JP4702825B2 - Stage device and machine tool - Google Patents

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Description

この発明は、ステージ装置および工作機械に関し、特に、リニアモータを備えるステージ装置および工作機械に関するものである。   The present invention relates to a stage apparatus and a machine tool, and more particularly to a stage apparatus and a machine tool including a linear motor.

従来、工作機械や半導体処理装置等のステージ装置を備える各種の機械において、リニアモータを備える構造のものがある(例えば、特許文献1参照。)。リニアモータは、磁石により生み出される磁場によって、可動体を浮上させた状態で直線的に推進させるものであり、摩擦を伴わないために、機械部品の摩耗の問題がなく、高い位置決め精度を継続的に維持できるという利点がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, various machines including a stage device such as a machine tool or a semiconductor processing apparatus have a structure including a linear motor (see, for example, Patent Document 1). Linear motors are propelled linearly in a floating state by a magnetic field generated by a magnet, and since there is no friction, there is no problem of wear of machine parts, and high positioning accuracy is continued. There is an advantage that it can be maintained.

しかし、リニアモータを駆動するためのコイルには、通常、大電流が供給されるため、供給される電流によってコイルの抵抗に起因する発熱が生ずるという不都合がある。リニアモータにおいて過大な発熱が生ずると、その周囲に配置されている機構部品、例えば、作業ステージ自体が熱変形して位置決め精度や部品の加工精度が低下してしまう不都合が考えられる。   However, since a large current is normally supplied to the coil for driving the linear motor, there is a disadvantage that heat generated due to the resistance of the coil is generated by the supplied current. If excessive heat is generated in the linear motor, a mechanical component arranged around the linear motor, for example, the work stage itself may be thermally deformed, resulting in a disadvantage that the positioning accuracy and the processing accuracy of the component are lowered.

これを解決するために、特許文献1においては、作業ステージに固定されて、中央シャフトに対して浮上させられるスライダを構成するコイルハウジング内に冷却用流体の流路を設けている。そして、流体源から供給した冷却用流体をコイルハウジング内の流路に循環させることにより、リニアモータのコイルによる発熱を冷却して、作業ステージの熱変形を防止することとしている。   In order to solve this, in Patent Document 1, a cooling fluid flow path is provided in a coil housing that constitutes a slider that is fixed to a work stage and floats with respect to a central shaft. The cooling fluid supplied from the fluid source is circulated through the flow path in the coil housing to cool the heat generated by the coil of the linear motor and prevent thermal deformation of the work stage.

また、流体源からコイルハウジングへの冷却用流体の供給は、可撓性のチューブを介して行われ、作業ステージの移動に伴うコイルハウジングの移動に応じてチューブを湾曲させて冷却用流路を確保するようになっている。
特開2001−218443号公報
The cooling fluid is supplied from the fluid source to the coil housing via a flexible tube, and the tube is bent in accordance with the movement of the coil housing as the work stage moves, so that the cooling flow path is formed. It comes to secure.
JP 2001-218443 A

しかしながら、特許文献1に示されるように、テーブルとともに移動するハウジングコイルに冷却用流体を供給する方式を採用する場合、可撓性または可動式のチューブを設ける必要があり、チューブの耐久的な使用に問題がある他、移動するチューブの設置スペースを確保するために、装置が大型化してしまうという問題があった。また、チューブの屈曲による反力がテーブルの位置決めに影響する問題もあった。   However, as shown in Patent Document 1, when adopting a method of supplying a cooling fluid to a housing coil that moves together with a table, it is necessary to provide a flexible or movable tube, and durable use of the tube In addition to the above problems, there is a problem that the apparatus becomes large in order to secure an installation space for the moving tube. There is also a problem that the reaction force due to the bending of the tube affects the positioning of the table.

