JPH1177402A - 工作機械、特に自動旋盤に供給する棒材供給機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い信頼性をもつ少数のセンサで、正確な信
頼できる作業を行う棒材供給機を提供する。 【解決手段】 棒材供給機は、開口式案内体４を含んで
おり、その案内体の中で機械加工される棒材２がチェー
ン２５によって駆動される押圧体を含む供給装置によっ
て軸方向に動かされる。第１のデジタル式の角度センサ
３０が、このチェーンの供給装置と協働している。第２
のデジタル式の角度センサ３５と協働する長手方向のカ
ムシャフト１２は、棒材供給機の他の全ての作動機構を
作動させる。こうして電気式自動制御装置３１は、工作
機械及び棒材供給機の２つの角度センサから生じる信号
で全ての棒材供給機の作業を信頼できかつ正確な方法で
制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械によって
機械加工される棒材をこの工作機械、特に旋盤に供給す
るための棒材供給機であって、この棒材供給機が、 − 棒材の回転軸に沿ってこの棒材を収容し、案内する
ための少なくとも１つの通路を形成している案内体と、 − １つ又はそれ以上の案内体制御機構と、 − 通路内を長手方向に動くように配置され、棒材の後
端を把持する回転締め具が取り付けられた押圧体と、 − 押圧体を前後に動かすために、この押圧体に連結さ
れた電動供給装置と、 − 少なくとも１つの停止位置に棒材を保持するために
配置された操作手段と、かつ − センサが設けられた自動制御手段とを含んでいる棒
材供給機に関する。

【０００２】

【従来の技術】棒材装填機とも言われている棒材供給機
は、自動旋盤のような工作機械に比較的に長い棒材を供
給するための装置であり、この工作機械は前記棒材の前
端で一連の連続部分を機械加工する。１つの部分が終っ
たら、次の部分を機械加工するために、この棒材を前方
に移動する。棒材が次の部分を機械加工するには短かす
ぎるようになったら、棒材供給機は、この廃材を取り出
し、マガジンから新しい棒材を取り上げて、これを工作
機械に運び製造を続けなければならない。

【０００３】棒材供給機の２つの主要なカテゴリーが公
知である。本発明はこれらのカテゴリーの両者に適用で
きる。第１のカテゴリーは、回転マガジン式の棒材供給
機を含んでいる。マガジンは、多数の管体のようにその
中に収納された一連の棒材を含む複合案内体を構成して
いる。機械加工される棒材が、押圧体と呼ばれる押圧部
材により管内部の後方から押圧され、この押圧体は、棒
材の後端を把持する締め具を備える回転端部を有してい
る。棒材が消費されてしまったなら、押圧体は後方に引
き出され、制御機構が押圧体と工作機械との間に新しい
棒材を与えるために、マガジンを１ステップ回転させ
る。

【０００４】第２のカテゴリーは、制御機構で横に開口
できる案内通路が設けられた静止した案内体を有してい
る棒材供給機を含んでいて、この案内通路は、一方では
棒材がこの通路に入り、他方では棒材の後部に固定さ
れ、通路内を動く押圧体の金具（タグ）が通行できる。
金具は、チェーン又はケーブルのような直線駆動要素に
押圧体を結合している側板である。この種の棒材供給機
は、特に欧州特許出願第１６１２１０号、第３１１９５
３号、第５５９５８６号及び第６００７８３号で対象と
している。

【０００５】この型の現在の棒材供給機は、工作機械制
御に連結され、異なるスイッチ及びリレーを含む一群の
センサ又は検出器から棒材供給機の作動状態に関するデ
ータを受け入れる自動制御装置を通常は含んでいる。こ
の制御は、棒材供給機の様々の要素の動きによって作動
されるスイッチにより、連続した異なった結果が起こさ
れる。案内通路に沿う押圧体の位置は、それを駆動する
チェーン又はケーブルの位置から測定される。例えば、
欧州特許出願第６００７８３号に開示された装置におい
ては、チェーンを駆動するモータが、このモータの回転
を測定し、そこからチェーンと、押圧体及び棒材の位置
を推定するための角度位置センサに取り付けられてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれら公
知の制御装置の作動は、厳しい環境内で作動するスイッ
チ又はリレーが、棒材供給機の作動を妨げる断続的な故
障を時々するために、しばしば不満足のいくものであ
る。この故障が、棒材供給機を再スタートするときに、
もはや存在しないならば、それがどこで起きて、いつで
もどこで繰り返されるか分らない。そのうえ、精密な作
動調整がそのような制御手段では難しい。

