JPS622950B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作機械の加工ヘツドその他それに類
似の装置を、予めプログラムされている運動パタ
ーンに従つて自動的に動かすための自動位置ぎめ
装置に関し、更に詳しくいえば構造が簡単で、比
較的コストが低く、信頼性が高く、保守が容易で
運動パターンの制御と装置の駆動とのために簡単
な機械的円板形制御駆動カムを用いる自動位置ぎ
め装置に関する。

空間に各種の形状を発生するために機械的カム
により駆動されるいくつかの機構が知られてい
る。その１つが米国特許第3818769号に開示され
ている。この種の公知の機構は簡単な点間の運動
や、機構の動作サイクル当りに発生できるデイテ
ール（detail）の大きさと量、の少くとも一方が
制限されるように作られている。自動車部品その
他類似の製品の組付けガスケツトとしてマスチツ
ク（mastic）状物質を塗布するための自動車産
業における最近の進歩により、従来の位置機構よ
りも高性能で構造の簡単な機構に対する需要が生
じてきた。この需要を満すためには運動範囲は広
くなければならず、形状は複雑な形のデイテール
に至るまで正確でなければならず、しかも信頼性
は極めて高くなければならない。機械的に駆動さ
れるカムの技術により運動パターンを発生するこ
とには固有の基本的な欠点がある。カムとカム・
フオロアとの寸法はカムパターンの形すなわち輪
郭に含むことができるデイテールの量に大きな影
響を及ぼす。この需要を満すために本発明は行な
われたのである。

機械的なカムによつて駆動される従来の機構の
固有の欠点を解消し、しかもこの種の機構の構造
の簡単なこと、頑丈なこと、および高信頼度など
の利点を利用するために、本発明は、非常に詳し
い運動パターンを貯えて再生する直径が非常に大
きい円板形カムを利用する装置を用いるものであ
る。本発明の装置は、カム・フオロアが直径の大
きな円板形カムの１本の半径の直線延長部をカ
ム・フオロアが動くか、カム・フオロアの運動を
増幅するために揺動するアームの運動を用いるよ
うに、構成されている。各機構には２枚の直径の
大きな円板形カムが用いられる。各カムは各運動
方向（ｘ、ｙ）に用いられ、それらのカムの直径
は約50.8〜101.6cm（20〜40インチ）である。従
つて、カム・フオロアがたどる細かに形成された
カム面輪郭の長さは、機械的なカムにより駆動さ
れる従来の装置のそれよりも４〜10倍長い。形成
されたカム面の輪郭によりカム・フオロア内に発
生する運動は、適当なリンク機構カツプリングに
より伝動機構へ伝えられる。この伝動機構は工作
機械の加工ヘツドやそれに類似の装置が取付けら
れているブームを支持および駆動する。伝動機構
にホイール要素と追従要素とにより動くように支
持され、制御駆動カムの面に平行な運動平面を形
成するｘ、ｙ軸に沿つて動くように装着される。
制御駆動カムはリンク機構と伝動機構の上方で両
者の間にはさまれた位置でベース部材の上に支持
され、それにより構造が小型で簡潔な構造を構成
する。

直径が比較的大きな制御駆動カムの形は全体と
して円形で、その直径は約50.8〜101.6cm（20〜
40インチ）であり、カムの半径に沿う制御駆動カ
ム面が形成され、それにより大きな直径の円板形
カムの半径がカム・フオロアの動きの全ストロー
クを定める。制御駆動カム面の形成における十分
なデイテールは、従来のカム設計で達成されるデ
イテールより４または５倍のフアクタだけ達成さ
れる。円板形カムに形成される制御駆動カム面の
対応する平らな表面には溝が形成され、それらの
溝は実際には複動であつて、それによりカム・フ
オロアの動きの双方向制御が行なわれる。カムは
鉛直方向に上下に延びる軸線を有する共通駆動軸
にとりつけられ、カムの溝が形成されている表面
は下向きに配置されて、その面にほこりやその他
の物質が付着しないようにされ、カム・フオロア
との間の摩擦が小さくされる。

カム・フオロアとリンク機構および伝動機構は
アルミニウムのような軽量で耐久性の高い材料で
作られるから慣性が小さく、装置に作用する動的
な力は低いレベルに保たれる。それぞれの制御カ
ムに形成されているカム面の輪郭はカム・フオロ
アとリンク機構および伝動機構の運動学
（Kinematics）を含んで、装置の加工ヘツドを希
望のパターンで運動させるようにする。カム面の
輪郭と加工ヘツドの運動経路との間には１対１の
対応はない。

