(57)【要約】第２移動アセンブリ２２を運ぶ、第１移動アセンブリ１０を備えた工作機械である。第１アセンブリ１０は、第２アセンブリ２２を比較的広い空間（Ｓ１）に配して、比較的低速、低加速度で運動させることに適化している。第２アセンブリは、ツールを運搬し、備えられているアクチュエータでツールを比較的狭い空間（Ｓ２）に配し、比較的高速、高加速度で運動させる。機械には２つのアセンブリ（１０、２２）の運動を制御する手段が備えられ、第１アセンブリ１０の全運動空間（Ｓ１）において、連続性を解決することなく、ツールのＳ全体での運動ができる。また本発明は、独立的にまたは工作機械の移動構造体上の第２アセンブリ２２で使用できるマニピュレータ装置に関する。
2004501790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも運動面内においてツールの運動を可能にする移動構造体（１０）を介し固定的フレーム（１４）に支持されているツール（１８；１１８；２１８；３１８）およびツールの運動を制御するためのアクチュエータを備えた工作機械において、
移動構造体が第１および第２移動アセンブリを有することを特徴とし、
該第１移動アセンブリ（１０）は固定的フレーム（１４）に運搬され、また第２移動アセンブリ（２２）を運搬し、かつ、少なくとも上記運動面またはそれと平行な面、比較的広い空間（Ｓ１）において、第２アセンブリの位置決めを比較的低速度および低加速度で行う、第１アクチュエータが供され、
また該第２移動アセンブリ（２２）は第１アセンブリ（１０）に運搬され、またツール（１８；１１８；２１８；３１８）を運搬し、かつ、少なくとも上記運動面、比較的狭い空間（Ｓ２）において、ツールの位置決めを比較的高速度および高加速度で行う、第２アクチュエータ（５２、６０；１５２、１６０；１７６；２５２、２６０；３６２、３６０）が供され、
ならびに、機械が第１および第２アセンブリのアクチュエータを介して２つのアセンブリ（１０、２２）の運動を制御するための制御手段を有することを特徴とし、
該制御手段が第１アセンブリ（１０）の全運動空間（Ｓ１）においてその連続性を解決することなしに、ツール（１８；１１８）の広範囲な運動ができるように配されている、工作機械。
【請求項２】
第２アセンブリ（２２）が、
少なくとも２つのデカルト軸（Ｘ、Ｙ）に基づいた運動面を移動するツール（１８；１１８；２１８；３１８）のための支持プラットホーム、
それぞれが軸（Ｘ、Ｙ）に従う方向を向いている、少なくとも第１および第２滑り案内面（３２、３４；１３２、１３４；２３２ａ、２３２ｂ、２３４ａ、２３４ｂ；３３２、３３４）を備えたフレーム（２６；１２６；２３６；３３６）、
第１滑り案内面（３２；１３２；２３２ａ、２３２ｂ；３３２）に沿ってスライド方式で移動することに適した第１構造体（３６；１３６；２３６；３３６）、
および第２滑り案内面（３４；１３４；２３４ａ、２３４ｂ；３３４）に沿ってスライド方式で移動することに適した第２構造体（３８；１３８；２３８；３３８）を有し、
ならびに各滑り構造体（３６、３８；１３６、１３８；２３６、２３８；３３６、３３８）がそれぞれ滑り面（４４、４６；１４４、１４６；２４４ａ、２４４ｂ、２４６ａ、２４６ｂ；３４４、３４６）が上記構造体の移動する方向と垂直方向に配され、
プラットホーム（２４；１２４；２２４；３２４）が、各滑り構造体（３６、３８；１３６、１３８；２３６、２３８；３３６、３３８）の滑り案内面（４４、４６；１４４、１４６；２４４ａ、２４４ｂ、２４６ａ、２４６ｂ；３４４、３４６）とスライド可能に連結し、上記案内部材により支持され、
第２アセンブリ（２２）のアクチュエータ（５２、６０；１５２、１６０；２５２ａ、２５２ｂ、２６０ａ、２６０ｂ；３６２、３６０）が、第２アセンブリのフレーム（２６；１２６；２２６；３２６）に繋がれた機構を有し、駆動部材が滑り構造体それぞれと機械的に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
第２アセンブリ（２２）のフレームが、上記運動面において直交する方向（Ｘ、Ｙ）に沿って延びる２つのブランチ（２８、３０）を有し、各ブランチにはそれぞれ滑り案内面（３２、３４）が配され、その２つの滑り案内面が運動面と直交する方向（Ｚ）に交互交代的に配されていること、
２つの滑り構造体は上記の直行方向（Ｚ）に交互交代的に配されたビーム（３６、３８）のそれぞれから構成され、フレーム（２６）のブランチ（２８、３０）それぞれから、互いに直交する移動方向（Ｘ、Ｙ）に、上記運動面と平行に延び、ブランチの滑り案内面（３２、３４）に対応するスライドシュー（４０、４２）を有していること、
各ビーム（３６、３８）には、別のビームが付いているフレーム（２６）のブランチ（２８、３０）と相対する面に滑り案内面（４４、４６）が配されていること、
およびプラットホーム（２４）には、互いに直交する２つの側面にプラットホームを支持するビーム（３６、３８）の滑り案内面（４４、４６）と連結するスライドシュー（４８、５０）が配されていることを特徴とする、請求項２に記載の工作機械。
【請求項４】
第２アセンブリ（２２）のフレームが、運動面において直交する方向（Ｘ、Ｙ）に延びてペアごとに互いに相対するブランチ（２２８ａ、２２８ｂ、２３０ａ、２３０ｂ）を備えた正方形または長方形の硬い部材（２２６）で構成され、各ブランチにはそれぞれ向かい合う滑り案内面（２３２ａ、２３２ｂ；２３４ａ、２３４ｂ）のペアが配されて、滑り案内面は運動面と直交する方向（Ｚ）に交互交代的に一方のペア（２３２ａ、２３２ｂ）と他方のペア（２３４ａ、２３４ｂ）が配されていること、
２つの滑り構造体が、上記の直交方向（Ｚ）に交互交代的に配された直交するビーム（２３６、２３８）のそれぞれで構成され、互いに直交する方向（Ｘ、Ｙ）へ上記運動面と平行にフレーム（２２６）の直交するブランチ（２２８ａ、２２８ｂ、２３０ａ、２３０ｂ）のそれぞれのペアの間を橋渡しする形で延び、ブランチの滑り案内面（２３２ａ、２３２ｂ、２３４ａ、２３４ｂ）と関連するスライドシュー（２４０ａ、２４０ｂ、２４２ａ、２４２ｂ）をそれぞれ有すること、
各ビーム（２３６、２３８）は、別のビームが付いているフレーム（２２６）のブランチ（２２８ａ、２２８ｂ、２３０ａ、２３０ｂ）と対応している端部に滑り案内面（２４４ａ、２４４ｂ、２４６ａ、２４６ｂ）が配されていること、
およびプラットホーム（２２４）のその互いに直交する側部に、プラットホームを支持するビーム（２３６、２３８）の滑り案内面（２４４、２４６）と連結するスライドシュー（２４８、２５０）が配されていることを特徴とする、請求項２に記載の工作機械。
【請求項５】
