(57)【要約】【課題】旋盤にバー材を連続的に供給する装置に関し、バー材の径や加工製品が変わったときでもストッカ上へのバー材の投入を促すタイミングを検出することができるようにする。【解決手段】ストッカ上のバー材の重量を検出してストッカへのバー材の投入を促すタイミングを検出する。バー材をストッカに投入するのに必要な作業時間を登録（入力）するだけで、自動的に設定することもできる。制御器は、ストッカ上のバー材の重量が登録された必要作業時間の間にどれだけ減少するかを重量センサで検出して記憶する。ストッカ上のバー材の重量が当該記憶した重量（設定重量）となったときにバー材の投入作業を促す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のバー材を貯留するストッカ上のバー材の重量を検出する重量センサを備え、当該重量センサの検出値と制御器に設定された設定値に基づいて、当該ストッカへのバー材の投入を促すタイミングを検出することを特徴とする、バー材の自動供給装置。
【請求項２】
制御器が、バー材を前記ストッカに投入するのに必要な作業時間を登録する時間メモリを備え、当該時間メモリに設定された時間間隔における前記重量センサの検出値の減少量に基づいて上記タイミングを検出するための上記設定値を自動設定する、請求項１記載のバー材の自動供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、旋盤に細長い棒状の素材（以下、「バー材」という）を連続的に供給する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
旋盤の主軸に設けた中空孔を通してバー材を旋盤の加工領域に軸方向に送り込むバーフィーダと呼ばれる装置は、公知である。図３は、バーフィーダによる旋盤へのバー材の送り込みを模式的に示した図である。バーフィーダ２は、旋盤３の主軸３１の中心軸と同一軸線上にしてバー材Ｗを支持する受台２１を備えている。図に例示した受台２１は、バー材Ｗの長手方向に所定間隔で複数の支持ローラ２２を備えており、バー材Ｗは、これらの支持ローラ２２により中心軸を主軸３１の中心軸と一致させて軸方向に移動可能に支持されている。バーフィーダ２には、バー材Ｗの軸方向に延びる送りベルトや送りねじ２３が設けられ、この送りベルトの一箇所、あるいは送りねじ２３に螺合するナット２４に固定されたプッシャ２５が受台２１上に搭載されたバー材Ｗの後端（反旋盤側の端）を押し動かすように設けられる。
【０００３】
送りベルトや送りねじ２３をモータ２６で駆動することにより、受台２１上のバー材Ｗは、その後端を押されて軸方向に移動して、旋盤の主軸３１に設けた中空孔３２を通して旋盤の加工領域３３に送り込まれる。一般的には、刃物台３４に装着した工具３５によるバー材の先端部の加工と、加工した先端部の切り落としと、バー材の送り込みとを繰り返すことによって、１本のバー材から複数個の製品を加工する場合が多いが、１本のバー材から細長い１個の製品を加工する場合もある。前者の場合は、バー材Ｗは受台２１上で軸方向移動自在かつ回転自在に支持されることとなる。
【０００４】
上記の加工のいずれの場合であってもバー材の加工を連続的に行うためには、バーフィーダ２上の１本のバー材の加工が終了したら、次のバー材をバーフィーダ２に自動的に供給しなければならない。これを実現する最も簡単な装置として、バーフィーダ２の側方に隣接してバーフィーダ側が低くなる方向に傾斜したストッカ１１を備えたシュータ１を設け、ストッカ１１上に多数本のバー材Ｗを主軸軸線と平行な方向にして搭載し、バーフィーダ２上のバー材が加工終了したときに自重によってストッカの最下部に移動してきたバー材を１本ずつバーフィーダ２に送り出す装置が用いられている。
【０００５】
図４は、シュータの一例を示した図で、図３のＡ矢視図である。多数本のバー材Ｗを貯留するストッカ１１は、バーフィーダと共通の機台１２に固定されている。ストッカ１１は、バーフィーダ２側が低くなる方向に傾斜した支持板１３を備えている。支持板１３の下辺には、ストッパ１４が設けられて、ストッカ１１上のバー材の落下を防止しており、その若干上方の位置には、支持板１３上に積み重なったバー材の上方のものが転がり落ちるのを防止してストッパ１４側へ一列にして移動させるための第２のストッパ４４が設けられている。
【０００６】
シュータ１には、主軸３１の軸線と平行な軸回りに揺動する揺動枠１５が支持板１３の下方に位置するように配置され、当該揺動枠を上下揺動するシリンダ１６が設けられている。揺動枠１５の前端には、支持板１３の前縁に設けた開口１９を通ってストッカ１１上の最下端の１本のバー材を押し上げる押上げ体１７が設けられている。シリンダ１６が縮退した状態では、この押上げ体１７は、支持板１３の下方に位置しており、バーフィーダ２上のバー材Ｗがなくなったところでシリンダ１６に圧力流体を供給して揺動枠１５を上動させることにより、押上げ体１７がストッカ１１上の最下端の１本のバー材を押上げてストッパ１４を乗り越えさせ、当該バー材をバーフィーダの受台２１上に転がり落とす。バーフィーダ２には、転がり落ちてくるバー材のオーバーランを防ぐために遮蔽材２７が設けられている。
【０００７】
工場内における機械の設置床面積の制限から、ストッカの支持板１３の大きさに制限を受けるので、長時間の連続加工を実現するためには、ストッカ上のバー材の残り本数が少なくなったときに、ストッカ上にバー材を投入するという作業を行わなければならない。この作業は、例えばフォークリフトなどを用いて行われるが、投入されるバー材の本数は一定しないし、長さも必ずしも一定ではない。また、ストッカ上へのバー材の投入には、作業者が他の作業を一時中断して倉庫からバー材を搬送して投入するという、ある程度の作業時間が必要である。そこで、ストッカ１１には、ストッカの下端の位置と、それより上方の位置とにエンプティセンサ４１と予告センサ４２とを設けて、予告センサ４２がバー材を検出しなくなったときに、バー材の投入を促す警報を出し、エンプティセンサ４１が材料を検出しなくなったときに、材料切れの警報を発して機械を停止させるようにしている。このセンサとして、従来、光電センサやリミットスイッチが用いられていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、ストッカ上へのバー材の搭載を促す予告センサとしてリミットスイッチや光電センサが用いられていた。しかし、リミットスイッチは、使用するバー材の径が変わったときに設置位置と設置高さを調整しなければならず、この調整が悪いとセンサの接触子の位置が隣接するバー材相互の間の位置になって、バー材無しの信号が出力されたり、センサの接触子が過大に押し込まれてセンサの損傷を早めたりするという問題がある。
【０００９】
光電センサを用いるときは、投光器と受光器を支持板１３の上下に配置するか、あるいは支持板１３上のバー材の長手方向両端部に配置することとなるが、検出光が隣接するバー材相互の間の隙間を通過したりバー材に設けた中空孔を通過したりして検出ミスを生じるので、リミットスイッチの場合と同様に、使用するバー材の径などに合わせてセンサの設置位置や設置高さを調整する必要がある。
【００１０】
更に予告センサは、ストッカ上にバー材がなくなるまでの時間がストッカにバー材を投入するのに要する時間に余裕時間を加えた時間となるタイミングでワーク無しを検出する位置に設置しなければならないが、１本のバー材の加工に要する時間は、製品の長さや加工の複雑さによって大幅に異なるので、予告センサ４２を適切な位置に設置することは極めて困難であり、予告センサの設置位置の調整に相当の熟練を要するという問題がある。特に、新しい製品の加工の場合には、試行錯誤を繰り返さなければ適切な位置に予告センサを設置することができないという問題があった。
【００１１】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、簡単な構造でかつ簡単な操作でバー材の径や加工される製品が変わった場合でもストッカ上へのバー材の投入を促すための適正なタイミングを検出することができる手段を備えたバー材の自動供給装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のバー材の自動供給装置は、ストッカ１１上のバー材Ｗの重量を検出して当該ストッカ１１へのバー材Ｗの投入を促すタイミングを検出することを特徴とする。
【００１３】
この発明の装置では、使用するバー材の径や加工される製品が変わっても、ストッカ１１上のバー材Ｗの重量を検出するセンサ４・・・４の位置を変える必要はなく、検出された重量がどの値になったときに予報を発生するかという制御器の設定値のみを設定してやればよい。更に上記重量は、バー材Ｗをストッカ１１に投入するのに必要な作業時間（以下、「必要作業時間」と言う。）を登録（入力）するだけで、制御器５により自動的に設定することができる。
【００１４】
制御器５は、ストッカ１１上のバー材Ｗの重量が登録された必要作業時間の間にどれだけ減少するかを重量センサ４・・・４で検出して記憶する。ストッカ上のバー材Ｗの重量が当該記憶した重量（設定重量）となったときが、バー材の投入作業の開始を促すタイミングとなる。
【００１５】
実際には、旋盤３はバー材の長さ総てを製品に加工することができるわけではなく、加工不能な残材が出る。供給されるバー材の長さが一定であれば、残材の重量割合も一定であるが、バー材の長さが一定でないときは、残材の重量割合が変化するので、必要作業時間内に加工されるバー材の重量（上記設定重量）に誤差が生ずる。しかし、ストッカ１１に貯留されるバー材Ｗの量は、必要作業時間より充分に短いのが普通なので、設定重量の計測は何度も行うことができ、安全側の重量を設定重量として記憶するようにすれば、ストッカ１１が空になって加工が中断する事態を避けることができる。
【００１６】
重量センサとしては、ロードセル４を用いるのが便利であるが、これに限られるものではなく、あまり変形ないし偏倚することなく大きな重量変化を検出できるものが好ましい。重量センサ４は、ストッカ１１とこれを支持する機台１２との間に設けてやればよいが、ストッパ１４に設けることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、使用するバー材の径などが変わってもストッカ上のバー材の量を検出センサの位置や高さを変更することなく、シュータへバー材を投入するタイミングを検出することができ、材質の相違によるバー材の比重、バー材の径や長さ、１個の製品を加工するのに必要な時間などが変わっても、当該シュータへのバー材の投入作業に必要な時間を登録するのみで、上記タイミングを適切に検出できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施例の正面図
