JPH06304801A - ２主軸対向旋盤の残材排出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２主軸対向旋盤の主軸の貫通孔を通して長尺
素材の供給、排出を行う際の残材の排出方法に関し、加
工品の長さより短くかつ主軸間距離より長い残材を専用
のロボットを設けることなく機外に排出する方法を提供
する。 【構成】 バーフィーダ２５をその前進端まで進出させ
て残材２８を旋盤の加工領域ｆに挿入し、第２主軸２を
その前進端まで進出させて当該残材２８を把持し、シャ
フトアンローダ２１のハンド２２を加工品２４の長さに
応じて設定された設定位置２３を越えて前進可能限位置
まで進出させ、第２主軸２を高速退避させた後、駆動モ
ータ７の出力トルクを制限した状態で位置偏差ｃを検出
しながら第２主軸を低速後退させ、位置偏差ｃの増大が
検出されたときに第２主軸台６の後退を停止して残材２
８を第２主軸２からハンド２２に受け渡し、次にハンド
２２を後退させて残材２８を第２主軸２の貫通孔２０か
ら引き出して排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、２主軸対向旋盤とバ
ーフィーダとシャフトアンローダとを用いて、２主軸対
向旋盤の第１主軸の貫通孔を通して長尺素材を供給し、
長尺素材の先端から所定長さに切り離した加工品を第２
主軸の貫通孔を通してシャフトアンローダで引き出して
機外に排出する加工における長尺素材の残材の排出方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バーフィーダとシャフトアンローダとを
用いた上記の加工方法は、素材の供給と加工品の排出と
を自動的に行いながら、比較的細長い形状の加工品を連
続的に加工する際に特に有効である。素材の供給および
加工品の排出をともに主軸に設けた貫通孔を通して行う
上記方法では、第１主軸に設けたチャックと第２主軸に
設けたチャックとの最大対向幅より長い加工品でも加工
できるという特徴がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような方法によっ
て加工を行うと、所定寸法の加工品をいくつか切り出し
た後に加工品より短い長さの残材が残る。この残材の長
さが短ければ、残材を旋盤の加工領域に押し込んで第１
主軸と第２主軸との間の空間から落下排出することが可
能であるが、残材の長さが長くて第１主軸と第２主軸と
の間から排出することができないときは、残材をバーフ
ィーダ側へ引き戻してバーフィーダの上方へと取り出す
以外、残材の排出が不可能になってしまう。

【０００４】すなわち図３に示すように、シャフトアン
ローダ２１のハンド２２は第２主軸２がその原点位置
（最後退位置）に移動したときに、第２主軸２のチャッ
ク３１で把持された加工品２４の先端を掴む位置に、そ
の前進端がリミットスイッチ２３などにより設定される
ため、加工品長さより短い長さの残材はたとえこれを第
２主軸２のチャック３１で把持することができたとして
も、第２主軸２からシャフトアンローダのハンド２２に
引き渡すことができなくなり、シャフトアンローダ２１
を用いて残材２８を排出することが不可能になるのであ
る。そして残材２８をバーフィーダ２５側に引き戻した
ときは、バーフィーダの構造上この残材は上方に取り出
すしか排出の方法がなく、専用のロボットを設けなけれ
ば残材の排出を自動化できないという問題があった。

【０００５】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたもので、加工品の長さより短くかつ第１主軸と第
２主軸の間の空間から排出することもできない長さの残
材を、専用のロボットを設けることなく機外に排出する
方法を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る２主軸対向
旋盤における残材排出方法は、同一軸線上で対向する第
１主軸３と第２主軸２とを備え、第２主軸の主軸台６を
主軸方向に移動させるＺ軸駆動モータ７にそのサーボ制
御装置９と出力トルク制限装置１５とが設けられてお
り、前記サーボ制御装置には指令値ａとフィードバック
値ｂとの差信号である位置偏差ｃを検出する位置偏差検
出装置１６と、検出された位置偏差ｃと設定値ｄとを比
較する比較手段１８とが設けられており、第１主軸３お
よび第２主軸２には素材の供給および加工品の排出のた
めの貫通孔が設けられている２主軸対向旋盤１を用い、
バーフィーダ２５により長尺素材を第１主軸３の貫通孔
１９を通して上記２主軸対向旋盤の加工領域ｆに供給
し、この長尺素材の先端部から切り離した加工品を第２
主軸２の貫通孔２０を通して第２主軸２の背後側に配置
したシャフトアンローダ２１で引き出して機外に排出す
るロードアンロード方法における長尺素材の残材の排出
方法において、バーフィーダ２５をその前進端に達する
まで進出させて長尺素材の残材２８を旋盤の加工領域ｆ
に挿入し、第２主軸２をその前進端まで進出させて当該
残材２８を把持するとともに、シャフトアンローダ２１
のハンド２２を前記加工品２４の長さに応じて設定され
る設定位置２３を越えて前進可能限位置まで進出させ、
把持した残材２８の先端が前進限位置に進出した上記ハ
ンド２２に当接する直前の位置まで第２主軸２を高速退
避させ、次いで第２主軸台のＺ軸駆動モータ７の出力ト
ルクを制限した状態で位置偏差ｃを検出しながら第２主
軸を低速後退させ、位置偏差ｃの増大が検出されたとき
に第２主軸台６の後退指令を停止するとともに、前記ハ
ンド２２による残材２８の把持動作と、第２主軸２によ
る残材２８の把持解除動作とを行い、次にハンド２２を
後退させることによって残材２８を第２主軸２の貫通孔
２０から引き出した後ハンド２２を解放することを特徴
とするものである。

