JPH0241804A - 工作機械及び棒材継ぎ足し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被加工材である棒材を貫通させて保持する中
空の主軸を備えた旋盤と、該旋盤の主軸後方に配置され
、主軸で保持した棒材を前進させる棒材供給装置とを有
する工作機械及びその工作機械に使用する棒材継ぎ足し
装置に関する。

〔従来の技術〕

被加工材として長尺の棒材を使用し、この棒材を旋盤の
中空の主軸を貫通させて保持させ、その先端に所定の加
工を施した後、製品として切り離し１次に、主軸後方に
設置した棒材供給装置によって棒材を主軸軸線方向に前
進させて新たな被加工部分を主軸先端に突出させ、その
後、その部分に加工を行い切り離すという動作を繰り返
すように構成した自動工作機械が知られている。

このような自動工作機械において、棒材を先端から加工
してゆき、その残り即ち残材が短くなった時には通常は
残材を主軸後端から手で引張り出して廃棄し新たな棒材
を主軸に供給する方法が取られていた。しかしながら、
この方法では、最後の加工を行った後にも、残材が主軸
後端より突出する長さを有する必要があり、残材が長く
なり、不経済であるという問題があった０ そこで、残材を短くする方法として、棒材後端を押す押
棒（送り棒）の先端を、棒材後端を保持できる形状とし
、押棒で棒材後端をつかんで主軸後方に引き出すように
構成した材料送り装置が特公昭５２−１２４３２号公報
に開示されている。また、残材を主軸後方に引き出す代
わりに、残材後端に新たな棒材を配置し。

その新たな棒材で残材を主軸先端側に押し出す構成とし
たものが特公昭５１−１８１１１号公報に開示されてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これらの構成においても、棒材を主軸のチャッ
クで把持してその先端を加工する関係上、加工可能な棒
材の長さとしては、先端を加工位置とした時にその後端
が主軸のチャックで確実に把持される長さでなければな
らず、もしこの長さよりもわずかでも短くなると、加工
不能となり、残材として排出しなければならない。この
ため、残材がかなり長くなり、不経ｌ斉である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、被加工
材である棒材を、その末端近くまで有効に使用し残材の
長さを掻めて短くしうる工作機械及びそれに使用する棒
材継ぎ足し装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成すべく為された本願第一の発明は。

加工すべき棒材を貫通させて保持する中空の主軸を備え
た旋盤と、該主軸の後方に配置され、主軸で保持した棒
材を前進させる棒材供給装置とを有する工作機械におい
て、前記主軸の後方に、前記主軸で保持された棒材の後
端に新たな棒材の先端を接合させる棒材継ぎ足し装置を
設けたことを特徴とする工作機械を要旨とする。

また１本願第二の発明は、棒材を固定保持する棒材クラ
ンプ機構と、この棒材クランプ機構で保持した棒材の延
長線上で、新たな棒材を保持し且つ前進させる棒材押込
機構と、互いに当接した棒材の先端と後端とを接合する
接合手段とを有する棒材継ぎ足し装置を要旨とする。

〔作用〕

上記した本願第一の発明の工作機械では、旋盤の主軸に
保持された棒材が短くなった時に、その後ろ側に新たな
棒材を供給し１元の棒材の後端と新たな棒材の先端とを
、棒材継ぎ足し装置によって接合することができる。こ
のため１元の棒材と新たな棒材とを、１本の長い棒材と
して取り扱うことができ１元の棒材が短くなり、主軸の
チャックで確実には把持できない長さとなっても、それ
に接合した新たな棒材をチャックで把持することにより
４元の棒材の加工が可能となる。

なお、棒材の接合部分のみは、製品にならないので切断
し除去すればよい。かくして、廃棄される残材をきわめ
て短くすることができ、また残材の排出を極めて容易と
することができる。

また２本願第二の発明では、棒材クランプ機構で一つの
棒材（先の棒材）を固定保持し、棒材押込機構で別の棒
材（後の棒材）を把持し前進させることにより先の棒材
の後端に後の棒材の先端を当接させることができ、その
後、接合手段で、互いに当接した棒材の先端と後端とを
接合することができる。ここで、接合の方法としては、
互いに当接する棒材の先端と後端とに。

