JPS59166753A - Friction driving mechanism - Google Patents
Friction driving mechanismInfo
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- JPS59166753A JPS59166753A JP3970784A JP3970784A JPS59166753A JP S59166753 A JPS59166753 A JP S59166753A JP 3970784 A JP3970784 A JP 3970784A JP 3970784 A JP3970784 A JP 3970784A JP S59166753 A JPS59166753 A JP S59166753A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、駆動機構に関するもので、特に摩擦駆動機構
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a drive mechanism, and more particularly to a friction drive mechanism.
例えばスタート及びストップのステップ動作及び逆戻り
を必要とする高速で、高い精度で適用される本発明が関
係するこのタイプの駆動機構は、この技術では良く知ら
れている。この典形的な適用は所望の動作プログラムに
従って互いに対して、工具及び被加工物を自動的に位置
決めするように、サーボモータを制御する位置決め測定
システムである。位置フィードバック信号を備えるため
に、干渉的にレーザーを使用するような測定位決めi置
は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第3゜884
.580号明細書1;記載されて説明されている。Drive mechanisms of this type to which the present invention relates, which are applied at high speeds and with high precision, requiring, for example, start and stop stepping and reversing, are well known in the art. A typical application of this is a positioning and measuring system that controls servo motors to automatically position a tool and a workpiece relative to each other according to a desired operating program. A method for measuring positioning using an interferometric laser to provide a position feedback signal is disclosed in commonly assigned U.S. Pat. No. 3,884.
.. No. 580, No. 1; described and explained.
そのような適用は、駆動機構から誤差信号を出力するこ
となく、入力コマンド信号に正確に応答す−る出力駆動
動作を必要とする。本発明は駆動機構を必要とするいか
なるものに有用であるが、この駆動機構は特に高分解プ
ロッティングシステムにおいて開示され、このシステム
では、工具は被加工物のグラフ的な情報をプロットする
ように使用される光学ヘッドである。Such applications require output drive operation that accurately responds to input command signals without outputting error signals from the drive mechanism. Although the present invention is useful in anything requiring a drive mechanism, the drive mechanism is particularly disclosed in a high-resolution plotting system in which a tool is configured to plot graphical information of a workpiece. This is the optical head used.
ギア、ポールリードネジ等を使用する機械的に固く接続
された駆動機構は、高速、高精度のサーボシステムの適
用で必要な速度と精確性を与えるために、必要な速い応
答時間を備えることを意図して発明されている。しかし
ながら、駆動機構の融通性のなさと低い制動のために、
それらのサーボシステムは例えばギアの歯の励起周波数
の範囲内で生じる装置の共振に影響され易い。この共振
は不安定さを生ずるフィードバック制御情報を順次汚染
し、システムがフィードバック信号をゼロに減衰するた
めに不規則に動く。この不安定さの根源は当分野技術者
に良く知られており、精巧な解がそれらの影響を最小に
するように提案されているが、それらの根源の問題を解
消することは最も良いことである。Mechanically rigidly connected drive mechanisms using gears, pole lead screws, etc. are required to provide the necessary fast response times to provide the speed and accuracy required in high speed, high precision servo system applications. Invented on purpose. However, due to the inflexibility of the drive mechanism and low braking,
These servo systems are susceptible to device resonances that occur within the excitation frequency of the gear teeth, for example. This resonance in turn contaminates the feedback control information creating instability and the system moves erratically to damp the feedback signal to zero. The roots of this instability are well known to those skilled in the art, and although elaborate solutions have been proposed to minimize their effects, it is best to eliminate these root problems. It is.
また駆動機構はある位置から次の位置へ負荷を前後進す
るのセ、ギアまたは他のかみ合い駆動機構はバックラッ
シュの影響を受ける。入力駆動ギアに対して出力ギアの
位置が全ての時間及び負荷の位置で一致しないので、バ
ックラッシュはシステムに直接誤差を生じる。出力ギア
が1方向に駆7/
動され、入力ギアの方向が逆であるならば、入力ギアの
歯が出力ギアの歯の反対側に接触する前に入力ギアはあ
る小量だけ回転されなければならない。また、入力ギア
と出力ギアの歯はトルクが加わるので、バネのように動
作し、一定の駆動速度でバックラッシュガタを生ずる。Also, as the drive mechanism moves a load back and forth from one position to the next, gears or other mesh drive mechanisms are subject to backlash. Backlash directly introduces errors into the system because the position of the output gear relative to the input drive gear is not consistent at all times and load positions. If the output gear is driven in one direction and the input gear is in the opposite direction, the input gear must be rotated a small amount before the input gear teeth contact the opposite side of the output gear teeth. Must be. Furthermore, since torque is applied to the teeth of the input gear and the output gear, they act like a spring, causing backlash play at a constant drive speed.
