JP7455382B2 - 棒材把持装置及び棒材供給機 - Google Patents

Description

本発明は、棒材収容部に収容された棒材を１本ずつ取り出すための棒材把持装置に関する。また、本発明は、棒材加工機に棒材を供給するための棒材供給機に関する。

棒材供給機として、例えば特許文献１に記載されるように、棒材を載置する材料棚と、棒材加工機に棒材を給送するためのガイドレールと、材料棚から棒材を１本取り出してガイドレールに供給する棒材補給機と、を有するものが知られている。

また、本件出願人は、棒材の絡まりや損傷を防止しながら棒材を１本ずつ取り出すことができる棒材供給機について、特許を取得している（特許文献２）。

この特許では、棒材収容部及び把持部材が、給送軸線と平行な回転軸線回りに一体的に揺動可能となっていて、棒材収容部内の棒材が一対の把持部材に近接する側に移動して楔形の空間内に１本の棒材が把持されることを促す第１揺動位置と、棒材収容部内の棒材が一対の把持部材から遠ざかる側に移動して一対の把持部材によって把持された１本の棒材を除いた他の棒材が一対の把持部材から離間することを促す第２揺動位置と、の間で揺動可能となっている。

特開２００７－２７６１０２号公報 特許第５４２８１１２号

ところで、棒材収容部に収容された棒材を１本ずつ取り出すための従来の棒材把持装置は、２本の棒材を同時に把持してしまう「２本掴み」という症状が出ることがあった。また、直径１ｍｍ以下の細い棒材は把持が難しく、従来の棒材把持装置では把持した瞬間に棒材を曲げてしまうことがあった。

更には、特許文献２による棒材供給機では、棒材収容部及び把持部材が第２揺動位置にある状態で分離部材（捌き板）が稼働して１本の棒材が他の棒材から分離されるが、この時に当該１本の棒材にかかる負荷が比較的大きいという問題があった。特に、直径１ｍｍ以下の細い棒材は、分離途中に「綾」になって曲がってしまうことがあった。近年では、直径１ｍｍ以下の細い棒材を加工する必要性が高まってきており、例えば直径０．３ｍｍといった極細の棒材を棒材加工機に供給する必要がある。

本発明は、以上の背景に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、「２本掴み」の発生を効果的に抑制できる棒材把持装置を提供することである。また、本発明の目的は、把持した１本の棒材を他の棒材に対して捌く際に当該１本の棒材（特には直径１ｍｍ以下の細い棒材）にかかる負荷を低減することができる棒材供給機を提供することである。

本発明は、
棒材収容部に収容された棒材を１本ずつ取り出すための棒材把持装置であって、
前記棒材収容部に収容された棒材を受け入れ可能な向きに開口する楔形の空間を間に形成する一対の把持部材と、
前記一対の把持部材の少なくとも一方を他方に対して回動させる把持回動機構と、
を備え、
全閉制御状態において、前記把持回動機構は、前記楔形の空間の開口角度が５°以上である先開姿勢に留まるように作動する
ことを特徴とする棒材把持装置
である。

本発明によれば、全閉制御状態において、楔形の空間の開口角度が５°以上である先開姿勢に留まるように作動するため、「２本掴み」の発生を効果的に抑制することができる。

本件発明者による各種の実験結果によれば、当該開口角度は、８°～１０°であることが好ましい。また、先端の開口距離は３．２ｍｍ～４．０ｍｍ程度であることが好ましい。

このような条件下では、φ０．５の棒材について、例えば０．１５ＭＰａの把持力で、安定的に１本ずつ把持することができ、「２本掴み」は発生しない。更に、φ４．０の棒材に対しても、例えば０．５ＭＰａの把持力で、安定的に１本ずつ把持することができ、「２本掴み」は発生しない。

また、前記一対の把持部材の各々は、棒材を把持するための把持面が平坦面として構成されていることが好ましい。

これによれは、棒材に不所望の傷が付くことが、効果的に防止される。

また、前記一対の把持部材の回動軸線の方向において、前記一対の把持部材の基端側の領域と部分的に重なるように配置されたストッパ部材を更に備え、前記ストッパ部材は、前記回動軸線の方向に見て、前記楔形の空間の基端側を規制するようになっていることが好ましい。

これによれは、回動軸線の方向に見た楔形の空間のサイズを調整することが可能であるため、「２本掴み」の発生を更に効果的に抑制できる。

また、前記ストッパ部材は、前記棒材収容部内に収容された棒材を前記棒材収容部の側壁から遠ざける機能を有することが好ましい。

これによれは、部品点数を増やすことなく、棒材収容部の側壁に張り付いた状態の棒材が存在する場合に、当該側壁から当該棒材を引き離すことができる。

また、本発明は、
給送軸線に沿って棒材を棒材加工機に給送する棒材供給機であって、
複数の棒材が内部に収容される棒材収容部と、
前記棒材収容部内に収容された前記棒材を１本ずつ取り出すための把持装置と、
前記把持装置によって１本ずつ取り出された後の前記棒材を前記給送軸線に沿って案内するためのガイド部と、
を備え、
前記把持装置は、前記棒材収容部内に収容された前記棒材を受け入れ可能な向きに開口する楔形の空間を間に形成する一対の把持部材を有しており、
前記棒材収容部及び前記一対の把持部材は、揺動機構によって、前記給送軸線と平行な回転軸線回りに一体的に揺動可能となっていて、
前記棒材収容部内の前記棒材が前記一対の把持部材に近接する側に移動して前記楔形の空間内に１本の棒材が把持されることを促す第１揺動位置と、
前記棒材収容部内の前記棒材が前記一対の把持部材から遠ざかる側に移動して前記一対の把持部材によって把持された１本の棒材を除いた他の棒材が前記一対の把持部材から離間することを促す第２揺動位置と、
前記第１揺動位置と前記第２揺動位置との間の揺動位置であって、前記一対の把持部材によって把持された１本の棒材に適用される負荷を軽減させる第３揺動位置と、
の各々において、一時停止できるようになっており、
把持した１本の棒材を他の棒材に対して捌く際に、前記棒材収容部及び前記把持部材は、前記第３揺動位置に一時停止されることを特徴とする棒材供給機である。

