JP2001129741A - High resolving power positioning feeder and machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高分解能位置決め
送り装置及び工作機械に関し、特に、ガラス、半導体結
晶の砥石研削による超精密加工に適する高分解能位置決
め送り装置及び工作機械に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-resolution positioning feeder and a machine tool, and more particularly to a high-resolution positioning feeder and a machine tool suitable for ultra-precision machining of glass and semiconductor crystals by grinding stones.
【0002】[0002]
【従来の技術】工作機械には、位置決め送り装置が設け
られている。ガラスや半導体用の結晶体のような脆性材
料の研削加工には、砥石を切り込み方向に位置決めする
ために微小単位の連続送りが必要である。図7に示され
る公知の位置決め送り装置は、サーボモータ101と、
送りねじ102と、変位センサー103とからなるフィ
ードバック系として提供される。送り制御対象のテーブ
ル104は、ナット105を介して送りねじ102に結
合している。ナット105は、テーブル104に固定さ
れている。変位センサ103が検出する位置データがコ
ンピュータ106を介してサーボモータ101に送られ
るサーボ系が成立している。2. Description of the Related Art A machine tool is provided with a positioning feed device. Grinding of a brittle material such as a crystal for a glass or a semiconductor requires continuous feed of a minute unit in order to position a grindstone in a cutting direction. The known positioning feeder shown in FIG. 7 includes a servomotor 101,
It is provided as a feedback system including a feed screw 102 and a displacement sensor 103. The table 104 to be feed-controlled is connected to the feed screw 102 via a nut 105. The nut 105 is fixed to the table 104. A servo system is established in which position data detected by the displacement sensor 103 is sent to the servo motor 101 via the computer 106.
【0003】このようなサーボ系の送り装置の位置決め
制御は、図8に示されるようなクローズドループの制御
系を形成し、その分解能の最小単位は、フィードバック
スケールの最小単位であるサーボモータの最小送り単位
で決まるサーボ誤差と、摺動面の摩擦力と駆動系の剛性
(ばね係数)との関係から決まるスティックスリップ量
の大きい方の量より小さくなることはない。スティック
スリップに関し、「図解 精密位置決め機構設計」(大
塚二朗著、(株)工業調査会発行、1996年6月1日
初版第1刷発行)には、その図2.26を参照して、
「「静摩擦係数が動摩擦係数よりも大きいときにスティ
ックスリップが起きる」と・・・が、これは正確には間
違いで・・・・テーブルとすべり案内摺動面との間の相
対速度をv、摩擦係数をμとするとき、v−μの関係を
・・・で、μが負の勾配を持ち、しかもテーブルとナッ
ト間の剛性(ばね定数)が小さいときにスティックスリ
ップが起きる」と記載されている。The positioning control of the feed device of the servo system forms a closed loop control system as shown in FIG. 8, and the minimum unit of the resolution is the minimum unit of the servo motor which is the minimum unit of the feedback scale. It does not become smaller than the larger stick-slip amount determined from the relationship between the servo error determined by the feed unit and the relationship between the frictional force of the sliding surface and the rigidity (spring coefficient) of the drive system. Regarding stick-slip, refer to Fig. 2.26 in "Illustration Precision Positioning Mechanism Design" (by Jiro Otsuka, published by the Industrial Research Institute, first edition on June 1, 1996).
"Stick-slip occurs when the coefficient of static friction is greater than the coefficient of dynamic friction.", But this is incorrect in the sense that the relative speed between the table and the slide guide sliding surface is v, When the friction coefficient is μ, the relationship of v−μ is..., And μ has a negative gradient, and stick-slip occurs when the rigidity (spring constant) between the table and the nut is small. ” ing.
