JPH07328805A - Ｎｃ自動旋盤のガイドブッシュ調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＮＣ自動旋盤のガイドブッシュにおいて、作業
者による調整のバラツキがなく、迅速に常に適正な隙間
になるように調整を可能にする。 【構成】コレットチャック６で棒材１を把持した主軸２
を回転方向又は軸方向に駆動して棒材１とガイドブッシ
ュ１２との摩擦抵抗を測定し、この摩擦抵抗の抵抗値が
所定の値に達したことを検出した時に調整ナット１５の
調整を終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、棒材とガイドブッシュ
との隙間を調整する棒材加工用のＮＣ自動旋盤における
ガイドブッシュ調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガイドブッシュの調整は、棒材加工用の
ＮＣ自動旋盤における高い加工精度を保証するためには
必須の工程であり、加工精度を維持し、且つ焼付きを防
止するためには適正な隙間に調整することが必要である
が、これらを自動的に行う方法は知られていなかった。
従来のガイドブッシュの調整方法は、ガイドブッシュに
棒材を挿通し、調整ナットを締めながら棒材を軸方向又
は回転方向に摺動させて、棒材とガイドブッシュとの抵
抗を感覚的に確認して棒材とガイドブッシュとの隙間が
適正であるか否かを判定し、その棒材の材質、寸法（直
径）、最高回転数等を勘案しながら適正な隙間になるよ
うに調整していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、棒材
の材質、寸法（直径）、最高回転数等を勘案しながら適
正な摩擦抵抗になるように人の感覚によって調整するの
で、手間が掛かると共に、永年の経験による特殊で高度
な技能を要し、また作業者の熟練度や感覚の差による調
整のバラツキが大きい等の問題があった。

【０００４】本発明の目的は、作業者による調整のバラ
ツキがなく、迅速に常に適正な隙間になるように調整が
可能なＮＣ自動旋盤のガイドブッシュ調整方法を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の方法は、棒材をガイドするガイドブッシュ
と、このガイドブッシュに螺合して棒材とガイドブッシ
ュとの隙間を調整する調整ナットとを備えたＮＣ自動旋
盤において、コレットチャックで棒材を把持した主軸を
回転方向又は軸方向に駆動して棒材とガイドブッシュと
の摩擦抵抗を測定し、この摩擦抵抗の抵抗値が所定の値
に達したことを検出した時に調整ナットの調整を終了す
ることを特徴とする。

【０００６】

【作用】ガイドブッシュの調整が完了した後、主軸のコ
レットチャックで棒材を把持し、主軸モータで主軸を回
転させ又は主軸台駆動モータで主軸台を軸方向に摺動さ
せて棒材とガイドブッシュとの摩擦抵抗によって変わる
サーボモータのトルクにより、棒材とガイドブッシュと
の隙間が適正であるか否か確認する。そこで、隙間が適
正でない場合には再調整する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２によ
り説明する。図１の主軸台移動型の棒材加工用ＮＣ自動
旋盤に示すように、棒材１を把持する主軸２は、主軸台
３に回転自在に支承されており、主軸台３は、ベッド４
上に主軸中心線方向に摺動可能に設けられている。主軸
２の前端側の内部には、周知のようにチャックスリーブ
５が主軸２と共に回転可能で、かつ主軸中心線方向に摺
動可能に嵌挿されている。チャックスリーブ５の前端部
の内部には、棒材１を把持するコレットチャック６が嵌
挿されており、コレットチャック６はチャックスリーブ
５内に装着された図示しない圧縮コイルばねで前方方向
に付勢されている。また主軸２の最先端にはコレットチ
ャック６の前端部を受けるキャップナット７が螺着され
ている。

【０００８】主軸２の前方のベッド４上には、図示しな
い刃物台支持台と１体となったガイドブッシュ支持台１
０が固定されており、ガイドブッシュ支持台１０には、
主軸中心線の延長線上にガイドブッシュホルダ１１が固
定されている。ガイドブッシュホルダ１１の前端側の内
部には、棒材１を案内支持するガイドブッシュ１２（本
実施例では固定ガイドブッシュ）が嵌挿されている。ガ
イドブッシュ１２には、回転しないように外周部に形成
されたキー溝１２ａに、ガイドブッシュホルダ１１に固
定されたキーピン１３の先端が挿入されており、このガ
イドブッシュ１２の口元でバイト１４による加工が行わ
れる。またガイドブッシュ１２の後端部のネジ部には調
整ナット１５が螺合され、この調整ナット１５によって
ガイドブッシュ１２と棒材１との隙間が調整可能となっ
ている。以上は主軸台移動型の棒材加工用ＮＣ自動旋盤
が有する周知の構造である。

【０００９】本実施例においては、前記主軸２のキャッ
プナット７内の前端部には、調整ピン挿入穴７ａが同一
円周上に複数個（実施例では６個）設けられており、調
整ピン挿入穴７ａには、同数の調整ピン２０が軸方向に
摺動可能でかつ先端が前記調整ナット１５方向に突出し
て配設されている。そして、調整ピン挿入穴７ａには、
それぞれ調整ピン２０を調整ナット１５側に付勢するよ
うにスプリング２１が装着され、キャップナット７の調
整ピン挿入穴７ａ部に形成されたネジ部にネジ２２が螺
合されている。前記調整ナット１５には、前記調整ピン
２０が挿入される同数の調整ピン穴１５ａが設けられて
いる。

【００１０】図２は本実施例における主軸２を回転駆動
する主軸用サーボモータ３０Ａ及び主軸台３を主軸中心
線方向に駆動する主軸台用サーボモータ３０Ｂの制御装
置を示す。制御装置は、サーボモータ３０Ａ、３０Ｂ
と、これらサーボモータ３０Ａ、３０Ｂの回転トルクを
測定するトルク測定手段３１Ａ、３１Ｂと、サーボモー
タ３０Ａ、３０Ｂの回転トルクをキーボード等の入力手
段３２によって所定の回転トルクに予め設定するトルク
設定手段３３と、トルク測定手段３１Ａ、３１Ｂの測定
結果がトルク設定手段３３に設定された回転トルクに達
したか否かを比較して判定する判定手段３５Ａ、３５Ｂ
とを有している。前記サーボモータ３０Ａ、３０Ｂ及び
定トルク出力手段３４Ａ、３４Ｂは、制御手段３６に予
めプログラムされた手順で自動的に制御され、また判定
手段３５Ａ、３５Ｂの判定結果は制御手段３６に入力さ
れると同時にディスプレイの表示手段３７に入力され、
また調整の完了は、前記ディスプレイの表示手段３７に
表示されると共に、警報音、ランプ等で表示される。

【００１１】次に本実施例によるガイドブッシュ１２の
調整方法を図３を参照しながら説明する。入力手段３２
によって制御手段３６のガイドブッシュ調整モードを選
択してスタート４０させると、主軸台３は調整サイクル
の原点位置に移動４１する。即ち、主軸台３が最前進位
置（加工時において主軸台３が最前進することが可能な
位置で調整ピン２０が調整ナット１５の調整ピン穴１５
ａより離れた状態の位置）に前進し、主軸２のコレット
チャック６が開状態となる。ここで、主軸２及び未調整
のガイドブッシュ１２に棒材１を挿通する。この状態で
押しボタンスイッチ又は制御装置によるスタート信号４
２のいずれかによって調整開始の信号を入力する。

