JPS63216656A - 運動誤差補正制御摺動案内装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、摺動体の摺動中の揺動誤差を補正する運動
誤差補正制御摺動案内装置に関する。

［従来の技術］ 摺動案内装置においては、摺動体がＸ軸線方向の摺動中
にｘ、ｙ、ｚ各軸線回りの揺動、即ち、ローリング（Ｘ
軸線回り）、ヨーイング（Ｙ軸線回り）、ピッチング（
２軸線回り）をし、それらが走行精度の障害となる。

従来の技術における摺動案内装置においては、その走行
精度を高めるべく案内部分の加工精度や剛性の向上を図
ってその製作が行なわれている。

［発明が解決しようとする問題点コ 案内部分の加工精度や剛性の向上を図るだけでは、十分
な走行精度１例えば走行全長に亘って０゜０１μｍオー
ダの走行精度を得ることが困難である。

［問題点を解決するための手段］ この発明においては、摺動案内体上を一直線方向に案内
されて摺動する摺動体の案内摺動中の揺動により案内面
との距離が相互に増減する対向した流体ポケットを摺動
体に設け、案内摺動中の摺動体の揺動変位を検測する摺
動体外にレーザ干渉測長器を設置する。そうして、レー
ザ干渉測長器からの検測信号に応じて流体ポケットへの
流体流量を制御して揺動変位を補償する補正変位を摺動
体に与えるように流体制御装置で制御するのである。

［作　　用］ 摺動案内体上を流体ポケットの静圧流体で支承されなが
ら一直線方向に案内されて、摺動体は摺動するのである
が、摺動中に揺動すると摺動体の揺動による変位量が摺
動体外のレーザ干渉測長器で検測される。レーザ干渉測
長器からの検測信号に応じて流体制御装置が作動し、対
向した流体ポケットの一方、即ち揺動変位で案内面と接
近した方の流体ポケットへの流体流量が揺動変位を補償
するように増量されるのである。

か′＜シて、摺動中の摺動体の揺動による運動誤差は補
正される。

［実　施　例］ この発明の実施例を図面に従って説明する。

摺動案内体１には、断面十字状の上方に開放した案内溝
がＸ軸線方向に形成されている。即ち、案内溝は、中央
竪溝２、左側横溝３．右側横溝４から構成されている。

そうして、摺動案内体１の案内溝に案内されて、例えば
移動用サーボモータにより摺動案内体１上を摺動する摺
動体５は、下面に中央竪溝２、左側横溝３、右側横溝４
の夫々に嵌合する中央凸部６、左側横曲部７、右側横曲
部８を具備した断面十字状の案内凸部が形成されている
。

各凸部６，７．８の両面には、摺動体５の外部から圧力
流体が夫々の流路を介して供給され放出される流体ポケ
ット９　、９　’　：　１０，１０’　；　１１，１１
’　；　１２゜１２’　：　１３，１３’　：　１４，
１４″が適宜箇所、例えば摺動力向に間隔をおいて２個
ずつ穿設され、静圧流体支承面を構成している（第３図
参照）。そうして、摺動体の運動誤差に基づくレーザ干
渉測長器からの測長信号から演算される差信号により作
動するサーボ弁が各流体ポケットへの流路中の流量を制
御するようになっている。

第１図には、この発明の理解を容易にするべく、摺動体
の運動誤差となるＸ軸線方向の摺動中のＸ。

Ｙ、Ｚ各軸線回りの揺動、即ち、ローリング（Ｘ軸線回
り）、ヨーイング（Ｙ軸線回り）、ピッチング（Ｚ軸線
回り）のうち、ヨーイングのみが代表されて開示されて
いる。

摺動体の摺動力向に平行に外側方に反射面を向けて摺動
体５の上面に平面鏡１５が取付けられ、同反射面に対向
して摺動体の摺動力向（Ｘ軸線方向）に間隔をおいて２
個所に干渉計１６．１６″が固定側に設置されている。

