JPH0726673B2 - 運動機構 - Google Patents
運動機構Info
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- JPH0726673B2 JPH0726673B2 JP2099044A JP9904490A JPH0726673B2 JP H0726673 B2 JPH0726673 B2 JP H0726673B2 JP 2099044 A JP2099044 A JP 2099044A JP 9904490 A JP9904490 A JP 9904490A JP H0726673 B2 JPH0726673 B2 JP H0726673B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball screw
- spline
- groove
- moving
- rotary drive
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
- F16H25/20—Screw mechanisms
- F16H25/2018—Screw mechanisms with both screw and nut being driven, i.e. screw and nut are both rotating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- 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
- B23Q1/48—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs
- B23Q1/4828—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs a single rotating pair followed parallelly by a single sliding pair
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/18—Mechanical movements
- Y10T74/18568—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
- Y10T74/18576—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including screw and nut
- Y10T74/18624—Plural inputs, single output
- Y10T74/18632—Plural nuts driving shaft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19023—Plural power paths to and/or from gearing
- Y10T74/19126—Plural drivers plural driven
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は移動体を任意の位置へ移動可能な運動機構に関
する。
する。
（従来の技術） 従来の運動機構としては、本発明者が先に出願し、実開
昭63−159799号公報に開示される技術が有る。当該運動
機構は平行に配された２個のＸ軸ガイドと、平行に配さ
れると共に、軸線が前記Ｘ軸ガイドと軸線と略同一平面
内で直交するよう配された２個のＹ軸ガイドと、前記そ
れぞれのＸ軸ガイドに沿って移動可能に配された２個の
Ｘ軸駆動部と、前記それぞれのＹ軸ガイドに沿って移動
可能に配された２個のＹ軸駆動部と、両端がそれぞれＸ
軸駆動部に連結され、Ｙ軸ガイドに平行に設けられたＸ
軸ロッドと、両端がそれぞれＹ軸駆動部に連結され、Ｘ
軸ガイドに平行に設けられたＹ軸ロッドと、前記Ｘ軸ロ
ッドとＹ軸ロッドが挿通され、Ｘ軸ロッド及びＹ軸ロッ
ド上に移動自在な駆動体とを具備する２次元運動機構で
ある。
昭63−159799号公報に開示される技術が有る。当該運動
機構は平行に配された２個のＸ軸ガイドと、平行に配さ
れると共に、軸線が前記Ｘ軸ガイドと軸線と略同一平面
内で直交するよう配された２個のＹ軸ガイドと、前記そ
れぞれのＸ軸ガイドに沿って移動可能に配された２個の
Ｘ軸駆動部と、前記それぞれのＹ軸ガイドに沿って移動
可能に配された２個のＹ軸駆動部と、両端がそれぞれＸ
軸駆動部に連結され、Ｙ軸ガイドに平行に設けられたＸ
軸ロッドと、両端がそれぞれＹ軸駆動部に連結され、Ｘ
軸ガイドに平行に設けられたＹ軸ロッドと、前記Ｘ軸ロ
ッドとＹ軸ロッドが挿通され、Ｘ軸ロッド及びＹ軸ロッ
ド上に移動自在な駆動体とを具備する２次元運動機構で
ある。
この駆動体に例えばツーリング用の工具や部品組立用の
ロボットヘッドを設け、駆動体を任意の平面位置へ移動
させてツーリング作業や組立作業を行うことができる。
ロボットヘッドを設け、駆動体を任意の平面位置へ移動
させてツーリング作業や組立作業を行うことができる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記の運動機構には次のような課題があ
る。
る。
１個の駆動体を平面内で高速で安定的に駆動する点にお
いて上記運動機構は優れた性能を有するが、駆動体は移
動可能ではあるものの、その姿勢は駆動体を貫挿して配
されているＸ軸ロッドおよびＹ軸ロッドにより不変とな
っている。従って、例えばツーリングする部位が傾斜し
ていたり、又部品を斜めに取り付けるためには工具やロ
ボットヘッドを傾斜させる特別な機構を駆動体へ設ける
必要があり、その上複数個の駆動体を駆動するとなる
と、工作装置又は組立装置の構成が複雑となると共に、
製造コストの上昇という技術的及び経済的な課題が有
る。
いて上記運動機構は優れた性能を有するが、駆動体は移
動可能ではあるものの、その姿勢は駆動体を貫挿して配
されているＸ軸ロッドおよびＹ軸ロッドにより不変とな
っている。従って、例えばツーリングする部位が傾斜し
ていたり、又部品を斜めに取り付けるためには工具やロ
ボットヘッドを傾斜させる特別な機構を駆動体へ設ける
必要があり、その上複数個の駆動体を駆動するとなる
