JP2002239806A - 自動旋盤の被加工物把持方法と自動旋盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒状被加工物の先端部が複雑な形状に加工さ
れていても、その形状の影響を受けることなく、棒状被
加工物を把持する。 【解決手段】 数値制御装置を有する自動旋盤の被加工
物把持方法において、主軸台５に角度割り出し可能に保
持された主軸９によって把持される棒状被加工物１の先
端部６を前側加工工具１０により回転非対称形状に加工
した後、背面主軸台７に角度割り出し可能に保持された
背面主軸１４によって、棒状被加工物１の加工後の先端
部６を把持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動旋盤の被加工
物把持方法と自動旋盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、数値制御装置を有する自動旋盤の
被加工物把持方法と自動旋盤には、「自動旋盤の突切加
工方法と自動旋盤」として、特開平１１−５８１０３号
公報所載の技術（従来技術）が開示されている。図４お
よび図５を用いてこの従来技術を説明する。図４は従来
技術の自動旋盤の要部を示す概略構成図、図５は従来技
術の棒状被加工物の先端部を把持した状態を示す概略構
成図である。まず、この自動旋盤の構成から説明する。

【０００３】図４において、主軸台１０１は、主軸１０
３を回転可能に保持している。この主軸１０３は、棒状
被加工物１０５を把持するための主軸側コレットチャッ
ク１０７を備える。主軸台１０１は、棒状被加工物１０
５の中心軸に平行なＺ_１１軸方向に移動可能に取付けら
れている。主軸台１０１の側方には、刃物台１１１が配
設され、刃物台１１１はＺ_１１軸方向に直交するＸ_１１
軸方向に移動可能に構成されている。刃物台１１１に
は、前側加工工具１１５や突っ切り工具１１５’など複
数の工具を備えたターレット１１３が搭載されている。
ターレット１１３は、矢印Ｒ_１１方向に回転可能に刃物
台１１１に取付けられ、ターレット１１３に搭載された
複数の工具は、加工目的に合致したものが選択使用され
る。主軸台１０１に対向して、背面主軸台１１７がＺ
_１１軸に平行なＺ_１２軸方向に移動可能に配設されてい
る。背面主軸台１１７には、背面主軸１１９が回転可能
に保持され、背面主軸１１９は棒状被加工物１０５を把
持するための背面側コレットチャック１２１を備える。

【０００４】つぎに、上記構成の自動旋盤を用いた棒状
被加工物の突切加工方法について説明する。図４におい
て、主軸側コレットチャック１０７によって把持された
棒状被加工物１０５は、主軸１０３によって回転される
と同時に、主軸台１０１によってＺ_１１軸方向に移動可
能である。一方、前側加工工具１１５や突っ切り工具１
１５’を備えたターレット１１３を搭載している刃物台
１１１は、Ｚ_１１軸に直交するＸ_１１軸方向に移動可能
であり、図示しない制御装置により主軸台１０１と刃物
台１１１とを制御して棒状被加工物１０５の前面１０５
ａに所定の前側加工を行う。

【０００５】前側加工が終了すると、図５に示すよう
に、背面主軸台１１７は、背面側コレットチャック１２
１が棒状被加工物１０５を把持できる位置までＺ_１２軸
方向に前進する。背面主軸１１９の回転と主軸１０３の
回転とを図示しない制御装置が同期させた後、背面側コ
レットチャック１２１を閉じ、棒状被加工物１０５を主
軸側コレットチャック１０７と背面側コレットチャック
１２１とで把持する。前側加工は、棒状被加工物１０５
を回転させながら行ったので、加工後の棒状被加工物１
０５の外形形状は中心軸に対して回転対象であり、中心
軸に平行な平面や偏心加工された部位は存在せず、主軸
１０３の回転と背面主軸１１９の回転が同期してさえい
れば、背面側コレットチャック１２１をいつ閉じても何
ら問題はない。

【０００６】次いで、棒状被加工物１０５をＺ_１１軸方
向、すなわちＺ_１２軸方向に移動させ、所定の位置で突
っ切り加工を行う。また、主軸側コレットチャック１０
７を開放させる。さらに必要に応じて背面加工が行わ
れ、一連の加工が終了する。なお、突っ切り加工、主軸
側コレットチャック１０７の開放および背面加工は、相
互の工程間で干渉がなければ適宜の順序で行って差し支
えない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来技
術にはつぎのような問題点があった。すなわち、背面側
コレットチャック１２１が棒状被加工物１０５を把持す
るためには、棒状被加工物１０５の前面１０５ａの外形
形状が棒状被加工物１０５の中心軸に対して回転対象で
あるという条件が必要であり、前側加工終了後も棒状被
加工物１０５の中心軸に平行な平面や、偏心加工された
部位を有することは許されない。この条件から外れる場
合は、背面側コレットチャック１２１による棒状被加工
物１０５の把持は困難となり、自動旋盤で背面加工を連
続して行うことは極めて困難であった。

【０００８】すなわち、近年自動旋盤でフライス加工や
ドリル加工を行うことが普及したため、前側加工で求め
られる形状はますます複雑なものとなり、背面側コレッ
トチャック１２１での把持が一段と困難になっている。
また、前側加工終了後の棒状被加工物１０５の形状が回
転対象の部分を有していても、把持できるだけの十分な
長さを有しない場合も、背面側コレットチャック１２１
による棒状被加工物１０５の把持は困難であった。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、請求項１または２に係る発明の課題は、棒
状被加工物の先端部が複雑な形状に加工されていても、
その形状の影響を受けることなく、棒状被加工物を把持
することができる自動旋盤の被加工物把持方法を提供す
ることである。

【００１０】請求項３または４に係る発明の課題は、請
求項１または２に係る発明の自動旋盤の被加工物把持方
法を容易に実施することができる自動旋盤を提供するこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１または２に係る発明は、数値制御装置を有
する自動旋盤の被加工物把持方法において、主軸台に角
度割り出し可能に保持された主軸によって把持される棒
状被加工物の先端部を前側加工工具により回転非対称形
状に加工した後、背面主軸台に角度割り出し可能に保持
された背面主軸によって、前記棒状被加工物の加工後の
先端部を把持する。

【００１２】請求項３または４に係る発明は、主軸台に
角度割り出し可能に保持され棒状被加工物を把持可能な
主軸と、前記棒状被加工物の先端部を回転非対称形状に
加工する前側加工工具と、数値制御装置とを有する自動
旋盤において、背面主軸台に角度割り出し可能に保持さ
れ前記前側加工工具により加工された前記棒状被加工物
の先端部を把持可能な背面主軸を備えた。

【００１３】請求項１まはた２に係る発明の自動旋盤の
被加工物把持方法では、主軸台に角度割り出し可能に保
持された主軸によって把持される棒状被加工物の先端部
を前側加工工具により回転非対称形状に加工した後、背
面主軸台に角度割り出し可能に保持された背面主軸によ
って、棒状被加工物の加工後の先端部を把持することに
より、棒状被加工物の先端部の加工形状が複雑であって
も、その形状に合致した背面主軸の把持部によって棒状
被加工物の先端部を把持し、棒状被加工物の背面加工を
行う。

【００１４】請求項２に係る発明の自動旋盤の被加工物
把持方法では、上記作用に加え、背面主軸によって、棒
状被加工物の加工後の先端部を把持する手段は、棒状被
加工物の加工後の先端部を把持可能に成形したチップを
装備するチャックによるものであることにより、チャッ
クに装着されたチップが棒状被加工物の加工後の先端部
に合致して把持する。

【００１５】請求項３または４に係る発明の自動旋盤で
は、背面主軸台に角度割り出し可能に保持され前側加工
工具により加工された棒状被加工物の先端部を把持可能
な背面主軸を備えたことにより、背面主軸が前側加工工
具により加工された棒状被加工物の先端部の形状に合わ
せて角度割り出しを行い、背面主軸が前進して棒状被加
工物の先端部を把持する。

【００１６】請求項４に係る発明の自動旋盤では、上記
作用に加え、背面主軸には、前側加工工具により加工さ
れた棒状被加工物の先端部を把持可能に成形したチップ
が着脱可能に装着されたチャックが内蔵されていること
により、チャックに装備されたチップが棒状被加工物の
加工後の先端部に合致して把持する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、具体的な実施の形態につい
て説明する。

【００１８】（実施の形態１）図１〜図３は実施の形態
１を示し、図１は前側加工実施前の自動旋盤の概略構成
図、図２は背面主軸が棒状被加工物の前側加工後の先端
部を把持する自動旋盤の概略構成図、図３は棒状被加工
物の先端部の斜視図である。まず、自動旋盤の構成から
説明する。

【００１９】図１において、主軸９は、主軸台５に回転
可能かつ角度割り出し可能に保持され、棒状被加工物１
を把持するための主軸側コレットチャック４を備える。
主軸台５は、棒状被加工物１の中心軸に平行なＺ_１軸方
向に移動可能に配設されている。主軸台５の側方には、
刃物台１３が配設され、刃物台１３は、互いに直交する
Ｚ_１軸、Ｘ_１軸、およびＹ_１軸（紙面に垂直な軸）方向
に移動可能に構成されている。刃物台１３には、棒状被
加工物１を加工するための前側加工工具１０や突っ切り
工具１１など複数の工具を備えたターレット１２が搭載
されている。ターレット１２は、矢印Ｒ方向に回転可能
に刃物台１３に取付けられ、ターレット１２に搭載され
た複数の工具は、バイト、フライス、ドリルなど棒状被
加工物１の加工目的に合致したものが選択使用される。
主軸９の回転、角度割り出しおよびＺ_１軸方向への移
動、刃物台１３のＺ_１軸、Ｘ_１軸およびＹ_１軸方向への
移動、ターレット１２の矢印Ｒ方向への回転は、それぞ
れ図示しない数値制御装置により制御される。

【００２０】主軸台５に対向して背面主軸台７が配設さ
れ、背面主軸台７は背面主軸１４を回転可能かつ角度割
り出し可能に保持している。背面主軸台７はＺ_１軸に平
行なＺ_２軸方向に移動可能になっている。背面主軸１４
は棒状被加工物１を把持するためのチャックとしての背
面側チャック２を備える。背面側チャック２には、前側
加工工具１０によって加工された図３に示す棒状被加工
物１の先端部６を把持可能に成形したチップ３が螺合等
により着脱可能に装着され、背面側チャック２は、背面
主軸１４の回転軸に垂直な矢印Ｓ方向に進退可能に構成
されている。背面主軸台７のＺ_２軸方向への移動、背面
主軸１４の回転および角度割り出し、背面チャック２の
開閉および矢印Ｓへの進退は、図示しない数値制御装置
により制御される。

【００２１】つぎに、上記構成の自動旋盤を用いた棒状
被加工物の把持方法について、前後工程を含めて説明す
る。図１において、主軸側コレットチャック４によって
把持された棒状被加工物１は、主軸９によって回転可能
であり、主軸台５によってＺ _１軸方向に移動可能であ
る。また、刃物台１３は、上述のように互いに直交する
Ｚ_１軸、Ｘ_１軸、およびＹ_１軸（紙面に垂直な軸）方向
に移動可能である。ターレット１２を介して刃物台１３
に搭載されている前側加工工具１０や突っ切り工具１１
も刃物台１３の移動に合わせてＺ_１軸、Ｘ_１軸およびＹ
_１軸方向に移動可能であり、ターレット１２を回転させ
て最適な工具を選択することにより、棒状被加工物１を
所定の形状に加工する。前側加工工具には、フライスや
ドリルも含まれ、フライス加工やドリル加工を行う際に
は、棒状被加工物１を回転させずに加工する。

【００２２】このようにして、棒状被加工物１は、例え
ば図３に示す先端部６のように、棒状加工物１の中心軸
に対して回転非対称形状、すなわち中心軸に平行な平面
や偏心加工された部位を有する複雑な形状に加工され、
これにより棒状被加工物１の前側加工が終了する。

【００２３】前側加工が終了すると、背面側チャック２
によって背面主軸１４が棒状被加工物１を把持する工程
に進む。背面側チャック２には、前側加工によって得ら
れる棒状被加工物１の先端部６を把持可能に成形したチ
ップ３が装着されている。チップ３は、先端部６を把持
可能に成形されているが、上述のように、先端部６の形
状は回転非対称形状であり、背面側チャック２に取付け
られた状態では、先端部６を把持できるのは、背面主軸
１４が主軸９に対して特定の角度になったときだけであ
る。これは、図３に示す棒状被加工物１の先端部６の形
状に限らず、被加工物の把持される部位が他の回転非対
称形状の場合も同様である。

【００２４】このため、主軸９の回転を停止させた後、
図示しない数値制御装置により主軸９を特定の角度まで
回転させて保持する。背面主軸台７に保持される背面主
軸１４も同様に、主軸９の角度に応じた棒状被加工物１
の先端部６を把持可能な角度に保持する。この状態で、
背面側チャック２を開放状態にして、Ｚ_２軸方向に前進
させる。背面側チャック２に装着されたチップ３が、棒
状被加工物１の先端部６を把持できる位置まで前進した
ところでＺ2 軸方向の移動を停止し、背面側チャック２
を閉じて先端部６を把持する。このときの状態を図２に
示す。チップ３は着脱可能に構成されているので、加工
形状の変更に対しても直ちに対応可能である。また、チ
ャック２は、２つ爪、３つ爪等あるが、爪の数に特に限
定されるものではない。

【００２５】背面側チャック２が棒状被加工物１を把持
した後、主軸９と背面主軸１４とを回転させながら突っ
切り工具１１によって突っ切り加工を行い、主軸側コレ
ットチャック４を開放し、必要に応じて背面加工を行っ
て一連の加工が終了する。ここで突っ切り工具１１によ
る突っ切り加工、主軸側コレットチャック４の開放、必
要に応じて行う背面加工は、相互の工程間の干渉がなけ
れば適宜の順序で行っても差し支えない。

【００２６】本実施の形態によれば、棒状被加工物１の
中心軸に対して回転非対称形状の先端部６を把持可能に
成形したチップ３を背面側チャック２に装着することに
より、棒状被加工物１の中心軸に対して回転非対称形状
に加工を施された複雑な形状の被加工物を背面チャック
２が把持することができ、連続して自動旋盤による背面
加工が可能となる。また、棒状被加工物の先端部の形状
が変更になってもチップ３の交換により素早い対応が可
能となる。

【００２７】実施の形態１では、チップ３を棒状被加工
物１の先端部６を把持可能に成形して、チャックに着脱
可能にしているが、大量生産の場合等では、必ずしも着
脱可能にせず、背面側チャック２とチップ３とを一体化
してもよい。

【００２８】

【発明の効果】請求項１または２に係る発明によれば、
棒状被加工物の先端部の加工形状が複雑であっても、そ
の形状に合致した背面主軸の把持部によって棒状被加工
物の先端部を把持し、棒状被加工物の背面加工を行うの
で、棒状被加工物の先端部が複雑な形状に加工されてい
ても、その形状の影響を受けることなく、棒状被加工物
を把持することができ、連続して自動旋盤による背面加
工が可能となる。

【００２９】請求項２に係る発明によれば、上記効果に
加え、チャックに装備されたチップが棒状被加工物の加
工後の先端部に合致して把持するので、棒状被加工物を
容易かつ確実に把持することができる。また、棒状被加
工物の先端部の形状が変更されても、チップの交換によ
り素早い対応が可能となる。

【００３０】請求項３または４に係る発明によれば、背
面主軸が前側加工工具により加工された棒状被加工物の
先端部の形状に合わせて角度割り出しを行い、背面主軸
が前進して棒状被加工物の先端部を把持するようにした
ので、請求項１または２に係る発明の自動旋盤の被加工
物把持方法を容易に実施することができる

【００３１】請求項４に係る発明によれば、上記効果に
加え チャックに装備されたチップが棒状被加工物の加
工後の先端部に合致して把持するようにしたので、棒状
被加工物の先端部を容易かつ確実に把持することができ
る。また、棒状被加工物の先端部の形状が変更されて
も、チップの交換により素早い対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の前側加工実施前の自動旋盤の概
略構成図である。

【図２】実施の形態１の背面主軸が棒状被加工物の前側
加工後の先端部を把持する自動旋盤の概略構成図であ
る。

【図３】実施の形態１の棒状被加工物の先端部の斜視図
である。

【図４】従来技術の自動旋盤の要部を示す概略構成図で
ある。

【図５】従来技術の棒状被加工物の先端部を把持した状
態を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 棒状被加工物 ５ 主軸台 ６ 先端部 ７ 背面主軸台 ９ 主軸 １０ 前側加工工具 １４ 背面主軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数値制御装置を有する自動旋盤の被加工
   物把持方法において、 主軸台に角度割り出し可能に保持された主軸によって把
   持される棒状被加工物の先端部を前側加工工具により回
   転非対称形状に加工した後、背面主軸台に角度割り出し
   可能に保持された背面主軸によって、前記棒状被加工物
   の加工後の先端部を把持することを特徴とする自動旋盤
   の被加工物把持方法。
2. 【請求項２】 前記背面主軸によって、前記棒状被加工
   物の加工後の先端部を把持する手段は、前記棒状被加工
   物の加工後の先端部を把持可能に成形したチップを装着
   するチャックによるものであることを特徴とする請求項
   １記載の自動旋盤の被加工物把持方法。
3. 【請求項３】 主軸台に角度割り出し可能に保持され棒
   状被加工物を把持可能な主軸と、前記棒状被加工物の先
   端部を回転非対称形状に加工する前側加工工具と、数値
   制御装置とを有する自動旋盤において、 背面主軸台に角度割り出し可能に保持され前記前側加工
   工具により加工された前記棒状被加工物の先端部を把持
   可能な背面主軸を備えたことを特徴とする自動旋盤。
4. 【請求項４】 前記背面主軸には、前記前側加工工具に
   より加工された前記棒状被加工物の先端部を把持可能に
   成形したチップが着脱可能に装着されたチャックが内蔵
   されていることを特徴とする請求項３記載の自動旋盤。