JPS61214941A - 直線運動装置の微小位置決め機構 - Google Patents
直線運動装置の微小位置決め機構Info
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- JPS61214941A JPS61214941A JP60053448A JP5344885A JPS61214941A JP S61214941 A JPS61214941 A JP S61214941A JP 60053448 A JP60053448 A JP 60053448A JP 5344885 A JP5344885 A JP 5344885A JP S61214941 A JPS61214941 A JP S61214941A
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- JP
- Japan
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- nut
- movable body
- piezoelectric element
- feed screw
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- Prior art date
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- Granted
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- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 3
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
- B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
- B23Q1/601—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism a single sliding pair followed parallelly by a single sliding pair
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、工作機械のベッドやＸＹテーブルなどの機
台上を摺動する可動体を精密に位置決めする直線運動装
置の微小位置決め機構に関する。
台上を摺動する可動体を精密に位置決めする直線運動装
置の微小位置決め機構に関する。
（従来の技術）
直線送り機構は一般的に送りねじとこｎにねし込まｎる
ナツトによって構成さｎ１送りねじに与えら几る回転に
よってナツトを直線移動させるものである・また、送り
ねじを回転させるモータの微小回転能力には限度がある
から位置決め精度はせいぜい１−０．１ ｐｍ程度に止
まってい比。
ナツトによって構成さｎ１送りねじに与えら几る回転に
よってナツトを直線移動させるものである・また、送り
ねじを回転させるモータの微小回転能力には限度がある
から位置決め精度はせいぜい１−０．１ ｐｍ程度に止
まってい比。
そこで、送りねじとナツトによってまず粗く位置決め（
１〜０．１ｐＸｎ）する粗動テーブルに、更に微小位置
決め（０，１〜Ｇ、 ｏ ｌＩｔｍ ）を行うため圧電
素子アクチェエータを用いたもう一段別の微動テーブル
を搭載し九もの（昭和５８年度精機学会春季大会学術講
演会論文集第８１３頁参照）、あるいは送りねじを回転
させるためのモータ（パルスモータ）の駆動方法を工夫
することにより、送りねじの回転角をさらに高精度化す
るものなどがあった・ （発明が解決しようとする問題点） しかし、前者ではテーブルが２段となり装置が大型複雑
化するし、後者では駆動系、制御系が共に複雑化すると
ｈう問題がある。そこで本発明では簡単な構造でありな
がら、きわめて精度の高い装置を安価にかつ小型化した
ものを提供しようとするものである。
１〜０．１ｐＸｎ）する粗動テーブルに、更に微小位置
決め（０，１〜Ｇ、 ｏ ｌＩｔｍ ）を行うため圧電
素子アクチェエータを用いたもう一段別の微動テーブル
を搭載し九もの（昭和５８年度精機学会春季大会学術講
演会論文集第８１３頁参照）、あるいは送りねじを回転
させるためのモータ（パルスモータ）の駆動方法を工夫
することにより、送りねじの回転角をさらに高精度化す
るものなどがあった・ （発明が解決しようとする問題点） しかし、前者ではテーブルが２段となり装置が大型複雑
化するし、後者では駆動系、制御系が共に複雑化すると
ｈう問題がある。そこで本発明では簡単な構造でありな
がら、きわめて精度の高い装置を安価にかつ小型化した
ものを提供しようとするものである。
（問題点を解決する九めの手段）
この発明は、上述の問題を解決すべくなさｎたもので、
駆動源に連結し、該駆動源により回転力を付与される送
りねじと、該送りねじにねじ込まｎるナツトと、該ナツ
トを載置しかつ送りねじの回転により基台上を摺動する
可動体とからなる直線運動運動装置において、予圧負荷
部材を介してを可能としたものである。
駆動源に連結し、該駆動源により回転力を付与される送
りねじと、該送りねじにねじ込まｎるナツトと、該ナツ
トを載置しかつ送りねじの回転により基台上を摺動する
可動体とからなる直線運動運動装置において、予圧負荷
部材を介してを可能としたものである。
（実 施 例）
次に、本発明の実施例を図面について説明すると、機台
（１）には一対の送りねじ支持体（２）、（２１が立設
さｎ１送ジねじ（３膜；回転自在に支承さｎている。
（１）には一対の送りねじ支持体（２）、（２１が立設
さｎ１送ジねじ（３膜；回転自在に支承さｎている。
送りねじ（３）にはカップリング（４）にょクパルスモ
ータ（５）の軸（至）が連結している。なお、（７）は
パルスモータを支持する７ランジで機台に取付けらｎて
いる。
ータ（５）の軸（至）が連結している。なお、（７）は
パルスモータを支持する７ランジで機台に取付けらｎて
いる。
さらに、機台（１）には機台上を流体軸受ＣＬ４’ｌ介
して摺動可能の可動体（６）が載置されると共に、可動
体には送りねじ（３）がねじ込まｎたナツト（８）が予
圧負荷用板ばね（９）と圧電素子（ト）とに挾持さｎた
状態で取付けらｎている。なお、予圧負荷用板ばね（９
）には両端に２個の鋼球（至）、α℃が埋設さｎてぃて
、２点でナツトを押圧しナツトの回り止めをしている。
して摺動可能の可動体（６）が載置されると共に、可動
体には送りねじ（３）がねじ込まｎたナツト（８）が予
圧負荷用板ばね（９）と圧電素子（ト）とに挾持さｎた
状態で取付けらｎている。なお、予圧負荷用板ばね（９
）には両端に２個の鋼球（至）、α℃が埋設さｎてぃて
、２点でナツトを押圧しナツトの回り止めをしている。
またナツト（８）にも１個の鋼球（６）が埋設さｎてい
て、圧電素子Ｑｌを押圧している。斡は圧電素子押えで
あって、圧電素子（ロ）を背後からバックアップしてい
る。
て、圧電素子Ｑｌを押圧している。斡は圧電素子押えで
あって、圧電素子（ロ）を背後からバックアップしてい
る。
なお、可動体（６）と機台（１）を摺動させる軸受部α
◆には、実施例の流体軸受の他、ローラを交叉して配列
したクロスローラリニアウェイを用い几り、固体摩擦摺
動子を両部材間に介装し次ｖなど適宜の手段を用いるこ
とができる。またモータとして実施例においてパルスモ
ータを用いたが、必ずしもパルスモータを必要としない
場合もあることはもちろんである。
◆には、実施例の流体軸受の他、ローラを交叉して配列
したクロスローラリニアウェイを用い几り、固体摩擦摺
動子を両部材間に介装し次ｖなど適宜の手段を用いるこ
とができる。またモータとして実施例においてパルスモ
ータを用いたが、必ずしもパルスモータを必要としない
場合もあることはもちろんである。
（作 用）
モータ（５）に電圧が加わると軸（至）が回転し、カッ
プリング（４）を介して送りねじ（３）が回転する。こ
ｎに伴ってナツトは図面上左右に移動し、可動体（６）
に左右方向の送りを与える。すると所定の位置近傍にナ
ツト（８）が達し、粗い送りが完了する。そこで圧電素
子（９） ｒｃ電圧を加えると、圧電素子は図面の左右
方向に伸びる。ナツト（８）は送りねじ（３）にねじ込
まｎて移動しないから可動体は右方向に送りを受け、所
望の位置にきわめて高い精度で停止する。なお、圧電素
子に０〜６００ｖの電圧をＺｏ。
プリング（４）を介して送りねじ（３）が回転する。こ
ｎに伴ってナツトは図面上左右に移動し、可動体（６）
に左右方向の送りを与える。すると所定の位置近傍にナ
ツト（８）が達し、粗い送りが完了する。そこで圧電素
子（９） ｒｃ電圧を加えると、圧電素子は図面の左右
方向に伸びる。ナツト（８）は送りねじ（３）にねじ込
まｎて移動しないから可動体は右方向に送りを受け、所
望の位置にきわめて高い精度で停止する。なお、圧電素
子に０〜６００ｖの電圧をＺｏ。
Ｖきざみに印加した場合テーブルは第３図に示すように
６００■印加時′Ｌ５／Ａｍ移動した。第４図に示すよ
うに電圧ｔ−２，５Ｖごとに制御し０〜３０７までステ
ップ状に変化させると、０．０９μｍの送りに成功した
。各ステップの平均送りは０．００７５／１ｍである。
６００■印加時′Ｌ５／Ａｍ移動した。第４図に示すよ
うに電圧ｔ−２，５Ｖごとに制御し０〜３０７までステ
ップ状に変化させると、０．０９μｍの送りに成功した
。各ステップの平均送りは０．００７５／１ｍである。
したがって送りねじにピッチｉｎのものを用い、モータ
にパルスモータ（マイクロステップ駆動時、１回転１２
８００パルス）を用いた場合、最小送９分解能はｏ、
ｏ ｒ ａ ／ｆｆｉであるが、こｎに圧・電素子によ
る送りを付加することによりさらに小さなオーダで送る
ことが可能である。
にパルスモータ（マイクロステップ駆動時、１回転１２
８００パルス）を用いた場合、最小送９分解能はｏ、
ｏ ｒ ａ ／ｆｆｉであるが、こｎに圧・電素子によ
る送りを付加することによりさらに小さなオーダで送る
ことが可能である。
（効 果〕
本発明は上述のようにナツトを予圧負荷部材と圧電素子
で挾んだ状態で可動体に取付けたから、可動体を２段構
造にする必要がないので、ハイブリッド送りであるにも
かかわらず、装置を極めてコンパクトにまとめることが
でき、小形で精度の高い送り機構が可能となった。
で挾んだ状態で可動体に取付けたから、可動体を２段構
造にする必要がないので、ハイブリッド送りであるにも
かかわらず、装置を極めてコンパクトにまとめることが
でき、小形で精度の高い送り機構が可能となった。
【図面の簡単な説明】
印加した場合の経過時間とテーブル移ＭＪ′ｊｊｋ、を
示す関係図、第４囚は同じく電圧を０〜３０ Ｖ ｔ？
２．５Ｖき゛ざみで印加し次場合の関係図である。 １・・・・・・基 台 ３・・・・・・送りねじ ５・・・・・・駆動源（モータ） ６・・・・・・可動体 ８・・・・・・ナツト ９・・・・・・予圧負荷部材（ばね〕 １６・・・・・・圧電素子 代理人９Ｐ理士 河 内 潤 二 基１図 第２図
示す関係図、第４囚は同じく電圧を０〜３０ Ｖ ｔ？
２．５Ｖき゛ざみで印加し次場合の関係図である。 １・・・・・・基 台 ３・・・・・・送りねじ ５・・・・・・駆動源（モータ） ６・・・・・・可動体 ８・・・・・・ナツト ９・・・・・・予圧負荷部材（ばね〕 １６・・・・・・圧電素子 代理人９Ｐ理士 河 内 潤 二 基１図 第２図
Claims (2)
- （１）駆動源に連結し該駆動源により回転力を付与され
る送りねじと、該送りねじにねじ込まれるナットと、該
ナットを載置しかつ送りねじの回転により基台上を摺動
する可動体とからなる直線運動運動装置において、予圧
負荷部材を介してナットを圧電素子に押圧すると共に、
圧電素子に電圧を印加可能としたことを特徴とする直線
運動装置の微小位置決め機構。 - （２）前記予圧負荷部材は２点でナットを押圧する板ば
ねである特許請求の範囲第１項記載の直線運動装置の微
小位置決め機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053448A JPS61214941A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 直線運動装置の微小位置決め機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053448A JPS61214941A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 直線運動装置の微小位置決め機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214941A true JPS61214941A (ja) | 1986-09-24 |
| JPH0442132B2 JPH0442132B2 (ja) | 1992-07-10 |
Family
ID=12943134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60053448A Granted JPS61214941A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 直線運動装置の微小位置決め機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61214941A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61274835A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-05 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | 精密に微動操作できる長ストロ−クの移動テ−ブル |
| JPS6434632A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-06 | Okuma Machinery Works Ltd | Positioning error compensator |
| WO1993009911A1 (en) * | 1991-11-15 | 1993-05-27 | Yotaro Hatamura | Feed screw device and precisely positioning micromotion feed system |
| WO2012116549A1 (zh) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | 西安理工大学 | 滚珠丝杠副压电致动器串联宏微驱动及导向装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890442A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-30 | Toshiba Mach Co Ltd | 精密切削加工装置 |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP60053448A patent/JPS61214941A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890442A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-30 | Toshiba Mach Co Ltd | 精密切削加工装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61274835A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-05 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | 精密に微動操作できる長ストロ−クの移動テ−ブル |
| JPS6434632A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-06 | Okuma Machinery Works Ltd | Positioning error compensator |
| WO1993009911A1 (en) * | 1991-11-15 | 1993-05-27 | Yotaro Hatamura | Feed screw device and precisely positioning micromotion feed system |
| US5644951A (en) * | 1991-11-15 | 1997-07-08 | Hatamura; Yotaro | Feed screw apparatus and precise positioning and fine feed system |
| WO2012116549A1 (zh) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | 西安理工大学 | 滚珠丝杠副压电致动器串联宏微驱动及导向装置 |
| US9366327B2 (en) | 2011-02-28 | 2016-06-14 | Xi'an University Of Technology | Serially-connected ball screw pair and piezoelectric actuator macro-micro driving and guiding device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0442132B2 (ja) | 1992-07-10 |
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