と、工作装置又は組立装置の構成が複雑となると共に、
製造コストの上昇という技術的及び経済的な課題が有
る。
従って、本発明は簡単な構成で複数個の駆動体を駆動可
能かつ傾斜可能な運動機構を提供することを目的とす
る。
能かつ傾斜可能な運動機構を提供することを目的とす
る。
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、本体ベースに沿って第１軸方向へ平行に移動
可能な２個の第１の移動体と、 ２個の該第１の移動体を同方向へ同速度で移動させる第
１の移動手段と、外周面に螺旋状のボールネジ溝と該ボ
ールネジ溝を横切り軸線方向へ延びるスプライン溝が刻
設され、前記第１軸と直角な第２軸方向へ配設されると
共に、両端がそれぞれ前記第１の移動体へ固定された第
１のボールネジ・スプライン軸と、 該第１のボールネジ・スプライン軸に外嵌し多数のボー
ルを介して前記ボールネジ溝に螺合すると共に回動自在
なボールネジナット、及び前記第１のボールネジ・スプ
ライン軸に外嵌し前記スプライン溝に係合すると共に回
動自在なスプライン筒を有する第１の回転駆動体と、 前記第１の回転駆動体のボールネジナット及び／又はス
プライン筒を回動させるための第１の回転駆動手段と、 前記本体ベースに沿って前記第１軸方向へ平行に移動可
能な２個の第２の移動体と、 ２個の該第２の移動体を同方向へ同速度で移動させる第
２の移動手段と、外周面に螺旋状のボールネジ溝と該ボ
ールネジ溝を横切り軸線方向へ延びるスプライン溝が刻
設され、前記第２軸方向へ配設されると共に、両端がそ
れぞれ前記第２の移動体へ固定された第２のボールネジ
・スプライン軸と、該第２のボールネジ・スプライン軸
に外嵌し多数のボールを介して前記ボールネジ溝に螺合
すると共に回動自在なボールネジナット、及び前記第２
のボールネジ・スプライン軸に外嵌し前記スプライン溝
に係合すると共に回動自在なスプライン筒を有する第２
の回転駆動体と、 前記第２の回転駆動体のボールネジナット及び／又はス
プライン筒を回動させるための第２の回転駆動手段とを
具備することを特徴とする。
可能な２個の第１の移動体と、 ２個の該第１の移動体を同方向へ同速度で移動させる第
１の移動手段と、外周面に螺旋状のボールネジ溝と該ボ
ールネジ溝を横切り軸線方向へ延びるスプライン溝が刻
設され、前記第１軸と直角な第２軸方向へ配設されると
共に、両端がそれぞれ前記第１の移動体へ固定された第
１のボールネジ・スプライン軸と、 該第１のボールネジ・スプライン軸に外嵌し多数のボー
ルを介して前記ボールネジ溝に螺合すると共に回動自在
なボールネジナット、及び前記第１のボールネジ・スプ
ライン軸に外嵌し前記スプライン溝に係合すると共に回
動自在なスプライン筒を有する第１の回転駆動体と、 前記第１の回転駆動体のボールネジナット及び／又はス
プライン筒を回動させるための第１の回転駆動手段と、 前記本体ベースに沿って前記第１軸方向へ平行に移動可
能な２個の第２の移動体と、 ２個の該第２の移動体を同方向へ同速度で移動させる第
２の移動手段と、外周面に螺旋状のボールネジ溝と該ボ
ールネジ溝を横切り軸線方向へ延びるスプライン溝が刻
設され、前記第２軸方向へ配設されると共に、両端がそ
れぞれ前記第２の移動体へ固定された第２のボールネジ
・スプライン軸と、該第２のボールネジ・スプライン軸
に外嵌し多数のボールを介して前記ボールネジ溝に螺合
すると共に回動自在なボールネジナット、及び前記第２
のボールネジ・スプライン軸に外嵌し前記スプライン溝
に係合すると共に回動自在なスプライン筒を有する第２
の回転駆動体と、 前記第２の回転駆動体のボールネジナット及び／又はス
プライン筒を回動させるための第２の回転駆動手段とを
具備することを特徴とする。
上記運動機構において、前記第１及び第２の移動手段
は、それぞれ第１軸方向へ平行かつ回動自在に配設され
た２本のボールネジと、２本の該ボールネジを同方向及
び同速度で回転させるモータ機構から成り、 前記第１及び第２の移動体は、それぞれ前記ボールネジ
へ螺合するようにしてもよい。
は、それぞれ第１軸方向へ平行かつ回動自在に配設され
た２本のボールネジと、２本の該ボールネジを同方向及
び同速度で回転させるモータ機構から成り、 前記第１及び第２の移動体は、それぞれ前記ボールネジ
へ螺合するようにしてもよい。
また、上記の運動機構を複数組連設してもよい。
（作用） 作用について説明する。
第１及び第２の構成においては回転駆動手段を駆動する
ことにより、回転駆動体をボールネジ・スプライン軸に
沿って移動させることが可能な上、回転駆動体をボール
ネジ・スプライン軸に対して回動させることも可能とな
る。
ことにより、回転駆動体をボールネジ・スプライン軸に
沿って移動させることが可能な上、回転駆動体をボール
ネジ・スプライン軸に対して回動させることも可能とな
る。
また、第１の回転駆動体および第２の回転駆動体をそれ
ぞれ独立して駆動可能となる。
ぞれ独立して駆動可能となる。
（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について添付図面と共に詳
述する。
述する。
本発明の前提となる前提機構を第１図〜第３図と共に説
明する。
明する。
まず、前提機構の構成について説明する。
10、12はボールネジであり、本体ベース16上において第
１軸であるＹ軸方向へ互いに所定間隔をもって平行かつ
同一水平面内に配設されている。ボールネジ10の一端に
はDCサーボモータ14が連結され、このモータ14によって
他端が軸支されたボールネジ10が正逆回転可能になって
いる。またモータ14は取付具（不図示）を介して本体ベ
ース16へ固定されている。一方、ボールネジ12は両端が
軸支されると共に、伝達機構18を介してモータ14の回転
トルクが伝達され、ボールネジ10と同方向、同速度で回
転可能になっている。
１軸であるＹ軸方向へ互いに所定間隔をもって平行かつ
同一水平面内に配設されている。ボールネジ10の一端に
はDCサーボモータ14が連結され、このモータ14によって
他端が軸支されたボールネジ10が正逆回転可能になって
いる。またモータ14は取付具（不図示）を介して本体ベ
ース16へ固定されている。一方、ボールネジ12は両端が
軸支されると共に、伝達機構18を介してモータ14の回転
トルクが伝達され、ボールネジ10と同方向、同速度で回
転可能になっている。
次にボールネジ10と12を連結する伝達機構18について説
明する。
明する。
20、22は笠歯車であり、ボールネジ10、12のそれぞれの
一端部に設けられている。笠歯車20、22のギア比は1:1
に設定されている。また、24は金属製の連結シャフトで
あり、カプラ26・・・を介して両端には笠歯車28、30が
取付けられている。
一端部に設けられている。笠歯車20、22のギア比は1:1
に設定されている。また、24は金属製の連結シャフトで
あり、カプラ26・・・を介して両端には笠歯車28、30が
取付けられている。
笠歯車28、30は前記笠歯車20、22と噛合しており、笠歯
車28と30のギア比も1:1なので笠歯車20の回転は笠歯車2
8、連結シャフト24、及び笠歯車30を介して笠歯車22へ
伝達される。なお、カプラ26・・・は公知のカプラが用
いられており、笠歯車28、30と連結シャフト24を連結す
ると共に、笠歯車28と30との間の距離を調整可能になっ
ている。
車28と30のギア比も1:1なので笠歯車20の回転は笠歯車2
8、連結シャフト24、及び笠歯車30を介して笠歯車22へ
伝達される。なお、カプラ26・・・は公知のカプラが用
いられており、笠歯車28、30と連結シャフト24を連結す
ると共に、笠歯車28と30との間の距離を調整可能になっ
ている。
32、34は移動体であり、それぞれボールネジ10、12へ螺
合されたブロック体である。移動体32、34は、ボールネ
ジ10、12がモータ14によって同方向、同速度で回転する
と、ボールネジ10、12上を同方向へ同速度で移動する。
従って、前記ボールネジ10、12、及びモータ14と伝達機
構18から成るモータ機構により移動体32、34の移動手段
が構成される。なお、ボールネジ10、12等は通常カバー
により被覆されている。
合されたブロック体である。移動体32、34は、ボールネ
ジ10、12がモータ14によって同方向、同速度で回転する
と、ボールネジ10、12上を同方向へ同速度で移動する。
従って、前記ボールネジ10、12、及びモータ14と伝達機
構18から成るモータ機構により移動体32、34の移動手段
が構成される。なお、ボールネジ10、12等は通常カバー
により被覆されている。
36はボールネジ・スプライン軸（以下、BS軸と記す）で
あり、外周面には螺旋状のボールネジ溝38と、ボールネ
ジ溝38を横切り、軸線方向へ延びるスプライン溝40が複
数本刻設されている。BS軸36は第２軸であるＸ軸方向へ
配設されると共に、両端は各移動体32、34へ回転不能に
固定具42・・・を介して固定されている。
あり、外周面には螺旋状のボールネジ溝38と、ボールネ
ジ溝38を横切り、軸線方向へ延びるスプライン溝40が複
数本刻設されている。BS軸36は第２軸であるＸ軸方向へ
配設されると共に、両端は各移動体32、34へ回転不能に
固定具42・・・を介して固定されている。
44はロボットヘッド46・・・を取付ける回転駆動体であ
り、BS軸36に外嵌されている。回転駆動体44について第
２図の部分断面図と共に説明する。
り、BS軸36に外嵌されている。回転駆動体44について第
２図の部分断面図と共に説明する。
48はボールネジナットであり、BS軸36に外嵌し、多数の
鋼球（不図示）を介してボールネジ溝38に螺合すると共
にBS軸36に対し回動自在になっている。ボールネジナッ
ト48の外周面と回転駆動体44のハウジング50内面との間
はボール52・・・を介してボールベアリングが形成され
ている。ボールネジナット48の外側端面にはタイミング
プーリ54が固定されており、回転駆動体44に固定されて
いるDCサーボモータ56の回転力がタイミングベルト58を
介してタイミングプーリ54及びボールネジナット48へ伝
達可能になっている。
鋼球（不図示）を介してボールネジ溝38に螺合すると共
にBS軸36に対し回動自在になっている。ボールネジナッ
ト48の外周面と回転駆動体44のハウジング50内面との間
はボール52・・・を介してボールベアリングが形成され
ている。ボールネジナット48の外側端面にはタイミング
プーリ54が固定されており、回転駆動体44に固定されて
いるDCサーボモータ56の回転力がタイミングベルト58を
介してタイミングプーリ54及びボールネジナット48へ伝
達可能になっている。
60はスプライン筒であり、BS軸36に外嵌し、スプライン
溝40に係合すると共に回動自在になっている。スプライ
ン筒60の外周面とハウジング50内面との間はボール62・
・・を介してボールベアリングが形成されている。スプ
ライン筒60の外側端面にはタイミングプーリ64が固定さ
れており、回転駆動体44に固定されているDCサーボモー
タ66の回転力がタイミングベルト68を介してタイミング
プーリ64及びスプライン筒60へ伝達可能になっている。
溝40に係合すると共に回動自在になっている。スプライ
ン筒60の外周面とハウジング50内面との間はボール62・
・・を介してボールベアリングが形成されている。スプ
ライン筒60の外側端面にはタイミングプーリ64が固定さ
れており、回転駆動体44に固定されているDCサーボモー
タ66の回転力がタイミングベルト68を介してタイミング
プーリ64及びスプライン筒60へ伝達可能になっている。
上記BS軸36、ボールネジナット48及びスプライン筒60の
構成は公知のボールネジ・スプライン装置（例えば特開
平１−229160号公報参照）と同じではあるが、本発明者
は研究を重ねた結果BS軸36を回転不能に移動体32、34へ
固定することにより回転駆動体44を移動及び回動可能に
した。つまり、ボールネジナット48が回転し、スプライ
ン筒60が回転しなければ回転駆動体44はＸ軸方向へBS軸
36に沿って直線運動を行う。一方、ボールネジナット48
とスプライン筒60が回転すると回転駆動体44はBS軸36を
中心に回動する。さらに、スプライン筒60が回転し、ボ
ールネジナット48が回転しなければ回転駆動体44はＸ軸
方向の直線運動とBS軸36を中心とした回動の合成運動を
行う。
構成は公知のボールネジ・スプライン装置（例えば特開
平１−229160号公報参照）と同じではあるが、本発明者
は研究を重ねた結果BS軸36を回転不能に移動体32、34へ
固定することにより回転駆動体44を移動及び回動可能に
した。つまり、ボールネジナット48が回転し、スプライ
