JPH0343486Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は移動機構に関し、詳しくは、工業用ロ
ボツトやNC工作機械等に使用され、精密な直線
運動が要求される移動機構に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の機械に使用される移動装置とし
ては、例えば複数の摩擦ローラの組合せで棹部材
で、挟持し、棹部材を移動させるようにした特開
昭61−117043号公報に開示されている類のものや
ボールねじを使用し、ねじに螺合させたナツト部
材を移動体側に取付けて、ねじを回転駆動させる
ことにより移動体をボールねじに沿つて移動させ
るようにしたものが知られている。

また、工作機械の送り装置として移動体をガイ
ドバーに沿つて摩擦ローラによる摩擦駆動する装
置が特公昭58−54948号公報に開示されている。

上記公報に開示された装置は基台と、基台に設
けけた案内面と、案内面に沿つて移動する移動体
と、移動体を案内面に沿つて移動させる送り駆動
装置と、移動体の位置を検出する位置検出器と、
位置検出器の信号を受け前記送り駆動装置を制御
する制御装置とを具備し、基台に移動体駆動用の
摩擦板を案内面に対してほぼ平行に設け、移動体
に摩擦板の摩擦面を両側から互いに等しい力で圧
接するように複数個の駆動ローラを設け、この駆
動ローラのうち少なくとも１個を前記送り駆動装
置に連結し、摩擦板の摩擦面と案内面との平行度
に狂いがあるとき、移動体が案内面を基準にして
移動すると駆動ローラを介して摩擦板に押圧力が
作用し、その押圧力によつて摩擦板は移動体の移
動方向に対して直角方向には弾性的に変位可能
で、しかも移動体の移動方向には高い剛性を持つ
ように薄肉弾性部を有して構成し、摩擦板と案内
面との間で薄肉弾性部が弾性変形し得るように摩
擦板は前記案内面から離れた位置に取付けられた
ことを特徴とするものである。

また、工作機械の送り装置として、機械の固定
ベースと移動体の何れか一方に送り長さに従つて
取付けた長手案内レールと、案内レールの両側面
にそれぞれ転がり係合する少なくとも１対の駆動
ローラと押付けローラからなる転がりユニツト
と、可撓継手を介して駆動ローラを駆動するモー
タと、転がりユニツトに組込んだ押付け圧設定手
段と、転がりユニツトを送り方向に対して垂直方
向にのみ移動自在に保持して移動体又は固定ベー
スに取付ける可撓性の結合手段とを具備して構成
され、モータの正逆回転に従つて移動体を送り移
動させるように構成したことを特徴とする工作機
械の送り装置が特開昭61−230835号公報に開示さ
れている。

更にまた、特開昭61−266957号公報に開示され
ているもので、一対のバツクアツプローラによつ
て支承された１個の送り用小ローラと、送り用小
ローラに対向して配設された一対の押えローラと
により必要とする圧力を与えた状態で送り棹を挾
持し、かつ、送り用小ローラをステツピングモー
タによつて回転駆動せしめることにより送り棹を
直線移送せしめる如く構成した送り棹を用いた高
精度送り装置において、一対のバツクアツプロー
ラを、複数の板状ローラがある間隔をへだてて一
体に構成されたものにすると共に、その一対のバ
ツクアツプローラの各板状ローラを相手方のバツ
クアツプローラの各板状ローラの間隔中に挿入さ
せた状態で送り用小ローラを支承せしめ、バツク
アツプローラ相互またはおよびバツクアツプロー
ラと送り棹との間の干渉が生ずることなく送り用
小ローラの径を小径として微小送りを達成せしめ
るようにしたものが知られている。

しかして、このような移動体を直線運動させる
形態の移動機構では一般に移動体が不必要に移動
限界を越えていわゆる暴走するのを防止するため
に、ソフト的に移動限界を設定し、移動体が常に
その移動限界の範囲内で動作しているか否かを制
御回路で判断して越えたときに停止させるように
するか、あるいは位置検知センサを限界位置近傍
に配設して移動体がセンサによつて検知されたと
きにこれを停止させるようにしている。