摺動体５が正常位置ある場合の平面鏡１５の反射面と両
干渉計１６．１６’との距離Ｑ。

Ｑ′は所定距離りに等しい。そうして、両干渉計１６、
１６’に同時にレーザ光を送るようにレーザ発振器１７
が設けられている。

各干渉計１６　、１６’にはレシーバ１８．１８’が設
けられ、それらからの各距離Ｑ、Ｑ’の距離検出信号が
入力されるようにレーザシステム１９が接続されている
。

そうして、レーザシステム１９において、各距離Ｑ。

Ｑ′は、所定距離りと比較され、それとの各差信号出力
Ｌ　−ｆｌ　、　Ｌ　−Ｆ、　’は、Ｄ／Ａ変換され、
且つ増幅され、ヨーイング補正用サーボ弁２０に入力さ
れるようにＤ／Ａ変換器２１，２Ｆ及びサーボアンプ２
２　、２２’が夫々接続されている。

他方、圧力流体源２３は、２つの固定絞り４０．４１と
ヨーイング補正用サーボ弁２０とに接続され、２つの固
定絞り４０．４１とヨーイング補正用サーボ弁２０とか
らは、中央凸部６の流体ポケット９．１０’への流路２
４と、同じく流体ポケット９’、１０への流路２５とが
出ている。ヨーイング補正用サーボ弁２０への入力信号
がない正常時には、圧力流体源２３からヨーイング補正
用サーボ弁２０を介さずに所定圧力・同一流量の流体が
２つの固定絞り４０．４１を介して両流路２４　、２５
へ送られるようになっている。そうして、ヨーイングが
生じて、ヨーイング補正用サーボ弁２０への入力信号が
あるときには、ヨーイング補正用サーボ弁２０が作動さ
れ、流路２４又は流路２５へ選択的に圧力流体の流量が
増加されるようになっている。

以上は、ヨーイングに対する補正装置であるが、ローリ
ングやピッチングに対する補正装置も夫々同様の構成部
材が配置を変えて配備されいるのである。

平面鏡、その反射面及び干渉計の配置については、第２
図に示すように、ローリング補正用には。

平行してＸ軸線方向に配置された平面鏡２６と平面鏡２
７との夫々の上方に向いた反射面に夫々対向して２軸線
方向に２個の干渉計２８．２８’が固定側に設置されて
いる。ピッチング補正用には、平面鏡２７の反射面に夫
々対向してＸ軸線方向に間隔をおいて２個の干渉計２９
．２９’が固定側に設置されている。

平面鏡の反射面と干渉計との距離についてはヨーイング
補正の場合と同じである。

サーボ弁と流体ポケットとの関係については、ローリン
グ補正用サーボ弁３０からは、左側横曲部７の下面の流
体ポケット１１．１１’への流路３１と、右側機′凸部
８の下面の流体ポケット１３．１３’への流路３２とが
出ており、ピッチング補正用サーボ弁３３からは、左側
横曲部７の上面の流体ポケット１２及び右側横曲部８の
上面の流体ポケット１４への流路３４と左側横曲部７の
上面の流体ポケット１２′及び右側横曲部８の上面の流
体ポケット１４″への流路３５とが出ている。

そうして、ローリング補正装置もピッチング補正装置も
制御構成は、ヨーイング補正装置の場合と同じである。

なお、前記の３種の補正装置の他に、摺動体の摺動方向
（Ｘ軸線方向）の位置決め検出用として、摺動体の摺動
方向端部に同方向に反射面を向けて摺動体５の上面に平
面鏡３６が取付けられ、同反射面に対向して摺動体の摺
動方向（Ｘ軸線方向）に干渉計３７が固定側に設置され
ている。干渉計３７にレーザ光を送るようにレーザ発振
器１７の光路中にビームスプリブタ３８が設けられ、干
渉計３７にはレシーバ３９が具備されている。

上記の運動誤差補正制御案内装置の作用について、既述
の実施例の説明の場合と同様に３種の運動誤差の内、ヨ
ーイングを代表にして説明する。

摺動体５の案内凸部の全流体ポケット９，９′乃至１．
４　、１４°に圧力流体源２３から左右、前後均等に同
圧同量の圧力流体が供給され、案内凸部が案内溝に静圧
流体で支承され、摺動体５は、移動用サーボモータに駆
動されて摺動案内体１上をＸ軸線力−７＝ 向に摺動する。

ヨーイングが生じない場合には、干渉計１６と干渉計１
６′とから平面鏡１５の反射面への距離Ｑと距離Ｑ′と
は所定距離りに等しく、そのような検測信号がレーザシ
ステム１９に入力され、レーザシステム１９から差信号
が出力されない。

ヨーイングが生じた場合には、干渉計１６と干渉計１６
′とから平面鏡１５の反射面への距離Ｑと距離α′とに
差が生じ、両者は所定距離りどの間にも差が生じる。夫
々検出された検測信号は、レーザシステム１９に入力さ
れ、演算されて、レーザシステム１９から出力される差
信号Ｌ−１１１及び同Ｌ’−１１１’は、Ｄ／Ａ変換器
２］、２１’でＤ／Ａ変換され、サーボアンプ２２．２
２’で増幅されてＬ−ｆｉ及びＬ−ｆｌ’に比例した作
動信号としてヨーイング補正用サーボ弁２０に入力され
る。

Ｌ−Ｑ＞０１Ｌ−１２’＜Ｏとなるヨーイングの場合に
は、その差信号に応じたヨーイング補正用サーボ弁２０
の作動により流路２４から流体ポケット９．１０’／＼
の流量か増量される。

Ｌ−１１＜０１Ｌ−ｆｆ’＞Ｏとなるゴーイングの場合
には、その差信号に応じたヨーイング補正用サーボ弁２
０の作動により流路２５から流体ボなット９’、１０へ
の流量が増量される。

かくして、流体ポケットにおける流体の作動によりＱ＝
Ｑ、’となるまでヨーイングと逆方向に揺動が生じ、ヨ
ーイングに対する補正が行なわれる。

ローリング補正装置及びピッチング補正装置の場合もヨ
ーイング補正装置と同様の作用が行なわれることは、容
易に理解されよう。

そうして、平面鏡３６と干渉計３７とによるレーザ干渉
測長による測長信号は、摺動体５のＸ軸線方向の位置決
め作用に供せられる。

［発明の効果コ この発明による運動誤差補正制御摺動案内装置は、摺動
中のローリング、ヨーイング、ピッチングという運動誤
差をレーザ干渉測長し、その検測信号により摺動体の流
体ポケットへの流体流量を制御して運動を補正するので
、従来の技術の摺動案内装置のような装置の加工精度や
剛性の向りによる走行精度より遥に高い走行精度を得る
ことができる。従って、この発明による運動誤差補正制
御摺動案内装置の精密加工機や計測器への適用は、それ
らの精度向上に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による運動誤差補正制御案内装置の
原理斜視図、 第２図は、この発明による運動誤差補正制御案内装置に
おける反射鏡及び干渉計の配置図、第３図は、この発明
による運動誤差補正制御案内装置における圧力流体回路
図である。 ｌ：摺動案内体　　　　２：中央間溝 ３；左側横溝　　　　　４：右側横溝 ５：摺動体　　　　　　６：中央凸部 ７：左側様凸部　　　　８：右側横曲部９．９′乃至１
４．１４’　：流体ポケット１５．２６，２７，３６　
：平面鏡 １６．１６’　、２８．２８’　、２９．２９’　、３
７　：干渉計１７：レーザ発振器　　　１８，１８’　
、３９　：レシーバ１９：レーザシステム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 摺動案内体；摺動案内体上を一直線方向に案内されて摺
   動し、案内摺動中の摺動体の揺動により案内面との距離
   が相互に増減する対向した流体ポケットを備えた摺動体
   ；案内摺動中の摺動体の揺動変位を検測する摺動体外に
   設置されたレーザ干渉測長器；及びレーザ干渉測長器か
   らの検測信号に応じて流体ポケットへの流体流量を制御
   して揺動変位を補償する補正変位を摺動体に与える流体
   制御装置から構成された運動誤差補正制御摺動案内装置