JP6434463B2 - ワークをクランプするパレット装置、工作機械、および加工システム - Google Patents

Description

本発明は、ワークをクランプするパレット装置、工作機械、および加工システムに関する。

工作機械においてワークを加工するために該ワークをクランプするパレット装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開平０８−０８１０１９号公報

上述のパレット装置に設けられたパレットには、フックが固設されている。このフックは、パレットを段替えするときにロボット等の機械によって把持される部分である。従来、このフックが工作機械の工具またはワークと干渉することが問題となっていた。

本発明の一態様において、工作機械のパレット装置は、ワークをクランプするパレット本体部、および該パレット本体部に移動可能に設けられた交換用フックを有するパレットであって、交換用フックは、パレット本体部の外部へ突出する突出位置と、該突出位置からパレット本体部へ向かって後退した後退位置との間で移動可能である、パレットと、パレットが着脱される治具とを備える。

パレットは、交換用フックを後退位置へ向かって付勢する付勢部をさらに備えてもよい。パレットは、交換用フックを突出位置へ移動させる駆動部をさらに備えてもよい。駆動部は、交換用フックを可動に受容し、流体供給部から内部に供給された流体の圧力によって交換用フックを突出位置へ移動させるシリンダを有してもよい。

治具は、パレットを解放可能にクランプするパレットクランプ部を有してもよい。パレットクランプ部は、パレット本体部に形成された穴に挿入されるシャフト部と、シャフト部の外部へ突出した第２突出位置と、シャフト部の内部に収容された第２後退位置との間で移動可能となるようにシャフト部に設けられた係合部とを有してもよい。

係合部は、シャフト部が穴に挿入されて係合部が第２突出位置に配置されたとき、穴の壁面と係合してパレットをクランプする。パレットクランプ部は、流体供給部から内部に供給された流体の圧力によって係合部を第２後退位置へ移動させる第２シリンダを有してもよい。

パレット装置は、交換用フックが突出位置に配置されたときに該交換用フックの位置を維持する位置維持部をさらに備えてもよい。位置維持部は、突出位置に配置された交換用フックと係合して該交換用フックの後退位置への移動を規制する係合位置と、該交換用フックから離脱して該交換用フックの後退位置への移動を許容する離脱位置との間で移動可能な移動規制部を有してもよい。

位置維持部は、移動規制部を離脱位置へ付勢する第２付勢部と、移動規制部を係合位置へ移動させる第２駆動部とをしてもよい。位置維持部は、交換用フックが突出位置へ移動されたときに、シリンダから流体供給部へ向かう流体の流れを規制する弁をしてもよい。

本発明の他の態様において、工作機械は、上述のパレット装置を備える。本発明のさらに他の態様において、加工システムは、上述の工作機械と、パレットを治具から取り外すための機械であって、突出位置に配置された交換用フックを保持可能な保持部を有する、機械とを備える。機械は、ロボットまたはローダであってもよい。

一実施形態に係る加工システムの図である。 図１に示す加工システムの斜視図である。 図１に示す加工システムの一部の斜視図である。 図１に示す第１治具のパレットクランプ部の拡大図である。 図１に示す第２治具のパレットクランプ部の拡大図である。 図１に示す第１パレットおよび第２パレットの拡大図である。 第１治具に設けられたフック装置の拡大断面図であって、交換用フックが後退位置に配置されている状態を示す。 第１パレットの構成を説明するための拡大図である。 図７に示す交換用フックが突出位置に配置された状態を示す拡大断面図である。 第２治具に設けられたフック装置の拡大断面図であって、交換用フックが後退位置に配置されている状態を示す。 第２パレットの構成を説明するための拡大図である。 図１０に示す交換用フックが突出位置に配置された状態を示す拡大断面図である。 図１に示す加工システムによってパレットを治具に装着する動作の一例を示すフローチャートである。 図１中のステップＳ４の終了時の第１パレットおよび第１治具を示す。 図１中のステップＳ４の終了時の第２パレットおよび第２治具を示す。 図１に示す加工システムによってパレットを治具から取り外す動作の一例を示すフローチャートである。 他の実施形態に係るパレットの図であって、交換用フックが後退位置に配置されている状態を示す。 図１７に示すパレットの交換用フックが突出位置に配置されている状態を示す。 他の実施形態に係るパレット装置の図である。 図１９に示すパレットを、図１９中のｘ−ｙ平面に沿って切断した断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１〜図１２を参照して、本発明の一実施形態に係る加工システム１０について説明する。

なお、以下の説明においては、図中の直交座標系を方向の基準とし、便宜上、ｘ軸プラス方向を右方、ｙ軸プラス方向を前方、ｚ軸プラス方向を上方とする。また、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

加工システム１０は、ロボットシステム１２および工作機械１４を備える。ロボットシステム１２は、ロボット１６およびロボット制御部１８を有する。ロボット制御部１８は、ＣＰＵおよびメモリ等を有し、ロボット１６の各構成要素を直接的または間接的に制御する。

ロボット１６は、マニピュレータ２０およびロボットハンド２２を有する。マニピュレータ２０は、サーボモータ（図示せず）を内蔵し、ロボットハンド２２を移動させる。

ロボットハンド２２は、ハンドベース２４と、該ハンドベース２４に開閉可能に設けられた複数の指部２６および２８と、該指部２６および２８を開閉させる動力を発生させる指部駆動部（図示せず）とを有する。指部駆動部は、例えば、サーボモータ、または、空圧式もしくは油圧式のシリンダ（図示せず）を含む。

指部２６は、ハンドベース２４に固定された基端部３０と、該基端部３０から２叉状に分岐して下方へ延びる２つの指先部３２とを有する。指先部３２の各々の先端部には、貫通孔（図示せず）が形成されている。

指部２８は、指部２６の右側に配置されている。指部２８は、ハンドベース２４に固定された基端部３４と、該基端部３４から２叉状に分岐して下方へ延びる２つの指先部３６とを有する。指先部３６の各々の先端部には、貫通孔（図示せず）が形成されている。

ロボット制御部１８は、マニピュレータ２０に内蔵された各サーボモータへ指令を送り、マニピュレータ２０を動作させる。また、ロボット制御部１８は、ロボットハンド２２に設けられた指部駆動部へ指令を送り、指部２６および２８を開閉する。

工作機械１４は、主軸３９、パレット装置４０、および工作機械制御部４２を有する。工作機械制御部４２は、ＣＰＵおよびメモリ等を有し、工作機械１４の各構成要素を直接的または間接的に制御する。ロボット制御部１８と工作機械制御部４２とは、互いに通信可能に接続され、互いに通信しつつ、後述するパレット着脱動作を実行する。

主軸３９は、サーボモータ（図示せず）を内蔵し、工作機械制御部４２からの指令に応じて、ｚ軸方向へ移動される。主軸３９の先端には、工具３９ａが取付られる。主軸３９は、工作機械制御部４２からの指令に応じて、工具３９ａを回転駆動し、該工具３９ａによって、ワークが加工される。

図１、図２、および図３に示すように、パレット装置４０は、第１支持台４４、第１治具４６、第２支持台４８、治具駆動部５０、および可動部５２を有する。第１支持台４４および第２支持台４８は、互いにｘ軸方向へ離隔して固定されている。第１支持台４４および第２支持台４８には、土台プレート５４が固定されている。

土台プレート５４は、第１支持台４４と第２支持台４８との間で延在する。土台プレート５４の上には、互いにｙ軸方向に離隔して配置された一対のレール部５６が固設されている。これらレール部５６の各々は、ｘ軸方向に真直ぐに延在している。なお、図１〜図３においては、一対のレール部５６のうち、後方側のレール部５６のみが図示されている。

第１治具４６は、第１支持台４４の右端面４４ａに固定されている。第１治具４６は、治具本体部４７と、計３個のパレットクランプ部５８を有する。治具本体部４７は、略四角柱状の部材であって、第１支持台４４の右端面４４ａに固定されている。

図３および図４に示すように、各々のパレットクランプ部５８は、ボス部５９、シャフト部６０、係合部６２、およびシリンダ６３（第２シリンダ）を有する。ボス部５９は、治具本体部４７の右端面４７ａから右方へ突出するように、該右端面４７ａに固定されている。シャフト部６０は、ボス部５９の右端面５９ａから右方へ突出するように、該右端面５９ａに固定されている。

