JPH0413501A - 工作機械における芯高調整機構 - Google Patents

工作機械における芯高調整機構

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JPH0413501A
JPH0413501A JP11615190A JP11615190A JPH0413501A JP H0413501 A JPH0413501 A JP H0413501A JP 11615190 A JP11615190 A JP 11615190A JP 11615190 A JP11615190 A JP 11615190A JP H0413501 A JPH0413501 A JP H0413501A
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森 吉範
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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】 (a)、産業上の利用分野 本発明は、旋盤等の工作機械に適用するに好適な工作機
械における芯高調整機構に関する。
(b)、従来の技術 第7図は従来の旋盤を構成する主軸台及び刃物台の一例
を示す正面図である。
従来、工場で製造した旋盤31を出荷する際には、第7
図に示すように、ベット3上の主軸台19に装着される
主軸21の軸心CT3の、ベット3の搭載面3aからの
芯高H4と、刃物台6に装着される工具の軸心CT6の
ベツド3の搭載面3aからの芯高H3とをY軸方向にお
いて一致させる、所謂芯高調整を行なう必要があること
から、刃物台6とキャリッジ5との間に、刃物台6側の
芯高H3を調整するためのスペーサ30を設けておき、
該スペーサ30を研摩してその厚さT1を調整すること
により、旋盤31の芯高調整を行なっていた。
(C)0発明が解決しようとする問題点しかし、この芯
高調整作業は、重量のある刃物台6を実際にスペーサ3
0を介してキャリッジ5上に搭載し、その状態で両側の
芯高H3、H4の差ΔHを測定した後、−旦刃物台6を
取り外し、スペーサ30を前記測定された芯高の差ΔH
に基づいて研摩した後、再度刃物台6を該研摩されたス
ペーサ3oを介してキャリッジ5上に搭載するという面
倒な手順に従って行なわれるので、非効率的で手間の掛
かる芯高調整作業を余儀なくされていた。
本発明は、上記事情に鑑み、旋盤等の工作機械の芯高調
整を簡便に行なうことが出来る工作機械における芯高調
整機構を提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、第1の方向(矢印G、H方向)に搭載
面(3a)が形成された支持体(3)を有し、前記支持
体(3)の搭載面(3a)上に、前記第1の方向(矢印
G、H方向)に直交する主軸軸心(CTa)を中心とし
て回転自在に設けられた主軸(21)を有する主軸台(
19)を、前記第1の方向(矢印G、H方向)に移動し
得るように設け、前記支持体(3)の搭載面(3a)上
にキャリッジ(5)を前記主軸軸心(CTa)と平行な
第2の方向(矢印E、F方向)に移動駆動自在に設け、
前記キャリッジ(5)に、前記主軸軸心(CTa)と直
交し、かつ前記第1の方向(矢印G、H方向)と交差す
る第3の方向(矢印A、B方向)に工具軸中心(Cr2
)を有する工具保持手段(6)を移動自在に設けて構成
される。
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す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)0作用 上記した構成により、本発明は、工作機械(1)の芯高
調整に際して、主軸台(19)が工具軸中心(Cr2)
