JPH03221341A - 工作機械の工具交換機構 - Google Patents
工作機械の工具交換機構Info
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- JPH03221341A JPH03221341A JP2013680A JP1368090A JPH03221341A JP H03221341 A JPH03221341 A JP H03221341A JP 2013680 A JP2013680 A JP 2013680A JP 1368090 A JP1368090 A JP 1368090A JP H03221341 A JPH03221341 A JP H03221341A
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- Japan
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- link
- tool
- spindle head
- pin
- lever
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- Pending
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- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 55
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
- B23Q3/1552—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
- B23Q3/15526—Storage devices; Drive mechanisms therefor
- B23Q3/15534—Magazines mounted on the spindle
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、工作機械の工具交換機構に関する。
工作機械の多種多用の作業を効率よくさせるため、主軸
の近くに多種類の工具を準備、装着したタレットを備え
るものが多い。第8図にはタレット30を備えた工作機
械の主軸頭lの近くの機構を略示図示したものである。
の近くに多種類の工具を準備、装着したタレットを備え
るものが多い。第8図にはタレット30を備えた工作機
械の主軸頭lの近くの機構を略示図示したものである。
工具を装着した工具ホルダ5を主軸とタレット30との
間で交換するため、主軸頭1に固定されたカム80の動
きがカムフォロワ29、リンク40等に伝達され、最終
的に機体96に固定された支点軸92を中心としてタレ
ット30全体が円弧上を運動する。主軸との間で工具ホ
ルダ5を交換するためのグリッパ17の把持部91の描
く移動軌跡は一点鎖線Cで示す円弧である。この場合、
主軸頭1が主軸の中心軸線Zの方向に直線移動すると共
にグリッパ17の把持部91が円弧C上を移動、即ち、
水平X方向に距離XM移動すると共にZ方向に距離ZM
だけ移動する。
間で交換するため、主軸頭1に固定されたカム80の動
きがカムフォロワ29、リンク40等に伝達され、最終
的に機体96に固定された支点軸92を中心としてタレ
ット30全体が円弧上を運動する。主軸との間で工具ホ
ルダ5を交換するためのグリッパ17の把持部91の描
く移動軌跡は一点鎖線Cで示す円弧である。この場合、
主軸頭1が主軸の中心軸線Zの方向に直線移動すると共
にグリッパ17の把持部91が円弧C上を移動、即ち、
水平X方向に距離XM移動すると共にZ方向に距離ZM
だけ移動する。
然しなから、円弧Cの半径は支点軸92を中心とするた
め大きく、従って距nxMに比してZMは小さい。その
ため主軸頭1のZ方向の移動は速くすることができず、
工具交換時間が長くなるという問題がある。
め大きく、従って距nxMに比してZMは小さい。その
ため主軸頭1のZ方向の移動は速くすることができず、
工具交換時間が長くなるという問題がある。
依って本発明は迅速に工具交換を行うことができると共
に、グリッパによる工具ホルダの把持方向を可及的に理
想化した工具交換機構の提供を目的とする。
に、グリッパによる工具ホルダの把持方向を可及的に理
想化した工具交換機構の提供を目的とする。
上記目的に鑑みて本発明は、工作機械の機体に対して一
定位置に取り付けられていると共に回転中心軸線のまわ
りに回転可能なタレットと、該タレットの周辺部に配設
された両てこ四節リンク機構と、鎖側てこ四節リンク機
構に取り付けられたグリッパと、工具ホルダの装着方向
に直線移動可能な主軸頭と、該主軸頭に固定されたカム
と、該カムと係合するカムフォロワを有し、前記側てこ
四節リンク機構の一方の揺動リンクを離反可能に抑圧駆
動するリンク機構とを具備したことを特徴とする工作機
械の工具交換機構を提供する。
定位置に取り付けられていると共に回転中心軸線のまわ
りに回転可能なタレットと、該タレットの周辺部に配設
された両てこ四節リンク機構と、鎖側てこ四節リンク機
構に取り付けられたグリッパと、工具ホルダの装着方向
に直線移動可能な主軸頭と、該主軸頭に固定されたカム
と、該カムと係合するカムフォロワを有し、前記側てこ
四節リンク機構の一方の揺動リンクを離反可能に抑圧駆
動するリンク機構とを具備したことを特徴とする工作機
械の工具交換機構を提供する。
主軸頭が直線移動すると、該主軸頭に固定されたカムに
よってカムフォロワを介してリンク機構を作動させ、該
リンク機構の動きをタレットの周辺部に配設された両て
こ四節リンク機構の一方の揺動リンクを離反可能に押圧
駆動し、鎖側てこ四節リンク機構に取り付けられたグリ
ッパを駆動する。この場合、タレット自体は工具の割り
出し用に回転可能であるが、その位置を移動することは
なく、工具交換は該タレットの周辺部に設けられた両て
こ四節リンク機構の作動によって行われ、そのグリッパ
の移動軌跡は大きな曲率を有するためグリッパがその退
避位置にある場合と工具ホルダを着脱させる主軸ライン
位置にある場合とにおいてその主軸ライン方向の位置の
差が大きくなる。
よってカムフォロワを介してリンク機構を作動させ、該
リンク機構の動きをタレットの周辺部に配設された両て
こ四節リンク機構の一方の揺動リンクを離反可能に押圧
駆動し、鎖側てこ四節リンク機構に取り付けられたグリ
ッパを駆動する。この場合、タレット自体は工具の割り
出し用に回転可能であるが、その位置を移動することは
なく、工具交換は該タレットの周辺部に設けられた両て
こ四節リンク機構の作動によって行われ、そのグリッパ
の移動軌跡は大きな曲率を有するためグリッパがその退
避位置にある場合と工具ホルダを着脱させる主軸ライン
位置にある場合とにおいてその主軸ライン方向の位置の
差が大きくなる。
このことは主軸頭を速く移動させ得ることを意味してお
り、工具交換が迅速化され得る。また、両てこ四節リン
ク機構の各リンク長さの比を適宜に選択することにより
グリッパが主軸ライン位置にある場合に、その移動を主
軸ラインに略直交するように構成することができる。
り、工具交換が迅速化され得る。また、両てこ四節リン
ク機構の各リンク長さの比を適宜に選択することにより
グリッパが主軸ライン位置にある場合に、その移動を主
軸ラインに略直交するように構成することができる。
以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。第1図を参照すると、工作機械の主軸頭1
は工具を装着する工具ホルダ5を着脱することができる
。該主軸頭1は工作機械の機体に対して工具ホルダ5の
着脱方向Zに直線移動が可能に構成されている。この主
軸頭1には図示の如きカム3が固定されている。一方、
主軸頭1の近くには、機体に対して回転中心軸線CLを
中心線として回転のみ可能にタレット2が取り付けられ
ている。該タレット2の周辺には第6図と第7図とに拡
大図示している両てこ四節リンク機構4が取り付けられ
ている。
に説明する。第1図を参照すると、工作機械の主軸頭1
は工具を装着する工具ホルダ5を着脱することができる
。該主軸頭1は工作機械の機体に対して工具ホルダ5の
着脱方向Zに直線移動が可能に構成されている。この主
軸頭1には図示の如きカム3が固定されている。一方、
主軸頭1の近くには、機体に対して回転中心軸線CLを
中心線として回転のみ可能にタレット2が取り付けられ
ている。該タレット2の周辺には第6図と第7図とに拡
大図示している両てこ四節リンク機構4が取り付けられ
ている。
鎖側てこ四節リンク機構4は4個のリンク1314.1
5.16と4個のピン14a 、14b 、15a ・
15bによって構成されでおり、リンク13がタレット
2に固定されている。4個のリンクのうちリンク14と
15とが揺動リンクである。またリンク16にグリッパ
17が固定されている。更に、リンク14は後述のリン
ク9から力の作用を受は得るようにアーム部14C・1
4dを有している。
5.16と4個のピン14a 、14b 、15a ・
15bによって構成されでおり、リンク13がタレット
2に固定されている。4個のリンクのうちリンク14と
15とが揺動リンクである。またリンク16にグリッパ
17が固定されている。更に、リンク14は後述のリン
ク9から力の作用を受は得るようにアーム部14C・1
4dを有している。
主軸頭1のZ方向の移動と同期させて前記グリッパ17
を移動させるために、以下のリンク機構を有している。
を移動させるために、以下のリンク機構を有している。
第4図と第5図をも参照し、まず、カムフォロワ12を
有すると共に機体に対して固定されたピン7aを中心と
して回転可能なリンク7が主軸頭1の動き、即ちカム3
の動きによって駆動される。該リンク7はピン7bを介
してリンク8と接続されている。更に該リンク8は、4
本のリンク9a、9b、9f、9gで構成される図示の
如きリンク機構9に対し、ピン9Cによって接続されて
いる。また、機体に対して固定されたピンllbを中心