係合部６２は、シャフト部６０の外周面６０ａから内方へ凹むように該シャフト部６０に形成された穴（図示せず）に、それぞれ収容されている。係合部６２の各々は、シャフト部６０の外周面６０ａから外方へ突出する突出位置（第２突出位置）と、シャフト部６０の外周面６０ａよりも内方へ後退した後退位置（第２後退位置）との間で、該シャフト部６０の径方向へ移動可能である。

本実施形態においては、シリンダ６３は、シャフト部６０に内蔵されている。シリンダ６３は、その内部に供給された流体の圧力によって係合部６２を後退位置へ移動させる。具体的には、係合部６２の各々は、シリンダ６３に設けられた付勢部（例えば、バネ）によって、突出位置へ付勢されている。

したがって、シリンダ６３の内部に流体が供給されていない（すなわち、シリンダ６３の内部の圧力Ｐ_６３がＬｏｗ）場合、係合部６２の各々は、該付勢部の作用によって突出位置に配置される。一方、シリンダ６３の内部に流体が供給されてシリンダ６３の圧力Ｐ_６３がＨｉｇｈになると、供給された流体の圧力によって、係合部６２が後退位置へ移動される。

図４に示すように、第１治具４６は、流路６５、６７、６９、および７１と、電磁弁５１とをさらに有する。流路６５は、治具本体部４７、ボス部５９、およびシャフト部６０の内部に形成されている。流路６５は、治具本体部４７の前端面４７ｂに形成された開口端６５ａから該治具本体部４７の内方へ延び、シリンダ６３の内部に連通している。

流路６７は、流路６５に連通するように、ボス部５９の内部に形成されている。具体的には、流路６７は、分岐部６７ａにて流路６５から分岐し、ボス部５９の右端面５９ａに形成された開口端６７ｂにて外部に開口している。電磁弁５１は、工作機械制御部４２からの指令に応じて、流路６７を開閉する。

流路６９は、治具本体部４７およびボス部５９の内部に形成されている。流路６９は、治具本体部４７の前端面４７ｂに形成された開口端６９ａから該治具本体部４７の内方へ延び、ボス部５９の右端面５９ａに形成された開口端６９ｂにて外部に開口している。

流路７１は、流路６９に連通するように、ボス部５９の内部に形成されている。具体的には、流路７１は、分岐部７１ａにて流路６９から分岐し、ボス部５９の右端面５９ａに形成された開口端７１ｂにて外部に開口している。

これら流路６５、６７、６９、および７１は、治具本体部４７、ボス部５９、またはシャフト部６０に形成された孔によって画定されてもよいし、または、治具本体部４７、ボス部５９、またはシャフト部６０とは別体のパイプによって画定されてもよい。

なお、図４においては、理解の容易の観点から、流路６５が、１つのパレットクランプ部５８のシリンダ６３に連通している態様を示しているが、流路６５は、他の２つのパレットクランプ部５８のシリンダ６３の各々の内部にも、連通している。また、流路６９は、他の２つのパレットクランプ部５８のボス部５９の右端面５９ａに形成された開口端６９ｂの各々まで延びている。

再度、図１〜図３を参照して、治具駆動部５０は、油圧式または空圧式のシリンダである。具体的には、治具駆動部５０は、第３支持台６４と、該第３支持台６４に支持されたシリンダ本体部６６と、該シリンダ本体部６６に進退可能に受容されたシリンダシャフト６８とを有する。

第３支持台６４は、土台プレート５４の上に固定されている。シリンダ本体部６６は、中空部材であって、ピストン（図示せず）を内蔵している。このピストンは、シリンダシャフト６８に連結されており、外部機器（図示せず）からシリンダ本体部６６内に供給された流体（例えば、オイルまたは圧縮ガス）の圧力に応じて、ｘ軸方向へ駆動される。これにより、シリンダシャフト６８は、ｘ軸方向に進退する。

可動部５２は、ｘ軸方向に移動可能となるように、土台プレート５４の上に設置されている。具体的には、可動部５２は、互いにｙ軸方向に離隔して設けられた一対の係合部７０と、係合部７０の上に固設された第２治具７２とを有する。

一対の係合部７０の各々は、上述した一対のレール部５６の各々と摺動可能に係合している。なお、図１〜図３においては、一対の係合部７０のうち、後方側の係合部７０のみが図示されている。可動部５２は、係合部７０とレール部５６との係合によって、該レール部５６に沿ってｘ軸方向へ移動するように、案内される。

第２治具７２は、シリンダシャフト６８の左端に固定されている。第２治具７２は、治具本体部７３と、計３個のパレットクランプ部７４を有する。治具本体部７３は、略四角柱状の部材であって、係合部７０の上に固定されている。

図５に示すように、各々のパレットクランプ部７４は、ボス部７５、シャフト部７６、係合部７８、およびシリンダ７７（第２シリンダ）を有する。ボス部７５は、治具本体部７３の左端面７３ａから左方へ突出するように、該左端面７３ａに固定されている。シャフト部７６は、ボス部７５の左端面７５ａから左方へ突出するように、該左端面７５ａに固定されている。

係合部７８は、シャフト部７６の外周面７６ａから内方へ凹むように該シャフト部７６に形成された穴（図示せず）に、それぞれ収容されている。係合部７８の各々は、シャフト部７６の外周面７６ａから外方へ突出する突出位置（第２突出位置）と、シャフト部７６の外周面７６ａの内方へ後退した後退位置（第２後退位置）との間で、該シャフト部７６の径方向へ移動可能である。

本実施形態においては、シリンダ７７は、シャフト部７６に内蔵されている。シリンダ７７は、その内部に供給された流体の圧力によって係合部７８を後退位置へ移動させる。具体的には、係合部７８の各々は、シリンダ７７に設けられた付勢部（例えば、バネ）によって、突出位置へ付勢されている。

したがって、シリンダ７７の内部に流体が供給されていない（すなわち、シリンダ７７の内部の圧力Ｐ_７７がＬｏｗ）場合、係合部７８の各々は、該付勢部の作用によって突出位置に配置される。一方、シリンダ７７の内部に流体が供給されて該シリンダ７７の内部の圧力Ｐ_７７がＨｉｇｈになると、供給された流体の圧力によって、係合部７８が後退位置へ移動される。

第２治具７２は、流路７９、８１、８３、および８５と、電磁弁５３とをさらに有する。流路７９は、治具本体部７３、ボス部７５、およびシャフト部７６の内部に形成されている。流路７９は、治具本体部７３の前端面７３ｂに形成された開口端７９ａから該治具本体部７３の内方へ延び、シリンダ７７の内部に連通している。

流路８１は、流路７９に連通するように、ボス部７５の内部に形成されている。具体的には、流路８１は、分岐部８１ａにて流路７９から分岐し、ボス部７５の左端面７５ａに形成された開口端８１ｂにて外部に開口している。電磁弁５３は、工作機械制御部４２からの指令に応じて、流路８１を開閉する。

流路８３は、治具本体部７３およびボス部７５の内部に形成されている。流路８３は、治具本体部７３の前端面７３ｂに形成された開口端８３ａから該治具本体部７３の内方へ延び、ボス部７５の左端面７５ａに形成された開口端８３ｂにて外部に開口している。

流路８５は、流路８３に連通するように、ボス部７５の内部に形成されている。具体的には、流路８５は、分岐部８５ａにて流路８３から分岐し、ボス部７５の左端面７５ａに形成された開口端８５ｂにて外部に開口している。

これら流路７９、８１、８３、および８５は、治具本体部７３、ボス部７５、またはシャフト部７６に形成された孔によって画定されてもよいし、または、治具本体部７３、ボス部７５、またはシャフト部７６とは別体のパイプによって画定されてもよい。

なお、図５においては、理解の容易の観点から、流路７９が、１つのパレットクランプ部７４のシリンダ７７に連通している態様を示しているが、流路７９は、他の２つのパレットクランプ部７４のシリンダ７７の各々の内部にも、連通している。また、流路８３は、他の２つのパレットクランプ部７４のボス部７５の左端面７５ａに形成された開口端８３ｂの各々まで延びている。

