JPH03178725A - フローティングホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は加工具の主軸にタップやトルクレンチのソケッ
トなどを保持させるフローティングホルダに関するもの
である。

［従来の技術］ 従来、産業用ロボットの手首にタッピングユニット等の
加工具を取り付けてタップなどの刃具によりネジなどを
加工する場合、加工具は垂直の姿勢ばかりではなく、水
平あるいは傾斜させて加工することが多い。しかし、刃
具の位置や姿勢を産業用ロボットの姿勢制御により加工
精度に合せることは難しいので、刃具をフローティング
ホルダによって保持させ、僅かな位置決め誤差があって
も、刃具に無理な力がかからないようにしている。

その構成は　加工穴と刃具の中心線を一致させるためた
めに、刃具保持部を加工具の主軸に対し、軸方向に設け
たバネを介して浮動させるとともに、回転方向には加工
具の主軸から刃具保持部にトルクを伝達しうるように構
成したものが開示されている（例えば特開昭６１−３０
３５１号、実開昭６２−６８７２５号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記構成では刃具保持部を主軸に対し浮動さ
せる手段は、刃具保持部を軸方向に押付けるバネに依存
しているため、刃具保持部を主軸の軸方向に対し直角の
方向に平行移動させたいとき、同時に刃具保持部が傾き
易く、そのまま刃具を軸方向に送ると刃具がワークや下
穴に対して傾いたままで加工するおそれがあった。

また、刃具保持部を軸方向に押付けるバネだけでは傾き
や平行移動した刃具保持部を主軸の軸方向に対し直角の
方向に押付ける力が弱く、加工後原点に正確に復帰しな
いため、プログラム制御されるロボットなどによって加
工具が位置決めされる場合、次の加工工程の位置決め精
度が悪くなることがあった。

さらに、上記構成では加工穴と刃具の中心線のずれ許容
長さが小さく、例えば加工穴と刃具の偏心が±０．３ｍ
ｍ、中心線のなす角度で１０程度に位置決めして置く必
要があるため、位置決めに時間がかかるなどの欠点があ
った。

本発明は、刃具保持部を主軸の軸方向に対し直角方向に
押付けるバネを設けて、ずれ許容長さを大きくするとと
もに、原点復帰が確実に行われるようにして、刃具保持
部の位置決め精度の高いフローティングホルダを提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、加工具の主軸に刃具を保持させるフローティ
ングホルダにおいて、前記主軸の先端に固定するカップ
状の第１のホルダ２と、前記第１のホルダ２からトルク
を伝達しうるようにした軸保持部３とを設け、前記主軸
ｌの軸方向に対して直角方向に押付ける圧縮バネ３４と
、前記圧縮バネ３４に抗して、前記主軸の軸方向に対し
直角方向に平行移動しうるように前記軸保持部３を支持
するスラスト軸受３６とを前記第１のホルダ２に設け、
前記軸保持部３にカップ状の第２のホルダ５を固定し、
前記第２のホルダ５からトルクを伝達しうるようにした
傾動軸７と、前記主軸ｌの軸方向に対し傾動しうるよう
に前記傾動軸７を支持する球面軸受６と、前記軸保持部
３を軸方向に押付けるスラストバネ７４とを前記第２の
ホルダ５の凹部５１の内側に備えたものである。

［作用］ 軸保持部は第１のホルダに、主軸の軸方向に対し直角方
向に移動しうるように支持され、かつ軸保持部を主軸の
軸方向に対し直角方向に平行移動させたとき、軸に対し
て直角方向に圧縮バネがたわむようにしであるので、軸
保持部を傾けることなく平行移動させることができる。

また、傾動軸は軸保持部に固定された第２のホルダに、
球面軸受により支持され、傾動軸の軸端が円錐状のピボ
ットにスラストボールを介してスラストバネにより押付
けられているので、第２のホルダの平行移動とは独立し
て傾動軸とともに刃具を傾動させることができる。

したがって、主軸に対して直角方向と、軸方向との二つ
の方向に設けられた圧縮バネによって刃具が復帰される
ので、原点復帰の精度が高くなる。

［実施例］ 本発明を図に示す実施例について説明する。

第１図は本発明の実施例を示す正断面図で、加工具の主
軸１の先端にカップ状に形成された第１のホルダ２が固
定されている。第１のホルダ２のカップ状の凹部２１の
底面２２には主軸ｌの軸心において直交する転動溝２３
が設けられている。

凹部２１には中空部を備えた軸保持部３が設けられ、軸
保持部３の第１のホルダ２の底面２２に対向する一方の
端面３１には、第２図に示すように、転動溝２３と同様
の転動溝３２が設けられている。

転動溝２３と転動溝３２の両方の鷹には転動しながら、
第１のホルダ２と軸保持部３との間にトルクを伝達しう
るようにボール４．４が嵌合されている。ボール４．４
はリテーナ４１によりボール相互間の間隔が維持される
ように保持されている。

軸保持部３の外周と凹部２１の内周との間には空隙が設
けられ、軸保持部３の外周において４等分された位置に
、軸に直角方向にバネ穴３３が設けられている。バネ穴
３３には圧縮バネ３４が挿入され、圧縮バネ３４により
ボール３５を介して、軸保持部３が凹部２１の内周から
軸心方向に押付けられるようにしである。凹部２１の開
口部には、押さえナツト２４が噛み合うネジが設けられ
、押さえナツト２４はスラスト軸受３６を介して軸保持
部３を底面２２に向かって押付け、ボール４．４が転動
溝２３．３２の嵌合から外れないようにしである。

軸保持部３の中空部にはカップ状の凹部５Ｉを備えた第
２のホルダ５の取付は軸５２が固定されている。凹部５
１の底面５３には円錐状のピボット５４が設けられ、凹
部５１の内周の段付部には球面軸受６が設けられている
。凹部５１の底面５３と球面軸受６との間の内周には、
第３図に示すように、複数の軸方向に伸びたボール溝５
５が設けられている。球面軸受６の固定部６１は凹部５
１の開口部に設けられたネジを介して押さえナツト５６
により凹部５１の内周に固定されている。

球面軸受６の可動部６２の軸穴には傾動軸７が固定され
ている。傾動軸７の一方端には円板部７１が形成され、
円板部７１のピボット５４に対向する端面７２にはバネ
穴７３が設けられ、スラストバネ７４が挿入されている
。スラストバネ７４とピボット５４との間には、ピボッ
ト５４の円錐面上を転動するスラストボール７５が挿入
され、スラストバネ７４はスラストボール７５を介して
傾動軸７を軸方向に押付けている。円板部７１の外周面
７６には軸方向に貫通するボール溝７７が設けられてい
る。ボール溝７７と第２のホルダ５に設けられたボール
溝５５の両方にトルクボール７９が挿入され、凹部５１
の底面５３と球面軸受６との間に設けられた二つの保持
バネ７８．７８によって保持され、第２のホルダ５と傾
動軸７との間でトルクを伝達しうるようにしである。円
板部７１の外周面７６には傾動軸７が傾動したとき、凹
部５１の内面に突き当たらないように傾斜が付けられて
いる。傾動軸７の他方端にはタップ等の刃具８を取り付
けるソケット９が取り付けられている。

いま、刃具８の先端がワークＷに設けられた下穴Ｈに入
った状態で、下穴Ｈの中心線と加工具の主軸１の中心線
とが偏心量ｅだけずれると、第４図に示すように、ソケ
ット９を介して傾動軸７および第２のホルダ５とともに
軸保持部３はスラスト軸受３６に支持されて、圧縮バネ
３３をたわませながら偏心量ｅだけ平行移動して変位す
る。

この状態で加工具により主軸ｌを回転すると、転動溝２
３と転動溝３２の中心はずれているが、ボール４は両方
の溝に嵌合しているので、ボール４が転勤しながら、主
軸ｌからのトルクを軸保持部３に伝達する。軸保持部３
は主軸ｌに対して偏心しながら回転し、刃具８は第２の
ホルダ５とともに軸保持部３の軸を中心として回転する
。

