(57)【要約】      （修正有）【課題】パレット交換用の旋回アームと本機テーブル間でパレットを移し替えるときフォーク昇降時の衝撃が抑制され高速化が図れるパレット交換装置を提供する。【解決手段】旋回アーム２のフォーク４でパレット３を移し替える際の衝撃を吸収するショックアブソーバ５をフォーク自体若しくはパレット受台に設けたものである。詳しくは、フォーク上面に突出させた案内軸６と、この案内軸の背後に同心に配設した高耐荷重性圧縮ばね７とでショックアブソーバを構成しフォークとパレットの接触面に軸係合部９と座ぐり係合部１０を形成してフォーク旋回時のパレットの横ずれを防止すると共に、パレットを持ち上げた時に前記突出した部分が沈み込んでパレットに係る重量の一定部分を受圧可能なショックアブソーバをフォークに設けたパレット交換装置を構成する。【選択図】        図１
2004338067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のテーブルとパレットストッカ間でパレットをフォークで昇降させて移設するパレット交換装置であって、前記フォークと前記パレットとの何れか一方の何れか他方との当接部位に、前記フォークがパレット載置部に前記パレットを移設する時の衝撃力を吸収するショックアブソーバを設けたことを特徴とするパレット交換装置。
【請求項２】
工作機械のテーブルとパレットストッカ間でパレットをフォークで昇降させて移設するパレット交換装置であって、前記テーブルと前記パレットとの何れか一方の何れか他方との当接部位に、前記フォークが前記テーブル上のパレット着座部に前記パレットを移設する時の衝撃力を吸収するショックアブソーバを設けたことを特徴とするパレット交換装置。
【請求項３】
前記ショックアブソーバが、前記パレット載置部若しくは前記パレット着座部に上下動可能に軸端が突出して設けられ前記パレットの下面に設けた窪みと係合して案内する案内軸と、該案内軸の下面に介在しパレットの前記窪みに対峙して刻設された穴に格納され前記パレットの一定の重量負荷を支える高耐荷重性の圧縮ばねとを含んでなることを特徴とする請求項１または２に記載のパレット交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
工作機械におけるパレット交換装置であって、詳しくはフォークでパレットを交換するに際しフォーク昇降時の衝撃を緩和させることが可能なパレット交換装置である。
【０００２】
【従来の技術】
マシニングセンタ等工作機械では、ワークを予め固定したパレットをワークストッカに準備しておき、ワークと一体のパレットを加工機本体のテーブル上に、パレット交換装置の旋回アームのフォークを昇降・旋回制御することにより、ワークの交換に要する時間の短縮化を図っている。パレット交換装置の先行技術を図４に示す（図４の符号は先行技術の図１と同じである）。
【０００３】
図４において、本機テーブル６上のパレットＰａはテーブル本体５がパレット旋回軸８とクラッチ１９ａの軸心が一致するまでＺ軸方向に移動し、停止中の一方のパレット交換アーム９が、パレットＰａの下側に挿入される。パレット旋回軸８と、直下に位置決めされているクラッチ１９ａは油圧駆動されて上昇し係合する。更にパレット旋回軸８と共に上昇しパレット交換アーム９がパレットＰａを持ち上げる。パレットと旋回軸８が１８０度旋回してパレットＰａとパレットＰｂの位置が入れ替わり、続いてクラッチ１９ａが降下してパレットＰｂを本機テーブル５の所定位置に降ろし、テーブル本体５がコラム２の方向にＺ軸制御されて移動し加工開始点に位置決めされる。
本機テーブル６におけるパレット交換アーム９によるパレットＰａの持ち上げ及びパレットＰｂの載置は本例では旋回軸８の直下のクラッチ１９ａを油圧駆動源を用いて２個のパレットＰａ，Ｐｂの重量負荷を昇降させている。〔例えば、特許文献１参照〕
【０００４】
また、流体を利用した昇降駆動装置において油圧制御系の流路に絞りを設けてパレットとパレット交換アームとの昇降当初の速度を低下させるよう配慮した先行技術が知られている。〔例えば、特許文献２参照〕
また、パレットの位置を決めるピンがばねにより進退可能にした技術が開示されている。〔例えば実用新案文献１参照〕
【０００５】
【特許文献１】
〔特開平８−２９４８４０号  図１〕
【特許文献２】
〔特開平１１−１８８５６３号〕
【実用新案文献１】
〔実開昭５８−１０８８４３号〕
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術で述べたパレット交換装置において、パレット交換アームがパレットを本機テーブルから持ち上げる時や本機テーブル上に載置する場合において、パレットを移し換える時に、ワークを含むパレットの全重量がパレット交換アーム又は本機テーブル上に付加されるので衝撃が大きいという問題を生ずる。パレット交換アームの昇降速度を制御することによりパレットと本機テーブル間の受け渡し時の衝撃を緩和することができるが完全に解消することはできず、交換時間のサイクルタイムがある程度長くなるという問題を生ずる。
【０００７】
また、位置決めピンの下に弾性体を入れる公知技術の場合は、パレット側の案内穴と案内ピンとの位置誤差を吸収するために案内ピンを上下動されているものであり、重量の大きいパレットを受けるためのものでないので、パレットと本機テーブル間で受け渡し時に発生する衝撃を緩和させることができないという問題を有する。
【０００８】
本発明は、従来技術の有するこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、パレット交換アームがパレットを移し換える時に、ワークを含めたパレットの重量の大部分を弾性的に支えることができるように、案内軸と高耐荷重性圧縮ばねで構成したショックアブソーバをパレット交換アームの一対のフォークのそれぞれにコンパクトに設けて、パレットのテーブル本体への受け渡し時の衝撃性を緩和させることによりパレット交換の高速化，安定化が可能なパレット交換装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、工作機械のテーブルとパレットストッカ間でパレットをフォークで昇降させて移設するパレット交換装置であって、前記フォークと前記パレットとの何れか一方の何れか他方との当接部位に、前記フォークがパレット載置部に前記パレットを移設する時の衝撃力を吸収するショックアブソーバを設けたものである。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、ワークを含めたパレットをフォークで昇降させる場合にフォークの昇降動作の当初に発生する衝撃の緩和は油圧回路の流量調整により旋回軸の昇降速度の調整が行われる場合がある。しかし、動作速度が遅くなるという問題がある。このためフォーク又はパッレトの何れか一方の何れか他方との当接部位にショックアブゾーバを設けることにより、ワークとパレットの荷重をばねの撓みで短い動作時間内に吸収し衝撃発生を防ぐようにしたものである。
パレット交換アームの昇降を制御する油圧回路の簡略化が図れる。
ここでパレット載置部とは、旋回アームの分岐した一対のフォークに設けられたパレットを載置するフォークの上面部分をいい、パレットを載置して昇降・旋回を安定して行える支持部をいう。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、工作機械のテーブルとパレットストッカ間でパレットをフォークで昇降させて移設するパレット交換装置であって、前記テーブルと前記パレットとの何れか一方の何れか他方との当接部位に、前記フォークが前記テーブル上のパレット着座部に前記パレットを移設する時の衝撃力を吸収するショックアブソーバを設けたものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、ワークを含めたパレットをフォークで本機テーブル上のパレット着座部から着脱する場合に、フォークの昇降動作の当初発生する衝撃の緩和は、油圧回路の流量調整により旋回アームの旋回軸の昇降速度を調整することが多い。しかし、動作速度が遅くなるという問題がある。このため、パレット又はテーブルの何れか一方の何れか他方との当接部位にショックアブソーバの機能を付与することにより、ワークとパレットの荷重をばねの撓みで短い動作時間内に吸収し衝撃発生を防ぐようにしたものである。
その結果、パレット交換に要するサイクルタイムが冗長になることなく、旋回軸昇降を制御する油圧回路の簡略化が図れる。
ここでパレット着座部とは、フォークに載置され移送されてきたパレットを、本機テーブル上に設けられるパレット受台上で着座コーンにより位置決めする部位をいう。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、前記ショックアブソーバが、前記パレット載置部若しくは前記パレット着座部に上下動可能に軸端が突出して設けられ前記パレットの下面に設けた窪みと係合して案内する案内軸と、該案内軸の下面に介在しパレットの前記窪みに対峙して刻設された穴に格納され前記パレットの一定の重量負荷を支える高耐荷重性の圧縮ばねとを含んでなるものである。
【００１４】
請求項３の発明によれば、ワークを含むパレットの重量の一部分を支えることができる高耐荷重性の圧縮ばねをフォークのパレット載置部または本機テーブルのパレット着座部に設けることによりパレット受け渡し時の衝撃を緩和するものである。
パレット交換アーム昇降軸の昇降速度の調整を油圧回路の流量制御のみで行うことなく、圧縮ばねの変形でワークを含むパレットの全重量の大部分の負荷を吸収することにより、フォークによるパレットの受け渡し時の無駄時間を少なくすることができる。また、使用される高耐荷重性の圧縮ばねは繰り返し荷重に対する耐久性が高いので油圧の流量制御回路の使用に比べて保守と部品消耗の点で有利である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の態様を図面にもとづいて説明する。
〔実施例１〕
図１はフォークのパレット載置部にショックアブソーバを設けたパレット交換装置のパレット受け渡し部の断面図、図２は拡大したショックアブソーバの断面図で、（ａ）はパレット持ち上げ前のフォークのショックアブソーバ断面、（ｂ）はパレット持ち上げ後のフォークのショックアブソーバ断面である。
図１，図２（ａ）（ｂ）において、昇降及び旋回が制御可能な旋回軸１に旋回アーム２が取着されている。旋回アーム２の先端部はパレット３の下面に２本に分岐したフォーク状となっておりパレット３の下面に挿入可能に形成されている。
【００１６】
図１において、旋回軸１に直交して取着される旋回アーム２のアームの中心線に対し対称位置に平行にフォーク４が設けられている。ショックアブソーバ５はフォーク４に組み込まれパレット交換時にはワークＷが載置されたパレット３の重量の一部を支えている。ショックアブソーバ５は旋回軸１と平行に孔設された複数の穴４ａに設けられている。案内軸６の上部軸端６ａをフォーク４の上面に突出させ、下方の軸端に圧縮ばね７を直列に配置して穴４ａに組み込み、前記重量の一部を支えることができるようフォークの下方からフタ８で支持されている。フタ８はフォーク４の上面側に設けることも可能である。
【００１７】
次に、フォーク４とパレット３とのフォーク旋回時の横ずれを防ぐためにパレット３に設けられている窪みに関係する軸係合部９と座ぐり係合部１０について説明する。
パレット３をフォーク４で持ち上げるとき、パレット３の下面の窪みの小径穴３ａと案内軸６の上部軸端６ａが係合する。この軸係合部９において当初案内軸６がパレット３の荷重を受けて沈み込みパレット３の水平方向の位置ずれを防いでいる。
【００１８】
続いて、フォーク４の突出座面４ｂがパレット３の座ぐり３ｂに臨み遊挿される。この座ぐり部１０が係合後圧縮ばね７が更に圧縮されてパレット３の下部端面３ｄと対峙するフォーク４の座面４ｄとが当接し残りの荷重を支え、フォーク４の旋回時の横ずれを防いでいる。
前記軸係合部と座ぐり係合部の嵌合は位置決めを主目的とするものでないので若干の隙間ａ，ｂ，ｃが存在しても支障はない。本機テーブルとパレットストッカ間でパレットを搬送する時の横ずれを防ぐことが出来れば十分である。
本機テーブル上でのパレットの位置決めはテーブル上のパレット着座部とパレットのコーン穴との嵌合で加工時の位置決めが行われるからである。
【００１９】
なお、圧縮ばね７は高耐荷重性のばねであって例えば（株）東京発条製作所製『ＴＢシリーズ』の圧縮ばねを使用することができる。ＴＢシリーズは異径断面ばねで主な仕様を次に例示する。
ＴＢ×４０（単位ｍｍ）；内径２０、外径４０、自由長４０、ばね定数８０ｋｇ／ｍｍ、使用撓み６．４、繰り返し荷重１００万回許容。
【００２０】
次に旋回アーム２のフォーク４にショックアブソーバ５を設けた場合の作用について説明する。
旋回アーム２がパレット３をパレットストッカ若しくは本機テーブル間で授受する場合、旋回軸１の昇降によりパレット３をフォーク４で受け渡しする行為が必要となる。
受け渡しときの衝撃を少なくするために旋回軸１の昇降を油圧回路において流量制御することにより行っている。そのため動作時間が長くなり設備コストも必要となっている。その結果、パレット交換のサイクルタイムが増加するという問題が生じている。
【００２１】
本実施例によれば、ショックアブソーバ５がワークＷとパレット３の一部の重量を案内軸６の下に設けた圧縮ばね７の撓みにより吸収するのでフォーク４の昇降速度を微妙に制御する必要がなくなり、パレット交換のサイクルタイムを短縮することができる。例えば、前記ＴＢ４０×４０の圧縮ばねを４基フォークに設定した場合、４基×８０ｋｇ／ｍｍ×６．４ｍｍ＝２０４８ｋｇの重量に対し１００万回のパレット交換に使用可能となる。
載置表面が１００ｃｍ×１００ｃｍ、厚さ１０ｃｍの鋳鉄製のパレットに２００ｋｇのワークを載置する場合、全重量は約１０００ｋｇであり載置時の圧縮ばねの撓みは約３．２ｍｍとなり十分許容できる範囲内で使用可能であることがわかる。
【００２２】
〔実施例２〕
図３はパレット受台のパレット着座部にショックアブソーバを設けたパレット交換装置のパレット受け渡し部断面図である。
図３において、パレット３を位置決めして着座させるパレット着座装置１２が本機テーブル１１上に固設されている。昇降及び旋回が制御可能な旋回軸１に旋回アーム２が取着されている。旋回アーム３の分岐した一対のフォーク４はパレット３を下面で支えパレット着座装置１２の直上に運搬する。パレット３を支える一対のフォークの内側でパレット３の中心寄りに設けられた着座コーン１３に対峙してパレット着座装置１２に複数のショックアブソーバ１４が設けられている。
【００２３】
ショックアブソーバ１４はパレット着座装置１２の上方に突出する軸端部がパレット３の着座コーン１３に対峙して軸コーンに形成されている。案内軸の機能を有するコーン軸１５は、パレット着座装置１２に設けられメタル１６により昇降可能に支承されている。コーン軸１５の下方軸端部１５ｂには圧縮ばね７が介在し、パレット着座装置１２に孔設されたショックアブソーバ１４を埋設する穴１２ａに設けられている。穴１２ａの基底面と下方軸端部１５ｂの端面間には隙間ｓが設けられている。パレット３がパレット着座装置１２上で内径コーン１３ａと外径コーン１１ａが係合し位置決めされる時、パレット３の重量がコーン軸１５に加わり圧縮ばね７を圧縮させる。
【００２４】
次に、パレット着座装置１２にショックアブソーバ１４を設けた場合の作用について説明する。
パレット交換のサイクルタイムの短縮は、本機テーブル上におけるパレットの受け渡し時間を短縮することにより効果的となる。その結果、全体のサイクルタイムを短縮したり、本機側の加工に使用できる時間を長くすることができるからである。
従って、パレット着座装置１２にショックアブソーバ１４を設けることにより、パレット交換のサイクルタイムの短縮化を図ることができる。
【００２５】
パレット着座装置１２ではパレットを位置決めする機能を有しているので、ショックアブソーバ１４は二つの機能を備えることになる。一つは上下動するコーン軸１５を精度良く支承するメタル１６による位置決め性であり、ほかの一つはパレット３を載置する過程で圧縮ばね７が撓んで荷重を０からある量まで連続的にスムーズに受けることにより衝撃を緩和することである。
【００２６】
なお、上記の実施形態では座ぐり係合部を２段階としているが、その形状や強度を考慮していれば機能はそのまま一つに集約しても良い。また、アブソーバをパレット側に設けても良い。アブソーバの構造についても、上述のばねの他、流体や磁力などを用いることもでき、このような場合にはばね定数を可変としても良い。その他本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のパレット交換装置は上述のように構成されているので、次に記載する効果を奏する。
請求項１の発明は、フォークに設けたショックアブソーバを作用させながらパレットをフォーク上に載置するために、移載時の衝撃が少ないという効果を有する。
また、パレットとフォークとが対峙する面に軸係合部を設けたのでパレットとフォークが最初に係合するときの位置ずれがなく、また座ぐり係合部を設けたのでパレット交換アームが高速で旋回してもパレットがフォークから落下することがないという効果を有する。
【００２８】
請求項２の発明は、フォークと本機テーブル間でパレットを移し替えるときパレットの重量の大部分をフォークにコンパクトに設けた高耐荷重性能を有する圧縮ばねで徐々に荷重を移行させるようにしたので、移し替え時に衝撃の発生が緩和され本機テーブル上でのパレットチエンジの高速化に寄与する効果を有する。
【００２９】
請求項３の発明は、ショックアブソーバに異径断面の高耐荷重性能を有する圧縮ばねを使用することによりパレット移載時の衝撃的に加わる荷重の衝撃吸収機能が発揮できるという効果を有する。
また、フォークに付設可能な形状の小さいショックアブソーバに構成されているが繰り返し荷重に対する良好な耐久性を有するという効果を有する。
また、当該ショックアブソーバの上部に設けられパレットの重量を受けて下降する案内軸の先端部分はパレットの裏面の窪みと係合させているので載置時の安定性が良好なフォークの旋回時パレットが横ずれすることなく旋回動作が安定する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はフォークのパレット載置部にショックアブソーバを設けたパレット交換装置のパレット受け渡し部の断面図である。
【図２】図２は拡大したショックアブソーバの断面図で、（ａ）はパレット持ち上げ前のフォークのショックアブソーバ断面、（ｂ）はパレット持ち上げ後のフォークのショックアブソーバ断面である。
【図３】図３はパレット受台のパレット着座部にショックアブソーバを設けたパレット交換装置のパレット受け渡し部断面図である。
【図４】横形マシニングセンタに装備されたショックアブソーバを有しない従来のパレット交換装置である。
【符号の説明】
１  旋回軸                  ２  旋回アーム
３  パレット                ４  フォーク
５，１４  ショックアブソーバ
６  案内軸                  ７  圧縮ばね
８  フタ                    ９  軸係合部
１０  座ぐり係合部          １１  本機テーブル
１２  パレット着座装置      １３  着座コーン
１５  コーン軸              １６  メタル
【図１】
2004338067.tif 000003
【図２】
2004338067.tif 000004
【図３】
2004338067.tif 000005
【図４】
2004338067.tif 000006