JP2578596Y2

JP2578596Y2 - 棒材加工装置

Info

Publication number: JP2578596Y2
Application number: JP1991085169U
Authority: JP
Inventors: 隆三伊藤; 憲治佐藤
Original assignee: 株式会社育良精機製作所
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1991-10-18
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2006-10-18
Also published as: JPH0537444U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は棒材加工装置に関するも
のであり、より詳細には、棒材を無駄なく加工できると
ともに、棒材の送り異常を簡単な構成で常に監視できる
棒材加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】予め設定されたプログラムに基づいて棒
材に切削加工を施すＮＣ旋盤などの棒材加工機が広く実
用に供されている。また、棒材加工機による切削加工に
追随して棒材を順次前進させ、これによって、比較的長
尺の棒材を棒材加工機に対し自動的に供給するように構
成された自動棒材供給機が知られている。このような棒
材加工機及び棒材供給機は一般に、互いに組み合わせら
れた状態で使用されており、全体として棒材加工装置を
構成する。

【０００３】かかる棒材加工装置では、棒材の末端まで
完全に切削加工し難く、棒材の加工終了時に或る長さの
残材が残される。かかる残材は、もはや棒材加工装置に
よる自動加工に供することができず、廃棄等により処分
されてしまう。このような廃棄材料を減少させるべく、
棒材の末端まで極力切削加工を施す努力が長く払われて
きた。

【０００４】かりに、同じ定尺長さの複数の棒材、すな
わち、加工前の棒材の長さである材長（全長）が同じで
ある複数の棒材が棒材加工装置に常に補給され、棒材供
給機は、これらの棒材の各々を順次自動的に棒材加工機
に供給するとすれば、棒材の全長に亘る効率的な加工を
行えるように棒材の各加工長さを予め適当に割り付ける
とともに、この割り付けに応じて棒材加工機の複数の製
品加工プログラムを予め組合わせ、これによって、略長
さ全体に亘って棒材に切削加工を施すことが理論的に可
能となる。しかし、実際には、定尺の棒材の全長にかな
りの製品誤差があることから、このような手法は、実用
的に採用し難い。しかも、実際に行われている製品加工
では、しばしば、異なる定尺の棒材が混在する所謂乱尺
材が棒材供給機に補給される。かかる乱尺材を加工する
際には、上記手法を全く採用できない。

【０００５】この種の棒材加工装置において、送り矢の
位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検
出された送り矢の位置に基づき、残材の材長に応じた加
工プログラムを選択するように構成されたものが提案さ
れている（実公平３─９９２１号公報）。この棒材加工
装置は、送り矢の前進を検出することにより棒材が所定
の長さまで短縮したことを検出すると、これ以降の加工
工程を実行するための加工プログラムを適宜選択し、こ
れにより、極力末端まで無駄なく棒材を加工しようとす
る。

【０００６】また、棒材加工装置では、棒材供給機は、
棒材加工機が要求する加工量に応じて棒材を所定の距離
だけ正確に前進させる必要がある。このような棒材の前
進は、例えば、棒材供給機が所定の推進力を棒材に常時
付与し、旋盤の棒材停止機構が棒材の前端部の前進を阻
止又は許可することによってなされる。しかるに、棒材
の加工送り中に棒材が所望の如く前進しない場合、棒材
加工機によって加工される製品に長さ不良が生じたり、
或いは、製品の加工自体が不能となる状態が生じる。こ
のような事態を回避するために、本出願人は、正常な加
工送りがなされたことを確認するための送り矢一定量移
動確認装置を備えた棒材供給機を提案している（特開昭
６２─１３０１０４号公報参照）。この移動確認装置
は、棒材を前進させるための送り矢の移動量を検出する
ロータリーエンコーダと、該ロータリーエンコーダの出
力（パルス信号）を計数するカウンタと、カウンタの計
数値と加工送りに要した時間とを対比するように構成さ
れた電気回路とを備えている。この移動確認装置は、故
障の原因となり易い接触型のセンサ、例えば、リミット
スイッチを使用しておらず、また、加工送り中の送り矢
の移動を常に監視できることから、従来の移動確認装置
に比べて優れている。

