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直線往復運動装置およびその位置決め制御方法

国内特許コード P150011772
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2013-545037
公表番号 特表2014-500701
登録番号 特許第5749810号
出願日 平成23年12月26日(2011.12.26)
公表日 平成26年1月9日(2014.1.9)
登録日 平成27年5月22日(2015.5.22)
国際出願番号 CN2011084673
国際公開番号 WO2012083891
国際出願日 平成23年12月26日(2011.12.26)
国際公開日 平成24年6月28日(2012.6.28)
優先権データ
  • 201010621949.5 (2010.12.24) CN
発明者
  • 金 鵬
  • 陳 峰
出願人
  • 北大方正集▲団▼有限公司
  • 北京大学
  • 北京北大方正▲電▼子有限公司
  • 北京北大方正技術研究院有限公司
発明の名称 直線往復運動装置およびその位置決め制御方法
発明の概要 直線往復運動装置およびこの装置を用いた位置決め制御方法を提供する。直線往復運動装置は、ベースと、ベースに固設された直線案内レール(2)と、直線案内レール(2)に沿って直線往復運動する負荷(4)と、負荷(4)を駆動するモータ(8)とを含み、さらに、負荷(4)の原点位置を検出するための限界検出装置と、負荷(4)の位置決め領域における相対変位量を検出するための変位検出装置と、限界検出装置と変位検出装置とモータ(8)とに接続された制御装置とを含む。この装置および位置決め制御方法は、より低いコストでより高い精度の位置決めを実現した。
従来技術、競合技術の概要


直線運動制御は、CNCマシンツール、インクジェットプリンタ、およびデジタル印刷装置などのさまざまな工業自動装置において広く応用されている。直線往復運動中、伝動システムの機械構造による誤差および原点検出装置による測定偏差により、往復運動の位置決めに誤差が生じる。この問題を解決するために、関連技術は、以下の方法を使用した。1)移動体にグレーティングスケールを取付けることにより、移動体の位置を精確に検出し、制御装置は、グレーティングスケールからフィードバックされた移動体の位置信号に基づいて判断処理を行い、往復運動の位置決めを実現する。2)伝動システムにより回転運動を直線運動に変換し、駆動軸に回転エンコーダまたは回転変圧器を取付け、制御装置は、回転エンコーダまたは回転変圧器からフィードバックされた移動体の位置信号に基づいて判断処理を行い、往復運動の位置決めを実現する。

産業上の利用分野


発明の分野
本発明は、自動制御分野に関し、より詳しくは、直線往復運動装置およびその制御方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
直線往復運動装置であって、ベースと、前記ベースに固設された直線案内レール(2)と、前記直線案内レールに沿って直線往復運動する負荷(4)と、前記負荷(4)を駆動するモータ(8)とを含み、前記直線往復運動装置はさらに、
前記負荷の原点位置を検出するための限界検出装置を含み該限界検出装置は、一端が前記負荷(4)に取付けられ、他端が前記ベースに向かって延在する止めピース(5)と、前記ベースに取付けられ、前記止めピース(5)の運動軌道に位置する光電スイッチセンサ(7)とを含み、
前記光電スイッチセンサ(7)は、前記止めピース(5)の通過に適しているスロットを有し、前記直線往復運動装置はさらに、
変位検出装置を含み該変位検出装置は、一端が前記負荷(4)に取付けられ、他端が前記ベースに向かって延在する止めブロック(3)と、前記ベースに取付けられ、前記止めブロック(3)の運動軌道に位置する差動変圧器式変位センサ(1)とを含み、前記差動変圧器式変位センサ(1)の滑り棒が前記止めブロック(3)と正面衝突するように設けられ、前記直線往復運動装置はさらに、
前記限界検出装置と前記変位検出装置と前記モータ(8)とに接続された制御装置とを含む、装置。

【請求項2】
前記光電スイッチセンサ(7)は、前記負荷(4)の直線往復運動の原点に位置する、請求項1に記載の装置。

【請求項3】
前記光電スイッチセンサ(7)は、前記止めピース(5)を検出した場合、信号Aを送信し、前記制御装置は、前記信号Aを受信した場合、リアルタイムで前記モータ(8)を停止させる、請求項に記載の装置。

【請求項4】
前記差動変圧器式変位センサ(1)は、前記負荷(4)の位置決め領域に配置される、請求項に記載の装置。

【請求項5】
前記差動変圧器式変位センサ(1)は、前記止めブロック(3)が滑り棒と衝突していることを検出した場合、前記滑り棒の変位量に関連する振幅を有する信号Bを送信し、前記制御装置は、前記信号Bを受信した場合、前記信号Bの振幅に従ってリアルタイムで前記モータ(8)を線形減速させ、決められた位置に停止させるのに使用される、請求項1に記載の装置。

【請求項6】
直線往復運動装置の位置決め制御方法であって、
前記直線往復運動装置は、ベースと、前記ベースに固設された直線案内レール(2)と、前記直線案内レールに沿って直線往復運動する負荷(4)と、前記負荷(4)を駆動するモータ(8)とを含み、前記直線往復運動装置はさらに、
前記負荷の原点位置を検出するための限界検出装置を含み該限界検出装置は、一端が前記負荷(4)に取付けられ、他端が前記ベースに向かって延在する止めピース(5)と、前記ベースに取付けられ、前記止めピース(5)の運動軌道に位置する光電スイッチセンサ(7)とを含み、
前記光電スイッチセンサ(7)は、前記止めピース(5)の通過に適しているスロットを有し、前記直線往復運動装置はさらに、
変位検出装置を含み該変位検出装置は、一端が前記負荷(4)に取付けられ、他端が前記ベースに向かって延在する止めブロック(3)と、前記ベースに取付けられ、前記止めブロック(3)の運動軌道に位置する差動変圧器式変位センサ(1)とを含み、前記差動変圧器式変位センサ(1)の滑り棒が前記止めブロック(3)と正面衝突するように設けられ、前記直線往復運動装置はさらに、
前記限界検出装置と前記変位検出装置と前記モータ(8)とに接続された制御装置を含み、
前記制御装置は、前記限界検出装置からの位置検出結果および前記変位検出装置からの変位検出結果に従って、前記モータ(8)の動作を制御する、方法。

【請求項7】
記光電スイッチセンサ(7)は、前記負荷(4)の直線往復運動の原点に位置し、
前記光電スイッチセンサ(7)は、前記止めピース(5)を検測した場合、信号Aを送信し、
前記制御装置は、前記信号Aを受信した場合、前記モータ(8)をリアルタイムで停止させるのに使用される、請求項に記載の方法。

【請求項8】
記差動変圧器式変位センサ(1)は、前記負荷(4)の位置決め領域に配置され、
前記差動変圧器式変位センサ(1)は、前記止めブロック(3)が滑り棒と衝突していることを検出した場合、前記滑り棒の変位量に関連する振幅を有する信号Bを送信し、
前記制御装置は、前記信号Bを受信した場合、前記信号Bの振幅に従って前記モータ(8)をリアルタイムで線形減速させ、決められた位置に停止させるのに使用される、請求項に記載の方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013545037thum.jpg
出願権利状態 登録
分野
  • 電気
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