JP2007326182A - バーワーク供給手段付き旋盤 - Google Patents

Abstract

【課題】バーワークの残り長さが短くなるにつれ偏心などの影響が小さくなるという現象を活用し、加工速度を向上させることができるバーワーク供給手段付き旋盤を提供する。
【解決手段】バーワークＢＷの先端側を支持する主軸１と、主軸１から前方に突出したバーワークの先端側を加工する加工手段２と、主軸１の後方に設けられ、バーワークＢＷの後端側を支持し、主軸１方向に送るバーワーク供給手段３と、主軸１の前端からバーワークＢＷの後端までの残り長さＬが短くなるに従って主軸１の回転数を速くするように制御するバーワーク残り長さ対応制御手段４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、長尺物のバーワークを主軸に供給し、順次バーワークをこの主軸から送り出して旋削加工するバーワーク供給手段付き旋盤に関する。

バーワーク供給手段付き旋盤は、特許文献１にも示すように、バーワークの先端側を一部突出させて把持し、この突出した先端側を旋削加工し、加工後には、加工が済んだ部分を切り落として、その後、バーワークをバーワーク供給手段で送り出して、次のワークの旋削加工を順次進めていくもので、予め切断されたワークを一個一個供給する手間がかからないという利点のあるものである。

このバーワークは、バーワーク供給手段で後端側が支持されているものの、一定の偏心やブレがあるのを回避できず、主軸を高速回転させることができない。そのため、従来は、その加工前の最長長さを基準として、旋削加工時の回転速度も常時一定値以下に制限するようにしていた。

しかしながら、これでは、バーワークの加工が進んで、バーワークの残り長さが短くなり、偏心などの影響が小さくなった状態でも、加工速度は、最長長さを基準とした回転速度に制限されてしまうこととなっており、それ以上の加工速度の向上を図ることができなかった。特許文献１でも、この問題は認識されていなかった。
特開昭５９−７６７５３号公報（図１）

本願発明は、上記問題を解決しようとするものであり、バーワークの残り長さが短くなるにつれ偏心などの影響が小さくなるという現象を活用し、加工速度を向上させることができるバーワーク供給手段付き旋盤を提供することを課題としている。

請求項１記載のバーワーク供給手段付き旋盤は、バーワークの先端側を支持する主軸と、前記主軸から前方に突出したバーワークの先端側を加工する加工手段と、前記主軸の後方に設けられ、前記バーワークの後端側を支持し、前記主軸方向に送るバーワーク供給手段と、前記主軸の前端から前記バーワークの後端までの残り長さが短くなるに従って前記主軸の回転数を速くするように制御するバーワーク残り長さ対応制御手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２記載のバーワーク供給手段付き旋盤は、請求項１に従属し、バーワークの残り長さと主軸の回転速度とを関連づけた設定データを備え、バーワーク残り長さ対応制御手段は、前記設定データに従い前記主軸の回転数を制御することを特徴とする。

請求項３記載のバーワーク供給手段付き旋盤は、請求項１または２に従属し、主軸に対向する位置に、前記主軸に支持されて加工され、分離されたワークを支持し、対向する側から前記ワークを加工するための対向主軸を設け、この対向主軸の回転数を前記主軸の回転数とは独立して制御可能としたことを特徴とする。

請求項１記載のバーワーク供給手段付き旋盤によれば、バーワークの先端側を支持する主軸と、前記主軸から前方に突出したバーワークの先端側を加工する加工手段と、前記主軸の後方に設けられ、前記バーワークの後端側を支持し、前記主軸方向に送るバーワーク供給手段と、前記主軸の前端から前記バーワークの後端までの残り長さが短くなるに従って前記主軸の回転数を速くするように制御するバーワーク残り長さ対応制御手段とを備えたので、バーワークの残り長さに応じて主軸の回転速度をフレキシブルに変更して、加工サイクルタイムを上げることができる。
つまり、バーワークの残り長さが短くなるにつれ偏心などの影響が小さくなるという現象を活用し、加工速度を向上させることができる。

請求項２記載のバーワーク供給手段付き旋盤によれば、請求項１の効果に加え、バーワークの残り長さと主軸の回転速度とを関連づけた設定データを備え、バーワーク残り長さ対応制御手段は、前記設定データに従い前記主軸の回転数を制御するので、確実にできる限り最適な高速度で主軸を回転させることができる。

請求項３記載のバーワーク供給手段付き旋盤によれば、請求項１または２の効果に加え、主軸に対向する位置に、前記主軸に支持されて加工され、分離されたワークを支持し、対向する側から前記ワークを加工するための対向主軸を設け、この対向主軸の回転数を前記主軸の回転数とは独立して制御可能としたので、全体として加工の自由度を向上させ、また、より高速度での回転数を用いる場合には、全体としてのサイクルタイムを向上させることができる。

以下に、本発明の実施の形態（実施例）について、図面を用いて説明する。

図１（ａ）は、本発明のバーワーク供給手段付き旋盤の一例を概念的に示す構成図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）のバーワーク支持部分を示す図、（ｄ）は（ａ）の主軸部分を示す図、図２は、図１のバーワーク供給手段付き旋盤の全体外観を示す正面図である。

このバーワーク供給手段付き旋盤１０は、バーワークＢＷの先端側を支持する主軸１と、主軸１から前方に突出したバーワークの先端側を加工する加工手段２と、主軸１の後方に設けられ、バーワークＢＷの後端側を支持し、主軸１方向に送るバーワーク供給手段３と、主軸１の前端からバーワークＢＷの後端までの残り長さＬが短くなるに従って主軸１の回転数を速くするように制御するバーワーク残り長さ対応制御手段４とを備えていることを特徴とする。

このバーワーク供給手段付き旋盤１０は、また、バーワークの残り長さＬと主軸１の回転速度とを関連づけた設定データをバーワーク残り長さ対応制御手段４に含まれる記憶手段５に備え、バーワーク残り長さ対応制御手段４は、前記設定データに従い主軸１の回転数を制御することを特徴とする。

さらに、このバーワーク供給手段付き旋盤１０は、図２に示すように、主軸１に対向する位置に、主軸１に支持されて加工され、分離されたワークを支持し、対向する側から前記ワークを加工するための対向主軸６を備え、この対向主軸６の回転数を主軸１の回転数とは独立して制御可能としたことを特徴とする。

加えて、このバーワーク供給手段付き旋盤１０は、対向主軸６で支持されたワークを加工するための対向加工手段７と、主軸１で加工され分離されたワークを、対向主軸６側に移動させ、この対向主軸６で加工の済んだワークを取り出して、所定の場所に移動させるワーク移動手段８とを備えていることを特徴とする。

これより、本発明のバーワーク供給手段付き旋盤１０について、より詳しく説明するが、その特徴とする所は、バーワーク残り長さ対応制御手段４であり、他の部分については、一般に公知であるバーワーク供給手段付き旋盤と変わる所はないので、必要な部分を除いて、詳細な説明を省略する。
また、このバーワーク供給手段付き旋盤１０の上記公知部分は、一般に公知である種々のバーワーク供給手段付き旋盤の詳細な構成を備えているものである。

主軸１は、加工すべきバーワークＢＷの先端側を固定するチャック爪１ａを備えたチャック１ｂと、このチャック１ｂを回転駆動するモータ１ｃとを備えている。
加工手段２は、その先端に加工工具２ａを着脱交換可能に固定したものである。この加工手段２は、複数の加工工具２ａをそれぞれ着脱交換可能に固定しておき、制御により、任意の加工工具２ａの使用を可能としたターレット式などと称されるものであってもよい。

バーワーク供給手段３は、長尺物のバーワークＢＷを必要な本数待機させておいて、ＣＰＵ４ａからの指令により、一本ずつバーワークＢＷを供給し、また、主軸１でのワークの加工が済むに従い、順にバーワークＢＷを主軸１側に送るものである。
バーワーク供給手段３は、上記機能を果たすために、バーワークＢＷの後端側を、その回転を許容しながら、心ブレのないように支持する支持手段３ａと、静止時にバーワークＢＷを主軸１側に送る送り手段（不図示）と、待機させるべきバーワークＢＷを載置するバーワーク棚（不図示）とを備えている。

バーワーク残り長さ対応制御手段４は、このバーワーク供給手段付き旋盤１０の全体の制御を受け持つ制御手段の一部の機能として実現されるものであり、その制御のための中央演算処理手段（ＣＰＵ）４ａと、上記記憶手段５とを備えている。
ワーク移動手段８は、対向主軸６で加工の済んだワークを、ワーク棚８ｂへ移動させるワーク移動アーム８ａを備えている。なお、主軸１から対向主軸６へのワークの受け渡しは、対向主軸６が主軸１に移動して直接行われる。

さて、一般に、このバーワーク供給手段付き旋盤１０の加工の対象とされるバーワークＢＷは、その長さ全長に渡って偏心がゼロであったり、ブレが無いということは有り得ず、図１（ａ）にも示したように、一定の偏心ｅがあるものである。
従来、この偏心ｅのために、バーワーク供給手段付き旋盤での加工においては、バーワークＢＷの高速回転をさせることができず、高速回転時の振動などの悪影響を与えない回転数が、バーワーク供給手段付き旋盤の加工時の回転速度の上限となっていた。

しかしながら、上記図１（ａ）でも解るように、この偏心ｅの量は、バーワークＢＷの加工に伴い、主軸１の前端からバーワークＢＷの後端までの残り長さＬが短くなるにつれて、小さくなるものである。
本願発明者は、この点に着目して、バーワークＢＷの残り長さＬが短くなるにつれて、偏心などの影響がより小さくなるのであれば、バーワークＢＷをより高速回転させることができるはずであるから、これに伴い、主軸１での加工のための回転速度を増すことができる、と着想したものである。

具体的には、バーワーク残り長さ対応制御手段４は、一例として、以下のような制御を行うが、これは例示であって、バーワーク残り長さ対応制御手段４による制御方法の具体的内容はこれに限定されるものではない。
１）加工プログラムで指令する主軸１の回転速度を自動的に例えば４段階に切換できるようにする。

２）主軸回転速度の切換は、加工１サイクル（一つのワークの加工のための一連の手順）毎にカウントするサイクルカウンタのカウント値が一定のカウントアップ値に達するたびに行う。
３）この制御は、基本的にマクロプログラムで行う。
４）サイクルカウンタは、バーワーク供給手段３が新しいバーワークＢＷを供給した時点で自動的にリセットするようにする。

５）サイクルカウンタのカウント値、カウントアップ値にはマクロ変数を利用する。
６）これらのカウント値、カウントアップ値は、上記設定データを利用して、任意に設定、変更が可能とする。
こうして、バーワーク残り長さ対応制御手段４は、主軸１の前端からバーワークＢＷの後端までの残り長さＬが短くなるに従って主軸１の回転数を速くするように制御するので、常に固定された回転速度に拘束されていた従来に比べて、より高速での加工を実現することができる。

換言すれば、このバーワーク供給手段付き旋盤１０によれば、バーワークＢＷの残り長さＬに応じて主軸１の回転速度をフレキシブルに変更して、加工サイクルタイムを上げることができる。
また、バーワーク残り長さ対応制御手段４は、上記制御のために、記憶手段５に記憶された、これまでに蓄積されたデータを活用した設定データを用いているので、確実にできる限り最適な高速度で主軸１を回転させることができる。

また、このバーワーク供給手段付き旋盤１０によれば、対向主軸６を備えており、この対向主軸６は、主軸１とは独立してその回転数などが制御されるものであるので、バーワークＢＷの制限回転数という上限回転数を有する主軸１とは独立して、より自由度の高い、また、必要に応じて、より高速度での回転を用いることができる。

したがって、全体として加工の自由度を向上させ、また、より高速度での回転数を用いる場合には、全体としてのサイクルタイムを向上させることができる。

以上、実施例において本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の発明、つまり、本願発明の技術的範囲には、各所に適宜記載しているように、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、ここでは、バーワーク残り長さ対応制御手段４を備えたバーワーク供給手段付き旋盤１０として、対向主軸６と対向加工手段７とを備えた対向二軸型の例を説明したが、本発明のバーワーク残り長さ対応制御手段４は、このような対向二軸型に限定されず、バーワークを旋削加工する旋盤であれば、どのような旋盤であっても適用可能なものである。

本発明のバーワーク供給手段付き旋盤は、バーワークの残り長さが短くなるにつれ偏心などの影響が小さくなるという現象を活用し、加工速度を向上させることが要請される産業分野に用いることができる。

（ａ）は、本発明のバーワーク供給手段付き旋盤の一例を概念的に示す構成図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）のバーワーク支持部分を示す図、（ｄ）は（ａ）の主軸部分を示す図 図１のバーワーク供給手段付き旋盤の全体外観を示す正面図

符号の説明

１ 主軸
２ 加工手段
３ バーワーク供給手段
４ バーワーク残り長さ対応制御手段
５ 記憶手段
６ 対向主軸
７ 対向加工手段
８ ワーク移動手段
１０ バーワーク供給手段付き旋盤
ＢＷ バーワーク

Claims (3)

1. バーワークの先端側を支持する主軸と、前記主軸から前方に突出したバーワークの先端側を加工する加工手段と、前記主軸の後方に設けられ、前記バーワークの後端側を支持し、前記主軸方向に送るバーワーク供給手段と、前記主軸の前端から前記バーワークの後端までの残り長さが短くなるに従って前記主軸の回転数を速くするように制御するバーワーク残り長さ対応制御手段とを備えたバーワーク供給手段付き旋盤。
2. バーワークの残り長さと主軸の回転速度とを関連づけた設定データを備え、バーワーク残り長さ対応制御手段は、前記設定データに従い前記主軸の回転数を制御する請求項１記載のバーワーク供給手段付き旋盤。
3. 主軸に対向する位置に、前記主軸に支持されて加工され、分離されたワークを支持し、対向する側から前記ワークを加工するための対向主軸を設け、この対向主軸の回転数を前記主軸の回転数とは独立して制御可能とした請求項１または２記載のバーワーク供給手段付き旋盤。

Images