JP2009083068A - コイル状ワークを使用したｎｃ旋盤加工システムおよびコイル状ワークを使用したｎｃ旋盤加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル状ワークを連続供給するコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システムと、コイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法を提供する。
【解決手段】コイル状に巻き回されたコイル状ワークＷ_１を回転自在に載置するコイルスタンド３０と、コイルスタンド３０から供給され、カールしたコイル状ワークＷ_１を直線状に形を整え、直線状のバー材Ｗ_２にする直線機４０と、この直線機４０から供給され、そのバー材Ｗ_２を完成ワークＷ長さ寸法に合わせた短尺材Ｗ_３に切断する切断装置４１と、短尺材Ｗ_３をＮＣ旋盤１０に搬送する搬送手段４９と、この短尺材Ｗ_３を機内に取り込み、加工するＮＣ旋盤１０と、を構えたコイル状ワークＷ_１を使用したＮＣ旋盤加工システム５０である。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システムおよびコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法に関する。

図１２は、従来のバー材加工システムであるバーフィーダ装置とＮＣ旋盤の構成を示し、（ａ）はＮＣ旋盤を複数台配置した平面図、（ｂ）はその正面図である。
図１２の（ａ）に示すように、従来のバー材加工は、市場に流通している長尺材（例えば、３ｍ，４ｍ，５ｍ）を購入し、ＮＣ旋盤２８に隣接して設置したバーフィーダ装置２７に長尺材のバー材を供給し、１個加工毎に長尺材を回転させ、短尺材に切り分けている（例えば、特許文献１参照）。このようなバー材加工用のＮＣ旋盤２８の主軸には、例えば、シャープペンシルの芯を固定するのと同じ機構の、コレットチャックが装着されており、バー材をクランプしてからバー材も一緒に回転させて主に外径バイトによって旋削加工する。また、バー材加工は、例えば、ベアリングを挿入するための外径軸部と端面を仕上げ、最後に突切りバイトで切断する。

このバーフィーダ装置２７の機能は、バー材を支持して、バー材がねじれないように、主軸の回転に追従してバー材を回転させる。そして、加工終了後にバー材が切断された後、その都度、ワーク長さ分だけ送り出し、または、引き出して、ＮＣ旋盤で加工が開始できるようにする。したがって、バーフィーダ装置２７は一種のワークストッカでもあり、バーフィーダ装置７５にバー材を供給した後は、その長さ分だけ無人運転、自動運転ができるようになっている。
特開２００２−３０７２０５号（図１）

しかしながら、このようなバーフィーダ装置２７を使用したＮＣ旋盤２８では、例えば、シャープペンシルの場合、最後に使えない芯が残るのと同様に、バー材の残材（長さが不足して加工できない端材）が出るため、ムダが多く、不経済であるという問題があった。例えば、ワーク長さが２６４ｍｍ、その突切りバイトのチップ幅を２ｍｍとすると、１個当たり２６６ｍｍ必要である。５ｍの長尺材一本では１８個の材料取りができて、２１２ｍｍの材料が残材になる。この５ｍの長尺材２００本では、３，６００個の製品が完成し、２１２ｍｍの残材が２００個残る勘定になる。この残材は比率にして約４．２％に相当する。
また、５ｍの長尺材をその都度、回転させなければならないというエネルギーの無駄、省エネ、環境の面に問題があった。
また、曲がり取りがされた長尺材は安価でないなめ、加工単価に占める材料費の比率が高いという問題があった。
さらに、従来のＮＣ旋盤１台にバーフィーダ装置１台の組み合わせでは、ＮＣ旋盤を複数台とした場合、スペースを広く確保しなければならないという問題があった。例えば、バーフィーダ装置２７の全長を５ｍ、ＮＣ旋盤２８の全長を３ｍとすれば、４台分のスペースは、８ｍ×８．４ｍとなり、６７．２ｍ^２必要である。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、長尺材の残材がほとんど残らない、加工時に長尺材の回転が不要で、材料費の安いコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システムおよびコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法を提供することを課題とする。さらに、ＮＣ旋盤を複数台とした場合、スペースに無駄がない、コイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システムを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、コイル状ワーク（Ｗ_１）を使用したＮＣ旋盤加工システム（５０）であって、コイル状に巻き回されたコイル状ワーク（Ｗ_１）を回転自在に載置するコイルスタンド（３０）と、前記コイルスタンド（３０）から供給され、カールした前記コイル状ワーク（Ｗ_１）を直線状に形を整え、直線状のバー材（Ｗ_２）にする直線機（４０）と、前記直線機（４０）から供給され、そのバー材（Ｗ_２）を完成ワーク（Ｗ）長さ寸法に合わせた短尺材（Ｗ_３）に切断する切断装置（４１）と、前記短尺材（Ｗ_３）をＮＣ旋盤（１０）に搬送する搬送手段（４９）と、前記短尺材（Ｗ_３）を機内に取り込み、加工する前記ＮＣ旋盤（１０）とを構えたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のコイル状ワーク（Ｗ_１）を使用したＮＣ旋盤加工システム（５１）であって、前記直線機（４０）に対しては複数の前記ＮＣ旋盤（１０ａ，…）で対応し、その複数の前記ＮＣ旋盤（１０ａ，…）の配置は、前記直線機（４０）のバー材（Ｗ_２）排出側に、かつ、排出方向に対して並列配置としたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のコイル状ワーク（Ｗ_１）を使用したＮＣ旋盤加工システム（５２）であって、前記直線機（４０）に対しては複数の前記ＮＣ旋盤（１０ａ，…）で対応し、その複数の前記ＮＣ旋盤（１０ａ，…）の配置は、直線機（４０）のバー材（Ｗ_２）排出側に、かつ、排出方向に対して直列配置としたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載のコイル状ワーク（Ｗ_１）を使用したＮＣ旋盤加工方法であって、コイルスタンド（３０）に載置されたコイル状ワーク（Ｗ_１）を巻き戻す第１工程と、前記コイルスタンド（３０）から供給され、前記コイル状ワーク（Ｗ_１）を直線機（４０）により直線状に形を整え、直線状のバー材（Ｗ_２）にする第２工程と、前記直線機（４０）から供給され、直線状のバー材（Ｗ_２）を切断装置（４１）により、完成ワーク（Ｗ）長さ寸法に合わせた短尺材（Ｗ_３）に切断する第３工程と、前記切断装置（４１）より切断された前記短尺材（Ｗ_３）をワーク搬送手段（４９）によってＮＣ旋盤（１０）に搬送する第４工程と、ＮＣ旋盤（１０）が短尺材（Ｗ_３）を取り込み、加工する第５工程と、を含むことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、直線機から供給され、直線状のバー材を完成ワーク長さ寸法（両端面の仕上げ代２ｍｍを含む）に合わせた短尺材に切断する切断装置から直接、搬送手段により搬送され、供給されるため、残材が残らない。従来、５ｍの長尺材２００本では、完成ワーク長さ２６６ｍｍでは２１２ｍｍの残材が２００本（４．２％）残るのに対し、このコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システムでは、バー材ワークの残材を少なくでき、経済的であり、かつ、大幅なコスト低減ができる。また、完成ワーク長さ寸法（両端面の仕上げ代２ｍｍを含む）に合わせた短尺材に切断してＮＣ旋盤に供給するため、従来のような５ｍの長尺材を回転させる必要がなく、無駄がなく、省エネ、環境面に対しても良い。さらに、素材を安価なコイル状ワークにすることによって、加工単価に占める材料費の比率を低減させ、低コストで量産可能なＮＣ旋盤加工システムの提供ができる。

