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JPS61288907A - Drilling robot - Google Patents

Drilling robot

Info

Publication number
JPS61288907A
JPS61288907A JP12747585A JP12747585A JPS61288907A JP S61288907 A JPS61288907 A JP S61288907A JP 12747585 A JP12747585 A JP 12747585A JP 12747585 A JP12747585 A JP 12747585A JP S61288907 A JPS61288907 A JP S61288907A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
feed
spindle
quill
cutting
unit
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.)
Granted
Application number
JP12747585A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0549424B2 (en
Inventor
Masaaki Todoroki
轟木 正章
Shigenobu Shibata
柴田 重伸
Nobuo Miyairi
信雄 宮入
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor 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 Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP12747585A priority Critical patent/JPS61288907A/en
Publication of JPS61288907A publication Critical patent/JPS61288907A/en
Publication of JPH0549424B2 publication Critical patent/JPH0549424B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Drilling And Boring (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a drilling robot enabled to perform heavy cutting, by enabling a quill feed spindle unit, whose servo-controlled cutting feed can be performed, to perform a servo-controlled linear motion and rotary motion crossing at a right angle with the cutting feed direction. CONSTITUTION:A slide base 22, being mounted to a base 21 equipped with a guide rail 20, is slided in a direction Y by a servomotor 24. While the base 22 vertically provides a column 23, and its guide rail 25 provides a carrier 26 to be arranged and slided in a direction Z by a servomotor 27 through a feed thread 28. The carrier 26 mounts a quill feed spindle unit 29, and the unit 29 arranges a servomotor 48 turning a drill 38 through a spindle, sevomotor 50 giving a cutting feed to the spindle through a quill and a servomotor 51 giving a turning motion theta. Accordingly, heavy cutting can be performed while a necessary degree of freedom is ensured.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ドIJ IJソングの切削加工を対象とし
た産業用ロボットに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to an industrial robot intended for cutting IJ songs.

従来の技術 この種の切削加工用の産業用ロボットとして、例えば第
16図に示すように関節量の産業用ロボットのアーム1
にクイルフィード式のドリリングユニット10を配した
構造のものが知られている。
BACKGROUND OF THE INVENTION As an industrial robot for this type of cutting work, for example, an industrial robot arm 1 with a joint amount as shown in FIG. 16 is used.
A structure in which a quill feed type drilling unit 10 is arranged is known.

発明が解決しようとする問題点 上記のような従来の切削加工用ロボットにあっては、汎
用型の産業用ロボットを基本として構成されているため
、ロボットそのものの負荷を軽減する上でドリリングユ
ニットの重量ひいては切削能力が制限される。しかもド
リリングユニットによる加工位置がロボットの支点部か
ら遠くなるため、剛性の面で十分でない。
Problems to be Solved by the Invention Conventional cutting robots such as those mentioned above are basically configured as general-purpose industrial robots, so in order to reduce the load on the robot itself, it is necessary to Weight and therefore cutting capacity are limited. Moreover, since the processing position by the drilling unit is far from the fulcrum of the robot, the rigidity is not sufficient.

したがって、従来の切削加工用ロボットはもっばら騒負
荷切削のみを対象として右り、重切削は困難である。
Therefore, conventional cutting robots are intended only for cutting with noisy loads, and heavy cutting is difficult.

また、従来の切削加工用ロボットにおいては、上記のよ
うにドリリングユニットがもつ機能そのものが制限され
ることから、一連の動作で数種類の深さの孔加工を行な
う場合には、一般には最大孔深さに合わせた早送り長さ
と切削送り深さを設定することになる。したがって、一
連の動作のなかであるかぎり、たとえ加工位置が変わっ
ても早送り長さおよび切削送り長さは不変であり、浅い
孔加工のときには加工時間が無用に長くなる。
In addition, in conventional cutting robots, the functions of the drilling unit itself are limited as described above, so when drilling holes of several depths in a series of operations, the maximum hole depth is generally The rapid feed length and cutting feed depth will be set according to the cutting speed. Therefore, as long as a series of operations is performed, the rapid feed length and cutting feed length remain unchanged even if the machining position changes, and the machining time becomes unnecessarily long when drilling shallow holes.

問題点を解決するための手段 本発明は、とりわけ重切削の切削加工に適した切削加工
用ロボットを提供しようとするもので、具体的には、サ
ーボ制御により切削送りが与えられるクイルフィード式
スピンドルユニットと、このクイルフイード式スピンド
ルユニットに対し切削送り方向と直交方向の直線送りを
サーボ制御によって与える直線動作軸と、前記クイルフ
イード式スピンドルユニットに対し切削送り方向と直交
する軸線を回転中心としてサーボ制御により回転運動を
与える回転動作軸とを備える。
Means for Solving the Problems The present invention aims to provide a cutting robot that is especially suitable for heavy cutting, and specifically uses a quill-feed spindle that provides cutting feed through servo control. a linear motion axis that provides linear feed in a direction orthogonal to the cutting feed direction to the quill-feed spindle unit by servo control; and a rotary motion axis that provides rotational motion.

直線動作軸および回転動作軸は少なくとも一系統づつあ
れば足り、必要に応じてさらに増やすこともできる。
It is sufficient to have at least one linear motion axis and one rotary motion axis, and the number can be increased as needed.

作用 本発明によれば、ロボットとしてはスピンドルユニット
の切削送り方向を含めて少なくとも3つの自由度を有す
るものであり、従来と同等の自由度を確保しつつ重切削
の加工を行なえる。
According to the present invention, the robot has at least three degrees of freedom, including the cutting feed direction of the spindle unit, and can perform heavy cutting while maintaining the same degree of freedom as the conventional robot.

実施例 第1図〜第3図は本発明のより具体的な第1の実施例を
示す図で、ドリリング用ロボットについて例示している
Embodiment FIGS. 1 to 3 are diagrams showing a more specific first embodiment of the present invention, and illustrate a drilling robot.

第1図〜第3図に示すように、一対のガイドレール加を
備えたペース21にはスライドベース22が搭載されて
おり、さらにスライドベース22にはコラム器が一体に
立設されている。スライドベース22はサーボモータ2
4により水平方向の送りが与えられて、コラムnととも
にY方向にスライドし、Y方向の直線動作軸として機能
する。
As shown in FIGS. 1 to 3, a slide base 22 is mounted on the pace 21 provided with a pair of guide rails, and a column device is integrally erected on the slide base 22. The slide base 22 is a servo motor 2
4 provides horizontal feed, slides in the Y direction together with column n, and functions as a linear motion axis in the Y direction.

コラムnには一対のガイドレール25があり、ガイドレ
ール部にキャリア26が配設されている。キャリア26
にはサーボモータ27および送りねじ詔により鉛直方向
の送りが与えられて、キャリア26は2方向にスライド
する。これにより、2方向の直線動作軸を構成する。
Column n has a pair of guide rails 25, and a carrier 26 is disposed in the guide rail portion. career 26
is given vertical feed by a servo motor 27 and a feed screw, and the carrier 26 slides in two directions. This constitutes a linear motion axis in two directions.

キャリア26にはクイルフィード式のスピンドルユニッ
トすなわちドリリングユニット29が搭載されており、
このドリリングユニット29は後述するようにモータ5
1のはたらきにより該モータ51の軸心を旋回中心とし
てθ方向に旋回することができる。これによりθ方向の
回転動作軸を構成する。
A quill feed type spindle unit, that is, a drilling unit 29 is mounted on the carrier 26.
This drilling unit 29 is operated by a motor 5 as described later.
1, the motor 51 can rotate in the θ direction about its axis. This constitutes a rotational movement axis in the θ direction.

したがって、第4図に示すようにドリリングユニット2
9をθ方向に所定量だけ旋回させ、かつクイル32をX
方向に伸長させることにより、治JL30にクランプさ
れたワークWに対して斜めの孔加工を行なえる。
Therefore, as shown in FIG.
9 by a predetermined amount in the θ direction, and the quill 32 is
By expanding in the direction, diagonal hole machining can be performed on the workpiece W clamped by the jig JL30.

第5図はドリリングユニット29の詳細について示して
おり、第1図のV−VIi!i!断面に対応している。
FIG. 5 shows details of the drilling unit 29, and the V-VIi of FIG. 1! i! It corresponds to the cross section.

ケース31には軸方向に移動可能なりイル32が支持さ
れており、クイル32の後端にはブラケツ)33を介し
て送りナツトとしてのボールスクリューナツト調が固定
されている。また、クイル32内にはベアリング35を
介してスピンドル36が回転可能に支持されている。
A quill 32 is supported on the case 31 so as to be movable in the axial direction, and a ball screw nut type as a feed nut is fixed to the rear end of the quill 32 via a bracket 33. Further, a spindle 36 is rotatably supported within the quill 32 via a bearing 35.

スピンドル36は、その先端にホルダー37に保持され
たドリル38を備えるほか、後端部にはボールスプライ
ン軸部39が一体に形成されている。
The spindle 36 has a drill 38 held by a holder 37 at its tip, and a ball spline shaft 39 is integrally formed at its rear end.

