JP2012240167A - 可動体支持装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可動体支持装置10は、可動体18の移動範囲の中で、Z軸と一致する方向に可動体を支持可能な第1のリンク機構部20、X軸と一致する方向に支持可能な第2のリンク機構部30、及びY軸と一致する方向に支持可能な第3のリンク機構部40を有する。第1〜第3のリンク機構部20,30,40は2本の第1〜第3のリンク26,36,46を有する。第1〜第3のリンク26,36,46それぞれは可動体18の移動範囲の中で各軸に一致可能に延びるとともに、可動体18の移動範囲の中で隣り合うリンク機構部20,30,40のリンク26,36,46のなす角度が90度を取り得るように構成されている。
【選択図】図1
Description
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の可動体支持装置において、前記2本のリンクの両端は、それぞれボールジョイントにより連結されていることを要旨とする。
図1に示すように、工作機械における可動体支持装置(以下、支持装置10と記載する)のフレーム11は、四角枠状の下フレーム12と、下フレーム12の3つの角部から立設された第1〜第3支持フレーム13a〜13cと、第1〜第3支持フレーム13a〜13cに支持された四角枠状の上フレーム14と、から形成されている。
第2のリンク機構部30において、第2の支持板16には、第2の支持ブラケット16aが固定されるとともに、この第2の支持ブラケット16aには、第2のサーボモータM2に連結された第2の減速機G2が支持されている。なお、第2のサーボモータM2には、図示しないコントローラが信号接続されている。また、第2の減速機G2には、第2のカップリングC2を介して第2のクランク軸31が接続されている。なお、第2の支持板16には、一対のクランク軸支持部材32が固定されるとともに、各クランク軸支持部材32には第2のクランク軸31が回転可能に支持されている。
第3のリンク機構部40において、第3の支持板17には、第3の支持ブラケット17aが固定されるとともに、この第3の支持ブラケット17aには、第3のサーボモータM3に連結された第3の減速機G3が支持されている。なお、第3のサーボモータM3には、図示しないコントローラが信号接続されている。また、第3の減速機G3には、第3のカップリングC3を介して第3のクランク軸41が接続されている。なお、第3の支持板17には、一対のクランク軸支持部材42が固定されるとともに、第3のクランク軸41は、クランク軸支持部材42に回転可能に支持されている。
支持装置10においては、コントローラに対し、可動体18を移動させる位置情報が入力されると、その移動情報に応じた指令信号がコントローラから第1〜第3のサーボモータM1〜M3へ出力される。すると、指令信号に基づき、第1〜第3のサーボモータM1〜M3の駆動量が制御されるとともに、第1〜第3の減速機G1〜G3により回転数が減速され、その回転数に応じて第1〜第3のリンク26,36,46の移動量が制御される。その結果、可動体18は、位置情報で指定された位置へ移動し、可動体18に支持されたツールも位置情報で指定された位置へ移動する。
(1)第1のリンク機構部20により、可動体18をその移動範囲の中でZ軸に一致する方向に支持可能とするとともに、第2のリンク機構部30により、可動体18をその移動範囲の中でX軸に一致する方向に支持可能とし、さらに、第3のリンク機構部40により、可動体18をその移動範囲の中でY軸に一致する方向に支持可能とした。また、支持装置10は、可動体18の移動範囲の中で、2本の第1のリンク26と、2本の第2のリンク36とが90度を取り得るように構成するとともに、2本の第1のリンク26と、2本の第3のリンク46とが90度を取り得るように構成した。このため、可動体18の移動範囲の中では、第1〜第3のリンク26,36,46は、互いのなす角度が70〜110度となり、それぞれ軸方向がXYZの各軸方向にほぼ沿うように延びる。したがって、第1〜第3のリンク26,36,46に加わる外力が分力によってほとんど増幅されることがなく、第1〜第3のリンク26,36,46で外力に耐えることができる。
○ 図6の模式図に示すように、支持装置10を複数並設し、複数の支持装置10を協調させて動作させてもよい。この場合、各支持装置10において、フレーム11の第1〜第3支持フレーム13a〜13cが形成されていない部位を互いに突き合わせるように支持装置10を並設する。このように構成すると、複数の可動体18を近接させて1箇所に集約して配置することができ、各可動体18に支持されたツールによる作業を1箇所で集中して行うことが可能になる。その結果として、ツールによる作業効率が向上するとともに、複数のツールによる連携作業も可能になる。
○ 図7(c)に示すように、可動体70を四角箱状に想定した場合、可動体70の上面70aにおいて、X軸方向に延びる2辺のうち可動体70の後面70c側の辺の両端それぞれに第1のリンク26を連結して可動体70をZ軸方向に支持する。また、可動体70の上面70aにおいて、Y軸方向に延びる2辺のうち可動体70の左側面70b側の辺の両端それぞれに第2のリンク36を連結して可動体70をX軸方向に支持する。さらに、可動体70の後面70cにおいて、Z軸方向に延びる2辺のうち可動体70の左側面70b側の辺の両端それぞれに第3のリンク46を連結して可動体70をY軸方向に支持してもよい。
○ 図7(e)に示すように、可動体70を四角箱状に想定した場合、可動体70の上面70aにおいて、Y軸方向に延びる対向する2辺の中央それぞれに第1のリンク26を連結して可動体70をZ軸方向に支持する。また、可動体70の左側面70bにおいて、Z軸方向に延びる対向する2辺それぞれに第2のリンク36を連結して可動体70をX軸方向に支持する。さらに、可動体70の後面70cにおいて、X軸方向に延びる対向する2辺それぞれに第3のリンク46を連結して可動体70をY軸方向に支持してもよい。
○ 実施形態では、可動体支持装置10を、工作機械に適用したが、可動体支持装置は、工作機械以外にも、可動体をX軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向に移動可能に支持するものに適用してもよい。
(イ)請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の可動体支持装置を複数並設し、前記可動体を1箇所に集約配置可能に構成された工作機械。
Claims (4)
- 可動体の移動範囲の中で、Z軸と一致する方向に前記可動体を支持可能な第1のリンク機構部、
X軸と一致する方向に前記可動体を支持可能な第2のリンク機構部、
及びY軸と一致する方向に前記可動体を支持可能な第3のリンク機構部を有し、
前記各リンク機構部が、
駆動源と、
該駆動源に一端が揺動可能に支持されるとともに、前記可動体に他端が揺動可能に支持された2本のリンクと、からなり、
各リンク機構部の2本のリンクそれぞれが前記可動体の移動範囲の中で各軸に一致可能に延びるとともに、前記第1〜第3のリンク機構部により前記可動体が各軸回りの回転が規制された状態で支持され、さらに、前記可動体の移動範囲の中で隣り合うリンク機構部のリンクのなす角度が90度を取り得るように構成されている可動体支持装置。 - 前記2本のリンクは、互いに平行をなす請求項1に記載の可動体支持装置。
- 前記2本のリンクの両端は、それぞれボールジョイントにより連結されている請求項1又は請求項2に記載の可動体支持装置。
- 前記ボールジョイントは、前記2本のリンクの両端に回転可能に支持されたボールと、該ボールに対し摺動可能に支持された球面軸受と、からなり、前記リンクの両端の前記ボールは付勢部材により前記リンクの軸方向に沿って互いに引寄せられる方向又は相反する方向に付勢されている請求項3に記載の可動体支持装置。
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