JP3807902B2 - 棒材供給機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は棒材供給機に関し、より詳細には、棒材の振れを抑制する棒材振れ止め装置を備えた棒材供給機に関する。
【従来技術】
近年、製品の軽薄短小化に伴い、製品を構成する部品が小さくなり、また、製品が高機能化するにしたがって、数ミクロン単位の公差で精密に部品を加工することが要求されている。従来の棒材供給機によって、棒材を棒材加工機に給送して部品の研削加工をした場合には、百分の一ミリの公差における部品加工には対応できるものの、数ミクロンの公差には対応することができない。したがって、切削加工後、更に、研磨によって二次加工し、要求される数ミクロンの公差の寸法形状に加工している。
一方、当業界では、高精度での部品加工が要求されると同時に、加工時間の短縮化も強く要望されている。しかし、上記の従来のやり方では、切削および研磨の２つの工程を要し、加工時間の短縮化には限界がある。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、棒材加工機は、数ミクロンの公差での研削に対応できる能力を有しているので、加工時間の大幅な短縮化を図るには、部品を研削加工だけで完成させることが考えられる。棒材加工機による研削加工だけで部品加工を完成させることができない要因としては、第一に、棒材が細くて撓みやすく、撓んだ状態で棒材加工機に棒材が供給され、棒材が撓んだ状態で加工されるので精度が低下してしまう点、また、第二に、棒材を高速回転させながら加工するため、回転に伴って生じる振動が、部品の加工精度の低下を招く点が考えられる。したがって、研削加工だけで精密部品を完成させるには、棒材を棒材加工機にできるだけ真っ直ぐな状態で供給し、また、棒材の回転によって生じる振動の問題を極力改善する必要がある。
そこで、本発明は、後に研磨工程が必要のない程度に、棒材加工装置だけによって精密な部品加工が可能となるように、棒材を棒材加工機に供給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、棒材供給機によって給送された棒材が、棒材加工装置によって加工されている間、前記棒材の中心軸線を前記棒材供給機の棒材給送軸線と整列する整列位置に保持するように、棒材を把持する棒材振れ止め装置を備えた棒材供給機であって、前記棒材振れ止め装置は、前記棒材を上下から把持する下方把持手段と上方把持手段とを有し、１つの部品加工が終了し、次の部品加工のために、前記棒材を送り矢によって前記棒材加工機に向かって前進させるとき、前記下方把持手段は、前記棒材を前記整列位置に保持する位置に維持され、前記上方把持手段は、上方の解放位置まで移動して前記棒材を解放する、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。
【０００４】
本発明にかかる棒材供給機は、以下の通り作動する。棒材は、棒材加工装置によって加工される間、棒材振れ止め装置によって、棒材の中心軸線が棒材供給機の棒材給送軸線と整列する整列位置に保持されるように把持されている。１つの部品加工が終了すると、加工された部分がバイトによって突っ切られる。引き続き、下方把持手段が、棒材を整列位置に保持する位置に維持されたままで、上方把持手段だけが上方に移動して棒材を解放する。この状態で送り矢が前進して、棒材が前進される。棒材が加工のための加工位置まで前進した後、上方把持手段が下方に移動し、棒材の加工中、棒材を下方把持手段とともに把持する。
【０００５】
本発明によれば、上方把持手段だけが上方に移動して棒材を解放し、棒材は、下方把持手段によって、棒材の中心軸線が棒材の給送軸線上に維持された状態で、棒材加工機に向かって移動される。したがって、棒材が真っ直ぐの状態で棒材加工機に供給され、棒材の先端部が真っ直ぐの状態でコレットチャックによって把持されるので、棒材を精密に加工することが可能となる。
【０００６】
【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、本発明にかかる棒材供給機および棒材加工機の側面図である。また、図２は、本発明にかかる棒材供給機の平面図である。更に、図３は、図１に示すIII−III線に沿った矢視断面図である。
図１に示すように、棒材供給機２は、棒材加工機９０に隣接して設置される。図３に最も良く示されているように、棒材供給機２は、断面が長方形の基台６と、基台６に支持され且つ棒材加工機９０に向かって真っ直ぐに延びる棒材給送路Ｐを有する断面Ｕ字形のガイドレール８と、ガイドレール８の斜め上に、ガイドレール８に対して平行に設けられた、複数の棒材（新材）を保持するための材料棚１０と、ガイドレール８の上方に設けられた、材料棚１０から棒材を１つづつガイドレール８に補給するための割出板１２と、図１および図２に示すように、ガイドレール８の前側部分に略等間隔に離間して複数設けられたローラ式の振れ止め装置１４と、ガイドレール８内で前後に移動して棒材を棒材加工機９０に給送するための送り矢（図１３に符号５４で示す）と、棒材供給機２の前端に設けられた、送り矢を下方から支持して持上げるための送り矢支持装置１６と、装置の制御および演算を行う演算制御機１７を有する。
