JP2014224590A - Load control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load control device which can accurately perform load control.SOLUTION: An actuator 10 of a load control device comprises: a cylinder 26; a rod 14 which is loosely fit into the cylinder 26, and presses an object at its one end 14a; a driven member 39 which is connected to the another end of the rod 14, and defines a pressure chamber 32 therein; a linear drive part 42 which linearly drives the driven member 39 in an axial direction of the cylinder; and a regulator which supplies compressed fluid into the pressure chamber 32, and imparts loading to the rod 14.

Description

本発明は、対象物に荷重を加える荷重制御装置に関する。   The present invention relates to a load control device that applies a load to an object.

スクラバー洗浄機用ディスクのラッピング、フィルムの張力制御、感圧センサ／感圧スイッチの検査、モータのコイル巻線の張力制御などでは、一定荷重を対象物（ディスク、フィルム、感圧センサ／感圧スイッチ、ワイヤ等）に加え続けることが求められる。   In the lapping of discs for scrubber washing machines, film tension control, pressure sensor / pressure switch inspection, motor coil winding tension control, etc., a constant load is applied to the object (disk, film, pressure sensor / pressure sensor). Switch, wire, etc.).

このような用途に使用できる装置として、圧縮空気を利用するアクチュエータが考えられる。例えば、特許文献１に記載の流体圧アクチュエータは、ガイド軸とこれに沿って移動可能なスライダとを備え、スライダ内部には隔壁によって区画された２つのシリンダ室が設けられている。そして、２つのシリンダ室内に圧縮空気を出入りさせることで、ガイド軸に沿ってスライダを移動させる。   As an apparatus that can be used for such an application, an actuator using compressed air is conceivable. For example, the fluid pressure actuator described in Patent Document 1 includes a guide shaft and a slider that can move along the guide shaft, and two cylinder chambers partitioned by a partition wall are provided inside the slider. Then, the slider is moved along the guide shaft by allowing compressed air to enter and exit the two cylinder chambers.

特開２００２−２３５７０７号公報JP 2002-235707 A

特許文献１のような圧縮空気による位置制御を行うアクチュエータでは、例えば半導体検査装置のように微小な（例えば０．５Ｎ以下の）荷重を与える必要のある用途では、空気流量制御の非線形性のために精細な制御が困難であり、荷重制御の精度が大きく低下してしまうという問題がある。   In an actuator that performs position control using compressed air as in Patent Document 1, in applications that require a minute load (for example, 0.5 N or less) such as a semiconductor inspection device, the non-linearity of air flow control is required. However, there is a problem that fine control is difficult and load control accuracy is greatly reduced.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、荷重制御を高精度で行うことができる荷重制御装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the load control apparatus which can perform load control with high precision.

本発明のある態様の荷重制御装置は、シリンダと、シリンダ内に遊嵌される、一端で対象物を押圧するロッドと、ロッドの他端に連結されるとともに内部に圧力室を画成する被駆動部材と、被駆動部材をシリンダの軸方向に線形駆動するリニア駆動部と、圧力室内に圧縮流体を供給してロッドに荷重を与えるレギュレータと、を備える。   A load control device according to an aspect of the present invention includes a cylinder, a rod that is loosely fitted in the cylinder, presses an object at one end, and a cover that is connected to the other end of the rod and defines a pressure chamber therein. A driving member; a linear driving unit that linearly drives the driven member in the axial direction of the cylinder; and a regulator that supplies a compressed fluid to the pressure chamber and applies a load to the rod.

この態様によると、対象物を押圧するロッドがリニア駆動部によって線形駆動されるため、高精度の荷重制御を実現することができる。   According to this aspect, since the rod that presses the object is linearly driven by the linear drive unit, highly accurate load control can be realized.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described constituent elements, and those obtained by replacing the constituent elements and expressions of the present invention with each other among methods, apparatuses, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、荷重制御を高精度で行うことができる。   According to the present invention, load control can be performed with high accuracy.

本発明の一実施形態に係る荷重制御装置を構成するアクチュエータの斜視図である。It is a perspective view of the actuator which constitutes the load control device concerning one embodiment of the present invention. 図１のアクチュエータの正面図である。It is a front view of the actuator of FIG. 図１のアクチュエータの右側面図である。It is a right view of the actuator of FIG. 図３中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line in FIG. 本発明の一実施形態に係る荷重制御装置を構成する制御ユニットの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control unit which comprises the load control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 制御ユニットの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of a control unit.

以下、本発明の一実施形態に係る荷重制御装置について説明する。   Hereinafter, a load control device according to an embodiment of the present invention will be described.

荷重制御装置は、対象物に対して一定の微小荷重を与え続けるための装置であり、対象物と接触するロッドを有するアクチュエータ１０と、アクチュエータ１０を制御する制御ユニットと、アクチュエータ１０に空気を供給するレギュレータと、で構成される。制御ユニットについては図５を参照して、レギュレータについては図４を参照して、それぞれ後述する。   The load control device is a device for continuously applying a certain minute load to an object, and includes an actuator 10 having a rod that comes into contact with the object, a control unit that controls the actuator 10, and air is supplied to the actuator 10. And a regulator. The control unit will be described later with reference to FIG. 5, and the regulator will be described later with reference to FIG.

図１は、本実施形態に係るアクチュエータ１０の斜視図、図２はアクチュエータ１０の正面図である。アクチュエータ１０は、角柱形のロッド１４と、ロッド１４を受け入れるシリンダハウジング１２とを備える。   FIG. 1 is a perspective view of an actuator 10 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a front view of the actuator 10. The actuator 10 includes a prismatic rod 14 and a cylinder housing 12 that receives the rod 14.

図１および２に示すように、シリンダハウジング１２は、４枚の略同形の板１２ａ〜１２ｄを複数のボルト１３で締結して構成される。代替的に、シリンダハウジング１２は一体的な筒状部材であってもよい。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cylinder housing 12 is configured by fastening four substantially identical plates 12 a to 12 d with a plurality of bolts 13. Alternatively, the cylinder housing 12 may be an integral tubular member.

図３は、アクチュエータ１０の右側面図である。図３に示すように、アクチュエータ１０のシリンダハウジング１２の内部には、断面が略正方形である角筒形のシリンダ２６が画成されている。シリンダ２６内には、断面が略正方形である角柱形のロッド１４が遊嵌されている。   FIG. 3 is a right side view of the actuator 10. As shown in FIG. 3, a rectangular cylinder 26 having a substantially square cross section is defined inside the cylinder housing 12 of the actuator 10. A prismatic rod 14 having a substantially square cross section is loosely fitted in the cylinder 26.

ロッド１４は、四辺それぞれに微小な隙間を有してシリンダ２６に挿通されており、空気軸受によってシリンダ２６内でロッド１４が非接触に案内される。後述するように、ロッド１４の先端１４ａは、対象物の表面に接触し、対象物に対して一定の荷重を加えるように制御される。   The rod 14 is inserted into the cylinder 26 with a minute gap on each of the four sides, and the rod 14 is guided in a non-contact manner within the cylinder 26 by an air bearing. As will be described later, the tip 14a of the rod 14 is controlled so as to contact the surface of the object and apply a certain load to the object.

シリンダ２６およびロッド１４は、それぞれ円形ではなく略正方形の断面を有しているので、ロッド１４がシリンダ２６に対して回転することが防止される。なお、シリンダ２６およびロッド１４の断面が非円形の形状、例えば楕円形や、正方形以外の多角形であってもよい。   Since the cylinder 26 and the rod 14 each have a substantially square cross section instead of a circle, the rod 14 is prevented from rotating with respect to the cylinder 26. The cross section of the cylinder 26 and the rod 14 may be a non-circular shape such as an ellipse or a polygon other than a square.

図４は図３中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図４に示すように、シリンダハウジング１２のロッド先端１４ａと反対の側には、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４２が内部に配置されたモータハウジング２４が接続されている。シリンダハウジング１２とモータハウジング２４との接触面にはＯリング４４が配置され、モータハウジング２４内の空間を気密にしている。   4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. As shown in FIG. 4, a motor housing 24 in which a voice coil motor (VCM) 42 is disposed is connected to the side of the cylinder housing 12 opposite to the rod tip 14a. An O-ring 44 is disposed on the contact surface between the cylinder housing 12 and the motor housing 24 to make the space in the motor housing 24 airtight.

