JP4923703B2 - 移動体の移動停止装置 - Google Patents

Description

本発明は、リニアモータにより移動する移動体の移動駆動が停止した際に、移動体が移動するのを防止するための移動体の移動停止装置に関し、特に、電源投入時等の起動時に良好に移動体を移動させることのできる移動体の移動停止装置に関するものである。

従来より、工作機械では、ベッドなどの支持体に案内され、工具やワークを支持して所定方向に移動する移動体が備えられており、特に、ワークの加工精度を追求した精密加工機では、移動体の送り装置として、送り精度の高いリニアモータが用いられている。このリニアモータを用いた送り装置の場合、ボールネジ等の送り装置とは異なり、送り装置では非接触となるので、送り装置とは別に移動体を制動するための摩擦抵抗を用いた制動装置を備えているものが知られている（例えば、特許文献１）。

しかしながら、制動装置の摩擦抵抗のみで移動体を停止させなければならず、大きな制動荷重が必要となり、制動装置が大型化すると共に、大きな制動荷重により移動体つまり工作機械にダメージを与えしてまう恐れがあった。また、移動体にかかる重力の影響を打ち消すカウンタバランサを備えて、移動体を上下方向に移動させるようにした場合（例えば、特許文献２）、制動荷重の小さい小型の制動装置でも移動体を停止させることが可能となるが、停電時等何らかの理由でカウンタバランサが作用しなくなると、小型の制動装置だけでは停止させることができず、移動体が落下して工作機械にダメージを与えしてまう恐れがあった。

そこで、本願出願人は、先の出願において、リニアモータで駆動される移動体との間で僅かな隙間を保持しながら従動する従動体をボールネジ等のネジ機構によって移動させるようにして、電源切断時や、停電時等、リニアモータの駆動力が無くなった時に、移動体と従動体とを当接させて移動体を最小限の移動で停止させるようにすることで、工作機械にかかるダメージを低減させるようにしたものを提案している（特許文献３）。

本出願人は、本出願時において、以上の技術が記載されている文献として、以下のものを知見している。
特開平８−３１７６２４号公報 特開２００４−２０９５５０号公報 特願２００５−０９０４５０号

ところで、先願のように、移動体と従動体とを当接させることで移動体の移動を停止させるようにした場合、電源を切るとリニアモータの駆動力が無くなるので、移動体が移動し易くなってしまうが、移動体が従動体と当接することで移動体を停止させることができる。しかしながら、この場合、移動体と従動体との間の隙間が維持されなくなり、移動体と従動体との位置関係が不明確な状態となる。特に、移動体を上下方向に移動させるようにした場合、カウンタバランサの状態によっては、移動体が従動体の上側と当接したり、移動体が従動体の下側に当接したりする場合があり、その状態で電源を投入してリニアモータ等を駆動させると、移動体の移動する方向によっては、移動体がロックされて正常に作動させることができなかったり、リニアモータ等の駆動部に過負荷がかかり不具合の原因となったりする恐れがある。

そこで、本発明は、上記の実状に鑑みてなされたものであり、リニアモータによって移動する移動体を、最小限の移動で停止させると共に、電源投入時に移動体を良好な状態で移動できるようにして、少なくとも移動体にかかるダメージを低減させることのできる移動体の移動停止装置の提供を課題とするものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る移動体の移動停止装置は、
「支持体により案内され、リニアモータによって移動する移動体と、
該移動体との間に所定の隙間を有した状態で、前記移動体と従動するようにネジ機構を備えた駆動手段によって移動する従動体と、
電源投入時に、前記移動体と前記従動体との間に前記所定の隙間を形成させる起動時制御手段とを具備する」ことを特徴とする。

ここで、「ネジ機構」としては、「ボールネジ等の送りネジによるもの」、「ラック＆ピニオンによるもの」、「ウォームギアを有したもの」、等が挙げられ、逆伝達性なら、優位性の順に、ウォーム＆ホイール、台形ネジ、ボールネジ、ラック＆ピニオン等が挙げられる。

