(57)【要約】【課題】ボールねじ機構のネジ軸とナットとの間の取付誤差を容易に検出する。【解決手段】移動機構１００においてネジ軸１１とナット１２との間の取付誤差を検出する取付誤差検出システムＳＹＳであって、ナット１２及び移動体２０の少なくとも一方の検出対象に取り付けられ、検出対象の角速度又は加速度を検出して検出信号Ｓ１を出力する検出部４０と、ネジ軸１１が回転する場合の検出部４０の検出信号Ｓ１に基づいて、取付誤差に関する情報を算出する演算装置５０とを備える。【選択図】図１
2020020425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転するネジ軸と、前記ネジ軸の回転により前記回転軸の軸線方向に移動するナットとを有するボールねじ機構と、
前記ボールねじ機構とは別体の案内機構と、
前記ナットおよび前記案内機構に取り付けられ、前記ナットと一体で前記軸線方向に移動する移動体と、を備える移動機構において、前記ネジ軸の前記回転軸と前記ナットの中心軸との間の取付誤差を検出する取付誤差検出システムであって、
前記ナット及び前記移動体の少なくとも一方の検出対象に取り付けられ、前記検出対象の角速度又は加速度を検出して検出信号を出力する検出部と、
前記ネジ軸が回転する場合の前記検出部の前記検出信号に基づいて、前記取付誤差に関する情報を算出する演算装置と
を備える取付誤差検出システム。
【請求項２】
前記演算装置は、前記検出信号を高速フーリエ変換し、得られる変換信号の一回転成分の周波数の信号値の大きさに基づいて、前記取付誤差の大きさを検出する
請求項１に記載の取付誤差検出システム。
【請求項３】
前記演算装置は、前記信号値の大きさが所定の閾値を超えるか否かを判定し、判定結果を出力する
請求項２に記載の取付誤差検出システム。
【請求項４】
前記検出部は、前記軸線方向を基準とした場合のピッチング方向、ヨーイング方向及びローリング方向の少なくとも一つの方向における前記検出対象の角速度又は加速度を検出する
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の取付誤差検出システム。
【請求項５】
回転軸を中心に回転するネジ軸と、前記ネジ軸の回転により前記回転軸の軸線方向に移動するナットとを有するボールねじ機構と、
前記ボールねじ機構とは別体の案内機構と、
前記ナットおよび前記案内機構に取り付けられ、前記ナットと一体で前記軸線方向に移動する移動体と、を備える移動機構において前記ネジ軸と前記ナットとの間の取付誤差を検出する取付誤差検出方法であって、
前記ネジ軸が回転した状態で、前記ナット及び前記移動体の少なくとも一方の検出対象の角速度又は加速度を検出して検出信号を出力するステップと、
前記検出信号に基づいて、前記取付誤差に関する情報を算出するステップと
を含む取付誤差検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取付誤差検出システム及び取付誤差検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸を中心に回転するネジ軸及びネジ軸の回転により回転軸の軸線方向に移動するナットを有するボールねじ機構と、ナットに取り付けられナットと一体で軸線方向に移動する移動体と、を備える移動機構が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。このような移動機構では、各部を組み立てる際、ボールねじ機構のネジ軸の回転軸と、ナットの中心軸との傾き誤差（取付誤差）が小さくなるように細心の注意を払っている。例えば、特許文献１に記載の移動機構では、芯合せ治具を用いて用いることで取付誤差を低減している。また、特許文献２に記載の移動機構では、傾き方向の取付誤差を吸収するように予圧が付与されたボールねじが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３２１２９号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０８４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１及び特許文献２に記載のような移動機構では、取付誤差を抑制するためにボールねじ機構自体の構成を変更する必要がある。