【0004】図8に示されるサーボ系で分解能が小さい
スケールを用いて、サーボゲインを高めたとしても、そ
の分解能にはサーボモータの負荷慣性量と減衰量などで
決定される限界があり、目標の位置決め分解能を得るこ
とは困難である。更に、分解能が小さいスケールは、そ
の付近の空間ノイズ(振動、空気の分子密度変化)を拾
いやすく、安定した位置信号を得ることは困難である。[0004] Even if the servo gain is increased by using a scale having a small resolution in the servo system shown in FIG. 8, there is a limit to the resolution determined by the load inertia and the attenuation of the servomotor. It is difficult to obtain the positioning resolution. Further, a scale having a small resolution easily picks up spatial noise (vibration, change in molecular density of air) in the vicinity thereof, and it is difficult to obtain a stable position signal.
【0005】図9に示される公知の他の位置決め送り装
置は、サーボモータ201と、送り用スライダ202
と、変位センサー203とからなるフィードバック系と
して提供される。送り制御対象のテーブル204は、連
結軸205を介して送り用スライダ202に結合してい
る。連結軸205は、テーブル204に固定されてい
る。変位センサ203が検出する位置データがコントロ
ーラ206を介してサーボモータ201に送られるサー
ボ系が成立している。この位置決め送り装置は、サーボ
モータ201と送り用スライダ202とが駆動輪207
を介して連動している。駆動輪207と送り用スライダ
202との機械的連結は、摩擦力によっている。サーボ
系の原理は、図8に示される図7の装置のそれに同じで
ある。この装置の分解能に限界が生じる理由は、既述の
理由に同じである。Another known positioning feeder shown in FIG. 9 includes a servomotor 201 and a feed slider 202.
And a displacement sensor 203 are provided as a feedback system. The table 204 to be fed is connected to the feed slider 202 via a connecting shaft 205. The connection shaft 205 is fixed to the table 204. A servo system is established in which position data detected by the displacement sensor 203 is sent to the servo motor 201 via the controller 206. In this positioning feed device, a servo motor 201 and a feed slider 202
Are interlocked through. The mechanical connection between the driving wheel 207 and the feed slider 202 is based on frictional force. The principle of the servo system is the same as that of the apparatus of FIG. 7 shown in FIG. The reason why the resolution of this device is limited is the same as the reason described above.
【0006】送り速度が低速である場合、v−μの既述
の関係に現れるように、送りサーボ系には分解能を高め
ることが困難である問題点が露呈する。送り速度が低速
である場合にもその分解能を高めることができる位置決
めが求められる。[0006] When the feed speed is low, the feed servo system has a problem that it is difficult to increase the resolution, as shown in the above-mentioned relationship of v-μ. Positioning that can increase the resolution even when the feed speed is low is required.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、送り
速度が低速である場合にもその分解能を高めることがで
きる高分解能位置決め送り装置及び工作機械を提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a high-resolution positioning feed device and a machine tool capable of increasing the resolution even when the feed speed is low.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧()つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも1つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。Means for solving the problem are described as follows. The technical items appearing in the expression are appended with numbers, symbols, and the like in parentheses (). The numbers, symbols, and the like are technical items that constitute at least one embodiment or a plurality of the embodiments of the present invention, in particular, the embodiments or the examples. Corresponds to the reference numerals, reference symbols, and the like assigned to the technical matters expressed in the drawings corresponding to the above. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence / bridge does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or the examples.
【0009】本発明による高分解能位置決め送り装置
は、回転角度位置が数値制御されるモータ(8)と、モ
ータ(8)により駆動される制御対象体(3)と、制御
対象体(3)とモータ(8)の間に介設される伝達機構
(14,19)と、伝達機構(14,19)とモータ
(8)の間に介設される減速機(9)とを含み、減速機
(9)にはバックラッシュが実質的にない。バックラッ
シュがなく減速比が大きいので、その部分の剛性に起因
して発生する高速度時のスティックスリップが発生せ
ず、分解能が期待通り(指令値通り)に得られる。A high-resolution positioning feeder according to the present invention comprises a motor (8) whose rotational angle position is numerically controlled, a control object (3) driven by the motor (8), and a control object (3). A transmission mechanism (14, 19) interposed between the motors (8) and a speed reducer (9) interposed between the transmission mechanisms (14, 19) and the motor (8); (9) has substantially no backlash. Since there is no backlash and the reduction ratio is large, there is no stick-slip at high speed caused by the rigidity of the portion, and the resolution can be obtained as expected (according to the command value).
