JPH0452074Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案はＸ軸−Ｙ軸駆動装置に係り、特に、指
令信号を入力に受けて指令に応じた距離だけ直線
移動する移動子とこの移動子の直線移動を案内す
る直線運動案内部材とから成る直線運動駆動体を
３組備えこのうちの第１及び第２の案内部材はＸ
軸に平行に、かつＹ軸方向に一定間隔だけ離して
配設し、第３の案内部材の一方の端部は第１の案
内部材上の第１の移動子上に支承し他方の端部は
第２の案内部材上の第２の移動子上に支承し、こ
の第３の案内部材上の第３の移動子に被制御対象
物を保持させる構成のＸ軸−Ｙ軸駆動装置に関す
るもので、例えば、電子計算機の周辺機器の駆動
源として、あるいは自動製図器やロボツト装置の
駆動源等として使用される。

〔考案の背景〕

従来技術を第１図及び第２図により説明する。
第１図は、例えば自動製図器のペン軸駆動源とし
て従来から用いられているＸ軸−Ｙ軸駆動装置を
示す図で、ａは平面図、ｂはａ図のＡ−A′線断
面図である。第１図において、１及び２はそれぞ
れＸ軸に平行に、かつＹ軸方向に一定間隔Ｄだけ
離して配設された第１及び第２の直線運動案内部
材、３及び４はこれらの案内部材上をそれぞれ外
部からの指令に応じた距離だけ直線運動する第１
及び第２の移動子、５はその一方の端部が第１の
移動子３により支承され他方の端部が第２の移動
子４により支承されている第３の直線運動案内部
材、６はこの第３の直線運動案内部材５上を、同
じく外部からの指令に応じた距離だけ直線運動す
る第３の移動子である。そして、図示は省略され
ているが、この第３の移動子６に、自動製図器の
場合であれば製図用のペン軸が取付けられ、また
ロボツト装置の駆動源とする場合であれば被工作
物を把持したハンドが取付けられることになる。
以上の構成を備えたＸ軸−Ｙ軸駆動装置におい
て、直線運動の原動機としては、従来、移動子と
その直線運動を案内する案内部材との両者をリニ
アステツピングモータで構成して用いる方式、あ
るいは油圧を駆動源として直線状に張つたワイヤ
を移動させる機械的な方式などが採用されてい
た。ここでは、リニアステツピングモータを例に
採り、その一例を第２図に斜視図として示す。

第２図は可変リラクタンス形のリニアステツピ
ングモータの従来例を示し、１０は磁性材料製の
固定子、１２はこの固定子１０の面上に一定ピツ
チで形成される固定子極歯、２０は磁性板を積層
して形成される移動子、２４は移動子に設けられ
る複数個（図示例は２個のみを示し、他は省略し
てある）、２２は各磁極２４の下端面に形成され
た移動子極歯、２６は各磁極２４にそれぞれ巻装
された歩進用励磁巻線、３０は移動子２０を固定
子１０上に小空隙を介して自由に直線運動できる
ように保持している車輪である。

このような構成において、移動子２０の磁極２
４に巻装された歩進用励磁巻線２６に励磁電流を
流すことにより、励磁された磁極２４の移動子極
歯２２と固定子極歯１２とが整列する位置まで移
動子２０が移動する。従つて各歩進用励磁巻線２
９ごとに、ある順序に従つて順次励磁電流を切り
換えて流すことにより移動子２０は固定子極歯１
２のピツチに従つて歩進動作する。

第１図に戻り、上記のようなリニアステツピン
グモータを用いることにより、各移動子３，４，
６の歩進移動量を、指令信号として入力される電
気信号のパルス数で、移動速度を入力パルス周波
数で制御できる。この場合、従来は一般に第３の
案内部材５はＹ軸に平行するように、即ちＸ軸に
平行な第１及び第２の案内部材１，２とは直交す
るように、第３の案内部材５の両端部はそれぞ
れ、ボルト、ナツト等の締結部品を介して、ある
いは溶接により、第１及び第２の移動子３，４の
上面と第３の案内部材５の下面とが密着状となる
ように、移動子３，４上に固定状に支承されてい
た。

しかしながら、上記した第３の案内部材５の支
承構造は、自動製図器に用いる場合には別に支障
を生じないが、ロボツト装置の駆動源に用いる場
合には次のような支障を生じる不都合があつた。
即ち、自動組立て用のロボツト装置の搬送装置と
して用いる場合は、第３の移動子６の上に自動組
立てに使用する被加工物（以下ワークと呼ぶ）を
把持したハンドを設け、この第３の移動子６を、
第１及び第２の案内部材１，２上を移動する第１
及び第２の移動子に同一数の指令パルス信号を与
えてＸ軸方向に移動させると同時に、第３の案内
部材５上の第３の移動子６にも指令パルス信号を
与えてＹ軸方向に移動させ、指令されたＸ座標
値、Ｙ座標値を持つ位置に移動子６を停止させた
後、ハンドに把持されたワークを相手の構造物に
渡すことになるが、このワーク渡し作業が円滑に
進むように、移動子６に設けたハンドを、Ｙ軸を
中心に±20度ぐらいの角度範囲で首振り運動させ
る必要が生じる場合があるが、従来の構造ではこ
の首振り動作を行なわせることができないという
不都合があつた。これに対処して、従来も、移動
子６の上面上にハンドを取付ける構造として、ハ
ンド首振り用の電動機を別に加える方式が採用さ
れることがあつたが、しかし首振り用の電動機を
別に設ける構成は、移動子６の負荷がそれだけ増
大しこれが案内部材の強度増大化につながり装置
全体の強度、重量を増大させることが必要となる
という不都合があつた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、従来技術での上記した不都合
を除き、装置の強度や重量を増大させることな
く、第３の移動子上に設けるハンドの、Ｙ軸を中
心とする首振り運動を可能とするＸ軸−Ｙ軸駆動
装置を提供することにある。

〔考案の概要〕

本考案の特徴は、上記目的を達成するために、
第３の案内部材の支承構造として、その一方の端
部は、第１の移動子の上面に固着状に設けた第１
のピン軸と、第３の案内部材の下面に設けた円形
穴との係合により第３の案内部材が上記第１のピ
ン軸を揺動軸として揺動可能にヒンジ接合され、
また第３の案内部材の他方の端部は、第２の移動
子の上面に固着状に設けた第２のピン軸と、第３
の案内部材の下面に上記第２のピン軸にゆるく係
合する溝幅と溝深さとをもたせて設けた、第３の
案内部材の長手方向に長い長穴とにより接合され
る支承構造とすることにある。

〔考案の実施例〕

本考案の一実施例を第３図により説明する。第
３図ａは実施例の平面図、ｂはそのＡ−A′断面
図であり、駆動用の原動機として第２図で述べた
リニアステツピングモータを用いる場合である。
第３図において、１，２，５はそれぞれ第１、第
２、第３の案内部材で、実施例ではそれぞれリニ
アステツピングモータの固定子で形成される。１
−１，２−１，５−１はそれぞれ固定子の面上に
形成された固定子極歯を示す。３，４，６はそれ
ぞれ第１、第２、第３の移動子で、実施例ではそ
れぞれリニアステツピングモータの移動子であ
る。なお、第３図では空隙保持用の車輪は図示を
省略してある。３−Ｐ，４−Ｐはそれぞれ、第１
の移動子３の上面上及び第２の移動子４の上面上
に固定状に設けられる第１、第２のピン軸、５−
Ｈ−１は第１のピン軸３−Ｐにゆるく係合するよ
うに第３の案内部材５の一方の端部の下面に設け
られる長穴、５−Ｈ−２は第２のピン軸４−Ｐに
係合するように第３の案内部材５の他方の端部の
下面に設けられる円形穴、また６−Ｈはこの装置
をロボツト駆動源として使用する場合の、第３の
移動子６の上面上に設けられるワーク把持用のハ
ンドを示す。円形穴５−Ｈ−２の内径は、第３の
案内部材５が第２のピン軸４−Ｐを揺動軸として
自由に揺動できるように決められて、円形穴５−
Ｈ−２と第２のピン軸４−Ｐとを係合させて第３
の案内部材５の一方端を第２の移動子４によつて
支承する。長穴５−Ｈ−１の溝幅及び溝深さは第
１のピン軸３−Ｐにゆるく係合するように決めら
れ、また長穴の長手方向の長さは、Ｙ軸を中心と
するハンド６−Ｈの首振り可能の最大角度（図示
の±θ）と第１、第２の案内部材１，２間の間隔
Ｄとから決められる。

