CN112238354A - 位置调整装置以及超精密加工机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种位置调整装置以及超精密加工机。调整支撑对象物(12)的高度的位置调整装置(10)具备：固定部(14)；移动部(16)，其设为能够相对于固定部(14)在高度方向上移动且支撑支撑对象物(12)；伸缩部(18)，其与固定部(14)和移动部(16)连结，且设有沿与高度方向正交的第一方向的多个切槽(24)；以及调整机构(20)，其调整伸缩部(18)的伸缩，伸缩部(18)具有沿高度方向交替地配置有设于第一方向上的一方侧的多个切槽(24)和设于另一方侧的多个切槽(24)的曲柄形状。

Description

位置调整装置以及超精密加工机
技术领域
本发明涉及对支撑对象物的位置至少调整高度的位置调整装置以及超精密加工机。
背景技术
在实用新型注册第3112302号公报中，公开了如下夹具：其具备载置于作业台的下半部16、支撑作为支撑对象物的切断物的上半部15、以及连接下半部16和上半部15的弧形连接部17。公开的夹具通过在上半部15与弧形连接部17连接的状态下对下半部16调整位置，从而能够调整支撑于上半部15的支撑对象物的位置。
发明内容
在利用位置调整装置来调整支撑对象物的高度时，不希望支撑对象物向高度方向以外的方向偏移。实用新型注册第3112302号公报的治具通过以弧形连接部17为支点打开下半部16与上半部15之间的L字形槽14来进行位置调整，因此难以抑制水平方向上的位置偏移而仅沿高度方向进行位置调整。
因此，本发明的目的在于提供一种减少向不希望的方向的位置偏移的担忧的位置调整装置以及超精密加工机。
发明的一个方案是调整支撑对象物的高度的位置调整装置，其特征在于，具备：固定部；移动部，其设为能够相对于上述固定部在上述高度方向上移动，且支撑上述支撑对象物；伸缩部，其与上述固定部和上述移动部连结，且设有沿与上述高度方向正交的第一方向的多个切槽；以及调整机构，其调整上述伸缩部的伸缩，上述伸缩部具有沿上述高度方向交替地配置有设于上述第一方向上的一方侧的多个上述切槽和设于另一方侧的多个上述切槽的曲柄形状。
发明的另一方案是按照100nm以下的指令对加工对象物进行加工的超精密加工机，其特征在于，具备上述方案的位置调整装置。
根据本发明，提供减少向不希望的方向的位置偏移的担忧的位置调整装置以及超精密加工机。
上述的目的、特征以及优点根据参照添加的附图说明的以下的实施方式的说明可容易了解。
附图说明
图1是表示实施方式的超精密加工机的结构的示意图。
图2是实施方式的位置调整装置的立体图。
图3是实施方式的伸缩部的侧视图。
图4是实施方式的位置调整装置的、伸缩部未伸展时的侧视图。
图5是实施方式的位置调整装置的、伸缩部伸展时的侧视图。
图6是变形例1的位置调整装置的侧视图。
图7是变形例2的位置调整装置的立体图。
具体实施方式
以下，以优选的实施方式为例，参照添加的附图对本发明的位置调整装置以及超精密加工机进行详细说明。此外，以下所记载的各方向是按照各附图所示的箭头的方向。
[实施方式]
图1是表示实施方式的超精密加工机M的结构的示意图。
超精密加工机M是按照100nm(纳米)以下的指令对加工对象物进行加工的机床。超精密加工机M具备位置调整装置10、以及由位置调整装置10支撑的工具(支撑对象物)12。
此外，超精密加工机M还能够具备使工具12驱动的驱动源(例如马达)、控制驱动源的控制装置等。但是，在本实施方式中，除了位置调整装置10以外的超精密加工机M的构成要素也可以由已知的技术适当构成，省略其详细的说明。
图2是实施方式的位置调整装置10的立体图。
位置调整装置10是至少调整高度方向(上下方向)上的支撑对象物12的位置的装置。通过位置调整装置10，操作员能够将支撑对象物12容易地维持在所希望的高度。如上所述，本实施方式中的支撑对象物12是超精密加工机M所具备的工具12。
