JP4742377B2 - 六脚ポッド補償システム - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、六脚ポッドの改良に関する。
【０００２】
六脚ポッドは、たとえば機械加工される部分に対してツールを配置するために使われるツール機械のサブアセンブリであり、２枚のプレートを含み、これらは６本の伸長可能な脚によって相互に接続する。脚は、ベース・プレートに関してプレートの相対位置を自由に変えるために用いる。
六脚ポッドの脚の位置決め及び動きは、コンピュータで制御される。
このタイプの六脚ポッドは、ＥＰ０４８９８５７公報に開示されている。
六脚ポッドは、他にもたとえば、物理的測定のために使われる。
【０００３】
本発明の課題は、六脚ポッド要素の組み立て、特に脚とその動きに対する圧力を減らすか、補償するための装置を見い出すことである。
【０００４】
この問題は、たとえば機械加工される部分に関してツールを配置するための六脚ポッドであって、６本の伸長可能な脚によって相互に接続する２枚のプレートを含み、ベース・プレートに関して自由に可動性のプレートの応対位置を変えることができ、六脚ポッドの要素のうちの少なくとも１つに対する圧力を減圧／補償する装置を備えているものによって解決できる。
【０００５】
この減圧／補償装置は、機械式の補償器として得る。そして六脚ポッドの動作を制御するコンピュータ装置（及び少なくとも１つの力の制限基準の定義）または機械式の補償器及びコンピュータ装置の組み合わせを有する。
【０００６】
１つの実施形態によると、機械式の補償器は、固定されたフレームで支えられるスラスタである。スラスタのロッドの固定は、端部部材の表面で行われる。
【０００７】
他の実施形態によれば、機械式の補償器は、補償力が可動性のプレートを引っかける部位に対する戻り滑車で伝導されるスラスタである。
【０００８】
他の実施形態によれば、機械式の補償器は、ロッドが移動プレートに接続している移動腕を制御するスラスタである。
【０００９】
他の実施形態によれば、補償装置は、平行のものを提出する一組の装置または六脚ポッドのいくつかの足である。
【００１０】
他の実施形態例によれば、使用されている平行化装置は、平行になる脚の側部に固定されたスラスタである。
【００１１】
他の実施形態によれば、各脚に設けるストレス・ゲージは、補償スラスタの各チャンバーへ送る油圧力を使うように各脚に備える。
【００１２】
他の実施形態によれば、シミュレーションに基づいて計算される負荷が、補償スラスタを制御するための指示として用いられる。
【００１３】
他の実施形態によれば、使用される各平行化装置は、平行になる脚の電気スラスタに統合される。
【００１４】
他の実施形態によれば、補償力は移動プレートのセンターに印加され、六脚類の軸は垂直になる。
【００１５】
六脚ポッドをつるす実施形態では、補償は、戻しスプリングや戻しスラスタによってピンのセンターまたは脚のうちの少なくとも１本の上に直接に印加できる。
【００１６】
本発明は、以下説明と添付の図から、より容易によく理解され得る。
図１ａは、本発明の第１の非制限的機械の補償モード（Ｓ１）であって、ほぼ水平な主軸を持つ六脚ポッドへの適用例の骨組み図である。
図１ｂ、図１ｃは、図１の実施形態の変形例の骨組み図である。
図２は、本発明の第２の非制限的機械式の補償実施形態（Ｓ２）であって、ほぼ水平な主軸を持つ六脚ポッドへの適用例の骨組み図である。
図３は、本発明の第３の非限定的な機械式の実施形態（Ｓ３）であって、ほぼ水平な主軸を持っている六脚ポッドへの適用例の骨組み図である。
図４は、機械式の補償実施形態であって、ほぼ垂直な主軸を持つ六脚ポッドで、移動プレートがベース・プレートより上に置かれたものに適用した例の骨組み図である。
図５及び図６は、機械式の補償手段であって、つるされた六脚ポッドであって、ほぼ垂直な主な軸を持ち、かつ移動プレートがベース・プレートの下に置かれた例への適用の骨組み図である。
図７は、六脚ポッドの移動プレートの可能な動きを示す図である。
図８ａ、８ｂ及び８ｃは、機械式の補償機及び移動プレートを接続する可能性を示す図である。
【００１７】
前出の問題の第１の解答は、ツールの軌跡上の点へ接近するための方法に従って作動することである。
一般的に言って、六脚ポッドは６自由度を持つ。しかしながら、これらのうちの５つだけを使う。実際には、ピン軸周りの回転が通常は最も使われない。
従って、ツールの軌跡上の点に到着するために、脚長は無制限である。
【００１８】
脚長さが無制限であることに関していえば、脚長は、コンピュータ制御されるアクセス方法によって選択され、独立の場合または連結の場合における基準を定義する。たとえば、
各脚の移動範囲内に残ること、所定角度の範囲内に残ること、 力を制限すること、要求される厳格性を得ること、ピン軸のまわりで一定の方向を保って要求された精度を得ること、等である。
前出の問題の第１の解答は、軌跡上の点への接近基準のうちの少なくとも１つをコンピュータで制御によって応力を減らすことからなる。この解決は、完全なコンピュータ指向の開発である。
【００１９】
第二の解決は、１またはすべての機械式の補償手段を使用することからなり、図１ａ?図６に示す実施形態により後述する。水平設置された六脚ポッド（１）に適用した図１ａ、１ｂ及び１ｃの第１の実施形態によると、上記六脚ポッドは、水力または空力のスラスタ（Ｓ１）からなる機械式の補償装置を備えている。このスラスタは、可動性のプレート（２）上に置いた荷重を支える一定の力を発揮する。
【００２０】
このために、図１ａの第１の実施形態では、スラスタ（Ｓ１）は、可動のプレート（２）の面上に垂直に置かれる。図中符号３、４はそれぞれ、ピンの軸と六脚ポッドの水平主軸を示す。
スラスタ（Ｓ１）の本体は、固定されたフレーム（６）で支えられ、ロッド及びプレートの間の衝突の危険を避けるため、ロッドは、端部部材または可動プレート（２）の周囲に取り付けられる。
スラスタの行程は、位置及び方向の両方ともプレートの状況変化のすべてを受け入れるのに十分である。利用できる規則的な気流を持つことが、スラスタの開口部、分配器及び圧力調整器のサイズに関して重要であり、スラスタのチャンバーの容量変化が追加の負荷を持つことにはならない。
【００２１】
この第１の実施形態またはその変化形態において力の補償器としてスラスタを加えることは、各脚の作動範囲を電気記的駆動手段によって許容される範囲に戻すこと及び極端な負荷の値を減らすことを可能にする。
【００２２】
またこの技術は、実行が容易で、空力のスラスタの信頼性を単純にテストできる、という利点を持つ。
【００２３】
また、スラスタ補償は、マシニングセンタ上で六脚ポッドの頭部の組み立て、分解を助けるために使用できる。
そのため、補償器を引っかけて取り付けることを単純化することを可能とするために、２本の平行な軸を有する移動プレート（そしてピンの軸の周りの回転は除去される）を持ち、移動プレートの傾斜すべてを支えるフックを備える。
【００２４】
図７に、動作の結果としての傾斜、すなわち、ピンの周りの回転（Ｒｌ）、水平軸の周りの回転（Ｒ２）垂直面内での傾き（Ｂ）を示す。
【００２５】
これらテストは、第１に、スラスタの補償力を加える点を決定し、その標準を固定することを可能とし、第二に、上記スラスタの補償力の最適条件を決定する。
【００２６】
非限定的な例として、８００ｍｍの行程を伴うスラスタにとって、可動プレートの周囲に位置している点での３５００Ｎの最適補償力及び座標軸（ｘ，ｙ，ｚ）の軸（ｚ）に沿って可動プレートを６ｍｍオフセットさせるように選択することが可能である。
【００２７】
図１ｂの異なる実施形態では、スラスタ（Ｓ１）は垂直に置かれず、その補償力は可動プレート（２）の引っ掛け部に対して戻り滑車で伝えられる。
【００２８】
図１（ｃ）で示す異なる実施形態によると、スラスタのロッドは、可動プレート（２）に接続している可動アーム（５）を制御する。
【００２９】
図２及び図３で示す２つの他の実施形態によると、油圧スラスタを使うことによって六脚ポッドの各脚またはそれらの一部を平行にすることで解決している。一つまたは複数の補償機を追加して脚のそばに固定することができる（図２のスラスタＳ２）。または、脚の電動スラスタの機構の中に、直接的に一体化することもできる（図３の符号Ｓ３）。
【００３０】
図２の場合、スラスタを補償する各チャンバーに送られる油圧力を制御するストレス・ゲージを各脚上に設けることが可能である。規格が信頼できかつ動作が速ければ、六脚ポッドのスラスタは、まったく負荷を支持せず、単にそれらの位置決め機能をつだけとなる。
【００３１】
第二の制御（図２の場合）は、予測制御で実行されるシミュレーションに基づいて脚の負荷を予測することである。計算されるデータは、補償機の油圧スラスタを制御する基準値とされる。
【００３２】
図２の構造は、六脚ポッドの構造との一体化が主な利点である。
【００３３】
図３の場合、油圧補償機能が電動スラスタに一体化されているが、その主な利点は、六脚ポッドの構造中の圧力容積を制限することである。
【００３４】
図４の場合、六脚ポッドは、平面上に置かれ、その主軸（４）は垂直であり、可動プレート（２）は固定されたプレート上に置かれ、ピン（３）の軸は水平である。
矢印（Ｆ）は、油圧または空圧の補償スラスタの補償力を示す。
１００ｍｍの行程の電動スラスタで得られる非制限的かつ最適条件によると、補償力は２８１０Ｎであって可動プレートの中心から２３８ｍｍのところで適用される。
この垂直な六脚ポッド構造において観察される補償スラスタの効果は、水平の場合と同じものであり、力の曲線は再集中化され、振幅が停滞し、極値は減る。
【００３５】
図５及び図６の場合、六脚ポッドはつるされている。
【００３６】
図５では、機械式の補償装置の補償力（Ｆ）は、直接にピンの方向に適用される。
【００３７】
図６では、各脚の上に、またはそれらの間に補償力（ＦＩ）が働き、戻しスプリングまたは戻しスラスタで実例のために出される。
【００３８】
最後に、第３の解決は、機械たとえば、上述の補償機のうちの１つの補償モードにアクセス方法のコンピュータ補償モードを結合することである。
【００３９】
プレート（補償器で支えられている）の動き容易にするために、アクセス方法におそらく一致するのは、六脚ポッドにリンクを設けて補償機と接続することである。
この回動リンクは、プレート（図８ｂ、図８ｃ）の傾斜レベルにおいて、ピン（図８ａ）のまわりでの回転レベルで提供できる。
これらの３つの回動動作は、結合できる。制御を改善するために、ゲインを脚長及び／または速度によって制御することができる。
最後に、補償機中の圧力等の要因によって制御できる。
【００４０】
もちろん、六脚ポッドが水平あるいは垂直に設置されても、本発明を適用できる。

Claims (7)

1. 主軸（４）を水平または垂直に置き、機械加工される部分に対してツールを配置するために使われる六脚ポッドであって、ベース・プレートと可動プレート（２）の２枚のプレートを間隔を明けて配し、該可動プレート（２）を、上記ベース・プレートに対して自由に位置を変え得るように６本の伸長可能な脚で接続し、これら脚のうちの少なくとも１つに対する圧力を減らすか、補償する油圧または空圧のスラスタ（Ｓ１）のロッドを上記可動プレート（２）に接続し、上記スラスタ（Ｓ１）によって上記可動プレート（２）上に置く重さを支える六脚ポッドにおいて、上記スラスタ（Ｓ１）のロッドを上記可動プレート（２）の縁に固定し、予測制御で実行されるシミュレーションに基づいて上記脚の負荷を予測し、計算されるデータを、上記スラスタ（Ｓ１）を制御する基準値とする、ことを特徴とする六脚ポッド。
2. 主軸（４）を水平または垂直に置き、機械加工される部分に対してツールを配置するために使われる六脚ポッドであって、ベース・プレートと可動プレート（２）の２枚のプレートを間隔を明けて配し、該可動プレート（２）を、上記ベース・プレートに対して自由に位置を変え得るように６本の伸長可能な脚で接続し、これら脚のうちの少なくとも１つに対する圧力を減らすか、補償する油圧または空圧のスラスタ（Ｓ１）を固定フレーム（６）に固定し、上記スラスタ（Ｓ１）を上記脚の電動スラスタ機構中に、直接的に一体化し、上記可動プレート（２）に上記スラスタ（Ｓ１）のロッドを接続し、上記スラスタ（Ｓ１）によって上記可動プレート（２）上に置く重さを支える六脚ポッドにおいて、予測制御で実行されるシミュレーションに基づいて上記脚の負荷を予測し、計算されるデータを、上記スラスタ（Ｓ１）を制御する基準値とすることを特徴とする六脚ポッド。
3. 請求項１または２の六脚ポッドにおいて、上記主軸（４）を水平に置き、上記スラスタ（Ｓ１）を垂直方向に配置してなることを特徴とする六脚ポッド。
4. 請求項１の六脚ポッドにおいて、上記スラスタ（Ｓ１）を非垂直に配置し、該スラスタのロッドと上記可動プレート（２）の間に配した滑車で上記ロッドの動きを上記可動プレート（２）に伝達することを特徴とする六脚ポッド。
5. 請求項１の六脚ポッドにおいて、上記スラスタ（Ｓ１）を非垂直に配置し、該スラスタのロッドと上記可動プレート（２）の間に配した滑車で上記ロッドの動きを上記可動プレート（２）に伝達することを特徴とする六脚ポッド。
6. 請求項１ないし４のいずれかの六脚ポッドにおいて、上記スラスタのロッドの動作により、上記可動プレート（２）の軸（３）のオフセットを可能としたことを特徴とする六脚ポッド。
7. 請求項１ないし６のいずれかの六脚ポッドにおいて、少なくとも１つの関節動作可能なリンクを備えることを特徴とする六脚ポッド。

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