JPH04372324A - 送り装置 - Google Patents
送り装置Info
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- JPH04372324A JPH04372324A JP3149120A JP14912091A JPH04372324A JP H04372324 A JPH04372324 A JP H04372324A JP 3149120 A JP3149120 A JP 3149120A JP 14912091 A JP14912091 A JP 14912091A JP H04372324 A JPH04372324 A JP H04372324A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moving
- clamping
- voltage
- piezoelectric elements
- moving body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
- B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
- B23Q5/50—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding step-by-step
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、送り装置、特にアクチ
ュエータを利用して移動体を進退できるようにした送り
装置に関する。
ュエータを利用して移動体を進退できるようにした送り
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アクチュエータの電歪作用を利用
した送り装置としては、インチワーム方式の圧電式リニ
アアクチュエータが知られている。図８は、この種従来
の圧電式リニアアクチュエータの断面図である。図にお
いて、１は固定支持部材、２は可動支持部材であり、こ
の両支持部材１，２は所定間隔離して並設され、内側に
は締付ねじ３，４により締付けた軸受シリンダ５，６が
軸線を一致して取り付けられている。軸受シリンダ５，
６間には、シンプル７が進退移動可能に支持され、そし
て、それぞれの軸受シリンダ５，６に設けたクランプ用
のアクチュエータ８，９により、クランプおよびアンク
ランプされるようになっている。また、固定支持部材１
と可動支持部材２間は移動用アクチュエータ１０により
連結されている。
した送り装置としては、インチワーム方式の圧電式リニ
アアクチュエータが知られている。図８は、この種従来
の圧電式リニアアクチュエータの断面図である。図にお
いて、１は固定支持部材、２は可動支持部材であり、こ
の両支持部材１，２は所定間隔離して並設され、内側に
は締付ねじ３，４により締付けた軸受シリンダ５，６が
軸線を一致して取り付けられている。軸受シリンダ５，
６間には、シンプル７が進退移動可能に支持され、そし
て、それぞれの軸受シリンダ５，６に設けたクランプ用
のアクチュエータ８，９により、クランプおよびアンク
ランプされるようになっている。また、固定支持部材１
と可動支持部材２間は移動用アクチュエータ１０により
連結されている。
【０００３】このように構成された圧電式リニアアクチ
ュエータにおいて、クランプ用アクチュエータ８，９お
よび移動用アクチュエータ１０に図９に示す位相タイミ
ングで矩形波状の電圧を間欠的に印加すると、アクチュ
エータ８，９の伸縮によりシンプル７がクランプおよび
アンクランプされると同時に、アクチュエータ１０の伸
縮によりシンプル７が前進または後退方向に間欠的に移
動される。
ュエータにおいて、クランプ用アクチュエータ８，９お
よび移動用アクチュエータ１０に図９に示す位相タイミ
ングで矩形波状の電圧を間欠的に印加すると、アクチュ
エータ８，９の伸縮によりシンプル７がクランプおよび
アンクランプされると同時に、アクチュエータ１０の伸
縮によりシンプル７が前進または後退方向に間欠的に移
動される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の送り装置は、間欠移動するものであるため、
位置決め手段にしか利用できず、滑らかに動かす送り装
置、例えば工作機械の工具送り装置等には使用できない
という問題があった。本発明は、このような点に鑑みな
されたもので、滑らかな連続移動を可能にした圧電式の
送り装置を提供することを目的とする。
うな従来の送り装置は、間欠移動するものであるため、
位置決め手段にしか利用できず、滑らかに動かす送り装
置、例えば工作機械の工具送り装置等には使用できない
という問題があった。本発明は、このような点に鑑みな
されたもので、滑らかな連続移動を可能にした圧電式の
送り装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、移動体と、この移動体の両側に配設した複
数組の支持ブロックと、この各組の支持ブロックに弾性
変形部材を介して支持され前記移動体の側部に係合する
挟持部材と、前記各組の支持ブロックに装着され前記挟
持部材をクランプ変位させるクランプ用アクチュエータ
および前記挟持部材を前記移動体の移動方向に変位させ
る移動用アクチュエータと、前記各クランプ用アクチュ
エータおよび移動用アクチュエータを互いに位相をずら
して作動させる制御手段とから構成する。
に本発明は、移動体と、この移動体の両側に配設した複
数組の支持ブロックと、この各組の支持ブロックに弾性
変形部材を介して支持され前記移動体の側部に係合する
挟持部材と、前記各組の支持ブロックに装着され前記挟
持部材をクランプ変位させるクランプ用アクチュエータ
および前記挟持部材を前記移動体の移動方向に変位させ
