直线移动装置制造方法及图纸

本发明专利技术的直线移动装置(1)具有：设置了多个齿(13T)的直线状齿条(13)；与齿条(13)的齿(13T)啮合的主动小齿轮(24)；在离开主动小齿轮(24)的位置与齿条(13)的齿轮(13T)啮合的从动小齿轮(25)；使主动小齿轮(24)旋转驱动的主动马达(22)；使从动小齿轮(25)旋转驱动的从动马达(23)；以及移动台车(20)，主动马达(22)和从动马达(23)被固定，随着主动马达(22)和从动马达(23)的旋转驱动而沿着齿条(13)移动；在使移动的移动台车(20)停止时，向与移动中的主动马达(22)的驱动方向相反的方向使从动马达(23)旋转驱动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过将旋转运动变换为直线运动而使台车移动的直线移动装置。
技术介绍
作为旋转运动和直线运动的变换装置，使齿条和小齿轮啮合的齿轮齿条副已被公 知。齿轮齿条副被用于输送装置、工业机器人、机床、精密仪器等要求高效、高精度、长寿命、 高驱动力传递的机械装置。齿轮齿条副通常在齿条的齿和小齿轮之间设置被称作齿隙的间隙，避免齿之间的 咬入。但若设置齿隙，则即使小齿轮已停止，具有惯性的小齿轮也会移动与齿隙对应的量， 导致停止时的位置精度变差。日本专利文献1提出了避免了这一问题的旋转运动和直线运动的变换装置100的 方案。该变换装置100如图11所示，通过具有由多个次摆曲线构成的齿型的齿104的齿条 105及具有与齿104啮合的多个辊106的小齿轮107，进行旋转运动和直线运动的变换。为 了使与齿条105啮合的辊106的中心轨迹描画成次摆曲线的轨迹，齿轮105的齿形被设置 为，齿根描画成比辊106的直径大的大致弧形的轨迹。并且，对齿条105和小齿轮107施加 预压来使用。进一步，齿轮105的齿顶形成逐渐离开辊106的外形轨迹的啮入。专利文献1 日本特开平10-184842号公报
技术实现思路
但专利文献1中，将齿条105的齿形加工为次摆曲线等，因加工精度问题而使成本 较高。尤其在长距离输送中，高成本的齿条变长时，难于同时兼顾加工精度和适当的成本。本专利技术基于以上课题而出现，其目的在于提供一种即使不使用高成本的形式的齿 轮，在停止时也可获得较高位置精度的直线移动装置。基于以上目的，本专利技术的直线移动装置对于齿轮驱动用的一个齿条设置独立驱动 的一对马达。各马达上安装小齿轮。将一对马达中的一个作为主动马达，另一个作为从动 马达。并且，在移动时，主动马达和从动马达被向同一方向旋转驱动；但停止时，向从动马 达提供和主动马达的旋转方向相反的驱动力。这样一来，可降低齿隙造成的小齿轮的移动 (空动)，进行高精度的定位。S卩，本专利技术的直线移动装置具有设置了多个齿的直线状齿条；与齿条的齿啮合 的主动小齿轮；在离开主动小齿轮的位置与齿条的齿啮合的从动小齿轮；使主动小齿轮旋 转驱动的主动马达；使从动小齿轮旋转驱动的从动马达；以及台车，主动马达和从动马达 被固定，并随着主动马达和从动马达的旋转驱动而沿着齿条直线移动。并且，本专利技术的直线 移动装置的特征在于，在使移动的台车停止时，向与移动中的主动马达的驱动方向相反的 方向使从动马达旋转驱动。此外，在本专利技术中，将2台马达中、被反向旋转驱动的马达定义 为从动马达。在本专利技术的直线移动装置中，从台车开始移动时到停止时为止，可同时驱动主动马达和从动马达，但不限于此。即，本专利技术可在台车开始移动并达到勻速运动后，停止从动 马达的驱动。同样地，在这种情况下，在停止台车时，也可使从动马达向与移动中的主动马 达的驱动方向相反的方向旋转驱动。由此，可使主动马达及从动马达的控制变得简单。在本专利技术的直线移动装置中，在从台车开始移动时到停止时为止同时驱动主动马 达和从动马达的情况下，优选通过滑动模式控制来控制主动马达和从动马达，以用于进行 高精度、高保持力的定位。在滑动模式控制中，以距最终到达位置的偏差位置和速度提供超 平面，因此，可通过任意的控制力来进行定位。此时，为了提高定位后的保持力，在不振荡的 程度的可控范围内切换马达控制力即可。在本专利技术的直线移动装置中，在从台车开始移动时到停止时为止同时驱动主动马 达和从动马达的情况下，如上所述，优选通过滑动模式控制来控制主动马达和从动马达，以 用于进行高精度的定位。但在全部区域内执行滑动模式时，对马达的负载变大，因此优选 根据马达起动时的起动特性(例如马达驱动时的上升时间)预测马达负载，提供和马达负 载对应的适当超平面或切换直线的倾角，从而控制各马达的驱动力。根据本专利技术的直线移动装置，当使正在移动的台车停止时，可向与移动中的主动 马达相反的方向使从动马达旋转驱动。这样一来，可降低齿隙的空动，进行高精度的台车定 位。并且，根据本专利技术的直线移动装置，以齿隙为前提时也可进行高精度的台车的定位，因 此可将通用的渐开线直齿轮或斜齿轮用于小齿轮，从而可降低装置成本。