JPS63260741A - 駆動装置 - 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】 反ｉＬ立 本発明は、電食加工装置のスピンドルまたは加工品パレ
ットを駆動して回転運動させるための駆ａＶ装置に関す
る。

【ｌＫ玉 電食加工Ｖｔ匿は、電気腐蝕効果を利用して加工１品の
正確な形状を得るためには、電食加工装置の部品および
部材は、少なくとも加工品の所望の形状精度と同じ精度
かまたはできればより高い精度で制作されかつ運転をさ
れなければならない。

例えば放電電食加工装置の場合、加工品を加工するため
に電極が使用されるが、前記電極は装置のスピンドル内
に収容されていて上下動と同時に回転が可能である。駆
動手段はスピンドル、従って電極を回転するように設け
られるが、前記駆動手段は通常電動モータからなる。電
極を所定の角位置に移動するためには、スピンドルは減
速歯車箱を介して電動モータにより回転される。

上記に引用した種類の既知の駆動装置に関連する主要問
題点の１つは、モータ軸と、歯車箱と、スピンドルとの
間における伝動バックラッシュである。従ってスピンド
ルの角位置に対し所望の高さの位置決め粘度を得るため
には、極めて正確に製作された減速南中箱および動力伝
達要素を使用せざるを得なかった。しかしこのような駆
動装置は極めて高価であり、しば１ノば保守を必要とし
、かつ比較的望く摩耗しやすいので得られるｖｉ度は落
ちてくる。同様のことは加工品パレット回転用駆動装置
についても言える。

児Ｊ１月Ｕ 前記の欠点を取除いた上記引用の種類の駆動装置を提供
することが本発明の目的である。特に低費用で製作可能
であり、かつ長期間にわたり高精度で信頼できる運転を
提供する駆動装置を提供することが本発明の目的である
。

スピンドルまたは加工品パレットの回転角に関してさら
にｆｉ度の高い位置決めをｂＪ能にし、かつスピンドル
または加工品パレットを所望の角位置へ正確でかつ迅速
な回転を可能にする駆動装置を提供することが本発明の
さらに他の目的である。

本発明は、電食加工装置のスピンドルまたは加工品パレ
ットの回転駆動装置を提供する。この装置は、２つの反
対方向に回転が可能なように設計された少なくとも２個
の電動モータを含む。前記電動モータの各々に減速歯車
手段が結合され、各々が、結合の電ｌ）モータに作動的
に結合されかつ前記電動モータにより駆動される人力部
材と、電食加工装置のスピンドルまたは加工品パレット
に作動的に結合された出力部材とを含む。

さらにこの装置は、スピンドルまたはパレットの実際の
角位置を監視するために、電食加工装置のスピンドルま
たは加、１品パレットに作動的に結合された回転検知手
段を含む。

最俊に前記少なくとも２個の電動モータと前記回転検知
手段とに作動戸内に結合された電力供給手段を含む制御
手段が設けられている。制御手段２個の前記電動モータ
を反対方向に回転させおよび／または異なる値のトルク
を出すように運転する。

従って、全伝動組・立体、即ち減速歯車箱および協働の
伝動部材は、歯車箱内のすべでのバックラッシュおよび
歯車間の隙間を無効にし、かつ機械的伝動系内に常に存
在する弾性を補償するあるバイアストルクを常時受けて
いる。主要な利点は、減速歯車箱および伝動部材は設計
がはるかに簡単になり、従ってより安価であることであ
る。

例えば摩耗などにより艮期間運転侵たとえ伝動バックラ
ッシュが増大したとしてもこの影響は位置決め精度には
及ばない。

大抵の場合２個の電動モータが設けられているが、個々
の状況に応じて２個以上の電動Ｅ−夕の使用も可能であ
る。

［・・・反対方向に回転させおよび／または異なる値の
トルクをだす・・・」という表瑛は、装置の作業条件に
応じて以下のように解釈すべきである。

１、もしスピンドルまたは加工品パレットが停止状態に
あるならば、両電動モータは同じ値のトルクを出力する
が反対方向に回転するように運転される。

２、もし、スピンドルまたは加工品パレットが第１の高
位回転速度で駆動されるならば、２個の１動モータは同
一方向に回転するが異なる値のトルクを出すように運転
される。

