JP2522741B2 - Dynamic control system for linear feeder - Google Patents

Dynamic control system for linear feeder

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JP2522741B2
JP2522741B2 JP4115302A JP11530292A JP2522741B2 JP 2522741 B2 JP2522741 B2 JP 2522741B2 JP 4115302 A JP4115302 A JP 4115302A JP 11530292 A JP11530292 A JP 11530292A JP 2522741 B2 JP2522741 B2 JP 2522741B2
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村 洋 太 郎 畑
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば半導体製造装
置,工作機械,各種検査装置等に用いられる直線送り装
置に関し、特にその動特性を制御するシステムに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear feed device used in, for example, semiconductor manufacturing equipment, machine tools, various inspection equipment, etc., and more particularly to a system for controlling its dynamic characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体技術に代表されるように微
細加工の高精度化の要求が高まっている。NC(数値制
御)が開発されて以来、位置制御により加工精度は飛躍
的に向上した。このような位置制御を高精度にするため
に、直線案内部に転がり接触形の直線運動用案内装置が
広く用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for higher precision in fine processing as represented by semiconductor technology. Since NC (Numerical Control) was developed, position control has dramatically improved the machining accuracy. In order to make such position control highly accurate, a rolling contact type linear motion guide device is widely used for the linear guide portion.

【0003】この直線運動用案内装置は、軌道レール
と、この軌道レールに転動体を介して摺動自在に設けら
れる摺動台と、から構成される。
This linear motion guide device comprises a track rail and a slide base slidably mounted on the track rail via rolling elements.

【0004】このような直線運動用案内装置で高精度に
位置決めを行う場合には、直線運動用案内装置に予圧を
与えることによって、転動体と転動体転走溝間の隙間を
ゼロにすると共に、剛性を高めて転動体に加わる荷重に
対する弾性変位量を小さくしている。
When performing positioning with high accuracy by such a linear motion guide device, a preload is applied to the linear motion guide device so that the gap between the rolling elements and the rolling element rolling grooves becomes zero. , The rigidity is increased to reduce the elastic displacement amount with respect to the load applied to the rolling elements.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、案内面の長所
と考えられていた低摩擦が、動特性の面から考えると問
題になる。
However, low friction, which was considered to be an advantage of the guide surface, becomes a problem from the viewpoint of dynamic characteristics.

【0006】すなわち、送り軸方向に負荷が加えられた
際、摩擦が低いために駆動系で負荷を受けなければなら
ず、また位置決めは振動的になり、長い制定時間が必要
になる。
That is, when a load is applied in the direction of the feed axis, the load must be received by the drive system because of low friction, and the positioning becomes oscillating, which requires a long establishment time.

【0007】送り軸方向の摩擦が高いほど送り軸方向の
振幅変位が小さく、位置決めの制定時間も短くする効果
をもっているので動特性はよいことが知られている。し
かし、案内面の摩擦は位置決め誤差を増すことになり、
位置決め精度の上から好ましくない。
It is known that the higher the friction in the feed axis direction, the smaller the amplitude displacement in the feed axis direction and the effect of shortening the establishment time of positioning, so that the dynamic characteristics are good. However, the friction of the guide surface increases the positioning error,
It is not preferable in terms of positioning accuracy.

【0008】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、直
線送り装置の動特性を制御するシステムを提供すること
にある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a system for controlling the dynamic characteristics of a linear feeding device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、軌道レールと、該軌道レールに
沿って摺動自在に設けられる摺動台と、前記軌道レール
と摺動台に設けられた互いに対向する転動体転走溝間に
介在される転動体と、前記摺動台に取りつけられるテー
ブル等の被送り部材と、該被送り部材を駆動する駆動系
と、を備えた直線送り装置において、前記転動体に加え
る予圧を検出する予圧検出手段を前記軌道レールと摺動
台の予圧によって生じる内力が通る部分に設け、前記予
圧検出手段によって検出された検出情報に基づいて、
動体に加える予圧を可変とすることにより直線送り装置
の動特性を変化させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a track rail, a slide base slidably provided along the track rail, and the track rail are slidable. A rolling element provided between rolling element rolling grooves facing each other provided on the moving table, a fed member such as a table attached to the sliding table, and a drive system for driving the fed member. In addition to the rolling element,
Preload detection means to detect the preload
It is provided in the part where the internal force generated by the preload of the table passes, and
It is characterized in that the dynamic characteristic of the linear feeding device is changed by making the preload applied to the rolling element variable based on the detection information detected by the pressure detecting means .

【0010】予圧の調整は、軌道レールと摺動台の少な
くともいずれか一方に、転動体が介在される相対する転
動体転走溝間の間隔を調整可能とする予圧調整用伸縮部
を設け、該予圧調整用伸縮部を伸縮させることにより行
うことを特徴とする。
For adjusting the preload, at least one of the track rail and the slide base is provided with a preload adjusting telescopic portion for adjusting the interval between the rolling element rolling grooves facing each other in which the rolling elements are interposed, It is characterized in that it is performed by expanding and contracting the elastic part for adjusting the preload.

【0011】また、摺動台が複数設けられている場合に
は、複数の摺動台のうち少なくとも一つの摺動台に予圧
調整用伸縮部を設けておけばよい。
When a plurality of slides are provided, at least one of the slides may be provided with a preload adjusting expansion / contraction part.

【0012】動特性は外力に対する変位振幅の比である
動剛性であり、動作状態に応じて動剛性を可変とするこ
とを特徴とする。
The dynamic characteristic is a dynamic rigidity which is a ratio of a displacement amplitude to an external force, and is characterized in that the dynamic rigidity is variable according to an operating state.

【0013】動特性は外部から加えられた振動を吸収す
る特性である減衰性であり、予圧を大きくすることによ
って外力に対する減衰性を高め位置決め制定時間を短く
することを特徴とする。
The dynamic characteristic is a damping property which is a property of absorbing a vibration applied from the outside, and is characterized in that by increasing the preload, the damping property against an external force is enhanced and the positioning establishment time is shortened.

【0014】動特性は直線送り装置の固有振動数であ
り、予圧を大きくすることによって固有振動数を高くし
て共振点をずらすことを特徴とする。
The dynamic characteristic is the natural frequency of the linear feeder, and is characterized in that the natural frequency is increased by increasing the preload to shift the resonance point.

【0015】[0015]

【作用】本発明の直線送り装置の動特性制御システムに
あっては、走行時等の低摩擦が要求される場合には予圧
を小さくして軽快に移動させる。また、位置決め停止時
の制定時間を短くしたい場合には予圧を大きくして減衰
性を高める。
In the dynamic characteristic control system of the linear feeding device of the present invention, when low friction is required during running, the preload is reduced to move the vehicle lightly. Further, when it is desired to shorten the settling time when the positioning is stopped, the preload is increased to enhance the damping property.

【0016】もちろん走行・停止時だけでなく、走行中
あるいは停止状態で変動荷重が加わるような場合には、
動剛性を増大させるべく予圧を大きくして変位振幅を小
さくする。
Of course, not only when the vehicle is running or stopped, but when a fluctuating load is applied while the vehicle is running or stopped,
The preload is increased and the displacement amplitude is decreased to increase the dynamic rigidity.

【0017】また、外部から加えられた振動が直線送り
装置の固有振動数に近い場合、予圧を大きくすることに
よって固有振動数を高くして共振点をずらし、共振を避
けることができる。さらに、予圧を大きくすれば、上記
したように減衰性も高まるので、振動を吸収して振幅自
体も小さくなる。
Further, when the vibration applied from the outside is close to the natural frequency of the linear feeder, the resonance frequency can be shifted by increasing the natural frequency by increasing the preload to avoid resonance. Further, if the preload is increased, the damping property is enhanced as described above, so that the vibration is absorbed and the amplitude itself is reduced.

【0018】[0018]

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments.

【0019】図1は本発明の直線送り装置の動特性制御
システムのシステム構成を示している。直線送り装置
は、軌道レール1と、この軌道レール1に沿ってボール
やコロ等の転動体2を介して摺動自在に設けられる摺動
台3と、この摺動台3に取り付けられるテーブル等の被
送り部材100と、被送り部材100を駆動するボール
ねじ等の駆動系101と、から構成されている。転動体
2は、軌道レール1と摺動台3に設けられた互いに対向
する転動体転走溝4,5間に介在されており、予圧調整
手段102で転動体2の予圧を調整することにより、直
線送り装置の動特性を制御するようになっている。
FIG. 1 shows the system configuration of a dynamic characteristic control system for a linear feeding device according to the present invention. The linear feeding device includes a track rail 1, a slide base 3 slidably provided along the track rail 1 via rolling elements 2 such as balls and rollers, a table mounted on the slide base 3, and the like. And a drive system 101 such as a ball screw for driving the fed member 100. The rolling element 2 is interposed between the rolling element rolling grooves 4 and 5 provided on the track rail 1 and the sliding base 3 and facing each other, and the preload of the rolling element 2 is adjusted by the preload adjusting means 102. , It is designed to control the dynamic characteristics of the linear feeding device.

【0020】予圧量は予圧検出手段9によって常時検出
され、検出情報が動特性制御回路にフィードバックされ
てている。
The preload amount is constantly detected by the preload detection means 9, and the detection information is fed back to the dynamic characteristic control circuit.

【0021】図示例では、一対の軌道レール1に4つの
摺動台3を介して被送り部材100を支持しており、こ
の摺動台3の少なくとも一つについて、予圧調整手段を
設けておけば動剛性を変化させることができる。また、
4つ摺動台3とは別に、図1(b) に示すように、摺動台
3の間に動特性を可変とするための予圧調整手段付きの
摺動台3を設けてもよい。
In the illustrated example, the fed member 100 is supported on the pair of track rails 1 via the four slides 3, and at least one of the slides 3 should be provided with a preload adjusting means. Dynamic rigidity can be changed. Also,
Apart from the four slides 3, as shown in FIG. 1 (b), slides 3 with preload adjusting means for varying the dynamic characteristics may be provided between the slides 3.

【0022】動特性とは、送り荷重に時間的に変動する
荷重、あるいはテーブル等の加減速によって生じる慣性
力等が加わった時等、これらの外力に対する影響除去能
力のことをいい、予圧を調整することによって動特性を
向上させる。
The dynamic characteristics refer to the ability to eliminate the influence of these external forces, such as when the feed load is subject to a time-varying load or an inertial force generated by acceleration or deceleration of a table or the like, and the preload is adjusted. To improve dynamic characteristics.

【0023】予圧によって向上する動特性としては、た
とえば動剛性と、減衰性と、固有振動数である。
The dynamic characteristics improved by the preload are, for example, dynamic rigidity, damping property, and natural frequency.

【0024】動剛性とは、外部から時間変化する荷重を
加えた時の、荷重変化の振幅に対する変位変化振幅の比
である。荷重と変位は周波数の関数になる。
The dynamic stiffness is the ratio of the displacement change amplitude to the load change amplitude when a time-varying load is applied from the outside. Loads and displacements are a function of frequency.

【0025】予圧を加えることにより、外力に対する変
位の振幅が小さくなる。
By applying a preload, the displacement amplitude with respect to an external force is reduced.

【0026】減衰性とは、外部から加えられた振動を機
械内部で吸収する特性のことであり、減衰性がよいと位
置決め制定時間を短くできる。
The damping property is a characteristic that the vibration applied from the outside is absorbed inside the machine. If the damping property is good, the positioning establishment time can be shortened.

【0027】固有振動数とは機械構造物に振動を与えた
時に共振を起こす周波数のことであり、予圧を与えるこ
とにより固有振動数を高くすることができ、共振を避け
ることができる。
The natural frequency is a frequency at which resonance occurs when a vibration is applied to a mechanical structure. By applying a preload, the natural frequency can be increased and resonance can be avoided.

【0028】すなわち、送り装置の被送り部材100の
動きの状態を加速度ピックアップ等の動き監視手段10
3を通じてモニタしたり、予めプログラムされたプログ
ラム情報104から動特性に関する動特性情報105を
得てこの動特性情報105を動特性制御回路106に入
力する。動きの監視は、予圧検出手段9により予圧状態
の変化によってもモニタすることができ、この予圧状態
を動きの情報として利用するようにしてもよい。
That is, the movement state of the fed member 100 of the feeding device is monitored by the movement monitoring means 10 such as an acceleration pickup.
3, and obtains the dynamic characteristic information 105 relating to the dynamic characteristic from the program information 104 programmed in advance, and inputs this dynamic characteristic information 105 to the dynamic characteristic control circuit 106. The movement can be monitored by the preload detecting means 9 also by a change in the preload state, and this preload state may be used as the movement information.

【0029】そして、動特性制御回路106において、
所定の動特性を得るための予圧量を演算し、予圧調整手
段102対して指令信号を出力する。この指令信号に基
づいて予圧調整手段102が作動して予圧量を適切な大
きさに調整する。
Then, in the dynamic characteristic control circuit 106,
A preload amount for obtaining a predetermined dynamic characteristic is calculated, and a command signal is output to the preload adjusting means 102. Based on this command signal, the preload adjusting means 102 operates to adjust the preload amount to an appropriate amount.

【0030】図2は、予圧によって動特性が向上する状
態を示している。
FIG. 2 shows a state in which the dynamic characteristics are improved by the preload.

【0031】すなわち、同図(a) は周波数特性を示すも
ので、予圧を加えると共振点がf0→f1にずれ、かつ
振幅AがA0→A1に小さくなった状態を示している。
That is, FIG. 6 (a) shows the frequency characteristic, and shows the state where the resonance point is shifted from f0 to f1 and the amplitude A is reduced from A0 to A1 when preload is applied.

【0032】また、図2(b) ,(c) は、予圧を大きくす
ることにより、制定時間がt0→t1と短くなった状態
を示している。
2 (b) and 2 (c) show a state in which the set time is shortened from t0 to t1 by increasing the preload.

【0033】また図2(d) は停止時のオーバーシュート
状態を示すもので、予圧を大きくすることによってオー
バーシュートの量が短くなり、位置決め精度の向上を図
ることができる。
Further, FIG. 2D shows an overshoot state at the time of stop. By increasing the preload, the amount of overshoot is shortened and the positioning accuracy can be improved.

【0034】被送り部材100の走行停止に関する望ま
しい動特性としては、高速で移動させる場合には予圧を
小さくして高速で動けるようにする。停止時には予圧を
大きくして減衰性を高め制定時間を短くする。このよう
な特性は、走行停止の作動状態によって定まるもので、
作動状態が予め分かっている場合には、作動状態に応じ
て予め予圧量をデータとして入れておけば、この作動状
態に応じ動特性となるように適切な予圧量が調整され
る。
As a desirable dynamic characteristic for stopping the traveling of the fed member 100, when it is moved at a high speed, the preload is reduced so that the member can be moved at a high speed. When stopped, the preload is increased to enhance the damping property and shorten the settling time. Such characteristics are determined by the operating state of traveling stop,
When the operating state is known in advance, if the preload amount is entered in advance as data according to the operating state, the appropriate preload amount is adjusted so that the dynamic characteristics are obtained according to this operating state.

