(57)【要約】【課題】短尺状のワークを着脱するときに必要となる時間を短縮でき、稼働効率を格段に向上させることのできる旋盤加工機およびその加工機に使用されるローディング装置を提供する。【解決手段】チャック３０に把持された短尺状のワークを加工する旋盤加工機において、チャック３０の奥方に設けられた挿入部３３から短尺状のワークを挿入する供給バー２２０と、当該供給バー２２０を挿入部３３内に挿入する供給機構２２６とを備える。そして供給バー２２０の先端に短尺状のワークを位置させた状態で挿入部３３からワークを挿入し、短尺状のワークをチャック３０に把持させた後、供給バー２２０を引き戻して次の短尺状のワークを供給バー２２０の先端に位置させる。その後、再び、ワーク４を挿入部３３に挿入することによってチャック３０の奥方で待機させる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
内側に中空状の内径部を有するワークを加工する旋盤加工機において、
前記ワークの内径部の内側から押圧する内側押圧部を備えた供給バーと、チャックの奥方に設けられた内装管の挿入部から前記ワークを把持した状態で供給バーを挿入し、当該ワークをチャックに把持させた後に供給バーを引き戻す供給機構とを備えたことを特徴とする旋盤加工機。
【請求項２】
前記供給バーが、軸心に沿った長手方向の内側にオイルを供給するオイル供給部を備え、先端部分に設けられた排出孔からオイルを排出するものである請求項１に記載の旋盤加工機。
【請求項３】
前記挿入部に、供給バーの引き戻し時のオイル抜けを防止するシール部材を設けた請求項１に記載の旋盤加工機。
【請求項４】
前記供給機構が、ワークをチャックに把持させた後に供給バーを引き戻し、次のワークを供給バーの先端に把持させた状態で、前記チャックの後方で前記次のワークを待機させるものである請求項１に記載の旋盤加工機。
【請求項５】
チャックに把持されたワークを旋盤加工する加工機本体にワークを供給するローディング装置において、
複数のワークを載置するパーツフィーダーと、当該パーツフィーダーから一のワークを取り出すピックアップ機構と、当該ピックアップ機構によって取り出されたワークを先端に把持する供給バーと、当該供給バーをチャックの奥方に設けられた内装管の挿入部に挿入する供給機構とを備え、前記ピックアップ機構で逆方向のワークが検知された場合、当該ワークを反転させることによって前記供給バーの先端に正常な方向でワークを把持させるようにしたことを特徴とする請求項１から４いずれかの旋盤加工機で使用されるローディング装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ＮＣ旋盤加工機本体のチャックにワークを取り付けるためのローディング装置およびその装置を組み込んだ旋盤加工機に関するもので、より詳しくは、ワークの取り付けやその取り出しにかかる時間を短縮化できるようにした旋盤加工機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、旋盤加工機に短尺状のワーク（以下、本明細書においては単に「ワーク」と略する）を取り付ける場合、手動による取り付けやローダーによる自動の取り付けが行われる。
【０００３】
これらの各方法について説明すると、手動によってワークを取り付ける場合、まず、作業者が装置本体の扉を開け、ワークをチャックに挿入する。そして、チャックを手動で締め付けることによってワークを把持させ、扉を閉めてワークを旋盤加工する。そして、再び扉を開けて手でワークを取り出す。
【０００４】
一方、ローダーを用いて自動でワークを取り付ける場合は、まず、ワークシュート上に複数のワークを載置し、その先端からワークを一個ずつ取り出す。ワークの取り出しには、ローダーハンドを備えたローダーが一般に使用され、ローダーハンドによってワークを取り出した後は、そのワークをチャックの前方まで移動させ、ワークの方向を変えてワークをチャックの中空部に挿入させる。そして、チャックを締め付けることによってチャックに把持させて、加工を行った後、ワークを取り出すようにする。
【０００５】
