JPH0712564B2 - Ｎｃ旋盤の残材加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はNC旋盤の残材加工方法、特に棒材料から複数個
の部品取りをする際の材料端に残る残材を有効に利用す
るための改良された残材加工方法に関するものである。

［従来の技術］ 材料のチャッキング把持から、複数の工具を用いた多段
切削を行い、所望形状のワークとして取り落とされるま
でをコンピュータ数値制御にてほぼ完全に自動化された
Ｎ旋盤が周知であり、ターニングセンタその他として機
械加工に必要不可欠な要素を形成している。

この種のNC旋盤には各種の形式が存するが、材料を把持
した主軸台が材料に回転駆動を与えると共にベッド上で
加工軸方向に摺動する主軸摺動型NC旋盤が比較的小型か
つ精密な加工装置として広く用いられている。

この種の主軸摺動型NC旋盤は、材料の加工軸方向の送り
を主軸台が受け持ち、一方、工具の切り込み方向の送り
は刃物台が受け持つので、両者の協調によって極めて効
率の良い加工が行え、特に材料を連続的に多数個取りし
て加工する際に主軸台が材料の把持から送り出しまで全
て行う結果、効率の良い連続加工が可能となる。

このようなNC旋盤にて棒材料を複数個部品取りして加工
する際、材料ガイドの存在に起因して最終加工で残る端
部の残材処理が従来において大きな問題となっていた。

第２図にはＬで示される材料長を有する鎖線の材料100
からワーク長ｌの複数のワークを部品取り加工する状態
が示される。部品取り加工は、主軸第の前方に配置され
る材料ガイドから突出する部分に施されるため、材料の
端部には、主軸台に支持される端部から、材料ガイドか
ら突出しきれない部分までの長さ、すなわち、斜線で示
したＢなる長さの残材が生じる。従来においてはこのよ
うな残材は何ら加工に供されることなく屑材として排出
処分されていた。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、従来のNC旋盤においては、各材料ごとに屑材と
して捨てられる残材が無駄となり、加工効率が低下する
という問題があった。

また、従来において前記排出された残材は別個に設けら
れた残材加工機にマガジン供給され、これによって原材
料を有効に活用することも行われるが、このためには特
別な残材加工機を必要とし、更にこれらの残材をマガジ
ン詰めしその都度加工機に供給しなければならないとい
う手間があり、必ずしも全体的な効率を改善することが
できなかった。

更に、従来のNC旋盤では、前述のごとくして生じた残材
は押し棒によって加工方向に押し出されるか或いはフィ
ンガーチャックによって材料を供給する給材機側に戻さ
れなければならず、このための処理工程がトータルの加
工時間に大きな割合を占め、NC旋盤による加工時間効率
を低下させるという問題があった。

勿論、従来において、給材機の先端に残材回収用のフィ
ンガーチャックを設けることは給材機側の構造を複雑と
し、NC旋盤システム高価格とする問題もあった。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、材料で不可欠に生じる残材を加工部品として
有効に利用しながら、かつNC旋盤での可動効率を高める
ことのできる改良された残材加工方法を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、材料を給材機に
よって第１主軸台に供給し、第１主軸台の前方に位置す
る材料ガイドから突出する材料に対してNCコントローラ
により所定の加工が施されるNC旋盤の残材加工方法にお
いて、前記NCコントローラが主加工プログラムと残材加
工プログラムの少なくとも両プログラムを内蔵し、給材
機によって第１主軸台に供給される材料の残材長が所定
長以下となったときに材欠信号をNCコントローラに出力
し、この材欠信号によってNCコトローラがそれまでの主
加工プログラムから残材加工プログラムへの切替を行
い、前記残材加工プログラムによって、前記材料ガイド
を挟んで前記第１主軸台と対向して配置された第２主軸
台へ残材を第１主軸台から移出し、残材加工を第２主軸
台側で行うことを特徴とする。

［作用］ 従って、本発明によれば、材料は給材機によって通常と
同様に第１主軸台に供給され、NCコントローラはその殆
どの長さにわたって従来と同様の主加工にて部品取りを
行う。

