JP7312762B2 - Machine Tools - Google Patents
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Description
本発明は、工作機械に関する。 The present invention relates to machine tools.
従来、棒材供給部から第1主軸に供給された長尺の棒材を第1主軸の把持手段で把持し、当該棒材に対して工具を用いて所定の加工及び突っ切り加工を順次行う工作機械が知られている。 Conventionally, a machine tool is known in which a long bar supplied from a bar supply unit to a first spindle is gripped by gripping means of the first spindle, and the bar is sequentially processed and cut off using a tool.
また、このような工作機械として、第1主軸と、第1主軸に対向する第2主軸とを備え、棒材を旧材として第1主軸から脱抜して第2主軸に受け渡すとともに棒材供給部から第1主軸に新たな棒材を新材として供給し、第2主軸の把持手段で把持した旧材と第1主軸の把持手段で把持した新材の互いに対向する端部を、例えば凹凸嵌合ないし摩擦圧接等の手段によって接合することで旧材と新材とを1つの棒材としてから、当該棒材に対して工具を用いた所定の加工及び突っ切り加工を順次行うことで旧材を無駄なく利用するようにした工作機械が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Further, such a machine tool includes a first main spindle and a second main spindle facing the first main spindle.,rodAn old material is withdrawn from the first main spindle and transferred to the second main spindle, and a new bar is supplied to the first main spindle from the bar material supply unit as a new material. The ends of the old material gripped by the gripping means of the second main spindle and the new material gripped by the gripping means of the first main spindle are joined to each other by, for example, concave-convex fitting or friction welding, so that the old material and the new material are formed into a single bar. There is known a machine tool that utilizes old materials without waste by sequentially performing cutting (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の従来の工作機械では、旧材と新材とを接合して1つの棒材とし、当該棒材を第1主軸の側に引き込んだ後、第1主軸の把持手段によって棒材の新材からなる部分を把持し、棒材の旧材からなる部分の加工を開始するようにしているので、当該加工の開始の際に、工具による加工部分と第1主軸の把持手段により把持される部分との間に強度の弱い旧材と新材との接合部が位置することになり、棒材の旧材からなる部分を加工する際、当該加工の精度が悪化する虞があるという問題点があった。 However, in the conventional machine tool described in Patent Document 1, an old material and a new material are joined to form a single bar, and after the bar is pulled toward the first spindle, a portion of the bar made of the new material is gripped by the gripping means of the first spindle, and machining of the part of the bar made of the old material is started. Since the joint portion is positioned, there is a problem that the accuracy of the processing may be deteriorated when processing the portion of the bar made of the old material.
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、旧材と新材とを接合した棒材の旧材からなる部分を精度よく加工することができる工作機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a machine tool that can accurately machine a portion made of an old material of a bar obtained by joining an old material and a new material.
本発明の工作機械は、第1把持手段を備えた第1主軸と、第2把持手段を備え、前記第1主軸に対向する第2主軸と、長尺の棒材を前記第1主軸に供給する棒材供給部と、前記棒材を加工する工具を備え、前記棒材供給部から前記第1主軸に供給されて前記第1把持手段で把持された前記棒材に対して前記工具を用いて所定の加工及び突っ切り加工を順次行う加工手段と、前記第1主軸から脱抜して前記第2主軸に受け渡されて前記第2把持手段により把持された前記棒材である第2材と前記第1把持手段により把持された前記棒材供給部によって新たに供給された棒材である第1材の互いに対向する端部を接合してなる第2の棒材を、前記第2材の部分を前記第2主軸から脱抜して前記第1主軸の側に引き込むように前記第1主軸、前記第2主軸及び前記棒材供給部を作動させる引込み手段と、を有し、前記引込み手段により前記第1主軸に引き込まれて前記第1把持手段により把持された前記第2の棒材に対して、前記加工手段により所定の加工を行う工作機械であって、前記引込み手段により前記第1主軸に引き込まれて前記第1把持手段により把持された前記棒材に対して前記加工手段により加工を行う際に、前記第1把持手段が前記第2の棒材の前記第2材からなる部分を把持することを特徴とする。 A machine tool according to the present invention comprises a first spindle having a first gripping means, a second gripping means, a second spindle facing the first spindle, a bar supply section for supplying a long bar to the first spindle, and a tool for processing the bar.using the tool to sequentially perform predetermined machining and cut-off machining on the bar supplied from the bar supply unit to the first spindle and gripped by the first gripping means;a processing means;A second bar obtained by joining the ends of the second bar, which is the bar removed from the first main shaft and transferred to the second main shaft and gripped by the second gripping means, and the first bar, which is the bar newly supplied by the bar supply unit gripped by the first gripping means, to each other, anda retracting means for actuating the first main shaft, the second main shaft, and the bar supply portion so as to be pulled out from the second main shaft and retracted toward the first main shaft;the secondFor bars,processing meansprescribed processing byofIn the machine tool for carrying out theprocessing meansbyadditionWhen performing work, the first gripping meansthe secondSaid of bar materialSecond materialIt is characterized by gripping a part consisting of.
本発明の工作機械は、上記構成において、前記第1把持手段が、前記第2の棒材に対して前記第1主軸の軸方向に移動自在であり、前記加工手段による前記第2の棒材に対する所定の加工を行う際に、前記第1把持手段が、前記第2の棒材の前記第2材と前記第1材との接合部以外の部分を把持するように、前記第1把持手段を移動させる把持部移動手段を有するのが好ましい。 In the machine tool of the present invention, the first gripping means is movable relative to the second bar in the axial direction of the first main shaft, and preferably includes gripping portion moving means for moving the first gripping means so that the first gripping means grips a portion of the second bar other than the joint portion between the second member and the first member when the processing means performs a predetermined machining on the second bar.
