JPH04261753A - 工作機械における作動体の位置決め制御装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばプレス機械な
どにおける作動体（キャレッジなど）を移動決め制御す
る工作機械におけるる作動体の移動位置決め制御方法お
よびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工作機械としての例えばプレス機
械などでキャレッジを移動位置決め制御する手段として
、セミクローズ制御、クローズド制御が知られている。 すなわち、セミクローズド制御では、レゾルバ又はロー
タリエンコーダを備えたサーボモータを駆動せしめると
、サーボモータに連動連結された送りねじが回転され、
送りねじに例えば螺合されたキャレッジがガイドに案内
されながら移動される。このキャレッジの移動は前記レ
ゾルバ又はロータリエンコーダにより検出されて位置決
め制御を行なっている。

【０００３】また、クローズド制御では、レゾルバ又は
ロータリエンコーダを備えたサーボモータを駆動せしめ
ると、サーボモータに連動連結された送りねじが回転さ
れ、送りねじに例えば螺合されたキャレッジがガイドに
案内されながら移動される。このキャレッジの移動は別
に設けたリニアスケールでもって検出され位置決め制御
を行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のセミクローズド制御では送りねじの温度上昇による
伸びは、フィードバックできないので、キャレッジの移
動位置決め精度が悪くなるという問題を抱えている。

【０００５】また、クローズド制御では、リニアスケー
ルと制御装置を備えているため、装置そのものが高価で
あると共に、装置そのものが高価であると共に振動その
他の外乱に対してサーボモータの安定性が悪いという問
題がある。

【０００６】この発明の目的は、上記問題点を改善する
ために、クローズド制御でなく、セミクロード制御をベ
ースにして、しかも温度上昇による送りねじの伸びを作
動体の原点設定時にキャンセルし、作動体の位置決め精
度を向上させると共に、リニアスケールを用いない安価
な工作機械における作動体の移動位置決め制御方法およ
びその装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、位置検出装置を備えた駆動モータを駆
動せしめることにより、伝達部材を介してナット部材を
回転せしめると共に、このナット部材に連動された送り
ねじを移動せしめ、送りねじに連結された作動体を送り
ねじと同方向に移動せしめる際、前記作動体の原点位置
を外部センサにより検出して作動体の原点設定を行なっ
て作動体を移動せしめることを特徴とする工作機械にお
ける作動体の移動位置決め制御方法である。

【０００８】また、この発明は、位置検出装置を備えた
駆動モータと、この駆動モータの駆動により伝達部材を
介して回転せしめるナット部材と、このナット部材に連
動された送りねじと、この送りねじに連結された作動体
と、この作動体の原点位置を検出して作動体の原点設定
を行なう外部センサと、を備えて工作機械における作動
体の移動位置決め制御装置を構成した。

【０００９】

【作用】この発明の工作機械における作動体の移動位置
決め制御方法およびその装置を採用することにより、位
置検出装置を備えた駆動モータを駆動せしめると、伝達
部材を介してナット部材が回転される。このナット部材
には送りねじが連動されているので、ナット部材の回転
により送りねじが移動される。

【００１０】送りねじには作動体が連結されているので
、作動体は送りねじと同方向へ移動されることになる。 作動体が一方向へ移動されると、作動体の原点位置が外
部センサで検出されて原点設定が行なわれる。この原点
設定の動作を定期的に行なわれる際、前記伝達部材の部
分およびナット部材と送りねじとの噛み合いから生じる
温度上昇により送りねじの伸縮は作動体の位置にすべて
表わされるが、前記作動体の原点位置を外部センサで検
出できると共にこの伸びはすべて原点設定時にキャンセ
ルされるから作動の移動位置決め精度の向上が図られる
。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。

【００１２】図１を参照するに、工作機械における作動
体の移動位置決め制御装置１は、図１において左右方向
へ延伸したフレーム３が備えられており、このフレーム
３の左側には駆動ボックス５が設けられている。この駆
動ボックス５の左端にはエンコーダなどの位置検出装置
７を備えたサーボモータのごとき駆動モータ９が配置さ
れている。

【００１３】この駆動モータ９の出力軸には伝達部材と
してのギヤ１１が装着されていると共に、このギヤ１１
には別のギヤ１３が噛合されている。このギヤ１３には
ナット部材としてのボールねじナット１５が一体化され
ていると共に、このボールねじナット１５は前記駆動ボ
ックス５に複数のベアリング１７を介して回転自在に支
承されている。前記ボールねじナット１５には図１にお
いて左右方向へ延伸したボールねじ１９のねじ部１９Ａ
に螺合されている。

【００１４】このボールねじ１９における図１において
右端には、作動体としてのキャレッジ２１がナット２３
により固定されている。このキャレッジ２１の下部は前
記フレーム３上に左右方向へ延伸して取付けられたリニ
アガイド２５に摺動自在に設けられている。

【００１５】前記駆動ボックス５の下部右側壁にはバー
２７の一端が固定されており、このバー２７の他端には
支持ブロック２９が取付けられており、この支持ブロッ
ク２９にはスプリング３１を介してローラ３３を回転自
在に支承した固定ブロック３５が設けられている。

【００１６】前記ローラ３３の図１において右側には適
宜な間隔で回転自在なローラ３７が設けられており、こ
のローラ３７の回転軸３９の一端にはロータリエンコー
ダ４１が取付けられている。また、前記ローラ３３とロ
ーラ３７とにはワイヤ４３が巻回されており、このワイ
ヤ４３の張力は前記スプリング３１の図１において左方
向へ付勢した付勢力により一定に保持されている。

【００１７】前記キャレッジ２１の下部にはアーム４５
が図１において下方へ延伸して一体化されており、この
アーム４５の下部は前記ワイヤ４３に固定金具４７によ
って固定されている。前記フレーム３の右側部分の一部
には外部センサとしての原点位置用のリミットスイッチ
４９が設けられている。

【００１８】上記構成により、駆動モータ９を駆動せし
めると、回転は出力軸、ギヤ１１，１３を介して減速さ
れボールねじナット１５に伝達される。ボールねじナッ
ト１５に伝達された回転により、ボールねじナット１５
に螺合されているねじ部１９Ａの送りねじであるボール
ねじ１９が図１において左右方向へ移動されることにな
る。このボールねじ１９の右端に固定されているキャレ
ッジ２１は、ボールねじ１９の移動方向と同方向へ移動
されることになる。

【００１９】例えば、ボールねじ１９が図１において右
方向へ移動すると、キャレッジ２１も右方向へ移動し、
キャレッジ２１に一体化されたアーム４５もワイヤ４３
によって右方向へ移動して、アーム４５の下部（ドグの
役目を果す）がフレーム３に設けられたリミットスイッ
チ４９に当接すると、このリミットスイッチ４９の当接
により、ローラ３７の回転軸３９の一端に取付けられて
いるロータリエンコーダ４１から出力される原点信号に
よってキャレッジ２１の位置を原点とする。この位置決
めを繰返し行なった後、原点設定を行なうことにより、
前記ギヤ１１，１３の伝達部材およびボールねじナット
１５とボールねじ１９のねじ部１９Ａの噛み合い部分に
発生する温度上昇に伴うボールねじ１９の伸びがキャン
セルされることになる。

【００２０】しかも、この原点設定の頻度は、精度維持
目標と使用頻度により決められるものである。

【００２１】換言すれば、サーボ制御の方式は、セミク
ローズドループを用いながら、原点位置のみを外部セン
サであるリミットスイッチ４９で与えることにより、ボ
ールねじ１９の伸びをキャンセルすることができる。

【００２２】本実施例の移動位置決めは、特に、ワーク
の曲げ、打抜きなどの短いストロークで加圧すなわち短
いボールねじ１９間で発熱する場合に有効的である。す
なわち、温度発生源が広範囲に及ぶ場合には、ボールね
じの伸び具合が場所によって異なるので、本実施例の移
動位置決めは向いておらず、要は温度発生源が狭い範囲
に有効的である。

【００２３】また、本実施例ではリニアスケールを用い
ていないので安価に製作することができる。

【００２４】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜の変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。例えば本実施例では
キャレッジ２１の原点設定を行なう検出手段としてロー
タリエンコーダ４１を使用して説明したが、光電スイッ
チなどでも対応可能であり、１回転のうち１ケ所で信号
を出せるものであればよい。また、ボールねじ１９の代
わりにボールねじスプラインを用い、ボールねじナット
１５の代わりにボールスプラインナットを用いても対応
可能である。さらに、伝達部材としてギヤ１１，１３を
用いて説明したが、ハスバ歯車などの減速機構を用いて
も対応可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、特許請求の範囲に記載さ
れたとおりの構成であるから、作動体の移動における原
点位置を外部センサで検出し、原点設定の動作を定期的
に行なうことにより、送りねじの伸びをキャンセルでき
るから、作動体の移動位置決め精度を向上させることが
できる。しかも、リニアスケールを用いていないので安
価な移動位置決め装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の工作機械における作動体の移動位置
決め制御装置を示す一実施例の断面説明図である。

【符号の説明】

１　　工作機械における作動体の移動位置決め制御装置
３　　フレーム ５　　駆動ボックス ７　　位置検出装置 ９　　駆動モータ １１，１３　　ギヤ（伝達部材） １５　　ボールねじナット（ナット部材）１９　　ボー
ルねじ（送りねじ） ２５　　リニアガイド ３１　　スプリング ３３，３７　　ローラ ４１　　ロータリエンコーダ ４３　　ワイヤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　位置検出装置を備えた駆動モータを駆
   動せしめることにより、伝達部材を介してナット部材を
   回転せしめると共に、このナット部材に連動された送り
   ねじを移動せしめ、送りねじに連結された作動体を送り
   ねじと同方向に移動せしめる際、前記作動体の原点位置
   を外部センサにより検出して作動体の原点設定を行なっ
   て作動体を移動せしめることを特徴とする工作機械にお
   ける作動体の移動位置決め制御方法。
2. 【請求項２】　　位置検出装置を備えた駆動モータと、
   この駆動モータの駆動により伝達部材を介して回転せし
   めるナット部材と、このナット部材に連動された送りね
   じと、この送りねじに連結された作動体と、この作動体
   の原点位置を検出して作動体の原点設定を行なう外部セ
   ンサと、を備えてなることを特徴とする工作機械におけ
   る作動体の移動位置決め制御装置。