(57)【要約】【課題】配線、配管が邪魔にならない回転テーブル装置を提供すること。【解決手段】加工すべきワークＷを取付け、ワークＷを回転させる機構を有した回転テーブル装置１１が、工作機械１０１の回転するテーブル１１５ａに着脱可能に取付けるようにしたパレット１３と、パレット１３と共に回転可能に該パレット１３に結合され、ワークＷを取付けるワーク取付台１５と、パレット１３とワーク取付台１５との間に配置され、ワーク取付台１５へ電力を供給する配線及び／又は配管を収納する配線配管収納部１９とを具備する。【選択図】図１
2010120146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルベースと該テーブルベースに対して回転するテーブルとを有した工作機械の回転テーブル装置において、
前記テーブルに着脱可能に装着されるパレットと、
前記パレットに取り付けられ、ワークを取り付けるワーク取付台と、
前記パレットと前記ワーク取付台との間に配置され、前記ワーク取付台へ電力を供給する電線及び／又は流体を供給する配管を収納する配線配管収納部と、
を具備することを特徴とした回転テーブル装置。
【請求項２】
前記パレットが前記テーブルに装着されているとき、前記配線配管収納部を前記テーブルベースに対して回転しないように固定し、前記パレットが前記テーブルに装着されていないとき、前記配線配管収納部を前記ワーク取付台に対して回転しないように固定するロック装置を更に具備する請求項１に記載の回転テーブル装置。
【請求項３】
前記ロック装置は、前記配線配管収納部に取り付けられたキーと、前記パレットが前記テーブルに装着されているとき、前記キーに係合するように前記テーブルベースに取り付けられたロッドと、前記ロッドが前記キーから離反しているとき、前記キーと係合可能に前記ワーク取付台に取り付けられた係止部とを有して構成される請求項２に記載の回転テーブル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テーブルベースと該テーブルベースに対して回転するテーブルとを有した工作機械の回転テーブル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ、Ｙ、Ｚの直交する３つの直線送り軸に加えて、回転送り軸を有した多軸制御工作機械が、従来から開発されている。こうした多軸制御工作機械では、回転送り軸への電力供給用ケーブル、信号ケーブル、空圧や油圧を供給するための配管の配線、配管が問題となる。
【０００３】
特許文献１に記載の発明では、ケーブルベア（登録商標）等のケーブル案内手段を用いる代わりに、無線を用いて非接触で信号の送受信を行うようにしたロータリーテーブル装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、ケーブルと、ケーブルを支持するサポート部材とを一体の弾性体とし、ケーブルガイドとサポート部材とのすべりを防止して、軽い負荷でコンパクトに安定した移動を可能とした配線構造を開示している。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１５５７６８号公報
【特許文献２】特開２００２−３４５１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然しながら、特許文献１に記載の発明のように、非接触では、大電流や空圧、油圧は供給することができない問題がある。また、引用文献２に記載の発明は、ワークをパレットに固定した状態でパレットごと交換するような工作機械への適用が考慮されていない。
【０００７】
本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、特に、ワークをパレットに固定した状態でパレットごと交換するような工作機械で有利に用いることのできる、配線、配管が邪魔にならない回転テーブル装置を提供することを目的としている。
【０００８】
更に、本発明は、直交３軸の直線送り軸と１つの回転送り軸とを有する４軸制御の工作機械を、簡単な改修工事で更にもう１つの回転送り軸を有する５軸制御の工作機械とすることのできる回転テーブル装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するために、本発明によれば、テーブルベースと該テーブルベースに対して回転するテーブルとを有した工作機械の回転テーブル装置において、前記テーブルに着脱可能に装着されるパレットと、前記パレットに取り付けられ、ワークを取り付けるワーク取付台と、前記パレットと前記ワーク取付台との間に配置され、前記ワーク取付台へ電力を供給する電線及び／又は流体を供給する配管を収納する配線配管収納部とを具備する回転テーブル装置が提供される。
【００１０】
この構成により、テーブルにパレットが装着され、そのパレットにワーク取付台が取り付けられているので、テーブルが回転するとパレット及びワーク取付台も回転する。外部からワーク取付台に接続される配線、配管は、テーブルが決められた回転角度範囲内で回転できるように、パレットとワーク取付台との間に配置された配線配管収納部に所定の曲率と長さを持たせて収納される。
