JP2015086970A - Sliding linear motion guide - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sliding linear motion guide that suppresses increase of processing facility cost and in which sliding resistance is low at use even in a low sliding speed area where a supply amount of lubricant is less, a manufacturing method of the sliding linear motion guide, and a manufacturing deice of the sliding linear motion guide.SOLUTION: A sliding linear motion guide 1 includes: a stationary side guide rail 4 that has a sliding surface 2; and a movement side member 6 that includes a sliding surface 5 at a position opposite to the sliding surface 2, and is assembled into the guide rail 4 in a slidable manner. In the sliding linear motion guide, plural of fine recess parts with a substantially circular opening formed by irradiated both or one of the two sliding surfaces 2, 5 with pulse lase light of nanosecond order are provided at fixed intervals.

Description

本発明は、工作機械などに用いられる滑り直動ガイド、及び滑り直動ガイドの製造装置に関する。   The present invention relates to a sliding linear guide used in a machine tool and the like, and an apparatus for manufacturing a sliding linear guide.

工作機械などに用いられる滑り直動ガイドは大きな荷重を支承しつつ滑らかに動作する必要がある。従来は摩擦係数の低い樹脂を用いることが多かったが樹脂は磨耗が早く、交換のサイクルが短かった。また、金属製のガイドを用いる場合は油溜りとなる溝を機械加工で形成していたので比較的大きな溝を少数設けることになり、十分な潤滑油膜の保持することが困難なことから油膜切れによる摺動抵抗の増加や焼き付き等の問題があった。   Sliding linear motion guides used for machine tools and the like need to operate smoothly while supporting a large load. Conventionally, a resin having a low coefficient of friction was often used, but the resin was worn quickly and the replacement cycle was short. Also, when metal guides are used, the grooves that serve as oil reservoirs are formed by machining, so a relatively large number of grooves are provided, and it is difficult to hold a sufficient lubricating oil film. There were problems such as increased sliding resistance and seizure.

滑り直動ガイドの摺動抵抗を低減したり、焼き付きを防止するためには、摺動面に常に充分な油膜が形成されている必要がある。従来、摺動面の平面度と面当りの確保を目的として行われるきさげ加工でも油溜りの作用によって摩擦係数の低減に効果があるとされるが、熟練作業者による手作業であることが多いため、生産効率の向上が困難であった。   In order to reduce the sliding resistance of the sliding linear guide or prevent seizure, it is necessary that a sufficient oil film is always formed on the sliding surface. Conventionally, scuffing performed for the purpose of securing the flatness and surface contact of the sliding surface is said to be effective in reducing the friction coefficient by the action of the oil sump, but it is a manual operation by a skilled worker. Therefore, it was difficult to improve production efficiency.

このため、前記摺動面に油膜を形成するために、摺動面に油溜りとなる構造が形成された滑り直動ガイドが提案されている。また、このような油溜りとなる構造を形成するための表面加工方法が提案されている。例えば、特許文献1には、滑り直動ガイドの摺動面に微小な黒鉛粒子を高速で吹付ける、いわゆるショットブラストによって摺動面に析出している黒鉛を除去し、摺動面に微小凹部を形成する技術が記載されている。また、特許文献2にはショットピーニングによって摺動面に油溜まりとなる微小凹部を形成する技術が記載されている。   For this reason, in order to form an oil film on the sliding surface, there has been proposed a sliding linear motion guide in which a structure serving as an oil reservoir is formed on the sliding surface. Further, a surface processing method for forming such a structure that becomes an oil reservoir has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses that fine graphite particles are sprayed at a high speed on a sliding surface of a sliding linear guide, so that graphite deposited on the sliding surface is removed by so-called shot blasting, and a minute recess is formed on the sliding surface. Techniques for forming are described. Patent Document 2 describes a technique for forming a minute recess that becomes an oil reservoir on a sliding surface by shot peening.

