JP2010125527A - Processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加工装置に関し、特に、加工材料を弾性支持する弾性力を調整するものに関する。 The present invention relates to a processing apparatus, and more particularly to an apparatus for adjusting an elastic force for elastically supporting a processing material.
従来の加工装置を説明する。従来の加工装置を用いて穴加工を実施する場合、加工材料は加工装置のテーブルに頑丈に固定され、加工材料の加工面に対してドリルの回転軸を垂直に保持しなければならない。1mm以上の直径を有するドリルであれば、送りを調整するだけで、加工中にドリルに発生するトルクをドリルのねじり限界の範囲内に抑えることが可能であり、ドリルが折損に至ることがない。
しかし、ドリルの直径が0.1mm〜1mmのドリルでは、回転軸の振れの大きさがドリルの折損原因となることがあり、高精度の回転発生装置が必要となる。また、長穴加工を実施するためには、ドリルに発生するトルクを検出する必要性が生じる。そのために、回転軸にトルクを検出する機能を有する穴加工装置が開発されている。
さらに、ドリルの直径が0.1mm以下では、回転駆動側でトルクを検出する装置を組み込んでも、回転軸の振動ノイズにかく乱されて微小なドリルに発生するトルクを測定することは不可能となる。
A conventional processing apparatus will be described. When drilling with a conventional processing device, the work material must be firmly fixed to the table of the processing device and the axis of rotation of the drill must be held perpendicular to the work surface of the work material. If the drill has a diameter of 1 mm or more, it is possible to keep the torque generated in the drill during processing within the torsional limit of the drill only by adjusting the feed, and the drill will not break. .
However, in a drill having a drill diameter of 0.1 mm to 1 mm, the magnitude of runout of the rotary shaft may cause breakage of the drill, and a highly accurate rotation generator is required. In addition, in order to carry out long hole machining, it is necessary to detect torque generated in the drill. Therefore, a hole drilling device having a function of detecting torque on the rotating shaft has been developed.
Furthermore, when the diameter of the drill is 0.1 mm or less, even if a device for detecting torque on the rotational drive side is incorporated, it is impossible to measure torque generated in a minute drill due to disturbance by vibration noise of the rotating shaft. .
ドリルの直径が0.1mm以下のドリルに発生する力とトルクを検出する方法として、ドリルに発生する力及びトルクの反作用として加工材料に発生する力及びトルクを検出する方法が考えられる。しかし、従来のように被加工物を工作機械のテーブルに頑丈に固定する方法では、被加工物に発生する微小な力及びトルクを検出することはできない。
そこで、加工材料を弾性支持することによりドリルに生じる微小な力とトルクを検出する加工装置100が開発されている。加工装置100を図7及び図8に基づき説明する。
図7に示すように、ステージ106の側面には、第一位置検出片107と、第二位置検出片108と、第三位置検出片109とが設置されている。また、ステージ106の側面には、変位センサは、第一変位センサ113と、第二変位センサ114と、第三変位センサ115と、第四変位センサ116と、第五変位センサ117と、第六変位センサ118とが設置されている。これらの変位センサ及び位置検出片によって、ステージ106の水平方向の位置と、高さ方向の位置とを検出する。
As a method of detecting the force and torque generated in a drill having a drill diameter of 0.1 mm or less, a method of detecting the force and torque generated in the work material as a reaction of the force and torque generated in the drill can be considered. However, the conventional method of firmly fixing the workpiece to the table of the machine tool cannot detect minute force and torque generated on the workpiece.
Therefore, a machining apparatus 100 has been developed that detects minute force and torque generated in a drill by elastically supporting a workpiece material. The processing apparatus 100 is demonstrated based on FIG.7 and FIG.8.
As shown in FIG. 7, a first position detection piece 107, a second position detection piece 108, and a third position detection piece 109 are installed on the side surface of the stage 106. Further, on the side surface of the stage 106, displacement sensors include a first displacement sensor 113, a second displacement sensor 114, a third displacement sensor 115, a fourth displacement sensor 116, a fifth displacement sensor 117, and a sixth displacement sensor. A displacement sensor 118 is installed. With these displacement sensors and position detection pieces, the horizontal position and the height position of the stage 106 are detected.
また、図8に示すように、ステージ106の上方には、第一電磁石119と、第二電磁石120と、第三電磁石121との三つの電磁石が、ステージ106と所定の間隔をあけて設置されている。第一電磁石119と、第二電磁石120と、第三電磁石121とは、ステージ106に対してZ軸方向に沿った電磁力を作用させる。
また、第四電磁石122と、第五電磁石123と、第六電磁石124との3組の電磁石は、ステージ106の側面に対して所定の間隔をあけて設置されている。第四電磁石122と第五電磁石123とは、ステージ106に対してX軸方向に沿った電磁力を作用させる。第六電磁石124は、ステージ106に対してY軸方向に沿った電磁力を作用させる。
上記各電磁石に電力が供給されると、それぞれの電磁石に電磁力が発生する。この電磁力が吸引力となって、磁性体で構成されるステージ106を移動させる。そして、各電磁石に供給する電力を調整して、電磁力すなわち吸引力の強弱をつけることにより、ステージ106の位置決めを行うことができる。
In addition, three sets of electromagnets of the fourth electromagnet 122, the fifth electromagnet 123, and the sixth electromagnet 124 are installed at a predetermined interval with respect to the side surface of the stage 106. The fourth electromagnet 122 and the fifth electromagnet 123 act on the stage 106 with electromagnetic force along the X-axis direction. The sixth electromagnet 124 applies an electromagnetic force along the Y-axis direction to the stage 106.
When electric power is supplied to each electromagnet, an electromagnetic force is generated in each electromagnet. This electromagnetic force becomes an attractive force to move the stage 106 made of a magnetic material. Then, the stage 106 can be positioned by adjusting the electric power supplied to each electromagnet to increase or decrease the electromagnetic force, that is, the attractive force.
しかしながら、前述の加工装置100には、以下のような改善すべき点がある。加工装置100のように加工材料を弾性支持する場合であっても、ドリルと加工材料の接触によって生じる弾性変位を一時的に許容することになり、その弾性変位の中には加工面が傾斜する動作が含まれている。
この加工面の傾斜は、加工穴に拘束されるドリルに対して曲げを発生させる。また、強制的に加工面の傾斜を補正しようとしても、逆にドリルに対して曲げを発生させる結果となる。
そこで、ドリルと加工材料の接触があっても加工面が傾斜することなく弾性変位すればドリルに対して曲げを発生させることはない。
However, the processing apparatus 100 described above has the following points to be improved. Even when the processing material is elastically supported as in the processing apparatus 100, the elastic displacement caused by the contact between the drill and the processing material is temporarily allowed, and the processing surface is inclined in the elastic displacement. Behavior is included.
This inclination of the machining surface causes bending of the drill constrained by the machining hole. Moreover, even if it is going to correct | amend the inclination of a process surface compulsorily, it will result in generating a bending with respect to a drill conversely.
Therefore, even if there is contact between the drill and the work material, if the work surface is elastically displaced without being inclined, the drill will not be bent.
力学の知見によれば、空間中に弾性支持される剛体の一点に力が作用する場合、その剛体には並進運動と傾斜運動が発生する。しかし、剛体を支持する弾性体の弾性定数により決定される特別な一点があり、その点に力が作用すると傾斜運動が発生せず、並進運動のみが発生することが知られている。この点を弾性中心と呼ぶ。この弾性中心は弾性定数を調整することによりその位置を設定するこが可能である。
したがって、加工材料が取り付けられ、弾性支持されたステージにも弾性中心が存在し、弾性定数を調整することによりドリルと加工材料が接触する点を弾性中心となるように調整すれば、加工材料の加工面が傾斜することなく、弾性変位のみを生じさせることが可能である。その結果、ドリルに発生する曲げを抑制することができる。しかし、ドリルと被加工物の接触点が弾性中心となるよう自動的に弾性定数を調整する手段はこれまでのところ見出されていない。
そこで、本発明は、ドリルと被加工物の接触点が弾性中心となるように加工材料を弾性支持する弾性力を調整することができる加工装置を提供する。
According to the knowledge of mechanics, when a force acts on one point of a rigid body elastically supported in the space, translational motion and tilt motion are generated in the rigid body. However, there is a special point determined by the elastic constant of the elastic body that supports the rigid body, and it is known that when a force acts on that point, no tilting motion occurs and only translational motion occurs. This point is called the elastic center. The position of this elastic center can be set by adjusting the elastic constant.
Therefore, there is also an elastic center in the stage where the work material is attached and elastically supported, and if the point where the drill and the work material come into contact with each other by adjusting the elastic constant is adjusted to be the elastic center, It is possible to cause only elastic displacement without tilting the processing surface. As a result, bending generated in the drill can be suppressed. However, no means has been found so far for automatically adjusting the elastic constant so that the contact point between the drill and the workpiece is the center of elasticity.
Therefore, the present invention provides a processing apparatus capable of adjusting an elastic force for elastically supporting a work material so that a contact point between a drill and a workpiece is an elastic center.
本発明者は、様々な検討を重ねた結果、本発明に係る加工装置を完成した。本発明における課題を解決するための手段及び発明の効果を以下に示す。
本発明に係る加工装置及び加工方法では、前記加工材料載置手段の傾斜量を検出し、前記加工材料載置手段の傾斜量に基づき、前記加工材料載置手段を所定の状態にするように弾性力を調整し、前記加工材料載置手段を弾性的に支持する。
これにより、加工材料載置手段の傾斜量に基づく弾性力の調整により、容易に加工材料載置手段の状態を調整することができる。
As a result of various studies, the present inventor has completed the processing apparatus according to the present invention. Means for solving the problems in the present invention and the effects of the invention will be described below.
In the processing apparatus and the processing method according to the present invention, the amount of inclination of the processing material placing unit is detected, and the processing material placing unit is brought into a predetermined state based on the amount of inclination of the processing material placing unit. The elastic force is adjusted to elastically support the work material placing means.
Thereby, the state of the work material placing means can be easily adjusted by adjusting the elastic force based on the inclination amount of the work material placing means.
本発明に係る加工装置では、前記弾性力に関する弾性定数を調整する。
これにより、加工材料の加工位置が弾性中心となるように調整することが可能となる。したがって、加工材料載置手段に並進変位のみを生じさせることができる。
本発明に係る加工装置では、前記工具によって前記加工材料を加工する際に前記加工材料載置手段の傾斜を抑制するように、前記弾性力を調整する。
これにより、加工材料載置手段の傾斜による工具の破損を防止することができる。
本発明に係る加工装置では、前記加工材料載置手段の位置を検出し、検出された前記位置から、前記傾斜量を算出する。
これにより、加工材料載置手段の位置を検出するだけで、加工材料載置手段の傾斜量を得ることができる。
In the processing apparatus according to the present invention, an elastic constant related to the elastic force is adjusted.
Thereby, it becomes possible to adjust so that the processing position of a processing material may become an elastic center. Accordingly, only the translational displacement can be generated in the work material placing means.
In the processing apparatus according to the present invention, the elastic force is adjusted so as to suppress the inclination of the processing material placing means when the processing material is processed by the tool.
Thereby, damage to the tool due to the inclination of the work material placing means can be prevented.
In the processing apparatus according to the present invention, the position of the work material placing means is detected, and the amount of inclination is calculated from the detected position.
Thereby, the amount of inclination of the work material placing means can be obtained only by detecting the position of the work material placing means.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1.マイクロ加工装置51の全体構成
本発明の実施例1に係るマイクロ加工装置51の構成を示す概略図を図1に示す。図1に示すように、本実施形態のマイクロ加工装置51は、ドリル1、加工ユニット3、ステージ6、変位センサ13〜18(一部、図示せず)、アクチュエータ、弾性支持用制御装置25及び制御装置26を有する。以下において、各構成要素を説明する。
なお、後述するアクチュエータ及び変位センサの配置を特定する基準として、水平面に平行なX軸、Y軸、及び鉛直方向に平行なZ軸からなる直交座標系(以下、基準直交座標系という)を設定する(図2参照)。本実施例では、ステージ6の載置面がZ軸と直交する状態を所定の状態とする。
1. Overall Configuration of Micro Machining Device 51 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a micro machining device 51 according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the micro machining apparatus 51 of the present embodiment includes a drill 1, a machining unit 3, a stage 6, displacement sensors 13 to 18 (partly not shown), an actuator, an elastic support control device 25, and A control device 26 is provided. Each component will be described below.
In addition, an orthogonal coordinate system (hereinafter referred to as a reference orthogonal coordinate system) consisting of an X-axis, a Y-axis parallel to the horizontal plane, and a Z-axis parallel to the vertical direction is set as a reference for specifying the arrangement of actuators and displacement sensors described later. (See FIG. 2). In this embodiment, a state in which the mounting surface of the stage 6 is orthogonal to the Z axis is defined as a predetermined state.
1.1. 加工ユニット53
加工ユニット53は、ドリル保持具2、ドリル回転装置3を有している。ドリル保持具2は、中心軸Zを中心に回転して加工材料を切削するドリル1を当該中心軸Z上に保持する。ドリル回転装置3には、ドリル保持具2が取り付けられる。
ドリル1は、ドリル保持具2に差し込まれた後、保持手段(図示せず)を用いてドリル保持具2に保持される。
ドリル保持具2は、保持手段(図示せず)を用いてドリル回転装置3に取り付けられている。ドリル保持具2及びドリル回転装置3は、それぞれの回転軸がZ軸と平行となるように配置されている。ドリル回転装置3を回転させることによって、ドリル保持具2、ひいてはドリル保持具2に保持されたドリル1が回転する。
1.1. Processing unit 53
The processing unit 53 includes a drill holder 2 and a drill rotating device 3. The drill holder 2 holds on the central axis Z the drill 1 that rotates about the central axis Z and cuts the work material. A drill holder 2 is attached to the drill rotating device 3.
After the drill 1 is inserted into the drill holder 2, the drill 1 is held by the drill holder 2 using a holding means (not shown).
The drill holder 2 is attached to the drill rotating device 3 using holding means (not shown). The drill holder 2 and the drill rotation device 3 are arranged so that the respective rotation axes are parallel to the Z axis. By rotating the drill rotating device 3, the drill holder 2 and eventually the drill 1 held by the drill holder 2 is rotated.
1.2. ステージ6
ステージ6は、ドリル1により加工される加工材料4を搭載する。ステージ6は、加工材料4を固定する固定治具5を有している。固定治具5は、保持手段(図示せず)を用いてステージ6に取り付けられている。ステージ6は、平面視において正方形をなす板状に形成されている(図2、図3参照)。ステージ6は、鉄などの磁気的性質を有する材料を含む材料により形成されている。
ステージ6は、第一位置検出片7、第二位置検出片8、及び第三位置検出片9を有している。ここで、マイクロ加工装置51における変位センサの配置を示す平面図を図2に示す。第一位置検出片7、第二位置検出片8、及び第三位置検出片9は、ステージ6の側面に配置される。第一位置検出片7、第二位置検出片8、及び第三位置検出片9は、ステージ6と同じ材質、すなわち、鉄などの磁気的性質を有する材料を含む材料により形成されている。ステージ6にはz方向負向きに重力が作用しているものとする。
1.2. Stage 6
The stage 6 carries the processing material 4 processed by the drill 1. The stage 6 has a fixing jig 5 for fixing the processing material 4. The fixing jig 5 is attached to the stage 6 using a holding means (not shown). The stage 6 is formed in a plate shape having a square shape in plan view (see FIGS. 2 and 3). The stage 6 is formed of a material including a material having magnetic properties such as iron.
The stage 6 includes a first position detection piece 7, a second position detection piece 8, and a third position detection piece 9. Here, the top view which shows arrangement | positioning of the displacement sensor in the micro processing apparatus 51 is shown in FIG. The first position detection piece 7, the second position detection piece 8, and the third position detection piece 9 are arranged on the side surface of the stage 6. The first position detection piece 7, the second position detection piece 8, and the third position detection piece 9 are formed of the same material as the stage 6, that is, a material including a material having magnetic properties such as iron. It is assumed that gravity acts on the stage 6 in the negative z direction.
1.3. 変位センサ13〜18
変位センサは、ステージ6の位置を検出する。変位センサは、第一変位センサ13、第二変位センサ14、第三変位センサ15、第四変位センサ16、第五変位センサ17、及び第六変位センサ18とから構成される。第一変位センサ13〜第六変位センサ18は、それぞれ変位信号y1〜y6を出力する。変位センサは、全体として、ステージ6の水平方向の位置と、鉛直方向の位置とを検出できるように設置されている。変位センサとして、非接触式の渦電流式変位センサを用いている。
本実施例では、図2に示すように、第一変位センサ13、第二変位センサ14、及び第三変位センサ15は、ステージ6と所定の間隔をとってステージ6の下方に配置されるが、ステージ6の上方に配置しても良い。第一変位センサ13、第二変位センサ14、及び第三変位センサ15は、それぞれ、ステージ6に対向するように配置される。第一変位センサ13は、平面視においてY軸に対して平行な中心線S1とY軸との距離がaSとなるように設置される。第二変位センサ14は、平面視においてX軸に対して平行な中心線S2とX軸との距離がbSとなるように設置される。同様に、第三変位センサ15は、中心線S3とX軸との距離がbSとなるように配置される。
第一変位センサ13、第二変位センサ14、及び第三変位センサ15は、ステージ6のZ軸方向の変位を検出する。これらの変位センサにより検出されたステージ6の変位から、ステージ6の高さ方向の位置を測定する。そして、このようにして測定されたステージ6の高さ方向の位置データy1〜y3が、後述する弾性支持用制御装置25と制御装置26に入力される。
1.3. Displacement sensors 13-18
The displacement sensor detects the position of the stage 6. The displacement sensor includes a first displacement sensor 13, a second displacement sensor 14, a third displacement sensor 15, a fourth displacement sensor 16, a fifth displacement sensor 17, and a sixth displacement sensor 18. The first displacement sensor 13 to the sixth displacement sensor 18 output displacement signals y 1 to y 6 , respectively. The displacement sensor is installed so that the position of the stage 6 in the horizontal direction and the position in the vertical direction can be detected as a whole. A non-contact eddy current displacement sensor is used as the displacement sensor.
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the first displacement sensor 13, the second displacement sensor 14, and the third displacement sensor 15 are arranged below the stage 6 with a predetermined distance from the stage 6. Further, it may be arranged above the stage 6. The first displacement sensor 13, the second displacement sensor 14, and the third displacement sensor 15 are each arranged so as to face the stage 6. The first displacement sensor 13, the distance between the parallel center lines S 1 and the Y-axis to the Y axis in plan view is placed such that a S. Second displacement sensor 14 is disposed such that the distance between the parallel center line S 2 and X-axis relative to the X axis in plan view is b S. Similarly, a third displacement sensor 15, the distance between the center line S 3 and X-axis are arranged to be b S.
The first displacement sensor 13, the second displacement sensor 14, and the third displacement sensor 15 detect the displacement of the stage 6 in the Z-axis direction. From the displacement of the stage 6 detected by these displacement sensors, the position of the stage 6 in the height direction is measured. The position data y 1 to y 3 in the height direction of the stage 6 thus measured are input to the elastic support control device 25 and the control device 26 described later.
一方、第四変位センサ16は、ステージ6の側面と所定の間隔をとり、かつ、位置検出片7に対向するように設置される。第五変位センサ17は、ステージ6の側面と所定の間隔をとり、かつ、位置検出片8に対向するように設置される。第四変位センサ16及び第五変位センサ17は、それぞれ各変位センサの中心線S4、S5がX軸に対して平行になるように設置される。
第六変位センサ18は、ステージ6の側面と所定の間隔をとり、かつ、位置検出片9に対向するように設置される。第六変位センサ18は、中心線S6がY軸に対して平行になるように設置される。
第四変位センサ16によって第一位置検出片7の変位が、第五変位センサ17によって第二位置検出片8の変位が、第六変位センサ18によって第三位置検出片9の変位が、それぞれ検出される。このようにして測定されたステージ6の水平方向の位置データy4〜y6が、後述する弾性支持用制御装置25に入力される。
On the other hand, the fourth displacement sensor 16 is installed at a predetermined distance from the side surface of the stage 6 and facing the position detection piece 7. The fifth displacement sensor 17 is installed so as to be spaced apart from the side surface of the stage 6 and to face the position detection piece 8. The fourth displacement sensor 16 and the fifth displacement sensor 17 are installed such that the center lines S 4 and S 5 of the respective displacement sensors are parallel to the X axis.
The sixth displacement sensor 18 is installed so as to have a predetermined distance from the side surface of the stage 6 and to face the position detection piece 9. Sixth displacement sensor 18 has a center line S 6 is disposed so as to be parallel to the Y axis.
The fourth displacement sensor 16 detects the displacement of the first position detection piece 7, the fifth displacement sensor 17 detects the displacement of the second position detection piece 8, and the sixth displacement sensor 18 detects the displacement of the third position detection piece 9. Is done. Position data y 4 ~y 6 in the horizontal direction of the stage 6 measured in this way is input to the elastic supporting control device 25 to be described later.
