JP4405345B2 - 棒材供給機 - Google Patents

Description

本発明は、旋盤等の棒材加工機に棒材を供給する棒材供給機に関する。

棒材供給機には、一本の前部ガイド部材と、水平面上で並列に結合された二本の後部ガイド部材と、二本の後部ガイド部材をガイド方向と直角に水平移動させていずれか一方を前部ガイド部材に選択的に接続する接続切換手段と、前部ガイド部材と一方の後部ガイド部材とに跨るように装填された棒材を、一方の後部ガイド部材上でスライドしつつ前部ガイド部材上に送り出す一次導入部材と、棒材が前部ガイド部材上に送り出され、接続切換手段により他方の後部ガイド部材が前部ガイド部材に接続されると、他方の後部ガイド部材から前部ガイド部材へとスライドしつつ棒材を前部ガイド部材上で更に前進させる二次導入部材とを具備したものがある（例えば、特許文献１参照）。

この棒材供給機によれば、一本の棒材が前部ガイド部材と一方の後部ガイド部材とに跨るように装填されると、一次導入部材が一方の後部ガイド部材上でスライドしながら前部ガイド部材上に棒材を送り出す。棒材が前部ガイド部材上に送り出されると、接続切換手段により後部ガイド部材の全体がガイド方向と直角に水平移動し、他方の後部ガイド部材が前部ガイド部材に接続される。その後、二次導入部材が他方の後部ガイド部材から前部ガイド部材へとスライドしつつ棒材を前部ガイド部材上で前進させて旋盤に供給する。

旋盤は、二次導入部材によって送られる棒材を所定の寸法ずつ切削し、製品を切り出す。棒材供給機は旋盤が加工する間棒材を支持し、加工が終了する都度棒材を旋盤に送り出す。加工が繰り返され一本の棒材が消費されると、新しい棒材（新材）が上記と同様にして棒材供給機に装填され旋盤に供給される。以後同様な作業が繰り返され、製品が連続して製造される。
特開２００１−２４６５０３号公報

従来の棒材供給機は、新材の装填にあたり二本の後部ガイド部材を一次及び二次導入部材と共に水平方向に平行移動させなければならないので、機械の構造が複雑化し、スペースも多く必要とし大型化するという問題がある。また、一次導入部材と二次導入部材には原動軸からそれぞれ歯車列を介して動力を伝達するようになっているので、一次導入部材と二次導入部材の制御に際しその移動量を検出するには、一次導入部材と二次導入部材のそれぞれについてロータリーエンコーダ等のセンサを配置しなければならないという問題がある。

本発明は、このような問題点を解決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。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、二本の後部ガイド部材（４，５）を上下に配置した状態でそれらの後端にて水平枢軸（１１）で保持し、接続切換手段（６）によって上下二段の後部ガイド部材（４，５）を水平枢軸（１１）を支点に下方に回動させ上段の後部ガイド部材（４）を前部ガイド部材（３）に連通させると、前部ガイド部材（３）と上段の後部ガイド部材（４）とに跨るように装填された棒材（Ａ）を、一次導入部材（７）が上段の後部ガイド部材（４）上でスライドしつつ前部ガイド部材（３）上に送り出し、上記接続切換手段（６）によって上記上下二段の後部ガイド部材（４，５）を水平枢軸（１１）を支点に上方に回動させ下段の後部ガイド部材（５）を前部ガイド部材（３）に連通させると、二次導入部材（８）が下段の後部ガイド部材（５）から前部ガイド部材（３）へとスライドしつつ棒材（Ａ）を前部ガイド部材（３）上で更に前進させるようにした棒材供給機（１）を採用する。

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の棒材供給機において、上下二段の後部ガイド部材（４，５）は、接続切換手段（６）によって下段の後部ガイド部材（５）を前部ガイド部材（３）に接続したときに下段の後部ガイド部材（５）と前部ガイド部材（３）とが直線状に連通するように水平枢軸（１１）で保持した棒材供給機（１）を採用する。

