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JP2020071031A - Linear motor drive device and surface shape measuring device - Google Patents

Linear motor drive device and surface shape measuring device Download PDF

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JP2020071031A JP2018202627A JP2018202627A JP2020071031A JP 2020071031 A JP2020071031 A JP 2020071031A JP 2018202627 A JP2018202627 A JP 2018202627A JP 2018202627 A JP2018202627 A JP 2018202627A JP 2020071031 A JP2020071031 A JP 2020071031A
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Yasuhiro Yamauchi
康弘 山内
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Abstract

To provide a linear motor drive device and a surface shape measuring device which can suppress the yoking of a driven part that occurs when the driven part moves.SOLUTION: A linear motor 12, a driven part 40, a direct-acting guide 42 and a holder 116 are arranged along a straight line B that is parallel to the vertical direction orthogonal to the horizontal direction when the linear motor 12, the driven part 40, the direct-acting guide 42 and the holder 116 are viewed from a first direction.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、リニアモータ駆動装置及び表面形状測定装置に係り、特にリニアモータとリニアモータによって駆動される被駆動部とを有するリニアモータ駆動装置及び表面形状測定装置に関する。   The present invention relates to a linear motor drive device and a surface profile measuring device, and more particularly to a linear motor drive device and a surface profile measuring device having a linear motor and a driven part driven by the linear motor.

リニアモータとして、例えば、特許文献1に開示されたリニアモータは、棒状磁石である固定子と、固定子に嵌装されるとともにコイル部材を有し、固定子に沿って直線移動が可能な移動子と、を有している。   As a linear motor, for example, a linear motor disclosed in Patent Document 1 has a stator that is a bar-shaped magnet, and a coil member that is fitted to the stator and that moves linearly along the stator. And have children.

また、特許文献1には、検出器の駆動装置にリニアモータ駆動装置を適用した表面形状測定装置が開示されている。このリニアモータ駆動装置は、リニアモータと、検出器が取り付けられ、リニアモータによって駆動される被駆動部と、を有している。この被駆動部は、プーリに巻き掛けられたワイヤを介してバランスウェイトに連結されており、このバランスウェイトに移動子が固定されている。よって、このリニアモータ駆動装置によれば、移動子を固定子に沿って直線移動させることにより、バランスウェイトとワイヤと被駆動部とを介して検出器を移動させることができる。このように検出器の駆動装置としてリニアモータ駆動装置を適用することにより、磨耗部分がない、低振動駆動が可能である、速度範囲を大きくとれる、高剛性である、構造が簡単である、バックラッシュがない等の有利な効果を得ることができる。   Further, Patent Document 1 discloses a surface shape measuring apparatus in which a linear motor driving device is applied to a driving device of a detector. This linear motor drive device has a linear motor and a driven part to which a detector is attached and which is driven by the linear motor. The driven part is connected to a balance weight via a wire wound around a pulley, and a mover is fixed to the balance weight. Therefore, according to this linear motor drive device, the detector can be moved via the balance weight, the wire, and the driven part by linearly moving the mover along the stator. By applying the linear motor drive device as the drive device of the detector in this way, there is no wear part, low vibration drive is possible, a wide speed range can be taken, high rigidity, simple structure, Advantageous effects such as no rush can be obtained.

特開2004−297978号公報JP, 2004-297978, A

しかしながら、特許文献1のリニアモータ駆動装置は、被駆動部の移動時に被駆動部がヨーイングする場合があり、被駆動部がヨーイングすると、粗さ測定精度に影響を与える場合があった。   However, in the linear motor drive device of Patent Document 1, the driven part may yaw when the driven part moves, and when the driven part yaws, the roughness measurement accuracy may be affected.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、被駆動部の移動時に生じる被駆動部のヨーイングを抑制することができるリニアモータ駆動装置及び表面形状測定装置を提供することをも目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is also to provide a linear motor drive device and a surface profile measuring device that can suppress yawing of a driven part that occurs when the driven part moves. And

本発明の目的を達成するために、本発明のリニアモータ駆動装置は、装置本体に水平方向に沿った第1の方向に延設された固定子と、固定子に嵌装されて固定子に沿って移動可能な移動子と、を有するリニアモータと、リニアモータの移動子に固定されて摺動面を有する被駆動部と、被駆動部に隣接して配置され、摺動面に摺接される基準面を有する直動ガイドと、被駆動部に固定され、測定子を有する検出器が取り付けられるホルダと、を備え、リニアモータ、被駆動部、直動ガイド及びホルダを第1の方向から見たときに、リニアモータ、被駆動部、直動ガイド及びホルダは、第1の方向に直交する鉛直方向に沿った第2の方向と平行な直線上に沿って配置されている。   In order to achieve the object of the present invention, a linear motor driving device of the present invention includes a stator extending in a first direction along a horizontal direction in a main body of the device, and a stator fitted to the stator. A linear motor having a moving element that can move along the driven portion, a driven portion that is fixed to the moving element of the linear motor and has a sliding surface, and is arranged adjacent to the driven portion, and is in sliding contact with the sliding surface. The linear motor, the driven part, the linear guide and the holder are fixed to the driven part and to which the detector having the tracing stylus is attached. When viewed from above, the linear motor, the driven part, the linear guide and the holder are arranged along a straight line parallel to the second direction along the vertical direction orthogonal to the first direction.