３、もしスピンドルまたは加工品パレットが第２の低位
回転速度で駆動されるならば、２個の電動モータは反対
方向に回転するが異なる値のトルクを出すように運転さ
れる。

このことは、２個の七−夕はスピンドルまたは加工品パ
レットへ決して同一作動をせず、伝ａ組立体内で常にあ
るバイアストルクを発生していることを意味する。

４；、スピンドルまたは加工品パレットが停止状態にあ
るときは、２個の電動モータは方向が反対でかつ同じ値
のトルクを出力するように運転されるのが好ましい。従
って、スピンドルまたは加工品パレットがその回転運動
を開始する瞬間に伝動装置内に不規定状態が起ることは
ありえず、これはスピンドルまたは加工品パレットの停
止時ならびに回転時に電動モータの一方は常にあるトル
クを出力し、かつ−Ｉ）起動の瞬間に他方の電動モータ
は前記一方の電動モータより高いトルクを出してスピン
ドルまたは加工品パレットを回転させるからである。

本発明の装置の他の実施例によれば、スピンドルまたは
加工品パレットの停止状態から前記第１の高位回転速度
へ移る間に、前記電動モータの一方は同一回転方向への
回転を継続したまま高位の値のトルクを出力し、一方前
記他方の電動モータ特性は必ずしも必要ではないが、こ
の特性は伝動組立体における不規定または無負荷状態の
発生Ｚ防止をも助ける。

１死３ 以下に本発明の駆動装置の好ましい実論例を添付図によ
り詳細に説明する。

第１図および第２図から分かるように、駆動装置は電食
加工装置のスピンドル２受は入れる軸受ハウジング１を
含む。スピンドル２は、それ自身当業者には既知である
不図示の軸受部材により軸受ハウジング１内で回転可能
に装着される。回転センサ３が、スピンドル２から離れ
てそれと共軸にかつ捩りが与えられるように６スピンド
ル２に固定結合されて設けられる。センサ３はスピンド
ル２の角位置を監視するように働らき、制御ユニット（
図示なし）に作１）Ｊ的に結合される。

スピンドル２には、スピンドル２を回転）！動させるよ
うに働らく歯車４が設けられる。２個の中間歯車５ａ、
５ｂは、歯車４と、２個の減速歯車箱６ａ、６ｂの出力
部材である２個の歯１ｉ７ａ、７ｂとに噛み合う。歯車
箱６ａ、６ｂに近接して配置された２個の電動モータａ
ａ、ｅｂは、それぞれの出力軸９ａ、９ｂに固定された
滑車１０ａ、　ｔＯｂをそれぞれ有する。滑車１０ａ、
１０ｂは歯付ベルト１１ａ、１１ｂを介して、歯車箱６
ａ、６ｂの入力部材として働らく他の滑車１２ａ。

１２ｂに作動的に結合される。

この種のまたはこれに類似の歯車伝動装置は無視できな
いある弾性を有し、さらに歯車箱６ａ、Ｇｂ内にある種
のバックラッシュが存在しかつ噛み合い歯車４．５ａ、
　７ａおよび４．５ｂ、　７ｂのそれぞの間に隙間が存
在することはすべての当業者に周知である。

ψ このようなバックラッシュや隙間構造的手段により減少
させることは極めてむずかしく、たとえできても高価な
手段を必要とするであろう。

本発明によれば、２個！の電Ｉｌｌモータ８ａ、８ｂを
決して同様には運転しないことによりこれらの欠点が回
避可能である。換言すると、スピンドル２が停止状態に
あるときは、電動モータ８ａが例えば時計方向に回転す
るように運転され、電動モータ８ｂは反時計方向に回転
するように運転される。しかし制御ユニットは２個の電
動モータが同じ（支）のトルクを出力するように２個の
電動モータを運転し、このトルクは駆動歯車機構に、従
ってそれによりスピンドル２の歯車４に伝達される。従
って駆動歯車機構はある種のパイアスカを受けるが、こ
のパイアスカはすべてのバックラッシュおよび隙間が除
去されまた弾性ひずみが補償されるという効果を有する
。もしスピンドルをゆっくり、例ジ えば近接位置の角位置へ回転したときは、所望回転方向
に応じて２個の電動モータの一方が例えば電動モータ８
ａが高位のトルクを出力するように運転され、一方他方
のｆｆ１ｌｌｌｌモータ８ｂの運転状態は不変のままで
ある。もしスピンドル２が遠く離れた角位置へ迅速に回
転されねばならない時は、所望回転方向に応じて２個の
電動モータの一方、例えば電動モータ８ａが高位のトル
クを出力するように運転され、一方他の電動モータ８ｂ
の回転方向は逆転され、かつ電動モータ８ｂは電動モー
タ８ａより低位のトルクを出すように運転される。

第３図の線図はこれらの運転状態を簡単に示す。

実線は電動モータ８ａを示し、点線は電動モータ８ｂを
示す。

閉７糸 時間４ｉｐ＠ｔＯ〜ｔ１の間は、電動モータ８ａは正の
トルク十Ｍ１を出しかつ電動モータ８ｂは負のトルク−
Ｍｌを山号ので、スピンドル２は停止状態にある。ここ
で２つのトルクの絶対値は同一であるが方向は反対であ
る。例えば時刻ｔ１において、スピンドル２は比較的遠
く離れた角位置へ回転されなければならない。このため
モータ８ａはその出力トルクが植土Ｍ１から植土Ｍ３へ
増加するように運転される。同時にモータ８ｂの回転方
向は逆転されて植土Ｍ２のトルクを出すように運転され
る。

植土Ｍ２は植土Ｍ３より小で、従って歯車伝動装置内の
パイアスカは維持される。

時刻ｔ２で所望角位置に極めて近い角位置が得られたも
のとする。このとき時刻ｔ２においてモータ８ｂの回転
方向が逆転され、モータ８ｂは停止状態におけると同様
に再び値−Ｍｌのトルクを出す。

かくてモータ８ｂはモータ８ａに対しブレーキをかける
ように働らき、これにより歯車伝動装置内のパイアスカ
を増加する。所望の角位置が得られるとただちに、即ち
時刻ｔ３において七−夕８ａは値＋Ｍ１のトルクを出す
ように運転され、これによりスピンドル２はｔ３からｔ
４までの時間間隔の間は停止状態にある。しかしモータ
８ｂの運転状態は時刻ｔ３においても不変のままであり
、そのまま−Ｍｌの値の負のトルクを出力するように運
転される。

さらに時刻ｔ４で、スピンドル２は同一回転方向におけ
る近接の角位置に回転されなければならないと仮定する
。このためモータ８ａは値Ｍ３の高位のトルクを出すよ
うに運転され、一方モータ８ｂの運転状態は不変のまま
である。時刻ｔ５において、所望の新たな角位置が得ら
れると直ちに、モータ８ａは再び前の植土Ｍ１のトルク
を出すように運転されるが、これは２個のモータ８ａ、
８ｂにより出力されるトルクが相互に補償し合いスピン
ドル２が停止することを意味する。時刻ｔ６においてス
ピンドルは前の付近の角位置に回転により戻され°なけ
ればならない、このためには、モータ８ｂはこのモータ
により出力されるトルクが値−Ｍｌから値−Ｍ３へ増加
づるように運転され、一方モータ８ａの運転状態は不変
のままであり、すなわち七、−夕８ａは植土Ｍ１のトル
クを出す。従って、スピンドル２はモータ８ｂの影響を
受けて先とは逆方向に回転する。

