JPH07290334A - 座標位置決め機械 - Google Patents

座標位置決め機械

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JPH07290334A
JPH07290334A JP4332695A JP4332695A JPH07290334A JP H07290334 A JPH07290334 A JP H07290334A JP 4332695 A JP4332695 A JP 4332695A JP 4332695 A JP4332695 A JP 4332695A JP H07290334 A JPH07290334 A JP H07290334A
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  • Manipulator (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡略化された構造の座標位置決め機械を提供
する。 【構成】 剛的に連結されたテーブルおよび支持フレー
ム（３１４）を含む固定構造体を備えている。可動アー
ム（３１０）は３本の動力付入れ子式ストラット（３１
６）によってフレームから懸架されている。ストラット
の各々はアームおよびフレームの両者に全方位的に揺動
自在に連結されている。結果として、可動アーム（３１
０）は３つの回転自由度を持って動き得る。これらの自
由度の各々を持つアームの動きはアームと固定構造体と
に連結された受動拘束装置（３４０）によって拘束され
る。拘束装置（３４０）はアームの全ての回転運動を排
除し、一方、同時にその並動を許容する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械、検査ロボッ
ト、あるいは座標測定機のような座標位置決め機械に関
する。
【０００２】なお、本明細書の記述は本件出願の優先権
の基礎たる英国特許出願第ＧＢ９４０３９５７．５号、
ＧＢ９４１８５８７．３号、ＧＢ９４２５８８７．８号
の明細書の記載に基づくものであって、当該英国特許出
願の番号を参照することによって当該英国特許出願の明
細書の記載内容が本明細書の一部分を構成するものとす
る。
【０００３】
【従来の技術】座標位置決め機械は、対象物を支持する
テーブルとテーブルに対して可動のアームとを含んでい
る。機械はテーブル上で作動し、アームは、例えば、切
削工具、検査プローブまたは溶接アームの様な作動モジ
ュールを保持し、典型的には３つの直線的自由度を有し
ている。
【０００４】従来の座標位置決め機械は、ロボットの場
合は複数の連続してマウントされた回動自在なジョイン
トで、工作機械および座標測定機の場合は複数の連続し
てマウントされた直線状ガイドウエイ上に、可動アーム
を支持している。いずれの場合も、可動アームを連続し
てマウントすることは、可動アームが異なる方向に変位
されるとき、かかる動きを可能とすべく変位されるべき
移動機械部品の数が異なることにより、機械に異なる慣
性負荷をもたらすことになる。さらに、例えば、作動モ
ジュールを介して可動アームに及ぼされる力は、アーム
を支持している構造物の少なくとも一部に施される曲げ
モーメントに帰するであろう。
【０００５】座標位置決め機械の他の形態では、可動ア
ームは複数の部材で支持されており、その各々は、例え
ば、テーブルのような機械の機械的基台（ｍｅｃｈａｎ
ｉｃａｌ ｅａｒｔｈ）に連結されている。この形式の
機械は、例えば、国際特許出願番号 ＷＯ ９１／０３
１４５（Ｋｅａｒｎｅｙ ＆ Ｔｒｅｃｋｅｒ）、およ
びＷＯ ９２／１７３１３（Geodetic Machines)、およ
び欧州特許出願第５３４５８５号（Ingersoll)から公知
であり、固定された、ないしは基礎付けられた構造体に
対し、６本の入れ子式ストラットでもって支持された可
動アームを含んでいる。可動アームの動きは、１つ以上
のストラットを延伸およびふさわしい場合は収縮するこ
とにより達成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
６本のストラットを有する機械は可動アームの運動を制
御するのに包含される数学的処理が複雑であり、制御が
困難である。
【０００７】本発明の目的は、かかる従来の問題を解決
した座標位置決め機械を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の座標位
置決め機械は、固定構造体と、該固定構造体に対し相対
的に動けるよう支持され、作動モデュール（Ｔ）がマウ
ントされ得るアームとを有し、該アームは前記固定構造
体に対し３本の入れ子式ストラットによって支持され、
各ストラットはその長さを増大または減少すべく作動す
るモータを有し、該ストラットはその一端で前記アーム
に、他端で前記固定構造体に全方位的に揺動自在に連結
され、これにより該アームは３本のストラットの長さの
いかなる組み合わせに対しても３つの回転自由度を保有
し、前記固定構造体とアームとの間で作動し、前記３つ
の回転自由度の各々につきアームの動きを所定の限界内
に拘束し、一方、同時に３つの直線的自由度につき前記
アームの並動を許容し、かつ、前記回転自由度の１つを
排除する少なくとも１つの受動装置を含む拘束手段が設
けられたことを特徴とする。
【０００９】一つの好ましい実施形態では、前記拘束手
段は全体的に受動型であり、前記回転自由度の１つにつ
いて前記アームの動きを所定の限界内に拘束し、一方、
残りの２つの回転自由度についてアームの動きを排除す
ることを特徴とする。
【００１０】さらに好ましい実施の形態は、前記拘束手
段は全体的に受動型であり、３つの回転自由度の全てに
つき前記アームの動きを排除することを特徴とする。
【００１１】また、各ストラットの長さの変化はトラン
スデューサによって計測され、前記トランスデューサは
レーザ干渉計によってもたらされてもよい。
【００１２】代替的な実施例では、２つの補助的な入れ
子式ストラットが設けられ、それぞれは機械的基台と３
本の支持ストラットの取り付け点から離間した、可動ア
ーム上の点との間に連結され、２つの補助的ストラット
はアームの２つの回転軸回りの動きを制御し、かくて、
機械を５軸機械に変更する。
【００１３】機械の固定構造体は、機械のテーブルに剛
的に連結されているフレームによってもたらされてもよ
く、支持ストラットはそれから懸架されている。
【００１４】
【作用】利用可能な自由度を備えるアームの変位の計測
は、望まれる範囲において、都合のよい方法で検出され
得る。アームの回転運動が所定の限界内に拘束されてい
るときは、回転的変位の検出は、機械が遂行するよう望
まれている機能に依存して必要とされるかもしれない。
直線的な変位は、例えば、レーザ三角法、ストラット内
に設けられたトランスデューサ、または、アームと固定
構造体とに全方位的に揺動自在に連結され、かつ、トラ
ンスデューサを含む対応する数の非動力、すなわち、受
動の入れ子式ストラットを設置することにより検出され
得る。
【００１５】
【実施例】添付の図面に記載された実施例に基づき、本
発明の好ましい実施例につき詳細に説明する。各実施例
は、発明の説明のためのものであり発明を限定するもの
ではない。事実、発明の範囲すなわち精神から逸脱する
ことなく、本発明の中で種々の修正および変形がなされ
得ることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、
一実施例の部分として図示され、あるいは記述されてい
る特徴は、さらなる実施例を生み出すべく他の実施例に
用いられ得る。なお、記載された説明および図面を通し
て、同一機能部位には同一番号が用いられている。
【００１６】図１および図２を参照するに、本実施例で
は、工作機械である座標位置決め機械は、スピンドルの
形態で、テーブル１２に対して可動のアーム１０を含ん
でいる。スピンドル１０は動力付きの入れ子式支持スト
ラット１６によって三角形の剛体フレーム１４から懸架
されており、支持ストラット１６は三角形フレーム１４
の頂点からスピンドルケーシング（内部にスピンドルシ
ャフト１８Ａが枢支されている）１８にまで延在してい
る。ストラット１６はまたその長さを計測する（不図示
の）トランスデューサを包含しており、トランスデュー
サは、例えば、光電または磁気エンコーダ、ＬＶＤＴ
（線速度変位変換器）、またはレーザ干渉計によっても
よい。
【００１７】支持フレーム１４はテーブル１２に剛的に
適当な構造物によりマウントされているが、この構造物
については図面の簡素化のために図示を省略する。しか
しながら、両構造物は機械の機械的基台の部分であり、
このことは明細書を通して通常のシンボルによって示さ
れる。スピンドルシャフト１８Ａは、（タッチトリガー
やアナログのプローブのような他の作動モジュールが使
用されてもよいけれども）ワークピースを機械加工する
切削工具Ｔの形態の作動モジュールを保持している。好
ましくは、機械の幾何学的配列は、支持ストラット１６
の各々の軸線Ｓが工具先端で交差するようにされている
のがよい。
【００１８】支持ストラット１６をフレーム１４および
スピンドルケーシング１８に連結するときは、ストラッ
ト１６がフレーム１４およびケーシング１８に対して全
方位的に揺動するのが許容されるのが好ましい。より好
ましくは、ほぼ摩擦のない動きをもたらすよう連結され
るのがよく、磁気および流体軸受けを備えてもよい。代
わりに、フレキシブルなリンケージマット（linkages m
at）が用いられる。適切な連結手段は本出願人の国際特
許出願PCT/GB94/02593に開示されている。
【００１９】スピンドル１０の移動は、入り子式支持ス
トラット１６の延伸および／または収縮によってもたら
される。例えば、全ての支持ストラット１６を同時に等
しく収縮すると、図２においてＺ方向として示されてい
る方向にスピンドル１０は動くことになり、延伸および
収縮の他の組み合わせでもって、所望のように、Ｘおよ
びＹ方向の動きをもたらすことができる。
【００２０】スピンドル１０は３本の入り子式支持スト
ラット１６によってのみ懸架されているので、スピンド
ルは、ストラット長さの所定の組み合わせによって、フ
レーム１４およびスピンドルケーシング１８に対するス
トラット１６の全方位に揺動自在なマウントのせいで、
テーブル１２に対し、直交する３つの軸線回りに回動し
得る。これら３つの回転自由度の各々を伴うスピンドル
の動きは、Ｘ，ＹおよびＺ軸回りの回転をそれぞれ防止
する、３つの反回転装置（anti-rotation device）２
０，２２，２４を設けることにより排除される。装置の
各々は、受動型、すなわち、モータまたはアクチュエー
タを有していない。かかる反回転装置の１つが図３に詳
細に示されている。図３を参照するに、個々の装置は、
機械の支持フレーム１４またはテーブル１２のような機
械的基台にマウントされた実質的に剛性の平坦な部材３
０を含んでいる。剛性の部材３０はその基部に比較的弱
い領域３２を有し、それは部材３０の上方部が軸線Ａ１
の回りに傾くのを可能にするヒンジとして役立つ。部材
３０の上方端はスピンドルケーシング１８に２本の細長
いロッドでもって連結されている。このロッドは曲げに
対してはフレキシブルであるが、引っ張りおよび圧縮に
対しては剛性である。
【００２１】個々の装置の作動につき説明する。軸線Ａ
３に沿うスピンドルケーシング１８の並動は、部材３０
の軸線Ａ１回りの傾きによって許容され、一方、ロッド
３４、剛性部材３０およびスピンドルケーシング１８間
の、結果的な角度変化は、ロッド３４の撓みによって受
け入れられる。軸線Ａ１または軸線Ａ２に平行な方向の
スピンドルケーシング１８の並動は、一対の平行リーフ
スプリングの場合と同様なロッド３４の撓みによって許
容される。スピンドルケーシング１８の軸線Ａ１または
軸線Ａ３のいずれかに平行な軸線回りの回転は、ロッド
３４の撓みによって許容される。引っ張りおよび圧縮に
対するロッド３４の剛性が、部材３０の相対的剛性と共
に、スピンドルケーシング１８の軸線Ａ２に平行な軸線
回りの回転を防止している。個々の反回転装置２０，２
２および２４は、かくて、３つの直交する方向へのスピ
ンドルケーシング１８の直線的動きと、２つの直交する
軸線回りの回転とを許容し、一方、第３の軸線回りの回
転を防止する。
【００２２】再度、図１および図２を参照するに、３つ
の装置２０，２２および２４の全ての組み合わされた動
作がスピンドル１０のテーブル１２に対する全ての回転
運動を排除し、一方、ストラット１６の入れ子動により
直線的動きは許容するということが理解されよう。
【００２３】図３に示される装置の変形例では、平坦部
材３０は全体的に剛性で、弱い領域３２の部位に機械的
に低摩擦のヒンジが設けられる。さらに、細長いロッド
３４は剛体のロッドに置き換えられ、機械的基台および
スピンドルケーシング１８の両者に全方位的に揺動自在
に連結されている。撓み式または機械的に揺動する拘束
装置のいずれを選択するかは、多数のファクタ、特に、
スピンドルケーシング１８の、拘束およびこの特異な実
施例ではスピンドルの回転運動の排除が必要とされる、
移動範囲に依存する。撓み式装置は摩擦およびバックラ
ッシュがないという有利さを有しているが、それらは短
い範囲においてのみ作動可能であるという不利がある。
機械式装置は長距離に亘り作動可能であるが、摩擦およ
びバックラッシュに苦労する。
【００２４】本発明の第２の実施例を図４および５を参
照して説明する。工作機械の形態の座標位置決め機械
は、（不図示の）テーブルに剛的にマウントされた支持
フレーム１１４を含んでいる。スピンドル１１０の形態
の可動アームは、３本の動力付き入れ子式ストラット１
１６によってフレーム１１４から懸架されている。スト
ラット１１６は全方位的に揺動自在にフレーム１１４お
よびスピンドル１１０に連結されており、かくて、全て
のストラット長さの組み合わせに対して、スピンドルの
回転運動を３つの自由度を伴って許容する。スピンドル
の回転自由度の２つについての動きは排除され、スピン
ドルの第３の回転自由度についての動きは、拘束装置１
４０によって所定の範囲内に拘束されている。
【００２５】その装置１４０は、捻り方向に剛性のボッ
クス１５０を含み、機械的基台にヒンジによって取付け
られており、これにより、軸線Ｂ１回りにボックス１５
０が揺動するのを可能にしている。ボックス１５０は、
４本の垂直なロッド１５８Ａ，１５８Ｂ，１５８Ｃおよ
び１５８Ｄ、かつ、２本の傾いて延在している支柱１６
０によって相互に連結されている頂部および底部の凧形
状のサブフレーム１５４，１５６を含んでいる。２つの
三角状ウィシュボーンフレーム１６２はそれらの頂部で
垂直ロッド１５８Ｄの上端および下端に、全方位的な揺
動運動をもたらす適当なマウンティングによって連結さ
れている。ウィシュボーンフレーム１６２のロッド１５
８Ｄから離間した端部は、スピンドルケーシング１１８
に連結されている。かくて、この装置はエルボウジョイ
ントと同様な方法で、スピンドル１１０のＸおよびＹ方
向の並動が軸線Ｂ１回りのボックス１５０の揺動および
／または軸線Ｂ２回りのウィシュボーンフレーム１６２
の揺動によって受け入れられて機能する。スピンドル１
１０のＺ方向の並動は、図５に破線で示すようにウィシ
ュボーンフレーム１６２の揺動によって受け入れられ
る。
【００２６】ボックス１５０がマウントされている機械
的基台は、ボックスの上端に支持フレーム１１４によっ
て、およびボックスの下端にテーブル１１２によって設
けられている。スピンドル１１０がフレーム１１４内で
中心的に位置を占めるときは、ボックス１５０はフレー
ム１１４の桁材の１つ１１４Ａの下側に延在し、一方、
ウィシュボーン１６２がほぼその１つに対し直交して延
在する。ボックス１５０およびウィシュボーンフレーム
１６２のヒンジ結合により許容される弧状の運動は図４
に示され、それぞれＣ１およびＣ２の符号を有してい
る。
【００２７】この反回転装置は、図１ないし図３に示し
た３つの個々の装置２０，２２および２４と比較すると
比較的簡単であるという有利性を有している。しかしな
がら、ウィシュボーンフレーム１６２の所定の角度に亘
る回転は、スピンドルの動きが弧状の経路Ｃ２に沿って
起こることを可能にし、スピンドルケーシング１１８の
Ｚ軸に平行な軸線回りの対応する回転を生じさせる。こ
れは、スピンドルシャフト１１８Ａのケーシング１１８
に対する比較的速い回転と比較すると重要ではない（ス
ピンドルケーシングの回転が拘束されている制限値は、
フレーム１１４に対するウィシュボーンフレーム１６２
の許容できる回転範囲によって、規定されている。）。
【００２８】もし、例えば、この構成が座標測定機に用
いられることが望まれるなら、ここでは許容できる回転
は重要であり、軸線Ｂ１およびＢ２回りの角度変位を計
測するトランスデューサを設けることによってアーム１
１０の回転の程度を測定することが必要であろう。
【００２９】本発明の第３の実施例を図６および図７を
参照して説明する。前実施例と同様に、機械はテーブル
２１２およびフレーム２１４に対し３本の動力付き入れ
子式ストラット２１６で全方位的に揺動自在に連結され
たスピンドル２１０を含んでいる。３つの回転自由度を
持つスピンドル２１０の動きは、図３に示した形式の受
動的反回転装置２２０が１つと、動力付きの補助的な入
れ子式拘束ストラットの一対２８０，２８２との組み合
わせによって、拘束される。受動的反回転装置２２０は
スピンドルケーシング２１８のＺ軸回りの回動を排除す
る。スピンドル２１０のＸおよびＹ軸回りの回転は、２
つの補助的なストラット２８０，２８２によって制御さ
れる。これらストラットはその一端が機械的基台に連結
され、他端が細長いピラー２８６に連結されている。ピ
ラー２８６の下端はスピンドルケーシング２１８に固く
連結されている。補助的ストラット２８０，２８２の入
れ子式延伸および収縮は、スピンドル２１０のＸおよび
Ｙ軸回りの回転を生じさせる。図６の実施例において
は、補助的ストラット２８０，２８２はフレーム２１４
と区別される機械的基台に揺動自在に連結され、ほぼ直
交する方向に延在している。しかしながら、図７の代替
的実施例では、補助ストラット２８０，２８２は支持フ
レーム２１４の頂角のうちの２つにより機械的基台に揺
動自在にマウントされている。補助ストラット２８０，
２８２を設けることは、３つの直線的自由度を有してい
る機械を、５つの自由度、すなわち、３つが直線的で２
つが回転的である自由度を備えた機械に変更する効果を
有する。
【００３０】図８ないし図１０を参照して、本発明の第
４の実施例を説明する。機械はテーブル３１２に対して
可動のアーム３１０、支持フレーム３１４および３本の
動力付き入れ子式ストラット３１６を含んでいる。スト
ラット３１６はその端部においてアーム３１０および支
持フレーム（構造体）３１４に全方位的に揺動自在に連
結されており、これによりストラット長さの所定の組み
合わせに対し、３つの自由度を備えてアーム３１０の回
転を許容する方法で、アーム３１０を支持している。
【００３１】これら３つの回転的自由度の各々の拘束体
が受動的な独立した回転拘束装置３４０によってもたら
されている。この回転拘束装置は３つの回転自由度の各
々を排除し、一方、動力付きストラット３１６の動作の
下にアームの３次元の並動を許容する。拘束装置３４０
は機械的基台と可動アーム３１０との間で作動し、延伸
可能なボックス３５０を補助的な回転拘束装置３６０と
共に含んでいる。ボックス３５０はアーム３１０の互い
に直交する軸Ａ，Ｂ回りの回転を防止し、補助的回転拘
束装置３６０はアーム３１０の、軸ＡおよびＢに直交す
る第３の軸Ｃの回りの回転を防止する。
【００３２】さて、図９（ａ）を参照するに、延伸可能
なボックス３５０は２つのドア部材３５２を含み、その
各々は共通なヒンジ３５４で機械的に基台となる構造体
に取り付けられている。可動アーム３１０はこのドア部
材３５２に、Ｚ方向において離間する２点で、Ｖ形の連
結ロッド３５６Ａおよび３５６Ｂの２つの対によって連
結されている。連結ロッド３５６Ａおよび３５６Ｂの対
のそれぞれは、その頂角部において可動アーム３１０に
全方位的に揺動自在に（例えば、ボールジョイントによ
って）連結され、連結ロッド３５６Ａおよび３５６Ｂの
対のそれぞれは互いに垂直方向に整列されている。連結
ロッド３５６Ａおよび３５６Ｂの対のアーム３１０との
連結点から離れた端部は、ドア部材３５２の自由揺動端
縁の角部に全方位的に揺動自在に連結されている。
【００３３】さらに、図９（ｂ) ないし（ｄ）をも参照
するに、延伸可能なボックス３５０は可動アーム３１０
のＸ，ＹおよびＺ方向の１つ以上の方向への直線的動き
を許容し、一方、同時に、回転軸ＡおよびＢ回りのアー
ム３１０の回転を防止する。Ｘ，ＹおよびＺ方向のうち
の１つの方向への動きは、要素３５２，３５６Ａ，３５
６Ｂのそれぞれおよび機械的基台に対する揺動運動の組
み合わせによって可能である。例えば、図９（ｂ）を参
照するに、可動アーム３１０のＸ方向における並動は、
ドア部材３５２のヒンジ３５４回りの内方または外方へ
の回動運動、連結ロッド３５６Ａ，３５６Ｂの可動アー
ム３１０およびドア部材３５２との連結点に関する枢
動、および、付加的にドア部材３５２のヒンジ３５４回
りの揺動によって可能とされる。図９（ｃ）および
（ｄ）を参照するに、ＺまたはＹ方向における並動は、
ドア部材３５２の互い対するおよびヒンジ３５４回りの
同時的な内方または外方のいずれかへの回動と、連結ロ
ッド３５６Ａ，３５６Ｂの可動アーム３１０およびドア
部材３５２との連結点回りの枢動との組み合わせによっ
てもたらされる。
【００３４】連結ロッド３５６Ａ，３５６Ｂの可動アー
ム３１０への全方位的揺動連結は、可動アーム３１０の
軸Ｃ（この軸線上に連結ロッド３５６Ａ，３５６Ｂのア
ーム３１０との連結点が存している）回りの弧状並動、
および、その結果、アーム３１０の対応する制限された
角度の回転を可能とする。可動アームのこの重要でない
回転自由度は、図１０（ａ）ないし（ｄ）に示された装
置３６０によって拘束される。さて、図１０（ａ）を参
照するに、この装置３６０は、第１の固定されたリンケ
ージロッド３６２の対を含んでいる。このロッド３６２
の対は一端で機械的基台に剛的に連結され、他端でボー
ルジョイント（不図示）によって剛性のさらなるドア部
材３６４に全方位的に揺動自在に連結されている。かく
て、さらなるドア部材３６４は基台に対し軸Ｄ回りに回
動するようヒンジ結合されている。可動リンケージロッ
ド３６６の対がさらなるドア部材３６４の下端および可
動アーム３１０に全方位的に揺動自在に連結されてい
る。リンケージロッド３６２，３６６およびさらなるド
ア部材３６４の剛性により、アームの軸Ｃ回りの回動が
防止され、一方、アーム３１０、可動リンケージロッド
３６６、ドア部材３６４および固定リンケージロッド３
６２の全方位的揺動自在な連結により、図１０に示すよ
うに、アーム３１０のＸ，ＹおよびＺ方向の並動が許容
される。
【００３５】全方位的に揺動自在に取り付けられてい
る、拘束装置３４０の全ての剛性部材は、適当に可撓性
部材に置き換えられてもよい。
【００３６】図１１ないし図１２を参照して、本発明の
第５の実施例を説明する。図１１の機械は、可動アーム
４１０、テーブル４１２、固定支持構造体４１４および
３本の動力付入れ子式ストラット４１６を有し、ストラ
ットはそれらの端部で支持構造体４１４およびアーム４
１０に全方位的に揺動自在に連結されている。
【００３７】運動制御リンケージ４７０，４８０によっ
て、アーム４１０のＺ軸回り回動が排除され、Ｘおよび
Ｙ軸回りの回転は所定の限界内に拘束されている。運動
制御リンケージ４７０はその一端で機械的基台に連結さ
れ、他端でボールジョイント４７４によりアーム４１０
に連結されている。運動制御リンケージ４８０はフォー
ク状の形態を有し、運動制御リンケージ４７０に対し直
角に延在している。そして、一端でボールジョイント４
８２によって機械的基台に全方位的に揺動自在に連結さ
れ、他端でアーム４１０の径方向に対向する側面にベア
リング４８４（これは、ボールジョイントであってもよ
い）によって連結されている。
【００３８】入れ子式ストラット４１６の所定の静的設
定に対しては、運動制御ストラット４７０，４８０がス
ピンドル１０の回転を防止する。入れ子式ストラット４
１６の１つまたはいくつかが作動すると、アーム４１０
の自由端は、アーム４１０の並動と運動制御ストラット
４７０，４８０の作動の結果としてのアームの弧状の動
きとの組み合わせによって、所望の部位に位置決めされ
得る。例えば、入れ子式ストラット４１６の同時的な延
伸または収縮は、運動制御ストラット４７０，４８０の
継続する揺動の結果によるアーム４１０の上下端の弧状
の動きの組み合わせににより、アーム４１０のＺ方向に
おける直線的動きに帰する。同様に、アーム４１０をＸ
方向へ並動させるための入れ子式ストラット４１６の動
きは、付加的に、ボールジョイント４７４およびベアリ
ング４８４の位置によって定義される点においてアーム
４１０のＹ軸に平行な軸線回りの回動に帰し、アーム４
１０をＹ方向へ並動させるための入れ子式ストラット４
１６の動きは、付加的に、Ｘ軸に平行な軸線およびボー
ルジョイント４７４およびベアリング４８４によって定
義される点回りのアーム４１０の弧状の揺動に帰する。
【００３９】アーム４１０の並動は必然的にその自由端
の向きの変更に帰するから、２軸のロボットリスト（ro
bot-wrist)が好ましくはアーム４１０に取り付けられ、
さらに好ましくは、３軸リストが取り付けられる。これ
は複数の角度および向きでの部品の機械加工を可能とす
る。
【００４０】３本の入れ子式ストラットによって作動さ
れる機械は、６本のストラットを有する従来の機械より
も、制御するのがより容易である。これは、可動アーム
の運動を制御するのに包含される数学的処理がより簡単
であるからである。特に、アームの位置を決定するのに
必要とされるアルゴリズムが、今や、６つではなく、３
つの直線的計測にのみ基づいている。
【００４１】
【発明の効果】本発明による機械の１つの有利な点は、
用いられる入れ子式ストラットの本数を減少させたこと
による簡略化された構造の機械であるということであ
る。さらなる有利な点は、装置の単純な幾何学的配置、
すなわち、（３本のストラットの他端における３つの連
結点によって定められる）他の面に対し（３本のストラ
ットの一端における３つの連結点によって定められる）
一つの面のせいで、リアルタイムでのアームの制御運動
の比較的容易さおよび簡略さに関するということであ
る。しかしながら、これらの有利な点は本発明の実施に
当たり必須のことではなく、説明する１つまたはいくつ
かの実施例の唯一の有利な点である必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す平面図である。
【図２】図１のII-II 線における断面図を示す。
【図３】図１および２の詳細を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施例を示す平面図である。
【図５】図４の詳細を示す概略斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す平面図である。
【図７】図６の実施例の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の第４の実施例を示す斜視図である。
【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図８の拘束
体の第１の部分の作動を説明するための図である。
【図１０】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は図８の拘
束体の第２の部分の作動を説明するための図である。
【図１１】本発明の第５の実施例を示す斜視図である。
【図１２】図１１のXII-XII 線における平面図である。
【符号の説明】
１０，１１０，２１０，３１０，４１０ （可動）アー
ム １２，１１２，２１２，３１２，４１２ テーブル １４，１１４，２１４，３１４，４１４ フレーム １６，１１６，２１６，３１６，４１６ （入れ子式）
ストラット １８ スピンドルケーシング ２０，２２，２４，２２０ 反回転装置 ３０ 平坦部材 ３２ 弱領域 ３４ ロッド １４０ 拘束装置 １５０，３５０ ボックス １６２ ウィシュボーンフレーム ２８０，２８２ （補助的）ストラット ３４０ 拘束装置 ３５２，３６４ ドア部材 ３６０ （補助的）拘束装置 ４７０，４８０ 運動制御リンケージ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固定構造体と、 該固定構造体に対し相対的に動けるよう支持され、作動
    モデュール（Ｔ）がマウントされ得るアームとを有し、 該アームは前記固定構造体に対し３本の入れ子式ストラ
    ットによって支持され、各ストラットはその長さを増大
    または減少すべく作動するモータを有し、 該ストラットはその一端で前記アームに、他端で前記固
    定構造体に全方位的に揺動自在に連結され、これにより
    該アームは３本のストラットの長さのいかなる組み合わ
    せに対しても３つの回転自由度を保有している座標位置
    決め機械において、 前記固定構造体とアームとの間で作動し、前記３つの回
    転自由度の各々につきアームの動きを所定の限界内に拘
    束し、一方、同時に３つの直線的自由度につき前記アー
    ムの並動を許容し、かつ、前記回転自由度の１つを排除
    する少なくとも１つの受動装置を含む拘束手段が設けら
    れたことを特徴とする座標位置決め機械。
  2. 【請求項２】 前記拘束手段は全体的に受動型であり、
    前記回転自由度の１つについて前記アームの動きを所定
    の限界内に拘束し、一方、残りの２つの回転自由度につ
    いてアームの動きを排除することを特徴とする請求項１
    に記載の座標位置決め機械。
  3. 【請求項３】 前記拘束手段は全体的に受動型であり、
    ３つの回転自由度の全てにつき前記アームの動きを排除
    することを特徴とする請求項１に記載の座標位置決め機
    械。
  4. 【請求項４】 各ストラットの長さの変化はトランスデ
    ューサによって計測されることを特徴とする請求項１な
    いし３のいずれかに記載の座標位置決め機械。
  5. 【請求項５】 前記トランスデューサはレーザ干渉計に
    よってもたらされることを特徴とする請求項４に記載の
    座標位置決め機械。
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