として回転可能なリンク11と該リンク11に対しピン
llaを介して接続されたリンク10とによって他のリ
ンク機構6が構成されている。
有すると共に機体に対して固定されたピン7aを中心と
して回転可能なリンク7が主軸頭1の動き、即ちカム3
の動きによって駆動される。該リンク7はピン7bを介
してリンク8と接続されている。更に該リンク8は、4
本のリンク9a、9b、9f、9gで構成される図示の
如きリンク機構9に対し、ピン9Cによって接続されて
いる。また、機体に対して固定されたピンllbを中心
として回転可能なリンク11と該リンク11に対しピン
llaを介して接続されたリンク10とによって他のリ
ンク機構6が構成されている。
2つのリンク機構6と9とは、2つのピン10aと10
bとによって接続されている。更に、リンク機構6のリ
ンク10は凸部10Cを有しており、後述の如くリンク
機構9の動きに制限を与える。
bとによって接続されている。更に、リンク機構6のリ
ンク10は凸部10Cを有しており、後述の如くリンク
機構9の動きに制限を与える。
以下では第1図から第3図を参照しながら、本発明に係
る工具交換機構の作動を説明する。タレット2の周辺の
リンク機構4並びにグリッパ17が退避位置にあり、加
工状態にある第2図の状態から、主軸頭1が図面の上方
(以下、「上方」という。)に移動し、カム3の形状に
よりカムフォロワ12を介してリンク7と8を作動させ
、ピン9Cを持ち上げようとする。この時、リンク機構
9の作動により、ピン9e並びにローラ12bは図面の
下方(以下、「下方」という。)に移動し、一方、ピン
9d並びにローラ12aは上方に移動する。この結果、
両てこ四節リンク機構4のリンク14のアーム14Cに
は、後述の如くピン9eと9dとを結ぶ線分を直径とし
、ピン14bを中心とする円の接線方向に力が作用し、
リンク14をピン14bを中心として反時計方向に回転
させ、一方、アーム14dはローラ12aによっ上回転
しすぎない様に拘束されている。この時の両てこ四節リ
ンク機構4の作動によりグリッパ17はその把持部91
が第2図に一点鎖線98で示す様に移動し工具ホルダ5
を保持し、第1図の状態となる。なお、第2図に示す一
点鎖線98は工具ホルダ5から見た場合のグリッパ把持
部91の軌跡である。
る工具交換機構の作動を説明する。タレット2の周辺の
リンク機構4並びにグリッパ17が退避位置にあり、加
工状態にある第2図の状態から、主軸頭1が図面の上方
(以下、「上方」という。)に移動し、カム3の形状に
よりカムフォロワ12を介してリンク7と8を作動させ
、ピン9Cを持ち上げようとする。この時、リンク機構
9の作動により、ピン9e並びにローラ12bは図面の
下方(以下、「下方」という。)に移動し、一方、ピン
9d並びにローラ12aは上方に移動する。この結果、
両てこ四節リンク機構4のリンク14のアーム14Cに
は、後述の如くピン9eと9dとを結ぶ線分を直径とし
、ピン14bを中心とする円の接線方向に力が作用し、
リンク14をピン14bを中心として反時計方向に回転
させ、一方、アーム14dはローラ12aによっ上回転
しすぎない様に拘束されている。この時の両てこ四節リ
ンク機構4の作動によりグリッパ17はその把持部91
が第2図に一点鎖線98で示す様に移動し工具ホルダ5
を保持し、第1図の状態となる。なお、第2図に示す一
点鎖線98は工具ホルダ5から見た場合のグリッパ把持
部91の軌跡である。
その後も主軸頭1の上方への移動は続き、レバーリンク
7等を介してピン9Cは上方に引き上げられようとする
。この場合、リンク機構6のリンク10の凸部10cが
リンク機構9の作動を拘束するため、リンク10とリン
ク機構9とは共に移動することとなる。リンク機構6の
構成によりリンク10はピンllbを中心としたリンク
11の回転によって上方に引き上げられる。この結果、
リンク機構9はリンク14から離れると同時に、工具ホ
ルダは主軸から開放される。この状態を第3図に示す。
7等を介してピン9Cは上方に引き上げられようとする
。この場合、リンク機構6のリンク10の凸部10cが
リンク機構9の作動を拘束するため、リンク10とリン
ク機構9とは共に移動することとなる。リンク機構6の
構成によりリンク10はピンllbを中心としたリンク
11の回転によって上方に引き上げられる。この結果、
リンク機構9はリンク14から離れると同時に、工具ホ
ルダは主軸から開放される。この状態を第3図に示す。
この状態でタレット2が回転中心軸線CLのまわりに回
転し、次の工具の付いた工具ホルダ5を割り出し、主軸
頭1を下方に移動させると再び第1図の状態となり、新
しい工具を有した工具ホルダ5が主軸に装着される。
転し、次の工具の付いた工具ホルダ5を割り出し、主軸
頭1を下方に移動させると再び第1図の状態となり、新
しい工具を有した工具ホルダ5が主軸に装着される。
その後、更に主軸頭1が下方に移動すると、ピン9Cに
はレバーリンク7とリンク8とを介して下方(正確には
ピン10aを中心とし、ピン10aと90とを結ぶ線分
を半径とする円の接線方向)に力が作用し、ローラ12
