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JP3445700B2 - NC drive actuator - Google Patents

NC drive actuator

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Publication number
JP3445700B2
JP3445700B2 JP08731896A JP8731896A JP3445700B2 JP 3445700 B2 JP3445700 B2 JP 3445700B2 JP 08731896 A JP08731896 A JP 08731896A JP 8731896 A JP8731896 A JP 8731896A JP 3445700 B2 JP3445700 B2 JP 3445700B2
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JP
Japan
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phase
shaft member
motor
hole
moving body
Prior art date
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JP08731896A
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秀男 柚原
浩二 川崎
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Okuma Corp
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Okuma Corp
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Publication date
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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an NC drive actuator which is a combination of a linear motor and a motor so that an output shaft rotates and axially moves.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art A tool change arm unit of an automatic tool changer such as a machine tool, for example, a machining center, requires two operations of rotation (swirl) and axial movement.
Conventionally, the prior art disclosed as a drive mechanism for a tool changing arm is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 4-13234 and No. 4-17.
There is issue 031.

【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。
In Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-13234, a plurality of spur gears 102 to 10 are driven by a servomotor 101 as shown in FIG.
5 and the spline shaft portion 122, the center shaft 107 having the tool exchange arm 106 at the tip is rotated forward and backward, and the servo motor 108 rotates the center shaft 107 through the bevel gears 109 and 110 and the pinion 111 and the rack 112. It is designed to reciprocate in any direction.

【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。
As shown in FIG. 8, the kaihei 4-17031 has a synchro belt 11 driven by a servo motor 113.
A bar screw nut (not shown) is fixed to rotate a spline shaft 116 engaged with a tool changing arm 115 via a screw screw 4 and a ball screw 119 rotated via a synchro belt 118 by a servo motor 117. Tool changing arm 11 via 120 and lever 121
5 is adapted to reciprocate in the axial direction.

【0005】[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。
In the prior arts of Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-1234234 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-17031, the servo motors are used for rotation and axial movement, respectively. However, both of them had a problem that the number of parts was large, the structure was complicated, and control was difficult. The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a simple and reliable structure that can be used for a tool changing device of a machine tool, a turret tool post device, or the like. To provide a high NC control actuator.

【0006】[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。
In order to achieve the above object, an NC drive actuator according to claim 1 of the present invention comprises an annular moving body which is concentrically provided in a hole of an actuator body so as to be axially movable only. A mechanical system including a shaft member concentrically provided only in the movable body center hole,
A ring-shaped permanent magnet in which the N pole and the S pole are arranged so as to be continuous in the axial direction or concentric with the inner surface of the hole of the actuator body, or the U phase, the V phase, and the W phase are wound so as to sequentially move in the axial direction. The coil and a coil wound around the outer surface of the moving body so that U-phase, V-phase and W-phase corresponding to the permanent magnet are axially moved in order, or N corresponding to the coil on the inner surface of the hole of the actuator body. An electric system of a linear motor including a permanent magnet having poles and S poles arranged in series in the axial direction, a stator provided concentrically on the inner surface of the moving body, and a rotor provided concentrically on the outer surface of the shaft member. An electric system of a motor consisting of, a rotation detector for detecting a rotation angle of the shaft member, and a linear detector for detecting an axial movement amount,
The axial movement by the linear motor and the rotation by the motor via the moving body of the shaft member are used.

【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。
The N of claim 1 configured as described above.
The C drive actuator is an NC-controlled linear motor in which a moving body that is axially movable along at least two guide grooves that are circumferentially equidistant in the axial direction on the inner surface of the hole of the actuator body and is concentrically provided. And a concentric shaft member that can only rotate on this moving body through a plurality of bearings is driven by an NC control servo motor.
Since it has a simple structure without any complicated mechanism, it is an NC control actuator with a highly reliable detector with few failures and malfunctions.