加工後は、主軸１を逆転して、刃具８を加工した穴から
引き上げるが、引き上げたとき、軸保持部３は圧縮バネ
３３によって、偏心量ｅだけ平行移動して原点に戻る。

ワークＷの下穴Ｈが主軸１に対して第５図に示すように
傾き角θだけ傾いていると、刃具８の先端は、傾動軸７
とともに第２のホルダ５に対して球面軸受６を中心とし
て傾き角θだけ傾いて下穴Ｈに倣って入る。このとき、
スラストボール７５はピボット５４の中心から接触点を
移動させて円錐面の中心から外れた点に押付けられ、ス
ラストバネ７４を圧縮させる。

この状態で加工具により主軸１を回転すると、軸保持部
３は上記のように主軸ｌに対して偏心しながら回転し、
第２のホルダ５は軸保持部３の軸を中心として回転し、
傾動軸７および刃具９は第２のホルダ５に対し回転軸を
傾けたまま、円錐状に移動させ、いわゆる、みそ摺り運
動をしながら回転する。

加工後、刃具８を加工した穴から引き上げたとき、スラ
ストバネ７４は圧縮力によりスラストボール７５をピボ
ット５４の円錐面の中心から外れた点から中心に押し戻
すので、傾動軸７とともに刃具８は原点に戻される。

以上のように、軸保持部は第１のホルダに、主軸の軸方
向に対し直角の方向に移動しうるように支持され、かつ
軸保持部を主軸の軸方向に対し直角方向に平行移動させ
たとき、軸に対して直角方向に圧縮バネがたわむように
しであるので、軸保持部を傾けることなく、平行移動さ
せることができるとともに、原点復帰の精度が高くなる
。

また、傾動軸は軸保持部に固定された第２のホルダに、
球面軸受により支持され、傾動軸の軸端が円錐状のピボ
ットにスラストボールを介してスラストバネにより押付
けられているので、第２のホルダの平行移動とは独立し
て傾動軸とともに刃具を傾動させることができるととも
に、原点復帰が確実になる。

また、軸保持部３は第１のホルダ２に対し約１〜２ｍｍ
程度平行移動させ、刃具は軸保持部に対しｌ〜２°程度
傾けながら回転させることができるので、加工穴と刃具
の中心線のずれ許容長さを大きくできる。

なお、傾動軸７に替えて直接ソケット９と軸保持部３と
を、第６図に示すように、コイルバネ７０により連結し
、刃具８が下穴に倣うようにコイルバネ７０をたわませ
て傾くようにしてもよい。

加工後、刃具８を加工した穴から引き上げたとき、コイ
ルバネ７０によりソケット９とともに刃具８はコイルバ
ネ７０の復元力により原点に戻る。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、刃具を平行移動と
独立して傾動させることができるとともに、確実に原点
復帰ができ、位置決め誤差の許容長さも大きく出来るの
で、産業用ロボットなどによりネジ加工する場合に、刃
具の位置決めが容易になり、加工時間が短縮されるなど
の効果がある。

第１図 面の簡単な説明 第１図は本発明の実施例を示す正断面図、第２図は第１
図に示す■−■断面に沿う断面図、第３図は■−■断面
に沿う断面図、第４図、第５図は動作説明図、第６図は
他の実施例を示す正断面図である。