請求項２に係る発明によれば、一台の直線機に対して、複数のＮＣ旋盤で対応することにより、直線機のフル稼動が可能になる。また、複数のＮＣ旋盤の配置を、直線機のバー材排出側に、かつ、排出方向に対して並列配置としたことにより、ワークの流れに逆らわない切断装置によって短尺材に切断されたバー材が、各ＮＣ旋盤に取り込まれ、加工するスムーズな流れのＮＣ旋盤加工システムの提供ができる。さらに、バーフィード装置とＮＣ旋盤とを複数台ずつ構成した従来のバー材加工システムと比較して、本発明は、設置スペースを大幅に削減できる。

請求項３に係る発明によれば、一台の直線機に対して、複数のＮＣ旋盤で対応することにより、直線機のフル稼動が可能になる。また、複数のＮＣ旋盤の配置を、直線機のバー材排出側に、かつ、排出方向に対して直列配置としたことにより、ワークの搬送装置を簡素化できる。また、バーフィード装置とＮＣ旋盤とを複数台によって構成した従来のバー材加工システムと比較して、本発明は、設置スペースを大幅に削減できる。

請求項４に係る発明によれば、第１工程から第５工程を含む加工方法により、長尺材を使用した従来のバーフィード装置のように残材がその都度残らず、素材形状がコイル状ワークであっても対応可能なコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法の提供ができる。また、素材を安価なコイル状ワークにすることによって、加工単価に占める材料費の比率を低減させ、低コストで量産可能なコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法の提供ができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明に係るＮＣ旋盤のバー材加工システムの基本形を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
図１の（ａ）に示すように、左側から順に、コイルスタンド３０と、直線機４０および切断装置４１、そして、ＮＣ旋盤１０が配置されている。また、直線機４０と切断装置４１とＮＣ旋盤１０との間にはワーク搬送手段４９が設けられている。
このようなＮＣ旋盤１０と直線機４０は、これまでない組み合わせである。その理由は、それぞれの機械の生産性に大きな隔たりがあったためである。つまり、直線機４０と切断装置４１により直線状に形を整え、所定の長さに切断する本数は、毎分３０本であり、１日１０時間稼動として直線機４０の生産能力は、一日１８，０００本生産が可能であるのに対し、ＮＣ旋盤１０のローディングと加工時間の合計は、一本２０秒であるから、毎分３本である。１日１０時間稼動としてＮＣ旋盤１０の生産能力は、一日１，８００本であるから、ちょうど１／１０の生産能力の違いがある。この差はいかんともしがたく、これまで、直線機４０を組み込んだコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システムが実用化されることはなかった。これは、コイル状ワークを連続供給して旋削加工するＮＣ旋盤加工システムである。

