JP2009012145A - Vertical shaft feeder - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical shaft feeder of an industrial robot and a machine tool, which requires a small mounting area of a gravity balancer and is little restricted on a mounting position of the gravity balancer and has a greater limit acceleration. <P>SOLUTION: In the vertical shaft feeder having: a vertical shaft 1 holding a tool; a column movably retaining the vertical shaft 1 in the vertical direction; and a propelling unit 13 for vertically moving the vertical shaft 1 by taking reaction force on the column, the vertical shaft feeder is provided with: a rack 16a mounted on either one of the vertical shaft 1 and the column; a pinion 16b engaged with the rack 16a; a servo motor 15 mounted on the other of the vertical shaft 1 and the column and giving rotary torque to the pinion 16b; and a control unit 20 controlling the propelling unit 13 and generating reverse rotary torque approximately balanced with the rotary torque for loading the gravity of the vertical shaft 1 on the pinion 16b at the servo motor 15. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、産業用ロボットや工作機械の垂直軸送り装置に関するものであり、特に、重力バランサーを備える装置に関する。   The present invention relates to a vertical axis feeder for industrial robots and machine tools, and more particularly to an apparatus provided with a gravity balancer.

従来、装置の固定部と可動部とを多数の皿ばねを積重ねて連結支持し、さらにラックとピニオンによる差動機構を介してストロークと推力の変換をおこなうことを特徴とする重力バランサー装置がある。また、コイルスプリングによる重力バランサー、エアーシリンダによる重力バランサー、重錘等による重力式バランサー、ガススプリングによる重力バランサー、定トルクモータによる重力バランサー等も用いられている(例えば、特許文献１参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a gravity balancer device in which a fixed portion and a movable portion of a device are connected and supported by stacking a large number of disc springs, and further, a stroke and a thrust are converted through a differential mechanism using a rack and a pinion. . In addition, a gravity balancer using a coil spring, a gravity balancer using an air cylinder, a gravity balancer using a weight, a gravity balancer using a gas spring, a gravity balancer using a constant torque motor, and the like are also used (see, for example, Patent Document 1).

また、下方先端に取付ける工具電極に高速回転運動と回転角度割り出しをすることが出来る全体として鉛直方向に長尺柱状の多機能主軸ユニットを、加工テーブルに鉛直方向に相対向して移動するように保持させ、リニアモータにより駆動制御するようにした放電加工装置に於いて、前記多機能主軸ユニットの重量に釣り合う反力を前記多機能主軸ユニットに加えるエアバランサと、前記エアバランサの可動側と前記多機能主軸ユニットとを一体に結合する連結ベースと、該連結ベース部とコラムまたはサドル間に前記多機能主軸ユニットを鉛直直線移動可能に案内保持するように設けた直線案内装置と、前記多機能主軸ユニットを鉛直直線移動可能に収容するように前記コラムまたはサドルに設けた主軸収納枠と、前記多機能主軸ユニットの上部の相背向する両側面に取付けられる一対のヨークと該ヨークに巻回して設けた励磁コイルとから成るリニアモータの電磁石可動子と、前記主軸ユニット収納枠内面に前記可動子のヨークと微小間隙を有するように設けられる前記移動方向に沿って所定数列設された永久磁石片を取付けたリニアモータの磁石板固定子と、多機能主軸ユニットの鉛直直線方向の移動位置を検出するように前記多機能主軸ユニットと主軸収納枠間に取付けられた位置検出装置と、該位置検出装置の検出フィードバック信号を受けつつ前記励磁コイルに作動信号を出力するリニアモータの駆動装置とを備えて成る放電加工装置がある(例えば、特許文献２参照)。   The tool electrode attached to the lower end can be rotated at high speed and the rotation angle can be indexed as a whole. In an electric discharge machining apparatus that is held and controlled to be driven by a linear motor, an air balancer that applies a reaction force that balances the weight of the multifunction spindle unit to the multifunction spindle unit, a movable side of the air balancer, and the A connecting base that integrally couples the multi-function spindle unit; a linear guide device that is provided so as to guide and hold the multi-function spindle unit so as to be vertically linearly movable between the connecting base portion and the column or saddle; and the multi-function A spindle housing frame provided in the column or saddle so as to accommodate the spindle unit so as to be movable in a straight line, and the multifunction spindle unit; An electromagnet mover of a linear motor comprising a pair of yokes attached to opposite side surfaces of the upper portion and an exciting coil wound around the yoke, and a yoke and a minute amount of the mover on the inner surface of the spindle unit storage frame The magnetic plate stator of the linear motor to which the permanent magnet pieces arranged in a predetermined number of rows along the moving direction provided so as to have a gap are mounted, and the moving position in the vertical linear direction of the multifunction spindle unit is detected. Electrical discharge machining comprising: a position detecting device mounted between the multi-function spindle unit and the spindle housing frame; and a linear motor driving device that outputs an operation signal to the exciting coil while receiving a detection feedback signal of the position detecting device. There is an apparatus (for example, refer to Patent Document 2).

特開平０２−０１５９９２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 02-015992 特開２０００−２３３３２２号公報JP 2000-233322 A

しかしながら、上記従来の技術によれば、重力バランサーとして、多数の皿ばねを積重ねて連結支持したものや、コイルスプリング、エアーシリンダ、プーリーを介してワイヤで吊下げられた重錘、プーリーを介してワイヤで繋がれた定トルクモータ等を用いている。そのため、装置の送り距離（ストローク）の２倍程度の重力バランサーの設置エリアが必要となり、重力バランサーの取付位置に制限があり、重力バランサーの限界加速度が小さくリニアモータ等の加速度に追従できない、という問題があった。   However, according to the above-described conventional technology, as a gravity balancer, a plurality of disk springs stacked and connected and supported, a coil spring, an air cylinder, a weight suspended by a wire via a pulley, and a pulley A constant torque motor or the like connected by a wire is used. For this reason, a gravity balancer installation area that is approximately twice the feed distance (stroke) of the device is required, the position of the gravity balancer is limited, the limit acceleration of the gravity balancer is small, and it cannot follow the acceleration of linear motors, etc. There was a problem.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、重力バランサーの設置エリアが小さく、重力バランサーの取付位置に制限が少なく、限界加速度が大きい、産業用ロボットや工作機械の垂直軸送り装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and is a vertical axis feeder for industrial robots and machine tools in which the installation area of the gravity balancer is small, the installation position of the gravity balancer is limited, and the critical acceleration is large. The purpose is to obtain.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、工具を保持する垂直軸と、該垂直軸を上下動可能に保持するコラムと、該コラムに反力をとって前記垂直軸を上下動させる推進装置と、を備える垂直軸送り装置において、前記垂直軸とコラムのいずれか一方に取付けたラックと、該ラックと噛合うピニオンと、前記垂直軸とコラムの他方に取付けられ前記ピニオンに回転トルクを与えるサーボモータと、前記推進装置を制御するとともに、前記垂直軸の重力が前記ピニオンに負荷する回転トルクと略バランスする逆回転トルクを前記サーボモータに発生させる制御装置と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a vertical axis for holding a tool, a column for holding the vertical axis so as to be movable up and down, and a reaction force applied to the column for the vertical axis. A vertical shaft feed device comprising a vertical movement device, a rack attached to one of the vertical shaft and the column, a pinion meshing with the rack, and the other attached to the other of the vertical shaft and the column. A servo motor that applies rotational torque to the pinion, and a control device that controls the propulsion device and that causes the servo motor to generate reverse rotational torque that substantially balances rotational torque applied to the pinion by gravity of the vertical axis. It is characterized by providing.

この発明によれば、重力バランサーとしてラック＆ピニオンとサーボモータを用いているので、重力バランサーの設置エリアが小さく、重力バランサーの取付位置に制限が少なく、限界加速度が大きい、産業用ロボットや工作機械の垂直軸送り装置が得られる、という効果を奏する。   According to this invention, since the rack and pinion and the servo motor are used as the gravity balancer, the installation area of the gravity balancer is small, the installation position of the gravity balancer is small, the limit acceleration is large, and the industrial robot and machine tool There is an effect that a vertical axis feeding device can be obtained.

以下に、本発明にかかる垂直軸送り装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a vertical axis feeding device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態．
図１は、本発明にかかる垂直軸送り装置の実施の形態を示す上面図であり、図２は、実施の形態の垂直軸送り装置の縦断面図であり、図３は、実施の形態の垂直軸送り装置の制御ブロック図であり、図４は、制御装置の制御モードを示すテーブルである。 Embodiment.
FIG. 1 is a top view showing an embodiment of a vertical axis feeding device according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the vertical axis feeding device according to the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a control block diagram of the vertical axis feeding device, and FIG. 4 is a table showing control modes of the control device.

図１及び図２に示すように、略円柱状の垂直軸（Ｚ軸）１は、下端部に工具を保持する工具取付部１ａを備え、横断面が長方形の筒状のケース２内に格納されている。本明細書において「垂直軸」という場合、ケース２を含むものとする。ケース２の長方形の両短辺には、リニアモータ１３の電磁石可動子１３ａ、１３ａが、軸方向に取付けられている。垂直軸１を上下動可能に保持するコラム１０には、ケース２を囲むようにコ字形の保持枠１１が取付けられている。本明細書において「コラム」という場合、保持枠１１を含むものとする。   As shown in FIGS. 1 and 2, the substantially cylindrical vertical axis (Z-axis) 1 includes a tool mounting portion 1 a that holds a tool at the lower end portion, and is stored in a cylindrical case 2 having a rectangular cross section. Has been. In this specification, the case of “vertical axis” includes the case 2. Electromagnetic movers 13a and 13a of the linear motor 13 are attached to both short sides of the rectangle of the case 2 in the axial direction. A U-shaped holding frame 11 is attached to a column 10 that holds the vertical shaft 1 so as to be movable up and down so as to surround the case 2. In this specification, the term “column” includes the holding frame 11.

コラム１０とケース２との間に２台、保持枠１１とケース２との間に１台、合計３台の直線案内装置１２が軸方向に設置され、垂直軸１は、コラム１０に対して上下動可能に保持されている。電磁石可動子１３ａ、１３ａとの間に微小間隙をあけて対向するように、保持枠１１に、磁石板固定子１３ｂ、１３ｂが軸方向に取付けられている。電磁石可動子１３ａ、１３ａと磁石板固定子１３ｂ、１３ｂとは、垂直軸１を上下動させる推進装置としてのリニアモータ１３を構成している。   A total of three linear guide devices 12 are installed in the axial direction, two between the column 10 and the case 2 and one between the holding frame 11 and the case 2, and the vertical axis 1 is connected to the column 10. It is held so that it can move up and down. Magnet plate stators 13b and 13b are attached to the holding frame 11 in the axial direction so as to face each other with a small gap between the electromagnet movers 13a and 13a. The electromagnet movers 13a and 13a and the magnet plate stators 13b and 13b constitute a linear motor 13 as a propulsion device that moves the vertical shaft 1 up and down.

コラム１０に対向するケース２の長方形の長辺には、軸方向にラック＆ピニオン１６のラック１６ａが取付けられている。コラム１０には、ラック１６ａと噛合うピニオン１６ｂに回転トルクを与えるサーボモータ１５が取付けられている。なお、ラック１６ａをコラム１０に取付け、サーボモータ１５をケース２に取付けてもよい。このとき、サーボモータ１５を熱的に絶縁して取付けるとよい。熱的に絶縁して取付けることにより、サーボモータ１５の回転精度が向上する。   A rack 16a of a rack and pinion 16 is attached to the long side of the rectangle of the case 2 facing the column 10 in the axial direction. The column 10 is provided with a servo motor 15 that applies rotational torque to the pinion 16b that meshes with the rack 16a. The rack 16a may be attached to the column 10 and the servo motor 15 may be attached to the case 2. At this time, the servo motor 15 may be attached with thermal insulation. By mounting with thermal insulation, the rotation accuracy of the servo motor 15 is improved.

重力バランサーとしてラック＆ピニオン１６とサーボモータ１５を用いているので、ラック１６ａの長さは、装置の送り距離（ストローク）と略同じ長さとすればよく、垂直軸１を軽量化することができる。また、ラック１６ａ及びサーボモータ１５は、ケース２及びコラム１０の任意の位置に取り付けることができる。また、サーボモータ１５は、エアシリンダー等に比べて限界加速度が大きく、リニアモータ１３と同等の限界加速度を有していて、リニアモータ１３の速い動きに追従することができる。   Since the rack and pinion 16 and the servo motor 15 are used as the gravity balancer, the length of the rack 16a may be approximately the same as the feeding distance (stroke) of the apparatus, and the vertical shaft 1 can be reduced in weight. . Further, the rack 16 a and the servo motor 15 can be attached to arbitrary positions of the case 2 and the column 10. The servo motor 15 has a larger limit acceleration than an air cylinder or the like, has a limit acceleration equivalent to that of the linear motor 13, and can follow the fast movement of the linear motor 13.

次に、図３及び図４を参照して、制御装置２０によるリニアモータ１３及びサーボモータ１５の制御方法について説明する。ケース２には軸方向にリニアスケール２１（図１参照）が取付けられ、保持枠１１又はコラム１０に取付けられたセンサにより、垂直軸１の上下方向位置及び速度を検出して検出信号を制御部２０ａにフィードバックするようになっている。   Next, a method for controlling the linear motor 13 and the servo motor 15 by the control device 20 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. A linear scale 21 (see FIG. 1) is attached to the case 2 in the axial direction, and the vertical position and speed of the vertical shaft 1 are detected by a sensor attached to the holding frame 11 or the column 10 to control the detection signal. Feedback is made to 20a.

制御部２０ａは、リニアモータアンプ２０ｂを介して、リニアモータ１３に所定速度の下降指令、上昇指令又は停止指令を出力し、前記センサからのフィードバック信号により精密に速度制御して垂直軸（Ｚ軸）１を下降、上昇又は停止させる。   The control unit 20a outputs a predetermined speed descending command, ascending command or stop command to the linear motor 13 via the linear motor amplifier 20b, and precisely controls the speed based on the feedback signal from the sensor to perform the vertical axis (Z-axis). ) Lower, raise or stop 1

制御部２０ａは、リニアモータ１３に下降指令、上昇指令又は停止指令を出力するとともに、バランサ用サーボアンプ２０ｃを介してサーボモータ１５に速度指令値及びトルク指令値を出力する。   The control unit 20a outputs a descending command, an ascending command, or a stop command to the linear motor 13, and outputs a speed command value and a torque command value to the servo motor 15 via the balancer servo amplifier 20c.

図４に示すように、制御装置２０は、サーボモータ１５に対する制御モードとして、バランスモードと、加減速を考慮したアシストモードとを備えている。制御装置２０がバランスモードに設定されていて、制御部２０ａがリニアモータ１３に垂直軸停止指令を出力するとき、制御部２０ａは、サーボモータ１５に速度指令値０ｒｐｍ、トルク指令値Ｔｒａ（垂直軸１の重力によるピニオン１６ｂの回転トルクと略バランスする逆回転トルク）を出力する。これにより、リニアモータ１３にかかる垂直軸１の重力による荷重は略０となる。   As shown in FIG. 4, the control device 20 includes a balance mode and an assist mode in consideration of acceleration / deceleration as control modes for the servomotor 15. When the control device 20 is set to the balance mode and the control unit 20a outputs a vertical axis stop command to the linear motor 13, the control unit 20a sends a speed command value 0 rpm, a torque command value Tra (vertical axis) to the servo motor 15. 1), which is substantially counterbalanced with the rotational torque of the pinion 16b due to the gravity of 1). As a result, the load due to the gravity of the vertical shaft 1 applied to the linear motor 13 becomes substantially zero.

制御装置２０がバランスモードで、制御部２０ａがリニアモータ１３に垂直軸下降指令を出力するとき、制御部２０ａは、サーボモータ１５に速度指令値０ｒｐｍ、トルク指令値Ｔｒａを出力する。これにより、リニアモータ１３にかかる垂直軸１の重力による荷重は略０となる。   When the control device 20 is in the balance mode and the control unit 20 a outputs a vertical axis lowering command to the linear motor 13, the control unit 20 a outputs a speed command value 0 rpm and a torque command value Tra to the servo motor 15. As a result, the load due to the gravity of the vertical shaft 1 applied to the linear motor 13 becomes substantially zero.

制御装置２０がバランスモードで、制御部２０ａがリニアモータ１３に垂直軸１の上昇指令を出力するとき、制御部２０ａは、サーボモータ１５に速度指令値Ａｒｐｍ（ピニオン１６ｂが垂直軸１の上昇速度と同期する回転数よりも１０〜２０％速い回転数）、トルク指令値Ｔｒａを出力する。これにより、リニアモータ１３にかかる垂直軸１の重力による荷重は略０となる。   When the control device 20 is in the balance mode and the control unit 20a outputs a command for raising the vertical axis 1 to the linear motor 13, the control unit 20a sends the speed command value Arpm to the servo motor 15 (the pinion 16b is the raising speed of the vertical axis 1). The torque command value Tra is output 10 to 20% faster than the rotation speed synchronized with the rotation speed). As a result, the load due to the gravity of the vertical shaft 1 applied to the linear motor 13 becomes substantially zero.

