JPH09285936A - ワークプッシャ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの軸線を主軸の軸線に一致させて正確
にワークを把持させることのできるワークプッシャを提
供する。 【解決手段】 主軸に取付られたチャックと、主軸軸線
Ｚと平行方向に相対移動自在な移動体Ｔとを備える工作
機械に設けられ、前記チャックに被加工物Ｗを供給した
後に被加工物Ｗを前記チャック側に押し付けるワークプ
ッシャにおいて、移動体Ｔに取り付けられ、主軸軸線Ｚ
と平行な軸線Ｃを中心に穴５が形成されたホルダ本体４
と、このホルダ本体の穴５に進退移動自在に挿入された
プッシャ基体３と、このプッシャ基体の前記チャックに
対向する一側に形成された保持手段１０，１０ａ，１１
と、プッシャ基体３の前記保持手段に回転可能に保持さ
れ、前記チャックに供給された被加工物Ｗに当接する球
状体２と、プッシャ基体３を常時前記一側に付勢する付
勢手段６とからなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の主軸に設け
られたチャックに搬送装置等により供給され一時的に仮
把持された被加工物（ワーク）を、前記主軸の軸線上か
ら押圧して前記チャックに形成された位置決め基準部に
前記ワークの一側部を押し付け、チャックがワークを把
持し直す際のワークの把持の精度を向上させるワークプ
ッシャに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、旋削工作機械においてワークを
自動的に供給し無人加工する加工システムが知られてい
る。かかる加工システムにおいては、ローダやロボット
等の搬送装置により旋削工作機械のチャックにワークを
供給した後、一時的にチャックの把持爪でワークを締め
付けて前記ワークを仮把持させる。そして、ワークプッ
シャを取り付けた刃物台（移動体）をワークに近接する
方向に移動させ、ワークプッシャをワークに当接させて
ワークに押圧力を付与しながら、チャックの把持爪を開
放してワークをチャックの位置決め基準部に密接させ
る。この後、把持爪を閉じてワークがチャックに傾きの
ない正常な状態でチャックに把持されるようにしてい
た。

【０００３】ところで、ワークが長尺になると、チャッ
クがワークを仮把持したときに自由端であるワークの他
端が自重等によって下向きになり、傾いた状態でチャッ
クに仮保持されることがある。他端にセンタ穴を有する
ワークの場合には、テールストックのセンタで前記傾き
を補正してチャックに正確に把持させることも可能であ
るが、他端にセンタ穴を有しないワークの場合には、前
記したワークプッシャで傾きを補正する必要がある。し
かしながら、特に長尺のワークの場合には、他端を従来
のワークプッシャで押圧してもワークの軸線が主軸の軸
線と一致した正常な把持状態に完全に補正することは困
難で、加工の際に芯振れが生じて正確な加工ができなく
なるという不具合が生じていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決するために発明されたもので、ワーク、特にセン
タ穴のない長尺のワークであっても、ワークの軸線を主
軸の軸線に一致させた正常な把持状態に完全に補正する
ことのできる簡素な構成のワークプッシャを提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明者は、特に長尺
のワークの場合に、ワークプッシャでワークの他端を主
軸軸線上から押圧してもワークが正常な把持状態に完全
に補正されないのは、ワークの他端とワークプッシャと
の当接部との摩擦抵抗が大きいためではないかというこ
とに着眼し、以下のような手段を講じた。すなわち、本
発明のワークプッシャは、被加工物を把持するために主
軸に取付られたチャックと、前記主軸の軸線と平行方向
に相対移動自在な移動体とを備える工作機械に設けら
れ、前記チャックに前記被加工物を供給した後に、前記
被加工物を前記チャック側に押し付けて前記チャックに
よる前記被加工物の把持精度を向上させるためのワーク
プッシャにおいて、前記移動体に取り付けられ、前記主
軸軸線と平行な軸線を中心に穴が形成されたホルダ本体
と、このホルダ本体の前記穴に進退移動自在に挿入され
たプッシャ基体と、このプッシャ基体の前記チャックに
対向する一側に形成された保持手段と、前記プッシャ基
体の前記保持手段に回転可能に保持され、前記チャック
に供給された前記被加工物に当接する球状体と、前記プ
ッシャ基体を常時前記一側に付勢する付勢手段とからな
ることを特徴とする。また、前記移動体は、主軸軸線と
平行方向および直交する方向に相対移動自在な刃物台
で、前記ホルダ本体は、自動工具交換装置により前記刃
物台に着脱される工具ホルダとしてもよい。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下にこの発明にかかるワークプ
ッシャの好適な実施形態を、図面に基づき説明する。な
お、以下の説明において、「一端」または「一側」とい
うときには図面の左側を、「他端」または「他側」とい
うときには図面の右側を指すものとする。図１はこの発
明の第１の実施形態にかかるワークプッシャの構成を説
明する断面図、図２は球状体の保持手段の他の実施形体
を示すプッシャ基体の頭部の断面図、図３は本発明のワ
ークプッシャの作用を説明する概略図である。図１に示
すように、この発明の第１の実施形態においてワークプ
ッシャ１は、ワークＷ（図３参照）の他端面と当接する
回転可能な球状体２と、この球状体２を保持するプッシ
ャ基体３と、このプッシャ基体３を主軸軸線Ｚ（図３参
照）と平行方向な軸線Ｃに沿って進退移動自在に保持す
るホルダ本体４等から概略構成される。ホルダ本体４
は、主軸軸線Ｚと平行方向に移動できる工作機械の移動
体、例えば刃物台Ｔの非回転工具装着部Ｔａにボルト等
で取り付けることができる。