図１の（ａ）に示すように、直線機４０が一台に対してＮＣ旋盤１０が一台の構成では、直線機４０を１０分稼動させて３００本生産し、ワーク搬送手段４９によってワークストッカ２５に搬送する。そして、直線機４０は１００分休止する。その間、ＮＣ旋盤１０は１００分間で３００本を加工する。短尺材Ｗ_３が残り少なくなってきたところで、直線機４０を再度稼動させ、短尺材Ｗ_３を生産し、ワークストッカ２５に搬送する。このようにして、ＮＣ旋盤１０に待ち時間が発生しないようにスケジューリングをする。したがって、ＮＣ旋盤１０の前面（作業者側）には、３００本収容可能なワークストッカ２５と回収ストッカ２６を設けている。その結果、たとえＮＣ旋盤１０が一台であっても直線機４０に対応できるようになっている。したがって、これが、コイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システム５０の基本形である。

コイルスタンド３０は、回転自在にコイル状ワークＷ_１を載置している。このコイル状ワークＷ_１は、鉄鋼メーカ、または、アルミメーカが工場から出荷する姿が、このコイル状で筒状に形成されている。この筒状の穴をコイルスタンド３０の芯に挿入する。
例えば、コイル状ワークＷ_１の線径をφ１３の中実丸棒とすれば、コイル状ワークＷ_１の筒状の外径は１ｍ、内径は６００ｍｍになるため、コイルスタンド３０の直径は１．１ｍほどになる。また、コイル状ワークＷ_１の材質を、例えば、アルミ材とすれば、質量は約３５０ｋｇ、鋼材であれば約１，０００ｋｇになるが、それでも十分に支持できて軽く旋回できるようにコイルスタンド３０にはスラストベアリングによって軸支されている。

図１の（ｂ）に示すように、コイルスタンド３０の右側には直線機４０が配置されている。図２はその覆い（カバー）を外した直線機を示す正面図である。
図２に示すように、直線機４０は、カールしたコイル状ワークＷ_１を徐々に直線状に形を整えて、直線状のバー材Ｗ_２にする装置である。回転体４０ａ内の複数個から構成される独立した調整自在な偏心ガイド４０ｂ，４０ｂ…の中をコイル状ワークＷ_１が通過することにより直線状に形を整えることができる（特開２０００−１５８０７２公報参照）。
図２に示すように、コイル状ワークＷ_１を矢印Ａ方向から上下一対の送りロール４０ｃに送り出し、回転体４０ａ内の調整済みの前記した偏心ガイド４０ｂ，４０ｂ…を通過させることにより、曲がりを徐々に修正し、直線状に形を整える。また、偏心ガイド４０ｂ，４０ｂ…の調整は偏心アジャストボルト４０ｄ，４０ｄ…で行う。そして、直線状のバー材Ｗ_２は、もう一方に設けられた上下一対の送りロール４０ｃの矢印Ｂ方向から排出され、切断装置４１に搬送される。なお、この直線機４０の加工精度は長さ３００ｍｍ当たり、中央部の振れが０．０５ｍｍまで可能である。

切断装置４１は、直線機４０から直線状のバー材Ｗ_２が供給されると、切断する短尺材Ｗ_３の長さはつぎのようにして決めるとよい。例えば、完成ワークＷ長さが２６４．０ｍｍであれば、両端面の加工代１ｍｍ＋１ｍｍの計２ｍｍを加算して、短尺材Ｗ_３の長さは、２６６ｍｍとする。ワーク定寸装置であるセンサ付きのワークストッパ４１ａをセットする。そのワークストッパ４１ａにバー材Ｗ_２の先端部が当接すると、図示しないセンサがＯＮし、図示しないエアークラッチがＯＮして、駆動体の回転力が切刃４１ｂに伝達されて、切刃４１ｂは瞬時に、２６６ｍｍの長さの短尺材Ｗ_３に切断する。このエアークラッチ切断の特徴は、応答性に優れ、安定した作動が可能であり、丸棒のせん断加工には好適である。切断装置４１は、毎分６０回のせん断加工ができるが、モータの減速可変調整により毎分３０回のせん断加工とする。この切断に要する時間は一瞬であるが、この時、直線状のバー材Ｗ_２は一瞬止まり、送りロール４０ｃはスリップするが全く支障はない。なお、この切断装置４１による切断の加工精度は、約±０．５ｍｍである。
このように、切断装置４１にて切断され、２６６ｍｍの短尺材Ｗ_３がＮＣ旋盤へ搬送され、供給される。このように、ワーク搬送経路に無駄がなく、材料自体に対してもまったく無駄がなく、残材ができない。また、ロット番号の変更に伴い、完成ワークＷ長さが変更された場合であっても、柔軟（フレキシブル）に対応が可能である。つまり、ワークストッパ４１ａを再セットするだけであり、短尺材Ｗ_３の長さは、完成ワークＷ長さＬ＋２ｍｍの長さで供給すればよく、フレキシブルなシステムとなっている。

