JP3005935B2 - 素材切断および供給装置を備えた旋削工作機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、長尺の素材を所望の
長さに切断して旋盤に供給することができる素材切断お
よび供給装置を備えた旋削工作機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】旋削工作機械で加工される被加工物は種
々あるが、特に鋼材をベースとした丸物部材は、長尺の
素材を所望の長さに切断した切断材が一般的に使用され
ている。この切断材は、主につぎのような方法で入手さ
れ、旋削工作機械に供給されている。第１の方法は、予
め所望の長さに切断された切断材を購入して貯蔵し、そ
の都度旋削工作機械へ供給する方法である。第２の方法
は、長尺の素材のまま購入して、切断装置等の設備で所
望の長さに切断して供給する方法である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
方法には、それぞれ次のような問題点があった。 １． 上記第１の方法では、切断材を旋削工作機械に自
動搬入する際に、切断材を個々に種類毎に整理分類して
供給することができる特別な供給装置が必要である。ま
た、長尺の素材を購入するのに比べ、材料費が割高にな
ってしまうという経済的問題点が有った。 ２．第２の方法では、旋削工作機械とは別に切断装置を
設備しなければならず、施設内に大きな床面積を必要と
するとともに、このような装置のメンテナンス等維持す
るのに多額の費用がかかった。 また、従来は、切断装置で素材を切断する切断工程と、
切断された切断材を旋削工作機械で旋削加工する旋削工
程とのライン化がされていなかった。このため、素材の
切断工程で種々の長さに切断された各種の所望の長さの
切断材をストックしておき、このストックの中から旋削
工程で必要な切断材を捜し出して旋削工作機械に供給す
る方法がとられていた。

【０００４】従って、素材が切断されてから旋削工作機
械で加工されるまでのストックされている切断材の滞留
時間が長いことと、切断工程が旋削工程に連動していな
いので種々の切断材のストックがある程度必要で、生産
効率が悪いという問題点があった。この発明は、以上の
ような問題点を解決するために創案されたものであり、
その目的は、長尺の素材を供給することにより、切断工
程及び旋削工程の被加工物の加工を無駄なく連続して行
うことができる素材切断および供給装置を備えた旋削工
作機械を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記問題点
を解決して、前記目的を達成するもので、この発明の旋
削工作機械は、ベッドと、このベッド上に設けられた主
軸台と、この主軸台に回転自在に支持された主軸と、こ
の主軸の一端に固着され、被加工物を把持するチャック
と、前記ベッド上かつ前記主軸台の奥側に設けられ、前
記主軸に対して軸線方向および径方向に相対移動自在
で、前記チャックに把持された被加工物を加工する工具
を取付けた刃物台と、を備えた旋盤において、前記主軸
台の手前側に設けられ、長尺素材を前記主軸軸線と平行
に支持すると共に、前記長尺素材を前記主軸に対して軸
線方向に、前記主軸の後端側から前記チャック側に向か
って所定量送り出す素材ストッカと、前記素材ストッカ
近傍の前記長尺素材が送り出される側に設けられ、前記
長尺素材を固定するクランプ装置と、 前記クランプ装置
近傍の前記長尺素材が送り出される側に設けられ、前記
クランプ装置で固定された非回転状態の前記長尺素材を
駆動式の刃物で切断する切断装置と、前記切断装置近傍
の前記長尺素材が送り出される側に設けられ、前記切断
装置による切断中に前記長尺素材先端を把持する把持手
段と、 前記把持手段を有し、前記主軸に対して軸線方向
の移動位置が制御可能であり、前記切断装置によって所
定の長さに切断された切断材を、前記主軸の軸心と前記
切断材の軸心が一致する位置まで前記主軸台の手前側か
ら前記主軸に対して径方向に直線的に移動して、前記チ
ャックに受渡す供給装置とを備え、前記チャックに受渡
された切断材の旋削加工中に、前記切断装置による切断
動作ができるように構成されていることを特徴とするも
のである。

