JPH10152297A - Six-axis loading device - Google Patents
Six-axis loading deviceInfo
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- JPH10152297A JPH10152297A JP32613196A JP32613196A JPH10152297A JP H10152297 A JPH10152297 A JP H10152297A JP 32613196 A JP32613196 A JP 32613196A JP 32613196 A JP32613196 A JP 32613196A JP H10152297 A JPH10152297 A JP H10152297A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は供試体に対して、互
いに直角な３方向（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の並進荷重と各
軸廻りのモーメント荷重の６軸荷重を与える６軸負荷装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a six-axis load for applying a six-axis load of a translational load in three directions (x-axis, y-axis, z-axis) and a moment load around each axis to a specimen. Related to the device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】軸受等の供試体を可動板上に取り付け、
該可動板を介して、互いに直角な３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ
軸）座標系の各方向の並進荷重と各軸廻りのモーメント
荷重とを、前記供試体に負荷してその特性試験を行な
う、いわゆる６軸負荷による試験装置の従来の１例を図
４に示す。2. Description of the Related Art A test piece such as a bearing is mounted on a movable plate.
Three axes (x-axis, y-axis, z-axis)
FIG. 4 shows a conventional example of a so-called six-axis load test apparatus in which a translational load in each direction of the coordinate system and a moment load around each axis are applied to the specimen to perform a characteristic test. .
【０００３】図４において、１０２は軸受等の供試体、
１０１は装置の台盤、１０４は該供試体１０２の内周に
回転自在に挿通された回転軸、１０３、１０３は該回転
軸１０４の両端を支持する支持軸受、１１０は該支持軸
受１０３、１０３を台盤１０１に固定するための架台、
２は該台盤１０１上に固定された固定板、１は上面に前
記供試体１０２が固定される可動板、１００は該固定板
２の上面と可動板１の下面との間に架設された複数個の
連結機構である。In FIG. 4, reference numeral 102 denotes a test piece such as a bearing,
101 is a platform of the apparatus, 104 is a rotating shaft rotatably inserted into the inner periphery of the specimen 102, 103 and 103 are supporting bearings supporting both ends of the rotating shaft 104, and 110 is the supporting bearings 103 and 103 For fixing the base to the base 101,
2 is a fixed plate fixed on the base plate 101, 1 is a movable plate on which the specimen 102 is fixed on the upper surface, and 100 is bridged between the upper surface of the fixed plate 2 and the lower surface of the movable plate 1. There are a plurality of coupling mechanisms.
【０００４】前記供試体１０２は、両端を前記支持軸受
１０３で支持された前記回転軸１０４の内周に該回転軸
１０４に対して０．１ｍｍ程度の軸受すきまで以って嵌
合されている。そして、後述する負荷装置に、前記回転
軸１０４に対して任意の荷重で供試体１０２を押し付け
ることにより、所要の荷重条件を与え、供試体１０２に
対する各種負荷試験を行なう。該負荷装置は、前記可動
板１と前記台盤１０１上に固定された固定板２と、該可
動板１と固定板２とを固定板上に設けられた球面軸受３
を介して連結する６本の前記連結機構１００とによって
構成されている。前記連結機構１００は、リンク１２
０、該リンク１２０を油圧により伸縮させるためのアク
チュエータである油圧シリンダ４、該１２０リンクに発
生する推力を検出する荷重計５、前記油圧シリンダ４の
ストロークを検出するための変位計６（油圧シリンダ４
に内蔵されており図示せず）から構成される。The test piece 102 is fitted to the inner periphery of the rotary shaft 104 supported at both ends by the support bearing 103 with a bearing clearance of about 0.1 mm with respect to the rotary shaft 104. . Then, a required load condition is given by pressing the specimen 102 against the rotating shaft 104 with an arbitrary load against a load device to be described later, and various load tests are performed on the specimen 102. The load device comprises a fixed plate 2 fixed on the movable plate 1 and the base plate 101, and a spherical bearing 3 provided on the fixed plate by combining the movable plate 1 and the fixed plate 2 with each other.
And six connecting mechanisms 100 connected through the connecting mechanism. The link mechanism 100 includes a link 12
0, a hydraulic cylinder 4 which is an actuator for expanding and contracting the link 120 by hydraulic pressure, a load meter 5 for detecting a thrust generated on the 120 link, and a displacement gauge 6 (hydraulic cylinder for detecting a stroke of the hydraulic cylinder 4). 4
(Not shown).
【０００５】７はサーボ弁であり、前記油圧シリンダ４
へ供給される作動油の量、及び押し側、引き側何れかの
ポートへの作動油の供給あるいは排出を、そのスプール
弁の位置によって制御する。８はサーボアンプであり、
前記サーボ弁７は該サーボアンプ８からの指令に基づ
き、前記スプール弁の位置を制御される。９はコントロ
ーラ、１０は動ひずみ計であり、前記サーボアンプ８で
は、該コントローラ９からの荷重指令と、前記動ひずみ
計１０を介してフィードバックされる前記荷重計５から
の油圧シリンダ推力情報に基づき、前記コントローラ９
からの荷重指令に油圧シリンダ４の推力（以下シリンダ
推力という）が一致するように制御が行なわれる。即
ち、かかるサーボアンプ８、サーボ弁７、油圧シリンダ
４、荷重計５、および動ひずみ計１０により油圧シリン
ダ４に発生する荷重を帰還信号とするローカルフィード
バック系を構成する。尚、前記サーボ弁７及びサーボア
ンプ８、動ひずみ計１０は前記連結機構１００毎に設け
られる。[0005] Reference numeral 7 denotes a servo valve.
The amount of hydraulic oil supplied to the pump and the supply or discharge of hydraulic oil to any of the push-side and pull-side ports are controlled by the position of the spool valve. 8 is a servo amplifier,
The position of the spool valve of the servo valve 7 is controlled based on a command from the servo amplifier 8. Reference numeral 9 denotes a controller and reference numeral 10 denotes a dynamic strain meter. In the servo amplifier 8, based on a load command from the controller 9 and hydraulic cylinder thrust information from the load meter 5 fed back via the dynamic strain meter 10. , The controller 9
The control is performed so that the thrust of the hydraulic cylinder 4 (hereinafter, referred to as cylinder thrust) matches the load command from the controller. That is, the servo amplifier 8, the servo valve 7, the hydraulic cylinder 4, the load meter 5, and the dynamic strain meter 10 constitute a local feedback system that uses the load generated in the hydraulic cylinder 4 as a feedback signal. The servo valve 7, the servo amplifier 8, and the dynamic strain gauge 10 are provided for each coupling mechanism 100.
