JPH0547737B2 - - Google Patents
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- JPH0547737B2 JPH0547737B2 JP63212060A JP21206088A JPH0547737B2 JP H0547737 B2 JPH0547737 B2 JP H0547737B2 JP 63212060 A JP63212060 A JP 63212060A JP 21206088 A JP21206088 A JP 21206088A JP H0547737 B2 JPH0547737 B2 JP H0547737B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screw shaft
- scale
- recording
- screw
- lead groove
- Prior art date
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- Transmission Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、送りねじ装置及びそのねじ軸の目盛
記録方法に係り、特に送りねじのねじ軸の外周面
上に目盛を含む情報を記録し、該情報の読取り手
段をナツトに備えることによりコンパクトで取り
扱いが容易であり、また作業者に必要な情報を適
切に提供し得る送りねじ装置及びその目盛記録方
法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a feed screw device and a method for recording scales on the screw shaft thereof, and in particular records information including scales on the outer circumferential surface of the screw shaft of a feed screw, and The present invention relates to a feed screw device and a scale recording method thereof, which are compact and easy to handle by providing information reading means in the nut, and which can appropriately provide necessary information to an operator.
従来の技術
モータ等の回転運動を直線運動に変換する機械
要素の1つとして送りねじ装置が実用に供されて
いるが、従来知られている送りねじ装置は、単に
回転運動を直線運動に変換する機能だけを有する
ものであつて、直線移動物の位置を制御しながら
移動させるにはサーボモータを用いて該ねじ軸を
回転させ、移動量を位置検出センサで検出しなが
らフイードバツク制御しなければならなかつた。
センサとしては例えばねじ軸の一端にエンコーダ
を取り付けてねじ軸の回転角度を検出し、該回転
角度とねじ軸のリード溝のピツチとから移動距離
を算出するか、又はねじ軸に平行にリニアスケー
ルを設け、移動物の移動量を検出しなければなら
ず、各々検出センサのための専用の設置場所を要
し、装置が大型となつてしまう欠点があつた。ま
たセンサーは一定距離移動するごとに単に信号を
出力するだけであり、運動の始点或いは終点を決
めるために更に他のセンサ、例えばリミツト・ス
イツチ等を備えなければならず、装置をコンパク
トにすることが困難であるという欠点があつた。Prior Art A feed screw device is in practical use as one of the mechanical elements that converts rotational motion of a motor etc. into linear motion, but conventionally known feed screw devices simply convert rotational motion into linear motion. In order to move the linearly moving object while controlling its position, the screw shaft must be rotated using a servo motor, and the amount of movement must be detected by a position detection sensor and feedback control must be performed. It didn't happen.
As a sensor, for example, an encoder is attached to one end of the screw shaft to detect the rotation angle of the screw shaft, and the moving distance is calculated from the rotation angle and the pitch of the lead groove of the screw shaft, or a linear scale is installed parallel to the screw shaft. A sensor must be installed to detect the amount of movement of a moving object, and each detection sensor requires a dedicated installation location, resulting in a large device. In addition, the sensor simply outputs a signal every time it moves a certain distance, and other sensors, such as a limit switch, must be provided to determine the start or end point of the movement, which makes the device more compact. The disadvantage was that it was difficult to
また他の例としては駆動モータとしてステツピ
ングモータを用いることも知られているが、この
場合には該ステツピングモータは一定角度(例え
ば1.8°又は15°)ずつ制御回路からの駆動信号に従
つて回転するので、位置検出センサは不要となる
が、これも運動の始点或いは終点検出用のセンサ
を必要とし、装置が大型となり、またセンサの設
置位置は略決まつてしまうので設計の自由度が制
限され、最適設計がしにくいという欠点があつ
た。またステツピングモータの最小回転角度はモ
ータの種類及び制御回路から決まり、高分解能化
は困難で精密な位置制御ができない欠点があつ
た。またモータ自身のコストも高く、かつ特殊な
駆動制御回路が必要となるのでコストが非常に高
くなるという欠点があつた。更には、作業者に対
する適切な作業情報を音声又は画像で与えること
が困難であつた。 As another example, it is known to use a stepping motor as the drive motor, but in this case, the stepping motor follows the drive signal from the control circuit in fixed angle increments (for example, 1.8° or 15°). Since it rotates, a position detection sensor is not required, but this also requires a sensor to detect the start point or end point of the movement, which increases the size of the device, and the installation position of the sensor is almost fixed, so there is less freedom in design. The drawback was that it was difficult to design optimally. Furthermore, the minimum rotation angle of a stepping motor is determined by the type of motor and the control circuit, making it difficult to achieve high resolution and making precise position control impossible. Furthermore, the cost of the motor itself is high, and a special drive control circuit is required, resulting in a very high cost. Furthermore, it has been difficult to provide appropriate work information to the worker in the form of audio or images.
また実公昭40−32286には、半固定可変抵抗器
が開示されているが、該従来例は、ねじ山に抵抗
体を設けると供に、ナツトに可動切片を設けるこ
とにより、ナツトの移動に伴ない抵抗値を連続的
に変化させるようにし、しかもねじ山の両側に独
立させて抵抗体を設けて一度に2つの抵抗値の変
化を取り出せるようにしたものであり、従つてこ
の抵抗値の変化からナツトの移動距離を測定する
には、測定値(抵抗値)をそのまま使うことはで
きず、算出手段により何らかの数値に変換をする
必要があり、この変換の過程において誤差の入り
混む余地があり、また抵抗値は0からの積算値と
してアナログ量で検出されるものであるから、デ
ジタル量に変換をしなければならず、極めて正確
な測定を行うことは不可能であり、ナツトの移動
距離を極く正確に測定し得るものではない。即
ち、該従来例の発明は、最初からデジタル量とし
ての目盛をねじ軸の外周面に備えた本願発明とは
その目的、構成及び作用効果が全く異なる別異の
発明である。 In addition, Japanese Utility Model Publication No. 40-32286 discloses a semi-fixed variable resistor, but in this conventional example, a resistor is provided on the screw thread, and a movable section is provided on the nut to prevent the movement of the nut. The resistance value is changed continuously, and independent resistors are provided on both sides of the screw thread so that two changes in resistance value can be obtained at once. In order to measure the distance traveled by a nut based on the change, the measured value (resistance value) cannot be used as is; it must be converted into some kind of numerical value using a calculation method, and there is room for error in this conversion process. Also, since the resistance value is detected as an analog quantity as an integrated value from 0, it must be converted to a digital quantity, making it impossible to perform extremely accurate measurements. It is not possible to measure distance extremely accurately. That is, the invention of the prior art is a completely different invention in terms of purpose, structure, and effect from the present invention, which has a scale as a digital quantity on the outer circumferential surface of the screw shaft from the beginning.
目 的
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くため
になされたものであつて、その目的とするところ
は、断面円形の軸にリード溝を形成したねじ軸
と、該リード溝に嵌合して該ねじ軸の回転に同期
してねじ軸の軸線方向に移動するナツトとからな
る送りねじ装置において、該ねじ軸の外周面上に
該リード溝に沿いデジタル量しての目盛、音声情
報又は画像情報等の情報を記録したねじ軸と、該
情報を読み取るための読取り手段をナツトに備え
ることにより、位置を検出するためのセンサ及び
運動の始点及び終点を検出するセンサを特別に設
ける必要性をなくすことである。また他の目的
は、上記したセンサを不要とすることによつて設
計の自由度を大きくして最適設計を可能とすると
共に、装置を小型化することである。更に他の目
的は、位置検出の精度を向上させて精密な位置制
御を可能とすることである。また他の目的は、音
声又は画像情報によつて作業者に必要な情報を適
切に与え、作業能率を向上させ、誤りがなくかつ
安全な作業を容易に行うことができるようにする
ことである。更に他の目的は、高密度に記録され
た目盛を読み取ることで得られた位置情報と読取
りに要する時間とから移動物の速度、加速度又は
該移動物に作用する力を刻々と演算、算出して、
高精度の制御を行うことができるようにすること
である。Purpose The present invention was made in order to eliminate the drawbacks of the above-mentioned prior art, and its purpose is to provide a threaded shaft having a circular cross-section with a lead groove formed therein, and a threaded shaft having a circular cross-section formed with a lead groove. In a feed screw device consisting of a nut that moves in the axial direction of the screw shaft in synchronization with the rotation of the screw shaft, a digital scale and audio information are provided on the outer peripheral surface of the screw shaft along the lead groove. Or, by equipping the nut with a screw shaft that records information such as image information and a reading means to read the information, it is necessary to specially provide a sensor to detect the position and a sensor to detect the start and end points of the movement. It is to eliminate gender. Another object is to increase the degree of freedom in design by eliminating the need for the above-mentioned sensor, to enable optimal design, and to downsize the device. Still another object is to improve the accuracy of position detection and enable precise position control. Another purpose is to appropriately provide necessary information to workers through audio or visual information, improve work efficiency, and make it easier to perform error-free and safe work. . Still another purpose is to calculate the speed, acceleration, or force acting on a moving object moment by moment from the position information obtained by reading the scale recorded in high density and the time required for reading. hand,
The purpose is to enable highly accurate control.
また他の目的は、リード溝に沿つてねじ軸の外
周面上にデジタル量としての目盛を記録すること
によつて、1つのねじ山でもねじ軸の直径の3.14
倍もの記録可能な長さを確保し、実際にはこの長
さのねじ山数倍の長さという非常に長い記録スペ
ースを確保することであり、またこれによつてね
じ軸に極めて多くの目盛情報を与えることができ
るようにすることである。 Another purpose is to record a scale as a digital quantity on the outer circumferential surface of the screw shaft along the lead groove, so that even one screw thread can be as small as 3.14 mm in diameter of the screw shaft.
The goal is to secure an extremely long recordable length, which is actually several times the length of the screw thread. The goal is to be able to provide information.
また他の目的は、ねじ軸の外周面上にデジタル
量しての目盛を記録してこれをナツトの読取り手
段で直接検知して読み取ることにより、単にアナ
ログ量をデジタル量に変えただけのものには止ま
らず、読み取り誤差の入り込む余地をなくし、極
めて正確な読取り精度を得ることである。 Another purpose is to simply convert an analog quantity into a digital quantity by recording a digital quantity scale on the outer circumferential surface of the screw shaft and directly detecting and reading this with the reading means of the nut. The aim is not only to eliminate the possibility of reading errors but also to obtain extremely accurate reading accuracy.
更に他の目的は、ねじ軸の外周面上にデジタル
量しての目盛を記録することにより、目盛部分が
動力伝達には参加しないようにして、擦られるこ
とがないようにし、またねじ軸の撓みや熱変形に
よる影響を受けることなく、常に正確な読取りを
可能として非常に精度の高い制御を行うことがで
きるようにすることである。 Another purpose is to record scales as digital quantities on the outer circumferential surface of the screw shaft so that the scale part does not participate in power transmission and is not rubbed. To enable accurate reading at all times without being affected by bending or thermal deformation, and to perform highly accurate control.
構 成
要するに本発明(請求項1)は、断面円形の軸
にリード溝を形成したねじ軸と、該リード溝に嵌
合して該ねじ軸の回転に同期して前記ねじ軸上を
該ねじ軸の軸線方向に移動するナツトとからなる
送りねじ装置において、前記ねじ軸の外周面上に
前記リード溝に沿つてデジタル量としての目盛を
備えたねじ軸と、前記目盛を読み取るための読取
り手段を前記ナツトに備えたことを特徴とするも
のである。Configuration In short, the present invention (claim 1) provides a screw shaft having a circular cross section with a lead groove formed therein, and a screw shaft that fits into the lead groove and moves on the screw shaft in synchronization with the rotation of the screw shaft. A feed screw device comprising a nut that moves in the axial direction of the shaft, the screw shaft having a scale as a digital quantity along the lead groove on the outer peripheral surface of the screw shaft, and a reading means for reading the scale. The nut is characterized in that the nut is provided with the following.
また本発明(請求項2)は、断面円形の軸にリ
ード溝を形成したねじ軸と、該リード溝に嵌合し
て該ねじ軸の回転に同期して前記ねじ軸上を該ね
じ軸の軸線方向に移動するナツトとからなる送り
ねじ装置において、前記ねじ軸のリード溝に沿う
外周面上に目盛、音声情報及び画像情報のうち少
なくとも1つのデジタル量としての情報を記録し
たねじ軸と、前記目盛、音声情報又は画像情報を
読み取るための読取手段を前記ナツトに備えたこ
とを特徴とするものである。 The present invention (claim 2) also provides a screw shaft in which a lead groove is formed on a shaft having a circular cross section, and a screw shaft that fits into the lead groove and moves on the screw shaft in synchronization with the rotation of the screw shaft. A feed screw device comprising a nut that moves in the axial direction; The nut is characterized in that the nut is provided with a reading means for reading the scale, audio information, or image information.
また本発明方法(請求項5)は、リード溝の形
成されたねじ軸の外周面上に目盛記録装置で目盛
を記録した後、前記ねじ軸を1目盛に相当する角
度だけ回転させると同時に、該回転と同期させて
前記リード溝のピツチにより決まる寸法分前記ね
じ軸を前記目盛記録装置に対して該ねじ軸の軸線
方向に相対移動させ、再び前記目盛記録装置によ
り前記ねじ軸外周面上に目盛を記録する操作を繰
り返して前記ねじ軸の外周面上に前記リード溝に
沿つて目盛を記録することを特徴とするものであ
る。 Further, the method of the present invention (claim 5) includes recording a scale using a scale recording device on the outer circumferential surface of the screw shaft in which the lead groove is formed, and then simultaneously rotating the screw shaft by an angle corresponding to one scale. In synchronization with the rotation, the screw shaft is moved relative to the scale recording device in the axial direction of the screw shaft by a distance determined by the pitch of the lead groove, and the scale recording device again moves the screw shaft on the outer peripheral surface of the screw shaft. The invention is characterized in that the scale is recorded along the lead groove on the outer circumferential surface of the screw shaft by repeating the operation of recording the scale.
また本発明方法(請求項6)は、ねじ軸を静止
保持した状態で目盛記録装置を該ねじ軸の軸線方
向に移動させながら全長にわたつて前記ねじ軸の
外周面上に目盛を記録した後、1目盛に相当する
角度だけ前記ねじ軸を回転させ、再び前記目盛記
録装置をねじ軸の軸線方向に移動させながら、ね
じ軸の全長にわたつて目盛を記録する操作を前記
ねじ軸が1回転するまで繰り返すことにより前記
ねじ軸の外周面上に目盛を記録することを特徴と
するものである。 Further, the method of the present invention (claim 6) includes recording the scale on the outer peripheral surface of the screw shaft over the entire length while moving the scale recording device in the axial direction of the screw shaft while the screw shaft is held stationary. , while rotating the screw shaft by an angle corresponding to one graduation, and again moving the scale recording device in the axial direction of the screw shaft, the screw shaft records the scale over the entire length of the screw shaft once. The invention is characterized in that a scale is recorded on the outer circumferential surface of the screw shaft by repeating the steps until the number of steps is reached.
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明す
る。第1図から第4図において、本発明に係る送
りねじ装置1は、ねじ軸2と、ナツト3と、読取
り手段4とを備えている。 The present invention will be explained below based on embodiments shown in the drawings. 1 to 4, a feed screw device 1 according to the present invention includes a screw shaft 2, a nut 3, and a reading means 4. As shown in FIGS.
第1図から第4図において、ねじ軸2は、断面
円形の軸であつて、一定ピツチのリード溝2aが
略全長にわたつて形成されている。リード溝2a
の断面形状はリード溝2aにより案内されるナツ
ト3の形式によつて異なり、例えば第1図及び第
3図に示す鋼球5がリード溝2a中を転動する形
式のナツト3との組合せにおいては半円形状であ
り、また第2図及び第4図に示す雌ねじ形式のナ
ツト3との組合せにおいては台形形状とされてい
る。またねじ軸2の外周面2dにはリード溝2a
に沿つてデジタル量としての目盛6が所定の間隔
で記録されている。目盛6は例えば磁性体に磁気
変化として記録したものであつてもよく、また例
えば光学的に読み取るためのピツトを多数配列す
ることによつて記録したものであつてもよい。 1 to 4, the screw shaft 2 is a shaft having a circular cross section, and has lead grooves 2a formed at a constant pitch over substantially its entire length. Lead groove 2a
The cross-sectional shape of the nut 3 varies depending on the type of nut 3 guided by the lead groove 2a, and for example, in combination with the nut 3 of the type in which the steel ball 5 rolls in the lead groove 2a as shown in FIGS. 1 and 3. has a semicircular shape, and in combination with the internally threaded nut 3 shown in FIGS. 2 and 4, it has a trapezoidal shape. In addition, a lead groove 2a is formed on the outer peripheral surface 2d of the screw shaft 2.
A scale 6 as a digital quantity is recorded at predetermined intervals along the line. The scale 6 may be, for example, recorded on a magnetic material as a magnetic change, or may be recorded, for example, by arranging a large number of pits for optical reading.
ナツト3は、リード溝2aに嵌合して案内さ
れ、ねじ軸2の回転に同期して軸線方向、矢印A
又はB方向に移動するものであり、第1図に示す
形式のナツト3においては断面半円形のリード溝
2aと、ナツト3の内径部3aに形成された断面
半円形の溝3bとの間に複数個の鋼球5が嵌合し
てねじ軸2の回転に伴ないリード溝2a及び半円
形溝3bとの間で転動できるようになつている。
また第2図に示す形式のナツト3においては、ナ
ツト3の内径部3aには断面台形でリード溝2a
のリードと同じリードを持つ雌ねじ3cが形成さ
れ、リード溝2aと隙間のないように嵌合してい
る。 The nut 3 is fitted into the lead groove 2a and guided, and in synchronization with the rotation of the screw shaft 2, the nut 3 is rotated in the axial direction indicated by the arrow A.
In the nut 3 of the type shown in FIG. A plurality of steel balls 5 fit together and can roll between the lead groove 2a and the semicircular groove 3b as the screw shaft 2 rotates.
Further, in the nut 3 of the type shown in FIG. 2, the inner diameter portion 3a of the nut 3 has a lead groove 2a with a trapezoidal cross section.
A female thread 3c having the same lead as the lead is formed and is fitted into the lead groove 2a without any gap.
読取り手段4は、磁気抵抗効果素子等の磁束応
答性の再生ヘツド又はピツトの有無をレーザ等を
用い光学的に読み取る光ピツクアツプ等であつ
て、読取り手段4の検出面4aが目盛6に対向し
てナツト3に固着されている。そしてねじ軸2の
回転に伴ないねじ軸2の軸線方向に矢印A又はB
方向にナツト3と共に移動しながら、目盛6を
次々と読み取つて信号を送出するようになつてい
る。読取り手段4から送出された信号は、インタ
フエースとしての入出力ポート8、CPU9、
RAM10a及びROM10bから構成される記
録装置10によつて演算処理され、該処理された
結果を入出力ポート8を介してモータ11に伝達
してモータ11の回転を制御するようになつてい
る。モータ11の回転は減速機等の動力伝達装置
12を介してねじ軸2の回転を制御するようにな
つている。 The reading means 4 is an optical pickup or the like that optically reads the presence or absence of a magnetic flux-responsive reproduction head or pit such as a magnetoresistive element using a laser or the like, and the detection surface 4a of the reading means 4 faces the scale 6. and is fixed to nut 3. As the screw shaft 2 rotates, arrows A or B move in the axial direction of the screw shaft 2.
While moving in the direction together with the nut 3, the scale 6 is read one after another and a signal is sent out. The signal sent from the reading means 4 is sent to the input/output port 8 as an interface, the CPU 9,
Arithmetic processing is performed by a recording device 10 comprising a RAM 10a and a ROM 10b, and the processed results are transmitted to the motor 11 via the input/output port 8 to control the rotation of the motor 11. The rotation of the motor 11 is configured to control the rotation of the screw shaft 2 via a power transmission device 12 such as a speed reducer.
そして本発明に係る方法(請求項5)は、第5
図及び第6図を参照してリード溝2aの形成され
たねじ軸2の外周面2d上に目盛記録装置(図示
せず)で目盛6を記録した後、ねじ軸2を1目盛
に相当する角度だけ矢印C方向に回転させると同
時に、該回転と同期させてリード溝2aのピツチ
Pにより決まる寸法だけねじ軸2を目盛記録装置
に対して軸線方向(矢印D方向)に相対移動さ
せ、再び目盛記録装置によりねじ軸2の外周面2
d上に目盛6を記録する操作を繰り返してねじ軸
2のリード溝2aに沿つて目盛6を記録する方法
である。 And the method according to the present invention (claim 5)
6 and 6, a scale 6 is recorded on the outer circumferential surface 2d of the screw shaft 2 on which the lead groove 2a is formed using a scale recording device (not shown), and then the screw shaft 2 is recorded corresponding to one scale. While rotating the screw shaft 2 by an angle in the direction of arrow C, in synchronization with the rotation, the screw shaft 2 is moved relative to the scale recording device in the axial direction (direction of arrow D) by a dimension determined by the pitch P of the lead groove 2a, and then again. The outer peripheral surface 2 of the screw shaft 2 is measured by the scale recording device.
In this method, the scale 6 is recorded along the lead groove 2a of the screw shaft 2 by repeating the operation of recording the scale 6 on the screw shaft 2.
また本発明方法(請求項6)は第7図及び第8
図を参照して、ねじ軸2を静止状態に保持した状
態で目盛記録装置(図示せず)をねじ軸2の軸線
方向(矢印D方向)に移動させながらねじ軸2の
全長にわたつて外周面2dに目盛6を記録した
後、1目盛に相当する角度だけ矢印E方向にねじ
軸2を回転させ、再び目盛記録装置をねじ軸2の
軸線方向に移動させながらねじ軸2の全長にわた
つて目盛6を記録する操作をねじ軸2が1回転す
るまで繰り返すことによりねじ軸2に目盛6を記
録する方法である。 Further, the method of the present invention (claim 6) is shown in FIGS. 7 and 8.
Referring to the figure, while holding the screw shaft 2 in a stationary state, the scale recording device (not shown) is moved in the axial direction of the screw shaft 2 (in the direction of arrow D), and the outer periphery is measured over the entire length of the screw shaft 2. After recording the scale 6 on the surface 2d, rotate the screw shaft 2 by an angle corresponding to one scale in the direction of the arrow E, and again move the scale recording device in the axial direction of the screw shaft 2 while covering the entire length of the screw shaft 2. In this method, the scale 6 is recorded on the screw shaft 2 by repeating the operation of recording the scale 6 on the screw shaft 2 until the screw shaft 2 rotates once.
また他の目盛6の記録方法としては、第9図及
び第10図を参照して、予め目盛6の記録された
テープ状の記録体14をねじ軸2の外周面2d上
に接着等の手段でリード溝2aに沿つて固着して
もよく、また第11図及び第12図を参照してね
じ軸2の外周面2dにリード溝2aと略同心ピツ
チの浅い溝2eを設け、溝2e内に予め目盛6の
記録されたテープ状の記録体14を接着等の手段
で固着してもよい。 As another method for recording the scale 6, referring to FIG. 9 and FIG. Alternatively, referring to FIGS. 11 and 12, a shallow groove 2e having a substantially concentric pitch with the lead groove 2a is provided on the outer circumferential surface 2d of the screw shaft 2, and A tape-shaped recording body 14 on which the scale 6 is recorded in advance may be fixed by adhesive or other means.
作 用
本発明は、上記のように構成されており、以下
その作用について説明する。第1図から第4図に
おいて、モータ11の回転軸15がCPU9の指
令により回転すると、該回転運動は動力伝達装置
12によつて例えば減速(増速の場合もある。)
されてねじ軸2に伝達される。ねじ軸2の回転に
伴ないねじ軸2のリード溝2aに嵌合しているナ
ツト3はリード溝2aのピツチPとねじ軸2の回
転角度θによつて式P×θ/360で計算される寸
法だけねじ軸2の回転方向に従い、矢印A又はB
方向に移動する。ここでナツト3の移動の様子を
更に詳しく説明すると、第1図及び第3図に示す
ボールねじ型送りねじ装置1においては、ねじ軸
2が回転すると、ねじ軸2のリード溝2aとナツ
ト3の半円形溝3bの間に嵌合している鋼球5は
転動しながらリード溝2a及び半円形溝3bに沿
つて移動し、ナツト3の半円形溝3bの終端に達
すると鋼球ガイド管16中を通り、元の位置に戻
つて再びねじ軸2とナツト3の間を転動すること
でナツト3を矢印A又はB方向に移動させる。Effects The present invention is configured as described above, and its effects will be explained below. 1 to 4, when the rotating shaft 15 of the motor 11 rotates according to a command from the CPU 9, the rotational motion is decelerated (or accelerated in some cases) by the power transmission device 12.
and is transmitted to the screw shaft 2. As the screw shaft 2 rotates, the nut 3 fitted into the lead groove 2a of the screw shaft 2 is calculated by the formula P×θ/360 using the pitch P of the lead groove 2a and the rotation angle θ of the screw shaft 2. arrow A or B according to the direction of rotation of the screw shaft 2.
move in the direction. To explain in more detail how the nut 3 moves, in the ball screw type feed screw device 1 shown in FIGS. 1 and 3, when the screw shaft 2 rotates, the lead groove 2a of the screw shaft 2 and the nut 3 The steel ball 5 fitted between the semicircular grooves 3b of the nut 3 moves along the lead groove 2a and the semicircular groove 3b while rolling, and when it reaches the end of the semicircular groove 3b of the nut 3, the steel ball guide The nut 3 is moved in the direction of arrow A or B by passing through the tube 16, returning to the original position, and rolling again between the screw shaft 2 and the nut 3.
また第2図及び第4図に示す送りねじ装置にお
いては、ねじ軸2のリード溝2aとナツト3の雌
ねじ3cとが通常のねじとナツトとの関係と同様
に嵌合しているので、ねじ軸2の回転に伴なつて
ナツト3を移動させる。両者の作用は同じである
が、ボールねじ型送りねじ装置1の方がねじ軸2
を回転させるに要する力が小さく、またねじ軸2
とナツト3との隙間も小さく作製できるので、よ
り高精度の送り制御を必要とする場合に使用され
る。 In addition, in the feed screw device shown in FIGS. 2 and 4, the lead groove 2a of the screw shaft 2 and the female thread 3c of the nut 3 fit together in the same way as the relationship between a normal screw and a nut, so that the screw The nut 3 is moved as the shaft 2 rotates. The action of both is the same, but the ball screw type feed screw device 1 has a better effect than the screw shaft 2.
The force required to rotate the screw shaft 2 is small, and the screw shaft 2
Since the gap between the nut 3 and the nut 3 can be made small, it is used when more precise feed control is required.
ナツト3に固着される読取り手段4は、ナツト
3と共にリード溝2aにより矢印A又はB方向に
移動するので、検出面4aは常に目盛6に対向し
ねじ軸2の外周面2d上に配設されている目盛6
を次々に読み取つて信号を送出する。該信号は
CPU9が所定の手順に従つて演算処理した結果
に基いてモータ11を動きを制御することで、ナ
ツト3及びこれに固着された移動体(図示せず)
の位置を制御する。 Since the reading means 4 fixed to the nut 3 moves in the direction of arrow A or B together with the nut 3 through the lead groove 2a, the detection surface 4a always faces the scale 6 and is arranged on the outer peripheral surface 2d of the screw shaft 2. scale 6
are read one after another and send out a signal. The signal is
The CPU 9 controls the movement of the motor 11 based on the results of arithmetic processing according to a predetermined procedure.
control the position of
目盛6は磁気又はピツトにより記録されている
ので従来の目盛6よりもはるかに高密度の目盛を
記録することが可能で、より高精度の位置制御を
行うことができる。また読取り手段4で読み取ら
れた該信号をCPU9で時間tで1回微分するこ
とによりナツト3の移動速度を、更に時間tで2
回微分することでナツト3の加速度も高精度で知
ることができ、また移動体の一例たるナツト3の
質量を予め測定しておけば、該加速度と質量との
積を求めることで移動体18に働く慣性力も求め
られ、該演算結果を使用して複雑な制御を行うこ
ともできる。 Since the graduations 6 are recorded with magnetism or pits, it is possible to record graduations with a much higher density than the conventional graduations 6, and it is possible to perform position control with higher precision. Further, by differentiating the signal read by the reading means 4 once at time t by the CPU 9, the moving speed of the nut 3 is further calculated by 2 at time t.
The acceleration of the nut 3 can be determined with high precision by differentiating the times, and if the mass of the nut 3, which is an example of a moving object, is measured in advance, the product of the acceleration and the mass can be used to determine the acceleration of the moving object 18. The inertial force acting on the motor is also determined, and the calculation results can be used to perform complex control.
また目盛6の始点又は終点に該始点、終点を識
別する特別の目盛6を記録しておくことで容易に
ナツト3の始点又は終点位置を知ることができ、
また該始点からの移動量は目盛6を読み取ること
でわかるので、ナツト3の位置をすべての位置に
ついて知ることができる。更には専用機における
位置制御のように同一パターンの動作を繰り返す
ものにあつては、目盛6の所定位置に音声情報又
は画像情報を記録しておくことで作業者に次の作
業を指示したり、又は注意事項等を音声又は画像
で出力し、作業の能率を向上させ、また安全を確
保することができる。 In addition, by recording a special scale 6 at the start point or end point of the scale 6 to identify the start point or end point, the start or end point position of the nut 3 can be easily known.
Further, since the amount of movement from the starting point can be determined by reading the scale 6, the position of the nut 3 can be known at all positions. Furthermore, in cases where the same pattern of operation is repeated, such as position control in a special-purpose machine, audio or image information can be recorded at a predetermined position on the scale 6 to instruct the worker on the next task. , precautions, etc. can be output in the form of audio or images to improve work efficiency and ensure safety.
なお、上記実施例においては、ねじ軸2の外周
面2dはリード溝2aの外径部として説明した
が、外周面2dは外径部に限定されるものではな
くリード溝2aの谷径部であつてもよい。 In the above embodiment, the outer circumferential surface 2d of the screw shaft 2 was explained as the outer diameter portion of the lead groove 2a, but the outer circumferential surface 2d is not limited to the outer diameter portion, but may be the root diameter portion of the lead groove 2a. It's okay to be hot.
効 果
本発明は、上記のように断面円形の軸にリード
溝を形成したねじ軸と、該リード溝に嵌合してね
じ軸の回転に同期してねじ軸の軸線方向に移動す
るナツトとからなる送りねじ装置において、該ね
じ軸の外周面上にリード溝に沿つて目盛、音声情
報又は画像情報等の情報を記録し、該情報を読み
取るための読取り手段をナツトに備えたので、ナ
ツトの位置を検出するセンサ及び該ナツトの運動
始点或いは終点を検出する特別のセンサを不要に
できる効果がある。またこれにより設計の自由度
を向上させ最適設計を可能ならしめると共に装置
を小型化できる効果がある。更に、位置検出精度
を向上させて精密な位置制御を行うことができる
効果がある。Effects The present invention provides a screw shaft in which a lead groove is formed on a shaft having a circular cross section as described above, and a nut that fits into the lead groove and moves in the axial direction of the screw shaft in synchronization with the rotation of the screw shaft. In a feed screw device consisting of This has the effect of eliminating the need for a sensor for detecting the position of the nut and a special sensor for detecting the start or end point of the movement of the nut. Furthermore, this has the effect of increasing the degree of freedom in design, making it possible to achieve an optimal design, and making it possible to downsize the device. Furthermore, there is an effect that position detection accuracy can be improved and precise position control can be performed.
また音声又は画像情報によつて作業者に必要な
情報を適切に与えて作業能率を向上させ、かつ誤
りのない安全な作業を容易に行うことができる効
果がある。また該情報を高密度とすることで移動
体の速度、加速度又は移動体に作用する慣性力を
高精度で知ることができ、より精度の高い制御を
行うことができる効果がある。 Further, the present invention has the effect of improving work efficiency by properly providing necessary information to the worker through audio or image information, and making it possible to easily perform error-free and safe work. In addition, by providing the information at a high density, the speed, acceleration, or inertial force acting on the moving body can be known with high accuracy, and there is an effect that more accurate control can be performed.
またリード溝に沿つてねじ軸の外周面上にデジ
タル量としての目盛を記録したので、1つのねじ
山でもねじ軸の直径3.14倍もの記録可能な長さを
確保でき、実際にはこの長さのねじ山数倍の長さ
という非常に長い記録スペースを確保することが
できる効果があり、またこの結果ねじ軸に極めて
多くの目盛情報を与えることができる効果があ
る。 In addition, since we recorded a scale as a digital value on the outer circumferential surface of the screw shaft along the lead groove, we were able to secure a recordable length of 3.14 times the diameter of the screw shaft even with a single thread; This has the effect of being able to secure a very long recording space that is several times the length of the screw thread, and as a result, it has the effect of being able to provide an extremely large amount of scale information to the screw shaft.
またねじ軸の外周面上にデジタル量しての目盛
を記録してこれをナツトの読取り手段で直接検知
して読み取るようにしたので、単にアナログ量を
デジタル量に変えただけのものには止まらず、読
み取り誤差の入り込む余地をなくし、極めて正確
な読取り精度を得ることができるという効果が得
られる。 In addition, a digital scale is recorded on the outer circumferential surface of the screw shaft, and this can be directly detected and read by the nut's reading means, so it is not just a matter of converting an analog quantity into a digital quantity. First, there is an effect that there is no room for reading errors to enter, and extremely accurate reading accuracy can be obtained.
更には、ねじ軸の外周面上にデジタル量しての
目盛を記録したので、目盛部分が動力伝達には参
加しないため、擦られることがなく、またねじ軸
の撓みや熱変形による影響を受けることなく、常
に正確な読取りが可能となり、非常に精度の高い
制御を行うことができる効果がある。 Furthermore, since the scale is recorded as a digital value on the outer circumferential surface of the screw shaft, the scale part does not participate in power transmission, so it will not be rubbed, and it will not be affected by deflection or thermal deformation of the screw shaft. This has the effect of making it possible to always perform accurate readings and to perform control with very high precision.
第1図はポールねじを用いた送りねじ装置の部
分破断正面図、第2図は台形ねじを用いた送りね
じ装置の部分破断正面図、第3図はボールねじを
用いた送りねじ装置の要部斜視図、第4図は台形
ねじを用いた送りねじ装置の要部斜視図、第5図
及び第6図は目盛記録方法を示す送りねじの部分
正面図、第7図及び第8図は他の目盛記録方法を
示す送りねじの部分正面図、第9図及び第10図
は更に他の目盛記録方法を示す送りねじの部分斜
視図、第11図及び第12図は更に他の目盛記録
方法を示す送りねじの部分斜視図である。
1は送りねじ装置、2はねじ軸、2aはリード
溝、2dは外周面、3はナツト、4は読取り手
段、6は目盛である。
Figure 1 is a partially cutaway front view of a feed screw device using a pole screw, Figure 2 is a partially cutaway front view of a feed screw device using a trapezoidal screw, and Figure 3 is a schematic diagram of a feed screw device using a ball screw. FIG. 4 is a perspective view of the main part of a feed screw device using a trapezoidal screw, FIGS. 5 and 6 are partial front views of the feed screw showing the scale recording method, and FIGS. 7 and 8 are partial front views of the feed screw. A partial front view of the feed screw showing another scale recording method, FIGS. 9 and 10 are partial perspective views of the feed screw showing still another scale recording method, and FIGS. 11 and 12 are still other scale recording methods. FIG. 3 is a partial perspective view of a lead screw illustrating the method; 1 is a feed screw device, 2 is a screw shaft, 2a is a lead groove, 2d is an outer peripheral surface, 3 is a nut, 4 is a reading means, and 6 is a scale.
Claims (1)
と、該リード溝に嵌合して該ねじ軸の回転に同期
して前記ねじ軸上をねじ軸の軸線方向に移動する
ナツトとからなる送りねじ装置において、前記ね
じ軸の外周面上に前記リード溝に沿つてデジタル
量としての目盛を備えたねじ軸と、前記目盛を読
み取るための読取り手段を前記ナツトに備えたこ
とを特徴とする送りねじ装置。 2 断面円形の軸にリード溝を形成したねじ軸
と、該リード溝に嵌合して該ねじ軸の回転に同期
して前記ねじ軸上を該ねじ軸の軸線方向に移動す
るナツトとからなる送りねじ装置において、前記
ねじ軸のリード溝に沿う外周面上に目盛、音声情
報及び画像情報のうち少なくとも1つのデジタル
量としての情報を記録したねじ軸と、前記目盛、
音声情報又は画像情報を読み取るための読取手段
を前記ナツトに備えたことを特徴とする送りねじ
装置。 3 前記目盛、音声情報及び画像情報は、磁性体
に磁気変化として記録したデジタル量としての磁
気情報であり、かつ前記読取り手段は磁束応答性
の磁気再生ヘツドであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項又は第2項に記載の送りねじ装
置。 4 前記目盛、音声情報及び画像情報は、ピツト
として刻設され記録されるデジタル量としての情
報であり、かつ前記読取り手段は、前記ピツトを
光学的に読み取る光ピツクアツプであることを特
徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に記載
の送りねじ装置。 5 リード溝の形成されたねじ軸の外周面上に目
盛記録装置で目盛を記録した後、前記ねじ軸を1
目盛に相当する角度だけ回転させると同時に、該
回転と同期させて前記リード溝のピツチにより決
まる寸法分前記ねじ軸を前記目盛記録装置に対し
て該ねじ軸の軸線方向に相対移動させ、再び前記
目盛記録装置により前記ねじ軸外周面上に目盛を
記録する操作を繰り返して前記ねじ軸の外周面上
に前記リード溝に沿つて目盛を記録することを特
徴とする送りねじ装置のねじ軸の目盛記録方法。 6 ねじ軸を静止保持した状態で目盛記録装置を
該ねじ軸の軸線方向に移動させながら全長にわた
つて前記ねじ軸の外周面上に目盛を記録した後、
1目盛に相当する角度だけ前記ねじ軸を回転さ
せ、再び前記目盛記録装置をねじ軸の軸線方向に
移動させながら、ねじ軸の全長にわたつて目盛を
記録する操作を前記ねじ軸が1回転するまで繰り
返すことにより前記ねじ軸の外周面上に目盛を記
録することを特徴とする送りねじ装置のねじ軸の
目盛記録方法。 7 前記目盛は、磁性体に磁気変化として記録し
た目盛であることを特徴とする特許請求の範囲第
5項又は第6項に記載の送りねじ装置のねじ軸の
目盛記録方法。 8 前記目盛は、ねじ軸外周面上に刻設されたピ
ツトであることを特徴とする特許請求の範囲第5
項又は第6項に記載の送りねじ装置のねじ軸の目
盛記録方法。[Scope of Claims] 1. A screw shaft having a circular cross section with a lead groove formed therein, and a screw shaft that fits into the lead groove and moves on the screw shaft in the axial direction of the screw shaft in synchronization with the rotation of the screw shaft. A feed screw device comprising a screw shaft having a scale as a digital quantity along the lead groove on the outer circumferential surface of the screw shaft, and a reading means for reading the scale on the nut. A feed screw device characterized by: 2 Consists of a screw shaft with a circular cross-section and a lead groove formed therein, and a nut that fits into the lead groove and moves on the screw shaft in the axial direction of the screw shaft in synchronization with the rotation of the screw shaft. In the feed screw device, a screw shaft in which information as a digital quantity of at least one of a scale, audio information, and image information is recorded on an outer circumferential surface along a lead groove of the screw shaft, and the scale;
A feed screw device characterized in that the nut is provided with a reading means for reading audio information or image information. 3. The scale, audio information, and image information are magnetic information as digital quantities recorded as magnetic changes in a magnetic material, and the reading means is a magnetic reproducing head responsive to magnetic flux. The feed screw device according to scope 1 or 2. 4. A patent characterized in that the scale, audio information, and image information are information as digital quantities engraved and recorded as pits, and the reading means is an optical pickup that optically reads the pits. A feed screw device according to claim 1 or 2. 5 After recording a scale with a scale recording device on the outer circumferential surface of the screw shaft on which the lead groove is formed, the screw shaft is
The screw shaft is rotated by an angle corresponding to the scale, and at the same time, in synchronization with the rotation, the screw shaft is moved relative to the scale recording device in the axial direction of the screw shaft by a distance determined by the pitch of the lead groove. A scale on a screw shaft of a feed screw device, characterized in that the scale is recorded on the outer peripheral surface of the screw shaft along the lead groove by repeating the operation of recording the scale on the outer peripheral surface of the screw shaft using a scale recording device. Recording method. 6. After recording the scale on the outer peripheral surface of the screw shaft over the entire length while moving the scale recording device in the axial direction of the screw shaft while holding the screw shaft still,
Rotating the screw shaft by an angle corresponding to one graduation, and again moving the scale recording device in the axial direction of the screw shaft, recording the scale over the entire length of the screw shaft while the screw shaft rotates once. A method for recording scales on a screw shaft of a feed screw device, characterized in that a scale is recorded on the outer circumferential surface of the screw shaft by repeating up to . 7. A method for recording a scale on a screw shaft of a feed screw device according to claim 5 or 6, wherein the scale is a scale recorded as a magnetic change on a magnetic material. 8. Claim 5, wherein the scale is a pit carved on the outer peripheral surface of the screw shaft.
A method for recording scales on a screw shaft of a feed screw device according to item 1 or 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21206088A JPH0262454A (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Feed screw device and its screw shaft scale recording method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21206088A JPH0262454A (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Feed screw device and its screw shaft scale recording method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0262454A JPH0262454A (en) | 1990-03-02 |
| JPH0547737B2 true JPH0547737B2 (en) | 1993-07-19 |
Family
ID=16616202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21206088A Granted JPH0262454A (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | Feed screw device and its screw shaft scale recording method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0262454A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2593822Y2 (en) * | 1991-11-07 | 1999-04-19 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | Linear actuator |
| DE19623742A1 (en) | 1996-06-14 | 1997-12-18 | Wittenstein Motion Contr Gmbh | Device for displacement and / or position detection in a spindle drive |
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| KR101290208B1 (en) * | 2011-04-25 | 2013-08-07 | 주식회사 인팩 | Shifting actuator for an automated manual transmission |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4032286Y1 (en) * | 1965-03-19 | 1965-11-11 |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP21206088A patent/JPH0262454A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0262454A (en) | 1990-03-02 |
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