JPH1086027A - 送りねじの駆動方法および装置 - Google Patents
送りねじの駆動方法および装置Info
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- JPH1086027A JPH1086027A JP24366396A JP24366396A JPH1086027A JP H1086027 A JPH1086027 A JP H1086027A JP 24366396 A JP24366396 A JP 24366396A JP 24366396 A JP24366396 A JP 24366396A JP H1086027 A JPH1086027 A JP H1086027A
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- servo
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 工作機械等において、送りねじ自体の剛性を
増加さることなく、送りねじ駆動系のばね定数を大きく
し、送りねじ駆動のサーボ性能を向上せしめる送りねじ
の駆動方法を提供すること。 【解決手段】 ボールねじ等による送りねじ１を軸受部
材３によって両端支持し、送りねじ１の両端に各々サー
ボモータ１１、１３を駆動連結し、この両サーボモータ
１１、１３を相互に同期駆動して送りねじ１を両端駆動
する。
増加さることなく、送りねじ駆動系のばね定数を大きく
し、送りねじ駆動のサーボ性能を向上せしめる送りねじ
の駆動方法を提供すること。 【解決手段】 ボールねじ等による送りねじ１を軸受部
材３によって両端支持し、送りねじ１の両端に各々サー
ボモータ１１、１３を駆動連結し、この両サーボモータ
１１、１３を相互に同期駆動して送りねじ１を両端駆動
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、送りねじの駆動
方法および装置に関し、特に工作機械等において軸送り
に使用される送りねじの駆動方法および装置に関するも
のである。
方法および装置に関し、特に工作機械等において軸送り
に使用される送りねじの駆動方法および装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来一般に、工作機械のテーブル、サド
ル、工具台等の移動体を軸駆動するボールねじ等による
送りねじは、送りねじの一端（軸端）に接続された一つ
のサーボモータにより回転駆動され、送りねじの回転に
より送りナットを接続されている移動体を送りねじの軸
線方向に軸移動させる。
ル、工具台等の移動体を軸駆動するボールねじ等による
送りねじは、送りねじの一端（軸端）に接続された一つ
のサーボモータにより回転駆動され、送りねじの回転に
より送りナットを接続されている移動体を送りねじの軸
線方向に軸移動させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】送りねじが一方の軸端
に接続されたサーボモータにより駆動される場合、移動
体がサーボモータ側より遠ざかるに従ってサーボモータ
側の軸端と送りナットとの間の送りねじの軸長（スパ
ン）が長くなり、送りねじ（ばね）と送りナットおよび
移動体（質量）とがなす振動系のばね定数が低下する。
に接続されたサーボモータにより駆動される場合、移動
体がサーボモータ側より遠ざかるに従ってサーボモータ
側の軸端と送りナットとの間の送りねじの軸長（スパ
ン）が長くなり、送りねじ（ばね）と送りナットおよび
移動体（質量）とがなす振動系のばね定数が低下する。
【０００４】この振動系、換言すれば、送りねじ駆動系
のばね定数は、移動体がサーボモータ側から最遠の位置
に位置した状態の時に最低になり、このばね定数によっ
て決まるサーボ系の共振周波数により、送りねじ駆動サ
ーボ系の位置ループゲインの設定が制約されるから、位
置ループゲインの設定の自由度を向上させるためには、
送りねじの剛性を増加させるなどして、前記振動系のば
ね定数を大きくする必要がある。
のばね定数は、移動体がサーボモータ側から最遠の位置
に位置した状態の時に最低になり、このばね定数によっ
て決まるサーボ系の共振周波数により、送りねじ駆動サ
ーボ系の位置ループゲインの設定が制約されるから、位
置ループゲインの設定の自由度を向上させるためには、
送りねじの剛性を増加させるなどして、前記振動系のば
ね定数を大きくする必要がある。
【０００５】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、送りねじ自体の剛性を増加させる
ことなく、送りねじ駆動系のばね定数を大きくし、送り
