JP3610312B2 - 棒材供給機 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、棒材を棒材加工機に供給するための棒材供給機に関し、より詳細には、棒材を加工処理した後の残材である端材を再利用するため、棒材加工機に供給可能とした棒材供給機に関する。
【従来技術】
従来の棒材供給機は、例えば、1mから2mの長さの新しい棒材(新材)を材料棚に載置し、棒材取出機構によって新材を1つづつ取出してガイドレールの中に投入し、送り矢によって棒材加工装置に供給する。新材の端部は変形している場合があり、そのままでは精密に部品を加工することができない場合がある。したがって、棒材加工装置に供給された新材は、まず、変形している前端部をバイトによって突っ切り(ショートカット処理)、変形した部分を排除する。引き続き棒材加工装置によって、例えば、ナットやボルトなどの部品を加工し、加工した部分を残りの棒材から切り離す。切り離した後の棒材の前端部は、バイトによって切断されているので上記のショートカット処理を行うことなく、引き続き、前端部から次の部品の加工を行う。加工は、新材の長さが、これ以上部品を加工することができない長さになるまで行われる。残った棒材(端材)は、棒材加工装置の外に排除され、次いで、新材がガイドレールの中に供給され、引き続き部品加工が行われる。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
部品加工された後の残材である端材は、従来、廃棄処分されていた。しかし、端材は、上記部品を作るには短いとしても、長さの短い別の部品であれば作ることができる。
端材を再利用する際、端材はもともと短いものであるから、材料を最大限有効利用するためには、上記前端部のショートカット処理を行わないのが望ましい。
そこで、本発明は、端材を棒材加工機に供給するすることができ、端材を最大限有効利用することができる棒材供給機を提供することを目的とする。
【0003】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、加工処理後の残材である複数の端材を保持するための端材用材料棚を有し、該端材用材料棚から前記端材を1つづつ取出してガイドレールに供給し、前記端材を前記ガイドレールに沿って棒材加工機に向かって給送方向前方に給送する棒材供給機であって、前記端材の一方の端部は、他方の端部と区別可能な物理的特徴を有し、前記取出した端材の端部の物理的特徴に基づいて、前回の加工処理において加工した側の端部か否かを判別するための端部判別装置と、該端部判別装置によって判別された前記加工した側の端部が、給送方向前側に位置していない場合に、前記端材の向きを逆転させるための端材回転装置とを有することを特徴とする棒材供給機によって達成することができる。
本発明においては、端材の端部に関し、前回の加工処理において加工した側の端部か否かを判別し、加工した側の端部が給送方向前側に向いていない場合には、端材回転装置によって、端材の前後の向きを反対にしてから、ガイドレールに供給する。したがって、ショートカット加工をすることなく、端から端部の加工を行うことができるので、端材を最大限有効利用することができる。
【0004】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明にかかる棒材供給機の実施の形態について説明する。
図1は、本実施形態にかかる棒材供給機の側面図であり、また、図2は、図1に示すII−IIに沿った矢視部分断面図であり、更に、図3は、図2に示す矢印III−IIIの方向に見た平面図である。
【0005】
図1〜図3に示すように、棒材加工機2は、棒材供給機4に対して、棒材の給送方向に対して前側に設置されている。棒材加工機2は、棒材の加工中、棒材を回転させるための主軸6を有する。棒材供給機4は、支持構造体8と、該支持構造体8によって支持され、棒材加工機2の主軸6と同軸状に真っ直ぐに延びるガイドレール10と、ガイドレール10の側方に設けられた端材用材料棚12と、端材Wの端部の形状に基づいて、前回の加工処理において加工した側の端部か否かを判別するための端部判別装置14と、端部判別装置14によって判別された、前回加工した側の端部が給送方向前側にない場合に、端材の向きが反対になるように、端材を回転させるための端材回転装置16とを有する。
【0006】
端材用材料棚12は、端材Wを受け入れる上向きに開放した箱形の収容部18と、端材を1つづつ取出すための端材取出機構20と、取出した端材Wをガイドレール10まで案内するための案内部材または案内板22とを有する。収容部18には、前回加工処理した際に残った残材である端材Wが複数受入れられている。なお、端材Wは同じ外径のものであれば、長さは不揃いであってもよい。また、案内部板22の幅は、端材用材料棚12の収容部18の全幅にわたっている。
【0007】
案内板22は全体的に板状であり、収容部18のガイドレール10側の上端面からガイドレール10の近傍まで、斜め下方に延びている。端材取出機構20は、収容部18の中から端材を1つだけ取出すための持上げ部材24と、持上げ部材24を上下運動させる昇降手段またはシリンダ26とを有する。持上げ部材24は板状部材であり、図2に示すように、収容部18の中のガイドレール10側の側壁面に沿って縦方向に配置されている。持上げ部材24は、収容部18の幅全体にわたって延び、かつ、上端面に端材を1つだけ載せることができる厚さ寸法に設定されている。更に、上端面は、収容部18の側壁面および案内板22に向かって斜め下方に傾斜している。持上げ部材24は、シリンダ26によって、上端面が収容部18の底壁面と整列する、図2に示す下方位置と、案内板22への引き渡し位置である上方位置との間で昇降運動する。
図3に示すように、端部判別装置14は、案内板22に対して、ガイドレール10ないの棒材給送方向に対して前側、すなわち、棒材加工機側に位置し、端材移動装置は、案内板22に対して後側に位置している。
【0008】
図4は、端部判別装置と端材移動装置の詳細を示す。
図4に示すように、端部判別装置14は、端材Wの端部の形状を検知するための端部形状検知部28と、端部形状検知部28による検知結果に基づき、端材Wの向きを端材回転装置16によって逆向きに回転させる必要があるとき、端材回転装置16を起動させるための起動手段または押しボタンスイッチ30と、端材Wを端材形状検知部に向かって近づけるための移動装置またはシリンダ40と、端材Wが端材移動装置によって端材形状検知部に向かって近づけられたかを確認するための端材検知手段42と、案内板22の途中に設けられ、端材を、端部の判別を行うための判別位置において停止させる停止手段44とを有する。
【0009】
端部形状検知部28は、支持体45に固定された全体的に円筒状のハウジング46と、その内側に収容された全体的に円筒状の移動距離規制部材48と、その内側に収容された棒状の挿入部材50と、ハウジング46と移動距離規制部材48との間に設けられ、移動距離規制部材48を端材Wに向かって付勢する付勢手段または圧縮コイルばね52と、移動距離規制部材48と挿入部材50との間に設けられ、かつ、挿入部材50を端材Wに向かって付勢するための付勢手段または圧縮コイルばね54と、移動距離規制部材48の後方に位置して移動距離を制限するためのストッパ56とを有する。
【0010】
挿入部材50の、端材Wと対向する側の先端部は、端材の端面に形成された凹部の中に受け入れ可能な形状を有しており、より詳細には、端材に向かって尖った円錐形をなしている。移動距離規制部材48はハウジング46の端材とは反対側の背面側端部を貫通して突出しており、圧縮コイルばねによって付勢力によって抜けないように、背面側端部に抜け止め58が設けられている。移動距離規制部材48は、後述するように、端材Wによって圧縮コイルばねの付勢力に抗して押し力が与えられるとき、ハウジング46に対して端材とは反対側の背面側に向かって摺動可能に設けられており、背面側端面がストッパ56に当接するとき、それ以上の端材Wの移動が規制される。
【0011】
また、挿入部材50は、移動距離規制部材48の背面側端部を貫通して後方に突出しており、圧縮コイルばねによる付勢力によって抜けないように、後端部に抜け止め60が設けられている。挿入部材50も、後述するように、端材Wによって付勢手段の付勢力に抗して押し力が与えられるとき、移動距離規制部材48に対して相対的に摺動可能に設けられている。押し力が与えられていない通常の状態において、挿入部材50の前端は、移動距離規制部材48の中に引っ込んでいる。
