機位置）の真下に設けられている。パレット１４ａの下面に設けられた４個の***１４ｂの真下にはフォーク１の爪部１ａの４個のピン１ｄが配置され、待機している。 1) The tilting device approaches the fork When the processing of the workpiece W held on the pallet 14 of the tilting device 13 is completed, the swing axis (A axis) and the pivot axis (C axis) of the tilting device 13 are at the origin. Return. Then, the table 12 is moved toward the automatic pallet changer 10 at a fast feed speed by a fast feed command of the NC program, and decelerates and stops when approaching. And the pin 1d of the claw part 1a of the fork 1 is arranged directly under the small hole 14b provided on the lower surface of the pallet 14.
As shown in FIG. 5, the claw portion 1 a of the fork 1 passes through both sides of the shaft support portion 13 b of the tilting device 13 without interfering, and the tilting device 13 is directly below the base portion 1 b where the avoidance portion 1 c is formed. The shaft support 13b moves.
At this time, the other claw portion 1 a of the fork 1 is provided directly below the pallet 14 a (standby position) of the setup table 19. Four pins 1d of the claw portion 1a of the fork 1 are arranged immediately below the four small holes 14b provided on the lower surface of the pallet 14a, and are waiting.

２）フォークとパレットが係合し上昇
パレット１４を上昇させる前に、図４に示すように、パレット１４を固定している４個のクランパ１３ｅを開放して、アンクランプにする。
図５に示すように、ＮＣプログラムの上昇指令により、自動パレット交換装置１０の上下移動機構５のサーボモータ５ａが正回転し、ボールねじ５ｅを回転させる。そうすると、螺入されたナット５ｆは上昇する。この時、パレット１４の下面の４個の***１４ｂに、フォーク１の爪部１ａの上面に設けられた４個のピン１ｃが挿入されて係合し、引き続いて約７０ｍｍまで上昇し、停止する。 2) Fork and pallet are engaged and lifted Before raising the pallet 14, as shown in FIG. 4, the four clampers 13e fixing the pallet 14 are opened and unclamped.
As shown in FIG. 5, the servo motor 5a of the vertical movement mechanism 5 of the automatic pallet changer 10 rotates in the forward direction by the NC program ascending command to rotate the ball screw 5e. Then, the screwed nut 5f rises. At this time, four pins 1c provided on the upper surface of the claw portion 1a of the fork 1 are inserted into and engaged with the four small holes 14b on the lower surface of the pallet 14, and subsequently raised to about 70 mm and stopped. .

３）フォークが１８０度回動
つづいて、回動機構７により、回動用のサーボモータ７ａが回転すると、小径歯車７ｂが大径歯車８に回転を減速して伝達することにより、前記した上下移動機構５およびブラケット４の全体が１８０度回動し、パレット１４（加工位置）とパレット１４ａ（待機位置）を入れ替える。そして、サーボモータ７ａが停止する。 3) When the fork rotates 180 degrees, and when the rotating servo motor 7a rotates by the rotating mechanism 7, the small-diameter gear 7b decelerates and transmits the rotation to the large-diameter gear 8, thereby moving up and down as described above. The entire mechanism 5 and the bracket 4 are rotated 180 degrees, and the pallet 14 (processing position) and the pallet 14a (standby position) are switched. Then, the servo motor 7a stops.

４）フォークとパレットが下降し係合を解除
図５に示すように、ＮＣプログラムの下降指令により、上下移動機構５のサーボモータ５ａが反転し、ボールねじ５ｅを逆回転させると、螺入されたナット５ｆは、約７０ｍｍ下降し、停止する。
そして、図４に示すように、パレット１４を固定するため、割出し円テーブル１３ｄの４個のクランパ１３ｅは開放状態から、クランプ状態になる。
テーブル１２は早送り速度で自動パレット交換装置１０から離れ、フォーク１の爪部１ａからパレット１４が離れて係合を解除し、加工位置に移動する。 4) The fork and pallet are lowered and the engagement is released. As shown in FIG. 5, the servo motor 5a of the vertical movement mechanism 5 is reversed by the lowering command of the NC program, and the ball screw 5e is reversely rotated. The nut 5f descends about 70 mm and stops.
Then, as shown in FIG. 4, in order to fix the pallet 14, the four clampers 13e of the indexing circular table 13d are changed from the open state to the clamped state.
The table 12 moves away from the automatic pallet changer 10 at a fast feed speed, and the pallet 14 moves away from the claw portion 1a of the fork 1 to disengage and move to the machining position.

