(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸の中に配設されたパイプ部材によって棒材を保持しながら、棒材の前端から次々と部品の加工を行う棒材加工機に棒材を供給する棒材供給方法であって、
棒材の後端部を把持するためのフィンガーチャックをもつ送り矢を有し、前記パイプ部材は、内径が前記フィンガーチャックの外径より小さいパイプ本体と、該パイプ本体の後端部に設けられた前記フィンガーチャックを受け入れ可能な内径をもつ案内部とを有し、  材料棚から取出した第１の棒材を、送り矢によって後方から押して前記パイプ部材の中に挿入する工程と、
前記第１の棒材を前記棒材加工機によって加工する工程と、
前記送り矢の前記フィンガーチャックが前記案内部の中の位置に到達したら、前記送り矢を、前記第１の棒材の加工が終了する前に、棒材がコレットチャックに把持された状態において、前記位置から後退させて、棒材の後端部から前記フィンガーチャックを外す工程と、
前記材料棚から取出した第２の棒材を、前記送り矢によって後方から押して前進させ、前記第２の棒材を介して前記第１の棒材を前方に給送して加工する工程とを有する、ことを特徴とする棒材供給方法。
【請求項２】
更に、前記案内部は、フィンガーチャックの外径よりも大きい内径を有し、且つ、内部の長手方向の長さ寸法は、棒材加工機によって加工することができる部品の最大長さより大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の棒材供給方法。
【請求項３】
更に、前記送り矢を後退させて、フィンガーチャックを棒材の後端部から抜く前に、棒材の回転速度を高速回転速度から低速回転速度に減速する工程を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の棒材供給方法。
【請求項４】
主軸内に配設されたパイプ部材によって棒材を保持しながら、棒材の前端から次々と部品の加工を行う棒材加工機に、棒材を給送するための棒材供給機であって、
棒材の後端部を把持するためのフィンガーチャックをもつ、棒材を前方に押すための送り矢と、動作の制御を行う制御装置とを有し、前記パイプ部材は、内径が前記フィンガーチャックの外径より小さいパイプ本体と、該パイプ本体の後端部に設けられた前記フィンガーチャックを受け入れ可能な内径をもつ案内部とを有し、
前記制御装置は、材料棚から取出した第１の棒材を、前記送り矢によって後方から押して前記パイプ部材の中に挿入し、前記送り矢の前記フィンガーチャックが前記案内部の中の位置に到達したら、前記送り矢を、前記第１の棒材の加工が終了する前に、棒材がコレットチャックに把持された状態において、前記位置から後退させて、棒材の後端部から前記フィンガーチャックを外し、前記材料棚から取出した第２の棒材を、前記送り矢によって後方から押して前進させ、前記第１の棒材を加工するため、前記第２の棒材を介して前記第１の棒材を前方に給送するように制御する、ことを特徴とする棒材供給機。
【請求項５】
更に、前記案内部は、フィンガーチャックの外径よりも大きい内径を有し、且つ、内部の長手方向の長さ寸法は、棒材加工機によって加工することができる部品の最大長さより大きい、ことを特徴とする請求項４に記載の棒材供給機。
【請求項６】
前記制御装置は、前記送り矢を後退させて、フィンガーチャックを棒材の後端部から抜く前に、棒材の回転速度を高速回転速度から低速回転速度に減速する、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の棒材供給機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、棒材加工機に棒材を供給するための棒材供給方法および棒材供給機に関する。
【従来技術】
従来から、自動旋盤などの棒材加工機に棒材を供給する棒材加工機が知られている。棒材供給機は、加工前の棒材を保持するための材料棚と、棒材加工機の主軸に向かって真っ直ぐに延びるガイドレールと、ガイドレール内で前後移動し、棒材を後方から押して棒材を棒材加工機に給送するための送り矢とを有する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
部品の加工は、大量生産に対応するため、ますます高速化が望まれている。
部品の加工速度は、棒材加工装置の加工速度のほかに、棒材供給機による新材の供給速度にも依存し、後者は、部品の加工に貢献していない無駄な時間である。
そこで、本発明の目的は、棒材の供給時間の短縮化を図ることができ、部品加工の更なる高速化を実現することができる棒材供給方法および棒材供給機を提供することにある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、主軸の中に配設されたパイプ部材によって棒材を保持しながら、部品の加工を行う棒材加工機に棒材を供給する棒材供給方法であって、材料棚から取出した第１の棒材を、送り矢によって後方から押して前記パイプ部材の中に挿入する工程と、前記第１の棒材を前記棒材加工機によって加工する工程と、前記第１の棒材の加工が終了する前に、前記送り矢を後退させる工程と、前記材料棚から取出した第２の棒材を、前記送り矢によって後方から押して前進させ、前記第２の棒材を介して前記第１の棒材を前方に給送する工程とを有する、ことを特徴とする棒材供給方法によって達成することができる。
本発明においては、第１の棒材の加工が終了する前に、送り矢を後退させる。送り矢が後退した後は、第１の棒材はパイプ部材によって保持される。送り矢によって、第２の棒材が後方から押されて前進し、第２の棒材を介して第１の棒材が前方に給送される。
【０００４】
本発明によれば、第１の棒材の給送を、送り矢によって第２の棒材を介して行うので、第１の棒材の加工が終了したとき、次に加工すべき第２の棒材がすぐ背後に位置しているので、次の棒材の加工を直ちに開始することができ、棒材の供給時間の無駄がなく、生産性を高めることができる。
【０００５】
本発明の上記目的は、主軸内に配設されたパイプ部材によって棒材を保持しながら、部品の加工を行う棒材加工機に、棒材を給送するための棒材供給機であって、棒材を前方に押すための送り矢と、動作の制御を行う制御装置とを有し、該制御装置は前記送り矢を、材料棚から取出した第１の棒材を後方から押して前記パイプ部材の中に挿入し、前記第１の棒材の加工が終了する前に後退させ、前記材料棚から取出した第２の棒材を後方から押して前進させ、第２の棒材を介して第１の棒材を前方に給送するように制御する、ことを特徴とする棒材供給機によっても達成することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明にかかる棒材供給機の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる棒材供給機と、棒材加工機の概略側面図である。なお、棒材加工機の主軸が見えるように、棒材加工機の一部を破断して示している。
【０００７】
本実施の形態においては、棒材加工機２は主軸固定型自動旋盤であり、棒材供給機４は、図１に示すように、棒材加工機２の後方に配置される。棒材供給機４は、支持構造体６と、該支持構造体６に支持された、棒材加工機２の主軸３０と同軸状に延びるガイドレール８と、ガイドレール８の側方に配置された、加工前の新材を保持するための材料棚１０と、材料棚１０から棒材を１つづつ取出してガイドレール８の中に投入するための棒材取出機構１２と、ガイドレール８内に投入された棒材を後方から押して棒材加工機２に給送するための送り矢１４と、送り矢１４の先端に設けられたフィンガーチャック１６の中に棒材を挿入する際に、棒材を保持するためのクランプ装置１８と、送り矢１４によってガイドレール８内で給送される棒材の先端位置を検知するための先端検知手段２０と、フィンガーチャック１６の位置を検知するための位置検知手段またはエンコーダ２４と、種々の機構の動作を制御するための制御装置２６とを有する。
【０００８】
