JPH10222849A - Precise feed unit - Google Patents

Precise feed unit

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JPH10222849A
JPH10222849A JP2058997A JP2058997A JPH10222849A JP H10222849 A JPH10222849 A JP H10222849A JP 2058997 A JP2058997 A JP 2058997A JP 2058997 A JP2058997 A JP 2058997A JP H10222849 A JPH10222849 A JP H10222849A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
feed unit
precision feed
damping material
air slide
movable part
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2058997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayori Itou
高順 伊藤
Takashi Haraguchi
隆 原口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP2058997A priority Critical patent/JPH10222849A/en
Publication of JPH10222849A publication Critical patent/JPH10222849A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a precise feed unit strong for a disturbance and suppressing a peak value of a gain appearing due to the specific frequency of vibration in a mechanical system. SOLUTION: A movable part 4 runs along a guide 3 by drive force of a linear motor coil 5 supported in a linear motor magnetic circuit 6, and vibrative transmission between the movable part 4 and an optical system base 11 is suppressed by damping material 10 provided between the movable part 4 and the optical system base 11, and the peak value of the gain appearing due to the specific frequency of vibration in the mechanical system is reduced, and the constitution strong for the disturbance is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は精密送りユニット
に関し、特にアクチュエータによって駆動されてエアス
ライドがガイド部材に沿って非接触で走行し、エアスラ
イドの位置を変位センサで検出し、その検出出力により
アクチュエータをフィードバック制御し、エアスライド
の可動部に取付けられた光学部品などの精密な位置決め
を行なうような精密送りユニットに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a precision feed unit, and more particularly to an air slide which is driven by an actuator and travels in a non-contact manner along a guide member. The present invention relates to a precision feed unit that performs feedback control of an actuator and performs precise positioning of an optical component or the like attached to a movable portion of an air slide.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ディスクの記録密度は高密度化
の方向にある。たとえば、CD(コンパクトディスク)
からDVD(デジタルビデオディスク)へ技術が進む中
で、DVDの記録容量はCDの6倍となっており、電機
メーカーが開発中のハイビジョン用DVDは現行のDV
Dの3倍を目指している。
2. Description of the Related Art In recent years, the recording density of optical disks has been increasing. For example, CD (Compact Disc)
As the technology advances from DVD to digital video disk (DVD), the recording capacity of DVD is 6 times larger than that of CD.
Aiming for three times D.

【0003】このように、光ディスクの高密度化が進む
につれ、トラックピッチも小さくなり、精密送りユニッ
トの送り誤差の極小化が要求されている。したがって、
マスタリングの工程中、何らかの外乱が入り、送りユニ
ットの可動部が振動するとマスターディスクは不良とな
ってしまうことがある。
As described above, as the density of optical discs increases, the track pitch also decreases, and there is a demand for minimizing the feed error of the precision feed unit. Therefore,
During the mastering process, if any disturbance enters and the movable portion of the feed unit vibrates, the master disk may be defective.

【0004】図3は従来の精密送りユニットの一例を示
す側面図である。図3において、ベース板1上に支柱2
を介して長方形の断面を有するガイド3が固定されてい
る。可動部4は口型の断面を有し、その内面が軸受隙間
を介してガイド3の4つの面に対向しており、可動部4
から軸受隙間内に圧縮空気を供給することにより非接触
で支持され、エアスライドを構成している。可動部4の
下面にリニアモータコイル5が取付けられ、ベース板1
に取付けられたリニアモータ磁気回路6内で非接触で支
持されている。
FIG. 3 is a side view showing an example of a conventional precision feed unit. In FIG. 3, a support 2 is provided on a base plate 1.
The guide 3 having a rectangular cross-section is fixed via the. The movable part 4 has a mouth-shaped cross section, and its inner surface faces four surfaces of the guide 3 via a bearing gap.
By supplying compressed air from inside to the bearing gap, it is supported in a non-contact manner and constitutes an air slide. The linear motor coil 5 is attached to the lower surface of the movable part 4 and the base plate 1
Are supported in a non-contact manner in a linear motor magnetic circuit 6 attached to the motor.

