WO2021002133A1 - 工作機械及び加工方法 - Google Patents

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WO2021002133A1
WO2021002133A1 PCT/JP2020/021647 JP2020021647W WO2021002133A1 WO 2021002133 A1 WO2021002133 A1 WO 2021002133A1 JP 2020021647 W JP2020021647 W JP 2020021647W WO 2021002133 A1 WO2021002133 A1 WO 2021002133A1
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WO
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work
joint
grip portion
support portion
machine tool
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PCT/JP2020/021647
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French (fr)
Inventor
敏之 鈴木
春彦 御園
Original Assignee
シチズン時計株式会社
シチズンマシナリー株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B3/00—General-purpose turning-machines or devices, e.g. centre lathes with feed rod and lead screw; Sets of turning-machines
    • B23B3/30—Turning-machines with two or more working-spindles, e.g. in fixed arrangement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B1/00—Methods for turning or working essentially requiring the use of turning-machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2210/00—Details of turning tools
    • B23B2210/08—Tools comprising intermediary toolholders

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool and a processing method.
  • Patent Document 1 A machine tool that joins two workpieces is known (see, for example, Patent Document 1).
  • a machine tool provided with a support part that guides a workpiece protruding from the spindle is known.
  • the joint portion cannot pass through the support portion, and the joint portion cannot pass through the support portion smoothly. It may not be possible to process.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a machine tool and a processing method capable of smoothly processing even when the joint work is eccentric.
  • the machine tool according to the first aspect of the present invention has a grip portion that grips a joint work having a joint portion between two works, and a support portion that supports the joint work gripped by the grip portion.
  • the first work is gripped by the grip portion, and a predetermined region from the joint portion of the joint work toward the side of the other second work constituting the joint work is covered over a range of the predetermined width or more.
  • joint processing control means that controls the processing of the joint portion of the joint work so that the outer diameter is equal to or less than the outer diameter of the first work, and the state in which the first work is supported by the support portion. It is characterized by having a movement control means for controlling the movement of the joint work so that the joint work is slid with respect to the support portion until the second work is supported by the support portion. And.
  • the machine tool according to the first aspect of the present invention preferably has a guide bush provided with the support portion in the above configuration.
  • the machine tool according to the first aspect of the present invention has two spindles facing each other, which consist of a spindle provided with the grip portion, a spindle different from the spindle, and the two spindles.
  • Joining control that controls the joining of the two workpieces so that the workpieces are gripped one by one and the two workpieces are joined in a state where the first workpiece is supported by the support portion to form the joined workpiece. It is preferable to have means.
  • the machine tool according to the second aspect of the present invention grips the openable / closable grip portion that grips the joint work having the joint portion between the two works and the first work that constitutes the joint work.
  • the joint portion protruding from the grip portion has a work supply portion that moves the joint work so as to be pulled into the inside of the grip portion in an open state, and the joint work drawn by the work supply portion is gripped.
  • the joint is formed so that a predetermined region from the portion toward the side of the other second work constituting the joint work is processed into an outer diameter equal to or less than the outer diameter of the first work over a range of the predetermined width or more.
  • the joint processing control means for controlling the processing of the joint portion of the work and the joint processing control means until the second work protruding from the grip portion in the open state is accommodated and supported in the grip portion. It is characterized by having a movement control means for controlling the movement of the joint work so that the joint work processed by the joint portion is gripped by the work supply portion and slid with respect to the grip portion. To do.
  • the processing method of the present invention has a grip portion that grips a joint work having a joint portion between two works, and a support portion that supports the joint work gripped by the grip portion, and the joint work is said to be the same.
  • the first work is gripped by the grip portion, and a predetermined region from the joint portion of the joint work toward the side of the other second work constituting the joint work is covered over a range of the predetermined width or more.
  • a movement control step that controls the movement of the joint work by the support portion so as to slide the joint work with respect to the support portion until the second work is supported by the support portion. It is characterized by having.
  • the machine tool 1 shown in FIG. 1 is an automatic lathe (CNC lathe) for machining a work W, and has a front spindle 10 and a rear spindle 20 as two spindles facing each other.
  • CNC lathe automatic lathe
  • the two workpieces W are rods each having a central axis O and extending in a long shape along the central axis O, and have the same outer diameters as each other.
  • the two works W each have a columnar shape, but the present invention is not limited to this, and for example, a regular polygonal columnar shape may be formed.
  • the two work Ws are solid rods, respectively, but the present invention is not limited to this, and a hollow rod may be used.
  • the two workpieces W are each made of a metal material, but the present invention is not limited to this.
  • the front spindle 10 and the rear spindle 20 are arranged so as to face each other so that the central axis of the front spindle 10 and the central axis of the rear spindle 20 are parallel to each other.