上記直交方向（Ｘ、Ｙ）へのビーム（２３６、２３８）の運動およびその結果起こるプラットホーム（２２４）の運動を制御する、電気モータ（２５２ａ、２５２ｂ；２６０ａ、２６０ｂ）のような数値的に制御されるアクチュエータのペアを各ビーム（２３６、２３８）のために有し、
アクチュエータ（２５２ａ、２５２ｂ；２６０ａ、２６０ｂ）が、それぞれ滑り構造体またはビーム（２３６、２３８）に固定されているブラケット（２５８、２６６）に固定されているナットねじ（２５６、２６２）それぞれを、それぞれの方向（Ｘ、Ｙ）に駆動し、固定支持体（２５５、２６３）に回転可能に装着された送りねじ（２５４、３６２）のそれぞれを並列的に一致して駆動することを特徴とする、請求項４に記載の工作機械。
【請求項６】
第２アセンブリのフレームが、２つの台（３２８、３３０）を有する硬い部材（３２６）で構成され、台が硬く相互連結し、上記運動面において直交する２つの方向（Ｘ、Ｙ）に延び、各台（３２８、３３０）の下面に滑り案内面（３３２、３３４）が配され、滑り案内面が運動面に直交する方向（Ｚ）に交互交代的に配されていること、
２つの滑り構造体が、上記直行方向（Ｚ）に交互交代的に配された板（３３６、３３８）のそれぞれから構成されていること、
各滑り板（３３６、３３８）がそれぞれの台（３２８、３３０）の下方で台と平行に延びていること、
各滑り板（３３６、３３８）のその上面に、それぞれの滑り案内面（３３２、３３４）と連結したスライドシュー（３４０、３４２）が配されていること、
各滑り板（３３６、３３８）の滑り板が関係しているフレーム（３２６）の台（３３０、３２８）と相対する側面に、滑り案内面（３４４、３４６）が配されていること、
およびプラットホーム（３２４）の互いに直交するその側面に、それぞれの滑り案内面（３４４、３４６）と連結するスライドシュー（３４８、３５０）が配されていることを特徴とする、請求項２に記載の工作機械。
【請求項７】
プラットホーム（１２４）が、上記運動面と直交する方向（Ｚ）に移動することにも適していることを特徴とする、請求項１または２に記載の工作機械。
【請求項８】
第２アセンブリ（２２）のフレームが、それぞれに滑り案内面（１３２、１３４）を有する上記運動面にて直交する２つの方向（Ｘ、Ｙ）に延びる少なくとも２つのブランチ（１２８、１３０）を有する硬い要素（１２６）から構成されていること、
２つの滑り構造体は各々、
・それぞれのキャリッジ（１６８、１２０）は、フレームのブランチ（１２８、１３０）のそれぞれと関係しているスライドシュー（１４０、１４２）を有し、また１またはより多くの案内カラム（１７２、１７４）もしくは上記直交方向（Ｚ）に延びた等価な部材を運搬し、また
・案内カラム（１７２、１７４）にスライド可能に配されたそれぞれのビーム（１３６、１３８）は、別のビームと上記の直交方向（Ｚ）に交互交代的に配され、運動面において対応するカラム（１７２、１７４）もしくは等価な部材から別のビームと直交する方向に延びていること、
各ビーム（１３６、１３８）の別のビームが関係しているフレーム（１２６）のブランチと相対する側面に滑り案内面が配されていること、
プラットホーム（１２４）の互いに直交する２つの側面に、プラットホームを支持するビームの滑り案内面（１４４、１４６）と連結したスライドシュー（１４８、１５０）が配されていること、
ならびに移動手段がプラットホーム（１２４）に配され、上記運動面内におけるプラットホームの位置に関わり無く、プラットホーム（１２４）およびビーム（１３６、１３８）の両方を上記直行方向（Ｚ）に、同時に移動させることを特徴とする、請求項７に記載の工作機械。
【請求項９】
直交方向（Ｚ）への移動手段が、
第２アセンブリ（２２）のフレーム（１２６）および上記直行方向（Ｚ）に移動する駆動部材（１８４）に繋がれた固定体を有するアクチュエータ（１７６）、
運動面と平行な面における回転に適した様式で上記駆動部材（１８４）と連結し、運動面と平行な軸を備えたガイドブッシュ状の形状を有するヘッド（１９０）、
ガイドブッシュおよびベアリングにてスライド可能で、先端部がプラットホーム（１２４）、プラットホームと平行な環状フレーム（１９４）と接するロッド（１９２）、
プラットホーム（１２４）の面につながれ、環状フレーム（１９４）に含まれているハブ（１９６）、
ならびにハブ（１９６）とフレーム（１９４）との間に配された軸−半径ベアリング（１９８）を有することを特徴とする、請求項８に記載の工作機械。
【請求項１０】
プラットホーム（２４；１２４；２２４；３２４）の運動面が水平であることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の工作機械。
【請求項１１】
独立的に使用または運動面内で少なくとも２つのデカルト軸（Ｘ、Ｙ）へツールを運動させるために工作機械の移動構造体に実装するマニピュレータ装置において、
上記軸への移動に適した、ツール（１８；１１８；２１８；３１８）を支持するためのプラットホーム（２４；１２４；２２４；３２４）、
フレーム（２２；１２２）、
プラットホームの運動を制御するためのアクチュエータ（５２、６０；１５２、１６０；２５２ａ、２５２ｂ、２６０ａ、２６０ｂ；３６２、３６０）、
およびプラットホームを支持する手段を有し、
フレーム（２６；１２６；２２６；３２６）が、少なくとも第１滑り案内面および第２滑り案内面（３２、３４；１３２、１３４；２３２ａ、２３２ｂ、２３４ａ、２３４ｂ）を備え、それぞれが上記軸（Ｘ、Ｙ）に向いていること、
上記装置が、
第１滑り案内面（３２、１３２、２３２ａ、２３２ｂ；３３２）に沿ってスライド方式で移動することに適した第１構造体（３６；１３６；２３６；３３６）、
および第２滑り案内面（３４；１３４；２３４ａ、２３４ｂ；３３４）に沿ってスライド方式で移動することに適した第２構造体（３８；１３８；２３８；３３８）を有すること、
各滑り構造体（３６、３８；１３６、１３８；２３６、２３８；３３６、３３８）がそれぞれ、上記構造体が移動する方向と直交する方向に滑り案内面（４４、４６；１４４、１４６；２４４ａ、２４４ｂ、２４６ａ、２４６ｂ；３４４、３４６）を備えていること、
プラットホーム（２４；１２４；２２４；３２４）が各滑り構造体（３６、３８；１３６、１３８；２３６、２３８；３３６、３３８）の滑り案内面（４４、４６；１４４、１４６；２４４ａ、２４４ｂ、２４６ａ、２４６ｂ；３４４、３４６）とスライド可能に連結し、上記案内部材によって支持されていること、
ならびにアクチュエータ（５２、６０；１５２、１６０；２５２ａ、２５２ｂ、２６０ａ、２６０ｂ；３５２、３６０）の各々が、フレーム（２６；１２６；２３６；３３６）およびそれぞれの滑り構造体と機械的に接続されている駆動部材とつながれている本体を有することを特徴とする、マニピュレータ装置。
【請求項１２】