本発明の工作機械は、上記構成において、前記第1主軸と前記第2主軸との間に、前記第2の棒材を前記第1主軸の軸方向に移動自在に支持するガイドブッシュを備え、前記加工手段による前記第2の棒材に対する所定の加工を行う際、前記第2材と前記第1材との接合部が前記ガイドブッシュに位置したときに、前記加工手段が、前記第2の棒材を前記接合部よりも前記第1材の側において突切り加工するように、前記第1主軸、前記第2主軸、前記棒材供給部及び前記加工手段を作動させるのが好ましい。 In the above configuration, the machine tool of the present invention includes a guide bush between the first main spindle and the second main spindle for movably supporting the second bar in the axial direction of the first main spindle, and when the second bar is processed by the processing means, the processing means cuts off the second bar on the first material side of the joint when the joint between the second material and the first material is positioned on the guide bush. It is preferable to operate the first main spindle, the second main spindle, the bar supply section and the processing means.
本発明の工作機械は、上記構成において、前記第2材と前記第1材との接合部の軸方向位置を認識する位置認識手段を有するのが好ましい。 In the above configuration, the machine tool of the present invention preferably has position recognition means for recognizing the axial position of the joint between the second member and the first member .
本発明の工作機械は、上記構成において、前記引込み手段が、前記第1把持手段及び前記第2把持手段による前記第2の棒材の把持を解除した状態で、前記棒材供給部により前記第2の棒材を前記第2主軸の側から前記第1主軸の側に引き込むように構成されているのが好ましい。
本発明の工作機械は、上記構成において、前記加工手段が、前記棒材から多数の製品を連続的に加工し、前記第2材が、前記棒材が製品の加工を行うことが困難な長さとなったときに前記第1主軸から脱抜して前記第2主軸に受け渡されて前記第2把持手段により把持された前記棒材であるのが好ましい。
In the machine tool of the present invention, in the configuration described above, it is preferable that the retracting means draws the second bar from the second main shaft side to the first main shaft side by the bar material supply section in a state in which the second bar material is released from the gripping of the first gripping means and the second gripping means.
In the machine tool of the present invention, in the configuration described above, preferably, the processing means continuously processes a large number of products from the bar, and the second member is the bar removed from the first spindle, transferred to the second spindle, and gripped by the second gripping means when the length of the bar becomes difficult to process the products.
本発明によれば、旧材と新材とを接合した棒材の旧材からなる部分を精度よく加工することができる工作機械を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the machine tool which can process the part which consists of old materials of the bar material which joined the old material and the new material with high precision can be provided.
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1について詳細に例示説明する。 A machine tool 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
図1に示す工作機械1は、長尺の棒材Wをワークとして加工する自動旋盤(CNC旋盤)であり、第1主軸としての正面主軸10と、第2主軸としての背面主軸20とを有している。
A machine tool 1 shown in FIG. 1 is an automatic lathe (CNC lathe) for machining a long bar W as a work, and has a front
正面主軸10と背面主軸20は、正面主軸10の軸線と背面主軸20の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。
The front
基台2上には、例えばガイドレール機構等の正面側移動機構3によってZ軸方向に移動自在に正面主軸台11が設置されている。正面主軸10は、正面主軸台11に棒材Wを把持して回転自在に支持され、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。
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 guide rail mechanism. The
基台2上には、例えばガイドレール機構等の背面側移動機構4によってZ軸方向に移動自在に背面主軸台21が設置されている。背面主軸20は、背面主軸台21に棒材Wを把持して回転自在に支持され、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。
A
基台2と正面主軸台11との間または基台2と背面主軸台21との間には、正面主軸10を背面主軸20に対してX軸方向に相対移動させるX軸移動機構が設置される。また、基台2と正面主軸台11との間または基台2と背面主軸台21との間には、正面主軸10を背面主軸20に対してY軸方向に相対移動させるY軸移動機構が設置される。
Between the base 2 and the front headstock 11 or between the base 2 and the
