(57)【要約】【課題】工具交換装置およびパレット交換装置を備えたものであっても、カバーを小型化、簡素化することができる工作機械を提供する。【解決手段】工作機械1は、カバー8、パレット交換装置9,12および工具交換装置7を有し、カバー8に、工具交換装置7による工具Kの交換およびパレット交換装置9,12によるパレットPの交換を行うための１つのドア8a付き開口部8bが設けられ、工具交換装置7は、開口部8bを通じて工具Kを交換する工具交換位置とパレット交換時のパレット交換装置9,12およびパレットPとの干渉を避けうる退避位置との間で移動可能とされ、パレット交換装置9,12は、開口部8bを通じてパレットPを交換するパレット交換位置と工具交換時の工具交換装置7および工具Kとの干渉を避けうる退避位置との間で移動可能とされている。【選択図】図1
2016165774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの加工領域を囲むカバー、工具交換装置およびパレット交換装置を有する工作機械であって、
カバーに、工具交換装置による工具の交換およびパレット交換装置によるパレットの交換を行うための１つのドア付き開口部が設けられている、工作機械。
【請求項２】
工具交換装置が、開口部を通じて工具を交換する工具交換位置とパレット交換時のパレット交換装置およびパレットとの干渉を避けうる退避位置との間で移動可能とされる、請求項１記載の工作機械。
【請求項３】
パレット交換装置が、開口部を通じてパレットを交換するパレット交換位置と工具交換時の工具交換装置および工具との干渉を避けうる退避位置との間で移動可能とされている、請求項１または２記載の工作機械。
【請求項４】
工具交換装置による工具の交換と、パレット交換装置によるパレットの交換とが、平面から見て同一直線上で行われる、請求項１〜３のいずれか１つに記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工具交換装置およびパレット交換装置を備えたマシニングセンタ等の工作機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のマシニングセンタ等の工作機械として、ワークの加工領域を囲み加工屑や切削油の飛散を防止するスプラッシュガード等のカバーと、ワークに旋削加工など多種類の機械加工を行うための工具を交換する工具交換装置と、加工済みのワークが載置されたパレットと加工前のワークが載置されたパレットとを交換するためのパレット交換装置とを備えたものが知られている。（下記の特許文献１参照）
【０００３】
このような工作機械において、パレットの交換と工具の交換とは、カバーにそれぞれ専用に設けられたドア付き開口部を通じて行われている。開口部に設けられたドアは、自動で開閉するのが一般的である。そのため、ドアを開閉させるための駆動力源や制御機器などが工作機械にそれぞれ必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９６２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のような工作機械は、工具交換用のドアおよびパレット交換用のドアのそれぞれに駆動力源や制御装置を必要とするため、カバーが大型化、複雑化するのに伴って工作機械も大型化、複雑化する。
【０００６】
この発明の目的は、工具交換装置およびパレット交換装置を備えたものであっても、カバーを小型化、簡素化することができる工作機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による工作機械は、ワークの加工領域を囲むカバー、工具交換装置およびパレット交換装置を有する工作機械であって、カバーに、工具交換装置による工具の交換およびパレット交換装置によるパレットの交換を行うための１つのドア付き開口部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明による工作機械において、工具交換装置が、開口部を通じて工具を交換する工具交換位置とパレット交換時のパレット交換装置およびパレットとの干渉を避けうる退避位置との間で移動可能とされることが好ましい。
【０００９】
この発明による工作機械において、パレット交換装置が、開口部を通じてパレットを交換するパレット交換位置と工具交換時の工具交換装置および工具との干渉を避けうる退避位置との間で移動可能とされていることが好ましい。
【００１０】