また、上記構成では、各部を組み立てた後に取付誤差を測定することは困難であり、熟練作業者の完成検査によって取付誤差を判別する必要がある。この場合、熟練作業者が不在の場合には、取付誤差を判別することが困難となる。このため、移動機構を組み立てた後に、取付誤差を容易に測定可能な手段が求められている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ボールねじ機構及び移動体を有する移動機構を組み立てた後において、ボールねじ機構のネジ軸とナットとの間の取付誤差を容易に検出することが可能な取付誤差検出システム及び取付誤差検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本態様の取付誤差検出システムは、回転軸を中心に回転するネジ軸と、前記ネジ軸の回転により前記回転軸の軸線方向に移動するナットとを有するボールねじ機構と、前記ボールねじ機構とは別体の案内機構と、前記ナットおよび前記案内機構に取り付けられ、前記ナットと一体で前記軸線方向に移動する移動体と、を備える移動機構において、前記ネジ軸の前記回転軸と前記ナットの中心軸との間の取付誤差を検出する取付誤差検出システムであって、前記ナット及び前記移動体の少なくとも一方の検出対象に取り付けられ、前記検出対象の角速度又は加速度を検出して検出信号を出力する検出部と、前記ネジ軸が回転する場合の前記検出部の前記検出信号に基づいて、前記取付誤差に関する情報を算出する演算装置とを備える。
【０００７】
本発明者は、ネジ軸とナットとの間の取付誤差と、ネジ軸が回転している場合の検出部の検出結果との間に相関性を見出した。上記構成によれば、当該相関性を用いることで、検出対象の角速度又は加速度を検出した検出結果に基づいて取付誤差に関する情報を算出することができる。また、ナットと案内機構とを取り付けた後に取付誤差の検出を行うことが可能となるため、取付誤差の標準化を行うことができる。また、熟練作業者でなくても取付誤差に関する情報を容易に確認することができるため、従来行われている完成検査等を省略することができる。
【０００８】
望ましい形態として、前記演算装置は、前記検出信号を高速フーリエ変換し、得られる変換信号の一回転成分の周波数の信号値の大きさに基づいて、前記取付誤差の大きさを検出する。
【０００９】
本発明者は、ネジ軸とナットとの間の取付誤差が大きくなるほど、検出信号を高速フーリエ変換した変換信号のうち一回転成分の信号値が大きくなることを見出した。したがって、上記構成によれば、信号値の大きさに基づいて、取付誤差の大きさを容易に検出することができる。なお、一回転成分の信号値は低周波帯となることが多いため、低周波帯の高速フーリエ変換を行うことで、容易に取付誤差に関する情報を検出することができる。
【００１０】
望ましい形態として、前記演算装置は、前記信号値の大きさが所定の閾値を超えるか否かを判定し、判定結果を出力する。
【００１１】
この構成によれば、取付誤差の許容値に対応する値として閾値を設定することにより、信号値の大きさが所定の閾値を超える場合には、取付誤差が許容値を超える旨の判定が行われることになる。よって、取付誤差が許容値を超えるか否かの判定を容易に行うことができる。
【００１２】
望ましい形態として、前記検出部は、前記軸線方向を基準とした場合のピッチング方向、ヨーイング方向及びローリング方向の少なくとも一つの方向における前記検出対象の角速度又は加速度を検出する。
【００１３】
この構成によれば、軸線方向を基準とした場合のピッチング方向、ヨーイング方向及びローリング方向の少なくとも一つの方向における検出対象の角速度又は加速度を検出することにより、ネジ軸の回転軸とナットの中心軸との傾き誤差及びネジ軸の回転軸とナットの中心軸との芯ずれ誤差を容易に検出することができる。
【００１４】