図１および図２に示すように、パレット装置４０は、第１パレット８０および第２パレット８２をさらに有する。第１パレット８０および第２パレット８２は、その間にワークを挟み込んで該ワークをクランプするための部材である。

本実施形態においては、第１パレット８０は、第１治具４６に着脱される。図６に示すように、第１パレット８０は、パレット本体部９１と、計２個のフック装置９３を有する。

パレット本体部９１には、その左端面８４から右方へ凹む計３個の穴８８が、形成されている。これら穴８８は、円形状の外形を有し、それぞれ、上述のシャフト部６０を摺動可能に受容することができる。

具体的には、穴８８の各々は、第１穴部８８ａおよび第２穴部８８ｂを有する。第２穴部８８ｂは、第１穴部８８ａよりも大きな直径を有し、第１穴部８８ａと第２穴部８８ｂとの接続部には、段差８８ｃが形成されている。また、第１パレット８０には、その右端面９０から左方へ凹むピン受容穴９２が、形成されている。

図７に示すように、各々のフック装置９３は、交換用フック９５、シリンダ９７、Ｏリング９９、および付勢部１０１を有する。

交換用フック９５は、ｘ軸に沿って延びるシャフト部９５ａと、該シャフト部９５ａの左端から外方へ突出する第１フランジ部９５ｂと、シャフト部９５ａの右端から外方へ突出する第２フランジ部９５ｃとを有する。第２フランジ部９５ｃには、該第２フランジ部９５ｃの外周面から内方へ凹む溝９５ｄが形成されている。

シリンダ９７は、中空であって、パレット本体部９１に埋設されている。シリンダ９７は、基端壁９７ａと、該基端壁９７ａから延在する側壁９７ｂと、側壁９７ｂの先端に固定される先端壁９７ｃとを有する。先端壁９７ｃには、中心孔９７ｄが形成されている。交換用フック９５は、ｘ軸方向へ摺動可能となるように、シリンダ９７の内部に受容されている。

交換用フック９５がシリンダ９７に受容された状態においては、交換用フック９５の第２フランジ部９５ｃが、シリンダ９７内に受容され、交換用フック９５のシャフト部９５ａが、シリンダ９７の先端壁９７ｃに形成された中心孔９７ｄを通過している。

そして、交換用フック９５の第１フランジ部９５ｂが、パレット本体部９１の外部に露出している。交換用フック９５の第２フランジ部９５ｃと、シリンダ９７の基端壁９７ａとの間には、シリンダ９７の内部空間Ｓが画定されている。

Ｏリング９９は、交換用フック９５の第２フランジ部９５ｃに形成された溝９５ｄに、嵌入されている。Ｏリング９９は、シリンダ９７の側壁９７ｂの内面と気密に当接している。

付勢部１０１は、交換用フック９５を後退位置（右方）へ向かって付勢する。本実施形態においては、付勢部１０１は、コイルバネであって、シリンダ９７の先端壁９７ｃと、交換用フック９５の第２フランジ部９５ｃとの間に挿入されている。

図８に示すように、第１パレット８０は、流路１０３、流路１１４、およびパイロットチェック弁１１６をさらに有する。流路１０３は、パレット本体部９１の左端面８４に形成された開口端１０３ａからパレット本体部９１の内方へ延び、シリンダ９７の内部空間Ｓに連通している。

なお、図８においては、理解の容易の観点から、流路１０３が、１つのフック装置９３のシリンダ９７に連通している態様を示しているが、流路１０３は、他方のフック装置９３のシリンダ９７の内部空間Ｓにも連通している。

パイロットチェック弁１１６は、流路１０３に設けられている。流路１１４は、パレット本体部９１の左端面８４に形成された開口端１１４ａからパレット本体部９１の内方へ延び、パイロットチェック弁１１６に接続されている。

パイロットチェック弁１１６は、開口端１０３ａからシリンダ９７へ向かう流体の流れを許容する。その一方で、パイロットチェック弁１１６は、流路１１４内の流体の圧力Ｐ_１１４に応じて、シリンダ９７から開口端１０３ａへ向かう流体の流れを規制する。

具体的には、流路１１４内の流体の圧力Ｐ_１１４がＬｏｗであるときは、シリンダ９７から開口端１０３ａへ向かう流体の流れを規制する一方で、流路１１４内の流体の圧力Ｐ_１１４がＨｉｇｈになると、シリンダ９７から開口端１０３ａへ向かう流体の流れを許容する。

２つのフック装置９３の交換用フック９５は、それぞれ、ロボットハンド２２の２つの指先部３２の先端に設けられた貫通孔の位置に対応するように、互いにｙ軸方向に離隔して配置されている。

具体的には、２つのフック装置９３の交換用フック９５の間の距離は、ロボットハンド２２の２つの指先部３２に設けられた貫通孔の間の距離に等しい。これら交換用フック９５は、２つの指先部３２の先端に設けられた貫通孔にそれぞれ挿入されて、これら貫通孔と係合することができるように、構成されている。

図７においては、交換用フック９５は、後退位置に配置されている。このとき、交換用フック９５の第１フランジ部９５ｂは、シリンダ９７の先端壁９７ｃと当接し、これにより、交換用フック９５の右方への移動が規制される。

図７に示す状態においては、交換用フック９５のシャフト部９５ａと第２フランジ部９５ｃとが、パレット本体部９１の端面８４の内側に収容される一方、第１フランジ部９５ｂは、パレット本体部９１の外部に露出する。

交換用フック９５を突出させる場合、流路１０３を通して、シリンダ９７の内部空間Ｓに流体が供給される。そうすると、内部空間Ｓの圧力Ｐ_９７がＨｉｇｈとなって、交換用フック９５は、左方へ移動し、図９に示す突出位置に配置される。

図９に示す状態においては、交換用フック９５の第１フランジ部９５ｂと、シャフト部９５ａの大部分とが、パレット本体部９１の外部に露出される。

このように、本実施形態においては、交換用フック９５は、シリンダ９７の内部空間Ｓに供給された流体の圧力によって突出位置へ移動される。したがって、シリンダ９７は、交換用フック９５を突出位置へ移動させる駆動部として機能する。

交換用フック９５を突出位置から後退位置に復帰させる場合、内部空間Ｓへ流体の供給を停止して、内部空間Ｓの圧力をＬｏｗにする。そうすると、交換用フック９５は、付勢部１０１の作用によって、図９に示す突出位置から図７に示す後退位置へ復帰する。

第２パレット８２は、可動部５２の第２治具７２に着脱される。図６に示すように、第２パレット８２は、パレット本体部１０５と、計２個のフック装置１０７を有する。

パレット本体部１０５には、その右端面９４から左方へ凹む計３個の穴９８が、形成されている。これら穴９８は、円形状の外形を有し、それぞれ、上述のシャフト部７６を摺動可能に受容することができる。

具体的には、穴９８の各々は、第１穴部９８ａおよび第２穴部９８ｂを有する。第２穴部９８ｂは、第１穴部９８ａよりも大きな直径を有し、第１穴部９８ａと第２穴部９８ｂとの接続部には、段差９８ｃが形成されている。

また、パレット本体部１０５には、その左端面１０２から左方へ突出するピン１００が、形成されている。このピン１００は、第１パレット８０に形成されたピン受容穴９２に受容され得る。

フック装置１０７は、フック装置９３と同様の構成を有する。具体的には、図１０に示すように、各々のフック装置１０７は、交換用フック９５、シリンダ９７、Ｏリング９９、および付勢部１０１を有する。フック装置１０７のシリンダ９７は、パレット本体部１０５に埋設され、フック装置１０７の付勢部１０１は、交換用フックを後退位置（左方）へ向かって付勢する。

図１１に示すように、第２パレット８２は、流路１０９、流路１１８、およびパイロットチェック弁１２０をさらに有する。流路１０９は、パレット本体部１０５の右端面９４に形成された開口端１０９ａから該パレット本体部１０５の内方へ延び、フック装置１０７のシリンダ９７の内部空間Ｓに連通している。

なお、図１１においては、理解の容易の観点から、流路１０９が、１つのフック装置１０７のシリンダ９７に連通している態様を示しているが、流路１０９は、他方のフック装置１０７のシリンダ９７の内部空間Ｓにも連通している。

