JP6456101B2 - 材料供給機 - Google Patents

Description

本発明は、材料供給機に関し、特に、多軸旋盤等の多軸材料加工機に材料を供給するための多軸材料加工機用の材料供給機に関する。

多軸材料加工機（以下、「加工機」と称する。）は、棒材の前方部を通す環状に形成された複数の主軸と、その主軸を介して供給された棒材をくわえるチャックと、を備えている。加工機では、例えば、主軸により位置決めされた棒材をチャックによってくわえ、この主軸が所定のタイミングで反時計まわりに回転され、複数のステーション（加工位置）を移動して、各ステーションにおいて所定の切削工具により棒材が順次加工されて加工品が製造される。また、従来からこの種の当該加工機に棒材を送り出す材料供給機が知られている（特許文献１参照）。

この種の材料供給機は、加工機の軸数（ステーションの数）と同数の材料送り用の駆動源が主軸を中心とした円周上に配置され、各駆動源により棒材の送出駆動を行う方式の装置や、クラッチ機構を介して接続された単体の駆動源により複数の棒材の送出駆動を行う他の方式の装置が知られている。

特公昭５３−２２３０号公報

しかしながら、後述の方式の材料供給機は、材料を送るポジション以外のポジションでは、加工機の振動等により材料に後進力が生じ、チャックから材料が抜け落ちてしまい、安定して加工機に材料を供給できない場合がある。

一方、前述の方式の棒材供給機は、材料を送るポジション以外のポジションにおいて、駆動源を用いて材料に対して前進力を付与することでチャックからの材料抜けを防止できるものの、その前進力の度合いは、材料の大きさや材質等に合わせて調整する必要があり、その調整は困難であり、作業者への大きな負担となることが懸念される。

そこで、本発明は上記問題を課題の一例として為されたもので、簡易且つ確実にチャックからの材料抜けを防止し、安定して加工機に材料を供給可能な材料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に、請求項１に記載の材料供給機（Ｍ）は、複数のステーション（１０Ａ〜１０Ｆ）を有する多軸材料加工機に材料を供給する材料供給機において、各ステーションに対応して前記材料を保持する材料保持手段（１３）と、前記ステーションの１つ（１０Ｆ）において、前記材料保持手段に保持される前記材料を前記多軸材料加工機側に送り出す送出手段（３１）と、前記送出手段にクラッチ機構部（５０）を介して駆動力を伝達する駆動力伝達手段（４０）と、前記駆動力を与える駆動源（７０）と、他の前記ステーション（１０Ａ〜１０Ｅ）において、前記材料保持手段に保持される前記多軸材料加工機において加工中の前記材料の移動を防止する移動防止手段を備え、前記クラッチ機構部は、前記送出手段側の駆動力伝達手段と接続される一方のディスク（６０）と、一方の当該ディスクと接触又は離間され、前記駆動源側の駆動力伝達手段と接続される他方のディスク（５５）と、を備え、前記移動防止手段は、一方の前記ディスクが他方の前記ディスクから離間している場合において、一方の前記ディスクの回転を防止する回転防止手段（８０）を備えていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の材料供給機は、請求項１に記載の材料供給機において、前記回転防止手段は、一方の前記ディスクが他方の前記ディスクから離間している場合において、一方の前記ディスクを固定することを特徴とする。

また、請求項３に記載の材料供給機は、請求項１又は２に記載の材料供給機において、前記回転防止手段は、前記他方のディスクと接触する側と反対側の一方の前記ディスクに固定され、表面に凹凸が形成されているロッキング用ディスク（８３）と、前記ロッキング用ディスクの凹凸の少なくとも一部と噛み合うロッキングピース（８５）と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、クラッチ機構が作動していないステーションにおいて、押し具が移動することなく固定されるため、加工機側の振動等の影響を棒材がうけても棒材は移動することがないので、簡易な構成でありながら、棒材のチャッキング不良や送出不良が防止され、加工機に安定して棒材を供給することができる。

