JPH0141442B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 機体ベツド上を往復移動可能に取付けられた
一対の主軸台と、各主軸台内に夫々設けられ内部
に挿通された材料棒を油圧または空圧によつてク
ランプ及び開放するコレツトと、該コレツトと共
に外部駆動源によつて回転され前記材料棒を回転
させる主軸と、前記材料棒の進行方向の前側に位
置する前記主軸台の前方に配置され、送られてく
る材料棒を切削する作業用補助装置と、前記一方
の主軸台のコレツトが材料棒をクランプして移動
し、送り動作を行つている時に他方の主軸台のコ
レツトが材料棒を開放して後退するように制御す
ると共に、送り出された材料棒を所定長さ毎に前
記作業用補助装置を駆動して切削するように制御
する制御装置とを具備したことを特徴とする棒材
機械加工用自動旋盤。

技術分野 本発明は機体ベツド上に材料ガイドブツシユを
組成した固定ステデイを備え、その前側部に放射
方向にガイドされた工具をその後側部に長手方向
にガイドされた主軸台を備えた棒材料切削用自動
旋盤であつて主軸台内の主軸がモータ駆動されコ
レツトと同コレツトを開閉する手段とを備え、同
手段が工具と主軸台とコレツトの運動の制御と実
行を調節し切削すべき材料棒から継起した類似作
業手順で工作物を自動的に作り出すことができる
ものに関する。

背景技術 かかる自動旋盤は多年来非常に異なつた設計に
よるものが使用されている。それらは全て主軸台
を唯一しか備えず同主軸台内を加工すべき棒が通
過するという事実から重大な欠点が生じている。

第１の欠点は主としてやや長い工作物が製作さ
れる場合に主軸台がその切削完了位置から切削開
始位置へ復帰する間、工具は作動を停止し、又材
料棒は軸方向に停止して、加工部分の最後はその
ままの状態を保存する必要がある点である。この
ために必要となるむだ時間は全加工サイクルの優
に25％を占めることがある。

第２の重大な欠点はバー端ビツトを抽出したり
取り戻したりすることのできる高価な棒送り装置
を設ける必要がある点である。更にその装置の場
合主軸台背後の材料ガイドと主軸自体を厳密に設
計することが必要となり材料棒を軸方向に正確に
配座するという点でマイナスの影響を与える。
又、高い主軸速度もしくは切削送りで機械を運転
することができなくなる点である。

発明の開示 本発明は上記欠点を克服することのできる自動
旋盤を提供することを意図している。

本発明は自動旋盤は、機体ベツド上を往復移動
可能に取付けられた一対の主軸台と、各主軸台内
に夫々設けられた内部に挿通された材料棒を油圧
または空圧によつてクランプ及び開放するコレツ
トと、該コレツトと共に外部駆動源によつて回転
され前記材料棒を回転させる主軸と、前記材料棒
の進行方向の前側に位置する前記主軸台の前方に
配置され、送られてくる材料棒を切削する作業用
補助装置と、前記一方の主軸台のコレツトが材料
棒をクランプして移動し送り動作を行つている時
に他方の主軸台のコレツトが材料棒を開放して後
退するように制御すると共に送り出された材料棒
を所定長さ毎に前記作業用補助装置を駆動して切
削するように制御する制御装置とを具備したもの
である。かかる設計により上記の第１の欠点は除
去できることが明らかである。なぜならば（コレ
ツトが適当に開いた）２個の主軸台の内の一つが
常にそのスタート位置に復帰でき、一方他方の主
軸台とそのコレツトが作動しているからである。
２個の主軸台の有効仕事は殆ど把持動作なしに共
役させることができる。

切削時間全体にわたつて材料棒は両コレツトに
よつて同時に決して開放されることはない。その
結果、２個の主軸台とコレツトの組合せは今日ま
で欠かせなかつた棒送り装置の代わりに次の材料
棒により押された棒端ビツトの押出しを含めて材
料棒の送りを行なうことができることになる。も
し棒送り装置を用いることをさけられれば、機体
の後端の棒ガイドはその働きを行なう上で最適の
しかも相当簡単化された方法で設計することが可
能になる。このため、更に騒音を相当少なくし回
転数を著しく大きくすることができる。この最後
の点に関しては棒を申し分なくガイドするために
主軸（およびそのコレツト）をその長さの十分な
部分にわたつて設計する可能性が与えられる。

以下、本発明を添付図面により説明する。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は主軸台の一つの部分断面斜視図、 第１Ｂ図は駆動装置の概略図、 第１Ｃ図は主軸台の一つの長手方向概略断面
図、第２Ａ図と第２Ｂ図はサイクルタイムＴ間に
おいて２つの類似工作物を継続的に切削するとき
に行なわれる主軸台の材料送りＦの時間線図で第
２Ａ図は公知の実施例に、第２Ｂ図は本発明の実
施例に相当する。

