JP2774336B2 - 棒材加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、長尺の棒材を主軸部の方に送りつつ切削等
の加工を行う棒材加工装置に関する。

〔従来の技術〕

長尺の棒材に旋削等の加工を行う棒材加工装置は、棒
材の後端をフィンガーチャックで把持して該棒材を一方
向に送り棒材供給部と、前記棒材及びフィンガーチャッ
クの通りうる挿通穴を有する旋盤等の主軸部とを備え、
主軸部で棒材を押さえながらバイト等の刃物で加工を行
うようにしている。

第８図において、符号１は棒材供給部のフィードパイ
プを示し、その前端にはフィンガーチャック２が取り付
けられている。フィードパイプ１の後端は図示しない駆
動チェーンに連結されている。この駆動チェーンの駆動
により棒材３はフィンガーチャック２に把持された状態
で一方向に送られることとなる。

また、符号４は旋盤の主軸部を示し、その棒材３の挿
通穴５の後端には主軸チャック６が設けられている。こ
の挿通穴はフィンガーチャック２をその中に受け入れる
ことができるように棒材３の径よりも大径に形成されて
いる。

更に、符号７は棒材３の振れを防止する振止め部であ
り、該振止め部７は棒材３の軸方向に沿って複数基設置
されている。

このような棒材加工機により棒材３を加工するには、
フィンガーチャック２で棒材３の後端を把持し、駆動チ
ェーンの駆動により棒材３を主軸部４の方に一定長さず
つ供給する。主軸部４は棒材３の所定長さ分の供給を受
けると主軸チャック６で棒材３を固定し、棒材３をフィ
ンガーチャック２ごと回転させつつ、そのバイトなどの
刃物により棒材３の加工を行う。その際、棒材３の中間
部を振止め部７が支え、振れ回りを防止する。

第９図で示される他の従来例では、棒材３の後端は第
10図に示されるように段加工されて把持部８が設けら
れ、そこをフィンガーチャック９が把持するようになっ
ている。そして、主軸部４の挿通穴５の内周面には棒材
３の径よりやや大きい内径のブッシュ10が嵌挿されてい
る。このブッシュ10内には棒材３とほぼ同径のフィンガ
ーチャック９が挿入可能とされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第８図に示される棒材加工機の場合、
機材３をその全長に亘って主軸部４に送るには、挿通穴
５の径をフィンガーチャック２が通りうる程度の大きさ
に設定しておかねばらなない。

このため、主軸部４内で棒材３に振動が発生しやすく
なり、振動を防止するため回転数に上限を設けざるを得
ない。通常の場合、3000rpm以下である。

また、第９図に示される棒材加工機の場合、主軸部４
の挿通穴５の内径を棒材３の径＋0.3〜1mm程度にできる
ので、回転数を高くすることができる。しかし、前述の
ように棒材３の後端を段加工し把持部８を成形しなけれ
ばならないので、面倒であり、また材料の損失も増える
という欠点がある。

そこで、本発明は、主軸部の挿通穴の内径をできるだ
け棒材の径に近付けて棒材の振動を防止することがで
き、かつ段加工しない棒材を把持したフィンガーチャッ
クの主軸部内への侵入を許すことができる棒材加工機を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明は、棒材の後端を
フィンガーチャックで把持して該棒材を一方向に送る棒
材供給部と、前記フィンガーチャックが棒材と共に通り
うる挿通穴を有する旋盤等における主軸部とを備えた棒
材加工装置において、前記フィンガーチャックは、円周
方向に離間した複数本のフィンガー片を備え、前記主軸
部は、その前記挿通穴内に前記棒材をフィンガー片で把
持したフィンガーチャックが挿入されるときに該フィン
ガー片を受け入れる主軸部の軸方向に伸びる凹条と、該
フィンガー片間の空間内に係合する凸条とを前記挿通穴
内に備えた構成を採用している。

〔作用〕

フィンガーチャックが主軸部の挿通穴に挿入されると
き、そのフィンガー片が主軸部の挿通穴内の凹条内に入
り込む。また、フィンガー片間の空間内に凸条が係合す
る。このため、フィンガー片は棒材の後端を把持して凹
条に沿って主軸部内を移動可能となる。したがって、棒
材をその前端から後端まで主軸部内に供給することがで
きる。

また、主軸部の挿通穴内の凸条が棒材の周面に接近し
ている。このため、棒材に振動を生じ難く、主軸部を高
速回転させうる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る棒材加工装置の実施例を説明す
る。

第６図及び第７図で示されるように、棒材加工装置
は、棒材11の後端をフィンガーチャック12で把持して該
棒材11を一方向に送る棒材供給部13と、前記棒材11及び
フィンガーチャック12の通りうる挿通穴14を有する主軸
部15とを備えている。

棒材供給部13はフレーム16を有しており、このフレー
ム16の前方には操作パネル17が設けられ、この操作パネ
ル17の一部にキーボード18が設けられている。前記フレ
ーム16の下面にはコントロールボックス19が配置され、
このコントロールボックス19によって該棒材供給部13の
棒材送り状態がコントロールされるようになっている。

棒材供給部13は、その中に水平の保持された棒材11の
後端を保持するために前述のフィンガーチャック12を備
えている。

該フィンガーチャック12は、フィードパイプ20及びス
ライダ21を介して駆動チェーン22に連結されている。

該フィンガーチャック12は、第１図ないし第５図に示
されるように、フィードパイプ20の先端に連結されるべ
き基部23の先端から当該フィンガーチャック12の先方に
向かって突出する３本のフィンガー片24を備えている。

基部23は環状溝25等を利用することにより前記フィー
ドパイプ20に対し連結されるようになっており、フィー
ドパイプ20と共に棒材11の径と略等しいか又はそれより
もやや小径に作られている。

３本のフィンガー片24は、フィンガーチャック12の周
方向に120度間隔で離間して配置され、その束の形作る
空洞26の内径は棒材11の径よりもやや小さく設定されて
いる。

これにより、棒材11の後端は、第１図及び第２図に示
されるように、フィンガー片24の束により作られる空洞
26内に差し込まれ、フィンガー片24はそれらの弾性変形
により該棒材11の後端をしっかりと把持することとな
る。

なお、フィンガー片24の先端部24aは、後述の挿入穴1
4内への円滑な挿入操作ができるように、望ましくは先
端が略三角に尖った形に形成される。

前記フィンガーチャック12を動作させるための駆動チ
ェン22はその前方において駆動プーリ27aに巻回され、
その後部において従動プーリ27bによって巻回されてい
る。更に、駆動チェーン22は案内プーリ27c,27dによっ
てガイドされるようになっている。

前記従動プーリ27bはトップカットブレーキ28に連結
され、前記駆動プーリ27aは軸29を介してロータリーエ
ンコーダ30に連結され、この軸29上には中間プーリ31が
固着されている。

この中間プーリ31はチェーン32を介してその下方に設
けられた中間プーリ33に連結され、この中間プーリ33は
軸34を介してスリップクラッチ35の半片35aに連結さ
れ、この半片35aに対向する他の半片35bは軸36に固着さ
れ、この軸36の他端部に中間プーリ37が固着され、この
中間プーリ37はチェーン38を介して主駆動プーリ39に連
結されている。そしてこの主駆動プーリ39はギヤドモー
タをなす駆動モータ40に連結され、この駆動モータ40の
駆動力が前記スリップクラッチ35を介して駆動チェーン
22に伝達され、これにより棒材11が順次プログラムに従
って主軸部15内に送り込まれる。

なお、前記トップカットブレーキ28の近傍には、前記
フィードパイプ20のスタート位置を規制するための原位
置リミットスイッチ41が設けられている。また前記スリ
ップクラッチ35はパウダークラッチからなり、このパウ
ダークラッチは前記駆動モータ40の駆動力を前記駆動チ
ェーン22に伝達したり、その伝達を停止したり、更に駆
動モータ40のトルクが一定以上になった時に前記両半片
35a,35bをスリップさせて一定以上のトルクが駆動チェ
ーン22に伝達しないようになっている。

