(57)【要約】【課題】  棒材の切断から、ワークの旋削加工等を一連に加工し、工数が掛からず、シンプルな構成で、据付スペースの効率もよい複合加工機を提供する。【解決手段】  棒材１２を供給する棒材供給部１８と、棒材１２からワーク１４を切り取る切断加工部３２を有する。ワーク１４を把持する少なくとも２つの把持部４０，４２を配置し回動可能に設けられた切換アーム３８と、切換アーム３８を回動させるアーム駆動手段と、把持部４０，４２を作動させる把持部駆動手段と、把持部４０，４２の一方を固定して切断加工部３２により棒材１２を切断可能に固定する固定装置７０と、把持部４０，４２の他方を回転させる主軸装置７２と、切断加工部３２とは反対側に位置し主軸装置７２と対向して主軸装置７２により回転したワーク１４を旋削する旋盤等の旋削加工部８６とを備える。【選択図】図１
2006175530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒材を供給する棒材供給部と、前記棒材からワークを切り取る切断加工部と、前記ワークを把持する少なくとも２つの把持部を配置し回動可能に設けられた切換アームと、前記切換アームを回動させるアーム駆動手段と、前記把持部を作動させる把持部駆動手段と、前記把持部の一方を固定して前記切断加工部により前記棒材を切断可能に固定する固定装置と、前記把持部の他方を回転させる主軸装置と、前記切断加工部とは反対側に位置し前記主軸装置と対向して前記主軸装置により前記把持部とともに回転した前記ワークを旋削する旋削加工部とを備えたことを特徴とする複合加工機。
【請求項２】
前記把持部駆動手段は、前記切換アームの回動中心軸と同軸に設けられたチャック開閉軸と、このチャック開閉軸を駆動するチャック開閉用モータと、前記把持部に繋がり前記チャック開閉軸に連結した複数のギヤとから成ることを特徴とする請求項１記載の複合加工機。
【請求項３】
前記旋削加工部は、前記把持部に連結される第一主軸装置と対向する工具と、前記第一主軸装置と対面した第二主軸装置と、この第二主軸装置と対向した他方の工具とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の複合加工機。
【請求項４】
前記把持部は、前記切換アームに１８０度対称な位置に一対設けられ、前記アーム駆動手段は、前記切換アームの中心に設けられたアーム回動軸と、このアーム回動軸を駆動するアーム回動用モータとを備え、前記チャック開閉軸とアーム回動軸が同軸に設けられたことを特徴とする請求項２記載の複合加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、長尺の棒材を切断し、切断されたワークを旋削して、切断面の面取り加工やその他旋盤による各種加工を施し、一本の棒材から複数の製品を製作する複合加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、旋盤による端面加工が施されるワークには、長尺の棒材を素材とするものがある。長尺ものを素材とするワークの旋盤加工は、一般に、長尺な素材から製品に必要な適宜な長さに、丸鋸切断装置により切断され、ワークを切り出す。次に、切り出したワークは、別の加工機械で端部等の旋削加工が施される。さらに必要に応じて、別の旋盤等により、切断面の加工をワークに施して製品に仕上げている。
【０００３】
また、特許文献１では、主軸に貫通孔を形成し、その貫通孔を通して棒材を供給する棒材供給機構と、主軸と一体に棒材を回転させて切断する切断刃具と、切断したワークをチャックに把持した状態で、旋削する旋削工具を備えた刃物台からなり、小型で安価に構成可能な棒材切断機構付数値制御機械が開示されている。
【特許文献１】特開平９−２０１７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術では、長尺な棒材を切断してワークを切り出すには、棒材を切断する専用の装置により切断加工を行うため、切断後、人手により台車やパレットに入れて後工程に搬送し、ワークを旋削加工装置に供給しなければならない。そのため、広い設置スペースを要し、周辺装置も大型で複雑になりやすく、据付スペースの効率もよくないものであった。
【０００５】
そのほか、特許文献１では、長尺で重い棒材を主軸により回転させなければならず、加工可能な原材料に制限がある。また、主軸に貫通孔を設け、原材料の棒材を貫通状態に挿通させて把持し、主軸と共に回転させる構造のため、装置が複雑になる問題もある。
【０００６】
この発明は、上記従来技術の問題に鑑みて成されたもので、棒材の切断から、ワークの旋削加工等を一連に加工し、工数が掛からず、シンプルな構成で、据付スペースの効率もよい複合加工機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、パイプ材や柱状の棒材を供給する棒材供給部と、前記棒材からワークを切り取る切断加工部と、前記ワークを把持する少なくとも２つの把持部を配置し回動可能に設けられた切換アームと、前記切換アームを回動させるアーム駆動手段と、前記把持部を作動させる把持部駆動手段と、前記把持部の一方を固定して前記切断加工部により前記棒材を切断可能に固定する固定装置と、前記把持部の他方を回転させる主軸装置と、前記切断加工部とは反対側に位置し前記主軸装置と対向して前記主軸装置により前記把持部とともに回転した前記ワークを旋削する旋盤等の旋削加工部とを備えた複合加工機である。
【０００８】
前記把持部駆動手段は、前記切換アームの回動中心軸と同軸に設けられたチャック開閉軸と、このチャック開閉軸を駆動するチャック開閉用モータと、前記把持部に繋がり前記チャック開閉軸に連結した複数のギヤとから成るものである。
【０００９】
前記旋削加工部は、前記把持部に連結される第一主軸装置と対向する工具と、前記第一主軸装置と対面した第二主軸装置と、この第二主軸装置と対向した他方の工具とを備えたものである。
【００１０】
前記把持部は、前記切換アームに１８０度対称な位置に一対設けられ、前記アーム駆動手段は、前記切換アームの中心に設けられたアーム回動軸と、このアーム回動軸を駆動するアーム回動用モータとを備え、前記チャック開閉軸とアーム回動軸が同軸に設けられたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の複合加工機によれば、棒材の切断を、回転する鋸刃により切断するため、効率よく切断することができるとともに、棒材から切断したワークの旋削加工を、切換アームにより一連の動作で加工することができる。特に、把持部によりワークを保持したまま切断加工部から旋削加工部へ移動できるため、工程を集約することができ、しかも切断加工と旋削加工を、切断加工部及び旋削加工部で同時に行うことができる。これにより、ワークを移動させる工数が掛からず、連続的に迅速に加工されるため、加工時間が短く、機械の構成もシンプルで、据付スペースの効率もよいものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の複合加工機の一実施形態について、図１、図２を基にして説明する。この実施形態の複合加工機１０は、パイプや円柱状の長尺材等の棒材１２を適宜な長さに切断し、旋削加工による切断面の面取りやその他旋盤による加工まで一連に行う複合的な加工機である。
【００１３】
この複合加工機１０は、図１に示すように、加工される素材である棒材１２を支持し、長手方向に供給する棒材供給部１８が、基台１６に設けられている。棒材供給部１８は、ストック部と供給装置によるオートローダ等から成り、棒材供給部本体１８ａには、棒材１２を把持して長手方向前後に移動させる送りバイス１９が設けられている。送りバイス１９は図示しないシリンダによる把持動作を行い、送りバイス１９の本体には螺合部２０が設けられている。そして、送りバイス１９の螺合部２０は、供給部駆動用モータ２２に連結されたボールネジ２４が螺合し、基台１６に固定された供給部駆動用モータ２２により、棒材１２を把持した送りバイス１９が往復動可能に構成されている。
【００１４】
棒材供給部１８に支持された棒材１２の端部近傍位置には、棒材１２を切断可能な円形の鋸刃３０が取り付けられた切断加工部３２が設けられている。切断加工部３２には、送りバイス１９に隣接して、棒材１２の切断加工時に棒材１２を把持する主バイス３３が設けられ、主バイス３３は、図示しないシリンダにより把持動作を行う。また、切断加工部３２を形成する鋸刃駆動部３２ａには、鋸刃３０を回転させる回転用モータ３１が設けられている。鋸刃駆動部３２ａにはボールネジ３４が螺合され、鋸刃３０が棒材１２を、長手方向に対して垂直方向に切断する方向へ摺動可能に設けられ、ボールネジ３４の端部は摺動用モータ３６に連結されている。そして、この摺動用モータ３６は基台１６に固定されている。
【００１５】
棒材供給部１８に支持された棒材１２の端部は、図１に示すように、回転対称に形成された切換アーム３８の側面３８ａの長手方向の一端部近傍に位置する。この切換アーム３８の一端部には、棒材１２の端部を把持する把持部４０が把持動作可能に設けられている。また、側面３８ａの他方の端部近傍には、同様に把持部４２が設けられている。そして、切換アーム３８の中央部が、ワーク把持部本体４４に設けられたアーム回動軸４６に取り付けられ回動可能に設けられている。アーム回動軸４６の内側には、図２に示すように、回動自在に嵌挿されたチャック開閉軸４８が挿通されており、さらにこのアーム回動軸４６は、ワーク把持部本体４４に回動可能に嵌挿されている。
【００１６】
切換アーム３８とワーク把持部本体４４により、ワーク把持部５０を構成している。図２に示すように、ワーク把持部５０の構成部材である切換アーム３８は、アーム回動軸４６を中心として回転対称に形成されている。アーム回動軸４６と内設されたチャック開閉軸４８の端部近傍には、それぞれアーム回動軸４６とチャック開閉軸４８に固定されたプーリー４６ａ，４８ａが設けられている。それぞれのプーリー４６ａ，４８ａは、プーリー５２ａ，５４ａを設けた専用のアーム回動用モータ５２及びチャック開閉用モータ５４と、それぞれベルト５６，５８により連結され、アーム回動軸４６とチャック開閉軸４８は、各々独立に回転可能に設けられている。
【００１７】
切換アーム３８内部のチャック開閉軸４８の端部４８ｂには、駆動ギヤ６０が取り付けられている。この駆動ギヤ５８には、噛合可能な一対の小径ギヤ６２ａが両側で対称に噛み合い、小径ギヤ６２ａが端部に取り付けられた一対の切換軸６２が、チャック開閉軸４８の両側で平行な位置に各々設けられている。そして、把持部４０，４２には、棒材１２を把持するチャックが設けられ、把持部４０，４２内に設けられた開閉ギヤ４０ａ，４２ａが各々小径ギヤ６２ａに噛み合い、把持部４０，４２の各チャックがチャック開閉軸４８の回転により開閉自在に設けられている。
【００１８】
切換軸６２のワーク把持部本体４４側には、ワーク把持部本体４４に設けられた一対の油圧シリンダ６６が位置し、油圧シリンダ６６の押圧軸６８は、先端部が一対の切換軸６２の端部と各々当接可能に対面している。さらに、把持部４０，４２のワーク把持部本体４４側の一部の端面４０ｃ，４２ｃは凸凹状に形成されている。また、切換アーム３８の背面側には、端面４０ｃ，４２ｃの凸凹部の中央を横断するように、図２の紙面に直角方向上下に開口した端部を有し、図面右側に開口した溝４０ｄ，４２ｄが設けられている。一方の把持部４０に設けられた溝４０ｄでは、この溝４０ｄに嵌合する突起部７０ａを有した固定装置７０が、ワーク把持部本体４４内部に設けられている。固定装置７０は、把持部４０の溝４０ｄに嵌合して、把持部４０をワーク把持部本体４４に固定する。
【００１９】
把持部４２の溝４２ｄにも、引き寄せ軸７４の突起部７４ａが嵌合し、引き寄せ軸７４は、第一主軸７６内部に摺動可能に設けられている。この引き寄せ軸７４の他方の端部には、引き寄せ軸７４を長手方向に往復動させる油圧装置７８が取り付けられている。また、第一主軸７６は、ワーク把持部本体４４に対して回転可能に支持され、把持部４２の端面４２ｃに当接する第一主軸７６の端面７６ａは、噛合可能な凸凹が形成されている。第一主軸７６の他方の端部には、プーリー８０が設けられ、プーリー８０を設けた第一主軸モータ８２とベルト８４により連結され、第一主軸装置７２を構成している。
【００２０】
切換アーム３８の端部が位置し、切断加工部３２とは反対側には、把持部４２のチャックが把持したワーク１４を旋削する旋削加工部８６が、第一主軸７６と対向する位置に設けられている。この旋削加工部８６には、刃物台８８が設けられ、刃物台８８の一側面には、それぞれ加工工具である一対のバイト９０が、長手方向に同軸上に取り付けられ、互いに刃部が外方を向いて取り付けられている。刃物台８８は摺動部９２に取り付けられ、垂直方向に位置したボールネジにより上下に移動可能に設けられている。また、摺動部９２は、復動可能なスライド部９４に取り付けられている。スライド部９４は、ボールネジ９６が螺合し、そのボールネジ９６には基台１６に固定された復動用モータ９８が接続され、主軸方向に移動可能に設けられている。
【００２１】
刃物台８８を挟んで、把持部４２に相対する位置には、第二主軸装置１００が設けられている。第二主軸装置１００には、ワーク把持可能なチャックを内蔵した把持部１０２が設けられ、把持部１０２は第二主軸１０４に取り付けられている。第二主軸１０４は、第二主軸部本体１００ａに回転可能に支持され、一方の端部は、第二主軸モータ１０６に接続されている。また、この第二主軸モータ１０６も第二主軸部本体１００ａに固定されている。第二主軸部本体１００ａは、基台１６に取り付けられており、第二主軸部本体１００ａの側面には、螺合部１０８が設けられ、ボールネジ１１０が螺合している。このボールネジ１１０の端部には、往復動用駆動モータ１１２が接続されている。
【００２２】
次に、この実施形態の複合加工機１０の動作について説明する。まず、ワーク１４を切り取る棒材１２を、棒材供給部１８で送りバイス１９に把持させる。そして、供給部駆動用モータ２２により、送りバイス１９により棒材１２を切断加工部３２方向へ移動させる。そして、棒材１２の先端を、切換アーム３８の把持部４０に設けられたチャックに挿入する。このとき、固定装置７０により、把持部４０側の切換アーム３８端をワーク把持部本体４４側に引き付けて固定する。把持部４０のチャックは、チャック開閉用モータ５４によりチャック開閉軸４８が回転して、把持部４０に隣接する切換軸６２に設けられた小径ギヤ６２ａを介して、把持部４０に設けられた開閉ギヤ４０ａが回転して駆動される。同時に、主バイス３３を作動させて、棒材１２を保持する。
【００２３】
このとき、把持部４２側のチャックは、把持部４２側の油圧シリンダ６６が作動して、押圧軸６８により切換軸６２が押圧され、駆動ギヤ６０と開閉ギヤ４２ａの連結を解除し、把持部４２側のチャックの駆動を停止させている。また、逆に、把持部４２のチャックが作動する際には、把持部４０側の油圧シリンダ６６が上記と同様に作動して、開閉ギヤ４０ａの連結を解除し、チャックの動作を停止させる。
【００２４】
そして、把持部４０のチャックにより棒材１２端部が把持されるとともに、主バイス３３により棒材１２が把持された後、切断加工部３２の鋸刃３０により、主バイス３３と把持部４０との間で、棒材１２から適宜な長さのワーク１４が切り取られる。切断されたワーク１４は、把持部４０のチャックに把持された状態を維持される。
【００２５】
この後、固定装置７０による保持状態を解除し、アーム回動軸４６がアーム回動用モータ５２により、１８０度回動移動され、把持部４０と把持部４２との位置が入れ替わる。このとき、把持部４０，４２のワーク把持部本体４４側の端面４０ｃ，４２ｃの溝４０ｄ，４２ｄから、固定装置７０の突起部７０ａ及び引き寄せ軸７４の突起部７４ａが各々抜けて、他方の溝４０ｄ，４２ｄに、突起部７０ａ及び突起部７４ａが各々嵌合する。そして、引き寄せ軸７４は、油圧装置７８によりワーク把持部本体４４側の引き寄せ方向に摺動され、回動した把持部４０を第一主軸７６の端面７６ａに引き寄せ、端面４０ｃの凸凹と第一主軸７６の端面７６ａの凸凹面を噛合させる。
【００２６】
また、把持部４２には、棒材１２の端部が挿入され、上記と同様にチャックが駆動し、切断加工部３２の鋸刃３０により、棒材１２からワーク１４が切り取られる。
【００２７】
一方、第一主軸装置７２の第一主軸７６は、第一主軸モータ８２により回転し、第一主軸７６と噛合した把持部４０のチャックに把持されたワーク１４を回転させる。そして、回転するワーク１４の把持されない端部に、刃物台８８に設けられたバイト９０の刃部が接触し、ワーク１４が旋削される。
【００２８】
そして、端部を旋削されたワーク１４は、旋削済みの端部が、対向する第二主軸装置１００に設けられた把持部１０２のチャックにより把持される。第二主軸１０４は、接続される第二主軸モータ１０６により回転し、把持部１０２のチャックに支持されたワーク１４が回転する。次に、第二主軸部本体１００ａが往復動用モータ１１２により摺動し、回転するワーク１４の把持されない端部に旋削加工部８６が移動し、刃物台８８に設けられた他方のバイト９０の刃部により旋削される。
【００２９】
この実施形態の複合加工機１０によれば、棒材１２を切断し、適宜な長さのワーク１４の切り取りから、切り取ったワーク１４の面取り加工や、旋盤による外径削り、内径削りセンター穴形成、端面加工等の旋削加工を一連に行うことができる。そのため、ワーク１４を切断する装置から旋削する装置へ移動させる手間が掛からず、しかも装置が一体に形成されているため、構成がシンプルになり、据付スペースの効率もよいものである。また、棒材１２の切断を、回転する鋸刃３０により切断するため、効率よく切断でき、面取り等の加工を旋盤により行うことができ、精密で綺麗な加工面を形成することができるものである。
【００３０】
なお、この発明の複合加工機は上記実施形態に限定されるものではなく、棒材の太さやワークの長さに合わせて、複合加工機を構成する棒材供給部、鋸刃駆動部、ワーク把持部、旋削加工部、主軸装置はそれぞれ、基台上の配置が適宜設定可能なものである。
【００３１】
さらに、鋸刃を形成する素材や刃の形状などは、棒材に使用する素材に合わせて適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の一実施形態の複合加工機の基本構造を示す概略斜視図である。
【図２】この実施形態の複合加工機の構成を示す概略上面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  複合加工機
１２  棒材
１４  ワーク
１６  基台
１８  棒材供給部
３２  切断加工部
３８  切換アーム
４０，４２  把持部
４４  ワーク把持部本体
４８  チャック開閉軸
５０  ワーク把持部
５４  チャック開閉用モータ
７０  固定装置
７２  第一主軸装置
８６  旋削加工部
８８  刃物台
９０  バイト
１００  第二主軸装置
【図１】
2006175530.tif 000003
【図２】
2006175530.tif 000004