WO2002034439A1

WO2002034439A1 - Procede de commande de dispositif d"alimentation de materiau en barre

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Publication number: WO2002034439A1
Application number: PCT/JP2001/008939
Authority: WO
Inventors: Yasuhiro Sasaki; Tadashi Fujinawa
Original assignee: Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2001-10-11
Publication date: 2002-05-02
Also published as: CN1392813A; DE10194677T1; JPWO2002034439A1; TW501959B; AU2001294227A1; JP3954965B2; US20020183888A1; US6665579B2; CH695548A5; CN1220568C

Description

明細書数値制御旋盤における棒材供給装置の制御方法及び数値制御旋盤技術分野

本発明は、数値制御旋盤に設けられ、主軸の貫通孔を通して長尺の棒材を所定長さづっ送りながら、連続的に製品の加工を行うための棒材供給装置の制御方法に関する。背景技術

数値制御旋盤（以下， N C旋盤と記載する）の主軸の軸線上に形成された貫通孔を通して、長尺の棒材を供給する棒材供給装置が知られている。この棒材供給装置は、前記主軸又は主軸前方に設けられたガイドブッシュから所定長さ前記棒材の先端を突出させ、刃物台に装着した工具で前記棒材の先端を加工した後、突切バイ卜で製品を前記棒材の先端から切り離し、前記棒材を所定長さ送って同様の加工を前記棒材の先端に施すという工程を繰り返すことで、一つの棒材から複数個の製品を連続的に加工することができるようにしたものである。

このような棒材供給装置を備えた N C旋盤の従来例の構成を第 9図に示す。図示するように、 N C旋盤 1 1 0は、 Z軸と同方向に進退移動自在な主軸台 1 1 3と、この主軸台 1 1 3に回転自在に支持され、主軸軸線 Cに沿って棒材 Wが揷通する貫通孔 1 1 2 aが形成された主軸 1 1 2と、この主軸 1 1 2の先端に設けられた棒材 Wを把持するチャック 1 1 7と、主軸台 1 1 3の前方（第 9図の左方）に設けられ、棒材 Wの先端を回転自在に支持するガイドブッシュ 1 1 6と、複数の工具 Tが装着された刃物台 1 1 4とを有する。

刃物台 1 1 4に装着される工具 Tには、ガイドブッシュ 1 1 6から突出させた棒材 Wの先端を加工するバイト等のほか、棒材 Wの先端に成形された製品を切り離すための突切バイト及び次に説明する棒材供給装置 1 2 0から送り出された棒材 Wの先端を当接させて、主軸軸線 C上における棒材 Wの位置決めを行う位置決め工具が含まれる。

N C旋盤 1 1 0の N C装置 1 1 5は、加工プログラムにしたがって主軸台 1 1 3及び刃物台 114の移動を制御する。

N C旋盤 110に棒材 Wを供給する棒材供給装置 120は、この N C旋盤 11 0の後方（第 9図の右方）に設置される。

棒材供給装置 120には、複数本の棒材 Wを収納している図示しない棒材収納部と、この棒材収納部から供給された棒材 Wを主軸軸線 C上で載置する複数の棒材支持部 128 a， 128b, 128 cと、この棒材支持部 128 a, 128b, 128 cの各々に設けられ、棒材 Wの先端を加工する際に長尺の棒材 Wが撓まないように、棒材 Wを途中部位で把持する振れ止めチャック 129 a, 129 b, 129 cを有している。なお、同様の振れ止めチャック 129 dが、 NC旋盤 1 10の主軸 112の後端側にも設けられている。

棒材供給装置 120の後方側には、棒材支持部 128 a， 128b, 128 c に載置された棒材 Wを主軸 112に向けて送り出すためのフィーダ 123が設けられている。このフィーダ 123の先端には、棒材 Wの後端を把持し、棒材 Wとともに回転するフィンガーチャック 123 aが設けられている。

フィーダ 123は、モータ 12 l aと、このモー夕 121 aの駆動によって回転するプーリ 121 bと、このプーリ 121 bに巻き掛けられたベルト 121 c とからなる駆動部 121によって、主軸軸線 C方向に進退移動される。

前記した棒材収納部からの棒材 Wの供給、振れ止めチャック 129 a， 129 b, 129 c, 129 dの開閉及びモ一夕 121 aの駆動は、棒材供給装置 12 0に設けられた制御部 125によって制御される。

上記構成の棒材供給装置 120では、棒材 Wを主軸 112に送り出す際及び棒材 Wの加工中に、フィーダ 123と振れ止めチャック 129 a， 129b, 12 9 c， 129 dとが干渉しないようにする必要がある。

そのため、自動加工を開始する前に、オペレータがフィーダ 123を主軸軸線 C方向に手動で送って、振れ止めチャック 129 a， 129b, 129 c, 12 9 dの手前の位置①〜④ （第 9図参照）にフィーダ 123の先端を位置させ、このときのフィーダ 123の位置を制御部 125に記憶させるとともに、フィ一ダ 123が位置①〜④にきたら、各位置①〜④に対応する振れ止めチャック 1 29 a, 129b, 129 c， 129 dが開くように設定していた。

また、棒材 Wのショートカット（供給された棒材の加工を開始するに当たり、加工精度の低い棒材の先端部分を切り落とすことをいう）のタイミング及び棒材 Wの交換のタイミングについても、自動加工を開始する前に、フィーダ 1 2 3を手動で送って、フィーダ 1 2 3の先端を当該タイミング位置に位置させ、このときのフィーダ 1 2 3の位置を制御部 1 2 5のメモリ等に記憶させるようにしている。