本態様の取付誤差検出方法は、回転軸を中心に回転するネジ軸と、前記ネジ軸の回転により前記回転軸の軸線方向に移動するナットとを有するボールねじ機構と、前記ボールねじ機構とは別体の案内機構と、前記ナットおよび前記案内機構に取り付けられ、前記ナットと一体で前記軸線方向に移動する移動体と、を備える移動機構において前記ネジ軸と前記ナットとの間の取付誤差を検出する取付誤差検出方法であって、前記ネジ軸が回転した状態で、前記ナット及び前記移動体の少なくとも一方の検出対象の角速度又は加速度を検出して検出信号を出力するステップと、前記検出信号に基づいて、前記取付誤差に関する情報を算出するステップとを含む。
【００１５】
この構成によれば、取付誤差と検出部の検出結果との相関性を用いることで、検出対象の角速度又は加速度を検出した検出結果に基づいて取付誤差に関する情報を算出することができるため、取付誤差を容易に検出することができる。また、ナットと案内機構とを取り付けた後に取付誤差の検出を行うことが可能となるため、取付誤差の標準化を行うことができる。また、熟練作業者でなくても取付誤差に関する情報を容易に確認することができるため、従来行われている完成検査等を省略することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、取付誤差を容易に検出することが可能な取付誤差検出システム及び取付誤差検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施形態に係る取付誤差検出システムの一例を示す正面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る取付誤差検出システムの一例を示す平面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る取付誤差検出システムの一例を示す側面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る演算装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る取付誤差検出方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施例において検出信号変換部によって得られた変換信号の一例を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例において検出信号変換部によって得られた変換信号の一例を示すグラフである。
【図８】図８は、実施例において検出信号変換部によって得られた変換信号の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る取付誤差検出システムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１９】
図１から図３は、本実施形態に係る取付誤差検出システムＳＹＳの一例を示す図である。図１は正面図、図２は平面図、図３は側面図を示している。図１に示すように、取付誤差検出システムＳＹＳは、ネジ軸１１及びナット１２を有するボールねじ機構１０と、移動体２０と、案内機構３０とを備える移動機構１００において、ボールねじ機構１０のネジ軸１１とナット１２との間の取付誤差を検出する。本実施形態において、取付誤差は、ネジ軸１１の回転軸ＡＸ１とナット１２の中心軸ＡＸ２との間の傾き誤差及び芯ずれ誤差を含む。
【００２０】
以下、取付誤差検出システムＳＹＳの構成を説明するにあたり、まず、検出対象となる移動機構１００の構成を説明する。以下の説明では、回転軸ＡＸ１に平行な方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交しかつ互いに直交する２つの方向をＹ方向及びＺ方向とする。
【００２１】
ボールねじ機構１０は、例えば基台等の設置面Ｆに取り付けられる。本実施形態において、設置面Ｆは、Ｘ方向及びＹ方向に平行な平面とする。ボールねじ機構１０は、ネジ軸１１と、ナット１２と、回転駆動部１３とを有する。
【００２２】
ネジ軸１１は、円筒状又は円柱状であり、不図示の軸受等により回転軸ＡＸ１を中心に回転可能となるように設置面Ｆに支持される。ネジ軸１１は、例えば設置面Ｆに平行に配置される。
