JP4373696B2 - センタリングマシン及びその制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの端面を加工するセンタリングマシン及びその制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、ワークを保持するクランプ装置をＸ軸モータによって前後方向に移動されるＸ軸移動台に左右移動調節可能に取り付け、加工するワークの長さが変化した際には、作業者がクランプ装置を上記Ｘ軸移動台上で左右方向に移動調節し、ワークの保持位置が適正位置となるようにしていた。また、センタリングマシンにより加工されたワークの計測は、センタリングマシンから排出された後に行うようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、クランプ装置の左右の移動調節を作業者が行うようにしていたので、手数及び時間を要するものであった。また、加工されたワークの計測をセンタリングマシンから排出された後に行うようにしていたので、搬送経路が煩雑になるとともに、別途、計測装置の設置場所を確保する必要があった。本発明は、モータによるクランプ装置の前後動、及びスピンドルユニットの左右動を利用して上記クランプ装置のワーク保持位置が調節できるようにすることにより、また、センタリングマシンに計測装置を設けることにより、上記不具合を解消した新規なセンタリングマシン及びその制御装置を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記欠点を解消するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に記載の発明は、Ｙ軸サーボモータによって左右方向に移動されるＹ軸移動台と、Ｘ軸サーボモータによって前後方向に移動されるＸ軸移動台とを設け、前記Ｙ軸移動台にワークの端部を加工するスピンドルユニットを一体的に設け、前記Ｘ軸移動台にワークを保持するクランプ装置を左右移動可能に設け、前記スピンドルユニットとクランプ装置とを互いに係脱させる係合具と、前記クランプ装置を前記Ｘ軸移動台に固定又は解除するロック装置とを設け、前記係合具は、スピンドルユニットに、ばねによってクランプ装置側Ｙ軸方向に突出付勢される一方の係合具を設け、該一方の係合具にＹ軸方向の移動を検出する検出センサを設け、クランプ装置に、該クランプ装置のＸ軸方向によって前記一方の係合具に係脱する他方の係合具を設ける構成にしたものである。
また、請求項２記載の発明は、前記スピンドルユニットに、ばねによってワーク側Ｙ軸方向に突出付勢されるロッドを設け、該ロッドに、前記ワークに形成されたセンター穴に嵌合可能な計測コンタクトと、Ｙ軸方向の移動量を計測する計測センサとを設けたものである。
また、請求項３記載の発明は、センタリングマシンのロック装置を解除作動又はロック作動させるロック作動部と、前記センタリングマシンのＸ軸サーボモータ及びＹ軸サーボモータを係合具が互いに係合又は離脱する如く駆動制御する連結作動部と、前記Ｙ軸サーボモータを前記センタリングマシンのクランプ装置が設定箇所に位置す如く駆動制御するクランプ位置調整部とを設け、クランプ位置の移動スイッチがオンされた際に、前記ロック作動部にロック装置の解除作動指令を発するとともに、前記連結作動部に係合具の係合指令を発した後、前記クランプ位置調整部にクランプ装置の移動指令を発し、次いで前記ロック作動部にロック装置のロック作動指令を発する動作順序指令部を設ける構成にしたものである。