特開2011−69444号公報JP 2011-69444 A 特開2010−133439号公報JP 2010-133439 A

しかしながら、特許文献1においては、ショットブラストによって摺動面の表面に微小な凹部を形成するため、形成される凹部の形状や大きさ、深さを制御することは困難である。また、ショットブラストは特殊な加工工程を要するため加工設備費が増大し、量産製品での採用はコストの面から難しい。また、特許文献2においても同様にショットピーニングで微小な凹部の大きさや配置を正確に制御することは困難である。   However, in Patent Document 1, since minute concave portions are formed on the surface of the sliding surface by shot blasting, it is difficult to control the shape, size, and depth of the formed concave portions. In addition, since shot blasting requires a special processing step, the cost of processing equipment increases, and it is difficult to adopt it for mass-produced products from the viewpoint of cost. Similarly, in Patent Document 2, it is difficult to accurately control the size and arrangement of minute recesses by shot peening.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、加工設備費の増大を抑制しつつ、潤滑剤の供給量が少ない場合でも使用時の摺動抵抗が低い滑り直動ガイド、滑り直動ガイドの製造方法、滑り直動ガイドの製造装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such a situation. A sliding linear motion guide, a sliding guide, which suppresses an increase in processing equipment cost and has a low sliding resistance during use even when the amount of lubricant supplied is small. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a linear motion guide and an apparatus for manufacturing a sliding linear motion guide.

上記課題を解決するために、本発明に係る滑り直動ガイドは、摺動面を有する固定側案内レールと、この摺動面に相対する位置に摺動面を備え、前記案内レールに対して摺動自在に組み付けられた移動側部材と、を備える滑り直動ガイドであって、前記2つの摺動面にナノ秒オーダーのパルスレーザ光を照射することにより形成された、略円形の開口部を有する微小な凹部が一定の問隔で多数設けられていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a sliding linear guide according to the present invention includes a stationary guide rail having a sliding surface, and a sliding surface at a position opposite to the sliding surface. A substantially linear opening formed by irradiating the two sliding surfaces with a pulsed laser beam in the order of nanoseconds. It is characterized in that a large number of minute recesses having a certain distance are provided.

また、本発明の好ましい態様は、前記凹部は、前記開口部の直径が10μm以上50μm以下であり、深さが0.3μm以上5.0μm以下であり、隣り合う前記凹部間の間隔が20μm以上500μm以下で設けられていることを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, the recess has a diameter of the opening of 10 μm to 50 μm, a depth of 0.3 μm to 5.0 μm, and an interval between the adjacent recesses of 20 μm or more. It is provided with 500 micrometers or less.

また、本発明の好ましい態様は、前記ナノ秒オーダーのパルスレーザ光を1パルス照射することによって1つの前記凹部が形成されていることを特徴とする。   In a preferred aspect of the present invention, one of the concave portions is formed by irradiating one pulse of the nanosecond order pulse laser beam.

また、本発明に係る滑り直動ガイドの製造方法は、摺動面を有する固定側案内レールと、この摺動面に相対する位置に摺動面を備え、前記案内レールに対して摺動自在に組み付けられた移動側部材と、を備える滑り直動ガイドの製造方法において、前記2つの摺動面にナノ秒オーダーのパルスレーザ光を照射することによって、略円形の開口部を有する微小な凹部を一定の間隔で多数形成する工程を含むことを特徴とする。   The sliding linear guide manufacturing method according to the present invention includes a stationary guide rail having a sliding surface and a sliding surface at a position opposite to the sliding surface, and is slidable with respect to the guide rail. In the manufacturing method of the sliding linear motion guide comprising the moving side member assembled to the microscopic concave portion having a substantially circular opening by irradiating the two sliding surfaces with a pulsed laser beam of nanosecond order Including a step of forming a large number of particles at regular intervals.