■・・・主軸、２・・・第１のホルダ、２１・・・凹部
、２２・・・底部、２３・・・転動溝、２４・・・押付
はナツト、３・・軸保持部、３２・・・転動溝、３３・
・・バネ穴、３４・・・圧縮バネ、３５・・ボール、３
６・・・スラスト軸受、４・・・ボール、４１・・・リ
テーナ、５・・・第２のホルダ、５１・・・凹部、５２
・・・取付は軸、５３・・・底面、５４・・・ピボット
、５５・・・ボール溝、６・・・球面軸受、７・・・傾
動軸、７１・・・円板部、７４・・・スラストバネ、７
５・・・スラストボール、７７・・・ボール溝、７８・
・・保持ハネ、７９・・・トルクボール、７０・・・コ
イルバネ、８・・・刃具、９・・・ソケット 第 図 第 ４ 図 第 図 第６ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加工具の主軸に刃具を保持させるフローティングホ
   ルダにおいて、 前記主軸（１）の先端に固定するカップ状の第１のホル
   ダ（２）と、前記第１のホルダ（２）からトルクを伝達
   しうるようにした軸保持部（３）とを設け、 前記主軸（１）の軸方向に対して直角方向に押付ける圧
   縮バネ（３４）と、前記圧縮バネ（３４）に抗して、前
   記主軸の軸方向に対し直角方向に平行移動しうるように
   前記軸保持部（３）支持するスラスト軸受（３６）とを
   前記第１のホルダ（２）に設け、 前記軸保持部（３）にカップ状の第２のホルダ（５）を
   固定し、前記第２のホルダ（５）からトルクを伝達しう
   るようにした傾動軸（７）と、前記主軸（１）の軸方向
   に対し傾動しうるように前記傾動軸（７）を支持する球
   面軸受（６）と、前記軸保持部（３）を軸方向に押付け
   るスラストバネ（７４）とを前記第２のホルダ（５）の
   凹部（５１）の内側に備えたことを特徴とするフローテ
   ィングホルダ。 ２、前記第１のホルダ（２）の凹部（２１）の底面（２
   ２）に前記主軸（１）の軸心において直交する転動溝（
   ２３）を設け、 前記凹部（２１）に中空部を備えた軸保持部（３）を設
   け、 前記軸保持部（３）の前記底面（２２）に対向する一方
   の端面（３１）に、前記転動溝（２３）と対向する転動
   溝（３２）を設け、 前記転動溝（２３）と転動溝（３２）の両方の溝内に嵌
   合し、前記第１のホルダ（２）と前記軸保持部（３）と
   の間にトルクを伝達させるボール（４）と、前記ボール
   を保持するリテーナ（４１）とを設け、 前記軸保持部（３）の外周と凹部（２１）の内周との間
   に空隙を設け、 前記軸保持部（３）の外周にボール（３５）を介して前
   記軸保持部（３）を軸心方向に押付ける圧縮バネ（３４
   ）を設け、 前記凹部（２１）の開口部にスラスト軸受（３６）を介
   して前記軸保持部（３）を前記底面（２２）に向かって
   押付ける押さえナット（２４）を設け、前記軸保持部（
   ３）の中空部に、凹部（５１）を備えた第２のホルダ（
   ５）を固定し、 前記凹部（５１）の底面（５３）に円錐状のピボット（
   ５４）を設け、 前記凹部（５１）の内周に、前記凹部（５１）の開口部
   に設けられた押さえナット（５６）により固定された球
   面軸受（６）を設け、 前記底面（５３）と前記球面軸受（６）との間の内周に
   、軸方向に伸びたボール溝（５５）を設け、 前記球面軸受（６）の可動部（６２）の軸穴に傾動軸（
   ７）を固定し、 前記傾動軸（７）の一方端に円板部（７１）を形成し、 前記円板部（７１）の前記ピボット（５４）に対向する
   端面（７２）に、バネ穴（７３）に挿入され、スラスト
   ボール（７５）を介して前記傾動軸（７）を軸方向に押
   付けるスラストバネ（７４）を設け、 前記円板部（７１）の外周面（７６）に軸方向に貫通す
   るボール溝（７７）を設け、 前記ボール溝（７７）と前記ボール溝（５５）の両方に
   前記底面（５３）と前記球面軸受（６）との間に保持バ
   ネ（７８）、（７８）により保持されて、前記第２のホ
   ルダ（５）と前記傾動軸（７）との間でトルクを伝達し
   うるようにしたトルクボール（７９）を挿入し、 前記傾動軸（７）の他方端に刃具（８）を取り付けるソ
   ケット（９）を取り付けた請求項１記載のフローティン
   グホルダ。 ３、加工具の主軸に刃具を保持させるフローティングホ
   ルダにおいて、 前記主軸（１）の先端に固定するカップ状の第１のホル
   ダ（２）と、前記第１のホルダ（２）からトルクを伝達
   しうるようにした軸保持部（３）とを設け、 前記主軸（１）の軸方向に対して直角方向に押付ける圧
   縮バネ（３４）と、前記圧縮バネ（３４）に抗して、前
   記主軸の軸方向に対し直角方向に平行移動しうるように
   前記軸保持部（３）支持するスラスト軸受（３６）とを
   前記第１のホルダ（２）に設け、 前記軸保持部（３）の先端と前記刃具（８）を固定する
   ソケット（９）との間にコイルバネ（７０）を設けたこ
   とを特徴とするフローティングホルダ。