【０００６】

【作用】この発明の旋削工作機械においては、主軸台の
手前側に設けられ、長尺素材を主軸軸線と平行に支持す
ると共に、長尺素材を主軸に対して軸線方向に、主軸の
後端側からチャック側に向かって所定量送り出す素材ス
トッカが設けられている。この素材ストッカから所定量
送り出された長尺素材は、クランプ装置によって非回転
状態で固定されて、駆動式の刃物を備える切断装置によ
り所望の被加工物の長さに切断される。切断中、長尺素
材の先端は、供給装置の把持手段によって把持されてい
る。この切断された素材（切断材）は、供給装置によ
り、主軸台の手前側から主軸に対して径方向に直線的に
移動されて、旋盤の主軸に設けられたチャックに供給さ
れ、旋削加工が施される。なお、素材ストッカ、クラン
プ装置、切断装置および供給装置は、主軸台の手前側で
かつ主軸の後端側から順に配置される。そして、長尺素
材は、主軸の後端側からチャック側に向かって主軸軸線
と平行かつ直線的に移動する。このように長尺の素材か
ら連続的に切断材が得られ、供給装置によって切断材は
主軸のチャックに送られて固定され、旋削加工工程が行
われるから、加工工程の加工時間を短縮することがで
き、しかも切断材のストックも必要としない。さらに
は、素材を主軸の内部を通さずにチャックに供給するこ
とができるので、主軸を回転させて被加工物を加工して
いる最中に長尺素材が回転することはない。したがっ
て、長尺素材を主軸の内部を通してチャックに供給する
ことと比較すると、回転加工中における主軸の振動が少
なくなり、結果として被加工物の加工精度が高くなる。
さらに、本発明においては、チャックに受渡された切断
材の旋削加工中に、切断装置による切断動作ができるよ
うに構成されている。このように、主軸による旋削加工
を行っている間に切断装置によって切断動作を行うこと
により、長尺素材の切断から被加工物を加工するまでに
掛かる時間を、全体として大幅に短縮することができ
る。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明するが、この発明はこの具体的な実施例に限定される
ものではない。図１は、この発明の素材切断および供給
装置を備えた旋削工作機械を示す全体正面図、図２は、
図１のIIーII断面図、図３は、図１のIIIーIII断面図で
ある。

【０００８】この発明の素材切断および供給装置を備え
た旋削工作機械は、図１に示されるように、ＮＣ旋盤
１、素材ストッカ２、切断装置３、供給装置４などから
構成されている。はじめに、ＮＣ旋盤１について説明す
る。ベッド５は、ＮＣ旋盤１の本体を構成する基台であ
る。ベッド５上の一端には、第１主軸台６が固定されて
いる。第１主軸台６内には、第１主軸７が回転自在に支
持されている。この第１主軸７の一端には、第１チャッ
ク８が固着されている。この第１チャック８は、第１主
軸７の他端に設けられたチャックシリンダ９により駆動
され、被加工物の素材を把持するものである。第１主軸
７は、第１主軸台６またはベッド５に設けられた図示し
ない主軸モータによって回転駆動される。

【０００９】ベッド５上には、第１主軸７の軸線（Ｚ
軸）方向にＺ軸ガイド１３が設けられており、このＺ軸
ガイド１３，１３に案内されてＺ軸方向に移動自在な第
１サドル１１が設けられている。この第１サドル１１
は、図示しないＮＣ装置により、サーボモータ、ボール
スクリュなどを介して、Ｚ軸方向の位置および送りが制
御されている。第１サドル１１には第１主軸７の径（Ｘ
軸）方向にＸ軸ガイド１４が設けられており、このＸ軸
ガイド１４に案内されてＸ軸方向に移動自在な第１クロ
ススライド１２が設けられている。この第１クロススラ
イド１２は、ＮＣ装置により、サーボモータ１５、ボー
ルスクリュウなどを介して、Ｘ軸方向の位置および送り
が制御されている。前記第１クロススライド１２上には
第１刃物台１０が固定されている。この第１刃物台１０
には被加工物である素材を加工する工具Ｔを取付けるタ
レット１６が旋回割出し自在に支持されている。従っ
て、第１主軸７に取付けられた被加工物の素材の加工
は、第１刃物台のＸ軸およびＺ軸方向の制御移動により
行われる。

【００１０】ベッド５上には、第１主軸台６、第１刃物
台１０と対向するように第２主軸台１７、第２刃物台１
８が設けられている。この第２主軸台１７、第２刃物台
１８の構造は、第２主軸台１７が主軸台ガイド１９に案
内されてＺ軸方向に移動自在なこと以外は、第１主軸台
６および第１刃物台１０と対称的に配置されているだけ
で、実質的にそれぞれて第１主軸台６および第１刃物台
１０と同一であるので説明を省略する。なお、第２主軸
台１７のＺ軸方向の移動は、サーボモータ２０とボール
スクリュを介して、ＮＣ装置により制御されている。

【００１１】以上が実施例のＮＣ旋盤の構成で、第１主
軸台６および第１刃物台１０などにより、第１工程（表
面）の加工が施され、第２主軸台１７および第２刃物台
１８などにより、第２工程（裏面）の加工が施されるＮ
Ｃ旋盤である。しかし、この発明はこの構成に限定され
るものではなく、２軸制御の通常のＮＣ旋盤であっても
よい。

【００１２】次に素材ストッカ２を説明する。支持台２
１は素材ストッカ２を構成する基台である。この支持台
２１の上面には、素材２３を軸線方向に案内する案内ロ
ーラ２２が設けられている。また、この支持台２１に
は、図示しない素材位置決め手段が設けられている。こ
の素材位置決め手段は、公知の棒材位置決め手段が用い
られており、素材２３を軸線方向に送り出すとともに軸
線方向に位置決めができるものである。

【００１３】以上のように構成された素材ストッカ２
は、第１主軸台６の側方に設けられ、長尺の素材２３を
第１主軸７の軸線と平行に支持するとともに、素材２３
をチャックシリンダ９側から第１チャック８側へ送り出
し位置決めし、後述する切断装置３に素材２３を供給す
るものである。

【００１４】次に切断装置３を説明する。前記素材スト
ッカ２により送り出された素材２３を固定するクランプ
装置３１が、ベッド５上に配置されている。このクラン
プ装置３１は、例えば、Ｖ字形状の受け部材３２、シリ
ンダ３３、クランパ３４などからなり、シリンダ３３の
作動により、クランパ３４で素材２３を受け部材３２に
押し付け固定するものである。クランプ装置３１の下部
には切断装置３が設けられている。この切断装置３の基
台２４は、ベッド５に固定されている。基台２４には、
ガイド２５が設けられ、このガイド２５に案内されて、
素材２３の径方向に移動自在なソーヘッド２６が設けら
れている。このソーヘッド２６はサーボモータ２７およ
びボールスクリュ２８を介して位置および送りが制御さ
れている。ソーヘッド２６には、モータ３０によって回
転駆動される丸鋸刃２９が素材２３の軸線と平行な軸ま
わりに回転自在に支持されている。以上のように構成さ
れた切断装置３により、クランプ装置３１に固定された
素材２３を所望の長さに切断する。なお、この実施例の
切断装置３は、丸鋸刃２９による切断装置としたが、素
材２３を切断できるものであればどのような切断装置で
もよく、例えば、帯鋸刃で切断する装置でもよい。

【００１５】次に供給装置４を説明する。供給装置４は
切断装置３を中央に挟んで素材ストッカ２と対向した位
置の第１主軸台６の下方に設けられている。ベッド５に
は、第１主軸台６の下方から第１チャック８の下方にか
けて、第１主軸７と平行にガイド３５が設けられてお
り、このガイド３５に案内されて第１主軸７の軸線方向
に移動自在な基台３６が設けられている。この基台３６
は、図示しないサーボモータとボールスクリュ３７を介
して移動位置が制御されている。この基台３６には、シ
リンダ３８が設けれている。このシリンダ３８のピスト
ン３９の先端には、ハンド４０が設けられている。この
ハンド４０は、素材２３等を把持するものであり、一般
的なハンド４０を用いているので説明を省略する。ま
た、シリンダ３８とハンド４０との間にはガイド４１が
取付けられており、このガイド４１はシリンダ３８の駆
動によるハンド４０の第１チャック８の中央への移動を
案内するとともに、ハンド４０および切断装置３で切断
された素材２３ａを支持している。以上のように構成さ
れた供給装置４により、切断装置３で切断された素材２
３ａを被加工物として第１チャック８に供給する。な
お、この実施例の供給装置４は、ＮＣ旋盤１の下部に取
付けた構成としたがこれに限定されるものではなく、切
断装置３により切断された素材２３ａが、直接第１チャ
ック８に供給されるものであれば、どのような形態であ
ってもよく、市販のロボット等を付属させてもよい。

【００１６】第１チャック８の下方には、ＮＣ旋盤１の
旋削加工領域と切断装置３および供給装置４とを仕切る
開閉カバー４２が設けられている。この開閉カバー４２
は旋削加工の際に発生する切屑、クーラント等が、切断
装置３、供給装置４に付着するのを防止する。この開閉
カバー４２は、ＮＣ旋盤１全体を覆うカバー４６に蝶番
４４を介して取付けられており、アイ形シリンダ４３の
動作により蝶番４４を中心として揺動開閉される構成で
ある。以上の構成のＮＣ旋盤１、素材ストッカ２、切断
装置３、供給装置４、開閉カバー４２等は、図示しない
数値制御装置により統括制御されている。

【００１７】次にこの発明の作用を説明する。数値制御
装置には、予め被加工物の長さ、ＮＣ加工プログラムな
ど加工に必要なデータが記憶されているものとし、工具
Ｔ，チャック爪の段取りもすべて完了しているものとし
て説明する。作業者は素材ストッカ２の案内ローラ２２
上に長尺の素材２３を載せる。素材２３が載せられる
と、数値制御装置により以下の一連の加工動作が行われ
る。素材２３は、素材位置決め手段により、丸鋸刃２９
の位置から供給装置４側に、所望の被加工物の長さ分だ
け突出するように位置決めされる。位置決めが終了する
と、クランプ装置３１で素材２３を固定する。これと同
時に、供給装置４のハンド４０で素材２３を把持する。
次に、切断装置３の丸鋸刃２９を所定の回転数で回転さ
せ、素材２３の方向に送りをかけて、素材２３を切断す
る。切断が終了したら、切断装置３を図に示した位置に
戻し、丸鋸刃２９の回転を止める。ここまでが素材２３
の切断動作であり、通常はＮＣ旋盤１の旋削加工中に行
われる。

【００１８】切断された素材２３ａは、供給装置４によ
り第１チャック８に供給される。次に、供給装置４の作
用を詳細に説明する。開閉カバー４２をアイ形シリンダ
４３で開放する。供給装置４をサーボモータ、ボールス
クリュ３７等で第１チャック８の下部の位置４ａに移動
する。次に、シリンダ３８を駆動して、ハンド４０に把
持した素材２３ａの軸心と第１主軸７の軸心とが一致す
る位置４ｂにハンド４０を移動する。供給装置４を第１
チャック８に近づく方向に移動して、素材２３ａを第１
チャック８に把持させる。これと同時にハンド４０を開
放して、供給装置４全体を図１および図３の実線の位置
に戻す。もとの位置に戻ったら、開閉カバー４２を閉じ
る。これで供給装置４の素材供給動作が終了する。

【００１９】第１チャック８に把持された素材２３ａ
は、第１主軸台６、第１刃物台１０等により第１工程の
加工が施される。この第１工程の加工中に、前述した切
断動作が行われ、次の素材がハンド４０に把持されて待
機している。第１工程の加工が終了すると、第１チャッ
ク８に取付けられた加工済素材は第２主軸台１７の第２
チャック４５に受け渡され、第２工程の加工が施され
る。これと同時に、第１チャック８には、前述した素材
供給動作により次の素材が供給される。以上の作用によ
り、長尺の素材２３を素材ストッカ２上にセットするだ
けで、素材２３を所望の長さに切断し、ＮＣ旋盤１に供
給することにより長尺素材から一貫して被加工物を連続
的に自動加工することができる。

【００２０】なお、この実施例では切断装置の丸鋸刃を
素材の半径方向に進退する前提で説明したが、被加工物
の形状によっては傾斜方向に切断してもよく、切断の形
状および方向に限定されるものではない。また、旋削加
工中に切断を行った場合に振動等の悪影響を避けるた
め、ＮＣ旋盤本体と切断装置との間に防振手段を設ける
と、更に良好な旋削加工を行うことができる。

【００２１】

【発明の効果】この発明の旋削工作機械は、以上説明し
たように構成されているので、次のような効果が期待で
きる。すなわち、この発明によれば、自動的に連続作業
で長尺の素材を所望の長さに切断し、直ちに旋盤に供給
するようにしたので、切断された素材をストックする必
要がない。また、主軸を通すことなく、主軸台の手前側
から被加工物をチャックに供給できるので、被加工物の
加工中に長尺素材が回転することがない。したがって、
被加工物を加工している間の主軸の振動を少なくするこ
とができる。さらには、旋削加工中に次の素材を切断し
ておくことにより加工時間の短縮が可能で、生産効率が
向上する。特に、対向主軸型のＮＣ旋盤においてより効
果的である。また、長尺の素材を直接供給するだけで、
切断と旋削加工が連続的に自動加工され、段取時間が短
縮される。さらに、切断装置と供給装置とを旋盤に付随
させ一体的に構成することで、コンパクト化され、従来
別々に独立して構成されていた場合に比べ所要床面積が
小さくなる。そして、切断する際、長尺素材を非回転状
態にして駆動式の刃物で切断するので、長尺素材を回転
可能に支持する装置を必要としない。また、供給装置
は、主軸に対して軸線方向および径方向の２方向に移動
可能でかつ主軸軸線方向に移動位置が制御可能なので、
所望の長さに切断された切断材をチャックに供給するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の素材切断および供給装置を備えた旋
削工作機械を示す全体正面図である。

【図２】図１のIIーII断面図である。

【図３】図１のIIIーIII断面図である。

【符合の説明】

１ …ＮＣ旋盤 ２ …素材ストッカ ３ …切断装置 ４ …供給装置 ５ …ベッド ６ …第１主軸台 ７ …第１主軸 ８ …第１チャック ９ …チャックシリンダ １０ …第１刃物台 １６ …タレット ２３ …素材 ３１ …クランプ装置 ４２ …開閉カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 23/02 B23B 3/16 B23B 11/00 B23B 15/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベッドと、このベッド上に設けられた主
   軸台と、この主軸台に回転自在に支持された主軸と、こ
   の主軸の一端に固着され、被加工物を把持するチャック
   と、前記ベッド上かつ前記主軸台の奥側に設けられ、前
   記主軸に対して軸線方向および径方向に相対移動自在
   で、前記チャックに把持された被加工物を加工する工具
   を取付けた刃物台と、を備えた旋盤において、前記主軸台の手前側に設けられ、長尺素材を前記主軸軸
   線と平行に支持すると共に、前記長尺素材を前記主軸に
   対して軸線方向に、前記主軸の後端側から前記チャック
   側に向かって所定量送り出す 素材ストッカと、前記素材ストッカ近傍の前記長尺素材が送り出される側
   に設けられ、前記長尺素材を固定するクランプ装置と、 前記クランプ装置近傍の前記長尺素材が送り出される側
   に設けられ、前記クランプ装置で固定された非回転状態
   の前記長尺素材を駆動式の刃物で 切断する切断装置と、前記切断装置近傍の前記長尺素材が送り出される側に設
   けられ、前記切断装置による切断中に前記長尺素材先端
   を把持する把持手段と、 前記把持手段を有し、前記主軸に対して軸線方向の移動
   位置が制御可能であり、 前記切断装置によって所定の長
   さに切断された切断材を、前記主軸の軸心と前記切断材
   の軸心が一致する位置まで前記主軸台の手前側から前記
   主軸に対して径方向に直線的に移動して、前記チャック
   に受渡す供給装置とを備え、 前記チャックに受渡された切断材の旋削加工中に、前記
   切断装置による切断動作ができるように構成されている
   ことを特徴とする素材切断および供給装置を備えた旋削
   工作機械。