この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、コイルにおける発熱を効率的に冷却してテーブルの熱変形等を防止するとともに、冷却用流体の供給系をコンパクトに構成して装置の大型化の防止を図ることができるステージ装置および工作機械を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and efficiently cools the heat generated in the coil to prevent thermal deformation of the table and the like. An object of the present invention is to provide a stage device and a machine tool that can prevent an increase in size.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、ベースと、テーブルと、該テーブルを前記ベースに対して水平方向に移動可能に支持するガイド手段と、前記テーブルを前記ベースに対して水平方向に推進するリニアモータとを備え、該リニアモータが、前記テーブルに固定される筒状の可動部材と、前記ベースに固定され前記可動部材の中央孔に貫通させられる内部シャフトとを備え、前記可動部材の中央孔内面に、前記内部シャフトを取り囲み、軸方向に複数配列された円環状の永久磁石が備えられ、前記内部シャフトに、前記可動部材の永久磁石に作用する磁場を形成するコイルと、該内部シャフトを軸方向に貫通して内部に冷却用のオイルを流通させる冷却流路とが設けられ、該冷却流路が、一端から流入させたオイルを他端から直接外部のオイルパンに排出するよう構成され、前記ガイド手段が、前記テーブルと前記ベースとの間に配置され油圧によりベースに対してテーブルを浮上した状態に支持する静圧パッドを備えるとともに、該静圧パッドおよび前記冷却流路に並列にオイルを供給する圧油供給装置を備えるステージ装置。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention comprises a base, a table, guide means for supporting the table so as to be movable in the horizontal direction with respect to the base, and a linear motor for propelling the table in the horizontal direction with respect to the base, The linear motor includes a cylindrical movable member fixed to the table, and an internal shaft fixed to the base and penetrated through a central hole of the movable member, and the internal shaft is formed on an inner surface of the central hole of the movable member. A plurality of annular permanent magnets arranged in the axial direction, and a coil that forms a magnetic field acting on the permanent magnet of the movable member on the internal shaft, and the internal shaft penetrates in the axial direction. and cooling flow passage for circulating cooling oil inside is provided, configured so that the cooling passage is discharged directly to the outside of the oil pan oil that has flowed from one end from the other end Is, the guide means provided with a static pressure pad for supporting the state of floating table relative to the base by the hydraulic pressure is arranged between the table base, parallel to the static pressure pad and the cooling channel A stage device including a pressure oil supply device for supplying oil to the tank .

本発明によれば、リニアモータの内部シャフト内のコイルに電流を供給することにより、内部シャフトの周囲に磁場が形成され、該磁場内に配される可動部材の磁石に、内部シャフトの軸方向に沿う推進力が発生し、テーブルがベースに対して水平方向に推進される。テーブルは、ガイド手段によってベースに対して水平方向に移動可能に支持されているので、重量物を搭載した状態であっても、安定して、精度よく水平方向に案内される。   According to the present invention, by supplying a current to the coil in the internal shaft of the linear motor, a magnetic field is formed around the internal shaft, and the magnet of the movable member arranged in the magnetic field has an axial direction of the internal shaft. Is generated, and the table is propelled in the horizontal direction with respect to the base. Since the table is supported by the guide means so as to be movable in the horizontal direction with respect to the base, the table is stably and accurately guided in the horizontal direction even when a heavy object is mounted.

この場合において、内部シャフトにおいては、供給された電流によってコイルが発熱することになるが、内部シャフトを軸方向に貫通する冷却流路が設けられているので、冷却流路内を流通させられる冷却用流体によってコイルの発熱が冷却されることになる。内部シャフトは、ベースに固定されているので、内部シャフトの冷却流路に冷却用流体を供給する配管を固定配管とすることができる。その結果、可動チューブを設ける必要がなく、設置スペースを最小限に抑えることができ、装置の小型化を図ることができる。また、チューブの屈曲による反力を受けることがなく、テーブルの位置決め精度を向上することができる。さらに、冷却用流体をテーブル側に引き出すことなく内部シャフトから直接外部に排出でき、複雑な断熱処理を施すことなく、テーブルの熱変形をより確実に防止することができる。   In this case, in the internal shaft, the coil generates heat due to the supplied current. However, since a cooling flow path that penetrates the internal shaft in the axial direction is provided, the cooling that can be circulated in the cooling flow path. The heat generated in the coil is cooled by the working fluid. Since the internal shaft is fixed to the base, a pipe that supplies the cooling fluid to the cooling flow path of the internal shaft can be a fixed pipe. As a result, there is no need to provide a movable tube, the installation space can be minimized, and the apparatus can be miniaturized. In addition, the positioning accuracy of the table can be improved without receiving a reaction force due to the bending of the tube. Further, the cooling fluid can be discharged directly from the internal shaft to the outside without being drawn out to the table side, and thermal deformation of the table can be more reliably prevented without performing complicated heat insulation treatment.