パイロットチェック弁１２０は、流路１０９に設けられている。流路１１８は、パレット本体部１０５の右端面９４に形成された開口端１１８ａから該パレット本体部１０５の内方へ延びて、パイロットチェック弁１２０に接続されている。

パイロットチェック弁１２０は、上述のパイロットチェック弁１１６と同様に、流路１１８内の流体の圧力Ｐ_１１８に応じて、シリンダ９７から開口端１０９ａへ向かう流体の流れを規制する。

具体的には、流路１１８内の流体の圧力Ｐ_１１８がＬｏｗであるときは、シリンダ９７から開口端１０９ａへ向かう流体の流れを規制する一方、流路１１８内の流体の圧力Ｐ_１１８がＨｉｇｈになると、シリンダ９７から開口端１０９ａへ向かう流体の流れを許容する。

２つのフック装置１０７の交換用フック９５は、ロボットハンド２２の２つの指先部３６の先端に設けられた貫通孔の位置にそれぞれ対応するように、互いにｙ軸方向に離隔して配置されている。

具体的には、２つのフック装置１０７の交換用フック９５の間の距離は、ロボットハンド２２の２つの指先部３６に設けられた貫通孔の間の距離に等しい。これら交換用フック９５は、２つの指先部３６の先端に設けられた貫通孔にそれぞれ挿入されて、これら貫通孔と係合することができるように、構成されている。

図１０においては、フック装置１０７の交換用フック９５は、後退位置に配置されている。このとき、交換用フック９５の第１フランジ部９５ｂは、シリンダ９７の先端壁９７ｃと当接し、これにより、交換用フック９５の左方への移動が規制される。

フック装置１０７の交換用フック９５を突出させる場合、流路１０９を通して、シリンダ９７の内部空間Ｓに流体が供給される。そうすると、内部空間Ｓの圧力Ｐ_９７がＨｉｇｈとなって、交換用フック９５は、右方へ移動し、図１２に示す突出位置に配置される。

フック装置１０７の交換用フック９５を突出位置から後退位置に復帰させる場合、内部空間Ｓへ流体の供給を停止して、内部空間Ｓの圧力をＬｏｗにする。そうすると、交換用フック９５は、付勢部１０１の作用によって、図１２に示す突出位置から図１０に示す後退位置へ復帰する。

工作機械１４は、第１流体供給部１１０および１１２（図４、図５）をさらに有する。図４に示すように、第１流体供給部１１０は、工作機械制御部４２からの指令に応じて、開口端６５ａから流路６５内に流体を供給する。

流路６５内に供給された流体は、該流路６５を通って、パレットクランプ部５８のシリンダ６３の内部に流入し、上述したように該シリンダ６３を作動させる。一方、第２流体供給部１１２は、工作機械制御部４２からの指令に応じて、開口端６９ａから流路６９内に流体を供給する。

また、図５に示すように、第１流体供給部１１０は、開口端７９ａから流路７９内に流体を供給する。流路７９内に供給された流体は、該流路７９を通って、パレットクランプ部７４のシリンダ７７の内部に流入し、上述したように該シリンダ７７を作動させる。一方、第２流体供給部１１２は、開口端８３ａから流路８３内に流体を供給する。

次に、加工システム１０の動作について説明する。加工システム１０は、複数の種類のワークを加工するために、加工すべきワークの種類に対応したパレット８０および８２を、ロボット１６によって治具４６および７２に装着する。

図１３は、加工システム１０がパレット８０および８２を治具４６および７２に装着する動作の一例を示すフローチャートである。図１３に示すフローは、ロボット制御部１８または工作機械制御部４２が、使用者、上位コントローラ、または加工プログラムから、パレット装着指令を受け付けたときに、開始する。

図１３に示すフローが開始されたとき、フック装置９３および１０７の交換用フック９５は、いずれも突出位置へ配置されている。すなわち、フック装置９３および１０７のシリンダ９７の内部空間Ｓの圧力Ｐ_９７が、いずれもＨｉｇｈに維持されている。

ステップＳ１において、工作機械制御部４２は、パレットクランプ部５８および７４の係合部６２および７８を後退位置へ配置する。具体的には、工作機械制御部４２は、電磁弁５１および５３に指令を送り、流路６７および８１をそれぞれ閉鎖する。

次いで、工作機械制御部４２は、第１流体供給部１１０に指令を送り、流路６５および７９に流体を供給する。これにより、シリンダ６３および７７が作動されて、係合部６２および７８が後退位置に配置される。

ステップＳ２において、ロボット制御部１８は、予め定められた場所に保管されているパレット８０および８２をロボットハンド２２によって把持する。

本実施形態においては、第１パレット８０および第２パレット８２は、図１に示すように、第１パレット８０の右端面９０と第２パレット８２の左端面１０２とが互いに面接触するように、一対となって保管されている。この状態においては、第２パレット８２に設けられたピン１００は、第１パレット８０に設けられたピン受容穴９２に受容されている。

ロボット制御部１８は、このステップＳ２において、ロボットプログラムに従って、マニピュレータ２０に内蔵された各サーボモータへ指令を送り、ロボットハンド２２を、予め定められた場所に保管されている第１パレット８０および第２パレット８２の位置まで移動させる。

このとき、ロボットハンド２２の指先部３２の先端に設けられた貫通孔は、それぞれ、フック装置９３の交換用フック９５の左側に隣接して配置される。一方、ロボットハンド２２の指先部３６の先端に設けられた貫通孔は、それぞれ、フック装置１０７の交換用フック９５の右側に隣接して配置される。

なお、マニピュレータ２０によってロボットハンド２２を移動させるためのロボットプログラムは、この動作を実行するときのマニピュレータ２０の移動経路をロボット１６に教示することによって、構築することができる。

次いで、ロボット制御部１８は、ロボットハンド２２に設けられた指部駆動部へ指令を送り、ロボットハンド２２の指部２６および２８を閉じる。その結果、フック装置９３の交換用フック９５は、指先部３２の先端に設けられた貫通孔にそれぞれ挿入されて、これら貫通孔と係合する。

また、フック装置１０７の交換用フック９５は、指先部３６の先端に設けられた貫通孔にそれぞれ挿入されて、これら貫通孔と係合する。こうして、予め定められた場所に保管されている一対の第１パレット８０および第２パレット８２は、ロボットハンド２２によって把持される。

このように、本実施形態においては、ロボットハンド２２は、交換用フック９５を保持する保持部として機能する。

ステップＳ３において、ロボット制御部１８は、ロボットハンド２２によって把持した一対の第１パレット８０および第２パレット８２を、第１治具４６と第２治具７２との間の位置に配置する。

具体的には、ロボット制御部１８は、ロボットプログラムに従ってマニピュレータ２０を動作させて、第１パレット８０および第２パレット８２を把持したロボットハンド２２を移動させる。そして、ロボット制御部１８は、第１パレット８０および第２パレット８２を、図１および図２に示す位置に配置させる。

上述したように、本実施形態においては、第２パレット８２に形成されたピン１００は、第１パレット８０に形成されたピン受容穴９２に受容されている。このピン１００とピン受容穴９２とが係合することによって、このステップＳ３において第１パレット８０および第２パレット８２をロボットハンド２２で把持して持ち上げた場合に、第１パレット８０と第２パレット８２とが開いてしまうのを防止できる。

図１および図２に示す状態においては、第１パレット８０に設けられた穴８８は、それぞれ、第１治具４６に設けられたシャフト部６０の右側に隣接して位置決めされている。一方、第２パレット８２に設けられた穴９８は、それぞれ、第２治具７２に設けられたシャフト部７６の左側に隣接して位置決めされている。

ステップＳ４において、ロボット制御部１８および工作機械制御部４２は、パレット８０、８２を、治具４６、７２に装着する。具体的には、ロボット制御部１８は、ロボットハンド２２によって把持した第１パレット８０および第２パレット８２を、第１治具４６へ向かって移動させる。

具体的には、ロボット制御部１８は、ロボットプログラムに従ってマニピュレータ２０を動作させて、第１パレット８０および第２パレット８２を把持したロボットハンド２２を、図１および図２に示す位置から左方へ移動させる。

その結果、パレットクランプ部５８のシャフト部６０が、第１パレット８０に設けられた穴８８にそれぞれ挿入され、ボス部５９の右端面５９ａと、パレット本体部９１の左端面８４とが、当接する。

