JP3938523B2 - ワークの加工方法及び加工装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス旋盤によるガラスロッドの加工に係り、特には、ガラス旋盤のチャックに一端を把持した長尺ガラスロッドの他端に、短尺ガラスロッドを溶着するのに好適なガラスロッドの加工方法及び加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバ母材の製造工程においては、長尺ガラスロッドの一端又は両端にこれと同軸になるように、このガラスロッドと同じ材質からなる短尺のガラスロッド(以下、ダミーロッドと称する)を溶着し、このダミー部でワークを把持又は支持して、ガラス微粒子の堆積・透明ガラス化加工、表面の火炎研磨加工、曲がりの矯正加工あるいは延伸加工等が行われている。
【0003】
ガラス旋盤を用いて比較的長尺のガラスロッドに、比較的短尺のダミーロッドを同軸で溶着する場合には、一般にガラスロッドの一端をガラス旋盤のテールストック側のチャックによって片持ちで把持し、もう一方の自由端に、ガラス旋盤のヘッド側チャックで把持したダミーロッドを、バーナーで加熱して溶着する。同軸溶着に際して、ガラスロッドの自由端とダミーロッドの先端は、旋盤のスピンドル回転軸上で回転し、先端の振れ回り量が許容値以下でなければならない。このとき、ダミーロッドは短いので、チャックによる先端の振れ回り量は無視できるが、ガラスロッドは長いために、チャックの把持方法が悪いと先端(自由端)の振れ回り量が無視できないほど大きくなり、同軸でダミーロッドと溶着できなくなる。なお、ガラス旋盤のテールストック側のチャックでダミーロッドを把持し、ヘッド側チャックでガラスロッドを把持しても同様の効果が得られる。
【0004】
特に、ガラスロッド加工用のガラス旋盤は、金属加工用の旋盤とは異なり、傷を防止しかつ耐熱性を有する緩衝材を介してガラスロッドをチャックするため、例えば、長さ800〜1,100mm、重量6〜20kgもあるような長尺のガラスロッドをその一端でチャックして、他端(自由端側)の振れ回り量が許容値以下、すなわち、例えば、0.2mm以下になる様に、ガラス旋盤のスピンドル回転軸と同軸回転させるには、極めて困難が伴う。
【0005】
従って、従来のガラス旋盤では、1,000mm程度の長さのガラスロッドの一端を固定して他端(自由端)に、300mm程度の長さのダミーロッドを同軸で溶着する場合に、自由端の振れ回り量をチャックの芯出し作業のみで許容値以内に収めることは困難である。このため、ガラスロッドのチャック端の近傍をバーナーで加熱して軟化させ、自由端の振れ回り量が許容値以下になるまで、回転させながらカーボン製の鏝を押し当て、ガラスロッドを軟化部で曲げることで、修正していた。
【0006】
このため、従来のガラス旋盤によるガラスロッドの加工作業には、経験を積んだ職人的技量が常に要求され、同時に、これに付随して次のような無駄を生じていた。
1)ガラスロッドが真直ぐの場合には、先端の振れ回り修正工程は本来不要の作業であり、修正時間の分だけリードタイムが伸びて生産性が低下する。
2)先端の振れ回りを修正する工程において、ガラスロッドを部分的に加熱軟化させて曲げるため、次工程では、必然的に先に曲げた部分を再度真直ぐに直す修正作業が必要になり、二重の無駄になる。
【0007】
上述したように、従来のガラス旋盤によるガラスロッドの加工作業では、チャックで一端を把持した時の自由端の振れ回りを修正するために、都合二度の加熱と曲げ工程を必要とし、非常に効率の悪い作業を余儀なくされていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ガラス旋盤作業に関するその様な認識を変え、生産性を向上させるためになされたものであり、ガラスロッド(以下、ワークと称する)の一端を固定したときの自由端の芯出しを、ベテラン作業者でなくても容易に行うことができ、この自由端での別のワークとの溶着を容易にするワークの加工方法及び加工装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のワークの加工方法は、両端にチャックを有するガラス旋盤において、ワークの一端をチャックで把持し、ワークセンタリング装置を用いて、該ワークの自由端が該ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するようにワークを把持し、該ワークセンタリング装置が、ガラス旋盤のテールストック用のガイドレール上に摺動可能に搭載され、空圧式作動機構によりスピンドル回転軸の軸直径方向に開閉される少なくとも3個の開閉駆動腕を有し、各開閉駆動腕の先端に設けられた回転ローラにより、ワークを把持するように構成された把持機構を有することを特徴としている。
【0010】
本発明の加工装置は、両端にチャックを有するガラス旋盤において、該チャックで一端を把持されたワークの自由端がガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように把持するワークセンタリング装置を備え、該ワークセンタリング装置は、ガラス旋盤のテールストック用のガイドレール上に摺動可能に搭載され、空圧式作動機構によりスピンドル回転軸の軸直径方向に開閉される少なくとも3個の開閉駆動腕を有し、各開閉駆動腕の先端に設けられた回転ローラにより、ワークを把持するように構成された把持機構を有することを特徴としている。
上記開閉駆動腕は、リンク機構を介して空圧式作動機構により同期して駆動されるように構成され、空圧式作動機構は1個の空圧シリンダからなっている。
【0011】
さらに、この把持機構は、先端に2個の補助ローラ又は先端がV字形の支持部材を有し、これにより開閉駆動腕の開放時にワークを支持するように構成されている。
この支持部材は、開閉駆動腕の動作よりも若干遅れて動作するように構成されたリンク機構を有している。
【0012】
このようにして、ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように把持されたワークの自由端と、ガラス旋盤の他方のチャックで把持された別のワークの先端とを同軸で溶着することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明は、従来のガラス旋盤に、簡単な改造で取付けることのできるワークセンタリング装置を設け、長尺のワークの一端を旋盤の回転軸上で把持して短尺のワーク、例えばダミーロッドと同軸溶着する加工方法を提案するものである。
これにより、ガラス旋盤のチャック作業に付随して生じるワーク先端の振れ回りを無くすことができ、ガラス旋盤加工の生産性を、従来の作業方法に比べて大きく改善することができる。
【0014】
図を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、様々な態様が可能である。
図1は、本発明の加工装置の一例を示す概略正面図である。
図1において、ガラス旋盤のベッド1上には、その右方にテールストック側チャック2が搭載され、長尺のワーク4が把持されている。左方にはヘッド側チャック3が搭載され、短尺のダミーロッド5が把持されている。さらに、チャック2で把持されたワーク4の自由端は、ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように、補助的に設けられたワークセンタリング装置6で把持されている。
【0015】
従来、ワーク4の自由端がガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するようにするには、ワーク4の自由端を、ダミーロッド5の先端と同軸になるようにチャック2で芯出し調整していたが、ワーク4のチャック把持部に巻かれた断熱材(図示せず)のために、芯出し調整は困難な作業となっていた。
【0016】
しかしながら本発明では、補助的に設けたワークセンタリング装置6でワーク4の自由端から適切な距離離れた箇所を、ガラス旋盤の回転軸と同軸になる様にして回転把持することができるため、ワーク4の自由端をダミーロッド5の先端に対して同軸に合わせることができ、バーナー7等の加熱手段を用いて、両者を精度良く容易に同軸で溶接することができる。このため、従来のようなワーク4の自由端に対する困難な芯出し調整作業は不要である。なお、ワークセンタリング装置6は、テールストック用のガイドレール8上に摺動自在に搭載され、ワーク4を把持する位置は、バーナー7からの熱の影響を考慮して適切な位置に決めればよい。
【0017】
図2は、本発明のワークセンタリング装置の一例を拡大して示す概略説明図である。
ワークセンタリング装置は、対向する二枚の側面板9(図示を容易とするために手前側の側面板は省略)間に開閉駆動腕とそのリンク機構が組み込まれた構造を有し、全体がガラス旋盤のベッド上に設けられたテールストック用のガイドレール上に摺動自在に搭載され、ワークを把持するのに好ましい位置で固定される。
なお、開閉駆動腕の数は少なくとも3個とされるが、図2は好ましい3個の例を示している。
【0018】
ワーク4は、開閉駆動腕であるローラアーム10(a,b,c)にそれぞれ回転自在に支承されたカーボン製の回転ローラ11(a,b,c)によって、3方(120度間隔)から回転自在に把持される。
各ローラアーム10は、回転中心、すなわちスピンドル回転軸に向って進退できるように取り付けられている。例えば、図3に示すように、ローラアーム10に直線ガイド12を設け、この直線ガイド12に沿って摺動するガイド部材14を、直線ガイド12に嵌合させることにより、ローラアーム10をワーク4に向って進退させることができる。なお、ガイド部材14は側面板9に固定されている。
【0019】
スピンドル回転軸に向っての各ローラアーム10の進退量をリンク機構で調節することにより、ワーク4をその回転軸がガラス旋盤のスピンドル回転軸と同軸になるように把持することができる。
各ローラアーム10を同期させて回転中心に向って進退させるリンク機構は、例えば、次のような構成とすることができる。以下、ローラアームが3個の例について説明する。
【0020】
空圧シリンダ15が作動すると、リンク板13,18及び連結杆16,17を介して回転中心に向けての駆動力が各ローラアーム10に伝達される。
このように構成されたリンク機構により、3個のローラアーム10を1個の空圧シリンダ15で、それぞれを回転中心に向けて同期駆動させることができる。
【0021】
なお、3個のローラアーム10は、それぞれが回転中心に向って駆動し、スピンドル回転軸と同軸でワーク4を把持するように、120度間隔に等分に配置され、かつ適宜設計されたリンク機構により同期して運動するように構成されている。
【0022】
把持機構は、ワーク4と接触する先端に回転ローラ11を有する3個のローラアーム10からなり、リンク板13,18及び連結杆16,17を介して空圧シリンダ15の駆動力が伝達され、ワーク4を把持するように構成されている。
ワーク4の外径が細い場合に、3個のローラアームが回転中心位置で正しくワーク4を把持できるように、把持機構に、先端がV字形の支持部材19を回転中心の下方に設けると都合がよい。各ローラアームの開放時には、支持部材19はワーク4を支持している。なお、V字形の先端に代えて、2個の補助ローラを支持部材19の先端に設けて支持するようにしてもよい。
【0023】
この支持部材19には、ローラアームに設けたのと同様の直線ガイドとガイド部材をそのアーム部に設け、支持部材19が回転中心位置に向って上方に移動することができるように構成することもできる。すなわち、支持部材19は、空圧シリンダ15が動作すると、駆動力がリンク板18及び連結杆20を介して支持部材19に伝達され、直線ガイドに沿って上方の回転中心位置に向って駆動される。
【0024】
このリンク機構は、支持部材19の動作が3個のローラアームの動作よりも若干遅れて動作するように構成されている。このため、支持部材19はワーク4を支持しながら回転中心位置の近くまで上昇するが、最終的にはワーク4は3個のローラアームによって把持され、ワーク4と支持部材19との間に隙間が生じるように構成されている。
【0025】
【発明の効果】
本発明は、従来のガラス旋盤にセンタリング装置を付加することにより、ガラス旋盤に一端を把持したワークの自由端を、容易にスピンドル回転軸と同軸に把持することができる。これにより、さらに下記の優れた効果が得られる。
(1)ガラス旋盤を用いてワークとダミーロッドとを精度良く同軸に溶着することができ、従来不可欠であったワークの振れ回り修正作業を行わないので、この同軸溶着工程のリードタイムを短縮して生産性を上げることができる。
(2)この同軸溶着工程において、不要な振れ回り修正を行わないので、修正作業で必要とされる加熱バーナーへの酸水素ガスの供給が不要となり、燃費を削減できる。さらに、加熱し過ぎ等により発生する品質上の問題点の発生を未然に防止できる。
(3)該同軸溶着工程において、ベテランの作業員ではなくても簡単に短時間で溶着できるため、旋盤作業に要する労務コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の加工装置の一例を示す概略正面図である。
【図2】 本発明のワークセンタリング装置の一例を示す拡大概略説明図である。
【図3】 本発明によるローラアーム(開閉駆動腕)の一例を示す拡大概略正面図である。
【符号の説明】
1……ベッド、
2……テールストック側チャック、
3……ヘッド側チャック、
4……ワーク、
5……ダミーロッド、
6……ワークセンタリング装置、
7……バーナー、
8……ガイドレール、
9……側面板、
10(a,b,c)……ローラアーム(開閉駆動腕)、
11(a,b,c)……回転ローラ、
12……直線ガイド、
13,18……リンク板、
14……ガイド部材、
15……空圧シリンダ(空圧式作動機構)、
16,17,20……連結杆、
19……支持部材。
Claims (9)
- 両端にチャックを有するガラス旋盤において、ワークの一端をチャックで把持し、ワークセンタリング装置を用いて、該ワークの自由端が該ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するようにワークを把持し、該ワークセンタリング装置が、ガラス旋盤のテールストック用のガイドレール上に摺動可能に搭載され、空圧式作動機構によりスピンドル回転軸の軸直径方向に開閉される少なくとも3個の開閉駆動腕を有し、各開閉駆動腕の先端に設けられた回転ローラにより、ワークを把持するように構成された把持機構を有することを特徴とするワークの加工方法。
- 前記開閉駆動腕が、リンク機構を介して空圧式作動機構により同期して駆動されるように構成され、該空圧式作動機構が 1 個の空圧シリンダからなる請求項1に記載のワークの加工方法。
- 前記把持機構が、先端に2個の補助ローラ又は先端が V 字形の支持部材を有し、これにより開閉駆動腕の開放時にワークを支持する請求項1に記載のワークの加工方法。
- 前記支持部材が、開閉駆動腕の動作よりも若干遅れて動作するように構成されたリンク機構を有する請求項3に記載のワークの加工方法。
- 前記ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように把持されたワークの自由端を、該ガラス旋盤の他方のチャックで把持された別のワークの先端と同軸で溶着する請求項1乃至4のいずれかに記載のワークの加工方法。
- 両端にチャックを有するガラス旋盤において、該チャックで一端を把持されたワークの自由端が該ガラス旋盤のスピンドル回転軸上で回転するように把持するワークセンタリング装置を備え、該ワークセンタリング装置が、ガラス旋盤のテールストック用のガイドレール上に摺動可能に搭載され、空圧式作動機構によりスピンドル回転軸の軸直径方向に開閉される少なくとも3個の開閉駆動腕を有し、各開閉駆動腕の先端に設けられた回転ローラにより、ワークを把持するように構成された把持機構を有することを特徴とするワークの加工装置。
- 前記開閉駆動腕が、リンク機構を介して空圧式作動機構により同期して駆動されるように構成され、該空圧式作動機構が 1 個の空圧シリンダからなる請求項6に記載のワークの加工装置。
- 前記把持機構が、先端に2個の補助ローラ又は先端が V 字形の支持部材を有し、これにより開閉駆動腕の開放時にワークを支持する請求項6に記載のワークの加工装置。
- 前記支持部材が、開閉駆動腕の動作よりも若干遅れて動作するように構成されたリンク機構を有する請求項8に記載のワークの加工装置。
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