JPH05162003A - 複合工作機械 - Google Patents

複合工作機械

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Publication number
JPH05162003A
JPH05162003A JP33217591A JP33217591A JPH05162003A JP H05162003 A JPH05162003 A JP H05162003A JP 33217591 A JP33217591 A JP 33217591A JP 33217591 A JP33217591 A JP 33217591A JP H05162003 A JPH05162003 A JP H05162003A
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JP
Japan
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spindle
gear
spindle unit
transmission mechanism
gear case
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Application number
JP33217591A
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English (en)
Inventor
Taizo Matsuyama
泰造 松山
Kazuto Tokura
一登 都倉
Jun Watari
潤 渡利
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】互いに相対移動可能な二以上のスピンドルを単
一の回転駆動源で駆動することができ、これにより容易
に軽量化並びにコストダウンを可能にする。 【構成】装置本体16に支持されて昇降可能な第1昇降
テーブル24と、この第1昇降テーブル24に昇降可能
に支持される第2昇降テーブル32と、前記第1および
第2昇降テーブル24、32に上下方向に配列される第
1および第2スピンドルユニット34、36と、前記第
1昇降テーブル24に固着されるモータMと、このモー
タMの回転力を前記第1スピンドルユニット34に伝達
するための第1伝動機構37と、前記モータMの回転力
を前記第2スピンドルユニット36に伝達するための第
2伝動機構39とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークに対して進退自
在な装置本体に、それぞれ個別に変位可能な第1および
第2スピンドルユニットが設けられた複合工作機械に関
する。
【0002】
【従来の技術】通常、NC(数値制御)工作機械では、
単一のスピンドルによりワークに対して加工を行ってい
るため、複数の加工が必要なワークが用いられる際にそ
の加工効率が低下するという問題が指摘されている。こ
のため、この種の問題を解決すべく種々の改良がなされ
ており、例えば、特開昭59−69242号公報に開示
されているように、一つのコラムに二組の主軸頭が備え
られた工作機械が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、同一のコラムに対し二組の主軸頭がアク
チュエータを介して昇降自在に支持されており、各主軸
頭に固着された工具同士の間隔が固定されているため、
種類の異なるワークに対応することができず、汎用性に
劣るという問題がある。しかも、ワークに互いに近接し
て二つの加工部位が存在する場合、この二つの加工部位
を同時に加工することが困難となり、加工効率の低下を
生ずることになる。
【0004】そこで、本出願人は、装置本体に設けられ
たガイドレールに第1スピンドルと第2スピンドルとを
可動テーブルを介して移動可能に支持するとともに、こ
の第1および第2スピンドルの軸間距離を調整自在な送
りねじ機構が備えられた二軸工作機械を提案している
(実開昭62−138515号公報参照)。ところが、
上記の工作機械において、各スピンドルが相対的に変位
可能に構成されているため、それぞれのスピンドルに対
して回転駆動源が連結されている。このため、特に複数