ところで、これらの方法はいずれもチャックの前方からワークを着脱するものであるため、その往復に時間がかかってしまう。例えば、手動による着脱工程は加工工程と含めて１個当たり約３３秒かかり、また、扉の開閉の不要なローダーによる着脱方法では、最も短いタイプの旋盤加工機で、加工工程も含めて約２４秒かかる。このため、旋盤加工機の稼働効率を向上させることができなかった。
【０００６】
一方、チャックの奥方から加工物を押し出して加工する旋盤加工機は従来から知られている（特許文献２など）。この旋盤加工機は、長尺状の棒材を複数本載置する載置台と、この載置台に載置された棒材をチャックの奥方から押し出す供給機構とを備えたもので、その供給機構によって棒材をチャックの奥方から挿入し、その先端部をチャックの前方に押し出すようにしたものである。そして、この旋盤加工機では、そのチャックの前方に露出している部分を刃物によって加工し、所望の長さに切断するようにしている。
【０００７】
しかしながら、このような旋盤加工機は、長尺状の加工物を後方から押し出して加工するものであるため、短尺状のワークについて適用することができない。このため、短尺状のワークについては、依然としてチャックの前方から着脱しなければならず、稼働率を向上させることができなかった。
【特許文献１】特開２００１−２０５５３６号公報
【特許文献２】特開平１１−９０７０３号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本考案は上記課題に着目してなされたもので、短尺状のワークを着脱するときに必要となるローディング時間を短縮でき、稼働効率を格段に向上させることのできる旋盤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】
【０００９】
すなわち、本考案は上記課題を解決するために、内側に中空状の内径部を有するワークを加工する旋盤加工機において、前記ワークの内径部の内側から押圧する内側押圧部を備えた供給バーと、チャックの奥方に設けられた内装管の挿入部から前記ワークを把持した状態で供給バーを挿入し、当該ワークをチャックに把持させた後に供給バーを引き戻す供給機構とを備えるようにしたものである。
【００１０】
このようにすれば、従来のようにローダーハンドをチャック前方で往復動させる必要がなくなり、着脱時間を大幅に短縮することができるようになる。しかも、従来から存在する長尺状の棒材を加工する旋盤加工機をそのまま使用することができるため、低コストで新たな旋盤加工機を提供することができるようになる。
【００１１】
また、このような考案において、軸心に沿った長手方向の内側にオイルを供給するオイル供給部を備え、先端部分に設けられた排出孔からオイルを排出するような供給バーを用いる。
【００１２】
そして、好ましくは、挿入部に、供給バーの引き戻し時のオイルの抜けを防止するシール部材を設けるようにする。
【００１３】
このようにすれば、供給バーの引き戻し時に内装管からのオイル抜けを防止することができるとともに、内装管への切り粉などが混入することを防止することができるようになる。
【００１４】
また、ワークを供給する場合、ワークをチャックに把持させた後に供給バーを引き戻し、次のワークを供給バーの先端に把持させた状態で、前記チャックの後方で前記次のワークを待機させるようにする。
【００１５】
さらに、チャックに把持されたワークを旋盤加工する加工機本体にワークを供給するローディング装置において、複数のワークを載置するパーツフィーダーと、当該パーツフィーダーから一のワークを取り出すピックアップ機構と、当該ピックアップ機構によって取り出されたワークを先端に把持する供給バーと、当該供給バーをチャックの奥方に設けられた内装管の挿入部に挿入する供給機構とを備え、前記ピックアップ機構で逆方向のワークが検知された場合、当該ワークを反転させることによって前記供給バーの先端に正常な方向でワークを把持させるようにする。
【考案の効果】
【００１６】