前記コントロールボックス19内には前記ロータリエン
コーダ30で発生するパルスを受けるための入力装置42
と、この入力装置42からのパルス信号を受けてこのパル
ス信号に基づいて前記スリップクラッチ35、前記駆動モ
ータ40及び前記後述の刃物等をコントロールするための
コントローラ43が設けられ、このコントローラ43からの
コントロール信号が出力装置44を介して刃物に伝達され
るとともにインバータ45を介して駆動モータ40に伝達さ
れる。このインバータ45は前記コントローラ43からの信
号によって棒材11の送り状態に合せて前記駆動モータ40
の回転速度を可変とするためのものである。前記コント
ローラ43にはキーボード18を介して旋盤への前記棒材11
の送り状態のプログラムが入力されるようになってい
る。

前記フレーム16内には、振止め部46が長尺の棒材11を
直線状に保持するように２基配設されている。各振止め
部46は、該棒材供給部13内に設置された棒材11の回りに
配置される４個のローラを枠部材で保持してなるもの
で、該枠部材は開閉可能になっている。

主軸部15は、この場合旋盤の主軸部である。この旋盤
は第６図に示されるように前記棒材供給部13に隣接して
設けられている。

この主軸部15は、その棒材11を通すべき挿通穴14の一
端に棒材11を把持するための主軸チャック47を備えてい
る。

また、第７図に示されるように、該主軸チャック47の
前方には加工されるべき棒材１の停止位置を規制するた
めのストッパ48及び棒材11を切削するためのバイト等の
刃物49が設けられている。

前記主軸部15の挿通穴14内には、第１図及び第３図に
示されるように、前記フィンガー片24で棒材11を把持し
たフィンガーチャックが該挿通穴14内に挿入されるとき
に該フィンガー片を受け入れる主軸部15の軸方向に伸び
る凹条50と、該フィンガー片24間の空間内に係合する凸
条51とが夫々３本ずつ設けられている。

具体的には、薄い円筒52内に凸条51が該円筒52の周方
向に120度間隔で、かつ該円筒52の母線に沿って固着さ
れ、該円筒52が主軸部15内の挿通穴14の内周面に嵌着さ
れることによって、凸条51と凹条50が設けられることと
なっている。また、３本の凸条51の頂部は円弧面であ
り、それら全体で形成される曲面は棒材11の径よりもや
や大きな径の円筒面の一部となっている。更に、３本の
凹条50の底部も円弧面であり、それら全体で形成される
曲面即ち前記円筒52の内周面は棒材11を把持したフィン
ガー片24の束の外径よりもやや大きな径の円筒面の一部
となっている。

次に、本発明の棒材加工装置の作用について説明す
る。

当初、前記フィードパイプ20はそのスライダ21が原位
置リミットスイッチ41に当接した状態まで後退してお
り、この状態で図示しない棚から長尺の棒材11がフィー
ドパイプ20のフィンガチャック12の前方に送り込まれ
る。この状態において前記駆動モータ40は回転を開始す
る。一方、クラッチ35は開いている。棒材11がフィード
パイプ20の前方に送り込まれるとコントローラ43からの
指令によってクラッチ35が接続されフィードパイプ20が
わずかに前進してそのフィンガー片24で棒材11の後端を
把持する。その後、前記フィードパイプ20は駆動チェー
ン22の駆動により所定長さだけ間欠的に前進し、棒材11
の先端をストッパ48に押し当てる。

次いで、主軸チャック47及び振止め部46のローラ群が
棒材11を拘束すると、主軸部15が起動し、棒材11を回転
させる。そして、刃物49が棒材11の先端部分を加工す
る。その際、棒材11は主軸部15の挿通穴14内において凸
条51により囲繞されることから、その高速回転によって
も振動をほとんど生じることがない。