本発明の一形態は、移動子と被駆動部との間に断熱部材が介在されていることが好ましい。   In one aspect of the present invention, it is preferable that a heat insulating member is interposed between the moving element and the driven portion.

本発明の一形態は、被駆動部は、断熱部材によって構成されていることが好ましい。   In one aspect of the present invention, it is preferable that the driven part is configured by a heat insulating member.

本発明の目的を達成するために、本発明の表面形状測定装置は、本発明のリニアモータ駆動装置を備える表面形状測定装置であって、リニアモータ駆動装置のホルダに取り付けられた検出器と、検出器に取り付けられて第2の方向に変位可能な測定子と、を備える。   In order to achieve the object of the present invention, a surface profile measuring device of the present invention is a surface profile measuring device comprising a linear motor driving device of the present invention, a detector attached to a holder of the linear motor driving device, A probe attached to the detector and displaceable in the second direction.

本発明によれば、被駆動部の移動時に生じる被駆動部のヨーイングを抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress yawing of the driven part that occurs when the driven part moves.

実施形態のリニアモータ駆動装置が搭載された表面粗さ測定装置の斜視図1 is a perspective view of a surface roughness measuring device equipped with a linear motor driving device of an embodiment. 図1に示した表面粗さ測定装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of the surface roughness measuring device shown in FIG. 図1に示したリニアモータ駆動装置の構成を示した正面図Front view showing the configuration of the linear motor drive device shown in FIG. 図3のA−A線に沿うリニアモータ駆動装置の断面図Sectional drawing of the linear motor drive device which follows the AA line of FIG. 図3のリニアモータ駆動装置を構成するリニアモータの要部拡大断面図3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a linear motor that constitutes the linear motor drive device of FIG.

以下、添付図面に従って本発明に係るリニアモータ駆動装置及び表面形状測定装置の実施形態について説明する。   Embodiments of a linear motor driving device and a surface shape measuring device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は、検出器112の駆動装置に実施形態のリニアモータ駆動装置10が適用された表面粗さ測定装置100の全体斜視図である。図2は、図1に示した表面粗さ測定装置100の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is an overall perspective view of a surface roughness measuring device 100 in which a linear motor driving device 10 of the embodiment is applied to a driving device of a detector 112. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the surface roughness measuring device 100 shown in FIG.

なお、図1に示すX軸方向は、本発明の第1の方向である水平方向であって、リニアモータ駆動装置10によって移動される検出器112の移動方向を指す。Y軸方向は、X軸方向に直交する水平方向を指す。Z軸方向は、本発明の第2の方向である鉛直方向であって、X軸方向及びY軸方向にそれぞれ直交する鉛直方向を指している。また、表面粗さ測定装置100は、本発明の表面形状測定装置の一例である。   The X-axis direction shown in FIG. 1 is the horizontal direction, which is the first direction of the present invention, and indicates the moving direction of the detector 112 moved by the linear motor driving device 10. The Y-axis direction refers to the horizontal direction orthogonal to the X-axis direction. The Z-axis direction is the vertical direction that is the second direction of the present invention, and refers to the vertical direction that is orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction. The surface roughness measuring device 100 is an example of the surface shape measuring device of the present invention.

図1に示すように表面粗さ測定装置100は、リニアモータ駆動装置10、測定部102、データ処理装置104、入力装置106及びモニタ108等から構成される。測定部102は、測定台110の上面に載置された図2のワークWの表面粗さを測定する検出器112を有しており、この検出器112がリニアモータ駆動装置10のホルダ116(図1参照)に保持されている。   As shown in FIG. 1, the surface roughness measuring device 100 includes a linear motor driving device 10, a measuring unit 102, a data processing device 104, an input device 106, a monitor 108, and the like. The measuring unit 102 has a detector 112 that measures the surface roughness of the work W of FIG. 2 placed on the upper surface of the measuring table 110. The detector 112 is a holder 116 (of the linear motor driving device 10). (See FIG. 1).

