(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプラッシュガードにより包囲された工作機械のテーブルと、前記スプラッシュガードの外側に配置されるパレットストッカとの間でワークを載置、固定したパレットを交換するパレット交換装置において、
前記テーブルとパレットストッカとの間で鉛直方向の旋回軸線まわりに旋回可能に、かつ前記旋回軸線に沿って昇降可能に配設され、前記スプラッシュガードの開口部を開閉する旋回カバーと、
前記旋回カバーと共に前記旋回軸線に沿って昇降し、かつ前記旋回軸線まわりに旋回可能に設けられ、前記テーブルと前記パレットストッカとの間でパレットを交換するパレット交換腕と、
前記スプラッシュガードの側壁内面に当接可能に左右方向へ進退自在に前記旋回カバーの左右両側にそれぞれ設けられた移動カバーと、
前記旋回カバーが前記旋回軸線に沿って昇降する際、前記各移動カバーを前記旋回カバーに対して進退させる第１のリンク機構と、
前記旋回カバーの上縁部に当接可能に上下方向に昇降自在に設けられ、前記旋回カバーの上方の前記スプラッシュガードとのすき間を閉鎖する上部カバーと、
前記旋回カバーが前記旋回軸線に沿って昇降する際、前記旋回カバーの昇降ストローク以上のストロークで前記上部カバーを昇降させる第２のリンク機構と、
前記スプラッシュガードの側壁内面の前記開口部の位置に鉛直方向に延設された畝状の隆起部と、
前記上部カバーの側端部に設けられ、前記隆起部に係合する断面形状の板部材でなり、前記上部カバーを前記隆起部に沿って昇降案内するとともにシールする案内シール部と、
前記移動カバーの前記スプラッシュガードの側壁内面に対面する先端部に設けられ、前記隆起部に係合する形状の板部材でなり、前記移動カバーによって前記隆起部に当接されてシールするシール部と、
を具備することを特徴としたパレット交換装置。
【請求項２】
前記旋回カバーの上縁部には畝状の隆起部が前記旋回カバーの上縁部に沿って延設されており、
前記上部カバーの下縁部には、前記旋回カバーの隆起部に係合する断面形状の板部材でなり、前記上部カバーが前記旋回カバーに当接してシールするシール部が設けられている請求項１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】
本発明は、スプラッシュガードにより包囲された工作機械のテーブルと、前記スプラッシュガードの外側に配置されるパレットストッカとの間でワークを載置、固定したパレットを交換するパレット交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時の工作機械、特にマシニングセンタでは、ワークをパレットに載置、固定した状態で工作機械のテーブルに搬出入するパレット交換装置が備えられている。工作機械のテーブルの周囲の空間（加工領域）は、加工に際して加工液や切屑が工作機械の周囲に飛散することを防止するため、また、作業者の安全確保のためにスプラッシュガードにより包囲されている。スプラッシュガードの開口部はパレット交換装置と連動する旋回カバーにより閉鎖されており、前記旋回カバーはパレット交換に際してパレット交換装置と共に旋回するようになっている。
【０００３】
特開２０００−３３５３１号公報には、パレット交換装置と共に昇降、旋回する第１の旋回ドアと、第１の旋回ドアと共に旋回のみする第２の旋回ドアと、第１の旋回ドアに設けられスプラッシュガードの側壁内面に接近、離反する移動ドアとを具備したスプラッシュガードの旋回カバーが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開２０００−３３５３１号公報に記載の旋回カバーでは、第１の旋回ドアが第２の旋回ドア内に進入するように構成されているために、第１の旋回ドアと第２の旋回ドアとの間に加工プロセス中に発生した切屑が挟み込まれて、第１のドアの昇降動作が円滑に行えなくなる問題がある。また、同公報の旋回カバーでは、旋回のみする第２の旋回ドアとスプラッシュガードの側壁内面との間のシールが不完全になる問題がある。
【０００５】
本発明は、こうした従来技術の問題点を解決することを技術課題としており、旋回カバーの動作を円滑にしたパレット交換装置を提供することを目的としている。