また、請求項４記載の発明は、前記スピンドルユニットに、クランプ装置に保持されたワークの端面と当接可能な計測装置を設け、計測信号を受けた際に、前記計測装置が前記ワークの端面に当接する如くＸ軸サーボモータ及びＹ軸サーボモータを駆動制御する計測作動部を設ける構成にしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図において、図１は本発明の実施例を示す平面図、図２は図１の左側面図、図３は本発明によるロック装置部の断面図、図４は本発明による係合具の係合状態を示す平面図、図５は係合具の係合前段の状態を示す部分平面図、図６は本発明による計測装置の計測前段の状態を示す断面図、図７は計測装置の端面計測状態を示す断面図、図８は計測装置のセンター穴計測状態を示す断面図、図９は本発明による制御装置のブロック図である。
【０００６】
図１及び図２において、１はセンタリングマシン、２はその機台であり、該機台２に前方（図１において下方）に向かって下り傾斜する第１支持台３を取り付ける。上記第１支持台３の左右両側にＹ軸モータ（サーボモータ）４によって左右方向（図１において左右方向）に移動制御される左右一対のＹ軸移動台５を取り付け、また、上記第１支持台３の左右中心部に第２支持台７を前方に下り傾斜させて固定し、該第２支持台７にＸ軸モータ（サーボモータ）８によって前後方向に移動制御されるＸ軸移動台９を取り付ける。
【０００７】
上記各Ｙ軸移動台５にワークＷの端面Ｗｂを加工する左右一対のスピンドルユニット１０を互いに対向させて取り付ける。該スピンドルユニット１０は、図１に示すように、スピンドル１２を回転自在に支持するヘッド１１及びベルトを介してスピンドル１２を回転させる駆動モータ１３を有し、各スピンドル１２はその対面側に刃物を保持するホルダ１２ａを有する。
【０００８】
上記Ｘ軸移動台９に棒状のワークＷを保持する左右一対のクランプ装置１５をそれぞれ左右移動可能に取り付けるとともに、該クランプ装置１５を上記Ｘ軸移動台９に固定又は解除するロック装置２０（図３）を設ける。上記クランプ装置１５は、そのケース１６を上記Ｘ軸移動台９に形成した左右方向に延びるレール９ａ（図３）に左右摺動可能に取り付け、該ケース１６の前部側にワークＷを挟持するクランプ爪１７を、該ケース１６の後部側にクランプ爪１７を作動させるクランプシリンダ１８を取付けてなる。
【０００９】
上記ロック装置２０は、図３に示すようになっている。即ち、上記ケース１６の下部とレール９ａとの間に制動板２１を介装し、ケース１６の左右両側に作動ロッド２２を上下摺動可能に取り付けるとともに、該作動ロッド２２の下端部を上記制動板２１に連結する。上記作動ロッド２２の上端部はケース１６から上方に突出させ、この部に受け体２３を取り付ける。また、上記受け体２３と対面するケース１６の上部に後部側が高くなる傾斜カム２４を取り付け、上記受け体２３と傾斜カム２４と間に楔形の作動カム２５を介装し、ケース１６の後部側の上部に上記作動カム２５を前後方向に移動させるロックシリンダ２６を取り付ける。
【００１０】
これにより、クランプ装置１５をＸ軸移動台９に固定する際には、上記ロックシリンダ２６を短縮作動させて作動カム２５を後方（図３において左方）に移動させ、受け体２３、作動ロッド２２を介して制動板２１をレール９ａに圧接する。また、クランプ装置１５をＸ軸移動台９の固定から解除する際には、上記ロックシリンダ２６を伸長作動させて作動カム２５を前方（図３において右方）に移動させ、受け体２３、作動ロッド２２を介して制動板２１をレール９ａから離間させる。
【００１１】
前述したスピンドルユニット１０とクランプ装置１５とを互いに係脱させる係合具３０を設ける。即ち、図１に示すように、各スピンドルユニット１０のヘッド１１と駆動モータ１３との間に係合ロッド（一方の係合具）３１を対面方向に突出させて所定量左右方向に移動可能に取り付けるとともに、各係合ロッド３１の突出端部に前後方向に貫通する引掛孔３１ａを形成し、各係合ロッド３１をばね３２により対面方向に突出付勢する。また、上記各係合ロッド３１の反対面（後部）側に該係合ロッド３１の左右動を検出する検出センサ３３を取り付ける。一方、クランプ装置１５の各ケース１６の上記スピンドルユニット１０と対面する側にブラケット３５を固定し、該ブラケット３５の突出端部に上記引掛孔３１ａと嵌合可能な係合ピン（他方の係合具）３５ａを前方に向けて突出固定する。
【００１２】
上記各スピンドルユニット１０に計測装置３７を設ける。即ち、図１に示すように、各スピンドルユニット１０のヘッド１１の前部側に一対のガイド筒３８を左右に対向させて取り付け、図６に示すように、各ガイド筒３８内にロッド３８ａを摺動可能に嵌合させるとともに、該ロッド３８ａをばね３８ｂにより対面方向に突出付勢し、上記ロッド３８ａの対面（前部）側に計測コンタクト３９を、該ロッドの反対面（後部）側に計測センサ４０を取り付ける。上記計測コンタクト３９は先端が球面となる円錐状に形成するとともに、その外径はワークＷのセンター穴Ｗａに嵌合する径とする。また上記計測センサ４０は上記計測コンタクト３９の移動量（突出量）を計測してワークＷの端面Ｗｂの位置及びセンター穴Ｗａの深さを計測するようになっている。なお、図２において、４１はワークＷをセンタリングマシン１に供給、またはセンタリングマシン１からワークＷを排出するワーク搬送治具である。
【００１３】
前述したクランプ装置１５の移動、ロック装置２０、計測装置３７の作動、及び係合具３０の係脱作動は、図９に示す制御装置５０によって行われる。図９において、５１は設定部であり、クランプ装置１５の移動位置、計測装置３７の作動位置、及び係合具３０の係脱作動位置等が設定される。５２はスイッチ部であり、クランプ装置１５の移動を開始するスイッチ、計測装置３７の作動を開始するスイッチ等を有する。
【００１４】
５３は判定部であり、上記スイッチ部５２でオンされたスイッチの種類を判定して作動順序指令部５４又は計測作動部５５に作動指令を発する。上記作動順序指令部５４は、クランプ装置１５を所定位置に移動させるプログラムを有し、クランプ位置調整部５６、連結作動部５７、及びロック作動部５８に所定の順序で信号を送り、上記クランプ装置１５を設定された位置に移動させる。即ち、クランプ位置の移動スイッチがオンされた際に、前記ロック作動部５８に解除作動指令を発してロック装置２０のロックシリンダ２６を伸長作動させ、クランプ装置１５を第２支持台７に対し固定を解除する。次いで連結作動部５７に係合具３０の係合指令を発し、モータ駆動部５９を介してＹ軸、Ｘ軸モータ４，８を駆動制御し、クランプ装置１５を前進させるとともに、各スピンドルユニット１０を接近方向に移動させ、図４に示すように、クランプ装置１５側の係合ピン３５ａをスピンドルユニット１０側の引掛孔３１ａに嵌合させ、クランプ装置１５をスピンドルユニット１０に連結する。
【００１５】
この場合、本例では、図５に示すように、まず、クランプ装置１５を前進させてそのブラケット３５の端面をスピンドルユニット１０側の係合ロッド１３の端面に対面させ、次いで、各スピンドルユニット１０を接近方向に移動させて上記係合ロッド１３の端面ブラケット３５の端面に衝突させ、この衝突を検出センサ３３で確認する。次いで、この衝突位置を基準としてインクレメンタル方式によりＹ軸、Ｘ軸モータ４，８を駆動制御する。即ち、クランプ装置１５を上記位置から所定量後退させた後、各スピンドルユニット１０を接近させて上記ブラケット３５の係合ピン３５ａを係合ロッド１３の引掛孔３１ａの直後方に位置させ、次いでクランプ装置１５を所定量前進させて上記係合ピン３５ａを引掛孔３１ａに嵌合させる。
【００１６】
次いでクランプ位置調整部５６にクランプ装置１５の移動指令を発し、モータ駆動部５９を介してＹ軸モータ４を駆動制御し、スピンドルユニット１０を介してクランプ装置１５を左右方向の所定位置に移動させる。次いで前記ロック作動部５８にロック作動指令を発してロック装置２０のロックシリンダ２６を短縮作動させ、クランプ装置１５を第２支持台７に固定する。次いで、連結作動部５７に係合具３０の離脱指令を発し、モータ駆動部５９を介してＹ軸、Ｘ軸モータ４，８を駆動制御し、上記係合ピン３５ａを引掛孔３１ａから離脱させ、クランプ装置１５とスピンドルユニット１０との連結を解除する。