また、従動体を移動体に従動させる方法としては、例えば、移動体の移動位置を検出し、その検出結果に基づいて従動体を移動させる方法があり、具体的には、移動体の移動位置を検出するリニアスケールを備えると共に、従動体を駆動する駆動手段のモータの回転を検出するエンコーダを備えて、ＣＮＣからの位置指示により、リニアスケールの位置情報を基にリニアモータを駆動して移動体を移動させると共に、ＣＮＣからの位置指示により、エンコーダの位置情報を基に駆動手段のモータを回転させて従動体を追従させる方法が挙げられる。

更に、「隙間」としては、移動体と従動体とが当接しても移動体（工作機械やワーク、工具等）にダメージを与えない程度の距離であれば良く、一般的な工作機械では、例えば、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲内が望ましく、より好適には、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲内が好ましい。また、超精密加工機では、例えば、５０μｍ程度とすることが望ましい。

また、「起動時制御手段」としては、「リニアモータを駆動させる前に移動体及び従動体の夫々の絶対位置を確定させ、移動体及び従動体の絶対位置に基づいて所定の隙間が形成されるように移動体又は従動体を移動させるようにするもの」、「リニアモータを駆動させる前に、従動体を所定方向に移動させて従動体の一方側に移動体を当接させることで、移動体と従動体との相対位置を確定させ、移動体又は従動体を移動させて所定の隙間を形成させるもの」、等を例示することができる。

本発明によると、起動時制御手段によって、電源投入時に、まず移動体と従動体との間に所定の隙間を形成させるようにしたものである。これにより、隙間を形成してから、リニアモータを駆動させるので、移動体が従動体に当接してロックされることがなく、移動体を正常に作動させることができると共に、リニアモータ等に過負荷がかかるのを防止して不具合が発生するのを防止することができる。

また、リニアモータにより移動する移動体に対して、所定の隙間を有した状態で従動体が従動するので、非常時等の際にリニアモータの駆動が停止すると従動体も停止し、停止した従動体に移動体が当接することで移動体を停止させることができる。これにより、従来の摩擦抵抗を用いた制動装置のように移動体に大きな力を加えなくても、最小限の移動で停止させることができると共に、少なくとも移動体にかかるダメージを低減させることができる。なお、駆動手段にブレーキ機構を備えても良く、この場合、ブレーキ荷重の小さい小型のものでもことたりるので、小型の駆動手段とすることができる。

なお、工作機械の移動体に適用することが望ましく、これにより、従来よりも制動荷重の小さい小型の制動装置を使用したり、制動装置を廃止したりすることが可能となり、工作機械全体を小型化することができる。また、移動体を隙間の分だけ可及的に短い距離で停止させることができるので、工作機械、ワークや工具等にかかるダメージを可及的に少なくすることができる。更に、移動体の位置決め精度をより高めることができ、精密加工機、或いは超精密加工機とすることができる。

本発明に係る移動体の移動停止装置は、上記の構成に加えて、
「前記起動時制御手段は、
前記リニアモータの駆動力を停止させた状態で、前記移動体及び前記従動体の絶対位置を確定させ、該絶対位置に基づいて前記リニアモータ或いは前記駆動手段を駆動させて前記所定の隙間を形成させる」ことを特徴とする。

ここで、絶対位置を確定させる方法としては、「移動体や従動体の位置を検出するリニアスケールやエンコーダ等の位置検出手段を、アブソリュート方式のものとすることでそれらの絶対位置を確定させる」、「少なくとも移動体の位置を検出する位置検出手段をインクリメンタル方式のものとした場合は、位置検出手段に移動体等の絶対位置を付与させる絶対位置付与手段を備えることで絶対位置を確定させる」、等を例示することができる。

本発明によると、リニアモータを駆動させる前に、移動体と従動体の絶対位置を確定させた上で、その絶対位置に基づいて所定の隙間を形成させるようにするものである。これにより、電源投入時に、移動体と従動体との位置関係を把握することができ、移動体或いは従動体を互いに当接しないように所定方向に移動させて、所定の隙間を形成させることができ、簡単な制御でロックがかかるのを防止すると共に、確実に所定の隙間を形成させることができる。

本発明に係る移動体の移動停止装置は、上記の構成に加えて、
「前記移動体及び前記従動体は、
互いに、前記移動体の移動方向における所定の定点に位置させると前記所定の隙間が形成されるようにし、且つ、
前記起動時制御手段は、
前記リニアモータの駆動力を停止させた状態で、前記駆動手段を駆動させて前記従動体と共に前記移動体を移動させ、前記従動体を前記所定の定点まで移動させた後に、前記リニアモータを駆動させて前記移動体を前記所定の定点へ移動させる」ことを特徴とする。

ところで、移動体及び従動体を、夫々原点等の所定の定点に位置させると、移動体と従動体との間に所定の隙間が形成されるようにすることで、移動体及び従動体の原点復帰と、隙間の形成とを同時に行わせることが考えられる。しかしながら、この場合、リニアモータを駆動して移動体を移動させるようにすると、上述した問題点のように移動体と従動体との位置関係や、移動体に追従する従動体のタイムラグ等によって、移動体と従動体とが当接してロックがかかり、正常に作動しなくなる恐れがある。

そこで、本発明によると、移動体及び従動体を所定の定点に位置させると、移動体と従動体との間に所定の隙間が形成されるようにすると共に、起動時制御手段によって、リニアモータの駆動力を無くした状態で、従動体を駆動して従動体を所定の定点まで移動させる。その際に、従動体によって移動体が一緒に移動し、従動体が所定の定点まで移動したら、リニアモータを駆動させて移動体を所定の定点に移動させるようにしたものである。

これにより、移動体及び従動体を所定の定点、例えば、原点復帰させる際に、リニアモータの駆動力が停止させられているので、リニアモータの駆動力によってロックがかかるのを防止することができ、良好に作動させることができると共に、移動体及び従動体を原点復帰させることができる。なお、所定の定点としては、移動体の絶対位置に関連した原点であっても良いし、任意の点であっても良い。

なお、従動体を所定の定点まで移動させる間に、移動体の位置を検出する位置検出手段に移動体の絶対位置を付与するようにして、その絶対位置に基づいて、リニアモータを駆動させて移動体を所定の定点に移動させるようにしても良い。或いは、従動体を所定の定点まで移動させた時に、移動体が所定の定点を通過したか否かを判別させて、定点を通過していれば移動体を戻すように、定点を通過していなければ移動体を送るように、リニアモータを駆動させて移動体を所定の定点に移動させるようにしても良い。

本発明に係る移動体の移動停止装置は、上記の構成に加えて、
「前記移動体の位置を検出可能なインクリメンタル方式の移動体位置検出手段と、
前記従動体が前記移動体を伴って前記所定の定点まで移動する間に、前記移動体位置検出手段に前記移動体の絶対位置を付与する絶対位置付与手段とを更に具備する」ことを特徴とする。

ここで、「移動体位置検出手段」としては、分解能の高いインクリメンタル方式のものであれば特に限定するものではなく、例えば、「リニアスケール」、「ロータリースケール（ロータリーエンコーダ）」、等を例示することができる。

また、「絶対位置付与手段」としては、「移動体位置検出手段に、周期的或いは単発的に絶対位置と関連するリファレンス点を備え、移動体を移動させてリファレンス点を検出することで絶対位置を認識して付与するもの」、「移動体と共に移動する検知部と、位置が固定された被検知部とを備え、移動体を移動させて検知部を被検知部で検知することで絶対位置を認識して付与するもの」、等を例示することができる。