【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。
In the NC drive actuator according to claim 2 of the present invention, only the axial movement is possible in the hole of the actuator body, the concentric annular moving body and the center hole of the moving body are only rotatable. A ring-shaped permanent magnet or U-phase or V-phase, in which a N-pole and a S-pole are arranged axially in a concentric arrangement with a mechanical system including a shaft member and an inner surface of the hole of the actuator body. , A coil wound so that the W phase axially moves in order, and a coil wound so that the U phase, V phase, and W phase corresponding to the permanent magnets are axially moved sequentially in the outer surface concentric with the shaft member. Alternatively, an electric system of a linear motor including a permanent magnet arranged so that N poles and S poles corresponding to coils on the inner surface of the hole of the actuator body are axially continuous, and a stator provided concentrically on the inner surface of the moving body. And the shaft member A linear motor for a shaft member, which includes an electric system of a motor including a rotor provided concentrically on an outer surface, a rotation detector for detecting a rotation angle of the shaft member, and a linear detector for detecting an axial movement amount. The axial movement by the motor and the rotation by the motor are used.

【0009】[0009]

【0010】上述のように構成されている請求項2の
C制御アクチュエータは、請求項1と同様の効果を有す
るものである。
N according to claim 2, which is constructed as described above.
C control actuator are those having the same effect as Motomeko 1.

【0011】また、請求項は、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。
According to the third aspect of the present invention, the tool exchanging arm unit is provided at the tip of the shaft member to constitute the exchanging arm unit of the automatic tool exchanging device. Therefore, the exchanging arm unit main body also serves as the actuator main body, which is extremely simple and reliable. It becomes a high exchange arm unit.

【0012】また、請求項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。
Further, according to claim 4 , the turret tool post is constituted by providing a turret for detachably attaching a plurality of tools on the outer periphery at the tip of the shaft member, so that the tool post main body also serves as the actuator main body. And it becomes a highly reliable turret turret.

【0013】[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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

〔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。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a vertical sectional view of an exchange arm unit using an NC drive actuator of Embodiment 1. First, the present change arm unit is used in an automatic tool changer (ATC) of a machining center, for example, between the tool magazine and the spindle, the tool change arm 10 has an angle of approximately 90 ° and 1 °.
The tool is exchanged by a turning of 80 ° and an axial inserting / removing operation.

【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。
The main body 1 of the exchange arm unit also serves as the actuator main body, and axial guide grooves 1a and 1b are vertically formed on the inner surface of the hole of the main body 1 at equal intervals on the circumference. Guide key 2 movably engaged with groove 1a
An annular moving body 2 having a and 2b at both ends is provided concentrically so as to be movable only in the axial direction.

【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。
A coil 3A of the linear motor 3 is concentrically provided on the inner surface of the hole of the main body 1, and a ring-shaped permanent magnet 3B is concentrically provided on the outer surface of the moving body 2 at a position corresponding to the coil 3A. The coil 3A of the linear motor 3 is U, V, W
Are wound so as to sequentially move in the axial direction by the supplied AC voltage, and the permanent magnet 3B is arranged such that at least one set of N pole and S pole is continuous in the axial direction. Therefore, the linear motor 3 including the coil 3A and the permanent magnet 3B moves the moving body 3 in the axial direction according to the drive signal from the servo control unit of the NC device described in detail later. Coil 3A
May be provided on the moving body 2 and the permanent magnet 3B may be provided on the main body 1.

【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。
Further, an output shaft 5 is rotatably supported by the movable body 2 via a plurality of bearings 4, and a twin type tool exchange arm 10 is fixed to the tip of the output shaft 5. The stator 6A is concentrically provided on the inner surface of the hole of the moving body 1, the rotor 6B is concentrically provided on the outer surface of the output shaft 5 at a position corresponding to the stator 6A, and the motor 6 is built-in. The output shaft 5 is rotated by a drive signal from the servo control unit of the device.