この状態を、図１４に示す。図１４に示す状態においては、流路６７の開口端６７ｂのｙ−ｚ平面の位置と、流路１０３の開口端１０３ａのｙ−ｚ平面の位置とが互いに一致し、これにより、流路６７と流路１０３とが連通する。また、流路７１の開口端７１ｂのｙ−ｚ平面の位置と、流路１１４の開口端１１４ａのｙ−ｚ平面の位置とが互いに一致し、これにより、流路７１と流路１１４とが連通する。

次いで、工作機械制御部４２は、治具駆動部５０を動作させて、可動部５２を第１治具４６へ向かって移動させる。具体的には、工作機械制御部４２は、治具駆動部５０を動作させて、シリンダシャフト６８を左方へ押し出し、これにより、可動部５２を左方へ移動させる。

そうすると、第２治具７２に設けられたシャフト部７６が、第２パレット８２に設けられた穴９８にそれぞれ挿入され、ボス部７５の左端面７５ａと、パレット本体部１０５の右端面９４とが、当接する。

この状態を、図１５に示す。図１５に示す状態においては、流路８１の開口端８１ｂのｙ−ｚ平面の位置と、流路１０９の開口端１０９ａのｙ−ｚ平面の位置とが互いに一致し、これにより、流路８１と流路１０９とが連通する。また、流路８５の開口端８５ｂのｙ−ｚ平面の位置と、流路１１８の開口端１１８ａのｙ−ｚ平面の位置とが互いに一致し、これにより、流路８５と流路１１８とが連通する。

こうして、このステップＳ４によって、第１パレット８０および第２パレット８２が、第１治具と第２治具との間で挟持され、第１治具および第２治具にそれぞれ装着される。

ステップＳ５において、工作機械制御部４２は、パレットクランプ部５８および７４の係合部６２および７８を突出位置へ配置する。具体的には、工作機械制御部４２は、第１流体供給部１１０に指令を送り、流路６５および７９への流体の供給を停止し、シリンダ６３の圧力Ｐ_６３およびシリンダ７７の圧力Ｐ_７７をＬｏｗに低下させる。

これにより、係合部６２および７８が突出位置に配置され、係合部６２が段差８８ｃと係合し、係合部７８が段差９８ｃと係合する。こうして、第１パレット８０は、第１治具４６にクランプされ、第２パレット８２は、第２治具７２にクランプされる。

ステップＳ６において、ロボット制御部１８は、ロボットハンド２２から第１パレット８０および第２パレット８２を解放し、ロボットハンド２２を第１パレット８０および第２パレット８２から退避させる。

具体的には、ロボット制御部１８は、ロボットハンド２２に設けられた指部駆動部へ指令を送り、ロボットハンド２２の指部２６および２８を開く。これにより、フック装置９３の交換用フック９５が、ロボットハンド２２の指先部３２の先端に設けられた貫通孔から引き抜かれる。

また、フック装置１０７の交換用フック９５が、ロボットハンド２２の指先部３６の先端に設けられた貫通孔から引き抜かれる。こうして、ロボットハンド２２は、第１パレット８０および第２パレット８２を解放する。

次いで、ロボット制御部１８は、マニピュレータ２０に内蔵された各サーボモータへ指令を送り、ロボットハンド２２を、第１パレット８０および第２パレット８２から離反させる。

ステップＳ７において、工作機械制御部４２は、フック装置９３および１０７の交換用フック９５を後退位置へ配置する。具体的には、工作機械制御部４２は、電磁弁５１および５３を開放する。

次いで、工作機械制御部４２は、第２流体供給部１１２へ指令を送り、第１治具４６の開口端６９ａから流路６９内に流体を供給する。流路６９内に供給された流体は、開口端６９ｂから外部へ流出しようとする。

仮に、第１治具４６の右端面５９ａと、第１パレット８０の左端面８４とが密着していない場合、開口端６９ｂから流体が漏出することになる。工作機械制御部４２は、流路６９内の流体の圧力を監視し、該圧力が所定の閾値よりも小さい場合、右端面５９ａと左端面８４とが密着していないと判定し、使用者に警告を出力する。

一方、流路６９内に供給された流体の一部は、分岐部７１ａから流路７１内に流入し、流路７１を通過して、開口端１１４ａから流路１１４内に流入する。これにより、流路１１４内の圧力Ｐ_１１４がＨｉｇｈになり、パイロットチェック弁１１６は、フック装置９３のシリンダ９７から開口端１０３ａへ向かう流体の流れを許容する。

ここで、上述のステップＳ５において、第１流体供給部１１０からパレットクランプ部５８のシリンダ６３への流体供給が停止され、シリンダ６３の圧力Ｐ_６３および流路６５の圧力が、Ｌｏｗになっている。

したがって、パイロットチェック弁１１６がフック装置９３のシリンダ９７から開口端１０３ａへ向かう流体の流れを許容すると、該シリンダ９７の内部空間Ｓと流路６５とが、流路１０３および６７と電磁弁５１とを介して連通し、シリンダ９７の圧力Ｐ_９７も、Ｌｏｗとなる。

その結果、フック装置９３の付勢部１０１の作用によって交換用フック９５が後退位置へ向かって移動され、交換用フック９５は、図７に示す後退位置に配置される。

同様に、第２流体供給部１１２は、第２治具の開口端８３ａから流路８３内に流体を供給する。工作機械制御部４２は、流路８３内の流体の圧力を監視することによって、第２治具の左端面７５ａと第２パレット８２の右端面９４とが密着しているか否かを判定する。

流路８３内に供給された流体の一部は、分岐部８５ａから流路８５内に流入し、流路８５を通過して、開口端１１８ａから流路１１８内に流入する。これにより、流路１１８内の圧力Ｐ_１１８がＨｉｇｈになり、パイロットチェック弁１２０は、フック装置１０７のシリンダ９７から開口端１０９ａへ向かう流体の流れを許容する。

このとき、シリンダ７７の圧力Ｐ_７７および流路７９の圧力は、Ｌｏｗになっている（ステップＳ５）。したがって、パイロットチェック弁１２０がフック装置１０７のシリンダ９７から開口端１０９ａへ向かう流体の流れを許容すると、該シリンダ９７の内部空間Ｓと流路６５とが、流路１０９および８１と電磁弁５３とを介して連通し、シリンダ９７の圧力Ｐ_９７も、Ｌｏｗとなる。

その結果、フック装置１０７の付勢部１０１の作用によって交換用フック９５が後退位置へ向かって移動され、交換用フック９５は、図１０に示す後退位置に配置される。そして、ロボット制御部１８および工作機械制御部４２は、図１３に示すフローを終了する。

図１３のフローを終了した後、工作機械制御部４２は、主軸３９を動作させて、第１パレット８０および第２パレット８２によってクランプされたワークを加工する。

次に、加工システム１０が、図１３に示すフローによって治具４６および７２に装着されたパレット８０および８２を、該治具４６および７２から取り外す動作について説明する。

図１６は、パレット８０および８２を取り外す動作の一例を示すフローチャートである。図１６に示すフローは、ロボット制御部１８または工作機械制御部４２が、使用者、上位コントローラ、または加工プログラムから、パレット取り外し指令を受け付けたときに、開始する。

ステップＳ１１において、工作機械制御部４２は、第２流体供給部１１２の動作を停止する。ここで、第２流体供給部１１２は、上述のステップＳ７にて起動され、治具に対するパレットの着座状態を監視するために、ワークの加工中に流路６９および８３内に流体を継続して供給している。

工作機械制御部４２は、このステップＳ１１にて、第２流体供給部１１２に指令を送り、流路６９および８３への流体の供給を停止する。これにより、流路６９の圧力がＬｏｗとなり、該流路６９と連通する流路１１４内の圧力Ｐ_１１４もＬｏｗとなる。その結果、パイロットチェック弁１１６は、フック装置９３のシリンダ９７から開口端１０３ａへ向かう流体の流れを規制する。

同様に、流路８３の圧力がＬｏｗとなり、該流路８３と連通する流路１１８内の圧力Ｐ_１１８もＬｏｗとなる。その結果、パイロットチェック弁１２０は、フック装置１０７のシリンダ９７から開口端１０９ａへ向かう流体の流れを規制する。

