JP4499220B2 - 板材加工機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばパンチング加工機、レーザ加工機、それらの複合加工機等の板材加工機に係り、外段取りが可能なパンチ、ダイからなる金型、レーザ加工ヘッド等の加工ヘッドを交換する加工ヘッドマガジンをフレーム内に備えた板材加工機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、外段取りが可能な金型チエンジャ(金型交換装置)と、金型マガジンを備えた板材加工機としての一例のパンチング加工機としては、例えば特公平7−16722号公報が知られている。すなわち、図5および図6に示されているように、パンチング加工機101としては例えばC型形状からなる下フレーム103Dと上フレーム103Uを有したフレーム103が立設されている。このフレーム103における下フレーム103D上には固定テーブル105が設けられていると共にこの固定テーブル105の左右側(図5において上下側)上にはY軸方向(図5,図6において左右方向)へ延伸したリニアガイドレール107が敷設されており、このリニアガイドレール107に案内されてガイド部材109を介してY軸方向へ移動される移動テーブル111が固定テーブル105の左右側に設けられている。
【0003】
前記移動テーブル111上の図5,図6において右端にはキャレッジベース113が一体化されている。このキャレッジベース113には複数のガイド部材115を介してリニアガイドレール117がX軸方向(図5において上下方向)へ移動可能に設けられており、このリニアガイドレール117にはキャレッジ119が一体化されている。
【0004】
このキャレッジ119にはX軸方向へ適宜な間隔で複数のワーククランプ121が備えられており、このワーククランプ121間には複数の金型カートリッジ123が設けられている。この各金型カートリッジ123にはパンチP,ダイDからなる金型がプリセットして収納されている。
【0005】
前記上,下フレーム103U,103Dの図5,図6において左側にはパンチホルダ125,ダイホルダ127が設けられている。しかも、パンチホルダ125の上方には図示省略のラムが上下動可能に設けられていると共に、パンチホルダ125の図5において右側における上フレーム103Uにはレーザ加工ヘッド129が設けられている。
【0006】
上記構成により、加工すべきワークWをワーククランプ121でクランプせしめた状態でキャレッジ119をX軸方向へ、キャレッジベース113をY軸方向へ移動せしめることにより、ワークWの所望位置をパンチホルダ125,ダイホルダ127に装着されているパンチP,ダイDの位置へ位置決めせしめる。次いで、ラムの上下動によりパンチPとダイDとの協働でワークWにパンチング加工が行われることになる。また、ワークWの所望位置をレーザ加工ヘッド129の直下へ移動位置決めしてレーザ加工ヘッド129からレーザビームをワークWへ向けて照射せしめることによりワークWにレーザ加工が行われることになる。
【0007】
パンチホルダ125,ダイホルダ127に装着されているパンチP,ダイDを交換する場合には、キャレッジ119をX軸方向へ、キャレッジベース113をY軸方向へ移動せしめて、キャレッジ119にある複数の金型カートリッジ123のうち、空の金型カートリッジ123をパンチホルダ125,ダイホルダ127の位置へ移動位置決めせしめてパンチホルダ125,ダイホルダ127に装着されているパンチP,ダイDを空の金型カートリッジ123へ、次いで、所望のパンチP,ダイDが収納されている金型カートリッジ123をパンチホルダ125,ダイホルダ127へ移動位置決めして金型カートリッジ123に収納されているパンチP,ダイDをパンチホルダ125,ダイホルダ127へそれぞれ装着せしめることで、パンチP,ダイDの交換が行われることになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のパンチング加工機101では、パンチP,ダイDの金型をキャレッジ119に設けられている複数の金型カートリッジ123にプリセットしてしまうと、プリセットした金型以外のものを使いたい場合の再プリセットは、パンチング加工機101を停止していないと危険である。何故なら加工すべきワークWは金型カートリッジ123と同一のキャレッジ119に配置され、ワークWの動きに追従して金型カートリッジ123も移動してしまうからである。
【0009】
レーザ加工ヘッド129を備えたパンチング加工機101では、レーザ加工ヘッド129でレーザ加工を行ったときに発生する粉塵が金型カートリッジ123に収納されている金型に付着し堆積する。金型交換時にはこの粉塵を除去しなければならない。
【0010】
使用している金型の加工完了後、空の金型カートリッジ123までの距離が離れている場合、また収納した位置と次に使う金型の位置までの距離がある場合、キャレッジ119,キャレッジベース113の移動量が大きくなり金型交換の時間がかかるという問題がある。
【0011】
キャレッジ119に複数の金型が搭載されるため、キャレッジ119の軸のイナーシャーが大きくなり、駆動モータの容量を大きくしなければならない。また、キャレッジ119にワーククランプ121と共に金型をプリセットすると金型カートリッジ123に収納されている金型が邪魔となりレーザ加工ヘッド129がワークWの端面によれない為デッドゾーンができる。これを回避しようとすれば可動テーブル111の移動方向にスペースが必要になる。
【0012】
ワークWと複数の金型カートリッジ123とはキャレッジ119に搭載されているために、パンチング加工中には金型の選択ができないという問題がある。
【0013】
この発明の目的は、板材加工中でも加工ヘッドのプリセットの変更を可能にすると共に加工ヘッド交換の時間を短縮せしめ、また、加工ヘッドのイナーシャに影響されないように、さらにデッドゾーンをなくするようにした板材加工機を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、板材加工機(1)におけるフレーム(3)の上部フレーム(3U)に、加工ヘッド(P)を交換可能に備えた加工ヘッドホルダ(11)をY軸方向へ移動可能に設け、前記フレーム(3)の下部フレーム(3D)に、前記Y軸方向に対して直交するX軸方向に長いキャレッジ用フレーム(19)を設け、このキャレッジ用フレーム(19)にX軸方向へ移動可能に設けられたキャレッジ(35)に、前記加工ヘッド(P)によって加工されるワークをクランプする複数のワーククランプ(37)を備え、前記キャレッジ用フレーム(19)にX軸方向へ適宜間隔に備えた加工ヘッドマガジン(39)に収納されている加工ヘッドと前記加工ヘッドホルダ(11)に備えられている加工ヘッド(P)とを交換するための2個の加工ヘッドチェンジャ(27,29)を、前記キャレッジ(35)にX軸方向に隣接して設けると共に各加工ヘッドチェンジャ(27,29)を個別に動作可能に備えられていることを特徴とするものである。
【0015】
また、板材加工機におけるフレームの上部フレームに、加工ヘッド(P)を交換可能に備えた加工ヘッドホルダ(11)をY軸方向へ移動可能に設け、前記加工ヘッド(P)によって加工されるワーク(W)をクランプする複数のワーククランプ(37)を備えたキャレッジ(35)を、前記フレームの下部フレームにX軸方向へ移動可能に設け、前記加工ヘッドホルダ(11)に備えた加工ヘッド(P)と交換される複数の加工ヘッドをX軸方向に適宜間隔に備えた加工ヘッドマガジンをX軸方向へ移動可能に設け、当該加工ヘッドマガジンに備えられた加工ヘッドと前記加工ヘッドホルダ(11)に備えた加工ヘッド(P)とを交換するための加工ヘッドチェンジャを前記フレームに備えていることを特徴とするものである。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
【0035】
図1および図2を参照するに、板材加工機としての一例のパンチング加工機1としては例えば門型形状からなる下フレーム3Dとフレーム3Uを有したフレーム3が立設されている。このフレーム3における下フレーム3Dの左右(図1において上下)にはワークテーブル5が設けられている。
【0036】
前記上フレーム3U,下フレーム3Dの下面,上面にはY軸方向(図1,図2において左右方向)へ延伸した複数のリニアガイドレール7U,7Dが敷設されている。このリニアガイドレール7Uには複数のガイド部材9を介して加工ヘッドホルダとしての一例のパンチホルダ11がY軸方向へ移動可能に設けられていると共にこのパンチホルダ11には加工ヘッドとしての一例のパンチPが装着される。また、リニアガイドレール7Dには複数のガイド部材13を介して加工ヘッドホルダとしての一例のダイホルダ15がY軸方向へ移動可能に設けられていると共にこのダイホルダ15には加工ヘッドとしての一例のダイDが装着される。なお、パンチホルダ11,ダイホルダ15は同期して移動されるのが好ましい。さらに、前記パンチホルダ11の図1,図2における右側には例えばレーザ加工ヘッド17が設けられている。
【0037】
前記下フレーム3Dの図1,図2において右端の上部にはX軸方向(図1において上下方向、図2において紙面に対して直交する方向)にキャレッジ用フレーム19が設けられている。このキャレッジ用フレーム19の左側面の上,下にはX軸方向へ延伸したリニアガイドレール21,23が敷設されている。このリニアガイドレール21には複数のガイド部材25を介してキャレッジ35がX軸方向へ移動可能に設けられている。このキャレッジ35には複数のワーククランプ37が備えられている。そして、前記キャレッジ35には例えば少なくとも2個の加工ヘッドチェンジャとしての一例の金型チェンジャ27,29が設けられている。しかも、この金型チェンジャ27,29にはそれぞれ回動軸31が設けられていて、この回動軸31を回動せしめることにより図2において反時計方向廻りに回動することにより、金型チェンジャ27,29は実線の位置から2点鎖線の位置へ回動されるものである。
【0038】
前記キャレッジ用フレーム19の上部にはX軸方向へ適宜な間隔で複数の加工ヘッドマガジンとしての一例の金型マガジン(収納棚)39が設けられている。
上記構成により、加工すべきワークWをワーククランプ37でクランプせしめた状態でキャレッジ35をX軸方向へ、パンチPを装着したパンチホルダ11とダイDを装着したダイホルダ15をそれぞれリニアガイドレール7U,7Dに案内せしめてY軸方向へ移動せしめることによって、ワークWの所望位置をパンチP,ダイDの位置へ位置決めしてパンチPとダイDとの協働によってワークWにパンチング加工を行うことができる。また、ワークWの所望位置をレーザ加工ヘッド17の真下に位置決めすることによってレーザ加工ヘッド17からレーザビームをワークWへ向けて照射せしめることでワークWにレーザ加工を行うことができる。
【0039】
下フレーム3Dの図1,図2に右端側に設けたキャレッジ用フレーム19の上部にX軸方向へ適宜な間隔で複数のパンチP,ダイDを対にして収納せしめる金型マガジン39が設けられ、かつ各金型マガジン39にはパンチP,ダイDがプリセットして収納されているから、パンチP,ダイDを交換する際には、パンチホルダ11,ダイホルダ15が図1において実線の位置から2点鎖線の位置まで移動される。
【0040】
また、2個の金型チェンジャ27,29を備えたキャレッジ35がキャレッジ用フレーム19に対してX軸方向へ移動可能に設けられているから、例えば1個の空の金型チェンジャ27を待機しているパンチホルダ11,ダイホルダ15側へ移動せしめてパンチホルダ11,ダイホルダ15に装着されているパンチP,ダイDを受け取ると共に、他の1つの金型チェンジャ29に金型マガジン39に収納されているパンチP,ダイDを受け取り、パンチホルダ11,ダイホルダ15側へ移動せしめる。
【0041】
次いで、金型チェンジャ29を図2において実線の位置から2点鎖線の位置へ回動せしめることにより、待機中のパンチホルダ11,ダイホルダ15へパンチP,ダイDが装着されてパンチP,ダイDの交換を同時に行うことができる。しかも、金型チェンジャ27で受け取った使用済のパンチP,ダイDは金型チェンジャ27が回動されて空きの金型マガジン39に収納される。而して、金型交換の時間を従来よりも短縮化せしめることができる。
【0042】
複数の金型マガジン39は移動するキャレッジ35に設けずに、固定のキャレッジ用フレーム19に設けられているから、パンチング加工中にでも各金型マガジン39におけるパンチP,ダイDの金型のプリセットの変更を自由に行うことができる。金型マガジン39をキャレッジ35に一緒に移動させる必要がないので、キャレッジ35を移動させる駆動モータの容量を必要最低限に出来るので、省電力で低コストの加工機にすることができる。
【0043】
また、キャレッジ35には複数の金型マガジン39が設けられていないから、キャレッジ35の移動軸の金型のイナーシャに影響されないで済む。
【0044】
各金型マガジン39はキャレッジ35に備えられているワーククランプ37側でなく、反対側のキャレッジ用フレーム19に設けられているから、ワークWにレーザ加工を行っているときに各金型マガジン39に収納されているパンチP,ダイDにはレーザ加工中に発生する粉塵などはパンチP,ダイDに付着しないので、交換時にパンチP,ダイDから粉塵を除去する必要がなく、防塵せしめることができる。また、従来の各金型マガジンによるデッドゾーンはなくなるので、Y軸方向のスペースを最小にすることができる。
【0045】
前記実施の形態では板材加工機としてパンチング加工機でもって説明したが、レーザ加工機であっても構わない。この場合には加工ヘッドがレーザ加工ヘッドとなり、加工ヘッドホルダがレーザ加工ヘッドホルダに、加工ヘッドチエンジャがレーザ加工ヘッドチエンジャに、また、加工ヘッドマガジンがレーザ加工ヘッドマガジンにそれぞれ置き換えて対応される。
【0046】
図3および図4には他の実施の形態が示されている。図3および図4において、図1および図2における部品と同じ部品には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【0047】
図3および図4において、板材加工機としての一例のパンチング加工機41としては、前記下フレーム3D上には図4に示されているように、Y1軸モータ43が設けられており、このY1軸モータ43にはY軸方向へ延伸したボールネジ45が連結されている。しかも、このボールネジ45の他端は軸受け47で回転自在に支承されていると共にボールネジ45には前記ダイホルダ15が螺合されている。
【0048】
上記構成により、Y1軸モータ43を駆動せしめると、ボールネジ45が回転されてダイホルダ15がY軸方向へガイドレール7Dに案内されながら移動されることになる。
【0049】
前記上フレーム3Uには図4に示されているように、Y2軸モータ49が設けられており、このY2軸モータ49にはY軸方向へ延伸したボールネジ51が連結されている。しかも、このボールネジ51の他端は軸受け52で回転自在に支承されていると共にボールネジ51には前記油圧シリンダ53が螺合されている。この油圧シリンダ53の下部にはラム55が装着されていると共に、パンチホルダ11が一体化されている。
【0050】
上記構成により、Y2軸モータ49を駆動せしめると、ボールネジ51が回転されて油圧シリンダ53がY軸方向へガイドレール7Uに案内されながら移動されると共に、パンチホルダ11が一緒にY軸方向へ移動されることになる。しかも、前記Y1軸モータ43とY2軸モータ49を同期をとって駆動せしめることにより、ダイホルダ15とパンチホルダ11とが同時にY軸方向へ移動される。
【0051】
前記キャレッジ35はX軸方向(図3において左右方向、図4において紙面に対して直交した方向)へ延伸したボールネジ57に螺合したナット部材59に一体化されていると共に、ボールネジ57の一端にはX軸モータ61が連結されている。
【0052】
上記構成により、X軸モータ61を駆動せしめると、ボールネジ57が回転されてナット部材59を介してキャレッジ35がガイドレール23に案内されながらX軸方向へ移動されることになる。このキャレッジ35と共にワーククランプ37も同方向へ移動されることになる。
【0053】
したがって、ワークWをワーククランプ37でクランプした状態でキャレッジ35をX軸方向へ移動せしめると共に、ダイホルダ15とパンチホルダ11とを同時にY軸方向へ移動せしめ、前記油圧シリンダ53を作動せしめることにより、パンチPとダイDとの協動でワークWに所望のパンチング加工が行われることとなる。
【0054】
前記キャレッジ用フレーム19と対向したフレーム3における下フレーム3Dの一端側(図3において上側、図4において右側)には第1加工ヘッドマガジンとしての一例の第1金型マガジン63がX軸方向へ移動可能に設けられている。
この第1金型マガジン63にはX軸方向へ適宜な間隔で加工ヘッドとしての一例のパンチP、ダイDが着脱可能に装着されている。すなわち、図4に示されているように、前記下フレーム3D上にはX軸方向へ延伸した複数のガイドレール65が敷設されていると共に、このガイドレール65の案内でもって第1金型マガジン63がX軸方向へ移動されるものである。
【0055】
前記第1金型マガジン63にはナット部材67を介してX軸方向へ延伸したボールネジ69が螺合されており、このボールネジ69の一端にはマガジン移動用駆動モータ71が連結されている。
【0056】
上記構成により、マガジン移動用駆動モータ71を駆動せしめると、ボールネジ69が回転されることにより、ナット部材67を介して第1金型マガジン63がX軸方向へ移動されることになる。
【0057】
前記第1金型マガジン63のキャレッジ35側でパンチホルダ11、ダイホルダ15が交換位置にきたときの位置と第1金型マガジン63との間には加工ヘッドチエンジャとしての一例の第1金型チエンジャ73が設けられている。すなわち、この第1金型チエンジャ73としては図4によく示されているように、上フレーム3Uには回転用駆動モータ75が設けられており、この回転用駆動モータ75には上下方向へ延伸した回転軸77の上端が連結されている。この回転軸77にはパンチP、ダイDを把持するグリッパ79、81が取り付けられている。
【0058】
上記構成により、パンチホルダ11、ダイホルダ15を交換位置に移動せしめた状態で、グリッパ79、81によりパンチホルダ11、ダイホルダ15からのパンチP、ダイDおよび第1金型マガジン63からのパンチP、ダイDを把持せしめ、回転用駆動モータ75を駆動せしめて回転軸77を例えば180度回転させることで、グリッパ79、81からパンチホルダ11、ダイホルダ15および第1金型マガジン63にそれぞれパンチP、ダイDを同時に交換せしめることが出来る。
【0059】
したがって、この実施形態においても、上述した効果と同様の効果を奏するものである。
【0060】
図3において前記第1金型マガジン63の右側には前記第1金型チエンジャ73とほぼ相対向して位置に第2加工ヘッドチエンジャとしての一例の第2金型チエンジャ83が設けられている。この第2金型チエンジャ83の具体的機構は上述した前記第1金型チエンジャ73の機構とほぼ同じであるため、詳細な説明を省略する。
【0061】
前記第2金型チエンジャ83の図3において右側には第2加工ヘッドマガジンとしての一例の第2金型マガジン85がX軸方向へ適宜な間隔で複数設けられていると共に、X軸方向へ移動可能に設けられている。この各第2金型マガジン85は例えば複数のパンチP、ダイDを装着したドラム形状となっている。
【0062】
したがって、第1金型マガジン63に装着されたパンチP、ダイDと第2金型マガジン85に装着されたパンチP、ダイDとは第2金型チエンジャ83によって自動的に交換することができる。また、手動でもって交換することも可能である。さらに、第2金型マガジン85に多くの加工へッドが収納されるので、どんな加工へッドを交換したい場合でも対応化を図ることができる。
【0063】
前記第1金型マガジン63は手動でもってX軸方向へ移動せしめるようにしても構わないし、チエーン等で自在型スライド式でもよい。また、ラックアンドピニオン方式でもよい。
【0064】
前記図3および図4に示した実施の形態では板材加工機としてパンチング加工機でもって説明したが、レーザ加工機であっても構わない。この場合には加工ヘッドがレーザ加工ヘッドとなり、加工ヘッドホルダがレーザ加工ヘッドホルダに、加工ヘッドチエンジャがレーザ加工ヘッドチエンジャに、また、加工ヘッドマガジンがレーザ加工ヘッドマガジンにそれぞれ置き換えて対応される。
【0065】
なお、この発明は、前述した発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。板材加工機としてパンチング加工機を例にとって説明したが、レーザ加工機等その他の加工機でもよく、加工機の構造としてはワークWが横置き、縦置き及び傾斜置きであってもよい。
【0066】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明より理解されるように、本発明によれば、加工すべきワークをワーククランプでクランプせしめた状態でキャレッジをX軸方向へ移動せしめると共に、加工ヘッドを装着した加工ヘッドホルダをY軸方向へ移動せしめて、ワークの所望位置を加工ヘッドの位置へ位置決めして加工ヘッドを作働せしめることによりワークに板材加工を行うことができる。
【0068】
また、加工へッドマガジンは移動するキャレッジに設けずにフレーム内に設けられているから、板材加工中でも加工へッドのプリセットの変更を行うことができる。キャレッジには加工へッドマガジンが設けられていないから、キャレッジの移動軸の加工へッドのイナーシャに影響されないですむ。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の主要部を示し、図2におけるI−I線に沿った平面図である。
【図2】この発明のパンチング加工機の側面図である。
【図3】この発明の別の実施形態のパンチング加工機の平面図である。
【図4】図3におけるIV矢視の側面図である。
【図5】従来のパンチング加工機の平面図である。
【図6】図5における側面図である。
【符号の説明】
1 パンチング加工機
3 フレーム
3U 上フレーム
3D 下フレーム
5 ワークテーブル
11 パンチホルダ
15 ダイホルダ
17 レーザ加工ヘッド
19 キャレッジ用フレーム
27,29 金型チェンジャ
31 回動軸
35 キャレッジ
37 ワーククランプ
39 金型収納棚
P パンチ
D ダイ
Claims (2)
- 板材加工機(1)におけるフレーム(3)の上部フレーム(3U)に、加工ヘッド(P)を交換可能に備えた加工ヘッドホルダ(11)をY軸方向へ移動可能に設け、前記フレーム(3)の下部フレーム(3D)に、前記Y軸方向に対して直交するX軸方向に長いキャレッジ用フレーム(19)を設け、このキャレッジ用フレーム(19)にX軸方向へ移動可能に設けられたキャレッジ(35)に、前記加工ヘッド(P)によって加工されるワークをクランプする複数のワーククランプ(37)を備え、前記キャレッジ用フレーム(19)にX軸方向へ適宜間隔に備えた加工ヘッドマガジン(39)に収納されている加工ヘッドと前記加工ヘッドホルダ(11)に備えられている加工ヘッド(P)とを交換するための2個の加工ヘッドチェンジャ(27,29)を、前記キャレッジ(35)にX軸方向に隣接して設けると共に各加工ヘッドチェンジャ(27,29)を個別に動作可能に備えられていることを特徴とする板材加工機。
- 板材加工機におけるフレームの上部フレームに、加工ヘッド(P)を交換可能に備えた加工ヘッドホルダ(11)をY軸方向へ移動可能に設け、前記加工ヘッド(P)によって加工されるワーク(W)をクランプする複数のワーククランプ(37)を備えたキャレッジ(35)を、前記フレームの下部フレームにX軸方向へ移動可能に設け、前記加工ヘッドホルダ(11)に備えた加工ヘッド(P)と交換される複数の加工ヘッドをX軸方向に適宜間隔に備えた加工ヘッドマガジンをX軸方向へ移動可能に設け、当該加工ヘッドマガジンに備えられた加工ヘッドと前記加工ヘッドホルダ(11)に備えた加工ヘッド(P)とを交換するための加工ヘッドチェンジャを前記フレームに備えていることを特徴とする板材加工機。
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