JP3364427B2 - Ｎｃ自動旋盤のガイドブッシュ調整装置とｎｃ自動旋盤のガイドブッシュ調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転式ガイドブッ
シュ機構を備えたＮＣ自動旋盤のガイドブッシュ調整装
置とＮＣ自動旋盤のガイドブッシュ調整方法とに係り、
特に、簡単な構成で迅速に且つ高い精度でガイドブッシ
ュと棒材との隙間調整作業を行うことができるように工
夫したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】主軸移動型のＮＣ自動旋盤において、棒
材とガイドブッシュとの間の隙間の適正な調整は加工精
度を維持する上で重要な作業工程である。一方、近年、
自動旋盤に対する加工時間の短縮に対する要求は極めて
強いものがあり、切削工具、切削液等の周辺技術の進歩
に伴い主軸回転の高速化が進んでいる。ガイドブッシュ
においても、主軸の高速化や重切削に伴うワークとガイ
ドブッシュの焼き付け防止に対応するため、従来の固定
式ガイドブッシュに対して回転式ガイドブッシュが主流
となっている。

【０００３】この種の回転式ガイドブッシュにおいて、
棒材とガイドブッシュとの間の隙間の調整は概略次のよ
うにして行われていた。まず、ガイドブッシュに棒材を
挿入し、調整ナットを締めながら、棒材を軸方向又は回
転方向に摺動させる。そして、棒材とガイドブッシュと
の抵抗を感覚的に確認しながら、棒材とガイドブッシュ
との隙間が適正か否かを判別するものである。しかしな
がら、このような調整方法の場合には、作業員の感覚に
バラツキがあるため、結局、調整された隙間にもバラツ
キが発生してしまうという問題があった。

【０００４】そこで、例えば、特開平７−３２８８０４
号公報に示すようなものが提案されている。この特開平
７−３２８８０４号公報に示されている調整装置は概略
次のようなものである。まず、ガイドブッシュに棒材を
挿入し、ガイドブッシュの内径を調整する調整ナットに
主軸キャップに設けられたねじ回し手段を係合させる。
そして、主軸を駆動する主軸モータを回転させて、所定
のトルクに達した時に回転を停止し、それによって、ガ
イドブッシュと棒材との隙間を調整するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。すなわち、特開平７−３２
８８０４号公報に開示されている構成においては、主軸
とガイドブッシュを同期回転させるために機械的に連結
されており、よって、主軸の回転を利用して調整ナット
を回転させるためには、主軸と調整ナットを係合する連
結手段（上記ねじ回し手段）と、主軸の回転がガイドブ
ッシュに伝達されないようにするブレーキクラッチ手段
が必要となり、構造が複雑化且つ大型化してしまうとい
う問題があった。又、連続部品加工時の棒材交換等の再
調整において、主軸と調整ナットとを上記連結手段を介
して連結するのに長時間を要してしまい、それによっ
て、生産効率が低下してしまうという問題があった。

【０００６】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、簡単な構成で且つ簡単
な作業によって、ガイドブッシュと棒材との間の隙間を
高い精度で調整することができるＮＣ自動旋盤のガイド
ブッシュ調整装置とＮＣ自動旋盤のガイドブッシュ調整
方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するべく
本願発明の請求項１によるＮＣ自動旋盤のガイドブッシ
ュ調整装置は、棒材を把持する主軸と、上記主軸を回転
させる主軸モータと、上記主軸に把持された棒材の先端
部を支持し、上記主軸モータ又は主軸モータとは別に配
置されたガイドブッシュモータにより、上記主軸と同期
して回転されるガイドブッシュと、軸方向への移動を規
制された状態で上記ガイドブッシュに螺合され回転する
ことによりガイドブッシュを移動させて拡径・縮径させ
る調整部材と、を具備したＮＣ自動旋盤にあって、 上
記ガイドブッシュと棒材との隙間を調整するＮＣ自動旋
盤のガイドブッシュ調整装置において、上記調整部材の
回転を選択的に禁止する調整部材回転禁止手段と、上記
調整部材回転禁止手段によって調整部材の回転を禁止し
た状態で上記主軸モータ又はガイドブッシュモータによ
ってガイドブッシュを回転させる際、上記主軸モータ又
はガイドブッシュモータのトルクを検出するトルク検出
手段と、上記トルク検出手段による検出情報に基づいて
上記主軸モータ又はガイドブッシュモータを回転角度制
御して、ガイドブッシュと棒材との隙間を設定する制御
手段と、を具備し、上記制御手段は、まず、ガイドブッ
シュを一方向に回転させることにより棒材を締め付けて
回転を停止させてそこを原点とし、次いで、ガイドブッ
シュを所定量だけ他方向に回転させて棒材との間に十分
に隙間を形成し、次いで、棒材の材質，直径に基づいて
設定された所定量だけガイドブッシュを一方向に回転さ
せて隙間を設定するように制御するものであることを特
徴とするものである。又、請求項２によるＮＣ自動旋盤
のガイドブッシュ調整装置は、棒材を把持する主軸と、
上記主軸を回転させる主軸モータと、上記主軸に把持さ
れた棒材の先端部を支持し、上記主軸モータ又は主軸モ
ータとは別に配置されたガイドブッシュモータにより、
上記主軸と同期して回転されるガイドブッシュと、上記
ガイドブッシュに螺合され回転することによりガイドブ
ッシュを移動させて拡径・縮径させる調整部材と、を具
備したＮＣ自動旋盤にあって、上記ガイドブッシュと棒
材との隙間を調整するＮＣ自動旋盤のガイドブッシュ調
整装置において、上記調整部材の回転を選択的に禁止す
る調整部材回転禁止手段と、上記調整部材回転禁止手段
によって調整部材の回転を禁止した状態で上記主軸モー
タ又はガイドブッシュモータによってガイドブッシュを
回転させる際、上記主軸モータ又はガイドブッシュモー
タのトルクを検出するトルク検出手段と、上記調整部材
回転禁止手段を制御して上記調整部材の回転を禁止し、
その状態で上記主軸モータ又はガイドブッシュモータに
よってガイドブッシュを回転させ、上記トルク検出手段
による検出情報に基づいて上記主軸モータ又はガイドブ
ッシュモータを回転角度制御して、ガイドブッシュと棒
材との隙間を設定し、その際、まず、ガイドブッシュを
一方向に回転させることにより棒材を締め付けて回転を
停止させてそこを原点とし、次いで、ガイドブッシュを
所定量だけ他方向に回転させて棒材との間に十分に隙間
を形成し、次いで、棒材の材質，直径に基づいて設定さ
れた所定量だけガイドブッシュを一方向に回転させて隙
間を設定するように制御する制御手段と、を具備したこ
とを特徴とするものである。又、請求項３によるＮＣ自
動旋盤のガイドブッシュ調整装置は、棒材を把持する主
軸と、上記主軸を回転させる主軸モータと、上記主軸に
把持された棒材の先端部を支持し、上記主軸モータによ
り上記主軸と同期して回転されるガイドブッシュと、上
記ガイドブッシュに螺合され回転することによりガイド
ブッシュを移動させて拡径・縮径させる調整部材と、を
具備したＮＣ自動旋盤にあって、上記ガイドブッシュと
棒材との隙間を調整するＮＣ自動旋盤のガイドブッシュ
調整装置において、上記調整部材の回転を選択的に禁止
する調整部材回転禁止手段と、上記調整部材回転禁止手
段によって調整部材の回転を禁止した状態で上記主軸モ
ータによってガイドブッシュを回転させる際、上記主軸
モータのトルクを検出するトルク検出手段と、上記トル
ク検出手段による検出情報に基づいて上記主軸モータを
回転角度制御して、ガイドブッシュと棒材との隙間を設
定し、その際、まず、ガイドブッシュを一方向に回転さ
せることにより棒材を締め付けて回転を停止させてそこ
を原点とし、次いで、ガイドブッシュを所定量だけ他方
向に回転させて棒材との間に十分に隙間を形成し、次い
で、棒材の材質，直径に基づいて設定された所定量だけ
ガイドブッシュを一方向に回転させて隙間を設定するよ
うに制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする
ものである。又、請求項４によるＮＣ自動旋盤のガイド
ブッシュ調整方法は、棒材を把持する 主軸と、上記主軸
を回転させる主軸モータと、上記主軸に把持された棒材
の先端部を支持し、上記主軸モータ又は主軸モータとは
別に配置されたガイドブッシュモータにより、上記主軸
と同期して回転されるガイドブッシュと、軸方向への移
動を規制された状態で上記ガイドブッシュに螺合され回
転することによりガイドブッシュを移動させて拡径・縮
径させる調整部材と、を具備したNC自動旋盤にあって、
上記ガイドブッシュと棒材との隙間を調整するＮＣ自動
旋盤のガイドブッシュ調整方法において、上記調整部材
の回転を禁止し、上記主軸モータ又はガイドブッシュモ
ータによってガイドブッシュを回転させ、そのときの主
軸モータ又はガイドブッシュモータのトルクを検出し、
上記検出情報に基づいて上記主軸モータ又はガイドブッ
シュモータを回転角度制御してガイドブッシュと棒材と
の隙間を設定するようにし、その際、まず、ガイドブッ
シュを一方向に回転させることにより棒材を締め付けて
回転を停止させてそこを原点とし、次いで、ガイドブッ
シュを所定量だけ他方向に回転させて棒材との間に十分
に隙間を形成し、次いで、棒材の材質，直径に基づいて
設定された所定量だけガイドブッシュを一方向に回転さ
せて隙間を設定するようにしたことを特徴とするもので
ある。又、請求項５によるＮＣ自動旋盤のガイドブッシ
ュ調整方法は、棒材を把持する主軸と、上記主軸を回転
させる主軸モータと、上記主軸に把持された棒材の先端
部を支持し、上記主軸モータにより上記主軸と同期して
回転されるガイドブッシュと、軸方向への移動を規制さ
れた状態で上記ガイドブッシュに螺合され回転すること
によりガイドブッシュを移動させて拡径・縮径させる調
整部材と、を具備したNC自動旋盤にあって、上記ガイド
ブッシュと棒材との隙間を調整するＮＣ自動旋盤のガイ
ドブッシュ調整方法において、上記調整部材の回転を禁
止し、上記主軸モータによってガイドブッシュを回転さ
せ、そのときの主軸モータのトルクを検出し、上記検出
情報に基づいて上記主軸モータを回転角度制御してガイ
ドブッシュと棒材との隙間を設定するようにし、その
際、まず、ガイドブッシュを一方向に回転させることに
より棒材を締め付けて回転を停止させてそこを原点と
し、次いで、ガイドブッシュを所定量だけ他方向に回転
させて棒材との間に十分に隙間を形成し、次いで、棒材
の材質，直径に基づいて設定された所定量だけガイドブ
ッシュを一方向に回転させて隙間を設定するようにした
ことを特徴とする ものである。