【００１２】調整開始の信号の入力によって、以後、制
御手段３６に予めプログラムされた手順でガイドブッシ
ュ調整工程が制御される。まず、主軸２のコレットチャ
ック６を閉にして棒材１を把持する。次に主軸２が例え
ば１０〜５０ｍｉｎ^-1程度の低速度で調整ナット１５の
締め方向に回転しなながら主軸台３、即ち主軸２がガイ
ドブッシュ１２の方向にゆっくり前進する調整ピン挿入
工程４３が行われる。ここで、主軸２の前進は、調整ピ
ン２０が調整ナット１５に接触する位置より更に約１ｍ
ｍ程度前進させる。この主軸２の前進により、調整ピン
２０は調整ナット１５の後端面に当たって一時キャップ
ナット７側に押し戻されるが、主軸２の低速度回転によ
って調整ナット１５の調整ピン穴１５ａと調整ピン２０
が一致した時点でスプリング２１の付勢力で調整ピン２
０は調整ピン穴１５ａに係合する。主軸２を６０°以上
（調整ピン２０が６個の場合）回転させた後に調整ピン
２０が調整ピン穴１５ａに充分に係合するように主軸２
を更に前進させる。

【００１３】次に、主軸２の回転を徐々に上げて、棒材
１とガイドブッシュ１２との隙間が減少する方向に調整
ナット１５を回転（主軸用サーボモータ３０Ａを駆動）
４４する。これにより、主軸２の回転は調整ピン２０を
介して調整ナット１５に伝達され、調整ナット１５が回
転して棒材１とガイドブッシュ１２との隙間が減少する
ように調整される。この場合、主軸２が調整ピン２０を
介して調整ナット１５を回転する時の主軸用サーボモー
タ３０Ａのトルクは、トルク測定手段３１Ａで測定され
て判定手段３５Ａに入力される。そして、トルク測定手
段３１Ａで測定されたトルクがトルク設定手段３３に予
め入力されて判定手段３５Ａに記憶された所定のトルク
に達したか否かが判定４５される。ここで、トルク設定
手段３３に予め入力された所定のトルクは、棒材１の材
質、寸法（直径）、最高回転数に対応して予め実験的に
調査して決定して入力しておく。そこで、主軸用サーボ
モータ３０Ａの駆動トルクが所定のトルクに達したと判
定手段３５Ａが判定すると、その判定結果によって制御
手段３６は、主軸用サーボモータ３０Ａの回転を停止４
６する。また表示手段３７にはトルク調整完了が表示さ
れる。

【００１４】通常はこのままで調整終了としても良い
が、更に高精度に隙間の調整を行う場合には、下記のよ
うにして調整されたガイドブッシュ１２と棒材１の隙間
が適正であるか否かの確認及び再調整を行う。

【００１５】調整されたガイドブッシュ１２と棒材１の
隙間が適正であるか否かの確認及び再調整が行われる場
合には、第１の調整工程後、主軸２、即ち主軸台３が後
退５０して調整ピン２０は調整ピン穴１５ａより離れ
る。そして、、通常の切削加工の状態、即ち調整ピン２
０が調整ナット１５の調整ピン穴１５ａより離れ、主軸
２のコレットチャック６で棒材１を把持した状態で、主
軸台３の前進又は後退方向の摺動或いは主軸２の回転の
いずれか又はこれらの組合せにおける棒材１とガイドブ
ッシュ１２との摩擦抵抗を測定して判定５１する。この
摩擦抵抗は、棒材１を主軸２及びガイドブッシュ１２に
挿通しないで、主軸台３を前進又は後退させ、或いは主
軸２を回転させた場合におけるサーボモータ３０Ａ又は
３０Ｂのトルクと、棒材１を主軸２及びガイドブッシュ
１２に挿通し、主軸２で棒材１を把持させて主軸２を前
進又は後退方向に摺動させ、或いは主軸２を回転させた
場合におけるサーボモータ３０Ａ、３０Ｂのトルクとを
比較することによって判定することができる。この判定
５１の結果、摩擦抵抗が所定の範囲内にあれば適正に調
整されたものと判定して調整を終了５２し、主軸台３は
原点に移動５３してガイドブッシュ調整工程は終了５４
し、ガイドブッシュ調整モードはキャンセルされる。