【００２３】
ナット１２は、円筒状であり、ネジ軸１１に螺合される。ナット１２は、移動体２０及び案内機構３０を介して設置面Ｆに支持される。ナット１２が設置面Ｆに支持された状態で、回転軸ＡＸ１を中心とする回転方向への回転移動が規制されている。したがって、ネジ軸１１が回転する場合、ナット１２は、回転軸ＡＸ１の軸線方向Ｄに移動する。ナット１２は、中心軸ＡＸ２に対してラジアル方向に突出したフランジ部１２ａを有する。フランジ部１２ａは、軸線方向Ｄの一端部（例えば、−Ｘ側端部）に配置される。なお、フランジ部１２ａの位置については、上記のような軸線方向Ｄの一端部に限定されず、ナット１２のうち軸線方向Ｄの他の部分に設けられてもよい。
【００２４】
回転駆動部１３は、例えばモータ等が用いられる。回転駆動部１３は、ネジ軸１１のＸ方向の一方の端部に連結され、ネジ軸１１を回転駆動する。なお、図示を省略しているが、回転駆動部１３は、例えば設置面Ｆに固定される。
【００２５】
移動体２０は、ナット１２に固定され、ナット１２と一体で軸線方向Ｄに移動する。移動体２０は、ナット側ブラケット２１と、テーブル２２と、スライダ側ブラケット２３とを有する。
【００２６】
テーブル２２は、例えば矩形の板状であり、例えば設置面Ｆと平行に配置される。テーブル２２の＋Ｚ側の面は、平面状であり、物体を載置可能である。テーブル２２の−Ｚ側の面には、ナット側ブラケット２１及びスライダ側ブラケット２３が−Ｚ側に向けて延びている。
【００２７】
ナット側ブラケット２１は、ボルト等の固定部材２４によりフランジ部１２ａに固定される。ナット側ブラケット２１の−Ｘ側の端面には、固定部材２４とネジ接合するためのネジ穴が設けられている。なお、フランジ部１２ａには、固定部材２４を挿入するための挿入穴が設けられている。このように、固定部材２４により、ナット１２と移動体２０とが固定されている。なお、固定部材２４による固定位置については、上記に限定されず、他の位置で固定されてもよい。
【００２８】
スライダ側ブラケット２３は、矩形の柱状であり、Ｚ方向視においてテーブル２２の４つの角部にそれぞれ配置される。４つのスライダ側ブラケット２３は、Ｚ方向の寸法が等しくなっている。各スライダ側ブラケット２３は、−Ｚ側の端部に、例えば矩形状の板状部２３ａを有する。板状部２３ａは、設置面Ｆに平行であり、それぞれネジ軸１１の回転軸ＡＸ１とは反対側に突出した状態で配置される。
【００２９】
案内機構３０は、ボールねじ機構１０とは別体であり、例えば基台等の設置面Ｆに取り付けられる。案内機構３０は、移動体２０を軸線方向Ｄに案内する。案内機構３０は、リニアガイド３１と、スライダ３２とを有する。
【００３０】
リニアガイド３１は、ネジ軸１１に対してＹ方向の両側に１本ずつ配置される。２本のリニアガイド３１は、軸線方向Ｄに平行に延びている。リニアガイド３１は、ネジ又はボルト等の不図示の固定部材により、設置面Ｆに固定される。
【００３１】
スライダ３２は、リニアガイド３１に沿って軸線方向Ｄに移動可能である。１本のリニアガイド３１について、２つのスライダ３２が配置される。スライダ３２は、Ｚ方向視において、テーブル２２の４つの角部に対応する位置、より具体的には、スライダ側ブラケット２３の板状部２３ａに重なる位置に配置される。スライダ３２は、＋Ｚ側の面が板状部２３ａに対向して配置される。スライダ３２は、ボルト等の固定部材３３により板状部２３ａに固定される。スライダ３２の＋Ｚ側の面には、固定部材３３とネジ接合するためのネジ穴が設けられている。なお、板状部２３ａには、固定部材３３を挿入するための挿入穴が設けられている。このように、固定部材３３により、移動体２０と案内機構３０（スライダ３２）とが固定されている。なお、固定部材３３による固定位置については、上記に限定されず、他の位置で固定されてもよい。
【００３２】
上記の移動機構１００を設置する場合、ネジ軸１１及びリニアガイド３１を設置面Ｆに固定する工程と、ネジ軸１１にナット１２をネジ接合する工程と、固定部材２４によりナット１２とナット側ブラケット２１とを連結する工程と、固定部材３３によりスライダ側ブラケット２３とスライダ３２とを連結する工程とを行う。各工程を行う順序については、例えばネジ軸１１とナット１２との取付誤差が小さくなるように、ボールねじ機構１０、移動体２０及び案内機構３０の形状、寸法等に応じて適宜設定することができる。
