JP5368179B2 - 2主軸対向旋盤の遮蔽カバー - Google Patents

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Description

この発明は、主軸軸線の上下に工具ヘッドを備え、当該工具ヘッドに装着した工具の切込み送り方向(X軸方向)を上下方向とした2主軸対向旋盤において、工具ヘッドの送り機構を切粉や切削液から保護する遮蔽カバーの配置構造に関するものである。
工具ヘッドに搭載した回転工具軸にフライスやドリルを装着してワークに平面加工、溝加工、孔加工などを行うことができる2主軸対向複合旋盤は公知である。特許文献1には、オペレータから見て左右方向をZ軸方向、上下方向をX軸方向、前後方向をY軸方向とし、主軸軸線の直上に位置する回転工具軸と、主軸軸線の直下に位置する工具タレット(タレット工具ヘッド)とを備え、回転工具軸は、Z軸、X軸及びY軸方向に移動位置決め自在かつY軸回り(B軸)に旋回位置決め自在な上刃物台に搭載し、工具タレットは、Z軸及びX軸方向に移動位置決め自在な下刃物台に搭載した、2主軸対向複合旋盤が提案されている。
特許文献1に記載の2主軸対向複合旋盤では、ベッドの前側上面に左右の主軸台及び下刃物台が搭載され、ベッドの奥側上面に固定した枠状のコラムに上刃物台用の左右移動台(上Z移動台)が搭載され、この上Z移動台の前面に上刃物台用の上下移動台(上X移動台)が搭載され、この上X移動台に上刃物台がY軸方向に移動位置決め自在かつY軸回りに旋回位置決め自在に搭載されている。左主軸台は、ベッド前側の一段高くなった左端の上面に下面を固定して設けられており、下刃物台と右主軸台は、左端に対して一段低くなったベッドの前側上面に設けた左右ガイド(下Zガイド)に沿って移動位置決め自在に装着されている。
金属加工を行う工作機械では、加工時に高熱かつ高硬度の切粉が発生する。この加工熱の吸収と加工速度の向上を図るために、各種の化学成分を含む加工液を供給しながら加工を行っている。そして、加工部から飛散する切粉や加工液が刃物台の送りガイドや送りねじなどの送り機構を損傷したりその動作を阻害したりしないように、加工が行われる加工領域と送り機構を配置した機構領域とを遮蔽するカバーが設けられる。
特許文献2及び特許文献3には、左右方向に伸縮するカバーと、上下方向に伸縮するカバーとにより、加工位置の上方に配置された工具ヘッドの左右移動及び上下移動を許容して、加工領域とその反オペレータ側に位置する機構領域とを遮断する鉛直な遮蔽面を備えた遮蔽カバーが示されている。また、特許文献2及び特許文献4には、加工領域と機構領域を遮断する遮蔽カバーに設けた枠内を筒体が摺動自在に貫通することにより、当該筒体の先端に設けた工具ヘッドの遮蔽面に直交する移動を許容する構造が示されている。更に、特許文献5には、加工領域と機構領域とを遮断する鉛直方向のカバーから流下した切粉や切削液を受ける回収タンクをベッドの手前に配置した構造が示されている。
特開2006‐297561号公報 特開2002‐103174号公報 特開2002‐126972号公報 特開2003‐62738号公報 特開2007‐7826号公報
特許文献1に示されているようなX軸を上下方向とした2主軸対向複合旋盤は、主軸軸線の直上に配置した上刃物台の支持剛性が高く、上刃物台に回転工具軸を設けることにより、大型の回転工具が装着可能であり、マシニングセンタに近い平面加工や傾斜した孔の加工なども可能であるという特徴がある。しかし、主軸軸線の直下に配置される下刃物台のZ送り機構が水平なベッド上面に配置されるため、その機構領域と加工領域とを遮蔽する遮蔽カバーの上面も水平に近い面とならざるを得ず、遮蔽カバーの直上から落下してくる切粉や切削液がカバー上面に滞留しやすくなる。
遮蔽カバーは、刃物台の送り移動に伴って伸縮又は移動しなければならず、重ね合わせたプレートが滑り移動する構造が多く採用されている。カバー上面に切削液が滞留する構造では、プレート相互の滑り移動部に切削液の浸入を防ぐシール構造が複雑になり、切粉を挟み込むことによるシールの損傷も発生しやすくなる。
この発明は、このような従来構造の問題点を解決するためになされたもので、X軸を鉛直方向として主軸軸線の上下に刃物台を配置した2主軸対向複合旋盤において、刃物台の送り移動を妨げることなく、加工部から落下して来る切粉や切削液を速やかにタンクに流下させることができ、簡単な構造で機構領域を切粉や切削液から確実に保護することが可能な上記構造の複合旋盤を得ることを課題としている。
この発明の遮蔽カバーは、主軸軸線方向であるZ軸方向を水平方向、工具の切り込み送り方向であるX軸方向を鉛直方向とし、主軸軸線の上方に工具ヘッド(上工具ヘッド)、一般的には回転工具ヘッド51を備え、かつ主軸軸線aの下方にも工具ヘッド(下工具ヘッド)、一般的には工具タレット(タレット型工具ヘッド)4を備えた2主軸対向旋盤の加工領域と、この加工領域の反オペレータ側に形成される機構領域とを遮蔽する遮蔽カバーである。
上工具ヘッド51は、Z軸方向、X軸方向及びこれらに直行するY軸方向に送り移動可能であり、下工具ヘッド4は、Z軸方向及びX軸方向に送り移動可能である。この発明の遮蔽カバーが適用される2主軸対向旋盤は、上下のZ移動台52、42がベッド11に最も近く配置される。すなわち、上工具ヘッド51をZ軸方向に送る上Z送り機構14、53、54がベッド11の上面に配置され、下工具ヘッド4をZ軸方向に送る下Z送り機構12u、12d、43、44がベッド11の前面(オペレータ側を向く面)に配置されている。
この発明の遮蔽カバーは、上遮蔽カバー89と下遮蔽カバー90と両者の間に固定的に設けた流下案内板93とで形成されている。上遮蔽カバー89は、上Z移動台52の移動領域の両側に立設した固定支柱81L、81Rと、上工具ヘッド51の両側の位置で上Z移動台52に立設した2本の移動支柱82L、82Rと、各側の固定支柱81L、81Rと移動支柱82L、82Rとに両側辺を固定されてZ軸方向に伸縮自在な支柱間カバー83L、83Rを備えている。2本の移動支柱82L、82Rの間には、移動支柱82L、82Rに沿ってX軸方向に移動自在に枠85が設けられ、下端を移動支柱82L、82Rの下端に固定され上辺を枠85の下辺に固定されてX軸方向に伸縮自在な枠下カバー86を備えている。枠85の内側を筒体64が摺動自在に貫通しおり、上工具ヘッド51は、この筒体64の前端(オペレータ側端部)に装着されている。筒体64は、上Z移動台52にX軸方向及びY軸方向に送り移動可能に搭載されて枠85をY軸方向に摺動自在に貫通している。
支柱間カバー83L、83Rと枠下カバー86とは一面に配置されて上遮蔽カバー89を形成している。そして、この上遮蔽カバー89の直下に、当該カバーの下辺の反加工領域側上方に位置する上縁91を備え、上遮蔽カバー89の下辺の下方かつ加工領域側に位置する下縁92とを備えた、Z軸方向に細長い固定の流下案内板93が設けられている。
ベッド11の前面には下Z送り機構12u、12d、43、44が配置され、この下Z送り機構に下工具ヘッド4用のZ移動台42と移動主軸台31が装着されている。移動側主軸3を軸支する移動主軸台31と下Z移動台42との間には、両側辺を移動主軸台31と下Z移動台42固定されてZ軸方向に伸縮自在な台間カバー87が設けられている。下Z移動台42と固定側主軸2を軸支する固定主軸台21との間には、移動台側側辺を下Z移動台42に固定されて固定主軸台21側に延びる伸縮可能な又は伸縮しない台カバー49が設けられている。台間カバー87と台カバー49とは同一面に配置されて下遮蔽カバー90を形成している。下遮蔽カバー90の上辺は、流下案内板93の下縁92の反加工領域側に位置している。切粉及び切削液の回収タンク13は、流下案内板の下縁92の下方に位置している。