本発明によれば、一対の把持部材によって把持された１本の棒材を、棒材収容部及び一対の把持部材が第３揺動位置にある状態で他の棒材に対して捌く（例えば分離部材（捌き板）を稼働させて他の棒材から分離する）ことができるため、一対の把持部材によって把持された１本の棒材に適用される負荷を効果的に軽減させることができる。第３揺動位置は、例えば棒材の直径等に応じて、及び／または、棒材の状態を検知する各種のセンサの出力に応じて、棒材の負荷を効果的に軽減できる位置に設定されることが好ましい。

また、前記棒材収容部内に収容された前記棒材の前記把持装置側の端面を規制する規制板を更に備え、前記規制板は、前記給送軸線と平行な方向に移動可能であるように、前記揺動機構に支持されていることが好ましい。

これによれば、当該規制板は、棒材収容部及び一対の把持部材が揺動する際に、棒材から離れる方向に退避することができる。これにより、棒材収容部及び一対の把持部材が揺動する際に、規制板が棒材の端面を伴って共に揺動して、棒材に不所望の負荷がかかってしまう、という事態の発生を回避することができる。

本発明の棒材把持装置によれば、全閉制御状態において、楔形の空間の開口角度が５°以上である先開姿勢に留まるように作動するため、「２本掴み」の発生を効果的に抑制することができる。

また、本発明の棒材供給機によれば、一対の把持部材によって把持された１本の棒材を、棒材収容部及び把持部材が第３揺動位置にある状態で他の棒材に対して捌く（例えば分離部材（捌き板）を稼働させて他の棒材から分離する）ことができるため、一対の把持部材によって把持された１本の棒材に適用される負荷を効果的に軽減させることができる。

本発明の一実施形態に係る棒材供給機の全体を示す平面図。 Ｖ字レールからガイドレールへの棒材の受け渡し動作についての概略説明図である。 棒材収容部の平面図である。 可動規制板の動作についての説明図である。 φ０．５の棒材を把持する棒材把持装置の概略図である。 φ４．０の棒材を把持する棒材把持装置の概略図である。 本実施形態の棒材供給機の要部を示す概略平面図である。 本実施形態の棒材供給機の要部を示す概略正面図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の棒材供給機の動作状態を示す概略図である。 本実施形態の揺動機構を示す概略図である。

（全体構成）
以下、本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る棒材供給機１の全体を示す平面図である。

棒材供給機１は、棒材加工機２００に隣接して配置され、棒材供給機１及び棒材加工機２００を備えて棒材加工システム３００が構成されている。棒材加工機２００は、例えば主軸固定型のＮＣ旋盤であり、主軸Ａを有する主軸台２０１と、主軸台２０１に支持された棒材を加工する加工部（不図示）と、を備えている。棒材供給機１は、棒材加工機２００に、主軸Ａと一致する給送軸線Ｂに沿って棒材Ｗを１本ずつ供給する。

棒材Ｗは、棒材供給機１内で棒材加工機２００に向かって供給される。棒材供給機１において、棒材加工機２００から遠い側を上流側、棒材加工機２００に近い側を下流側、と称することがある。

棒材供給機１は、給送軸線Ｂに平行に延びる支持フレーム２と、支持フレーム２に支持され、棒材Ｗを給送軸線Ｂに沿って案内するガイドレール４と、ガイドレール４上の棒材Ｗを給送軸線Ｂに沿って棒材加工機２００に給送する送り矢６と、ガイドレール４に供給される棒材Ｗを収納する棒材収容部８と、棒材収容部８に収納された棒材Ｗを１本ずつ把持してガイドレール４に供給する棒材把持装置１０と、棒材供給機１の動作を制御するコントローラ（不図示）と、を備える。

ガイドレール４は、棒材供給機１の長手方向にわたって給送軸線Ｂに平行に延びており、上方に開口する断面円弧状に形成され、その内面に棒材Ｗを保持した態様で棒材Ｗを案内可能となっている。ガイドレール４の円弧形の形状により、棒材Ｗがガイドレール４に供給されると、棒材Ｗの径寸法にかかわらず、棒材Ｗの中心が常に幅方向に関して同じ位置に安定する。

送り矢６は、上流側の端部が羽根部材６４に固定されることで片持ち支持されている。羽根部材６４は、送り矢６を長手方向に沿って移動させる送り矢駆動機構６６に連結している。送り矢駆動機構６６は、サーボモータ２０及び無端チェーンまたはベルト２２を有し、無端チェーン２２には羽根部材６４が連結している。

図２は、Ｖ字レール７からガイドレール４への棒材Ｗの受け渡し動作についての概略説明図である。棒材供給機１の後述する動作によって、１本の棒材ＷがＶ字レール７上に分離される。図２に示すように、Ｖ字レール７は、棒材収容部８からガイドレール４に向かって下方に傾斜する傾斜部７ａと、傾斜部７ａのガイドレール４側の先端部に設けられた係止部７ｂと、を有している。傾斜部７ａの棒材収容部８側の端部は、棒材収容部８の底面の高さ近傍に位置し、後述する分離部材（捌き板）８６よりも下方に位置している。傾斜部７ａの上面には、棒材収容部８からガイドレール４に向かって延びる複数の棒状の滑りバーが所定間隔で取り付けられている。これらの滑りバーにより、Ｖ字レール７上に載置された棒材Ｗが傾斜部７ａ上を移動しやすくなっている。

係止部７ｂは、所定間隔で複数形成されており、傾斜部７ａに対してほぼ垂直に上方に延びている。傾斜部７ａにおいて係止部７ｂ間の下端側領域に、切欠部７ｃ（図７参照）が形成されている。傾斜部７ａの傾斜角度は、棒材Ｗが傾斜部７ａ上を転がって係止部７ｂで係止するときに棒材Ｗが損傷しないような角度に設定されている。

そして、供給案内アーム９が、各係止部７ｂの間及び傾斜部７ａの切欠部７ｃを通過できる形態で形成されていて（図２（ｃ）参照）、Ｖ字レール７上の棒材Ｗをすくい上げられるようになっている。また、供給案内アーム９と干渉しない切欠部７ｃの一部に、棒材検知センサ７ｓが設けられている（図７及び図９参照）。