【0010】バックラッシュが実質的にない減速機
(9)は、摩擦型動力伝達機構である慣用手段により容
易に実現される。そのような摩擦型動力伝達機構は、摩
擦伝達する複数のローラから形成され得る。そのような
摩擦型動力伝達機構は、更に具体的には、入力軸(1
2)と、出力軸(16)と、入力軸(12)と出力軸
(16)との間に介設される遊星ローラ機構とを備え、
遊星ローラ機構は、入力軸(12)に軸結合する第1ロ
ーラ(27)と、出力軸(16)に軸結合する回転体
(29)と、第1ローラ(27)に摩擦結合する遊星ロ
ーラ(32)と、遊星ローラ(32)に摩擦結合する内
周面を有する第2ローラ(34)とを含む。このような
摩擦型動力伝達機構は、歯車式動力伝達機構と異なっ
て、バックラッシュがなく、既述の剛性の影響を受けに
くい。The speed reducer (9) having substantially no backlash can be easily realized by a conventional means which is a friction type power transmission mechanism. Such a friction type power transmission mechanism can be formed from a plurality of rollers that transmit friction. More specifically, such a friction-type power transmission mechanism includes an input shaft (1).
2), an output shaft (16), and a planetary roller mechanism interposed between the input shaft (12) and the output shaft (16),
The planetary roller mechanism includes a first roller (27) axially coupled to the input shaft (12), a rotating body (29) axially coupled to the output shaft (16), and a planetary roller frictionally coupled to the first roller (27). (32) and a second roller (34) having an inner peripheral surface frictionally coupled to the planetary roller (32). Unlike such a gear type power transmission mechanism, such a friction type power transmission mechanism has no backlash and is hardly affected by the rigidity described above.
【0011】従って、制御対象体(3)の位置を検出す
る制御用スケール(公知図の103,203)は不要で
あるから存在しなくてよい。減速機(9)の減速比は1
対Nであり、Nが100より大きい場合に、本効果は特
に有効である。Accordingly, the control scales (103 and 203 in the known drawings) for detecting the position of the control target (3) are unnecessary and need not be present. The reduction ratio of the reduction gear (9) is 1
This effect is particularly effective when N is greater than 100.
【0012】本発明による工作機械は、このような高分
解能位置決め送り装置が繰り込まれ、脆性材料が砥石に
より研削される場合に特に有効に利用され得る。[0012] The machine tool according to the present invention can be used particularly effectively when such a high-resolution positioning feed device is recessed and a brittle material is ground by a grindstone.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】図に一致対応して、本発明による
高分解能位置決め送り装置の実施の形態は、工作機械が
送り機構とともに設けられている。その工作機械1は、
図1に示されるように、スライドベース2を備えてい
る。スライドベース2上にスライドユニット3が搭載さ
れている。スライドユニット3は、スライドベース2に
案内されその上に直線運動可能に支持されている。スラ
イドユニット3に、主軸ヘッド4が搭載されている。主
軸ヘッド4に、工具主軸5が回転自在に取り付けられて
いる。工具主軸5は、回転しながら加工対象物体である
ワーク6に接近してそれを加工する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Corresponding to the drawings, an embodiment of a high-resolution positioning feeder according to the present invention is provided with a machine tool together with a feed mechanism. The machine tool 1
As shown in FIG. 1, a slide base 2 is provided. A slide unit 3 is mounted on a slide base 2. The slide unit 3 is guided by the slide base 2 and is supported thereon so as to be capable of linear movement. A spindle head 4 is mounted on the slide unit 3. A tool spindle 5 is rotatably attached to the spindle head 4. The tool spindle 5 approaches the workpiece 6 which is the object to be processed while rotating, and processes it.
