JPH10286737A - 工作機械に於けるハイブリッド送り駆動方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械のコラムベッドなど大質量直線移動
物の送り駆動で、大出力を要せずに移動の高速化と、位
置決め精度の向上を図る。 【解決手段】 ボ−ルネジ６とサ−ボモ−タとの組合せ
による送り駆動系と、リニアモ−タ７による送り駆動系
とを併用する。とくに加減速時にボ−ルネジ６とサ−ボ
モ−タとの組合せの送り駆動系に、リニアモ−タの送り
駆動系の推力を加えるなど、両送り駆動系を併用するこ
とにより、ボ−ルネジの径を小に、回転数を大にでき
る。その結果、大質量移動物の移動の高速化、安定化、
高精度の位置決め、加工精度の向上が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マシニングセン
タ、旋盤、フライス盤などの工作機械に於いて、コラ
ム、テ−ブルなどの大質量直線移動物の送り駆動方式に
関する。

【０００２】

【従来の技術】工作機械の大質量直線移動物、例えばコ
ラムベッドの上を移動するコラム、テ−ブルベッドの上
を移動するテ−ブルを駆動するには、ボ−ルネジとサ−
ボモ−タとの組合せによる送り駆動系、又はラックピニ
オンとサ−ボモ−タとの組合せによる送り駆動系が一般
に用いられていた。

【０００３】ボ−ルネジとサ−ボモ−タとを用いた送り
駆動系では、ボ−ルネジの径と回転数との関係に制限が
あり、コラムなどの大質量移動物への駆動には大径のボ
−ルネジが必要となるが、回転数の制限により速い移動
速度が得られなかった。これはボ−ルネジのボ−ルの耐
久性や発熱の問題が発生するためである。

【０００４】又、ボ−ルネジのネジリ−ドを大きくし
て、速い移動速度を得るという方策もあるが、この場合
は駆動用サ−ボモ−タの出力を大きくしなければなら
ず、経済的でないということと、ネジリ−ドが大きいた
め位置決め精度が悪くなる傾向があるという欠点があっ
た。

【０００５】別の方策として、大質量移動物への送り駆
動にボ−ルネジとサ−ボモ−タとの組合せによる送り駆
動系を２系統設置して同期運転する方法があるが、この
場合ボ−ルネジの弾性変形により、加減速時及び移動方
向反転時に追従遅れが生じるという欠点があった。

【０００６】一方、ラックピニオンとサ−ボモ−タとの
組合せを用いた送り駆動系も、駆動用サ−ボモ−タの出
力が大きくなければ駆動できない、位置決め精度がボ−
ルネジとサ−ボモ−タとの組合せに比べて劣るという欠
点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、従来の工作機械に於ける大質量直線移動
物の送り駆動方式の欠点を改良して、大出力を要せずし
て大質量移動の高速化を実現し、かつ位置決め精度をよ
くすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の特徴は、大質
量直線移動物の送り駆動方式で、ボ−ルネジとサ−ボモ
−タとの組合せによる送り駆動系と、リニアモ−タによ
る送り駆動系とを併用したことにある。

【０００９】

【発明の実施の形態】まず図１により、この発明に係る
送り駆動方式を採用したマシニングセンタの要部につい
て説明すると、１は大質量移動物であるコラム、２はコ
ラムベッドで、コラムベッド２の底部の左右両端部には
ガイドウエイ３が固定され、コラム１はロ−ラパック４
を介してコラムベッド２に直線移動自在に跨座してい
る。５はガイドウエイ３の押さえ金具である。

【００１０】６はボ−ルネジで、図示しないサ−ボモ−
タの駆動によりコラム１を移動させる。７は一対のリニ
アモ−タであって、ボ−ルネジ６の左右に、ボ−ルネジ
６から等距離で設置されており、互いの吸引力をキャン
セルする。なお、８ａは固定側取付プレ−トで、コラム
ベッド２の上面に固定されて、リニアモ−タ７の１次側
７ａを固定する。又、８ｂは移動側取付プレ−トで、コ
ラム１の底面に固定されており、リニアモ−タ７の二次
側７ｂを固定する。

【００１１】９はスケ−ルであって、コラムベッド２の
一方の側面上部に固定され、このスケ−ル９と対向し
て、コラム１の位置検出器１０が、検出器取付プレ−ト
１１を介してコラム１の底面に固定されている。

【００１２】このようなハイブリッドの送り駆動方式
で、送り駆動系の駆動に際し、とくに最もトルクを必要
とする加減速時には、ボ−ルネジ６とサ−ボモ−タとの
組合せによる駆動系に、リニアモ−タ７による送り駆動
系の推力を加えてボ−ルネジ６にかかるトルクを小さく
する。

【００１３】さらに、加速後もサ−ボモ−タの負荷を監
視し、或る一定以上の負荷がサ−ボモ−タにかかると、
リニアモ−タ７による駆動方式を併用することによっ
て、安定した送り速度が得られ、加工精度の向上が図ら
れる。

【００１４】そして、このハイブリッド送り駆動方式に
より、ボ−ルネジ６の径を小さくして大きな回転数が得
られ、コラム１やテ−ブルなどの大質量の移動に際し加
減速を大きくすることが可能にする。

【００１５】この発明のハイブリッド送り駆動方式で
は、フィ−ドバックはクロ−ズドル−プ制御方式を用い
る。クロ−ズドル−プ制御方式のスケ−ルフィ−ドバッ
クは、ボ−ルネジ６とサ−ボモ−タとの組合せによる駆
動系、及びリニアモ−タ７による駆動系双方のフィ−ド
バックを兼ねて用い、高精度の位置決めを可能としてい
る。

【００１６】なお、二つのリニアモ−タ７による駆動系
の採用により、移動物、即ちこの場合コラム１の停止時
の静粛性、安定性が保たれる。

【００１７】

【発明の効果】ハイブリッド送り駆動方式を採用するこ
とにより、大質量移動物の加減速を大きくできる。又、
ボ−ルネジの径を小さくして回転速度を大きくできるの
で、大質量移動物の移動速度が大となり、高精度の位置
決めが可能になる。さらに、送り速度が安定するため、
加工精度の向上が図られる。

【００１８】二つのリニアモ−タを吸引力をキャンセル
するよう設置することにより、大質量移動物の停止時の
静粛性、安定性を保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】正面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の大質量直線移動物の送り駆動
   方式に関するもので、ボ−ルネジとサ−ボモ−タとの組
   合せによる送り駆動系と、リニアモ−タによる送り駆動
   系とを併用したことを特徴とする工作機械に於けるハイ
   プリッド送り駆動方式。
2. 【請求項２】 リニアモ−タは、互いに吸引力をキャン
   セルするよう二つが設けられる請求項１の工作機械に於
   けるハイブリッド送り駆動方式。