JP2000218451A - 混合機構式多軸工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝統的な直角座標式多軸工作機械の有する慣
性と誤差の累加作用及び剛性の不足の問題を軽減するだ
けでなく、従来の６桿並列式連接棒機構が有する調整位
置決めの難しさ、作業空間の狭さ、及び制御システムの
複雑さとコストが高くつく欠点を解決しうる混合機構式
多軸工作機械の提供。 【解決手段】 本発明の混合機構式多軸工作機械は、直
角座標式フィード軸機構と並列式空間連接棒機構で組成
され、該直角座標式フィード軸機構は相互に垂直な二つ
の平台で構成され、二方向の移動ベクトルを有し、該並
列式空間連接棒機構は三組の直線フィードモジュール
が、回動可能な方式で一つのベースシートに連結されて
なり、直線フィードモジュールの回動によりベースシー
トが一方向線形及び二方向回転の運動を進行するように
してある。一つのコントローラによる演算並びに制御に
より並列式空間連接棒機構及び直角座標式フィード軸機
構が相互に組み合わされた動作を行うようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一種の混合機構式多
軸工作機械に係り、特に、伝統的な直角座標式フィード
軸機構と並列式空間連接棒機構が組み合わされてなり、
少なくとも５軸の運動方向を有する多軸工作機械に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】伝統的な直角座標式多軸工作機械（図１
は伝統的な三軸線形フィード式工作機械）は、それぞれ
がカンチレバービーム式に、且つ相互に垂直なフィード
軸（図１中のＸ、Ｙ、Ｚ軸）が相互に串接の方式で積み
重ねられ、主軸端１の精度は軸が一つずつ積み重ねられ
ることによる誤差の累進の影響を受ける。且つ底層のフ
ィード軸はその上の各フィード軸を背負っているため、
底層のフィード軸の慣性にその上の各フィード軸の慣性
が累加され、機台が慣性によりぐらつくため精度に大き
な影響が生じた。且つ切削主軸端１の剛性は、一つずつ
軸が積み重なったカンチレバービーム式フィード軸が構
成する構造が決定し、このため伝統的な多軸工作機械は
一般にいずれも加工精度が比較的低く、主軸端１の剛性
が比較的制御及び強化しにくいという欠点を有してい
た。

【０００３】また、伝統的な直角座標式五軸工作機械
は、三つの相互に積み重なるよう設置された直線運動フ
ィード軸に加え、二つの、回転フィード軸で構成されて
おり、これら二つの回転フィード軸の架設の方式には各
種の形式があるが、ただしどれも軸を一つずつ積み重ね
てなる。ゆえに五軸工作機械全体としてこれら五軸が串
接され、その機械構造の製造コストを下げることができ
ず、回転軸の体積が大きすぎ、慣性の影響度も低くする
ことができず、主軸端１の移動加速度と剛性も大幅な改
善は難しかった。

【０００４】すでに、Ｇｅｏｄｅｔｉｃ社、Ｇｉｄｄｉ
ｎｇ＆Ｌｅｗｉｓ社、及びＩｎｇｅｒｓｏｌｌ社などの
インターナショナルな各工作機械メーカーはそれぞれ各
種の、六桿並列式空間連接棒機構（ＨＥＸＡＰＯＤ）を
運用して構成したそれ以前のものとは異なる多軸工作機
械を提供している。例えば、アメリカ合衆国パテントＮ
ｏ．５，２５９，７１０に掲載された八面体式加工機械
はその一例である。その目的は多桿並列式空間連接棒機
構の特性を、伝統的な直角座標式工作機械の設計に代え
て採用することで、慣性と誤差の累加効果を低くし、切
削主軸とワークの間の移動時の相対加速度を高め、及び
剛性を増強することにあった。