ところで、工作機械の中でも特に超精密加工機等では、移動体に高い位置決め精度が求められるので、移動体の位置を検出する移動体位置検出手段としては、位置精度の分解能が高い、インクリメンタル方式のものを用いるのが一般的である。しかしながら、インクリメンタル方式のものを用いた場合、電源を切ると、その位置情報を失ってしまい移動体の位置が判らなくなるので、その状態で電源を投入してリニアモータ等を駆動させると、移動体と従動体とが当接してロックがかかり過負荷となったり、不具合が発生したりする恐れがある。特に、電源投入時に移動体等を原点復帰させるようにした場合、原点の方向が判らないので、移動体を移動させる方向によっては、従動体と当接してロックがかかる問題がある。

そこで、本発明によると、起動時制御手段によって、従動体が移動体を伴って所定の定点に移動するまでの間に、移動体位置検出手段に移動体の絶対位置を付与する移動体絶対位置付与手段を備えるようにしたものである。これにより、移動体位置検出手段にインクリメンタル方式のものを用いても、リニアモータを駆動させる前に、移動体の絶対位置を確定させることができるので、移動体と従動体との間の隙間を良好に形成させることができる。また、移動体位置検出手段をインクリメンタル方式のものとしているので、移動体の位置決め精度をより高くすることができ、超精密加工機に好適に用いることができる。

本発明に係る移動体の移動停止装置は、上記の構成に加えて、
「上下方向に移動する前記移動体を支持し、重力の影響を除去する非接触式シリンダからなるカウンタバランサを更に具備する」ことを特徴とする。

本発明によると、移動体を上下方向に移動させると共に、移動体のカウンタバランサとして非接触式シリンダを用いたものである。つまり、移動体の位置決め精度の高い精密加工機（超精密加工機）に適用したものであり、上述の通り、従動体により移動体を、所定の隙間分の移動により確実に停止させることができるので、摩擦抵抗を用いた制動装置を備える必要が無く、小型の超精密加工機を実現することができると共に、電源投入時にリニアモータ等の駆動によって移動体等にロックがかかるのを防止して、移動体を良好な状態で移動させることができる。

上述の通り、本発明によると、、リニアモータによって移動する移動体を、最小限の移動で停止させると共に、電源投入時に移動体を良好な状態で移動できるようにして、少なくとも移動体にかかるダメージを低減させることのできる移動体の移動停止装置を提供できる。

次に、本発明に係る移動体の移動停止装置の一実施形態を、図１乃至図４に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る移動体の移動停止装置を適用した工作機械の要部を概略構成で示す正面図であり、図２は、図１における移動体の移動停止装置の機能的な構成を概略で示すブロック図である。また、図３は、図１における移動体の移動停止装置の電源投入時の制御を示すフローチャートであり、図４は、図１における移動体の移動停止装置の電源投入時の動きを示す説明図である。

本実施形態の工作機械は、コンピュータ数値制御装置（ＣＮＣ）により制御され、ワークを数１０ｎｍ〜数μｍの誤差で砥石やバイト等の種々の工具を用いて加工することのできる超精密加工機であり、上下方向に移動する移動体がワークを保持するテーブルとされているものである。

なお、ここでは、移動体と、移動体を上下方向に案内する支持体とについて説明し、その他の構成については、公知の工作機械と同様であるので、図示及び説明は省略する。また、移動体は工具を支持する主軸台としても良いし、支持体及び移動体がＸ軸方向やＺ軸方向に移動するトラバーサ等に備えられたものであってもよい。

図示するように、工作機械１０におけるベッドなどの支持体１１には、上下方向（Ｙ軸方向）に図示しない所定の案内機構によって案内されるテーブルなどの移動体１２が備えられており、この移動体１２は、リニアモータ１３の駆動により移動するようになっている。そして、支持体１１と移動体１２とが互いに対向する部分に、夫々リニアモータ１３を構成するマグネット１４とコイル１５とが非接触状態で備えられ、コイル１５に通電することで移動体１２が駆動されるようになっている。

