JPS5945514A - Positioning device - Google Patents

Positioning device

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Publication number
JPS5945514A
JPS5945514A JP15580782A JP15580782A JPS5945514A JP S5945514 A JPS5945514 A JP S5945514A JP 15580782 A JP15580782 A JP 15580782A JP 15580782 A JP15580782 A JP 15580782A JP S5945514 A JPS5945514 A JP S5945514A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
positioning
linear
rotary motor
linear motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP15580782A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaichi Baba
馬場 政一
Takeshi Kawana
川名 武
Kyozo Tachibana
立花 恭三
Atsushi Mochizuki
淳 望月
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP15580782A priority Critical patent/JPS5945514A/en
Publication of JPS5945514A publication Critical patent/JPS5945514A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00Control of position or direction

Abstract

PURPOSE:To attain speedy and highly accurate positioning, by using a rotary motor and linear motors. CONSTITUTION:A command pulse corresponding to a distance to be moved and its speed is applied to a position controller. When receiving the command, a DC motor 6 is turned and a moving unit 10 is moved in the direction of the X axis. The revolution speed and the revolution variable detected from the shaft of the DC motor 6 are fed back. The command also actuates linear motors 19, 20 to move the moving unit 10. The rotary motor 6 changes its torque at the leading and trailing edges. At that time, the movement of the moving unit 10 is charged by the linear motors 19, 20. The final position of the positioning is determined by the rotation of a ball spring 9 driven by the DC motor 6.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はリニアモータを利用した高速かつ高精度な位置
決め装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a high-speed and highly accurate positioning device using a linear motor.

〔従来技術〕[Prior art]

第1図は本発明が適用され°る一例のタレ・ルZンチプ
レスの概略を示す斜視図である。図において、X−Yテ
ーブル1が縦横方向に数値制御によって駆動され、この
X −Y f−プル1上にクランプされた例えばシート
メタル2を移動する。一方、タレット3は回転して加工
すべきノシンチ4を選択する。そこでシートメタル2が
加工されるべき位置に移動すると、選択されたノ;ンチ
4が下降して、打ち抜き加工等を行なう。第2図は従来
用いられている位置決め装置を利用したX−Yテーブル
の構成を例示する上面図である。第2図において土台5
上の回転モータ6が回転すると、ギア7とギア8を介し
てポールねじ9が回転する。一方、移動ユニット10に
はポールねじナツト11が固定されていて、移動ユニッ
ト10はポールねじ9の回転に従ってX軸方向(図中に
点線で示す)の推進力が与えられ、土台5上の直線ガイ
ド12に案内されてX軸方向に移動する。また移動ユニ
ット10には回転モータ13が搭載されておシ、回転モ
ータ13が回転すると、これと連結されているポールね
じ14が回転する。一方、ポールねじナツト15が固定
されている位置決めユニット16はポールねじ14の回
転に従い移動ユニット10上の直線ガイド17に案内さ
れて、移動ユニット10上をY軸方向(図中に点線で示
す)に移動する。かかる構成によシ、シートメタル2(
第1図)を保持するチャック18を持った位置決めユニ
ット16は回転モータ6および回転モータ13の回転を
図示していない制御装置によシ数値制御することによっ
てX、Y座標の任意の位置に位置決めされる。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a saucer/Z-chip press to which the present invention is applied. In the figure, an X-Y table 1 is driven vertically and horizontally by numerical control to move, for example, a sheet metal 2 clamped onto the X-Y f-pull 1. On the other hand, the turret 3 rotates to select the nozzle 4 to be machined. When the sheet metal 2 is moved to the position where it is to be processed, the selected punch 4 is lowered to perform punching or the like. FIG. 2 is a top view illustrating the configuration of an X-Y table using a conventional positioning device. In Figure 2, the base 5
When the upper rotary motor 6 rotates, the pole screw 9 rotates via the gears 7 and 8. On the other hand, a pole screw nut 11 is fixed to the moving unit 10, and the moving unit 10 is given a propulsion force in the X-axis direction (indicated by a dotted line in the figure) according to the rotation of the pole screw 9, and It is guided by a guide 12 and moves in the X-axis direction. Furthermore, a rotary motor 13 is mounted on the moving unit 10, and when the rotary motor 13 rotates, a pole screw 14 connected thereto rotates. On the other hand, the positioning unit 16 to which the pole screw nut 15 is fixed is guided by the linear guide 17 on the moving unit 10 as the pole screw 14 rotates, and moves on the moving unit 10 in the Y-axis direction (indicated by a dotted line in the figure). Move to. According to such a configuration, sheet metal 2 (
The positioning unit 16, which has a chuck 18 that holds the rotary motor 6 and the rotary motor 13 (Fig. 1), can be positioned at any position on the X and Y coordinates by numerically controlling the rotation of the rotary motor 6 and the rotary motor 13 by a control device (not shown). be done.

上述の従来技術において、回転モータ6によυ駆動され
るポールねじ9により精密な位置決めを行なうのは比較
的容易であるが、移動ユニット10を高速で移動させよ
うとすると大きな加速度を必要とする。そこで駆動する
回転モータ6にはトルク−慣性比の大きい低慣性サーボ
モータが一般に用いられている。しかし、現在開発され
ている回転モータは低慣性のものであってもトルク−慣
性比T (’ Kf−t:m ) / 、T (Kg 
−J” ) Id1程度であり、仮にポールねじ9の慣
性を0と考えてみても、得られる角加速度は980ra
d /θ2程度である。実際にはポールねじ9の慣性の
ほか、さらに移動ユニット10の質量が回転モータ6の
負荷となるため、実現可能な角加速度はより小さくなシ
、高速な位置決めが困難となる欠点があった。なおポー
ルねじ14および回転モータ13についても同様のこと
が言える。
In the above-mentioned conventional technology, it is relatively easy to perform precise positioning using the pole screw 9 driven by the rotary motor 6, but a large acceleration is required if the moving unit 10 is to be moved at high speed. . A low inertia servo motor with a large torque-to-inertia ratio is generally used as the rotary motor 6 that drives the rotary motor 6. However, even if the rotary motors currently being developed have low inertia, the torque-to-inertia ratio T ('Kf-t:m) / , T (Kg
-J") is about Id1, and even if we assume that the inertia of the pole screw 9 is 0, the obtained angular acceleration is 980ra.
It is about d/θ2. In reality, in addition to the inertia of the pole screw 9, the mass of the moving unit 10 becomes a load on the rotary motor 6, so that the achievable angular acceleration is smaller and high-speed positioning becomes difficult. The same can be said of the pole screw 14 and the rotary motor 13.

またトルク−慣性比のずっと大きな駆動源として油圧サ
ーボモータがあるが、これを用いるにけ油圧源が必要で
、かつ油圧サーボ弁が高価等の欠点がある。
A hydraulic servomotor is a driving source with a much larger torque-to-inertia ratio, but its use requires a hydraulic power source, and the hydraulic servo valve is expensive.

さらに駆動用の回転モータおよびポールねじ等を用いず
に、リニアモータのロータまたはステータを移動ユニッ
トや位置決めユニットに搭載し、上記ロータまたはステ
ータと相対する位置に同リニアモータのステータまたは
ロータを設置することによって、移動ユニットや位置決
めユニットを駆動する方法も考えられる。とのさい位置
決め精度をあげるにはリニアパルスモークが利用できる
が、大きな推力を得に<<、位置決め速度が遅くなる欠
点がある。また推力の大きいリニアインダクションモー
タを用いると、高い精度で位置決めする制御が困難とな
る欠点がある。
Furthermore, the rotor or stator of the linear motor is mounted on a moving unit or a positioning unit without using a rotating motor for driving, a pole screw, etc., and the stator or rotor of the linear motor is installed at a position facing the rotor or stator. Depending on the situation, a method of driving a moving unit or a positioning unit may also be considered. Linear pulse smoke can be used to increase positioning accuracy, but it has the disadvantage that the positioning speed becomes slow when a large thrust is obtained. Furthermore, when a linear induction motor with a large thrust is used, there is a drawback that it is difficult to control positioning with high precision.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくし、高加
速度特性を持ちかつ高精度な位置決め装置を提供するに
ある。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide a positioning device with high acceleration characteristics and high accuracy.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、回転モータとこれに連結するポールねじおよ
びナツト等からなる回転−直進運動変換系とによる駆動
に、リニアモータによる駆動を併用させ、位置決めユニ
ットの移動の際必要な加速力・減速力をリニアモータに
分担させることによシ、高速かつ高精度な位置決めを可
能にしたものである。
The present invention combines the drive by a linear motor with the drive by a rotary-linear motion conversion system consisting of a rotary motor and a pole screw, a nut, etc. connected to the rotary motor, and uses the accelerating force and deceleration force required when moving the positioning unit. By having the linear motor take over the load, high-speed and highly accurate positioning is possible.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第5図および第4図、第5図
によシ説明する。第3図は本発明による位置決め装置を
適用したX−Yテーブルの一実施例を示す上面図、第4
図と第5図は第3図のそれぞれI−I線断面図と■−■
線部分断面図で、図中の同一符号は同一または和尚部分
を示す。第3図および第4図、第5図において、土台5
に設けられた回転モータ6はギア7とギア8を介してポ
ールねじ9と連結している。一方、ポールねじナツト1
1は移動ユニット10に固定されておシ、ポールねじ9
が回転すると移動ユニット10は土台5に設けられた直
線ガイド12に案内されてX軸方向(図中に点線で示す
)に移動する。さらに土台5にけリニアモータのステー
タ19が固定されており、これと相対して移動ユニット
10に取シ付けられたリニアモータのロータ20が位置
している。従って、リニアモータのステータ19を励磁
すると移動ユニット10はX軸方向に′駆動力を与えら
れる。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. 5, FIG. 4, and FIG. FIG. 3 is a top view showing an embodiment of the X-Y table to which the positioning device according to the present invention is applied;
The figure and Figure 5 are the I-I line sectional view of Figure 3 and ■-■ respectively.
In the line partial sectional view, the same reference numerals in the drawings indicate the same or similar parts. In Figure 3, Figure 4, and Figure 5, the base 5
A rotary motor 6 provided in the rotary motor 6 is connected to a pole screw 9 via gears 7 and 8. On the other hand, the pole screw nut 1
1 is fixed to the moving unit 10, and the pole screw 9
When rotates, the moving unit 10 is guided by a linear guide 12 provided on the base 5 and moves in the X-axis direction (indicated by a dotted line in the figure). Further, a stator 19 of a linear motor is fixed to the base 5, and a rotor 20 of a linear motor attached to the moving unit 10 is positioned opposite to this. Therefore, when the stator 19 of the linear motor is excited, a driving force is applied to the moving unit 10 in the X-axis direction.

また移動ユニット10に搭載された回転モータ13には
ボールねじ14が連結されている。一方、ボールねじナ
ツト15は位置決めユニット16に固定されていて、ボ
ールねじ14が回転すると位置決めユニット16は位置
決めユニット16に設けられた直線ガイド17に案内さ
れてY軸方向(図中に点線で示す)に移動する。さらに
位置決めユニット16にはリニアモータのステータ21
が搭載され、これと相対する移動ユニット10の部分に
は同リニアモータのロータ22が固定して取シ付けられ
ている。従ってリニアモータのステータ21が励磁され
ると位置決めユニット16はY軸方向に駆動力を与えら
れる。
Further, a ball screw 14 is connected to a rotary motor 13 mounted on the moving unit 10. On the other hand, the ball screw nut 15 is fixed to a positioning unit 16, and when the ball screw 14 rotates, the positioning unit 16 is guided by a linear guide 17 provided on the positioning unit 16 in the Y-axis direction (indicated by a dotted line in the figure). ). Furthermore, the positioning unit 16 includes a stator 21 of the linear motor.
is mounted, and a rotor 22 of the same linear motor is fixedly attached to the portion of the moving unit 10 that faces this. Therefore, when the stator 21 of the linear motor is excited, a driving force is applied to the positioning unit 16 in the Y-axis direction.

かかる構成によってシートメタル2(第1図)を保持す
るチャック18を持った位置決めユニット16は回転モ
ータ6およびリニアモータのステータ19と、回転モー
タ15およびリニアモータのステータ21を制御するこ
とによってX、Y座標の任意の位置に位置決めされる。
With this configuration, the positioning unit 16 having the chuck 18 that holds the sheet metal 2 (FIG. 1) controls the rotary motor 6 and the stator 19 of the linear motor, and the rotary motor 15 and the stator 21 of the linear motor to It is positioned at an arbitrary position on the Y coordinate.

上述の本発明による実施例においては、回転モータとボ
ールねじ等による駆動にリニアモータによる駆動を併用
させ、位置決めユニットの移動の際に必要々加速力・減
速力をリニアモータに分担させているため、ボールねじ
にかかる負荷したがって回転モータにかかる負荷を軽減
することができ、高速かつ高精度の位置決めが得られる
。この場合、ボールねじにかかる負荷が軽減すれば、強
度的に必要カポールねじ径を小さくすることができ、そ
の結果さらに回転モータにかかる負荷を軽減することが
できる。
In the embodiment according to the present invention described above, drive by a linear motor is used in combination with drive by a rotary motor, a ball screw, etc., and the acceleration force and deceleration force necessary when moving the positioning unit are shared by the linear motor. , the load on the ball screw and therefore the rotary motor can be reduced, and high-speed and highly accurate positioning can be achieved. In this case, if the load on the ball screw is reduced, the required diameter of the capole screw can be reduced in terms of strength, and as a result, the load on the rotary motor can be further reduced.

なお上記の実施例では移動ユニットおよび位置決めユニ
ットのそれぞれX軸方向およびY軸方向の両方の駆動に
リニアモータを併用しているが、片方のみリニアモータ
を併用しても相応の効果が得られる。また上記実施例は
二次元のX−Yテーブルの位置決めに本発明を適用した
ものであって、タレットパンチプレス(第1図)だけで
なく広く工作機械、組立機械等に応用可能であるが、な
お本発明は一次元や三次元等の位置決めにも同様に適用
される。したがって本実施例の移動ユニットと位置決め
ユニットの名称は一般には位置決めユニットの名称で代
表するものとする。なお上記実施例では回転モータと連
結する回転−直進運動変換系をボールねじとナツトで構
成しているが、ラックとビニオンで構成してもよい。
In the above embodiment, linear motors are used to drive both the moving unit and the positioning unit in both the X-axis direction and the Y-axis direction, but a corresponding effect can be obtained even if a linear motor is used in only one of them. Furthermore, the above embodiment applies the present invention to the positioning of a two-dimensional X-Y table, and can be applied not only to a turret punch press (Fig. 1) but also to a wide range of machine tools, assembly machines, etc. Note that the present invention is similarly applicable to one-dimensional, three-dimensional, etc. positioning. Therefore, the names of the moving unit and positioning unit in this embodiment are generally represented by the name of the positioning unit. In the above embodiment, the rotational-linear motion conversion system connected to the rotary motor is composed of a ball screw and a nut, but it may be composed of a rack and a pinion.

つぎに本発明による上記の回転モータおよびリニアモー
タを制御する制御装置の一例の制御ブロック図を第6図
に示す。、同図において、指令パルスによシ移動すべき
量および速度に対応した数および間隔のパルス列が位置
制御器23に入力される。
Next, FIG. 6 shows a control block diagram of an example of a control device for controlling the above rotary motor and linear motor according to the present invention. , in the figure, a pulse train of a number and interval corresponding to the amount and speed to be moved by the command pulse is input to the position controller 23.

この入力信号は位置制御器23によシアナログ電圧に変
換され、速度制御器24およびDoモータドライバ25
を経てDCモータ26を駆動し、負荷27を移動する。
This input signal is converted into an analog voltage by the position controller 23, and the speed controller 24 and the Do motor driver 25.
Then, the DC motor 26 is driven to move the load 27.

ここでDCモータ26は回転モータ6または回転モータ
13(第3図)に相当し、負荷27は移動ユニット10
または位置決めユニット16(第3図)に対応するモー
タ負荷を示す。DCモータ26の軸にはタコゼネレータ
28とエンコーダ29が直結されており、それぞれモー
タ軸の回転速度と回転用すなわち負荷27の移動速度と
移動量を検出する。これらの検出した量はそれぞれ速度
制御器24と位置制御器23の入口部分にフィードバッ
クされる。さらに速度制御器24の出力電圧eけ位相制
御器30に入力され、この位相制御器30の出力電流1
はリニアインダクションモータ31のステータの励磁電
流として与ええられて、これにより制御されたリニアイ
ンダクションモータ31は上記Doモータ26と共に負
荷27を移動する。
Here, the DC motor 26 corresponds to the rotary motor 6 or the rotary motor 13 (FIG. 3), and the load 27 corresponds to the moving unit 10.
Alternatively, the motor load corresponding to the positioning unit 16 (FIG. 3) is shown. A tacho generator 28 and an encoder 29 are directly connected to the shaft of the DC motor 26, and detect the rotational speed of the motor shaft and the moving speed and amount of rotation of the load 27, respectively. These detected quantities are fed back to the inlet portions of the speed controller 24 and position controller 23, respectively. Furthermore, the output voltage e of the speed controller 24 is inputted to the phase controller 30, and the output current 1 of this phase controller 30
is given as an exciting current to the stator of the linear induction motor 31, and the linear induction motor 31 controlled by this moves the load 27 together with the Do motor 26.

かかる構成において、負荷27たとえば移動ユニット1
0(第3図)をX軸方向に移動して位置決めする際には
、位置制御器23の入力に指令パルスとして移動量およ
び移動速度に対応した数および間隔のパルス列を与える
と、速度制御器24の出力電圧θは第7図に例示するよ
うに変化する。この出力電圧eは図示のような加速部分
と減速部分を有する。このときDCモータ26たとえば
回転モータ6はこの出力電圧eに比例してトルクが変化
する。
In such a configuration, the load 27, for example the mobile unit 1
0 (Fig. 3) in the X-axis direction, when a pulse train of a number and interval corresponding to the movement amount and movement speed is applied to the input of the position controller 23 as a command pulse, the speed controller 23 The output voltage θ of 24 changes as illustrated in FIG. This output voltage e has an acceleration portion and a deceleration portion as shown. At this time, the torque of the DC motor 26, for example the rotary motor 6, changes in proportion to this output voltage e.

またリニアインダクションモータ3またとえばリニアモ
ータのステータ19およびロータ20(第3図)の推力
は、これを制御する位相制御器30の特性によシ、上記
出力電圧θに対応した位相制御器30の出力電流1に比
例して変化する。つぎに負荷27たとえば位置決めユニ
ット16(第3図)をY軸方向に移動して位置決めする
際も同様にして行なわれる。
Furthermore, the thrust of the linear induction motor 3, for example, the stator 19 and rotor 20 (FIG. 3) of the linear motor, depends on the characteristics of the phase controller 30 that controls it. Changes in proportion to output current 1. Next, when the load 27, for example, the positioning unit 16 (FIG. 3) is moved and positioned in the Y-axis direction, the same procedure is performed.

本実施例の制御装置によれば、移動すべき量および速度
を指令パルスとして与えて、回転モータとリニアモータ
を制御する°ことによシ、高速かつ高精度の位置決め制
御ができる。
According to the control device of this embodiment, high-speed and highly accurate positioning control is possible by giving the amount and speed of movement as command pulses to control the rotary motor and linear motor.

つぎに本実施例において、指令パルスまタハタコゼネレ
ータ28やエンコーダ29の検出出力等によシ、負荷2
7たとえば移動ユニット10(第3図)がX軸方向の最
終所定位置まで到達する直前に、リニアインダクション
モータ31のステータたとえばリニアモータのステータ
19(第3図)の励磁電流1を0にしてこのリニアモー
タの推力が0になるように制御してもよい。このように
すれば、たとえば移動ユニット10の位置決めの最終部
分はDCモータ26たとえば回転モータ6(第3図)で
駆動されるボールねじ9(第3図)の回転だけで位置決
めされるため、それ自体の高い位置決め精度が容易に得
られる。位置決めユニット16(第3図)のY軸方向の
位置決め制御についても同様である。
Next, in this embodiment, the load 2
7. For example, just before the moving unit 10 (FIG. 3) reaches the final predetermined position in the The thrust of the linear motor may be controlled to be zero. In this way, for example, the final part of positioning of the moving unit 10 is performed only by the rotation of the ball screw 9 (FIG. 3) driven by the DC motor 26, for example, the rotary motor 6 (FIG. 3). High positioning accuracy can be easily obtained. The same applies to positioning control in the Y-axis direction of the positioning unit 16 (FIG. 3).

さらに本実施例において、リニアインダクンヨンモータ
31を制御する位相制御器300特性に第8図に例示す
るような入力電圧eが81〜θ2間で出力電流1すなわ
ちリニアインダクションモータ31の励磁電流1が0に
なる不感帯を持たせてもよい、このようにすれば、負荷
27たとえば移動コーニツト10(第3図)をX軸方向
に移動して位置決めする際には、位置制御器25に指令
パルスとl−で移動におよび移動速度に対応するパルス
列を力えると、速度制御器24の出力電圧θは第7図と
同じく第9図に例示するように変化し、DCモータ26
たとえば回転モータ6はこの出力電圧θに比例してトル
クが変化するが、リニアインダクションモータ31のス
テータたとえばりニアモータのステータ19を駆動する
位相制御器30が第8図に例示したような不感帯を持っ
ているので、リニアインダクションモータ31のステー
タたとえばりニアモータのステータ19の励磁電流1は
第9図に例示するように変化シ、す=フインダクション
モータ3またとえばステータ19を持つリニアモータの
推力は励磁電流1に比例して第9図に例示するように変
化する。す力わち加速力・減速力が最も必要とされる移
動部分だけりニアモータが駆動される。また位置決めの
最終部分においては速度制御器24の出力電圧eの値が
小さく々るのでたとえばりニアモータのステータ19の
励磁電流1は0になり、したがってたとえば回転モータ
6で駆動されるボールねじ9の回転だけで位置決めされ
る。この際の移動ユニット10の移動に必要なエネルギ
をリニアインダクションモータ3またとえばステータ1
9のリニアモータとDCモータ26たとえばボールねじ
9駆動用の回転モータ6とが分坦する様子を第10図に
示す。このようにすれば、移動に加速力・減速力が最も
必要とされる部分にリニアモータを分坦させると共に、
位置決めの最終部分は回転モータで駆動されるボールね
じの回転だけで位置決めされるから、高速かつ高精度の
位置決めが容易かつ有効に行なわれる。負荷27たとえ
ば位置決めユニット16(第3図)をY軸方向に移動し
て位置決めする際も同様である。
Furthermore, in this embodiment, the characteristic of the phase controller 300 that controls the linear induction motor 31 is such that when the input voltage e is between 81 and θ2 as illustrated in FIG. In this way, when moving the load 27, for example, the moving cornice 10 (FIG. 3) in the X-axis direction and positioning it, the position controller 25 receives a command pulse. When a pulse train corresponding to the movement and movement speed is applied with l-, the output voltage θ of the speed controller 24 changes as illustrated in FIG. 9 as well as FIG. 7, and the DC motor 26
For example, the torque of the rotary motor 6 changes in proportion to the output voltage θ, but the stator of the linear induction motor 31, for example, the phase controller 30 that drives the stator 19 of the linear motor has a dead zone as illustrated in FIG. Therefore, the excitation current 1 of the stator 19 of the linear motor 31, for example, changes as shown in FIG. It changes in proportion to the current 1 as illustrated in FIG. The near motor is driven only in the moving parts where the acceleration force and deceleration force are most needed. Further, in the final part of positioning, the value of the output voltage e of the speed controller 24 becomes small, so that the excitation current 1 of the stator 19 of the near motor becomes 0, and therefore, the excitation current 1 of the stator 19 of the near motor becomes 0. Positioning is done only by rotation. At this time, the energy necessary for moving the moving unit 10 is transferred to the linear induction motor 3, for example, to the stator 1.
FIG. 10 shows how the linear motor 9 and the DC motor 26, such as the rotary motor 6 for driving the ball screw 9, are separated. In this way, the linear motor can be distributed to the parts where acceleration and deceleration forces are most needed for movement, and
Since the final part of positioning is performed only by the rotation of the ball screw driven by the rotary motor, high-speed and highly accurate positioning can be easily and effectively performed. The same applies when positioning the load 27, for example, the positioning unit 16 (FIG. 3), by moving it in the Y-axis direction.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、リニアモータの併
用によシ回転モータにかかる負荷を著しく減少させるこ
とができるため高角加速度で回転させることが可能とな
シ高速な位置決めができ、かつ回転モータで駆動され′
るボールねじ等の回転−直進運動変換系によるそれ自体
の高い位置決め精度を持つことができ、またリニアノく
ルスモータ単体だけで位置決めする場合に比しても制御
が容易で高速高精度の位置決めが可能であって、広く工
作機械や組立機械等の位置決め装置として利用できる。
As described above, according to the present invention, by using a linear motor in combination, the load on the rotary motor can be significantly reduced, making it possible to rotate with high angular acceleration and perform high-speed positioning. Driven by a rotating motor
It has its own high positioning accuracy due to the rotation-linear motion conversion system of ball screws, etc., and it is easier to control and allows for high-speed, high-precision positioning compared to positioning with a single linear nozzle motor. Therefore, it can be widely used as a positioning device for machine tools, assembly machines, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明が適用される一例のタレットパンチプレ
スの概略斜視図、第2図は従来の位置決め装置を用いた
X−Yテーブルを例示する上面図、第3図は本発明によ
る位置決め装置を適用したX−Yテーブルの一実施例を
示す上面図、第4図は第3図のI−I線断面図、第5図
は第3図のn−■線断面図、第6図は本発明による位置
決め装置の制御装置の一実施例を示す制御ブロック図、
第7図は第6図の速度制御器24の移動位置決め時の出
力電圧eを例示する説明図、第8図は第6図の位相制御
器30に不感帯を持たせた場合の一特性図、第9図は第
8図の特性を持たせた場合の第6図のリニアインダクシ
ョンモータ31の励磁電流1および推力を例示する説明
図、第10図は同じくリニアインダクションモータ31
.!:DOモータ26のエネルギ分担の様子を例示する
説明図である。 6・・・回転モータ、9・・・ボールねじ、10・・・
移動ユニット、11・・・ボールねじナツト、14・・
・ボールねじ、15・・・ボールねじナツト、16・・
・位置決めユニット、19・・・リニアモータのステー
タ、20・・・同リニアモータのロータ、21・・・リ
ニアモータのステータ、22・・・同リニアモータのロ
ータ、23・・・位置制御器、24・・・速度制御器、
25・・・DCドライバ、26・・・DCモータ、27
・・・負荷、2B・・・タコゼネレータ、29・・・エ
ンコーダ、30・・・位相制御器、31・・・リニアイ
ンダクションモータ。 代理人 弁理士秋 木 正 実 第3図 第4図 9 第5図 第7図 第8図 出 雫 ・引 第9図
FIG. 1 is a schematic perspective view of a turret punch press as an example to which the present invention is applied, FIG. 2 is a top view illustrating an X-Y table using a conventional positioning device, and FIG. 3 is a positioning device according to the present invention. 4 is a sectional view taken along line II in FIG. 3, FIG. 5 is a sectional view taken along line n-■ in FIG. 3, and FIG. A control block diagram showing an embodiment of a control device for a positioning device according to the present invention,
7 is an explanatory diagram illustrating the output voltage e of the speed controller 24 in FIG. 6 during movement positioning, FIG. 8 is a characteristic diagram when the phase controller 30 in FIG. 6 is provided with a dead zone, FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating the excitation current 1 and thrust of the linear induction motor 31 shown in FIG. 6 when the characteristics shown in FIG. 8 are provided, and FIG.
.. ! : is an explanatory diagram illustrating the state of energy sharing of the DO motor 26. 6...Rotating motor, 9...Ball screw, 10...
Moving unit, 11...Ball screw nut, 14...
・Ball screw, 15...Ball screw nut, 16...
- Positioning unit, 19... Stator of the linear motor, 20... Rotor of the linear motor, 21... Stator of the linear motor, 22... Rotor of the linear motor, 23... Position controller, 24...speed controller,
25...DC driver, 26...DC motor, 27
...Load, 2B...Tacho generator, 29...Encoder, 30...Phase controller, 31...Linear induction motor. Agent Patent Attorney Tadashi Akiki Figure 3 Figure 4 Figure 9 Figure 5 Figure 7 Figure 8 Izuku/Hiki Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、位置決めユニットと固定部間に回転−直進運動変換
系を介して回転モータを設け、この回転モータの駆動に
よシ上記回転−直進運動変換系を介して上記位置決めユ
ニットに推進力を作用させると共に、上記位置決めユニ
ットにリニアモータのステータ(またはロータ)を搭載
する一方このステータ(またはロータ)に対向する上記
固定部にこのリニアモータのロータ(またはステータ)
を配置し、このリニアモータの駆動により上記位置決め
ユニットを移動させる加速力・減速力を与え、上記回転
モータとリニアモータを制御する制御装置によシ上記位
置決めユニットを所定位置に移動させ位置決めを行なう
と共にとのさい上記リニアモータの駆動を上記位置決め
ユニットが上記所定位置に到達する直前で停止させこの
あとの最終部分を上記回転モータの駆動のみで行なうよ
うにした位置決め装置。 2、上記リニアモータの駆動を上記位置決と)ユニット
を移動させる加速力 減速力が所定値以下の部分で停止
させ、この所定値以下の部分を上記回転モータの駆動の
みで行々うようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の位置決め装置。
[Claims] 1. A rotary motor is provided between the positioning unit and the fixed part via a rotation-linear motion conversion system, and the positioning unit is driven by the rotation motor via the rotation-linear motion conversion system. At the same time, the stator (or rotor) of the linear motor is mounted on the positioning unit, and the rotor (or stator) of the linear motor is mounted on the fixed part facing the stator (or rotor).
The linear motor is driven to apply accelerating and decelerating forces to move the positioning unit, and a control device that controls the rotary motor and the linear motor moves the positioning unit to a predetermined position and performs positioning. In addition, the positioning device is configured to stop driving the linear motor just before the positioning unit reaches the predetermined position, and then perform the final portion only by driving the rotary motor. 2. The drive of the linear motor is stopped at a portion where the accelerating force and deceleration force for moving the unit is below a predetermined value, and the portion below this predetermined value is driven only by the rotary motor. A positioning device according to claim 1, characterized in that:
JP15580782A 1982-09-09 1982-09-09 Positioning device Pending JPS5945514A (en)

Priority Applications (1)

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JP15580782A JPS5945514A (en) 1982-09-09 1982-09-09 Positioning device

Applications Claiming Priority (1)

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Publications (1)

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JPS5945514A true JPS5945514A (en) 1984-03-14

Family

ID=15613880

Family Applications (1)

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JP15580782A Pending JPS5945514A (en) 1982-09-09 1982-09-09 Positioning device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0215350U (en) * 1988-07-15 1990-01-31

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0215350U (en) * 1988-07-15 1990-01-31

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