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JP3506205B2 - 工作機械 - Google Patents

工作機械

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JP3506205B2
JP3506205B2 JP34733897A JP34733897A JP3506205B2 JP 3506205 B2 JP3506205 B2 JP 3506205B2 JP 34733897 A JP34733897 A JP 34733897A JP 34733897 A JP34733897 A JP 34733897A JP 3506205 B2 JP3506205 B2 JP 3506205B2
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JP
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pulley
machine tool
gear
linear link
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滋 山田
彰浩 北村
耕作 北村
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有限会社トミー商会
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  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、テーブルやヘッ
ドのような移動体を固定部と相対的に所定の軸に沿って
移動させる構成の工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の工作機械では、テーブルやヘッド
は、例えばあり溝式のレールによって案内されていた。
【０００３】このような案内方式においては、すべり摺
動又は転がり摺動が不可欠である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、工作機械におい
て、テーブルやヘッドの送りの高速化が種々の形で進め
られている。
【０００５】その中で、摺動部のないリンク機構が、高
速化の一手段として注目され、実用化されつつある。
【０００６】しかしながら、従来のリンク機構によるテ
ーブルや刃物台の移動は、複数の軸の組合せによって直
線又は曲線の駆動を得ていた。このため、駆動のための
演算プログラムが必要となり、その作成が非常に複雑で
コスト高であった。
【０００７】このような従来技術の問題点に鑑み、本願
発明は、複雑な演算処理を必要とせず、従来のレール式
案内機構の替りにそのまま使用できる案内機構を備え、
シンプルな構造で高速化に対応できる工作機械を提供す
ることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願発明は、テーブルや
ヘッドのような移動体（１１）を固定部（２）と相対的
に所定の軸に沿って移動させる構成の工作機械におい
て、移動体（１１）をリニアリンク機構（１２）によっ
て案内し、リニアリンク機構（１２）が、固定部（２）
に連結された第１アーム（１４）と、移動体（１１）に
連結され第１アーム（１４）と同一長さの第２アーム
（１５）によって、固定部（２）と移動体（１１）をリ
ンク結合した構成になっており、第１アーム（１４）の
固定部側の軸（Ａ）上に第１プーリ又は第１歯車（Ｄ）
を固定部（２）と固定関係に設け、第２アーム（１５）
の第１アーム側の軸（Ｂ）上に第２プーリ又は第２歯車
（ｄ）を第２アーム（１５）と固定関係に設け、第１・
第２プーリ又は第１・第２歯車（Ｄ、ｄ）をベルトやチ
ェーン（Ｅ）で連結し、第１プーリ又は第１歯車（Ｄ）
の径を第２プーリ又は第２歯車（ｄ）の径の２倍にした
ことを特徴とする工作機械を要旨としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の工作機械は、駆動機構
（３）が移動体を固定部と相対的に所定の方向に移動さ
せる構成の工作機械において、移動体をリニアリンク機
構によって案内し、リニアリンク機構が、固定部に連結
された第１アームと、移動体に連結され第１アームと同
一長さの第２アームによって、固定部と移動体をリンク
結合した構成になっており、第１アームの固定部側の軸
上に第１プーリ又は第１歯車を固定部と固定関係に設
け、第２アームの第１アーム側の軸上に第２プーリ又は
第２歯車を第２アームと固定関係に設け、第１・第２プ
ーリ又は第１・第２歯車をベルトやチェーンで連結し、
第１プーリ又は第１歯車の径を第２プーリ又は第２歯車
の径の２倍にしたものである。
【００１０】２組又は４組のリニアリンク機構によって
移動体を案内することができる。
【００１１】リニアリンク機構と、転動体やレールによ
る案内機構を併用して、移動体を案内することもでき
る。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【００１３】図１は、本発明の工作機械１におけるテー
ブル１１の案内機構１０を示す斜視図である。
【００１４】図１の案内機構１０は、リニアリンク機構
１２によってテーブル１１をＸ軸方向に案内し、駆動機
構３によってテーブル１１をＸ軸方向に移動する構成に
なっている。
【００１５】テーブル１１は２組のリニアリンク機構１
２のみにより案内され、レールのような案内手段は設け
られていない。
【００１６】駆動機構３は、ボールネジ５と、ボールネ
ジ５を回転駆動するサーボモータ４と、テーブル１１に
固定されボールネジ５と協働するボールナットから構成
される。駆動機構３はテーブル１１にＸ方向への駆動力
を与えるためのものであり、テーブル１１を案内する作
用はない。
【００１７】図１のテーブル案内機構１は、通常の工作
機械のテーブル装置として使用できる。また、次に説明
する主軸案内機構と組合せて、工作機械を構成すること
も可能である。
【００１８】図２は、工作機械１における主軸頭１１の
案内機構１０を示す斜視図である。
【００１９】図２の案内機構１０は、主軸頭１１をリニ
アリンク機構１２によって案内し、駆動機構３によって
Ｙ軸に沿って移動する構成になっている。
【００２０】主軸頭１１は、４組のリニアリンク機構１
２のみによって案内される。
【００２１】駆動機構３は、ボールネジ５と、ボールネ
ジ５を回転駆動するサーボモータ４と、テーブル１１に
固定されボールネジ５と係合するボールナット６から構
成される。
【００２２】主軸頭１１には主軸７が配置されている。
主軸７は主軸駆動モータ２２によって高速回転可能であ
る。
【００２３】主軸７は、移動機構８によってＺ方向に沿
って移動可能な構成になっている。主軸７のＺ方向への
案内は、通常のすべり方式による。
【００２４】駆動機構８は、サーボモータ９と、ボール
ネジ２１と、主軸配置部に固定されボールネジ２１と係
合するボールナットから構成される。
【００２５】次に、図３〜図６を参照してリニアリンク
機構の原理を説明する。リニアリンク機構は、直動リン
クともいう。
【００２６】リニアリンク機構１２は、固定部と移動体
１１を第１アーム１４と第２アーム１５でリンク結合し
たものである。第１アーム１４と第２アーム１５は、各
々固定部と移動体１１に連結される。
【００２７】第１アーム１４の固定部側の軸Ａ上には、
第１プーリ又は第１歯車Ｄが固定部と固定関係に配置さ
れる。
【００２８】第２アーム１５の第１アーム１４側の軸Ｂ
上には、第２プーリ又は第２歯車ｄが第２アーム１５と
固定関係に配置される。
【００２９】第１・第２プーリ又は第１・第２歯車Ｄ、
ｄの間には、ベルトやチェーンが巻掛けられる。チェー
ンの替りに奇数個の歯車列を用いて、第１・第２歯車を
連結することも可能である。
【００３０】第１プーリ又は第１歯車Ｄの径は、第２プ
ーリ又は第２歯車ｄの径の２倍に設定されている。
【００３１】このような構成になっているので、図３に
示すように、第１アーム１４と軸Ｂを通る中心線の成す
角度、及び、第２アーム１５と中立線の成す角度とが常
に等しくなる。図３では、この角度がα及びβとして示
されている。
【００３２】図４〜図６は、それぞれ移動体１１が左方
向、中立位置、右方向に移動した状態を示している。こ
のように、移動体１１は、リニアリンク機構１２に案内
されて、Ｘ軸に沿って移動する。
【００３３】図７と図８は案内機構の変形例を示してい
る。
【００３４】この案内機構１０は、１組のリニアリンク
機構１２と、通常の転動式案内機構１８によって移動体
１１をＸ方向に案内する構成になっている。転動式案内
機構１８の替りに、すべり案内機構を用いることもでき
る。
【００３５】このような案内機構１０では、転動式（す
べり）案内機構の負荷を軽減することができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明の工作機械は、複雑な演算処理を
必要とせず、従来のレール式案内機構の替りにそのまま
使用できる案内機構を備えており、シンプルな構造で高
速化に対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による工作機械のテーブルの案内機構を
示す斜視図。
【図２】本発明による工作機械の主軸頭の案内機構を示
す斜視図。
【図３】本発明の工作機械に用いるリニアリンク機構の
説明図。
【図４】本発明の工作機械に用いるリニアリンク機構の
動作図。
【図５】本発明の工作機械に用いるリニアリンク機構の
動作図。
【図６】本発明の工作機械に用いるリニアリンク機構の
動作図。
【図７】本発明の工作機械の案内機構の変形例を示す動
作図。
【図８】本発明の工作機械の案内機構の変形例を示す動
作図。
【符号の説明】
１ 工作機械 ２ 固定部 １０ 案内機構 １１ 移動体 １２ リニアリンク機構 １４ 第１アーム １５ 第２アーム Ｄ 第１プーリ又は第１歯車 ｄ 第２プーリ又は第２歯車 Ｅ ベルト又はチェーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23Q 1/44 B23Q 5/22

