JP5991671B2 - Feeder - Google Patents
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Description
本発明は、ボールねじ軸の振れ回りを防止することができる送り装置に関する。 The present invention relates to a feeding device that can prevent a ball screw shaft from swinging.
従来から、工作機械には、ボールねじ軸を回転させることにより、テーブル等の移動体に対して、そのボールねじ軸方向への送りを与えるようにした、送り装置が採用されている。このような送り装置においては、長尺なボールねじ軸の撓みや振れ回り等を抑制することを目的として、ボールねじ軸をその下方から受け台によって支持している。 2. Description of the Related Art Conventionally, a machine tool has been adopted that feeds a moving body such as a table in the direction of the ball screw shaft by rotating the ball screw shaft. In such a feeding device, the ball screw shaft is supported by a cradle from below for the purpose of suppressing the bending and swinging of the long ball screw shaft.
そして、上述したような、従来の送り装置は、例えば、特許文献1に開示されている。 And the conventional feeder as mentioned above is disclosed by patent document 1, for example.
しかしながら、上記従来の送り装置においては、受け台におけるボールねじ軸との接触部を、ボールねじ軸の径に応じた円弧状凹部としているため、ボールねじ軸と受け台との接触面積が増大してしまう。この結果、ボールねじ軸が回転すると、このボールねじ軸と円弧状凹部との間に発生した摩擦熱によって、ボールねじ軸が熱伸びすると共に、ボールねじ軸や受け台が摩耗するおそれがある。 However, in the above-described conventional feeding device, the contact portion of the cradle with the ball screw shaft is an arc-shaped recess according to the diameter of the ball screw shaft, so that the contact area between the ball screw shaft and the cradle increases. End up. As a result, if the ball screw shaft rotates, the frictional heat generated between the ball screw shaft and the arcuate recesses causes the ball screw shaft to thermally expand, and the ball screw shaft and the cradle may be worn.
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、ボールねじ軸の熱伸び及び摩耗を抑制することができる送り装置を提供することを目的とする。 Therefore, this invention solves the said subject, and it aims at providing the feeder which can suppress the thermal elongation and wear of a ball screw shaft.
上記課題を解決する第1の発明に係る送り装置は、
回転可能に支持されるボールねじ軸と、
前記ボールねじ軸に螺合し、当該ボールねじ軸の回転によって、そのボールねじ軸方向への送りが与えられる移動体と、
回転可能に支持され、前記ボールねじ軸に転がり接触することにより、前記ボールねじ軸の振れ回りを防止する回転体と、
前記回転体が前記ボールねじ軸と接触する接触位置と、前記回転体が前記ボールねじ軸から退避する退避位置との間で、前記回転体を移動させる移動手段と、
前記ボールねじ軸の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数検出手段によって検出された回転数が前記ボールねじ軸に振れ回りが発生する回転数以上になると、前記移動手段の駆動を制御して、前記回転体を前記接触位置に移動させる一方、前記回転数検出手段によって検出された回転数が前記ボールねじ軸に振れ回りが発生する回転数未満になると、前記移動手段の駆動を制御して、前記回転体を前記退避位置に移動させる移動制御手段とを備える
ことを特徴とする。
A feeding device according to a first invention for solving the above-described problems is as follows.
A ball screw shaft rotatably supported;
A moving body that is screwed onto the ball screw shaft and is fed in the direction of the ball screw shaft by rotation of the ball screw shaft;
A rotating body that is rotatably supported and prevents rolling of the ball screw shaft by rolling contact with the ball screw shaft;
Moving means for moving the rotating body between a contact position where the rotating body contacts the ball screw shaft and a retracted position where the rotating body retracts from the ball screw shaft ;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the ball screw shaft;
When the rotational speed detected by the rotational speed detection means is equal to or higher than the rotational speed at which the ball screw shaft swings, the drive of the moving means is controlled to move the rotating body to the contact position, Movement control for controlling the drive of the moving means to move the rotating body to the retracted position when the rotational speed detected by the rotational speed detecting means is less than the rotational speed at which the ball screw shaft swings. Means .
上記課題を解決する第2の発明に係る送り装置は、
前記回転体が前記接触位置または前記退避位置に配置されたか否かを検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段が前記回転体を前記接触位置または前記退避位置において検出できなかった場合に、前記ボールねじ軸の回転を停止させる回転制御手段とを備える
ことを特徴とする。
A feeding device according to a second invention for solving the above-described problems is as follows.
Position detecting means for detecting whether or not the rotating body is disposed at the contact position or the retracted position;
Rotation control means for stopping rotation of the ball screw shaft when the position detection means cannot detect the rotating body at the contact position or the retracted position.