検出器112の端部には、Z軸方向(鉛直方向)に変位可能な測定子(触針とも言う。)114が取り付けられており、この測定子114のZ軸方向の変位量が検出器112に内蔵された不図示の差動トランスによって電圧に変換される。そして、この電圧値は不図示のA/D変換器によってA/D変換され、図2のデータ処理装置104のCPU(central processing unit)118に出力される。   A probe (also referred to as a stylus) 114 that can be displaced in the Z-axis direction (vertical direction) is attached to the end of the detector 112, and the amount of displacement of the probe 114 in the Z-axis direction is the detector. The voltage is converted into a voltage by a differential transformer (not shown) built in 112. Then, this voltage value is A / D converted by an A / D converter (not shown) and output to a CPU (central processing unit) 118 of the data processing device 104 in FIG.

データ処理装置104は、CPU118を含む各演算処理回路、及びROM(Read Only Memory)又はRAM(Random Access Memory)等のメモリ120によって構成されており、メモリ120に記憶されたプログラムがCPU118によって実行されることにより、データ処理装置104の各部の機能が実現され、ワークWの表面粗さを示す測定データが取得される。この測定データは、データ処理装置104の粗さ出力手段122によりモニタ108に出力され、モニタ108に表示される。   The data processing device 104 is configured by each arithmetic processing circuit including a CPU 118 and a memory 120 such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). A program stored in the memory 120 is executed by the CPU 118. As a result, the function of each unit of the data processing device 104 is realized, and the measurement data indicating the surface roughness of the work W is acquired. The measurement data is output to the monitor 108 by the roughness output means 122 of the data processing device 104 and displayed on the monitor 108.

図1に示すように、リニアモータ駆動装置10は、測定台110にZ軸方向に立設されたコラム124に取り付けられている。そして、図2のCPU118からの指示に従って、Z軸方向移動用のモータ(図示略)が駆動されることにより、リニアモータ駆動装置10の全体がコラム124に沿ってZ軸方向に移動される。また、CPU118からの指示に従って、リニアモータ駆動装置10のリニアモータ12(図5参照)が駆動されることによりホルダ116がX軸方向に移動される。これにより、測定子114が検出器112と共にX軸方向に移動される。なお、測定台110の前面に装着されたジョイスティック126によって、上記のZ軸方向移動用のモータ及びX軸方向移動用のリニアモータを手動操作することもできる。   As shown in FIG. 1, the linear motor driving device 10 is attached to a column 124 that is erected on the measuring table 110 in the Z-axis direction. Then, according to an instruction from the CPU 118 of FIG. 2, a motor (not shown) for moving in the Z-axis direction is driven, so that the entire linear motor driving device 10 is moved in the Z-axis direction along the column 124. Further, the holder 116 is moved in the X-axis direction by driving the linear motor 12 (see FIG. 5) of the linear motor driving device 10 in accordance with an instruction from the CPU 118. As a result, the tracing stylus 114 is moved along with the detector 112 in the X-axis direction. The joystick 126 mounted on the front surface of the measuring table 110 can also manually operate the motor for moving in the Z-axis direction and the linear motor for moving in the X-axis direction.

次に、リニアモータ駆動装置10について説明する。   Next, the linear motor drive device 10 will be described.

図3は、リニアモータ駆動装置10の構成を示した正面図であり、その要部が断面図として示されている。図4は、図3のA−A線に沿う拡大断面図である。図5は、リニアモータ駆動装置10を構成するリニアモータ12の要部拡大断面図である。   FIG. 3 is a front view showing the configuration of the linear motor drive device 10, and its main parts are shown as a cross-sectional view. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the linear motor 12 that constitutes the linear motor drive device 10.

リニアモータ駆動装置10は、固定子14及び移動子16を主体としてなるリニアモータ12と、装置本体である筐体18と、固定子14の両端部を筐体18に固定する固定金具20、20と、を備えている。また、リニアモータ駆動装置10は、図示を省略しているが、上記構成の他、移動子16に給電を行うケーブルベア(登録商標)と、移動子16の移動方向位置を検出するエンコーダ及びエンコーダスケールと、固定子14の両端部近傍に設けられ、移動子16のエンドリミットを検知するリミットセンサと、を有している。   The linear motor drive device 10 includes a linear motor 12 mainly including a stator 14 and a mover 16, a housing 18 that is a main body of the device, and fixing fittings 20 and 20 that fix both ends of the stator 14 to the housing 18. And are equipped with. Although not shown, the linear motor drive device 10 has a cable bear (registered trademark) for supplying power to the mover 16, an encoder for detecting the moving direction position of the mover 16, and an encoder in addition to the above-described configuration. It has a scale and limit sensors that are provided near both ends of the stator 14 and that detect the end limits of the mover 16.