材料棚１０は、ガイドレール８に対して直交する方向に延びる複数の棒状棚部材で構成され、棒状棚部材の上にガイドレール８にほぼ平行な方向に複数の新材が載置される。材料棚１０の上に載置された棒材は、ガイドレール８に近い側から１つづつ、割出板によって構成される棒材取出機構１２によって取出され、ガイドレール８の中に投入される。
【０００９】
送り矢１４は、棒状の本体部分と、本体部分の先端に設けられた、棒材の後端部を挿入して把持するためのフィンガーチャック１６とを有する。送り矢１４は、初期位置において、図１に示すように、ガイドレール８の後端部に位置している。クランプ装置１８は、図１に示すように、初期位置にある送り矢１４の前方に位置している。棒材は、割出板によって、ガイドレール８の中、かつ、送り矢１４の前方に投入される。クランプ装置１８は、ガイドレール８内に投入された新材の後端部を左右から把持するための把持部を有する。更に、ガイドレール８に投入された棒材の先端の前方に、棒材の先端位置を検知するための先端検知手段２０が設けられており、また、フィンガーチャック１６の近傍にエンコーダ２４が設けられている。
【００１０】
棒材加工機２は、加工中、棒材を高速回転させる主軸３０を有する。主軸３０の前方には、棒材加工中に棒材を把持するためのコレットチャック３２が設けられている。コレットチャック３２の前方には、棒材を加工するためのバイト３４が、更に、コレットチャック３２の前方には、新材の加工を開始する際に、棒材の位置決めするためのストッパ装置３６が設けられている。ストッパ装置３６は、棒材の前端面を当接させるためのストッパ部材３８と、ストッパ部材３８を前後移動可能に支持するストッパ台４０とを有する。
【００１１】
主軸３０内には、棒材が主軸３０によって回転されている間、振れないように確りと保持するためのパイプ部材または固定パイプ４２が設けられている。固定パイプ４２は、主軸３０の実質的に全長にわたって延びるパイプ本体４２’と、パイプ本体４２’の後端部、すなわち固定パイプ４２の入口に設けられた案内部４２”とを有する。棒材の振動を防止するため、棒材の外径とパイプ本体４２’の内径との間の隙間はできるだけ小さくなるように設定されている。したがって、加工すべき棒材の外径が変わるたびに、固定パイプ４２は対応する内径のものに取替えられる。
フィンガーチャック１６の外径は棒材の外径よりも大きいので、パイプ本体４２’の中に入ることはできない。一方、固定パイプ４２の入口に設けられた案内部４２”の内径は、フィンガーチャクの外径よりも大きく、フィンガーチャックを受け入れることができる。また、案内部４２”の内部の長手方向の長さ寸法は、棒材加工機２によって加工することができる部品の最大長さよりやや大きい。
【００１２】
図２（ａ）〜（ｅ）および図３（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態にかかる棒材供給機４の動作を示す概略工程図である。なお、送り矢、クランプ装置、固定パイプ、コレットチャックおよびストッパ装置のみ図示し、その他の部分は省略してある。
棒材供給機４を起動させと、材料棚１０から第１の棒材が割出板によって取出され、ガイドレール８の中の送り矢１４の前方に投入される。引き続き、クランプ装置１８が作動し、図２（ａ）に示すように、第１の棒材の後端部がクランプ装置１８の把持部によって把持される。次いで、送り矢１４が第１の棒材の後端部に近づき、フィンガーチャック１６の中に第１の棒材の後端部が挿入される。
【００１３】
図２（ｂ）に示すように、送り矢１４によって第１の棒材が前進され、図２（ｃ）に示すように、第１の棒材の先端部４２”によって案内されて、固定パイプ４２の中に挿入され、更に、先端部が開放状態にあるコレットチャック３２の中に挿通される。この間、フィンガーチャック１６の位置は、位置検知手段またはエンコーダ２４によって、常に、検知されている。第１の棒材の前端面がストッパ部材３８に当接したら、コレットチャック３２が閉じ（図２（ｄ））、図示しないが、ストッパ台４０が退避し、第１の棒材の前端部がバイト３４によってショートカットされる。