この発明の遮蔽カバーを適用するのに適した構造の2主軸対向旋盤は、オペレータ側を機械の前方として、上Z移動台52を案内する上Z送り機構14、53、54がベッド11の略水平な上面に配置され、上工具ヘッド51のY軸方向移動を案内する上Y送り機構56、57、58が上Z移動台52の上面に配置され、上工具ヘッド51のX軸方向移動を案内する上X送り機構61、62、63が上Y送り機構56、57、58に案内される上Y移動台55の前面に配置され、下工具ヘッド4のX軸方向移動を案内する下X送り機構46、47、48が下Z移動台42の前面に配置されている。
X軸を鉛直方向として主軸軸線aの上下に工具ヘッド51、4を備えた2主軸対向旋盤において、加工部とその背後に位置する機構部とを遮蔽する上下の遮蔽カバーを鉛直ないし鉛直に近い急勾配の面に配置し、上下の遮蔽カバーの間に上下の工具ヘッド51、4のZ軸方向移動に影響されない固定の流下案内板93を用いて遮蔽カバーを構成することにより、上下の工具ヘッドの送り機構を切粉や切削液から保護すると共に、遮蔽カバー上に切粉や切削液が滞留することなく速やかに流下させることで切粉や切削液の漏れや飛散を防止する構造で、機構部分への切削液や切粉の影響をなくすことのできる工作機械を提供できる。
すなわちこの発明の遮蔽カバーによれば、主軸、回転工具軸、下刃物台等を鉛直ないし鉛直に近い急傾斜の遮蔽面で保護できるので、機構領域への切粉の影響をなくすことができ、また上下の遮蔽カバーの間に設けた固定の流下案内板93の存在により、上下の工具のZ軸移動が相互に他の制約を受けることなく自在に可能である。また、伸縮構造の遮蔽面を鉛直ないし鉛直に近い急傾斜面とし、流下案内板93を固定の一枚板で形成することで、切粉がスムーズに落下して遮蔽面に堆積することなく速やかに回収できる。
この発明の遮蔽カバーを備えた2主軸対向旋盤の一例を示す斜視図 図1のA矢視図 図1のB矢視図 図2の要部の拡大図 図1の2主軸対向旋盤の正面図 遮蔽カバーを取外して示す図1の2主軸対向旋盤の斜視図
以下、主軸軸線aの直上に回転工具ヘッド51を備え、直下に工具タレット4を備えた2主軸対向複合旋盤を例にして、この発明の遮蔽カバーの具体的構造を説明する。図6は、上記2主軸対向複合旋盤の機構部分を示した図であり、図1ないし5は、遮蔽カバーの構造を示した図である。
図の2主軸対向複合旋盤は、オペレータから見て主軸軸線aの左側に固定主軸2を備え、右側にZ軸方向(主軸軸線方向)に送り移動自在な移動主軸3を備えている。主軸軸線aの直上には、回転工具軸5を備えた回転工具ヘッド51が配置され、同下方には、旋削工具を装着する工具タレット4が配置されている。回転工具ヘッド51の左右の主軸2、3の上方の位置にそれぞれ工具マガジン7L、7Rと工具交換装置72L、72Rとが配置されている。工具マガジン7L、7Rには、回転工具軸5に装着される回転工具及び旋削工具が格納される。回転工具軸5は、原点位相で回転を固定するロック装置が設けられており、旋削工具を装着することによって旋削加工も可能な構造である。
回転工具ヘッド51は、Z軸、X軸及びY軸方向に送り移動可能で、かつY軸回り(B軸)に旋回可能である。工具タレット4は、Z軸及びX軸方向に送り移動可能である。ここでZ軸方向は主軸軸線方向、工具の切り込み送り方向であるX軸方向は鉛直方向、Y軸方向はZ軸及びX軸に直交する前後方向であり、オペレータ側(図2の左側)が前方である。