进一步，本专利技术的 直线移动装置具有2台马达，因此即使产生较大驱动力，也可进行高精度的定位。附图说明图1是本实施方式中的直线移动装置的立体图。图2是本实施方式中的直线移动装置的正面图。图3是本实施方式中的直线移动装置的侧面图。图4是本实施方式中的直线移动装置的控制框图。图5表示在本实施方式的直线移动装置中使移动台车从位置S移动到位置E时的 主动马达及从动马达的位置-速度曲线。图6是本实施方式的直线移动装置的齿条及小齿轮的局部放大图。图7表示在本实施方式的直线移动装置中使移动台车从位置S移动到位置E时的 主动马达及从动马达的位置-速度曲线。图8表示说明滑动模式的公式。图9表示说明滑动模式的其他公式。图10是表示应用滑动模式控制的实例的图。图11是表示日本专利文献1所公开的旋转运动和直线运动的变换装置的图。附图标记1直线移动装置10工作台13 齿条13T 齿15线性编码器420移动台车22主动马达23从动马达24主动小齿轮25从动小齿轮30控制器具体实施例方式以下根据附图所示的实施方式详细说明本专利技术。本实施方式中的直线移动装置1以齿轮齿条副为基本结构。直线移动装置1可使移动台车20在工作台10上直线往复运动，且可在任意位置停止。工作台10具有矩形的底板11 ；齿条13，在底板11上沿着移动台车20进行直线 往复运动的方向延伸；与齿条13平行地延伸的轨道14 ；以及与轨道14平行地延伸的线性 编码器15。在齿条13上，在其长边方向上连续设置多个齿13T。齿条13的齿13T的齿形是直 线。轨道14以可自由滑动的方式与移动台车20的滑动器27嵌合，并通过滑动器27 支撑移动台车20的负荷。作为线性编码器15，可使用光学式的线性编码器15。光学式的线性编码器15例 如具有玻璃刻度尺15a ；和滑动单元15b，扫描玻璃刻度尺15a，以获得位置信息。所获得 的位置信息被传送到下述控制器30。玻璃刻度尺1 铺设在线性编码器15内，滑动单元 1 与移动台车20 —体化，在玻璃刻度尺1 上进行扫描。线性编码器15用于识别移动台 车20的位置，也可使用磁式的线性编码器。并且，可将能够识别进行直线移动的移动台车 20的位置的设备替换为线性编码器15进行使用。例如，可广泛适用利用主动马达22及从 动马达23的转速来获取位置信息的旋转编码器、激光位移仪、对准标记(target mask)的 图像处理法等能够以所需精度来识别位置的设备。移动台车20具有台车下板21 ；主动马达22，放置在台车下板21上，且通过适当 的方式被固定 ’从动马达23 ；主动小齿轮24，固定在主动马达22的输出轴22S上；以及从 动小齿轮25，固定在从动马达23的输出轴23S上。作为主动马达22及从动马达23，例如 可使用直驱伺服马达(DD马达)。主动马达22及从动马达23从控制简单的角度而言优选 具有同样的特性。主动小齿轮M及从动小齿轮25均是齿形由渐开线构成的齿轮(渐开线 齿轮)，与工作台10的齿条13啮合。主动马达22、从动马达23的上表面上放置台车上板26，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种直线移动装置，其特征在于，具有：设置了多个齿的直线状齿条；与上述齿条啮合的主动小齿轮；在离开上述主动小齿轮的位置与上述齿条啮合的从动小齿轮；使上述主动小齿轮旋转驱动的主动马达；使上述从动小齿轮旋转驱动的从动马达；以及台车，上述主动马达和上述从动马达被固定，并随着上述主动马达和上述从动马达的旋转驱动而沿着上述齿条直线移动，在使移动的上述台车停止时，向与移动中的上述主动马达的驱动方向相反的方向使上述从动马达旋转驱动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.03.09 JP 2009-0552891.一种直线移动装置，其特征在于， 具有设置了多个齿的直线状齿条； 与上述齿条啮合的主动小齿轮；在离开上述主动小齿轮的位置与上述齿条啮合的从动小齿轮； 使上述主动小齿轮旋转驱动的主动马达； 使上述从动小齿轮旋转驱动的从动马达；以及台车，上述主动马达和上述从动马达被固定，并随着上述主动马达和上述从动马达的 旋转驱动而沿着上述齿条直线移动，在使移动的上述台车停止时，向与移动中的上述主动马达的驱动方向相反的方向使上 述从动马达旋转驱动。2.根据权利要求1所述的直线移动装置，其特征在于，上述台车开始移动并达到勻速 运动后，停止上述从动马达的驱动。3.根据权利要求1所述的直线移动装置，其特征在于，上述主动马...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田丰一，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP