JPS62277236A - 工具移送装置 - Google Patents

工具移送装置

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JPS62277236A
JPS62277236A JP11821886A JP11821886A JPS62277236A JP S62277236 A JPS62277236 A JP S62277236A JP 11821886 A JP11821886 A JP 11821886A JP 11821886 A JP11821886 A JP 11821886A JP S62277236 A JPS62277236 A JP S62277236A
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rotating shaft
groove
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Hideki Saeki
英樹 佐伯
Keiichi Iwata
圭一 岩田
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Yamazaki Mazak Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 (a)、産業上の利用分野 本発明は、横型マシニングセンタ等の工作機械において
、工具を工具マガジンと中間移送ポケットの間で移送さ
せる工具移送装置に関する。
(b)、従来の技術 従来、この種の工具移送装置において、工具を工具マガ
ジンの工具収納ポケットと、主軸とのATCが行なわれ
る中間移送ポケットの間で移送しようとした場合、工具
移送装置を移動駆動させる方向に応じた数の7クチエー
タを必要とした。
例えば、工具を把持する工具保持手段を、工具の挿抜方
向に突出後退させるためのアクチェータと、前記工具保
持手段を、工具マガジンと中間移送ポケットの間で円弧
方向に旋回させるための7クチエータと、更に、前記工
具保持手段を、前記円弧方向とは異なる方向に所定角度
回転させるためのアクチェータの1合計3個の7クチエ
ータを必要とした。
(C)0発明が解決しようとする問題点しかし、こうし
た構成では、工具移送装置を駆動するためのアクチェー
タの装着に要するスペースが大きくなってしまい、装置
全体が大型化するばかりか、それ等アクチェータの制御
も複雑なものとなる不都合があった。
本発明は、前述の欠点を解消すべく、従来の工具移送装
置よりも少ない数のアクチェータで同一の機能を達成し
得る工具移送装置を提供することを目的とする。
(d)0開運点を解決するための手段 即ち1本発明は、工具マガジン(3)と中間移送ポケッ
ト(29)との間に揺動アーム(12)を旋回駆動自在
に設け、前記揺動アーム(12)に回転軸(17)を回
転自在に支持し、前記回転軸(17)に工具(7)を把
持し得る工具保持手段(25)を設け、更にカム溝(2
3,30)が形成されたカム(22)を設けると共に、
前記カム溝(23,30)に前記回転軸(17)を、該
回転@(17)が前記カム溝(23,30)に従って回
転し得るように係合させ、前記揺動アーム(12)を所
定角度旋回させることにより、前記工具保持手段(25
)が、所定角度回転し得るようにして構成される。
なお、括弧内の番号は、図面における対応する要素を示
す1便宜的なものであり、従って1本記述は図面上の記
載に限定拘束されるものではない、以下のr (e)、
作用」の欄についても同様である。
(e)6作用 上記した構成により、本発明は、工具(7)を移送する
際に、揺動アーム(12)を所定角度旋回させることに
より5回転軸(17)がカム溝(23,30)に従って
所定角度回転し、前記回転軸(17)に設けられた工具
保持手段(25)が工具マガジン(3)と中間移送ポケ
ット(29)との間で所定角度回転するように作用する