本発明の好適な実施例では、伝動機構に機械的
な運動増幅装置が支持され、その運動増幅装置は
加工ヘツドが固定されているブームに作用して、
少くとも１本の運動軸に沿つて伝動機構により加
工ヘツドに伝えられる運動を増幅して拡大する。
この機械的な運動増幅装置は入れ子式のブーム
と、このブームを入れ子式に伸ばすための差動ギ
ヤ機構とで構成される。差動ギヤ機構は少くとも
１本の運動軸に沿う伝動機構の動きに応じて、制
御カム面とカム・フオロアおよびリンク機構によ
り前記１本の運動軸に沿つて伝動機構中にひき起
される運動を機械的に増幅する。

制御―作動円板が回転駆動軸に円板形制御駆動
カムと同軸にとりつけられる。この円板の周囲に
は電気的符号器が配置され、それらの符号器は円
板の回転中にある円周点で円板に接触し、それに
より加工ヘツドの運動の所定経路における希望の
補助関数を制御する電気的制御信号が発生され
る。

円板形の制御駆動カムは、加工ヘツドに異なる
パターンの運動を行なわせるために、異なつてプ
ログラムされている制御カム面を有する他の円板
形制御駆動カムと容易に交換できるように作られ
る。

本発明の装置の一実施例では、カム・フオロア
と伝動機構との間のリンク機構は、大きな直径の
円板形制御駆動カムの半径の直線延長部により定
められる経路に沿つて動くように作られる。

本発明の別の実施例では、カム・フオロアと伝
動機構との間のリンク機構は少くとも１本の枢着
された揺動する円弧状リンク機構アームを有し、
このアームのそれぞれのカム・フオロアは枢着端
と揺動円弧自由端部との間の中間点に係合して、
その自由端部において、制御駆動カムとカム・フ
オロアとによりひき起される動きを機械的に増幅
する。それぞれのリンク機構アームの揺動円弧状
自由端部は伝動機構に連結されて、カム・フオロ
アの動く範囲よりも動く範囲を拡大させる。その
ような構造では、それぞれの制御駆動カムに形成
されているカム面の輪郭は、リンク機構アームの
揺動する円弧状自由端の揺動円弧運動を補償し
て、その運動を直線運動へ変換するように構成さ
れる。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第１図に示す本発明の位置ぎめ装置はベース部
材すなわちハウジング部材１１を有する。この部
材１１は１組の離隔されているペデスタル脚１２
の上に、この装置の全ての要素を支持する。これ
らのペデスタル脚１２の上に操作盤１３もとりつ
けることができる。ハウジング部材１１の一方の
側面に開口部１４が設けられ、この開口部１４か
ら可動ブーム部材１５が突き出る。可動ブーム１
５は開口部１４の長手軸に沿つて横に動かすこと
ができるばかりでなく、その長手軸に直交する軸
に沿つて開口部１４に出入りさせることができ
る。説明の便宜上、開口部１４の横軸に沿ういず
れかの方向のブーム１５の動きをｘ軸方向運動と
定義し、ブーム１５の開口部１４の出入り運動は
ｙ軸方向運動と定義する。従つて、ブーム１５は
その動く範囲で囲まれるｘ―ｙ平面内の任意の点
へ動くことができ、一対の加工ヘツド１５Ａ，１
５Ｂを支持する。ここで、加工ヘツド１５Ａ，１
５Ｂは自動車エンジンその他類似の装置へガスケ
ツトとして付着させるマスチツク物質を放出する
ノズルその他の適当な放出器を構成すると仮定す
る。加工ヘツド１５Ａ，１５Ｂのうちの少くとも
一方は切削工具、フライス、リベツト打ちヘツ
ド、溶接ヘツド、その他、位置ぎめ機構によりブ
ーム１５にひき起される運動パターン中の特定の
点で適当な動作を行なう要素とすることもでき
る。

第１図に示す位置ぎめ装置は米国特許第
3878652号に開示されているプログラム式遠隔制
御工作機のマニピユレータにより実行されるよう
な制御機能を行なうように構成される。このマニ
ピユレータは電気機械的な装置で構成されるが、
電気―油圧サーボ位置ぎめ機構の動作を制御する
ために使用される電気信号を発生するために制御
カムが用いられる。このような電気機械的な装置
に対して、本発明は工作機械の加工ヘツドを自動
位置ぎめするために純粋の機械的装置を用いる。

