| 【発明の名称】 |
移動体駆動装置及びパラレルメカニズム機械 |
| 【発明者】 |
【氏名】小林 清造
【氏名】中川 昌夫
【氏名】渡辺 成治
【氏名】松下 哲也
|
| 【要約】 |
【課題】ボールネジに自在継手を直結して、構造を簡略化し、移動体の支持剛性を向上する。
【解決手段】パラレルメカニズム工作機械において、複数本のボールネジ４を第１自在継手１で機枠１１の天板部に支持し、ボールネジ４の先端を第２自在継手２に直結して主軸頭１０に連結する。ボールネジ４にナットを螺合し、ナットをモータ３で回転する。ＮＣ装置１３はボールネジ４の軸周りの所要回転量と軸方向の所要移動量とに基づいてモータ３の回転数を制御する。ナットの回転に伴い、ボールネジ４は第２自在継手２と一体に軸周りで回転するとともに軸方向に並進移動して、主軸頭１０を目標の位置及び姿勢に制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ボールネジと、ボールネジを機枠に支持する第１自在継手と、ボールネジの先端に直結されボールネジを移動体に連結する第２自在継手と、ボールネジに螺合するナットと、ナットを回転するモータと、モータの回転数をボールネジの軸周りの所要回転量と軸方向の所要移動量とに基づいて制御する手段とからなる移動体駆動装置。
【請求項２】 請求項１の移動体駆動装置を複数台備え、複数本のボールネジの並進移動によって移動体の位置及び姿勢を制御するパラレルメカニズム機械。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールネジで移動体を駆動する装置、及び該装置を用いたパラレルメカニズム機械に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、工作機械の分野では、複数本のボールネジの並進移動によって移動体の位置及び姿勢を制御するパラレルメカニズム機が数多く開発されている。この種の機械では、従来、図３及び図４に示すような移動体駆動装置が用いられている。この装置は、スプライン溝付のボールネジ４と、ボールネジ４を工作機械の機枠（図示略）に支持する第１自在継手１と、ボールネジ４を主軸頭等の移動体（図示略）に連結する第２自在継手２と、モータ３と、モータ３の回転をボールネジ４の直線運動に変換するナット７と、ボールネジ４の軸周りの回転を阻止するスプラインナット８と、ボールネジ４の先端に第２自在継手２を回転可能に接続するカップリング９とから構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の移動体駆動装置によると、ボールネジ４の回転を阻止するためにスプライン溝やスプラインナット８を設ける必要があり、また、第２自在継手２の回転を許容するためにボールネジ４との間にカップリング９を介在させる必要もあって、構造が複雑化するばかりでなく、移動体の支持剛性も低下するという問題点があった。
【０００４】そこで、本発明の課題は、ボールネジを第２自在継手に直結して、構造を簡略化できるとともに、移動体の支持剛性を向上できる移動体駆動装置及びパラレルメカニズム機械を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するために、本発明の移動体駆動装置は、ボールネジと、ボールネジを機枠に支持する第１自在継手と、ボールネジの先端に直結されボールネジを移動体に連結する第２自在継手と、ボールネジに螺合するナットと、ナットを回転するモータと、モータの回転数をボールネジの軸周りの所要回転量と軸方向の所要移動量とに基づいて制御する手段とから構成される。
【０００６】また、本発明のパラレルメカニズム機械は、前記移動体駆動装置を複数台備え、複数本のボールネジの並進移動によって移動体の位置及び姿勢を制御することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はパラレルメカニズムを採用した工作機械を模式的に示すものである。この工作機械は、機枠１１と、ワークを載せるテーブル０と、工具１４を保持する移動体としての主軸頭１０と、主軸頭１０をボールネジ４で駆動する複数台の主軸頭駆動装置１２と、各駆動装置１２を制御するＮＣ装置１３とを備え、複数本のボールネジ４の並進移動によって主軸頭１０の位置及び姿勢を制御するように構成されている。
【０００８】図２は主軸頭駆動装置１２の構造を詳細に示すものである。この実施形態の主軸頭駆動装置１２においては、スプライン溝を有しない一般的なボールネジ４が用いられている。ボールネジ４は第１自在継手１により機枠１１の天板部に傾動自在に支持されている。ボールネジ４の先端は第２自在継手２に直結されて主軸頭１０に傾動自在に連結されている。ボールネジ４にはナット７が螺合され、ナット７はモータ３の回転体６に一体回転可能に結合されている。
【０００９】モータ３には回転体６の回転数を検出するエンコーダ５が設けられ、ＮＣ装置１３はエンコーダ５の出力と主軸頭１０の制御データとからボールネジ４の軸周りの所要回転量と軸方向の所要移動量とを演算し、この演算結果に基づいてモータ３の回転数を制御する。そして、モータ３によりナット７を回転し、ボールネジ４を第２自在継手２と一体に軸周りで回転するとともに軸方向に移動して、主軸頭１０を目標の位置及び姿勢に制御するようになっている。
【００１０】従って、この実施形態の主軸頭駆動装置１２によれば、ボールネジ４が第２自在継手２に直結されているため、ボールネジ４の回転を阻止するスプライン溝やスプラインナット、及び第２自在継手２の回転を許容するカップリングを省いて、構造を簡略化できるとともに、主軸頭１０の支持剛性を向上させることができる。
【００１１】なお、本発明は工作機械に限定されるものではなく、パラレルメカニズムを採用した各種の機械に応用することもできる。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【００１２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の移動体駆動装置及びパラレルメカニズム機械によれば、ボールネジを第２自在継手に直結したので、構造を簡略化できるとともに、移動体の支持剛性を向上できるという優れた効果を奏する。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００１４９０６６
【氏名又は名称】オークマ株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１２年２月２５日（２０００．２．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８７２１
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 喜樹
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−２４１５２６（Ｐ２００１−２４１５２６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−５００１０（Ｐ２０００−５００１０） |
|