ケース31にはスピンドル36と平行な送りねじとして
のボールスクリューシャフト40が配設されている。ボ
ールスクリューシャフトωはベアリング41により回転
可能に支持される一方、ボールスクリューナツト調に螺
合している。そして、ボールスクリューシャフト40の
一端にはベベルギヤ42カ固定されている一方、他端に
はロータリーエンコーダ43が連結されている。このロ
ータリーエンコーダ43はクイル32の送り量を検出す
る。祠はストッパーである。
A ball screw shaft 40 serving as a feed screw is disposed in the case 31 and is parallel to the spindle 36 . The ball screw shaft ω is rotatably supported by a bearing 41, and is screwed into a ball screw nut. A bevel gear 42 is fixed to one end of the ball screw shaft 40, and a rotary encoder 43 is connected to the other end. This rotary encoder 43 detects the feed amount of the quill 32. The shrine is a stopper.

スピンドル36の後端部にはこれと同芯状に補助スピン
ドル45が配設されている。補助スピンドル45はベア
リング46により回転可能に支持されるとともに、先端
にはボールスプラインブツシュ47が一体に取り付けら
れている。そして、ボールスプラインブツシュ47がボ
ールスプライン軸部39とスプライン結合されている。
An auxiliary spindle 45 is disposed concentrically at the rear end of the spindle 36. The auxiliary spindle 45 is rotatably supported by a bearing 46, and a ball spline bushing 47 is integrally attached to the tip. A ball spline bushing 47 is spline-coupled to the ball spline shaft portion 39.

ケース31の後端には、スピンドル36を回転駆動させ
るためのサーボモータ48が取り付けられている。C0
−V−一夕48はスピンドル36と同一軸線上に位置し
ており、その出力軸49がシュパンリングをパ介して補
助スピンドル45の後端に一体に連結されている。
A servo motor 48 for rotationally driving the spindle 36 is attached to the rear end of the case 31. C0
-V- Ito 48 is located on the same axis as the spindle 36, and its output shaft 49 is integrally connected to the rear end of the auxiliary spindle 45 via a span ring.

つまり、モータ48のはたらきにより、補助スピンドル
45.ボールスプラインブツシュ47およびボールスプ
ライン軸部39を介してスピンドル36が回転する。
That is, by the action of the motor 48, the auxiliary spindle 45. The spindle 36 rotates via the ball spline bush 47 and the ball spline shaft 39.

ケース31の後端部の両側には、クイル32に軸方向(
第4図のX方向)の送りを与えるためのサーボモータ5
0と、ドリリングユニット29全体をθ方向(第4図)
に旋回させるためのサーボモータ51とが互いに向き合
うように配設されている。これらのモータ50,51は
いずれもスピンドル36と直交する軸mQ上に位置して
いる。
On both sides of the rear end of the case 31, the quill 32 has an axial direction (
Servo motor 5 for giving feed in the X direction (Fig. 4)
0 and the entire drilling unit 29 in the θ direction (Fig. 4).
and a servo motor 51 for turning it are arranged so as to face each other. Both of these motors 50 and 51 are located on an axis mQ orthogonal to the spindle 36.

モータ50はハウジング52に固定され、ノ・ウジング
52はキャリア26に固定されている。また、モータ5
0の出力軸53はカップリング54を介して中間シャフ
ト55に連結されている。中間シャフト55にはベベル
ギヤ56が取り付けられており、とのベベルギヤ%がボ
ールスクリューシャフト40側のベベルギヤ42と噛み
合っている。したがって、サーボ制御されるモータ50
のはたらきによりボールスクリューシャフト40および
ボールスクリューナツト調を介してクイル32に軸方向
の送りが与えられる。
Motor 50 is secured to housing 52 and housing 52 is secured to carrier 26. Also, motor 5
0 output shaft 53 is connected to an intermediate shaft 55 via a coupling 54. A bevel gear 56 is attached to the intermediate shaft 55, and the bevel gear 56 meshes with the bevel gear 42 on the ball screw shaft 40 side. Therefore, the servo-controlled motor 50
This action provides axial feed to the quill 32 via the ball screw shaft 40 and the ball screw nut.

尚、出力軸&とカップリング54の連結、およびカップ
リング54と中間シャフト55の連結はいずれもシュパ
ンリングによる。
Incidentally, the connection between the output shaft & and the coupling 54 and the connection between the coupling 54 and the intermediate shaft 55 are both made by Spann rings.

ハウジンク52内には、ブレーキユニット57および旋
回軸郭が出力軸53と同芯状に配設されている。
Inside the housing 52, a brake unit 57 and a pivot shaft are arranged concentrically with the output shaft 53.

旋回軸郭はケース31に固定され、かつベアリング59
を介してキャリア26に回転可能に支持されている。ま
たブレーキユニット57そのものはキャリア26に固定
されているものの、ブレーキディスク60はカラー61
に固定され、さらにカラー61はシュパンリング蒼こよ
り旋回軸部に連結されている。
The pivot shaft is fixed to the case 31 and has a bearing 59.
It is rotatably supported by the carrier 26 via. Further, although the brake unit 57 itself is fixed to the carrier 26, the brake disc 60 is attached to the collar 61.
The collar 61 is further connected to the pivot shaft by a Spannling ring.

モータ51はハウジング62に固定され、ノ・ウジング
62はキャリア26に固定されている。そして、ハウジ
ング62内には減速機構(市販商品名:ハーモニックド
ライブ)63と旋回軸8が同芯状に配設されている。
The motor 51 is fixed to the housing 62 and the nozzle 62 is fixed to the carrier 26. In the housing 62, a speed reduction mechanism (commercially available product name: Harmonic Drive) 63 and a pivot shaft 8 are arranged concentrically.

旋回軸Uは先に説明した旋回軸58と同様にケース31
に固定されて詣り、ベアリング65を介してキ゛ヤリア
26に回転可能に支持されている。
The pivot axis U is connected to the case 31 in the same way as the pivot axis 58 described above.
It is rotatably supported by the carrier 26 via a bearing 65.

減速機構63は、楕円状のカムの外周にボールベアリン
グを配したジェネレータ印と、外周にスプラインが形成
された弾性変形可能なカップ状のリングギヤ67と、内
周にリングギヤ67と噛み合うスプラインが形成された
リングギヤ絽とから構成される。
The speed reduction mechanism 63 includes a generator mark with a ball bearing arranged on the outer periphery of an elliptical cam, an elastically deformable cup-shaped ring gear 67 with splines formed on the outer periphery, and a spline that meshes with the ring gear 67 formed on the inner periphery. It consists of a ring gear and a ring gear.

そして、ジェネレータ66がモータ51の出力軸69に
連結される一方、リングギヤ67が旋回軸64に固定さ
れ、リングギヤ簡が7・ウジング62に固定されている
。また、リングギヤ錦の歯数はリングギヤ67のそれよ
りも例えば2枚多く設定されている。
The generator 66 is connected to the output shaft 69 of the motor 51, the ring gear 67 is fixed to the pivot shaft 64, and the ring gear 67 is fixed to the housing 62. Further, the number of teeth of the ring gear brocade is set to be two more than that of the ring gear 67, for example.

したがって、モータ51のはたらきによりジェネレータ
66が1回転したときに、リングギヤ67ひいてはドリ
リングユニット29が先の歯数差分だけθ方向に回転す
ることになる。このときの旋回中心は軸線θ上の旋回軸
58.64である。
Therefore, when the generator 66 rotates once due to the action of the motor 51, the ring gear 67 and thus the drilling unit 29 rotate in the θ direction by the difference in the number of teeth. The center of rotation at this time is the rotation axis 58, 64 on the axis θ.

ここで、モータ50,51は、いずれもブレーキユニッ
ト57とは別のブレーキを内翼したいわゆるブレーキ付
モータを採用しているほか、モータ51については変位
検出器としてのロータリーエンコーダ70を備えている
Here, the motors 50 and 51 both employ so-called brake motors in which a brake separate from the brake unit 57 is provided, and the motor 51 is equipped with a rotary encoder 70 as a displacement detector. .

このように構成された切削加工用ロボットは次のように
作用する。
The cutting robot configured in this way operates as follows.

例えば、ドリリングユニット29が第1図のような水平
姿勢にあるものとすると、モータ48の起動により補助
スピンドル45およびボールスプラインブツシュ47を
介してドリル38を備えたスピンドル36が回転する。
For example, assuming that the drilling unit 29 is in a horizontal position as shown in FIG. 1, the motor 48 is activated to rotate the spindle 36 equipped with the drill 38 via the auxiliary spindle 45 and the ball spline bush 47.

同様にモータ50の起動によりベベルギヤ56.42を
介してボールスクリューシャフト40が回転する。
Similarly, activation of the motor 50 causes the ball screw shaft 40 to rotate via the bevel gear 56.42.

ボールスクリューシャフト40の回転変位がボールスク
リューナツト羽との螺合によりクイル32のスライド変
位に変換され、クイル32はスピンドル36とともに軸
方向に前進(または後退)する。この時、ボールスプラ
インブツシュ39はスピンドル36の軸方向の移動を許
容する。
The rotational displacement of the ball screw shaft 40 is converted into a sliding displacement of the quill 32 by the screw engagement with the ball screw nut wings, and the quill 32 moves forward (or backward) in the axial direction together with the spindle 36. At this time, the ball spline bushing 39 allows the spindle 36 to move in the axial direction.

そして、第1図〜第3図に示したようにスライドテーブ
ル22のY方向の移動とキャリア26の2方向の移動と
を併用することで、任意位置における水平な孔の加工が
可能となる。
As shown in FIGS. 1 to 3, by using both the movement of the slide table 22 in the Y direction and the movement of the carrier 26 in two directions, it becomes possible to process a horizontal hole at any position.

また、モータ51の起動により、減速機構63の出力を
受けてドIJ IJソングニット29が旋回軸58.6
4を中心として第1図のβ方向に旋回する。そして、ド
13 +Jソングニット29が予め設定された量だけ旋
回すると、ブレーキユニット57が作動してドリリング
ユニット29をその旋回位置にロックする。
In addition, by starting the motor 51, the deceleration mechanism 63 receives the output, and the IJ IJ song knit 29 moves to the rotation axis 58.6.
4 in the β direction in FIG. 1. Then, when the DO 13+J song knit 29 turns by a preset amount, the brake unit 57 is actuated to lock the drilling unit 29 at that turning position.

したがって、この状態でクイル32に軸方向の送りを与
えることで第4図に示すように斜め孔の加工が可能とな
る。
Therefore, by feeding the quill 32 in the axial direction in this state, it becomes possible to form an oblique hole as shown in FIG.

ここで、クイル32の送り量はボールスクリューシャフ
ト40の後端に設けたロータリーエンコーダ43により
検出されるが、ロータリーエンコーダ43の取付位置と
してはスピンドル36と平行な軸線上であることが条件
とされる。
Here, the feed amount of the quill 32 is detected by a rotary encoder 43 provided at the rear end of the ball screw shaft 40, but the mounting position of the rotary encoder 43 must be on the axis parallel to the spindle 36. Ru.

例えば、ロータリーエンコーダ43をモータ50の軸線
上に設けてもクイル32の送り量の検出は可能である。
For example, even if the rotary encoder 43 is provided on the axis of the motor 50, the amount of feed of the quill 32 can be detected.

その場合、第4図に示すようにドリリングユニット29
を傾動させて例えば斜め孔加工を行なおうとすると、ド
リリングユニット29が水平である場合と比べ誤差が生
じ、何らかの補正を行なう必要があるからである。
In that case, as shown in FIG.
This is because if an attempt is made to, for example, drill an oblique hole by tilting the drilling unit 29, an error will occur compared to when the drilling unit 29 is horizontal, and some kind of correction will need to be made.

以上のように本実施例によれば、スピンドルの軸心と直
交する軸線上において、ケース31をはさんで左右対称
にモータ50 、51を配置し、かつそれらのモータ5
0,51の軸心とドリリングユニット29の旋回中心と
を一致させているものである。したがってユニット全体
としての重量バランスがよく、旋回用のモータ51の負
荷を小さくできる。
As described above, according to this embodiment, the motors 50 and 51 are arranged symmetrically across the case 31 on the axis perpendicular to the axis of the spindle, and
The axes of 0 and 51 are aligned with the rotation center of the drilling unit 29. Therefore, the weight balance of the entire unit is good, and the load on the turning motor 51 can be reduced.

また、スピンドル回転駆動用のモータ48がスピンドル
36と同一軸線上に位置していることにより、ドリリン
グユニット後端部の構造がシンプルなものとなり、ドリ
リングユニット四の旋回スペースの制約が緩和される。
Further, since the motor 48 for driving the spindle rotation is located on the same axis as the spindle 36, the structure of the rear end of the drilling unit is simple, and the restrictions on the turning space of the drilling unit 4 are relaxed.

第6図〜第8図は本発明の第2の実施例を示す図で、第
1実施例と大きく異なる点は、ドリリングユニット79
をキャリア76に対して片持ち支持させるとともに、!
・方向の回転動作軸を付加したものである。
6 to 8 are diagrams showing a second embodiment of the present invention, and the major difference from the first embodiment is the drilling unit 79.
Cantilevered against the carrier 76, and!
・Additional axis of rotation in direction.

第6図〜第8図において、ベース21とスライドベース
22およびサーボモータ24とからなるY方向の直線動
作軸については第3図の第1実施例と同様である。スラ
イドベース22上には第9図および第10図に示すよう
にベアリング70を介してコラム23が回転可能に支持
されている。コラムnの一部には首振り旋回可能なボー
ルスクリューナツト71があり、このボールスクリュー
ナツト71に対して、サーボモータ72によって回転駆
動されるボールスクリューシャフト73が螺合している
。したがって、サーボモータ72のはたらきによりコラ
ム23がβ方向に旋回し、β方向の回転動作軸として機
能する。
In FIGS. 6 to 8, the linear motion axis in the Y direction consisting of the base 21, slide base 22, and servo motor 24 is the same as that in the first embodiment shown in FIG. 3. A column 23 is rotatably supported on the slide base 22 via a bearing 70, as shown in FIGS. 9 and 10. A part of the column n has a ball screw nut 71 that can swing and turn, and a ball screw shaft 73 that is rotationally driven by a servo motor 72 is screwed into the ball screw nut 71. Therefore, the column 23 rotates in the β direction by the action of the servo motor 72, and functions as a rotation axis in the β direction.