また、本発明の好ましい態様は、前記ナノ秒オーダーのパルスレーザ光を1パルス照射することによって1つの前記凹部を形成することを特徴とする。   Also, a preferred aspect of the present invention is characterized in that one recess is formed by irradiating one pulse of the nanosecond order pulse laser beam.

また、本発明に係る滑り直動ガイドの製造装置は、上記直動ガイドの製造方法を実施するための製造装置であって、前記ガイドのブランクを載置するためのステージと、前記ナノ秒オーダーのパルスレーザ光を発振するレーザ発振器と、前記レーザ発振器から出力された前記パルスレーザ光を偏向走査させるためのガルバノスキャナと、前記ガルバノスキャナによって偏向された前記パルスレーザ光を前記ガイドのブランクにおける前記摺動面上を一定速度で移動するように照射するfθレンズと、を備えたことを特徴とする。   Further, the sliding linear motion guide manufacturing apparatus according to the present invention is a manufacturing apparatus for carrying out the above linear motion guide manufacturing method, the stage for placing the guide blank, and the nanosecond order. A laser oscillator that oscillates the pulse laser beam, a galvano scanner for deflecting and scanning the pulse laser beam output from the laser oscillator, and the pulse laser beam deflected by the galvano scanner in the blank of the guide And an fθ lens that emits light so as to move on the sliding surface at a constant speed.

本発明によれば、加工設備費の増大を抑制しつつ、潤滑剤の供給量が少ない低摺動速度域においても使用時の摺動抵抗が小さい滑り直動ガイドの製造方法、滑り直動ガイドの製造装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the sliding linear guide which has small sliding resistance at the time of use also in the low sliding speed area where the supply amount of a lubricant is small while suppressing the increase in processing equipment costs, and the sliding linear guide The manufacturing apparatus can be provided.

本実施形態に係る滑り直動ガイドを備えた滑り直動案内装置の全体図である。1 is an overall view of a sliding linear motion guide device including a sliding linear motion guide according to the present embodiment. 本実施形態に係る滑り直動ガイドの全体図である。It is a general view of the sliding linear motion guide which concerns on this embodiment. 摺動面の拡大図である。It is an enlarged view of a sliding surface. 凹部の拡大図である。It is an enlarged view of a recessed part. 実施形態に係るレーザ加工機の構成を示す概賂図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a laser beam machine according to an embodiment. レーザのパルス周期を表すグラフである。It is a graph showing the pulse period of a laser. レーザ加工機による加工対象物ヘの加工状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the processing state to the workpiece by a laser processing machine. (a)は凹部の直径の分布を示すグラフであり、(b)は凹部の深さ寸法の分布を示すグラフである。(A) is a graph which shows distribution of the diameter of a recessed part, (b) is a graph which shows distribution of the depth dimension of a recessed part. 逆V字形状の滑り直動ガイドを備えた滑り直動案内装置の全体図である。1 is an overall view of a sliding linear motion guide device including an inverted V-shaped sliding linear motion guide. 本発明の変形例を示す図面である。It is drawing which shows the modification of this invention.

以下、本発明の実施形態に係る滑り直動ガイド、滑り直動ガイドの製造方法、及び滑り直動ガイドの製造装置について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, a sliding linear motion guide, a sliding linear motion guide manufacturing method, and a sliding linear motion guide manufacturing apparatus according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本実施形態に係る滑り直動ガイド1を備えた滑り直動案内装置20の全体図である。滑り直動案内装置20には1列または2列以上の滑り直動ガイド1が設けられており、通常はそれらの内の1列は断面をV字形状としてガイドの移動方向及びそれと直交する方向の位置決め機能を持たせ、他のガイドは平板状として荷重を負担する機能のみを持たせる。V字形状については図1のようなV字形状とする場合や、図9のように逆V字形状とする場合があり、それぞれ必要に応じて選択する。   FIG. 1 is an overall view of a sliding linear motion guide device 20 including a sliding linear motion guide 1 according to the present embodiment. The linear sliding guide device 20 is provided with one or two or more linear sliding guides 1, and usually one of them has a V-shaped section and a direction perpendicular to the moving direction of the guide. The other guides are flat and have only a function of bearing a load. The V-shape may be a V-shape as shown in FIG. 1 or an inverted V-shape as shown in FIG. 9, and each is selected as necessary.

図2は本実施形態に係る滑り直動ガイド1の全体図である。滑り直動ガイド1は、摺動面2を有する固定側案内レール4と、この摺動面2に相対する位置に摺動面5を備え、前記案内レール4に対して摺動自在に組み付けられた移動側部材6から構成される。2つの摺動面2、5の間には通常、潤滑油または潤滑剤が配されている。固定側案内レール4は装置のフレームに取り付けられ、移動側部材6は工具スピンドル、ワークスピンドル等に取り付けられ、固定側案内レール4上を移動する。   FIG. 2 is an overall view of the sliding linear motion guide 1 according to the present embodiment. The linear sliding guide 1 includes a stationary guide rail 4 having a sliding surface 2 and a sliding surface 5 at a position opposite to the sliding surface 2, and is slidably assembled to the guide rail 4. The moving side member 6 is configured. Usually, lubricating oil or a lubricant is disposed between the two sliding surfaces 2 and 5. The stationary guide rail 4 is attached to the frame of the apparatus, and the moving member 6 is attached to a tool spindle, a work spindle, etc., and moves on the stationary guide rail 4.

図3は、摺動面2の拡大図である。本実施形態に係る滑り直動ガイド1は摺動面2、5に、油溜りとして機能する凹部23が多数形成されている。図4は、凹部23の拡大図である。各凹部23は閉口部が円形で、開口部の直径が10μm以上50μm以下、深さが0.3μm以上5.0μm以下に形成されている。また、隣り合う凹部23と凹部23との間隔は、20.0μm以上500.0μm以下の一定の間隔で形成されている。   FIG. 3 is an enlarged view of the sliding surface 2. In the sliding linear motion guide 1 according to the present embodiment, a large number of recesses 23 functioning as oil sumps are formed on the sliding surfaces 2 and 5. FIG. 4 is an enlarged view of the recess 23. Each concave portion 23 has a circular closed portion, and has an opening with a diameter of 10 μm to 50 μm and a depth of 0.3 μm to 5.0 μm. Moreover, the space | interval of the adjacent recessed part 23 and the recessed part 23 is formed in the fixed space | interval of 20.0 micrometers or more and 500.0 micrometers or less.

多数の凹部23は、開口部の直径が10μm以上50μm以下で、隣り合う凹部23と凹部23との間隔が20.0μm以上500.0μm以下の一定の間隔で形成されることにより、適度な油溜りを形成している。また、凹部23の深さは、0.3μm未満であると、初期摩耗によって凹部23でなくなる怖れがあり、5.0μmを超えると、凹部23に溜つた潤滑油が平滑面に移動して油膜を形成する能力が小さくなる。したがって、凹部23の深さは、最も浅いものでも0.3μm以上の深さを有し、最も深いものでも5.0μm以下の深さとなっていることが好ましい。   A large number of the recesses 23 have an opening diameter of 10 μm or more and 50 μm or less, and an interval between the adjacent recesses 23 and the recesses 23 is formed at a constant interval of 20.0 μm or more and 500.0 μm or less. A puddle is formed. Further, if the depth of the recess 23 is less than 0.3 μm, there is a fear that the recess 23 may disappear due to initial wear. If the depth exceeds 5.0 μm, the lubricating oil accumulated in the recess 23 moves to a smooth surface. The ability to form an oil film is reduced. Therefore, it is preferable that the depth of the recess 23 is 0.3 μm or more even at the shallowest depth, and 5.0 μm or less even at the deepest depth.