【0035】また、実際の動特性に関する作動状態を動
特性情報として常時監視し、検出された動特性情報に基
づいて、作動状態における最も適切な動特性が得られる
ように予圧を調整すればよい。
Further, the operating state relating to the actual dynamic characteristic is constantly monitored as the dynamic characteristic information, and the preload may be adjusted based on the detected dynamic characteristic information so that the most appropriate dynamic characteristic in the operating state can be obtained. .

【0036】たとえば、外部から作用する振動の影響を
避けるために、振動を状態状態をモニタしておいて共振
が起こりかけると、共振しないように予圧を高くして固
有振動数を高め、共振点をずらす。
For example, in order to avoid the effect of externally applied vibration, when the state of the vibration is monitored and resonance occurs, the preload is increased so that the resonance does not occur, the natural frequency is increased, and the resonance point Shift.

【0037】また、走行中等における急な加減速時に振
動が発生した場合、加速度を検出することによって予圧
を増大させ、加減速時の振動を吸収する。また、加速度
を検出するのではなく振動自体を検出して、振動が発生
し始めると、振動を減衰させるように予圧を増大させる
ようにしてもよい。
Further, when vibration occurs during sudden acceleration / deceleration while running, the acceleration is detected to increase the preload and absorb the vibration during acceleration / deceleration. Further, instead of detecting the acceleration, the vibration itself may be detected, and when the vibration starts to be generated, the preload may be increased so as to damp the vibration.

【0038】以上の動特性制御システムに用いられる予
圧調整手段102としては、予圧を調整可能な構成であ
ればよく、特定の構成に限定されるものではないが、図
3以下に示す可変予圧直線運動用案内装置を用いること
が好適である。
The preload adjusting means 102 used in the above-mentioned dynamic characteristic control system is not limited to a particular structure as long as it can adjust the preload, but the variable preload straight line shown in FIG. It is preferred to use exercise guidance devices.

【0039】図3(a) 〜(d) は、この動剛性制御システ
ムに用いる可変予圧直線運動用案内装置の基本的な構成
を示している。すなわち、Aは直線運動用案内装置全体
を示すもので、直線的に延びる軌道レール1と、この軌
道レール1に転動体としての左右二列のボール2を介し
て組みつけられる摺動台3と、から構成される。摺動台
3は軌道レール1を跨ぐように配置される下面側が開い
た断面コ字形状のブロック体で、上面部31と、この上
面部31の左右両端から下方に伸びる左右スカート部3
2,33と、から構成されている。そして、軌道レ−ル
1の左右両側面と対向する摺動台3の左右両スカート部
32,33内側面に、それぞれ転動体転動溝4,5が形
成されており、ボール2はこの転動体転動溝4,5間に
転動自在に介在されている。そして、この軌道レール1
と摺動台3の少なくともいずれか一方に、転動体転動溝
4,5間の間隔を調整する予圧調整用伸縮部6を設けて
いる。この予圧調整用伸縮部6は、転動体転動溝4,5
間の間隔を拡大縮小する方向に伸縮可能で、転動体転走
溝4,5間の間隔を可変制御することにより予圧量を制
御するようになっている。そして、予圧調整用伸縮部6
には、予圧量を検出するための予圧検出手段9が設けら
れている。この予圧検出手段9については、代表例とし
て図3(a) にのみ図示するものとする。
FIGS. 3 (a) to 3 (d) show the basic structure of the variable preload linear motion guide device used in this dynamic stiffness control system. That is, A shows a guide device for linear motion as a whole, and a track rail 1 that extends linearly, and a slide base 3 that is mounted on the track rail 1 via two rows of left and right rows of balls 2 as rolling elements. ,,. The sliding base 3 is a block body having a U-shaped cross-section, the lower surface side of which is arranged so as to straddle the track rail 1. The upper surface 31 and the left and right skirts 3 extending downward from the left and right ends of the upper surface 31.
2, 33, and the like. Rolling element rolling grooves 4 and 5 are formed on the inner surfaces of the left and right skirt portions 32 and 33 of the slide base 3 facing the left and right side surfaces of the track rail 1, respectively. It is rotatably interposed between the moving body rolling grooves 4 and 5. And this track rail 1
At least one of the sliding base 3 and the slide base 3 is provided with a preload adjusting expansion / contraction part 6 for adjusting the interval between the rolling element rolling grooves 4 and 5. This preload adjusting expansion / contraction part 6 is provided with rolling element rolling grooves 4, 5
The space between the rolling elements can be expanded and contracted in a direction of enlarging and reducing the space, and the amount of preload is controlled by variably controlling the space between the rolling element rolling grooves 4 and 5. And the expansion / contraction part 6 for preload adjustment
Is provided with a preload detection means 9 for detecting the preload amount. The preload detection means 9 is shown only in FIG. 3 (a) as a typical example.

【0040】予圧調整用伸縮部6の場所は、図3(a) ,
(b) に示すように摺動台3側に設ける場合と、図3(c)
に示すように軌道レール1側に設ける場合がある。
The place of the expansion / contraction part 6 for adjusting the preload is as shown in FIG.
As shown in (b), when it is installed on the slide base 3 side, and in Fig. 3 (c).
It may be provided on the track rail 1 side as shown in FIG.

【0041】図3(a) は摺動台3の上面部31に左右に
伸縮する予圧調整用伸縮部6を設けたものであり、予圧
調整用伸縮部6を収縮させることにより、予圧を付与す
るようになっている。
FIG. 3 (a) shows a preload adjusting telescopic portion 6 which expands to the left and right on the upper surface portion 31 of the slide base 3. The preload is applied by contracting the preload adjusting telescopic portion 6. It is supposed to do.

【0042】図3(b) は摺動台3の一方のスカート部3
3に左右に伸縮する予圧調整用伸縮部6を形成したもの
である。
FIG. 3B shows one skirt portion 3 of the slide base 3.
3 is formed with a preload adjusting expansion / contraction part 6 that expands / contracts left and right.

【0043】図3(c) は左右に伸縮する予圧調整用伸縮
部6を軌道レール1に設けたものである。すなわち、予
圧調整用伸縮部6を伸長させることで、左右のボール2
に予圧を付与する。
FIG. 3 (c) shows the track rail 1 provided with a preload adjusting expansion / contraction part 6 which expands / contracts to the left and right. That is, by extending the expansion / contraction part 6 for adjusting the preload, the left and right balls 2
Apply preload to.

【0044】図3(d) はモーメントを利用して左右のボ
ールに予圧を付与するようにしたものである。すなわ
ち、予圧調整用伸縮部6を伸縮作動させることによって
摺動台3を軌道レール1の回りに回転させるモーメント
を作用させ、左右のボールの転動体転走溝4,5間が狭
まる方向に加圧してボール2に予圧を付与するようにし
たものである。
FIG. 3 (d) shows that the moment is utilized to preload the left and right balls. That is, by expanding / contracting the preload adjusting expansion / contraction part 6, a moment for rotating the slide base 3 around the track rail 1 is applied, and it is applied in a direction in which the rolling element rolling grooves 4, 5 of the left and right balls are narrowed. A preload is applied to the ball 2 by pressing.

【0045】なお、図3(e) はこの直線運動用案内装置
Aの概略斜視図である。
Incidentally, FIG. 3 (e) is a schematic perspective view of the linear motion guide device A.

