JPH0448A - 運動機構 - Google Patents
運動機構Info
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- JPH0448A JPH0448A JP2099044A JP9904490A JPH0448A JP H0448 A JPH0448 A JP H0448A JP 2099044 A JP2099044 A JP 2099044A JP 9904490 A JP9904490 A JP 9904490A JP H0448 A JPH0448 A JP H0448A
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- JP
- Japan
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- ball screw
- spline
- axis
- groove
- movable
- Prior art date
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- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims description 49
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
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)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
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。
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)
本発明は駆動体を平面内の任意の位置へ移動可能な2次
元運動機構に関する。
元運動機構に関する。
(従来の技術)
従来の2次元運動機構としては、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2次元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
ドの軸線と略同−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軸ロンドが挿通され、X
軸ロッド及びY軸ロッド上を移動自在な駆動体とを具備
する2次元運動機構である。
、実開昭63−159799号公報に開示される技術が
有る。当該2次元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
ドの軸線と略同−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軸ロンドが挿通され、X
軸ロッド及びY軸ロッド上を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2次元運動機構には次のような課題
がある。
がある。
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2次元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、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。
記2次元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、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、本発明は筒車な構成で駆動体を傾斜可能な2次
元運動機構を提供することを目的とする。
元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、第1の構成としては、本体ベースに沿って第
1軸方向へ平行に移動可能な2個の移動体と、2個の該
移動体を同方向へ同速度で移動させる移動手段と、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
前記移動体へ固定されたボールネジ・スプライン軸と、
該ボールネジ・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
ルネジナツト、及び前記ボールネジ・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
ライン筒を有する回転駆動体と、前記ボールネジナット
及び/又はスプライン筒を回動させるための回転駆動手
段とを具備することを特徴とし、より具体的には前記移
動手段は第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、2個の前記移動
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。
1軸方向へ平行に移動可能な2個の移動体と、2個の該
移動体を同方向へ同速度で移動させる移動手段と、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
前記移動体へ固定されたボールネジ・スプライン軸と、
該ボールネジ・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
ルネジナツト、及び前記ボールネジ・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
ライン筒を有する回転駆動体と、前記ボールネジナット
及び/又はスプライン筒を回動させるための回転駆動手
段とを具備することを特徴とし、より具体的には前記移
動手段は第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、2個の前記移動
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。
また、第2の構成として回転駆動体の数を2個とした場
合、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
ることを特徴とし、より具体的には前記第1及び第2の
移動手段は、それぞれ第1軸方向へ平行がつ回動自在に
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。
合、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
ることを特徴とし、より具体的には前記第1及び第2の
移動手段は、それぞれ第1軸方向へ平行がつ回動自在に
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。
さらには、第3の構成として上記の2次元運動機構を前
記本体ベースの上面側及び/又は下面側に複数組設ける
ことにより回転駆動体の数をさらに増加させてもよい。
記本体ベースの上面側及び/又は下面側に複数組設ける
ことにより回転駆動体の数をさらに増加させてもよい。
(作用)
作用について説明する。
第1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。
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2及び第3の構成の場合、回転駆動体の数を複
数設けることが可能になる。
数設けることが可能になる。
(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。
〔第1実施例]
第1実施例を第1図〜第3図と共に説明する。
まず、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I6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1
8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。
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1
8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W&横18に
ついて説明する。
ついて説明する。
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l:1に設定されている。
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l: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、カブラ26
・・・を介して両端には笠歯車28.30が取付けられ
ている。
・・・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2
0の回転は笠歯車28、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、カブラ2
6・・・は公知のカブ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2
8と30との間の距離を調整可能になっている。
り、笠歯車28と30のギア比も1:1なので笠歯車2
0の回転は笠歯車28、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、カブラ2
6・・・は公知のカブ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2
8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。
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。
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。
)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。
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。
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。
する。
48はボールネジナツトであり、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ヘルド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。
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ヘルド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。
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。
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)と同しではあ
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4日とスプライン筒
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を中心としだ回動の合成運
動を行う。
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)と同しではあ
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4日とスプライン筒
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を中心としだ回動の合成運
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
ブーIJ54.64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5
6.66を用いているが、適宜なりラッチ機構(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。
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
ブーIJ54.64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5
6.66を用いているが、適宜なりラッチ機構(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。
、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。
ボールネジナット48例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
の突出部分にはポールベアリング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7
4の外周面にラジアル方向へ突設された筒部76へ、内
部に電カケープル及び給排気管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
き出された電カケープル及び給排気管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8
0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7oか
らの抜脱が防止されている。
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
の突出部分にはポールベアリング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7
4の外周面にラジアル方向へ突設された筒部76へ、内
部に電カケープル及び給排気管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