に交差する第1の方向(矢印G、H方向)に移動するよ
うに作用する。
(f)、実施例 以下1本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第1図は本発明による工作機械における芯高調整機構の
一実施例が適用された複合加工旋盤の要部を示す正断面
図、 第2図は本発明による工作機械における芯高調整機構の
一実施例が適用された複合加工旋盤の一例を示す透視斜
視図。
第3図は第1図に示す複合加工旋盤を構成するベツド及
び主軸台の背面図。
第4図は第3図に示す複合加工旋盤の偏心ピン部分付近
の正面図。
第5図は第4図の■矢視図、 第6図は第1図に示す複合加工旋盤を構成する主軸の細
心の移動軌跡を示す図である。
工作機械である複合加工旋盤1は、第2図に示すように
、フレーム2を有しており、フレーム2内には、第1図
に示すように、略台形断面のベツド3が設けられている
。ベツド3の上部には、水平面HPに対して所定角度α
だけ傾斜した搭載面3aが第1図矢印G、H方向に形成
されており、搭載面3a上には断面が楔形状のキャリッ
ジ5が、Z軸方向である第1図紙面と直角方向、即ち後
述する主軸21の軸心CT3と平行な第2図矢印E、F
方向に摺動駐動自在に支持されている。即ち、キャリッ
ジ5の下部には、第1図に示すように、ナツト5aが形
成されており、一方ベッド3には、第1図紙面と直角な
Z軸方向に軸心CTIを有するボールネジ7が該軸心C
TIを中心として第1図矢印工□、J工方向に回転脈動
自在に支持されている。更に、キャリッジ5のナツト5
aはボールネジ7に螺合しており、図示しない駆動モー
タを正逆方向に回転駆動してボールネジ7を軸心CT1
を中心として矢印11、J□力方向回転させることによ
り、ナツト5aを介してキャリッジ5をベツド3の搭載
f3a上でZ軸方向、即ち第1図紙面と直角な方向に移
動駆動することが出来る。
ところで、前記キャリッジ5は、第1図に示すように、
ケーシング5Cを有しており、ケーシング5c内には、
Z軸と直交するX軸方向である矢印A、B方向の軸心C
T2を有するボールネジ9が軸受10.10を介して矢
印り、J、方向に回転自在に支持されている。ボールネ
ジ9の第1図上端部にはベルト車11が嵌着されており
、−方キャリッジ5のケーシング5cには、サーボモー
タ12が設けられている。更に、サーボモータ12には
ベルト車13が嵌着されており、該ベルト車13及び前
記ボールネジ9に嵌着されたベルト車11間にはタイミ
ングベルト15が張設されている。従って、サーボモー
タ12を正逆方向に回転駆動することにより、ベルト車
13.タイミングベルト15及びベルト車11を介して
ボールネジ9を軸心CT2を中心として第1図矢印■2
、J2方向に回転駆動することが出来る。なお、ボール
ネジ9の第1図上側にはレゾルバ16が、該ボールネジ
9の軸心CT2を中心とした矢印12、J2方向の回転
角度を検出し得る形で装着されており、レゾルバ16は
、サーボモータ12の回転動作を制御する回転制御装置
(図示せず)にフィードバック信号を出力する形で接続
されている。
従って、上述のサーボモータ12によるボールネジ9の
第1図矢印I、、 J2方向の回転動作は、レゾルバ1
6等からなるフィードバック回路により目標値通り正確
に行なうことが出来る。
また、キャリッジ5のケーシング5c上には、第1図に
示すように、刃物台摺動面5bが、ベツド3の搭載面3
aに対して所定角度β(例えば、X5@)だけ傾斜した
形で形成されており(従って、刃物台摺動面5bは水平
面HPに対しては角度γ(=α+β)だけ傾斜している
。)、刃物台摺動面5b上には刃物台6が、X軸方向で
ある矢印A、B方向に摺動駆動自在に支持されている。
即ち、刃物台6の下部にはナツト6aが第1図右下方、
即ちキャリッジ5側に突出した形で形成されており、ナ