図２（ａ）の状態（図９及び図２１も同様の状態を示している）は、棒材供給機１の後述する動作によって、Ｖ字レール７上に１本の棒材Ｗが分離された状態である。棒材Ｗの分離は、先行する棒材の棒材加工機２００による加工が終了するまでに実施される。

棒材加工機２００の加工が終了すると、棒材交換動作が開始される。当該棒材交換動作においては、送り矢６が端材を持ち帰って排出して、新しい棒材Ｗの供給がなされる。具体的には、送り矢６の後退動作の開始後、Ｖ字レール７が第１揺動位置に傾斜される（詳しくは後述する通り、第２揺動位置（図１０及び図１１参照）を経てから第１揺動位置（図１２参照）に至る）。この状態が、図２（ｂ）の状態である。

図２（ｂ）の状態から、供給案内アーム９が作動して、Ｖ字レール７上の棒材Ｗをすくい上げる。供給案内アーム９の上面は、傾斜案内面９ａとなっており、当該傾斜案内面９ａの下端部に、フック状部９ｂが設けられている。Ｖ字レール７上にあった棒材Ｗは、供給案内アーム９の上昇動作により、供給案内アーム９の傾斜案内面９ａ上を転がりながらＶ字レール７の係止部７ｂを越えて、供給案内アーム９のフック状部９ｂに移動する。この状態が、図２（ｃ）の状態である。

図２（ｃ）の状態から、供給案内アーム９が元の位置に戻ることで、フック状部９ｂの棒材Ｗがガイドレール４上に受け渡される。この受け渡し動作のため、ガイドレール４においても、供給案内アーム９と干渉しないように、適宜の切欠部が設けられている。ガイドレール４上に棒材が受け渡された状態が、図２（ｄ）の状態である。

この後、第１揺動位置にあるＶ字レール７等は、棒材把持動作等のため、第１揺動位置→第２揺動位置→第１揺動位置→第３揺動位置の順に傾斜される（後に詳述する）。

（棒材把持動作の概略）
図３は、棒材収容部８を示す概略平面図である。棒材収容部８は、矩形平板状の底面と、当該底面の長手方向の２辺においてそれぞれ当該底面に垂直に設けられた内側（ガイドレール４に近い側）の壁面及び外側（ガイドレール４から遠い側）の壁面と、前記底面の短手方向の２辺においてそれぞれ前記底面に垂直に設けられた一対の壁面と、によって、上部が開口する断面略矩形状の箱形に形成されている。但し、後述する棒材把持装置１０の動作と干渉しないように、底面の棒材把持装置１０側の一部と外側壁面の棒材把持装置１０側の一部とに、切欠部８ｃが設けられている。

棒材収容部８の底面並びに内側及び外側の壁面は、給送軸線Ｂに平行に配置されている。また、底面上には、棒材収容部８内に収納される棒材Ｗを当該底面上で移動しやすくするために、複数の滑りバー８ｂが所定間隔で配置されている。これらの滑りバー８ｂは、断面略円形、楕円形、矩形等任意の形状を有するＬ字形に湾曲した棒状に形成されている。また、滑りバー８ｂは、Ｌ字形の長い方の一辺が底面上に配置され、Ｌ字形の短い方の一辺が棒材収容部８の外側の壁面上に配置されている。

また、棒材収容部８の底面は、支持台３６（図２等参照）に取り付けられている。支持台３６は、支持フレーム２に固定された揺動機構３８（具体的には駆動シリンダ：図８、図９及び図２２参照）によって、給送軸線Ｂに平行な回転軸４０（図２等参照）回りに揺動可能となっている。これにより、支持台３６及び棒材収容部８は、給送軸線Ｂに平行な回転軸線を中心に揺動可能となっている。

本実施形態では、棒材収容部８の内部に収容された棒材Ｗが棒材把持装置１０から遠ざかるように移動する第２揺動位置と、棒材収容部８の内部に収容された棒材Ｗが棒材把持装置１０に近づくように移動する第１揺動位置と、の間で揺動可能となっている。

第２揺動位置は、棒材収容部８の底面の外端が内端よりも下方に位置する、という傾斜位置である。この位置では、棒材Ｗは底面上を移動して、棒材収容部８の外側の、底面と外側壁面との交差部分である角部に集まろうとする。

第１揺動位置は、棒材収容部８の底面の外端が内端よりも上方に位置する、という傾斜位置である。この位置では、棒材Ｗは底面上を移動して、棒材収容部８の内側の、底面と内側壁面との交差部分である角部に集まろうとする。

本実施形態では、第１揺動位置と第２揺動位置との間に、第３揺動位置が設定されている。第３揺動位置は、待機位置であり、棒材収容部８の底面が概ね水平となるような位置である。この位置では、棒材Ｗはほとんど移動せず、その場に留まろうとする。

第２揺動位置、第１揺動位置、及び、第３揺動位置（待機位置）における底面の傾斜角度は、棒材Ｗの径寸法、材質、底面との摩擦係数等を考慮して、適宜に設定することができる。

図３（ａ）は、棒材収容部８内に最後の１本のみの棒材Ｗがある場合において、第３揺動位置（待機位置）から第２揺動位置へ棒材収容部８が揺動された後の状態を示している。当該棒材Ｗは、棒材収容部８の外側の（図３では上方の）、底面と外側壁面との交差部分である角部に移動する。

本実施形態では、可動規制板２６が、棒材収容部８内に収容された棒材Ｗの棒材把持装置１０側の端面を規制するように設けられている。可動規制板２６は、給送軸線Ｂと平行な方向に移動可能であるように、支持台３６（揺動機構３８）に支持されている。本実施形態の可動規制板２６は、可動規制板用移動機構２７（具体的には駆動シリンダ：図７及び図８参照）によって可動である。

