JPH11254202A - 棒材供給機 - Google Patents

棒材供給機

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JPH11254202A
JPH11254202A JP5790998A JP5790998A JPH11254202A JP H11254202 A JPH11254202 A JP H11254202A JP 5790998 A JP5790998 A JP 5790998A JP 5790998 A JP5790998 A JP 5790998A JP H11254202 A JPH11254202 A JP H11254202A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 棒材供給機から旋盤に棒材が撓まないように
供給する。 【解決手段】 棒材供給機13にフィードパイプ25を
主軸台16の移動する方向A,Bに沿って移動させる制
御モータ31を設ける。主軸台の移動を検出器34で検
出する。棒材18の先端をストッパ20で位置決めす
る。制御部35は、検出器からの信号に基づき、棒材の
加工サイクル中切削工程時に主軸台の前進又は後退に同
期してフィードパイプを前進又は後退させ、また、加工
サイクル中切削工程を終えた主軸台が棒材を解放し後退
する際にフィードパイプに棒材の位置保持のための送り
をかけ、また、加工サイクル中切削工程に際し主軸台が
棒材を拘束した直後に制御モータの軸を一時的に無拘束
状態にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、旋盤の主軸台に対
し棒材を正確に送ることができる棒材供給機に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に示されるように、主軸移動旋盤1
により長尺の棒材2から複数個の製品を切り出す場合、
棒材供給機3を旋盤1の主軸台4の延長線上に配置し、
この棒材供給3のフィードパイプ5により棒材2を旋盤
1の方に供給する。
【0003】この主軸移動旋盤1による加工サイクルに
ついて説明すると、まず、前進用モータ6が駆動しフィ
ードパイプ5を前進させて、棒材2を主軸台4の方に供
給する。棒材2はその先端がストッパ7に当たることに
より位置決めされる。この棒材2の前部を主軸台4のチ
ャック8が掴んで固定すると、前進用モータ6の電源が
OFFになり、制御モータ9の電源がONになり、スト
ッパ7が棒材2の延長線上から逃れ、加工サイクルが開
始される。
【0004】一つの加工サイクルにおいて、主軸台4は
棒材2を回転させつつ自ら矢印方向Aに前進して棒材2
を刃物10の方に送る。主軸台4の移動は検知器たるエ
ンコーダ11により検知され、該エンコーダ11から制
御部12に出力される。制御部12はその出力信号を処
理し、制御モータ9を動作させ、フィードパイプ5を主
軸台4に追従させる。また、刃物10による加工中に主
軸台4が矢印方向Bに後退するときは、エンコーダ11
がその後退を検知し、信号を出力する。そして、制御部
12が作動して制御モータ9を逆転させる。このため、
フィードパイプ5は主軸台4の前進又は後退と同期的に
前進又は後退し、主軸台4とフィードパイプ5との間で
の棒材2に対する引張作用や圧縮作用を防止する。この
ように主軸台4が往復動して棒材2から一つの製品が切
り出されることで一つの加工サイクルが終了する。
【0005】次回の加工サイクルに際しては、主軸台4
のチャック8が開き主軸台4が矢印方向Bに後退する。
その際、前進用モータ6が駆動し、弱い前進用トルクを
棒材2に加え、棒材2の先端をストッパ7に押し付ける
ようにする。このため、主軸台4の後退にもかかわらず
棒材2は定位置に止まり、次回に加工されるべき製品に
必要な長さ分だけチャック8の前方に突出することにな
る。この後、チャック8が棒材2をチャッキングし、加
工が開始される。
【0006】以後、上記と同様な加工サイクルが繰り返
され、一本の棒材2から複数個の製品が順次切り出され