【０００７】本発明は、前述の欠点を実質的に避けるこ
とができる棒材供給機に係わるものである。本発明の特
別の形態によれば、棒材供給機は、高い信頼性をもつ出
来るだけ少数のセンサ又は検出器を含むような構造とさ
れている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】それ故本発明は、電動カ
ムシャフトを含み、それらのカムが少なくとも案内制御
機構と操作手段とを作動し、かつセンサが、押圧体の軸
方向の位置を指示するために供給装置と協働した第１の
位置センサと、前記シャフトによって制御される作動状
態を指示するためにカムシャフトと協働した第２の位置
センサとを含むことを特徴とする工作機械に機械加工さ
れる棒材を供給する型の棒材供給機に係るものである。
カムシャフトは、回転又は摺動できる。

【０００９】これらの装置の結果、棒材供給機の自動制
御は、工作機械の自動制御と共に、非常に信頼できる型
で、特にデジタル式の角度符号器である２つのそれぞれ
のセンサによって測定された２つの変数に基づいて簡単
に作動できる。供給装置と協働した第１のセンサは、押
圧体と棒材の軸方向の位置が検出できるばかりでなく、
棒材を阻止する手段と協力して、棒材及び押圧体に適切
な付属品の存在又は不存在をもまた検出できる。他方で
は、カムシャフトによって制御される各々の作動が、前
記シャフトの回転（又は摺動シャフトならその直線の動
き）の特別な角度センサに一致することができるので、
前記シャフトと協働した第２のセンサは、各々の時にシ
ャフトの位置を指示することができ、こうしてこれらの
作動の状態を表わすことができる。

【００１０】本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を
参照して、これに限定されるものではない例示によって
与えられた以下の好ましい実施の形態の説明から明らか
となるであろう。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、棒材供給機１
は、自動旋盤の主軸台装置に棒材２を長手方向に導入す
るようにされている。機械加工される棒材２が、高速度
で回転でき、中に通路を形成している開口式案内体４の
内に収納される。案内体４は公知の型であり、ここでは
詳細に説明しない。それは数個の部分、現在の場合は４
つの部分に細分され、棒材の前進の動きの働きとして別
々に開口され、かつ新しい棒材を収容するために全て一
緒に開口される。

【００１２】棒材供給機は、前部停留部（ステーショ
ン）６と、一連の中間停留部７と３つの後部停留部８，
９，１０とを支えている全体の枠体５を含んでおり、停
留部６〜１０の各々は、枠体５上に設置された横断支持
体１１を有している。中間停留部７は、残りの棒材２を
含む側面のマガジンと同様に案内体４を支えている。長
手方向のカムシャフト１２は、停留部６〜８の支持体上
で案内体４に平行に設置されている。以下に見られるよ
うに、図面を明白にするために図１から除外されている
棒材供給装置を除いて、カムシャフトは棒材供給機の全
ての機構を制御している。

【００１３】図２において、案内体４の長手方向の通路
２２の中に摺動する金具２１をもつ押圧体２０を含む棒
材装置の本質的な構成要素が見られる。公知の方法で、
押圧体２０の前端は、棒材２の後端２４を把持し、前記
棒材を回転させることができる一方で、残りの押圧体２
０は回転しない回転締め具２３をもつ端部部分により形
成されている。締め具２３は、自身によって閉じ、こう
して制御される必要がない。