互いに嵌合する穴と突起とを設けておき、穴に突起を嵌
合させた後、その外周を内方に変形させて突起に圧着さ
せる方法、当接した先端と後端とを溶接接合する方法等
を使用しうる。圧着させる方法の場合には、後述する実
施例に示すように、棒材クランプ機構で接合手段を兼ね
ることができる。

〔実施例〕

以下１図面に示す本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の好適な実施例を示す概略断面図である
。同図において、１は旋盤であり、中空の主軸２と、そ
の主軸２を回転可能に保持した主軸台３と、主軸２を回
転駆動する駆動装置（図示せず）と、主軸２に保持した
棒材４に対する加工を行う工具５と、工具５を移動させ
る工具移動装置（図示せず）と、ヘッド４１、等を有し
ている。なお、２ａは主軸２内に挿入した棒材４を把持
するためのチャンクである。６はこの旋盤１に組み合わ
された棒材供給装置であり、主軸２に保持した棒材４を
矢印入方向に前進させるための棒材押棒７と、その棒材
押棒７を駆動する駆動機構（図示せず）と、棒材を軸方
向に移動可能に保持するガイドチューブ（図示せず）と
、これらの各部品を支持する支持フレーム４２及び支柱
４３と、支持フレーム４２を旋盤のヘッド４１に連結す
る連結フレーム４４等を備えている。

１０は、主軸２の後方に配置された棒材継ぎ足し装置で
ある。この棒材継ぎ足し装置１０は、案内レール４５に
よって主軸軸線に平行方向に移動可能に保持された移動
台１１と、移動台１１を往復動させるだめのボールねし
１２．ナツト１３．サーボモータ１４等からなる移動台
駆動機構１５と、移動台１１に保持された棒材クランプ
機構１７及び棒材押込機構１８等を有している。なお２
本実施例では棒材継ぎ足し装置ｌＯを、棒材供給装置６
の支持フレーム４２上に設け、棒材供給装置６の一部と
して設けているが、この代わりに旋盤ｌの一部として設
けてもよい。

棒材クランプ機構１７は、棒材継ぎ足し時に、主軸２で
保持された棒材４の後端を固定、保持するためのもので
５本実施例では第２図に示すように、スクロールチャッ
ク２０が使用されている。このスクロールチャック２０
は、チャンク本体の端面に放射方向に移動可能に配置さ
れた３個の爪２Ｉと、チャック本体に内蔵され、前記３
個の爪２１を同時に中心点Ｏに関して対称に移動させる
スクロール板（図示せず）とを有しており、更に、この
スクロール板を回転させるための駆動源として油圧モー
タ２２が設けられている。

従って、油圧モータ２２がスクロール板を１方向に回転
させることにより、３個の爪２１を同時に実線位置から
中心点Ｏに向けて移動させ、中心に挿入されている棒材
を把持することができ、またスクロール板を逆方向に回
転させることにより３個の爪２１を同時に外方に移動さ
せ、棒材の把持を解除することができる。

更に、この爪２１は、後述するように棒材の継目の嵌合
部を半径方向内方に押圧してかしめ、棒材を強固に接合
する作用も有しており、従って、棒材クランプ機構１７
は互いに当接した棒材の先端と後端とを接合する接合手
段を兼ねている。冬瓜２１の先端は、棒材のかしめの際
にも変形しないよう、熱処理して硬度を上げてあり、ま
た棒材を２点で支持できるよう、中央に溝を形成してい
る。なお、スクロールチャック２０はその中心点０が主
軸２の中心軸線に一致するように。