更に、本発明は、旋回カバーとスプラッシュガードの側壁内面との間のシールを完全にしたパレット交換装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、スプラッシュガードにより包囲された工作機械のテーブルと、前記スプラッシュガードの外側に配置されるパレットストッカとの間でワークを載置、固定したパレットを交換するパレット交換装置において、前記テーブルとパレットストッカとの間で鉛直方向の旋回軸線まわりに旋回可能に、かつ前記旋回軸線に沿って昇降可能に配設され、前記スプラッシュガードの開口部を開閉する旋回カバーと、前記旋回カバーと共に前記旋回軸線に沿って昇降し、かつ前記旋回軸線まわりに旋回可能に設けられ、前記テーブルと前記パレットストッカとの間でパレットを交換するパレット交換腕と、前記スプラッシュガードの側壁内面に当接可能に左右方向へ進退自在に前記旋回カバーの左右両側にそれぞれ設けられた移動カバーと、前記旋回カバーが前記旋回軸線に沿って昇降する際、前記各移動カバーを前記旋回カバーに対して進退させる第１のリンク機構と、前記旋回カバーの上縁部に当接可能に上下方向に昇降自在に設けられ、前記旋回カバーの上方の前記スプラッシュガードとのすき間を閉鎖する上部カバーと、前記旋回カバーが前記旋回軸線に沿って昇降する際、前記旋回カバーの昇降ストローク以上のストロークで前記上部カバーを昇降させる第２のリンク機構と、前記スプラッシュガードの側壁内面の前記開口部の位置に鉛直方向に延設された畝状の隆起部と、前記上部カバーの側端部に設けられ、前記隆起部に係合する断面形状の板部材でなり、前記上部カバーを前記隆起部に沿って昇降案内するとともにシールする案内シール部と、前記移動カバーの前記スプラッシュガードの側壁内面に対面する先端部に設けられ、前記隆起部に係合する形状の板部材でなり、前記移動カバーによって前記隆起部に当接されてシールするシール部とを具備するパレット交換装置を要旨とする。
【０００７】
好ましくは、前記旋回カバーの上縁部には畝状の隆起部が前記旋回カバーの上縁部に沿って延設されており、前記上部カバーの下縁部には、前記旋回カバーの隆起部に係合する断面形状の板部材でなり、前記上部カバーが前記旋回カバーに当接してシールするシール部が設けられている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
先ず、図２を参照すると、本発明の好ましい実施形態によるパレット交換装置１０は、工作機械１００の前方部に配設される。工作機械１００は横形マシニングセンタを形成しており、ベッド１０２の上面において水平左右方向であるＸ軸方向に往復移動可能に設けられたコラム１０４、鉛直方向であるＹ軸に沿って往復移動可能に設けられた主軸頭１０６、Ｘ軸、Ｙ軸に垂直なＺ軸を中心として旋回自在に主軸頭１０６に内蔵された主軸１０８、ベッド１０２に対してＺ軸方向に往復自在に配設されたテーブル１１０を具備している。本明細書では、Ｚ軸方向を前後方向としてＺ軸に沿って主軸１０８の突出している方向を前方（図２において左側）、Ｘ軸方向を左右方向または横方向として工作機械１００を前方から見た場合（図３）において左右を定義する。
【００１１】
また、工作機械１００は、テーブル１１０の周囲の空間（加工領域）をスプラッシュガードにより包囲されており、加工に際して発生する加工液の飛沫や加工屑が工作機械１００の周囲に飛散することを防止している。前記スプラッシュガードは、固定式の左右の側壁１１２および天井壁（図示せず）を含んで成る（図２参照）。
【００１２】
本実施形態によるパレット交換装置１０は、前記スプラッシュガードの前方開口部を包囲する旋回カバー１４、旋回カバー１４と共に旋回軸１２を中心として旋回し、パレットストッカ２１とテーブル１１０との間でパレットＰを交換するパレット交換腕２０を具備している。図１を参照すると、旋回軸１２は前記スプラッシュガードの前方開口部の鉛直中心軸線に一致する旋回軸線Ｏに沿って延設されて、天井梁１１８に垂設された１対のロッド１８の内側に挿通されており、軸受１６により旋回軸線Ｏに沿って鉛直方向に昇降自在かつ旋回軸線Ｏまわりに旋回自在に支持されている。なお、図１は中心線から右側はパレット交換腕が下降して移動カバー及び上部カバーが閉じている状態を表わし、左側はパレット交換腕が上昇して移動カバー及び上部カバーが開いている状態を表わしている。
【００１３】
ロッド１８は旋回軸１２と共に旋回軸線Ｏまわりに旋回自在にかつ上下方向には移動しないように天井梁１１８に連結されている。旋回カバー１４はパレット交換腕２０及びカバー固定部材１２ａを介して旋回軸１２に固定されており、旋回軸１２と共に昇降自在かつ旋回自在に設けられている。パレット交換腕２０は旋回軸１２の下端部に連結されており、旋回軸１２および旋回カバー１４と共に昇降自在かつ旋回自在に設けられている。
【００１４】
旋回カバー１４は、前後方向に平行に配設された２枚の薄板状のカバー部材３０により箱状にかつ旋回カバー１４を中心として左右対称に形成されている。図１は、前側のカバー部材を取り外して旋回カバー１４の内部構造を示している。旋回カバー１４の左右の中心部には加工領域をスプラッシュガードの外部から目視可能とする開口部３２が形成されており、該開口部３２は強化ガラスやポリカーボネート等の透明部材により閉鎖される。また、旋回カバー１４内には、ブラケット部材４２を介してロッド１８に固定された固定リンク部材４６が、旋回カバー１４の上下方向の昇降動作に対して相対移動可能に配設されている。
【００１５】
旋回カバー１４の左右方向外側には可動式の移動カバー３４が第１のリンク機構としての上リンク機構３８及び下リンク機構４０を介して旋回カバー１４に対してそれぞれ左右方向に移動可能に連結されている。図４を参照すると、移動カバー３４は板状の部材であり、旋回カバー１４のカバー部材３０が形成する内部空間内に進退自在に設けられている。移動カバー３４の側縁部には前記スプラッシュガードの左右の側壁１１２に当接するシール部３４ａが形成されている。側壁１１２において移動カバー３４のシール部３４ａに当接する部分には、鉛直方向に延設された山形の畝状の隆起部１１２ａが形成されており、シール部３４ａは隆起部１１２ａの斜面に係合する断面コの字形の凹所にて形成されている。
【００１６】
旋回カバー１４のカバー部材３０と移動カバー３４との相対移動する部分には、カバー部材３０から１対のワイパ部材３０ｂが移動カバー３４を挟み込むように設けられ、移動カバー３４の表面に付着した加工層や加工液が移動カバー３４の移動時に箱形の旋回カバー１４内部に侵入しないようにしている。ワイパ部材３０ｂは例えばりん青銅製の弾性を有した板部材が望ましい。
【００１７】
上リンク機構３８は、固定リンク部材４６およびカバー部材３０に連結された入力リンク部材２２、入力リンク部材２２および移動カバー３４に連結された出力リンク部材２４、出力リンク部材２４およびカバー部材３０に連結された案内リンク部材２６を含んでいる。より詳細には、入力リンク部材２２は、回動軸２２ａを介して固定リンク部材４６に回動自在に連結され、回動軸２２ｂを介してカバー部材３０に回動自在に連結されている。出力リンク部材２４は回動軸２４ａを介して入力リンク部材２２に回動自在に連結され、かつ、ねじ等の締結具により移動カバー３４に連結されている。案内リンク部材２６は、回動軸２４ｂを介して出力リンク部材２４に回動自在に連結され、回動軸２６ａを介してカバー部材３０に回動自在に連結されている。
【００１８】
下リンク機構４０は、固定リンク部材４６およびカバー部材３０に連結された入力リンク部材２８、入力リンク部材２８および移動カバー３４に連結された出力リンク部材３９、出力リンク部材３９およびカバー部材３０に連結された案内リンク部材４１を含んでいる。より詳細には、入力リンク部材２８は、回動軸２８ａを介して固定リンク部材４６に回動自在に連結され、回動軸２８ｂを介してカバー部材３０に回動自在に連結されている。出力リンク部材３９は回動軸３９ａを介して入力リンク部材２８に回動自在に連結され、かつ、ねじ等の締結具により移動カバー３４に連結されている。案内リンク部材４１は、回動軸３９ｂを介して出力リンク部材３９に回動自在に連結され、回動軸４１ａを介してカバー部材３０に回動自在に連結されている。
【００１９】
旋回カバー１４の上方において天井梁１１８の下側とのすき間には、スプラッシュガード開口部の全幅にわたる１枚ものの可動式の上部カバー４８が第２のリンク機構５０を介して上下方向に昇降自在に配設されている。図５を参照すると、上部カバー４８は左右方向の側縁部に前記スプラッシュガードの側壁１１２の隆起部１１２ａに係合して、上部カバー４８の上下方向の移動を案内すると共に、上部カバー４８とスプラッシュガードの側壁１１２の内面との間をシールする案内シール部４８ａが形成されている。案内シール部４８ａは隆起部１１２ａの斜面に係合する断面コの字形の凹所にて形成されている。また、図６を参照すると、上部カバー４８は、更に、上部カバー４８が下動して旋回カバー１４の上縁部に当接したときに、旋回カバー１４の上縁部に延設された隆起部３０ａに係合して、上部カバー４８と旋回カバー１４との間をシールするシール部４８ｃを有している。シール部４８ｃは隆起部３０ａの斜面に係合する断面コの字形の凹所にて形成されている。
【００２０】
第２のリンク機構５０は、旋回軸１２と共に昇降するが、旋回軸１２と一体では回転しないように設けられたＬ字状の入力リンク部材５２と、入力リンク部材５２と上部カバー４８の間に設けられた出力リンク部材５４とを具備している。出力リンク部材５４は、一端において、天井梁１１８に固定されたブラケット部材５６に回動軸５４ａを介して回動自在に連結されており、他端において上部カバー４８に設けられたピン４８ｂと、出力リンク部材５４に形成されたカバー案内スロット５４ｃとの係合を通じて上部カバー４８に連結されている。出力リンク部材５４は、更に、入力リンク部材５２に設けられたピン５２ａと、出力リンク部材５４においてカバー案内スロット５４ｃの内側に形成された案内スロット５４ｂとの係合を通じて入力リンク部材５２に連結されている。
【００２１】
以下、本実施形態の作用を説明する。
図示しない機械制御装置からパレット交換指令が発せられると、パレット交換腕２０が上動動作を開始する。パレット交換腕２０が上動すると、これに連結されている旋回軸１２および旋回カバー１４もまたパレット交換腕２０と共に上動動作を開始する。旋回カバー１４が上動すると、第１のリンク機構３８、４０の入力リンク部材２２、２８が図１において矢印Ｒで示す方向に回転し、出力リンク部材２４、３９が矢印Ｌで示す方向に移動される。これにより、移動カバー３４がスプラッシュガードの側壁１１２の内面から離反する方向に移動する。これにより、旋回カバー１４とスプラッシュガードの側壁１１２の内面との間には、隙間ＧLが形成される。
【００２２】
一方、旋回軸１２が上動することにより、旋回軸１２に連結されている第２のリンク機構５０の入力リンク部材５２が旋回軸１２と共に上動する。これにより出力リンク部材５４が回動軸５４ａを中心として矢印ＲＲで示す方向に回転し、上部カバー４８を上動させる。このとき、スプラッシュガード側壁１１２の内面に形成された山形の畝状の隆起部１１２ａに上部カバー４８の案内シール部４８ａが係合しているので、上部カバー４８の上動動作が鉛直方向に案内され、上部カバー４８の上動動作が円滑になる。また、上部カバー４８の案内シール部４８ａの凹所と隆起部１１２ａが係合することにより、ゴム等の弾性部材を用いることなく、完全なシール効果を得ることが可能である。
【００２３】
また、図１に示すように、第２のリンク機構５０の入力リンク部材５２のピン５２ａが係合するスロット５４ｂを上部カバー４８のピン４８ｂの係合するスロット５４ｃよりも回動軸５４ａに接近させた位置に形成することにより、上部カバー４８は旋回軸１２よりも大きく上動し、旋回軸１２および旋回カバー１４の上動動作が完了したときに、上部カバー４８と旋回カバー１４との間に隙間ＧUができる。隙間ＧLおよびＧUのために旋回カバー１４は旋回軸１２を中心として旋回可能となる。
【００２４】
次いで、パレット交換腕２０が旋回カバー１４と共に旋回軸線Ｏまわりに１８０度旋回し、スプラッシュガード内の加工済みワークを載置、固定したパレットと、スプラッシュガードの外側で待機していた新たな未加工ワークを載置、固定したパレットとを入れ換える。次いで、パレット交換腕２０および旋回カバー１４が旋回軸線Ｏに沿って下動しパレット交換動作が終了する。このとき、第１のリンク機構３８、４０の入力リンク部材２２、２８が矢印Ｒで示す方向とは反対方向に回転し、出力リンク部材２４、３９が矢印Ｌで示す方向とは反対方向に移動される。これにより、移動カバー３４がスプラッシュガードの側壁１１２の内面に接近、当接し、移動カバー３４の先端のシール部３４ａがスプラッシュガード側壁１１２の内面に形成された畝状の隆起部１１２ａに係合する。シール部３４ａの凹所と隆起部１１２ａが係合することにより、ゴム等の弾性部材を用いることなく、完全なシール効果を得ることが可能である。
【００２５】
また、旋回カバー１４と共に旋回軸１２が下動することにより、第２のリンク機構５０の入力リンク部材５２が旋回軸１２と共に下動する。これにより、出力リンク部材５４が矢印ＲＲとは反対方向に回転し上部カバー４８を下動させ、上部カバー４８の下縁部に形成されているシール部４８ｃが、旋回カバー１４の上縁部に形成されている畝状の隆起部３０ａに係合する。シール部４８ｃの凹所と隆起部３０ａが係合することにより、ゴム等の弾性部材を用いることなく、完全なシール効果を得ることが可能である。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明によれば、旋回カバーが上昇する際に、旋回カバーの上昇ストローク以上のストロークで上部カバーが旋回カバーに対して上方に逃げるように動作するために、従来技術のように、第１の旋回ドアと第２の旋回ドアとを形成して、第１の旋回ドアを第２の旋回ドア内に進入するように構成する必要がなく、従って両者間に加工屑が挟み込まれて旋回ドアの昇降動作が円滑に行えなくなる問題が生じない。また、移動カバーの移動機構も含めこれらの動作を比較的簡単な構成で、円滑に行うことができる。そしてスプラッシュガードの前側の開口部の幅いっぱいに旋回カバーを設けることができ、機械の横幅がコンパクトになる。
【００２７】
そして、前記スプラッシュガードの側壁内面には、前記上部カバーの昇降動作を案内する畝状の隆起部が鉛直方向に延設され、前記上部カバーの側端部には前記隆起部に係合する板部材でなる案内シール部が形成されているために、簡単な構成で上部カバーの昇降案内が行えるとともに、上部カバーとスプラッシュガードの側壁内面との間にゴム製のシール部材を配設する必要がなくなり、シール部材が損傷することなく、両者間のシールの信頼性が高くなる。また、前記移動カバーの前記スプラッシュガードの側壁内面に対面する先端部分には前記隆起部に係合する板部材でなるシール部が形成されているために、移動カバーとスプラッシュガードの側壁内面との間にゴム製のシール部材を配設する必要がなくなり、シール部材が損傷することなく、両者間のシールの信頼性が高くなる。
【００２８】
請求項２に記載の本発明によれば、前記旋回カバーの上縁部には畝状の隆起部が前記旋回カバーの上縁部に沿って延設され、前記上部カバーの下縁部には、前記旋回カバーの隆起部に係合して前記旋回カバーと前記上部カバーとの間をシールする板部材でなるシール部が形成されているために、上部カバーと旋回カバーとの間にゴム製のシール部材を配設する必要がなくなる。よってシール部材が損傷することなく、両者間のシールの信頼性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スプラッシュガードと共に示す本発明の好ましい実施形態によるパレット交換装置の正面図であり、図１において旋回カバーは前側のカバー部材を取り外して内部構造が示されている。また、中心線から右側はパレット交換腕が下降して移動カバー及び上部カバーが閉じている状態を表わし、左側はパレット交換腕が上昇して移動カバー及び上部カバーが開いている状態を表わしている。
【図２】図１のパレット交換装置を備えた工作機械としての横形マシニングセンタをスプラッシュガードと共に示す平面図である。
【図３】図２の横形マシニングセンタの正面図である。
【図４】図１において矢視線IV-IVに沿う部分断面図である。
【図５】図１において矢視線V-Vに沿う部分断面図である。
【図６】図１において矢視線VI-VIに沿う部分断面図である。
【符号の説明】
１０…パレット交換装置
１２…旋回軸
１２ａ…カバー固定部材
１４…旋回カバー
１６…軸受
１８…ロッド
２０…パレット交換腕
２２…上リンク機構の入力リンク部材
２４…上リンク機構の出力リンク部材
２６…上リンク機構の案内リンク部材
２８…下リンク機構の入力リンク部材
３０…カバー部材
３０ａ…旋回カバーの隆起部
３２…旋回カバーの開口部
３４…移動カバー
３４ａ…移動カバーのシール部
３８…上リンク機構（第１のリンク機構）
３９…下リンク機構の出力リンク部材
４０…下リンク機構（第１のリンク機構）
４１…下リンク機構の案内リンク部材
４２…ブラケット部材
４６…固定リンク部材
４８…上部カバー
４８ａ…案内シール部
４８ｃ…上部カバーのシール部
５０…第２のリンク機構
５２…第２のリンク機構の入力リンク部材
５４…第２のリンク機構の出力リンク部材
５６…第２のリンク機構のブラケット部材
１００…工作機械
１０２…ベッド
１０４…コラム
１０６…主軸頭
１０８…主軸
１１０…テーブル
１１２…スプラッシュガードの側壁
１１２ａ…スプラッシュガードの隆起部
１１８…天井梁
Ｏ…旋回軸線
Ｐ…パレット
【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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