ツト6aには、前記キャリッジ5のケーシング5c内に
設けられたボールネジ9が螺合している。従って、前記
サーボモータ12を正逆方向に回転駆動してボールネジ
9を軸心CT2を中心として第1図矢印工2、J2方向
に回転駆動することにより、ナツト6aを介して刃物台
6をキャリッジ5に対してX軸方向、即ち矢印A、 B
方向に移動駆動することが出来る。
また、刃物台6には、第2図に示すように、タレット1
8が、X−7平面上で2軸方向(矢印E、F方向)に対
して45°の角度をなす回転軸CT7を中心として図中
矢印U、■方向に1801旋回鮭動自在に装着されてお
り、タレット18には、工具保持方向が互いに直交する
2個の工具保持部18a、18bが形成されている。各
工具保持部18a、18bにはそれぞれ、バイト、ドリ
ル等の各種の工具17を装着することが出来る。
一方、刃物台6の第2図後方には工具マガジン14が設
置されており、工具マガジン14には各種の工具17が
搭載されている。更に、刃物台6に装着されたタレット
18と工具マガジン14との間には工具交換装置24が
設けられており、工具交換装置24により、工具マガジ
ン14とタレット18の各工具保持部18’a、18b
との間で工具17の交換を行なうことが出来る。なお、
この種の複合加工旋盤工については1例えば特開昭59
−227343において公知なので、ここではその詳細
な説明は省略する。
また、刃物台6の第1図右下方のベツド3部分には、ベ
ツド3の搭載面3aに平行な矢印G、H方向の図示しな
いガイド部材を介して主軸台19が、搭載面3a上で刃
物台6に対向する形で、第3図に示す複数個のボルト穴
19bを介して同数個のボルト20により固設されてお
り、主軸台19の各ボルト穴19bは、矢印G、H方向
に細長い長円形状を有している。また、主軸台19には
、第1図及び第3図紙面と直角なZ軸方向、即ち矢印G
、H方向に直交する方向の軸心CT3を有する主軸21
が該軸心CT3を中心として矢印M、N方向に回転自在
に装着されており、主軸21にはチャック22を介して
、バーワーク、シャフトワーク、チャックワーク等の各
種形状のワーク23を装着することが8来る。なお、主
軸台19とベツド3との間には、第3図に示すように、
偏心ピン29が回転自在に嵌入係合しており、偏心ピン
29は、ベツド3側に係合した本体29a及び主軸台1
9側に係合した偏心部29c等から構成されている。
即ち、偏心ピン29は、第4図及び第5図に示すように
、直径D1.長さLlの円筒状の本体29aを有してお
り、本体29aの第4図上側には、直径D2、長さL2
の円筒状の偏心部29cがその軸心CT5を本体29a
の軸心CT4に対して所定の偏心量L3だけオフセット
した形で設けられており、更に偏心部29cの第4図上
側には、六角柱状の頭部29bが形成されている。なお
、偏心ピン29の本体29aは、第4図及び第5図に示
すように、ベツド3の搭載面3aに穿設形成された円形
の係合穴3bに回転自在に係合しており、一方偏心ピン
29の偏心部29cは、主軸台19の下面に第4図紙面
と直角なZ軸方向、即ち第5図矢印E、F方向に穿設形
成された長円形の係合J 19 aに摺動自在に係合し
ている。
また、主軸台19の第3図左下方のベット3部分には、
主軸駆動モータ25が設けられており、主軸駆動モータ
25と主軸21との間には、第2図及び第3図に示すよ
うに、複数個のプーリ及びベルト等からなる回転伝達手
段26か設けられている。従って、主軸駆動モータ25
を正逆方向に回転赴動することにより、回転伝達手段2
6を介して主軸21を軸心CT3を中心として矢印M、
N方向に回転駆動することが8来る。また、主軸台19
の第3図下方のベツド3部分には支えボルト27が、主
軸台19を下方から補助的に支持する形で設けられてい
る。
複合加工旋盤上は以上のような構成を有するので、複合
加工旋盤上を用いてワーク23の加工を行なう際には、