位置调整装置10具备：固定部14；设为能够相对于固定部14在高度方向上移动且支撑工具12的移动部16；与固定部14和移动部16连结的伸缩部18；以及调整伸缩部18的伸缩的调整机构20。以下，逐步进行说明。
固定部14例如由合金材料构成。固定部14在移动部16侧(上方向侧)具有倾斜面14a，该倾斜面14a沿与高度方向正交的前后方向倾斜。
在本实施方式(图2)中，倾斜面14a从前方向朝向后方向而向上方向倾斜。但是，图2的结构之中为一例。倾斜面14a也可以从前方向朝向后方向而向下方向倾斜。
移动部16例如由与固定部14相同的合金材料构成。移动部16具有固定部14侧的下表面16a、和分别设于下表面16a的前后方向上的两端的腿部22。下表面16a是与高度方向正交的平坦的面，隔着调整机构20而与固定部14的倾斜面14a相面对。腿部22朝向固定部14的方向(下方向)延伸。
图3是实施方式的伸缩部18的侧视图。此外，图3是图2中的固定部14的前方向侧的伸缩部18的从右方向观察的视点。
在本实施方式中，伸缩部18由与固定部14以及移动部16相同的合金材料构成。另外，伸缩部18的数量没有限定，但在本实施方式中为两个。两个伸缩部18分别相邻地设置在固定部14的前后方向上的两侧方。
在伸缩部18设有沿与高度方向正交的方向(第一方向)的多个切槽24。在此，在本实施方式中，作为与高度方向正交的方向，存在“前后方向(伸缩部18与固定部14的相邻方向)”和“左右方向(与相邻方向正交的方向)。在本实施方式中，“前后方向”作为第一方向来进行说明。
设于伸缩部18的多个切槽24区別为设于第一方向上的一方侧(前方向侧)的第一切槽24a、和设于第一方向上的另一方侧(后方向侧)的第二切槽24b。
第一切槽24a和第二切槽24b沿高度方向交替地设于伸缩部18。多个切槽24各自的长度L2小于第一方向上的伸缩部18的长度L1，而且为第一方向上的伸缩部18的长度L1的一半以上。由此，伸缩部18具有能够在高度方向上伸缩的曲柄形状。
上述的伸缩部18通过多个切槽24沿第一方向(前后方向)配置，从而能够容易沿高度方向变形，并且难以沿左右方向变形。
另外，在本实施方式中，在多个切槽24各自的前端设有沿第一方向的剖面为大致圆形的弯曲部26。通过设置弯曲部26，伸缩部18更容易沿高度方向变形。另外，通过在设计阶段适当变更弯曲部26的大小，能够容易地调整伸缩部18的弹性。
在本实施方式中，通过在设计阶段适当变更伸缩部18的切槽24的数量，能够与之相应地适当变更伸缩部18的高度方向上的最大伸缩量。
另外，在本实施方式中，通过在设计阶段适当变更间距p，从而能够变更伸缩部18的刚性。这里所说的间距p是指在高度方向上的、相邻的第一切槽24a与第二切槽24b的距离。
另外，切槽24的长度L2也可以在设计阶段适当变更。切槽24的长度L2越长则伸缩部18越容易在高度方向上伸缩。另外，切槽24的长度L2越短则伸缩部18越具有高刚性。这样，除了间距p以外，通过适当变更切槽24的长度L2，也能够变更伸缩部18的刚性。
另外，多个切槽24的长度L2也可以在所有的切槽24之间不统一。例如，如图3所示，最靠移动部16侧(上方向侧)的切槽24与其它切槽24比较，也可以在前后方向上变短。
在本实施方式中，设置在固定部14的前后的两个伸缩部18的结构设为相互前后对称。由此，两个伸缩部18各自的刚性、以及在高度方向上的伸缩量成为相互同等程度。
两个伸缩部18各自的一方端部与固定部14一体地连结(连接)，而且另一方端部与移动部16的腿部22一体地连结(连接)。伸缩部18与移动部16和固定部14连接的结构、与伸缩部18经由连结部件为与移动部16和固定部14连结的结构相比较，刚性良好而优选。伸缩部18与固定部14和移动部16一体地连接的结构没有限定，例如通过利用机床对一个合金材料进行加工而能够容易获得。