ねじ駆動のサーボ性能を向上せしめる送りねじの駆動方
法および装置を提供することを目的としている。
なされたものであり、送りねじ自体の剛性を増加させる
ことなく、送りねじ駆動系のばね定数を大きくし、送り
ねじ駆動のサーボ性能を向上せしめる送りねじの駆動方
法および装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１による送りねじの駆動方法は、送りねじ
を両端支持し、送りねじの両端に各々サーボモータを駆
動連結して当該両サーボモータを相互に同期駆動するも
のである。
めに、請求項１による送りねじの駆動方法は、送りねじ
を両端支持し、送りねじの両端に各々サーボモータを駆
動連結して当該両サーボモータを相互に同期駆動するも
のである。
【０００７】この発明による送りねじの駆動方法では、
送りねじが両軸端より駆動されることで、送りねじ駆動
系のばね定数は、送りねじのねじ係合している送りナッ
トおよび移動体が送りねじの軸線方向中央位置に位置し
た状態の時に最低になり、片側駆動の場合に比して送り
ねじ駆動サーボ系の共振周波数がおおよそ２倍になる。
送りねじが両軸端より駆動されることで、送りねじ駆動
系のばね定数は、送りねじのねじ係合している送りナッ
トおよび移動体が送りねじの軸線方向中央位置に位置し
た状態の時に最低になり、片側駆動の場合に比して送り
ねじ駆動サーボ系の共振周波数がおおよそ２倍になる。
【０００８】請求項２による送りねじの駆動方法は、請
求項１に記載の送りねじの駆動方法において、前記両サ
ーボモータの各々の位置を各サーボモータに接続された
位置検出器により個別に検出し、その各サーボモータの
位置検出器が出力する位置情報によって各サーボモータ
で個別の位置フィードバック補正を行うものである。
求項１に記載の送りねじの駆動方法において、前記両サ
ーボモータの各々の位置を各サーボモータに接続された
位置検出器により個別に検出し、その各サーボモータの
位置検出器が出力する位置情報によって各サーボモータ
で個別の位置フィードバック補正を行うものである。
【０００９】この発明による送りねじの駆動方法では、
各サーボモータで個別の位置ループによってセミクロー
ズド方式による位置フィードバック補正が行われる。
各サーボモータで個別の位置ループによってセミクロー
ズド方式による位置フィードバック補正が行われる。
【００１０】請求項３による送りねじの駆動方法は、請
求項１に記載の送りねじの駆動方法において、片方のサ
ーボモータの位置をその片方のサーボモータに接続され
た位置検出器により検出し、その位置検出器が出力する
位置情報によって前記両サーボモータの位置フィードバ
ック補正を行うものである。
求項１に記載の送りねじの駆動方法において、片方のサ
ーボモータの位置をその片方のサーボモータに接続され
た位置検出器により検出し、その位置検出器が出力する
位置情報によって前記両サーボモータの位置フィードバ
ック補正を行うものである。
【００１１】この発明による送りねじの駆動方法では、
両サーボモータの位置フィードバック補正が片方のサー
ボモータに接続された位置検出器により検出される位置
情報によってセミクローズド方式で行われる。
両サーボモータの位置フィードバック補正が片方のサー
ボモータに接続された位置検出器により検出される位置
情報によってセミクローズド方式で行われる。
【００１２】請求項４による送りねじの駆動方法は、請
求項１に記載の送りねじの駆動方法において、送りねじ
により送り駆動される移動体の移動位置を位置検出器に
より検出し、その位置検出器が出力する位置情報によっ
て前記両サーボモータの位置フィードバック補正を行う
ものである。
求項１に記載の送りねじの駆動方法において、送りねじ
により送り駆動される移動体の移動位置を位置検出器に
より検出し、その位置検出器が出力する位置情報によっ
て前記両サーボモータの位置フィードバック補正を行う
ものである。
【００１３】この発明による送りねじの駆動方法では、
両サーボモータの位置フィードバック補正が、位置検出
器により検出される移動体の位置情報によってフルクロ
ーズド方式で行われる。
両サーボモータの位置フィードバック補正が、位置検出
器により検出される移動体の位置情報によってフルクロ
ーズド方式で行われる。
【００１４】請求項５による送りねじの駆動装置は、両
端支持の送りねじの両端に各々サーボモータが駆動連結
され、当該両サーボモータを相互に同期駆動するもので
ある。
端支持の送りねじの両端に各々サーボモータが駆動連結
され、当該両サーボモータを相互に同期駆動するもので
ある。
【００１５】この発明による送りねじの駆動装置では、
送りねじが両軸端より駆動されることで、送りねじ駆動
系のばね定数は、送りねじのねじ係合している送りナッ