また、ガイド手段として、圧油供給装置から供給した加圧したオイルにより、ベースに対してテーブルを浮上した状態に支持する静圧パッドを採用することによって、機械部品の摩耗なくテーブルに推進力を加えるリニアモータの利点を最大限に利用したステージ装置を提供することができる。  In addition, by using a hydrostatic pad that supports the table in a floating state with respect to the base by the pressurized oil supplied from the pressure oil supply device as the guide means, the propulsive force is applied to the table without wear of the machine parts. It is possible to provide a stage apparatus that takes full advantage of the added linear motor.
この場合において、静圧パッドに必要とされる圧油供給装置からのオイルを流用して、これと並列に内部シャフトの冷却流路に流通させることにより、リニアモータを冷却することができる。これにより、リニアモータ冷却用のオイルと静圧パッドへのオイルとを共通の圧油供給装置により供給することができ、装置の構成を簡易にすることができる。  In this case, the linear motor can be cooled by diverting oil from the pressure oil supply device required for the static pressure pad and flowing it in parallel with the cooling flow path of the internal shaft. Thereby, the oil for linear motor cooling and the oil to a static pressure pad can be supplied with a common pressure oil supply apparatus, and the structure of an apparatus can be simplified.

また、上記発明においては、前記圧油供給装置に、オイルの温度を制御する圧油温度制御装置が設けられていることが好ましい。
油圧によりベースに対してテーブルを浮上した状態に支持する静圧パッドは、使用するオイルの温度よって位置精度が変動するため、圧油温度制御装置の作動によりオイルの温度を所定の範囲に制御することにより、高い位置精度を維持することができる。
Further, in the above-mentioned invention, the pressure oil supply device, it is preferable that the pressure oil temperature control device for controlling the temperature of the oil is provided.
Static pressure pad for supporting the state of floating table relative to the base by hydraulic pressure, the temperature in the thus positional accuracy of the oil used is varied, controlling the temperature of the oil in a predetermined range by operation of the hydraulic fluid temperature control device by, Ru can be maintained high positional accuracy.

また、上記発明においては、前記リニアモータの内部シャフトに形成された冷却流路に、前記静圧パッドから排出されたオイルが流通させられることとしてもよい。
上述したように静圧パッドには、温度管理されたオイルが供給される。静圧パッドは、大きな発熱源ではなく、静圧パッドを流通させられたオイルは、管理された温度に近い温度を保っている。したがって、静圧パッドから排出されたオイルを冷却流路に流通させることにより、リニアモータの発熱を冷却し、位置決め精度の低下を防止することができる。
Moreover, in the said invention, it is good also as the oil discharged | emitted from the said static pressure pad distribute | circulated through the cooling flow path formed in the internal shaft of the said linear motor.
As described above, temperature-controlled oil is supplied to the static pressure pad. The hydrostatic pad is not a large heat source, and the oil that has been circulated through the hydrostatic pad maintains a temperature close to the controlled temperature. Therefore, by circulating the oil discharged from the static pressure pad through the cooling flow path, the heat generated by the linear motor can be cooled and the deterioration of positioning accuracy can be prevented.

また、本発明は上記ステージ装置を備え、前記テーブルに、被加工部材または工具を装着する工作機械を提供する。
この発明によれば、ガイド手段によって、テーブルが精度よく案内された状態で、リニアモータの作動により、高い位置決め精度で推進される。したがって、テーブル上に装着した被加工部材を精度よく加工し、あるいは、テーブル上に装着した工具を精度よく移動させて高い加工精度で被加工物を加工することができる。
The present invention also provides a machine tool including the above-described stage device and mounting a workpiece or a tool on the table.
According to this invention, the guide is propelled with high positioning accuracy by the operation of the linear motor while the table is accurately guided. Therefore, the workpiece mounted on the table can be processed with high accuracy, or the workpiece mounted on the table can be moved with high accuracy to process the workpiece with high processing accuracy.

本発明によれば、内部シャフトにコイルを有するリニアモータを採用し、ベースに固定された内部シャフトに貫通形成された冷却流路に冷却用流体を流通させることにより、コイルの発熱を効率的に冷却し、複雑な断熱構造を採用しなくても、加熱された冷却用流体の熱をテーブル側に伝達することなく排出できる。また、ベースに固定された内部シャフトの冷却流路に冷却用流体を流通させることにより、可動配管をなくしてテーブルの位置決め精度を高く維持しつつ、装置全体をコンパクトに構成することができる。   According to the present invention, a linear motor having a coil on the internal shaft is adopted, and the cooling fluid is circulated through the cooling flow path formed through the internal shaft fixed to the base, thereby efficiently generating heat of the coil. Even if it cools and does not employ | adopt a complicated heat insulation structure, it can discharge | emit, without transferring the heat | fever of the heated cooling fluid to the table side. Further, by allowing the cooling fluid to flow through the cooling flow path of the internal shaft fixed to the base, the entire apparatus can be made compact while eliminating the movable piping and maintaining high positioning accuracy of the table.