【００３３】
次に、取付誤差検出システムＳＹＳの構成を説明する。取付誤差検出システムＳＹＳは、検出部４０と、演算装置５０とを備えている。
【００３４】
検出部４０は、ナット１２及び移動体２０の少なくとも一方に取り付けられる。図１から図３に示す例では、検出部４０がナット１２の＋Ｚ側端部に固定された状態を示しているが、これに限定されない。例えば、検出部４０は、ナット１２の他の部分に固定されてもよい。また、検出部４０は、移動体２０のナット側ブラケット２１、テーブル２２、スライダ側ブラケット２３のいずれかに固定されてもよい。
【００３５】
検出部４０は、角速度を検出する角速度センサである。検出部４０は、ピッチング方向Ｄｐ、ヨーイング方向Ｄｙ及びローリング方向Ｄｒの少なくとも一つの方向についての角速度を検出する。なお、本実施形態において、Ｙ軸を中心とした回転方向をピッチング方向Ｄｐとし、Ｚ軸を中心とした回転方向をヨーイング方向Ｄｙとし、Ｘ軸を中心とした回転方向をローリング方向Ｄｒとする。検出部４０としては、例えばジャイロセンサ等を用いることができる。なお、検出部４０は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の少なくとも一つの方向についての加速度を検出可能であってもよい。例えば、検出部４０は、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の加速度を検出可能な加速度センサと、ピッチング方向Ｄｐ、ヨーイング方向Ｄｙ及びローリング方向Ｄｒの角速度を検出可能なジャイロセンサを有する６軸センサであってもよい。検出部４０は、検出結果である検出信号Ｓ１を演算装置５０に送信する。検出部４０は、ピッチング方向Ｄｐ、ヨーイング方向Ｄｙ及びローリング方向Ｄｒについての検出信号Ｓ１を個別に出力する。
【００３６】
演算装置５０は、ネジ軸１１が回転する場合の検出部４０の検出信号Ｓ１に基づいて、ネジ軸１１とナット１２との間の取付誤差に関する情報を算出する。演算装置５０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等の処理装置や、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の記憶装置を有している。演算装置５０は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション等を用いることができる。
【００３７】
本発明者は、ネジ軸１１とナット１２との間の取付誤差と、ネジ軸１１が回転している場合において検出部４０から出力される検出信号Ｓ１との間に相関性を見出した。具体的には、本発明者は、ネジ軸１１とナット１２との間の取付誤差が大きくなるほど、検出信号を高速フーリエ変換した変換信号のうち一回転成分の信号値が大きくなることを見出した。本実施形態において、演算装置５０は、当該相関性を用いることで、ネジ軸１１とナット１２との間の取付誤差に関する情報を算出可能である。
【００３８】
図４は、本実施形態に係る演算装置５０の一例を示す機能ブロック図である。図４に示すように、演算装置５０は、検出信号変換部５１と、一回転成分検出部５２と、誤差情報算出部５３とを有する。
【００３９】
検出信号変換部５１は、検出部４０の検出結果である検出信号Ｓ１が入力される。検出信号変換部５１は、入力された検出信号Ｓ１を高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast  Fourier  Transform）し、変換信号Ｓ２を出力する。検出信号変換部５１は、ピッチング方向Ｄｐ、ヨーイング方向Ｄｙ及びローリング方向Ｄｒについての検出信号Ｓ１を個別に高速フーリエ変換して変換信号Ｓ２を出力する。
【００４０】