正面主軸10の先端には、第1把持手段としての正面チャック12が開閉自在に設けられている。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。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、チャックスリーブ13のテーパ面により正面チャック12のテーパ面が押圧されて、正面チャック12は閉じられる。反対に、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、チャックスリーブ13のテーパ面による正面チャック12のテーパ面への押圧が解除され、正面チャック12は開かれる。正面主軸10は、正面チャック12を開いた状態として棒材Wを挿入し、正面チャック12を閉じることによって棒材Wを把持することができる。
A
背面主軸20の先端には、第2把持手段としての背面チャック22が開閉自在に設けられている。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。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、チャックスリーブ23のテーパ面により背面チャック22のテーパ面が押圧されて、背面チャック22は閉じられる。反対に、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、チャックスリーブ23のテーパ面による背面チャック22のテーパ面への押圧が解除され、背面チャック22は開かれる。背面主軸20は、背面チャック22を開いた状態として棒材Wを挿入し、背面チャック22を閉じることによって棒材Wを把持することができる。
A
チャックスリーブ13、23のスライド駆動機構は、本発明を限定するものではなく、種々の構成のものを採用することができる。
The slide drive mechanism for the
正面主軸10と背面主軸20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。ガイドブッシュ30は、ガイドブッシュ支持台31に対して軸線方向に位置調節されることで、棒材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、棒材WをZ軸方向に移動自在にガイドすることができる。
A
工作機械1は、加工手段としての加工部40を備えている。加工部40は、棒材Wを加工する工具41を備えている。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軸方向に移動自在に支持されている。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、これらは、刃物台42の例えばX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。
The machine tool 1 includes a
また、工作機械1は、加工手段として背面側固定加工部43を備えている。背面側固定加工部43は、棒材Wを加工する複数(3本)の背面加工用の工具44を備えている。工具44は、それぞれ背面刃物台45を介して基台2に固定されており、背面主軸20(背面主軸台21)の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ることができる。
The machine tool 1 also includes a back-side
さらに、工作機械1は、加工手段としての背面側移動加工部46を備えている。背面側移動加工部46は、棒材Wを加工する工具47を備えている。工具47は刃物台48に保持されている。刃物台48は、基台2にX軸方向及びY軸方向に移動自在に支持されている。刃物台48のZ軸方向の位置は一定である。刃物台48には、工具47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、これらは、刃物台48の例えばX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。
Furthermore, the machine tool 1 is provided with a back-side moving
工作機械1は、正面主軸10の後方に配置される棒材供給部(バーフィーダー)50を備えている。棒材供給部50は、棒材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とを備えている。棒材供給部50は、正面主軸10に棒材Wを、順次供給することができる。また、棒材供給部50は、正面主軸10から背面主軸20の側に突出する棒材Wを、正面主軸10の側に引き込むことができる。
The machine tool 1 includes a bar feeder (bar feeder) 50 arranged behind the
工作機械1は、制御部60を備えている。制御部60は、例えばCPU(中央演算処理装置)やメモリ等の記憶手段を備えたマイクロコンピュータで構成されたものとすることができる。制御部60は、正面主軸10(正面主軸台11、正面チャック12を含む)、背面主軸20(背面主軸台21、背面チャック22を含む)、加工部40、背面側固定加工部43、背面側移動加工部46及び棒材供給部50の各作動を統合制御することができる。
The machine tool 1 has a
より具体的には、制御部60は、正面チャック12や背面チャック22に把持させた棒材Wに対して加工部40、背面側固定加工部43及び背面側移動加工部46により所定の加工及び突っ切り加工を連続的に行って複数の製品を得るように、正面主軸10、背面主軸20、棒材供給部50、加工部40、背面側固定加工部43及び背面側移動加工部46を作動させる製品加工手段としての機能を有している。
More specifically, the
また、制御部60は、製品加工手段としての機能による棒材Wの加工完了後に、棒材Wを正面主軸10から旧材W1として脱抜して背面主軸20に受け渡すように、正面主軸10及び背面主軸20を作動させる旧材授受手段としての機能を有している。
Further, the
さらに、制御部60は、旧材W1が脱抜された正面主軸10に棒材供給部50から新たな棒材Wを新材W2として供給して正面チャック12に把持させるように、正面主軸10及び棒材供給部50を作動させる新材供給手段としての機能を有している。
Further, the
さらに、制御部60は、背面チャック22により背面主軸20に把持された旧材W1と正面チャック12により正面主軸10に把持された新材W2の互いに対向する端部を接合して旧材W1と新材W2とを1つの棒材W3とする接合手段としての機能を有している。
Further, the
さらに、制御部60は、接合手段としての機能により旧材W1と新材W2とを接合してなる棒材W3の旧材W1の部分を背面主軸20から脱抜して正面主軸10の側に引き込むように正面主軸10、背面主軸20及び棒材供給部50を作動させる引込み手段としての機能を有している。
Further, the
さらに、制御部60は、引込み手段としての機能により正面主軸10に引き込まれて正面チャック12により把持された棒材W3に対して、上記した製品加工手段としての機能により、所定の加工及び突っ切り加工を連続的に行うように、正面主軸10、背面主軸20、棒材供給部50、加工部40、背面側固定加工部43及び背面側移動加工部46の作動を制御する機能を有している。
Further, the
さらに、制御部60は、旧材W1と新材W2とを接合してなる棒材W3を、引込み手段としての機能により、正面主軸10に引き込んで正面チャック12により把持した後、棒材W3に対して、製品加工手段としての機能により最初の加工を行う際に、正面チャック12が棒材W3の旧材W1からなる部分を把持するように、正面主軸10、背面主軸20及び棒材供給部50の作動を制御する機能を有している。
Further, the
さらに、制御部60は、製品加工手段としての機能により、旧材W1と新材W2とを接合してなる棒材W3に対する所定の加工及び突っ切り加工を連続的に行う際に、正面チャック12が、棒材W3の旧材W1と新材W2との接合部80以外の部分を把持するように、正面主軸10(正面チャック12)を移動させる把持部移動手段としての機能を有している。
Furthermore, the