モータハウジング２４は、円筒形の内面２４ｄと、底部２４ｃから内部空間に突出する円柱形の凸部２４ａとを有している。この円柱凸部２４ａの周りにボイスコイルモータ（リニア駆動部）４２が配置される。ボイスコイルモータ４２は、マグネット３８と、コイルボビン（被駆動部材）３９と、コイルボビン３９に巻回されたコイル４０とを備える。   The motor housing 24 has a cylindrical inner surface 24d and a columnar convex portion 24a protruding from the bottom portion 24c into the internal space. A voice coil motor (linear drive unit) 42 is disposed around the cylindrical convex portion 24a. The voice coil motor 42 includes a magnet 38, a coil bobbin (driven member) 39, and a coil 40 wound around the coil bobbin 39.

マグネット３８は、モータハウジング２４の内面２４ｄに沿うような円筒形状を有し、内面２４ｄと円柱凸部２４ａとの間に配置される。モータハウジング２４は例えば鉄などの磁性体で構成されており、マグネットヨークとしても機能する。   The magnet 38 has a cylindrical shape along the inner surface 24d of the motor housing 24, and is disposed between the inner surface 24d and the columnar convex portion 24a. The motor housing 24 is made of, for example, a magnetic material such as iron and also functions as a magnet yoke.

コイルボビン３９は、マグネット３８と円柱凸部２４ａとの間の空間に挿入される部分３９ａと、ロッド１４の後端１４ｂにボルト２８で締結される底部３９ｂとを有する有底円筒形をなしている。円筒部３９ａの一部に銅線が巻回されてコイル４０が形成される。コイルボビン３９の円筒部３９ａの直径はシリンダ２６の内径よりも大きくされており、コイルボビン３９に締結されたロッド１４の軸方向移動量を制限している。   The coil bobbin 39 has a bottomed cylindrical shape having a portion 39a inserted into a space between the magnet 38 and the columnar convex portion 24a, and a bottom portion 39b fastened by a bolt 28 to the rear end 14b of the rod 14. . A coil 40 is formed by winding a copper wire around a portion of the cylindrical portion 39a. The diameter of the cylindrical portion 39 a of the coil bobbin 39 is larger than the inner diameter of the cylinder 26, and limits the amount of axial movement of the rod 14 fastened to the coil bobbin 39.

ボイスコイルモータ４２は、コイル４０への供給電流量および電流の向きに応じて、コイル４０が巻回されたコイルボビン３９およびロッド１４を軸方向のいずれかの側に移動させる力を発生させる。マグネット３８、コイルボビン３９およびコイル４０の軸方向長さは、ロッド１４の所望の軸方向ストローク（例えば３〜５ｍｍ）を実現するように設定される。なお、図４は、コイルボビン３９およびロッド１４が軸方向右側に最大限移動した状態（非通電状態）を表している。   The voice coil motor 42 generates a force that moves the coil bobbin 39 and the rod 14 around which the coil 40 is wound to either side in the axial direction according to the amount of current supplied to the coil 40 and the direction of the current. The axial lengths of the magnet 38, the coil bobbin 39, and the coil 40 are set so as to realize a desired axial stroke of the rod 14 (for example, 3 to 5 mm). FIG. 4 shows a state (non-energized state) in which the coil bobbin 39 and the rod 14 have moved to the right in the axial direction.

モータハウジング２４の底部２４ｂには、ケーブルプラグ２２が取り付けられる。ケーブルプラグ２２に接続されたケーブル（図示せず）からコイル４０に電流が供給される。   A cable plug 22 is attached to the bottom 24 b of the motor housing 24. Current is supplied to the coil 40 from a cable (not shown) connected to the cable plug 22.

コイルボビン３９の円筒部３９ａの内面と円柱凸部２４ａの上面２４ｂとの間に、円筒形の空間である圧力室３２が画成される。   A pressure chamber 32 that is a cylindrical space is defined between the inner surface of the cylindrical portion 39a of the coil bobbin 39 and the upper surface 24b of the columnar convex portion 24a.

モータハウジング２４の上面には、圧力センサ１６と継手２０とが取り付けられている。継手２０には、図示しないチューブを介してレギュレータ２１が接続されている。   A pressure sensor 16 and a joint 20 are attached to the upper surface of the motor housing 24. A regulator 21 is connected to the joint 20 via a tube (not shown).