なお、凹部23は、本実施形態のように固定側案内レール4の摺動面2と移動側部材6の摺動面5の両方に形成しても良いし、2つの摺動面2、5のいずれか一方に形成しても良い。   In addition, the recessed part 23 may be formed in both the sliding surface 2 of the fixed side guide rail 4 and the sliding surface 5 of the movement side member 6 like this embodiment, or the two sliding surfaces 2 and 5 may be formed. You may form in any one of these.

摺動面2、5の一方、あるいは両方に油溜りとして機能する上記のような凹部23を多数形成することにより、油膜パラメータΛを増加させ、摩擦係数を低減するごとができる。摩擦係数の低減により、低摺動速度域で支配的な滑り摩擦の低減に寄与する。なお、油膜パラメータΛとは、油膜厚さhと表面粗さσとの比(Λ=h/σ)であり、油膜パラメータΛは値が大きいほど摺動抵抗を低減するために充分な油膜厚さhがあるということになる。   By forming a large number of recesses 23 as described above that function as oil reservoirs on one or both of the sliding surfaces 2, 5, it is possible to increase the oil film parameter Λ and reduce the friction coefficient. By reducing the friction coefficient, it contributes to the reduction of sliding friction dominant in the low sliding speed range. The oil film parameter Λ is the ratio of the oil film thickness h to the surface roughness σ (Λ = h / σ). The larger the oil film parameter Λ is, the more oil film thickness is sufficient to reduce the sliding resistance. It means that there is h.

このように、本実施形態に係る滑り直動ガイド1は、摺動面2、5に上記のような凹部23を多数形成することにより、摺動面2、5における油膜形成能力が高くなり、潤滑油供給量が少ない低摺動速度域においても使用時の摺動抵抗を低減することができる。また、摺動面2、5に十分な油膜が形成されることによリ、焼き付きを防止するこどもできる。   Thus, the sliding linear motion guide 1 according to the present embodiment increases the oil film forming ability on the sliding surfaces 2 and 5 by forming a large number of the concave portions 23 as described above on the sliding surfaces 2 and 5. The sliding resistance during use can be reduced even in a low sliding speed range where the amount of lubricant supplied is small. Further, when a sufficient oil film is formed on the sliding surfaces 2 and 5, it is possible to prevent seizure.

次に、本実施形態に係る滑り直動ガイド1の製造方法および製造装置について説明する。本実施形態に係る滑り直動ガイド1の製造方法は、以下に説明する滑り直動ガイドの製造装置であるレーザ加工機を用いた加工工程を含む製造方法である。   Next, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the sliding linear motion guide 1 according to the present embodiment will be described. The manufacturing method of the sliding linear guide 1 which concerns on this embodiment is a manufacturing method including the process using the laser processing machine which is a manufacturing apparatus of the sliding linear guide demonstrated below.

摺動面2、5の何れか一方、あるいは両方に形成される凹部23は、レーザ加工機によるレーザ光の照射によって形成される。図5は、本実施形態に係るレーザ加工機25の構成を示す概略図である。   The recess 23 formed on one or both of the sliding surfaces 2 and 5 is formed by laser light irradiation by a laser processing machine. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the laser beam machine 25 according to the present embodiment.

レーザ加工機25は、パルス幅がナノ秒オーダーのレーザ光を照射するレーザマーカである。レーザ加工機25は、ナノ秒オーダーのパルスレーザ光を発振するレーザ発振器27と、2軸(X軸及びY軸、以下同様)式ガルバノスキャナ29と、fθレンズ31と、加工対象物33すなわち滑り直動ガイド1の摺動面2、5を載置固定するためのステージ35とを備えている。2軸式ガルバノスキャナ29は一対のガルバノミラー37、37を備えている。   The laser processing machine 25 is a laser marker that irradiates laser light having a pulse width of the order of nanoseconds. The laser processing machine 25 includes a laser oscillator 27 that oscillates a pulsed laser beam on the order of nanoseconds, a biaxial (X axis and Y axis, the same applies hereinafter) type galvano scanner 29, an fθ lens 31, a workpiece 33, that is, a slip. And a stage 35 for mounting and fixing the sliding surfaces 2 and 5 of the linear guide 1. The biaxial galvano scanner 29 includes a pair of galvanometer mirrors 37 and 37.