(f)、実施例 以下、図面に基き、本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明による工具移送装置の一実施例を示す正
面図。
第2図は揺動アームの平面図。
第3図は本発明の一実施例である工具移送装置を用いて
の工具の移送動作を示す図、第4図は第3図の工具交換
位置周辺の■矢視図。
第5図はカムを示す図で、(a)は平面図、(b)は(
a)の正面図。
第6図は本発明の別の実施例である工具移送装置に用い
られるカムを示す図である。
工゛作機械である横型マシニングセンタ1は。
第3図及び第4図に示すように、!i1体2を有してお
り、機体2には公知の工具マガジン3が設けられている
6エ具マガジン3は1機体2に回転自在に装着されたス
プロケットS間に張設された、無端状に形成されたチェ
ーン6を有しており、チェーン6には一定の間隔で複数
の工具ホルダ6aが設けられている。これ等工具ホルダ
6aには工具収納ポケット6bが形成されており、工具
収納ポケット6bには工具7が着脱自在なる形で嵌入収
納されている。また、機体2の、第3図上方には中間移
送ポケット29が設けられており、中間移送ポケット2
9にはポケット29aが工具7を嵌入係合自在なる形に
形成されている。なお、工具マガジン3の第4図中の位
置又は、工具移送装置9との工具の脱着交換を行なう工
具交換位置である。
ところで、機体2には、第3図に示すように本発明によ
る工具移送装置9が設けられており、工具移送装置9は
、機体2に固着された@lO及びベアリング11を介し
て、矢印A、B方向に旋回自在に支持された揺動アーム
12を有している。
揺動アーム12の第1図右方にはアーム支持部材13が
、ボルト15等の締結手段を介して固着されており、ア
ーム支持部材13の図中下端部に1±。
機体2の上面2aを転動自在な形でローラ13aが回転
自在に設けられている。
また、アーム支持部材13の図中左端面にはボス部材1
6が固着されており、ボス部材16及びアーム支持部材
13には5回転@17がベアリング19等を介して矢印
C,D方向に回転のみ自在に支持されている。回転軸1
7の図中左端面には、カムフォロワ20がボルト21・
等を介して固着されており、カムフォロワ2oの両端部
には。
2個のローラ20a、20bが、それぞれの中心C2,
C3から回転軸17の中心c1までの距離が、等距ML
Lとなる形で回転自在に設けられている。2個のローラ
20a、20bは、機体2に固着されたカム22のカム
溝23に転勤自在な形で嵌入係合されている。
なお、カム22は、第5図(a)に示すように全体が円
弧状に形成された本体22aを有しており1本体22a
はその外側面22bが、前記軸10の回転中心10aを
中心とする半径L2の円の円周の一部となる形で形成さ
れている。外側面22bには、第5図(b)に示すよう
に、前記ローラ20a、20bが嵌入係合されるカム溝
23が穿設形成されており、カムFR23は1図中LA
、LB間及び位置L−D、LE間では機体2の上面2a
と略平行に穿設形成された溝部23a及び23dにより
1図中LB、LD間では二叉に分かれて穿設形成された
溝部23b、23cによって構成されている。
一方1回転軸17の第1図右端には、装着面17aが該
回転軸17の中心C1に対して所定の角度を有して形成
されており、装着面17aには、工具保持アーム25が
図示しない駆動装置により図中矢印E、F方向に移動駆
動自在に支持されている。なお、工具保持アーム25に
は略半円形状の工具把持部25aが、第4図に示すよう
に、工具7を把持開放自在なる形に形成されている。ま
た、揺動アーム12の第2図下方にはピン27bを介し
て駆動シリンダ27のピストンロッド27aの先端が枢
着されており、ピストンロッド27aは1図中矢印G、
H方向に突出駆動自在に設けられている。また、駆動シ
リンダ27の他端は男3図に示すように、機体2に枢着
されている。
横型マシニングセンタ1は1以上のような構成を有する
ので、所定の加工が終了し、図示しない主軸に装着され
た使用済みの工具7を、次の加工に使用する工具7に交