【００１４】
引き続き、第１の棒材の後端部をフィンガーチャック１６によって把持したまま、第１の棒材の前端から次々と部品加工が行われる。部品加工中は、棒材は、棒材加工機２の主軸３０によって、例えば、８０００回転／分の高速回転速度で回転される。部品加工が終了するごとに先端部が突っ切られ、その度に、フィンガーチャック１６の位置は、部品の長さに相当する距離だけ前進する。制御装置は、常に、エンコーダ２４によって検知されるフィンガーチャック１６の位置情報に基づき、フィンガーチャックが固定パイプ４２の後端部に設けられた案内部４２”の中に位置するかを判断する。
【００１５】
フィンガーチャック１６の位置が、案内部４２”の中であると判断したとき、制御装置は棒材の回転速度を、例えば、１００回転／分の低速回転速度に減速し、送り矢１４を後退させる（図２（ｅ））。なお、この状態において、棒材の後端部は、フィンガーチャック１６の把持位置と一致するから、案内部４２”の中に位置している。エンコーダ２４によって、フィンガーチャック１６の後退距離が検知され、フィンガーチャック１６がその長さに相当する距離だけ後退したことが検知されたら、すなわち、フィンガーチャック１６が棒材の後端部から完全に抜けたら、制御装置によって、主軸３０の回転速度がもとの高速回転速度に戻される。なお、フィンガーチャック１６の後退は、棒材がコレットチャック３２に把持された状態において行われる。
【００１６】
送り矢１４が初期位置に戻ったら、割出板によって材料棚１０から第２の棒材が取出され、ガイドレール８の中に投入される。第２の棒材の後端部は、クランプ装置１８によって把持され、送り矢１４が近づき、第２の棒材の後端部がフィンガーチャック１６の中に挿入される（図３（a））。送り矢１４によって第２の棒材が前方に給送され、図３（ｂ）の位置に到達したら、前端の位置が先端検知手段２０によって検知される。第２の棒材の先端位置は、制御装置によって、これ以降、先端検知手段２０によって検知された前端の位置に、エンコーダ２４によって検知されたフィンガーチャック１６の前進距離を加えることによって検知される。第２の棒材は送り矢１４によって更に前進され、前端部が案内部４２”によって中に案内されて、第２の棒材の前端面が第１の棒材の後端面に当接する（図３（ｂ））。第１の棒材の部品加工が終了するたびに、コレットチャック３２が開き、第１の棒材は、第２の棒材を介して送り矢１４によって前方に給送される（図３（ｃ））。
【００１７】
第１の棒材の長さが、これ以上、部品を加工することができない長さになったら、コレットチャック３２を開放し、ストッパ台４０は前方に退避し、残材は、第２の棒材を介して送り矢１４によって前方に押し出されて、コレットチャック３２とストッパ台４０との間の空間を通して廃棄される（図３（ｄ））。制御装置によって上記の方法で検知された第２の棒材の先端の位置が、コレットチャック３２の中に挿通された位置に到達したと判断されたとき、送り矢１４が停止される。ストッパ部材３８が退避位置にあるので、第２の棒材をストッパ部材３８によって停止させることがでず、送り矢１４を停止させることによって第２の棒材を停止させるためである。
【００１８】
コレットチャック３２が閉じ、ストッパ台４０が所定位置に戻り、第２の棒材が送り矢１４によって前進され、先端面がストッパ部材３８に当接されて位置決めされる。第２の棒材の先端部のショートカットが行われる。引き続き、図２（ｅ）に示す工程と同様にして、第２の棒材の加工が行われる。更に、図３（ａ）〜（ｄ）にしたがって、第３の棒材の供給が行われ、第３の棒材を介して第２の棒材の給送が行われる。以上の工程が繰返される。
本発明によれば、第２の棒材によって、第１の棒材の残材を押し出して残材処理する。したがって、残材処理時において、第２の棒材の先端部がコレットチャック３２に挿通された状態にあり、直ちに、第２の棒材の加工を開始することができ、棒材加工の準備時間を最大限短縮することができる。
【００１９】