图4是实施方式的位置调整装置10的伸缩部18未伸展时的侧视图。图5是实施方式的位置调整装置10的伸缩部18伸展时的侧视图。此外，图4以及图5是从右方向观察的视点。
在本实施方式中，调整机构20位于固定部14与移动部16之间。调整机构20具有：在前后方向上贯通两个腿部22的片式(コマ式)的滚珠丝杠(操作部)28；以及以根据滚珠丝杠28的旋转而沿前后方向滑动运动的方式与滚珠丝杠28连结的滑动部件30。另外，在本实施方式中，在滚珠丝杠28的前后方向上一方端部，设有能够与滚珠丝杠28一体地旋转的把持部32。操作员通过把持该把持部32使其旋转，从而能够容易地使滚珠丝杠28旋转。
滑动部件30是在高度方向上与移动部16的下表面16a和固定部14的倾斜面14a接触的楔状，在两个腿部22之间的范围内滑动移动。操作员通过操作(旋转)滚珠丝杠28，从而能够容易地调整移动部16的高度、甚至支撑于移动部16的工具12的高度。
例如，操作员通过使滚珠丝杠28旋转，来使滑动部件30从前方向朝向后方向滑动移动。此时，滑动部件30朝向后方向沿固定部14的倾斜面14a也向上方向逐渐移动。另外，如图5所示，与固定部14和移动部16连结的伸缩部18在高度方向上伸展。移动部16被逐渐向上方向移动来的滑动部件30抬起而向上方向移动。反之，在使滑动部件30从后方向朝向前方向时，一边向前方向移动一边也逐渐向下方向移动，移动部16与滑动部件30一致地向下方向移动。此时，伸缩部18在高度方向上收缩。
在本实施方式中，如上所述，伸缩部18难以沿左右方向变形。因此，根据本实施方式的位置调整装置10，能够防止移动部16以及工具(支撑对象物)12向不希望的左右方向的位置偏移，并且能够容易地实行高度方向上的工具12的位置调整。另外，通过防止工具12向不希望的方向的位置偏移，从而在超精密加工机M中减少工具12的位置偏移引起的加工精度的恶化的担忧。
此外，本实施方式并不限定于上述说明。例如，在上述说明中，将前后方向设为第一方向，但也可以将左右方向设为第一方向。即，在伸缩部18，也可以在左右方向的一方侧设有多个第一切槽24a，并在左右方向的另一方侧设有多个第二切槽24b。由此，在位置调整装置10中，减少移动部16以及工具12向不希望的前后方向的位置偏移的担忧。
在上述说明中，说明了根据刚性的观点，优选伸缩部18连接于固定部14和移动部16的意思，但实施方式并不限定于此。例如，伸缩部18也可以利用螺钉、螺栓连结于固定部14和移动部16。
在上述说明中，作为固定部14、移动部16、以及伸缩部18各自的材料包含同一合金材料的情况进行了说明，但实施方式并不限定于此。例如，固定部14的材料和伸缩部18的材料也可以不同。
在上述说明中，作为操作部28为片式的滚珠丝杠28的情况进行了说明，但实施方式并不限定于此。操作部28只要具有使滑动部件30在前后方向上滑动移动的功能、和滑动移动后固定滑动部件30的功能，则也可以不是具有滚珠丝杠28的结构。
在上述说明中，作为按照100nm以下的指令的超精密加工机M具备位置调整装置10的情况进行了说明，但实施方式并不限定于此。按照101nm以上的指令的机床也可以具备位置调整装置10。
在上述说明中，作为支撑对象物12为工具的情况进行了说明，但实施方式并不限定于此。例如，支撑对象物12也可以是超精密加工机M加工的加工对象物。
[变形例]
以上，作为本发明的一例，对实施方式进行了说明，当然，也可以对上述实施方式施加各种变更或者改良。施加了该各种变更或者改良后的方式也包含在本发明的技术的范围内，这从权利要求书的记载可清楚。
(变形例1)
图6是变形例1的位置调整装置10的侧视图。此外，图6是从右方向观察的视点。
移动部16也可以还具有倾斜度调整机构36，该倾斜度调整机构36用于调整所支撑的支撑对象物12的倾斜度。由此，操作员不仅能够调整工具12的高度，而且还能够调整工具12的倾斜度。
本变形例的倾斜度调整机构36是以在高度方向上成为工具12的下方的方式形成于移动部16的槽(以下为槽36)。在本变形例中，如图6所示，以槽36为边界的移动部16的上方和下方仅由移动部16的前方向侧的端部连接。
操作员通过以移动部16的前方向侧的端部为轴来调整比移动部16的槽36更靠上方的倾斜度，从而能够容易地进行工具12的倾斜度调整。另外，在移动部16形成有在高度方向上与槽36连通的孔38。通过在孔38冲插入连接部件40来连接，从而维持倾斜度调整后的状态。连接部件40没有限定，例如为螺钉、螺栓、或者销。
此外，在上述说明中，对调整前后方向上的倾斜度的倾斜度调整机构36进行了说明，但也可以构成为通过使本变形例进一步变形，而能够调整左右方向上的倾斜度。
(变形例2)
图7是变形例2的位置调整装置10的立体图。
在实施方式中，对位置调整装置10也可以具备多个伸缩部18、能够通过切槽24的方向来限制伸缩部18的变形的方向的情况进行了说明。与之相关联地，伸缩部18也可以对固定部14的一方侧方和另一方侧方分别相邻地设置两个。另外，该情况下，一方伸缩部18的第一方向与另一方伸缩部18的第一方向也可以相互正交。
例如，图7表示本变形例的位置调整装置10的一例。在图7中，在固定部14的前后方向上的侧方分别各设有两个在前后方向上相邻的伸缩部18。
在固定部14的前方向侧相邻的两个伸缩部18中的一方伸缩部18(伸缩部18’)，设有以前后方向为第一方向的多个切槽24。另外，在另一方伸缩部18(伸缩部18”)，设有以左右方向为第一方向的多个切槽24。
由此，防止移动部16因伸缩部18’而向左右方向的位置偏移，并防止因伸缩部18”而向前后方向的位置偏移。对于在固定部14的后方向上相邻的两个伸缩部18(伸缩部18’、伸缩部18”)也相同。
这样，根据本变形例，更加良好地防止支撑对象物(工具12)在不希望的方向上的位置偏移。
(变形例3)
在实施方式中，对固定部14、移动部16、以及伸缩部18由合金材料构成的情况进行了说明。固定部14、移动部16、以及伸缩部18例如也可以以减振合金为材料。“减振合金”是指振动的衰减性能优异的合金，例如公知以锰为基础的“M2052合金”。
由此，位置调整装置10的衰减性变得良好。因此，例如，即使所支撑的工具12在加工中振动，位置调整装置10也能够将该振动抑制为最小限度，减少工具12的振动引起的加工精度的恶化的担忧。
另外，成为固定部14、移动部16、以及伸缩部18的材料的减振合金也可以含有鉄。鉄的供应容易，而且与锰相比较，是刚性优异的材料。
(变形例4)
上述实施方式以及各变形例也可以在不产生矛盾的范围内适当组合。
[从实施方式得到的发明]
以下记载从上述实施方式以及变形例把握的发明。
＜第一发明＞
是一种调整支撑对象物12的高度的位置调整装置10，具备：固定部14；移动部16，其设为能够相对于上述固定部14在上述高度方向上移动，且支撑上述支撑对象物12；伸缩部18，其与上述固定部14和上述移动部16连结，且设有沿与上述高度方向正交的第一方向的多个切槽24；以及调整机构20，其调整上述伸缩部18的伸缩，上述伸缩部18具有沿上述高度方向交替地配置有设于上述第一方向上的一方侧的多个上述切槽24a和设于另一方侧的多个上述切槽24b的曲柄形状。
由此，提供减少向不希望的方向的位置偏移的担忧的位置调整装置10。
优选上述固定部14与上述移动部16在上述高度方向上相互分离，上述调整机构20设置在上述移动部16与上述固定部14之间，上述伸缩部18设置在上述固定部14的侧方。由此，提供减少向不希望的方向的位置偏移的担忧的位置调整装置10。
优选上述第一方向是上述伸缩部18与上述固定部14的相邻方向、或者与上述相邻方向正交的方向。由此，减少移动部16以及支撑对象物12向相邻方向、或者与相邻方向正交的方向的不希望的位置偏移的担忧。
优选在上述固定部14的一方的侧方和另一方的侧方分别相邻地设有两个上述伸缩部18，在相邻的两个上述伸缩部18中，一方的上述伸缩部18的上述第一方向与另一方的上述伸缩部18的上述第一方向相互正交。由此，减少移动部16以及支撑对象物12的向一方的伸缩部18的第一方向的不希望的位置偏移的担忧、和向另一方的伸缩部18的第一方向的不希望的位置偏移的担忧这两者。
优选上述固定部14在上述移动部16侧具有倾斜面14a，上述调整机构20具有：与上述移动部16以及上述倾斜面14a接触的楔状的滑动部件30；以及通过操作来使上述滑动部件30沿上述倾斜面14a滑动移动的操作部28。由此，操作员通过对操作部28进行操作而能够容易地调整移动部16相对于固定部14的高度。
优选上述伸缩部18与上述固定部14和上述移动部16一体地连结。由此，与将伸缩部18、固定部14和移动部16构成为独立部件的情况相比较，位置调整装置10的刚性变得良好。
优选上述移动部16还具有倾斜度调整机构34，该倾斜度调整机构34用于调整所支撑的上述支撑对象物12的倾斜度。由此，不仅能够进行工具12的高度调整，而且还能够进行工具12的倾斜度调整。
＜第二发明＞
是一种按照100nm以下的指令对加工对象物进行加工的超精密加工机M，具备上述＜第一发明＞所记载的位置调整装置10。
由此，提供减少支撑对象物12向不希望的方向的位置偏移的担忧的超精密加工机M。支撑对象物12没有特别限定，例如既可以是超精密加工机M的加工对象物、也可以是超精密加工机M的工具。超精密加工机M能够以良好的加工精度实行按照100nm以下的指令的加工。

Claims (8)

1.一种位置调整装置，是调整支撑对象物的高度的位置调整装置，其特征在于，具备：
固定部；
移动部，其设为能够相对于上述固定部在上述高度方向上移动，且支撑上述支撑对象物；
伸缩部，其与上述固定部和上述移动部连结，且设有沿与上述高度方向正交的第一方向的多个切槽；以及
调整机构，其调整上述伸缩部的伸缩，
上述伸缩部具有沿上述高度方向交替地配置有设于上述第一方向上的一方侧的多个上述切槽和设于另一方侧的多个上述切槽的曲柄形状。
2.根据权利要求1所述的位置调整装置，其特征在于，
上述固定部与上述移动部在上述高度方向上相互分离，
上述调整机构设置在上述移动部与上述固定部之间，
上述伸缩部设置在上述固定部的侧方。
3.根据权利要求2所述的位置调整装置，其特征在于，
上述第一方向是上述伸缩部与上述固定部的相邻方向、或者与上述相邻方向正交的方向。
4.根据权利要求2或3所述的位置调整装置，其特征在于，
在上述固定部的一方侧方和另一方侧方分别相邻地设有两个上述伸缩部，相邻的两个上述伸缩部中，一方的上述伸缩部的上述第一方向与另一方的上述伸缩部的上述第一方向相互正交。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的位置调整装置，其特征在于，
上述固定部在上述移动部侧具有倾斜面，
上述调整机构具有：与上述移动部及上述倾斜面接触的楔状的滑动部件；以及通过操作来使上述滑动部件沿上述倾斜面滑动移动的操作部。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的位置调整装置，其特征在于，
上述伸缩部与上述固定部和上述移动部一体地连结。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的位置调整装置，其特征在于，
上述移动部还具有倾斜度调整机构，该倾斜度调整机构用于调整所支撑的上述支撑对象物的倾斜度。
8.一种超精密加工机，是按照100nm以下的指令对加工对象物进行加工的超精密加工机，其特征在于，
具备权利要求1～7中任一项所述的位置调整装置。
CN202010680884.5A 2019-07-17 2020-07-15 位置调整装置以及超精密加工机 Withdrawn CN112238354A (zh)

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