渦巻座標型 3次元造型機   基本構造

基本的機構は、レコードプレーヤーと機械構造は同じであり、
ただ、テーブルの回転角とピックアップの昇降量は数値制御するだけのものである。

下図は基本機構を示したもので、駆動制御部は省略している。


基本動作は、テーブルを回転させるとマスタースパイラルにより回転角に比例してヘッドがスライドする。
ヘッドが上下しなければ、渦巻(巻きバネ)をテーブル音の無いレコード盤様の渦巻を描く。
ここで、テーブルの回転角に応じてヘッドを一次元上下移動すると、ロール曲面を自在に描くことが出来る。
このレコード溝ピッチを積層厚みとすれば。ピッチを分解能とする三次元形状を表現することが出来る。

(単純な三角形の紙を巻くと三角錐の立体となる)
ヘッドの動作を二次元プリンターの動作とすると、テーブルの回転角は紙送り量と等価なので
一般的なプリンター、プロッターの機構を利用した装置が作れることになる。

よって、この機構の長所は、
1 制御軸が2軸  (サーボ、ステッピングモーターが少なくなる)
2 可動軸が少ないので、結果ガタの累積が少なく精度が上がる。
3 軸は回転軸のみの構成が可能(ヘッドをカンチレバー式)で、低コストで剛性を高めることが容易である。
3 直線ガイドを用いないので、大型化、小型化が容易である。
4 構造が簡素なので、堅牢であり耐久性も向上する。

直交座標に対する短所は、指示三次元点に最短距離でアクセス出来ないことであるが
実用上大きな問題にならない。(必要ならネジラッチを用いれば解消可能)

三次元形状測定の場合はセンサーの距離(一次元)を1軸とするので、実質テーブルの回転角を測るだけで
手動による三次元測定器が低コストで作成できる。

最大の特徴は、高精度にて低コストである。
用途に応じて、螺旋型または渦巻型の選択となる。

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