JP2003200304A - 棒材供給・加工システムおよびその残材処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】比較的細い棒材を高精度で加工を可能とし、か
つ、残材を前方に処理可能とした棒材供給・加工システ
ムの提供。 【解決手段】棒材Ｗを前方に給送する送り矢１０を有す
る棒材供給機と、コレットチャック１８と円筒状のガイ
ドブッシュ１２とバイト２２とを有し、棒材加工中、送
り矢１０によって供給された棒材Ｗをコレットチャック
１８によって把持し、主軸の前進力によって棒材Ｗをガ
イドブッシュ１２の中を通して前後に移動させながら、
棒材Ｗをバイト２２によって加工する主軸移動型加工機
とを有する棒材供給・加工システムである。ガイドブッ
シュ１２の内径は加工すべき棒材Ｗの外径と同寸法であ
り、また、送り矢１０は加工すべき棒材の横断面と同じ
外径寸法を有し、加工終了後の廃棄すべき残材は、送り
矢１０の先端部を前方に突出させた片持ち状態でコレッ
トチャック１８によって把持し、主軸の前進力によって
送り矢１０をガイドブッシュ１２の中に進入させて、残
材をガイドブッシュ１２の前方に押し出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】加工すべき棒材の後端を押して棒
材を前方に給送する送り矢を有する棒材供給機と、主軸
の前進力によって棒材を前後に移動させながらバイトに
よって加工する主軸移動型棒材加工機とを有する棒材供
給・加工システムおよびその残材処理方法に関する。

【０００２】

【従来技術】棒材を加工する際は、棒材加工機の送り矢
によって棒材を前進させ、送り矢によって供給された棒
材を棒材加工機によって加工する。棒材は、部品を加工
するたびに、先端からバイトによって突っ切られ、棒材
の残りの長さがこれ以上、部品を加工することができな
い長さになったとき、残材として処理する。

【０００３】この残材の処理は、従来から、残材を送り
矢によって後方に持ち帰る方法と、前方に押し出す方法
とがあった。この前方に押し出す方法は、例えば、以下
のようにして行っていた。主軸固定型と主軸移動型の棒
材加工機のうち、従来の主軸移動型加工機を例にして説
明すると、棒材加工機は、前端に、開閉可能なコレット
チャック、その前方に、棒材を挿通して保持する円筒状
のガイドブッシュ、更に前方に、棒材を加工するための
バイトを有している。円筒状のガイドブッシュの内径
は、加工すべき棒材の外径より大きく、遊びをもつよう
にされている。また、送り矢の外径は、棒材の外径より
小さくされている。棒材の加工中、棒材の先端をガイド
ブッシュの中に挿通して保持し、その後方において棒材
をコレットチャックによって把持し、主軸の移動によっ
て棒材を前後に移動させながら、バイトによって棒材を
加工する。残材を処理する際には、先端がガイドブッシ
ュ内に挿通された残材を、コレットチャックを開放した
状態において、送り矢がガイドブッシュの中まで前進
し、残材をガイドブッシュの前方に押し出していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】棒材は、加工の初め
に、後方から送り矢によって押すことによって、先端が
ガイドブッシュの中に挿入されるが、棒材の先端がガイ
ドブッシュの入口部分と干渉するのを防止するため、棒
材とガイドブッシュの内面との間に緩みをもたせてい
た。従来は、加工精度の要求度が比較的緩やかであった
ので、ガイドブッシュとその中に挿通された棒材との間
に遊びがあるために棒材が動いても、また、加工すべき
棒材も比較的太かったので、棒材加工中に撓みにくかっ
たので、要求された加工精度を達成することができた。
また、送り矢をガイドブッシュに進入させて残材を前方
に押し出すが、送り矢がガイドブッシュに干渉しないよ
うに、送り矢は棒材よりも細くされていた。

【０００５】しかし、近年、製品の小型化に伴い、部品
の大きさも次第に小さくなり、また、製品の高精密化に
伴い、部品の加工精度の要求度も次第に厳しくなってい
る。このような場合、ガイドブッシュの内面と加工され
る棒材との間に遊びがあると、棒材加工中、棒材が確り
把持されないので棒材が動いてしまい、また、棒材が細
いために、棒材とガイドブッシュとの間の隙間内で棒材
が撓んでしまい、部品を精密に加工することができな
い。これを解決する方法として、例えば、円筒状のガイ
ドブッシュの中に棒材が緊密に受入れられるようにし
て、棒材を確り把持するようにすると、これらの間の摩
擦力が抵抗力となって、送り矢の付勢力では棒材を前進
させることがはできず、残材を前方に押し出すことはで
きない。また、摩擦力による抵抗力によって、送り矢が
撓んでしまう恐れがある。

【０００６】そこで、本発明は、棒材を送り矢によって
前方に給送する棒材供給機と、棒材を加工する主軸移動
型加工機とを有する棒材供給・加工システムにおいて、
比較的細い棒材を高精度で加工を可能とし、かつ、残材
を前方に処理可能とした棒材供給・加工システムおよび
残材処理方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、加
工すべき棒材の後端を押して棒材を前方に給送する送り
矢を有する棒材供給機と、前端部に後側から順に、開閉
可能なコレットチャックと、円筒状のガイドブッシュ
と、バイトとを有し、棒材加工中、前記送り矢によって
供給された棒材をコレットチャックによって把持し、主
軸の前進力によって前記棒材を前記ガイドブッシュの中
を通して前後に移動させながら、前記棒材を前記バイト
によって加工する主軸移動型加工機とを有する棒材供給
・加工システムであって、棒材加工中、前記ガイドブッ
シュによって前記棒材を確りと把持するため、前記ガイ
ドブッシュの内径は前記加工すべき棒材の外径と同寸法
であり、また、前記送り矢は前記加工すべき棒材の横断
面と同じ外径寸法を有し、加工終了後の廃棄すべき残材
は、前記送り矢の先端部を前方に突出させた片持ち状態
で前記コレットチャックによって把持し、前記主軸の前
進力によって前記送り矢を前記ガイドブッシュの中に進
入させて、前記残材を前記ガイドブッシュの前方に押し
出す、ことを特徴とする棒材供給・加工システムによっ
て解決することができる。

【０００８】本発明においては、ガイドブッシュの内径
は加工すべき棒材の外径と同寸法であるので、棒材加工
中、棒材が細くて撓み易くても、ガイドブッシュによっ
て確り把持することができ、棒材を精密に加工すること
が可能となる。また、送り矢も加工すべき棒材と同じ外
径寸法、すなわち、コレットチャックやガイドブッシュ
の寸法との関係で可能な範囲で最大径とされており、そ
れによって撓みが防止される。また、コレットチャック
は開閉可能であるが、棒材の外径以上には閉じない構成
となっているので、送り矢を同じ外径とすることで、送
り矢をコレットチャックによって把持可能となる。加工
の終了後に廃棄すべき残材は、送り矢の先端部を前方に
突出させた片持ち状態でコレットチャックによって把持
し、主軸の前進力によって送り矢をガイドブッシュの中
に進入させて、残材をガイドブッシュの前方に押し出
す。送り矢は、コレットチャックによって前端部分が把
持され、そこから前方に突出した部分は片持ち状態で支
持されているが、その長さは短いので撓みにくく、ガイ
ドブッシュの入口部分に干渉することなく挿入可能であ
る。また、送り矢はコレットチャックによって把持され
ながら、主軸の前進力によって前進されるので、棒材と
ガイドブッシュとの間の摩擦力による抵抗力に打ち勝っ
て、残材をガイドブッシュの前方に押し出すことができ
る。