一回転成分検出部５２は、検出信号変換部５１における変換結果である変換信号Ｓ２が入力される。図４の一部に、変換信号Ｓ２の一例を模式的にグラフとして示す。グラフの横軸は周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は信号値（相対値）である。一回転成分検出部５２は、変換信号Ｓ２のうち一回転成分の周波数ｆａの信号値を検出する。本実施形態において、一回転成分の周波数ｆａは、ネジ軸１１の回転の振動数と等しい値である。例えば、回転駆動部１３が毎分６００回、つまり振動数が１０Ｈｚとなるようにネジ軸１１を回転させる場合、一回転成分検出部５２の検出対象となる周波数ｆａ（一回転成分の周波数）は１０Ｈｚとなる。一回転成分検出部５２は、一回転成分の周波数ｆａの信号値を検出し、検出結果である信号値Ｓ３を出力する。
【００４１】
誤差情報算出部５３は、一回転成分検出部５２における検出結果である信号値Ｓ３が入力される。誤差情報算出部５３は、信号値Ｓ３に基づいて、取付誤差に関する情報（以下、誤差情報と表記する場合がある）を算出する。誤差情報として、例えば取付誤差の大きさが含まれる。この場合、誤差情報算出部５３は、取付誤差の大きさ（相対値）を出力可能である。例えば、取付情報算出部５３は、一回転成分検出部５２において検出される信号値Ｓ３の大きいほど、誤差情報の相対値として大きな値を出力する。また、誤差情報として、当該取付誤差が許容値を超えるか否かについての情報が含まれる。この場合、誤差情報算出部５３は、信号値Ｓ３が予め設定された閾値（例えば、図４のＳａ）よりも大きい場合には、取付誤差が許容値を超えると判定することができる。また、誤差情報算出部５３は、信号値Ｓ３が閾値以下の場合には、取付誤差が許容値以下であると判定することができる。なお、所定の閾値については、取付誤差の許容値に対応する値となるように、実験又はシミュレーション等により求めておくことが可能である。
【００４２】
誤差情報算出部５３は、算出した誤差情報を含む算出信号Ｓ４を出力装置６０に送信する。出力装置６０は、算出信号Ｓ４に含まれる誤差情報を出力する。算出信号Ｓ４に含まれる誤差情報としては、例えば信号値Ｓ３の大きさを表す相対値自体であってもよいし、信号値Ｓ３の大きさに基づいて許容値を超えるか否かの判定を行った結果であってもよいし、その両方であってもよい。
【００４３】
出力装置６０は、誤差情報算出部５３の算出信号Ｓ４に含まれる誤差情報を出力する。出力装置６０は、例えば液晶パネル等の表示パネルを有する表示装置や、音声を出力するスピーカ等の音声出力装置、発光信号を出力する発光信号出力装置、振動を出力する振動出力装置等、各種の出力装置を用いることができる。したがって、誤差情報は、表示パネルにおける表示、アラーム等の音声、発光信号、振動等、幅広い態様で出力可能となっている。
【００４４】
次に、上記のように構成された取付誤差検出システムＳＹＳの動作の一例を説明する。図５は、本実施形態に係る取付誤差検出方法の一例を示すフローチャートである。取付誤差検出方法では、移動機構１００を組み立てた後、回転駆動部１３によりネジ軸１１を回転軸ＡＸ１を中心として所定の回転速度で回転させる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、所定の回転速度は、予め実験やシミュレーションにより最適な回転速度を設定することができる。所定の回転速度は、例えば一定の回転速度とすることができる。所定の回転速度は、移動体２０を軸線方向Ｄに移動させる場合の回転速度の範囲内であってもよいし、誤差検出用の回転速度を別途設定してもよい。
【００４５】
この状態において、検出部４０から検出結果である検出信号Ｓ１が出力され、検出信号変換部５１に送信される（ステップＳ２０）。検出信号変換部５１は、検出部４０からの検出信号Ｓ１を高速フーリエ変換して変換信号Ｓ２を出力する（ステップＳ３０）。一回転成分検出部５２は、検出信号変換部５１からの変換信号Ｓ２において、一回転成分の周波数ｆａの信号値を検出し、検出結果である信号値Ｓ３を出力する（ステップＳ４０）。ステップＳ４０において、一回転成分の信号値Ｓ３は低周波帯となることが多いため、一回転成分検出部５２は、低周波帯の高速フーリエ変換を行うことで、容易に誤差情報を検出することができる。なお、このとき高速フーリエ変換を行う周波数帯域としては、例えば１０ｒｐｍ〜６０００ｒｐｍ程度と仮定すると、０．１Ｈｚ〜１００Ｈｚ程度の範囲とすることができる。
【００４６】
そして、誤差情報算出部５３は、一回転成分検出部５２からの信号値Ｓ３に基づいて、誤差情報を算出し、算出信号Ｓ４を出力する（ステップＳ５０）。その後、出力装置６０は、算出信号Ｓ４に含まれる誤差情報を出力する（ステップＳ６０）。
【００４７】
以上のように、本実施形態に係る取付誤差検出システムＳＹＳは、回転軸ＡＸ１を中心に回転するネジ軸１１と、ネジ軸１１の回転により回転軸ＡＸ１の軸線方向Ｄに移動するナット１２とを有するボールねじ機構１０と、ボールねじ機構１０とは別体の案内機構３０と、ナット１２および案内機構３０に取り付けられ、ナット１２と一体で軸線方向Ｄに移動する移動体２０と、を備える移動機構１００において、ネジ軸１１とナット１２との間の取付誤差を検出する取付誤差検出システムＳＹＳであって、ナット１２及び移動体２０の少なくとも一方の検出対象に取り付けられ、検出対象の角速度又は加速度を検出して検出信号Ｓ１を出力する検出部４０と、ネジ軸１１が回転する場合の検出部４０の検出信号Ｓ１に基づいて、取付誤差に関する情報（誤差情報）を算出する演算装置５０とを備える。
【００４８】
本発明者は、ネジ軸１１とナット１２との間の取付誤差と、ネジ軸１１が回転している場合の検出部４０の検出信号Ｓ１との間に相関性を見出した。この構成によれば、取付誤差と、検出部４０の検出信号Ｓ１との相関性を用いることにより、検出部４０の検出結果に基づいて、誤差情報を容易に算出することができる。また、ナット１２と案内機構３０とを取り付けた後に取付誤差の検出を行うことが可能となるため、取付誤差の標準化を行うことができる。また、熟練作業者でなくても取付誤差に関する情報を容易に確認することができるため、従来行われている完成検査等を省略することができる。
【００４９】
本実施形態に係る取付誤差検出システムＳＹＳにおいて、演算装置５０は、検出部４０の検出信号Ｓ１を高速フーリエ変換し、変換結果である変換信号Ｓ２の一回転成分の信号値Ｓ３の大きさに基づいて、取付誤差の大きさを検出する。
【００５０】
本発明者は、取付誤差が大きくなるほど、変換信号Ｓ２の一回転成分の信号値Ｓ３が大きくなることを見出した。この構成によれば、信号値Ｓ３の大きさに基づいて、取付誤差の大きさを容易に検出することができる。なお、一回転成分の信号値Ｓ３は低周波帯となることが多いため、低周波帯の高速フーリエ変換を行うことで、容易に誤差情報を検出することができる。
【００５１】
本実施形態に係る取付誤差検出システムＳＹＳにおいて、演算装置５０は、信号値Ｓ３の大きさが所定の閾値を超えるか否かを判定し、判定結果を出力する。
【００５２】
この構成によれば、取付誤差の許容値に対応する値として閾値を設定することにより、信号値Ｓ３の大きさが所定の閾値を超える場合には、取付誤差が許容値を超える旨の判定を行うことができる。よって、取付誤差が許容値を超えるか否かの判定を容易に行うことができる。
【００５３】
本実施形態に係る取付誤差検出システムＳＹＳにおいて、検出部４０は、軸線方向Ｄを基準とした場合のピッチング方向Ｄｐ、ヨーイング方向Ｄｙ及びローリング方向Ｄｒの少なくとも一つの方向における検出対象の角速度又は加速度を検出する。
【００５４】
この構成によれば、軸線方向Ｄを基準とした場合のピッチング方向Ｄｐ、ヨーイング方向Ｄｙ及びローリング方向Ｄｒの少なくとも一つの方向における検出対象の角速度又は加速度を検出することにより、ネジ軸１１の回転軸ＡＸ１とナット１２の中心軸ＡＸ２との傾き誤差を容易に検出することができる。
【００５５】
本実施形態に係る取付誤差検出方法は、回転軸ＡＸ１を中心に回転するネジ軸１１と、ネジ軸１１の回転により回転軸ＡＸ１の軸線方向Ｄに移動するナット１２とを有するボールねじ機構１０と、ボールねじ機構１０とは別体の案内機構３０と、ナット１２および案内機構３０に取り付けられ、ナット１２と一体で軸線方向Ｄに移動する移動体２０と、を備える移動機構１００においてネジ軸１１とナット１２との間の取付誤差を検出する取付誤差検出方法であって、ネジ軸１１が回転した状態で、ナット１２及び移動体２０の少なくとも一方の検出対象の角速度又は加速度を検出して検出信号Ｓ１を出力するステップと、検出信号Ｓ１に基づいて、取付誤差に関する情報（誤差情報）を算出するステップとを含む。
【００５６】
この構成によれば、取付誤差と検出部の検出結果との相関性を用いることで、検出部４０の検出結果に基づいて、誤差情報を容易に算出することができる。また、ナット１２と案内機構３０とを取り付けた後に取付誤差の検出を行うことが可能となるため、取付誤差の標準化を行うことができる。また、熟練作業者でなくても取付誤差に関する情報を容易に確認することができるため、従来行われている完成検査等を省略することができる。
【００５７】
［実施例］
本実施例では、上記実施形態に係る取付誤差検出システムＳＹＳを用いて、移動機構１００のネジ軸１１とナット１２との間の取付誤差を検出する実験を行った。検出部４０としては、ピッチング方向Ｄｐ、ヨーイング方向Ｄｙ及びローリング方向Ｄｒの各方向についての角速度を検出可能であり、さらにＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の加速度を検出可能な６軸ジャイロセンサを用いた。この検出器４０は、ナット１２の＋Ｚ側端部に設置した。また、本実施例では、回転駆動部１３が毎分２０００回の回転速度、つまり、振動数が３３．３３Ｈｚとなるようにネジ軸１１を回転させた。
【００５８】
また、本実施例では、傾き誤差が、無し（約０）、１００００分の１、２０００分の１、６００分の１、２００分の１となるようにネジ軸１１とナット１２とを組み合わせた場合について、実験を行った。
【００５９】
図６から図８は、実施例において検出信号変換部５１によって得られた変換信号Ｓ２の一例を示すグラフである。図６がピッチング方向Ｄｐ、図７がローリング方向Ｄｒ、図８がヨーイング方向Ｄｙについての検出信号Ｓ１から変換された変換信号Ｓ２を示している。
【００６０】
図６から図８に示すように、一回転成分の周波数ｆａである３３．３３Ｈｚにおいて、傾き誤差が６００分の１、２００分の１である場合には、信号値Ｓ３が大きなピークを有している。これに対して、傾き誤差が０、１００００分の１、２０００分の１である場合には、信号値Ｓ３が小さい値となっている。
【００６１】
このように、傾き誤差が大きくなるほど、変換信号Ｓ２の一回転成分の信号値Ｓ３が大きくなっていることが判別できる。この結果を用いることにより、信号値Ｓ３の大きさに基づいて、傾き誤差の大きさを容易に検出することができる。また、傾き誤差の許容値に対応する値として閾値を設定することにより、信号値Ｓ３の大きさが所定の閾値を超える場合には、傾き誤差が許容値を超える旨の判定を行うことができる。なお、一回転成分の信号値Ｓ３は３３．３３Ｈｚといった低周波帯となることが多いため、低周波帯の高速フーリエ変換を行うことで、容易に傾き誤差に関する情報を検出することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１０  ボールねじ機構
１１  ネジ軸
１２  ナット
１２ａ  フランジ部
１３  一回転駆動部
２０  移動体
２１  ナット側ブラケット
２２  テーブル
２３  スライダ側ブラケット
２３ａ  板状部
２４，３３  固定部材
３０  案内機構
３１  リニアガイド
３２  スライダ
４０  検出部
５０  演算装置
５１  検出信号変換部
５２  回成分検出部
５３  誤差情報算出部
６０  出力装置
１００  移動機構
Ｄ  軸線方向
Ｆ  設置面
Ｓ  基台
Ｓ１  検出信号
Ｓ２  変換信号
Ｓ３  信号値
Ｓ４  算出信号
ＡＸ１  回転軸
ＡＸ２  中心軸
Ｄｐ  ピッチング方向
Ｄｒ  ローリング方向
Ｄｙ  ヨーイング方向
ＳＹＳ  取付誤差検出システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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