JPH09253967A - Ｎｃ駆動アクチュエータ - Google Patents
Ｎｃ駆動アクチュエータInfo
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- JPH09253967A JPH09253967A JP8731896A JP8731896A JPH09253967A JP H09253967 A JPH09253967 A JP H09253967A JP 8731896 A JP8731896 A JP 8731896A JP 8731896 A JP8731896 A JP 8731896A JP H09253967 A JPH09253967 A JP H09253967A
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- shaft member
- motor
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- concentrically
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 工具交換アームの抜き・差しと旋回動作とを
リニアモータとモータとにより行う簡素で信頼性の高い
交換アームユニットの提供。 【解決手段】 ＡＴＣ本体１の穴の内周等間隔に刻設さ
れた軸方向の案内溝１ａ，１ｂに沿って移動のみ可能に
設けられた移動体２に、軸受４を介して回転のみ可能に
支持された出力軸５の先端に工具交換アーム１０を取着
し、本体１の内面にＵ・Ｖ・Ｗ各相が軸方向に移動する
よう巻回されたコイル３Ａと、移動体２の外面にＮ・Ｓ
極が軸方向に並ぶよう配設されたリング状の永久磁石３
Ｂとからなるリニアモータを設け、更に移動体２の内面
に設けられたステータ６Ａと、出力軸５の外面に設けら
れたロータ６Ｂとからなるモータ６を設け、ＮＣ駆動リ
ニアモータ３による工具交換アーム１０の回転軸方向の
移動位置決めと、ＮＣ駆動モータ６による旋回及び旋回
位置決め動作とで、主軸とマガジンとの工具の交換動作
を行う。
リニアモータとモータとにより行う簡素で信頼性の高い
交換アームユニットの提供。 【解決手段】 ＡＴＣ本体１の穴の内周等間隔に刻設さ
れた軸方向の案内溝１ａ，１ｂに沿って移動のみ可能に
設けられた移動体２に、軸受４を介して回転のみ可能に
支持された出力軸５の先端に工具交換アーム１０を取着
し、本体１の内面にＵ・Ｖ・Ｗ各相が軸方向に移動する
よう巻回されたコイル３Ａと、移動体２の外面にＮ・Ｓ
極が軸方向に並ぶよう配設されたリング状の永久磁石３
Ｂとからなるリニアモータを設け、更に移動体２の内面
に設けられたステータ６Ａと、出力軸５の外面に設けら
れたロータ６Ｂとからなるモータ６を設け、ＮＣ駆動リ
ニアモータ３による工具交換アーム１０の回転軸方向の
移動位置決めと、ＮＣ駆動モータ６による旋回及び旋回
位置決め動作とで、主軸とマガジンとの工具の交換動作
を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は出力軸が回転及び軸
方向移動するようにリニアモータとモータとを組み合わ
せてなるＮＣ駆動アクチュエータに関するものである。
方向移動するようにリニアモータとモータとを組み合わ
せてなるＮＣ駆動アクチュエータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回転（旋回）と軸方向移動との二つの動
作が必要なものに、工作機械例えばマシニングセンタ等
の自動工具交換装置の工具交換アームユニットがある。
従来、工具交換アームの駆動機構として開示されている
先行技術に実開平４−１３２３４号及び実開平４−１７
０３１号がある。
作が必要なものに、工作機械例えばマシニングセンタ等
の自動工具交換装置の工具交換アームユニットがある。
従来、工具交換アームの駆動機構として開示されている
先行技術に実開平４−１３２３４号及び実開平４−１７
０３１号がある。
【０００３】実開平４−１３２３４号は図７に示すよう
にサーボモータ１０１により複数の平歯車１０２〜１０
５及びスプライン軸部１２２を介して先端に工具交換ア
ーム１０６を有する中心軸１０７を正，逆回転し、サー
ボモータ１０８により傘歯車１０９，１１０及びピニオ
ン１１１，ラック１１２を介して中心軸１０７を軸方向
に往復移動するようにしたものである。
にサーボモータ１０１により複数の平歯車１０２〜１０
５及びスプライン軸部１２２を介して先端に工具交換ア
ーム１０６を有する中心軸１０７を正，逆回転し、サー
ボモータ１０８により傘歯車１０９，１１０及びピニオ
ン１１１，ラック１１２を介して中心軸１０７を軸方向
に往復移動するようにしたものである。
【０００４】また、実開平４−１７０３１号は図８に示
すようにサーボモータ１１３によりシンクロベルト１１
４を介して工具交換アーム１１５が係合するスプライン
軸１１６を回転し、サーボモータ１１７によりシンクロ
ベルト１１８を介して回転されるボールねじ１１９と螺
合する図示しないボールねじナットが固着されているバ
ー１２０及びレバー１２１を介して工具交換アーム１１
５を軸方向に往復動するようにしたものである。
すようにサーボモータ１１３によりシンクロベルト１１
４を介して工具交換アーム１１５が係合するスプライン
軸１１６を回転し、サーボモータ１１７によりシンクロ
ベルト１１８を介して回転されるボールねじ１１９と螺
合する図示しないボールねじナットが固着されているバ
ー１２０及びレバー１２１を介して工具交換アーム１１
５を軸方向に往復動するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた実
開平４−１３２３４号及び実開平４−１７０３１号の先
行技術は、何れも回転用と軸方向移動用とにそれぞれサ
ーボモータを用いたものであるが、両者とも部品点数が
多く構造が複雑かつ制御が難しいという問題を有してい