【０００７】

【考案が解決しよとうする課題】しかしながら、送り矢
の位置を検出する位置検出手段と、加工プログラムの選
択手段とを備えた前述の棒材加工装置では、棒材の送り
異常を簡単な構成で常に監視することはできない。ま
た、上記移動確認装置を備えた棒材加工装置では、上記
移動確認装置を構成する比較的複雑な電気回路を備えた
コントローラを備える必要があることから、棒材供給機
の価格、ひいては、棒材加工装置全体の価格を高める傾
向がある。また、かかる移動確認装置を備えた棒材供給
機では、上記停止機構の破損又は機能不良や、コレット
チャックの把持不良などによる加工送りの異常を監視す
ることができるものの、残材の長さを効率良く短縮する
ように加工工程を制御することはできない。

【０００８】本考案は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、棒材の残材長さを極
力短縮できるとともに、加工送り中の棒材の送り異常を
常に監視でき、しかも、これらを安価な構造で達成し得
る棒材加工装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本考案は、加工プログラムに従って棒材を切削加工
すると共に切断する棒材加工機と、該棒材を所定の加工
長さづつ前記棒材加工機に供給する棒材供給機とを有す
る棒材加工装置において、前記棒材供給機は、棒材を前
進させる棒材送り部材と、該棒材送り部材を駆動する駆
動装置と、加工前の棒材の材長及び加工中の棒材の残長
を検出すべく棒材供給機上の棒材送り部材の位置を検出
するために前記棒材送り部材の移動量を常時検出する移
動量検出装置とを有し、前記棒材加工機は、加工プログ
ラムに従って該棒材加工機の各駆動機構を制御する作動
制御部と、選択可能な複数の加工プログラムを記憶する
プログラム記憶部と、前記移動量検出装置の検出結果が
入力される加工プログラム選択制御部とを備えた制御装
置を有し、前記加工プログラムは、加工前の棒材の材長
が異なる棒材に加工を施すことができる複数の加工プロ
グラムを含み、前記加工プログラム選択制御部は、前記
移動量検出装置の検出結果に基づいて棒材の材長及び残
長を演算し、棒材の末端まで加工を施すべく、棒材の材
長及び残長に応じた適当な加工プログラムを選択し、前
記作動制御部は、選択された加工プログラムに基づい
て、棒材を加工すべく前記駆動機構を制御し、前記加工
プログラム制御部は更に、前記移動量検出装置の検出結
果に基づいて、前記棒材送り部材による加工送りの異常
を判定し、異常警報を発するように警報装置に指令する
ことを特徴とする棒材加工装置を提供する。

【００１０】上記構成の棒材加工装置によれば、棒材供
給機に設けられた移動量検出装置は、棒材送り部材の移
動量を常時検出し、この検出結果は、棒材加工機の制御
手段のプログラム選択制御部に入力される。プログラム
選択制御部は、この検出結果に基づき棒材の材長及び残
長を演算し、棒材の末端まで極力加工を施すことができ
る適当な加工プログラムを選択する。また、作動制御部
は、選択された加工プログラムに基づき、棒材加工機の
各駆動機構を制御する。従って、上記棒材加工装置で
は、棒材の材長及び残長を検出しつつ、効率良く棒材を
加工するように複数の加工プログラムを適宜組み合わせ
るので、棒材の初期の長さに関わりなく、棒材の略全長
に亘って加工を施すことができる。

【００１１】また、プログラム選択制御部には、移動量
検出装置の検出結果が常に入力され、棒材加工機の制御
装置は、棒材送り部材の移動量を常に監視し、送り矢の
加工送りの異常が生じたときに、制御装置自体に設けら
れた警報装置が警報を発するように指令するか、或い
は、他の監視装置に警報装置の作動を指令することがで
きる。かくして、上記棒材加工装置の使用者は、棒材の
送り異常を容易に知ることができる。

【００１２】本考案の好ましい実施態様においては、上
記棒材加工機の駆動装置は、電動モータを有し、上記移
動量検出装置は、電動モータの出力軸の回転量を検出す
るロータリーエンコーダを有し、該ロータリーエンコー
ダの出力は、前記制御装置の加工プログラム選択制御部
に直に入力される。この構成によれば、極めて簡単な構
成で、棒材の残長を監視することができる。