【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。
A main body of a rotation detector 8 for detecting the rotation angle of the output shaft 5 is provided on the inner surface of the upper portion of the main body 1 so as to be movable only in the axial direction along the axial guide groove 1c and concentrically. The rear end of the output shaft 5 is inserted in the rotor of the rotation detector 8. Further, the scale portion of the linear detector 9 for detecting the axial position of the output shaft 5 is fixed to the upper surface of the main body of the rotation detector 8, and the reading portion of the linear detector 9 is attached to the main body 1 side. ing.

【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。
Therefore, the output shaft 5 (tool change arm 10)
The axial position and rotation angle of the two detectors 8 and 9 are always
And is input to the NC device and is controlled by a known NC servo system which performs positioning when the current position or current angular position from the detectors 8 and 9 matches the position command value. . The rotation detector 8
A known rotation detector such as an encoder or a resolver can be used, and the linear detector 8 can be a known linear detector such as an inductosyn or magnescale.

【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。
FIG. 2 is an operation timing chart of the motor 6 and the linear motor 3 during one cycle of the automatic tool changing operation.
The operation will be described below. In the case of automatically exchanging the tools of the spindle (not shown) positioned at the tool exchange position and the magazine pot (not shown) indexed at the exchange position of the tool magazine by the tool exchange arm 10 located in the center, Rotation a causes the tool change arm 10 to be almost 9
The tool rotates about 0 ° and grips the spindle tool (used tool) and the magazine tool (next tool) at the same time with the grip claws at both ends of the tool changing arm 10.

【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。
Then, as the linear motor 3 moves forward b, the tools gripped at both ends of the tool changing arm 10 are simultaneously removed from the spindle and the magazine pot. Immediately before this removal operation ends,
That is, when there is no risk of interference between the respective taper holes of the spindle and the magazine pot and the rear end portion of the tool to be gripped, the forward rotation C of the motor 6 starts again, the tool exchanging arm 10 rotates 360 °, and it is used. The positions of the used tool and the next tool are exchanged.

【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。
[0022] Just before the replacement operation is completed, i.e., when the possibility of interference has disappeared the tapered bore and the tool rear end of the main shaft and Ma moth Jinpotto, the linear motor 3 starts to retract d, the tool change arm Tools gripping both ends are inserted into the respective taper holes to the spindle and magazine pot. When the insertion is completed, the exchange arm 10 is rotated by approximately 90 ° by the reverse rotation e of the motor 6 again, and the tool exchange arm 1 is rotated.
0 separates from both tools and waits at the same time.

【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。
[Embodiment 2] FIG. 3 is a vertical sectional view of an exchange arm unit using an NC drive actuator of Embodiment 2. In FIG. 3, axial guide grooves 11a are formed on the lower side of the inner surface of the hole of the main body 11 of the exchange arm unit at equal intervals on the circumference, and a guide key 12a movably engaged with the guide groove 11a is provided on the outer circumference. Is provided concentrically and is movable only in the axial direction.

【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。
An output shaft 15 is rotatably and concentrically supported by the movable body 12 via a plurality of bearings 14, and a twin type tool exchange arm 20 is fixed to the tip of the output shaft 15. A coil 13A of U-phase, V-phase, and W-phase of the linear motor 13 similar to that of the first embodiment is concentrically provided above the guide groove 11a in the hole of the main body 1 and is provided on the outer surface of the output shaft 15 at a position corresponding to the coil 13A. A ring-shaped permanent magnet 13 </ b> B having N and S poles is concentrically fitted via 17. A stator 16A of the motor 16 similar to that of the first embodiment is provided on the inner surface of the center hole of the moving body 12, and a rotor 16B is concentrically provided on the outer surface of the output shaft 15 at a position corresponding to the stator 16A. Further, a rotation detector 18 and a linear detector 19 similar to those of the first embodiment are attached to the rear end of the output shaft 15.

【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。
FIG. 4 is a block diagram showing the servo system of the NC device 50 for controlling the NC drive actuator. The arithmetic unit 52 stores the program command value stored in advance and the rotation angle data of the rotation detector 18 or the straight line detector. The part that compares 19 position data. The command unit 51 is a unit that outputs a command signal based on the calculation result of the calculation unit 52. The servo control unit 53 is a unit that drives the linear motor 13 or the motor 16 based on a command signal from the command unit. N above
The same servo system of the C device 50 is attached to the above-described first embodiment and the third embodiment described later. The tool exchanging operation of the second embodiment is the same as that of the first embodiment and will be omitted to avoid duplication of description.

【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。
[Third Embodiment] FIG. 5 is a vertical sectional view of an exchange arm unit including an NC drive actuator according to a third embodiment. In FIG. 5, the stator 26A of the motor 26 similar to that of the first embodiment is inserted in the inner surface of the hole of the main body 21 of the exchange arm unit on the lower side, and the coil 23A of the linear motor 23 similar to that of the first embodiment is installed on the upper side. It has been inserted. Body 21
A sleeve 22 having a female spline engraved in the center hole is rotatably supported through a plurality of bearings 24 on both sides of an inner surface motor 26 of the hole of the spline shaft for engaging the female spline of the sleeve 22. The output shaft 25 having the portion 25a is provided so as to be movable only in the axial direction.

【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。
The permanent magnet 23B of the linear motor 23 is concentrically provided at a position corresponding to the coil 23A on the outer surface of the output shaft 25, and the rotor 26 of the motor 26 is provided on the outer surface of the sleeve 22.
B is provided concentrically. Therefore, the output shaft 25 is NC
A linear motor 23 for driving moves and positions in the axial direction,
It is designed to be rotated and rotationally positioned by an NC drive motor 26, and the tool change arm 3 is attached to the tip of the output shaft 25.
0 is fitted, and a rotation detector and a linear detector (not shown) are attached to the upper end similarly to the first and second embodiments. The operation of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【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。
[Embodiment 4] FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of a main part of a turret tool post using an NC drive actuator. The replacement arm unit bodies 1, 11, 21 of Embodiments 1 to 3 are shown in FIG.
To the tool rest main body 31, and the tool changing arms 10, 20,
A turret 40 to which a plurality of tools T1 and T2 are detachably attached instead of 30 is fixed concentrically to the tip of the output shaft, and a pair of couplings having crown-shaped teeth on the opposing end surfaces of the tool rest body 31 and the turret 40. 41A and 41B are fixed to each other. The linear motor and the motor (not shown) are the same as those described in the first to third embodiments.

【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。
Therefore, in the turret tool post of the fourth embodiment, the couplings 41A and 41B are engaged and disengaged by the axial reciprocation of the output shaft (turret rotation center shaft) by the linear motor, and the couplings 41A and 41B are separated. When the turret 40 is moved forward, the turret 40 is swung and indexed by the motor, and after the indexing is completed, the turret 40 is retracted by the linear motor and the coupling 41
B is pressed by 41A, and the turret 40 is attached to the tool post body 31.
Is positioned and clamped.

【0030】[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。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. Since an NC drive actuator having an output shaft that is axially moved by a linear motor and is rotated by the motor is used, and this NC drive actuator constitutes the exchange arm unit of the automatic tool changer, the tool exchange arm can be inserted and removed and rotated. One operation can be performed directly by the motor, and two different operation timings can be arbitrarily adjusted by changing the NC software, and the tool change operation time can be further shortened and a simple mechanism Therefore, the number of constituent parts can be reduced, and the failure rate can be reduced by eliminating the need for control equipment such as limit switches and relays, resulting in an inexpensive and highly reliable replacement arm unit. Further, since the turret turret is the NC control actuator, the turret turret has the same effect as described above.

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

【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。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a replacement arm unit including an NC drive actuator in which a linear motor and a motor according to a first embodiment of the present invention are installed.

【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。
FIG. 2 is a timing chart of a tool changing operation between the linear motor and the motor.

【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。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of an exchange arm unit including an NC drive actuator in which a linear motor and a motor according to a second embodiment are provided in series.

【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。
FIG. 4 is a simplified diagram of the NC drive actuator of the second embodiment and a block diagram of the NC servo system.

【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。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of an NC drive actuator in which a fixed motor and a linear motor of the third embodiment are provided in series.