このようにして棒材11の先端部分の加工が終了する
と、棒材11の主軸チャック15による拘束が解かれ、該棒
材11がストッパ48に当接するまで送り込まれ、再びチャ
ックングされた後切削加工等がなされる。

このような加工が繰り返され、棒材11が短くなると、
フィンガー片24は挿通穴14内の凹条50に入り込み、その
案内を受けつつ挿通穴14内を主軸チャック47の方に進行
し、棒材11をその末端まで主軸チャック47の方に送り込
む。

なお、フィンガー片24が挿通穴14内に入る際、フィン
ガー片24の先端部24aは尖っているので、円滑に凹条50
内に入り込むこととなる。

かくて、所定回数かつ所定の長さだけ間欠的に棒材11
は挿通穴14内に送り込まれ、棒材11のほぼ全長にわたっ
て所定の加工が終了すると前記フィードパイプ20はフィ
ンガーチャック12を伴って元の位置に高速で後退する。

なお、加工開始当初においては棒材11の先端をわずか
に切断するためのトップカットという工程が行なわれる
が、このトップカットの工程の際にはフィードパイプ20
の前進が前記トップカットブレーキ28の作用によって停
止される。

本発明において、フィンガー片24、凸条51及び凹条50
は３本ずつ設けたが、２本であってもよいし、４本以上
とすることもできる。

前記円筒52と凸条51は、当初より一体化成形したもの
であってもよい。或いは、円筒52を省略し、主軸部15の
挿通穴14内に直に凸条を形成するようにしてもよい。ま
た、凸条51は円筒52と共に挿通穴14内に固着してもよい
し、遊嵌してもよく、挿通穴14の全長に亘って形成して
もよいし、局部的に設けるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、以上のような構成を備えるので、主軸部の
挿通穴の内径をできるだけ棒材の径の近付けて棒材の振
動を防止することができる。従って、主軸部の回転数を
増加し、生産効率を向上させるという効果を奏する。ま
た、通常の棒材をつかんだフィンガーチャックの主軸部
内への侵入を許すので、棒材の後端部に段加工を行って
フィンガーチャックの小径化を行う必要がない。従っ
て、従来の面倒な段加工を省略することができ、かつ棒
材の浪費を防止できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の一実施例を示、第１図は
フィンガーチャック及び主軸部の近傍の部分切欠概略側
面図、第２図は第１図中II−II線断面図、第３図は第１
図中III−III線断面図、第４図はフィンガーチャックの
半断面図、第５図はフィンガーチャックの正面図、第６
図は棒材加工装置の全体の側面図、第７図は棒材加工装
置の全体の概略斜視図、第８図ないし第10図は従来例を
示し、第８図は第１図と同様な側面図、第９図は他の従
来例の側面図、第10図は段加工を行った棒材の後端部の
側面図である。 11……棒材、12……フィンガーチャック、13……棒材供
給部、14……挿通穴、15……主軸部、22……駆動チェー
ン、23……基部、24……フィンガー片、24a……先端
部、26……空洞、40……駆動モータ、47……主軸チャッ
ク、49……刃物、50……凹条、51……凸条。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】棒材の後端をフィンガーチャックで把持し
   て該棒材を一方向に送る棒材供給部と、前記フィンガー
   チャックが棒材と共に通りうる挿通穴を有する旋盤等に
   おける主軸部とを備えた棒材加工装置において、前記フ
   ィンガーチャックは、円周方向に離間した複数本のフィ
   ンガー片を備え、前記主軸部は、その前記挿通穴内に前
   記棒材をフィンガー片で把持したフィンガーチャックが
   挿入されるときに該フィンガー片を受け入れる主軸部の
   軸方向に伸びる凹条と、該フィンガー片間の空間内に係
   合する凸条とを前記挿通穴内に備えたことを特徴とする
   棒材加工装置。