【0005】リニアモータコイル5に電流を流すことに
よりガイド方向に力が発生し、可動部4が駆動される。
また、可動部4の側面にはスケール7がスケール取付台
8を介して取付けられており、ベース板1に取付けられ
たスケールヘッド9により可動部4の変位が測定され
る。この変位信号がフィードバックされ、目標位置との
偏差信号がリニアモータコイル5に与えられることによ
って、フィードバック制御系が構成される。さらに、光
学系ベース11が可動部4の上面に一体に取付けられ、
光学系ベース11には光ディスクマスタリング用の光学
系部品12が配置されている。
When a current flows through the linear motor coil 5, a force is generated in the guide direction, and the movable section 4 is driven.
A scale 7 is mounted on a side surface of the movable part 4 via a scale mount 8, and the displacement of the movable part 4 is measured by a scale head 9 mounted on the base plate 1. This displacement signal is fed back, and a deviation signal from the target position is given to the linear motor coil 5, thereby forming a feedback control system. Further, the optical system base 11 is integrally attached to the upper surface of the movable part 4,
An optical system base 11 is provided with an optical system component 12 for optical disk mastering.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図3に示したエアスラ
イドは可動部4をガイド3に対して非接触支持すること
により摩擦が小さく、可動部4を駆動する際にスティッ
クスリップが発生しないことなどの利点から精密位置決
めに用いられてきたが、非接触支持であるため、減衰能
力は小さく、位置決め誤差に対する要求が厳しくなるに
つれて、外乱による微小振動が問題になっている。そこ
で、エアスライドの精度の良さを保ちつつ、振動にも強
くする必要が生じてきた。
The air slide shown in FIG. 3 has low friction by supporting the movable portion 4 in a non-contact manner with respect to the guide 3, so that no stick-slip occurs when the movable portion 4 is driven. Although it has been used for precision positioning because of its advantages, it is a non-contact support, so its damping ability is small, and as the requirements for positioning errors become strict, micro-vibration due to disturbances becomes a problem. Thus, it has become necessary to maintain the high accuracy of the air slide and to withstand vibration.

【0007】特に、振動数が機械系の固有振動数と等し
い場合には、共振により振幅が大きくなるので、固有振
動数での減衰能力を高める必要がある。そのためにはシ
ステムの一巡伝達関数を測定した場合に、機械系の固有
振動数で現れるゲインのピーク値を小さく抑える必要が
ある。
In particular, when the frequency is equal to the natural frequency of the mechanical system, the amplitude increases due to resonance, and it is necessary to increase the damping ability at the natural frequency. For that purpose, it is necessary to suppress the peak value of the gain appearing at the natural frequency of the mechanical system when measuring the loop transfer function of the system.

【0008】図4は従来の精密送りユニットの一巡伝達
関数を示す図であり、特に、(a)は利得特性を示し、
(b)は位相特性を示す。図4(a)に示すように、機
械系の固有振動数である1600Hz付近(A点)にゲ
インのピークが存在している。このゲインのピーク値を
小さくする方法として機械系の剛性を大きくし、固有振
動数をより大きくする方法が考えられるが、材料の縦弾
性係数や装置の寸法や重量の制限から限界がある。
FIG. 4 is a diagram showing a loop transfer function of a conventional precision feed unit. In particular, (a) shows a gain characteristic,
(B) shows phase characteristics. As shown in FIG. 4A, a gain peak exists near 1600 Hz (point A), which is the natural frequency of the mechanical system. As a method of reducing the peak value of the gain, a method of increasing the rigidity of the mechanical system and increasing the natural frequency can be considered, but there is a limit due to the longitudinal elastic modulus of the material and the size and weight of the device.

【0009】また、制御系においてピーク周波数に対応
する周波数域にノッチフィルタを挿入することにより、
ピーク周波数におけるゲインを小さくすることができる
が、この場合、送りユニットの可動部4に取付ける光学
ヘッドなどを交換して質量が変化すると、機械系の固有
振動数が変化し、ノッチフィルタの効果が得られなくな
るという欠点がある。
Also, by inserting a notch filter in the frequency range corresponding to the peak frequency in the control system,
The gain at the peak frequency can be reduced, but in this case, if the mass changes by replacing the optical head or the like attached to the movable section 4 of the feed unit, the natural frequency of the mechanical system changes, and the effect of the notch filter is reduced. There is a disadvantage that it cannot be obtained.

【0010】それゆえに、この発明の主たる目的は、機
械系の固有振動数で現れるゲインのピーク値を小さく
し、外乱に強い精密送りユニットを提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, a main object of the present invention is to provide a precision feed unit which reduces a peak value of a gain appearing at a natural frequency of a mechanical system and is resistant to disturbance.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
アクチュエータによって駆動されて、エアスライドがガ
イド部材に沿って非接触で走行し、エアスライドの可動
部に取付けられた部品の精密位置決めを行なう精密送り
ユニットにおいて、エアスライドの可動部を構成する部
品およびその可動部と一体に取付けられる部品のいずれ
か2つの部品間に制振材料を挿入するようにしたもので
ある。
The invention according to claim 1 is
In the precision feed unit driven by the actuator, the air slide travels along the guide member in a non-contact manner, and performs precise positioning of the component attached to the movable section of the air slide, a component constituting the movable section of the air slide; The vibration damping material is inserted between any two of the components that are integrally attached to the movable part.

【0012】請求項2に係る発明では、請求項1のエア
スライドの位置を変位センサで検出し、その検出出力に
よりアクチュエータをフィードバック制御する。
In the invention according to the second aspect, the position of the air slide according to the first aspect is detected by the displacement sensor, and the actuator is feedback-controlled based on the detected output.

【0013】請求項3に係る発明では、請求項1の制振
材料はその厚さが数100μm以下の粘弾性体の制振材
料である。
In the invention according to claim 3, the vibration damping material according to claim 1 is a viscoelastic vibration damping material having a thickness of several hundred μm or less.

【0014】請求項4に係る発明では、請求項1の制振
材料は、その厚さが数100μm以下の制振鋼板であ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, the damping material according to the first aspect is a damping steel sheet having a thickness of several hundred μm or less.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施形態を示
す側面図である。この図1に示した精密送りユニット
は、前述の図3で説明した光学系ベース11が制振材料
10を介して可動部4の上面に一体に取付けられてお
り、それ以外の構成は図3と同じである。制振材料10
としては、たとえばその厚さが数100μm以下のゴム
あるいはプラスチックなどの粘弾性体が用いられる。
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the present invention. In the precision feed unit shown in FIG. 1, the optical system base 11 described with reference to FIG. 3 is integrally attached to the upper surface of the movable section 4 via the vibration damping material 10, and the other components are the same as those shown in FIG. Is the same as Damping material 10
For example, a viscoelastic body such as rubber or plastic having a thickness of several hundred μm or less is used.

【0016】また、粘弾性体の厚さが厚い場合には、エ
アスライドの真直度精度に悪影響を及ぼすことがある
が、たとえば制振鋼板のように粘弾性体の厚さが数10
0μm以下の制振材料を使用すると、粘弾性体の変形に
よる両部品間の相対運動を小さく抑えることができ、エ
アスライドの最大の特徴である真直度精度の劣化を最小
限に抑えることができる。
When the thickness of the viscoelastic body is large, the straightness accuracy of the air slide may be adversely affected.
When a vibration damping material of 0 μm or less is used, relative movement between the two parts due to deformation of the viscoelastic body can be suppressed to a small extent, and deterioration of straightness accuracy, which is the greatest feature of an air slide, can be minimized. .

【0017】図2はこの発明の一実施形態における一巡
伝達関数であり、特に、(a)は利得特性を示し、
(b)は位相特性を示す。図2(a)から明らかなよう
に、機械系の固有振動数である1600Hz付近のゲイ
ンのピーク値を前述の図4に比べて9dB小さくするこ
とができた(B点)。
FIG. 2 shows a loop transfer function according to an embodiment of the present invention. In particular, FIG.
(B) shows phase characteristics. As is clear from FIG. 2A, the peak value of the gain near 1600 Hz, which is the natural frequency of the mechanical system, could be reduced by 9 dB as compared with FIG. 4 described above (point B).

【0018】このように、可動部4およびこの可動部4
と一体に取付けられる光学系ベース10のうちいずれか
2つの部品間に制振材料10を挿入したことによって、
機械系の固有振動数である1600Hz付近のゲインの
ピークを小さくすることができ、外乱に強い精密送りユ
ニットを実現できる。
As described above, the movable portion 4 and the movable portion 4
By inserting the vibration damping material 10 between any two parts of the optical system base 10 attached integrally with the
The peak of the gain near 1600 Hz, which is the natural frequency of the mechanical system, can be reduced, and a precision feed unit resistant to disturbance can be realized.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、エア
スライドの可動部を構成する部品およびその可動部と一
体に取付けられる部品のいずれか2つの部品間に制振材
料を挿入するようにしたので、機械系の固有振動数であ
る1600Hz付近のゲインのピーク値を小さくするこ
とができ、外乱に強い精密送りユニットを実現できる。
As described above, according to the present invention, the vibration damping material is inserted between any two of the components constituting the movable portion of the air slide and the components integrally attached to the movable portion. Therefore, the peak value of the gain near 1600 Hz, which is the natural frequency of the mechanical system, can be reduced, and a precision feed unit resistant to disturbance can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した精密送りユニットにおける一巡伝
達関数を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a loop transfer function in the precision feed unit shown in FIG. 1;

【図3】従来の精密送りユニットの側面図である。FIG. 3 is a side view of a conventional precision feed unit.

【図4】従来の精密送りユニットにおける一巡伝達関数
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a loop transfer function in a conventional precision feed unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベース板 2 支柱 3 ガイド 4 可動部 5 リニアモータコイル 6 リニアモータ磁気回路 7 スケール 8 スケール取付台 9 スケールヘッド 10 制振材料 11 光学系ベース 12 光学系部品 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base plate 2 Prop 3 Guide 4 Movable part 5 Linear motor coil 6 Linear motor magnetic circuit 7 Scale 8 Scale mount 9 Scale head 10 Damping material 11 Optical base 12 Optical system parts

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アクチュエータによって駆動されてエア
スライドがガイド部材に沿って非接触で走行し、前記エ
アスライドの可動部に取付けられた部品の精密位置決め
を行なう精密送りユニットにおいて、 前記エアスライドの可動部を構成する部品およびその可
動部と一体に取付けられる部品のいずれか2つの部品間
に制振材料を挿入したことを特徴とする、精密送りユニ
ット。
1. A precision feed unit driven by an actuator so that an air slide travels along a guide member in a non-contact manner and precisely positions a component mounted on a movable portion of the air slide. A precision feed unit characterized in that a vibration damping material is inserted between any two of a part constituting the part and a part integrally attached to the movable part.
【請求項2】 前記エアスライドの位置を変位センサで
検出し、その検出出力によって前記アクチュエータをフ
ィードバック制御することを特徴とする、請求項1の精
密送りユニット。
2. The precision feed unit according to claim 1, wherein the position of the air slide is detected by a displacement sensor, and the actuator outputs are feedback-controlled based on the detected output.
【請求項3】 前記制振材料は、その厚さが数100μ
m以下の粘弾性体の制振材料であることを特徴とする、
請求項1の精密送りユニット。
3. The vibration damping material has a thickness of several hundred μm.
m or less viscoelastic material,
The precision feed unit according to claim 1.
【請求項4】 前記制振材料は、その厚さが数100μ
m以下の制振鋼板であることを特徴とする、請求項1の
精密送りユニット。
4. The vibration damping material has a thickness of several hundred μm.
2. The precision feed unit according to claim 1, wherein the precision feed unit is a damping steel plate having a diameter of not more than m.
JP2058997A 1997-02-03 1997-02-03 Precise feed unit Withdrawn JPH10222849A (en)

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JP2058997A JPH10222849A (en) 1997-02-03 1997-02-03 Precise feed unit

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JP2058997A JPH10222849A (en) 1997-02-03 1997-02-03 Precise feed unit

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JPH10222849A true JPH10222849A (en) 1998-08-21

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JP (1) JPH10222849A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007155035A (en) * 2005-12-06 2007-06-21 Hitachi Nico Transmission Co Ltd Gear device
JP2008045574A (en) * 2006-08-10 2008-02-28 Yakumo Kk Perpendicular rail type base isolation/vibration damping device

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Effective date: 20040406