のスピンドルを備える場合にこのスピンドルの数に対応
して複数の回転駆動源が必要となり、コストが高騰する
とともに、重量が相当に大きなものとなってしまう。
【0005】本発明は、この種の工作機械の改良に関す
るものであり、互いに相対移動可能な二以上のスピンド
ルを単一の回転駆動源で駆動することができ、これによ
り容易に軽量化並びにコストダウンを可能にする複合工
作機械を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、装置本体に変位自在に支持される第1
可動テーブルと、前記第1可動テーブルに対して相対的
に変位自在な第2可動テーブルと、前記第1および第2
可動テーブルに固設される第1および第2スピンドルユ
ニットと、前記第1可動テーブルに固着される回転駆動
源と、前記回転駆動源の回転力を前記第1スピンドルユ
ニットに伝達するための第1伝動機構と、前記回転駆動
源の回転力を前記第2スピンドルユニットに伝達するた
めの第2伝動機構とを備え、前記第2伝動機構は、前記
回転駆動源の駆動軸に対して一端側を揺動自在に係合す
る第1ギヤケースと、一端側を前記第2スピンドルユニ
ットに揺動自在に係合するとともに、他端側を前記第1
ギヤケースの他端側に揺動自在に係合する第2ギヤケー
スと、前記第1および第2ギヤケースに収容され、前記
駆動軸の回転を前記第2スピンドルユニットのスピンド
ルに伝えるための歯車列とを備えることを特徴とする。
【0007】
【作用】上記の本発明に係る複合工作機械では、回転駆
動源の作用下に第1および第2伝動機構を介して第1お
よび第2スピンドルユニットに回転力が伝達され、それ
ぞれのスピンドルが回転される。そして、第1スピンド
ルユニットが変位する際には、回転駆動源と第1伝動機
構とがこの第1スピンドルユニットと一体的に移動す
る。一方、第2スピンドルユニットが移動する際には、
第2伝動機構を構成する第1ギヤケースが回転駆動源の
駆動軸に対して揺動するとともに、この第1ギヤケース
に係合する第2ギヤケースが第2スピンドルユニットに
対して揺動し、この駆動軸の回転は歯車列を介して第2
スピンドルユニットのスピンドルに確実に伝達される。
従って、相対的に移動可能な第1および第2スピンドル
ユニットを単一の回転駆動源により容易に駆動すること
ができる。
【0008】
【実施例】本発明に係る複合工作機械について実施例を
挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0009】図1乃至図4において、参照符号10は、
本実施例に係る複合工作機械を示す。この複合工作機械
10は、基台12上に矢印X方向に進退自在に配設され
るXテーブル14と、このXテーブル14上に支持され
て矢印Z方向に進退自在な装置本体16と、この装置本
体16の前面18に設けられたガイドレール20、20
に支持されるとともに、第1サーボモータ22を介して
昇降可能な第1昇降テーブル(可動テーブル)24と、
この第1昇降テーブル24の前面26に設けられたガイ
ドレール28、28に支持されるとともに、第2サーボ
モータ30を介して昇降可能な第2昇降テーブル(可動
テーブル)32と、前記第1および第2昇降テーブル2
4、32に固設されて上下方向に配列される第1および
第2スピンドルユニット34、36と、前記第1昇降テ
ーブル24に固着されるモータMと、このモータMの回
転力を前記第1スピンドルユニット34に伝達するため
の第1伝動機構37と、前記モータMの回転力を前記第
2スピンドルユニット36に伝達するための第2伝動機
構39とを備える。
【0010】基台12には、ガイドレール38a乃至3
8cと第1駆動モータ40とが固設され、この第1駆動
モータ40に連結されて矢印X方向に延びるボールねじ
42がXテーブル14に設けられたナット部材44に係
合する。このXテーブル14には、ガイドレール46、
46と第2駆動モータ48とが連結され、この第2駆動
モータ48に連結されて矢印Z方向に延びるボールねじ
50が装置本体16に設けられたナット部材52に係合
する。
【0011】装置本体16は、鉛直方向に長尺なコラム
54を備え、このコラム54の上部に第1サーボモータ
22が鉛直下方向に向かって固着される。この第1サー
ボモータ22に軸着されるボールねじ56は、コラム5
4の下端側で支持されるとともに、第1昇降テーブル2
4に設けられたナット部材58に係合する(図5参
照)。この第1昇降テーブル24の側部に、第1スピン
ドルユニット34をその軸線が前記第1昇降テーブル2
4の前面26に交差する方向に指向するように支持する
第1ハウジング60が設けられる。
【0012】この第1昇降テーブル24の上部には、第
2サーボモータ30が鉛直下方向に向かって固着され、
この第2サーボモータ30に軸着されるボールねじ62
は、第1昇降テーブル24の前面26の下端側で支持さ
れるとともに、第2昇降テーブル32に設けられたナッ
ト部材64に係合する(図1参照)。この第2昇降テー
ブル32の側部に、第2スピンドルユニット36をその
軸線が前記第2昇降テーブル32の前面66と交差する
方向に指向するように支持する第2ハウジング68が設
けられる。
【0013】図5に示すように、第1スピンドルユニッ
ト34は、中空状のスピンドル70を備え、このスピン
ドル70は、複数のベアリング72等を介して第1スピ
ンドルユニット34内に回転自在に支持されている。こ
のスピンドル70の外周部に歯車74が軸着されるとと
もに、その内部にロッド76が進退自在に配設され、こ
のロッド76は、スプリング78を介して後方に押圧さ
れている。このロッド76の先端部に工具ホルダ80が
同軸的に係合する一方、その後端部にアンクランプ用シ
リンダ機構82が連結される。
【0014】第2スピンドルユニット36は、上記第1
スピンドルユニット34と同様に構成されるものであ
り、同一の構成要素には同一の参照数字に符号aを付し
てその詳細な説明は省略する(図6および図7参照)。
【0015】第1伝動機構37は、駆動軸ハウジング8
4を備え、この駆動軸ハウジング84の一端部が第1昇
降テーブル24に固定されるとともに、この駆動軸ハウ
ジング84の他端部にモータMが固着される。このモー
タMの駆動軸86に回転軸88が同軸的に連結され、こ
の回転軸88の先端側には、第1伝動機構37を構成す
る第1駆動歯車90が軸着される。この第1駆動歯車9
0は、歯車92を介して第1スピンドルユニット34を
構成するスピンドル70に軸着された歯車74に噛合す
る(図5参照)。
【0016】第2伝動機構39は、駆動軸ハウジング8
4に一端側が揺動自在に装着される第1ギヤケース96
と、一端側を第2スピンドルユニット36に揺動自在に
係合するとともに、他端側を前記第1ギヤケース96の
他端側に揺動自在に係合する第2ギヤケース98と、前
記第1および第2ギヤケース96、98に収容され、駆
動軸86の回転を前記第2スピンドルユニット36のス
ピンドル70aに伝えるための歯車列100とを備え
る。第1ギヤケース96の一端側は、回転軸88の軸芯
を支点として揺動自在であり、この第1ギヤケース96
の他端側は、第2ギヤケース98の他端側に設けられた
ブラケット102により両側から挟持されている(図5
乃至図8参照)。
【0017】歯車列100は、回転軸88に軸着されて
第1ギヤケース96内に配設される第2駆動歯車106
を備え、この第2駆動歯車106は、歯車110を介し
て歯車112と噛合し、この歯車112を軸着する回転
軸114は、第2ギヤケース98内に進入して歯車11
6を軸着する。この歯車116は、歯車118に噛合
し、この歯車118が第2スピンドルユニット36を構
成するスピンドル70aに設けられた歯車74aに噛合
する(図6参照)。
【0018】装置本体16を構成するコラム54には、
第1および第2スピンドルユニット34、36が保持さ
れている側部とは逆側の側部に自動工具交換ユニット1
20が装着される。この自動工具交換ユニット120
は、進退および回転駆動されるケーシング122を備
え、このケーシング122の両側部に工具把持手段12
4、126が装着される。この工具把持手段124、1
26は、それぞれ上下に配設される二組の開閉アーム1
28a、128bと130a、130bを備えている。
【0019】一方、Xテーブル14には、自動工具交換
ユニット120側に工具マガジン132が配設され、こ
の工具マガジン132は、モータ134を介して回転自
在であり、その外側部には、二本ずつ複数組の工具T1
乃至Tnが取り外し自在に保持されている。
