JP3219812B2 - Driving mechanism and driving method of driving mechanism - Google Patents

Driving mechanism and driving method of driving mechanism

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JP3219812B2
JP3219812B2 JP32801291A JP32801291A JP3219812B2 JP 3219812 B2 JP3219812 B2 JP 3219812B2 JP 32801291 A JP32801291 A JP 32801291A JP 32801291 A JP32801291 A JP 32801291A JP 3219812 B2 JP3219812 B2 JP 3219812B2
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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】本発明は駆動機構および駆動機構
の駆動方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving mechanism and a driving mechanism.
Driving method .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、駆動手段を介して移動体を移動さ
せる駆動機構の例としては、本発明者が出願し、特開平
1−303359号公報、特開平2−134443号公
報、米国特許公報第4、995、277号に開示される
運動機構に関する技術がある。これらの運動機構におい
ては、移動体がボールネジ、ベルト等の駆動手段により
移動する機構を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an example of a driving mechanism for moving a moving body via a driving means, the present inventor has filed an application, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-3303359, 2-134443, and US Pat. No. 4,995,277 discloses a technique relating to a motion mechanism. These movement mechanisms have a mechanism in which the moving body is moved by driving means such as a ball screw and a belt.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
運動機構は高速で移動体を移動させる点においては優れ
ているものの次のような課題がある。例えば、ボールネ
ジで移動体を移動させる場合、モータを始動してボール
ネジの回転が安定した高速回転に達するのにはある程度
の時間がかかる。そのため、用途によっては、始動時の
移動体の加速性が不十分なことがある。また、重量の大
きな移動体の場合には、駆動開始に大きな力を要するこ
とから、大容量のモータでボールネジを駆動しなければ
ならない。 さらに、高速で移動する移動体を停止させる
場合、特に重量の大きな移動体の場合には、イナーシャ
が大きいため所望の停止位置に移動体を停止させるのが
困難であるという課題がある。従って、本発明は加速性
がよく、イナーシャの影響を抑制できる高速応答性のよ
い駆動機構および駆動機構の駆動方法を提供することを
目的とする。
However, although the above-mentioned motion mechanism is excellent in moving a moving body at high speed, it has the following problems. For example, when the moving body is moved by a ball screw, it takes some time to start the motor and reach a stable high-speed rotation of the ball screw. Therefore, depending on the application, the acceleration of the moving body at the time of starting may be insufficient. Also, large weight
Large moving objects require a large force to start driving.
Therefore, the ball screw must be driven by a large capacity motor.
No. Further, when a moving body moving at a high speed is stopped, particularly in the case of a heavy moving body, there is a problem that it is difficult to stop the moving body at a desired stop position due to large inertia. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a driving mechanism and a driving method of the driving mechanism which have good acceleration and good responsiveness which can suppress the influence of inertia.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、長尺に形成
された第1の移動体と、該第1の移動体に螺合し、第1
の移動体をその長さ方向に移動させるボールネジおよび
該ボールネジを軸線を中心として回転駆動するモータを
備える第1の駆動手段と、前記第1の移動体上で、第1
の移動体に対し第1の移動体の長さ方向へのみ移動可能
である第2の移動体と、前記第1の移動体と第2の移動
体との間に設けられ、流体圧により前記第2の移動体を
移動させる第2の駆動手段と、移動体の移動を開始する
際、まず、前記第2の駆動手段を作動させ、流体圧によ
り前記第2の移動体を所要方向に移動開始した後、前記
第1の駆動手段を作動させ、ボールネジにより前記第1
の移動体を駆動し、ボールネジのみにより第1の移動体
とともに前記第2の移動体を所要速度で引き続き移動さ
せるように、前記第1の駆動手段および第2の駆動手段
を制御し、移動体の移動を停止する際、前記第2の駆動
手段により、前記第2の移動体に、移動している方向と
は逆方向に流体圧により力を作用させた後、前記第1の
駆動手段によるボールネジ駆動を停止して、第1の移動
体とともに第2の移動体を停止するように、前記第1の
駆動手段および第2の駆動手段を制御する制御部とを具
備することを特徴としている。 前記第2の移動体を筒状
になすと共に、前記第1の移動体へ外嵌し、第1の移動
体の外周面と第2の移動体の内周面との間に、第1の移
動体の外周面に設けた ピストンにより第2の移動体の軸
線方向へシリンダ室を画成し、前記第2の駆動手段を該
シリンダ室と、該シリンダ室へ圧力流体を選択的に供給
する流体供給源とから構成することができる。 また、本
発明に係る駆動機構の駆動方法は、長尺に形成された第
1の移動体と、該第1の移動体に螺合し、第1の移動体
をその長さ方向に移動させるボールネジおよび該ボール
ネジを軸線を中心として回転駆動するモータを備える第
1の駆動手段と、前記第1の移動体上で、第1の移動体
に対し第1の移動体の長さ方向へのみ移動可能である第
2の移動体と、前記第1の移動体と第2の移動体との間
に設けられ、流体圧により前記第2の移動体を移動させ
る第2の駆動手段とを有する駆動機構の駆動方法であっ
て、移動体の移動を開始する際、まず、前記第2の駆動
手段を作動させ、流体圧により前記第2の移動体を所要
方向に移動開始した後、前記第1の駆動手段を作動さ
せ、ボールネジにより前記第1の移動体を駆動し、ボー
ルネジのみにより第1の移動体とともに前記第2の移動
体を所要速度で引き続き移動させ、移動体の移動を停止
する際、前記第2の駆動手段により、前記第2の移動体
に、移動している方向とは逆方向に流体圧により力を作
用させた後、前記第1の駆動手段によるボールネジ駆動
を停止して、第1の移動体とともに第2の移動体を停止
することを特徴としている。
To solve the above-mentioned problems, the present invention has the following arrangement. In other words, it is formed long
The first moving body and the first moving body,
Ball screw to move the moving body in its length direction and
A motor for driving the ball screw to rotate about an axis.
A first driving means provided on the first moving body;
Can move only in the length direction of the first moving object with respect to the other moving object
A second moving body, and the first moving body and the second moving body
And the second moving body is provided by a fluid pressure.
The second driving means for moving and the movement of the moving body are started.
At this time, first, the second drive means is operated, and the
After starting moving the second moving body in a required direction,
Activating the first driving means, and using the ball screw,
The first moving body is driven only by the ball screw.
With the second moving body at the required speed.
The first drive means and the second drive means
When the movement of the moving body is stopped, the second drive
By means, the second moving body is provided with a moving direction and
After applying a force by fluid pressure in the opposite direction, the first
Stop the ball screw drive by the drive means and perform the first movement
The first moving body so as to stop the second moving body together with the body.
Control means for controlling the driving means and the second driving means.
It is characterized by having. The second moving body is cylindrical
And the first moving body is externally fitted to the first moving body.
Between the outer peripheral surface of the body and the inner peripheral surface of the second moving body.
The shaft of the second moving body is provided by a piston provided on the outer peripheral surface of the moving body.
A cylinder chamber is defined in a linear direction, and the second driving means is
Cylinder chamber and selectively supply pressure fluid to the cylinder chamber
And a fluid supply source. Also book
The driving method of the driving mechanism according to the present invention is a method for driving a long-shaped driving mechanism.
A first moving body, and a first moving body that is screwed to the first moving body.
Ball screw for moving the ball in its length direction and the ball
A motor equipped with a motor that drives the screw to rotate about the axis
A first driving unit and a first moving body on the first moving body.
, Which is movable only in the longitudinal direction of the first moving body.
2 between the first moving object and the second moving object
And the second moving body is moved by a fluid pressure.
And a second driving means for driving the driving mechanism.
When starting the movement of the moving body, first, the second drive
Activate the means and require the second moving body by fluid pressure
After the start of the movement in the direction, the first driving means is operated.
And the first moving body is driven by a ball screw.
The second movement together with the first moving body by only the screw
Continue moving at the required speed and stop moving
The second moving body is driven by the second driving means.
Force in the direction opposite to the direction of movement
And then drive the ball screw by the first driving means.
And stop the second mobile together with the first mobile
It is characterized by doing.

【0005】[0005]

【作用】作用について説明する。本発明によれば、ボー
ルネジ駆動による第1の駆動手段で第1の移動体を移動
させる前に、まず、大きな力を作用させ得る流体圧駆動
による第2の駆動手段で第2の移動体を移動させるの
で、第2の移動体側が重量の大きなものであっても、初
期移動を容易に行うことができ、その後、加速のついた
第2の移動体側を、第1の移動体をボールネジにより駆
動して、第1の移動体とともに第2の移動体を移動させ
るようにするので、重量の大きな第2の移動体であって
も、小容量の駆動モータでもボールネジ機構によって引
き続き容易に移動させることができる。また第2の移動
体を急速に加速可能となる。一方、加速のついた第2の
移動体を第1の移動体とともに停止させる際に、第 2の
駆動手段により、第2の移動体に、移動している方向と
は逆方向に流体圧により力を作用させた後、第1の駆動
手段によるボールネジ駆動を停止するようにしているの
で、第2の移動体に対するイナーシャの影響を抑制可能
となり、小容量のモータのボールネジ機構によっても無
理無く移動体の停止が可能となる。
[Operation] The operation will be described. According to the present invention,
The first moving body is moved by the first driving means by screw driving.
Before starting, fluid pressure drive that can apply a large force
Moving the second moving body by the second driving means.
Therefore, even if the second moving body side is heavy,
Movement can be easily performed, and then
The second moving body is driven by the ball screw on the first moving body.
To move the second moving body together with the first moving body.
So that it is a heavy second mobile
Even a small capacity drive motor can be pulled by the ball screw mechanism.
It can be easily moved continuously. Also the second move
The body can be accelerated rapidly. On the other hand, the second with acceleration
When stopping the moving object together with the first moving object, the second
By the driving means, the moving direction and the second moving body are
Is the first drive after applying force by fluid pressure in the opposite direction.
The ball screw drive by means is stopped
Can suppress the influence of inertia on the second moving body
And is not affected by the ball screw mechanism of a small capacity motor.
The moving body can be stopped without reason.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。 (第1実施例) 第1実施例について、図1および図2と共に説明する。
なお、第1実施例の駆動機構は、移動体を直線運動させ
る1次元運動機構である。まず、構成について説明す
る。図2において、10は第1の駆動手段を構成するボ
ールネジであり、両端が支持体12、14へ回動自在に
軸支されている。16はDCサーボモータであり、出力
軸18がカプラ20を介してボールネジ10へ連結され
ている。モータ16がボールネジ10を軸線を中心に回
させるもので、ボールネジ10とモータ16で第1の
駆動手段の一例を構成している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. First Embodiment A first embodiment will be described with reference to FIGS.
Note that the drive mechanism of the first embodiment is a one-dimensional movement mechanism that linearly moves the moving body. First, the configuration will be described. In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a ball screw constituting the first driving means, and both ends thereof are rotatably supported by supports 12 and 14. Reference numeral 16 denotes a DC servo motor, and an output shaft 18 is connected to the ball screw 10 via a coupler 20. Motor 16 is intended causes rotation of the ball screw 10 about the axis, it constitutes an example of a first drive means in the ball screw 10 and the motor 16.

【0007】22は第1の移動体の一例であるシリンダ
ナットである。シリンダナット22は両端が開放された
長尺の筒状に形成され、ボールネジ10へ螺合されてい
る。シリンダナット22は後述する構成により、軸線を
中心とした回動が不能になっており、ボールネジ10の
回動に伴い、ボールネジ10の長さ方向へ移動可能にな
っている。24は第2の移動体の一例であるスライダで
あり、中央に貫通孔26(図1参照)が穿設され、シリ
ンダナット22へ外嵌されると共に、シリンダナット2
2の長さ方向へ移動可能になっている。スライダ24の
前記貫通孔26の内周面には凸条部(不図示)を有する
スプラインナット28(図1参照)が固定され、その凸
条部はシリンダナット22の外周面に長さ方向へ刻設さ
れているスプライン溝30へ嵌合している。この嵌合に
より、スライダ24はシリンダナット22に対して、シ
リンダナット22の長さ方向へは移動可能、かつシリン
ダナット22の軸線を中心とした回動が不能になってい
る。なお、シリンダナット22とスライダ24で「従来
の技術」で示した各運動機構の移動体を構成するもので
ある。
Reference numeral 22 denotes a cylinder nut which is an example of the first moving body. The cylinder nut 22 is formed in a long cylindrical shape with both ends opened, and is screwed to the ball screw 10. Due to the configuration described later, the cylinder nut 22 cannot rotate around the axis, and can move in the length direction of the ball screw 10 with the rotation of the ball screw 10. Reference numeral 24 denotes a slider which is an example of a second moving body. A slider 24 is provided with a through hole 26 (see FIG. 1) at the center thereof.
2 can be moved in the length direction. A spline nut 28 (see FIG. 1) having a ridge (not shown) is fixed to the inner peripheral surface of the through hole 26 of the slider 24, and the ridge is formed on the outer peripheral surface of the cylinder nut 22 in the length direction. It is fitted in the spline groove 30 that is engraved. By this fitting, the slider 24 can move in the length direction of the cylinder nut 22 with respect to the cylinder nut 22, and cannot rotate around the axis of the cylinder nut 22. In addition, the cylinder nut 22 and the slider 24 constitute a moving body of each of the motion mechanisms described in the “prior art”.

【0008】32は直動ガイドであり、ボールネジ10
の下方にボールネジ10と平行に配設されている。34
は嵌合部であり、スライダ24の下面に固定されると共
に、直動ガイド32へ摺動可能に嵌合している。この嵌
合により、スライダ24およびシリンダナット22がボ
ールネジ10の軸線を中心に回動不能になっている。3
6は取付部であり、スライダ24の上面に固定されてい
る。取付部36にはワーク38や、工具、ロボットヘッ
ド、計測器等を載置または取付可能になっている。次
に、図1と共に、スライダ24の構成について説明す
る。スライダ24は前述のとおり、シリンダナット22
がスライダ24の貫通孔26内へ挿通されることによ
り、シリンダナット22へ外嵌されている。また、スプ
ラインナット28がシリンダナット22のスプライン溝
30へ嵌合している。40はシールリングであり、貫通
孔26の両端部において、スライダ24内周面とシリン
ダナット22外周面との間の気密性を保持している。シ
ールリング40はスプライン溝30もシール可能になっ
ている。
Reference numeral 32 denotes a linear motion guide, and the ball screw 10
Is disposed in parallel with the ball screw 10 below. 34
Is a fitting portion, which is fixed to the lower surface of the slider 24 and slidably fitted to the linear motion guide 32. With this fitting, the slider 24 and the cylinder nut 22 cannot rotate around the axis of the ball screw 10. 3
Reference numeral 6 denotes a mounting portion, which is fixed to the upper surface of the slider 24. A work 38, a tool, a robot head, a measuring instrument, and the like can be placed or mounted on the mounting portion 36. Next, the configuration of the slider 24 will be described with reference to FIG. As described above, the slider 24 is mounted on the cylinder nut 22.
Is inserted into the through-hole 26 of the slider 24, so that it is fitted to the cylinder nut 22. The spline nut 28 is fitted in the spline groove 30 of the cylinder nut 22. Reference numeral 40 denotes a seal ring, which maintains airtightness between the inner peripheral surface of the slider 24 and the outer peripheral surface of the cylinder nut 22 at both ends of the through hole 26. The seal ring 40 can also seal the spline groove 30.

【0009】42はキーであり、スプラインナット28
を貫通孔26内に固定している。44はピストン部であ
り、シリンダナット22の中央部の外周面にフランジ状
に延設されている。ピストン部44に対応する貫通孔2
6の内部は大径に形成されている。この貫通孔26内の
大内径部分の長さにより、スライダ24のシリンダナッ
ト22に対する移動量が決定される。また、ピストン部
44外周面と貫通孔26内周面との間にもOリング46
が介挿されており、貫通孔26内を気密室(シリンダ
室)48a、48bに画成している。各気密室48a、
48bはスライダ24外周面に開口するエアポート50
a、50bと連絡している。52は第2の駆動手段の一
例である制御弁付きのコンプレッサ(流体供給源)であ
り、エアポート50a、50bを介して気密室48a、
48b内へ圧空を選択的、かつ所望のタイミングで給排
する。スライダ24は、シリンダナット22に対し、圧
空が供給された気密室48aまたは48b側へ移動す
る。なお、コンプレッサ52の圧空を選択的、かつ所望
のタイミングで給排する制御、モータ16の駆動制御等
は不図示のコンピュータシステム(制御部)を介して自
動的に制御するようになっている。
Reference numeral 42 denotes a key, and the spline nut 28
Are fixed in the through holes 26. Reference numeral 44 denotes a piston portion, which extends in a flange shape on the outer peripheral surface at the center of the cylinder nut 22. Through hole 2 corresponding to piston portion 44
The inside of 6 has a large diameter. The amount of movement of the slider 24 with respect to the cylinder nut 22 is determined by the length of the large inner diameter portion in the through hole 26. An O-ring 46 is also provided between the outer peripheral surface of the piston portion 44 and the inner peripheral surface of the through hole 26.
Is inserted, and the inside of the through hole 26 is sealed in an airtight chamber (cylinder).
Chamber) 48a, 48b. Each airtight chamber 48a,
48b denotes an air port 50 which is opened on the outer peripheral surface of the slider 24.
a, 50b. Reference numeral 52 denotes a compressor (fluid supply source) with a control valve, which is an example of the second driving means, and is provided with airtight chambers 48a and 48a via air ports 50a and 50b.
The compressed air is selectively supplied into and discharged from 48b at a desired timing. The slider 24 moves toward the airtight chamber 48a or 48b to which the compressed air is supplied with respect to the cylinder nut 22. The control for selectively supplying and discharging the compressed air of the compressor 52 at a desired timing and the drive control of the motor 16 are automatically controlled via a computer system (control unit) ( not shown ) .

【0010】続いて、上述の構成を有する1次元運動機
構の動作について説明する。まず、急加速を行う場合に
ついて述べる。モータ16を起動してシリンダナット2
2およびスライダ24を一方向へ移動させる直前に、コ
ンプレッサ52から圧空を当該一方向側に在る気密室4
8aまたは48bへ供給する。このタイミングは当該運
動機構の性能等を考慮して経験的に得られたデータ等か
らコンピュータシステムが設定する。
Next, the operation of the one-dimensional motion mechanism having the above configuration will be described. First, the case where rapid acceleration is performed will be described. Start the motor 16 and set the cylinder nut 2
Immediately before moving the slider 2 and the slider 24 in one direction, compressed air is supplied from the compressor 52 to the airtight chamber 4 located in the one direction.
8a or 48b. This timing is set by the computer system from data obtained empirically in consideration of the performance of the exercise mechanism and the like.

【0011】すると、スライダ24がシリンダナット2
2に先立って一方向へ移動を開始する。本実施例におい
ては第2の駆動手段として圧空を利用しているため、特
に瞬時の移動が可能となる。なお、気密室48aまたは
48bに圧空を供給すると、ピストン部44に、シリン
ダナット22を介してボールネジ10を回転させようと
する力が作用するが、シリンダナット22とボールネジ
10との間にはネジ機構が介在するため、この力により
ボールネジ10を回転させようとする力への分力は極小
となる。 次いで、やや遅れてモータ16が始動してボー
ルネジ10を回動し、シリンダナット22の速度が上昇
する。このシリンダナット22の速度上昇の間、スライ
ダ24の速度はシリンダナット22の速度とスライダ2
4自身の速度との和となるため、極めて短時間にモータ
16ひいてはボールネジ10の安定速度へスライダ24
の速度をもっていくことが可能となる。その場合、ボー
ルネジ10も立ち上がりはさほど悪くはないので、スラ
イダ24のシリンダナット22に対する移動量は長いも
のは要求されない。また、流体圧シリンダ装置は大きな
力を発生し得るので、取付部36に搭載されるワーク等
が重量物であっても良好な加速性を得ることができる。
また、ワーク等の重量に対して出力の小さなモータを採
用できるメリットもある。シリンダナット22が加速し
て速度が安定速度に達したら、以後はモータ16とボー
ルネジ10から成る第1の駆動手段のみでシリンダナッ
ト22とスライダ24を一体に移動させる。スライダ2
4(第2の移動体)側が加速されているので、ボールネ
ジ10によっても引き続き容易にスライダ24側の駆動
が可能となる。
Then, the slider 24 is moved to the cylinder nut 2
Prior to Step 2, movement in one direction is started. In this embodiment, since the compressed air is used as the second driving means, the movement can be performed particularly instantaneously. In addition, the airtight chamber 48a or
When compressed air is supplied to 48b, the piston 44
In order to rotate the ball screw 10 via the dunnut 22
The cylinder nut 22 and the ball screw
Because a screw mechanism is interposed between this and 10,
Minimal component to force to rotate ball screw 10
Becomes Then, with a slight delay, the motor 16 starts to rotate the ball screw 10, and the speed of the cylinder nut 22 increases. During the speed increase of the cylinder nut 22, the speed of the slider 24 is the same as the speed of the cylinder nut 22 and the slider 2.
4 to the stable speed of the motor 16 and hence the ball screw 10 in a very short time.
Speed. In this case, the ball screw 10 does not rise so much, so that the movement amount of the slider 24 with respect to the cylinder nut 22 is not required to be long. Further, since the fluid pressure cylinder device can generate a large force, it is possible to obtain good acceleration even if the work or the like mounted on the mounting portion 36 is heavy.
There is also an advantage that a motor having a small output with respect to the weight of a work or the like can be employed. After the cylinder nut 22 accelerates and the speed reaches a stable speed, the cylinder nut 22 and the slider 24 are moved integrally by only the first driving means including the motor 16 and the ball screw 10. Slider 2
4 (second moving body) side is accelerated,
The drive of the slider 24 side can be continued easily by the
Becomes possible.

【0012】一方、一体となって一方向へ移動している
シリンダナット22とスライダ24の急停止を行う場合
は、モータ16を停止させる前にコンプレッサ52から
圧空を当該一方向と逆方向側に在る気密室48aまたは
48bへ供給する。このタイミングも当該運動機構の性
能等を考慮して経験的に得られたデータ等からコンピュ
ータシステムが設定する。すると、スライダ24がシリ
ンダナット22に先立ってシリンダナット22に対して
逆方向へ移動を開始する。この移動も圧空を利用してい
るため、特に瞬時の移動が可能となる。これによりスラ
イダ22の移動速度が減じられ、イナーシャが軽減され
る。次いで、モータ16が停止され、シリンダナット2
2とともにスライダ24が停止する。このようにスライ
ダ24の移動速度、イナーシャが減じられるので、小容
量のモータ16のボールネジ機構であっても、無理無く
容易に第2の移動体(スライダ24)の停止が可能とな
る。 なお、シリンダナット22を、移動している方向と
は逆方向に移動させようとする圧空を気密室48aまた
は48bに供給すると、ピストン部44にシリンダナッ
ト22を介してボールネジ10をさらにシリンダナット
22が前方に移動する方向に回転させようとする力が作
用するが、やはりネジ機構が介在するため、この力によ
りボールネジ10を回転させようとする力への分力は極
小となる。本実施例において、第1の駆動手段としてボ
ールネジ10とモータ16を使用する例を挙げたが、そ
の他の方法としてはベルト駆動、チェーン駆動等の手段
を採用できる。また、第2の駆動手段としても、油圧機
構やスライダ24へ搭載されたシリンダ装置を利用する
こともできる。
On the other hand, when the cylinder nut 22 and the slider 24 moving together in one direction are suddenly stopped , the compressed air from the compressor 52 is moved in the direction opposite to the one direction before the motor 16 is stopped. The air is supplied to the existing airtight chamber 48a or 48b. This timing is also set by the computer system from data obtained empirically in consideration of the performance and the like of the exercise mechanism. Then, the slider 24 is
Prior to the cylinder nut 22, the cylinder nut 22
Start moving in the opposite direction. This movement also uses compressed air
Therefore, particularly instantaneous movement is possible. This allows
The movement speed of the ida 22 is reduced, and the inertia is reduced.
You. Next, the motor 16 is stopped and the cylinder nut 2
2 and the slider 24 stops. Sly like this
Since the movement speed and inertia of the damper 24 are reduced,
Even with the ball screw mechanism of the motor 16
The second moving body (slider 24) can be easily stopped.
You. In addition, the cylinder nut 22 is
Pressurized air to be moved in the opposite direction
Is supplied to 48b, the cylinder nut
The ball screw 10 is further connected to the cylinder nut via the
The force to rotate in the direction in which
However, because of the screw mechanism,
The component force to rotate the ball screw 10 is extremely
It will be small. In this embodiment, an example in which the ball screw 10 and the motor 16 are used as the first driving means has been described, but other methods such as belt driving and chain driving can be adopted. Also, as the second driving means, a hydraulic device or a cylinder device mounted on the slider 24 can be used.

【0013】(第2実施例) 第2実施例について図3と共に説明する。なお、第1実
施例と同一の構成部材については同一の名称を付し、説
明は省略する。第2実施例は特開平2−134443号
公報に開示される2次元運動機構の改良である。100
a、100bはY軸ボールネジであり、同一平面内にY
軸方向へ平行に配されている。Y軸ボールネジ100a
はY軸モータ102により直接回転駆動される。一方、
Y軸ボールネジ100bは笠歯車104および金属シャ
フト106を介してY軸モータ102の回転力を受けて
回転駆動される。Y軸ボールネジ100a、100bは
同速度で同方向へ回転するようになっている。Y軸ボー
ルネジ100a、100bにはY軸シリンダナット10
8a、108bが螺合しており、Y軸ボールネジ100
a、100bの回転に伴って同速度で同方向へ移動する
ようになっている。
(Second Embodiment) A second embodiment will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are given the same names, and description thereof is omitted. The second embodiment is an improvement of the two-dimensional motion mechanism disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-134443. 100
Reference numerals a and 100b denote Y-axis ball screws.
They are arranged parallel to the axial direction. Y axis ball screw 100a
Are directly rotated and driven by the Y-axis motor 102. on the other hand,
The Y-axis ball screw 100b is driven to rotate by receiving the rotational force of the Y-axis motor 102 via the bevel gear 104 and the metal shaft 106. The Y-axis ball screws 100a and 100b rotate in the same direction at the same speed. The Y-axis cylinder nut 10 is attached to the Y-axis ball screws 100a and 100b.
8a and 108b are screwed together, and the Y-axis ball screw 100
It moves in the same direction at the same speed with the rotation of a and 100b.

【0014】110はX軸ボールネジであり、両端がY
軸シリンダナット108a、108bに外嵌されている
Y軸スライダ112a、112bへ回動可能に軸支され
ている。この構成により、X軸ボールネジ110のY軸
方向への高速応答性を確保している。X軸ボールネジ1
10はX軸モータ114により直接回転駆動される。ロ
ボットヘッド(またはワーク等)116は、X軸ボール
ネジ110へ螺合されているX軸シリンダナット118
に外嵌されているX軸スライダ120へ固定されてい
る。この構成により、X軸スライダ120のX軸方向へ
の高速応答性を確保している。また、前述のようにX軸
ボールネジ110のY軸方向への高速応答性が確保され
ているので、結果的にX軸スライダ120のX−Y軸方
向への高速応答性が確保される。本実施例ではY軸ボー
ルネジ100a、100bの回動によりX軸ボールネジ
110がY軸方向へ移動し、X軸ボールネジ110の回
動によりX軸スライダ120がX軸方向へ移動するた
め、X軸スライダ120が2次元運動を行う。第2実施
例においても、第1の駆動手段としてボールネジ100
a、100b、110とモータ102、114を使用す
る例を挙げたが、その他の方法としてはベルト駆動、チ
ェーン駆動等の手段を採用できる。また、第2の駆動手
段としても、エアシリンダ装置の他、油圧機構やスライ
ダ112a、112b、120へ搭載されたシリンダ装
置を利用することもできる。
Reference numeral 110 denotes an X-axis ball screw having Y ends at both ends.
The Y-axis sliders 112a and 112b fitted to the shaft cylinder nuts 108a and 108b are rotatably supported. With this configuration, high-speed response of the X-axis ball screw 110 in the Y-axis direction is ensured. X axis ball screw 1
10 is directly rotated by an X-axis motor 114. A robot head (or a work or the like) 116 includes an X-axis cylinder nut 118 screwed to the X-axis ball screw 110.
Is fixed to the X-axis slider 120 which is fitted to the outside. With this configuration, high-speed response of the X-axis slider 120 in the X-axis direction is ensured. Further, as described above, the high-speed responsiveness of the X-axis ball screw 110 in the Y-axis direction is ensured, and as a result, the high-speed responsiveness of the X-axis slider 120 in the XY axis direction is ensured. In this embodiment, the rotation of the Y-axis ball screws 100a and 100b causes the X-axis ball screw 110 to move in the Y-axis direction, and the rotation of the X-axis ball screw 110 causes the X-axis slider 120 to move in the X-axis direction. 120 performs a two-dimensional motion. Also in the second embodiment, the ball screw 100 is used as the first driving means.
Although examples using the motors 102 and 114 and the motors 102 and 114 have been described, other methods such as belt driving and chain driving can be employed. Further, as the second driving means, a hydraulic mechanism or a cylinder device mounted on the sliders 112a, 112b, 120 can be used in addition to the air cylinder device.

【0015】(第3実施例) 第3実施例について図4と共に説明する。なお、先行実
施例と同一の構成部材については同一の名称を付し、説
明は省略する。第3実施例は特開平1−303359号
公報または米国特許公報第4、995、277号に開示
される2次元運動機構の改良である。200a、200
bはX軸ボールネジであり、同一平面内にX軸方向へ平
行に配されている。X軸ボールネジ200aはX軸モー
タ202により直接回転駆動される。一方、X軸ボール
ネジ200bは笠歯車204aおよび金属シャフト20
6aを介してX軸モータ202の回転力を受けて回転駆
動される。X軸ボールネジ200a、200bは同速度
で同方向へ回転するようになっている。X軸ボールネジ
200a、200bにはX軸シリンダナット208a、
208bが螺合しており、X軸ボールネジ200a、2
00bの回転に伴って同速度で同方向へ移動するように
なっている。
Third Embodiment A third embodiment will be described with reference to FIG. Note that the same components as those in the preceding embodiment are given the same names, and descriptions thereof are omitted. The third embodiment is an improvement of the two-dimensional motion mechanism disclosed in JP-A-1-303359 or U.S. Pat. No. 4,995,277. 200a, 200
b denotes an X-axis ball screw, which is arranged in the same plane in parallel in the X-axis direction. The X-axis ball screw 200a is directly driven to rotate by the X-axis motor 202. On the other hand, the X-axis ball screw 200b is connected to the bevel gear 204a and the metal shaft 20a.
The rotation is driven by receiving the rotation force of the X-axis motor 202 via 6a. The X-axis ball screws 200a and 200b rotate in the same direction at the same speed. X-axis cylinder nuts 208a are attached to the X-axis ball screws 200a and 200b.
208b is screwed into the X-axis ball screw 200a,
With the rotation of 00b, they move in the same direction at the same speed.

【0016】210a、210bはY軸ボールネジであ
り、同一平面内にY軸方向へ平行に配されている。Y軸
ボールネジ210aはY軸モータ212により直接回転
駆動される。一方、Y軸ボールネジ210bは笠歯車2
04bおよび金属シャフト206bを介してY軸モータ
212の回転力を受けて回転駆動される。Y軸ボールネ
ジ210a、210bは同速度で同方向へ回転するよう
になっている。Y軸ボールネジ210a、210bには
Y軸シリンダナット214a、214bが螺合してお
り、Y軸ボールネジ210a、210bの回転に伴って
同速度で同方向へ移動するようになっている。216は
Xロッドであり、金属で形成されている。Xロッド21
6の両端は、X軸シリンダナット208a、208bに
外嵌されているX軸スライダ218a、218bへ固定
されている。この構成により、Xロッド216のX軸方
向への高速応答性を確保している。220はYロッドで
あり、金属で形成されている。Yロッド220の両端
は、Y軸シリンダナット214a、214bに外嵌され
ているY軸スライダ222a、222bへ固定されてい
る。この構成により、Yロッド220のY軸方向への高
速応答性を確保している。
Reference numerals 210a and 210b denote Y-axis ball screws, which are arranged in the same plane in parallel in the Y-axis direction. The Y-axis ball screw 210a is directly driven to rotate by the Y-axis motor 212. On the other hand, the Y-axis ball screw 210b is
It is rotationally driven by receiving the rotational force of the Y-axis motor 212 via the metal shaft 04b and the metal shaft 206b. The Y-axis ball screws 210a and 210b rotate in the same direction at the same speed. Y-axis cylinder nuts 214a and 214b are screwed into the Y-axis ball screws 210a and 210b, and move in the same direction at the same speed as the Y-axis ball screws 210a and 210b rotate. 216 is an X rod, which is formed of metal. X rod 21
6 are fixed to X-axis sliders 218a, 218b that are externally fitted to X-axis cylinder nuts 208a, 208b. With this configuration, high-speed response of the X rod 216 in the X-axis direction is ensured. 220 is a Y rod, which is formed of metal. Both ends of the Y rod 220 are fixed to Y-axis sliders 222a, 222b which are fitted to Y-axis cylinder nuts 214a, 214b. With this configuration, high-speed response of the Y rod 220 in the Y-axis direction is ensured.

【0017】224は取付部であり、ワーク等が取り付
け可能であると共に、Xロッド216とYロッド220
が内部で直交する。取付部223はXロッド216とY
ロッド220上を移動可能になっている。この構成によ
り、X軸ボールネジ200a、200bおよびY軸ボー
ルネジ210a、210bの回動に伴い取付部223の
2次元運動が可能になると共に、取付部223のX−Y
軸方向への高速応答性が確保される。第3実施例におい
ても、第1の駆動手段としてボールネジ200a、20
0b、210a、210bとモータ202、212を使
用する例を挙げたが、その他の方法としてはベルト駆
動、チェーン駆動等の手段を採用できる。また、第2の
駆動手段としても、エアシリンダ装置の他、油圧機構や
スライダ218a、218b、222a、222bへ搭
載されたシリンダ装置を利用することもできる。以上、
本発明の好適な実施例について種々述べてきたが、本発
明は上述の実施例に限定されるのではなく、発明の精神
を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろん
である。
Reference numeral 224 denotes a mounting portion on which a work or the like can be mounted, and an X rod 216 and a Y rod 220
Are orthogonal inside. The mounting portion 223 is connected to the X rod 216 and the Y
It is movable on the rod 220. With this configuration, the two-dimensional movement of the mounting part 223 is enabled with the rotation of the X-axis ball screws 200a and 200b and the Y-axis ball screws 210a and 210b, and the X-Y of the mounting part 223 is used.
High-speed response in the axial direction is ensured. Also in the third embodiment, ball screws 200a, 20
Although the examples using the motors 0b, 210a, 210b and the motors 202, 212 have been described, other methods such as belt driving and chain driving can be adopted. Also, as the second driving means, a hydraulic mechanism or a cylinder device mounted on the sliders 218a, 218b, 222a, 222b can be used in addition to the air cylinder device. that's all,
Although various preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によれば、ボールネジ駆動による
第1の駆動手段で第1の移動体を移動させる前に、ま
ず、大きな力を作用させ得る流体圧駆動による第2の駆
動手段で第2の移動体を移動させるので、第2の移動体
側が重量の大きなものであっても、初期移動を容易に行
うことができ、その後、加速のついた第2の移動体側
を、第1の移動体をボールネジにより駆動して、第1の
移動体とともに第2の移動体を移動させるようにするの
で、重量の大きな第2の移動体であっても、小容量の
動モータでもボールネジ機構によって引き続き容易に移
動させることができる。また第2の移動体を急速に加速
可能となる。一方、加速のついた第2の移動体を第1の
移動体とともに停止させる際に、第2の駆動手段によ
り、第2の移動体に、移動している方向とは逆方向に流
体圧により力を作用させた後、第1の駆動手段によるボ
ールネジ駆動を停止するようにしているので、第2の移
動体に対するイナーシャの影響を抑制可能となり、小容
量のモータのボールネジ機構によっても無理無く移動体
の停止が可能となる。
According to the present invention, the ball screw drive
Before moving the first moving body by the first driving means,
And the second drive by the fluid pressure drive capable of applying a large force.
Since the second moving body is moved by the moving means, the second moving body
Easy initial movement, even if the side is heavier
And then the second mobile side with acceleration
Is driven by a ball screw to the first
To move the second mobile together with the mobile
Therefore , even if the second mobile unit has a large weight,
The moving motor can be easily and continuously transferred by the ball screw mechanism.
Can be moved. Also accelerate the second moving object rapidly
It becomes possible. On the other hand, the second mobile body with acceleration
When stopping together with the moving body, the second driving means
Flow to the second moving body in the direction opposite to the moving direction.
After a force is applied by body pressure, the first drive means
Since the screw drive is stopped, the second
The effect of inertia on moving objects can be suppressed,
The moving body can be easily controlled by the motor's ball screw mechanism.
Can be stopped.

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

【図1】本発明に係る駆動機構の第1実施例を示した要
部断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a main part showing a first embodiment of a drive mechanism according to the present invention.

【図2】第1実施例の正面図。FIG. 2 is a front view of the first embodiment.

【図3】第2実施例の平面図。FIG. 3 is a plan view of a second embodiment.

【図4】第3実施例の平面図。FIG. 4 is a plan view of a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ボールネジ 16 モータ 22 シリンダナット 24 スライダ 48a、48b 気密室 52 コンプレッサ 100a、100b Y軸ボールネジ 102 Y軸モータ 108a、108b Y軸シリンダナット 110 X軸ボールネジ 112a、112b Y軸スライダ 114 X軸モータ 118 X軸シリンダナット 120 X軸スライダ 200a、200b X軸ボールネジ 202 X軸モータ 208a、208b X軸シリンダナット 210a、210b Y軸ボールネジ 212 Y軸モータ 214a、214b Y軸シリンダナット 218a、218b X軸スライダ 222a、222b Y軸スライダ 10 Ball screw 16 Motor 22 Cylinder nut 24 Slider 48a, 48b Airtight chamber 52 Compressor 100a, 100b Y axis ball screw 102 Y axis motor 108a, 108b Y axis cylinder nut 110 X axis ball screw 112a, 112b Y axis slider 114 X axis motor 118 X axis Cylinder nut 120 X-axis slider 200a, 200b X-axis ball screw 202 X-axis motor 208a, 208b X-axis cylinder nut 210a, 210b Y-axis ball screw 212 Y-axis motor 214a, 214b Y-axis cylinder nut 218a, 218b X-axis slider 222a, 222b Y Axis slider

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 長尺に形成された第1の移動体と、 該第1の移動体に螺合し、第1の移動体をその長さ方向
に移動させるボールネジおよび該ボールネジを軸線を中
心として回転駆動するモータを備える第1の駆動手段
と、 前記第1の移動体上で、第1の移動体に対し第1の移動
体の長さ方向へのみ移動可能である第2の移動体と、 前記第1の移動体と第2の移動体との間に設けられ、流
体圧により前記第2の移動体を移動させる第2の駆動手
段と、 移動体の移動を開始する際、まず、前記第2の駆動手段
を作動させ、流体圧により前記第2の移動体を所要方向
に移動開始した後、前記第1の駆動手段を作動させ、ボ
ールネジにより前記第1の移動体を駆動し、ボールネジ
のみにより第1の移動体とともに前記第2の移動体を所
要速度で引き続き移動させるように、前記第1の駆動手
段および第2の駆動手段を制御し、移動体の移動を停止
する際、前記第2の駆動手段により、前記第2の移動体
に、移動している方向とは逆方向に流体圧により力を作
用させた後、前記第1の駆動手段によるボールネジ駆動
を停止して、第1の移動体とともに第2の移動体を停止
するように、前記第1の駆動手段および第2の駆動手段
を制御する制御部とを具備することを特徴とする駆動機
構。
An elongated first moving body is screwed onto the first moving body, and the first moving body is moved in the longitudinal direction thereof.
Ball screw to be moved to
First driving means including a motor that rotates and drives as a center
And a first movement with respect to the first moving body on the first moving body.
A second moving body that is movable only in the longitudinal direction of the body, and is provided between the first moving body and the second moving body;
A second driver for moving the second moving body by body pressure
When starting the movement of the moving body with the step , first, the second driving means
To move the second moving body in a required direction by fluid pressure.
After the start of the movement, the first driving means is operated to
Driving the first moving body with a ball screw,
The second mobile unit together with the first mobile unit
In order to continue moving at the required speed, the first drive
Control the step and the second driving means to stop the movement of the moving body
The second moving body is driven by the second driving means.
Force in the direction opposite to the direction of movement
And then drive the ball screw by the first driving means.
And stop the second mobile together with the first mobile
The first driving means and the second driving means
And a control unit for controlling the driving
Structure.
【請求項2】 前記第2の移動体は筒状をなすと共に、
前記第1の移動体へ外嵌され、第1の移動体の外周面と
第2の移動体の内周面との間には、第1の移動体の外周
面に設けたピストンにより第2の移動体の軸線方向へシ
リンダ室が画成され、 前記第2の駆動手段は該シリンダ室と、該シリンダ室へ
圧力流体を選択的に供給する流体供給源とからなること
を特徴とする請求項1記載の駆動機構。
2. The second moving body has a cylindrical shape,
An outer peripheral surface of the first moving body, which is externally fitted to the first moving body;
Between the inner peripheral surface of the second mobile unit and the outer peripheral surface of the first mobile unit
The piston provided on the surface moves in the axial direction of the second moving body.
A cylinder chamber is defined, and the second driving means is connected to the cylinder chamber and the cylinder chamber.
A fluid supply source for selectively supplying a pressure fluid
The drive mechanism according to claim 1, wherein:
【請求項3】 長尺に形成された第1の移動体と、該第
1の移動体に螺合し、第1の移動体をその長さ方向に移
動させるボールネジおよび該ボールネジを軸 線を中心と
して回転駆動するモータを備える第1の駆動手段と、前
記第1の移動体上で、第1の移動体に対し第1の移動体
の長さ方向へのみ移動可能である第2の移動体と、前記
第1の移動体と第2の移動体との間に設けられ、流体圧
により前記第2の移動体を移動させる第2の駆動手段と
を有する駆動機構の駆動方法であって、 移動体の移動を開始する際、まず、前記第2の駆動手段
を作動させ、流体圧により前記第2の移動体を所要方向
に移動開始した後、前記第1の駆動手段を作動させ、ボ
ールネジにより前記第1の移動体を駆動し、ボールネジ
のみにより第1の移動体とともに前記第2の移動体を所
要速度で引き続き移動させ、 移動体の移動を停止する際、前記第2の駆動手段によ
り、前記第2の移動体に、移動している方向とは逆方向
に流体圧により力を作用させた後、前記第1の駆動手段
によるボールネジ駆動を停止して、第1の移動体ととも
に第2の移動体を停止することを特徴とする駆動機構の
駆動方法。
3. A first moving body formed to be long, and
Screwed into the first moving body, and moved the first moving body in its length direction.
And about the axis of the ball screw and the ball screw is moving
A first driving means having a motor for rotationally driving
A first mobile unit on the first mobile unit with respect to the first mobile unit;
A second movable body movable only in the length direction of the
A fluid pressure provided between the first moving body and the second moving body;
Second driving means for moving the second moving body by
A method of driving a driving mechanism , comprising: when starting movement of a moving body, first, the second driving means
To move the second moving body in a required direction by fluid pressure.
After the start of the movement, the first driving means is operated to
Driving the first moving body with a ball screw,
The second mobile unit together with the first mobile unit
When the moving body is continuously moved at the required speed and the movement of the moving body is stopped, the second driving means
The second moving body has a direction opposite to the moving direction.
After a force is applied to the first drive means by a fluid pressure,
Stops the ball screw drive by the
Of the driving mechanism, wherein the second moving body is stopped.
Drive method.
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