JPS62287951A - 工具移送方法 - Google Patents

工具移送方法

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JPS62287951A
JPS62287951A JP13151886A JP13151886A JPS62287951A JP S62287951 A JPS62287951 A JP S62287951A JP 13151886 A JP13151886 A JP 13151886A JP 13151886 A JP13151886 A JP 13151886A JP S62287951 A JPS62287951 A JP S62287951A
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JP
Japan
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tool
arrow
intermediate transfer
pocket
magazine
Prior art date
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Pending
Application number
JP13151886A
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English (en)
Inventor
Hideki Saeki
英樹 佐伯
Keiichi Iwata
圭一 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamazaki Mazak Corp
Original Assignee
Yamazaki Mazak Corp
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Publication date
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  • 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。

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
せる際に適用するに好適な工具移送方法に関する。
(b)、従来の技術 従来、この種の工具移送装置は、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させる必要が有り、そのために
各種の機端が従来がら昭案されて来ている。
(C)9発明が解決しようとする問題点ところで、工具
保持手段中の工具を工具マガジンや中間移送ポケットと
の間で受は渡しするには、工具保持手段が工具の移送中
に、無駄な時間を生じさせることなく、所定の位置に工
具を移動させておく必要がある。
本発明は、上記事情に鑑み、工具の移送中に、無駄な時
間を生じさせること無く、工具を所定位置に移動させる
ことの出来る工具移送方法を0供することを目的とする
(d)0問題点を解決するための手段 即ち、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@(17)を回
転自在に支持し、前記回転@(17)に工具(7)を把
持し得る工具保持手段(25)を設け、工具(7)を前
記工具マガジン(3)と中間移送ポケット(29)間で
移送する際には、前記工具保持手段(25)に工具を保
持させ、その状態で前記揺動アーム(12)を前記工具
マガジンと中間移送ポケット間で所定角度範囲に亙り旋
回させると共に、前記揺動アームの旋回中に前記工具保
持手段(25)を市況回転・瑣(17)を中心に所定角
度回転させ、前記工具保持手段に保持された工具(7)
を、揺動アーム(12)が工具マガジン(3)側に来た
時は、1核工具マガジン側へ、また揺動アーム(12)
が中間移送ポケット(29)側に来た時には、該中間移
送ポケット側に位置決めす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5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」の瀾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
際には、揺動アーム(12)が所定角度、工具マガジン
(3)と中間移送ポケット(29)との間で旋回し、そ
の間に工具保持手段(25)が工具マガジン(3)側と
中間移送ボケッ1−(29)側との間を回転するように
作用する。
(f)、実施例 以下1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方法が適用される工具移
送装置の一例を示す正面図、第2図は揺動アームの平面
図。
第3図は工具の移送動作の一例を示す図。
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図は工具移送装置に用いられるカムの別の例を示す
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1機体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。工具マガジン
3は1機体2に回転自在に装着されたスプロケット5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6
a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が形成さ九ており、工具収納ポケット6
b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1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29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1機体2には、第3図に示すように工具移送装
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@10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の図中下端部には、機体2
の上面2aをfA!h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、回転軸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1回転01
7の図中左端面に1よ、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20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
定fiLl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1機体2に固着されたカム2
2のカム溝23に転動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2本体22a
はその外側面22bが、前記軸1Qの回転中心LOa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、フ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、カム溝23は5図中LA。
LB間及び位置LD、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によって構成さ九でいる。
一方、回転軸17の第1図右端には、装着面17aが該
回転@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
に形成さ九でいる。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2
7a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の他端は第3図に示す
ように、v&体2に枢着されている。
横型マシニングセンタ1は、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1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
換位置X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、図中の待機位置Yより
、回転#117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1回転軸17が矢印
入方向に所定角度旋回すると、該回転軸17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間を転勤して1機体2の上面2aと平行に矢印入方
向に移動する。従って0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25a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SIX
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5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。
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
を工具収鯛ポケット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、ピストンロンド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@17は、工具保
持アーム25の工具把持部25 a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1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20a、20bは、
カム22の第5図(b)におけるカム溝23を転動しな
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CI
 C3を連結する線20C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、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(、D方向に回転することはない6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
、位置LBで略V字形の溝部23b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内を転動して位置LC
に向けて図中有料め下方に移動する。すると、カムフォ
ロワ2oには1回転$117の中心C1(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と一定距離罵れたローラ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ILC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・請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
6b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20aが
位置LBに達した状態では、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を転動する内に、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20 cと機体2の上面2aとのなす角は、θ2.即
ち90°となり、回転軸17は、工具7を工具収納ポケ
ット6b内から取り出したときの位置から1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20が更に矢印B方向に移動
すると5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。また、ローラ20aと一定距*aiれたローラ2
0bも。
略V字形の溝部23b内を図中上方に引き上げられる形
で転動して位置LD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20a−2
0b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5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矢印C方向に更に回転
することになり、その回転量θは、例えば1図中想像線
に示すように、ローラ20aがLDに位置し、ローラ2
0bが溝部23b内にある状眉では、ローラ20a、2
0bの中心C2、C3を連結するa20 c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ff1LIILE間の溝部
23d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@ 
20 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し
て中間移送ポケット29側に移動すると、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L7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 、J3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、即ち中
間移送ポケット側に位置決めされる。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
■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2
9aに嵌入保持されたところで、駆動シリンダ27を駆
動してピストンロッド27aを、矢印H方向に一定スト
ロークだけ後退させる。
すると、揺動アーム12は、回転軸17と共に矢印A方
向に所定角度回転して待機位5!Y’へ移動し、該回転
軸17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LE、LD間を転動する。このため、ローラ
20a、20bは。
機体2の上面2aと平行に矢印へ方向に移動するので、
回転#17に装着された工具保持アーム25は1機体2
の上面2aと平行に矢印へ方向に移動して、工具把持部
25aと工具7との係合把持関係は解除される。
次に、ポケット29aに嵌入保持された工具7と、図示
しない主軸に装着された使用済みの工具7とを1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1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6すると、工具保持アーム25は
、工具把持部25aがポケット29a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、工具マガジン3側へ
移動させる。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は工具交換位置X、即
ち、工具マガジン3側に、第3図想像腺で示すように、
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
ついて述べたが1回転軸17の矢印C,D方向の回転量
は180′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へたが、カム溝
は第5図に示す形状に限定されるものではなく1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、回転@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30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30cm 30
d、30e、30fにより構成されている。更に1位置
LH,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、そ九ぞれカム溝30の位ELF
、LG間の溝部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に当接し、該右
面30iに押し上げられる形で溝部30e内を転動して
1位置LJに向けて図中右斜め上方に移動する。すると
、カムフォロワ20には、回転軸17の中心C1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
一定距離雛れたローラ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30f内を
転動して図中右斜め下方に移動する。
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20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を転動し
て2回転軸17の中心C1が位置LJに達すると20−
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2o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30dに入り、該溝部30d内を位
ULH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、位置LHに向けて図中右斜め
下方に移動する。従って、この間、カムフォロワ20は
、矢印C方向に更に回転することになり1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内を転動して、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9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1806
回転することになる。
また、上述の実施例は、工具保持アーム25を回転させ
る手段としてカム22を用いたが、工具保持アーム25
を回転させる方法としてはカム22の他に、アーム25
を回転させるためのアクチュータを別@単独に設けるよ
うに構成することも当然可能である。
(g)5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↓2を旋
回駆動自在に設け、前記揺動アーム12に回転tail
 L 7を回転自在に支持し、mI記回転+I[117
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、工具7を前記工具マガジン3と中間移
送ポケット29間で移送する際には、前記工具保持手段
に工具7を保持させ、その状態で前記揺動アームを前記
工具マガジンと中間移送ポケット間で所定角度範囲に亙
り旋回させると共に、前記揺動アームの旋回中に前記工
具保持手段を前記回転軸17を中心に所定角度回転させ
、前記工具保持手段に保持された工具を。
揺動アーム12が工具マガジン側に来た時には。
該工具マガジン側へ、また揺動アーム12が中間移送ポ
ケット偏に来た時には、該申開移送ポケット側に位置決
めするようにして構成したので、揺動アーム12による
工具の移送中に、工具保持手段が矢印C,D方向に適宜
な角度回転して、工具7を中間移送ポケット29及び工
具マガジン3との受は渡しに好都合な位置に位置決めす
るので、無駄な時間を生じさせることなく工具7を移動
ごせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による工具移送方法が適用される工具移
送装置の一例を示す正面図。 第2図は揺動アームの平面図、 第3区は工具の移送動作の一例を示す図、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図は工具移送装置に用いられるカムの別の例を示す
図である。 3・−・・・工具マガジン 7・・・・・工具 9・・・・・・工具移送装置 1−2・・・・揺動アーム 17・・・・・回転軸 25・・・・・・工具保持手段(工具保持アーム)2つ
・・・・・・中間移送ポケット 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) 第4図

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、 工具を前記工具マガジンと中間移送ポケッ ト間で移送する際には、前記工具保持手段に工具を保持
    させ、 その状態で前記揺動アームを前記工具マガ ジンと中間移送ポケット間で所定角度範囲に亙り旋回さ
    せると共に、前記揺動アームの旋回中に前記工具保持手
    段を前記回転軸を中心に所定角度回転させ、 前記工具保持手段に保持された工具を、前 記揺動アームが工具マガジン側に来た時には、該工具マ
    ガジン側へ、また前記揺動アームが中間移送ポケット側
    に来た時には、該中間移送ポケット側に位置決めするよ
    うにして構成した工具移送方法。
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