JPH05332416A - Single shaft combined action unit - Google Patents
Single shaft combined action unitInfo
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- JPH05332416A JPH05332416A JP4158901A JP15890192A JPH05332416A JP H05332416 A JPH05332416 A JP H05332416A JP 4158901 A JP4158901 A JP 4158901A JP 15890192 A JP15890192 A JP 15890192A JP H05332416 A JPH05332416 A JP H05332416A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
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- F16H25/122—Gearings with helical grooves and automatic reversal
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
- F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
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- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、軸を２つのナットによ
り軸方向に移動及び回転させる一軸複合動作ユニットに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a uniaxial compound motion unit for moving and rotating a shaft in the axial direction by two nuts.
【０００２】[0002]
【従来の技術】直交Ｘ−Ｙロボット或いはスカラ型ロボ
ットにはチャックやハンドをＺ軸及びθ軸方向に移動及
び回転させる一軸複合動作ユニットが上記ロボットのア
ームに設けられている。2. Description of the Related Art A Cartesian XY robot or a SCARA type robot is provided with a uniaxial compound motion unit for moving and rotating a chuck or a hand in the Z-axis and θ-axis directions on the arm of the robot.
【０００３】従来この種の一軸複合動作ユニットとして
は、軸にねじ溝１ａ及び軸線に平行なスプライン溝を外
周に設け、ねじ溝にはボールねじナットを係合し、スプ
ライン溝にはスプラインナットを係合させるようにして
いる。上記ボールねじナット及びスプラインナットには
同軸にプーリーを一体に延設し、このプーリーの近傍に
各々のナットを回転駆動する駆動用モータを配設してい
る。これら駆動用モータの出力軸に軸着したモータプー
リーと、各々のプーリーとの間にはタイミングベルトを
懸架して回転伝達することにより各々のナットを回転さ
せている。Conventionally, a uniaxial compound motion unit of this type is provided with a thread groove 1a on the shaft and a spline groove parallel to the axis, a ball screw nut is engaged with the thread groove, and a spline nut is fitted in the spline groove. It is made to engage. A pulley is coaxially extended integrally with the ball screw nut and the spline nut, and a drive motor for rotationally driving each nut is arranged in the vicinity of the pulley. Each of the nuts is rotated by suspending a timing belt between each pulley and the motor pulley attached to the output shaft of the drive motor and transmitting the rotation.
【０００４】このようにして、ねじナット３を回転する
と、これに係合したねじ溝によって軸がＺ軸方向に移動
する。また、スプラインナットを回転させると、これに
係合したスプライン溝によって軸をθ軸方向に回転させ
るように動作する。In this way, when the screw nut 3 is rotated, the shaft is moved in the Z-axis direction by the screw groove engaged with the screw nut 3. When the spline nut is rotated, the spline groove engaged with the spline nut causes the shaft to rotate in the θ-axis direction.
【０００５】ところが、 上記従来の一軸複合動作ユニ
ットは、スプラインナット及びボールねじナットは、タ
イミングベルト等の回転伝達手段を介して各々駆動用モ
ータに連結されているため、これら駆動用モータ及び回
転伝達手段が別個に設けることから、構造が複雑になる
と共に体格が大きくなる問題点がある。また、必然的に
部品点数も多くなり、信頼性及び精度が低下すると共に
コストが崇高になる問題が生じていた。However, in the above-mentioned conventional single-axis compound operation unit, since the spline nut and the ball screw nut are respectively connected to the drive motor via the rotation transmission means such as a timing belt, the drive motor and the rotation transmission are connected. Since the means are provided separately, there is a problem that the structure becomes complicated and the physique becomes large. In addition, the number of parts inevitably increases, and the reliability and accuracy are reduced, and the cost becomes high.
【０００６】この問題を解消すべく、本出願人はスプラ
インナット及びボールねじナットを各々回転子とした電
動機を構成し、上記各ナットを直接回転駆動する図４に
示すダイレクトドライブ式の一軸複合動作ユニットを提
案した。In order to solve this problem, the applicant of the present invention constructs an electric motor using a spline nut and a ball screw nut as rotors, respectively, and directly drives the nuts to directly rotate the uniaxial composite operation shown in FIG. Suggested a unit.
【０００７】即ち、図４において、軸１の略中央部から
上方側の外周には、ねじ溝１ａが設けられ、下方側の外
周には軸線に平行なスプライン溝１ｂが設けられ、ねじ
溝１ａにはボールねじナット３が係合し、スプライン溝
１ｂにはスプラインナット２が係合するように離間して
配設されている。さらに、ボールねじナット３の外周中
央には、例えば周方向にＮ・Ｓ極が着磁された環状の永
久磁石からなる回転子４が配設され、これに固定子５が
所定の間隔をあけて対向配置している。固定子５の上下
端は一対のコアホルダー５ａによって挟持され、この固
定子５と上記回転子４によって回転駆動用の電動機Ｍ１
が構成されている。That is, in FIG. 4, a screw groove 1a is provided on the outer periphery of the shaft 1 from the substantially central portion to the upper side, and a spline groove 1b parallel to the axis is provided on the lower outer periphery of the shaft 1. The ball screw nut 3 is engaged with the spline nut 1 and the spline nut 1 is engaged with the spline nut 2 in a spaced manner. Further, in the center of the outer circumference of the ball screw nut 3, there is provided a rotor 4 made of, for example, an annular permanent magnet magnetized with N and S poles in the circumferential direction, and a stator 5 is provided at a predetermined interval therebetween. Are placed opposite each other. The upper and lower ends of the stator 5 are sandwiched by a pair of core holders 5a, and the stator 5 and the rotor 4 drive the motor M1 for rotation drive.
Is configured.
【０００８】一方、上記スプラインナット２の外周中央
にも、回転子６が配設されていて固定子７が対向配置さ
れている。固定子７の上下端は一対のコアホルダー７ａ
によって挟持され、これら固定子７と上記回転子６によ
ってスプラインナット２を回転駆動する電動機Ｍ２を構
成している。これら電動機Ｍ１及びＭ２の各固定子５，
７は、直交Ｘ−Ｙロボット或いはスカラ型ロボットのア
ームに取り付けられた円筒状のハウジング８の内周に各
々離間して嵌合固着されている。また、各固定子５，７
のコアホルダー５ａ，７ａの内周縁と、上記ボールねじ
ナット３及びスプラインナット２との間には、サポート
ベアリング９，１０が配設されている。On the other hand, at the center of the outer periphery of the spline nut 2, a rotor 6 is arranged and a stator 7 is arranged so as to face it. The upper and lower ends of the stator 7 have a pair of core holders 7a.