以下、本発明の一実施形態に係るステージ装置について、図1〜図3を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るステージ装置1は、図1に示されるように、工作機械2のステージ装置1であって、ベース3と、ワーク(被加工部材)Wを把持するチャック4を搭載するテーブル5とを備えている。図中符号6はワークWを加工(切削等)するための工具である。
Hereinafter, a stage apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the stage apparatus 1 according to the present embodiment is a stage apparatus 1 of a machine tool 2, and includes a table 3 on which a base 3 and a chuck 4 that holds a workpiece (workpiece member) W are mounted. And. Reference numeral 6 in the drawing denotes a tool for processing (cutting or the like) the workpiece W.

ベース3とテーブル5との間には、図2に示されるように、ベース3に対してテーブル5を水平移動可能に支持するガイド手段7と、ベース3に対してテーブル5を水平方向に推進するリニアモータ8とが備えられている。
ガイド手段7は、図2に示されるように、ベース3に対して微小隙間を空けて配置されるテーブル5のベース3との対向面を凹ませた複数の凹部9に加圧されたオイルを供給してなる複数の静圧パッド(以下、静圧パッド7とも言う。)により構成されている。加圧されたオイルの供給については後述する。
As shown in FIG. 2, between the base 3 and the table 5, the guide means 7 that supports the table 5 so as to be horizontally movable with respect to the base 3, and the table 5 is pushed horizontally with respect to the base 3. The linear motor 8 is provided.
As shown in FIG. 2, the guide means 7 supplies the pressurized oil to the plurality of recesses 9 in which the surface facing the base 3 of the table 5 that is arranged with a minute gap with respect to the base 3 is recessed. It comprises a plurality of supplied static pressure pads (hereinafter also referred to as static pressure pads 7). The supply of pressurized oil will be described later.

静圧パッド7は、ベース3またはテーブル5を水平方向および垂直方向に挟んで対向する位置にそれぞれ設けられている。これらの静圧パッド7に所定の圧力のオイルを供給して、テーブル5に対して上下方向および水平方向に静圧力を加えてバランスさせることで、ベース3に対してテーブル5を上下方向および水平方向に浮上した状態に維持することができるようになっている。   The static pressure pads 7 are respectively provided at positions facing each other with the base 3 or the table 5 sandwiched in the horizontal direction and the vertical direction. By supplying oil of a predetermined pressure to these static pressure pads 7 and applying a static pressure to the table 5 in the vertical direction and the horizontal direction to balance, the table 5 is moved in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the base 3. It can be maintained in a state of floating in the direction.

また、前記リニアモータ8は、図1に示されるように、ブラケット10およびナット11により、ベース3に固定された内部シャフト12と、テーブル5に固定されたスライダ(可動部材)13とを備えている。内部シャフト12には、外部から供給される電流により周囲に磁場を発生するコイル(図示略)が内蔵されているとともに、軸方向に貫通する貫通孔14が設けられている。また、前記スライダ13は略筒状に形成され、その中央孔13aに前記内部シャフト12が貫通状態に配されるようになっている。スライダ13の中央孔13a内面には、軸方向に沿って複数の円環状の永久磁石15が配列されている。永久磁石15は、軸方向に沿ってN極とS極とを交互に逆方向に向けて配列されている。   Further, as shown in FIG. 1, the linear motor 8 includes an internal shaft 12 fixed to the base 3 by a bracket 10 and a nut 11, and a slider (movable member) 13 fixed to the table 5. Yes. The internal shaft 12 has a built-in coil (not shown) that generates a magnetic field around it by a current supplied from the outside, and a through-hole 14 that penetrates in the axial direction. The slider 13 is formed in a substantially cylindrical shape, and the inner shaft 12 is arranged in a penetrating state in the central hole 13a. A plurality of annular permanent magnets 15 are arranged on the inner surface of the central hole 13a of the slider 13 along the axial direction. The permanent magnets 15 are arranged with the north and south poles alternately oriented in the opposite direction along the axial direction.