従って、バックラッシュは装置に共振を生ずる主要な励
起源となる。バックラッシュを最小にして解消する方法
は、完全なギアを作るか、またはバネ荷重分割ギアまた
は予め負荷をかけたポールリードネジを使用し、正逆方
向に位置遅れしないで従うように、駆動素子の両側に押
圧力を保持する。Therefore, backlash is the main source of excitation that causes resonance in the device. The way to minimize and eliminate backlash is to create complete gears or use spring-loaded split gears or pre-loaded pole lead screws, so that the drive element follows the forward and reverse directions without any lag. Hold pressure on both sides.
更に、ギアのガタはいらいらする望まないノイズを一般
に発生する。発生したノイズを一最小にし、ギア機構の
使用寿命を延長するために、給油が周期的間隔で要求さ
れる。Additionally, gear rattle generally creates an irritating and unwanted noise. Lubrication is required at periodic intervals to minimize the noise generated and extend the service life of the gear mechanism.
従って、本発明の一般的な目的は、共振源が最/JNに
されるか、解消され、駆動機構及び駆動される装置の両
方の動的動作が改善された摩擦駆動機構を提供すること
である。It is therefore a general object of the present invention to provide a friction drive mechanism in which the sources of resonance are minimized or eliminated and the dynamic operation of both the drive mechanism and the driven device is improved. be.
本発明の他の目的は、特に高速、高精度で適用した摩擦
駆動機構を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a friction drive mechanism that is particularly applicable at high speed and with high precision.
本発明のまた他の目的は、信頼性が改善され、動作ノイ
ズが最小にされる摩擦駆動機構を提供することにある。Yet another object of the invention is to provide a friction drive mechanism with improved reliability and minimized operational noise.
本発明の他の目的及び利点は図面及び次の記載から明ら
かである。Other objects and advantages of the invention will be apparent from the drawings and the following description.
本発明は、駆動モータに接続された駆動されるホイール
と及び出力シャフトに接続された駆動されるホイールと
を有する摩擦駆動機構に関するもので、駆動するホイー
ル及び駆動されるホイールは互いに対して動作するため
に、ホイールの中心及びこの中心を通して伸びる直線に
沿って設けられた接触点に接線関係で装着される。押圧
ホイールは駆動するホイール及び駆動されるホイールの
1方と接触係合で装着され、接触点で駆動するホイール
及び駆動されるホイールの間に押圧力を加えるために、
両ホイールの他方から対向して、両ホイールの1方の側
部に置かれている。押圧力発生手段は駆動するホイール
及び駆動されるホイールの1方に押圧ホイールで伝えら
れる押圧力の量を調整する。The present invention relates to a friction drive mechanism having a driven wheel connected to a drive motor and a driven wheel connected to an output shaft, the driving wheel and the driven wheel moving relative to each other. For this purpose, it is attached tangentially to the center of the wheel and a contact point located along a straight line extending through this center. A pressure wheel is mounted in contact engagement with one of the driving wheel and the driven wheel to apply a pressing force between the driving wheel and the driven wheel at the point of contact;
It is placed on one side of both wheels, facing from the other of the wheels. The pressing force generating means adjusts the amount of pressing force transmitted by the pressing wheel to one of the driving wheel and the driven wheel.
本発明は、更に入力位置コマンド信号によって多数の位
置の間で出力素子を動かすためにサーボモータと摩擦駆
動機構を持つ閉ループサーボシステムに関するものであ
る。感知手段は摩擦駆動機構によって出力素子に現われ
るフィードバック信号を生ずるように設けられ、加算手
段はサーボモータを駆動する位置誤差信号を生じるフィ
ードバック信号を受は入れる
本発明を説明する前に、高速度、高精度のサーボシステ
ムは、本発明が使用されるこのタイプのシステムで読む
人に精通させる助けをするように記載されている。The present invention further relates to a closed loop servo system having a servo motor and a friction drive mechanism for moving an output element between multiple positions according to an input position command signal. The sensing means is arranged to produce a feedback signal appearing on the output element by the friction drive mechanism, and the summing means receives the feedback signal producing a position error signal for driving the servomotor. A high precision servo system is described to help familiarize the reader with this type of system in which the present invention is used.
第1図は数字10によって指示されたホトプロッタを説
明しており、このホトプロッタは21.29で指示され
た本発明で使用される摩擦駆動機構を持っている。この
ホトプロッタは所望の作業プログラムに従って、光学ホ
トヘッド11及びフィルムプレートFを互いに自動的に
位置決めし、約0 、005cm (0、002インチ
)の精度で設けられたライン及びシンボルを持つフィル
ムを露光する。しかしながら、本発明はホトプロッタの
応用に制限されるものではなく、駆動機構を必要とする
他の装置に使用することができる。FIG. 1 illustrates a photoplotter, designated by the numeral 10, which has a friction drive mechanism used in the present invention, designated by 21.29. The photoplotter automatically positions the optical photohead 11 and the film plate F relative to each other according to the desired work program and exposes the film with lines and symbols placed with an accuracy of about 0.005 cm (0.002 inches). However, the invention is not limited to photoplotter applications, but can be used in other devices requiring a drive mechanism.