【０００８】すなわち、本発明によるＮＣ自動旋盤のガ
イドブッシュ調整装置の場合には、まず、調整部材回転
禁止手段によって軸方向への移動を規制された状態の調
整部材の回転を禁止した状態で、主軸モータ又はガイド
ブッシュモータによってガイドブッシュを回転させる。
その際、トルク検出手段によって主軸モータ又はガイド
ブッシュモータのトルクを検出し、その検出情報に基づ
いて、制御手段によって主軸モータ又はガイドブッシュ
モータを回転角度制御して、ガイドブッシュと棒材との
隙間を設定するようにしたものである。又、その際、制
御手段は、まず、ガイドブッシュを一方向に回転させる
ことにより棒材を締め付けて回転を停止させてそこを原
点とし、次いで、ガイドブッシュを所定量だけ他方向に
回転させて棒材との間に十分に隙間を形成し、次いで、
棒材の材質，直径に基づいて設定された所定量だけガイ
ドブッシュを一方向に回転させて隙間を設定するように
制御するものである。つまり、従来はガイドブッシュを
拡径・縮径させる調整ナットを回転させることにより、
隙間を調整するようにしていたために、主軸側の回転を
調整ナットに伝達するための連結手段やガイドブッシュ
が回転しないようにするためのブレーキ・クラッチ手段
を必要としてしまい、それが構成の複雑化・大型化の大
きな要因になっていた。これに対して、本願発明の場合
には、調整部材の回転を禁止する調整部材回転禁止手段
さえ設ければ、それ以外の構成は不要であり、その分構
成が簡単になると共に、簡単な作業で高い精度の隙間設
定が可能となるものである。又、請求項２は調整部材回
転禁止手段による禁止動作以降全てを制御手段によって
自動で行うことをクレームしたものである。又、請求項
３は動力源を主軸モータに限定した内容をクレームした
ものである。又、請求項４と請求項５は上記構成の方法
クレームとして規定したものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図３を参照して本
発明の第１の実施の形態を説明する。まず、図１を参照
して、ＮＣ自動旋盤の全体の構成を説明する。まず、ベ
ッド１があり、このベッド１上には主軸台３が配置され
ている。この主軸台３は、図示しないボールネジ・ボー
ルナット機構によって、軸心方向（図中矢印Ｚで示す方
向）に移動可能に構成されている。上記主軸台３には主
軸５が取り付けられていて、この主軸５は軸受部材７を
介して主軸台３側に回転可能に取り付けられている。す
なわち、主軸５にはプーリ９が固着されていて、一方、
図示しない主軸モータの回転軸にもプーリが固着されて
いる。上記プーリ９と図示しないプーリにはベルト１１
が巻回されている。よって、主軸モータを回転すること
により、主軸５を回転させることができる構成になって
いる。

【００１０】上記主軸５の内周側にはコレットチャック
スリーブ１３が配置されていて、このコレットチャック
スリーブ１３の図１中左側には押しスリーブ１５、１７
が配置されている。そして、図示しない押圧機構によっ
て、上記押しスリーブ１５、１７を介して、コレットチ
ャックスリーブ１３を、図１中左右方向に適宜移動させ
る構成になっている。

【００１１】又、上記コレットチャックスリーブ１３の
内周側には、コレットチャック１９が収容・配置されて
いる。このコレットチャック１９の後端と上記コレット
チャックスリーブ１３の段付部との間にはコイルスプリ
ング２１が張設されていて、コレットチャック１９を図
１中右方向に常時付勢する構成になっている。又、上記
主軸５の図１中右側端には主軸キャップ２３が螺合・固
定されている。上記コレットチャック１９の先端（図１
中右端）は、例えば、三割状になっていると共に、上記
主軸キャップ２３に当接した状態になっている。

【００１２】そして、押圧機構によって、押しスリーブ
１５、１７を介して、コイルスプリング２１の付勢力に
抗して、コレットチャックスリーブ１３を、図１中右方
向に適宜移動させることにより、コレットチャックスリ
ーブ１３のテーパ面１３ａと、コレットチャック１９の
テーパ面１９ａとの相互作用によって、コレットチャッ
ク１９の先端部を縮径させ、それによって、棒材２５を
把持するものである。逆に、押圧機構による押しスリー
ブ１５、１７を介してのコレットチャックスリーブ１３
の図１中右方向への移動を解除すると、コイルスプリン
グ２１の付勢力によってコレットチャックスリーブ１３
が図１中左方向に移動し、コレットチャック１９の先端
部が自身のバネ力によって拡径することになり、それに
よって、棒材２５の把持が解除されるものである。

【００１３】尚、主軸５とプーリ９とは、キー２７を介
して回転方向に連結されている。又、主軸５とコレット
チャックスリーブ１３とは、主軸５に圧入されたピン２
９とコレットチャックスリーブ１３に形成された溝３０
を介して、回転方向に連結されていると共に、溝３０の
軸方向長さの範囲内で、コレットチャックスリーブ１３
の軸方向への移動が許容されている。又、図１中符号３
２、３４で示すのは、軸受部材７等を固定するために使
用されている固定用の部材である。

【００１４】一方、主軸５の前方（図１中右側）にはガ
イドブッシュ３１が配置されている。以下、このガイド
ブッシュ３１の取付構造について説明する。主軸５に把
持された棒材２５の先端部は、このガイドブッシュ３１
によって支持されることになる。上記ガイドブッシュ３
１近傍の構成であるが、まず、ベッド１にはガイドブッ
シュフレーム３５が取り付けられていて、このガイドブ
ッシュフレーム３５にはガイドブッシュホルダ３７が取
り付けられている。このガイドブッシュホルダ３７の内
側には、複数個の軸受部材３９を介して、ガイドブッシ
ュスリーブ４１が回転可能に配置されている。上記ガイ
ドブッシュ３１は、このガイドブッシュスリーブ４１の
内側に、ガイドブッシュスリーブ４１と一体的に回転す
るように収容・配置されている。