換する場合には、第4図に示すように工具マガジン3の
チェーン6を、スプロケット5を適宜正逆方向に回転駆
動することにより移動させ1次の加工に使用する工具7
が保持収納されている工具ホルダ6aを、所定の工具交
換位i1Xに位置決めする。該工具ホルダ6aが工具交
換位置Xに位置したところで、駆動シリンダ27を駆動
してピストンロッド27aを第3図矢印H方向に後退さ
せる。すると、揺動アーム12は1図中の待機位置Yよ
り1回転軸17と共に軸10の回転中心10aを中心と
して矢印A方向に所定角度旋回する。回転軸17が矢印
A方向に所定角度旋回すると、該回転#117に固着さ
れたカムフォロワ20のローラ20a、20bは、共に
カム22の第5図(b)におけるカム溝23の位置LB
、LA間を転動して、機体2の上面2aと平行に矢印入
方向に移動する。従って、回転軸17は矢印C,D方向
に回転せず、該回転軸17に装着されている工具保持ア
ーム25は、工具把持部23aの開口部25bを第4図
左方に向けた形で機体2の上面2aと平行に矢印入方向
に移動する。すると、該工具保持アーム25の工具把持
部25aは、第4図に示すように、既に工具交換位置X
に位置決めされている工具7と、開口部25bを介して
嵌入係合し、該工具7を把持する。
工具保持アーム25の工具把持部25aに工具7が嵌入
把持されたところで1図示しない駆動装置を駆動して、
工具保持アーム25を第3図矢印F方向に突出させる6
すると、工具把持部25aに把持されていた工具7は、
工具把持部25aと共にF方向に移動して、工具ホルダ
6aの工具収納ポケット6bから抜き取られる。工具7
を工具収納ポケット6bから抜き取ったところで、駆動
シリンダ27を再び駆動して、ピストンロツド27aを
矢印G方向に突出させ、揺動アーム12を、矢印B方向
に所定角度旋回させる。すると、回転軸17は、工具保
持アーム25の工具把持部25aに把持された工具7と
共に矢印B方向に所定角度旋回し、かつ後に詳述するカ
ムフォロワ20とカム22との係合関係により矢印C方
向に180’回転する。
即ち、揺動アーム12が矢印B方向に旋回すると、回転
軸17に固着されたカムフォロワ20も矢印B方向に移
動して、カムフォロワ2oのローラ20 a、20bは
、カム22の第5図(b)におけるカム溝23を転勤し
ながら矢印B方向に移動することになる。
カムフォロワ20が矢印B方向に移動して。
該カムフォロワ20のローラ20a、20bが、共にカ
ム溝23の位置LA、LB間の溝部23a内を転動して
いる場合には、ローラ20a−20bの中心C2、C3
を連結するt;A 20 cが1機体2の上面2aと平
行に矢印B方向に移動して行くので、カムフォロワ20
に固着された回転軸17は、第4図に示すように、工具
7を工具収納ポケット6b内から取り出したままの位置
を保持し、矢印C,D方向に回転することはない。
続けて、カムフォロワ20が矢印B方向に移動すると、
ローラ20bは、位!11ffLBで略V字形の溝部2
3bの第5図(b)上面23eに当接し。
該上面23eに押し下げられる形で溝部23b内に入り
、該溝部23b内を転動じて位置LCに向けて図中右斜
め下方に移動する。すると、カムフォロワ20には1回
転#17の中心CL(第1図参照)回りの回転力が矢印
C方向に作用するようになるため、ローラ20bと一定
距離離れたローラ20aを矢印C方向に回転させようと
する。このため、ローラ20aは、溝部23aの図中上
面23fを押圧する形で転動し、続けて溝部23c内を
転動して位置LCに向けて略−直線状に移動する。
従って、この間、ローラ20a、20bは回転軸17の
中心C1を中心として矢印C方向に同角度だけ回転する
ことになり、カムフォロワ20は矢印C方向に回転する
。すると、カムフォロワ20と固着した回転軸17は工
具保持アーム25と共に、工具7を工具収納ポケット6
b内から取り出したときの位置から矢印C方向に回転す
るが、その回転量θは、第5図(b)想像線に示すよう
に、ローラ20bが溝部23b内を転勤中で、ローラ2
