工作機械及びパレット
【課題】工作機械において、パレット上に装着され且つ主軸とテーブルとの相対移動のストロークを超える大きさを有したワークを加工できるようにする。
【解決手段】工作機械１３は、テーブル３５上でパレットＰ１又はＰ２を水平方向に移動させるパレット移動手段と、テーブル３５上で移動されたパレットＰ１又はＰ２を複数の異なる水平方向位置に位置決めするための位置決め手段と、複数の異なる水平方向位置に位置決めされたパレットＰ１又はＰ２をテーブル３５にクランプするクランプ手段とを備え、テーブル３５上の複数の異なる水平方向位置から選択された一つの位置にパレットＰ１又はＰ２をクランプできるようになっている。
【解決手段】工作機械１３は、テーブル３５上でパレットＰ１又はＰ２を水平方向に移動させるパレット移動手段と、テーブル３５上で移動されたパレットＰ１又はＰ２を複数の異なる水平方向位置に位置決めするための位置決め手段と、複数の異なる水平方向位置に位置決めされたパレットＰ１又はＰ２をテーブル３５にクランプするクランプ手段とを備え、テーブル３５上の複数の異なる水平方向位置から選択された一つの位置にパレットＰ１又はＰ２をクランプできるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パレットを取り付けたテーブルと、工具を装着した主軸とを相対移動させることにより、パレットに装着されたワークを加工する工作機械及びパレットに関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の技術分野では、ワークを装着したパレットを工作機械のテーブルに着脱可能に取り付けて、ワークを加工することが広く行われている。また、テーブルに取り付けられたパレットの交換を自動化するために、パレット交換装置をテーブルに隣接させて設けることも一般的である。例えば、特許文献１に開示のパレット交換装置では、テーブルと隣接させて設けられたパレット支持部材にパレットを支持しておき、パレット交換装置に設けられたパレット移載手段をパレットに係合させて、パレット支持部材とテーブルとの間で、パレット支持部材及びテーブルに設けられたパレット案内手段に沿ってパレットを移動させ、載せ替えるようにしている。なお、テーブル上へのパレットの取付けは、パレット支持部材からテーブルへパレットを移載した後、テーブル上に設けられた一つの嵌合突起又は嵌合凹部をパレットの対応する位置に設けられた一つの嵌合凹部又は嵌合突起に嵌合させることによりテーブル上の所定位置にパレットを位置決めし、この位置でパレットをクランプすることによって行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６１４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、工作機械の主軸とテーブルとの相対移動のストロークは、加工対象のワークの大きさに応じた大きさを有している必要がある。したがって、長いワークを加工する場合には、移動ストロークが大きい工作機械が必要となり、大きな設置面積を必要とすると共に、コストも高くなるという問題がある。このため、パレットを用いずに、テーブル上にワークを直接固定し、一つのワークを加工する途中で、テーブル上でワークの装着位置を例えば水平方向（左右方向）にずらした後に再びテーブル上にワークを直接的に固定して加工を再開することで、水平方向の相対移動のストロークが短い主軸及びテーブルを用いて水平方向に長いワークを加工できるようにしていた。しかしながら、このような方法では、パレット交換装置を用いた自動交換を行うことができず、加工の途中でテーブル上で再度段取りを行うことが必要となるので、加工時間が長くなり、加工効率を低下させるという別の問題を引き起こしていた。
【０００５】
なお、従来のテーブル上でパレットを位置決めしてクランプすることができるのは、一箇所のみであり、一つのワークを加工する間に、テーブル上でパレットを移動して異なる位置に位置決めしてクランプすることはできなかった。
【０００６】
本発明は前述の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、工作機械において、パレット上に装着され且つ主軸とテーブルとの相対移動のストロークを超える大きさを有したワークを加工できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するため、本発明によれば、パレットを取り付けたテーブルと工具を装着した主軸とを相対移動させることにより、前記パレットに装着されたワークを加工する工作機械であって、前記テーブル上で前記パレットを移動させるパレット移動手段と、前記テーブル上で移動される前記パレットを複数の異なる位置に位置決めするための位置決め手段と、前記複数の異なる位置に位置決めされた前記パレットを前記テーブルにクランプするクランプ手段とを備え、前記テーブル上の複数の位置から選択された一つの位置に前記パレットを位置決めし、クランプすることを可能にした工作機械が提供される。
【０００８】
本発明の工作機械は、テーブル上でパレットを移動させるためのパレット移動手段を備えていると共に、テーブル上で複数の異なる位置にパレットを位置決めしクランプすることができる。したがって、一つのワークの加工途中で、パレット移動手段によってテーブル上でパレットを移動させ、異なる位置に位置決めしてクランプし、この位置で主軸によるワークの加工を再開することが可能となる。
【０００９】
上記工作機械において、前記位置決め手段は、嵌合突起と、該嵌合突起と嵌合する嵌合凹部とからなり、前記嵌合突起及び前記嵌合凹部のうちの一方が前記テーブル及び前記パレットのうちの一方の一つの位置に設けられ、前記嵌合突起及び前記嵌合凹部のうちの他方が前記テーブル及び前記パレットのうちの他方の複数の異なる位置に設けられるようにすることが好ましい。
【００１０】
また、前記テーブルに隣接して設けられ、前記テーブルとの間で前記パレットの授受を行うパレット段取り台をさらに備え、前記パレット移動手段によって、前記テーブルと前記パレット段取り台との間で前記パレットを移動させることが好ましい。
【００１１】
前記パレット移動手段は、例えば、前記テーブルに設けられ駆動モータによって回転駆動されるスプロケットと前記パレットに設けられ前記スプロケットに係合するチェーンとの組合せ、又は、前記テーブルに設けられ駆動モータによって回転駆動されるピニオンと前記パレットに設けられ前記ピニオンに係合するラックとの組合せによって構成することができる。
【００１２】
また、本発明によれば、概略長方形状を有しワークが装着される、工作機械のためのパレットであって、前記パレットにおいて前記ワークを装着される面と反対側の面上の前記パレットの長手方向の複数の位置に、工作機械のテーブルに設けられた位置決め部と嵌合する嵌合部を備え、前記位置決め部を複数の前記嵌合部のうちの一つと嵌合させることにより前記工作機械のテーブル上の複数の位置に前記パレットを位置決めすることを可能にした工作機械のためのパレットが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、一つのワークの加工途中で、パレット移動手段によってテーブル上でパレットを移動させ、異なる位置にパレットを位置決めしてクランプし、この位置で主軸によるワークの加工を再開することが可能となるので、テーブル上でのワークの移動によって主軸とテーブルとの相対移動のストロークを補い、工作機械の主軸とテーブルとの相対移動のストロークを超える長さのワークをパレットに装着した状態で加工することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一つの実施の形態による工作機械の全体構成図である。