上記した各設定の手順を示したのが第 1 0図のフローチヤ一トである。

自動加工を開始する前の設定の段階では、設定開始（ステップ S 1 0 0 ) と同時に N C装置 1 1 5に加工プログラムを読み込み（ステップ S 1 0 1 ) 、製品の加工個数及び棒材の長さを入力する（ステップ S 1 0 2 , S 1 0 3 ) 。また、棒材供給装置 1 2 0の制御部 1 2 5に棒材 Wの長さゃ径に応じた送りトルクを入力する（ステップ S 1 0 4 ) 。

次いで、振れ止めチャック 1 2 9 a〜l 2 9 dを開放するタイミングを制御部 1 2 5に入力する（ステップ S 1 0 5 ) 。前記したように、このタイミングの入力は、位置①〜位置④にフィーダ 1 2 3を手動で送り、このときのフィーダ 1 2 3の座標位置等を入力することによって行われる。なお、位置①〜位置④は、加工中における主軸台 1 1 3の最大ストロークを考慮して決定されなければならない。

同様に、棒材 Wの交換のタイミング及びショートカツトのタイミングにおけるフィーダ 1 2 3の位置を制御部 1 2 5に入力する（ステップ S 1 0 6 ) 。

次いで、図示しない棒材収納部に収納されている棒材 Wの長さが均一か不均一かを入力する（ステップ S 1 0 7 ) 。

以上の入力が終了すれば、データ設定を行い、各入力値を N C装置 1 1 5又は制御部 1 2 5のメモリに記憶させ（ステップ S 1 0 8 ) 、自動加工を開始する (ステップ S 1 0 9 ) 。

しかしながら、上記した従来の棒材供給装置 1 2 0においては、オペレータが手動で各位置①〜④にフィーダ 1 2 3を送って位置させ、各位置①〜④におけるフィーダ 1 2 3の座標位置等を制御部 1 2 5に入力する必要があるため、作業が面倒なうえ、棒材 Wを最初に設定してから自動加工を開始するまで、長時間を要するという問題がある。

また、振れ止めチャック 1 2 9 a〜l 2 9 dとフィーダ 1 2 3との干渉を防止するために設定される位置①〜④は、棒材 Wを加工する際の主軸台 1 1 3の最大ストロークを考慮して決定されなければならないが、前記ストロークは、オペレ一夕が製品の長さ寸法や加工プログラムから判断しなければならず、不適切な判断によって、加工中又は棒材 Wを送り出す際に、フィーダ 1 2 3が振れ止めチャック 1 2 9 a〜l 2 9 dに衝突する等不測の事態が生じるおそれがあった。本発明は、上記の問題点にかんがみてなされたもので、振れ止めチャックの開放のタイミング、ショートカットのタイミング及び棒材交換のタイミングを、最小の入力作業で自動的に設定することができ、入力及び設定時間の短縮、ォペレ一夕の作業負担の軽減及び加工時間の短縮を図ることのできる棒材供給装置の制御方法及び数値制御旋盤を提供しょうとするものである。発明の開示

上記課題を解決するために、本発明は、主軸台と、この主軸台に回転自在に支持され、軸線に沿って貫通孔が形成された主軸と、前記貫通孔を揷通して前記主軸から突出する棒材を加工する工具が装着された刃物台と、前記主軸台又は前記刃物台の移動を制御する制御装置とを有する数値制御旋盤に設けられ、棒材支持部に載置された前記棒材を前記主軸に向けて所定長さずつ送り出すフィーダと、前記棒材支持部に支持された前記棒材が前記軸線上で横振れしないように把持する振れ止めチヤックとを有する棒材供給装置の制御方法において、前記振れ止めチャックの位置データと、前記棒材の長さ寸法データと、前記棒材を加工して得られる製品の軸線方向の長さ寸法データと、前記製品を前記棒材から切り離すための切断加工幅の寸法データとを前記制御装置に予め設定し、前記制御装置が、フィーダ位置割り出し手段によって前記棒材を位置決めしたとき及び前記棒材を加工するときの前記フィ一ダの位置を随時割り出し、割り出された前記フィ一ダの位置と予め設定された各前記データとに基づいて、前記棒材支持部への前記棒材の供給、前記振れ止めチヤックの開閉及び前記棒材の送りを制御する方法である。

この方法によれば、棒材支持部には、 N C旋盤の制御装置の指令により、棒材収納部から材が供給される。棒材支持部に載置された棒材は、自動加工中及び主軸に送り出される際に、撓まないように振れ止めチャックによって把持される。前記制御装置は、フィーダ位置割り出し手段によつて棒材の位置決めを行う際及び加工中におけるフィーダの位置を随時割り出し、フィーダと干渉するおそれのある振れ止めチャックを開放させる。

また、製品の長さ寸法データ及び切断加工幅の寸法データから、一つの製品を加工することで前記棒材をどれだけ消費するのかを容易に判断することができる。前記した切断加工幅の寸法データは、例えば、突切バイトの刃幅から求めることができる。したがって、元の棒材の長さから消費された棒材の長さを差し引くことで加工後の棒材の長さ寸法データを得ることができる。