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のごと
く一つの製品について加工サイクルを終えて次の加工サ
イクルに移る際に前進用トルクを棒材2に加えるように
すると、棒材2はフィードパイプ5とストッパ7との間
に挟まれて弾性変形又は塑性変形による撓みを生じる。
特に棒材2が細い場合に撓みが生じ易い。棒材2に撓み
が生じた状態でチャック8が閉じ、フィードパイプ5と
主軸台4とが同期状態で前進すると、棒材2の回転状況
が不安定になり、振動や騒音が発生し、製品の加工精度
も低下するおそれがある。
【0008】従って、本発明は、棒材から撓みを除去し
た状態で加工を開始することができる手段を提供するこ
とを目的とする。
【0009】また、上述のごとく一つの製品の加工が終
了し、次の製品を加工するために主軸台4のチャック8
が棒材2を掴み換える時、棒材供給機3側は旋盤1から
出力されるチャック開信号により主軸台4とフィードパ
イプ5との同期機能を解除すると共にフィードパイプ5
に棒材2を定位置に保持するための送りをかける。とこ
ろが、チャック開信号が棒材供給機3に入力され、前進
用モータ6が回転を開始したとしても、前進用モータ6
からフィードパイプ5に至る機械系内の遊び等が吸収さ
れた後に初めて棒材2に推進力が伝わるので、旋盤1か
らのチャック開信号の出力時間が短いと棒材2を定位置
に保持することが困難になる場合があり、そのような場
合は棒材2の供給長さに不足を生じるおそれがある。ま
た、チャック開信号が実際のチャック8の開動作よりも
遅れて出力される場合もあり、そのような場合は前進用
モータ6の回転開始が遅れ、棒材2を定位置に保持する
ことが困難となり棒材2の供給長さに不足を生じるおそ
れがある。このように棒材2の供給長さが不足すると、
製品が寸法不足の不良品になる。従来、そのような不都
合を解消する手段として、旋盤1の加工プログラム中に
チャック開信号の後にタイマーを入れて棒材供給機3の
動作時間を確保することも試みられている。しかし、そ
れでは製品の加工サイクルが長くなり、生産効率が低下
する。また、前進用モータ6の回転開始の遅れにより棒
材の位置がすでにずれてしまった後に送りをかけても、
チャック開直前の位置に棒材を復帰させることは困難な
場合が多い。
【0010】従って、本発明は機械系内の遊び、チャッ
ク開信号の遅れや出力時間の不足等が存在しても棒材を
定位置に保持することができる手段を提供することを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、次のような手段を採用する。
【0012】すなわち、請求項1に係る発明は、旋盤
(14)のベッド(15)上に前進及び後退可能に取り
付けられた主軸台(16)の方へ棒材を供給するフィー
ドパイプ(25)と、該フィードパイプ(25)を上記
主軸台(16)の移動する方向(A,B)に沿って移動
させる制御モータ(31)と、上記主軸台(16)の移
動を検出する検出器(34)と、棒材(18)の先端を
位置決めする主軸台(16)の前方に設けられたストッ
パ(20)と、上記検出器(34)からの信号に基づ
き、棒材(18)の加工サイクル中切削工程時に上記主
軸台(16)の前進又は後退に同期して上記フィードパ
イプ(25)を前進又は後退させるよう上記制御モータ
(31)に対して信号(41)出力し、加工サイクル中
切削工程を終えた主軸台(16)が棒材(18)を解放
し後退する際に上記フィードパイプ(25)に棒材(1
8)の位置保持のための送りをかけるよう上記制御モー
タ(31)に対して信号を出力し、加工サイクル中切削
工程に際し上記主軸台(16)が棒材(18)を拘束し
た直後に上記制御モータ(31)の軸を一時的に無拘束
状態にするように上記制御モータ(31)に対して信号
(39)を出力する制御部(35)とを備えた棒材供給
機を採用する。
【0013】請求項2の発明は、上記制御部(35)
が、上記主軸台(16)による棒材(18)の拘束が解
かれた旨の信号(38)が上記旋盤(14)から上記制
御部(35)に対し出力されるよりも前に、上記フィー
ドパイプ(25)に棒材(16)の位置保持のための送
