JPH02203030A

JPH02203030A - 制動装置

Info

Publication number: JPH02203030A
Application number: JP1022432A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nashiki; 政行梨木; Yuichi Itani; 伊谷　祐一
Original assignee: Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1990-08-13

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】（産業上の利用分野）本発明は、移動体の制動を適切にコントロールし、速度
制御１位置制御等を可能にする制動装置に関する。

（従来の技術）直線ａ動や回転運動する容動体１例えば工作機成の送り
軸や主軸の制動装置としては摩擦ブレーキが従来より使
用されている。この摩擦ブレーキには例えば油圧を利用
してｒｆＪ擦部を駆動する油圧ブレーキや電磁力を利用
して摩擦部を型動する電磁ブレーキ等がある。

（発明が解決しようとする課題）上述した油圧ブレーキや電６ｉ１ブレーキは、制動時の
摩擦圧力が常に一定のため、摩擦面の温度。

湿度、相対速度等の変化により摩擦係数が変化した場合
、制動力も変化してしまう。このような制動力の変化又
は負荷イナーシャの変化により、制動時間や制動距離の
再現性は得られなかった。また、油圧ブレーキや電磁ブ
レーキは一般に高価であり、大型であるという欠点があ
フた。

本発明は上述のような事情から成されたものであり、本
発明の目的は、移動体の制動を適切にコントロールする
ことができ、かつ小型、安価な制動装置を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段）本発明は、移動体の制動を適切にコントロールし、速度
制御９位置ｆｆ１ｌＪ御等を可能にする制動装置に関す
るものであり、本発明の上記目的は、Ｉｇ擦力による制
動力を発生する９ＩＭ部と、当該摩擦部を駆動する微動
手段と、当該微動手段のオン／オフを繰返すと共にその
オン／オフのデユーティを可変する制御部とを具備する
ことによフて達成される。

（作用）本発明の制動装置は、摩擦部の駆動を任意に断続させる
ことにより、！ｂｌＪｉＪｌ力をコントロールしている
ので、任意の位置での停止や加減速のコントロールを容
易に行なうことができるものである。

（実施例）第１図は本発明の制動装置の一例を示すブロック図であ
り、出力軸２を図示矢印方向に駆動させる主アクチユエ
ータｌには微動アクチュエータ８の一端が固定されてい
る。微動アクチュエータ８の他端（固定されていない自
由端）には摩擦部７が固着されており、＠勤アクチュエ
ータ８の伸縮動作により摩擦部７が出力ｉｐＨ１２に圧
接又は出力軸２から分離するようになっている。入力指
令に従って制御回路１０で作成されたオン／オフ信号は
パワー増幅器１１で電圧。電流増幅されて微動アクチエ
エータ８に人力され、微動アクチュエータ８の伸縮動作
を制御するようになっている。

第２図は上述した制動装置を油圧システムに適用した場
合の一例を示す図である。この油圧システムは、油圧源
４の油圧を油圧開閉弁５及び油圧方向切換器６を介し”
Ｃシリンダ２０内のピストン３に図示矢印ａ方向にかけ
ることにより、出力ｉｈｋ　２を図示矢印す方向に駆動
させるようになっている。出力１ｄ　２を逆方向に駆動
させる場合は、油圧方向切換器６により油圧のかかる方
向を逆向きにする。この油圧システムのシリンダ２０に
は第１図で説明した摩擦部７を有１゛る機動アクチュエ
ータ８が固定されている。この＠動アクチュエータ８が
収縮した状態（第３図（＾））ではＩｇ擦部７は出力軸
２から分離しているので、出力Ｉｌ！ｌ１１２を自由に
駆動させることができる。そして５徹勅アクヂユエータ
８が伸長した状態（第３図（Ｂ））では摩擦部７は出力
軸２に圧接しているので、出力軸２を摩擦制動すること
ができる。従って、微動アクチュエータ８の伸縮動作を
高速で繰返すと共に収縮状態のトータル時間と伸長状態
のトータル時間との比を可変することにより、出力軸２
への制動力を制御することが可能となる。

第４図は上述した制動装置の制御回路ｉｏの動作例を説
明するタイムチャー１−である。制御回路ＩＯはＰＷＭ
（ｒ’ｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）
方式と呼ばれる回路であり、基準三角波電圧２１と人力
指令電圧２２とを比較し、人力指令電圧２２が基準三角
波電圧２１より大の場合、出力電圧２３がハイレベルと
なるようになっている。従って、入力指令電圧２２の大
ぎさによって出力軸２には断続的なＩｇ擦擦動動力かか
ることとなる。例えば時点し１〜＋２の間は出力軸２は
フリーとなり、時点ｔ２〜ｔ５間は出力軸２に制動がか
かり、時点ｔ、〜Ｌ４の間は出力軸２は保持される。基
準三角波電圧２１の周波数は一般にキャリア周波数と呼
ばれ、このキャリア周波数を高くすることにより断続的
な制動は滑らかになる。例えば応答速度１００μｓｅｃ
の圧電素子による微動アクチュエータを使用した場合、
キャリア周波数をｌに１１８程度まで高めることができ
る。

第５図は本発明の制動装置の別の一例を第１図に対応さ
せて示すブロック図であり、同−構成箇所は同符号を付
して説明を省略する。この制動装置は、速度センサ９を
構成する速度センサスケール９＾が主アクチユエータ１
に、速度センサピックアップ９Ｂが出力軸２にそれぞれ
装着されている。

速度センサ９による出力軸２の検出速度と速度指令との
差が減算器１２で算出され、増幅器１３で増幅されて制
御回路１０に入力される。そして、検出速度と速度指令
とを一致させる制御が制御回路１０で行なわれるように
なっている。

第６図は上述した制動装置の制御回路１０の動作例を説
明するタイムチャートであり、速度指令２４が上昇する
時（時点ｔ１〜１１）は、主アクチユエータ１の駆動力
２５により出力軸２の速度２８を加速させる。このとき
制御回路ｌＯは、出力軸２の速度２８が速度指令２４に
追従するように微動アクチュエータ８を駆動させ、出力
軸２に制動力２７を加える。速度指令２４が一定値の時
（時点し、〜ｔ３）は、制動力２７のデユーティが上が
り、出力軸２の速度２８を速度指令２４に追従させる。

速度指令２４が下降する時（時点ｔ３〜ｔ４）は、制動
力２７のデユーティはさらに上がり、出力軸２の速度２
８を減速させる。速度指令２４が零の時（時点ｔ４以降
）は、ｆｆｔｌＪ勅力２７のデユーティは１００％とな
り、出力軸２を停止させ保持する。

第７図は本発明の制動装置のさらに別の一例を第２図及
び第５図に対応させて示すブロック図であり、同一構成
箇所は同符号を付して説明を省略する。この制動装置は
、位置センサ１９を構成する位置センサスケール１９Ａ
がシリンダ２０に、位置センサピックアップ１９［１が
出力Ｍ２にそれぞれ装着されている０位置センサ１９に
よる出力軸２の検出位置と位置指令との差が減算器１４
で算出され、増幅器１５で増幅されて速度指令となる。

また、微分器６で微分された検出位置は検出速度となり
、検出速度と指令速度との差が減算器１２で算出され、
増幅器＋３で増幅されてトルク指令となり、比較器１７
及び符号判別器１８に入力、される、そして、比較器１
７により油圧開閉弁５が制御され、符号判別器１８によ
り油圧方向切換器６が制御されることで出力軸２が制御
される。また、上記トルク指令は制御回路１０．パワー
増幅器１１を通して微動アクヂュエータ８を駆動し、検
出速度と速度指令とを一致させる制御が制御回路ｌＯで
行なわれるようになっている。

なお、上述した各実施例においては、直線運動する移動
体の制動、速度制御９位置■］御の装置について説明し
たが、回転運動する移動体の制動。

速度制御１位置制御の装置についても同様である。

（発明の効果）以上のように本発明の制動装置によれば、移動体の制動
時間や制動距離を再現性良く制御することができるので
、精度が要求される工作機械等に適用することが可能に
なると共に、構成が簡単なため小型、安価となり適用範
囲を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制動装置の一例を示すブロック図、第
２図は本発明の制動装置を通用した具体例を示す図、第
３図（Ａ）及び（ｒ３）はそれぞれ本発明の制動装置の
主要部の動作例を示す図、箆４図は第１図に示すｆｌ、
ＩＪ勅装置の制御回路の動作例を説明するタイムチャー
ト、第５図は本発明の制動装置の別の一例を示すブロッ
ク図、第６図は第５図に示す制動装置の制御回路の動作
例を説明するタイムチャート、第７図は本発明の制動装
置のさらに別の一例を示すブロック図であり、１・・・主アクチユエータ、２・・・出力軸、３・・・
ピストン、４・・・油圧源、５・・・油圧開閉弁、６・
・・油圧方向切換弁、７・・・・摩擦部、８・・・′６
！Ｉ動ア′クチュエータ、９・・・速度センサ、９＾川
用度センザスケール、９Ｂ・・・速度センサピックアッ
プ、ｌＯ・・・制御回路、！１・・・パワー増幅器、１
２．１４・・・減′Ｓ器、１３．１５・・・増幅器、１
６・・・微分器、１７・・・比較器、１８・・・符号判
別器、１ト・・位置センサ、１９Ａ・・・位置センサス
ケール、１９１＋・・・位置センサピックアップ、２０
・・・シリンダ。第図

Claims

【特許請求の範囲】１、摩擦力による制動力を発生する摩擦部と、当該摩擦
部を駆動する微動手段と、当該微動手段のオン／オフを
繰返すと共にそのオン／オフのデューティを可変する制
御部とでなることを特徴とする制動装置。２、前記制御部におけるオン／オフのデューティが、入
力指令に応じて任意に可変されるようにした請求項１に
記載の制動装置。３、制御対象の制動時に速度制御を行なうため、当該制
御対象の速度指令と当該制御対象の速度とから必要な制
動力を演算する速度制御部を備えた請求項１に記載の制
動装置。４、制御対象の制動時に位置制御を行なうため、当該制
御対象の位置指令と当該制御対象の位置とから速度指令
又は必要な制動力を演算する位置制御部を備えた請求項
１に記載の制動装置。５、制御対象を正方向もしくは逆方向へ駆動する駆動装
置を有し、当該制御対象の位置指令と当該制御対象の位
置とから前記駆動装置を制御する駆動制御部を備えた請
求項１に記載の制動装置。