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動機構（３）が移動体（１１）を固定
    部（２）と相対的に所定の方向に移動させる構成の工作
    機械において、 移動体（１１）をリニアリンク機構（１２）によって案
    内し、 リニアリンク機構（１２）が、固定部（２）に連結され
    た第１アーム（１４）と、移動体（１１）に連結され第
    １アーム（１４）と同一長さの第２アーム（１５）によ
    って、固定部（２）と移動体（１１）をリンク結合した
    構成になっており、 第１アーム（１４）の固定部側の軸（Ａ）上に第１プー
    リ又は第１歯車（Ｄ）を固定部（２）と固定関係に設
    け、第２アーム（１５）の第１アーム側の軸（Ｂ）上に
    第２プーリ又は第２歯車（ｄ）を第２アーム（１５）と
    固定関係に設け、第１・第２プーリ又は第１・第２歯車
    （Ｄ、ｄ）をベルトやチェーン（Ｅ）で連結し、第１プ
    ーリ又は第１歯車（Ｄ）の径を第２プーリ又は第２歯車
    （ｄ）の径の２倍にしたことを特徴とする工作機械。
  2. 【請求項２】 ２組又は４組のリニアリンク機構（１
    ２）によって移動体（１１）を案内することを特徴とす
    る請求項１に記載の工作機械。
  3. 【請求項３】 リニアリンク機構（１２）と、転動体
    （１８）やレールによる案内機構を併用して、移動体
    （１１）を案内することを特徴とする請求項１に記載の
    工作機械。
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