第1図に示したホトプロッタは脚部13、支持台14及
び上をまたぐブリッジ15を持つ静止した支持フレーム
12を有している。このブリッジ15はフレーム12に
固く接続され、上昇した高さで支持台14の中間部にか
かっている。The photoplotter shown in FIG. 1 has a stationary support frame 12 with legs 13, a support pedestal 14 and an overlying bridge 15. The photoplotter shown in FIG. This bridge 15 is rigidly connected to the frame 12 and rests at a raised height on the middle part of the support base 14.
作業テーブル16はフィルムプレートFが静止して保持
される作業面を持っている。この作業テーブルは作業テ
ーブルの下側に固く接続されたまくらブロックに装着さ
れ、支持台14上に装着された一対の円筒形の通路17
.18によって記載されたX座標方向に導びかれる。The work table 16 has a work surface on which the film plate F is held stationary. The work table is mounted on a pillow block which is rigidly connected to the underside of the work table, and which has a pair of cylindrical passages 17 mounted on a support base 14.
.. 18 in the X coordinate direction.
X座標方向の作業テーブル16の動きはX駆動モータ1
9の手段によって生じられ、単一のリードネジ20は本
発明の摩擦駆動機構21によって回転され、ポールナツ
ト(図示せず)は作業テーブル中央部の下側に接続され
ている。駆動機構21は静止支持フレーム12に取付け
られたフレーム40に入れられている。The movement of the work table 16 in the X coordinate direction is controlled by the X drive motor 1.
9, a single lead screw 20 is rotated by the friction drive mechanism 21 of the present invention, and a pole nut (not shown) is connected to the underside of the central portion of the work table. The drive mechanism 21 is encased in a frame 40 attached to the stationary support frame 12.
駆動モータ19はコマンド信号ケーブル23を通してプ
ロットコントローラ22に接続されている。このコント
ローラ22はプログラムテープ24からプロットコマン
ドを引き出し、プロット操作の間に、X座標軸に沿う種
々の位置に作業テーブル16とフィルムFを位置決めす
るために、駆動モータ】9にコマンドを伝達する。Drive motor 19 is connected to plot controller 22 through command signal cable 23. The controller 22 derives plotting commands from the program tape 24 and transmits them to the drive motor 9 for positioning the worktable 16 and film F at various positions along the X-coordinate axis during plotting operations.
光学ホトヘッド11は工具キャリッジ25の手段によっ
て、フィルムプレートFtil−越えて支持され、動か
される。ホトヘッドはフィルムFとX、Y座標軸の感光
面にほぼ垂直に伸びる光学軸26を持ち、光学軸に沿っ
て光のビームを放射することによって、ホトヘッドはフ
ィルム面を露光する。フィルムプレートとホトヘッドは
互いに動いている開に露光が生じるので、連続した線が
露光される。The optical photohead 11 is supported and moved over the film plate Ftil- by means of a tool carriage 25. The photohead has an optical axis 26 extending substantially perpendicular to the photosensitive surface of the film F and the X, Y coordinate axes, and the photohead exposes the film surface by emitting a beam of light along the optical axis. Exposure occurs as the film plate and photohead move relative to each other, so that a continuous line is exposed.
なお、第1図を参照すると、工具キャリッジ25はX駆
動モータ27の手段によって記載されたy座標方向にブ
リッジ15に沿って動くために、ブリッジ15の上に装
着され、1つのり−ドネジ28は本発明の摩擦駆動機構
29によって回転され、ポールナツト30は工具キャリ
ッジに装着される。また、プログラムテープ24から引
き出されたコマンド信号は、コントローラ22によって
X駆動モータ27に供給され、フィルムプレートFに対
してブリッジ15に沿って横にホトヘッドを位置決めす
る。X及びX駆動モータ19.27によるフィルムプレ
ー1−Fとホトヘッドの混合動作は、ホトヘッドがフィ
ルムFの感光面のいかなる領域も露光することが理解さ
れるであろう。Still referring to FIG. 1, a tool carriage 25 is mounted on the bridge 15 for movement along the bridge 15 in the indicated y-coordinate direction by means of an Rotated by the friction drive mechanism 29 of the present invention, the pole nut 30 is mounted on the tool carriage. Command signals derived from the program tape 24 are also supplied by the controller 22 to the X drive motor 27 to position the photohead laterally along the bridge 15 with respect to the film plate F. It will be appreciated that the combined movement of the film plate 1-F and the photohead by the X and X drive motors 19.27 allows the photohead to expose any area of the photosensitive surface of the film F.
