JP2002321104A - 棒材供給方法および棒材供給機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】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
方法の提供。 【解決手段】主軸の中に配設されたパイプ部材４２によ
って棒材Ｗ_１，Ｗ_２を保持しながら、部品の加工を行う
棒材加工機に棒材Ｗ_１，Ｗ_２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Ｗ_１を、送り矢
１４によって後方から押してパイプ部材４２の中に挿入
する工程と、第１の棒材Ｗ_１を棒材加工機によって加工
する工程と、第１の棒材Ｗ_１の加工が終了する前に、送
り矢１４を後退させる工程と、材料棚から取出した第２
の棒材Ｗ_２を、送り矢１４によって後方から押して前進
させ、第２の棒材Ｗ_２を介して第１の棒材Ｗ_１を前方に
給送する工程とを有する。

Description

【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２
６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１
４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４
２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１
４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、８００
０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３
０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１
６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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 隆三 東京都八王子市打越町1308−13 (72)発明者 佐藤 憲治 千葉県八千代市真木野196−55 Ｆターム(参考） 3C045 FC05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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、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。
2. 【請求項２】 更に、前記送り矢によって前記第２の
   棒材を押し、該第２の棒材を介して前記第１の棒材の残
   材を前方に押し出して、残材処理する工程を有する、こ
   とを特徴とする請求項１に記載の棒材供給方法。
3. 【請求項３】 前記送り矢は、棒材の後端部を把持する
   ためのフィンガーチャックを有し、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、 前記送り矢の後退工程において、前記送り矢は、前記フ
   ィンガーチャックが前記案内部の中に受け入れられた位
   置に到達した後に後退する、ことを特徴とする請求項１
   または２に記載の棒材供給方法。
4. 【請求項４】 前記送り矢は棒材の後端部を把持するた
   めのフィンガーチャックを有し、 更に、前記送り矢を後退させる際、棒材の回転速度を減
   速する工程を有する、ことを特徴とする請求項１〜３の
   いずれか１項に記載の棒材供給方法。
5. 【請求項５】 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。
6. 【請求項６】 更に、前記送り矢が、前記第２の棒材を
   後方から押し、該第２の棒材を介して前記第１の棒材の
   残材を前方に押し出すように、前記制御装置によって制
   御される、ことを特徴とする請求項５に記載の棒材供給
   機。
7. 【請求項７】 前記送り矢は、棒材の後端部を把持する
   ためのフィンガーチャックを有し、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、 前記制御装置は前記送り矢を、前記フィンガーチャック
   が前記案内部の中に受け入れられた位置に到達した後に
   後退させる、ことを特徴とする請求項５または６に記載
   の棒材供給機。
8. 【請求項８】 前記送り矢は棒材の後端部を把持するた
   めのフィンガーチャックを有し、前記制御装置は、前記
   送り矢を後退させる際、棒材の回転速度を減速する、こ
   とを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の棒
   材供給機。