た。本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みなされたものであり、その目的とするところは、工作
機械の工具交換装置やタレット刃物台装置等に使用可能
な構造が簡単で信頼性が高いＮＣ制御アクチュエータを
提供しようとするものである。
開平４−１３２３４号及び実開平４−１７０３１号の先
行技術は、何れも回転用と軸方向移動用とにそれぞれサ
ーボモータを用いたものであるが、両者とも部品点数が
多く構造が複雑かつ制御が難しいという問題を有してい
た。本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みなされたものであり、その目的とするところは、工作
機械の工具交換装置やタレット刃物台装置等に使用可能
な構造が簡単で信頼性が高いＮＣ制御アクチュエータを
提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１のＮＣ駆動アクチュエータは、アク
チュエータ本体の穴内に軸方向移動のみ可能かつ同心に
設けられた環状の移動体と、該移動体中心穴に回転のみ
可能かつ同心に設けられた軸部材とからなる機械系と、
前記アクチュエータ本体の穴の内面同心にＮ極，Ｓ極が
軸方向に連なるよう配設されたリング状の永久磁石又は
Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方向移動するように巻回され
たコイルと、前記移動体の外面同心に前記永久磁石に対
応するＵ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方向移動するように巻
回されたコイル又は前記アクチュエータ本体の穴内面の
コイルに対応するＮ極，Ｓ極が軸方向に連なるよう配設
された永久磁石とからなるリニアモータの電気系と、前
記移動体の内面同心に設けられたステータと、前記軸部
材の外面同心に設けられたロータとからなるモータの電
気系と、前記軸部材の回転角度を検出する回転検出器及
び軸方向移動量を検出する直線検出器とを含んでなり、
軸部材の移動体を介するリニアモータによる軸方向移動
とモータによる回転とを利用するものである。
に本発明の請求項１のＮＣ駆動アクチュエータは、アク
チュエータ本体の穴内に軸方向移動のみ可能かつ同心に
設けられた環状の移動体と、該移動体中心穴に回転のみ
可能かつ同心に設けられた軸部材とからなる機械系と、
前記アクチュエータ本体の穴の内面同心にＮ極，Ｓ極が
軸方向に連なるよう配設されたリング状の永久磁石又は
Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方向移動するように巻回され
たコイルと、前記移動体の外面同心に前記永久磁石に対
応するＵ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方向移動するように巻
回されたコイル又は前記アクチュエータ本体の穴内面の
コイルに対応するＮ極，Ｓ極が軸方向に連なるよう配設
された永久磁石とからなるリニアモータの電気系と、前
記移動体の内面同心に設けられたステータと、前記軸部
材の外面同心に設けられたロータとからなるモータの電
気系と、前記軸部材の回転角度を検出する回転検出器及
び軸方向移動量を検出する直線検出器とを含んでなり、
軸部材の移動体を介するリニアモータによる軸方向移動
とモータによる回転とを利用するものである。
【０００７】上述のように構成されている請求項１のＮ
Ｃ駆動アクチュエータは、アクチュエータ本体の穴の内
面の軸方向に円周上等間隔の少なくとも２本の案内溝に
沿って軸方向移動のみ可能かつ同心に設けられた移動体
を、ＮＣ制御のリニアモータで駆動し、この移動体に複
数の軸受を介して回転のみ可能かつ同心に設けられた軸
部材をＮＣ制御のサーボモータで駆動するようにして、
複雑な機構を一切排除した簡単な構造となしたので、故
障や誤動作等が少ない信頼性の高い検出器付のＮＣ制御
アクチュエータとなる。
Ｃ駆動アクチュエータは、アクチュエータ本体の穴の内
面の軸方向に円周上等間隔の少なくとも２本の案内溝に
沿って軸方向移動のみ可能かつ同心に設けられた移動体
を、ＮＣ制御のリニアモータで駆動し、この移動体に複
数の軸受を介して回転のみ可能かつ同心に設けられた軸
部材をＮＣ制御のサーボモータで駆動するようにして、
複雑な機構を一切排除した簡単な構造となしたので、故
障や誤動作等が少ない信頼性の高い検出器付のＮＣ制御
アクチュエータとなる。
【０００８】また、本発明の請求項２のＮＣ駆動アクチ
ュエータは、アクチュエータ本体の穴内に軸方向移動の
み可能かつ同心に設けられた環状の移動体と、該移動体
の中心穴に回転のみ可能かつ同心に設けられた軸部材と
からなる機械系と、前記アクチュエータ本体の穴の内面
同心に、Ｎ極，Ｓ極が軸方向に連なるよう配設されたリ
ング状の永久磁石又はＵ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸移動す
るように巻回されたコイルと、前記軸部材の外面同心に
前記永久磁石対応するＵ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方向移
動するように巻回されたコイル又は前記アクチュエータ
本体の穴内面のコイルに対応するＮ極，Ｓ極が軸方向に
連なるよう配設された永久磁石とからなるリニアモータ
の電気系と、前記移動体の内面同心に設けられたステー
タと、前記軸部材の外面同心に設けられたロータとから
なるモータの電気系と、前記軸部材の回転角度を検出す
る回転検出器及び軸方向移動量を検出する直線検出器と
を含んでなり、軸部材のリニアモータによる軸方向移動
と、モータによる回転とを利用するものである。
ュエータは、アクチュエータ本体の穴内に軸方向移動の
み可能かつ同心に設けられた環状の移動体と、該移動体
の中心穴に回転のみ可能かつ同心に設けられた軸部材と
からなる機械系と、前記アクチュエータ本体の穴の内面
同心に、Ｎ極，Ｓ極が軸方向に連なるよう配設されたリ
ング状の永久磁石又はＵ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸移動す
るように巻回されたコイルと、前記軸部材の外面同心に
前記永久磁石対応するＵ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方向移
動するように巻回されたコイル又は前記アクチュエータ
本体の穴内面のコイルに対応するＮ極，Ｓ極が軸方向に
連なるよう配設された永久磁石とからなるリニアモータ
の電気系と、前記移動体の内面同心に設けられたステー
タと、前記軸部材の外面同心に設けられたロータとから
なるモータの電気系と、前記軸部材の回転角度を検出す
る回転検出器及び軸方向移動量を検出する直線検出器と
を含んでなり、軸部材のリニアモータによる軸方向移動
と、モータによる回転とを利用するものである。
【０００９】また、本発明の請求項３のＮＣ駆動アクチ
ュエータは、アクチュエータ本体の穴に回転のみ可能に
設けられたスリーブと、該スリーブに軸方向移動のみ可
能に設けられた軸部材とからなる機械系と、前記アクチ
ュエータ本体の穴の内面同心に軸方向がＮ極，Ｓ極とな
るように配設されたリング状の永久磁石又はＵ相，Ｖ
相，Ｗ相が順に軸方向移動するように巻回されたコイル
と、前記軸部材の外面同心に前記永久磁石に対応するＵ
相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方向移動するように巻回された
コイル又は前記アクチュエータ本体の穴内面のコイルに
対応するＮ極，Ｓ極が軸方向に連なるように配設された
永久磁石とからなるリニアモータの電気系と、前記アク
チュエータ本体の穴の内面同心に設けられたステータ
と、前記スリーブの外面同心に設けられたロータとから
なるモータの電気系と、前記軸部材の回転角度を検出す
る回転検出器及び軸方向移動量を検出する直線検出器と
を含んでなり、軸部材のリニアモータによる軸方向移動
とモータによる回転とを利用するものである。
ュエータは、アクチュエータ本体の穴に回転のみ可能に
設けられたスリーブと、該スリーブに軸方向移動のみ可
能に設けられた軸部材とからなる機械系と、前記アクチ
ュエータ本体の穴の内面同心に軸方向がＮ極，Ｓ極とな
るように配設されたリング状の永久磁石又はＵ相，Ｖ
相，Ｗ相が順に軸方向移動するように巻回されたコイル
と、前記軸部材の外面同心に前記永久磁石に対応するＵ
相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方向移動するように巻回された
コイル又は前記アクチュエータ本体の穴内面のコイルに
対応するＮ極，Ｓ極が軸方向に連なるように配設された
永久磁石とからなるリニアモータの電気系と、前記アク
チュエータ本体の穴の内面同心に設けられたステータ
と、前記スリーブの外面同心に設けられたロータとから
なるモータの電気系と、前記軸部材の回転角度を検出す
る回転検出器及び軸方向移動量を検出する直線検出器と
を含んでなり、軸部材のリニアモータによる軸方向移動
とモータによる回転とを利用するものである。
【００１０】上述のように構成されている請求項２及び
請求項３のＮＣ制御アクチュエータは、それぞれ請求項
１と同様の効果を有するものである。
請求項３のＮＣ制御アクチュエータは、それぞれ請求項
１と同様の効果を有するものである。
【００１１】また、請求項４は、軸部材の先端に工具交
換アームユニットを設けて自動工具交換装置の交換アー
ムユニットを構成したので、交換アームユニット本体が
アクチュエータ本体を兼ねる極めて簡素かつ信頼性が高
い交換アームユニットとなる。
換アームユニットを設けて自動工具交換装置の交換アー
ムユニットを構成したので、交換アームユニット本体が
アクチュエータ本体を兼ねる極めて簡素かつ信頼性が高
い交換アームユニットとなる。
【００１２】また、請求項５は軸部材の先端に外周に複
数本の工具を着脱可能に取着するタレットを設けて、タ
レット刃物台を構成したので、刃物台本体がアクチュエ
ータ本体を兼ねる極めて簡素かつ信頼性の高いタレット
刃物台となる。
数本の工具を着脱可能に取着するタレットを設けて、タ
レット刃物台を構成したので、刃物台本体がアクチュエ
ータ本体を兼ねる極めて簡素かつ信頼性の高いタレット
刃物台となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
もとづいて説明する。
もとづいて説明する。
【００１４】
〔実施例１〕図１は実施例１のＮＣ駆動アクチュエータ
による交換アームユニットのたて断面図である。最初
に、本交換アームユニットは、マシニングセンタの自動
工具交換装置（ＡＴＣ）において、例えば工具マガジン
と主軸との間で工具交換アーム１０のほぼ９０°及び１
８０°の旋回と、軸方向の抜き差し動作で工具の交換を
行うものである。
による交換アームユニットのたて断面図である。最初
に、本交換アームユニットは、マシニングセンタの自動
工具交換装置（ＡＴＣ）において、例えば工具マガジン
と主軸との間で工具交換アーム１０のほぼ９０°及び１
８０°の旋回と、軸方向の抜き差し動作で工具の交換を
行うものである。
【００１５】交換アームユニットの本体１はアクチュエ
ータ本体を兼ねていて、本体１の穴の内面には上下に軸
方向の案内溝１ａ，１ｂが円周上等間隔に刻設されてい
て、この案内溝１ａに移動可能に係合する案内キー２
ａ，２ｂを両端部に有する環状の移動体２が軸方向にの
み移動可能かつ同心に設けられている。
ータ本体を兼ねていて、本体１の穴の内面には上下に軸
方向の案内溝１ａ，１ｂが円周上等間隔に刻設されてい
て、この案内溝１ａに移動可能に係合する案内キー２
ａ，２ｂを両端部に有する環状の移動体２が軸方向にの
み移動可能かつ同心に設けられている。
【００１６】本体１の穴の内面にはリニアモータ３のコ
イル３Ａが円心に設けられていて、移動体２外面のコイ
ル３Ａ対応位置にリング状の永久磁石３Ｂが同心に設け
られている。リニアモータ３のコイル３ＡはＵ，Ｖ，Ｗ