りをかけるための信号(39)を上記制御モータ(3
1)に対して出力するようになっている請求項1に記載
の棒材供給機を採用する。
【0014】請求項3の発明は、上記制御部(35)
が、加工サイクルの開始の際上記主軸台(16)が棒材
(18)を拘束した直後であって上記制御モータ(3
1)の軸を一時的に無拘束にする前に上記フィードパイ
プ(25)を少しばかり後退させるための信号(44)
を上記制御モータ(31)又は他の駆動源に対して出力
するようになっている請求項1又は請求項2に記載の棒
材供給機を採用する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
【0016】実施の形態1 図1及び図2に示されるように、棒材供給機13は主軸
移動旋盤14に隣接するように設けられる。
【0017】主軸移動旋盤14は、ベッド15上に主軸
台16を有し、該主軸台16に設けられたチャック17
により棒材18を把持するようになっている。主軸台1
6は、図示しない駆動源からの動力によりベッド15上
を矢印方向Aへの前進と矢印方向Bへの後退が可能であ
り、この前進と後退により棒材18を刃物19で加工し
又は棒材18を掴み換える。主軸台16のチャック17
の前方には棒材18の位置決めに際し棒材18の先端を
受け止め停止させるためのストッパ20が設けられてい
る。ストッパ20は主軸台16が往復運動をする時は図
示の位置から逃れるようになっている。
【0018】棒材供給機13は、主軸移動旋盤14の本
体とは別体のフレーム21を有している。このフレーム
21の前方に操作パネル22が設けられ、この操作パネ
ル22の一部にキーボード23が設けられている。フレ
ーム21の下面にはコントロールボックス24が配置さ
れ、このコントロールボックス24によって棒材18の
送り状態がコントロールされるようになっている。
【0019】棒材供給機13は、そのフレーム21内に
棒材18をその後方から支持するフィードパイプ25を
備えている。フィードパイプ25の前端には、棒材18
の後端を掴んで保持するためのフィンガーチャック26
が回転自在に取り付けられている。フィードパイプ25
はフレーム21内に固定された図示しない案内溝に案内
されつつ往復運動を行うようになっている。
【0020】ここで、主軸台16とフィードパイプ25
の動作の関係について説明する。棒材18の一つの加工
サイクルの開始に祭し、棒材18の先端がストッパ20
に当たり棒材18が位置決めされるとチャック17が棒
材18を掴む。主軸台16はその主軸を回転させながら
矢印方向A,Bに何回か往復移動し、その間刃物19が
棒材18を切削して製品を加工し棒材18から切り離
す。フィードパイプ25は主軸台16の往復運動と共に
往復運動を行いつつ、棒材18と共に回転するフィンガ
ーチャック26を介して棒材18を後方から支持する。
一つの製品の切り出しが終了すると、主軸台16はチャ
ック17を開いて棒材18を解放し、矢印方向Bへ後退
する。その際、ストッパ20は棒材18の延長線上に復
帰し、フィードパイプ25は前方へ駆動され棒材18を
ストッパ20に押し当てようとする。棒材18の先端が
ストッパ20に当接し棒材18の位置決めが終了する
と、後退し終わった主軸台16のチャック17が棒材1
8の新しい個所を掴む。これにより、製品に必要な長さ
が確保され、次回の加工サイクルが開始される。
【0021】フィードパイプ25は、上記のように一つ
の加工サイクルにおいて主軸台16と共に往復移動する
が、その際棒材18が主軸台16とフィードパイプ25
とにより引張力や圧縮力を受けて変形したりすることが
ないように、フィードパイプ25は次のような同期駆動
装置により駆動される。
【0022】すなわち、フィードパイプ25の側面には
フレーム21の長さ方向に沿って滑動するスライダ27
が連結され、該スライダ27に無端チェーン28が連結
される。無端チェーン28はフレーム21の前後部に夫
々設けられたプーリ29,30に巻回される。後方のプ
ーリ30は制御モータ31により駆動される。制御モー
タ31としては例えばステップモータ又はサーボモータ
が使用される。制御モータ31が何れかの向きに回転す