［考案が解決しようとする間題点］ しかしながら、上述したような移動機構の暴走
禁止手段は、いずれも制御回路によつて更に移動
を続けるきか否、あるいはセンサによつて検知さ
れたか否かを判断するもので、特に移動体の慣性
力が大きいような場合には禁止動作が追従し兼ね
る虞がある。また、移動体が暴走するような場合
は制御回路の方にも異常のあることが多く、そう
なるとそれに対応した動作が指令されないことが
あり、装置全体の破損を招きかねない。更にま
た、上述したような移動機構において、機械的に
移動体をモータによる駆動力ら解放するようにし
ようとすると、その置が大掛りなものとなり、コ
スト増を招くのみならず、ボールねじとサーボモ
ータとの間の機械的動力伝達手段をいつたん切離
すようにすると、再びその移動原点位置に戻すの
が容易でなく、復帰に手間と時間がかかり過ぎ
る。

本考案の目的は、上述した従来の問題点に着目
し、その解決を図るべく、仮に上述したような移
動体の暴走が発生するような状態となつても移動
体に駆動力が伝達されず、従つてそのまま移動体
の暴走を許容するようなことがない廉価でしかも
移動原点を常に正確に保持することのでできる移
動機構を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本考案は、固定
台上に敷設されたガイドレール上を移動自在な移
動台と、前記固定台上に前記ガイドレールと平行
に配設されたガイドバーと、該ガイドバーと接触
を保ち前記移動台に設けた駆動源によつて駆動さ
れ、前記移動台を移動させる駆動ローラと、前記
移動台に配設され、前記ガイドバーの前記駆動ロ
ーラと対向する位置において前記駆動ローラを前
記ガイドバーに圧接させる圧接力を発生させる手
段と、前記移動台に関連して設けられ、該移動台
の移動位置を検出する手段と、前記移動台が移動
する前記ガイドバーの限界位置に前記駆動ローラ
が落ち込む落込部を形成し、前記移動台が前記限
界位置を越えたときに前記駆動ローラの前記ガイ
ドローラに対する圧接力を消滅させる手段とを有
することを特徴とするものである。

［作用］ 本考案によれば、移動体が移動範囲の限界を越
えると、ガイドバーに設けた圧接力解除手段によ
り移動体に設けられている駆動ローラが圧接して
いるガイドバーの圧接面から解放されることによ
つて、それ以上、駆動力が駆動ローラを介して移
動体に伝達されず、かつ移動体の有する慣性力が
緩衝部材によつて吸収されることにより安全に移
動体を停止させることができ、しもその移動原点
をラツク部材とエンコーダのピニオン部材との噛
合によつて常に正確に保持させることができる。

［実施例］ 以下に、図面に基づいて本考案の実施例を詳細
かつ具体的に説明する。

第１図は本考案を直行型ロボツトに適用した例
を示す。ここで、１は固定ベース、２は固定ベー
ス１上を走行移動可能な移動台、３移動台２に取
付けられたロボツトアームである。なお、本例で
は図示しないがロボツトアーム３上にこれに沿つ
て移動自在な走行部材が設けられ、更に走行部材
に上下方向に昇降自在なロボツトハンドが設けら
れる。

４は移動台２上に配設された第１ガイドレール
であり、第２図に示すように第１ガイドレール４
は２本が平行して並設される。また、５は第２ガ
イドバーであり、第２ガイドバー５は第１ガイド
レール４と平行、かつ固定ベース１上の中空位置
に配設され、その両端部はバー固定部材６により
固定されると共に上述した移動台２の上部構成板
２Ａと下部構成板２Ｂとの間の空間を通り抜ける
ように導設される。更にまた、この第２ガイドバ
ー（以下では単にガイドバーという）５の固定部
材６近傍には、移動台２の後述するような暴走を
禁止するための手段として、その軌道面に段落の
ある切欠き部４０が設けらており、一方固定部材
６には衝撃を吸収するためのバンパ５０が設けら
れている。

７は移動台２上に支持台８を介して取付けられ
たサーボモータであり、モータ７の回転軸７Ａは
カツプリング９を介して駆動ローラ軸１０Ａと連
結され、また駆動ローラ軸１０Ａの先端部には上
記のガイドバー５の軌道面と接触する駆動ローラ
１０が取付けられている。なお、１１は駆動ロー
ラ軸１０Ａを第２図に示すようにして軸支してい
るベアリングである。

さて、このようにガイドバー５と接触を保つ駆
動ローラ１０に対して、本例では第３図に示すよ
うにガイドバー５の軌道面とは反対側の側面に圧
接ローラ部材１２を配置し、この圧接ローラ部材
１２を第２図に示すようなばね収納部材１３のば
ね１３Ａによりガイドバー５に向けて偏倚させ、
以て、駆動ローラ１０をガイドバー５に密接させ
るようにすることができる。すなわち、圧接ロー
ラ部材１２に設けられている一対の圧接ローラ１
４と駆動ローラ１０との間にガイドバー５が挾持
された状態となるので、モータの駆動回転により
移動台２全体をガイドバー５に沿つて移動させる
ことができる。

また、移動台２がなんらかの原因で仮に移動が
許容されている範囲から限界を越えて暴走したと
すると、駆動ローラ１０がガイドバー５の切欠き
部４０に導かれることによつて、駆動ローラ１０
の空転によりもはや、その駆動力は移動台２に伝
達されず、そのあと移動台２はバンパ５０に当接
して停止する。

再び第１図に戻り、ここで、２１は移動台２上
に取付けられれロータリエンコーダ、２２はエン
コーダ２１と不図示のカツプリングを介して取付
けられたピニオンギヤである。しかしてこのピニ
オンギヤ２２は後述するようにして上下の２段に
構成されるが、これらのピニオンギヤ２２が固定
ベース１上に設けられたラツクギヤ２３と噛合す
ることにより、モータ７によつて移動台２を第１
ガイドレール４に沿つて移動させたときに、その
移動位置をエンコーダ２１を介して検出すること
ができる。

次に第４図によつて、上述したピニオンギヤ２
２とラツクギヤ２３との噛合状態おいよびその構
成について詳述する。第４図において、２４はエ
ンコーダ２１の回転軸２１Ａとピニオンギヤ軸２
５とを接続しているカツプリング、２６はピニオ
ンギヤ軸２５を軸支しているベアリングである。
しかしてここで、ピニオンギヤ２２はピニオンギ
ヤ軸２５に固定された上部ピニオンギヤ２２Ａ
と、ピニオンギヤ軸２５に回動自在に遊嵌された
下部ピニオンギヤ２２Ｂとで構成される。また、
上部ピニオンギヤ２２Ａには第５Ａ図に示すよう
に遊び孔２７が設けられていて、下部ピニオンギ
ヤ２２Ｂから立設したピン２８がこれらの遊び孔
２７に微動自在に嵌め合わされ、これらのピン２
８と固定ピン２９との間に掛止されたばね３０の
ばね力により下部ピニオンギヤ２２Ｂを矢印方向
に回動させる付勢力を保たせている。

そこでいま、移動台２が任意の位置に移動させ
られ、そこで停止したとすると、ピニオンギヤ２
２ではその上部および下部ピニオンギヤがばね３
０の付勢力によつて互いに反対の回転方向に付勢
される形態に保たれていることにより、第５Ｂ図
に示す状態でラツクギヤ２３と噛合し、その間に
バツクラツシ発生の虞がない。

このように構成した移動機構においては、移動
台２を介してロボツトアーム３を移動させたとき
に、圧接ローラ１４が受ける反力Ｆはロボツトア
ーム３の加速度αおよびその質量ｍの条件によつ
て決まる一方、圧接ローラ１４はその反力Ｆに耐
えて、しかもガイドバー５との間にすべりが生じ
ない状態に保たれなければならない。すなわち、
ガイドバー５と圧接ローラ１４との間の摩擦係数
をμとした場合、 Ｐ＞Ｆ／μ＝mα／μ ……(1) 式(1)の条件を満足するような圧接力Ｐを設定す
る必要があり、従つて、ばね１３Ａのばね力は上
述のような条件のもとに設定される。

本例によれば、上述したような圧接力Ｐをもつ
て、ガイドバー５を駆動ローラ１０と圧接ローラ
１４との間に挾持させた状態に保ちながら、駆動
ローラ１０をモータ７によつて駆動することによ
り移動台２を介してロボツトアーム３を所望の位
置にまで自在に移動させることができるもので、
しかもその移動による位置決めがエンコーダ２１
に直結したバツクラツシのないピニオンギヤ装置
２２とラツクギヤ２３との間の噛合状態によつて
得られるので、高精度の位置決めを保つて、ロボ
ツトアーム３を移動させることが可能となる。