時刻ｔ７において新たな位置が得られると、モータ８ｂ
はこのモータにより出力されるトクルが値−Ｍｌに減少
しこれによりスピンドルは時刻ｔ８に停止状態となるよ
うに運転される。その後、ス東 ビンドルは負方向に大きく回転さＩなればならない、こ
のためには、同時にモータ８ｂは値−Ｍ３の増大トルク
を出ずように運転されかつモータ８ａの回転方向は逆転
され、［−タ８ａは、モータ８ｂにより出される値−Ｍ
３のトルクより小なる値−Ｍ２のトルクを出すように運
転される。かくしてモータ８ａは弱いブレーキとして作
動して歯車伝動装置内のパイアスカを維持する。新たな
所望角位置がほぼ得られた時刻ｔ９においてモータ８ａ
の回転方向が逆転され、ｈｕ＋Ｍ１のトルクを出すよう
に運転される。これによりモータ８ｂは大きく減速され
る。時刻ｔ１ｏで新たな所望角位置が得られると、モー
タ８ｂは値−Ｍｌの低位トルクを出すように運転され、
一方モータ８ａは植土Ｍ１の正のトルクを出し続ける。

従ってスピンドル２は時刻ｔ１１まで停止状態にある。

上記の説明から２個のモータ８ａ、８ｂは、伝動ベルト
１１ａ、１１ｂと、歯車箱ｅａ、ｅｂと、歯［ｉ　５ａ
、　５ｂおよび７ａ、　７ｔｙと、歯車４とを含む歯車
伝動組立体上で常に異なる作動をなし、これにより全ｖ
Ａ巾伝動組立体内で常時パイアスカを形成することが分
かる。スピンドルが迅速に回転されるときこのパイアス
カはやや低くなるが、たとえ低くなってもこの高速回転
中は精度要求はそれほど大きくないので、いずれにして
もこのパイアスカは十分な大きさである。

時刻ｔ１　、ｔ８のように、一方のモータの回転方向の
逆転と他方のモータによる出力トルクの増加とが同時に
行われるようなある状況下では、危険トルクが発生する
ことがある。もし歯車伝動装置Ｊ 置の慣性モーメントが十分な減衰を与える移ど矛９塩で
ない場合は、本発明は、一方のモータの回転方向の逆転
と他方のモータにより出力されるトルク増加とがそれぞ
れ正確に同時に行われず、ある時間の遅れをなして行わ
れるという他の実施例を提供する。

第４ａ図から分かるように、時刻ｔ１においてモータ８
ａは高位のトルクを出すように運転され、モータ８ｂの
回転方向の逆転ならびにトルクの値＋Ｍ２への増加とは
小さな時間遅れΔｔをなしで行われる。従ってこれによ
り、七−タ８ｂの回転方向の逆転はモータ８ａがその所
望のトルクを出した時にのみ行なわれ、従ってモータ８
ａの起動の間は歯車伝動装置内にパイアスカを確実に維
持する。

第４ｂ図に示す状態は時刻ｔ８の状況に類似するが、モ
ータ８ａの回転方向はある時間遅れΔｔの復で、即ちモ
ータ８ｂがＩｆｌ　−Ｍ　３の所望トルクを出力した直
後に始めて逆転される。

