JP2010264528A - Movable body driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可動体の両側に設けられた2つの駆動系を、1つのサーボモータによってタンデム駆動する可動体駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a movable body drive device that tandem-drives two drive systems provided on both sides of a movable body by a single servo motor.
例えば、5軸マシニングセンタに用いられるチルト装置においては、チルトテーブルの大型化や高速化および高精度化等のために、モータ駆動の能力アップと重心駆動が必要であり、このために、チルトテーブルの両側に駆動系を配置し、これら駆動系を2つのサーボモータによってそれぞれ同期駆動し、チルトテーブルをタンデム駆動するようにしている。この種のチルト装置として、例えば、特許文献1に記載された技術がある。 For example, in a tilting device used in a 5-axis machining center, it is necessary to increase the motor driving capability and drive the center of gravity in order to increase the size of the tilt table, increase the speed, and increase the accuracy. Drive systems are arranged on both sides, and these drive systems are driven synchronously by two servo motors so that the tilt table is driven in tandem. As this type of tilt device, for example, there is a technique described in Patent Document 1.
特許文献1に記載されたチルト装置は、チルトテーブルの両側に外向きに突出する一対の旋回軸が設けられ、これら旋回軸をベッド上に立設された一対の支持部に軸受を介して旋回可能に支持している。そして、チルトテーブルの両側にサーボモータがそれぞれ配置され、これらサーボモータに減速歯車機構を含む駆動系を介して一対の旋回軸をそれぞれ連結させ、サーボモータをタンデム駆動させて、チルトテーブルをチルトさせるようになっている。 The tilt device described in Patent Document 1 is provided with a pair of pivot shafts protruding outward on both sides of a tilt table, and the pivot shafts are pivoted via a bearing on a pair of support portions erected on the bed. I support it as possible. Servo motors are arranged on both sides of the tilt table, respectively, and a pair of turning shafts are connected to the servo motors via a drive system including a reduction gear mechanism, and the servo motor is driven in tandem to tilt the tilt table. It is like that.
2つのサーボモータによってチルトテーブルの両側に設けられた駆動系をタンデム駆動する場合、制御のしかたとして、位置タンデム制御とトルクタンデム制御の2種類がある。位置タンデム制御では、チルトテーブルの剛性が大きいため、2つのサーボモータによる同期誤差によってカシリが発生する問題があり、また、トルクタンデム制御では、位置決め精度を確保するために、ゲインおよび加速度を十分に上げることができない等の問題がある。 When the drive systems provided on both sides of the tilt table are driven in tandem by two servo motors, there are two types of control, position tandem control and torque tandem control. In position tandem control, the rigidity of the tilt table is large, so there is a problem of crushing due to the synchronization error of the two servo motors. In torque tandem control, gain and acceleration are sufficient to ensure positioning accuracy. There are problems such as being unable to raise.
しかも、2つのサーボモータによってチルトテーブルの両側に設けられた駆動系をタンデム駆動するものでは、2つのサーボモータが必要となるため、アンプ装置および制御装置を含むトータルコストが上昇するとともに、2つのサーボモータを同期制御させるための複雑な制御を必要とする等の問題があった。 Moreover, in the case where the drive system provided on both sides of the tilt table is driven in tandem by two servo motors, two servo motors are required, so that the total cost including the amplifier device and the control device increases, There are problems such as requiring complicated control for synchronous control of the servo motor.
このような問題は、チルトテーブルをタンデム駆動するチルト装置のみならず、直動テーブルや主軸ヘッド等の可動体をタンデム駆動によって直線移動するものにおいても、同様な問題が発生する。 Such a problem occurs not only in a tilt device that drives the tilt table in tandem, but also in a case where a movable body such as a linear motion table or a spindle head moves linearly by tandem drive.
本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、可動体の両側に設けられた2つの駆動系を、1つのサーボモータによってタイミングベルト等を介してタンデム駆動する可動体駆動装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and a movable body in which two drive systems provided on both sides of the movable body are tandem driven by a single servo motor via a timing belt or the like. The object is to provide a drive device.
請求項1に係る発明の特徴は、両側に一対の駆動系を有する可動体と、前記一対の駆動系の間を小さな剛性を有する部材を介して回転連結する回転連結装置と、該回転連結装置を介して前記一対の駆動系をタンデム駆動する1つのサーボモータとによって構成したことである。 The invention according to claim 1 is characterized in that a movable body having a pair of drive systems on both sides, a rotary coupling device that rotationally couples between the pair of drive systems via a member having small rigidity, and the rotary coupling device The pair of drive systems is configured by one servo motor that drives in tandem.
請求項2に係る発明の特徴は、請求項1において、前記サーボモータは前記一対の駆動系の一方に直結され、該一対の駆動系の一方の回転を前記回転連結装置を介して前記一対の駆動系の他方に伝達するようにしたことである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the servo motor is directly coupled to one of the pair of drive systems, and the rotation of one of the pair of drive systems is transmitted to the pair of drive systems via the rotary coupling device. This is transmitted to the other drive system.
請求項3に係る発明の特徴は、請求項1または請求項2において、前記回転連結装置の前記部材を、タイミングベルトによって構成したことである。
A feature of the invention according to
請求項4に係る発明の特徴は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記可動体は、チルトテーブルからなり、該チルトテーブルの両端部は、支持台に所定の間隔を有して対向して配置された第1および第2の支持部に軸受を介して共通の軸線の回りに回転可能に支持され、前記支持台の前記第1の支持部には、前記一対の駆動系の一方および該駆動系の一方を駆動する前記サーボモータが配設され、前記支持台の前記第2の支持部には、前記一対の駆動系の他方が配設されていることである。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the movable body includes a tilt table, and both end portions of the tilt table have a predetermined interval on the support base. Then, the first and second support portions arranged to face each other are rotatably supported around a common axis via a bearing, and the first support portion of the support base has the pair of driving units The servo motor that drives one of the systems and one of the drive systems is disposed, and the other of the pair of drive systems is disposed on the second support portion of the support base.
請求項5に係る発明の特徴は、請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記一対の駆動系は、前記共通の軸線の回りにそれぞれ回転可能に支持された第1および第2の回転ホイールあるいはウォームホイールと、該第1および第2の回転ホイールあるいはウォームホイールに噛合う第1および第2のカム軸あるいはウォーム軸と、該第1および第2のカム軸あるいはウォーム軸に回転連結された第1および第2の歯車列とを有し、前記回転連結装置は、前記第1および第2の歯車列間を回転連結するように配設されていることである。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the pair of drive systems are supported in a first and second manner so as to be rotatable around the common axis. Rotating wheel or worm wheel, first and second cam shafts or worm shafts meshing with the first and second rotating wheels or worm wheels, and rotating to the first and second cam shafts or worm shafts The first and second gear trains are connected, and the rotary connecting device is arranged to rotationally connect the first and second gear trains.
請求項6に係る発明の特徴は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記可動体は、スライドテーブルからなり、該スライドテーブルの両端部は、支持台に所定の間隔を有して設置された第1および第2のガイドレールにスライド可能に支持され、前記第1のガイドレール側には、前記一対の駆動系の一方および該駆動系の一方を駆動する前記サーボモータが配設され、前記第2のガイドレール側には、前記一対の駆動系の他方が配設されていることである。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the movable body includes a slide table, and both end portions of the slide table have a predetermined interval on the support base. The first guide rail and the second guide rail are slidably supported. On the first guide rail side, one of the pair of drive systems and the servo motor that drives one of the drive systems are provided. The other of the pair of drive systems is disposed on the second guide rail side.
請求項7に係る発明の特徴は、請求項6において、前記一対の駆動系は、前記第1および第2のガイドレールと平行な軸線回りに回転可能に支持された一対のボールねじ軸と、これらボールねじ軸にそれぞれ螺合され、前記スライドテーブルの両端部に固定された一対のボールナットとを有し、前記回転連結装置は、前記一対のボールねじ軸間を回転連結するように配設されていることである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the pair of drive systems includes a pair of ball screw shafts supported rotatably about an axis parallel to the first and second guide rails, A pair of ball nuts that are respectively screwed onto the ball screw shafts and fixed to both ends of the slide table, and the rotary coupling device is arranged to rotationally connect between the pair of ball screw shafts. It has been done.
請求項1に係る発明によれば、両側に一対の駆動系を有する可動体と、一対の駆動系の間を小さな剛性を有する部材を介して回転連結する回転連結装置と、回転連結装置を介して一対の駆動系をタンデム駆動する1つのサーボモータとによって構成したので、1つのサーボモータによって可動体の一対の駆動系をタンデム駆動することができ、しかも、一対の駆動系の間を回転連結する回転連結装置の剛性を弱めたことにより、タンデム駆動時の同期誤差によるカシリ等の発生も抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, a movable body having a pair of drive systems on both sides, a rotary coupling device that rotationally couples between the pair of drive systems via a member having small rigidity, and a rotational coupling device. Since the pair of drive systems are configured with one servo motor for tandem driving, the pair of drive systems of the movable body can be tandem driven by one servo motor, and the pair of drive systems are rotationally coupled. By reducing the rigidity of the rotating connecting device, it is possible to suppress the occurrence of creaking due to a synchronization error during tandem driving.
請求項2に係る発明によれば、サーボモータは一対の駆動系の一方に直結され、一対の駆動系の一方の回転を回転連結装置を介して一対の駆動系の他方に伝達するようにしたので、従来の2つのサーボモータを用いた場合と同様に、一対の駆動系の一方はサーボモータによって直接駆動でき、可動体のタンデム駆動を高精度に行うことができる。
According to the invention of
請求項3に係る発明によれば、回転連結装置の部材を、タイミングベルトによって構成したので、簡単な構成によって可動体の両側間の剛性を弱めることができる。 According to the third aspect of the present invention, since the member of the rotary coupling device is configured by the timing belt, the rigidity between both sides of the movable body can be weakened with a simple configuration.
請求項4に係る発明によれば、可動体は、チルトテーブルからなり、チルトテーブルの両端部は、支持台に所定の間隔を有して対向して配置された第1および第2の支持部に軸受を介して共通の軸線の回りに回転可能に支持され、支持台の第1の支持部には、一対の駆動系の一方および駆動系の一方を駆動するサーボモータが配設され、支持台の第2の支持部には、一対の駆動系の他方が配設されているので、1つのサーボモータによってチルトテーブルをタンデム駆動することができ、チルトテーブルの大型化、高速化および高精度化に低コストで対応することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the movable body includes a tilt table, and both end portions of the tilt table are arranged to face the support base with a predetermined interval, and the first and second support portions. The first support portion of the support base is provided with a servo motor for driving one of the pair of drive systems and one of the drive systems, and is supported by the first support portion of the support base. Since the other of the pair of drive systems is disposed on the second support portion of the base, the tilt table can be driven in tandem by one servo motor, and the tilt table can be increased in size, speeded up, and highly accurate. Can be realized at low cost.
請求項5に係る発明によれば、一対の駆動系は、共通の軸線の回りにそれぞれ回転可能に支持された第1および第2の回転ホイールあるいはウォームホイールと、第1および第2の回転ホイールあるいはウォームホイールに噛合う第1および第2のカム軸あるいはウォーム軸と、第1および第2のカム軸あるいはウォーム軸に回転連結された第1および第2の歯車列とを有し、回転連結装置は、第1および第2の歯車列間を回転連結するように配設されているので、可動体の両側を、第1および第2の歯車列、第1および第2のカム軸あるいはウォーム軸および第1および第2の回転ホイールあるいはウォームホイールをそれぞれ介して同期的に駆動することができる。 According to the invention which concerns on Claim 5, a pair of drive system is the 1st and 2nd rotation wheel and the 1st and 2nd rotation wheel which were supported so that rotation around the common axis line was respectively possible. Alternatively, the first and second cam shafts or worm shafts that mesh with the worm wheel, and first and second gear trains that are rotationally connected to the first and second cam shafts or worm shafts. Since the apparatus is disposed so as to rotationally connect between the first and second gear trains, the first and second gear trains, the first and second camshafts, or the worms are arranged on both sides of the movable body. It can be driven synchronously through the shaft and the first and second rotating wheels or worm wheels, respectively.
請求項6に係る発明によれば、可動体は、スライドテーブルからなり、スライドテーブルの両端部は、支持台に所定の間隔を有して設置された第1および第2のガイドレールにスライド可能に支持され、第1のガイドレール側には、一対の駆動系の一方および駆動系の一方を駆動するサーボモータが配設され、第2のガイドレール側には、一対の駆動系の他方が配設されているので、1つのサーボモータによってスライドテーブルをタンデム駆動することができ、スライドテーブルの大型化、高速化および高精度化に低コストで対応することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the movable body includes the slide table, and both end portions of the slide table can slide on the first and second guide rails installed on the support base with a predetermined interval. A servo motor that drives one of the pair of drive systems and one of the drive systems is disposed on the first guide rail side, and the other of the pair of drive systems is disposed on the second guide rail side. Thus, the slide table can be driven in tandem with one servo motor, and the slide table can be increased in size, speed, and accuracy at low cost.
請求項7に係る発明によれば、一対の駆動系は、第1および第2のガイドレールと平行な軸線回りに回転可能に支持された一対のボールねじ軸と、これらボールねじ軸にそれぞれ螺合され、スライドテーブルの両端部に固定された一対のボールナットとを有し、回転連結装置は、一対のボールねじ軸間を回転連結するように配設されているので、スライドテーブルの両側を、一対のボールねじ軸と一対のボールナットからなるボールねじ機構をそれぞれ介して同期的に駆動することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the pair of drive systems includes a pair of ball screw shafts rotatably supported about an axis parallel to the first and second guide rails, and a screw threaded on each of the ball screw shafts. And a pair of ball nuts fixed to both ends of the slide table, and the rotary coupling device is arranged to rotationally couple between the pair of ball screw shafts. These can be driven synchronously through ball screw mechanisms each composed of a pair of ball screw shafts and a pair of ball nuts.
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ないし図4は、本発明の可動体駆動装置をチルト装置10に適用した第1の実施の形態を示すものである。図1において、マシニングセンタ等の工作機械のベッドあるいはスライドテーブル11上には、支持台12が設置されている。支持台12の両側には、第1および第2の支持部12A、12Bが水平方向に所定の間隔を有して対向して配置されている。第1および第2の支持部12A、12Bには、チルトテーブル13の両端部13A、13Bが共通の旋回軸線O1の回りに旋回可能に支持されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 show a first embodiment in which a movable body driving device of the present invention is applied to a
チルトテーブル13の旋回軸線O1方向の中心部には、旋回軸線O1と直角な回転軸線O2の回りに回転テーブル14が回転割出し可能に支持され、この回転テーブル14上にワークWを支持したパレット15が搬入搬出され、位置決めクランプされるようになっている。そして、チルトテーブル13を支持した支持台12が、ベッド(11)上に固定されている場合には、図示しない主軸ヘッドのX軸、Y軸およびZ軸の3次元方向移動と、チルトテーブル13の旋回軸線O1回りの旋回運動と、回転テーブル14の回転軸線O2回りの回転割出し運動とによって、5軸制御型のマシニングセンタが構成される。なお、チルトテーブル13を支持した支持台12が、例えば、ベッド上にZ軸方向に移動可能に支持されたスライドテーブル(11)上に設置されている場合には、図示しない主軸ヘッドのX軸およびY軸方向移動と、スライドテーブルのZ軸方向移動と、チルトテーブル13の旋回軸線O1回りの旋回運動と、回転テーブル14の回転軸線O2回りの回転割出し運動とによって、5軸制御型のマシニングセンタが構成される。 At the center of the tilt table 13 in the direction of the turning axis O1, a rotating table 14 is supported so as to be able to rotate and index around a rotating axis O2 perpendicular to the turning axis O1, and a pallet that supports a workpiece W on the rotating table 14. 15 is carried in and out and is positioned and clamped. When the support table 12 that supports the tilt table 13 is fixed on the bed (11), the X-axis, Y-axis, and Z-axis movement of the spindle head (not shown) and the tilt table 13 are moved. The 5-axis control type machining center is constituted by the turning motion around the turning axis O1 and the rotation indexing motion around the rotation axis O2 of the rotary table 14. When the support table 12 that supports the tilt table 13 is installed on a slide table (11) that is supported on a bed so as to be movable in the Z-axis direction, for example, the X axis of a spindle head (not shown) And a Y-axis direction movement, a Z-axis direction movement of the slide table, a turning movement about the turning axis O1 of the tilt table 13, and a rotary indexing movement about the rotating axis O2 of the rotating table 14 A machining center is configured.
支持台12の第1および第2の支持部12A、12Bには、後述する構成の一対(第1および第2)の駆動系20A、20Bが配設されている。第1および第2の支持部12A、12Bならびに第1および第2の駆動系20A、20Bは、回転軸線O2を中心にして互いに対称形に対向配置されており、基本的には同一の構成をなしている。
A pair of (first and second)
従って、以下においては、第1の支持部12Aおよび第1の駆動系20Aの構成について具体的に説明し、第2の支持部12Bおよび第2の駆動系20Bについては、第1の支持部12Aおよび第1の駆動系20Aで述べたと同じ構成部品については、A付をB付で示すに止め、それ以上の説明は省略する。
Therefore, in the following, the configuration of the
第1の支持部12Aには、図4に拡大して図示するように、クロスローラベアリングからなる軸受21Aによって円筒状の回転ホイール22Aが、旋回軸線O1の回りに回転可能に支持されている。回転ホイール22Aの円周上には、図2を参照して理解できるように、複数のローラ23Aが放射軸線の回りに回転可能に支持され、回転ホイール22Aのローラ23Aに噛合うカム軸24A(図1参照)が、第1の支持部12Aに、旋回軸線O1と直角な軸線の回りに回転可能に支持されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 4, a cylindrical rotating wheel 22 </ b> A is supported on the
回転ホイール22Aの内周には、チルトテーブル13の一端部13Aを一体的に取付ける中空円筒体25Aが固着されている。中空円筒体25Aの内周には、中空軸部26Aが中空円筒体25Aと同心的に、第1の支持部12Aに固着されている。中空円筒体25Aは中空軸部26Aの外径より十分に大きな内径を有しており、図4に示すように、中空円筒体25Aの内周面と中空軸部26Aの外周面との間には環状の空間部27が形成され、この空間部27にクランピングスリーブ28Aと、クランピングスリーブ28Aを軸方向に押圧するピストン29Aが設けられている。
A hollow
クランピングスリーブ28Aは、周知のもので、複数の環状溝が内外周に交互に形成された弾性材からなり、ピストン29Aによって軸方向に押圧されると、弾性変形して内径が収縮されるとともに外径が拡大されるものである。かかるクランピングスリーブ28Aの弾性変形によって、クランピングスリーブ28Aの内外周が中空円筒体25Aの内周面および中空軸部26Aの外周面に摩擦係合し、チルトテーブル13側の中空円筒体25Aを支持台12側の中空軸部26Aに対してクランプするようになっている。
The clamping
第1の支持部12Aには、図3に示すように、エンコーダ付のサーボモータ30が設置されている。サーボモータ30のモータシャフト30aには、第1の支持部12Aに軸受31を介してカム軸24Aと平行な軸線の回りに回転可能に支持された第1の駆動軸32がカップリング33によって連結されている。第1の駆動軸32上には、歯車34Aが固定され、この歯車34Aは、図1に示すように、カム軸24Aの軸端に固定された歯車35Aに噛合されている。また、第1の支持部12Aには、伝達軸36が軸受37を介して第1の駆動軸32と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。伝達軸36上には、第1の駆動軸32上の歯車34Aに噛合する歯車38が固定され、この歯車38は歯車34Aと同一形状に形成されている。伝達軸36上にはまた、歯付の駆動プーリ39が一体的に取付けられている。
As shown in FIG. 3, a
上記した構成により、サーボモータ30が駆動されると、これに直結された第1の駆動軸32、第1の駆動軸32上の歯車34A、この歯車34Aに噛合うカム軸24A上の歯車35Aを介してカム軸24Aが回転駆動される。カム軸24Aの回転は、カム軸24A上の複数のローラ23Aに噛合う回転ホイール22Aに減速して伝えられる。これによって、回転ホイール22Aに連結されたチルトテーブル13の一端部13Aが旋回軸線O1の回りに回動される。
With the configuration described above, when the
第2の支持部12Bには、図3に示すように、第2の駆動軸41が軸受42を介してカム軸24Bと平行な軸線の回りに回転可能に支持され、この第2の駆動軸41上に、図2に示すように、カム軸24Bの軸端に固定された歯車35Bに噛合する歯車43が固定されている。この歯車43は第1の支持部12A側の歯車34Aと同一形状に形成されている。第2の駆動軸41上にはまた、駆動プーリ39と同径の歯付の従動プーリ45が一体的に取付けられている。駆動プーリ39と従動プーリ45との間には、これらプーリ39,45に噛合う歯付のタイミングベルト47が掛け渡されている。これら駆動プーリ39、従動プーリ45とタイミングベルト47によって、回転連結装置48を構成している。
As shown in FIG. 3, a
これにより、上記した第1の駆動軸32上の歯車34Aの回転は、歯車38、伝達軸36、駆動プーリ39、タイミングベルト47、従動プーリ45、第2の駆動軸41、歯車43および歯車35Bを介してカム軸24Bに伝えられ、両カム軸24A、24Bは同一の回転速度で回転駆動される。この際、サーボモータ30によって回転駆動された第1の駆動系20Aの歯車34Aの回転は、歯車38によって回転方向を反転され、駆動プーリ39、タイミングベルト47および従動プーリ45を介して第2の駆動系20Bの歯車43に伝達されるため、両カム軸24A、24Bは互いに逆方向に回転駆動される。従って、対称形に配設された回転ホイール22A、22Bを同一の回転方向に駆動でき、チルトテーブル13の両端部13A、13Bを同期的にチルト駆動できるようになる。
As a result, the rotation of the
このように、1つのサーボモータ30によって、チルトテーブル13の両端部13A、13Bを同期的に駆動することができ、しかも、チルトテーブル13の一端側13Aは、従来の2つのサーボモータによるタンデム駆動と同様に、サーボモータ30によって直接駆動され、チルトテーブル13の他端側13Bは、タイミングベルト47を介して同期的にサーボモータ30の回転が伝えられるので、サーボモータ30からチルトテーブル13の一端側13Aの軸剛性は強く、サーボモータ30から他端側13Bの軸剛性は弱くなる。このように、サーボモータ30によってチルトテーブル13の一端側13Aを直接駆動することにより、チルトテーブル13の一端側13Aの軸剛性を強くできるので、1つのサーボモータ30によって、従来と同等にチルトテーブル13の高精度なタンデム駆動を実現できるようになる。
In this way, both
支持台12の第1の支持部12A側の中空円筒体25Aには、図1および図4に示すように、エンコーダ50を取付けた軸部51が固着され、エンコーダ50によって、中空円筒体25A、すなわち、チルトテーブル13の旋回角度が検出される。また、第2の支持部12B側の中空円筒体25Bには、図1に示すように、中空状の軸部52が固着され、この軸部52の外周に第2の支持部12Bに固定された円筒体53の内周が相対回転可能に嵌合されている。軸部52の外周と円筒体53の内周との間で、チルトテーブル13の内部に圧油を分配するディストリビュータ54が構成され、ディストリビュータ54を介してチルトテーブル13内に分配された圧油は、回転テーブル14に対するパレット15のクランプ、アンクランプ等に供される。また、軸部52の中空部を通して、回転テーブル14を回転割出しするための割出し用サーボモータ(図示せず)に電源を供給するケーブル等が挿通される。
As shown in FIGS. 1 and 4, a
次に、上記した第1の実施の形態におけるチルト装置10の動作について説明する。上面にワークWを支持したパレット15が回転テーブル14上に搬入され、位置決めクランプされると、図略の制御装置は、ワークが加工に必要な姿勢となるように、図略のサーボモータによって回転テーブル14を所定の角度位置に回転割出しするとともに、サーボモータ30によってチルトテーブル13を所定の角度位置に旋回する。これによって、回転テーブル14が所定の角度位置に位置決めされるとともに、チルトテーブル13が所定のチルト位置に位置決めされ、チルトテーブル13はその位置で、ピストン29A、29Bとクランピングスリーブ28A、28Bによってクランプされる。
Next, the operation of the
ところで、チルトテーブル13を所定のチルト位置に位置決めするためにサーボモータ30が駆動されると、サーボモータ30の回転は、第1の支持部12Aに設けられた第1の駆動系20Aを介して、チルトテーブル13の一端側13Aに直接伝達される。すなわち、サーボモータ30の回転は、第1の駆動軸32、歯車34A、35Aおよびカム軸24Aを介して回転ホイール23Aに減速して伝えられ、チルトテーブル13の一端側13Aが直接駆動される。一方、チルトテーブル13の他端側13Bには、歯車34Aに噛合う歯車38によって方向を反転され、駆動プーリ39、タイミングベルト47および従動プーリ45、ならびに第2の駆動系20Bの第2の駆動軸41、歯車34B、35Bおよびカム軸24Bを介して、サーボモータ30の回転が、回転ホイール23Aに減速して伝えられ、チルトテーブル13の他端側13Bが同期的に駆動される。
By the way, when the
このように、第1の実施の形態によれば、1つのサーボモータ30によって、チルトテーブル13の両端部13A、13Bを同期的に駆動できるので、タンデム駆動を低コストで実現することができ、しかも、チルトテーブル13の一端側13Aは、従来の2つのサーボモータによるタンデム駆動と同様に、サーボモータ30によって直接駆動され、チルトテーブル13の他端側13Bは、タイミングベルト47を介して同期的に伝えられるので、サーボモータ30からチルトテーブル13の他端側13Bの軸剛性を弱めることができ、その結果、従来の2つのサーボモータによるタンデム駆動時の同期誤差によるカシリ等の発生も抑制でき、チルトテーブル13のタンデム駆動を高精度に行うことができる。
As described above, according to the first embodiment, since both
上記した第1の実施の形態によれば、1つのサーボモータ30によって、チルトテーブル13の両端部13A、13Bを、タイミングベルト47を用いた回転連結装置48を介して同期的に駆動するようにしたので、大型かつ大重量のチルトテーブル13を、タンデム駆動によって高速かつ高精度にチルト動作させることができるようになる。しかも、同期にタイミングベルト47を用いたので、サーボモータ30からチルトテーブル13の他端側13Bの軸剛性を弱めることができ、従来の2つのサーボモータによるタンデム駆動時の同期誤差によるカシリ等の発生も抑制できるようになる。
According to the first embodiment described above, the two
また、1つのサーボモータ30によって、チルトテーブル13の両端部13A、13Bをタンデム駆動するようにしたので、2つのサーボモータによってタンデム駆動する従来技術に比して、タンデム駆動を低コストで実現できるとともに、メカ的に第1の駆動系20Aをマスタ、第2の駆動系20Bをスレーブとして同期をとることができるため、2つのサーボモータを用いた従来のような複雑な制御、例えば、パラメータによるサーボ調整等を不要とすることができ、制御を簡単にすることができる。
Further, since both
図5は、本発明の可動体駆動装置を直動テーブル装置60に適用した第2の実施の形態を示すものである。
FIG. 5 shows a second embodiment in which the movable body drive device of the present invention is applied to a linear
図5において、61はベッド等のベース部材を示し、ベース部材61上には、第1および第2のガイドレール63、64が所定の間隔を有して、例えば、Z軸方向に沿って設置されている。ベース部材61上には、第1および第2のガイドレール63、64に摺動可能に係合する各一対のガイドブロック65、66を前後両端部に取付けたスライドテーブル67が、Z軸方向に移動可能に案内支持されている。
In FIG. 5,
ベース部材61にはまた、第1および第2のガイドレール63、64の両側に位置して、第1および第2の駆動系20A、20Bを構成する第1および第2のボールねじ軸69,70の各両端部が、ベース部材61上に設置された各一対の支持ブラケット71、72に軸受を介して、第1および第2のガイドレール63、64と平行な軸線の回りに回転可能に支持されている。第1および第2のボールねじ軸69、70には、それぞれボールナット73、74が螺合され、ボールナット73、74はスライドテーブル67の両端部に固定されている。
The
第1のボールねじ軸69の一端には、支持ブラケット71に固定されたサーボモータ80のモータシャフト80aがカップリング81によって連結されている。サーボモータ80には、サーボモータ80の回転角を検出するエンコーダ82が連結され、エンコーダ82によって、サーボモータ80の回転量、すなわちスライドテーブル67の移動量を検出できるようになっている。
A
また、第1のボールねじ軸69の一端には、歯付の駆動プーリ83が一体的に取付けられている。一方、第2のボールねじ軸70の一端には、歯付の従動プーリ84が一体的に取付けられ、これら駆動プーリ83と従動プーリ84との間には、両プーリ83、84に噛合う歯付のタイミングベルト85が掛け渡されている。これら駆動プーリ83と従動プーリ84とタイミングベルト85によって、回転連結装置48を構成している。
A
上記した第2の実施の形態によれば、スライドテーブル67をスライドするためにサーボモータ80が駆動されると、サーボモータ80の回転は、第1のボールねじ軸69に直接伝えられ、第2のボールねじ軸70には、駆動プーリ83、タイミングベルト85および従動プーリ84を介して回転が伝達される。従って、第1および第2のボールねじ軸69、70が同一方向に同期的に回転され、ボールナット73、74を介してスライドテーブル67の両側がタンデム駆動され、スライドテーブル67は第1および第2のガイドレール63、64に沿ってスライドされる。
According to the second embodiment described above, when the
このように、第2の実施の形態においても、1つのサーボモータ80によって、スライドテーブル67の両端部に設けられた2つの駆動系20A、20Bを、タイミングベルト85を介して同期的に駆動できるようにしたので、スライドテーブル67がそれに載置される回転テーブル等によって、大型かつ大重量となっても、タンデム駆動によって高速かつ高精度にスライドすることができるようになる。しかも、タイミングベルト85を介して同期させるようにしたので、サーボモータ80から第2の駆動系20Bの軸剛性を弱めることができ、従来の2つのサーボモータによるタンデム駆動時の同期誤差によるカシリ等の発生も抑制できるようになる。
Thus, also in the second embodiment, the two
また、1つのサーボモータ80によって、スライドテーブル67の両端部をタンデム駆動するようになっているので、タンデム駆動を低コストで実現できるとともに、メカ的に第1のボールねじ軸69側をマスタ、第2のボールねじ軸70をスレーブとして同期がとられるため、2つのサーボモータを用いた従来技術のような複雑な制御も不要となる。
In addition, since one end of the slide table 67 is driven in tandem by one
上記した実施の形態においては、チルト装置10あるいは直動スライド装置60の両端部に設けた第1および第2の駆動系20A、20Bの一方に、サーボモータ30、80を直結し、第1および第2の駆動系20A、20Bの他方に、サーボモータ30、80による回転をタイミングベルト47、85を介して回転伝達するようにした例について述べた。
In the above-described embodiment, the
しかしながら、図6に示すように、サーボモータ90によって回転連結装置48を構成する駆動プーリ92を駆動し、この駆動プーリ92の回転をタイミングベルト93を介して2つの従動プーリ94、95にそれぞれ伝達し、これら2つの従動プーリ94、95によって第1および第2の駆動系20A、20Bをそれぞれ同期的に駆動することもできる。
However, as shown in FIG. 6, the
また、上記した第1および第2の実施の形態においては、サーボモータ30、80によって駆動された第1の駆動系20Aの回転をタイミングベルト47、85を介して第2の駆動系20Bに回転伝達する例について述べたが、タイミングベルト47、85を用いた回転連結装置48は、第1および第2の駆動系20A、20Bが大きく離間している場合に有効となるが、第1および第2の駆動系20A、20Bの距離が比較的接近している場合には、第1および第2の駆動系20A、20Bを、歯車機構による回転連結装置48を介して連結することもできる。すなわち、歯車機構はバックラッシュを避けることができないため、このバックラッシュによって、サーボモータ80から第2の駆動系20Bの軸剛性を弱めることができ、タイミングベルト47、85を用いた回転連結装置48と同等の作用効果を奏することができる。
In the first and second embodiments described above, the rotation of the
上記した第1および第2の実施の形態においては、本発明の可動体駆動装置をチルトテーブル13をチルト動作するチルト装置10およびスライドテーブル67をスライド動作する直動スライド装置60にそれぞれ適用した例について述べたが、本発明は、その他に、可動体の両端部を同期的に駆動する高速マシニングセンタの主軸ヘッド等、タンデム駆動に可動体を駆動するあらゆる形態のものに適用できるものである。
In the first and second embodiments described above, the movable body driving device of the present invention is applied to the
以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得るものである。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the configurations described in the embodiments, and does not depart from the gist of the present invention described in the claims. It can take various forms.
本発明に係る可動体駆動装置は、両側に2つの駆動系を有する可動体を備えた工作機械に用いるのに適している。 The movable body drive device according to the present invention is suitable for use in a machine tool including a movable body having two drive systems on both sides.
10…チルト装置、12…支持台、12A、12B…支持部、13…チルトテーブル、13A、13B…両端部、20A、20B…駆動系、22A、22B…回転ホイール、24A、24B…カム軸、30…サーボモータ、32…駆動軸、34A、34B、35A、35B…歯車列、39…駆動プーリ、45…従動プーリ、47…タイミングベルト、48…回転連結装置、60…直動スライド装置、63、64…ガイドレール、67…スライドテーブル、69、70…ボールねじ軸、73、74…ボールナット、80、90…サーボモータ、83、92…駆動プーリ、84、94、95…従動プーリ、85、93…タイミングベルト。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
7. The pair of drive systems according to claim 6, wherein a pair of ball screw shafts rotatably supported around an axis parallel to the first and second guide rails are screwed to the ball screw shafts, respectively. A movable body having a pair of ball nuts fixed to both ends of the slide table, wherein the rotational coupling device is disposed to rotationally couple between the pair of ball screw shafts. Drive device.
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