また、棒材の後端部は、送り矢１４のフィンガーチャック１６によって、フィンガーチャック１６が固定パイプ４２の入口に設けられた案内部４２”の中の位置に到達するまで把持される。従って、この間、棒材の後端部の振れがフィンガーチャックによって防止されるとともに、この位置において、送り矢１４が後退しても、棒材のほぼ全体が固定パイプ４２の中に収容されており、固定パイプ４２によって振れが防止されるので、棒材加工の全工程において棒材の振れが防止される。
また、フィンガーチャック１６が案内部４２”の中の位置に到達した後に後退するようになっているので、第１の棒材の後端部が案内部材４２”の中に位置する。したがって、第２の棒材が送り矢１４によって後方から前進するとき、第２の棒材の先端部が案内部４２”によってその中に案内されるので、第１の棒材の後端部と第２の棒材の前端部とのすれ違いが防止され、第１の棒材を第２の棒材によって確実に押すことができる。
【００２０】
更に、制御装置によって、第２の棒材の先端の位置を常に検知し、ストッパ部材３８を退避位置に移動させた状態で、第２の棒材によって第１の棒材の残材を押し出す際に、送り矢１４を所定位置で停止させるので、第２の棒材が前進しすぎるのを防止することができる。すなわち、ストッパ部材３８が退避位置にあるので、ストッパ部材３８によって第２の棒材を停止させることができないが、制御装置によって、第２の棒材の前端が所定位置（例えば、コレットチャック３２に挿通した位置）に到達したと判断されたとき、送り矢１４を停止させることによって、第２の棒材の前進のしすぎを防止することができる。
【００２１】
更に、送り矢１４を後退させて、フィンガーチャック１６を棒材の後端部から抜く前に、棒材の回転速度を高速回転速度から低速回転速度に減速するので、棒材の後端部とフィンガーチャック１６とが分離された瞬間に、反動でこれらが激しく振れるのを防止することができる。
【００２２】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、棒材の振れを防止する観点からは、送り矢１４にフィンガーチャック１６が設けられ、フィンガーチャック１６によって棒材の後端部を把持するようになっているのが望ましい。しかし、部品加工時間の短縮化の観点からは、フィンガーチャック１６は必須ではなく、例えば、送り矢１４によって棒材の後端面を単に押して、前方に給送するようにしてもよい。特に、比較的短い棒材を用いる場合であって、固定パイプ４２に挿入したとき、棒材のほぼ全体が収容されるような場合には、フィンガーチャック１６によって棒材を把持する必要はない。
【００２３】
また、上記実施形態においては、主軸３０の中にパイプ部材として、主軸と共に回転しない固定パイプ４２が設けられているが、パイプ部材は、例えば、主軸と共に回転するインナーパイプであってもよい。
更に、上記実施の形態においては、フィンガーチャック１６を棒材の後端部から抜く際に、棒材の回転速度を減速するように構成しているが、高速回転速度に維持したまま行ってもよい。
【発明の効果】
本発明によれば、棒材の供給時間の短縮化を図ることができ、部品加工の更なる高速化を実現できる棒材供給機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる棒材供給機と、棒材加工機の概略側面図であり、棒材加工機の主軸３０が見えるように、棒材加工機の一部を破断して示している。
【図２】本実施形態にかかる棒材供給機の動作を示す概略工程図である。
【図３】本実施形態にかかる棒材供給機の動作を示す概略工程図である。
【符号の説明】
２  棒材加工機
４  棒材供給機
８  ガイドレール
１０ 材料棚
１２ 棒材取出機構
１４ 送り矢
１６ フィンガーチャック
１８ クランプ装置
２０ 先端検知手段
２４ エンコーダ
２６ 制御装置
３０ 主軸
３２ コレットチャック
３４ バイト
３６ ストッパ装置
３８ ストッパ部材
４２ 固定パイプ
【図１】
0003723465.tif 000002
【図２】
0003723465.tif 000003
【図３】
0003723465.tif 000004