致動器及其控制裝置的制作方法

專利名稱：致動器及其控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及在移動體的位移作用下，例如，能夠運送工件等的致動器及其控制裝置。
背景技術：
以往，在工件的運送等中使用著致動器。如

圖18中所示，此一致動器200，具有截面為矩形的細長的導向座201，其兩端旋轉自如地軸支承于未畫出的軸承塊并傳遞未畫出的驅動源的旋轉驅動力的絲杠202，以及貫通形成與前述絲杠202相配合的螺紋孔、在前述絲杠202的旋轉作用下沿著導向座201的縱長方向往復動作的移動體203。
再者，構成為，在前述導向座201與移動體203之間設置滾珠204，借此在前述滾珠204的滾動作用下移動體203順利地往復動作。
可是，在前述根據現有技術的致動器200中，例如，在移動體203的直線精度由于絲杠202的螺紋牙磨損而惡化的場合，或者在把前述絲杠202更換成直徑不同的另一個絲杠或更換成滾珠絲杠等其他驅動力傳遞構件的場合，不得不把單元化了的絲杠202和移動體203等整體地更換，前述更換作業變得繁雜。此外，因為不僅是絲杠202，而且移動體203也不得不更換，故存在著成本增加這樣的問題。
此外，在根據現有技術的致動器200中，如果用戶打算根據使用環境按照與通常的規格不同的規格來使用致動器200，則在把該致動器200拆開之后，重新組裝成想要的構成是困難的，此外，因為重新組裝成想要的構成的作業是非常繁雜的，所以存在著成本昂貴這樣的問題。
此外，在現有技術中，例如，圖19中所示的電動致動器300是公知的。圖19中所示的電動致動器300，沿著縱長方向細長地形成，而且具有配備了幾乎平行的1組導軌318a、318b的基座320，以及在導軌318a、318b的導向下沿著基座320的縱長方向位移的移動體330。
在前述基座320上形成的凹部321內，沿著縱長方向支承著滾珠絲杠316，在移動體330上，固定著形成與滾珠絲杠316螺紋嚙合的未畫出的螺紋孔的軸承塊341。此外，前述電動致動器300，具有固定在基座320的一端并且轉動自如地軸支承著滾珠絲杠316的支撐塊342，以及固定在基座320的另一端并且構成沿規定方向旋轉驅動滾珠絲杠316的驅動部的無刷電動機322。
在如上所述構成的電動致動器300中，如果通過把電源供給到無刷電動機322來驅動無刷電動機322，則無刷電動機322的轉子(未畫出)的旋轉驅動力傳遞到滾珠絲杠316，滾珠絲杠316沿規定方向被旋轉驅動。
根據滾珠絲杠316的旋轉驅動，移動體330經由與滾珠絲杠316螺紋嚙合的軸承塊341沿著導軌318a、318b順利地直線形地位移起來，可以運送搭載在移動體330上的未畫出的工件。
再者，標號310a和310b是分別固定在基座320的一端和另一端的限制器，限制著移動體330的移動范圍。
可是，在上述這種現有技術的電動致動器300中，當沿著基座320運送搭載在移動體330上的工件時，在移動體330與基座320端部的限制器310a、310b之間夾住異物的場合或者在移動體330碰到基座320的端部的限制器310a、310b的場合等，最好是進行使移動體330的移動慢下來等，驅動源的轉矩限制。
這些，在立式設置電動致動器300以便移動體330的位移方向為豎直方向的狀態下設置的場合也是同樣的，當使移動體330沿下降方向位移時，因為驅動源的旋轉驅動力和工件的自重使下降速度增加，故使移動體330與限制器310a、310b之間不能夾住異物是必要的。
為此作為現有技術的電動致動器300的控制裝置，在驅動源與滾珠絲杠316之間作為轉矩限制器設置未畫出的摩擦板等，使得當成為過大負載時摩擦板打滑，以便過大的驅動力不加到移動體330上，借此進行驅動源的轉矩控制。
可是，采用上述現有技術的方法，當組裝驅動源時，必須預先把轉矩限制器的箍緊力設定成想要的值，在工件的自重由于所搭載的工件的變更等而變更這樣的場合，變更轉矩限制器的轉矩限制值并不容易，存在著在轉矩限制值的變更上沒有自由度這樣的問題。
本發明的目的在于，提供一種可以簡便且廉價地僅更換驅動力傳遞軸，同時可以根據使用環境簡便地重新組裝，而且，能夠很容易地設定變更旋轉驅動源的轉矩限制值的致動器及其控制裝置。
發明的公開采用根據本發明的致動器，在移動塊上形成驅動力傳遞軸能夠從與其軸線垂直的方向穿過的敞口部，借此可以簡便地進行驅動力傳遞軸的組裝和維修。
此外，采用根據本發明的致動器的控制裝置的話，把旋轉驅動源的旋轉速度控制成基于所生成的速度圖形的速度的操作量控制信號的電平，被限制于轉矩限制信號的電平，根據電平受了限制的操作量控制信號來控制對致動器的旋轉驅動源的通電量，借此把前述旋轉驅動源的轉矩控制在轉矩極限限制值信號的電平。
因而，因為根據轉矩限制值信號來控制旋轉驅動源的轉矩，而且可以很容易地設定轉矩限制值信號，故可以根據使用條件很容易地變更旋轉驅動源的轉矩的設定變更，可以根據工件的條件設定成最佳的轉矩。
附圖的簡要說明圖1是根據本發明的實施例的致動器的透視圖。
圖2是沿圖1中所示的II-II線截取的縱剖視圖。
圖3是表示構成圖2的致動器的移動塊的變型例的透視圖。
圖4是表示構成圖2的致動器的軸承塊的變型例的分解透視圖。
圖5A是表示對構成導向機構的滾動槽進行了硬化處理的狀態的局部省略剖視圖，圖5B是表示形成了連通到前述滾動槽的貯油器用孔部的狀態的局部省略剖視圖。
圖6是表示把圖1的致動器裝入半導體晶片運送系統的狀態的概略透視圖。
圖7是表示圖1的致動器的變型例的局部省略透視圖。
圖8是表示圖1的致動器的變型例的局部省略透視圖。
圖9是表示圖1的致動器的變型例的局部省略透視圖。
圖10是表示圖1的致動器的變型例的局部省略分解透視圖。
圖11是表示圖1的致動器的變型例的局部省略透視圖。
圖12是表示根據本發明的實施例的致動器的控制裝置的構成的方框圖。
圖13A和圖13B是用來說明在圖12中所示的致動器的控制裝置中所生成的移動速度圖形的示意圖。
圖14A和圖14B是表示在致動器沿水平方向配置的狀態下，移動體沿規定方向移動的狀態的概略構成圖，圖14C是表示前述移動體移動之際的速度圖形的說明圖。
圖15A和圖15B是表示在致動器沿水平方向配置的狀態下，移動體沿與前述相反的方向移動的狀態的概略構成圖，圖15C是表示前述移動體移動之際的速度圖形的說明圖。
圖16A是表示在致動器沿豎直方向配置的狀態下，移動體下降的狀態的概略構成圖，圖16B是表示前述移動體下降之際的速度圖形的說明圖。
圖17A和圖17B是表示在致動器沿豎直方向配置的狀態下，移動體上升的狀態的概略構成圖，圖17C是表示前述移動體上升之際的速度圖形的說明圖。
圖18是根據現有技術的致動器的透視圖。
圖19是表示另一種根據現有技術的電動致動器的構成的局部剖視主視圖。
實施發明的最佳形式下面舉出最佳實施例，參照附圖，就根據本發明的致動器及其控制裝置來詳細說明。
在圖1和圖2中，標號10表示根據本發明的實施例的致動器。
此一致動器10，具有截面呈字形并形成細長狀的基座12，固定設置在前述基座12的凹部14內或者連接于該基座12的一端的驅動部，作為傳遞前述驅動部的驅動力的驅動力傳遞構件發揮功能的絲杠16，在經由前述絲杠16所傳遞的驅動力的作用下沿著基座12的縱長方向位移的移動體18，以及沿著基座12的縱長方向給前述移動體18導向的導向機構20。前述基座12的表面，施行有硬質防蝕鋁處理。
再者，前述驅動部，例如，包括圖2中所示的這種電動機等的旋轉驅動源21，或者收裝在缸腔室中的活塞在壓力流體的作用下往復動作的未畫出的流體壓缸等，或者也可以組合使用前述旋轉驅動源21和流體壓缸。
進而在前述致動器10上，安裝著分別封閉沿著基座12的縱長方向的兩端的敞口部，同時作為限制移動體18的移動范圍的限制器發揮功能的一組端板22a、22b，前述端板22a、22b，支撐著封閉基座12的上表面的敞口部24的頂蓋26。在前述頂蓋26的兩側面上，如圖2中所示，沿著縱長方向分別形成截面T字形的長槽，沿著前述長槽安裝著密封構件28a。此外，在基座12一側也形成有與前述同樣的長槽，在前述長槽中設有與頂蓋26一側的密封構件28a對峙的密封構件28b。