【0020】図2に示すように、基台12上には、上述
した装置本体16の他、装置本体16aがXテーブル1
4aを介して個別に移動自在に配置されている。この装
置本体16aに設けられた第1および第2昇降テーブル
24a、32aには、装置本体16を構成する第1およ
び第2昇降テーブル24、32の第1および第2ハウジ
ング60、68に対向する側部に第1および第2ハウジ
ング60a、68aが形成されている。この第1および
第2ハウジング60a、68aに第1および第2スピン
ドルユニット34a、36aが装着され、この第1およ
び第2スピンドルユニット34a、36aは、装置本体
16に装着された第1および第2スピンドルユニット3
4、36に可及的に近接可能である。
【0021】装置本体16、16aの前方には、ワーク
Wを位置決め保持するためのワーク取付台140が配設
されている(図3参照)。
【0022】次に、このように構成される複合工作機械
10の動作について説明する。
【0023】先ず、ワーク取付台140にワークWが所
定の加工姿勢で位置決め保持される一方、装置本体16
に装着されている第1および第2スピンドルユニット3
4a、36aには、このワークWの加工作業に対応し
て、例えば工具T1、T1が予め装着されている。そこ
で、この工具T1、T1が装着された第1および第2ス
ピンドルユニット34a、36aが、モータMの駆動作
用下に第1および第2伝動機構37、39を介して一体
的に回転されるとともに、ワークWの加工部位に対応し
て位置決めされる。
【0024】すなわち、モータMの駆動作用下に駆動軸
86を介して回転軸88が回転され、この回転軸88に
軸着されている第1および第2駆動歯車90、106が
一体的に回転される。この第1駆動歯車90に噛合する
歯車92およびこの歯車92に噛合する歯車74を介し
てスピンドル70が回転し、このスピンドル70の先端
部に係合する工具ホルダ80と工具T1とが一体的に回
転する。一方、第2駆動歯車106に噛合する歯車11
0およびこれに噛合する歯車112が回転し、この歯車
112を軸着する回転軸114が回転されて歯車11
6、118および歯車74aの回転作用下にスピンドル
70aが回転し、工具ホルダ80aに保持されている工
具T1が回転する。これによって、第1および第2スピ
ンドルユニット34、36に装着されている工具T1、
T1が一体的に回転駆動されることになる。
【0025】この第1および第2スピンドルユニット3
4、36に装着された工具T1、T1は、第1サーボモ
ータ22および第2サーボモータ30が駆動されること
によりワークWの加工部位に対応して夫々の高さ位置の
調整が自動的に行われる。すなわち、第1サーボモータ
22の駆動作用下にボールねじ56が回転されると、こ
のボールねじ56に係合するナット部材58と一体的に
第1昇降テーブル24がガイドレール20、20の案内
作用下に上下方向に移動する。このため、第1昇降テー
ブル24の第1ハウジング60に装着されている第1ス
ピンドルユニット34の軸芯が、ワークWの下側加工部
位(図示せず)に対応して位置決めされる。さらに、こ
の第1昇降テーブル24の上部に固設されている第2サ
ーボモータ30の駆動作用下に、ボールねじ62および
ナット部材64を介して第2昇降テーブル32がガイド
レール28、28の案内作用下に上下方向に移動する。
従って、第2ハウジング68に装着されている第2スピ
ンドルユニット36の軸芯が、ワークWの上側加工部位
(図示せず)に対応して位置決めされる。
【0026】次いで、第1および第2スピンドルユニッ
ト34、36は、第1駆動モータ40が駆動されること
によりワークWに対して矢印X方向に位置決めされる。
すなわち、第1駆動モータ40の作用下にボールねじ4
2が回転されると、これに係合するナット部材44と一
体的にXテーブル14がガイドレール38a乃至38c
の案内作用下に矢印X方向に対して移動される。このた
め、Xテーブル14が所定の位置まで移動される際に第
1駆動モータ40が滅勢されることにより、このXテー
ブル14の矢印X方向の位置決め作業が達成される。
【0027】一方、第1および第2スピンドルユニット
34、36に装着された工具T1、T1は、第2駆動モ
ータ48が駆動されることによりワークWの各加工部位
に向かって(矢印Z方向前方)移動される。すなわち、