移動台Ｉｌ上に配置されている。

棒材押込機構１８は、棒材クランプ機構１７で保持した
棒材４の延長線上で、新たな棒材を保持し且つ前進させ
て前記棒材クランプ機構に保持された棒材後端に押付け
るためのものである。本実施例における棒材押込機構１
８は第３図に示すように、移動台１１に主軸軸線に平行
に取付けられた一対のピン２４にそれぞれ回動自在に保
持された一対のレバー２５と、各レバー２５に保持され
た棒材押込ローラ２６，２７と両レバー２５の先端に連
結された空圧シリンダ２８と一方の棒材押込ローラ２６
を歯車２９．３０を介して回転駆動する油圧モータ３１
等を有している。棒材押込ローラ２６．２７は、棒材４
を両側からはさんで保持しろる略■字状の溝を有してお
り、空圧シリンダ２８が収縮してレバー２５に互いに向
い合う方向（矢印Ｂ方向）の力を作用させた時に、棒材
４をはさんで保持することができ、また、その状態で油
圧モータ３１が棒材押込ローラ２Ｇを回転させることに
より、保持した棒材をその軸線方向に送ることができる
。

第１図において、移動台ｌｌ上には、棒材４の端部を検
出するための３発光器３３Ａと受光器３３Ｂからなる検
出装置が設けられている。また、押棒７の走行位置には
、継ぎ足しエリア検出のためのリミットスイッチ等の検
出装置３４が設けられている。なお５図示は省略してい
るが、ＮＣ装置が設けられており、棒材に対する加工工
程、後述する継ぎ足し工程等を制御するように構成され
ている。

次に、上記構成の棒材継ぎ足し装置１０を備えた工作機
械の動作を説明する。なお、第４図に示すようにこの工
作機械に使用する棒材４の後端及び先端には。

互いに嵌合できるような形状の穴３６と突起３７を予め
形成しておく。

ｆｉｌ　　第１図において２通常の棒材加工時には、棒
材継ぎ足し装置１０の移動台１１は、主軸台１にいちば
ん近い原位置（二点鎖線で示す位置）に待機しており。

棒材クランプ機構１７．棒材押込機構１８は棒材４を把
持しない状態となっている。

（２ン　　この状態で主軸２に保持した棒材４に対する
加工を次々と行い、その加工の進行に伴い、棒材押棒７
が棒材４を押して前進する。棒材４の後端が継ぎ足しエ
リアに来た時、検出装置３４がそれを検出して信号を発
する。

（３）　　その後、棒材先端を加工し、１個の製品を完
成させて切り落としたら１機械本体が停止し、押棒７は
第１図で左側に移動し、ガイドチューブ（図示せず）の
軸端から抜ける。

（４）次に、発光器３３Ａ、受光器３３Ｂを作動させた
状態で、移動台１１が左側に移動し、この発光器受光器
が棒材４の後端を検出した時点で移動台１１が停止する
。この時の棒材継ぎ足し装置１０の位置を第１図に示し
ている。

（５）移動台１１の停止位置（主軸前端の棒材の突っ切
った位置から後端までの距ｗＪｌ）をＮＣ装置に入力す
る。

（６）　　棒材クランプ機構１７の油圧モータ２２が作
動してスクロールチャック２０の爪２１を内方に移動さ
せ、棒材４の後端を把持する。

＋７）　　第５図に示すように、棒材供給装置６に設け
ている新捧材供給機構（図示せず）によって新たな棒材
４Ａがガイドチューブ内にセットされ、棒材押棒７によ
って矢印Ａ方向に押され、主軸で保持された棒材４の後
方に供給される。なお、棒材供給装置６としては。

新棒材供給機構の無いものを使用し、新たな棒材を手動
でガイドチューブ内にセットしてもよい。

（８）棒材押込機構１８の油圧シリンダ２８が作動して
、レバー２５を第３図の矢印Ｂ方向に揺動させ、棒材を
棒材押込ローラ２６．２７ではさみ付けて保持し次いで
油圧モータ３１が棒材押込ローラ２６を回転させて、保
持した棒材４Ａを前進させる。これにより。

新たな棒材４Ａの先端の突起３７が、主軸で保持された
棒材４の後端の穴３６に嵌合される。

（９）棒材クランプ機構１７．棒材押込機構１８がとも
に棒材４，４Ａの把持を解除し７次いで、移動台１１が
第５図で左側に一定距離移動し、第６図に示すように、
スクロールチャック２０の爪２１が棒材の継ぎ足し部に
一致する位置で停止する。

０ω　その後、再び棒材クランプ機構１７の油圧モータ
２２が回転して爪２１を内方に移動させ、爪２１は棒材
の継ぎ足し部を内方に強く押圧する。これによって、棒
材の継ぎ足し部が圧着され（かしめられ）、棒材４と４
八とが接合される。

α０　棒材クランプ機構１７が解除され、！ｌ！ぎ足し
装置ＩＯは元の原位置に復帰し１次の継ぎ足しのために
待機する。

（１２１機械本体がスタートし、棒材４に対する加工を
行う。

１３１ＮＣ’ｌ置が、つなぎ目は何個口になるか計算し
例えば、１０ケ目になる時は９個までは通常の加工を行
う。この時、棒材のつなぎ目がチャック２ａの位置とな
り、従って先端側の棒材４がチャック２ａの一部でしか
把持されていない状態となっても、つなぎ百では棒材４
と４八とが接合されており、且つ新たな棒材４Ａがチャ
ック２ａで把持されているので、先端側の棒材４をチャ
ック２ａで強く把持することができ、棒材４に対する加
工を行うことができる。また、棒材のつなぎ目が十分強
固に接合されている場合には、第７図のようにつなぎ目
がチャ、り２ａを完全に越えた位置となっても、先端側
の棒材４を新たな棒材４Ａを介してチャック３で保持す
ることができ、棒材４に対する加工を行うことができる
。９個目の加工を終わり突っ切った後、１０個目は、ス
キップさせ（加工は行わず）、突っ切りのみ作動させる
。

（２）　１０ケ目の突っ切りが終わった時、ワークの受
は取り装置は作動させない。従って、切り離されたつな
ぎ目部分は、製品として取り出されることはなくチップ
タンクへ落下する。

（１５１その後、１１ケ目の加工のために機械本体をス
タートする。以後は通常の加工動作を行う。

以上のように、つなぎ目のみを廃棄するのみで、棒材を
つなぎ目の近くまで有効に製品とすることができる。

なお、上記実施例では、棒材４の後端に新たな棒材４Ａ
の先端を嵌合させる際、棒材４の後端を棒材クランプ機
構１７で把持させているが、この代わりに棒材を主軸２
のチャック２ａで把持させる構成としてもよい。その場
合には、チャック２ａが棒材クランプ機構を構成するこ
ととなる。

また、上記実施例では、棒材クランプ機構１７が棒材の
先端と後端とを接合する接合手段を兼ねているが、棒材
クランプ機構１７とは別に、棒材のつなぎ目を圧着させ
るための、棒材クランプ機構と同様な機構の接合手段を
設けてもよい。

更に、上記実施例では、棒材の継ぎ足しのために棒材の
後端と先端に、互いに嵌合する穴及び突起を設け、これ
らを相互に嵌合させた後、半径方向に圧着することによ
り、棒材を接合する構成のものを示したが。

棒材の接合はこの方式に限定されず、他の方式１例えば
、？８接５摩擦溶接等を採用してもよい。その場合には
、接合手段として、互いに突き当てた端部間を溶接接合
する手段を設けることとなる。

また、上記実施例では５棒材供給装置６が棒材押棒７を
備えており、棒材押棒７で加工すべき棒材４の後端を押
すことによって、棒材４を前進させる構成となっている
が、棒材供給装置６の構成は、この実施例に限らず、変
更可能である。例えば、棒材押棒を使用せず、その代わ
りに、棒材押込機構１８と同様な機構を備え、棒材を直
接把持して前進させる形式の棒材供給装置６を用いても
よい。その場合、棒材を把持して前進させる機構が、棒
材供給装置６に設けられているので、その機構を２捧材
継ぎ足し装置１０の棒材押込機構として使用することが
でき、第１図に図示の棒材押込機構１８を省略すること
ができる。

上記実施例は、主軸台が移動しない形式の旋盤に本発明
を適用した例を示すものであり、棒材継ぎ足し装置１０
が移動台１１を有し、主軸軸線方向に移動する構成とし
ている。本発明はこの実施例に限らず、主軸台が主軸の
軸線方向に移動可能な主軸移動型旋盤に対しても適用可
能である。その場合には、棒材を保持した主軸が軸線方
向にサーボモータによって移動可能であるので、棒材継
ぎ足し装置ｌＯを主軸軸線方向に移動させる必要はなく
、従って、棒材継ぎ足し装置を定位置に固定して設ける
ことができる。

また、常に一定の長さの棒材で同一部品を生産するカム
式自動旋盤の場合には、第１図におけるρの寸法が一定
になるため、棒材継ぎ足し機構１０の移動台１１を第６
図に示す位置にあらかじめ設置しておけばよ（、サーボ
モータ１４は不要になり、ボールねし１２も普通の調整
ねじに置き換えることができる。但しカム式自動盤では
棒材の接合部分が主軸内に送り込まれ、切削される時を
検知するため、１寸法の中で何個目が接合部分になるか
、あらかしめ計算し、電気接点付計数器で、その数を設
置しておき、接合部分を加工した製品は製品選別装置を
作動させず、チップタンクにそのまま落下させるように
すればよい。

〔発明の効果〕

以上に説明したように１本発明の工作機械は、旋盤の中
空主軸の後方に５前記主軸で保持された棒材の後端に新
たな棒材の先端を接合させる棒材継ぎ足し装置を設けて
いるので、主軸に保持された棒材が短くなった時に、そ
の後ろ側に新たな棒材を供給し１元の棒材の後端と新た
な棒材の先端とを、棒材継ぎ足し装置によって接合し、
長い１本の長い棒材として取り扱うことができ、そのつ
なぎ目のみを非製品として廃棄すればよいので、棒材を
きわめて有効に製品にすることができ、且つ残材の廃棄
が極めて容易となるという効果を有している。

また９本発明の棒材継ぎ足し装置は、棒材を固定保持す
る棒材クランプ機構と、この棒材クランプ機構で保持し
た棒材の延長線上で、新たな棒材を保持し且つ前進させ
る棒材押込機構と、互いに当接した棒材の先端と後端と
を接合する接合手段とを有しているので棒材クランプ機
構で一つの棒材（先の棒材）を固定保持し、棒材押込機
構で別の棒材（後の棒材）を把持し前進させることによ
り、先の棒材の後端に後の棒材の先端を当接させること
ができ、その後、接合手段で互いに当接した棒材の先端
と後端とを接合することにより、棒材を継ぎ足すことが
できるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による工作機械を示す概略断
面図、第２閏は第１図の■−■矢視断面図、第３図は第
１図のｍ−ｍ矢視断面図、第４図はその実施例に使用す
る棒材を、一部を断面で示す側面図、第５図。 第６図、第７図はそれぞれ上記実施例による動作を説明
する概略要部断面図である。 １−旋盤、２−主軸、２ａ−チャｙり、４．４Ａ捧材、
５−工具、６−棒材供給装置、７−・−棒材押棒１〇−
棒材継ぎ足し装置、ＩＬ−移動台、１７−棒材クランプ
機構、１８−棒材押込機構、２０−スクロールチャック
、２１−爪、２２−油圧モータ、２４−ビン、２５−・
レバー、２６，２７−棒材押込ローラ、２８−空圧シリ
ンダ、３１−油圧モータ、３３Ａ−発光器、３３Ｂ−受
光器、３４−継ぎ足しエリア検出装置ヘッド ４２・・−支持フレーム。 案内シー 代理人　弁理士　乗　松　恭　三 １７−シーＸ７ラン慢 η−泊た王−７ 第２図 ±３ 図 １８−８井棋裸」、褥 ２４・−・ごン ２５・−・レバー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加工すべき棒材を貫通させて保持する中空の主軸
   を備えた旋盤と、該主軸の後方に配置され、主軸で保持
   した棒材を前進させる棒材供給装置とを有する工作機械
   において、前記主軸の後方に、前記主軸で保持された棒
   材の後端に新たな棒材の先端を接合させる棒材継ぎ足し
   装置を設けたことを特徴とする工作機械。
2. （２）棒材を固定保持する棒材クランプ機構と、この棒
   材クランプ機構で保持した棒材の延長線上で、新たな棒
   材を保持し且つ前進させる棒材押込機構と、互いに当接
   した棒材の先端と後端とを接合する接合手段とを有する
   棒材継ぎ足し装置。