【0046】図4(a) 〜(f) は、軌道レール1の左右側
面に上下二列づつ計4列のボール2を有する直線運動用
案内装置、特に左右2列ずつのボール2が軌道レール1
の左右側面に突出形成した突堤部7を上下から挟むよう
に配置されるタイプの直線運動用案内装置に、予圧調整
用伸縮部6を形成する場合の各種変形例を示す。
FIGS. 4 (a) to 4 (f) show a linear motion guide device having a total of four rows of balls 2 on the left and right sides of the track rail 1, two rows in the upper and lower rows. 1
Various modifications in the case of forming the preload adjusting expansion / contraction part 6 in a linear motion guide device of a type arranged so as to sandwich the jetty part 7 projectingly formed on the left and right side faces from above and below are shown.

【0047】すなわち、図4(a) は図3(a) に対応する
もので、摺動台3の上面部31に左右に伸縮する予圧調
整用伸縮部6を設けたものである。
That is, FIG. 4 (a) corresponds to FIG. 3 (a), in which the upper surface 31 of the slide base 3 is provided with a preload adjusting expansion / contraction part 6 which expands / contracts left and right.

【0048】図4(b) は、摺動台3の左右スカート部3
2,33に上下に伸縮する予圧調整用伸縮部6を設けた
もので、予圧調整用伸縮部6を収縮させることで上下の
ボール2に予圧を付与している。
FIG. 4B shows the left and right skirt portions 3 of the slide base 3.
2 and 33 are provided with precompression adjusting expansion and contraction portions 6 that expand and contract vertically, and precompression is applied to the upper and lower balls 2 by contracting the preload adjustment expansion and contraction portions 6.

【0049】図4(c) は摺動台3の上面部31に上下に
伸縮する予圧調整用伸縮部6を形成したもので、この予
圧調整用伸縮部6を伸長させることで上下のボール2に
予圧を付与するようになっている。
In FIG. 4 (c), a preload adjusting telescopic portion 6 which expands and contracts in the vertical direction is formed on the upper surface 31 of the slide base 3. By extending the preload adjusting telescopic portion 6, the upper and lower balls 2 can be extended. It is designed to apply a preload to.

【0050】図4(d) は摺動台3の一方のスカート部3
3に左右に伸縮する予圧調整用伸縮部6を設けたもので
あり、図3(b) に示す例と同様である。
FIG. 4D shows one skirt portion 3 of the slide base 3.
3 is provided with a preload adjusting expansion / contraction part 6 which expands / contracts to the left and right, and is similar to the example shown in FIG.

【0051】図4(e) は軌道レール1に左右に伸縮する
予圧調整用伸縮部6を設けたもので、図3(c) と同様で
ある。
FIG. 4 (e) shows the track rail 1 provided with a preload adjusting expansion / contraction part 6 which expands / contracts to the left and right, and is similar to FIG. 3 (c).

【0052】図4(f) は軌道レール1に上下に伸縮する
予圧調整用伸縮部6を設けたもので、この予圧調整用伸
縮部6を伸長させることにより、上下のボール2に予圧
を付与するようになっている。
In FIG. 4 (f), the track rail 1 is provided with a preload adjusting elastic portion 6 which expands and contracts up and down. By extending the preload adjusting elastic portion 6, a preload is applied to the upper and lower balls 2. It is supposed to do.

【0053】図5(a) 〜(f) は、図4と同様の軌道レー
ル1の左右側面に上下二列づつ計4列のボール2を有す
る直線運動用案内装置であるが、この例は特に左右2列
ずつのボール2が摺動台3の左右のスカート部32,3
3の内側面に形成した突堤部左右の今Mス軌道レール1
の左右側面に突出形成した突堤部8を上下から挟むよう
に配置されるタイプの直線運動用案内装置に、予圧調整
用伸縮部6を形成する場合の各種変形例を示す。
FIGS. 5 (a) to 5 (f) show a linear motion guide device having a total of four rows of balls 2 on the left and right sides of the track rail 1 as shown in FIG. In particular, two rows of balls 2 on the left and right sides are provided on the left and right skirt portions 32, 3 of the slide base 3.
Now M track rail 1 on the left and right of the jetty formed on the inner surface of 3
Various modifications in the case where the preload adjusting expansion / contraction part 6 is formed in a linear motion guide device of a type arranged so as to sandwich the jetty part 8 projectingly formed on the left and right side faces from above and below are shown.

【0054】すなわち、図5(a) は図3(a) に対応する
もので、摺動台3の上面部31に左右に伸縮する予圧調
整用伸縮部6を設けたものである。
That is, FIG. 5 (a) corresponds to FIG. 3 (a), in which the preload adjusting expansion / contraction part 6 which expands / contracts to the left and right is provided on the upper surface part 31 of the slide base 3.

【0055】図5(b) は、図4(b) と同様に摺動台3の
左右スカート部32,33に上下に伸縮する予圧調整用
伸縮部6を設けたもので、予圧調整用伸縮部6を伸長さ
せることで上下のボール2に予圧を付与している。
FIG. 5 (b) shows that the left and right skirt portions 32, 33 of the slide base 3 are provided with the precompression adjusting expansion / contraction parts 6 which are expanded / contracted vertically as in FIG. 4 (b). By extending the portion 6, preload is applied to the upper and lower balls 2.

【0056】図5(c) は摺動台3の上面部31に上下に
伸縮する予圧調整用伸縮部6を形成したもので、この予
圧調整用伸縮部6を収縮させることで上下のボール2に
予圧を付与するようになっている。
FIG. 5 (c) shows a preload adjusting elastic portion 6 which is vertically expandable and contractible formed on the upper surface portion 31 of the slide base 3. By contracting the preload adjusting elastic portion 6, the upper and lower balls 2 are moved. It is designed to apply a preload to.

【0057】図5(d) は摺動台3の一方のスカート部3
3に左右に伸縮する予圧調整用伸縮部6を設けたもので
あり、図3(b) に示す例と同様である。
FIG. 5D shows one skirt portion 3 of the slide base 3.
3 is provided with a preload adjusting expansion / contraction part 6 which expands / contracts to the left and right, and is similar to the example shown in FIG.

【0058】図5(e) は軌道レール1に左右に伸縮する
予圧調整用伸縮部6を設けたもので、図3(c) と同様で
ある。
FIG. 5 (e) shows the track rail 1 provided with a preload adjusting expansion / contraction part 6 which expands / contracts to the left and right, and is similar to FIG. 3 (c).

【0059】図5(f) は軌道レール1に上下に伸縮する
予圧調整用伸縮部6を設けたもので、この予圧調整用伸
縮部6を伸長させることにより、上下のボール2に予圧
を付与するようになっている。予圧検出手段7として
は、図6(a) に示すように予圧調整用伸縮部6の変位を
検出する変位検出手段10を用い、予圧に対応する変位
から予圧を検出するものと、図6(b) に示すように、予
圧調整用伸縮部6に加わる荷重を検出する力検出手段1
1を用い、予圧に対応する軸方向荷重から予圧を検出も
のがある。
FIG. 5 (f) shows a track rail 1 provided with a preload adjusting telescopic portion 6 which extends vertically. By extending the preload adjusting telescopic portion 6, a preload is applied to the upper and lower balls 2. It is supposed to do. As the preload detecting means 7, as shown in FIG. 6 (a), a displacement detecting means 10 for detecting the displacement of the preload adjusting telescopic portion 6 is used to detect the preload from the displacement corresponding to the preload. As shown in b), the force detecting means 1 for detecting the load applied to the preload adjusting stretchable portion 6.
There is a method in which the preload is detected from the axial load corresponding to the preload by using 1.

【0060】図7(a) ,(b) は、予圧調整用伸縮部6の
基本構成を示すもので、いずれの例も、予圧調整方向に
弾性変形可能でかつその他の方向には剛な弾性部材12
と、この弾性部材12を軸方向に伸縮させるための微小
変位手段13と、を備えている。図7(a) に示す例は、
弾性部材12と微小変位手段13を互いに並べて設けた
ものである。図7(b) に示す例は、摺動台3あるいは軌
道レール1の予圧調整用伸縮部6を介して互いに対向す
る対向端部14,15間には弾性部材12のみを介在さ
せ、対向端部14,15に設けた第1,第2フランジ部
14a,15aに係合する連結部材16を用いたもので
ある。すなわち、連結部材16の両端には、対向端部1
4,15の第1,第2フランジ部14a,15aと対向
するように第1,第2座部16a,16bが突出してお
り、第1,第2座部16a,16bの内の一方の座部、
図示例では第2座部16bを第2フランジ部15aに固
定し、第1座部16aと第1フランジ部14aとの間に
微小変位手段13を介在させている。もちろん、微小変
位手段13を第2座部12bと第2フランジ部15a間
に介在させる構成としてもよい。この微小変位手段13
は、指令値を与えると指令値に比例して伸縮する手段で
あり、たとえば、圧電素子または電歪素子の他に、物体
の熱膨張を利用して伸縮される熱アクチュエータや、図
7(c) ,(d) に示すような流体圧によって伸縮するアク
チュエータ13a、その他ボイスコイルや磁歪素子を用
いたアクチュエータ等、要するに指令値に基づいて指令
値に比例して伸縮する各種アクチュエータを適用するこ
とができる。図7(e) は、弾性部材の一例を示してい
る。この弾性部材12Aは平板形状の薄肉部によって構
成される板ばねであり、形状的に予圧調整のための伸縮
方向に弾性変形可能でかつその他の方向に剛な構造にな
っている。変位検出手段10としては、たとえば、図8
(a) に示すようなひずみゲージ等の抵抗式センサ10
a、同図(b) に示すような圧電素子や電歪素子等を用い
て変位を電圧変化として検出する電圧式センサ10b、
同図(c) に示すような作動トランスやうず電流センサ等
の電磁誘導式センサ10c、同図(d) に示すような静電
容量式のセンサ10d、同図(e) に示すような光りファ
イバ等を用いた光干渉方式のセンサ10e等、微小変位
を検出可能な公知の種々のセンサを用いることができ
る。また、図8(f) , (g)には力検出手段11の一例を
示している。すなわち、図8(f) に示すものは、軸方向
荷重に応じて軸方向に弾性変形する弾性部材11bと、
この弾性部材11bの歪み量を検出する抵抗式センサ1
0aと、から構成されており、弾性部材11bの歪み量
の検出値から軸方向荷重を検出するものである。
FIGS. 7 (a) and 7 (b) show the basic construction of the preload adjusting expansion / contraction portion 6, and in each of these examples, elastic deformation is possible in the preload adjusting direction and rigid elasticity is provided in other directions. Member 12
And a minute displacement means 13 for expanding and contracting the elastic member 12 in the axial direction. The example shown in Figure 7 (a) is
The elastic member 12 and the minute displacement means 13 are arranged side by side. In the example shown in FIG. 7 (b), only the elastic member 12 is interposed between the opposite end portions 14 and 15 which face each other through the preload adjusting expansion / contraction portion 6 of the slide base 3 or the track rail 1, and the opposite end portion is provided. The connecting member 16 that engages with the first and second flange portions 14a and 15a provided on the portions 14 and 15 is used. That is, the opposite ends 1 are provided at both ends of the connecting member 16.
The first and second seat portions 16a and 16b project so as to face the first and second flange portions 14a and 15a of the fourth and fifteenth flanges, respectively, and one of the first and second seat portions 16a and 16b is seated. Department,
In the illustrated example, the second seat portion 16b is fixed to the second flange portion 15a, and the minute displacement means 13 is interposed between the first seat portion 16a and the first flange portion 14a. Of course, the minute displacement means 13 may be interposed between the second seat portion 12b and the second flange portion 15a. This minute displacement means 13
Is a unit that expands and contracts in proportion to the command value when a command value is given. For example, in addition to a piezoelectric element or an electrostrictive element, a thermal actuator that expands and contracts by utilizing thermal expansion of an object, or FIG. It is possible to apply various actuators that expand and contract in proportion to the command value based on the command value, such as an actuator 13a that expands and contracts by fluid pressure as shown in (d) and other actuators using voice coils and magnetostrictive elements. it can. FIG. 7E shows an example of the elastic member. The elastic member 12A is a leaf spring composed of a flat plate-shaped thin portion, and has a shape that is elastically deformable in the expansion / contraction direction for preload adjustment and rigid in other directions. As the displacement detecting means 10, for example, FIG.
Resistance type sensor 10 such as strain gauge as shown in (a)
a, a voltage sensor 10b for detecting displacement as a voltage change using a piezoelectric element or an electrostrictive element as shown in FIG.
An electromagnetic induction type sensor 10c such as an operating transformer and an eddy current sensor as shown in FIG. 6 (c), a capacitance type sensor 10d as shown in FIG. 3 (d), and a light emission as shown in FIG. 2 (e). It is possible to use various known sensors capable of detecting a minute displacement, such as an optical interference type sensor 10e using a fiber or the like. 8 (f) and 8 (g) show an example of the force detecting means 11. That is, what is shown in FIG. 8 (f) is an elastic member 11b that is elastically deformed in the axial direction according to an axial load,
A resistance type sensor 1 for detecting the amount of strain of the elastic member 11b.
0a, and detects the axial load from the detected value of the strain amount of the elastic member 11b.

【0061】図8(g) に示す例は、弾性部材11bと、
この弾性部材11bと並べて配置される圧電素子11c
とから構成したものである。 もちろん、力検出手段と
しては、この図示例の他種々の検出手段を用いることが
できる。図9は本発明の第1の具体例を示している。
In the example shown in FIG. 8 (g), an elastic member 11b,
Piezoelectric element 11c arranged side by side with this elastic member 11b
It consists of and. Of course, as the force detecting means, various detecting means other than the illustrated example can be used. FIG. 9 shows a first specific example of the present invention.

【0062】この例は図4(a) の基本構成を具体化した
もので、予圧調整用伸縮部6の構成として図7(a) の構
成を採用したものである。すなわち、摺動台3を摺動台
本体3Aと摺動台本体3Aの外周を取り囲む外枠部材1
7とから構成し、摺動台本体3Aの上面部31に図7
(e) に示したような板ばね状の弾性部材12Aを介在さ
せ、この弾性部材12Aに変位検出手段としての抵抗式
センサ10aが貼着されている。そして、外枠部材17
内側面と摺動台本体3Aの左右スカート部32,33の
背面との間に圧電素子等の微小変位手段13が介在され
ている。
This example embodies the basic structure of FIG. 4 (a), and adopts the structure of FIG. 7 (a) as the structure of the expansion / contraction part 6 for adjusting the preload. That is, the sliding base 3 surrounds the sliding base body 3A and the outer frame member 1 surrounding the outer periphery of the sliding base body 3A.
7 and the upper surface portion 31 of the sliding base body 3A has a structure shown in FIG.
A leaf spring-shaped elastic member 12A as shown in (e) is interposed, and a resistance type sensor 10a as a displacement detecting means is attached to the elastic member 12A. Then, the outer frame member 17
The minute displacement means 13 such as a piezoelectric element is interposed between the inner side surface and the back surfaces of the left and right skirt portions 32, 33 of the sliding table body 3A.

【0063】図10は、図9の装置の制御ブロック図を
示している。すなわち、圧電素子等の微小変位手段13
を動作させるため、指令値をアナログ信号に変換するD
/Aコンバータ200と、この信号を増幅するドライブ
アンプ201と、弾性部材12に張りつけられた抵抗式
センサ10aの抵抗値を読むためのストレインアンプ2
02と、ストレインアンプ102から出力されたアナロ
グの検出値をディジタル信号に変換するA/Dコンバー
タ203と、それを処理しコントロールする演算回路1
04と、から構成されている。そして、抵抗式センサ1
0aによって予圧状態を常時モニタし、検出値を演算回
路204にフィードバックして適切な予圧状態となるよ
うに圧電素子等の微小変位手段11を制御する。
FIG. 10 shows a control block diagram of the apparatus of FIG. That is, the minute displacement means 13 such as a piezoelectric element
D to convert the command value into an analog signal in order to operate
/ A converter 200, a drive amplifier 201 for amplifying this signal, and a strain amplifier 2 for reading the resistance value of the resistance type sensor 10a attached to the elastic member 12.
02, an A / D converter 203 for converting the analog detection value output from the strain amplifier 102 into a digital signal, and an arithmetic circuit 1 for processing and controlling the same.
04, and is composed. And the resistance type sensor 1
The preload state is constantly monitored by 0a, and the detected value is fed back to the arithmetic circuit 204 to control the minute displacement means 11 such as the piezoelectric element so that the preload state becomes appropriate.

【0064】もっとも、図中点線で示すように、抵抗式
センサ10aからのアナログ情報をディジタル情報に変
換しないで、直接アナログ情報のままで比較するように
クローズドループを構成することもできる。
However, as shown by the dotted line in the figure, the closed loop may be constructed so that the analog information from the resistance type sensor 10a is not converted into digital information and the analog information is directly compared.

【0065】また、この抵抗式センサ10aからの検出
情報は、荷重変化等の動特性変化に対応して変化するの
で、この検出情報を動特性情報として動特性の制御に用
いることができる。
Further, since the detection information from the resistance type sensor 10a changes in response to changes in dynamic characteristics such as changes in load, this detection information can be used as dynamic characteristic information for controlling dynamic characteristics.

【0066】図11は本発明の第2具体例を示してい
る。
FIG. 11 shows a second specific example of the present invention.

【0067】この例は図4(b) の基本構成を具体化した
もので、予圧調整用伸縮部の構成として図8(b) の構成
を採用したものである。すなわち、摺動台3の左右スカ
ート部32,33に上下方向に伸縮する弾性部材12を
介在させている。また、摺動台3の上面部31左右両端
から下方に向かって側板18,18が延びており、この
側板18,18の下端に内向きに屈曲して左右スカート
部32,33の下面に対向する係合座部18a,18a
が設けられ、この係合座部18aと左右スカート部3
2,33下面の間に微小変位手段13,13が介在され
ている。
This example embodies the basic structure of FIG. 4 (b), and adopts the structure of FIG. 8 (b) as the structure of the expansion / contraction part for preload adjustment. That is, the elastic members 12 that expand and contract in the vertical direction are interposed between the left and right skirt portions 32 and 33 of the slide base 3. Further, side plates 18, 18 extend downward from the left and right ends of the upper surface 31 of the slide base 3, and are bent inward at the lower ends of the side plates 18, 18 to face the lower surfaces of the left and right skirts 32, 33. Engaging seat portions 18a, 18a
The engaging seat portion 18a and the left and right skirt portions 3 are provided.
Small displacement means 13, 13 are interposed between the lower surfaces of 2, 33.

【0068】図12は本発明の第3具体例を示してい
る。
FIG. 12 shows a third specific example of the present invention.

【0069】この例は図4(c) の基本構成を具体化した
もので、予圧調整用伸縮部の構成として図6(a) の構成
を採用したものである。すなわち、摺動台3は、左右に
配されるボール2,2,2,2のうち、上側のボール
2,2が転動するボール転動溝4,4を有するレース部
材19と、このレース部材19を取り囲むように設けら
れる断面略リップ付きコ字形断面の外枠20と、から構
成され、このレース部材19と外枠20の上面部21の
間に、弾性部材12と微小変位手段13が介在されてい
る。
This example embodies the basic structure of FIG. 4 (c), and adopts the structure of FIG. 6 (a) as the structure of the expansion / contraction portion for preload adjustment. That is, the slide base 3 includes a race member 19 having ball rolling grooves 4 and 4 in which the upper balls 2 and 2 of the balls 2, 2 and 2 arranged on the left and right roll, and this race. An outer frame 20 having a U-shaped cross section with a substantially lip section provided so as to surround the member 19, and an elastic member 12 and a minute displacement means 13 are provided between the race member 19 and an upper surface portion 21 of the outer frame 20. Intervened.

【0070】図13は本発明の第4具体例を示している
この例は図4(e) に示す基本構成を具体化したものであ
る。すなわち、軌道レール1を左右のボール転動溝5,
5を分離するように縦割りに分割し、この軌道レール1
の左右半体1A,1Aの間に微小変位手段13を介在さ
せたものである。
FIG. 13 shows a fourth embodiment of the present invention. This embodiment embodies the basic structure shown in FIG. 4 (e). That is, the track rail 1 and the left and right ball rolling grooves 5,
This track rail 1 is divided vertically into 5 parts.
The minute displacement means 13 is interposed between the left and right halves 1A, 1A.

【0071】図14は本発明の第5具体例を示してい
る。
FIG. 14 shows a fifth specific example of the present invention.

【0072】この第5具体例は、第4具体例のように軌
道レール1を完全に分離しないで、軌道レール1に縦溝
1Aを設けて左右に弾性変形可能とし、縦溝1Aに微小
変位手段13を介在させたものである。そして、微小変
位手段13として軌道レール1よりも熱膨張率の高い異
材質の熱アクチュエータを用い、軌道レール1との接触
部には断熱材を介在させている。この熱アクチュエータ
13Aの材質としては、たとえば軌道レール1が鉄系の
材料の場合にアルミ系材料が用いられる。
In the fifth specific example, unlike the fourth specific example, the track rail 1 is not completely separated, but the track rail 1 is provided with the vertical groove 1A so that it can be elastically deformed to the left and right, and the vertical groove 1A is slightly displaced. The means 13 is interposed. Then, a thermal actuator of a different material having a higher thermal expansion coefficient than the track rail 1 is used as the minute displacement means 13, and a heat insulating material is interposed in a contact portion with the track rail 1. As the material of the thermal actuator 13A, for example, when the track rail 1 is an iron material, an aluminum material is used.

【0073】図15は本発明の第6具体例を示してい
る。
FIG. 15 shows a sixth specific example of the present invention.

【0074】この例は図3(d) の基本構成を具体化した
もので、予圧調整用伸縮部の構成として図7(e) の構成
を採用したものである。この摺動台3は、ボール摺動台
本体部と予圧調整用伸縮部が分離され別体構成となって
いる。
This example embodies the basic structure of FIG. 3 (d), and adopts the structure of FIG. 7 (e) as the structure of the expansion / contraction part for preload adjustment. The slide base 3 has a separate structure in which the ball slide base body and the preload adjusting expansion / contraction part are separated.