【００１５】上記ガイドブッシュスリーブ４１の後方
（図１中左側）には、ギヤ４３が固着されており、又、
別途配置されたギヤ４７に噛合している。又、上記ガイ
ドブッシュ３１の後部（図１中左側）には調整ナット４
９が螺合・接合されていて、この調整ナット４９を適宜
の方向に適当量回転させることにより、ガイドブッシュ
３１と棒材２５との間の隙間を調整できるようになって
いる。すなわち、調整ナット４９を正回転させることに
より、ガイドブッシュ３１を図１中左側に移動させ、ガ
イドブッシュ３１のテーパ面３１ａとガイドブッシュス
リーブ４１のテーパ面４１ａとの相互作用によって、ガ
イドブッシュ３１を縮径させる。それによって、ガイド
ブッシュ３１と棒材２５との間の隙間が小さくなる。逆
に、調整ナット４９を逆回転させることにより、ガイド
ブッシュ３１を図１中右側に移動させることにより、ガ
イドブッシュ３１のテーパ面３１ａと、ガイドブッシュ
スリーブ４１のテーパ面４１ａとの相互作用によって、
ガイドブッシュ３１が自身のバネ力によって拡開される
ことになり、それによって、ガイドブッシュ３１と棒材
２５との間の隙間が大きくなる。

【００１６】上記調整ナット４９にはＶ溝４９ａが形成
されており、一方、クランプシリンダ機構５１が設置さ
れていて、このクランプシリンダ機構５１の図示しない
ピストンロッドにはクランプピン５３が取り付けられて
いる。そして、クランプシリンダ機構５１を適宜駆動し
てクランプピン５３を突出させて上記Ｖ溝４９ａに押し
付けることにより、調整ナット４９をクランプするもの
である。尚、図２中符号４０、４２は、軸受部材３９等
を固定するために使用されている固定用の部材である。

【００１７】次に、上記ガイドブッシュ３１を主軸５と
同期して回転させるための構成であるが、上記ギヤ４７
はボールスプライン軸６１に固着されていて、このボー
ルスプライン軸６１の一端（図１中右側端）は軸受部材
６３を介して、ガイドブッシュフレーム３５に回転可能
に支持されている。上記ボールスプライン軸６１の他端
（図１中左側端）にはスプラインナット６５が取り付け
られていて、このスプラインナット６５にはギヤ６７が
固着されている。このギヤ６７は軸受部材６９を介して
主軸台３側に回転可能に支持されている。一方、主軸５
側にもギヤ７１が固着されていて、このギヤ７１が上記
ギヤ６７に噛合する関係にある。よって、主軸５が回転
することにより、ギヤ７１、６７、スプラインナット６
５、ボールスプライン軸６１、ギヤ４７、ギヤ４３を介
して、ガイドブッシュ３１が同期して回転することにな
る。

【００１８】又、図２中符号４４、４６で示す部材は、
軸受部材６３等を固定するために使用されている固定用
の部材である。

【００１９】又、ガイドブッシュ３１の近傍には刃物台
８１が配置されていて、この刃物台８１には工具８３が
取り付けられている。上記刃物台８１は図示しないボー
ルネジ・ボールナット機構によって、Ｚ軸方向に直交す
るＸ軸方向に移動可能に構成されている。尚、図２は図
１の一部を拡大して示す断面図であり、上記クランプピ
ン５３がＶ溝４９ａより離間した状態を実線で示し、ク
ランプピン５３がＶ溝４９ａに押し付けられている状態
を仮想線で示している。又、ガイドブッシュスリーブ４
１とギヤ４３とは、キー８５を介して回転方向に連結さ
れている。又、ガイドブッシュスリーブ４１とガイドブ
ッシュ３１とは、ガイドブッシュスリーブ４１に圧入さ
れたピン８７が、ガイドブッシュ３１に形成された溝８
９に係合することにより回転方向に連結されていると共
に、溝８９の軸方向長さの範囲で軸方向に移動可能な構
成になっている。

【００２０】以上の構成を基にその作用（ガイドブッシ
ュ３１と棒材２５との間の隙間の調整）を、図３のフロ
ーチャートを参照しながら説明する。まず、主軸５に把
持された棒材２５をガイドブッシュ３１内に十分な隙間
を存した状態で挿入する。そして、その状態で調整マク
ロプログラムをスタートさせる。次に、クランプシリン
ダ機構５１が駆動して、クランプピン５３を突出させて
調整ナット４９のＶ溝４９ａに押し付ける。これによっ
て、調整ナット４９をクランプする（ステップＳ１）。
次に、主軸モータが起動して、ガイドブッシュ３１を低
速で正回転させる（ステップＳ２）。すなわち、主軸モ
ータが起動すると、主軸５が回転し、それによって、ギ
ヤ７１、６７、スプラインナット６５、ボールスプライ
ン軸６１、ギヤ４７、ギヤ４３を介して、ガイドブッシ
ュスリーブ４１とガイドブッシュ３１が同期して回転す
ることになる。

【００２１】上記ガイドブッシュ３１の正回転により、
調整ナット４９がクランプされているために、ガイドブ
ッシュ３１が縮径されていくことになる。このガイドブ
ッシュ３１の縮径によって棒材２５は締め付けられてい
く。そして、ガイドブッシュ３１による棒材２５への締
め付け力は、主軸モータのトルクに基づいて制御する。
すなわち、主軸モータのトルクが予め設定されたトルク
に達したか否かを判別する（ステップＳ３）。設定トル
クに達したところで主軸モータを停止させる（ステップ
Ｓ４）。これに対して、設定トルクに達しない場合に
は、引き続いて主軸モータを回転させる。

【００２２】主軸モータを停止させた後、ステップＳ５
に移行して、そのときの主軸モータの回転位置を原点位
置とする。次に、ステップＳ６に移行して、主軸モータ
を予め設定された所定角度（α°）だけ逆方向に回転さ
せる。これによって、ガイドブッシュ３１と棒材２５の
隙間を十分な大きさにする。次に、ステップＳ７に移行
して、主軸モータを予め設定された所定角度（β°、β
＜α）だけ正回転させる。ここでいう所定角度（β°）
とは、棒材２５の材質、直径に対応したものとなってい
る。ここまでの作業によって、ガイドブッシュ３１と棒
材２５との隙間を所定の隙間に設定することができる。
次に、ステップＳ８に移行して、調整ナット４９のクラ
ンプを解除する。すなわち、クランプシリンダ機構５１
によって、Ｖ溝４９ａに押し付けられているクランプピ
ン５３を引っ込めるものである。

【００２３】以上本実施の形態によると次のような効果
を奏することができる。すなわち、回転式ガイドブッシ
ュ機構において、調整ナット４９をクランプさせた状態
で、主軸モータを利用してガイドブッシュ３１を回転さ
せ、そのときの主軸モータのトルクに基づいて、ガイド
ブッシュ３１と棒材２５との間の隙間を調整するように
しているので、特に複雑な構成を要することなく、簡単
な作業によって、高い精度でガイドブッシュ３１と棒材
２５との隙間を調整することができるようになった。す
なわち、従来は、調整ナット４９側を主軸モータの回転
を利用して回転させることにより、隙間調整を行ってお
り、そのため、主軸モータ側と調整ナットを係合する連
結手段（上記ねじ回し手段）と、主軸モータの回転がガ
イドブッシュ３１に伝達されないようにするブレーキク
ラッチ手段が必要となり、それが構成の複雑化と装置の
大型化を誘発していた。これに対して、この実施の形態
の場合には、調整ナット４９を固定するための機構を設
けるだけでよいからである。

【００２４】次に、図４乃至図７を参照して、本発明の
第２の実施の形態を説明する。すなわち、前記第１の実
施の形態では、主軸モータの回転を機械式回転伝達機構
を介してガイドブッシュ側に伝達してこれを主軸と同期
回転させるタイプのＮＣ自動旋盤を例に挙げて説明した
が、この第２の実施の形態の場合には、主軸モータとは
別にガイドブッシュモータを設け、該ガイドブッシュモ
ータによってガイドブッシュを主軸と同期回転させるタ
イプのＮＣ自動旋盤を例に挙げて説明するものである。
まず、図４を参照して、ＮＣ自動旋盤の全体の構成を説
明する。まず、ベッド１０１があり、このベッド１０１
上には主軸台１０３が配置されている。この主軸台１０
３は、サーボモータ１０５、ボールネジ１０７、ボール
ナット１０９によって、軸心方向（Ｚ軸方向）に移動可
能に構成されている。上記主軸台１０３には主軸１１１
が取り付けられていて、この主軸１１１は、主軸モータ
１１２、タイミングプーリ１１４、１１６、ベルト１１
８によって回転可能な構成になっている。

【００２５】上記主軸１１１の前方（図４中右側）には
ガイドブッシュ１１３が配置されている。以下、このガ
イドブッシュ１１３の取付構造について説明する。主軸
１１１に把持された棒材１１５の先端部は、このガイド
ブッシュ１１３によって支持されることになる。上記ガ
イドブッシュ１１３近傍の構成であるが、まず、ベッド
１０１にはガイドブッシュフレーム１１０が取り付けら
れていて、このガイドブッシュフレーム１１０にはガイ
ドブッシュホルダ１１７が取り付けられている。このガ
イドブッシュホルダ１１７の内側には、複数個の軸受部
材１１９を介して、ガイドブッシュスリーブ１２１が回
転可能に配置されている。上記ガイドブッシュ１１３
は、このガイドブッシュスリーブ１２１の内側に、ガイ
ドブッシュスリーブ１２１と一体的に回転するように収
容・配置されているものである。

【００２６】上記ガイドブッシュスリーブ１２１の後方
（図４中左側）には、タイミングプーリ１２３が固着さ
れている。一方、ガイドブッシュモータ１２５が設置さ
れていて、このガイドブッシュモータ１２５の回転軸に
はタイミングプーリ１２７が固着されている。上記タイ
ミングプーリ１２３とタイミングプーリ１２７にはベル
ト１２９が巻回されている。よって、ガイドブッシュモ
ータ１２５が回転することにより、タイミングプーリ１
２７、１２３、ベルト１２９を介して、ガイドブッシュ
スリーブ１２１とガイドブッシュ１１３が回転すること
になる。上記ガイドブッシュ１１３の後部（図４中左
側）には調整ナット１３１が螺合・接合されていて、こ
の調整ナット１３１を適宜の方向に適当量回転させるこ
とにより、ガイドブッシュ１１３と棒材１１５との間の
隙間を調整できるようになっている。

【００２７】上記調整ナット１３１にはＶ溝１３１ａが
形成されており、一方、クランプシリンダ機構１３３が
設置されていて、このクランプシリンダ機構１３３の図
示しないピストンロッドにはクランプピン１３５が取り
付けられている。そして、クランプシリンダ機構１３３
を適宜駆動してクランプピン１３５を突出させて上記Ｖ
溝１３１ａに押し付けることにより、調整ナット１３１
をクランプするものである。