【０００７】ホルダ本体４には、主軸軸線Ｚ（図３参
照）と平行な軸線Ｃに沿って穴５が形成されている。こ
の穴５内には、円柱状の頭部３ａを有するプッシャ基体
３が挿入されている。プッシャ基体３は、頭部３ａが穴
５の内周面に案内されながら、ホルダ本体４に対して軸
線Ｃに沿って進退移動自在である。ホルダ本体４の穴５
の他側には、有底円筒状のガイド７が嵌入されている。
このガイド７は、一側の底部中央に貫通穴７ａを有し、
かつ、この底部をプッシャ基体３に向けてホルダ本体４
の穴５内に嵌入される。そして、ガイド７は、ホルダ本
体４の外周面に螺入された止めねじ４ａがガイド７の係
合部７ｂに係合することにより、ホルダ本体４の穴底部
に固定される。

【０００８】プッシャ基体３の頭部３ａの他側には、軸
線Ｃに沿って軸部８が延設されている。このプッシャ基
体３の頭部３ａ（特に穴底部１０ａ近傍）等は熱処理を
し硬度を高くしている。軸部８の他端は、ホルダ本体４
の底部に嵌入されたガイド７の貫通穴７ａを挿通してい
る。貫通穴７ａを挿通して他側に突出する軸部８の他端
には雄ねじ部が形成され、この雄ねじ部にナット９ａが
螺入されている。符号９ｂは、軸部８の他端に挿入さ
れ、ナット９ａによって軸部８に固定されたワッシャで
ある。また、ガイド７と頭部３ａとの間には付勢手段と
しての圧縮コイルばね６が介在していて、プッシャ基体
３を常時穴５から突出する方向に付勢している。プッシ
ャ基体３は、軸部８に螺入されたナット９ａおよびワッ
シャ９ｂがガイド７に係合することにより、ホルダ本体
４から飛び出すことがない。

【０００９】プッシャ基体３の頭部３ａの一側には、穴
５と同心状に保持穴１０が形成されている。この保持穴
１０の穴底部１０ａは円錐内面状に形成されていて、そ
の頂部が穴５の軸線Ｃと一致している。保持穴１０内に
は球状体２が挿入され、円錐内面状の穴底部１０ａに球
状体２が内接することにより、球状体２の中心が軸線Ｃ
上に位置するようになっている。上記した保持穴１０と
穴底部１０ａおよび後述するカバー１１とで、保持手段
が構成される。球状体２は穴底部１０ａに線接触状態で
内接するので、球状体２と穴底部１０ａとの接触面積を
極めて小さくすることができる。なお、前記保持手段の
形態はこれに限定されるものでなく、内面の断面形状を
直線または円弧状に形成しワークＷと当接している球状
体２を線接触状態，点接触状態または線接触状態，点接
触状態に近い状態で保持し、摩擦による抵抗を小さくし
てワークＷと当接した球状体２が保持穴１０内で回転で
きるものであればよい。

