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特開2024-100308振れ止め装置、工作機械及びワーク供給加工システム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024100308
(43)【公開日】2024-07-26
(54)【発明の名称】振れ止め装置、工作機械及びワーク供給加工システム
(51)【国際特許分類】
   B23B 13/02 20060101AFI20240719BHJP
   B23B 13/08 20060101ALI20240719BHJP
   B23Q 1/76 20060101ALI20240719BHJP
【FI】
B23B13/02 G
B23B13/08
B23Q1/76 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023004212
(22)【出願日】2023-01-16
(71)【出願人】
【識別番号】000133593
【氏名又は名称】株式会社ツガミ
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100195648
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 悠太
(74)【代理人】
【識別番号】100175019
【弁理士】
【氏名又は名称】白井 健朗
(74)【代理人】
【識別番号】100104329
【弁理士】
【氏名又は名称】原田 卓治
(74)【代理人】
【識別番号】100194179
【弁理士】
【氏名又は名称】中澤 泰宏
(72)【発明者】
【氏名】倉茂 克典
【テーマコード(参考)】
3C045
3C048
【Fターム(参考)】
3C045FC04
3C045FC06
3C045FC36
3C048BB16
3C048BC03
3C048EE10
(57)【要約】
【課題】ワークの振動をより確実に抑制することができる振れ止め装置、工作機械及びワーク供給加工システムを提供する。
【解決手段】振れ止め装置70は、主軸ユニット10の後端部10Eから後方向に向かって延び、主軸ユニット10により把握されたワークWの外周を囲む形状をなし、回転するワークWの外周面に接触することによりワークWの振れを抑制する振れ止めパイプ76と、後端部10Eに固定され、振れ止めパイプ76を支持する支持部材79と、支持部材79により支持される振れ止めパイプ76の部位よりも後側の部位を支持する振れ止め機構80と、振れ止め機構80を支持しつつ主軸ユニット10の移動のためのレール13Rに沿ってスライド移動可能な振れ止めベース72、スライダ77及び連結アーム78と、振れ止め機構80が主軸ユニット10とともに移動するように主軸ユニット10と振れ止めベース72を連結させる連結部材73と、を備える。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主軸ユニットの後端部から後方向に向かって延び、前記主軸ユニットにより把握されたワークの外周を囲む形状をなし、前記主軸ユニットにより把握されつつ回転するワークの外周面に接触することによりワークの振れを抑制する振れ止め部と、
前記主軸ユニットの後端部に固定され、前記振れ止め部を支持する第1支持部と、
前記第1支持部により支持される前記振れ止め部の部位よりも後側の部位を支持する第2支持部と、
前記第2支持部を支持しつつ、前記主軸ユニットが移動するために設けられるレールに沿ってスライドすることでワークの回転軸に沿う方向に移動可能に構成されているスライド機構と、
前記第2支持部が前記主軸ユニットとともに移動するように、前記主軸ユニットと前記第2支持部を連結させる連結部材と、を備える、
振れ止め装置。
【請求項2】
前記振れ止め部内に潤滑油を供給する給油機構を備える、
請求項1に記載の振れ止め装置。
【請求項3】
前記第2支持部は、支持する前記振れ止め部の中心位置がワークの回転軸に一致するように前記振れ止め部の位置を調整可能に構成される調整機構を備える、
請求項1又は2に記載の振れ止め装置。
【請求項4】
請求項1又は2に記載の振れ止め装置と、
前記主軸ユニットと、を備える、
工作機械。
【請求項5】
請求項4に記載の工作機械と、
前記主軸ユニットの後側に位置し、前記振れ止め部内を通って前記主軸ユニットにワークを供給するワーク供給装置と、を備え、
前記工作機械は、前記主軸ユニットにより把握されたワークを加工するときに使用される工具を有する工具ユニットを備え、
前記ワーク供給装置は、ワークの直径以下の直径の棒状に形成され、ワークを押すことにより前記主軸ユニットの先端側にワークを送ることが可能であり、前記工具によるワークの加工中には前記振れ止め部の外に出るように後退する押棒を備える、
ワーク供給加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、振れ止め装置、工作機械及びワーク供給加工システムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1に記載の棒材加工機は、棒材周面を把持する複数のローラを有する棒材振止め装置が主軸の後端面に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2003-62702号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1に記載の構成において、棒材振止め装置が主軸の後端面に片持ち支持されているため、主軸から離れた棒材の後端側には振動が発生しやすい。
【0005】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、ワークの振動をより確実に抑制することができる振れ止め装置、工作機械及びワーク供給加工システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る振れ止め装置は、主軸ユニットの後端部から後方向に向かって延び、前記主軸ユニットにより把握されたワークの外周を囲む形状をなし、前記主軸ユニットにより把握されつつ回転するワークの外周面に接触することによりワークの振れを抑制する振れ止め部と、前記主軸ユニットの後端部に固定され、前記振れ止め部を支持する第1支持部と、前記第1支持部により支持される前記振れ止め部の部位よりも後側の部位を支持する第2支持部と、前記第2支持部を支持しつつ、前記主軸ユニットが移動するために設けられるレールに沿ってスライドすることでワークの回転軸に沿う方向に移動可能に構成されているスライド機構と、前記第2支持部が前記主軸ユニットとともに移動するように、前記主軸ユニットと前記第2支持部を連結させる連結部材と、を備える。
【0007】
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る工作機械は、前記振れ止め装置と、前記主軸ユニットと、を備える。
上記目的を達成するため、本発明の第3の観点に係るワーク供給加工システムは、前記工作機械と、前記主軸ユニットの後側に位置し、前記振れ止め部内を通って前記主軸ユニットにワークを供給するワーク供給装置と、を備え、前記工作機械は、前記主軸ユニットにより把握されたワークを加工するときに使用される工具を有する工具ユニットを備え、前記ワーク供給装置は、ワークの直径以下の直径の棒状に形成され、ワークを押すことにより前記主軸ユニットの先端側にワークを送ることが可能であり、前記工具によるワークの加工中には前記振れ止め部の外に出るように後退する押棒を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ワークの振動をより確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の一実施形態に係る工作機械の部分的に断面で示す概略正面図である。
図2】本発明の一実施形態に係る工作機械の概略平面図である。
図3】本発明の一実施形態に係る工作機械の概略側面図である。
図4】本発明の一実施形態に係る振れ止め機構の概略側面図である。
図5】本発明の一実施形態に係る振れ止めパイプ、パイプ支持部及び給油機構等の概略断面図である。
図6】(A)は本発明の一実施形態に係る主軸ユニットの先端側の断面図であり、(B)は比較対象技術に係る主軸ユニットの先端側の断面図である。
図7】(A)は本発明の一実施形態に係る主軸ユニットの先端側の断面図であり、(B)は比較対象技術に係る主軸ユニットの先端側の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の一実施形態に係る振れ止め装置、工作機械及びワーク供給加工システムについて図面を参照して説明する。
図1及び図2に示すように、ワーク供給加工システム5は、工作機械1と、工作機械1にワークWを供給するワーク供給装置50と、を備える。
工作機械1は、ワークWを加工するNC(Numerical Control)旋盤である。詳しくは、工作機械1は、工作機械1の各構成を支持する台であるベッドSと、主軸ユニット10と、主軸移動機構13と、ガイドブッシュレス装置60と、工具ユニット30と、工具移動機構32,33と、振れ止め装置70と、制御部300と、を備える。
以下の説明では、X軸方向は奥行き方向であり、Y軸方向は高さ方向であり、Z軸方向はワークWの回転軸方向である。
【0011】
主軸ユニット10は、円柱状のワークWを把握し、把握したワークWをZ軸方向に沿う回転軸を中心に回転させる。主軸ユニット10は、主軸ユニット10の後端部10EからワークWが挿入可能に構成されている。
主軸ユニット10は、主軸ユニット10の先端側に位置する主軸11と、主軸11を回転可能に支持する主軸台15と、を備える。主軸台15内には、主軸11を回転させるモータ(図示略)が内蔵されている。
【0012】
さらに、図6(A)に示すように、主軸ユニット10は、ワークWを把握するコレットチャック11aと、コレットスリーブ11dと、複数の振れ止めブッシュ11f,11gと、を備える。
コレットチャック11aは、Z軸方向に延び、ワークWの周囲を把握可能に形成され、周方向に複数の部位に分割された略円筒状をなす。コレットチャック11aの先端側(図6(A)の右側)の外周面には傾斜面11kが形成されている。傾斜面11kは、コレットチャック11aの先端側に進むにつれてコレットチャック11aの径方向外側に向かうように傾斜して形成されている。
【0013】
コレットスリーブ11dは、円筒状をなし、コレットチャック11aの外周側に位置する。コレットスリーブ11dは、エアシリンダ(図示略)の動作により、Z軸方向に進退可能である。コレットスリーブ11dが前進することにより、コレットスリーブ11dの先端部が傾斜面11kを径方向内側へ押し込み、コレットチャック11aを縮径させる。コレットチャック11aは、縮径することによりワークWを把握する。反対に、コレットスリーブ11dが後退することにより、コレットチャック11aが開き、ワークWを把握しない状態となる。
【0014】
複数の振れ止めブッシュ11f,11gは、主軸11内に位置し、Z軸方向に並んで配置されている。振れ止めブッシュ11fは、主軸11の先端側に位置し、振れ止めブッシュ11gは、振れ止めブッシュ11fの後側に隣接して並べられている。
振れ止めブッシュ11fは、コレットチャック11aに把握されたワークWの外周を囲む筒状をなす。振れ止めブッシュ11fの内径は、ワークWの外径とほぼ同じになっており、振れ止めブッシュ11fの内周面とワークWの外周面の間の隙間は僅かである。振れ止めブッシュ11fの傾斜面11kに近い第1端部(図6(A)の右側端部)は、コレットチャック11a内に位置しており、振れ止めブッシュ11fの傾斜面11kから遠い第2端部(図6(A)の左側端部)は、コレットチャック11a外に位置している。
振れ止めブッシュ11fは、振れ止めブッシュ11fの外周面に円環状に形成され、コレットチャック11aの後端面に接触するつば部11tを備える。振れ止めブッシュ11fのつば部11tはコレットチャック11aに接触しつつ、振れ止めブッシュ11fの後端面は振れ止めブッシュ11gの前端面に接触した状態となる。これにより、振れ止めブッシュ11fは、コレットチャック11aと振れ止めブッシュ11gとの間で挟み込まれた状態となり、Z軸方向に移動不能となる。
振れ止めブッシュ11f,11gは、後述する振れ止めパイプ76と同一軸上に位置している。振れ止めブッシュ11f,11gは、ワークWの外周面に接触することにより回転中のワークWの振れを抑制する。
【0015】
図1に示す主軸移動機構13は、制御部300による制御のもと、主軸ユニット10をZ軸方向に移動させる。
主軸移動機構13は、主軸台ベース13Bと、複数のスライダ13Sと、モータ13Mと、ボールネジ機構(図示略)と、を備える。主軸台ベース13Bは、X軸方向とZ軸方向に沿う板状をなす。主軸台ベース13Bの上面には、主軸台15が設置されている。各スライダ13Sは、主軸台ベース13Bの下面に固定されており、ベッドS上の一対のレール13Rに沿ってスライド移動可能に構成されている。一対のレール13Rは、互いに平行にZ軸方向に沿って延びている。
モータ13Mが駆動すると、図示しないボールネジ機構がモータ13Mの回転運動を直線運動に変換し、変換した直線運動により主軸ユニット10及び主軸台ベース13Bがスライダ13Sを介してレール13Rに沿って移動する。
【0016】
ガイドブッシュレス装置60は、主軸11の外周側に位置する円筒部61を備える。円筒部61には、Z軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。円筒部61の貫通孔には、主軸11の先端側が通過可能に構成されている。
【0017】
図1図2に示す工具ユニット30は、主軸ユニット10により把握されたワークWを加工するときに使用される。工具ユニット30は、工具台34と、複数の工具31,37と、ストッパ35と、を備える。
【0018】
工具移動機構33は、制御部300による制御のもと、工具台34をY軸方向に移動させる。工具移動機構32は、制御部300による制御のもと、工具台34をX軸方向に移動させる。
【0019】
工具台34は、主軸ユニット10が把握するワークWの周囲に配置されている。工具台34には、工具31,37及びストッパ35が装着されている。
複数の工具31とストッパ35は、X軸方向に沿って延び、Y軸方向に並べられている。各工具31は、バイト等の固定工具である。
複数の工具37(図1参照)は、Z軸方向に沿って延びる穴開けドリル等であり、主軸ユニット10が把握するワークWの端面を加工するために使用される。
ストッパ35は、角柱状をなす。ストッパ35は、図7(A)に示すように、ストッパ35の4つの側面のうちワークWの端面に面接触可能な接触面35aを備える。接触面35aは、ストッパ35のY軸方向に並ぶ工具31の刃先とZ軸方向の同一の位置に設けられている。接触面35aは、開いた状態のコレットチャック11a内で、後述する押棒51により押し出されたワークWの端面に接触する。これにより、ワークWの押し出し量(長さ)が決まる。
【0020】
ワーク供給装置50は、主軸ユニット10及び振れ止め装置70の後側に位置する。ワーク供給装置50は、押棒51と、押棒51をその軸方向(Z軸方向)に沿って移動させる動力源(図示略)と、を備える。押棒51は、ワークWの回転軸と同一軸上に位置する円柱状をなす。押棒51は、ワークWの直径よりも僅かに小さい直径を有しており、押棒51とワークWの端面同士が接触した状態で、押棒51がワークWを主軸11の先端側へ押す。押棒51の移動可能範囲は、位置P1(図1参照)と位置P2(図7(A)参照)の間の範囲に設定されている。位置P1は、振れ止めパイプ76の後側の外部に位置する。位置P2は、主軸11の先端部に位置する。
【0021】
図1図2に示す振れ止め装置70は、主軸ユニット10よりも後側に位置してワークWを支持する。
振れ止め装置70は、振れ止めベース72と、一対のスライダ77と、一対の連結部材73と、振れ止めパイプ76と、一対の連結アーム78と、支持部材79と、給油機構74と、振れ止め機構80と、を備える。支持部材79は、スリーブ79aと、パイプ支持部79bと、スリーブ支持部79cと、を備える。
なお、図1は、部分的に断面で図示しているが、図面の視認性の観点から一部はハッチングを省略している。
【0022】
振れ止めベース72は、X軸方向とZ軸方向に沿って延びる板状、詳しくは、X軸方向に長い長方形板状をなす。各スライダ77は、主軸台ベース13Bの下面に固定されており、ベッドS上の一対のレール13Rに沿ってスライド移動可能に構成されている。
【0023】
一対の連結部材73は、振れ止めベース72と主軸台ベース13Bの間を連結する部材である。一対の連結部材73は、互いに平行となるようにZ軸方向に延びる長方形板状をなす。各連結部材73のZ軸方向の両端部は、各ベース13B,72の上面のX軸方向の端側に位置し、ボルト73bにより各ベース13B,72に固定されている。図2に示すように、連結部材73の幅(X軸方向の長さ)は、主軸台ベース13B側の部位よりも振れ止めベース72側の部位が小さく形成されている。
【0024】
一対の連結アーム78は、振れ止めベース72に対して振れ止め機構80を振れ止めベース72よりも後側の位置で支持する部材である。一対の連結アーム78は、互いに平行となるようにZ軸方向に延び、振れ止めベース72の上面から後側(ワーク供給装置50側)に向かって延びる。一対の連結アーム78は、X軸方向における一対の連結部材73の間の領域内に位置している。
各連結アーム78は、ベース固定部78aと、振れ止め固定部78bと、を備える。ベース固定部78aは、Z軸方向に長い長方形板状をなし、振れ止めベース72の上面にボルト78cにより固定されている。振れ止め固定部78bは、後側に向かうにつれてY軸方向の高さが高くなるように形成されている。振れ止め固定部78bは、振れ止め機構80の両側面にボルト78dにより固定される。
【0025】
振れ止めパイプ76は、ワークWと同一軸上に延びる筒状をなし、振れ止めパイプ76内に位置するワークWの振れを抑制する。振れ止めパイプ76は、主軸ユニット10の後端部10Eからワーク供給装置50へ向かって延びるように構成される。振れ止めパイプ76のZ軸方向の第1端部76aは、図1に拡大して示すように、主軸ユニット10の後端部10Eの近くに対向して位置し、振れ止めパイプ76のZ軸方向の第2端部76bは、位置P1にある押棒51に対向して位置する。振れ止めパイプ76の内径は、ワークWの外径とほぼ同一であり、振れ止めパイプ76の内周面とワークWの外周面の間の隙間は僅かである。
【0026】
スリーブ支持部79cは、主軸ユニット10の後端面に固定され、振れ止めパイプ76の第1端部76aの外周を囲むリング状をなす。スリーブ支持部79cは、スリーブ79aの第1端部(主軸ユニット10側の端部)を支持する。
図5に示すように、スリーブ79aは、振れ止めパイプ76の外周を隙間Spを持って囲む筒状をなす。スリーブ79aの振れ止め機構80に近い第2端部79eは、スリーブ79aの本体部よりも肉厚が厚く、かつ外周側に位置している。
【0027】
パイプ支持部79bは、振れ止めパイプ76の外周を囲む筒状をなし、パイプ支持部79bの内周面が振れ止めパイプ76の外周面に接触することにより、振れ止めパイプ76を支持する。パイプ支持部79bは、主軸ユニット10の後端部10Eと振れ止め機構80のほぼ中間に位置する。
パイプ支持部79bは、パイプ支持部79bの外周面に円環状に形成されるフランジ部79fを備える。フランジ部79fがスリーブ79aの第2端部79eの端面に接触した状態で、フランジ部79fが第2端部79eにボルト79dにより固定されている。
【0028】
振れ止めパイプ76、パイプ支持部79b及び第2端部79eには、それぞれワークWの径方向に貫通した給油孔75a,75b,75cが形成されている。給油孔75a,75b,75cは、第2端部79eの外周面から振れ止めパイプ76の内周面まで連通して形成されている。第2端部79eに形成される給油孔75aの孔直径は、振れ止めパイプ76に形成される給油孔75cの孔直径よりも大きく形成されている。パイプ支持部79bに形成される給油孔75bの孔直径は、パイプ支持部79bの内周面から外周面に向かう途中までは給油孔75cと同じ直径で形成され、パイプ支持部79bの途中からパイプ支持部79bの外周面まで徐々に大きくなる。そして、給油孔75bの孔直径は、パイプ支持部79bの外周面にて給油孔75aと同じ直径となる。
【0029】
図5に示す給油機構74は、給油孔75a,75b,75cを介して振れ止めパイプ76内に潤滑油を供給することにより、振れ止めパイプ76内でのワークWの回転を円滑化する。
給油機構74は、ノズル74nを有する接続プラグ74aと、接続部材74bと、給油管74cと、油供給源(図示略)と、を備える。
接続部材74bは、略円筒状に形成され、第2端部79eの外側から給油孔75a内にねじ込むことにより第2端部79eに接続される。
接続プラグ74aは、接続部材74b内にねじ込むことにより接続部材74bに接続される。接続プラグ74aが接続部材74bに接続された状態で、ノズル74nの先端部は給油孔75a内に位置し、この先端部からは潤滑油が吐出される。吐出された潤滑油は、給油孔75a,75b,75cを通って振れ止めパイプ76内に供給される。
給油管74cは、油供給源(図示略)からの潤滑油をノズル74nに送るための給油路である。油供給源(図示略)は、制御部300による制御のもと、給油管74cを介してノズル74nから間欠的に潤滑油を吐出させる。
【0030】
振れ止め機構80は、パイプ支持部79bよりも後側で振れ止めパイプ76を支持する。
図3図4に示すように、振れ止め機構80は、調整板81と、パイプ押さえ部材82,83と、調整用ネジ84a,84bと、一対の柱部85a,85bと、連結板部86と、を備える。
【0031】
一対の柱部85a,85bは、互いに平行をなすようにY軸方向に沿って延びる。柱部85a,85bは、角柱状をなす。
調整板81、連結板部86及びパイプ押さえ部材82,83は、それぞれX軸方向とY軸方向に沿って延びる板状をなし、一対の柱部85a,85bの間にわたって形成されている。
連結板部86は、柱部85a,85bの上部に位置し、柱部85a,85bの後側の側面に接触し、ボルト86bにより柱部85a,85bに固定されている。
【0032】
パイプ押さえ部材82,83は、Y軸方向において連結板部86と調整板81の間に位置し、柱部85a,85bの前側の側面に接触し、ボルト82b,83bにより柱部85a,85bに取り付けられている。パイプ押さえ部材82,83は、振れ止めパイプ76をY軸方向から挟み込むことにより振れ止めパイプ76を支持する。パイプ押さえ部材82,83は、Y軸方向に互いに対向する切り欠き部82a,83aを備える。切り欠き部82a,83aは、Z軸方向から見て、互いにY軸方向に逆向きの略二等辺三角形状の凹部をなす。切り欠き部82a,83aの間に振れ止めパイプ76が挟持されている。
【0033】
調整板81は、柱部85a,85bの下部に位置し、柱部85a,85bの前側の側面に接触し、ボルト81cにより柱部85a,85bに固定されている。調整板81には、Y軸方向に貫通するネジ孔81a,81bが形成されている。ネジ孔81aは調整板81の柱部85a寄りに位置し、ネジ孔81bは調整板81の柱部85b寄りに位置する。
【0034】
調整用ネジ84a,84bのネジ軸部は、ネジ孔81a,81bに嵌合されており、各ネジ軸部の先端は、パイプ押さえ部材83の下側側面に接触する。調整用ネジ84a,84bの何れか一方又は両方が回転操作されることにより、パイプ押さえ部材83、ひいては振れ止めパイプ76の中心位置が調整可能である。この調整により、振れ止めパイプ76の中心位置をワークWの回転軸(主軸11の中心軸)に一致させることができる。
上述した振れ止め装置70では、主軸ユニット10の後端から延びる振れ止めパイプ76が、Z軸方向に離れたパイプ支持部79bと振れ止め機構80で支持される。具体的には、振れ止めパイプ76の全長を三等分したときに、第1端部76aから当該全長の約3分の1の距離にパイプ支持部79bが位置し、第2端部76bから当該全長の約3分の1の距離に振れ止め機構80が位置する。これにより、振れ止めパイプ76がバランス良く支持され、ワークWの回転中に振れ止めパイプ76内のワークWが振動することが抑制される。
【0035】
制御部300は、工作機械1の各部の動作を制御する。制御部300は、CPU(Central Processing Unit)、メモリ等からなる。制御部300は、予め設定されたNCプログラムに沿って加工処理を実行する。
【0036】
次に、ワークWを加工するための加工処理について説明する。
まず、制御部300は、主軸移動機構13を介して主軸ユニット10をワークWの製品長さ分だけ退避させる。この製品長さとは、後述の突切り加工により切り離されたワークWの長さである。そして、工具移動機構32,33を介して、工具台34とともにストッパ35をワークWの回転軸上に移動させ、ストッパ35の接触面35aをワークWの端面に対向させる。
次に、コレットチャック11aを開いた後、押棒51を前進させて振れ止めパイプ76内に進入させて、押棒51にてワークWをストッパ35に接触する位置まで押し出す。そして、コレットチャック11aを閉じてワークWを把握する。これにより、ワークWのうち製品長さ以上の長さ分が主軸11から露出した状態となる。そして、押棒51を後退させて、振れ止めパイプ76の外に出した後、主軸移動機構13を介して主軸ユニット10を前進させ、工具ユニット30を使用して加工を行う。この加工後、複数の工具31のうち突切り工具によりワークWの突切り(切断)加工を行い、切り離されたワークである製品を前方へ排出する。この排出された製品は、図示しないシュート及びワークコンベア等のワーク排出装置を利用して装置の外部へ搬送される。
以上で、加工処理が終了となる。この加工処理は繰り返し実行可能であり、この加工処理を実行する毎に、主軸ユニット10内のワークWの長さが製品長さ分だけ短くなっていく。
なお、この加工処理は一例であり、処理の順序は適宜入れ替えたり、同時に行ったりしてもよい。
【0037】
(効果)
以上、説明した一実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)振れ止め装置70は、主軸ユニット10の後端部10Eから後方向に向かって延び、主軸ユニット10により把握されたワークWの外周を囲む形状をなし、主軸ユニット10により把握されつつ回転するワークWの外周面に接触することによりワークWの振れを抑制する振れ止め部の一例である振れ止めパイプ76と、主軸ユニット10の後端部10Eに固定され、振れ止めパイプ76を支持する第1支持部の一例である支持部材79と、支持部材79により支持される振れ止めパイプ76の部位よりも後側の部位を支持する第2支持部の一例である振れ止め機構80と、振れ止め機構80を支持しつつ、主軸ユニット10が移動するために設けられるレール13Rに沿ってスライドすることでワークWの回転軸に沿うZ軸方向に移動可能に構成されているスライド機構の一例である振れ止めベース72、スライダ77及び連結アーム78と、振れ止め機構80が主軸ユニット10とともに移動するように、主軸ユニット10と振れ止めベース72を連結させる連結部材73と、を備える。
この構成によれば、以下の(a)~(d)の効果を奏する。
(a)振れ止めパイプ76は、支持部材79と振れ止め機構80の2点で支持されるため、特許文献1に記載の主軸ユニットの後端で振れ止めパイプを片持ち支持する構成に比べて、振れ止めパイプ76が安定的に支持され、振れ止めパイプ76によりワークWの振動を抑制することができる。
(b)振れ止めパイプ76の内周面は、ワークWの外周面に接触するため、振れ止めパイプ76とワークWの間に隙間が少なく、ワークWの振動を抑制することができる。
(c)振れ止めパイプ76の第1端部76aは、主軸ユニット10の後端部10Eの近くに位置するため、振れ止めパイプ76と主軸ユニット10の間でワークWを支えない領域が少なくなり、ワークWの振動を抑制することができる。
(d)連結部材73により主軸ユニット10と振れ止めベース72が連動するため、主軸ユニット10に対する振れ止め機構80の位置関係(距離)を一定とすることができる。よって、主軸ユニット10の位置に関わらず、振れ止め機構80により振れ止めパイプ76が安定的に支持され、ワークWの振動を抑制することができる。また、振れ止め機構80を移動させる構成を別途設ける必要がなく、構成を簡易化することができる。
上記(a)~(d)のように、簡単な構成により、ワークWの振れ止め効果を大きくすることができる。
【0038】
(2)振れ止め装置70は、振れ止めパイプ76内に潤滑油を供給する給油機構74を備える。
この構成によれば、潤滑油の供給により振れ止めパイプ76内で回転するワークWの摩擦を低減することができ、振れ止めパイプ76内での摩擦熱によるワークWの焼き付きの発生を抑制することができる。また、振れ止めパイプ76内でワークWを前進させるときのワークWの摩擦を低減することができ、ワークWの移動をスムーズとすることができる。
【0039】
(3)振れ止め機構80は、支持する振れ止めパイプ76の中心位置がワークWの回転軸に一致するように振れ止めパイプ76の位置を調整可能に構成される調整機構の一例である調整板81、調整用ネジ84a,84b及びパイプ押さえ部材83を備える。
この構成によれば、振れ止めパイプ76の中心位置をワークWの回転軸に一致させることにより、ワークWの振れを抑制することができる。
【0040】
(4)工作機械1は、振れ止め装置70と、主軸ユニット10と、を備える。
この構成によれば、工作機械1において、上記(1)の(a)~(d)の効果を奏することができる。
【0041】
(5)ワーク供給加工システム5は、工作機械1と、主軸ユニット10の後側に位置し、振れ止めパイプ76内を通って主軸ユニット10にワークWを供給するワーク供給装置50と、を備える。工作機械1は、主軸ユニット10により把握されたワークWを加工するときに使用される工具31,37を有する工具ユニット30を備える。ワーク供給装置50は、ワークWの直径以下の直径の棒状に形成され、ワークWを押すことにより主軸ユニット30の先端側にワークWを送ることが可能であり、工具31,37によるワークWの加工中には振れ止めパイプ76の外に出るように後退する押棒51を備える。
この構成によれば、以下の(ア)~(ウ)の効果を奏する。
(ア)本実施形態では、押棒51にワークWを掴むフィンガーチャックがないため、ワークWの残材を少なくすることができる。以下、本実施形態と比較対象技術を対比しつつ詳しく説明する。
図7(B)に示す比較対象技術では、押棒151の端部に位置するフィンガーチャック152がワークWの端部を外周側から掴む構成であるため、フィンガーチャック152がコレットチャック11aの先端部に干渉する。このため、フィンガーチャック152の前進位置には限度があり、ワークWの残材の長さL1が長くなっていた。
一方、本実施形態では、図7(A)に示すように、押棒51の先端は、コレットチャック11aに干渉せず、コレットチャック11aの先端部まで到達可能であり、ワークWの残材の長さL2を長さL1よりも短くすることができる。よって、ワークWの無駄を減らすことができる。
(イ)本実施形態では、押棒51にワークWを掴むフィンガーチャックがないため、主軸ユニット10の振れ止めブッシュ11f,11gとワークWの間の隙間を少なくすることができ、これにより、ワークWの振れを抑制することができる。以下、本実施形態と比較対象技術を対比しつつ詳しく説明する。
図6(B)と図7(B)に示す比較対象技術では、フィンガーチャック152がワークW(図6(A)と図7(A)のワーク外径と同一の外径を有するワークW)の端部を外周側から掴む構成であるため、フィンガーチャック152の外径がワークWの外径よりも大きい。また、この比較対象技術では、振れ止めブッシュ111f,111g内にフィンガーチャック152を進入可能とするために、振れ止めブッシュ111f,111gの内径をフィンガーチャック152の外径以上に形成する必要がある。この比較対象技術のように、振れ止めブッシュ111f,111gの内径が大きくなると、振れ止めブッシュ111f,111gの内周面とワークWの外周面の間に隙間Skが形成され、隙間SkがワークWの振れの原因となっていた。なお、比較対象技術に係る図6(B)では、フィンガーチャック152が前進している状態を示しているが、特に、フィンガーチャック152が振れ止めパイプ76の後部に位置しているときには、隙間SkによるワークWの振れが大きくなり、加工精度が低下する。
一方、本実施形態では、図6(A)に示すように、押棒51にワークWを掴むフィンガーチャックがないため、振れ止めブッシュ11f,11gの内径をワークWの外径に合わせることができ、振れ止めブッシュ11f,11gとワークWの間の隙間を少なくすることができる。これにより、ワークWの振れを抑制することができる。
(ウ)本実施形態では、押棒51は、ワークWの加工中には振れ止めパイプ76の外に出るように後退する。よって、ワークWの加工中には、押棒51の影響を受けず、押棒51による加工精度の低下が抑制される。
一方、図6(B)と図7(B)に示す比較対象技術のように、フィンガーチャック152がある構成では、ワークWの加工中にもフィンガーチャック152がワークWを掴んでいるため、押棒151は、振れ止めパイプ76の外に出るように後退することができない。また、ワークWの加工中には、ワークWとともにフィンガーチャック152が回転するため、加工精度の低下を招くおそれがある。
【0042】
(変形例)
なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。以下に、変形の一例を説明する。
【0043】
上記実施形態においては、主軸ユニット10の数は、1つに限らず、2つ以上であってもよい。例えば、主軸ユニット10(第1主軸ユニット)とは別に第2主軸ユニットを設けてもよい。第2主軸ユニットは、第1主軸ユニットからワークを受け取り、X軸方向及びZ軸方向に移動することにより工具ユニット30又は工具ユニット30とは別の工具ユニットを使用して加工を行った後、シュート等の排出部へ加工済みのワークを排出してもよい。
【0044】
油供給源(図示略)は、間欠的な潤滑油の吐出に限らず、連続的に潤滑油を吐出してもよい。また、油供給源(図示略)は、潤滑油が混合するエア(オイルエア)を供給してもよい。
給油機構74は複数設けられてもよく、振れ止めパイプ76の長さ方向及び/又は周方向に並ぶ複数の箇所から振れ止めパイプ76内に潤滑油が供給されてもよい。
潤滑油は、スライダ13S,77又は主軸移動機構13のボールネジ機構に供給されてもよい。
給油機構74は省略されてもよい。
【0045】
レール13Rの長さは、上記実施形態に限らず、上記実施形態よりも長くても、短くてもよい。
振れ止めパイプ76は、振れ止め機構80とパイプ支持部79bの2箇所で支持されていたが、3箇所以上で支持されていてもよい。例えば、振れ止めベース72上に振れ止めパイプ76を支持する新たな支持部を設けてもよいし、支持部材79又は振れ止め機構80が複数の箇所で振れ止めパイプ76を支持してもよい。これにより、長尺のワークWであっても安定的に支持可能となる。
工具台34の構成や工具31,37の配置及び種類は適宜変更可能である。
調整板81と調整用ネジ84a,84bは、振れ止め機構80の下部に設けられていたが、振れ止め機構80の上部に設けられて、パイプ押さえ部材82が調整用ネジ84a,84bにより押されてもよい。また、調整板81と調整用ネジ84a,84b以外の構成にて振れ止めパイプ76の中心位置が調整されてもよい。
また、調整板81と調整用ネジ84a,84bは、省略されてもよい。
振れ止め機構80は、複数のローラで振れ止めパイプ76を周囲から押す構成であってもよい。
連結部材73と連結アーム78は一体形成されていてもよい。
連結部材73の一端は、主軸台ベース13Bに固定されていたが、これに限らず、主軸台15又は支持部材79に固定されていてもよい。連結部材73の他端は、振れ止めベース72に固定されていたが、これに限らず、振れ止め機構80又は連結アーム78に固定されていてもよい。
振れ止め機構80と主軸ユニット10は、共通のレール13Rを利用して移動可能に構成されていたが、これに限らず、それぞれ別部品のレールを利用して移動可能に構成されていてもよい。
振れ止めパイプ76の外形は、円周形状であったが、円周以外の形状で形成されていてもよい。
【符号の説明】
【0046】
1…工作機械、5…ワーク供給加工システム、10…主軸ユニット、10E…後端部、11…主軸、11a…コレットチャック、11d…コレットスリーブ、11f,11g,111f,111g…振れ止めブッシュ、11k…傾斜面、11t…つば部、13…主軸移動機構、13B…主軸台ベース、13M…モータ、13R…レール、13S,77…スライダ、15…主軸台、30…工具ユニット、31,37…工具、32,33…工具移動機構、34…工具台、35…ストッパ、35a…接触面、50…ワーク供給装置、51,151…押棒、60…ガイドブッシュレス装置、61…円筒部、70…振れ止め装置、72…振れ止めベース、73…連結部材、73b,78c,78d,79d,81c,82b,83b,86b…ボルト、74…給油機構、74a…接続プラグ、74b…接続部材、74c…給油管、74n…ノズル、75a,75b,75c…給油孔、76…振れ止めパイプ、76a…第1端部、76b…第2端部、78…連結アーム、78a…ベース固定部、78b…振れ止め固定部、79…支持部材、79a…スリーブ、79b…パイプ支持部、79c…スリーブ支持部、79e…第2端部、79f…フランジ部、80…振れ止め機構、81…調整板、81a,81b…ネジ孔、82,83…パイプ押さえ部材、82a,83a…切り欠き部、84a,84b…調整用ネジ、85a,85b…柱部、86…連結板部、152…フィンガーチャック、300…制御部、P1,P2…位置、S…ベッド、W…ワーク、Sk,Sp…隙間
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7