ベッド11は、主軸軸線aの反オペレータ側下方に位置しており、その略鉛直な前面は、主軸軸線aの後方に位置している。ベッド11の上面には、上Z送り機構を構成する上Zガイド14、14及び上Z送りねじ53が配置されている。上Z送りねじ53は、上Z送りモータ54に連結されている。
ベッド11の上面上方には、上Zガイド14、14で案内されて上Z送りねじ53で送り駆動される矩形板状の上Z移動台52が搭載されている。上Z移動台52の上面には、上Yガイド56、56及び上Y送りねじ57で構成される上Y送り機構が配置されている。上Y送りねじ57は、上Y送りモータ58に連結されている。上Z移動台52の上面上方には、上Yガイド56、56で案内されて上Y送りねじ57で送り駆動される上Y移動台55が搭載されている。上Y移動台55の前面は、上下方向に細長い矩形枠状である。
上Y移動台55の前面には、上Xガイド61、61と上X送りねじ62が配置されている。上X送りねじ62は、上X送りモータ63に連結されている。上Y移動台55の前面には、上Xガイドで案内されて上X送りねじ62で送り駆動される上X移動台60が搭載されている。上X移動台60は、その前面からY軸方向前方に延びる筒体64を備えており、この筒体の先端(前端)に回転工具ヘッド51がY軸回りに旋回可能に搭載されている。
ベッド11の略鉛直な前面には、下Z送り機構を構成する下Zガイド12u、12d及び下Z送りねじ33、43が配置されている。ベッド前面のオペレータから見て左側に位置する下左Z送りねじ43は、下Z送りモータ44に連結されている。同右側に位置する下右Z送りねじ33は、主軸台送りモータ34に連結されている。ベッド11の前面には、下Zガイド12u、12dで案内されて、下左Z送りねじ43で送り駆動される下Z移動台42が設けられている。下Z移動台42の前面には、下Xガイド46、46及び下X送りねじ47が配置されている。下X送りねじ47は、歯車又は同期ベルト機構を介して下X送りモータ48に連結されている。下Z移動台42の前面には、下Xガイド46、46に案内されて下X送りねじ47で送り駆動される下X移動台45が設けられている。下X移動台42の前面には、工具タレット4の割出機構41が搭載され、工具タレット4は、オペレータから見て下X移動台45の右側に位置している。
固定主軸2を軸支している固定主軸台21は、その背面(反オペレータ側の面)の下端と高さ中間位置で背後側に延びる脚部25u、25dでベッド11の前面左端部の上端と下端とに固定されている。下Z送り機構12u、12d、43は、固定主軸台21の背面下方部とベッド11の前面との間の空間23を貫通している。固定主軸2の軸受部22は、主軸台21の上端に手前側かつ移動主軸側に突出するような形で設けられている。固定主軸台21には、固定主軸駆動モータ26が搭載されて同期ベルト27を介して固定主軸2を駆動している。
移動主軸3を軸支する移動主軸台31は、その背面下方部分において下Zガイド12u、12dに案内されて、下右Z送りねじ33に螺合して送り駆動されている。移動主軸3を軸支する軸受部32は、移動主軸台31の上端に手前側かつ固定主軸側に突出する形で設けられている。移動主軸台31には、移動主軸駆動モータ36が搭載され、同期ベルト37を介して移動主軸3を駆動している。
ベッド11の前縁側両端には、コラム75L、75Rが立設され、このコラム75L、75Rの上方部において、内側かつ手前側へと鉤形に延びる支持ブラケット76が設けられ、この支持ブラケットにそれぞれの側の工具マガジン7L、7R及び工具交換装置72L、72Rが搭載されている。