この工作機械１０には、移動体１２の下側に移動体１２の重量を支持するカウンタバランサ１６が備えられており、このカウンタバランサ１６は、移動体１２と共にロッド１７を介して移動するピストン１８と、ピストン１８を上下方向に移動可能に収容し支持体１１に固定されたシリンダ１９とから構成されている。そして、ピストン１８とシリンダ１９との間には所定量の隙間が形成されており、それらが非接触状態となっている。つまり、本例のカウンタバランサ１６は、非接触式シリンダ２０とされており、摩擦抵抗がほとんど発生させること無く、移動体１２にかかる重力の影響をキャンセルできるようになっている。

また、移動体１２には、Ｙ軸方向に延び、分解能の高いインクリメンタル方式のリニアスケール２１が備えられており、このリニアスケール２１によって移動体１２のＹ軸方向の位置を高精度に検出できるようになっている。なお、本例のリニアスケール２１は、本発明の位置検出手段に相当している。

この工作機械１０には、停電時やカウンタバランサ１６に問題が発生した時等に、移動体１２の移動を停止させることのできる移動停止装置２２が備えられている。この移動停止装置２２には、支持体１１側に、案内機構２３によってＹ軸方向と同じ方向（以下ここでは、Ｖ軸方向と称する）に案内される従動体２４が備えられており、この従動体２４と螺合するボールネジ２５を回転駆動させる電磁ブレーキ付きのサーボモータ２６によってボールネジ２５を回転させることで従動体２４がＶ軸方向に移動するようになっている。

また、図中符号２７は、サーボモータ２６の回転位置を検出するアブソリュート方式のエンコーダであり、このエンコーダ２７によって従動体２４の位置が検出できるようになっている。更に、移動停止装置２２には、移動体１２に固定され従動体２４と当接する当接ブロック２８が備えられており、移動体１２と従動体２４とを、原点Ｏ（図４参照）に位置させた時に、従動体２４との間で所定の隙間Ｓが形成される大きさとされている。因みに隙間Ｓは、本例では約５０μｍ程度とされている。なお、本例のボールネジ２５が本発明のネジ機構に、本例のサーボモータ２６が本発明の駆動手段に夫々相当している。

この工作機械１０には、上記のリニアモータ１３やサーボモータ２６等を数値制御するためのＣＮＣ制御装置２９が備えられている。このＣＮＣ制御装置２９には、図２に示すように、移動体１２の送りを制御するＹ軸制御手段３１を備えており、このＹ軸制御手段３１は、移動体１２に備えられたリニアスケール２１からの位置情報をフィードバックすることで、リニアモータ１３の駆動を制御して移動体１２を移動させるものである。

また、ＣＮＣ制御手段２９には、従動体２４の移動を制御するＶ軸制御手段３２を備えており、従動体２４を駆動するサーボモータ２６におけるエンコーダ２７からの位置情報をフィードバックすることで、サーボモータ２６の駆動を制御して従動体２４を移動させものである。このＶ軸制御手段３２は、Ｙ軸制御手段３１へ移動体１２の送りを指示する送り指示部３０からの指示が送られるようになっており、送り指示部３０からの指示に基づいてサーボモータ２６の駆動を制御することで、当接ブロック２８と従動体２４との間に所定の隙間Ｓが維持されるように従動体２４を移動させることができるものである。

また、ＣＮＣ制御装置２９には、移動体１２のＹ軸方向の絶対位置を付与する絶対位置付与手段３３を備えており、この絶対位置付与手段３３は、インクリメンタル方式のリニアスケール２１を用いることで電源の切断等により失われる移動体１２のＹ軸方向の絶対位置を、リニアスケール２１による所定のリファレンス点Ｒ（図４参照）の検出に基づいて、Ｙ軸の絶対位置を確定させるものである。

本例では、リファレンス点Ｒが、Ｙ軸の絶対位置と関連し所定間隔（周期）に配置されていると共に、電源の切断前に、リファレンス点Ｒに関する情報を記憶手段（図示せず）に記憶させておき、そのリファレンス点Ｒの検出と記憶された情報とを基に、Ｙ軸の絶対位置を確定させるようになっている。なお、リファレンス点Ｒを検出した時に、Ｖ軸のエンコーダ２７の絶対位置を参照してＹ軸の絶対位置を確定させるようにしても良い。

更に、ＣＮＣ制御装置２９には、工作機械１０の電源投入時に、移動体１２の当接ブロック２８と、従動体２４との間に所定の隙間Ｓを形成させる起動時制御手段３４を備えており、この起動時制御手段３４は、電源投入時に移動体１２の当接ブロック２８と従動体２４とが当接して移動体１２の移動がロックされるのを防止するためのものである。

次に、本実施形態の工作機械１０において、電源投入時における移動停止装置２２の制御について、図３及び図４に基づいて説明する。本例の工作機械１０では、電源が切断されると、リニアモータ１３の駆動力が無くなり移動体１２がフリーの状態となると共に、リニアスケール２１にインクリメンタル方式のものを採用していることから移動体１２のＹ軸方向の絶対位置が不明な状態となる。この状態では、移動体１２は、カウンタバランサ１６により支持されることとなり、そのシリンダ１９内の圧力よっては移動体１２の位置が変化し、移動体１２と従動体２４との位置関係が不明確な状態となると共に、電源切断時と異なった状態となる場合もある。

なお、電源の切断により、シリンダ１９内の圧力が低下して、カウンタバランサ１６で移動体１２を支持しきれなくなっても、移動体１２の当接ブロック２８が従動体２４に当接することで、移動体１２の移動（落下）を停止させることができ、工作機械１０やワーク等にダメージを与えないようになっている。

上述の状態で、工作機械１０の電源を投入すると（ステップＳ１）、起動時制御手段３４によってＹ軸制御手段３１及びＶ軸制御手段３２のサーボがＯＮとなる（ステップＳ２）。この時、Ｖ軸及びＹ軸の位置制御をＯＮとすると共に、Ｙ軸の電流制御を「０」とし、Ｖ軸の電流制御を従動体２４が原点Ｏ（図４中、一点鎖線で示す位置）の方向へ移動するような制御が行われる。つまり、移動体１２を移動させるリニアモータ１３の駆動力を無くした状態で、従動体２４を移動させるサーボモータ２６を駆動させる制御が行われる。なお、本例では、Ｖ軸の位置、つまり、従動体２４の位置を検出するエンコーダ２７が、アブソリュート方式のものとされているので、電源投入と同時に従動体２４の絶対位置を認識して原点Ｏの方向に正しく移動させることができる。

そして、サーボモータ２６が駆動されることで、従動体２４が原点復帰動作を開始し（ステップＳ３）、従動体２４が原点Ｏの方向へ向かって移動する（図４（ア）参照）。サーボモータ２６の駆動による従動体２６の移動に伴って移動体１２も移動し、移動体１２のリニアスケール２１が、原点Ｏよりも手前に予め設定されたリファレンス点Ｒ（図４中、二点差線で示す位置）を検出すると、絶対位置付与手段３３によって移動体１２の原点Ｏからの絶対位置を付与して、移動体１２の絶対位置を確定させる（ステップＳ４）。

その後、図４（イ）に示すように、サーボモータ２６の駆動によって従動体２４が原点Ｏに到達すると、従動体２４の原点復帰が完了し、サーボモータ２６の駆動を停止させて従動体２４を停止させる（ステップＳ５）。

続いて、Ｙ軸の電流制御を解除し、リニアモータ１３を駆動して移動体１２を原点Ｏの方向に移動させて、移動体１２の原点復帰動作を開始させる（ステップＳ６）。この時、先のステップＳ４において、リファレンス点Ｒの検出により、Ｙ軸つまり、移動体１２の絶対位置が確定されているので、移動体１２を原点Ｏの方向へ正しく移動させることができ、移動体１２の当接ブロック２８と従動体２４とが当接して、移動体１２の移動にロックがかかるのを防止できるようになっている。

そして、図４（ウ）に示すように、リニアモータ１３の駆動により移動体１２を原点Ｏに移動させることで、Ｙ軸、つまり、移動体１２の原点復帰が完了すると共に、当接ブロック２８と従動体２４との間に所定の隙間Ｓが形成された状態となる（ステップＳ７）。これにより、起動時の移動体１２及び従動体２４の動作が終了し、以後、従動体２４は、所定の隙間Ｓを維持するように、移動体１２の動きに追従した動きをすることとなる。

このように、本実施形態の移動停止装置２２によると、起動時制御手段３４によって、電源投入時に、まず移動体１２と従動体２４との間に所定の隙間Ｓを形成させるようにしているので、リニアモータ１３を駆動させても移動体１２が従動体２４に当接してロックされることがなく、移動体１２を正常に作動させることができると共に、リニアモータ１３等に過負荷がかかるのを防止して不具合が発生するのを防止することができる。

また、移動体１２及び従動体２４を原点復帰させる際に、リニアモータ１３の駆動力が停止させられているので、リニアモータ１３の駆動力によってロックがかかるのを防止することができ、良好に作動させることができると共に、移動体１２及び従動体２４を原点復帰させることができる。

更に、従動体２４が移動体１２を伴って原点Ｏに移動するまでの間に、リニアスケール２１に所定のリファレンス点Ｒを検出させて、移動体１２の絶対位置を確定させるようにしているので、インクリメンタル方式のリニアスケール２１を用いても、リニアモータ１３を駆動させる前に、移動体１２の絶対位置を確定させることができ、移動体１２と従動体２４との間の所定の隙間Ｓを良好に形成させることができる。

また、リニアモータ１３により移動する移動体１２の当接ブロック２８に対して、所定の隙間Ｓを有した状態で従動体２４が従動するので、非常時等の際にリニアモータ１３の駆動が停止すると従動体２４も停止し、停止した従動体２４に当接ブロック２８が当接することで移動体１２を停止させることができるので、従来の摩擦抵抗を用いた制動装置のように移動体１２に大きな力を加えなくても、最小限の移動で停止させることができると共に、工作機械１０や、ワーク及び工具等に与えるダメージを低減させることができる。

ところで、上記の実施形態において、移動体１２の当接ブロック２８と、従動体２４との間の隙間Ｓを、任意に調整可能とするようにしても良く、図５は、隙間Ｓを調整可能な調整機構の一例を示したものである。この調整機構４０は、当接ブロック２８に螺合されたボルト４１を回転させることで、ボルト４１の先端と従動体２４との間に形成される隙間Ｓを調整可能としたものである。なお、符号４２は、ロックナットである。これによっても、上述と同様の作用効果を奏することができると共に、工作機械１０における加工精度や加工内容等によって隙間Ｓを調整して、最適な条件で加工を行わせることができる。

また、上記の実施形態において、移動体１２の移動を制動するための制動装置を併設しても良い。図６は、工作機械１０に移動体１２の制動装置５０を併設した一例を示すもので、上記の実施形態と同様の構成のものについては、同一の符号を付すと共に説明は省略する。この制動装置５０は、移動体１２に設けられた被制動部５１と、被制動部５１を挟んで両側に配置される制動子５２とを備え、図示しない押圧手段により制動子５２を被制動部５１に押圧することで、移動体１２を制動停止させるものである。これにより、移動停止装置２２と併設することで、制動装置５０に非常時に対応できる能力を備えなくても済み、小型の制動装置５０を用いることができると共に、上記と同様の作用効果を奏することができる。

以上、本発明を実施するための最良の実施の形態を挙げて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

すなわち、本実施形態では、従動体２４の位置を検出するエンコーダ２７として、アブソリュート方式のものを示したが、これに限定するものではなく、インクリメンタル方式のエンコーダを用いても良い。なお、この場合、従動体２４の絶対位置を確定させるために、Ｙ軸の場合と同様の、Ｖ軸の絶対位置を確定させる絶対位置付与手段を備えるようにすることが望ましい。

また、本実施形態では、従動体２４の移動制御に関して、制御部２９の送り指示部３０からの送り指示に基づいて、Ｖ軸制御手段３２がサーボモータ２６の駆動を制御して従動体２４の移動を制御するものを示したが、これに限定するものではなく、例えば、移動体１２の移動を制御するＹ軸制御手段３１からのリニアモータ１３の制御指示に基づいて、Ｖ軸制御手段３２が従動体２４の移動を制御するようにしても良い。

また、本実施形態では、上下方向、つまりＹ軸方向に移動する移動体１２に、移動停止装置２２を適用したものを示したが、これに限定するものではなく、Ｘ軸方向やＺ軸方向に移動する移動体に適用することもできる。

更に、本実施形態では、工作機械１０として、ＣＮＣ精密加工機を示したが、これに限らず、研削盤、旋盤、フライス盤、マシニングセンタ、レーザ加工機、等のＣＮＣ機、ＮＣ機としても良く、これらに適用しても、上記と同様の作用効果を奏することができる。

本発明に係る移動体の移動停止装置を適用した工作機械の要部を概略構成で示す正面図である。 図１の移動体の移動停止装置の機能的な構成を概略で示すブロック図である。 図１の移動体の移動停止装置の電源投入時の制御を示すフローチャートである。 図１の移動体の移動停止装置の電源投入時の動きを示す説明図である。 隙間を調整可能な調整機構の一例を示す正面図である。 本発明に係る移動体の移動停止装置を適用した工作機械に制動装置を併設した一例を概略構成で示す正面図である。

符号の説明

Ｓ 隙間
Ｏ 原点（所定の定点）
Ｒ リファレンス点
１０ 工作機械
１１ 支持体
１２ 移動体
１３ リニアモータ
１６ カウンタバランサ
２０ 非接触式シリンダ
２１ リニアスケール（位置検出手段）
２２ 移動停止装置
２４ 従動体
２５ ボールネジ（ネジ機構）
２６ サーボモータ（駆動手段）
２７ エンコーダ
２８ 当接ブロック
２９ ＣＮＣ制御装置
３０ 送り指示部
３１ Ｙ軸制御手段
３２ Ｖ軸制御手段
３３ 絶対位置付与手段
３４ 起動時制御手段

Claims (5)

1. 支持体により案内され、リニアモータによって移動する移動体と、
   該移動体との間に所定の隙間を有した状態で、前記移動体と従動するようにネジ機構を備えた駆動手段によって移動する従動体と、
   電源投入時に、前記移動体と前記従動体との間に前記所定の隙間を形成させる起動時制御手段とを具備することを特徴とする移動体の移動停止装置。
2. 前記起動時制御手段は、
   前記リニアモータの駆動力を停止させた状態で、前記移動体及び前記従動体の絶対位置を確定させ、該絶対位置に基づいて前記リニアモータ或いは前記駆動手段を駆動させて前記所定の隙間を形成させることを特徴とする請求項１に記載の移動体の移動停止装置。
3. 前記移動体及び前記従動体は、
   互いに、前記移動体の移動方向における所定の定点に位置させると前記所定の隙間が形成されるようにし、且つ、
   前記起動時制御手段は、
   前記リニアモータの駆動力を停止させた状態で、前記駆動手段を駆動させて前記従動体と共に前記移動体を移動させ、前記従動体を前記所定の定点まで移動させた後に、前記リニアモータを駆動させて前記移動体を前記所定の定点へ移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動体の移動停止装置。
4. 前記移動体の位置を検出可能なインクリメンタル方式の移動体位置検出手段と、
   前記従動体が前記移動体を伴って前記所定の定点まで移動する間に、前記移動体位置検出手段に前記移動体の絶対位置を少なくとも付与する絶対位置付与手段とを更に具備することを特徴とする請求項３に記載の移動体の移動停止装置。
5. 上下方向に移動する前記移動体を支持し、重力の影響を除去する非接触式シリンダからなるカウンタバランサを更に具備することを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか一つに記載の移動体の移動停止装置。

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