JP2009299726A

JP2009299726A - Hydrostatic bearing device and support method of support object by hydrostatic bearing device

Info

Publication number: JP2009299726A
Application number: JP2008152757A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Matsunaga; 茂松永
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-12-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrostatic bearing device and a support method of a support object by the hydrostatic bearing device, capable of correcting a position or an attitude of the support object even to the quick movement of the support object. <P>SOLUTION: A control device of the hydrostatic bearing device operates a piezoelectric actuator of a volume changing device 4 when a displacement speed of a slide table 2 to a base 1 is larger than a predetermined value G based on a detection result by position sensors 5a-5c, and corrects the position or the attitude of the slide table 2 to the base 1 by changing pressure in pockets 27a and 27e by increasing-decreasing the pockets 27a and 27e. When the displacement speed of the slide table 2 to the base 1 is the predetermined value G or less, the position or the attitude of the slide table 2 to the base 1 is corrected by changing at least any of pressure or quantity of hydraulic pressure supplied in the pockets 27a-27f by a hydraulic device. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、被支持体を流体の圧力により支持する静圧軸受装置および静圧軸受装置による被支持体の支持方法に関する。 The present invention relates to a hydrostatic bearing device that supports a supported body with a fluid pressure, and a method for supporting the supported body using the hydrostatic bearing device.

スライドテーブル等の被支持体を、案内体に形成されたポケット部に対向するように配置し、ポケット部に供給された流体の圧力により、被支持体を案内体に対して案内可能に支持する静圧軸受装置に関しては従来より様々なものがあった。
その一つとして、流体圧源とポケット部とを接続する案内体の管路にテーパ孔を形成し、このテーパ孔内にテーパピンを移動可能に設けた従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。これは、案内体に対してテーパピンを螺合させ、テーパピンを螺子操作することによりテーパ孔との間の隙間を調整し、供給する流体の量を変化させることによりポケット部内の圧力を制御しているものである。これにより、少ないテーパピンの移動量でポケット部内の圧力を大きく変化させ、被支持体の位置を制御することが可能となる。
特開平４−３７０４１８号公報 A supported body such as a slide table is disposed so as to face the pocket portion formed in the guide body, and the supported body is supported by the pressure of the fluid supplied to the pocket portion so that the supported body can be guided. There have been various hydrostatic bearing devices.
As one of them, there is a conventional technique in which a taper hole is formed in a conduit of a guide body that connects a fluid pressure source and a pocket portion, and a taper pin is movably provided in the taper hole (for example, Patent Document 1). reference). This is because the taper pin is screwed into the guide body, the gap between the taper hole is adjusted by screwing the taper pin, and the pressure in the pocket portion is controlled by changing the amount of fluid to be supplied. It is what. As a result, the pressure in the pocket portion can be greatly changed with a small amount of movement of the taper pin, and the position of the supported body can be controlled.
JP-A-4-370418

しかしながら本願発明の発明者は長期間に亘る鋭意努力の結果、従来の方法によっては、被支持体の急速な動き（高周波の動き）に対応して、被支持体の位置を修正することは困難であることを発見した。
すなわち、ポケット部へ供給する流体の量を増減して被支持体へ印加する押圧力を変化させ、被支持体の位置を修正する方法、または流体源の圧力を増減する、もしくは流体源とポケット部間の管路に設けられた圧力調整弁を操作して、ポケット部へ供給する流体の圧力を変化させることにより、被支持体の位置を修正する方法では、被支持体の緩慢な移動に対してはその修正が可能であっても、被支持体の急速な動きにまでは追従できない。特に、被支持体の静止状態からの立上り時におけるスクイーズ膜効果による被支持体の姿勢変化や、工作機械の加工負荷による高周波数の振動等には対応できない。このような場合には被支持体の位置の修正遅れが発生することがわかった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被支持体の急速な動きに対しても、被支持体の位置または姿勢を修正可能な静圧軸受装置および静圧軸受装置による被支持体の支持方法を提供することにある。 However, as a result of diligent efforts over a long period of time, the inventors of the present invention have difficulty in correcting the position of the supported body according to the rapid movement (high-frequency movement) of the supported body, depending on the conventional method. I found out.
That is, the amount of fluid supplied to the pocket portion is increased or decreased to change the pressing force applied to the supported body, the position of the supported body is corrected, or the pressure of the fluid source is increased or decreased, or the fluid source and the pocket In the method of correcting the position of the supported body by changing the pressure of the fluid supplied to the pocket by operating the pressure regulating valve provided in the pipe line between the sections, the supported body is moved slowly. On the other hand, even if the correction is possible, it cannot follow the rapid movement of the supported body. In particular, it cannot cope with a change in the posture of the supported body due to the squeeze film effect when the supported body rises from a stationary state, a high-frequency vibration caused by a processing load of the machine tool, or the like. In such a case, it was found that a delay in correction of the position of the supported body occurs.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a hydrostatic bearing device and a hydrostatic bearing device capable of correcting the position or posture of the supported body even when the supported body moves rapidly. It is in providing the support method of the to-be-supported body by.

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
（手段１）手段１に係る静圧軸受装置は、
固定体と、
被支持体とを備え、
前記固定体は、前記被支持体の外周面と対向して狭小の間隙が形成される案内面を備え、
前記固定体および前記被支持体のうちの少なくとも一側には、周囲を前記間隙に取り囲まれるように形成された凹部により所定の容積のポケット部が形成され、
前記ポケット部内には流体圧供給手段により非圧縮性の流体による圧力が供給され、前記ポケット部内に供給された圧力は前記間隙により絞られて前記ポケット部内において保持され、保持された圧力が前記被支持体を押圧することにより前記被支持体が前記固定体の前記案内面に沿って移動可能に支持される静圧軸受装置において、
前記被支持体の前記固定体に対する位置または姿勢を検出する被支持体検出手段と、
前記固定体および前記被支持体のうちの少なくとも一側に設けられ、少なくとも一部が前記ポケット部内に臨むように形成され、前記ポケット部内から後退あるいは前記ポケット部内において収縮することにより前記ポケット部の容積を増大させ、前記ポケット部内に突出あるいは前記ポケット部内において膨張することにより前記ポケット部の容積を減少させるポケット部容積変更手段と、
前記被支持体検出手段により検出された前記被支持体の前記固定体に対する位置または姿勢に基づき、前記ポケット部容積変更手段を作動させることにより、前記被支持体の前記固定体に対する位置または姿勢を修正する制御手段と、
を備えている。
手段１に係る静圧軸受装置によれば、被支持体の位置を修正できる周波数帯域が広がり、被支持体に急速な動きが発生しても、被支持体の動きに対応して被支持体の固定体に対する位置または姿勢の修正を行うことができ、修正遅れが発生することがない。 Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problems will be described with additional effects and the like as necessary.
(Means 1) A hydrostatic bearing device according to means 1 comprises:
A fixed body,
A supported body,
The fixed body includes a guide surface in which a narrow gap is formed facing the outer peripheral surface of the supported body,
On at least one side of the fixed body and the supported body, a pocket portion having a predetermined volume is formed by a recess formed so as to be surrounded by the gap.
A pressure by an incompressible fluid is supplied into the pocket portion by a fluid pressure supply means, and the pressure supplied in the pocket portion is squeezed by the gap and held in the pocket portion, and the held pressure is held in the pocket portion. In the hydrostatic bearing device in which the supported body is supported so as to be movable along the guide surface of the fixed body by pressing the support body.
Supported body detecting means for detecting a position or posture of the supported body with respect to the fixed body;
It is provided on at least one side of the fixed body and the supported body, and is formed so that at least a part thereof faces the pocket portion, and retracts from the pocket portion or contracts in the pocket portion, thereby Pocket portion volume changing means for increasing the volume and reducing the volume of the pocket portion by projecting into the pocket portion or expanding in the pocket portion;
Based on the position or orientation of the supported body relative to the fixed body detected by the supported body detection means, the pocket portion volume changing means is operated to change the position or orientation of the supported body relative to the fixed body. Control means to correct;
It has.
According to the hydrostatic bearing device according to the means 1, the frequency band in which the position of the supported body can be corrected is widened, and even if a rapid movement occurs in the supported body, the supported body corresponds to the movement of the supported body. It is possible to correct the position or posture of the fixed body, and no correction delay occurs.

（手段２）手段１に記載の静圧軸受装置において、
前記ポケット部容積変更手段は、
前記ポケット部内に進退可能なように前記固定体または前記被支持体に対して液密的に取り付けられたピストンと、
該ピストンに当接するように設けられ、電圧を印加することにより伸縮して前記ピストンを前記ポケット部内に進退させる圧電素子と、
を備えるとよい。
圧電素子は電圧の印加による伸縮の応答性が速く、手段２に係る静圧軸受装置によれば、よりいっそう被支持体の急速な動きに対応可能となる。 (Means 2) In the hydrostatic bearing device according to means 1,
The pocket volume changing means is
A piston that is liquid-tightly attached to the fixed body or the supported body so as to be able to advance and retreat in the pocket portion;
A piezoelectric element which is provided so as to abut against the piston, and expands and contracts by applying a voltage to advance and retract the piston into the pocket portion;
It is good to have.
The piezoelectric element has a quick response to expansion and contraction due to application of voltage, and the hydrostatic bearing device according to the means 2 can cope with the rapid movement of the supported body even more.

（手段３）手段２に記載の静圧軸受装置において、
前記固定体または前記被支持体には、冷却流体が流動することにより前記圧電素子を冷却する流路が形成されているとよい。
したがって、手段３に係る静圧軸受装置によれば、被支持体の急速な動きに対応して、圧電素子を高周波で駆動することによる発熱を解消することができる。 (Means 3) In the hydrostatic bearing device according to means 2,
The fixed body or the supported body may be provided with a flow path for cooling the piezoelectric element by flowing a cooling fluid.
Therefore, according to the hydrostatic bearing device according to the means 3, it is possible to eliminate heat generated by driving the piezoelectric element at a high frequency corresponding to the rapid movement of the supported body.

（手段４）手段１乃至３のいずれかの静圧軸受装置において、
前記被支持体の前記固定体に対する位置または姿勢の変化速度を検出する変位速度検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記変位速度検出手段により検出された前記被支持体の前記固定体に対する変位速度が所定値よりも大きい場合には、前記ポケット部容積変更手段を作動させて前記被支持体の前記固定体に対する位置または姿勢を修正し、
前記変位速度検出手段により検出された前記被支持体の前記固定体に対する変位速度が前記所定値以下の場合には、前記流体圧供給手段によって前記ポケット部内に供給する流体の圧力または流体の量のうちの少なくともいずれかを変化させて、
前記被支持体の前記固定体に対する位置または姿勢を修正するとよい。 (Means 4) In the hydrostatic bearing device according to any one of means 1 to 3,
Displacement speed detection means for detecting a change speed of a position or posture of the supported body with respect to the fixed body,
The control means includes
When the displacement speed of the supported body relative to the fixed body detected by the displacement speed detection means is larger than a predetermined value, the pocket portion volume changing means is operated to position the supported body relative to the fixed body. Or correct the posture,
When the displacement speed of the supported body relative to the fixed body detected by the displacement speed detection means is less than or equal to the predetermined value, the pressure of the fluid or the amount of fluid supplied into the pocket portion by the fluid pressure supply means Change at least one of them,
The position or posture of the supported body with respect to the fixed body may be corrected.

したがって、手段４に係る静圧軸受装置によれば、被支持体の変位速度が所定値よりも大きく、被支持体の位置または姿勢の変化速度が速い場合には、ポケット部の容積を変化させることにより、被支持体の急速な動きに対応して被支持体の固定体に対する位置または姿勢を修正することができる。また、被支持体の変位速度が所定値以下である場合には、ポケット部内に供給する流体の圧力または流体の量のうちの少なくともいずれかを変化させて被支持体の固定体に対する位置または姿勢を修正することにより、ポケット部容積変更手段では補償できない変化速度が遅い変位に対しても対応可能となる。 Therefore, according to the hydrostatic bearing device according to the means 4, when the displacement speed of the supported body is larger than the predetermined value and the change speed of the position or orientation of the supported body is fast, the volume of the pocket portion is changed. Accordingly, the position or posture of the supported body relative to the fixed body can be corrected in response to the rapid movement of the supported body. Further, when the displacement speed of the supported body is equal to or lower than a predetermined value, the position or posture of the supported body with respect to the fixed body is changed by changing at least one of the pressure of the fluid supplied into the pocket portion or the amount of the fluid. By correcting the above, it is possible to cope with a displacement with a slow change speed that cannot be compensated by the pocket volume changing means.

（手段５）手段１乃至４のいずれかの静圧軸受装置において、
前記ポケット部容積変更手段は、前記凹部の開口面積を減少させない位置に設けられているとよい。
したがって、手段５に係る静圧軸受装置によれば、ポケット部容積変更手段を設けることにより、固定体および被支持体のうちの相手側に対して対向する凹部の開口面積が変化してポケット部から被支持体に印加される押圧力が影響を受けるようなことがなく、被支持体の固定体に対する位置または姿勢の修正が正確に行える。 (Means 5) In the hydrostatic bearing device according to any one of means 1 to 4,
The pocket portion volume changing means may be provided at a position where the opening area of the recess is not reduced.
Therefore, according to the hydrostatic bearing device according to the means 5, by providing the pocket portion volume changing means, the opening area of the concave portion facing the mating side of the fixed body and the supported body is changed and the pocket portion is changed. Thus, the pressing force applied to the supported body is not affected, and the position or posture of the supported body with respect to the fixed body can be corrected accurately.

（手段６）手段１乃至５のいずれかの静圧軸受装置において、
前記被支持体検出手段は前記固定体および前記被支持体のうちの一方に取り付けられ、前記固定体および前記被支持体のうちの他方に当接することなしに、前記被支持体の前記固定体に対する位置または姿勢を検出する非接触タイプのセンサであるとよい。
したがって、手段６に係る静圧軸受装置によれば、被支持体検出手段は被支持体の前記固定体に対する動きにより位置ずれすることがなく、正確に被支持体の固定体に対する位置または姿勢を検出することができる。また、被支持体の動きにより損傷を受けることもなく、被支持体検出手段の耐久性を向上させることができる。 (Means 6) In the hydrostatic bearing device according to any one of means 1 to 5,
The supported body detection means is attached to one of the fixed body and the supported body, and the fixed body of the supported body is not brought into contact with the other of the fixed body and the supported body. It may be a non-contact type sensor that detects a position or posture with respect to.
Therefore, according to the hydrostatic bearing device according to the means 6, the supported body detecting means is not displaced due to the movement of the supported body with respect to the fixed body, and the position or posture of the supported body with respect to the fixed body is accurately determined. Can be detected. Further, the durability of the supported body detection means can be improved without being damaged by the movement of the supported body.

（手段７）手段７に係る静圧軸受装置による被支持体の支持方法は、
固定体と、
被支持体とを備え、
前記固定体は、前記被支持体の外周面と対向して狭小の間隙が形成される案内面を備え、
前記固定体および前記被支持体のうちの少なくとも一側には、周囲を前記間隙に取り囲まれるように形成された凹部により所定の容積のポケット部が形成され、
前記ポケット部内には流体圧供給手段により非圧縮性の流体による圧力が供給され、前記ポケット部内に供給された圧力は前記間隙により絞られて前記ポケット部内において保持され、保持された圧力が前記被支持体を押圧することにより前記被支持体が前記固定体の前記案内面に沿って移動可能に支持される静圧軸受装置による被支持体の支持方法において、
前記静圧軸受装置は、
前記被支持体の前記固定体に対する位置または姿勢を検出する被支持体検出手段と、
前記固定体および前記被支持体のうちの少なくとも一側に設けられ、少なくとも一部が前記ポケット部内に臨むように形成され、前記ポケット部内から後退あるいは前記ポケット部内において収縮することにより前記ポケット部の容積を増大させ、前記ポケット部内に突出あるいは前記ポケット部内において膨張することにより前記ポケット部の容積を減少させるポケット部容積変更手段と、
を備え、
前記被支持体検出手段により検出された前記被支持体の前記固定体に対する位置または姿勢に基づき、前記ポケット部容積変更手段を作動させることにより、前記被支持体の前記固定体に対する位置または姿勢を修正する。 (Means 7) The method of supporting the supported body by the hydrostatic bearing device according to means 7 is as follows:
A fixed body,
A supported body,
The fixed body includes a guide surface in which a narrow gap is formed facing the outer peripheral surface of the supported body,
On at least one side of the fixed body and the supported body, a pocket portion having a predetermined volume is formed by a recess formed so as to be surrounded by the gap.
A pressure by an incompressible fluid is supplied into the pocket portion by a fluid pressure supply means, and the pressure supplied in the pocket portion is squeezed by the gap and held in the pocket portion, and the held pressure is held in the pocket portion. In a method of supporting a supported body by a hydrostatic bearing device in which the supported body is supported so as to be movable along the guide surface of the fixed body by pressing the support body.
The hydrostatic bearing device includes:
Supported body detecting means for detecting a position or posture of the supported body with respect to the fixed body;
It is provided on at least one side of the fixed body and the supported body, and is formed so that at least a part thereof faces the pocket portion, and retracts from the pocket portion or contracts in the pocket portion, thereby Pocket portion volume changing means for increasing the volume and reducing the volume of the pocket portion by projecting into the pocket portion or expanding in the pocket portion;
With
Based on the position or orientation of the supported body relative to the fixed body detected by the supported body detection means, the pocket portion volume changing means is operated to change the position or orientation of the supported body relative to the fixed body. Correct it.

したがって、手段７に係る静圧軸受装置による被支持体の支持方法によれば、被支持体の位置を修正できる周波数帯域が広がり、被支持体に急速な動きが発生しても、被支持体の動きに対応して被支持体の固定体に対する位置または姿勢の修正を行うことができ、修正遅れが発生することがない。 Therefore, according to the method for supporting a supported body by the hydrostatic bearing device according to the means 7, the frequency band in which the position of the supported body can be corrected is widened, and even if a rapid movement occurs in the supported body, the supported body The position or posture of the supported body relative to the fixed body can be corrected in accordance with the movement of the movement, and no correction delay occurs.

図１乃至図５に基づき、本発明の一実施形態による静圧軸受装置および静圧軸受装置による被支持体の支持方法について説明する。尚、図２において、油圧管路は実線にて表し、電気的接続は破線にて表している。図１に示すように、本実施形態の静圧軸受装置は基台１（本発明の固定体に該当する）およびスライドテーブル２（本発明の被支持体に該当する）とを備えている。基台１の上面には大きく掘り下げられた移動領域１１が形成されており、移動領域１１内にはスライドテーブル２が収容されている。移動領域１１の底部に設けられたマグネット１２と、スライドテーブル２の最下部に配置されたリニヤコイル２１によりリニヤモータの機能を有し、リニヤコイル２１に図示しない電源から電力が供給されることにより、スライドテーブル２は基台１に対して図１において紙面に垂直な方向に移動可能とされている。 Based on FIG. 1 thru | or FIG. 5, the support method of the to-be-supported body by the hydrostatic bearing apparatus by one Embodiment of this invention and a hydrostatic bearing apparatus is demonstrated. In FIG. 2, the hydraulic line is represented by a solid line, and the electrical connection is represented by a broken line. As shown in FIG. 1, the hydrostatic bearing device of the present embodiment includes a base 1 (corresponding to a fixed body of the present invention) and a slide table 2 (corresponding to a supported body of the present invention). A moving area 11 that is deeply dug down is formed on the upper surface of the base 1, and the slide table 2 is accommodated in the moving area 11. A linear motor 21 is provided by a magnet 12 provided at the bottom of the moving area 11 and a linear coil 21 disposed at the lowermost part of the slide table 2, and power is supplied to the linear coil 21 from a power source (not shown). 2 is movable relative to the base 1 in a direction perpendicular to the paper surface in FIG.

図１におけるスライドテーブル２の両側端部には、矩形状に突出した一対のガイド部２２ａ、２２ｂが形成されている。また、基台１の移動領域１１の側端部には、スライドテーブル２のガイド部２２ａ、２２ｂをそれぞれ収容するようにへこんだ、一対のガイド収容部１３ａ、１３ｂが形成されている。ガイド収容部１３ａ、１３ｂには、案内面１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ（本発明の案内面に該当する）が形成されている。 A pair of guide portions 22a and 22b projecting in a rectangular shape are formed at both end portions of the slide table 2 in FIG. In addition, a pair of guide accommodating portions 13 a and 13 b that are recessed so as to accommodate the guide portions 22 a and 22 b of the slide table 2 are formed at the side end portions of the moving area 11 of the base 1. Guide surfaces 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b (corresponding to the guide surface of the present invention) are formed in the guide accommodating portions 13a, 13b.

図３および図４に示すように、それぞれガイド収容部１３ａ、１３ｂの下面を形成する案内面１４ａ、１４ｂは、スライドテーブル２のガイド部２２ａ、２２ｂの底面２３ａ、２３ｂと対向している。また、それぞれガイド収容部１３ａ、１３ｂの側面を形成する案内面１５ａ、１５ｂは、スライドテーブル２のガイド部２２ａ、２２ｂの側端面２４ａ、２４ｂと対向している。さらに、それぞれガイド収容部１３ａ、１３ｂの上面を形成する案内面１６ａ、１６ｂは、スライドテーブル２のガイド部２２ａ、２２ｂの上面２５ａ、２５ｂと対向している。いずれの案内面１４ａ〜１６ｂも、対向するガイド部２２ａ、２２ｂの外周面２３ａ〜２５ｂとの間において狭小の間隙（符号なし）を形成している。 As shown in FIGS. 3 and 4, the guide surfaces 14 a and 14 b that form the lower surfaces of the guide housing portions 13 a and 13 b face the bottom surfaces 23 a and 23 b of the guide portions 22 a and 22 b of the slide table 2, respectively. Further, the guide surfaces 15a and 15b forming the side surfaces of the guide accommodating portions 13a and 13b respectively face the side end surfaces 24a and 24b of the guide portions 22a and 22b of the slide table 2. Furthermore, the guide surfaces 16a and 16b that form the upper surfaces of the guide accommodating portions 13a and 13b respectively oppose the upper surfaces 25a and 25b of the guide portions 22a and 22b of the slide table 2. Any of the guide surfaces 14a to 16b forms a narrow gap (no reference) between the opposing outer peripheral surfaces 23a to 25b of the guide portions 22a and 22b.

また、スライドテーブル２の外周面には、基台１の案内面１４ａ〜１６ｂと対向するように複数の凹部２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ（本発明の凹部に該当する）が形成されている。各々の凹部２６ａ〜２６ｆは周囲を上述した間隙により取り囲まれており、基台１の外周面との間に所定の容積のポケット部２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆ（本発明のポケット部に該当する）を形成している。 A plurality of recesses 26a, 26b, 26c, 26d, 26e, and 26f (corresponding to the recesses of the present invention) are formed on the outer peripheral surface of the slide table 2 so as to face the guide surfaces 14a to 16b of the base 1. Has been. Each of the recesses 26a to 26f is surrounded by the above-described gap, and has pockets 27a, 27b, 27c, 27d, 27e, and 27f having a predetermined volume with the outer peripheral surface of the base 1 (the pocket of the present invention). Corresponds to the part).

スライドテーブル２には、各々のポケット部２７ａ〜２７ｆ内に、作動油等の非圧縮性の流体による圧力を供給するための流体管路２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆが形成されている。流体管路２８ａ〜２８ｆ中には、基台１に対するスライドテーブル２の変位により、各々のポケット部２７ａ〜２７ｆから流体圧力の変動が伝播しないように、絞り管路２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆが設けられている（図３および図４示）。 In the slide table 2, fluid conduits 28 a, 28 b, 28 c, 28 d, 28 e, and 28 f for supplying pressure by an incompressible fluid such as hydraulic oil are formed in the pocket portions 27 a to 27 f. Yes. In the fluid conduits 28a to 28f, the throttle conduits 29a, 29b, 29c, 29d, and so on are not propagated from the pocket portions 27a to 27f due to the displacement of the slide table 2 with respect to the base 1. 29e and 29f are provided (shown in FIGS. 3 and 4).

基台１には、２つのポケット部２７ａ、２７ｅ内に各々その一部が臨むように容積変更装置４（後述するアクチュエータドライバ７と包括して、本発明のポケット部容積変更手段に該当する）が内蔵されている。図３に基づいて、ポケット部２７ａに対して取り付けられた容積変更装置４について詳述する。容積変更装置４は、ポケット部２７ａに連通するようにスライドテーブル２に形成されたアクチュエータ収容孔３０内に設けられている。容積変更装置４は、先端がポケット部２７ａ内に突出した略円柱形のピストン４１（本発明のピストンに該当する）を具備している。ピストン４１はシール材４２を介してスライドテーブル２に液密的に取り付けられ、かつ、ポケット部２７ａ内に進退可能なように、スライドテーブル２に対して移動可能に設けられている。 The base 1 has a volume changing device 4 so that a part of each of the two pockets 27a and 27e faces (inclusive of an actuator driver 7 described later, this corresponds to the pocket volume changing means of the present invention). Is built-in. Based on FIG. 3, the volume changing apparatus 4 attached to the pocket portion 27a will be described in detail. The volume changing device 4 is provided in an actuator housing hole 30 formed in the slide table 2 so as to communicate with the pocket portion 27a. The volume changing device 4 includes a substantially cylindrical piston 41 (corresponding to the piston of the present invention) whose tip protrudes into the pocket portion 27a. The piston 41 is liquid-tightly attached to the slide table 2 via a seal material 42, and is provided so as to be movable with respect to the slide table 2 so as to be able to advance and retract in the pocket portion 27a.

ピストン４１の後端部にはピストン凹部４１ａが形成され、この中には圧電素子により形成されたピエゾアクチュエータ４３（本発明の圧電素子に該当する）が内蔵されている。ピエゾアクチュエータ４３は、水晶、ロッシェル塩、圧電セラミックス等のいかなる圧電素子を使用してもよい。ピエゾアクチュエータ４３の先端はピストン４１の後端に当接するように設けられ、ピストン４１から離隔しないように接着剤等で接合されている。ピエゾアクチュエータ４３の後端には、電力供給用のハーネス４４が接続されている。 A piston recess 41a is formed in the rear end portion of the piston 41, and a piezo actuator 43 (corresponding to the piezoelectric element of the present invention) formed of a piezoelectric element is incorporated therein. The piezoelectric actuator 43 may use any piezoelectric element such as quartz, Rochelle salt, or piezoelectric ceramics. The tip of the piezo actuator 43 is provided so as to contact the rear end of the piston 41 and is joined with an adhesive or the like so as not to be separated from the piston 41. A harness 44 for power supply is connected to the rear end of the piezo actuator 43.

ハーネス４４を介して電圧を印加させることにより、ピエゾアクチュエータ４３が伸縮して、ピストン４１をポケット部２７ａ内に進退させる。容積変更装置４は、ピストン４１がポケット部２７ａ内から後退することによりポケット部２７ａの容積を増大させ、ポケット部２７ａ内に突出することによりポケット部２７ａの容積を減少させる。ここで、図３に示すように、容積変更装置４は基台１に対向したポケット部２７ａを形成する凹部２６ａの開口面積を減少させないように、凹部２６ａの側面等ではなく、ポケット部２７ａの底部に臨むように設けられている。 By applying a voltage via the harness 44, the piezo actuator 43 expands and contracts, causing the piston 41 to advance and retract into the pocket portion 27a. The volume changing device 4 increases the volume of the pocket portion 27a when the piston 41 moves backward from the pocket portion 27a, and decreases the volume of the pocket portion 27a by protruding into the pocket portion 27a. Here, as shown in FIG. 3, the volume changing device 4 does not reduce the opening area of the concave portion 26 a that forms the pocket portion 27 a facing the base 1, but instead of the side surface or the like of the concave portion 26 a. It is provided to face the bottom.

また、ピストン４１の側面には複数の円環状の冷却溝４１ｂが形成されており、これらは各々スライドテーブル２中に形成された複数の流路３１（本発明の流路に該当する）と連通している。スライドテーブル２に形成された流路３１を介して冷却溝４１ｂに作動油等の冷却流体を流動（供給および排出）させることにより、その駆動によって発熱するピエゾアクチュエータ４３を冷却している。図４に示したポケット部２７ｅに設けられた容積変更装置４も、上述した容積変更装置４と同様であるため説明は省略する。 A plurality of annular cooling grooves 41b are formed on the side surface of the piston 41, and these communicate with a plurality of flow paths 31 (corresponding to the flow paths of the present invention) formed in the slide table 2, respectively. is doing. By flowing (supplying and discharging) a cooling fluid such as hydraulic oil to the cooling groove 41b through the flow path 31 formed in the slide table 2, the piezo actuator 43 that generates heat by the driving is cooled. Since the volume changing device 4 provided in the pocket portion 27e shown in FIG. 4 is the same as the volume changing device 4 described above, the description thereof is omitted.

図１に示すように、スライドテーブル２の側端部上面には、一対の取付ステー３２ａ、３２ｂが突出している。図１の左方に取り付けられた取付ステー３２ａには、一対の位置センサ５ａ、５ｂが取り付けられており、右方に取り付けられた取付ステー３２ｂには、単一の位置センサ５ｃが取り付けられている。取付ステー３２ａに設けられた位置センサ５ａは、基台１から突出した検出部１７の上面に対して離れた状態で対向するように取り付けられている。また、取付ステー３２ａに設けられた位置センサ５ｂは、検出部１７の側面に対して離れた状態で対向するように取り付けられている（図３示）。一方、取付ステー３２ｂに設けられた単一の位置センサ５ｃは、基台１の上面に対して離れた状態で対向するように取り付けられている（図４示）。 As shown in FIG. 1, a pair of mounting stays 32 a and 32 b protrude from the upper surface of the side end portion of the slide table 2. A pair of position sensors 5a and 5b are attached to the attachment stay 32a attached to the left in FIG. 1, and a single position sensor 5c is attached to the attachment stay 32b attached to the right. Yes. The position sensor 5 a provided on the mounting stay 32 a is attached so as to face the upper surface of the detection unit 17 protruding from the base 1 in a state of being separated. Further, the position sensor 5b provided on the mounting stay 32a is mounted so as to face the side surface of the detection unit 17 in a separated state (shown in FIG. 3). On the other hand, the single position sensor 5c provided on the mounting stay 32b is mounted so as to face the upper surface of the base 1 in a separated state (shown in FIG. 4).

これらの位置センサ５ａ〜５ｃ（本発明の被支持体検出手段に該当する）は同一のものであって、渦電流式の位置センサまたは静電容量式の位置センサもしくはレーザー式の位置センサ等が使用され、基台１に当接することなしにスライドテーブル２の基台１に対する位置またはスライドテーブル２の基台１に対する姿勢を検出する非接触タイプのものである。尚、位置センサ５ａ〜５ｃのすべてあるいはいずれかは、基台１側に取り付けられていてもよい。 These position sensors 5a to 5c (corresponding to the supported body detecting means of the present invention) are the same, and include an eddy current type position sensor, a capacitance type position sensor, a laser type position sensor, or the like. It is a non-contact type that detects the position of the slide table 2 relative to the base 1 or the attitude of the slide table 2 relative to the base 1 without contacting the base 1. All or any of the position sensors 5a to 5c may be attached to the base 1 side.

図２に示すように、油圧装置６（本発明の流体圧供給手段に該当する）は油圧を発生させるポンプユニット６１（駆動回路を含む）、各々ポンプユニット６１に油圧管路により接続された電磁弁である複数の減圧弁６２、および減圧弁６２に駆動電流を供給する駆動回路である減圧弁ドライバ６３により構成されている。 As shown in FIG. 2, the hydraulic device 6 (corresponding to the fluid pressure supply means of the present invention) includes a pump unit 61 (including a drive circuit) that generates hydraulic pressure, and an electromagnetic that is connected to each pump unit 61 by a hydraulic line. A plurality of pressure reducing valves 62 that are valves, and a pressure reducing valve driver 63 that is a drive circuit that supplies a drive current to the pressure reducing valve 62 are configured.

それぞれの減圧弁６２は上述した流体管路２８ａ〜２８ｆへと接続され、ポンプユニット６１により発生された油圧が減圧弁６２により減圧後された後、各ポケット部２７ａ〜２７ｆへと供給される。ポケット部２７ａ〜２７ｆ内に供給された油圧は、上述した基台１とスライドテーブル２との間の間隙により絞られてポケット部２７ａ〜２７ｆ内において保持され、保持された油圧がスライドテーブル２を押圧することによりスライドテーブル２が基台１の案内面１４ａ〜１６ｂに沿って移動可能に支持される。 Each pressure reducing valve 62 is connected to the fluid pipes 28a to 28f described above, and the hydraulic pressure generated by the pump unit 61 is reduced by the pressure reducing valve 62 and then supplied to the pocket portions 27a to 27f. The hydraulic pressure supplied to the pocket portions 27a to 27f is reduced by the gap between the base 1 and the slide table 2 described above and held in the pocket portions 27a to 27f. By pressing, the slide table 2 is supported so as to be movable along the guide surfaces 14 a to 16 b of the base 1.

駆動回路により形成されたアクチュエータドライバ７は、ハーネス４４を介して容積変更装置４のピエゾアクチュエータ４３と接続されており、ピエゾアクチュエータ４３に対して駆動電流を供給することにより作動させ、ポケット部２７ａ、２７ｅの容積を増減させポケット部２７ａ、２７ｅ内の圧力を変更している。ポンプユニット６１、減圧弁ドライバ６３およびアクチュエータドライバ７は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により形成された制御装置８（本発明の制御手段および変位速度検出手段に該当する）と電気的に接続されており、制御装置８には上述した位置センサ５ａ〜５ｃが電気的に接続されている。 The actuator driver 7 formed by the drive circuit is connected to the piezo actuator 43 of the volume changing device 4 via the harness 44, and is operated by supplying a drive current to the piezo actuator 43, and the pocket portion 27a, The volume of 27e is increased / decreased, and the pressure in pocket part 27a, 27e is changed. The pump unit 61, the pressure reducing valve driver 63, and the actuator driver 7 are electrically connected to a control device 8 (corresponding to control means and displacement speed detection means of the present invention) formed by a CPU, ROM, RAM, etc. (not shown). The position sensors 5a to 5c described above are electrically connected to the control device 8.

これにより、制御装置８は位置センサ５ａ〜５ｃにより検出された基台１に対するスライドテーブル２の位置または姿勢に基づいて、ポンプユニット６１、減圧弁ドライバ６３およびアクチュエータドライバ７に対して駆動信号を発信してこれらの作動を制御し、各ポケット部２７ａ〜２７ｆへ供給する油圧の圧力または量、もしくはポケット部２７ａ、２７ｅの容積を変更している。 Accordingly, the control device 8 transmits a drive signal to the pump unit 61, the pressure reducing valve driver 63, and the actuator driver 7 based on the position or posture of the slide table 2 with respect to the base 1 detected by the position sensors 5a to 5c. Thus, these operations are controlled to change the pressure or amount of hydraulic pressure supplied to the pocket portions 27a to 27f or the volume of the pocket portions 27a and 27e.

次に、図５に基づいて、制御装置８によるスライドテーブル２を支持するための制御方法について説明する。上述したように、ポンプユニット６１により発生させた油圧を減圧弁６２により調圧した後、各ポケット部２７ａ〜２７ｆへそれぞれ供給してスライドテーブル２を基台１により支持している。それとともに、マグネット１２とリニヤコイル２１の作動によりスライドテーブル２を基台１の案内面１４ａ〜１６ｂに沿って移動させている。 Next, a control method for supporting the slide table 2 by the control device 8 will be described with reference to FIG. As described above, the hydraulic pressure generated by the pump unit 61 is regulated by the pressure reducing valve 62 and then supplied to the pocket portions 27 a to 27 f to support the slide table 2 by the base 1. At the same time, the slide table 2 is moved along the guide surfaces 14 a to 16 b of the base 1 by the operation of the magnet 12 and the linear coil 21.

図５のステップＳ５０１に示したように、位置センサ５ａ〜５ｃによりスライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を検出し、ステップＳ５０２において、検出したスライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢に基づき、制御装置８により位置偏差および変位速度が演算される。スライドテーブル２の基台１に対する位置偏差とは、制御装置８に記憶されているスライドテーブル２の基台１に対する正規の位置または姿勢に対する検出された位置または姿勢の偏差をいう。また、スライドテーブル２の基台１に対する変位速度とは、検出されたスライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢の変化速度をいい、本実施形態においては検出されたスライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢の微分値を使用している。 As shown in step S501 of FIG. 5, the position or orientation of the slide table 2 with respect to the base 1 is detected by the position sensors 5a to 5c. In step S502, the detected position or orientation of the slide table 2 with respect to the base 1 is detected. Based on this, the position deviation and the displacement speed are calculated by the control device 8. The position deviation of the slide table 2 with respect to the base 1 refers to a deviation of the detected position or posture with respect to the normal position or posture of the slide table 2 with respect to the base 1 stored in the control device 8. Further, the displacement speed of the slide table 2 with respect to the base 1 refers to the detected change speed of the position or orientation of the slide table 2 with respect to the base 1, and in this embodiment, the detected base 1 of the slide table 2. The differential value of the position or orientation with respect to is used.

次に、ステップＳ５０３において、演算されたスライドテーブル２の基台１に対する位置偏差が、制御装置８に記憶されている値Ｄ以下であると判定されると、スライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢の修正を行う必要はないため本制御フローは終了する。ステップＳ５０３において、演算されたスライドテーブル２の基台１に対する位置偏差が値Ｄより大きいと判定されるとステップＳ５０４へと進み、演算されたスライドテーブル２の基台１に対する変位速度が、制御装置８に記憶されている値Ｇより大きいか否かが判定される。 Next, when it is determined in step S503 that the calculated position deviation of the slide table 2 with respect to the base 1 is equal to or less than the value D stored in the control device 8, the position of the slide table 2 with respect to the base 1 is determined. Alternatively, this control flow ends because there is no need to correct the posture. If it is determined in step S503 that the calculated positional deviation of the slide table 2 with respect to the base 1 is greater than the value D, the process proceeds to step S504, and the calculated displacement speed of the slide table 2 with respect to the base 1 is determined by the control device. Whether the value is larger than the value G stored in FIG.

ステップＳ５０４において、スライドテーブル２の基台１に対する変位速度が値Ｇより大きいと判定されると、ステップＳ５０５へと進み、演算されたスライドテーブル２の基台１に対する位置偏差および変位速度に基づき、容積変更装置４のピエゾアクチュエータ４３の駆動量（駆動電流）を演算する。その後、ステップＳ５０６において、演算された駆動電流によりピエゾアクチュエータ４３を作動させる（既に、スライドテーブル２の位置または姿勢を修正するためにピエゾアクチュエータ４３が作動している場合は、演算された駆動電流に変更してピエゾアクチュエータ４３の作動を継続する）ことにより、ポケット部２７ａ、２７ｅの双方あるいは一方の容積を変化させてポケット部２７ａ、２７ｅ内の圧力を増減させ、スライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を修正する。 If it is determined in step S504 that the displacement speed of the slide table 2 with respect to the base 1 is greater than the value G, the process proceeds to step S505, and based on the calculated position deviation and displacement speed of the slide table 2 with respect to the base 1, The drive amount (drive current) of the piezo actuator 43 of the volume changing device 4 is calculated. Thereafter, in step S506, the piezo actuator 43 is actuated by the computed drive current (if the piezo actuator 43 is already actuated to correct the position or orientation of the slide table 2, the computed drive current is The operation of the piezo actuator 43 is continued and the volume of both or one of the pocket portions 27a and 27e is changed to increase or decrease the pressure in the pocket portions 27a and 27e. Correct position or posture.

具体的には、図１において、スライドテーブル２が制御目標位置よりも鉛直下方に移動した場合、スライドテーブル２の下方に位置するポケット部２７ａの容積を減少させるように、ピストン４１をポケット部２７ａ内に突出させる。これにより、ポケット部２７ａの圧力が増加し、また、ポケット部２７ａから流出して、基台１とスライドテーブル２との間の間隙や絞り管路２９ａを流れる流体の量が増加することにより、スライドテーブル２を上方に押し上げる荷重を発生させ、制御目標位置に押し戻す。 Specifically, in FIG. 1, when the slide table 2 moves vertically below the control target position, the piston 41 is moved to the pocket portion 27a so as to reduce the volume of the pocket portion 27a located below the slide table 2. Protrude in. As a result, the pressure in the pocket portion 27a increases, and the amount of fluid flowing out of the pocket portion 27a and flowing through the gap between the base 1 and the slide table 2 and the throttle pipe line 29a increases. A load that pushes up the slide table 2 is generated and pushed back to the control target position.

一方、図１において、スライドテーブル２が制御目標位置よりも上方に移動した場合、上述した場合とは逆に、ポケット部２７ａの容積を増大させるように、ピストン４１をポケット部２７ａ内において後退させる。
また、スライドテーブル２が制御目標位置に対して傾いた場合、スライドテーブル２が基台１に近づいた側に位置するポケット部２７ａ、２７ｅの容積を減少させるように、ピストン４１をポケット部２７ａ、２７ｅ内に突出させる。これにより、スライドテーブル２を、変位した方向に対する反対方向に回転させる荷重を発生させ、制御目標位置に押し戻す。 On the other hand, in FIG. 1, when the slide table 2 moves above the control target position, the piston 41 is retracted in the pocket portion 27a so as to increase the volume of the pocket portion 27a, contrary to the case described above. .
Further, when the slide table 2 is tilted with respect to the control target position, the piston 41 is moved to the pocket portion 27a, so that the volume of the pocket portions 27a, 27e located on the side closer to the base 1 is reduced. It protrudes into 27e. Thereby, the load which rotates the slide table 2 in the direction opposite to the displaced direction is generated and pushed back to the control target position.

この場合、スライドテーブル２が基台１に近づいた側に位置するポケット部２７ａ、２７ｅの容積を減少させることに代えて、スライドテーブル２が基台１から離れた側に位置するポケット部２７ａ、２７ｅの容積を増大させるように、ピストン４１をポケット部２７ａ、２７ｅ内において後退させてもよい。
あるいは、スライドテーブル２が基台１に近づいた側に位置するポケット部２７ａ、２７ｅの容積を減少させることに加えて、スライドテーブル２が基台１から離れた側に位置するポケット部２７ａ、２７ｅの容積を増大させてもよい。 In this case, instead of reducing the volume of the pocket portions 27a and 27e located on the side where the slide table 2 is closer to the base 1, the pocket portions 27a and 27a are located on the side away from the base 1. The piston 41 may be retracted in the pocket portions 27a and 27e so as to increase the volume of 27e.
Alternatively, in addition to reducing the volume of the pocket portions 27a and 27e located on the side where the slide table 2 is close to the base 1, the pocket portions 27a and 27e where the slide table 2 is located on the side away from the base 1 The volume of may be increased.

ステップＳ５０４において、スライドテーブル２の基台１に対する変位速度が値Ｇ以下であると判定されると、ステップＳ５０７へと進み、演算されたスライドテーブル２の基台１に対する位置偏差および変位速度に基づき、ポンプユニット６１の駆動量（ポンプユニット６１へ供給される駆動電流）および減圧弁６２の駆動量（減圧弁ドライバ６３から各減圧弁６２へと供給される駆動電流）を演算する。その後、ステップＳ５０８において、演算された駆動電流を供給することにより、ポンプユニット６１の回転速度および少なくとも一つの減圧弁６２の減圧値の双方、またはいずれかを変更して、各ポケット部２７ａ〜２７ｆ内に供給する油圧の圧力および量、あるいはいずれか一方を変化させ、スライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を修正する。 If it is determined in step S504 that the displacement speed of the slide table 2 with respect to the base 1 is equal to or less than the value G, the process proceeds to step S507, and based on the calculated positional deviation and displacement speed of the slide table 2 with respect to the base 1. The drive amount of the pump unit 61 (drive current supplied to the pump unit 61) and the drive amount of the pressure reducing valve 62 (drive current supplied from the pressure reducing valve driver 63 to each pressure reducing valve 62) are calculated. Thereafter, in step S508, by supplying the calculated drive current, both or either of the rotational speed of the pump unit 61 and the reduced pressure value of the at least one pressure reducing valve 62 are changed, and the pocket portions 27a to 27f are changed. The position or posture of the slide table 2 with respect to the base 1 is corrected by changing the pressure and / or amount of the hydraulic pressure supplied to the inside.

本実施形態によれば、基台１とスライドテーブル２を備え、基台１の外周にはスライドテーブル２の外周面２３ａ〜２５ｂと対向して狭小の間隙が形成される案内面１４ａ〜１６ｂが形成され、スライドテーブル２には周囲が間隙に取り囲まれた凹部２６ａ〜２６ｆが設けられ、凹部２６ａ〜２６ｆと案内面１４ａ〜１６ｂとの間には所定の容積のポケット部２７ａ〜２７ｆが形成され、ポケット部２７ａ〜２７ｆ内には油圧装置６により油圧が供給され、ポケット部２７ａ〜２７ｆ内に供給された油圧は間隙により絞られてポケット部２７ａ〜２７ｆ内において保持され、保持された油圧がスライドテーブル２を押圧することによりスライドテーブル２が基台１の案内面１４ａ〜１６ｂに沿って移動可能に支持されている。また、スライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を検出する位置センサ５ａ〜５ｃと、スライドテーブル２に設けられ、一部がポケット部２７ａ、２７ｅ内に臨むように形成され、ポケット部２７ａ、２７ｅ内から後退することによりポケット部２７ａ、２７ｅの容積を増大させ、ポケット部２７ａ、２７ｅ内に突出することによりポケット部２７ａ、２７ｅの容積を減少させる容積変更装置４と、位置センサ５ａ〜５ｃにより検出されたスライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢に基づき、容積変更装置４を作動させることにより、ポケット部２７ａ、２７ｅの容積を変化させて圧力を増減させ、スライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を修正する制御装置８を備えている。 According to the present embodiment, the base 1 and the slide table 2 are provided, and the guide surfaces 14a to 16b in which a narrow gap is formed on the outer periphery of the base 1 so as to face the outer peripheral surfaces 23a to 25b of the slide table 2. The slide table 2 is provided with recesses 26a to 26f surrounded by a gap, and pocket portions 27a to 27f having a predetermined volume are formed between the recesses 26a to 26f and the guide surfaces 14a to 16b. The hydraulic pressure is supplied to the pocket portions 27a to 27f by the hydraulic device 6. The hydraulic pressure supplied to the pocket portions 27a to 27f is reduced by the gap and held in the pocket portions 27a to 27f. By pressing the slide table 2, the slide table 2 is supported so as to be movable along the guide surfaces 14 a to 16 b of the base 1. Further, position sensors 5a to 5c for detecting the position or posture of the slide table 2 with respect to the base 1 and the slide table 2 are provided so as to partially face the pocket portions 27a and 27e. The volume changing device 4 that increases the volume of the pocket portions 27a and 27e by retreating from the inside of the 27e and decreases the volume of the pocket portions 27a and 27e by protruding into the pocket portions 27a and 27e, and the position sensors 5a to 5c. By operating the volume changing device 4 based on the position or orientation of the slide table 2 with respect to the base 1 detected by the above, the volume of the pocket portions 27a and 27e is changed to increase or decrease the pressure, and the base of the slide table 2 is changed. 1 is provided with a control device 8 that corrects the position or orientation relative to 1.

油圧を含んだポケット部２７ａ、２７ｅの容積を変化させると、非圧縮性の流体が、基台１とスライドテーブル２との間の間隙や絞り管路２９ａ、２９ｅを介して、ポケット部２７ａ、２７ｅに対して出入りするため、間隙や絞り管路２９ａ、２９ｅを通過する際の流体抵抗により動的な力が発生し、ポケット部２７ａ、２７ｅ内の圧力が動的に増減する。この現象を利用して、スライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を修正すれば、スライドテーブル２の急速な動きに追従可能となる。 When the volume of the pocket portions 27a and 27e including the hydraulic pressure is changed, the incompressible fluid is allowed to pass through the gap between the base 1 and the slide table 2 and the throttle pipes 29a and 29e. Since it moves in and out of 27e, a dynamic force is generated by the fluid resistance when passing through the gap and the throttle pipes 29a and 29e, and the pressure in the pocket portions 27a and 27e dynamically increases and decreases. If this position is used to correct the position or orientation of the slide table 2 relative to the base 1, it is possible to follow the rapid movement of the slide table 2.

したがって、上述した静圧軸受装置および静圧軸受装置によるスライドテーブル２の支持方法によれば、スライドテーブル２の位置または姿勢を修正できる周波数帯域が広がり、工作機械の加工負荷による振動等の高い周波数領域においてもスライドテーブル２の基台１に対する位置、姿勢を修正でき、スライドテーブル２に急速な動きが発生しても、スライドテーブル２の動きに対応してその位置、姿勢の修正を行うことができ、修正遅れが発生することがない。 Therefore, according to the above-described hydrostatic bearing device and the method of supporting the slide table 2 by the hydrostatic bearing device, the frequency band in which the position or orientation of the slide table 2 can be corrected is widened, and high frequencies such as vibration due to the processing load of the machine tool are widened. Even in the area, the position and orientation of the slide table 2 with respect to the base 1 can be corrected. Even if a rapid movement occurs in the slide table 2, the position and orientation can be corrected in accordance with the movement of the slide table 2. And there is no delay in correction.

尚、ここで、容積変更装置４を作動させ、ポケット部２７ａ、２７ｅの容積を変化させて、ポケット部２７ａ、２７ｅ内の圧力を動的に増減させる場合の動的とは、油圧装置６によるポケット部２７ａ〜２７ｆ内に供給する流体の圧力または流体の量を変化させて、スライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を修正する静的な変更手段に比較して、圧力等の時間的変化が大きく、その変化速度が速いことを意味している。 Here, the dynamic in the case where the volume changing device 4 is operated to change the volume of the pocket portions 27a, 27e and the pressure in the pocket portions 27a, 27e is dynamically increased or decreased depends on the hydraulic device 6. Compared with static changing means for changing the position or posture of the slide table 2 with respect to the base 1 by changing the pressure of the fluid or the amount of fluid supplied into the pocket portions 27a to 27f, the time of the pressure or the like It means that the change is large and the rate of change is fast.

また、本実施形態によれば、容積変更装置４は、ポケット部２７ａ、２７ｅ内に進退可能なようにスライドテーブル２に対して液密的に取り付けられたピストン４１と、ピストン４１に当接するようにスライドテーブル２に取り付けられ、電圧を印加することにより伸縮してピストン４１をポケット部２７ａ、２７ｅ内に進退させるピエゾアクチュエータ４３により形成されている。
圧電素子により形成されたピエゾアクチュエータ４３は電圧の印加による伸縮の応答性が速く、したがって、上述した静圧軸受装置によれば、よりいっそうスライドテーブル２の急速な動きに対応可能となる。 Further, according to the present embodiment, the volume changing device 4 comes into contact with the piston 41 and the piston 41 that is liquid-tightly attached to the slide table 2 so as to be able to advance and retract in the pocket portions 27a and 27e. The piezoelectric actuator 43 is attached to the slide table 2 and expands and contracts by applying a voltage to move the piston 41 back and forth in the pocket portions 27a and 27e.
The piezoelectric actuator 43 formed of a piezoelectric element has a fast response to expansion and contraction due to application of a voltage. Therefore, according to the above-described hydrostatic bearing device, it is possible to cope with a rapid movement of the slide table 2 even more.

また、本実施形態によれば、スライドテーブル２には、作動油が流動することによりピエゾアクチュエータ４３を冷却する流路３１が形成されている。
したがって、上述した静圧軸受装置によれば、スライドテーブル２の急速な動きに対応して、ピエゾアクチュエータ４３を高周波で駆動することによる発熱を解消することができる。 Further, according to the present embodiment, the slide table 2 is formed with the flow path 31 that cools the piezo actuator 43 when the hydraulic fluid flows.
Therefore, according to the hydrostatic bearing device described above, heat generated by driving the piezo actuator 43 at a high frequency can be eliminated in response to the rapid movement of the slide table 2.

また、本実施形態によれば、制御装置８はスライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢の変化速度を演算し、演算されたスライドテーブル２の基台１に対する変位速度が所定値Ｇよりも大きい場合には、容積変更装置４を作動させてポケット部２７ａ、２７ｅの容積を増減させることにより、圧力を変化させてスライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を修正する。また、演算されたスライドテーブル２の基台１に対する変位速度が所定値Ｇ以下の場合には、油圧装置６によってポケット部２７ａ〜２７ｃ内に供給する油圧の圧力および量、またはそのいずれかを変化させて、スライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を修正する。 Further, according to the present embodiment, the control device 8 calculates the change speed of the position or orientation of the slide table 2 with respect to the base 1, and the calculated displacement speed of the slide table 2 with respect to the base 1 is greater than the predetermined value G. If larger, the volume changing device 4 is operated to increase or decrease the volume of the pocket portions 27a, 27e, thereby changing the pressure and correcting the position or posture of the slide table 2 relative to the base 1. Further, when the calculated displacement speed of the slide table 2 with respect to the base 1 is equal to or less than the predetermined value G, the pressure and / or amount of the hydraulic pressure supplied into the pocket portions 27a to 27c by the hydraulic device 6 is changed. Thus, the position or posture of the slide table 2 with respect to the base 1 is corrected.

したがって、上述した静圧軸受装置によれば、スライドテーブル２の変位速度が所定値Ｇよりも大きく、スライドテーブル２の位置または姿勢が動的に変化している場合には、ポケット部２７ａ、２７ｅの容積を変化させてポケット部２７ａ、２７ｅ内の圧力を動的に増減させることにより、スライドテーブル２の急速な動きに対応してスライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を修正することができる。 Therefore, according to the hydrostatic bearing device described above, when the displacement speed of the slide table 2 is larger than the predetermined value G and the position or posture of the slide table 2 is dynamically changing, the pocket portions 27a and 27e are used. The position or posture of the slide table 2 relative to the base 1 can be corrected in response to the rapid movement of the slide table 2 by dynamically increasing or decreasing the pressure in the pocket portions 27a and 27e by changing the volume of the slide table 2. it can.

また、スライドテーブル２の変位速度が所定値Ｇ以下であり、スライドテーブル２の位置または姿勢が静的に変化している場合には、ポケット部２７ａ〜２７ｆ内に供給する油圧の圧力および量、またはそのいずれかを変化させてスライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を修正することにより、容積変更装置４では補償できない静的な変位に対しても対応可能となる。
尚、ここで、被支持体の位置または姿勢が動的に変化する場合の動的とは、被支持体の位置または姿勢の変化周波数が高く、その変化速度が速いことを意味している。 Further, when the displacement speed of the slide table 2 is equal to or less than the predetermined value G and the position or posture of the slide table 2 is statically changed, the pressure and amount of hydraulic pressure supplied into the pocket portions 27a to 27f, Alternatively, by changing one of them and correcting the position or posture of the slide table 2 with respect to the base 1, it is possible to cope with a static displacement that cannot be compensated by the volume changing device 4.
Here, the dynamic when the position or orientation of the supported body changes dynamically means that the change frequency of the position or orientation of the supported body is high and the rate of change is fast.

また、本実施形態によれば、容積変更装置４は、基台１に対して対向するポケット部２７ａ、２７ｅを形成する凹部２６ａ、２６ｅの開口面積を減少させない位置に設けられている。
したがって、上述した静圧軸受装置によれば、容積変更装置４を設けることにより、基台１に対して対向する凹部２６ａ、２６ｅの開口面積が変化してポケット部２７ａ、２７ｅからスライドテーブル２に印加される押圧力が影響を受けるようなことがなく、スライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢の修正が正確に行える。 Further, according to the present embodiment, the volume changing device 4 is provided at a position where the opening areas of the recesses 26 a and 26 e that form the pocket portions 27 a and 27 e facing the base 1 are not reduced.
Therefore, according to the hydrostatic bearing device described above, by providing the volume changing device 4, the opening areas of the recesses 26 a and 26 e facing the base 1 are changed and the pocket portions 27 a and 27 e are changed to the slide table 2. The applied pressing force is not affected, and the position or posture of the slide table 2 relative to the base 1 can be corrected accurately.

また、本実施形態によれば、位置センサ５ａ〜５ｃはスライドテーブル２に取り付けられ、基台１に当接することなしにスライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を検出する非接触タイプのセンサである。
したがって、上述した静圧軸受装置によれば、位置センサ５ａ〜５ｃはスライドテーブル２の基台１に対する動きにより位置ずれすることがなく、正確にスライドテーブル２の基台１に対する位置または姿勢を検出することができる。また、スライドテーブル２の動きにより損傷を受けることもなく、位置センサ５ａ〜５ｃの耐久性を向上させることができる。 In addition, according to the present embodiment, the position sensors 5 a to 5 c are attached to the slide table 2, and are non-contact type sensors that detect the position or posture of the slide table 2 with respect to the base 1 without contacting the base 1. It is.
Therefore, according to the hydrostatic bearing device described above, the position sensors 5a to 5c are not displaced due to the movement of the slide table 2 with respect to the base 1, and the position or orientation of the slide table 2 with respect to the base 1 is accurately detected. can do. Further, the durability of the position sensors 5a to 5c can be improved without being damaged by the movement of the slide table 2.

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
凹部２６ａ〜２６ｆは、スライドテーブル２側ではなく基台１側に設けてもよいし、双方に形成してもよい。 <Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows.
The recesses 26a to 26f may be provided on the base 1 side instead of the slide table 2 side, or may be formed on both sides.

容積変更装置４も、スライドテーブル２側ではなく基台１側に設けてもよいし、双方に形成してもよい。
容積変更装置４は、ポケット部２７ａ、２７ｅ以外のポケット部２７ｂ〜２７ｄ、２７ｆに設けてもよいし、すべてのポケット部２７ａ〜２７ｆに設けてもよい。 The volume changing device 4 may also be provided on the base 1 side instead of the slide table 2 side, or may be formed on both sides.
The volume changing device 4 may be provided in the pocket portions 27b to 27d and 27f other than the pocket portions 27a and 27e, or may be provided in all the pocket portions 27a to 27f.

容積変更装置４は、ピストン４１を設けずに、ポケット部２７ａ〜２７ｆ内に圧電素子が直接に臨むように形成し、圧電素子がポケット部２７ａ〜２７ｆ内で膨張または収縮することにより、ポケット部２７ａ〜２７ｆ内の圧力を変化させるように形成してもよい。
ポケット部２７ａ〜２７ｆ内へ供給される圧力媒体は、非圧縮性の流体であればどのようなものでもよい。 The volume changing device 4 is formed so that the piezoelectric element directly faces the pocket portions 27a to 27f without providing the piston 41, and the piezoelectric element expands or contracts in the pocket portions 27a to 27f, thereby You may form so that the pressure in 27a-27f may be changed.
The pressure medium supplied into the pocket portions 27a to 27f may be any fluid as long as it is an incompressible fluid.

本発明の一実施形態による静圧軸受装置の基台とスライドテーブルの構造を示した断面図Sectional drawing which showed the structure of the base and slide table of the hydrostatic bearing apparatus by one Embodiment of this invention 図１に示したスライドテーブルを支持するための制御装置等を表したブロック図The block diagram showing the control apparatus etc. for supporting the slide table shown in FIG. 図１に示したスライドテーブルの左方のガイド部の部分詳細図Partial detail drawing of the left guide part of the slide table shown in FIG. 図１に示したスライドテーブルの右方のガイド部の部分詳細図Partial detail drawing of the guide part of the right side of the slide table shown in FIG. 図１および図２に示した静圧軸受装置によるスライドテーブルの支持方法を示すフローチャートThe flowchart which shows the support method of the slide table by the hydrostatic bearing apparatus shown in FIG. 1 and FIG.

Explanation of symbols

図面中、１は基台（固定体）、２はスライドテーブル（被支持体）、４は容積変更装置（ポケット部容積変更手段）、５ａ，５ｂ，５ｃは位置センサ（被支持体検出手段）、６は油圧装置（流体圧供給手段）、７はアクチュエータドライバ（ポケット部容積変更手段）、８は制御装置（制御手段、変位速度検出手段）、１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは案内面、２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂはスライドテーブルの外周面、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆは凹部、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，２７ｆはポケット部、３１は流路、４１はピストン、４３はピエゾアクチュエータ（圧電素子）を示している。 In the drawings, 1 is a base (fixed body), 2 is a slide table (supported body), 4 is a volume changing device (pocket volume changing means), 5a, 5b and 5c are position sensors (supported body detecting means). , 6 is a hydraulic device (fluid pressure supplying means), 7 is an actuator driver (pocket volume changing means), 8 is a control device (control means, displacement speed detecting means), 14a, 14b, 15a, 15b, 16a, 16b are Guide surfaces 23a, 23b, 24a, 24b, 25a, 25b are outer peripheral surfaces of the slide table, 26a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f are recesses, 27a, 27b, 27c, 27d, 27e, 27f are pocket portions, Reference numeral 31 denotes a flow path, 41 denotes a piston, and 43 denotes a piezoelectric actuator (piezoelectric element).

Claims

A fixed body,
A supported body,
The fixed body includes a guide surface in which a narrow gap is formed facing the outer peripheral surface of the supported body,
On at least one side of the fixed body and the supported body, a pocket portion having a predetermined volume is formed by a recess formed so as to be surrounded by the gap.
A pressure by an incompressible fluid is supplied into the pocket portion by a fluid pressure supply means, and the pressure supplied in the pocket portion is squeezed by the gap and held in the pocket portion, and the held pressure is held in the pocket portion. In the hydrostatic bearing device in which the supported body is supported so as to be movable along the guide surface of the fixed body by pressing the support body.
Supported body detecting means for detecting a position or posture of the supported body with respect to the fixed body;
It is provided on at least one side of the fixed body and the supported body, and is formed so that at least a part thereof faces the pocket portion, and retracts from the pocket portion or contracts in the pocket portion, thereby Pocket portion volume changing means for increasing the volume and reducing the volume of the pocket portion by projecting into the pocket portion or expanding in the pocket portion;
Based on the position or orientation of the supported body relative to the fixed body detected by the supported body detection means, the pocket portion volume changing means is operated to change the position or orientation of the supported body relative to the fixed body. Control means to correct;
A hydrostatic bearing device comprising:

The pocket volume changing means is
A piston that is liquid-tightly attached to the fixed body or the supported body so as to be able to advance and retreat in the pocket portion;
A piezoelectric element which is provided so as to abut against the piston, and expands and contracts by applying a voltage to advance and retract the piston into the pocket portion;
The hydrostatic bearing device according to claim 1, comprising:

The hydrostatic bearing device according to claim 2, wherein a flow path for cooling the piezoelectric element is formed in the fixed body or the supported body by cooling fluid flowing.

Displacement speed detection means for detecting a change speed of a position or posture of the supported body with respect to the fixed body,
The control means includes
When the displacement speed of the supported body relative to the fixed body detected by the displacement speed detection means is larger than a predetermined value, the pocket portion volume changing means is operated to position the supported body relative to the fixed body. Or correct the posture,
When the displacement speed of the supported body relative to the fixed body detected by the displacement speed detection means is less than or equal to the predetermined value, the pressure of the fluid or the amount of fluid supplied into the pocket portion by the fluid pressure supply means Change at least one of them,
4. The hydrostatic bearing device according to claim 1, wherein the position or the posture of the supported body with respect to the fixed body is corrected. 5.

The hydrostatic bearing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the pocket portion volume changing means is provided at a position where the opening area of the concave portion is not reduced.

The supported body detection means is attached to one of the fixed body and the supported body, and the fixed body of the supported body is not brought into contact with the other of the fixed body and the supported body. The hydrostatic bearing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the hydrostatic bearing device is a non-contact type sensor that detects a position or an attitude with respect to the sensor.

A fixed body,
A supported body,
The fixed body includes a guide surface in which a narrow gap is formed facing the outer peripheral surface of the supported body,
On at least one side of the fixed body and the supported body, a pocket portion having a predetermined volume is formed by a recess formed so as to be surrounded by the gap.
A pressure by an incompressible fluid is supplied into the pocket portion by a fluid pressure supply means, and the pressure supplied in the pocket portion is squeezed by the gap and held in the pocket portion, and the held pressure is held in the pocket portion. In a method of supporting a supported body by a hydrostatic bearing device in which the supported body is supported so as to be movable along the guide surface of the fixed body by pressing the support body.
The hydrostatic bearing device includes:
Supported body detecting means for detecting a position or posture of the supported body with respect to the fixed body;
It is provided on at least one side of the fixed body and the supported body, and is formed so that at least a part thereof faces the pocket portion, and retracts from the pocket portion or contracts in the pocket portion, thereby Pocket portion volume changing means for increasing the volume and reducing the volume of the pocket portion by projecting into the pocket portion or expanding in the pocket portion;
With
Based on the position or orientation of the supported body relative to the fixed body detected by the supported body detection means, the pocket portion volume changing means is operated to change the position or orientation of the supported body relative to the fixed body. A method of supporting a supported body by a hydrostatic bearing device, wherein the method is modified.