したがって、内部シャフト12のコイルに電流が供給されて内部シャフト12の周囲に磁場が形成されると、その磁場内に配される永久磁石15の磁力の作用によって内部シャフト12に対してスライダ13が軸方向に推進させられるようになっている。そして、コイルに加える電流を制御することにより、スライダ13を内部シャフト12に対して任意の水平方向位置に位置決めすることができるようになっている。   Therefore, when a current is supplied to the coil of the internal shaft 12 and a magnetic field is formed around the internal shaft 12, the slider 13 is moved relative to the internal shaft 12 by the action of the magnetic force of the permanent magnet 15 disposed in the magnetic field. It can be propelled in the axial direction. The slider 13 can be positioned at an arbitrary horizontal position with respect to the internal shaft 12 by controlling the current applied to the coil.

次に、本実施形態に係るステージ装置1へのオイルの供給について説明する。
本実施形態に係るステージ装置1は、前記静圧パッド7に加圧されたオイルを供給するオイル供給装置16を備えている。オイル供給装置16は、図3に示されるように、オイルを貯留するオイルタンク17と、該オイルタンク17内のオイルを加圧して送り出すモータポンプ18と、オイルタンク17内のオイルの温度を調節するオイル温度調節装置19とを備えている。図中、符号20はストレーナ、符号21は油面計、符号22はフィルタ、符号23はアキュムレータ、符号24は圧力計、符号25は圧力スイッチ、符号26はオイルパンである。
Next, supply of oil to the stage apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
The stage device 1 according to the present embodiment includes an oil supply device 16 that supplies pressurized oil to the static pressure pad 7. As shown in FIG. 3, the oil supply device 16 adjusts the temperature of the oil in the oil tank 17, the motor pump 18 that pressurizes and sends out the oil in the oil tank 17, and the oil in the oil tank 17. And an oil temperature adjusting device 19 is provided. In the figure, reference numeral 20 is a strainer, reference numeral 21 is an oil level gauge, reference numeral 22 is a filter, reference numeral 23 is an accumulator, reference numeral 24 is a pressure gauge, reference numeral 25 is a pressure switch, and reference numeral 26 is an oil pan.

オイル供給装置16の作動により、各静圧パッド7には所定の圧力および温度に調節されたオイルが、オイル供給配管27を介して供給されるようになっている。
また、オイル供給装置16は、前記内部シャフト12に設けられた貫通孔14にもオイル供給配管28を介して接続されている。これにより、内部シャフト12の貫通孔14には、オイル供給装置16によって所定の温度に調節されたオイルが流通させられるようになっている。
また、静圧パッド7およびリニアモータ8から排出されたオイルはオイルパン26に回収されて、オイル供給装置のオイルタンクに戻されるようになっている。
By the operation of the oil supply device 16, oil adjusted to a predetermined pressure and temperature is supplied to each static pressure pad 7 via an oil supply pipe 27.
The oil supply device 16 is also connected to a through hole 14 provided in the internal shaft 12 via an oil supply pipe 28. Thereby, the oil adjusted to a predetermined temperature by the oil supply device 16 is allowed to flow through the through hole 14 of the internal shaft 12.
The oil discharged from the static pressure pad 7 and the linear motor 8 is collected in the oil pan 26 and returned to the oil tank of the oil supply device.

なお、工具6を搭載した工具台29にも静圧パッド30とリニアモータ(図示略)とが設けられ、これら静圧パッド30およびリニアモータにも、オイル供給配管27,28を介して、温度調節された所定の圧力のオイルが供給されるようになっている。   The tool table 29 on which the tool 6 is mounted is also provided with a static pressure pad 30 and a linear motor (not shown). The static pressure pad 30 and the linear motor are also supplied with temperature via oil supply pipes 27 and 28. The oil of the adjusted predetermined pressure is supplied.

このように構成された本実施形態に係るステージ装置1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係るステージ装置1によりワークWを水平移動させるには、まず、オイル供給装置16を作動させて、オイル温度調節装置19により所定の温度に調節されたオイルを、モータポンプ18によって加圧供給する。オイルが静圧パッド7に供給されることにより、テーブル5がベース3に対して上下方向および水平方向に浮上した状態に支持される。オイルは、所定の温度に温度調節されているので、オイルの発熱によってテーブル5やベース3が熱変形を生ずることがなく、所定の温度に維持される。また、オイル供給装置16が作動させられると、リニアモータ8を構成する内部シャフト12の貫通孔14にも流通させられる。
The operation of the stage apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above will be described below.
In order to horizontally move the workpiece W by the stage device 1 according to the present embodiment, first, the oil supply device 16 is operated, and the oil adjusted to a predetermined temperature by the oil temperature adjustment device 19 is added by the motor pump 18. Supply pressure. By supplying the oil to the static pressure pad 7, the table 5 is supported in a state where it floats with respect to the base 3 in the vertical direction and the horizontal direction. Since the temperature of the oil is adjusted to a predetermined temperature, the table 5 and the base 3 are not thermally deformed by the heat generated by the oil, and the oil is maintained at the predetermined temperature. Further, when the oil supply device 16 is operated, the oil supply device 16 is also circulated through the through hole 14 of the internal shaft 12 constituting the linear motor 8.

次いで、リニアモータ8のコイルに電流を供給して、テーブル5に対し水平方向に推進力を付与する。この場合に、コイルに供給する電流を制御することにより、テーブル5の移動速度やテーブル5の位置を調節することができる。   Next, a current is supplied to the coil of the linear motor 8 to apply a propulsive force to the table 5 in the horizontal direction. In this case, the moving speed of the table 5 and the position of the table 5 can be adjusted by controlling the current supplied to the coil.

リニアモータ8のコイルは、内部シャフト12内に配置されているので、電流を供給されたコイルはその電流値と抵抗値とに応じた発熱を生じ、内部シャフト12を加熱することになる。本実施形態に係るステージ装置1によれば、内部シャフト12に形成された貫通孔14に、オイル供給装置16からの温度調節されたオイルが流通させられているので、コイルにおいて発生した熱がオイルによって冷却され、内部シャフト12の発熱によるスライダ13の加熱、さらには、スライダ13に接続されたテーブル5の加熱が発生することが防止される。したがって、テーブル5における熱変形の発生が防止され、テーブル5の位置決め精度の低下を防止することができる。   Since the coil of the linear motor 8 is disposed in the internal shaft 12, the coil supplied with the current generates heat according to the current value and the resistance value, and heats the internal shaft 12. According to the stage device 1 according to the present embodiment, since the temperature-controlled oil from the oil supply device 16 is circulated through the through hole 14 formed in the internal shaft 12, the heat generated in the coil is oil. Therefore, heating of the slider 13 due to heat generated by the internal shaft 12 and further heating of the table 5 connected to the slider 13 are prevented. Therefore, the occurrence of thermal deformation in the table 5 is prevented, and a decrease in positioning accuracy of the table 5 can be prevented.

そして、この場合において、リニアモータ8の冷却が、ベース3に固定された内部シャフト12に設けられた貫通孔14にオイルを流通させることにより行われるので、オイル供給装置16から内部シャフト12の貫通孔14にオイルを供給するオイル供給配管28を固定配管とすることができる。その結果、テーブル5側に配置したコイルを冷却するために可動チューブを必要としていた従来の方法とは異なり、オイルの供給用のチューブの移動スペースを確保する必要がない。また、チューブの屈曲による反力を受けないので、テーブルの位置決め精度を向上することができる。   In this case, the cooling of the linear motor 8 is performed by circulating oil through the through hole 14 provided in the internal shaft 12 fixed to the base 3, so that the internal shaft 12 penetrates from the oil supply device 16. An oil supply pipe 28 that supplies oil to the hole 14 can be a fixed pipe. As a result, unlike the conventional method that requires a movable tube to cool the coil disposed on the table 5 side, it is not necessary to secure a moving space for the oil supply tube. In addition, since the reaction force due to the bending of the tube is not received, the positioning accuracy of the table can be improved.

また、可動部分の耐久性確保のために、十分な長さのチューブを十分な大きさの曲率半径で湾曲させなければならなかった可動チューブの場合と異なり、固定配管とすることによって、オイル供給配管28の設置スペースを小さくすることができ、また、小さい曲率半径で湾曲させても耐久性を低下させることがないという利点がある。   Also, in order to ensure the durability of the movable part, unlike the case of a movable tube that had to bend a sufficiently long tube with a sufficiently large radius of curvature, oil is supplied by using a fixed pipe. The installation space of the pipe 28 can be reduced, and there is an advantage that the durability is not lowered even when the pipe 28 is bent with a small radius of curvature.

