专利名称：机床的托盘交换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够自动交换加工台上所载置的加工侧托盘和工件准备部上所载置的待机侧托盘的机床的托盘交换装置。
技术背景[0002]以往，作为这种托盘交换装置，一般为在加工台侧上设置多个托盘支撑座、托盘位置传感器以及定位销的结构。在该现有的装置中，通过油压缸使工件准备部的托盘上升并边确认在加工台侧的托盘支撑座上的位置边进行载置，并通过定位销锁住。此时，为了避免在各托盘支撑座上咬入碎屑而通过吹风机除去碎屑。但是，在能够载置长工件的大型托盘交换的情况下，当采用上述现有结构时，需要多个托盘支撑座、位置传感器和定位销。随之而来，托盘的上升行程变大的同时，配线、配管等的结构复杂化，而且产生增加所需的吹风量的问题。对于解决上述的结构复杂化和吹风量增加的问题，有效的方法为通过线性引导方式进行托盘交换。例如，在日本特许公开平3-26439号公报中，公开了如下结构，在加工台上与该加工台的移动方向串联地配置工件准备部，在加工台和工件准备部上配置沿上述移动方向延伸的加工侧，准备侧线性导轨，并使上述工件准备部在位于与加工台同一直线上的托盘交换时位置、以及在与上述移动方向正交的方向上偏位的待机时位置之间移动。但是，象上述以往的托盘交换装置那样，在设置为串联配置加工台和工件准备部的结构的情况下，特别地在能够载置长工件的大型托盘的情况下，具有机器整体的设置空间在上述移动方向上变大的问题。另外在上述托盘交换装置中，在例如使加工侧、准备侧线性导轨接近对置的状态下进行工件加工时，飞散的碎屑容易在两线性导轨的对置部分内堆积，并且由于情况不同具有堆积物夹在线性导轨和线性引导件之间的危险。
发明内容本发明的目的为提供一种机床的托盘交换装置，其在消除交换大型托盘情况下的结构复杂化的问题的同时，能够缩小机器整体的设置空间，或者能够防止飞散的碎屑在线性导轨上堆积。本发明的机床的托盘交换装置中的机床具有在规定方向上构成长尺形状，并在该规定方向上可移动地设置的加工台，以及在上述规定方向上构成长尺形状、并以与上述加工台平行且与该加工台的两侧邻接的方式配设的一对工件准备部，其中该托盘交换装置交换上述加工台上所载置的加工侧托盘和上述工件准备部上所载置的待机侧托盘，在上述加工台上配设在与上述规定方向正交的方向上延伸的加工侧线性导轨；在上述各工件准备部上，将在与上述规定方向正交的方向上延伸的准备侧线性导轨以与上述加工侧线性导轨同轴的方式配设；在上述各托盘上配设与上述加工侧、准备侧线性导轨滑动自如地卡合的线性引导件；并使上述加工台的加工侧托盘与上述工件准备部的待机侧托盘在与上述规定方向正交的方向上移动而交换。根据本发明涉及的托盘交换装置，由于将在规定方向构成长尺形状的加工台与工件准备部并列配置，并使加工侧托盘和待机侧托盘在与规定方向正交的方向上移动而进行交换，因此与现有的串联配置的情况相比，能够缩小机器整体的配置空间。另外，由于通过使加工侧托盘，待机侧托盘的线性引导件在加工台，工件准备部的线性导轨上滑动来进行托盘交换，因此能够省略现有的托盘支撑座、定位销等，并能够避免交换长尺状的大型托盘时的结构的复杂化。在本发明的优选实施方式中，在上述加工台和上述工件准备部之间配设有开闭式闸门，并且上述准备侧线性导轨构成为能够在与上述加工侧线性导轨抵接或接近对置的托盘交换时位置以及位于上述闸门的机外侧的待机时位置之间进退。 在上述优选实施方式中，由于在加工台和工件准备部之间可开闭地配置闸门，并且将准备侧导轨设置为能够在与加工侧线性导轨抵接或者接近的托盘交换时位置、以及退避至闸门的机外侧的待机时位置之间进退，因此由于在工件加工中的准备侧线性导轨从闸门向机外侧退避，所以能够可靠地防止飞散的碎屑堆积在准备侧线性导轨上。本申请的其他发明为将具备加工台和以与该加工台邻接的方式配设的一对工件准备部的机床的上述加工台上所载置的加工侧托盘和上述工件准备部上所载置的待机侧托盘交换的托盘交换装置，在上述加工台上配设加工侧线性导轨；在上述工件准备部上，将准备侧线性导轨以与上述加工侧线性导轨同轴的方式配设；在上述各托盘上配设与上述加工侧线性导轨、准备侧线性导轨滑动自如地卡合的线性引导件；并将上述准备侧线性导轨设置为能够在与上述加工侧线性导轨抵接或接近对置的托盘交换时位置以及离开上述加工侧线性导轨的待机时位置之间进退。根据本申请的其他发明，由于将加工台的加工侧线性导轨和工件准备部的准备侧线性导轨以同轴的方式配置，并将准备侧线性导轨设置为能够在与加工侧线性导轨接近对置的位置以及离开该线性导轨的位置之间进退，因此在加工中通过使准备侧线性导轨提前后退，能够防止飞散的碎屑堆积在准备侧线性导轨的对置部分内。
图I为具有根据本发明的实施例I的托盘交换装置的机床的整体立体图。图2为上述机床的托盘交换装置部分的立体图。图3为上述托盘交换装置的立体图。图4为上述托盘交换装置的立体图。图5为上述托盘交换装置的线性引导机构的立体图。图6为上述线性引导机构的立体图。图7为上述线性引导机构的立体图。图8为上述线性引导机构的驱动部的立体图。图9为上述驱动部的后视图。图10为上述托盘交换装置的夹具机构的平面图。图11为上述夹具机构的平面图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。图I至图11为用于说明根据本发明的实施例I的机床的托盘交换装置的视图。并且，在本实施例中，前后左右意指从机器正面看到时的前后左右。图中，I表示具备托盘交换装置2的机械加工中心(machining center)(机床)。从机器正面看，该机械加工中心I具备沿X轴方向(前后方向)延伸的固定床3、以跨过该固定床3的长度方向的中途部的方式而立设的门形的支柱4、在Y轴方向(左右方向)上可移动地被该支柱4支撑的刀架(saddle) 5、在Z轴方向(上下方向)上可移动地被该刀架5支撑的主轴头6、以及使轴线朝向X轴方向而支撑在该主轴头6上的、旋转工具(未图示)可装卸地安装的主轴7。另外，在上述固定床3上在X轴方向上可移动地载置有在X轴方向上成为长尺状的加工台8。上述加工台8具有上述固定床3的X轴方向长度的大概1/2左右的长度，为例如铁道车辆，公共汽车，航空器的主体等的宽度，并构成为能够载置长工件。通过使上述加工台8在固定床3的立柱4的靠前侧和靠里侧之间在X轴方向上相对移动、使上述主轴7在Y轴，Z轴方向上相对移动，而实施预定的工件加工。上述固定床3的相对于立柱4的靠前侧、靠里侧上分别配设有覆盖固定床3的加工范围的箱状的前盖13、后盖14。上述前盖13的左、右侧部上形成有托盘交换开口 13a，而该左，右托盘交换开口13a上配设有打开和关闭该开口 13a的闸门15，15。该左，右闸门15，15被配设为位于上述加工台8和后述的第一，第二工件准备部9，10之间，以下将加工台侧称为机内，而将准备部侧称为机外。上述左，右闸门15分别被前，后一对支柱16，16可升降地支撑，并通过未图示的电机经由链条而进行打开和关闭驱动。上述闸门15上形成有能够看到机内的多个透视窗15a。上述托盘交换装置2具有与上述加工台8大致相同的X轴方向长度，并且在上述固定床3的左，右两侧具备以与该加工床8平行且邻接的方式配设的第一，第二工件准备部9，10，并且上述托盘交换装置2构成为能够自动地交换上述加工台8上所载置的加工侧托盘P1、和上述第一，第二工件准备部9，10的任何一个上所载置的待机侧托盘P2。具体而言，例如如图2所示，当机械加工结束时，加工台8上的放置有加工完工件的加工侧托盘Pl向第一工件准备部9上搬出，而由该第一工件准备部9上的待机侧托盘pr将加工完工件搬出。在上述机械加工中事先通过第二工件准备部10将接下来的加工工件放置在待机侧托盘P2上，当上述加工侧托盘Pl向第一工件准备部9的搬出结束时，上述第二工件准备部10上的待机侧托盘P2向加工台8上搬入，并在被放置的接下来的加工工件上实施预定的机械加工。当机械加工结束时，放置有加工完工件的加工侧托盘Pl这次向第二工件准备部10侧搬出。这样通过第一，第二工件准备部9，10的托盘和加工台8上的托盘交互地搬入，搬出，从而进行托盘交换。