【０００７】
また、図１に示すように、棒材加工機９０は、全体を横方向に貫通する主軸を有し、主軸９２の中には、棒材供給機２のガイドレール８と同軸状に延びるインナーブッシュ９４が設けられている。次に加工すべき棒材の外径が異なる場合には、インナーブッシュ９４は、棒材を挿入可能な程度に、加工すべき棒材の外径よりも僅かに大きいものに取替えられる。インナーブッシュ９４の内径と棒材の外径との差は、例えば、棒材の外径が８ｍｍ〜２０ｍｍの場合には、一般に、平均０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であり、また、棒材の外径が２０ｍｍ以上である場合には、平均０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲である。主軸９２の先端には、給送された棒材を所定位置で停止させるためのストッパ（図示せず）と、棒材加工中、棒材を把持するためのコレットチャック９６と、棒材を切削加工するためのバイト（図示せず）とが設けられている。
【０００８】
図４および図５は、図１に示すIV−IV線に沿った振れ止め装置の詳細を示す矢視断面図である。また、図６は、振れ止め装置の平面図である。
ガイドレール８と棒材振れ止め装置１４について、更に詳細に説明すると、ガイドレール８の前側部分は、図１を見て分かるように、給送軸線Ｘ−Ｘに沿って断続的に連なる複数のガイドレール部分で構成されている。各振れ止め装置１４は、互いに隣接する２つのガイドレール部分の間に配設されている。各振れ止め装置１４は、図４に示すように、ガイドレール８の棒材給送路Ｐを取り囲むようにして三角形状に配置された３のローラ１８ａ、１８ｂを有する。
【０００９】
ガイドレール８の下方には、ガイドレール８を横切る方向に水平に延びる水平支持部材２０が設けられ、２つの下方把持手段または下方ローラ１８ａは、水平支持部材２０に対して、棒材給送路Ｐを挟むようにしてその両側に回動自在に設けられている。また、水平支持部材２０の各端部の近傍には、基台６に支持された下端から垂直方向上方に真っ直ぐに延びる案内部材２２が設けられている。案内部材２２は、水平支持部材２０の両端部を貫通して延びており、水平支持部材２０は、案内部材２２に対して上下方向に摺動自在に設けられている。水平支持部材２０の側方に下方ローラ昇降用カム機構２４が設けられており、これによって、水平支持部材２０が案内２２部材に沿って上下に移動されて、下方ローラ１８ａが上下に移動する。
【００１０】
上方把持手段または上方ローラ１８ｂは、棒材給送路Ｐの真上に１つだけ設けられている。上方ローラ１８ｂは、前記ガイドレール８を横切る方向に延びる揺動アーム２６の先端部に回動自在に取付けられている。揺動アーム２６は、その中間部分に設けられた枢軸２８を中心に揺動可能に設けられている。揺動アーム２６の枢軸２８は、割出板１２の回転軸３０から半径方向外方に延びる回転アーム部材３２に枢着されている。下方ローラ１８ａが設けられた水平支持部材２０の一端には、揺動アーム２６に向かって上方に突出した揺動アーム支持部材３４が設けられており、枢軸２８に対して上方ローラ１８ｂが設けられた側とは反対側の揺動アーム２６の基端部が、揺動アーム支持部材３４の上端に当接している。また、揺動アーム２６の先端部と回転アーム部材３２とは互いに、弾性部材または引張りばね３６によって連結されている。引張りばね３６によって、揺動アーム２６の先端部が回転アーム部材３２に向かって引張られることによって、揺動アーム２６は枢軸２８を中心として回動し、揺動アーム２６の基端部が揺動アーム支持部材３４の上端に対して押し付けられる。
【００１１】
図４は、ローラ式棒材振れ止め装置１４のローラの３つの異なる位置を示している。まず、二点鎖線は、ローラの初期位置を示す。ローラの初期位置において、下方ローラ１８ａは、下方ローラ昇降用カム機構２４によって、ガイドレール８の下方に移動した下降位置にあり、また、上方ローラ１８ｂは、引張りばね３６によって回転アーム部材３２に向かって引張られた上方位置にある。また、点線は、材料棚１０から棒材を受け入れるときの、棒材振れ止め装置１４の棒材受入れ位置を示す。棒材受入れ位置において、下方ローラ１８ａは、初期位置のまま、すなわち、下方ローラ昇降用カム機構２４によって、ガイドレール８の下方に移動した下降位置にあり、また、上方ローラ１８ｂは回転アーム部材３２を介して回転軸３０の回転によって、ガイドレール８から遠ざかる退避位置に位置されている。また、実線は、棒材を把持するときの、棒材振れ止め装置１４の把持位置を示す。把持位置において、下方ローラは、下方ローラ昇降用カム機構２４によって、棒材の中心軸線を給送軸線Ｘ−Ｘの上に支持する上昇位置にあり、また、上方ローラ１８ｂは、棒材を下方ローラ１８ａに対して押し付ける押付け位置にある。更に、図５は、棒材の移動を許容するときの、棒材振れ止め装置１４の解放位置を示す。解放位置においては、下方ローラ１８ａは棒材把持位置と同じ上昇位置にあり、また、上方ローラ１８ｂは、棒材を移動可能にする程度に僅かに上方に移動した離間位置にある。
【００１２】
図７は、割出板の部分拡大図である。
図７に示すように、割出板１２の周囲には、異なる棒材の外径に対応する大きさの、棒材を１つだけ受け入れるための切り欠き３８が形成されている。加工すべき棒材の外径に対応する切り欠き３８が材料棚１０と整列するように、棒材の外径が変わる度に、固定手段によって割出板１２の角度位置が再設定される。
【００１３】
上方ローラ１８ｂの押付け位置から離間位置への移動距離は、上方ローラ１８ｂと連動する割出板１２の切り欠き３８の大きさとの関係で決定される。棒材は、棒材加工機９０によって１つの部品の加工が終了して突っ切られる度に、送り矢によって棒材加工機９０に向かって前進され、その度に、上方ローラ１８ｂは、押付け位置と離間位置との間を往復移動する。割出板１２と上方ローラ１８ｂは回転軸３０を介して作動上連結されており、上方ローラ１８ｂの移動量は割出板１２の回転量と比例する。図７を見て分かるように、割出板１２の周囲には、材料棚１０から１つの棒材を受け入れる切り欠き３８が形成されている。上方ローラ１８ｂが移動する度に割出板１２が回転して、切り欠き３８の角部３８ａが材料棚１０の上に載置された棒材に向かって移動し、角部３８ａによって材料棚１０に載置された棒材のうち、最も下方に載置された棒材が損傷しないように、上方ローラ１８ｂの移動距離は、割出板１２の切り欠き３８の角部３８ａが材料棚１０に載置された棒材に接触しない距離に定められている。すなわち、割出板１２の回転角度は、割出板１２の切り欠き３８の角部３８ａと回転軸３０の中心点Ｏとを結ぶ線と、切り欠き３８の幅の1/2の個所と回転軸３０の中心点Ｏとを結ぶ線とがなす内角αより小さい角度とすればよい。
【００１４】
図８〜図１０は、割出板の回転軸を回転駆動するための回転駆動機構の異なる作動位置を示し、(ａ)は回転駆動機構の平面図、また（ｂ）は側面図である。
割出板１２の回転軸３０は、図８〜図１０に示す回転駆動機構４０によって回転駆動される。回転駆動機構４０は、回転駆動用エアシリンダ４２と、一端が回転駆動用エアシリンダ４２のロッド４２ａの先端に設けられた連結部分に、また他端が回転軸３０に連結されて、ロッド４２ａの伸縮運動を回転軸３０に伝達する回転アーム部材３２と、回転駆動用エアシリンダ４２のロッド４２ａの移動量を規制するためのストッパ４６と、ストッパ４６をロッド４２ａに向かって突出させたり、ロッド４２ａから遠ざけたりするためのストッパ用エアシリンダ４８とを有する。ロッド４２ａの連結部分の外径は、ロッド４２ａの外径より大きく、連結部分とロッド４２ａとの間は段をなしている。ストッパ４６は、回転駆動用エアシリンダ４２に向かって開放するＵ字形をなしており、ストッパ用エアシリンダのロッド４２ａが突出して、Ｕ字形のストッパ４６が、回転駆動用のエアシリンダのロッド４２ａを挟む。ロッド４２ａが短縮すると、ストッパ４６がロッド４２ａの連結部分の段部に当接して、ロッド４２ａが所定距離以上短縮しないように規制される。所定距離は、既に説明したように、連動する割出板１２の切り欠き３８によって棒材が損傷しない距離に決定される。
【００１５】
図８において実線は、回転駆動用エアシリンダ４２のロッド４２ａの伸長位置を示す。ロッド４２ａが伸長位置にあるときは、割出板１２の切り欠き３８は材料棚１０と整列した棒材の取出し位置（図３および図７）にあり、また、振れ止め装置１４は把持位置（図４の実線）にある。また、図９は、回転駆動用エアシリンダ４２のロッド４２ａの短縮位置を示す。ロッド４２ａが短縮位置にあるときは、図３に示す割出板１２が約１２０度にわたって時計方向に回転して、割出板１２の切り欠き３８がガイドレール８と整列する最下位置にあり、また、振れ止め装置１４の上方ローラ１８ｂは退避位置（図４の二点鎖線）にある。また、図１０は、割出板１２の回転規制位置またはロッド４２ａの短縮規制位置を示す。短縮規制位置では、ストッパ４６が回転駆動用エアシリンダ４２のロッド４２ａの短縮距離を規制し、割出板１２は、切り欠き３８が材料棚１０と整列する位置から、角度α以下の角度だけ回転した位置にあり、また、振れ止め装置１４は解放位置（図５の実線）にある。
【００１６】
図１１は、送り矢持上げ装置の側面図であり、また、図１２は、棒材支持装置の平面図である。
図１および図１１に示すように、棒材供給機２は、更に、前端部に取付けられた、送り矢を支持するための送り矢支持装置１６と、送り矢の位置を検知するための、例えば、エンコーダ等の位置センサ（図示せず）とを有する。送り矢支持装置１６は、ガイドレール８の前端と棒材加工機９０の主軸９２の後端の間に設けられた送り矢支持用ローラ５０と、ロッド５２ａの先端に送り矢支持用ローラ５０が取付けられ、送り矢支持用ローラ５０を昇降させるための送り矢支持ローラ昇降用シリンダ５２とを有する。図１２を見て分かるように、送り矢支持用ローラ５０は、周面にＶ字形の溝が形成されており、平面視したとき、Ｖ字形溝の谷は棒材の給送軸線Ｘ−Ｘと整列している。
【００１７】
図１３は、送り矢、棒材加工機の主軸のインナーブッシュ、および送り矢支持装置の関係を示す概略図である。
図１３に示すように、送り矢は、全体的に給送軸線に沿って真っ直ぐに延びる棒状であり、給送方向に対して後側に設けられた本体部分５４ａと、本体部分５４ａの前側に設けられ、かつ、本体部分５４ａより外径が小さい、棒材加工機９０のインナーブッシュ９４の中に挿入される挿入部分５４ｂとを有し、全体で段付きの形状をなしている。例えば、インナーブッシュ９４の内径が８ｍｍ〜１２ｍｍであるとき、挿入部分は７ｍｍであり、また、内径が１２ｍｍ〜２０ｍｍのとき、挿入部分は１０ｍｍである。挿入部分５４ｂの前端面で棒材の後端面を押して棒材を給送する。本体部分５４ａの前端面および挿入部分５４ｂの後端面のいずれも、送り矢の中心軸線Ｙ−Ｙに対して垂直に形成されている。本体部分５４ａの前端面には、雌ねじが形成されており、また、挿入部分５４ｂの後端面には、雌ねじと螺合する雄螺子が設けられており、挿入部分５４ｂは本体部分５４ａに対して螺合して取付られている。また、本体部分５４ａの後端には、所謂「羽根５４c」が設けられており、羽根５４cに送り矢を前後に移動させるための無端チェーン（図示せず）が取付けられている。
【００１８】
送り矢の挿入部分５４ｂの外径はインナーブッシュ９４の内径よりも小さく設定されているが、挿入部分５４ｂが自重で撓むと、先端部分がインナーブッシュ９４の内壁に接触してしまうおそれがあるので、位置センサによって、挿入部分５４ｂがインナーブッシュ９４の後端に達したことが検知されると、図１２に示すように、送り矢支持装置１６の送り矢支持用ローラ５０が上昇して、送り矢の挿入部分５４ｂを下から押上げて、先端部がインナーブッシュ９４の内壁に接触するのが防止される。
【００１９】
本実施形態にかかる棒材供給機は、演算制御機１７によって制御されて、以下の通り作用する。
図３に示すように、割出板１２の周囲に形成されている複数の切り欠き３８のうち、加工すべき棒材の径寸法に対応する切り欠き３８が材料棚１０と整列した位置にあり、傾斜した材料棚１０に載置された複数の棒材のうち、最も下方に位置する棒材が、割出板１２の切り欠き３８の中に受け入れられる。割出板１２がこの位置にあるとき、振れ止め装置１４の下方ローラ１８ａは、下方ローラ昇降用カム機構２４によって、図４に二点鎖線で示す下降位置にある。また、上方ローラ１８ｂは、図４に二点鎖線で示す上方位置にある。
まず、割出板１２が、回転軸３０を中心として、時計方向に約１２０度回転し、棒材を受け入れた切り欠き３８が下方のガイドレール８と整列する。それと同時に、図４に点線で示すように、各棒材振れ止め装置１４の上方ローラ１８ｂが、回転軸３０の回転によって、時計方向に約１２０度回転して、二点鎖線で示す上方位置から点線で示す退避位置まで移動して、ガイドレール８の上方領域から退避する。切り欠き３８内に受け入れられていた棒材が、送り矢５４の前側のガイドレール８の中に落下する。
【００２０】
引き続き、下方ローラ１８ａが、下方ローラ昇降用カム機構２４によって、二点鎖線で示す下降位置から実線で示す上昇位置まで移動され、棒材の中心軸線が給送軸線Ｘ−Ｘと一致する位置まで持上げられる。送り矢５４が棒材加工機９０に向かって前側に移動して、棒材の先端部が棒材加工機９０のインナーブッシュ９４の中に挿入され、棒材の前端面が棒材加工機９０のストッパに当接して停止する。このときの棒材の位置である加工位置において、棒材の先端部が棒材加工機９０のコレットチャック９６によって把持され、また、ストッパは退避する。棒材が加工位置にあるときの送り矢５４の位置である第一給送位置が位置センサによって検知され、この第一給送位置が演算制御機１７に記憶される。
【００２１】
引き続き、割出板１２が回転軸３０を中心として反時計方向に回転して、切り欠き３８が材料棚１０と整列する位置まで戻る。回転軸３０の回転に伴って上方ローラ１８ｂも、図４に二点鎖線で示す上方位置まで戻る。上方ローラ１８ｂの揺動アーム２６の基端部が、下方ローラ１８ａの水平支持部材２０に設けられた揺動アーム支持部材３４によって押上げられて、上方ローラ１８ｂが棒材に対して押し付けられる押付け位置に移動され、上方ローラ１８ｂと下方ローラ１８ａとで、棒材の後部が把持される。
一方、送り矢５４は第一給送位置から、送り矢５４の前端面が棒材の後端面から僅かに離間した離間位置まで後退し、１つの部品の加工が終了するまで離間位置で待機する。棒材が主軸９２によって回転されながら、バイトによって部品が加工され、加工が終了したら、加工した部分がバイトによって突っ切られる。突っ切られた棒材の長さは、１つの部品の長さと略等しく、より詳細には、１つの部品の長さにバイトの厚さを加えた長さに等しい。
【００２２】
引き続き、ストッパ４６が突出して、回転駆動用エアシリンダ４２のロッド４２ａを挟む。エアシリンダのロッド４２ａが短縮し、ロッド４２ａの先端に設けられた連結部分がストッパ４６に当接して、ロッド４２ａがそれ以上、短縮するのが規制され、割出板１２の回転も、角度α以下の所定角度に規制される。回転軸３０の回転に伴って、図５に示すように、上方ローラ１８ｂが、二点鎖線で示す把持位置から、実線で示す解放位置に移動する。これによって、棒材が解放されて移動自在となる。
棒材加工機９０のストッパが前進する。演算制御機によって、送り矢５４が離間位置から前方に移動され、棒材の先端がストッパに当接するまで、棒材を前方に給送する。なお、下方ローラ１８ａは、上昇位置に維持されたままであるので、給送中、棒材の中心軸線が棒材給送軸線Ｘ−Ｘと一致した状態で、真っ直ぐ棒材が前方に給送される。これによって、棒材の先端部が真っ直ぐの状態でコレットチャック９６によって把持される。すなわち、コレットチャック９６の前方に突出した加工される部分の中心軸線は、ぼぼ完全に給送軸線Ｘ−Ｘと一致している。割出板１２は回転軸３０を中心として反時計方向に回転し、それに伴って、上方ローラ１８ｂが、図５に実線で示す解放位置から二点鎖線で示す把持位置に移動し、下方ローラ１８ａと協働して、棒材の中心軸線が給送軸線Ｘ−Ｘと一致した真っ直ぐな状態で把持する。
【００２３】
位置センサによって、棒材の先端がストッパに当接したときの、送りや５４の位置である第二給送位置を検知し、演算制御機１７に第二給送位置を記憶しておく。演算制御機１７は、第二給送位置と第一給送位置との差である寸法値を求め、該寸法値を記憶しておく。更に、演算制御機１７は、第二給送位置に上記寸法値を足して、送り矢の次ぎの給送位置を求める。更に、演算制御機１７は、次の給送位置よりも所定距離だけ手前の減速位置を求める。
演算制御機１７は、送り矢５４を離間位置から前方に減速位置まで、比較的速い第一速度で移動させ、減速位置に達したら、第二速度に減速して次の給送位置までゆっくりと前進させ、棒材の前端面がストッパに当接するまで、棒材をゆっくりと移動させる。次の部品がバイトによって加工され、加工が終了したら、部品がバイトによって突っ切られる。
【００２４】
上記の工程を繰り替えし、完成した部品を次々と突っ切ると、棒材が短くなり、やがて、送り矢５４の先端部が、インナーブッシュ９４の後端に到達する。送り矢５４の先端部がインナーブッシュ９４の後端に到達したことが、位置センサによって検知されたら、送り矢支持装置１６の送り矢支持用ローラ５０が上昇する。送り矢５４の挿入部分５４ｂの先端部は、送り矢支持用ローラ５０によって挿入部分５４ｂの中心軸線Ｙ−Ｙが給送軸線Ｘ−Ｘと一致するように、下方から支持される。
更に、部品が加工されて突っ切られると、送り矢５４の挿入部分５４ｂがインナーブッシュ９４の中に挿入される。インナーブッシュ９４の中へ挿入された挿入部分５４ｂの挿入長さは、位置センサによって検知された送り矢５４の位置に基づき、演算制御機１７によって求められる。挿入長さに対して、自重による撓みの放物線カーブを予め求めておき、それに基づき、送り矢５４の挿入部分５４ｂの先端部のみならず、挿入部分全体がインナーブッシュ９４の内壁面に接触しないように、送り矢５４を持上げるべき距離を予め求めておく。この挿入部分５４ｂに関する撓み情報を、送り矢支持装置１６の送り矢支持用ローラ５０の昇降を制御する演算制御機１７に予め入力しておく。送り矢支持用ローラ５０は、撓み情報に基づき、演算制御機１７によって挿入長さに対応する撓み情報に応じた距離だけ上昇され、送り矢５４の挿入部分５４ｂが持ち上げられる。
【００２５】
送り矢５４の挿入部分５４ｂが送り矢支持装置１６によって支持された状態で、棒材を前方に給送し、更に、部品加工を続ける。なお、既に説明したように、送り矢５４は、インナーブッシュ９４の中においても、棒材を前方に給送した後は、棒材から遠ざかる方向に僅かに後退した離間位置で待機する。
【００２６】
送り矢５４の後端部に設けられた羽根５４cが、最も後方の振れ止め装置１４に近づいたことを、位置センサによって検知したら、下方ローラ昇降用カム機構２４によって、下方ローラ１８ａが取付けられている水平支持部材２０が下降され、下方ローラ１８ａが下降位置に移動される。水平支持部材２０の下降に伴って、一端に設けられた揺動アーム支持部材３４が下降し、上方ローラ１８ｂが取付けられた揺動アーム２６が揺動して、上方ローラ１８ｂが上方位置に移動する。送り矢５４の羽根５４cが、振れ止め装置１４に近づくにしたがって、上記のようにして、後方側の振れ止め装置１４から次々と解放される。
最後の部品加工が終了した後、残材は、送り矢５４によって前方に押し出されて廃棄され、１つの棒材の加工が終了する。
次に、材料棚１０から割出板１２に受け入れられた新たな棒材が、上記のように、割出板１２によってガイドレール８の中に投入され、上記の工程が繰り替えされる。
【００２７】
図１４は、送り矢の変形例を示す。
図１４に示す送り矢５４は、図１３に示す送り矢５４と同様に、本体部分５４ａと挿入部分５４ｂとは、それぞれ真っ直ぐな棒状に形成されており、また、互いに螺合されている点で共通する。しかし、本体部分５４ａの前端面が、図１３に示す送り矢５４においては、本体の中心軸線Ｙ−Ｙに対して垂直に形成されているのに対して、図１４に示す送り矢５４の本体部分５４ａにおいては、垂直な面に対して数度の角度βをなして、僅かに上向きに傾斜して形成されている点で異なる。角度βは、送り矢５４の挿入部分５４ｂがインナーブッシュ９４の内壁面に接触しないように、挿入部分５４ｂを持上げることができる大きさに定めればよい。挿入部分５４ｂの後端面は、図１４に示す送り矢５４においても、図１３と同様に、中心軸線Ｙ−Ｙに対して垂直に形成されている。
【００２８】
挿入部分５４ｂの雄螺子を、本体部分５４ａの雌ねじに螺合すると、本体部分５４ａの前端面と挿入部分５４ｂの後端面とが係合し、それによって、挿入部分５４ｂの基端部が、中心軸線Ｙ−Ｙに対して角度βだけ上向きにされ、これによって、挿入部分５４ｂの先端部まで、上方に向けて凸状の放物線をなし、先端部がインナーブッシュ９４の内壁面と接触するのが防止される。なお、図１４に示す送り矢５４はそれ自体で、上方に向けて凸状の放物線をなすので、図１４に示す送り矢５４をもつ棒材供給機２には、図１〜図１３に示す棒材供給機２に備えられた送り矢支持装置１６を備えていない。
【００２９】
図１から図１３に示す実施形態にかかる棒材供給機２においては、棒材を棒材加工機９０に向けて給送する間、棒材振れ止め装置１４の下方ローラ１８ａを上昇位置に維持してあるので、棒材を真っ直ぐの状態で、かつ、棒材中心軸線Ｙ−Ｙが棒材給送軸線Ｘ−Ｘと一致した状態で、棒材を棒材加工機９０に給送することができる。したがって、加工すべき棒材の先端部が、コレットチャック９６によって真っ直ぐの状態で把持される。したがって、バイトによってより正確な寸法に研削することができる。なお、棒材加工機９０のインナーブッシュ９４の内径は、棒材の外径より僅かに大きいにすぎないので、棒材の前方部分は、インナーブッシュ９４によってある程度真っ直ぐにされるが、両者の径の差の範囲で棒材が曲がってしまい、棒材の先端部が曲がった状態で、コレットチャック９６によって把持されてしまう。数ミクロンの公差で研削加工するには、棒材を極力真っ直ぐな状態で棒材加工機９０のコレットチャック９６に給送する必要があり、上記下方ローラ１８ａによれば、それを実現することができる。これによって、研削の後、研磨による二次加工なしで、精密な部品を完成することができる。
【００３０】
更に、棒材を前方に給送するとき、棒材振れ止め装置１４の上方ローラ１８ｂは、把持位置から僅かな距離だけ上方に移動するので、連動する割出板１２の切り欠き３８の角部３８ａによって、材料棚１０に載置された棒材の表面を損傷してしまうことがない。したがって、損傷のない棒材を用いて、数ミクロンの公差で精密に棒材を加工することができる。
【００３１】
更に、図１〜図１３に示す棒材供給機２においては、送り矢支持装置１６によって送り矢５４の先端部分を持上げ、また、図１４に示す変形例においては、送り矢５４の挿入部分５４ｂが放物線をなし、先端部分が持上げられるように形成されているので、棒材加工中、インナーブッシュ９４の内壁面と接触することがない。したがって、部品の精密な加工を妨げる振動の原因をなくすことができ、数ミクロンの公差で精密に棒材を加工することができる。また、このように構成することによって、送り矢５４を次の給送のために主軸９２の外で待機させる必要がなく、主軸９２の中で待機させることができ、すぐに棒材の給送が開始できるので、給送時間を短縮することができ、棒材加工時間の短縮を図ることができる。更に、送り矢支持用ローラ５０には、送り矢５４が振動し始めたときに、送り矢５４が送り矢支持装置１６の送り矢支持用ローラ５０に接触して、振動を減衰させる効果がある。
【００３２】
更に、図１４に示す送り矢５４を備えた棒材供給機２は、送り矢５４がインナーブッシュ９４の内壁面に接触しないので、送り矢支持装置１６を設けなくても、図１〜図１３に示す棒材供給機２に備えられたと同様な効果が得られる。
更に、演算制御機１７は、送り矢５４を減速位置まで比較的速い第一速度で前方に移動させ、減速位置に達したら、第二速度に減速して第二給送位置までゆっくりと前進させ、棒材の前端面をストッパに対してゆっくりと当接させる。したがって、棒材がストッパに対して強く押しつけて曲がることがなく、コレットチャック９４によって棒材が真っ直ぐな状態で把持され、棒材を精密に加工することができる。
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。
【００３３】
例えば、本実施形態における振れ止め装置１４は３つのローラ１８ａ、１８ｂを有するローラ式の振れ止め装置１４であるが、振れ止め装置１４は、下側および上側から棒材に向けて移動して、棒材を上下から把持する形式の振れ止め装置１４であれば、４つ以上のローラを有する振れ止め装置１４であっても、また、ローラ式以外の、例えば、無端ベルトで棒材を把持するベルト式の振れ止め装置であってもよい。
また、本実施形態にかかる棒材供給機２は、送り矢支持装置１６を有しているが、送り矢５４がインナーブッシュ９４に接触しなければ、送り矢支持装置１６を備えている必要はない。
更に、図１４に示す送り矢５４を用いる場合であっても、送り矢支持装置１６を設けてもよく、この場合、送り矢５４の先端部が、ローラによってインナーブッシュ９４の中心軸線Ｘ−Ｘと整列するように支持されるので、送り矢５４の先端部がインナーブッシュ９４の中に円滑に挿入される効果がある。
【００３４】
更に、送り矢５４は、次ぎの給送位置に到達するまでに減速されていればよいので、減速位置は次の給送位置の手前の、いずれの位置に設定されていてもよい。したがって、減速位置は、次の給送位置に限りなく近い直前の位置であってもよく、その場合、送り矢５４を短い時間で前方に移動させることができる点で有利である。
また、送り矢５４の減速は、減速位置においてのみ減速する必要はなく、次の給送位置までに、棒材をストッパに対して押し付けることのない程度に充分減速されていればよく、次の給送位置に達するまで段階的に減速しても、また、離間位置から次の給送位置まで一定の率で減速してもよく、更に、送り矢によって棒材を前方に数回にわたって小刻みに給送（インチング）してもよい。
【００３５】
更に、上記実施形態においては、演算制御機９０によって、次の給送位置を求め、更に、給送位置より所定距離だけ手前の、送り矢５４を減速すべき減速位置を求め、減速位置において、送り矢５４を減速させているが、単に、演算制御機９０に前回の給送位置を記憶しておき、前回の給送位置（第一給送位置）に達したときに送り矢を減速させるようにしてもよい。
更に、上記実施形態においては、演算制御機によって第二給送位置と第一給送位置との差である寸法値を求め、この寸法値に基づいて、次の給送位置を求め、その給送位置より手前の位置で、送り矢を減速させるようになっているが、次の給送位置は、演算制御機に１つの部品長さ寸法、あるいは、１つの部品を加工するのに必要な棒材の長さ寸法を予め記憶させておき、その長さ寸法を用いて求めてもよい。
更に、図１３および図１４に示す送り矢５４の本体部分５４ａと挿入部分５４ｂは、一体的に形成されていてもよい。
【発明の効果】
本発明によれば、後に研磨工程が必要のない程度に、棒材加工装置だけによって精密な部品加工が可能となるように、棒材を棒材加工機に供給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】本発明にかかる棒材供給機および棒材加工機の側面図である。
【図２】本発明にかかる棒材供給機の平面図である。
【図３】図１に示すIII−III線に沿った矢視断面図である。
【図４】図１に示すIV−IV線に沿った棒材振れ止め装置の詳細を示す矢視図である。
【図５】図１に示すIV−IV線に沿った棒材振れ止め装置の詳細を示す矢視図である。
【図６】振れ止め装置の平面図である。
【図７】割出板の部分拡大図である。
【図８】割出板の回転軸を回転駆動するための回転駆動機構を示し、(ａ)は回転駆動機構の平面図、また（ｂ）は側面図である。
【図９】割出板の回転軸を回転駆動するための回転駆動機構を示し、(ａ)は回転駆動機構の平面図、また（ｂ）は側面図である。
【図１０】割出板の回転軸を回転駆動するための回転駆動機構を示し、(ａ)は回転駆動機構の平面図、また（ｂ）は側面図である。
【図１１】送り矢材持上げ装置の側面図である。
【図１２】棒材持上げ装置の平面図である。
【図１３】送り矢、棒材加工機の主軸のインナーブッシュ、および送り矢支持装置の関係を示す概略図である。
【図１４】送り矢の変形例を示す。
【符号の説明】
２ 棒材供給機
４ 棒材加工装置
１２ 割出板
１４ 棒材振れ止め装置
１４ａ 下方把持手段
１４ｂ 上方把持手段
１６ 送り矢支持装置
３８ 切り欠き
３８ａ 角部
５４ｂ 挿入部分
５６ｂ 挿入部分
５４ 送り矢
５６ 送り矢
９４ インナーブッシュ
Ｘ−Ｘ 棒材給送軸線

Claims (7)

1. 加工すべき棒材を把持する棒材振れ止め装置を備えた、棒材を棒材加工機に給送するための棒材供給機であって、
   前記棒材振れ止め装置は、前記棒材を上下から把持する下方把持手段と上方把持手段とを有し、棒材が棒材加工機によって加工されている間、前記棒材の中心軸線を前記棒材供給機の棒材給送軸線と整列する整列位置に保持するように前記下方把持手段と前記上方把持手段とで棒材を把持し、
   １つの部品加工が終了し、次の部品加工のために、前記棒材を送り矢によって前記棒材加工機に向かって前進させるとき、前記下方把持手段は、前記棒材を前記整列位置に保持する位置に維持され、前記上方把持手段は、棒材の上方に移動した離間位置まで移動して前記棒材を解放する、ことを特徴とする棒材供給機。
2. 更に、棒材を１つだけ受け入れ可能な切り欠きの中に、棒材を材料棚から受け入れ、回転して前記棒材を棒材給送路に供給するための割出板を有し、
   前記上方把持手段は、前記割出板の回転角度と比例して上方に移動するように作動上連結されており、前記上方把持手段の前記離間位置への移動距離は、連動する前記割出板の前記切り欠きの角部が、前記材料棚に保持された棒材に接触しない距離である、ことを特徴とする請求項１に記載の棒材供給機。
3. 前記割出板の回転角度は、前記割出板の前記切り欠きの角部と前記割出板の回転軸の中心点とを結ぶ線と、前記切り欠きの幅の1/2の個所と前記回転軸の中心点とを結ぶ線とがなす内角より小さい角度である、ことを特徴とする請求項２に記載の棒材供給機。
4. 前記送り矢は、棒材の給送のため、前記棒材加工機の主軸を貫通するインナーブッシュの中に挿入される挿入部分を有し、挿入部分は、インナーブッシュの内壁面との間に隙間が形成される外径を有し、
   更に、前記インナーブッシュの後端近傍に設けられ、前記送り矢の前記挿入部分が自重で撓んで、前記インナーブッシュの内面に接触しないように、前記送り矢を下方から支持するための送り矢支持装置を有し、前記棒材加工機による棒材の加工中、前記送り矢の先端部は、前記インナーブッシュに挿入された状態で待機している、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の棒材供給機。
5. 前記送り矢は、棒材の給送のため、前記棒材加工機の主軸を貫通するインナーブッシュの中に挿入される挿入部分を有し、挿入部分は、インナーブッシュの内壁面との間に隙間が形成される外径を有し、前記送り矢は、自重による撓みによって、前記挿入部分が前記インナーブッシュの内壁面に接触しないように、前記棒材給送軸線に対して上向きに凸状の放物線をなすように形成されており、
   棒材加工装置による棒材の加工中、前記送り矢の先端部は、前記インナーブッシュに挿入された状態で待機している、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の棒材供給機。
6. 更に、送り矢の位置を検知する位置センサと、装置の制御を行うための演算制御機とを有し、
   前記位置センサによって、棒材を前記棒材加工機によって加工する加工位置まで給送したときの、前記送り矢の位置である第一給送位置を検知し、前記第一給送位置を前記演算制御機に記憶し、該演算制御機は、棒材加工中、前記送り矢を前記第一給送位置から後退させた離間位置で待機させ、また、次の部品の加工を行うために、前記送り矢によって前記棒材を前方に移動させるとき、前記送り矢を遅くとも前記第一給送位置を通過した後は減速して移動させる、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の棒材供給機。
7. 更に、前記送り矢の位置を検知する位置センサと、装置の制御を行うための演算制御機とを有し、
   前記位置センサによって、棒材を前記棒材加工機によって加工する加工位置まで給送したときの、前記送り矢の位置である第一給送位置と、１つの部品の加工終了後、次の部品の加工のために、前記棒材を前方に給送したときの前記送り矢の位置である第二給送位置とを検知し、前記演算制御機によって前記第二給送位置と前記第一給送位置との差を求めて、その寸法値を記憶しておき、前記演算制御機は、棒材加工中、前記送り矢を前記第一給送位置から後退させた離間位置で待機させ、
   前記寸法値を記憶した後の工程において、前記演算制御機は、前記離間位置に後退する前の給送位置に対して、前記寸法値だけ前方の次の給送位置を求め、次の部品加工のために、前記送り矢によって前記棒材を前方に移動させるとき、前記送り矢を前記次の給送位置より手前の位置において減速させる、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の棒材供給機。

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