【0014】図2は、スライドユニット3を駆動する駆
動機構を示している。スライドベース2は、本体ベッド
7に強固に支持されている。本体ベッド7に、サーボモ
ータ8が固着されて支持されている。本体ベッド7に、
更に、摩擦駆動減速機9が固着されて支持されている。
サーボモータ8の出力軸11と摩擦駆動減速機9の減速
機入力軸12とは、カップリング13を介して回転方向
に軸結合している。FIG. 2 shows a drive mechanism for driving the slide unit 3. The slide base 2 is firmly supported by the main body bed 7. A servo motor 8 is fixedly supported on the main body bed 7. On the main body bed 7,
Further, a friction drive speed reducer 9 is fixedly supported.
The output shaft 11 of the servomotor 8 and the speed reducer input shaft 12 of the friction drive speed reducer 9 are axially connected via a coupling 13 in the rotational direction.
【0015】本体ベッド7に、更に、送りねじ14が回
転自在に軸受15を介して支持されている。摩擦駆動減
速機9の減速機出力軸16と送りねじ14の入力側端部
17とは、カップリング18により回転方向に軸結合し
ている。スライドユニット3の下端面側にナット19が
強固に固着されている。送りねじ14は、ナット19に
回転自在に螺合している。A feed screw 14 is further rotatably supported on the main body bed 7 via a bearing 15. The reduction gear output shaft 16 of the friction drive reduction gear 9 and the input end 17 of the feed screw 14 are axially coupled in the rotational direction by a coupling 18. A nut 19 is firmly fixed to the lower end surface side of the slide unit 3. The feed screw 14 is rotatably screwed to the nut 19.
【0016】図3に示されるように、スライドユニット
3は、スライドベース2の上面に溝嵌合して軸方向にス
ライドベース2に対して摺動して直線運動する。溝嵌合
は、2条の案内溝22,22により行われる。ナット1
9は、ボルト23により強固にスライドユニット3に固
着されている。As shown in FIG. 3, the slide unit 3 is fitted in a groove on the upper surface of the slide base 2 and slides linearly with respect to the slide base 2 in the axial direction. The groove fitting is performed by two guide grooves 22,22. Nut 1
9 is firmly fixed to the slide unit 3 by bolts 23.
【0017】図4は、摩擦駆動減速機9の詳細を示して
いる。摩擦駆動減速機9の本体ケーシング24の端面部
25に第1軸受26が取り付けられている。既述の減速
機入力軸12は、第1軸受26に回転自在に支持されて
いる。減速機入力軸12の前端に摩擦ローラ27が軸方
向に延びて同軸に結合している。摩擦駆動減速機9の前
方部に、第2軸受28が取り付けられている。既述の減
速機出力軸16は、第2軸受28に軸受けされている。
減速機出力軸16は、その端に出力軸として鍔29を備
えている。FIG. 4 shows the details of the friction drive speed reducer 9. A first bearing 26 is attached to an end face 25 of a main body casing 24 of the friction drive reduction gear 9. The reduction gear input shaft 12 described above is rotatably supported by the first bearing 26. A friction roller 27 extends in the axial direction and is coaxially connected to the front end of the speed reducer input shaft 12. A second bearing 28 is attached to a front portion of the friction drive reducer 9. The reduction gear output shaft 16 described above is supported by a second bearing 28.
The output shaft 16 of the reduction gear is provided with a flange 29 at its end as an output shaft.
【0018】鍔29に、3つの遊星腕31が取り付けら
れている。3つの遊星腕31は、1円周上に等角度間隔
で配置され、それらの軸方向は減速機入力軸12と減速
機出力軸16が共有する軸心線Lに平行である。3つの
遊星腕31に、それぞれに3つの遊星ローラ32が遊星
腕31と同軸に結合している。1つの遊星ローラ32と
1つの遊星腕31との間には、遊星軸受33が介設され
ている。Three planet arms 31 are attached to the collar 29. The three planetary arms 31 are arranged at equal angular intervals on one circumference, and their axial directions are parallel to the axis L shared by the reduction gear input shaft 12 and the reduction gear output shaft 16. Three planetary rollers 32 are respectively connected to the three planetary arms 31 coaxially with the planetary arms 31. A planet bearing 33 is interposed between one planetary roller 32 and one planetary arm 31.
【0019】3つの遊星ローラ32は、それぞれに1体
の摩擦ローラ27に摩擦接触している。3つの遊星ロー
ラ32は、外周側に配置される案内用ローラ34の内周
面に内接して転動する。3つの遊星ローラ32は、遊星
腕31と鍔29を介して減速機出力軸16に回転方向に
同体に連結している。Each of the three planetary rollers 32 is in frictional contact with one friction roller 27. The three planetary rollers 32 roll in contact with the inner peripheral surface of the guide roller 34 disposed on the outer peripheral side. The three planetary rollers 32 are integrally connected to the speed reducer output shaft 16 in the rotational direction via the planetary arms 31 and the flange 29.
【0020】サーボモータ8が始動して出力軸11が回
転し、カップリング13を介して減速機入力軸12が回
転駆動される。減速機入力軸12に同体である摩擦ロー
ラ27が回転する。回転する摩擦ローラ27に摩擦接触
する3体の遊星ローラ32は、同期して遊星軸受33の
まわりで自転する。When the servo motor 8 is started, the output shaft 11 rotates, and the reduction gear input shaft 12 is rotationally driven via the coupling 13. The friction roller 27 which is the same as the reduction gear input shaft 12 rotates. The three planetary rollers 32 in frictional contact with the rotating friction roller 27 rotate around the planetary bearing 33 in synchronization.
【0021】案内用ローラ34に内接し接触して自転す
る遊星ローラ32は、遊星ローラ32の内周面で摩擦接
触してその面上で転動して軸心線のまわりで公転する。
遊星ローラ32の軸である遊星腕31は、同体に鍔29
を回転させる。減速機入力軸12と遊星ローラ32との
間で減速が行われ、遊星ローラ32の自転周期とその公
転周期との間でも減速が行われ、鍔29の回転速度は減
速機入力軸12の回転速度に比べて極低速化が行われ
る。The planetary roller 32 which rotates in contact with and comes into contact with the guide roller 34 is brought into frictional contact with the inner peripheral surface of the planetary roller 32 and rolls on that surface to revolve around the axis.
The planetary arm 31 which is the axis of the planetary roller 32 has a collar 29
To rotate. The speed is reduced between the speed reducer input shaft 12 and the planetary roller 32, the speed is also reduced between the rotation period of the planetary roller 32 and its revolution period, and the rotation speed of the flange 29 is reduced by the rotation of the speed reducer input shaft 12. An extremely low speed is performed compared to the speed.
【0022】減速機入力軸12と鍔29との間に減速歯
車が介設されていないので、減速機入力軸12と鍔29
との間でバックラッシュが生じることはない。摩擦駆動
減速機9の回転は、そのまま減速機出力軸16、入力側
端部17とを介して送りねじ14に直接に伝達される。
送りねじ14とスライドユニット3との間の動力伝達
は、ナット19を介して行われる。送りねじ14として
ボールスクリューなどが使用され、送りねじ14とスラ
イドユニット3との間のバックラッシュは希望する精度
の範囲内にそれらの間に生じるバックラッシュの大きさ
を納めることができる。高速回転する減速機入力軸12
までの駆動系、即ち、サーボモータ8から減速機入力軸
12までの駆動系は高速回転系であるので、送りねじ1
4とサーボモータ8との間でも、サーボモータ8と減速
機入力軸12の間でも、スティックスリップは生じな
い。Since no reduction gear is provided between the reduction gear input shaft 12 and the flange 29, the reduction gear input shaft 12 and the collar 29 are not provided.
There is no backlash between them. The rotation of the friction drive reduction gear 9 is directly transmitted to the feed screw 14 via the reduction gear output shaft 16 and the input side end 17 as it is.
Power transmission between the feed screw 14 and the slide unit 3 is performed via a nut 19. A ball screw or the like is used as the feed screw 14, and the backlash between the feed screw 14 and the slide unit 3 can accommodate the size of the backlash generated between them within a range of desired accuracy. High speed rotating reducer input shaft 12
, Ie, the drive system from the servo motor 8 to the speed reducer input shaft 12 is a high-speed rotation system.
No stick-slip occurs between the servomotor 8 and the servomotor 8 or between the servomotor 8 and the speed reducer input shaft 12.
【0023】1mm/min以下の送り速度で、送り単
位(分解能)が0.1mm以下の直線運動をスライドユ
ニット3に行わせる場合にも、このような駆動力の伝達
系では、下記問題点が解消されている。 (1)極低速送りのため、サーボモータ8の回転が低速
になり、安定した回転が得られず、速度変動が発生す
る。 (2)微細な位置検出スケールを用いて直接フィードバ
ックを行うと、スケール周囲の外乱(例示:空気の流
れ、密度変化、振動)により、検出信号が不安定にな
る。 (3)直線運動の摩擦力、加工力がナットを介して送り
ねじに伝わり、最終的にはサーボモータの負荷トルクに
なり、摩擦力、加工力の発生点からサーボモータまでの
剛性(硬さ)と反比例する弾性変形が発生する。 (4)摩擦力については、静止状態の摩擦係数が運動時
の摩擦係数より大きい場合、既述の弾性変形によるエネ
ルギー蓄積と運動開始によるエネルギー開放とが交互に
起こり、スティックスリップという間欠運動が生じる。Even when the slide unit 3 is caused to perform a linear motion with a feed unit (resolution) of 0.1 mm or less at a feed speed of 1 mm / min or less, such a driving force transmission system has the following problems. Has been resolved. (1) Due to the extremely low speed feed, the rotation of the servo motor 8 becomes low speed, stable rotation cannot be obtained, and speed fluctuation occurs. (2) When direct feedback is performed using a fine position detection scale, a detection signal becomes unstable due to disturbance (e.g., air flow, density change, and vibration) around the scale. (3) The frictional force and machining force of the linear motion are transmitted to the feed screw via the nut, and finally become the load torque of the servomotor, and the rigidity (hardness) from the point where the frictional force and machining force is generated to the servomotor ) And elastic deformation is generated which is inversely proportional to the above. (4) Regarding the frictional force, when the friction coefficient in the stationary state is larger than the friction coefficient during the movement, the energy storage due to the elastic deformation and the energy release due to the start of the movement occur alternately, and an intermittent movement called stick-slip occurs. .
【0024】このような問題点を解消する本発明による
高分解能位置決め送り装置は、大減速比(1/100レ
ベル)のバックラッシュ零(実質的零)の摩擦駆動減速
機をサーボモータと送りねじの間に入れ、回転方向にバ
ックラッシュがないカップリングで結合することによ
り、既述の問題点を解決しおり、下記のような物理的効
果を持つ。The high-resolution positioning feeder according to the present invention which solves such a problem has a friction reduction gear having a large reduction ratio (1/100 level) and a zero backlash (substantially zero) and a servo motor and a feed screw. The above-mentioned problem is solved by inserting the coupling into the gap between them and having no backlash in the rotation direction, and has the following physical effects.
【0025】(1)極低速送りでも、サーボモータの回
転を大幅に高めることができ、送り速度との変動割合を
少なくして、安定した連続送りが可能になった(減速比
の逆数の回転数速度)。 (2)位置検出スケールによる直接フィードバックを行
わなくても、連続した極低速送りが可能になったことに
より、外乱に強い制御系の位置決め装置が実現してい
る。 (3)大減速比の減速機を隔てて、摩擦力、加工力は送
りねじとナットとの間の剛性に支配されるようになるか
ら、弾性変形量は大幅に少なくなる。 (4)弾性変形量が少なくなれば、スティックスリップ
量が少なくなり、位置決め分解能の微細化が可能にな
る。(1) Even at extremely low-speed feed, the rotation of the servomotor can be greatly increased, the rate of change with the feed speed is reduced, and stable continuous feed is possible (rotation at the reciprocal of the reduction ratio). Several speeds). (2) Continuous extremely low-speed feed is possible without direct feedback by the position detection scale, thereby realizing a control system positioning device that is resistant to disturbance. (3) Since the frictional force and the working force are controlled by the rigidity between the feed screw and the nut across the speed reducer having the large reduction ratio, the amount of elastic deformation is significantly reduced. (4) If the amount of elastic deformation is small, the amount of stick-slip is small, and it is possible to make the positioning resolution fine.
【0026】図5は、スティックスリップがある場合の
位置誤差と分解能を示し、図6はスティックスリップが
ない場合の位置誤差と分解能を示している。図5と図6
で、縦軸はテーブルの移動量を示す、横軸はコンピュー
タ又はコントローラによる移動位置の指令値を示してい
る。図5で、細線は指令値に対応して期待される移動量
を示し、太線はその指令値に対する実際の移動量を示
す。FIG. 5 shows the position error and the resolution when there is no stick-slip, and FIG. 6 shows the position error and the resolution when there is no stick-slip. 5 and 6
The vertical axis indicates the moving amount of the table, and the horizontal axis indicates the command value of the moving position by the computer or the controller. In FIG. 5, a thin line indicates an expected movement amount corresponding to the command value, and a thick line indicates an actual movement amount for the command value.
【0027】公知装置によれば、図5に示されるよう
に、その分解能は期待される分解能の3〜4倍の分解能
が実際には得られてしまう。これに対して、本発明によ
る実施の形態によれば、指令値に完全に応答し、期待さ
れる分解能の通りの分解能が得られている。According to the known device, as shown in FIG. 5, the resolution is actually three to four times the expected resolution. On the other hand, according to the embodiment of the present invention, a resolution which is completely responsive to the command value and which is as expected is obtained.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明による高分解能位置決め送り装置
及び工作機械は、低速時にもバックラッシュがない位置
決めが可能であり、設計通りの分解能が得られる。この
ようなことが、非常に簡素な機構により実現する。The high-resolution positioning feeder and machine tool according to the present invention can perform positioning without backlash even at a low speed, and can achieve the designed resolution. This is achieved by a very simple mechanism.
【図1】図1は、本発明による高分解能位置決め送り装
置の実施の形態を示す正面図である。FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a high-resolution positioning / feeding device according to the present invention.
【図2】図2は、図1の一部の正面断面図である。FIG. 2 is a front sectional view of a part of FIG. 1;
【図3】図3は、図2のIII−III線における側面
断面である。FIG. 3 is a side sectional view taken along line III-III in FIG. 2;
【図4】図4は、図2の減速機の部分の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a part of the speed reducer of FIG. 2;
【図5】図5は、公知装置の分解能のデータを示すグラ
フである。FIG. 5 is a graph showing resolution data of a known device.
【図6】図6は、本発明による分解能のデータを示すグ
ラフである。FIG. 6 is a graph showing resolution data according to the present invention.
【図7】図7は、公知装置を示す正面図である。FIG. 7 is a front view showing a known device.
【図8】図8は、その公知装置の制御系を示す回路ブロ
ック図である。FIG. 8 is a circuit block diagram showing a control system of the known device.
【図9】図9は、他の公知装置を示す射軸投影図であ
る。FIG. 9 is an axial projection view showing another known device.
3…制御対象体 8…モータ 9…減速機 12…入力軸 14,19…伝達機構 14…送りねじ 16…出力軸 19…ナット 27…第1ローラ 29…回転体 32…遊星ローラ 34…第2ローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Control object 8 ... Motor 9 ... Reduction gear 12 ... Input shaft 14, 19 ... Transmission mechanism 14 ... Feed screw 16 ... Output shaft 19 ... Nut 27 ... 1st roller 29 ... Rotating body 32 ... Planetary roller 34 ... 2nd roller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 善仁 滋賀県栗太郡栗東町六地蔵130番地 三菱 重工業株式会社京都精機製作所内 (72)発明者 高崎 朗 滋賀県栗太郡栗東町六地蔵130番地 三菱 重工業株式会社京都精機製作所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yoshihito Fujita 130 Rokujizo, Ritsuto-cho, Kurita-gun, Shiga Prefecture Inside the Kyoto Seiki Seisakusho, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Kyoto Seiki Manufacturing Co., Ltd.
Claims (8)
と、 前記伝達機構と前記モータの間に介設される減速機とを
含み、 前記減速機にはバックラッシュが実質的にない高分解能
位置決め送り装置。A motor whose rotation angle position is numerically controlled; a control object driven by the motor; a transmission mechanism interposed between the control object and the motor; And a speed reducer interposed between the motors, wherein the speed reducer has substantially no backlash.
力伝達機構である高分解能位置決め送り装置。2. The high-resolution positioning feeder according to claim 1, wherein the speed reducer having substantially no backlash is a friction type power transmission mechanism.
形成されている高分解能位置決め送り装置。3. The high-resolution positioning feeder according to claim 2, wherein the friction type power transmission mechanism is formed by a plurality of rollers that transmit friction.
とを備え、 前記遊星ローラ機構は、 前記入力軸に軸結合する第1ローラと、 前記出力軸に軸結合する回転体と、 前記第1ローラに摩擦結合する遊星ローラと、 前記遊星ローラに摩擦結合する内周面を有する第2ロー
ラとを含む高分解能位置決め送り装置。4. The planetary roller according to claim 2, wherein the friction type power transmission mechanism includes an input shaft, an output shaft, and a planetary roller mechanism interposed between the input shaft and the output shaft. The mechanism has a first roller axially coupled to the input shaft, a rotating body axially coupled to the output shaft, a planetary roller frictionally coupled to the first roller, and an inner peripheral surface frictionally coupled to the planetary roller. A high-resolution positioning feeder including a second roller.
しない高分解能位置決め送り装置。5. The high-resolution positioning / feeding device according to claim 4, wherein a control scale for detecting the position of the control object does not exist.
り大きい高分解能位置決め送り装置。6. The high-resolution positioning / feeding device according to claim 5, wherein the speed reduction ratio of the speed reducer is 1: N, where N is greater than 100.
れる1請求項に記載される高分解能位置決め送り装置が
繰り込まれた工作機械。7. A machine tool into which the high-resolution positioning feeder according to claim 1, which is selected from claims 1, 2, 3, 4, 5, and 6, is incorporated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31158899A JP2001129741A (en) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | High resolving power positioning feeder and machine tool |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31158899A JP2001129741A (en) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | High resolving power positioning feeder and machine tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001129741A true JP2001129741A (en) | 2001-05-15 |
Family
ID=18019058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31158899A Withdrawn JP2001129741A (en) | 1999-11-01 | 1999-11-01 | High resolving power positioning feeder and machine tool |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001129741A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015037139A1 (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-19 | 株式会社牧野フライス製作所 | Feed rod device of machine tool |
KR102179809B1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-11-17 | 주식회사 이음 | Linear Robot |
-
1999
- 1999-11-01 JP JP31158899A patent/JP2001129741A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015037139A1 (en) * | 2013-09-13 | 2015-03-19 | 株式会社牧野フライス製作所 | Feed rod device of machine tool |
JPWO2015037139A1 (en) * | 2013-09-13 | 2017-03-02 | 株式会社牧野フライス製作所 | Machine tool feed shaft device |
KR102179809B1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-11-17 | 주식회사 이음 | Linear Robot |
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