第２アセンブリ（２２）のフレームが、上記運動面における２つの直交した方向（Ｘ、Ｙ）に延びる２つのブランチ（２８、３０）を有する硬い部材（２６）から構成され、各ブランチにはそれぞれ滑り案内面（３２、３４）が配され、２つの滑り案内面は運動面と直交する方向（Ｚ）に交互交代的に配されていること、
２つの滑り構造体が、上記直交方向（Ｚ）に交互交代的に配され、フレーム（２６）のブランチ（２８、３０）それぞれから上記運動面と平行に、互いに直交する方向（Ｘ、Ｙ）に延び、ブランチの滑り案内面（３２、３４）と関係しているスライドシュー（４０、４２）を有するビーム（３６、３８）で構成されていること、
各ビーム（３６、３８）の、別のビームと関係しているフレーム（２６）のブランチ（２８、３０）と相対する側面に滑り案内面（４４、４６）が配されていること、
およびプラットホーム（２４）の互いに直交する２つの側面に、プラットホームを支持するビーム（３６、３８）のすべり案内面（４４、４６）と連結しているスライドシュー（４８、５０）が配されていることを特徴とする、請求項１１に記載のマニピュレータ装置。
【請求項１３】
第２アセンブリのフレームが、運動面における直交する２つの方向（Ｘ、Ｙ）に延び、ペアが互いに相対するブランチ（２２８ａ、２２８ｂ、２３０ａ、２３０ｂ）で正方形または長方形を形成する硬い部材（２２６）で構成され、各ブランチのペアには向かい合った滑り案内面（２３２ａ、２３２ｂおよび２３４ａ、２３４ｂ）のペアがそれぞれ配され、滑り案内面が一方のペア（２３２ａ、２３２ｂ）と他方のペア（２３４ａ、２３４ｂ）とで運動面と直交する方向（Ｚ）に交互交代的に配されていること、
２つの滑り構造体が、上記の直交方向（Ｚ）に交互交代的に配された直交ビーム（２３６、２３８）でそれぞれ構成され、それらは運動面と平行に、フレーム（２２６）の直交するブランチ（２２８ａ、２２８ｂ、２３０ａ、２３０ｂ）のペアそれぞれの間を橋渡しする形で互いに直交して延び、それらがそれぞれにブランチの滑り案内面（２３２ａ、２３２ｂ、２３４ａ、２３４ｂ）と関係するスライドシュー（２４０ａ、２４０ｂ、２４２ａ、２４２ｂ）を有していること、
各ビーム（２３６、２３８）が、別のビームと関係しているフレーム（２２６）のブランチ（２２８ａ、２２８ｂ、２３０ａ、２３０ｂ）と対応する端部に滑り案内面（２４４ａ、２４４ｂ、２４６ａ、２４６ｂ）を有していること、
ならびにプラットホーム（２２４）の互いに直交する２つの側面に、プラットホームを支持するビーム（２３６、２３８）の滑り案内面（２４４、２４６）と連結するスライドシュー（２４８、２５０）が配されていることを特徴とする、請求項１１に記載のマニピュレータ装置。
【請求項１４】
各ビーム（２３６、２３８）に、電気モータ（２５２ａ、２５２ｂ、２６０ａ、２６０ｂ）のような数値的に制御されたアクチュエータのペアを有し、それがビーム（２３６、２３８）の上記直行方向への運動を制御し、結果としてプラットホーム（２２４）の運動を制御し、２つの固定的支持体（２５５、２６３）に回転可能に実装された送りねじ（２５４、３６２）のそれぞれを一致して並列的に駆動し、その送りねじがそれぞれの方向（Ｘ、Ｙ）にそれぞれのナットねじ（２５６、２６２）を駆動し、ナットねじが固定されているブラケット（２５８、２６６）がそれぞれの滑り構造体またはビーム（２３６、２３８）に固定されていることを特徴とする、請求項１３に記載のマニピュレータ装置。
【請求項１５】
第２アセンブリ（２２）のフレームが硬い部材（３２６）で構成されており、それは２つの台（３２８、３３０）を有し、台は上記運動面の直交する２つの方向（Ｘ、Ｙ）に従ってしっかりと相互連結し、その下面には滑り案内面（３３２、３３４）が配され、その滑り案内面は運動面と直交する方向（Ｚ）に交互交代的に配されていること、
２つの滑り構造体が上記直行方向（Ｚ）に交互交代的に配された板（３３６、３３８）のそれぞれから構成されること、
各すべり板（３３６、３３８）がそれぞれの台（３２８、３３０）の下方に延び、台と平行であること、
各滑り板（３３６、３３８）の上面に、滑り案内面（３３２、３３４）それぞれと連結するスライドシュー（３４０、３４２）が配されていること、
およびプラットホーム（３２４）の直交する２つの側面に滑り案内面（３４４、３４６）それぞれと連結するスライドシュー（３４８、３５０）が配されていることを特徴とする、請求項１１に記載の工作機械。
【請求項１６】
プラットホーム（１２４）が、上記運動面と直交する方向（Ｚ）に移動することにも適していることを特徴とする、請求項１１または１２に記載のマニピュレータ装置。
【請求項１７】
フレームが、それぞれに滑り案内面（１３２、１３４）を有する上記運動面にて直交する２つの方向（Ｘ、Ｙ）に延びる少なくとも２つのブランチ（１２８、１３０）を有する硬い要素（１２６）から構成されていること、
２つの滑り構造体は各々、
・それぞれのキャリッジ（１６８、１２０）は、フレームのブランチ（１２８、１３０）のそれぞれと関係しているスライドシュー（１４０、１４２）を有し、また１またはより多くの案内カラム（１７２、１７４）もしくは上記直交方向（Ｚ）に延びた等価な部材を運搬し、また
・案内カラム（１７２、１７４）にスライド可能に配されたそれぞれのビーム（１３６、１３８）は、別のビームと上記の直交方向（Ｚ）に交互交代的に配され、運動面において対応するカラム（１７２、１７４）もしくは等価な部材から別のビームと直交する方向に延びていること、
各ビーム（１３６、１３８）の別のビームが関係しているフレーム（１２６）のブランチと相対する側面に滑り案内面が配されていること、
プラットホーム（１２４）の互いに直交する２つの側面に、プラットホームを支持するビームの滑り案内面（１４４、１４６）と連結したスライドシュー（１４８、１５０）が配されていること、
ならびに移動手段がプラットホーム（１２４）に配され、上記運動面内におけるプラットホームの位置に関わり無く、プラットホーム（１２４）およびビーム（１３６、１３８）の両方を上記直行方向（Ｚ）に、同時に移動させることを特徴とする、請求項１６に記載のマニピュレータ装置。
【請求項１８】
直交方向（Ｚ）への移動手段が、
第２アセンブリ（２２）のフレーム（１２６）および上記直行方向（Ｚ）への移動に適化されている駆動部材（１８４）に繋がれた固定体を有するアクチュエータ（１７６）、
運動面と平行な面における回転に適した様式で上記駆動部材（１８４）と連結し、運動面と平行な軸を備えたガイドブッシュ状の形状を有するヘッド（１９０）、
ガイドブッシュおよびベアリングにてスライド可能で、先端部がプラットホーム（１２４）、プラットホームと平行な環状フレーム（１９４）と接するロッド（１９２）、
プラットホーム（１２４）の面につながれ、環状フレーム（１９４）に含まれているハブ（１９６）、
ならびにハブ（１９６）とフレーム（１９４）との間に配された軸−半径ベアリング（１９８）を有することを特徴とする、請求項１７に記載のマニピュレータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
先ず第１に、本発明は請求項１前段に記載の工作機械に関する。
【０００２】
請求項１の前段による工作機械は、例えばプロッタ、金属板切断用レーザー機械、および３次元表面仕上げ工程をするためのフライス盤といったあらゆる種類の数値的に制御された機械であってよい。
【０００３】
（背景技術）
図１はデカルト座標系で動作する周知の種類の工作機械の端部立面図であり、図２はその平面図である。これには、それに付随する本発明によるマニピュレータ装置が備えられ、これについて以下に説明する。
【０００４】
この種類の周知の機械には、移動アセンブリ１０が備えられており、以下においては従来通り「第１アセンブリ」または「重アセンブリ」と呼び、これは滑り案内面１４で構成される固定的フレームに沿って直線方向Ｘに運動するのに適化したキャリッジ１２を有する。
【０００５】
キャリッジ１２はスライド１６を支持し、これは直交する直線方向Ｙに運動するのに適化している。
【０００６】
上記の例ではツール１８とは、製図用ペン、レーザー源、フライスであり、周知の機械においては、ツール１８はスライドで直接的に支持されている。
【０００７】
周知の幾つかの機械においては、ツール１８は上記の２つの直線的方向ＸおよびＹと直行する直線的方向Ｚに運動可能に、スライド１６に接続されている。
【０００８】
図１および図２においては、符号２０で示される作業台が滑り案内面１４間に差し挟まれて、ツール１８による手段により機械加工される、金属板のような素材を支持するのに適化されている。
【０００９】
本発明が適用可能な周知の工作機械の中には、極構成または様々な関節を有する、従来型のロボットのような場合もある。
【００１０】
全ての場合において、図１および図２の移動アセンブリ１０のスライド１６およびキャリッジ１２のような移動部材は、図示されていない数値的制御アクチュエータをそれぞれ実装する。
【００１１】
当然のことながら、上記の運動方向ＸおよびＹは必ずしも水平でなくともよく、上記の方向Ｚも必ずしも鉛直でなくともよい。
【００１２】
本発明に係る課題を論ずるため、非限定的な例示により、比較的大きな金属板素材を切断するレーザー切断機械を考える。その金属板素材は図３のように、周囲に比較的複雑な形状を有し、その形状は非常に小さな曲率半径のものも含む、凹周部とその中間に位置する凸周部からなる。
【００１３】
レーザーの出力、材料の種類および厚さ、ならびに他の周知切断技術に関する要因が許す最大工作速度に等しい、一定接線速度で切断経路を進むことが理想的である。
【００１４】
実際面では、切断経路の曲がった部分における切断速度は、その部分の曲率半径に応じて低下する。実際これらの曲がった部分では、ＸやＹといった機械の運動軸のアクチュエータは、切断ヘッドつまりはツール１８にＡ＝ｖ２／ｒに等しい瞬間切断加速度を与える必要があり、ここでｖは瞬間接線速度であり、ｒは曲率半径である。
【００１５】
図１および図２に例として示されている具体例においては、特にキャリッジ１２が、そしてスライド１６もが、むしろ重い構成要素であり、それらには限定的な速度および加速度しか与えられない。
【００１６】
従って、切断工程の速度および正確性は、キャリッジ１２およびスライド１６にかかる強い慣性力によって制限される。
【００１７】
（発明の開示）
（発明が解決しようとする技術的課題）
本発明の第１の目的は、キャリッジ１２およびスライド１６のような重い構成要素も含んでいる工作機械の大きな運動を、機械の全領域または全容積にわたって迅速に行うことを可能にし、大寸法の素材に対してプロット、切断、穴あけ、または成形工程のような精確な工程を可能とすることである。
【００１８】
（その解決方法）
本発明により、この目的は請求項に記載された工作機械によって達成される。
【００１９】
本発明によれば、第１アセンブリが、図１および図２において符号２２で示されている第２アセンブリを運搬しており、その４つの実施形態を以下に記す。
【００２０】
図１および図２に記載の典型例において、ツールを備えた第２アセンブリ２２は第１アセンブリ１０のスライド１６に固定され、キャリッジ１２が従来的にＸと示された方向に運動することと同様に、従来的にＹと示された方向へ共に運動する。
【００２１】
第２アセンブリは以下で、「軽アセンブリ」とも称する。
【００２２】
本発明は、軽アセンブリのみが、従って制限的な行程で高い動的性能を発揮可能であるとの見解に基づいている。この性能の恩恵を軽アセンブリの空間よりも広くするため、図１および図２において符号１０で示されている従来的な２軸を有する重アセンブリが切断経路（または別の作業経路）に沿って継続的に移動することが必要である。
【００２３】
このことを実現するためには、狭い空間Ｓ２における軽アセンブリ２２の作業動作と従来的な重アセンブリ１０の動作を交代にすることで、図２においてＳ１と示されている、重アセンブリが動作可能な広い領域において軽アセンブリが点から点へ運動するのでは十分ではない。
【００２４】
代わりに、適切なソフトウェアによって、運動の連続性（ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）を保証するために含まれる全ての軸を調節する必要がある。
【００２５】
これを実現するため、２つのアセンブリ１０および２２の動的特性には互いに相関性を与える。
【００２６】
例によって、軽アセンブリ２２および重アセンブリ１０の２つのアセンブリが存在する場合の上記の相関性について説明している。後者アセンブリは大きく、従って大きな慣性を有しており、これらアセンブリはＸＹ平面のような１つの平面内で動作する。
【００２７】
図２においては、軽アセンブリの運動空間は辺の長さの半分が長さｄの矩形であるとする。
【００２８】
静止状態において、ツール１８は矩形Ｓ２の中心、点Ａにある。
【００２９】
２つのアセンブリ、重アセンブリ１０および軽アセンブリ２２の運動規則を、図４および図５を参照し、以下に記す。
【００３０】
図４および図５の線図それぞれは、空間Ｓ１およびＳ２において、時間と共に２つのアセンブリがどのように速さｖと位置を変化させるのかを示している。
【００３１】
方向Ａ−Ｂで点Ｂを越えて直線的な切断を行うためにツール１８およびアセンブリ２２は空間Ｓ１内をさらに進まなければならないことを考慮すれば、半幅ｄは、中心Ａと狭い空間Ｓ２との最短距離に等しいので、軽アセンブリのＡからＢへの運動が最も大きな（ｃｒｉｔｉｃａｌ）場合である。
【００３２】
