JPWO2005051581A1 - 数値制御自動旋盤の棒材供給装置 - Google Patents

Abstract

端材のような短尺の棒材の加工を行う際にも、加工コストを向上させることがなく、棒材の加工に適した簡素な構成の棒材供給装置を提供する。主軸２３０の軸線Ｃ上に棒材ｗを供給するストッカ１２と、主軸台２２０に取り付けられた基体１０と、基体１０に設けられ、軸線Ｃ上で進退移動自在であるとともに、ストッカ１２から供給された棒材ｗを押す押し棒１５と、基体１０に設けられ、押し棒１５の進退移動を案内する押し棒ガイド１１と、基体１０上で軸線Ｃの両側に配置され、押し棒１５を軸線Ｃ上で挟持する複数のローラとを有し、複数のローラのうちの一つが、前記基体に設けられた駆動体によって回転される駆動ローラ１３５で、この駆動ローラ１３５を除く他のローラのうちの少なくとも一つが、押し棒１５と滑り無く回転する従動ローラ１３２として構成され、従動ローラ１３２の回転を検出する回転検出手段１３３を備えてある。

Description

本発明は、棒材を数値制御自動旋盤の主軸の貫通孔に送り出しながら加工を行わせるための棒材供給装置に関する。

数値制御自動旋盤等の数値制御工作機械において、比較的小さな製品を加工する場合に、素材として長尺の棒材を用いることがある。数値制御自動旋盤によるこの種の加工方法として、従来、棒材供給装置により棒材を数値制御自動旋盤の後方から加工部位に供給し、棒材を主軸と共に回転させ、棒材の前端部を所定形状に旋削加工する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２４６５０２号公報（図面の図１及び明細書の段落［０００８］の記載参照）

図１４は、上記したような棒材供給装置の一従来例にかかり、その全体構成を説明する平面図である。
なお、図１４に示す棒材供給装置を備えた数値制御自動旋盤は、主軸軸線Ｃと同方向に進退移動自在な主軸２３０と、この主軸２３０の前方に配置されたガイドブッシュ２３２とを有し、主軸２３０から突出した棒材Ｗの前端をガイドブッシュ２３２に支持させた状態で、加工工具により加工を行うものである。

図１４に示すように、棒材供給装置３は、数値制御自動旋盤と別体に構成されて前記数値制御旋盤の後方（図１４の紙面左方）に配置され、長尺の棒材Ｗを押す押し棒３５０と、この押し棒３５０を進退移動させる駆動手段３６０とを有している。駆動手段３６０は、精密な回転角度位置調整が可能なステッピングモータやサーボモータ等の駆動体３６１と、この駆動体３６１によって回転される駆動プーリ３６２と、この駆動プーリ３６２と対向する位置に配置された従動プーリ３６３と、駆動プーリ３６２と従動プーリ３６３との間に巻き掛けられたベルトやチェーン等の無端索道３６４とを有していて、この無端索道３６４に押し棒３５０が連結されている。そして、押し棒３５０の前端（図１４において紙面右端）のフィンガチャック３５１に棒材Ｗの後端を回転可能に把持させた状態で、駆動体３６１を駆動させることで、無端索道３６４の走行とともに押し棒３５０が主軸軸線上で進退移動し、棒材Ｗを主軸２３０に供給する。

しかしながら、上記した棒材供給装置は、棒材を進退移動させるための機構が複雑で大型化し、価格も高くなるという問題がある。
また、上記したようなガイドブッシュ２３２を備えた数値制御自動旋盤においては、ガイドブッシュ２３２と主軸２３０のチャック２３１との位置関係及び加工する部品の長さや突切り幅などから、これ以上は加工できず、端材として廃棄しなければならなくなった短尺の棒材が残存する。
図１５に、ガイドブッシュ付きの数値制御自動旋盤で棒材の加工を行った際における棒材Ｗの加工終了時の様子を示すが、ガイドブッシュ２３２と主軸２３０のチャック２３１との間に、端材となった短尺の棒材（以下、このような短尺の棒材を、長尺の「棒材Ｗ」と区別して「棒材ｗ」と記載する）が残存する。

この棒材ｗの長さｌは、突っ切り工具Ｔ３による製品Ｐの突っ切りが行われた棒材ｗの前端からチャック２３１までの距離と、チャック２３１による棒材ｗの把持長さと、チャック２３１から押し棒３５０の前端までの距離と、押し棒３５０のフィンガチャック３５１による把持長さとの和である。
このように、ガイドブッシュ２３２を有する数値制御自動旋盤では、製品Ｐをさらに生産することができるにも拘わらず、加工不可能な長さｌの棒材ｗが残ってしまい、材料の歩留まり率を低下させているという問題がある。
なお、このような棒材ｗの加工を、ガイドブッシュを有しない他の数値制御自動旋盤で加工を行うことも可能であるが、上記したような複雑な構成の従来の棒材供給装置を使用すると、棒材ｗの加工コストが高くなるという新たな問題が生じる。

そこで、上記したような棒材供給装置の簡素化と小型化を図るべく、棒材供給装置からチェーンやベルト等の無端索道を無くし、対向して配置された二つのローラで棒材を挟持し、前記ローラの回転によって棒材を進退移動させる技術が提案されている（例えば特許文献２，３参照）。
特開平７−６０５０３号公報（図面の図２及び明細書の段落［００１０］の記載参照） 特開２００２−１８７００１号公報（図面の図２及び明細書の段落［００１５］の記載参照）

上記した特許文献２に記載の技術では、その図２からわかるように、対向して配置された二つの搬送ローラ４，４で棒材を挟持し、この搬送ローラ４，４の回転によって被加工物である棒材を送るようにしている。
また、特許文献３に記載の技術においても、その図３からわかるように、棒材を挟持する二つの搬送ローラ８ａ，８ｂにより棒材を送るようにしている。この特許文献３に記載の技術では、搬送ローラ８ａ，８ｂはともに駆動モータ４３に連結されていて、両搬送ローラ８ａ，８ｂには駆動モータ４３からの駆動力が伝達されるようになっている。そして、棒材の加工を行う際には、図６に示すように、搬送ローラ８ａ，８ｂを棒材に干渉しない位置まで退避させるようにしている。

しかしながら、上記特許文献２，３に記載の技術は、ともに、搬送ローラによって被加工物である棒材を直接送るものであり、切削加工において端材となった短尺の棒材や、棒材の断面形状が円形以外のもの、例えば三角形，四角形又は六角形等の多角形の断面形状を有する棒材を主軸に供給するのには適していない。また、特に特許文献３に記載の技術では、チェーンやベルト等の無端索道は不要になり、棒材供給装置全体の小型化を図ることはできるものの、搬送ローラ８ａ，８ｂの双方にバランスよく駆動力を配分するための機構や、棒材の加工を開始する際に搬送ローラ８ａ，８ａの双方を棒材から退避させるための機構が必要となり、却って構造が複雑になるという欠点がある。

本発明は、これら従来技術の有する問題点を一挙に解決して、簡素な構成の棒材供給装置を提供すること、特に、多角形の断面形状を有する棒材や端材のような短尺の棒材の加工を行う数値制御自動旋盤のコンパクト化と低価格化を図ることのできる棒材供給装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、数値制御自動旋盤の後方に配置され、棒材を前記数値制御自動旋盤の主軸台に回転自在に支持された主軸の貫通孔に送り、前記主軸の前端から突出した前記棒材を、刃物台に装着した工具で加工させるための棒材供給装置において、前記主軸の軸線上に棒材を供給するストッカと、このストッカの後方に設けられ、前記主軸の軸線上で進退移動する押し棒と、この押し棒の進退移動を案内する押し棒ガイドと、前記軸線の両側に配置され、前記押し棒を前記軸線上で挟持する複数のローラとを有し、前記複数のローラのうちの一つが、駆動体によって回転される駆動ローラで、この駆動ローラを除く他のローラのうちの少なくとも一つが、前記押し棒と滑り無く回転する従動ローラとして構成され、前記従動ローラの回転を検出する回転検出手段を備えた構成としてある。
この構成によれば、押し棒は二つのローラに挟持された状態で進退移動する。棒材は、この押し棒に押されて前進する。本発明においては、前記複数のローラのうちの一つが、駆動体によって回転される駆動ローラであればよいので、押し棒を進退移動させる駆動手段を簡素かつ小型にすることができる。そのため、棒材供給装置を小型かつ軽量にすることができる。
また、本発明においては、数値制御自動旋盤の固定主軸台又は移動主軸台に棒材供給装置を一体に取り付けて、棒材の加工を行う数値制御自動旋盤のコンパクト化と低価格化を図ることができる。例えば、前記押し棒、前記押し棒ガイド、前記複数のローラ及び前記駆動体を、主軸台に一体に取り付けた基体に設けてもよい。

本発明においては、前記ストッカを前記数値制御自動旋盤とは別体に設けてもよいし、前記数値制御旋盤と一体に設けてもよい。例えば、前記ストッカが、前記材料を貯蔵する貯蔵部とこの貯蔵部から前記主軸の軸線上に前記材料を供給する供給機構とを有する場合において、前記貯蔵部及び前記供給機構の少なくとも一つを、前記基体に設けてもよい。すなわち、前記貯蔵部と前記供給機構の両方を前記基体に取り付けるものとしてもよいし、前記貯蔵部と前記供給機構とを分離して、前記貯蔵部のみを前記基体に取り付けるようにしてもよい。

また、本発明においては、前記押し棒の進退移動が規制されたときに、前記駆動体と前記押し棒との間で滑りを生じさせる滑り手段を設けた構成としてもよい。
この場合、前記駆動ローラが、前記駆動体の回転軸に対して回転自在に設けられ、前記滑り手段が、前記回転軸と一体になって回転する回転体と、この回転体と前記駆動ローラとを所定の押圧力で相対的に押圧する押圧手段とを有するようにするとよい。
この構成によれば、棒材がストッパに当接するなどして押し棒の進退移動が規制されたときは、従動ローラが押し棒の停止を検出するとともに、駆動ローラとモータの駆動軸との間で滑り手段による滑りが生じるので、モータに一定以上の負荷が加わったことを検出する負荷検出手段が不要になり、棒材供給装置の構成をさらに簡素にすることができる。

なお、前記ストッカの前方に、前記棒材の前端を検出する検出手段を設けてもよい。
この構成によれば、検出手段が棒材の前端を検出してから、従動ローラの回転角を求めることで、棒材の前端位置を常時監視することができるようになる。
また、前記押し棒の他端が所定の後退位置まで後退したときに、前記押し棒の移動を規制する後退規制手段を設けた構成としてもよい。
この構成によれば、押し棒の長さと、後退規制手段によって移動が規制されたときの押し棒の最後退位置との関係とから、押し棒の前端位置を常時監視できるようになる。
また、ストッカの前方に設けた前記の検出手段と組み合わせることで、棒材の長さを求めることができるようになる。

さらに、本発明においては、前記押し棒の一端が所定の前進位置まで前進したときに、前記押し棒の移動を規制する前進規制手段を設けた構成としてもよい。
この構成によれば、棒材の長さがわからなくても、押し棒の一端が所定の前進位置まできたときに、これ以上の棒材の加工が不可能であると判断して、次の棒材の準備を行うことができる。
本発明の棒材供給装置は、主軸の長さよりも短い短尺の棒材の供給に適しており、例えば、他の数値制御自動旋盤で加工不能となった端材のような短尺の棒材の加工に適している。さらに、本発明の棒材供給装置は、搬送ローラによって被加工物である棒材を直接送るものではないため、円形に限らず、三角形，四角形又は六角形等の多角形の断面形状を有する棒材の加工にも適用が可能である。

また、本発明は、前記ストッカから送り出された棒材を、前記押し棒に接触した状態で一時的に待機させる待機部と、前記棒材を主軸軸線上で位置決めする位置決め部とを有する棒材保持手段を、前記主軸の軸線上に設けた構成としもよい。
この構成によれば、押し棒が後退する途中で主軸軸線に向けてストッカから棒材を送り出し、主軸軸線に近接した位置で次回加工の棒材を待機させることができる。そのため、棒材供給の時間を短縮して、加工時間を短縮することができる。

本発明は上記のように構成されているので、棒材供給装置の構成をきわめて簡素かつ小型、軽量にすることができる。そして、これにより、主軸台に棒材供給装置を一体的に取り付けることが可能になり、棒材供給装置を備えた数値制御自動旋盤のコンパクト化、低価格化を図ることができる。また、本発明の棒材供給装置は、端材のような短尺の棒材や、多角形の断面形状を有する棒材の加工にも好適である。

本発明の棒材供給装置の一実施形態にかかり、その全体構成を説明する正面図である。 押し棒を進退移動させる押し棒送り部の詳細を説明する正面図である。 図２の押し棒送り部の側面図である。 押し棒の進退移動を案内するガイドの構成を説明する正面図である。 この実施形態の棒材供給装置において棒材ｗの長さを求める原理を説明する模式図である。 この実施形態における棒材供給装置の作用を説明するフローチャートである。 この実施形態における棒材供給装置の作用を説明する図である。 この実施形態における棒材供給装置の作用を説明する図で、図７に連続する図である。 主軸固定型の第二の実施形態における棒材供給装置の作用を説明するフローチャートである。 この実施形態における棒材供給装置の作用を説明する図である。 この実施形態における棒材供給装置の作用を説明する図で、図７に連続する図である。 この実施形態における棒材供給装置の作用を説明する図で、図１１に連続する図である。 棒材保持手段の一例を示す図である。 棒材供給装置の一従来例にかかり、その全体構成を説明する平面図である。 ガイドブッシュ付きの数値制御自動旋盤で棒材の加工を行った際に、ガイドブッシュと主軸のチャックとの間に端材となった短尺の棒材が残る様子を示す図である。

符号の説明

１ 棒材供給装置
１０ 基体
１１ ガイド
１１１ ガイド本体
１１２ ストッパ（後退規制手段）
１１３ 検出スイッチ
１１４ 検出スイッチ（前進規制手段）
１２ ストッカ
１３ 押し棒送り部
１５ 押し棒
１６ センサ
１７ 棒材受け
２ 数値制御自動旋盤
２１０ 刃物台
２２０ 主軸台
２３０ 主軸
２３１ チャック
ｗ 棒材（端材）
ｗ′ 残材
Ｗ 棒材

以下、本発明の好適な一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の棒材供給装置の第一の実施形態にかかり、その全体構成を説明する正面図である。
なお、以下の説明で「前」というときには、棒材を把持するチャックを設けた主軸の前端側、つまり、図１において右側を指し、「後」というときには、図１において左側を指すものとする。また、以下の説明で数値制御自動旋盤は、主軸軸線Ｃと同方向（Ｚ軸方向）に移動自在な主軸台を有する主軸移動形の自動旋盤であるとして説明する。

［数値制御自動旋盤の概略説明］
数値制御自動旋盤２の主軸台２２０には、主軸軸線Ｃと同方向に貫通孔２３０ａを有する主軸２３０が回転自在に支持されている。棒材ｗは、主軸２３０の後端から貫通穴２３０ａに挿入され、貫通穴２３０ａを挿通して、主軸２３０の前端まで導かれる。主軸２３０の前端には、棒材ｗを把持するためのチャック２３１が設けられ、このチャック２３１に把持されることで、棒材ｗが主軸２３０と一体になって回転する。また、主軸２３０の前端側の上方には、複数の工具を装着し、所定の工具を棒材ｗの加工位置に割り出すことが可能な刃物台２１０が設けられ、この刃物台２１０に装着された工具により、棒材ｗの加工が行われる。

［棒材供給装置の全体構成の説明］
棒材供給装置１は、主軸台２２０の後方に設けられた主軸台２２０とは別体の基体１０と、この基体１０の上に設けられ、棒材ｗを後方から押して貫通穴２３０ａに挿入する押し棒１５と、この押し棒１５を主軸軸線Ｃ上で進退移動させる押し棒送り部１３と、この押し棒送り部１３と主軸台２２０との間に設けられ、複数の棒材ｗを貯蔵する貯蔵部及びこの貯蔵部から棒材ｗを主軸軸線Ｃ上に一本ずつ供給する供給機構を備えたストッカ１２と、押し棒送り部１３の後方に設けられ、押し棒１５の進退移動を案内する筒状のガイド１１とを有している。

なお、押し棒１５の径は、棒材ｗの外径とほぼ同一か、これよりも若干小さいものであるのが好ましい。また、この実施形態においてストッカ１２は、棒材ｗを貯蔵する貯蔵部及び棒材ｗを一つずつ主軸軸線Ｃに供給する供給機構の双方が、主軸台２２０及び基体１０とは別体に設けられているものとする。

[押し棒送り部の構成の説明]
図２は、押し棒１５を主軸軸線Ｃ上で進退移動させる押し棒送り部１３の詳細を説明する部分拡大正面図、図３は図２の押し棒送り部１３の側面図である。
図示するように、押し棒送り部１３は、棒材供給装置１の基体１０上に取り付けられた支持体１３１と、この支持体１３１に回転自在に設けられ、押し棒１５を上下から挟持する二つのローラ、すなわち下側の駆動ローラ１３５と上側の従動ローラ１３２とを有している。
支持体１３１の前後両側には、押し棒１５を主軸軸線Ｃ上で案内するガイド孔１３１ａが形成されている。駆動ローラ１３５と従動ローラ１３２とは、ガイド孔１３１ａを挿通して主軸軸線Ｃ上に位置決めされている押し棒１５を、上下からほぼ均等な力で挟持する。

駆動ローラ１３５は、押し棒１５に推進力を与えて主軸軸線Ｃ上で進退移動させるもので、支持体１３１の下側に取り付けられた回転軸１３７の一端に、軸受１３７ａを介して回転自在に支持されている。回転軸１３７は、支持体１３１の下側に設けられた支持部１３８に、軸受１３８ａによって回転自在に支持されている。また、支持体１３１には、駆動体としてのモータＭが取り付けられ、このモータＭの図示しない駆動軸が、同一の軸線上で回転軸１３７の他端と連結されている。

回転軸１３７と駆動ローラ１３５とは、回転軸１３７の一端側に設けられたスリップ機構１４０によって、通常は一体になって回転するようになっている。スリップ機構１４０は、回転軸１３７の一端から回転軸１３７の軸線上に突出する軸部１４１と、この軸部１４１の前端のねじ部に螺着されたダブルナット１４５と、軸部１４１の基部に取り付けられた円盤状のクラッチ板１４２とを有している。
クラッチ板１４２は、滑りキー１４７によって、回転軸１３７の軸線と同方向に進退移動自在で、かつ、回転軸１３７と常に一体になって回転するように、軸部１４１に取り付けられている。また、駆動ローラ１３５に面するクラッチ板１４２の一面の周縁には、駆動ローラ１３５と当接する当接部材１４４が均等間隔で複数設けられている。

クラッチ板１４２とダブルナット１４５との間の軸部１４１には、ばね１４３が嵌装され、このばね１４３によって、クラッチ板１４２の当接部材１４４が所定の付勢力で常時駆動ローラ１３５に押し付けられている。ばね１４３の付勢力は、軸部１４１に対するダブルナット１４５の締め付け位置を変えることで調整が可能で、ばね１４３の付勢力を強弱調整することで、クラッチ板１４２と駆動ローラ１３５との間で滑りが生じる負荷の大きさを調整することができる。

この実施形態において駆動ローラ１３５の表面には、押し棒１５との接触面積を向上させるために、押し棒１５の曲率半径以下の曲率半径を有する円弧状又はＶ字状の溝１３５ａが全周にわたって形成されている。そして、クラッチ板１４２と駆動ローラ１３５との間に作用する摩擦力を、押し棒１５と駆動ローラ１３５との間に作用する摩擦力よりも小さくすることで、押し棒１５に駆動ローラ１３５の回転を妨げるような一定以上の力が加わったときに、例えば、棒材ｗの前端がストッパに当接したときに、当接部材１４４と駆動ローラ１３５との間で滑りを生じさせて、棒材ｗに過大な負荷をかけないようにしている。

一方、駆動ローラ１３５の上方に配置された従動ローラ１３２は、支持体１３１の上方に設けられた軸１３４に、軸受１３４ａによって回転自在に支持されている。従動ローラ１３２は、押し棒１５を駆動ローラ１３５に押し付け、押し棒１５の進退移動にともなって滑りなく正逆回転するものである。
従動ローラ１３２の表面には、押し棒１５と干渉しない部位に、均等間隔で凹凸１３２ａが全周にわたって形成されている。また、支持体１３１には、従動ローラ１３２の近傍に、センサ１３３が取り付けられている。

このセンサ１３３の検知部１３３ａは、凹凸１３２ａに差し向けられていて、従動ローラ１３２が回転したときに、凹凸１３２ａを検出するようになっている。そして、検知部１３３ａが検出した凹凸１３２ａは、パルス信号として図示しない数値制御自動旋盤２の制御装置又は棒材供給装置１の制御装置に送信される。前記制御装置は、このパルス信号に基づいて、従動ローラ１３２の回転角と押し棒１５の移動量とを求める。

なお、棒材ｗを送っている途中に棒材ｗ及び押し棒１５の前進を妨げる負荷が作用すると、棒材ｗ及び押し棒１５の移動を停止するが、駆動体であるモータＭは駆動を継続している。しかし、押し棒１５と滑りなく接触している従動ローラ１３２の回転が停止するので、この従動ローラの回転の変化から、制御装置は、何らかの負荷が作用して棒材ｗ及び押し棒１５の前進が停止したと判断することができる。すなわち、この実施形態によれば、モータＭに負荷検出手段等を設けなくても、棒材ｗや押し棒１５がストッパや位置決め工具に当接したこと等を検出することが可能になり、モータＭの構成や制御の簡素化を図ることができるわけである。

［ガイドの説明］
図４は、押し棒１５の進退移動を案内するガイド１１の構成を説明する正面図である。
押し棒１５を主軸軸線Ｃ上で正確に進退移動させるためのガイド１１は、筒状のガイド本体１１１と、このガイド本体１１１の前後両端に設けられた検出スイッチ１１３，１１４と、ガイド本体１１１の後端に設けられ、押し棒１５の後端が当接することで、押し棒１５の後退を規制するストッパ１１２とを有している。
押し棒１５の後端には、押し棒１５の他の部位よりも若干大きい径の大径部１５ａが形成されている。ガイド本体１１１の内径は、大径部１５ａの外径とほぼ同じになるように形成されていて、ガイド本体１１１の内周面に接しながら大径部１５ａが進退移動することで、押し棒１５が主軸軸線Ｃ上で進退移動する。

ガイド本体１１１の前端に設けられた検出スイッチ１１４は、押し棒１５の前進限界を検出するためのもので、押し棒１５が前進して大径部１５ａが検出スイッチ１１４の検出部１１４ａを押し上げることで、前記した制御装置がモータＭの駆動を停止させ、これ以上の押し棒１５の前進を規制する。
この実施形態では、ストッパ１１２が、押し棒１５の後退移動を規制する後退規制手段を構成し、検出スイッチ１１４が、押し棒１５が所定位置よりも前進しないように規制する前進規制手段を構成する。

また、ガイド本体１１１の後端に設けられた検出スイッチ１１３は、押し棒１５の最後退位置まで移動したことを検出するためのものである。押し棒１５が後退して大径部１５ａが検出スイッチ１１３の検出部１１３ａを押し上げ、かつ、押し棒１５の後端がストッパ１１２に当接して従動ローラ１３２の回転が停止すると、前記した制御装置が、押し棒１５が最後退位置まで移動したと判断して、モータＭの駆動を停止させる。

この実施形態においては、主軸台２２０と棒材供給装置１の基体１０の前端との間に、棒材ｗの前端を検出するセンサ１６を設けている。このセンサ１６は、制御装置による棒材ｗの前端位置の常時監視を可能にするとともに、棒材ｗの長さを求めて、棒材ｗの後端の位置、つまり、押し棒１５の前端位置の常時監視を可能にするものである。
図５は、この実施形態の棒材供給装置において棒材ｗの長さを求める原理を説明する模式図である。
図５に示すように、ガイド本体１１１の後端のストッパ１１２からセンサ１６までの距離をＬ、押し棒１５の長さをＨとする。

押し棒１５が、ストッパ１１２に当接した最後退位置から前進を開始したとき、押し棒１５の移動距離は、従動ローラ１３２の回転角から求めることができる。所定の距離ｈだけ押し棒１５が前進し、これによって棒材ｗが押されて、センサ１６が棒材ｗの前端を検出したとき、棒材ｗの長さｌは、距離Ｌから、押し棒１５の長さＨと前進した距離ｈとを差し引くことで求めることができる。
センサ１６が棒材ｗの前端を検出することで、以後の従動ローラ１３２の回転角から、棒材ｗの前端位置を常時監視することが可能になる。また、棒材ｗの前端位置から棒材ｌの長さを差し引くことで、押し棒１５の前端位置を常時監視することが可能になる。

次に、上記構成の棒材供給装置１の作用を、図６のフローチャート及び図７，８の作用図を参照しながら説明する。
棒材供給装置１による棒材ｗの供給前に、押し棒１５がストッパ１１２に当接する位置（最後退位置）まで後退しているかどうかを判断する（ステップＳ１０１、図７（ａ））。押し棒１５がストッパ１１２に当接する位置まで後退しているかどうかは、検出スイッチ１１４が大径部１５ａ（図４参照）を検出することによる検出信号と、押し棒１５を後退させる方向にモータＭを駆動させたときに、従動ローラ１３２が回転するか否かとで確認することができる。

ステップＳ１０１の確認の後、ストッカ１２から棒材ｗを一つだけ主軸軸線Ｃ上に供給する（ステップＳ１０２、図７（ｂ））。また、主軸２３０を主軸台２２０とともに、棒材供給装置１に最も近接した最後端位置まで後退させる（ステップＳ１０３、図７（ｂ））。
そして、主軸２３０の前端のチャック２３１が開放していることを条件に（ステップＳ１０４）、モータＭを駆動させて押し棒１５を前進させる（ステップＳ１０５）。押し棒１５の前端が棒材ｗの後端に当接すると、棒材ｗが主軸２３０に向けて前進を開始する。

センサ１６が棒材ｗの前端を検出すると（ステップＳ１０６）、数値制御自動旋盤又は棒材供給装置の制御装置は、先に示した手順により棒材ｗの長さｌを演算によって求める。また、棒材ｗの長さｌが予め設定された加工可能な長さよりも長いかどうか、つまり、棒材ｗの加工が可能かどうかを判断する（ステップＳ１０７）。その結果、棒材ｗの長さｌが、加工可能な長さより短いと判断したときは、モータＭの駆動を停止させて押し棒１５及び棒材ｗの前進を停止させ、アラーム等を出力してオペレータに報知する。
棒材ｗの長さｌが、加工可能な長さであるときは、押し棒１５及び棒材ｗの前進を継続させるとともに、棒材ｗ及び押し棒１５の前端位置の監視を行う（ステップＳ１０８）。

押し棒１５は、主軸２３０の前端に残っている前回加工の棒材の残り（残材ｗ′）に当接しない位置まで、棒材ｗを貫通穴２３０ａに挿入する（ステップＳ１０９、図７（ｃ））。
この後、主軸台２２０が所定位置まで前進して位置決めされる（ステップＳ１１０、図７（ｄ））。この主軸台２２０の前進、位置決めの後、前記制御装置が再びモータＭを駆動させて押し棒１５を前進させ、棒材ｗを前進させる（ステップＳ１１１）。
棒材ｗの前端が主軸２３０の前端に達すると、棒材ｗに押されて残材ｗ′が主軸２３０の外に排出される（ステップＳ１１３、図７（ｅ））。また、棒材ｗの前端が主軸２３０の前端に達したことを条件に（ステップＳ１１２）、前記制御装置はモータＭの駆動を停止させ、押し棒１５の移動を停止させる（ステップＳ１１５）。さらに、このとき、位置決め工具Ｔ１が準備される（ステップＳ１１４、図８（ａ））。

位置決め工具Ｔ１の準備確認後、前記制御装置はモータＭを再駆動して押し棒１５を前進させ、棒材ｗの前端を位置決め工具Ｔ１に当接させる（ステップＳ１１６，Ｓ１１７、図８（ｂ））。
棒材ｗの前端が位置決め工具Ｔ１に当接すると、棒材ｗ及び押し棒１５の移動が規制され、棒材供給装置１の駆動ローラ１３５とクラッチ板１４２（図３参照）との間に滑りが生じる。一方、棒材ｗ及び押し棒１５の停止によって従動ローラ１３２の回転も停止するので、モータＭが駆動をしていても、前記制御装置は棒ｗの前端が位置決め工具Ｔ１に当接したと判断することができる。前記制御装置は、この判断の後、モータＭの駆動を停止させる。

なお、棒材ｗの加工精度をより高めるために、位置決め工具Ｔ１に棒材ｗが当接した後に、位置決め工具Ｔ１で棒材ｗを若干押し戻して、主軸２３０からの棒材ｗの突出長さが予め設定した正確な長さになるにするとよい（ステップＳ１１８、図８（ｃ））。
この後、棒材ｗの長さが加工可能な長さであることを条件に（ステップＳ１１９）、チャック２３１を閉じて棒材ｗを把持させ（ステップＳ１２０）、押し棒１５を主軸２３０から後退させる（ステップＳ１２１）。この実施形態では、押し棒１５は最後退位置まで後退させるものとする（ステップＳ１２２）。

以後、位置決め工具Ｔ１に替えて加工用の工具Ｔ２が準備され、この加工用の工具Ｔ２によって棒材ｗの加工が開始される（ステップＳ１２３、図８（ｄ）。
工具Ｔ２による加工が終了すれば（ステップＳ１２４）、突っ切り工具で製品を突っ切り、チャック２３１を開いて（ステップＳ１２５）、ステップＳ１１４に戻る。この後、ステップＳ１１６〜ステップＳ１２５の手順を繰り返す。この過程のステップＳ１１９で、棒材ｗの長さが加工可能な長さより短くなっていれば、スタートに戻って次の棒材ｗの準備をし、ステップＳ１０１以下の処理を繰り返す。

上記の説明では、主軸移動型の数値制御自動旋盤を例に挙げて説明したが、主軸固定型の数値制御自動旋盤でも本発明の適用は可能である。
以下、図９のフローチャート及び図１０〜図１２の作用図を参照しながら、主軸固定型の場合の第二の実施形態について説明する。
なお、主軸台２２０が固定型であること及び基体１０が主軸台２２０に一体に取り付けられていることを除けば、この実施形態における棒材供給装置の構成は第一の実施形態と同じであるので、同一の部材，同一の部位には同一の符号を用いるとともに、棒材供給装置１の構成についての詳細な説明は省略する。

棒材供給装置１及び数値制御自動旋盤の電源投入後、棒材供給装置１による棒材ｗの供給前に、押し棒１５がストッパ１１２に当接する位置（最後退位置）まで後退しているかどうかを判断する（ステップＳ２０１、図１０（ａ））。押し棒１５がストッパ１１２に当接する位置まで後退しているかどうかは、検出スイッチ１１４が大径部１５ａ（図４参照）を検出することによる検出信号と、押し棒１５を後退させる方向にモータＭを駆動させたときに、従動ローラ１３２が回転するか否かとで確認することができる。

ステップＳ２０１の確認の後、ストッカ１２から棒材ｗを一つだけ主軸軸線Ｃ上に供給する（ステップＳ２０２、図１０（ｂ））。
そして、主軸２３０の前端のチャック２３１が開放していることを条件に（ステップＳ２０３）、モータＭを駆動させて押し棒１５を前進させる（ステップＳ２０４）。押し棒１５の前端が棒材ｗの後端に当接すると、棒材ｗが主軸２３０に向けて前進を開始する。

センサ１６が棒材ｗの前端を検出すると（ステップＳ２０５）、数値制御自動旋盤又は棒材供給装置１の制御装置は、先に示した手順により棒材ｗの長さｌを演算によって求める。また、棒材ｗの長さｌが予め設定された加工可能な長さよりも長いかどうか、つまり、棒材ｗの加工が可能かどうかを判断する（ステップＳ２０６）。その結果、棒材ｗの長さｌが、加工可能な長さより短いと判断したときは、モータＭの駆動を停止させて押し棒１５及び棒材ｗの前進を停止させ、アラーム等を出力してオペレータに報知する。
棒材ｗの長さｌが、加工可能な長さであるときは、押し棒１５及び棒材ｗの前進を継続させるとともに、棒材ｗ及び押し棒１５の前端位置の監視を行う（ステップＳ２０７）。

棒材ｗは、押し棒１５に押されて、主軸２３０の貫通孔２３０ａに挿入される（ステップＳ２０８、図１０（ｃ）参照）。そして、棒材ｗの前端が主軸２３０の前端に達すると、棒材ｗに押されて残材ｗ′が主軸２３０の外に排出される（ステップＳ２１１、図１０（ｄ））。また、棒材ｗの前端が主軸２３０の前端に達したことを条件に（ステップＳ２１０）、前記制御装置はモータＭの駆動を停止させ、押し棒１５の移動を停止させる（ステップＳ２１３）。さらに、このとき、位置決め工具Ｔ１が準備される（ステップＳ２１２、図１１（ａ））。

位置決め工具Ｔ１の準備確認後、前記制御装置はモータＭを再駆動して押し棒１５を前進させ、棒材ｗの前端を位置決め工具Ｔ１に当接させる（ステップＳ２１４，Ｓ２１５、図１１（ｂ））。
棒材ｗの前端が位置決め工具Ｔ１に当接すると、棒材ｗ及び押し棒１５の移動が規制され、棒材供給装置１の駆動ローラ１３５とクラッチ板１４２（図３参照）との間に滑りが生じる。一方、棒材ｗ及び押し棒１５の停止によって従動ローラ１３２の回転も停止するので、モータＭが駆動をしていても、前記制御装置は棒ｗの前端が位置決め工具Ｔ１に当接したと判断することができる。前記制御装置は、この判断の後、モータＭの駆動を停止させる。

なお、棒材ｗの加工精度をより高めるために、位置決め工具Ｔ１に棒材ｗが当接した後に、位置決め工具Ｔ１で棒材ｗを若干押し戻して、主軸２３０からの棒材ｗの突出長さが予め設定した正確な長さになるにするとよい（ステップＳ２１６、図１１（ｃ））。
この後、棒材ｗの長さが加工可能な長さであることを条件に（ステップＳ２１７）、チャック２３１を閉じて棒材ｗを把持させ（ステップＳ２１８）るとともに、加工工具Ｔ２を準備して加工を開始させる（ステップＳ２１９、図１１（ｄ））。

加工が終了すれば（ステップＳ２２０）、突っ切り工具を準備して製品を棒材ｗから切り離す（ステップＳ２２１）。棒材ｗの加工は、棒材ｗが加工不可能な長さになるまで繰り返される（ステップＳ２１２〜ステップＳ２２１）。
ステップＳ２１７で棒材ｗの長さが加工不可能な長さであると判断されれば、押し棒１５を後退させるとともに（ステップＳ２２２）、ストッカ１２から次に加工を行う棒材ｗを主軸軸線Ｃに向けて送り出す（ステップＳ２２３、図１２（ａ））。、

この際、例えば図１３に示すようなＶ字状の溝（Ｖ溝）１７ａを有する棒材保持手段としての棒材受け１７を、ストッカ１２の前方の主軸軸線Ｃ上に準備しておき、ストッカ１２から送り出された次回加工の棒材ｗが、後退する押し棒１５に当接した状態で、傾斜面１７ｂ上で待機するようにするとよい。この実施形態では、この待機位置が「待機部」を構成する。
押し棒１５の前端が次回加工の棒材ｗの後端まで達すると、押し棒１５に当接していた棒材ｗがＶ溝１７ａに落下して、主軸軸線Ｃ上に位置決めされる。
従って、押し棒１５が最後退位置まで到達すると同時に、押し棒１５の前進を開始させることが可能になり（ステップＳ２２４、図１２（ｂ））、加工時間の短縮を図ることが可能になる。

本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものではない。
例えば、従動ローラ１３２の回転角の検出は、凹凸１３２ａを検出する近接スイッチ等のセンサ１３３に限らず、他の回転角検出センサやエンコーダ等を利用してもよい。
さらに、検出スイッチ１１３が押し棒１５の大径部１５ａを検出してモータＭを停止させるだけで、押し棒１５の必要な位置精度が得られるのであれば、後退規制手段としてのストッパ１１２は特に設けなくてもよい。この場合、スリップ機構１４０は、一回転方向のみに滑りを生じさせるものを用いることができる。

またさらに、上記の説明では駆動ローラ１３５と従動ローラ１３２は各一個ずつ設けるものとして説明しているが、これらは複数であってもよい。
また、上記の説明では、棒材ｗの長さを求めて押し棒１５の前端位置を割り出し、押し棒１５の前端位置の監視を行って、押し棒１５が所定位置まで前進したときに、棒材ｗのこれ以上の加工が不可能であると判断して次の棒材の準備を行うものとして説明したが、前進規制手段である検出スイッチ１１４が押し棒１５の大径部１５ａを検出したときに、棒材ｗのこれ以上の加工が不可能であると判断するようにしてもよい。
さらに、上記の第一の実施形態では移動型の主軸台を、第二の実施形態では固定型の主軸台を例に挙げて説明しているが、第一の実施形態の棒材供給装置を固定型の主軸台に、また、第二の実施形態の棒材供給装置を移動型の主軸台に適用することも勿論可能である。

上記の説明では、ガイドブッシュを備えた他の数値制御自動旋盤で加工が不可能となった端材のような短尺の棒材の供給を例に挙げて説明したが、本発明の棒材供給装置は、主軸の全長よりも短い短尺の棒材の供給や、三角形，四角形又は六角形等の多角形の断面形状を有する棒材にも適用が可能である。

Claims (10)

1. 主軸台と、この主軸台に回転自在に支持された主軸とを有する数値制御自動旋盤の後方に配置され、棒材の前端を前記主軸の貫通孔に挿通させて前記主軸の前端から突出させ、刃物台に装着した工具で前記棒材の前端を加工させるための棒材供給装置において、
   前記主軸の軸線上に棒材を供給するストッカと、
   このストッカの後方に設けられ、前記主軸の軸線上で進退移動する押し棒と、
   この押し棒の進退移動を案内する押し棒ガイドと、
   前記軸線の両側に配置され、前記押し棒を前記軸線上で挟持する複数のローラとを有し、
   前記複数のローラのうちの一つが、駆動体によって回転される駆動ローラで、この駆動ローラを除く他のローラのうちの少なくとも一つが、前記押し棒と滑り無く回転する従動ローラとして構成され、
   前記従動ローラの回転を検出する回転検出手段を備えたこと、
   を特徴とする数値制御自動旋盤の棒材供給装置。
2. 請求項１に記載の数値制御自動旋盤の棒材供給装置において、前記主軸台に基体が取り付けられ、
   この基体に、前記軸線上で進退移動自在な前記押し棒と、この押し棒の進退移動を案内する前記押し棒ガイドと、前記押し棒を前記軸線上で挟持する前記複数のローラと、前記複数のローラのうちの少なくとも一つを回転させる前記駆動体とを設けたこと、
   を特徴とする数値制御自動旋盤の棒材供給装置。
3. 前記ストッカが、前記材料を貯蔵する貯蔵部とこの貯蔵部から前記主軸の軸線上に前記材料を供給する供給機構とを有し、前記貯蔵部及び前記供給機構の少なくとも一つを、前記基体に設けたことを特徴とする請求項２に記載の数値制御自動旋盤の棒材供給装置。
4. 前記押し棒の進退移動が規制されたときに、前記駆動体と前記押し棒との間で滑りを生じさせる滑り手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の数値制御自動旋盤の棒材供給装置。
5. 前記駆動ローラが、前記駆動体の回転軸に対して回転自在に設けられ、前記滑り手段が、前記回転軸と一体になって回転する回転体と、この回転体と前記駆動ローラとを所定の押圧力で相対的に押圧する押圧手段とを有することを特徴とする請求項４に記載の数値制御自動旋盤の棒材供給装置。
6. 前記ストッカの前方に、前記棒材の前端を検出する検出手段を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の数値制御自動旋盤の棒材供給装置。
7. 前記押し棒の他端が所定の後退位置まで後退したときに、前記押し棒の移動を規制する後退規制手段を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の数値制御自動旋盤の棒材供給装置。
8. 前記押し棒の一端が所定の前進位置まで前進したときに、前記押し棒の移動を規制する前進規制手段を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の数値制御自動旋盤の棒材供給装置。
9. 前記棒材が端材又は多角形の断面形状を有するものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の数値制御自動旋盤の棒材供給装置。
10. 前記ストッカから送り出された棒材を、前記押し棒に接触した状態で一時的に待機させる待機部と、前記棒材を主軸軸線上で位置決めする位置決め部とを有する棒材保持手段を、前記主軸の軸線上に設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の数値制御自動旋盤の棒材供給装置。

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