此一密封構件28a、28b，由保持在基座12的長槽內具有與該長槽的截面形狀相對應的形狀的保持部30，和與前述保持部30整體地形成并具有撓性的唇部32構成。前述一組密封構件28a、28b，設置成沿著基座12的縱長方向使其一部分重疊，借此封閉基座12與頂蓋26之間的間隙，同時當移動體18移動時密封構件28a、28b的唇部32與下文述及的連接板相接觸地向下方一側撓曲，借此可以阻止在基座12內所發生的塵埃等流出到基座12的外部。
因而，根據本實施例的致動器10可以在像超凈間等那樣要求清潔性的環境中合適地使用。此外，也可以形成使前述唇部32的前端分支為二，使該分支的一方的唇部(未畫出)向上方一側撓曲，使另一方的唇部(未畫出)向下方一側撓曲。
基座12，由構成下部一側的第1塊體34，和與從前述第1塊體34的兩端向上突出的側部相連接的一組第2塊體36整體地形成。在此一場合，前述第1塊體34和第2塊體36，通過例如焊接、螺紋連接，或者下文述及的連接構件等結合構件來整體地組裝。
這樣一來，用分別由單獨體組成的第1塊體34和一組第2塊體36來分割構成基座12，分別用由同一材質或不同材質組成的金屬制材料或磁性體來形成前述第1塊體34和第2塊體36，借此能夠根據所承受的載荷整體地形成具有強度分別不同的部分的基座12。
在此一場合，例如，最好是用鋼鐵材料，或者SUS440等來形成前述第1塊體34，用不銹鋼，鋁，或者鎂等來形成前述第2塊體36。
在基座12的下表面和相互對峙的外壁面上，形成截面呈T字形并沿著縱長方向延伸的長槽38，例如，在前述長槽38的規定部位安裝著未畫出的傳感器等。此外，在構成基座12的第1塊體34的內壁面上，形成截面圓弧形的滾動槽40，沿著前述滾動槽40滾動自如地設有多個滾珠42。進而，在前述第1塊體34的內壁面上，形成沿著縱長方向延伸的多個流體通路44，例如，在用未畫出的流體壓缸作為驅動部的場合，可以經由插入前述流體通路44內的配管構件(未畫出)對前述流體壓缸供給壓力流體，或者從該流體壓缸排出壓力流體。
在第2塊體36的外壁面上，形成具有與第1塊體34同樣的形狀的長槽38，在與前述外壁對峙一側的內壁面上，形成用來保持下文述及的密封構件的密封保持用長槽。
移動體18，由平板狀地形成的平板部46，連接于前述平板部46的下表面并形成了以非接觸狀態圍繞絲杠16的截面圓弧形的敞口部48的移動塊50，連接于前述平板部46與移動塊50之間并離開規定間隔的一組連接板52，以及借助于例如螺紋連接等裝拆自如地連接于前述移動塊50的一側表面(沿著移動體18的移動方向的一側表面)，與絲杠16螺紋嚙合的螺紋孔54貫通形成的軸承塊56構成(參照圖2)。
在此一場合，把連接板52的端部像船頭形狀那樣制成尖細的，借此來減輕移動體18移動之際對密封構件28的滑動阻力(參照圖1)。此外，在移動塊50上所形成的敞口部48的寬度，設定成大于絲杠16的直徑。再者，前述移動塊50的形狀不限定于圖2的例子，例如，如圖3中所示，也可以使用具有截面矩形的敞口部58的移動塊60。
前述軸承塊56，例如，由圖2中所示的長方形板材來形成，或者也可以如圖4中所示，把前述長方形板材與圓筒體整體地連接來形成。在前述一組連接板52之間，形成頂蓋26所穿過的空間部。在前述平板部46的上表面上，大體上平行地形成2條截面呈T字形并用來安裝未畫出的工件的安裝用槽部62。
導向機構20，借助于在構成基座12的第1塊體34的內壁面上所形成的截面圓弧形的滾動槽40和在移動塊50的外壁面上所形成的截面圓弧形的滾動槽64來形成多個滾珠42滾動的循環軌道，前述循環軌道被形成為經由未畫出的返回通路連通到移動塊50的循環孔66。
根據本發明的實施例的致動器10基本上像以上這樣形成，下面就其動作和作用效果進行說明。
通過對驅動部，例如旋轉驅動源21施加能量，前述旋轉驅動源21的旋轉驅動力傳遞到絲杠16，前述絲杠16沿規定方向轉動。前述旋轉驅動力經由與絲杠16螺紋嚙合的軸承塊56傳遞到移動體18，前述移動體18沿著基座12的縱長方向位移。
在此一場合，多個滾珠42沿著借助于構成基座12的第1塊體34的滾動槽40與構成移動體18的移動塊50的滾動槽64所形成的循環軌道和循環孔66滾動，借此可以使該移動體18順利地位移。
