JPH0713009U - ディザ信号を印加したボールネジの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直動式アクチュエーターとして用いられるボ
ールネジの非線形摩擦の影響を低減して位置決め制御や
速度制御、トルク制御の精度を向上させる。 【構成】 ボールネジＢのネジ４をサーボモーター７に
て駆動して位置決め制御を行う構成において、該サーボ
モーター７の駆動回路１０にディザ信号を印加して微細
トルクを発生させてサーボモーター７を駆動した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は直動式アクチュエーターとして用いられるボールネジの非線形摩擦の 影響を低減して位置決め精度を向上させる技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来からボールネジにより回転運動を直線方向に変換して、動力を伝達駆動す る技術は公知となっており、該ボールネジはネジとナットの間に多数の鋼球（ボ ール）を挿入し、ボールを転動させながら循環させて、回転運動を直線運動に変 換するものであり、滑りネジに比べて摩擦が小さく、また、ネジとナットの間に ボールを介装しているために精度や剛性を確保できるように余圧等が加えられ、 摩擦トルクが大きなものが使用されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このようなボールネジのネジをサーボモーターで駆動して伝達トルクを制御す るとき、このトルク検出はセンサーにより検出することになるが、高価で安定性 などに問題があり、このような場合には、サーボモーターに流す電流をもってモ ーターの発生トルクとし、ボールネジの駆動トルクとしている。この場合、摩擦 トルクが大きく伝達特性に非線形成分が混じるボールネジを使用したシステムで は、モーターの電流から伝達トルクを制御することが困難であった。そこで摩擦 トルクの大きな余圧式ボールネジを用いて、モーターの発生する微細なトルクを 伝達可能な直動式アクチュエーターを構成することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記のような課題を解決するために次のように構成したものである。 即ち、ボールネジのネジをサーボモーターにて駆動して位置決め制御を行う構成 において、該サーボモーターの駆動回路にディザ信号を印加して微細トルクを発 生させてサーボモーターを駆動したものである。

【０００５】

【作用】

このような手段を用いることによって、サーボモーター７を駆動して送り台３ を摺動させたときに、可動部分において、非線形摩擦が生じるが、ディザ信号を 加えて駆動回路１０よりサーボモーター７を駆動させるので、サーボモーター７ の回転は微振動を発生しながら回転することになり、ネジ４とボールと嵌合部３ ａの間で生じる非線形摩擦が抑えられて線形の摩擦特性となりスムースに摺動し て正確な位置決めができるようになる。

【０００６】

【実施例】

本考案の解決しようとする課題及び解決手段は以上の如くであり、添付した図 面に従い研磨機に本考案の制御機構を用いた実施例の構成について説明する。図 １は本考案のディザ信号を印加する制御ブロック図と研磨機の側面図であり、研 磨機Ａはその据付基礎部Ｃに枢支されたテーブル１上方に、砥石等の研磨部材２ をその取付部Ｄに保持されるように配置し、該研磨部材２が研磨作業時に高速回 転される。

【０００７】 前記テーブル１上には送り台３が載置され、該送り台３上にワークＷが固定さ れて、前記研磨部材２により研磨されるようにし、該送り台３の下部には嵌合部 ３ａが形成され、該嵌合部３ａにナットを形成してネジ４を螺装挿入し、この嵌 合部３ａとネジ４の間の螺装部に図示しないボールが多数介装されてボールネジ Ｂを形成してスムースに回転できるようにし、該ネジ４を回転することにより送 り台３をネジ４の軸方向に摺動可能としている。そして、該ネジ４の一端はテー ブルに回転自在に枢支し、他端には歯車５が固設され、該歯車５には歯車６が噛 合され、該歯車６はサーボモーター７の駆動軸７ａに固設され、該サーボモータ ー７には駆動軸７ａの回転数と回転位置を検出するエンコーダ９が付設されてい る。但し、このネジ４の軸方向に対して直角方向のボールネジを配置して、テー ブル１をＸ−Ｙ方向に移動できるようにすることも可能である。

【０００８】 そして、該サーボモーター７は駆動回路１０より電力が供給されて駆動され、 該駆動回路１０には制御回路１１とディザ信号発生器１２が接続されて、出力電 流を制御して回転数や回転トルクを制御し、ディザ信号発生器１２からは５〜２ ０Ｈｚ程度の振動信号が加えられ、出力電流にディザ信号を重合させて微細トル クを含んだ出力としており、前記エンコーダ９からの検知信号は制御回路１１に 入力され、回転数と回転速度を演算して、適正な出力となるようにしている。

【０００９】 このような構成において、研磨機ＡによりワークＷ上面のバリａを除去する作 業の場合、研磨部材２をワークＷ上面の高さに合わせて高さ調整し、制御回路１ １からの制御信号により駆動回路１０より電流を供給しサーボモーター７を駆動 してネジ４を回動して送り台３を摺動させて、ワークＷ上面の一側から研磨部材 ２を当接させながら移動してバリａを除去する。この送り台３はサーボモーター ７の回動により歯車５・６を介してネジ４が回動されて送り台３が摺動するが、 この可動部分において、非線形摩擦が生じ、この非線形摩擦は位置決め精度を低 下させ、応答性も低下させるので、サーボモーター７駆動時に、制御信号にディ ザ信号発生機１２よりディザ信号を加えて駆動回路１０よりサーボモーター７を 駆動させると、サーボモーター７の回転トルクには低周波を含んだ回転となり、 微細トルクを有した回転となる。

【００１０】 この微細トルクによる微振動はネジ４とボールと嵌合部３ａの間で生じる非線 形摩擦を抑えて線形の摩擦とすることができ、全体の摺動摩擦は線形となって目 標の位置までスムースに摺動させることができ、また、供給電流を変更すること により回転トルクも変更できて、同時に微細トルクも発生するので、非線形摩擦 トルクが除去されて正確なトルク制御を行うことができるため、砥石よりワーク にかかる力を微細にコントロールすることができ、バリ取り作業はきれいに仕上 げることができる。また、エンコーダ９によってフィードバックされた位置及び 速度の値も正確となって応答性もよくなる。

【００１１】

【考案の効果】 本考案は以上のように構成したので次のような効果を奏するものである。即ち 、ボールネジのネジを回転駆動するときにサーボモーターの駆動制御信号にディ ザ信号を加えてやることによって、ボールネジの摺動部において微振動が発生し て非線形摩擦が抑えられて線形され、位置決め制御や、速度制御及びトルク制御 が正確に行えるようになり、応答性、精度の向上を図ることができたのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のディザ信号を印加する制御ブロック図
と研磨機の側面図である。

【符号の説明】 Ａ 研磨機Ｂ ボールネジ １ テーブル ３ 送り台 ３ａ 嵌合部 ４ ネジ ７ サーボモーター １０ 駆動回路 １１ 制御回路 １２ ディザ信号発生器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボールネジのネジをサーボモーターにて
   駆動して位置決め制御を行う構成において、該サーボモ
   ーターの駆動回路にディザ信号を印加して微細トルクを
   発生させてサーボモーターを駆動したことを特徴とする
   ディザ信号を印加したボールネジの駆動装置。