【０００９】また、本発明の上記目的は、加工すべき棒
材の後端を押して棒材を前方に給送する送り矢を有する
棒材供給機と、前端部に後側から順に、開閉可能なコレ
ットチャックと、円筒状のガイドブッシュと、バイトと
を有し、棒材加工中、前記送り矢によって供給された棒
材をコレットチャックによって把持し、主軸の前進力に
よって前記棒材を前記ガイドブッシュの中を通して前後
に移動させながら、前記棒材を前記バイトによって加工
する主軸移動型加工機とを有する棒材供給・加工システ
ムにおける残材処理方法であって、棒材加工中、前記ガ
イドブッシュによって前記棒材を確り把持するため、前
記ガイドブッシュの内径は前記加工すべき棒材の外径と
同寸法であり、また、前記送り矢は前記加工すべき棒材
の横断面と同じ外径寸法を有し、棒材の加工が終了後、
前記送り矢の先端部を前方に突出された片持ち状態で前
記コレットチャックによって把持し、前記主軸の前進力
によって前記送り矢を前記ガイドブッシュの中に進入さ
せて、廃棄すべき残材を前記ガイドブッシュの前方に押
し出す、ことを特徴とする残材処理方法によっても解決
することができる。

【００１０】

【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・加工システムの実施の形態に
ついて説明する。図１は、本実施形態にかかる棒材供給
・加工システムを概略的に示す側面図である。

【００１１】図１に示すように、本実施形態にかかる棒
材供給・加工システム２は、棒材Ｗを１つづつ前方に給
送するための棒材供給機４と、棒材供給機４によって供
給された棒材Ｗを加工するための主軸移動型加工機６と
を有する。棒材供給機４は、主軸移動型加工機６に向か
って真っ直ぐに延びるガイドレール８と、ガイドレール
８内で前進して、棒材Ｗを主軸移動型加工機６に向って
前方に給送するための送り矢１０とを有する。送り矢１
０は、全体的に断面円形の棒状部材で構成されており、
加工すべき棒材Ｗと同じ外径寸法を有する。送り矢１０
の後端に羽根部が設けられ、この羽根部に無端チェーン
が連結され、無端チェーンが、スプロケットを介してモ
ータによって駆動されて送り矢１０が前後に移動する。
送り矢１０は、図１に示す、ガイドレール８の最後端位
置（初期位置）から、後に詳しく説明するが、前端が加
工機６のガイドブッシュ１２の中に挿入される位置まで
移動される。送り矢１０の外径は、棒材Ｗと同径である
ので、加工すべき棒材Ｗが断面円形の棒材Ｗである場合
には、加工すべき棒材Ｗの１本を利用して後端部に羽根
部を設け、それを無端チェーンに連結して、送り矢１０
としてもよい。

【００１２】なお、加工すべき棒材Ｗの断面が、例え
ば、六角形や四角形など、円形以外の形状を有する（所
謂、異形材）場合は、送り矢１０の横断面は、棒材Ｗと
同一形状かつ同一寸法であってもよい。この場合、送り
矢１０が主軸１４の中に挿入されると、送り矢１０も回
転されることになるので、後端部に設けられた羽根部に
回転が伝達しないように、送り矢１０の途中部分に長手
方向中心軸線を中心として回転可能なジョイントを設け
る必要がある。また、棒材Ｗが異形材である場合におい
て、送り矢１４を、横断面円形の部材で構成するように
してもよい。この場合、コレットチャック１８およびガ
イドブッシュ１２の内側形状は、棒材Ｗの横断面形状と
同一形状とされるので、送り矢１４を挿入可能とするた
め、その外径は異形材の横断面形状の内接円と同径とさ
れる。

【００１３】主軸移動型加工機６は、棒材供給機４の前
方に隣接して配置され、主軸１４内にガイドレール８の
給送軸線Ｏ−Ｏと同軸状に、かつ、主軸１４の全長にわ
たって延びる中空管１６と、該中空管１６の先端に設け
られ、かつ、開閉可能なコレットチャック１８と、該コ
レットチャック１８の前方に離間して設けられた、円筒
状のガイドブッシュ１２と、該ガイドブッシュ１２の更
に前方に設けられたバイト２２とを有する。ガイドブッ
シュ１２は、円筒状部材によって構成されているが、棒
材加工中、ガイドブッシュ１２によって棒材Ｗを確り把
持するため、ガイドブッシュ１２の内径は加工すべき棒
材Ｗの外径と同寸法とされている。コレットチャック１
８は開閉可能であるが、加工すべき棒材Ｗの径以上に閉
じることはできない構造となっている。また、棒材供給
・加工システム２は、棒材加工機６と加工機６の様々な
動作を制御するための制御部２０を有している。