第３Ａ図と第３Ｂ図はサイクルタイムＴ中に別
の工作物を切削する時に行なわれる主軸台の材料
送りＦの時間線図。

発明を実施するための最良の形態 自動旋盤とその駆動方法を構成する設計方法に
ついてはあらゆる種類の可能性が開かれているこ
とを指摘しておきたい。このことは当業者には自
明のことと思われる。

ところで、駆動装置は主軸台の材料前進送りＦ
のためだけでなく切削工具その他の任意の工具を
放射方向に運動させクランプ用コレツトを開閉す
るためにも設けられることに注意されたい。同装
置の構成は以下のものを考えることができる。

(a) 古典的な方法でカムを一つもしくは若干のカ
ムシヤフト上に配置してレバー、ピストンおよ
び同様の要素の如き機械的手段のみによつて被
駆動部分を制御する方法。

(b) 第１Ｂ図中にごく単純化して示されているよ
うに互換性の調節自在の先端部もしくはその類
似手段を有する古典的な制御ドラムからなる制
御装置でスイツチ、コネクタ、バルブ、ソレノ
イド、ピストン等を有する電気、油空圧回路に
より作動するもの。

(c) 既に回転旋盤その他の工作機械について行な
われているように数値制御（NC、CNC）によ
る方法、主軸台と工具スライド運動をこのよう
に制御するための一例としてはスイス特許第
584575号とそれに対応するフランス特許第
2275267号を参照されたい。

構造の細部は全く重要ではないので第１Ａ，１
Ｂ，１Ｃ図はずつと単純化した構成を示すものと
する。自動旋盤の機体ベツド１上には材料ガイド
ブツシユ３を備えた固定ステデイが組立てられて
いる。

一組の工具（切削工具）は、ステデイ２に配置
されたそのスライド７，８，９（およびその駆動
手段）と共にその前側部上に例えば４，５，６の
ように扇形の配列で取付けられる。軸方向への交
叉きりもみ作業用補助装置、もしくはシリンダそ
の他の第２の作業用の補助装置を通常どおり設け
ることができる。

機体ベツド１上のステデイ２の背後には従来の
一台の主軸台の代わりに一定の距離をおいて相前
後して配置された２つの主軸台１２Ａ，１２Ｂを
ガイドする長手方向スライド１１を備えており、
２つの主軸台は切削中の材料棒の主軸１３方向に
運動する。これら主軸台に相当する部品はＡ，Ｂ
の参照記号を付してある。

主軸台１２Ａの断面に主軸１４Ａを見ることが
できる（第１Ｃ図参照）。この主軸は固定軸受上
で旋回する。同断面はまた、その外形が円錐形を
し、部分的にスリツトを付し、開閉装置１６Ａが
主軸内を運動するクランプコレツト１５Ａを示し
ている（この要素はコレツト１５Ａを開閉するた
めにパイル状のばね板１７Ａの抵抗に抗して油圧
もしくは空圧により左から右へ運動するリングを
付したピストンとして描かれている。すなわち、
主軸台１２Ａの孔１２A₁、主軸１４Ａの孔１４
A₁を介して油圧または空圧を空室１６A₁内に供
給すると、開閉装置１６Ａはばね板１７Ａのばね
力に抗して右方に移動する。ここで、開閉装置１
６Ａが右方に移動するとコレツト１５Ａによる材
料棒Ｍのクランプ力が弛んで主軸台１２Ａは材料
棒Ｍを残した状態で左右動できることとなる。各
主軸台１２Ａ，１２Ｂはそれぞれ主軸駆動モータ
１８Ａ，１８Ｂを備える。これらのモータは類似
形もしくは異なつた形式のものでよく、例えば回
転数を調節できるものであつたり、制動もしくは
停止モータもしくはステツピングモータであつて
もよい。同様にして機械的もしくは電気的手段を
設けて少なくとも部分的にその周期をとるように
することができる。

それぞれのモータ１８Ａ，１８Ｂをその主軸１
４Ａ，１４Ｂに駆動連結するための手段としてそ
れぞれベルト系１９Ａ，１９Ｂを設けることがで
きる。各主軸台を長手方向に運動させるためリニ
ヤモータ２０Ａ，２０Ｂを追加し機体ベツド１上
に配置し、その螺刻主軸２１Ａ，２１Ｂがそれぞ
れ対応する主軸の側部方向の孔（eye）と噛合う
ようになつている（同様にスイス特許第584575号
を参照されたい）。既に述べた如く、その他の適
当な手段を随時考えることができよう。

第１Ｂ図の制御装置２２（例えば別個のコンソ
ール）の図解は非常に単純化されている。ステツ
ピングモータ２３は第１の制御ドラム２４を駆動
し、一対のギヤ２５，２６によつて第２の制御ド
ラム２７を１：１もしくは１：２の伝達比で駆動
するが、ドラムの先端部の輪郭と長さは調節する
ことができるものとする。それらは必要に応じて
２９で示した電気コネクタ、電動バルブ等が組成
された駆動連結部の接点を作動させる。すなわ
ち、ステツピングモータ２３によつて駆動される
制御ドラム２４は、材料棒Ｍの送りを制御するた
めの信号を生成するものであり、前記した如き動
作を行わせるためにモーター１８Ａ，１８Ｂ，２
０Ａ，２０Ｂの回転、停止制御および主軸台１２
Ａ，１２Ｂによる材料棒Ｍのクランプ制御を行う
ものである。また、一対のギヤ２５，２６を介し
て駆動される制御ドラム２７は、材料棒Ｍを切断
するための切削工具４，５，６を制御するための
信号を生成し、前記制御ドラム２４によつて制御
され一定長づつ送られてくる材料棒Ｍと同期して
切断制御を行うものである。

第２Ａ図、第２Ｂ図、第３Ａ図、第３Ｂ図は古
典的な主軸台を一個備えたものと比較したときの
主軸台を２個備えた本発明の実施例との主な相違
を示す。

第２Ａ図と第２Ｂ図についてみると、２つの類
似した工作物が周期Ｔを要する２つの継続的サイ
クルで切削中のところである。一個の主軸台（第
２Ａ図）で切削する場合主軸台の前進と材料送り
Ｆとは有効時間Tn中に行なわれなければならな
い。なぜならば主軸台が（コレツトが解放した）
そのスタート位置に復帰するにはむだ時間Ttを
要するからである。

第２Ｂ図の（カム組Ａ，Ｂを有する）２個の主
軸台の場合には有効時間は今や常に全サイクルタ
イムと等しくなる。なぜならば、第１のサイクル
中に材料棒Ｍは主軸台１２Ａにより前進させられ
る一方、主軸台１２Ｂはそのスタート位置に復帰
するからである。第２のサイクル中には棒Ｍは同
様にして主軸台１２Ｂにより前進させられ、一方
主軸台１２Ａはそのスタート位置に復帰する。

各サイクルの終りの切り換えに要する短い期間
Tsの間（両方の主軸台とも運動していないこと
が望ましい）材料棒Ｍは両方の主軸台中でクラン
プされることにより、既に述べたように２個の主
軸台の組が棒送り装置による第１の送りを回避で
きるようになつている点に注意されたい。

第３Ａ図、第３Ｂ図によれば工作物はサイクル
期間Ｔ中に切断されているところである。もし、
一個の主軸台を使用する場合には（第３Ａ図）、
適当な切断と（コレツトが開いた）主軸台が復帰
するためには有効時間Tnだけが使用可能であり、
むだ時間Ttを保留する必要がある。

しかしながら主軸台が２台の場合には、主軸台
１２ＡがサイクルＴ１の間に材料送りを行ない、
一方主軸台１２Ｂはその間にスタート位置に復帰
する。主軸台１２ＢはサイクルタイムＴ２中に送
りを行なう（Ｔ２はＴ１と等しくても異なつてい
てもよい）。又、その間主軸台１２Ａはそのスタ
ート位置に復帰する。そして、主軸台１２Ａがス
タート位置に復帰すると同時に材料棒Ｍをクラン
プするが、このクランプした後のわずかな時間
Txの間は主軸台１２Ｂも材料棒Ｍをクランプし
た状態となる。この時間Txの後に主軸台１２Ｂ
は材料棒Ｍを開放し、次いで主軸台１２Ａが送り
動作を行う。

第２Ｂ図の作業方法と第３Ｂ図の作業方法の相
違は前者が２台の主軸台に対して類似した前進カ
ムが使用されているのに対して後者の場合には前
進カム同志が異なつている点である。

第３Ｂ図の作業方法は工作物が長い場合に頗る
有利である。なぜならば必要とされる材料の送り
は２台の主軸台によつて共同して行なわれるから
である。もし主軸台の前進がカムにより制御され
る場合には工作物の長さに対して必要とされる上
昇回数も２個のカムにより共同して行なうことが
できる。

両方の作業ケースの場合カム部分上の上昇の勾
配、主として主軸台の復帰を制御するカム部分の
勾配は小さくすむことができる。