ステップＳ１２において、工作機械制御部４２は、パレットクランプ部５８および７４の係合部６２および７８を後退位置へ配置するとともに、フック装置９３および１０７の交換用フック９５を突出位置へ配置する。

具体的には、工作機械制御部４２は、第１流体供給部１１０に指令を送り、流路６５および７９に流体を供給する。これにより、シリンダ６３および７７が作動されて、係合部６２および７８が後退位置に配置される。

このとき、流路６５に流入した流体の一部が、分岐部６７ａから流路６７に流入する。そして、流体は、上述のステップＳ７で開放された電磁弁５１を通過して、開口端１０３ａから流路１０３内に流入し、流路１０３およびパイロットチェック弁１１６を通過して、フック装置９３のシリンダ９７の内部空間Ｓに流入する。

その結果、該シリンダ９７の内部空間Ｓの圧力Ｐ_９７がＨｉｇｈとなって、フック装置９３の交換用フック９５は、左方へ移動し、図９に示す突出位置に配置される。

同様に、流路７９に流入した流体の一部が、分岐部８１ａから流路８１に流入する。そして、流体は、上述のステップＳ７で開放された電磁弁５３を通過して、開口端１０９ｂから流路１０９内に流入し、該流路１０９およびパイロットチェック弁１２０を通過して、フック装置１０７のシリンダ９７の内部空間Ｓに流入する。

その結果、該シリンダ９７の内部空間Ｓの圧力Ｐ_９７がＨｉｇｈとなって、フック装置１０７の交換用フック９５は、右方へ移動し、図１２に示す突出位置に配置される。

また、パイロットチェック弁１１６は、フック装置９３のシリンダ９７から開口端１０３ａへ向かう流体の流れを規制し、パイロットチェック弁１２０は、フック装置１０７のシリンダ９７から開口端１０９ａへ向かう流体の流れを規制する。

このため、フック装置９３および１０７のシリンダ９７の内部空間Ｓの圧力Ｐ_９７がＨｉｇｈに維持され、これにより、交換用フック９５が突出位置に維持されることになる。

このように、本実施形態においては、パイロットチェック弁１１６および１２０は、交換用フック９５が突出位置に配置されたときに該交換用フック９５の位置を維持する位置維持部として機能する。

ステップＳ１３において、工作機械制御部４２は、治具４６、７２に装着されたパレット８０、８２をロボットハンド２２によって把持する。具体的には、ロボット制御部１８は、ロボットプログラムに従ってマニピュレータ２０を動作させて、ロボットハンド２２を、第１治具４６および第２治具７２に装着された第１パレット８０および第２パレット８２の位置まで移動させる。

このとき、ロボットハンド２２の指先部３２の先端に設けられた貫通孔は、それぞれ、フック装置９３の交換用フック９５の左側に隣接して配置される。一方、ロボットハンド２２の指先部３６の先端に設けられた貫通孔は、それぞれ、フック装置１０７の交換用フック９５の右側に隣接して配置される。

次いで、ロボット制御部１８は、ロボットハンド２２に設けられた指部駆動部へ指令を送り、ロボットハンド２２の指部２６および２８を閉じる。その結果、フック装置９３の交換用フック９５は、指先部３２の先端に設けられた貫通孔にそれぞれ挿入されて、これら貫通孔と係合する。

また、フック装置１０７の交換用フック９５は、指先部３６の先端に設けられた貫通孔にそれぞれ挿入されて、これら貫通孔と係合する。こうして、第１パレット８０および第２パレット８２は、ロボットハンド２２によって把持される。

ステップＳ１４において、ロボット制御部１８は、パレット８０、８２を治具４６、７２から取り外す。具体的には、工作機械制御部４２は、治具駆動部５０を動作させて、可動部５２を第１治具４６から離反する方向へ移動させる。このとき、第１パレット８０および第２パレット８２は、ロボットハンド２２によって把持されている。

したがって、可動部５２は、第２パレット８２から離反し、これとともに、第２治具７２に設けられたシャフト部７６は、第２パレット８２に設けられた穴９８から引き抜かれる。

次いで、ロボット制御部１８は、マニピュレータ２０を動作させて、ロボットハンド２２によって把持している第１パレット８０および第２パレット８２を右方へ移動させる。これにより、第２パレット８２は、第１治具４６から離反し、これとともに、第１治具４６に設けられたシャフト部６０は、第１パレット８０に設けられた穴８８から引き抜かれる。

ステップＳ１５において、ロボット制御部１８は、マニピュレータ２０を動作させて、ロボットハンド２２によって把持している第１パレット８０および第２パレット８２を、予め定められた場所に運搬し、該場所に設置する。

以上に述べたように、本実施形態においては、交換用フック９５が、突出位置と後退位置との間で移動可能となっている。この構成によれば、ロボット１６によってパレット８０および８２を搬送するときは、交換用フック９５を突出位置に配置させて、該交換用フック９５をロボットハンド２２によって保持することができる（ステップＳ２、Ｓ１３）。

その一方で、ワークの加工時においては、交換用フック９５を後退位置に配置し、これにより、ワークの加工時にワークまたは主軸３９に取り付けられた工具３９ａが、交換用フック９５と干渉してしまうのを防止できる。

また、ワークの加工時に工具３９ａ等が交換用フック９５と干渉しないので、種々のパレット８０、８２の間で交換用フック９５の設置位置を共通化できる。その結果、パレット８０、８２の種類に応じてロボットハンド２２を交換する必要がなくなるので、作業効率を向上させることができる。

また、本実施形態においては、流路６７および１０３（または、流路７９および１０９）により、第１流体供給部１１０から供給された流体によって、シリンダ６３（または、シリンダ７７）を作動させるとともに、シリンダ９７を作動させることができる。

この構成によれば、シリンダ６３（またはシリンダ７７）とシリンダ９７とを、共通の作動部（すなわち、第１流体供給部１１０）で作動できるので、部品点数を削減できる。また、治具４６（または治具７２）によるパレット８０（またはパレット８２）のクランプ動作と、交換用フック９５を突出位置に配置させる動作とを連動させることができるので、サイクルタイムを縮減できる。

また、本実施形態においては、流路７１および１１４（または、流路８５および１１８）によって、治具４６（または治具７２）とパレット８０（またはパレット８２）との密着を判定するために第２流体供給部１１２から供給される流体を、パイロットチェック弁１１６（または、パイロットチェック弁１２０）の制御に利用している。

この構成によれば、パイロットチェック弁１１６の制御用に別の流体供給部を設ける必要がないので、部品点数を削減できる。

次に、図１７および図１８を参照して、他の実施形態に係る第１パレット８０’について説明する。第１パレット８０’は、上述の第１パレット８０の代わりに、パレット装置４０に適用され得る。

第１パレット８０’は、上述の第１パレット８０と以下の構成において相違する。すなわち、第１パレット８０’は、フック装置９３’、位置維持シリンダ機構１３０、流路１１４’、流路１３２、電磁弁１３４、および流体遅延回路１３６を有する。

フック装置９３’は、上述のフック装置９３と、交換用フック９５’およびシリンダ９７’の構成において相違する。交換用フック９５’は、第２フランジ部９５ｃから右方へ突出するロッド部１３８をさらに有する。ロッド部１３８の右端には、ｘ軸に対して傾斜する傾斜面１３８ａが形成されている。

一方、シリンダ９７’の基端壁９７ａ’には、中心孔１３９が形成されている。該中心孔１３９には、ロッド部１３８がｘ軸方向へ摺動可能に挿通される。

位置維持シリンダ機構１３０は、シリンダ１４２と、該シリンダ１４２内に可動に受容されたシリンダシャフト１４４と、付勢部１４６（第２付勢部）とを有する。シリンダシャフト１４４は、ｙ軸方向へ延びるシャフト部１４４ａと、該シャフト部１４４ａの前端から外方へ突出するフランジ部１４４ｂとを有する。

シャフト部１４４ａは、シリンダ１４２の先端壁１４２ａに形成された孔を通過して、該シリンダ１４２から後方へ延出している。シャフト部１４４ａの後端には、傾斜面１３８ａと略同じ角度でｘ軸に対して傾斜する傾斜面１４４ｃが形成されている。