ン筒60が回転しなければ回転駆動体44はＸ軸方向へBS軸
36に沿って直線運動を行う。一方、ボールネジナット48
とスプライン筒60が回転すると回転駆動体44はBS軸36を
中心に回動する。さらに、スプライン筒60が回転し、ボ
ールネジナット48が回転しなければ回転駆動体44はＸ軸
方向の直線運動とBS軸36を中心とした回動の合成運動を
行う。
なお、ボールネジナット48及びスプライン筒60を回転さ
せるモータ56、66及びモータ56、66の回転力を伝達する
タイミングベルト58、68、タイミングプーリ54、64等が
回転駆動手段を構成する。さらに、本実施例においては
回転駆動手段に２個のモータ56、66を用いているが、適
宜なクラッチ機構（例えば特願平２−37846号参照）を
採用すれば１個のモータでボールネジナット48及び／又
はスプライン筒60を回転させることができる。さらに、
回転駆動体44のの回動量が少い場合にはスプライン筒60
の回動はモータによらず、エアシリンダや回転シリンダ
で行わせてもよい。
せるモータ56、66及びモータ56、66の回転力を伝達する
タイミングベルト58、68、タイミングプーリ54、64等が
回転駆動手段を構成する。さらに、本実施例においては
回転駆動手段に２個のモータ56、66を用いているが、適
宜なクラッチ機構（例えば特願平２−37846号参照）を
採用すれば１個のモータでボールネジナット48及び／又
はスプライン筒60を回転させることができる。さらに、
回転駆動体44のの回動量が少い場合にはスプライン筒60
の回動はモータによらず、エアシリンダや回転シリンダ
で行わせてもよい。
次に、回転駆動手段のモータ56、66への電力供給と、回
転駆動体44へ固定されているロボットヘッド46・・・の
駆動用の圧空を給排する手段について第３図（回転駆動
体44の、ロボットヘッド46・・・を省略した部分断面正
面図）をさらに参照して説明する。
転駆動体44へ固定されているロボットヘッド46・・・の
駆動用の圧空を給排する手段について第３図（回転駆動
体44の、ロボットヘッド46・・・を省略した部分断面正
面図）をさらに参照して説明する。
ボールネジナット48側のタイミングプーリ54の外側端面
には筒体70が外方へ延設され、回転駆動体44のハウジン
グ50より外側へ突出している。この筒体70の突出部分に
はボールベアリング72・・・を介してスリップリング74
が外嵌されており、スリップリング74の外周面にラジア
ル方向へ突設された筒部76へ、内部に電力ケーブル及び
給排気管78・・・を通した案内チェーン80が接続され、
筒部76の開口部82から引き出された電力ケーブル及び給
排気管78・・・がモータ56、66やロボットヘッド46・・
・へ接続されている。スリップリング74を設けることに
より回転駆動体44がBS軸36を中心に回動しても案内チェ
ーン80に大きな力が作用するのを防止可能になってい
る。なお、スリップリング74は不図示の止輪等で筒体70
からの抜脱が防止されている。
には筒体70が外方へ延設され、回転駆動体44のハウジン
グ50より外側へ突出している。この筒体70の突出部分に
はボールベアリング72・・・を介してスリップリング74
が外嵌されており、スリップリング74の外周面にラジア
ル方向へ突設された筒部76へ、内部に電力ケーブル及び
給排気管78・・・を通した案内チェーン80が接続され、
筒部76の開口部82から引き出された電力ケーブル及び給
排気管78・・・がモータ56、66やロボットヘッド46・・
・へ接続されている。スリップリング74を設けることに
より回転駆動体44がBS軸36を中心に回動しても案内チェ
ーン80に大きな力が作用するのを防止可能になってい
る。なお、スリップリング74は不図示の止輪等で筒体70
からの抜脱が防止されている。
上述のように構成された運動機構において、モータ14を
駆動することにより移動体32、34がＹ軸方向へ移動する
ため回転駆動体44のＹ軸方向の位置を任意に移動させる
ことができる。一方、モータ56を駆動してボールネジナ
ット48を回転させると回転駆動体44はBS軸36上を移動す
るため回転駆動体44のＸ軸方向の位置を任意に移動させ
ることができる。このＸ軸方向及びＹ軸方向の移動によ
り回転駆動体44の平面内の位置が決まる。そして、さら
にモータ66を駆動してスプライン筒60を回転させると回
転駆動体44はBS軸36を中心に回転するためロボットヘッ
ド46・・・の角度を任意の角度に向けることが可能な２
次元運動機構が実現できる。なお、この一連の動作はマ
イクロコンピュータ搭載の制御装置（不図示）が予め指
定されたプログラムによってモータ14、56、66への通電
及びロボットヘッド・・・への圧空の給排を制御するこ
とにより行われる。
駆動することにより移動体32、34がＹ軸方向へ移動する
ため回転駆動体44のＹ軸方向の位置を任意に移動させる
ことができる。一方、モータ56を駆動してボールネジナ
ット48を回転させると回転駆動体44はBS軸36上を移動す
るため回転駆動体44のＸ軸方向の位置を任意に移動させ
ることができる。このＸ軸方向及びＹ軸方向の移動によ
り回転駆動体44の平面内の位置が決まる。そして、さら
にモータ66を駆動してスプライン筒60を回転させると回
転駆動体44はBS軸36を中心に回転するためロボットヘッ
ド46・・・の角度を任意の角度に向けることが可能な２
次元運動機構が実現できる。なお、この一連の動作はマ
イクロコンピュータ搭載の制御装置（不図示）が予め指
定されたプログラムによってモータ14、56、66への通電
及びロボットヘッド・・・への圧空の給排を制御するこ
とにより行われる。
上記実施例において、移動体32、34の移動手段としては
ボールネジとモータによる例を挙げたが、移動手段とし
ては例えばモータとベルトドライブ機構で構成すること
も可能である。
ボールネジとモータによる例を挙げたが、移動手段とし
ては例えばモータとベルトドライブ機構で構成すること
も可能である。
〔第１実施例〕 第１実施例を第４図及び第５図と共に説明する。
なお、前提機構と同一の構成については説明を省略す
る。
る。
本実施例は２組の前提機構の２次元運動機構100、102を
１個の本体ベース104上へ略対称に構成したものであ
る。
１個の本体ベース104上へ略対称に構成したものであ
る。
一方の２次元運動機構100は第１軸であるＸ軸方向にボ