ると、無端チェーン28が同じ向きに走行し、フィード
パイプ25は案内溝中を前進し又は後退する。
【0023】一方、主軸台16にはその移動量を検出す
るためタイミングベルト32が連結されている。タイミ
ングベルト32の他端は引張りコイルバネ33を介しベ
ッド15側に連結されている。タイミングベルト32に
は主軸台16の移動量を検出する検出器であるエンコー
ダ34の駆動歯車が噛み合っている。主軸台16が往復
移動すると、タイミングベルト32も往復移動を行い、
これにより該主軸台移動量検出用エンコーダ34が主軸
台16の移動量をパルス数として検出する。
【0024】なお、タイミングベルト32に代えて他の
ベルトやロープ、ラック等を用いることもできる。ま
た、エンコーダ34に代えてレーザー測定器、マグネス
ケール、差動トランス等を用いることもできる。
【0025】上記主軸台移動量検出用エンコーダ34か
らの出力信号はコントロールボックス12内の制御部3
5で処理されて上記制御モータ31に出力される。制御
部35は、主軸台移動量検出用エンコーダ34からのA
相,B相のパルス列をコントローラ36によりドライバ
37の作動信号出力に変換し、該ドライバ37によりコ
ントローラ36からの出力を処理し所定の信号として上
記制御モータ31に出力するようになっている。
【0026】このような同期駆動装置により、各加工サ
イクルの切削工程中は、主軸台15の前進又は後退に同
期して、フィードパイプ25も同方向に同速度で移動す
る。これにより、棒材18の撓み等の変形が防止される
こととなる。
【0027】また、今回の加工サイクルから次回の加工
サイクルに移行する時、上述のごとくフィードパイプ2
5により棒材18を前方のストッパ20に押し当てよう
とするが、その際制御モータ31の駆動によりフィード
パイプ25に送りをかけると、棒材18はフィードパイ
プ25とストッパ20との間に挟まれて弾性変形による
撓みを生じる場合がある。殊に棒材18が細い場合にそ
のような撓みが生じ易い。これを防止するため、この棒
材供給機13の制御部35は図3に示すような制御を行
うようになっている。
【0028】すなわち、棒材供給機13の制御部35
は、旋盤14よりチャック開信号38が送られて来ると
(同図(I))、該チャック開信号38の入力時間T1
が経過した後に電源OFF信号39を発し、制御モータ
31の電源を時間T3(例えば、0〜0.5秒)だけO
FFにする(同図(V))。チャック17はチャック開
信号38の入力時間T1が経過すると閉じて棒材18を
把持するが、チャック17が閉じてもその後の時間T3
の間だけ制御モータ31の軸が一時的に無拘束状態にな
り、フィードパイプ25はフリーになるので、棒材18
の弾性による撓みは解消される。その後、制御モータ3
1に通電され、チャック開信号38がOFFになった時
間T4内で製品の切削加工が行われるが(同図
(I))、この切削加工中制御部35より制御モータ3
1にパルスが入力されることによりフィードパイプ25
は主軸台16の移動と同期して移動する。このように、
切削開始当初に棒材18の撓みが解消される結果、棒材
18が安定して回転し、製品の加工精度が高められる。
また、棒材18の切削中は同期信号41(図3(I
V))が制御モータ31に出力される結果、フィードパ
イプ25が主軸台16の移動に同期して移動し棒材18
に変形が生じるのを防止する。
【0029】また、上述のごとくチャック開信号38が
棒材供給機13の制御部35に入力され、制御モータ3
1が回転を開始する際、制御モータ31からフィードパ
イプ25に至る機械系内の遊びの吸収、チャック開信号
38の出力時間の不足、チャック開信号38の遅れ等に
より棒材18の先端がストッパ20に当たらない状態で
チャック17が閉じ、切削が開始される場合もあり、そ
のような場合は棒材18の供給長さに不足を来すおそれ
がある。これを防止するため、この棒材供給機13の制
御部35は図3のような制御を行うようになっている。
【0030】すなわち、この棒材供給機13の制御部3
5は、旋盤14よりチャック開信号38(同図(I))
が送られて来る直前に、フィードパイプ25に棒材18
の位置保持のための送りをかけるべく送り動作信号39
を上記制御モータ31に対して出力するようになってい
る(同図(II))。この送り動作信号39を出力する
時期は、前回の加工サイクルにおけるチャック開信号3
8のOFFから制御部35の内蔵タイマー(図示せず)
により計測することによって得られる。タイマーには時
間T5がセットされ、前回の加工サイクルにおけるチャ
ック開信号38のOFFから時間T5が経過すると、チ
ャック開信号38がONになる直前に制御部35は棒材
18をストッパ20の方へと前進させるための送り動作
信号39を制御モータ31の方へ送る(同図(I
I))。制御モータ31は時間Dだけフィードパイプ2
5を前進させる向きに回転し、その結果チャック開信号
38の遅れ等にも拘わらず棒材18の先端はストッパ2
0に当たり、棒材18の必要供給量が確保される。時間
Dはパルス数で設定される。設定範囲は、0≦D≦T1
+T2とされる。ただし、T2はチャックが締まり切るの
に必要な時間であり、例えば0〜0.5秒である(同図
(IV))。時間D内に制御モータ31からフィードパ
イプ25に掛けられる送り用のトルクは、棒材18に無
理な力が掛からないように低減され、このトルク低減の
ためのトルク切換信号40が制御部35から制御モータ
31に対し出力される(同図(III))。制御モータ
31には小さな励磁電流が供給される結果、棒材18は
小さな力でストッパ20に押し当てられる。これによ
り、棒材18は製品に必要な長さだけ主軸台16の方へ
と供給されることとなる。
【0031】なお、この図3(III)に示されるトル
ク切換信号40は、旋盤14を制御するためのプログラ
ム上チャック開信号38のコードの前に該信号を出力す
る旨のコードを作成することによっても出力することが
できる。
【0032】その他、フィードパイプ25の移動と共に
回転するプーリ29の軸にはフィードパイプ位置検出用
エンコーダ42が取り付けられている。該フィードパイ
プ位置検出用エンコーダ42による検出信号はシーケン
サ43を経てドライバ37に送られる。この検出信号は
例えば一本の棒材18から切り出し得る製品の個数の管
理等に利用され、棒材18の残りが少なくなるとこの検
出信号に基づきフィードパイプ25は残材排出位置へと
後退する。
【0033】次に、上記主軸移動旋盤の作動について説
明する。
【0034】まず、チャック開信号38(図3(I))
によりチャック17が開いている間、制御モータ31の
低トルク駆動によりフィードパイプ25が前進し、棒材
18を主軸台16の方に送る。チャック17が開くと主
軸台16も元の位置へと後退する。その場合、チャック
開信号38が出力されるよりも少しばかり前に制御モー
タ31が駆動を開始し(図3(II))、棒材18を低
トルクで押して行き(図3(III))、チャック開信
号38の出力が実際のチャック開よりも遅れたり、フィ
ードパイプの送りに多少遊びが存在したりしても、棒材
18は適正長さ送り込まれ、その先端がストッパ20に
当たることにより旋盤14内で位置決めされる。
【0035】チャック開信号38がOFFになると、制
御部35はチャック17が締まり切るのを待って同期信
号を制御モータに出力する。これにより、主軸台の移動
に同期してフィードパイプを移動させる準備が整う(図
3(IV))。
【0036】続いて、制御部35は制御モータ31の電
源を切って制御モータ31の軸をフリーにする(図3
(V))。このため、棒材18の送りに伴い棒材18に
弾性による撓みが生じていたとしても、その変形は解消
される。
【0037】この後、主軸台16が移動を開始し、棒材
18の切削が開始される。次回の加工サイクルのための
チャック開信号38が出力されるまでの間、主軸台16
が何度か往復移動し、刃物19が製品を加工する。製品
の加工の際主軸台16の移動に同期してフィードパイプ
25も駆動されるので、棒材18に無理な力が加わるの
が防止される。
【0038】製品が棒材18から切り離されると、チャ
ック開信号38の入力により上記動作からなる加工サイ
クルが繰り返され、順次製品が加工される。
【0039】実施の形態2 図2及び図4に示されるように、この棒材供給機13の
制御部35は、実施の形態1におけると異なり、同期信
号41がONになると同時に制御モータ31に逆転動作
信号44を出力するようになっている(図4(V))。
これにより、加工サイクルの開始の際チャック17が締
まって主軸台16が棒材18を拘束した直後にフィード
パイプ25が少しばかり後退し、チャック17との間で
棒材18を引張る。従って、棒材18に送りの際に塑性
変形が生じていたとしても、引き伸ばされ、変形が解消
することとなる。逆転動作信号44の出力時間D2はパ
ルス数で設定される。
【0040】なお、この棒材18の後方への引張りは、
制御モータ31によるほか、他のモータ、シリンダ等他
の駆動源の利用により行うこともできる。その場合は、
制御モータ31の軸を無拘束状態にする。
【0041】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
主軸移動旋盤に棒材を適正長さ供給し、不良品の発生を
防止することができる。また、棒材の供給の際に棒材に
撓みが発生しても、これを解消して加工に移行すること
ができ、従って棒材を安定回転させて、製品の加工精度
を高め、振動や騒音の発生を防止しつつ静粛運転を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る棒材供給機を主軸移動旋盤と共に
示す側面図である。
【図2】棒材供給機を主軸移動旋盤と共に示す斜視図で
ある。
【図3】棒材供給機の動作を示すタイムチャートであ
る。
【図4】本発明の他の実施の形態に係る棒材供給機の動
作を示すタイムチャートである。
【図5】従来の棒材供給機を主軸移動旋盤と共に示す斜
視図である。
【符号の説明】
14…旋盤 15…ベッド 16…主軸台 18…棒材 20…ストッパ 25…フィードパイプ 31…制御モータ 34…検出器 35…制御部 38…チャック開信号 39…電源OFF信号 41…同期信号 44…逆転動作信号 A…前進方向 B…後退方向

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 旋盤のベッド上に前進及び後退可能に取
    り付けられた主軸台の方へ棒材を供給するフィードパイ
    プと、該フィードパイプを上記主軸台の移動する方向に
    沿って移動させる制御モータと、上記主軸台の移動を検
    出する検出器と、棒材の先端を位置決めする主軸台の前
    方に設けられたストッパと、上記検出器からの信号に基
    づき、棒材の加工サイクル中切削工程時に上記主軸台の
    前進又は後退に同期して上記フィードパイプを前進又は
    後退させるよう上記制御モータに対して信号を出力し、
    加工サイクル中切削工程を終えた主軸台が棒材を解放し
    後退する際に上記フィードパイプに棒材の位置保持のた
    めの送りをかけるよう上記制御モータに対して信号を出
    力し、加工サイクル中切削工程に際し上記主軸台が棒材
    を拘束した直後に上記制御モータの軸を一時的に無拘束
    状態にするように上記制御モータに対して信号を出力す
    る制御部とを備えたことを特徴とする棒材供給機。
  2. 【請求項2】 上記制御部は、上記主軸台による棒材の
    拘束が解かれた旨の信号が上記旋盤から上記制御部に対
    し出力されるよりも前に、上記フィードパイプに棒材の
    位置保持のための送りをかけるための信号を上記制御モ
    ータに対して出力するようになっていることを特徴とす
    る請求項1に記載の棒材供給機。
  3. 【請求項3】 上記制御部は、加工サイクルの開始の際
    上記主軸台が棒材を拘束した直後であって上記制御モー
    タの軸を一時的に無拘束にする前に上記フィードパイプ
    を少しばかり後退させるための信号を上記制御モータ又
    は他の駆動源に対して出力するようになっていることを
    特徴とする請求項1又は請求項2に記載の棒材供給機。
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