さらに、本実施形態に係るステージ装置1においては、内部シャフト12を冷却した後の加熱されたオイルは、内部シャフト12の貫通孔14他端から直接外部のオイルパン26に排出することができる。従来のように、一旦テーブル5の上方に引き出した後に排出、回収する方法と比較すると、内部シャフト12を冷却することにより加熱されたオイルによってテーブル5が加熱されてしまう不都合をより確実に防止することができる。   Furthermore, in the stage apparatus 1 according to the present embodiment, the heated oil after cooling the internal shaft 12 can be discharged directly from the other end of the through hole 14 of the internal shaft 12 to the external oil pan 26. Compared to the conventional method of discharging and collecting the table 5 once it has been pulled out above the table 5, it is possible to more reliably prevent the table 5 from being heated by the heated oil by cooling the internal shaft 12. be able to.

したがって、本実施形態に係るステージ装置1によれば、ベース3に対してテーブル5を浮上させた状態に支持する静圧パッド7と、同じく、内部シャフト12に対してスライダ13を浮上させた状態で推進力を加えるリニアモータ8との組み合わせにより、機械部品の摩耗やバックラッシュのない理想的なステージ装置1を提供することができる。また、温度調節されたオイルによって内部シャフト12内のコイルの発熱を冷却するので、テーブル5の温度上昇を防止して熱変形を抑制し、位置決め精度の低下を防止することができる。そして、オイル供給配管28を固定配管のみで構成でき、ステージ装置1のコンパクト化と耐久性の向上を図ることができる。   Therefore, according to the stage apparatus 1 according to the present embodiment, the static pressure pad 7 that supports the table 5 in a state of floating with respect to the base 3, and the state in which the slider 13 is floated with respect to the internal shaft 12. In combination with the linear motor 8 for applying a propulsive force, it is possible to provide an ideal stage device 1 with no wear or backlash of machine parts. Moreover, since the heat of the coil in the internal shaft 12 is cooled by the temperature-controlled oil, the temperature rise of the table 5 can be prevented to suppress thermal deformation, and the deterioration of positioning accuracy can be prevented. And the oil supply piping 28 can be comprised only by fixed piping, and the compactness of stage apparatus 1 and the improvement of durability can be aimed at.

また、本実施形態に係るステージ装置1によれば、静圧パッド7に供給する温度調節されたオイルを利用してリニアモータ8の発熱を冷却するので、リニアモータ8の冷却用にオイル温度調節装置やオイル供給装置を別個に設ける必要がなく、構成を簡易にして製品コストを低下させることができる。   Further, according to the stage apparatus 1 according to the present embodiment, the heat of the linear motor 8 is cooled using the temperature-adjusted oil supplied to the static pressure pad 7, so that the oil temperature is adjusted for cooling the linear motor 8. There is no need to separately provide a device or an oil supply device, and the configuration can be simplified and the product cost can be reduced.

また、本実施形態に係るステージ装置1を備えた工作機械2は、テーブル5上に搭載したワークWを移動させるチャック4を、高い精度で移動させることができ、誤差を低減した精密な加工を行うことができる。なお、工具台29に静圧パッド30およびリニアモータを設けることとすれば、さらに工具6側の位置精度を高めることができ、より精密な加工を行うことができるという利点がある。   In addition, the machine tool 2 including the stage device 1 according to the present embodiment can move the chuck 4 for moving the workpiece W mounted on the table 5 with high accuracy, and performs precise machining with reduced errors. It can be carried out. If the static pressure pad 30 and the linear motor are provided on the tool base 29, there is an advantage that the positional accuracy on the tool 6 side can be further increased and more precise machining can be performed.

なお、本実施形態においては、図3に示されるように、単一のオイル供給装置16から静圧パッド7および内部シャフト12の貫通孔14に並列にオイルを供給することとしたが、これに代えて、静圧パッド7に供給して排出されてきたオイルを内部シャフト12の貫通孔14に流通させることにしてもよい。この場合、静圧パッド7から排出された時点でオイルの圧力が低下しているので、図示しないポンプによって再度加圧することが必要となる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, oil is supplied in parallel to the static pressure pad 7 and the through hole 14 of the internal shaft 12 from a single oil supply device 16. Instead, the oil supplied to and discharged from the static pressure pad 7 may be circulated through the through hole 14 of the internal shaft 12. In this case, since the pressure of the oil is reduced when it is discharged from the static pressure pad 7, it is necessary to pressurize again by a pump (not shown).