【００１０】例えば、図２に示すように、球状体２の外
径よりも僅かに大きい内径を有する円筒内面状の保持穴
１０′の底部に内径減少部１０ａ′を形成し、この内径
減少部１０ａ′に、軸線Ｃ上に曲率中心を有し、かつ、
球状体２の半径と同一の曲率半径を有するコーナ部１０
ｂ′を形成するものとしてもよい。このコーナ部１０
ｂ′は、球状体２との接触面積を小さくするためにでき
るだけ小幅に形成することが望ましい。このように形成
された保持穴１０′と球状体２とはコーナ部１０ｂ′で
略線接触状態で接触するので、球状体２と保持穴１０′
の内周面との摩擦による抵抗を極めて小さくすることが
できる。その他、図示はしないが、軸線Ｃから偏心した
位置に曲率中心を有し球状体２の半径よりも若干大きい
曲率半径を有する断面略半円弧状の保持穴を形成し、こ
の保持穴内に球状体２を挿入するようにしてもよい。ま
た、球状体２としては鋼球が最適であるが、他の金属や
セラミック、プラスチック等で球状体２を形成してもよ
い。

【００１１】保持穴１０の開口部には円環状のカバー１
１がボルトで取り付けられ、球状体２が保持穴１０から
脱落しないように規制している。また、球状体２の一部
は、カバー１１の穴から突出してワークＷの他端面と当
接できるようになっている。なお、保持穴１０，穴底部
１０ａと球状体２，穴５と頭部３ａとの間はそのままの
状態でも十分に動作可能であるが、組付時に潤滑油や潤
滑剤を塗布したり、潤滑剤を封入したりすることによ
り、さらに円滑に動作することができるようになる。

【００１２】次に、上記構成のワークプッシャ１の作用
を図３に従って説明する。図３（ａ）はワークプッシャ
１がワークＷの傾きを補正する前の状態を示すもので、
図３（ｂ）はワークプッシャ１がワークＷの傾きの補正
を行った後の状態を示すものである。ワークＷは、予
め、工作機械に隣接して設けられている図示しないワー
クストッカ等に貯蔵されている。図示しないロボットハ
ンド（搬送装置）がワークＷを把持，搬送して工作機械
のチャックまで搬送し、チャックに受け渡す。このと
き、チャックは把持爪２０を開閉させてワークＷの一端
部を把持し、一時的に仮把持する。なお、把持爪２０ま
たはチャックには、ワークＷの一端面と当接することに
よりワークＷの軸線を主軸軸線Ｚに一致させる位置決め
基準部２０ａが形成されている。

【００１３】チャックの把持爪２０がワークＷを仮把持
すると、ロボットハンドはワークＷの把持を解除してチ
ャックから遠ざかる方向に移動する。ワークプッシャ１
は、刃物台Ｔの割出し動作およびＸ軸方向の移動動作に
よりワークＷの他端面に対向した位置まで移動する。こ
のとき、ワークプッシャ１の軸線Ｃは、主軸軸線Ｚと一
致している。この状態で、刃物台Ｔを主軸軸線Ｚ方向に
移動させると、ワークプッシャ１の球状体２がワークＷ
の他端面に当接する。ワークＷには、圧縮コイルばね６
により、主軸軸線Ｚ方向に付勢力が付与される。この状
態でチャックが把持爪２０ａを開いてワークＷの仮保持
を解除すると、ワークＷの他端面と球状体２の当接部は
常時主軸軸線Ｚ上に位置しているので、ワークＷは一端
面が位置決め基準部２０ａに密着する方向に回動しよう
とする。

【００１４】ワークＷに当接した状態で、球状体２は保
持穴１０内で円錐内周面状の穴底部１０ａに内接してい
るが、線接触状態で接触しているため球状体２は保持穴
１０内で回転することができる。そのため、ワークＷの
一端面が位置決め基準部２０ａに密着する方向に回動し
ようとすると、球状体２はワークＷの他端面上を転動し
てワークＷの傾きが補正される際の妨げとならない。こ
のようにしてワークＷは、一端面が位置決め基準部２０
ａに密着した正常な状態に補正される。すなわち、この
状態で主軸軸線ＺとワークＷの軸線とが一致し、把持爪
２０を閉じることにより、ワークＷはチャックに正確に
把持されることになる。ワークＷがチャックに把持され
ると、刃物台Ｔが上記と逆方向に移動してワークプッシ
ャ１がワークＷから遠ざかり、刃物台Ｔの割出し動作に
より割出された工具でワークＷの加工が行われる。

【００１５】本発明の好適な実施形態について説明して
きたが、この発明は上記の実施形態に限定されるもので
はない。例えば、上記の実施形態においてワークプッシ
ャ１を取り付ける移動体は刃物台Ｔであるとして説明し
たが、主軸軸線Ｚ（図３参照）と平行な方向に移動自在
な他の移動体、例えば刃物台等の他の部材に干渉しない
のであれば、主軸軸線Ｚと平行方向に移動自在なテール
ストックであってもよい。

