JP2004034196A

JP2004034196A - 被駆動体の位置保持方法および装置

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Publication number: JP2004034196A
Application number: JP2002192444A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Kato; 加藤　和彦; Tomoharu Goshima; 五島　智治
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】被駆動体が停止状態等にある場合にはその位置を極めて精度の高い状態で保持することのできる位置保持方法、装置を提供する。
【解決手段】研削盤の砥石台１は、リニアモータ１２により駆動される被駆動体であり、砥石台１が搭載される台４には、砥石台１を支える第２静圧案内面３０〜３２と、静圧案内面３０，３１に対向する第１静圧案内面３３，３４とが形成される。そして、砥石台１を送る際には、第１静圧案内面３３，３４および第２静圧案内面３０〜３２に静圧を供給するのに対し、砥石台１の停止時には、第１静圧案内面３３，３４のみに静圧を供給する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被駆動体、特にリニアモータにより駆動される被駆動体について好適な、その位置を保持する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば工作機械の研削盤において、砥石台をリニアモータにより送ることが、リニアモータにおける速度制御の正確性、局部摩耗の不発生、省スペース性といった観点から採用され始めている。このような研削盤においては、砥石台を単に支える台の案内面全体に静圧が付与され、リニアモータによる砥石台の送りが円滑となっている。しかし、砥石台を停止してワークを加工する場合、加工負荷等の外力に対するリニアモータ自体の位置保持力に応答遅れが生じ、その分は砥石台が動いてしまう事態を生じることがあることが分っている。
【０００３】
これを受けて、応答遅れによる動きをも抑えて砥石台の位置を保持する保持装置が開発されている。この保持装置は、応答遅れによる動きの制動機構を別に砥石台に接続する観点から作成され、具体的には砥石台にプレートを付設するとともに、このプレートを挟持するエアシリンダ駆動のディスクパッドを設けたもの等となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の保持装置であっても、応答遅れによる動きの発生後に制動するから、ミクロンメートルのレベル程度の精度を確保することが極めて困難となっている。
【０００５】
そこで、本発明は、被駆動体が停止状態等にある場合にはその位置を極めて精度の高い状態で保持することのできる位置保持方法、装置を提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被駆動体の位置保持方法にあって、被駆動体を支持する台に、被駆動体を案内する案内面と、案内面に対向する第１静圧案内面とを形成し、第１静圧案内面に静圧を供給し、案内面に静圧を供給しないことで、被駆動体を案内面へ押付けることを特徴とするものである。
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、被駆動体の位置保持装置にあって、駆動される被駆動体を案内する案内面、および案内面に対向する第１静圧案内面を有する台と、第１静圧案内面への静圧の供給を切替可能な回路とを備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、更にシンプルな構成で被駆動体の円滑な送りと精度の高い位置保持とを両立するため、上記発明にあって、案内面は、被駆動体を支持する第２静圧案内面であり、回路は、第１静圧案内面および第２静圧案内面への静圧の供給と、第１静圧案内面のみへの静圧の供給とを切替可能であることを特徴とする。
【０００９】
なお「対向する」とは、案内面に押付ける観点からすれば、向い合うものの他、互いになす角が９０度未満であるような状態、あるいは案内面に第１静圧案内面が「かぶさる」ような状態を含むものである。また、対向していさえすれば、案内面と第１静圧案内面とが離れているか、接触しているか、連続しているかといった事項も不問である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１、図２は本発明に係る研削盤における砥石台１の位置保持装置２についての互いに異なる縦断面の説明図であって、位置保持装置２は、台４と、静圧タンク６と、砥石台１に配され静圧タンク６に接続された、第１回路８（図１）および第２回路１０（図２）と、第２回路１０に係るソレノイドバルブ１１を含む。なお、砥石台１と台４とには、リニアモータ１２が介装され、砥石台１がリニアモータ１２の被駆動体となっている。砥石台１の下部には、リニアモータ１２の駆動子１４が設けられ、台４の上部には、リニアモータ１２のレール１６が、送り方向に沿って配置されている。
【００１１】
台４は、下台２０と、この上面に固定されるオサエ２２，２４とを含む。下台２０の上面のうちオサエ２２側には、ほぼ水平の静圧案内面３０が形成されている。また、下台２０の上面のうちオサエ２４側には、水平からほぼ４５度の角度で内側へ上がるようにされた静圧案内面３１と、その外側から同様に外側へ上がるようにされた静圧案内面３２とが配置されている。
【００１２】
更に、オサエ２２を固定した場合の内面は、水平からほぼ４５度内側へ上がって、砥石台１にかぶさり、静圧案内面３０に対向するようにされた静圧案内面３３となっており、オサエ２４の内面も同様に静圧案内面３１に対向する静圧案内面３４とされている。なお、砥石台１の下部は、各静圧案内面３０〜３４に対応する面にあってはこれと同様な方向となるように形成され、設置されている。