74はロータリーエンコーダである。74 is a rotary encoder.

コラム23にはキャリア76が搭載されており、キャリ
ア76にはサーボモータ77により送りが与えられて2
方向にスライドするもので、2方向の直線動作軸として
機能する。75はロータリーエンコーダである。
A carrier 76 is mounted on the column 23, and the carrier 76 is fed by a servo motor 77 to move the 2
It slides in two directions, and functions as a linear movement axis in two directions. 75 is a rotary encoder.

キャリア76には第11図および第12図に示すように
クイルフィード式のドリリングユニット79が回転可能
に支持されている。トリIJングユニット刃の後端には
首振り旋回可能なボールスクリューナツト80があり、
このボールスクリューナツト80に対して、サーボモー
タ81によって回転駆動されるボールスクリューシャフ
ト82が螺合している。したがって、サーボモータ81
のはたらきにより軸83を中心としてドリリングユニッ
ト79がβ方向に旋回し、β方向の回転動作軸として機
能する。84はロータリーエンコーダである。
A quill feed type drilling unit 79 is rotatably supported on the carrier 76, as shown in FIGS. 11 and 12. At the rear end of the tri-IJing unit blade, there is a ball screw nut 80 that can swing.
A ball screw shaft 82 rotationally driven by a servo motor 81 is screwed into the ball screw nut 80 . Therefore, the servo motor 81
As a result, the drilling unit 79 rotates in the β direction about the shaft 83, which functions as a rotation axis in the β direction. 84 is a rotary encoder.

第13図はドリリングユニット79の詳細について示し
ており、第12図の■−■断面に対応している。
FIG. 13 shows the details of the drilling unit 79, and corresponds to the section 2--2 in FIG. 12.

ケース91には軸方向に移動可能なりイル92が支持さ
れており、クイル92の後端にはブラケット93を介し
て送りナツトとしてのボールスクリューナツト94が固
定されている。また、クイル92内には。
A quill 92 is supported by the case 91 so as to be movable in the axial direction, and a ball screw nut 94 as a feed nut is fixed to the rear end of the quill 92 via a bracket 93. Also, inside the quill 92.

ベアリング95を介してスピンドル96が回転可能に支
持されている。
A spindle 96 is rotatably supported via a bearing 95.

スピンドル96はその先端に図示外のホルダーに保持さ
れたドリル38を備えるほか、後端部にはスプライン軸
部97が一体に形成されている。
The spindle 96 has a drill 38 held in a holder (not shown) at its tip, and a spline shaft 97 is integrally formed at its rear end.

ケース91にはスピンドル96と平行な送りねじとして
のボールスクリューシャフト98が配設されている。ボ
ールスクリューシャフト98はベアリング99により回
転可能に支持される一方、ボールスクリューナツト94
に螺合している。
A ball screw shaft 98 as a feed screw is provided in the case 91 and is parallel to the spindle 96 . The ball screw shaft 98 is rotatably supported by a bearing 99 while the ball screw nut 94
are screwed together.

ケース91の後端部にはカラー100と一体のスプライ
ンブツシュ101がベアリング102により回転可能に
支持されている。スプラインブツシュ101はスピンド
ル96のスプライン軸部97にスプライン結合されてい
る。したがって、スプラインブツシュ101とスピンド
ル96とは一体となって回転するものの、スプラインブ
ツシュ101はスピンドル96の軸方向の移動を許容す
る。
A spline bush 101 integrated with a collar 100 is rotatably supported by a bearing 102 at the rear end of the case 91 . The spline bushing 101 is splined to a spline shaft portion 97 of the spindle 96 . Therefore, although the spline bushing 101 and the spindle 96 rotate together, the spline bush 101 allows the spindle 96 to move in the axial direction.

カラー100の外周には第1のロータとしての永久磁石
103が固定されており、他方、ケース91の内周には
第1のロータ103に対応する第1のステータ104が
ロータ103と同芯状に配設されている。
A permanent magnet 103 serving as a first rotor is fixed to the outer periphery of the collar 100, and a first stator 104 corresponding to the first rotor 103 is arranged concentrically with the rotor 103 on the inner periphery of the case 91. It is located in

第1のステータ104は所定の鉄心にコイルを巻き付け
たもので、これら第1のロータ103と第1のステータ
104とでスピンドル96を回転駆動させるためのサー
ボモータ105を構成している。
The first stator 104 has a coil wound around a predetermined iron core, and the first rotor 103 and the first stator 104 constitute a servo motor 105 for rotationally driving the spindle 96.