また、仮に移動台２が暴走したとしても、先に
も述べたように駆動ローラ１０がガイドバー５の
切欠き部４０に落ち込むことによつてサーボモー
タ７から駆動ローラ１０を介して伝達された移動
力は最早や移動台２に伝達されず、その慣性力に
よる移動もバンパ５０に移動台２の進行面が当接
することによつて禁止される。しかかもこのよう
な状態となつても移動台２の移動方向の位置はラ
ツクギヤ２３に噛合するピニオンギヤ２２とこれ
に直結するロータリエンコーダ２１によつて正確
に保持されるので、移動位置の原点が見失われる
ようなことがない。

なお、上述の例ではガイドバーにに切欠きを設
けた例について述べたが、駆動ローラのガイドバ
ーに対する圧接力を解除する手段としては、この
ような切欠きに限られるものではなく、図示はし
ないが例えばガイドバーの端部が固定される固定
部材の圧接ローラが配置される側に、圧接ローラ
部材をガイドバーから引離し可能な乗上げ部材を
設け、この乗上げ部材に圧接ローラを乗上げさせ
ることにより駆動ローラの圧接力を消滅させるよ
うにしてもよい。

なお、以上の説明では直行型ロボツトに適用し
た場合の実施例について述べてきたが、本考案の
適用はこれに限らず、例えばNC工作機械や測定
器等移動体に比較的精密な直線動作を行わせる機
器類に広く適用できることはいうまでもない。ま
た、上記の実施例では圧接ローラの押圧力を発生
させるためにばねを用いたが、ばねに代えて油油
圧若しくは空気圧を使用することもできる。

［考案の効果］ 以上説明してきたように、本考案によれば、移
動台をガイドレールに沿つて移動自在となし、移
動台に設けた駆動源によつて駆動される駆動ロー
ラを上記ガイドレールに平行なガイドバーと接触
を保たせるようになし、更に上記駆動ローラと対
向する位置でガイドバーに接し、駆動ローラをガ
イドバーに圧接させる手段を移動台に設け、更に
また上記移動台が移動限界位置にきたときに駆動
ローラのガイドバーに対する圧接力を消滅させる
手段を上記ガイドバーの側に設けたので、仮に制
御回路側の誤動作によつて移動台が移動限界を越
えて暴走するようなことがあつてもこれを停止さ
せて装置の破損を防止することでき、また、移動
台の移動位置を検出する手段を有することによつ
て、そのあとの移動原点位置への復帰を容易に実
施することが可能で、しかも簡単な機構でコスト
の増大を招くようなことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案移動機構の構成の一例を示す斜
視図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第３図
は第１図の主要部を取出して模式的に示す斜視
図、第４図は本考案移動機構にかかる移動位置検
出装置の断面図、第５Ａ図および第５Ｂ図はその
移動位置検出装置のラツシレスピニオン・ラツク
機構に関する説明図である。 １……固定ベース、２……移動台、３……ロボ
ツトアーム、４……第１ガイドレール、５……
（第２）ガイドバー、７……サーボモータ、７Ａ
……駆動軸、８……支持台、１０……駆動ロー
ラ、１２……圧接ローラ部材、１３……ばね収納
部材、１３Ａ……ばね、１４……圧接ローラ、２
１……エンコーダ、２２，２２Ａ，２２Ｂ……ピ
ニオンギヤ、２３……ラツクギヤ、２７……遊び
孔、３０……ばね、４０……切欠き部、５０……
バンパ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 固定台上に敷設されたガイドレール上を移動自
   在な移動台と、 前記固定台上に前記ガイドレールと平行に配設
   されたガイドバーと、 該ガイドバーと接触を保ち前記移動台に設けた
   駆動源によつて駆動され、前記移動台を移動させ
   る駆動ローラと、 前記移動台に配設され、前記ガイドバーの前記
   駆動ローラと対向する位置において前記駆動ロー
   ラを前記ガイドバーに圧接させる圧接力を発生さ
   せる手段と、 前記移動台に関連して設けられ、該移動台の移
   動位置を検出する手段と、 前記移動台が移動する前記ガイドバーの限界位
   置に前記駆動ローラが落ち込む落込部を形成し、
   前記移動台が前記限界位置を越えたときに前記駆
   動ローラの前記ガイドローラに対する圧接力を消
   滅させる手段とを有することを特徴とする移動機
   構。