  • the direction parallel to the central axes of the front spindle 10 and the rear spindle 20 is the Z-axis direction
  • the direction orthogonal to the Z-axis direction is the X-axis direction
  • the directions orthogonal to the Z-axis direction and the X-axis direction are the Y-axis directions.
  • a front headstock 11 is installed on the base 2 so as to be movable in the Z-axis direction by a front side moving mechanism 3 such as a ball screw mechanism.
  • the front spindle 10 is rotatably supported by gripping the work W on the front spindle 11, and is rotationally driven by the spindle motor.
  • the spindle motor for example, a built-in motor configured between the front spindle 11 and the front spindle 10 inside the front spindle 11 can be adopted.
  • a back headstock 21 is installed so as to be movable in the Z-axis direction by a back side moving mechanism 4 such as a ball screw mechanism.
  • the rear spindle 20 is rotatably supported by gripping the work W on the rear spindle 21, and is rotationally driven by the spindle motor.
  • the spindle motor for example, a built-in motor configured between the rear spindle 21 and the rear spindle 20 inside the rear spindle 21 can be adopted.
  • a front chuck 12 is provided at the tip of the front spindle 10 so as to be openable and closable.
  • the front chuck 12 is housed inside the chuck sleeve 13.
  • the front chuck 12 is closed when the chuck sleeve 13 slides toward the tip end side of the front spindle 10, and opens when the chuck sleeve 13 slides toward the proximal end side of the front spindle 10.
  • the front spindle 10 can grip the work W by inserting the work W in the open state of the front chuck 12 and closing the front chuck 12 in the closed state.
  • a rear chuck 22 is provided at the tip of the rear spindle 20 so as to be openable and closable.
  • the rear chuck 22 is housed inside the chuck sleeve 23.
  • the back chuck 22 is closed when the chuck sleeve 23 slides toward the tip end side of the back spindle 20, and opens when the chuck sleeve 23 slides toward the proximal end side of the back spindle 20.
  • the back spindle 20 can grip the work W by inserting the work W with the back chuck 22 open and in the closed state with the back chuck 22 closed.
  • a guide bush 30 is provided between the front spindle 10 and the rear spindle 20.
  • the guide bush 30 is mounted on the guide bush support base 31 installed on the base 2, and is arranged coaxially with the front spindle 10.
  • the guide bush 30 has a support portion 80 formed on an inner peripheral surface having a predetermined width Sw.
  • the support portion 80 can support the work W rotatably and slidably in the Z-axis direction by adjusting the position of the guide bush 30 with respect to the guide bush support base 31 in the Z-axis direction.
  • the inner diameter is adjusted to correspond to the outer diameter of the work W.
  • the size of the guide bush 30 differs depending on the diameter of the work W that can be supported, and the predetermined width Sw is appropriately set according to the size of the guide bush, for example, about 5 to 100 mm, according to the outer diameter of the work W. ..
  • the machine tool 1 has a machining section 40 including a tool 41 for machining the work W.
  • the tool 41 cuts into the work W gripped and rotated by the front spindle 10 by moving in the X-axis direction, and is sent by moving the front spindle 10 (front spindle 11) in the Z-axis direction. That is, the X-axis direction is the cutting direction, and the Z-axis direction is the feeding direction.
  • the tool 41 is held by the tool post 42.
  • the tool 41 is arranged in front of the guide bush 30, and is supported by the guide bush support 31 so as to be movable in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the position of the tool post 42 in the Z-axis direction is constant.
  • the tool post 42 is equipped with, for example, an outer diameter cutting tool or a parting tool as the tool 41, and each tool 41 is appropriately switched according to the machining content by moving the tool table 42 in the Y-axis direction, for example. Be done.
  • a work supply unit 50 composed of a bar feeder is arranged behind the front spindle 10 of the machine tool 1.
  • the work supply unit 50 has a finger 51 that grips the rear end of the work W, and a drive rod 52 that drives the finger 51 in the Z-axis direction.
  • the work supply unit 50 can sequentially supply the work W as a new material to the front spindle 10.
  • the work supply unit 50 can feed the work W each time a predetermined processing and a parting processing are performed.
  • the machine tool 1 has a control unit 60.
  • the control unit 60 can be configured by a computer having a processor such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • the control unit 60 includes a front spindle 11, a front spindle 10 (including the front chuck 12), a rear spindle 21, a rear spindle 20 (including the rear chuck 22), a guide bush 30, a machining unit 40, and a work supply unit 50. Each operation can be controlled in an integrated manner.
  • a machining method as an embodiment of the present invention which is an example of a machining method of the work W using the machine tool 1 having the above configuration, will be described as an example. This is performed by integrating and controlling each part of the machine tool 1 by the control unit 60.
  • the control unit 60 rotates the work W gripped by the front spindle 10 by the continuous processing control step by the function as the continuous processing control means, and is determined by the tool 41 of the processing unit 40. (Removal processing) and parting processing are alternately and continuously performed, and the processing of the work W is controlled so that a predetermined number of products P having a predetermined length are continuously obtained from the work W.
