DE102019129345A1

DE102019129345A1 - Drehtischvorrichtung

Info

Publication number: DE102019129345A1
Application number: DE102019129345.6A
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Tamagawa; Hisayoshi Sakai
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-04-30
Also published as: JP7158815B2; CN111120511B; JP2020070865A; CN111120511A; US11103968B2; US20200130116A1

Abstract

Eine Drehtischvorrichtung 1 enthält eine Tischkomponente 12, die eine Anordnungsfläche 12a aufweist; eine Trägerkomponente 20, die eine Führungsfläche 22 aufweist, die einer unteren Fläche 12b zugewandt ist, die sich auf einer gegenüberliegenden Seite der Anordnungsfläche 12a der Tischkomponente 12 befindet; ein Luftförderloch 24, das durch Fördern von komprimierter Luft zwischen die Führungsfläche 22 und die untere Fläche 12b eine Luftschicht bildet; eine Unterdruck-Erzeugungskomponente 55, die zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b Luft ansaugt; eine Auslasskomponente 60, die mit einer Auslassöffnung 63a gebildet ist; und eine Öffnungseinstellkomponente 68, die die Größe einer Öffnungsfläche der Auslassöffnung 63a in Übereinstimmung mit der Größe eines Drucks der komprimierten Luft einstellt, der einer Last entspricht, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehtischvorrichtung, die einen Drehtisch aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Ein Drehtisch ist z. B. auf einer Rundheitsmessmaschine angebracht. In der Rundheitsmessmaschine ist ein Werkstück, das ein zu messender Gegenstand ist, auf dem Drehtisch angeordnet, und während das Werkstück durch den Drehtisch gedreht wird, werden eine Oberflächenform und dergleichen des Werkstücks mit hoher Genauigkeit gemessen. Ein aerostatisches Lager, das in einem Spalt mit dem Drehtisch eine Luftschicht bildet, wird als ein Trägermechanismus für einen derartigen Drehtisch verwendet.
In den letzten Jahren wurde im Hinblick auf das Sicherstellen der Steifigkeit der Luftschicht selbst dann, wenn eine Last, die vom Werkstück auf den Drehtisch aufgebracht wird, klein ist, ein Lager mit einem Vorbelastungssystem vorgeschlagen, in dem Luft aus dem Spalt gesaugt wird, um eine Vorbelastung bereitzustellen (siehe die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-21142).
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Problemstellungen
Wenn das oben genannte Lager mit dem Unterdruckvorbelastungssystem eingesetzt wird, wird jedoch ein Bereich, in dem die Luftschicht zum Tragen einer Last gebildet werden kann, verengt, da ein Abschnitt des Spalts als ein Bereich zum Ansaugen von Luft verwendet wird. Als ein Ergebnis kann es schwierig sein, höhere Lasten, die auf den Drehtisch aufgebracht werden, auf angemessene Weise zu tragen.
Diese Erfindung konzentriert sich auf diesen Punkt und es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Drehtisch selbst dann, wenn Lasten in einem weiten Bereich auf den Drehtisch aufgebracht werden, auf geeignete Weise durch eine Luftschicht zu tragen.
Mittel zum Lösen der Probleme
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Drehtischvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes enthält: eine Tischkomponente, die eine Anordnungsfläche aufweist, auf der ein Werkstück angebracht wird, und die sich um eine vorgegebene Drehachse dreht; eine Trägerkomponente, die eine Führungsfläche aufweist, die einer gegenüberliegenden Fläche zugewandt ist, die sich auf einer gegenüberliegenden Seite der Anordnungsfläche der Tischkomponente befindet; eine Luftschicht-Bildungskomponente, die durch Fördern von komprimierter Luft zwischen die Führungsfläche und die gegenüberliegenden Fläche eine Luftschicht bildet, wobei die komprimierte Luft durch einen Strömungsweg strömt; eine Unterdruck-Erzeugungskomponente, die einen Durchlassunterdruck erzeugt, indem die Strömungsgeschwindigkeit der hindurchströmenden, komprimierten Luft erhöht wird, derart, dass zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegenden Fläche Luft angesaugt wird; eine Auslasskomponente, die mit einer Auslassöffnung gebildet ist, durch die die komprimierte Luft, die durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente hindurchgeströmt ist, und die Luft, die durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente angesaugt wird, ausgelassen werden; und eine Öffnungseinstellkomponente, die die Größe einer Öffnungsfläche der Auslassöffnung der Auslasskomponente in Übereinstimmung mit der Größe eines Drucks der komprimierten Luft einstellt, der einer Last entspricht, die auf die Tischkomponente aufgebracht wird, wobei die Öffnungseinstellkomponente mit dem Strömungsweg verbunden ist.
Außerdem kann die Drehtischvorrichtung ferner einen Weiterleitungsweg enthalten, der den Druck der komprimierten Luft, der der Last entspricht, die auf die Tischkomponente aufgebracht wird, zur Öffnungseinstellkomponente weiterleitet, wobei die Öffnungseinstellkomponente die Größe der Öffnungsfläche gemäß dem Druck der komprimierten Luft einstellen kann, der über den Weiterleitungsweg weitergeleitet wird.
Außerdem kann die Drehtischvorrichtung ferner einen Luftförderweg enthalten, durch den die komprimierte Luft strömt, die die Luftschicht bildet, wobei der Weiterleitungsweg vom Luftförderweg abzweigen kann und mit der Öffnungseinstellkomponente verbunden ist.
Außerdem kann die Öffnungseinstellkomponente die Öffnungsfläche vergrößern, um das Absaugen von Luft zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegenden Fläche zu erleichtern, wenn der Druck der komprimierten Luft, der über den Weiterleitungsweg weitergeleitet wird, niedrig ist, und kann die Größe der Öffnungsfläche verringern, um das Absaugen von Luft zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegenden Fläche zu unterdrücken, wenn der Druck der komprimierten Luft, der über den Weiterleitungsweg weitergeleitet wird, hoch ist.
Außerdem kann die Öffnungseinstellkomponente das Absaugen von Luft durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente anhalten, indem die Auslassöffnung geschlossen wird.
Außerdem kann die Drehtischvorrichtung ferner einen Saugweg enthalten, durch den Luft, die zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegenden Fläche angesaugt wird, zur Unterdruck-Erzeugungskomponente strömt, wobei die Öffnungseinstellkomponente die komprimierte Luft, die die Luftschicht bildet, über den Saugweg zwischen die Führungsfläche und die gegenüberliegende Fläche fördern kann, indem die Auslassöffnung geschlossen wird.
Außerdem kann ein Bereich der Luftschicht, die zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegenden Fläche gebildet wird, während die Öffnungseinstellkomponente die Auslasskomponente schließt, breiter sein als der Bereich der Luftschicht, die zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegenden Fläche gebildet wird, während die Öffnungseinstellkomponente die Auslasskomponente öffnet.
Außerdem kann die Unterdruck-Erzeugungskomponente eine Düse aufweisen, die einen Strömungsweg der komprimierten Luft einschränkt, und die Öffnungseinstellkomponente kann die komprimierte Luft, die durch die Düse hindurchgeströmt ist, über den Saugweg zwischen die Führungsfläche und die gegenüberliegende Fläche fördern, indem die Auslassöffnung geschlossen wird.
Außerdem kann die Öffnungseinstellkomponente ein bewegliches Element aufweisen, das sich mit dem Empfangen des Drucks der komprimierten Luft, der der Last entspricht, die auf die Tischkomponente aufgebracht wird, in einer Bewegungsrichtung bewegt, und das bewegliche Element kann sich derart bewegen, dass die Größe eines Spalts zwischen dem beweglichen Element und der Auslassöffnung eingestellt wird.
Außerdem kann sich das bewegliche Element als Antwort auf eine Schwankung des Drucks der komprimierten Luft, der einer Schwankung der Last entspricht, die auf die Tischkomponente aufgebracht wird, in der Bewegungsrichtung rückwärts und vorwärts bewegen.
Außerdem kann die Öffnungseinstellkomponente ferner ein Vorbelastungselement enthalten, das das bewegliche Element vorbelastet, derart, dass das bewegliche Element in der Bewegungsrichtung vom Spalt weggezogen wird, und das bewegliche Element kann sich mit dem Empfangen des Drucks der komprimierten Luft gegen eine Vorbelastungskraft des Vorbelastungselements derart bewegen, dass es sich dem Spalt in der Bewegungsrichtung nähert.