【００１３】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本考案に係る棒
材加工装置の好ましい実施例について、詳細に説明す
る。図１は、本考案の実施例に係る棒材加工装置の概略
平面図である。図１に示すように、棒材加工装置は、棒
材供給機１と、棒材加工機２とから構成される。

【００１４】棒材供給機１は、本体フレーム１１と、本
体フレーム１１の側部に配置された材料棚１２とを備え
ている。材料棚１２は、補給すべき所定の本数の棒材Ｗ
を支持することができる複数の棚部材１２ａを有する。
各棚部材１２ａは、棒材供給機１の長手方向に所定の間
隔を隔てて配置され、本体フレーム１１から側方に突出
している。材料棚１２上には、複数の棒材Ｗを側方向に
並べて載置することができるが、図１では、図を簡略化
するために、１本の棒材Ｗだけが材料棚１２上に置かれ
た状態が示されている。

【００１５】棒材供給機１は又、棒材Ｗを棒材加工機２
に対して供給するための送り矢１３を備えている。送り
矢１３は、本体フレーム１１に設けられたガイド１１ａ
によって、棒材Ｗの加工軸線Ｘ−Ｘ上に前後方向に往復
動可能に支持されている。送り矢１３の前端部には、棒
材Ｗの後端部を把持するためのフィンガーチャック１３
ａが回転自在に取付けられている。図１には、棒材Ｗが
フィンガーチャック１３ａに把持され、その前端部分
が、棒材加工機２の主軸２１に挿通された状態が示され
ている。

【００１６】送り矢１３を前進させるために、無端チェ
ーン１４が、送り矢１３の後端部１３ｂに係止される。
従動スプロケット１５及び駆動スプロケット１６が本体
フレーム１１の前端部及び後端部に夫々支持されてお
り、チェーン１４は、これらスプロケット１５、１６に
巻き掛けられる。従動スプロケット１５は、本体フレー
ム１１の前端部に回転自在に支持され、他方、駆動スプ
ロケット１６は、駆動モータ１７の出力軸に、図示しな
い電磁クラッチ等を介して連結されている。駆動モータ
１７は、駆動スプロケット１６を介して、チェーン１４
に駆動トルクを付与し、チェーン１４を走行させる。

【００１７】棒材加工機２は主軸移動型のＮＣ旋盤であ
り、加工軸線Ｘ─Ｘに沿って往復動可能な主軸２１を有
する。主軸２１は、棒材Ｗを把持するためのコレットチ
ャック２２を備え、コレットチャック２２に把持された
棒材Ｗに回転力を付与する。主軸２１の前方には、棒材
Ｗに切削加工を施すためのバイト２４が配置されてい
る。バイト２４は、図示しないツールホルダに支持さ
れ、ツールホルダの運動によって加工軸線Ｘ─Ｘと接近
又は離間するように移動される。図１には、バイト２４
が加工軸線Ｘ─Ｘから退避した状態が示されている。

【００１８】このような棒材加工装置では、棒材Ｗの加
工送りの際に、まず、ストッパ２７が棒材Ｗの前進を阻
止するように棒材Ｗの先端に当接され、主軸２１のコレ
ットチャック２２が開放される。次いで、主軸２１は後
退され、コレットチャック２２を閉じて、棒材Ｗを把持
する。ストッパ２７が退避位置に移動されると、主軸２
１は、所定量だけ前進させられる。棒材供給機１の電動
モータ１７は、送り矢１３が棒材Ｗを常時前方に押圧す
るように、チェーン１４に対して、常時、所定の前進ト
ルクを付与しているので、送り矢１３及び棒材Ｗは、主
軸２１の前進に伴って、円滑に前進する。かくして加工
送りが終了すると、棒材加工機２は、主軸２１によって
棒材Ｗを回転させつつ、バイト２４によって棒材Ｗに切
削加工を施す。