【００１６】摩擦抵抗が所定の範囲内にない場合には、
摩擦抵抗が不足している場合は、前記調整ピン挿入工程
４３に戻り、その後の調整工程を繰り返して行う。また
摩擦抵抗が大き過ぎる場合には、調整ナット１５を一旦
充分に緩めてから再度調整工程を繰り返す。即ち、摩擦
抵抗が不足している場合には、再度、主軸２が前進して
主軸２のキャップナット７に設けられた調整ピン２０を
調整ナット１５の調整ピン穴１５ａに挿入し、前記した
ガイドブッシュ１２の隙間調整方法でガイドブッシュ１
２と棒材１との隙間を再調整する。この場合、調整ピン
２０を調整ピン穴１５ａに挿入するには、調整ナット１
５の調整ピン穴１５ａとキャップナット７の調整ピン２
０との位相を合わせれば良いので、最初の工程のような
複雑な作業は不要である。

【００１７】調整ナット１５を回すためのトルクは、最
初のガイドブッシュ調整工程で設定されたトルクより僅
かな量αだけ大きいトルクを設定トルク値として判定手
段３５Ａで比較される。摩擦抵抗が大き過ぎる場合に
は、前記したように、調整ナット１５を一旦充分に緩め
てから再度調整工程を繰り返す。この時の設定トルク値
は、最初の調整工程における設定トルクから僅かな量α
を減じた値とする。２回目の調整工程が終了した後、再
度、主軸２が後退して、棒材１とガイドブッシュ１２と
の摩擦抵抗が測定される。これを繰り返して、所定の摩
擦抵抗になった時に終了する。またトルク設定手段３３
には、前記のように補正されたトルクが自動的に設定さ
れ、以後、この補正されたトルクが使用される。

【００１８】尚、これらの説明は、主軸２を回転駆動
し、又は主軸台３を摺動駆動するための駆動源としてサ
ーボモータを使用することによる最適な実施例であっ
て、例えば主軸台３の駆動源をサーボ制御された油圧シ
リンダとした場合には、トルク測定手段３１Ｂ、判定手
段３５Ｂに代えて定トルク出力３４Ｂを使用して主軸台
３の停止を検出するようにしても全く同様に実施するこ
とができる。

【００１９】図４及び図５は本発明の他の実施例を示
す。本実施例は、ガイドブッシュ１２が主軸２と同期し
て回転する回転ガイドブッシュをＮＣ自動旋盤に適用し
た例で、実公昭６２−２５２８１号公報に示すＮＣ自動
旋盤に適用した例を示す。なお、図１及び図２と同じ又
は相当部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略
する。

【００２０】図４に示すように、主軸用サーボモータ３
０Ａの回転はベルト６０を経て第１中間軸６１に伝達さ
れる。第１中間軸６１は主軸２に平行に設けられてお
り、タイミングプーリ６２、タイミングベルト６３、タ
イミングプーリ６４を経て主軸２を回転駆動する。第１
中間軸６１はスプラインとなっており、タイミングプー
リ６２がこのスプラインに嵌挿され、回転を伝達すると
共に軸方向には摺動可能となっており、主軸２の前後方
向の摺動と共にタイミングプーリ６２も摺動して主軸２
に駆動力を伝達するようになっている。主軸２の前後方
向の摺動は、主軸台用サーボモータ３０Ｂの回転がボー
ルネジ６５によって直線運動に変換され、ガイドウエイ
（図示せず）に沿って主軸台３が移動する。

【００２１】図５は第１中間軸６１から回転ガイドブッ
シュ７０までの駆動系の詳細を示すものである。回転ガ
イドブッシュ７０は、ガイドブッシュ支持台１０に取付
けられ、ガイドブッシュ支持台１０に固定されたアウタ
ースリーブ７１内に軸受７２で回転可能に支持されたガ
イドブッシュホルダ１１がある。このガイドブッシュホ
ルダ１１の後端部には歯車１１ａが形成されており、且
つ先端内径部にはテーパ面が形成され、ここにガイドブ
ッシュ１２が嵌挿されて調整ナット１５で締め付け固定
され、且つ調整ナット１５の締め付けによってガイドブ
ッシュ１２の内径の寸法が調節される。回転ガイドブッ
シュ７０の先端部にはシール７４が設けられていて、切
削油、切粉等が軸受７２部に侵入することを防止してい
る。

【００２２】前記第１中間軸６１の端部には歯車８０が
固定されており、第２中間軸８１に設けられた歯車８２
と噛合している。第２中間軸８１と歯車８２との間には
過負荷安全装置としてトルクリミッター８３が設けら
れ、過負荷を検知して機械を停止する。第２中間軸８１
はハウジング８４に回転自在に支承され、ハウジング８
４はガイドブッシュ支持台１０に固定されている。以上
の構成は従来と同じ構成となっている。

【００２３】本実施例においては、第２中間軸８１の回
転をガイドブッシュ１２に伝達又は伝達しないようにす
るクラッチブレーキ手段９０を設けている。以下、この
クラッチブレーキ手段９０は周知の構造のものであっ
て、クラッチＯＮ時に第２中間軸８１の駆動力を歯車８
５、１１ａを介してガイドブッシュホルダ１１に伝達
し、ブレーキＯＮ（クラッチＯＦＦ）時に第２中間軸８
１の駆動力はＯＦＦとなってガイドブッシュホルダ１１
に対して空転し、歯車８５はブレーキによって回転不能
に固定される。なお、このクラッチブレーキ手段９０は
図２に示す制御手段３６でオン・オフ制御される。

【００２４】そこで、クラッチブレーキ手段９０のクラ
ッチとすると、第２中間軸８１と歯車８５とは結合され
る。従って、サーボモータ３０Ａの回転は、ベルト６０
を経て第１中間軸６１に伝達され、第１中間軸６１の回
転はタイミングプーリ６２、タイミングベルト６３、タ
イミングプーリ６４を経て主軸２に伝達される。また第
１中間軸６１の回転は歯車８０、８２、第２中間軸８１
を経て歯車８５に伝達され、歯車１１ａ付ガイドブッシ
ュホルダ１１を経てガイドブッシュ１２に伝達される。

【００２５】一方、クラッチをオフにするとブレーキが
オンになり、第２中間軸８１と歯車８５とは切り離され
るので、第２中間軸８１の回転はガイドブッシュ１１に
伝達されず、歯車８５は回転不能に固定され、歯車８５
に噛合するガイドブッシュホルダ１１も回転不能に固定
される。従って、図１と同様に主軸２のキャップナット
７に調整ピン２０を設け、調整ナット１５に調整ピン穴
１５ａを設けることにより、前記実施例と同様の操作に
よってサーボモータ３０Ａ、３０Ｂを制御することによ
り、ガイドブッシュ１２と棒材との隙間を調整すること
ができる。

【００２６】図６は本発明の更に他の実施例を示す。前
記各実施例は主軸２の回転、即ち主軸２を回転させるサ
ーボモータ３０Ａを制御してガイドブッシュ１２の調整
を行ったが、本実施例は図１に示す固定ガイドブッシュ
型において、調整ナット１５の外周にタイミングプーリ
部１５ｂを設け、またブレーキ付のサーボモータ９７を
ガイドブッシュ支持台１０に固定した。そして、サーボ
モータ９７の出力軸にタイミングプーリ９８を固定し、
タイミングプーリ９８とタイミングプーリ部１５ｂにタ
イミングベルト９９を掛けたものである。