まず、図5を参照してリニアモータ12の一例について説明する。
このリニアモータ12は、いわゆるシャフト型のリニアモータである。リニアモータ12は、界磁用のマグネットが形成されている直線棒状のシャフト部材である固定子14を有し、コイル部材を主要部として有する環状部材である移動子16を固定子14に嵌装することにより構成されている。
First, an example of the linear motor 12 will be described with reference to FIG.
The linear motor 12 is a so-called shaft type linear motor. The linear motor 12 has a stator 14 which is a linear rod-shaped shaft member on which a field magnet is formed, and a mover 16 which is an annular member having a coil member as a main part is fitted to the stator 14. It is configured by

固定子14は、着磁可能な材料、例えば、Fe−Cr−Co系金属よりなり、断面が円形に形成されている。また、固定子14は、その長手方向に沿って等ピッチの、好ましくは略矩形の磁束分布となるように着磁されている。これにより、固定子14には、その長手方向に沿ってN極とS極とが同じ磁極幅Pで交互に並んだ駆動用着磁部が構成されており、これが界磁用のマグネットとして構成されている。また、上記の磁極幅Pは、例えば30mmに設定されている。このように構成された固定子14は、図3及び図4に示すようにX軸方向に延設されている。   The stator 14 is made of a magnetizable material, for example, a Fe—Cr—Co type metal, and has a circular cross section. Further, the stator 14 is magnetized so as to have a uniform magnetic flux distribution, preferably a substantially rectangular shape, along the longitudinal direction thereof. As a result, the stator 14 is provided with a magnetizing portion for driving in which N poles and S poles are alternately arranged along the longitudinal direction with the same magnetic pole width P, and this constitutes a magnet for field magnetism. Has been done. The magnetic pole width P is set to 30 mm, for example. The stator 14 thus configured extends in the X-axis direction as shown in FIGS. 3 and 4.

移動子16のコイル部材30は、U相、V相、W相の3つのコイルを1組とするコイル群の2組(第1組のコイル群及び第2組のコイル群)よりなる。第1組のコイル群は、コイルU1、V1、W1からなり、この順に固定子14の長手方向に配置されている。第2組のコイル群は、コイルU2、V2、W2からなり、この順に固定子14の長手方向に配置されている。これらのコイルは、いずれも磁極幅Pの1/3の幅に形成されている。   The coil member 30 of the mover 16 is composed of two sets of coil groups (a first set of coil groups and a second set of coil groups) each including three U-phase, V-phase, and W-phase coils. The first group of coils is composed of coils U1, V1, and W1 and is arranged in this order in the longitudinal direction of the stator 14. The second set of coil groups includes coils U2, V2, and W2, which are arranged in this order in the longitudinal direction of the stator 14. Each of these coils is formed to have a width of 1/3 of the magnetic pole width P.

コイル部材30を構成するこれら各コイルは、その外周面を接着剤によってコーティングするようにして固着され一体化されている。そして、コイル部材30は、中空直方体状の移動子フレーム32の中空部分に内蔵されており、かつ、移動子フレーム32の内周面に一体化して支持されている。   These coils forming the coil member 30 are fixed and integrated so that the outer peripheral surface thereof is coated with an adhesive. The coil member 30 is built in the hollow portion of the hollow rectangular parallelepiped moving element frame 32, and is integrally supported by the inner peripheral surface of the moving element frame 32.

移動子フレーム32の水平方向の両端部分には、固定子14に嵌装され、固定子14に摺動可能な軸受部34、34が設けられている。この軸受部34、34の作用により、移動子16は固定子14に沿って滑動される。   Bearings 34, 34 fitted to the stator 14 and slidable on the stator 14 are provided at both ends of the mover frame 32 in the horizontal direction. By the action of the bearing portions 34, 34, the mover 16 slides along the stator 14.

このリニアモータ12によれば、既述のケーブルベアから移動子16のコイル部材30に電流が供給されと、移動子16のコイル部材30に流れる電流と固定子14の磁束との相互作用により、フレミングの左手の法則によって、移動子16が固定子14に沿ってX軸方向に直線移動する。なお、図5のリニアモータ12は一例であり、他の構成のリニアモータであっても本発明のリニアモータ駆動装置10に適用することができる。他の構成のリニアモータとして、固定子14側をコイル部材30によって構成し、移動子16側を駆動用着磁部によって構成したものを例示することができる。   According to this linear motor 12, when current is supplied to the coil member 30 of the mover 16 from the above-described cable bear, the interaction between the current flowing through the coil member 30 of the mover 16 and the magnetic flux of the stator 14 causes According to Fleming's left-hand rule, the mover 16 linearly moves along the stator 14 in the X-axis direction. The linear motor 12 of FIG. 5 is an example, and linear motors of other configurations can be applied to the linear motor drive device 10 of the present invention. An example of a linear motor having another configuration is one in which the stator 14 side is configured by the coil member 30 and the mover 16 side is configured by the drive magnetizing portion.