【００１３】
そして、第１回路８（図１）は、動作している静圧タンク６からの静圧を、第１静圧案内面としての静圧案内面３３，３４へ伝えるものとされており、第２回路１０（図２）は、静圧タンク６からの静圧を、ソレノイドバルブ１１を介して第２静圧案内面としての静圧案内面３０〜３２へ伝えるものとされている。したがって、第１回路８と第２回路１０（および静圧タンク６とソレノイドバルブ１１と）で、第１静圧案内面３３，３４および第２静圧案内面３０〜３２、あるいは第１静圧案内面３３，３４のみのいずれかへ切替可能に静圧を供給する回路が構成される。
【００１４】
このようになる位置保持装置２の動作につき説明する。図３は位置保持装置２の図示しない制御手段等により実行される砥石台１の駆動ないし位置保持のフローチャートである。砥石台１の駆動指令５０が発せられると、制御手段は、ソレノイドバルブ１１を開いた状態で静圧タンク６を作動し、第１回路８および第２回路１０を通じて、全静圧案内面３０〜３４への静圧の供給５２を行う。この静圧供給５２により、砥石台１がフローティングし、砥石台１の追従性や剛性等が高まる。
【００１５】
この後、制御手段は、砥石台１の現在位置と目標位置とを把握した状態でリニアモータ１２の制御５４をし、現在位置と目標位置とが合致するまで繰返す（判断５６）。
【００１６】
そして、制御手段は、砥石台１が目標位置に達したら、ソレノイドバルブ１１の切替５８をして閉じ、第２回路１０への静圧供給を停止して、第１回路８を通じた第１静圧案内面３３，３４のみへの静圧供給６０を行う。
【００１７】
このとき、砥石台１は、これにかぶさった第１静圧案内面３３，３４に静圧がかかり、これを支える第２静圧案内面３０〜３３には静圧がかからないため、第１静圧案内面３３，３４の静圧により、対向する静圧案内面３０，３１に砥石台１を押付けることができる。なお、砥石台１が台４の上に乗っているため、砥石台１の自重もこのような押付に寄与する。
【００１８】
したがって、砥石台１は、停止位置において外力を受けたとしても、上記押付により十分に抗することができ、停止位置を極めて精度の高い状態で保持することができる。よって、リニアモータ１２による円滑な送りの後、砥石台１における研削加工を行っても、ミクロンメートルのレベルの精度を確保することができる。
【００１９】
そして、上記押付は、砥石台１のフローティングを行う回路のうち、第１静圧案内面３３，３４への第１回路８の部分に対応する切替器（ソレノイドバルブ１１）を設けるだけで実現でき、シンプルな構成で砥石台１に係る送りの円滑化と位置保持とを図ることができる。
【００２０】
なお、主に上記形態を変更してなる、本発明の他の形態を例示する。静圧案内面は、５面以外とすることができるし、第１，第２静圧案内面の数や、対向する静圧案内面の数も変更することができる。また、これらの面積、配置、姿勢（水平面からの角度）も上記以外にすることができる。更に、被駆動体にかぶさらず、被駆動体を支えず、あるいは第１静圧案内面に対向しない第３の静圧案内面（鉛直静圧案内面等）を併せて設けることもできるし、静圧を供給しない単なる案内面を併せて設けることもできる。
【００２１】
また、送り中には第２静圧案内面のみに静圧を送るようにすることも可能である。更に、鉛直な案内面に対向する第１静圧案内面を形成し、位置保持にあっては案内面へ横方向に被駆動体を押付けるようなものであっても良い。また更に、台を鉛直壁に据えるような場合でも、位置保持の作用効果を奏させることができる。
【００２２】
加えて、第１，第２回路は、台の側に配置することもできる。また、第２回路ないしは各静圧案内面毎に対応する切替器を配する等、静圧タンクの常時駆動を可能とし、あるいは回路構成を多彩にすることができる。更に、本発明は、被駆動体のブレーキとして利用して良い。その他、本発明は、研削盤等、あるいは研削盤以外、ひいては工作機械以外の駆動系にも適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、被駆動体の位置保持方法にあって、案内面に対向する第１静圧案内面のみに静圧を供給したり、案内面を静圧案内面としたりするため、この被駆動体について、外力に対する抵抗力を付与し、極めて精度の高い位置の保持を行えたり、この抵抗力を送りのための機構をも利用してシンプルに付与する、という効果を奏する。
【００２４】
請求項２、請求項３に記載の発明によれば、被駆動体の位置保持装置にあって、第１静圧案内面のみへ切替可能に静圧を供給する回路を配したり、案内面を第２静圧案内面としたりしたため、極めて精度の高い位置の保持が行えたり、シンプルな構成とすることができたりする、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る保持装置の断面説明図である。
【図２】本発明に係る保持装置の図１とは異なる断面の説明図である。
【図３】本発明に係る位置保持方法等を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１・・砥石台、２・・位置保持装置、４・・台、６・・静圧タンク、８・・第１回路、１０・・第２回路、１１・・ソレノイドバルブ、１２・・リニアモータ、１４・・駆動子、１６・・レール、２０・・下台、２２，２４・・オサエ、３０〜３２・・（第２）静圧案内面、３３，３４・・（第１）静圧案内面。

Claims

被駆動体を支持する台に、被駆動体を案内する案内面と、案内面に対向する第１静圧案内面とを形成し、
第１静圧案内面に静圧を供給し、案内面に静圧を供給しないことで、被駆動体を案内面へ押付けて、その位置を保持する方法。
駆動される被駆動体を案内する案内面、および案内面に対向する第１静圧案内面を有する台と、
第１静圧案内面への静圧の供給を切替可能な回路と
を備えていることを特徴とする被駆動体の位置保持装置。
案内面は、被駆動体を支持する第２静圧案内面であり、
回路は、第１静圧案内面および第２静圧案内面への静圧の供給と、第１静圧案内面のみへの静圧の供給とを切替可能である
請求項２に記載の被駆動体の位置保持装置。