第2駆動モータ48の作用下にボールねじ50が回転さ
れると、ナット部材52を介してコラム54が矢印Z方
向に対して変位し、工具T1、T1がワークW側に移動
する。
【0028】従って、上記の各動作を選択的に行うこと
により、第1および第2スピンドルユニット34、36
に装着されて回転している工具T1、T1が、ワークW
の所定の加工部位に対し加工作業を自動的に遂行する。
この加工作業が終了した後、第2駆動モータ48が前記
とは逆方向に駆動され、コラム54がワークWから離間
する方向に移動して工具T1、T1をワークWから離脱
させる。そして、加工終了後のワークWがワーク取付台
140から取り外され、このワーク取付台140には新
たな加工前のワークWが取着され、前述した加工作業を
行うことによりこのワークWに対する加工作業が行われ
る。
【0029】ところで、種類の異なるワークWに対し加
工作業を行う場合、自動工具交換ユニット120が駆動
され、第1および第2スピンドルユニット34、36に
装着されている工具T1、T1が、この異なるワークW
に応じて、例えば、工具T2、T2と交換される。すな
わち、工具マガジン132がモータ134の駆動作用下
に所定の角度だけ回転され、その外側部に保持されてい
る所望の工具T2、T2が水平方向に向かって配置され
る位置において停止される。一方、第1および第2サー
ボモータ22、30が駆動され、第1および第2昇降テ
ーブル24、32が上下方向に変位されて第1および第
2スピンドルユニット34、36に装着されている工具
T1、T1を自動工具交換ユニット120を構成するケ
ーシング122の工具把持手段126に対応して位置決
めさせる。
【0030】そして、第1および第2スピンドルユニッ
ト34、36を構成するシリンダ機構82、82aが駆
動され、ロッド76、76aがスプリング78、78a
の弾発力に抗して前方へと変位し、工具ホルダ80、8
0aをこのスピンドル70、70aの前方へと押し出し
て工具T1、T1のクランプ状態が解除される。次に、
ケーシング122に装着されている工具把持手段124
の開閉アーム128a、128bが工具マガジン132
に保持されている工具T2、T2を把持し、工具把持手
段126を構成する開閉アーム130a、130bが第
1および第2スピンドルユニット34、36に装着され
ている工具T1、T1を把持する。この状態でケーシン
グ122が前方へと移動して工具T2、T2および工具
T1、T1を工具マガジン132並びに第1および第2
スピンドルユニット34、36から取り出す。
【0031】次いで、ケーシング122が180°回転
された後に退動されることにより、工具把持手段124
に保持されている工具T2、T2が第1および第2スピ
ンドルユニット34、36側に変位するとともに、工具
把持手段126に保持されている工具T1、T1が工具
マガジン132側に移動する。このため、使用済みの工
具T1、T1が工具マガジン132に収容される一方、
新たな工具T2、T2が第1および第2スピンドルユニ
ット34、36の工具ホルダ80、80aに挿入され
る。さらに、シリンダ機構82、82aが滅勢されるこ
とによって、スプリング78、78aを介してロッド7
6、76aが後退し、この工具T2、T2が工具ホルダ
80、80aと一体的にスピンドル70、70aにクラ
ンプされる。 この場合、本実施例では、第1昇降テー
ブル24に駆動軸ハウジング84を介してモータMが固
着され、このモータMの駆動軸86に連結された回転軸
88には、第1および第2伝動機構37、39を介して
第1および第2スピンドルユニット34、36が係合し
ている。このため、第1昇降テーブル24が昇降する際
には、モータMはこの第1昇降テーブル24と一体的に
移動して第1伝動機構37を介し第1スピンドルユニッ
ト34に回転力を伝達することができる。
【0032】一方、第2昇降テーブル32が第2サーボ
モータ30の駆動作用下に第1昇降テーブル24に対し
て移動する際には、第2伝動機構39を構成する第1お
よび第2ギヤケース96、98がそれぞれの端部を支点
にして揺動変位し、歯車列100を介してモータMの回
転力を第2スピンドルユニット36のスピンドル70a
に伝えることが可能になる(図8a、b参照)。
【0033】従って、第1スピンドルユニット34と第
2スピンドルユニット36とが相対的に移動自在に構成
されている場合に、従来のようにそれぞれに個別の回転
駆動源を連結する必要がなく、この第1スピンドルユニ
ット34と第2スピンドルユニット36とを単一のモー
タMで容易かつ確実に回転駆動することができる。これ
によって、複合工作機械10全体の製造コストの高騰を
抑止することが可能となるとともに、軽量化が容易に遂
行されるという効果が得られる。
【0034】なお、本実施例では、二つのスピンドルユ
ニット34、36を備えた複合工作機械10について説
明したが、三つ以上のスピンドルユニットを備えた複合
工作機械であっても同様である。特に、複数のスピンド
ルユニットを備える場合には、その複数のスピンドルユ
ニットを単一の回転駆動源で駆動することができ、上記
の効果がより一層顕著となる。
【0035】
【発明の効果】本発明に係る複合工作機械によれば、以
下の効果が得られる。
【0036】回転駆動源の作用下に第1および第2伝動
機構を介して第1および第2スピンドルユニットに回転
力が伝達され、それぞれのスピンドルが回転されるとと
もに、第1スピンドルユニットに対して第2スピンドル
ユニットが相対的に移動する際には、第2伝動機構を構
成する第1ギヤケースおよび第2ギヤケースがそれぞれ
揺動して前記回転駆動源の回転力を第2スピンドルユニ
ットに伝達することができる。従って、相対的に移動可
能な第1および第2スピンドルユニットを単一の回転駆
動源で確実に駆動することが可能になり、第1および第
2スピンドルユニットにそれぞれ専用の回転駆動源を連
結するものに比べ、コストダウン並びに軽量化が容易に
達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る複合工作機械の要部斜視説明図で
ある。
【図2】前記複合工作機械の正面説明図である。
【図3】前記複合工作機械の要部側面説明図である。
【図4】前記複合工作機械の要部平面図である。
【図5】前記複合工作機械を構成する第1スピンドルユ
ニットおよび伝動機構の横断面図である。
【図6】前記複合工作機械を構成する第2スピンドルユ
ニットおよび伝動機構の縦断説明図である。
【図7】前記伝動機構の内部斜視説明図である。
【図8】前記伝動機構の背面説明図である。
【符号の説明】
10…複合工作機械 12…基台 14、14a…Xテーブル 16、16a…装置本体 18…前面 22…サーボモータ 24、24a…昇降テーブル 26…前面 30…サーボモータ 32、32a…昇降テーブル 34、34a、36、36a…スピンドルユニット 37、39…伝動機構 54…コラム 60、60a…ハウジング 66…前面 68、68a…ハウジング 70、70a…スピンドル 90…駆動歯車

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】装置本体に変位自在に支持される第1可動
    テーブルと、 前記第1可動テーブルに対して相対的に変位自在な第2
    可動テーブルと、 前記第1および第2可動テーブルに固設される第1およ
    び第2スピンドルユニットと、 前記第1可動テーブルに固着される回転駆動源と、 前記回転駆動源の回転力を前記第1スピンドルユニット
    に伝達するための第1伝動機構と、 前記回転駆動源の回転力を前記第2スピンドルユニット
    に伝達するための第2伝動機構とを備え、 前記第2伝動機構は、前記回転駆動源の駆動軸に対して
    一端側を揺動自在に係合する第1ギヤケースと、 一端側を前記第2スピンドルユニットに揺動自在に係合
    するとともに、他端側を前記第1ギヤケースの他端側に
    揺動自在に係合する第2ギヤケースと、前記第1および
    第2ギヤケースに収容され、前記駆動軸の回転を前記第
    2スピンドルユニットのスピンドルに伝えるための歯車
    列とを備えることを特徴とする複合工作機械。
  2. 【請求項2】請求項1記載の装置において、第2ギヤケ
    ースは、第1ギヤケースをその揺動中心軸の両側から支
    持するためのブラケットを設けることを特徴とする複合
    工作機械。
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