継手２０は、モータハウジング２４の壁面に形成された通気孔３４を介して圧力室３２と連通している。レギュレータ２１から送られた一定量の圧縮空気は、通気孔３４と連通孔３６を通り圧力室３２に入るとともに、シリンダ２６とロッド１４との間の隙間を通りアクチュエータ１０の外部へと流れる。すなわち、レギュレータから送られた圧縮空気は、シリンダ２６とロッド１４の間の空気軸受の役割を有している。   The joint 20 communicates with the pressure chamber 32 via a vent hole 34 formed in the wall surface of the motor housing 24. A certain amount of compressed air sent from the regulator 21 enters the pressure chamber 32 through the vent hole 34 and the communication hole 36, and flows to the outside of the actuator 10 through the gap between the cylinder 26 and the rod 14. That is, the compressed air sent from the regulator has a role of an air bearing between the cylinder 26 and the rod 14.

圧力センサ１６は、図示しない経路によりモータハウジング２４の内部空間と連通し、内部空間の圧力を測定する。測定された結果は、ケーブル１８を介して外部の制御ユニット１００に伝達される。   The pressure sensor 16 communicates with the internal space of the motor housing 24 through a path (not shown) and measures the pressure in the internal space. The measured result is transmitted to the external control unit 100 via the cable 18.

レギュレータ２１からモータハウジング２４へと圧縮空気が供給されると、圧力室３２内の圧力とその底面積とを乗じて得られる荷重が、ロッド１４を介して対象物に与えられる。後述する制御ユニットは、ロッド１４が対象物に接触して押圧された状態で、圧力室３２内の圧力変化ΔＰを圧力センサ１６で検出し、ΔＰと底面積からロッド荷重の変化分を演算する。この変化分を相殺するように、ボイスコイルモータ４２を変位させてロッド１４を移動させることで、ロッドから対象物に対して一定の荷重を与え続けることができる。   When compressed air is supplied from the regulator 21 to the motor housing 24, a load obtained by multiplying the pressure in the pressure chamber 32 and its bottom area is given to the object via the rod 14. The control unit described later detects the pressure change ΔP in the pressure chamber 32 with the pressure sensor 16 in a state where the rod 14 is pressed against the object, and calculates the change in the rod load from ΔP and the bottom area. . By displacing the voice coil motor 42 and moving the rod 14 so as to cancel out this change, a constant load can be continuously applied from the rod to the object.

図５は、本実施形態に係る制御ユニット１００の構成を示す図である。図中の各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や電気回路で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the control unit 100 according to the present embodiment. Each block in the figure can be realized in hardware by an element and an electric circuit including a CPU and a memory of a computer, and is realized by a computer program or the like in software. It is drawn as a functional block to be realized. Therefore, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by a combination of hardware and software.

荷重計算部１０２は、圧力センサ１６の検出値から、ロッド１４に加わっている荷重を計算する。   The load calculation unit 102 calculates the load applied to the rod 14 from the detection value of the pressure sensor 16.

モータ制御部１０４は、ロッド１４から対象物に加わる加わる荷重が一定値になるようなコイルボビン３９の移動量を計算して、対応する電流をコイル４０に印加する。   The motor control unit 104 calculates the amount of movement of the coil bobbin 39 so that the load applied to the object from the rod 14 becomes a constant value, and applies a corresponding current to the coil 40.

図６は、荷重制御装置を構成する制御ユニット１００の動作を示すフローチャートである。図６を参照して、荷重制御装置の作用を説明する。   FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the control unit 100 constituting the load control device. The operation of the load control device will be described with reference to FIG.

ロッド１４の先端１４ａを対象物に接触させた状態で、図示しないレギュレータ２１から一定流量の圧縮空気をアクチュエータ１０に供給する。圧縮空気はシリンダ２６とロッド１４の間の空気軸受として機能するとともに、圧力室３２内に流入してコイルボビン３９およびロッド１４を移動させて、ロッドの先端１４ａに接触している対象物を押圧する。対象物からの反力による圧力室３２の圧力変化ΔＰを圧力センサ１６で検出し、検出値が制御ユニット１００に送られる（Ｓ１２）。   A constant flow of compressed air is supplied to the actuator 10 from a regulator 21 (not shown) with the tip 14a of the rod 14 in contact with the object. The compressed air functions as an air bearing between the cylinder 26 and the rod 14 and flows into the pressure chamber 32 to move the coil bobbin 39 and the rod 14 to press the object in contact with the tip 14a of the rod. . The pressure change ΔP in the pressure chamber 32 due to the reaction force from the object is detected by the pressure sensor 16, and the detected value is sent to the control unit 100 (S12).