【０００５】しかし、アメリカ合衆国パテントＮｏ．
５，２５９，７１０に掲載されている並列式空間連接棒
機構は依然として以下のような多くの実際の運用上の問
題を有していた。 １．現在の六桿並列式空間連接棒機構に使用される関節
の多くはほとんどがボールジョイントを使用している。
しかし、高精度、高剛性、大きな活動角度範囲のボール
ジョイントは現在の製造技術においては解決に努力を要
する技術問題とされており、且つボールジョイントの使
用寿命及び強度も一般の軸受式回転関節の使用寿命に比
べて非常に短かった。 ２．六桿並列式空間連接棒機構の全体の機架製作、組
立、調整にはいずれも極めて高い精度が要求され、且つ
調整作業も三次元空間で進行しなければならず、伝統的
な工作機械の平面調整技術とは異なり、特に、六桿並列
式空間連接棒機構の調整変数は極めて多く、このため、
六桿並列式空間連接棒機構の組立、調整技術は現在まで
成熟しておらず、困難度は極めて高かった。 ３．工作機械を、回転軸活動角度要求が極めて大きい状
況で使用する時、このような六桿並列式空間連接棒機構
の有効工作空間（ｔｏｔａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ
ａｌ ｗｏｒｋｓｐａｃｅ）は極めて小さく、且つ作業
空間を方形空間に設計することが難しかった。 ４．作業空間に奇異位置が存在し、奇異位置の計算と問
題の回避が機構設計の困難を増した。 ５．六桿並列式空間連接棒機構のコントローラは多変数
入出力非線形コントロールシステムであり、システムが
複雑で、研究開発が難しく、当然そのコストも高くつい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の従来
の伝統的な五軸工作機械設計構造の、例えば機械構造が
複雑なこと、剛性を高めることが難しいこと、回転軸体
積が大きすぎること、回転軸精度を上げるのが難しいこ
とといった欠点、及び、六桿並列式空間連接棒機構の、
作業空間不足、高精度高剛性のボールジョイントの製造
が難しいこと、コントローラの設計が難しいこと、とい
った欠点に対して、新たな混合機構式多軸工作機械を提
供し、伝統的な直角座標式多軸工作機械の慣性と誤差の
累加作用及び剛性の不足の問題を軽減し、且つ並列式空
間連接棒機構の有する調整位置決めの難しさ、作業空間
の狭さ、制御系統の複雑さ及び高コストの問題を解決す
ることを主要な課題としている。

【０００７】上述の課題を解決するために、本発明の混
合機構式多軸工作機械は、一つの直角座標式フィード軸
機構と一つの並列式空間連接棒機構を組み合わせてな
り、これにより直角座標式フィード軸機構と並列式空間
連接棒機構双方の長所を引き出す一方で双方の欠点を相
互に補うようにしてある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、混合
機構式多軸工作機械であって、以下のもの、即ち、直角
座標式フィード軸機構とされて、少なくとも二つの相互
に垂直に設置された平台で組成されて少なくとも二次元
移動ベクトルを有するフィード軸機構である、上記直角
座標式フィード軸機構、ワーク受台とされて、該直角座
標式フィード軸機構の平台上に結合されて該フィード軸
機構の駆動を受けて少なくとも二次元方向の移動を進行
する、上記ワーク受台、並列式空間連接棒機構とされ
て、複数の直線フィードモジュールを並列の方式で一つ
のベースシートに連結して組成され、各一組の直線フィ
ードモジュールがいずれも線形スライドレール、該線形
スライドレールに沿って線形運動を進行可能なスライド
シート、及び一端が該スライドシートに枢接されて少な
くとも一次元方向の枢転運動を進行可能である連接棒を
具え、各連接棒のもう一端がいずれも枢転可能な方式を
以て該ベースシートに結合され、これらの連接棒のベー
スシートにおける連結位置が同一点上になく、該スライ
ドシートの該線形スライドレール上の線形移動により該
ベースシートが駆動されて少なくとも一次元平行移動と
二次元回転の三次元運動を進行可能とされている、上記
並列式空間連接棒機構、加工モジュールとされて、ベー
スシートの、ワーク受台に対向する一側面に取り付けら
れる、上記加工モジュール、コントローラとされて、該
並列式空間連接棒機構と直角座標式フィード軸機構の動
作を制御し並びに協調させて、それにより加工モジュー
ルとワーク受台の間の相対位置を制御する、上記コント
ローラ、以上を包括して構成された、混合機構式多軸工
作機械としている。

【０００９】請求項２の発明は、前記複数の直線フィー
ドモジュールの各線形スライドレールが、相互に離れて
且つ平行に延伸されて設置され、該線形スライドレール
のベースシートより離れた一端が底座に固定され、該底
座が線形スライドレールを支持し並びに位置決めしてい
ることを特徴とする、請求項１に記載の混合機構式多軸
工作機械としている。

【００１０】請求項３の発明は、前記連接棒と前記スラ
イドシートの枢接が、該連接棒のスライドシートとの連
接端に設けられた軸と、スライドシートに該軸に対応し
組み合わされうる軸受との転動可能な組合せを以てなさ
れ、それにより連接棒の一端が該スライドシートを支点
として少なくとも一次元方向の枢転運動可能とされ、該
連接棒のベースシートとの連接部分にユニバーサルジョ
イントが設けられ、該ユニバーサルジョイントが、二組
の軸心を相互に交差させた軸と軸受で組成されてこのユ
ニバーサルジョイントによりベースシートが該連接棒を
支点として少なくとも二次元方向の回転運動を行うよう
にしてあることを特徴とする、請求項１に記載の混合機
構式多軸工作機械としている。

【００１１】請求項４の発明は、前記並列式空間連接棒
機構の直線フィードモジュールの数量が三組とされ、こ
の三組の直線フィードモジュールの線形スライドレール
が相互に等距離に且つ平行に設置されて正三角形に類似
の構造を形成し、該並列式空間連接棒機構の三組の連接
棒がベースシートの周縁に且つ相互に等距離に離れて設
置されて並列式空間連接棒機構が組成されており、別
に、前記直角座標式フィード軸機構の平台の数量が二つ
とされて、第１平台と第２平台を包括し、該第１平台と
第２平台の上面に線形レールが設けられ、ワーク受台が
第１平台の上に重ね置かれ且つ第１平台上の軌道の方向
に沿って移動可能で、第１平台が第２平台の上に重ね置
かれ且つ第２平台上の軌道の方向に沿って移動可能で、
第１平台と第２平台の軌道の方向が相互に垂直であっ
て、二次元移動ベクトルを有するフィード軸機構が形成
されていることを特徴とする、請求項１に記載の混合機
構式多軸工作機械としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の望ましい一つの実施例に
よると、本発明の混合機構式多軸工作機械は、直角座標
式フィード軸機構、ワーク受台、並列式空間連接棒機
構、加工モジュール、及びコントローラを包括してな
る。該直角座標式フィード軸機構は二つの、相互に垂直
に設置された平台で組成された少なくとも二次元の移動
ベクトルを有するフィード軸機構とされて、二次元作業
平台構造を有する。ワーク受台は平台上に結合され、且
つ該フィード軸機構の駆動を受けて平台上で少なくとも
二次元の移動を進行する。該並列式空間連接棒機構は従
来の六桿並列式空間連接棒機構に退化設計を進行して三
次元の運動を行う並列式空間連接棒機構としたもので、
それは三組の直線フィードモジュールを並列の方式で一
つのベースシートに連結してなり、その各一組の直線フ
ィードモジュールはいずれも、線形スライドレール、該
線形スライドレールに沿って線形運動を進行可能なスラ
イドシート、及び一端が該スライドシートに回転可能な
方式で枢接された連接棒を具えている。各連接棒のもう
一端は回転可能な方式で該ベースシートの周縁の異なる
位置に結合され、スライドシートが線形スライドレール
上を線形移動してベースシートを駆動し、ベースシート
が少なくとも平行移動と三次元回転運動を行うようにし
てある。該加工モジュールは切削主軸ヘッド、例えばド
リルヘッド、旋盤ツールヘッド、ミルヘッド等とされう
る。それはベースシートの、ワーク受台に対向する一側
面に設置され、ワーク受台上に挟持されたワークへの加
工を進行するのに便利とされている。該コントローラは
該並列式空間連接棒機構と直角座標式フィード軸機構の
動作を制御し協調させて、それにより加工モジュールの
ワークに対する加工動作を制御するのに用いられる。こ
の構造により、本発明の混合機構式多軸工作機械はただ
二つの平台を積み重ねて構成され、その慣性と誤差の累
加作用は比較的低く、退化設計を使用した三軸並列式空
間連接棒機構が切削主軸ヘッド端が優れた剛性を有する
という長所と、僅かに三軸を有する並列連接棒により機
台の位置決め、調整作業が容易であり、制御システムの
設計が簡単で製造コストが低いという長所を有してい
る。