第３図に良く示されているように、ハウジング
部材１１はその内部に機械的位置ぎめ装置を支持
する。この位置ぎめ装置は比較的大きな直径の一
対の円板形制御駆動カム１６，１７により構成さ
れる。これらのカム１６，１７は、モータ１９に
よりギヤボツクス２０を介して所定の一定速度で
駆動される共通駆動軸１８にＸ―Ｙ平面に平行に
固定される。駆動軸１８はハウジング部材１１に
適当な減摩軸受（図示せず）により取付けられ
て、比較的大きな直径の円板形制御駆動カム１
６，１７を回転させる。第２図および第３図に示
すように、カム１６は位置ぎめ装置をｙ軸方向へ
駆動し、カム１７は位置ぎめ装置をｘ軸方向へ駆
動する。この目的のために、各カムは溝の形に切
られた制御駆動カム面を有する。それらの溝は第
２図および第４図にそれぞれ破線２１，２２で示
されており、加工ヘツドがたどる運動経路を定め
る。溝つきカム面はカム１６，１７の下側を向く
面に形成されて、ｙカム・フオロア２３とｘカ
ム・フオロア２４との運動経路を両方向に制御す
る。カムの溝２１，２２がたどる経路の輪郭を定
める破線は単に例示のためであつて、カム・フオ
ロア２３，２４がそれぞれｙ軸とｘ軸に沿う運動
などのようにひき起すかを示すものである。溝２
１，２２の経路の形を変えることにより、加工ヘ
ツドの運動パターンを変えることができる。それ
まで用いていたカムから、異なる経路の形の溝２
１，２２をもつカムへ変更して、運動パターンを
変えることを容易にするために、カム１６，１７
はキーとキー溝との組合わせと、容易に外せる固
定カラーとによつて軸１８に固定される。カム１
６，１７直径が約51〜102cm（約20〜40インチ）
と比較的大きく、溝２１，２２はカムの半径内に
含まれる閉じた連続経路を形成する。従つて、カ
ムの半径は、第２図の矢印２５と第４図の矢印２
６とにより示されるように、それぞれのカム・フ
オロアの運動範囲を定める。

カム溝２１，２２の正確な形は、ブーム１５の
端部にとりつけられている加工ヘツド１５Ａにお
ける望ましい運動パターンすなわち動作経路に依
存する。しかし、溝の輪郭は加工ヘツドがたどる
動作経路の輪郭とは一致しておらずそれはカム・
フオロアとリンク機構および伝動機構の相互の運
動特性が考慮されて作られるからである。第２図
および第４図に示すように、制御カム溝経路の円
周方向の大きさは、カム１６，１７の直径が十分
に大きいためにかなり大きい。その結果、制御カ
ム溝経路面にかなりの量の詳細な制御情報を詰め
込むことができ、それにより加工ヘツドの運動経
路に複雑で詳細な制御を行なう。この制御は、米
国特許第3878652号に開示されている確立されて
いる公知の制御カム構造技術に従つて、制御カム
溝２１，２２の輪郭に組込まれている運動のプロ
グラムによつてもちろん示される。

ｙ方向カム・フオロア２３はｙ方向駆動リンク
機構アーム２７に連結されてそれを駆動する。ア
ーム２７のカム・フオロア２３から離れている端
部には、ｙ駆動機構をｘ軸駆動機構の動作から分
離するために、ハウジング部材１１に固定されて
いるｙ駆動ガイド２９に形成されているスロツト
の中のｙ駆動ガイドカム・フオロア２８に固定さ
れる。アーム２７の外縁部にはｖ形トラツクが固
定される。このトラツクは４個１組のｙ駆動支持
ガイド輪３０の相補ｖ形表面と、部分断面３１に
示されているのと類似する態様で協働する。ｙ駆
動支持ガイド輪３０はｙ駆動リンクアーム２７を
回転自在に支持し、かつｙ駆動キヤリツジベース
部材３３に固定されているペデスタル３２に減摩
軸受により回転自在にとりつけられる。ガイド輪
３０と、リンク機構アーム２７の外縁部にとりつ
けられているトラツクとの構造は、ガイド輪３０
がアーム２７の重量を可動的に支持して、アーム
２７と、カム・フオロア２３と、カム溝２１との
間に生ずる可能な最大摩擦を減少させる。カム溝
２１をカム１６の下面に形成することにより摩擦
作用を減少させることに加えて、カム溝２１はほ
こり、汚れ、その他、溝に付着してカム溝のカム
面とカム・フオロアとの間の滑らかな転り接触を
損う物が付着することを防ぐ。後で詳しく説明す
るように、支持輪３０と、ペデスタル３２と、ｙ
駆動キヤリツジベース部材３３との重量は、ｘ軸
駆動キヤリツジにより支持輪に支持される。

第５図に示すように、ベース部材３３は下向き
につり下げられている１組のペデスタル支持部材
３５，３６も含む。これらの支持部材には外方ブ
ーム支持ガイド輪３７が、適当な減摩軸受により
とりつけられる。支持ガイド輪３７は全部で４個
ある。支持ガイド輪３７は、外側ブーム部材１５
が第５図に示すように紙面に出入りできるよう
に、ブーム１５の外縁部に固定されている。第５
図に参照番号３１で示されているような形の相補
ｖ形のトラツクと協働する。