ケース91の後端には前述したカラー100に隣接する
ようにして別のカラー106がベアリング107により
回転可能に支持されている。
At the rear end of the case 91, another collar 106 is rotatably supported by a bearing 107 so as to be adjacent to the collar 100 described above.

カラー1060後端には駆動歯車108が固定されてお
り、この駆動歯車108はボールスクリューシャフト9
8の後端に固定した従動歯車109と噛み合っている。
A driving gear 108 is fixed to the rear end of the collar 1060, and this driving gear 108 is connected to the ball screw shaft 9.
8 is meshed with a driven gear 109 fixed to the rear end of the gear.

カラー106の外周には第2のロータ110が固定され
ている一方、ケース91の内周には第2のロータ110
に対応する第2のステータ111が同芯状に配設されて
いる。これら第2のロータ110および第2のステータ
111は第1のロータ103および第1のステータ10
4と同構造のもので、第2のロータ110と第2のステ
ータ111とでクイル92に軸方向の送りを与えるサー
ボモータ112を構成している。
A second rotor 110 is fixed to the outer circumference of the collar 106, while a second rotor 110 is fixed to the inner circumference of the case 91.
A second stator 111 corresponding to the second stator 111 is arranged concentrically. The second rotor 110 and the second stator 111 are the same as the first rotor 103 and the first stator 10.
The second rotor 110 and the second stator 111 constitute a servo motor 112 that feeds the quill 92 in the axial direction.

つまり、双方のモータ105,112はともにケース9
1に内蔵され、かつスピンドル96と同一軸線上に位置
している。
In other words, both motors 105 and 112 are connected to case 9.
1 and located on the same axis as the spindle 96.

そして、モータ105が起動すると、モータ105の回
転出力はカラー100.スプラインブツシュ101およ
びスプライン軸部97を経由してスピンドル%に伝達さ
れる。その結果、スピンドル96がドリルあとともに回
転する。
Then, when the motor 105 starts, the rotational output of the motor 105 changes to the color 100. It is transmitted to the spindle % via the spline bush 101 and the spline shaft portion 97. As a result, the spindle 96 rotates together with the drill bit.

また、モータ112が起動すると、モータ1120回転
出力はカラー106.駆動歯車108および従動歯車1
09を経由してボールスクリューシャフト98に伝達さ
れる。ボールスクリューシャフト98の回転により、ボ
ールスクリューナツト94を介してクイル92がスピン
ドル96とともに前進または後退することになる。
Further, when the motor 112 is started, the rotation output of the motor 1120 is output from the collar 106. Drive gear 108 and driven gear 1
09 to the ball screw shaft 98. Rotation of the ball screw shaft 98 causes the quill 92 to move forward or backward along with the spindle 96 through the ball screw nut 94.

したがって、上記のようにクイル92のX方向の送りと
、Y方向および2方向の直線送りやθ方向およびβ方向
の回転変位とを併用することで種々の孔加工が可能とな
る。
Therefore, as described above, by combining the feeding of the quill 92 in the X direction, the linear feeding in the Y direction and two directions, and the rotational displacement in the θ and β directions, various hole machining becomes possible.

例えば、第6図〜第8図の場合には、ドIJ IJング
ユニット79が水平で、かつドリリングユニット79の
細心がY方向の送りと直交するような姿勢にあり、した
がってこの状態では水平な孔加工が可能となる。
For example, in the case of FIGS. 6 to 8, the drilling unit 79 is horizontal and the fine point of the drilling unit 79 is perpendicular to the feed in the Y direction. Therefore, in this state, the drilling unit 79 is horizontal. Hole machining becomes possible.

また、第14図の場合にはド111Jングユニツト79
をθ方向に傾けた状態を、第15図の場合には同じくド
リリングユニット79をβ方向に傾けた状態をそれぞれ
示しており、これらの場合にはワークWについて斜めの
孔加工が可能となる。
In addition, in the case of FIG.
FIG. 15 shows a state in which the drilling unit 79 is tilted in the θ direction, and FIG. 15 shows a state in which the drilling unit 79 is tilted in the β direction. In these cases, it is possible to drill holes in the work W at an angle.

発明の効果 本発明によれば、サーボ制御されるクイルフイード式ス
ピンドルユニットと、同じくサーボ制御される直線動作
軸および回転動作軸とを組み合わせたものであり、従来
の汎用型のロボットタイプのものと比べ高剛性を期待で
き、重切削にも十分に対応することができるほか、深さ
が異なる複数の孔加工に際してもそれぞれに最適な切削
送り長さを設定することができる。
Effects of the Invention According to the present invention, a servo-controlled quill-feed spindle unit is combined with a linear movement axis and a rotary movement axis that are also servo-controlled. It can be expected to have high rigidity and can fully handle heavy cutting, and it is also possible to set the optimal cutting feed length for each hole when drilling multiple holes with different depths.

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

第1図は本発明の第1の実施例を示す説明図、第2図は
第1図の左側面図、第3図は第2図の平面図、第4図は
第1図の作動説明図、第5図はドリリングユニットの断
面図で第1図の■−■線に対応する図、第6図は本発明
の第2の実施例を示す説明図、第7図は第6図の右側面
図、第8図は第6図の平面図、第9図は第8図のff−
XI線に沿う断面図、第10図は第9図の平面図、第1
1図は第7図のM−M線に沿う断面図、第12図は第1
1図の人方向矢視図、第13図はドリリングユニットの
断面図で第12図のXI−■線に対応する図、第14図
は第7図の作動説明図、第15図は第8図の作動説明図
、第16図は従来の切削加工用ロボットの斜視図である
。 22・・・スライドベース、%・・コラム、24・・・
サーボモータ、26・・・キャリア、n・・・サーボモ
ータ、29・・・スピンドルユニットとしてのドリリン
グユニット、32・・・タイル、36・・・スピンドル
、お・・・ドリル、40・・・ボールスクリューシャフ
ト、48・・・サーボモータ、北・・・サーボモータ、
51・・・サーボモータ、72・・・サーボモータ、7
6・・・キャリア、77・・・サーボモータ、79・・
・スピンドルユニットとしてのドリリングユニット、8
1・・・サーボモータ、92・・・タイル、96・・・
スピンドル、98・・・ボールスクリューシャフト、1
05・・・サーボモータ、112・・・サーボモータ。   ゛第17 2日 22−−−−、スフイドN−7゜ 23−−−−コラム 翼・−・−“ソ“−ガυ已−タ 26−・−+ヤソア 29−−−−ドリソンフーLニント 嬬−斧/f″f:一タ 第2図 第3図 第4図 2υ    z4   ど1   zυ第7図 第8図 Oづ 第9図 ■ 第10図 第14図 91515図 8I
Fig. 1 is an explanatory diagram showing the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a left side view of Fig. 1, Fig. 3 is a plan view of Fig. 2, and Fig. 4 is an explanation of the operation of Fig. 1. 5 is a sectional view of the drilling unit, corresponding to the line ■-■ in FIG. 1, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the second embodiment of the present invention, and FIG. Right side view, Figure 8 is the plan view of Figure 6, Figure 9 is the ff- of Figure 8.
A sectional view taken along the line XI, FIG. 10 is a plan view of FIG.
Figure 1 is a cross-sectional view taken along line M-M in Figure 7, and Figure 12 is a cross-sectional view of Figure 1.
1 is a sectional view of the drilling unit, which corresponds to the XI-■ line in FIG. 12, FIG. FIG. 16 is a perspective view of a conventional cutting robot. 22...Slide base, %...Column, 24...
Servo motor, 26...Carrier, n...Servo motor, 29...Drilling unit as spindle unit, 32...Tile, 36...Spindle,...Drill, 40...Ball Screw shaft, 48...servo motor, north...servo motor,
51... Servo motor, 72... Servo motor, 7
6...Carrier, 77...Servo motor, 79...
・Drilling unit as spindle unit, 8
1... Servo motor, 92... Tile, 96...
Spindle, 98...Ball screw shaft, 1
05... Servo motor, 112... Servo motor.゛17th 2nd day 22----, Sufid N-7゜23-----Column Tsubasa---"So"-ga υ已-ta 26--+Yasoa 29-----Drissonfu L Nint嬬-axe/f″f:Itta 2nd Figure 3rd Figure 4 2υ z4 Do1 zυ7th Figure 8th Figure 9■ Figure 10 Figure 14 Figure 91515 Figure 8I

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)サーボ制御により切削送りが与えられるクイルフ
イード式スピンドルユニットと、このクイルフイード式
スピンドルユニットに対し、切削送り方向と直交方向の
直線送りをサーボ制御によつて与える直線動作軸と、前
記クイルフイード式スピンドルユニットに対し、切削送
り方向と直交する軸線を回転中心としてサーボ制御によ
り回転運動を与える回転動作軸とを備えたことを特徴と
する切削加工用ロボット。
(1) A quill-feed spindle unit that provides cutting feed by servo control, a linear motion axis that provides linear feed in a direction perpendicular to the cutting feed direction to this quill-feed spindle unit, and the quill-feed spindle. A cutting robot characterized in that it is equipped with a rotary motion axis that gives a rotational movement to the unit by servo control, with the axis perpendicular to the cutting feed direction as the center of rotation.
JP12747585A 1985-06-12 1985-06-12 Drilling robot Granted JPS61288907A (en)

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