ベッド11の前縁両端のコラム75L、75Rより内側後方で、かつ上Y移動台55がオペレータ側移動端に移動したときの上Y移動台の前面より前方となる位置に固定支柱81L、81Rが立設されている。一方、上Z移動台52の前縁部の筒体64の左右両側となる位置に、移動支柱82L、82Rが固定支柱81L、81Rと同一面上にして立設されている。そして、左側の固定支柱81Lと移動支柱82Lとの間及び右側の固定支柱81Rと移動支柱82Rとの間には、Z軸方向に伸縮可能な支柱間カバー83L、83Rが、その外側側辺を固定支柱81L、81Rに固定し、内側側辺を移動支柱82L、82Rに固定して、設けられている。図の支柱間カバー83L、83Rは、縮んだときに重ね合わされた状態となる上下方向に細長い複数のプレートを備え、プレート相互が左右方向に滑り移動することにより、Z軸方向に伸縮する構造である。
枠85は、その左右側辺が左右の移動支柱82L、82Rに案内されて、X軸方向に摺動移動自在である。枠85の下辺と移動支柱82L、82Rの下端との間には、X軸方向に伸縮自在な枠下カバー86が装着されている。図の枠下カバー86は、縮んだときに重ね合わされた状態となる複数の左右方向に細長いプレートを備えた構造で、プレート相互が上下方向に滑り移動することにより、X軸方向に伸縮する構造である。
下Z移動台42と移動主軸台31との間には、下Z送り機構12u、12d、42、43、44の前方となる位置で、支柱間カバー83Rと同様な構造の台間カバー87がその左側辺を下Z移動台42に固定し、右側辺を移動主軸台31に固定して設けられている。一方、下Z移動台42の左側辺には、一枚板で形成された台カバー49の右側辺が固定されている。この台カバー49の左側部分は、下Z送り機構12u、12d、43の前方の位置で、固定主軸台21の背面とベッド前面との間に形成された空間23を左右方向に移動自在に貫通している。台カバー49を上記構造の一枚板で形成する代わりに、台間カバー87と同様な伸縮自在なカバーを固定主軸台21と下Z移動台42との間に両側辺を固定して設けてもよい。台カバー49の上辺部分は、下Zガイド12uの上方で下Z移動台42の背後に延びて台間カバー87の左端上部に連接している。
下Z移動台42の前面に設けた下X送り機構46、47、48は、下Z移動台42に固定した箱形の下刃物台カバー88で覆われている。
支柱間カバー83L、83R及び枠下カバー86で形成される上遮蔽カバー89の下辺は、台間カバー87及び台カバー49で形成される下遮蔽カバー90の上辺より高い位置にある。そして、上遮蔽カバー89と下遮蔽カバー90の間には、上遮蔽カバー89の下辺の背後側で当該下辺より高い位置に上縁91を有し、かつ下遮蔽カバー90の上辺の手前側でかつ当該上辺より低い位置に下縁92を有する固定の流下案内板93が設けられている。
上記構造において、回転工具ヘッド51は、支柱間カバー83L、83Rの伸縮によりZ軸方向移動可能、枠下カバー86のX軸方向伸縮によりX軸方向移動可能、かつ筒体64が枠85を貫通して摺動することにより、Y軸方向に移動可能である。また、工具タレット4は、台間カバー87がZ軸方向に伸縮しかつ台カバー49が固定主軸台21とベッド前面との間を移動自在に貫通することにより、Z軸方向移動可能、かつ下X移動台45が下刃物台カバー88内で上下移動することにより、X軸方向に移動可能である。
台カバー49を伸縮可能な構造としたときの当該台カバーを含めて、伸縮自在な構造の支柱間カバー83L、83R、枠下カバー86、台間カバー87及び台カバー49は、鉛直ないし鉛直に近い角度の急傾斜面を形成している。加工部から飛散してこれらのカバーにより機構領域への浸入を阻止された切粉や切削液は、自重により速やかに流下し、カバー面に滞留することがないから、これらのカバーを形成しているプレート相互間のシールを簡単な構造とすることができ、ゴム質のシール部材を設けなくても、機構領域に切粉や切削液が浸入するのを防止することができる。