ペデスタル３５，３６は支持ガイド輪３７をこ
えて延びる下側部分を有する。それらの支持ガイ
ド輪３７の上にはずれている内側ブーム部材３４
がとりつけられる。内側ブーム支持輪３８は位置
がずれている１組の離隔しているｘ軸上部キヤリ
ツジ支持部材４１，４２に、減摩軸受により回転
自在に支持される。支持部材４１，４２は２つ１
組のキヤリツジ下側支持部材４５の間にそれぞれ
の直立支持板４３，４４により固定される。支持
部材４５はそれらの長手軸がｘ軸方向に延びるよ
うに取付けられ、かつ減摩軸受によつてそれぞれ
の部材４５に回転自在に取付けられている４個１
組のｖ形溝ｘ軸キヤリツジ支持輪４６によりｘ軸
方向へ動くように支持される。支持輪４６はベー
ス部材１１の内面に固定されている内側（第４図
で見て）へ突き出ている１組の相補ｖ形レール４
７の上に転動するように支持される。

第４図および第５図についての以上の説明から
キヤリツジ支持部材４１，４２は、内側ブーム部
材３４とｙ軸駆動ベース部材３３、および外側ベ
ース部材１５と外側ベース部材ガイド輪３７とで
構成されているｙ軸キヤリツジが、内側ブーム支
持ガイド輪３８の上を自由に動いて第５図の紙面
を出入りし、かつ第４図に示すように装置の幅方
向に動くように、隔てられている２つのｘ軸キヤ
リツジ下側支持部材４５の間を延びる。このｙ軸
方向に動いている間はｙ軸キヤリツジはｘ軸方向
に動くことをｙ駆動ガイド２９とｙ駆動カム・フ
オロア２８とにより阻止される。ｙ駆動機構とｘ
駆動機構との間の相互作用を阻止して両者を分離
させるのはこの機構である。

再び第４図および第５図を参照して、ｘ軸運動
は直径の大きいｘ軸円板形制御駆動カム１７によ
つて装置にひき起される。このカム１７は第４図
の１点鎖線２２により定められるようなカム面を
有する。カム溝２２には第５図に示すようなカ
ム・フオロア２４がはめ込まれる。このカム・フ
オロア２４は部材４２の下方にとりつけられてい
る腕金リンク機構ビーム５１に固定される。この
ビーム５１は２軸キヤリツジ下部支持部材４５の
間を延びる。ｘ軸駆動カム１７が回転するにつれ
て、カム・フオロア２４は第４図の２４′で示さ
れている位置から位置２４″へｘ軸に沿つて動か
され、そこから再び位置２４′へ戻されることが
第４図から判るであろう。ビーム５１に直結され
ているカム・フオロア２４が動くと、下側支持部
材４５により構成されているｘ軸キヤリツジ、ｘ
軸キヤリツジローラー輪４６と、それに協働する
トラツク４７とを介して第４図および第５図で見
て右または左へ動かされる。ｘ軸駆動カム１７の
動きはｙ駆動ガイド２９とｙ駆動カムガイド・フ
オロア２８とのために、ｙ軸駆動カム１６により
ｙ駆動キヤリツジ内にひき起される動きから分離
される。

ｘ軸制御駆動カム１７の下面に形成されている
カム溝２２の予め定められた輪郭によつて定めら
れる予めプログラムされた位置まで、カム１７が
ｘ軸キヤリツジをｘ軸に沿つて前後に動かすと同
時に、ｙ軸駆動カムもｙ軸カム溝２１の輪郭に応
じてｙ軸キヤリツジをｙ軸方向に前後へ動かす。
ｘ軸とｙ軸とのキヤリツジとで構成されている送
り機構の位置ぎめの複合効果により、溝つきカム
面２１，２２の輪郭にもともとプログラムで組込
まれている運動パターンに従つて外側ブーム部材
１５を所定の位置へ送る。この装置に可動支持要
素として支持輪要素とトラツク要素とを含むこと
によつて、装置の可動部に生ずる摩擦を可能な最
大限度まで減少させることができる。装置内に生
ずる動的な力をできるだけ小さくするためには、
全ての部品（ハウジング１１の外部の外側ベース
支持部材を除く）をアルミニウムや強度の高い高
分子樹脂のような軽量で、耐久性に富む材料で作
ることが望ましい。また、カム・フオロアと、可
動リンク機構と、ｘ軸およびｙ軸のキヤリツジで
構成される伝動機構の全ての部品をそれらの軽量
材料で作ることも特に望ましい。

この装置は伝動機構によりひき起されるｘ―ｙ
運動の平面はカム１６，１７の面に平行であるよ
うに作られていることに更に注意すべきである。
そのために装置内の摩擦力が更に減少して、装置
内のダイナミツクな力をできるだけ低いレベルに
保つことを助ける。また、第３図に示すように、
装置を上記のように構成することによつて、装置
に必須のものである円板形制御駆動カムは、リン
ク機構アームと伝動機構とをカム１６の上にカム
１６を間にはさむように装着させることができ
る。

以上説明した装置は何種類かの仕事を満足に実
行させるのに適するが、加工ヘツド１５Ａ，１５
Ｂを支持する外側ブーム１５の運動範囲が制限さ
れているために装置の応用範囲は多少限定され
る。加工ヘツドの運動範囲は、第２図の矢印２５
と第４図の矢印２６によつて示されているよう
に、カム・フオロアの運動範囲に限定されること
がわかるであろう。このような制限をなくすため
に、本発明は機械的運動増幅装置を更に用いるも
のである。この運動増幅装置は伝動機構に支持さ
れ、加工ヘツドが取付けられているブームに作用
して、少くとも１本の運動軸に沿つて伝動機構に
より加工ヘツドへ伝達される動きを増幅し、拡大
させる。この運動増幅装置は第２図および第５図
に詳しく示されている。第５図に示すように、外
側ブーム１５の右下縁部にはオフセツトされた肩
部６１が固定される。この肩部には１組のラツク
歯６２が形成される。このラツク歯６２はピニオ
ン歯車６３にかみ合つてブーム１５の長手方向寸
法を横切る間隙を第２図に示すように拡張させ
る。ピニオン歯車６３は、ずれている下側内部ブ
ーム部材３４により減摩軸受にジヤーナル連結さ
れている短いスタブ駆動軸６４に、ピンその他の
手段で固定される。ブーム部材３４はｙ駆動キヤ
リツジ支持部材３３にペデスタル３５により固定
され、ｙ駆動リンク機構アーム２７のｙ軸運動に
より、第５図の紙面を出入りするようにｙ軸に沿
つて駆動される。アーム２７はカム面２１をたど
るカム・フオロア２３によつて動かされる。

伝動機構のｙ軸運動を機械的に増幅するため
に、短いスタブ駆動軸６４の下端部には差動ピニ
オン歯車６５がピンで固定される。このピニオン
歯車６５はｘ軸キヤリツジ上側支持部材４１の全
横方向にわたつて固定されている１組のラツク歯
６６と協働する。支持部材４１はｘ軸キヤリツジ
下部支持部材４５の間に固定されている（第２
図）。従つて、ｙ駆動キヤリツジへ運動が伝えら
れると、ピニオン歯車６５とラツク歯６６との作
用で大きな直径のピニオン歯車６３は比 Ｇ＝Ｄ_１＋Ｄ_２／Ｄ_１ で定められる量だけブーム部材１５の動きの範囲
を拡大させる。ここに、D₁は下部ピニオン歯車
６５の直径、D₂はブーム部材１５を駆動するピ
ニオン歯車６３の直径である。ピニオン歯車６
３，６５の直径を適当に選択することにより、対
象とする装置の寸法により定められる限度内で、
外部ブーム部材１５の運動範囲を任意に拡大でき
る。第５図に示す装置はｙ軸方向の運動を機械的
に拡大するためのものであるが、これとは独立
に、あるいはこれと関連してｘ軸方向の運動を拡
大するために類似の装置を用いて、装置の加工ヘ
ツドの運動パターンの寸法を大幅に拡張できる。

加工ヘツド１５Ａ，１５Ｂの運動パターンに沿
う種々の所定の点で動作させる制御信号を加工ヘ
ツド１５Ａ，１５Ｂに与えるために、この装置は
制御―作動円板７１（第２図および第３図）を含
む。円板７１はカム１６，１７と同軸に取付けら
れ、周囲で調節できる複数のスイツチング機構７
２を含む。それらのスイツチング機構は円板７１
の周囲に固定されて、ハウジング部材１１に固定
されているマイクロスイツチ等７３と協働し、ス
イツチング機構７２が回転してマイクロスイツチ
７３の前にきた時にマイクロスイツチに接触する
ように構成される。希望によつては、選択された
スイツチング機構７２が接触するように、制御―
作動円板の異なる半径位置に配列できる。このよ
うに構成することにより何種類かの符号化された
電気的補助信号が発生され、それらの信号は加工
ヘツドの動きに関連して用いられる。たとえばマ
スチツクの放出開始、マスチツクの放出停止、加
工ヘツドノズルの上昇または下降、および自動機
械で一般に求められるその他の類似する補助動作
を行なわせるためにそれらの補助信号を使用でき
る。制御―作動円板７１はカム１６，１７と同期
して共通駆動軸１８により回転させられるように
構成され、スイツチング機構７２の円板７１の円
周部に沿う角度位置を、加工ヘツドにより行なわ
れる運動パターンに対する補助制御信号の発生タ
イミングを最適にするように、スイツチング機構
７２は構成される。