The stator 7 and the rotor 6 constitute a motor M2 that drives the spline nut 2 to rotate. Each of the stators 5 of the electric motors M1 and M2
7 are fitted and fixed to the inner circumference of a cylindrical housing 8 attached to the arms of the orthogonal XY robot or the SCARA robot so as to be spaced apart from each other. Also, each stator 5, 7
Support bearings 9 and 10 are arranged between the inner peripheral edges of the core holders 5a and 7a and the ball screw nut 3 and the spline nut 2.
【０００９】そして、電動機Ｍ１を回転駆動すると、こ
れと一体のボールねじナット３が直接回転し、ボールね
じがねじ溝１ａを移動することにより軸１がＺ軸方向に
移動する。一方、電動機Ｍ２を回転駆動するとスプライ
ンナット２が直接回転し、これがスプライン溝１ｂに係
合して軸１をθ軸方向に回転させる。When the electric motor M1 is rotationally driven, the ball screw nut 3 integral with the electric motor M1 directly rotates, and the ball screw moves in the screw groove 1a, whereby the shaft 1 moves in the Z-axis direction. On the other hand, when the electric motor M2 is rotationally driven, the spline nut 2 directly rotates, and this engages with the spline groove 1b to rotate the shaft 1 in the θ axis direction.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように構成すると、軸１をＺ軸方向及びθ軸方向に移動
または回転させるために、専用の各ナット２，３を使用
していることから、軸１に対してＺ軸方向のみ、或いは
θ軸方向のみに大きな負荷が加わった場合は、この負荷
をボールねじナット３或いはスプラインナット２が個々
に受けることになる。高負荷に対して正常に動作させる
ためには、各ナット２，３を回転駆動可能な性能を有す
る電動機Ｍ１，Ｍ２にしなくてはならず、必然的に大型
化してしまう問題点がある。また、各ナット２，３の耐
荷重を個々に大きくするため、やはり大型化する問題点
がある。However, with the above-mentioned structure, the dedicated nuts 2 and 3 are used to move or rotate the shaft 1 in the Z-axis direction and the θ-axis direction. When a large load is applied to the shaft 1 only in the Z-axis direction or only in the θ-axis direction, the ball screw nut 3 or the spline nut 2 individually receives this load. In order to operate the nuts 2 and 3 normally under a high load, it is necessary to use the electric motors M1 and M2 having the capability of rotationally driving the nuts 2 and 3, which inevitably causes a problem of increase in size. Further, since the load bearing capacity of each of the nuts 2 and 3 is individually increased, there is also a problem that the nut is also increased in size.
【００１１】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、大きな耐荷重を有しながらシンプ
ルな構成で小型化することができ、しかも、信頼性や精
度を向上させることのできる一軸複合動作ユニットを提
供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such problems, and it is possible to reduce the size with a simple structure while having a large load resistance, and to improve reliability and accuracy. It is an object of the present invention to provide a uniaxial compound motion unit that can be manufactured.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、ねじ溝を外周
に設けた軸と、このねじ溝に係合して上記軸を移動させ
るナットとを備えたユニットであって、上記軸は外周に
右ねじ溝と左ねじ溝が設けられ、上記右ねじ溝には第１
のナットを係合させると共に、上記左ねじ溝には第２の
ナットを係合させたことを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a unit comprising a shaft having a thread groove on its outer circumference and a nut for engaging the thread groove to move the shaft. A right-hand thread groove and a left-hand thread groove are provided in the
The second nut is engaged with the left-hand thread groove while the second nut is engaged.
【００１３】[0013]
【作用】軸は外周に設けた右ねじ溝と左ねじ溝に、第１
及び第２のナットを個々に係合させる構成とし、これら
第１及び第２のナット両者の回転を差動動作として協調
制御することにより、軸がＺ軸方向及びθ軸方向に移動
または回転させる。このとき、軸に掛かるＺ軸方向また
はθ軸方向の負荷は、第１及び第２のナットの双方に分
散されるので、比較的小さな耐荷重のナット及びこれを
回転駆動する電動機が使用可能となることから小型化で
きる。また、構成がシンプルであるため信頼性及び精度
が一段と向上する。[Operation] The shaft has a right-hand thread groove and a left-hand thread groove provided on the outer periphery, and the first
And the second nut are individually engaged, and the rotation of both the first and second nuts is coordinately controlled as a differential operation to move or rotate the shaft in the Z-axis direction and the θ-axis direction. .. At this time, since the load applied to the shaft in the Z-axis direction or the θ-axis direction is distributed to both the first and second nuts, it is possible to use the nut having a relatively small load resistance and the electric motor that rotationally drives the nut. Therefore, the size can be reduced. Moreover, since the structure is simple, reliability and accuracy are further improved.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、本発明にかかる一軸複合動作ユニット
の実施例について図面を参照しながら説明する。図１に
おいて、軸２１の略中央部から上方側の外周には、右ね
じ溝２１ａが設けられ、下方側の外周には左ねじ溝２１
ｂが設けられている。右ねじ溝２１ａの対応位置には、
ボール右ねじによって構成された第１のナット２２が係
合し、左ねじ溝２１ｂの対応位置には同様にボール左ね
じによって構成された第２のナット２３が係合するよう
に離間して配設されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a uniaxial compound motion unit according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a right-hand thread groove 21a is provided on the outer circumference on the upper side from the substantially central portion of the shaft 21, and a left-hand thread groove 21 is provided on the outer circumference on the lower side.
b is provided. At the corresponding position of the right-hand thread groove 21a,
A first nut 22 formed by a ball right-hand screw is engaged, and a second nut 23 similarly formed by a ball left-hand screw is also arranged at a corresponding position in the left-hand thread groove 21b so as to be engaged. It is set up.
【００１５】さらに、第１のナット２２の外周中央に
は、例えば周方向にＮ・Ｓ極が着磁された環状の永久磁
石からなる回転子２４が配設されている。さらに、回転
子２４の外周には固定子２５のコア２５ａが所定の間隔
をあけて対向配置されている。コア２５ａには、図示し
ない複数の突極が形成され、各突極には各相の駆動コイ
ル２６が巻回されている。このコア２５ａの上下端は一
対のコアホルダー２５ｂによって挟持されている。この
固定子２５と上記回転子２４によって回転駆動用の電動
機Ｍ１が構成されている。この電動機Ｍ１には、図示し
ないロータリーエンコーダーが設けられていて、回転子
２４の回転角度が正確に検出される。Further, at the center of the outer periphery of the first nut 22, there is disposed a rotor 24 made of, for example, an annular permanent magnet whose N and S poles are magnetized in the circumferential direction. Further, the core 25a of the stator 25 is arranged to face the outer periphery of the rotor 24 with a predetermined space therebetween. A plurality of salient poles (not shown) are formed on the core 25a, and a drive coil 26 of each phase is wound around each salient pole. The upper and lower ends of the core 25a are sandwiched by a pair of core holders 25b. The stator 25 and the rotor 24 constitute an electric motor M1 for rotational driving. The electric motor M1 is provided with a rotary encoder (not shown) so that the rotation angle of the rotor 24 can be accurately detected.