ホトヘッド11と作業テーブル16の動作はフィルムF
上のプロットを正確に露光するために、レーザー干渉計
システムの手段によって測定される。The operation of the photo head 11 and work table 16 is based on the film F.
In order to accurately expose the above plot, it is measured by means of a laser interferometer system.
この干渉計手段は簡単に述べると、X及びY座標の両方
向の動きを測定する二元軸システムであり。This interferometer means is simply a dual axis system that measures motion in both the X and Y coordinates.
レーザービームを発生するために、支持台14に装着さ
れたヘリウムネオンレーザ−31を有し、このレーザビ
ームはそれぞれX軸及びY軸に沿う動作測定するために
、レーザーのX軸先検出器及びレーザーのy細光検出器
で面座標軸に沿って測定するように使用される。発生さ
れたレーザービームはブリッジ15の上に装着されたビ
ームスプリンタ(図示せず)に伝達される。このビーム
スプリッタは工具キャリッジ上に装着されたX軸干渉針
32にビームの一部を向け、ブリッジ15に装着された
Y軸干渉針33にビームの他の部分を向ける。X軸干渉
針32は1端で作業テーブル16の上に装着された長い
鏡34で操作し、干渉計32と記載されたX方向の長い
鏡34の間に伸びる測定軸35を持っている。A helium-neon laser 31 is mounted on a support 14 to generate a laser beam, and the laser beam is connected to a laser X-axis tip detector and a The laser's y-fine photodetector is used to measure along the plane coordinate axis. The generated laser beam is transmitted to a beam splinter (not shown) mounted on the bridge 15. This beam splitter directs a portion of the beam to an X-axis interference needle 32 mounted on the tool carriage and another portion of the beam to a Y-axis interference needle 33 mounted on the bridge 15. The X-axis interference needle 32 is operated by a long mirror 34 mounted on the work table 16 at one end and has a measuring axis 35 extending between the interferometer 32 and the long mirror 34 in the X direction, labeled.
鏡34の反射面は測定軸35に垂直であり、■方向に伸
びるので、測定軸はリードネジ28に沿って工具キャリ
ッジ25の各位置の反射面を横ぎる。The reflective surface of the mirror 34 is perpendicular to the measuring axis 35 and extends in the {circle around (2)} direction, so that the measuring axis traverses the reflective surface at each position of the tool carriage 25 along the lead screw 28.
Y軸の干渉計33はこの干渉計と工具キャ゛リッジ25
の上に装着された逆反射体37の間に伸びる測定軸を持
っている。この工具キャリッジ25が軸36と平行なy
座標方向に動くので、逆反射体37は長くされず、工具
キャリッジ25と作業テーブル16の各位置で軸36と
交差する関係に置かわる。The Y-axis interferometer 33 is connected to this interferometer and the tool carriage 25.
It has a measurement axis extending between retroreflectors 37 mounted above. This tool carriage 25 is parallel to the axis 36
Because of the movement in the coordinate direction, retroreflector 37 is not elongated and is placed in intersecting relationship with axis 36 at each position of tool carriage 25 and work table 16.
″測定軸°°という語は、干渉計と反射体の間の相対的
な動きを測定するために、離れた反射体へ干渉計がコー
ヒーレントな光のビームを放射する軸を示している。こ
の軸は、実際に2つまたはそわ以上の平行な光のビーム
の間の中皿線であり、そのビームは干渉計と反射体の間
の点で反射されるので、測定軸は異なった方向に伸びる
2つまたはそれ以上の部分で曲げられる。″横切る″と
いう語は線または線の延長部が特定の点、線または面を
通過する幾何学的状態を示すものである。The term ``measurement axis °°'' refers to the axis along which the interferometer emits a coherent beam of light to a separate reflector in order to measure the relative motion between the interferometer and the reflector. This axis is actually a midpoint line between two or more parallel beams of light, and since the beam is reflected at a point between the interferometer and the reflector, the measurement axis is The term "transverse" refers to a geometric condition in which a line, or an extension of a line, passes through a particular point, line, or plane.
さて、第2図〜第4図に戻って、第1図に示したように
フレーム40内に入れたX軸摩擦駆動機構は本発明の1
実施例によって示されている。ブリッジ15に装着され
たフレーム57に入れられたY軸摩擦駆動機構29は、
外観及び動作においてX軸摩擦駆動機構と同様であるこ
とが理解されるだろう。Now, returning to FIGS. 2 to 4, the X-axis friction drive mechanism housed in the frame 40 as shown in FIG.
Illustrated by example. The Y-axis friction drive mechanism 29 is housed in a frame 57 attached to the bridge 15.
It will be appreciated that it is similar in appearance and operation to the X-axis friction drive mechanism.
従って、Y@摩縮駆動機構の説明及び記載は省略される
。Therefore, explanation and description of the Y@friction drive mechanism will be omitted.
X駆動モータ19は第2図及び第4図に良く記載された
ように、懸垂された支持フレーム41に装着される。こ
の懸垂されたフレームは曲がるヒンジ44の1端に接続
されている。この1曲がるヒンジ°′という語は、ここ
では溝または凹みを形成することによって部材の両側を
直接弱くして形成された一体の弾力性のあるヒンジを示
すように使用される。この方法で作られたヒンジは釘材
をビボツlへ軸で回動し、支持体として十分精確に作動
するようにする。曲がるヒンジの反対の端部はフレーム
40を通して伸びる茎部45に接続されている。この茎
部45は保持ナツトまたはカラー46でその位置に保持
される。フレーム41は茎部45の中心線47の周りを
回転することができ、下記に詳細に説明したような摩擦
駆動機構21内で容易に一列にされる。The X drive motor 19 is mounted to a suspended support frame 41 as best illustrated in FIGS. 2 and 4. This suspended frame is connected to one end of a bending hinge 44. The term "one-turn hinge" is used herein to refer to an integral resilient hinge formed by directly weakening the sides of the member by forming grooves or indentations. A hinge made in this way pivots the nail material onto the pivot l, allowing it to act with sufficient precision as a support. The opposite end of the bending hinge is connected to a stem 45 that extends through the frame 40. This stem 45 is held in position by a retaining nut or collar 46. The frame 41 can rotate about the centerline 47 of the stem 45 and is easily aligned within the friction drive mechanism 21 as described in detail below.
曲がるヒンジ44の回転動作は、懸垂されたフレーム4
1の吊型の横の動きを制限する。The rotational movement of the bending hinge 44 causes the suspended frame 4
Limit the horizontal movement of the hanging type 1.
摩擦駆動機構21は、第2図に仮想線で示されたモータ
19の駆動軸42に装着された摩擦駆動するホイール4
3と、出力シャフトまたはリードネジ20に接続された
摩擦駆動されるホイール38を持っている。リードネジ
20は支持フレーム12にボールベアリング39を通す
ように普通の方法で装着される。The friction drive mechanism 21 includes a friction drive wheel 4 mounted on a drive shaft 42 of the motor 19 shown in phantom lines in FIG.
3 and a friction driven wheel 38 connected to the output shaft or lead screw 20. Lead screw 20 is mounted to support frame 12 through ball bearings 39 in a conventional manner.
そのような配置はリードネジ20を回転するようにする
が、このリードネジ20で横に動かないようにする。Such an arrangement allows the lead screw 20 to rotate, but prevents lateral movement on the lead screw 20.
駆動するホイール43はモータ19によって、駆動され
るホイール38の一方の側部に接線関係で支持され、懸
垂されたフレーム41の横の動きで駆動されるホイール
に向ったり、離れたりして動く。The driving wheel 43 is supported by the motor 19 in tangential relation to one side of the driven wheel 38 and is moved toward and away from the driven wheel by lateral movement of the suspended frame 41.
押圧ホイール49は駆動されるホイール38の反対側で
駆動するホイール43の側部でヨーク50に回転可能に
装着されて示されている。ヨーク50は反対の下端の近
くに曲がるヒンジ51を持つ可動アーム5Bの上端に固
く接続されている。このアームのヒンジになった端部は
ネジ52によってフレーム40に固定され、抑圧ホイー
ルと駆動するホイールを軸的に一線にし、面接触領域を
最大にし、摩耗を均一にする。曲がるヒンジ51の回動
動作はアーム58、ヨーク50及び駆動するホイール4
3へ向ったり、離れたりする押圧ホイール49の吊型の
横の動きを制限する。Push wheel 49 is shown rotatably mounted to yoke 50 on the side of driving wheel 43 opposite driven wheel 38. The yoke 50 is rigidly connected to the upper end of the movable arm 5B with a hinge 51 bent near the opposite lower end. The hinged end of this arm is secured to the frame 40 by screws 52 to axially align the suppression and drive wheels to maximize surface contact area and uniform wear. The rotational movement of the bending hinge 51 is performed by the arm 58, the yoke 50, and the driving wheel 4.
3 and restricts the lateral movement of the hanging mold of the pressing wheel 49 toward and away from the press wheel 49.
