JP2687971B2 - バーフィーダ、それを連結したnc旋盤及びバー材供給方法 - Google Patents
バーフィーダ、それを連結したnc旋盤及びバー材供給方法Info
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Description
給するバーフィーダ、それを連結したNC旋盤及びバー
材供給方法に関する。
対してバーフィーダから製品加工用のバー材を供給する
ことにより行われる。バーフィーダは、NC旋盤の主軸
の方向であるZ軸方向にNC旋盤と所定の距離をもって
連結され、NC旋盤の主軸の中心線延長上にバー材を移
動可能に支持し、バー材を移動させてNC旋盤にバー材
を供給する装置である。
一本ずつバーフィーダにセットするシングルフィーダ
と、複数のバー材を収納できるマガジン(収納棚)を備
え、自動的にバー材をバーフィーダにセットするマガジ
ンフィーダとがある。
バーフィーダによるNC旋盤へのバー材供給にはバー材
の残材処理等に問題を有している。例えば主軸をZ軸方
向に移動させて所定の個数の製品を加工する主軸摺動型
NC旋盤の場合、バー材の残材長さを常に管理しておか
ないと、残材長さが短すぎる場合には空チャックとなっ
てしまったり、主軸を後退させた際にフィードパイプ先
端をチャックしてしまったりして、主軸やバーフィーダ
に損傷を与えることがある。また、残材長さを製品1個
又は数個分程度余分に見積ることにより機械の損傷を防
ぐとすれば、製品加工材料であるバー材が無駄に使われ
ることになる。特に主軸摺動型NC旋盤の場合には、主
軸でチャッキングされたバー材を加工領域に案内するガ
イドブッシュがある分だけ、残材長さが長くなりがちで
あるので残材処理の管理は重要である。
は、バー材長さの異なるいわゆる乱尺材を用いての加工
は効率が低下してしまい、マガジンを用いる利点が失わ
れてしまうという問題があった。これは、マガジンに収
納する複数のバー材はあらかじめその長さを揃えておく
必要があり、そのための加工時間の増加等により作業能
率が悪化するという問題にもつながる。
な残材処理ができ、また、いわゆる乱尺材をマガジンに
収納して用いることのできるガイドブッシュ付きの主軸
摺動型NC旋盤のバーフィーダ、バーフィーダを連結し
たガイドブッシュ付きの主軸摺動型NC旋盤及びバー材
供給方法を提供することにある。
持したバー材移動部の移動によりバー材を供給し、前記
バー材移動部の移動を行う駆動手段の作動状態を検出し
て前記バー材のバー材長を計測し、計測された前記バー
材長を出力するバーフィーダを連結したNC旋盤であっ
て、前記バーフィーダから出力された前記バー材長か
ら、前記バー材の製品として加工できる長さである有効
加工長を計算し、前記バーフィーダから出力された前記
バー材長から、前記バー材の製品として加工できる長さ
である有効加工長を計算し、前記有効加工長に基づい
て、製品加工に必要な加工長と一度のチャックで加工可
能な製品の数とを掛けた多数個取り加工長を計算し、前
記多数個取り加工長に基づいて前記バー材をチャックす
る位置であるZ軸開始点を前記有効加工長にわたって計
算する計算手段と、計算された前記Z軸開始点に移動し
て位置決めされ、供給された前記バー材をチャックする
主軸と、前記バー材をチャックした前記主軸の移動によ
り突出した前記バー材を保持するガイドブッシュと、前
記ガイドブッシュから突出した前記バー材から前記製品
を加工する加工手段とを有し、前記バー材の残材は、前
記バーフィーダの前記バー材移動部の移動により前記ガ
イドブッシュから引き抜かれることを特徴とするバーフ
ィーダを連結したNC旋盤により達成される。
結されたバーフィーダであって、バー材を把持したバー
材移動部の前進により前記NC旋盤にバー材を供給し、
前記バー材移動部の後退により前記バー材を前記NC旋
盤から引き抜くバー材供給手段と、前記バー材供給手段
に設けられて前記バー材移動部を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の作動状態を検出して前記バー材のバー材
長を計測するバー材長計測手段と、計測された前記バー
材長を前記NC旋盤に出力するバー材長出力手段とを有
することを特徴とするバーフィーダにより達成される。
する主軸摺動型NC旋盤に供給されるバー材のバー材長
を、前記バー材を保持したバー材移動部の移動を行う駆
動手段の作動状態を検出して予め計測し、計測された前
記バー材長から、前記バー材の製品として加工できる長
さである有効加工長を計算し、前記有効加工長に基づい
て、製品加工に必要な加工長と一度のチャックで加工可
能な製品の数とを掛けた多数個取り加工長を計算し、前
記多数個取り加工長に基づいて前記バー材をチャックす
る位置であるZ軸開始点を前記有効加工長にわたって計
算し、前記Z軸開始点に前記主軸を移動して位置決め
し、前記主軸摺動型NC旋盤に供給された前記バー材を
前記主軸にチャックし、前記バー材をチャックした前記
主軸の移動により突出した前記バー材をガイドブッシュ
に保持して、前記バー材の多数個取り製品加工を行い、
前記バー材移動部の移動により前記バー材の残材を前記
ガイドブッシュから引き抜くことを特徴とするバー材供
給方法により達成される。
部の移動によりバー材を供給し、前記バー材移動部の移
動を行う駆動手段の作動状態を検出して前記バー材のバ
ー材長を計測し、計測された前記バー材長を出力するバ
ーフィーダを連結したNC旋盤であって、前記バーフィ
ーダから出力された前記バー材長から、前記バー材の製
品として加工できる長さである有効加工長を計算し、前
記バーフィーダから出力された前記バー材長から、前記
バー材の製品として加工できる長さである有効加工長を
計算し、前記有効加工長に基づいて、製品加工に必要な
加工長と一度のチャックで加工可能な製品の数とを掛け
た多数個取り加工長を計算し、前記多数個取り加工長に
基づいて前記バー材をチャックする位置であるZ軸開始
点を前記有効加工長にわたって計算する計算手段と、計
算された前記Z軸開始点に移動して位置決めされ、供給
された前記バー材をチャックする主軸と、前記バー材を
チャックした前記主軸の移動により突出した前記バー材
を保持するガイドブッシュと、前記ガイドブッシュから
突出した前記バー材から前記製品を加工する加工手段と
を有し、前記バー材の残材は、前記バーフィーダの前記
バー材移動部の移動により前記ガイドブッシュから引き
抜かれるので、Z軸開始点を主軸のバー材チャック位置
として1チャック多数個取りの製品加工を行うことがで
き、非切削時間の大幅な短縮が可能となるのに加えて残
材長を最短にすることができる。また、本発明によれ
ば、上述したNC旋盤に連結されたバーフィーダであっ
て、バー材を把持したバー材移動部の前進により前記N
C旋盤にバー材を供給し、前記バー材移動部の後退によ
り前記バー材を前記NC旋盤から引き抜くバー材供給手
段と、前記バー材供給手段に設けられて前記バー材移動
部を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の作動状態を検
出して前記バー材のバー材長を計測するバー材長計測手
段と、計測された前記バー材長を前記NC旋盤に出力す
るバー材長出力手段とを有するので、バー材移動部の移
動によるバー材供給動作中に、バー材移動部を駆動する
駆動手段の作動状態を検出してバー材長を測定すること
ができる。更に、本発明によれば、主軸がZ軸方向に摺
動する主軸摺動型NC旋盤に供給されるバー材のバー材
長を、前記バー材を保持したバー材移動部の移動を行う
駆動手段の作動状態を検出して予め計測し、計測された
前記バー材長から、前記バー材の製品として加工できる
長さである有効加工長を計算し、前記有効加工長に基づ
いて、製品加工に必要な加工長と一度のチャックで加工
可能な製品の数とを掛けた多数個取り加工長を計算し、
前記多数個取り加工長に基づいて前記バー材をチャック
する位置であるZ軸開始点を前記有効加工長にわたって
計算し、前記Z軸開始点に前記主軸を移動して位置決め
し、前記主軸摺動型NC旋盤に供給された前記バー材を
前記主軸にチャックし、前記バー材をチャックした前記
主軸の移動により突出した前記バー材をガイドブッシュ
に保持して、前記バー材の多数個取り製品加工を行い、
前記バー材移動部の移動により前記バー材の残材を前記
ガイドブッシュから引き抜くので、ガイドブッシュ付き
の主軸摺動型NC旋盤へのバー材供給が可能となり、ま
た、適用するZ軸開始点を主軸のバー材チャック位置と
して1チャック多数個取りの製品加工を行う際に、非切
削時間の大幅な短縮が可能となるのに加えて残材長を最
短にすることができる。
の主軸摺動型NC旋盤のバーフィーダ及びバー材供給方
法を図1乃至図7を用いて説明する。本実施例において
は、ガイドブッシュ付きの主軸摺動型NC旋盤と連結さ
せたバーフィーダについて説明する。本実施例によるバ
ーフィーダ20の構造を図1を用いて説明する。図1
(a)は主軸摺動型NC旋盤に接続したバーフィーダ2
0の正面図、図1(b)は平面図である。図1(b)で
は主軸摺動型NC旋盤の記載は省略している。
4に支えられ、主軸摺動型NC旋盤の主軸台8の摺動方
向であるZ軸方向に台枠22の長手方向を一致させて設
置されている。バーフィーダ20の台枠22の長手方向
一端部と主軸摺動型NC旋盤のベッド2端部はスペーサ
48で連結されている。スペーサ48により、バーフィ
ーダ20と主軸摺動型NC旋盤との間が所定の距離に保
たれるようになっている。
旋盤の主軸9の中心軸に一致して移動するバー材14を
移動可能に支持するレール26が取り付けられている。
台枠22上方にはレール26に並列してマガジン50が
取り付けられている。マガジン50の棚部はレール26
に向かって下方に傾斜して設けられ、棚部には乱尺材で
ある複数のバー材14が並べられ、順次バー材14をレ
ール26上に供給できるようになっている。
22の長手方向他端部上には、フィードパイプ30又は
スライダ32のいずれか一方を保持しつつ、レール26
に沿って、レール26と干渉し合うことなく移動可能な
移動体28が取り付けられている。移動体28がレール
26に沿って移動することにより、保持したフィードパ
イプ30又はスライダ32はレール26上を移動するこ
とができる。従って、移動体28、フィードパイプ30
及びスライダ32は、バー材移動部として機能する。
り付けられたスプロケット38、40に掛けられたチェ
ーン36に取り付けられている。台枠22中に設けら
れ、スプロケット38に連結されたモータ34を駆動さ
せてチェーン36を駆動させることにより移動体28を
レール26に沿って移動させることができるようになっ
ている。
に伴ってレール26上を移動するフィードパイプ30の
先端は、レール26上に載せられたバー材14の一端部
を保持できるようにフィンガーチャック31が取り付け
られている。バー材14の一端部をフィードパイプ30
のフィンガーチャック31に保持させる際には、クラン
プ装置(図示せず)によりバー材14をクランプしてお
くようになっている。フィードパイプ30に保持された
バー材14は、フィードパイプ30の移動によりレール
26上を移動して主軸摺動型NC旋盤に搬送される。
ないフィードパイプ30又はスライダ32のいずれかは
台枠22長手方向他端部上の所定位置に退避させられる
ようになっている。移動体28に保持されたフィードパ
イプ30又はスライダ32の原点位置等を検出するため
に、台枠22の両端部近辺にリミットスイッチ44、4
6が設けられている。リミットスイッチ44は、移動体
28が後退できる限界を検知するために用いられる。主
軸摺動型NC旋盤側のリミットスイッチ46近傍には先
端ストッパ47が取り付けられている。先端ストッパ4
7はレール26の端部でバー材14の移動路を開閉でき
るように設けられている。先端ストッパ47を動作させ
てレール26のバー材14の移動路を閉鎖してから、移
動してきたバー材14先端が先端ストッパ47に当ると
リミットスイッチ46がオンするようになっている。
0は、移動体28が前進してリミットスイッチ46近傍
にまで達したときに、フィードパイプ30先端が主軸摺
動型NC旋盤の主軸9のチャック10手前まで達する長
さを有している。スライダ32は、マガジン50から取
り出されてレール26上にセットされたバー材14を押
してスライダ32より長さが長いフィードパイプ30が
レール26上にセットできるようにするために用いられ
る。
を測定するためにスプロケット38の回転角を検出する
ロータリエンコーダ42が取り付けられている。バーフ
ィーダ22には、NC装置と信号の送受信を行うバーフ
ィーダコントローラ52が取り付けられている。バーフ
ィーダコントローラ52にはリミットスイッチ44、4
6からの信号、及びロータリエンコーダ42からの信号
を入力又は計数する数種のカウンタ及び演算部が組込ま
れている。これらリミットスイッチ44、46からの信
号、或いはロータリエンコーダ42からの信号、さらに
バーフィーダコントローラ52に記憶されている数種の
定数データにより、バーフィーダコントローラ52内で
バー材14のバー材長が計算されて主軸摺動型NC旋盤
のNC装置に出力されるようになっている。
1からNO4の番号を付したカウンタが設けられてい
る。NO1カウンタは、スライダ32又はフィードパイ
プ30が最後端に戻るとリセットされ、NC旋盤側に移
動するに従ってロータリエンコーダ42により数値が増
大する、スライダ32又はフィードパイプ30の絶対位
置を計測するカウンタである。
ストッパ47に当たり、リミットスイッチ46がオンす
ることによりセットされ、カウントを開始する。スライ
ダ32又はフィードパイプ30の移動によりロータリエ
ンコーダ42のパルスが入力され、バー材14がロータ
リガイドブッシュ16際まで前進すると、NO2カウン
タの設定による移動量だけ移動したことになりカウント
アップする。バーフィーダコントローラ52はこれを受
けてNC装置にバー材交換完了信号を出力し、NC装置
は主軸9にバー材をチャックさせてバー材14の先端切
りを行う位置まで前進させ、トップカット加工を開始す
るようになっている。
チャックして所定量移動した位置であり、トップカット
量は主軸9がバー材14をチャックした位置とNO2カ
ウンタの設定による移動量により決定される定数であ
る。NO3カウンタはバー材14の入替中はリセットさ
れており、バー材14を加工しているときに動作する。
バー材14を加工して製品を1個加工するごとにNC装
置からバーフィーダコントローラ52に1回信号(加工
プログラム終了信号)が入るようになっており、この信
号によりカウント値をクリアして、また直ぐにセットさ
れる。製品を1個加工するのに必要なだけバー材14が
前進したか、又は必要以上に前進しなかったかを監視す
るためのカウンタである。このカウンタの設定データは
NC装置からバーフィーダコントローラ52に送られる
ワーク長さデータを基にして入力される。
のトップカット(先端切り)を行い、次に最初の製品の
加工を始めるときにセットされ、カウントアップする
と、次の製品を加工する長さがない、即ちバーエンドで
あることをNC装置に知らせる。このカウンタの設定デ
ータは、NC装置からバーフィーダコントローラ52に
送られてくる有効加工長さとワーク長さのデータから一
定量を引いた値が自動的に入力されるようになってい
る。NO4カウンタのカウントアップ等によりバーエン
ドが検出されると、残材となったバー材14を保持して
いるフィードパイプ30を移動体28を後退させること
により後退させ、NC旋盤からバー材14を引き抜いて
残材を排出する。
ドブッシュ付き主軸摺動型NC旋盤について簡単に説明
する。ガイドブッシュ付きの主軸摺動型NC旋盤は、工
作物を保持して工作物と共に回転する主軸が、工作物の
回転軸方向であるZ軸方向に摺動可能になっている点、
及びバー材をガイドブッシュに保持して1チャック多数
個取りの製品加工が可能な点に特徴を有している。ベッ
ド2上に主軸台8がZ軸方向に摺動可能に搭載されてい
る。主軸台8内には回転可能に支持された主軸9が取り
付けられている。ベッド2には主軸台8をZ軸方向に送
るためのZ軸送りねじ4が取付けられている。Z軸送り
ねじ4はZ軸送りモータ6により回転させられ、Z軸送
りねじ4が回転することによりベッド2上の主軸台8が
Z軸方向に移動することができるようになっている。
(図示せず)に連結され、メインモータを駆動させるこ
とにより主軸9を回転させることができるようになって
いる。主軸9のバーフィーダ22側の一端に設けられた
シリンダ12側から、主軸9の回転中心に沿って主軸9
内を貫通してバー材14が保持されるようになってい
る。バー材14は主軸9の他の一端に設けられたチャッ
ク10により主軸9に固定され、主軸9の回転と共に回
転させられ、また主軸台8のZ軸方向の移動と共に移動
させられるようになっている。
ベッド2にはロータリガイドブッシュ支持台15が固定
されている。ロータリガイドブッシュ支持台15には、
バー材14の回転軸の延長上に開口中心を有し、バー材
14の回転保持手段であるロータリガイドブッシュ16
が取り付けられている。主軸9を+Z軸方向に移動させ
ることにより、主軸9に回転保持されたバー材14はロ
ータリガイドブッシュ16内に導入されてロータリガイ
ドブッシュ16に支持され、ロータリガイドブッシュ1
6端部から突出する。ロータリガイドブッシュ16端部
から突出したバー材14は、ロータリガイドブッシュ1
6端部近傍の加工領域においてZ軸方向に直交するX方
向に移動可能なバイト等の工具18によって加工され
る。よって、バー材14がぶれない状態で、製品加工が
可能となる。
バー材長の計測方法を図2を用いて説明する。まず、台
枠22の長手方向他端部上にスライダ32を保持して移
動体28が停止している(図2(a))。このとき、ス
ライダ32の先端位置をスライダ32の原位置O1 とす
る。原位置O1 から先端ストッパ47までの距離をL10
とする。L10はあらかじめバーフィーダコントローラ5
2に記憶された定数データである。 スライダ32は、
フィードパイプ30をレール26上にセットできる位置
までバー材14を押出すために、原位置O1 から距離L
11の範囲内で移動できるようになっている。
ライダ32を前進させ、レール26上のバー材14を押
す。原位置O1 から距離l1Xだけ移動したところでバー
材14の先端が先端ストッパ47に当り、リミットスイ
ッチ46がオンすると移動体28の前進動作を停止させ
る。リミットスイッチ46がオンするまでに移動体28
に保持されたスライダ32の移動距離l1Xは、スプロケ
ット38に取り付けたロータリエンコーダ42により計
測された回転角を基にしてバーフィーダコントローラ5
2により計算される。原位置O1 から先端ストッパ47
までの距離L10と、求めたスライダ32の移動距離l1X
の差(L10−l1X)がバー材長X1 となる。
ストッパ47に当らない場合には、スライダ32を距離
L11まで移動させ、次にリミットスイッチ44がオンに
なるまで後退させて原位置O1 に復帰させてスライダ3
2の動作を終了させる。以上の動作を一次導入と呼ぶ。
一次導入によってもバー材長が求まらない場合、即ちバ
ー材長が(L10−L11)よりも短い場合には、フィード
パイプ30を用いた二次導入においてバー材長が求めら
れる(図2(b))。まず、移動体28に保持されたス
ライダ32をフィードパイプ30と交替させて移動体2
8に保持させる。フィードパイプ30の先端を原位置O
2 とする。原位置O2 から先端ストッパ47までの距離
をL20とする。L20はあらかじめバーフィーダコントロ
ーラ52に記憶された定数データである。
0をレール26上を移動させてバー材14を押す。原位
置O2 から距離l2Xだけ移動したところでバー材14の
先端が先端ストッパ47に当り、リミットスイッチ46
がオンすると移動体28の前進動作を停止させる。リミ
ットスイッチ46がオンするまでに移動体28に保持さ
れたフィードパイプ30の移動距離l2Xは、スプロケッ
ト38に取り付けたロータリエンコーダ42により計測
された回転角を基にしてバーフィーダコントローラ52
により計算される。原位置O2 から先端ストッパ47ま
での距離L20と、求めたフィードパイプ30の移動距離
l2Xの差(L20−l2X)がバー材長X2となる。
ーダ20により、移動体28の移動によるバー材供給動
作中に、移動体28を駆動するモータ34のスプロケッ
ト38の回転角をロータリエンコーダ42によって検出
し、バー材長を測定することができる。次に本実施例に
よるバーフィーダを用いたバー材加工方法を図3乃至図
7に示すフローチャートを用いて説明する。
ーダを用いたバー材加工方法の概略を説明する。主軸摺
動型NC旋盤の主軸9のチャック10を開いて主軸9を
所定量後退させる。バーフィーダ20を起動させてマガ
ジン50から新しいバー材14をレール26上に乗せ
て、スライダ32による一次導入またはフィードパイプ
30による二次導入によりバー材長を計測する。次に、
フィードパイプ30によりバー材14を主軸摺動型NC
旋盤の主軸9内を貫通させてロータリガイドブッシュ1
6の際まで導入させる。主軸9のチャック10を閉じて
バー材14を主軸9に固定し、主軸9を前進させてバー
材14をロータリガイドブッシュ16内を貫通させて加
工領域に案内する。突切りバイト等の工具18により加
工領域のバー材14の先端をカットして端面を仕上げる
トップカット加工を行う(ステップ101)。
ら作業者によって入力された製品長さ等のデータ定義、
及びバーフィーダ20により計測されたバー材長に基づ
いて、加工できる製品の個数等が計算され、及び主軸9
のZ軸位置計算が行われて、バー材14の加工原点が決
められる(ステップ102)。ステップ102で求めた
主軸9のZ軸位置に基づいて主軸台8を移動させて主軸
9のZ軸開始点の位置決めを行う(ステップ103)。
従ってバー材14の製品加工を行い、突切りバイトで突
切り、加工プログラムが終了する(ステップ104)。
ステップ105において、加工した製品の個数が加工で
きる製品の個数に等しくなるまでステップ102からス
テップ104が繰り返されるようになっている。加工し
た製品の個数と加工できる製品の個数がとが等しくなる
とバーエンド(加工終了位置)としてバー材14は残材
処理される(ステップ106)。ステップ106ではフ
ィードパイプ30が原点まで戻され、クランプ装置によ
り残材となったバー材14がフィードパイプ30のフィ
ンガーチャック31から外されて残材として処理され
る。このように、バー材14は、移動体28に装着され
たフィードパイプ30に保持された状態でNC旋盤に供
給され、バー材14の位置は、フィードパイプ30を保
持する移動体28の位置と一体的に検出することができ
る。従って、バー材14の製品加工終了後に移動体28
がバーフィーダ20側に後退することにより、残材を、
NC旋盤のチャック10からバーフィーダ20側に持ち
帰って排出することができる。同様に、自動運転を中断
した場合、或は自動運転中断時の手動操作によってバー
材14の切断等を行った場合、バー材長さの計算値の消
失又はバー材14の実質長さと計算値上の長さとの相違
が生ずる虞れがあるが、例えば、NC旋盤の突っ切りバ
イトを計測の基準点として、移動体28の現在位置を検
出することにより、バー材14の有効加工長さを確実に
検出することができる。また、バー材14の移動は、計
測されたバー材長に基づく計算値のみで管理されている
のではなく、移動体28に保持されたフィードパイプ3
0の現実の移動に伴って管理されている。従って、計算
値によるバー材14の終端位置検出ミスが生じ、例え計
算値ではバー材14の移動が可能であっても、フィード
パイプ30がそれ以上進めなければバー材14の移動が
不可能となり、例えば空チャック等により主軸9やバー
フィーダ30に損傷を与えることがない。即ち、ガイド
ブッシュ付きの主軸摺動型NC旋盤において機械やツー
ルの破損等の重大なトラブルをもたらす終端位置検出ミ
スを、確実に防止することができる。
たバー材加工方法の概略の説明であるが、以下図4乃至
図7のフローチャートを用いて詳細に説明する。まず初
めにバーフィーダコントローラ52の自動スタートスイ
ッチをオンして、バーフィーダコントローラ52とNC
装置とをインターフェースさせる。移動体28に保持さ
れているフィードパイプ30をレール26上から退避さ
せてスライダ32と交替させ、フィードパイプ30の替
りにスライダ32を移動体28に保持させる。以下、ス
ライダ32によるバー材14の移動動作工程を一次導入
と呼ぶ。次にマガジン50からバー材14を取り出して
レール26上にセットする。バー材14の先端を検出し
てリミットスイッチ46をオンさせる先端ストッパ47
を動作させて、レール26端のバー材14の移動路に先
端ストッパ47をセットする(ステップ1)。
させてレール26上でスライダ32を前進させる。スラ
イダ32が前進するとまずスライダ32の先端がレール
26上のバー材14の後端に当り、続いてスライダ32
はそのままバー材14を主軸摺動型NC旋盤側に押出し
続ける(ステップ2)。押出されたバー材14の先端が
先端ストッパ47に当ってリミットスイッチ46がオン
したかを判断する(ステップ3)。
チ46がオンしていなければ、ステップ7に進んでスラ
イダ32のスライド可能距離L11だけスライダ32が移
動したかどうかを判断する。未だスライダ32がスライ
ド可能距離L11に達していなければステップ2に戻って
スライダ32の前進動作を繰り返す。ステップ3でリミ
ットスイッチ46がオンしたと判断されたらスライダ3
2の前進動作を停止させ、スライダ32の原点からの移
動距離をロータリエンコーダ42によりカウントしたN
O1カウンタの値を読み込み(ステップ4)、前述の方
法を用いてバーフィーダコントローラ52の演算部によ
りバー材長を計算する(ステップ5)。また、主軸摺動
型NC旋盤の加工領域でバー材14先端のトップカット
加工を行うためのバー材14の移動量を決定するNO2
カウンタをセットする。
ントローラ52から主軸摺動型NC旋盤のNC装置に出
力する。バー材長X1 を受取ったNC装置は、バー材長
X1及びワーク長さ等から有効加工長さ等を計算し、バ
ーフィーダコントローラ52にこれらの値を出力する。
ワーク長さは、加工する製品の長さと端面仕入代と突切
バイト幅とを合計した長さであり、製品1個を加工する
ために要するバー材14の長さである。このワーク長さ
は、NO3カウンタにセットされる。
長から得ることができる製品個数とを掛けたものであ
り、セットされたバー材14の加工終了位置(バーエン
ド)を検出し、最適な残材処理をするために用いられ
る。NO4カウンタに有効加工長さがセットされる。バ
ー材長が計測されると、スライダ32がバー材14を押
して前進できるように先端ストッパ47をリセットして
レール26端のバー材14の移動路を開放する。先端ス
トッパ47のリセットにより、リミットスイッチ46は
オフになる(ステップ6)。
スライダ32が移動するまでスライダ32の前進動作を
繰返す(ステップ7)。バー材14を押しながらスライ
ド可能距離L11だけスライダ32が移動したら固定のス
トッパーがありスライダ32は停止する(ステップ
8)。次にトップカット位置検出用のNO2カウンタを
ホールドさせたまま、スライダ32だけを後退させる
(ステップ9)。
44がオンしてスライダ32が原位置まで戻ったら後退
を停止させて一次導入を終了する。次に、移動体28が
保持していたスライダ32を退避させ、替りにフィード
パイプ30を復帰させて移動体28に保持させる。次に
バー材クランプ装置(図示せず)によりバー材14をク
ランプしてからフィードパイプ30を前進させバー材1
4の二次導入を開始する(ステップ10)。
ンガーチャック31によりバー材14の後端部を把持さ
せ、バー材クランプ装置にクランプされていたバー材1
4のクランプを解除(ステップ11)すると同時にトッ
プカット位置検出用のNO2カウンタのホールドを解除
して、フィードパイプ30を前進させ(ステップ1
2)、リミットスイッチ46がオンしたかどうかを判断
する(ステップ13)。もし一次導入において、先端ス
トッパ47にバー材14の先端が到達していない場合
は、この二次導入においてバー材長が計測される。すな
わち、リミットスイッチ46がオンするとステップ4〜
6と同様の動作であるステップ14〜16が実行されて
バー材長が計算され、次にNC装置とのデータの送受信
が行われ、ステップ12にもどってフィードパイプ30
の前進動作が繰り返されるようになる。ステップ13で
リミットスイッチ46がオフである場合には、ステップ
17によりトップカット位置にまでバー材14の先端が
達したかどうかの判断が行われる。この判断は、NO2
カウンタがカウントアップするかどうかで判断される。
ステップ17での判断によりバー材14先端がトップカ
ット位置に達していない場合にはステップ12に戻って
フィードパイプ30の前進動作が繰り返される。バー材
14先端がトップカット位置に達するとブレーキがオン
し、フィードパイプ30は停止され(ステップ18)、
バーフィーダコントローラ52からNC装置にバー材交
換完了信号が出力され(ステップ19)、NC旋盤のチ
ャックが締まるとバーフィーダ20側のブレーキを解除
して(ステップ20)トップカット用のNO2カウンタ
をリセットしバーフィーダ20側のバー材交換動作を完
了する。NC装置はバー材交換完了信号を受取ると(ス
テップ21)、主軸摺動型NC旋盤のチャック10を閉
じてバー材14をチャックし、次に主軸台8を前進させ
てバー材14をロータリガイドブッシュ16内を貫通さ
せて加工領域に案内し、工具18によりバー材14の先
端のトップカット加工を行う(ステップ22)。バー材
14のトップカット加工が終了したら、加工プログラム
にしたがって製品の加工を行うことになる。この製品の
加工において、主軸9の位置決めを行う必要がある。
NC装置は、次に、予めユーザによりNC装置のCRT
から入力された加工データ及びバーフィーダコントロー
ラ52から送られてきたバー材長に基づいて、主軸の位
置決め(Z軸開始点の決定)を行う。即ち、まずバー材
径、製品長さ、突切りバイト幅等の加工データを読取り
(ステップ23)、多数個取り、1個取り、或いはロン
グシャフトの加工の種別を判断する(ステップ24〜2
5)。ステップ24において、主軸摺動型NC旋盤の主
軸9を後退させてバー材14をチャックする際に、主軸
9のZ軸ストロークに対して製品長さが1/2以下の場
合には1回のチャックで加工できる製品数が複数になり
多数個取りとなる。この加工においては主軸9がバー材
14をチャックする位置であるZ軸開始点は原則として
1回のチャックで加工できる製品の数にワーク長さ(製
品長さ、バイト幅等の合計)を掛けた値まで主軸9を戻
した位置になる。ただし加工最後のチャックでのZ軸開
始点は、加工できる製品の数が少なくなる場合があり、
それ以前のチャックでのZ軸開始点と異なる場合がある
ので多数個取りの加工の場合は最終回のチャックかどう
かをステップ30で判断し、最終回の場合はステップ3
1で最終回主軸位置決めの計算を行う。最終回のチャッ
クでない場合にはステップ29により主軸9の位置決め
が行われる。
判断された場合はステップ25により1個取りであるか
どうかを判断する。この場合は、主軸9のZ軸ストロー
クに対して加工される製品長さが1/2〜1倍の長さで
あることになる。この加工においては主軸9がバー材1
4をチャックする位置であるZ軸開始点はワーク長さ
(製品長さ、バイト幅等の合計)だけ主軸9を後退させ
た位置に位置決めされる(ステップ29)。
断された場合はロングシャフトの加工であるかどうかが
判断される(ステップ26)。この場合は、主軸9のZ
軸ストロークよりも加工される製品長さの方が長い場合
である。従って、ロングシャフトであると判断された場
合には1個の製品を加工するのに何回チャックする必要
があるかがステップ27で計算されてから、ステップ2
9にて主軸のZ軸開始点が決定される。ステップ26に
おいてロングシャフトでないと判断された場合はステッ
プ28においてアラームを発生させてユーザ(作業者)
に注意を喚起する。
9のZ軸開始点を求める計算例を示す。必要な入力デー
タ例として、加工される製品全長を22.00mm、突
切りバイト幅を3.00mm、主軸摺動型NC旋盤で生
じる最短残材長が185.00mm、Z軸ストロークを
160.00mm、トップカット長を8.00mmであ
るとし、バーフィーダ20側で計測され、NC装置に送
られたバー材長が3000.00mmであるとする。 (1) 製品1個当りの所用バー材長(ワーク長さ)
は、 22.00+3.00=25.00mm (2) 有効加工長さは、 (3000−(185.0+8.0))÷25=11
2.28個 整数部のみ有効として、 112個×25mm=2800mm (3) Z軸ストローク内での製品の加工可能数は、 160.0÷25.0=6.4 整数部のみ有効として、6個となる。 (4) 1チャック多数個取り加工のZ軸開始点は、 6個×25.00mm=150.0mm Z軸開始点は原点より150mm移動した位置になる。 (5) 主軸9のZ軸開始点への戻り回数は、 2800mm÷150.0mm=18.667 整数部のみ有効であるとして、18回Z軸開始点に戻
る。 (6) 最終回Z軸開始点は、バー材1本当りの最終回
有効バー材長が、 2800mm−(18回×150mm)=100mm であり、ワーク長さが25mmであることから、原点か
ら100mm移動した位置になる。
加工で18回開始点に戻り、最終回は1チャック4個取
り加工で終わることになる。このようにして主軸9のZ
軸開始点を制御することにより、この例では残材量が2
00mmとなり最適な残材処理を行うことができるよう
になる。以上のようにして主軸9のZ軸開始点が決定さ
れ、主軸9が後退してZ軸開始点に移動してバー材14
をチャックすると、次にユーザの作成した製品の加工プ
ログラムが実行される(ステップ32)。この加工プロ
グラムが実行される前にバーフィーダコントローラ52
のNO3カウンタにはワーク長さがセットされ、NO4
カウンタにはバーエンドを検出するために有効加工長さ
がセットされる。この加工プログラムが実行されている
間は、バーフィーダ20の移動体28は追従力トルクで
主軸9の移動に伴って移動する。
切りバイトに切り替えてバー材14を突切って1個の製
品加工を終了する(ステップ33)。つまり、Z軸開始
点は、予め、バー材14の複数個の製品として一度に加
工できる長さである有効加工長を計算し、この有効加工
長に基づき計算したものであり、バー材14から無駄な
く多数個の製品を加工することができる最適位置(加工
できる製品の数×ワーク長さ)を示すものである。この
Z軸開始点に主軸9を位置決めして供給されたバー材1
4をチャックし、座標系設定を実行すると、主軸摺動型
NC旋盤がその位置関係に基づき、製品加工を行う。加
工後の製品を1個切り落とす毎に、主軸9が移動してZ
軸開始点がロータリガイドブッシュ16側に移動する。
そして、主軸9によるZ軸開始点でのチャックを繰り返
してバー材14の製品加工を行うことにより、供給され
たバー材長と有効加工長の差である残材長を最短にする
ことができる。ここに、1チャック多数個取りの製品加
工を確実に行うことができるガイドブッシュ付きの主軸
摺動型NC旋盤において、バー材14の残材長を最短に
するための主軸9のバー材チャック位置が決定される。
従って、主軸9のバー材チャック位置をZ軸開始点とす
ることにより、バー材14の製品加工に際して、非切削
時間の大幅な短縮が可能となるのに加えて残材長を最短
にすることができる。次にバーフィーダ20のバーフィ
ーダコントローラ52に加工プログラム終了信号を出力
してから(ステップ34)、ステップ35でバーエンド
であるかどうかを判断し、バーエンドでない場合は、ス
テップ23に戻って次の製品加工のために加工データを
更新し、ステップ24〜30を繰り返して主軸9のZ軸
開始点を決定する主軸位置決めを行い、ステップ32で
加工プログラムにより次の製品の加工を行い、ステップ
35で再びバーエンドかどうかの判断を行う。
ントローラ52においても、NO4カウンタによりバー
エンドの判断が行われ(ステップ36)バーエンドであ
ると判断されるとNC装置にバーエンド信号を出力す
る。ステップ36及びステップ35でバーエンドである
と判断されると、NC装置はバーフィーダ20の移動体
28の前進を停止させる前進停止信号をバーフィーダコ
ントローラ52に出力し(ステップ38)、次に移動体
28の後退信号を出力して(ステップ40)動作を終了
する。
ステップ36でバーエンドでないと判断されると、製品
加工の加工プログラムが終了したかどうかの判断がされ
る(ステップ37)。この時点でNC装置からステップ
34の加工プログラム終了信号が出力されていなければ
追従力トルクの状態を維持しながら、ステップ36に戻
ってバーエンドの検出を行う。NC装置から加工プログ
ラム終了信号が出力されると、ステップ39において前
進停止信号が入力されたかどうか判断し、入力されてい
なければワーク長さが入力されているNO3カウンタを
クリアしてから改めてセットし、追従力トルクの状態を
維持しながら、ステップ36に戻ってバーエンドの検出
を行う。
されていれば、ステップ41にて後退信号が入力された
かどうかを判断する。後退信号が入力されるとフィード
パイプ30の後退を開始する(ステップ42)。フィー
ドパイプ30の後退により、残材もロータリガイドブッ
シュ16からバーフィーダ20側に引き抜かれる。フィ
ードパイプ30が原位置付近に戻ったところでクランプ
装置(図示せず)によりフィードパイプ30先端のフィ
ンガーチャック31から残材となったバー材14を抜き
取り排出して(ステップ43)動作を終了する。
ーダ20によりバー材長が測定されてNC装置に入力さ
れるので、ユーザがNC装置のCRTと対話形式で簡単
に数種の加工データを入力するだけで最適な残材処理を
行うことができる。ユーザがわざわざ面倒な計算をする
こともなく、また計算ミス等により機械を壊してしまう
こともなく安心して作業をすることができる。
に乱尺材を収納した場合であっても各バー材14のバー
材長を自動的に計算するので最適な残材処理を行うこと
ができ、バー材管理を容易にすることができる。また、
バー材14を送る機構そのものが計測機能を有してお
り、バー材供給動作中にバー材長を測定することができ
るため、計測に要する時間を短縮することができて加工
工程の短縮が可能となる。また、バーフィーダ20は、
残材をバーフィーダ20側に持ち帰って排出することが
できるため、バーフィーダ20をガイドブッシュ付きの
主軸摺動型NC旋盤に適用することができる。更に、本
願発明のバーフィーダ20を連結した主軸摺動型NC旋
盤により、1チャック多数個取りの製品加工を行う際
に、主軸9のバー材チャック位置をZ軸開始点として決
定することができる。従って、バー材14の製品加工に
際して、非切削時間の大幅な短縮が可能となるのに加え
て残材長を最短にすることができる。本発明は、上記実
施例に限らず種々の変形が可能である。例えば、上記実
施例においては移動体28の原点復帰や、先端ストッパ
47にバー材14先端が当ったことを検知するのにリミ
ットスイッチを用いて検知したが、他の方法により検知
してもよい。
離X11まで移動したかどうかは、本実施例ではロータリ
エンコーダの値をカウンタでカウントする方法を用いた
が、スイッチ等で検出するようにしてもよい。また、上
記実施例ではマガジンフィーダに本発明を適用したが、
シングルフィーダに本発明を適用することももちろん可
能である。
把持したバー材移動部の移動によりバー材を供給し、前
記バー材移動部の移動を行う駆動手段の作動状態を検出
して前記バー材のバー材長を計測し、計測された前記バ
ー材長を出力するバーフィーダを連結したNC旋盤であ
って、前記バーフィーダから出力された前記バー材長か
ら、前記バー材の製品として加工できる長さである有効
加工長を計算し、前記バーフィーダから出力された前記
バー材長から、前記バー材の製品として加工できる長さ
である有効加工長を計算し、前記有効加工長に基づい
て、製品加工に必要な加工長と一度のチャックで加工可
能な製品の数とを掛けた多数個取り加工長を計算し、前
記多数個取り加工長に基づいて前記バー材をチャックす
る位置であるZ軸開始点を前記有効加工長にわたって計
算する計算手段と、計算された前記Z軸開始点に移動し
て位置決めされ、供給された前記バー材をチャックする
主軸と、前記バー材をチャックした前記主軸の移動によ
り突出した前記バー材を保持するガイドブッシュと、前
記ガイドブッシュから突出した前記バー材から前記製品
を加工する加工手段とを有し、前記バー材の残材は、前
記バーフィーダの前記バー材移動部の移動により前記ガ
イドブッシュから引き抜かれるので、Z軸開始点を主軸
のバー材チャック位置として1チャック多数個取りの製
品加工を行うことができ、非切削時間の大幅な短縮が可
能となるのに加えて残材長を最短にすることができる。
また、本発明によれば、上述したNC旋盤に連結された
バーフィーダであって、バー材を把持したバー材移動部
の前進により前記NC旋盤にバー材を供給し、前記バー
材移動部の後退により前記バー材を前記NC旋盤から引
き抜くバー材供給手段と、前記バー材供給手段に設けら
れて前記バー材移動部を駆動する駆動手段と、前記駆動
手段の作動状態を検出して前記バー材のバー材長を計測
するバー材長計測手段と、計測された前記バー材長を前
記NC旋盤に出力するバー材長出力手段とを有するの
で、バー材移動部の移動によるバー材供給動作中に、バ
ー材移動部を駆動する駆動手段の作動状態を検出してバ
ー材長を測定することができる。更に、本発明によれ
ば、主軸がZ軸方向に摺動する主軸摺動型NC旋盤に供
給されるバー材のバー材長を、前記バー材を保持したバ
ー材移動部の移動を行う駆動手段の作動状態を検出して
予め計測し、計測された前記バー材長から、前記バー材
の製品として加工できる長さである有効加工長を計算
し、前記有効加工長に基づいて、製品加工に必要な加工
長と一度のチャックで加工可能な製品の数とを掛けた多
数個取り加工長を計算し、前記多数個取り加工長に基づ
いて前記バー材をチャックする位置であるZ軸開始点を
前記有効加工長にわたって計算し、前記Z軸開始点に前
記主軸を移動して位置決めし、前記主軸摺動型NC旋盤
に供給された前記バー材を前記主軸にチャックし、前記
バー材をチャックした前記主軸の移動により突出した前
記バー材をガイドブッシュに保持して、前記バー材の多
数個取り製品加工を行い、前記バー材移動部の移動によ
り前記バー材の残材を前記ガイドブッシュから引き抜く
ので、ガイドブッシュ付きの主軸摺動型NC旋盤へのバ
ー材供給が可能となり、また、適用するZ軸開始点を主
軸のバー材チャック位置として1チャック多数個取りの
製品加工を行う際に、非切削時間の大幅な短縮が可能と
なるのに加えて残材長を最短にすることができる。
である。
バー材長の計測方法を示す図である。
バー材供給方法の概略を示すフローチャートである。
バー材供給方法を示すフローチャート(その1)であ
る。
バー材供給方法を示すフローチャート(その2)であ
る。
バー材供給方法を示すフローチャート(その3)であ
る。
バー材供給方法を示すフローチャート(その4)であ
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 バー材を把持したバー材移動部の移動に
よりバー材を供給し、前記バー材移動部の移動を行う駆
動手段の作動状態を検出して前記バー材のバー材長を計
測し、計測された前記バー材長を出力するバーフィーダ
を連結し、主軸がZ軸方向に摺動する主軸摺動型NC旋
盤であって、 前記バーフィーダから出力された前記バー材長から、前
記バー材の製品として加工できる長さである有効加工長
を計算し、前記有効加工長に基づいて、製品加工に必要
な加工長と一度のチャックで加工可能な製品の数とを掛
けた多数個取り加工長を計算し、前記多数個取り加工長
に基づいて前記バー材をチャックする位置であるZ軸開
始点を前記有効加工長にわたって計算する計算手段と、 計算された前記Z軸開始点に移動して位置決めされ、供
給された前記バー材をチャックする主軸と、 前記バー材をチャックした前記主軸の移動により突出し
た前記バー材を保持するガイドブッシュと、 前記ガイドブッシュから突出した前記バー材から前記製
品を加工する加工手段とを有し、 前記バー材の残材は、前記バーフィーダの前記バー材移
動部の移動により前記ガイドブッシュから引き抜かれる
ことを特徴とするバーフィーダを連結した主軸摺動型N
C旋盤。 - 【請求項2】 請求項1記載の主軸摺動型NC旋盤に連
結されたバーフィーダであって、 バー材を把持したバー材移動部の前進により前記NC旋
盤にバー材を供給し、前記バー材移動部の後退により前
記バー材を前記NC旋盤から引き抜くバー材供給手段
と、 前記バー材供給手段に設けられて前記バー材移動部を駆
動する駆動手段と、 前記駆動手段の作動状態を検出して前記バー材のバー材
長を計測するバー材長計測手段と、 計測された前記バー材長を前記NC旋盤に出力するバー
材長出力手段とを有することを特徴とするバーフィー
ダ。 - 【請求項3】 主軸がZ軸方向に摺動する主軸摺動型N
C旋盤に供給されるバー材のバー材長を、前記バー材を
保持したバー材移動部の移動を行う駆動手段の作動状態
を検出して予め計測し、 計測された前記バー材長から、前記バー材の製品として
加工できる長さである有効加工長を計算し、 前記有効加工長に基づいて、製品加工に必要な加工長と
一度のチャックで加工可能な製品の数とを掛けた多数個
取り加工長を計算し、前記多数個取り加工長に基づいて
前記バー材をチャックする位置であるZ軸開始点を前記
有効加工長にわたって計算し、 前記Z軸開始点に前記主軸を移動して位置決めし、 前記主軸摺動型NC旋盤に供給された前記バー材を前記
主軸にチャックし、 前記バー材をチャックした前記主軸の移動により突出し
た前記バー材をガイドブッシュに保持して、前記バー材
の多数個取り製品加工を行い、 前記バー材移動部の移動により前記バー材の残材を前記
ガイドブッシュから引き抜くことを特徴とするバー材供
給方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4152336A JP2687971B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | バーフィーダ、それを連結したnc旋盤及びバー材供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4152336A JP2687971B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | バーフィーダ、それを連結したnc旋盤及びバー材供給方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06218603A JPH06218603A (ja) | 1994-08-09 |
JP2687971B2 true JP2687971B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=15538313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4152336A Expired - Lifetime JP2687971B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | バーフィーダ、それを連結したnc旋盤及びバー材供給方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2687971B2 (ja) |
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---|---|---|---|---|
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JP2024065253A (ja) * | 2022-10-31 | 2024-05-15 | スター精密株式会社 | 工作機械システムおよび工作機械システムの制御方法 |
Family Cites Families (4)
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GB2112911B (en) * | 1981-12-30 | 1985-03-27 | Carves Otto Simon Ltd | A larry car for a coking oven battery |
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JPH0749162B2 (ja) * | 1989-12-27 | 1995-05-31 | 株式会社育良精機製作所 | 棒材供給機の送り込みバー |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP4152336A patent/JP2687971B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH06218603A (ja) | 1994-08-09 |
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