Außerdem ist das bewegliche Element ein Wellenelement, das sich mit dem Empfangen des Drucks der komprimierten Luft in der Bewegungsrichtung bewegt, und das Wellenelement kann ein Spitzenende aufweisen, das auf der Spitzenseite vorgesehen ist, und stellt die Größe des Spalts zwischen dem Wellenelement und der Auslassöffnung ein, während das Wellenelement sich bewegt.
Außerdem kann das bewegliche Element Folgendes enthalten: ein elastisches Element, das sich unter dem Druck in der Bewegungsrichtung ausdehnen und zusammenziehen kann; und eine Säulenkomponente, die auf einer Spitzenseite des elastischen Elements vorgesehen ist und sich in Verbindung mit der Ausdehnung und Kontraktion des elastischen Elements in der Bewegungsrichtung bewegt, derart, dass die Größe eines Spalts zwischen dem beweglichen Element und der Auslassöffnung eingestellt wird.
Wirkung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Drehtisch selbst dann, wenn ein breiter Bereich von Lasten auf den Drehtisch aufgebracht wird, auf geeignete Weise mit der Luftschicht getragen werden.
Figurenliste

1 zeigt ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Drehtischvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 zeigt ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Führungsfläche 22 einer Trägerkomponente 20 veranschaulicht.
3 zeigt eine Beziehung zwischen einer Dicke einer Luftschicht und einer Last.
4 ist ein schematisches Diagramm, das Konfigurationen einer Luftförderstrecke und einer Saugstrecke gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
5 ist ein schematisches Diagramm, das eine genaue Konfiguration einer Auslasskomponente 60 veranschaulicht.
6A und 6B sind jeweils ein schematisches Diagramm, das einen Spalt zwischen einem Stab 74 und einer Auslassöffnung 63a veranschaulicht.
7 ist ein schematisches Diagramm, das einen Strom komprimierter Luft veranschaulicht, wenn der Stab 74 die Auslassöffnung 63a verschließt.
8 zeigt Ergebnisse von Versuchen.
9 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration gemäß einem Abwandlungsbeispiel einer Führungsfläche 22 einer Trägerkomponente 20 veranschaulicht.
10 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration der Drehtischvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
11 ist ein schematisches Diagramm, das eine genaue Konfiguration der Saugstrahlpumpe 154 und einer Auslasskomponente 160 veranschaulicht

Genaue Beschreibung der Erfindung
<Erste Ausführungsform>
(Übersicht über eine Drehtischvorrichtung)
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 wird eine Übersicht über eine Drehtischvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben.
1 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration der Drehtischvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. 2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Führungsfläche 22 einer Trägerkomponente 20 veranschaulicht. Die Drehtischvorrichtung 1, auf der ein Werkstück eines zu messenden Gegenstands angeordnet wird, ist auf einer Rundheitsmessmaschine angebracht. Die Rundheitsmessmaschine misst eine Oberflächenform und dergleichen des Werkstücks mit hoher Genauigkeit, während die Drehtischvorrichtung 1 das Werkstück dreht. Wie in 1 gezeigt ist, enthält die Drehtischvorrichtung 1 einen Drehtisch 10 und die Trägerkomponente 20.
Der Drehtisch 10 ist ein rotierender Körper, der sich um eine vorgegebene Drehachse dreht. Der Drehtisch 10 enthält eine Tischkomponente 12 und eine Rotorkomponente 14. Die Tischkomponente 12 ist scheibenförmig und enthält eine Anordnungsfläche 12a, auf der das Werkstück angeordnet wird. Die Anordnungsfläche 12a ist eine obere Fläche der Tischkomponente 12. Eine untere Fläche 12b der Tischkomponente 12 ist der Trägerkomponente 20 zugewandt, wobei die untere Fläche 12b eine gegenüberliegende Fläche ist, die der Anordnungsfläche 12a zugewandt ist. Die Rotorkomponente 14 ist an einem unteren Abschnitt der Tischkomponente 12 mit einer Säulenform versehen und dreht sich um eine Drehachse C. Die Rotorkomponente 14 ist mit der Mitte der Tischkomponente 12 integriert. Die Rotorkomponente 14 dreht sich z. B. auf der Grundlage eines Antriebsbefehls von einer Steuervorrichtung.
Die Trägerkomponente 20 trägt den Drehtisch 10 über eine Luftschicht. Die Trägerkomponente 20 fungiert als ein aerostatisches Lager. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Trägerkomponente 20 derart angeordnet, dass sie die Rotorkomponente 14 des Drehtischs 10 umgibt. Die Trägerkomponente 20 weist auf der Oberseite eine Führungsfläche 22 auf. Die Führungsfläche 22 ist der unteren Fläche 12b der Tischkomponente 12 des Drehtischs 10 zugewandt.
Eine Luftschicht wird zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b der Tischkomponente 12 gebildet, derart, dass sie als ein aerostatisches Schublager fungiert. Das aerostatische Schublager trägt das Werkstück, das auf der Tischkomponente 12 angeordnet ist, und steuert die axiale Verlagerung. Wie in 2 gezeigt ist, ist die Führungsfläche 22 mit einem Luftförderloch 24, einer Luftförderfuge 25, einer ringförmigen Fuge 27 und einem Saugloch 28 versehen.
Das Luftförderloch 24 ist ein Loch zum Fördern von komprimierter Luft zwischen die untere Fläche 12b der Tischkomponente 12 und die Führungsfläche 22. Die komprimierte Luft, die aus dem Luftförderloch 24 gefördert wird, bildet eine Luftschicht zwischen der unteren Fläche 12b und der Führungsfläche 22 (einen Bereich R1, der in 1 gezeigt ist). In der vorliegenden Ausführungsform entspricht das Luftförderloch 24 einer Luftschicht-Bildungskomponente. Hier weist die Führungsfläche 22 acht Luftförderlöcher 24 auf, die in Intervallen von 45 Grad umlaufend darauf vorgesehen sind.
Die Luftförderfuge 25 ist eine ringförmig vertiefte Fuge in der Führungsfläche 22. Die Luftförderfuge 25 steht mit den acht Luftförderlöchern 24 in Verbindung. Die komprimierte Luft, die durch die Luftförderlöcher 24 gefördert wird, strömt entlang der Luftförderfuge 25, wodurch die Luftschicht in einem ringförmigen Bereich R1 zwischen der unteren Fläche 12b und der Führungsfläche 22 gebildet wird. Das Bereitstellen der Luftförderfuge 25 macht es leichter, eine Luftschicht zu bilden, die über einer breiten Fläche der Führungsfläche 22 eine gleichmäßige Dicke aufweist.
Die ringförmige Fuge 27 ist eine ringförmig vertiefte Fuge in der Führungsfläche 22, die von der Luftförderfuge 25 getrennt ist. Die ringförmige Fuge 27 ist näher an der Mitte als die Luftförderfuge 25 in der Führungsfläche 22 gebildet. Außerdem ist die Breite der ringförmigen Fuge 27 größer als die Breite der Luftförderfuge 25.
Das Saugloch 28 ist ein Loch zum Ansaugen von Luft zwischen der unteren Fläche 12b der Tischkomponente 12 und der Führungsfläche 22 (ein Bereich R2 in 1). Das Saugloch 28 saugt unter Verwendung eines Unterdrucks, der durch eine Unterdruck-Erzeugungskomponente erzeugt wird, die später beschrieben wird, Luft an. Das Saugloch 28 ist in der ringförmigen Fuge 27 vorgesehen. Hier weist die ringförmige Fuge 27 zwei Sauglöcher 28 auf, die in Intervallen von 180 Grad umlaufend vorgesehen sind. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf eingeschränkt, und z. B. können vier Sauglöcher 28 in Intervallen von 90 Grad umlaufend vorgesehen sein. Der Bereich R2, in dem die Sauglöcher 28 Luft ansaugen, ist näher an der Mitte als der Bereich R1, in dem die Luftförderlöcher 24 Luft fördern, angeordnet. Wenn die oben genannten Sauglöcher 28 Luft ansaugen, wird eine Saugkraft zum Ziehen der Tischkomponente 12 in Richtung der Seite der Führungsfläche 22 erzeugt.
Außerdem wird die Luftschicht zwischen einer Innenfläche 23 der Trägerkomponente 20 und einer Außenfläche 14a der Rotorkomponente 14 gebildet, derart, dass sie als ein radiales aerostatisches Lager fungiert (ein Bereich R3 in 1). Das radiale aerostatische Lager steuert die radiale Auslenkung einer Drehachse der Rotorkomponente 14. Um die Luftschicht zu bilden, ist auf der Innenfläche 23 ebenfalls ein Luftförderloch gebildet.
Wie oben beschrieben ist, wird vom Werkstück eine Last auf die Tischkomponente 12 aufgebracht, da das Werkstück auf der Tischkomponente 12 angeordnet ist. Im Folgenden wird eine Beziehung zwischen (i) der Steifigkeit der Luftschicht zwischen der unteren Fläche 12b der Tischkomponente 12 und der Führungsfläche 22 und (ii) der Last erklärt. Die Steifigkeit der Luftschicht ist unter Verwendung der Last und der Dicke der Luftschicht (im Folgenden ebenso als die Schichtdicke bezeichnet) wie in der folgenden Gleichung (1) definiert.
$k = \frac{Δ W}{Δ h}$
In der Gleichung (1) stellt k die Steifigkeit der Luftschicht dar, ΔW stellt die Schwankung der Last dar, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird, und Δh stellt die Schwankung der Dicke der Luftschicht dar. Ferner kann, weil ΔW = Δp × A, wenn angenommen wird, dass die Änderung des Luftdrucks nach dem Hindurchströmen durch die Luftförderlöcher 24 Δp ist und die wirksame Fläche des Lagers (die wirksame Fläche des Lagers ist im Wesentlichen konstant) A ist, die obige Gleichung (1) durch die folgende Gleichung (2) ersetzt werden. $k = A \times \frac{Δ p}{Δ h}$
3 zeigt eine Beziehung zwischen der Dicke der Luftschicht und der Last. In 3 gibt die horizontale Achse der Grafik die Dicke [µm] der Luftschicht an, und die vertikale Achse gibt die Last [N] an. Die Steifigkeit k, die durch die Gleichung (1) definiert ist, entspricht der Steigung der Kennlinie, die in 3 gezeigt ist. Wie aus 3 zu sehen ist, ist die Steigung in dem Bereich, in dem die Dicke der Luftschicht klein ist (im Folgenden ebenso als der erste Bereich bezeichnet), an dem näherungsweise geradlinigen Abschnitt in dieser Kennlinie steil, und die Steifigkeit der Luftschicht ist hoch. Daher ist die Schwankung der Dicke der Luftschicht selbst dann, wenn die Last im ersten Bereich schwankt, klein, und die Luftschicht wird in einem stabilen Zustand aufrechterhalten. Andererseits ist die Steigung der Kurven in einem Bereich, in dem die Dicke der Luftschicht groß ist (im Folgenden ebenso als ein zweiter Bereich bezeichnet), gemäßigt, und die Steifigkeit der Luftschicht ist niedrig. Aus diesem Grund schwankt die Dicke der Luftschicht ebenfalls, wenn die Last im zweiten Bereich schwankt, und die Luftschicht wird instabil.
Um die Steifigkeit der Luftschicht zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b zu erhöhen und den stabilen Zustand aufrechtzuerhalten, ist erwünscht, diese innerhalb eines Lastbereichs zu verwenden, der dem näherungsweise geradlinigen Abschnitt in der Kennlinie aus 3 entspricht. Daher wird die Luft von den Sauglöchern 28 angesaugt, wenn die Last, die vom Werkstück auf die Tischkomponente 12 wirkt, klein ist, um eine Vorbelastung zum Anziehen der Tischkomponente 12 in Richtung der Führungsfläche 22 zu erzeugen. Dies macht es möglich, die Luftschicht selbst dann, wenn die Last, die vom Werkstück auf die Tischkomponente 12 wirkt, klein ist, in dem Bereich des näherungsweise geradlinigen Abschnitts in der Kennlinie zu verwenden, und es ist möglich, die Steifigkeit der Luftschicht zu erhöhen.
Andererseits wird in dem Fall, bei dem die Führungsfläche 22 die Sauglöcher 28 aufweist, ein Abschnitt des Bereichs R2 zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b als der Saugbereich verwendet, derart, dass der Luftförderbereich zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b (d. h. der Bereich R1) verglichen mit dem Fall, bei dem der Bereich R2 keine Sauglöcher 28 aufweist, schmäler ist und die maximale Last, die durch die Luftschicht getragen wird, verringert ist. Andererseits ist es in der vorliegenden Ausführungsform, wie später im Einzelnen beschrieben wird, durch Bereitstellen einer Durchflussmengen-Einstellkomponente zum Einstellen des Ansaugens von Luft durch die Sauglöcher 28 in Übereinstimmung mit der Last, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird, möglich, eine Verringerung der maximalen Last, die durch die Luftschicht getragen wird, zu verhindern.
<Konfiguration einer Luftförderstrecke und einer Saugstrecke>
Ein Beispiel für Konfigurationen einer Luftförderstrecke, durch die die komprimierte Luft strömt, und einer Luftsaugstrecke, durch die die angesaugte Luft (im Folgenden ebenso als abgesaugte Luft bezeichnet) strömt, wird unter Bezugnahme auf 4 erklärt.
4 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigurationen der Luftförderstrecke und einer Saugstrecke gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. In 4 sind die Ströme der komprimierten Luft und der abgesaugten Luft durch Pfeile angegeben. Wie in 4 gezeigt ist, enthält die Drehtischvorrichtung 1 eine Luftförderstrecke 40, eine Saugstrecke 50 und eine Auslasskomponente 60 zusätzlich zum Drehtisch 10 und der Trägerkomponente 20.
Die Luftförderstrecke 40 ist eine Strecke, durch die komprimierte Luft zum Bilden der Luftschicht strömt. Die Luftförderstrecke 40 weist die Luftförderwege 42, 43, 44 und 45 auf.
Der Luftförderweg 42 ist z. B. ein Strömungsweg, bei dem die Seite eines Endes mit einem Kompressor verbunden ist. Die komprimierte Luft, die vom Kompressor gefördert wird, strömt durch den Luftförderweg 42. Die Seite des anderen Endes des Luftförderwegs 42 ist mit einem Formstück 47 verbunden. Die Luftförderwege 43, 44 und 45 sind mit dem Formstück 47 verbunden und die komprimierte Luft, die durch den Luftförderweg 42 strömt, wird über das Formstück 47 zu den Luftförderwegen 43, 44 und 45 umgelenkt.
Der Luftförderweg 43 ist ein Strömungsweg, der ermöglicht, dass die komprimierte Luft in Richtung der Luftförderlöcher 24 der Trägerkomponente 20 strömt. Die Seite eines Endes des Luftförderwegs 43 ist mit dem Formstück 47 verbunden, und die Seite des anderen Endes des Luftförderwegs 43 verläuft durch die Trägerkomponente 20 und ist mit den Luftförderlöchern 24 verbunden. Daraufhin wird die komprimierte Luft, die durch den Luftförderweg 43 strömt, von den Luftförderlöchern 24 gefördert, derart, dass zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b der Tischkomponente 12 im Bereich R1 eine Luftschicht gebildet wird. Ein Reduzierstück 43a ist am anderen Ende des Luftförderwegs 43 gebildet, und die komprimierte Luft, die durch das Reduzierstück 43a hindurchgeströmt ist, wird von den Luftförderlöchern 24 gefördert.
Ein Formstück 48 ist in der Mitte des Luftförderwegs 43 vorgesehen. Ein Weiterleitungsweg 66, der später beschrieben wird, ist derart mit dem Formstück 48 verbunden, dass er vom Luftförderweg 43 abzweigt. Ein Durchflussmengen-Regulierungsventil 49 ist auf der Stromaufwärtsseite des Formstücks 48 des Luftförderwegs 43 vorgesehen. Das Durchflussmengen-Regulierungsventil 49 ist ein Ventil zum Regulieren der Durchflussmenge der komprimierten Luft, die durch den Luftförderweg 43 strömt.
Der Luftförderweg 44 ist ein Strömungsweg, durch den komprimierte Luft in Richtung des Luftförderlochs 23a strömt, das auf einer Innenfläche 23 der Trägerkomponente 20 gebildet ist. Die Seite eines Endes des Luftförderwegs 44 ist mit dem Formstück 47 verbunden, und die Seite des anderen Endes des Luftförderwegs 44 verläuft durch die Trägerkomponente 20 und ist mit dem Luftförderloch 23a verbunden. Die komprimierte Luft, die durch den Luftförderweg 44 strömt, wird vom Luftförderloch 23a gefördert, derart, dass eine Luftschicht zwischen der Innenfläche 23 und einer Außenfläche 14a der Rotorkomponente 14 gebildet wird. Ein Reduzierstück 44a ist am anderen Ende des Luftförderwegs 44 gebildet, und die komprimierte Luft, die durch das Reduzierstück 44a hindurchgeströmt ist, wird vom Luftförderloch 23a gefördert.
Der Luftförderweg 45 ist ein Strömungsweg, durch den komprimierte Luft in Richtung der Saugstrahlpumpe 54 der Saugstrecke 50 strömt. Die Seite eines Endes des Luftförderwegs 45 ist mit dem Formstück 47 verbunden, und die Seite des anderen Endes des Luftförderwegs 45 ist mit der Saugstrahlpumpe 54 verbunden.
Die Saugstrecke 50 ist eine Strecke zum Ansaugen von Luft zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b der Tischkomponente 12 (Bereich R2). Die Saugstrecke 50 enthält einen Saugweg 52, die Saugstrahlpumpe 54 und einen Verbindungsweg 58.
Der Saugweg 52 ist ein Strömungsweg, durch den die Luft strömt, die von den Sauglöchern 28 angesaugt wird. Die Seite eines Endes des Saugwegs 52 ist mit den Sauglöchern 28 verbunden, und die Seite des anderen Endes des Saugwegs 52 ist mit der Saugstrahlpumpe 54 verbunden. Die Luft, die über die Sauglöcher 28 zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b (Bereich R2) angesaugt wird, strömt durch den Saugweg 52 zur Saugstrahlpumpe 54.
Die Saugstrahlpumpe 54 weist eine Funktion des Erzeugens eines Unterdrucks unter Verwendung der komprimierten Luft, die aus dem Luftförderweg 45 strömt, auf. Die Saugstrahlpumpe 54 weist eine Unterdruck-Erzeugungskomponente 55 und eine Diffusorkomponente 56 darin auf.
Die Unterdruck-Erzeugungskomponente 55 erhöht die Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft, die durch das Innere der Saugstrahlpumpe 54 strömt, um einen Unterdruck zum Ansaugen der Luft zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b zu erzeugen. Das Erzeugen eines derartigen Unterdrucks ermöglicht eine Vorbelastung zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b, und die Steifigkeit der Luftschicht wird erhöht.
Die Unterdruck-Erzeugungskomponente 55 weist eine Düsenkomponente 55a auf, die am anderen Ende des Luftförderwegs 45 gebildet ist. Die Düsenkomponente 55a ist ein Reduzierstück, das den Luftförderweg 45 einschränkt und die Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft erhöht. Die Düsenkomponente 55a ist z. B. in einer konischen Form ausgebildet und erhöht die Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft an einer Spitze der Düse. Wenn sich die Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft an der Düsenspitze erhöht, sinkt der Druck um die Düsenspitze ab.
Die Spitze der Düsenkomponente 55a grenzt an eine Öffnung auf der Seite des anderen Endes des Saugwegs 52 an. Der Unterdruck wird in Übereinstimmung mit dem Bernoulli-Prinzip der Unterdruckerzeugung in einer Richtung erzeugt, die zum Strom der komprimierten Luft senkrecht ist. Hier wird ein Unterdruck über den Saugweg 52 in einer Richtung von den Sauglöchern 28 zur Düsenkomponente 55a erzeugt. Indem ein derartiger Unterdruck erzeugt wird, strömt die Luft, die von den Sauglöchern 28 angesaugt wird, durch den Saugweg 52 in die Diffusorkomponente 56.
Die Diffusorkomponente 56 ist eine Komponente, die die Strömungsgeschwindigkeit der abgesaugten Luft und der komprimierten Luft absenkt und den Druck erhöht. Die Diffusorkomponente 56 ist derart gebildet, dass ihr Innendurchmesser in Richtung der Richtung des Luftstroms allmählich zunimmt.
Der Verbindungsweg 58 ist ein Strömungsweg, der die Saugstrahlpumpe 54 und die Auslasskomponente 60 verbindet. Ein Ende des Verbindungswegs 58 ist mit der Diffusorkomponente 56 der Saugstrahlpumpe 54 verbunden, und das andere Ende des Verbindungswegs 58 ist mit der Auslasskomponente 60 verbunden. Die abgesaugte Luft oder die komprimierte Luft, die durch die Diffusorkomponente 56 hindurchgeströmt ist, strömt durch den Verbindungsweg 58 zur Auslasskomponente 60. Es sei erwähnt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Konfiguration eingeschränkt ist, und z. B. können die Saugstrahlpumpe 54 und die Auslasskomponente 60 ohne den Verbindungsweg 58 direkt miteinander verbunden sein.
Die Auslasskomponente 60 lässt die komprimierte Luft und die abgesaugte Luft, die über den Verbindungsweg 58 aus der Saugstrahlpumpe 54 strömen, zur Außenseite aus. Die Auslasskomponente 60 stellt eine Auslassmenge der komprimierten Luft und der abgesaugten Luft in Übereinstimmung mit der Last, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird, ein. Die Auslasskomponente 60 enthält ein Gehäuse 62, einen Weiterleitungsweg 66 und eine Öffnungseinstellkomponente 68.
5 ist ein schematisches Diagramm, das eine genaue Konfiguration der Auslasskomponente 60 veranschaulicht. Das Gehäuse 62 enthält einen Grundblock 63, eine Platte 64 und einen Trägerpfosten 65. Der Grundblock 63 ist mit einer Auslassöffnung 63a versehen. Die Auslassöffnung 63a ist mit der Seite eines Endes des Verbindungswegs 58 verbunden. Die Auslassöffnung 63a ist eine Öffnung zum Auslassen der komprimierten Luft und der abgesaugten Luft, die durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente 55 hindurchgeströmt sind.
Zum Beispiel sind zwei Trägerpfosten 65 vorgesehen und verbinden den Grundblock 63 und die Platte 64. Ein Raum zwischen den zwei Trägerpfosten 65 ist ein Raum, in dem die abgesaugte Luft und die komprimierte Luft, die von der Auslassöffnung 63a ausgelassen werden, zur Außenseite des Gehäuses 62 gelenkt werden (siehe 4).
Der Weiterleitungsweg 66 zweigt vom Luftförderweg 43 ab und ist ein Weg, durch den ein Druck der komprimierten Luft des Luftförderwegs 43 weitergeleitet wird. Die Seite eines Endes des Weiterleitungswegs 66 ist mit dem Formstück 48 des Luftförderwegs 43 verbunden, und die Seite des anderen Endes des Weiterleitungswegs 66 ist mit der Öffnungseinstellkomponente 68 verbunden. Der Weiterleitungsweg 66 bewirkt, dass der Druck der komprimierten Luft des Luftförderwegs 43 zur Öffnungseinstellkomponente 68 weitergeleitet wird.
Die komprimierte Luft des Luftförderwegs 43 bildet die Luftschicht zum Tragen des Werkstücks, das auf der Tischkomponente 12 angebracht ist, wie oben beschrieben ist. Aus diesem Grund ändert sich der Druck der komprimierten Luft in Verbindung mit der Last (Last F, die in 4 gezeigt ist), die vom Werkstück auf die Tischkomponente 12 wirkt. Zum Beispiel ist die Größe der Drücke der komprimierten Luft zur Größe der Last, die vom Werkstück auf die Tischkomponente 12 wirkt, proportional. Der Druck der komprimierten Luft, dessen Größe sich auf diese Weise gemäß der Last ändert, wird über den Weiterleitungsweg 66 zur Öffnungseinstellkomponente 68 weitergeleitet.
Die Öffnungseinstellkomponente 68 stellt eine Öffnungsfläche der Auslassöffnung 63a in Übereinstimmung mit der Größe des Drucks der komprimierten Luft ein, der durch den Weiterleitungsweg 66 weitergeleitet wird. Die Öffnungseinstellkomponente 68 vergrößert die Öffnungsfläche der Auslassöffnung 63a, um das Absaugen von Luft zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b zu erleichtern, wenn der Druck der komprimierten Luft niedrig ist (mit anderen Worten, wenn die Last, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird, niedrig ist). Wenn andererseits der Druck der komprimierten Luft hoch ist (mit anderen Worten, wenn die Last, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird, groß ist), verringert die Öffnungseinstellkomponente 68 die Öffnungsfläche der Auslassöffnung 63a, um das Absaugen von Luft zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b zu unterdrücken. Auf diese Weise wird die Vorbelastung in Übereinstimmung mit der Last, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird, eingestellt, wodurch die Schwankung der Dicke der Luftschicht unterdrückt wird.
Wie in 5 gezeigt ist, enthält die Öffnungseinstellkomponente 68 einen Zylinder 70, einen Kolben 72, einen Stab 74 und eine Kompressionsfeder 76. Der Zylinder 70 ist mit dem Weiterleitungsweg 66 verbunden. Der Zylinder 70 ist mit einer zylindrischen Form gebildet, und der Druck der komprimierten Luft wird vom Druckweiterleitungsweg 66 in den Zylinder 70 weitergeleitet.
Der Kolben 72 ist derart vorgesehen, dass der Kolben 72 in der axialen Richtung im Zylinder 70 beweglich ist. Der Kolben 72 bewegt sich mit dem Empfangen des Drucks der komprimierten Luft, der in den Zylinder 70 weitergeleitet wird, in der axialen Richtung rückwärts und vorwärts.
Der Stab 74 ist ein Wellenelement, das mit dem Kolben 72 verbunden ist. Der Stab 74 bewegt sich zusammen mit dem Kolben 72 in der axialen Richtung. Das heißt, der Stab 74 bewegt sich mit dem Empfangen des Drucks der komprimierten Luft, der der Last entspricht, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird. Insbesondere bewegt sich der Stab 74 als Antwort auf eine Schwankung des Drucks der komprimierten Luft, die einer Schwankung der Last, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird, entspricht, rückwärts und vorwärts.
Der Stab 74 weist ein Spitzenende 74a auf, das an die Auslassöffnung 63a angrenzt. Das Spitzenende 74a ist im Gehäuse 62 angeordnet. Während sich der Stab 74 in der axialen Richtung bewegt, stellt das Spitzenende 74a die Größe eines Spalts zwischen der Auslassöffnung 63a und dem Stab 74 ein.
6A und 6B sind jeweils eine schematische Zeichnung, die den Spalt zwischen dem Stab 74 und der Auslassöffnung 63a veranschaulicht. Wenn der Stab 74, der in 6A gezeigt ist, z. B. in einen Zustand verlagert wird, der in 6B gezeigt ist, wird der Spalt zwischen der Auslassöffnung 63a und dem Spitzenende 74a klein. Auf diese Weise wird die Öffnungsfläche der Auslassöffnung 63a durch den Stab 74 eingestellt.
Wie in 5 gezeigt ist, ist die Kompressionsfeder 76 ein Vorbelastungselement, das zwischen einer Flanschkomponente 74b, die mit dem Stab 74 verbunden ist, und dem Grundblock 63 vorgesehen ist. Der Stab 74 wird durch eine Vorbelastungskraft der Kompressionsfeder 76 in der axialen Richtung rückwärts vorbelastet. Wenn der Druck der komprimierten Luft, der in den Zylinder 70 weitergeleitet wird, größer als die Vorbelastungskraft der Kompressionsfeder 76 ist, bewegt sich der Stab 74 gegen die Vorbelastungskraft vorwärts (nähert sich der Auslassöffnung 63a). Wenn andererseits der Druck der komprimierten Luft abnimmt, bewegt sich der Stab 74 aufgrund der Vorbelastungskraft der Kompressionsfeder 76 rückwärts (zieht sich von der Auslassöffnung 63a zurück).
Die Öffnungseinstellkomponente 68 hält das Absaugen von Luft durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente 55 an, indem die Auslassöffnung 63a geschlossen wird. Das heißt, wenn das Spitzenende 74a des Stabs 74 die Auslassöffnung 63a verschließt, strömt keine Luft in Richtung der Auslassöffnung 63a, und durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente 55 wird keine Luft angesaugt. Stattdessen strömt die komprimierte Luft, die vom Luftförderweg 45 zur Unterdruck-Erzeugungskomponente 55 strömt, durch den Saugweg 52 zu den Sauglöchern 28.
7 ist eine schematische Zeichnung, die den Strom der komprimierten Luft veranschaulicht, wenn der Stab 74 die Auslassöffnung 63a verschließt. Wenn der Stab 74 die Auslassöffnung 63a verschließt, wird die komprimierte Luft, die durch die Düsenkomponente 55a hindurchgeströmt ist, nicht zur Auslassöffnung 63a gelenkt, sondern wird über den Saugweg 52 zu den Sauglöchern 58 gelenkt, wie in 7 gezeigt ist. Das heißt, die komprimierte Luft, die durch die Düsenkomponente 55a hindurchgeströmt ist, strömt durch den Saugweg 52, anstelle dessen, dass die Luft, die von den Sauglöchern 28 angesaugt wird, durch den Saugweg 52 strömt. Die komprimierte Luft, die durch den Saugweg 52 strömt, strömt von den Sauglöchern 28 zwischen die Führungsfläche 22 und die untere Fläche 12b, und im Bereich R2 wird ebenfalls eine Luftschicht gebildet. Das heißt, ein Bereich der Luftschicht (Bereich R1 und Bereich R2), wenn die Auslassöffnung 63a geschlossen ist, ist breiter als der Bereich der Luftschicht (Bereich R1), wenn die Auslassöffnung 63a offen ist.
Wenn der Stab 74 die Auslassöffnung 63a verschließt, wird komprimierte Luft von den Luftförderlöchern 24 und den Sauglöchern 28 gefördert, derart, dass die Luftschicht in einem breiten Bereich zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b gebildet werden kann. Das heißt, weil die Luftschicht zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b maximal ausgebildet werden kann, kann eine Last, die auf den Drehtisch 10 aufgebracht wird, mit der Düsenkomponente 55a, die als das aerostatische Lager mit einem Fluid-Reduzierstück dient, selbst dann getragen werden, wenn die Last zunimmt.
Daher kann eine Luftschicht auf dieselbe Weise gebildet werden, wenn die komprimierte Luft, die durch die Düsenkomponente 55a hindurchgeströmt ist, von den Sauglöcher 28 dem Bereich R2 gefördert wird, wie dann, wenn die komprimierte Luft, die durch das Reduzierstück 43a hindurchgeströmt ist, das am anderen Ende des Luftförderwegs 43 vorgesehen ist, von den Luftförderlöchern 24 gefördert wird, ohne ein Reduzierstück in der Umgebung der Sauglöcher 28 des Saugwegs 52 vorzusehen. Andererseits ist es dadurch, dass im Saugweg 52 kein Reduzierstück vorgesehen ist, möglich, die Luft auf geeignete Weise zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b anzusaugen.
(Strom der komprimierten Luft und der abgesaugten Luft)
Der Strom der komprimierten Luft und der abgesaugten Luft, wenn sich der Drehtisch 10 dreht, wird unter Bezugnahme auf 4 erklärt.
Zuerst wird die komprimierte Luft, die durch den Luftförderweg 42 strömt, am Formstück 47 zu den drei Luftförderwegen 43, 44 und 45 umgelenkt. Die komprimierte Luft, die zum Luftförderweg 43 umgelenkt wird, strömt durch den Luftförderweg 43 und strömt durch das Reduzierstück 43a hindurch und wird daraufhin von der Luftförderlöchern 24 gefördert. Als ein Ergebnis wird durch die geförderte, komprimierte Luft zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b im Bereich R1 eine Luftschicht gebildet.
Die komprimierte Luft, die zum Luftförderweg 44 umgelenkt wird, strömt durch den Luftförderweg 44 und strömt durch das Reduzierstück 44a hindurch und wird anschließend vom Luftförderloch 23a gefördert. Als ein Ergebnis wird durch die geförderte, komprimierte Luft zwischen der Innenfläche 23 und der Außenfläche 14a (Bereich R3) eine Luftschicht gebildet.
Die komprimierte Luft, die zum Luftförderweg 45 umgelenkt wird, strömt durch den Luftförderweg 45 und strömt durch die Düsenkomponente 55a der Unterdruck-Erzeugungskomponente 55 hindurch. Die Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft wird durch die Düsenkomponente 55a erhöht, und ein Unterdruck wird erzeugt. Dieser Unterdruck bewirkt, dass die Luft zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b (Bereich R2) von den Sauglöchern 28 angezogen wird und durch den Saugweg 52 zur Unterdruck-Erzeugungskomponente 55 strömt. Daraufhin strömen die komprimierte Luft und die abgesaugte Luft zur Auslasskomponente 60 und werden aus der Auslassöffnung 63a ausgelassen.
Andererseits (i) schwankt der Druck der komprimierten Luft, die durch den Luftförderweg 43 strömt, gemäß der Last, die vom Werkstück auf den Drehtisch 10 wirkt, (ii) wird über den Weiterleitungsweg 66 in die Verlagerung des Stabs 74 umgesetzt und (iii) wird zur Öffnungseinstellkomponente 68 weitergeleitet. Die Öffnungseinstellkomponente 68 stellt die Öffnungsfläche der Auslassöffnung 63a in Übereinstimmung mit dem weitergeleiteten Druck der komprimierten Luft ein, um eine Auslassmenge der komprimierten Luft und der abgesaugten Luft einzustellen. Hier stellt die Öffnungseinstellkomponente 68 die Öffnungsfläche der Auslassöffnung 63a automatisch ein, indem der Stab 74 rückwärts und vorwärts bewegt wird. Während der Drehtisch 10 sich dreht, treten die oben genannten Ströme der komprimierten Luft und der abgesaugten Luft ununterbrochen auf.
<Wirkung der ersten Ausführungsform>
Die oben beschriebene Drehtischvorrichtung 1 der ersten Ausführungsform enthält Folgendes: die Auslassöffnung 63a, durch die die komprimierte Luft und die abgesaugte Luft, die durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente 55 hindurchgeströmt sind, ausgelassen werden; und die Öffnungseinstellkomponente 68, die die Größe der Öffnungsfläche der Auslassöffnung 63a in Übereinstimmung mit der Last, die auf den Drehtisch 10 aufgebracht wird, einstellt. Wenn die Last, die auf den Drehtisch 10 aufgebracht wird, klein ist, (i) vergrößert die Öffnungseinstellkomponente 68 die Öffnungsfläche der Auslassöffnung 63a, (ii) fördert das Absaugen von Luft zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b und (iii) erhöht die Vorbelastung. Wenn andererseits die Last, die auf den Drehtisch 10 aufgebracht wird, groß ist, verringert die Öffnungseinstellkomponente 68 die Öffnungsfläche der Auslassöffnung 63a, um das Absaugen von Luft zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b zu unterdrücken, und verringert dadurch die Vorbelastung. Als ein Ergebnis kann die Vorbelastung, die der Last entspricht, die auf den Drehtisch 10 aufgebracht wird, automatisch eingestellt werden (d. h. die Schichtdicke der Luftschicht kann eingestellt werden), derart, dass auf einfache Weise eine Luftschicht gebildet werden kann, die einen breiten Bereich von Lasten handhaben kann.
Im Folgenden wird ein Ergebnis eines Versuchs gemäß der Konfiguration der ersten Ausführungsform im Vergleich zu einem Vergleichsbeispiel erklärt. In dem Vergleichsbeispiel enthält dessen Konfiguration die Öffnungseinstellkomponente 68 nicht, die in der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, und somit werden die Auslassmengen der komprimierten Luft und der abgesaugten Luft, die aus einer Auslassöffnung ausgelassen werden, nicht eingestellt.
8 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Versuchen zeigt. 8 zeigt das Ergebnis des Versuchs gemäß der Konfiguration der ersten Ausführungsform (Kennlinie 1, die schwarze Kreise verbindet) und das Ergebnis des Versuchs gemäß einer Konfiguration des Vergleichsbeispiels (Kennlinie 2, die schwarze Dreiecke verbindet). Wie aus 8 zu sehen ist, ist durch das Bereitstellen der Öffnungseinstellkomponente 68 wie in der ersten Ausführungsform die Größe der maximalen Last auf der Kennlinie 1 etwa zweimal so groß wie jene des Vergleichsbeispiels (die maximale Last auf der Kennlinie 2). Ferner kann gesagt werden, dass die Steifigkeit der Luftschicht der ersten Ausführungsform höher als die Steifigkeit der Luftschicht des Vergleichsbeispiels ist, da die Steigung der Kennlinie 1, die der ersten Ausführungsform entspricht, steiler als die Steigung der Kennlinie 2 ist, die dem Vergleichsbeispiel entspricht.
<Abwandlungsbeispiel>
In der obigen Beschreibung weist die ringförmige Fuge 27, die in einer Ringform ausgebildet und in einer radialen Richtung um eine bestimmte Breite vertieft ist (siehe 2), die Sauglöcher 28 der Führungsfläche 22 der Trägerkomponente 20 auf. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf eingeschränkt und kann konfiguriert sein, wie in 9 gezeigt ist.
9 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration gemäß einem Abwandlungsbeispiel der Führungsfläche 22 der Trägerkomponente 20 veranschaulicht. In dem Abwandlungsbeispiel sind vier Sauglöcher 28 in Intervallen von 90 Grad umlaufend vorgesehen. Außerdem sind anstelle der ringförmigen Fuge 27 aus 2 eine äußere, schmale Fuge 127a, eine mittige, schmale Fuge 127b, eine Verbindungsfuge 127c und eine ebene Komponente 127d in einem Abschnitt gebildet, der dem Bereich R2 aus 1 entspricht.
Die äußere, schmale Fuge 127a ist eine Fuge, die in einer Ringform von den Sauglöchern 28 radial nach außen gebildet ist. Die Breite der äußeren, schmalen Fuge 127a ist kleiner als der Durchmesser des Sauglochs 28. Die mittige, schmale Fuge 127b ist eine Fuge, die in einer Ringform auf der mittigen Seite der Sauglöcher 28 in der radialen Richtung gebildet ist. Hier ist die Breite der mittigen, schmalen Fuge 127b dieselbe wie die Breite der äußeren, schmalen Fuge 127a.
Die Verbindungsfuge 127c ist eine Fuge, die die äußere, schmale Fuge 127a und die mittige, schmale Fuge 127b verbindet. Die Sauglöcher 28 sind in der Verbindungsfuge 127c angeordnet. Hier ist die Breite der Verbindungsfuge 127c kleiner als der Durchmesser des Sauglochs 28 und ist dieselbe wie die Breite der äußeren, schmalen Fuge 127a und der mittigen, schmalen Fuge 127b. Die äußere, schmale Fuge 127a, die mittige, schmale Fuge 127b und die Verbindungsfuge 127c fungieren als ein Strömungsweg, durch den die Luft strömt, die durch die Sauglöcher 28 angesaugt wird.
Die ebene Komponente 127d ist eine fächerförmige Komponente, die von der äußeren, schmalen Fuge 127a, der mittigen, schmalen Fuge 127b und der Verbindungsfuge 127c umgeben ist. Im Unterschied zu der äußeren, schmalen Fuge 127a, der mittigen, schmalen Fuge 127b und der Verbindungsfuge 127c ist die ebene Komponente 127d keine Fuge und weist eine ebene Oberfläche auf. Weil die ebene Komponente 127d von der äußeren, schmalen Fuge 127a und der mittigen, schmalen Fuge 127b umgeben ist, wird die Luft in dem Abschnitt der ebenen Komponente 127d ebenfalls durch die Sauglöcher 28 angesaugt (d. h. die Luft im Abschnitt der ebenen Komponente 127d wird zu einem Unterdruck).
<Zweite Ausführungsform>
Eine Konfiguration der Drehtischvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 10 und 11 erklärt. Es sei erwähnt, dass Konfigurationen, die unten nicht beschrieben sind, dieselben wie jene der ersten Ausführungsform sind.
10 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration der Drehtischvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. In der zweiten Ausführungsform wird die komprimierte Luft, die durch den Luftförderweg 43 strömt, wie in 10 gezeigt ist, in der Trägerkomponente 20 in Richtung der Luftförderlöcher 24 und eines Luftförderlochs 23a umgelenkt, wodurch die Luftschicht des Bereichs R1 und des Bereichs R3 gebildet wird, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
In der ersten Ausführungsform sind die Saugstrahlpumpe 54 und die Auslasskomponente 60 über den Verbindungsweg 58 verbunden, während in der zweiten Ausführungsform die Saugstrahlpumpe 154 und die Auslasskomponente 160 einteilig ausgebildet sind. Außerdem unterscheidet sich eine Konfiguration einer Öffnungseinstellkomponente 168 der Auslasskomponente 160 von der Konfiguration der Öffnungseinstellkomponente 68 der ersten Ausführungsform.
Die Saugstrahlpumpe 154 verwendet die komprimierte Luft, die aus dem Luftförderweg 45 strömt, um einen Unterdruck zu erzeugen. Die Saugstrahlpumpe 154 weist eine Unterdruck-Erzeugungskomponente 155 und eine Diffusorkomponente 156 auf. Die Unterdruck-Erzeugungskomponente 155 weist eine Düsenkomponente 155a zum Erhöhen der Strömungsgeschwindigkeit der komprimierten Luft, um einen Unterdruck zu erzeugen, auf. Dieser Unterdruck bewirkt, dass die Luft, die von den Sauglöchern 28 angesaugt wird, durch den Saugweg 52 zur Diffusorkomponente 156 strömt. Die abgesaugte Luft strömt zusammen mit der komprimierten Luft durch die Diffusorkomponente 156 zur Auslasskomponente 160.
Die Auslasskomponente 160 lässt die komprimierte Luft und die abgesaugte Luft, die aus der Saugstrahlpumpe 154 strömen, zur Außenseite aus. Auf eine ähnliche Weise wie in der ersten Ausführungsform stellt die Auslasskomponente 160 eine Auslassmenge der komprimierten Luft und der abgesaugten Luft in Übereinstimmung mit der Last, die auf die Tischeinheit 12 aufgebracht wird, ein. Die Auslasskomponente 160 enthält ein Gehäuse 162, einen Weiterleitungsweg 166 und eine Öffnungseinstellkomponente 168.
11 ist ein schematisches Diagramm, das eine genaue Konfiguration der Auslasskomponente 160 veranschaulicht. Das Gehäuse 162 ist eine zylindrische Komponente mit einem Raum darin. Das Gehäuse 162 weist eine Verbindungsöffnung 163a und eine Luftöffnung 163b auf.
Die Verbindungsöffnung 163a ist eine Öffnung zum In-Verbindung-Stehen mit der Diffusorkomponente 156 der Saugstrahlpumpe 154. Die komprimierte Luft und die abgesaugte Luft, die aus der Saugstrahlpumpe 154 strömen, werden durch die Verbindungsöffnung 163a ausgelassen. In der zweiten Ausführungsform entspricht die Verbindungsöffnung 163a einer Auslassöffnung, durch die die komprimierte Luft und die abgesaugte Luft ausgelassen werden. Die Luftöffnung 163b ist eine Öffnung zum Ermöglichen, dass die komprimierte Luft und die abgesaugte Luft, die durch die Verbindungsöffnung 163a hindurchgeströmt sind, zur Außenseite (Atmosphäre) gehen. Die Luftöffnung 163b ist auf der Außenfläche des Gehäuses 162 vorgesehen.
Auf eine ähnliche Weise wie der Weiterleitungsweg 66 der ersten Ausführungsform zweigt der Weiterleitungsweg 166 vom Luftförderweg 43 ab und ist ein Weg, durch den die komprimierte Luft des Luftförderwegs 43 weitergeleitet wird. Der Weiterleitungsweg 166 ist mit der Öffnungseinstellkomponente 168 verbunden und leitet den Druck der komprimierten Luft des Luftförderwegs 43 zur Öffnungseinstellkomponente 168 weiter.
Die Öffnungseinstellkomponente 168 stellt eine Öffnungsfläche der Verbindungsöffnung 163a in Übereinstimmung mit der Größe des Drucks der komprimierten Luft ein, der über den Weiterleitungsweg 166 weitergeleitet wird. Die Öffnungseinstellkomponente 168 vergrößert die Öffnungsfläche der Verbindungsöffnung 163a, um das Absaugen von Luft zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b zu erleichtern, wenn der Druck der komprimierten Luft niedrig ist (mit anderen Worten, wenn die Last, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird, niedrig ist). Andererseits verringert die Öffnungseinstellkomponente 168 die Öffnungsfläche der Verbindungsöffnung 163a, wenn der Druck der komprimierten Luft hoch ist (mit anderen Worten, wenn die Last, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird, hoch ist), und unterdrückt das Absaugen von Luft zwischen der Führungsfläche 22 und der unteren Fläche 12b. Auf diese Weise wird die Vorbelastung in Übereinstimmung mit der Last, die auf die Tischkomponente 12 aufgebracht wird, eingestellt, wodurch die Schwankung der Dicke der Luftschicht unterdrückt wird.
Hier ist die Öffnungseinstellkomponente 168 im Gehäuse 162 vorgesehen. Die Öffnungseinstellkomponente 168 weist einen Faltenbalg 170, der ein elastisches Element ist, und eine Säulenkomponente 172 auf. In der zweiten Ausführungsform entsprechen der Faltenbalg 170 und die Säulenkomponente 172 einem beweglichen Element.
Der Faltenbalg 170 weist die Form eines Faltenbalgs auf, und sein erstes Ende ist mit dem Weiterleitungsweg 166 verbunden. Im Inneren des Faltenbalgs 170 ist ein Hohlraum gebildet, durch den der Druck der komprimierten Luft vom Weiterleitungsweg 166 weitergeleitet wird. Der Faltenbalg 170 dehnt sich mit dem Empfangen des Drucks der komprimierten Luft, der vom Weiterleitungsweg 166 weitergeleitet wird, in der axialen Richtung im Gehäuse 162 aus bzw. zieht sich zusammen. Der Faltenbalg 170 besteht z. B. aus mehreren gestapelten, ringförmigen, dünnen Metallplatten, und ein dehnbarer Hohlraum ist gebildet, indem die Innenumfangskanten und die Außenumfangskanten der ringförmigen, dünnen Platten umlaufend verbunden sind. Es sei erwähnt, dass das Aufweisen des Faltenbalgs 170, der im Gehäuse 162 als ein bewegliches Element vorgesehen ist, dahingehend wirksam ist, dass es die Notwendigkeit von Reibungsfaktoren wie etwa Füllkörpern beseitigt, die erforderlich sein können, wenn ein Kolben in einem Zylinder vorgesehen ist, um als das bewegliche Element zu dienen.
Die Säulenkomponente 172 weist z. B. eine konische Form auf und ist über eine Platte 173 mit der Seite des anderen Endes des Faltenbalgs 170 verbunden. Die Säulenkomponente 172 ist derart vorgesehen, dass sie in der axialen Richtung vom Faltenbalg 170 vorsteht. Die Säulenkomponente 172 bewegt sich in Verbindung mit der Ausdehnung und Kontraktion des Faltenbalgs 170 in der axialen Richtung. Wenn sich der Faltenbalg 170 z. B. ausdehnt, tritt die Spitzenseite der Säulenkomponente 172 aus der Verbindungsöffnung 163a in die Diffusorkomponente 156 ein. Die Säulenkomponente 172 bewegt sich in Bezug auf die Verbindungsöffnung 163a, während der Faltenbalg 170 sich ausdehnt und zusammenzieht, derart, dass ein Spalt mit der Verbindungsöffnung 163a eingestellt wird. Als ein Ergebnis kann die Auslassmenge der komprimierten Luft und der abgesaugten Luft, die durch die Verbindungsöffnung 163a hindurchtreten, um aus der Luftöffnung 163b ausgelassen zu werden, eingestellt werden.
Wenn die Säulenkomponente 172 die Verbindungsöffnung 163a verschließt, hält die Unterdruck-Erzeugungskomponente 155 in der zweiten Ausführungsform ebenfalls das Absaugen von Luft an. Mit anderen Worten, wenn die Säulenkomponente 172 die Verbindungsöffnung 163a verschließt, strömt keine Luft in Richtung der Verbindungsöffnung 163a, und durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente 155 wird keine Luft angesaugt. Die komprimierte Luft, die aus dem Luftförderweg 45 zur Unterdruck-Erzeugungskomponente 155 strömt, strömt durch den Saugweg 52 und wird von den Sauglöchern 28 gefördert, derart, dass eine Luftschicht gebildet wird.
Die oben beschriebene Drehtischvorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform enthält Folgendes: die Verbindungsöffnung 163a, durch die die komprimierte Luft und die abgesaugte Luft, die durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente 55 hindurchgeströmt sind, ausgelassen werden; und die Öffnungseinstellkomponente 168, die die Größe der Öffnungsfläche der Verbindungsöffnung 163a in Übereinstimmung mit der Last, die auf den Drehtisch 10 aufgebracht wird, einstellt. Als ein Ergebnis kann die Vorbelastung, die der Last entspricht, die auf den Drehtisch 10 aufgebracht wird, auf eine ähnliche Weise wie in der ersten Ausführungsform automatisch eingestellt werden, indem bewirkt wird, dass die Öffnungseinstellkomponente 168 die Öffnungsfläche der Verbindungsöffnung 163a einstellt, derart, dass in der zweiten Ausführungsform ebenfalls auf einfache Weise eine Luftschicht gebildet werden kann, die einen breiten Bereich von Lasten handhaben kann.
Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage der beispielhaften Ausführungsformen erklärt. Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Umfang eingeschränkt, der in den obigen Ausführungsformen erklärt ist, und es ist möglich, diverse Änderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung vorzunehmen. Zum Beispiel sind die spezifischen Ausführungsformen der Verteilung und Integration der Vorrichtung nicht auf die obigen Ausführungsformen eingeschränkt, alle oder ein Teil davon können mit jeder Einheit konfiguriert sein, die funktional oder physikalisch gestreut oder integriert ist. Ferner sind neue beispielhafte Ausführungsformen, die durch beliebige Kombinationen davon erzeugt werden, in den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten. Ferner weisen Wirkungen der neuen beispielhaften Ausführungsformen, die durch die Kombinationen hervorgebracht werden, ebenfalls die Wirkungen der ursprünglichen beispielhaften Ausführungsformen auf.
Bezugszeichenliste

1: Drehtischvorrichtung
12: Tischkomponente
12a: Anordnungsfläche
12b: Untere Fläche
20: Trägerkomponente
22: Führungsfläche
24: Luftförderloch
43: Luftförderweg
52: Saugweg
55: Unterdruck-Erzeugungskomponente
55a: Düsenkomponente
60: Auslasskomponente
63a: Auslassöffnung
66: Weiterleitungsweg
68: Öffnungseinstellkomponente
74: Stab
74a: Spitzenende

Claims

Drehtischvorrichtung (1), die Folgendes umfasst: eine Tischkomponente (12), die eine Anordnungsfläche (12a) aufweist, auf der ein Werkstück angebracht wird, und die sich um eine vorgegebene Drehachse dreht; eine Trägerkomponente (20), die eine Führungsfläche (22) aufweist, die einer gegenüberliegenden Fläche (12b) zugewandt ist, die sich auf einer gegenüberliegenden Seite der Anordnungsfläche der Tischkomponente befindet; eine Luftschicht-Bildungskomponente (24), die durch Fördern von komprimierter Luft zwischen die Führungsfläche und die gegenüberliegende Fläche eine Luftschicht bildet, wobei die komprimierte Luft durch einen Strömungsweg strömt; eine Unterdruck-Erzeugungskomponente (55), die einen Durchlassunterdruck erzeugt, indem die Strömungsgeschwindigkeit der hindurchströmenden, komprimierten Luft erhöht wird, derart, dass zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegende Fläche Luft angesaugt wird; eine Auslasskomponente (60), die mit einer Auslassöffnung (63a) gebildet ist, durch die die komprimierte Luft, die durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente hindurchgeströmt ist, und die Luft, die durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente angesaugt wird, ausgelassen werden; und eine Öffnungseinstellkomponente (68), die die Größe einer Öffnungsfläche der Auslassöffnung der Auslasskomponente in Übereinstimmung mit der Größe eines Drucks der komprimierten Luft einstellt, der einer Last entspricht, die auf die Tischkomponente aufgebracht wird, wobei die Öffnungseinstellkomponente mit dem Strömungsweg verbunden ist.
Drehtischvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Weiterleitungsweg (66), der den Druck der komprimierten Luft, der der Last entspricht, die auf die Tischkomponente aufgebracht wird, zur Öffnungseinstellkomponente weiterleitet, wobei die Öffnungseinstellkomponente die Größe der Öffnungsfläche gemäß dem Druck der komprimierten Luft, der durch den Weiterleitungsweg weitergeleitet wird, einstellt.
Drehtischvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner Folgendes umfasst: einen Luftförderweg (43), durch den die komprimierte Luft strömt, die die Luftschicht bildet, wobei der Weiterleitungsweg vom Luftförderweg abzweigt und mit der Öffnungseinstellkomponente verbunden ist.
Drehtischvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Öffnungseinstellkomponente die Öffnungsfläche vergrößert, um das Absaugen von Luft zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegenden Fläche zu erleichtern, wenn der Druck der komprimierten Luft, der über den Weiterleitungsweg weitergeleitet wird, niedrig ist, und die Größe der Öffnungsfläche verringert, um das Absaugen von Luft zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegenden Fläche zu unterdrücken, wenn der Druck der komprimierten Luft, der über den Weiterleitungsweg weitergeleitet wird, hoch ist.
Drehtischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Öffnungseinstellkomponente das Absaugen von Luft durch die Unterdruck-Erzeugungskomponente anhält, indem die Auslassöffnung geschlossen wird.
Drehtischvorrichtung nach Anspruch 5, die ferner Folgendes umfasst: einen Saugweg (52), durch den die Luft, die zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegenden Fläche angesaugt wird, zur Unterdruck-Erzeugungskomponente strömt, wobei die Öffnungseinstellkomponente die komprimierte Luft, die die Luftschicht bildet, über den Saugweg zwischen die Führungsfläche und die gegenüberliegende Fläche fördert, indem die Auslassöffnung geschlossen wird.
Drehtischvorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Bereich der Luftschicht, die zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegenden Fläche gebildet wird, während die Öffnungseinstellkomponente die Auslasskomponente schließt, breiter ist als der Bereich der Luftschicht, die zwischen der Führungsfläche und der gegenüberliegenden Fläche gebildet wird, während die Öffnungseinstellkomponente die Auslasskomponente öffnet.
Drehtischvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Unterdruck-Erzeugungskomponente eine Düse (55a) aufweist, die einen Strömungsweg der komprimierten Luft einschränkt, und die Öffnungseinstellkomponente die komprimierte Luft, die durch die Düse hindurchgeströmt ist, über den Saugweg zwischen die Führungsfläche und die gegenüberliegende Fläche fördert, indem die Auslassöffnung geschlossen wird.
Drehtischvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Öffnungseinstellkomponente ein bewegliches Element (74) aufweist, das sich mit dem Empfangen des Drucks der komprimierten Luft, der der Last entspricht, die auf die Tischkomponente aufgebracht wird, in einer Bewegungsrichtung bewegt, und das bewegliche Element sich derart bewegt, dass die Größe eines Spalts zwischen dem beweglichen Element und der Auslassöffnung eingestellt wird.
Drehtischvorrichtung nach Anspruch 9, wobei sich das bewegliche Element als Antwort auf eine Schwankung des Drucks der komprimierten Luft, die einer Schwankung der Last entspricht, die auf die Tischkomponente aufgebracht wird, in der Bewegungsrichtung rückwärts und vorwärts bewegt.
Drehtischvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Öffnungseinstellkomponente ferner ein Vorbelastungselement (76) umfasst, das das bewegliche Element vorbelastet, derart, dass das bewegliche Element in der Bewegungsrichtung vom Spalt weggezogen wird, und das bewegliche Element sich mit dem Empfangen des Drucks der komprimierten Luft derart bewegt, dass es sich gegen eine Vorbelastungskraft des Vorbelastungselements dem Spalt in der Bewegungsrichtung nähert.
Drehtischvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das bewegliche Element ein Wellenelement (74) ist, das sich mit dem Empfangen des Drucks der komprimierten Luft in der Bewegungsrichtung bewegt, und das Wellenelement ein Spitzenende (74a) aufweist, das auf der Spitzenseite vorgesehen ist und die Größe des Spalts zwischen dem Wellenelement und der Auslassöffnung einstellt, während sich das Wellenelement bewegt.
Drehtischvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das bewegliche Element Folgendes enthält: ein elastisches Element (170), das sich unter dem Druck in der Bewegungsrichtung ausdehnen und zusammenziehen kann; und eine Säulenkomponente (172), die auf einer Spitzenseite des elastischen Elements vorgesehen ist und sich in Verbindung mit der Ausdehnung und Kontraktion des elastischen Elements in der Bewegungsrichtung bewegt, derart, dass die Größe eines Spalts zwischen dem beweglichen Element und der Auslassöffnung eingestellt wird.