【００１１】
また、本発明によれば、前記パレットが前記テーブルに装着されているとき、前記配線配管収納部を前記テーブルベースに対して回転しないように固定し、前記パレットが前記テーブルに装着されていないとき、前記配線配管収納部を前記ワーク取付台に対して回転しないように固定するロック装置を更に具備する回転テーブル装置が提供される。
この構成により、パレット交換の後、パレットがテーブルに装着されテーブルが回転するとき、ロック装置が配線配管収納部をテーブルベースに対して回転しないように固定する。すると配線、配管がテーブルと連れ回りするような不安定な動きをすることがなくなる。また、パレットがパレット交換中やパレット段取りステーションに載置されているとき、すなわちパレットがテーブルに装着されていないとき、ロック装置が配線配管収納部をワーク取付台に対して回転しないように固定する。するとパレット交換中やパレット段取りステーションで配線配管収納部が勝手に回転することはなく、再度パレット交換によりパレットがテーブルに装着されたとき、テーブルベースに対する配線配管収納部の位相はパレット交換前と一致し、ロック装置によって配線配管収納部をテーブルベースに対して回転しないように固定できる。
【００１２】
また、本発明によれば、前記ロック装置は、前記配線配管収納部に取り付けられたキーと、前記パレットが前記テーブルに装着されているとき、前記キーに係合するように前記テーブルベースに取り付けられたロッドと、前記ロッドが前記キーから離反しているとき、前記キーと係合可能に前記ワーク取付台に取り付けられた係止部とを有して構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
配線配管収納部がパレットとワーク取付台との間に配置されているので、配線、配管が加工領域にはみ出さず、加工やワークの段取りの邪魔にならない。また、ロック装置により、加工中は配線配管収納部がテーブルと連れ回りすることがなく、そしてまた、パレット交換を行っても配線配管収納部とテーブルベースとの位相が常に一致するので、配線配管収納部内における配線、配管の動きが一様で、配線、配管の損傷が少ない。
ワーク取付台に回転するワークテーブルを更に設ける場合には、この配線配管収納部にワークテーブルを回転駆動するサーボモータへ電力や信号を送る電線を収納するだけでよく、容易に４軸制御の工作機械を５軸制御の工作機械に改修することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
先ず、図１は、本発明を適用する一例としての横形５軸制御工作機械の側面図である。工作機械１０１は、ベッド１０３、該ベッド１０３の上面に取付けられたコラム１０７、コラム１０７の前面に取付けられた主軸頭１０９、主軸頭１０９に回転可能に支持された主軸１１１、ベッド１０３の上面においてコラム１０７の前方に取付けられたテーブルベース１１５、ベッド１０３においてテーブルベース１１５の更に前方に取付けられたパレット交換装置１１９、ベッド１０３においてパレット交換装置１１９の更に前方に設けられたパレット段取りステーション１３１、及びこれらを包囲するスプラッシュガード又はカバー（図示せず）を主要な構成要素として具備している。
【００１５】
コラム１０７は、不図示のＸ軸送り手段によって、ベッド１０３の上面においてＸ軸方向に水平に延設された一対のＸ軸ガイドレール１０５に沿ってＸ軸方向に往復可能となっている。Ｘ軸送り手段は、例えば、ベッド１０３内でＸ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）、コラム１０７の下面に取付けられ前記ボールねじに係合するナット（図示せず）、前記ボールねじの一端に結合されたサーボモータ（図示せず）より成るＸ軸送りモータを具備することができる。
【００１６】
主軸頭１０９は、不図示のＹ軸送り手段によって、コラム１０７の前面に沿ってＹ軸方向（鉛直方向）に往復可能となっている。Ｙ軸送り手段は、例えば、コラム１０７内でＹ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）、主軸頭１０９の後端部に取付けられ前記ボールねじに係合するナット（図示せず）、前記ボールねじの一端に結合されたサーボモータ（図示せず）より成るＹ軸送りモータを具備することができる。また、図１には図示されていないが、コラム１０７の前面又はコラム１０７内に主軸頭１０９をＹ軸方向に案内するＹ軸ガイドレールを設けることができる。
【００１７】
主軸１１１は、主軸頭１０９に水平な回転軸線Ｏを中心として回転可能に支持されており、前方の先端部には工具Ｔを装着するための工具装着穴又はテーパ穴（図示せず）が形成されている。主軸頭１０９は、主軸１１１を回転駆動するためのサーボモータ（図示せず）から成る主軸駆動モータを具備している。
【００１８】
テーブルベース１１５は、不図示のＺ軸送り手段によって、ベッド１０３の上面においてＺ軸方向に水平に延設された一対のＺ軸ガイドレール１１３に沿ってＺ軸方向に往復可能となっている。Ｚ軸送り手段は、例えば、ベッド１０３内でＺ軸方向に延設されたボールねじ（図示せず）、テーブルベース１１５の下面に取付けられ前記ボールねじに係合するナット（図示せず）、前記ボールねじの一端に結合されたサーボモータ（図示せず）より成るＺ軸送りモータを具備することができる。また、テーブルベース１１５は、Ｂ軸を中心として回転可能に取付けられたテーブル１１５ａ、及びテーブル１１５ａを回転させるサーボモータ（図示せず）から成るＢ軸回転送りモータを具備している。テーブル１１５ａの上面には複数のパレットクランパー１１７が取付けられている。
【００１９】
パレット交換装置１１９は、ベッド１０３においてテーブルベース１１５の更に前方に取付けられた駆動部１２１と、駆動部１２１の可動部材としての旋回ピストン１２３、旋回ピストン１２３の上面に立設されスプラッシュガード又はカバーの前方開口部を閉鎖する旋回ドア１２５、旋回ドア１２５に取付けられたパレット側ケーブルガイド１３５、旋回ピストン１２３を中心として反対方向に延設された一対の交換アーム１２７、１２９を具備している。駆動部１２１は、旋回ピストン１２３を鉛直な回転軸線Ｏpを中心として両方向に回転駆動するモータと、回転軸線Ｏpに沿って上下方向に直線駆動する油圧シリンダ（図示せず）を具備している。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態による回転テーブル装置１１は、パレット１３、ワーク取付台１５、パレット１３とワーク取付台１５との間に設けられた配置された配線配管収納部１９を具備している。ワーク取付台１５の底面には、Ｂ軸に沿って延設された軸部１５ａ及び配線、配管を結合するための継手集成体１９ｆが取付けられている。パレット１３はワーク取付台１５の軸部１５ａの下端に結合されおり、該パレット１３の下面には、テーブル１１５ａのパレットクランパー１１７に係合するクランパー受承部１７が取付けられている。ワーク取付台１５は、また、Ｃ軸周りに回転可能に設けられたワークテーブル１５ｂを有しており、該ワークテーブル１５ｂにワークＷが取付けられるようになっている。ワークテーブル１５ｂをＣ軸周りに回転送りするための、Ｃ軸回転送り手段としてのサーボモータをワーク取付台１５に内蔵することができる。
【００２１】
図３に示すように、配線配管収納部１９は円環状の側壁１９ａを具備しており、該側壁１９ａには、パレット側ケーブルガイド１３５から配線、配管を受容するための開口部１９ｂが形成されている。側壁１９ａの下端部には底壁１９ｃが取付けられており、該底壁１９ｃにはワーク取付台１５の軸部１５ａを受容するための中心穴１９ｄが形成されている。底壁１９ｃの上面には、内部に配線、配管を導入する柔軟な中空材料より成るＢ軸回転用ケーブルガイド１９ｅが載置されている。ケーブルガイド１９ｅの一端部は、側壁１９ａ内面の開口部１９ｂに隣接した部分に固定され、他端部は、底壁１９ｃの上面に、好ましくは、継手集成体１９ｆの近傍に固定されている。
【００２２】
ワークテーブル１５ｂのサーボモータ（図示せず）に電力を供給するための配線、ワークテーブル１５ｂにワークをクランプするための油圧配管、ワーク取付台１５上のセンサ（図示せず）からの信号を工作機械１０１の制御部（図示せず）へ伝送するための配線などは、パレット側ケーブルガイド１３５から開口部１９ｂを通してケーブルガイド１９ｅ内に導入され、継手集成体１９ｆに結合され、該継手集成体１９ｆからワーク取付台１５上の各構成要素に接続される。
【００２３】
回転テーブル装置１１は、また、ロック装置２１を具備している。ロック装置２１は、テーブルベース１１５に取付けられたロッド２３、キー２９、配線配管収納部１９に取付けられたキー２９を保持するホルダ２７、キー２９を外側へ付勢する付勢手段としてのコイルばね３１、キー２９と係合可能にワーク取付台１５に取付けられた係止部材３３を具備している。ロッド２３は、パレット１３がテーブル１１５ａに装着されたときに、該パレット１３と係合しないように、鉛直方向に延びる概ね棒状の部材であって、その先端部に係合部２５が形成されている。
【００２４】
ホルダ２７は、ロッド２３の係合部２５を受容する下方に開いた凹所より成る受容部２７ａが形成されており、パレット１３がテーブル１１５ａに装着されたときに、ロッド２３の係合部２５が受容部２７ａに嵌合可能に、配線配管収納部１９の側面にねじ２７ｂによって取付けられている。ホルダ２７内には、配線配管収納部１９の側面に沿って延在するキー２９が、配線配管収納部１９の側面に対して概ね垂直方向に接近、離反可能に保持されている。キー２９は、ロッド２３の係合部２５がホルダ２７の受容部２７ａに嵌合したときに、係合部２５によって、配線配管収納部１９の側面側へ押圧されるように、下端部に斜めに形成された傾斜部２９ａを有している。
【００２５】
係止部材３３は、キー２９がばね３１によって配線配管収納部１９の側面から離反する方向に付勢されているときに、該キー２９の上端部分を受容する下方に開いた凹所より成る受容部３３ａが形成されており、ねじ３３ｂによってワーク取付台１５の側面に取付けられている。
【００２６】
以下、本実施の形態の作用を説明する。
パレット交換指令が、工作機械１０１の制御部（図示せず）から発せられると、先ず、パレットクランパー１１７、１３３がクランパー受承部１７を解放して、パレット１３がテーブル１１５ａ及びパレット段取りステーション１３１からアンクランプされる。次いで、駆動部１２１が作動して、その可動部材１２３が上動する。これによって、交換アーム１２７、１２９によって、加工済みワークＷを取付けたパレット１３がテーブル１１５ａから持上げられ、新ワークＷ′を取付けたパレット１３がパレット段取りステーション１３１から持上げられる。
【００２７】
パレット１３がテーブル１１５ａから持上げられると、ロック装置２１のロッド２３の係合部２５がホルダ２７の受容部２７ｂから脱離する。これによって、キー２９がばね３１によって配線配管収納部１９の側壁１９ａから離反するように付勢され、その上端部が係止部材３１の受容部３１ａ内に嵌合し、配線配管収納部１９とワーク取付台１５及びパレット１３との間の相対的な回転動作が防止される。
【００２８】
次いで、可動部材１２３が回転軸線Ｏpを中心として１８０°回転すると、新ワークＷ′を取付けたパレット１３がテーブル１１５ａの上方へ移動し、加工済みワークＷを取付けたパレット１３がパレット段取りステーション１３１の上方に移動する。次いで、可動部材１２３が下動し、新ワークＷ′を取付けたパレット１３がテーブル１１５ａに載置され、加工済みワークＷを取付けたパレット１３がパレット段取りステーション１３１に載置される。このとき、クランパー１１７、１３３がクランパー受承部１７と係合して、両パレット１３、１３が、テーブル１１５ａ及びパレット段取りステーション１３１にクランプされる。
【００２９】
パレット１３がテーブル１１５ａに装着されると、ロック装置２１のロッド２３の係合部２５がホルダ２７の受容部２７ａに嵌合し、該係合部２５によって、キー２９がばね３１の付勢力に抗して配線配管収納部１９の側壁１９ａ側へ押圧され、その上端部が係止部材３３の受容部３３ａから脱離し、配線配管収納部１９がテーブルベース１１５に対して回転不能となると共に、ワーク取付台１５及びパレット１３が配線配管収納部１９に対して相対的に回転可能となる。
【００３０】
図４Ａ〜図４Ｃにワーク取付台１５の回転に伴うＢ軸回転用ケーブルガイド１９ｅの形状の変化が示されている。本実施の形態では、ワーク取付台１５は配線配管収納部１９及びテーブルベース１１５に対して−９５°（図４Ｂ）〜＋１２５°（図４Ｃ）の範囲で回転可能となっている。
【００３１】
上述の説明から理解されるように、本実施の形態によれば、本来Ｂ軸しか回転送り軸を有していない４軸の工作機械であっても、簡単な改修工事によって、Ｃ軸及びＢ軸を有した５軸の工作機械とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用する一例としての横形５軸制御工作機械の側面図である。
【図２】本発明の好ましい実施の形態による回転テーブル装置の側面図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態による配線配管収納部の斜視図である。
【図４Ａ】ワーク取付台がホームポジションにある配線配管収納部の平面図である。
【図４Ｂ】ワーク取付台が−９５°にある配線配管収納部の平面図である。
【図４Ｃ】ワーク取付台が＋１２５°にある配線配管収納部の平面図である。
【図５】ロック装置の斜視図である。
【図６Ａ】ロック位置にあるロック装置の部分断面図である。
【図６Ｂ】アンロック位置にあるロック装置の部分断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１    回転テーブル装置
１３    パレット
１５    ワーク取付台
１５ｂ    ワークテーブル
１９    配線配管収納部
２１    ロック装置
１０１    工作機械
１０３    ベッド
１０７    コラム
１０９    主軸頭
１１１    主軸
１１５    テーブルベース
１１５ａ    テーブル
１１９    パレット交換装置
１３１    パレット段取りステーション
【図１】
2010120146.tif 000003
【図２】
2010120146.tif 000004
【図３】
2010120146.tif 000005
【図４Ａ】
2010120146.tif 000006
【図４Ｂ】
2010120146.tif 000007
【図４Ｃ】
2010120146.tif 000008
【図５】
2010120146.tif 000009
【図６Ａ】
2010120146.tif 000010
【図６Ｂ】
2010120146.tif 000011