【００１４】図１に示す棒材供給・加工システム２は、
制御部２０によって制御され、以下のように作動する。
材料棚（図示せず）からガイドレール８内に供給された
棒材Ｗは、送り矢１０によって後端が押されてガイドレ
ール８に沿って前方に移動され、加工機６の中空管１６
の中に挿入される。このとき、加工機６のコレットチャ
ック１８は開放位置にあり、棒材Ｗは、先端が、中空管
１６を出てコレットチャック１８を通過し、ガイドブッ
シュ１２の後方位置まで到達したら停止する。次いで、
主軸１４が後方に移動して停止し、コレットチャック１
８を閉じて棒材Ｗが把持される。主軸１４が前方に移動
することによって、棒材Ｗが前方に移動され、先端部が
ガイドブッシュ１２の中に挿通される。引き続き、バイ
ト２２によって先端が突っ切られる。棒材Ｗが変形して
いると、部品を精密に加工することができず、棒材Ｗの
先端部分は変形している可能性が高いため切断して廃棄
する。この状態において、棒材Ｗの先端面はバイト２２
に当接している。

【００１５】次いで、コレットチャック１８が開放す
る。棒材Ｗの先端面はバイト２２に当接しており、バイ
ト２２がストッパとして働くので、また、棒材Ｗがガイ
ドブッシュ１２の中に緊密に受入れられており、それら
の間の摩擦力による抵抗力は、無端チェーンを介して前
方に駆動される押し矢の付勢力よりも大きいので、コレ
ットチャック１８が開放しても棒材Ｗは前方に移動しな
い。主軸１４が後方に移動することによって、コレット
チャック１８が棒材Ｗに対して後方に移動し、引き続
き、コレットチャック１８が閉じて棒材Ｗを把持する。
バイト２２が退避位置に移動し、主軸１４が前方に移動
することによって、コレットチャック１８によって把持
された棒材Ｗが前方に移動する。バイト２２によって棒
材Ｗの先端が加工され、加工が終了したら、部品として
切り離される。棒材Ｗの先端部分から次々と部品が加工
されて切断され、残りの棒材Ｗの長さが、これ以上、部
品を加工することができない長さとなったら、残材とし
て処理する必要がある。

【００１６】図２は、図１に示す棒材供給・加工システ
ムにおける残材処理工程を示す工程図である。図２を参
照しつつ、残材の処理工程を説明する。図２（a）は、
最後の部品が切断され、ガイドブッシュ１２内に残材が
残された状態を示す図である。この状態において、残材
がガイドブッシュ１２内に緊密に受入れられており、後
端はコレットチャック１８によって把持されている。ま
た、送り矢１０は、残材の直ぐ背後に位置している。次
に、図２（ｂ）に示すように、コレットチャック１８が
開放し、主軸１４が後方に移動することによって、コレ
ットチャック１８が後方に移動し、残材の直ぐ背後に位
置している送り矢１０の前端部を突出させた状態の位置
において、閉じ位置に移動して、送り矢１０を把持す
る。

【００１７】図２（ｃ）に示すように、主軸１４が前方
に移動するのに伴って、送り矢１０が前方に移動して残
材の後端面を押す。主軸１４の前進力が、ガイドブッシ
ュ１２と棒材Ｗとの間の摩擦力に打ち勝って、残材をガ
イドブッシュ１２の前方に押す。中に挿入される。引き
続き、図２（ｄ）に示すように、コレットチャック１８
が開放し、主軸１４が後方に移動することによって、コ
レットチャック１８が送り矢１０の先端面に対して所定
距離だけ後方に移動する。

【００１８】図２（ｅ）に示すように、コレットチャッ
ク１８が閉じ位置に移動し、送り矢１０を先端の所定長
さだけ前方に突出させた片持ち状態で把持し、主軸１４
の前進力によって、残材をガイドブッシュ１２の前方に
完全に押し出して、残材が処理される。引き続き、図示
しないが、送り矢１０はコレットチャック１８によって
把持された状態で、主軸１４が後方に移動することによ
って、ガイドブッシュ１２の中から引き抜かれ、その
後、送り矢１０は、無端チェーンによって駆動されて、
後方の初期位置に戻る。

【００１９】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。上記実施形
態の図２に示す工程において、コレットチャック１８が
数度にわたって前後移動して、送り矢１０を数度に分け
て前方移動させ、それによって、残材を数度にわたって
前進させて押し出しているが、コレットチャック１８が
残材を前進させるべき距離以上に後退・前進可能である
場合には、一度の移動で残材がガイドブッシュ１２の前
方に押し出してもよいことは言うまでもない。

【発明の効果】本発明によれば、棒材を送り矢によって
前方に給送する棒材供給機と、棒材を加工する主軸移動
型加工機とを有する棒材供給・加工システムにおいて、
比較的細い棒材を高精度で加工を可能とし、かつ、残材
を前方に処理可能とした棒材供給・加工システムおよび
残材処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態にかかる棒材供給・加工システムを
概略的に示す側面図である。

【図２】図１に示す棒材供給・加工システムにおける残
材処理工程を示す工程図である。

【符号の説明】

２ 棒材供給・加工システム ４ 棒材供給機 ６ 加工機 １０ 送り矢 １２ ガイドブッシュ １４ 主軸 １８ コレットチャック ２２ バイト Ｗ 棒材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工すべき棒材の後端を押して棒材を前
   方に給送する送り矢を有する棒材供給機と、前端部に後
   側から順に、開閉可能なコレットチャックと、円筒状の
   ガイドブッシュと、バイトとを有し、棒材加工中、前記
   送り矢によって供給された棒材をコレットチャックによ
   って把持し、主軸の前進力によって前記棒材を前記ガイ
   ドブッシュの中を通して前後に移動させながら、前記棒
   材を前記バイトによって加工する主軸移動型加工機とを
   有する棒材供給・加工システムであって、 棒材加工中、前記ガイドブッシュによって前記棒材を確
   りと把持するため、前記ガイドブッシュの内径は前記加
   工すべき棒材の外径と同寸法であり、また、前記送り矢
   は前記加工すべき棒材の横断面と同じ外径寸法を有し、 加工終了後の廃棄すべき残材は、前記送り矢の先端部を
   前方に突出させた片持ち状態で前記コレットチャックに
   よって把持し、前記主軸の前進力によって前記送り矢を
   前記ガイドブッシュの中に進入させて、前記残材を前記
   ガイドブッシュの前方に押し出す、ことを特徴とする棒
   材供給・加工システム。
2. 【請求項２】 加工すべき棒材の後端を押して棒材を前
   方に給送する送り矢を有する棒材供給機と、前端部に後
   側から順に、開閉可能なコレットチャックと、円筒状の
   ガイドブッシュと、バイトとを有し、棒材加工中、前記
   送り矢によって供給された棒材をコレットチャックによ
   って把持し、主軸の前進力によって前記棒材を前記ガイ
   ドブッシュの中を通して前後に移動させながら、前記棒
   材を前記バイトによって加工する主軸移動型加工機とを
   有する棒材供給・加工システムにおける残材処理方法で
   あって、 棒材加工中、前記ガイドブッシュによって前記棒材を確
   り把持するため、前記ガイドブッシュの内径は前記加工
   すべき棒材の外径と同寸法であり、また、前記送り矢は
   前記加工すべき棒材の横断面と同じ外径寸法を有し、 棒材の加工が終了後、前記送り矢の先端部を前方に突出
   された片持ち状態で前記コレットチャックによって把持
   し、前記主軸の前進力によって前記送り矢を前記ガイド
   ブッシュの中に進入させて、廃棄すべき残材を前記ガイ
   ドブッシュの前方に押し出す、ことを特徴とする残材処
   理方法。