ワーク搬送手段４９は、切断装置４１から延設されたワーク搬送装置４３と、ワークストッカ２５と、短尺材Ｗ_３をワークストッカ２５に落とし込むワークプッシャ４７と、ワークストッカ２５にストックされた短尺材Ｗ_３を第１傾斜板２３に供給する図示しないワーク供給装置等から構成されている。
ワーク搬送装置４３は、切断装置４１から延設された、例えば、ベルトコンベアであるが、これに代わるワーク搬送装置であっても構わない。
ワークプッシャ４７は、例えば、エアシリンダであり、エアシリンダの先端部が固定されている。これは一種のワーク移動手段であるが、これに代わるワーク移動手段であっても構わない。このワーク移動手段によって、短尺材Ｗ_３をワークストッカ２５に落とし込む。
図示しないワーク供給装置は、ワークストッカ２５の機械本体側の内側に設けられており、短尺材Ｗ_３を一本一本持ち上げては、第１傾斜板２３に載せるワーク供給装置である。このワーク供給装置によって、第１傾斜板２３に載置された短尺材Ｗ_３は、第１傾斜板２３の傾斜によって機内へ転がり、第１傾斜板２３の先端部のストッパ部２３ａで止まって待機するようになっている（図３（ａ）、図５参照）。

ＮＣ旋盤１０について、説明する。図３はＮＣ旋盤とそのローダの構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、図４はその左側面図である。
図３、図４に示すように、このＮＣ旋盤１０は、例えば、両端加工機仕様の主軸台２になっている。しかし、その他のいかなる仕様のＮＣ旋盤１０であっても構わない。
このＮＣ旋盤１０の構成は、ベッド１上の中央に主軸台２が固定されており、左右の両サイドに第１櫛刃形刃物台６と、第２櫛刃形刃物台１６が配置されている（図３（ｂ）参照）。主軸台２の主軸２ａには貫通穴が設けられ、貫通穴の両端部にはコレットチャック２ｂと、コレットチャック２ｃが装着されている。

ＮＣ旋盤１０の左側は、第１櫛刃形刃物台６が配置され、この移動を可能にするＺ_１軸、Ｘ_１軸、Ｙ_１軸の３軸を有している。つまり、主軸台２のワーク供給側（図の左側）には、第１櫛刃形刃物台６が移動可能なＺ_１軸（主軸の軸方向と同じ左右方向）、Ｘ_１軸（Ｚ_１に直交する前後方向の水平軸）、Ｙ_１軸（Ｚ_１，Ｘ_１に直交した上下方向軸）の３軸が設けられており、この３軸の動作により旋削加工および複合加工を可能にしている。ベッド１上面にはＺ_１軸方向へ移動自在の第１サドル３と、Ｘ_１軸方向へ移動自在の第１クロススライド４と、Ｙ_１軸方向へ移動自在の第１立クロススライド５および第１櫛刃形刃物台６が配置されている。
また、第１傾斜板２３はワークストッカ２５から短尺材Ｗ_３が随時供給され、下端部に短尺材Ｗ_３を保持する。この第１傾斜板２３の角度は、約２〜５度が好適である。

ＮＣ旋盤１０に右側は、前記した第１櫛刃形刃物台６と左右対称に、第２櫛刃形刃物台１６が配置され、この移動を可能にするＺ_２軸、Ｘ_２軸、Ｙ_２軸の３軸を有しており、この３軸の動作により旋削加工および複合加工を可能にしている。ベッド１上面にはＺ_２軸方向へ移動自在の第２サドル１３と、Ｘ_２軸方向へ移動自在の第２クロススライド１４と、Ｙ_２軸方向へ移動自在の第２立クロススライド１５および第２櫛刃形刃物台１６が配置されている。
また、第２傾斜板２４は主軸台２から完成ワークＷを受け取り、機外へ搬出する。この第２傾斜板２４の角度は、前記した第１傾斜板２３の角度とは反対であり約−２〜−５度が好適である。

図４に示すように、切断装置４１によって切断された短尺材Ｗ_３は、延設されたワーク搬送手段４９（図１参照）により、ワークストッカ２５に投入されると、ワークストッカ２５内に設けられた図示しないワーク供給装置によって、１個ずつ持ち上げられ、第１傾斜板（第１保持部材）２３に供給される。そうすると、短尺材Ｗ_３がこの第１傾斜面２３を転がり落ちて、先端のストッパ部２３ａによって停止され、待機する（図５参照）。

ここで、ＮＣ旋盤１０のバー材加工システム５０の、ＮＣ旋盤１０へのワーク投入方法と、ＮＣ旋盤１０のワーク投入方法について、詳細に説明する。
図５の（ａ）は、図４に示す第１立クロススライドの拡大図であり、ローダ装置の説明図、（ｂ）は第１ステーと第１傾斜板との関係を示す平面図である。
図５の（ａ）に示すように、このローダ装置１１は、ワークハンド装置を有する従来のローダ装置とは大きく異なり、機械本体の２軸の動作を利用して行うため、ワークハンド装置は不要になっている。このワークハンド装置の代わりとなるのが第１ステー２１である。
第１ステー２１は、図５の（ａ）に示すように、第１立クロススライド５の正面にプレート５ａが固定され、このプレート５ａの正面の下部に固定されている。第１ステー２１は、ローダ装置１１の本体に相当する。第１ステー２１は第１傾斜板２３の近傍にあり、ワークを把持するハンド機能はなく、板状に形成され、第１ステー２１の上面には、溝２１ａが形成されている。
図５の（ｂ）に示すように、第１ステー２１には、２つの逃がし溝２１ｂが形成され、第１傾斜板２３との干渉を防止している。また、Ｘ_１軸とＹ_１軸のストロークによるループした動作ａ〜ｅによって、短尺材Ｗ_３の取り込みを可能にしている。

図５の（ａ）に示すように、ローダ装置１１の第１工程は、第１ステー２１の動きが、ａ〜ｅの連続動作となる。
ａ）第１ステー２１は、Ｙ_１軸により下降する。
ｂ）第１ステー２１は、Ｘ_１軸により前進して短尺材Ｗ_３の下部に溝２１ａが移動する（図５の（ｂ）参照）。
ｃ）第１ステー２１は、Ｙ_１軸により上昇してＶ溝２１ａがストッパ部２３ａの短尺材Ｗ_３を受け取る。
ｄ）第１ステー２１は、Ｘ_１軸により後退する。
ｅ）第１ステー２１は、Ｙ_１軸により下降し、前記主軸台２の芯と短尺材Ｗ_３との芯を合わせる。
第２工程は、プッシャ２１ｆ（図３（ｂ）参照）がアクチュエータ２１ｃの起動により、Ｚ_１軸方向へ移動し、第１ステー２１の溝２１ａ保持された短尺材Ｗ_３を主軸２ａ内へ挿入する。つまり、短尺材Ｗ_３をプッシャ２１ｆによって押すことによって、主軸２ａ内の完成ワークＷを第２ステー２２へ押し出すとともに、主軸２ａ内へ短尺材Ｗ_３を挿入する。そして、元の位置に戻る。
その後は、主軸２ａの両端部に装着されたコレットチャック２ｂ，２ｃが短尺材Ｗ_３をクランプすると、事前に用意されたＮＣ加工プログラムにより、主軸２ａが回転し、第１櫛刃形刃物台６と第２櫛刃形刃物台１６に固定されたバイト６ｂ（図４参照）によって外径削り、面取り、丈決め等が行われて停止する。短尺材Ｗ_３は加工済みの完成ワークＷとなる。そして、主軸２ａのコレットチャック２ｂ，２ｃが完成ワークＷをアンクランプする。

つづいて、完成ワークの機外への搬出方法について、説明する。
図６の（ａ）は、図３の（ｂ）に示す右側面図であり、第２立クロススライドの拡大図でアンローダ装置の説明図、図６の（ｂ）は第２ステーと第２傾斜板との関係を示す平面図である。
アンローダ装置１２は、前記したローダ装置１１と同様に、第２櫛刃形刃物台１６のバイトの動作を可能にするＺ_２軸、Ｘ_２軸、Ｙ_２軸の３軸のうち、Ｘ_２軸、Ｙ_２軸の２軸を利用する。図６に示すように、第２傾斜板（第２保持部材）２４は、機械の正面の右側に固定されている。第２傾斜板２４の傾斜方向は第１傾斜板２３とは反対に傾斜し、完成ワークＷは第２傾斜板２４の傾斜面をころがり、機内から機外へ排出される。なお、第２傾斜板２４は、機械本体に固定してもよいし、回収ストッカ２６から延設してもよい。

図６に示すように、ＮＣ旋盤１０からのワーク搬出方法は、第２立クロススライド１５に固定され、完成ワークＷを保持する第２ステー２２と、第２傾斜板２４とを備えたアンローダ装置１２から構成されている。このアンローダ装置１２は、従来のアンローダ装置とは大きく異なり、機械本体の２軸を利用して行うため、従来のワークハンド装置は不要である。ワークハンド装置の代わりとなるのがこの第２ステー２２である。第２ステー２２は第２傾斜板２４の近傍にあり、Ｙ_２軸とＸ_２軸のストロークによるループした動作ｇ〜ｊによって、ワークの排出を可能にする。
第２ステー２２は、図６の（ａ）に示すように、第２立クロススライド１５の正面にはプレート１５ａが固定され、このプレート１５ａの正面の下部にアンローダ装置１２の本体である第２ステー２２が固定されている。第２ステー２２には、ワークを把持するハンド機能はなく、板状に形成され、第２ステー２２の上面には、図６の（ａ）に示す溝２２ａと、図６の（ｂ）に示す２つの逃がし溝２２ｂが形成されている。

図６の（ａ）に示すように、加工済みの完成ワークＷが主軸２ａから押し出されると、第２ステー２２がその完成ワークＷを保持した後、
第１工程は、第２ステー２２の動きが、ｇ〜ｊの連続動作となる。
ｇ）第２ステー２２が、Ｘ_２軸により前進する。
ｈ）第２ステー２２が、Ｙ_２軸により下降して完成ワークＷを第２保持部材２４上に載せる。
ｉ）第２ステー２２が、Ｘ_２軸により後退する。
ｊ）第２ステー２２が、Ｙ_２軸により上昇して主軸台２の芯に合わせて待機する。
第２保持部材２４上に載せられた完成ワークＷは、第２保持部材２４の機外側への傾斜によって回収ストッカ２６に回収される。

ここで、ＮＣ旋盤加工システム５０全体のバー材供給方法について整理する。
図７はコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法を示すブロック図である。
図１、図７に示すように、第１工程は、コイルスタンド３０に載置されたコイル状ワークＷ_１を巻き戻す工程である。
第２工程は、コイルスタンド（３０）から供給され、コイル状ワークＷ_１を直線機４０により直線状に形を整え、直線状のバー材Ｗ_２にする工程である。
第３工程は、直線機４０から供給され、直線状に形が整えられたバー材Ｗ_２を切断装置４１にワーク丈決め装置により丈決めし、完成ワーク（Ｗ）長さ寸法に合わせた短尺材Ｗ_３に切断する工程である。
第４工程は、切断装置４１より切断された短尺材Ｗ_３をワーク搬送手段４９によってＮＣ旋盤１０に搬送する工程である。
第５工程は、ＮＣ旋盤１０が短尺材Ｗ_３を取り込み、加工する工程である。
このような工程を含むことを特徴とするコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法によって、カールしたコイル状ワークＷ_１を直線状に修正したバー材Ｗ_２にし、所要の長さに切断して短尺材Ｗ_３の長さにし、機械本体のＸ_１軸とＹ_１軸の２軸の動きを利用して、ＮＣ旋盤へ短尺材Ｗ_３を取り込み、ＮＣ旋盤で加工し、この完成ワークＷを、機械本体のＸ_２軸、Ｙ_２軸の２軸を利用して機外に搬出し、回収ストッカ２６に回収する。

このように、例えば、φ１３のコイル状ワークＷ_１の塊の場合、一巻き１０００ｍ分であるから、これ一本でコイル状ワークＷ_１に巻き回されていることになる。また、これは５ｍの長尺材が２００本分に相当することから、コイル状ワークＷ_１の塊からダイレクトにＮＣ旋盤に供給するこのワーク供給方法では、短尺材Ｗ_３の一本当たり長さを２６６ｍｍとすれば、両者を比較した表１に示すように、完成品の数は、従来のバーフィーダ装置を使用した方法では３６００個に対し、本願発明のコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システムでは３７５０個が製品として完成できる。つまり、従来のバーフィーダ装置を使用した方法に比べて、１５０個多く製品ができて、かつ、コイル状ワークの残材は、最後の２．５ｍのみで、しかも１本の端材しか残らないため、経済的である。つまり、バーフィーダ装置で残材になった材料から、さらに１５０個の製品を作ることができることを意味する。この残材の占める割合は、従来の４．２％に対して、０．２５％であり、従来の約１／１６である。かつ、従来の５ｍ、４ｍ、３ｍの長尺材では材料の価格が高く、加工単価に占める材料費の比率が高かったが、これに比べて、コイル状ワークは安価なため、加工単価に占める材料費の比率を大幅に下げることができることから、大幅なコスト低減ができる。このコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システム、および、コイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法は、ＮＣ旋盤を核とした量産加工において、材料の無駄を限りなくゼロに近づけた究極のＮＣ旋盤加工システムであり、究極のＮＣ旋盤加工方法である。

つぎに、本発明のコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システム５１について、詳細に説明する。図８は本発明に係るコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システム、および、コイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法を示し、直線機に対して複数台のＮＣ旋盤を並列配置した平面図である（請求項２参照）。
図１の（ａ）のＮＣ旋盤加工システム５０との相違点を説明する。図８に示すように、コイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システム５１は、複数のＮＣ旋盤１０ａ…が配置されている。従来のバーフィード装置の代わりに、コイルスタンド３０と、直線機４０および切断装置４１がそれぞれ１つずつ配置され、複数台のＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…が、直線機４０のバー材Ｗ_２排出側に、かつ、排出方向に対して並列に配置されている。また、切断装置４１とＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…との間にはワーク搬送手段４９が配置されている。
このワーク搬送手段４９は、ワーク搬送装置４２と、複数のワーク搬送装置４３ａ、４３ｂ、４３ｃ…と、複数の長尺のワークプッシャ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ…と、複数の短尺のワークプッシャ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ…と、ワークストッカ２５、第１傾斜板２３等から構成されている。

ワーク搬送装置４２は、直線機４０のバー材Ｗ_２排出側に、つまり、詳細には、切断装置４１の短尺材Ｗ_３の排出側に、切断装置４１とＮＣ旋盤１０ａの間に、直線機４０のバー材Ｗ_２の排出方向と直角方向に配置されている。
図８に示すように、このワーク搬送装置４２の右側には、所定の間隔で複数のＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ…が配置されている。
ワーク搬送装置４３ａ、４３ｂ、４３ｃ…は、ワーク搬送装置４２によって搬送された短尺材Ｗ_３をさらに複数のＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ…へ搬送する搬送装置である。
複数の長尺のワークプッシャ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ…は、前記したワーク搬送装置４２に固定され、ワーク搬送装置４３ａ、４３ｂ、４３ｃ…の配置間隔に合わせ、対向させて配置されている。
複数の短尺のワークプッシャ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ…は、ワーク搬送装置４３ａ、４３ｂ、４３ｃ…に固定され、それぞれのワークストッカ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…に対向させて配置されている。
センサ４５…は、ワーク搬送装置４２およびワーク搬送装置４３ａ…に設けられ、短尺材Ｗ_３の有無を検知し、その信号を制御装置へ送信する。

短尺材Ｗ_３は、図示しない配送システムの自動運転管理ソフトによって制御され、その指令に従いそれぞれのＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…に搬送される。つまり、切断装置４１によって切断された例えば、長さ３００ｍｍの短尺材Ｗ_３は、ワーク搬送装置４２によって搬送される。また、各分岐点には、ワーク搬送装置４３ａ，４３ｂ，４３ｃ…が配設され、それぞれのワークプッシャ４４ａ，４４ｂ，４４ｃ…が配置されている。ワーク搬送装置４２によって搬送されてきた短尺材Ｗ_３は、各ルートへの分岐点に設けられた複数のセンサ４５…によって、短尺材Ｗ_３の有無が検知され、制御装置にフィードバックされる。そして、制御装置から作動信号を受けて、それぞれのワークプッシャ４４ａ…が作動し、それぞれのワーク搬送装置４３ａ、４３ｂ、４３ｃ…へ搬送する。
つづいて、センサ４５…によって短尺材Ｗ_３の有無が検知され、そして、制御装置から作動信号を受けて、それぞれのワークプッシャ４７ａ…が作動して短尺材Ｗ_３をそれぞれのワークストッカ２５ａ、２５ｂ…に順番に落とし込み、配送される。
したがって、このような複数のＮＣ旋盤１０による加工システム５１では、直線機４０をフル稼働させることが可能であり、休止させる必要がない。直線機４０の生産能力に合わせて複数のＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…を並列式に配置している。なお、この並列配置は、従来のバー材加工システムとのフロアスペースの比較のために、ここでは直線機４０のワーク搬送装置４２の右側としたが、これに限定せず、ワーク搬送装置４２の右側と左側の両方に配置しても構わない。

複数のＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…の台数は、どのようにして決めればよいか。
例えば、直線機４０の生産能力を毎分３０本とすると、一本当たり２秒となる。
ＮＣ旋盤１０の旋削加工が１３秒、ワークのローディグに７秒、とすれば、１個当たり２０秒かかる。ＮＣ旋盤１０の台数は、２０÷２となり、１０台あればよい。したがって、ＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…１０ｊを配置する。
なお、図８に示すように、前記した図１２のように、それぞれのＮＣ旋盤２８…にバーフィード装置２７…を配置した従来の構成のフロアスペースと比較した場合、全体のスペース横８ｍ×縦８．４ｍと、省スペースエリア分（横３．７ｍ×縦６．６ｍ）の比較から、２４．４／６８ｍ^２となり、３５％の省スペースであることが判る。

つぎに、コイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システム５２について、詳細に説明する。図９は本発明に係るコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システムおよびコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法を示し、ＮＣ旋盤を直線機に対して直列配置した平面図である（請求項３参照）。図９に示すように、直線機４０に対して直列配置にしたメリットは、このような直列配置であっても、このような直列配置であっても、図１２に示すように、それぞれのＮＣ旋盤２８にバーフィード装置２７を配置した従来の構成よりも３０％の省スペースにできる点にある。

図８との相違点を説明する。このような複数のＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…によるコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システム５２は、ワーク搬送装置４６が直線機４０のバー材Ｗ_２排出側に、延設されている。そして、このワーク搬送装置４６にはそれぞれのＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…に設けられたワークストッカ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…に対向してワークプッシャ４７ａ，４７ｂ，４７ｃ…が設けられている。
複数台のＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…によるコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システム５２は、直線機４０を休止させることがないように、１０台のＮＣ旋盤１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…１０ｊを直線機４０の排出方向に対して直列配置にしている。詳細には、ワーク搬送装置４６に向き合わせて、２列の直列式にして配置している。また、ワーク搬送装置４６が１本しか必要がないため、ワーク搬送装置４６のシンプル構成が実現できる点が、図８にない大きな特徴である。

図１０は、図３の（ａ）に示した平面図の変形例であり、図１１は図４に示した左側面図の変形例である。図１０、図１１に示すように、ここでは、ワークストッカ２５を廃止して、ワーク搬送手段４９により短尺材Ｗ_３をダイレクトにＮＣ旋盤１０に供給してもよい。ワーク搬送手段４９は、ワーク搬送装置４６と、ワークプッシャ４７と、第１傾斜板２３によって構成されている。図１０に示すように、第１傾斜板２３の形状を変形させて、一種のシュートのようにして、図１１に示すように、ワーク搬送装置４６に設けられたワークプッシャ４７により、第１傾斜板２３を転がって、先端部のストッパ部２３ａに待機するようにしてもよい。

なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。例えば、切断装置４１は直線機４０に設けたが、ＮＣ旋盤１０に他の手段による切断装置、例えば、のこ盤装置、または、メタルソー装置を設けてもよい。また、図８、図９において、直線機の能力を毎分６０本に上げ、ＮＣ旋盤１０の台数（２０÷１）を２０台に増やしてもよい。また、ＮＣ旋盤１０の代わりに、その他の工作機械、例えば、円筒研削盤であってもよい。さらに、コイル状ワークＷ_１は中実丸棒としたが、パイプ材であっても構わない。

本発明に係るＮＣ旋盤のバー材加工システムの基本形を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 直線機を示す正面図である。 ＮＣ旋盤とそのローダの構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図３（ｂ）の側面図である。 （ａ）は図４に示す第１立クロススライドの拡大図であり、ローダ装置の説明図、（ｂ）は第１ステーと第１傾斜板との関係を示す平面図である。 （ａ）は図３の（ｂ）に示す右側面図であり、第２立クロススライドの拡大図でアンローダ装置の説明図、（ｂ）は第２ステーと第２傾斜板との関係を示す平面図である。 コイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法を示すブロック図である。 本発明に係るコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システムおよびコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法を示し、直線機に対して複数のＮＣ旋盤を並列配置した平面図である。 本発明に係るコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工システムおよびコイル状ワークを使用したＮＣ旋盤加工方法を示し、直線機に対して複数のＮＣ旋盤を直列配置した平面図である。 図３の（ａ）に示した平面図の変形例である。 図４に示した左側面図の変形例である。 従来のバー材加工システムであるバーフィーダ装置とＮＣ旋盤の構成を示し、（ａ）はＮＣ旋盤を複数台配置した平面図、（ｂ）はその正面図である。

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ… ＮＣ旋盤
２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ… ワークストッカ
３０ コイルスタンド
４０ 直線機
４０ａ 回転体
４０ｂ 偏心ガイド
４０ｃ 送りロール
４０ｄ 偏心アジャストボルト
４１ 切断装置
４２，４３，４６ ワーク搬送装置
４４，４７，４８ ワークプッシャ
４５ センサ
４９ ワーク搬送手段
５０，５１，５２ バー材加工システム
Ｗ_１ コイル状ワーク
Ｗ_２ バー材
Ｗ_３ 短尺材
Ｗ 完成ワーク

Claims (4)

1. コイル状に巻き回されたコイル状ワーク（Ｗ_１）を回転自在に載置するコイルスタンド（３０）と、
   前記コイルスタンド（３０）から供給され、カールした前記コイル状ワーク（Ｗ_１）を直線状に形を整え、直線状のバー材（Ｗ_２）にする直線機（４０）と、
   前記直線機（４０）から供給され、そのバー材（Ｗ_２）を完成ワーク（Ｗ）長さ寸法に合わせた短尺材（Ｗ_３）に切断する切断装置（４１）と、
   前記短尺材（Ｗ_３）をＮＣ旋盤（１０）に搬送する搬送手段（４９）と、
   前記短尺材（Ｗ_３）を機内に取り込み、加工する前記ＮＣ旋盤（１０）と、
   を構えたことを特徴とするコイル状ワーク（Ｗ_１）を使用したＮＣ旋盤加工システム（５０）。
2. 前記直線機（４０）に対しては複数の前記ＮＣ旋盤（１０ａ，…）で対応し、その複数の前記ＮＣ旋盤（１０ａ，…）の配置は、前記直線機（４０）のバー材（Ｗ_２）排出側に、かつ、排出方向に対して並列配置としたことを特徴とする請求項１に記載のコイル状ワーク（Ｗ_１）を使用したＮＣ旋盤加工システム（５１）。
3. 前記直線機（４０）に対しては複数の前記ＮＣ旋盤（１０ａ，…）で対応し、その複数の前記ＮＣ旋盤（１０ａ，…）の配置は、前記直線機（４０）のバー材（Ｗ_２）排出側に、かつ、排出方向に対して直列配置としたことを特徴とする請求項１に記載のコイル状ワーク（Ｗ_１）を使用したＮＣ旋盤加工システム（５２）。
4. コイルスタンド（３０）に載置されたコイル状ワーク（Ｗ_１）を巻き戻す第１工程と、
   前記コイルスタンド（３０）から供給され、前記コイル状ワーク（Ｗ_１）を直線機（４０）により直線状に形を整え、直線状のバー材（Ｗ_２）にする第２工程と、
   前記直線機（４０）から供給され、直線状のバー材（Ｗ_２）を切断装置（４１）により、完成ワーク（Ｗ）長さ寸法に合わせた短尺材（Ｗ_３）に切断する第３工程と、
   前記切断装置（４１）より切断された前記短尺材（Ｗ_３）をワーク搬送手段（４９）によってＮＣ旋盤（１０）に搬送する第４工程と、
   ＮＣ旋盤（１０）がこの短尺材（Ｗ_３）を取り込み、加工する第５工程と、
   を含むことを特徴とするコイル状ワーク（Ｗ_１）を使用したＮＣ旋盤加工方法。

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