一方、本実施形態では、固定規制板２８が、棒材収容部８内に収容された棒材Ｗの前方側（棒材加工機２００側）の端面を規制するように設けられている。

そして、図３（ａ）の状態では、可動規制板２６及び固定規制板２８の両方によって、棒材Ｗの両端の位置が規制されている。

図３（ａ）の状態から揺動機構３８を作動する前に、可動規制板２６が退避される。本実施形態では、可動規制板２６の移動ストロークｓｔは、１５ｍｍ程度である。これにより、棒材収容部８及び棒材把持装置１０が揺動する際に、可動規制板２６が棒材Ｗの端面を伴って共に揺動して、棒材に不所望の負荷がかかってしまう（図４（ｂ）参照）、という事態の発生を回避することができる（図４（ａ）参照）。

次に、図３（ｂ）は、図３（ａ）の第２揺動位置から第１揺動位置へ棒材収容部８が揺動された後の状態を示している。棒材Ｗは、棒材収容部８の内側の（図３では下方の）、底面と外側壁面との交差部分である角部に移動する。

図３（ｂ）の状態から棒材把持装置１０を作動する前に、可動規制板２６が再び作動して、可動規制板２６及び固定規制板２８の両方によって、棒材Ｗの両端の位置が再び規制される。そして、棒材把持装置１０が作動され、棒材Ｗが当該棒材把持装置１０によって把持される。その後、可動規制板２６が再び退避される。

更にその後、第１揺動位置から第２揺動位置へ棒材収容部８が揺動される。棒材把持装置１０に把持された棒材Ｗは、前方側が棒材収容部８の外側へと移動する（棒材Ｗの先端位置も後方にずれる：図３（ｃ）参照）。もし棒材収容部８内に他の棒材があれば、それらは、棒材収容部８の外側の（図３では上方の）底面と外側壁面との交差部分である角部に移動する（図３（ａ）参照）。これにより、棒材把持装置１０に把持された棒材Ｗを、他の棒材から分離することができる（後述する捌き板８６等が利用される）。

ここで、棒材把持装置１０による棒材把持動作の失敗等により、正常な棒材分離動作が得られない場合、リトライのため、棒材把持装置１０による棒材Ｗの把持が解放される。この状態が、図３（ｄ）の状態である。この時、把持されていた棒材Ｗの先端位置が後方にずれていたことにより（図３（ｃ）参照）、解放される棒材Ｗの位置は、全体として、後方側（棒材把持装置１０側）にずれることになる。また、正常な棒材分離動作が得られ続ける場合でも、１本の棒材Ｗの分離後に棒材収容部８内に残された棒材Ｗは、僅かずつではあるが、後方側（棒材把持装置１０側）にずれていく。

このため、可動規制板２６が再び作動して、可動規制板２６及び固定規制板２８の両方によって、棒材Ｗの両端の位置が再び規制される。これにより、図３（ａ）の状態に戻る。

（棒材把持装置１０）
次に、図５及び図６を参照して、棒材把持装置１０の詳細について説明する。図５は、φ０．５の棒材を把持する棒材把持装置の概略図であり、図６は、φ４．０の棒材を把持する棒材把持装置の概略図である。

図５及び図６に示すように、本実施形態の棒材把持装置１０は、棒材収容部８に収容された棒材Ｗを１本ずつ取り出すための棒材把持装置であって、棒材収容部８に収容された棒材Ｗを受け入れ可能な向きに開口する楔形の空間ＷＳを間に形成する一対の把持部材１１、１２を備えている。

一対の把持部材１１、１２は、共通の把持回動機構１３（具体的には駆動シリンダ：図７及び図８参照）によって、互いに対して対称に回動するようになっている。

そして、全閉制御状態において、把持回動機構１３は、楔形の空間ＷＳの開口角度が８°～１０°である先開姿勢に留まるように作動する。具体的には、一対の把持部材１１、１２に設けられた当接凸部１１ｐ、１２ｐ同士が当接した段階でそれ以上の閉鎖動作が生じないように、一対の把持部材１１、１２が回動されるようになっている（あるいは、当接凸部１１ｐ、１２ｐを設けることなく、把持回動機構１３の制御系によってそのような動作を実現してもよい）。これにより、棒材把持のための全閉制御状態において、「２本掴み」の発生を顕著に抑制することができる。なお、本実施形態では、当該先開姿勢における先端の開口距離は、３．２ｍｍ～４．０ｍｍ程度となっている。

実際に、本実施形態に従う試作機によって、φ０．５の棒材について、０．１５ＭＰａの把持力で、安定的に１本ずつ把持することができた。更に、φ４．０の棒材に対しても、０．５ＭＰａの把持力で、安定的に１本ずつ把持することができた。

また、本実施形態では、一対の把持部材１１、１２の各々は、棒材Ｗを把持するための把持面１１ｈ、１２ｈが、平坦面として構成されている。これにより、棒材Ｗに不所望の傷が付くことが、効果的に防止される。

また、一対の把持部材１１、１２の回動軸線の方向において、一対の把持部材１１、１２の基端側（図５及び図６の左側）の領域と部分的に重なるように（図５及び図６の紙面手前側に重なるように）、ストッパ部材１５が配置されている。ストッパ部材１５は、前記回動軸線の方向に見て、楔形の空間ＷＳの基端側を規制して、楔形の空間ＷＳのサイズを調整している。

また、ストッパ部材１５は、図５及び図６の下方側に延長部１５ｅを有しており、当該延長部１５ｅが、棒材収容部８内に収容された棒材Ｗを棒材収容部８の側壁から遠ざける機能を有している（図２１を参照して後述する）。

本実施形態の棒材把持装置１０は、支持台３６に設けられた把持装置昇降機構１６（具体的には駆動シリンダＡ：図７及び図８参照）によって、縦ガイド３１に沿ってＡ方向に（図７及び図９参照）、支持台３６に対して（棒材収容部８に対して）昇降可能となっている。

また、本実施形態の棒材把持装置１０は、支持台３６に設けられた把持装置前後移動機構１７（具体的には駆動シリンダＢ：図７及び図８参照）によって、横ガイド３２に沿ってＢ方向に（図７及び図９参照）、支持台３６に対して（棒材収容部８に対して）前後移動可能となっている。

更に、本実施形態の棒材把持装置１０は、支持台３６に設けられた把持装置揺動機構１８（具体的には駆動シリンダＣ：図７及び図８参照）によって、給送軸線Ｂと平行な回転軸線回りに（図１５参照）、支持台３６に対して（棒材収容部８に対して）揺動可能となっている。