る移動用アクチュエータと、前記各クランプ用アクチュ
エータおよび移動用アクチュエータを互いに位相をずら
して作動させる制御手段とから構成する。
【０００６】
【作用】制御手段から送出される位相角に応じた指令が
各組の支持ブロックにおけるクランプ用アクチュエータ
および移動用アクチュエータに供給される。その結果、
挟持部材は変位して移動体をクランプ及びアンクランプ
するとともに挟持部材を移動体の移動方向に変位するこ
とにより、移動体は滑らかに、かつ連続して移動される
。
各組の支持ブロックにおけるクランプ用アクチュエータ
および移動用アクチュエータに供給される。その結果、
挟持部材は変位して移動体をクランプ及びアンクランプ
するとともに挟持部材を移動体の移動方向に変位するこ
とにより、移動体は滑らかに、かつ連続して移動される
。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図７に基づ
いて説明する。図１は制御部を付加した全体の構成を示
す一部切り欠きの平面図、図２はその側面図、図３は支
持ブロックの一部を切り欠いた斜視図である。図１およ
び図２において、２０は基台であり、この基台２０上に
は、ばね鋼からなる３組の支持ブロック２１〜２６が基
台２０の左右方向に所定間隔離して並設され、各組の支
持ブロック２１と２２，支持ブロック２３と２４及び支
持ブロック２５と２６は、基台２０の前後方向に所定間
隔離して正対されている。
いて説明する。図１は制御部を付加した全体の構成を示
す一部切り欠きの平面図、図２はその側面図、図３は支
持ブロックの一部を切り欠いた斜視図である。図１およ
び図２において、２０は基台であり、この基台２０上に
は、ばね鋼からなる３組の支持ブロック２１〜２６が基
台２０の左右方向に所定間隔離して並設され、各組の支
持ブロック２１と２２，支持ブロック２３と２４及び支
持ブロック２５と２６は、基台２０の前後方向に所定間
隔離して正対されている。
【０００８】また、各組の支持ブロック２１〜２６は、
相対向する側面から同一の高さレベルで水平に突設した
移動体挟持部材２１ａ〜２６ａを有し、この各挟持部材
２１ａ〜２６ａは、図２および図３に示すようにワイヤ
カットなどによりそれぞれの支持ブロック２１〜２６に
形成した複数の弾性変形部材２７（各支持ブロックの弾
性変形部材構造は同一であるため同一符号を付して述べ
る）により前後左右に変位可能に支持されている。
相対向する側面から同一の高さレベルで水平に突設した
移動体挟持部材２１ａ〜２６ａを有し、この各挟持部材
２１ａ〜２６ａは、図２および図３に示すようにワイヤ
カットなどによりそれぞれの支持ブロック２１〜２６に
形成した複数の弾性変形部材２７（各支持ブロックの弾
性変形部材構造は同一であるため同一符号を付して述べ
る）により前後左右に変位可能に支持されている。
【０００９】このようにした前後方向の各挟持部材２１
ａ，２３ａ，２５ａと２２ａ，２４ａ，２６ａ間には移
動体２８の両側面がアリ溝形式で係合され左右方向にス
ライド可能に支持されている。また、移動体２８上には
工具２８ａが取り付けられている。各支持ブロック２１
〜２６内には、それぞれの挟持部材２１ａ〜２６ａを前
後方向、即ち移動体２８をクランプおよびアンクランプ
する方向に動作させるクランプ用アクチュエータである
圧電素子２９〜３４が設けられている。さらに各支持ブ
ロック２１〜２６内には、それぞれの挟持部材２１ａ〜
２６ａを左右方向、即ち移動体２８を進退させる方向に
動作させる移動用アクチュエータである圧電素子３５〜
４０が設けられている。
ａ，２３ａ，２５ａと２２ａ，２４ａ，２６ａ間には移
動体２８の両側面がアリ溝形式で係合され左右方向にス
ライド可能に支持されている。また、移動体２８上には
工具２８ａが取り付けられている。各支持ブロック２１
〜２６内には、それぞれの挟持部材２１ａ〜２６ａを前
後方向、即ち移動体２８をクランプおよびアンクランプ
する方向に動作させるクランプ用アクチュエータである
圧電素子２９〜３４が設けられている。さらに各支持ブ
ロック２１〜２６内には、それぞれの挟持部材２１ａ〜
２６ａを左右方向、即ち移動体２８を進退させる方向に
動作させる移動用アクチュエータである圧電素子３５〜
４０が設けられている。
【００１０】第１組目の支持ブロック２１，２２のクラ
ンプ用圧電素子２９，３０には増幅器を兼ねた第１のク
ランプ電圧発生回路４１が、移動用圧電素子３５，３６
には増幅器を兼ねた第１の移動電圧発生回路４４がそれ
ぞれ接続されている。第２組目の支持ブロック２３，２
４のクランプ用圧電素子３１，３２には増幅器を兼ねた
第２のクランプ電圧発生回路４２が、移動用圧電素子３
７，３８には増幅器を兼ねた第２の移動電圧発生回路４
５がそれぞれ接続されている。さらに、第３組目の支持
ブロック２５，２６のクランプ用圧電素子３３，３４に
は増幅器を兼ねた第３のクランプ電圧発生回路４３が、
移動用圧電素子３９，４０には増幅器を兼ねた第３の移
動電圧発生回路４６がそれぞれ接続されている。
ンプ用圧電素子２９，３０には増幅器を兼ねた第１のク
ランプ電圧発生回路４１が、移動用圧電素子３５，３６
には増幅器を兼ねた第１の移動電圧発生回路４４がそれ
ぞれ接続されている。第２組目の支持ブロック２３，２
４のクランプ用圧電素子３１，３２には増幅器を兼ねた
第２のクランプ電圧発生回路４２が、移動用圧電素子３
７，３８には増幅器を兼ねた第２の移動電圧発生回路４
５がそれぞれ接続されている。さらに、第３組目の支持
ブロック２５，２６のクランプ用圧電素子３３，３４に
は増幅器を兼ねた第３のクランプ電圧発生回路４３が、
移動用圧電素子３９，４０には増幅器を兼ねた第３の移
動電圧発生回路４６がそれぞれ接続されている。
【００１１】制御回路４７は、全体を管理し制御するも
ので、ＣＰＵから構成される。制御回路４７にはクラン
