JP3065597U - 変形補償装置 - Google Patents

変形補償装置

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JP3065597U
JP3065597U JP1999005117U JP511799U JP3065597U JP 3065597 U JP3065597 U JP 3065597U JP 1999005117 U JP1999005117 U JP 1999005117U JP 511799 U JP511799 U JP 511799U JP 3065597 U JP3065597 U JP 3065597U
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linear
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ラルソン シュトゥーレ
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Lidk▲o▼ping Machine Tools AB
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Lidk▲o▼ping Machine Tools AB
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械の加工中における装置の変形を補償
する装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 フィードスライド（４）とリニアモータ
（５）は閉ループフィードバック位置制御系（６）で制
御されており、変形が上記リニアモータ（５）で駆動さ
れる第一機械要素（２）の直動により補償され、上記直
動は、第一機械要素（２）と支持手段（７）のうちの少
なくとも第一機械要素（２）の変形により発する力が上
記リニアモータ（５）に作用することにより生ずるリニ
アモータ（５）の巻線での電流の変化によりなされる。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【考案の属する技術分野】
本考案は第一機械要素と、場合によっては支持手段の非塑性変形を補償する装 置であって、第一機械要素が少なくとも加工手段を有すると共に、一つのフィー ドスライドと一つのリニアモータを少なくとも備えた第二機械要素に取りつけら れている変形補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多くの機械において直動せるフィード（送り）スライドはきわめて重要である 。フィードスライドの目的は、直動を可能とすることである。かかるフィードス ライドは、ただ一つのフィードスライドを有して単純な直動を行なう機械、ある いはいくつかのフィードスライドを有し六軸に関してＣＮＣ制御される機械の部 分となり得る。フィードスライドの直動は、従来、ボールねじ、ロータリーサー ボモータそして閉ループ制御系の位置測定システムによってなされてきた。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】
種々の理由で、フィードスライドの直動方向での高い剛性が要求されることが ある。フィードスライドの可動な質量そしてその剛性のために、慣性抵抗力がフ ィードスライドの静的剛性と同値となるような周波数範囲では、機械的共振が生 じ得る。この周波数範囲では、著しい剛性の低下が見られる。これは機械の特性 を低下させる。
【０００４】 閉ループ制御系におけるリニアモータは上記の従来の解決策に有効的に置き換 わることができる。この置き換えの効果は、フィードスライドは低い剛性を呈す るが、加工域における剛性は閉ループ制御系のリニアモータによって積極的に加 えられる。ここで加工域とは、以下、機械加工が行なわれる領域をいう。
【０００５】 本考案の目的は、旋盤、フライス盤、センタレス研削盤を含む研削盤、ボール 盤、そして中ぐり盤、さらには直動を行なう他の機械における非塑性変形を補償 することにある。
【０００６】 本考案の目的は閉ループ位置制御系のリニアモータと協働するリニアスライド の送り剛性を、リニアスライド自身以外の他の機械要素の変位を補償するために リニアモータの巻線に供給された電流の値により閉ループ位置制御系に入力され た位置基準を連続的に修正することにより、機械の加工域（例えば切削域）にも たらすことも含んでいる。機械要素の変位は、リニアスライドの送り移動や加工 プロセスによって生ずる。
【０００７】
【課題を解決するための手段、考案の効果】
本考案は、フィードスライドとリニアモータは閉ループフィードバック位置制 御系で制御されており、機械要素の変形が上記リニアモータで駆動される第一機 械要素の直動により補償され、上記直動は、リニアモータの巻線での電流の変化 によりなされ、この電流の変化は、加工手段が変位したときに、加工手段とリニ アモータの相互作用によりもたらされることを特徴とする。
【０００８】
【考案の実施の形態】
図１は本考案の一実施形態を示す構成図である。図において、破線は運転中の 変形を伴う装置を示し、すなわち、装置は直動によりもたらされる加工手段から の力を請けて変形している様子である。
【０００９】 図２は本考案の閉ループ位置制御系のブロック図を示し、これは装置の直動を 制御している。破線は装置が変形した状態、すなわち、直動によりもたらされる 加工手段からの力を受けて変形している状態を示す。
【００１０】 図３はセンタレス研削盤における装置の較正の様子を示す。破線は装置の変形 状態、すなわち、直動によりもたらされる加工手段から力を受けて変形している 状態を示す。
【００１１】 図１は好ましい実施形態装置を示し、実際に機械加工を行なう加工手段１を第 一に有している。加工手段は第一機械要素２に取りつけられており、該第一機械 要素２は第二機械要素３に接続されている。ここで、加工手段１は第二機械要素 ３に直接取りつけられることができ、該第二機械要素３が少なくとも一つのフィ ードスライド４と一つのリニアモータ５とを有し、該リニアモータ５は閉ループ で形成された位置フィードバック制御系によりあるいは汎用コンピュータでのコ ンピュータプログラムによって位置制御されていることに留意せねばならない。 閉ループによる位置フィードバック制御系の一例は図２に示されている。第二機 械要素３は床面あるいは第三機械要素に固定されている。
【００１２】 装置は、必要な支持手段７における非塑性変形をも補償する。この手段の主た る目的は、機械加工、例えば、機械加工中にワークを正規位置に保持することを 容易にすることにある。いくつかの応用例では、支持手段は必要ではないかも知 れないし、又、他の応用例では、本考案の目的のために、例えばセンタレス研削 などにおいて重要なものとなるかも知れない。
【００１３】 装置の操業中、機械要素２，３そして場合によっては支持手段７も加工手段１ で発する力により弾性変形することがある。加工要素１を含む第一機械要素２は 、図１にて矢印Ａの方向に、リニアモータ５によって移動される。これは、図１ にて破線Ｂで示される変形をもたらす。本考案は、弾性変形の補償を行なうのみ である。変形は上記第一機械要素２の直線移動によって補償される。補償は少な くとも一つのリニアモータ５によってなされ、該リニアモータ５は標準型のもの で良い。直線移動の程度は、変形が加工手段１に作用する力に比例しリニアモー タ５の巻線での電流値に比例するので、電磁気学の法則にしたがい、リニアモー タ５の巻線における電流の変動に関係してくる。
【００１４】 補償は基本的には連続してなされるようになっていることに留意すべきである 。しかし、補償は連続的でなくとも行えることに留意すべきである。さらに、フ ィードスライド４とリニアモータ５とは直接接続される。
【００１５】 閉ループの位置制御系による補償の程度は、補償ファクタによって定められ、 この補償ファクタは任意に設定できるが、好ましくは０と１との間に設定される 。もしこのファクタが０に設定されると補償は全くなくなる。もし、これが１に 設定されると、変形の完全な補償がなされる。１以上のファクタは加工域に負の 剛性をもたらす。補償ファクタは一定値である必要はない。たとえば、巻線にお ける周波数、電流値、電流の変化率あるいは加工域における動きやパラメータに 関する特性の関数とすることができる。
【００１６】 もし、高周波が含まれているときにはフィルタが必要となることもある。
【００１７】 装置の使用前に較正が必要なときもある。較正の目的は、加工手段１を含む第 一機械要素、又、場合によっては支持手段を含めてその特性を見い出すことにあ る。これは、機械を、加工手段１を含む第一機械要素２、そして場合によっては 支持手段を含めたものだけの状態におくことによって達成される。すなわち、機 械は加工される材料によって荷重を受けていない状態である。較正の次のステッ プは、加工要素１を上記支持手段７と接触する状態にもたらすことである。リニ アモータ５の動きと電流値に関するデータはメモリ、例えば対照表で記憶されて おり、これは閉ループ位置制御回路６に記憶されている。これは、センタレス研 削の場合として図３に例示されている。図３は支持手段７と接触している研削手 段８を示し、力Ａと力Ｂが第一機械要素２と支持手段７とを変形せしめている。
【００１８】 較正は通常少なくとも一回行なわれるが、必要と考えられるときにはいつでも 行なうことができる。較正は又、加工手段１を含む第一機械要素２そして場合に よっては支持手段７を含むものの非線形特性をも処理する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の一実施形態装置の概要構成図である。
【図２】本考案の他の一実施形態装置の概要構成図であ
る。
【図３】本考案のさらに他の一実施形態装置の概要構成
図である。
【符号の説明】
２ 第一機械要素 ３ 第二機械要素 ４ フィードスライド ５ リニアモータ ６ 閉ループフィードバック位置制御系 ７ 支持手段