0aが位置LBに達した状態では、ローラ20a、20
bの中心C2,C3を連結する520cと機体2の上面
2aとのなす角θ1で示される。
こうして、ローラ20a、20bがそれぞれ溝部23c
、23bを転勤する内に、ローラ20bが位置LCに達
すると、ローラ20aも位ILCに達する。この状態で
は、ローラ20a、20bの中心C2,C3を連結する
線20cと機体2の上面2aとのなす角は、θ2、即ち
90″となり1回転軸17は、工具7を工具収納ポケッ
ト6b内から取り出したときの位置から、図中矢印C方
向に90’回転することになる。
この状態よりカムフォロワ2oが更に矢印B方向に移動
すると1回転軸17に装着された工具保持アーム25等
の矢印C方向の回転による慣性力も寄与する形で、ロー
ラ20aはローラ20bに先行する形で溝部23c内を
転動し、更には溝部23dを転動して矢印B方向に移動
する6また、ローラ20aと一定距離離れたローラ20
bも、略V字形の溝部23b内を図中上方に引き上げら
れる形で転動して位iLDに向けて移動する。このため
、ローラ20bが位置LC,LD間の溝部23bを転動
し、ローラ20aが、溝部23c、更には溝部23dを
転動して矢印B方向に移動するまでの間は、ローラ20
a、20bは回転軸17の中心C1を中心として矢印C
方向に回転することになるので、カムフォロワ20も矢
印C方向に続けて回転する。
従って1回転tlll17は、工具7を工具収納ポケッ
ト6i)内から取り出したときの位置から矢印C方向に
更に回転することになり、その回転量θは1例えば9図
中想像線に示すように、ローラ20aがLDに位置し、
ローラ20bが溝部23b内にある状態では、ローラ2
0a、20bの中心C2、C3を連結する線20Cと機
体2の上面2aとのなす角θ3で示される。
更に、カムフォロワ20が矢印B方向に移動して、ロー
ラ20a、20bが、共に位置LD、LE間の溝部23
dを転動して矢印B方向に移動している場合には、ロー
ラ20a、20bの中心C2、C3を連結するjQ 2
0 cが機体2の上面2aと平行に矢印B方向に移動し
て行くので、回転軸17は、更に矢印C方向に回転する
ことはない。
従って、揺動アーム12が矢印B方向に所定角度旋回す
ると1回転軸17は、工具7を工具収納ポケット6b内
から取り出したままの位置から矢印C方向に180’回
転することになる。
こうして1回転軸17が、工具保持アーム25と共に矢
印B方向に所定角度旋回し、かつ矢印C方向に180°
回転すると、工具保持アーム25の工具把持部25aに
把持された工具7は、第3図に示すように、中間移送ポ
ケット29のポケット29aに対向する位置に位置決め
される。工具7がポケット29aに対向したところで、
工具保持アーム25を矢印r方向に後退させ、工具把持
部25aに把持された工具7をポケット29a中に嵌入
する。工具7がポケット29aに嵌入保持されたところ
で5駆動シリンダ27をI!eしてピストンロッド27
aを、矢印H方向に一定ス1−口−クだけ後退させる。
すると、揺動アーム12は、回転@17と共に矢印入方
向に所定角度回転して待機位置Y′へ移動し、該回転軸
17に固着されたカムフォロワ2Qのローラ20a、2
0bは、共にカム22の第5図(b)におけるカム溝2
3の位置LE、LD間を転動する。このため。
ローラ20a、20bは1機体2の上面2aと平行に矢
印入方向に移動するので1回転軸17に装着された工具
保持アーム25は1機体2の上面2aと平行に矢印A方
向に移動して、工具把持部25aと工具7との係合把持
関係は解除される6次に、ポケット29aに嵌入保持さ
れた工具7と1図示しない主軸に装着された使用済みの
工具7とを、図示しない公知の自動工具交換装置を用い
て交換する。
更に、主軸からポケット29aに返却された使用済みの
工具7を工具マガジン3に返却するには、まず、工具マ
ガジン3を駆動して、該工具7を返却すべき工具収納ポ
ケット6bを工具交換位置xに位置決めする。次に、揺
動アーム12を、駆動シリンダ27により、待機位置Y