付勢部１４６は、シリンダ１４２の内部に配置され、シリンダシャフト１４４を前方へ付勢する。付勢部１４６は、フランジ部１４４ｂとシリンダ１４２の先端壁１４２ａとの間に介挿されている。

流路１１４’は、開口端１１４ａから延びて、シリンダ１４２の先端壁１４２ａとフランジ部１４４ｂとの間に画定されたシリンダ１４２の内部空間Ｓ_２に連通している。流路１３２は、分岐部１３２ａで流路１０３から分岐し、シリンダ１４２の基端壁１４２ｂとフランジ部１４４ｂとの間に画定されたシリンダ１４２の内部空間Ｓ_３に連通している。

電磁弁１３４および流体遅延回路１３６は、流路１３２に設けられている。電磁弁１３４は、工作機械制御部４２からの指令に応じて、流路１３２を開閉する。流体遅延回路１３６は、該流体遅延回路１３６に流入した流体を、該流体遅延回路１３６に流入した時点から所定の時間が経過した後に、下流側へ通過させる。

本実施形態に係る第１パレット８０’を備える加工システム１０は、上述の実施形態と同様に、図１３および図１６に示すフローを実行する。

例えば、ステップＳ１２において、工作機械制御部４２は、まず、電磁弁１３４を開放する。次いで、工作機械制御部４２は、第１流体供給部１１０に指令を送り、流路６５に流体を供給する。これにより、シリンダ６３が作動されて、係合部６２および７８が後退位置に配置される。

このとき、流路６５に流入した流体の一部が、分岐部６７ａから流路６７に流入し、流路１０３を通過して、フック装置９３’のシリンダ９７’の内部空間Ｓに流入する。その結果、該シリンダ９７の内部空間Ｓの圧力Ｐ_９７がＨｉｇｈとなって、フック装置９３’の交換用フック９５は、左方へ移動して、突出位置に配置される。

一方、流路１０３に流入した流体の一部が、分岐部１３２ａから流路１３２へ流入し、電磁弁１３４を通過して、流体遅延回路１３６に流入する。流体遅延回路１３６を通過した流体は、シリンダ１４２の内部空間Ｓ_３に流入する。これにより、内部空間Ｓ_３の圧力Ｐ_１４２がＨｉｇｈとなり、シリンダシャフト１４４を後方へ移動させる。

上述したように、流体遅延回路１３６は、流入した流体を、所定時間が経過した後に、通過させる。換言すれば、流体遅延回路１３６は、流体がシリンダ１４２の内部空間Ｓ_３へ到達するのを遅延させる。

この構成により、シリンダ１４２の内部空間Ｓ_３の圧力Ｐ_１４２は、フック装置９３’の交換用フック９５が突出位置に配置された後に、Ｈｉｇｈとなる。このため、シリンダシャフト１４４は、交換用フック９５が突出位置に配置された後に後方へ移動されることになる。

その結果、図１８に示すように、シリンダシャフト１４４のシャフト部１４４ａに形成された傾斜面１４４ｃが、突出位置に配置された交換用フック９５’のロッド部１３８に形成された傾斜面１３８ａと面接触して係合する。こうして、交換用フック９５’の後退位置（すなわち、右方）への移動が規制される。

次いで、工作機械制御部４２は、電磁弁１３４を閉鎖する。そうすると、シリンダ１４２の内部空間Ｓ_３の圧力Ｐ_{１４２−３}がＨｉｇｈに維持され、交換用フック９５’は、突出位置に維持されることになる。

一方、ステップＳ７において、交換用フック９５’を図１８に示す突出位置から、図１７に示す後退位置に復帰させる場合、工作機械制御部４２は、電磁弁５１および１３４を開放する。

これにより、シリンダ９７’の内部空間Ｓから流路６５への流体の流れ、および、シリンダ１４２の内部空間Ｓ_３から流路６５への流体の流れが許容され、シリンダ９７’の内部空間Ｓの圧力Ｐ_９７と、シリンダ１４２の内部空間Ｓ_３の圧力Ｐ_{１４２−３}とが、Ｌｏｗになる。

次いで、工作機械制御部４２は、第２流体供給部１１２へ指令を送り、流路６９内に流体を供給する。流路６９内に供給された流体の一部は、分岐部７１ａから流路７１内に流入し、開口端１１４ａから流路１１４’内に流入する。

流路１１４’内に流入した流体は、流路１１４’を通過して、シリンダ１４２の内部空間Ｓ_２に流入する。これにより、シリンダ１４２の内部空間Ｓ_２の圧力Ｐ_{１４２−２}がＨｉｇｈになる。シリンダシャフト１４４は、内部空間Ｓ_２の圧力Ｐ_{１４２−２}および付勢部１４６の作用によって、前方へ移動される。

その結果、シリンダシャフト１４４のシャフト部１４４ａが、交換用フック９５’のロッド部１３８から離脱し、交換用フック９５’の後退位置への移動が許容される。そして、交換用フック９５’は、付勢部１０１の作用によって後退位置へ移動し、図１７に示す後退位置に復帰する。

このように、シリンダシャフト１４４は、交換用フック９５’と係合する係合位置と、交換用フック９５’から離脱する離脱位置との間で移動する。そして、シリンダシャフト１４４は、係合位置に配置されたとき交換用フック９５’の後退位置への移動を規制する一方、離脱位置に配置されたとき交換用フック９５’の後退位置への移動を許容する。

したがって、シリンダシャフト１４４は、交換用フック９５’の移動を選択的に規制する移動規制部として機能する。また、シリンダ１４２は、シリンダシャフト１４４を係合位置へ移動させる第２駆動部として機能する。

また、位置維持シリンダ機構１３０の作用によって、交換用フック９５’は、突出位置に維持される。したがって、位置維持シリンダ機構１３０は、交換用フック９５’が突出位置に配置されたときに該交換用フック９５’の位置を維持する位置維持部として機能する。

以上に述べたように、本実施形態においては、位置維持シリンダ機構１３０によって交換用フック９５’を突出位置に安定して配置できる。また、交換用フック９５’に形成された傾斜面１３８ａと、シリンダシャフト１４４に形成された傾斜面１４４ｃとが、面接触して係合する。このとき、交換用フック９５’は、付勢部１０１によって右方へ付勢されているで、傾斜面１４４ｃから後方へ向かう力を受ける。

これにより、交換用フック９５’は、シリンダ９７’に押し当てられて、該シリンダ９７’によって強固に支持されることになるので、交換用フック９５’の位置がｙ−ｚ平面に沿ってずれてしまうのを効果的に防止できる。

また、本実施形態においては、治具４６とパレット８０’との密着を判定するために第２流体供給部１１２から供給される流体と、シリンダ６３を作動させるために第１流体供給部１１０から供給される流体とを利用して、位置維持シリンダ機構１３０を作動させている。この構成によれば、加工システム１０の部品点数を削減できる。

次に、図１９および図２０を参照して、さらに他の実施形態に係るパレット装置１５０について説明する。パレット装置１５０は、上述のパレット装置４０の代わりに、加工システム１０に適用できる。

パレット装置１５０は、治具１５２、パレット１５４、およびワーク押えシリンダ機構１５６を備える。治具１５２は、治具本体部１５８と、該治具本体部１５８の上面１５８ａに形成されたパレットクランプ部５８を有する。治具本体部１５８には、流路６５および６９が形成されている。

上述の実施形態と同様に、流路６５には、工作機械１４の第１流体供給部１１０から流体が供給され、パレットクランプ部５８のシリンダ６３が作動される。また、治具１５２とパレット１５４との着座状態を判定するために、流路６９には、工作機械１４の第２流体供給部１１２から流体が供給される。

パレット１５４は、パレット本体部１６２と、計４個のフック装置１６４を有する。パレット本体部１６２は、その下端面１６２ｃから内方へ凹む穴８８が形成されており、該穴８８に、パレットクランプ部５８のシャフト部６０が摺動可能に挿入される。

パレット本体部１６２の左端面１６２ａには、２個のフック装置１６４が、ｙ軸方向に互いに離隔して配置されている。一方、パレット本体部１６２の右端面１６２ｂには、２個のフック装置１６４が、ｙ軸方向に互いに離隔して配置されている。