【００１９】かかる加工送り時に、ストッパ２７の破
損、或いは、棒材加工機２の作動不良などにより棒材加
工機２が所望の如く棒材Ｗの前進を制御できないとき、
棒材Ｗは、所定の前進量を越えて前進してしまう。この
ため、このような棒材Ｗの送り異常を監視するための装
置が必要とされる。また、このような加工送り及び切削
加工が棒材Ｗの末端付近までなされると、棒材Ｗに対す
る加工が終了し、フィンガーチャック１３ａの先端に把
持された残材は排出されるが、この残材の長さを極力短
縮することが望まれる。本実施例では、このような送り
異常を監視するとともに、棒材Ｗの末端に出来る限り切
削加工を施すために、棒材Ｗの前進量を常時検出するた
めのロータリーエンコーダ（以下、単にエンコーダと称
する）１８が設けられる。

【００２０】エンコーダ１８は、電動モータ１７の回転
軸の回転を検出するように配設され、エンコーダ１８の
出力Ｓａは、棒材加工機２のコントローラ２５に直に入
力される。コントローラ２５は、一般に、主軸２１及び
バイト２４の作動を制御するためのものであり、主軸２
１、バイト２４のツールホルダ及びストッパ２７の各駆
動機構に対して、所定の動作制御信号Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ
を夫々出力する作動制御部を備えている。コントローラ
２５は又、選択可能な複数の加工プログラムを記憶する
加工プログラム記憶部と、これらの加工プログラムをエ
ンコーダ１８の検出結果に基づいて選択する加工プログ
ラム選択制御部（以下単に、制御部と称する）とを備え
ている。

【００２１】図２及び図３は、コントローラ２５におい
て実行される加工制御の態様を示すフローチャートであ
る。このコントローラ２５の制御は、棒材供給機１の材
料棚１２から未加工の棒材Ｗ、即ち、新材が送り矢１３
の前方に投入されることにより開始する。コントローラ
２５の制御部は、出力Ｓａに基づいて、送り矢１３のフ
ィンガーチャック１３ａが棒材Ｗの後端部を把持した時
点の送り矢１３の位置、即ち、送り矢１３の初期位置Ｙ
０を検出する（Ｓ１）。制御部は更に、送り矢１３の初
期的な前進を検出し、送り矢１３が少なくとも３秒間静
止したとき、送り矢１３の位置Ｙ１を検出する（Ｓ２、
Ｓ３、Ｓ４）。位置Ｙ１では、送り矢１３は、図１に示
すように未加工の棒材Ｗの前端がストッパ２７に当接す
るまで棒材Ｗを前進させている。なお、送り矢１３が前
進せず、或いは、所定の初期的な前進量を越えて前進す
ると、コントローラ２５の警報装置に警報を発するよう
に指令する（Ｓ５、Ｓ６）。

【００２２】次いで、コントローラ２５の制御部は、エ
ンコーダ１８の出力Ｓａに基づいて決定される送り矢１
３の後端とストッパ２７の間の距離Ｌから、送り矢１３
の長さＡを減算し、これにより、棒材Ｗの長さＬＭを演
算する（Ｓ７）。もし、棒材Ｗの長さＬＭが、所望の加
工プログラムである第１加工プログラムにより加工可能
な長さＰ１よりも既に小さいならば、コントローラ２５
は、異常に短い長さの棒材Ｗが供給されたものとして、
警報を発する（Ｓ８、Ｓ９）。

【００２３】引き続いて、制御部は、所望の製品を加工
すべく第１加工プログラムを選択し（Ｓ１０）、コント
ローラ２５の作動制御部は、ストッパ２７を退避させ、
棒材Ｗを把持するようにコレットチャック２２を閉じ、
更に、主軸２１を前進させる。これに伴って、送り矢１
３及び棒材Ｗは、所定の送り量だけ前進される（Ｓ１
１）。送り矢１３が停止し、少なくとも３秒間静止する
と、制御部は、エンコーダ１８の出力Ｓａに基づいて、
送り矢１３の位置Ｙ２を検出する（Ｓ１２、Ｓ１３）。
次いで、制御部は、初期位置Ｙ１と、加工送り後の位置
Ｙ２との差、即ち、２つの位置の間の距離を演算する
（Ｓ１４）。演算の結果、所定の範囲内の長さＸが得ら
れない場合、加工送りの異常が生じたものとして、警報
が発せられる（Ｓ１５、１６）。制御部は更に、上記長
さＬＭから長さＸを減算し、これを棒材Ｗの加工残長Ｌ
Ｒとして記憶する（Ｓ１７）。

【００２４】引き続き、作動制御部は、第１加工プログ
ラムに基づいて、主軸２１及びバイト２４に所定の切削
加工動作を指令し（Ｓ１８）、一つの製品が加工され、
これが棒材Ｗの前端部分から突切りされると、加工残長
ＬＲと長さＰ１とを比較する。未加工の棒材Ｗの長さＬ
Ｍは、一般に、所望の製品を複数回に亘って加工するの
に十分なものであるので、制御部及び作動制御部は、通
常、ストッパ２７及び主軸２１による棒材Ｗの前進動作
（Ｓ１１、Ｓ１２）、送り矢１３の位置Ｙ２の検出（Ｓ
１３）、棒材の加工残長ＬＲの演算及び記憶（Ｓ１４〜
Ｓ１７）、及び長さｐ１の製品の加工（Ｓ１８）の各工
程を繰り返し実行する（Ｓ１９）。コントローラ２５が
かかる動作が繰り返すにつれて、棒材Ｗの加工材長ＬＲ
が徐々に短縮する。

【００２５】加工残長ＬＲが、もはや第１加工プログラ
ムでは加工できない長さに短縮すると、制御部は、第１
加工プログラムの材長Ｐ１よりも小さい材長Ｐ２の棒材
Ｗを加工できる第２プログラムを選択し（Ｓ２０、Ｓ２
１）、コントローラ２５は、第２加工プログラムに従っ
て棒材加工機２の各駆動機構を制御し、棒材加工機２
は、材長ｐ２の製品の加工を行う。もし、加工残長ＬＲ
が、材長Ｐ２よりも小さく、第３加工プログラムで加工
できる材長Ｐ３よりも大きいならば、制御部は、第３加
工プログラムを選択し（Ｓ２２、Ｓ２３）、棒材加工機
２は、第３加工プログラムに従って、棒材Ｗの加工を行
う。棒材Ｗが、第３加工プログラムによって加工できな
い長さに短縮したとき、制御部は、残材排出動作の実行
を作動制御部に指令し（Ｓ２４）、作動制御部は、所定
の排出動作を各駆動機構に指令する。かくして、一本の
棒材Ｗに対する加工が完了し、コントローラ２５は、上
記一連の制御を終了する。

【００２６】このように、棒材供給機１は、棒材Ｗの前
進量を常時検出するためのエンコーダ１８を備えてお
り、エンコーダ１８の出力Ｓａは、棒材加工機２のコン
トローラ２５に直に入力される。コントローラ２５は、
加工プログラムに従って棒材加工機２の各駆動機構の作
動を制御する作動制御部と、選択可能な複数の加工プロ
グラムを記憶する加工プログラム記憶部と、実行すべき
加工プログラムをエンコーダ１８の検出結果に基づいて
選択する制御部とを備えている。この制御部は、エンコ
ーダ１８の検出結果に基づいて、棒材Ｗの加工残長ＬＲ
を検出し、この加工残長ＬＲに基き、殊に加工の最終段
階において、可成り短い加工残長の棒材Ｗに対して末端
まで加工を施すことができる適当なプログラムを選択す
る。従って、かかる棒材供給機１及び棒材加工機２を備
えた棒材加工装置では、未加工時の棒材Ｗの材長に関わ
らず、棒材Ｗの略末端まで加工することができ、これに
よって、廃棄される残材の長さを確実に低減できる。

【００２７】また、コントローラ２５は、エンコーダ１
８により、送り矢１３の位置を常に検出できるので、棒
材加工装置は、加工送り中の棒材Ｗの送り異常を比較的
容易に検知し、これをコントローラ２５の警報により使
用者に知らせることができる。しかも、上記棒材加工装
置１では、棒材加工機２に設けられる一般に大容量のコ
ントローラ２５を利用して、棒材残長の検出及び送り異
常の検出を行っている。従って、この構成によれば、従
来の棒材加工機に設けられたコントローラを若干改造す
ることにより、棒材供給機１に残長検出及び異常検出用
のコントローラを格別に設けることなく、即ち、棒材加
工装置の製造コストを大きく高めることなく、棒材残長
の検出及び送り異常の監視を行うことが可能となるの
で、実用的に極めて有利である。