さらに、制御部60は、製品加工手段としての機能により、旧材W1と新材W2とを接合してなる棒材W3に対する所定の加工及び突っ切り加工を連続的に行う際、旧材W1と新材W2との接合部80がガイドブッシュ30に位置したときに、棒材W3を接合部80よりも新材W2の側において突切り加工するように、正面主軸10、背面主軸20、棒材供給部50及び加工部40の作動を制御する機能を有している。
Further, the
工作機械1は、上記制御を行う際に、正面チャック12が、棒材W3の旧材W1と新材W2との接合部80の軸方向位置を認識するために、図7(b)に示す位置認識手段としての測定棒61、または図11(c)に示す位置認識手段としての旧材位置測定端子62を備えた構成とすることができる。
The machine tool 1 can be configured to include a measuring
次に、上記構成を有する工作機械1により、長尺の棒材Wから多数の製品Pを連続的に加工する手順について説明する。当該手順は、上記の通り、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。
Next, a procedure for continuously processing a large number of products P from a long bar W using the machine tool 1 having the above configuration will be described. The procedure is performed by the
図2~図11においては、正面主軸10及び背面主軸20を省略し、正面チャック12及び背面チャック22のみを示すが、正面チャック12の移動は正面主軸10の移動とともに行われ、背面チャック22の移動は背面主軸20の移動とともに行われるものとする。
2 to 11, the
図2(a)に示すように、棒材供給部50によって正面主軸10の基端側から正面主軸10に棒材Wが供給されると、正面チャック12によって棒材Wが把持される。正面主軸10(正面チャック12)に把持された棒材Wは、ガイドブッシュ30から所定の長さで背面主軸20の側に突き出した状態とされる。この状態で正面主軸10が主軸モータにより回転駆動されることで棒材Wが回転する。回転する棒材Wに対して、加工部40の選択された工具41をY軸線方向(切込み方向)に移動させて棒材Wに切り込ませるとともに正面主軸10(正面主軸台11)をZ軸線方向(送り方向)に移動させることで、棒材Wに所定の加工(切削加工)を行うことができる。
As shown in FIG. 2( a ), when the bar material W is supplied from the base end side of the front
正面主軸10に把持された棒材Wに対する所定の加工を行った後、背面主軸20を正面主軸10と同軸上に配置し、正面主軸10に把持された棒材Wの端部を背面主軸20の背面チャック22によって把持させ、この状態で棒材Wを工具41により突っ切り加工することによって、突っ切った棒材Wを正面主軸10から背面主軸20に受け渡すことができる。
After the bar W gripped by the front
図2(b)に示すように、正面主軸10から受け渡されて背面チャック22によって背面主軸20に保持された棒材Wに対して、さらに加工を行うこともできる。この場合、背面主軸20のY軸方向やZ軸方向への移動によって、背面側固定加工部43の選択された工具44により棒材Wを加工(切削加工)することができる。さらに、背面側移動加工部46の工具47によって棒材Wを加工することもできる。当該加工により、棒材Wは製品Pとされる。完成した製品Pは、背面主軸20から取り出されて次工程に搬送される。
As shown in FIG. 2B, the bar W transferred from the front
背面主軸20による棒材Wの加工中、正面主軸10の側では、棒材供給部50により棒材Wが繰り出され、前記のように再度、正面主軸10における棒材Wに対する所定の加工及び突っ切り加工が行われる。同様に、棒材Wを繰り出し、所定の加工及び突っ切り加工を繰り返し行うことで、一本の長尺の棒材Wから所定の形状の複数の製品Pを得ることができる。
While the bar W is being processed by the
図3(a)に示すように、棒材Wから複数の製品Pが加工され、棒材Wが正面主軸10の正面チャック12によって把持された状態では加工を行うことができない長さとなると、棒材Wの加工が完了し、棒材Wは残材として旧材W1となる。
As shown in FIG. 3A, a plurality of products P are machined from the bar W, and when the bar W reaches a length that cannot be machined while it is gripped by the
棒材Wの加工が完了して旧材W1が発生すると、背面主軸20が正面主軸10に近接するように移動する。旧材W1の正面チャック12による把持が解除され、旧材W1を背面チャック22が把持する。そして、旧材W1を背面チャック22に把持させることによって、旧材W1が正面主軸10から背面主軸20に受け渡される。旧材W1を受け取った背面主軸20は、旧材W1を把持した状態で正面主軸10から離れるようにZ軸方向に移動する。次いで新たな棒材Wが新材W2として棒材供給部50から正面主軸10に供給される。新材W2が、正面チャック12により把持されて、図3(b)に示す状態となる。
When the machining of the bar W is completed and the old material W1 is generated, the back
次に、旧材W1と新材W2との接合が行われるが、その際、接合後の棒材W3における接合部80の軸方向位置を認識するための手順が合わせて行われる。 Next, the old material W1 and the new material W2 are joined. At this time, a procedure for recognizing the axial position of the joint 80 in the bar W3 after joining is also performed.
まず、図4(a)に示すように、新材W2の背面主軸20の側を向く先端が工具41によって端面加工される。ここで、工具41はガイドブッシュ支持台31に支持されてZ軸方向の位置(Z1-0)が決まっており、正面チャック12のZ軸位置(Z1-1)も正面チャック12を位置制御する制御部60によって認識されているので、制御部60は、正面チャック12からの新材W2の突出長さAを算出することができる。
First, as shown in FIG. 4A, the tip of the new material W2 facing the back
次に、正面主軸10及び背面主軸20を互いに接近するようにZ軸方向に移動させ、図4(b)に示すように、旧材W1と新材W2の互いに対向する端面を当接させる。このとき、背面主軸20をトルクスキップ(端面同士が当接した時の背面側移動機構4におけるモータのトルク変化を検知して背面主軸の移動を停止する)の状態とすることで、旧材W1と新材W2の互いに対向する端面が当接したときに旧材W1ないし新材W2の背面主軸20ないし正面主軸10に対する位置ずれや正面主軸10のZ軸方向への移動が生じないようにしている。
Next, the front
次に、図5(a)に示すように、端面同士が当接した状態のまま背面チャック22を開いて、背面主軸20を正面主軸10の側に移動させた後、旧材W1のより新材W2に近い先端側の部分を背面チャック22に把持させる。そして、旧材W1を背面チャック22で把持した状態で背面主軸20を正面主軸10から離れるようにZ軸方向に移動させ、互いに離れた旧材W1の端面と新材W2の端面とに、それぞれ工具41ないし工具44等を用いて凹部70、71を加工する。
Next, as shown in FIG. 5(a), the