【００１６】一方、上記外２のナット２３の外周中央に
は、上記回転子２４と同様に環状の永久磁石からなる回
転子２７が配設されている。回転子２７の外周には固定
子２８のコア２８ａが対向配置され、このコア２８ａの
複数の突極にも各相の駆動コイル２９が巻回されてい
る。さらに、コア２８ａの上下端は一対のコアホルダー
２８ｂによって挟持されている。そして、これら固定子
２８と上記回転子２７によって第２のナット２３を回転
駆動する電動機Ｍ２を構成している。この電動機Ｍ２に
も、ロータリーエンコーダーが設けられ、回転子２７の
回転角度が正確に検出される。On the other hand, in the center of the outer periphery of the nut 23 of the outer member 2, a rotor 27 made of an annular permanent magnet is arranged like the rotor 24. A core 28a of a stator 28 is arranged to face the outer periphery of the rotor 27, and a drive coil 29 of each phase is wound around a plurality of salient poles of the core 28a. Further, the upper and lower ends of the core 28a are sandwiched by a pair of core holders 28b. The stator 28 and the rotor 27 constitute an electric motor M2 that rotationally drives the second nut 23. The electric motor M2 is also provided with a rotary encoder so that the rotation angle of the rotor 27 can be accurately detected.
【００１２】これら電動機Ｍ１及びＭ２の各固定子２
５，２８は、円筒状に形成したハウジング３０の内周に
各々離間して嵌合固着されている。ハウジング３０は直
交Ｘ−Ｙロボット或いはスカラ型ロボットのアームに取
り付けられている。また、各固定子２５，２８のコアホ
ルダー２５ｂ，２８ｂの内周縁と、上記ボールねじナッ
ト２３及びスプラインナット２２との間には、サポート
ベアリング３１，３２が配設されている。Each stator 2 of these electric motors M1 and M2
The reference numerals 5 and 28 are fitted and fixed to the inner periphery of a housing 30 formed in a cylindrical shape, spaced apart from each other. The housing 30 is attached to an arm of a Cartesian XY robot or a SCARA robot. Support bearings 31, 32 are arranged between the inner peripheral edges of the core holders 25b, 28b of the stators 25, 28 and the ball screw nut 23 and the spline nut 22, respectively.
【００１３】次に、以上の構成からなる一軸複合動作ユ
ニットの動作を図３を用いて説明する。第１のナット２
２は電動機Ｍ１の各相の駆動コイル２６に所定の電流を
通電することにより、回転子２４が回転付勢されて直接
回転するように構成されている。一方、第２のナット２
３は同様に電動機Ｍ２により回転子２７を回転付勢さす
ることにより回転するように構成されている。これら第
１及び第２のナット２２、２３両者の回転を差動動作と
して協調制御させ、軸２１はＺ軸方向及びθ軸方向に移
動または回転させるが、この動作の説明を容易にするた
めに、軸２１を平面展開し、右ねじ溝Ａ及び左ねじ溝Ｂ
の２本の直線溝を有する平面パネルＰに置き換える。ま
た、第１のナット２２を右ねじ溝Ａに係合して動くよう
に挿入されたピンα、第２のナット２３を左ねじ溝Ｂに
係合して動くように挿入されたピンβに置き換える。さ
らに、電動機Ｍ１，Ｍ２が回転駆動することにより上記
ピンα，βが移動する距離を各々ａ，ｂとして説明を進
める。Next, the operation of the uniaxial compound motion unit having the above structure will be described with reference to FIG. First nut 2
The motor 2 is configured so that the rotor 24 is urged to rotate and directly rotates by supplying a predetermined current to the drive coil 26 of each phase of the electric motor M1. On the other hand, the second nut 2
Similarly, the motor 3 is configured to rotate by biasing the rotor 27 by the electric motor M2. The rotations of both the first and second nuts 22 and 23 are coordinately controlled as a differential operation, and the shaft 21 is moved or rotated in the Z-axis direction and the θ-axis direction. To facilitate the description of this operation, , The shaft 21 is developed in a plane, and the right-hand thread groove A and the left-hand thread groove B
To the flat panel P having two straight grooves. In addition, the first nut 22 is inserted into the right thread groove A and inserted into the pin α so as to move, and the second nut 23 is inserted into the left thread groove B into the pin β inserted so as to move. replace. Furthermore, the description will be given assuming that the distances that the pins α and β move by the rotational driving of the electric motors M1 and M2 are a and b, respectively.
【００１４】今、図３のＦ−１に示す状態を基準とし
て、ピンα，βが右ねじ溝Ａ及び左ねじ溝Ｂを同方向に
等しい距離（ａ＝ｂ）移動した場合は、Ｆ−２，Ｆ−３
のように平面パネルＰは、点線で示す基準位置からＺ軸
方向に移動せずに、θ軸方向のみにピンα，βが移動し
た方向及び距離だけ移動する。また、ピンα，βが右ね
じ溝Ａ及び左ねじ溝Ｂを各々逆方向に等しい距離（ａ＝
−ｂ）移動した場合は、Ｆ−４，Ｆ−５のように平面パ
ネルＰは、θ軸方向に移動せずにＺ軸方向のみにピン
α，βが移動した方向に１／２の距離だけ移動する。こ
れは、右ねじ溝Ａ及び左ねじ溝Ｂの勾配を１／２として
モデル化した場合であって、勾配を変化させれば移動距
離も変化することは容易に理解されよう。If the pins α and β move in the right-hand thread groove A and the left-hand thread groove B in the same direction by the same distance (a = b) with reference to the state shown in F-1 of FIG. 3, F- 2, F-3
As described above, the flat panel P does not move in the Z-axis direction from the reference position shown by the dotted line, but moves in the direction and the distance in which the pins α and β move only in the θ-axis direction. In addition, the pins α and β have the same distance (a =
-B) When moved, the flat panel P does not move in the θ-axis direction like F-4 and F-5, but is 1/2 distance in the direction in which the pins α and β move only in the Z-axis direction. Just move. This is the case where the gradient of the right-hand thread groove A and the left-hand thread groove B is modeled as 1/2, and it will be easily understood that the movement distance also changes if the gradient is changed.
【００１５】以上は、ピンα，βの移動距離ａ，ｂの絶
対値が等しい場合、について説明したが、次に、ピン
α，βの移動距離ａ，ｂの絶対値が異なる場合は、平面
パネルＰがＦ−６，Ｆ−７のように、Ｚ軸方向及びθ軸
方向のいずれの方向にも移動する。このときの各々の移
動距離は、θ軸方向へは（ａ＋ｂ）／２となり、Ｚ軸方
向へは（ａ−ｂ）／４となる。このことは、上述したピ
ンα，βの移動距離ａ，ｂの絶対値が等しい場合も成立
するものであり、容易に理解できるところであろう。In the above, the case where the absolute values of the moving distances a and b of the pins α and β are the same has been described. The panel P moves in both the Z-axis direction and the θ-axis direction like F-6 and F-7. The respective moving distances at this time are (a + b) / 2 in the θ axis direction and (a−b) / 4 in the Z axis direction. This holds even when the absolute values of the moving distances a and b of the pins α and β described above are the same and can be easily understood.
【００１６】このように、第１及び第２のナット２２，
２３を差動動作として回転させ、軸２１をＺ軸及びθ軸
方向に移動もしくは回転させている。つまり、この動作
は２個の電動機Ｍ１，Ｍ２を協調して駆動制御させるこ
とになるが、前述のように電動機Ｍ１，Ｍ２にはロータ
リーエンコーダーが設けられ、これから得られた回転子
２４，２７の回転角度信号に基づき、第１及び第２のナ
ット２２，２３の回転角度をマイクロコンピュータを用
いて協調制御するならば、軸２１のＺ軸及びθ軸方向の
高精度な位置制御が容易に達成される。そして、軸２１
の下端に固設したロボット等のチャック３３を図示しな
いワークに対して精度よく位置決めしたり、或いは移動
させることができる。Thus, the first and second nuts 22,
23 is rotated as a differential operation, and the shaft 21 is moved or rotated in the Z-axis and θ-axis directions. That is, this operation is to drive and control the two electric motors M1 and M2 in cooperation with each other. However, as described above, the electric motors M1 and M2 are provided with the rotary encoders, and the rotors 24 and 27 obtained from the rotary encoders are provided. If coordinated control of the rotation angles of the first and second nuts 22 and 23 based on the rotation angle signal using a microcomputer, highly accurate position control of the shaft 21 in the Z-axis and θ-axis directions can be easily achieved. To be done. And the axis 21
A chuck 33 such as a robot fixed to the lower end of the can be accurately positioned or moved with respect to a work (not shown).
【００１７】図２は、本発明の他の実施例であり、軸４
０として、右ねじ溝４０ａと左ねじ溝４０ｂとを周面に
併設している。このため、ねじ溝４０ａに係合する第１
のナット２２と、左ねじ溝４０ｂに係合する第２のナッ
ト２３とが近接して軸方向に並設されていて、これらの
構成を除けば、実質的に前述した図１の例と同様であ
る。従って、前述の例と同様に、電動機Ｍ１により第１
のナット２２を直接に回転付勢し、電動機Ｍ２により第
２のナット２２を直接に回転付勢して、両電動機Ｍ１，
Ｍ２を協調運転するように回転制御を行うことにより、
前述の例と同じ動作が行われる。この例においては、軸
方向寸法を大幅に短縮化できるので、一層の小型化が可
能となる。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which the shaft 4
A right-hand thread groove 40a and a left-hand thread groove 40b are provided side by side on the peripheral surface. Therefore, the first engaging with the thread groove 40a
Nut 22 and a second nut 23 engaging with the left-hand thread groove 40b are juxtaposed side by side in the axial direction. Except for these configurations, substantially the same as the example of FIG. 1 described above. Is. Therefore, in the same manner as the above-mentioned example, the first
Of the electric motor M2 is directly urged to rotate the second nut 22 by the electric motor M2.
By performing rotation control so that M2 operates in coordination,
The same operation is performed as in the above example. In this example, the size in the axial direction can be greatly reduced, so that the size can be further reduced.
【００１８】尚、上述の実施例は一例を示すもので、第
１及び第２のナットはボールねじナットに限らず、一般
的なねじとナットの構成であっても良い。また、電動機
Ｍ１，Ｍ２は回転角度が制御可能なステッピングモータ
に変更しても良い。さらに、前述の例では第１及び第２
のナットを電動機と一体構成にしているが、一方のナッ
トを回転駆動する電動機を別個に配設するように構成し
ても良く、本発明を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。The above-described embodiment is merely an example, and the first and second nuts are not limited to ball screw nuts, but may be general screw and nut configurations. Further, the electric motors M1 and M2 may be changed to stepping motors whose rotation angles can be controlled. Furthermore, in the above example, the first and second
Although the nut is integrally formed with the electric motor, the electric motor for rotationally driving one nut may be separately arranged, and various modifications can be made without departing from the present invention.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の一軸複合動作ユニットは、軸は外周に設けた右ねじ溝
と左ねじ溝に、第１及び第２のナットを個々に係合させ
る構成としているので、これら第１及び第２のナット両
者の回転を差動動作として協調制御することにより、軸
をＺ軸方向及びθ軸方向に移動または回転させることが
できる。また、第１及び第２のナットが右ねじ溝と左ね
じ溝のいずれにも常時係合しているので、軸に掛かるＺ
軸方向またはθ軸方向の負荷を両ナットに分散させるこ
とができる。従って、比較的小さな耐荷重のナット及び
これを回転駆動する電動機であっても使用可能となるの
でユニットを小型化することができる。また、構成がシ
ンプルであるため信頼性及び精度を一段と向上すること
ができる等の利点がある。As is apparent from the above description, in the uniaxial compound operation unit of the present invention, the first and second nuts are individually engaged with the right-hand thread groove and the left-hand thread groove provided on the outer periphery of the shaft. With this configuration, the shafts can be moved or rotated in the Z-axis direction and the θ-axis direction by cooperatively controlling the rotation of both the first and second nuts as a differential operation. Moreover, since the first and second nuts are always engaged with both the right-hand thread groove and the left-hand thread groove, the Z
Axial or θ-axis load can be distributed to both nuts. Therefore, even a nut having a relatively small load resistance and an electric motor that rotationally drives the nut can be used, and the unit can be downsized. Further, since the structure is simple, there is an advantage that reliability and accuracy can be further improved.
【００２０】[0020]
【図１】本発明にかかる一軸複合動作ユニットの実施例
を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a uniaxial compound motion unit according to the present invention.
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.
【図３】本発明による一軸複合動作ユニットの動作を説
明する動作説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory view explaining an operation of the uniaxial compound operation unit according to the present invention.
【図４】従来の一軸複合動作ユニットを示す断面図であ
る。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional uniaxial compound motion unit.
２１ 軸 ２１ａ 右ねじ溝 ２１ｂ 左ねじ溝 ２２ 第１のナット ２３ 第２のナット ２４，２７ 回転子 ２５，２８ 固定子 Ｍ１，Ｍ２ 電動機 21 Shaft 21a Right-hand thread groove 21b Left-hand thread groove 22 First nut 23 Second nut 24,27 Rotor 25,28 Stator M1, M2 Electric motor
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年３月１０日[Submission date] March 10, 1993
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の詳細な説明[Name of item to be amended] Detailed explanation of the invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、軸を２つのナットによ
り軸方向に移動及び回転させる一軸複合動作ユニットに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a uniaxial compound motion unit for moving and rotating a shaft in the axial direction by two nuts.
【０００２】[0002]
【従来の技術】直交Ｘ−Ｙロボット或いはスカラ型ロボ
ットにはチャックやハンドをＺ軸及びθ軸方向に移動及
び回転させる一軸複合動作ユニットが上記ロボットのア
ームに設けられている。2. Description of the Related Art A Cartesian XY robot or a SCARA type robot is provided with a uniaxial compound motion unit for moving and rotating a chuck or a hand in the Z-axis and θ-axis directions on the arm of the robot.
【０００３】従来この種の一軸複合動作ユニットとして
は、軸にねじ溝１ａ及び軸線に平行なスプライン溝を外
周に設け、ねじ溝にはボールねじナットを係合し、スプ
ライン溝にはスプラインナットを係合させるようにして
いる。上記ボールねじナット及びスプラインナットには
同軸にプーリーを一体に延設し、このプーリーの近傍に
各々のナットを回転駆動する駆動用モータを配設してい
る。これら駆動用モータの出力軸に軸着したモータプー
リーと、各々のプーリーとの間にはタイミングベルトを
懸架して回転伝達することにより各々のナットを回転さ
せている。Conventionally, a uniaxial compound motion unit of this type is provided with a thread groove 1a on the shaft and a spline groove parallel to the axis, a ball screw nut is engaged with the thread groove, and a spline nut is fitted in the spline groove. It is made to engage. A pulley is coaxially extended integrally with the ball screw nut and the spline nut, and a drive motor for rotationally driving each nut is arranged in the vicinity of the pulley. Each of the nuts is rotated by suspending a timing belt between each pulley and the motor pulley attached to the output shaft of the drive motor and transmitting the rotation.
【０００４】このようにして、ねじナット３を回転する
と、これに係合したねじ溝によって軸がＺ軸方向に移動
する。また、スプラインナットを回転させると、これに
係合したスプライン溝によつて軸をθ軸方向に回転させ
るように動作する。In this way, when the screw nut 3 is rotated, the shaft is moved in the Z-axis direction by the screw groove engaged with the screw nut 3. When the spline nut is rotated, the spline groove engaged with the spline nut causes the shaft to rotate in the θ-axis direction.
【０００５】ところが、 上記従来の一軸複合動作ユニ
ットは、スプラインナット及びボールねじナットは、タ
イミングベルト等の回転伝達手段を介して各々駆動用モ
ータに連結されているため、これら駆動用モータ及び回
転伝達手段が別個に設けることから、構造が複雑になる
と共に体格が大きくなる問題点がある。また、必然的に
部品点数も多くなり、信頼性及び精度が低下すると共に
コストが崇高になる問題が生じていた。However, in the above-mentioned conventional single-axis compound operation unit, since the spline nut and the ball screw nut are respectively connected to the drive motor via the rotation transmission means such as a timing belt, the drive motor and the rotation transmission are connected. Since the means are provided separately, there is a problem that the structure becomes complicated and the physique becomes large. In addition, the number of parts inevitably increases, and the reliability and accuracy are reduced, and the cost becomes high.
【０００６】この問題を解消すべく、本出願人はスプラ
インナット及びボールねじナットを各々回転子とした電
動機を構成し、上記各ナットを直接回転駆動する図４に
示すダイレクトドライブ式の一軸複合動作ユニットを提
案した。In order to solve this problem, the applicant of the present invention constructs an electric motor using a spline nut and a ball screw nut as rotors, respectively, and directly drives the nuts to directly rotate the uniaxial composite operation shown in FIG. Suggested a unit.
【０００７】即ち、図４において、軸１の略中央部から
上方側の外周には、ねじ溝１ａが設けられ、下方側の外
周には軸線に平行なスプライン溝１ｂが設けられ、ねじ
溝１ａにはボールねじナット３が係合し、スプライン溝
１ｂにはスプラインナット２が係合するように離間して
配設されている。さらに、ボールねじナット３の外周中
央には、例えば周方向にＮ・Ｓ極が着磁された環状の永
久磁石からなる回転子４が配設され、これに固定子５が
所定の間隔をあけて対向配置している。固定子５の上下
端は一対のコアホルダー５ａによつて挟持され、この固
定子５と上記回転子４によつて回転駆動用の電動機Ｍ１
が構成されている。That is, in FIG. 4, a screw groove 1a is provided on the outer periphery of the shaft 1 from the substantially central portion to the upper side, and a spline groove 1b parallel to the axis is provided on the lower outer periphery of the shaft 1. The ball screw nut 3 is engaged with the spline nut 1 and the spline nut 1 is engaged with the spline nut 2 in a spaced manner. Further, in the center of the outer circumference of the ball screw nut 3, there is provided a rotor 4 made of, for example, an annular permanent magnet magnetized with N and S poles in the circumferential direction, and a stator 5 is provided at a predetermined interval therebetween. Are placed opposite each other. The upper and lower ends of the stator 5 are sandwiched by a pair of core holders 5a, and the stator 5 and the rotor 4 serve to rotate the electric motor M1.
Is configured.
【０００８】一方、上記スプラインナット２の外周中央
にも、回転子６が配設されていて固定子７が対向配置さ
れている。固定子７の上下端は一対のコアホルダー７ａ
によって挟持され、これら固定子７と上記回転子６によ
ってスプラインナット２を回転駆動する電動機Ｍ２を構
成している。これら電動機Ｍ１及びＭ２の各固定子５，
７は、直交Ｘ−Ｙロボット或いはスカラ型ロボットのア
ームに取り付けられた円筒状のハウジング８の内周に各
々離間して嵌合固着されている。また、各固定子５，７
のコアホルダー５ａ，７ａの内周縁と、上記ボールねじ
ナット３及びスプラインナット２との間には、サポート
ベアリング９，１０が配設されている。On the other hand, at the center of the outer periphery of the spline nut 2, a rotor 6 is arranged and a stator 7 is arranged so as to face it. The upper and lower ends of the stator 7 have a pair of core holders 7a.
The stator 7 and the rotor 6 constitute a motor M2 that drives the spline nut 2 to rotate. Each of the stators 5 of the electric motors M1 and M2
7 are fitted and fixed to the inner circumference of a cylindrical housing 8 attached to the arms of the orthogonal XY robot or the SCARA robot so as to be spaced apart from each other. Also, each stator 5, 7
Support bearings 9 and 10 are arranged between the inner peripheral edges of the core holders 5a and 7a and the ball screw nut 3 and the spline nut 2.
【０００９】そして、電動機Ｍ１を回転駆動すると、こ
れと一体のボールねじナット３が直接回転し、ボールね
じがねじ溝１ａを移動することにより軸１がＺ軸方向に
移動する。一方、電動機Ｍ２を回転駆動するとスプライ
ンナット２が直接回転し、これがスプライン溝１ｂに係
合して軸１をθ軸方向に回転させる。When the electric motor M1 is rotationally driven, the ball screw nut 3 integral with the electric motor M1 directly rotates, and the ball screw moves in the screw groove 1a, whereby the shaft 1 moves in the Z-axis direction. On the other hand, when the electric motor M2 is rotationally driven, the spline nut 2 directly rotates, and this engages with the spline groove 1b to rotate the shaft 1 in the θ axis direction.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ように構成すると、軸１をＺ軸方向及びθ軸方向に移動
または回転させるために、専用の各ナット２，３を使用
していることから、軸１に対してＺ軸方向のみ、或いは
θ軸方向のみに大きな負荷が加わった場合は、この負荷
をボールねじナット３或いはスプラインナット２が個々
に受けることになる。高負荷に対して正常に動作させる
ためには、各ナット２，３を回転駆動可能な性能を有す
る電動機Ｍ１，Ｍ２にしなくてはならず、必然的に大型
化してしまう問題点がある。また、各ナット２，３の耐
荷重を個々に大きくするため、やはり大型化する問題点
がある。However, with the above-mentioned structure, the dedicated nuts 2 and 3 are used to move or rotate the shaft 1 in the Z-axis direction and the θ-axis direction. When a large load is applied to the shaft 1 only in the Z-axis direction or only in the θ-axis direction, the ball screw nut 3 or the spline nut 2 individually receives this load. In order to operate the nuts 2 and 3 normally under a high load, it is necessary to use the electric motors M1 and M2 having the capability of rotationally driving the nuts 2 and 3, which inevitably causes a problem of increase in size. Further, since the load bearing capacity of each of the nuts 2 and 3 is individually increased, there is a problem in that the size is also increased.
【００１１】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、大きな耐荷重を有しながらシンプ
ルな構成で小型化することができ、しかも、信頼性や精
度を向上させることのできる一軸複合動作ユニットを提
供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such problems, and it is possible to reduce the size with a simple structure while having a large load resistance, and to improve reliability and accuracy. It is an object of the present invention to provide a uniaxial compound motion unit that can be manufactured.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、ねじ溝を外周
に設けた軸と、このねじ溝に係合して上記軸を移動させ
るナットとを備えたユニットであって、上記軸は外周に
右ねじ溝と左ねじ溝が設けられ、上記右ねじ溝には第１
のナットを係合させると共に、上記左ねじ溝には第２の
ナットを係合させたことを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a unit comprising a shaft having a thread groove on its outer circumference and a nut for engaging the thread groove to move the shaft. A right-hand thread groove and a left-hand thread groove are provided in the
The second nut is engaged with the left-hand thread groove while the second nut is engaged.
【００１３】[0013]
【作用】軸は外周に設けた右ねじ溝と左ねじ溝に、第１
及び第２のナットを個々に係合させる構成とし、これら
第１及び第２のナット両者の回転を差動動作として協調
制御することにより、軸がＺ軸方向及びθ軸方向に移動
または回転させる。このとき、軸に掛かるＺ軸方向また
はθ軸方向の負荷は、第１及び第２のナットの双方に分
散されるので、比較的小さな耐荷重のナット及びこれを
回転駆動する電動機が使用可能となることから小型化で
きる。また、構成がシンプルであるため信頼性及び精度
が一段と向上する。[Operation] The shaft has a right-hand thread groove and a left-hand thread groove provided on the outer periphery, and the first
And the second nut are individually engaged, and the rotation of both the first and second nuts is coordinately controlled as a differential operation to move or rotate the shaft in the Z-axis direction and the θ-axis direction. .. At this time, since the load applied to the shaft in the Z-axis direction or the θ-axis direction is distributed to both the first and second nuts, it is possible to use the nut having a relatively small load resistance and the electric motor that rotationally drives the nut. Therefore, the size can be reduced. Moreover, since the structure is simple, reliability and accuracy are further improved.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、本発明にかかる一軸複合動作ユニット
の実施例について図面を参照しながら説明する。図１に
おいて、軸２１の略中央部から上方側の外周には、右ね
じ溝２１ａが設けられ、下方側の外周には左ねじ溝２１
ｂが設けられている。右ねじ溝２１ａの対応位置には、
ボール右ねじによって構成された第１のナット２２が係
合し、左ねじ溝２１ｂの対応位置には同様にボール左ね
じによって構成された第２のナット２３が係合するよう
に離間して配設されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a uniaxial compound motion unit according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a right-hand thread groove 21a is provided on the outer circumference on the upper side from the substantially central portion of the shaft 21, and a left-hand thread groove 21 is provided on the outer circumference on the lower side.
b is provided. At the corresponding position of the right-hand thread groove 21a,
A first nut 22 formed by a ball right-hand screw is engaged, and a second nut 23 similarly formed by a ball left-hand screw is also arranged at a corresponding position in the left-hand thread groove 21b so as to be engaged. It is set up.
【００１５】さらに、第１のナット２２の外周中央に
は、例えば周方向にＮ・Ｓ極が着磁された環状の永久磁
石からなる回転子２４が配設されている。さらに、回転
子２４の外周には固定子２５のコア２５ａが所定の間隔
をあけて対向配置されている。コア２５ａには、図示し
ない複数の突極が形成され、各突極には各相の駆動コイ
ル２６が巻回されている。このコア２５ａの上下端は一
対のコアホルダー２５ｂによって挟持されている。この
固定子２５と上記回転子２４によって回転駆動用の電動
機Ｍ１が構成されている。この電動機Ｍ１には、図示し
ないロータリーエンコーダーが設けられていて、回転子
２４の回転角度が正確に検出される。Further, at the center of the outer periphery of the first nut 22, there is disposed a rotor 24 made of, for example, an annular permanent magnet whose N and S poles are magnetized in the circumferential direction. Further, the core 25a of the stator 25 is arranged to face the outer periphery of the rotor 24 with a predetermined space therebetween. A plurality of salient poles (not shown) are formed on the core 25a, and a drive coil 26 of each phase is wound around each salient pole. The upper and lower ends of the core 25a are sandwiched by a pair of core holders 25b. The stator 25 and the rotor 24 constitute an electric motor M1 for rotational driving. The electric motor M1 is provided with a rotary encoder (not shown) so that the rotation angle of the rotor 24 can be accurately detected.