此外，例如，在因為前述絲杠16的螺紋牙磨損使移動體18的直線精度劣化而更換成另一個新的絲杠的場合，或者在把前述絲杠16更換成直徑不同的另一個絲杠(未畫出)的場合，或者在把前述絲杠16更換成另一個滾珠絲杠等另一種驅動力傳遞構件(未畫出)的場合，從基座12的上表面拆下頂蓋26之后，把螺紋連接于構成移動體18的移動塊50的一側表面的軸承塊56與絲杠16整體地從該移動塊50拆下，借此可以簡便地更換前述絲杠16。也就是說，在移動塊50的上表面上形成敞口部48，通過前述敞口部48可以從移動塊50的上方簡便地拆下絲杠16。
此外，如圖5A中所示，對構成導向機構的滾動槽40、64分別進行淬火之后，施行磨削加工，進而，通過進行精密噴丸硬化等超精密加工，可以使前述滾動槽40、64的滾動面硬化從而防止磨損。再者，如圖5B中所示，設置單個或多個連通到前述滾動槽40、64的滾動面的貯油器用孔部68，借此可以提高滾珠42的潤滑性。在此一場合，用鋁，或聚酰亞胺樹脂，或者超高分子聚乙烯等材料來形成滾珠42，另一方面，也可以用鋁材料來形成第1塊體34，進而對滾動槽40、64進行鍍Kanigen(注冊商標)的表面處理。在此一場合，如果在前述貯油器用孔部68內，設置吸附潤滑油中所含有的塵埃的無紡布，則更加可取。
接下來，本實施例的致動器10裝入設置在超凈間內的半導體晶片的運送系統70的狀態示于圖6。
此一運送系統70包括經由未畫出的固定機構沿著大體上豎直方向直立設置的4根柱狀構件72a～72d；分別橫架在一組前述柱狀構件72a、72b上，分別具有能夠沿著X軸方向移動的未畫出的移動體的第1致動器10a和第2致動器10b；以及連接于前述第1致動器10a和第2致動器10b的各自的移動體，沿著X軸方向移動自如地設置的第3致動器10c。
前述第3致動器10c的移動體18沿著Y軸方向移動自如地設置，在前述移動體18上，經由位移機構74附設沿著Z軸方向移動自如的真空吸盤76。通過驅動前述真空吸盤76，可以使一組半導體晶片80以軸部78為支點沿箭頭方向轉動規定角度。
此外，前述運送系統70，具有設置了沿著Y軸方向位移的移動體18的第4致動器10d。在前述移動體18的上表面上，搭載著用來收容半導體晶片80的盒子82，借助于前述真空吸盤76所保持的半導體晶片80依次收容在盒子82內之后，該盒子82在第4致動器10d的驅動作用下被運送到規定的場所。
接下來，本實施例的致動器的變型例示于圖7～圖11。
在圖7中所示的致動器90中，把根據本實施例的致動器10的第1塊體34單獨地用作基座12。此外，滾珠42滾動的循環軌道在一側配置多個。
在圖8中所示的致動器100中，把前述第1塊體34進一步分割成3個。也就是說，前述第1塊體34，由平板形的平板102，以及相互對峙地離開規定距離地連接于前述平板102的上表面的一組側板104a、104b構成，在前述平板102和側板104a、104b的接合面上分別形成的截面T字形的槽部106中，配合連接構件108，借此組裝自如地設置。
在圖9中所示的致動器110中，把第1塊體34和第2塊體36整體地擠出或拉制成形而形成基座112，同時把圖2中所示的移動塊50和連接板52整體地擠出或拉制成形而形成移動體114。
在圖10中所示的致動器120中，為了容易地進行滾動面的加工，構成為把形成了滾動槽40的構件126對基座122的內壁面的凹部124整體地裝入。
也就是說，預先整體地擠出或拉制成形基座122以便在內壁面上形成矩形的凹凸面128之后，把在一邊的側面上形成配合于前述凹凸面128的凸凹面129而在另一邊的側面上形成截面圓弧形的滾動槽40的構件126裝入前述基座122的凹部124。在此一場合，不對基座122的內壁面直接加工滾動槽40，而是在與前述基座122分體形成的構件126上加工滾動槽40，借此可以簡便而且高效地進行前述滾動槽40的加工。
圖11中所示的致動器130，示出在移動塊132一側也同樣裝入預先形成了滾動槽64的單獨的構件134的狀態。
再者，在本實施例中，除了密封構件28之外，也可以用鋁材料來形成構成致動器10，10a～10d，90，100，110，120，130的所有構件。
接下來，本發明的實施例的致動器的控制裝置的構成示于圖12。再者，與圖1和圖2中所示的致動器10相同的構成要素，具有相同的標號而在以下進行說明。
此一致動器的控制裝置400，設定移動體18的移動速度的加速/減速信號a、b經由開關S1、S2來供給，而且供給有移動體18的移動方向指示信號r，由速度曲線發生器401與下文述及的速度限制器402共同來設定移動體18的移動速度圖形。另一方面，在收到經由開關S3、S4所供給的速度限制信號c、d而來自速度曲線發生器401的輸出信號達到速度限制信號c、d時由速度限制器402來限制移動速度，設定移動體18的移動速度圖形。
更詳細地說，把由未畫出的例如占空比設定器A、B根據想要的斜率來設定的占空比的信號作為加速/減速信號a、b輸出。與使開關S1或S2成為通狀態或斷狀態的開關相對應的加速/減速信號a或b供給到速度曲線發生器401。這里，加速/減速信號a、b供給到速度曲線發生器401進行加速或減速處理。此外，根據供給到速度曲線發生器401的移動方向指示信號r的極性，例如，無刷電動機等旋轉驅動源21的旋轉方向被切換。
例如，當移動方向指示信號r為正極性時，旋轉驅動源21的轉子沿逆時針方向被旋轉驅動，來自占空比設定器A的占空比的信號被定作加速，來自占空比設定器B的占空比的信號被定作加速。此外，當移動方向指示信號r為負極性時，沿相反方向被旋轉驅動。
另一方面，在速度限制器402的場合也是同樣，速度限制信號c、d是由未畫出的例如電壓設定器C、D根據移動體18的移動速度來設定的信號，當開關S3為通時選擇速度限制信號c，當開關S4為通時選擇速度限制信號d。
因而，當開關S1和開關S3被選擇，而且移動方向指示信號r為正極性時，如圖13A的實線所示，由基于加速/減速信號a的斜率把速度加速，如果移動速度達到速度限制信號c的電平，則在基于所限制的速度限制信號c的速度下開關S3為通狀態期間，被限制于速度限制信號c的電平。接著如果選擇了開關S2和開關S4，則由基于加速/減速信號b的斜率把速度加速，如果移動速度達到速度限制信號d則在基于所限制的速度限制信號d的電平的速度下開關S4為通狀態期間，被限制。這樣一來速度曲線被設定。
在為通狀態的開關S1或開關S2，開關S3或開關S4被變更的場合也是同樣。
此外，當移動方向指示信號r的極性為負極性時，旋轉驅動源21的未畫出的轉子沿順時針方向被旋轉驅動，根據加速/減速信號a、b被加速/減速，如圖13A的虛線所示，速度曲線被設定。同樣，如圖13B中所示，也可以設定成連續的多個梯形的速度曲線。
另一方面，旋轉驅動源21的轉子的轉速，由霍耳元件等的傳感器403來進行該旋轉驅動源21的磁極位置的檢測，對來自傳感器403的輸出進行波形整形，生成與波形整形輸出的升沿和降沿同步的脈沖，而且由速度檢測機構404來檢測該脈沖的頻率，由偏差檢測機構406來求出此一速度檢測輸出與基于從速度限制器402所輸出的速度曲線的速度信號之差。
從偏差檢測機構406所輸出的偏差信號，供給到比例、積分、微分動作的控制器407，進行比例運算407a、積分運算407b和微分運算407c，作為來自控制器407的輸出的操作量控制信號供給到轉矩限制器408，當從控制器407所輸出的操作量控制信號的電平超過供給到轉矩限制器408的轉矩限制值信號e、f的電平時，所超過的部分被限制于轉矩限制值信號e、f的電平。供給到轉矩限制器408的從控制器407所輸出的操作量控制信號是轉矩信息的信號，轉矩限制值信號e、f經由開關S5、S6供給到轉矩限制器408，從控制器407所輸出的操作量控制信號的電平由轉矩限制器408來限制于供給到前述開關S5、S6中的某一個為通狀態的開關的轉矩限制值信號e、f的電平。
轉矩限制值信號e和f也與速度限制信號c、d的場合同樣，由未畫出的例如電壓設定器E、F來設定。
來自轉矩限制器408的輸出信號供給到過負載檢測電路409，當過負載時送出警報信號。
另一方面，檢測旋轉驅動源21的負載電流，由轉矩變換機構410把旋轉驅動源21的負載電流變換成基于負載電流的轉矩信號，在運算器411中檢測由轉矩變換機構410所變換的轉矩信號與從過負載檢測電路409所輸出的轉矩信號之差，基于在運算器411中所求出的差的差信號供給到PWM調制電路412，根據由運算器411所求出的差信號與從傳感器403檢測的旋轉驅動源21的表示定子線圈的相序號的線圈信息信號，把PWM調制輸出供給到逆變器電路413，根據PWM調制輸出來控制基于線圈信息信號的定子線圈的通電比，控制旋轉驅動源21的旋轉。再者，PWM調制電路412和逆變器電路413構成通電量控制部。此外，因為切換旋轉驅動源21的旋轉方向，故把輸入到速度曲線發生器401的移動方向指示信號r供給到逆變器電路413。
這里，當從控制器407所輸出的操作量控制信號的電平低于供給到轉矩限制器408的轉矩限制值信號電平時，從控制器407所輸出的操作量控制信號，電平未受限制地通過轉矩限制器408和過負載檢測電路409，根據從控制器407所輸出的操作量控制信號與來自轉矩變換機構410的輸出之差來旋轉驅動旋轉驅動源21。
從控制器407所輸出的操作量控制信號的電平超過供給到轉矩限制器408的轉矩限制值信號電平的部分，被限制于轉矩限制值信號電平，通過過負載檢測電路409，根據經由過負載檢測電路409所送出的來自轉矩限制器408的輸出信號與從轉矩變換機構410所輸出的轉矩信號的電平差來進行PWM調制，PWM調制的電流由逆變器電路413通電到基于由傳感器403所檢測的表示定子線圈相序號的線圈信息信號的定子線圈，進行旋轉驅動源21的旋轉控制。
因而，當通過轉矩限制器408的操作量控制信號的電平超過從轉矩變換機構410所輸出的信號電平時，旋轉驅動源21的線圈電流加大，轉矩加大，旋轉驅動源21的轉子以高速被旋轉驅動。相反，當通過轉矩限制器408的操作量控制信號的電平低于從轉矩變換機構410所輸出的信號電平時，旋轉驅動源21的線圈電流減小，旋轉驅動源21的轉子實際上被制動，轉矩減小，以低速被旋轉驅動。
另一方面，供給到速度檢測機構404的來自傳感器403的輸出信號還供給到位置檢測機構405，在位置檢測機構405中，根據從傳感器403所輸出的信號的相旋轉方向生成U/D信號，同時對來自傳感器403的輸出進行波形整形，生成與波形整形輸出的升沿和降沿同步的脈沖，沿基于U/D信號的方向來計數該脈沖。因而，在位置檢測機構405中移動體18的位置實際上被檢測。
把位置檢測機構405中的計數值作為移動體18的位置信息供給到旋轉位置判別電路415。預先供給到旋轉位置判別電路415的逆時針方向末端確認位置信息，順時針方向末端確認位置信息，預先確定的規定范圍(圖12中記為窗口模式范圍)下端位置信息和上端位置信息，逆時針方向范圍外確認位置信息，順時針方向范圍外確認位置信息與位置檢測機構405中的計數值，在旋轉位置判別電路415中進行比較，根據基于位置檢測機構405中的計數值的移動體18的位置，送出逆時針方向末端確認輸出，順時針方向末端確認輸出，預先確定的規定范圍內確認輸出，或者警報確認輸出。
因而，當采用像以上這樣構成的根據本發明的致動器的控制裝置400時，將根據按照從速度限制器402所輸出的移動速度圖形的移動速度，使旋轉驅動源21的轉子旋轉，基于移動速度圖形的速度與由速度檢測機構404所檢測的速度的偏差，由控制器407來進行比例、積分、微分控制，從控制器407所輸出的操作量控制信號的電平，在轉矩限制器408中僅超過轉矩限制值信號電平的部分被限制于轉矩限制值信號電平e、f，由轉矩變換機構410所變換的旋轉驅動源21的轉矩與從轉矩限制器408所輸出的信號之差在運算器411中運算并進行PWM調制，由逆變器電路413根據PWM調制輸出來控制旋轉驅動源21的定子電流，旋轉驅動源21被旋轉驅動或制動，旋轉驅動源21的轉矩被控制于供給到轉矩限制器408的轉矩限制值信號電平。
另一方面，在位置檢測機構405中所檢測的移動體18的位置，在旋轉位置判別電路415中與逆時針方向末端確認位置信息，順時針方向末端確認位置信息，預先確定的規定范圍下端位置信息和上端位置信息，逆時針方向末端范圍外確認信息，順時針方向末端范圍外確認信息進行比較，送出基于移動體18的位置的確認輸出。
再者在上述中，雖然舉例示出了由未畫出的占空比設定器A，B生成加速/減速信號a、b，由未畫出的電壓設定器C、D生成速度限制信號c、d，由未畫出的電壓設定器E、F生成轉矩限制值信號e、f，速度限制信號c、d的情況，但是也可以由例如微型計算機組成的未畫出的控制器，根據所輸入的模式指示來控制這些信號a～f和開關S1、S2、S3、S4、S5及S6的通時期和時間。此一場合的例子說明于下。
例如，如圖14A中所示，致動器10沿水平方向配置，在動作模式1和移動方向指示信號r為正極性也就是向控制器指示沿逆時針方向旋轉驅動旋轉驅動源21的轉子的場合，移動體18朝圖14A中的右側被驅動。在此一場合，開關S1、S2、S3、S4和S5如圖14C中所示被驅動到通狀態(參照圖14C中的“1”)，形成圖14C的速度圖形P，移動體18以基于此一速度圖形P的速度向右移動，在右端成為推靠狀態，接著轉矩切換成由轉矩限制值信號e、f設定的，旋轉驅動源21的額定轉矩的例如50％，被控制于旋轉驅動源21的額定轉矩的50％的轉矩。
因而如圖14B中所示在作為限制器發揮功能的端板22b處成為推靠狀態，此時的轉矩被控制于旋轉驅動源21的額定轉矩的50％的轉矩。
此外，例如如圖15A中所示致動器10沿水平方向配置，在動作模式2和移動方向指示信號r為負極性也就是向控制器指示沿順時針方向旋轉驅動旋轉驅動源21的轉子的場合，移動體18朝圖15A中的左側被驅動。在此一場合，開關S1、S2、S3、S4和S5如圖15C中所示被驅動到通狀態，形成圖15C的速度圖形P’，移動體18以基于此一速度圖形P’的速度向左移動，在左端成為推靠狀態，接著轉矩切換成由轉矩限制值信號e、f設定的，旋轉驅動源21的額定轉矩的例如50％，被控制于旋轉驅動源21的額定轉矩的50％的轉矩。
因而如圖15B中所示在作為限制器發揮功能的端板22a處成為推靠狀態，此時的轉矩被控制于旋轉驅動源21的額定轉矩的50％的轉矩。雖然在此一場合，成為如圖13A中虛線所示可以對時間軸上下對稱地表示，但是在圖15C中用P’簡略地表示。
此外，例如如圖16A中所示致動器10沿豎直方向配置，在動作模式2和移動方向指示信號r為正極性也就是在速度曲線發生器401中指示沿逆時針方向旋轉驅動旋轉驅動源21的轉子的場合，移動體18在圖16A中沿下降方向被驅動。在此一場合，開關S1、S2、S3、S4和S5如圖16B中所示被驅動到通狀態，形成圖16B的速度圖形P，移動體18以基于此一速度圖形P的速度沿下降方向移動，在下端成為推靠端板22b狀態。
另一方面，從移動體18接觸端板22a的位置稍微下降的位置開始，開關S5就成為通狀態，接著轉矩切換成由轉矩限制值信號e、f設定的，旋轉驅動源21的額定轉矩的例如0％，被控制于轉矩0。因而如圖16A中所示移動體18的下降中為轉矩0的狀態，在該狀態下成為推靠狀態。因而，在移動體18與端板22b之間，例如，即使夾住異物，由旋轉驅動源21所驅動的移動體18也不對前述異物施加推壓力。
此外，例如如圖17A中所示致動器10沿豎直方向配置，在動作模式2和移動方向指示信號r為負極性也就是在速度曲線發生器401中指示沿順時針方向旋轉驅動旋轉驅動源21的轉子的場合，移動體18在圖17A中沿上升方向被驅動。在此一場合，開關S1、S2、S3、S4和S5如圖17C中所示被驅動到通狀態，形成圖17C的速度圖形P’，移動體18以基于此一速度圖形P’的速度沿上升方向移動，在上端成為推靠狀態，接著轉矩切換成由轉矩限制值信號e、f設定的，旋轉驅動源21的額定轉矩的例如50％，被控制于旋轉驅動源21的額定轉矩的50％的轉矩。
因而如圖17B中所示在端板22a處成為推靠狀態，此時的轉矩被控制于旋轉驅動源21的額定轉矩的例如50％的轉矩。雖然在此一場合，成為如圖13A中虛線所示可以對時間軸上下對稱地表示，但是在圖17C中用P’簡略地表示。
工業實用性采用根據本發明的致動器，在移動塊上形成驅動力傳遞軸能夠從與其軸線垂直的方向穿過的敞口部，借此可以簡便而且廉價地進行驅動力傳遞軸的更換。因而可以很容易地進行前述驅動力傳遞軸的組裝作業和維修作業。
此外，基座因為是把分割成多個的塊體經由結合機構整體地形成，故可以根據使用環境簡便地重新組裝該基座。
此外，采用根據本發明的致動器的控制裝置，因為根據轉矩限制值信號來控制驅動致動器的旋轉驅動源的轉矩，而且由轉矩限制值信號很容易地設定旋轉驅動源的轉矩，故旋轉驅動源的轉矩的設定變更可以根據使用條件很容易地變更，可以根據工件的條件設定成最佳的轉矩。
權利要求
1.一種致動器，其特征在于，備有構成外框架的基座(12、112、122)，連接于前述基座(12、112、122)的驅動部(21)，傳遞前述驅動部(21)的驅動力的驅動力傳遞軸(16)，以及在前述驅動部(21)的驅動作用下靠經由驅動力傳遞軸(16)所傳遞的驅動力沿著基座(12、112、122)的縱長方向位移的移動體(18)，前述移動體(18、114)具有形成了前述驅動力傳遞軸(16)能夠從與其軸線垂直的方向穿過的敞口部(48)的移動塊(50、132)。
2.權利要求1中所述的致動器，其特征在于，在基座(12、112、122)與移動體(18)之間設置導向機構(20)，前述導向機構(20)，具有在基座(12、112、122)的內壁面上整體地形成的滾動槽(40)，和沿著前述滾動槽(40)滾動的多個滾動構件(42)。
3.權利要求1中所述的致動器，其特征在于，基座由分割成多個的塊體(102、104a、104b)經由結合構件(108)整體地結合而成。
4.權利要求1中所述的致動器，其特征在于，設置有阻止在基座(12、112、122)的內部所發生的塵埃等向基座(12、112、122)的外部流出的一組密封構件(28a、28b)。
5.權利要求4中所述的致動器，其特征在于，所述一組密封構件具有保持于基座(12)的第1密封構件(28b)，和保持于基座(12)的敞口部中所安裝的頂蓋(26)的第2密封構件(28a)，前述第1密封構件(28b)和第2密封構件(28a)由撓性構件來形成，設置成沿著縱長方向的一部分重疊，借此封閉基座(12)與頂蓋(26)之間的間隙。
6.權利要求3中所述的致動器，其特征在于，基座(12)，經由結合構件(108)能自由地重新組裝。
7.權利要求2中所述的致動器，其特征在于，連通到滾動槽(40)上形成有貯油器用孔部(68)。
8.權利要求2中所述的致動器，其特征在于，與基座(122)分體構成并在一側表面上預先形成了滾動槽(40)的構件(126)，整體地組裝于該基座(122)的凹部(124)。
9.權利要求2中所述的致動器，其特征在于，與移動塊(132)分體構成并在一側表面上預先形成了滾動槽(40)的構件(134)，整體地組裝于該移動塊(132)的凹部。
10.一種致動器的控制裝置，其特征在于，備有檢測驅動致動器(10)的移動體(18)的旋轉驅動源(21)的旋轉速度的旋轉速度檢測部(403、404)，生成速度圖形的速度圖形生成部(401、402)，把由前述旋轉速度檢測部(403、404)所檢測的旋轉速度控制成基于由前述速度圖形生成部(401、402)所生成的速度圖形的速度的控制部(407)，把從前述控制部(407)所輸出的操作量控制信號的電平限制于所供給的轉矩限制值信號的電平并輸出之的轉矩限制部(408)，檢測前述旋轉驅動源(21)的轉矩的轉矩檢測部(410)，以及根據經由轉矩限制部(408)所輸出的操作量控制信號來控制對前述旋轉驅動源(21)的通電量，從而把由前述轉矩檢測部(410)所檢測的轉矩控制于轉矩極限限制值信號的電平的通電量控制部(412、413)。
11.權利要求10中所述的致動器的控制裝置，其特征在于，前述速度圖形生成部具有根據所供給的加速/減速信號使旋轉驅動源(21)的速度加速或者減速，同時根據所供給的移動方向指示信號的極性來切換前述旋轉驅動源(21)的旋轉方向的速度曲線發生器(401)，和由所供給的速度限制信號對來自前述速度曲線發生器(401)的輸出信號進行電平限制的速度限制器(402)，速度圖形在前述速度曲線發生器(401)和速度限制器(402)的共同作用下被設定。
全文摘要
致動器(10)的移動體(18),具有形成了絲杠(16)能夠從與其軸線垂直的方向穿過的敞口部(48)的移動塊(50)。此外,致動器的控制裝置(400),根據經由轉矩限制器(8)所輸出的操作量控制信號來控制對旋轉驅動源(21)的通電量,把由轉矩變換機構(10)所檢測的旋轉驅動源(21)的轉矩控制于轉矩極限限制值信號的電平。
文檔編號F16C29/00GK1249863SQ98803146
公開日2000年4月5日 申請日期1998年1月30日 優先權日1997年2月5日
發明者永井茂和, 森川文夫, 鹽見裕幸 申請人:Smc株式會社