次に、背面チャック22に把持された旧材W1と正面チャック12に把持された新材W2の互いに対向する端部(凹部70、71が形成された端面)が摩擦圧接される。摩擦圧接は、例えば以下の手順で行うことができる。
Next, the mutually opposing ends (the end surfaces in which the
まず、背面主軸20をトルクスキップの状態で正面主軸10の側に向けてZ軸方向に移動させ、図6(a)に示すように、旧材W1の端面と新材W2の端面とを互いに当接させる。次いで、旧材W1の端面と新材W2の端面とを互いに当接した位置から、背面主軸20をさらに所定の距離(例えば0.3mm)だけ正面主軸10の側に向けてZ軸方向に移動させ、旧材W1の端面と新材W2の端面とを互いに所定の圧力で当接させた状態とする。そして、この状態で例えば正面主軸10を回転させずに停止させたまま背面主軸20のみを所定の速度で回転させることで、旧材W1の端面と新材W2の端面との間に摩擦熱を生じさせ、当該端面を加熱する。
First, the
本実施の形態では、正面主軸10を回転させずに停止させたまま背面主軸20のみを所定の速度で回転させることで正面主軸10と背面主軸20とを相対回転させて旧材W1の端面と新材W2の端面との間に摩擦熱を生じさせるようにしているが、背面主軸20を回転させずに停止させたまま正面主軸10のみを所定の速度で回転させることで旧材W1の端面と新材W2の端面との間に摩擦熱を生じさせるようにしてもよく、正面主軸10と背面主軸20とを互いに反対方向に回転させることで旧材W1の端面と新材W2の端面との間に摩擦熱を生じさせるようにしてもよく、正面主軸10と背面主軸20とを同一方向に異なる速度で回転させることで旧材W1の端面と新材W2の端面との間に摩擦熱を生じさせるようにしてもよい。
In this embodiment, only the back
旧材W1の端面と新材W2の端面との間に生じる摩擦熱によって旧材W1の端面と新材W2の端面とが所定の温度に至ると、正面主軸10と背面主軸20の相対回転を停止させ、正面主軸10と背面主軸20とを互いに接近する方向に相対移動させて、旧材W1の端部と新材W2の端部とを、所定の圧力(アプセット圧)でZ軸方向に押し付ける。これにより、図6(b)に示すように、旧材W1と新材W2とが互いの軸方向端面を接合面とした接合部80により接合されて1つの棒材W3とされる。
When the end surface of the old material W1 and the end surface of the new material W2 and the end surface of the new material W2 and the end surface of the new material W1 and the end surface of the new material W2 reach the predetermined temperature, the relative rotation of the front
図6(b)に示すように、摩擦圧接された棒材W3の接合部80には、旧材W1及び新材W2の摩擦熱によって軟化した部分が圧接の際に径方向外側に押し出されることによりバリ90が生じる。工作機械1は、旧材W1と新材W2との摩擦圧接が完了した後、工具41を用いて棒材W3からバリ90を取り除くための切削加工を実施する。当該切削加工は、棒材W3を正面主軸10ないし背面主軸20の少なくとも何れか一方で保持したまま、当該保持をしている正面主軸10ないし背面主軸20を回転させつつ工具41をバリ90に押し当てることで容易に行うことができる。
As shown in FIG. 6(b), a
バリ90を取り除くための切削加工が行われることにより、図6(c)に示すように、棒材W3の外周面の接合部80を挟んだ両側には、棒材W3の外周面よりも小径の縮径部81が生じる。
By performing cutting to remove the
本実施の形態では、旧材W1の端面と新材W2の端面とに凹部70、71を加工することにより摩擦圧接を容易に行い得るようにしているが、凹部70、71を加工することなく摩擦圧接を行うようにしてもよい。
In this embodiment, the
旧材W1と新材W2とが接合されて棒材W3とされると、図7(a)に示すように、背面チャック22の棒材W3の把持を解除し、棒材W3の新材W2の部分を把持している正面チャック12を正面主軸10とともに背面主軸20から離れるようにZ軸方向に移動させる。これにより、棒材W3を正面主軸10の側に引き込み、背面主軸20から脱抜させる。
When the old material W1 and the new material W2 are joined to form a bar W3, as shown in FIG. 7A, the
次に、図7(b)に示すように、背面主軸20をZ軸方向及びY軸方向に移動させて、背面主軸20の背面主軸台21に固定されている測定棒61の先端を旧材W1の正面主軸10とは反対側を向く後端面にトルクスキップの状態で当接させる。
Next, as shown in FIG. 7B, the
ここで、測定棒61は背面主軸20の背面主軸台21に固定されていることから、背面主軸20を位置制御する制御部60は、測定棒61の先端のZ軸方向の位置を認識することができる。また、上記の通り、制御部60は正面チャック12のZ軸方向の位置も認識することができる。したがって、測定棒61の先端を旧材W1の後端面に当接させることで、制御部60は、棒材W3の正面チャック12からの突出長さBを算出することができる。
Here, since the measuring
棒材W3を構成する旧材W1と新材W2は摩擦接合時に接合部分において端部が押し潰されているが、その潰れ長さαは摩擦圧接時における正面主軸10と背面主軸20とのZ軸方向への相対的な移動量等から算出することができる。
The ends of the old material W1 and the new material W2 constituting the bar W3 are crushed at the joined portion during friction welding, and the crushed length α can be calculated from the amount of relative movement in the Z-axis direction between the front
したがって、制御部60は、棒材W3における旧材W1からなる部分の長さLを、L=B-A+α/2で算出することができる。当該長さLは、棒材W3の先端から接合部80までの距離に相当するので、制御部60は棒材W3における接合部80のZ軸方向の位置を認識することができる。また、棒材W3の突っ切り加工が繰り返し行われたとしても、制御部60は当該突っ切り加工が行なわれる位置を認識することができるので、突っ切り加工後の棒材W3における接合部80の軸方向位置を常に認識することができる。
Therefore, the
棒材W3における接合部80のZ軸方向の位置の算出が完了すると、棒材W3の端面を工具41で加工し、工具41で端面を押さえながら正面チャック12を開いた状態で正面主軸10が背面主軸20に近づくようにZ軸方向に移動する。そして、図8(a)に示すように、正面チャック12は、棒材W3の旧材W1からなる部分を把持する。そして、図8(a)、図8(b)に示すように、この状態で正面主軸10を主軸モータにより回転駆動して棒材W3を回転させ、加工部40の選択された工具41をY軸線方向(切込み方向)に移動させて棒材W3に切り込ませるとともに正面主軸10(正面主軸台11)をZ軸線方向(送り方向)に移動させて棒材W3に対する所定の加工(切削加工)及び突っ切り加工を連続的に行って、棒材W3から複数の製品Pを加工する。
When the position of the joint 80 of the bar W3 in the Z-axis direction is calculated, the end face of the bar W3 is machined with the
ここで、本実施の形態の工作機械1では、図8(a)に示すように、旧材W1と新材W2とが接合された棒材W3に対して、製品Pを形成するための最初の加工を行う際に、棒材W3の旧材W1からなる部分を正面チャック12によって把持するようにしている。したがって、当該加工の際に、工具41による加工部分と正面チャック12により把持される部分との間に強度の弱い接合部80が位置することがないようにして、棒材W3の旧材W1からなる部分を正面チャック12により確実に保持した状態で加工を行うことができる。これにより、棒材W3の旧材W1からなる部分を精度よく加工することができる。
Here, in the machine tool 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 8(a), when performing the first processing for forming the product P on the bar W3 in which the old material W1 and the new material W2 are joined, the portion of the bar W3 made of the old material W1 is gripped by the
一方、旧材W1と新材W2とが接合された棒材W3に対して、製品Pを形成するための所定の加工及び突っ切り加工を連続して行っていくと、図9(a)に示すように、正面チャック12の軸方向位置と棒材Wの接合部80の軸方向位置とが一致する場合がある。正面チャック12の軸方向位置と棒材Wの接合部80の軸方向位置とが一致すると、正面チャック12により棒材W3を確実に把持することができなくなって棒材W3の加工精度が低下する虞がある。特に、旧材W1と新材W2とを摩擦圧接により接合した後、バリ90を切除する加工を行った場合には、棒材W3の外周面の接合部80を挟んだ両側に、棒材W3の外周面よりも小径の縮径部81が生じることになるので、正面チャック12により棒材W3の接合部80の部分を把持すると、正面チャック12と接合部80ないし縮径部81との間に隙間が生じて棒材W3にガタつきが生じ、棒材W3の加工精度が大きく低下する虞がある。
On the other hand, when the bar W3, which is formed by joining the old material W1 and the new material W2, is continuously subjected to predetermined processing and cut-off processing for forming the product P, the axial position of the
これに対し、本実施の形態の工作機械1では、制御部60は、棒材W3に対する所定の加工及び突っ切り加工を連続的に行っているときに、正面チャック12の軸方向位置と棒材W3の接合部80の軸方向位置とが一致する場合には、正面主軸10(正面チャック12)を棒材W3ないし工具41に対して相対的にZ軸方向に移動させてから正面チャック12により棒材W3の新材W2からなる部分を把持させる制御を行う。これにより、図9(b)、図9(c)に示すように、棒材W3の旧材W1と新材W2との接合部80以外の部分を正面チャック12で把持した状態で、すなわち正面チャック12により棒材W3を確実に保持した状態で工具41による所定の加工及び突っ切り加工を行うことができる。よって、棒材W3を精度よく加工することができる。
On the other hand, in the machine tool 1 of the present embodiment, when the axial position of the
制御部60は、上記した測定棒61を用いた手順によって、棒材W3における接合部80の軸方向位置を常に正確に認識することができる。制御部60は、正確に認識した棒材W3における接合部80の軸方向位置に基づいて、正面チャック12を、棒材W3の旧材W1と新材W2との接合部80以外の部分を把持するように、正面主軸10のZ軸方向への移動を正確に制御することができる。したがって、正面チャック12により棒材W3をより確実に保持させて、棒材W3をより精度よく加工することができる。
The
制御部60は、旧材W1と新材W2とを摩擦圧接により接合した後、バリ90を切除する加工を行った場合において、正面チャック12の軸方向位置と棒材W3の縮径部81の軸方向位置とが一致した場合にも、正面主軸10をZ軸方向に移動させる構成とするのが好ましい。これにより、正面チャック12が、棒材W3の接合部80の部分だけでなく縮径部81の部分を把持することをもなくして、棒材W3をより確実に精度よく加工することができる。
The
本実施の形態では、正面チャック12の軸方向位置と棒材Wの接合部80の軸方向位置とが一致する場合に、正面主軸10(正面チャック12)を背面主軸20から離れる方向に移動させて正面チャック12により棒材W3の新材W2からなる部分を把持させるようにしている。この場合、正面主軸10ないし正面チャック12の移動スペースの制約を少なくして、所望の距離だけ正面チャック12をZ軸方向に移動させることができる。
In the present embodiment, when the axial position of the
一方、正面チャック12の軸方向位置と棒材Wの接合部80の軸方向位置とが一致する場合に、正面主軸10(正面チャック12)を背面主軸20に近づく方向に移動させてから正面チャック12により棒材W3の旧材W1からなる部分を把持させるようにしてもよい。この場合、棒材W3のより加工部分に近い位置を正面チャック12によって保持することができる。これにより、棒材W3を正面チャック12によりさらに確実に保持して、棒材W3をより精度よく加工することができる。
On the other hand, when the axial position of the
工作機械1がガイドブッシュ30を備えた構成である場合には、制御部60は、棒材W3に対する所定の加工及び突っ切り加工を連続的に行っているときに、図10(a)に示すように、棒材Wの接合部80の軸方向位置がガイドブッシュ30に位置した場合に、図10(b)に示すように、棒材W3に対する所定の加工を完了して、棒材W3を接合部80よりも新材W2の側において突切り加工する制御を行う構成とすることができる。これにより、棒材W3の接合部80を有する部分が製品Pとして加工されることを防止することができる。
In the case where the machine tool 1 is provided with the
このとき、制御部60は、ガイドブッシュ30により接合部80が支持されないように、予め、接合部80の軸方向位置に基づいて、棒材Wの旧材W1からなる部分からの製品Pの加工数を設定する構成とすることもできる。
At this time, the
この場合においても、棒材Wの縮径部81がガイドブッシュ30に位置した場合に、棒材W3に対する所定の加工を完了して、棒材W3を接合部80よりも新材W2の側において突切り加工する制御を行うようにしてもよい。これにより、棒材W3の縮径部81を有する部分が製品Pとして加工されることを防止することができる。
Even in this case, when the diameter-reduced
制御部60に接合部80のZ軸方向の位置を認識させるための方法としては、上記した測定棒61を用いた方法に限らず、種々の方法ないし構成を採用可能である。
The method for causing the
例えば、図11(a)に示すように、旧材W1を背面主軸20に受け渡した後、摩擦接合を行う前に、背面側位置出しプレート72によって旧材W1の背面チャック22からの突出し量を測定するとともに正面側位置出しプレート73によって新材W2の正面チャック12からの突出し量を測定し、図11(b)に示すように、必要に応じて旧材W1の端面及び新材W2の端面に加工を施した後、図11(c)に示すように、旧材W1の端面と新材W2の端面とを当接させるとともに旧材位置測定端子62によって旧材W1の後端面の位置を測定し、正面チャック12及び背面チャック22のZ軸方向の位置と、旧材W1の背面チャック22からの突出し量、新材W2の正面チャック12からの突出し量及び旧材位置測定端子62によって測定された旧材W1の後端面の位置とに基づいて接合部80の位置を算出するようにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 11(a), after the old material W1 is delivered to the
また、制御部60に接合部80のZ軸方向の位置を認識させるための方法としては、上記に限らず、例えば、旧材W1と新材W2とを接合した棒材W3をカメラで撮影し、当該撮影画像を画像認識処理することで接合部80のZ軸方向の位置を検出する方法、光学的な位置検出センサを用いて接合部80のZ軸方向の位置を検出する方法、制御部60の加工プログラムに基づいて接合部80のZ軸方向の位置を検出する方法、棒材Wの加工長に基づいて接合部80のZ軸方向の位置を算出する方法など、種々の方法を採用することができる。
The method for causing the
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。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、前記実施の形態では、旧材W1と新材W2とを摩擦圧接により接合するようにしているが、これに限らず、例えば旧材W1と新材W2の何れか一方の端部に凹部を設け、旧材W1と新材W2の何れか他方に凸部を設け、これらを嵌合させることで旧材W1と新材W2とを接合するなど、その接合の手段は種々変更可能である。 For example, in the above-described embodiment, the old material W1 and the new material W2 are joined by friction welding, but the method of joining is not limited to this. For example, the old material W1 and the new material W2 may be joined by providing a concave portion at the end of one of the old material W1 and the new material W2, and providing a convex portion on the other of the old material W1 and the new material W2, and joining them together.
前記実施の形態においては、工作機械1はガイドブッシュ30を備えているが、ガイドブッシュ30を備えない構成とすることもできる。
Although the machine tool 1 is provided with the
前記実施の形態では、旧材W1を把持するのが背面主軸20の背面チャック22であるが、背面主軸20の軸線と平行な軸を有して背面主軸20に設置されたワーククランプ装置を設けることも可能である。クランプ装置が旧材W1を把持し、正面主軸10の正面チャック12が新材W2を把持してお互いの端面を当接させ、摩擦圧接を行い棒材W3を形成することも可能である。さらに、棒材W3を正面主軸10で加工したワークを正面主軸10から背面主軸20に受け渡し、背面主軸20での加工を継続して行うことも可能である。
In the above-described embodiment, it is the
前記実施の形態では、旧材W1と新材W2とを接合して1つの棒材W3とした後、正面チャック(第1把持手段)12により棒材W3を把持したまま背面チャック(第2把持手段)22による棒材W3の把持を解除した状態とし、棒材W3を把持する正面チャック12を正面主軸(第1主軸)10とともに背面主軸(第2主軸)20から離れるようにZ軸方向に移動させることにより、棒材W3を正面主軸10の側に引き込んで背面主軸20から引き抜く構成としているが、これに限らず、旧材W1と新材W2とを接合して1つの棒材W3とした後、正面チャック12を正面主軸10とともにZ軸方向に移動させることなく、棒材供給部50により棒材W3を背面主軸20の側から正面主軸10の側に引き込んで背面主軸20から引き抜く構成としてもよい。この場合、正面主軸10を、基台2に対してZ軸方向に移動しない構成としてもよい。引込み手段としての制御部60は、棒材供給部50によって棒材W3の旧材W1の部分を背面主軸20から脱抜して正面主軸10の側に引き込むように、正面主軸10、背面主軸20及び棒材供給部50の作動を制御する。
In the above-described embodiment, after the old material W1 and the new material W2 are joined to form one bar W3, the bar W3 is held by the front chuck (first holding means) 12 while the bar W3 is released from the back chuck (second holding means) 22, and the
より具体的には、旧材W1と新材W2とが接合されて棒材W3とされると、正面チャック12の棒材W3の把持と背面チャック22の棒材W3の把持が共に解除されるとともに、棒材供給部50のフィンガー51により棒材W3の後端が把持され、この状態で、駆動ロッド52により駆動されてフィンガー51が背面主軸20から離れる後退方向に向けてZ軸方向に移動する。これにより、棒材W3を棒材供給部50により正面主軸10の側に引き込み、背面主軸20から脱抜させることができる。
More specifically, when the old material W1 and the new material W2 are joined together to form a bar W3, both the gripping of the bar W3 by the
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(第1主軸)
11 正面主軸台
12 正面チャック(第1把持手段)
13 チャックスリーブ
20 背面主軸(第2主軸)
21 背面主軸台
22 背面チャック(第2把持手段)
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(加工手段)
41 工具
42 刃物台
43 背面側固定加工部(加工手段)
44 工具
45 背面刃物台
46 背面側移動加工部(加工手段)
47 工具
48 刃物台
50 棒材供給部
51 フィンガー
52 駆動ロッド
60 制御部
61 測定棒(位置認識手段)
62 旧材位置測定端子(位置認識手段)
70 凹部
71 凹部
72 背面側位置出しプレート
73 正面側位置出しプレート
80 接合部
81 縮径部
90 バリ
W 棒材
W1 旧材
W2 新材
W3 棒材
P 製品
A 突出長さ
B 突出長さ
α 潰れ長さ
L 長さREFERENCE SIGNS LIST 1 machine tool 2 base 3 front movement mechanism 4
11
13
21
23
41
44
47
62 old material position measurement terminal (position recognition means)
70 recessed
Claims (6)
第2把持手段を備え、前記第1主軸に対向する第2主軸と、
長尺の棒材を前記第1主軸に供給する棒材供給部と、
前記棒材を加工する工具を備え、前記棒材供給部から前記第1主軸に供給されて前記第1把持手段で把持された前記棒材に対して前記工具を用いて所定の加工及び突っ切り加工を順次行う加工手段と、
前記第1主軸から脱抜して前記第2主軸に受け渡されて前記第2把持手段により把持された前記棒材である第2材と前記第1把持手段により把持された前記棒材供給部によって新たに供給された棒材である第1材の互いに対向する端部を接合してなる第2の棒材を、前記第2材の部分を前記第2主軸から脱抜して前記第1主軸の側に引き込むように前記第1主軸、前記第2主軸及び前記棒材供給部を作動させる引込み手段と、を有し、
前記引込み手段により前記第1主軸に引き込まれて前記第1把持手段により把持された前記第2の棒材に対して、前記加工手段により所定の加工を行う工作機械であって、
前記引込み手段により前記第1主軸に引き込まれて前記第1把持手段により把持された前記棒材に対して前記加工手段により加工を行う際に、前記第1把持手段が前記第2の棒材の前記第2材からなる部分を把持することを特徴とする工作機械。 a first spindle with a first gripping means;
a second spindle facing the first spindle, comprising second gripping means;
a bar supply unit that supplies a long bar to the first spindle;
a processing means comprising a tool for processing the bar, and sequentially using the tool to perform predetermined processing and cut-off processing on the bar supplied from the bar supply unit to the first spindle and gripped by the first gripping means;
The first main shaft and the second main shaft, the second main shaft and the second main shaft are formed by joining the opposing ends of the second bar removed from the first main shaft and transferred to the second main shaft and gripped by the second main shaft and the first bar newly supplied by the bar supply unit gripped by the first main shaft so that the second main shaft is withdrawn from the second main shaft and pulled toward the first main shaft. a retracting means for actuating the main shaft and the bar feeder;
A machine tool for performing a predetermined machining by the machining means on the second bar drawn into the first spindle by the retracting means and gripped by the first gripping means,
A machine tool, wherein the first gripping means grips a portion of the second bar made of the second material when the bar pulled into the first spindle by the retracting means and gripped by the first gripping means is processed by the processing means.
前記加工手段による前記第2の棒材に対する所定の加工を行う際に、前記第1把持手段が、前記第2の棒材の前記第2材と前記第1材との接合部以外の部分を把持するように、前記第1把持手段を移動させる把持部移動手段を有する、請求項1に記載の工作機械。 the first gripping means is movable relative to the second bar in the axial direction of the first main shaft;
2. The machine tool according to claim 1, further comprising gripping portion moving means for moving said first gripping means such that said first gripping means grips a portion of said second rod other than a joint portion between said second member and said first member when said processing means performs a predetermined processing on said second bar.
前記加工手段による前記第2の棒材に対する所定の加工を行う際、前記第2材と前記第1材との接合部が前記ガイドブッシュに位置したときに、前記加工手段が、前記第2の棒材を前記接合部よりも前記第1材の側において突切り加工するように、前記第1主軸、前記第2主軸、前記棒材供給部及び前記加工手段を作動させる、請求項1または2に記載の工作機械。 A guide bush is provided between the first main shaft and the second main shaft for movably supporting the second bar in the axial direction of the first main shaft,
3. The machine tool according to claim 1 or 2, wherein, when performing the predetermined machining on the second bar by the machining means, the machining means operates the first spindle, the second spindle, the bar feeder, and the machining means so that when the joint between the second bar and the first bar is positioned at the guide bush, the machining means cuts off the second bar on the side of the first bar relative to the joint.
前記第2材が、前記棒材が製品の加工を行うことが困難な長さとなったときに前記第1主軸から脱抜して前記第2主軸に受け渡されて前記第2把持手段により把持された前記棒材である、請求項1~5の何れか1項に記載の工作機械。 The processing means continuously processes a large number of products from the bar,
The machine tool according to any one of claims 1 to 5, wherein the second material is the bar removed from the first spindle, transferred to the second spindle, and gripped by the second gripping means when the length of the bar reaches a length that makes it difficult to process the product.
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