运动引导装置的负荷测量系统和负荷测量方法以及运动引导装置的寿命算出方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够高精度地对作用于使用状态下的运动引导装置的负荷进行测量的运动引导装置的负荷测量系统。设置：用于检测滑动构件(12)相对于轨道构件(11)的相对移动方向的位置的位置检测单元(4)；和对滑动构件(12)相对于轨道构件(11)的径向方向和/或水平方向的相对位移进行检测的至少一个传感器(2a～2d、3a～3d)。算出单元(6)基于位置检测单元(4)检测出的位置信息以及至少一个传感器(2a～2d、3a～3d)检测出的位移信息来算出与滑动构件(12)的位置建立关联的运动引导装置(1)的负荷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】运动引导装置的负荷测量系统和负荷测量方法以及运动引导装置的寿命算出方法
本专利技术涉及对作用于运动引导装置的负荷进行测量的运动引导装置的负荷测量系统和负荷测量方法以及运动引导装置的寿命算出方法。
技术介绍
运动引导装置具备轨道构件和滑动构件，其中，滑动构件经由多个滚动体以能够相对移动的方式组装于轨道构件。若滑架相对于轨道构件相对地进行移动，则介于它们之间的滚动体就会进行滚动运动。通过利用滚动体的滚动运动，从而能够使滑动构件相对于轨道构件轻快地移动。运动引导装置被嵌入到机器人、工作机械、半导体/液晶制造装置等实机中，对可动部进行的线运动进行引导。在运动引导装置的使用状态下，有负荷(也称为实际负荷)作用于运动引导装置。该负荷根据运动引导装置的使用条件，例如可动部的质量、作用于可动部的外力的大小以及方向、可动部的加减速的大小等而有各种变化。除了这些使用条件以外，负荷还会根据实机的热应变、在运动引导装置中产生的不平衡负荷等使用条件的不同而有变化。特别是，后者的使用条件很难预测，高精度地预测运动引导装置的负荷很困难。因此，一直以来，在选定运动引导装置时，对根据前者的使用条件算出的负荷乘以安全系数，选定具有相对于乘以安全系数后得到的负荷有富余的额定负荷的运动引导装置。取代根据使用条件对运动引导装置的负荷进行预测，正尝试着对使用状态下的运动引导装置的负荷进行测量。作为该尝试，已知有以下方法：在滑动构件与可动部的工作台等之间夹入应变仪，从而测量作用于滑动构件的负荷；以及在滑动构件的一对袖部分别粘附应变仪，基于一对袖部的应变，使用示出应变量与负荷的关系的曲线图，算出作用于滑动构件的负荷(参照专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-263286号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在前者的负荷测量方法中，可动部的重心会变高在滑动构件与可动部的工作台等之间夹入应变仪而产生的高度，因此在加减速时作用于滑动构件的力矩与使用状态时相比会变大。因此，存在不能高精度地测量使用状态下的运动引导装置的负荷这样的课题。在后者的负荷测量方法中，无论对滑动构件作用径向方向的负荷、水平方向的负荷、还是力矩，都会以滑动构件的一对袖部打开的方式发生变形，因此存在难以根据应变仪的输出来判断作用了哪个方向的负荷这样的课题。此外，在运动引导装置的尺寸被变更的情况下，还存在每次变更时都需要制作示出应变量与负荷的关系的曲线图这样的课题。因此，本专利技术的目的在于，提供一种能够高精度地测量作用于使用状态下的运动引导装置的负荷的运动引导装置的负荷测量系统和负荷测量方法以及运动引导装置的寿命算出方法。用于解决课题的技术方案为了解决上述课题，本专利技术的一个方式是一种运动引导装置的负荷测量系统，在所述运动引导装置中，滑动构件经由多个滚动体以能够相对移动的方式组装于轨道构件，所述运动引导装置的负荷测量系统具备：位置检测单元，用于检测所述滑动构件相对于所述轨道构件的相对移动方向的位置；至少一个传感器，用于检测所述滑动构件相对于所述轨道构件的径向方向和/或水平方向的位移；以及算出单元，基于所述位置检测单元检测出的位置信息以及所述至少一个传感器检测出的位移信息，算出与所述位置建立关联的所述运动引导装置的负荷。本专利技术的另一个方式是一种运动引导装置的负荷测量方法，在所述运动引导装置中，滑动构件经由多个滚动体以能够相对移动的方式组装于轨道构件，所述运动引导装置的负荷测量方法具备：检测所述滑动构件相对于所述轨道构件的相对移动方向的位置的工序；检测所述滑动构件相对于所述轨道构件的径向方向和/或水平方向的位移的工序；以及基于检测出的位置信息以及检测出的位移信息，算出与所述位置建立关联的所述运动引导装置的负荷的工序。本专利技术的又一个方式是一种运动引导装置的寿命算出方法，其中，基于使用上述的负荷测量方法算出的所述运动引导装置的负荷，算出实机的动作模式下的所述运动引导装置的平均负荷，并基于所述平均负荷，算出所述运动引导装置的寿命。专利技术效果在本专利技术中，并不是直接检测作用于滑动构件的负荷，而是检测滑动构件相对于轨道构件的径向方向和/或水平方向的位移，并基于检测出的位移算出运动引导装置的负荷。根据本专利技术，不需要在滑动构件与可动部的工作台等之间夹入应变仪就能够在实机的使用状态下高精度地测量运动引导装置的负荷。此外，在本专利技术中，将运动引导装置的负荷与滑动部相对于轨道构件的相对移动方向的位置建立关联。因此，能够高精度地测量在行驶中发生变动的运动引导装置的负荷。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的运动引导装置的负荷测量系统的整体图。图2是本实施方式的运动引导装置的外观立体图。图3是本实施方式的运动引导装置的水平剖视图。图4的(a)是从导轨(rail)的长度方向观察的运动引导装置的主视图，图4的(b)是B部分放大图。图5是示出外力作用于滑架时的传感器的输出的变化的图。图6是滑架内的球所接触的部分的x轴方向的剖视图。图7是示出产生五个位移分量之前的内部负荷的状态的滑架的剖视图。图8是示出产生了五个位移分量之后的内部负荷的状态的滑架的剖视图。图9是示出滑架的位置与作用于滑架的负荷的关系的曲线图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的一个实施方式的运动引导装置的负荷测量系统进行详细说明。但是，本专利技术的运动引导装置的负荷测量系统能够以各种方式具体化，并不限定于说明书记载的实施方式。本实施方式是根据如下意图提供的，即，通过使说明书的公开充分，从而使本领域技术人员能够充分理解专利技术的范围。图1示出本实施方式的运动引导装置的负荷测量系统的整体图。附图标记1为运动引导装置，附图标记2a～2d、3a～3d为传感器，附图标记4为作为位置检测单元的线性编码器，附图标记5为作为记录计的数据记录器，附图标记6为作为算出单元的计算机。<运动引导装置的结构>首先，对运动引导装置1的结构进行说明。运动引导装置1具备：作为轨道构件的导轨11；和以能够在其长度方向上移动的方式组装于导轨11的作为滑动构件的滑架12。在该实施方式中，导轨11安装于实机的基座7，实机的工作台8(参照图8)安装于滑架12。实机例如是机器人、工作机械、半导体或液晶制造装置等。包含工作台8的可动体的直线运动由运动引导装置1进行引导。另外，还能够将运动引导装置1上下反转，将滑架12安装于基座7，并将导轨11安装于工作台8。可动体载置在滑架12之上，此外，可动体与滑架12固定，同滑架12一起运动，可动体的种类没有限定。可动体也有时不包含工作台8。图2示出运动引导装置1的外观立体图。为了便于说明，将导轨11配置在水平面，将从导轨11的长度方向观察时的方向，即，图2所示的x轴设为前后方向，将y轴设为上下方向，将z轴设为左右方向，来对运动引导装置1的结构进行说明。当然，运动引导装置1的配置并不限于这样的配置。在导轨11的左右两侧分别设置作为滚动体滚走部的上下两条轨道面11a。轨道面11a的剖面为圆弧状。在导轨11的上表面，在长度方向上以固定的间距设置有穿过用于将导轨11紧固于基座7的紧固构件的通孔11b。滑架12具有与导轨11的上表面对置的水平部12-1和与导轨11的侧面对置的一对袖部12-2，且剖面为コ字状。滑架12具备：移动方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动引导装置的负荷测量系统，在所述运动引导装置中，滑动构件经由多个滚动体以能够相对移动的方式组装于轨道构件，该运动引导装置的负荷测量系统的特征在于，具备：位置检测单元，用于检测所述滑动构件相对于所述轨道构件的相对移动方向的位置；至少一个传感器，用于检测所述滑动构件相对于所述轨道构件的径向方向和/或水平方向的位移；以及算出单元，基于所述位置检测单元检测出的位置信息以及所述至少一个传感器检测出的位移信息，算出与所述位置建立关联的所述运动引导装置的负荷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.22 JP 2016-0105481.一种运动引导装置的负荷测量系统，在所述运动引导装置中，滑动构件经由多个滚动体以能够相对移动的方式组装于轨道构件，该运动引导装置的负荷测量系统的特征在于，具备：位置检测单元，用于检测所述滑动构件相对于所述轨道构件的相对移动方向的位置；至少一个传感器，用于检测所述滑动构件相对于所述轨道构件的径向方向和/或水平方向的位移；以及算出单元，基于所述位置检测单元检测出的位置信息以及所述至少一个传感器检测出的位移信息，算出与所述位置建立关联的所述运动引导装置的负荷。2.根据权利要求1所述的运动引导装置的负荷测量系统，其特征在于，所述算出单元在算出所述负荷时，算出介于所述轨道构件与所述滑动构件之间的所述多个滚动体的负荷以及接触角。3.根据权利要求2所述的运动引导装置的负荷测量系统，其特征在于，所述至少一个传感器具备：径向传感器，对与所述轨道构件的上表面之间的径向方向的间隙进行检测；和/或水平传感器，对与所述轨道构件的侧面之间的水平方向的间隙进行检测，所述径向传感器和/或所述水平传感器配置在安装于所述滑动构件的所述相对移动方向的两端部的传感器安装构件。4.根据权利要求3所述的运动引导装置的负荷测量系统，其特征在于，所述传感器安装构件具有与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅野祐介，西出哲弘，堀江拓也，青木慎史，泷泽弘幸，
申请(专利权)人：THK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP