JPS594730B2 - テ−ブル送り機構の負荷補償方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工作機械などのテーブル送り機構に加わる負
荷を補償することにより高精度の位置決めを可能にせし
めた新規なテーブル送り機構の負荷補償方法に関するも
のである。

従来、高い位置決め精度が要求されるテーブル送り機構
には、摺動抵抗の小さい転り案内面や静圧案内面が採用
されることが多い。

然しながら転り案内や静圧案内は送り方向の動剛性が低
いため、びびり振動が発生して工作機械自体の機能を損
う場合が多い。一方、すベー案内は、摺動抵抗が大きい
ためスティックスリップを起こして位置決め精度を低下
させるが、送り方向の動剛性は前記二、５者の案内方式
に比較して大きい。このためすベー案内で起こるスティ
ックスリップを消去させることが出来れば理想的な送り
機構が得られる。そこで、本発明はすベー案内方式の送
り機構に及ぼす案内面の摺動抵抗すなわちステイツクス
リ″０ ツプや加工に伴なう切削力、研削力などの負荷
を補償して高精度の位置決めを可能にする点にあり、以
下実施例を示す図面について詳述する。第１図は本発明
の負荷補償方法を実現したテーブル（以下可動物体と呼
ぶ）の送り機構を示し、１５１は固定物体て、この固定
物体１の摺動案内面１ａ上には可動物体２が搭載されて
いる。

可動物体２上には軸受部材３、３’および送りナット４
が取付けられており、且つ軸受部材３、３’には回転自
在に送りねじ５が支持されている。またこの送２０りね
じ５には上記した送りナット４が螺合している。送りね
じ５の一端にはウォームホィール６が取付けられており
、コのウォームホィール６は固定物体１上に取付けられ
た軸受部材７に回転自在に支持されたウォームギヤ８と
噛合している。こ２５のウォームギヤ８の一端には図示
せずの油圧モータが連結している。なお上記したウォー
ムホィール６の近傍の固定物体１上には送りねじ５を回
転自在に支持する軸受部材１０が取付けられている。上
記した可動物体２の側端には負荷補償機構１１３０を構
成する圧力応動装置たとえば油圧シリンダー１２のピス
トン頭ノド１２ａが連結しており、この油圧シリンダー
１２の給排ボート（図示せず）には上記したサーボ弁９
が接続している。上記した油圧シリンダー１２を包含す
る負荷補償機構３５１１にはサーボアンプ１３およびＤ
Ｃアンプ１４が直列して接続しており、且つ一方のＤＣ
アンプ１４の入力端には送りナット４に取付けられたひ
ずみゲージ１５が接続している。

上記の構成であるから、図示せずの油圧モータが駆動す
ることにより、これに連結したウオームギヤ８が回転す
る。

このウオームギヤ８の回転によりウオームホイール６を
介して送りねじ５が回転する。送りねじ５が回転すると
、これに螺合した送りナツト４により可動物体２が固定
物体１の摺動案内面１ａ上を摺動しながら移動する。こ
の時可動物体２を移動させるに要する力すなわち負荷は
、ひずみゲージ１５によつて電気的に検出される。この
検出された電気信号はフイードバツク信号としてＤＣア
ンプ１４、サーボアンプ１３を介してサーボ弁９に送る
。信号を受けたサーボ弁９は油圧シリンダー１２を動作
させ、これにより可動物体２に連結した油圧シリンダー
１２のピストンロツド１２ａが該可動物体２を移動させ
るに要する力すなわち送りナツト４に加わる負荷を常に
零になるように動作させる。このため可動物体２を位置
決めする際の駆動に要する力は殆んど負荷補償機構１１
が補償するため、位置決め機構すなわち送リナツト４に
は負荷が加わらない。而して上記したような負荷補償機
構を有した本発明と、負荷補償機構を有しない従来のも
のとを次に述べる条件で実験した結果、第２図乃至第７
図の結果を得た。なお上記した条件は次に示す通りであ
る。，駆動源：速度フイーバツク付油圧モータ、ウオー
ムギヤ・ウオームホイール減速比：３９、送りねじ：台
形ねじ、外径４０φ，Ｐ＝６ｍ′ＩＩＬ、送りナツト剛
性：１．８９ｋ１ｍ１案内面：ｖ一平すべり案内方式受
圧面積：７００Ｃｉ１ｉ，．可動物体重量：８４５ｋｆ
１面圧：１．２ｋＶＩｉｍ、可動物体の送り速度Ｖ）：
３０μｍ／Ｉｉｎ，ｌ３５μｍ／Ｉ，３ＯＯμ５仙，す
なわち上記した第２図乃至第４図は負荷補償機構を用い
ていない場合の可動物体２の変位と位置決め機構すなま
ち送リナツト４に加わる力の測定結果である。

これら３種類の各図から判るように可動物体２の摺動に
伴なつて、送りナツト４におよそ８０ｋｆの摺動抵抗が
加わり、また可動物体２はおよそ１００μｍステイツク
スリツプし、第２図に示す低速送り時には顕著なステイ
ツクスリツプの発生を示している。第５図乃至第７図は
負荷補償機構を用いた場合の本発明の測定結果である。
これら３種類の各図から判るように位置決め機構すなわ
ち送りナツト４に加わる力は０．３ｋ７以下の値を示し
、しかも可動物体２のステイツクスリツプも殆んどなく
、第５図に示す低速送り時においてもステイツクスリツ
プ現象は全く見られない。以上の実験結果より、負荷補
償機構を設けた本発明のものは位置決め機構すなわち送
りナツト４に加わる負荷の９９％以上を補償することが
できるため、高精度の位置決めが達成される。本発明は
上述したような負荷補償方法を採用したため、従来困難
とされていた高精度の位置決めが容易に達成できるため
作機械自体の機能を顕著に向上させることができる効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用したテーブル送り機構を示す概略
の説明図、第２図乃至第４図は従来の実施結果を示すグ
ラフ図、第５図乃至第７図は本発明の実施結果を示すグ
ラフ図である。 １・・・・・・固定物体、２・・・・・・可動物体、３
・３′・７・１０・・・・・・軸受部材、４・・・・・
・送リナツト、５・・・・・・送りねじ、６．．．．．
．ウオームホイール、８・・・・・・ウオームギヤ、９
・・・・・・ホーボ弁、１１・・・・・・負荷補償機構
、１２・・・・・・油圧シリンダー、１２ａ・・・・・
・ピストンロツド、１３・・・・・・サーボアンプ、１
４・・・・・・ＤＣアンプ、１５・・・・・・ひずみゲ
ージ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 油圧モータに連結したねじ送り機構によつて摺動案
   内面上の可動物体を移動させたとき、該可動物体の摺動
   抵抗反力を受ける上記ねじ送り機構の負荷を電気的に検
   出してサーボ弁に送り、該サーボ弁をこれに入力された
   電気信号に応じて制御し、この制御内容により前記可動
   物体に連結した負荷補償機構を動作させて上記ねじ送り
   機構に加わる負荷を零に補償することを特徴とするテー
   ブル送り機構の負荷補償方法。