【０００６】一方、前記コントローラ９では、前記供試
体１０２に与える前記６軸荷重、即ち、ｘ、ｙ、ｚ各軸
に沿った並進荷重とこれらの軸廻りのモーメント荷重の
６軸荷重を実現するために必要な各油圧シリンダ４の所
要推力を算出し、これを荷重指令として各サーボアンプ
８に出力する。１１は前記油圧シリンダ４内の変位計６
からの変位検出信号を増幅して前記コントローラ９に入
力する変位計アンプである。On the other hand, the controller 9 realizes the six-axis load applied to the specimen 102, that is, the six-axis load of the translational load along each of the x, y, and z axes and the moment load around these axes. The required thrust of each hydraulic cylinder 4 necessary for this purpose is calculated, and this is output to each servo amplifier 8 as a load command. 11 is a displacement gauge 6 in the hydraulic cylinder 4
This is a displacement meter amplifier that amplifies the displacement detection signal from the controller 9 and inputs the amplified signal to the controller 9.
【０００７】尚、かかる従来の６軸負荷装置において
は、前記変位計６から変位計アンプ１１を経て、コント
ローラ９に入力される変位信号及び前記動ひずみ計１０
からの該コントローラ１２に入力される荷重検出信号
は、運転状態の表示に用いられ、フィードバック制御に
は用いられない。In such a conventional six-axis load device, the displacement signal input from the displacement meter 6 to the controller 9 via the displacement meter amplifier 11 and the dynamic strain meter 10
The load detection signal input to the controller 12 from the controller is used for displaying the operation state, and is not used for the feedback control.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】図４に示す従来の６軸
負荷装置においては、負荷装置のアクチュエータである
油圧シリンダ４には、サーボアンプ８及びサーボ弁７を
介して荷重計５にて検出された推力のフィードバックが
なされ、コントローラ９からの荷重指令に油圧シリンダ
４の推力が一致するような荷重によるフィードバック制
御がなされているのみであるので、回転軸１０４に対す
る供試体１０２の相対位置は、該供試体１０２に作用す
る荷重が釣り合ったところで決まる。従って、例えば、
図４において、供試体１０２にｚ軸の方向（即ち垂直方
向）に並進荷重を与えるつもりであっても、該荷重の作
用線が供試体１０２の重心を通っていなければ、供試体
１０２にはモーメント荷重が発生がするため、その結果
供試体１０２はｘ軸廻りに回転してしまうという不具合
が生ずる。In the conventional six-axis load device shown in FIG. 4, a hydraulic cylinder 4 which is an actuator of the load device is detected by a load meter 5 via a servo amplifier 8 and a servo valve 7. The feedback of the applied thrust is performed, and only the feedback control by the load such that the thrust of the hydraulic cylinder 4 matches the load command from the controller 9 is performed. Therefore, the relative position of the specimen 102 with respect to the rotating shaft 104 is: It is determined when the loads acting on the specimen 102 are balanced. So, for example,
In FIG. 4, even if it is intended to apply a translational load to the specimen 102 in the z-axis direction (ie, the vertical direction), if the line of action of the load does not pass through the center of gravity of the specimen 102, the specimen 102 Since a moment load is generated, a problem occurs that the specimen 102 rotates around the x-axis.
【０００９】また、上記と同様、供試体１０２にｙ軸方
向の並進荷重を与えるつもりであっても、荷重の作用線
が供試体１０２の重心を通っていなければ供試体１０２
にモーメント荷重が発生しその結果、供試体１０２は、
軸受すきま分だけｚ軸廻りに回転せしめられる。これに
より、該供試体１０２は、回転軸から反力を受け、この
反力が前記モーメント荷重に釣り合った時点で回転を停
止し、回転軸１０４と供試体１０２との相対的な位置が
決まる。この結果、かかる従来の６軸負荷装置は、供試
体１０２に与えるとする荷重に対して余分な荷重が試供
体１０２に作用し、これによって誤差が発生するという
問題点も有している。Further, as described above, even if a translational load in the y-axis direction is intended to be applied to the test piece 102, if the load acting line does not pass through the center of gravity of the test piece 102,
As a result, a moment load is generated in
It is rotated about the z-axis by the amount of the bearing clearance. Thus, the specimen 102 receives a reaction force from the rotating shaft, and stops rotating when the reaction force balances the moment load, and the relative position between the rotating shaft 104 and the specimen 102 is determined. As a result, the conventional six-axis load device also has a problem in that an extra load acts on the test sample 102 with respect to the load applied to the test sample 102, thereby causing an error.
【００１０】本発明にかかる従来技術の課題に鑑みて、
供試体に付与される並進荷重及びモーメント荷重を正し
く制御して、実験精度を向上せしめ得る６軸負荷装置を
提供することにある。[0010] In view of the problems of the prior art according to the present invention,
It is an object of the present invention to provide a six-axis load device capable of correctly controlling a translational load and a moment load applied to a test sample and improving the experimental accuracy.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、その第１発明として、架台上にアクチュ
エータを備えた複数個の連結機構を介して支持された可
動板上に供試体を設置し、互いに直角な３軸座標系（ｘ
軸、ｙ軸、ｚ軸）の各軸方向の並進荷重と各軸廻りのモ
ーメント荷重の６軸を与えるようにした６軸負荷装置に
おいて、前記各連結機構における推力を検出する荷重計
と、前記各連結機構の伸縮変位を検出する変位計と、前
記荷重計からの推力の検出信号がフィードバックされ、
前記連結機構のアクチュエータの推力を制御するサーボ
アンプと、前記変位計からの変位の検出信号と荷重の目
標値が入力され、該変位検出信号に基づき、固定された
座標系に対する前記供試体の位置、姿勢誤差を算出し、
該誤差に対応する荷重に前記荷重の目標値を加えて、前
記誤差を打ち消す向きの荷重指令を前記サーボアンプに
出力するコントローラとを備えた６軸負荷装置を提案す
る。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides, as a first invention, a specimen on a movable plate supported via a plurality of connecting mechanisms having an actuator on a gantry. Is set, and a three-axis coordinate system (x
A six-axis load device for applying six axes of a translational load in each axial direction (axis, y-axis, and z-axis) and a moment load around each axis, wherein a load meter for detecting thrust in each of the coupling mechanisms; A displacement meter that detects expansion and contraction displacement of each coupling mechanism, and a thrust detection signal from the load meter is fed back,
A servo amplifier that controls the thrust of an actuator of the coupling mechanism, a displacement detection signal and a target value of a load from the displacement meter are input, and the position of the specimen with respect to a fixed coordinate system based on the displacement detection signal. , Calculate the posture error,
A six-axis load device comprising: a controller that adds a target value of the load to a load corresponding to the error and outputs a load command to the servo amplifier in a direction to cancel the error.