【００２８】以上、本考案の好ましい実施例について詳
細に説明したが、本考案は上記実施例に限定されること
なく実用新案登録請求の範囲に記載された考案の範囲内
で種々の変形又は変更が可能であり、それらも本考案の
範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。例
えば、上記棒材加工装置１のコントローラ２５は、３つ
の加工プログラムを適宜選択するように構成されている
が、より多数の加工プログラムを選択するようにコント
ローラ２５を構成しても良い。

【００２９】また、コントローラ２５は、コントローラ
２５以外の制御装置、例えば、遠隔監視盤などの警報装
置を作動させるように構成しても良い。

【００３０】本考案の上記構成によれば、棒材加工装置
は、棒材送り部材の移動量を常時検出する移動量検出装
置と、移動量検出装置の検出結果が入力される加工プロ
グラム選択制御部を備えた棒材加工機の制御装置とを備
えることにより、移動量検出装置の検出結果に基づいて
棒材の材長及び残長を演算し、棒材の末端まで加工を施
すべく、棒材の材長及び残長に応じた適当な加工プログ
ラムを適宜選択できるので、乱尺材などが棒材加工機に
補給され、棒材の初期的な材長を予測できないときに、
棒材加工装置は、棒材の略全長に亘る加工を行うことが
でき、これにより、残材の長さを確実に短縮できる。そ
して、加工プログラム選択制御部は、棒材送り部材の移
動量に基づいて、加工送り中の棒材の送り異常を常に監
視することができる。しかも、かかる制御を棒材加工機
の制御装置を利用して行うことができるので、棒材加工
装置全体の製造コストを高めることなく、上記制御を安
価に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る棒材加工装置の概略平面
図である。

【図２】棒材加工機のコントローラにおいて実行される
加工制御の態様を部分的に示すフローチャートである。

【図３】棒材加工機のコントローラにおいて実行される
加工制御の態様を部分的に示すフローチャートである。

【符号の説明】

１棒材供給機２棒材加工機１１本体フレーム１２材料棚１３送り矢１４無端チェーン１５従動スプロケット１６駆動スプロケット１７駆動モータ１８ロータリーエンコーダ２１主軸２２コレットチャック２３スピンドル２４バイト２５コントローラ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】加工プログラムに従って棒材を切削加工
すると共に切断する棒材加工機と、該棒材を所定の加工
長さづつ前記棒材加工機に供給する棒材供給機とを有す
る棒材加工装置において、前記棒材供給機は、棒材を前進させる棒材送り部材と、
該棒材送り部材を駆動する駆動装置と、加工前の棒材の
材長及び加工中の棒材の残長を検出すべく棒材供給機上
の棒材送り部材の位置を検出するために前記棒材送り部
材の移動量を常時検出する移動量検出装置とを有し、前
記棒材加工機は、加工プログラムに従って該棒材加工機
の各駆動機構を制御する作動制御部と、選択可能な複数
の加工プログラムを記憶するプログラム記憶部と、前記
移動量検出装置の検出結果が入力される加工プログラム
選択制御部とを備えた制御装置を有し、前記加工プログ
ラムは、加工前の棒材の材長が異なる棒材に加工を施す
ことができる複数の加工プログラムを含み、前記加工プログラム選択制御部は、前記移動量検出装置
の検出結果に基づいて棒材の材長及び残長を演算し、棒
材の末端まで加工を施すべく、棒材の材長及び残長に応
じた適当な加工プログラムを選択し、前記作動制御部
は、選択された加工プログラムに基づいて、棒材を加工
すべく前記駆動機構を制御し、前記加工プログラム制御部は更に、前記移動量検出装置
の検出結果に基づいて、前記棒材送り部材による加工送
りの異常を判定し、異常警報を発するように警報装置に
指令することを特徴とする棒材加工装置。