  • the work W is inserted through the guide bush 30, supported by the support portion 80 over a predetermined width Sw, protrudes from the guide bush 30, and is processed at a portion protruding from the guide bush 30.
  • FIGS. 2 to 9 only the front chuck 12 and the rear chuck 22 are shown without showing the entire front spindle 10 and the back spindle 20.
  • the control unit 60 is a work W (residual material) after a predetermined number of products P have been machined by the continuous machining control means by the joining control step by the function as the joining control means.
  • the old material made of the material is gripped by the back spindle 20 as the second work W2
  • the new material supplied to the front spindle 10 is gripped by the front spindle 10 as the first work W1 so that the front spindle 10 and the back spindle 20
  • the two workpieces W are gripped one by one, and the two workpieces W are controlled to be joined as one joining work W3 by frictional pressure welding.
  • the end portion of the first work W1 is projected from the guide bush 30, and the guide bush 30 and the back chuck 22 are in a state where the first work W1 is supported by the support portion 80.
  • the end portion of the first work W1 and the end portion of the second work W are arranged between them.
  • the burr 71 protrudes from the outer periphery of both works W at the contact portion between the first work W1 and the second work W2.
  • the joint 70 is formed.
  • the control unit 60 then holds the first work W1 on the grip portion 81 by the joint processing control step by the function as the joint processing control means. While gripping and rotating the joint work W3 around the first central axis O1, as a process of the joint portion 70 between the two works W in the joint work W3, the joint portion 70 to the second work on the outer peripheral surface of the joint work W3 The predetermined region toward the W2 side is controlled to be removed by the tool 41 of the machining unit 40 including the burr 71.
  • the grip portion 81 is composed of a front chuck 12 of the front spindle 10.
  • the tapered surface 72 is formed at the end of the range R over a range R of a predetermined width Sw or more in the Z-axis direction from the state where the tool 41 is applied to the outer peripheral surface of the first work W1. Is formed.
  • the control unit 60 when the joint processing control step is completed, the control unit 60 then supports the first work W1 by the support unit 80 by the movement control step by the function as the movement control means. From the first state (see FIG. 7) to the second state (see FIG. 9) in which the second work W2 is supported by the support portion 80, the joint work W3 is gripped by the grip portion 81 and becomes the support portion 80. It is controlled so as to support the joint work W3 by sliding against it.
  • the front spindle 10 is in the first state by gripping the first work W1 portion of the joint work W3 and moving away from the back spindle 20 in a state where the back spindle 20 releases the grip of the joint work W3.
  • the joining work W3 is slid from the to the second state.
  • the range R including the burr 71, is machined to an outer diameter equal to or less than that of the first work W1 without protruding from the outer peripheral surface of the first work W1.
  • the support portion 80 can be entered through a large gap as compared with the gap between the 80 and the first work W1. Further, the first central axis O1 which is the central axis of the first work W1 and the second central axis O2 which is the central axis of the second work W2 are displaced from each other, and the first work W1 and the second work W2 are displaced from each other.
  • the joint portion 70 is eccentric, a larger gap is formed between the outer peripheral surface of the second work W2 in the range R and the support portion 80.
  • the terminal portion of the range R is the gap portion.
  • the second work W2 is guided by the tapered surface 72 so as to bend and passes through the support portion 80, whereby the second work W2 is supported by the support portion 80. Therefore, according to the present embodiment, even when the joint work W3 is eccentric, the joint portion 70 can pass through the support portion 80, and as a result, it is possible to change from the first state to the second state. can do. However, in the second state, the joint work W3 is supported by the support portion 80 in a state of being slightly bent by the eccentricity.
  • the range R is the minimum necessary range that allows the joint portion 70 and the second work W2 to pass through the support portion 80, and is generally the support portion. It is preferably about the same as the predetermined width Sw of 80.
  • control unit 60 When the movement control step is completed, the control unit 60 then returns to the continuous machining control step and repeats the movement control step from the continuous machining control step.
  • the first work extends a predetermined region from the joint 70 toward the side of the second work W2 over a range R having a predetermined width Sw or more.
  • the joining work W3 is gripped by the front chuck 12 of the front spindle 10 and slid with respect to the support portion 80 in the movement control step.
  • the joint work W3 may be gripped by the work supply portion 50 and slid with respect to the support portion 80.
  • the front chuck 12 of the front spindle 10 is configured to grip the work W on the inner peripheral surface having a predetermined width Sw, the second work protruding from the front chuck 12 in the open state in the movement control step.
  • the joint work W3 whose joint portion 70 has been processed by the joint portion processing control means is gripped by the work supply unit 50 and slid with respect to the front chuck 12 until W2 is accommodated in the front chuck 12. May be good.
  • the guide bush 30 may not be provided.
  • the joint work W3 is formed by frictional pressure welding, but the joint work W3 may be formed by a method other than frictional pressure welding.