【００１２】かかる発明によれば、変位計からアクチュ
エータの伸縮変位がまたアクチュエータの荷重計から推
力が夫々コントローラに入力される。コントローラにお
いては、可動板の位置、姿勢を算出した後、該位置、姿
勢の目標値との誤差を算出し、この誤差を連結機構の推
力補償量に置き換え、さらに前記誤差に基づく、該推力
の補償量を荷重目標値に加算してシリンダ推力を指令信
号としてサーボアンプに入力する。該サーボアンプは、
前記コントローラからのシリンダ推力指令に前記荷重計
からの荷重（推力）フィードバック信号を加えてサーボ
弁を介してアクチュエータに出力する。According to this invention, the expansion / contraction displacement of the actuator is input to the controller from the displacement meter, and the thrust is input to the controller from the load meter of the actuator. In the controller, after calculating the position and posture of the movable plate, an error between the position and the target value of the position and posture is calculated, this error is replaced with a thrust compensation amount of the coupling mechanism, and further, the thrust of the thrust based on the error is calculated. The compensation amount is added to the load target value, and the cylinder thrust is input to the servo amplifier as a command signal. The servo amplifier is
A load (thrust) feedback signal from the load meter is added to a cylinder thrust command from the controller, and the signal is output to an actuator via a servo valve.
【００１３】この結果、連結機構を構成するアクチュエ
ータの変位をフィードバックして算出したアクチュエー
タ推力をサーボアンプ、アクチュエータ、荷重計等から
なる荷重フィードバックループに推力の指令値として与
え、この指令値(目標値)にアクチュエータ推力が一致す
るように制御することができ、従来の荷重フィードバッ
ク制御のみの装置に較べ、高い精度で６軸負荷の装置の
制御が可能となる。As a result, the actuator thrust calculated by feeding back the displacement of the actuator constituting the coupling mechanism is given as a thrust command value to a load feedback loop composed of a servo amplifier, an actuator, a load meter, etc. ) Can be controlled so that the actuator thrusts coincide with each other, and it is possible to control a device with a 6-axis load with higher accuracy than a conventional device using only load feedback control.
【００１４】また、本発明の第２発明は、前記６軸負荷
装置において、前記第１発明の変位計に代えて、前記供
試体に、前記座標系のｘ軸方向に沿って互いに離れて設
けられた２個の変位計と、前記供試体に、前記座標系に
おけるｘｙ平面上にあって重心がｚ軸上にあるようにｚ
軸に沿って設けられた３個の変位計と、前記供試体に、
前記座標系のｙ軸上に設けられた１個の変位計との６個
の変位計を設けているものである。According to a second aspect of the present invention, in the six-axis load device, the specimen is provided apart from each other along the x-axis direction of the coordinate system, instead of the displacement meter of the first aspect. The two displacement gauges and the specimen are placed on the xy plane in the coordinate system so that the center of gravity is on the z axis.
The three displacement gauges provided along the axis, and the specimen,
Six displacement meters are provided, one displacement meter provided on the y-axis of the coordinate system.
【００１５】かかる発明によれば、ｘ軸方向並進変位、
ｚ軸廻りの回転角、ｙ軸方向並進変位、ｚ軸方向の並進
変位、ｚｘ軸廻りの回転角、ｙ軸廻りの回転角を６個の
変位計からの変位検出信号に基づき正しく求めることが
でき、前記第１発明よりも推力指令値を算出する際の変
位フィードバック制御の精度が大幅に向上する。According to this invention, the translation displacement in the x-axis direction,
The rotation angle around the z-axis, the translational displacement in the y-axis direction, the translational displacement in the z-axis direction, the rotation angle around the zx-axis, and the rotation angle around the y-axis can be correctly obtained based on the displacement detection signals from the six displacement meters. As a result, the accuracy of the displacement feedback control when calculating the thrust command value is significantly improved as compared with the first invention.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto, but are merely illustrative examples. It's just
【００１７】図１は本発明の第１実施形態にかかる６軸
負荷装置の構成図、図２はこれのコントローラの制御ブ
ロック図を示す。図１は供試体である軸受に対して６軸
荷重を掛ける負荷装置を備えた試験装置を示し、図にお
いて１０２は供試体（軸受）、１０１は負荷装置の台
盤、１０４は該供試体１０２の内周に回転自在に挿通さ
れた回転軸、１０３、１０３は該回転軸１０４の両端を
支持する支持軸受、１１０は該支持軸受１０３、１０３
を台盤１０１に固定するための架台、２は該台盤１０１
上に固定された固定板、１は上面に前記試供体１０２が
固定される可動板、１００は該固定板２の上面と可動板
１の下面との間に架設された複数個の連結機構である。FIG. 1 is a block diagram of a six-axis load device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a control block diagram of a controller of the six-axis load device. FIG. 1 shows a test apparatus provided with a load device for applying a 6-axis load to a bearing as a test piece. In the drawing, reference numeral 102 denotes a test piece (bearing), 101 denotes a platform of the load device, and 104 denotes the test piece 102 The rotary shaft 103 is rotatably inserted through the inner periphery of the rotary shaft 103, 103 is a support bearing for supporting both ends of the rotary shaft 104, 110 is the support bearing 103, 103
For fixing the base to the base 101, 2 is the base 101
A fixed plate fixed on the top, 1 is a movable plate on which the sample 102 is fixed on the upper surface, and 100 is a plurality of connecting mechanisms provided between the upper surface of the fixed plate 2 and the lower surface of the movable plate 1. is there.
【００１８】前記供試体１０２は、両端を前記支持軸受
１０３で支持された前記回転軸１０４の内周に該回転軸
１０４に対して０．１ｍｍ程度の軸受すきまで以って嵌
合されている。そして、詳細を後述する負荷装置に、前
記回転軸１０４に対して任意の荷重で供試体１０２を押
し付けることにより、所要の荷重条件を与え、供試体１
０２に対する各種負荷試験を行なう。該負荷装置は、前
記可動板１と前記台盤１０１上に固定された固定板２
と、該可動板１と固定板２とを固定板上に設けられた球
面軸受３を介して連結する６本の前記連結機構１００と
によって構成されている。前記連結機構１００は、リン
ク１２０、該リンク１２０を油圧により伸縮させるため
のアクチュエータである油圧シリンダ４、該リンク１２
０に発生する推力を検出する荷重計５、前記油圧シリン
ダ４のストロークを検出するための変位計６（油圧シリ
ンダ４に内蔵されており図示せず）から構成される。The specimen 102 is fitted to the inner periphery of the rotating shaft 104 supported at both ends by the supporting bearings 103 with a bearing clearance of about 0.1 mm with respect to the rotating shaft 104. . Then, a required load condition is given by pressing the specimen 102 against the rotating shaft 104 with an arbitrary load against a load device, which will be described in detail later.
02 are subjected to various load tests. The load device includes a movable plate 1 and a fixed plate 2 fixed on the base 101.
And six connecting mechanisms 100 for connecting the movable plate 1 and the fixed plate 2 via a spherical bearing 3 provided on the fixed plate. The connection mechanism 100 includes a link 120, a hydraulic cylinder 4 as an actuator for expanding and contracting the link 120 by hydraulic pressure,
It comprises a load meter 5 for detecting a thrust generated at zero, and a displacement meter 6 (built-in to the hydraulic cylinder 4 and not shown) for detecting a stroke of the hydraulic cylinder 4.
【００１９】７はサーボ弁であり、前記油圧シリンダ４
へ供給される作動油の量、および押し側、引き側何れか
のポートへの作動油の供給あるいは排出を、そのスプー
ル弁の位置によって制御する。８はサーボアンプであ
り、前記サーボ弁は該サーボアンプ８からの指令に基づ
き前記スプール弁の位置を制御される。９はコントロー
ラ、１０は動ひずみ計であり、前記サーボアンプ８で
は、該コントローラ９からの荷重指令と、動ひずみ計１
０を介してフィードバックされる前記荷重計５からの油
圧シリンダ推力情報に基づき、前記コントローラ９から
の荷重指令に油圧シリンダ４の推力（以下シリンダ推力
という）が一致するように制御が行なわれる。即ち、か
かるサーボアンプ８、サーボ弁７、油圧シリンダ４、荷
重計５、及び動ひずみ計１０により油圧シリンダ４に発
生する荷重を帰還信号とするローカルフィードバック系
を構成する。尚、前記サーボ弁７及びサーボアンプ８、
動ひずみ計１０は前記連結機構１００毎に設けられる。Reference numeral 7 denotes a servo valve.
The amount of hydraulic oil supplied to the pump and the supply or discharge of hydraulic oil to any of the push-side and pull-side ports are controlled by the position of the spool valve. Reference numeral 8 denotes a servo amplifier. The position of the spool valve is controlled based on a command from the servo amplifier 8. Reference numeral 9 denotes a controller, and reference numeral 10 denotes a dynamic strain meter. In the servo amplifier 8, a load command from the controller 9 and a dynamic strain meter 1
Based on the hydraulic cylinder thrust information from the load meter 5 that is fed back via the 0, control is performed so that the thrust of the hydraulic cylinder 4 (hereinafter, referred to as cylinder thrust) matches the load command from the controller 9. That is, the servo amplifier 8, the servo valve 7, the hydraulic cylinder 4, the load meter 5, and the dynamic strain meter 10 constitute a local feedback system that uses the load generated in the hydraulic cylinder 4 as a feedback signal. Incidentally, the servo valve 7 and the servo amplifier 8,
The dynamic strain gauge 10 is provided for each coupling mechanism 100.
【００２０】一方、前記コントローラ９では、前記供試
体１０２に与える前記６軸荷重、即ちｘ、ｙ、ｚ各軸に
沿った並進荷重とこれらの軸廻りのモーメント荷重の６
軸荷重を実現するために必要な各油圧シリンダ４の所要
推力を算出し、これを荷重指令として各サーボアンプ８
に出力する。また、前記可動板１の位置、姿勢誤差即ち
前記供試体１０２の位置、姿勢誤差を検出するために、
前記変位計６にて検出された各油圧シリンダ４のストロ
ークは変位計アンプ１１で増幅され、前記コントローラ
９に入力される。On the other hand, in the controller 9, the six-axis load applied to the specimen 102, that is, the translational load along the x, y, and z axes and the moment load around these axes are calculated.
The required thrust of each hydraulic cylinder 4 necessary to realize the shaft load is calculated, and this is used as a load command for each servo amplifier 8.
Output to Further, in order to detect the position and posture error of the movable plate 1, that is, the position and posture error of the specimen 102,
The stroke of each hydraulic cylinder 4 detected by the displacement meter 6 is amplified by a displacement meter amplifier 11 and input to the controller 9.
【００２１】図２は前記コントローラ９における制御演
算ブロック図を示す。図２においてコントローラ９にお
いては前記変位計アンプ１１から各油圧シリンダ４のス
トローク情報即ちシリンダストローク情報が入力され、
このシリンダストローク情報に基づき、可動板位置、姿
勢演算部２０１にて可動板１の実際の位置、姿勢ＸＸｒ
ｌが算出される。次いで、減算器２１１にて前記可動板
１の位置、姿勢の目標値ＸＸｒｆと前記算出された実際
の位置、姿勢ＸＸｒｌの誤差（偏差）ＸＸｅｒを算出
し、位置、姿勢誤差補正演算部２０２に入力する。FIG. 2 is a control operation block diagram of the controller 9. In FIG. 2, in the controller 9, stroke information of each hydraulic cylinder 4, that is, cylinder stroke information is input from the displacement meter amplifier 11,
Based on the cylinder stroke information, the movable plate position / posture calculation unit 201 calculates the actual position and posture XXr of the movable plate 1.
1 is calculated. Next, a subtractor 211 calculates an error (deviation) XXer between the target value XXrf of the position and posture of the movable plate 1 and the calculated actual position and posture XXrl, and inputs the error to the position and posture error correction calculation unit 202. I do.
【００２２】該位置、姿勢補正演算部２０２では、前記
誤差ＸＸｅｒに基づき、これを補償する位置、姿勢誤差
補償出力Ｆｃｐが算出され、加算器２１２に入力され
る。In the position / posture correction calculation unit 202, a position / posture error compensation output Fcp for compensating the error XXer is calculated based on the error XXer and input to the adder 212.
【００２３】該加算器２１２では、本来試験荷重として
供試体１０２に与えるべき荷重即ち荷重目標値Ｆｒｆに
前記補償出力Ｆｃｐを加算して、修正荷重Ｆｓを算出
し、シリンダ推力演算部２０３に入力する。該シリンダ
推力演算部２０３では、前記修正荷重Ｆｓに基づき、各
連結機構１００毎のシリンダ推力指令Ｆ0を算出して前
記サーボアンプ８に出力する。The adder 212 calculates the corrected load Fs by adding the compensation output Fcp to a load to be originally applied to the specimen 102 as a test load, that is, a load target value Frf, and inputs the corrected load Fs to the cylinder thrust calculator 203. . The cylinder thrust calculation section 203 calculates a cylinder thrust command F 0 for each coupling mechanism 100 based on the corrected load Fs and outputs the same to the servo amplifier 8.
【００２４】以上に演算、制御の要点を示したコントロ
ーラ９の詳細な演算、制御手段につき、以下に説明す
る。The detailed calculation and control means of the controller 9 showing the main points of the calculation and control will be described below.
【００２５】前記６個の連結機構（以下リンクという）
１００のリンク番号ｎの、ある基準となるストロークか
らの変位をΔＬｎとし、これをベクトルΔＬＬ＝（ΔＬ
1、ΔＬ2、ΔＬ3、ΔＬ4、ΔＬ5、ΔＬ6）T で表わす。
また、ある基準となる位置、姿勢からの可動板１の位置
をベクトルΔＸＸ＝（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ、ΔθＸ、Δθ
Ｙ、ΔθＺ）T で表わし、リンクストローク変化ΔＬＬ
に対する位置、姿勢変化ΔＸＸの関係を記述した６×６
の変換行列で表わし、ΔＸＸ＝Ｊ-1Ｘ∞（ΔＬＬ）とす
る。ここでＸ∞繰返し計算を行なう上での基準状態とな
る可動板１の位置、姿勢で、Ｘ∞（Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0、θ
ＸO、θＹO、θＺO）T とする。The six connecting mechanisms (hereinafter referred to as links)
A displacement of a link number n of 100 from a certain reference stroke is defined as ΔLn, and this is defined as a vector ΔLL = (ΔL
1 , ΔL 2 , ΔL 3 , ΔL 4 , ΔL 5 , ΔL 6 ) T.
In addition, the position of the movable plate 1 from a reference position and orientation is determined by a vector ΔXX = (ΔX, ΔY, ΔZ, ΔθX, Δθ
Y, ΔθZ) T , and link stroke change ΔLL
6 × 6 describing the relationship between position and posture change ΔXX with respect to
, And ΔXX = J −1 X∞ (ΔLL). Here, X∞ (X 0 , Y 0 , Z 0 , θ) is defined as the position and orientation of the movable plate 1 which is the reference state for performing the repeated calculation.
X O, θY O, and θZ O) T.
【００２６】また、このときのリンクストロークをＬＬ
ｏ＝（ｌ1、ｌ2、ｌ3、ｌ4、ｌ5、ｌ6）T とする。前記
リンクストロークがＬＬｒｆとなったときの可動板１の
位置、姿勢ＸＸｒｆは以下に示す繰返し演算によって求
められる。即ち、繰返し回数ｉ回目の前記ＸＸｒｆの推
定値をＸＸｉで表わし、 ΔＬＬｉ＝ＬＬｒｆ−ＬＬｉ で表わせば、第１回目は次式で表わせる。 ＸＸ1＝Ｘ∞＋ΔＸＸ＝Ｘ∞＋Ｊ（Ｘ∞）-1 、ΔＬＬ1The link stroke at this time is LL.
Let o = (l 1 , l 2 , l 3 , l 4 , l 5 , l 6 ) T. The position and posture XXrf of the movable plate 1 when the link stroke becomes LLrf can be obtained by the following repeated calculation. That is, if the estimated value of the XXrf at the i-th repetition is represented by XXi and ΔLLi = LLrf−LLi, the first time can be represented by the following equation. XX 1 = X∞ + ΔXX = X∞ + J (X∞) −1 , ΔLL1
【００２７】可動板１の位置、姿勢ＸＸｉが与えられた
ときのリンクの所要ストロークＬＬｉは可動板１及び固
定板２の各々に対する各リンクの位置関係から、幾何学
的に求めることができるため、前記ＸＸｉが求まるとＬ
Ｌｉも求まる。The required stroke LLi of the link when the position and posture XXi of the movable plate 1 are given can be geometrically determined from the positional relationship of each link with respect to each of the movable plate 1 and the fixed plate 2. When the XXi is obtained, L
Li is also found.
【００２８】さらに前記可動板１の位置姿勢がＸＸｉの
ときのＪ即ちＪ（Ｘｉ）も幾何学的な関係から求めるこ
とができる。従って、ｉ番目の式は、次式で与えられ
る。 ＸＸｉ＝ＸＸｉ-1＋ΔＸＸｉ-1＝ＸＸｉ-1＋Ｊ（ＸＸｉ
-1）-1ΔＬＬｉ-1 そして、上記ＸＸｉに対応するリンクストロークＬＬｉ
とＬＬｒｆの差（誤差） ΔＬＬｉ＝ＬＬｒｆ−ＬＬｉ が予め決めておいた許容値以下になった時点で繰返し演
算が収束したと判断し、このときのＸＸｉをリンクスト
ロークがＬＬｒｆになるときの可動板の位置、姿勢とす
る。Further, J when the position and orientation of the movable plate 1 is XXi, that is, J (Xi) can also be obtained from the geometric relationship. Therefore, the i-th equation is given by the following equation. XXi = XXi -1 + ΔXXi -1 = XXi -1 + J (XXi
-1 ) -1 ΔLLi -1 and the link stroke LLi corresponding to the above XXi
(Error) ΔLLi = LLrf−LLi becomes equal to or less than a predetermined allowable value, and it is determined that the repetitive operation has converged. And position.
【００２９】上記演算により、回転軸に対する可動板１
の相対位置、姿勢が求められる。そして、この位置、姿
勢の誤差が予め設定した許容値を越えると、コントロー
ラ９では誤差に比例した修正量Ｆｃｐを荷重目標値Ｆｒ
ｆに加算し、これを各シリンダ推力の目標値に分解した
上で、荷重指令値Ｆｏとしてサーボアンプ８に出力す
る。例えば、上記演算の結果、回転軸１０４廻りの姿勢
誤差が許容値を越え、誤差がΔＸとなった場合、比例制
御の場合には、これに比例定数Ｋｐを掛けて、ＫｐΔＸ
なる姿勢誤差を打ち消す向きの回転軸１０４廻りのモー
メントを本来の荷重目標値Ｆｒｆに加算する。また、比
例積分制御の場合にはＫｐΔＸに姿勢誤差Δの積分値に
比例定数Ｋ1 を掛けた値を加えた｛ＫｐΔＸ＋Ｋ1Δ
Ｘ｝なる姿勢誤差を打ち消す向きの回転軸廻りのモーメ
ントを本来の荷重目標値Ｆｒｆに加算する。さらにコン
トローラ９ではこの供試体１０２に与える荷重目標値Ｆ
ｒｆを平行リンクを構成する各連結機構リンク１００ご
との目標荷重値Ｆｒｆに変換して各サーボアンプ８に荷
重指令Ｆ0として出力する。By the above calculation, the movable plate 1 with respect to the rotation axis
Relative position and attitude are required. When the error of the position and the posture exceeds a predetermined allowable value, the controller 9 sets the correction amount Fcp proportional to the error to the load target value Fr.
f, which is decomposed into a target value of each cylinder thrust, and output to the servo amplifier 8 as a load command value Fo. For example, as a result of the above calculation, if the attitude error around the rotation axis 104 exceeds an allowable value and the error becomes ΔX, in the case of proportional control, multiply this by a proportional constant Kp to obtain KpΔX
The moment around the rotation axis 104 in a direction to cancel the following posture error is added to the original load target value Frf. In the case of the proportional integral control, KpΔX is added to a value obtained by multiplying the integral value of the attitude error Δ by the proportional constant K 1, and ｛KpΔX + K1Δ
The moment about the rotation axis in the direction to cancel the attitude error of X｝ is added to the original load target value Frf. Further, the controller 9 sets a target load value F given to the specimen 102.
and outputs the converted to the target load value Frf for each connection mechanism link 100 constituting the parallel link the rf to each servo amplifier 8 as a load instruction F 0.
【００３０】この結果、サーボアンプ８、アクチュエー
タである油圧シリンダ４、荷重計５、動ひずみ計１０か
ら成る荷重フィードバックループにより各シリンダ推力
において、上記荷重指令値Ｆ0に一致するような推力が
制御される。このとき、前記供試体１０２には前記のよ
うに誤差を補正する向きに荷重が与えられるため、位
置、姿勢誤差が補正される。そして、位置、姿勢誤差が
許容値以下になれば、コントローラ９において本来の荷
重目標値Ｆｒｆに加算される補正出力は０（ゼロ）とな
り、供試体１０２には試験条件として該供試体１０２に
与えるべき本来の荷重が作用することとなる。[0030] As a result, the servo amplifier 8, the hydraulic cylinder 4 is an actuator, the load meter 5 in each cylinder thrust by the load feedback loop consisting of dynamic strain meter 10, the thrust to conform to the load command value F 0 is control Is done. At this time, since a load is applied to the specimen 102 in the direction in which the error is corrected as described above, the position and orientation errors are corrected. When the position and orientation errors become equal to or less than the allowable values, the correction output added to the original load target value Frf in the controller 9 becomes 0 (zero), and the correction is given to the specimen 102 as a test condition. The original load to be applied acts.
【００３１】図３は本発明の第２実施形態に係る６軸負
荷装置を示す。この実施形態においては、供試体１０２
のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３次元方向に、該供試体１０２の
位置、姿勢変化を検出する６個の変位計６ａ、６ｂ、６
ｃ、６ｄ、６ｅを図３のように取り付けている。FIG. 3 shows a six-axis load device according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the specimen 102
Six displacement meters 6a, 6b, 6 for detecting changes in the position and posture of the specimen 102 in the three-dimensional directions of the x-axis, y-axis, and z-axis.
c, 6d and 6e are attached as shown in FIG.
【００３２】前記６個の変位計は、次のような配置とす
る。可動板上１に変位の検出点を持つとともに、前記
ｘ、ｙ、ｚ軸の３軸座標系のｘ軸方向に沿って互いに離
れて前記２個の変位計６ｅ、６ｆを設け、同じく可動板
１上に変位の検出点を持つとともに、かつ前記座標系に
おいてｘｙ平面上にあって、これらの重心がｚ軸上にあ
るようにｚ軸に沿って３個の変位計６ａ、６ｂ、６ｃを
設け、同じく可動板１上に変位の検出点を持つととも
に、かつ前記座標系のｙ軸上に設置された１個の変位計
６ｄを設ける。The six displacement meters are arranged as follows. A displacement detection point is provided on the movable plate 1 and the two displacement gauges 6e and 6f are provided apart from each other along the x-axis direction of the three-axis coordinate system of the x, y, and z axes. 1 and three displacement meters 6a, 6b, 6c along the z-axis so that their centers of gravity lie on the z-axis in the coordinate system. A displacement gauge 6d is also provided having a displacement detection point on the movable plate 1 and installed on the y-axis of the coordinate system.
【００３３】かかる構成からなる第２実施形態におい
て、ｘ軸並進変位は変位計６ｅと６ｆの出力の平均値を
とる一方、ｚ軸廻りの回転角は両変位計の６ａ〜６ｆの
出力の差と両変位計の６ａ〜６ｆの軸間距離からの三角
関数により求める。また、ｙ軸並進変位は、変位計６ｄ
の出力に基づいて求める。そして、ｚ軸並進変位は、変
位計６ａ、６ｂおよび６ｃの平均値をとる。また、ｚｘ
軸廻りの回転角は変位計６ｂと６ｃとの出力の差と両変
位計６ｂ、６ｃの軸間距離から三角関数により求める。
さらに、ｙ軸廻りの回転角は、変位計６ａ、６ｂおよび
６ｃの平均値である重心位置における変位と変位計６ａ
との差との前記重心座標と変位計６ａの軸間距離から三
角関数の知識により求める。上記手段により可動板１の
位置、姿勢誤差を求める。In the second embodiment having such a configuration, the x-axis translational displacement takes the average value of the outputs of the displacement meters 6e and 6f, while the rotation angle about the z-axis represents the difference between the outputs of the displacement meters 6a to 6f. And a trigonometric function from the distance between the axes of 6a to 6f of the two displacement meters. The y-axis translation displacement is calculated by a displacement meter 6d
Is calculated based on the output of Then, the z-axis translation displacement takes an average value of the displacement meters 6a, 6b and 6c. Also, zx
The rotation angle around the axis is obtained by a trigonometric function from the difference between the outputs of the displacement gauges 6b and 6c and the distance between the axes of the two displacement gauges 6b and 6c.
Further, the rotation angle about the y-axis is the displacement at the position of the center of gravity, which is the average value of the displacement meters 6a, 6b and 6c, and the displacement meter 6a.
From the coordinates of the center of gravity of the displacement meter and the distance between the axes of the displacement meter 6a, the trigonometric function is determined. The position and posture errors of the movable plate 1 are obtained by the above means.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上記載したごとく、本発明によれば、
供試体が取り付けられる可動板と架台（固定板）との間
の連結機構を構成するアクチュエータの変位をフィード
バックして算出したアクチュエータ推力を、サーボアン
プ、アクチュエータ、荷重計等からなる荷重フィードバ
ックループに、推力の指令値として与え、この指令値
（目標値）にアクチュエータ推力が一致するように制御
することができ、従来の荷重フィードバック制御のみの
装置に較べ、高い精度で６軸負荷の装置の制御が可能と
なる。As described above, according to the present invention,
The actuator thrust calculated by feeding back the displacement of the actuator constituting the coupling mechanism between the movable plate on which the specimen is mounted and the gantry (fixed plate) is fed back to a load feedback loop composed of a servo amplifier, actuator, load meter, etc. It can be controlled so that the actuator thrust coincides with this command value (target value), and the control of a 6-axis load device can be performed with higher accuracy than a conventional device using only load feedback control. It becomes possible.
【００３５】これにより、従来技術のような不要なモー
メント荷重の発生や余分な荷重の発生による負荷制御の
誤差の発生が防止され、３軸の並進荷重及びモーメント
荷重を正しく制御することができ、実験精度を大幅に向
上させることができる。As a result, it is possible to prevent the generation of unnecessary moment loads and the occurrence of an error in load control due to the generation of an extra load unlike the prior art, and it is possible to correctly control the translational load and the moment load of the three axes. The experimental accuracy can be greatly improved.
【００３６】また、請求項２のように構成すれば、ｘ軸
方向並進変位、ｚ軸廻りの回転角、ｙ軸方向並進変位、
ｚ軸方向並進変位、ｚｘ軸廻りの回転角、ｙ軸廻りの回
転角を６個の変位計からの変位検出信号に基づき正しく
求めることができ、さらなる制御精度の向上が得られ
る。Further, according to the present invention, the translational displacement in the x-axis direction, the rotation angle about the z-axis, the translational displacement in the y-axis direction,
The translational displacement in the z-axis direction, the rotation angle around the zx-axis, and the rotation angle around the y-axis can be correctly obtained based on the displacement detection signals from the six displacement meters, and the control accuracy can be further improved.
【図１】本発明の第１実施形態に係る６軸負荷装置のハ
ード構成図である。FIG. 1 is a hardware configuration diagram of a six-axis load device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】上記第１実施形態におけるコントローラの制御
ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram of a controller according to the first embodiment.
【図３】本発明の第２実施形態を示す図１応当図であ
る。FIG. 3 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a second embodiment of the present invention.
【図４】従来の６軸負荷装置を示す図１応当図である。FIG. 4 is an equivalent view of FIG. 1 showing a conventional six-axis load device.
１ 可動板 ２ 固定板 ３ 球面軸受 ４ 油圧シリンダ（アクチ
ュエータ） ５ 荷重計 ６ 変位計 ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ 変位計 ７ サーボ弁 ８ サーボアンプ ９ コントローラ １０ 動ひずみ計 １１ 変位計アンプ １００ 連結機構 １０１ 台盤 １０２ 供試体 １０４ 回転軸Reference Signs List 1 movable plate 2 fixed plate 3 spherical bearing 4 hydraulic cylinder (actuator) 5 load meter 6 displacement meter 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f displacement meter 7 servo valve 8 servo amplifier 9 controller 10 dynamic strain meter 11 displacement meter amplifier REFERENCE SIGNS LIST 100 Connecting mechanism 101 Base plate 102 Specimen 104 Rotation axis
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成９年１月９日[Submission date] January 9, 1997
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２５[Correction target item name] 0025
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２５】前記６個の連結機構（以下リンクという）
１００のリンク番号ｎの、ある基準となるストロークか
らの変位をΔＬｎとし、これをベクトルΔＬＬ＝（ΔＬ
１、ΔＬ２、ΔＬ３、ΔＬ４、ΔＬ５、ΔＬ６）Ｔで表
わす。ここでＴは転置を表わす（以下同様）。また、あ
る基準となる位置、姿勢からの可動板１の位置をベクト
ルΔＸＸ＝（ΔＸ、ΔＹ、ΔＺ、ΔθＸ、ΔθＹ、Δθ
Ｚ）Ｔで表わし、リンクストローク変化ΔＬＬに対する
位置、姿勢変化ΔＸＸの関係を記述した６×６の変換行
列で表わし、ΔＸＸ＝Ｊ（Ｘ∞）−１ΔＬＬとする。こ
こでＪ（Ｘ∞）−１はＪ−１がＸ∞の関数であることを
示す。また、Ｘ∞は繰返し計算を行なう上での基準状態
となる可動板１の位置、姿勢で、Ｘ∞（Ｘ０、Ｙ０、Ｚ
０、θＸｏ、θＹｏ、θＺｏ）Ｔとする。The six connecting mechanisms (hereinafter referred to as links)
A displacement of a link number n of 100 from a certain reference stroke is defined as ΔLn, and this is defined as a vector ΔLL = (ΔL
1 , ΔL 2 , ΔL 3 , ΔL 4 , ΔL 5 , ΔL 6 ) T. Here, T represents transposition (the same applies hereinafter). In addition, the position of the movable plate 1 from a reference position and orientation is calculated as a vector ΔXX = (ΔX, ΔY, ΔZ, ΔθX, ΔθY, Δθ
Expressed in Z) T, the position relative to the link stroke changes DerutaLL, expressed in the transformation matrix of 6 × 6 which describes the relationship between the attitude change DerutaXX, and ΔXX = J (X∞) -1 ΔLL . This
Where J (X∞) -1 indicates that J -1 is a function of X∞
Show. X∞ is the position and orientation of the movable plate 1 which is the reference state for performing the repeated calculation, and X 、 (X 0 , Y 0 , Z
0, θX o, θY o, and θZ o) T.
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２６[Correction target item name] 0026
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２６】また、このときのリンクストロークをＬＬ
ｏ＝（ｌ１、ｌ２、ｌ３、ｌ４、ｌ５、ｌ６）Ｔとす
る。前記リンクストロークがＬＬｒｆとなったときの可
動板１の位置、姿勢ＸＸｒｆは以下に示す繰返し演算に
よって求められる。即ち、繰返し回数ｉ回目の前記ＸＸ
ｒｆの推定値をＸＸｉで表わし、 ΔＬＬｉ＝ＬＬｒｆ−ＬＬｉ で表わせば、第１回目は次式で表わせる。 ＸＸ１＝Ｘ∞＋ΔＸＸ＝Ｘ∞＋Ｊ（Ｘ∞）−１ΔＬＬｌ The link stroke at this time is LL.
Let o = (l 1 , l 2 , l 3 , l 4 , l 5 , l 6 ) T. The position and posture XXrf of the movable plate 1 when the link stroke becomes LLrf can be obtained by the following repeated calculation. That is, the XX of the i-th repetition number
If the estimated value of rf is represented by XXi and ΔLLi = LLrf−LLi, the first time can be represented by the following equation. XX 1 = X∞ + ΔXX = X∞ + J (X∞) −1 ΔLLl
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２８[Correction target item name] 0028
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２８】さらに前記可動板１の位置姿勢がＸＸｉの
ときのＪ即ちＪ（ＸＸｉ）も幾何学的な関係から求める
ことができる。従って、ｉ番目の式は、次式で与えられ
る。ＸＸｉ＝ＸＸｉ−１＋ΔＸＸｉ−１＝ＸＸｉ−１＋Ｊ
（ＸＸｉ−１）−１ΔＬＬｉ−１ そして、上記ＸＸｉに対応するリンクストロークＬＬｉ
とＬＬｒｆの差（誤差） ΔＬＬｉ＝ＬＬｒｆ−ＬＬｉ が予め決めておいた許容値以下になった時点で繰返し演
算が収束したと判断し、このときのＸＸｉをリンクスト
ロークがＬＬｒｆになるときの可動板の位置、姿勢とす
る。Further, J when the position and orientation of the movable plate 1 is XXi, that is, J (XXi) can also be obtained from the geometric relationship. Therefore, the i-th equation is given by the following equation. XXi = XXi -1 + ΔXXi -1 = XXi -1 + J
(XXi −1 ) −1 ΔLLi −1 and the link stroke LLi corresponding to the above XXi
(Error) ΔLLi = LLrf−LLi becomes equal to or less than a predetermined allowable value, and it is determined that the repetitive operation has converged. And position.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３２[Correction target item name] 0032
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３２】前記６個の変位計は、次のような配置とす
る。可動板上１あるいは、これに固定された物体（図３
の例では供試体１０２）に変位の検出点を持つととも
に、前記ｘ、ｙ、ｚ軸の３軸座標系のｘ軸方向に沿って
互いに離れて前記２個の変位計６ｅ、６ｆを設け、同じ
く可動板１上に変位の検出点を持つとともに、かつ前記
座標系においてｘｙ平面上にあって、これらの重心がｚ
軸上にあるようにｚ軸に沿って３個の変位計６ａ、６
ｂ、６ｃを設け、同じく可動板１上に変位の検出点を持
つとともに、かつ前記座標系のｙ軸上に設置された１個
の変位計６ｄを設ける。なお、これらの変位計は台盤１
０１あるいはこれに固定された物体に固定されているも
のとする。 The six displacement meters are arranged as follows. The movable plate 1 or an object fixed thereto (FIG. 3
In this example, the specimen 102) has a displacement detection point, and the two displacement gauges 6e and 6f are provided apart from each other along the x-axis direction of the three-axis coordinate system of the x, y, and z axes. Similarly, it has a displacement detection point on the movable plate 1 and is on the xy plane in the coordinate system, and these centers of gravity are z
Three displacement gauges 6a, 6 along the z-axis so as to be on-axis
(b) and (6c), and also has a displacement detection point on the movable plate (1), and one displacement gauge (6d) installed on the y-axis of the coordinate system. In addition, these displacement gauges are
01 or fixed to an object fixed to it
And
Claims (2)
個の連結機構を介して支持された可動板上に供試体を設
置し、互いに直角な３軸座標系（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の
各軸方向の並進荷重と各軸廻りのモーメント荷重の６軸
を与えるようにした６軸負荷装置において、 前記各連結機構における推力を検出する荷重計と、前記
各連結機構の伸縮変位を検出する変位計と、前記荷重計
からの推力の検出信号がフィードバックされ、前記連結
機構のアクチュエータの推力を制御するサーボアンプ
と、前記変位計からの変位の検出信号と荷重の目標値が
入力され、該変位検出信号に基づき固定された座標系に
対する前記供試体の位置、姿勢誤差を算出し、該誤差に
対応する荷重に前記荷重の目標値を加えて、前記誤差を
打ち消す向きの荷重指令を前記サーボアンプに出力する
コントローラとを備えたことを特徴とする６軸荷重装
置。1. A specimen is set on a movable plate supported on a gantry via a plurality of coupling mechanisms provided with actuators, and a three-axis coordinate system (x-axis, y-axis, z-axis) orthogonal to each other is provided. A) a six-axis load device for applying six axes of a translational load in each axial direction and a moment load around each axis, wherein a load meter for detecting a thrust in each of the coupling mechanisms; A displacement meter to be detected, a thrust detection signal from the load meter is fed back, a servo amplifier controlling the thrust of an actuator of the coupling mechanism, and a displacement detection signal from the displacement meter and a target value of the load are input. Calculating the position and orientation errors of the specimen with respect to the fixed coordinate system based on the displacement detection signal, adding a target value of the load to a load corresponding to the error, and issuing a load command in a direction to cancel the error. Said 6 axial load device characterized by comprising a controller for outputting the Boanpu.
個の連結機構を介して支持された可動板上に供試体を設
置し、互いに直角な３軸座標系（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の
各軸方向の並進荷重と各軸廻りのモーメント荷重の６軸
を与えるようにした６軸負荷装置において、 前記各連結機構における推力を検出する荷重計と、前記
供試体に、前記座標系のｘ軸方向に沿って互いに離れて
設けられた２個の変位計と、 前記供試体に、前記座標系におけるｘｙ平面上にあって
重心がｚ軸上にあるようにｚ軸に沿って設けられた３個
の変位計と、前記供試体に、前記座標系のｙ軸上に設け
られた１個の変位計と、 前記荷重計からの推力の検出信号がフィードバックさ
れ、前記連結機構のアクチュエータの推力を制御するサ
ーボアンプと、 前記６個の変位計からの変位の検出信号と荷重の目標値
が入力され、該変位検出信号に基づき、固定された座標
系に対する前記供試体の位置、姿勢誤差を算出し、該誤
差に対応する荷重に前記荷重の目標値を加えて、前記誤
差を打ち消す向きの荷重指令を前記サーボアンプに出力
するコントローラとを備えたことを特徴とする６軸負荷
装置。2. A specimen is set on a movable plate supported on a gantry via a plurality of connecting mechanisms provided with actuators, and a three-axis coordinate system (x-axis, y-axis, z-axis) orthogonal to each other is provided. A) a six-axis load device for applying six axes of a translational load in each axial direction and a moment load around each axis; and a load meter for detecting a thrust in each of the coupling mechanisms; Two displacement gauges provided apart from each other along the x-axis direction, and provided on the specimen along the z-axis such that the center of gravity is on the xy plane in the coordinate system and on the z-axis. Three displacement meters provided, one displacement meter provided on the y-axis of the coordinate system to the specimen, and a thrust detection signal from the load meter are fed back, and the actuator of the coupling mechanism is actuated. Servo amplifier for controlling the thrust of the six displacements From the displacement detection signal and the target value of the load are input, based on the displacement detection signal, the position of the specimen with respect to a fixed coordinate system, the posture error is calculated, the load of the load to the load corresponding to the error. A six-axis load device, comprising: a controller that outputs a load command to the servo amplifier to add a target value and cancel the error.
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