【００１６】一方、上記外２のナット２３の外周中央に
は、上記回転子２４と同様に環状の永久磁石からなる回
転子２７が配設されている。回転子２７の外周には固定
子２８のコア２８ａが対向配置され、このコア２８ａの
複数の突極にも各相の駆動コイル２９が巻回されてい
る。さらに、コア２８ａの上下端は一対のコアホルダー
２８ｂによって挟持されている。そして、これら固定子
２８と上記回転子２７によって第２のナット２３を回転
駆動する電動機Ｍ２を構成している。この電動機Ｍ２に
も、ロータリーエンコーダーが設けられ、回転子２７の
回転角度が正確に検出される。 On the other hand, in the center of the outer periphery of the nut 23 of the outer member 2, a rotor 27 made of an annular permanent magnet is arranged like the rotor 24. A core 28a of a stator 28 is arranged to face the outer periphery of the rotor 27, and a drive coil 29 of each phase is wound around a plurality of salient poles of the core 28a. Further, the upper and lower ends of the core 28a are sandwiched by a pair of core holders 28b. The stator 28 and the rotor 27 constitute an electric motor M2 that rotationally drives the second nut 23. The electric motor M2 is also provided with a rotary encoder so that the rotation angle of the rotor 27 can be accurately detected.
【００１７】 これら電動機Ｍ１及びＭ２の各固定子２
５，２８は、円筒状に形成したハウジング３０の内周に
各々離間して嵌合固着されている。ハウジング３０は直
交Ｘ−Ｙロボット或いはスカラ型ロボットのアームに取
り付けられている。また、各固定子２５，２８のコアホ
ルダー２５ｂ，２８ｂの内周縁と、上記ボールねじナッ
ト２３及びスプラインナット２２との間には、サポート
ベアリング３１，３２が配設されている。 [0017] Each stator 2 of these motors M1 and M2
The reference numerals 5 and 28 are fitted and fixed to the inner periphery of a housing 30 formed in a cylindrical shape, spaced apart from each other. The housing 30 is attached to an arm of a Cartesian XY robot or a SCARA robot. Support bearings 31, 32 are arranged between the inner peripheral edges of the core holders 25b, 28b of the stators 25, 28 and the ball screw nut 23 and the spline nut 22, respectively.
【００１８】 次に、以上の構成からなる一軸複合動作ユ
ニットの動作を図３を用いて説明する。第１のナット２
２は電動機Ｍ１の各相の駆動コイル２６に所定の電流を
通電することにより、回転子２４が回転付勢されて直接
回転するように構成されている。一方、第２のナット２
３は同様に電動機Ｍ２により回転子２７を回転付勢さす
ることにより回転するように構成されている。これら第
１及び第２のナット２２、２３両者の回転を差動動作と
して協調制御させ、軸２１はＺ軸方向及びθ軸方向に移
動または回転させるが、この動作の説明を容易にするた
めに、軸２１を平面展開し、右ねじ溝Ａ及び左ねじ溝Ｂ
の２本の直線溝を有する平面パネルＰに置き換える。ま
た、第１のナット２２を右ねじ溝Ａに係合して動くよう
に挿入されたピンα、第２のナット２３を左ねじ溝Ｂに
係合して動くように挿入されたピンβに置き換える。さ
らに、電動機Ｍ１，Ｍ２が回転駆動することにより上記
ビンα，βが移動する距離を各々ａ，ｂとして説明を進
める。 Next, the operation of the single combined operation unit having the above structure will be described with reference to FIG. First nut 2
The motor 2 is configured so that the rotor 24 is urged to rotate and directly rotates by supplying a predetermined current to the drive coil 26 of each phase of the electric motor M1. On the other hand, the second nut 2
Similarly, the motor 3 is configured to rotate by biasing the rotor 27 by the electric motor M2. The rotations of both the first and second nuts 22 and 23 are coordinately controlled as a differential operation, and the shaft 21 is moved or rotated in the Z-axis direction and the θ-axis direction. To facilitate the description of this operation, , The shaft 21 is developed in a plane, and the right-hand thread groove A and the left-hand thread groove B
To a flat panel P having two linear grooves. In addition, the first nut 22 is inserted into the right thread groove A and inserted into the pin α so as to move, and the second nut 23 is inserted into the left thread groove B into the pin β inserted so as to move. replace. Further, the description will be given assuming that the distances that the bins α and β move when the electric motors M1 and M2 are rotationally driven are a and b, respectively.
【００１９】 今、図３のＦ−１に示す状態を基準とし
て、ピンα，βが右ねじ溝Ａ及び左ねじ溝Ｂを同方向に
等しい距離（ａ＝ｂ）移動した場合は、Ｆ−２，Ｆ−３
のように平面パネルＰは、点線で示す基準位置からＺ軸
方向に移動せずに、θ軸方向のみにピンα，βが移動し
た方向及び距離だけ移動する。また、ピンα，βが右ね
じ溝Ａ及び左ねじ溝Ｂを各々逆方向に等しい距離（ａ＝
−ｂ）移動した場合は、Ｆ−４，Ｆ−５のように平面パ
ネルＰは、θ軸方向に移動せずにＺ軸方向のみにピン
α，βが移動した方向に１／２の距離だけ移動する。こ
れは、右ねじ溝Ａ及び左ねじ溝Ｂの勾配を１／２として
モデル化した場合であって、勾配を変化させれば移動距
離も変化することは容易に理解されよう。 [0019] Now, with reference to the state shown in F-1 in FIG. 3, the pin alpha, if β is a right thread groove A and the left screw groove B moves a distance equal to the same direction (a = b) is, F- 2, F-3
As described above, the flat panel P does not move in the Z-axis direction from the reference position shown by the dotted line, but moves in the direction and the distance in which the pins α and β move only in the θ-axis direction. In addition, the pins α and β have the same distance (a =
-B) When moved, the flat panel P does not move in the θ-axis direction like F-4 and F-5, but is 1/2 distance in the direction in which the pins α and β move only in the Z-axis direction. Just move. This is the case where the gradient of the right-hand thread groove A and the left-hand thread groove B is modeled as 1/2, and it will be easily understood that the movement distance also changes if the gradient is changed.
【００２０】 以上は、ピンα，βの移動距離ａ，ｂの絶
対値が等しい場合、について説明したが、次に、ピン
α，βの移動距離ａ，ｂの絶対値が異なる場合は、平面
パネルＰがＦ−６，Ｆ−７のように、Ｚ軸方向及びθ軸
方向のいずれの方向にも移動する。このときの各々の移
動距離は、θ軸方向へは（ａ＋ｂ）／２となり、Ｚ軸方
向へは（ａ−ｂ）／４となる。このことは、上述したピ
ンα，βの移動距離ａ，ｂの絶対値が等しい場合も成立
するものであり、容易に理解できるところであろう。 The above description has been made for the case where the absolute values of the moving distances a and b of the pins α and β are the same, but next, when the absolute values of the moving distances a and b of the pins α and β are different, The panel P moves in both the Z-axis direction and the θ-axis direction like F-6 and F-7. The respective moving distances at this time are (a + b) / 2 in the θ axis direction and (a−b) / 4 in the Z axis direction. This holds even when the absolute values of the moving distances a and b of the pins α and β described above are the same and can be easily understood.