実施形態のリニアモータ駆動装置10は、図3及び図4に示すように、リニアモータ12の他、被駆動部40と、直動ガイド42と、ホルダ116と、を備えている。また、リニアモータ駆動装置10によれば、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116を図4のX軸方向から見たときに、Z軸方向に平行な直線B上に沿って配置されている。以下、各部材の構成について説明する。   As shown in FIGS. 3 and 4, the linear motor driving device 10 of the embodiment includes a driven portion 40, a linear motion guide 42, and a holder 116 in addition to the linear motor 12. Further, according to the linear motor drive device 10, when the linear motor 12, the driven portion 40, the linear guide 42, and the holder 116 are viewed from the X-axis direction in FIG. 4, they are on the straight line B parallel to the Z-axis direction. It is arranged along. The configuration of each member will be described below.

被駆動部40は、移動子固定部材44と、連結ブロック46と、ホルダ装着部材48と、を備え、移動子固定部材44と連結ブロック46とホルダ装着部材48とが直線B上に沿って連設されている。   The driven part 40 includes a moving element fixing member 44, a connecting block 46, and a holder mounting member 48, and the moving element fixing member 44, the connecting block 46, and the holder mounting member 48 are connected along the straight line B. It is set up.

移動子固定部材44は、板状に構成されて、リニアモータ12の移動子16の下部に固定される。なお、実施形態のリニアモータ駆動装置10では、断熱シート50を介して移動子固定部材44が移動子16に固定されているが、この固定構造に限定されるものではなく、移動子固定部材44が移動子16に直結された固定構造であってもよい。   The mover fixing member 44 is formed in a plate shape and is fixed to the lower part of the mover 16 of the linear motor 12. In addition, in the linear motor drive device 10 of the embodiment, the mover fixing member 44 is fixed to the mover 16 via the heat insulating sheet 50, but the invention is not limited to this fixing structure, and the mover fixing member 44 is not limited thereto. May be a fixed structure directly connected to the mover 16.

連結ブロック46は、略直方体形状に構成されて、移動子固定部材44の下部に固定されている。また、移動子固定部材44は、下面44A、44Aを有し、これらの下面44A、44Aは、平坦度の高い摺動面として構成されている。   The connection block 46 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape and is fixed to the lower portion of the moving element fixing member 44. The mover fixing member 44 has lower surfaces 44A and 44A, and these lower surfaces 44A and 44A are configured as sliding surfaces having high flatness.

直動ガイド42は、略直方体形状に構成されて、X軸方向に沿って配置されている。直動ガイド42には、X軸方向に沿ったスリット42A(図3参照)がZ軸方向に貫通して形成されており、このスリット42Aに連結ブロック46が挿入配置されている。また、直動ガイド42は、スリット42Aを画成し、かつY軸方向に垂線を有する側面42B、42B(図4参照)を有する。また、直動ガイド42は、上面42C、42Cを有し、上面42C、42Cは、下面44A、44Aに摺接される平坦度の高い基準面として構成されている。したがって、被駆動部40は、移動子固定部材44の下面44A、44Aが直動ガイド42の上面42C、42Cに摺接した状態でX軸方向に移動されることにより、X軸方向に高い精度で移動される。   The linear guide 42 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape and is arranged along the X-axis direction. A slit 42A (see FIG. 3) along the X-axis direction is formed through the linear guide 42 in the Z-axis direction, and a connecting block 46 is inserted and arranged in the slit 42A. Further, the linear guide 42 has side surfaces 42B, 42B (see FIG. 4) that define a slit 42A and have a vertical line in the Y-axis direction. Further, the linear guide 42 has upper surfaces 42C and 42C, and the upper surfaces 42C and 42C are configured as reference surfaces having high flatness that are in sliding contact with the lower surfaces 44A and 44A. Therefore, the driven portion 40 is moved in the X-axis direction with the lower surfaces 44A and 44A of the moving element fixing member 44 in sliding contact with the upper surfaces 42C and 42C of the linear guide 42, thereby achieving high accuracy in the X-axis direction. Be moved in.

ホルダ装着部材48は、略直方体形状に構成されて、連結ブロック46の下部に複数のネジ52、52…によって連結されている。また、ホルダ装着部材48の下部には、ホルダ116を装着するためのアリ溝48Aが備えられ、このアリ溝48Aにホルダ116のアリ部116Aが係合されて、ホルダ116がホルダ装着部材48に装着される。   The holder mounting member 48 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and is connected to the lower portion of the connection block 46 by a plurality of screws 52, 52 ... Further, a dovetail groove 48A for mounting the holder 116 is provided in the lower portion of the holder mounting member 48, and the dovetail portion 116A of the holder 116 is engaged with the dovetail groove 48A so that the holder 116 is mounted on the holder mounting member 48. It is installed.

ホルダ116は、略直方体形状に構成されて、X軸方向に沿った円弧状のスリット116Bが形成されている。このスリット116Bに、略円筒形状の外形を有する検出器112が嵌装され、検出器112は、ホルダ116の外部からスリット116Bに螺入されるネジ54によってスリット116Bの内周面に押し付けられて固定される。このとき、測定子114はZ軸方向に変位する。   The holder 116 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape and has an arcuate slit 116B formed along the X-axis direction. A detector 112 having a substantially cylindrical outer shape is fitted in the slit 116B, and the detector 112 is pressed against the inner peripheral surface of the slit 116B by a screw 54 screwed into the slit 116B from the outside of the holder 116. Fixed. At this time, the tracing stylus 114 is displaced in the Z-axis direction.

