JPH08150526A - 工作機械 - Google Patents
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- JPH08150526A JPH08150526A JP6293591A JP29359194A JPH08150526A JP H08150526 A JPH08150526 A JP H08150526A JP 6293591 A JP6293591 A JP 6293591A JP 29359194 A JP29359194 A JP 29359194A JP H08150526 A JPH08150526 A JP H08150526A
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- freedom
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
- B23Q1/50—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/54—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only
- B23Q1/545—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only comprising spherical surfaces
- B23Q1/5462—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only comprising spherical surfaces with one supplementary sliding pair
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0258—Two-dimensional joints
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- Y10T409/30784—Milling including means to adustably position cutter
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- Y10T409/308232—Linear adjustment and angular adjustment
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-
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
て、高負荷が作用する加工に対しても使用できる高剛性
の工作機械の提供を目的とする。 【構成】 外部に固定される基台11と、基台11に所
定の傾斜で放射状に固定され、2本ずつ等間隔に配置さ
れた6本のガイド20と、ガイド20の各々に設けら
れ、ガイド20の長手方向に移動可能な6つのスライド
テーブル26と、スライドテーブル20を個別に移動さ
せる駆動装置25と、スライドテーブル26の各々にボ
ールベアリング16によって一端が連結された6本のロ
ッド15と、ロッド15の各々の他端をボールベアリン
グ17によって同一平面上に取り付けるとともに、所望
の工具を取り付けるトラベリングプレート12からな
る。
Description
した工作機械に関し、特に高負荷が作用する加工に対し
ても使用できる高剛性な工作機械の提供を目的とする。
載されたヘキサロボットがある。これは、図6に示すよ
うに、外部に固定される基台1上に6つのモータ8を2
つ1組で3組設置し、各モータ8にリンク4を取り付
け、対偶(ボールベアリングやユニバーサルジョイン
ト)6を介してロッド5をリンク4に接続し、ロッド5
の先端を対偶7を介してトラベリングプレート2を取り
付け、前記6つのモータ41をそれぞれ個別に駆動する
ことにより、トラベリングプレート2の位置および姿勢
を6自由度にて制御するようになっている。そして、ト
ラベリングプレート2の下部に設けられた図略のロボッ
トハンドにて工作物の搬送や組み付けに使用されてい
る。
作機械は、複数のモータで負荷を分散できる。動力源が
固定側の基台1上にあり、移動体(トラベリングプレー
ト2、リンク4およびロッド5等)を軽量化できるため
工作物の高速移動が可能であるといった利点を持ってい
る。この反面、ロボットハンドを具備したトラベリング
プレート2に負荷が作用するとアームに曲げ力が作用す
る、モーターに直接大きなトルクがかるといった状態が
発生してしまい、比較的軽量の工作物の搬送といった軽
負荷しか作用しない作業にしか利用できず、トラベリン
グプレート2の下部に工具を設けて工作物の加工を行う
といった高負荷が作用する作業には使用できないといっ
た問題があった。
作機械においては3軸位置決め機構があれば十分な場合
が多いのに対し、上述したヘキサロボットを利用した従
来技術の工作機械はトラベリングプレート2の位置およ
び姿勢の制御を行う6自由度制御になるため制御が複雑
になるといった問題があった。
るための発明の構成は、外部に固定される基台と、前記
基台に所定の傾斜で放射状に固定され、2本ずつ等間隔
に配置された6本のガイドと、前記ガイドの各々に設け
られ、前記ガイドの長手方向に移動可能な6つのスライ
ドテーブルと、前記6つのスライドテーブルを個別に独
立して移動させる駆動装置と、前記スライドテーブルの
各々に一端が対偶によって連結された6本のロッドと、
前記ロッドの各々の他端を対偶によって同一平面上に取
り付けるとともに、所望の工具を取り付けるトラベリン
グプレートとからなる。
に所定の傾斜で放射状に固定され、等間隔に配置された
3本のガイドと、前記ガイドの各々に設けられ、前記ガ
イドの長手方向に移動可能な3つのスライドテーブル
と、前記スライドテーブルを個別に独立して移動させる
駆動装置と、前記スライドテーブルの各々に所定の間隔
で2本ずつ設けられ、対偶によって一端が連結された6
本のロッドと、前記スライドテーブルに支持された2本
のロッドが平行をなすように前記6本のロッドの各々の
他端を対偶によって同一平面上に取り付けるとともに、
所望の工具を取り付けるトラベリングプレートとからな
る。
を駆動することにより各ガイドに設けられた6つのスラ
イドテーブルが個別に移動され、これにより6本のロッ
ドがそれぞれ独立して揺動される。すると、ロッドの先
端に支持されたトラベリングプレートを6自由度制御す
ることができ、トラベリングプレートに取り付けられた
工具を工作物に対して所望の位置および姿勢に移動でき
る。
イドの3つのスライドテーブルが個別に移動される。す
ると、各スライドテーブルに2本ずつ支持されたロッド
は2本一組で揺動され、ロッドの先端に支持されたトラ
ベリングプレートは3自由度の制御ができ、トラベリン
グプレートに取り付けられた工具を工作物に対して所望
の位置に位置決めできる。なお、2本一組のロッドはス
ライドテーブルとトラベリングプレートにより平行リン
ク機構を成すため、基台とトラベリングプレートは常に
平行が保たれるようになっている。
明する。図1は本第1実施例の工作機械10を適用した
工作機械全体の構成を示した図である。工作機械10は
工作物Wを載置するテーブル52を有した門型のフレー
ム50の天井に支持柱51を介して取り付けられてお
り、この工作機械10に取り付けられた工具Tを所望の
位置に移動して工作物Wを加工するものである。
詳細な説明をする。図2に示すように工作機械10は、
主に、支持柱51によって外部に固定される基台11
と、ドリルやエンドミル等の工具Tを取り付けるトラベ
リングプレート12と、前記基台11および前記トラベ
リングプレート12を連結する6本のアーム14とから
構成されている。
3つの支持部11aが等間隔で設けられており、この支
持部11aに後述するアーム14が2本ずつ合計6本連
結されている。アーム14はロッド15およびガイド2
0から構成されており、6本とも同じ構成となってい
る。
ル26、ボールネジ24およびモータ25から構成され
ている。ベース22は断面形状がコ型をした部材であ
り、それぞれのベース22は基台11に対して所定角度
α(例えば45度)傾斜して放射状に基台11に固定さ
れている。このベース22にはその長手方向にスライド
テーブル26が摺動可能に支持されている。また、ベー
ス22にはスライドテーブル26の図略のナットと螺合
するボールネジ24が回動可能に支持されており、ベー
ス22に固定され前記ボールネジ24に連結されるモー
タ25(駆動装置)を駆動することにより、ボールネジ
24を回動し、結果としてスライドテーブル26をベー
ス22の長手方向に移動するようになっている。
れロッド15がボールジョイント16(対偶)により連
結され、ボールジョイント16を支点としてロッド15
はスライドテーブル26に対して3次元方向に揺動可能
となっている。また、各ロッド15の他端はトラベリン
グプレート12にボールジョイント17(対偶)にて連
結され、ボールジョイント17を支点としてロッド17
はトラベリングプレート12に対して3次元方向に揺動
可能となっている。
5の他端がボールジョイント17により同一平面上に連
結されており、下部にはドリルやエンドミル等の工具を
取り付ける図略の主軸が設けられている。以上の構成に
より、図略の制御装置より動作指令を与えることによっ
て、ガイド20のモータ25の個別に駆動して6本のロ
ッド15をそれぞれ独立して揺動させる。すると、この
6本のロッド15の揺動の組み合わせにより、トラベリ
ングプレート12を6自由度制御(位置および姿勢制
御)することができる。つまり、各支持部11aに支持
された2本1組のアーム14を同期して3組のアーム1
4を個別に駆動することによりトラベリングプレートの
位置を決定し、各支持部11aに固定された2本1組の
アーム14のうちの各1本、即ち合計3本のアーム14
を駆動することによりトラベリングプレート12の姿勢
を決定することができるようになっている。そして、ト
ラベリングプレート12に取り付けられた工具を所望の
位置および姿勢に移動し、工作物の加工を行うようにな
っている。
械は、1本のロッド15で構成されるアーム14を6本
にてトラベリングプレート12を駆動するので、トラベ
リングプレート12(工具T)の位置制御および姿勢制
御(6自由度制御)が行える。また、トラベリングプレ
ート12を駆動するアーム14の構成をスライドテーブ
ル26を移動させることにより揺動する1本のロッド1
5にて行うようにしたため、加工によりトラベリングプ
レート12に作用した加工反力は、すべてのロッド15
に作用する圧縮力または引っ張り力に変換される。そし
て、この加工反力はスライドテーブル26とロッド15
の両端を連結するボールジョイント16,17(対偶)
を介してスライドテーブル26を駆動する軸力として伝
わる。つまり、加工反力はロッド15およびボールネジ
24の軸方向の荷重として作用するため、直接モータ2
5に大きな負荷が作用することがないとともに、アーム
14に曲げ力が一切作用しないため、高負荷の作用する
加工が行えるといった効果がある。
明する。図3に示すように本第2実施例の工作機械は、
主に、支持柱51によって外部に固定される基台31
と、ドリルやエンドミルといった工具Tを取り付けるト
ラベリングプレート32と、前記基台31および前記ト
ラベリングプレート32を連結する3本のアーム34と
から構成されている。
3つの支持部31aが等間隔で設けられており、この支
持部31aに後述するアーム34が合計3本連結されて
いる。アーム34は2本のロッド35およびガイド40
から構成されており、3本とも同じ構成となっている。
ル46、ボールネジ44およびモータ45から構成され
ている。ベース42は断面形状がコ型をした部材であ
り、それぞれのベース42は基台31に対して所定角度
α(例えば45度)傾斜して放射状に基台31に固定さ
れている。このベース42にはその長手方向にスライド
テーブル46が摺動可能に支持されている。また、ベー
ス42にはスライドテーブル46の図略のナットと螺合
するボールネジ44が回動可能に支持されており、ベー
ス42に固定され前記ボールネジ44に連結されるモー
タ45(駆動装置)を駆動することにより、ボールネジ
24を回動し、結果としてスライドテーブル46をベー
ス42の長手方向に移動するようになっている。
れ2本のロッド35が所定の間隔でボールジョイント3
6(対偶)により連結され、ボールジョイント36を支
点として各ロッド35はスライドテーブル46に対して
それぞれ3次元方向に揺動可能となっている。また、6
本のロッド35の他端はそれぞれトラベリングプレート
32にボールジョイント37(対偶)にて同一平面上に
連結されるとともに、組となる2本のロッド35が互い
に平行に配置されている。そして、スライドテーブル4
6と、組みとなる2本のロッド35と、トラベリングプ
レート32により平行リンク機構を形成している。
リングプレート32の下部にはドリルやエンドミル等の
工具を取り付ける図略の主軸が設けられている。以上の
構成により、図略の制御装置より動作指令を与えること
によって、ガイド40のモータ45の個別に駆動して3
つのスライドテーブル36を移動し、6本のロッド35
を2本ずつ組でそれぞれ揺動させる。すると、2本を1
組とした3組のロッド15の揺動の組み合わせにより、
トラベリングプレート12を3自由度制御(位置制御)
することができる。なお、1つのスライドテーブル46
に支持された2本のロッド35が平行リンク機構をなす
ため、トラベリングプレート32は基台31に対して常
に平行に移動するようになっている。そして、トラベリ
ングプレート32に取り付けられた工具を所望の位置に
移動し、工作物の加工を行うようになっている。
械は、2本のロッドで構成されるアーム34を3本にて
トラベリングプレートを駆動するため、トラベリングプ
レート32(工具)の位置決め(3自由度制御)が行え
る。その上、アーム34を構成する2本のロッド35が
平行リンク機構をなすため、トラベリングプレート32
は常に基台31と平行に保たれるために工具の姿勢が常
に決定され制御が容易に行えるといった効果がある。ま
た、第1実施例同様に各アーム34に曲げ力が作用する
ことがないために高負荷の作用する加工が行えるといっ
た効果がある。
いて、スライドテーブル26,46およびロッド15,
35並びにロッド15,35およびトラベリングプレー
ト12,32を連結する対偶として3自由度を有するボ
ールジョイント16,17,36,37が使用されてい
るが、1本のロッド15,35に対して他方を図4に示
した周知のユニバーサルジョイント18(対偶)や、図
5に示すような2自由度のジョイント19(対偶)にし
てもよい。このジョイント19はスライドテーブル2
6,46もしくはトラベリングプレート12,32に固
定される部材19aに対して中間部材19bが軸I2を
中心に回転可能であり、ロッド15,35に連結される
部材19cが前記中間部材19bに対して前記軸I2と
直交する軸I1を中心に回転可能になっており2自由度
を有している。
ガイド20、40のスライドテーブル26、46の駆動
機構として、ボールネジ24およびモータ25のネジ機
構で行っているが、スライドテーブル26、46をリニ
アモータで直接移動しても構わない。さらに、第1実施
例の工作機械10のボールジョイント16を二股のボー
ルジョイントにし、組みとなる2本のロッド15をこの
二股のボールジョイント間で連結し、両ロッド15を同
期して移動することにより第2実施例と同様に組みにな
る2本のロッド15が平行リンク機構をなして3自由度
制御が可能な工作機械としても構わない。
載された工作機械は、6本のロッドによりトラベリング
プレートを駆動するため、トラベリングプレート(工
具)の位置制御および姿勢制御(6自由度制御)が行え
る。また、加工によりトラベリングプレートに加工反力
が作用しても、ロッドに曲げ力が発生することがないた
めに高剛性に構成でき、高負荷の作用する加工にも使用
できるといった効果がある。
械においては、2本を1組としたロッドを3組によりト
ラベリングプレートを駆動するため、トラベリングプレ
ート(工具)の位置制御(3自由度制御)が行える。そ
の上、2本1組のロッドが平行リンク機構をなすため、
トラベリングプレートは常に基台と平行に保たれるため
に工具の姿勢が常に決定され制御が容易に行えるといっ
た効果がある。また、請求項1から3に記載の工作機械
同様にロッド曲げ力が発生することがないために高負荷
の作用する加工が行えるといった効果がある。
図である。
ある。
ある。
図である。
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 外部に固定される基台と、前記基台に所
定の傾斜で放射状に固定され、2本ずつ等間隔に配置さ
れた6本のガイドと、前記ガイドの各々に設けられ、前
記ガイドの長手方向に移動可能な6つのスライドテーブ
ルと、前記6つのスライドテーブルを個別に独立して移
動させる駆動装置と、前記スライドテーブルの各々に一
端が対偶によって連結された6本のロッドと、前記ロッ
ドの各々の他端を対偶によって同一平面上に取り付ける
とともに、所望の工具を取り付けるトラベリングプレー
トとを備えたことを特徴とする工作機械。 - 【請求項2】 前記請求項1に記載の工作機械におい
て、前記6本のロッドの各々の両端に取り付けられる対
偶のうち、一方の対偶が2自由度を有し、他方が3自由
度を有する工作機械 - 【請求項3】 前記請求項1に記載の工作機械におい
て、前記6本のロッドの各々の両端に取り付けられる対
偶が両方とも3自由度を有する工作機械。 - 【請求項4】 外部に固定される基台と、前記基台に所
定の傾斜で放射状に固定され、等間隔に配置された3本
のガイドと、前記ガイドの各々に設けられ、前記ガイド
の長手方向に移動可能な3つのスライドテーブルと、前
記スライドテーブルを個別に独立して移動させる駆動装
置と、前記スライドテーブルの各々に所定の間隔で2本
ずつ設けられ、対偶によって一端が連結された6本のロ
ッドと、前記スライドテーブルに支持された2本のロッ
ドが平行をなすように前記6本のロッドの各々の他端を
対偶によって同一平面上に取り付けるとともに、所望の
工具を取り付けるトラベリングプレートとを備えたこと
を特徴とする工作機械。 - 【請求項5】 前記請求項4に記載の工作機械におい
て、前記6本のロッドの各々の両端に取り付けられる対
偶のうち、一方の対偶が2自由度を有し、他方が3自由
度を有する工作機械 - 【請求項6】 前記請求項4に記載の工作機械におい
て、前記6本のロッドの各々の両端に取り付けられる対
偶が両方とも3自由度を有する工作機械。
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JPH08150526A true JPH08150526A (ja) | 1996-06-11 |
JP3640087B2 JP3640087B2 (ja) | 2005-04-20 |
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ID=17796708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP29359194A Expired - Fee Related JP3640087B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 工作機械 |
Country Status (3)
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