プ電圧発生回路４１〜４３および移動電圧発生回路４４
〜４６が接続されており、この制御回路４７から各クラ
ンプ電圧発生回路４１〜４３に位相角に応じたクランプ
電圧指令を与えることにより、それぞれのクランプ電圧
発生回路４１〜４３から所定位相差（例えば１２０°）
でクランプ電圧４１ａ〜４３ａを発生させ、さらに、制
御回路４７から各移動電圧発生回路４４〜４６に位相角
に応じた移動電圧指令を与えることにより、それぞれの
移動電圧発生回路４４〜４６からクランプ電圧４１ａ〜
４６ａに同期する移動電圧４４ａ〜４６ａを所定位相差
で発生させる。
ので、ＣＰＵから構成される。制御回路４７にはクラン
プ電圧発生回路４１〜４３および移動電圧発生回路４４
〜４６が接続されており、この制御回路４７から各クラ
ンプ電圧発生回路４１〜４３に位相角に応じたクランプ
電圧指令を与えることにより、それぞれのクランプ電圧
発生回路４１〜４３から所定位相差（例えば１２０°）
でクランプ電圧４１ａ〜４３ａを発生させ、さらに、制
御回路４７から各移動電圧発生回路４４〜４６に位相角
に応じた移動電圧指令を与えることにより、それぞれの
移動電圧発生回路４４〜４６からクランプ電圧４１ａ〜
４６ａに同期する移動電圧４４ａ〜４６ａを所定位相差
で発生させる。
【００１２】メモリ４８は、位相角に応じたクランプ指
令データを構築するクランプ電圧指令テーブル，位相角
に応じた移動電圧指令データを構築する移動電圧指令テ
ーブルおよび移動体の送りプログラム等を格納するもの
であり、制御回路４７に接続されている。図４の（ａ）
は、位相角とクランプ電圧指令値との関係を構築するク
ランプ電圧指令テーブルの一例を示すものであり、この
データをグラフに表わすと、図４の（ｂ）に示すように
なる。図５の（ａ）は、位相角とクランプ電圧指令値と
の関係を構築する移動電圧指令テーブルの一例を示すも
のであり、このデータをグラフに表わすと、図５の（ｂ
）に示すようになる。
令データを構築するクランプ電圧指令テーブル，位相角
に応じた移動電圧指令データを構築する移動電圧指令テ
ーブルおよび移動体の送りプログラム等を格納するもの
であり、制御回路４７に接続されている。図４の（ａ）
は、位相角とクランプ電圧指令値との関係を構築するク
ランプ電圧指令テーブルの一例を示すものであり、この
データをグラフに表わすと、図４の（ｂ）に示すように
なる。図５の（ａ）は、位相角とクランプ電圧指令値と
の関係を構築する移動電圧指令テーブルの一例を示すも
のであり、このデータをグラフに表わすと、図５の（ｂ
）に示すようになる。
【００１３】次に、このように構築された本実施例の動
作を、図６に示すフローチャートおよび図７に示すタイ
ムチャートを参照して説明する。送り装置に電源が投入
されることにより制御回路４７がスタートすると、まず
、ステップＳ１において、第１組目のクランプ電圧発生
回路４１および移動電圧発生回路４４に対する初期位相
角ＴＡを、ＴＡ＝０に設定する。次のステップＳ２では
、第２組目のクランプ電圧発生回路４２および移動電圧
発生回路４５に対する初期位相角ＴＢを、ＴＢ＝１２０
°に設定する。次のステップＳ３では、第３組目ののク
ランプ電圧発生回路４３および移動電圧発生回路４６に
対する初期位相角角ＴＣを、ＴＣ＝２４０°に設定する
。次のステップＳ４では、初期位相角ＴＡ，ＴＢ，ＴＣ
に応じた移動電圧発生回路を図４（ａ）のテーブルを参
照して設定する。さらに、次のステップＳ５では、初期
位相角ＴＡ，ＴＢ，ＴＣに応じたクランプ電圧発指令を
図５（ａ）のテーブルを参照して設定する。
作を、図６に示すフローチャートおよび図７に示すタイ
ムチャートを参照して説明する。送り装置に電源が投入
されることにより制御回路４７がスタートすると、まず
、ステップＳ１において、第１組目のクランプ電圧発生
回路４１および移動電圧発生回路４４に対する初期位相
角ＴＡを、ＴＡ＝０に設定する。次のステップＳ２では
、第２組目のクランプ電圧発生回路４２および移動電圧
発生回路４５に対する初期位相角ＴＢを、ＴＢ＝１２０
°に設定する。次のステップＳ３では、第３組目ののク
ランプ電圧発生回路４３および移動電圧発生回路４６に
対する初期位相角角ＴＣを、ＴＣ＝２４０°に設定する
。次のステップＳ４では、初期位相角ＴＡ，ＴＢ，ＴＣ
に応じた移動電圧発生回路を図４（ａ）のテーブルを参
照して設定する。さらに、次のステップＳ５では、初期
位相角ＴＡ，ＴＢ，ＴＣに応じたクランプ電圧発指令を
図５（ａ）のテーブルを参照して設定する。
【００１４】このような初期設定動作が終了すると、ス
テップＳ６に進み、加工プログラムから移動体の送り、
例えば工具の早送りに必要な移動体２８の移動量Ｌと送
り速度Ｆをメモリ２８から読み取る。次のステップＳ７
では、読み込まれた移動量Ｌと送り速度ＦからＬ／Ｆの
演算を行うことによって回数Ｎ１を算出する。そして、
次のステップＳ８において、制御回路４７に内蔵した不
図示のカウンタの計数値ＮをＮ＝１にインクリメントす
る。
テップＳ６に進み、加工プログラムから移動体の送り、
例えば工具の早送りに必要な移動体２８の移動量Ｌと送
り速度Ｆをメモリ２８から読み取る。次のステップＳ７
では、読み込まれた移動量Ｌと送り速度ＦからＬ／Ｆの
演算を行うことによって回数Ｎ１を算出する。そして、
次のステップＳ８において、制御回路４７に内蔵した不
図示のカウンタの計数値ＮをＮ＝１にインクリメントす
る。
【００１５】次のステップＳ９では、第１組目のクラン
プ電圧発生回路４１および移動電圧発生回路４４に対す
る位相角Ｔ１をカウンタの計数値Ｎに応じてＴ１＝ＴＡ
＋Ｆ・Ｎから求める。同様にして、次のステップＳ１０
では、第２組目のクランプ電圧発生回路４２および移動
電圧発生回路４５に対する位相角Ｔ２をカウンタの計数
値Ｎに応じてＴ２＝ＴＢ＋Ｆ・Ｎから求める。さらに、
次のステップＳ１１において、第３組目のクランプ電圧
発生回路４３および移動電圧発生回路４６に対する位相
角Ｔ３をカウンタの計数値Ｎに応じてＴ３＝ＴＣ＋Ｆ・
Ｎから求める。
プ電圧発生回路４１および移動電圧発生回路４４に対す
る位相角Ｔ１をカウンタの計数値Ｎに応じてＴ１＝ＴＡ
＋Ｆ・Ｎから求める。同様にして、次のステップＳ１０
では、第２組目のクランプ電圧発生回路４２および移動
電圧発生回路４５に対する位相角Ｔ２をカウンタの計数
値Ｎに応じてＴ２＝ＴＢ＋Ｆ・Ｎから求める。さらに、
次のステップＳ１１において、第３組目のクランプ電圧
発生回路４３および移動電圧発生回路４６に対する位相
角Ｔ３をカウンタの計数値Ｎに応じてＴ３＝ＴＣ＋Ｆ・
Ｎから求める。
【００１６】次のステップＳ１２では、ステップＳ９〜
Ｓ１１で求めた位相角Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に応じた移動電
圧指令を図５の（ａ）のテーブルを検索することにより
読み出し、これを移動電圧発生回路４４〜４６に与える
。例えば、ステップＳ９〜Ｓ１１で求められる位相角Ｔ
１が１０°であれば「１」を、位相角Ｔ２が１３０°で
あれば「５」を、位相角Ｔ３が２５０°であれば「９」
をテーブルから検索して移動電圧発生回路４４〜４６に
与えることにより、これらの移動電圧指令値に応じた移
動電圧４４ａ〜 ４６ａを発生させ、移動用圧電素子
３５〜４０に印加する。
Ｓ１１で求めた位相角Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に応じた移動電
圧指令を図５の（ａ）のテーブルを検索することにより
読み出し、これを移動電圧発生回路４４〜４６に与える
。例えば、ステップＳ９〜Ｓ１１で求められる位相角Ｔ
１が１０°であれば「１」を、位相角Ｔ２が１３０°で
あれば「５」を、位相角Ｔ３が２５０°であれば「９」
をテーブルから検索して移動電圧発生回路４４〜４６に
与えることにより、これらの移動電圧指令値に応じた移
動電圧４４ａ〜 ４６ａを発生させ、移動用圧電素子
３５〜４０に印加する。
【００１７】次のステップＳ１３では、同様にしてステ
ップＳ９〜Ｓ１１で求めた位相角Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に応
じたクランプ電圧指令を図４（ａ）のテーブルを検索す
ることにより読み出し、これをクランプ電圧発生回路４
１〜４３に与える。例えば、ステップＳ９〜Ｓ１１で求
められる位相角Ｔ１が１０°であれば「５」を、位相角
Ｔ２が１３０°であれば「１０」を、テーブルから検索
してクランプ電圧発生回路４１〜４３に与えることによ
り、これらのクランプ電圧指令値に応じたクランプ電圧
４１ａ〜４３ａを発生させ、クランプ用圧電素子２９〜
３４に印加する。
ップＳ９〜Ｓ１１で求めた位相角Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に応
じたクランプ電圧指令を図４（ａ）のテーブルを検索す
ることにより読み出し、これをクランプ電圧発生回路４
１〜４３に与える。例えば、ステップＳ９〜Ｓ１１で求
められる位相角Ｔ１が１０°であれば「５」を、位相角
Ｔ２が１３０°であれば「１０」を、テーブルから検索
してクランプ電圧発生回路４１〜４３に与えることによ
り、これらのクランプ電圧指令値に応じたクランプ電圧
４１ａ〜４３ａを発生させ、クランプ用圧電素子２９〜
３４に印加する。
【００１８】次のステップＳ１４では、カウンタをイン
クリメントして、その計数値をＮ＝Ｎ＋１にする。次の
ステップＳ１５では、カウンタの計数値Ｎが回数Ｎ１以
上になったかを判定する。ここで、Ｎ＞Ｎ１でないと判
定されたときは、ステップＳ９に戻り、ステップＳ９か
らステップＳ１４までの処理を、Ｎ＞Ｎ１になるまで繰
り返し実行する。
クリメントして、その計数値をＮ＝Ｎ＋１にする。次の
ステップＳ１５では、カウンタの計数値Ｎが回数Ｎ１以
上になったかを判定する。ここで、Ｎ＞Ｎ１でないと判
定されたときは、ステップＳ９に戻り、ステップＳ９か
らステップＳ１４までの処理を、Ｎ＞Ｎ１になるまで繰
り返し実行する。
【００１９】ステップＳ１５において、Ｎ＞Ｎ１である
ことが判定されると、ステップＳ１６に進み、加工プロ
グラムにしたがった切削加工が完了したかを判定する。 ここで、ワークに対する全ての加工が完了したことが判
定されると、図６の送りプログラムは終了する。また、
ステップＳ１６において否定判定されたときはステップ
Ｓ１７に進み、位相角Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を初期位相角Ｔ
Ａ，ＴＢ，ＴＣに設定してステップＳ６に戻り、次の移
動体２８の送りプログラム，例えば精切削送りに対する
移動量Ｌと送り速度Ｆを読み取ることにで、ステップＳ
７以降の処理を実行する。
ことが判定されると、ステップＳ１６に進み、加工プロ
グラムにしたがった切削加工が完了したかを判定する。 ここで、ワークに対する全ての加工が完了したことが判
定されると、図６の送りプログラムは終了する。また、
ステップＳ１６において否定判定されたときはステップ
Ｓ１７に進み、位相角Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を初期位相角Ｔ
Ａ，ＴＢ，ＴＣに設定してステップＳ６に戻り、次の移
動体２８の送りプログラム，例えば精切削送りに対する
移動量Ｌと送り速度Ｆを読み取ることにで、ステップＳ
７以降の処理を実行する。
【００２０】次に、制御回路４７から位相角Ｔ１，Ｔ２
，Ｔ３に応じて送出される指令値により移動体２８を送
り動作させる場合について、図７を参照しながら説明す
る。位相角Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の変化に応じたクランプ電
圧指令が制御回路４７からクランプ電圧発生回路４１〜
４３に与えられると、それぞれのクランプ電圧発生回路
４１〜４３からは、図７の（ａ），（ｃ），（ｅ）に示
すように１２０°の位相差を持った略矩形状のクランプ
電圧４１ａ〜４３ａが順次発生し、それぞれのクランプ
用圧電素子２９〜３４に印加される。これと同時に、位
相角Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の変化に応じた移動電圧指令が制
御回路４７から移動電圧発生回路４４〜４６に与えられ
ると、それぞれの移動電圧発生回路４４〜４６からは、
図７の（ｂ），（ｄ），（ｆ）に示すようにそれぞれの
クランプ電圧４１ａ〜４３ａに同期したのこぎり波状の
移動電圧４４ａ〜４６ａが順次発生し、それぞれの移動
用圧電素子３５〜４０に印加される。
，Ｔ３に応じて送出される指令値により移動体２８を送
り動作させる場合について、図７を参照しながら説明す
る。位相角Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の変化に応じたクランプ電
圧指令が制御回路４７からクランプ電圧発生回路４１〜
４３に与えられると、それぞれのクランプ電圧発生回路
４１〜４３からは、図７の（ａ），（ｃ），（ｅ）に示
すように１２０°の位相差を持った略矩形状のクランプ
電圧４１ａ〜４３ａが順次発生し、それぞれのクランプ
用圧電素子２９〜３４に印加される。これと同時に、位
相角Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の変化に応じた移動電圧指令が制
御回路４７から移動電圧発生回路４４〜４６に与えられ
ると、それぞれの移動電圧発生回路４４〜４６からは、
図７の（ｂ），（ｄ），（ｆ）に示すようにそれぞれの
クランプ電圧４１ａ〜４３ａに同期したのこぎり波状の
移動電圧４４ａ〜４６ａが順次発生し、それぞれの移動
用圧電素子３５〜４０に印加される。
【００２１】即ち、図４の（ｂ）に示すような位相角が
２０°から２５０°で電圧レベルが「１０」となる０°
〜２７０°幅のクランプ電圧４１ａが図７の（ａ）に示
すタイミングで第１組目のクランプ用圧電素子２９，３
０に印加されると、この圧電素子２９，３０はピエゾ作
用により伸び変形し、これに圧接する挟持部材２１ａ，
２２ａを移動体２８側へ変位させて移動体２８を両側か
らクランプする。これと同時に図５の（ｂ）に示す如く
位相角が０°から２６０°の間で移動電圧レベルが「０
」から「１０」に直線的に変化し、かつ２６０°から３
６０°の間に電圧レベルが「１０」から「０」に急激に
変化するのこぎり波状電圧４４ａが図７の（ｂ）に示す
タイミングで移動用圧電素子３５，３６に印加されると
、この圧電素子３５，３６はのこぎり状の電圧波形に応
じて伸び変形し、これに圧接する挟持部材２１ａ，２２
ａを図１の矢印Ｘ１で示す方向へ変位させる。これに伴
いクランプ状態の移動体２８は矢印Ｘ１の方向へ移動さ
れる。このときの移動量はμｍ〜ｎｍ単位である。 ■クランプ電圧４１ａ及び移動電圧４４ａが発生してか
ら１２０°位相が進むと、図７の（ｃ），（ｄ）に示す
タイミングで第２組目の圧電素子に対するクランプ電圧
４２ａおよび移動電圧４５ａが発生し、このクランプ電
圧４２ａがクランプ用圧電素子３１，３２に印加される
と、そのピエゾ作用による伸び変形で挟持部材２３ａ，
２４ａが移動体２８を両側からクランプし、同時に移動
電圧４５ａが移動用圧電素子３７，３８に印加されると
、そのピエゾ作用による伸び変形により、挟持部材２３
ａ，２４ａでクランプした移動体２８を矢印Ｘ１方向へ
さらに移動させる。この時、第１組目のクランプ電圧電
素子４１ａは２７０°の位相角時点でゼロになるから、
圧電素子２９，３０は弾性変形部材２７の弾性復元力で
移動体２８をアンクランプする。そして、移動電圧４４
ａはクランプ電圧４１ａより遅れてオフする。
２０°から２５０°で電圧レベルが「１０」となる０°
〜２７０°幅のクランプ電圧４１ａが図７の（ａ）に示
すタイミングで第１組目のクランプ用圧電素子２９，３
０に印加されると、この圧電素子２９，３０はピエゾ作
用により伸び変形し、これに圧接する挟持部材２１ａ，
２２ａを移動体２８側へ変位させて移動体２８を両側か
らクランプする。これと同時に図５の（ｂ）に示す如く
位相角が０°から２６０°の間で移動電圧レベルが「０
」から「１０」に直線的に変化し、かつ２６０°から３
６０°の間に電圧レベルが「１０」から「０」に急激に
変化するのこぎり波状電圧４４ａが図７の（ｂ）に示す
タイミングで移動用圧電素子３５，３６に印加されると
、この圧電素子３５，３６はのこぎり状の電圧波形に応
じて伸び変形し、これに圧接する挟持部材２１ａ，２２
ａを図１の矢印Ｘ１で示す方向へ変位させる。これに伴
いクランプ状態の移動体２８は矢印Ｘ１の方向へ移動さ
れる。このときの移動量はμｍ〜ｎｍ単位である。 ■クランプ電圧４１ａ及び移動電圧４４ａが発生してか
ら１２０°位相が進むと、図７の（ｃ），（ｄ）に示す
タイミングで第２組目の圧電素子に対するクランプ電圧
４２ａおよび移動電圧４５ａが発生し、このクランプ電
圧４２ａがクランプ用圧電素子３１，３２に印加される
と、そのピエゾ作用による伸び変形で挟持部材２３ａ，
２４ａが移動体２８を両側からクランプし、同時に移動
電圧４５ａが移動用圧電素子３７，３８に印加されると
、そのピエゾ作用による伸び変形により、挟持部材２３
ａ，２４ａでクランプした移動体２８を矢印Ｘ１方向へ
さらに移動させる。この時、第１組目のクランプ電圧電
素子４１ａは２７０°の位相角時点でゼロになるから、
圧電素子２９，３０は弾性変形部材２７の弾性復元力で
移動体２８をアンクランプする。そして、移動電圧４４
ａはクランプ電圧４１ａより遅れてオフする。
【００２２】さらに、クランプ電圧４２ａおよび移動電
圧４５ａが発生してから１２０°位相が進むと、図７の
（ｅ），（ｆ）に示すタイミングで第３組目の圧電素子
に対するクランプ電圧４３ａおよび移動電圧４６ａが発
生し、このクランプ電圧４３ａがクランプ用圧電素子３
３，３４に印加されると、そのピエゾ作用による伸び変
形で挟持部材２５ａ，２６ａが移動体２８をクランプし
、同時に移動電圧４６ａが移動用圧電素子３９，４０に
印加されると、そのピエゾ作用による伸び変形により、
挟持部材２５ａ，２６ａでクランプした移動体２８を矢
印Ｘ１方向へさらに移動させる。この時、第２組目のク
ランプ電圧４２ａは３８０°の位相角時点でゼロになる
から、圧電素子３３，３４は弾性変形部材２７の弾性復
元力で移動体をアンクランプする。そして、移動電圧４
５ａはクランプ電圧４２ａより遅れてオフする。
圧４５ａが発生してから１２０°位相が進むと、図７の
（ｅ），（ｆ）に示すタイミングで第３組目の圧電素子
に対するクランプ電圧４３ａおよび移動電圧４６ａが発
生し、このクランプ電圧４３ａがクランプ用圧電素子３
３，３４に印加されると、そのピエゾ作用による伸び変
形で挟持部材２５ａ，２６ａが移動体２８をクランプし
、同時に移動電圧４６ａが移動用圧電素子３９，４０に
印加されると、そのピエゾ作用による伸び変形により、
挟持部材２５ａ，２６ａでクランプした移動体２８を矢
印Ｘ１方向へさらに移動させる。この時、第２組目のク
ランプ電圧４２ａは３８０°の位相角時点でゼロになる
から、圧電素子３３，３４は弾性変形部材２７の弾性復
元力で移動体をアンクランプする。そして、移動電圧４
５ａはクランプ電圧４２ａより遅れてオフする。
【００２３】以下、同様にして、制御回路４７から位相
角に応じて送出されるクランプ電圧指令および動作電圧
指令を各組のクランプ電圧発生回路および移動電圧発生
回路に順番にかつサイクリックに加え、かつこれにより
図７に示すタイミングで発生するクランプ電圧および移
動電圧を各組のクランプ用圧電素子および移動用圧電素
子に加えれば、移動体２８を連続して矢印Ｘ１方向へ移
動させることができる。
角に応じて送出されるクランプ電圧指令および動作電圧
指令を各組のクランプ電圧発生回路および移動電圧発生
回路に順番にかつサイクリックに加え、かつこれにより
図７に示すタイミングで発生するクランプ電圧および移
動電圧を各組のクランプ用圧電素子および移動用圧電素
子に加えれば、移動体２８を連続して矢印Ｘ１方向へ移
動させることができる。
【００２４】なお、上記実施例では、移動体２８を図１
の矢印Ｘ１方向へ右進させる場合について述べたが、移
動体２８を左進させることもできる。この場合は、送り
速度Ｆを負にすれば、送り速度Ｆを正にしたときと逆に
クランプ電圧および動作電圧波形は図７の左側へ進行し
、これによって移動体２８を左進できる。また、送り速
度Ｆが０の時は、図７の電圧波形は左，右にも進行せず
、移動体２８を停止している。
の矢印Ｘ１方向へ右進させる場合について述べたが、移
動体２８を左進させることもできる。この場合は、送り
速度Ｆを負にすれば、送り速度Ｆを正にしたときと逆に
クランプ電圧および動作電圧波形は図７の左側へ進行し
、これによって移動体２８を左進できる。また、送り速
度Ｆが０の時は、図７の電圧波形は左，右にも進行せず
、移動体２８を停止している。
【００２５】このような本実施例においては、移動体を
圧電素子によって滑らかにかつ連続して動かすことがで
き、工作機械の工具送り装置に容易に利用できる。しか
も移動体は、圧電素子の伸縮に伴い弾性変形される支柱
により支持された挟持部によって少なくとも２個所で常
にクランプされるから、移動体の支持剛性が高く、切削
時の負荷に対して安定している。また、数ｎｍ単位の送
りが実現可能になる。
圧電素子によって滑らかにかつ連続して動かすことがで
き、工作機械の工具送り装置に容易に利用できる。しか
も移動体は、圧電素子の伸縮に伴い弾性変形される支柱
により支持された挟持部によって少なくとも２個所で常
にクランプされるから、移動体の支持剛性が高く、切削
時の負荷に対して安定している。また、数ｎｍ単位の送
りが実現可能になる。
【００２６】なお、上記実施例では、移動体を３組の支
持ブロックで両側から挟持する方式について述べたが、
３組以上の支持ブロックを用いても良い。また、クラン
プ用圧電素子および移動用圧電素子に供給する電圧波形
、およびそのタイミング制御方式は上記実施例に示す構
成のものに限定されない。さらにアクチュエータ２９〜
４０は、圧電素子に限らず、超磁歪素子などを用いるこ
とができる。
持ブロックで両側から挟持する方式について述べたが、
３組以上の支持ブロックを用いても良い。また、クラン
プ用圧電素子および移動用圧電素子に供給する電圧波形
、およびそのタイミング制御方式は上記実施例に示す構
成のものに限定されない。さらにアクチュエータ２９〜
４０は、圧電素子に限らず、超磁歪素子などを用いるこ
とができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、移
動体の両側に複数組の支持ブロックを配設し、この各組
の支持ブロックに弾性変形部材により支持した移動体挟
持部材を設け、さらに各組の支持ブロックには、挟持部
材をクランプ方向に変位させるクランプ用アクチュエー
タおよび挟持部材を移動体の移動方向に変位させる移動
用アクチュエータをそれぞれ装着し、これらクランプ用
アクチュエータおよび移動用アクチュエータを制御手段
により互いに位相をずらして作動させることにより、移
動体を動かすよう構成したので、移動体を滑らかに連続
移動させることができ、工具送りなどに使用できるとい
う効果がある。
動体の両側に複数組の支持ブロックを配設し、この各組
の支持ブロックに弾性変形部材により支持した移動体挟
持部材を設け、さらに各組の支持ブロックには、挟持部
材をクランプ方向に変位させるクランプ用アクチュエー