  • the front spindle 10 and the back spindle 20 are used to form the joining work W3, but the present invention is not limited to this, and for example, the joining work W3 is joined by means other than the front spindle 10 and the back spindle 20.
  • the work W3 may be formed, or the joint work W3 formed in advance may be machined by the machine tool 1.

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Abstract

接合部（７０）が支持部（８０）から突出した接合ワーク（Ｗ３）を構成する一方の第１ワーク（Ｗ１）を把持部（８１）で把持して、接合ワーク（Ｗ３）の接合部（７０）から接合ワーク（Ｗ３）を構成する他方の第２ワーク（Ｗ２）の側に向かう所定の領域を、所定幅（Ｓｗ）以上の範囲に亘って第１ワーク（Ｗ１）の外径以下の外径に加工するように、接合ワーク（Ｗ３）の接合部（７０）の処理を制御する接合部処理制御手段と、第１ワーク（Ｗ１）が支持部（８０）に支持された状態から、第２ワーク（Ｗ２）が支持部（８０）に支持された状態となるまで、接合ワーク（Ｗ３）を支持部（８０）に対して摺動させるように、接合ワーク（Ｗ３）の移動を制御する移動制御手段とを有することを特徴とする工作機械（１）。

Description

工作機械及び加工方法
　本発明は、工作機械及び加工方法に関する。
　２つのワーク同士を接合する工作機械が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０－２６９３６４号公報
　主軸から突出するワークをガイドする支持部を設けた工作機械が知られている。このような工作機械において、２つのワーク同士を接合した接合ワークを加工する場合、２つのワークが偏心して接合されている場合には、接合部が支持部を通過することができず、円滑に加工を行うことができない場合があり得る。
　本発明は、上記課題を鑑みて成されたものであり、その目的は、接合ワークが偏心している場合でも円滑に加工することができる工作機械及び加工方法を提供することにある。
　本発明の第１の態様における工作機械は、２つのワーク同士の接合部を有する接合ワークを把持する把持部と、該把持部に把持された前記接合ワークを支持する支持部とを有し、前記接合ワークを前記支持部によって所定幅の内周面で支持し、前記把持部によって回転させて加工する工作機械であって、前記接合部が前記支持部から突出した前記接合ワークを構成する一方の第１ワークを前記把持部で把持して前記接合ワークの前記接合部から前記接合ワークを構成する他方の第２ワークの側に向かう所定の領域を、前記所定幅以上の範囲に亘って前記第１ワークの外径以下の外径に加工するように、前記接合ワークの前記接合部の処理を制御する接合部処理制御手段と、前記第１ワークが前記支持部に支持された状態から、前記第２ワークが前記支持部に支持された状態となるまで、前記接合ワークを前記支持部に対して摺動させるように、前記接合ワークの移動を制御する移動制御手段とを有することを特徴とする。
　本発明の第１の態様における工作機械は、上記構成において、前記支持部を備えるガイドブッシュを有するのが好ましい。
　本発明の第１の態様における工作機械は、上記構成において、前記把持部を備える主軸と、前記主軸とは別の主軸とからなる互いに対向する２つの主軸と、前記２つの主軸で前記２つのワークを１つずつ把持して、前記第１ワークが前記支持部に支持された状態で前記２つのワークを接合し、前記接合ワークとするように、前記２つのワークの接合を制御する接合制御手段とを有するのが好ましい。
　本発明の第２の態様における工作機械は、２つのワーク同士の接合部を有する接合ワークを把持する開閉可能な把持部と、前記接合ワークを構成する一方の第１ワークを把持して、前記把持部から突出する接合部が、開放状態の前記把持部内側に引込まれるように前記接合ワークを移動させるワーク供給部とを有し、前記ワーク供給部によって引込まれた前記接合ワークを前記把持部の所定幅の内周面で把持して加工する工作機械であって、前記接合部を前記把持部から突出させて前記第１ワークを前記把持部で把持して、前記接合ワークの前記接合部から前記接合ワークを構成する他方の第２ワークの側に向かう所定の領域を、前記所定幅以上の範囲に亘って前記第１ワークの外径以下の外径に加工するように、前記接合ワークの前記接合部の処理を制御する接合部処理制御手段と、開放状態の前記把持部から突出する前記第２ワークが、前記把持部内に収容されに支持されるまで、前記接合部処理制御手段によって前記接合部が処理された前記接合ワークを前記ワーク供給部で把持して前記把持部に対して摺動させるように、前記接合ワークの移動を制御する移動制御手段とを有することを特徴とする。
　本発明の加工方法は、２つのワーク同士の接合部を有する接合ワークを把持する把持部と、該把持部に把持された前記接合ワークを支持する支持部とを有し、前記接合ワークを前記支持部によって所定幅の内周面で支持し、前記把持部によって回転させて加工する工作機械を用いる加工方法であって、前記接合部が前記支持部から突出した前記接合ワークを構成する一方の第１ワークを前記把持部で把持して、前記接合ワークの前記接合部から前記接合ワークを構成する他方の第２ワークの側に向かう所定の領域を、前記所定幅以上の範囲に亘って前記第１ワークの外径以下の外径に加工するように、前記接合ワークの前記接合部の処理を制御する接合部処理制御ステップと、前記第１ワークが前記支持部に支持された状態から、前記第２ワークが前記支持部に支持された状態となるまで、前記接合ワークを前記支持部に対して摺動させるように、前記支持部による前記接合ワークの移動を制御する移動制御ステップとを有することを特徴とする。
　本発明によれば、接合ワークが偏心している場合でも円滑に加工することができる工作機械及び加工方法を提供することができる。
本発明の一実施の形態である工作機械の構成を概略で示す説明図である。 ワークに所定の加工を行っている状態を簡略化して示す説明図である。 ワークから製品を加工した状態を簡略化して示す説明図である。 ワークの加工が完了し、ワークが旧材となった状態を簡略化して示す説明図である。 旧材としての第２ワークを正面主軸から背面主軸に受け渡すとともに、正面主軸に新材としての第１ワークを供給した状態を簡略化して示す説明図である。 第２ワークと第１ワークとの端面同士を摩擦圧接により接合し、接合ワークとした状態を簡略化して示す説明図である。 接合部を処理した状態を簡略化して示す説明図である。 接合ワークを正面主軸で把持してガイドブッシュの支持部に対して互いに摺動させ、接合部が支持部を通過した状態を簡略化して示す説明図である。 接合ワークをさらに摺動させ、第２ワークが支持部に支持された状態を簡略化して示す説明図である。
　以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態である工作機械及び加工方法について詳細に例示説明する。
　図１に示す工作機械１は、ワークＷを加工する自動旋盤（ＣＮＣ旋盤）であり、互いに対向する２つの主軸として、正面主軸１０と背面主軸２０とを有している。
　２つのワークＷは、それぞれ中心軸線Ｏを有するとともに中心軸線Ｏに沿って長尺状に延在する棒材であり、互いに同等の外径を有している。２つのワークＷは、それぞれ円柱状をなしているが、これに限らず、例えば正多角柱状をなしていてもよい。２つのワークＷは、それぞれ中実の棒材であるが、これに限らず、中空の棒材であってもよい。２つのワークＷは、それぞれ金属材料からなっているが、これに限らない。
　正面主軸１０と背面主軸２０とは、正面主軸１０の中心軸線と背面主軸２０の中心軸線とが平行となるように、互いに対向して配置されている。以下、正面主軸１０と背面主軸２０の中心軸線に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。
　基台２上には、例えばボールネジ機構等の正面側移動機構３によってＺ軸方向に移動可能に正面主軸台１１が設置されている。正面主軸１０は、正面主軸台１１にワークＷを把持して回転可能に支持され、主軸モータによって回転駆動される。主軸モータとしては、例えば、正面主軸台１１の内部において、正面主軸台１１と正面主軸１０との間に構成されるビルトインモータを採用することができる。
　基台２上には、例えばボールネジ機構等の背面側移動機構４によってＺ軸方向に移動可能に背面主軸台２１が設置されている。背面主軸２０は、背面主軸台２１にワークＷを把持して回転可能に支持され、主軸モータによって回転駆動される。主軸モータとしては、例えば、背面主軸台２１の内部において、背面主軸台２１と背面主軸２０との間に構成されるビルトインモータを採用することができる。
　背面側移動機構４と背面主軸台２１との間にＹ軸移動機構を設置し、背面主軸２０をＹ軸方向に移動させるように構成することもできる。
　正面主軸１０の先端には、正面チャック１２が開閉可能に設けられている。正面チャック１２は、チャックスリーブ１３の内側に収容されている。正面チャック１２は、チャックスリーブ１３が正面主軸１０の先端側に向けてスライド移動すると閉じられ、チャックスリーブ１３が正面主軸１０の基端側に向けてスライド移動すると開かれる。正面主軸１０は、正面チャック１２を開いた開放状態としてワークＷを挿入し、正面チャック１２を閉じた閉止状態とすることによってワークＷを把持することができる。
