(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械のベッド上に設けられ、パレットを載置してＺ軸方向へ移動可能なテーブルと、そのテーブルの移動方向前方で、両端に前記パレットの把持部を有するアームを水平旋回可能に設けた旋回ユニットとを備え、前記把持部の一方が前記テーブルの移動方向前方に位置する前記アームの待機位置で、前記把持部への前記パレットの受け渡しを可能としたパレット交換装置であって、
前記把持部は、前記アームにおける前記把持部間方向の水平中心線から傾斜した向きで形成されており、
前記アームの旋回中心を、前記テーブルの中心線よりも左右何れかへずらせて設定し、前記アームの待機位置では、前記アームが前記テーブルの中心線に対して傾斜する斜め姿勢になるとともに把持部がパレットに対向することを特徴とするパレット交換装置。
【請求項２】
アーム上に、待機位置でパレットの前方空間を閉塞可能な衝立を、旋回中心を中心とした点対称位置に一対立設した請求項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、横形マシニングセンタ等の工作機械に設けられるパレット交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば横形マシニングセンタでは、ベッド上に立設され主軸を備えたコラムの前方に、ワークをセットするパレットをクランプ可能なテーブルが、主軸の軸方向（Ｚ軸方向）へ移動可能に設けられると共に、そのテーブルの左右に工具マガジンと操作扉とが向かい合う格好で配置されている。また、テーブルの前方には、両端にパレットの把持部を有するアームを水平旋回可能に設けて、テーブルと共にパレット交換装置を構成する旋回ユニットが設けられて、テーブル上のパレットを交換可能となっている。パレット交換時は、テーブルがアームの把持部が待機する位置まで移動してパレットを把持部へ受け渡した後、アームが上昇してパレットを持ち上げる。次にアームが水平旋回して、当該パレットと、反対側の把持部で把持していた次のパレットとを入れ替え、アームが下降して次のパレットをテーブル上に載置して交換が完了する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記交換装置においては、アームの旋回中心がテーブル中心線の延長上に位置しているため、パレットを把持したアームの旋回範囲がテーブルの左右端面から大きく外側にはみ出す。よって、操作扉はアームの旋回範囲より外側に設けざるを得ず、作業者とテーブルとの距離が離れて作業性が低下してしまう。また、旋回範囲の確保のために前方側への据付スペースも大きくなる。
一方、旋回ユニットの設置によってパレットの前方空間が開放状態となるため、切粉が広い範囲で飛散しやすく、収集作業が面倒ともなっていた。
【０００４】
そこで、請求項１に記載の発明は、旋回ユニットを用いたものであっても、テーブルに対して良好な作業性を維持でき、据付スペースも小さくなるパレット交換装置を提供することを目的としたものである。
【０００５】
【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、前記把持部は、前記アームにおける前記把持部間方向の水平中心線から傾斜した向きで形成されており、アームの旋回中心を、テーブルの中心線よりも左右何れかへずらせて設定し、アームの待機位置では、前記アームが前記テーブルの中心線に対して傾斜する斜め姿勢になるとともに把持部がパレットに対向することを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、切粉の収集を容易とするために、アーム上に、待機位置でパレットの前方空間を閉塞可能な衝立を、旋回中心を中心とした点対称位置に一対立設したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、工作機械としての横形マシニングセンタの平面図で、横形マシニングセンタ１は、ベッド２上に、主軸４を前方（図１の右側）に備えたコラム３を立設し、コラム３の右側には、工具マガジン５が立設されている。この主軸４は、Ｙ軸ガイドを有してＸ軸方向に移動可能なキャリア６によって支持されて、Ｘ軸及びＹ軸方向に移動可能となっている。
また、コラム３の前方左側でベッド２上には、スライド式の操作扉７が設けられて、工具マガジン５との間で主軸４の前方に加工室空間８を形成している。この加工室空間８内でベッド２上には、Ｚ軸方向へ移動可能なテーブル９が設けられている。このテーブル９は、その上面に、ワークを固定可能な平面四角形状のパレット１０を、クランプ状態で載置するものである。
【０００７】
一方、ベッド２上で加工室空間８の前方には、旋回ユニット１１が設けられる。この旋回ユニット１１は、ベッド２内に設けられた図示しないモータ及び油圧シリンダによって回転及び上下動可能な旋回中心としての旋回軸１２と、その旋回軸１２の上端に連結され、平面コ字状の把持部１４，１４を旋回軸１２を中心とした点対称に形成したアーム１３とからなる。ここで旋回軸１２は、テーブル９のＺ軸方向の中心線Ｌよりも、工具マガジン５側（すなわち操作扉７と反対側）に平面方向で右側にずれた位置に設けられている。よって、アーム１３に設けられる把持部１４，１４は、パレット１０の受け渡しのために一方の把持部１４がテーブル９の前方に位置するアーム１３の待機位置では、把持部１４，１４がパレット１０に対して対向するように、アーム１３の中心線から傾斜した向きで形成されている。この旋回ユニット１１とテーブル９とで、パレット交換装置が形成される。なお、テーブル９の移動及びパレット１０のクランプ／アンクランプ動作、アーム１３の回転及び上下動は、主軸４と同様に周知のＮＣ制御によって行われる。
【０００８】
そして、アーム１３上には、衝立１５，１５が立設されている。この衝立１５は、アーム１３の幅よりも大きい平面コ字状の板体で、アーム１３の待機位置で、操作扉７より内側にあってＺ軸方向に伸びる第一仕切板１６と、第一仕切板１６と平行で加工室空間８の右端に沿った第二仕切板１７と、第一、第二仕切板１６，１７の前端同士を接続する第三仕切板１８とからなる。すなわち、アーム１３の待機位置で、左右が操作扉７と工具マガジン５とで閉塞される加工室空間８の前方（パレット１０の前方空間）を、衝立１５によって閉塞可能としたものである。
また、この衝立１５，１５も把持部１４，１４と同様に、旋回軸１２を中心に点対称に設けられていることから、把持部１４，１４の何れがテーブル９の前方にあっても衝立１５による加工室空間８の閉塞は可能となっている。
【０００９】
以上の如く構成されたパレット交換装置においては、加工終了後、アーム１３の待機位置で、ワークを載置したパレット１０をクランプしたテーブル９が前方へ移動し、前進位置（パレット１０の受け渡し位置）で、アーム１３の把持部１４がテーブル９とパレット１０との間に入り込む。このとき、アーム１３の反対側の把持部１４に、次のワークを載置したパレット１０を把持させておく。そして、テーブル９がパレット１０のクランプを解除した後、アーム１３が僅かに上昇し、把持部１４がパレット１０を持ち上げてテーブル９から離反させる。
【００１０】
次に、アーム１３が１８０°水平回転し、加工を終了したパレット１０と次のパレット１０とを入れ替えた後、アーム１３が下降する。すると、次のパレット１０がテーブル９の上面に載置され、テーブル９がパレット１０をクランプする。その後、テーブル９が後方にスライドしてパレット１０を把持部１４から離反させ、パレット１０上のワークを加工位置にセットする。なお、主軸４による加工の際、加工室空間８は、左右両側が操作扉７と工具マガジン５とに、前方がアーム１３上の衝立１５によって囲まれているから、切粉は加工室空間８内にのみ飛散することになる。
【００１１】
このように上記形態のパレット交換装置によれば、アーム１３の旋回軸１２を、テーブル９の中心線Ｌよりも工具マガジン５側へずらせて設定したことで、衝立１５，１５を含めたアーム１３の旋回径が、図１の一点鎖線Ｓで示すようにベッド２上に納まり、特に操作扉７側への突出が少なくなる。よって、操作扉７をテーブル９に近づけて配置でき、操作扉７を開けた際の作業者とテーブル９との距離が近くなって作業性が良好となる。また、待機位置ではアーム１３が斜め姿勢となるため、ベッド２のＺ軸方向の長さを短くすることができ、据付スペースも小さくて済む。
そして、アーム１３上に、待機位置でパレット１０の前方空間を閉塞可能な衝立１５を、旋回軸１２を中心とした点対称位置に一対立設しているから、パレット１０の前方空間を閉塞して切粉の飛散範囲を小さくでき、切粉の収集が容易となる。
【００１２】
なお、衝立の形状は上記形態に限定するものではなく、平面形状が半円形やＵ字形等、パレットの前方空間を閉塞可能であれば、形状は適宜変更可能で、操作扉や工具マガジンとの位置関係によってはＬ字形や単なる一枚の板体等としても良い。また、衝立は立設される板体のみに限らず、衝立の上方空間を覆う天井板を設けることも可能である。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、把持部は、アームにおける前記把持部間方向の水平中心線から傾斜した向きで形成されることで、アームの旋回径がベッド上に納まり、操作扉側への突出を少なくすることができる。よって、操作扉をテーブルに近づけて配置でき、操作扉を開けた際の作業者とテーブルとの距離が近くなって作業性が良好となる。また、把持部がパレットに対向する待機位置ではアームが前記テーブルの中心線に対して傾斜する斜め姿勢となるため、ベッドのＺ軸方向の長さを短くすることができ、据付スペースも小さくて済む。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、アーム上に、待機位置でパレットの前方空間を閉塞可能な衝立を、旋回中心を中心とした点対称位置に一対立設したことで、切粉の飛散範囲を小さくでき、切粉の収集が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】横形マシニングセンタの平面図である。
【符号の説明】
１・・横形マシニングセンタ、２・・ベッド、３・・コラム、４・・主軸、５・・工具マガジン、７・・操作扉、８・・加工室空間、９・・テーブル、１０・・パレット、１１・・旋回ユニット、１２・・旋回軸、１３・・アーム、１４・・把持部、１５・・衝立。
【図１】
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