(57)【要約】【課題】モーターの容量が小さくて済み、安全にパレットを交換できる工作機械用のパレット交換機構を提供する。【解決手段】加工物（ＷＡ、ＷＢ）を取付けた複数のパレット（１４Ａ、１４Ｂ）と、２つのパレット（１４Ａ、１４Ｂ）を２つの位置で対の形で支持するための支持部（１８）と、２つのパレット（１４Ａ、１４Ｂ）が２つの位置に到来するように支持部（１８）を旋回するための駆動部（１５）とを設けた工作機械用のパレット交換機構において、支持部（１８）に歪ゲージ（１−１、１−２、２−１、２−２）を設け、加工物（ＷＡ、ＷＢ）を取付けたパレット（１４Ａ、１４Ｂ）が支持部（１８）により支持された状態のときに、歪ゲージ（１−１、１−２、２−１、２−２）が支持部（１８）の歪を検出し、その検出された歪に基づいて駆動部（１５）による支持部（１８）の旋回速度を制御することを特徴とする工作機械用のパレット交換機構。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物（ＷＡ、ＷＢ）を取付けた２つのパレット（１４Ａ、１４Ｂ）を２つの位置で対の形で支持するための支持部（１８）と、２つのパレット（１４Ａ、１４Ｂ）が交互に２つの位置に到来するように支持部（１８）を旋回するための駆動部（１５）を設けた工作機械用のパレット交換機構において、
支持部（１８）に歪ゲージ（１−１、１−２、２−１、２−２）を設け、加工物（ＷＡ、ＷＢ）を取付けたパレット（１４Ａ、１４Ｂ）が支持部（１８）により支持された状態で、歪ゲージ（１−１、１−２、２−１、２−２）が支持部（１８）の歪を検出し、その検出された歪の量に基づいて、駆動部（１５）による支持部（１８）の旋回速度を制御することを特徴とする工作機械用のパレット交換機構。
【請求項２】
支持部が、互いに反対方向に延びた２つのフォーク（１８）を有し、各フォーク（１８）が、Ｕ型の先端部（１８Ａ、１８Ｂ）と基部（１８Ｃ）で構成されていて、歪ゲージ（１−１、１−２、２−１、２−２）が基部（１８Ｃ）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械用のパレット交換機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械用の、特にマシニングセンタ用のパレット交換機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械用、特にマシニングセンタ用のパレット交換に関して、従来はパレット上の加工物の重量が重くても軽くても、マシニングセンタの本体内にあるテーブル上にパレットを搬送する速度は一定であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、搬送の駆動にはモーターの容量が大きいものが必要であった。また、重量の大きい加工物を高速で搬送すると、大きな衝撃がかかり、パレットが転倒して機械より落下するなどの危険があった。
【０００４】
本発明は、モーターの容量が小さくて済み、安全に効率よくパレットを交換できる工作機械用のパレット交換機構を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決手段を例示すると、以下のとおりである。
【０００６】
（１）  加工物（ＷＡ、ＷＢ）を取付けた２つのパレット（１４Ａ、１４Ｂ）を２つの位置で対の形で支持するための支持部（１８）と、２つのパレットが交互に２つの位置に到来するように支持部（１８）を旋回するための駆動部（１５）とを設けた工作機械用のパレット交換機構において、支持部（１８）に歪ゲージ（１−１、１−２、２−１、２−２）を設け、加工物（ＷＡ、ＷＢ）を取付けたパレット（１４Ａ、１４Ｂ）が支持部（１８）により支持された状態のときに、歪ゲージ（１−１、１−２、２−１、２−２）が支持部（１８）の歪を検出し、その検出された歪の量に基づいて駆動部（１５）による支持部（１８）の旋回速度を制御することを特徴とする工作機械用のパレット交換機構。
【０００７】
（２）  支持部が、互いに反対方向に延びた２つのフォーク（１８）を有し、各フォーク（１８）が、Ｕ型の先端部（１８Ａ、１８Ｂ）と基部（１８Ｃ）で構成されていて、歪ゲージ（１−１、１−２、２−１、２−２）が基部（１８Ｃ）に設けられていることを特徴とする前述の工作機械用のパレット交換機構。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明においては、例えば加工物の重量が基準値より大きい場合は、パレット交換時の搬送速度を自動的に遅くする。これにより、安全でモーターの容量が小さくて済み、省エネルギー効果も大きくできる特徴を有する。
【０００９】
好適な実施形態では、パレット交換機構は、パレット交換用の２つのフォークを有する。パレット上には、加工物が取り付けられる。好ましい態様では、パレット交換の際フォークが上昇すると、フォークに取り付けられた歪ゲージが歪み、その歪ゲージに電圧がかかり、それを増幅器にて荷重変換して、荷重の基準値と測定値を比較する。測定値が基準値より大きい場合は、パレット交換搬送モーターの回転数を遅くし、搬送速度を自動的に変更するのがよい。
【００１０】
なお、以下に示された実施例では、歪の検出信号が増幅器で荷重変換されているが、制御装置（ＮＣ装置）で荷重変換しても良い。あるいは、歪の検出信号から直接回転速度を求めても良い。
【００１１】
駆動部を、支持部（フォーク）旋回用のＡＣサーボモーターで構成し、支持部の旋回速度を制御するのが好ましい。駆動部を旋回用ＡＣサーボモーターと昇降用リフトシリンダで構成し、支持部の旋回速度と昇降速度の両方を制御してもよい。
【００１２】
歪ゲージの数は、以下に示す実施例では４であるが、２つのフォークの基部にそれぞれ設けるのが好ましく、合計４未満でも４を超える数でも良い。
【００１３】
検出された歪は、一旦荷重として変換し、この荷重に基づいて駆動部の駆動速度を制御するのが好ましいが、荷重として変換せず、歪を駆動速度に直接関連付けて駆動部を制御しても良い。
【００１４】
なお、本明細書において、歪（ゆがみ、ひずみ）は、押されて曲がること、たわみ、しなり等の意味を含むものとする。
【００１５】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１６】
図１は、本発明による工作機械用のパレット交換機構の主要部を構成するパレットチェンジャーの一例を示す概略側面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
パレットチェンジャー１１は、コラム１２、パレット１４Ａ、１４Ｂ、テーブル１６Ａ、１６Ｂ、及び本発明における支持部を構成するフォーク１８を有している。
【００１８】
パレットチェンジャー１１の中心には、コラム１２が設定されている。コラム１２の上部には旋回用ＡＣサーボモーター１３が取り付けられている。モーター１３によりコラム１２はその中心軸Ｚを中心に旋回可能である。すなわち、モーター１３は、２つのパレット１４Ａ，１４Ｂが２つの位置に到来するようにフォーク１８を旋回する。
【００１９】
コラム１２の下方には、２つのフォーク１８が設けられている。２つのフォーク１８は、互いに反対方向に延びていて、各フォーク１８は、Ｕ型の先端部１８Ａ、１８Ｂと基部１８Ｃで構成されている。２つのフォーク１８はコラム１２と一体的に旋回可能である。フォーク１８の中心部分にはリフトシリンダ２０が設けられている。フォーク１８はこのリフトシリンダ２０により上下動可能である。図示された実施例においては、モーター１３が本発明の駆動部１５として構成されている。
【００２０】
フォーク１８の先端部１８Ａ、１８Ｂ上には、パレット１４Ａ、１４Ｂが載置されている。パレット１４Ａ、１４Ｂは交換可能である。図１に示した例では、パレット１４Ａ、１４Ｂは、その下方のテーブル１６Ａ、１６Ｂから少し持ち上げられている。パレット１４Ａ、１４Ｂには、加工物ＷＡ、ＷＢがそれぞれ取付けられている。すなわち、フォーク１８は、２つのパレット１４Ａ，１４Ｂを２つの位置で対の形で支持している。
【００２１】
フォーク１８の下面には、４つの歪ゲージ１−１、１−２、２−１、２−２が取り付けられている。歪ゲージ１−１、１−２は、基部１８Ｃの先端部１８Ａ側に間隔を空けて取り付けられている。歪ゲージ２−１、２−２は、基部１８Ｃの先端部１８Ｂ側に間隔を空けて取り付けられている。歪ゲージを基部の先端部側に取り付けることにより、フォークの歪を精度良く検出できる。
【００２２】
加工及びパレット交換の一例を説明する。テーブル１６Ｂには、未加工の加工物ＷＢが載置される。未加工の加工物ＷＢは、図中右側からレール等（図示省略）を用いて搬入される。テーブル１６Ａには、加工済みの加工物ＷＡが載置される。加工済みの加工物ＷＡは、その場で加工される。フォーク１８はテーブル１６の上面よりも下方に位置している。パレット交換を行う場合、フォーク１８が上昇して加工物ＷＡ，ＷＢをテーブル１６Ａ、１６Ｂから持ち上げる。フォーク１８は、旋回軸Ｚを中心に旋回して加工物ＷＡ，ＷＢの位置を交換する。
【００２３】
図３は、本発明による工作機械用のパレット交換機構の一例を示す図である。図４は、図３のＢ−Ｂ断面図である。
【００２４】
パレット交換機構１０は、パレットチェンジャー１１のほかに、増幅器２２、本発明の制御装置の典型例であるＮＣ装置２４を有している。
【００２５】
歪ゲージ２−１は、増幅器２２を介してＮＣ装置２４に接続されている。なお、図示及び以下の説明は省略されているが、他の歪ゲージ１−１，１−２，２−２も増幅器２２に接続され、歪ゲージ２−１と同様な機能を果たしている。歪ゲージには、例えば主に導線で形成された電気抵抗式の歪ゲージを用いることができる。電気抵抗式の歪ゲージは、導線に応力が生じると導線の長さと断面積が変化し、これにより電気抵抗が変化することを利用して歪を計測するものである。
【００２６】
加工物ＷＢは持ち上げられている。加工物ＷＢの荷重により、フォーク１８Ｂには、わずかなたわみＤ（ゆがみＤ）が生じている。
【００２７】
歪ゲージ２−１で検知された歪は、電気抵抗値の変化（検出信号）として増幅器２２に入力される。増幅器２２で増幅されＡ／Ｄ変換された検出信号は、増幅器２２にて荷重変換（Ｒ）され、加工物の荷重値としてＮＣ装置２４に送信される。なお、荷重変換（Ｒ）はＮＣ装置２４で行っても良い。
【００２８】
ＮＣ装置２４は、入力された荷重値から最適なパレット旋回速度を算出してモーター１３を駆動する。
【００２９】
一例では、ＮＣ装置２４は、加工物の荷重に細かく対応してモーター１３の駆動速度を設定する。すなわち、加工物が軽い程速い駆動速度に設定し、重い程遅い駆動速度に設定する。
【００３０】
別の例では、ＮＣ装置２４は、加工物の荷重に大まかに対応してモーター１３の駆動速度を設定する。すなわち、加工物が所定の基準値より軽い場合は、ＮＣ装置２４はモーター１３を所定の速い速度で駆動する。加工物の荷重が所定の基準値より重い場合は、ＮＣ装置２４はモーター１３を所定の遅い速度で駆動する。基準値を複数設け、段階的な複数の速度で回転させても良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、歪ゲージを用いて加工物の荷重に応じてパレットの駆動速度を制御するようにしたので、モーターの容量が小さくて済み、安全にパレットを交換できる。また、歪ゲージを用いるため、取付けが容易であり、既存のパレット交換機構にも本発明を適用可能である。
【００３２】
歪ゲージをフォークの基部に設ければ、歪をより精度良く検知できる。
【００３３】
なお、本発明は先述の実施例に限定されない。支持部の構造や歪ゲージの配置、個数は任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパレット交換機構の一例を示す概略側面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】本発明に使用される歪ゲージ等の接続関係の一例を示す図。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
１−１、１−２、２−１、２−２  歪ゲージ
１０  工作機械用のパレット交換機構
１１  パレットチェンジャー
１２  コラム
１３  旋回用ＡＣサーボモーター
１４Ａ、１４Ｂ  パレット
１５  駆動部
１６Ａ、１６Ｂ  テーブル
１８  フォーク
１８Ａ、１８Ｂ  先端部
１８Ｃ  基部
２０  リフトシリンダ
２２  増幅器
２４  ＮＣ装置
ＷＡ、ＷＢ  加工物
【図１】
2004276162.tif 000003
【図２】
2004276162.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004276162.tif 000006