【００１４】案内体４の外部で、金具２１は駆動チェー
ン２５に固定され、この駆動チェーンは、スプロケット
ホイール、特に停留部１０にある２つのホイール２６と
２７及び第１番目の中間停留部７にある２つの戻りのホ
イール、を通るエンドレスループを形成している。チェ
ーン２５の上部の索は、金具２１が通過できる細長い切
れ目を有する管体３２によって案内されている。停留部
１０は、ホイール２６を通してチェーン２５を駆動して
いる２方向の電動機２８及びホイール２７を支えている
支え部材２９だけでなく、棒材供給機の停留部１０又は
別の停留部に配置された電気制御装置３１に出力信号を
送る多重巻絶対角度符号器（マルチターンアブソリュー
トアングルエンコーダ）によって形成された第１の角度
センサ３０をも含んでいる。

【００１５】符号器（エンコーダ）３０は、例えば独国
のマックスステグマン社によって製造されたＡＧ６６５
Ｐ３１型であってもよい。この符号器は、交番２進コー
ドの並列出力をもつ６４回転以上で回転当り１０２４点
の分解能を有する。こうして押圧体２０の全移動を通じ
て押圧体２０の軸方向位置を正確に測定することができ
る。押圧体は、それが保持している残りの棒材の長さ
が、もはや十分な長さがなく付加部分の機械加工が出来
なく、こうして廃材を構成する限界位置まで前進する。
この限界位置は、制御装置３１の操縦者によってプログ
ラムされる。この装置は、一連の第１の部分にもたらさ
れる平均の読み取り前進（リードアドバンス）を計算す
ることによって、棒材長さが各々の部分を機械加工する
ことによって使い果されるという“学習”をプログラム
した“知的な”装置であることが好ましい。

【００１６】停留部９は、カムシャフト１２の駆動停留
部である。それは、１方向の電動機３３と、シャフト１
２に電動機３３を連結しているエンドレスのねじ減速装
置（スクリューレデューシングギア）３４と、シャフト
１２に連結され、好ましくは単回転（モノレボリューシ
ョン）の絶対符号器によって形成された第２の角度セン
サ３５とを含んでいる。この符号器は、前述のステグマ
ン社製のＡＧ６１３ＸＫＲＰ１０２４型であり、回転当
り１０２４点の分解能と交番２進コードの並列出力とを
有している。勿論、この出力は装置３１に接続されてい
る。

【００１７】停留部８は、棒材を回転締め具３３に係合
し、そこから棒材を引き出すために、棒材を阻止し又は
限定された大きさの動きを負わせるべく棒材２を把持す
るように配置された引き出し締め具４０が備えられてい
る。締め具４０は、基台４３上に装備され、かつそれが
棒材２に沿って動かされるときに、停留部８の支持体１
１に取り付けられた、長手方向に固定されたカム面（図
示されていない）によって作動される２つのつかみ具４
１と４２からなる。この目的のために、基台４３は、停
留部８と９の支持体１１内を摺動し、かつカムシャフト
１２のベル状のカム４６の上方に延在している横材４５
によって結合されている２つの案内部４４により支えら
れている。このカムは、横材４５の従動体（図示されて
いない）が係合しているその周囲上の曲がりくねった溝
４７を有している。こうしてカム４６の回転のある部分
では、締め具４０が溝４７によって負わされた大きさで
軸方向に動き、その移動の予め決められた部分で閉じか
つ開く。締め具４０がカム４６によって両方向にしっか
りと駆動されるので、カムシャフトは、棒材の引き出し
のためのかなり大きな軸方向の力をそこに適用する。こ
れらの力を吸収するために、停留部８は、押圧体をその
金具２１で阻止するための機構（図示されていない）を
含んでいる。この機構は、カム４６の後に置かれたシャ
フト１２のカムによっても作動される。

【００１８】案内体４の各々の区分は、固定された下部
要素４８と可動カバー４９より形成された案内担持部で
ある。各々の中間停留部７は、シャフト１２上に固定さ
れたカム５１と、カバー４９に固定され、水平ピボット
５３上に取り付けられたレバー５２と、レバーとカバー
４９とを上げるためにカム５１と協力している従動ロー
ラ５４とを含む担持部制御機構５０を含んでいる。各々
のカバー４９は２つの停留部７を通って延び、それらの
２つの担持部制御機構５０によって作動される。各々の
カム５１の輪郭は、通路２２が僅かに開口されていて、
金具２１が通過でき、かつマガジン５６から通路に新し
い棒材２’を入れるために、シャフト１２の１回転に１
度以上通路が開口されるようにされている。

【００１９】少なくとも２つの選択体５９が棒材マガジ
ン５６の上方に配置されて、通路２２に新しい棒材を横
から運び入れる押圧体として作用する。それらは、レバ
ー６３に取り付けられたローラ６２によって従われるカ
ム６１を含む供給機構６０の一部を形成している。レバ
ーは選択体５９を支えている回転選択シャフト６４に固
定されている。

【００２０】最後に、前部停留部６は、シャフト１２の
カム７１によって作動される棒材停止機構７０を含んで
いる。このカムは、水平なピボット７４に取り付けられ
た停止レバー７３のローラ７２によって従われる。こう
して棒材の動きがセンサ３０によって測定される正確な
初期位置を定めるために、機械加工される棒材の前端７
６を停止するべく、通路２２の出口の前にレバー７３の
端部によって形成された停止部材７５を持ってくること
が可能となる。

【００２１】案内体４の通路２２が、異なる直径の棒材
を収容するのに十分な大きさの直径を有する。旋盤３の
割出し（デバイディング）装置の後に棒材を適切に維持
するために、好ましくは棒材供給機は、シャフト１２の
特定のカムによって制御され、かつ機械加工される棒材
の直径に合わされた可動なプラスチックの内部調整具が
設けられた開口している前部案内体（図示されていな
い）を含んでいる。この前部案内体は、停止機構７０と
旋盤３との間に置かれている。

【００２２】棒材供給機１の通常の作動サイクルは、カ
ムシャフト１２の完全な回転によって生じ、かつシャフ
トの回転のそれぞれの角度区域に一致している各々の連
続したステップを含んでいる。確かにこれらの区域で
は、シャフトは、押圧体２０の動きと結合して、それが
制御している機構を適切な方法で作動するために、異な
った位置を取ることができる。角度センサ３５のおかげ
で、制御装置３１は、それぞれの瞬間においてカムシャ
フトの位置、及びこうして全ての前述の機構の位置を知
る。新しい棒材が停止部材７５に対して置かれると、サ
イクルのステップは、以下のとおりである。 １．停止部材７５の解除。 ２．カムシャフト１２の停止。製造を始めるために、プ
ログラムされた初期位置で棒材２を旋盤３に置くための
押圧体２０のゆっくりとした前進の開始。旋盤の主軸台
装置の締め具による棒材の把持と、押圧体又は主軸台装
置による棒材の前進と一緒の、旋盤での連続した部分の
機械加工。最終部分が棒材から取り外されるたびに、こ
れらの作業のステップ１１までの繰り返し。 ３．金具２１の通過のための第４番目のカバー４９の僅
かな上昇。 ４．カムシャフトの停止。 ５．第３番目のカバー４９の僅かな上昇。 ６．カムシャフトの停止。 ７．第２番目のカバー４９の僅かな上昇。 ８．カムシャフトの停止。 ９．第１番目のカバー４９の僅かな上昇。 １０．カムシャフトの停止。 １１．押圧体が通れるように前部案内体の開口。押圧体
の限界位置までの最終部分の機械加工。 １２．カムシャフトの停止。棒材の廃材と一緒に押圧体
の戻り。 １３．棒材の廃材の引き出し締め具４０による把持。 １４．カムシャフトの停止。廃材が存在しておりかつ締
め具４０によって阻止されていることの点検をするため
の、押圧体による前進の試行。 １５．押圧体の阻止。押圧体の回転締め具２３から廃材
を引き出すめに、把持された締め具４０の前進。廃材を
落とすために締め具を開口するための締め具４０の前進
の続行。 １６．締め具の第２回目の把持。 １７．カムシャフトの停止。廃材の放出を点検するため
に、押圧体による前進の試行。 １８．締め具の再開口。新しい棒材を案内体４に入れる
ためのカバー４９の巾広の持ち上げ。選択体５９による
前記棒材の送給。 １９．カムシャフトの停止。 ２０．カバーの閉じ。停止部材７５の位置に置くこと。
押圧体の阻止。棒材を把持し、それを回転締め具２３に
押し込めるための締め具４０の退出。押圧体の阻止解
除。押圧体を再開するための締め具４０の戻り。 ２１．カムシャフトの停止。停止部材７５に対し棒材を
押し付けるための棒材の前進。それによる棒材の存在の
点検と棒材の前進の計算を０にするリセット。サイクル
の終了。

【００２３】棒材供給機１の全部の作業が、特に信頼で
き、正確な型である唯２つのセンサ３０と３５によって
のみ制御されることを、この前述の説明は示している。
そのうえ、これらのセンサの使用により、失敗の可能性
があるいくつかの作業の適切な進行を点検でき、かつこ
うして自動的に修正の手順を行えるばかりでなく、もし
必要ならば警報を発することもできる。棒材供給機は、
動きによって作動されるどんなスイッチも使用しないば
かりでなく、どんな存在センサ（プレゼンスセンサ）又
は力覚センサ（フォースセンサ）をも使用しない。力が
介在する全ての試験は、押圧体の動き試験に変えられ
る。

【００２４】そのうえ、第１のセンサ３０の指示によれ
ば、“知的な”制御装置３１は、棒材が阻止されている
間に前後の動きを生じさせることによって、供給装置
内、特にチェーン２５内と、チェーンと回転締め具２３
との間の全ての軸方向の遊びを測定することができる。
それから棒材の各々の軸方向の位置を計算するのに、こ
の測定を考慮に入れる。旋盤３が可動の主軸台装置を有
し、棒材が部片の機械加工中に前進しかつ後進する型の
ものである場合、機械加工中に主軸台装置の動きによっ
てチェーンが駆動されないようにするために、押圧体と
チェーンとの間に機械加工される部分の長さより大き
い、大きな軸方向の遊びがこうして設けられる。

【００２５】第１のセンサ３０が、絶対符号器、例えば
常に０位置に対する角度を示しているもの、であるとい
う事実は、押圧体２０の位置を常に、棒材２の長さに関
係なく制御装置３１に知らせるという利点をもってい
る。しかしながらこの符号器を非絶対化の増加する符号
器に代えることもでき、棒材供給機が、０位置を決める
停止部材に対して押圧体を置くことによって初期設定化
の操作を始めるようにプログラムすることもできる。し
かし信頼性のために、この操作は周期的に繰り返されな
ければならない。

【００２６】前述した回転カムシャフト１２は、同じ機
能を果たす摺動カムシャフトによって代えられ、ピスト
ン及びラック機構又は同様の機構によって長手方向に駆
動されてもよい。この場合、第２のセンサは、好ましく
はカムシャフトと協働するラックのピニオンに連結され
た多重巻絶対角度符号器である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による開口案内体を有する棒材
供給機の全体の概略側面図である。

【図２】図２は、本発明の棒材供給機の主要な構成要素
を示している一部の概略斜視図である。

【符号の説明】

１…棒材供給機 ２…棒材 ３…旋盤 ４…開口式案内体 ６，７，８，９，１０…停留部 １１…支持体 １２…カムシャフト ２０…押圧体 ２２…通路 ２３…回転締め具 ２５…駆動チェーン ２６，２７…ホイール ３０…符号器（第１の角度（位置）センサ） ２８，３３…電動機 ３５…第２の角度（位置）センサ ４０…引き出し締め具 ４１，４２…つかみ具 ４４…案内部 ４５…横材 ４６，５１，６１，７１…カム ４９…可動カバー ５０…案内体制御機構（担持部制御機構） ５２，６３，７３…レバー ５４，６２，７２…ローラ ５６…マガジン ５９…選択体 ７０…停止機構 ７５…停止部材

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械、特に自動旋盤、によって機械
   加工される棒材を工作機械に供給する棒材供給機（１）
   において、この棒材供給機が、 − 棒材の回転軸に沿って棒材（２）を収容し、案内す
   る少なくとも１つの通路（２２）を形成する案内体
   （４）と、 − １つ又はそれ以上の案内体制御機構（５０）と、 − 通路内を長手方向に動くように配置され、棒材の後
   端を把持する回転締め具（２３）が取り付けられた押圧
   体（２０）と、 − 押圧体を前後方向に動かすために、この押圧体に連
   結された電動供給装置（２５〜２９）と、 − 少なくとも１つの停止位置に棒材を保持するように
   配設された操作手段（４０，７０）と、かつ − センサが設けられた自動制御手段（３０，３１，３
   ５）と、を含んだものであって、 棒材供給機が電動カムシャフト（１２）を含んでいて、
   そのカムが少なくとも案内体制御機構（５０）と操作手
   段（４０，７０）とを作動すること、及びセンサが、押
   圧体（２０）の軸方向の位置を指示するために供給装置
   と協働した第１の位置センサ（３０）と、前記シャフト
   によって制御される作動の状態を指示するためにカムシ
   ャフト（２０）と協働した第２の位置センサ（３５）と
   を含んでいること、を特徴とする棒材供給機。
2. 【請求項２】 カムシャフト（１２）が回転すること、
   及び第２のセンサ（３５）が絶対デジタル式の角度符号
   器（アブソリュートデジタルアングラーエンコーダ）で
   あ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】 カムシャフトが摺動し、かつ第２のセン
   サが、ピニオンとラック機構又は同様の機構により前記
   シャフト協働した絶対デジタル式の角度符号器であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の棒材供給機。
4. 【請求項４】 供給装置が、押圧体（２０）に結合され
   かつ第１のセンサ（３０）と協働する柔軟な駆動部材
   （２５）、特にチェーン又はケーブルを含んでいるこ
   と、及び第１のセンサ（３０）が柔軟な駆動部材（２
   ５）が通過するホイール（２７）によって駆動されるデ
   ジタル式の角度符号器であることを特徴とする請求項１
   〜３のいずれか１項に記載の棒材供給機。
5. 【請求項５】 第１のセンサ（３０）が多重巻絶対角度
   符号器（アブソリュートマルチターンアングルエンコー
   ダ）であることを特徴とする請求項４に記載の棒材供給
   機。
6. 【請求項６】 案内体が、その周囲に一連の案内通路を
   含む回転マガジンを含んでおり、その制御機構がマガジ
   ンが回転するように配設されていることを特徴とする請
   求項１〜５のいずれか１項に記載の棒材供給機。
7. 【請求項７】 案内体が開口式案内体（４）であり、そ
   の制御機構がそれを開いたり、閉じたりするように配設
   されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
   項に記載の棒材供給機。
8. 【請求項８】 カムシャフト（１２）によって作動され
   る操作手段が、棒材の前端（７６）の前に停止部材（７
   ５）を置くように配設された棒材停止機構を含んでいる
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の
   棒材供給機。
9. 【請求項９】 案内体が、前記停止部材（７５）と工作
   機械（３）との間に置かれ、カムシャフト（１２）によ
   って制御される前部開口式案内体を更に含んでいること
   を特徴とする請求項８に記載の棒材供給機。
10. 【請求項１０】 カムシャフト（１２）によって作動さ
    れる操作手段が、棒材を把持し、軸方向に動くように配
    設された引き出し締め具（４０）を含んでいることを特
    徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の棒材供給
    機。
11. 【請求項１１】 引き出し締め具（４０）が、カムシャ
    フトのカム（４６）によって棒材（２）に平行に駆動さ
    れる摺動基台（４３）と、この基台（４３）に設置さ
    れ、棒材を把持するために、基台の動きにより固定カム
    との協力によって作動されるつかみ具（４１，４２）と
    を含んでいることを特徴とする請求項１０に記載の棒材
    供給機。
12. 【請求項１２】 カムシャフト（１２）によって作動さ
    れる操作手段が、押圧体（２０）を阻止し、引き出し締
    め具（４０）の動作中に作動することが可能である機構
    を含んでいることを特徴とする請求項１０に記載の棒材
    供給機。
13. 【請求項１３】 カムシャフト（１２）によって作動さ
    れる操作手段が、案内体（４）が開いているときに、マ
    ガジン（５６）から案内体（４）の通路（２２）に棒材
    （２）を供給するように配設された供給機構（６０）を
    含んでいることを特徴とする請求項７に記載の棒材供給
    機。