なお、製品の長さ寸法データや切断加工幅の寸法データは、オペレータが手入力によって設定するようにしてもよいが、製品を加工するための加工プログラムの中から抽出するようにすることもできる。

前記フィーダ位置割り出し手段としては、サーボ機構やエンコーダを用いることができる。このようにすれば、フィーダを移動させる駆動部に設けられたモ一夕やブーリ等の回転軸の回転角から、前記フィーダの位置を割り出すことができる。

また、前記棒材支持部に支持されている前記棒材の先端を、所定位置に位置決めして設けた検出手段によって検出し、前記制御装置が、前記検出手段が前記棒材の先端を検出したときの前記フィーダの位置、前記加工プログラムから抽出した前記製品の長さ寸法データと前記切断加工幅の寸法データとから、前記棒材の先端の位置を判断して、前記駆動部による前記棒材の送り及び前記振れ止めチヤックの開閉を制御するようにしてもよい。

このようにすれば、棒材の先端を検出するために所定位置に位置決めされた検出手段により、棒材の長さをオペレータが入力しなくても、自動的に判断することが可能になる。さらに、上記のようにして得られた棒材の長さと、サーボ機構等によって検出されたフィーダの位置とから、棒材の先端位置を容易に求めることができる。

なお、サーポモータを用いることで、前記フィーダを加工にともなう前記棒材の移動に同期させて移動させることが可能になる。

また、前記フィーダ位置割り出し手段が前記制御装置に設けられた演算部であり、前記フィーダで送り出した棒材の先端を、所定位置に位置決めした当接部材に当接させて位置決めするようにし、前記演算部が、前記当接部材の位置データ、前記棒材の長さ寸法データ、前記製品の長さ寸法データ及び前記切断加工幅の寸法デ一夕とから、前記フィーダの位置を求めるようにしてもよい。

この方法によれば、サーポモ一夕等を用いずに、棒材の位置決め時及び加工中におけるフィーダの位置を求めることができる。

すなわち、棒材の先端を予め位置決めした当接部材に当接させることで、前記当接部材の位置と前記棒材の長さとから、フィーダの先端の位置を求めることができる。また、棒材の初期長さから、製品の長さと突切バイトの刃幅を差し引くことで、加工後の棒材の長さを求めることができ、前記当接部材の位置と加工後の前記棒材の長さとから、製品を加工することによるフィーダの移動量を求めることができる。

さらに、前記制御装置に前記製品の加工個数を予め入力し、この加工個数に基づいて、前記棒材の必要本数、前記棒材の予定残長さを求めるようにしてもよい。この場合、前記加工個数に基づいて得られた前記棒材の予定残長さから、前記加ェ個数に基づいて得られた前記棒材の予定残長さから、前記棒材を使い切るまで加工するか否かを判断するようにしてもよい。

また、前記棒材を収納する棒材収納部に、長さの異なる複数の棒材を収納し、前記制御装置に、前記棒材収納部に収納されている前記棒材の長さ寸法データを予め入力し、前記製品の長さ寸法データ及び前記製品の加工個数に基づいて、前記棒材の予定残長さが最も小さくなるように前記棒材収納部から前記棒材を供給するようにしてもよい。

この方法によれば、棒材を有効に使用することができ、加工コストを低減することができる。本発明の目的は、上記制御方法にしたがった制御を行う制御装置を備えた数値制御旋盤によっても達成される。

すなわち、主軸台と、この主軸台に回転自在に支持され、軸線に沿って貫通孔が形成された主軸と、工具が装着された刃物台と、前記主軸台又は前記刃物台の移動を制御する制御装置とを有する数値制御旋盤において、前記刃物台の工具が、前記数値制御旋盤とは別個に設けられ、前記棒材を横振れしないように把持する振れ止めチヤックを予め設定された位置に有するとともに、前記棒材を前記主軸に向けて所定長さずつ送り出すフィーダを有する棒材供給装置から前記主軸の貫通孔を通して供給された棒材を、前記刃物台の工具で加工し、前記制御装置が、フィ一ダ位置割り出し手段によつて前記棒材を位置決めしたとき及び前記棒材を加工するときの前記フィーダの位置を随時割り出し、割り出された前記フィーダの位置と予め設定された製品の軸線方向の長さ寸法データ及び前記製品を前記棒材から切り離すための切断加工幅の寸法データに基づいて、前記棒材支持部への前記棒材の供給、前記振れ止めチヤックの開閉及び前記棒材の送りを制御する機能を有する構成としてある。

以上、本発明によれば、製品の加工個数を入力するだけで、棒材の交換のタイミング、ショートカットのタイミング、棒材の送り出し量及び振れ止めチャックの開閉のタイミングを自動制御することがで可能になる。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の第 1の実施形態にかかり、棒材供給装置を備えた数値制御旋盤の主要部の概略構成図である。

第 2図は、棒材供給装置の制御方法を説明するフローチャートで、自動加工を開始する前の各設定値の設定の手順を示すものである。

第 3図は、棒材供給装置の制御方法を説明するフローチャートで、自動加工を開始した後における棒材供給装置の制御手順を説明するものである。

第 4図は、 N C装置のディスプレイに表示される棒材供給装置の設定画面の一例を示す図である。

第 5図は、ショートカツトを行う際の主軸及びフィーダの関係を示す図である。第 6図は、本発明の第 2の実施形態にかかり、棒材供給装置を備えた数値制御旋盤の主要部の概略構成図である。

第 7図は、棒材供給装置の制御方法を説明するフローチャートで、自動加工を開始した後における棒材供給装置の制御手順を説明するものである。

第 8図は、本発明の第 3の実施形態にかかり、棒材供給装置を備えた数値制御旋盤の主要部の概略構成図である。

第 9図は、本発明の従来例にかかり、棒材供給装置を備えた数値制御旋盤の主要部の概略構成図である。

第 1 0図は、従来の棒材供給装置の制御方法を説明するフ口一チャートで、自動加工を開始する前の各設定値の設定の手順を示すものである。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

[第 1の実施形態]

第 1図は、本発明の第 1の実施形態にかかり、棒材供給装置を備えた数値制御旋盤のプロック図、第 2図及び第 3図は棒材供給装置の制御手順を説明するフ口一チヤ一卜で、第 2図は自動加工開始前の各設定値の入力及び設定の手順を、第 3図は自動加工開始後における棒材供給装置の制御手順を説明するものである。また、第 4図は、 N C装置に各種設定値を設定する際にディスプレイに表示される設定画面を示す図で、第 5図は、ショートカットを行う際の主軸とフィーダの作用を示す図である。

まず、第 1図にしたがつて N C旋盤及び棒材供給装置の構成を説明する。なお、第 1図の N C旋盤及び棒材供給装置は、第 9図に示した N C旋盤及び棒材供給装置と基本的な構成は同じであるので、同一部位及び同一部材には同一の符号を付して、当該部位，部材の詳しい説明は省略する。

本発明においては、 N C旋盤 1 1 0の N C装置 1 1 5が、棒材供給装置 1 2 0 における棒材 Wの供給、フィーダ 1 2 3を移動させるためのモータの駆動，振れ止めチャック 1 2 9 a〜l 2 9 dの開閉を制御する。

また、この実施形態では、フィーダ 1 2 3を移動させるためめモー夕は、サーポモ一夕 1 2 1 a ' である。さらに、主軸台 1 1 3は Z軸方向に移動自在で、 N C装置 1 1 5の指令にしたがって進退移動するものとして説明する。

[各種設定値の設定の手順]

次に、第 1図、第 2図及び第 4図を参照しながら、各種設定値の設定の手順を説明する。

N C装置 1 1 5には、加工開始時における主軸台 1 1 3の初期位置 0 1、棒材供給装置 1 2 0におけるフィーダ 1 2 3の原点位置 O 2及び振れ止めチヤック 1 29 a〜l 29 dの各々の位置が予め設定されている。

設定を開始する（ステップ S 10) と同時に、 NC装置 115には加工プログラムが読み込まれる（ステップ S 11) 。オペレータは、製品の加工個数と、製品の加工に使用する棒材 Wの長さを NC装置 115に入力する（ステップ S 12, S 13) 。また、棒材 Wの径等に応じて送りトルクを入力し（ステップ S 14) 、図示しなぃ棒材収納部に収納されている棒材 Wの長さが均一か不均一かを入力する（ステップ S 15) 。

なお、製品の長さと切断加工幅の寸法デ一夕となる突切バイトの刃幅は、ステップ S 13でォペレ一夕が手入力するようにしてもよいが、加工プログラムの中から自動的に読み取るようにすることも可能である。

以上の入力が完了すると、デ一夕設定を行い、入力値を NC装置 115のメモリに記憶させる（ステップ S 16) 。 NC装置 115は、設定された各データに基づいて、一製品を加工することによって消費される棒材 Wの長さ（製品長と突切バイトの刃幅の和に等しい）、振れ止めチャック 129 aから 29 dの開放のタイミング、棒材の必要本数、必要個数の製品を加工したときの棒材 Wの残長さ、棒材を使い切るまでの加工可能個数、棒材 Wの交換のタイミング等が演算される (ステップ S 17) 。この演算結果は、第 4図に示すように、 NC装置 115のディスプレイの設定画面 130に表示される（ステップ S 18) 。オペレータは、この設定画面 130によって、設定内容に誤りがないかどうかを確認することができる。

また、オペレータは、 NC装置 115によって算出された前記加工可能個数に基づいて、棒材 Wを使い切るまで製品を加工するのかどうかを判断し（ステップ S 19) 、棒材 Wを使い切るまで加工を行う場合は、製品の最終的な加工個数を設定画面 130から確認する（ステップ S 20) 。以上が終了すれば、自動加工を開始する（ステップ S 21) 。

[自動加工の手順]

次に、自動加工の手順を、第 1図、第 3図及び第 5図を参照しながら説明する。自動加工が開始されると、 NC装置 115は、図示しない棒材収納部から棒材 Wを取り出して、棒材支持部 128 a〜l 28 cに供給するように指令を出力する（ステップ S 31) 。棒材 Wが棒材支持部 128 a〜l 28 cに供給されると、振れ止めチャック 129 a〜l 29 dが閉じて棒材 Wを把持する（ステップ S 3 2) 。

次いで、 NC装置 115がサーポモータ 121 a' を駆動させてフィーダ 1

23の前進を開始させる。このフィーダ 123の前進によって、棒材 Wの端部が、フィーダ 123のフィンガーチャック 123 aに把持される。以後、棒材 Wは、フィーダ 123とともに移動する（ステップ S 33，第 5図（a) 参照）。

フィーダ 123の先端の位置は、サ一ボモー夕 121 a' の回転軸の回転角度から NC装置 115が判新する。 NC装置 115は、フィーダ 123が予め設定された振れ止めチャック 129 a〜l 29 dのいずれかを開放させる位置まできたかどうかを判断し（ステップ S 34) 、前記開放位置まできたと判断したときは、当該開放位置に対応する振れ止めチヤックを開放するように指令を出力する（ステップ S 35) 。

前記棒材収容部から供給された棒材 Wは、その先端部分の寸法精度及び加工精度が低い場合が多い。そのため、製品の加工を開始する前に、加工精度の低い棒材 Wの前記先端部分を突切バイトで予め切り落とす必要がある。この作業を行うために、 NC装置 115は、フィーダ 123を前進させて、棒材 Wの先端が、ガィドブッシュ 116の内部の予め設定された位置にくるようにする（ステップ S

36，第 5図（b) 参照）。

なお、棒材 Wの先端位置は、フィーダ 123の位置に、棒材 Wの初期長さ L。を加算することで求めることができる。

棒材 Wの先端が前記予め設定された位置までくると、 NC装置 115はサ一ボモータ 121 a' の駆動を停止させてフィーダ 123の移動を停止させるとともに、主軸 112のチャック 117を駆動して棒材 Wを把持させる（ステップ S 37)

次いで、主軸台 113とフィ一ダ 123とを同期移動させて（ステップ S 3 8) 、棒材 Wの先端をガイドブッシュ 116から予め設定された長さ分だけ突出させる（第 5図（c) 参照）。そして、刃物台 1 14に装着された突切バイト (第 5図において符号 T1で示す）が、ワーク Wの先端を予め設定された長さだけ突っ切る（ステップ S 39，第 5図（d) 参照）。先端が突っ切られたときの棒材 Wの長さをとする。なお、このステップでは、突っ切り加工に限らず、端面加工用の工具によって、ワーク Wの先端を予め設定された長さだけ端面加工するようにしてもよい。

以上の手順が終了した後、 NC装置 115がチャック 117を開放して、チヤック 117による棒材 Wの把持を解除し（ステップ S 40) 、主軸台 113を加ェ開始時の初期位置〇 1まで移動させる（ステップ S 41，第 5図（e) 参照）。このとき、フィーダ 123は移動しないから、棒材 Wの位置は、棒材 Wの先端が突っ切られたときの位置に維持されている。 NC装置 115は、主軸台 113が初期位置〇 1まで移動した後に、チャック 117を駆動して棒材 Wを把持させる (ステップ S 42) 。

以後、一つの製品を加工するための加工プログラムがスタートし（ステップ S 43) 、主軸台 113とフィーダ 123とを Z軸方向に同期移動させながら、ェ具による棒材 Wの加工が開始される（ステップ S44，第 5図（f) 参照。第 5 図においてこの工具を符号 T 2で示す）。主軸台 113とフィーダ 123が Z軸方向に移動する過程において、フィーダ 123の先端が予め設定された振れ止めチャック 129 a， 129b, 129 c, 129 dのいずれかの開放位置まできたかどうかが常に監視され（ステップ S45) 、前記開放位置までくると、 NC 装置 115は当該開放位置に対応する振れ止めチャックを開放するように指令を出力する（ステップ S 46) 。

主軸台 113とフィーダ 123が同期移動しながら予め設定された位置までくると（ステップ S 47) 、一つの製品の成形が終了したかどうかが判断され（ステツプ S 48) 、終了していなければ、ステップ 44に戻って加工が継続される。一つの製品の成形が終了していれば、突切バイトで製品を棒材 Wから切り離す

(ステップ S 49) 。以上で、一つの製品を加工するための加工プログラムが終了する（ステップ S 50) 。なお、このときの棒材 Wの長さは、加工開始時の長さ 1^から製品の長さ 1と突切バイトの刃幅 sを差し引いた長さである（この長さを L₂とする。すなわち、し₂ =！^— （1 + s) の式で表される。以後、製品を k個加工した後の棒材 Wの残長さを L_{k + 1}で表すが、同様に、 L_k+1 = L_k—

(1 + s) である）。

NC装置 115は、製品の加工個数をカウントし、その個数が予め設定された個数に達したかどうかを判断する（ステップ S 5 1 ) 。予め設定された個数に達したときは、加工を終了する（ステップ S 5 2 ) 。

予め設定された個数に達していないときは、棒材 Wの残長さ L _{k + 1}から、棒材 Wを交換するかどうかを判断する（ステップ S 5 3 ) 。棒材 Wを交換するかどうかは、予め設定された値と残長さ L _{k + 1}とを比較し、残長さ L _{k + 1}が前記予め設定された値より小さいかどうかから判断してもよいし、残長さ L _{k + 1}の棒材 Wから次の製品を加工した場合に、主軸 1 1 2やフィーダ 1 2 3が、ガイドブッシュ 1 1 6やチャック 1 1 7に干渉するかどうかから判断するようにしてもよい。棒材 Wを交換する必要がないと判断したときは、ステップ S 4 0に戻って次の製品の加工を開始する。

棒材 Wを交換する必要があると判断した場合は、主軸台 1 1 3とフィーダ 1 2 3とを後退させ（ステップ S 5 4 ) 、チャック 1 1 7による棒材 Wめ把持を解除させ（ステップ S 5 5 ) 、フィーダ 1 2 3をさらに後退させて残材を廃棄する