第2図に示すように、加工すべきワーク23をチャック
22を介して主軸21に装着した@5主軸髪動モータ2
5を駆動して回転伝達手段26を介して主軸21をワー
ク23と共に軸心CT3を中心として矢印M又はN方向
に回転させ(なお、ドリルによるミル加工等を行なう場
合には、主軸21にチャック22を介してワーク23を
装着した後、C軸制御により、主軸21を矢印M又はN
方向に回転制御する。)、その状態で、工具交換装置i
24により工具マガジン14とタレット18の工具保持
部18a、18bとの間で工具交換を行ない、更に、タ
レット18を第2図に示す回転軸CT7を中心として矢
印U、■方向に適宜旋回駆動して加工に使用する工具1
7を所定の加工位置に位置決めする。また、第1図に示
すサーボモータ12を駆動することにより刃物台6をキ
ャリッジ5上で矢印A、B方向(X軸方向)に適宜移動
駆動すると共に、キャリッジ5を刃物台6と共に第1図
紙面と直角方向(Z軸方向)に適宜移動駆動して、刃物
台6にタレット18を介して装着された工具17により
、主軸21にチャック22を介して装着されたワーク2
3に対して種々の加工を実行していく。
この際、ワーク23に対して適正な加工を行なうために
は、刃物台6に装着された工具17の刃先17aは、主
軸21に装着さ九たワーク23の軸心、即ち主軸21の
軸心CT3と交差する方向に向いている状態を保持する
必要がある。そこで、複合加工旋盤1の組立時に、芯高
調整作業(即ち、第1図に示す刃物台6に装着された際
の工具17の軸心CT6、即ち工具軸中心の、キャリッ
ジ5の刃物台慴動面5bからのY軸方向である矢印C,
D方向における芯高H1と、主軸台19に装着された主
軸21の軸心CT3のキャリッジ5の刃物台摺動面5b
からの同方向における芯高H2とを一致させる作業)を
以下に述へる手順により行なう。
即ち、第2図に示す複合加工旋盤1の主軸台19をベツ
ド3に固定する各ボルト20を少し緩めることにより、
主軸台19のベツド3に対する固定状態が解除され、主
軸台19が第3図に示す支えボルト27に当接した形で
支持された状態で(このとき、主軸台19とベツド3と
の間に設けられた偏心ピン29は、その偏心部29cを
第3図矢印G、H方向における最下方位置、即ち第4図
最右方位置P1に位置決めした状態となっている。)、
六角レンチ等の適当な作業工具を用いて、第5図に示す
偏心ピン29の頭部29bを介して偏心部29cを軸心
CT5を中心として矢印Q又はR方向に回転させる。す
ると、偏心ピン29の本体29aは、既に述べたように
、係合穴3bを介してベツド3に係合しており、一方偏
心ピン29の偏心部29cは、係合溝19aを介して主
軸台19に係合していることから、前記偏心ピン29の
偏心部29cの軸心CT5を中心とした矢印Q又はR方
向の回転動作に伴なって、該偏心部29c及び本体29
a等から構成された偏心ピン29は、本体29aの軸心
CT4を中心として第5図矢印S又はT方向に回転する
。主軸台19に形成された係合溝L9aは、既に述べた
ように、第5区矢印E、F方向(Z軸方向)に長い長円
形状を有していると共に、主軸台19は、前記ベツド3
との間に矢印G、H方向に設けられたガイド部材により
矢印E、F方向(Z軸方向)への移動動作を拘束されて
いるので、前記偏心ピン29の軸心CT4を中心とした
矢印S又はT方向の回転動作は、係合溝19aを介して
主軸台19の矢印G方向の直線移動動作に変換される。
その結果、主軸台19は前記ガイド部材に沿って第6図
矢印C方向、即ち支えボルト27から離れる方向に直線
移動し、主軸台19に装着された主軸21の軸心CT3
は、第6図に示すように、ベツド3の搭載面3aに平行
な矢印G方向(即ち。
刃物台6の移動方向である矢印A、B方向に対して角度
βで交差する方向)の移動軌跡PAT1に沿って移動す