（棒材供給機１の動作）
図９乃至図２１は、本実施形態の棒材供給機１の動作状態を示す概略図である。本実施形態の棒材供給機１は、各駆動要素（揺動機構３８、把持回動機構１３、把持装置昇降機構１６、把持装置前後移動機構１７、把持装置揺動機構１８、可動規制板用移動機構２７、捌き板用移動機構８５）がコントローラ（不図示）によって協調制御されることで、これらの動作を実現する。

前記した通り、本実施形態では、第３揺動位置が、待機位置（基本姿勢）であり、棒材収容部８の底面が概ね水平となるような位置である。この状態が、図９の状態であり、図２（ａ）の状態に対応している。ストッパ部剤１５（延長部１５ｅ）が既に前進位置にあり、棒材収容部８内に収容された棒材Ｗを棒材収容部８の側壁から遠ざけている。

図９の状態から、揺動機構３８が作動して、支持台３６に固定された棒材収容部８等が第３揺動位置（待機位置）から第２揺動位置へ揺動される。この状態が、図１０の状態である。棒材Ｗは、棒材収容部８の外側の（図９では右側の）底面と外側壁面との交差部分である角部に集まるように移動する。

図１０の状態で、前記したように、可動規制板２６が作動して、可動規制板２６及び固定規制板２８の両方によって、棒材Ｗの両端の位置が規制される。（この状態が、図３（ａ）の状態である。）

図１０の状態（図３（ａ）の状態）から、把持装置昇降機構１６（駆動シリンダＡ）が作動して棒材把持装置１０（グリッパー）が下降され、棒材把持装置１０の楔形の空間ＷＳが、棒材収容部８に収容された棒材Ｗを受け入れ可能な向きに開口する。この状態が、図１１の状態である。（棒材収容部８に収容された棒材Ｗの数が多い時等においては、把持装置昇降機構１６（駆動シリンダＡ）が作動する前に、把持装置前後移動機構１７（駆動シリンダＢ）が作動して棒材把持装置１０（グリッパー）が後退され、把持装置昇降機構１６（駆動シリンダＡ）の作動後（棒材把持装置１０の下降後）に把持装置前後移動機構１７（駆動シリンダＢ）が再作動して棒材把持装置１０（グリッパー）が前進位置に戻されてもよい。）

図１１の状態で、前記したように、可動規制板２６が退避する。これにより、可動規制板２６が棒材Ｗの端面を伴って共に揺動して、棒材に不所望の負荷がかかってしまうことが防止される。

図１１の状態（可動規制板２６が退避した状態）から、揺動機構３８が作動して、支持台３６に固定された棒材収容部８等が第２揺動位置から第１揺動位置へ揺動される。この状態が、図１２の状態である。棒材Ｗは、棒材収容部８の内側の（図３では左側の）底面と内側壁面との交差部分である角部に向かって移動する。この結果、棒材把持装置１０の楔形の空間ＷＳ内に、棒材Ｗが移動する。（第１揺動位置に到達する前に棒材把持装置１０を受入位置まで移動すれは良いので、把持装置昇降機構１６と把持装置前後移動機構１７とは同時駆動されても良い。）

図１２の状態で、前記したように、可動規制板２６が再び作動して、可動規制板２６及び固定規制板２８の両方によって、棒材Ｗの両端の位置が再び規制される。そして、可動規制板２６が再び退避する。

その後、棒材把持装置１０の把持回動機構１３が作動して、一対の把持部材１１、１２によって１本の棒材Ｗが把持される。この状態が、図１３の状態であり、図３（ｂ）の状態に対応している。

図１３の状態から、揺動機構３８が作動して、支持台３６に固定された棒材収容部８等が第１揺動位置から第２揺動位置へ揺動される。棒材把持装置１０（グリッパー）に把持された棒材Ｗは、前方側が棒材収容部８の外側（図１４では右側）へと移動するが、後方側は棒材把持装置１０に把持されているために内側（図１４では左側）に留まる。一方、棒材収容部８内の他の棒材は、棒材収容部８の外側の（図１４では右側の）底面と外側壁面との交差部分である角部に移動する。

その後、把持装置昇降機構１６（駆動シリンダＡ）が作動して、棒材把持装置１０（グリッパー）が上昇される。この状態が、図１４の状態である。

図１４の状態から、本実施形態では、公知の各種のセンサにより、１本の棒材Ｗが正常に把持されているか否かが判別される。正常な把持が確認されなければ、把持装置揺動機構１８（は駆動シリンダＣ）が作動して、棒材把持装置１０が、給送軸線Ｂと平行な回転軸線回りに、支持台３６に対して揺動する（グリッパースイング）。この状態が、図１５の状態である。この揺動動作は、棒材の不所望の張り付き等を振りほどくために、適宜の回数（５回）実施される（棒材Ｗの直径等に応じて、回数の設定変更が可能であることが好ましい)。油分等によって、棒材把持装置１０の把持面１１ｈ、１２ｈでは無い部位に棒材が張り付くことがあるが（図１５に一例を図示している）、この揺動動作（グリッパースイング）によって、そのような棒材を振り落とすことができる。

図１５における揺動動作の後でも、１本の棒材Ｗの正常な把持が確認されない場合には（当該判断のため適宜のセンサが利用される）、棒材把持装置１０の把持回動機構１３が作動して、棒材Ｗの把持が解放され、図１０の状態から（可動規制板２６の作動から）リトライされる。

図１４の状態で、あるいは、図１５における揺動動作の後、１本の棒材Ｗの正常な把持が確認された場合には（当該判断のため適宜のセンサが利用される）、把持装置前後移動機構１７（駆動シリンダＢ）が作動して、棒材把持装置１０が、横ガイド３２に沿ってＢ方向に（図７及び図９参照）、支持台３６に対して（棒材収容部８に対して）後退する。この状態が、図１６の状態である。これにより、棒材把持装置１０（グリッパー）は、把持している棒材Ｗの後端部を伴って、棒材収容部８の内側壁面より更に内側（図１６の左側）へと移動する。

更に、図１６の状態から、揺動機構３８が作動して、支持台３６に固定された棒材収容部８等が第２揺動位置から第１揺動位置へ揺動される。この状態が、図１７の状態である。この揺動動作を入れることにより、棒材把持装置１０（グリッパー）に把持された棒材Ｗが、他の棒材から効果的に分離される。

図１７の状態では、棒材把持装置１０に把持された棒材Ｗが、曲がりがきつい状態となっている。従って、本実施形態では、この状態が長時間続くことを回避するべく、この状態で捌き板８６を作動させない。（もっとも、棒材の直径が十分に太い場合には、この状態で捌き板８６を作動させることも可能である。）

すなわち、図１７の状態から、揺動機構３８が作動して、支持台３６に固定された棒材収容部８等が第１揺動位置から第３揺動位置へ揺動される。この状態が、図１８の状態である。この状態では、棒材把持装置１０に把持された棒材Ｗは、曲がりが比較的緩い状態となっている。

図１８の状態で、捌き板８６が作動される。捌き板８６は、捌き板用移動機構８５（具体的には駆動シリンダ：図７及び図８参照）によって、給送軸線Ｂと平行な方向に（図１８において紙面の奥側から手前側に向かう方向に）、棒材収容部８の上方の領域を、後方端側（棒材把持装置１０側）から前方端側まで、移動する。このような捌き板８６の動作により、棒材把持装置１０に把持されている棒材Ｗの前方側が、棒材収容部８の内側壁面を越えて棒材収容部８の外部に出て、Ｖ字レール７上に至る。

その後、把持装置揺動機構１８（駆動シリンダＣ）が作動して、棒材把持装置１０の把持部材１１、１２がＶ字レール７側に向けられ、更に、棒材把持装置１０の把持回動機構１３が作動して、一対の把持部材１１、１２による１本の棒材Ｗの把持が解放される。この状態が、図１９の状態である。これにより、棒材把持装置１０に把持されていた棒材Ｗは、Ｖ字レール７上に落下する。

その後、把持装置揺動機構１８（駆動シリンダＣ）が作動して、棒材把持装置１０の把持部材１１、１２が元の位置姿勢に戻される。この状態が、図２０の状態である。

図２０の状態から、把持装置前後移動機構１７（駆動シリンダＢ）が作動して、棒材把持装置１０が、横ガイド３２に沿ってＢ方向に（図７及び図９参照）、支持台３６に対して（棒材収容部８に対して）前進する。この状態が、図２１の状態である。

この前進動作の際、ストッパ部材１５の延長部１５ｅが、棒材収容部８内に収容された棒材Ｗを棒材収容部８の内側壁面から遠ざける。これにより、部品点数を増やすことなく、棒材収容部８の側壁に張り付いた状態の棒材が存在する場合に、当該側壁から当該棒材を引き離すことができる。

図２１の状態は、図９の状態に一致している。すなわち、本実施形態の棒材供給機１の動作状態が、待機位置（基本姿勢）に復帰したことを意味している。

なお、図１４の状態（または図１５の状態）から、図１６の状態（棒材把持装置１０が後退した状態）及び図１７の状態（棒材把持装置１０が後退したまま第１揺動位置へ移動した状態）を経て、図１８の状態（棒材把持装置１０が後退したまま第３揺動位置へ移動した状態）に至る代わりに、図１４の状態（または図１５の状態）から、棒材把持装置１０が前進位置にあるまま第１揺動位置へ移動し、更に、棒材把持装置１０が前進位置にあるまま第３揺動位置へ移動してから、棒材把持装置１０が後退して図１８の状態になってもよい。

（効果）
本実施形態の棒材把持装置１０によれば、全閉制御状態において、楔形の空間ＷＳの開口角度が５°以上である先開姿勢に留まるように作動するため、「２本掴み」の発生を効果的に抑制することができる。

特に、本件発明者による各種の実験結果によれば、当該開口角度が８°～１０°であることにより、「２本掴み」の発生を顕著に抑制することができる。

また、本実施形態の棒材把持装置１０によれば、一対の把持部材１１、１２の各々は、棒材Ｗを把持するための把持面１１ｈ、１２ｈが平坦面として構成されている。これにより、棒材Ｗに不所望の傷が付くことが、効果的に防止される。

また、本実施形態の棒材把持装置１０によれば、一対の把持部材１１、１２の回動軸線の方向において、当該一対の把持部材１１、１２の基端側の領域と部分的に重なるようにストッパ部材１５が配置され、当該ストッパ部材１５は、回動軸線の方向に見て、楔形の空間ＷＳの基端側を規制している。これにより、回動軸線の方向に見た楔形の空間ＷＳのサイズを調整することが可能である。

また、本実施形態の棒材把持装置１０によれば、ストッパ部材１５（の延長部１５ｅ）が、棒材収容部８内に収容された棒材を棒材収容部８の側壁から遠ざける機能を有している。これにより、部品点数を増やすことなく、棒材収容部８の側壁に張り付いた状態の棒材が存在する場合に、当該側壁から当該棒材を引き離すことができる。

また、本実施形態の棒材供給機１によれば、棒材把持装置１０が、棒材収容部８内に収容された棒材を受け入れ可能な向きに開口する楔形の空間ＷＳを間に形成する一対の把持部材１１、１２を有しており、棒材収容部８及び一対の把持部材１１、１２は、揺動機構３８によって、給送軸線Ｂと平行な回転軸線回りに一体的に揺動可能となっていて、
棒材収容部８内の棒材が一対の把持部材１１、１２に近接する側に移動して楔形の空間ＷＳ内に１本の棒材が把持されることを促す第１揺動位置（図３（ｂ）及び図１２参照）と、
棒材収容部８内の棒材が一対の把持部材１１、１２から遠ざかる側に移動して一対の把持部材１１、１２によって把持された１本の棒材を除いた他の棒材が一対の把持部材１１、１２から離間することを促す第２揺動位置（図３（ｃ）及び図１４参照）と、
第１揺動位置と第２揺動位置との間の揺動位置であって、一対の把持部材１１、１２によって把持された１本の棒材に適用される負荷を軽減させる第３揺動位置（図１８参照）と、
の各々において、一時停止できるようになっており、把持した１本の棒材Ｗを捌き板８６によって他の棒材に対して捌く際に、棒材収容部８及び把持部材１１、１２は、第３揺動位置に一時停止されるようになっている。

これにより、一対の把持部材１１、１２によって把持された１本の棒材Ｗを、棒材収容部８及び一対の把持部材１１、１２が第３揺動位置にある状態で他の棒材に対して捌く（捌き板８６を稼働させて他の棒材から分離する）ことができるため、一対の把持部材１１、１２によって把持された１本の棒材に適用される負荷を効果的に軽減させることができる。これにより、直径１ｍｍ以下の細い棒材であっても、分離途中に「綾」になって曲がってしまうことが効果的に防止され得る。

また、本実施形態の棒材供給機１によれば、棒材収容部８内に収容された棒材Ｗの棒材把持装置１０側の端面を規制する可動規制板２６が設けられており、当該可動規制板２６は、給送軸線Ｂと平行な方向に移動可能であるように、支持台３６（揺動機構３８）に支持されている。

これにより、当該可動規制板２６は、棒材収容部８及び棒材把持装置１０が揺動する際に、棒材Ｗから離れる方向に退避することができる。これにより、棒材収容部８及び棒材把持装置１０が揺動する際に、可動規制板２６が棒材Ｗの端面を伴って共に揺動して、棒材Ｗに不所望の負荷がかかってしまう、という事態の発生を回避することができる。

なお、図１８の状態における揺動位置（第３揺動位置）は、図９等の待機位置とは異なる揺動位置であってもよい。図１８の状態における揺動位置は、例えば棒材の直径等に応じて、及び／または、棒材の状態を検知する各種のセンサの出力に応じて、棒材の負荷を効果的に軽減できる位置に設定されることが好ましい。もっとも、図９等の待機位置と同じ揺動位置において有効な効果が得られるのであれば、両者を同一の揺動位置とすることにより、制御の複雑化を抑制できる。

１ 棒材供給機
２ 支持フレーム
４ ガイドレール
６ 送り矢
７ Ｖ字レール
７ａ 傾斜部
７ｂ 係止部
７ｃ 切欠部
７ｓ 棒材検知センサ
８ 棒材収容部
８ｂ 滑りバー
８ｃ 切欠部
９ 供給案内アーム
９ａ 傾斜案内面
９ｂ フック状部
１０ 棒材把持装置
１１ 把持部材
１１ｈ 把持面
１１ｐ 当接凸部
１２ 把持部材
１２ｈ 把持面
１２ｐ 当接凸部
１３ 把持回動機構
１５ ストッパ部材
１５ｅ 延長部
１６ 把持装置昇降機構（駆動シリンダＡ）
１７ 把持装置前後移動機構（駆動シリンダＢ）
１８ 把持装置揺動機構（駆動シリンダＣ）
２０ サーボモータ
２２ 無端チェーンまたはベルト
２６ 可動規制板
２７ 可動規制板用移動機構
２８ 固定規制板
３１ 縦ガイド
３２ 横ガイド
３６ 支持台
３８ 揺動機構
４０ 回転軸
６４ 羽根部材
６６ 送り矢駆動機構
８５ 捌き板用移動機構
８６ 捌き板
２００ 棒材加工機
２０１ 主軸台
３００ 棒材加工システム
Ｗ 棒材
ＷＳ 楔状の空間
ｓｔ 移動ストローク

Claims (9)