正面から視認した材料供給機の模式図である。 ステーションの配置構成を示す模式図である。 押し具の構成例を説明するための模式図である。 動力伝達装置の構成例を示す模式図である。 動力伝達装置の詳細な構成を示す模式図である。 クラッチ機構部を動作させた状態の構成を示す模式図である。 クラッチ機構部を作動させない状態の構成を示す模式図である。 ロッキングピースの構成例を示す模式図である。

以下、本願の実施形態について添付図面を参照して説明する。

本実施形態の材料供給機Ｍは、図示しないが、一般的に多軸旋盤と称される複数のステーション（加工位置）を有する多軸材料加工機（以下「加工機」と称する。）に用いられる。

材料供給機Ｍは、材料を供給すべき加工機の主軸（ステーション）の数と同数の材料保持手段を備え、材料が加工機の各ステーションに供給される。

また、本実施形態では、一例として、６軸旋盤に材料としての棒材を供給する材料供給機について説明を行う。したがって、４軸、又は８軸等、他の複数の主軸を有する旋盤に用いられる場合には、その主軸の数に応じて材料保持手段の数が適宜変更される。

材料供給機Ｍは、加工機に棒材２を供給する本体５と、この本体５を所定の高さで支持する基台７と、を備える。

本体５は、図１及び図３に示すように、外部から供給される棒材２を保持する複数の棒材保持部１０（本願の材料保持手段）と、その棒材２を加工機側に送り出す棒材送出部３０（送出手段）と、を備えている。

また、本体５には、外部から供給される棒材２を各棒材保持部１０に適宜供給する図示しない棒材供給部を備えているが、従来から公知であるためその詳細は省略する。

棒材保持部１０は、図１に示すように、基台７上であってその長手方向に所定の間隔で配置された複数のディスク１１、…、１１によって支持される細長の略管状に形成されるホルダー１３を備えている。このホルダー１３は、図２に示すように、加工機に配列された６つの各ステーションに対応せしめて主軸１を中心とする同一円周上に均等に複数配置される。また、図示しないが、ホルダー１３の一部は、外部から供給される棒材２を載せるための棒材供給棚から棒材供給部によって棒材２の供給を受け入れるために開閉自在に構成されている。

図１に示すように、ホルダー１３の前方には、加工機の各主軸と連結される環状の連結体１６が設けられ、棒材２は、当該連結体１６を介して加工機の各ステーションに位置決めされる。また、各ディスク１１は、主軸１に遊嵌されて取り付けられており、加工機の主軸の回転にともなって回転され、棒材２は加工機の各ステーションを移動可能である。

ホルダー１３は、図２に示すように、反時計回りに加工機の各ステーションに対応する第１〜第６ステーション１０Ａ〜１０Ｆを備え、本実施形態において、棒材２の加工は、第１ステーション１０Ａから開始され、第２〜第５ステーション１０Ｂ〜１０Ｅの順序に送られ、第６ステーション１０Ｆにて終了する。また、図示しないが、棒材２は、第６ステーション１０Ｆにおいて、加工されるとともに加工品が外部に排出された後、加工機側に送出される。加工品は、図示しないが、例えば、加工機の下方に設けられるガイド板によって外部へと排出され取り出される。

また、図３に示すように、棒材送出部３０は、ホルダー１３に受け入れられた棒材２を加工機側へと送るための押し具３１（送出手段）を備え、当該押し具３１は、ホルダー１３内を進退自在に挿入されている。そして、棒材２はこの押し具３１によって後端部がくわえられ、押し具３１の移動によって加工機側へと送出される。

押し具３１は、例えば、棒材を押し出すプッシュロッド３２と、このプッシュロッド３２の前方に軸受３４を介して配置され、棒材２の後端部をくわえるフィンガー３３と、を備えている。また、このプッシュロッド３２には、ホルダー１３の前後端部近傍に配置される一対のプーリー２１に掛け回され、ホルダー１３の長手方向に並行して延びるループ状のベルト２３に連結される連結具３５が取り付けられている。

