JPS58196356A - Positioner - Google Patents

Positioner

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Publication number
JPS58196356A
JPS58196356A JP8041982A JP8041982A JPS58196356A JP S58196356 A JPS58196356 A JP S58196356A JP 8041982 A JP8041982 A JP 8041982A JP 8041982 A JP8041982 A JP 8041982A JP S58196356 A JPS58196356 A JP S58196356A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
flexible gear
pinion
motor
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8041982A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshitoki Inoue
井上 利勅
Hiromasa Ishihara
石原 陽呂雅
Kuninori Takezawa
竹沢 邦則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP8041982A priority Critical patent/JPS58196356A/en
Publication of JPS58196356A publication Critical patent/JPS58196356A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H19/00Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/025Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a friction shaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate backlash and permit high-speed positioning by allowing the rotational movement of a pinion to be transmitted to a shaft through a flexible gear. CONSTITUTION:The rotational movement of the output shaft 25 of a motor permits the linear driving control of a shaft 20 through a pinion 26 and a flexible gear 24. Since the flexible gear is pressed onto the pinion 26 and the shaft 20 by a bearing 28 at this time, transmission free from backlash is permitted, and the rotational angular movement of a motor is transmitted to the shaft 20 correctly. In other words, when the distance between the both is varied by the swing of the pinion and the crook of the shaft 20, error is absorbed by the elastic deformation of the flexible gear 24. Therefore, generation of the surface pressure more than necessary and increase of the clearance can be suppressed. Thus, the rotational movement of the motor can be transmitted correctly to the shaft 20.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、位置決め装置に関するものであり、特にバン
クラッシーがなく、かつ高速の位置決めを目的とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a positioning device, and particularly aims at high-speed positioning without bank lashing.

近年、フレキシブルオートメーシゴンのツールとして、
数値制御等を使用した自動位置決め装置が多数用いられ
るようになった。位置決め装置としてはポールネジを使
用したものが、よく利用されているが、さらに高速性を
求めてリニアモータ等も検討され始めている。最も代表
的なボールネジを使用した位置決め装置は第1図、第2
図に示すように1は位置決めを行なうためのテーブルで
あり、テーブル内に、周知のリニアボールベアリニグが
内蔵されており (図示せず)、ブラケット2で支持さ
れた軸3上を案内摺動させる。また、テーブル1の下部
には、ブラケット4を介してポールナツト5が装着され
ている。さらに、このポールナツト6には、ボールネジ
6が鋼球を介して噛合っている。鋼球(図示せず)は、
パイプ7内を順環し、連続的にポールナツト6とボール
ネジ6との間に供給される。ボールネジ6の両端には、
軸受8と軸受9とが、ボールネジが回転可能なように支
持されている。この軸受8,9は、それぞれボルト10
.11とにより、ベースに同着されている。さらに、ボ
ールネジ6の右端は、軸受9を責いて、モータ12の出
力軸とつながっている。
In recent years, as a flexible automation tool,
Many automatic positioning devices using numerical control or the like have come into use. Pole screws are often used as positioning devices, but linear motors and the like are also being considered for higher speeds. The most typical positioning devices using ball screws are shown in Figures 1 and 2.
As shown in the figure, 1 is a table for positioning, and a well-known linear ball bearing is built into the table (not shown), which guides and slides on a shaft 3 supported by a bracket 2. let Further, a pole nut 5 is attached to the lower part of the table 1 via a bracket 4. Further, a ball screw 6 is engaged with the pole nut 6 via a steel ball. A steel ball (not shown) is
It circulates in the pipe 7 and is continuously supplied between the pole nut 6 and the ball screw 6. At both ends of the ball screw 6,
A bearing 8 and a bearing 9 support the ball screw so that it can rotate. These bearings 8 and 9 each have a bolt 10
.. 11, it is attached to the base. Furthermore, the right end of the ball screw 6 is connected to the output shaft of the motor 12 via a bearing 9.

さらにモータ12の反対側には、ロータリエンコーダ1
3が装着されており、モータ12の回転角度を読取り電
気信号に変換している。モータ12が回転すると、その
回転角がロータリエンコーダ13により正確に検出され
、その出力電気信号に従ってモータが制御される。モー
タの回転は、ボールネジ6に伝達され、直線運動に変換
される。
Further, on the opposite side of the motor 12, a rotary encoder 1 is installed.
3 is attached to read the rotation angle of the motor 12 and convert it into an electrical signal. When the motor 12 rotates, its rotation angle is accurately detected by the rotary encoder 13, and the motor is controlled according to the output electric signal. The rotation of the motor is transmitted to the ball screw 6 and converted into linear motion.

以上が、従来よく用いられるボールネジを使用した位置
決め機構の原理である。この方式のものは、ボールネジ
を使用しているため、高い位置決め精度が得られるとい
うことが大きな特徴であるが、鋼球がパイプ7内を通過
する等の構造的な問題により、余り高速の運動を行なう
ことがむずかしいと言われている。
The above is the principle of a positioning mechanism using a ball screw, which is commonly used in the past. This method uses a ball screw, so a major feature is that high positioning accuracy can be obtained, but due to structural problems such as the steel ball passing through the pipe 7, it is difficult to move at high speeds. It is said that it is difficult to carry out.

また他の方法として、ラックとピニオンとにより回転運
動を直線運動に変調し位置決めを行なおうとする例も見
られるが、ランクとピニオンとの間のバックラッシュが
あるため、余り高い精度の位置決めを行なうことは困難
とされている。
There are also other methods of positioning by modulating rotary motion into linear motion using a rack and pinion, but because of the backlash between the rack and pinion, it is not possible to perform highly accurate positioning. It is considered difficult to do.

本発明は、従来の位置決め機構が有するこれらの欠点を
解消し、高速で、かつ高精度が得ら才する位置決め機構
を提供するものである。以下本発明の一実施例を第3図
〜第9図により説明する。
The present invention eliminates these drawbacks of conventional positioning mechanisms and provides a positioning mechanism that is capable of achieving high speed and high accuracy. An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 to 9.

14は固定ブロックであり、この固定ブロック14に装
着されたモータ15を駆動することにより、2個のブラ
ケット17.18により両端を支持された軸19,20
を第3図の左右方向に駆動することが本発明のねらいで
ある。なお、モータ16はネジ16により本体14に固
着されており、モータの他端にはロータリエンコーダ2
1がネジ22により装着されている。固定ブロック14
内には4個のスライドベアリング23が装着されており
、軸19.20を受けている。軸20の内側にはラック
歯面が形成されており、この歯にフレキンプル歯車24
が噛合っている。ここでフレキシブル歯車24は、半径
方向に若干変形可能なように薄肉構造となっている。軸
2oと対抗して、モ タ15の出力軸25に装着された
ピニオン26か、フレキシブル歯車24と噛合っている
。フレキ/プル歯車24の内側にはその変形を防ぎ、か
つ若干、フレキシブル歯車と軸20およびフレキシブル
歯車とピニオン26との間のバックラッシュを除去する
べく、フレキシブル歯車を押圧するだめの4個のベアリ
ング28が固定ブロック14に固着された4個の軸27
に装着されている。
14 is a fixed block, and by driving a motor 15 attached to this fixed block 14, shafts 19 and 20 supported at both ends by two brackets 17 and 18 are connected.
The aim of the present invention is to drive the motor in the left-right direction in FIG. The motor 16 is fixed to the main body 14 with screws 16, and a rotary encoder 2 is attached to the other end of the motor.
1 is attached with screws 22. Fixed block 14
Four slide bearings 23 are mounted inside and receive the shaft 19.20. A rack tooth surface is formed on the inside of the shaft 20, and a flexible gear 24 is formed on this tooth.
are meshing together. Here, the flexible gear 24 has a thin wall structure so that it can be slightly deformed in the radial direction. A pinion 26 mounted on the output shaft 25 of the motor 15 or a flexible gear 24 meshes with the shaft 2o. Inside the flexible/pull gear 24, there are four bearings that press the flexible gear in order to prevent its deformation and to eliminate some backlash between the flexible gear and the shaft 20 and between the flexible gear and the pinion 26. Four shafts 27 with 28 fixed to the fixed block 14
is installed on.

第7図はフレキシブル歯車24を支える4個のベアリン
グ28の他に、軸2oと平行に2個のベアリング30を
配置し、軸29により、固定ブロック14に装着したも
のであり、このように、さらに2個のベアリング3oを
追加することにより、フレキシブル歯車24が、第5図
の左右方向にわずかに移動することを防止している。
In FIG. 7, in addition to the four bearings 28 that support the flexible gear 24, two bearings 30 are arranged parallel to the shaft 2o, and are attached to the fixed block 14 by the shaft 29. In this way, By adding two more bearings 3o, the flexible gear 24 is prevented from moving slightly in the left-right direction in FIG.