この発明による工作機械において、工具交換装置による工具の交換と、パレット交換装置によるパレットの交換とが、平面から見て同一直線上で行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、カバーに、工具交換装置による工具の交換およびパレット交換装置によるパレットの交換を行うための１つのドア付き開口部が設けられ、工具交換装置は、開口部を通じて工具を交換する工具交換位置とパレット交換時のパレット交換装置およびパレットとの干渉を避けうる退避位置との間で移動可能とされ、パレット交換装置は、開口部を通じてパレットを交換するパレット交換位置と工具交換時の工具交換装置および工具との干渉を避けうる退避位置との間で移動可能とされているので、パレットの交換と工具の交換のためのそれぞれ専用の開口部を設ける必要がなく、カバーを小型化、簡易化することができる。さらに、１つのドア付き開口部を通じて工具の交換およびパレットの交換がなされているので、工具交換装置とパレット交換装置のそれぞれのためにドア付き開口部を設けた場合に比べ、駆動力源および制御装置が少なくてすみ、マシニングセンタを小型化および簡素化することができる。  
【００１２】
また、工具交換装置による工具の交換と、パレット交換装置によるパレットの交換とが、平面から見て同一直線上で行われる場合は、カバーの開口部を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る工作機械の平面図である。
【図２】同工作機械の正面図である。
【図３】工作機械の工具交換時の状態を示す平面図である。
【図４】工作機械のパレット交換時の状態を示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る工作機械の工具交換時の状態を示す平面図である。
【図６】同工作機械のパレット交換時の状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態を説明する。
この実施形態において、図１の上側を「後」、下側を「前」、左側を「左」、右側を「右」とし、同図の紙面手前側を「上」、奥側を「下」というものとする。
図１および図２に示すように、工作機械は、立形マシニングセンタ(1)よりなり、ベッド(2)上に設置されてワークを載置可能なパレット(P)を設置可能なテーブル(3)、テーブル(3)を跨ぐように立設されたクロスレール(4)、クロスレール(4)の右側面を前後方向へスライドするサドル(5)、サドル(5)の右側面を上下方向へスライドする主軸頭(6)および主軸頭(6)との間で工具(K)の受け渡しを行う工具交換装置(7)と、マシニングセンタ(1)を覆い加工屑や切削油がマシニングセンタ(1)の外方へ飛散するのを防止するカバー（スプラッシュガード）(8)と、加工済みのワークが載置されたパレット(P)と加工前のワークが載置されたパレット(P)とを交換するパレット交換装置(9)とを備えている。主軸頭(6)の下端部には工具を装着可能な主軸が設置されており、主軸頭(6)およびサドル(5)が移動する空間が加工領域となっている。
【００１５】
マシニングセンタ(1)は、加工領域内において、テーブル(3)の左右方向の移動、サドル(5)の前後方向への移動および主軸頭(6)の上下方向への移動により、テーブル(3)上に設置されたパレット(P)上のワークに対して多方向からの加工を可能としている。マシニングセンタ(1)に対して、作業者は、その加工をマシニングセンタ(1)の後方又は右側に設けた図示しない作業用ドアから監視するとともに、工具(K)の点検やワークの測定などの作業もマシニングセンタ(1)の図示しない作業用ドアからアクセスして行うようになっている。サドル(5)および主軸頭(6)の制御は、例えば、ＮＣ（Numerical Control）装置によって制御されている。
【００１６】
スプラッシュガード(8)には、工具交換装置(7)による工具(K)の交換およびパレット交換装置(9)によるパレット(P)の交換を行うための１つのドア(8a)付き開口部(8b)が設けられている。開口部(8b)のドア(8a)は、図示しない制御装置により水平移動自在に制御されており、ワークの加工中に開口部(8b)を閉塞することで加工領域を密閉空間にしている。
【００１７】
工具交換装置(7)は、ワーク加工領域の前側上方に配置された楕円形状工具マガジン(7a)と、工具マガジン(7a)と主軸頭(6)下端部の主軸との間で工具(K)の受け渡しを自動で行う工具交換アーム(7b)とを備えている。
【００１８】
工具マガジン(7a)は、ワークに旋削加工など多種類の機械加工を行うための工具(K)を収納している。
【００１９】
工具交換アーム(7b)は、両端部に工具(K)を把持するグリッパが設けられたツインアーム形の旋回アームとされている。
【００２０】
パレット交換装置(9)は、マシニングセンタ(1)の前側に付設されており、開口部(8b)から前方に向かって前後方向に伸びて設けられたベース(9a)と、ベース(9a)上を前後方向に移動する移動台(9b)と、移動台(9b)上を回転および昇降する回転昇降軸(9c)と、一側面が解放されて回転昇降軸(9c)に取り付けられた旋回自在の中空旋回部(9d)と、中空旋回部(9d)の解放された一側面から内部に進退可能なフォーク(9e)とを備えている。ベース(9a)の右側には、パレット(P)を置くためのパレット置き台(10)が、所定の高さを有して前後方向に２つ並べて設置されている。
【００２１】
移動台(9b)は、フォーク(9e)がスプラッシュガード(8)に設けられた開口部(8b)を通じて加工領域の内外にわたり移動可能となるように構成されている。
【００２２】
フォーク(9e)は、一対の支持爪を所定間隔（パレット(P)の略左右幅）離して併設されているものであり、パレット置き台(10)に載置されたパレット(P)の下側に支持爪を差し込み回転昇降軸(9c)によりフォーク(9e)を上昇させるとパレット(P)を支持することができる。
【００２３】
パレット交換装置(9)が開口部を通過する時の前後移動における左右方向中心線と工具交換装置(7)に備えられた工具交換アーム(7b)の旋回における中心点とは、平面から見て同軸線上にある。
【００２４】
ここで、パレット交換装置(9)によるパレット(P)の交換動作、工具交換装置(7)による工具(K)の交換動作について説明する。
図３に示すように、加工領域内のテーブル(3)に載置されたワークを加工するにあたり、パレット交換装置(9)が工具交換装置(7)の工具交換アーム(7b)と干渉しない位置、この実施形態ではスプラッシュガード(8)の開口部(8b)から前方向にスライド移動して前後方向に並べられた前側のパレット置き台(10)の左側の位置に退避する。
【００２５】
次に、サドル(5)および主軸頭(6)がテーブル(3)上から開口部(8b)の近傍まで移動し、工具交換アーム(7b)の旋回によって工具マガジン(7a)と主軸頭(6)との間で工具(K)の交換が行われる。その後、サドル(5)および主軸頭(6)がテーブル(3)上の位置に戻りワークの加工が行われる。この時、切削等の加工によって発生した加工屑や切削油の飛散はスプラッシュガード(8)によって防止されている。ワークの加工が終了すると、サドル(5)および主軸頭(6)は、パレット(P)の交換の妨げとならないようにテーブル(3)の後方に移動する。
【００２６】
パレット交換装置(9)が開口部(8b)を通じて加工済みのワークが載置されたパレット(P)と加工前のワークが載置されたパレット(P)とを交換する際、工具交換装置(7)の工具交換アーム(7b)が開口部(8b)の前側に位置しているとパレット交換装置(9)と工具交換アーム(7b)とが干渉するので、工具交換アーム(7b)はパレット交換装置(9)と干渉しない位置、開口部(8b)の左側へスライドした位置に退避する。
【００２７】
前側のパレット置き台(10)の左側に位置しているパレット交換装置(9)は、パレット(P)を支持していない状態のフォーク(9e)を、加工領域内のテーブル(3)側に向くように旋回させて、図４に示すように後方へ移動させ、フォーク(9e)に加工領域内のテーブル(3)に載置されたパレット(P)を支持させる。フォーク(9e)がパレット(P)を支持した状態で、パレット交換装置(9)をそのまま前進させて前側パレット置き台(10)の左側に移動させる。フォーク(9e)を９０度右旋回させて、回転昇降軸(9c)によりフォーク(9e)を下降させると加工済みのワークが載置されたパレット(P)を前側のパレット置き台(10)の上に載置される。フォーク(9e)を中空旋回部(9d)に対して左側に移動させると、フォーク(9e)が中空旋回部(9d)の内部に収納されるとともにパレット(P)から離れる。
【００２８】
フォーク(9e)が中空旋回部(9d)の内部に収納された状態でパレット交換装置(9)は、後方へ移動して後側パレット置き台(10)の左側に位置する。その位置からパレット交換装置(9)は、次に加工するワークが載置されたパレット(P)を支持する。パレット交換装置(9)は、中空旋回部(9d)を９０度左旋回し加工領域内のテーブル(3)の方向へ移動してテーブル(3)上にパレット(P)を載置する。
【００２９】
ワークを加工する際、工具(K)の交換時に工具交換装置(7)の工具交換アーム(7b)とパレット交換装置(9)とが干渉しないように、パレット交換装置(9)は前進して前側パレット置き台(10)の左側まで退避する。そして、サドル(5)および主軸頭(6)がテーブル(3)から開口部(8b)の近傍まで移動して、工具交換アーム(7b)が開口部(8b)の前側まで移動するとともに開口部(8b)を通じて工具マガジン(7a)と主軸頭(6)との間で工具(K)の交換を行う。ドア(8a)が閉じられてサドル(5)および主軸頭(6)がテーブル(3)上の位置に戻り交換された工具(K)によってワークが加工される。
【００３０】
上記の形態では、パレット交換装置(9)の移動台(9b)が、前後方向に移動するとして説明したが、図５および図６に示すように、別の実施形態として、移動台は左右方向に移動するように構成されてもよい。
【００３１】
以下に、同じ構成のものについては同じ符号を付し、パレット交換装置(12)の移動台(12b)が、左右方向に移動する場合のマシニングセンタ(11)の動作について説明する。この実施形態では、ベース(12a)が、開口部(8b)の前側から右方向に向かって伸びて設けられており、ベース(12a)に沿ってパレット置き台(13)が左右に並んで設置されている。
【００３２】
図５に示すように、ワークの加工時に、パレット交換装置(12)は、工具(K)交換時の工具交換装置(7)の工具交換アーム(7b)と干渉しない位置、この実施形態では左右方向に並べられた右側のパレット置き台(13)の後側の位置に退避する。
【００３３】
次に、サドル(5)および主軸頭(6)がテーブル(3)から開口部(8b)の近傍まで移動し、工具交換アーム(7b)の旋回によって工具マガジン(7a)と主軸頭(6)との間で工具の交換が行われる。その後、サドル(5)および主軸頭(6)がテーブル(3)上の位置に戻りワークの加工が行われる。この時、切削等の加工によって発生した加工屑や切削油の飛散はスプラッシュガード(8)によって防止されている。
ワークの加工が終了すると、サドル(5)および主軸頭(6)がパレット(P)交換の妨げとならないようにテーブル(3)の後方に移動する。
【００３４】
パレット交換装置(12)が開口部(8b)を通じて加工済みのワークと加工前のワークとを交換する際、工具交換装置(7)の工具交換アーム(7b)が開口部(8b)の前側に位置しているとパレット交換装置(12)と工具交換アーム(7b)とが干渉するので、工具交換アーム(7b)はパレット交換装置(12)と干渉しない位置、開口部(8b)の左側へスライドした位置に退避する。
【００３５】
右側パレット置き台(13)の後側に位置しているパレット交換装置(12)は、パレット(P)を支持していない状態のフォーク(12e)を加工領域内のテーブル(3)側に向くように旋回させながら左方向へ移動させ、図６に示すように、そのまま加工領域内のテーブル(3)の方向へ移動する。フォーク(12e)をテーブル(3)上に載置されたパレット(P)の下に差し込み回転昇降軸(12c)によりフォーク(12e)を上昇させるとパレットが支持される。フォーク(12e)がパレット(P)を支持した状態で、パレット交換装置(12)は、フォーク(12e)を９０度左旋回させながら右方向へ移動して右側パレット置き台(13)の後側に位置する。フォーク(12e)をさらに旋回させ、回転昇降軸(12c)によりフォーク(12e)を下降させると加工済みワークが載置されたパレット(P)が右側パレット置き台(13)の上に載置される。フォーク(12e)を中空旋回部(12d)に対して後方に移動させるとフォーク(12e)が中空旋回部(12d)の内部に入るとともにパレット(P)から離れる。
【００３６】
フォーク(12e)が中空旋回部(12d)の内部に入った状態でパレット交換装置(12)が左方向に移動して左側パレット置き台(13)の後側に位置する。その位置からパレット交換装置(12)は、次に加工するワークが載置されたパレット(P)を支持する。パレット交換装置(12)は、フォーク(12e)を加工領域内のテーブル(3)の方向に旋回させてテーブル(3)の方向へ移動しテーブル(3)上にパレット(P)を載置する。
【００３７】
ワークを加工する際、工具(K)の交換時に工具交換アーム(7b)とパレット交換装置(12)とが干渉しないように、パレット交換装置(12)が移動して右側パレット置き台(13)の後側まで退避する。そして、サドル(5)および主軸頭(6)がテーブル(3)の後側から開口部(8b)の近傍まで移動して、工具交換アーム(7b)が開口部(8b)の前側まで移動するとともに開口部(8b)を通じて工具マガジン(7a)と主軸頭(6)との間で工具(K)の交換を行う。ドア(8a)が閉じられてサドル(5)および主軸頭(6)がテーブル(3)上の位置に戻り交換された工具(K)によってワークが加工される。
【００３８】
また本発明は、上記記載の実施形態の機械構成に限定されることはなく、機械設計上において工具交換装置とパレット交換装置との間に互いに干渉しない間隔が設けてある場合には、工具交換装置とパレット交換装置の少なくとも一方が退避位置に移動可能でなくても何ら問題はない。
【符号の説明】
【００３９】
（１）（１１）    工作機械（マシニングセンタ）
（７）          工具交換装置
（８）          カバー（スプラッシュガード）
（８ａ）        ドア
（８ｂ）        開口部
（９）（１２）  パレット交換装置
【図１】
2016165774.tif 000003
【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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