本考案によれば、内側に中空状の内径部を有するワークを加工する旋盤加工機において、前記ワークの内径部の内側から押圧する内側押圧部を備えた供給バーと、チャックの奥方に設けられた内装管の挿入部から前記ワークを把持した状態で供給バーを挿入し、当該ワークをチャックに把持させた後に供給バーを引き戻す供給機構とを備えるようにしたので、従来のようにローダーハンドをチャック前方で往復動させる必要がなくなり、着脱時間を大幅に短縮化させることができる。しかも、従来から存在する長尺状の棒材を加工するための旋盤加工機をそのまま使用することができるため、低コストで新たな旋盤加工機を提供することができるようになる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本考案の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本実施の形態における旋盤加工機１の概略図であり、図２〜図４はローディング装置２の動作状態を示す図、図５は装置本体３にワーク４を装着する状態を示したものである。
【００１８】
この実施の形態における旋盤加工機１は、短尺状のワーク４を加工するもので、複数のワーク４の中から一個のワーク４を取り出すローディング装置２と、そのローディング装置２によって取り出されたワーク４を加工するための装置本体３とを備えてなる。この旋盤加工機１自体は、従来の長尺状の棒材を加工する加工機本体と同様の構成を備えたもので、中空の内装管３２の先端部分に設けられたチャック３０と、そのチャック３０に保持されたワーク４を切削する刃物台３１などを備えている。この刃物台３１には切削に必要となる複数の刃やバイトなどを設けており、これらの刃やバイトを適宜選択してワーク４を旋削加工する。また、この実施の形態において内装管３２の挿入部３３には、シール部材３４が着脱可能に取り付けられる。このシール部材３４は、内装管３２からのオイルの抜けを防止するもので、内装管３２に後述する供給バー２２０を挿入する際にクランプシリンダー３４ａを用いて挿入部３３から退避させ、また、内装管３２から供給バー２２０を引き戻す際にはクランプシリンダー３４ａを用いて挿入部３３に装着させる。このクランプシリンダー３４ａは、アームを回転させることによってシール部材３４を挿入部３３に位置させ、その回転軸を引き込むことによってシール部材３４を挿入部３３に装着させる。また、このシール部材３４には、軸心に沿った中空部分が設けられており、外部から内装管３２に向かってオイルを供給することによって内装管３２にオイルを供給するとともに内装管３２からのオイル抜けを防止する。これにより、内装管３２に切り粉などの異物が入り込むことを防止することができる。
【００１９】
この装置本体３におけるチャック３０の奥方に設けられた内装管３２は、長尺状の供給バー２２０を挿入するもので、内装管３２の挿入部３３からチャック３０の開口部まで直線状の中空部を構成している。
【００２０】
次に、ローディング装置２の構成について詳細に説明すると、ローディング装置２は、複数のワーク４を集積するためのパーツフィーダー２０（図３参照）と、このパーツフィーダー２０から１個ずつワーク４を取り出して供給バー２２０の先端に保持させるためのピックアップ機構２１と、その供給バー２２０に保持されたワーク４を装置本体３の内装管３２に挿入してチャック３０に把持させるためのローディング機構２２とを備えるようにしている。
【００２１】
パーツフィーダー２０は、図３に示すように、円盤状をなす集積台２００に短尺状のワーク４を集積し、その集積台２００に取り付けられたシュート２０１からワーク４をスライドさせる。この集積台２００には、図４に示すように、内側に中空状の内径部４０を有するワーク４がランダムに集積される。このシュート２０１は約３０度の傾斜を有しており、その傾斜に沿って一列に整列された状態でワーク４をスライドさせ、その先端部分に設けられたストッパー２０２で１個ずつ分離する。このストッパー２０２は、シュート２０１上で図１に示す２つの爪２０３を交互に上下動させることによって順次ワーク４を１個ずつ排出する。具体的には、ワーク４を排出する際には、上流側の爪２０３をワーク４に接触させてスライドを停止させ、下流側の爪２０３を離してワーク４を排出する。