【0075】すなわち、軌道レール1の図中左側に位置
するボールは、軌道レールの右側方に突出形成される突
堤1Aと、この突堤1Aの下面と対向して設けられる摺
動台本体31の左スカート部32に形成されるリップ部
34の間に介装されている。一方、軌道レール1の図中
右側に位置するボール2は、軌道レール1上面の右側縁
に形成された転動体転動溝5と、摺動台本体31下面に
形成された転動体転動溝4間に介在されている。
That is, the ball located on the left side of the track rail 1 in the figure is a jetty 1A formed so as to project to the right of the track rail, and the left side of the sliding base body 31 provided so as to face the lower surface of the jetty 1A. It is interposed between the lip portions 34 formed on the skirt portion 32. On the other hand, the ball 2 located on the right side of the track rail 1 in the figure includes rolling element rolling grooves 5 formed on the right side edge of the upper surface of the track rail 1 and rolling element rolling grooves formed on the lower surface of the slide base body 31. It is interposed between four.

【0076】一方、予圧調整用伸縮部6としては、図7
(e) の板ばね状の弾性部材12と変位手段13とが並列
して設けられた構成で、変位手段13の位置を図中右側
ボール2の方に近づけてある。
On the other hand, the expansion / contraction part 6 for adjusting the preload is shown in FIG.
(e) The leaf spring-like elastic member 12 and the displacing means 13 are arranged side by side, and the displacing means 13 is positioned closer to the right side ball 2 in the figure.

【0077】このようにすれば、変位手段を伸長させる
と、摺動台本体31を軌道レール1回りに図中時計回り
に回転させようとするモーメントが作用することにな
り、左側のボールが2介在される転動体転動溝4,5間
の間隔および、右側のボール2が介在される転動体転動
溝4,5間の間隔を狭められて予圧が大きくなる。
With this arrangement, when the displacement means is extended, a moment acts to rotate the slide base body 31 around the track rail 1 in the clockwise direction in the figure. The interval between the rolling element rolling grooves 4 and 5 interposed and the interval between the rolling element rolling grooves 4 and 5 in which the ball 2 on the right side is interposed are narrowed to increase the preload.

【0078】図16は本発明の第7具体例を示してい
る。
FIG. 16 shows a seventh example of the present invention.

【0079】この第7具体例は、図12に示した第3具
体例の変形例に相当するもので、第3具体例と異なり、
予圧調整用伸縮部6を流体圧アクチュエータのみにより
構成したものである。
This seventh specific example corresponds to a modification of the third specific example shown in FIG. 12, and is different from the third specific example.
The expansion / contraction part 6 for adjusting the preload is constituted by only the fluid pressure actuator.

【0080】すなわち、外枠20の上にテーブル等が取
付けられる取付台部21を設け、この取付台部21と、
外枠20内に設けられるレース部材19を連結部材22
を介して一体的に連結している。この連結部材22は、
外枠22に設けられるガイド孔23に流体密の状態で摺
動自在に挿入されており、レース部材19と外枠20の
間に油等の流体室24を形成している。そして、流体室
24に油等の所定圧の流体25を封入し、この流体圧を
制御することによってレース部材19と外枠20との締
めつけ力を変化させて、予圧量を制御するものである。
That is, a mounting base 21 for mounting a table or the like is provided on the outer frame 20, and the mounting base 21 and
The race member 19 provided in the outer frame 20 is connected to the connecting member 22.
Are integrally connected via. This connecting member 22 is
It is slidably inserted in a guide hole 23 provided in the outer frame 22 in a fluid-tight state, and a fluid chamber 24 for oil or the like is formed between the race member 19 and the outer frame 20. Then, a fluid 25 having a predetermined pressure such as oil is sealed in the fluid chamber 24, and by controlling the fluid pressure, the tightening force between the race member 19 and the outer frame 20 is changed to control the preload amount. .

【0081】なお、このようにボール2に付与する予圧
を可変とすることによって、静的に剛性を適切な値に制
御するだけでなく動剛性を可変にして、走行状態では予
圧を軽減させて軽快に高速で動けるようにし、停止後は
予圧を大きくして剛性を大きくするように制御すること
が可能である。
By varying the preload applied to the ball 2 in this way, not only statically controlling the rigidity to an appropriate value but also varying the dynamic rigidity, the preload is reduced in the running state. It is possible to control the vehicle so that it can move lightly and at high speed, and increase the preload after stopping to increase the rigidity.

【0082】このような動剛性を可変とする場合には、
転動体転走溝4,5は、図17(a)に示すような2点で
接触する断面円弧状のサーキュラアーク溝よりも、同図
(b)に示すような4点で接触するゴシックアーチ溝の構
成とすることが好ましい。もっとも、ゴシックアーチ溝
に限定されるものではない。
In order to make such dynamic rigidity variable,
The rolling element rolling grooves 4 and 5 are the same as those of the circular arc groove having an arc-shaped cross section which contacts at two points as shown in FIG. 17 (a).
It is preferable to adopt a Gothic arch groove configuration in which four points contact each other as shown in (b). However, it is not limited to the Gothic arch groove.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は軌道レー
ルと摺動台の少なくとも一方に設けた予圧調整用伸縮部
を伸縮させるようにしたので、予圧を適切な値に調整す
ることができる。
As described above, according to the present invention, since the preload adjusting telescopic portion provided on at least one of the track rail and the slide base is expanded and contracted, the preload can be adjusted to an appropriate value. .

【0084】また、予圧検出手段を設けて予圧を直接検
出し、伸縮部を伸縮させて予圧を調整することにより、
予圧状態を正確に制御することができる。
Further, by providing a preload detecting means to directly detect the preload and expand / contract the expanding / contracting portion to adjust the preload,
The preload state can be controlled accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1(a) は本発明の直線送り装置の動剛性制御
システムのシステム構成を示す図、同図(b) は動剛性制
御用の摺動台を設けた直線送り装置の平面図、同図(c)
は直線運動用案内装置の一例を模式的に示す断面図であ
る。
FIG. 1 (a) is a diagram showing a system configuration of a dynamic rigidity control system of a linear feeding device of the present invention, and FIG. 1 (b) is a plane view of a linear feeding device provided with a slide table for dynamic rigidity control. Figure, Figure (c)
FIG. 3 is a sectional view schematically showing an example of a linear motion guide device.

【図2】図2動特性の内容を示すもので、同図(a) は予
圧を変化させた場合の送り装置に加える加振周波数と送
り装置の振幅の関係を示すグラフ、同図(b) ,(c) は予
圧を加えない場合と予圧を加えた場合の制定時間を示す
グラフ、同図(d) は位置決め字のオーバーシュート状態
を示す図である。
FIG. 2 shows the contents of the dynamic characteristics shown in FIG. 2 (a), which is a graph showing the relationship between the vibration frequency applied to the feeder and the amplitude of the feeder when the preload is changed. ) And (c) are graphs showing the settling time when no preload is applied and when preload is applied, and (d) is a diagram showing the overshoot state of the positioning character.

【図3】図3(a) 〜(d) は本発明の可変予圧直線運動用
案内装置の概念構成を示す図、同図(e) は概略斜視図で
ある。
3 (a) to 3 (d) are views showing a conceptual configuration of a variable preload linear motion guide device of the present invention, and FIG. 3 (e) is a schematic perspective view.

【図4】図4(a) 〜(f) は左右2列ずつのボール列を有
する可変予圧直線運動用案内装置の各種変形例の概念構
成を示す図である。
FIGS. 4 (a) to 4 (f) are views showing conceptual configurations of various modified examples of a variable preload linear motion guide device having two rows of balls each on the left and right.

【図5】図5(a) 〜(f) は左右2列ずつのボールを有す
る他の可変予圧直線運動用案内装置の各種変形例を示す
概念構成を示す図である。
5 (a) to 5 (f) are views showing a conceptual configuration showing various modified examples of another variable preload linear motion guide device having two rows of balls on each side.

【図6】図6(a) は予圧検出手段として変位検出手段を
用いた場合の予圧調整用伸縮部近傍の構成図、同図(b)
は予圧検出手段として力検出手段を用いた場合の予圧調
整用伸縮部近傍の構成図である。
FIG. 6 (a) is a configuration diagram in the vicinity of an expansion / contraction part for preload adjustment when displacement detection means is used as preload detection means, and FIG. 6 (b).
FIG. 4 is a configuration diagram of the vicinity of a preload adjusting expansion / contraction part when a force detecting means is used as the preload detecting means.

【図7】図7(a) は予圧調整用伸縮部の基本構成を示す
図、同図(b) は連結部材を用いた予圧調整用伸縮部の構
成を示す図、同図(c) ,(d) は微小変位手段として流体
圧シリンダを用いた場合の概略構成を示す図、同図(e)
は弾性部材の一例を示す要部断面図である。
FIG. 7 (a) is a diagram showing the basic configuration of a preload adjusting expansion / contraction part, FIG. 7 (b) is a diagram showing the configuration of a preload adjusting expansion / contraction part using a connecting member, FIG. 7 (c), (d) is a diagram showing a schematic configuration when a fluid pressure cylinder is used as the minute displacement means, and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part showing an example of an elastic member.

【図8】図8(a) 〜 (g)は変位検出手段の各種態様を模
式的に示す構成図である。
8A to 8G are configuration diagrams schematically showing various aspects of a displacement detecting means.

【図9】図9は本発明の可変予圧直線運動用案内装置の
第1の具体例を示す概略断面図である。
FIG. 9 is a schematic sectional view showing a first specific example of the guide device for variable preload linear movement of the present invention.

【図10】図10は図9の装置の制御ブロック図であ
る。
FIG. 10 is a control block diagram of the apparatus of FIG.

【図11】図11は本発明の可変予圧直線運動用案内装
置の第2の具体例を示す概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic sectional view showing a second specific example of the guide device for variable preload linear movement of the present invention.

【図12】図12は本発明の可変予圧直線運動用案内装
置の第3の具体例を示す概略断面図である。
FIG. 12 is a schematic sectional view showing a third specific example of the variable preload linear motion guide device of the present invention.

【図13】図13は本発明の可変予圧直線運動用案内装
置の第4の具体例を示す概略断面図である。
FIG. 13 is a schematic sectional view showing a fourth specific example of the variable preload linear motion guide device of the present invention.

【図14】図14は本発明の可変予圧直線運動用案内装
置の第5の具体例を示す概略断面図である。
FIG. 14 is a schematic sectional view showing a fifth specific example of the variable preload linear motion guide device of the present invention.

【図15】図15は本発明の可変予圧直線運動用案内装
置の第6の具体例を示す概略断面図である。
FIG. 15 is a schematic sectional view showing a sixth specific example of the guide device for variable preload linear movement of the present invention.

【図16】図16は本発明の可変予圧直線運動用案内装
置の第7の具体例を示す概略断面図である。
FIG. 16 is a schematic sectional view showing a seventh specific example of the variable preload linear motion guide device of the present invention.

【図17】図17(a) はサーキュラアーク溝の断面図、
同図(b) はゴシックアーチ溝の断面図である。
FIG. 17 (a) is a sectional view of the circular arc groove,
FIG. 2B is a sectional view of the Gothic arch groove.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 軌道レール 2 ボール(転動体) 3 摺動台 4,5 ボール転動溝 100 被送り部材 101 駆動系 102 予圧調整手段 103 動き監視手段 104 プログラム情報 105 動特性情報 106 動特性制御回路 1 track rail 2 ball (rolling element) 3 sliding base 4,5 ball rolling groove 100 driven member 101 drive system 102 preload adjusting means 103 motion monitoring means 104 program information 105 dynamic characteristic information 106 dynamic characteristic control circuit

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 軌道レールと、該軌道レールに沿って摺
動自在に設けられる摺動台と、前記軌道レールと摺動台
に設けられた互いに対向する転動体転走溝間に介在され
る転動体と、前記摺動台に取りつけられるテーブル等の
被送り部材と、該被送り部材を駆動する駆動系と、を備
えた直線送り装置において、前記転動体に加える予圧を検出する予圧検出手段を前記
軌道レールと摺動台の予圧によって生じる内力が通る部
分に設け、前記予圧検出手段によって検出された検出情
報に基づいて、 転動体に加える予圧を可変とすることに
より直線送り装置の動特性を変化させることを特徴とす
る直線送り装置の動特性制御システム。
1. A track rail, a slide base slidably provided along the track rail, and a rolling element rolling groove provided between the track rail and the slide base and facing each other. In a linear feed device including a rolling element, a fed member such as a table attached to the slide table, and a drive system for driving the fed member, a preload detecting means for detecting a preload applied to the rolling element. The above
Portion where internal force generated by preload of track rail and sliding table passes
The detection information detected by the preload detection means.
Based on a report, a dynamic characteristic control system for a linear feeder is characterized in that the dynamic characteristic of the linear feeder is changed by varying a preload applied to a rolling element.
【請求項2】 軌道レールと摺動台の少なくともいずれ
か一方に、転動体が介在される相対する転動体転走溝間
の間隔を調整可能とする予圧調整用伸縮部を設け、該予
圧調整用伸縮部を伸縮させることにより予圧を調整する
請求項1に記載の直線送り装置の動特性制御システム。
2. A preload adjusting expansion / contraction part for adjusting the interval between rolling element rolling grooves in which rolling elements are interposed is provided on at least one of the track rail and the slide base, and the preload adjusting is performed. 2. The dynamic characteristic control system for a linear feeding device according to claim 1, wherein the preload is adjusted by expanding and contracting the expansion / contraction part.
【請求項3】 摺動台は複数設けられ、該複数の摺動台
のうち少なくとも一つの摺動台に予圧調整用伸縮部を設
けた請求項1または2に記載の直線送り装置の動特性制
御システム。
3. A dynamic characteristic of the linear feed device according to claim 1, wherein a plurality of slides are provided, and at least one slide of the plurality of slides is provided with a preload adjusting expansion / contraction part. Control system.
【請求項4】 動特性は外力に対する変位振幅の比であ
る動剛性であり、動作状態に応じて動剛性を可変とする
請求項1,2または3に記載の直線送り装置の動特性制
御システム。
4. The dynamic characteristic control system for a linear feeder according to claim 1, wherein the dynamic characteristic is a dynamic rigidity which is a ratio of a displacement amplitude to an external force, and the dynamic rigidity is variable according to an operating state. .
【請求項5】 動特性は外部から加えられた振動を吸収
する特性である減衰性であり、予圧を大きくすることに
よって外力に対する減衰性を高め位置決め制定時間を短
くする請求項1,2または3に記載の直線送り装置の動
特性制御システム。
5. The dynamic characteristic is a damping characteristic that absorbs vibration applied from the outside, and by increasing the preload, the damping characteristic against an external force is increased and the positioning establishment time is shortened. A dynamic characteristic control system for a linear feeder according to.
【請求項6】 動特性は直線送り装置の固有振動数であ
り、予圧を大きくすることによって固有振動数を高くし
て共振点をずらす請求項1,2または3に記載の直線送
り装置の動特性制御システム。
6. The linear feeder according to claim 1, wherein the dynamic characteristic is the natural frequency of the linear feeder, and the resonance frequency is shifted by increasing the natural frequency by increasing the preload. Characteristic control system.
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