(57)【要約】【課題】精度の高い加工や摩耗対策を必要としない、簡易な構成のパレット転倒防止機構を備えた旋回式パレット交換装置を提供する。【解決手段】旋回アーム１を上昇させた際にパレット２を係止してパレット２の転倒を防止するパレット転倒防止機構を旋回アーム１に形成し、そのパレット転倒防止機構を、パレット２の係止突起１０に係止する爪部９ａを一端に形成した係止部材９と、該爪部９ａをパレット２係止方向に付勢する押圧ピン１１と、旋回アーム１の昇降動作に連動するよう基台１５と係合させて前記爪部９ａによるパレット２係止を開始或いは解除する操作棒１２と、前記爪部９ａによるパレット係止状態をロックするロック部材１３と、ロック部材１３を旋回アーム１の昇降動作に連動するよう基台１５と係合動作させた係合動作部材１４から構成した。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パレット保持部を備えた旋回アームを基台上に設け、前記旋回アームを上昇および旋回させて前記パレット保持部にパレットを保持させると共にパレットの交換操作をする旋回式パレット交換装置であって、
前記旋回アームは、旋回アームを上昇させた際にパレットに係止してパレットの転倒を防止するパレット転倒防止機構を有し、
前記パレット転倒防止機構は、パレットに係止する爪部と、該爪部をパレット係止方向に付勢する付勢手段と、前記旋回アームの昇降動作に連動させて前記爪部によるパレット係止を開始或いは解除する係止操作手段と、前記爪部によるパレット係止状態をロックするロック手段と、を備えて成ることを特徴とする旋回式パレット交換装置。
【請求項２】
係止操作手段が、爪部形成部材に連結されて垂下するよう設けた操作棒を有し、旋回アームが下降した際に前記操作棒と基台とが係合して爪部を上昇させ、パレット係止を解除させる請求項１記載の旋回式パレット交換装置。
【請求項３】
ロック手段は、操作棒に係止するロック部材と、基台と係合動作する係合動作部材とを有し、旋回アームの上昇による前記係合動作部材の基台との係合解除動作で、前記ロック部材が前記操作棒に係止して爪部をロックする請求項２記載の旋回式パレット交換装置。
【請求項４】
付勢手段が操作棒であり、操作棒の重量により爪部をパレット係止方向に付勢する請求項２又は３記載の旋回式パレット交換装置。
【請求項５】
付勢手段が圧縮バネによる付勢力を有し、爪部形成部材を前記圧縮バネで付勢して、該付勢力で爪部をパレット係止方向に付勢する請求項２又は３に記載の旋回式パレット交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械により加工する加工物を旋回して交換する旋回式パレット交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械により加工した加工物を搬出すると共に次の加工物を加工位置に搬入する自動パレット交換装置が普及している。このような自動パレット交換装置の中でも、加工物を載置したパレットを旋回アームの両端に保持させて、旋回アームを旋回させることでパレットを交換し、搬入・搬出操作を同時に行う旋回式パレット交換装置が短時間に交換できるため広く利用されている。
しかし、工作機械の処理速度を上げるためにパレット交換時間の更なる短縮の要求があり、旋回アームの旋回速度を上げる工夫が成されている。ところが、旋回アームの旋回速度を上げて行くと、加工品の重心位置が高い場合に、旋回アーム上のパレットが遠心力により転倒する問題があった。
そのため、例えば特許文献１に示すように、パレット載置アーム（旋回アーム）が旋回する際に移動側当接部材（パレット）とパレット交換装置本体に設けた固定側当接部材とでパレットを挟持して、パレットの転倒を防止するパレット転倒防止機構を設けたものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−５９６５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の構成は、旋回アームの上昇により挟持操作するので、挟持部材を挟持操作させる駆動源を別途必要としないよう工夫されているが、パレットを挟持する一方の固定側当接部材がパレット交換装置本体に形成されているため、旋回アーム上昇端でもパレットの正確な位置決めが要求されるし、摺接する部材があるため、その摩耗対策が必要であった。
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、精度の高い加工や摩耗対策を必要としない、簡易な構成のパレット転倒防止機構を備えた旋回式パレット交換装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、パレット保持部を備えた旋回アームを基台上に設け、前記旋回アームを上昇および旋回させて前記パレット保持部にパレットを保持させると共にパレットの交換操作をする旋回式パレット交換装置であって、前記旋回アームは、旋回アームを上昇させた際にパレットに係止してパレットの転倒を防止するパレット転倒防止機構を有し、前記パレット転倒防止機構は、パレットに係止する爪部と、該爪部をパレット係止方向に付勢する付勢手段と、前記旋回アームの昇降動作に連動させて前記爪部によるパレット係止を開始或いは解除する係止操作手段と、前記爪部によるパレット係止状態をロックするロック手段と、を備えて成ることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、係止操作手段が、爪部形成部材に連結されて垂下するよう設けた操作棒を有し、旋回アームが下降した際に前記操作棒と基台とが係合して爪部を上昇させ、パレット係止を解除させることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、ロック手段は、操作棒に係止するロック部材と、基台と係合動作する係合動作部材とを有し、旋回アームの上昇による前記係合動作部材の基台との係合解除動作で、前記ロック部材が前記操作棒に係止して爪部をロックすることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、付勢手段が操作棒であり、操作棒の重量により爪部をパレット係止方向に付勢することを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項２又は３の発明において、付勢手段が圧縮バネによる付勢力を有し、爪部形成部材を前記圧縮バネで付勢して、該付勢力で爪部をパレット係止方向に付勢することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る旋回式パレット交換装置の一例を示す平面図であり、１は旋回アーム、２は工作物を載置するパレット、３はパレット転倒防止機構、４は旋回アーム１中央に設けられた旋回軸であり、旋回アーム１が旋回軸４を中心に水平面内で１８０度旋回して、パレット２を交換するように構成されている。
【００１０】
旋回アーム１は左右対称に形成され、左右夫々にパレット周囲を保持するよう略コ字状に形成されたパレット保持部５を備え、パレット保持部５は、その４隅上面にパレット２を位置決めすると共に保持するための位置決めピン６が突設されている。そして、パレット保持部５の旋回中心側の１カ所にパレット転倒防止機構３が形成されている。
【００１１】
図２は旋回アーム１の一部断面説明図で、パレット転倒防止機構３を示している。図において、９はパレット２に係止する爪部９ａを先端に形成した係止部材、１０はパレット２に形成された係止突起、１１は爪部９ａを係止方向に付勢する付勢手段としての押圧ピン、１２は爪部９ａのパレット係止を操作する係止操作手段としての操作棒、１３は爪部９ａをロック操作するロック部材、１４はロック部材を操作し、ロック或いはロック解除させる係合動作部材であり、ロック部材１３と係合動作部材１４とでロック手段を構成している。なお、１５は旋回アーム１の旋回軸４が取り付けられた基台を示している。
【００１２】
係止部材９は、垂直面内で回転可能に略中央部が旋回アーム１に軸着され、先端に爪部９ａが、後方には押圧ピン１１が係止する押圧部９ｂが設けられている。また、押圧ピン１１は、上下方向に伸縮動可能に旋回アーム１に組み付けられ、底部に設けられたコイルバネ１６により常時上方に付勢され、係止部材９の押圧部９ｂを上方に押圧している。
操作棒１２は、垂直に、そして昇降動可能に旋回アーム１に保持され、上端が係止部材９の爪部９ａ近傍に連結されている。また、途中の側面にロック部材１３を挿入係止させるロック凹部１７が形成されている。操作棒１２の下端は旋回アーム１の下方に突出して、旋回アーム１が下降した際に基台１５に当接するよう構成され、対応する基台１５には係合突起１５ａが形成されている。この構成により、操作棒１２と基台１５との係合作用で、操作棒１２は爪部９ａを押し上げ操作する。
【００１３】
ロック部材１３は、先端を操作棒１２に向けて横向きに配置された棒状体であり、前後動可能に旋回アーム１に組み付けられ、周囲に設けられたコイルバネ１８により常時先端方向に付勢されている。そして、爪部９ａがパレット２を係止した状態で、操作棒１２のロック凹部１７に挿入される位置に配置されている。また、係合動作部材１４は、略く字状に形成され、旋回アーム１のロック部材１３下方に曲がり部が軸着され、垂直面内で回動可能に組み付けられている。そして、一端がロック部材１３の後端に連結され、他端は旋回アーム１下方に突出してその端部にはローラ１９が設けられている。このローラ１９の下方にあたる基台１５にはローラ１９が係合して回転移動するための係合面１５ｂが形成されている。
このように形成された係合動作部材１４は、基台１５との係合により、ロック部材１３が後方に移動するクランクとして作用する。即ち、ローラ１９が操作棒１２の方向へ移動するよう配置され、基台１５にローラ１９が当接して、係合動作部材１４が回転動作することで、ロック部材１３はローラ１９後方に移動動作する。
【００１４】
次に、上記パレット転倒防止機構の動作を図３に基づいて説明する。図３はパレット転倒防止機構の動作説明図であり、図２と同様にパレット転倒防止機構の側面説明図である。図において、（ａ）は旋回アームが上昇旋回してパレット交換動作をしている状態、（ｂ）は旋回アームが上昇或いは下降する途中の状態、（ｃ）は、パレット交換動作が完了してパレットが下降し、転倒防止動作を解除した状態を示している。
【００１５】
まず、旋回アーム１の旋回動作中、即ちパレット２交換動作中は、図３（ａ）に示すように、旋回アーム１は基台１５から上昇して離れた状態となっている。このとき、パレット保持部５は位置決めピン６の作用でパレット２を位置決めして保持した状態にあり、係止部材９の爪部９ａはパレット２の係止突起１０に上方から係止してパレット２の浮き上がりを阻止する。爪部９ａは、後述する係合動作部材１４の作用が解除されると、係止部材９の後部押圧部９ｂが押圧ピン１１により付勢されているので、旋回アーム１が基台１５から上昇すると係止動作する。
そして、この爪部９ａによる係止動作は、係止部材９に連結されている操作棒１２にロック部材１３が係止してロックすることで、旋回アーム１の旋回中に爪部９ａはロックされ、係止が解除されることがない。
こうして、旋回による遠心力でパレット２が転倒しようとしても、浮き上がろうとするパレットの旋回中心側を上方から係止するので、転倒することがない。
【００１６】
旋回が終了したら旋回アーム１が下降する。このときに、図３（ｂ）に示すように、操作棒１２が基台１５の係合突起１５ａに当接すると共に係合動作部材１４のローラ１９が係合面１５ｂに当接する。操作棒１２の当接により、操作棒１２は、下降する旋回アーム１に対して相対的に上昇動作する。同様に、ローラ１９も係合面１５ｂへの当接係合後は操作棒１２の方へ横移動し、係合動作部材１４は回転動作する。
【００１７】
その後、旋回アーム１の下降が終了したら、（ｃ）に示すように係合動作部材１４の回動により、ロック部材１３はコイルバネ１８に抗して後方に移動し、操作棒１２のロックが解除される。そして、ロックが解除された操作棒１２は、上方へ移動して押圧ピン１１に抗して係止部材９を回動させ、爪部９ａの係止を解除する。こうしてパレット転倒防止機構３の一連の動作は終了する。
そして、次のパレット交換は、旋回アーム１を上昇させて、再び図３（ａ）の状態とする。この旋回アーム１の上昇で、操作棒１２および係合動作部材１４と基台１５との係合が解除され、爪部９ａがパレット２の係止突起１０を係止し、ロック部材１３が操作棒１２をロックする。こうして、（ａ）〜（ｃ）の状態を繰り返して、パレット２の交換は行われる。
【００１８】
このように、パレット転倒防止機構をパレットと共に昇降動する旋回アームに設けたので、爪部を動作させるパレット上昇端での位置決めに特別な精度を必要としないし、摺接する部位もない。従って、精度の高い加工や摩耗対策を必要とせず、パレット転倒防止機構を簡易に作製できる。
また、旋回アームの下降動作により、爪部によるパレット係止動作が解除されるので、爪部の駆動源に別途動力を必要とせず、簡易な構成にできるし、ロック手段は旋回アームの上昇動作で係止動作状態の爪部をロック操作するので、旋回アーム旋回時には必ず爪部をロックするし、別途駆動力を必要としない。
【００１９】
尚、上記実施形態では、爪部９ａをパレット２係止方向に付勢する付勢手段として、圧縮したコイルバネ１６を設けた押圧ピン１１を設けているが、ロック手段により爪部９ａの係止状態をロックするので付勢手段は大きな付勢力を持たせる必要はなく、爪部９ａ近傍に設けた操作棒１２の自重による付勢だけでも爪部９ａを係止突起に係止動作させることができ、係止操作手段としての操作棒１２を付勢手段と兼用させても良い。この場合、押圧ピン１１のような付勢手段が必要ないので部材を削減できる。但し、上記実施形態のようにコイルバネ１６を設けた場合には、切粉等の塵埃が侵入しても確実に動作させることができる。
また、ロック手段は操作棒に係止して爪部をロックしているが、爪部が形成されている係止部材を直接ロックするよう構成しても良い。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば、パレット転倒防止機構をパレットと共に昇降動するパレット保持部に設けたので、爪部を動作させるパレット上昇端での位置決めに特別な精度を必要としないし、摺接する部位もない。従って、精度の高い加工や摩耗対策を必要とせず、パレット転倒防止機構を簡易に作製できる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、パレット保持部の下降動作により爪部によるパレット挟持動作が解除されるので、爪部の駆動源に別途動力を必要とせず、簡易な構成にできる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、請求項２の効果に加えて、ロック手段は旋回アームの上昇動作でロック操作するので、旋回アーム旋回時には必ず爪部をロックするし、別途駆動力を必要としない。
【００２３】
請求項４の発明によれば、請求項２又は３の効果に加えて、付勢手段を操作棒が兼用するので部材を削減できる。
また、請求項５の発明によれば、請求項２又は３の効果に加えて、加工により発生した切粉等の塵埃が転倒防止装置の各部に侵入しても、爪部をパレットの係止方向に確実に付勢動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例を示す自動パレット交換装置の平面図である。
【図２】図１のパレット転倒防止機構の側面説明図である。
【図３】パレット転倒防止機構の動作説明図であり、（ａ）は旋回アームが上昇旋回してパレット交換動作をしている状態、（ｂ）は旋回アームが上昇或いは下降する途中の状態、（ｃ）は、パレット交換動作が完了してパレットが下降し、転倒防止動作を解除した状態を示している。
【符号の説明】
１・・旋回アーム、２・・パレット、３・・パレット転倒防止機構、５・・パレット保持部、９・・係止部材、９ａ・・爪部、１１・・付勢手段としての押圧ピン、１２・・係止操作手段としての操作棒、１３・・ロック部材、１４・・係合動作部材、１５・・基台、１６・・コイルバネ、１７・・ロック凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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