1. 給送軸線に沿って棒材を棒材加工機に給送する棒材供給機であって、
   複数の棒材が内部に収容される棒材収容部と、
   前記棒材収容部内に収容された前記棒材を１本ずつ取り出すための把持装置と、
   前記把持装置によって１本ずつ取り出された後の前記棒材を前記給送軸線に沿って案内するためのガイド部と、
   を備え、
   前記把持装置は、前記棒材収容部内に収容された前記棒材を受け入れ可能な向きに開口する楔形の空間を間に形成する一対の把持部材を有しており、
   前記一対の把持部材は、把持回動機構によって、前記楔形の空間を閉じることで棒材を把持可能となっており、
   前記棒材収容部及び前記一対の把持部材は、揺動機構によって、前記給送軸線と平行な第１回転軸線回りに一体的に揺動可能となっていて、
   前記棒材収容部内の前記棒材が前記一対の把持部材に近接する側に移動して前記楔形の空間内に１本の棒材が把持されることを促す第１揺動位置と、
   前記棒材収容部内の前記棒材が前記一対の把持部材から遠ざかる側に移動して前記一対の把持部材によって把持された１本の棒材を除いた他の棒材が前記一対の把持部材から離間することを促す第２揺動位置と、
   の各々において、一時停止できるようになっており、
   前記一対の把持部材は、把持装置昇降機構によって、前記棒材収容部に対して昇降可能となっており、
   前記一対の把持部材は、把持装置揺動機構によって、前記棒材収容部に対して前記給送軸線と平行な第２回転軸線回りに揺動可能となっており、
   前記揺動機構と、前記把持装置昇降機構と、前記把持回動機構と、前記把持装置揺動機構とは、コントローラによって協調制御されて、前記棒材収容部から１本の棒材を取り出して前記ガイド部へ送る工程において、以下の工程を順に実施するようになっていることを特徴とする棒材供給機：
   （１）前記揺動機構が作動して、前記棒材収容部及び前記一対の把持部材が前記第２揺動位置へ揺動される、
   （２）前記（１）工程の後に、前記把持装置昇降機構が作動して、前記把持装置が下降される、
   （３）前記（２）工程の後に、前記揺動機構が作動して、前記棒材収容部及び前記一対の把持部材が前記第１揺動位置へ揺動される、
   （４）前記（３）工程の後に、前記把持回動機構が作動して、１本以上の棒材が把持される、
   （５）前記（４）工程の後に、前記揺動機構が作動して、前記棒材収容部及び前記一対の把持部材が再び前記第２揺動位置へ揺動される、
   （６）前記（５）工程の後に、前記把持装置昇降機構が作動して、前記把持装置が上昇される、
   （７）前記（６）工程の後に、前記把持装置揺動機構が作動して、前記把持装置が揺動され、把持された棒材の数が１本とされる。
2. 前記（６）工程の後に前記把持装置によって棒材が正常に把持されているか否かを判別するセンサ
   を更に備え、
   前記（７）工程は、前記（６）工程の後に、前記センサによって棒材が正常に把持されていることが判別できない場合に実施されるようになっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の棒材供給機。
3. 前記センサは、前記（７）工程の後においても前記把持装置によって棒材が正常に把持されているか否かを判別するようになっており、
   前記（７）工程の後に、前記センサによって棒材が正常に把持されていることが判別できない場合には、前記把持回動機構が作動して、リトライのために前記楔形の空間が解放されるようになっている
   ことを特徴とする請求項２に記載の棒材供給機。
4. 前記棒材収容部及び前記一対の把持部材は、前記揺動機構によって、
   前記第１揺動位置と前記第２揺動位置との間の揺動位置であって、前記一対の把持部材によって把持された１本の棒材に適用される負荷を軽減させる第３揺動位置
   においても一時停止できるようになっており、
   前記一対の把持部材は、把持装置前後移動機構によって、前記棒材収容部に対して近づく方向及び遠ざかる方向に往復移動することも可能となっており、
   前記把持装置前後移動機構も、前記揺動機構、前記把持装置昇降機構、前記把持回動機構及び前記把持装置揺動機構と共に、前記コントローラによって協調制御されるようになっており、
   前記（７）工程の後に、以下の工程が更に順に実施されるようになっている：
   （８）前記（７）工程の後に、前記把持装置前後移動機構が作動して、前記一対の把持部材が前記棒材収容部から遠ざかる、
   （９）前記（８）工程の後に、前記揺動機構が作動して、前記棒材収容部及び前記一対の把持部材が再び前記第１揺動位置へ揺動される、
   （１０）前記（９）工程の後に、前記揺動機構が作動して、前記棒材収容部及び前記一対の把持部材が前記第３揺動位置へ揺動される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の棒材供給機。
5. 前記（１）工程の後であって前記（２）工程の前に、前記把持装置前後移動機構が作動して、前記一対の把持部材が前記棒材収容部から遠ざかる工程が実施され
   前記（２）工程の後であって前記（３）工程の前に、前記把持装置前後移動機構が作動して、前記一対の把持部材が前記棒材収容部に近づく工程が実施される
   ことを特徴とする請求項４に記載の棒材供給機。
6. 前記棒材収容部内に収容された前記棒材の前記把持装置側の端面を規制する規制板
   を更に備え、
   前記規制板は、前記給送軸線と平行な方向に移動可能であるように、前記揺動機構に支
   持されている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の棒材供給機。
7. 給送軸線に沿って棒材を棒材加工機に給送する棒材供給機であって、
   複数の棒材が内部に収容される棒材収容部と、
   前記棒材収容部内に収容された前記棒材を１本ずつ取り出すための把持装置と、
   前記把持装置によって１本ずつ取り出された後の前記棒材を前記給送軸線に沿って案内するためのガイド部と、
   を備え、
   前記把持装置は、前記棒材収容部内に収容された前記棒材を受け入れ可能な向きに開口する楔形の空間を間に形成する一対の把持部材を有しており、
   前記一対の把持部材は、把持回動機構によって、前記楔形の空間を閉じることで棒材を把持可能となっており、
   前記棒材収容部及び前記一対の把持部材は、揺動機構によって、前記給送軸線と平行な第１回転軸線回りに一体的に揺動可能となっていて、
   前記棒材収容部内の前記棒材が前記一対の把持部材に近接する側に移動して前記楔形の空間内に１本の棒材が把持されることを促す第１揺動位置と、
   前記棒材収容部内の前記棒材が前記一対の把持部材から遠ざかる側に移動して前記一対の把持部材によって把持された１本の棒材を除いた他の棒材が前記一対の把持部材から離間することを促す第２揺動位置と、
   前記第１揺動位置と前記第２揺動位置との間の揺動位置であって、前記一対の把持部材によって把持された１本の棒材に適用される負荷を軽減させる第３揺動位置と、
   の各々において、一時停止できるようになっており、
   前記一対の把持部材は、把持装置昇降機構によって、前記棒材収容部に対して昇降可能となっており、
   前記揺動機構と、前記把持装置昇降機構と、前記把持回動機構とは、コントローラによって協調制御されて、前記棒材収容部から１本の棒材を取り出して前記ガイド部へ送る工程において、以下の工程を順に実施するようになっていることを特徴とする棒材供給機：
   （１）前記揺動機構が作動して、前記棒材収容部及び前記一対の把持部材が前記第２揺動位置へ揺動される、
   （２）前記（１）工程の後に、前記把持装置昇降機構が作動して、前記把持装置が下降される、
   （３）前記（２）工程の後に、前記揺動機構が作動して、前記棒材収容部及び前記一対の把持部材が前記第１揺動位置へ揺動される、
   （４）前記（３）工程の後に、前記把持回動機構が作動して、１本以上の棒材が把持される、
   （５）前記（４）工程の後に、前記揺動機構が作動して、前記棒材収容部及び前記一対の把持部材が再び前記第２揺動位置へ揺動される、
   （６）前記（５）工程の後に、前記把持装置昇降機構が作動して、前記把持装置が上昇される、
   （９）前記（６）工程の後に、前記揺動機構が作動して、前記棒材収容部及び前記一対の把持部材が再び前記第１揺動位置へ揺動される、
   （１０）前記（９）工程の後に、前記揺動機構が作動して、前記棒材収容部及び前記一対の把持部材が前記第３揺動位置へ揺動される。
8. 前記第３揺動位置は、前記棒材収容部内の底面が水平である位置である
   ことを特徴とする請求項７に記載の棒材供給機。
9. 前記一対の把持部材は、把持装置前後移動機構によって、前記棒材収容部に対して近づく方向及び遠ざかる方向に往復移動することも可能となっており、
   前記把持装置前後移動機構も、前記揺動機構、前記把持装置昇降機構及び前記把持回動機構と共に、前記コントローラによって協調制御されるようになっており、
   前記（６）工程の後であって前記（９）工程の前に、前記把持装置前後移動機構が作動して、前記一対の把持部材が前記棒材収容部から遠ざかる
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の棒材供給機。

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