以上の構成において、ハンド６−Ｈを所定の
XY座標値をもつ位置まで駆動させるには、第１
及び第２の移動子３，４の両者にＸ座標値に対応
するパルス数の指令信号を与えて第３の案内部材
５をＸ軸方向に移動させると同時に第３の移動子
６にＹ座標値に対応するパルス数の指令信号を与
えて第３の移動子６をＹ軸方向に移動させる。こ
れでハンド６−Ｈは所定のXY座標値をもつ位置
まで駆動されるので、ここで把持してきたワーク
を相手側に渡すことになるが、この場合、もしハ
ンド６−ＨをＹ軸を中心にある角度だけ首振りさ
せる必要が生じた場合は、第１の移動子３にさら
に指令信号を送つてこれをＸ軸方向に移動させる
ことで第１のピン軸３−Ｐに押されて第３の案内
部材５が第２のピン軸４−Ｐを揺動軸として揺動
し、これによりハンド６−ＨがＹ軸を中心とする
首振り運動を行なう。この場合、首振りを行なわ
せたことにより、ハンド６−ＨのXY座標値が、
首振りを行なう前のXY座標値より僅かに移動す
ることになるが、ハンド６−ＨのXY座標値を基
のXY座標値に戻す修正動作は、修正用の指令パ
ルス信号を各移動子に与えることで容易に可能で
あり、特に駆動源にステツピングモータを採用す
る場合には通常、指令発信側にはマイクロコンピ
ユータ等のデータ格納機能を有する演算処理部を
内蔵しているので、首振り角度に応じて必要とな
る修正用の指令パルス信号を予めメモリ装置に格
納しておくことで、上記の修正動作は首振り動作
の終了とほとんど同時に終了させることが可能で
ある。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、従来装
置で必要としたハンドの首振り駆動用の機構を第
３の移動子上に設けることを不要とし、従つて、
強度を強化したり重量を増大させることなくハン
ドの首振り動作を可能とする利点があり、特に装
置駆動源にリニアステツピングモータを用いる場
合は、パルス信号の指令だけで所定のXY座標値
をもつ位置への駆動及び首振りに伴つて必要とな
る補正動作を精度よく行なわせることができると
いう利点も加わる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の説明図でａは平面図、ｂは
そのＡ−A′断面図、第２図は駆動源の一例を示
すリニアステツピングモータの斜視図、第３図は
本考案の一実施例でａは平面図、ｂはそのＡ−
A′断面図である。 符号の説明、１……第１の直線運動案内部材、
２……第２の直線運動案内部材、３……第１の移
動子、４……第２の移動子、５……第３の直線運
動案内部材、６……第３の移動子、１−１，２−
１，５−１……固定子極歯、３−Ｐ……第１のピ
ン軸、４−Ｐ……第２のピン軸、５−Ｈ−１……
長穴、５−Ｈ−２……円形穴、６−Ｈ……ハン
ド。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 指令信号を入力に受けて指令に応じた距離だ
   け直線移動する移動子とこの移動子の直線移動
   を案内する直線運動案内部材とから成る直線運
   動駆動体を３組備えこのうちの第１及び第２の
   案内部材はＸ軸に平行に、かつＹ軸方向に一定
   間隔だけ離して配設し、第３の案内部材の一方
   の端部は第１の案内部材上の第１の移動子上に
   支承し他方の端部は第２の案内部材上の第２の
   移動子上に支承し、この第３の案内部材上の第
   ３の移動子に被制御対象物を保持させる構成の
   Ｘ軸−Ｙ軸駆動装置において、第３の案内部材
   の一方の端部は、第１の移動子の上面に固着し
   て設けた第１のピン軸と第３の案内部材の下面
   に設けた円形穴との係合により第３の案内部材
   が上記第１のピン軸を揺動軸として揺動可能に
   ヒンジ接合され、第３の案内部材の他方の端部
   は、第２の移動子の上面に固着して設けた第２
   のピン軸と、第３の案内部材の下面に上記第２
   のピン軸にゆるく係合する溝幅と溝深さとをも
   たせて設けた、第３の案内部材の長手方向に長
   い長穴とにより接合されていることを特徴とす
   るＸ軸−Ｙ軸駆動装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
   おいて、前記３組の直線運動駆動体がそれぞ
   れ、磁性材料製の長尺柱状体にその長手方向に
   一定ピツチで形成された極歯を有する固定子
   と、歩進用励磁巻線がそれぞれ巻装された複数
   個の磁極を有する移動子とから成り、移動子の
   磁極に設けた極歯が固定子極歯と小空隙を介し
   て対向しながら移動子が歩進移動できるように
   配置される構成の可変リラクタンス形のリニア
   ステツピングモータであることを特徴とするＸ
   軸−Ｙ軸駆動装置。