トルクｆＶｈ　、Ｍ２およびＭ３の絶対値およびそれら
の関係はもちろん、駆！ｌ！ｌ装置の個々の運転条件に
依存する。指針として次の値が挙げられる。

即ちＭｌの値はＭ３の値の約１５％〜約４０％であって
約２０％が好ましく、Ｍ２の値はＭ３の値の約６０％〜
約８５％であって約８０％が好ましい。

本発明による駆動装置は、南中箱内の１ぺてのバックラ
ッシュおよび歯車間のすべての隙間が除去されるかまた
は無効にされること、ａ３よび仝伝動装置内の弾性ひず
みが補償されることとを保証する。従って栂めて摩耗し
やすい複雑で精巧な、かつ高価な駆動および歯車部材を
使用する必要がないので１．１／１０００角度の範囲で
回転角の極めて高精度の位置決めが実現可能である。ス
ピンドルまたは加工品パレットはきわめて迅速に所望の
角位置に回転され、回転運動は行き過ぎることなく急停
止が可能である。放電電食加工の分野のように、電極が
加工品の近くに移動されたときに放電が急に発生する場
合には、この行き過ぎのない急停止はとくに唄要である
。なぜならば、この瞬間に電極の運動は急に停止されな
ければならないがこれが起きるときの正確な位置は確実
に予測できないからである。

【図面の簡単な説明】

第１図はｆｆｉ食加工装置のスピンドルの回転駆動装置
の部分断面平面図、第２図は第１図に示す装置の部分断
面側面図、第３図は本発明による駆動装置の運転を示す
線図、第４ａ図および第４ｂ図は第３図に示寸線図に類
似の絵図からの抜粋である。 ２・・・・・・スピンドル、３・・・・・・回転検知手
段、４・・・・・・出力部材、７ａ、７ｂ・・・・・・
入力部材、８ａ、８ｂ・・・・・・電動モータ、△ｔ・
・・・・・時間遅れ。 ＦＩＧ、　１

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）電食加工装置のスピンドルまたは加工品パレット
   の回転駆動装置であって、２つの反対方向に回転可能に
   運転される少なくとも２個の電動モータと、前記電動モ
   ータの各々に協働する減速歯車手段であって、各々が、
   協働の電動モータに作動的に結合されかつ前記電動モー
   タにより駆動される入力部材と、前記電食加工装置の前
   記スピンドルまたは前記加工品パレットに作動的に結合
   された出力部材とを含む減速歯車手段と、前記電食加工
   装置の前記スピンドルまたは前記加工品パレットに作動
   的に結合された回転検知手段と、前記少なくもと２個の
   電動モータと前記回転検知手段とに作動的に結合された
   電力供給手段を含む制御手段であって、装置の任意の運
   転状態において少なくとも２個の前記電動モータを反対
   方向に回転させおよび／または異なるトルク値を出すよ
   うにさせる制御手段とからなることを特徴とする駆動装
   置。
2. （２）２個の電動モータが設けられることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項に記載の駆動装置。
3. （３）スピンドルまたは加工品パレットが停止状態にあ
   るとき、前記２個の電動モータが、反対方向に回転しか
   つ同じ値のトルクを出すように運転されることを特徴と
   する、特許請求の範囲第２項に記載の駆動装置。
4. （４）スピンドルまたは加工品パレットが第１の高位速
   度で回転するとき、前記２個の電動モータは同一方向に
   回転しかつ異なる値のトルクを出すように運転されるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の駆動装
   置。
5. （５）スピンドルまたは加工品パレットが第２の低位速
   度で回転するとき、前記２個の電動モータが反対方向に
   回転しかつ異なる値のトルクを出すように運転されるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の駆動装
   置。
6. （６）スピンドルまたは加工品パレットが停止状態にあ
   る時と、それが前記第２の低位速度で回転している時と
   のいずれにおいても、前記電動モータの一方が同一方向
   に回転しかつ同一の値のトルクを出すように運転される
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第３項および第５項
   に記載の駆動装置。
7. （７）スピンドルまたは加工品パレットが停止状態から
   前記第１の高位速度に移る間に、前記電動モータの一方
   が同一回転方向に回転を継続して高位の値のトルクを出
   すように運転され、一方前記他方の電動モータの回転方
   向は一定時間の遅れを伴なって逆転されることを特徴と
   する、特許請求の範囲第３項から第６項のいずれか１項
   に記載の駆動装置。