【００１７】
前述した判定部５３で計測作動部５２に作動指令が発せられると、モータ駆動部５９に所定の信号を送り、Ｘ軸モータ８及びＹ軸モータ４を駆動制御してクランプ装置１５、及び計測装置３７を計測位置に移動させ、クランプ装置１５に保持されたワークＷの端面Ｗｂ及びセンター穴Ｗａを計測する。即ち、Ｘ軸モータ８を駆動制御してクランプ装置１５を前進させ、まず、図６に示すように、クランプ装置１５で保持されたワークＷの端面Ｗｂの左右軸心を計測装置３７の計測コンタクト３９の左右軸心に合致させる。
【００１８】
次いで図７に示すように、上記Ｘ軸モータ８を介してクランプ装置１５を若干前進させ、上記ワークＷの端面Ｗｂを計測コンタクト３９に対面させた後、Ｙ軸モータ４を駆動制御して各スピンドルユニット１０を対面方向に移動させ、上記計測コンタクト３９をワークＷの端面Ｗｂに当接させ、該端面Ｗｂの位置を計測センサ４０で計測する。次いで図８に示すように、上記Ｘ軸モータ８を介してクランプ装置１５を若干後退させ、上記ワークＷのセンター穴Ｗａを計測コンタクト３９に対面させた後、Ｙ軸モータ４を駆動制御して各スピンドルユニット１０を対面方向に移動させ、上記計測コンタクト３９をワークＷのセンター穴Ｗａに嵌合させ、該センター穴Ｗａの深さを計測センサ４０で計測する。なお、上記ワークＷの端面Ｗｂの位置、及びセンター穴Ｗａの深さが規定値から外れている場合は、警報ブザー等により報知され、加工不良、センタードリルの損傷等が知らされるようになっている。
【００１９】
なお、本発明は、ワークＷの一方の端面のみを加工する場合は、スピンドルユニット１０の一方、及び計測装置３７の一方を省略するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明の請求項１に係る発明は、前後方向に移動されるＸ軸移動台にワークを保持するクランプ装置を左右移動可能に設け、左右方向に移動されるスピンドルユニットに上記クランプ装置を連結してこれの左右位置を調節（補正）するようにしたので、クランプ装置のワークの長さに対する左右の位置調節を作業者が行う必要がなくなり、手数が軽減するとともに、該クランプ装置の左右の位置調節が容易に自動化できることになる。
また、請求項２に係る発明は、前記スピンドルユニットに、クランプ装置に保持されたワークの端面と当接可能な計測装置を設けたので、加工されたワークの計測をセンタリングマシン上で行うことができ、迅速な計測ができるとともに、計測のためのワークの搬送経路、計測場所等が省略できる。
また、請求項３に係る発明は、クランプ装置のワークの長さに対する左右位置の調節を自動化的に行うことができ、作業者の手数、心労を防止するとともに、ワークの加工効率を高くすることができる。
また、請求項４に係る発明は、加工されたワークの計測をセンタリングマシン上で自動的に行うことができ、生産性が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す平面図である。
【図２】図１の左側面図である。
【図３】本発明によるロック装置部の断面図である。
【図４】本発明による係合具の係合状態を示す平面図である。
【図５】係合具の係合前段の状態を示す部分平面図である。
【図６】本発明による計測装置の計測前段の状態を示す断面図である。
【図７】計測装置の端面計測状態を示す断面図である。
【図８】計測装置のセンター穴計測状態を示す断面図である。
【図９】本発明による制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１ センタリングマシン
２ 機台
３ 第１支持台
４ Ｙ軸モータ
