JPH11143543A - 位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 位置決めを、ボールねじを用いるオープン型
制御で行う場合がある。そのときは、高価な高精度等級
のボールねじが必要になる。また、リニアスケールを用
いるクローズド型制御の場合は、高価なリニアスケール
が必要で、さらに、それを機械に取り付け、調整する必
要もある。 【解決手段】 リニアアクチュエータの非移動側（ボー
ルねじ４２等）に、リニアスケールの目盛に相当するマ
ーク５０を書き込む。また、リニアアクチュエータの移
動側（ボールねじナット４４等）に、マーク５０を読み
取るヘッド５２を取り付ける。こうすると、リニアアク
チュエータ自体で、クローズド制御が可能になり、リニ
アスケールが不要になる。したがって、価格が安くな
る。また、高精度で高価なボールねじを使う必要もなく
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、リニアアクチュ
エータによる直線変位の、位置決め装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図３に、リニアアクチュエータに、ボー
ルねじ１８を用いる、従来のオープン型位置決め制御の
例を示す。１２はベース、１４はガイドレールで、その
上をテーブル１６（移動対象）が、図で左右に移動す
る。ボールねじ１８は、例えばテーブル１６を貫通し、
ボールねじナット２０はテーブル１６に内蔵固定されて
いる。２２はサーボモータである。

【０００３】外部からの指令に基づいて、サーボモータ
２２が必要角度だけ回転し、ボールねじナット２０（テ
ーブル１６）を所定位置まで移動させる。

【０００４】図４に、リニアアクチュエータに、リニア
モータ２６を用いる、従来のクローズド型位置決め制御
の例を示す。２４は例えば工作機械のベッドで、その上
にリニアモータ２６の固定側（一次側）２８が固定され
る。リニアモータ２６の移動側（二次側）３０に、例え
ばテーブル３２（移動対象）が固定され、図で左右に移
動する。テーブル３２の位置決め用に、リニアスケール
３４が用いられる。リニアスケール３４の基板３６はベ
ッド２４に固定される。３６０は目盛を示す。リニアス
ケール３４の読み取りヘッド３８は、テーブル３２に取
り付けられる。

【０００５】指令値として移動量が与えられ、制御装置
４０が所要の指令を出す。これを受けて、リニアモータ
２６の移動側３０（テーブル３２）が、移動を開始す
る。読み取りヘッド３８が目盛３６０を読み取り、制御
装置４０にフィードバックする。制御装置４０で、指令
値と移動位置との差がなくなるまで誤差信号を送り続け
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】（１）図３のオープン
型では、ボールねじの精度が、位置決め精度に影響す
る。そのため、高価な高精度等級のものが必要になる。
なお、ボールねじを使用するセミクローズド型制御の場
合も同様である。 （２）図４のクローズド型では、高価なリニアスケール
を使用しなければならない。さらに、それを機械に取り
付け、かつ調整する必要もある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、図１，図２を参考にして述べると、リニアアクチュ
エータの非移動側に、リニアスケールの目盛に相当する
マーク５０を書き込み、前記リニアアクチュエータの移
動側に、前記マークを読み取るヘッド５２を取り付ける
こと、を特徴とする、

【０００８】リニアアクチュエータの「非移動側」とい
うのは、次の意味である。すなわち、リニアアクチュエ
ータが移動させる対象物（工作機械のテーブル等）の移
動方向（例えばｘ方向）には移動しない側、ということ
である。固定側と言わないのは、上記のように、ボール
ねじを用いる場合、ボールねじは、その場で回転し（し
かし、ｘ方向には移動はしない）、固定ではないからで
ある。

【０００９】リニアアクチュエータに、ボールねじを用
いる場合は（図１）、請求項２に記載のように、ボール
ねじ４２が、非移動側で、ボールねじナット４４が、移
動側である。

【００１０】また、リニアアクチュエータに、リニアモ
ータ５６を用いる場合は（図２）、モータの固定側５８
が、非移動側で、モータの移動側６０が、移動側であ
る。

【００１１】他に、例えばシリノイド（電動シンリダ）
を用いる場合は（図示せず）、シリンダチューブが非移
動側で、ピストンロッドが移動側となる。

【００１２】また、「リニアスケールの目盛に相当する
マーク」というのは、磁気式スケールや光学式スケール
等の基板に設けられている、位置検出のための目盛に相
当するもの、という意味である。

【００１３】リニアアクチュエータの非移動側に、リニ
アスケールの目盛に相当するマーク５０を書き込み、前
記リニアアクチュエータの移動側に、マークを５０読み
取るヘッド５２を取り付けると、それ自体でクローズド
制御が可能になり、精密位置決めのために、別途、リニ
アスケールを設ける必要がなくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態１】図１の場合で、請求項２に対応
する。４２はボールねじ、４４はボールねじナット、４
６はサーボモータである。ボールねじナット４４に、テ
ーブル４８等が固定される。ここまでは、従来と同じで
あるが、ボールねじ４２に、あまり高精度のものを用い
る必要はない。

【００１５】ボールねじ４２の外側面に、マーク５０を
書き込む。これが、上記のように、リニアスケールの目
盛に相当する。なお、マーク５０の書き込みは、レーザ
や印刷などで行う。ボールねじナット４４（又はテーブ
ル４８）に、読み取りヘッド５２を固定する。

【００１６】指令値として移動量が与えられ、制御装置
５４が指令を出す。これを受けて、サーボモータ４６が
回転し、ボールねじナット４４とテーブル４８が移動を
開始する。読み取りヘッド５２がボールねじ４２上のマ
ーク５０を読み取り、制御装置５４にフィードバックす
る。制御装置５４で、指令値と移動位置との差がなくな
るまで誤差信号を送り続ける。行き過ぎれば、逆方向の
速度指令を出し、訂正する。

【００１７】

【発明の実施の形態２】図２の場合で、請求項３に対応
する。５５は例えば工作機械のベッドで、その上にリニ
アモータ５６の固定側５８が固定される。リニアモータ
５６の移動側６０に、テーブル６２（移動対象）が取り
付けられ、図で左右に移動する。

【００１８】リニアモータ５６の固定側５８に、リニア
スケールの目盛に相当するマーク５０を書き込む。リニ
アモータ５６の移動側６０（又はテーブル６２）に、読
み取りヘッド５２を固定する。

【００１９】指令値として移動量が与えられ、制御装置
５４が、リニアモータ５６に指令を出す。これを受け
て、リニアモータ５６の移動側６０（テーブル６２）が
移動を開始する。読み取りヘッド５２が、リニアモータ
５６の固定側５８上のマーク５０を読み取り、制御装置
５４にフィードバックする。制御装置５４で、指令値と
移動位置との差がなくなるまで誤差信号を送り続ける。

【００２０】

【発明の効果】精密位置決めのために、別途に位置検出
用のリニアスケールを必要としないので、次の効果があ
る。 価格が安くなる。 リニアスケールを、取り付けたり、調整したりする必
要がない。 高精度で高価なボールねじを使用しないで済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態１の説明図。

【図２】本願発明の実施形態２の説明図。

【図３】従来技術の説明図。

【図４】別の従来技術の説明図。

【符号の説明】

１２ ベース １４ ガイドレール １６ テーブル １８ ボールねじ ２０ ボールねじナット ２２ サーボモータ ２４ 工作機械のベッド ２６ リニアモータ ２８ 固定側 ３０ 移動側 ３２ 工作機械のテーブル ３４ リニアスケール ３６ 基板 ３６０ 目盛 ３８ 読み取りヘッド ４０ 制御装置 ４２ ボールねじ ４４ ボールねじナット ４６ サーボモータ ４８ テーブル ５０ マーク ５２ 読み取りヘッド ５４ 制御装置 ５５ ベッド ５６ リニアモータ ５８ 固定側 ６０ 移動側 ６２ テーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リニアアクチュエータの非移動側に、リ
   ニアスケールの目盛に相当するマークを書き込み、前記
   リニアアクチュエータの移動側に、前記マークを読み取
   るヘッドを取り付けることを特徴とする、位置決め装
   置。
2. 【請求項２】 リニアアクチュエータの非移動側が、ボ
   ールねじで、移動側がボールねじナットであることを特
   徴とする、第１項記載の位置決め装置。
3. 【請求項３】 リニアアクチュエータの非移動側が、リ
   ニアモータの固定側で、移動側が当該リニアモータの移
   動側であることを特徴とする、第１項記載の位置決め装
   置。