(ステップ S 5 6 ) 。そして、ステップ S 3 1に戻って以後のステップを繰り返す。

[第 2の実施形態]

次に、本発明の第 2の実施形態を、第 6図及び第 7図を参照しながら説明する。本発明の発明思想によれば、フィーダ 1 2 3を移動させるためのモータは、サ —ポ機構やエンコーダを有するものでなくても、適用が可能である。

この第 2の実施形態では、フィーダ 1 2 3を移動させるためのモー夕 1 2 1 a はサーボ機構等を有しない通常のモ一夕である。また、刃物台 1 1 4には、供給された棒材 Wの先端を当接させて位置決めをするための当接部材である位置決め用の工具 Tが装着されている。この位置決め用の工具 Tは、棒材 Wの先端を当接させることで棒材 Wの位置決めを行うことができればよく、専用の位置決め工具に限らず、突切バイトや切削バイト等、他の用途に用いられる工具であってもよい。

上記構成の数値制御旋盤における自動加工の手順を第 7図のフローチャートを参照しながら説明する。

棒材 Wが図示しない棒材収納部から棒材支持部 1 2 8 a〜 1 2 8 cに供給されると（ステップ S 61) 、振れ止めチャック 129 a〜l 29 dが閉じて棒材 W を把持する（ステップ S 62) 。

刃物台 114は、位置決め用の工具 Tを所定位置に割り出して、ガイドブッシュ 115の前方の予め設定された位置に、工具 Tを位置させている（ステップ S 63、第 6図参照）。次いで、 NC装置 115が、供給された棒材 Wの長さ（予め設定されている）と、棒材 Wの先端が工具 Tに当接する当接点 04 (第 6図参照）の位置とから、フィーダ 123の移動目標位置〇 3を求める（ステップ 6 4) 。この移動目標位置 03は、第 6図に示すように、当接点 04の位置から棒材 Wの長さ Lを差し引くことで求めることができる。

NC装置 115は、移動目標位置〇 3に達するまでのフィーダ 123の移動経路上に、振れ止めチャック 129 a〜 129 dのいずれかが存在するかどうかを判断し（ステップ S 65) 、移動の過程でフィーダ 123と干渉が生じるおそれのある振れ止めチヤックが存在する場合には、当該振れ止めチヤックを開放させる（ステップ S 66) 。

そして、モータ 121 aを駆動して、フィーダ 123を前進させる。なお、このとき、棒材 Wの後端がフィーダ 123のフィンガーチャック 123 aに把持される（ステップ S 67) 。

棒材 Wの先端が主軸 112及びガイドブッシュ 116を通過して位置決め用の工具 Tに当接すると（ステップ S 68) 、棒材 W及びフィーダ 123の前進が規制されてモータ 121 aに過負荷が作用する。この過負荷によって、 NC装置 1 15がモータ 121 aを停止させるとともに、チャック 117を駆動して棒材 W を把持させる（ステップ S 69) 。この後、刃物台 114は、突切バイトを所定位置に割り出す。

なお、位置決め用の工具 Tに棒材 Wの先端を当接させたときに、位置決め用の工具 Tから棒材 Wに作用する反発力によって棒材 Wが押し戻され、棒材 Wの精密な位置決めが困難になるような場合には、モータ 121 aが停止した後、チヤック 117が棒材 Wを把持する前に、位置決め用の工具 Tを棒材 W側に移動させ、棒材 Wを若干後方に押し戻す程度に当接させるとよい。

次いで、位置決め用の工具 Tを当接点 04から退避させ、主軸台 113を所定量前方に移動させて（ステップ S 71) 、ガイドブッシュ 116から突出する棒材 Wの長さが予め設定された値になるようにする。そして、刃物台 114に装着された突切バイトが、ワーク Wの先端を予め設定された長さだけ突っ切る（ステップ S 72) 。

以上の手順が、終了した後、 NC装置 115がチャック 117による棒材 Wの把持を解除し（ステップ S 73) 、主軸台 113を加工開始時の初期位置〇1まで移動させる（ステップ S 74) 。この後、 NC装置 115は、チャック 117を駆動して棒材 Wを把持させる（ステップ S 75) 。

以後、一製品を加工するための加工プログラムがスタートする（ステップ S 7

6) 。フィーダ 123の先端位置は、棒材 Wの先端が位置決め用の工具 Tに当接したときのフィーダ 123の先端位置（移動目標位置 03に相当する）に、主軸台 113の移動距離を加算していくことで、求めることができる（ステップ S 7

7) 。そして、主軸台 113を Z軸方向に移動させながら棒材 Wの加工が開始される（ステップ S 78) 。棒材 Wの加工中、フィーダ 123は、主軸台 113の移動にともなう棒材 Wの移動に追随して Z軸方向に移動する。

棒材 Wとともにフィーダ 123が Z軸方向に移動する過程において、フィーダ 123の先端が予め設定された振れ止めチャック 129 a〜l 29 dのいずれかの開放位置まできたかどうかが判断され（ステップ S 79) 、いずれかの振れ止めチャックが前記開放位置までくると、 NC装置 115は当該開放位置に対応する振れ止めチャックを開放するように指令を出力する（ステップ S 80) 。

主軸台 113及びフィーダ 123が移動しながら予め設定された位置までくると（ステップ S 81) 、一つの製品の成形が終了したかどうかが判断され（ステップ S 82) 、終了していなければ、ステップ S 77に戻って加工が継続される。一つの製品の成形の終了していれば、突切バイトで製品を棒材 Wから切り離す

(ステップ S 83) 。以上で、一つの製品を加工するための加工プログラムが終了する（ステップ S 84) 。

NC装置 115は、製品の加工個数をカウントし、その個数が予め設定された個数に達したかどうかを判断する（ステップ S 85) 。予め設定された個数に達したときは、加工を終了する（ステップ S 86) 。

予め設定された個数に達していないときは、棒材 Wの残長さ L_{k + 1}から、棒材 Wを交換するかどうかを判断する（ステップ S 87) 。棒材 Wを交換する必要がないと判断したときは、ステップ S 7 3に戻って次の製品の加工を開始する。

棒材 Wを交換する必要があると判断した場合は、主軸台 1 1 3とともにフィーダ 1 2 3とを後退させ（ステップ S 8 8 ) 、チャック 1 1 7による棒材 Wの把持を解除させ（ステップ S 8 9 ) 、フィーダ 1 2 3をさらに後退させて残材を廃棄する（ステップ S 9 0 ) 。

[第 3の実施形態]

次に、本発明の第 3の実施形態を、第 8図を参照しながら説明する。

なお、第 8図において第 1の実施形態の第 1図と同一部位，同一部材には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。

この実施形態では、棒材供給装置 1 2 0の振れ止めチヤック 1 2 9 cの前方に、棒材 Wの先端を検出するための光電センサ 1 1 9を位置決めして設けている。また、. この実施形態では、フィーダ 1 2 3を移動させるためのモータは、第 1 の実施形態と同様のサーポモータ 1 2 1 a ' である。

光電センサ 1 1 9の前を棒材 Wの先端が横切ると、検知信号が光電センサ 1 1 9から N C装置 1 1 5に送信される。 N C装置 1 1 5は、前記検知信号が入力された時点におけるフィーダ 1 2 3の位置を、サーポモータ 1 2 1 a ' の回転軸の回転角から判断し、このフィーダ 1 2 3の位置と、予め設定されている光電センサ 1 1 9の位置とから、棒材支持部 1 2 8 a〜 1 2 8 cに供給された棒材 Wの当初の長さ L。を求める。

このように、本実施形態によれば、棒材 Wの正確な長さをオペレータが入力する必要がなくなるので、オペレータが棒材 Wの長さを正確に把握している必要がなく、オペレー夕の負担をさらに軽減することができ、加工時間をさらに短縮することが可能になる。

また、棒材 Wの長さ寸法の入力ミスによるトラブルの発生を未然に防止することができるという利点がある。

さらに、棒材 Wの長さを正確に判断することができるので、不均一な長さの棒材 Wをランダムに供給することが可能になる。

また、残材となった棒材 Wを廃棄する際に、光電センサ 1 1 9が棒材 Wの先端を検知するまでフィーダ 1 2 3を後退させることで、棒材 Wの残長さを知ることができる。このようにすることで、棒材収納部に、棒材 Wを残長さごとに分類して収納することが可能になる。本発明の好適な実施形態を説明してきたが、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、上記の第 3の実施形態では、棒材の先端を検出するセンサを光電センサとして説明したが、あるポイントを棒材の先端が通過したことを検出することができるのであれば、上記したような光電センサに限らず、近接スィッチなど他のセンサ又はスィツチであってもよい。

また、本発明では、棒材収納部に、長さの異なる複数の棒材 Wを分類して準備しておき、前記棒材収納部に収納されている棒材 Wの長さ、製品の加工個数、製品の長さ寸法データ及び切断加工幅の寸法データとから、 N C装置 1 1 5が最終棒材 Wの残長さが最も小さくなるような異なる長さの棒材 Wの組み合わせを求めることが可能である。

そして、得られた前記組み合わせにしたがって棒材 Wを供給することで、廃棄される残材が少ない、効率のよい加工を行うことができるようになる。

本発明によれば、振れ止めチャックの開放のタイミング、ショートカットのタィミング及び棒材交換のタイミングを、最小の入力作業で自動的に設定することができる。したがって、入力及び設定時間を短縮するとともに、オペレー夕の作業負担を軽減し、加工時間の短縮を図ることができる。産業上の利用可能性

本発明は、移動形の主軸台を有する数値制御旋盤に限らず、固定形の主軸台を有する数値制御旋盤にも適用が可能である。また、本発明は、突切バイトで棒材を切断する数値制御旋盤のほか、レーザービームやゥォ夕一ジェット、ワイヤ力ット放電加工等で棒材を切断する数値制御旋盤にも適用が可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 主軸台と、この主軸台に回転自在に支持され、軸線に沿って貫通孔が形成された主軸と、前記貫通孔を揷通して前記主軸から突出する棒材を加工する工具が装着された刃物台と、前記主軸台又は前記刃物台の移動を制御する制御装置とを有する数値制御旋盤に設けられ、棒材支持部に載置された前記棒材を前記主軸に向けて所定長さずつ送り出すフィーダと、前記棒材支持部に支持された前記棒材を前記軸線上で横振れしないように把持する振れ止めチヤックとを有する棒材供給装置の制御方法において、

前記振れ止めチャックの位置データと、前記棒材の長さ寸法データと、前記棒材を加工して得られる製品の軸線方向の長さ寸法データと、前記製品を前記棒材から切り離すための切断加工幅の寸法データとを前記制御装置に予め設定し、前記制御装置が、

フィーダ位置割り出し手段によつて前記棒材を位置決めしたとき及び前記棒材を加工するときの前記フィーダの位置を随時割り出し、害 IJり出された前記フィーダの位置と予め設定された各前記データとに基づいて、前記棒材支持部への前記棒材の供給、前記振れ止めチヤックの開閉及び前記棒材の送りを制御すること、を特徴とする数値制御旋盤における棒材供給装置の制御方法。

2 . 前記フィーダ位置割り出し手段が、前記フィーダを移動させる駆動部に設けられたサーボ機構又はエンコーダで、前記制御装置が、前記駆動部に設けられた回転軸の回転角から前記フィーダの位置を割り出すことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の数値制御旋盤における棒材供給装置の制御方法。

3 . 前記棒材支持部に支持されている前記棒材の先端を、所定位置に位置決めして設けた検出手段によつて検出し、

前記制御装置が、前記検出手段が前記棒材の先端を検出したときの前記フィーダの位置、前記加工プログラムから抽出した前記製品の長さ寸法データと前記切断加工幅の寸法データとから、前記棒材の先端の位置を判断して、前記駆動部による前記棒材の送り及び前記振れ止めチヤックの開閉を制御すること、を特徴とする請求の範囲第 2項に記載の数値制御旋盤における棒材供給装置の制御方法。

4. 前記フィーダを加工にともなう前記棒材の移動に同期させて移動させることを特徴とする請求の範囲第 2項又は第 3項に記載の数値制御旋盤における棒材供給装置の制御方法。

5 . 前記フィ一ダ位置割り出し手段が前記制御装置に設けられた演算部であり、前記フィ一ダで送り出した棒材の先端を、所定位置に位置決めした当接部材に当接させて位置決めするようにし、前記演算部が、前記当接部材の位置デ一夕、前記棒材の長さ寸法データ、前記製品の長さ寸法データ及び前記切断加工幅の寸法データとから、前記フィーダの位置を求めることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の数値制御旋盤における棒材供給装置の制御方法。

6 . 前記制御装置に前記製品の加工個数を予め入力し、この加工個数に基づいて、前記棒材の必要本数、前記棒材の予定残長さを求めることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれかに記載の数値制御旋盤における棒材供給装置の制御方法。

7 . 前記加工個数に基づいて得られた前記棒材の予定残長さから、前記棒材を使い切るまで加工するか否かを判断することを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の数値制御旋盤における棒材供給装置の制御方法。

8 . 前記棒材を収納する棒材収納部に、長さの異なる複数の棒材を収納し、前記制御装置に、前記棒材収納部に収納されている前記棒材の長さ寸法データを予め入力し、前記製品の長さ寸法データ及び前記製品の加工個数に基づいて、前記棒材の予定残長さが最も小さくなるように前記棒材収納部から前記棒材を供給することを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 7項のいずれかに記載の数値制御旋盤における棒材供給装置の制御方法。

9 . 前記切断加工幅の寸法データが、突切バイトの刃幅に基づくものであることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれかに記載の数値制御旋盤における棒材供給装置の制御方法。

1 0 . 主軸台と、この主軸台に回転自在に支持され、軸線に沿って貫通孔が形成された主軸と、工具が装着された刃物台と、前記主軸台又は前記刃物台の移動を制御する制御装置とを有する数値制御旋盤において、

前記刃物台の工具が、前記数値制御旋盤とは別個に設けられ、前記棒材を横振れしないように把持する振れ止めチヤックを予め設定された位置に有するとともに、前記棒材を前記主軸に向けて所定長さずつ送り出すフィーダを有する棒材供給装置から前記主軸の貫通孔を通して供給された棒材を、前記刃物台の工具で加ェし、

前記制御装置が、

フィ一ダ位置割り出し手段によつて前記棒材を位置決めしたとき及び前記棒材を加工するときの前記フィーダの位置を随時割り出し、割り出された前記フィーダの位置と予め設定された製品の軸線方向の長さ寸法データ及び前記製品を前記棒材から切り離すための切断加工幅の寸法データに基づいて、前記棒材支持部への前記棒材の供給、前記振れ止めチャックの開閉及び前記棒材の送りを制御する機能を有すること、

を特徴とする数値制御旋盤。

1 1 . 前記フィーダ位置割り出し手段が、前記フィーダを移動させる駆動部に設けられたサ一ポ機構又はエンコーダで、前記制御装置が、前記駆動部に設けられた回転軸の回転角から前記フィーダの位置を割り出すことを特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載の数値制御旋盤。

1 2 . 前記フィーダ位置割り出し手段が、前記制御装置に設けられた演算部であり、前記フィーダで送り出した棒材の先端を、所定位置に位置決めした当接部材に当接させて位置決めするようにし、前記演算部が、前記当接部材の位置デー夕、前記棒材の長さ寸法デ一夕、前記製品の長さ寸法データ及び前記切断加工幅の寸法デ一夕とから、前記フィーダの位置を求めることを特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載の数値制御旋盤。

1 3 . 前記切断加工幅の寸法データが、突切バイトの刃幅に基づくものであることを特徴とする請求の範囲第 1 0項〜第 1 2項のいずれかに記載の数値制御旋