’ より矢印B方向に所定角度旋回させる。すると、工
具保持アーム25は、工具把持部25aがポケット29
aに返却された工具7を把持する。工具7が工具把持部
25aに把持されたところで、工具保持アーム25を矢
印J方向に突出させ、ポケット29aから工具7を抜き
取る。工具7がポケット29aから抜き取られたところ
で、揺動アーム12を矢印A方向に所定角度旋回させる
。すると、工具保持アーム25は、カム22とカムフォ
ロワ20により、工具7と共に矢印り方向に180°回
転し、工具7は工具交換位itXに、第3図想像線で示
すように、ポケット6bと工具7が対向する形で位置決
めされる。工具7が工具交換位置Xに位置したところで
、既に工具交換位置xに位置決めされている工具収納ポ
ケット6bに、工具7を、工具保持アーム25を矢印E
方向に後退させて嵌入収納する。なお、詳細は工具マガ
ジン3から中間移送ポケット29に工具7を移送する場
合の全く逆の手順なので省略する。
なお、上述の実施例は、回転軸17.従って工具保持ア
ーム25の矢印C,D方向の回転量が180°の場合に
ついて述へたが1回転軸17の矢印C,D方向の回転量
は18o°に限定されるものではなく、カム22のカム
溝23を適宜変更することにより、任意角度だけ矢印C
,D方向に回転させることが出来る。
また、上述の実施例は、カム22のカム溝が、第5図に
示すような形状を有する場合について述べたが、カム溝
は第5図に示す形状に限定されるものではなく9回転@
17を所定角度回転させ得る限り、どのような形状でも
良いことは勿論である。即ち、第6図に示すようなカム
溝30であっても1回転軸17を矢印C,D方向に18
0°回転させることが出来る。
第6図に示すカム溝3oは1図中位置LF、LG間では
機体2の上面2aと平行に穿設形成された2本の溝部3
0a及び30bにより構成されている。また1位置LG
、LH間では略X字形に形成された溝部30c、30d
、30e、30fにより構成されている。更に1位置L
H,LI間では機体2の上面2aと平行に穿設形成され
た2本の溝部30g及び30hにより構成されている。
従って、カムフォロワ20が矢印B方向に移動して、ロ
ーラ20a、20bが、それぞれカム溝3oの位ILF
−LG間(7)溝部30a、30b内を転動している場
合には、溝部30a、30bは機体2の上面2aと平行
に形成されているので、ローラ20a、20bは共に矢
印B方向に平行移動する。このため、カムフォロワ20
は矢印C1D方向に回転しない、従って1回転軸17は
、第4図に示すように、工具7を工具収納ポケット6b
内から取りだしたままの位置を保持し、矢印C1D方向
に回転しない。
カムフォロワ20が引き続き矢印B方向に移動して、ロ
ーラ20a、20bが共に位置LGに達すると、ローラ
20bは、溝部30eの図中右面30iに当接−1該右
面30iに押し上げられる形で溝部30e内を転動して
、位置LJに向けて図中有料め上方に移動する。すると
、カムフォロワ2oには1回転@17の中心61回りの
回転力が矢印C方向に働くようになり、ローラ20bと
一定距は雌れたローラ20aを矢印C方向に回転させよ
うとする。このため、ローラ20aは、ローラ20bの
位置LJに向けての移動に連れて、溝部30cから溝部
30fに入り、更に溝部3゜f内を転動して図中有料め
下方に移動する。
従って、この間、ローラ20a、20bは矢印C方向に
回転するので、カムフォロワ20も矢印C方向に回転す
る。すると、カムフォロワ2゜に固着された回転軸17
も、工具7を工具収納ポケット6b内から取りだしたと
きの位置から矢印C方向に回転することになる。例えば
、図中想像線で示すように、ローラ20a、20bがそ
れぞれ位置LG、LH間の溝部30f、30iを転勤し
て1回転軸17の中心C1が位置LJに達すると、ロー
ラ20a、20bを連結する線20cが機体2の上面2
aと平行になり、回転軸17は。
工具7を工具収納ポケット6b内から取りだしたときの
位置から矢印C方向に90”回転することになる。