さらに、第8図は、前記ベアリング28を保持している
軸27の固定ブロック14への取付方法を表わす実施例
である。図において、ベアリング28aは軸2了aK回
転可能に装着され、正め輪34によりスラスト方向の動
きが制限されている。
Furthermore, FIG. 8 shows an embodiment showing a method of attaching the shaft 27 holding the bearing 28 to the fixed block 14. In the figure, the bearing 28a is rotatably mounted on the shaft 2, and its movement in the thrust direction is restricted by a right ring 34.

軸27aの左端は、フランジを形成しており、ワッシャ
32.ビス33とにより、固定ブロック14に固着され
ている。ここで、軸27aのフランジ部の外周に偏芯リ
ング31が装着されており、との偏芯リング31を回転
させることにより、固定ブロック14に対して、軸27
aをラジアル方向に微調整できる。
The left end of the shaft 27a forms a flange, and a washer 32. It is fixed to the fixed block 14 with screws 33. Here, an eccentric ring 31 is attached to the outer periphery of the flange portion of the shaft 27a, and by rotating the eccentric ring 31, the shaft 27a is rotated with respect to the fixed block 14.
a can be finely adjusted in the radial direction.

同様の方式により、軸29.従ってベアリング30も、
固定ブロック14に対し、ラジアル方向に微調整する事
も可能である。
In a similar manner, shaft 29. Therefore, the bearing 30 also
It is also possible to make fine adjustments to the fixed block 14 in the radial direction.

第9図は、ピニオンとフレキシブル歯車、および軸とフ
レキシブル歯車との間のパックラッ/コをとるだめの他
の実施例であり、ピニオン26と軸20とにより、フレ
キシブル歯車24を若干抑圧変形した状態で固着し、両
者の間のバックラッシュを除去している。かつ、フレキ
シブル南中か図の左右方向に移動することを防1トする
ため、ベアリング30が、軸29を介して固定ブロック
14に固着されている。
FIG. 9 shows another embodiment of the mechanism for catching the pack rat/coat between the pinion and the flexible gear, and between the shaft and the flexible gear, in which the flexible gear 24 is slightly suppressed and deformed by the pinion 26 and the shaft 20. This eliminates backlash between the two. Further, in order to prevent the flexible center from moving in the left-right direction in the figure, a bearing 30 is fixed to the fixed block 14 via a shaft 29.

さて、次に本発明の動作について説明する。第6図にお
いて、モータ15の回転角は、ロークリエンコーダ21
により検出され、電気信号に変換される。この信号によ
り、適当な制御装置を介して、モータの回転角1回転速
度が正確に制御される。この回゛転運動が、ピニオン2
6.フレキシブル歯車24を介して、軸20を直線的に
駆動制御する。このとき、ベアリング28により、フレ
キ/プル歯車が、ピニオン26.軸2oに押圧されてい
るため、バックラッシュがない伝達が行なえ、モータの
回転角運転が、正確に軸2oに伝達される。軸2oに大
きな負荷がかかっている場合にモータが駆動され、ピニ
オンが回転するとフレキシブル歯車が第6図の左右方向
に移動することがあるが、この場合には、第7図のベア
リング3oにより防Iトされる。このようにして軸2o
が駆動されると、これと連結したブラケット17.18
および軸19が一体となって駆動される。
Next, the operation of the present invention will be explained. In FIG. 6, the rotation angle of the motor 15 is determined by the rotary encoder 21.
is detected and converted into an electrical signal. By means of this signal, the angular rotational speed of the motor is precisely controlled via a suitable control device. This rotational movement causes the pinion 2
6. Via the flexible gear 24, the shaft 20 is driven linearly. At this time, the bearing 28 causes the flexible/pull gear to move from the pinion 26. Since it is pressed against the shaft 2o, transmission without backlash can be performed, and the rotational angle operation of the motor is accurately transmitted to the shaft 2o. When the motor is driven and the pinion rotates when a large load is applied to the shaft 2o, the flexible gear may move in the left-right direction in Fig. 6. In this case, the bearing 3o in Fig. 7 prevents the movement. It is played. In this way, the axis 2o
When the is driven, the brackets 17 and 18 connected to this
and shaft 19 are driven together.

以上の説明がわかるように7、本発明の駆動機構は、フ
レキシブル歯車24を介して、ピニオン26の回転運動
を軸20に伝達しているため、ピニオン26とフレキシ
ブル歯車24および、フレキシブル歯車24と軸2oと
の間のバラクララシーを零にすることができる。すなわ
ち、ピニオンの振1、軸2oの曲り等により、両者間の
距離が変動した場合に、フレキシブル歯車24の弾性変
形VCより誤差が吸収され、その結果歯面に必装以−]
二の 、。
As can be understood from the above explanation, the drive mechanism of the present invention transmits the rotational motion of the pinion 26 to the shaft 20 via the flexible gear 24. The discrepancy between the shaft 2o and the shaft 2o can be made zero. In other words, when the distance between the two changes due to vibration 1 of the pinion, bending of the shaft 2o, etc., the error is absorbed by the elastic deformation VC of the flexible gear 24, and as a result, the error is absorbed by the tooth surface.
Second,.

面圧がかかったり、隙間があくことがない。その結果モ
ータ16の回転運動を正確に軸20に伝達し得る。
There will be no surface pressure or gaps. As a result, the rotational motion of the motor 16 can be accurately transmitted to the shaft 20.

また、第6図のようにフレキシブル歯車24の内面に4
個のベアリングを設け、これによりフレキシブル歯車2
4を変形させ、ピニオン26および軸2oに押圧させる
ことにより、かつ、その囲体的手段として、第8図に示
したよりな偏芯リングにより軸27の位置を調整し実現
することにより、モータ16.軸2oの位置を固定した
ま1簡単にバックラッシュをとることが可能である。
In addition, as shown in FIG.
The flexible gear 2 is provided with several bearings.
By deforming the motor 4 and pressing it against the pinion 26 and the shaft 2o, and by adjusting the position of the shaft 27 using a more eccentric ring shown in FIG. .. It is possible to easily eliminate backlash while fixing the position of the shaft 2o.

さらに第7図および第9図で示したように、フレキシブ
ル歯車の図の左右方向への移動をベアリング3oにより
防止することにより、より正確な伝達を行なうことが可
能である。
Furthermore, as shown in FIGS. 7 and 9, more accurate transmission can be achieved by preventing the flexible gear from moving in the left-right direction in the drawings by the bearing 3o.

以上、本発明によると簡単な構成で、バラクララシーを
なくし、かつ高速の位置決めかり能となろた。
As described above, according to the present invention, with a simple configuration, it is possible to eliminate the discrepancy and achieve high-speed positioning.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はボールネジを使用した位置決め装置の平面図、
第2図は同側面図、第3図は本発明の一実施例における
位置決め装置の正面図、第4図は同側面図、第5図、第
6図は同装置の要部断面図、第7図はフレキシブル歯車
の断面図、第8図はベアリングを支持している軸の断面
図、第9図は他のフレキシブル歯車の断面図である。 14・・・・・・固定ブロック、2o・・曲軸、24・
・・・・・フレキシブル歯車、26・・・・・・ピニオ
/、28・曲・ベアリング。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第3図 第5図 第4A !O 第6図 Q 第7図 4 第9図 G
Figure 1 is a plan view of a positioning device using a ball screw.
2 is a side view of the same, FIG. 3 is a front view of a positioning device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a side view of the same, FIGS. 5 and 6 are sectional views of essential parts of the device, and FIG. FIG. 7 is a sectional view of the flexible gear, FIG. 8 is a sectional view of the shaft supporting the bearing, and FIG. 9 is a sectional view of another flexible gear. 14...Fixed block, 2o...Curved axis, 24...
...Flexible gear, 26...Pinio/, 28, curve, bearing. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 3 Figure 5 Figure 4A! O Figure 6 Q Figure 7 4 Figure 9 G

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一方向に伸長した軸と、この軸の軸方向に摺動可
能な固定ブロックと、この固定プロ・ツタに固定され、
かつ回転駆動されたピニオンと、とのピニオンおよび前
記軸と噛合可能で、かつリング状をなした可撓性のフレ
キシブル歯車と、前記固定ブロックに固定され、フレキ
シブル歯車の内周面に当接してこのフレキシブル歯車を
変形させるベナリングとからなる位置決め装置。
(1) A shaft extending in one direction, a fixed block that is slidable in the axial direction of this shaft, and fixed to this fixed professional ivy,
and a rotationally driven pinion; a ring-shaped flexible gear that can mesh with the pinion and the shaft; A positioning device consisting of a bending ring that deforms this flexible gear.
(2)前記ベアリングは、フレキシブル歯車に当接する
ピニオンと軸を結ぶ方向と略垂直方向に2個設けた特許
請求の範囲第1項記載の位置決め装置。
(2) The positioning device according to claim 1, wherein two of the bearings are provided in a direction substantially perpendicular to a direction connecting the pinion that contacts the flexible gear and the shaft.
JP8041982A 1982-05-12 1982-05-12 Positioner Pending JPS58196356A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345832A (en) * 1992-02-07 1994-09-13 Nippon Thompson Co., Ltd. Drive apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5345832A (en) * 1992-02-07 1994-09-13 Nippon Thompson Co., Ltd. Drive apparatus

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