ールネジ108、110が配され、ボールネジ108、110は伝達
機構112を介してモータ114からの回転力を受け、同一方
向へ同速度で回転する。このボールネジ108、110、及び
モータ114と伝達機構112から成る第１の移動手段が、ボ
ールネジ108、110へそれぞれ螺合された第１の移動体11
6、118をＸ軸方向において同一方向へ同速度で移動させ
る。
ールネジ108、110が配され、ボールネジ108、110は伝達
機構112を介してモータ114からの回転力を受け、同一方
向へ同速度で回転する。このボールネジ108、110、及び
モータ114と伝達機構112から成る第１の移動手段が、ボ
ールネジ108、110へそれぞれ螺合された第１の移動体11
6、118をＸ軸方向において同一方向へ同速度で移動させ
る。
第１のBS軸120は両端が第１の移動体116、118へ回転不
能に固定されている。そして第１のBS軸120にはロボッ
トヘッド122・・・が取付けられた第１の回転駆動体124
が、第１の回転駆動手段であるモータ126、128により第
１のBS軸120に沿って第２軸であるＹ軸方向への直線移
動及び第１のBS軸120を中心としての回動が可能になっ
ている。
能に固定されている。そして第１のBS軸120にはロボッ
トヘッド122・・・が取付けられた第１の回転駆動体124
が、第１の回転駆動手段であるモータ126、128により第
１のBS軸120に沿って第２軸であるＹ軸方向への直線移
動及び第１のBS軸120を中心としての回動が可能になっ
ている。
他方の２次元運動機構102は、Ｘ軸方向にボールネジ15
0、152が配され、ボールネジ150、152は伝達機構154を
介してモータ156からの回転力を受け、同一方向へ同速
度で回転する。このボールネジ150、152、及びモータ15
6と伝達機構154から成る第２の移動手段が、ボールネジ
150、152へそれぞれ螺合された第２の移動体158、160を
Ｘ軸方向において同一方向へ同速度で移動させる。
0、152が配され、ボールネジ150、152は伝達機構154を
介してモータ156からの回転力を受け、同一方向へ同速
度で回転する。このボールネジ150、152、及びモータ15
6と伝達機構154から成る第２の移動手段が、ボールネジ
150、152へそれぞれ螺合された第２の移動体158、160を
Ｘ軸方向において同一方向へ同速度で移動させる。
第２のBS軸162は両端が第２の移動体158、160へ回転不
能に固定されている。そして第２のBS軸162にはロボッ
トヘッド164・・・が取付けられた第２の回転駆動体166
が、第２の回転駆動手段であるモータ168、170により第
２のBS軸162に沿って第２軸であるＹ軸方向への直線移
動及び第２のBS軸162を中心としての回動が可能になっ
ている。
能に固定されている。そして第２のBS軸162にはロボッ
トヘッド164・・・が取付けられた第２の回転駆動体166
が、第２の回転駆動手段であるモータ168、170により第
２のBS軸162に沿って第２軸であるＹ軸方向への直線移
動及び第２のBS軸162を中心としての回動が可能になっ
ている。
第１実施例のような構成において、第１の回転駆動体12
4と第２の回転駆動体166はそれぞれ独立して駆動させる
ことが可能となるので、例えばロボットヘッド122・・
・、164・・・をそれぞれ独立して第５図図示のように
作動させることができる。従って、ツーリングや組立を
前提機構と比べて２倍の効率で行い得るし、さらには空
中での組立等も可能となる。
4と第２の回転駆動体166はそれぞれ独立して駆動させる
ことが可能となるので、例えばロボットヘッド122・・
・、164・・・をそれぞれ独立して第５図図示のように
作動させることができる。従って、ツーリングや組立を
前提機構と比べて２倍の効率で行い得るし、さらには空
中での組立等も可能となる。
〔第２実施例〕 第２実施例を第６図と共に説明する。
本実施例は、第１実施例の２次元運動機構を本体ベース
200の上面側及び下面側に設けた例である。なお、ボー
ルネジはカバーで被覆されている。
200の上面側及び下面側に設けた例である。なお、ボー
ルネジはカバーで被覆されている。
本実施例では４個の回転駆動体202・・・をそれぞれ独
立して駆動させることができるようになっている。ま
た、本実施例においては、本体ベース200下面側の２次
元運動機構は本体ベース200上面側の２次元運動機構に
対して90゜回転させた態様に配置されている。なお、両
２次元運動機構は可能部分が互いに干渉しないよう上下
方向に適宜な間隔が設けられている。また、ボールネジ
（不図示）駆動用のモータ204、206はベルト機構等を介
してカバーの上方又は下方（下方は不図示）に配設され
ている。
立して駆動させることができるようになっている。ま
た、本実施例においては、本体ベース200下面側の２次
元運動機構は本体ベース200上面側の２次元運動機構に
対して90゜回転させた態様に配置されている。なお、両
２次元運動機構は可能部分が互いに干渉しないよう上下
方向に適宜な間隔が設けられている。また、ボールネジ
（不図示）駆動用のモータ204、206はベルト機構等を介
してカバーの上方又は下方（下方は不図示）に配設され
ている。
〔第３実施例〕 第３実施例を第７図と共に説明する。
本実施例は第１実施例の２次元運動機構を本体ベース30
0の上面側に２組、下面側に２組設けた例である。上面
側の２組と下面側の２組はそれぞれ上下方向に適宜な間
隔をもって配置されている。本実施例の場合は８個の回
転駆動体302・・・（ロボットヘッドは図示せず）をそ
れぞれ独立して駆動可能になっている。また、本実施例
においては本体ベース300下面側の２組の２次元運動機
構は、上面側の２組に対して45゜回転させた態様に配置
されている。運動機構の数はサイズ、互いの上下方向の
間隔を考慮すれば本体ベース300の上面側、下面側共に
３組以上設けることも可能である。
0の上面側に２組、下面側に２組設けた例である。上面
側の２組と下面側の２組はそれぞれ上下方向に適宜な間
隔をもって配置されている。本実施例の場合は８個の回
転駆動体302・・・（ロボットヘッドは図示せず）をそ
れぞれ独立して駆動可能になっている。また、本実施例
においては本体ベース300下面側の２組の２次元運動機
構は、上面側の２組に対して45゜回転させた態様に配置
されている。運動機構の数はサイズ、互いの上下方向の
間隔を考慮すれば本体ベース300の上面側、下面側共に
３組以上設けることも可能である。
以上、本発明の好適な実施例について種々のべて来た
が、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例
えば第１実施例〜第３実施例の移動手段はボールネジの
他、ベルトドライブ機構でもよいし、回転駆動体へ取付
けるものはロボットヘッドに限らない等、発明の精神を
逸脱しない範囲でさらに多くの改変を施し得るのはもち
ろんである。
が、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例
えば第１実施例〜第３実施例の移動手段はボールネジの
他、ベルトドライブ機構でもよいし、回転駆動体へ取付
けるものはロボットヘッドに限らない等、発明の精神を
逸脱しない範囲でさらに多くの改変を施し得るのはもち
ろんである。
（発明の効果） 本発明に係る運動機構を用いると、回転駆動体の第２軸
方向の直線運動とBS軸を中心とした回動をBS軸を固定す
ること、回転駆動体のボールネジナット及び／又はスプ
ライン筒を回転駆動手段によって回転させることにより
可能となるため、回転駆動体へ取付けた工具やロボット
ヘッド等を回動させるための専用機構は不要となるの
で、加工装置や組立装置等の構成を簡易化できると共
に、製造コストの抑制が可能となるのはもちろん、独立
駆動可能な回転駆動体の数を増加させることができ、作
業効率の上昇に資することができる等の著効を奏する。
方向の直線運動とBS軸を中心とした回動をBS軸を固定す
ること、回転駆動体のボールネジナット及び／又はスプ
ライン筒を回転駆動手段によって回転させることにより
可能となるため、回転駆動体へ取付けた工具やロボット
ヘッド等を回動させるための専用機構は不要となるの
で、加工装置や組立装置等の構成を簡易化できると共
に、製造コストの抑制が可能となるのはもちろん、独立
駆動可能な回転駆動体の数を増加させることができ、作
業効率の上昇に資することができる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】 第１図は本願発明に係る前提機構の平面図第２図はその
回転駆動体の部分断面正面図、第３図はそのスリップリ
ングの構成を示した回転駆動体の一部を省略した部分断
面正面図、第４図は第１実施例の平面図、第５図はその
回転駆動体近傍の概要を示した要部正面図、第６図は第
２実施例を示した平面図、第７図は第３実施例を示した
平面図。 10,12……ボールネジ、14……モータ、16……本体ベー
ス、18……伝達機構、32,34……移動体、36……BS軸、4
4……回転駆動体、48……ボールネジナット、56……モ
ータ、60……スプライン筒、66……モータ、100,102…
…２次元運動機構、104……本体ベース、108,110……ボ
ールネジ、112……伝達機構、114……モータ、116,118
……第１の移動体、120……第１のBS軸、124……第１の
回転駆動体、126,128……モータ、150,152……ボールネ
ジ、154……伝達機構、156……モータ、158,160……第
２の移動体、162……第２のBS軸、166……第２の回転駆
動体、168,170……モータ、200……本体ベース、202…
…回転駆動体、204,206……モータ、300……本体ベー
ス、302……回転駆動体。
回転駆動体の部分断面正面図、第３図はそのスリップリ
ングの構成を示した回転駆動体の一部を省略した部分断
面正面図、第４図は第１実施例の平面図、第５図はその
回転駆動体近傍の概要を示した要部正面図、第６図は第
２実施例を示した平面図、第７図は第３実施例を示した
平面図。 10,12……ボールネジ、14……モータ、16……本体ベー
ス、18……伝達機構、32,34……移動体、36……BS軸、4
4……回転駆動体、48……ボールネジナット、56……モ
ータ、60……スプライン筒、66……モータ、100,102…
…２次元運動機構、104……本体ベース、108,110……ボ
ールネジ、112……伝達機構、114……モータ、116,118
……第１の移動体、120……第１のBS軸、124……第１の
回転駆動体、126,128……モータ、150,152……ボールネ
ジ、154……伝達機構、156……モータ、158,160……第
２の移動体、162……第２のBS軸、166……第２の回転駆
動体、168,170……モータ、200……本体ベース、202…
…回転駆動体、204,206……モータ、300……本体ベー
ス、302……回転駆動体。
Claims (3)
- 【請求項１】本体ベースに沿って第１軸方向へ平行に移
動可能な２個の第１の移動体と、 ２個の該第１の移動体を同方向へ同速度で移動させる第
１の移動手段と、 外周面に螺旋状のボールネジ溝と該ボールネジ溝を横切
り軸線方向へ延びるスプライン溝が刻設され、前記第１
軸と直角な第２軸方向へ配設されると共に、両端がそれ
ぞれ前記第１の移動体へ固定された第１のボールネジ・
スプライン軸と、 該第１のボールネジ・スプライン軸に外嵌し多数のボー
ルを介して前記ボールネジ溝に螺合すると共に回動自在
なボールネジナット、及び前記第１のボールネジ・スプ
ライン軸に外嵌し前記スプライン溝に係合すると共に回
動自在なスプライン筒を有する第１の回転駆動体と、 前記第１の回転駆動体のボールネジナット及び／又はス
プライン筒を回動させるための第１の回転駆動手段と、 前記本体ベースに沿って前記第１軸方向へ平行に移動可
能な２個の第２の移動体と、 ２個の該第２の移動体を同方向へ同速度で移動させる第
２の移動手段と、 外周面に螺旋状のボールネジ溝と該ボールネジ溝を横切
り軸線方向へ延びるスプライン溝が刻設され、前記第２
軸方向へ配設されると共に、両端がそれぞれ前記第２の
移動体へ固定された第２のボールネジ・スプライン軸
と、 該第２のボールネジ・スプライン軸に外嵌し多数のボー
ルを介して前記ボールネジ溝に螺合すると共に回動自在
なボールネジナット、及び前記第２のボールネジ・スプ
ライン軸に外嵌し前記スプライン溝に係合すると共に回
動自在なスプライン筒を有する第２の回転駆動体と、 前記第２の回転駆動体のボールネジナット及び／又はス
プライン筒を回動させるための第２の回転駆動手段とを
具備することを特徴とする運動機構。 - 【請求項２】前記第１及び第２の移動手段は、それぞれ
第１軸方向へ平行かつ回動自在に配設された２本のボー
ルネジと、２本の該ボールネジを同方向及び同速度で回
転させるモータ機構から成り、 前記第１及び第２の移動体は、それぞれ前記ボールネジ
へ螺合されていることを特徴とする請求項１記載の運動
機構。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の運動機構を複数組連
設したことを特徴とする運動機構。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2099044A JPH0726673B2 (ja) | 1990-04-14 | 1990-04-14 | 運動機構 |
| US07/639,072 US5146802A (en) | 1990-04-14 | 1991-01-09 | Drive system |
| DE4102083A DE4102083C2 (de) | 1990-04-14 | 1991-01-24 | Steuer- bzw. Antriebssystem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2099044A JPH0726673B2 (ja) | 1990-04-14 | 1990-04-14 | 運動機構 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9837694A Division JPH074489A (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 運動機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448A JPH0448A (ja) | 1992-01-06 |
| JPH0726673B2 true JPH0726673B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=14236507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2099044A Expired - Fee Related JPH0726673B2 (ja) | 1990-04-14 | 1990-04-14 | 運動機構 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5146802A (ja) |
| JP (1) | JPH0726673B2 (ja) |
| DE (1) | DE4102083C2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5704250A (en) * | 1996-04-04 | 1998-01-06 | Western Atlas, Inc. | Ball screw drive with dynamically adjustable preload |
| US6196534B1 (en) | 1996-08-07 | 2001-03-06 | Black & Decker Inc. | Work bench including a vise |
| DE29722633U1 (de) * | 1997-12-22 | 1998-03-12 | Südharzer Maschinenbau GmbH, 99734 Nordhausen | Vorrichtung zum Spalten von Holz |
| DE20007087U1 (de) | 2000-04-18 | 2000-12-07 | Voith Sulzer Papiertechnik Patent GmbH, 89522 Heidenheim | Schiebe-Positioniervorrichtung |
| ES2264847B1 (es) * | 2004-05-13 | 2008-01-01 | Shuton, S.A. | Husillo a bolas precargado mediante dos motores electricos. |
| US20070068291A1 (en) * | 2005-08-24 | 2007-03-29 | Reinhard Beatty | Failure-tolerant redundant actuator system |
| US9010205B2 (en) * | 2011-01-20 | 2015-04-21 | Pacific Bearing Company | Linear slide having integral carriage and nut assembly |
| DE102014108231B3 (de) * | 2014-06-12 | 2015-10-29 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Fehlertoleranter Linearaktuator |
| US11598400B2 (en) | 2020-11-19 | 2023-03-07 | Pacific Bearing Corporation | Nut with flexible fingers and self-aligning members |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2847859A (en) * | 1954-04-28 | 1958-08-19 | Ibm | Positioning device |
| US2857032A (en) * | 1954-05-04 | 1958-10-21 | Ibm | Data recording machine |
| US3422538A (en) * | 1965-11-18 | 1969-01-21 | Ibm | Motion generating mechanism |
| GB1290262A (ja) * | 1969-03-03 | 1972-09-27 | ||
| DE2646062C3 (de) * | 1976-10-13 | 1979-08-09 | Vereinigte Glaswerke Gmbh, 5100 Aachen | Numerisch gesteuerte Modellschneidemaschine für Glasscheiben |
| US4346728A (en) * | 1980-07-28 | 1982-08-31 | Anchor/Darling Industries, Inc. | Automated dual mode valve actuator |
| US4438986A (en) * | 1981-03-13 | 1984-03-27 | Hiroshi Teramachi | Ball screw assembly containing a ball spline unit for exact slow feed and power transmission mechanism comprising said ball screw assembly |
| GB2114703B (en) * | 1981-12-04 | 1985-09-04 | Hiroshi Teramachi | Ball screw and nut mechanism and two-speed feed arrangement incorporating same |
| DE3304641A1 (de) * | 1982-02-13 | 1983-09-15 | Hiroshi Teramachi | Waelzkoerpergelagerte laengsfuehrung fuer unbegrenzte schiebewege |
| JPS6131757A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-14 | Masanobu Fukuzumi | 直動形駆動装置 |
| JPS62165057A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-21 | Nippon Seiko Kk | ボ−ルねじ装置 |
| JPS6330646A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-09 | Koji Onuma | ネジ軸とナツトとの螺合回転による直線移動装置 |
| DE3628202A1 (de) * | 1986-08-20 | 1988-02-25 | Komeg Koordinaten Messmaschine | Mehr-koordinaten-messgeraet |
| FR2605544A1 (fr) * | 1986-10-24 | 1988-04-29 | Microbo Sa | Robot industriel |
| JPS63191533A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-09 | Kokuyou Denki Kogyo Kk | ２次元位置決め駆動装置 |
| US4916963A (en) * | 1987-10-03 | 1990-04-17 | Nippon Thompson Co., Ltd. | Moving table unit |
| JPS63159799U (ja) * | 1988-03-01 | 1988-10-19 | ||
| JPH079260B2 (ja) * | 1988-03-05 | 1995-02-01 | 博 寺町 | 複合運動案内装置 |
| DE3807730A1 (de) * | 1988-03-09 | 1989-09-21 | Will E C H Gmbh & Co | Stelleinrichtung zum veraendern der positionen von gefuehrten einheiten an maschinen |
| DE3809989C2 (de) * | 1988-03-24 | 1996-08-22 | Dieffenbacher Gmbh Maschf | Vorrichtung zur Herstellung einer Mehrschichtholzplatte |
| JPH06100254B2 (ja) * | 1988-05-31 | 1994-12-12 | 健 柳沢 | ２次元運動機構 |
| US4995277A (en) * | 1988-05-31 | 1991-02-26 | Ken Yanagisawa | Two dimensional drive system |
| JPH01303360A (ja) * | 1988-05-31 | 1989-12-07 | Takeshi Yanagisawa | ２次元運動機構 |
| JP2858763B2 (ja) * | 1988-11-15 | 1999-02-17 | 健 柳沢 | ２次元運動機構 |
| JP2578216B2 (ja) * | 1989-01-18 | 1997-02-05 | 健 柳沢 | ２次元運動機構 |
| DE3904374A1 (de) * | 1989-02-14 | 1989-08-17 | Albrecht Dr Ing Hille | Maschinenelement zur erzeugung von linear- und drehbewegungen |
-
1990
- 1990-04-14 JP JP2099044A patent/JPH0726673B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-01-09 US US07/639,072 patent/US5146802A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-24 DE DE4102083A patent/DE4102083C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4102083A1 (de) | 1991-10-17 |
| DE4102083C2 (de) | 1995-07-06 |
| US5146802A (en) | 1992-09-15 |
| JPH0448A (ja) | 1992-01-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |