JP2001277068A - 直動スライダの保護カバー装置 - Google Patents

直動スライダの保護カバー装置

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JP2001277068A
JP2001277068A JP2000101480A JP2000101480A JP2001277068A JP 2001277068 A JP2001277068 A JP 2001277068A JP 2000101480 A JP2000101480 A JP 2000101480A JP 2000101480 A JP2000101480 A JP 2000101480A JP 2001277068 A JP2001277068 A JP 2001277068A
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Masamichi Saito
正道 斉藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】単純な構成で直動スライダの動作にも悪影響を
与えにくい直動スライダの保護カバー装置を提供する。 【解決手段】除振台1上に載置された直動スライダを保
護するための直動スライダの保護カバー装置であって、
直動スライダを、直動スライダの可動部7と非接触又は
弱い弾性体による結合状態で覆う保護カバー8,9と、
保護カバー8,9を直動スライダの可動部7の動きと同
期させて移動駆動するための駆動装置と、保護カバー及
び駆動装置を支持する支持部材12であって、その基端
部を除振台1の外側に固定された支持部材とを具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、切り粉やオイルミ
ストから直動スライダを保護することが必要な工作機
械、特に非常に高い移動精度が求められる超精密切削機
の直動スライダの保護カバー装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、高精度な工作機械のスライダは、
静圧軸受けにより非接触に支持され、リニアモータでダ
イレクトに駆動され、レーザー測長器で位置計測され、
フルクローズでサーボ系が組まれることが多い。このよ
うな工作機械では、ナノメータオーダの分解能と、サブ
ミクロンの形状精度が期待できる。実際の加工では、案
内面、駆動系、計測系を切り粉やオイルミストから保護
するため、蛇腹或いは伸縮式のスライド等がスライダに
取り付けられるが、スライダはこうした保護カバーをも
同時に移動させる必要があるため、蛇腹や伸縮式のスラ
イドが移動時に接触する部分には摩擦抵抗が少なくなる
ような材料が選択され、また、大型のカバーでは、カバ
ー専用のガイドが使用され、カバー自体のスムーズな移
動を実現しようとしている。しかし、上記のような保護
カバーは一般的に低い共振周波数を多く持ち、また非線
型な摩擦要素を持つため、スライダの送りサーボ系の高
周波数側の安定性を低下させるため、ゲインを高くとる
ことができない。このため、位置指令に対する追従性、
応答性が劣化してしまう。
【0003】このため、保護カバーと直動スライダを非
接触にし、保護カバーに個別の駆動機構を用いることが
考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、保護カ
バーの移動時の摩擦抵抗による保護カバーの振動や保護
カバーのモータなどの駆動機構の動作振動が外乱となり
直動スライダの追従性、応答性を劣化させる心配があ
る。また、この様な問題点を考慮した保護カバーの設計
を行うと機構が複雑になって装置上のスペースを必要と
し、装置のメンテナンス及び保護カバーの交換の複雑さ
の問題、及び非常に高価な保護カバーになってしまうと
いった問題も発生する。
【0005】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、単純な構成で直動スラ
イダの動作にも悪影響を与えにくい直動スライダの保護
カバー装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる直動スライダの
保護カバー装置は、除振台上に載置された直動スライダ
を保護するための直動スライダの保護カバー装置であっ
て、前記直動スライダを、該直動スライダの可動部と非
接触又は弱い弾性体による結合状態で覆う保護カバー
と、該保護カバーを前記直動スライダの可動部の動きと
同期させて移動駆動するための駆動手段と、前記保護カ
バー及び前記駆動手段を支持する支持部材であって、そ
の基端部を前記除振台の外側に固定された支持部材とを
具備することを特徴としている。
【0007】また、この発明に係わる直動スライダの保
護カバー装置において、前記保護カバーの端部と前記直
動スライダの可動部とのクリアランスを測定するための
測定手段を更に具備することを特徴としている。
【0008】また、この発明に係わる直動スライダの保
護カバー装置において、前記測定手段による測定結果
を、前記保護カバーの移動駆動制御にフィードバックす
ることを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0010】図1は、本発明の一実施形態に係わる工作
機械の平面図であり、図2は、図1の側面図である。
【0011】図1において、1は外部振動を遮断するた
めの除振台、2は装置のベースとなる定盤、3は上下動
作するZスライダ、4はZスライダを取り付けるコラ
ム、5はZスライダに搭載された主軸、6はバイトを取
り付けるバイトホルダー、7は静圧軸受けを用いたXY
スライダ上のワークチャック、8、9は折りジャバラカ
バーであり、折りジャバラカバー8はX方向に伸縮し、
折りジャバラカバー9はY方向に伸縮する。10は折り
ジャバラカバーとXYスライダの可動部のクリアランス
であり、厚さ100μm以下のテフロン(登録商標)シ
ートで覆われている。11はXY平面カバー(折りジャ
バラカバー8、9などにより構成されている)を構成す
るためのメインフレーム、12はメインフレーム11を
保持するための支持フレーム、13は装置重量を拡散す
るための床と装置の間に設置される重量拡散板であり、
支持フレーム12が固定されている。14は、可動カバ
ー部以外の固定カバーであり、厚さ100μm以下のテ
フロンシートで構成されている。
【0012】図3は、本実施形態で用いられるXYスラ
イダの詳細図である。
【0013】図3において、20は、Y方向に移動する
Yスライダであり、この上にワークチャック7が配置さ
れている。このYスライダ20は静圧パッドにより平面
ベース21に対して浮上しており、非接触で高精度な運
動が可能である。Yスライダ20はYガイド22に沿っ
て移動可能で、Yガイド22はX軸スライダ23ととも
にH型のXスライダを構成する。従って、Yスライダ2
0は平面ベース21上をXY方向に移動可能で、一般的
なXスライダ上にYスライダを重ねる方式に比べ上下剛
性が高い。24はXガイドである。Xスライダ23は、
Xスライダ用リニアモータコイル25aとマグネット2
5bでX方向に駆動される。Yスライダ20は、Yスラ
イダ用リニアモータコイル26aとマグネット26bに
よって、Y方向に駆動される。27は、Yスライダ位置
検出用レーザー干渉計で、28はXスライダ位置検出用
レーザー干渉計である。
【0014】この様な構成の工作機械においては、バイ
トをバイトホルダー6につけ主軸5に固定する。また、
ワーク(加工ワーク)をワークチャック7に固定する。
バイトとワークの位置出しを行い、バイトの付いた主軸
5を回転させ、回転したバイトでワークを切削加工す
る。その際、表面粗さ向上のため、ミスト状のオイルを
加工点近傍に吹き付け、また加工除去された切り粉が発
生するが、これらが図3で説明したスライダの案内面、
駆動系、計測系にかからないようにする必要がある。こ
のため、図1及び図2で示した様なXY平面カバーが必
要となる。
【0015】次に、この本実施形態のXY平面カバーの
構成について、図4、図5を参照して説明する。
【0016】図4は、XY平面カバーユニットの詳細図
である。30はX方向の折りジャバラカバー8のX方向
カバーガイドでありXY平面カバーのメインフレーム1
1に固定されている。31はY方向の折りジャバラカバ
ー9のY方向カバーガイド、32は2本のY方向カバー
ガイドを連結する連結バーであり、Y方向カバーガイド
31と連結バー32は口の字を形成しX方向に移動可能
なX方向可動フレーム50となる。そのX方向可動フレ
ーム50に各々のX方向折りジャバラカバー8の片側が
結合され、もう一つの端部がメインフレーム11に固定
されている。33はX方向可動フレーム50の動きをサ
ポートするためのコロでありX方向ガイド30で受けて
いる。同様に、34はY方向可動フレームであり、35
はY方向可動フレーム34の動きをサポートするための
コロでありY方向ガイド31で受けている。折りジャバ
ラカバー9の両端はX方向可動フレーム50とY方向可
動フレーム34にそれぞれ結合されている。Y方向可動
フレーム34の中にXYスライダの可動部上のワークチ
ャック7が配置されている。
【0017】図5は、XY平面カバーの駆動機構の概略
図である。
【0018】図5において、40はX方向折りジャバラ
カバーを移動させるモータ、41はモータの力を伝える
ベルト、42はベルトを支えるプーリであり、プーリ4
2はメインフレーム11に固定されている。43はY方
向折りジャバラカバーを移動させるモータ、44はモー
タの力を伝えるベルト、45はベルトを支えるプーリで
あり、プーリ45はX方向可動フレーム50(Y方向カ
バーガイド31と連結バー32より構成)に固定されて
いる。矢印46,47が、XYスライダ可動部中心がX
Y方向に移動する範囲であり、範囲外は折りジャバラカ
バーがたたまれるスペースである。このためプーリ45
は、Z方向で逃げていれば、折りジャバラカバーの移動
を邪魔しない。本実施形態では、プーリ、ベルトをXY
平面カバーの上に配置したが、XY平面カバーの下に配
置しても良い。
【0019】駆動方式は、XYスライダの位置座標を元
にパルスモータ駆動でXY平面カバーをセミクローズ制
御すると構成が簡単である。また、図5の48はギャッ
プセンサであり、ギャップセンサ48によりY方向可動
フレーム34からXYスライダのワークベースをセンシ
ングしてフルクローズ制御を行っても良い。
【0020】以上の構成より、本実施形態の特徴は、X
Y平面カバーの保持構成が、図1、図2で説明したよう
にXYスライダを始めとする主要構成部分と分離されて
おり、連結の必要最低限の部分(クリアランス)のみ厚
さ100μm以下のテフロンシートで覆われている。そ
して、XY平面カバーは、XYスライダと分離されてい
るため独自の移動力が必要であるため駆動機構を有して
いる。
【0021】本実施形態では、この駆動系のモータの振
動やカバーとカバーガイドが接触して外乱を発生して
も、図1、図2で示したように、XY平面カバーとXY
スライダとが接触しないことと、XY平面カバー及びそ
の駆動装置を支持する支持フレーム12がXYスライダ
が配置されている除振台1の外側にあることにより、X
Yスライダ及びZスライダにその外乱の影響が働くこと
がなく、本来の装置構成から期待される直動スライダの
追従性能、応答性を得ることができる。
【0022】本実施形態では、モータとベルト駆動を用
いた構成について説明したが、駆動系にエアーシリンダ
ーやボールネジなどを用いた構成でも良い。
【0023】以上のように、XY平面カバー機構をスラ
イダから分離し、XYスライダの動きに同期してXY平
面カバーを移動させることにより、XY平面カバーの動
作が外乱として、XYスライダ及びZスライダに働くこ
とが無い。これにより、XYスライダ及びZスライダが
本来持っている高い追従性・応答性を最大限に生かすこ
とができ、高い形状精度、面精度の加工を行うことがで
きる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単純な構成で直動スライダの動作にも悪影響を与えにく
い直動スライダの保護カバー装置を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係わる工作機械の平面図
である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】一実施形態に使用されるXYスライダの概略図
である。
【図4】XY平面カバーの詳細図である。
【図5】XY平面カバーの駆動機構の概略図である。
【符号の説明】
1 除振台 2 定盤 3 Zスライダ 4 コラム 5 主軸 6 バイトホルダー 7 ワークベース 8 X方向折りジャバラ 9 Y方向折りジャバラ 10 クリアランス 11 メインフレーム 12 支持フレーム 13 重量拡散板 14 固定カバー 20 Yスライダ 21 平面ベース 22 Yガイド 23 X軸スライダ 24 Xガイド 25a,b Xスライダ用リニアモータコイルとマグネ
ット 26a,b Yスライダ用リニアモータコイルとマグネ
ット 27 Yスライダ位置検出用レーザ干渉計 28 Xスライダ位置検出用レーザ干渉計 30 X方向カバーガイド 31 Y方向カバーガイド 32 連結バー 33 コロ 34 Y方向可動フレーム 35 コロ 40 Xカバー駆動モータ 41 ベルト 42 プーリ 43 Yカバー駆動モータ 44 ベルト 45 プーリ 46 X方向ストローク 47 Y方向ストローク 48 ギャップセンサ 50 X方向可動フレーム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 除振台上に載置された直動スライダを保
    護するための直動スライダの保護カバー装置であって、 前記直動スライダを、該直動スライダの可動部と非接触
    又は弱い弾性体による結合状態で覆う保護カバーと、 該保護カバーを前記直動スライダの可動部の動きと同期
    させて移動駆動するための駆動手段と、 前記保護カバー及び前記駆動手段を支持する支持部材で
    あって、その基端部を前記除振台の外側に固定された支
    持部材とを具備することを特徴とする直動スライダの保
    護カバー装置。
  2. 【請求項2】 前記保護カバーの端部と前記直動スライ
    ダの可動部とのクリアランスを測定するための測定手段
    を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の直動
    スライダの保護カバー装置。
  3. 【請求項3】 前記測定手段による測定結果を、前記保
    護カバーの移動駆動制御にフィードバックすることを特
    徴とする請求項2に記載の直動スライダの保護カバー装
    置。
JP2000101480A 2000-04-03 2000-04-03 直動スライダの保護カバー装置 Withdrawn JP2001277068A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111203748A (zh) * 2020-01-15 2020-05-29 桑明焱 一种在狭窄空间里任意在平面移动的防尘装置
CN117600878A (zh) * 2024-01-18 2024-02-27 山东豪迈数控机床有限公司 一种机床装置

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