トおよび移動体が送りねじの軸線方向中央位置に位置し
た状態の時に最低になり、片側駆動の場合に比して送り
ねじ駆動サーボ系の共振周波数がおおよそ２倍になる。
送りねじが両軸端より駆動されることで、送りねじ駆動
系のばね定数は、送りねじのねじ係合している送りナッ
トおよび移動体が送りねじの軸線方向中央位置に位置し
た状態の時に最低になり、片側駆動の場合に比して送り
ねじ駆動サーボ系の共振周波数がおおよそ２倍になる。
【００１６】請求項６による送りねじの駆動装置は、請
求項５に記載の送りねじの駆動装置において、前記両サ
ーボモータの各々に位置検出器が接続され、各サーボモ
ータの位置検出器が出力する位置情報によって各サーボ
モータで個別の位置フィードバック補正を行うものであ
る。
求項５に記載の送りねじの駆動装置において、前記両サ
ーボモータの各々に位置検出器が接続され、各サーボモ
ータの位置検出器が出力する位置情報によって各サーボ
モータで個別の位置フィードバック補正を行うものであ
る。
【００１７】この発明による送りねじの駆動装置では、
各サーボモータで個別の位置ループによってセミクロー
ズド方式による位置フィードバック補正が行われる。
各サーボモータで個別の位置ループによってセミクロー
ズド方式による位置フィードバック補正が行われる。
【００１８】請求項７による送りねじの駆動装置は、請
求項５に記載の送りねじの駆動装置において、片方のサ
ーボモータに位置検出器が接続され、その位置検出器が
出力する位置情報によって前記両サーボモータの位置フ
ィードバック補正を行うものである。
求項５に記載の送りねじの駆動装置において、片方のサ
ーボモータに位置検出器が接続され、その位置検出器が
出力する位置情報によって前記両サーボモータの位置フ
ィードバック補正を行うものである。
【００１９】この発明による送りねじの駆動装置では、
両サーボモータの位置フィードバック補正が片方のサー
ボモータに接続された位置検出器により検出される位置
情報によってセミクローズド方式で行われる。
両サーボモータの位置フィードバック補正が片方のサー
ボモータに接続された位置検出器により検出される位置
情報によってセミクローズド方式で行われる。
【００２０】請求項８による送りねじの駆動装置は、請
求項５に記載の送りねじの駆動装置において、送りねじ
により送り駆動される移動体の移動位置を検出する位置
検出器を有し、その位置検出器が出力する位置情報によ
って前記両サーボモータの位置フィードバック補正を行
うものである。
求項５に記載の送りねじの駆動装置において、送りねじ
により送り駆動される移動体の移動位置を検出する位置
検出器を有し、その位置検出器が出力する位置情報によ
って前記両サーボモータの位置フィードバック補正を行
うものである。
【００２１】この発明による送りねじの駆動装置では、
両サーボモータの位置フィードバック補正が、位置検出
器により検出される移動体の位置情報によってフルクロ
ーズド方式で行われる。
両サーボモータの位置フィードバック補正が、位置検出
器により検出される移動体の位置情報によってフルクロ
ーズド方式で行われる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面を用いて詳細に説明する。
面を用いて詳細に説明する。
【００２３】（実施の形態１）図１はこの発明による送
りねじの駆動装置の実施の形態１を示している。
りねじの駆動装置の実施の形態１を示している。
【００２４】軸状のボールねじ１は左右両軸端を各々軸
受部材３によってベッド等の基体５により回転可能に支
持されている。ボールねじ１にはボールナット７がねじ
係合しており、ボールナット７はテーブル等の移動体９
に連結されている。
受部材３によってベッド等の基体５により回転可能に支
持されている。ボールねじ１にはボールナット７がねじ
係合しており、ボールナット７はテーブル等の移動体９
に連結されている。
【００２５】移動体９は、ボールねじ１の回転によりボ
ールナット７と共にボールねじ１の軸線方向（図１にて
左右方向）に、図示を省略された案内部により案内され
つつ直線移動する。
ールナット７と共にボールねじ１の軸線方向（図１にて
左右方向）に、図示を省略された案内部により案内され
つつ直線移動する。
【００２６】ボールねじ１の左側の軸端には図示省略の
カップリング等により第１サーボモータ１１が、またボ
ールねじ１の右側の軸端には図示省略のカップリング等
により第２サーボモータ１３が各々駆動連結されてい
る。
カップリング等により第１サーボモータ１１が、またボ
ールねじ１の右側の軸端には図示省略のカップリング等
により第２サーボモータ１３が各々駆動連結されてい
る。
【００２７】第１サーボモータ１１と第２サーボモータ
