JPH03256639A

JPH03256639A - 送り制御装置

Info

Publication number: JPH03256639A
Application number: JP4921590A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sugita; 和彦杉田; Toshihiro Takahashi; 俊博高橋; Nobumitsu Hori; 伸充堀; Norio Sakakibara; 榊原　則夫; Yoichi Yamakawa; 陽一山川
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1990-03-02
Filing date: 1990-03-02
Publication date: 1991-11-15
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JP2902706B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、殊に工作物を非真円形状に切削加工する工作
機械のバイト送り制御装置に関するものである。

〈従来の技術〉工作物を非真円形状に切削加工する工作機械のバイト送
り装置としては、軸線方向に進退移動する進退駆動部材
を備えたボイスコイル型のりニヤモータと、前記進退駆
動部材と結合され、リニヤガイドによって進退移動可能
に案内されたテーブルと、このテーブル上に固設された
工具取付台と、この工具取付台に圧電アクチュエータを
設け、この圧電アクチュエータによって進退駆動される
バイトとから構成されている。

そして、非真円プロフィルデータに基づいて前記リニヤ
モータ並びに圧電アクチュエータに入力される信号に応
じて工具取付台とバイトとをそれぞれ進退作動し、この
両者の作動が合成されて非真円プロフィルデータに即し
てバイトの半径方向の刃具先端位置を制御し、非真円形
状を創成切削加工するものである。

〈発明が解決しようとする課題〉ところで、上記従来の装置において、圧電アクチュエー
タは微小な変位が得られるが、変位特性にヒステリシス
を持つため、しステリシスダンパ機構として、例えば特
開昭６０−４８５１３号で見られるように板バネや粘性
流体を用いたものがある。また、近時では円板状のダイ
ヤフラムにバイトホルダと圧電アクチュエータに当接す
る可動部を保持せている。そして、変位検出用のセンサ
により可動部の変位を検出して圧電アクチュエータをフ
ィードバック制御しているが、可動部の変位はダイヤス
ラムの面に対して直交する方向の力と、ダイヤフラムの
面に対して直交する面内で柄バイトホルダを傾けようと
する力が加わることがあり、この場合、変位検出用のセ
ンサは前記２つの動きを検測してしまい、誤信号を圧電
アクチュエータに出力する不具合がある。

本発明は、このような変位の誤信号の出力を除去するこ
とを目的とするものである。

〈課題を解決するための手段〉上記目的を達成するための本発明の特徴とする構成は、
ラムの先端に軸線方向へ可視可能に固設したダイヤフラ
ムと、このダイヤフラムにダイヤフラムと同心で固設し
たバイトホルダと、前記ダイヤフラムにダイヤフラムと
同心で固設され径方向にターゲットを延設した作動部材
と、前記ラムの先端に内蔵され前記作動部材に当接して
バイトホルダを進退駆動するＦ＋：、ｔアクチュエータ
と、前記ラムの先端面の２位置に前記ターゲットと対面
して設けた２個の変位検出センサと、送り指令回路と、
前記２個の変位検出センサからの変位出力値に基づいて
バイトホルダのラム軸線方向の変位を算出する演算回路
と、前記送り指令回路の出力と演算回路の出力とを入力
して偏差信号を出力する偏差回路と、この偏差回路から
の偏差信号を入力し前記圧電アクチュエータへ出力する
駆動回路とからなる圧電アクチュエータ制御回路とを備
えたものである。

〈作　用〉上記の構成の送り制御装置によれば、２１１の変位検出
センサによってターゲットの動きを検測し、この２個の
変位検出センサの出力を演算回路にてバイトホルダのラ
ム軸線方向の変位を算出して送り指令回路から送り指令
出力が入力される偏差回路に前記バイトホルダのラム軸
線方向の変位を入力させ、偏差回路からの偏差信号を駆
動回路に入力して駆動回路より圧電アクチュエータに出
力して圧電アクチュエータを制御するものである。

〈実施例〉以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図
において、１０はボイスコイル型のりニヤモータであり
、モータハウジング内にはセンタボール１１と、このセ
ンタポール１１に軸線方向に進退移動可能に遊嵌される
進退駆動部材１３と、磁石１２とを備えている。前記進
退駆動部材１３は、その外周面にコイル１４を備えたコ
イルアイッシイであり、前記磁石１２はコイル１４と対
向するようモータハウジング内に固設されている。

１５はガイド本体であり、前記リニヤモータ１０の前方
に設置されている。このガイド本体１５には角軸のラム
１６が静圧軸受１７によって前記りニヤモータ１０の進
退駆動部材１３と同一軸心線上で進退軸動可能に案内さ
れ、かつその後端は前記リニヤモータ１０の進退駆動部
材１３と結合されている。

前記ラム１６の先端には第２図でも示すように、軸線方
向へ可撓可能に並列して２枚のダイヤフラム１８がスペ
ーサ２２を介して固設され、このダイヤフラム１８の前
面側にはバイト２０を保持するバイトホルダ１９がダイ
ヤフラム１８と同心で固設されている。

また、ダイヤフラム１８の後面側には作動部材２２がダ
イヤフラム１８と同心で固設されている。

この作動部材２２にはブレード状のターゲット２２ａが
径方向に延設されている。

さらに、前記ラム１６の先端部には圧電アクチュエータ
３０が内蔵され、前記作動部材２２と当接している。こ
の作動部材２２は常に圧電アクチュエータ３０とダイヤ
フラム１８とに当接している。

前記した進退駆動部材１３、ラム１６、圧電アクチュエ
ータ３０、バイトホルダ１９及びバイト２０は全て進退
駆動部材１３と同一軸心ｌａＯ上に配置されている。ス
ペーサ２１を交換することによって、作動部材２２が圧
電アクチュエータ３０に押し付けられるプリロードを変
えることができる。圧電アクチュエータ３０の端面にな
らって作動部材２２が傾かないように、作動部材２２の
後端は曲面形状に形成されている。

また、ラム１６の先端面には所謂ギャップセンサに相当
する過電流式の変位検出センサ２３＾、２３Ｂが設けら
れている。この２個の変位検出センサ２３Ａ　、２３Ｂ
は、前記圧電アクチュエータ３０の変位出力軸心線を中
心とする対照的な２位置に設けられ、前記ターゲット２
２ａと対面している。

２４はラム１６の進退軸動量センサであり、ラム１６１
ＰＩにゲージ２５が固設され、ガイド本体１５側にゲー
ジ２５の読み取りヘッド２６が固定されている。

３１はワークＷが取り付けられた主軸であり、主軸駆動
モータ３２によって回転駆動される。３３は前記主軸３
１の回転角を検出するロータリエンコーダを示す。

次に上記装置の制御回路の構成を第１図によって説明す
る。４０は制御装置であるにの制御装！４０は前記ロー
タリエンコーダ３３と接続されていると共に、入力装置
４１並びにメモリ４２が接続されている。この制御装２
４０は、第１偏差回路４３、第１駆動回路４５を介して
進退駆動部材１３のコイル１４と接続され、さらに、別
の第２＠差回路４４、第２駆動回路４６を介して圧電ア
クチュエータ３０と接続されている。前記第１偏差回路
４３は前記Ｒ］Ｉｌ！リヘッド２６と接続している。

また、第２偏差回路４４には演算口８４７が接続され、
演算回路４７は前記２個の変位検出センサ２３Ａ　、２
３Ｂと接続している。

上記の構成による本発明装置において、制御装置４０に
は、ロータリエンコーダ３３からは同期信号が入力され
、入力装置４１からはプロフィルデータが入力され、メ
モリ４２は高周波成分のプロフィルデータと低周波成分
のプロフィルデータを記憶する。

一方、制御装置４０では、プロフィルデータ→フーリエ
級数→高周波成分のフーリエ級数と低周波成分のフーリ
エ級数とに分解、さらに逆フーリエを行って高周波成分
のプロフィルデータと低周波成分のプロフィルデータを
作成する。

そして、高周波成分のプロフィルデータを前記第１偏差
回路４３に出力し、第１偏差口路４３からの偏差信号に
より第１駆動回路４５からコイル１４に出力してリニヤ
モータ１０を制御する。また低周波成分のプロフィルデ
ータを前記第２１差回路４４に出力する。この第２偏差
回路４４には、２個の変位検出センサ２３Ａ　、２３Ｂ
の変位出力を演算口＃Ｉ４７にて平均値に算出し、この
平均値の変位出力が入力される。従って、第２図で示す
ようにターゲット２２ａが変位し、これに変位方向と直
交する回転方向の力が加わっても変位のみが検出される
ことになり、第２偏差回路４４は制御装置４０からの低
周波成分のプロフィルデータと演算回路４７からの平均
値化された変位出力信号とに基づいて偏差信号を第２駆
動回ｖ＠４６に出力し圧電アクチュエータ３０を制御す
る。

このように、圧電アクチュエータ３０及びリニヤモータ
１０が、それぞれの指令値により制御されると共に、両
者の作動が合成されて非真円プロフィルデータに即して
バイト２ｏの半径方向の刃先位置を制御して、非真円形
状を切削加工するものである。

なお、上述した実施例は、２個の変位検出センサ２３＾
、２３Ｂを圧電アクチュエータ３ｏの変位出力軸心線を
中心とする対照的な２位置に設けた例について述べたが
、前記変位出力軸心線を通る直径線上に変位出力軸心線
から例えば、１１　：Ｊ２の割合で離間した距離に２つ
の変位検出センサを設けても良い、この場合、バイトホ
ルダ１９のラム軸線方向の変位は、次式で算出さ！Ｈ：ラム軸線方向の変位ｊｌ、１２　＋変位出力軸心線から変位検出センサまで
の距離ａ、ｂ：変位検出センサの出力〈発明の効果〉以上のように本発明の送り制御装置は、前記した構成で
、とりわけ、ラムの先端面の２位置に前記ターゲットと
対面して設けた２個の変位検出センサと、送り指令回路
と、前記２個の変位検出センサからの変位出力値に基づ
いてバイトホルダのラム軸線方向の変位を算出する演算
回路と、前記送り指令回路の出力と演算回路の出力とを
入力して偏差信号を出力する偏差回路と、この偏差回路
からの両差信号を入力し前記圧電アクチュエータへ出力
する駆動回路とからなる圧電アクチュエータ制御回路と
を備えた構成であるから、ダイヤフラムによって保持さ
れたバイトホルダ等の可動部をダイヤフラムの面に対し
て直交する面内で傾けようとする力が加わって、あたか
も変位したかのような誤った信号の変位出力がなされて
も、これを除去することができ、高精度の送りが得られ
、その結果、プロフィルデータに基づく真円形状に工作
物の加工精度を向上するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の＃１１側面図、第２図は要部拡大
断面図である。１０・・・リニヤモータ、１１・・・センタボール、１
３・・・進退駆動部材、１５・・・ガイド本体、１６・
・・ラム、１８・・・ダイヤフラム、１９・・・バイト
ホルダ、２２・・・作動部材、２２ａ・・・ターゲット
、２３＾、２３Ｂ・・・変位検出センサ、３０・・・圧
電アクチュエータ、４０・・・制御装置、４４・・・第
２偏差回路、４６・・・第２駆動回路、４７・・・演算
回路。

Claims

【特許請求の範囲】

　ラムの先端に軸線方向へ可撓可能に固設したダイヤフ
ラムと、このダイヤフラムにダイヤフラムと同心で固設
したバイトホルダと、前記ダイヤフラムにダイヤフラム
と同心で固設され径方向にターゲットを延設した作動部
材と、前記ラムの先端に内蔵され前記作動部材に当接し
てバイトホルダを進退駆動する圧電アクチュエータと、
前記ラムの先端面の２位置に前記ターゲットと対面して
設けた２個の変位検出センサと、送り指令回路と、前記
２個の変位検出センサからの変位出力値に基づいてバイ
トホルダのラム軸線方向の変位を算出する演算回路と、
前記送り指令回路の出力と演算回路の出力とを入力して
偏差信号を出力する偏差回路と、この偏差回路からの偏
差信号を入力し前記圧電アクチュエータへ出力する駆動
回路とからなる圧電アクチュエータ制御回路とを備えた
ことを特徴とする送り制御装置。