JP3357088B2 - フィーダーバーの推進力制御方法 - Google Patents

フィーダーバーの推進力制御方法

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誠 石川
勇 鈴木
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株式会社曽根工具製作所
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、棒材供給
機に関し、特に、棒材供給機のフィーダーバーの推進力
制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】棒材加工装置において、自動旋盤等の棒
材加工機、例えば、NC旋盤、特に、主軸移動型NC旋
盤に使用される棒材供給機は、そのフィーダーバーによ
り加工すべき棒材を把持し、NC旋盤に搬送するように
なっている。搬送された棒材は、NC旋盤の主軸の内装
管に収容され、コレクトチャックによって把持される。
把持された棒材は、前方に配置された切削工具により回
転加工されることになるが、加工中、棒材は、NC旋盤
に予め設定された加工指令に従って前後に移動されるこ
とになる。
【0003】NC旋盤の主軸によって棒材が後退されて
いる状態、すなわち、棒材供給機のフィーダーバーが棒
材を介して強制的に後退されている状態であっても、従
来の棒材供給機においては、フィーダーバーを再度前進
させるときに備え、前進方向への高い推進力を常にフィ
ーダーバーに与え続けていた。というのは、棒材の後退
時にフィーダーバーの推進力をなくしてしまうと、主軸
の再度の前進にフィーダーバーの前進がついてゆけず、
フィダーバーから棒材が脱落してしまったり(棒材が暴
れ、事故の原因となる)、フィーダーバーが棒材を後か
ら突っ付いたりすることになるからである(NC旋盤内
における棒材位置が変化してしまい加工精度を落とす原
因となる)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィー
ダーバーに常に一定の高い推進力を与えるときには、棒
材の材質(比較的軟質なもの)や径(小径のもの)によ
っては、後退するNC旋盤の主軸と前進しようとするフ
ィーダーバーに挟まれて棒材が撓んでしまうことがあっ
た。
【0005】他方、NC旋盤の後退時にフィーダーバー
の推進力を零にすることはできないことは前述したが、
同様の理由により、フィーダーバーの駆動にDCサーボ
モータを使用し、これにパウダークラッチを組み合わ
せ、フィーダーバーをスリップ状態で待機させる方法を
用いることも適当でない。この方法においても、スリッ
プ状態からフィーダーバーを前進させるには時間を要
し、NC旋盤の前進に瞬時に対応することができないか
らである。
【0006】また、一部では、撓みやすいなどの棒材の
加工に当たっては、棒材供給機の制御電圧を全工程に亘
って下げて作業を行うことが試みられているが、このこ
とはNC旋盤の作業速度をも低下させることになり非効
率的である。そこで、本発明は、加工すべき棒材の種類
によって棒材供給機の制御電圧を下げることなくNC旋
盤の後退による棒材の側方変移等のたわみを回避し、且
つ、NC旋盤の再度の前進に瞬時に追随することができ
る、フィーダーバーの推進力制御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】本発明の上記の目的は、
電動モータを備えた駆動装置によって駆動される、棒材
供給機のフィーダーバーの推進力制御方法であって、棒
材加工機による棒材の前後進に応答して前後進させる際
のフィーダーバーの推進力制御方法において、フィーダ
ーバーの位置を検出し続け、検出されたフィーダーバー
の位置が棒材加工機側に変位したときには、フィーダー
バーを棒材加工機側に前進させるのに十分な所定の最大
トルクを出力するように電気モータに電気エネルギーを
供給し、検出されたフィーダーバーの位置が棒材供給機
側に変位したとき、或いは、いずれにも変位していない
ときには、前記最大トルクよりも小さく、且つ、フィー
ダーバーを棒材加工機側に前進させるのに最低限必要な
トルクよりも大きい所定の中間トルクを出力するように
電気モータに電気エネルギーを供給することを特徴とす
るフィーダーバーの推進力制御方法を提供することによ
って達成される。
【0008】また、検出されたフィーダーバーの位置が
いずれにも変位していないときにのみ、前記中間トルク
を出力するように電気モータに電気エネルギーを供給
し、検出されたフィーダーバーの位置が棒材供給機側に
変位したときには、前記中間トルクよりも小さなトルク
を出力するように電気モータに電気エネルギーを供給し
ても良い。
【0009】
【作用】本発明によれば、棒材供給機のフィーダーバー
が移動すると、その移動が検出される。フィーダーバー
が棒材加工機側に変位したときには、駆動モータに所定
の最大トルクを出力するように電気エネルギーが供給さ
れ、棒材供給機側に変位したとき、或いは、いずれにも
変位していないときには、駆動モータに所定の中間トル
クを出力するように電気エネルギーが供給される。
【0010】その結果、材料加工機により棒材が前進さ
れているときにはフィーダーバーに高い推進力が与えら
れ、棒材が停止、或いは、後進しているときにはフィー
ダーバーに弱い推進力が与えられることになる。
【0011】
【実施例】図1及び図2は、本発明によるフィーダーバ
ーの移動制御方法が適用される棒材加工装置1を示す概
略平面図及び概略側面図である。棒材供給機2がNC旋
盤20の供給側に、NC旋盤20の主軸21の軸線X−
Xに沿って整列している。主軸21は、加工すべき棒材
Wが挿通される内装管を備えた従来の形式のものであ
り、棒材Wを把持するコレクトチャック22を備えてい
る。コレクトチャック22の前方には、ツールホルダ
(図示せず)に支持された切削工具23と、棒材Wの前
部分が挿入されるガイドブッシュ(図示せず)が配置さ
れている。
【0012】棒材供給機2は、脚部3に支持されたフレ
ーム4と、フレーム4の側方に配設された材料棚5とを
有する。材料棚5には、NC旋盤20に供給すべき複数
の棒材Wが載置され、各棒材Wは、軸線X−Xに沿って
フレーム4のほぼ全長に亘って延びるガイドレール(図
示せず)に順次投入される。ガイドレールは、棒材Wを
受け入れるように形成されたガイド溝を有し、棒材Wを
主軸21に向けて案内する。
【0013】一次送り部材6が、ガイドレールの後端部
に配置され、ガイドレールに沿って移動することができ
る。また、フィーダーバー7が、ガイドレールと平行に
配置され、その先端に棒材Wの後端を把持するためのフ
ィンガーチャック8を有する。フレーム4の中間部付近
に棒材クランプ9が配置され、棒材クランプは互いに接
近し、離間することができるようになっている。
【0014】一次送り部材6及びフィーダーバー7を移
動させるための駆動チェーン10が、フレーム4の前端
部及び後端部に設置された遊動スプロケット11、12
に掛け回される。図2に示すように、駆動チェーン10
の下方走行帯は、一対の変向スプロケット13によって
下方にループされて駆動スプロケット14に掛け回され
る。駆動スプロケット14は、フレーム4に支持された
電動モータMの出力軸に固定されている。
【0015】遊動スプロケット11の或る時点からの回
転方向を検出するためのエンコーダ15が、図1に示す
ように、遊動スプロケット11に取付けられている。従
って、かかるエンコーダ15は、ひいては、駆動チェー
ン10を介してフィーダーバー7の位置変化(前後進)
を検出することができる。フレーム4にはエンコーダ1
5の近傍に、エンコーダ15からのフィーダーバー7の
位置信号が入力されるシーケンサー30(図7)と、シ
ーケンサーからの指令信号が入力されるモータ駆動用回
路40(図7)とを組み込んだ制御盤が取付けられ、モ
ータ駆動用回路は電動モータMに接続されている。
【0016】図3乃至図6は、棒材加工装置1、特に、
棒材供給機2の作動を段階的に示す概略平面図である。
図3に示すように、先ず、材料棚5(図に示さず)の棒
材Wを1本のみガイドレールのガイド溝に投入する。棒
材Wの後端は一次送り部材6の直前に、棒材Wの長さ方
向中央部分は棒材クランプ9間に位置する。次いで、電
動モータMを作動させて、駆動チェーン10に係止され
た一次送り部材6を位置Iまで前進させる。
【0017】次いで、図4に示すように、棒材Wの後端
部を棒材クランプ9によって把持する。このとき、一次
送り部材6を、例えば、後方に退避させ、これまで側方
に退避していたフィーダーバー7をガイドレールのガイ
ド溝内に位置決めし、フィーダーバーの後端部を駆動チ
ェーン10に係止する。更に、電動モータMを作動させ
てフィーダーバー7を前進させ、フィンガーチャック8
によって棒材Wの後端を把持する。その後、図5に示す
ように、棒材クランプ9を離間させて棒材Wを解放す
る。
【0018】次いで、電動モータMを作動させてフィー
ダーバー7を位置II(図6参照)まで前進させ、これ
によってNC旋盤20への予備的な棒材供給動作が終了
する。続いて、NC旋盤20が予めプログラムされた工
程に従って棒材Wを加工し始めることになるが、加工中
のNC旋盤の主軸21の前後移動に従って、電動モータ
Mからのフィーダーバー7への推進力を変化させる必要
がある。以下、フィーダーバー7への推進力の制御方法
を図8のフローチャートに基づいて説明する。
【0019】NC旋盤へ棒材が供給されると、NC旋盤
が棒材の切削加工を開始する。すると、遊動スプロケッ
ト11の回転方向、すなわち、フィーダーバー7の前後
進を、エンコーダ15が検出し(S1)、その出力結果
をシーケンサー30に入力する。次いで、シーケンサー
30は、エンコーダ15からの信号がフィーダーバー7
の前進を指示する信号であるときには、電動モータMを
所定の最大トルクで駆動すべき信号を、また、フィーダ
ーバー7の停止、又は、後進を指示する信号であるとき
には、電動モータMを所定の中間トルクで駆動すべき信
号をモータ駆動用回路40に夫々入力する(S2、S
3)。
【0020】ここに、中間トルトとは、フィーダーバー
7を前進させるのに最低限必要とされるトルクを多少越
える程度のトルクを意味する。このような中間トルクを
維持するのは、NC旋盤による棒材の再度の前進に瞬時
に追随することができるうよにするためである。尚、上
記実施例では、フィーダーバーが前進した場合以外には
全て中間トルクを与えるように制御していたが、フィー
ダーバーが停止しているときにのみ前述の中間トルクを
与え、フィーダーバーが後進されたときには前記中間ト
ルクよりも小さなトルクを与える(トルクを与えない場
合を含む)ことによって、より小さな所謂バック押圧力
でNC旋盤が棒材Wを介してフィーダーバーを押し戻せ
るようにしても良い。
【0021】そして、モータ駆動用回路40が、シーケ
ンサー30からの信号を増幅し、電動モータMに出力し
て電動モータMが回転する。本発明は、上記実施例に限
られるものでなく、特許請求の範囲に記載された技術的
事項の範囲内であれば種々の変更が可能である。例え
ば、フィーダーバー7の移動を検出するためのエンコー
ダは、電動モータMに取付けても良い。
【0022】
【発明の効果】本発明によるフィーダーバーの推進力制
御方法は、フィーダーバーに常に高い推進力を提供する
ものではないので、棒材の材質、径にかかわらず棒材の
撓み等の心配なく使用することができる。また、NC旋
盤の主軸が後進するときにフィーダーバーを押し戻すた
めのバック押圧力が従来のものに比べて少なくて済むた
め、フィーダーバーの推進力に抗してNC旋盤の主軸を
駆動させなければならない駆動装置の各部品及びNC旋
盤に抗してフィーダーバーを駆動しようとする棒材供給
機の駆動装置の各部品への負担が軽減され、これらの部
品の寿命を延ばすことができる。
【0023】更に、NC旋盤の再度の前進に瞬時に追随
することができる中間トルクをフィーダーバーに確保し
ているので、棒材の脱落などを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるフィーダーバーの推進力制御方法
が適用される棒材加工装置を示す概略平面図である。
【図2】図1に示す棒材加工装置の概略側面図である。
【図3】図1及び図2に示す棒材加工装置の作動を示す
概略平面図である。
【図4】図1及び図2に示す棒材加工装置の作動を示す
概略平面図である。
【図5】図1及び図2に示す棒材加工装置の作動を示す
概略平面図である。
【図6】図1及び図2に示す棒材加工装置の作動を示す
概略平面図である。
【図7】フィーダーバーの推進力を制御するための構成
を示すブロック図である。
【図8】フィーダーバーの推進力の制御動作を示すフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
1 棒材加工装置 2 棒材供給機 3 脚部 4 フレーム 5 材料棚 6 一次送り部材 7 フィーダーバー 8 フィンガーチャック 9 棒材クランプ 10 駆動チェーン 11、12 遊動スプロケット 13 変向スプロケット 14 駆動スプロケット 15 エンコーダ M 電動モータ 20 NC旋盤 21 主軸 22 コレクトチャック 23 切削工具 30 シーケンサー 40 モータ駆動用回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−80872(JP,A) 特開 平3−161203(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23B 13/00 - 13/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動モータを備えた駆動装置によって駆
    動される、棒材供給機のフィーダーバーの推進力制御方
    法であって、棒材加工中コレットチャックが閉鎖された
    ままである主軸移動型棒材加工機による棒材の前後進に
    応答して前後進させる際のフィーダーバーの推進力制御
    方法において、 前記フィーダーバーの位置を検出し続け、 検出された前記フィーダーバーの位置が棒材加工機側に
    変位したときには、前記フィーダーバーを棒材加工機側
    に前進させるのに十分な所定の最大トルクを出力するよ
    うに前記電気モータに電気エネルギーを供給し、 検出された前記フィーダーバーの位置が棒材供給機側に
    変位したとき、或いは、いずれにも変位していないとき
    には、前記最大トルクよりも小さく、且つ、前記フィー
    ダーバーを棒材加工機側に前進させるのに最低限必要な
    トルクよりも大きい所定の中間トルクを出力するように
    前記電気モータに電気エネルギーを供給することを特徴
    とするフィーダーバーの推進力制御方法。
  2. 【請求項2】 電動モータを備えた駆動装置によって駆
    動される、棒材供給機のフィーダーバーの推進力制御方
    法であって、棒材加工中コレットチャックが閉鎖された
    ままである主軸移動型棒材加工機による棒材の前後進に
    応答して前後進させる際のフィーダーバーの推進力制御
    方法において、 前記フィーダーバーの位置を検出し続け、 検出された前記フィーダーバーの位置が棒材加工機側に
    変位したときには、前記フィーダーバーを棒材加工機側
    に前進させるのに十分な所定の最大トルクを出力するよ
    うに前記電気モータに電気エネルギーを供給し、 検出された前記フィーダーバーの位置が変位していない
    ときには、前記最大トルクよりも小さく、且つ、前記フ
    ィーダーバーを棒材加工機側に前進させるのに最低限必
    要なトルクよりも大きい所定の中間トルクを出力するよ
    うに前記電気モータに電気エネルギーを供給し、 検出された前記フィーダーバーの位置が棒材供給機側に
    変位したときには、前記中間トルクよりも小さなトルク
    を出力するように前記電気モータに電気エネルギーを供
    給することを特徴とする、 フィーダーバーの推進力制御方法。
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