上遮蔽カバー89に衝突した切粉や切削液は、流下案内板93に流下するが、この流下案内板93は、固定構造でありかつ継ぎ目のない一枚の金属板で形成することができるので、たとえこの部分に切粉や切削液が滞留しても機構領域に浸入するおそれは全くない。そして、下遮蔽カバー90のカバー面が上遮蔽カバー89のカバー面より前方となる場合(図の例はそのような場合である)でも、上遮蔽カバー89に衝突して流下した切粉や切削液が、流下案内板93により、下遮蔽カバー90の前方(加工領域側)に案内されるので、下遮蔽カバー90の下方に回収タンク13を設けておくことにより、加工部から飛散した切粉や切削液を速やかに回収タンク13に流下させることができる。
4 下工具ヘッド
11 ベッド
13 回収タンク
21 固定主軸台
31 移動主軸台
42 Z移動台
49 台カバー
51 上工具ヘッド
52 上Z移動台
64 筒体
81L、81R 固定支柱
82L、82R 移動支柱
83L、83R 支柱間カバー
85 枠
86 枠下カバー
87 台間カバー
89 上遮蔽カバー
90 下遮蔽カバー
93 流下案内板

Claims (2)

  1. X軸方向を鉛直方向として主軸軸線の上方に上工具ヘッドを備え、かつ主軸軸線の下方に下工具ヘッドを備えた2主軸対向旋盤の加工領域と反オペレータ側の機構領域とを遮断する遮蔽カバーにおいて、
    ベッド上をZ軸方向に移動する上Z移動台の移動領域の両側に立設した固定支柱と、当該上Z移動台にZ軸方向に間隔を隔てて立設した2本の移動支柱と、前記2本の移動支柱の間に位置して当該移動支柱に沿ってX軸方向に移動自在な枠と、Z移動台にX軸及びY軸方向に送り移動可能に搭載された筒体であって前記枠内にY軸方向に摺動自在に嵌挿された筒体と、各側の固定支柱と当該各側の移動支柱とに両側辺を固定されてZ軸方向に伸縮自在な支柱間カバーと、下端を移動支柱の下端に固定され上辺を枠の下辺に固定されてX軸方向に伸縮自在な枠下カバーとを備え、
    前記支柱間カバーと枠下カバーとは一面に配置され、前記上工具ヘッドは前記筒体の先端に装着され、
    更に、前記ベッドのオペレータ側を向く面に下Z送り機構を介して装着された下Z移動台及び移動主軸台と、この下Z移動台と移動主軸台とに両側辺を固定されてZ軸方向に伸縮自在な台間カバーと、一側辺を下Z移動台に固定されて固定主軸台側に延びる台カバーとを備え、
    前記台間カバーと台カバーとは一面に配置され、
    上縁が前記支柱間カバー及び枠下カバーの下辺より上方の反加工領域側に位置しかつ下縁が前記台間カバー及び台カバーの上辺より下方の加工領域側に位置するZ軸方向に細長い固定の流下案内板を備えている、遮蔽カバー。
  2. オペレータ側を機械の前方として、前記上Z移動台を案内する上Z送り機構が前記ベッドの略水平な上面に配置され、前記上工具ヘッドのY軸方向移動を案内する上Y送り機構が当該上Z移動台の上面に配置され、前記上工具ヘッドのX軸方向移動を案内する上X送り機構が前記上Y送り機構に案内される上Y移動台の前面に配置され、前記支柱間カバー及び枠下カバーは当該上Y移動台が前方移動端に移動したときの当該前面より更に前方に位置し、前記下工具ヘッドのX軸方向移動を案内する下X送り機構が前記下Z移動台の前面に配置されている、請求項1記載の遮蔽カバー。
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