1.4. アクチュエータ
アクチュエータは、変位センサ13〜18によって得られたそれぞれの変位信号y1〜y6に基づきステージ6を移動させる。アクチュエータの配置を示す平面図を図3に示す。アクチュエータは、第一電磁石19、第二電磁石20、第三電磁石21、第四電磁石22、第五電磁石23、及び第六電磁石24から構成される。第一電磁石19〜第六電磁石24が発生する電磁力をそれぞれf1〜f6とする。
ステージ6の上方には、第一電磁石19、第二電磁石20、及び第三電磁石21の三つの電磁石が、ステージ6と所定の間隔をあけて設置される。第一電磁石19、第二電磁石20、及び第三電磁石21は、ステージ6に対してz方向に沿った正向きの電磁力を作用させ、ステージ6に作用する重力と平衡する。本実施例では、第一電磁石19は、第一変位センサ13とステージ6を挟んで対向するように配置される。第二電磁石20及び第二変位センサ14、第三電磁石21及び第三変位センサ15についても同様である。
第一電磁石19は、中心線M1がY軸に対して平行になるように設置される。第一電磁石19は、平面視において中心線M1とY軸との距離がaとなるように設置される。また、第二電磁石20、第三電磁石21は、それぞれ、中心線M2、M3がX軸方向に対して平行になるように設置される。第二電磁石20、第三電磁石21は、平面視において、それぞれの中心線M2、M3からX軸までの距離がbとなるように設置される。
1.4. Actuator The actuator moves the stage 6 based on the respective displacement signals y 1 to y 6 obtained by the displacement sensors 13 to 18. A plan view showing the arrangement of the actuator is shown in FIG. The actuator includes a first electromagnet 19, a second electromagnet 20, a third electromagnet 21, a fourth electromagnet 22, a fifth electromagnet 23, and a sixth electromagnet 24. The electromagnetic forces generated by the first electromagnet 19 to the sixth electromagnet 24 are defined as f 1 to f 6 , respectively.
Above the stage 6, three electromagnets, a first electromagnet 19, a second electromagnet 20, and a third electromagnet 21, are installed at a predetermined interval from the stage 6. The first electromagnet 19, the second electromagnet 20, and the third electromagnet 21 apply a positive electromagnetic force along the z direction to the stage 6 and balance with the gravity acting on the stage 6. In the present embodiment, the first electromagnet 19 is disposed so as to face the first displacement sensor 13 with the stage 6 interposed therebetween. The same applies to the second electromagnet 20, the second displacement sensor 14, the third electromagnet 21, and the third displacement sensor 15.
The first electromagnet 19, the center line M 1 is disposed to be parallel to the Y axis. The first electromagnet 19, the distance between the center line M 1 and the Y-axis in the plan view is disposed such that a. The second electromagnet 20 and the third electromagnet 21 are installed such that the center lines M 2 and M 3 are parallel to the X-axis direction, respectively. Second electromagnet 20, the third electromagnets 21, in plan view, the distance from the respective center line M 2, M 3 up to the X-axis is disposed such that b.
本実施例では、第一変位センサ13及び第一電磁石19は、ステージ6を挟んで対向するように配置されている。また、第一変位センサ13及び第一電磁石19は、第一変位センサ13についての中心線S1−Y軸間の距離aSと第一電磁石19についての中心線M1−Y軸間の距離aとが同じになるように配置されている。これにより、第一電磁石19が配置されるxy座標点でのz方向変位と第一変位センサ13が配置されるxy座標点でのz方向変位を一致させることができる。第二電磁石20及び第二変位センサ14、第三電磁石21及び第三変位センサ15についても同様である。
また、第四電磁石22と、第五電磁石23と、第六電磁石24との3組の電磁石は、ステージ6の側面に対して所定の間隔をあけて配設されている。第四電磁石22と、第五電磁石23と、第六電磁石24とは、2個の電磁石が1組となって構成される。第四電磁石22と第五電磁石23とは、図3に示すように、一組の電磁石の中心線M4、M5とがX軸に対して平行になるように配設されている。また、第四電磁石22と第五電磁石23とは、それらの一組の電磁石の中心線M4、M5とがX軸に対して対称をなし、平面視においてそれらの中心線M4、M5からX軸までの距離がlMとなるように配設されている。第四電磁石22と第五電磁石23とは、ステージ6に対してX軸方向に沿った電磁力を作用させる。
In the present embodiment, the first displacement sensor 13 and the first electromagnet 19 are arranged to face each other with the stage 6 interposed therebetween. Further, the first displacement sensor 13 and the first electromagnet 19 include a distance a S between the center line S 1 and the Y axis for the first displacement sensor 13 and a distance between the center line M 1 and the Y axis for the first electromagnet 19. It arrange | positions so that a may become the same. Thereby, the z-direction displacement at the xy coordinate point where the first electromagnet 19 is disposed and the z-direction displacement at the xy coordinate point where the first displacement sensor 13 is disposed can be matched. The same applies to the second electromagnet 20, the second displacement sensor 14, the third electromagnet 21, and the third displacement sensor 15.
In addition, three sets of electromagnets of the fourth electromagnet 22, the fifth electromagnet 23, and the sixth electromagnet 24 are arranged at a predetermined interval with respect to the side surface of the stage 6. The fourth electromagnet 22, the fifth electromagnet 23, and the sixth electromagnet 24 are configured by two electromagnets as one set. As shown in FIG. 3, the fourth electromagnet 22 and the fifth electromagnet 23 are arranged so that the center lines M 4 and M 5 of a pair of electromagnets are parallel to the X axis. Further, a fourth electromagnet 22 and the fifth magnet 23, the center line M thereof a pair of electromagnets 4, M 5 and is symmetrical with respect to the X axis, their center line M 4 in a plan view, M The distance from 5 to the X-axis is 1 M. The fourth electromagnet 22 and the fifth electromagnet 23 apply an electromagnetic force along the X-axis direction to the stage 6.
第六電磁石24は、その一組の電磁石の中心線M6がY軸に対して平行になるように配設されている。第六電磁石24は、ステージ6に対してY軸方向に沿った電磁力を作用させる。
そして、上記各電磁石に電力が供給されると、それぞれの電磁石に電磁力が発生する。この電磁力が吸引力となって、磁性体で構成されるステージ6を移動させる。そして、各電磁石に供給する電力を調整して、電磁力すなわち吸引力の強弱をつけることにより、ステージ6の位置決めを行うことができる。
Sixth electromagnet 24 has a center line M 6 of the pair of electromagnets is disposed so as to be parallel to the Y axis. The sixth electromagnet 24 applies an electromagnetic force along the Y-axis direction to the stage 6.
When electric power is supplied to each electromagnet, electromagnetic force is generated in each electromagnet. This electromagnetic force becomes an attractive force to move the stage 6 made of a magnetic material. Then, the stage 6 can be positioned by adjusting the electric power supplied to each electromagnet to increase or decrease the electromagnetic force, that is, the attractive force.
1.5. 弾性支持用制御装置25
弾性支持用制御装置25は、第一変位センサ13〜第六変位センサ18における変位信号y1〜y6に基づきステージ6を弾性支持するためのフィードバック制御信号を与える出力信号v1〜v6を要素とする出力信号ベクトルvを出力する。出力信号ベクトルvによりアクチュエータとして動作する第一電磁石19〜第六電磁石24が発生する電磁力がステージ6に対する弾性力として作用する。このフィードバック制御に基づき、ステージ6はアクチュエータによって弾性支持され、適切な位置に位置決めされる。なお、弾性支持用制御装置25におけるステージ6の弾性支持制御については、特許第3452305号公報及び特開2007−136600号公報に開示されている技術を用いて実行する。
制御装置25は、フィードバック制御を実施することにより、アクチュエータとして動作する第一電磁石19〜第六電磁石24が発生するそれぞれの電磁力f1〜f6がステージ6対して以下の式(1)で示される弾性力として作用するよう制御する。なお、電磁力f1〜f6がステージ6対して弾性力として作用する弾性定数をそれぞれk1〜k6とする。
The elastic support control device 25 outputs output signals v 1 to v 6 that give feedback control signals for elastically supporting the stage 6 based on the displacement signals y 1 to y 6 in the first displacement sensor 13 to the sixth displacement sensor 18. An output signal vector v as an element is output. An electromagnetic force generated by the first electromagnet 19 to the sixth electromagnet 24 operating as an actuator by the output signal vector v acts as an elastic force on the stage 6. Based on this feedback control, the stage 6 is elastically supported by an actuator and positioned at an appropriate position. Note that the elastic support control of the stage 6 in the elastic support control device 25 is executed by using the techniques disclosed in Japanese Patent No. 3452305 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-136600.
The control device 25 performs the feedback control so that the electromagnetic forces f 1 to f 6 generated by the first electromagnet 19 to the sixth electromagnet 24 operating as actuators are expressed by the following expression (1) with respect to the stage 6. Control to act as indicated elastic force. Note that the elastic constants at which the electromagnetic forces f 1 to f 6 act on the stage 6 as elastic forces are k 1 to k 6 , respectively.
1.6. 制御装置26
制御装置26は、第一変位センサ13〜第三変位センサ15のそれぞれの変位信号y1〜y3を要素とする変位信号ベクトルyVを入力とし、弾性支持用制御装置25に対して弾性定数k1〜k3を要素とする出力信号ベクトルkVを出力する。その結果、ステージ6の載置面が所定の状態となる効果が得られる。
制御装置26のハードウェア構成を図4に示す。制御装置26は、CPU211、メモリ212、ハードディスク213、キーボード214、マウス215、ディスプレイ216、光学式ドライブ217、通信回路218を有している。
CPU211は、ハードディスク213に記録されているオペレーティング・システム(OS)、制御プログラム等その他のアプリケーションに基づいた処理を行う。メモリ212は、CPU211に対して作業領域を提供する。ハードディスク213は、オペレーティング・システム(OS)、制御プログラム等その他のアプリケーションを記録保持する。また、ハードディスク213は、ドリル1の送り速度、ステージ6の目標とする位置信号、加工材料4に対するドリル1の加工力の制限値などを記憶保持する。
キーボード214、マウス215は、外部からの命令を受け付ける。ディスプレイ216は、ユーザーインターフェイス等の画像を表示する。光学式ドライブ217は、制御プログラムが記録されている光学式メディア210から制御プログラムを読み取り、また、他の光学式メディアからその他のアプリケーションのプログラムを読み取る等、光学式メディアからのデータの読み取りを行う。通信回路218は、第一変位センサ13、第二変位センサ14、第三変位センサ15からの変位の取得、アクチュエータへの制御信号の出力、及び、外部の通信機器とのデータの送受信を行う。
1.6. Control device 26
Controller 26, a displacement signal vector y V to the respective displacement signals y 1 ~y 3 of the first displacement sensor 13 to the third displacement sensor 15 as an element as input, the elastic constants for elastically supporting the control device 25 the k 1 to k 3 outputs an output signal vector k V whose elements. As a result, the effect that the mounting surface of the stage 6 is in a predetermined state is obtained.
The hardware configuration of the control device 26 is shown in FIG. The control device 26 includes a CPU 211, a memory 212, a hard disk 213, a keyboard 214, a mouse 215, a display 216, an optical drive 217, and a communication circuit 218.
The CPU 211 performs processing based on other applications such as an operating system (OS) and a control program recorded on the hard disk 213. The memory 212 provides a work area for the CPU 211. The hard disk 213 records and holds other applications such as an operating system (OS) and a control program. Further, the hard disk 213 stores and holds a feed speed of the drill 1, a target position signal of the stage 6, a limit value of the processing force of the drill 1 with respect to the processing material 4, and the like.
The keyboard 214 and the mouse 215 accept external commands. The display 216 displays an image such as a user interface. The optical drive 217 reads data from the optical medium, such as reading a control program from the optical medium 210 in which the control program is recorded, and reading a program of another application from another optical medium. . The communication circuit 218 acquires the displacement from the first displacement sensor 13, the second displacement sensor 14, and the third displacement sensor 15, outputs a control signal to the actuator, and transmits / receives data to / from an external communication device.
2.制御装置26の動作
制御装置26が行うアクチュエータの制御動作について以下で説明する。
2.1. 動作の概要
制御装置26が行うアクチュエータ制御動作の概要を図5を用いて説明する。図5は、ステージ6に載置された加工材料4(図示せず)に対してドリル1(図示せず)によって加工を施した状態を簡易に示している。図5には、加工材料4を固定するためのステージ6、ステージ6を鉛直方向に弾性支持するアクチュエータとして、第一電磁石19、第二電磁石20、第三電磁石21を示している。また、ドリル1による加工材料への加工力をF、第一変位センサ13、第二変位センサ14、第三変位センサ15によって検出される鉛直方向の変位y1、y2、y3を要素とする鉛直方向変位ベクトルyVを以下の式(2)で定義する。
2. Operation of Control Device 26 The control operation of the actuator performed by the control device 26 will be described below.
2.1. Outline of Operation An outline of an actuator control operation performed by the control device 26 will be described with reference to FIG. FIG. 5 simply shows a state in which a processing material 4 (not shown) placed on the stage 6 is processed by a drill 1 (not shown). FIG. 5 shows a first electromagnet 19, a second electromagnet 20, and a third electromagnet 21 as the stage 6 for fixing the work material 4 and the actuator for elastically supporting the stage 6 in the vertical direction. Further, F represents the machining force applied to the work material by the drill 1, and the vertical displacements y 1 , y 2 , and y 3 detected by the first displacement sensor 13, the second displacement sensor 14, and the third displacement sensor 15 are elements. the vertical displacement vector y V to be defined by the following equation (2).
加工材料4に対してテーブル上の座標点Q(x、y)において加工力F(=−f)が発生したとすると、力の平衡式及びモーメントの平衡式は以下の式(4)〜式(6)で表すことができる。
Assuming that the machining force F (= −f) is generated at the coordinate point Q (x, y) on the table with respect to the work material 4, the force balance equation and the moment balance equation are expressed by the following equations (4) to (4) to (6).
本実施例においては、加工すべき任意の位置に対して、被削材にドリルが接触したときに発生する僅かな傾斜角から加工位置が弾性中心となるように弾性定数k1、k2、k3を自動的に調整し、ステージ6の傾斜を抑制することが可能である。
弾性定数kを適切に設定し、−1≦ζx≦1、−1≦ζy≦1となる変数ζx、ζyを用いて弾性定数k1、k2、k3を以下の式(16)〜式(18)に設定する。なお、弾性定数kは、使用者の経験等から適切な値を設定する。
In this embodiment, the elastic constants k 1 , k 2 , so that the machining position becomes the elastic center from a slight inclination angle generated when the drill comes into contact with the work material for any position to be machined. automatically adjust the k 3, it is possible to suppress the inclination of the stage 6.
The elastic constant k is appropriately set, and the elastic constants k 1 , k 2 , and k 3 are expressed by the following formula ( 1) using variables ζ x and ζ y that satisfy −1 ≦ ζ x ≦ 1 and −1 ≦ ζ y ≦ 1. 16) to formula (18). The elastic constant k is set to an appropriate value from the user's experience.
また、式(14)、式(15)、及び式(16)〜式(18)から、加工位置Qのx座標値、y座標値は、それぞれ、以下の式(32)、式(33)で表すことができる。
Further, from Expression (14), Expression (15), and Expression (16) to Expression (18), the x coordinate value and the y coordinate value of the machining position Q are respectively expressed by the following Expression (32) and Expression (33). It can be expressed as
以上のことから、変数ζx、ζyとステージ6の傾斜角θx、θyとの間の関係が式(26)、式(27)で表すことができる変数ζx、ζyを調整すれば、加工材料4に加工を実施する位置を特定せずとも、加工材料4にドリル1が接触したときに発生する僅かなステージ6の傾斜角から、現在の加工位置が弾性中心となるように自動的に弾性定数k1、k2、k3を調整し、ステージ6の傾斜、ひいては加工材料4の加工面の傾斜を抑制することが可能となる。
From the above, the variable zeta x, the inclination angle theta x of zeta y and stage 6, theta relationship between y Formula (26), equation (27) variable zeta x which can be represented by, adjusting the zeta y In this case, the current machining position becomes the elastic center from the slight inclination angle of the stage 6 that occurs when the drill 1 comes into contact with the machining material 4 without specifying the machining position on the machining material 4. In addition, the elastic constants k 1 , k 2 , and k 3 can be automatically adjusted to suppress the inclination of the stage 6 and, consequently, the inclination of the processing surface of the work material 4.
ここまでは、加工材料4および加工材料4を固定するステージ6に作用する重力の影響については考慮していない。しかし、計測される変位信号y1〜y3に重力の影響が含まれる場合がある。そこで、以下では、重力の影響を排除する手段について説明する。
力学の知見によれば、物体に作用する重力は物体の重心に作用する外力とみなしても差し支えない。したがって、加工材料4に対してドリル1が接触していないときは、加工材料4とステージ6とを一体とみなした物体Bの重心に重力と等しい外力が作用している状態とみなすことができる。
その結果、重力のみが作用している状態に対して、これまで記述した手段が適用できる。重力によって発生する鉛直方向変位ベクトルyVGを、以下の式(34)で表す。
Up to this point, the influence of gravity acting on the processing material 4 and the stage 6 that fixes the processing material 4 is not considered. However, the measured displacement signals y 1 to y 3 may include the influence of gravity. Therefore, hereinafter, means for eliminating the influence of gravity will be described.
According to the knowledge of mechanics, gravity acting on an object can be regarded as an external force acting on the center of gravity of the object. Therefore, when the drill 1 is not in contact with the work material 4, it can be considered that an external force equal to gravity acts on the center of gravity of the object B in which the work material 4 and the stage 6 are regarded as one body. .
As a result, the means described so far can be applied to a state where only gravity is acting. A vertical displacement vector y VG generated by gravity is expressed by the following equation (34).
2.2. フローチャート
制御装置26のCPU211の動作を図6示すフローチャートを用いて説明する。制御装置26は、加工材料4に加工力が作用したときにステージに発生する傾斜角θx、θyに対して、変数ζx、ζyを変化させることにより、弾性定数k1、k2、k3を調整し、ステージ6の傾斜を補正する。
加工材料4を介してステージ6に作用する加工力は、第1電磁石19、第二電磁石20、第三電磁石21によるステージ6を浮上させる弾性力と平衡する。したがって、第1電磁石19、第二電磁石20、第三電磁石21による弾性力を計測することにより、ステージ6に作用した加工力を計測することができる。
2.2. Flowchart The operation of the CPU 211 of the control device 26 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The control device 26 changes the elastic constants k 1 and k 2 by changing the variables ζ x and ζ y with respect to the inclination angles θ x and θ y generated on the stage when the processing force is applied to the processing material 4. , K 3 is adjusted to correct the tilt of the stage 6.
The processing force acting on the stage 6 through the processing material 4 is balanced with the elastic force that causes the stage 6 to float by the first electromagnet 19, the second electromagnet 20, and the third electromagnet 21. Therefore, by measuring the elastic force generated by the first electromagnet 19, the second electromagnet 20, and the third electromagnet 21, the machining force acting on the stage 6 can be measured.
加工装置51の使用者は、加工装置51の使用に先立って、変数ζx、ζyの値を、それぞれ、「0」に設定しておくことにより、第一電磁石19の弾性定数k1、第二電磁石20の弾性定数k2、第三電磁石21の弾性定数k3を弾性定数kに設定しておく。また、ドリル1による加工材料4の加工位置をステージ6における加工面内のXY座標において(a/3、0)に設定する。
CPU211は、第一変位センサ13、第二変位センサ14、及び第三変位センサ15からy1、y2、y3を取得すると(S601)、式(10)、式(11)を用いてステージの傾斜角θx、θyを算出する(S603)。CPU211は、算出した傾斜角θx、θyが、予め設定された許容範囲内であるか否かを判断する(S605)。
CPU211は、算出した傾斜角θx、θyが許容範囲内でない、つまり許容範囲外であると判断すると、式(26)、式(27)を用いて変数ζx、ζyを算出する(S606)。なお、変数ζx、ζyは以下のようにして算出する。
式(26)、式(27)を積分すると、以下の式(44)、式(45)を得ることができる。
Prior to the use of the processing device 51, the user of the processing device 51 sets the values of the variables ζ x and ζ y to “0”, so that the elastic constant k 1 of the first electromagnet 19, elastic constant k 2 of the second electromagnet 20, keep the elastic constant k 3 of the third electromagnet 21 is set to the elastic constant k. Further, the processing position of the processing material 4 by the drill 1 is set to (a / 3, 0) in the XY coordinates in the processing surface of the stage 6.
When the CPU 211 obtains y 1 , y 2 , and y 3 from the first displacement sensor 13, the second displacement sensor 14, and the third displacement sensor 15 (S 601), the stage is obtained using Expression (10) and Expression (11). The inclination angles θ x and θ y are calculated (S603). The CPU 211 determines whether or not the calculated inclination angles θ x and θ y are within a preset allowable range (S605).
When the CPU 211 determines that the calculated inclination angles θ x and θ y are not within the allowable range, that is, outside the allowable range, the CPU 211 calculates the variables ζ x and ζ y using the equations (26) and (27) ( S606). The variables ζ x and ζ y are calculated as follows.
When the equations (26) and (27) are integrated, the following equations (44) and (45) can be obtained.
CPU211は、算出した変数ζx、ζyを用いて、式(16)〜式(18)から弾性定数k1、k2、k3を算出し、弾性支持用制御装置25に対して出力する(S607)。さらに、CPU211は、式(32)、式(33)を用いて、弾性中心の座標値(XEC、YEC)を算出する(S609)。CPU211は、ステップS605において傾斜角θx、θyが、予め設定された許容範囲内であると判断されるまで、ステップS601〜ステップS609の処理を繰り返す。
The CPU 211 calculates the elastic constants k 1 , k 2 , and k 3 from the equations (16) to (18) using the calculated variables ζ x and ζ y and outputs them to the elastic support control device 25. (S607). Further, the CPU 211 calculates the coordinate values (X EC , Y EC ) of the elastic center using the equations (32) and (33) (S609). The CPU 211 repeats the processing from step S601 to step S609 until it is determined in step S605 that the inclination angles θ x and θ y are within the preset allowable range.
CPU211は、ステップS605において傾斜角θx、θyが、予め設定された許容範囲内であると判断すると、弾性定数k1、k2、k3、及び、弾性中心の座標値(XEC、YEC)を作業者に対して出力する(S611)。
CPU211は、作業者から終了指示があるまで(S613)、ステップS601〜ステップS611の処理を実行する。
複数の穴を複数の加工材料に対して加工する場合、加工位置がQ1(x1,y1)、Q2(x2,y3)・・・Qn(xn,yn)として与えられたとき、本発明の手段を適用することによってそれぞれの加工位置が弾性中心となるように弾性定数(k11,k21,k31)(k12,k22,k32)・・・(k1n,k2n,k3n)を調整し、記憶することで穴加工工程の時間を短縮することが可能である。
[その他の実施形態]
When the CPU 211 determines in step S605 that the inclination angles θ x and θ y are within the preset allowable range, the elastic constants k 1 , k 2 , k 3 , and the coordinate values (X EC , Y EC ) is output to the worker (S611).
The CPU 211 executes the processing from step S601 to step S611 until an end instruction is received from the worker (S613).
When processing a plurality of holes for a plurality of processing materials, the processing positions are Q 1 (x 1 , y 1 ), Q 2 (x 2 , y 3 )... Q n (x n , y n ) When given, the elastic constants (k 11 , k 21 , k 31 ) (k 12 , k 22 , k 32 )... So that each processing position becomes the elastic center by applying the means of the present invention. By adjusting and storing (k 1n , k 2n , k 3n ), it is possible to shorten the time for the hole drilling process.
[Other embodiments]
(1)ドリル1
前述の実施例1においては、切削工具としてドリルを用いたが、その他の切削工具、例えば、ミリング工具などを用いることができる。さらに、実施例1の加工装置51においては、切削工具を用いたが、切削以外のその他の加工を行う工具を用いることもできる。
(2)ステージ6
前述の実施例1においては、ステージ6には、磁気的性質を有する材料であれば、他の材料を含ませることもできる。また、ステージ6の形状は、上記正方形状に限定されるものではなく、他の形状、例えば、長方形状、三角形状など様々な形状に形成されていてもよい。
(3)変位センサ
前述の実施例1においては、変位センサとして渦電流式変位センサを用いたが、非接触式の変位センサであれば他の変位センサを用いてもよい。例えば、レーザー式変位センサ、静電式変位センサなどを用いてもよい。
(1) Drill 1
In the first embodiment, a drill is used as a cutting tool, but other cutting tools such as a milling tool can be used. Furthermore, in the processing apparatus 51 of the first embodiment, a cutting tool is used, but a tool for performing other processing than cutting can also be used.
(2) Stage 6
In the above-described first embodiment, the stage 6 may include other materials as long as the material has magnetic properties. Further, the shape of the stage 6 is not limited to the above-mentioned square shape, and may be formed in other shapes such as a rectangular shape and a triangular shape.
(3) Displacement sensor In the first embodiment, an eddy current displacement sensor is used as the displacement sensor. However, other displacement sensors may be used as long as they are non-contact displacement sensors. For example, a laser displacement sensor, an electrostatic displacement sensor, or the like may be used.
(4)アクチュエータ
前述の実施例1においては、アクチュエータとして電磁石を用いたが、その他のアクチュエータ、例えばピエゾ素子などを用いてもよい。
(5)ステージ6の状態
前述の実施例1においては、ステージ6における加工材料4の載置面がZ軸に直交する状態を所定の状態として、アクチュエータの制御を行うこととしたが、例示のものに限定されない。例えば、加工材料4における加工面がステージ6の載置面と平行ではない場合、加工面がZ軸に直交するような載置面の状態を所定の状態としてもよい。
(6)制御装置26のハードウェア構成
前述の実施例1においては、制御装置26のハードウェア構成としてCPU211を用いることとしたが、ハードウェアロジック回路を用いて構成するようにしてもよい。
(7)制御装置26の処理
前述の実施例1においては、本発明の特長と効果を強調するために、制御装置26とステージ6を弾性支持するための弾性支持用制御装置25を分離した形態で記述しているが、制御装置26と弾性支持用制御装置25を一体とした制御装置としてもよい。
(4) Actuator In the first embodiment, an electromagnet is used as an actuator, but other actuators such as a piezo element may be used.
(5) State of Stage 6 In the above-described first embodiment, the actuator is controlled by setting the state in which the mounting surface of the work material 4 on the stage 6 is orthogonal to the Z axis as a predetermined state. It is not limited to things. For example, when the processing surface of the processing material 4 is not parallel to the mounting surface of the stage 6, the state of the mounting surface that is orthogonal to the Z axis may be set as a predetermined state.
(6) Hardware Configuration of Control Device 26 In the first embodiment, the CPU 211 is used as the hardware configuration of the control device 26. However, it may be configured using a hardware logic circuit.
(7) Processing of the control device 26 In the first embodiment, the control device 26 and the elastic support control device 25 for elastically supporting the stage 6 are separated in order to emphasize the features and effects of the present invention. However, the control device 26 and the elastic support control device 25 may be integrated into a control device.
(8)フローチャート
前述の実施例1においては、図6に示すフローチャートにより各処理を実現したが、各処理における目的を実現できるものであれば、例示のものに限定されない。
(9)電磁石及び変位センサの配置
前述の実施例1においては、第一電磁石19〜第三電磁石21は第一変位センサ13〜第三変位センサ15とステージ6を挟んでそれぞれ対向するよう配置することにより第一変位センサ13〜第三変位センサ15のz方向の変位と第一電磁石19〜第三電磁石21のz方向の変位がそれぞれ一致するとしたが、第一変位センサ13〜第三変位センサ15のz方向の変位を第一電磁石19〜第三電磁石21のz方向の変位とを関連づけることができるものであれば、例示のものに限定されない。例えば、第一電磁石19〜第三電磁石21及び第一変位センサ13〜第三変位センサ15がステージ6に対して同じ側に配置されるようにしてもよい。このとき、第一電磁石19〜第三電磁石21を、第四電磁石22〜第六電磁石24と同様に、それぞれ2個の電磁石がステージ6を挟んで一組となるよう構成してもよい。ただし、この場合、式(46)の行列を鉛直方向変位ベクトルyVの左側に乗じて得られる結果を新たに鉛直方向変位ベクトルyVとし、その要素y1、y2、y3に対する正負の符合を調整する。
(8) Flowchart In the above-described first embodiment, each process is realized by the flowchart shown in FIG. 6, but the present invention is not limited to the illustrated example as long as the purpose of each process can be realized.
(9) Arrangement of electromagnet and displacement sensor In the first embodiment, the first electromagnet 19 to the third electromagnet 21 are arranged to face the first displacement sensor 13 to the third displacement sensor 15 with the stage 6 interposed therebetween. As a result, the displacement in the z direction of the first displacement sensor 13 to the third displacement sensor 15 and the displacement in the z direction of the first electromagnet 19 to the third electromagnet 21 are respectively matched. As long as the displacement in the z direction of 15 can be correlated with the displacement in the z direction of the first electromagnet 19 to the third electromagnet 21, the displacement is not limited to the example. For example, the first electromagnet 19 to the third electromagnet 21 and the first displacement sensor 13 to the third displacement sensor 15 may be arranged on the same side with respect to the stage 6. At this time, similarly to the fourth electromagnet 22 to the sixth electromagnet 24, the first electromagnet 19 to the third electromagnet 21 may be configured such that two electromagnets are paired with the stage 6 interposed therebetween. However, in this case, equation matrix and vertical displacement vector y V new vertical displacement vector y V the results obtained by multiplying the left, positive and negative for the element y 1, y 2, y 3 (46) Adjust the sign.
本発明は、被加工物を保持するステージに対して、微小ドリルに発生する力により生じるステージの傾斜と同時にドリルに発生する曲げを抑制することにより微小ドリルの折損を予防し、加工品位を高める加工装置として有用である。
The present invention prevents breakage of a micro drill and enhances work quality by suppressing bending generated in the drill simultaneously with the tilt of the stage caused by the force generated in the micro drill with respect to the stage holding the workpiece. It is useful as a processing device.
51・・・加工装置
53・・・加工ユニット
1・・・ドリル
2・・・ドリル保持具
3・・・ドリル回転装置
4・・・加工材料
6・・・ ステージ
7・・・第一位置検出片
8・・・第二位置検出片
9・・・第三位置検出片
13・・・第一変位センサ
14・・・第二変位センサ
15・・・第三変位センサ
16・・・第四変位センサ
17・・・第五変位センサ
18・・・第六変位センサ
19・・・第一電磁石
20・・・第二電磁石
21・・・第三電磁石
22・・・第四電磁石
23・・・第五電磁石
24・・・第六電磁石
25・・・弾性支持用制御装置
26・・・制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 51 ... Processing apparatus 53 ... Processing unit 1 ... Drill 2 ... Drill holder 3 ... Drill rotation apparatus 4 ... Work material 6 ... Stage 7 ... First position detection Piece 8 ... Second position detection piece 9 ... Third position detection piece 13 ... First displacement sensor 14 ... Second displacement sensor 15 ... Third displacement sensor 16 ... Fourth displacement Sensor 17 ... Fifth displacement sensor 18 ... Sixth displacement sensor 19 ... First electromagnet 20 ... Second electromagnet 21 ... Third electromagnet 22 ... Fourth electromagnet 23 ... First Five electromagnets 24 ... sixth electromagnet 25 ... control device for elastic support 26 ... control device
Claims (5)
加工材料を加工するための工具を保持し、前記加工材料を前記工具によって加工する加工手段、
弾性力を発生する弾性支持手段であって、前記加工材料載置手段を弾性的に支持する弾性支持手段、
前記加工材料載置手段の傾斜量を検出する傾斜量検出手段、
前記加工材料載置手段の傾斜量に基づき、前記加工材料載置手段を所定の状態にするように前記弾性力を調整する制御装置、
を有する加工装置。 Work material placing means on which the work material is placed,
A processing means for holding a tool for processing the processing material and processing the processing material with the tool;
An elastic support means for generating an elastic force, and elastically supporting the work material placing means;
An inclination amount detecting means for detecting an inclination amount of the work material placing means;
A control device for adjusting the elastic force so as to bring the processing material placing means into a predetermined state based on the inclination amount of the working material placing means;
A processing apparatus.
前記制御手段は、さらに、
前記弾性力に関する弾性定数を調整すること、
を特徴とする加工装置。 In the processing apparatus according to claim 1,
The control means further includes
Adjusting an elastic constant related to the elastic force;
A processing device characterized by
前記制御手段は、さらに、
前記工具によって前記加工材料を加工する際に前記加工材料載置手段の傾斜を抑制するように、前記弾性力を調整すること、
を特徴とする加工装置。 In either of the processing apparatuses according to claim 1 or claim 2,
The control means further includes
Adjusting the elastic force so as to suppress inclination of the work material placing means when the work material is processed by the tool;
A processing device characterized by
前記傾斜量検出手段は、さらに、
前記加工材料載置手段の位置を検出する位置検出手段、
検出された前記位置から、前記傾斜量を算出する傾斜量算出手段、
を有すること、
を特徴とする加工装置。 In any of the processing apparatuses which concern on Claims 1-3,
The inclination amount detecting means further includes
Position detecting means for detecting the position of the processing material placing means,
A tilt amount calculating means for calculating the tilt amount from the detected position;
Having
A processing device characterized by
前記加工材料載置手段の傾斜量を検出し、
前記加工材料載置手段の傾斜量に基づき、加工材料載置手段の傾斜を抑制することにより前記加工材料載置手段を所定の状態に保つように弾性力を調整し、前記加工材料載置手段を弾性的に支持すること、
を特徴とする加工方法。
A processing method for processing the processing material placed on the processing material placing means with a tool for processing the processing material,
Detecting the amount of inclination of the processing material placing means;
Based on the amount of inclination of the work material placing means, an elastic force is adjusted so as to keep the work material placing means in a predetermined state by suppressing the inclination of the work material placing means, and the work material placing means Elastically supporting,
A processing method characterized by
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6383639U (en) * | 1986-11-20 | 1988-06-01 | ||
JPH0961232A (en) * | 1995-08-28 | 1997-03-07 | Matsushita Electric Works Ltd | Apparatus and method for detecting vibration |
JP2000208402A (en) * | 1999-01-14 | 2000-07-28 | Canon Inc | Vibration removing device |
JP2007136600A (en) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Hyogo Prefecture | Micromachining device |
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- 2008-11-25 JP JP2008299018A patent/JP5176210B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6383639U (en) * | 1986-11-20 | 1988-06-01 | ||
JPH0961232A (en) * | 1995-08-28 | 1997-03-07 | Matsushita Electric Works Ltd | Apparatus and method for detecting vibration |
JP2000208402A (en) * | 1999-01-14 | 2000-07-28 | Canon Inc | Vibration removing device |
JP2007136600A (en) * | 2005-11-17 | 2007-06-07 | Hyogo Prefecture | Micromachining device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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