【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。
FIG. 6 is a cross-sectional view of essential parts of a turret tool post using an NC drive actuator according to a fourth embodiment.

【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。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional servo motor driven replacement arm unit.

【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。
FIG. 8 is a sectional view of a conventional servo motor-driven replacement arm unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1,11,21 Replacement arm unit body 2.12 Mobile 3,13,23 Linear motor 5,15,25 Output shaft 3A, 13A, 23A, coil 3B, 13B, 23B Permanent magnet 5,15,25 Output shaft 6,16,26 motor 6A, 16A, 26A stator 6B, 16B, 26B rotor 8,18 rotation detector 9,19 Linear detector 10, 20, 30 Tool change arm 22 Sleeve 31 Turret body 40 turrets 41A, 41B coupling 50 NC device 51 Command unit 52 operation unit 53 Servo controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−118755(JP,A) 特開 平7−51965(JP,A) 実開 昭61−17885(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 3/157 H02K 16/00 H02K 41/03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-62-118755 (JP, A) JP-A-7-51965 (JP, A) Actual exploitation Sho-61-17885 (JP, U) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) B23Q 3/157 H02K 16/00 H02K 41/03

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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。
1. A mechanical system including an annular moving body which is axially movable and concentrically provided in a hole of an actuator body, and a shaft member which is only rotatable and concentrically provided in a central hole of the moving body. A ring-shaped permanent magnet or a U-phase, a V-phase, and a W-phase, which are arranged concentrically with the inner surface of the hole of the actuator body so that the N-pole and the S-pole are axially continuous, and are wound so as to sequentially move in the axial direction. And a coil wound around the outer surface of the moving body so that the U-phase, V-phase, and W-phase corresponding to the permanent magnet move axially in order, or the coil on the inner surface of the hole of the actuator body. An electric system of a linear motor composed of permanent magnets arranged so that N poles and S poles are continuous in the axial direction, a stator provided concentrically on the inner surface of the moving body, and a concentric surface on the outer surface of the shaft member. The electric power of the motor consisting of the rotor An air system, a rotation detector for detecting the rotation angle of the shaft member, and a linear detector for detecting the amount of axial movement, and the axial movement of the shaft member by a linear motor and the rotation by a motor. An NC drive actuator characterized by utilizing and.
【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。
2. A mechanical system including an annular moving body that is axially movable and concentrically provided in a hole of an actuator body, and a shaft member that is only rotatable and concentrically provided in a central hole of the moving body. And a ring-shaped permanent magnet or a U-phase, a V-phase, and a W-phase wound around the inner surface of the hole of the actuator body so that the N-pole and the S-pole are axially connected to each other so that the U-phase, the V-phase, and the W-phase are axially moved in order. And a coil wound on the outer surface of the shaft member such that the U-phase, the V-phase, and the W-phase corresponding to the permanent magnet are axially moved in order on the outer surface of the shaft member or the coil on the inner surface of the hole of the actuator body. An electric system of a linear motor composed of permanent magnets arranged so that N poles and S poles are continuous in the axial direction, a stator provided concentrically on the inner surface of the moving body, and a concentric surface on the outer surface of the shaft member. Electricity of motor consisting of rotor A system, a rotation detector for detecting a rotation angle of the shaft member, and a linear detector for detecting an axial movement amount, and utilizes axial movement of the shaft member by a linear motor and rotation by the motor. An NC drive actuator characterized by the following.
【請求項3】 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又は2に記載のNC駆動アクチュ
エータ。
3. A tool changing arm is provided at the tip of the shaft member.
Constituting a replacement arm unit for an automatic tool changer
The NC drive actuator according to claim 1 or 2 .
【請求項4】 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又は2に記載のNC駆
動アクチュエータ。
4. A plurality of tools are attached to the outer periphery of the tip of the shaft member.
Provide a turret that can be detachably attached and construct a turret tool post.
The NC drive actuator according to claim 1 or 2, wherein the NC drive actuator is formed.
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