【００２１】 このように、第１及び第２のナット２２，
２３を差動動作として回転させ、軸２１をＺ軸及びθ軸
方向に移動もしくは回転させている。つまり、この動作
は２個の電動機Ｍ１，Ｍ２を協調して駆動制御させるこ
とになるが、前述のように電動機Ｍ１，Ｍ２にはロータ
リーエンコーダーが設けられ、これから得られた回転子
２４，２７の回転角度信号に基づき、第１及び第２のナ
ット２２，２３の回転角度をマイクロコンピュータを用
いて協調制御するならば、軸２１のＺ軸及びθ軸方向の
高精度な位置制御が容易に達成される。そして、軸２１
の下端に固設したロボット等のチャック３３を図示しな
いワークに対して精度よく位置決めしたり、或いは移動
させることができる。 [0021] Thus, the first and second nuts 22,
23 is rotated as a differential operation, and the shaft 21 is moved or rotated in the Z-axis and θ-axis directions. That is, this operation is to drive and control the two electric motors M1 and M2 in cooperation with each other. However, as described above, the electric motors M1 and M2 are provided with the rotary encoders, and the rotors 24 and 27 obtained from the rotary encoders are provided. If coordinated control of the rotation angles of the first and second nuts 22 and 23 based on the rotation angle signal using a microcomputer, highly accurate position control of the shaft 21 in the Z-axis and θ-axis directions can be easily achieved. To be done. And the axis 21
A chuck 33 such as a robot fixed to the lower end of the can be accurately positioned or moved with respect to a work (not shown).
【００２２】 図２は、本発明の他の実施例であり、軸４
０として、右ねじ溝４０ａと左ねじ溝４０ｂとを周面に
併設している。このため、ねじ溝４０ａに係合する第１
のナット２２と、左ねじ溝４０ｂに係合する第２のナッ
ト２３とが近接して軸方向に並設されていて、これらの
構成を除けば、実質的に前述した図１の例と同様であ
る。従って、前述の例と同様に、電動機Ｍ１により第１
のナット２２を直接に回転付勢し、電動機Ｍ２により第
２のナット２２を直接に回転付勢して、両電動機Ｍ１，
Ｍ２を協調運転するように回転制御を行うことにより、
前述の例と同じ動作が行われる。この例においては、軸
方向寸法を大幅に短縮化できるので、一層の小型化が可
能となる。 FIG . 2 shows another embodiment of the present invention, in which the shaft 4
A right-hand thread groove 40a and a left-hand thread groove 40b are provided side by side on the peripheral surface. Therefore, the first engaging with the thread groove 40a
Nut 22 and a second nut 23 engaging with the left-hand thread groove 40b are juxtaposed side by side in the axial direction. Except for these configurations, substantially the same as the example of FIG. 1 described above. Is. Therefore, in the same manner as the above-mentioned example, the first
Of the electric motor M2 is directly urged to rotate the second nut 22 by the electric motor M2.
By performing rotation control so that M2 operates in coordination,
The same operation is performed as in the above example. In this example, the size in the axial direction can be greatly reduced, so that the size can be further reduced.
【００２３】 尚、上述の実施例は一例を示すもので、第
１及び第２のナットはボールねじナットに限らず、一般
的なねじとナットの構成であっても良い。また、電動機
Ｍ１，Ｍ２は回転角度が制御可能なステッピングモータ
に変更しても良い。さらに、前述の例では第１及び第２
のナットを電動機と一体構成にしているが、一方のナッ
トを回転駆動する電動機を別個に配設するように構成し
ても良く、本発明を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
る。 The above-described embodiment is merely an example, and the first and second nuts are not limited to ball screw nuts, but may be general screws and nuts. Further, the electric motors M1 and M2 may be changed to stepping motors whose rotation angles can be controlled. Furthermore, in the above example, the first and second
Although the nut is integrally formed with the electric motor, the electric motor for rotationally driving one nut may be separately arranged, and various modifications can be made without departing from the present invention.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の一軸複合動作ユニットは、軸は外周に設けた右ねじ溝
と左ねじ溝に、第１及び第２のナットを個々に係合させ
る構成としているので、これら第１及び第２のナット両
者の回転を差動動作として協調制御することにより、軸
をＺ軸方向及びθ軸方向に移動または回転させることが
できる。また、第１及び第２のナットが右ねじ溝と左ね
じ溝のいずれにも常時係合しているので、軸に掛かるＺ
軸方向またはθ軸方向の負荷を両ナットに分散させるこ
とができる。従って、比較的小さな耐荷重のナット及び
これを回転駆動する電動機であっても使用可能となるの
でユニットを小型化することができる。また、構成がシ
ンプルであるため信頼性及び精度を一段と向上すること
ができる等の利点がある。 As is apparent from the above description, in the uniaxial compound operation unit of the present invention, the first and second nuts are individually engaged with the right-hand thread groove and the left-hand thread groove provided on the outer periphery of the shaft. With this configuration, the shafts can be moved or rotated in the Z-axis direction and the θ-axis direction by cooperatively controlling the rotation of both the first and second nuts as a differential operation. Moreover, since the first and second nuts are always engaged with both the right-hand thread groove and the left-hand thread groove, the Z
Axial or θ-axis load can be distributed to both nuts. Therefore, even a nut having a relatively small load resistance and an electric motor that rotationally drives the nut can be used, and the unit can be downsized. Further, since the structure is simple, there is an advantage that reliability and accuracy can be further improved.
【００２５】[0025]
Claims (2)
に係合して上記軸を移動させるナットとを備えたユニッ
トであって、上記軸は外周に右ねじ溝と左ねじ溝が設け
られ、上記右ねじ溝には第１のナットを係合させると共
に、上記左ねじ溝には第２のナットを係合させてなる一
軸複合動作ユニット。1. A unit comprising a shaft having a thread groove on its outer circumference and a nut for engaging the thread groove to move the shaft, wherein the shaft has a right thread groove and a left thread groove on the outer circumference. Is provided, and a first nut is engaged with the right-hand thread groove, and a second nut is engaged with the left-hand thread groove.
び第２のナットの少なくとも一方のナットには電動機を
構成する回転子を固設すると共に、この回転子を回転付
勢する上記電動機の固定子を上記回転子の周囲に対向配
設した実用新案登録請求の範囲第１項に記載の一軸複合
動作ユニット。2. A rotor that constitutes an electric motor is fixed to at least one of the first and second nuts that engage with the right-hand thread groove and the left-hand thread groove, and the rotor is urged to rotate. The uniaxial compound operation unit according to claim 1, wherein the stator of the electric motor is arranged around the rotor so as to face each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4158901A JPH05332416A (en) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | Single shaft combined action unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4158901A JPH05332416A (en) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | Single shaft combined action unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332416A true JPH05332416A (en) | 1993-12-14 |
Family
ID=15681843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4158901A Pending JPH05332416A (en) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | Single shaft combined action unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05332416A (en) |
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