１３にはＮＣ装置１９のサーボコントローラ１５、１７
が各々個別に接続されており、サーボコントローラ１
５、１７は指令発生部１９Ａが発生する指令に基づいて
第１サーボモータ１１と第２サーボモータ１３とを相互
に同期駆動する。
１３にはＮＣ装置１９のサーボコントローラ１５、１７
が各々個別に接続されており、サーボコントローラ１
５、１７は指令発生部１９Ａが発生する指令に基づいて
第１サーボモータ１１と第２サーボモータ１３とを相互
に同期駆動する。
【００２８】なお、第１サーボモータ１１と第２サーボ
モータ１３とは、向きを逆にして互いに対向するように
配置されているから、第２サーボモータ１３については
指令反転部１９Ｂによって方向を反転された指令が与え
られる。
モータ１３とは、向きを逆にして互いに対向するように
配置されているから、第２サーボモータ１３については
指令反転部１９Ｂによって方向を反転された指令が与え
られる。
【００２９】サーボコントローラ１５、１７は、位置ル
ープを有するものであり、各々、第１サーボモータ１
１、第２サーボモータ１３に位置検出器として接続され
たロータリエンコーダ２１、２３により検出される第１
サーボモータ１１、第２サーボモータ１３の位置（回転
角）情報と指令値とを比較する位置比較器１５ａ、１７
ａと、偏差カウンタ１５ｂ、１７ｂと、Ｄ／Ａ変換器１
５ｃ、１７ｃと、ロータリエンコーダ２１、２３が出力
する第１サーボモータ１１、第２サーボモータ１３の位
置信号を積分する積分回路１５ｅ、１７ｅと、積分回路
１５ｅ、１７ｅが出力する速度情報とＤ／Ａ変換器１５
ｃ、１７ｃが出力する速度情報とを比較する速度比較器
１５ｄ、１７ｄと、プリアンプ＆コンペンセータ１５
ｆ、１７ｆと、パワーアンプ１５ｇ、１７ｇとにより構
成されている。
ープを有するものであり、各々、第１サーボモータ１
１、第２サーボモータ１３に位置検出器として接続され
たロータリエンコーダ２１、２３により検出される第１
サーボモータ１１、第２サーボモータ１３の位置（回転
角）情報と指令値とを比較する位置比較器１５ａ、１７
ａと、偏差カウンタ１５ｂ、１７ｂと、Ｄ／Ａ変換器１
５ｃ、１７ｃと、ロータリエンコーダ２１、２３が出力
する第１サーボモータ１１、第２サーボモータ１３の位
置信号を積分する積分回路１５ｅ、１７ｅと、積分回路
１５ｅ、１７ｅが出力する速度情報とＤ／Ａ変換器１５
ｃ、１７ｃが出力する速度情報とを比較する速度比較器
１５ｄ、１７ｄと、プリアンプ＆コンペンセータ１５
ｆ、１７ｆと、パワーアンプ１５ｇ、１７ｇとにより構
成されている。
【００３０】なお、サーボコントローラ１５、１７は、
ＡＣサーボ構成であってもよく、また、上述のようなハ
ード構成によらず、ソフト構成であってもよい。
ＡＣサーボ構成であってもよく、また、上述のようなハ
ード構成によらず、ソフト構成であってもよい。
【００３１】ＮＣ装置１９の指令発生部１９Ａは、第１
サーボモータ１１と第２サーボモータ１３とを相互に同
期駆動するために、その双方に同一の指令値を同一タイ
ミングで与え、第１サーボモータ１１に関してはロータ
リエンコーダ２１が出力する位置情報によってセミクロ
ーズド方式で位置フィードバック補正を行い、第２サー
ボモータ１３に関してはロータリエンコーダ２３が出力
する位置情報によってセミクローズド方式で位置フィー
ドバック補正を行う。
サーボモータ１１と第２サーボモータ１３とを相互に同
期駆動するために、その双方に同一の指令値を同一タイ
ミングで与え、第１サーボモータ１１に関してはロータ
リエンコーダ２１が出力する位置情報によってセミクロ
ーズド方式で位置フィードバック補正を行い、第２サー
ボモータ１３に関してはロータリエンコーダ２３が出力
する位置情報によってセミクローズド方式で位置フィー
ドバック補正を行う。
【００３２】これにより、第１サーボモータ１１と第２
サーボモータ１３とが、同一指令値のもとに、個別の位
置ループで位置制御され、第１サーボモータ１１と第２
サーボモータ１３の誤差量が相互に異なっていても、こ
れらを各々個別に零にするめ方向へモータ制御するか
ら、実質的にボールねじ１に捻れを与えることなく、ボ
ールねじ１が第１サーボモータ１１と第２サーボモータ
１３により両端駆動されることになる。
サーボモータ１３とが、同一指令値のもとに、個別の位
置ループで位置制御され、第１サーボモータ１１と第２
サーボモータ１３の誤差量が相互に異なっていても、こ
れらを各々個別に零にするめ方向へモータ制御するか
ら、実質的にボールねじ１に捻れを与えることなく、ボ
ールねじ１が第１サーボモータ１１と第２サーボモータ
１３により両端駆動されることになる。
【００３３】ここで、送りねじ駆動系の共振振動特性に
ついて説明する。送りねじ駆動系の固有振動数ｆは、ｆ
＝（１／２π）・〓（Ｋ／Ｍ）で表される。ただし、Ｋ
はばね定数、Ｍは質量である。
ついて説明する。送りねじ駆動系の固有振動数ｆは、ｆ
＝（１／２π）・〓（Ｋ／Ｍ）で表される。ただし、Ｋ
はばね定数、Ｍは質量である。
【００３４】ボールねじ駆動による工作機械のサーボ系
（送りねじ駆動系）におけるばね定数Ｋは、通常、ボー
ルねじの圧縮剛性、ねじり剛性、支持剛性と、ボールね
じとボールナットとの接続剛性により決まり、ボールね
じ１の剛性が占める割合が大きい。
（送りねじ駆動系）におけるばね定数Ｋは、通常、ボー
ルねじの圧縮剛性、ねじり剛性、支持剛性と、ボールね
じとボールナットとの接続剛性により決まり、ボールね
じ１の剛性が占める割合が大きい。
【００３５】ボールねじの剛性は、その支持方法により
異なり、両端支持の場合には片側支持の場合に比して大
きく、またボールねじの支持部より軸線方向距離に応じ
て低下し、図２に例示されているように、両端支持の場
合の最低剛性値Ｋｐｗは片側支持の場合の最低剛性値Ｋ
ｐｓの４倍になる。
異なり、両端支持の場合には片側支持の場合に比して大
きく、またボールねじの支持部より軸線方向距離に応じ
て低下し、図２に例示されているように、両端支持の場
合の最低剛性値Ｋｐｗは片側支持の場合の最低剛性値Ｋ
ｐｓの４倍になる。
【００３６】上述の送りねじ駆動系の固有振動数ｆの関
係式により、両端支持・両端駆動の場合の送りねじ駆動
系の固有振動数ｆは片側駆動の場合のおおよそ２倍にな
る。
係式により、両端支持・両端駆動の場合の送りねじ駆動
系の固有振動数ｆは片側駆動の場合のおおよそ２倍にな
る。
【００３７】この固有振動数ｆは、工作機械のサーボ系
では、通常、２次共振周波数となり、このサーボ系の位
置ループゲインは、一般的に、その共振周波数に比例す
る関係がある。
では、通常、２次共振周波数となり、このサーボ系の位
置ループゲインは、一般的に、その共振周波数に比例す
る関係がある。
【００３８】従って、上述のように、ボールねじ１の両
軸端を各々、第１サーボモータ１１と第２サーボモータ
１３とで同期駆動することにより、サーボ系の共振周波
数を約２倍アップし、その結果として、サーボ系の位置
ループゲインを約２倍向上させることができ、高精度な
送りねじ駆動系を構築できるようになる。
軸端を各々、第１サーボモータ１１と第２サーボモータ
１３とで同期駆動することにより、サーボ系の共振周波
数を約２倍アップし、その結果として、サーボ系の位置
ループゲインを約２倍向上させることができ、高精度な
送りねじ駆動系を構築できるようになる。
【００３９】また、ハイリードボールねじを使用して、
高精度で、しかも高速な送りねじ駆動系を構築できるよ
うになる。
高精度で、しかも高速な送りねじ駆動系を構築できるよ
うになる。
【００４０】（実施の形態２）図３はこの発明による送
りねじの駆動装置の実施の形態２を示している。尚、図
３に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と
同一の符号を付けてその説明を省略する。
りねじの駆動装置の実施の形態２を示している。尚、図
３に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と
同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００４１】この実施の形態では、第１サーボモータ１
１にのみロータリエンコーダ２１が接続されている。
１にのみロータリエンコーダ２１が接続されている。
【００４２】ＮＣ装置１９は、第１サーボモータ１１と
第２サーボモータ１３とを相互に同期駆動するために、
その双方に同一の指令値を同一タイミングで与え、第１
サーボモータ１１と第２サーボモータ１３の両方につい
て、ロータリエンコーダ２１が出力する位置情報によっ
てセミクローズド方式で位置フィードバック補正を行
う。
第２サーボモータ１３とを相互に同期駆動するために、
その双方に同一の指令値を同一タイミングで与え、第１
サーボモータ１１と第２サーボモータ１３の両方につい
て、ロータリエンコーダ２１が出力する位置情報によっ
てセミクローズド方式で位置フィードバック補正を行
う。
【００４３】この実施の形態は、第１サーボモータ１１
と第２サーボモータ１３の誤差量に差異がないか、ある
いは極くわずかであると云う状態のものとに、ボールね
じ１が第１サーボモータ１１と第２サーボモータ１３に
より両端駆動される。
と第２サーボモータ１３の誤差量に差異がないか、ある
いは極くわずかであると云う状態のものとに、ボールね
じ１が第１サーボモータ１１と第２サーボモータ１３に
より両端駆動される。
【００４４】この実施の形態では、位置フィードバック
補正のためのロータリエンコーダが一つで済み、経済的
である。
補正のためのロータリエンコーダが一つで済み、経済的
である。
【００４５】なお、この実施の形態でも、ボールねじ１
は両軸端を各々、第１サーボモータ１１と第２サーボモ
ータ１３とで同期駆動することから、実施の形態１にお
ける場合と同様に、サーボ系の共振周波数を約２倍アッ
プし、その結果として、サーボ系の位置ループゲインを
約２倍向上させることができ、高精度な送りねじ駆動系
を構築できる。
は両軸端を各々、第１サーボモータ１１と第２サーボモ
ータ１３とで同期駆動することから、実施の形態１にお
ける場合と同様に、サーボ系の共振周波数を約２倍アッ
プし、その結果として、サーボ系の位置ループゲインを
約２倍向上させることができ、高精度な送りねじ駆動系
を構築できる。
【００４６】（実施の形態３）図４はこの発明による送
りねじの駆動装置の実施の形態３を示している。尚、図
４に於いても、図１に対応する部分は図１に付した符号
と同一の符号を付けてその説明を省略する。
りねじの駆動装置の実施の形態３を示している。尚、図
４に於いても、図１に対応する部分は図１に付した符号
と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００４７】この実施の形態では、移動体９の移動方向
に沿ってリニアスケール２５が基体側に固定配置され、
ボールナット７にスケールヘッド２７が取り付けられて
いる。スケールヘッド２７は、リニアスケール２５を読
み取ることで、移動体９の移動位置を検出し、移動体９
の位置情報をＮＣ装置１９に与える。
に沿ってリニアスケール２５が基体側に固定配置され、
ボールナット７にスケールヘッド２７が取り付けられて
いる。スケールヘッド２７は、リニアスケール２５を読
み取ることで、移動体９の移動位置を検出し、移動体９
の位置情報をＮＣ装置１９に与える。
【００４８】ＮＣ装置１９は、第１サーボモータ１１と
第２サーボモータ１３とを相互に同期駆動するために、
その双方に同一の指令値を同一タイミングで与え、第１
サーボモータ１１と第２サーボモータ１３の両方につい
て、スケールヘッド２３が出力する移動体９の位置情報
によってフルクローズド方式で位置フィードバック補正
を行う。
第２サーボモータ１３とを相互に同期駆動するために、
その双方に同一の指令値を同一タイミングで与え、第１
サーボモータ１１と第２サーボモータ１３の両方につい
て、スケールヘッド２３が出力する移動体９の位置情報
によってフルクローズド方式で位置フィードバック補正
を行う。
【００４９】この実施の形態では、フルクローズド方式
で両サーボモータ１１、１３の位置フィードバック補正
が行われるから、より高度な位置フィードバック制御精
度が得られる。
で両サーボモータ１１、１３の位置フィードバック補正
が行われるから、より高度な位置フィードバック制御精
度が得られる。
【００５０】なお、この実施の形態でも、ボールねじ１
は両軸端を各々、第１サーボモータ１１と第２サーボモ
ータ１３とで同期駆動することから、実施の形態１にお
ける場合と同様に、サーボ系の共振周波数を約２倍アッ
プし、その結果として、サーボ系の位置ループゲインを
約２倍向上させることができ、高精度な送りねじ駆動系
を構築できる。
は両軸端を各々、第１サーボモータ１１と第２サーボモ
ータ１３とで同期駆動することから、実施の形態１にお
ける場合と同様に、サーボ系の共振周波数を約２倍アッ
プし、その結果として、サーボ系の位置ループゲインを
約２倍向上させることができ、高精度な送りねじ駆動系
を構築できる。
【００５１】以上に於ては、この発明を特定の実施の形
態について詳細に説明したが、この発明は、これらに限
定されるものではなく、この発明の範囲内にて種々の実
施の形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。
態について詳細に説明したが、この発明は、これらに限
定されるものではなく、この発明の範囲内にて種々の実
施の形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。
【００５２】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項
１および５の送りねじの駆動方法および装置によれば、
送りねじが両軸端より駆動されることで、片側駆動の場
合に比して送りねじ駆動サーボ系の共振周波数がおおよ
そ２倍になるから、これに応じてサーボ系の位置ループ
ゲインを約２倍向上させることができ、高精度な送りね
じ駆動系を構築することができる。
１および５の送りねじの駆動方法および装置によれば、
送りねじが両軸端より駆動されることで、片側駆動の場
合に比して送りねじ駆動サーボ系の共振周波数がおおよ
そ２倍になるから、これに応じてサーボ系の位置ループ
ゲインを約２倍向上させることができ、高精度な送りね
じ駆動系を構築することができる。
【００５３】請求項２および６の送りねじの駆動方法お
よび装置によれば、各サーボモータで個別の位置ループ
によってセミクローズド方式による位置フィードバック
補正が行われるから、サーボモータの誤差量が相互に異
なっていても、これらを各々個別に零にするめ方向へモ
ータ制御するから、実質的に送りねじに捻れを与えるこ
となく、送りねじを適切に両端駆動することができる。
よび装置によれば、各サーボモータで個別の位置ループ
によってセミクローズド方式による位置フィードバック
補正が行われるから、サーボモータの誤差量が相互に異
なっていても、これらを各々個別に零にするめ方向へモ
ータ制御するから、実質的に送りねじに捻れを与えるこ
となく、送りねじを適切に両端駆動することができる。
【００５４】請求項３および７の送りねじの駆動方法お
よび装置によれば、両サーボモータの位置フィードバッ
ク補正が片方のサーボモータに接続されたロータリエン
コーダ等の位置検出器により検出される位置情報によっ
てセミクローズド方式で行われるから、位置フィードバ
ック補正のための位置検出器が一つで済み、経済的であ
ると云う効果が得られる。
よび装置によれば、両サーボモータの位置フィードバッ
ク補正が片方のサーボモータに接続されたロータリエン
コーダ等の位置検出器により検出される位置情報によっ
てセミクローズド方式で行われるから、位置フィードバ
ック補正のための位置検出器が一つで済み、経済的であ
ると云う効果が得られる。
【００５５】請求項４および８の送りねじの駆動方法お
よび装置によれば、両サーボモータの位置フィードバッ
ク補正が、リニアスケール・スケールヘッド等による位
置検出器により検出される移動体の位置情報によってフ
ルクローズド方式で行われるから、より高度な位置フィ
ードバック制御精度が得られ、高精度な位置制御が行わ
れ得るようになる。
よび装置によれば、両サーボモータの位置フィードバッ
ク補正が、リニアスケール・スケールヘッド等による位
置検出器により検出される移動体の位置情報によってフ
ルクローズド方式で行われるから、より高度な位置フィ
ードバック制御精度が得られ、高精度な位置制御が行わ
れ得るようになる。
【００５６】
【図１】この発明による送りねじの駆動装置の実施の形
態１を示す概略構成図である。
態１を示す概略構成図である。
【図２】工作機械の送りねじ装置におけるボールねじの
剛性特性を示すグラフである。
剛性特性を示すグラフである。
【図３】この発明による送りねじの駆動装置の実施の形
態２を示す概略構成図である。
態２を示す概略構成図である。
【図４】この発明による送りねじの駆動装置の実施の形
態３を示す概略構成図である。
態３を示す概略構成図である。
１ ボールねじ ３ 軸受部材 ５ 基体 ７ ボールナット ９ 移動体 １１ 第１サーボモータ １３ 第２サーボモータ １５、１７ サーボコントローラ １９ ＮＣ装置 ２１、２３ ロータリエンコーダ ２５ リニアスケール ２７ スケールヘッド
フロントページの続き (72)発明者 伊東 正頼 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内
Claims (8)
- 【請求項１】 送りねじを両端支持し、送りねじの両端
に各々サーボモータを駆動連結して当該両サーボモータ
を相互に同期駆動することを特徴とする送りねじの駆動
方法。 - 【請求項２】 前記両サーボモータの各々の位置を各サ
ーボモータに接続された位置検出器により個別に検出
し、その各サーボモータの位置検出器が出力する位置情
報によって各サーボモータで個別の位置フィードバック
補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の送りねじ
の駆動方法。 - 【請求項３】 片方のサーボモータの位置をその片方の
サーボモータに接続された位置検出器により検出し、そ
の位置検出器が出力する位置情報によって前記両サーボ
モータの位置フィードバック補正を行うことを特徴とす
る請求項１に記載の送りねじの駆動方法。 - 【請求項４】 送りねじにより送り駆動される移動体の
移動位置を位置検出器により検出し、その位置検出器が
出力する位置情報によって前記両サーボモータの位置フ
ィードバック補正を行うことを特徴とする請求項１に記
載の送りねじの駆動方法。 - 【請求項５】 両端支持の送りねじの両端に各々サーボ
モータが駆動連結され、当該両サーボモータを相互に同
期駆動することを特徴とする送りねじの駆動装置。 - 【請求項６】 前記両サーボモータの各々に位置検出器
が接続され、各サーボモータの位置検出器が出力する位
置情報によって各サーボモータで個別の位置フィードバ
ック補正を行うことを特徴とする請求項５に記載の送り
ねじの駆動装置。 - 【請求項７】 片方のサーボモータに位置検出器が接続
され、その位置検出器が出力する位置情報によって前記
両サーボモータの位置フィードバック補正を行うことを
特徴とする請求項５に記載の送りねじの駆動装置。 - 【請求項８】 送りねじにより送り駆動される移動体の
移動位置を検出する位置検出器を有し、その位置検出器
が出力する位置情報によって前記両サーボモータの位置
フィードバック補正を行うことを特徴とする請求項５に
記載の送りねじの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24366396A JPH1086027A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 送りねじの駆動方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24366396A JPH1086027A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 送りねじの駆動方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1086027A true JPH1086027A (ja) | 1998-04-07 |
Family
ID=17107161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24366396A Pending JPH1086027A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 送りねじの駆動方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1086027A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013104470A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 送りねじ駆動装置及びこれを用いる部品実装機 |
| CN108827360A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-16 | 芜湖韩大防伪科技有限公司 | 一种安全线证券纸的安全线精确测量装置 |
| IT201800005332A1 (it) * | 2018-05-14 | 2019-11-14 | Fresatrice a portale |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP24366396A patent/JPH1086027A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013104470A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | 送りねじ駆動装置及びこれを用いる部品実装機 |
| IT201800005332A1 (it) * | 2018-05-14 | 2019-11-14 | Fresatrice a portale | |
| WO2019220286A1 (en) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | Innse-Berardi S.P.A. Societa' Unipersonale | Gantry milling machine |
| CN108827360A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-16 | 芜湖韩大防伪科技有限公司 | 一种安全线证券纸的安全线精确测量装置 |
| CN108827360B (zh) * | 2018-06-27 | 2020-11-20 | 芜湖韩大防伪科技有限公司 | 一种安全线证券纸的安全线精确测量装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041119 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20041130 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050405 |