aがリンク■4のアーム14dに力を作用させる結果と
なる。こうしてリンク14はピン14bを中心として時
計方向に回転する。その結、果、グリッパ17は工具ホ
ルダ5から外されて第2図に示す状態まで退避させられ
る。この場合、他のローラ12bはリンク14が時計方
向に回転しすぎない様にその動きを拘束している。即ち
、主軸頭1が上方に移動する場合と比較すると、各ロー
ラ12a、12bの役割が逆転するのである。また、リ
ンク機構9は2本のリンク9fと9gが2本の同一長さ
のリンク9aと9bとによって図の如く拘束されている
ので、2つのローラ12aと12bとの間隔は常に一定
であり、ピン14bを中心とし、ローラ12aと12b
とを結ぶ線分を直径とする円上を移動する。即ち、ロー
ラ12a又は12bはリンク14の運動方向に力を付与
するため力の無駄を生ずることがない。更にはグリッパ
17が主軸に装着された工具ホルダ5を把持する場合、
又は離反する場合においても把持部91の移動軌跡98
(第2図参照)は工具ホルダ5に対してそのV溝と平行
となり、また把持する手前、又は離反後においては迅速
に接近、又は離反可能な軌跡となるよう、両てこ四節リ
ンク機構4の各リンクの長さ寸法を選定、設計すること
ができる。
はレバーリンク7とリンク8とを介して下方(正確には
ピン10aを中心とし、ピン10aと90とを結ぶ線分
を半径とする円の接線方向)に力が作用し、ローラ12
aがリンク■4のアーム14dに力を作用させる結果と
なる。こうしてリンク14はピン14bを中心として時
計方向に回転する。その結、果、グリッパ17は工具ホ
ルダ5から外されて第2図に示す状態まで退避させられ
る。この場合、他のローラ12bはリンク14が時計方
向に回転しすぎない様にその動きを拘束している。即ち
、主軸頭1が上方に移動する場合と比較すると、各ロー
ラ12a、12bの役割が逆転するのである。また、リ
ンク機構9は2本のリンク9fと9gが2本の同一長さ
のリンク9aと9bとによって図の如く拘束されている
ので、2つのローラ12aと12bとの間隔は常に一定
であり、ピン14bを中心とし、ローラ12aと12b
とを結ぶ線分を直径とする円上を移動する。即ち、ロー
ラ12a又は12bはリンク14の運動方向に力を付与
するため力の無駄を生ずることがない。更にはグリッパ
17が主軸に装着された工具ホルダ5を把持する場合、
又は離反する場合においても把持部91の移動軌跡98
(第2図参照)は工具ホルダ5に対してそのV溝と平行
となり、また把持する手前、又は離反後においては迅速
に接近、又は離反可能な軌跡となるよう、両てこ四節リ
ンク機構4の各リンクの長さ寸法を選定、設計すること
ができる。
本発明によれば、タレット全体を移動させるのではなく
、タレットの周辺部の両てこ四節リンク機構のみを作動
させるため、各リンクの長さ寸法を適宜に選択すること
により該リンク機構に取り付けたグリッパに所望の作動
をさせることができ、大きな曲率を有する移動軌跡が得
られ、主軸頭の移動方向の差を大きくとり、延いては主
軸頭を迅速に移動させることができるため、迅速な工具
交換が可能となる。また、両てこ四節リンク機構を横腹
する各リンクの長さ寸法比を適宜に選択することによっ
て、工具ホルダを主軸に着脱する際のグリッパの移動方
向を工具ホルダのV溝に対して平行となるように設計す
ることができる。
、タレットの周辺部の両てこ四節リンク機構のみを作動
させるため、各リンクの長さ寸法を適宜に選択すること
により該リンク機構に取り付けたグリッパに所望の作動
をさせることができ、大きな曲率を有する移動軌跡が得
られ、主軸頭の移動方向の差を大きくとり、延いては主
軸頭を迅速に移動させることができるため、迅速な工具
交換が可能となる。また、両てこ四節リンク機構を横腹
する各リンクの長さ寸法比を適宜に選択することによっ
て、工具ホルダを主軸に着脱する際のグリッパの移動方
向を工具ホルダのV溝に対して平行となるように設計す
ることができる。
第1図は工具ホルダを主軸に装着した瞬間の本発明に係
る工具交換機構の作動説明図、第2図はグリッパが退避
位置にある場合の本発明に係る工具交換機構の作動説明
図、 第3図は工具ホルダを主軸から完全に引き離した場合の
本発明に係る工具交換機構の作動説明図、第4図は第1
図〜第3図に示す機構のリンク機構の拡大図、 第5図は第4図の側面図、 第6図は第1図〜第3図に示す機構のうちの両てこ四節
リンク機構の拡大図、 第7図は第6図の平面図、 第8図は従来の工具交換機構の略示図。 1・・・主軸頭、 2・・・タレット、3・・
・カム、 4・・・両てこ四節リンク機構、 5・・・工具ホルダ、 6.9・・・リンク機構。
る工具交換機構の作動説明図、第2図はグリッパが退避
位置にある場合の本発明に係る工具交換機構の作動説明
図、 第3図は工具ホルダを主軸から完全に引き離した場合の
本発明に係る工具交換機構の作動説明図、第4図は第1
図〜第3図に示す機構のリンク機構の拡大図、 第5図は第4図の側面図、 第6図は第1図〜第3図に示す機構のうちの両てこ四節
リンク機構の拡大図、 第7図は第6図の平面図、 第8図は従来の工具交換機構の略示図。 1・・・主軸頭、 2・・・タレット、3・・
・カム、 4・・・両てこ四節リンク機構、 5・・・工具ホルダ、 6.9・・・リンク機構。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、工作機械の機体に対して一定位置に取り付けられて
いると共に回転中心軸線のまわりに回転可能なタレット
と、 該タレットの周辺部に配設された両てこ四節リンク機構
と、 該両てこ四節リンク機構に取り付けられたグリッパと、 工具ホルダの装着方向に直線移動可能な主軸頭と、 該主軸頭に固定されたカムと、 該カムと係合するカムフォロワを有し、前記両てこ四節
リンク機構の一方の揺動リンクを離反可能に押圧駆動す
るリンク機構と を具備したことを特徴とする工作機械の工具交換機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013680A JPH03221341A (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 工作機械の工具交換機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013680A JPH03221341A (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 工作機械の工具交換機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03221341A true JPH03221341A (ja) | 1991-09-30 |
Family
ID=11839901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013680A Pending JPH03221341A (ja) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | 工作機械の工具交換機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03221341A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993014901A1 (en) * | 1992-01-29 | 1993-08-05 | Fanuc Ltd | Automatic tool changer |
US20120241342A1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Ying Sun | Tool magazine |
US20140256527A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-11 | Kugi Tech Corp. | Tool changer for machine tool |
CN114131394A (zh) * | 2020-04-02 | 2022-03-04 | 广东原点智能技术有限公司 | 一种数控加工中心的装卸刀装置 |
-
1990
- 1990-01-25 JP JP2013680A patent/JPH03221341A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993014901A1 (en) * | 1992-01-29 | 1993-08-05 | Fanuc Ltd | Automatic tool changer |
US5499963A (en) * | 1992-01-29 | 1996-03-19 | Fanuc Ltd. | Automatic tool changer |
US20120241342A1 (en) * | 2011-03-24 | 2012-09-27 | Ying Sun | Tool magazine |
US8652018B2 (en) * | 2011-03-24 | 2014-02-18 | Ying Sun | Tool magazine |
US20140256527A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-11 | Kugi Tech Corp. | Tool changer for machine tool |
US9050695B2 (en) * | 2013-03-11 | 2015-06-09 | Kugi Tech Corp. | Tool changer for machine tool |
CN114131394A (zh) * | 2020-04-02 | 2022-03-04 | 广东原点智能技术有限公司 | 一种数控加工中心的装卸刀装置 |
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