本発明の一実施形態に係るステージ装置を備えた工作機械を示す一部を破断した正面図である。It is the front view which fractured | ruptured one part which shows the machine tool provided with the stage apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図1のステージ装置の静圧パッドを説明する一部を破断した側面図である。It is the side view which fractured | ruptured a part explaining the static pressure pad of the stage apparatus of FIG. 図1のステージ装置におけるオイルの供給系を説明する回路図である。It is a circuit diagram explaining the supply system of the oil in the stage apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ステージ装置
2 工作機械
3 ベース
5 テーブル
7 静圧パッド(ガイド手段)
8 リニアモータ
12 内部シャフト
13 可動部材
13a 中央孔
14 貫通孔(冷却流路)
15 永久磁石
16 オイル供給装置(圧油供給装置)
19 オイル温度制御装置(圧油温度制御装置)
W ワーク(被加工部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stage apparatus 2 Machine tool 3 Base 5 Table 7 Static pressure pad (guide means)
8 Linear motor 12 Internal shaft 13 Movable member 13a Central hole 14 Through hole (cooling flow path)
15 Permanent magnet 16 Oil supply device (pressure oil supply device)
19 Oil temperature control device (pressure oil temperature control device)
W Workpiece (Workpiece member)

Claims (4)

ベースと、
テーブルと、
該テーブルを前記ベースに対して水平方向に移動可能に支持するガイド手段と、
前記テーブルを前記ベースに対して水平方向に推進するリニアモータとを備え、
該リニアモータが、前記テーブルに固定される筒状の可動部材と、前記ベースに固定され前記可動部材の中央孔に貫通させられる内部シャフトとを備え、
前記可動部材の中央孔内面に、前記内部シャフトを取り囲み、軸方向に複数配列された円環状の永久磁石が備えられ、
前記内部シャフトに、前記可動部材の永久磁石に作用する磁場を形成するコイルと、該内部シャフトを軸方向に貫通して内部に冷却用流体を流通させる冷却流路とが設けられ、
該冷却流路が、一端から流入させた冷却用流体を他端から直接外部のオイルパンに排出するよう構成され、
前記ガイド手段が、前記テーブルと前記ベースとの間に配置され油圧によりベースに対してテーブルを浮上した状態に支持する静圧パッドを備えるとともに、該静圧パッドおよび前記冷却流路に並列にオイルを供給する圧油供給装置を備えるステージ装置。
Base and
Table,
Guide means for supporting the table movably in the horizontal direction with respect to the base;
A linear motor for propelling the table horizontally with respect to the base;
The linear motor includes a cylindrical movable member fixed to the table, and an internal shaft fixed to the base and penetrated through a central hole of the movable member,
The inner surface of the central hole of the movable member includes an annular permanent magnet that surrounds the inner shaft and is arranged in the axial direction.
The internal shaft is provided with a coil that forms a magnetic field that acts on the permanent magnet of the movable member, and a cooling passage that passes through the internal shaft in the axial direction and circulates a cooling fluid therein.
The cooling flow path is configured to discharge the cooling fluid flowing from one end directly to the external oil pan from the other end,
The guide means includes a static pressure pad that is disposed between the table and the base and supports the table in a floating state with respect to the base by hydraulic pressure, and oil is provided in parallel to the static pressure pad and the cooling flow path. A stage device including a pressure oil supply device for supplying oil.
前記圧油供給装置に、オイルの温度を制御する圧油温度制御装置が設けられている請求項1に記載のステージ装置。 The stage device according to claim 1, wherein the pressure oil supply device is provided with a pressure oil temperature control device that controls the temperature of the oil. 前記リニアモータの内部シャフトに形成された冷却流路に、前記静圧パッドから排出されたオイルが流通させられる請求項1または請求項2に記載のステージ装置。 The stage apparatus according to claim 1 or 2 , wherein oil discharged from the static pressure pad is circulated through a cooling flow path formed in an internal shaft of the linear motor. 請求項1から請求項3のいずれかに記載のステージ装置を備え、
前記テーブルに、被加工部材または工具を装着する工作機械。
A stage apparatus according to any one of claims 1 to 3 , comprising:
A machine tool for mounting a workpiece or a tool on the table.
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