JP2001241526A - 移動体駆動装置及びパラレルメカニズム機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールネジに自在継手を直結して、構造を簡
略化し、移動体の支持剛性を向上する。 【解決手段】 パラレルメカニズム工作機械において、
複数本のボールネジ４を第１自在継手１で機枠１１の天
板部に支持し、ボールネジ４の先端を第２自在継手２に
直結して主軸頭１０に連結する。ボールネジ４にナット
を螺合し、ナットをモータ３で回転する。ＮＣ装置１３
はボールネジ４の軸周りの所要回転量と軸方向の所要移
動量とに基づいてモータ３の回転数を制御する。ナット
の回転に伴い、ボールネジ４は第２自在継手２と一体に
軸周りで回転するとともに軸方向に並進移動して、主軸
頭１０を目標の位置及び姿勢に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボールネジで移動
体を駆動する装置、及び該装置を用いたパラレルメカニ
ズム機械に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、工作機械の分野では、複数本のボ
ールネジの並進移動によって移動体の位置及び姿勢を制
御するパラレルメカニズム機が数多く開発されている。
この種の機械では、従来、図３及び図４に示すような移
動体駆動装置が用いられている。この装置は、スプライ
ン溝付のボールネジ４と、ボールネジ４を工作機械の機
枠（図示略）に支持する第１自在継手１と、ボールネジ
４を主軸頭等の移動体（図示略）に連結する第２自在継
手２と、モータ３と、モータ３の回転をボールネジ４の
直線運動に変換するナット７と、ボールネジ４の軸周り
の回転を阻止するスプラインナット８と、ボールネジ４
の先端に第２自在継手２を回転可能に接続するカップリ
ング９とから構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の移動
体駆動装置によると、ボールネジ４の回転を阻止するた
めにスプライン溝やスプラインナット８を設ける必要が
あり、また、第２自在継手２の回転を許容するためにボ
ールネジ４との間にカップリング９を介在させる必要も
あって、構造が複雑化するばかりでなく、移動体の支持
剛性も低下するという問題点があった。

【０００４】そこで、本発明の課題は、ボールネジを第
２自在継手に直結して、構造を簡略化できるとともに、
移動体の支持剛性を向上できる移動体駆動装置及びパラ
レルメカニズム機械を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の移動体駆動装置は、ボールネジと、ボー
ルネジを機枠に支持する第１自在継手と、ボールネジの
先端に直結されボールネジを移動体に連結する第２自在
継手と、ボールネジに螺合するナットと、ナットを回転
するモータと、モータの回転数をボールネジの軸周りの
所要回転量と軸方向の所要移動量とに基づいて制御する
手段とから構成される。

【０００６】また、本発明のパラレルメカニズム機械
は、前記移動体駆動装置を複数台備え、複数本のボール
ネジの並進移動によって移動体の位置及び姿勢を制御す
ることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１はパラレルメカニズムを採用
した工作機械を模式的に示すものである。この工作機械
は、機枠１１と、ワークを載せるテーブル０と、工具１
４を保持する移動体としての主軸頭１０と、主軸頭１０
をボールネジ４で駆動する複数台の主軸頭駆動装置１２
と、各駆動装置１２を制御するＮＣ装置１３とを備え、
複数本のボールネジ４の並進移動によって主軸頭１０の
位置及び姿勢を制御するように構成されている。

【０００８】図２は主軸頭駆動装置１２の構造を詳細に
示すものである。この実施形態の主軸頭駆動装置１２に
おいては、スプライン溝を有しない一般的なボールネジ
４が用いられている。ボールネジ４は第１自在継手１に
より機枠１１の天板部に傾動自在に支持されている。ボ
ールネジ４の先端は第２自在継手２に直結されて主軸頭
１０に傾動自在に連結されている。ボールネジ４にはナ
ット７が螺合され、ナット７はモータ３の回転体６に一
体回転可能に結合されている。

【０００９】モータ３には回転体６の回転数を検出する
エンコーダ５が設けられ、ＮＣ装置１３はエンコーダ５
の出力と主軸頭１０の制御データとからボールネジ４の
軸周りの所要回転量と軸方向の所要移動量とを演算し、
この演算結果に基づいてモータ３の回転数を制御する。
そして、モータ３によりナット７を回転し、ボールネジ
４を第２自在継手２と一体に軸周りで回転するとともに
軸方向に移動して、主軸頭１０を目標の位置及び姿勢に
制御するようになっている。

【００１０】従って、この実施形態の主軸頭駆動装置１
２によれば、ボールネジ４が第２自在継手２に直結され
ているため、ボールネジ４の回転を阻止するスプライン
溝やスプラインナット、及び第２自在継手２の回転を許
容するカップリングを省いて、構造を簡略化できるとと
もに、主軸頭１０の支持剛性を向上させることができ
る。

【００１１】なお、本発明は工作機械に限定されるもの
ではなく、パラレルメカニズムを採用した各種の機械に
応用することもできる。その他、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施
することも可能である。

【００１２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の移動体駆
動装置及びパラレルメカニズム機械によれば、ボールネ
ジを第２自在継手に直結したので、構造を簡略化できる
とともに、移動体の支持剛性を向上できるという優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すパラレルメカニズム
工作機械の斜視図である。

【図２】図１の工作機械に用いられる主軸頭駆動装置の
構成説明図である。

【図３】従来の移動体駆動装置の斜視図である。

【図４】従来の移動体駆動装置の構成説明図である。

【符号の説明】

１・・第１自在継手、２・・第２自在継手、３・・モー
タ、４・・ボールネジ、５・・エンコーダ、７・・ナッ
ト、１０・・主軸頭、１１・・機枠、１２・・主軸頭駆
動装置、１３・・ＮＣ装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 成治 愛知県丹羽郡大口町下小口５丁目25番地の １ オークマ株式会社大口工場内 (72)発明者 松下 哲也 愛知県丹羽郡大口町下小口５丁目25番地の １ オークマ株式会社大口工場内 Ｆターム(参考） 3C048 CC00 CC04 CC14 CC20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボールネジと、ボールネジを機枠に支持
   する第１自在継手と、ボールネジの先端に直結されボー
   ルネジを移動体に連結する第２自在継手と、ボールネジ
   に螺合するナットと、ナットを回転するモータと、モー
   タの回転数をボールネジの軸周りの所要回転量と軸方向
   の所要移動量とに基づいて制御する手段とからなる移動
   体駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１の移動体駆動装置を複数台備
   え、複数本のボールネジの並進移動によって移動体の位
   置及び姿勢を制御するパラレルメカニズム機械。