２つのアセンブリ１０および２２は同じに運動を開始する。軽アセンブリ２２は可能な最大加速度（図４、線ｖ２）で運動を開始し、可能な限り早く最大切断速度ｖｔに到達し、その時刻がｔ１であり、その後はその速度を一定に保つ。
【００３３】
狭い空間Ｓ２を移動させるキャリッジ１２は、実質的には上記加速度よりも小さい加速度によって運動を開始し、その加速度は第１アセンブリ１０の特性とも矛盾しないものである。
【００３４】
しかしながら、第１アセンブリ１０が到達できる最大速度は実質的には最大切断速度ｖｔよりも大きいことが根本的に重要である。このようにして、重アセンブリ１０の運動の速度ｖ１は、時刻ｔ２においてツール１８の切断速度に達し、それを超えて、ツール１８の位置を狭い空間Ｓ２の中心に戻すことで生じる遅れを予め補償する。
【００３５】
運動に連続性を具備させることに関し、狭い空間Ｓ２の中心が時刻ｔ３においてツール１８に追いつき、ツール１８が狭い空間Ｓ２の限界である距離ｄに到達する前にツール１８を追い越すことが必要である。
【００３６】
そのようにならなければ、ツール１８の運動は狭い空間Ｓ２に関して停止しなければならず、それからはツールは第１アセンブリ１０の運動速度で経路を進みつづけることになる。ＸおよびＹのような２つの軸が同じに関与するこの事実によってツールの運動に容認しがたい不連続が生じる。
【００３７】
これらの考察に立脚することで、様々な量を含んでいる相互の関係性を記述する方程式を得ることができ、その方程式においては、ツールの最大作業速度ならびに第２アセンブリ２２の最大速度および加速度が上手く（ｐｒｅｖａｉｌｉｎｇｌｙ）割り当てられ、一方では狭い空間Ｓ２の寸法および第２アセンブリ２２の最大加速度で構成される未知量が生じる。
【００３８】
本発明のもう１つの目的は、ツールとして特に効果的なマニピュレータ装置を提供することであり、マニピュレータ装置は比較的小さな素材について独立して使用することができ、比較的大きな素材を操作するために請求項に記載の工作機械の第２アセンブリと同じように実装可能なものである。
【００３９】
特に請求項８の前段の定義に従うように適化されているマニピュレータ装置は、様々な形状が知られており、それらの例はＵＳ−Ａ−５　６５９　９０５に開示されている。当該装置はいわゆる「共点軸装置（ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ ａｘｅｓ ｄｅｖｉｃｅｓ）」または「空間ロボット」もしくは「ＰＫＭｓ」（「平行運動機械（Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ Ｍａｃｈｉｎｅｓ」）である。
【００４０】
これら周知の装置の大多数においては、運動制御手段およびプラットホーム支持手段は数値的に制御されたアクチュエータを備え、それはプラットホームとリンケージで接続され、そのリンケージはリンケージ両端間の距離の変化に対して適化されている。
【００４１】
これら周知の装置は一般にアクチュエータの利用に関して経済性の面で優位性を有し、プラットホームに接続するリンケージはそれぞれ同一であり、それと同時に、アクチュエータおよび位置トランスデューサの設置が移動プラットホーム上というよりもむしろ他の場所でも可能となる。それらは特に装置固定部分（土台）または例えば固定部分を移動プラットホームと接続する部材のように少なくとも固定点を有する部品である。これにより、電気配線が単純化され、運動する質量が軽減される。
【００４２】
しかし、周知のＰＫＭ装置は、上記リンケージの形状のために、移動プラットホームの運動する空間との比較においては著しく大きい（ｂｕｌｋｙ）という欠点を有している。それは同時にプラットホームの運動を制御するために複雑なアルゴリズムを必要とする欠点を有し、それが複雑なソフトウェアを必要としている。実際、周知の装置においては、移動プラットホームの旋回（ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）空間は複雑な形状となり、現実的な（トポロジカルな）理由およびこの空間のかなりの部分はリンケージの特異点を通らなければ到達できないものであるという、克服できない理由から、活用できないものである。
【００４３】
本発明の別の目的は、共点軸タイプのマニピュレータ装置を提供することであり、これは先ず周知の装置ほどかさばらず、特異点を持たずに運動空間を完全に活用することができ、またプラットホームの運動を制御するソフトウェアは非常にシンプルなものである。
【００４４】
本発明によれば、この目的は請求項に記載のマニピュレータ装置によって達成される。
【００４５】
請求項に記載した共点軸タイプに関する解決法のおかげで、プラットホームに与えられた運動は、直線的であり、デカルト軸の方向のみである。これらの運動は、装置のフレームから構成される固定的な構造体へ有利に実装可能で、好ましくは周知のＰＫＭｓのような数値的に制御された電気モータを構成要素とするアクチュエータによって得ることができる。
【００４６】
さらには、軸が水平または同一の傾斜を持てば、全てのアクチュエータは同一でよい。
【００４７】
２つの水平軸および１つの鉛直軸の場合、水平軸のアクチュエータは互いに同一でよく、第３のアクチュエータは出力および／または釣り合いおもりの存在のみが異なる。デカルト系のみを取り扱えばよいので使用できるアルゴリズムが単純であるため、アクチュエータは周知の先行技術におけるソフトウェアよりも随分シンプルなもので制御可能である。
【００４８】
さらには、直線的な運動をする実情により、プラットホームの運動が可能な空間が同じ容積として、本発明のマニピュレータ装置は周知のＰＫＭ技術のリンケージが必要とする容積よりも随分と減少された容積に収まり、特異点の不在のために、その空間を完全に活用できる。
【００４９】
本発明の装置は、有利にもデカルト系または極座標系を備えた工作機械の移動部材上の高運動性を有する移動第２アセンブリとして、またはロボットにおいて様々な関節を備えて適用可能である。
【００５０】
（発明を実施するための最良の形態）
添付の図面、図６ないし図１０を参照し詳細な記述を読み進めることで、本発明はより明らかなものとなる。
【００５１】
図６および図７においては、デカルト軸に一致する２つの方向はＸおよびＹと示されており、当然ながらこれら方向は必ずしも水平ではない。
【００５２】
図７においては、ツールはレーザ光源であってもよく、また１８と示されており、図６においては同一の参照番号１８がその形跡を示す。
【００５３】
ツール１８は平面図において矩形で示されているブロック２４で構成されている支持プラットホームに支えられている。
【００５４】
プラットホーム２４は一般に２６で示されているフレームに支持されている。
【００５５】
フレーム２６は２つのブランチ２８、３０を有する硬い部材で構成され、それらは２つの方向に平行な作業面内の２つの直交する方向Ｘ、Ｙに延びている。