図７の（ａ）は、（ｂ）に示す自動パレット交換装置のＣ−Ｃ線の断面図、（ｂ）は図３に示す自動パレット交換装置の拡大図である。
図７の（ｂ）に示すように、ティルティング装置１３の割出円テーブル１３ｄに載置されたパレット１４の交換位置は、前記したＸ軸の駆動装置によりテーブル１２を主軸ヘッド１８側の後から前へ移動させて、ティルティング装置１３の軸支部１３ｂを自動パレット交換装置１０の真下まで移動させた位置が好適である。
この時、フォーク１の基部１ｂは干渉しないように大きく円弧状に逃げた回避部１ｃを備えているため、ティルティング装置１３の軸支部１３ｂとフォーク１との干渉はない。 (A) of FIG. 7 is sectional drawing of CC line of the automatic pallet changing apparatus shown to (b), (b) is an enlarged view of the automatic pallet changing apparatus shown in FIG.
As shown in FIG. 7B, the exchange position of the pallet 14 placed on the indexing circular table 13d of the tilting device 13 is set such that the table 12 is moved to the rear of the spindle head 18 by the X-axis drive device. A position where the shaft support portion 13b of the tilting device 13 is moved to a position directly below the automatic pallet exchanging device 10 is preferable.
At this time, since the base 1b of the fork 1 is provided with the avoiding portion 1c that escapes in a large arc shape so as not to interfere, there is no interference between the shaft support 13b of the tilting device 13 and the fork 1.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されることなく、適宜変更して実施することが可能である。例えば、図においては、テーブル１２にビルトインされたティルティング装置１３として説明したが、ビルトイン形にしないで、通常のテーブル１２にティルティング装置１３を載置した形態であっても構わない。
また、工作機械は立形マシニングセンタの他に、横形マシニングセンタやその他の工作機械であっても構わない。上下移動機構５は、サーボモータとボールねじの代わりに、油圧シリンダまたは空圧シリンダであってもよい。さらに、回避部１ｃの形状は、円弧状以外であっても構わない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be implemented with appropriate modifications. For example, in the figure, the tilting device 13 built in the table 12 has been described. However, the tilting device 13 may be mounted on the normal table 12 without using the built-in shape.
Further, the machine tool may be a horizontal machining center or other machine tools in addition to the vertical machining center. The vertical movement mechanism 5 may be a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder instead of the servo motor and the ball screw. Furthermore, the shape of the avoidance portion 1c may be other than an arc shape.

工作機械の立形マシニングセンタの平面図である。It is a top view of the vertical machining center of a machine tool. 半断面した正面図である。It is the front view which carried out the half cross section. 左側面図である。It is a left side view. ティルティング装置の３面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図である。It is a 3rd page figure of a tilting apparatus, (a) is a top view, (b) Front view, (c) is a right view of (b). 図１に示すＡ−Ａ線の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the AA line shown in FIG. 図１に示すＢ−Ｂ線の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the BB line shown in FIG. （ａ）は（ｂ）に示す自動パレット交換装置のＣ−Ｃ線の断面図、（ｂ）は図３に示す自動パレット交換装置の拡大図である。(A) is sectional drawing of CC line of the automatic pallet changing apparatus shown to (b), (b) is an enlarged view of the automatic pallet changing apparatus shown in FIG. （ａ）は従来のティルティング装置の配置を示す説明図、（ｂ）はもう一つのティルティング装置の配置を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows arrangement | positioning of the conventional tilting apparatus, (b) is explanatory drawing which shows arrangement | positioning of another tilting apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１，２１フォーク
１ａ爪部
１ｂ基部
１ｃ回避部
１ｄピン
２プレート
３大径軸受
３ａアウターレース
３ｂインナーレース
４ブラケット
５上下移動機構
５ａサーボモータ
４ｂボックス
５ｃカップリング
５ｄベアリング
５ｅボールねじ
５ｆナット
５ｇフランジ部
５ｈカバー
６ガイド
７回動機構
７ａサーボモータ
７ｂ小径歯車
８大径歯車
９ステー
１０自動パレット交換装置（ＡＰＣ）
１０ａ架台
１０ｂフレーム
１０ｃウインド
１０ｄ開口部
１１ベッド
１２テーブル
１２ａ
１３，２３ティルティング装置
１３ａ揺動軸
１３ｂ，１３ｃ軸支部
１３ｄ割出し円テーブル
１３ｅクランパ
１３ｆベース
１３ｇ傾斜テーブル
１３ｈ開口部
１４，２４パレット（加工位置）
１４ａパレット（待機位置）
１４ｂ ***
１５コラム
１６トップビーム
１７サドル
１８主軸ヘッド
１９段取り台
２０立形マシニングセンタ
２２スイッチレバー
Ｗワーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21 Fork 1a Claw part 1b Base part 1c Avoidance part 1d Pin 2 Plate 3 Large diameter bearing 3a Outer race 3b Inner race 4 Bracket 5 Vertical movement mechanism 5a Servo motor 4b Box 5c Coupling 5d Bearing 5e Ball screw 5f Nut 5g Flange part 5h Cover 6 Guide 7 Turning mechanism 7a Servo motor 7b Small diameter gear 8 Large diameter gear 9 Stay 10 Automatic pallet changer (APC)
10a frame 10b frame 10c window 10d opening 11 bed 12 table 12a
13, 23 Tilting device 13a Oscillating shaft 13b, 13c Shaft support 13d Indexing circular table 13e Clamper 13f Base 13g Inclining table 13h Opening 14, 24 Pallet (processing position)
14a Pallet (standby position)
14b Small hole 15 Column 16 Top beam 17 Saddle 18 Spindle head 19 Setup stand 20 Vertical machining center 22 Switch lever W Workpiece

Claims

ワーク（Ｗ）を保持するパレット（１４）と、
前記パレット（１４）を載置する傾斜テーブル（１３ｇ）が揺動自在に両端支持された軸支部（１３ｂ，１３ｃ）と、
前記パレット（１４）を前記傾斜テーブル（１３ｇ）の垂直方向の旋回軸回りに旋回させる旋回機構（Ｅ）と、
前記パレット（１４）を水平方向の揺動軸（１３ａ）回りに揺動させる揺動機構（Ｆ）と、を有するティルティング装置（１３）と、
前記ティルティング装置（１３）を前記揺動軸（１３ａ）の方向に移動させるテーブル（１２）と、を有し、前記パレット（１４）に保持されたワーク（Ｗ）を加工する工作機械における自動パレット交換装置（１０）であって、
前記揺動軸（１３ａ）の軸方向に配置され、前記パレット（１４）を上昇、１８０度回動、下降の動作により、加工位置と待機位置との間で搬送するフォーク（１）と、
前記フォーク（１）を上下方向に移動させる上下移動機構（５）および垂直軸回りに回動させる回動機構（７）を備えたフォーク移動機構（Ｇ）と、を備え、
前記一方の軸支部（１３ｂ）は一方の軸を揺動自在に支持する支持部とし、他方の軸支部（１３ｃ）には前記揺動機構（Ｆ）を設け、
前記フォーク（１）は、前記ワーク（Ｗ）を載置する爪部（１ａ）と、前記爪部（１ａ）を保持する基部（１ｂ）と、を有し、前記テーブル（１２）を前記揺動軸（１３ａ）の軸方向に移動させた場合に、前記一方の軸支部（１３ｂ）と干渉しないように逃げた回避部（１ｃ）を備え、
前記揺動軸（１３ａ）の軸方向に前記テーブル（１２）を移動させ、前記パレット（１４）に前記フォーク（１）を係合させて前記加工位置のパレット（１４）と、前記待機位置のパレット（１４ａ）とを自動交換することを特徴とする自動パレット交換装置（１０）。 A pallet (14) for holding the workpiece (W);
A shaft support (13b, 13c) on which an inclined table (13g) on which the pallet (14) is placed is supported at both ends in a swingable manner ;
Turning mechanism for turning front Symbol pallet (14) in a direction perpendicular to the pivot axis of said tilting table (13 g) and (E),
A tilting device (13) having a swing mechanism (F) for swinging the pallet (14) about a swing shaft (13a) in the horizontal direction;
A table (12) for moving the tilting device (13) in the direction of the swing shaft (13a) , and an automatic machine tool for machining the workpiece (W) held on the pallet (14). A pallet changer (10),
A fork (1) which is arranged in the axial direction of the swing shaft (13a) and which conveys the pallet (14) between a machining position and a standby position by ascending, rotating 180 degrees , and descending;
A fork moving mechanism (G) including a vertical movement mechanism (5) for moving the fork (1) in the vertical direction and a rotation mechanism (7) for rotating the vertical fork axis;
The one shaft support portion (13b) is a support portion that supports one shaft in a swingable manner, and the other shaft support portion (13c) is provided with the swing mechanism (F).
The fork (1) has a claw part (1a) for placing the work (W) and a base part (1b) for holding the claw part (1a), and the table (12) is An escape portion (1c) that escapes so as not to interfere with the one shaft support portion (13b) when moved in the axial direction of the dynamic shaft (13a) ;
The table (12) is moved in the axial direction of the swing shaft (13a), the fork (1) is engaged with the pallet (14), and the processing position pallet (14) and the standby position are moved. An automatic pallet exchanging apparatus (10) characterized by automatically exchanging the pallet (14a).