制御装置２０がアシストモードに設定されていて、制御部２０ａがリニアモータ１３に垂直軸停止指令を出力するとき、制御部２０ａは、サーボモータ１５に速度指令値０ｒｐｍ、トルク指令値Ｔｒａ（垂直軸１の重力によるピニオン１６ｂの回転トルクと略バランスする逆回転トルク）を出力する。これにより、リニアモータ１３にかかる垂直軸１の重力による荷重は略０となる。   When the control device 20 is set to the assist mode and the control unit 20a outputs a vertical axis stop command to the linear motor 13, the control unit 20a sends a speed command value 0 rpm, a torque command value Tra (vertical axis) to the servo motor 15. 1), which is substantially counterbalanced with the rotational torque of the pinion 16b due to the gravity of 1). As a result, the load due to the gravity of the vertical shaft 1 applied to the linear motor 13 becomes substantially zero.

制御装置２０がアシストモードで、制御部２０ａがリニアモータ１３に垂直軸下降指令を出力するとき、制御部２０ａは、サーボモータ１５に速度指令値（−）Ｂｒｐｍ（ピニオン１６ｂが垂直軸１の下降速度と同期する回転数よりも１０〜２０％速い回転数）、トルク指令値（−）Ｔｒｂ（絶対値がＴｒａより小さい正回転トルク）を出力する。これにより、リニアモータ１３の下降推進力に、垂直軸１の重力による推進力及びサーボモータ１５のトルク指令値Ｔｒｂによる推進力が付加され、リニアモータ１３の下降推進力がアシストされる。なお、絶対値｜Ｔｒａ｜＜｜ｔｒｂ｜としてもよい。   When the control device 20 is in the assist mode and the control unit 20a outputs a vertical axis lowering command to the linear motor 13, the control unit 20a sends the speed command value (−) Brpm (the pinion 16b is lowered on the vertical axis 1) to the servo motor 15. And a torque command value (−) Trb (a positive rotation torque whose absolute value is smaller than Tra) is output. Thus, the propulsive force due to the gravity of the vertical shaft 1 and the propulsive force due to the torque command value Trb of the servo motor 15 are added to the downward propulsive force of the linear motor 13, and the downward propulsive force of the linear motor 13 is assisted. The absolute value | Tra | <| trb |.

制御装置２０がアシストモードで、制御部２０ａがリニアモータ１３に垂直軸上昇指令を出力するとき、制御部２０ａは、サーボモータ１５に速度指令値Ａｒｐｍ（ピニオン１６ｂが垂直軸１の上昇速度と同期する回転数よりも１０〜２０％速い回転数）、トルク指令値Ｔｒｃ（絶対値がＴｒａより大きい逆回転トルク）を出力する。これにより、リニアモータ１３の上昇推進力がアシストされる。   When the control device 20 is in the assist mode and the control unit 20a outputs a vertical axis ascent command to the linear motor 13, the control unit 20a sends the speed command value Arpm (the pinion 16b is synchronized with the ascent rate of the vertical axis 1) to the servo motor 15. Torque command value Trc (a reverse rotation torque whose absolute value is larger than Tra) is output. Thereby, the upward driving force of the linear motor 13 is assisted.

以上のように、本発明にかかる垂直軸送り装置は、小形で限界加速度が大きい垂直軸送り装置として有用である。   As described above, the vertical axis feeding device according to the present invention is useful as a vertical axis feeding device that is small and has a large limit acceleration.