【００５６】
各ブランチ２８、３０はそれぞれ滑り案内面３２、３４を備えている。
【００５７】
以下で明らかにされる理由により、滑り案内面３２、３４は滑り面と直交するＺ方向で、交互交代的になっている。
【００５８】
各滑り案内面３２、３４にはそれぞれそれに付属する構造体３６、３８を有し、それらは滑りによる移動に適している。
【００５９】
２つの滑り構造体３６、３８はそれぞれビームによって構成され、滑り案内面３２、３４と同様に交互交代的に配され、それぞれの移動を妨げないようになっている。このことは、案内３２、３４が交互交代的である理由である。
【００６０】
図６に示されている実施形態においては、２つのビーム３６および３８は、片持ち梁風にそれぞれのブランチ２８、３０から伸びている。
【００６１】
各滑り構造またはビーム３６、３８はそれぞれスライドシューを備え、それらはそれぞれ滑り案内面３２、３４と連結（ｃｏｕｐｌｅ）している。
【００６２】
次に、各滑り構造体またはビーム３６、３８は、もう一方の滑り構造体またはビームが付属しているフレーム２６のブランチ３０、２８と面する側面にそれぞれ滑り案内面４４、４６を備えている。
【００６３】
次に、プラットホーム２４には、その互いに直交する２面にはそれぞれ滑り案内面４４、４６と連結するスライドシュー４８、５０が供されている。
【００６４】
すべての滑り案内面３２、３４、４４、４６の構成、またそれに対してすべてのシュー４０、４２、４４、４６の構成は滑り案内面とシューとがぴったりと合う（ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｆｏｒｍ ｆｉｔ）ように構成され、プラットホーム２４が支持され、加えてフレーム２６により案内される。
【００６５】
ビーム３６のＸ方向への運動、その結果生じるプラットホーム２４のＸ方向への運動は、例に示されている電気モータ５２で構成される数値的に制御されたアクチュエータが与えている。
【００６６】
モータ５２が、２つの固定支持体５５へ回転可能に装着された送りねじ（ｌｅａｄ ｓｃｒｅｗ）５４を駆動し、ブラケット５８が固定されているナットねじ５６をＸ方向に駆動し、そしてブラケットは滑り構造体またはビーム３６に固定されている。
【００６７】
別の滑り構造体またはビーム３８のＹ方向の運動、その結果生じるプラットホーム２４のＹ方向の運動は、例に示される、モータ５２と同一の電気モータ６０で構成される数値的に制御されたアクチュエータによって与えられ、そして２つの固定支持体６３へ回転可能に装着された送りねじ６２を介してブラケット６６が固定されたナットねじ６４をＹ方向に駆動し、そしてブラケットは滑り構造体またはビーム３８に固定されている。
【００６８】
図８ないし１０においては、本例において素材に３次元形状を与えるカッタであるツールが１１８として示され、そのプラットホームは１２４として示されている。
【００６９】
作業面内におけるプラットホーム１２４の２つの方向は、ＸおよびＹで示し、対してそれらと直行する第３の方向はＺとして示される。
【００７０】
図８ないし図１０に示される実施形態においては、プラットホーム１２４は、Ｘ方向およびＹ方向に平行な運動面と垂直なＺ方向における運動にも適し、Ｚに関する運動のアクチュエータであるモータ１７６は固定部に保持されており、Ｘ方向およびＹ方向の運動のためのアクチュエータのようにフレーム１２６に固定されている。
【００７１】
この特徴を得るため、プラットホーム１２４を動かす、２つの滑り構造体またはビーム１３６および１３８はそれぞれに、スライドシュー１４０、１４２を有し、それぞれフレーム１２６のブランチ１２８、１３０と連結しているキャリッジ１６８、１７０を加えて２重にしている。
【００７２】
直行するＺ方向へ延びる案内カラム（ｇｕｉｄｅ ｃｏｌｕｍｎｓ）１７２、１７４（またはそれと等価の部材）のペアを各キャリッジ１６８、１７０が支えている（ｂｅａｒ）。図８ないし図１０から、より良く理解されるこの解決策によって、Ｚ方向への角柱的（ｐｒｉｓｍａｔｉｃ）な滑りが可能となる。
【００７３】
案内カラム１７２、１７４のペアのそれぞれは、それぞれのビーム１３６、１３８と係合し、従ってそれらは平行に保ったままＺ方向に移動が可能である。図６に示されている実施形態のように、２つのビーム１３６、１３８はＺと垂直をなす方向において、交互交代的に配されている。
【００７４】
プラットホーム１２４にはそれに付随した移動手段により、プラットホームそれ自体および２つのビーム１３６、１３８をＺ方向に関して一緒に移動し、その方向においては、ビームはＸおよびＹに関する運動を行う平面におけるプラットホーム１２４の位置に関わり無くシュー１４８、１５０およびそれぞれの滑り案内面１４４、１４６で束縛されている。
【００７５】
従って、２次元の場合と異なり、３次元の場合においては上記移動手段に支持されているプラットホーム１２４こそが、ビーム１３６および１３８を支持している。
【００７６】
Ｚ方向の移動手段は、図示するように数値的に制御されたアクチュエータを備えていることが好ましく、上記のようにポスト１７８でフレーム１２６に繋がれて固定されている電気モータ１７６が望ましい。
【００７７】
モータ１７６のシャフトが、固定支持体１８１に回転可能に固定されている送りねじ１８０を介して、Ｚ方向にナットねじ１８２を動かす。
【００７８】
ナットねじ１８２はＺ方向に滑り案内面１８６に沿って運動するのに適したスライドの形で、駆動部材１８４に繋がれている。
【００７９】
半径−軸ベアリング（ｒａｄｉａｌ ａｘｉａｌ）１８８を介し、上記スライドまたは駆動部材１８４はそれに付属するヘッド１９０を有し、それはＸ、Ｙによる運動面に平行な平面内で回転し、また同時にモータ１７６によりＺ方向に運動する。
【００８０】
ヘッド１９０は、Ｘ、Ｙによる運動面と平行な軸を有するガイドブッシュと似た形状を有する。
【００８１】
ロッド１９２はスライド可能にヘッドまたはブッシュ１９０に装着されている。
【００８２】
ロッド１９２は、プラットホーム１２４と接する一端において、プラットホーム１２４に繋がれた環状のフレーム１９４を有する。
【００８３】
ハブ１９６は、環状フレーム１９４に収容され、プラットホーム１２４に繋がれている。
【００８４】
軸−半径ベアリング（ａｘｉａｌ−ｒａｄｉａｌ ｂｅａｒｉｎｇ）１９８は、ハブ１９６ならびにフレーム１９４および１９８の間に差し挟まれている。
【００８５】
上記構成のおかげで、モータまたはアクチュエータ１７６によってＺ方向に与えられた運動はプラットホーム１２４に伝えられ、プラットホーム１２４のフレーム１２６内での位置に関わらずにプラットホームを介して２つのビーム１３６、１３８に伝えられる。このことは、ヘッド１９０およびロッド１９２がＺ方向に平行な軸周りの回転が可能であると同時に、ロッド１９２がヘッドまたはブッシュ１９０においてスライド可能であるという事実による。
【００８６】
図１１および図１２を参照して、今度は２つのデカルト軸を移動するプラットホームにおけるマニピュレータ装置の第２の実施形態について説明する。
【００８７】
図１１および図１２においては、図６および図７における部品と同一の部品は同じ数に２００を加えて記す。
【００８８】
図１２において、再度レーザ源をツールとして、符号２１８を付し、図１１にはそのトレースを同一の参照符号２１８で示す。
【００８９】
ツール２１８は、平面図において矩形のブロック２２４で構成されている支持プラットホームで運搬される。
【００９０】
プラットホーム２２４は一般には２２６で示されるフレームによって支持されている。
【００９１】
図１１および図１２における実施形態においては、フレーム２２６は硬い部材で構成され、それは、それぞれのブランチ２２８ａおよび２２８ｂならびに２３０ａおよび２３０ｂのペアが向き合って正方形（ｓｑｕａｒｅ）または長方形のフレームを形成している。
【００９２】
ブランチ２２８ａ、２２８ｂはＸ方向に延び、ブランチ２３０ａ、２３０ｂは直交するＹ方向に延びている。またさらに方向Ｘ、Ｙは作業面を定めている。
【００９３】
各ブランチ２２８ａおよび２２８ｂならびに２３０ａおよび２３０ｂはそれぞれ、滑り案内面２３２ａおよび２３２ｂならびに２３４ａおよび２３４ｂを実装している。
【００９４】
先ず、滑り案内面２３２ａおよび２３２ｂは平行であり、また滑り案内面２３４ａ、２３４ｂも互いに平行である。
【００９５】
図６および図７の実施形態に関連して説明された理由と同様の理由から、滑り案内面２３２ａおよび２３２ｂ、また滑り案内面２３４ａおよび２３４ｂは滑り面と垂直なＺ方向に関して交互交代的に配されている。
【００９６】
各滑り案内面２３２ａおよび２３２ｂならびに２３４ａおよび２３４ｂはそれぞれ構造体２３６および２３８を有し、それぞれに付属し、スライド方式の移動に適している。
【００９７】
滑り構造体２３６および２３８は直交するビームで構成され、それはフレーム２２６に橋渡しする形で相対するブランチ２２８ａおよび２２８ｂならびに２３０ａおよび２３０ｂの間にそれぞれ延びている。そしてこれらブランチの両方を案内する。
【００９８】
２つのビーム２３６および２３８には、それぞれ長方形状の軽減窓（ｌｉｇｈｔｅｎｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ）２３７および２３９があり、重量を軽減し、したがって慣性質量を軽減している。
【００９９】
２つの滑り構造体またはビーム２３６および２３８は、互いの運動を妨げないように、滑り案内面２３２ａおよび２３２ｂならびに２３４ａおよび２３４ｂのように、交互交代的に配されている。
【０１００】
各滑り構造体またはビーム２３６および２３８はそれぞれスライドシュー２４０ａおよび２４０ｂならびに２４２ａおよび２４２ｂを備えており、これらはそれぞれの滑り案内面２３２ａおよび２３２ｂならびに２３４ａおよび２３４ｂと連結（ｃｏｕｐｌｅ）している。
【０１０１】
さらには、各滑り構造体またはビーム２３６および２３８はそれぞれ滑り案内面２４４および２４６を装備している。
【０１０２】
次に、プラットホーム２２４の互いに直交する側部にスライドシュー２４８および２５０が配され、それらはそれぞれ滑り案内面２４４および２４６と連結している。
【０１０３】
全ての滑り案内面２３２、２３４、２４４、および２４６の構造、また全てのシュー２４０、２４２、２４４、および２４６の構造は、ぴったりと合うように構成され、さらに詳しく言えば滑り案内面およびシューとの間に蟻継ぎ（ｄｏｖｅｔａｉｌ ｆｉｔ）を構成し、プラットホーム２２４は両者に支持され、フレーム２２６に案内される。
【０１０４】
ビーム２３６のＸ方向への運動および、その結果のプラットホーム２２４の運動は、例においては、２つの電気モータ２５２ａ、２５２ｂで構成され、並列的に動作する数値的に制御されたアクチュエータのペアによってつくられる。
【０１０５】
２つのモータ２５２ａ、２５２ｂは一致して、回転可能に２つ固定支持体２５５ａ、２５５ｂに備えられたそれぞれの送りねじ２５４ａ、２５４ｂを駆動する。送りねじ２５４ａ、２５４ｂは、それぞれのナットねじ２５６ａ、２５６ｂをＸ方向に駆動する。これらナットねじは滑り構造体またはビーム２３６の側部それぞれの付属器２５８ａ、２５８ｂで構成されるブラケットに固定されている。
【０１０６】
別の滑り構造体またはビーム２３８のＹ方向の運動、およびその結果生じるプラットホーム２２４の運動は、同様に、この実施形態においても電気モータ２６０ａ、２６０ｂとして示されている数値的に制御されているモータ２５２ａ、２５２ｂと同じアクチュエータのペアによってつくられる。
【０１０７】
モータ２６０ａ、２６０ｂは一致して、回転可能に２つの固定支持体２６３ａ、２６３ｂに備えられたそれぞれの送りねじ２６２ａ、２６２ｂを駆動する。送りねじ２６２ａ、２６２ｂは、それぞれのナットねじ２６４ａ、２６４ｂをＹ方向に駆動する。これらナットねじは滑り構造体またはビーム２３８の側部それぞれの付属器２６６ａ、２６６ｂで構成されるブラケットに固定されている。
【０１０８】
図１１および図１２に示されているマニピュレータ装置は、図６および図７に示されているものとの比較において、ツール２１８により精確な運動を与えることができる利点を有する。それは、２つのビーム２３６、２３８が両端において平行な滑り案内面に案内されていて、加えてその両端で同期並列的に動作する駆動手段により駆動されることによる。
【０１０９】
これらの特徴は、２つのビーム２３６、２３８それぞれが常に平行で、その運動に僅かなずれも角度のオフセットも無いことにより確保される。
【０１１０】
継ぎに図１３および図１４を参照し、マニピュレータ装置の第３実施形態を説明する。これも、２つのデカルト軸を移動するプラットホームを有する。
【０１１１】
図１３および図１４においては、図６および図７と同一の部品は同じ数に３００を加えて記す。
【０１１２】
図１４において、再度レーザ源をツールとして、符号３１８を付し、図１３にはそのトレースを同一の参照符号３１８で示す。
【０１１３】
ツール３１８は、平面図において矩形のブロック３２４で構成されている支持プラットホームで運搬される。
【０１１４】
プラットホーム３２４は一般には３２６で示されるフレームによって支持されている。
【０１１５】
図１３および図１４における実施形態においては、フレーム３２６は硬い部材で構成され、それは、ガセット板（ｇａｓｓｅｔ）または固定器（ｂｒａｃｅ）３２９によって硬く相互に連結した長方形の台３２８、３３０を有する。
【０１１６】
台３２８、３３０の主軸は直交する方向Ｘ、Ｙに、これらの方向と平行な作業面内においてそれぞれ延びている。
【０１１７】
各台３２８、３３０はその下面において、それぞれの平行な滑り案内面３３２、３３４のペアに実装されている。
【０１１８】
上記にて説明された理由と同様の理由から、滑り案内面３３２、３３４は滑り面と直交するＺ方向に交互交代的に配されている。
【０１１９】
滑り案内面３３２、３３４の各ペアは、それぞれがそれに付属している構造体３３６、３３８を有し、これらはスライド方式で移動するのに適している。
【０１２０】
２つの滑り構造体３３６、３３８は、それぞれに板（ｐｌａｔｅ）を備え、それは滑り案内面３３２、３３４のように交互交代的に配されて、互いの運動を妨げないようにしている。
【０１２１】
２つの滑り板（ｓｌｉｄｉｎｇ ｐｌａｔｅ）３３６および３３８の各々は、それぞれの台３２８、３３０の下に延びており、また台と平行である。
【０１２２】
各滑り板３３６、３３８はそれぞれ、その上面にスライドシュー３４０、３４２を備え、これらがそれぞれの滑り案内面３３２、３３４と連結する。
【０１２３】
次に、各滑り板３３６、３３８はそれぞれ、滑り案内面３４４、３４６に台３３０、３２８と相対する面で付けられる。
【０１２４】
次に、プラットホーム３２４の互いに直交する２つの面にスライドシュー３４８、３５０が備えられ、それらがそれぞれ滑り案内面３４４、３４６と連結する。
【０１２５】
全ての滑り案内面３３２、３３４、３４４、および３４６、また全てのシュー３４０、３４２、３４４、および３４６はぴったりと合う構成、より詳細には滑り案内面とシューとの間に蟻継ぎを構成し、フレーム３２６により、案内し、また支持する。
【０１２６】
滑り板３３６のＸ方向への運動、またその結果のプラットホーム３２４の運動は、一般的には３５１で示される第１駆動ユニットによって与えられ、これはもっぱら（ｅｎｔｉｒｅｌｙ）台３２８の上面に実装される。
【０１２７】
駆動ユニット３５１は、例においては電気モータ３５２で構成される数値的に制御されたアクチュエータを備えている。
【０１２８】
モータ３５２、台３２８の上面によって運ばれる固定支持体３５５に回転可能に備えられた送りねじ３５４を駆動する。送りねじ３５４は、ナットねじ３５６をＸ方向に駆動する。これらナットねじはブラケット３５８に固定され、そのブラケット３５８は台３２８の下にある滑り板３３６に固定されている。
【０１２９】
別の滑り構造体または滑り板３３８のＹ方向の運動、およびその結果生じるプラットホーム３２４の運動は、一般的に３５９で示される第２駆動ユニットにより与えられる。これはもっぱら台３３０の上面に実装される。
【０１３０】
この駆動ユニットは、例においてはモータ３５２と同一の電気モータ３６０で構成される数値的に制御されたアクチュエータを有している。
【０１３１】
モータ３６０は、台３３０の上面によって運搬されている２つの固定的支持体３６３に回転可能に備えられている。送りねじ３６２はナットねじ３６４をＹ方向に駆動し、それに固定されているブラケット３６６を有する。またブラケットは滑り板３３８に固定されている。
【０１３２】
図１３よび図１４に示されているマニピュレータは、ツール３１８の運動に関し、より正確になる可能性がある。なぜなら、滑り構造体３３６、３３８は、図６および図７の片持ち梁３６、３８ならびに図１１および図１２のように両端を支持されるビームもしくはガーダ（ｇｉｒｄｅｒｓ）２３６、２３８のように、曲げを被りやすいビームではないからである。
【０１３３】
台３２８、３３０および滑り板３３６、３３８が適切な寸法であれば、板３３６、３３８の曲げは事実上不可能となる。なぜならば、板は台３２８、３３０の下面につけられた滑り案内面３３２、３３４、３４４、および３４６ならびに対応するシュー３４０、３４２、３４４、および３４６により広く支持されているからである。
【０１３４】
台３２８、３３０の上面に備えられた全駆動ユニット３５１、３５９の構成により、図１３および図１４のマニピュレータはさらに、ツール３１８が運動するマニピュレータの下方の空間は障害物が完全になくなり、また機械加工または切断操作等のために全面的に活用することができるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】デカルト座標系で動作する周知の種類の工作機械の端部立面図である。
【図２】デカルト座標系で動作する周知の種類の工作機械の平面図である。
【図３】金属板素材の図である。
【図４】空間Ｓ１およびＳ２における、２つのアセンブリの速さｖの時間変化を示す図である。
【図５】空間Ｓ１およびＳ２における、２つのアセンブリの位置ｄの時間変化を示す図である。
【図６】２つのデカルト軸を備えたマニピュレータ装置に関する第１実施形態の概略的平面図であり、それは単独での使用または移動構造体上の第２アセンブリ２２もしくは図１および図２に記載の第１アセンブリ１０としての使用が可能である。
【図７】同一アセンブリの図６の矢印ＶＩＩからの立面図である。
【図８】３つのデカルト軸を備えたマニピュレータ装置に関する、部分的に切断された概略的平面図であり、それは単独での使用または図１および図２に記載の工作機械と類似の工作機械の移動構造体上の第２アセンブリ２２もしくは第１アセンブリ１０としての使用が可能である。
【図９】図８の矢印ＩＸからの、部分的に切断された概略的立面図である。
【図１０】図８の矢印Ｘからの、部分的に切断された別の概略的立面図である。
【図１１】２つのデカルト軸を備えたマニピュレータ装置に関する第２実施形態の概略的平面図であり、それは単独での使用または図６および図７に記載の第１実施形態の代わりに移動構造体上の第２アセンブリ２２もしくは図１および図２に記載の第１アセンブリ１０としての使用が可能である。
【図１２】図１１の切断線ＸＩＩに沿った、第２実施形態の混成断面図である。
【図１３】２つのデカルト軸を備えたマニピュレータ装置に関する第３実施形態の概略的平面図であり、それは単独での使用または図６および図７に記載の第１実施形態もしくは図１１および図１２に記載の第２実施形態の代わりに移動構造体上の第２アセンブリ２２もしくは図１および図２に記載の第１アセンブリ１０としての使用が可能である。
【図１４】図１３の矢印ＸＩＶからの第３実施形態の立面図である。
【符号の説明】
１０　・・・　第１アセンブリ
１２　・・・　キャリッジ
１４　・・・　滑り案内面
１６　・・・　スライド
２０　・・・　作業台
２２　・・・　第２アセンブリ
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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