更に、カムフォロワ20が矢印B方向に移動すると、カ
ムフォロワ20には引き続き矢印C方向の回転力が作用
しているので、ローラ20bは、溝部30eから溝部3
0dに入り、該溝部30d内を位置LHに向けて移動す
る。また、ローラ20aは引き続き溝部30f内を転動
し1位置LHに向けて図中有料め下方に移動する。従っ
て、この間、カムフォロワ2oは、矢印C方向に更に回
転することになり、回転軸17も、工具7を工具収納ポ
ケット6b内から取り出したときの位置から更に矢印C
方向に回転することになる。
カムフォロワ20が引き続き矢印B方向に移動して、ロ
ーラ20a、ローラ20bが、それぞれカム溝30の位
置LH,LI間の溝部30g、30h内を転勤して、矢
印B方向に移動している場合には、前述した位置LF、
LG間を移動する場合と同様に、カムフォロワ20は回
転せず1回転軸17が更に矢印C方向に回転することは
ない。
従って1回転軸17は、工具7を工具収納ポケット6b
内から取りだしたままの位置から矢印C方向に180°
回転することになる。
(g)0発明の効果 以上、説明したように本発明によれば、工具マガジン3
と中間移送ポケット29との間に、揺動アーム12を旋
回駆動自在に設け、前記揺動アーム12に回転軸17を
回転自在に支持し、前記回転軸17に前記工具7を把持
し得る工具保持アーム25等の工具保持手段を設け、更
にカム溝23.30が形成されたカム22を設けると共
に。
前記カム溝23.30に前記回転軸17を、該回転!1
1117が前記カム溝23.30に従って回転し得るよ
うに係合させ、前記揺動アーム12を所定角度旋回させ
ることにより、前記工具保持手段が、所定角度回転し得
るようにして構成したので、揺動アーム12が工具マガ
ジン3と中間移送ポケット29との間で、矢印A、B方
向に旋回駆動されることにより、それと連動する形で回
転軸17が。
矢印C,D方向に回転駆動されるので1回転軸17を駆
動する専用のアクチェータが不要となり、従来のこの種
の工具移送装置よりも少ない数のアクチェータで同一の
機能を達成することが出来る。
従って、工具移送装置9の構成を、従来のこの種の工具
移送装置よりも簡略小型化することが出来るばかりでは
なく、その制御も容易に行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による工具移送装置の一実施例を示す正
面図。 第2図は揺動アームの平面図。 第3図は本発明の一実施例である工具移送装置を用いて
の工具の移送動作を示す図。 第4図は第3図の工具交換位置周辺のIV矢視図、 75図はカムを示す図で、(a)は平面図。 (b)は(a)の正面図、 第6図は本発明の別の実施例である工具移送装置に用い
られるカムを示す図である。 3・・・・・・工具マガジン 9・・・・・・工具移送装置 12・・・・・・揺動アーム 17・・・・・・回転軸 22・・・・・・カム 23・・・・・・カム溝 25・・・・・・工具保持手段(工具保持アーム)29
・・・・・・中間移送ポケット 3o・・・・・・カム溝 出願人  ヤマザキマザック株式会社 代理人   弁理士   相1)伸二 (ほか1名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 工具マガジンと中間移送ポケットの間で工 具の移送を行う工具移送装置において、 前記工具マガジンと前記中間移送ポケット との間に揺動アームを旋回駆動自在に設け、前記揺動ア
    ームに回転軸を回転自在に支持 し、 前記回転軸に前記工具を把持し得る工具保 持手段を設け、 更にカム溝が形成されたカムを設けると共 に、前記カム溝に前記回転軸を、該回転軸が前記カム溝
    に従って回転し得るように係合させ、前記揺動アームを
    所定角度旋回させること により、前記工具保持手段が、所定角度回転し得るよう
    にして構成した工具移送装置。
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