従って、本発明に係る送り装置によれば、ボールねじ軸に対して転がり接触可能な回転体を備えることにより、ボールねじ軸と回転体との接触面積を小さくすることができるので、ボールねじ軸の熱伸び及び摩耗を抑制することができる。 Therefore, according to the feeding device according to the present invention, the contact area between the ball screw shaft and the rotating body can be reduced by providing the rotating body capable of rolling contact with the ball screw shaft. It is possible to suppress thermal elongation and wear.
以下、本発明に係る送り装置について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, a feeding device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、基台11における上面の左右両側部には、軸受部材12a,12bが設けられており、これら軸受部材12a,12b間には、ボールねじ軸13が回転可能に支持されている。そして、このボールねじ軸13には、移動体(ボールねじナット)14が螺合されている。
As shown in FIG. 1, bearing
また、軸受部材12bにおけるボールねじ軸方向外側には、モータ15が設けられている。そして、モータ15には、当該モータ15の回転数及び回転角度を検出する検出器(回転数検出手段)16が付設されており、そのモータ15の出力軸は、ボールねじ軸13の端部と接続している。
A
従って、モータ15を駆動させることにより、ボールねじ軸13が回転して、移動体14をボールねじ軸方向に往復移動させることができる。このとき、モータ15の回転数及び回転角度は、検出器16によって常に検出されている。即ち、モータ15の回転数は、ボールねじ軸13の回転数及び移動体14の移動速度に相当するものであって、モータ15の回転角度は、移動体14の移動位置に相当するものである。
Therefore, by driving the
更に、図1及び図2に示すように、ボールねじ軸13におけるボールねじ軸方向中間部(以下、中間位置Oと称す)の下方には、シリンダ21が設けられている。このシリンダ21には、ピストンロッド22が上下方向(ボールねじ軸13の径方向)に摺動可能に支持されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a
そして、ピストンロッド22の上端には、ローラブラケット23が設けられており、このローラブラケット23の幅方向両側部には、円柱状または円筒状のローラ(回転体)24がそれぞれ回転可能に支持されている。ローラ24は、それらの回転軸がボールねじ軸13の回転軸と平行となるように配置されている。
A
なお、シリンダ21、ピストンロッド22、及び、ローラブラケット23は、移動手段を構成するものである。
The
従って、シリンダ21を駆動させることにより、そのピストンロッド22が上下方向に摺動するため、ローラ24をボールねじ軸径方向に昇降させることができる。これにより、ローラ24は、ボールねじ軸13と接触する接触位置P1と、ボールねじ軸13から退避する退避位置P2との間で、移動することになる。
Accordingly, by driving the
このとき、接触位置P1に配置されたローラ24は、ボールねじ軸13に対して、転がり接触することにより、当該ボールねじ軸13の振れ回りを防止することになる。そして、ローラ24をボールねじ軸13に対して転がり接触させることにより、これらの間に発生する摩擦熱が低減されるため、ボールねじ軸13の熱伸びが抑制されると共に、ボールねじ軸13及びローラ24の摩耗も抑制される。
At this time, the
また、図1に示すように、シリンダ21の上方には、スイッチ(位置検出手段)25a,25bが、上下方向に並んで設けられている。これらスイッチ25a,25bは、ローラ24の上下動方向に沿って配置されている。
As shown in FIG. 1, switches (position detection means) 25 a and 25 b are provided above the
つまり、上段のスイッチ25aは、ローラ24が接触位置P1に配置されたか否かを検出するものであって、ローラ24が接触位置P1に配置されると、ON状態となり、ローラ24が接触位置P1に配置されていないと、OFF状態となる。
That is, the
一方、下段のスイッチ25bは、ローラ24が退避位置P2に配置されたか否かを検出するものであって、ローラ24が退避位置P2に配置されると、ON状態となり、ローラ24が退避位置P2に配置されていないと、OFF状態となる。
On the other hand, the
更に、モータ15及び検出器16には、モータ制御部(回転制御手段)31が接続されており、シリンダ21及びスイッチ25a,25bには、シリンダ制御部(移動制御手段)32が接続されている。そして、それら制御部31,32同士も、互いに接続されている。
Further, a motor control unit (rotation control unit) 31 is connected to the
モータ制御部31は、モータ15の駆動(回転)及び停止を制御すると共に、検出器16から入力されたモータ15の回転数及び回転角度や、これらに対応した移動体14の移動速度及び移動位置を、シリンダ制御部32に出力するものとなっている。
The
一方、シリンダ制御部32は、シリンダ21におけるピストンロッド22の昇降を制御すると共に、スイッチ25a,25bから入力された接触位置P1及び退避位置P2におけるローラ24の存在有無に基づいて、モータ15の停止指令をモータ制御部31に出力するものとなっている。
On the other hand, the
つまり、スイッチ25a,25bがローラ24を接触位置P1または退避位置P2において検出できなかった場合には、シリンダ制御部32が、モータ制御部31に対して、モータ15の停止命令を出力するようになっている。これを受けて、モータ制御部31においては、シリンダ21やスイッチ25a,25bが故障したか、あるいは、移動体14とローラ24との衝突が発生するおそれがあるとして、即座に、モータ15の駆動を停止して、ボールねじ軸13の回転及び移動体14の移動を中止させる。
That is, when the
また、検出器16によって検出されたボールねじ軸13(モータ15)の回転数が、ボールねじ軸13に振れ回りが発生する危険回転数以上になった場合には、モータ制御部31が、シリンダ制御部32に対して、ローラ24の接触指令を出力するようになっている。これを受けて、シリンダ制御部32においては、ボールねじ軸13の振れ回りが発生するおそれがあるとして、即座に、シリンダ21を駆動して、ローラ24をボールねじ軸13に接触させる。
In addition, when the rotational speed of the ball screw shaft 13 (motor 15) detected by the
一方、検出器16によって検出されたボールねじ軸13(モータ15)の回転数が、ボールねじ軸13に振れ回りが発生する危険回転数未満になった場合には、モータ制御部31が、シリンダ制御部32に対して、ローラ24の退避指令を出力するようになっている。これを受けて、シリンダ制御部32においては、ボールねじ軸13の振れ回りが発生するおそれがないとして、即座に、シリンダ21を駆動して、ローラ24をボールねじ軸13から退避させる。
On the other hand, when the rotational speed of the ball screw shaft 13 (motor 15) detected by the
次に、本発明に係る送り装置の動作について、図1を用いて具体的に説明する。以下の説明では、移動体14がボールねじ軸13における一端側(図1における実線の位置)から他端側(図1における2点鎖線の位置)に移動する場合について、述べることとする。
Next, the operation of the feeding apparatus according to the present invention will be specifically described with reference to FIG. In the following description, the case where the moving
先ず、モータ15を駆動させることにより、ボールねじ軸13が回転する。これにより、移動体14は、ボールねじ軸13における一端側から他端側に向けて、移動し始める。
First, the
また、上述した、移動体14の移動初期においては、ボールねじ軸13の回転数が危険回転数未満となっているため、ローラ24は、シリンダ21の駆動によって退避位置P2に配置されており、ボールねじ軸13とは接触していない。
In addition, at the initial stage of movement of the moving
次いで、移動体14がボールねじ軸13における他端側に向けて更に移動する。このとき、移動体14が、ボールねじ軸13における中間位置Oから一端側に所定の距離D以上離れた位置にあり、且つ、その移動体14の移動速度が、所定の移動速度以上であるとき(ボールねじ軸13の回転数が、危険回転数以上であるとき)には、シリンダ21が駆動される。これにより、そのピストンロッド22の上昇に伴って、ローラ24が退避位置P2から接触位置P1に向けて移動する。即ち、スイッチ25bは、ON状態からOFF状態となる。
Next, the moving
ここで、シリンダ21が駆動してから所定時間経過しても、スイッチ25aがローラ24を検出しなかった場合(スイッチ25aがON状態とならなかった場合)には、シリンダ21及びスイッチ25aが故障したおそれがあるとして、モータ15の駆動が停止される。
Here, if the
一方、シリンダ21が駆動してから所定時間経過後に、スイッチ25aがローラ24を検出した場合(スイッチ25aがON状態となった場合)には、ローラ24が、接触位置P1に配置され、ボールねじ軸13と接触したことになる。これにより、ボールねじ軸13に振れ回りが発生する危険回転数が向上され、当該ボールねじ軸13の振れ回りが防止される。
On the other hand, when the
そして、移動体14がボールねじ軸13における他端側に向けて更に移動して、その一端側における所定の距離D内に侵入すると、シリンダ21が駆動される。これにより、そのピストンロッド22の下降に伴って、ローラ24が接触位置P1から退避位置P2に向けて移動する。即ち、スイッチ25aは、ON状態からOFF状態となる。
When the moving
ここで、シリンダ21が駆動してから所定時間経過しても、スイッチ25bがローラ24を検出しなかった場合(スイッチ25bがON状態とならなかった場合)には、移動体14とローラ24とが衝突するおそれがあるとして、モータ15の駆動が停止される。
Here, if the
一方、シリンダ21が駆動してから所定時間経過後に、スイッチ25bがローラ24を検出した場合(スイッチ25bがON状態となった場合)には、ローラ24が、退避位置P2に配置され、ボールねじ軸13から完全に離脱したことになる。
On the other hand, when the
次いで、移動体14が、ボールねじ軸13における中間位置Oを通過した後、当該中間位置Oから他端側に所定の距離D以上離れると、シリンダ21が駆動される。これにより、そのピストンロッド22の上昇に伴って、ローラ24が退避位置P2から接触位置P1に向けて移動する。即ち、スイッチ25bは、ON状態からOFF状態となる。
Next, after the moving
ここで、シリンダ21が駆動してから所定時間経過しても、スイッチ25aがローラ24を検出しなかった場合(スイッチ25aがON状態とならなかった場合)には、シリンダ21及びスイッチ25aが故障したおそれがあるとして、モータ15の駆動が停止される。
Here, if the
一方、シリンダ21が駆動してから所定時間経過後に、スイッチ25aがローラ24を検出した場合(スイッチ25aがON状態となった場合)には、ローラ24が、接触位置P1に配置され、ボールねじ軸13と接触したことになる。これにより、ボールねじ軸13に振れ回りが発生する危険回転数が向上され、当該ボールねじ軸13の振れ回りが防止される。
On the other hand, when the
なお、ボールねじ軸13の回転数が、上述した危険回転数未満となる場合には、ボールねじ軸13に振れ回りが発生しないため、移動体14の移動位置に関係なく、ローラ24を退避位置P2に配置するようにしても構わない。
When the rotational speed of the
従って、本発明に係る送り装置によれば、ボールねじ軸13に対して転がり接触可能なローラ24を備えることにより、ボールねじ軸13とローラ24との接触面積を小さくすることができるので、ボールねじ軸13の熱伸び及び摩耗を抑制することができる。
Therefore, according to the feeding device according to the present invention, since the
また、ボールねじ軸13の回転数が、当該ボールねじ軸13に振れ回りが発生する危険回転数であるか否かを検出して、その検出された回転数が危険回転数以上となる場合のみ、ローラ24をボールねじ軸13に接触させることにより、ローラ24の移動制御(シリンダ21の駆動制御)を簡素にすることができる。
Further, it is detected only whether or not the rotational speed of the
更に、スイッチ25a,25bがローラ24を検出することができなかった場合に、ボールねじ軸13の回転及び移動体14の移動を停止することにより、移動体14とローラ24とによる不用意な衝突を未然に防ぐことができる。
Further, when the
本発明は、低騒音化を図ることを目的とした送り装置に適用可能である。 The present invention can be applied to a feeder intended to reduce noise.
11 基台
12a,12b 軸受部材
13 ボールねじ軸
14 移動体
15 モータ
16 検出器
21 シリンダ
22 ピストンロッド
23 ローラブラケット
24 ローラ
25a,25b スイッチ
31 モータ制御部
32 シリンダ制御部
P1 接触位置
P2 退避位置
11
Claims (2)
前記ボールねじ軸に螺合し、当該ボールねじ軸の回転によって、そのボールねじ軸方向への送りが与えられる移動体と、
回転可能に支持され、前記ボールねじ軸に転がり接触することにより、前記ボールねじ軸の振れ回りを防止する回転体と、
前記回転体が前記ボールねじ軸と接触する接触位置と、前記回転体が前記ボールねじ軸から退避する退避位置との間で、前記回転体を移動させる移動手段と、
前記ボールねじ軸の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数検出手段によって検出された回転数が前記ボールねじ軸に振れ回りが発生する回転数以上になると、前記移動手段の駆動を制御して、前記回転体を前記接触位置に移動させる一方、前記回転数検出手段によって検出された回転数が前記ボールねじ軸に振れ回りが発生する回転数未満になると、前記移動手段の駆動を制御して、前記回転体を前記退避位置に移動させる移動制御手段とを備える
ことを特徴とする送り装置。 A ball screw shaft rotatably supported;
A moving body that is screwed onto the ball screw shaft and is fed in the direction of the ball screw shaft by rotation of the ball screw shaft;
A rotating body that is rotatably supported and prevents rolling of the ball screw shaft by rolling contact with the ball screw shaft;
Moving means for moving the rotating body between a contact position where the rotating body contacts the ball screw shaft and a retracted position where the rotating body retracts from the ball screw shaft ;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the ball screw shaft;
When the rotational speed detected by the rotational speed detection means is equal to or higher than the rotational speed at which the ball screw shaft swings, the drive of the moving means is controlled to move the rotating body to the contact position, Movement control for controlling the drive of the moving means to move the rotating body to the retracted position when the rotational speed detected by the rotational speed detecting means is less than the rotational speed at which the ball screw shaft swings. feeder, characterized in that it comprises a means.
前記回転体が前記接触位置または前記退避位置に配置されたか否かを検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段が前記回転体を前記接触位置または前記退避位置において検出できなかった場合に、前記ボールねじ軸の回転を停止させる回転制御手段とを備える
ことを特徴とする送り装置。 The feeding device according to claim 1 ,
Position detecting means for detecting whether or not the rotating body is disposed at the contact position or the retracted position;
And a rotation control unit that stops rotation of the ball screw shaft when the position detecting unit cannot detect the rotating body at the contact position or the retracted position.
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