そして、定められた数の主加工が完了し、あるいは残材
長が主加工に必要な長さ以下になると材欠信号がNCコン
トローラに供給され、NCコントローラはこの材欠信号を
受け取ったときには、前記通常の主加工プログラムに代
えて予め定められた或いは残材長に応じた残材加工プロ
グラムを選択し、第２主軸台へ第１主軸台から移し換え
把持された残材に所定の残材加工を施す。

すなわち、本発明において、残材加工プログラムを設定
することによって、残材を全く生じさせることなくある
いは極めてわずかな残材長のみで原材料の有効利用が可
能となり、更に従来のような材料の給材機への引き戻し
等の残材処理が不要となるので、加工効率を著しく改善
し、ほぼ連続加工が可能となるという利点を有する。

［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。

第１図には本発明に係る残材加工方法が適用されたNC旋
盤が示され、図においては、表加工を行う第１主軸台が
ベッド上で加工軸方向（AB）に摺動し、このときの材料
はガイドブッシュで支持される主軸摺動型NC旋盤を示し
ている。

前述したように第１主軸台10は図示していないベッド上
を矢印AB方向に往復駆動し、符号200で示される棒材料
をコレットチャック12などで把持しながら加工送りす
る。

勿論、棒材料200はそれ自体給材機14によって各部品取
りごとに送り出され、この材料送りのときには前記コレ
ットチャック12は開かれている。

ベッド上には材料ガイドとしてのガイドブッシュ装置16
が固定されており、NC旋盤の表加工位置がそのガイドブ
ッシュ18の右端で定められている。このガイドブッシュ
18はそれ自体棒材料200を回転摺動状態で支持さてもよ
く、或いは棒材料200と共に回転する回転型軸受として
構成してもよい。

周知のように、ベッドにはＸ刃物台20及びＹ刃物台22が
設けられており、各刃物台20,22に回転自在に支持され
たタレット24,26が割出し制御できるよう形成されると
共に該タレットには複数の工具が着脱可能に装着され、
前記ガイドブッシュ18からわずかに突き出された材料端
が短いオーバハング量で高精度に加工される。

本発明の加工方法は前記第１主軸台10と対向してベッド
上に配置された第２主軸台を用い、図にいて第２主軸台
は符号28にて示されている。周知の第２主軸台と同様
に、図示した第２主軸台28にも材料を把持するためのコ
レットチャック30が設けられ、図においてこのコレット
チャック30は回転型チャックを構成し、後述する残材加
工を行うときの駆動力を棒材料200に与えることができ
る。

前記第２主軸台28の尾端側には流体シリンダ32が設けら
れており、通常流体圧を用いて前記コレットチャック30
に把持した材料の送出しを制御することができる。

また、この第２主軸台28も前記第１主軸台10と同様にベ
ッド上で矢印CD方向に摺動可能であり、主加工における
裏加工あるいは後述する残材加工がこの第２主軸台28の
移動制御により前記タレット24,26に装着されている工
具で行われる。

第１図において、給材機14の軸方向位置が検出器34によ
り検出されており、本発明における材欠信号を発生する
ことができる。

すなわち、前記検出器34は給材機14のNC旋盤側への最終
移動位置、すなわち給材機14に設けられている押し棒14
aの最大送り出し位置を検出する。従って、この最大送
り出し位置で検出器34が検出信号を出力すると、このと
き第１主軸台に送り込まれている棒材料200は既に所定
の部品取りが完了して残材長のみを残すことを意味す
る。

実施例において、前記検出器34の出力は１サイクル加工
完了信号Ｆと共にアンドゲート38に供給され、両信号が
共にオン状態となった時に材欠信号300がNCコントロー
ラ40に出力され、後述する加工プログラムの切替えが行
われる。

前記加工完了信号Ｆは棒材料200の所定加工が完了する
都度出力され、勿論この出力タイミングは各加工条件に
よって異なる。

例えば、主加工が第１主軸第10による表加工のみで終了
する場合には、加工部品が第１主軸台10から突切り加工
によって切り離された時に前記１サイクル加工完了信号
Ｆが出力される。

また、主加工が表加工及び裏加工の両者を含む場合に
は、第２主軸台28側での裏加工が完了して加工部品が第
２主軸台28から排出された時に前記加工完了信号Ｆを出
力することが好適である。

そして、これらの加工完了時に給材機14が棒材料200を
最後まで送り込んでいる時に、アンドゲート38からは１
サイクル加工完了信号と検出器34からの出力信号に基づ
いて材欠信号300を出力することができる。

前記NCコントローラ40はその内部に制御部42と主加工プ
ログラムメモリ44及び残材加工プログラムメモリ46を保
有している。

主加工プログラムは、従来と同様の第１主軸台10による
加工の制御もしくは該第１主軸台10と第２主軸台28によ
る加工の制御を行い、該制御により主加工において部品
の表加工もしくは表加工と共に裏加工が行われる。一方
において残材加工プログラムは単一の或いは複数のプロ
グラムから成り、必要に応じて所定の残材プログラム或
いは前述した棒材料200の残材長に応じた残材加工プロ
グラムを選択的に出力可能であり、主加工の同一部品又
は異なる部品等の加工が行われる。残材長に応じて残材
加工プログラムを選択する場合、前記検出器34が給材機
14の軸方向位置を検出することは残材長を正確に知るた
めに好適である。

本実施例に用いられるNC旋盤は以上の構成から成り、以
下にその残材加工方法を説明する。

通常の主加工は棒材料200を所定数部品取りすることに
より行われ、例えば表加工によりワーク形状が整えら
れ、次にその先端が第２主軸台28のコレットチャック30
にて把持された状態にて突切り加工が施されて主加工が
完了する。この主加工はNCコトローラ40の主加工プログ
ラムメモリ44の内容にて制御されている。

第１主軸台10に送り込まれる棒材料200が所定数部品取
りされると、第１種軸台10には残材が残ることとなり、
このときの材欠信号は前記検出器34からの出力にて検知
可能である。

従来において、残材処理は、第１種軸台10のコレットチ
ャック12を開き押し棒14aが残材を矢印Ｂ方向に突き出
すか或いは前述した従来のフィンガーチャックが残材を
給材機14側へ引き戻すことにより行われるが、本発明で
は、この残材引戻しの代りに残材を第２主軸台28側へ送
り込むことによって処理される。

第３図には、本発明における残材の第２主軸台28への移
し替え工程が示されている。

第3A図は棒材料200からの部品取りが完了した状態を示
し、このときコレットチャック12には残材210が把持さ
れており、前記タレット24又は26に装着されている突切
りバイト50によって突切り加工が行われている。勿論、
このとき第２主軸台のコレットチャック30は加工位置か
ら離れた状態に待機している。

前述したように、突切り加工が完了すると、NCコントロ
ーラ40には材欠信号400が供給され、コントローラ40は
それまでの加工プログラムに替えて残材加工プログラム
をメモリ46から読み出し、残材加工が開始される。

第3B図は突切りバイト50が後退しコレットチャック12が
前進して残材210をガイドブッシュ18から突き出した状
態を示す。このとき、押し棒14aは既に次の棒材料200を
供給するために後退状態となっている。

そして、図から明らかな如く、第２主軸台28のコレット
チャック30が前記突き出された残材210の先端を把持し
ている。

そして、第3C図は第１主軸台側のコレットチャック12が
開き、一方において第２種軸台側のコレットチャック30
が残材210を把持しながらＤ方向に残材210を引き抜く状
態が示されている。

このようにして、残材210が第２主軸台28側へ引き抜か
れると、前記タレット24又は26に装着された適当な工具
によって第２主軸台28の駆動力にて残材210が残材加工
されることが理解される。

実施例において、第3C図にて残材210が第２主軸台28側
へ移し替えられると、直ちに第１主軸台10は矢印Ａ方向
に戻り次の主加工開始準備を行う。そして、NCコントロ
ーラ40はメモリ46から読み出された残材加工プログラム
によって、前記第２主軸台28及びタレット24,26に所望
の加工情報を供給して残材加工が行われる。

このとき、前述したごとく給材機14及び第１主軸台10は
次の主加工準備を行い、前記第２主軸台28による残材加
工が終了すると直ちに次の主加工サイクルが開始され、
加工効率を著しく改善することが可能である。

前記第３図によれば、残材210の第１主軸台10から第２
主軸台28への移し替えは第１主軸台10に設けられたコレ
ットチャック12の摺動にて行われているが、この受渡し
は他の任意の方法で可能であり、例えば第４図には両主
軸台のコレットチャック12,30を共に開いた状態で押し
棒14aが残材210を第２主軸台側のコレットチャック30に
押し込む方法が示されている。

以上のようにして本発明によれば、第１主軸台10に送り
込まれた棒材料200の残材210を第２主軸台28によって有
効に加工可能であるが、以下に第２主軸台28による残材
210の加工長すなわちコレットチャック30からのオーバ
ハング量を正しく定めるいくつかの方法について詳細に
説明する。

第５図はコレットチャック30を開いて流体シリンダ32に
より残材210を所定量コレットチャック30から突き出す
方法を示す。

第5A図において、図示していない第１主軸台から第２主
軸台側へ引き抜かれた残材210はコレットチャック30に
て把持されている。この状態で、残材210の軸線上にタ
レット24に保持されたストッパ52が突き出される。

次に、第5B図で示されるように、コレットチャック30が
開かれ、流体シリンダからの流体圧300が残材210に与え
られ、この結果、残材210の左端がストッパ52に当接す
る。

そして、第5C図のごとく、コレットチャック30はオーバ
ハング量Ｍが設定されるように矢印Ｄ方向へ戻り、この
とき、流体圧300は依然として残材210に加えられている
ので、コレットチャック30の戻り量にて正しくオーバハ
ング量すなわち残材加工長Ｍを定めることができる。前
記オーバハング量Ｍが得られた状態でコレットチャック
30は図示のごとく閉じられる。

第5D図は前記オーバハング量をＭを定めた後にコレット
チャック30が残材210を把持して加工位置に戻った状態
を示し、ストッパ52も残材210の軸線上から退避し、所
望の残材加工が行われる。

第６図には前記第５図と近似したオーバハング量Ｍの設
定方法が示されている。

第６図において特徴的なことは、第6A図にてコレットチ
ャック30の固定位置すなわちストッパ52からの間隔をオ
ーバハング量Ｍに定めることであり、コレットチャック
30がこの位置にて停止され、次に第6B図のごとくコレッ
トチャック30を開いて流体圧300にて残材210をストッパ
52に突き当てる。

第6C図は所望のオーバハング量Ｍが与えられた状態でコ
レットチャック30が閉じた状態を示し、第6D図のごとく
コレットチャック30及びストッパ52が退避して所望の残
材加工の準備が完了する。

第７図にも同様に残材加工時におけるオーバハング量を
定める他の方法が示されている。

第７図の方法において特徴的なことは、残材210の先端
をタレット24に設けられたホルダ54で把持することであ
り、このホルダ54は第８図に示されるごとく、その先端
が残材210を断圧状態で一時的に保持可能である。

第7A図はコレットチャック30が残材210の先端をホルダ
で把持可能な位置まで前進させ、この状態でホルダ54が
残材210の先端をつかんだ様子を示す。

そして、第7B図に示されるごとく、コレットチャック30
は開き状態でＤ方向に後退し、このとき残材210はその
先端がホルダ54によって保持されているので、残材210
はその保持状態を保ち、コレットチャック30のみが後退
する。

そして、所望のオーバハング量Ｍが定められた状態でコ
レットチャック30が閉じ、第7C図のごとくコレットチャ
ック30及びホルダ54が後退して残材加工準備が完了す
る。

本発明において、残材加工はその全ての利用することも
可能であり、また残材の一部を部品加工することも可能
であり、第９図には残材210から所望ワーク220を加工す
る状態を示し、このときには残材210の一部である符号2
10aで示される部分は廃棄処理される。

第９図において、残材210からは複数のワーク220が部品
取りされた状態を示し、最後の部品取りが完了し、これ
以上の残材加工が不可能である状態がコレットチャック
30の尾端側に設けらたセンサ56にて検出されている。

すなわち、残材210はその尾端がバネ58にて矢印Ｃ方向
に付勢されている第２押し棒60にて押出し方向に付勢さ
れており、コレットチャック30が開いた状態で残材210
は所定量ずつ押し出される。

そして、前記第２押し棒60の尾端は前記センサ56によっ
て監視されており、コレットチャック30内における残材
210が所定長以下になったときにセンサ56が作動して残
材加工の完了をNCコントローラへ知らせる。

従って、第９図の実施例によれば、残材210を最大限有
効に利用することが可能となる。

なお、本実施例においては、主軸摺動タイプの旋盤にて
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
主軸台を固定し、刃物台とガイドブッシュが摺動するタ
イプの旋盤でも可能であることはいうまでもない。

さらには、言うまでもなく主加工においては表加工によ
る部品、表加工と裏加工により形成される部品の加工が
できるが、残材加工においても、前記と同様に、例えば
第２主軸台と共にタレットの一部に第３の主軸機能を形
成することにより表加工と共に裏加工との組合せによる
部品加工も可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、第１主軸台に供
給された材料は、材料ガイドから突出する部分が主加工
プログラムに基づいて加工処理され、残材長が所定長以
下となった材料は第２主軸台に移され、材料ガイドを用
いずに残材加工プログラムに基づき残材加工処理される
ので、極めてわずかな残材長のみで有効にNC加工するこ
とが可能となる。

また、本発明によれば、第１主軸台に送り込まれた材料
を給材機が引き戻す等の残材処理が不要となり、また、
給材機側にフィンガーコレットチャックを設ける必要が
なく全体の構造を簡単とし、また引戻し工程に要する無
駄時間を除去可能である。

更に、本発明によれば、第２主軸台によって残材を有効
に加工しながら、第１主軸台はその間に次の材料加工の
準備を行うことができ、全体の加工サイクルを短縮し、
効率を著しく改善可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るNC施盤の残材加工方法におけるNC
旋盤の構成図、 第２図は従来の加工説明図、 第3A図〜第7C図は本発明に係るNC旋盤の残材加工方法の
作用説明図、 第８図は本発明に係るNC旋盤の残材加工方法におけるホ
ルダの構成図、 第９図は本発明に係るNC旋盤の残材加工方法の作用説明
図である。 10……第１主軸台 12……コレットチャック 14……給材機 16……ガイドブッシュ装置 18……ガイドブッシュ 28……第２主軸台 30……コレットチャック 32……流体シリンダ 34……検出器 36……検出器 40……NCコントローラ 44……主加工プログラムメモリ 46……残材加工プログラムメモリ 200……材料 220……材欠信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】材料を給材機によって第１主軸台に供給
   し、第１主軸台の前方に位置する材料ガイドから突出す
   る材料に対してNCコントローラにより所定の加工が施さ
   れるNC旋盤の残材加工方法において、 前記NCコントローラが主加工プログラムと残材加工プロ
   グラムの少なくとも両プログラムを内蔵し、 給材機によって第１主軸台に供給される材料の残材長が
   所定長以下となったときに材欠信号をNCコントローラに
   出力し、この材欠信号によってNCコントローラがそれま
   での主加工プログラムから残材加工プログラムへの切替
   を行い、 前記残材加工プログラムによって、前記材料ガイドを挟
   んで前記第１主軸台と対向して配置された第２主軸台へ
   残材を第１主軸台から移出し、残材加工を第２主軸台側
   で行うことを特徴とするNC旋盤の残材加工方法。