【００１３】

【実施例】図２及び図４に示されるように、本発明の混
合機構式多軸工作機械は、直角座標式フィード軸機構２
０と並列式空間連接棒機構３０を組み合わせてなり、こ
れにより直角座標式フィード軸機構２０と並列式空間連
接棒機構３０双方の長所が引き出され両者の欠点が相互
に補われるようにしてある。

【００１４】該直角座標式フィード軸機構２０はワーク
受台２１と複数（二つ或いは三つが望ましい）の平台が
相互に垂直に重ねられた構成を有する。図２に示される
望ましい実施例では、該平台の数量は二つとされ、それ
は第１平台２２と第２平台２３を包括し、これら第１、
第２平台２２、２３に線形軌道が設けられ、ワーク受台
２１は第１平台２２上に重ね置かれて第２平台２３上の
軌道の方向に沿って移動可能であり、且つ第１平台２２
と第２平台２３の軌道方向は相互に垂直であり、これに
より二次元の移動ベクトルを有する二次元作業平台を構
成している。従来の直角座標式五軸工作機械はその五軸
が串接重畳されているため数々の欠点を有していたが、
本発明では二つの平台で構成された直角座標式フィード
軸機構２０により機械構造の製造コストが比較的低く、
慣性と精度誤差の累加効果が減少されるなどの長所を有
しているほか、機構の位置決め調整が容易で、制御シス
テムの設計が簡単で方形で広い作業空間を確保しうる。

【００１５】図２と図３を参照されたい。本発明中の並
列式空間連接棒機構３０は三組の直線フィードモジュー
ル３１が並列の方式で一つのベースシート３１４に連結
されてなり、各一組の直線フィードモジュール３１は枢
転可能な方式でベースシート３１４と結合され、複数の
直線フィードモジュール３１によりベースシート３１４
が駆動されベースシート３１４が少なくとも二次元回転
運動を進行できるようにしてある。該並列式空間連接棒
機構３０は、従来の六桿並列式空間連接棒機構に対して
退化設計を行って少なくとも二次元の回転運動ベクトル
を有する並列式空間連接棒機構３０とされる。

【００１６】図２及び図３に示される並列式空間連接棒
機構３０の望ましい実施例中、各一組の直線フィードモ
ジュール３１はいずれも、線形スライドレール３１１、
該線形スライドレール３１１に沿って線形運動を進行可
能なスライドシート３１２、及び連接棒３１３を具えて
いる。これら三組の直線フィードモジュール３１の各線
形スライドレール３１１の間は相互に等距離を以て分離
され且つ平行に延伸設置されて、全体で正三角柱状の構
造を形成している。線形スライドレール３１１のベース
シート３１４より離れた一端は底座３２に固着され、該
底座３２は複数の線形スライドレール３１１を支持しな
らびに位置決めしている。該連接棒３１３の一端は第１
関節３１５でスライドシート３１２に枢接され、且つ少
なくとも一方向に回転可能とされている。各連接棒３１
３のもう一端はいずれも第２関節３１６で枢転可能な方
式でベースシート３１４の周縁に結合され、且つそのベ
ースシート３１４に結合される位置は相互に等距離に分
離されて同一点に位置せず、こうしてこの並列式空間連
接棒機構３０が構成されている。スライドシート３１２
が線形スライドレール３１１上を線形移動することでベ
ースシート３１４が駆動されて少なくとも一次元線形移
動と二次元回転の三次元運動を進行するようにしてあ
る。

【００１７】該連接棒３１３のスライドシート３１２と
枢接する第１関節３１５の望ましい実施例では、連接棒
３１３のスライドシート３１２と連接する一端に一つの
軸（図示せず）が設けられ、並びにスライドシート３１
２上に該軸に対応し組み合わされる軸受（図示せず）が
設置され（或いは連接棒３１３の一端に軸受が設置され
てスライドシート３１２上に対応する軸が設置され
る）、軸と軸受の転動可能な組合せにより連接棒３１３
の一端がスライドシート３１２を支点として少なくとも
一次元方向の回動を行う目的が達成される。このような
軸と軸受の組合せによりなる回転関節即ち第１関節３１
５は、一般の三軸回転のボールジョイントの生産技術よ
り容易であり、製造コストが低く、強度が良好で且つ使
用寿命がさらに長い。

【００１８】上記連接棒３１３のベースシート３１４と
結合する第２関節３１６の望ましい実施例では、連接棒
３１３とベースシート３１４との連接部分にユニバーサ
ルジョイントが設けられている（図示せず）。このユニ
バーサルジョイントは現在業界で周知の構造を有し、そ
れは二組の軸心を相互に交差させた軸と軸受で構成さ
れ、このユニバーサルジョイントによりベースシート３
１４が該連接棒３１３を支点として少なくとも二次元方
向の回転運動を行う目的が達成されている。前述したよ
うに、一般の三軸回転のボールジョイントと比較する
と、本発明中のユニバーサルジョイントの生産技術、製
造コスト、構造強度及び使用寿命はいずれも優れてお
り、且つ比較的大きな活動角度を有するほか、比較的大
きな剛性を有し、且つ精度もより良好である。

【００１９】直角座標式フィード軸機構２０のワーク受
台２１上に加工したいワーク２４が挟持されうる。並列
式空間連接棒機構３０のベースシート３１４の一側面に
は加工モジュールが設けられ、それはワーク受台２１に
対向する一側面に設置され、ワーク受台２１上に挟持さ
れたワーク２４への加工を進行するのに便利とされてい
る。該加工モジュールの望ましい実施例は、図３及び図
４に示される切削主軸３３とされ、その一端にはツール
３４が設けられ、該ツール３４の望ましい実施例は、ド
リルヘッド、旋盤ツールヘッド、或いはミルヘッドとさ
れうる。該ツール２４がワーク受台２１上に挟持された
ワーク２４に対すさん孔或いは切削加工を進行する。し
かし、これら加工モジュールの可能な実施例は前述の回
転加工装置に限られるのではなく、別の望ましい実施例
では、電気溶接棒、アルゴン溶接棒、或いは超音波溶接
装置（図示せず）とされうる。

【００２０】該並列式空間連接棒機構３０は、一つの機
架４０に支承、固定され、該機架４０は複数本の支承桿
４１で組成された三角錐体状のフレーム構造であり、且
つこの三角錐体状の機架４０の一つの頂点がちょうど底
座３２の中心点に近い位置に固定され、且つ並列式空間
連接棒機構３０の線形スライドレール３１１と支承桿４
１の間に若干の、構造強度強化と結合力強化の効果をも
たらす補強桿４２が設けられており、こうして並列式空
間連接棒機構３０と直角座標式フィード軸機構２０が強
固に結合され、並びに加工モジュール、即ち切削主軸３
３のワークに対する加工進行時の有効加工空間を定義し
ている。図に示されるように、本発明の混合機構式多軸
工作機械の加工空間は伝統的な五軸加工機の加工空間の
形態を有しているだけでなく、周知の六桿並列式空間連
接棒機構の加工空間を方形とし広くした作業空間を有し
ている。

【００２１】並列式空間連接棒機構３０及び直角座標式
フィード軸機構２０の動作は一つの演算コントローラー
（図示せず）により制御され作業の協調が図られる。コ
ントローラーはワーク２４の切削経路と加工モジュール
（切削主軸３３）の姿態角度を演算処理し、直角座標式
フィード軸機構２０と並列式空間連接棒機構３０の動作
をそれぞれ制御し、これら二つの機構２０、３０の動作
を整合させて五軸工作機械の切削経路となす。これら二
つの機構２０、３０の動作制御に必要な演算処理は明ら
かに従来の六軸並列運動の六桿並列式空間連接棒機構よ
り非常に簡単であり、ゆえにコントローラの製作は比較
的容易である。並列式空間連接棒機構３０の三組の直線
フィードモジュール３１のスライドシート３１２がコン
トローラーの演算処理に基づき位置を移動する時、第１
関節３１５でスライドシート３１２に連接する三本の連
接棒３１３もそれに伴い移動し並びに回転し、三本の連
接棒３１３は第２関節３１６でベースシート３１４に連
接しており、ベースシート３１４が三本の連接棒３１３
の牽引を受けて移動並びに回転し、ベースシート３１４
に連接する切削主軸３３が二軸回転及び一軸平行移動の
三次元運動を行う。同時に、直角座標式フィード軸機構
２０もコントローラの制御を受けてワーク２４の位置の
平面移動を進行し、切削主軸３３の運動角度、方位及び
移動量の不足を補う。

【００２２】以下の実施例ではほとんどの部材の構造と
機能は前述の実施例の部材と類似している。このため、
同じ或いは類似の部材は以下の説明中で同じ符号を及び
名称を以て示す。

【００２３】図５を参照されたい。本発明の直角座標式
フィード軸機構２０ａのもう一つの実施例は、第１平台
２２ａ、第２平台２３ａ及び第３平台２５を相互に垂直
に串接するよう積み重ねて組成されている。このため、
第１平台２２ａ上に設置されたワーク受台２１ａはこれ
ら三つの平台２２ａ、２３ａ、２５により三次元方向の
線形移動の能力を有し、加工空間、加工方位及び角度の
運用範囲上、より弾性を有している。

【００２４】当然、以上は本発明の幾つかの望ましい実
施例に関する説明であり、これらは本発明の実施可能な
範囲を限定するものではない。例えば、本発明の他の実
施例としては以下のようなものがある。 １．前述の連接棒３１３とベースシート３１４を連結す
る第２関節３１６をボールジョイントに改めることで同
じ効果を達成する。 ２．本発明の並列式空間連接棒機構３０の直線フィード
モジュール３１を四組以上設ける。 ３．機架４０を図２に示されるように三角錐状のフレー
ム体構造としてその一つの頂点を底座３２の中心点に固
定した構造を、その他の、並列式空間連接棒機構３０と
直角座標式フィード軸機構２０を安定して強固に結合可
能な構造に代える。 ４．本発明の、二軸以上の回転を行う並列式空間連接棒
機構３０を、前述の実施例以外の機構形式であって二軸
以上回転運動可能な並列式空間連接棒機構となす。 ５．本発明で運用される二軸以上の回転を構成する並列
式空間連接棒機構３０を、小活動角度範囲の直角座標式
三軸工作機械の主軸ツール姿態誤差補償機構となす。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、本発明の混合機構式多軸工作
機械は、一つの直角座標式フィード軸機構と一つの並列
式空間連接棒機構を組み合わせてなり、これにより直角
座標式フィード軸機構と並列式空間連接棒機構双方の長
所を引き出す一方で双方の欠点を相互に補うようにして
あり、それにより、従来の伝統的な五軸工作機械設計構
造の、例えば機械構造が複雑なこと、剛性を高めること
が難しいこと、回転軸体積が大きすぎること、回転軸精
度を上げるのが難しいことといった欠点、及び、六桿並
列式空間連接棒機構の、作業空間不足、高精度高剛性の
ボールジョイントの製造が難しいこと、コントローラの
設計が難しいこと、といった欠点を解決し、伝統的な直
角座標式多軸工作機械の慣性と誤差の累加作用及び剛性
の不足の問題を軽減し、且つ並列式空間連接棒機構の有
する調整位置決めの難しさ、作業空間の狭さ、制御系統
の複雑さ及び高コストの問題を解決している。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の三軸線形フィード式工作機械の斜視図で
ある。

【図２】本発明の混合機構式多軸工作機械の望ましい実
施例表示図である。

【図３】本発明の混合機構式多軸工作機械の並列式空間
連接棒機構の実施例図である。

【図４】図２の混合機構式多軸工作機械の側面図であ
る。

【図５】本発明の混合機構式多軸工作機械の直角座標式
フィード軸機構のもう一つの実施例表示図である。

【符号の説明】

１ 主軸端 ２０、２０ａ 直角座標式フィード軸機構 ２１、２１ａ ワーク受台 ２２、２２ａ 第１平台 ２３、２３ａ 第２平台 ２４ ワーク ２５ 第３平台 ３０ 並列式空間連接棒機構 ３１ 直線フィードモジュール ３１１ 線形スライドレール ３１２ スライドシート ３１３ 連接棒 ３１４ ベースシート ３１５ 第１関節 ３１６ 第２関節 ３２ 底座 ３３ 切削主軸 ３４ ツール ４０ 機架 ４１ 支承桿 ４２ 補強桿

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 混合機構式多軸工作機械であって、以下
   のもの、即ち、 直角座標式フィード軸機構とされて、少なくとも二つの
   相互に垂直に設置された平台で組成されて少なくとも二
   次元移動ベクトルを有するフィード軸機構である、上記
   直角座標式フィード軸機構、 ワーク受台とされて、該直角座標式フィード軸機構の平
   台上に結合されて該フィード軸機構の駆動を受けて少な
   くとも二次元方向の移動を進行する、上記ワーク受台、 並列式空間連接棒機構とされて、複数の直線フィードモ
   ジュールを並列の方式で一つのベースシートに連結して
   組成され、各一組の直線フィードモジュールがいずれも
   線形スライドレール、該線形スライドレールに沿って線
   形運動を進行可能なスライドシート、及び一端が該スラ
   イドシートに枢接されて少なくとも一次元方向の枢転運
   動を進行可能である連接棒を具え、各連接棒のもう一端
   がいずれも枢転可能な方式を以て該ベースシートに結合
   され、これらの連接棒のベースシートにおける連結位置
   が同一点上になく、該スライドシートの該線形スライド
   レール上の線形移動により該ベースシートが駆動されて
   少なくとも一次元平行移動と二次元回転の三次元運動を
   進行可能とされている、上記並列式空間連接棒機構、 加工モジュールとされて、ベースシートの、ワーク受台
   に対向する一側面に取り付けられる、上記加工モジュー
   ル、 コントローラとされて、該並列式空間連接棒機構と直角
   座標式フィード軸機構の動作を制御し並びに協調させ
   て、それにより加工モジュールとワーク受台の間の相対
   位置を制御する、上記コントローラ、 以上を包括して構成された、混合機構式多軸工作機械。
2. 【請求項２】 前記複数の直線フィードモジュールの各
   線形スライドレールが、相互に離れて且つ平行に延伸さ
   れて設置され、該線形スライドレールのベースシートよ
   り離れた一端が底座に固定され、該底座が線形スライド
   レールを支持し並びに位置決めしていることを特徴とす
   る、請求項１に記載の混合機構式多軸工作機械。
3. 【請求項３】 前記連接棒と前記スライドシートの枢接
   が、該連接棒のスライドシートとの連接端に設けられた
   軸と、スライドシートに該軸に対応し組み合わされうる
   軸受との転動可能な組合せを以てなされ、それにより連
   接棒の一端が該スライドシートを支点として少なくとも
   一次元方向の枢転運動可能とされ、該連接棒のベースシ
   ートとの連接部分にユニバーサルジョイントが設けら
   れ、該ユニバーサルジョイントが、二組の軸心を相互に
   交差させた軸と軸受で組成されてこのユニバーサルジョ
   イントによりベースシートが該連接棒を支点として少な
   くとも二次元方向の回転運動を行うようにしてあること
   を特徴とする、請求項１に記載の混合機構式多軸工作機
   械。
4. 【請求項４】 前記並列式空間連接棒機構の直線フィー
   ドモジュールの数量が三組とされ、この三組の直線フィ
   ードモジュールの線形スライドレールが相互に等距離に
   且つ平行に設置されて正三角形に類似の構造を形成し、
   該並列式空間連接棒機構の三組の連接棒がベースシート
   の周縁に且つ相互に等距離に離れて設置されて並列式空
   間連接棒機構が組成されており、別に、前記直角座標式
   フィード軸機構の平台の数量が二つとされて、第１平台
   と第２平台を包括し、該第１平台と第２平台の上面に線
   形レールが設けられ、ワーク受台が第１平台の上に重ね
   置かれ且つ第１平台上の軌道の方向に沿って移動可能
   で、第１平台が第２平台の上に重ね置かれ且つ第２平台
   上の軌道の方向に沿って移動可能で、第１平台と第２平
   台の軌道の方向が相互に垂直であって、二次元移動ベク
   トルを有するフィード軸機構が形成されていることを特
   徴とする、請求項１に記載の混合機構式多軸工作機械。