タおよび挟持部材を移動体の移動方向に変位させる移動
用アクチュエータをそれぞれ装着し、これらクランプ用
アクチュエータおよび移動用アクチュエータを制御手段
により互いに位相をずらして作動させることにより、移
動体を動かすよう構成したので、移動体を滑らかに連続
移動させることができ、工具送りなどに使用できるとい
う効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す送り装置に制御部を付
加した状態の平面図である。
加した状態の平面図である。
【図２】本実施例における送り装置の側面図である。
【図３】本実施例における支持ブロックの一部を切り欠
いて示す斜視図である。
いて示す斜視図である。
【図４】（ａ）は本実施例におけるタイミング電圧指令
テーブルの一例を示す説明図である。 （ｂ）はタイミング電圧指令テーブルのデータをグラフ
に表わした図である。
テーブルの一例を示す説明図である。 （ｂ）はタイミング電圧指令テーブルのデータをグラフ
に表わした図である。
【図５】（ａ）は本実施例における移動電圧指令テーブ
ルの一例を示す説明図である。 （ｂ）は移動電圧指令テーブルのデータをグラフに表わ
した図である。
ルの一例を示す説明図である。 （ｂ）は移動電圧指令テーブルのデータをグラフに表わ
した図である。
【図６】本実施例の送り動作手順を示すフローチャート
である。
である。
【図７】本実施例における動作説明用のタイムチャート
である。
である。
【図８】従来の圧電式リニアアクチュエータの断面図で
ある。
ある。
【図９】従来の圧電式リニアアクチュエータの動作説明
用タイムチャートである。
用タイムチャートである。
２０ 基台
２１〜２６ 支持ブロック
２１ａ〜２６ａ 挟持部材
２７ 弾性変形部材
２８ 移動体
２９〜３４ クランプ用圧電素子３５〜４０
移動用圧電素子 ４１〜４３ クランプ電圧発生回路４４〜４６
移動電圧発生回路 ４７ 制御回路
移動用圧電素子 ４１〜４３ クランプ電圧発生回路４４〜４６
移動電圧発生回路 ４７ 制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】 移動体と、この移動体の両側に移動体
の移動方向に沿って配設した複数組の支持ブロックと、
この各組の支持ブロックに弾性変形部材を介して支持さ
れ前記移動体の側部に係合する挟持部材と、前記各組の
支持ブロックに装着され前記挟持部材をクランプ変位さ
せるクランプ用アクチュエータおよび前記挟持部材を前
記移動体の移動方向に変位させる移動用アクチュエータ
と、前記各クランプ用アクチュエータおよび移動用アク
チュエータを互いに位相をずらして作動させる制御手段
とを備えたことを特徴とする送り装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3149120A JPH04372324A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 送り装置 |
| EP19920110424 EP0519511A3 (en) | 1991-06-21 | 1992-06-19 | Feed system |
| US08/130,422 US5404066A (en) | 1991-06-21 | 1993-10-01 | Feed system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3149120A JPH04372324A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 送り装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04372324A true JPH04372324A (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=15468162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3149120A Pending JPH04372324A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 送り装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5404066A (ja) |
| EP (1) | EP0519511A3 (ja) |
| JP (1) | JPH04372324A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001334498A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-04 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | スライダ機構及びスライダ機構の駆動方法 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4400319C2 (de) * | 1993-08-09 | 1997-05-22 | Felss Geb | Spannbackeneinheit |
| DE4326674C2 (de) * | 1993-08-09 | 1995-06-29 | Felss Geb | Spannbackeneinheit |
| US5751090A (en) * | 1995-05-17 | 1998-05-12 | Burleigh Instruments Inc | Peristaltic driver apparatus |
| US5530312A (en) * | 1995-06-22 | 1996-06-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Multi-cycle electric motor system |
| JP2967264B2 (ja) * | 1996-03-25 | 1999-10-25 | セイコー精機株式会社 | 超精密位置決め装置 |
| JP3595808B2 (ja) * | 2002-07-11 | 2004-12-02 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 電圧発生回路及び該回路を備えた駆動装置 |
| DE102005033455A1 (de) * | 2005-07-18 | 2007-01-25 | GEMÜ Gebr. Müller Apparatebau GmbH & Co. KG | Antriebsvorrichtung zum linearen Bewegen von länglichen Körpern |
| JP4871027B2 (ja) * | 2006-05-29 | 2012-02-08 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料載置用のステージ、ｘｙステージおよび荷電粒子線装置 |
| DE102008034285A1 (de) * | 2008-07-22 | 2010-02-04 | Carl Zeiss Smt Ag | Aktuator zur hochpräzisen Positionierung bzw. Manipulation von Komponenten und Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3138749A (en) * | 1962-03-05 | 1964-06-23 | George R Stibitz | Incremental feed mechanisms |
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| US4622483A (en) * | 1983-03-24 | 1986-11-11 | Staufenberg Jr Charles W | Piezoelectric electromechanical translation apparatus and method |
| JPS60118072A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-25 | Toshiba Corp | 回転微動機構 |
| US4613782A (en) * | 1984-03-23 | 1986-09-23 | Hitachi, Ltd. | Actuator |
| FR2562987A1 (fr) * | 1984-04-16 | 1985-10-18 | Moulene Daniel | Dispositif de positionnement fin d'une surface materielle |
| JPS6166574A (ja) * | 1984-09-07 | 1986-04-05 | Marcon Electronics Co Ltd | 圧電形直線モ−タ |
| JPS61146440A (ja) * | 1984-12-19 | 1986-07-04 | Hitachi Ltd | Ｘｙ微動位置決め装置 |
| JPS61248576A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Citizen Watch Co Ltd | 圧電型駆動機構 |
| US4727278A (en) * | 1985-10-04 | 1988-02-23 | Micro Pulse Systems, Inc. | Piezoelectric multiaxis micropositioner |
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| JPH01238470A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-22 | Hitachi Ltd | 直接駆動装置 |
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-
1991
- 1991-06-21 JP JP3149120A patent/JPH04372324A/ja active Pending
-
1992
- 1992-06-19 EP EP19920110424 patent/EP0519511A3/en not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-10-01 US US08/130,422 patent/US5404066A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001334498A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-04 | Natl Inst Of Advanced Industrial Science & Technology Meti | スライダ機構及びスライダ機構の駆動方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0519511A2 (en) | 1992-12-23 |
| US5404066A (en) | 1995-04-04 |
| EP0519511A3 (en) | 1993-03-10 |
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