５ Ｙ軸移動台
７ 第２支持台
８ Ｘ軸モータ
９ Ｘ軸移動台
９ａ レール
１０ スピンドルユニット
１１ ヘッド
１２ スピンドル
１２ａ ホルダ
１３ 駆動モータ
１５ クランプ装置
１６ ケース
１７ クランプ爪
１８ クランプシリンダ
２０ ロック装置
２１ 制動板
２２ 作動ロッド
２３ 受け体
２４ 傾斜カム
２５ 作動カム
２６ ロックシリンダ
３０ 係合具
３１ 係合ロッド
３１ａ 引掛孔
３２ ばね
３３ 検出センサ
３５ ブラケット
３５ａ 係合ピン
３７ 計測装置
３８ ガイド筒
３８ａ ロッド
３８ｂ ばね
３９ 計測コンタクト
４０ 計測センサ
４１ ワーク搬送具
５０ 制御装置
５１ 設定部
５２ スイッチ部
５３ 判定部
５４ 作動順序指令部
５５ 計測作動部
５６ クランプ位置調整部
５７ 連結作動部
５８ ロック作動部
５９ モータ駆動部
Ｗ ワーク
Ｗａ センター穴
Ｗｂ 端面

Claims (4)

1. Ｙ軸サーボモータ（４）によって左右方向に移動されるＹ軸移動台（５）と、Ｘ軸サーボモータ（８）によって前後方向に移動されるＸ軸移動台（９）とを設け、前記Ｙ軸移動台（５）にワーク（Ｗ）の端部を加工するスピンドルユニット（１０）を一体的に設け、前記Ｘ軸移動台（９）にワーク（Ｗ）を保持するクランプ装置（１５）を左右移動可能に設け、前記スピンドルユニット（１０）とクランプ装置（１５）とを互いに係脱させる係合具（３０）と、前記クランプ装置（１５）を前記Ｘ軸移動台（９）に固定又は解除するロック装置（２０）とを設け、前記係合具（３０）は、スピンドルユニット（１０）に、ばね（３２）によってクランプ装置（１５）側Ｙ軸方向に突出付勢される一方の係合具（３１）を設け、該一方の係合具（３１）にＹ軸方向の移動を検出する検出センサ（３３）を設け、クランプ装置（１５）に、該クランプ装置（１５）のＸ軸方向によって前記一方の係合具（３１）に係脱する他方の係合具（３５ａ）を設けてなることを特徴とするセンタリングマシン。
2. スピンドルユニット（１０）に、ばね（３８ｂ）によってワーク側Ｙ軸方向に突出付勢されるロッド（３８ａ）を設け、該ロッド（３８ａ）に、前記ワークに形成されたセンター穴（Ｗａ）に嵌合可能な計測コンタクト（３９）と、Ｙ軸方向の移動量を計測する計測センサ（４０）とを設けたことを特徴とする請求項１記載のセンタリングマシン。
3. 請求項１記載のセンタリングマシン（１）を設け、該センタリングマシン（１）のロック装置（２０）を解除作動又はロック作動させるロック作動部（５８）と、前記センタリングマシン（１）のＸ軸サーボモータ（８）及びＹ軸サーボモータ（４）を係合具（３０）が互いに係合又は離脱する如く駆動制御する連結作動部（５７）と、前記Ｙ軸サーボモータ（４）を前記センタリングマシン（１）のクランプ装置（１５）が設定箇所に位置す如く駆動制御するクランプ位置調整部（５６）とを設け、クランプ位置の移動スイッチがオンされた際に、前記ロック作動部（５８）にロック装置（２０）の解除作動指令を発するとともに、前記連結作動部（５７）に係合具（３０）の係合指令を発した後、前記クランプ位置調整部（５６）にクランプ装置（１５）の移動指令を発し、次いで前記ロック作動部（５８）にロック装置（２０）のロック作動指令を発する動作順序指令部（５４）を設けたことを特徴とするセンタリングマシンの制御装置。
4. スピンドルユニット（１０）に、クランプ装置（１５）に保持されたワークの端面（Ｗｂ）と当接可能な計測装置（３７）を設け、計測信号を受けた際に、前記計測装置（３７）が前記ワークの端面（Ｗｂ）に当接する如くＸ軸サーボモータ（８）及びＹ軸サーボモータ（４）を駆動制御する計測作動部（５５）を設けたことを特徴とする請求項３記載のセンタリングマシンの制御装置。

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