【図２】図１に示されている工作機械の部分断面側面図である。
【図３】図１に示されているパレットの正面図である。
【図４】図１に示されている工作機械のテーブルに対するパレットのクランプ位置の例を示す線図である。
【図５】本発明による工作機械の変形形態を示す部分断面側面図である。
【図６】本発明による工作機械のその他の実施の形態を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の工作機械及びパレットの実施の形態を説明する。
最初に、図１を参照して、本発明の実施の形態による工作機械１３の全体構成を説明する。工作機械１３は、スプラッシュガード１５によって周囲を取り囲まれたマシニングセンタのような機械本体１１と、スプラッシュガード１５を隔てて機械本体１１の両側に隣接してそれぞれ設けられた第１のパレット段取り台１７及び第２のパレット段取り台１９と、機械制御装置２１とを備えている。本実施の形態では、機械制御装置２１は、機械本体１１の起動、停止を制御したり、工具交換装置（図示せず）の動作を制御したり、第１及び第２のパレット段取り台１７，１９の動作を制御したりするように構成されている。
【００１６】
スプラッシュガード１５には、機械本体１１と第１及び第２のパレット段取り台１７，１９との間でパレットＰ１及びＰ２の授受を行うときにパレットＰ１及びＰ２を通過させるための開口部１５ａ及び１５ｂと、開口部１５ａ及び１５ｂを開閉するための開閉扉２３ａ及び２３ｂと、開閉扉２３ａ及び２３ｂを駆動して開閉させるための開閉扉用駆動モータＭD1及びＭD2とが設けられており、開閉扉用駆動モータＭD1及びＭD2の動作は、機械制御装置２１によって制御される。
【００１７】
図１に示されているように、機械本体１１は、第１のベッド２５及び第２のベッド２７と、第１のベッド２５上に設けられたコラム２９と、コラム２９の前面（第２のベッド２７側の面）に支持された主軸頭３１と、回転軸線Ｏを中心に回転可能に主軸頭３１に支持された主軸３３と、主軸３３と対向して第２のベッド２７上に設けられたテーブル３５とを備える。本実施の形態では、第２のベッド２７は、第１ベッド２５と別部材として、第１のベッド２５の前方、すなわち主軸３３の先端側に離間して配置されているが、第１のベッド２５と第２のベッド２７は、一体の部材として形成されていてもよい。
【００１８】
第１のベッド２５の上面には、主軸３３の回転軸線Ｏと平行に延びる一対のＺ軸案内レール３７が設けられており、コラム２９がＺ軸送り手段（図示せず）によって駆動されＺ軸案内レール３７に沿ってＺ軸方向に第１のベッド２５上を移動できるようになっている。Ｚ軸送り手段は、例えば、第１のベッド２５内に設けられ、Ｚ軸方向に延びるボールねじ軸と、ボールねじ軸の一端に連結され、ボールねじ軸を回転駆動するサーボモータと、コラム２９の底面に設けられ、ボールねじ軸に係合するナットとによって構成することができる。
【００１９】
主軸３３は、主軸頭３１の前面からＺ軸方向にテーブル３５に向かって突出するように主軸頭３３に支持されており、主軸３３の先端部には、工具Ｔが装着されている。コラム２９には、鉛直方向（Ｙ軸方向）に延びる一対のＹ軸案内レール（図示せず）が設けられており、主軸頭３１がＹ軸送り手段（図示せず）によって駆動されＹ軸案内レールに沿ってＹ軸方向にコラム２９上を移動できるようになっている。Ｙ軸送り手段は、例えば、コラム２９内に設けられ、Ｙ軸方向に延びるボールねじ軸と、ボールねじ軸の一端に連結され、ボールねじ軸を回転駆動するサーボモータと、主軸頭３１に設けられ、ボールねじ軸に係合するナットとによって構成することができる。
【００２０】
また、第２のベッド２７の上面には、Ｙ軸及びＺ軸と垂直に延びる一対のＸ軸案内レール３９が設けられており、テーブル３５がＸ軸送り手段（図示せず）によって駆動されＸ軸案内レール３９に沿ってＸ軸方向に第２のベッド２７上を移動できるようになっている。Ｘ軸送り手段は、例えば、第２のベッド２７内に設けられ、Ｘ軸方向に延びるボールねじ軸と、ボールねじ軸の一端に連結され、ボールねじ軸を回転駆動するサーボモータと、テーブル３５の底面に設けられ、ボールねじ軸に係合するナットとによって構成することができる。
【００２１】
機械本体１１は、Ｘ軸送り手段、Ｙ軸送り手段及びＺ軸送り手段によって、テーブル３５に取り付けられたパレットＰ１上のワークＷ１と主軸３３に装着された工具Ｔとを直交３軸方向に相対移動させながらワークＷ１を加工する。
【００２２】
ここで、図２を参照して、テーブル３５及びパレットＰ１及びＰ２の詳細な構成を説明する。なお、パレットＰ１とパレットＰ２とは同じ構成を有しているので、以下の説明では、パレットＰ１及びパレットＰ２を総称してパレットＰとも記載する。
【００２３】
テーブル３５は、主軸３３の先端に対面し且つ主軸３３の回転軸線Ｏに垂直な鉛直平面からなるパレット取付面３５ａを有し、パレット取付面３５ａにパレットＰを取り付けることができるようになっている。さらに、パレット取付面３５ａとこれに対向するパレットＰの裏面（すなわち、ワークを装着する面と反対側の面）には、パレット取付面３５ａ上でパレットＰをＸ軸方向に案内するＸ軸案内手段と、Ｘ軸案内手段によって案内されるパレットＰをＸ軸方向の予め定められた複数の異なる位置に位置決めする位置決め手段４１と、位置決め手段４１によって位置決めされたパレットＰをクランプするクランプ手段とがそれぞれ設けられている。
【００２４】
Ｘ軸案内手段は、パレットガイドレールとこれに係合するガイドローラとの組合せによって構成することができ、また、クランプ手段は、支承部材とこれを挟持するクランプ装置との組合せによって構成することができる。しかしながら、Ｘ軸案内手段とクランプ手段は、これらに限定されるものではなく、パレット取付面３５ａ上でパレットＰを案内し、所定位置で固定できるものであれば、他の構成とすることもできる。なお、図２では、Ｘ軸案内手段とクランプ手段とをガイド・クランプ手段４３として簡略化して一体的に示している。
【００２５】
位置決め手段４１は、テーパ状の嵌合突起４１ａと、嵌合突起４１ａと嵌合するテーパ状の嵌合凹部４１ｂとの組合せによって構成される。しかしながら、位置決め手段４１は、これらに限定されるものではなく、パレット取付面３５ａ上でパレットＰを位置決めすることができれば、他の構成とすることもできる。位置決め手段４１として嵌合突起４１ａと嵌合凹部４１ｂとの組合せを用いる場合、例えば、テーブル３５のパレット取付面３５ａのＸ軸方向中央に進退可能な一つの係合突起４１ａを設ける一方、パレットＰの裏面の異なるＸ軸方向位置に複数の嵌合凹部４１ｂを設け、係合突起４１ａと複数の嵌合凹部４１ｂから選択された一つとを嵌合させることによって、テーブル３５のパレット取付面３５ａ上で複数の異なるＸ軸方向位置にパレットＰを位置決めすることができるようになる。本実施の形態では、図２及び図３から分かるように、パレット取付面３５ａ上で三つの異なるＸ軸方向位置にパレットＰを位置決めできるように、テーブル３５のパレット取付面３５ａに進退可能な一つの嵌合突起４１ａを設ける一方、パレットＰの裏面に三つの嵌合凹部４１ｂを設けている。三つの嵌合凹部４１ｂはＸ軸方向に等間隔で設けられていることが好ましい。
【００２６】
また、テーブル３５は、パレット取付面３５ａ上でＸ軸案内手段によって案内しながらパレットＰをＸ軸方向に移動させるパレット移動手段４５をさらに備える。本実施の形態では、パレット移動手段４５は、テーブル３５の頂部に固定されたパレット移動用駆動モータＭTと、Ｚ軸と平行に延びるパレット移動用駆動モータＭTの回転軸４７に取り付けられたピニオン４９とによって構成されており、図３に示されているように、パレットＰの上縁部に取り付けられＸ軸方向に延びるラック５１にピニオン４９を係合させパレット移動用駆動モータＭTによってピニオン４９を回転させることにより、パレット取付面３５ａ上でパレットＰをＸ軸案内手段によって案内しながらＸ軸方向に移動させる。しかしながら、パレット移動手段４５は、上記の組合せに限定されるものではなく、パレット取付面３５ａ上でパレットＰをＸ軸方向に移動させることができれば他の組合せとすることもできる。例えば、テーブル３５の頂部に固定されたパレット移動用駆動モータＭTと、Ｚ軸と平行に延びるパレット移動用駆動モータＭTの回転軸４７に取り付けられたスプロケットとの組合せによってパレット移動手段４５を構成し、パレットＰの上縁部に設けられＸ軸方向に延びるチェーンにスプロケットを係合させスプロケットを回転させることによりパレットＰを移動させるようにすることもできる。
【００２７】
上記テーブル３５と同様に、機械本体１１の両側に隣接して設けられている第１のパレット段取り台１７及び第２のパレット段取り台１９の各々は、パレット取付面３５ａと同様のパレット取付面１７ａ又は１９ａを有し、パレット取付面１７ａ又は１９ａ上には、ガイド・クランプ手段４３と同様の構成のガイド・クランプ手段（図示せず）が設けられている。また、各パレット段取り台１７又は１９の頂部には、パレット移動手段が設けられており、各パレット段取り台１７又は１９のパレット取付面１７ａ又は１９ａに取り付けられたパレットＰを機械本体１１のテーブル３５に給送し、また、機械本体１１のテーブル３５から排送されるパレットＰをパレット段取り台１７，１９に引き込むことができるようになっている。各パレット段取り台１７又は１９のパレット移動手段は、テーブル３５のパレット移動手段４５と同様であり、本実施の形態では、パレット段取り台１７又は１９の頂部に固定されたパレット移動用駆動モータＭ1又はＭ2と、Ｚ軸と平行な方向に延びるパレット移動用駆動モータＭ1又はＭ2の回転軸４７に取り付けられたピニオン４９とによって構成されており、パレットＰの上縁部に取り付けられＸ軸方向に延びるラック５１にピニオン４９を係合させ、パレット移動用駆動モータＭ1又はＭ2によってピニオン４９を回転させることにより、パレット取付面１７ａ又は１９ａ上でパレットＰをＸ軸方向に移動させる。なお、図１では、簡単化のために、第１及び第２のパレット段取り台１７及び１９のパレット移動手段のうちパレット移動用駆動モータＭ1及びＭ2のみが示されている。
【００２８】
次に、図１を参照して、本実施の形態の工作機械１３におけるパレット交換動作を説明する。図１には、機械本体１１のテーブル３５にワークＷ１を装着したパレットＰ１が取り付けられている一方、第１のパレット段取り台１７にはパレットが存在せず、第２のパレット段取り台１９に新たなワークＷ２を装着したパレットＰ２が存在する状態が示されている。第２のパレット段取り台１９のパレットＰ２の段取りが完了してパレットＰ２を機械本体１１のテーブル３５に向けて給送する準備が整い、かつ、機械本体１１のテーブル３５に取り付けられたパレットＰ１に装着されたワークＷ１の加工が終了すると、機械制御装置２１からパレット移動用駆動モータＭT、Ｍ1、Ｍ2及び開閉扉用駆動モータＭD1及びＭD2へ駆動電流が供給され、開閉扉２３ａ，２３ｂが開くと共に、パレット移動用駆動モータＭT，Ｍ1及びＭ2が同じ方向（この場合、図１において左方向へパレットＰ１及びＰ２を移動させる方向）に回転する。このとき、機械制御装置２１は、パレット移動用駆動モータＭT，Ｍ1及びＭ2を同期制御する。また、パレット移動用駆動モータＭT，Ｍ1及びＭ2の回転位置に基づいて、開閉扉用駆動モータＭD1及びＭD2の回転位置を制御し、パレットＰ１及びＰ２と開閉扉２３ａ，２３ｂとが衝突しないように開閉扉２３ａ，２３ｂを開閉する。
【００２９】
パレット交換動作の開始時には、第１のパレット段取り台１７にはパレットが存在しないので、第１のパレット段取り台１７のパレット移動用駆動モータＭ1によって駆動されるピニオン４９は当初ラック５１と係合せず、したがって、パレット移動用駆動モータＭ1及びピニオン４９は空転することになる。一方、機械本体１１のテーブル３５には加工済みワークＷ１を装着したパレットＰ１が取り付けられており、また、第２のパレット段取り台１９には未加工の新しいワークＷ２を装着したパレットＰ２が取り付けられており、パレットＰ１及びＰ２のラック５１はパレット移動用駆動モータＭT及びＭ2に駆動されるピニオン４９と係合している。したがって、パレット移動用駆動モータＭT及びＭ2が回転すると、パレットＰ１及びＰ２は、同時に、Ｘ軸に沿って図中左方向へ移動する。
【００３０】
テーブル３５上のパレットＰ１がパレット移動用駆動モータＭTによって移動させられて第１のパレット段取り台１７に到達すると、パレットＰ１に取り付けられたラック５１の先端部（図１において左端）が、第１のパレット段取り台１７のパレット移動用駆動モータＭ1に駆動されるピニオン４９に係合し、パレットＰ１がパレット移動用駆動モータＭT及びパレット移動用駆動モータＭ1によって移動させられるようになる。パレットＰ１がさらに左方向に移動させられると、パレットＰ１に取り付けられたラック５１がパレット移動用駆動モータＭTに駆動されるピニオン４９から離脱して、パレットＰ１はパレット移動用駆動モータＭ1のみによって移動させられるようになる。
【００３１】
一方、第２のパレット段取り台１９上のパレットＰ２は、パレット移動用駆動モータＭ2によって移動させられて、第２のパレット段取り台１９から機械本体１１のテーブル３５に送給される。パレットＰ１に取り付けられたラック５１がテーブル３５のパレット移動用駆動モータＭTに駆動されるピニオン５１から離脱した後に、パレットＰ２に取り付けられたラック５１の先端部（図１において右端）が、テーブル３５のパレット移動用駆動モータＭTに駆動されるピニオン４９に係合し、パレットＰ２がパレット移動用駆動モータＭT及びパレット移動用駆動モータＭ2によって移動させられるようになる。パレットＰ２がさらに左方向に移動させられると、パレットＰ２に取り付けられたラック５１がパレット移動用駆動モータＭ2に駆動されるピニオン４９から離脱して、パレットＰ２はパレット移動用駆動モータＭTのみによって移動させられるようになる。
【００３２】
その後、パレットＰ２はテーブル３５上で位置決め、クランプされ、機械本体１１によるパレットＰ２上のワークＷ２の加工が開始される。一方、機械本体１１によるパレットＰ２上のワークＷ２の加工が行われている間に、第１のパレット段取り台１７では、パレットＰ１からの加工済みワークＷ１の取外し、パレットＰ１への新たなワークＷ１の装着などの段取り作業が行われる。そして、機械本体１１によるパレットＰ２上のワークＷ２の加工が終了すると、再び、パレット交換が行われ、新たなワークＷ１を装着したパレットＰ１が第１のパレット段取り台１７から機械本体１１のテーブル３５へ送給されると共に、加工済みワークＷ２を装着したパレットＰ２が機械本体１１のテーブル３５から第２のパレット段取り台１９へ排送される。このときのパレット交換は、第１の段取り台１７と第２の段取り台１９とを入れ替えてパレット移動用駆動モータＭT，Ｍ1及びＭ2が図１において右方向へパレットＰ１及びＰ２を移動させる方向に回転されることを除いて、上記と同じ手順で行われるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
【００３３】
次に、図４を参照して、テーブル３５上におけるパレットＰ１又はＰ２の位置決め動作について説明する。
テーブル３５は、第１のパレット段取り台１７又は第２のパレット段取り台１９からパレットＰ１又はＰ２を供給されると、パレット移動用駆動モータＭTに駆動されるピニオン４９とパレットＰ１又はＰ２に取り付けられたラック５１とを係合させることによって、パレット取付面３５ａ上でパレットＰ１又はＰ２を移動させる。このとき、テーブル３５のパレット取付面３５ａの嵌合突起４１ａはテーブル３５内に後退させておき、嵌合突起４１ａがパレットＰ１又はＰ２の嵌合凹部４１ｂに干渉するのを防止する。
【００３４】
次に、パレットＰ１又はＰ２の三つの嵌合凹部４１ｂのうち右又は左の位置にある嵌合凹部４１ｂ（例えば図４（ａ）のように右端位置にある嵌合凹部４１ｂ）が嵌合突起４１ａと対向する位置までパレット取付面３５ａ上でパレットＰ１又はＰ２を移動させ、嵌合突起４１ａをテーブル３５内から突出させてパレットＰ１又はＰ２の嵌合凹部４１ｂに嵌合させる。パレットＰ１又はＰ２は、このように嵌合突起４１ａを嵌合凹部４１ｂの選択された一つに係合させることにより、パレット取付面３５ａ上の予め定められたＸ軸方向位置に位置決めされる。そして、パレットＰ１又はＰ２はこの位置でクランプ手段によってクランプされ、パレットＰ１又はＰ２上のワークＷ１又はＷ２が機械本体１１によって加工される。
【００３５】
図４（ａ）に示されている位置での加工が終了すると、再び、嵌合突起４１ａをテーブル３５内に後退させて、パレット移動用駆動モータＭTによってパレットＰ１又はＰ２を移動させ、同様の手順で、図４（ｂ）に示される位置、その後に図４（ｃ）に示される位置にパレットＰ１又はＰ２を位置決めし、クランプして、パレットＰ１又はＰ２上のワークＷ１又はＷ２の加工が行われる。
【００３６】
このように、本発明では、テーブル３５のパレット取付面３５ａ上でパレットＰ１又はＰ２を移動させて複数の異なるＸ軸方向位置にパレットＰ１又はＰ２を位置決めし、クランプすることを繰り返しながら、機械本体１１によるワークＷ１又はＷ２の加工を行うことができる。したがって、パレット取付面３５ａ上でのパレットＰ１又はＰ２及びそれに伴うワークＷ１又はＷ２のＸ軸方向の移動によって、機械本体１１の主軸３３とテーブル３５とのＸ軸方向の相対移動を補うことができるので、機械本体１１の主軸３３とテーブル３５とのＸ軸方向の相対移動のストロークを超えるＸ軸方向長さを有するワークＷ１又はＷ２をパレットＰ１又はＰ２に装着した状態で加工することが可能となる。この結果、Ｘ軸方向に長いワークＷ１又はＷ２を加工する場合でも、主軸３３とテーブル３５とのＸ軸方向の相対移動のストロークを短くすることができ、工作機械１１をコンパクトにできる。
【００３７】
以上、図示される実施の形態を参照して、本発明の工作機械１３を説明したが、図示される実施の形態は例示であり、本発明は、テーブル３５のパレット取付面３５ａ上で複数の異なるＸ軸方向位置にパレットＰ１又はＰ２を位置決めし、クランプできるようになっていれば、図示される実施の形態に限定されるものではない。例えば、図示される実施の形態では、位置決め手段４１として、テーブル３５のパレット取付面３５ａに進退可能な嵌合突起４１ａを設ける一方、パレットＰ１及びＰ２の裏面に複数の嵌合凹部４１ｂを設けている。しかしながら、図５に示されている変形形態のように、テーブル３５のパレット取付面３５ａに進退可能な嵌合凹部４１ｂを設ける一方、パレットＰ１及びＰ２に複数の係合突起４１ａを設けてもよい。また、図６に示されているように、パレットＰ１及びＰ２の裏面に一つの嵌合凹部４１ｂを設ける一方、テーブル３５のパレット取付面３５ａに複数の嵌合突起４１ａを設けたり、パレットＰ１及びＰ２の裏面に一つの嵌合突起４１ａを設ける一方、テーブル３５のパレット取付面３５ａに複数の嵌合凹部４１ｂを設けたりするなど、様々な変形が可能である。
【００３８】
さらに、上記実施の形態では、テーブル３５上で、パレットＰのワークＷを装着する面と平向な方向にパレットＰを移動させることを述べたが、その方向に限らず、ワークＷを装着する面に垂直な方向等、他の方向にテーブル３５上でパレットＰを移動させるように構成することもできる。また、上記の実施の形態では、主軸３３の回転軸線Ｏが水平方向に延び、テーブル３５が回転軸線Ｏに垂直に延びる鉛直平面からなるパレット取付面３５ａを有していると説明されている。しかしながら、本発明では、主軸３３の回転軸線Ｏに対して垂直なパレット取付面３５ａ上をパレットＰ１，Ｐ２がＸ軸方向に移動できるようになっていればよく、例えば、主軸３３の回転軸線Ｏが鉛直方向（上下方向）に延び、テーブル３５が回転軸線Ｏに垂直に延びる水平な平面からなるパレット取付面３５ａを有するように立体の工作機械として構成してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１３ 工作機械
１７ 第１の段取り台
１９ 第２の段取り台
３３ 主軸
３５ テーブル
４１ 位置決め手段
４１ａ 嵌合突起
４１ｂ 嵌合凹部
４３ ガイド・クランプ手段
４５ パレット移動手段
４９ ピニオン
５１ ラック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パレットを取り付けたテーブルと、工具を装着した主軸とを相対移動させることにより、パレットに装着されたワークを加工する工作機械及びパレットに関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の技術分野では、ワークを装着したパレットを工作機械のテーブルに着脱可能に取り付けて、ワークを加工することが広く行われている。また、テーブルに取り付けられたパレットの交換を自動化するために、パレット交換装置をテーブルに隣接させて設けることも一般的である。例えば、特許文献１に開示のパレット交換装置では、テーブルと隣接させて設けられたパレット支持部材にパレットを支持しておき、パレット交換装置に設けられたパレット移載手段をパレットに係合させて、パレット支持部材とテーブルとの間で、パレット支持部材及びテーブルに設けられたパレット案内手段に沿ってパレットを移動させ、載せ替えるようにしている。なお、テーブル上へのパレットの取付けは、パレット支持部材からテーブルへパレットを移載した後、テーブル上に設けられた一つの嵌合突起又は嵌合凹部をパレットの対応する位置に設けられた一つの嵌合凹部又は嵌合突起に嵌合させることによりテーブル上の所定位置にパレットを位置決めし、この位置でパレットをクランプすることによって行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６１４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、工作機械の主軸とテーブルとの相対移動のストロークは、加工対象のワークの大きさに応じた大きさを有している必要がある。したがって、長いワークを加工する場合には、移動ストロークが大きい工作機械が必要となり、大きな設置面積を必要とすると共に、コストも高くなるという問題がある。このため、パレットを用いずに、テーブル上にワークを直接固定し、一つのワークを加工する途中で、テーブル上でワークの装着位置を例えば水平方向（左右方向）にずらした後に再びテーブル上にワークを直接的に固定して加工を再開することで、水平方向の相対移動のストロークが短い主軸及びテーブルを用いて水平方向に長いワークを加工できるようにしていた。しかしながら、このような方法では、パレット交換装置を用いた自動交換を行うことができず、加工の途中でテーブル上で再度段取りを行うことが必要となるので、加工時間が長くなり、加工効率を低下させるという別の問題を引き起こしていた。
【０００５】
なお、従来のテーブル上でパレットを位置決めしてクランプすることができるのは、一箇所のみであり、一つのワークを加工する間に、テーブル上でパレットを移動して異なる位置に位置決めしてクランプすることはできなかった。
【０００６】
本発明は前述の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、工作機械において、パレット上に装着され且つ主軸とテーブルとの相対移動のストロークを超える大きさを有したワークを加工できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するため、本発明によれば、パレットを取り付けたテーブルと工具を装着した主軸とを相対移動させることにより、前記パレットに装着されたワークを加工する工作機械であって、前記テーブル上で前記パレットを移動させるパレット移動手段と、前記テーブル上で移動される前記パレットを複数の異なる位置に位置決めするための位置決め手段と、前記複数の異なる位置に位置決めされた前記パレットを前記テーブルにクランプするクランプ手段とを備え、前記テーブル上の複数の位置から選択された一つの位置に前記パレットを位置決めし、クランプすることを可能にした工作機械が提供される。
【０００８】
本発明の工作機械は、テーブル上でパレットを移動させるためのパレット移動手段を備えていると共に、テーブル上で複数の異なる位置にパレットを位置決めしクランプすることができる。したがって、一つのワークの加工途中で、パレット移動手段によってテーブル上でパレットを移動させ、異なる位置に位置決めしてクランプし、この位置で主軸によるワークの加工を再開することが可能となる。
【０００９】
上記工作機械において、前記位置決め手段は、嵌合突起と、該嵌合突起と嵌合する嵌合凹部とからなり、前記嵌合突起及び前記嵌合凹部のうちの一方が前記テーブル及び前記パレットのうちの一方の一つの位置に設けられ、前記嵌合突起及び前記嵌合凹部のうちの他方が前記テーブル及び前記パレットのうちの他方の複数の異なる位置に設けられるようにすることが好ましい。
【００１０】
また、前記テーブルに隣接して設けられ、前記テーブルとの間で前記パレットの授受を行うパレット段取り台をさらに備え、前記パレット移動手段によって、前記テーブルと前記パレット段取り台との間で前記パレットを移動させることが好ましい。
【００１１】
前記パレット移動手段は、例えば、前記テーブルに設けられ駆動モータによって回転駆動されるスプロケットと前記パレットに設けられ前記スプロケットに係合するチェーンとの組合せ、又は、前記テーブルに設けられ駆動モータによって回転駆動されるピニオンと前記パレットに設けられ前記ピニオンに係合するラックとの組合せによって構成することができる。
【００１２】
また、本発明によれば、概略長方形状を有しワークが装着される、工作機械のためのパレットであって、前記パレットにおいて前記ワークを装着される面と反対側の面上の前記パレットの長手方向の複数の位置に、工作機械のテーブルに設けられた位置決め部と嵌合する嵌合部を備え、前記位置決め部を複数の前記嵌合部のうちの一つと嵌合させることにより前記工作機械のテーブル上の複数の位置に前記パレットを位置決めすることを可能にした工作機械のためのパレットが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、一つのワークの加工途中で、パレット移動手段によってテーブル上でパレットを移動させ、異なる位置にパレットを位置決めしてクランプし、この位置で主軸によるワークの加工を再開することが可能となるので、テーブル上でのワークの移動によって主軸とテーブルとの相対移動のストロークを補い、工作機械の主軸とテーブルとの相対移動のストロークを超える長さのワークをパレットに装着した状態で加工することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一つの実施の形態による工作機械の全体構成図である。
【図２】図１に示されている工作機械の部分断面側面図である。
【図３】図１に示されているパレットの正面図である。
【図４】図１に示されている工作機械のテーブルに対するパレットのクランプ位置の例を示す線図である。
【図５】本発明による工作機械の変形形態を示す部分断面側面図である。
【図６】本発明による工作機械のその他の実施の形態を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の工作機械及びパレットの実施の形態を説明する。
最初に、図１を参照して、本発明の実施の形態による工作機械１３の全体構成を説明する。工作機械１３は、スプラッシュガード１５によって周囲を取り囲まれたマシニングセンタのような機械本体１１と、スプラッシュガード１５を隔てて機械本体１１の両側に隣接してそれぞれ設けられた第１のパレット段取り台１７及び第２のパレット段取り台１９と、機械制御装置２１とを備えている。本実施の形態では、機械制御装置２１は、機械本体１１の起動、停止を制御したり、工具交換装置（図示せず）の動作を制御したり、第１及び第２のパレット段取り台１７，１９の動作を制御したりするように構成されている。
【００１６】
スプラッシュガード１５には、機械本体１１と第１及び第２のパレット段取り台１７，１９との間でパレットＰ１及びＰ２の授受を行うときにパレットＰ１及びＰ２を通過させるための開口部１５ａ及び１５ｂと、開口部１５ａ及び１５ｂを開閉するための開閉扉２３ａ及び２３ｂと、開閉扉２３ａ及び２３ｂを駆動して開閉させるための開閉扉用駆動モータＭD1及びＭD2とが設けられており、開閉扉用駆動モータＭD1及びＭD2の動作は、機械制御装置２１によって制御される。
【００１７】
図１に示されているように、機械本体１１は、第１のベッド２５及び第２のベッド２７と、第１のベッド２５上に設けられたコラム２９と、コラム２９の前面（第２のベッド２７側の面）に支持された主軸頭３１と、回転軸線Ｏを中心に回転可能に主軸頭３１に支持された主軸３３と、主軸３３と対向して第２のベッド２７上に設けられたテーブル３５とを備える。本実施の形態では、第２のベッド２７は、第１ベッド２５と別部材として、第１のベッド２５の前方、すなわち主軸３３の先端側に離間して配置されているが、第１のベッド２５と第２のベッド２７は、一体の部材として形成されていてもよい。
【００１８】
第１のベッド２５の上面には、主軸３３の回転軸線Ｏと平行に延びる一対のＺ軸案内レール３７が設けられており、コラム２９がＺ軸送り手段（図示せず）によって駆動されＺ軸案内レール３７に沿ってＺ軸方向に第１のベッド２５上を移動できるようになっている。Ｚ軸送り手段は、例えば、第１のベッド２５内に設けられ、Ｚ軸方向に延びるボールねじ軸と、ボールねじ軸の一端に連結され、ボールねじ軸を回転駆動するサーボモータと、コラム２９の底面に設けられ、ボールねじ軸に係合するナットとによって構成することができる。
【００１９】
主軸３３は、主軸頭３１の前面からＺ軸方向にテーブル３５に向かって突出するように主軸頭３３に支持されており、主軸３３の先端部には、工具Ｔが装着されている。コラム２９には、鉛直方向（Ｙ軸方向）に延びる一対のＹ軸案内レール（図示せず）が設けられており、主軸頭３１がＹ軸送り手段（図示せず）によって駆動されＹ軸案内レールに沿ってＹ軸方向にコラム２９上を移動できるようになっている。Ｙ軸送り手段は、例えば、コラム２９内に設けられ、Ｙ軸方向に延びるボールねじ軸と、ボールねじ軸の一端に連結され、ボールねじ軸を回転駆動するサーボモータと、主軸頭３１に設けられ、ボールねじ軸に係合するナットとによって構成することができる。
【００２０】
また、第２のベッド２７の上面には、Ｙ軸及びＺ軸と垂直に延びる一対のＸ軸案内レール３９が設けられており、テーブル３５がＸ軸送り手段（図示せず）によって駆動されＸ軸案内レール３９に沿ってＸ軸方向に第２のベッド２７上を移動できるようになっている。Ｘ軸送り手段は、例えば、第２のベッド２７内に設けられ、Ｘ軸方向に延びるボールねじ軸と、ボールねじ軸の一端に連結され、ボールねじ軸を回転駆動するサーボモータと、テーブル３５の底面に設けられ、ボールねじ軸に係合するナットとによって構成することができる。
【００２１】
機械本体１１は、Ｘ軸送り手段、Ｙ軸送り手段及びＺ軸送り手段によって、テーブル３５に取り付けられたパレットＰ１上のワークＷ１と主軸３３に装着された工具Ｔとを直交３軸方向に相対移動させながらワークＷ１を加工する。
【００２２】
ここで、図２を参照して、テーブル３５及びパレットＰ１及びＰ２の詳細な構成を説明する。なお、パレットＰ１とパレットＰ２とは同じ構成を有しているので、以下の説明では、パレットＰ１及びパレットＰ２を総称してパレットＰとも記載する。
【００２３】
テーブル３５は、主軸３３の先端に対面し且つ主軸３３の回転軸線Ｏに垂直な鉛直平面からなるパレット取付面３５ａを有し、パレット取付面３５ａにパレットＰを取り付けることができるようになっている。さらに、パレット取付面３５ａとこれに対向するパレットＰの裏面（すなわち、ワークを装着する面と反対側の面）には、パレット取付面３５ａ上でパレットＰをＸ軸方向に案内するＸ軸案内手段と、Ｘ軸案内手段によって案内されるパレットＰをＸ軸方向の予め定められた複数の異なる位置に位置決めする位置決め手段４１と、位置決め手段４１によって位置決めされたパレットＰをクランプするクランプ手段とがそれぞれ設けられている。
【００２４】
Ｘ軸案内手段は、パレットガイドレールとこれに係合するガイドローラとの組合せによって構成することができ、また、クランプ手段は、支承部材とこれを挟持するクランプ装置との組合せによって構成することができる。しかしながら、Ｘ軸案内手段とクランプ手段は、これらに限定されるものではなく、パレット取付面３５ａ上でパレットＰを案内し、所定位置で固定できるものであれば、他の構成とすることもできる。なお、図２では、Ｘ軸案内手段とクランプ手段とをガイド・クランプ手段４３として簡略化して一体的に示している。
【００２５】
位置決め手段４１は、テーパ状の嵌合突起４１ａと、嵌合突起４１ａと嵌合するテーパ状の嵌合凹部４１ｂとの組合せによって構成される。しかしながら、位置決め手段４１は、これらに限定されるものではなく、パレット取付面３５ａ上でパレットＰを位置決めすることができれば、他の構成とすることもできる。位置決め手段４１として嵌合突起４１ａと嵌合凹部４１ｂとの組合せを用いる場合、例えば、テーブル３５のパレット取付面３５ａのＸ軸方向中央に進退可能な一つの係合突起４１ａを設ける一方、パレットＰの裏面の異なるＸ軸方向位置に複数の嵌合凹部４１ｂを設け、係合突起４１ａと複数の嵌合凹部４１ｂから選択された一つとを嵌合させることによって、テーブル３５のパレット取付面３５ａ上で複数の異なるＸ軸方向位置にパレットＰを位置決めすることができるようになる。本実施の形態では、図２及び図３から分かるように、パレット取付面３５ａ上で三つの異なるＸ軸方向位置にパレットＰを位置決めできるように、テーブル３５のパレット取付面３５ａに進退可能な一つの嵌合突起４１ａを設ける一方、パレットＰの裏面に三つの嵌合凹部４１ｂを設けている。三つの嵌合凹部４１ｂはＸ軸方向に等間隔で設けられていることが好ましい。
【００２６】
また、テーブル３５は、パレット取付面３５ａ上でＸ軸案内手段によって案内しながらパレットＰをＸ軸方向に移動させるパレット移動手段４５をさらに備える。本実施の形態では、パレット移動手段４５は、テーブル３５の頂部に固定されたパレット移動用駆動モータＭTと、Ｚ軸と平行に延びるパレット移動用駆動モータＭTの回転軸４７に取り付けられたピニオン４９とによって構成されており、図３に示されているように、パレットＰの上縁部に取り付けられＸ軸方向に延びるラック５１にピニオン４９を係合させパレット移動用駆動モータＭTによってピニオン４９を回転させることにより、パレット取付面３５ａ上でパレットＰをＸ軸案内手段によって案内しながらＸ軸方向に移動させる。しかしながら、パレット移動手段４５は、上記の組合せに限定されるものではなく、パレット取付面３５ａ上でパレットＰをＸ軸方向に移動させることができれば他の組合せとすることもできる。例えば、テーブル３５の頂部に固定されたパレット移動用駆動モータＭTと、Ｚ軸と平行に延びるパレット移動用駆動モータＭTの回転軸４７に取り付けられたスプロケットとの組合せによってパレット移動手段４５を構成し、パレットＰの上縁部に設けられＸ軸方向に延びるチェーンにスプロケットを係合させスプロケットを回転させることによりパレットＰを移動させるようにすることもできる。
【００２７】
上記テーブル３５と同様に、機械本体１１の両側に隣接して設けられている第１のパレット段取り台１７及び第２のパレット段取り台１９の各々は、パレット取付面３５ａと同様のパレット取付面１７ａ又は１９ａを有し、パレット取付面１７ａ又は１９ａ上には、ガイド・クランプ手段４３と同様の構成のガイド・クランプ手段（図示せず）が設けられている。また、各パレット段取り台１７又は１９の頂部には、パレット移動手段が設けられており、各パレット段取り台１７又は１９のパレット取付面１７ａ又は１９ａに取り付けられたパレットＰを機械本体１１のテーブル３５に給送し、また、機械本体１１のテーブル３５から排送されるパレットＰをパレット段取り台１７，１９に引き込むことができるようになっている。各パレット段取り台１７又は１９のパレット移動手段は、テーブル３５のパレット移動手段４５と同様であり、本実施の形態では、パレット段取り台１７又は１９の頂部に固定されたパレット移動用駆動モータＭ1又はＭ2と、Ｚ軸と平行な方向に延びるパレット移動用駆動モータＭ1又はＭ2の回転軸４７に取り付けられたピニオン４９とによって構成されており、パレットＰの上縁部に取り付けられＸ軸方向に延びるラック５１にピニオン４９を係合させ、パレット移動用駆動モータＭ1又はＭ2によってピニオン４９を回転させることにより、パレット取付面１７ａ又は１９ａ上でパレットＰをＸ軸方向に移動させる。なお、図１では、簡単化のために、第１及び第２のパレット段取り台１７及び１９のパレット移動手段のうちパレット移動用駆動モータＭ1及びＭ2のみが示されている。
【００２８】
次に、図１を参照して、本実施の形態の工作機械１３におけるパレット交換動作を説明する。図１には、機械本体１１のテーブル３５にワークＷ１を装着したパレットＰ１が取り付けられている一方、第１のパレット段取り台１７にはパレットが存在せず、第２のパレット段取り台１９に新たなワークＷ２を装着したパレットＰ２が存在する状態が示されている。第２のパレット段取り台１９のパレットＰ２の段取りが完了してパレットＰ２を機械本体１１のテーブル３５に向けて給送する準備が整い、かつ、機械本体１１のテーブル３５に取り付けられたパレットＰ１に装着されたワークＷ１の加工が終了すると、機械制御装置２１からパレット移動用駆動モータＭT、Ｍ1、Ｍ2及び開閉扉用駆動モータＭD1及びＭD2へ駆動電流が供給され、開閉扉２３ａ，２３ｂが開くと共に、パレット移動用駆動モータＭT，Ｍ1及びＭ2が同じ方向（この場合、図１において左方向へパレットＰ１及びＰ２を移動させる方向）に回転する。このとき、機械制御装置２１は、パレット移動用駆動モータＭT，Ｍ1及びＭ2を同期制御する。また、パレット移動用駆動モータＭT，Ｍ1及びＭ2の回転位置に基づいて、開閉扉用駆動モータＭD1及びＭD2の回転位置を制御し、パレットＰ１及びＰ２と開閉扉２３ａ，２３ｂとが衝突しないように開閉扉２３ａ，２３ｂを開閉する。
【００２９】
パレット交換動作の開始時には、第１のパレット段取り台１７にはパレットが存在しないので、第１のパレット段取り台１７のパレット移動用駆動モータＭ1によって駆動されるピニオン４９は当初ラック５１と係合せず、したがって、パレット移動用駆動モータＭ1及びピニオン４９は空転することになる。一方、機械本体１１のテーブル３５には加工済みワークＷ１を装着したパレットＰ１が取り付けられており、また、第２のパレット段取り台１９には未加工の新しいワークＷ２を装着したパレットＰ２が取り付けられており、パレットＰ１及びＰ２のラック５１はパレット移動用駆動モータＭT及びＭ2に駆動されるピニオン４９と係合している。したがって、パレット移動用駆動モータＭT及びＭ2が回転すると、パレットＰ１及びＰ２は、同時に、Ｘ軸に沿って図中左方向へ移動する。
【００３０】
テーブル３５上のパレットＰ１がパレット移動用駆動モータＭTによって移動させられて第１のパレット段取り台１７に到達すると、パレットＰ１に取り付けられたラック５１の先端部（図１において左端）が、第１のパレット段取り台１７のパレット移動用駆動モータＭ1に駆動されるピニオン４９に係合し、パレットＰ１がパレット移動用駆動モータＭT及びパレット移動用駆動モータＭ1によって移動させられるようになる。パレットＰ１がさらに左方向に移動させられると、パレットＰ１に取り付けられたラック５１がパレット移動用駆動モータＭTに駆動されるピニオン４９から離脱して、パレットＰ１はパレット移動用駆動モータＭ1のみによって移動させられるようになる。
【００３１】
一方、第２のパレット段取り台１９上のパレットＰ２は、パレット移動用駆動モータＭ2によって移動させられて、第２のパレット段取り台１９から機械本体１１のテーブル３５に送給される。パレットＰ１に取り付けられたラック５１がテーブル３５のパレット移動用駆動モータＭTに駆動されるピニオン５１から離脱した後に、パレットＰ２に取り付けられたラック５１の先端部（図１において右端）が、テーブル３５のパレット移動用駆動モータＭTに駆動されるピニオン４９に係合し、パレットＰ２がパレット移動用駆動モータＭT及びパレット移動用駆動モータＭ2によって移動させられるようになる。パレットＰ２がさらに左方向に移動させられると、パレットＰ２に取り付けられたラック５１がパレット移動用駆動モータＭ2に駆動されるピニオン４９から離脱して、パレットＰ２はパレット移動用駆動モータＭTのみによって移動させられるようになる。
【００３２】
その後、パレットＰ２はテーブル３５上で位置決め、クランプされ、機械本体１１によるパレットＰ２上のワークＷ２の加工が開始される。一方、機械本体１１によるパレットＰ２上のワークＷ２の加工が行われている間に、第１のパレット段取り台１７では、パレットＰ１からの加工済みワークＷ１の取外し、パレットＰ１への新たなワークＷ１の装着などの段取り作業が行われる。そして、機械本体１１によるパレットＰ２上のワークＷ２の加工が終了すると、再び、パレット交換が行われ、新たなワークＷ１を装着したパレットＰ１が第１のパレット段取り台１７から機械本体１１のテーブル３５へ送給されると共に、加工済みワークＷ２を装着したパレットＰ２が機械本体１１のテーブル３５から第２のパレット段取り台１９へ排送される。このときのパレット交換は、第１の段取り台１７と第２の段取り台１９とを入れ替えてパレット移動用駆動モータＭT，Ｍ1及びＭ2が図１において右方向へパレットＰ１及びＰ２を移動させる方向に回転されることを除いて、上記と同じ手順で行われるので、ここでは、詳しい説明を省略する。
【００３３】
次に、図４を参照して、テーブル３５上におけるパレットＰ１又はＰ２の位置決め動作について説明する。
テーブル３５は、第１のパレット段取り台１７又は第２のパレット段取り台１９からパレットＰ１又はＰ２を供給されると、パレット移動用駆動モータＭTに駆動されるピニオン４９とパレットＰ１又はＰ２に取り付けられたラック５１とを係合させることによって、パレット取付面３５ａ上でパレットＰ１又はＰ２を移動させる。このとき、テーブル３５のパレット取付面３５ａの嵌合突起４１ａはテーブル３５内に後退させておき、嵌合突起４１ａがパレットＰ１又はＰ２の嵌合凹部４１ｂに干渉するのを防止する。
【００３４】
次に、パレットＰ１又はＰ２の三つの嵌合凹部４１ｂのうち右又は左の位置にある嵌合凹部４１ｂ（例えば図４（ａ）のように右端位置にある嵌合凹部４１ｂ）が嵌合突起４１ａと対向する位置までパレット取付面３５ａ上でパレットＰ１又はＰ２を移動させ、嵌合突起４１ａをテーブル３５内から突出させてパレットＰ１又はＰ２の嵌合凹部４１ｂに嵌合させる。パレットＰ１又はＰ２は、このように嵌合突起４１ａを嵌合凹部４１ｂの選択された一つに係合させることにより、パレット取付面３５ａ上の予め定められたＸ軸方向位置に位置決めされる。そして、パレットＰ１又はＰ２はこの位置でクランプ手段によってクランプされ、パレットＰ１又はＰ２上のワークＷ１又はＷ２が機械本体１１によって加工される。
【００３５】
図４（ａ）に示されている位置での加工が終了すると、再び、嵌合突起４１ａをテーブル３５内に後退させて、パレット移動用駆動モータＭTによってパレットＰ１又はＰ２を移動させ、同様の手順で、図４（ｂ）に示される位置、その後に図４（ｃ）に示される位置にパレットＰ１又はＰ２を位置決めし、クランプして、パレットＰ１又はＰ２上のワークＷ１又はＷ２の加工が行われる。
【００３６】
このように、本発明では、テーブル３５のパレット取付面３５ａ上でパレットＰ１又はＰ２を移動させて複数の異なるＸ軸方向位置にパレットＰ１又はＰ２を位置決めし、クランプすることを繰り返しながら、機械本体１１によるワークＷ１又はＷ２の加工を行うことができる。したがって、パレット取付面３５ａ上でのパレットＰ１又はＰ２及びそれに伴うワークＷ１又はＷ２のＸ軸方向の移動によって、機械本体１１の主軸３３とテーブル３５とのＸ軸方向の相対移動を補うことができるので、機械本体１１の主軸３３とテーブル３５とのＸ軸方向の相対移動のストロークを超えるＸ軸方向長さを有するワークＷ１又はＷ２をパレットＰ１又はＰ２に装着した状態で加工することが可能となる。この結果、Ｘ軸方向に長いワークＷ１又はＷ２を加工する場合でも、主軸３３とテーブル３５とのＸ軸方向の相対移動のストロークを短くすることができ、工作機械１１をコンパクトにできる。
【００３７】
以上、図示される実施の形態を参照して、本発明の工作機械１３を説明したが、図示される実施の形態は例示であり、本発明は、テーブル３５のパレット取付面３５ａ上で複数の異なるＸ軸方向位置にパレットＰ１又はＰ２を位置決めし、クランプできるようになっていれば、図示される実施の形態に限定されるものではない。例えば、図示される実施の形態では、位置決め手段４１として、テーブル３５のパレット取付面３５ａに進退可能な嵌合突起４１ａを設ける一方、パレットＰ１及びＰ２の裏面に複数の嵌合凹部４１ｂを設けている。しかしながら、図５に示されている変形形態のように、テーブル３５のパレット取付面３５ａに進退可能な嵌合凹部４１ｂを設ける一方、パレットＰ１及びＰ２に複数の係合突起４１ａを設けてもよい。また、図６に示されているように、パレットＰ１及びＰ２の裏面に一つの嵌合凹部４１ｂを設ける一方、テーブル３５のパレット取付面３５ａに複数の嵌合突起４１ａを設けたり、パレットＰ１及びＰ２の裏面に一つの嵌合突起４１ａを設ける一方、テーブル３５のパレット取付面３５ａに複数の嵌合凹部４１ｂを設けたりするなど、様々な変形が可能である。
【００３８】
さらに、上記実施の形態では、テーブル３５上で、パレットＰのワークＷを装着する面と平向な方向にパレットＰを移動させることを述べたが、その方向に限らず、ワークＷを装着する面に垂直な方向等、他の方向にテーブル３５上でパレットＰを移動させるように構成することもできる。また、上記の実施の形態では、主軸３３の回転軸線Ｏが水平方向に延び、テーブル３５が回転軸線Ｏに垂直に延びる鉛直平面からなるパレット取付面３５ａを有していると説明されている。しかしながら、本発明では、主軸３３の回転軸線Ｏに対して垂直なパレット取付面３５ａ上をパレットＰ１，Ｐ２がＸ軸方向に移動できるようになっていればよく、例えば、主軸３３の回転軸線Ｏが鉛直方向（上下方向）に延び、テーブル３５が回転軸線Ｏに垂直に延びる水平な平面からなるパレット取付面３５ａを有するように立体の工作機械として構成してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１３ 工作機械
１７ 第１の段取り台
１９ 第２の段取り台
３３ 主軸
３５ テーブル
４１ 位置決め手段
４１ａ 嵌合突起
４１ｂ 嵌合凹部
４３ ガイド・クランプ手段
４５ パレット移動手段
４９ ピニオン
５１ ラック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パレットを取り付けたテーブルと工具を装着した主軸とを相対移動させることにより、前記パレットに装着されたワークを加工する工作機械であって、
前記テーブル上で前記パレットを移動させるパレット移動手段と、
前記テーブル上で移動される前記パレットを複数の異なる位置に位置決めするための位置決め手段と、
前記複数の異なる位置に位置決めされた前記パレットを前記テーブルにクランプするクランプ手段と、
を備え、前記テーブル上の複数の位置から選択された一つの位置に前記パレットを位置決めし、クランプできることを特徴とした工作機械。
【請求項２】
前記位置決め手段は、嵌合突起と、該嵌合突起と嵌合する嵌合凹部とからなり、前記嵌合突起及び前記嵌合凹部のうちの一方が前記テーブル及び前記パレットのうちの一方の一つの位置に設けられ、前記嵌合突起及び前記嵌合凹部のうちの他方が前記テーブル及び前記パレットのうちの他方の複数の異なる位置に設けられる、請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記テーブルに隣接して設けられ、前記テーブルとの間で前記パレットの授受を行うパレット段取り台をさらに備え、前記パレット移動手段によって、前記テーブルと前記パレット段取り台との間で前記パレットを移動させる、請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記パレット移動手段は、前記テーブルに設けられ駆動モータによって回転駆動されるスプロケットと前記パレットに設けられ前記スプロケットに係合するチェーンとの組合せ、又は、前記テーブルに設けられ駆動モータによって回転駆動されるピニオンと前記パレットに設けられ前記ピニオンに係合するラックとの組合せによって構成される、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の工作機械。
【請求項５】
概略長方形状を有しワークが装着される、工作機械のためのパレットであって、
前記パレットにおいて前記ワークを装着する面と反対側の面上の前記パレットの長手方向の複数の位置に、工作機械のテーブルに設けられた位置決め部と嵌合する嵌合部を備え、前記位置決め部を複数の前記嵌合部のうちの一つと嵌合させることにより前記工作機械のテーブル上の複数の異なる位置に前記パレットを位置決めできることを特徴とした工作機械のためのパレット。
【請求項１】
パレットを取り付けたテーブルと工具を装着した主軸とを相対移動させることにより、前記パレットに装着されたワークを加工する工作機械であって、
前記テーブル上で前記パレットを移動させるパレット移動手段と、
前記テーブル上で移動される前記パレットを複数の異なる位置に位置決めするための位置決め手段と、
前記複数の異なる位置に位置決めされた前記パレットを前記テーブルにクランプするクランプ手段と、
を備え、前記テーブル上の複数の位置から選択された一つの位置に前記パレットを位置決めし、クランプできることを特徴とした工作機械。
【請求項２】
前記位置決め手段は、嵌合突起と、該嵌合突起と嵌合する嵌合凹部とからなり、前記嵌合突起及び前記嵌合凹部のうちの一方が前記テーブル及び前記パレットのうちの一方の一つの位置に設けられ、前記嵌合突起及び前記嵌合凹部のうちの他方が前記テーブル及び前記パレットのうちの他方の複数の異なる位置に設けられる、請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
前記テーブルに隣接して設けられ、前記テーブルとの間で前記パレットの授受を行うパレット段取り台をさらに備え、前記パレット移動手段によって、前記テーブルと前記パレット段取り台との間で前記パレットを移動させる、請求項１又は請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
前記パレット移動手段は、前記テーブルに設けられ駆動モータによって回転駆動されるスプロケットと前記パレットに設けられ前記スプロケットに係合するチェーンとの組合せ、又は、前記テーブルに設けられ駆動モータによって回転駆動されるピニオンと前記パレットに設けられ前記ピニオンに係合するラックとの組合せによって構成される、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の工作機械。
【請求項５】
概略長方形状を有しワークが装着される、工作機械のためのパレットであって、
前記パレットにおいて前記ワークを装着する面と反対側の面上の前記パレットの長手方向の複数の位置に、工作機械のテーブルに設けられた位置決め部と嵌合する嵌合部を備え、前記位置決め部を複数の前記嵌合部のうちの一つと嵌合させることにより前記工作機械のテーブル上の複数の異なる位置に前記パレットを位置決めできることを特徴とした工作機械のためのパレット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−７９１１４（Ｐ２０１１−７９１１４Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３５６１９（Ｐ２００９−２３５６１９）
【出願日】平成２１年１０月９日（２００９．１０．９）
【出願人】（０００１５４９９０）株式会社牧野フライス製作所 (116)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月９日（２００９．１０．９）
【出願人】（０００１５４９９０）株式会社牧野フライス製作所 (116)
【Ｆターム（参考）】
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