Claims (4)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一機械要素（２）と支持手段（７）の
    うち少なくとも第一機械要素（２）の非塑性変形を補償
    する装置であって、第一機械要素（２）が少なくとも加
    工手段（１）を有すると共に、少なくとも一つのフィー
    ドスライド（４）と一つのリニアモータ（５）を備えた
    直動せる第二機械要素（３）に取りつけられているもの
    において、フィードスライド（４）とリニアモータ
    （５）は閉ループフィードバック位置制御系（６）で制
    御されており、変形が上記リニアモータ（５）で駆動さ
    れる第一機械要素（２）の直動により補償され、上記直
    動は、上記第一機械要素（２）と支持手段（７）のうち
    の少なくとも第一機械要素（２）の変形により発する力
    が上記リニアモータ（５）に作用することにより生ずる
    リニアモータ（５）の巻線での電流の変化によりなされ
    ることを特徴とする変形補償装置。
  2. 【請求項２】 補償が連続して遂行されることとする請
    求項１に記載の変形補償装置。
  3. 【請求項３】 フィードスライド（４）とリニアモータ
    （５）とが直接接続されていることとする請求項１に記
    載の変形補償装置。
  4. 【請求項４】 補償は補償ファクタにより制御され、該
    補償ファクタは任意値、好ましくは０と１の値に設定さ
    れていることとする請求項１に記載の変形補償装置。
JP1999005117U 1997-06-12 1999-07-09 変形補償装置 Expired - Lifetime JP3065597U (ja)

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SE9702262A SE509586C2 (sv) 1997-06-12 1997-06-12 Anordning och metod för kompensering av deformationen av ett maskinelement och eventuella stödmedel
SE9702262-8 1997-06-12

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JP10179779A Pending JPH1158178A (ja) 1997-06-12 1998-06-12 変形補償装置及び方法そして較正方法
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