JPH0537444U - 棒材加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 加工送り中の棒材の送り異常を監視できる
とともに、棒材の残材長さを短縮でき、これらを安価な
構造で達成し得る棒材加工装置を提供する。 【構成】 棒材加工装置の棒材供給機１は、棒材Ｗの前
進量を常時検出するためのエンコーダ１８を備えてお
り、エンコーダ１８の出力Ｓａは、棒材加工機２のコン
トローラ２５に直に入力される。コントローラ２５は、
棒材加工機２の各駆動機構の作動を制御する作動制御部
と、選択可能な複数の加工プログラムを記憶する加工プ
ログラム記憶部と、実行すべき加工プログラムをエンコ
ーダ１８の検出結果に基づいて選択する加工プログラム
選択制御部とを備えている。この加工プログラム選択制
御部は、エンコーダ１８の検出結果に基づいて、棒材Ｗ
の加工残長ＬＲを検出し、可成り短い加工残長の棒材Ｗ
に対して末端まで加工を施すプログラムを選択するとと
もに、エンコーダ１８の検出結果に基づいて、送り矢１
３による加工送りの異常を判定し、異常警報を発するよ
うに警報装置に指令する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は棒材加工装置に関するものであり、より詳細には、棒材を無駄なく加 工できるとともに、棒材の送り異常を簡単な構成で常に監視できる棒材加工装置 に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

予め設定されたプログラムに基づいて棒材に切削加工を施すＮＣ旋盤などの棒 材加工機が広く実用に供されている。また、棒材加工機による切削加工に追随し て棒材を順次前進させ、これによって、比較的長尺の棒材を棒材加工機に対し自 動的に供給するように構成された自動棒材供給機が知られている。このような棒 材加工機及び棒材供給機は一般に、互いに組み合わせられた状態で使用されてお り、全体として棒材加工装置を構成する。

【０００３】 かかる棒材加工装置では、棒材の末端まで完全に切削加工し難く、棒材の加工 終了時に或る長さの残材が残される。かかる残材は、もはや棒材加工装置による 自動加工に供することができず、廃棄等により処分されてしまう。このような廃 棄材料を減少させるべく、棒材の末端まで極力切削加工を施す努力が長く払われ てきた。

【０００４】 仮に、同じ定尺長さの複数の棒材が棒材加工装置に常に補給され、棒材供給機 は、これらの棒材の各々を順次自動的に棒材加工機に供給するとすれば、棒材の 全長に亘る効率的な加工を行えるように棒材の各加工長さを予め適当に割り付け るとともに、この割り付けに応じて棒材加工機の複数の製品加工プログラムを予 め組合わせ、これによって、略長さ全体に亘って棒材に切削加工を施すことが理 論的に可能となる。しかし、実際には、定尺の棒材の全長にかなりの製品誤差が あることから、このような手法は、実用的に採用し難い。しかも、実際に行われ ている製品加工では、しばしば、異なる定尺の棒材が混在する所謂乱尺材が棒材 供給機に補給される。かかる乱尺材を加工する際には、上記手法を全く採用でき ない。

【０００５】 この種の棒材加工装置において、送り矢の位置を検出する位置検出手段と、位 置検出手段により検出された送り矢の位置に基づき、残材の材長に応じた加工プ ログラムを選択するように構成されたものが提案されている（実公平３─９９２ １号公報）。この棒材加工装置は、送り矢の前進を検出することにより棒材が所 定の長さまで短縮したことを検出すると、これ以降の加工工程を実行するための 加工プログラムを適宜選択し、これにより、極力末端まで無駄なく棒材を加工し ようとする。

【０００６】 また、棒材加工装置では、棒材供給機は、棒材加工機が要求する加工量に応じ て棒材を所定の距離だけ正確に前進させる必要がある。このような棒材の前進は 、例えば、棒材供給機が所定の推進力を棒材に常時付与し、旋盤の棒材停止機構 が棒材の前端部の前進を阻止又は許可することによってなされる。しかるに、棒 材の加工送り中に棒材が所望の如く前進しない場合、棒材加工機によって加工さ れる製品に長さ不良が生じたり、或いは、製品の加工自体が不能となる状態が生 じる。このような事態を回避するために、本出願人は、正常な加工送りがなされ たことを確認するための送り矢一定量移動確認装置を備えた棒材供給機を提案し ている（特開昭６２─１３０１０４号公報参照）。この移動確認装置は、棒材を 前進させるための送り矢の移動量を検出するロータリーエンコーダと、該ロータ リーエンコーダの出力（パルス信号）を計数するカウンタと、カウンタの計数値 と加工送りに要した時間とを対比するように構成された電気回路とを備えている 。この移動確認装置は、故障の原因となり易い接触型のセンサ、例えば、リミッ トスイッチを使用しておらず、また、加工送り中の送り矢の移動を常に監視でき ることから、従来の移動確認装置に比べて優れている。

【０００７】

【考案が解決しよとうする課題】

しかしながら、送り矢の位置を検出する位置検出手段と、加工プログラムの選 択手段とを備えた前述の棒材加工装置では、棒材の送り異常を簡単な構成で常に 監視することはできない。また、上記移動確認装置を備えた棒材加工装置では、 上記移動確認装置を構成する比較的複雑な電気回路を備えたコントローラを備え る必要があることから、棒材供給機の価格、ひいては、棒材加工装置全体の価格 を高める傾向がある。また、かかる移動確認装置を備えた棒材供給機では、上記 停止機構の破損又は機能不良や、コレットチャックの把持不良などによる加工送 りの異常を監視することができるものの、残材の長さを効率良く短縮するように 加工工程を制御することはできない。

【０００８】 本考案は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、 棒材の残材長さを極力短縮できるとともに、加工送り中の棒材の送り異常を常に 監視でき、しかも、これらを安価な構造で達成し得る棒材加工装置を提供するこ とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、加工プログラムに従って棒材に旋削加 工を施す棒材加工機と、該棒材を所定の加工長さづつ前記棒材加工機に供給する 棒材供給機とを有する棒材加工装置において、前記棒材供給機は、棒材を前進さ せる棒材送り部材と、該棒材送り部材を駆動する駆動装置と、前記棒材送り部材 の移動量を常時検出する移動量検出装置とを有し、前記棒材加工機は、加工プロ グラムに従って該棒材加工機の各駆動機構を制御する作動制御部と、選択可能な 複数の加工プログラムを記憶するプログラム記憶部と、前記移動量検出装置の検 出結果が入力される加工プログラム選択制御部とを備えた制御装置を有し、前記 加工プログラムは、材長が異なる棒材に加工を施すことができる複数の加工プロ グラムを含み、前記加工プログラム選択制御部は、前記移動量検出装置の検出結 果に基づいて棒材の残長を演算し、棒材の末端まで加工を施すべく、棒材の残長 に応じた適当な加工プログラムを選択し、前記作動制御部は、選択された加工プ ログラムに基づいて、棒材を加工すべく前記駆動機構を制御し、前記加工プログ ラム制御部は更に、前記移動量検出装置の検出結果に基づいて、前記送り矢によ る加工送りの異常を判定し、異常警報を発するように警報装置に指令することを 特徴とする棒材加工装置を提供する。

【００１０】 上記構成の棒材加工装置によれば、棒材供給機に設けられた移動量検出装置は 、棒材送り部材の移動量を常時検出し、この検出結果は、棒材加工機の制御手段 のプログラム選択制御部に入力される。プログラム選択制御部は、この検出結果 に基づき棒材の残長を演算し、棒材の末端まで極力加工を施すことができる適当 な加工プログラムを選択する。また、作動制御部は、選択された加工プログラム に基づき、棒材加工機の各駆動機構を制御する。従って、上記棒材加工装置では 、棒材の残長を検出しつつ、効率良く棒材を加工するように複数の加工プログラ ムを適宜組み合わせるので、棒材の初期の長さに関わりなく、棒材の略全長に亘 って加工を施すことができる。

【００１１】 また、プログラム選択制御部には、移動量検出装置の検出結果が常に入力され 、棒材加工機の制御装置は、棒材送り部材の移動量を常に監視し、送り矢の加工 送りの異常が生じたときに、制御装置自体に設けられた警報装置が警報を発する ように指令するか、或いは、他の監視装置に警報装置の作動を指令することがで きる。かくして、上記棒材加工装置の使用者は、棒材の送り異常を容易に知るこ とができる。

【００１２】 本考案の好ましい実施態様においては、上記棒材加工機の駆動装置は、電動モ ータを有し、上記移動量検出装置は、電動モータの出力軸の回転量を検出するロ ータリーエンコーダを有し、該ロータリーエンコーダの出力は、前記制御装置の 加工プログラム選択制御部に直に入力される。この構成によれば、極めて簡単な 構成で、棒材の残長を監視することができる。

【００１３】

【実施例】

以下、添付図面を参照して、本考案に係る棒材加工装置の好ましい実施例につ いて、詳細に説明する。 図１は、本考案の実施例に係る棒材加工装置の概略平面図である。 図１に示すように、棒材加工装置は、棒材供給機１と、棒材加工機２とから構 成される。

【００１４】 棒材供給機１は、本体フレーム１１と、本体フレーム１１の側部に配置された 材料棚１２とを備えている。材料棚１２は、補給すべき所定の本数の棒材Ｗを支 持することができる複数の棚部材１２ａを有する。各棚部材１２ａは、棒材供給 機１の長手方向に所定の間隔を隔てて配置され、本体フレーム１１から側方に突 出している。材料棚１２上には、複数の棒材Ｗを側方向に並べて載置することが できるが、図１では、図を簡略化するために、１本の棒材Ｗだけが材料棚１２上 に置かれた状態が示されている。

【００１５】 棒材供給機１は又、棒材Ｗを棒材加工機２に対して供給するための送り矢１３ を備えている。送り矢１３は、本体フレーム１１に設けられたガイド１１ａによ って、棒材Ｗの加工軸線Ｘ−Ｘ上に前後方向に往復動可能に支持されている。送 り矢１３の前端部には、棒材Ｗの後端部を把持するためのフィンガーチャック１ ３ａが回転自在に取付けられている。図１には、棒材Ｗがフィンガーチャック１ ３ａに把持され、その前端部分が、棒材加工機２の主軸２１に挿通された状態が 示されている。

【００１６】 送り矢１３を前進させるために、無端チェーン１４が、送り矢１３の後端部１ ３ｂに係止される。従動スプロケット１５及び駆動スプロケット１６が本体フレ ーム１１の前端部及び後端部に夫々支持されており、チェーン１４は、これらス プロケット１５、１６に巻き掛けられる。従動スプロケット１５は、本体フレー ム１１の前端部に回転自在に支持され、他方、駆動スプロケット１６は、駆動モ ータ１７の出力軸に、図示しない電磁クラッチ等を介して連結されている。駆動 モータ１７は、駆動スプロケット１６を介して、チェーン１４に駆動トルクを付 与し、チェーン１４を走行させる。

【００１７】 棒材加工機２は主軸移動型のＮＣ旋盤であり、加工軸線Ｘ─Ｘに沿って往復動 可能な主軸２１を有する。主軸２１は、棒材Ｗを把持するためのコレットチャッ ク２２を備え、コレットチャック２２に把持された棒材Ｗに回転力を付与する。 主軸２１の前方には、棒材Ｗに切削加工を施すためのバイト２４が配置されてい る。バイト２４は、図示しないツールホルダに支持され、ツールホルダの運動に よって加工軸線Ｘ─Ｘと接近又は離間するように移動される。図１には、バイト ２４が加工軸線Ｘ─Ｘから退避した状態が示されている。

【００１８】 このような棒材加工装置では、棒材Ｗの加工送りの際に、まず、ストッパ２７ が棒材Ｗの前進を阻止するように棒材Ｗの先端に当接され、主軸２１のコレット チャック２２が開放される。次いで、主軸２１は後退され、コレットチャック２ ２を閉じて、棒材Ｗを把持する。ストッパ２７が退避位置に移動されると、主軸 ２１は、所定量だけ前進させられる。棒材供給機１の電動モータ１７は、送り矢 １３が棒材Ｗを常時前方に押圧するように、チェーン１４に対して、常時、所定 の前進トルクを付与しているので、送り矢１３及び棒材Ｗは、主軸２１の前進に 伴って、円滑に前進する。かくして加工送りが終了すると、棒材加工機２は、主 軸２１によって棒材Ｗを回転させつつ、バイト２４によって棒材Ｗに切削加工を 施す。

【００１９】 かかる加工送り時に、ストッパ２７の破損、或いは、棒材加工機２の作動不良 などにより棒材加工機２が所望の如く棒材Ｗの前進を制御できないとき、棒材Ｗ は、所定の前進量を越えて前進してしまう。このため、このような棒材Ｗの送り 異常を監視するための装置が必要とされる。また、このような加工送り及び切削 加工が棒材Ｗの末端付近までなされると、棒材Ｗに対する加工が終了し、フィン ガーチャック１３ａの先端に把持された残材は排出されるが、この残材の長さを 極力短縮することが望まれる。本実施例では、このような送り異常を監視すると ともに、棒材Ｗの末端に出来る限り切削加工を施すために、棒材Ｗの前進量を常 時検出するためのロータリーエンコーダ（以下、単にエンコーダと称する）１８ が設けられる。

【００２０】 エンコーダ１８は、電動モータ１７の回転軸の回転を検出するように配設され 、エンコーダ１８の出力Ｓａは、棒材加工機２のコントローラ２５に直に入力さ れる。コントローラ２５は、一般に、主軸２１及びバイト２４の作動を制御する ためのものであり、主軸２１、バイト２４のツールホルダ及びストッパ２７の各 駆動機構に対して、所定の動作制御信号Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを夫々出力する作動制 御部を備えている。コントローラ２５は又、選択可能な複数の加工プログラムを 記憶する加工プログラム記憶部と、これらの加工プログラムをエンコーダ１８の 検出結果に基づいて選択する加工プログラム選択制御部（以下単に、制御部と称 する）とを備えている。

【００２１】 図２及び図３は、コントローラ２５において実行される加工制御の態様を示す フローチャートである。 このコントローラ２５の制御は、棒材供給機１の材料棚１２から未加工の棒材 Ｗ、即ち、新材が送り矢１３の前方に投入されることにより開始する。 コントローラ２５の制御部は、出力Ｓａに基づいて、送り矢１３のフィンガー チャック１３ａが棒材Ｗの後端部を把持した時点の送り矢１３の位置、即ち、送 り矢１３の初期位置Ｙ０を検出する（Ｓ１）。制御部は更に、送り矢１３の初期 的な前進を検出し、送り矢１３が少なくとも３秒間静止したとき、送り矢１３の 位置Ｙ１を検出する（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）。位置Ｙ１では、送り矢１３は、図１ に示すように未加工の棒材Ｗの前端がストッパ２７に当接するまで棒材Ｗを前進 させている。なお、送り矢１３が前進せず、或いは、所定の初期的な前進量を越 えて前進すると、コントローラ２５の警報装置に警報を発するように指令する（ Ｓ５、Ｓ６）。

【００２２】 次いで、コントローラ２５の制御部は、エンコーダ１８の出力Ｓａに基づいて 決定される送り矢１３の後端とストッパ２７の間の距離Ｌから、送り矢１３の長 さＡを減算し、これにより、棒材Ｗの長さＬＭを演算する（Ｓ７）。もし、棒材 Ｗの長さＬＭが、所望の加工プログラムである第１加工プログラムにより加工可 能な長さＰ１よりも既に小さいならば、コントローラ２５は、異常に短い長さの 棒材Ｗが供給されたものとして、警報を発する（Ｓ８、Ｓ９）。

【００２３】 引き続いて、制御部は、所望の製品を加工すべく第１加工プログラムを選択し （Ｓ１０）、コントローラ２５の作動制御部は、ストッパ２７を退避させ、棒材 Ｗを把持するようにコレットチャック２２を閉じ、更に、主軸２１を前進させる 。これに伴って、送り矢１３及び棒材Ｗは、所定の送り量だけ前進される（Ｓ１ １）。送り矢１３が停止し、少なくとも３秒間静止すると、制御部は、エンコー ダ１８の出力Ｓａに基づいて、送り矢１３の位置Ｙ２を検出する（Ｓ１２、Ｓ１ ３）。次いで、制御部は、初期位置Ｙ１と、加工送り後の位置Ｙ２との差、即ち 、２つの位置の間の距離を演算する（Ｓ１４）。演算の結果、所定の範囲内の長 さＸが得られない場合、加工送りの異常が生じたものとして、警報が発せられる （Ｓ１５、１６）。制御部は更に、上記長さＬＭから長さＸを減算し、これを棒 材Ｗの加工残長ＬＲとして記憶する（Ｓ１７）。

【００２４】 引き続き、作動制御部は、第１加工プログラムに基づいて、主軸２１及びバイ ト２４に所定の切削加工動作を指令し（Ｓ１８）、一つの製品が加工され、これ が棒材Ｗの前端部分から突切りされると、加工残長ＬＲと長さＰ１とを比較する 。未加工の棒材Ｗの長さＬＭは、一般に、所望の製品を複数回に亘って加工する のに十分なものであるので、制御部及び作動制御部は、通常、ストッパ２７及び 主軸２１による棒材Ｗの前進動作（Ｓ１１、Ｓ１２）、送り矢１３の位置Ｙ２の 検出（Ｓ１３）、棒材の加工残長ＬＲの演算及び記憶（Ｓ１４〜Ｓ１７）、及び 長さｐ１の製品の加工（Ｓ１８）の各工程を繰り返し実行する（Ｓ１９）。コン トローラ２５がかかる動作が繰り返すにつれて、棒材Ｗの加工材長ＬＲが徐々に 短縮する。

【００２５】 加工残長ＬＲが、もはや第１加工プログラムでは加工できない長さに短縮する と、制御部は、第１加工プログラムの材長Ｐ１よりも小さい材長Ｐ２の棒材Ｗを 加工できる第２プログラムを選択し（Ｓ２０、Ｓ２１）、コントローラ２５は、 第２加工プログラムに従って棒材加工機２の各駆動機構を制御し、棒材加工機２ は、材長ｐ２の製品の加工を行う。もし、加工残長ＬＲが、材長Ｐ２よりも小さ く、第３加工プログラムで加工できる材長Ｐ３よりも大きいならば、制御部は、 第３加工プログラムを選択し（Ｓ２２、Ｓ２３）、棒材加工機２は、第３加工プ ログラムに従って、棒材Ｗの加工を行う。棒材Ｗが、第３加工プログラムによっ て加工できない長さに短縮したとき、制御部は、残材排出動作の実行を作動制御 部に指令し（Ｓ２４）、作動制御部は、所定の排出動作を各駆動機構に指令する 。かくして、一本の棒材Ｗに対する加工が完了し、コントローラ２５は、上記一 連の制御を終了する。

【００２６】 このように、棒材供給機１は、棒材Ｗの前進量を常時検出するためのエンコー ダ１８を備えており、エンコーダ１８の出力Ｓａは、棒材加工機２のコントロー ラ２５に直に入力される。コントローラ２５は、加工プログラムに従って棒材加 工機２の各駆動機構の作動を制御する作動制御部と、選択可能な複数の加工プロ グラムを記憶する加工プログラム記憶部と、実行すべき加工プログラムをエンコ ーダ１８の検出結果に基づいて選択する制御部とを備えている。この制御部は、 エンコーダ１８の検出結果に基づいて、棒材Ｗの加工残長ＬＲを検出し、この加 工残長ＬＲに基き、殊に加工の最終段階において、可成り短い加工残長の棒材Ｗ に対して末端まで加工を施すことができる適当なプログラムを選択する。従って 、かかる棒材供給機１及び棒材加工機２を備えた棒材加工装置では、未加工時の 棒材Ｗの材長に関わらず、棒材Ｗの略末端まで加工することができ、これによっ て、廃棄される残材の長さを確実に低減できる。

【００２７】 また、コントローラ２５は、エンコーダ１８により、送り矢１３の位置を常に 検出できるので、棒材加工装置は、加工送り中の棒材Ｗの送り異常を比較的容易 に検知し、これをコントローラ２５の警報により使用者に知らせることができる 。 しかも、上記棒材加工装置１では、棒材加工機２に設けられる一般に大容量の コントローラ２５を利用して、棒材残長の検出及び送り異常の検出を行っている 。従って、この構成によれば、従来の棒材加工機に設けられたコントローラを若 干改造することにより、棒材供給機１に残長検出及び異常検出用のコントローラ を格別に設けることなく、即ち、棒材加工装置の製造コストを大きく高めること なく、棒材残長の検出及び送り異常の監視を行うことが可能となるので、実用的 に極めて有利である。

【００２８】 以上、本考案の好ましい実施例について詳細に説明したが、本考案は上記実施 例に限定されることなく実用新案登録請求の範囲に記載された考案の範囲内で種 々の変形又は変更が可能であり、それらも本考案の範囲内に含まれるものである ことはいうまでもない。 例えば、上記棒材加工装置１のコントローラ２５は、３つの加工プログラムを 適宜選択するように構成されているが、より多数の加工プログラムを選択するよ うにコントローラ２５を構成しても良い。

【００２９】 また、コントローラ２５は、コントローラ２５以外の制御装置、例えば、遠隔 監視盤などの警報装置を作動させるように構成しても良い。

【００３０】

【考案の効果】

本考案の上記構成によれば、棒材加工装置は、棒材送り部材の移動量を常時検 出する移動量検出装置と、移動量検出装置の検出結果が入力される加工プログラ ム選択制御部を備えた棒材加工機の制御装置とを備えることにより、移動量検出 装置の検出結果に基づいて棒材の残長を演算し、棒材の末端まで加工を施すべく 、棒材の残長に応じた適当な加工プログラムを適宜選択できるので、乱尺材など が棒材加工機に補給され、棒材の初期的な材長を予測できないときに、棒材加工 装置は、棒材の略全長に亘る加工を行うことができ、これにより、残材の長さを 確実に短縮できる。そして、加工プログラム選択制御部は、棒材送り部材の移動 量に基づいて、加工送り中の棒材の送り異常を常に監視することができる。しか も、かかる制御を棒材加工機の制御装置を利用して行うことができるので、棒材 加工装置全体の製造コストを高めることなく、上記制御を安価に達成することが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る棒材加工装置の概略平面
図である。

【図２】棒材加工機のコントローラにおいて実行される
加工制御の態様を部分的に示すフローチャートである。

【図３】棒材加工機のコントローラにおいて実行される
加工制御の態様を部分的に示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 棒材供給機 ２ 棒材加工機 １１ 本体フレーム １２ 材料棚 １３ 送り矢 １４ 無端チェーン １５ 従動スプロケット １６ 駆動スプロケット １７ 駆動モータ １８ ロータリーエンコーダ ２１ 主軸 ２２ コレットチャック ２３ スピンドル ２４ バイト ２５ コントローラ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工プログラムに従って棒材に旋削加工
   を施す棒材加工機と、該棒材を所定の加工長さづつ前記
   棒材加工機に供給する棒材供給機とを有する棒材加工装
   置において、 前記棒材供給機は、棒材を前進させる棒材送り部材と、
   該棒材送り部材を駆動する駆動装置と、前記棒材送り部
   材の移動量を常時検出する移動量検出装置とを有し、前
   記棒材加工機は、加工プログラムに従って該棒材加工機
   の各駆動機構を制御する作動制御部と、選択可能な複数
   の加工プログラムを記憶するプログラム記憶部と、前記
   移動量検出装置の検出結果が入力される加工プログラム
   選択制御部とを備えた制御装置を有し、前記加工プログ
   ラムは、材長が異なる棒材に加工を施すことができる複
   数の加工プログラムを含み、 前記加工プログラム選択制御部は、前記移動量検出装置
   の検出結果に基づいて棒材の残長を演算し、棒材の末端
   まで加工を施すべく、棒材の残長に応じた適当な加工プ
   ログラムを選択し、前記作動制御部は、選択された加工
   プログラムに基づいて、棒材を加工すべく前記駆動機構
   を制御し、 前記加工プログラム制御部は更に、前記移動量検出装置
   の検出結果に基づいて、前記送り矢による加工送りの異
   常を判定し、異常警報を発するように警報装置に指令す
   ることを特徴とする棒材加工装置。