端材検知手段42は、先端部が移動距離規制部材48の背面側端面に当接した揺動部材62と、移動距離規制部材48の移動によって揺動部材62が揺動したことを検知する検知部64とを有する。また、押しボタンスイッチ30は、挿入部材50の背後に配置されており、挿入部材50が移動して押されることによってONとされ、それによって、端材回転装置16が起動される。
【0012】
更に、停止手段44は、斜め下方に延びる案内板22の途中において、図2に示すように、案内板22に対して逆方向に斜め下方に、案内板22まで延びるストッパ部材またはストッパプレート66と、端材Wを解放するため、ストッパプレート66を案内板22から遠ざけるための開放手段またはシリンダ68とを有する。図2をみて分かるように、横断面において、案内板22とストッパプレート66とでV字形の案内溝を形成している。端材用材料棚12から端材取出機構20によって取出された端材は、V字形の案内溝内に一時的に保持され、この判別位置において、端部判別装置14によって、端材Wの端部の形状が判別される。後に詳述するが、端材Wの2つの端部の向きが所定の向きになっていないと判断された場合、すなわち、前回の加工処理において加工された側の端部が給送方向前側(端部判別装置14に対向する側)にない場合には、端材回転装置16によって回転され、正しい向きにしてからガイドレール10の中に投入される。
【0013】
図3に示すように、端材を移動させるためのシリンダ40は、V字形の案内溝内に保持されている端材に対して、端部判別装置14の反対側(給送方向後側)に位置している。シリンダのロッドの長手方向中心軸線と、端部形状検知部28の挿入部材50の長手方向中心軸線は、互いに同軸状となるように配置されている。また、判別位置に一時的に保持された端材の長手方向中心軸線が、V字形の案内溝によって、シリンダ40のロッドの長手方向中心軸線と端部形状検知部28の挿入部材50の長手方向中心軸線と同軸状になるように配置されている。異なる外径の端材を供給する場合は、ストッパプレート66の位置を、上記長手方向中心軸線が同軸状になるように、案内板22に対して調整することができる。
端材回転装置16は、図2に示すように、V字形の案内溝の上方に位置しており、案内溝内の端材の前後の向きを、逆向きに回転させるためのものである。端材回転装置16は、端材保持部材または下方に延びる2つのアーム部材70と、2つのアーム部材70を互いに近づけたり遠ざけたりするためのアーム部材開閉手段72と、アーム部材70を昇降させるための昇降手段またはシリンダ74と、アーム部材70を180°回転させる回転手段すなわちモータ76とを有する。
【0014】
図5、図6および図9は、端部判別装置によって端材Wの端部の形状を判別する工程を示す図である。また、図7および図8は、端材回転装置によって端材の前後の向きを回転させる工程を示す図である。
【0015】
上記のように構成された棒材供給機の作動を図4乃至図6および図9を参照しつつ説明する。
前回、新材を用いて部品の加工処理を行った際の残材である端材を、端材用材料棚12の収容部18の中に入れる。端材は、図3に示すように、長手方向が収容部18の幅方向、すなわち、持上げ部材24の上端面の長手方向と一致する向きで、収容部18の中に配置する。なお、端材は、図4を見て分かるように、2つの端面のうち、一方の端面に凹部が形成されおり、他方の端面は実質的に平らであり、凹部は形成されていない。端面に凹部が形成された側が、前回の加工処理を行った側の端部である。端面の凹部は、新材の段階における加工において、長手方向にボア加工を行ったために形成されたものである。この端部が給送方向前側に位置するようにして、端材Wをガイドレール10の中に投入する必要がある。以下、前回加工した側の端部が前後逆になっている場合の動作について説明する。
【0016】
収容部18内で持上げ部材24がシリンダ26によって図2に示す下降位置から、上方に移動される。その過程で、収容部18内に収容された端材のうち1つだけが、持上げ部材24の上端面の上に載り、収容部18の側壁の上端面まで、すなわち、案内板22への引き渡し位置である上方位置まで持上げられる。端材は、案内板22に向けて傾斜している上端面に沿って、案内板22に向かって転動する。端材は、案内板22に沿って転動し、ストッパプレート66によって判別位置である案内溝内で停止される。なお、ストッパプレート66の左右方向の位置を調整するための調整手段(図示せず)によって、端材の太さに合わせて、V字形の案内溝内に受け入れられた端材の長手方向中心軸線が、挿入部材50とシリンダ40のロッドの長手方向中心軸線と同軸状になるように、予め、調整しておく。
【0017】
図4は、V字形の案内溝内に受け入れられた端材を示し、特に、凹部の形成されていない側の端面が前方に向いている場合を示す。シリンダ40のロッドが案内溝内の端材に向かって突出する。端材は、V字形の案内溝に案内されて、端部判別装置14の端部形状検知部28に向かって前進する。
【0018】
図5に示すように、端材の前端面が移動距離規制部材48の対向面に当接し、端材はシリンダ40によって更に前進され、移動距離規制部材48を圧縮コイルばね4の付勢力に抗して押す。図5は、移動距離規制部材48の上記対向面が、挿入部材50の先端と整列する位置まで押された状態を示す。これらが整列した位置において、移動距離規制部材48の上記対向面と反対側の背面と後方に位置するストッパとの間の距離は、端材の凹部の長手方向深さ以下の寸法になっている。
【0019】
端材を更に前進させると、図6に示すように、端材Wによって移動距離規制部材48と挿入部材50とが共に後方に押し戻される。端材の移動は、移動距離規制部材48の上記対向面とは反対側の背面側端面がストッパに当接した位置で阻止される。すなわち、端材Wは、図5に示す、移動距離規制部材48の前端面が挿入部材50の先端と整列する位置から、端材の凹部の長手方向深さ以上の距離は移動しないように規制される。なお、このとき端材検知手段42の揺動部材62が後方に押されて揺動し、検知部64によって検知される。これによって、端材が案内溝内に存在し、しかも、端部判別装置14のところまで移動されたことが確認される。検知部64によって検知されない場合には、何らかの理由で、端材が案内溝に供給されなかったか、端材が案内溝内で引っ掛かって、端部判別装置14のところまで移動されなかったことを意味する。このような場合には、ブザーなどが鳴るようにして、作業者に異常事態を知らせる。
【0020】
挿入部材50が押されて移動すると、押しボタンスイッチ30が、挿入部材50の背面側端面によって押される。これによって、端材回転装置16が起動される。端材回転装置16は、初め、図2に示すように、判別位置またはV字形の案内溝の上方に位置している。押しボタンスイッチ30が押されて起動されると、図7に示すように、シリンダ74のロッドが引っ込み、アーム部材70が下降する。なお、図示しないが、案内板22とストッパプレート66には、アーム部材70を通過させるための孔が形成されており、アーム部材70が案内溝内の端材を両側から挟持することができる位置まで下降可能となっている。
【0021】
図7に示す位置まで、アーム部材70が下降すると、アーム部材70は、アーム部材開閉手段72によって閉じられて端材を挟持する。引き続きアーム部材70はシリンダ74によって、図8に示す上方位置まで上昇され、端材の前後の向きが逆になるように、モータ76によって180°回転される。端材の2つの端部のうち、端面に凹部の形成された端部が前方に位置される。アーム部材70は、シリンダ74によって再び案内板22に向かって下降し、案内板22の近傍でアーム部材開閉手段72によってアーム部材70が開かれ、端材が解放される。その間、ストッパプレート66は、シリンダ68よって、案内板22から遠ざかる方向に移動され、端材の通過が許容される。
端材は、案内板22に沿って転動し、ガイドレール10の中に投入される。この状態において、凹部の形成された側の端部が前方、すなわち、棒材加工機2の側(給送方向に対して前側)に位置している。
【0022】
端材は、ガイドレール10に沿って、送り矢によって棒材加工機2まで給送される。棒材加工機2によって端から加工を行う。端材を用いて部品の加工を行い、これ以上、部品を作ることができない長さになったとき、残材を処理する。引き続き、端材用材料棚12から次ぎの端材を取出し、上記の工程を繰返す。
【0023】
次に、端材の2つの端部のうち、端面に凹部が形成されている側の端部が前側に位置している場合の動作について説明する。
図9は、上記の図6に示す状態に対応する位置を示す。端材がシリンダ40によって端部判別装置14に向かって移動され、まず、移動距離規制部材48の前端面が端材によって押され、移動距離規制部材48が背後のストッパに当接する位置で停止する。この間、既に説明したように、凹部が形成されていない側の端面で押す場合には、移動距離規制部材48と挿入部材50が共に押され、押しボタンスイッチ30が挿入部材50によって押される。しかし、図9を見て分かるように、凹部が形成されている端面で押す場合には、挿入部材50の先端部の尖った部分が、端面の凹部の中に受け入れられ、挿入部材50を押さない。しかも、移動距離規制部材48によって、端材の移動距離は、凹部の長手方向深さ以下に制限されるので、凹部内の最も深い面によって挿入部材50が押されることが防止される。したがって、押しボタンスイッチ30は押されず、端材回転装置16は起動しない。
【0024】
引き続き、ストッパプレート66が、シリンダ68よって案内板22から遠ざかる方向に移動され、端材の通過が許容される。端材は、案内板22に沿って転動し、ガイドレール10の中に投入される。この状態において、凹部の形成された側の端部が前方、すなわち、棒材加工機2の側(前側)に位置しており、棒材加工機2によって、端から加工される。
【0025】
本実施形態によれば、前回の孔あけ加工された側の端面に凹部が形成されることに着目し、挿入部材50の先端部を、端面に形成された凹部の中に受入可能な形状とし、凹部の有無を挿入部材50の先端部が凹部内に物理的に受け入れられるか否かによって判断するので、加工した側の端部を簡易な機構で判別することができる。
また、本実施の形態形態によれば、判別位置にV字形の案内溝が形成されているので、端材の長手方向中心軸線を、シリンダ40のロッドの長手方向中心軸線と同軸状にすることができるので、案内溝内にある端材をロッドによって確実に端部判別装置14に向かって移動させることができると共に、挿入部材50の長手方向中心軸線とも同軸状であるので、端材Wの端面に凹部が形成されている場合には、挿入部材50の先端部が凹部の中に確実に受け入れられ、判別ミスを回避することができる。
【0026】
更に、本実施形態においては、持上げ部材24の上端面および案内板22の幅が、端材用材料棚12の収容部18の全幅にわたって延びている。したがって、端材用材料棚12からガイドレール10までの端材の経路が面で構成されているので、複数の端材のうち、比較的短い端材であっても、収容部18から取出すことができ、ガイドレール10に供給することができる。
【0027】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、上記の実施形態においては、端材の端面の物理的形状を挿入部材50の先端部が挿入可能か否かで判断しているが、端部の形状の判断は、例えば、レーザ検知手段などの光学的手段など、いかなる形状判別手段によって行ってもよい。
更に、上記の実施形態においては、端材の端面に凹部が形成されているか否かで、前回に加工処理された側の端部を判別したが、判別は端面の形状に限らず、端部の周面形状に基づいて判別してもよい。
【0028】
更に、上記の実施形態においては、加工処理された側の端部の形状の特徴に基づいて、前回加工処理された端部を判別するようになっているが、加工していない側に特徴がある場合には、加工処理していない端部を判別し、それにもとづいて、端材を所定の向きに向けるようにしてもよい。例えば、フィンガーチャックの中に挿入するため、棒材の後端部の周面を面取り加工している場合には、加工した側ではなく、反対側の形状に基づいて判別してもよい。更に、新材の段階で、予め、加工しない側の端部(後端部)の形状を、加工処理した側の端部の形状と区別できる形状としておいてもよい。
【0029】
更に、新材の段階で、一方の端部に着色しておき、着色した側の端部を、例えば、カラーファイバセンサなどの色判別手段によって判別してもよい。
更に、上記実施形態においては、端材を端部判別装置14に向かって移動させているが、端部判別装置14を端材に向かって移動させてもよい。
案内溝の横断面形状は、端材の長手方向中心軸線が挿入部材50の長手方向中心軸線と同軸になるように端材を案内できる形状であれば、V字形案内溝の底壁は湾曲していてもよく、V字形案内溝には、例えば、U字形のものも含む。また、端材が同軸状に位置するように移動させる移動手段によって行ってもよい。
更に、端材用材料棚12の形式は、端材を中から1つづつ取出すことができるいかなる形式のものであってもよい。
【0030】
端材の端部の判別は、ガイドレール10内で行ってもよく、また、端材用材料棚12の近傍で行ってもよい。
なお、上記圧縮コイルばねは、引張りばねや弾性部材など、あらゆる付勢手段を利用してもよく、また、押しボタンスイッチ30は、端材回転装置16を起動させることができる他のいかなる起動手段であってもよいことは言うまでもない。
【発明の効果】
本発明によれば、端材を棒材加工機に供給するすることができ、端材を最大限有効利用することができる棒材供給機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態にかかる棒材供給機の側面図である。
【図2】図1に示すII−IIに沿った矢視部分断面図である。
【図3】図2に示す矢印III−IIIの方向に見た平面図である。
【図4】端部判別装置によって端材Wの端部の形状を判別する工程を示す図である。
【図5】端部判別装置によって端材Wの端部の形状を判別する工程を示す図である。
【図6】端部判別装置によって端材Wの端部の形状を判別する工程を示す図である。
【図7】端材回転装置によって端材の前後の向きを回転させる工程を示す図である。
【図8】端材回転装置によって端材の前後の向きを回転させる工程を示す図である。
【図9】端部判別装置によって端材Wの端部の形状を判別する工程を示す図である。
【符号の説明】
2 棒材加工機
4 棒材供給機
10 ガイドレール
12 端材用材料棚
14 端部判別装置
16 端材回転装置
22 案内板
30 押しボタンスイッチ
40 シリンダ
48 移動距離規制部材
50 挿入部材
Claims (4)
- 加工処理後の残材である複数の端材を保持するための端材用材料棚を有し、該端材用材料棚から前記端材を1つづつ取出してガイドレールに供給し、前記端材を前記ガイドレールに沿って棒材加工機に向かって給送方向前方に給送する棒材供給機であって、
前記端材の一方の端部は、他方の端部と区別可能な物理的特徴を有し、前記取出した端材の端部の物理的特徴に基づいて、前回の加工処理において加工した側の端部か否かを判別するための端部判別装置と、該端部判別装置によって判別された前記加工した側の端部が、給送方向前側に位置していない場合に、前記端材の向きを逆転させるための端材回転装置とを有することを特徴とする棒材供給機。 - 前記端部の物理的特徴は端部の形状であり、前記端部判別装置によって、前記端部の形状に基いて、前回の加工処理において加工した側の端部か否かを判別する、ことを特徴とする請求項1に記載の棒材供給機。
- 前記端材の両端面のうち、前回、加工処理した側の端面には凹部が形成されており、他端面には凹部が形成されておらず、前記端部判別装置によって、前記端材の端面に前記凹部が形成されているか否かが判別され、
前記端部判別装置は、前記端材の端面に向かう方向に付勢されており、かつ、前記端面に対向する先端部が前記凹部の中に挿入可能な形状に形成されている挿入部材と、該挿入部材の移動によって前記端材回転手段を作動させる起動手段と、前記端材の端面と前記挿入部材とを互いに近づける移動装置とを有し、
前記移動装置によって、前記端材と前記挿入部材とは互いに向かって、前記端材の端面が前記挿入部材の先端に達する位置まで、更に、その位置から前記凹部の深さ寸法以下の距離だけ長手方向に移動される、ことを特徴とする請求項2に記載の棒材供給機。 - 更に、前記端材用材料棚から前記ガイドレール近傍まで斜め下方に延びる案内部材と、横断面において該案内部材に対して実質的にV字形をなすように斜め下方に延びるストッパ部材とを有し、前記案内部材と前記ストッパ部材とによって、前記端材を前記挿入部材に向かって案内するためのV字形の案内溝を構成しており、該V字形の案内溝は、その中に受け入れられた前記端材の長手方向中心軸線が、前記挿入部材の前記先端部の長手方向中心軸線と同軸状になるように互いに配置されており、前記ストッパ部材は、前記案内溝内の前記端材を前記ガイドレールに向けて放出するため、前記案内部材から遠ざかる方向に移動可能に設けられている、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の棒材供給機。
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