JPS62176724A - ワ−ク支持手段の自動芯出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、長尺材を加工する工作機械に備えられたワー
ク支持手段の自動芯出し装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、長尺なワークの一方をチャックで把持し、ま
た他方を心押し台で支持して主軸回りに回転させながら
加工するＮＣ工作機械（ＮＣ旋盤）において、その長尺
材を例えばロボットで自動的に主軸ヘセットしようとす
る際、芯出しを円滑に行うため、予めワークに対応して
軸心が手動調整されたワークレストと呼称されるＶ字断
面溝の受は材の助けを借り、一旦これにワークを載置し
、軸心合わせをするのが普通である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この芯出し操作は、ワークの径に対して半固定
的であり、昨今の多種ワークの加工においては、ワーク
径が変わるたびに手動の芯出し操作を行わなければなら
ず、結局連続した自動運転ができなかった。また芯出し
操作も面倒で手間がかかっていた。あるいは、ワーク径
に対し独立した自動芯出し装置を新規に設置するという
方法もあるが、甚だ高価であって、ＮＣ工作殿械との連
動に、それ相応の工事を必要としていた。

本発明は、このような問題点に鑑みて開発されたもので
、ワークの種類に対応した芯出し量を刃物台のＮＣ移動
量に換算し、刃物台の移動と連動動作して正面な芯出し
を行なうワーク支持手段の自動芯出し装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段と作用〕本発明において
、上記の問題点を解決するための手段は、ワークを回転
させる主軸の軸線方向に平行および直交して移動する刃
物台を備えた工作機械のワーク支持手段において、主軸
の軸線を含む平面に沿って上下動する支持部材と、刃物
台の一部分に係合して駆動される作動部材と、作動部材
の水平動を上下動に変換して支持部材へ伝える連動部材
と、支持部材の芯出し量を刃物台のＮＣ移動量に換算し
て芯出しする制御部とを備えた自動芯出し装置である。

上記の作用は、ワークの直径に対応させた支持部材の上
下動芯出し操作を、作動部材および連動部材を介して、
刃物台の水平動で駆動することにより、Ｎ　Ｃ’！Ｉ＋
御を可能にするもので、制御部はワーク直径に対応する
支持部材の芯出し移動量を演算し、その算出値を更に刃
物台の移動量に換算して、制？’ＪＩＩプログラムに読
み込み、自動芯出しを行う。

〔実施例〕

以下、本発明を、実施例とその図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は、本発明を実施した自動芯出し装置の制御部の
一例を示すブロック図であり、第２図および第３図は、
その自動芯出し装置を使用するワーク支持手段を取付け
た工作機械の一例として、ＮＣ旋盤の側面図および平面
図である。

第２図において、１０はＮＣ旋盤の主軸で、その周囲に
把持爪１２ａを有するチャック１２が取付けられ、対向
側に６押し台１４を有し、該６押し台１４のセンタｆ４
ａとの間に長尺材Ｗ（一部図示、以下ワークという）を
挟持するように構成されている。その長尺材Ｗを支持す
るワーク支持部材として、連結された２基のワークレス
ト１６がそれぞれのボディ１８に上下動可能に取付けら
れ、ボディ１８はＮＣ旋盤のベッド２０に固定されてい
る。２基のワークレスト１６は、本実施例では複数基連
動式であるが、長尺材が段物である場合を考慮してそれ
ぞれ独立させることもできるし、更には１つのボディに
複数のワークレストを取付けた一体型もあるが、いずれ
も本発明を実施可能である。

第３図は同じＮＣ旋盤の平面図で、刃物台２２に複数の
刃物（図示せず）を固定し、旋回割出し可能なタレット
へ・７ド２４が取付けられ、Ｘ−Ｚの２方向移動により
加工作業を行うものであるが、該刃物台２２側端面に係
合突起２６が進退動可能に付設されていて、ワーク支持
手段の後記する係合部に係合させ、て、数値制御により
、予め算出された移動量で芯出しすることになる。

第４図、第５図および第６図はワーク支持手段を詳細に
示す正面、平面および側面からの断面図で、第４図は第
２図のｔ、−ｃ　’断面を示す。第５図は第４図のＡ−
Ａ’凹断面示し、第６図は第５図のＢ−Ｂ’凹断面示す
。第４図において、ワーク支持手段は、ワークの支持部
材としてＶ字断面溝を有するワークレスト１６と、その
ワークレスト１６を連動部材２８を介して上下動可能に
取付けられる本体のボディ１８とで、基本構成されてい
る。ボディ１８には、前記連動部材２８と水平方向に直
交する作動部材３０が挿通されている。

連動部材２８と作動部材３０とは、第６図に示すように
、ボディ１８の内部で直交し、かつ両者共に円柱形状の
壁面にラック２８ａおよび３０ａが刻設されていて、そ
のランク同志を互いに噛合し、固定されたボディ１８の
内部で作動部材３０が例えば図中右方へ駆動されると連
動部材２８を上方へ押し上げるように連動する。この作
動部材３０の反対側の端部には、第５図にも示されるよ
うに、嵌合凹部３２が設けられていて、この嵌合凹部３
２に刃物台の前記結合突起２６が係合し、Ｚ方向へ移動
することにより、刃物台に与えられるＮＣ制御でワーク
レス１−１６をＹ方向へ駆動することが可能になる。

第７図は、その保合部分を更に詳細に示す部分拡大図で
、芯出しが終了したのち、刃物台は作動部材３０との係
合を解除するが、ワークの重■でワークレストが自然降
下しようとするのを口、りする機構を説明するものであ
る。作動部材３０の外周には、円筒部材３４が回動自在
に巻装されているが、前記嵌合凹部３２に対応する部分
は、第８図（第７図のＤ−Ｄ　’断面）に示されるよう
に、半円周断面の切欠部分３４ａであって切欠部分３４
ａの残部端縁にフィン３４ｃが立設され、係合突起２６
は切欠部分３４ａから作動部材３０の嵌合凹部３２へ挿
入されるときに、フィン３４ｃを押圧して、円筒部材３
４を図中反時計方向へ回動させる。円筒部材３４のボデ
ィ側端部にはネジ状の大リード３６が設けられ、ボール
カム（開示せず）を介して、リテーナ３８に装着され、
円筒部材３４は係合突起２６に押圧されて回動すると、
リードに従ってボディ１８側へ摺動する。一方、作動部
材３０とボディ１８との間には、第９図に示すような円
筒状のコレット４０が摺動可能に嵌装されている。この
コレット４０は弾性材で形成され、一端がスリ割りされ
ていて、スリ割り部分４０ａは拡開方向へ弾力付勢され
、ボディ１８の内周面のスリーブ４２の端部の斜面・１
２ａに当接する。スリ割りと反対側のコレット４０の端
面ば前記円筒部材３４に当接し、その円筒部材３４側へ
、コレット４０はバネ４４により付勢されている。すで
に説明したように、保合突起２６が作動部材３０に嵌合
するとき円筒部材３４が回動し、かつボディ１８側へ摺
動して、バネ４４の付勢に抗してコレット４０をボディ
１８内へ押し込むので、コレット４０のスリ割り部分４
０ａがスリーブ４２から遊嵌状態になり、作動部材３０
もボディ１８に対して摺動可能になる。芯出しが終了し
て、係合突起２６が保合を解除すると、今度は円筒部材
３４が回動自在になるので、コレット４０がバネ４４に
付勢され、これに伴って円筒部材３４が大リード３６を
介して回転摺動し、元の位置へ戻る。またスリ割り部分
４０ａがスリーブ４２の斜面４２ａへ押込まれ、圧着状
態になって、作動部材３０とボディ１８を迅速ロックす
る。

さて、上記のようなワーク支持手段でワークを支持する
とき、ワークレストの中心と主軸の軸線とがワーク上下
動方向の同一線上にあって、芯出しはワークを載置した
ワークレストを上下動させるだけでよいものとすれば、
主軸軸線の位置とワークレストの位置とワークの寸法と
は第１０図に示されるような関係にある。即ち、主軸の
軸線０からワークレスト１６のＶ字断面の斜面へ下ろし
た垂線と前記上下動方向との角度をθ、ワークレスト１
６の最下方位置における垂線の長さをｄＯ／２、ワーク
Ｗの半径をｄ／２とすると、芯出しのための支持部材移
動量ｙは、 となる。そして、ワークレスト１６をこのｙだけ上昇さ
せるための刃物台のＺ方向移動量Ｚａは、作動部材３０
と連動部材２８とのランクによる変換率Ｚ　ｏ　／　ｙ
　ｏを乗じた数値でなければならない。

２ＣＯ５θ　ｙ。

実際に刃物台へ与えられるＮＣ制御１ｚｂは、退避量（
加工中にワークＷとワークレスト１６とが接しず、且つ
芯出し作業に支障を生じない程度の僅かな隙）としての
定数Ｃを減じた数値が使用され、 Ｚ　ｂ　＝　Ｚ　ａ　−Ｃ−（３１ となる。本実施例では、ロボットによるロフト単位の連
続加工を前提としているが、前記Ｚａを使用して、ワー
ク支持手段をワーク毎に退避させる方式を採用しても一
向にかまわない。

第１図に示される芯出し装置の制御部は、上記の演算を
伴う自動制御を行なうもので、ＣＰＵＩと、入出力手段
２およびそのポート２ａと、ＮＣ制御されるサーボモー
タ３．そのアンプ３ａおよび補間器３ｂと、ワークの直
径ｄを計測するプローブ４．計測回路４ａおよびそのイ
ンクフェイス４ｂと、ワークに対する加工データを格納
するＮＣ加ニブログラム・メモリ５と、ワーク支持手段
の動作を制御するための支持手段動作プログラム・メモ
リ６と、芯出しのための移動量ＺａおよびＮＣ制御量ｚ
ｂを一時格納する移動指令データ・メモリ７と、ロボッ
ト等のワーク搬送装置８を接続するインクフェイス８ａ
と、移動量演算のためのデータを一時格納する設定デー
タ・メモリ５１と、計測されたワークの直径ｄｌ＋ｄＺ
＋・・・ｄ７を一時格納するワークデータ・メモリ５２
と、８亥当する加ニブログラム番号を一時保留するレジ
スタ５３と、芯出しを行うワークの直径を抽出する選択
回路５４と、２つの演算回路５５および５６とを備えて
構成される。

設定データ・メモリ５１には、第１０図で説明したθ、
ｄｏ、ｙｏ、Ｚｏ、Ｃが格納されるが、これらは機械仕
様として所定の数値を利用するものであって、キーボー
ド２から予め人力される。

ワークデータ・メモリ５２には、オフ・マシンであるプ
ローブにより計測された数値ｄがインクフェイス４ｂを
介して格納される。なお、ワーク径の計測をオン・マシ
ンで行ない、その都度データを取込むことも、本発明で
は可能である。

レジスタ５３には、ＮＣ加ニブログラム・メモリ５に格
納された内容から芯出しを要するものの加ニブログラム
番号ＰＯを登録する。

ワーク「り送手段８は搬送終了指令をＣＰＵＩに送るが
、この指令が本実施例の制′４１１部へも入力され、Ｎ
Ｃ加ニブログラム中で、上記のワークを加工する工程コ
ードに出会うと、ＣＰＵＩはワーク支持手段の動作プロ
グラムを起動するが、その動作指令がアンド・ゲー１−
１０１に入力されると、アンド・ゲーＬ　１０１を起動
し、レジスタ５３に登録されていた加ニブログラム番号
Ｐｏを選択回路５４へ送り、選択回路５４はその番号Ｐ
ｏに対応するワーク番号に基づき、所要のワーク直径ｄ
を選択する。選択回路５４から出力されたワーク直径ｄ
が第１の演算回路５５へ入力され、設定データ・メモリ
５１からのデータθ、ｄｏ、ｙｏ。

Ｚｏに基づいて、前記（２）式により、移動■Ｚａが算
出される。算出された移動Ｆｆｆ　Ｚ　ａは、移動指令
データ・メモリ７の所定番地に格納されると共に、第２
の演算回路５６・＼も入力され、設定データ・メモリ５
１からの定数Ｃを減算し、前記（３）式により、ＮＣ制
御ｌＺｂを算出する。算出されたＮＣ制御１ｚｂは、移
動指令データ・メモリ７の別な所定番地に格納される。

ワーク支持手段の動作プログラムは、上記の所定番地を
指定することにより、制御量の数値をプログラムに読み
込み、刃物台の移動を介して、ワークレストを上昇させ
る。自動的に芯出しを実施済の位置でロボット等のワー
ク窪送手段８が所要のワークをワークレストへ渡す位置
まで搬送し、ワークは主軸チャック１２および心押台１
４に取付けられ、加ニブログラムに移る。

このように、本発明を実施したワーク支持手段の自動芯
出し装置は、ワーク径に対応して自動的に芯出しを処理
することが可能で、加ニブログラムを中断することなく
、正確、な加工を実施することができる。

尚、実際の芯出しに際しては、切粉によるワークとワー
クレストとの間隙調整や長尺材のダレ等を考；徴しなけ
ればならない場合もあるが、前記（１）弐のｙ値へ定数
を算入することによって処理可能である。

また、本発明の制御部は、回路処理もしくはプログラム
処理の双方に適用が可能である。

〔発明の効果〕

以上、説明したとおり、本発明によれば、ワークの種類
に対応してその直径による自動的な芯出しを刃物台との
連動動作によって行い、省力と正確さの効果を挙げると
共に、芯出しを加ニブログラムの一連動作中に織り込む
ことができて柔軟な自動化を促進するワーク支持手段の
自動芯出し装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の制御部のブロック図、第２
図および第３図はＮＣ旋盤の側面図および平面図、第４
図〜第９図はワーク支持手段の説明図、第１０図は芯出
し原理の説明図である。 １・・・ＣＰ　Ｕ　　　　　　１０・・・主軸１６・・
・ワークレスト　２２・・・刃物台２６・・・係合突起
　　　２８・・・連動部材３０・・・作動部材　　　５
５．５６・・・演算回路ｄ・・・ワーク直径　　ｙ・・
・支持部材移動量Ｚａ・・・移動量　　　ｚｂ・・・Ｎ
ＣＣ制御時許出願人　　日立精機株式会社 代理人　弁理士　　　磯　　野　　道　　導、。 、ｃ、ご・ン１１、 一シ゛。 才３！Ｉ！ ＪＩＦ７図 ｊ４（１ 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワークを回転させる主軸の軸線方向に平行および直交し
   て移動する刃物台を備えた工作機械のワーク支持手段の
   自動芯出し装置であって、主軸の軸線を含む平面に沿っ
   て上下動する支持部材と、刃物台の一部分に係合して駆
   動させる作動部材と、作動部材の移動方向を上下動に変
   換して支持部材に伝達する連動部材と、その変換率に基
   づき、ワークの直径に対応させた支持部材の芯出し量を
   刃物台のＮＣ移動量に換算して芯出しする制御部とを備
   えたことを特徴とするワーク支持手段の自動芯出し装置
   。