したがって、プーリー２１が正逆回転することによりベルト２３を所定の方向に回転させることで、押し具３１は、連結具３５を介してホルダー１３内を進退可能となり、押し具３１を前進させることで棒材２は加工機へと送出される。

図４及び図５に示すように、プーリー２１は、その一方に駆動力伝達装置４０を介して伝達される駆動源７０による回転駆動力によって駆動される。この駆動源７０は、例えば、基台７の後方に配置される回転軸を有するモータ７１である。

駆動力伝達装置４０は、図１、図４及び図５に示すように、駆動源７０と図示しない歯車群を介して接続され、主軸１回りに遊嵌されて配置される第１ギア４１と、この第１ギア４１とクラッチ機構部５０を介して接続され、回転駆動力が伝達される伝達軸４３と、この伝達軸４３とプーリー２１とを接続する駆動ギア４５と、を備えている。

駆動ギア４５は、一対のマイタギア４６、４７を備え、一方のマイタギア４６はプーリー２１と同軸上に配置され、他方のマイタギア４７は、伝達軸４３に取り付けられている。

クラッチ機構部５０は、図５乃至図７に示すように、伝達軸４３の周囲にベアリング等によって遊嵌されて取り付けられるクラッチハウジング５１と、クラッチハウジング５１の周囲にベアリング等によって遊嵌されて取り付けられ、前記第１ギア４１と噛み合うプラネットギア５３と、プラネットギア５３の後端に固定される固定クラッチ板５５（固定ディスク）と、コイルばね５７を介して前記クラッチハウジング５１の後方に配置されるクラッチ軸５８に固定されるヘッドハウジング５９と、クラッチ軸５８の周囲に固定され、固定クラッチ板５５と所定の間隔を有して対峙して配置される移動クラッチ板６０（移動ディスク）と、駆動によりヘッドハウジング５９をコイルばね５７に抗して前方に押圧するアクチュエータ６５と、を備える。

アクチュエータ６５は、例えば、空圧によりピストン６６を往復運動可能に構成され、ピストン６６を前方に押し出すことでヘッドハウジング５９を前方に押し出し、移動クラッチ板６０を固定クラッチ板５５に接触させる。

そして、駆動源７０から伝達される回転駆動力は、まず、第１ギア４１及びプラネットギア５３を介して固定クラッチ板５５に伝達される。次に、図５に示すアクチュエータ６５の駆動により、図４に示すように、移動クラッチ板６０が前方に移動して固定クラッチ板５５と接触し、互いの表面に有する凹凸部が噛み合うことで、回転駆動力は伝達軸４３に伝達されるとともに、駆動ギア４５を介してプーリー２１へと伝達され、押し具３１のフィンガー３３により棒材２をくわえた後に押し具３１を前方へと移動して棒材２を加工機側に送出する。

一方、アクチュエータ６５の駆動を停止し、ピストン６６を元に位置に復帰させると、コイルばね５７の復元力により移動クラッチ板６０が固定クラッチ板５５から離反することで、回転駆動力は伝達軸４３に伝達されなくなる。この時、加工機の駆動による振動等により加工中の棒材２に後進力が生じると、押し具３１がその後進力により押圧されて後退し、チャック部から棒材２が抜けるおそれが生じる。

この問題が生じる要因としては、固定クラッチ板５５に対して移動クラッチ板６０が離間している際において、プーリー２１の回転とともに移動クラッチ板６０が連れ回る点であることから、本実施形態の材料供給機Ｍでは、図５に示すように、固定クラッチ板５５から離間した際の移動クラッチ板６０の回転を防止する回転防止機構８０をクラッチ機構部５０に設けている。

この回転防止機構８０は、加工機における振動等による加工中の棒材２の移動を防止するために、移動クラッチ板６０が回転しないように固定する機構であって、具体的には、図６に示すように、移動クラッチ板６０の後端に固定され表面に凹凸部８１が形成された環状のロッキングクラッチ板（ロッキング用ディスク）８３と、このロッキングクラッチ板８３の凹凸部８１の少なくとも一部と噛み合うロッキングピース８５と、を備える。ロッキングピース８５は、例えば、図８に示すように、表面に凹凸部８６が形成された扇形の部材で、ロッキングクラッチ板８３の一部分と接触し、凹凸部同士が噛み合うことで棒材２から伝達される後進力が伝達されることによる移動クラッチ板６０の回転が防止される。

なお、本実施形態のロッキングピース８５は、扇形の部材であってロッキングクラッチ板８３の一部分と接触させるように構成しているが、ロッキングクラッチ板８３の表面全体と接触する環状の部材としてもよく、その形状は特に限定されない。

このロッキングピース８５は、図５に示すように、クラッチ機構部５０のクラッチハウジング５１を固定するディスク９１の後方にスペーサ９３を介して固定された他のディスク９５に固定され、さらには、クラッチ機構部５０のヘッドハウジング５９が通される孔部の周囲に設けられる。また、クラッチハウジング５１を固定するディスク９１は基台７に固定される。

このように構成された本実施形態の材料供給機Ｍにおけるクラッチ機構部５０は、第６ステーション１０Ｆにおいて、固定クラッチ板５５に対して移動クラッチ板６０が接触している際には、駆動源７０による回転駆動力がクラッチ機構部５０を介してプーリー２１へと伝達される。一方、第１〜第６ステーション１０Ａ〜１０Ｆにおいて、固定クラッチ板５５に対して移動クラッチ板６０が離間している際には、移動クラッチ板６０がロッキングピース８５と噛み合い、移動クラッチ板６０の回転が防止されるため、振動等により加工中の棒材２に後進力が生じ、押し具３１に後方への押圧力が生じても、移動クラッチ板６０は回転しないため、押し具３１の位置は固定される。よって、押し具３１の位置が後退することによる棒材２の移動によって生じる送出不良やチャッキング不良等が簡易な構造ながら容易に防止することができる。

次に、本実施形態の材料供給機Ｍの動作例について詳述する。

本実施形態の材料供給機Ｍは、６軸旋盤に棒材２を供給する装置であって、６つの加工処理により加工品が製造される。すなわち、材料供給機Ｍは、棒材２を保持するホルダー１３を６つ有しており、第６ステーション１０Ｆにより棒材２が送出されて、第１ステーション１０Ａから第６ステーション１０Ｆまで、ホルダー１３が順次回転されて、棒材２が各ステーション１０Ａ〜１０Ｆにおいて加工され、ホルダー１３が各ステーション１０Ａ〜１０Ｆを移動して１回転すると、加工品が製造され、外部に取り出される。

具体的に、材料供給機Ｍは、第６ステーション１０Ｆにて棒材２が送出される際に、アクチュエータ６５が駆動されてピストン６６によりヘッドハウジング５９が前方に押圧されることで、図６に示すように、クラッチ機構部５０の移動クラッチ板６０が前方に移動される。移動クラッチ板６０は、前方への移動により、ロッキングピース８５による固定が外れ、固定クラッチ板５５と噛み合うことで駆動源７０からの駆動力をプーリー２１へと伝達することが可能となる。

そして、駆動源７０の駆動によって生じる回転駆動力は、第１ギア４１及びプラネットギア５３を介して固定クラッチ板５５に伝達され、更に、移動クラッチ板６０、クラッチ軸５８、および伝達軸４３に伝達されるとともに、駆動ギア４５を介してプーリー２１へと伝達され、押し具を前方へと移動して棒材２が送出される。

また、第６ステーション１０Ｆにおいて棒材２の送出作業が行われている際に、第１〜第５ステーション１０Ａ〜１０Ｅでは、各ホルダー１３に保持されている棒材２の加工がおこなわれており、各ステーション１０Ａ〜１０Ｅにおけるクラッチ機構部５０の移動クラッチ板６０は、ロッキングクラッチ板８３とロッキングピース８５とが噛み合うことによって固定されているため、仮に、振動等によって棒材２に後進力が生じて押し具３１に後方への押圧力が生じても、移動クラッチ板６０の回転が防止されることによりプーリー２１は回転せず、押し具３１の位置が固定され、棒材２の移動は防止される。

すなわち、本実施形態の材料供給機Ｍは、棒材２が加工機にセットされた後は、加工機により材料が加工品として排出されるまでの間、押し具３１の位置が固定されるため、加工機の駆動によって生じる振動等によって、加工中の棒材２に後進力が生じた場合でも、棒材２が移動することなく所定の位置で保持されるため、棒材２のチャッキング不良や送出不良の発生を未然に防止して棒材２を安定して加工機に供給することができる。

なお、本願は本実施形態に限定されるものではなく、種々の形態にて実施することが可能である。例えば、本実施形態では、移動クラッチ板６０の固定構造として、ロッキングクラッチ板８３を移動クラッチ板６０の後端に固定しているが、固定クラッチ板５５と接触する側と反対側の移動クラッチ板６０の表面に凹凸を形成し、この凹凸をロッキングピース８５に噛み合わせるようにしても構わない。また、本実施形態では、凹凸同士の噛み合いにより固定クラッチ板５５と移動クラッチ板６０、又はロッキングピース８５とロッキングクラッチ板８３とが噛み合うことで動力を伝達するように構成されているが、例えば、コイルばね５７等の弾性力を強化して摩擦力のみで動力を伝達するように構成されてもよい。すなわち、構成部材同士の接触により、動力を伝達又は移動クラッチ板６０の回転を固定でき、構成部材同士の離反により、動力を非伝達又は移動クラッチ板６０を自由回転できればどのような形態でも構わない。

また、本実施形態では、第６ステーション１０Ｆにおいて、棒材２の送出動作が行われるようにしたが、他のステーション１０Ａ〜１０Ｅのいずれか１つにより棒材２の送出動作が行われても構わない。

Ｍ 材料供給機
１０Ａ〜１０Ｆ ステーション
１３ ホルダー
３１ 押し具
４０ 駆動力伝達装置
５０ クラッチ機構部
７０ 駆動源
８０ 回転防止機構

Claims (3)

1. 複数のステーションを有する多軸材料加工機に材料を供給する材料供給機において、
   各ステーションに対応して前記材料を保持する材料保持手段と、
   前記ステーションの１つにおいて、前記材料保持手段に保持される前記材料を前記多軸材料加工機側に送り出す送出手段と、
   前記送出手段にクラッチ機構部を介して駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、
   前記駆動力を与える駆動源と、
   他の前記ステーションにおいて、前記材料保持手段に保持される前記多軸材料加工機において加工中の前記材料の移動を防止する移動防止手段を備え、
   前記クラッチ機構部は、
   前記送出手段側の駆動力伝達手段と接続される一方のディスクと、一方の当該ディスクと接触又は離間され、前記駆動源側の駆動力伝達手段と接続される他方のディスクと、を備え、
   前記移動防止手段は、
   一方の前記ディスクが他方の前記ディスクから離間している場合において、一方の前記ディスクの回転を防止する回転防止手段を備えていることを特徴とする材料供給機。
2. 前記回転防止手段は、
   一方の前記ディスクが他方の前記ディスクから離間している場合において、一方の前記ディスクを固定することを特徴とする請求項１に記載の材料供給機。
3. 前記回転防止手段は、
   前記他方のディスクと接触する側と反対側の一方の前記ディスクに固定され、表面に凹凸が形成されているロッキング用ディスクと、前記ロッキング用ディスクの凹凸の少なくとも一部と噛み合うロッキングピースと、を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の材料供給機。

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