【図２】第２実施例の正面図
【図３】図１、２、４に共通の平面図
【図４】従来例の正面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１に示した第１実施例のバー材の自動供給装置（シュータ）１は、貯留したバー材Ｗをバーフィーダ２に１本ずつ供給するもので、バーフィーダ２の構造は、従来公知のものと特に異なる所がないので、図４と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２０】
図１の第１実施例において、シュータ１は、従来と同様なストッカ１１を備えており、当該ストッカ１１は、その下辺と上部とにおいて、重量センサであるロードセル４・・・４を介して機台１２に支持されている。ストッカ１１は、図１の紙面直角方向の長さを有しており、その長手両端の上下２箇所の４箇所で支持されている。
【００２１】
揺動枠１５は、図４に示した従来構造とは異なり、ロードセル４・・・４を介さないで、機台１２に直接固定したブラケット１８に上端を枢着して設けられ、この揺動枠１５を上下動するシリンダ１６は、機台１２と揺動枠１５との間に、すなわちシリンダ本体１６ａを機台１２に連結してそのロッド１６ｂを揺動枠１５に連結して設けられている。ストッカ１１の下端にはストッパ１４が設けられ、シリンダ１６により揺動枠１５の下端に設けた押上げ体１７で下端のバー材をストッパ１４を乗り越えさせてバーフィーダ２に供給することは、図４の従来装置と同様である。
【００２２】
４個のロードセル４・・・４の検出重量は、制御器５に入力される。制御器５は、必要作業時間を登録するためのテンキー５１及び時間メモリ５２と、重量メモリ５３と、一時メモリ５４と、タイマー５５と、比較器５６とを備えている。
【００２３】
シュータ１にバー材が投入されて加工が開始されると、制御器５は、シリンダ１６が上動して１本のバー材がバーフィーダ２に供給された後のタイミングで、ロードセル４・・・４の検出値からシュータ１の自重を引いた値（ストッカ上のバー材の重量）を一時メモリ５４に記憶し、タイマ５をリセットする。そして、タイマの計測値が時間メモリ５２の値を超えた後の最初のシリンダ１６の上動後にバー材の重量を検出し、一時メモリ５４に記憶した重量から検出した重量を引いた値を重量メモリ５３に設定し、新たに検出した重量を一時メモリ５４に記憶してタイマ５５をリセットする。
【００２４】
そして、タイマ５５の計測値が時間メモリ５２の登録値を超えた後の最初のシリンダ１６の上動後に再びバー材の重量を検出し、一時メモリ５４の記憶重量から検出重量を引いた値と重量メモリ５３に記憶された値とを比較器５６で比較し、大きい方の重量を重量メモリ５３に設定し、新たな検出重量を一時メモリ５４に記憶して、タイマ５５をリセットする。
【００２５】
上記動作を繰り返す間に、ロードセル４・・・４の検出重量が重量メモリ５３の設定値を下回ったときに、制御器５は、ストッカ１１へのバー材の投入を促す警報を発する。
【００２６】
図２は、この発明の第２実施例を示した図で、ストッカ１１上のバー材の重量の斜め方向の成分がストッカの先端のストッパ１４に作用していることを利用して、当該ストッパ１４にロードセル４を設けた例である。この第２実施例では、ストッカ１１、揺動枠１５及びシリンダ１６の構造は、従来構造と同様で良く、ロードセル４は、ストッカ１１の下端のストッパ１４にストッカ上のバー材の重量の斜め方向の成分を受けるように装着されている。円筒形のバー材であれば、ロードセル４に作用する重量は、ストッカ１１上のバー材の全重量にほぼ比例すると考えてよいので、前述したと同様な制御でバー材投入の予報タイミングを検出することができる。なお、この第２実施例のものでは、ロードセル４にストッカ１１の自重が作用しないため、ストッカ上にバー材がなくなったことも正確に検出することができる。
【００２７】
この発明の装置では、ストッカ１１上にワークがなくなったことも重量センサで検出することができるので、エンプティセンサを別に設ける必要はないが、例えば、第１実施例のような場合にバー材なしの状態をより確実に検出したいのであれば、従来と同様な光電センサによるエンプティセンサを設ければよく、また、揺動枠１５が上動したときに、バーフィーダに設けた供給確認センサ（シュータからバーフィーダへのバー材の通路に設けたリミットスイッチなど）がバー材を検出しなかったことと、重量センサがバー材無しの信号を出していることとのアンド条件でバー材無しを検出することも可能である。
【符号の説明】
【００２８】
３  旋盤
４  ロードセル
５  制御器
１１ストッカ
１２  機台
１４  ストッパ
Ｗ  バー材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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