　背面主軸２０の先端には、背面チャック２２が開閉可能に設けられている。背面チャック２２は、チャックスリーブ２３の内側に収容されている。背面チャック２２は、チャックスリーブ２３が背面主軸２０の先端側に向けてスライド移動すると閉じられ、チャックスリーブ２３が背面主軸２０の基端側に向けてスライド移動すると開かれる。背面主軸２０は、背面チャック２２を開いた開放状態としてワークＷを挿入し、背面チャック２２を閉じた閉止状態とすることによってワークＷを把持することができる。
　正面主軸１０と背面主軸２０との間には、ガイドブッシュ３０が設けられている。ガイドブッシュ３０は、基台２に設置されたガイドブッシュ支持台３１に装着され、正面主軸１０と同軸に配置されている。本実施の形態では、ガイドブッシュ３０は、所定幅Ｓｗの内周面で形成される支持部８０を有している。支持部８０は、ガイドブッシュ３０がガイドブッシュ支持台３１に対してＺ軸方向に位置調節されることで、ワークＷを回転可能且つＺ軸方向に摺動可能に支持することができるように、ワークＷの外径に対応した内径に調節される。ガイドブッシュ３０は支持可能なワークＷの径に応じてサイズが異なり、所定幅Ｓｗは、ガイドブッシュのサイズに応じて、例えば５～１００ｍｍ程度に、ワークＷの外径に応じて適宜設定される。
　工作機械１は、ワークＷを加工する工具４１を備える加工部４０を有している。工具４１は、正面主軸１０に把持され回転させられたワークＷに対し、Ｘ軸方向への移動により切り込み、正面主軸１０（正面主軸台１１）のＺ軸方向への移動により送られる。すなわち、Ｘ軸方向が切り込み方向となり、Ｚ軸方向が送り方向となる。工具４１は刃物台４２に保持されている。刃物台４２は、工具４１がガイドブッシュ３０の前方に配置され、ガイドブッシュ支持台３１にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に支持されている。刃物台４２のＺ軸方向の位置は一定である。刃物台４２には、工具４１として、例えば外径切削バイトや突っ切りバイトなどが搭載されており、各工具４１は、刃物台４２の例えばＹ軸方向への移動により、加工内容に応じて適宜切り替えられる。
　工作機械１の正面主軸１０の後方にバーフィーダで構成されるワーク供給部５０が配置されている。ワーク供給部５０は、ワークＷの後端を把持するフィンガー５１と、フィンガー５１をＺ軸方向に駆動する駆動ロッド５２とを有している。ワーク供給部５０は、正面主軸１０に新材としてのワークＷを順次供給することができる。ワーク供給部５０は、所定の加工及び突っ切り加工が行われる毎に、ワークＷを繰り出すことができる。
　工作機械１は、制御部６０を有している。制御部６０は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）等のプロセッサとメモリとを有するコンピュータで構成することができる。制御部６０は、正面主軸台１１、正面主軸１０（正面チャック１２を含む）、背面主軸台２１、背面主軸２０（背面チャック２２を含む）、ガイドブッシュ３０、加工部４０及びワーク供給部５０の各作動を統合制御することができる。
　次に、上記構成を有する工作機械１を用いたワークＷの加工方法の一例である、本発明の一実施の形態としての加工方法について例示説明する。工作機械１の各部が制御部６０によって統合制御されることにより行われる。
　図２～図３に示すように、制御部６０は、連続加工制御手段としての機能による連続加工制御ステップによって、正面主軸１０で把持したワークＷを回転させて、加工部４０の工具４１で所定の加工（除去加工）及び突っ切り加工を交互に連続的に行い、ワークＷから所定の長さの製品Ｐを所定の個数連続して得るようにワークＷの加工を制御する。ワークＷは、ガイドブッシュ３０に挿通され、支持部８０によって所定幅Ｓｗに亘って支持されてガイドブッシュ３０から突出し、ガイドブッシュ３０から突出した部分で加工が行われる。なお、図２～図９においては、正面主軸１０及び背面主軸２０の全体は図示せずに、正面チャック１２及び背面チャック２２のみを示している。
　図４～図６に示すように、制御部６０は、接合制御手段としての機能による接合制御ステップにより、連続加工制御手段によって所定の個数の製品Ｐが加工された後のワークＷ（残材）からなる旧材を第２ワークＷ２として背面主軸２０で把持し、正面主軸１０に供給される新材を第１ワークＷ１として正面主軸１０で把持することによって、正面主軸１０と背面主軸２０とで２つのワークＷを１つずつ把持して、２つのワークＷを摩擦圧接により、１つの接合ワークＷ３として接合するように制御する。なお、摩擦圧接とは、正面主軸１０と背面主軸２０とを相対回転させ、２つのワークＷの端面同士を所定の摩擦圧力で押圧することで２つのワークＷの端面間に摩擦熱を生じさせた後、２つのワークＷの相対回転を停止させて所定のアプセット圧力で押圧することによって端面同士を接合する従来公知の技術であり、詳細な説明は割愛する。
　本実施形態において接合制御手段による摩擦圧接は第１ワークＷ１の端部をガイドブッシュ３０から突出させ、第１ワークＷ１が支持部８０に支持された状態として、ガイドブッシュ３０と背面チャック２２との間に第１ワークＷ１の端部と第２ワークＷの端部を配置して行われる。２つのワークＷである第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を摩擦圧接によって接合することによって、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２との当接部分は両ワークＷの外周にバリ７１が突出した接合部７０が形成される。
　図６～図７に示すように、接合制御ステップが完了すると、次に、制御部６０は、接合部処理制御手段としての機能による接合部処理制御ステップによって、第１ワークＷ１を把持部８１で把持して第１中心軸線Ｏ１を中心に接合ワークＷ３を回転させながら、接合ワークＷ３における２つのワークＷ同士の接合部７０の処理として、接合ワークＷ３の外周面の接合部７０から第２ワークＷ２の側に向かう所定の領域を加工部４０の工具４１でバリ７１を含めて除去加工するように制御する。本実施の形態では、把持部８１は、正面主軸１０の正面チャック１２で構成されている。工具４１によるバリ７１を含めた除去加工は、工具４１を第１ワークＷ１の外周面に当てた状態からＺ軸方向に所定幅Ｓｗ以上の範囲Ｒに亘って、範囲Ｒの終端にテーパ面７２を形成して行われる。
　図７～図９に示すように、接合部処理制御ステップが完了すると、次に、制御部６０は、移動制御手段としての機能による移動制御ステップによって、第１ワークＷ１が支持部８０に支持された第１状態（図７参照）から、第２ワークＷ２が支持部８０に支持された第２状態（図９参照）となるまで、接合ワークＷ３を把持部８１で把持して支持部８０に対して摺動させて接合ワークＷ３を支持するように制御する。正面主軸１０は、背面主軸２０が接合ワークＷ３の把持を解除した状態で、接合ワークＷ３の第１ワークＷ１部分を把持して、背面主軸２０から離反するように移動することによって、第１状態から第２状態に接合ワークＷ３を摺動させる。
　接合部処理制御ステップによる除去加工によって、範囲Ｒは、バリ７１を含めて、第１ワークＷ１の外周面から突出することなく第１ワークＷ１以下の外径に切削加工されているため、支持部８０と第１ワークＷ１との間の隙間に比較して大きな隙間を介して支持部８０に進入することができる。また、第１ワークＷ１の中心軸線である第１中心軸線Ｏ１と、第２ワークＷ２の中心軸線である第２中心軸線Ｏ２とが互いに対してずれ、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２とが接合部７０で偏心している場合には、範囲Ｒの第２ワークＷ２の外周面と支持部８０との間にはより大きな隙間が形成されるため、範囲Ｒの終端の部分は、この隙間分第２ワークＷ２が撓むようにしてテーパ面７２に案内されて支持部８０を通過し、これにより第２ワークＷ２が支持部８０に支持される。したがって、本実施の形態によれば、接合ワークＷ３が偏心している場合でも接合部７０が支持部８０を通過することを可能にし、その結果、第１状態から第２状態とすることを可能にすることができる。ただし第２状態において接合ワークＷ３は偏心分僅かに撓んだ状態で支持部８０に支持される。
　なお、範囲Ｒでは製品Ｐの加工を行うことができないため、範囲Ｒは接合部７０及び第２ワークＷ２が支持部８０を通過可能となる必要最小限の範囲とするのが好ましく、概ね支持部８０の所定幅Ｓｗと同じ程度とするのが好ましい。
　移動制御ステップが完了すると、次に、制御部６０は、連続加工制御ステップに戻り、連続加工制御ステップから移動制御ステップを繰り返す。
　以上、説明したように、本実施の形態である加工装置及び加工方法は、接合部７０から第２ワークＷ２の側に向かう所定の領域を、所定幅Ｓｗ以上の範囲Ｒに亘って第１ワークＷ１の外径以下の外径に除去加工することにより、接合ワークＷ３が偏心している場合でも接合部７０が支持部８０を円滑に通過できるようにすることができるので、接合ワークＷ３の円滑な加工を実現することができる。
　本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
　例えば、前記実施の形態では、移動制御ステップにおいて接合ワークＷ３を正面主軸１０の正面チャック１２で把持して支持部８０に対して摺動させるようにしているが、これに限らず、例えば、移動制御ステップにおいて接合ワークＷ３をワーク供給部５０で把持して支持部８０に対して摺動させるようにしてもよい。
　また、正面主軸１０の正面チャック１２が所定幅Ｓｗの内周面でワークＷを把持するように構成されている場合には、移動制御ステップにおいて、開放状態の正面チャック１２から突出する第２ワークＷ２が、正面チャック１２内に収容されるまで、接合部処理制御手段によって接合部７０が処理された接合ワークＷ３をワーク供給部５０で把持して正面チャック１２に対して摺動させるようにしてもよい。この場合、ガイドブッシュ３０を設けない構成としてもよい。
　前記実施の形態では、摩擦圧接によって接合ワークＷ３を形成するようにしているが、摩擦圧接以外の方法によって接合ワークＷ３を形成するようにしてもよい。また、前記実施の形態では、正面主軸１０と背面主軸２０とを用いて接合ワークＷ３を形成するようにしているが、これに限らず、例えば、正面主軸１０及び背面主軸２０以外の手段によって接合ワークＷ３を形成するようにしてもよいし、予め形成された接合ワークＷ３を工作機械１で加工するようにしてもよい。
　１　　工作機械
　２　　基台
　３　　正面側移動機構
　４　　背面側移動機構
１０　　正面主軸
１１　　正面主軸台
１２　　正面チャック
１３　　チャックスリーブ
２０　　背面主軸
２１　　背面主軸台
２２　　背面チャック
２３　　チャックスリーブ
３０　　ガイドブッシュ
３１　　ガイドブッシュ支持台
４０　　加工部
４１　　工具
４２　　刃物台
５０　　ワーク供給部
５１　　フィンガー
５２　　駆動ロッド
６０　　制御部（連続加工制御手段、接合制御手段、接合部処理制御手段、移動制御手段）
７０　　接合部
７１　　バリ
７２　　テーパ面
８０　　支持部
８１　　把持部
　Ｗ　　ワーク
　Ｗ１　第１ワーク
　Ｗ２　第２ワーク
　Ｗ３　接合ワーク
　Ｏ　　中心軸線
　Ｏ１　第１中心軸線
　Ｏ２　第２中心軸線
　Ｐ　　製品
　Ｓｗ　所定幅
　Ｒ　　範囲

Claims (5)

  1. 　２つのワーク同士の接合部を有する接合ワークを把持する把持部と、該把持部に把持された前記接合ワークを支持する支持部とを有し、前記接合ワークを前記支持部によって所定幅の内周面で支持し、前記把持部によって回転させて加工する工作機械であって、
    　前記接合部が前記支持部から突出した前記接合ワークを構成する一方の第１ワークを前記把持部で把持して、前記接合ワークの前記接合部から前記接合ワークを構成する他方の第２ワークの側に向かう所定の領域を、前記所定幅以上の範囲に亘って前記第１ワークの外径以下の外径に加工するように、前記接合ワークの前記接合部の処理を制御する接合部処理制御手段と、
    　前記第１ワークが前記支持部に支持された状態から、前記第２ワークが前記支持部に支持された状態となるまで、前記接合ワークを前記支持部に対して摺動させるように、前記接合ワークの移動を制御する移動制御手段とを有することを特徴とする工作機械。
  2. 　前記支持部を備えるガイドブッシュを有する、請求項１に記載の工作機械。
  3. 　前記把持部を備える主軸と、前記主軸とは別の主軸とからなる互いに対向する２つの主軸と、
    　前記２つの主軸で前記２つのワークを１つずつ把持して前記接合ワークとするように、前記２つのワークの接合を制御する接合制御手段とを有する、請求項１または２に記載の工作機械。
  4. 　２つのワーク同士の接合部を有する接合ワークを把持する開閉可能な把持部と、前記接合ワークを構成する一方の第１ワークを把持して、前記把持部から突出する接合部が、開放状態の前記把持部内側に引込まれるように前記接合ワークを移動させるワーク供給部とを有し、前記ワーク供給部によって引込まれた前記接合ワークを前記把持部の所定幅の内周面で把持して加工する工作機械であって、
    　前記接合部を前記把持部から突出させて前記第１ワークを前記把持部で把持して、前記接合ワークの前記接合部から前記接合ワークを構成する他方の第２ワークの側に向かう所定の領域を、前記所定幅以上の範囲に亘って前記第１ワークの外径以下の外径に加工するように、前記接合ワークの前記接合部の処理を制御する接合部処理制御手段と、
    　開放状態の前記把持部から突出する前記第２ワークが、前記把持部内に収容されるまで、前記接合部処理制御手段によって前記接合部が処理された前記接合ワークを前記ワーク供給部で把持して前記把持部に対して摺動させるように、前記接合ワークの移動を制御する移動制御手段とを有することを特徴とする工作機械。
  5. 　２つのワーク同士の接合部を有する接合ワークを把持する把持部と、該把持部に把持された前記接合ワークを支持する支持部とを有し、前記接合ワークを前記支持部によって所定幅の内周面で支持し、前記把持部によって回転させて加工する工作機械を用いる加工方法であって、
    　前記接合部が前記支持部から突出した前記接合ワークを構成する一方の第１ワークを前記把持部で把持して、前記接合ワークの前記接合部から前記接合ワークを構成する他方の第２ワークの側に向かう所定の領域を、前記所定幅以上の範囲に亘って前記第１ワークの外径以下の外径に加工するように、前記接合ワークの前記接合部の処理を制御する接合部処理制御ステップと、
    　前記第１ワークが前記支持部に支持された状態から、前記第２ワークが前記支持部に支持された状態となるまで、前記接合ワークを前記支持部に対して摺動させるように、前記支持部による前記接合ワークの移動を制御する移動制御ステップとを有することを特徴とする加工方法。
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