き出された電カケープル及び給排気管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8
0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7oか
らの抜脱が防止されている。
上述のように構成された2次元運動機構において、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。
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46・・・への圧空の給排を制御することに
より行われる。
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46・・・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
てはポ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。
てはポ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2実施例〕
第2実施例を第4図及び第5図と共に説明する。
なお、第1実施例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組の第1実施例の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。
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。
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10B
、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10B、110、及びモータ114と伝達機構1
12から成る第1の移動手段が、ボールネジ108、■
IOへそれぞれ螺合された第1の移動体116.118
をX軸方向において同一方向へ同速度で移動させる。
ボールネジ108.110が配され、ボールネジ10B
、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10B、110、及びモータ114と伝達機構1
12から成る第1の移動手段が、ボールネジ108、■
IOへそれぞれ螺合された第1の移動体116.118
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BSSi2O3両端が第1の移動体116.11
Bへ回転不能に固定されている。そして第1のBSSi
2O3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BSSi2O3沿って
第2軸であるY軸方向への直線移動及び第1のBSSi
2O3中心としての回動が可能になっている。
Bへ回転不能に固定されている。そして第1のBSSi
2O3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BSSi2O3沿って
第2軸であるY軸方向への直線移動及び第1のBSSi
2O3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
150.152が配され、ボール7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15
0.152、及びモータ156と伝達機構154から成
る第2の移動手段が、ボール兄ジ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。
150.152が配され、ボール7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15
0.152、及びモータ156と伝達機構154から成
る第2の移動手段が、ボール兄ジ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158.16
0へ回転不能に固定されている。そして第2のBS軸1
62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1
62を中心としての回動が可能になっている。
0へ回転不能に固定されている。そして第2のBS軸1
62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1
62を中心としての回動が可能になっている。
第2実施例のような構成において、第1の回転駆動体1
24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1
22・・・ 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
グや組立を第1実施例と比べて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。
24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1
22・・・ 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
グや組立を第1実施例と比べて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3実施例]
第3実施例を第6図と共に説明する。
本実施例は、第2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ハース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次元運動機構は可動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。
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ハース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次元運動機構は可動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4実施例〕
第4実施例を第7図と共に説明する。
本実施例は第2実施例の2次元運動機構を本体ベース3
00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。2次元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。
00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。2次元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3実施例及び第4実施例において組み合わされる2
次元運動機構は第1実施例のものでもよいし、第2実施
例〜第4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。
、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3実施例及び第4実施例において組み合わされる2
次元運動機構は第1実施例のものでもよいし、第2実施
例〜第4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2次元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。また、請
求項3〜5の構成を採用すれば、独立して駆動可能な回
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。
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。また、請
求項3〜5の構成を採用すれば、独立して駆動可能な回
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。
第1図は第1実施例の2次元運動機構の平面図、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2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3実施例を示した平面図、第7図は第4実施例を
示した平面図。 10.12・・ ・ポールネジ、 14・・・モータ、 16・・・本体ベース、18・
・・伝達機構、 32.34・・・移動体、36・・・
BS軸、 44・・・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、 100,10
2・・・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、 116,11
8・・・第1の移動体、 120・・−第1(7)B
S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、 16 動体、 168 170・ 200・・・本体ベース、 動体、 204,206・ 300・・・本体ベース、 動体。 6・・・第2の回転部 ・・モータ、 202・・・回転部 ・・モータ、 302・・・回転部 第 3 区
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2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3実施例を示した平面図、第7図は第4実施例を
示した平面図。 10.12・・ ・ポールネジ、 14・・・モータ、 16・・・本体ベース、18・
・・伝達機構、 32.34・・・移動体、36・・・
BS軸、 44・・・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、 100,10
2・・・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、 116,11
8・・・第1の移動体、 120・・−第1(7)B
S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、 16 動体、 168 170・ 200・・・本体ベース、 動体、 204,206・ 300・・・本体ベース、 動体。 6・・・第2の回転部 ・・モータ、 202・・・回転部 ・・モータ、 302・・・回転部 第 3 区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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個の移動体と、 2個の該移動体を同方向へ同速度で移動させる移動手段
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
ぞれ前記移動体へ固定されたボールネジ・スプライン軸
と、 該ボールネジ・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
ライン筒を有する回転駆動体と、 前記ボールネジナット及び/又はスプライン筒を回動さ
せるための回転駆動手段とを具備することを特徴とする
2次元運動機構。 2、前記移動手段は第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、 2個の前記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2次元運動機構
。 3、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2次元運動機構。 4、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3記載の2次
元運動機構。 5、請求項1、2、3又は4記載の2次元運動機構を前
記本体ベースの上面側及び/又は下面側に複数組設けた
ことを特徴とする2次元運動機構。
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 true JPH0448A (ja) | 1992-01-06 |
| JPH0726673B2 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) |
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|---|---|---|---|---|
| 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 |
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Family Cites Families (24)
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| US2857032A (en) * | 1954-05-04 | 1958-10-21 | Ibm | Data recording machine |
| US3422538A (en) * | 1965-11-18 | 1969-01-21 | Ibm | Motion generating mechanism |
| FR2032959A5 (ja) * | 1969-03-03 | 1970-11-27 | Olivetti & Co Spa | |
| 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 |
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| DE3304641A1 (de) * | 1982-02-13 | 1983-09-15 | Hiroshi Teramachi | Waelzkoerpergelagerte laengsfuehrung fuer unbegrenzte schiebewege |
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