【００２７】従って、本実施例の場合は、前記各実施例
のように主軸２を前進及び後退させる動作は必要なく、
サーボモータ９７を制御するのみで前記実施例と同様の
操作でガイドブッシュ１２を調整することができる。こ
のように、調整ナット１５を回す別のサーボモータ９７
を設けて調整を行ってもよい。このサーボモータ９７
は、指定したトルク値で停止する定トルク出力のものと
し、サーボモータ９７の停止によって調整完了とするこ
とができる。また摩擦抵抗の測定を、主軸２を連続回転
又は往復駆動した状態で、サーボモータ９７で調整ナッ
ト１５を回し、主軸２の回転又は往復動が所定のトル
ク、即ち所定の摩擦抵抗になった時に該サーボモータ９
７の駆動を停止するようにすることもできる。また、こ
のサーボモータ９７をブレーキ付とすることによって、
切削加工中の振動によって調整ナット１５が回転し、ガ
イドブッシュ１２の隙間が変化することが防止すること
ができる。

【００２８】また前記各実施例は、ガイドブッシュ１２
を交換する場合の調整に限らず、棒材１を交換する度ご
とに行ってもよい。即ち、棒材１の交換の際には、ガイ
ドブッシュ１２の隙間を緩めて棒材１を交換し、ガイド
ブッシュ１２を調整する。このようにすると、棒材１の
外径のバラツキが大きくても常に一定の隙間を確保する
ことが可能となると共に、ガイドブッシュ１２に挿通す
るために行っている棒材１の端面の面取り加工が不要と
なる。また主軸台固定型で刃物台（ガイドブッシュ）が
移動するものでも同様に適用することができる。またサ
ーボアクチュエータはサーボモータのみでなく、例えば
油圧モータ、油圧シリンダ（含回転アクチュエータ）と
することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、コレットチャックで棒
材を把持した主軸を回転方向又は軸方向に駆動して棒材
とガイドブッシュとの摩擦抵抗を測定し、この摩擦抵抗
の抵抗値が所定の値に達したことを検出した時に調整ナ
ットの調整を終了するので、作業者による調整のバラツ
キがなく、迅速に常に適正な隙間になるように調整が可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＮＣ自動旋盤のガイドブッシュ調整装
置の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のＮＣ自動旋盤の制御装置を示すブロック
図である。

【図３】図１のＮＣ自動旋盤の制御のフローチャート図
である。

【図４】本発明のＮＣ自動旋盤のガイドブッシュ調整装
置の他の一実施例を示す断面図である。

【図５】図４の要部拡大図である。

【図６】本発明のＮＣ自動旋盤のガイドブッシュ調整装
置の更に他の一実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 棒材 ２ 主軸 ７ キャップナット １２ ガイドブッシュ １５ 調整ナット １５ａ 調整ピン穴 ２０ 調整ピン ３０Ａ 主軸用サーボモータ ３０Ｂ 主軸台用サーボモータ ３１Ａ、３１Ｂ トルク測定手段 ３３ トルク設定手段 ３５Ａ、３５Ｂ 判定手段 ３６ 制御手段

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【手続補正書】

【提出日】平成６年６月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒材をガイドするガイドブッシュと、こ
   のガイドブッシュに螺合して棒材とガイドブッシュとの
   隙間を調整する調整ナットとを備えたＮＣ自動旋盤にお
   いて、コレットチャックで棒材を把持した主軸を回転方
   向又は軸方向に駆動して棒材とガイドブッシュとの摩擦
   抵抗を測定し、この摩擦抵抗の抵抗値が所定の値に達し
   たことを検出した時に調整ナットの調整を終了すること
   を特徴とするＮＣ自動旋盤のガイドブッシュ調整方法。
2. 【請求項２】 棒材とガイドブッシュとの摩擦抵抗を、
   主軸を回転する主軸用モータ又は主軸を軸方向に移動さ
   せる主軸台用モータのトルクで判定することを特徴とす
   る請求項１記載のＮＣ自動旋盤のガイドブッシュ調整方
   法。