上記の如く構成されたリニアモータ駆動装置10の作用について説明する。   The operation of the linear motor drive device 10 configured as described above will be described.

実施形態のリニアモータ駆動装置10は、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116を図4のX軸方向から見たときに、Z軸に平行な直線B上に沿って配置されているので、被駆動部40はヨーイングすることなく、又はヨーイングが抑制された状態にX軸方向に移動することができる。   The linear motor drive device 10 according to the embodiment is arranged along the straight line B parallel to the Z axis when the linear motor 12, the driven portion 40, the linear guide 42 and the holder 116 are viewed from the X axis direction in FIG. Since the driven portion 40 is arranged, it can move in the X-axis direction without yawing or in a state where yawing is suppressed.

ここで、実施形態のリニアモータ駆動装置10と特許文献1のリニアモータ駆動装置とを比較する。   Here, the linear motor drive device 10 of the embodiment and the linear motor drive device of Patent Document 1 will be compared.

特許文献1のリニアモータ駆動装置は、被駆動部の移動軸の方向(X軸方向)からリニアモータと被駆動部とを見たときに、リニアモータと被駆動部とが相対的に水平方向(Y軸方向)にオフセットされて配置されている。このため、被駆動部は、ワイヤから捩じりモーメントを受けた状態で移動される場合があるので、移動時にZ軸を中心としてヨーインングする場合がある。すなわち、被駆動部は、移動方向であるX軸方向に沿って移動する場合に、Z軸を中心とする回転方向に揺動する場合があった。   In the linear motor drive device of Patent Document 1, when the linear motor and the driven portion are viewed from the direction of the movement axis of the driven portion (X-axis direction), the linear motor and the driven portion are relatively horizontal. It is arranged offset (in the Y-axis direction). For this reason, the driven part may be moved in a state where it receives a twisting moment from the wire, and therefore may yaw in the center of the Z axis during the movement. That is, when the driven part moves along the X-axis direction which is the moving direction, it may oscillate in the rotation direction about the Z-axis.

これに対して、実施形態のリニアモータ駆動装置10は、図4の如く、被駆動部40の移動軸の方向(X軸方向)からリニアモータ12と被駆動部40と直動ガイド42とホルダ116とを見たときに、リニアモータ12と被駆動部40と直動ガイド42とホルダ116とは、相対的にY軸方向にオフセットされておらず、Z軸と平行な直線B上に沿って配置されている。これにより、被駆動部40は、リニアモータ12から捩じりモーメントを受けることなく、又は捩じりモーメントが低減された状態で、下面44Aと上面42Cとによる直動ガイド機構に案内されてX軸方向に移動する。よって、被駆動部40の移動時に生じる被駆動部40のヨーイングを抑制することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 4, the linear motor drive device 10 of the embodiment includes the linear motor 12, the driven part 40, the linear guide 42, and the holder 42 in the direction of the movement axis of the driven part 40 (X-axis direction). When viewing 116, the linear motor 12, the driven portion 40, the linear guide 42, and the holder 116 are not relatively offset in the Y-axis direction, but along a straight line B parallel to the Z-axis. Are arranged. As a result, the driven portion 40 is guided by the linear motion guide mechanism by the lower surface 44A and the upper surface 42C without receiving the torsion moment from the linear motor 12 or in a state where the torsion moment is reduced. Move in the axial direction. Therefore, yawing of the driven part 40 that occurs when the driven part 40 moves can be suppressed.

なお、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116が、直線B上に沿って配置される形態とは、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116の各々の重心を、直線B上に沿って配置させることが最も好ましい形態であるが、この形態に限定されず、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116の各々の部材の一部が、直線B上に重なった状態で配置される形態であってもよい。これにより、リニアモータと被駆動部とが相対的に水平方向(Y軸方向)にオフセットされて配置された特許文献1の形態と比較して、リニアモータ12から被駆動部40に伝達される捩じりモーメントを低減させることが可能となる。一例として、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116の各々の形状を、直線Bに対して対称形状とすれば、リニアモータ12、被駆動部40、直動ガイド42及びホルダ116の各々の重心を、直線B上に沿って配置させることができる。   The linear motor 12, the driven part 40, the linear guide 42 and the holder 116 are arranged along the straight line B to mean that the linear motor 12, the driven part 40, the linear guide 42 and the holder 116 are arranged. It is the most preferable form to arrange the respective centers of gravity along the straight line B, but the present invention is not limited to this form, and the linear motor 12, the driven portion 40, the linear guide 42, and the holder 116 are respectively arranged. A part of them may be arranged on the straight line B in an overlapping state. As a result, the linear motor 12 is transmitted from the linear motor 12 to the driven portion 40 as compared with the configuration of Patent Document 1 in which the linear motor and the driven portion are relatively offset in the horizontal direction (Y-axis direction). It is possible to reduce the twisting moment. As an example, if the linear motor 12, the driven part 40, the linear motion guide 42, and the holder 116 are shaped symmetrically with respect to the straight line B, the linear motor 12, the driven part 40, the linear motion guide 42, and The center of gravity of each of the holders 116 can be arranged along the straight line B.

また、実施形態のリニアモータ駆動装置10によれば、図4の如く、リニアモータ12が被駆動部40及び直動ガイド42よりも高い位置に配置されている。これにより、電流の供給(励磁)によって発熱したリニアモータ12の熱の大部分は、リニアモータ12の上部から上方に放熱されるので、リニアモータ12の熱が、被駆動部40及び直動ガイド42に伝達するのを抑制することができる。このようなリニアモータ12の配置構成によって、摺動面である下面44A、及び基準面である上面42Cの熱変形を抑制することができるので、リニアモータ12の発熱に起因する寸法誤差を抑制することができる。   Further, according to the linear motor drive device 10 of the embodiment, as shown in FIG. 4, the linear motor 12 is arranged at a position higher than the driven part 40 and the linear guide 42. As a result, most of the heat of the linear motor 12 generated by the supply (excitation) of the current is radiated upward from the upper portion of the linear motor 12, so that the heat of the linear motor 12 is driven by the driven portion 40 and the linear guide. It is possible to suppress the transmission to 42. With such an arrangement configuration of the linear motor 12, it is possible to suppress thermal deformation of the lower surface 44A that is a sliding surface and the upper surface 42C that is a reference surface, and thus suppress a dimensional error due to heat generation of the linear motor 12. be able to.

また、リニアモータ12から被駆動部40及び直動ガイド42に伝達する熱を更に効果的に遮断するために、移動子16と移動子固定部材44との間に断熱シート50を介在させることが好ましい。これにより、リニアモータ12の発熱に起因する寸法誤差をより効果的に抑制することができる。断熱シート60としては、フェノール樹脂製又はガラス繊維製のものを例示することができる。   Further, in order to more effectively block the heat transmitted from the linear motor 12 to the driven portion 40 and the linear guide 42, a heat insulating sheet 50 may be interposed between the moving element 16 and the moving element fixing member 44. preferable. Thereby, the dimensional error caused by the heat generation of the linear motor 12 can be suppressed more effectively. The heat insulating sheet 60 may be made of phenol resin or glass fiber.

また、断熱シート60を用いることなく、被駆動部40を構成する移動子固定部材44又は連結ブロック46の少なくとも一部(リニアモータ12側に位置する一部)を断熱部材で構成してもよい。上記の断熱部材としては、繊維系断熱材又は発泡系断熱材を2枚の金属板(例えばアルミニウム製の板)で挟んで構成したものを例示することができる。更に、断熱部材である被駆動部40と断熱シート60とを組み合わせてもよい。   Further, without using the heat insulating sheet 60, at least a part (a part located on the linear motor 12 side) of the mover fixing member 44 or the connecting block 46 that configures the driven portion 40 may be formed of a heat insulating member. .. Examples of the above-mentioned heat insulating member include a fiber heat insulating material or a foam heat insulating material sandwiched between two metal plates (for example, aluminum plates). Furthermore, the driven part 40, which is a heat insulating member, and the heat insulating sheet 60 may be combined.

また、このようなリニアモータ駆動装置10を有する表面粗さ測定装置100によれば、リニアモータ駆動装置10によって被駆動部40のヨーイングが抑制されているので、ヨーイングに起因する寸法誤差を低減することができる。   Further, according to the surface roughness measuring device 100 having such a linear motor driving device 10, since the linear motor driving device 10 suppresses the yawing of the driven portion 40, the dimensional error due to the yawing is reduced. be able to.

また、実施形態では、リニアモータ駆動装置10が適用される表面形状測定装置として表面粗さ測定装置100を例示したが、検出器の測定子を被測定物に接触させて被測定物の真円度を測定する真円度測定装置の駆動装置にリニアモータ駆動装置10を適用してもよい。   Further, in the embodiment, the surface roughness measuring device 100 is exemplified as the surface shape measuring device to which the linear motor driving device 10 is applied, but the probe of the detector is brought into contact with the object to be measured to obtain a perfect circle of the object to be measured. The linear motor driving device 10 may be applied to the driving device of the roundness measuring device that measures the degree.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above examples, and it is needless to say that various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. ..

例えば、本発明の固定子は、第1の方向である水平方向に配置されるものであるが、水平方向とは完全な水平方向でなくてもよく、例えば、固定子は、水平方向に対し所定角度傾斜した方向に傾斜して配置されていてもよい。つまり、非励磁状態の移動子が固定子との間の摩擦抵抗によって、固定子に沿って摺動しない傾斜角度に配置されていればよい。また、これに伴い、本発明のリニアモータ、被駆動部、直動ガイド及びホルダは、直線B上に沿って配置されるものであるが、上記の固定子の傾斜角度に直交する直線上に沿って配置されていてもよい。   For example, the stator of the present invention is arranged in the horizontal direction that is the first direction, but the horizontal direction does not have to be a completely horizontal direction. It may be arranged so as to be inclined in a direction inclined by a predetermined angle. In other words, it suffices that the mover in the non-excited state is arranged at an inclination angle that does not slide along the stator due to the frictional resistance between the mover and the stator. Along with this, the linear motor, the driven part, the linear guide and the holder of the present invention are arranged along the straight line B, but on the straight line orthogonal to the inclination angle of the stator. It may be arranged along.

10…リニアモータ駆動装置、12…リニアモータ、14…固定子、16…移動子、18…筐体、20…固定金具、30…コイル部材、32…移動子フレーム、34…軸受部、40…被駆動部、42…直動ガイド、44…移動子固定部材、46…連結ブロック、48…ホルダ装着部材、50…断熱シート、52…ネジ、54…ネジ、100…表面粗さ測定装置、102…測定部、104…データ処理装置、106…入力装置、108…モニタ、110…測定台、112…検出器、114…測定子、116…ホルダ、118…CPU、120…メモリ、122…粗さ出力手段、124…コラム、126…ジョイスティック   10 ... Linear motor drive device, 12 ... Linear motor, 14 ... Stator, 16 ... Mover, 18 ... Housing, 20 ... Fixing metal fitting, 30 ... Coil member, 32 ... Mover frame, 34 ... Bearing part, 40 ... Driven part, 42 ... Linear guide, 44 ... Moving member fixing member, 46 ... Connection block, 48 ... Holder mounting member, 50 ... Insulating sheet, 52 ... Screw, 54 ... Screw, 100 ... Surface roughness measuring device, 102 ... Measuring unit, 104 ... Data processing device, 106 ... Input device, 108 ... Monitor, 110 ... Measuring stand, 112 ... Detector, 114 ... Measuring element, 116 ... Holder, 118 ... CPU, 120 ... Memory, 122 ... Roughness Output means, 124 ... Column, 126 ... Joystick

Claims (4)

装置本体に水平方向に沿った第1の方向に延設された固定子と、前記固定子に嵌装されて前記固定子に沿って移動可能な移動子と、を有するリニアモータと、
前記リニアモータの前記移動子に固定されて摺動面を有する被駆動部と、
前記被駆動部に隣接して配置され、前記摺動面に摺接される基準面を有する直動ガイドと、
前記被駆動部に固定され、測定子を有する検出器が取り付けられるホルダと、
を備え、
前記リニアモータ、前記被駆動部、前記直動ガイド及び前記ホルダを前記第1の方向から見たときに、前記リニアモータ、前記被駆動部、前記直動ガイド及び前記ホルダは、前記第1の方向に直交する鉛直方向に沿った第2の方向と平行な直線上に沿って配置されている、リニアモータ駆動装置。
A linear motor having a stator extending in a first direction along the horizontal direction of the apparatus main body, and a slider fitted to the stator and movable along the stator,
A driven part having a sliding surface that is fixed to the mover of the linear motor;
A linear guide having a reference surface that is arranged adjacent to the driven portion and is in sliding contact with the sliding surface,
A holder fixed to the driven part, to which a detector having a probe is attached,
Equipped with
When the linear motor, the driven portion, the linear guide and the holder are viewed from the first direction, the linear motor, the driven portion, the linear guide and the holder are A linear motor drive device arranged along a straight line parallel to a second direction along a vertical direction orthogonal to the direction.
前記移動子と前記被駆動部との間に断熱部材が介在されている、請求項1に記載のリニアモータ駆動装置。   The linear motor drive device according to claim 1, wherein a heat insulating member is interposed between the mover and the driven part. 前記被駆動部は、断熱部材によって構成されている、請求項1又は2に記載のリニアモータ駆動装置。   The linear motor drive device according to claim 1, wherein the driven portion is formed of a heat insulating member. 請求項1から3のいずれか1項に記載のリニアモータ駆動装置を備える表面形状測定装置であって、
前記リニアモータ駆動装置のホルダに取り付けられた検出器と、
前記検出器に取り付けられて第2の方向に変位可能な測定子と、
を備える、表面形状測定装置。
A surface profile measuring device comprising the linear motor drive device according to claim 1.
A detector attached to the holder of the linear motor drive,
A probe attached to the detector and displaceable in a second direction;
A surface profile measuring device.
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