上述托盘交换装置2具备在Y轴方向上可移动地支撑上述加工侧托盘P I，待机侧托盘P2的线性引导机构18、以及将上述托盘Pl，P2定位固定在加工台8上的一对夹具机构 19，19。[0036]如图10和图11所示，上述各夹具机构19具有固定在上述加工台8的X轴方向两端部上的夹持部20、以及固定在上述托盘Pl，P2底面上的夹紧块21。上述夹持部20具有在X轴方向延伸且并列配置的第一，第二油压缸23，22、以及配置在该两缸之间的挡块24。在上述第一，第二油压缸23，22的活塞杆23a，22a的前端部上固定有具有楔形面23c，22c的夹具23b，22b。另外，在上述夹紧块21上形成有与上述挡块24的接触面24a抵接的抵接部21a、以及与上述夹具22b的楔形面22c嵌合的楔形面21b。例如，当第二工件准备部10的待机侧托盘P2向加工台8上搬入时，该待机侧托盘P2的夹紧块21的抵接部21a与挡块24的接触面24a抵接。在该状态下，第二油压缸22的活塞杆22a前进，并且夹具22b的楔形面22c嵌合按压夹紧块21的楔形面21b，由此托盘P2通过挡块24和夹具22b而被夹持，从而上述托盘P2在Y轴方向的移动被限制。当上述活塞杆22a后退时，则上述夹紧被解除。并且，对于第一工件准备部9的待机侧托盘P2被搬入的情况，构成为第一油压缸23夹持托盘P2的夹紧块(未图示)。上述线性引导机构18具有配设在加工台8上的五根加工侧线性导轨25、配设在第一，第二工件准备部9，10上的五根第一，第二准备侧线性导轨26，27、以及在各托盘P1，P2上配设的、滑动自如地卡合在各加工侧，准备侧线性导轨25，26，27上的第一，第二线性引导件28，具体而言构成为以下结构。上述各加工侧线性导轨25在与X轴方向正交的Y轴方向上延伸，并在X轴方向上保持预定间隔地配设，并被螺接固定在加工台8上。上述第一，第二准备侧线性导轨26，27在与X轴方向正交的Y轴方向上延伸，并在X轴方向上保持预定间隔地配设。该第一，第二准备侧线性导轨26，27配置为当加工台8被定位于托盘交换时的位置时与加工侧线性导轨25构成同轴。上述各线性引导件28被螺接固定在托盘P 1，P2的底面上，并通过多个滚珠(未图示)而能够滑动自如地卡合在上述加工侧，准备侧线性导轨25 27上。上述第一，第二准备侧线性导轨26，27能够在其轴向机内侧端面26a，27a与加工侧线性导轨25的机外侧端面25a，25a抵接或者设置微小间隙(0. 5mm左右)地接近的托盘交换时的位置A、与离开加工侧线性导轨25而退避至上述闸门15的机外侧的待机时位置B之间进退(参照图5，图6)。上述第一，第二准备侧线性导轨26，27分别由独立的驱动机构30而被进退地驱动在上述托盘交换时位置A和待机时位置B之间。上述各驱动机构30均为相同结构，以下仅对图7 图9所示的第二准备侧线性导轨27上配设的驱动机构30进行详细说明。上述驱动机构30具有经由底板31a而被螺接固定在第二工件准备部10上的轨道引导用的线性导轨31、在上述第二准备侧线性导轨27所固定的底板32的底面上保持预定间隔配设的多个滑动自如地卡合在上述线性导轨31上的轨道引导用的线性引导件33、以及进退驱动上述第二准备侧线性导轨27的油压缸34。上述第二准备侧线性导轨27螺接固定在与其同长度的上述底板32的上表面上，并在该底板32的下表面螺接固定有上述线性引导件33。上述油压缸34与线性导轨31平行且邻接地配置，并且其活塞杆34a通过连接部件34b与上述底板32连接。在此，也可构成为将第二准备侧线性导轨27五根一并进退驱动准备。另外，35为限制托盘P2的待机时位置B的止挡部。[0048]根据本实施例，由于使在X轴方向构成长尺形状的加工台8与第一，第二工件准备部9，10并列且邻接配置，并使加工侧托盘Pl和待机侧托盘P2在与X轴方向正交的Y轴方向上移动而进行交换，因此与现有的将加工台和准备部串联配置的情况相比，能够缩小机器整体的配置空间。在本实施例中，由于在上述加工台8上配设在与X轴方向正交的Y轴方向上延伸的加工侧线性导轨25，在第一，第二工件准备部9，10上以与加工侧线性导轨25构成同轴的方式配设第一，第二准备侧线性导轨26，27，并通过使线性引导件28在该线性导轨25 27上滑动来进行托盘交换，因此能够省略现有的托盘支撑座、定位销、吹风机以及举起托盘的油压缸，并能够简化交换长尺状的大型托盘时的结构。另外，在本实施例中，在已将加工台8定位在托盘交换时位置A处的状态下，仅通过使第一，第二准备侧线性导轨27，27移动至其前进端，即能够容易准确地且精度高地将该第一，第二线性导轨26，27和加工侧线性导轨25构成同轴地定位。在本实施例中，由于在上述加工台8和第一，第二工件准备部9，10之间可开闭地配置闸门15，并且将第一，第二准备侧导轨26，27设置为能够在与加工侧线性导轨25抵接或者接近的托盘交换时位置A、以及离开该加工侧线性导轨25的待机时位置B之间进退，因此，准备侧线性导轨26，27在工件加工中，从闸门15向机外侧退避，因此飞散的碎屑不会堆积在准备侧线性导轨26，27上，并且能够防止线性引导件28搁置在堆积物上产生的损伤。而且，在上述实施例I中，尽管对在长尺形状的加工台8的左，右两侧上并列配置构成相同的长尺形状的第一，第二准备部9，10的情况下，将第一，第二准备侧线性导轨26，27构成为能够在轴向上进退的情况进行了说明，但该线性导轨的进退结构的使用范围并不限于上述实施例I。例如，上述结构还能够适用于将加工台和准备部串联配置的情况，该情况也能获得与上述实施方式相同的效果。权利要求1.一种机床的托盘交换装置，该机床具有在规定方向上构成长尺形状、并在该规定方向上可移动地设置的加工台，以及在所述规定方向上构成长尺形状、并以与所述加工台平行且与该加工台的两侧部邻接的方式配设的一对工件准备部，所述托盘交换装置交换所述加工台上所载置的加工侧托盘和所述工件准备部上所载置的待机侧托盘，其特征在于 在所述加工台上配设有在与所述规定方向正交的方向上延伸的加工侧线性导轨； 在各所述工件准备部上，将在与所述规定方向正交的方向上延伸的准备侧线性导轨以与所述加工侧线性导轨同轴的方式配设； 在各所述托盘上配设有与所述加工侧线性导轨、准备侧线性导轨滑动自如地卡合的线性引导件； 使所述加工台的加工侧托盘与所述工件准备部的待机侧托盘在与所述规定方向正交的方向上移动而交换。
2.根据权利要求I所述的机床的托盘交换装置，其特征在于，在所述加工台和所述工件准备部之间配设有开闭式闸门， 所述准备侧线性导轨构成为能够在与所述加工侧线性导轨抵接或接近对置的托盘交换时位置以及位于所述闸门的机外侧的待机时位置之间进退。
3.一种机床的托盘交换装置，该机床具备加工台和以与该加工台邻接的方式配设的一对工件准备部，所述托盘交换装置用于将所述机床的所述加工台上所载置的加工侧托盘和所述工件准备部上所载置的待机侧托盘交换，其特征在于 在所述加工台上配设有加工侧线性导轨； 在所述工件准备部上，将准备侧线性导轨以与所述加工侧线性导轨同轴的方式配设； 在各所述托盘上配设有与所述加工侧线性导轨、准备侧线性导轨滑动自如地卡合的线性引导件； 将所述准备侧线性导轨设置为能够在与所述加工侧线性导轨抵接或接近对置的托盘交换时位置以及离开所述加工侧线性导轨的待机时位置之间进退。
专利摘要一种机床的托盘交换装置，在加工台(8)上配设在与X轴方向(规定方向)正交的Y轴方向上延伸的加工侧线性导轨(25)，在工件准备部(9，10)上将在上述Y轴方向延伸的准备侧线性导轨(26，27)以与加工侧线性导轨(25)同轴的方式配设，在各托盘(P1，P2)上配设与加工侧，准备侧线性导轨(25～27)滑动自如地卡合的线性引导件(28)，使上述加工台(8)的加工侧托盘(P1)与上述工件准备部(10)的待机侧托盘(P2)在上述Y轴方向上移动而交换。
文档编号B23Q7/00GK202356961SQ201120417929
公开日2012年8月1日 申请日期2011年9月6日 优先权日2010年9月6日
发明者山田纯裕, 松山知义, 渡边通雄, 阪下祥规 申请人:株式会社森精机制作所