図２０に示すように、各々のフック装置１６４は、モータ１６６および交換用フック１６８を有する。モータ１６６は、電動モータであって、パレット本体部１６２に形成された穴１６２ｄに収容されている。交換用フック１６８は、モータ１６６の出力シャフトに固定されている。モータ１６６は、工作機械制御部４２からの指令に応じて、交換用フック１６８を、ｚ軸と平行な回転軸周りに回動する。

図２０において、実線で示されている交換用フック１６８は、突出位置Ｐ_１に配置されている。一方、図２０において点線で示されている交換用フック１６８は、後退位置Ｐ_２に配置されている。

交換用フック１６８は、モータ１６６によって、突出位置Ｐ_１と後退位置Ｐ_２との間で移動される。このように、本実施形態においては、モータ１６６は、交換用フック１６８を駆動する駆動部として機能する。

ワーク押えシリンダ機構１５６は、工作機械制御部４２からの指令に応じて、クランプ部１５６ａをｚ軸方向へ移動させて、該クランプ部１５６ａと、パレット本体部１６２の上面１６２ｅとの間でワークをクランプする。

本実施形態に係るパレット装置１５０を備える加工システム１０は、図１３および図１６に示すフローを実行する。具体的には、ステップＳ２において、ロボット制御部１８は、ロボットハンド２２によって、パレット１５４を把持する。

このとき、交換用フック１６８は、突出位置Ｐ_１に配置される。そして、パレット本体部１６２の左端面１６２ａに設けられた２個のフック装置１６４の交換用フック１６８が、ロボットハンド２２の指先部３２の先端に設けられた貫通孔にそれぞれ受容される。

また、パレット本体部１６２の右端面１６２ｂに設けられた２個のフック装置１６４の交換用フック１６８が、ロボットハンド２２の指先部３６の先端に設けられた貫通孔にそれぞれ受容される。こうして、パレット１５４は、ロボットハンド２２によって把持されて運搬される。

ステップＳ３において、パレット１５４は、治具１５２の上方に配置され、ステップＳ４において、パレット１５４は、下方に移動され、パレットクランプ部５８のシャフト部６０が、穴８８に挿入される。

ステップＳ７において、工作機械制御部４２は、モータ１６６に指令を送り、交換用フック１６８を、突出位置Ｐ_１から後退位置Ｐ_２へ移動するように、モータ１６６を作動させる。

本実施形態によれば、ロボット１６によってパレット１５４を搬送するときは、交換用フック１６８を突出位置Ｐ_１に配置させて、該交換用フック１６８をロボットハンド２２によって保持することができる。

その一方で、ワークの加工時においては、交換用フック１６８を後退位置Ｐ_２に配置し、これにより、ワークの加工時にワークまたは主軸３９に取り付けられた工具３９ａが、交換用フック９５と干渉してしまうのを防止できる。

なお、上述のロボット１６の代わりにローダを適用し、該ローダによって、パレット８０および８２を治具４６および７２に着脱することもできる。この場合、該ローダは、ロボットハンド２２を有する。

また、図１７に示す位置維持シリンダ機構１３０、流路１１４’、流路１３２、電磁弁１３４、および流体遅延回路１３６は、図１１に示す第２パレット８２にも適用してもよい。

開口端６７ｂと開口端１０３ａとの接合部分に、Ｏリングまたは継手を設けることによって、流体の漏れを防止してもよい。

また、上述のシリンダ９７を省略し、作業員が手動で交換用フック９５を突出位置に配置させてもよい。または、付勢部１０１を省略し、作業員が手動で交換用フック９５を後退位置に配置させてもよい。また、図１９に示すパレット１５４に、図７に示すフック装置９３を適用してもよいし、図７に示すパレット８０に、図１９に示すフック装置１６４を適用してもよい。

以上、発明の実施形態を通じて本発明を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、本発明の実施形態の中で説明されている特徴を組み合わせた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得るが、これら特徴の組み合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、上述の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることも当業者に明らかである。

また、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、工程、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」、「次いで」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 加工システム
１２ ロボットシステム
１４ 工作機械
１６ ロボット
４６，７２，１４２ 治具
８０，８０’，８２，１４４ パレット
９５，９５’，１５８ 交換用フック

Claims (10)

1. 工作機械のパレット装置であって、
   ワークをクランプするパレット本体部、該パレット本体部に移動可能に設けられた交換用フック、および、前記パレット本体部の内部に設けられ、制御部からの指令に応じて前記交換用フックを前記突出位置へ移動させる、自動制御可能な駆動部を有するパレットであって、前記交換用フックは、前記パレット本体部の外部へ突出する突出位置と、該突出位置から前記パレット本体部へ向かって後退した後退位置との間で移動可能である、パレットと、
   前記パレットが着脱される治具と、を備える、パレット装置。
2. 工作機械のパレット装置であって、
   ワークをクランプするパレット本体部、および該パレット本体部に移動可能に設けられた交換用フックを有するパレットであって、前記交換用フックは、前記パレット本体部の外部へ突出する突出位置と、該突出位置から前記パレット本体部へ向かって後退した後退位置との間で移動可能である、パレットと、
   前記パレットが着脱される治具と、を備え、
   前記パレットは、前記交換用フックを前記後退位置へ向かって付勢する付勢部をさらに有する、パレット装置。
3. 工作機械のパレット装置であって、
   ワークをクランプするパレット本体部、および該パレット本体部に移動可能に設けられた交換用フックを有するパレットであって、前記交換用フックは、前記パレット本体部の外部へ突出する突出位置と、該突出位置から前記パレット本体部へ向かって後退した後退位置との間で移動可能である、パレットと、
   前記パレットが着脱される治具と、を備え、
   前記パレットは、前記交換用フックを前記突出位置へ移動させる駆動部をさらに有し、
   前記駆動部は、前記交換用フックを可動に受容し、流体供給部から内部に供給された流体の圧力によって前記交換用フックを前記突出位置へ移動させるシリンダを有する、パレット装置。
4. 前記治具は、前記パレットを解放可能にクランプするパレットクランプ部を有し、
   前記パレットクランプ部は、
   前記パレット本体部に形成された穴に挿入されるシャフト部と、
   前記シャフト部の外部へ突出した第２突出位置と、前記シャフト部の内部に収容された第２後退位置との間で移動可能となるように前記シャフト部に設けられた係合部であって、前記シャフト部が前記穴に挿入されて前記係合部が前記第２突出位置に配置されたとき、該係合部は、前記穴の壁面と係合して前記パレットをクランプする、係合部と、
   前記流体供給部から内部に供給された流体の圧力によって前記係合部を前記第２後退位置へ移動させる第２シリンダと、を有する、請求項３に記載のパレット装置。
5. 前記交換用フックが前記突出位置に配置されたときに該交換用フックの位置を維持する位置維持部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパレット装置。
6. 工作機械のパレット装置であって、
   ワークをクランプするパレット本体部、および該パレット本体部に移動可能に設けられた交換用フックを有するパレットであって、前記交換用フックは、前記パレット本体部の外部へ突出する突出位置と、該突出位置から前記パレット本体部へ向かって後退した後退位置との間で移動可能である、パレットと、
   前記パレットが着脱される治具と、
   前記交換用フックが前記突出位置に配置されたときに該交換用フックの位置を維持する位置維持部と、を備え、
   前記位置維持部は、
   前記突出位置に配置された前記交換用フックと係合して該交換用フックの前記後退位置への移動を規制する係合位置と、該交換用フックから離脱して該交換用フックの前記後退位置への移動を許容する離脱位置との間で移動可能な移動規制部と、
   前記移動規制部を前記離脱位置へ付勢する第２付勢部と、
   前記移動規制部を前記係合位置へ移動させる第２駆動部と、を有する、パレット装置。
7. 前記交換用フックが前記突出位置に配置されたときに該交換用フックの位置を維持する位置維持部をさらに備え、
   前記位置維持部は、前記交換用フックが前記突出位置へ移動されたときに、前記シリンダから前記流体供給部へ向かう流体の流れを規制する弁を有する、請求項３または４に記載のパレット装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のパレット装置を備える、工作機械。
9. 請求項８に記載の工作機械と、
   前記パレットを前記治具から取り外すための機械であって、前記突出位置に配置された前記交換用フックを保持可能な保持部を有する、機械と、を備える、加工システム。
10. 前記機械は、ロボットまたはローダである、請求項９に記載の加工システム。

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