第７図ないし第９図は本発明のカム制御自動位
置ぎめ装置の別の実施例を示す。この実施例で
は、カム・フオロア内にひき起される運動の機械
的な増幅は、第１図ないし第６図に示す実施例の
入れ子式ブームと差動ギヤ機構の代りに、新規な
揺動リンク機構によつて行なわれる。この実施例
ではモータはギヤボツクス２０を介して共通駆動
軸１８を駆動する。共通軸１８には大きな直径の
円板形制御駆動カム１６，１７が制御―作動円板
７１と共通にキーで固定される。この実施例では
加工ヘツドが支持されているブーム部材にひき起
されるｘ―ｙ運動の平面はカムの平面と平行であ
る。そのために、構造全体をコンパクトに作るこ
とができるように、リンク機構と伝動機構とをカ
ムを間にはさむ格好でカムの上に配置させること
が容易となる。更に、伝動機構と、加工ヘツドを
支持するブーム部材とのｘ―ｙ運動平面に平行に
カム面を配置することにより、伝動機構と関連す
るリンク機構とが受ける摩擦抵抗を大幅に減少さ
せる。

第７図および第８図によく示されているよう
に、ｙ軸駆動カム１６に組合せて用いられるカ
ム・フオロア２３は、リンク機構枢軸７４とリン
ク機構アーム２７Ａの揺動円弧端部との中間でア
ーム２７Ａにとりつけられる。アーム２７Ａはピ
ボツト７５により中間カツプリング・リンク２７
Ｂに連結され、リンク２７Ｂは長方形板状のｙ軸
リンク機構部材２７Ｃに枢着される。部材２７Ｃ
には複数の重量軽減孔があけられる。リンク機構
部材２７Ｃの外縁部にｖ形トラツクが固定され
る。これらのトラツクは自在に回転する相補ｖ形
支持輪３０の上にのる。この構造により、ｙ軸リ
ンク機構部材２７Ｃは支持輪３０の中を第７図で
見て右または左へ自由に動く。

ｙ軸カム１６が回転すると、第２図に示すカム
面溝２１に対応する溝がカム・フオロア２３を第
７図で見て上昇または下降させ、リンク機構アー
ム要素２７Ａの揺動円弧端部を端の位置２７
A′と２７A″の間で動かす。そうするとｙ軸駆動
リンク機構部材２７Ｃはブーム部材１５を支持し
ている伝動機構を駆動させる。ブーム部材１５に
はｙ軸に沿つて上昇または下降するように加工ヘ
ツドが固定される。

第９図を再び参照すると、減摩軸受でジヤーナ
ル連結されている自在回転支持輪３０は、ｙ軸キ
ヤリツジ支持部材３３に固定されているペデスタ
ル３２によつて支持され、支持部材３３はブーム
部材１５に固定されてそのブーム部材を保持する
ことがわかる。ブーム部材１５の下側外縁部には
適当なｖ形トラツクが固定される。それらのトラ
ツクの形と機能は第５図に示すトラツクの形と機
能にそれぞれ一致する。それらのトラツクは、ペ
デスタル３５に支持されている減摩軸受にとりつ
けられている自在回転ｙ軸キヤリツジ支持輪３７
によつて支持される。ペデスタル３５はｘ軸キヤ
リツジ支持部材４５に固定される。この支持部材
４５の下面には第２の支持ペデスタルが設けら
れ、それらのペデスタルにはｘ軸キヤリツジ支持
輪４６が自在に回転できるようにして支持され
る。支持輪４６は、構造体の外側ハウジングの一
部を構成するベース部材１１に固定されている相
補形のトラツク要素４７に支持されて、それらの
トラツク要素と協働する。

第７図に示すように、支持部材４５はカツプリ
ング・リンク７６Ｃに枢着される。このカツプリ
ング・リンクは枢着カツプリング７６Ｂにより揺
動円弧リンク機構アーム７４Ａに連結される。ア
ーム７６Ａの一端は枢着柱７７により枢着支持さ
れ、自由に揺動する円弧端はカツプリング７６Ｂ
によりリンク機構アーム７６Ｃに枢着支持され
る。カム・フオロア２４を含むｘ軸運動機構は枢
着柱７７と、カツプリング４６Ｂによりリンク機
構部材７６Ｃに連結されているリンク機構アーム
の自由に揺動する端部との中間位置で、揺動円弧
リンク機構アーム７６Ａにとりつけられる。この
構造により、大きな直径のｘ軸円板形制御駆動カ
ム１７は、その下側の溝つきカム面の輪郭に応じ
てカム・フオロア２４を右または左へ動かし、そ
れによりトラツク４７と支持輪４６を介してｘ軸
キヤリツジベース部材４５をｘ軸に沿つて右また
は左へ動かす。

次に動作を説明する。第７図ないし第９図に示
す実施例は、下記の例外を除いて第１図ないし第
６図に示す実施例と同様な動作を行なう。ｙ駆動
機構の揺動円弧リンク機構アーム２７Ａとｘ駆動
機構の揺動円弧リンク機構アーム７６Ａとの長さ
が長くされているから、それぞれのカム・フオロ
ア２３，２４単独の動きにより与えられる運動範
囲がかなり拡大されることがわかるであろう。前
記したように、カム・フオロアの運動範囲は制御
駆動カムの半径で決められる。しかし、揺動リン
ク機構アームの長さが長くされているから、この
運動範囲はリンク機構アーム２７Ａ，７６Ａの長
さにそれぞれ正比例するレバーアームによつて拡
張される。ｘ軸またはｙ軸に沿う運動の自由度を
伝動機構に与えるために、ローラーすなわち支持
輪３０，３７，４６と、ベース部材４５と、ブー
ム部材１５とで構成されるｘ―ｙ伝動機構へ許容
誤差が与えられることを第７図で注意されたい。
ｘ、ｙ軸に沿うこの運動の自由度は、たとえば部
材２７A′から２７A″へ動く間にリンク機構アー
ム２７Ａと７６Ａの円弧状運動を許要する。しか
し、アーム２７Ａと７６Ａの円弧状運動は、伝動
機構において実際の運動を直線運動へ変えるよう
に、第２図の要素２１と第４図の要素２２とに対
応するカム面溝の形を適当に作ることによつて補
償する方が好ましい。その補償をカム面溝の形に
組込むやり方は当業者のよく知つていることであ
ると信ぜられる。

これまでの説明から、大きな直径の円板形制御
駆動カムによりひき起される運動を機械的に増大
させるために、全く異なる２種類の構造について
説明したことがわかるであろう。各構造を別々に
説明したが、両者を組合せることにより、簡単の
構造の装置の運動範囲を極めて広くすることがで
きることも当業者には明らかであろう。従つて、
本発明の装置は運動パターンの制御と装置の駆動
とに簡単な機械的カムを用いているから、工作機
械、その他の装置の加工ヘツドを予めプログラム
された運動パターンにより自動的に動かす自動位
置ぎめ装置を利用可能とするものである。本発明
の自動位置ぎめ装置は構造が簡単で、信頼性が高
く、製作コストが低く、運転経費も安く、保守も
容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の斜視図、第２図は図示
を明確にするためにハウジング構造部を省いて示
す第１図の装置の一部断面平面図、第３図は第２
図の３―３線に沿う概略断面図、第４図は第３図
の４―４線に沿う断面図、第５図は第２図の５―
５線に沿う断面図、第６図は第２図の６―６線に
沿う断面図、第７図は本発明の装置の別の実施例
の平面図、第８図は第７図の８―８線に沿う断面
図、第９図は第８図の９―９線に沿う断面図であ
る。 １５，３４…ブーム部材、１６，１７…制御駆
動カム、１８…駆動軸、２１…カム面制御溝、２
３，２４…カム・フオロア、２７，２７Ａ…駆動
リンク機構アーム、２７Ｂ…カツプリンク・リン
ク、２７Ｃ…リンク機構部材、２８…駆動カムガ
イド・フオロア、２９…駆動ガイド、３０…支持
輪、６２，６６…ラツク、６３，６５…ピニオン
歯車、７２…スイツチング機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工作機械等の加工ヘツドのｘ―ｙ平面内での
   所定の動作経路を自動的にたどるためのカム制御
   の機械的位置決め装置であつて、 前記加工ヘツドを支持するブーム手段と、ベー
   ス部材に回転可能に支持された共通駆動軸に取着
   され、前記ｘ―ｙ平面に平行な１対の円板状の制
   御駆動カムと、前記共通駆動軸および前記制御駆
   動カムを所定の回転速度で駆動するために前記共
   通駆動軸に連結され、前記ベース部材に取着され
   たモータを含む駆動手段と、 ｘ軸運動およびｙ軸運動をそれぞれひき起こす
   ため対応した前記制御駆動カムに形成されている
   カム面のそれぞれに接触するそれぞれのカム・フ
   オロアと、 前記ｘ―ｙ平面内で所定の運動経路に沿つて前
   記加工ヘツドを動かすため前記カム・フオロアそ
   れぞれに連結されて対応したカム・フオロアの運
   動を前記ブーム手段へ伝えるそれぞれのリンク手
   段と、 支持輪およびトラツク要素によりｘ軸およびｙ
   軸のそれぞれに沿う独立した動きができるように
   それぞれ支持されたｘ軸キヤリツジ手段およびｙ
   軸キヤリツジ手段を有していて、前記ブーム手段
   を支持して動かすための伝動機構とを備え、 前記リンク手段は、前記伝動機構に取着されて
   前記伝動機構を前記制御駆動カムの平面に平行な
   ｘ―ｙ運動面において駆動し、 前記制御駆動カムは、前記リンク手段と前記伝
   動機構の上および間にも延在して構造が小型で簡
   潔な装置を構成するように前記ベース部材のある
   位置に支持され、前記カム面は対応する前記制御
   駆動カムの平らな面に形成された溝により形成さ
   れその溝の作用は複動式で前記カム・フオロアの
   動きを双方向に制御し、前記共通駆動軸はその軸
   線が鉛直の上下方向に延びるように装着され、前
   記制御駆動カムの前記溝が形成されている平らな
   表面は下向きに配置され、それにより制御駆動カ
   ムの前記カム面にちりやほこりその他の物質が付
   着することが防止されて前記カム・フオロアとの
   摩擦接触抵抗が最低となるようにされているとと
   もに、前記カム面を形成する前記溝の輪郭は、前
   記カム・フオロア、前記リンク手段、前記伝動機
   構の運動特性を考慮して形づくられて、前記加工
   ヘツドのたどる所定の動作経路の輪郭と一致して
   はいないことを特徴とするカム制御の機械的位置
   決め装置。 ２ 特許請求の範囲の第１項に記載の装置におい
   て、前記制御駆動カムは、全体として円形であつ
   て、その直径は約50〜102cm（約20〜40インチ）
   で、その前記カム面はその半径に沿う任意の点に
   形成され、それによりその半径は前記カム・フオ
   ロアの動きの全ストロークを定めることを特徴と
   する装置。 ３ 特許請求の範囲の第１項に記載の装置におい
   て、前記伝動機構は、前記キヤリツジ手段の少く
   とも一方に固着された機械的運動増幅手段を更に
   含み、この運動増幅装置は前記加工ヘツドがとり
   つけられている前記ブーム手段に作用して、ｘ軸
   およびｙ軸の少くとも一方の運動軸に沿つて前記
   伝動機構により前記加工ヘツドへ伝えられる運動
   を増幅して拡大させるようにされていることを特
   徴とする装置。 ４ 特許請求の範囲の第３項に記載の装置におい
   て、前記機械的運動増幅装置は、入れ子式のブー
   ムと、この入れ子式のブームを入れ子式に伸ばす
   ための差動ギア機構とで構成され、その差動ギア
   機構は少くとも１方の運動軸に沿う前記伝動機構
   の運動に応答して、前記カム面と前記カム・フオ
   ロアおよび前記リンク手段により前記１方の運転
   軸に沿つて前記伝動機構中にひき起される運動を
   機械的に増幅するものであることを特徴とする装
   置。 ５ 特許請求の範囲の第４項に記載の装置におい
   て、前記駆動手段は、回転可能な前記共通駆動軸
   に前記制御駆動カムと同軸にとりつけられる制御
   器作動円板と、この制御器作動円板の周囲に配置
   される電気的符号器とを更に含み、この電気的符
   号器は前記作動円板にその回転中にある周辺点で
   接触し、それにより前記加工ヘツドの運動経路中
   の所定の点で希望の補助機能を制御するための電
   気的制御信号が発生されるようになつていること
   を特徴とする装置。 ６ 特許請求の範囲の第５項に記載の装置におい
   て、前記リンク手段は少くとも１つの枢着された
   揺動弧状アームを含み、このアームのそれぞれの
   カム・フオロアは枢着端部と揺動円弧の自由端部
   との間で中間点に係止されて、前記制御駆動カム
   と前記カム・フオロアとにより揺動円弧の自由端
   においてひき起される運動の範囲を機械的に増大
   させ、前記アームの揺動円弧の自由端部は前記伝
   動機構に連結されて前記カム・フオロアの運動範
   囲よりも広い運動範囲を前記伝動機構に与えるよ
   うにされていることを特徴とする装置。