制御ユニット１００の荷重計算部１０２は、円筒形の圧力室３２の底面積と圧力変化ΔＰとを乗じて、ロッド１４が対象物に対して付加している荷重の変化分を計算する（Ｓ１２）。モータ制御部１０４は、この変化分を相殺する方向にコイルボビン３９が移動するようにコイル４０に与える電流を演算するフィードバック制御を実行する（Ｓ１４）。   The load calculation unit 102 of the control unit 100 multiplies the bottom area of the cylindrical pressure chamber 32 and the pressure change ΔP to calculate the change in load applied to the object by the rod 14 (S12). . The motor control unit 104 executes feedback control for calculating a current to be applied to the coil 40 so that the coil bobbin 39 moves in a direction that cancels the change (S14).

モータ制御部１０４からコイル４０に与えられる電流およびその向きに応じて、コイルボビン３９が軸方向に変位する。この変位により、圧力室３２の体積が増加すれば、圧力室内の正の圧力変化ΔＰを相殺することができ、圧力室３２の体積が減少すれば、圧力室内の負の圧力変化ΔＰを相殺することができる。このようにして、ロッドから対象物に与えられる荷重の変化分が相殺され、押圧荷重が一定値に制御される。   The coil bobbin 39 is displaced in the axial direction according to the current applied from the motor control unit 104 to the coil 40 and the direction thereof. If the volume of the pressure chamber 32 increases due to this displacement, the positive pressure change ΔP in the pressure chamber can be canceled out. If the volume of the pressure chamber 32 decreases, the negative pressure change ΔP in the pressure chamber cancels out. be able to. In this way, the change in load applied from the rod to the object is canceled out, and the pressing load is controlled to a constant value.

以上説明したように、本実施形態に係る荷重制御装置では、ロッドから対象物に与えられる押圧荷重を一定値に制御するために、圧力室内に流入する空気量自体を制御するのではなく、圧力室内の圧力変化ΔＰ、ひいてはロッド荷重の変化分を相殺するようにボイスコイルモータを制御する。ボイスコイルモータは微小量の移動を高精度で実施することができるため、ロッドが加えるべき荷重が非常に小さい（例えば０．１Ｎ未満）場合であっても、高精度の荷重制御が可能になる。また、空気量を直接制御する場合に比べて、応答性が高くなる。さらに、コイルへの電流供給が停止された場合でも、コイルボビンおよびロッドが初期位置（図４に示す位置）に戻るだけで済む。   As described above, in the load control device according to the present embodiment, in order to control the pressing load applied to the object from the rod to a constant value, the amount of air flowing into the pressure chamber itself is not controlled, but the pressure The voice coil motor is controlled so as to cancel out the pressure change ΔP in the room and thus the change in the rod load. Since the voice coil motor can perform a very small amount of movement with high accuracy, even when the load to be applied by the rod is very small (for example, less than 0.1 N), highly accurate load control is possible. . In addition, the responsiveness is higher than in the case where the air amount is directly controlled. Furthermore, even when the current supply to the coil is stopped, the coil bobbin and the rod need only return to the initial position (position shown in FIG. 4).

特許文献１のように空気量を直接制御する場合には、圧力室に通じる流路に電磁弁が必要である他、電磁弁の上流と下流の両方に圧力センサが必要になる。このため、制御系が複雑になる上、アクチュエータが大型化し、コストも増大する。本実施形態のようにボイスコイルモータを利用することで、これらの欠点が軽減ないし解消される。また、供給する空気流量は常に一定でよく、圧力センサも一つで済む。   When the air amount is directly controlled as in Patent Document 1, an electromagnetic valve is required for the flow path leading to the pressure chamber, and pressure sensors are required both upstream and downstream of the electromagnetic valve. This complicates the control system and increases the size and cost of the actuator. By using a voice coil motor as in this embodiment, these drawbacks are reduced or eliminated. Further, the supplied air flow rate may be always constant, and only one pressure sensor is required.

また、本実施形態に係る荷重制御装置は、空気軸受による非接触式のシリンダおよびロッドを使用している。ロッドを非接触で支持することによって、移動時の摩擦やバックラッシ等が発生しないため、さらに高精度かつ高応答性の制御が可能になる。加えて、常にシリンダに空気が供給されているため、アクチュエータの発熱が抑制される上、潤滑油等が不要であるためクリーンである。   In addition, the load control device according to the present embodiment uses a non-contact type cylinder and rod using an air bearing. By supporting the rod in a non-contact manner, friction during movement, backlash, and the like are not generated, so that control with higher accuracy and higher response becomes possible. In addition, since air is always supplied to the cylinder, the heat generation of the actuator is suppressed, and it is clean because no lubricating oil or the like is required.

以上、本発明の実施の形態について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。   The embodiment of the present invention has been described above. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to combinations of the respective components, and such modifications are within the scope of the present invention.

実施の形態では、シリンダとロッドの間に空気軸受を構成することを述べたが、空気軸受以外の流体軸受を使用してもよい。   In the embodiment, it is described that the air bearing is formed between the cylinder and the rod. However, a fluid bearing other than the air bearing may be used.

実施の形態では、ロッドを駆動するためにボイスコイルモータを使用したが、他の形式のリニアモータやピエゾ素子を使用してロッドを駆動してもよい。   In the embodiment, the voice coil motor is used to drive the rod. However, the rod may be driven using another type of linear motor or piezo element.

１０ アクチュエータ、 １２ シリンダハウジング、 １４ ロッド、 １６ 圧力センサ、 ２１ レギュレータ、 ２４ モータハウジング、 ２６ シリンダ、 ３２ 圧力室、 ３４ 通気孔、 ３６ 連通孔、 ３８ マグネット、 ３９ コイルボビン、 ４０ コイル、 ４２ ボイスコイルモータ、 １００ 制御ユニット、 １０２ 荷重計算部、 １０４ モータ制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Actuator, 12 Cylinder housing, 14 Rod, 16 Pressure sensor, 21 Regulator, 24 Motor housing, 26 Cylinder, 32 Pressure chamber, 34 Vent hole, 36 Communication hole, 38 Magnet, 39 Coil bobbin, 40 Coil, 42 Voice coil motor, 100 control unit, 102 load calculation unit, 104 motor control unit.

Claims (6)

シリンダと、
前記シリンダ内に遊嵌される、一端で対象物を押圧するロッドと、
前記ロッドの他端に連結されるとともに内部に圧力室を画成する被駆動部材と、
前記被駆動部材を前記シリンダの軸方向に線形駆動するリニア駆動部と、
前記圧力室内に圧縮流体を供給して前記ロッドに荷重を与えるレギュレータと、
を備えることを特徴とする荷重制御装置。 A cylinder,
A rod that is loosely fitted into the cylinder and presses the object at one end;
A driven member connected to the other end of the rod and defining a pressure chamber therein;
A linear drive unit that linearly drives the driven member in the axial direction of the cylinder;
A regulator for supplying a load to the rod by supplying a compressed fluid into the pressure chamber;
A load control device comprising: 前記圧力室内の圧力変化を検出する圧力センサと、
検出された圧力変化と前記圧力室の底面積とから、前記ロッドの付加する荷重の変化分を計算する荷重計算部と、
前記被駆動部材を変位させて、前記荷重計算部により計算された荷重の変化分を相殺するように前記リニア駆動部を制御する制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の荷重制御装置。 A pressure sensor for detecting a pressure change in the pressure chamber;
From the detected pressure change and the bottom area of the pressure chamber, a load calculation unit that calculates a change in load applied to the rod;
A control unit that controls the linear drive unit to displace the driven member and cancel the change in the load calculated by the load calculation unit;
The load control device according to claim 1, further comprising: 前記リニア駆動部がボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１または２に記載の荷重制御装置。   The load control device according to claim 1, wherein the linear drive unit is a voice coil motor. 前記シリンダと前記ロッドとの隙間に前記レギュレータから圧縮流体が供給されて空気軸受が構成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の荷重制御装置。   The load control device according to any one of claims 1 to 3, wherein a compressed fluid is supplied from the regulator to a gap between the cylinder and the rod to form an air bearing. 前記シリンダおよび前記ロッドが非円形断面を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の荷重制御装置。   The load control device according to claim 1, wherein the cylinder and the rod have a non-circular cross section. 前記ボイスコイルモータを収容するハウジングの底部にケーブルプラグが取り付けられ、該ケーブルプラグに接続されたケーブルから前記ボイスコイルモータのコイルに電流が供給されることを特徴とする請求項３に記載の荷重制御装置。   The load according to claim 3, wherein a cable plug is attached to a bottom portion of a housing that houses the voice coil motor, and current is supplied to a coil of the voice coil motor from a cable connected to the cable plug. Control device.
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