また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の棒材供給機において、一次導入部材（７）及び二次導入部材（８）の各駆動手段が巻き掛け伝動装置であり、各巻き掛け伝動装置の原動車（１６，２２）が駆動軸である上記水平枢軸（１１）にクラッチ（１９，２４）を介して保持された棒材供給機（１）を採用する。

また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の棒材供給機において、接続切換手段（６）が後部ガイド部材（４，５）に連結されたシリンダ・ピストン装置である棒材供給機（１）を採用する。

請求項１に係る発明によれば、棒材（Ａ）の新材の装填にあたり上下二段の後部ガイド部材（４，５）を水平枢軸（１１）を支点に上下に回動させることで足りる。従って、棒材供給機（１）の構造を小型化、簡素化することができる。

請求項２に係る発明によれば、下段の後部ガイド部材（５）を前部ガイド部材（３）に接続したときに下段の後部ガイド部材（５）と前部ガイド部材（３）とが直線状に連通するので、棒材（Ａ）は直線状態で二次導入部材（８）により旋盤等の加工機（２）に送られる。従って、棒材（Ａ）に対し適正な加工が行われる。

請求項３に係る発明によれば、一次導入部材（７）と二次導入部材（８）の制御に際しその移動量を検出するには、水平枢軸（１１）に対して単一のロータリーエンコーダ等のセンサ（２６）を配置することで足り、この単一のセンサ（２６）によって一次導入部材（７）と二次導入部材（８）の移動量を検出することができる。

請求項４に係る発明によれば、前部ガイド部材（３）に対する後部ガイド部材（４，５）の切り換えを簡易かつ迅速に行うことができる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１に示すように、棒材供給機１は床上に水平に設置され、この棒材供給機１に隣接して棒材加工機であるＮＣ旋盤２が設置される。

棒材供給機１の図１に示すフレーム１ａ上には、図２及び図３に示す機構部が設置され、この機構部がフレーム１ａに開閉可能に連結されたカバー１ｂによって覆われている。また、図１に示す棒材供給機１の背後には多数の棒材を溜めておき一本ずつ機構部に送るための図示しない棒材供給棚が配置される。

図２乃至図５に示すように、この棒材供給機１の機構部は、一本の前部ガイド部材３と、二本の並列に結合された後部ガイド部材４，５と、二本の後部ガイド部材４，５のいずれか一方を前部ガイド部材３に選択的に接続する接続切換手段６と、図６に示すごとく前部ガイド部材３と一方の後部ガイド部材４とに跨るように装填された棒材Ａを、一方の後部ガイド部材４上でスライドしつつ前部ガイド部材３上に送り出す一次導入部材７と、棒材Ａが前部ガイド部材３上に送り出され、接続切換手段６により他方の後部ガイド部材５が前部ガイド部材３に接続されると、他方の後部ガイド部材５から前部ガイド部材３へとスライドしつつ棒材Ａを前部ガイド部材３上で更に前進させる二次導入部材８とを具備する。

前部ガイド部材３は、図１に示すように、上記フレーム１ａ上におけるＮＣ旋盤２寄りの箇所に配置される。図２及び図３に示すように、前部ガイド部材３は略Ｕ字形横断面の溝部材で形成され、図１に示すように、その軸線の延長線がＮＣ旋盤２の主軸２ａの軸線に合致するようにフレーム１ａ上に固定される。前部ガイド部材３の溝は落下する一本の棒材Ａを受け止め収納しうる程度の大きさ及び形状とされる。棒材Ａとしては各種の径、長さ、材質のものを送ることができるが、この実施の形態で用いられる棒材Ａは６ｍｍφ以下の撓みやすい細い金属棒である。

後部ガイド部材４，５は、図３乃至図５に示すように、上下二段に構成される。図２乃至図５に示すように、上段の後部ガイド部材４と下段の後部ガイド部材５とがそれらの前後端において夫々前後部のベース９，１０に固着されることで一体化され、後部ベース１０が水平枢軸１１を介し上記フレーム１ａに保持される。水平枢軸１１は、図２乃至図４に示すように、軸受１２，１３を介しフレーム１ａ上に両端支持される。これにより、上段と下段の後部ガイド部材４，５はフレーム１ａ上において水平枢軸１１を支点にして一体で上下に回動可能である。