の各相が、供給される交流電圧で順に軸方向移動するよ
うに巻回されており、永久磁石３ＢはＮ極，Ｓ極が少な
くとも一組軸方向に連なるよう配設されている。従っ
て、コイル３Ａと永久磁石３Ｂとからなるリニアモータ
３は、後で詳述するＮＣ装置のサーボ制御部からの駆動
信号により移動体３を軸方向移動をする。尚コイル３Ａ
を移動体２に設け、永久磁石３Ｂを本体１に設けてもよ
い。
イル３Ａが円心に設けられていて、移動体２外面のコイ
ル３Ａ対応位置にリング状の永久磁石３Ｂが同心に設け
られている。リニアモータ３のコイル３ＡはＵ，Ｖ，Ｗ
の各相が、供給される交流電圧で順に軸方向移動するよ
うに巻回されており、永久磁石３ＢはＮ極，Ｓ極が少な
くとも一組軸方向に連なるよう配設されている。従っ
て、コイル３Ａと永久磁石３Ｂとからなるリニアモータ
３は、後で詳述するＮＣ装置のサーボ制御部からの駆動
信号により移動体３を軸方向移動をする。尚コイル３Ａ
を移動体２に設け、永久磁石３Ｂを本体１に設けてもよ
い。
【００１７】更に、移動体２には複数の軸受４を介して
出力軸５が回転のみ可能に支持されており、出力軸５の
先端にツイン形の工具交換アーム１０が固着されてい
る。そして、移動体１の穴の内面にステータ６Ａが同心
に設けられ、出力軸５の外面のステータ６Ａ対応位置に
ロータ６Ｂが同心に設けられて、モータ６がビルトイン
されていて、上述と同様ＮＣ装置のサーボ制御部からの
駆動信号で出力軸５が回転される。
出力軸５が回転のみ可能に支持されており、出力軸５の
先端にツイン形の工具交換アーム１０が固着されてい
る。そして、移動体１の穴の内面にステータ６Ａが同心
に設けられ、出力軸５の外面のステータ６Ａ対応位置に
ロータ６Ｂが同心に設けられて、モータ６がビルトイン
されていて、上述と同様ＮＣ装置のサーボ制御部からの
駆動信号で出力軸５が回転される。
【００１８】本体１の穴上部の内面には出力軸５の回転
角度を検出する回転検出器８の本体部が、軸方向の案内
溝１ｃに沿って軸方向のみ移動可能かつ同心に設けられ
ていて、回転検出器８の回転子部に前記出力軸５の後端
が挿着されている。更に回転検出器８の本体部の上側面
に出力軸５の軸方向位置を検出する直線検出器９のスケ
ール部が固着されていて、直線検出器９の読み取り部が
本体１側に取着されている。
角度を検出する回転検出器８の本体部が、軸方向の案内
溝１ｃに沿って軸方向のみ移動可能かつ同心に設けられ
ていて、回転検出器８の回転子部に前記出力軸５の後端
が挿着されている。更に回転検出器８の本体部の上側面
に出力軸５の軸方向位置を検出する直線検出器９のスケ
ール部が固着されていて、直線検出器９の読み取り部が
本体１側に取着されている。
【００１９】従って、出力軸５（工具交換アーム１０）
の軸方向位置と回転角とは常時この２つの検出器８，９
によって検出されてＮＣ装置に入力されていて、検出器
８，９からの現在位置又は現在角度位置が位置指令値と
一致したとき位置決めを行う公知のＮＣサーボシステム
により制御されるようになっている。尚、回転検出器８
はエンコーダ又はレゾルバ等公知の回転検出器を使用す
ることができ、直線検出器８はインダクトシン又はマグ
ネスケール等公知の直線検出器を使用することができ
る。
の軸方向位置と回転角とは常時この２つの検出器８，９
によって検出されてＮＣ装置に入力されていて、検出器
８，９からの現在位置又は現在角度位置が位置指令値と
一致したとき位置決めを行う公知のＮＣサーボシステム
により制御されるようになっている。尚、回転検出器８
はエンコーダ又はレゾルバ等公知の回転検出器を使用す
ることができ、直線検出器８はインダクトシン又はマグ
ネスケール等公知の直線検出器を使用することができ
る。
【００２０】図２は自動工具交換動作１サイクル中のモ
ータ６とリニアモータ３との動作タイミング図で、図２
にもとづき動作説明する。工具交換位置に位置決めされ
た図示しない主軸と、工具マガジンの交換位置に割出さ
れた図示しないマガジンポットとの工具を、中央に位置
する工具交換アーム１０により自動交換する場合におい
て、モータ６の正回転ａで工具交換アーム１０がほぼ９
０°旋回し、工具交換アーム１０両端の把持爪部で主軸
工具（使用済工具）とマガジン工具（次工具）とを同時
に把持する。
ータ６とリニアモータ３との動作タイミング図で、図２
にもとづき動作説明する。工具交換位置に位置決めされ
た図示しない主軸と、工具マガジンの交換位置に割出さ
れた図示しないマガジンポットとの工具を、中央に位置
する工具交換アーム１０により自動交換する場合におい
て、モータ６の正回転ａで工具交換アーム１０がほぼ９
０°旋回し、工具交換アーム１０両端の把持爪部で主軸
工具（使用済工具）とマガジン工具（次工具）とを同時
に把持する。
【００２１】次いでリニアモータ３の前進ｂで工具交換
アーム１０両端に把持する工具を主軸とマガジンポット
から同時に抜き取る。この抜き取り動作が終わる直前、
すなわち主軸とマガジンポットのそれぞれのテーパ穴と
把持する工具後端部との干渉のおそれがなくなった時点
で、再びモータ６の正回転Ｃが始まり、工具交換アーム
１０が３６０°旋回して、使用済工具と次工具との位置
とが入れ替わる。
アーム１０両端に把持する工具を主軸とマガジンポット
から同時に抜き取る。この抜き取り動作が終わる直前、
すなわち主軸とマガジンポットのそれぞれのテーパ穴と
把持する工具後端部との干渉のおそれがなくなった時点
で、再びモータ６の正回転Ｃが始まり、工具交換アーム
１０が３６０°旋回して、使用済工具と次工具との位置
とが入れ替わる。
【００２２】この入れ替え動作が終わる直前、すなわち
主軸及びマジジンポットのテーパ穴と工具後端部との干
渉のおそれがなくなった時点で、リニアモータ３が後退
ｄを開始して、工具交換アームの両端に把持する工具が
主軸及びマガジンポットへのそれぞれのテーパ穴内に挿
入される。挿入が終わると、再びモータ６の逆回転ｅで
交換アーム１０がほぼ９０°旋回し、工具交換アーム１
０が両工具から同時に離れて待機する。
主軸及びマジジンポットのテーパ穴と工具後端部との干
渉のおそれがなくなった時点で、リニアモータ３が後退
ｄを開始して、工具交換アームの両端に把持する工具が
主軸及びマガジンポットへのそれぞれのテーパ穴内に挿
入される。挿入が終わると、再びモータ６の逆回転ｅで
交換アーム１０がほぼ９０°旋回し、工具交換アーム１
０が両工具から同時に離れて待機する。
【００２３】〔実施例２〕図３は実施例２のＮＣ駆動ア
クチュエータによる交換アームユニットのたて断面図で
ある。図３において、交換アームユニットの本体１１の
穴の内面下側に軸方向の案内溝１１ａが円周上等間隔に
刻設され、この案内溝１１ａに移動可能に係合する案内
キー１２ａを外周に有する移動体１２が軸方向移動のみ
可能かつ同心に設けられている。
クチュエータによる交換アームユニットのたて断面図で
ある。図３において、交換アームユニットの本体１１の
穴の内面下側に軸方向の案内溝１１ａが円周上等間隔に
刻設され、この案内溝１１ａに移動可能に係合する案内
キー１２ａを外周に有する移動体１２が軸方向移動のみ
可能かつ同心に設けられている。
【００２４】移動体１２には複数の軸受１４を介して出
力軸１５が回転のみ可能かつ同心に支持されていて、出
力軸１５の先端にツイン形の工具交換アーム２０が固着
されている。本体１の穴の前記案内溝１１ａの上側に実
施例１と同様のリニアモータ１３のＵ相，Ｖ相，Ｗ相か
らなるコイル１３Ａが同心に設けられ出力軸１５外面の
コイル１３Ａ対応位置にカラー１７を介してＮ極，Ｓ極
からなるリング状の永久磁石１３Ｂが同心に嵌着されて
いる。移動体１２の中心穴の内面には実施例１と同様の
モータ１６のステータ１６Ａが設けられ、出力軸１５外
面のステータ１６Ａ対応位置にロータ１６Ｂが同心に設
けられている。更に、出力軸１５の後端に実施例１と同
様の回転検出器１８と直線検出器１９とが取着されてい
る。
力軸１５が回転のみ可能かつ同心に支持されていて、出
力軸１５の先端にツイン形の工具交換アーム２０が固着
されている。本体１の穴の前記案内溝１１ａの上側に実
施例１と同様のリニアモータ１３のＵ相，Ｖ相，Ｗ相か
らなるコイル１３Ａが同心に設けられ出力軸１５外面の
コイル１３Ａ対応位置にカラー１７を介してＮ極，Ｓ極
からなるリング状の永久磁石１３Ｂが同心に嵌着されて
いる。移動体１２の中心穴の内面には実施例１と同様の
モータ１６のステータ１６Ａが設けられ、出力軸１５外
面のステータ１６Ａ対応位置にロータ１６Ｂが同心に設
けられている。更に、出力軸１５の後端に実施例１と同
様の回転検出器１８と直線検出器１９とが取着されてい
る。
【００２５】図４はＮＣ駆動アクチュエータを制御する
ためのＮＣ装置５０のサーボシステムを示すブロック線
図で、演算部５２は予め記憶するプログラム指令値と回
転検出器１８の回転角データ又は直線検出器１９の位置
データを比較する部分。指令部５１は演算部５２の演算
結果にもとづいて指令信号を出力する部分。サーボ制御
部５３は指令部からの指令信号にもとづいてリニアモー
タ１３又はモータ１６を駆動する部分である。以上のＮ
Ｃ装置５０のサーボシステムは、前述の実施例１及び後
述の実施例３にも同一のものが付属されている。実施例
２の工具交換動作は実施例１と同一であり、説明の重複
を避けるため省略する。
ためのＮＣ装置５０のサーボシステムを示すブロック線
図で、演算部５２は予め記憶するプログラム指令値と回
転検出器１８の回転角データ又は直線検出器１９の位置
データを比較する部分。指令部５１は演算部５２の演算
結果にもとづいて指令信号を出力する部分。サーボ制御
部５３は指令部からの指令信号にもとづいてリニアモー
タ１３又はモータ１６を駆動する部分である。以上のＮ
Ｃ装置５０のサーボシステムは、前述の実施例１及び後
述の実施例３にも同一のものが付属されている。実施例
２の工具交換動作は実施例１と同一であり、説明の重複
を避けるため省略する。
【００２６】〔実施例３〕図５は実施例３のＮＣ駆動ア
クチュエータによる交換アームユニットのたて断面図で
ある。図５において、交換アームユニットの本体２１の
穴の内面には下側に実施例１と同様のモータ２６のステ
ータ２６Ａが挿着され、上側に実施例１と同様のリニア
モータ２３のコイル２３Ａが挿着されている。本体２１
の穴の内面モータ２６の両側に複数の軸受２４を介して
中心穴に雌スプラインが刻設されているスリーブ２２が
回転のみ可能に支持されていて、スリーブ２２の雌スプ
ラインに係合するスプライン軸部２５ａを有する出力軸
２５が軸方向移動のみ可能に設けられている。
クチュエータによる交換アームユニットのたて断面図で
ある。図５において、交換アームユニットの本体２１の
穴の内面には下側に実施例１と同様のモータ２６のステ
ータ２６Ａが挿着され、上側に実施例１と同様のリニア
モータ２３のコイル２３Ａが挿着されている。本体２１
の穴の内面モータ２６の両側に複数の軸受２４を介して
中心穴に雌スプラインが刻設されているスリーブ２２が
回転のみ可能に支持されていて、スリーブ２２の雌スプ
ラインに係合するスプライン軸部２５ａを有する出力軸
２５が軸方向移動のみ可能に設けられている。
【００２７】そして、出力軸２５外面のコイル２３Ａ対
応位置にリニアモータ２３の永久磁石２３Ｂが同心に設
けられ、スリーブ２２の外面にモータ２６のロータ２６
Ｂが同心に設けられている。従って、出力軸２５はＮＣ
駆動のリニアモータ２３で軸方向に移動位置決めされ、
ＮＣ駆動のモータ２６で回転及び回転位置決めされるよ
うになっており、出力軸２５の先端に工具交換アーム３
０が嵌着され、上端に実施例１及び実施例２と同様図示
しない回転検出器及び直線検出器が取着されている。実
施例３の作用は実施例１と同一であり、説明を省略す
る。
応位置にリニアモータ２３の永久磁石２３Ｂが同心に設
けられ、スリーブ２２の外面にモータ２６のロータ２６
Ｂが同心に設けられている。従って、出力軸２５はＮＣ
駆動のリニアモータ２３で軸方向に移動位置決めされ、
ＮＣ駆動のモータ２６で回転及び回転位置決めされるよ
うになっており、出力軸２５の先端に工具交換アーム３
０が嵌着され、上端に実施例１及び実施例２と同様図示
しない回転検出器及び直線検出器が取着されている。実
施例３の作用は実施例１と同一であり、説明を省略す
る。
【００２８】〔実施例４〕図６はＮＣ駆動アクチュエー
タによるタレット刃物台の要部のたて断面図で、実施例
１〜実施例３の交換アームユニット本体１，１１，２１
を刃物台本体３１に変え、工具交換アーム１０，２０，
３０の代わりに複数の工具Ｔ１，Ｔ２が着脱可能に取着
されるタレット４０を出力軸先端同心に固着し、更に刃
物台本体３１とタレット４０の対向端面にクラウン形状
歯を有する一対のカップリング４１Ａ，４１Ｂを固着し
たものである。そして図示しないリニアモータ及びモー
タは実施例１乃至実施例３でそれぞれ説明したものを適
応するものとする。
タによるタレット刃物台の要部のたて断面図で、実施例
１〜実施例３の交換アームユニット本体１，１１，２１
を刃物台本体３１に変え、工具交換アーム１０，２０，
３０の代わりに複数の工具Ｔ１，Ｔ２が着脱可能に取着
されるタレット４０を出力軸先端同心に固着し、更に刃
物台本体３１とタレット４０の対向端面にクラウン形状
歯を有する一対のカップリング４１Ａ，４１Ｂを固着し
たものである。そして図示しないリニアモータ及びモー
タは実施例１乃至実施例３でそれぞれ説明したものを適
応するものとする。
【００２９】従って、実施例４のタレット刃物台は、リ
ニアモータによる出力軸（タレット旋回中心軸）の軸方
向の往復動でカップリング４１Ａ，４１Ｂの係脱を行
い、カップリング４１Ａ，４１Ｂが離れた状態、すなわ
ちタレット４０が前進した状態でモータによりタレット
４０の旋回割出しを行い、割出し終了後再びリニアモー
タによりタレット４０が引き込まれてカップリング４１
Ｂが４１Ａに押圧され、タレット４０が刃物台本体３１
に位置決め及びクランプされる。
ニアモータによる出力軸（タレット旋回中心軸）の軸方
向の往復動でカップリング４１Ａ，４１Ｂの係脱を行
い、カップリング４１Ａ，４１Ｂが離れた状態、すなわ
ちタレット４０が前進した状態でモータによりタレット
４０の旋回割出しを行い、割出し終了後再びリニアモー
タによりタレット４０が引き込まれてカップリング４１
Ｂが４１Ａに押圧され、タレット４０が刃物台本体３１
に位置決め及びクランプされる。
【００３０】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。リニアモータにより軸
方向移動するとともに、モータにより回転する出力軸を
有するＮＣ駆動アクチュエータとし、このＮＣ駆動アク
チュエータにより自動工具交換装置の交換アームユニッ
トを構成したので、工具交換アームの抜き差しと旋回と
の二つの動作をそれぞれモータでダイレクトに行うこと
が可能となり、二つの異なる動作タイミングをＮＣソフ
トの変更だけで任意に調整可能となり、工具交換動作時
間の一層の短縮を図ることができるとともに、簡素な機
構となって構成部品点数の削減が可能となり、リミット
スイッチ，リレー等制御器材が不要になることによる故
障率の低下が可能になる等、安価で信頼性の高い交換ア
ームユニットとなる。また、本ＮＣ制御アクチュエータ
によるタレット刃物台としたので上述と同様の効果を有
するタレット刃物台となる。
で、次に記載する効果を奏する。リニアモータにより軸
方向移動するとともに、モータにより回転する出力軸を
有するＮＣ駆動アクチュエータとし、このＮＣ駆動アク
チュエータにより自動工具交換装置の交換アームユニッ
トを構成したので、工具交換アームの抜き差しと旋回と
の二つの動作をそれぞれモータでダイレクトに行うこと
が可能となり、二つの異なる動作タイミングをＮＣソフ
トの変更だけで任意に調整可能となり、工具交換動作時
間の一層の短縮を図ることができるとともに、簡素な機
構となって構成部品点数の削減が可能となり、リミット
スイッチ，リレー等制御器材が不要になることによる故
障率の低下が可能になる等、安価で信頼性の高い交換ア
ームユニットとなる。また、本ＮＣ制御アクチュエータ
によるタレット刃物台としたので上述と同様の効果を有
するタレット刃物台となる。
【図１】本発明の実施例１のリニアモータとモータとが
設置されているＮＣ駆動アクチュエータによる交換アー
ムユニットの立て断面図である。
設置されているＮＣ駆動アクチュエータによる交換アー
ムユニットの立て断面図である。
【図２】リニアモータとモータとの工具交換動作のタイ
ミング図である。
ミング図である。
【図３】実施例２のリニアモータとモータとが直列に設
けられているＮＣ駆動アクチュエータによる交換アーム
ユニットのたて断面図である。
けられているＮＣ駆動アクチュエータによる交換アーム
ユニットのたて断面図である。
【図４】同じく実施例２のＮＣ駆動アクチュエータの簡
略図とＮＣサーボシステムのブロック線図である。
略図とＮＣサーボシステムのブロック線図である。
【図５】実施例３のが固定されたモータと、リニアモー
タが直列に設けられているＮＣ駆動アクチュエータのた
て断面図である。
タが直列に設けられているＮＣ駆動アクチュエータのた
て断面図である。
【図６】実施例４のＮＣ駆動アクチュエータによるタレ
ット刃物台の要部断面図である。
ット刃物台の要部断面図である。
【図７】従来の技術のサーボモータ駆動の交換アームユ
ニットの断面図である。
ニットの断面図である。
【図８】同じく従来の技術のサーボモータ駆動の交換ア
ームユニットの断面図である。
ームユニットの断面図である。
１，１１，２１ 交換アームユニットの本体 ２．１２ 移動体 ３，１３，２３ リニアモータ ５，１５，２５ 出力軸 ３Ａ，１３Ａ，２３Ａ，コイル ３Ｂ，１３Ｂ，２３Ｂ 永久磁石 ５，１５，２５ 出力軸 ６，１６，２６ モータ ６Ａ，１６Ａ，２６Ａ ステータ ６Ｂ，１６Ｂ，２６Ｂ ロータ ８，１８ 回転検出器 ９，１９ 直線検出器 １０，２０，３０ 工具交換アーム ２２ スリーブ ３１ 刃物台本体 ４０ タレット ４１Ａ，４１Ｂ カップリング ５０ ＮＣ装置 ５１ 指令部 ５２ 演算部 ５３ サーボ制御部
Claims (5)
- 【請求項１】 アクチュエータ本体の穴内に軸方向移動
のみ可能かつ同心に設けられた環状の移動体と、該移動
体中心穴に回転のみ可能かつ同心に設けられた軸部材と
からなる機械系と、前記アクチュエータ本体の穴の内面
同心にＮ極，Ｓ極が軸方向に連なるよう配設されたリン
グ状の永久磁石又はＵ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方向移動
するように巻回されたコイルと、前記移動体の外面同心
に前記永久磁石に対応するＵ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方
向移動するように巻回されたコイル又は前記アクチュエ
ータ本体の穴内面のコイルに対応するＮ極，Ｓ極が軸方
向に連なるよう配設された永久磁石とからなるリニアモ
ータの電気系と、前記移動体の内面同心に設けられたス
テータと、前記軸部材の外面同心に設けられたロータと
からなるモータの電気系と、前記軸部材の回転角度を検
出する回転検出器及び軸方向移動量を検出する直線検出
器とを含んでなり、軸部材の移動体を介するリニアモー
タによる軸方向移動とモータによる回転とを利用するこ
とを特徴とするＮＣ駆動アクチュエータ。 - 【請求項２】 アクチュエータ本体の穴内に軸方向移動
のみ可能かつ同心に設けられた環状の移動体と、該移動
体の中心穴に回転のみ可能かつ同心に設けられた軸部材
とからなる機械系と、前記アクチュエータ本体の穴の内
面同心に、Ｎ極，Ｓ極が軸方向に連なるよう配設された
リング状の永久磁石又はＵ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸移動
するように巻回されたコイルと、前記軸部材の外面同心
に前記永久磁石対応するＵ相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方向
移動するように巻回されたコイル又は前記アクチュエー
タ本体の穴内面のコイルに対応するＮ極，Ｓ極が軸方向
に連なるよう配設された永久磁石とからなるリニアモー
タの電気系と、前記移動体の内面同心に設けられたステ
ータと、前記軸部材の外面同心に設けられたロータとか
らなるモータの電気系と、前記軸部材の回転角度を検出
する回転検出器及び軸方向移動量を検出する直線検出器
とを含んでなり、軸部材のリニアモータによる軸方向移
動と、モータによる回転とを利用することを特徴とする
ＮＣ駆動アクチュエータ。 - 【請求項３】 アクチュエータ本体の穴に回転のみ可能
に設けられたスリーブと、該スリーブに軸方向移動のみ
可能に設けられた軸部材とからなる機械系と、前記アク
チュエータ本体の穴の内面同心に軸方向がＮ極，Ｓ極と
なるように配設されたリング状の永久磁石又はＵ相，Ｖ
相，Ｗ相が順に軸方向移動するように巻回されたコイル
と、前記軸部材の外面同心に前記永久磁石に対応するＵ
相，Ｖ相，Ｗ相が順に軸方向移動するように巻回された
コイル又は前記アクチュエータ本体の穴内面のコイルに
対応するＮ極，Ｓ極が軸方向に連なるように配設された
永久磁石とからなるリニアモータの電気系と、前記アク
チュエータ本体の穴の内面同心に設けられたステータ
と、前記スリーブの外面同心に設けられたロータとから
なるモータの電気系と、前記軸部材の回転角度を検出す
る回転検出器及び軸方向移動量を検出する直線検出器と
を含んでなり、軸部材のリニアモータによる軸方向移動
とモータによる回転とを利用することを特徴とするＮＣ
駆動アクチュエータ。 - 【請求項４】 軸部材の先端に工具交換アームを設けて
自動工具交換装置の交換アームユニットを構成したこと
を特徴とする請求項１，２，３の何れか１項に記載のＮ
Ｃ駆動アクチュエータ。 - 【請求項５】 軸部材の先端に外周に複数本の工具を着
脱可能に取着するタレットを設けてタレット刃物台を構
成したことを特徴とする請求項１，２，３の何れか１項
に記載のＮＣ駆動アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08731896A JP3445700B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Ｎｃ駆動アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08731896A JP3445700B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Ｎｃ駆動アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09253967A true JPH09253967A (ja) | 1997-09-30 |
| JP3445700B2 JP3445700B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=13911504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08731896A Expired - Fee Related JP3445700B2 (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Ｎｃ駆動アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3445700B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1524057A3 (de) * | 2003-10-13 | 2006-07-05 | Otto Bihler Handels-Beteiligungs-GmbH | Werkzeugtreiberaggregat, insbesondere für den Antrieb eines Gewindefertigungswerkzeugs in einer Gewindefertigungsvorrichtung |
| JP2007143385A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-06-07 | Yaskawa Electric Corp | 直動回転アクチュエータおよびシステム |
| JP2009090457A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Siemens Ag | 直接駆動式の往復動及び旋回動を行なうアクチュエータ付き工具交換装置 |
| JP2011155827A (ja) * | 2008-09-30 | 2011-08-11 | Thk Co Ltd | 直線・回転複合アクチュエータシステム |
| JP2012085527A (ja) * | 2005-10-21 | 2012-04-26 | Yaskawa Electric Corp | 直動回転アクチュエータおよびシステム |
| JP2012105444A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Yaskawa Electric Corp | モータ |
| CN104802016A (zh) * | 2014-01-28 | 2015-07-29 | 发那科株式会社 | 工具更换装置 |
| TWI644759B (zh) * | 2017-11-01 | 2018-12-21 | 聖杰國際股份有限公司 | Automatic tool change system for machine tools |
| WO2019194477A1 (ko) * | 2018-04-02 | 2019-10-10 | 두산공작기계 주식회사 | 터렛 공구대 장치 |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP08731896A patent/JP3445700B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1524057A3 (de) * | 2003-10-13 | 2006-07-05 | Otto Bihler Handels-Beteiligungs-GmbH | Werkzeugtreiberaggregat, insbesondere für den Antrieb eines Gewindefertigungswerkzeugs in einer Gewindefertigungsvorrichtung |
| JP2007143385A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-06-07 | Yaskawa Electric Corp | 直動回転アクチュエータおよびシステム |
| JP2012085527A (ja) * | 2005-10-21 | 2012-04-26 | Yaskawa Electric Corp | 直動回転アクチュエータおよびシステム |
| JP2009090457A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Siemens Ag | 直接駆動式の往復動及び旋回動を行なうアクチュエータ付き工具交換装置 |
| US8062200B2 (en) * | 2007-10-04 | 2011-11-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Tool-changing device having a directly driven stroke and pivoting actuator |
| US9548641B2 (en) | 2008-09-30 | 2017-01-17 | Thk Co., Ltd. | Linear and rotary actuator system |
| JP2011155827A (ja) * | 2008-09-30 | 2011-08-11 | Thk Co Ltd | 直線・回転複合アクチュエータシステム |
| US8686603B2 (en) | 2008-09-30 | 2014-04-01 | Thk Co., Ltd. | Linear and rotary actuator |
| JP2012105444A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Yaskawa Electric Corp | モータ |
| JP2015139842A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-03 | ファナック株式会社 | タレットの割り出し位置を検出する機能を有する工具交換装置 |
| CN104802016A (zh) * | 2014-01-28 | 2015-07-29 | 发那科株式会社 | 工具更换装置 |
| US10286506B2 (en) | 2014-01-28 | 2019-05-14 | Fanuc Corporation | Tool exchanger |
| TWI644759B (zh) * | 2017-11-01 | 2018-12-21 | 聖杰國際股份有限公司 | Automatic tool change system for machine tools |
| WO2019194477A1 (ko) * | 2018-04-02 | 2019-10-10 | 두산공작기계 주식회사 | 터렛 공구대 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3445700B2 (ja) | 2003-09-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |