JPH0346251B2

JPH0346251B2 -

Info

Publication number: JPH0346251B2
Application number: JP62089770A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kitamura
Original assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Current assignee: Kitamura Machinery Co Ltd
Priority date: 1987-04-14
Filing date: 1987-04-14
Publication date: 1991-07-15
Also published as: JPS63256332A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は工作機械などに用いる最適なパレツ
ト交換装置に関する。

従来の技術 FMS（フレキシブルマニフアクチユアリングシ
ステム）は、工作機械本体とパレツト交換装置を
有している。パレツト交換装置は工作機械のテー
ブルに設定したパレツトと、別のパレツトを交換
するためのものである。従来のパレツト交換装置
は、油圧シリンダ方式とチエーン駆動方式のもの
がある。

たとえば油圧シリンダ方式のものでは、油圧シ
リンダのロツドを延ばすことで、一つのパレツト
を工作機械のテーブルに設定するようになつてい
る。そしてパレツト上のワークを加工した後は、
そのロツドを縮めて前記パレツトをテーブルから
はずすのである。

また、チエーン駆動方式のものでは、複数のパ
レルトをチエーンに対して所定間隔を置いて取付
けてある。そしてチエーンをモーターで駆動する
ことにより任意のパレツトを工作機械のテーブル
のところに位置決めするようにしている。

発明が解決しようとする問題点しかし、パレツトおよびワークは、かなり重
い。そこで油圧シリンダ方式のパレツト交換装置
では、大型の油圧シリンダを必要とする。またチ
エーン駆動方式のパレツト交換装置では、大型の
駆動用モータおよび太いチエーンを必要とする。
したがつて何れの場合も、装置が大掛かりとなり
また構造が複雑である。

また大型の油圧シリンダおよび大型の駆動用モ
ータは、起動時および停止時のシヨツクを除くこ
とが困難である。これは上述したようにパレツト
およびそのワークが重いため、これらを移動する
ときの慣性力が大きいことに原因がある。したが
つて大型の油圧シリンダおよび大型の駆動用モー
タの作動をゆつくりとしなければそれらのシヨツ
クを取除くことができない。したがつてパレツト
交換の速度が上げられない。

発明の目的この発明は特別な大型の油圧シリンダや大型の
モータなどを必要とせず小型で構造が単純であ
り、大幅なコストダウンが図れるパレツト交換装
置を提供することを目的としている。

発明の要旨この発明は支持部１と、支持部１の上に設定され少くとも１軸（例えば
Ｘ軸）方向に移動するテーブル２と、テーブル２に着脱可能でかつテーブル２上を移
動可能に設定されるワーク搬送用パレツト４と、
テーブル２とは別の場所にある別のワーク搬送用
パレツト１４と、テーブル２を１軸（例えばＸ軸）方向にそつて
移動させるサーボモータのようなものを備えた駆
動手段３と、テーブル２が１軸（例えばＸ軸）の一方の方向
又は他方の方向に移動する時に、前記駆動手段３
の駆動力により一方の方向又は他方の方向にテー
ブル２上にワーク搬送用パレツト４を移動させる
移動機構１２を備え、駆動手段３のみを使つてワーク搬送用パレツト
４の移載を行い、前記駆動手段３以外に油圧シリ
ンダやモータのごとき駆動手段を不要とし、移動
機構は、支持部側に固定されたラツクと、テーブ
ルのいつしよに一方の方向又は他方の方向へ移動
しながらラツクとかみ合う構成にしたピニオンと
を備え、テーブルにワーク搬送用パレツトをクラ
ンプした時にラツクとピニオンのかみ合いがはず
れ、アンクランプした時にラツクとピニオンがか
み合う構成にしたことを特徴とするパレツト交換
装置を要旨としている。

問題点を解決するための手段第１図を参照する。パレツト交換装置PCは、
テーブル２に着脱可能でかつこのテーブル２上を
移動可能に設定されるワーク搬送用パレツト４
と、このテーブルとは別の場所（実施例では第２
図のパレツト台３０）にある別のワーク搬送用パ
レツト１４とを有する。そしてパレツト交換装置
PCの支持部１（実施例では工作機械の支持部）
の上にはテーブル２が設定してある。このテーブ
ル２は、少なくとも１軸方向（実施例ではＸ軸方
向）に移動するものである。このテーブル２は、
サーボモータのようなものを備えた駆動手段３に
より前記１軸方向にそつて往復移動可能である。
ワーク搬送用のパレツト４は、前記テーブル２上
に着脱可能でかつこのテーブル２上を移動可能に
設定するようになつている。支持部側に固定した
ラツクとテーブルと共に移動するピニオンのよう
な移動機構１２は、テーブル２上の前記ワーク搬
送用パレツト４を前記１軸方向の一方の方向X1
または他方の方向X2に移動させるものである。
このパレツト４の移動は、テーブル２が前記１軸
方向の一方の方向X1または他方のX2に移動する
ときに対応して駆動手段３の駆動力により行なわ
れる。そして、パレツトをテーブルにクランプし
た時にラツクとピニオンのかみ合いがはずれ、ア
ンクランプした時にラツクとピニオンがかみ合う
構成になつている。

パレツト４の移載は、前記駆動手段３のみを使
つて行い、駆動手段３以外に油圧シリンダやモー
タのごとき駆動手段を不要したものである。

作用第１０図を参照する。テーブル２が他方の方向
X2に移動すると、移動機構１２によりワーク搬
送用パレツト４は同様にテーブル２に相対的に他
方の方向X2に移動する。これによりワーク搬送
用パレツト４はテーブル２から別の場所に移すこ
とができる。（第９図参照）この時、パレツトは
アンクランプされていてラツクとピニオンはかみ
合つている。

第９図を参照する。テーブル２が一方の方向
X1に移動すると、ワーク搬送用パレツト４は一
方の方向X1にテーブル２に対して相対的に移動
する。これによりパレツト４はテーブル２の上に
設定される。（第１０図参照）その後で、パレツ
トをテーブルにクランプする。この時ラツクとピ
ニオンのかみ合いがはずれる。

実施例第１図を参照する。

この発明のパレツト交換装置PCは、工作機械
の支持部１、テーブル２、駆動手段３、ワーク搬
送用パレツト４、移動機構１２を有している。

支持部１は床に設定されている。テーブル２は
支持部１の上に設定されている。ワーク搬送用パ
レツト（以下パレツトと言う）４は、ワーク５を
固定してある。このパレツト４はテーブル２上に
着脱可能でかつＸ軸方向に移動可能に設定されて
いる。

駆動手段３はテーブル２を支持部１に対してＸ
軸方向、即ち一方の方向X1および他方の方向X2
に移動可能である。また移動機構１２は、テーブ
ル２が一方の方向X1又は他方の方向X2に移動す
る時に、パレツト４をテーブル２上で一方の方向
X1又は他方の方向X2移動させるようになつてい
る。

第２図を参照する。

第２図ではこの発明のパレツト交換装置PCを
備えた立型のマシニングセンタ６を示している。
支持部１はベツト７とサドル８を有している。ベ
ツト７にはサーボモータ９（Ｙ軸用）を備えてい
る。

駆動手段３はサーボモータ１０（Ｘ軸用）およ
びボールねじ部１１を有している。サドル８の上
にはテーブル２が設定されている。テーブル２の
上にはパレツト４が着脱可能でかつＸ軸方向に移
動可能に設定されている。前記移動機構１２は、
テーブル２の付近に設けられている。

マシニングセンタ６のコラム２０は、スピンド
ルヘツド２１を有している。このスピンドルヘツ
ド２１のスピンドル２２にはツール２３が取付け
られている。モータ２４はスピンドル２２を回転
させるためのものである。スピンドルヘツド２１
は、自動工具交換装置２５を有している。さらに
コラム２０には、パネル２６、CNC装置２７お
よび制御盤２８が設けられている。

前記テーブル２はサーボモータ１０により一方
の方向X1または他方の方向X2に移動できるよう
になつている。テーブル２の横にはパレツト台３
０が設けられている。このパレツト台３０には別
のパレツト１４がのせてある。

第３図を参照する。

前記サーボモータ９にはボールねじ部３３の送
りねじ３４が取付けられている。送りねじ３４は
ナツト３５にかみ合つている。ナツト３５はサド
ル８の下部に取付けられている。したがつてサー
ボモータ９を作動することにより、サドル８はＹ
軸方向に移動可能である。また、サーボモータ３
１の作動により、スピンドルヘツド２１をＺ軸方
向に上下可能である。第３図でも後で述べる移動
機構１２の一部が示されている。

第４図および第５図を参照する。

前記パレツト台３０は、前記パレツト４と１４
を並べて設定できるものである。パレツト４と１
４にはそれぞれワーク５が固定してある。パレツ
ト台３０は２つのエアシリンダ４０，４１を内蔵
している。エアシリンダ４０，４１はそれぞれス
トツパピン４２，４３を有している。ストツパピ
ン４２，４３はそれぞれパレツト４，１４の穴４
４，４５にはめ込めるようになつている。これに
よりパレツト４と１４の位置ずれを防ぐのであ
る。パレツト４と１４を動かす場合にはこのスト
ツパピン４２，４３は、収縮することにより穴４
４，４５から出る。なおパレツト４の下部には長
手方向にそつてラツク６３が固定されている。ま
たパレツト１４の下部にも長手方向にそつてラツ
ク９１が固定されている。

ラツク６３の両端はそれぞれパレツト４の左端
と右端より出ている。またラツク９１の両端もそ
れぞれパレツト１４の左端と右端より出ている。

第６図と第７図では、サドル８、テーブル２、
パレツトテーブルとも言うパレツト４、移動機構
１２を示している。第６図ではパレツト４がテー
ブル２にクランプされている。第７図ではパレツ
ト４がアンクランプされている。

テーブル２は、スライド部５０、２本のクラン
プシリンダ５１、クランププレート５３を有して
いる。スライド部５０の上にはクランプシリンダ
５１，５１が固定されている。一方のクランプシ
リンダ５１は、他方のクランプシリンダ５１の後
側に位置しているので、第６図と第７図では表わ
れていない。クランプシリンダ５１のロツド５２
にはクランププレート５３が固定されている。ま
たスライド部５０の下面にはナツト５４が固定さ
れている。このナツト５４にはボールねじ部１１
の前記送りねじ５５がかみ合つている。この送り
ねじ５５はサーボモータ１０に連結されている。

パレツトテーブル４は部分５６，５６およびカ
バー５７を有している。このカバー５７はラツク
６２とピニオン６４などに切りくずや切削油がか
からないようにするために設けてある。この部分
５６，５６は、クランププレート５３の下面に当
たるようになつている。

移動機構１２は、歯車ハウジング６１、ラツク
６２，６３およびラツク６２の支持体６７を有し
ている。この支持体６７の下端はサドル８の前面
に固定されている。歯車ハウジング６１は軸６
８，６９を有している。軸６８の一端にはピニオ
ン６４が固定されている。また軸６８の他端側に
はギア６６が固定されている。軸６９にはピニオ
ン６５が固定されている。前記歯車ハウジング６
１はクランププレート５３に固定されている。

第６図と第７図に示すように、ギア６６はピニ
オン６５と常にかみ合つている。第６図では、つ
まりパレツト４がクランプされた状態ではラツク
６３とピニオン６５はかみ合つておらず、ラツク
６２とピニオン６４もかみ合つていない。一方、
第７図では、つまりパレツト４がクランプされた
状態ではラツク６３とピニオン６５はかみ合いか
つラツク６２とピニオン６４もかみ合つている。

第６図では、クランプシリンダ５１のロツド５
２は収縮しており、クランププレート５３はパレ
ツト４をピン８０，８１にクランプしている。こ
のようにクランプするのはワーク７５を前記ツー
ル２３（第２図参照）で加工する時である。

第６図において、前記クランプシリンダ５１の
ロツド５２を上方に延ばすことにより、クランプ
プレート５３はパレツト４のクランプを解除す
る。これと同時に第７図に示すようにピニオン６
４はラツク６２とかみ合う。またピニオン６５は
ラツク６３とかみ合う。このようにアンクランプ
するのは、パレツト４をテーブル２からパレツト
台（第２図参照）に移す時である。

第８図を参照する。

第８図では、テーブル２のスライド部５０の上
に上述したピン８０，８１が設けられている。こ
のピン８０，８１はパレツト４の着座面および位
置決め用のピンとして機能する。すなわちパレツ
ト４がテーブル２の定位置にある時にピン８０，
８１の上端は部分５６，５６の浅い穴５６ａにそ
れぞれはまり込むようになつている。スライド部
５０はサドル８のレール７０，７１にそつて移動
可能である。

第９図は、パレツト４がパレツト台３０に位置
している。この場合テーブル２はサドル８の右端
に移動している。移動機構１２のピニオン６５は
ラツク６３の左端もしくは先端にかみ合つてい
る。またピニオン６４はラツク６２の右端もしく
は先端にかみ合つている。

第９図において、サーボモータ１０を作動して
テーブル２を第１の方向X1に移動する。このテ
ーブル２と歯車ハウジング６１とはいつしよに一
方の方向X1に移動する。この場合、第７図に示
すようにもちろんパレツト４はアンクランプされ
た状態であり、ピニオン６４とラツク６２はかみ
合いかつピニオン６５とラツク６３もかみ合つて
いる。第９図においてテーブル２が一方の方向
X1に移動するということは、第７図においてテ
ーブル２は紙面垂直下側に移動するのである。し
たがつてピニオン６４はラツク６２にかみ合いな
がらr1方向に回転する。この回転によりピニオン
６５はr2方向に回転する。このピニオン６５の回
転によりパレツト４はテーブル２のスライド部５
０と同じ方向、すなわち一方の方向X1（第９図参
照）にテーブル２上を移動する。

このようなことにより第１０図の状態となる。
すなわちパレツト４はテーブル２の定位置に設定
されることになる。

第６図を再び参照すると、クランプシリンダ５
１のロツド５２を縮めてパレツト４をテーブル２
にクランプする。これによりピニオン６４はラツ
ク６２から離れる。この状態でワーク５を加工す
ることになる。

この加工は、第２図のツール２３を用いて通常
のやり方により加工する。たとえばワーク５にド
リル穴を明ける。

再び第７図を参照すると、ワーク５を加工した
後は、クランプシリンダ５１のロツド５２を延ば
してパレツト４のクランプを解除する。これによ
り、ピニオン６４はラツク６２に再びかみ合う。

次に第１０図を参照する。サーボモータ１０を
駆動してテーブル２を他方の方向X2に移動する。
この場合、第７図に示すようにパレツト４はアン
クランプされた状態であり、ピニオン６４とラツ
ク６２はかみ合いかつピニオン６５とラツク６３
もかみ合つている。第１０図において、テーブル
２が他方の方向X2に移動するということは、第
７図においてはテーブル２は第７図の紙面垂直手
前に移動する。このためピニオン６４はラツク６
２においてr3方向に回転する。したがつてピニオ
ン６５はr4方向に回転する。このためパレツト４
はやはりテーブル２のスライド部５０と同じ方
向、すなわち他方の方向X2（第１０図参照）にテ
ーブル２上を移動するのである。その結果第９図
に示すようにテーブル２がサドル８の右端に移動
すると、パレツトテーブル４はパレツト台３０の
上に再び移されることになる。

このようにしてパレツト４のテーブル２への設
定、ワーク５の加工およびパレツト４のテーブル
２からの移しを順に行なえるのである。

次に第１１図から第１７図を参照して、パレツ
ト４および１４のテーブル２への設定を説明す
る。

第１１図では、両パレツト４，１４はパレツト
台３０の上にあるとともにテーブル２は当初位置
IPに設定されている。テーブル２が他方の方向
X2に移動し、このあとY1方向に移動する。

これにより、第１２図に示すようにテーブル２
のピニオン６５がパレツト４のラツク６３の先端
にかみ合う。そうしてテーブル２を一方の方向
X1に移動する。

第１３図を参照すると、パレツト４はテーブル
２の上に設定される。そしてテーブル２は加工位
置P1に位置している。このときに第２図のスピ
ンドルヘツド２１を下げてツール２３によりワー
ク５に穴Ｈを加工する。

第１４図を参照すると、加工後はテーブル２は
別の位置SPに移る。そしてテーブル２は他方の
方向X2に移動する。このとき、テーブル２の移
動とともにパレツト４もテーブル２上を他方の方
向X2に移動する。

第１５図を参照すると、パレツト４はパレツト
台３０に戻される。

第１６図を参照する。テーブル２をY2方向に
移動する。これによりテーブル２のピニオン６５
をラツク６３からはずしラツク９１にかみ合わせ
る。そしてテーブル２を一方の方向X1に移動す
る。このとき、テーブル２の移動とともにパレツ
ト１４もテーブル２上を一方のX1に移動する。

第１７図を参照する。テーブル２を加工位置
P1に移し、第２図のスピンドルヘツド２１を下
げてツール２３によりワーク５を加工する。

このようにしてパレツト４と１４がテーブル２
に順に設定されてワーク５，５の加工が行なわれ
るのである。

ところでこの発明は上述した実施例に限定され
るものではない。上述した立型マシニングセンタ
では、複数のパレツトをマシニングセンタの横の
パレツト台に設置している。この場合、テーブル
をＸ軸方向に移動させることにより、複数のパレ
ツトの交換を行なえるようにする。これに対して
立型マシニングセンタの前側にパレツト台におい
て、このパレツト台に複数のパレツトをパレツト
台を介して設定してもよい。この場合テーブルを
Ｙ軸方向に移動することにより複数のパレツトの
交換を行うようにする。

さらに横型マシニングセンタの横にパレツト台
をおいて、このパレツト台に複数のパレツトを設
置してもよい。この場合テーブルをＸ軸方向に移
動することにより複数のパレツトの交換を行なえ
るようにする。さらに横型マシニングセンタの前
方にパレツト台をおいて、このパレツト台に複数
のパレツトを設置してもよい。この場合テーブル
をＺ軸方向に移動することにより複数のパレツト
の交換を行なえるようにする。

さらにパレツトの数は２つに限らずそれ以上で
あつてもかまわない。

さらにこの発明のパレツト交換装置は、上述し
た工作機械に限らず、Ｘ，Ｙテーブルを用いる自
動工具組立機などの一般産業機械にも利用可能で
ある。

さらに、図示の実施例ではテーブル２をＹ軸方
向に移動してテーブル２をパレツト４と１４に順
に対応させた。しかし、パレツト台３０上のパレ
ツト４と１４をテーブル２に対して移動（Ｙ軸方
向に）するようにしてもよい。

発明の効果以上説明したことから明らかなように、テーブ
ルの駆動手段の駆動力を用いて、移動機構を介し
てパレツトをテーブルと同じ方向に移動させるの
で、別に大型の油圧シリンダや大型のモータを必
要とせず、小型で構造が単純化できる。そして大
幅なコストダウンが図れる。

さらにテーブルの駆動手段をサーボモータとこ
のサーボモータに作動されるボールねじ部により
構成することにより、パレツトの交換の速度を自
由に加減速でき、起動および停止時のシヨツクが
なくパレツトの設定と移すスピードを向上でき
る。

移動機構にラツクとピニオンを設け、テーブル
にパレツトをクランプしたときにラツクとピニオ
ンを機械的にはずれるようにすれば、加工時テー
ブルを動かしてもパレツトのテーブルに対する位
置がずれることがない。また送りねじに負担がか
からない。このためインターロツク用のリミツト
スイツチなども必要がなく電気回路を単純化でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパレツト交換装置を示す概略
図、第２図はこの発明のパレツト交換装置を備え
たマシニングセンタを示す正面図、第３図はマシ
ニングセンタの側面図、第４図はパレツト台を示
す平面図、第５図はパレツト台を示す斜視図、第
６図はパレツトがテーブルにクランプされた状態
を示す第２図のＡ−Ａにおける断面図、第７図は
パレツトのアンクランプ状態を示す第２図のＡ−
Ａにおける断面図、第８図は第２図のＢ−Ｂにお
ける断面図、第９図はパレツトをテーブルに載せ
ていない状態を示す正面図、第１０図はパレツト
をテーブルに設定した状態を示す正面図、第１１
図ないし第１７図はパレツトの交換操作を示す図
である。 PC……パレツト交換装置、１……支持部、２
……テーブル、３……駆動手段、４，１４……ワ
ーク搬送用パレツト、５……ワーク、６……マシ
ニングセンタ、７……ベツト、８……サドル、
９，１０……サーボモータ、１２……移動機構、
２０……コラム、２１……スピンドルヘツド、２
３……ツール、３０……パレツト台、５０……ス
ライド部、５１……クランプシリンダ、５３……
クランププレート、６１……歯車ハウジング、６
３，９１……ラツク、６４，６５……ピニオン、
６６……ギヤ。

Claims

【特許請求の範囲】１支持部１と、支持部１の上に設定され少くとも１軸（例えば
Ｘ軸）方向に移動するテーブル２と、テーブル２に着脱可能でかつテーブル２上を移
動可能に設定されるワーク搬送用パレツト４と、
テーブル２とは別の場所にある別のワーク搬送用
パレツト１４と、テーブル２を１軸（例えばＸ軸）方向にそつて
移動させるサーボモータのようなものを備えた駆
動手段３と、テーブル２が１軸（例えばＸ軸）の一方の方向
又は他方の方向に移動する時に、駆動手段３の駆
動力により一方の方向又は他方の方向にテーブル
２上にワーク搬送用パレツト４を移動させる移動
機構１２を備え、駆動手段３のみを使つてワーク搬送用パレツト
４の移載を行い、前記駆動手段３以外に油圧シリ
ンダやモータのごとき駆動手段を不要とし、移動
機構は、支持部側に固定されたラツクと、テーブ
ルといつしよに一方の方向又は他方の方向へ移動
しながらラツクとかみ合う構成にしたピニオンと
を備え、テーブルにワーク搬送用パレツトをクラ
ンプした時にラツクとピニオンのかみ合いがはず
れ、アンクランプした時にラツクとピニオンがか
み合う構成にしたことを特徴とするパレツト交換
装置。２前記駆動手段は、サーボモータにより作動さ
れるボールねじ部を備え、このボールねじ部のナ
ツトはテーブルに固定されかつボールねじ部の送
りねじはサーボモータに連結されている特許請求
の範囲第１項に記載のパレツト交換装置。３前記テーブルは、前記１軸方向とは直交する
他の１軸方向に移動可能な特許請求の範囲第１項
に記載のパレツト交換装置。