JPH1190757A - 直線送り機構 - Google Patents
直線送り機構Info
- Publication number
- JPH1190757A JPH1190757A JP25446497A JP25446497A JPH1190757A JP H1190757 A JPH1190757 A JP H1190757A JP 25446497 A JP25446497 A JP 25446497A JP 25446497 A JP25446497 A JP 25446497A JP H1190757 A JPH1190757 A JP H1190757A
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- JP
- Japan
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- linear
- motor
- ball screw
- servo
- linear motor
- Prior art date
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- Pending
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 208000013201 Stress fracture Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 206010016256 fatigue Diseases 0.000 description 1
Landscapes
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＮＣ工作機械の直線送り機構において、加減
速を含めた移動速度の高速化を行う時に、ボールねじ、
ナット及びボールねじ両端の支持軸受の寿命の低下や、
ボールねじの疲労破壊の危険性を避けることが出来る。 【解決手段】 移動体１と、固定体２と、移動体１を直
線運動可能に固定体２に支持するガイド機構３と、支持
軸受４により固定体２に回転可能に支持されたボールね
じ５と、固定体２に固定されボールねじ５を回転駆動す
るサーボモータ６と、移動体１に固定されたボールねじ
ナット７と、固定体２に固定されたリニアモータのステ
ータ８と、移動体１に固定されたリニアモータのスライ
ダ９から構成されており、ボールねじナット７とリニア
モータのスライダ８との双方の直線駆動力で移動体１を
直線運動させる。
速を含めた移動速度の高速化を行う時に、ボールねじ、
ナット及びボールねじ両端の支持軸受の寿命の低下や、
ボールねじの疲労破壊の危険性を避けることが出来る。 【解決手段】 移動体１と、固定体２と、移動体１を直
線運動可能に固定体２に支持するガイド機構３と、支持
軸受４により固定体２に回転可能に支持されたボールね
じ５と、固定体２に固定されボールねじ５を回転駆動す
るサーボモータ６と、移動体１に固定されたボールねじ
ナット７と、固定体２に固定されたリニアモータのステ
ータ８と、移動体１に固定されたリニアモータのスライ
ダ９から構成されており、ボールねじナット７とリニア
モータのスライダ８との双方の直線駆動力で移動体１を
直線運動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＮＣ工作機械の
直線送り機構に関するものである。
直線送り機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＮＣ工作機械における加工工具等の移動
体の直線送り機構は、従来からボールねじとボールねじ
を回転駆動するサーボモータとの組み合わせによるもの
が一般的である。図３は、従来のＮＣ工作機械における
移動体の直線送り機構の一例を示す説明図である。メイ
ンプロセッサ１０１より移動体の移動指令が出される
と、サーボプロセッサ１０２及びアンプ１０３を介して
サーボモータ１０４によりボールねじ１０５が回転駆動
され、移動体１０６がボールネジ１０５とナット１０７
との噛合結合により直線運動する。
体の直線送り機構は、従来からボールねじとボールねじ
を回転駆動するサーボモータとの組み合わせによるもの
が一般的である。図３は、従来のＮＣ工作機械における
移動体の直線送り機構の一例を示す説明図である。メイ
ンプロセッサ１０１より移動体の移動指令が出される
と、サーボプロセッサ１０２及びアンプ１０３を介して
サーボモータ１０４によりボールねじ１０５が回転駆動
され、移動体１０６がボールネジ１０５とナット１０７
との噛合結合により直線運動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＮＣ工
作機械における移動体の直線送り機構の一例において、
移動体の直線運動時間を短縮することを目的として加減
速を含めた移動速度の高速化を行なおうとした場合、ボ
ールねじ１０５のハイリード化とサーボモータ１０４の
高馬力化という方法を取ることが一般的である。しかし
ながらこの方法の課題は、加減速時に大きなスラスト荷
重がかかる事による、ボールねじ１０５、ナット１０７
及びボールねじ両端の支持軸受１０８の寿命の低下であ
る。また、大きな捻り応力の繰り返しによるボールねじ
１０５の疲労破壊の危険性も課題としてあげられる。
作機械における移動体の直線送り機構の一例において、
移動体の直線運動時間を短縮することを目的として加減
速を含めた移動速度の高速化を行なおうとした場合、ボ
ールねじ１０５のハイリード化とサーボモータ１０４の
高馬力化という方法を取ることが一般的である。しかし
ながらこの方法の課題は、加減速時に大きなスラスト荷
重がかかる事による、ボールねじ１０５、ナット１０７
及びボールねじ両端の支持軸受１０８の寿命の低下であ
る。また、大きな捻り応力の繰り返しによるボールねじ
１０５の疲労破壊の危険性も課題としてあげられる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明の直線送り機構は、移動体を直線運動さ
せるボールねじと、ボールねじを回転駆動するサーボモ
ータと、移動体を直線運動させるリニアモータとから構
成される。
めに、この発明の直線送り機構は、移動体を直線運動さ
せるボールねじと、ボールねじを回転駆動するサーボモ
ータと、移動体を直線運動させるリニアモータとから構
成される。
【０００５】この発明の直線送り機構は、ボールねじと
リニアモータとの双方で１つの移動体を直線運動させる
ように構成されている。そのため、移動体の直線運動時
間を短縮することを目的として加減速を含めた移動速度
の高速化を行う時、ボールねじのナット及びボールねじ
両端の支持軸受と、リニアモータとで、加減速時のスラ
スト荷重を分担して受けられる。そのため、ボールね
じ、ナット及びボールねじ両端の支持軸受の寿命の低下
や、ボールねじの疲労破壊の危険性を避けることができ
る。
リニアモータとの双方で１つの移動体を直線運動させる
ように構成されている。そのため、移動体の直線運動時
間を短縮することを目的として加減速を含めた移動速度
の高速化を行う時、ボールねじのナット及びボールねじ
両端の支持軸受と、リニアモータとで、加減速時のスラ
スト荷重を分担して受けられる。そのため、ボールね
じ、ナット及びボールねじ両端の支持軸受の寿命の低下
や、ボールねじの疲労破壊の危険性を避けることができ
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る直線送り機
構の構成図である。移動体１と、固定体２と、移動体１
を直線運動可能に固定体２に支持するガイド機構３と、
支持軸受４により固定体２に回転可能に支持されたボー
ルねじ５と、固定体２に固定されボールねじ５を回転駆
動するサーボモータ６と、移動体１に固定されたボール
ねじナット７と、固定体２に固定されたリニアモータの
ステータ８と、移動体１に固定されたリニアモータのス
ライダ９から構成されており、ボールねじナット７とリ
ニアモータのスライダ８との双方の直線駆動力で移動体
１を直線運動させる。
構の構成図である。移動体１と、固定体２と、移動体１
を直線運動可能に固定体２に支持するガイド機構３と、
支持軸受４により固定体２に回転可能に支持されたボー
ルねじ５と、固定体２に固定されボールねじ５を回転駆
動するサーボモータ６と、移動体１に固定されたボール
ねじナット７と、固定体２に固定されたリニアモータの
ステータ８と、移動体１に固定されたリニアモータのス
ライダ９から構成されており、ボールねじナット７とリ
ニアモータのスライダ８との双方の直線駆動力で移動体
１を直線運動させる。
【０００７】次に、本発明に係る直線送り機構の制御に
ついて説明する。移動体の移動指令を出すメインプロセ
ッサ１０と、サーボモータ用サーボプロセッサ１１と、
サーボモータ用アンプ１２と、リニアモータ用サーボプ
ロセッサ１３と、リニアモータ用アンプ１４とから構成
される。なお、図１の例では、リニアモータ駆動に必要
な位置情報を、サーボモータ６のエンコーダ１５から得
る構成となっている。しかしながら、リニアモータに専
用のエンコーダを設けることも可能である。図２は、本
実施形態による直線送り機構の制御の流れを示すフロー
チャートである。
ついて説明する。移動体の移動指令を出すメインプロセ
ッサ１０と、サーボモータ用サーボプロセッサ１１と、
サーボモータ用アンプ１２と、リニアモータ用サーボプ
ロセッサ１３と、リニアモータ用アンプ１４とから構成
される。なお、図１の例では、リニアモータ駆動に必要
な位置情報を、サーボモータ６のエンコーダ１５から得
る構成となっている。しかしながら、リニアモータに専
用のエンコーダを設けることも可能である。図２は、本
実施形態による直線送り機構の制御の流れを示すフロー
チャートである。
【０００８】まず、メインプロセッサ１０から、サーボ
モータ用サーボプロセッサ１１及びリニアモータ用サー
ボプロセッサ１３に移動体１の移動指令が出される（Ｓ
１）。次に、サーボモータ用サーボプロセッサ１１とリ
ニアモータ用サーボプロセッサ１３とが同期を取りなが
ら、それぞれサーボモータ用アンプ１２とリニアモータ
用アンプ１４とを介してサーボモータ６とリニアモータ
のスライダ９とを駆動する（Ｓ２）、（Ｓ２’）。次
に、サーボモータ６によりボールねじ５が回転駆動され
ボールねじナット７が直線駆動される（Ｓ３）。その双
方の直線駆動力によって移動体１が直線運動する（Ｓ
４）。
モータ用サーボプロセッサ１１及びリニアモータ用サー
ボプロセッサ１３に移動体１の移動指令が出される（Ｓ
１）。次に、サーボモータ用サーボプロセッサ１１とリ
ニアモータ用サーボプロセッサ１３とが同期を取りなが
ら、それぞれサーボモータ用アンプ１２とリニアモータ
用アンプ１４とを介してサーボモータ６とリニアモータ
のスライダ９とを駆動する（Ｓ２）、（Ｓ２’）。次
に、サーボモータ６によりボールねじ５が回転駆動され
ボールねじナット７が直線駆動される（Ｓ３）。その双
方の直線駆動力によって移動体１が直線運動する（Ｓ
４）。
【０００９】以上のように、本発明によれば、サーボモ
ータとリニアモータの両駆動力を移動体の直線送りに利
用することが出来るので、高速送りが可能となるが、本
発明において、送り速度が遅い場合にはリニアモータの
駆動を停止し、サーボモータのみで低速送りを行うこと
も可能であり、このように一方のサーボモータのみで駆
動することによって送り時の消費電流を軽減することが
可能となる。
ータとリニアモータの両駆動力を移動体の直線送りに利
用することが出来るので、高速送りが可能となるが、本
発明において、送り速度が遅い場合にはリニアモータの
駆動を停止し、サーボモータのみで低速送りを行うこと
も可能であり、このように一方のサーボモータのみで駆
動することによって送り時の消費電流を軽減することが
可能となる。
【００１０】
【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明によれ
ば、移動体の直線運動時間を短縮することを目的として
加減速を含めた移動速度の高速化を行う時、ボールね
じ、ナット及びボールねじ両端の支持軸受と、リニアモ
ータとで、加減速時のスラスト荷重を分担して受けられ
るため、ボールねじ、ナット及びボールねじ両端の支持
軸受の寿命の低下やボールねじの疲労破壊の危険性を最
小限とした直線送り機構を提供できる。また、高速移動
をリニアモータのみを直線駆動装置として移動体の移動
速度の高速化を実現した例は既にあるが、このリニアモ
ータのみを直線駆動装置とした構成は、重切削、断続切
削等、大きな切削反力が生じる加工には適していない。
しかしながら本発明によれば、重切削、断続切削等によ
る大きな切削反力は、主にボールねじ駆動側で受けるこ
とが可能である。従って、移動体の高速移動と重切削加
工との双方の要求を満たす工作機械を提供できる。
ば、移動体の直線運動時間を短縮することを目的として
加減速を含めた移動速度の高速化を行う時、ボールね
じ、ナット及びボールねじ両端の支持軸受と、リニアモ
ータとで、加減速時のスラスト荷重を分担して受けられ
るため、ボールねじ、ナット及びボールねじ両端の支持
軸受の寿命の低下やボールねじの疲労破壊の危険性を最
小限とした直線送り機構を提供できる。また、高速移動
をリニアモータのみを直線駆動装置として移動体の移動
速度の高速化を実現した例は既にあるが、このリニアモ
ータのみを直線駆動装置とした構成は、重切削、断続切
削等、大きな切削反力が生じる加工には適していない。
しかしながら本発明によれば、重切削、断続切削等によ
る大きな切削反力は、主にボールねじ駆動側で受けるこ
とが可能である。従って、移動体の高速移動と重切削加
工との双方の要求を満たす工作機械を提供できる。
【図１】 本発明に係る直線送り機構の構成図である。
【図２】 図１による直線送り機構の制御の流れを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図３】 従来のＮＣ工作機械における直線送り機構の
一例を示す説明図である。
一例を示す説明図である。
１ 移動体、５ ボールネジ、６ サーボモータ、８
リニアモータのステータ、９ リニアモータのスライ
ダ、１１ サーボモータ用サーボプロセッサ、１３ リ
ニアモータ用サーボプロセッサ、１５ エンコーダ。
リニアモータのステータ、９ リニアモータのスライ
ダ、１１ サーボモータ用サーボプロセッサ、１３ リ
ニアモータ用サーボプロセッサ、１５ エンコーダ。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＮＣ工作機械の直線送り機構において、 移動体を直線運動させるボールねじと、 ボールねじを回転駆動するサーボモータと、 移動体を直線運動させるリニアモータとを含んでなり、 ボールねじとリニアモータとの双方で１つの移動体を直
線運動させることを特徴とする直線送り機構。 - 【請求項２】 請求項１の直線送り機構において、 リニアモータの制御に必要な位置情報をサーボモータの
エンコーダから得ることを特徴とする直線送り機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25446497A JPH1190757A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 直線送り機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25446497A JPH1190757A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 直線送り機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1190757A true JPH1190757A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=17265400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25446497A Pending JPH1190757A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 直線送り機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1190757A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106112923A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-16 | 南京十段机电科技有限公司 | 一种高精度三轴运动平台 |
-
1997
- 1997-09-19 JP JP25446497A patent/JPH1190757A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106112923A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-16 | 南京十段机电科技有限公司 | 一种高精度三轴运动平台 |
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