(57)【要約】【課題】機械の製造コストを低減させることができるとともに、ワークが載置されたパレットテーブルの高速移動を可能とし、全体としての加工効率を向上させることができる工作機械を提供する。【解決手段】加工ヘッドを上下及び左右に移動させる上下駆動機構及び左右駆動機構を具備した工作機械本体２と、加工ヘッドの下方に固設された加工用テーブル７、及び待機用テーブル８，９から成るテーブルと、ワークが載置可能とされた第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１とを備えた工作機械において、工作機械本体２の左右駆動機構により第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１を加工用テーブル７と待機用テーブル８，９との間で交互に移動させるものである。【選択図】  図４
2005001071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対し所定の加工を施すための加工ヘッドを上下及び左右に移動させる上下駆動機構及び左右駆動機構を具備した工作機械本体と、
該工作機械本体の加工ヘッドの下方に固設された加工用テーブル、及び該加工用テーブルの左右のそれぞれに配設された待機用テーブルから成るテーブルと、
ワークが載置可能とされるとともに、前記加工用テーブル上及び左右いずれかの待機用テーブル上に配設され、当該加工用テーブルと左右の待機用テーブルとの間を移動可能とされた２つのパレットテーブルと、
を備えた工作機械において、
前記工作機械本体の左右駆動機構により前記２つのパレットテーブルを前記加工用テーブルと待機用テーブルとの間で交互に移動させることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
前記２つのパレットテーブルのそれぞれから前記工作機械本体側へ延設されたアーム部と、
前記工作機械本体の左右駆動機構に配設され、該アーム部の先端と係合及び離間して当該左右駆動機構と２つのパレットテーブルのそれぞれとを連結可能な連結手段と、
を具備したことを特徴とする請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
前記連結手段は、上下方向に移動可能なロッドを有した連結用シリンダから成るとともに、前記アーム部の先端に当該ロッド先端と係合し得る係合部が形成されたことを特徴とする請求項２記載の工作機械。
【請求項４】
前記連結手段は、連結用シリンダのロッド先端が前記アーム部の係合部に係合したことを検知する検知手段を具備したことを特徴とする請求項３記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに対し所定の加工を施すための加工ヘッドを上下及び左右に移動させる上下駆動機構及び左右駆動機構を具備した工作機械本体と、加工位置と待機位置との間を移動可能な２つのパレットテーブルとを具備した工作機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、工作機械としての木工機は、ルータヘッドやボーリングヘッド等ワークに対して所定の加工を施すための種々加工ヘッドを有した工作機械本体と、ワークを載置するためのパレットテーブルと、床面に固定されてパレットテーブルを固定するためのテーブルとを有しており、テーブル上にパレットテーブルを固定した後、そのパレットテーブル上のワークに対して工作機械本体が所定の加工を施すよう構成されている。
【０００３】
然るに、加工効率を向上させるべく、工作機械本体の加工ヘッドの下方に配設された加工用テーブルに加え、その左右にそれぞれ待機用テーブルを具備するとともに、ワークを載置し得る２つのパレットテーブルが交互に加工用テーブルと待機用テーブルとの間を移動する木工機が従来より提案されている（例えば、特許文献１にて開示されている）。
【０００４】
より具体的には、特許文献１で開示された木工機は、駆動用シリンダを具備しており、かかる駆動用シリンダのロッド先端をパレットテーブルの端部に係合させつつ当該ロッドを伸縮させることにより、２つのパレットテーブルを加工用テーブルと待機用テーブルとの間で移動させるよう構成されていた。尚、加工用テーブル及び左右の待機用テーブルの上面には、レールが敷設されており、該レールに沿って２つのパレットテーブルが各テーブル間を移動するようになっている。
【０００５】
上記構成により、加工用テーブルにおけるパレットテーブル上のワークに対して所定の加工を施している間に、待機用テーブルにおけるパレットテーブルに加工前のワークを載置或いは加工後のワークを搬出させることができ、加工作業とワークの搬出及び搬入作業とを同時に行わせることができるので、加工効率を向上させることができる。
【０００６】
【特許文献１】
実公昭６０−２３１２２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の工作機械においては、２つのパレットテーブルを移動させるための駆動手段がシリンダで構成されていたため、以下の如き問題があった。即ち、近時における工作機械の加工性能の向上に伴いワークに対する加工時間は著しく短縮されてきているため、加工用テーブル上のパレットテーブルを素早く交換する必要が生じているのが実情であるが、シリンダにてパレットテーブルを移動させる際には、当該シリンダの動作速度を高めなければならない。
【０００８】
しかし、シリンダにおいては微妙な速度調整が不可能であるため、高速駆動させると、パレットテーブルの始動時及び停止時において当該パレットテーブル及びその上に載置されたワークに対して急激な負荷が付与されることとなり、より高性能なショックアブゾーバやより強固なワークの固定手段が必要となるため、製造コストが悪化してしまうという不具合があった。
【０００９】
一方、上記の如くシリンダの高速化には限界があるため、加工に支障のない程度の速度にてパレットテーブルを移動させる必要があるが、それでは高速化された工作機械本体に対するパレットテーブルの交換作業が追従できない場合があり、加工時間全体を短縮させることができない。よって、工作機械本体が高速化したとしても全体としての加工効率を向上させることができないという不具合が生じてしまう。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、機械の製造コストを低減させることができるとともに、ワークが載置されたパレットテーブルの高速移動を可能とし、全体としての加工効率を向上させることができる工作機械を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ワークに対し所定の加工を施すための加工ヘッドを上下及び左右に移動させる上下駆動機構及び左右駆動機構を具備した工作機械本体と、該工作機械本体の加工ヘッドの下方に固設された加工用テーブル、及び該加工用テーブルの左右のそれぞれに配設された待機用テーブルから成るテーブルと、ワークが載置可能とされるとともに、前記加工用テーブル上及び左右いずれかの待機用テーブル上に配設され、当該加工用テーブルと左右の待機用テーブルとの間を移動可能とされた２つのパレットテーブルとを備えた工作機械において、前記工作機械本体の左右駆動機構により前記２つのパレットテーブルを前記加工用テーブルと待機用テーブルとの間で交互に移動させることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の工作機械において、前記２つのパレットテーブルのそれぞれから前記工作機械本体側へ延設されたアーム部と、前記工作機械本体の左右駆動機構に配設され、該アーム部の先端と係合及び離間して当該左右駆動機構と２つのパレットテーブルのそれぞれとを連結可能な連結手段とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の工作機械において、前記連結手段が、上下方向に移動可能なロッドを有した連結用シリンダから成るとともに、前記アーム部の先端に当該ロッド先端と係合し得る係合部が形成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の工作機械において、前記連結手段は、連結用シリンダのロッド先端が前記アーム部の係合部に係合したことを検知する検知手段を具備したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る工作機械は、図１〜図３に示すように、工作機械本体２と、加工用テーブル７、待機用テーブル８，９から成るテーブルと、２つのパレットテーブル（第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１）とから主に構成されたもので、加工用テーブル７に位置するパレットテーブル（第１パレットテーブル１０又は第２パレットテーブル）上に載置されたワークを加工するためのものである。
【００１６】
工作機械本体２は、ワークに対し所定の加工を施すための複数の加工ヘッド５を有しているとともに、これら加工ヘッド５を上下（上昇又は下降）及び左右に移動させるための上下駆動機構及び左右駆動機構を具備したものである。具体的には、ボールネジ４ｂに沿って左右方向（図３における左右方向）へ移動する移動体４ａが配設されており、該移動体４ａに昇降体３ａが配設されている。この昇降体３ａは、移動体４ａ内に配設されたボールネジをサーボモータ（何れも不図示）で回転駆動させることにより、上下動可能とされている。そして、かかる昇降体３ａには、シリンダ１９にて上下動可能とされたツールチェンジ部材１８等を介して複数の加工ヘッド５が配設されている。尚、同図中符号６は、各加工ヘッド５を上下動させるための昇降シリンダを示している。
【００１７】
即ち、ボールネジ４ｂ、移動体４ａ及び該移動体４ａをボールネジ４ｂに沿って移動させるサーボモータ（不図示）等により左右駆動機構が構成されるとともに、昇降体３ａ及びそれを上下動させる駆動機構（図示しないボールネジ及びサーボモータ等）により上下駆動機構が構成されており、加工ヘッド５は、移動体４の左右方向への動作及び昇降体３ａの上下方向の動作により移動し得るよう構成されている。尚、図１中の符号１２は、工作機械本体２の基台を示しており、かかる基台１２に当該工作機械本体２の各種構成要素が配設されている。
【００１８】
上記工作機械本体２の前側下方には、図２に示すように、加工用テーブル７がフレームＦ上に配設されており、該加工用テーブル７の左右位置（移動体４の移動方向と平行な位置）には、それぞれ待機用テーブル８及び９が床面に固設されている。よって、これら加工用テーブル７と左右の待機用テーブル８及び９とは、一列に併設された状態とされている。
【００１９】
また、同図に示すように、上記加工用テーブル７の上面には、左右方向に平行に延びた２本のレール７ａが形成されているとともに、左右それぞれの待機用テーブル８及び９の上面にも、左右方向に平行に延びた２本のレール８ａ及び９ａが形成されている。かかる加工用テーブル７のレール７ａの各右端は、レール８ａの各左端と対向しつつ、当該レール７ａの各左端はレール９ａの各右端と対向して敷設されており、ワークを載置する載置面１０ｂ、１１ｂを有した第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１が加工用テーブル７及び左右の待機用テーブル８、９のレールに沿って摺動可能とされている。
【００２０】
即ち、第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１は、各テーブル上面のレールに沿って摺動可能とされているため、加工用テーブル７と左右の待機用テーブル８，９との間を交互に移動可能とされているのである。尚、第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１には、それぞれ吸着アーム１７が連結されており、各パレットテーブルの載置面１０ｂ、１１ｂに載置されたワークを吸着して固定することが可能とされている。
【００２１】
更に、フレームＦには、その上面において左右方向に延びたレール７ａとは直交する方向（即ち、工作機械本体２に向かった方向）に２本のレール１４が配設されているとともに、当該フレームＦ上面から出没可能な位置決めピン７ｂが形成されている。これにより、加工用テーブル７上のパレットテーブル（第１パレットテーブル１０又は第２パレットテーブル１１）を位置決めピン７ｂで位置決めしつつ、そのパレットテーブルを加工用テーブル７と共にレール１４に沿って摺動可能としている。
【００２２】
ところで、工作機械本体２における移動体４ａには、図４及び図５で示すような連結手段１３が配設されている一方、第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１のそれぞれは工作機械本体２側へ延設されたアーム部１０ａ若しくは１１ａ（図１、２参照）を具備している。かかる連結手段１３は、エアシリンダ１３ａ（連結用シリンダ）と、該エアシリンダ１３ａの駆動により上下動可能なロッド１３ｂとから主に構成されている。
【００２３】
尚、エアシリンダ１３ａは、エンドロックシリンダから成るものであり、電磁弁１６（図５参照）からのエアの供給が停止されても、ロッド１３ｂが下方に落下しないよう構成されている。また、ロッド１３ｂの下端近傍は、リニアブッシュ１５を貫通して配設されており、その上下動におけるガイドが行われるようになっている。ここで、上記電磁弁１６の切り換えにより、ロッド１３ｂの上下動及び停止がなされるようになっている。
【００２４】
一方、加工用テーブル７上に位置するパレットテーブル（図４においては第１パレットテーブル１０が加工用テーブル７上に位置している状態を示している）におけるアーム部１０ａの先端には、ロッド１３ｂの先端面１３ｂａと係合可能な凹部１０ａａ（係合部）が形成されている（図６参照）。これにより、エアシリンダ１３ａを駆動させてロッド１３ｂが下降すると、該ロッド１３ｂの先端がアーム部１０ａ先端の凹部１０ａａに合致して係合させることができる。
【００２５】
尚、図５に示すように、連結手段１３は、移動体４ａに２つ平行に取り付けられており、２本のロッド１３ｂが同時に下降するようになっているとともに、一方のロッド１３ｂが第１パレットテーブル１０のアーム部１０ａと係合すると同時に他方のロッド１３ｂが第２パレットテーブル１１のアーム部１１ａと係合するよう構成されている。
【００２６】
上記の如く２本のロッド１３ｂがアーム部１０ａ及び１１ａと係合することにより、第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１と左右駆動機構とが連結されるので、当該左右駆動機構により移動体４ａが左右に移動するのに伴い、第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１も加工用テーブル７、及び左右の待機用テーブル８、９の間を移動可能とされている。
【００２７】
更に、連結手段１３には、各ロッド１３ｂの先端がアーム部１０ａ及び１１ａ先端の凹部（係合部）に係合したことを検知すべくリードスイッチ等から成る検知手段（不図示）が設けられており、ロッド１３ｂの位置が各凹部（係合部）と係合した位置ではないことを検知すると、木工機１全体が停止して作業者に報知し得るよう構成されている。
【００２８】
かかる構成により、より確実にパレットテーブル（第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１）と左右駆動機構との連結を行わせることができるとともに、連結状態が得られない、又は不完全なままの駆動を回避することができ、工作機械の安全性を向上させることができる。
【００２９】
次に、上記構成の木工機１（工作機械）における動作について説明する。
例えば、初期状態（何れのパレットテーブル上にもワークが載置されていない状態）において、図２で示すように、第１パレットテーブル１０が加工用テーブル７に位置するとともに、第２パレットテーブル１１が左側の待機用テーブル９に位置している場合、当該第２パレットテーブル１１の載置面１１ｂにワークを載置しつつ吸着して固定させる。
【００３０】
その後、左右駆動機構により移動体４ａをアーム部１０ａ及び１１ａの上方まで移動させ、連結手段１３におけるエアシリンダ１３ａを駆動させてロッド１３ｂを下降させる。そして、２本のロッド１３ｂの先端がアーム部１０ａ及び１１ａのそれぞれに係合した後、左右駆動機構により移動体４ａを同図中右側へ移動させ、これに伴いワークを載置した第２パレットテーブル１１が加工用テーブル７上に、第１パレットテーブル１０が右側の待機用テーブル８上に位置するまで移動する。
【００３１】
第２パレットテーブル１１が加工用テーブル７上に位置した後、ロッド１３を上昇させて連結手段１３による係合を解除するとともに、当該加工用テーブル７を第２パレットテーブル１１を載置したままレール１４に沿って工作機械本体２側へ移動させ、その載置面１１ｂに載置されたワークに対して加工ヘッド５による所定の加工が施される。かかる加工の間、右側の待機用テーブル８に位置する第１パレットテーブル１０の載置面１０ｂにワークを載置しつつ吸着して固定させておく。
【００３２】
然るに、ワークの加工が終了すると、第２パレットテーブル１１をレール１４に沿って加工用テーブル７上の初期位置まで戻すとともに、再びエアシリンダ１３ａを駆動させてロッド１３ｂを下降させ、２本のロッド１３ｂの先端をアーム部１０ａ及び１１ａのそれぞれに係合させる。係合が確認された後、左右駆動機構により移動体４ａを図２中左側へ移動させ、これに伴い加工後のワークを載置した第２パレットテーブル１１が左側の待機用テーブル９上に、加工前のワークを載置した第１パレットテーブル１０が加工テーブル７上に位置するまで移動する。
【００３３】
以下同様に、連結手段１３による係合を解いて第１パレットテーブル１０の載置面１０ｂ上のワークに対し所定の加工を施すとともに、左側の待機用テーブル９に位置する第２パレットテーブル１１の載置面１１ｂに載置された加工後のワークを取り出し、加工前の新たなワークを載置しつつ吸着して固定させる。このように、加工とワークの搬出及び搬入とが同時に行われるので、加工効率を向上させることができる。
【００３４】
ここで、本実施形態においては、第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１は、工作機械本体２の左右駆動機構の駆動により加工用テーブル７と左右の待機用テーブル８、９との間で交互に移動されることとなるので、従来の如くパレットテーブルを摺動させるための別途の駆動用シリンダ等が不要となるとともに、当該駆動用シリンダを用いた場合に付随的に必要とされた高性能なショックアブゾーバ等を不要とすることができる。
【００３５】
即ち、加工ヘッド５を左右に移動させるための左右駆動機構が第１パレットテーブル１０及び第２パレットテーブル１１を移動させるための手段と兼用されているため、別途の駆動手段を不要とし、従って、工作機械の製造コストを低減させることができるのである。
【００３６】
更に、工作機械本体２の左右駆動機構（具体的にはサーボモータ）にてパレットテーブルを移動させるので、微妙な速度調整が可能であり、当該パレットテーブルの始動時及び停止時に付与される急激な負荷や衝撃等を最小限に抑えつつ高速に移動させることができる。従って、ワークが載置されたパレットテーブルの高速移動を可能として全体としての加工効率を向上させることができる。
【００３７】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、左右駆動機構でパレットテーブルを移動させる構成に加え、上下駆動機構にて連結手段とパレットテーブルとを連結させるようにしてもよい。例えば、上下駆動機構で上下動する加工ヘッドと併設させて、パレットテーブルと係合し得る係合手段を配設し、当該上下駆動機構にてその係合手段を下降させてパレットテーブルと連結させた後、左右駆動機構にて左右方向に移動させるようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、工作機械本体の左右駆動機構により２つのパレットテーブルを加工用テーブルと待機用テーブルとの間で交互に移動させるので、パレットテーブルを移動させる駆動手段を工作機械本体の左右駆動機構にて兼用させることができ、別途の駆動用のシリンダを不要とすることができるとともに、シリンダを用いた場合に付随的に必要とされた高性能なショックアブゾーバ等を不要とすることができる。従って、工作機械の製造コストを低減させることができる。
【００３９】
加えて、工作機械本体の左右駆動機構にてパレットテーブルを移動させるので、微妙な速度調整が可能であり、当該パレットテーブルの始動時及び停止時に付与される急激な負荷や衝撃等を最小限に抑えつつ高速に移動させることができる。従って、ワークが載置されたパレットテーブルの高速移動を可能として全体としての加工効率を向上させることができる。
【００４０】
請求項２の発明によれば、パレットテーブルのアーム部に左右駆動機構に配設された連結手段を係合させて、これらパレットテーブルと左右駆動機構とを連結させるので、既存の工作機械に対しても容易にアーム部及び連結手段を取り付けることができ、パレットテーブルを移動させる駆動手段を工作機械本体の左右駆動機構にて兼用させることができるとともに、パレットテーブルの高速移動を可能とすることができる。
【００４１】
請求項３の発明によれば、連結手段が連結用シリンダから成るとともに、そのロッド先端をアーム部の先端に係合させるので、簡単な構成にてパレットテーブルと左右駆動機構とを連結させることができる。
【００４２】
請求項４の発明によれば、連結用シリンダのロッド先端が前記アーム部の係合部に係合したことを検知する検知手段を具備したので、より確実にパレットテーブルと左右駆動機構との連結を行わせることができるとともに、連結状態が得られない、又は不完全なままの駆動を回避することができ、工作機械の安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る工作機械を示す右側面図
【図２】同上面図
【図３】同正面図
【図４】本発明の実施形態に係る工作機械における左右駆動機構及び連結手段を示す模式図
【図５】本発明の実施形態に係る工作機械における移動体及び該移動体に取り付けられた連結手段を示す正面図
【図６】本発明の実施形態に係る工作機械におけるパレットテーブルのアーム部先端を示す上面図
【符号の説明】
１…木工機（工作機械）
２…工作機械本体
３ａ…昇降体（上下駆動機構）
３ｂ…昇降シリンダ（上下駆動機構）
４ａ…移動体
４ｂ…ボールネジ
５…加工ヘッド
６…昇降シリンダ
７…加工用テーブル
８、９…待機用テーブル
１０…第１パレットテーブル
１０ａ…アーム部
１０ａａ…凹部（係合部）
１１…第２パレットテーブル
１１ａ…アーム部
１２…基台
１３…連結手段
１３ａ…エアシリンダ（連結用シリンダ）
１３ｂ…ロッド
１３ｂａ…先端面
１４…レール
１５…リニアブッシュ
１６…電磁弁
１７…吸着アーム
１８…ツールチェンジ部材
１９…シリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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