【００２８】又、ガイドブッシュ１１３の近傍には刃物
台１３７が配置されていて、この刃物台１３７には工具
１３９が取り付けられている。上記刃物台１３７は図示
しないボールネジ・ボールナット機構によって、Ｚ軸方
向に直交するＸ軸方向に移動可能に構成されている。
尚、図５は図４の一部を拡大して示す断面図であり、上
記クランプピン１３５がＶ溝１３１ａより離間した状態
を実線で示し、クランクピン１３５がＶ溝１３１ａに押
し付けられている状態を仮想線で示している。又、ガイ
ドブッシュスリーブ１２１とタイングプーリ１２３と
は、キー１４１を介して回転方向に連結されている。
又、ガイドブッシュスリーブ１２１とガイドブッシュ１
１３とは、ガイドブッシュスリーブ１２１に圧入された
ピン１４３と、ガイドブッシュ１１３に形成された溝１
４４とによって、回転方向に連結されていると共に、上
記溝１４４の軸方向長さの範囲内で移動可能に構成され
ている。

【００２９】又、図５中符号１２０、１２２で示されて
いる部材は、軸受部材１１９等を固定するために使用さ
れる固定用の部材である。

【００３０】棒材１１５とガイドブッシュ１１３の隙間
調整は、調整ナット１３１を正回転させることにより、
ガイドブッシュ１１３を図４１中左側に移動させ、ガイ
ドブッシュ１１３のテーパ面１１３ａとガイドブッシュ
スリーブ１２１のテーパ面１２１ａとの相互作用によっ
て、ガイドブッシュ１１３を縮径させる。それによっ
て、ガイドブッシュ１１３と棒材１１５との間の隙間が
小さくなる。逆に、調整ナット１３１を逆回転させるこ
とにより、ガイドブッシュ１１３を図４中右側に移動さ
せることにより、ガイドブッシュ１１３のテーパ面１１
３ａと、ガイドブッシュスリーブ１２１のテーパ面１２
１ａとの作用によって、ガイドブッシュ１１３が自身の
バネ力によって拡開されることになり、それによって、
ガイドブッシュ１１３と棒材１１５との間の隙間が大き
くなる。

【００３１】以上の構成を基に、図６のフローチャート
を参照して、作用（ガイドブッシュ１１３と棒材１１５
との間の隙間の調整）を説明する。まず、主軸１１１に
把持された棒材１１５をガイドブッシュ１１３内に、十
分な隙間を存した状態で挿入し、その状態で調整用マク
ロプログラムをスタートさせる。そして、クランプシリ
ンダ機構１３３が駆動して、クランプピン１３５を突出
させて、調整ナット１３１のＶ溝１３１ａに押し付け、
調整ナット１３１をクランプする（ステップＳ１１）。
次に、ステップＳ１２に移行して、主軸モータ１１２と
ガイドブッシュモータ１２５の同期回転制御を解除し、
次いで、ガイドブッシュモータ１２５を正回転させる
（ステップＳ１３）させる。これによってガイドブッシ
ュ１１３も回転することになる。

【００３２】その際、調整ナット１３１はクランプされ
ているので、ガイドブッシュ１１３は縮径されていき棒
材１１５を締め付けていく。そして、ガイドブッシュモ
ータ１２５のトルクを監視しながら、ガイドブッシュ１
１３と棒材１１５との間の隙間を設定していく。すなわ
ち、ステップＳ１４に移行して、トルクが予め設定した
トルクに達したか否かを判別し、達したところでガイド
ブッシュモータ１２５を停止する（ステップＳ１５）。
この回転位置を原点として記憶する（ステップＳ１
６）。

【００３３】次に、ステップＳ１７に移行して、ガイド
ブッシュモータ１２５を所定の回転角度（α°）だけ逆
回転させて、ガイドブッシュ１１３と棒材１１５との間
に十分に大きな隙間を形成する。次に、ステップＳ１８
に移行して、棒材１１５の直径及び材質により決定され
る所定の回転角度（β°、β°＜α°）だけ正回転させ
る。これによって、ガイドブッシュ１１３と棒材１１５
との間の隙間を設定することができる。後は、ステップ
Ｓ１９に移行して、クランプシリンダ機構１３３を駆動
させてクランプピン１３５を引っ込めて、調整ナット１
３１のクランプ状態を解除する。そして、ステップＳ２
０に移行して、主軸モータ１１２とガイドブッシュモー
タ１２５の同期回転制御に入る。

【００３４】したがって、この第２の実施の形態の場合
にも前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏する
ことができる。

【００３５】次に、図７を参照して本発明の第３の実施
の形態を説明する。尚、機械構成に関しては、前記第２
の実施の形態の場合と同じであるので、図４及び図５に
示したものをそのまま使用して説明するものとする。こ
の第３の実施の形態の場合の隙間調整であるが、まず、
主軸１１１に把持された棒材１１５をガイドブッシュ１
１３内に十分な隙間を存した状態で挿入し、その状態で
調整用マクロプログラムをスタートさせる。そして、ク
ランプシリンダ機構１３３が駆動して、クランプピン１
３５を突出させて、調整ナット１３１のＶ溝１３１ａに
押し付け、調整ナット１３１をクランプする（ステップ
Ｓ２１）。次に、ステップＳ２２に移行して、主軸モー
タ１１２とガイドブッシュモータ１２５を同期回転制御
によって正回転させる。これによってガイドブッシュ１
１３も回転することになる。

【００３６】その際、調整ナット１３１はクランプされ
ているので、ガイドブッシュ１１３は縮径されていき棒
材１１５を締め付けていく。そして、ガイドブッシュモ
ータ１２５のトルクを監視しながら、ガイドブッシュ１
１３と棒材１１５との間の隙間を設定していく。すなわ
ち、ステップＳ２３に移行して、トルクが予め設定した
トルクに達したか否かを判別し、達したところで主軸モ
ータ１１２とガイドブッシュモータ１２５を停止する
（ステップＳ２４）。そして、ステップＳ２５に移行し
て、主軸モータ１１２とガイドブッシュモータ１２５の
位相ずれをキャンセルすると共に、その回転位置を原点
として記憶する（ステップＳ２６）。

【００３７】次に、ステップＳ２７に移行して、主軸モ
ータ１１２とガイドブッシュモータ１２５を所定の回転
角度（α°）だけ逆回転させて、ガイドブッシュ１１３
と棒材１１５との間に十分に大きな隙間を形成する。次
に、ステップＳ２８に移行して、棒材１１５の直径及び
材質により決定される所定の回転角度（β°、β°＜α
°）だけ主軸モータ１１２とガイドブッシュモータ１２
５を正回転させる。これによって、ガイドブッシュ１１
３と棒材１１５との間の隙間を設定することができる。
後は、ステップＳ２９に移行して、クランプシリンダ機
構１３３を駆動させてクランプピン１３５を引っ込め
て、調整ナット１３１のクランプ状態を解除する。

【００３８】したがって、この第３の実施の形態の場合
にも、前記第２の実施の形態の場合と同様の効果を奏す
ることができる。

【００３９】尚、本発明は前記第１〜第３の実施の形態
に限定されるものではない。例えば、前記各実施の形態
においては、隙間の設定に際して、ガイドブッシュによ
って棒材を締め付けた後、大きく拡径させて、その後所
定量だけ縮径させており、これによって、いわゆる「バ
ックラッシュ」に起因した精度の低下を防止できるよう
になっている。しかしながら、これに限定されるもので
はなく、例えば、ガイドブッシュによって棒材を締め付
けた後、大きく拡径させることなく、所定量だけ拡径さ
せることにより、所定の隙間を設定するようにしてもよ
い。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によるＮＣ自
動旋盤のガイドブッシュ調整装置とＮＣ自動旋盤のガイ
ドブッシュ調整方法によると、調整部材回転禁止手段に
よって調整部材の回転を禁止した状態で、主軸モータ又
はガイドブッシュモータによってガイドブッシュを回転
させ、トルク検出手段によって主軸モータ又はガイドブ
ッシュモータのトルクを検出し、その検出情報に基づい
て、制御手段によって主軸モータ又はガイドブッシュモ
ータを回転角度制御して、ガイドブッシュと棒材との隙
間を設定するようにしたので、簡単な構成で且つ簡単な
作業で高い精度の隙間設定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、ＮＣ自
動旋盤の構成を一部切欠いて示す正面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図１の
一部を拡大して示す断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、ガイド
ブッシュと棒材との間の隙間を調整する作業を工程順に
示すフローチャートである。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図で、ＮＣ自
動旋盤の構成を一部切欠いて示す正面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図４の
一部を拡大して示す断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態を示す図で、ガイド
ブッシュと棒材との間の隙間を調整する作業を工程順に
示すフローチャートである。

【図７】本発明の第３の実施の形態を示す図で、ガイド
ブッシュと棒材との間の隙間を調整する作業を工程順に
示すフローチャートである。

【符号の説明】

５ 主軸 ３１ ガイドブッシュ ４３ ギヤ ４７ ギヤ ４９ 調整ナット ５１ クランプシリンダ機構 ５３ クランプピン ６１ ボールスプライン軸 ６５ スプラインナット ６７ ギヤ ７１ ギヤ １２５ ガイドブッシュモータ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒材を把持する主軸と、 上記主軸を回転させる主軸モータと、 上記主軸に把持された棒材の先端部を支持し、上記主軸
   モータ又は主軸モータとは別に配置されたガイドブッシ
   ュモータにより、上記主軸と同期して回転されるガイド
   ブッシュと、 軸方向への移動を規制された状態で上記ガイドブッシュ
   に螺合され回転することによりガイドブッシュを移動さ
   せて拡径・縮径させる調整部材と、を具備したＮＣ自動
   旋盤にあって、 上記ガイドブッシュと棒材との隙間を調整するＮＣ自動
   旋盤のガイドブッシュ調整装置において、 上記調整部材の回転を選択的に禁止する調整部材回転禁
   止手段と、 上記調整部材回転禁止手段によって調整部材の回転を禁
   止した状態で上記主軸モータ又はガイドブッシュモータ
   によってガイドブッシュを回転させる際、上記主軸モー
   タ又はガイドブッシュモータのトルクを検出するトルク
   検出手段と、 上記トルク検出手段による検出情報に基づいて上記主軸
   モータ又はガイドブッシュモータを回転角度制御して、
   ガイドブッシュと棒材との隙間を設定する制御手段と、 を具備し、上記制御手段は、まず、ガイドブッシュを一方向に回転
   させることにより棒材を締め付けて回転を停止させてそ
   こを原点とし、次いで、ガイドブッシュを所定量だけ他
   方向に回転させて棒材との間に十分に隙間を形成し、次
   いで、棒材の材質，直径に基づいて設定された所定量だ
   けガイドブッシュを一方向に回転させて隙間を設定する
   ように制御するものであることを 特徴とするＮＣ自動旋
   盤のガイドブッシュ調整装置。
2. 【請求項２】 棒材を把持する主軸と、 上記主軸を回転させる主軸モータと、 上記主軸に把持された棒材の先端部を支持し、上記主軸
   モータ又は主軸モータとは別に配置されたガイドブッシ
   ュモータにより、上記主軸と同期して回転されるガイド
   ブッシュと、 上記ガイドブッシュに螺合され回転することによりガイ
   ドブッシュを移動させて拡径・縮径させる調整部材と、
   を具備したＮＣ自動旋盤にあって、 上記ガイドブッシュと棒材との隙間を調整するＮＣ自動
   旋盤のガイドブッシュ調整装置において、 上記調整部材の回転を選択的に禁止する調整部材回転禁
   止手段と、 上記調整部材回転禁止手段によって調整部材の回転を禁
   止した状態で上記主軸モータ又はガイドブッシュモータ
   によってガイドブッシュを回転させる際、上記主軸モー
   タ又はガイドブッシュモータのトルクを検出するトルク
   検出手段と、 上記調整部材回転禁止手段を制御して上記調整部材の回
   転を禁止し、その状態で上記主軸モータ又はガイドブッ
   シュモータによってガイドブッシュを回転させ、上記ト
   ルク検出手段による検出情報に基づいて上記主軸モータ
   又はガイドブッシュモータを回転角度制御して、ガイド
   ブッシュと棒材との隙間を設定し、その際、まず、ガイ
   ドブッシュを一方向に回転させることにより棒材を締め
   付けて回転を停止させてそこを原点とし、次いで、ガイ
   ドブッシュを所定量だけ他方向に回転させて棒材との間
   に十分に隙間を形成し、次いで、棒材の材質，直径に基
   づいて設定された所定量だけガイドブッシュを一方向に
   回転させて隙間を設定するように制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とするＮＣ自動旋盤のガイドブッ
   シュ調整装置。
3. 【請求項３】 棒材を把持する主軸と、 上記主軸を回転させる主軸モータと、 上記主軸に把持された棒材の先端部を支持し、上記主軸
   モータにより上記主軸と同期して回転されるガイドブッ
   シュと、 上記ガイドブッシュに螺合され回転することによりガイ
   ドブッシュを移動させて拡径・縮径させる調整部材と、
   を具備したＮＣ自動旋盤にあって、 上記ガイドブッシュと棒材との隙間を調整するＮＣ自動
   旋盤のガイドブッシュ調整装置において、 上記調整部材の回転を選択的に禁止する調整部材回転禁
   止手段と、 上記調整部材回転禁止手段によって調整部材の回転を禁
   止した状態で上記主軸モータによってガイドブッシュを
   回転させる際、上記主軸モータのトルクを検出するトル
   ク検出手段と、 上記トルク検出手段による検出情報に基づいて上記主軸
   モータを回転角度制御して、ガイドブッシュと棒材との
   隙間を設定し、その際、まず、ガイドブッシュを一方向
   に回転させることにより棒材を締め付けて回転を停止さ
   せてそこを原点とし、次いで、ガイドブッシュを所定量
   だけ他方向に回転させて棒材との間に十分に隙間を形成
   し、次いで、棒材の材質，直径に基づいて設定された所
   定量だけガイドブッシュを一方向に回転させて隙間を設
   定するように制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とするＮＣ自動旋盤のガイドブッ
   シュ調整装置。
4. 【請求項４】 棒材を把持する主軸と、 上記主軸を回転させる主軸モータと、 上記主軸に把持された棒材の先端部を支持し、上記主軸
   モータ又は主軸モータとは別に配置されたガイドブッシ
   ュモータにより、上記主軸と同期して回転されるガイド
   ブッシュと、 軸方向への移動を規制された状態で上記ガイドブッシュ
   に螺合され回転することによりガイドブッシュを移動さ
   せて拡径・縮径させる調整部材と、を具備したNC自動旋
   盤にあって、 上記ガイドブッシュと棒材との隙間を調整するＮＣ自動
   旋盤のガイドブッシュ調整方法において、 上記調整部材の回転を禁止し、 上記主軸モータ又はガイドブッシュモータによってガイ
   ドブッシュを回転させ、そのときの主軸モータ又はガイ
   ドブッシュモータのトルクを検出し、 上記検出情報に基づいて上記主軸モータ又はガイドブッ
   シュモータを回転角度制御してガイドブッシュと棒材と
   の隙間を設定するようにし、その際、まず、ガイドブッ
   シュを一方向に回転させることにより棒材を締め付けて
   回転を停止させてそこを原点とし、次いで、ガイドブッ
   シュを所定量だけ他方向に回転させて棒材との間に十分
   に隙間を形成し、次いで、棒材の材質，直径に基づいて
   設定された所定量だけガイドブッシュを一方向に回転さ
   せて隙間を設定するようにし たことを特徴とするＮＣ自
   動旋盤のガイドブッシュ調整方法。
5. 【請求項５】 棒材を把持する主軸と、 上記主軸を回転させる主軸モータと、 上記主軸に把持された棒材の先端部を支持し、上記主軸
   モータにより上記主軸と同期して回転されるガイドブッ
   シュと、 軸方向への移動を規制された状態で上記ガイドブッシュ
   に螺合され回転することによりガイドブッシュを移動さ
   せて拡径・縮径させる調整部材と、を具備したNC自動旋
   盤にあって、 上記ガイドブッシュと棒材との隙間を調整するＮＣ自動
   旋盤のガイドブッシュ調整方法において、 上記調整部材の回転を禁止し、 上記主軸モータによってガイドブッシュを回転させ、そ
   のときの主軸モータのトルクを検出し、 上記検出情報に基づいて上記主軸モータを回転角度制御
   してガイドブッシュと棒材との隙間を設定するように
   し、その際、まず、ガイドブッシュを一方向に回転させ
   ることにより棒材を締め付けて回転を停止させてそこを
   原点とし、次いで、ガイドブッシュを所定量だけ他方向
   に回転させて棒材との間に十分に隙間を形成し、次い
   で、棒材の材質，直径に基づいて設定された所定量だけ
   ガイドブッシュを一方向に回転させて隙間を設定するよ
   うにしたことを特徴とするＮＣ自動旋盤のガイドブッシ
   ュ調整方法。