図３乃至図６に示すように、上段及び下段の後部ガイド部材４，５を構成する溝部材の溝は落下する一本の棒材Ａの後部を受け止め収納しうる程度の大きさ及び形状とされる。また、後述するように上段の後部ガイド部材４は巻き掛け伝動装置と共に上下に回動可能であるから水平枢軸１１を支点にして下方に回動した時もその溝内から一次導入部材７が抜け出なくともよく、従って溝の開口幅が一次導入部材７の径よりも小さく形成される。ところが、下段の後部ガイド部材５はフレーム１ａに対し設置された巻き掛け伝動装置に対して上下に回動するので、水平枢軸１１を支点にして下方に回動した時はその溝内から二次導入部材８が抜け出る必要がある。従って溝の開口幅は二次導入部材８の径よりも大きくなるように形成される。

接続切換手段６は、図２、図３、図５及び図６に示すように、具体的にはシリンダ・ピストン装置であり、このシリンダ・ピストン装置が前部ベース９と上記フレーム１ａとの間に配置される。シリンダ・ピストン装置の伸動作により図３のごとく下段の後部ガイド部材５と前部ガイド部材３とが直線状に連通し、シリンダ・ピストン装置の縮動作により図６（Ａ）のごとく上下段の後部ガイド部材４，５が水平枢軸１１を支点にして下方に回動し上段の後部ガイド部材４が前部ガイド部材３に連通する。図６（Ａ）は棒材Ａの新材を受け止める際の後部ガイド部材４，５の姿勢を示し、棒材Ａは前部ガイド部材３と上段の後部ガイド部材４とに跨るように装填され、溝内において棒材Ａは同図（Ｂ）に実線で示すごとく撓む。

一次導入部材７は、図２乃至図６に示すように、上段の後部ガイド部材４の溝内を摺動するスライダであり、具体的には丸棒で形成される。図２乃至図６に示すように、一次導入部材７の駆動手段には巻き掛け伝動装置が採用される。

この巻き掛け伝動装置は、巻き掛け体である無端タイミングベルト１４と、この無端タイミングベルト１４が掛け渡される前後部のプーリ１５，１６と、駆動源であるモータ１７とを具備する。無端タイミングベルト１４に一次導入部材７が連結アーム１８を介し連結される。前部プーリ１５は従動車であり、前部ベース９に回転自在に保持される。後部プーリ１６は原動車であり、電磁クラッチである一次導入用クラッチ１９を介して上記水平枢軸１１に保持される。モータ１７は上記フレーム１ａ上に設置され、その出力軸がカップリング１７ａを介し原動軸である水平枢軸１１の軸端に結合される。一次導入用クラッチ１９がＯＮになるとモータ１７の回転が後部プーリ１６から無端タイミングベルト１４に伝達され、一次導入部材７が上段の後部ガイド部材４内をスライドする。モータ１７は正転又は逆転が可能であり、モータ１７の正逆転に応じて一次導入部材７が上段の後部ガイド部材４内を前進又は後退する。前後部のガイド部材３，５が図６（Ａ）に示す状態に接続され、同図（Ｂ）のごとく棒材Ａがガイド部材３，５の溝内に投入されると、一次導入部材７が上段の後部ガイド部材５内を前進し、棒材Ａを前部ガイド部材３へと送り出す。

二次導入部材８は、図２乃至図６に示すように、下段の後部ガイド部材５の溝内を摺動するスライダであり、具体的には丸棒で形成される。図２乃至図６に示すように、二次導入部材８の駆動手段には一次導入部材７の場合と同様に巻き掛け伝動装置が採用される。

この巻き掛け伝動装置は、巻き掛け体である無端タイミングベルト２０と、この無端タイミングベルト２０が掛け渡される前後部のプーリ２１，２２とを具備する。駆動源は一次導入部材７を駆動するモータ１７が共用される。前部プーリ２１は従動車であり、上記フレーム１ａにおけるＮＣ旋盤２寄りの箇所に軸受２３を介し回転自在に保持される。後部プーリ２２は原動車であり、電磁クラッチである二次導入用クラッチ２４を介して上記水平枢軸１１に保持される。無端タイミングベルト２０は前後部のプーリ２１，２２間に掛け渡される結果、棒材供給機の略前後端間を水平に伸びる。二次導入部材８は、この無端タイミングベルト２０に連結アーム２５を介し連結される。二次導入用クラッチ２４がＯＮになるとモータ１７の回転が後部プーリ２２から無端タイミングベルト２０に伝達され、モータ１７の正逆転に応じて二次導入部材８が下段の後部ガイド部材５及び前部ガイド部材３内を前進又は後退する。上記一次導入部材により棒材Ａが前部ガイド部材内へと送り出され、後部のガイド部材４，５が図６（Ａ）の状態から図３の状態に復帰すると、二次導入部材８が下段の後部ガイド部材５から前部ガイド部材３へとスライドし、棒材Ａを前部ガイド部材３上で更に前進させる。これにより、棒材ＡがＮＣ旋盤２に送り込まれ、加工される。

図２に示すように、上記水平枢軸１１の他端にはカプリング２６ａを介しロータリーエンコーダ２６が取り付けられる。一次導入部材７と二次導入部材８をそれぞれ駆動する巻き掛け伝動装置は、水平枢軸１１を共通の駆動軸とするので、一次導入部材７と二次導入部材８の双方の制御にこの単一のロータリーエンコーダ２６を用いることができる。すなわち、この単一のロータリーエンコーダ２６によって一次導入部材７と二次導入部材８の双方の移動量を検出することができる。このロータリーエンコーダ２６により一次導入部材と二次導入部材の移動量が検出される結果、一次導入部材７と二次導入部材８はサーボモータ等のモータ１７により高精度に位置制御される。

次に、上記構成の棒材供給機の作用について説明する。
（１）棒材供給機１の上下段の後部ガイド部材４，５は、当初図７（Ａ）、図２及び図３の位置にあり、下段の後部ガイド部材５が前部ガイド部材３に連通している。この状態では下段の後部ガイド部材５の溝と前部ガイド部材３の溝は直線状に連なる。

（２）図７（Ｂ）及び図６（Ａ）に示すように、接続切換手段６であるシリンダ・ピストン装置が縮動作し、上下段の後部ガイド部材４，５を水平枢軸１１を支点に下方に小角度回動させる。これにより、上段の後部ガイド部材４が前部ガイド部材３に連通する。

（３）図７（Ｃ）に示すように、棒材供給棚（図示せず）から一本の棒材Ａである新材が前後部のガイド部材３，４の上に落下し、前部ガイド部材３の溝と上段の後部ガイド部材４の溝とに跨るように嵌まり込む。

（４）図７（Ｄ）に示すように、モータ１７が正回転し、一次導入用クラッチ１９がＯＮになることにより、無端タイミングベルト１４が走行し、一次導入部材７が上段の後部ガイド部材４上を前方にスライドする。これにより、上記（３）において前部ガイド部材３と上段の後部ガイド部材４とに跨るように装填された棒材Ａが前部ガイド部材３上に押し出される。一次導入部材７による棒材Ａの押し出し量はロータリーエンコーダ２６による一次導入部材７の移動量の検出により制御される。

（５）図７（Ｅ）に示すように、接続切換手段６であるシリンダ・ピストン装置が伸動作し、上下段の後部ガイド部材４，５を水平枢軸１１を支点に上方に回動させる。これにより、上段の後部ガイド部材４が前部ガイド部材３との接続を解かれ、下段の後部ガイド部材５が前部ガイド部材３に一直線上で連通する。また、モータ１７が逆回転し、一次導入用クラッチ１９がＯＮになることにより、無端タイミングベルト１４が逆走行し、一次導入部材７が上段の後部ガイド部材４上を後方にスライドし元の位置に復帰する。

（６）図７（Ｆ）に示すように、モータ１７が正回転し、二次導入用クラッチ２４がＯＮになることにより、無端タイミングベルト２０が走行し、二次導入部材８が下段の後部ガイド部材５上から前部ガイド部材３へと前方にスライドする。これにより、上記（４）において前部ガイド部材３上へと押し出された棒材Ａが二次導入部材８の先端で後方から押され、前部ガイド部材３上をＮＣ旋盤２の方へとスライドする。二次導入部材８による棒材Ａの送り量は、ロータリーエンコーダ２６による二次導入部材８の移動量の検出を介して検知される。

（７）一本の棒材Ａが消費されると、モータ１７が逆回転し、二次導入用クラッチ２４がＯＮになることにより、無端タイミングベルト２０が逆走行し、二次導入部材８が前部ガイド部材３及び下段の後部ガイド部材５上を後方にスライドして下段の後部ガイド部材５内の元の位置に復帰する。その後、棒材供給機１は図７（Ａ）〜（Ｆ）に示した（１）〜（７）の動作を繰り返して棒材Ａの加工を続行する。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば接続切換手段はシリンダ・ピストン装置に限らずカム装置等他の手段によることもでき、一次及び二次導入部材の駆動手段も巻き掛け伝動装置に限らずシリンダ・ピストン装置等他の手段によることもできる。

本発明に係る棒材供給機の正面図である。 図１に示す棒材供給機の内部の平面図である。 図１に示す棒材供給機の内部の正面図である。 図３（Ｂ）中、ＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。 図３（Ｂ）中、Ｖ−Ｖ線矢視断面図である。 （Ａ）は新材供給時における棒材供給機の内部の正面図、（Ｂ）は棒材供給機内での新材の状態を示す正面図である。 本発明に係る棒材供給機の動作説明図である。

符号の説明

Ａ…棒材
１…棒材供給機
３…前部ガイド部材
４…上段の後部ガイド部材
５…下段の後部ガイド部材
６…接続切換手段
７…一次導入部材
８…二次導入部材
１１…水平枢軸
１６，２２…後部プーリ
１９…一次導入用クラッチ
２４…二次導入用クラッチ

Claims (4)

1. 二本の後部ガイド部材を上下に配置した状態でそれらの後端にて水平枢軸で保持し、接続切換手段によって上下二段の後部ガイド部材を水平枢軸を支点に下方に回動させ上段の後部ガイド部材を前部ガイド部材に連通させると、前部ガイド部材と上段の後部ガイド部材とに跨るように装填された棒材を、一次導入部材が上段の後部ガイド部材上でスライドしつつ前部ガイド部材上に送り出し、上記接続切換手段によって上記上下二段の後部ガイド部材を水平枢軸を支点に上方に回動させ下段の後部ガイド部材を前部ガイド部材に連通させると、二次導入部材が下段の後部ガイド部材から前部ガイド部材へとスライドしつつ棒材を前部ガイド部材上で更に前進させるようにしたことを特徴とする棒材供給機。
2. 請求項１に記載の棒材供給機において、上下二段の後部ガイド部材は、接続切換手段によって下段の後部ガイド部材を前部ガイド部材に接続したときに下段の後部ガイド部材と前部ガイド部材とが直線状に連通するように水平枢軸で保持したことを特徴とする棒材供給機。
3. 請求項１又は請求項２に記載の棒材供給機において、一次導入部材及び二次導入部材の各駆動手段が巻き掛け伝動装置であり、各巻き掛け伝動装置の原動車が駆動軸である上記水平枢軸にクラッチを介して保持されたことを特徴とする棒材供給機。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の棒材供給機において、接続切換手段が後部ガイド部材に連結されたシリンダ・ピストン装置であることを特徴とする棒材供給機。

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