本発明にかかる垂直軸送り装置の実施の形態を示す上面図である。It is a top view which shows embodiment of the vertical axis | shaft feeder concerning this invention. 実施の形態の垂直軸送り装置の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the vertical axis feeder of embodiment. 実施の形態の垂直軸送り装置の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the vertical axis feeder of an embodiment. 制御装置の制御モードを示すテーブルである。It is a table which shows the control mode of a control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ 垂直軸（Ｚ軸）
１ａ 工具取付部
２ ケース（垂直軸）
１０ コラム
１１ 保持枠（コラム）
１２ 直線案内装置
１３ リニアモータ（推進装置）
１３ａ 電磁石可動子
１３ｂ 磁石板固定子
１５ サーボモータ
１６ ラック＆ピニオン
１６ａ ラック
１６ｂ ピニオン
２０ 制御装置
２０ａ 制御部
２０ｂ リニアモータアンプ
２０ｃ バランサ用サーボアンプ 1 Vertical axis (Z axis)
1a Tool mounting part 2 Case (vertical axis)
10 Column 11 Holding frame (Column)
12 Linear guide device 13 Linear motor (propulsion device)
13a Electromagnetic mover 13b Magnet plate stator 15 Servo motor 16 Rack & pinion 16a Rack 16b Pinion 20 Controller 20a Control unit 20b Linear motor amplifier 20c Servo amplifier for balancer

Claims (10)

工具を保持する垂直軸と、該垂直軸を上下動可能に保持するコラムと、該コラムに反力をとって前記垂直軸を上下動させる推進装置と、を備える垂直軸送り装置において、
前記垂直軸とコラムのいずれか一方に取付けたラックと、
該ラックと噛合うピニオンと、
前記垂直軸とコラムの他方に取付けられ前記ピニオンに回転トルクを与えるサーボモータと、
前記推進装置を制御するとともに、前記垂直軸の重力が前記ピニオンに負荷する回転トルクと略バランスする逆回転トルクを前記サーボモータに発生させる制御装置と、
を備えることを特徴とする垂直軸送り装置。 In a vertical axis feeding device comprising: a vertical axis that holds a tool; a column that holds the vertical axis so as to move up and down; and a propulsion device that moves the vertical axis up and down by taking a reaction force on the column.
A rack attached to either the vertical shaft or the column;
A pinion meshing with the rack;
A servo motor attached to the other of the vertical shaft and the column to give rotational torque to the pinion;
A control device for controlling the propulsion device, and causing the servo motor to generate a reverse rotation torque that substantially balances the rotation torque applied to the pinion by the gravity of the vertical axis;
A vertical axis feeding device comprising: 前記制御装置は、前記推進装置に前記垂直軸を停止させる停止指令を出力するとともに、前記サーボモータに、速度指令値として０ｒｐｍを出力し、トルク指令値として前記垂直軸の重力が前記ピニオンに負荷する回転トルクと略バランスする逆回転トルク値Ｔｒａを出力することを特徴とする請求項１に記載の垂直軸送り装置。   The control device outputs a stop command for stopping the vertical axis to the propulsion device, outputs 0 rpm as a speed command value to the servo motor, and gravity of the vertical axis is loaded on the pinion as a torque command value. The vertical shaft feeding device according to claim 1, wherein a reverse rotational torque value Tra substantially balanced with the rotational torque to be output is output. 前記制御装置は、前記推進装置に前記垂直軸を下降させる下降指令を出力するとともに、前記サーボモータに、速度指令値として０ｒｐｍを出力し、トルク指令値として前記垂直軸の重力が前記ピニオンに負荷する回転トルクと略バランスする逆回転トルク値Ｔｒａを出力することを特徴とする請求項１に記載の垂直軸送り装置。   The control device outputs a lowering command for lowering the vertical axis to the propulsion device, outputs 0 rpm as a speed command value to the servo motor, and gravity on the vertical axis is loaded on the pinion as a torque command value. The vertical shaft feeding device according to claim 1, wherein a reverse rotational torque value Tra substantially balanced with the rotational torque to be output is output. 前記制御装置は、前記推進装置に前記垂直軸を上昇させる上昇指令を出力するとともに、前記サーボモータに、速度指令値として前記ピニオンが前記垂直軸の上昇速度と同期する回転数よりも速い回転数値を出力し、トルク指令値として前記垂直軸の重力が前記ピニオンに負荷する回転トルクと略バランスする逆回転トルク値Ｔｒａを出力することを特徴とする請求項１に記載の垂直軸送り装置。   The control device outputs an ascending command for raising the vertical axis to the propulsion device, and a rotational numerical value faster than a rotational speed at which the pinion synchronizes with the ascending speed of the vertical axis as a speed command value to the servo motor. The vertical shaft feed device according to claim 1, wherein a reverse rotational torque value Tra that substantially balances the rotational torque applied to the pinion by the gravity of the vertical axis is output as a torque command value. 工具を保持する垂直軸と、該垂直軸を上下動可能に保持するコラムと、該コラムに反力をとって前記垂直軸を上下動させる推進装置と、を備える垂直軸送り装置において、
前記垂直軸とコラムのいずれか一方に取付けたラックと、
該ラックと噛合うピニオンと、
前記垂直軸とコラムの他方に取付けられ前記ピニオンに回転トルクを与えるサーボモータと、
前記推進装置を制御するとともに、前記推進装置による前記垂直軸の推進をアシストするように前記サーボモータを制御する制御装置と、
を備えることを特徴とする垂直軸送り装置。 In a vertical axis feeding device comprising: a vertical axis that holds a tool; a column that holds the vertical axis so as to move up and down; and a propulsion device that moves the vertical axis up and down by taking a reaction force on the column.
A rack attached to either the vertical shaft or the column;
A pinion meshing with the rack;
A servo motor attached to the other of the vertical shaft and the column to give rotational torque to the pinion;
A control device that controls the servo motor to control the propulsion device and assist the propulsion device to propel the vertical axis;
A vertical axis feeding device comprising: 前記制御装置は、前記推進装置に前記垂直軸を停止させる停止指令を出力するとともに、前記サーボモータに、速度指令値として０ｒｐｍを出力し、トルク指令値として前記垂直軸の重力が前記ピニオンに負荷する回転トルクと略バランスする逆回転トルク値Ｔｒａを出力することを特徴とする請求項５に記載の垂直軸送り装置。   The control device outputs a stop command for stopping the vertical axis to the propulsion device, outputs 0 rpm as a speed command value to the servo motor, and gravity of the vertical axis is loaded on the pinion as a torque command value. 6. The vertical shaft feeding device according to claim 5, wherein a reverse rotational torque value Tra substantially balanced with the rotational torque to be outputted is output. 前記制御装置は、前記推進装置に前記垂直軸を下降させる下降指令を出力するとともに、前記サーボモータに、速度指令値として前記ピニオンが前記垂直軸の下降速度と同期する回転数よりも速い回転数値を出力し、トルク指令値として、絶対値が、前記垂直軸の重力が前記ピニオンに負荷する回転トルクと略バランスする逆回転トルク値Ｔｒａより小さい正回転トルク値を出力することを特徴とする請求項５に記載の垂直軸送り装置。   The control device outputs a lowering command for lowering the vertical axis to the propulsion device, and a rotational numerical value faster than the rotational speed at which the pinion synchronizes with the lowering speed of the vertical axis as a speed command value to the servo motor. And a positive rotational torque value that is smaller than a reverse rotational torque value Tra whose absolute value is substantially balanced with the rotational torque applied to the pinion by the gravity of the vertical axis as a torque command value. Item 6. The vertical axis feeding device according to Item 5. 前記制御装置は、前記推進装置に前記垂直軸を上昇させる上昇指令を出力するとともに、前記サーボモータに、速度指令値として前記ピニオンが前記垂直軸の上昇速度と同期する回転数よりも速い回転数値を出力し、トルク指令値として、絶対値が、前記垂直軸の重力が前記ピニオンに負荷する回転トルクと略バランスする逆回転トルク値Ｔｒａより大きい逆回転トルク値を出力することを特徴とする請求項５に記載の垂直軸送り装置。   The control device outputs an ascending command for raising the vertical axis to the propulsion device, and a rotational numerical value faster than a rotational speed at which the pinion synchronizes with the ascending speed of the vertical axis as a speed command value to the servo motor. And a reverse rotational torque value greater than the reverse rotational torque value Tra, which is substantially balanced with the rotational torque applied to the pinion by the gravity of the vertical axis, is output as a torque command value. Item 6. The vertical axis feeding device according to Item 5. 前記推進装置が、リニアモータであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つにに記載の垂直軸送り装置。   The vertical shaft feeding device according to any one of claims 1 to 8, wherein the propulsion device is a linear motor. 前記サーボモータが、前記垂直軸又はコラムに熱的に絶縁されて取付けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の垂直軸送り装置。   The vertical shaft feeding device according to claim 1, wherein the servo motor is attached to the vertical shaft or the column in a thermally insulated manner.
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