【０００７】

【作用】この発明の出願人は、２主軸対向旋盤の第１主
軸から第２主軸へのワークの受け渡し動作や第１主軸と
第２主軸とでワークの両端を把持して行うびびり防止加
工などを合理的に行う技術手段として、第２主軸台６の
Ｚ軸駆動モータ７に出力トルク制限装置１５と、そのサ
ーボ制御装置９の位置偏差ｃを検出してこれを設定値ｄ
と比較する手段１８とを備えた、２主軸対向旋盤および
その制御方法を提唱している（特願昭４−３６００５３
号）。

【０００８】この発明は上記の技術の応用技術として発
明されたもので、前進限位置に進出したシャフトアンロ
ーダのハンド２２と第２主軸台６の低速後退時における
残材２８の先端との当接を上記位置偏差ｃの増大によっ
て検出することにより完成されたものである。

【０００９】すなわち長尺素材はその長さ寸法に相当の
ばらつきがあるため、素材の公称寸法が分かっていても
残材２８の長さを正確に算出することはできない。その
ため残材２８の先端とシャフトアンローダのハンド２２
との当接を検出することができないと、残材２８が計算
値より長かったときには、残材２８とシャフトアンロー
ダのハンド２２とが衝突してシャフトアンローダ２１を
破損する危険があり、また残材２８が計算値より短かっ
たときには、ハンド２２で残材２８を把持することがで
きなくなり、残材２８の排出が不可能になるなど、信頼
性の高い連続自動加工は不可能である。

【００１０】それに対してこの発明の方法によれば、残
材２８の長さのばらつきに対して充分に余裕のある位置
まで残材２８を把持した第２主軸を高速後退させた後、
Ｚ軸駆動モータ７のトルクを制限した状態で、すなわち
残材２８の先端とシャフトアンローダのハンド２２とが
当接したときの当接力を小さく設定した状態で第２主軸
２を低速後退させ、この間において残材２８の先端とハ
ンド２２とが当接したときに位置偏差ｃが急激に上昇す
ることを利用して、残材２８の長さ寸法の誤差に関わり
なく、第２主軸２からシャフトアンローダ２１に残材２
８が正確に受け渡されるようにしている。

【００１１】すなわち残材２８とハンド２２とが当接し
たときには、制御器１０からの指令値ａが変化するにも
関わらず、第２主軸台６が後退することができないの
で、フィードバック値ｂは一定となり位置偏差ｃが急激
に増大する。従って位置偏差ｃが設定値ｄに達したとき
に、第２主軸２の低速後退指令をスキップし、ハンド２
２による残材２８の把持と第２主軸のチャック３１の解
放を指令してやれば、残材２８はその長さ方向の寸法に
相当なばらつきがあっても、確実に第２主軸２からシャ
フトアンローダ２１へと受けわたされる。

【００１２】そしてシャフトアンローダのハンド２２
は、加工品の長さに応じて設定される前進端位置を越え
てその前進限位置まで進出した位置で残材２８の把持を
行うので、加工品の長さより短い長さの残材を把持して
第２主軸２から引き抜き、機外へ排出することができ
る。

【００１３】

【実施例】図１および２はこの発明の一実施例を示した
図である。図２は２主軸対向旋盤１の第２主軸２の軸方
向駆動装置を模式的に示したブロック図である。第１主
軸３は定位置にある第１主軸台４に軸支されており、Ｚ
軸方向には移動不能である。第２主軸２はベッド５に設
けたガイドに沿ってＺ軸方向に摺動可能な第２主軸台６
で軸支されており、この第２主軸台６にはＺ軸駆動モー
タ７で正逆方向に回転駆動される送りネジ８が螺合して
いる。

【００１４】Ｚ軸駆動モータ７は、サーボ制御装置９に
よって制御されており、サーボ制御装置９にはＮＣ装置
１０から指令値ａが与えられている。Ｚ軸駆動モータ７
にはパルスエンコーダ１１が接続されており、ＮＣ装置
１０から与えられた位置指令ａとパルスエンコーダ１１
で検出された位置フィードバック値ｂの差（位置偏差）
ｃが差分検出器１２から補償回路１３に与えられてい
る。そしてこの位置偏差ｃに基いて補償回路１３から出
力される速度指令と速度フィードバック信号との差信号
とがパワーアンプ１４に与えられ、パワーアンプ１４は
前記偏差値（負荷トルク）に応じた値の電流をＺ軸駆動
モータ７に供給している。パワーアンプ１４から出力さ
れる電流の最大値は、出力トルク制限装置１５によって
制限することが可能であり、その設定値はＮＣ装置１０
によって必要に応じて増減させられる。

【００１５】差分検出器１２から出力される位置偏差ｃ
は、位置偏差検出手段１６によって検出されている。一
方位置偏差ｃの立ち上がりや増減量を検出して信号を出
す基準となる設定値ｄを設定するための位置偏差設定手
段１７が設けられており、プラスとマイナスの個別に設
定された設定値＋ｄ、−ｄと検出された位置偏差ｃとが
比較手段１８で比較され、検出値ｃが設定値ｄに達した
ときに制御出力ｅが出力されるようになっている。

【００１６】位置偏差検出手段１６、位置偏差設定手段
１７および比較手段１８は、実際にはＮＣ装置１０のプ
ログラムによって構成される。サーボ制御装置９から位
置偏差ｃを取り出すことができないときは、ＮＣ装置１
０の位置指令ａとパルスエンコーダ１１の位置フィード
バック値ｂを位置偏差検出手段１６に入力し、その差分
として位置偏差ｃを検出することができる。

【００１７】第１主軸３および第２主軸２には中心に貫
通孔１９、２０が設けられており、長尺素材は図２の左
側から第１主軸の貫通孔１９を通して加工領域ｆに供給
され、加工領域ｆで加工された加工品は第２主軸の貫通
孔２０を通して図の右側へと軸方向に排出される。

【００１８】図１はこの発明の方法を模式的に示した図
である。同図（ａ）および（ｂ）は加工品の排出時の動
作を示したもので、シャフトアンローダ２１のハンド２
２はリミットスイッチ２３で設定された前進位置まで進
出して待機しており、第２主軸２が原点位置に復帰した
ときにハンド２２を閉じて、第２主軸２で把持された加
工品２４の先端を把持する。すなわちハンド２２が加工
品２４を把持する位置は、従来方法と同様に、第２主軸
２が原点に復帰したときの加工品の先端の位置に応じて
リミットスイッチ２３などによって設定される。

【００１９】同図（ｂ）ないし（ｅ）は残材の排出動作
を示したものである。同図（ｂ）においてバーフィーダ
２５のプッシャ２６はその前進端位置を設定するリミッ
トスイッチ２７がオンするまで進出して残材２８を最大
限加工領域ｆに進出させる。次に第２主軸２を最前進端
位置（第１主軸に最も接近する位置）まで進出させ、残
材２８を把持する。この状態で第１主軸３のチャックが
開き、バーフィーダ２５のプッシャ２６は後退し、シャ
フトアンローダ２１のハンド２２はリミットスイッチ２
３で設定された前進位置を通過してさらに前進し、機械
的な動作限によって決定される前進限位置まで進出する
（同図（ｃ))。

【００２０】この状態で第２主軸２は、把持した残材２
８の先端がハンド２２に近接する位置まで高速後退させ
る。この後退限位置は長尺素材の寸法と加工品の長さお
よび個数と突っ切り時における切断代によって計算され
る。前述したように長尺素材の長さ寸法には相当な誤差
があるので、最大寸法の素材が供給されたときにも、残
材２８の先端とハンド２２が衝突しない位置に第２主軸
の後退限位置を設定する。

【００２１】次に出力トルク制限装置１５でＺ軸駆動モ
ータ７の出力トルクを低く制限した状態で第２主軸２に
低速後退指令を与え、この後退動作中における位置偏差
ｃの監視を行う。そして位置偏差ｃが上昇して設定値ｄ
に達したときに、この低速後退動作をスキップさせて次
の動作、すなわちシャフトアンローダのハンド２２によ
る残材２８の先端の把持と第２主軸２による残材２８の
解放とを行う。そしてシャフトアンローダのハンド２２
を後退限まで後退させて、ハンド２２を開くことにより
残材２８を機外に引き出して落下排出させる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したこの発明の方法によれば、
２主軸対向旋盤とバーフィーダおよびシャフトアンロー
ダとを使用して、長尺素材から比較的長い加工品を連続
自動加工する際に従来の方法では自動排出することがで
きない長さの残材が残った場合でも、この発明の方法に
より専用のロボットを設けることなく排出することが可
能となるので、２主軸対向旋盤による長物加工物の連続
自動加工をより容易に行うことができるようになる。

【００２３】また残材をバーフィーダ側に引き戻すこと
なくシャフトアンローダ側で排出することができるか
ら、残材の排出と次の素材の供給を平行して行うことが
でき、加工サイクル時間の短縮を行うことができる。ま
た残材をバーフィーダ側へ引き戻すことなく排出するこ
とができるので、残材にバーフィーダの油が付着すると
いう問題も生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の方法を模式的に示す説明図

【図２】第２主軸のＺ軸駆動装置の制御ブロック図

【図３】従来方法を示す説明図

【符号の説明】

１ ２主軸対向旋盤 ２ 第２主軸 ３ 第１主軸 ６ 第２主軸台 ７ Ｚ軸駆動モータ ９ サーボ制御装置 15 出力トルク制限装置 16 位置偏差検出手段 18 比較手段 19 貫通孔 20 貫通孔 21 シャフトアンローダ 22 ハンド 23 リミットスイッチ 24 加工品 25 バーフィーダ 28 残材 ａ 指令値 ｂ フィードバック値 ｃ 位置偏差 ｄ 設定値 ｆ 加工領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一軸線上で対向する第１主軸(3) と第
   ２主軸(2) とを備え、第２主軸の主軸台(6) を主軸方向
   に移動させるＺ軸駆動モータ(7) にそのサーボ制御装置
   (9) と出力トルク制限装置(15)とが設けられており、前
   記サーボ制御装置には指令値(a) とフィードバック値
   (b) との差信号である位置偏差(c) を検出する位置偏差
   検出装置(16)と、検出された位置偏差(c) と設定値(d)
   とを比較する比較手段(18)とが設けられており、第１主
   軸(3) および第２主軸(2) には素材の供給および加工品
   の排出のための貫通孔が設けられている２主軸対向旋盤
   (1) を用い、バーフィーダ(25)により長尺素材を第１主
   軸(3) の貫通孔(19)を通して上記２主軸対向旋盤の加工
   領域(f) に供給し、この長尺素材の先端部から切り離し
   た加工品を第２主軸(2) の貫通孔(20)を通して第２主軸
   (2) の背後側に配置したシャフトアンローダ(21)で引き
   出して機外に排出するロードアンロード方法における長
   尺素材の残材の排出方法において、バーフィーダ(25)を
   その前進端に達するまで進出させて長尺素材の残材(28)
   を旋盤の加工領域(f) に挿入し、第２主軸(2) をその前
   進端まで進出させて当該残材(28)を把持するとともに、
   シャフトアンローダ(21)のハンド(22)を前記加工品(24)
   の長さに応じて設定される設定位置(23)を越えて前進可
   能限位置まで進出させ、把持した残材(28)の先端が前進
   限位置に進出した上記ハンド(22)に当接する直前の位置
   まで第２主軸(2) を高速退避させ、次いで第２主軸台の
   Ｚ軸駆動モータ(7) の出力トルクを制限した状態で位置
   偏差(c) を検出しながら第２主軸を低速後退させ、位置
   偏差(c) の増大が検出されたときに第２主軸台(6) の後
   退指令を停止するとともに、前記ハンド(22)による残材
   (28)の把持動作と、第２主軸(2)による残材(28)の把持
   解除動作とを行い、次にハンド(22)を後退させることに
   よって残材(28)を第２主軸(2) の貫通孔(20)から引き出
   した後ハンド(22)を解放することを特徴とする、２主軸
   対向旋盤における残材排出方法。