【００２２】
ピックアップ機構２１は、このストッパー２０２によって分離されたワーク４を供給バー２２０の先端に受け渡すもので、排出されたワーク４を受け取り、これを水平な状態に変更した後、供給バー２２０の先端部分まで水平移動させる。パーツフィーダー２０は供給バー２２０の側方、すなわち、図３においては、紙面の下方向、図１においては、紙面の前後方向に設けられており、この方向に沿ってピックアップ機構２１を移動させる。
【００２３】
ワーク４を受け取るためのセット部２１０は、シュート２０１から排出されたワーク４を保持するための受部材２１１を有している（図２および図３参照）。この受部材２１１は、内側にワーク４を収納しうる溝を有しており、その溝に沿ってワーク４を収納するとともに、外周部材２１１ａにワーク４の先端を当接させてワーク４を保持する。この受部材２１１の上部には、２つのセンサが設けられており、受部材２１１の中央部分に一方のセンサＡ２１２ａを、受部材２１１の隅部分に他方のセンサＢ２１２ｂを設けている。これらの２つのセンサＡ２１２ａとセンサＢ２１２ｂは、ワーク４の有無や、ワーク４の方向の確認を行うもので、例えば、センサＡ２１２ａがＯＮでセンサＢ２１２ｂがＯＦＦの場合に、「正常な方向でワーク４が収納された」と判断し、また、センサＡ２１２ａおよびセンサＢ２１２ｂがＯＮの場合に、「逆方向にワーク４が収納された」と判断する。受部材２１１内に逆方向にワーク４が収納された場合は、この受部材２１１の向きを１８０度回転させて正常な方向に変える。ワーク４の方向を変更する際には、下方に設けられたモーター２１１ｂによって受部材２１１を外周部材２１１ａ内で１８０度回転させ、ワーク４の内径部４０が受部材２１１の開口部側に位置するように修正される。
【００２４】
一方、角度変更機構２１３は、セット部２１０の傾斜角を変更するもので、約３０度と水平角との間でセット部２１０の角度を変更する。セット部２１０の角度を変更する場合、角度変更シリンダーのピンを突出させることによってセット部２１０を水平な状態にし、また、逆に、角度変更シリンダーのピンを引き込むことによって、セット部２１０を水平な状態にする。
【００２５】
セット部２１０セット部往復シリンダー２１４は、セット部２１０や角度変更機構２１３を一体として水平方向にスライドさせるもので、図３におけるパーツフィーダー２０と供給バー２２０の先端側との間で角度変更機構２１３をスライドさせる。なお、図１においては、紙面の前後方向に沿って角度変更機構２１３がスライドする。
【００２６】
また、このセット部往復シリンダー２１４には、セット異常検出部２１５が設けられている。このセット異常検出部２１５は、ワーク４が供給バー２２０に挿入されなかったことを検出するもので、セット部往復シリンダー２１４を挟むガイド部材２１６（図２参照）と、このガイド部材２１６の前方側に設けられた近接スイッチ２１７を設け、この近接スイッチ２１７を供給バー２２０の移動方向側に強く押圧することによって近接スイッチ２１７をＯＮの状態にする。通常、この近接スイッチ２１７は軽く押圧された状態となっており、供給バー２２０の先端がワーク４の受部材２１１に挿入されなかった場合に、近接スイッチ２１７を作動させるようにしている。ワーク４が供給バー２２０に挿入されないようなケースとしては、例えば、内径部４０を有さないワークが挿入された場合などが考えられる。
【００２７】
ローディング機構２２は、このピックアップ機構２１によって取り出されたワーク４をチャック３０の奥方から挿入するもので、ワーク４を先端側に保持するための供給バー２２０と、この供給バー２２０を内装管３２の挿入部３３から挿入するための供給機構２２６とを備えてなる。
【００２８】
この供給バー２２０は、装置本体３の内装管３２よりも若干小径の長尺状の部材によって構成されるもので、図４に示すように、その先端にワーク４の内径部４０を内側から押圧するための内側押圧部２２１を設けている。この内側押圧部２２１は、漸次先端側へ向かって小径となるように若干テーパー状をなしており、しかも、ワーク４の内径部４０に挿入された際には、弾性によって内側からワーク４を押圧できるように溝部２２２を設けている。このワーク４の内径部４０に内側押圧部２２１が挿入されると、テーパー面によって内側からの徐々に押圧力を加え、しかも、内側に設けられた溝部２２２によって内側から弾性を付与する。また、この供給バー２２０の軸心に沿った長手方向の内側には、オイルを供給するためのオイル供給部２２３を設けている。このオイル供給部２２３は、供給バー２２０の後端部からオイルを供給し、先端部分に設けられた微小の排出孔２２４からオイルを排出するもので、この排出されたオイルによって内装管３２にオイルを供給する。このオイルは、供給バー２２０を挿入した際に供給され、供給バー２２０が内装管３２から取り出された場合に停止される。
【００２９】
このように構成された供給バー２２０は、図１に示すように、ホルダー２２５によって保持され、供給機構２２６を介して装置本体３の内装管３２に挿入される。供給機構２２６は、タイミングベルトとサーボモーターとを備えて構成されており、タイミングベルトにホルダー２２５の下端部分を固定させ、また、ホルダー２２５をスライドレール上に載置させることによって供給バー２２０を移動させる。この供給機構２２６における前方側には、ストッパー２２９が設けられており、供給バー２２０の先端がチャック３０の開口部内に位置した状態でホルダー２２５とストッパー２２９とを当接させるようになっている。
【００３０】
次に、上述のように構成された旋盤加工機１を用いて短尺状のワーク４を加工する際の動作状態について説明する。
【００３１】
まず、最初に、複数のワーク４を集積台２００上に集積し、シュート２０１の傾斜によってワーク４を一列に並べてスライドさせる。この状態でストッパー２０２を解除すると１個のワーク４が取り出され、図１に示すように、その前方に設けられたセット部２１０の受部材２１１にワーク４が収納される。このとき、センサＡ２１２ａとセンサＢ２１２ｂによって正常な収納状態を検出すると、角度変更機構２１３を駆動させてセット部２１０を水平な状態にするとともに、セット部往復シリンダー２１４を駆動させて、そのワーク４を供給バー２２０の先端部分まで移動させる。一方、逆方向の収納状態を検出すると、受部材２１１を１８０度反転させ、その後、同様に、角度変更と水平移動を行わせる。
【００３２】
このようにワーク４を供給バー２２０の先端に位置させると、今度は、図６（ａ）に示すように、供給バー２２０を前進させ、分割された内側押圧部２２１をワーク４の内径部４０に挿入させる。このとき、先端部分がテーパー状となっており、しかも、溝部２２２が設けられているため、ある程度の押圧した状態で内側押圧部２２１を挿入することができる。その後、供給バー２２０を逆方向に戻してセット部２１０からワーク４を取り出して（図６（ｂ））、供給バー２２０の前進方向への移動に邪魔にならないようにセット部２１０をパーツフィーダー２０の前方まで移動させる。
【００３３】
そして、図７（ｃ）に示すように、シール部材３４を挿入部３３から退避させた状態で、供給バー２２０を大きく前進させ、装置本体３における内装管３２の挿入部３３にワーク４を挿入する。そして、ホルダー２２５とストッパー２２９とを当接させた時点で供給バー２２０の移動を停止させる。このとき、供給バー２２０の先端に保持されたワーク４は、チャック３０の開口部の内側に位置した状態となっており、ここでチャック３０を締め付けることによりワーク４を把持させる。また、このように供給バー２２０が挿入された時点で、供給バー２２０のオイル供給部２２３からオイルを供給し、排出孔２２４からオイルを排出してチャック３０の内側からオイルを供給する。
【００３４】
このようにチャック３０にワーク４を把持させた後、今度は、逆方向に供給バー２２０を移動させて、初期位置まで供給バー２２０を戻す（図７（ｄ））。このとき、挿入部３３から退避していたシール部材３４を再び挿入部３３に装着し、内装管３２からのオイル抜けを防止する。また、これと同時に、供給バー２２０の移動方向から待避していたピックアップ機構２１によって、次のワーク４を取り出し、セット部２１０の角度変更と水平移動を行って供給バー２２０の先端位置まで移動させる。そして、供給バー２２０の前進と後退を繰り返して（図８（ｅ）（ｆ））、セット部２１０からワーク４を取り出し、再び大きく前進させることによって内装管３２に挿入する。
【００３５】
そして、今度は、先のワーク４の後方側で次のワーク４を待機させておき（図９（ｇ））、先のワーク４の加工が終わった段階でチャック３０の把持状態を緩め、図示しないサブチャックによりワーク４を取り出す（図９（ｈ））。
【００３６】
以下、同様にして、先のワーク４の加工中に次のワーク４をパーツフィーダー２０から取り出して、チャック３０の後方部分で待機させる。
【００３７】
上述のように構成によれば、従来のようにローダーハンドをチャック３０の前方で往復動させる時間の無駄を省くことができ、装置の稼働効率を大幅に向上させることができるようになる。また、従来から存在する長尺状の棒材を加工する旋盤加工機１をそのまま使用することができるため、低コストで新たな旋盤加工機１を提供することができるようになる。
【００３８】
また、上記実施の形態では、挿入部３３にシール部材３４を着脱可能に装着するようにしたので、供給バー２２０の引き戻し時に内装管３２からのオイルの抜けを防止することができ、また、内装管３２への切り粉などが混入することを防止することができるようになる。
【００３９】
なお、本考案は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００４０】
例えば、上記実施の形態では、ワーク４を内側から保持して内装管３２に挿入するようにしているが、円柱状のワーク４をレール上に載置して供給バーによって後端を押すように供給するようにしてもよい。また、この際、ワーク４が鉄などで構成されている場合は、供給バーに磁石などを取り付けることによってワーク４を保持させるようにしてもよい。
【００４１】
また、上記実施の形態では、ピックアップ機構２１を設けてパーツフィーダー２０からワーク４を取り出すようにしているが、このような機構を設けずに、例えば、手動によって供給バー２２０の先端にワーク４を取り付けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本考案の一実施の形態を示す旋盤加工機の概要を示す図
【図２】同形態におけるローディング装置の動作状態を示す図
【図３】同形態におけるローディング装置の平面図の概要を示す図
【図４】同形態における供給バーとワークの保持状態を示す図
【図５】同形態におけるチャックと内装管、供給バーの状態を示す図
【図６】同形態における旋盤加工機の動作状態を示す図
【図７】同形態における旋盤加工機の動作状態を示す図
【図８】同形態における旋盤加工機の動作状態を示す図
【図９】同形態における旋盤加工機の動作状態を示す図
【符号の説明】
【００４３】
１    旋盤加工機
２    ローディング装置
３    装置本体
４    ワーク
２０    パーツフィーダー
２１    ピックアップ機構
２２    ローディング機構
３０    チャック
３１    刃物台
３２    内装管
３３    挿入部
３４ａ    クランプシリンダー
３４    シール部材
４０    内径部
２００    集積台
２０１    シュート
２０２    ストッパー
２０３    爪
２１０    セット部
２１１    受部材
２１１ａ  外周部材
２１１ｂ  モーター
２１３    角度変更機構
２１４    セット部往復シリンダー
２１５    セット異常検出部
２１６    ガイド部材
２１７    近接スイッチ
２２０    供給バー
２２１    内側押圧部
２２２    溝部
２２３    オイル供給部
２２４    排出孔
２２５    ホルダー
２２６    供給機構
２２７    タイミングベルト
２２８    サーボモーター
２２９    ストッパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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