る。すると、主軸21の軸心CT3の、キャリッジ5の
刃物台摺動面5bからの第6図矢印C方向の高さである
芯高H2は、軸心CT3の移動軌跡PAT1が刃物台6
の移動方向(矢印A、B方向)に対して角度βで交差し
ていることから、前記主軸台19の矢印G方向の移動に
伴なって徐々に減少していく。
こうして、主軸台19とベツド3との間に設けられた偏
心ピン29の回転動作により、主軸台19に装着された
主軸21の軸心CT3が、その芯高H2を減少させつつ
移動軌跡PATIに沿って第6図矢印C方向に移動し、
刃物台6に装着されたタレット18上の加工位置に位置
決めされた工具17の矢印A、B方向の軸心CT6と前
記主軸21の軸心CT3の移動軌跡PATIとの文意で
ある基準位置P2に達したところで、偏心ピン29の回
転動作を停止して主軸台19の第5図矢印C方向の移動
動作を停止すると共に、それまでの主軸台19の矢印G
方向の移動動作に伴なって相対的に第6図矢印C方向に
離反した状態の支えボルト27を主軸台19に当接する
まで矢印G方向に捩じ込んで主軸台19を下方から補助
的に支持し、更にその状態で、各ボルト20を締めて主
軸台19をベツド3に対して前記基準位置P2において
強固に固定する。すると、主軸台19は、主軸21の軸
心CT3の芯高H2が刃物台6側の芯高H1に一致した
形でベツド3上に確実に固定される5こうして、主軸台
19がその芯高H2を刃物台6側の芯高H1に一致させ
た形でベツド3上に確実に固定されたところで、複合加
工旋盤1の芯高調整作業が完了し、該芯高調整済みの複
合加工旋盤上を用いて、既に述べた加工手順により、ワ
ーク23の適正な加工を実行することが可能な状態とな
る。
なお、上述の偏心ピン29の回転動作による芯高調整に
際しては、微調整が可能である。即ち、第5図に示す偏
心ピン29の軸心CT4を中心とした矢印S又はT方向
の回転動作により、主軸台19に装着された主軸21の
軸心CT3がベット3上を第6図矢印C方向に1例えば
距離りだけ移動した場合には、該軸心CT3は、芯高方
向であるキャリッジ5の刃物台摺動面5bに直角なY軸
方向(即ち、矢印G方向に対して角度δ(=90−β)
で交差する矢印り方向)には距離L’ =L−cosδ
= L−sinβ(≦L)しか移動しない。
例えば、β=15°のときには、L’=L−sin15
°へ0.26Lとなり、主軸台19に装着されだ主軸2
1の軸心CT3は、矢印G方向の移動量の約26%だけ
矢印り方向(Y軸方向)に移動することとなる。従って
、主軸台19の矢印G方向の移動動作によるY軸方向の
芯高H2の調整動作においては、微調整が可能となる。
このように、複合加工旋盤1の芯高調整作業は、主軸台
19とベツド3との間に設けられた偏心ピン29の回転
動作等の簡便な作業だけで完了し、しかも微調整が可能
であるので、複合加工旋盤上に対して、高精度の芯高調
整作業を手間を掛けず簡便に実施することが可能となる
。また、こうした芯高調整作業は、必要があれば何度で
も繰り返して行なうことが出来るので、芯高調整済みの
複合加工旋t1が、運搬時や加工時における衝突等の原
因によりその芯高が狂った場合においても、該複合加工
旋盤1の芯高調整作業を再度行なうことが可能である。
なお、上述の実施例においては、第1図に示すように、
ベツド3上に楔形状のキャリッジ5を介して刃物台6を
ベット3の搭載面3aに対して角度βだけ傾斜した形で
移動駆動自在に設けることにより、刃物台6にタレット
18を介して装着された工具17の矢印A、B方向に沿
った軸心CT6が、第6図に示すように、ベラ1り3の
搭載面3aに対して同じ角度βたけ傾斜し、その結果。
主軸台19に装着された主軸21の軸心CT3の矢印G
、H方向に沿った移動軌跡PAT1が前記工具17の軸
心CT6と角度βで交差するようにした複合加工旋盤1
について説明した。しかし、本発明は5主軸台19を刃