第3図及び第4図に良く示したように、抑圧ホイール4
9の軸端はリム56を有するフランジを持っており、こ
のリム56は駆動されるホイール38に接触する接触面
の両側の位置で駆動するホイール43に接触面を設ける
。両ホイールは最小の局面摩耗で50〜60のロックウ
ェルのCの固さを持つステンレススチールから作られ、
駆動するホイールと駆動されるホイールの間の駆動トル
ク伝達のために好ましい摩擦面が得られる。As best shown in FIGS. 3 and 4, the suppression wheel 4
The shaft end of 9 has a flange with a rim 56 which provides a contact surface for the driven wheel 43 at a location on either side of the contact surface that contacts the driven wheel 38 . Both wheels are constructed from stainless steel with a hardness of 50-60 Rockwell C with minimal surface wear.
A favorable friction surface is obtained for the transmission of drive torque between the driving wheel and the driven wheel.
フレーム40に装着されたバネ押圧プランジャ54は、
抑圧ホイール49を駆動するホイール43の周面と接触
する方向で可動アーム58に力を加える。懸垂フレーム
41によるモータ19の弾力性のある支持は、摩擦トル
ク伝達のために、駆動されるホイール38の周面と駆動
するホイール43とを順次接触するようにする。圧力調
整ネジ55はバネ押圧プランジャ54の圧力を増加した
り、減小させたりする手段を備え、アーム58及び両ホ
イール38と43の間に加えられる力を調整する。アー
ム58上の力を増加することは2つのホイール38と4
3の間の接触点で。The spring-pressing plunger 54 attached to the frame 40 is
A force is applied to the movable arm 58 in a direction in which it contacts the circumferential surface of the wheel 43 that drives the suppression wheel 49 . The resilient support of the motor 19 by the suspended frame 41 brings the circumference of the driven wheel 38 into sequential contact with the driven wheel 43 for frictional torque transmission. Pressure adjustment screw 55 provides means for increasing or decreasing the pressure on spring-loaded plunger 54 to adjust the force applied between arm 58 and both wheels 38 and 43. Increasing the force on arm 58 is achieved by using two wheels 38 and 4.
At the point of contact between 3.
抑圧ホイール49に大きな力を伝えるようにすることで
ある。駆動するホイールと駆動されるホイールの同じ面
での抑圧ホイールとバネ押圧プランジャの配列は、また
モータ19のモータシャフト42の曲げ応力を解消する
。The purpose is to transmit a large force to the suppression wheel 49. The arrangement of the suppression wheel and spring-loaded plunger in the same plane of the driving and driven wheels also eliminates bending stresses on the motor shaft 42 of the motor 19.
両ホイールの間の面接触領域が最も大きいとき、最大の
摩擦が生じるため、両ホイールの軸が完全な平行に配列
されるとき、駆動するホイール43は駆動されるホイー
ル38に最大のトルクを伝達する。The driving wheel 43 transmits the maximum torque to the driven wheel 38 when the axes of both wheels are aligned perfectly parallel, since the maximum friction occurs when the area of surface contact between both wheels is the largest. do.
この配列は駆動するホイールの軸を駆動されるホイール
の軸とを平行に配列にするように、茎部45の中心線4
7の周りに懸垂フレーム41を回転することによって達
成−される。この配列は茎部45に対して締め付けるカ
ラー46のセットネジ48によって保持され、ネジ53
を持つフレーム40に茎部を固定することによって変ら
ずに保持される。ある滑りが駆動するホイールと駆動さ
れるホイールの間に生じるが、その量は微小量であり、
位置決めするフィードバックシステムの適用には重大な
ものではない。This arrangement aligns the centerline 4 of the stem 45 so that the axis of the driving wheel is aligned parallel to the axis of the driven wheel.
This is accomplished by rotating the suspended frame 41 around 7. This arrangement is held by a set screw 48 of a collar 46 that tightens against the stem 45 and is secured by a screw 53.
It is held unchanged by fixing the stem to a frame 40 that has a handle. Some slippage occurs between the driven wheel and the driven wheel, but the amount is minute;
It is not critical for positioning feedback system applications.
要約すると、摩擦駆動機構は高速で、高精度のサーボシ
ステムの適用で使用するギア駆動機構のギアの励起に関
連する従来の問題を避けることを記載した。共振及びノ
イズ源は最小にするか、除去され、駆動するホイール及
び駆動されるホイール装置の両方の動的動作が改善され
る。In summary, friction drive mechanisms have been described that avoid traditional problems associated with excitation of gears in gear drive mechanisms used in high speed, high precision servo system applications. Resonances and noise sources are minimized or eliminated, and dynamic operation of both the driving wheel and the driven wheel apparatus is improved.
前述の記載は本発明の好ましい実施例を説明し、多数の
交換及び変更が本発明の精神から逸脱することなく得ら
れる。例えば、抑圧ホイール49は駆動される可動支持
ホイール38を固着された駆動するホイール43の方へ
、またそれから離れるようにするように配列される。同
様に、懸垂されるヒンジ44.51のヒンジ動作はビン
軸着されたピボットヒンジで実施される。従って1本発
明は限定するよりもむしろ説明する方法で単に記載され
ている。The foregoing description describes the preferred embodiments of the invention, and numerous substitutions and modifications may be made without departing from the spirit of the invention. For example, the suppression wheel 49 is arranged to direct the driven movable support wheel 38 towards and away from the fixed driving wheel 43. Similarly, the hinging motion of the suspended hinges 44,51 is performed with a pin-mounted pivot hinge. Accordingly, the invention has been described merely in an illustrative rather than limiting manner.
第1図は本発明の機構を使用するホトプロッタの斜視図
であり、第2図はこのホトプロッタを使用するような機
構の好ましい形状の正面図であり、第3図は第2図の線
3−3の断面図を作る機構の上面図であり、第4図は第
3図の線4−4に沿う断面図を作る機構の立面図である
。
10・・・ホトプロッタ、11・・・ホトヘッド、12
・・・支持フレーム、13・・・脚部、14・・・支持
台、15・・・ブリッジ、16・・・作業テーブル、1
7.1′8・・・円筒形の通路、20・・・リードネジ
、21・・・摩擦駆動機構、22・・・プロットコント
ローラ、23・・・ケーブル、24・・・プログラムテ
ープ、25・・・工具キャリッジ、26・・・光学軸、
27・・・Y駆動モータ、28・・・リードネジ、29
・・・摩擦駆動機構、31・・・ヘリウムネオンレーザ
−132・・・X軸干渉針、33・・・Y軸干渉針、3
4・・・鏡。
35・・・測定軸、36・・・軸、37・・・逆反射体
、38・・・駆動されるホイール、40・・・フレーム
、41・・・支持フレーム、42・・・モータシャフト
、43・・・駆動するホイール、44・・・懸垂ヒンジ
、45・・・茎部、46・・・カラー、47・・・中央
線、49・・・押圧ホイール、 50・・・ヨーク、5
1・・・懸垂ヒンジ、52・・・ネジ、54・・・バネ
押圧プランジャ、56・・・リム、58・・・可動アー
ム。
インスッ+Vカン1−・〃ンlζ二一1 is a perspective view of a photoplotter using the mechanism of the present invention, FIG. 2 is a front view of the preferred configuration of such a mechanism using the photoplotter, and FIG. 3 is a perspective view of the line 3-- 3 is a top view of the mechanism for producing the cross-sectional view of FIG. 3, and FIG. 4 is an elevational view of the mechanism for producing the cross-sectional view along line 4--4 of FIG. 10...Photoplotter, 11...Photohead, 12
...Support frame, 13...Legs, 14...Support stand, 15...Bridge, 16...Work table, 1
7.1'8... Cylindrical passage, 20... Lead screw, 21... Friction drive mechanism, 22... Plot controller, 23... Cable, 24... Program tape, 25...・Tool carriage, 26...optical axis,
27...Y drive motor, 28...Lead screw, 29
...Friction drive mechanism, 31...Helium neon laser-132...X-axis interference needle, 33...Y-axis interference needle, 3
4...Mirror. 35... Measurement axis, 36... Axis, 37... Retroreflector, 38... Driven wheel, 40... Frame, 41... Support frame, 42... Motor shaft, 43... Driving wheel, 44... Suspension hinge, 45... Stem, 46... Collar, 47... Center line, 49... Pressing wheel, 50... Yoke, 5
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Suspension hinge, 52... Screw, 54... Spring pressing plunger, 56... Rim, 58... Movable arm. Inssu + V-kan 1-・〃nlζ21
Claims (6)
フトの回転駆動を伝達するために、前記出力シャフトに
接続された駆動されるホイールと、前記入力シャフトか
ら回転駆動を伝達するために、前記入力シャフトに接続
される駆動するホイールとを有し、前記駆動するホイー
ルと前記駆動されるホイールは前記両ホイールの中心と
前記両ホイールの中心を介して伸びる直線に沿って設け
られた接触点とともに接線関係で装着される駆動トレイ
ンの摩擦駆動機構において、前記駆動するホイールと駆
動されるホイールの1方と接線係合し、前記両ホイール
の他方と対向して前記両ホイールの前記1方に設けられ
た抑圧ホイールと、駆動するホイールと駆動されるホイ
ールの1方へ向ってまた離れる少なくとも制限された動
きをするために、前記押圧ホイールを保持する第1の支
持体と、前記接触点で駆動するホイール及び駆動される
ホイールの間の圧力を前記押圧ホイールに加えるように
、前記駆動するホイール及び駆動されるホイールの他方
へ向ってまた離れる少なくとも制限された動きをするた
めに、前記駆動するホイール及び駆動されるホイールの
一方を保持する第2の支持体と、前記駆動するホイール
及び駆動されるホイールの前記一方に向って前記押圧ホ
イールを押し付け、それによって前記接触点で駆動する
ホイール及び駆動されるホイールの間に圧力を発生し、
摩擦により駆動するホイールが駆動されるホイールに駆
動トルクを伝達する押圧力発生器とを有することを特徴
とする駆動トレインの摩擦駆動機構。(1) an input shaft and an output shaft; a driven wheel connected to the output shaft for transmitting rotational drive of the output shaft; and a driven wheel for transmitting rotational drive from the input shaft; a driving wheel connected to the driving wheel, wherein the driving wheel and the driven wheel are in a tangential relationship with the center of both wheels and a contact point provided along a straight line extending through the centers of both wheels. In a friction drive mechanism of a drive train mounted in a suppression wheel; a first support holding said pressure wheel for at least limited movement toward and away from one of the driving and driven wheels; and a driving wheel at said point of contact; and the driving wheel and the driving wheel for at least limited movement toward and away from the other of the driving wheel and the driven wheel so as to apply pressure between the driving wheel and the pressing wheel. a second support holding one of the wheels to be driven, and pressing the pressure wheel towards the one of the driving wheel and the driven wheel, thereby at the point of contact the driving wheel and the driven wheel; generates pressure between
A friction drive mechanism for a drive train, characterized in that a wheel driven by friction has a pressing force generator that transmits drive torque to the driven wheel.
及び駆動されるホイールの前記他方を保持し1両ホイー
ルの他方を回転する第3の支持体を有することを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の駆動トレインの摩擦駆
動機構。(2) The second support has a wheel that is driven in a stationary relationship, and a third support that holds the other of the driven wheels and rotates the other of the two wheels. A friction drive mechanism for the drive train according to scope 1.
ために前記第3の支持体に装着された可動アームを有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の駆動ト
レインの摩擦駆動V&構。(3) The friction of the drive train according to claim 2, wherein the first support has a movable arm attached to the third support for holding the pressing wheel. Drive V & structure.
れた曲がるヒンジを有することを特徴とする特許請求の
範囲第3項記載の摩擦駆動機構。(4) The friction drive mechanism according to claim 3, wherein the movable arm has a bendable hinge provided near one end of the arm.
フランジは前記駆動するホイール及び駆動されるホイー
ルの前記1方と局面接触係合のためにリムを持つことを
特徴とする特許請求の範囲第5項記載の摩擦駆動機構。(5) The pressing wheel has a flange at each shaft end, and the flange has a rim for surface contact engagement with the one of the driving wheel and the driven wheel. The friction drive mechanism according to item 5.
信号により前記出力素子を動かすサーボモータ、出力素
子の動きを生ずるとき、フィードバック信号を出力する
センサー及び誤差信号を生じて前記サーボモータを駆動
するために前記フィードバック信号を受は入れる加算装
置とを持つ閉ループサーボシステムにおいて、出力素子
に接続された駆動されるホイール及び前記サーボモータ
に接続された駆動するホイールとを有し、前記駆動する
ホイールと前記駆動されるホイールは前記雨水イールの
中心と前記両ホイールのこの中心を介して伸びる直線に
沿って設けられた接触点と互いに接線関係で装着され、
前記駆動するホイールと駆動されるホイールの1方と接
線係合するために装着され、前記両ホイールの中心を通
して伸びる直線の近傍に設けられた接触点と共に、前記
両ホイールの他方と対向して前記両ホイールの前記1方
に設けられた抑圧ホイールと、前記駆動するホイールと
前記駆動されるホイールの前記一方に向かって前記抑圧
ホイールを押し付け、前記サーボモータの手段によって
前記出力素子に摩擦係合を生じる押圧力発生器とを有す
ることを特徴とする摩擦駆動機構。(6) A servo motor that moves an output element between multiple positions and moves the output element according to an input command signal, a sensor that outputs a feedback signal when the output element moves, and an error signal that generates an error signal to drive the servo motor. a summing device that receives and receives the feedback signal to perform a closed loop servo system, the system having a driven wheel connected to an output element and a driven wheel connected to the servo motor; and said driven wheels are mounted in tangential relation to each other with a contact point disposed along the center of said rainwater eel and a straight line extending through said centers of both wheels;
mounted for tangential engagement with one of the driving and driven wheels, opposite the other of the wheels, with a contact point located near a straight line extending through the center of both wheels; a suppression wheel provided on said one of both wheels, pressing said suppression wheel towards said one of said driving wheel and said driven wheel, and frictionally engaging said output element by means of said servo motor; A friction drive mechanism characterized in that it has a pressing force generator.
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-
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