【００１６】また、円周上に複数の工具を配置して取り
付けることができるとともに、回転割出し動作により工
具を所定の位置に割出すことのできる刃物台Ｔを有し、
刃物台Ｔに装着された工具を自動工具交換装置（ＡＴ
Ｃ）で自動交換が可能な工作機械においては、ワークプ
ッシャを工具ホルダに設けることにより、刃物台Ｔの工
具装着部Ｔａに交換自在に取り付けることができるよう
になる。図４はワークプッシャを工具ホルダに設けた本
発明のワークプッシャの他の実施形態にかかり、その構
成を説明する断面図である。なお、上記の実施形態と同
一部位，同一部材には同一の符号を付して説明は省略す
る。

【００１７】この実施形態においては、工具ホルダ１２
のシャンク部１３の中心軸線Ｃ′に沿って穴１４が形成
され、この穴１４内にプッシャ基体３が進退移動自在に
設けられている。プッシャ基体３の他の構成およびガイ
ド７，付勢手段としての圧縮コイルばね６，球状体２等
については、上記の実施形態と同様である。工具ホルダ
１２に上記構成のワークプッシャ１′を設けることによ
り、工作機械に備えられたＡＴＣ（自動工具交換装置）
によってワークプッシャ１′を他の工具と交換すること
ができるようになり、刃物台Ｔの工具装着部Ｔａを有効
に利用することができるようになるという特徴がある。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、刃物台等の移動体に装着した
プッシャ基体に回転可能な球状体を保持させ、この球状
体をワークの他端面に当接させて押圧するようにしたの
で、球状体が転動することによりワークを押圧する際の
ワークとワークプッシャとの摩擦抵抗を減少させること
ができる。従って、ワークの軸線を主軸の軸線に一致さ
せた正常な状態にワークを完全に補正することができ、
ワーク把持の精度を向上させて正確な加工を行うことが
できる。また、工具ホルダにワークプッシャを設けるこ
とにより、刃物台へのワークプッシャの着脱が容易にな
り、適宜に他の工具と交換することにより刃物台の工具
装着部の有効利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワークプッシャの構成を説明する断面
図である。

【図２】保持手段の他の実施形体を示すプッシャ基体の
頭部の断面図である。

【図３】本発明の作用の説明図である。

【図４】ワークプッシャを工具ホルダに設けた本発明の
他の実施形態にかかり、その側面図である。

【符号の説明】

Ｗ ワーク Ｚ 主軸軸線 Ｃ，Ｃ′ ワークプッシャの軸線 Ｔ 刃物台（移動体） Ｔａ 工具装着部 １，１′ ワークプッシャ ２ 球状体 ３ プッシャ基体 ４ ホルダ本体 ５ 穴 ６ 圧縮コイルばね（付勢手段） ７ ガイド ８ 軸部 ９ａ，９ｂ ナット，ワッシャ １０，１０′ 保持穴 １０ａ 穴底部 １１ カバー １２ 工具ホルダ １３ シャンク部 １４ 穴 ２０ 把持爪 ２０ａ 位置決め基準部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物（Ｗ）を把持するために主軸に
   取付られたチャックと、前記主軸の軸線（Ｚ）と平行方
   向に相対移動自在な移動体（Ｔ）とを備える工作機械に
   設けられ、前記チャックに前記被加工物を供給した後
   に、前記被加工物を前記チャック側に押し付けて前記チ
   ャックによる前記被加工物の把持精度を向上させるため
   のワークプッシャにおいて、 前記移動体（Ｔ）に取り付けられ、前記主軸軸線（Ｚ）
   と平行な軸線（Ｃ）を中心に穴（５）が形成されたホル
   ダ本体（４）と、 このホルダ本体の前記穴に進退移動自在に挿入されたプ
   ッシャ基体（３）と、 このプッシャ基体の前記チャックに対向する一側に形成
   された保持手段（１０，１０ａ，１１）と、 前記プッシャ基体の前記保持手段に回転可能に保持さ
   れ、前記チャックに供給された前記被加工物に当接する
   球状体（２）と、 前記プッシャ基体を常時前記一側に付勢する付勢手段
   （６）と、 からなることを特徴とするワークプッシャ。
2. 【請求項２】 前記移動体は、主軸軸線と平行方向およ
   び直交する方向に相対移動自在な刃物台で、前記ホルダ
   本体は、自動工具交換装置により前記刃物台に着脱され
   る工具ホルダ（１２）であること、を特徴とする請求項
   １に記載のワークプッシャ。