物台6の移動方向に対して交差する方向に移動可能な形
で設ける限り、どのような構成を有する複合加工旋盤上
に対しても適用可能である。例えば、主軸台19側をベ
ツド3の搭載面3aに対して傾斜した方向に移動自在に
設けると共に、刃物台6をベツド3の搭載面3aに平行
な方向に移動駆動自在に設けることにより、主軸台19
の移動方向と刃物台6の移動方向とを所定角度で交差さ
せることも出来る。
(g)1発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、第1の方向(例え
ば、第1図矢印G、H方向)に搭載面3aが形成された
ベツド3等の支持体を有し、前記支持体の搭載面3a上
に、前記第1の方向に直交する軸心CTa等の主軸軸心
を中心として回転自在に設けられた主軸21を有する主
軸台19を、前記第1の方向に移動し得るように設け、
前記支持体の搭載面3a上にキャリッジ5を前記主軸軸
心と平行な第2の方向(例えば、第2図矢印E、F方向
)に移動駆動自在に設け、前記キャリッジ5に、前記主
軸軸心と直交し、かつ前記第1の方向と交差する第3の
方向(例えば、第1図矢印A、B方向)に軸心Cr2等
の工具軸中心を有する刃物台6等の工具保持手段を移動
自在に設けて構成したので、複合加工旋盤1等の工作機
械の芯高調整を、主軸台19を工具軸中心に交差する第
1の方向に移動させることにより実施することが出来る
ことから、工作機械の芯高調整を手間を掛けず簡便に行
なうことが可能となる。従って、第7図に示すような、
スペーサ30を研摩して刃物台6を何度もキャリッジ5
上に搭載する必要のある従来の芯高調整方法と比べて、
工作機械の組立時における芯高調整に必要な作業手間を
大幅に省略することが可能となり、工作機械の製造工程
における工数削減1人員削減及びコスト削減に寄与し得
る。また、工場で製造した工作機械を8荷する場合のみ
ならず、芯高調整済みの工作機械が何らかの原因により
その芯高が狂った場合においても、容易に芯高調整を行
なうことが可能となるので、芯高調整に関するメンテナ
ンス性に優れた工作機械の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による工作機械における芯高調整機構の
一実施例が適用された複合加工旋盤の要部を示す正断面
図、 第2図は本発明による工作機械における芯高調整機構の
一実施例が適用された複合加工旋盤の一例を示す透視斜
視図、 第3図は第1図に示す複合加工旋盤を構成するベツド及
び主軸台の背面図、 第4図は第3図に示す複合加工旋盤の偏心ピン部分付近
の正面図。 第5図は第4図のV矢視図、 第6図は第1図に示す複合加工旋盤を構成する主軸の軸
心の移動軌跡を示す図、 第7図は従来の旋盤を構成する主軸台及び刃物台の一例
を示す正面図である。 1・・・・・・工作機械(複合力ff工旋盤)3・・・
・・・支持体(ベツド) 3a・・・・・・搭載面 5・・・・・・キャリッジ 6・・・・・・工具保持手段(刃物台)19・・・・・
・主軸台 21・・・・・・主軸

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1の方向に搭載面が形成された支持体を有し、 前記支持体の搭載面上に、前記第1の方向に直交する主
    軸軸心を中心として回転自在に設けられた主軸を有する
    主軸台を、前記第1の方向に移動し得るように設け、 前記支持体の搭載面上にキャリッジを前記主軸軸心と平
    行な第2の方向に移動駆動自在に設け、 前記キャリッジに、前記主軸軸心と直交し、かつ前記第
    1の方向と交差する第3の方向に工具軸中心を有する工
    具保持手段を移動自在に設けて構成した工作機械におけ
    る芯高調整機構。
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