ナノ秒オーダーのパルスレーザ光は、ピコ秒オーダーのパルスレーザ光よりも1パルス当たりの照射時間が長く、高出力である。したがって加工対数物33に対して、1パルスのレーザ光照射で加工できる量が多い。一方、ナノ秒オーダーのパルスレーザ光は、ピコ秒オーダーのレーザ光で加工するよりも加工対象物33に対する熱影響が大きいため、熱による影響が品質上問題のない範囲内での使用に限られる。   The pulsed laser light of nanosecond order has a longer irradiation time per pulse and higher output than the pulsed laser light of picosecond order. Therefore, the processing logarithm 33 has a large amount that can be processed by one pulse of laser light irradiation. On the other hand, pulsed laser light of nanosecond order has a greater thermal influence on the workpiece 33 than processing by picosecond order laser light, so that the influence of heat is limited to use within a range where there is no problem in quality. .

レーザ発振器27から出力されたナノ秒オーダーのパルスレーザ光は、図5に示すように、光学系39を介して2軸式ガルバノスキャナ29のガルバノミラー37、37によって偏向走査され、fθレンズ31に入射する。2軸式ガルバノスキャナ29は、ガルバノミラー37、37を等角速度運動させることによってレーザ発振器27から出力されたレーザ光の照射方向を偏向し、レーザ光を等角度で平面的に走査させる。fθレンズ31に入射したレーザ光は加工対象物33に照射される。このときfθレンズ31は、ガルバノスキャナ29によってfθレンズ31ヘの入射角度が変わるレーザ光の等角速度運動を、加工対象物33の加工面上を一定速度で走査するように変換する。すなわちレーザ光の等角速度運動を等速運動に変換する。さらに、fθレンズ31は、加工対象物33に照射されるレーザ光のスポット径の変動を抑える。   As shown in FIG. 5, the pulse laser beam in the order of nanoseconds output from the laser oscillator 27 is deflected and scanned by the galvanometer mirrors 37 and 37 of the biaxial galvano scanner 29 via the optical system 39, and is applied to the fθ lens 31. Incident. The biaxial galvano scanner 29 deflects the irradiation direction of the laser beam output from the laser oscillator 27 by moving the galvano mirrors 37 and 37 at an equal angular velocity, and scans the laser beam in a plane at an equal angle. The laser beam incident on the fθ lens 31 is applied to the workpiece 33. At this time, the fθ lens 31 converts the constant angular velocity motion of the laser light whose incident angle to the fθ lens 31 is changed by the galvano scanner 29 so as to scan the processing surface of the processing object 33 at a constant speed. In other words, the constant angular velocity motion of the laser light is converted into a constant velocity motion. Further, the fθ lens 31 suppresses fluctuations in the spot diameter of the laser light irradiated on the workpiece 33.

本実施形態においてはレーザ光を1パルス照射することにより凹部23を1つ形成する。レーザ光が加工対象物33の加工面上を一定速度で走査するようにガルバノスキャナ29およびfθレンズ31によってレーザ光の照射方向を偏向させながら、所定の周期でナノ秒オーダーのレーザ光を照射する。そして1回のレーザ光の照射で1つの凹部23が形成される。このように単パルス加工を行うことにより、凹部23を1つ形成するために複数回のパルスを照射する多重パルス加工よりも短時間での加工が可能となってている。   In the present embodiment, one recess 23 is formed by irradiating one pulse of laser light. While deflecting the irradiation direction of the laser beam by the galvano scanner 29 and the fθ lens 31 so that the laser beam scans the processing surface of the workpiece 33 at a constant speed, the laser beam is irradiated on the order of nanoseconds at a predetermined period. . Then, one recess 23 is formed by one laser beam irradiation. By performing single pulse processing in this way, processing can be performed in a shorter time than multiple pulse processing in which a plurality of pulses are irradiated to form one recess 23.

加工対象物33を載置するステージ35は、移動側案内レール4の摺動面2または移動側部材6の摺動面5を上に向けて固定できるようになっている。ステージ35は固定式でも良いし、あるいはレーザ光の照射方向を固定してステージ35を2軸(X軸、Y軸)可動式としても良い。さらには、レーザ光の照射方向とステージ35の両方を可動式とし、加工対象物33に対するレーザ光の走査速度をより高速化し、加工時間を短縮するとともできる。   The stage 35 on which the workpiece 33 is placed can be fixed with the sliding surface 2 of the moving guide rail 4 or the sliding surface 5 of the moving member 6 facing upward. The stage 35 may be fixed, or the laser beam irradiation direction may be fixed and the stage 35 may be movable on two axes (X axis, Y axis). Furthermore, both the laser light irradiation direction and the stage 35 can be made movable so that the scanning speed of the laser light with respect to the workpiece 33 can be further increased and the processing time can be shortened.

図6はレーザ光のパルス周期を表すグラフであり、図7はレーザ加工機25による加工対線物33、すなわち移動側案内レール4の摺動面2または移動側部材6の摺動面5の加工状態を示す模式図である。隣り合って形成された凹部23と凹部23との中心間距離α(mm)は、レーザ光の走査速度V(mm/S)と繰り返し周波数f(Hz)あるいはパルス周期T(sec)とによってて定まり、これら走査速度Vと繰り返し周波数fとパルス周期Tとの関係は次式(1)あるいは(2)で表される。
(1) α=V/f
(2) α=V×T
FIG. 6 is a graph showing the pulse period of the laser beam, and FIG. It is a schematic diagram which shows a processing state. The distance α (mm) between the centers of the recesses 23 formed adjacent to each other depends on the scanning speed V (mm / S) of the laser beam and the repetition frequency f (Hz) or the pulse period T (sec). The relationship among the scanning speed V, the repetition frequency f, and the pulse period T is expressed by the following equation (1) or (2).
(1) α = V / f
(2) α = V × T

また、ガルバノスキャナ29の加減速時にレーザ光を照射すると、形成される凹部23の加工位置の間隔が変化してしまうため、ガルバノスキャナ29の加減速時にはレーザ光は照射しない。ガルバノスキャナ29及びレーザ発振噐27をこのような制御とすることにより、隣り合う凹部23間が一定間隔となる加工が行われることとなる。また、形成される凹部23の深さはレーザ光のピークパワ一に依存し、凹部23の開口部の直径はレーザ光のスポット径以下の大きさとなる。   Further, if laser light is irradiated during acceleration / deceleration of the galvano scanner 29, the interval between the processing positions of the formed recesses 23 changes. Therefore, laser light is not irradiated during acceleration / deceleration of the galvano scanner 29. By controlling the galvano scanner 29 and the laser oscillation rod 27 as described above, processing is performed in which the adjacent recesses 23 are spaced at a constant interval. Further, the depth of the formed recess 23 depends on the peak power of the laser beam, and the diameter of the opening of the recess 23 is equal to or smaller than the spot diameter of the laser beam.

図8(a)は、レーザ加工機25を用いて形成された凹部23の直径の分布を示すグラフであり、(b)は深さ寸法の分布を示すグラフである。図8(a)、(b)に示すように、本実施形態に係るレーザ加工機25を用いて形成された多数の凹部23は、直径も深さ寸法も比較的狭い範囲に分布しており、ばらつきのない安定した一定の形状で形成されている。   FIG. 8A is a graph showing the distribution of diameters of the recesses 23 formed using the laser processing machine 25, and FIG. 8B is a graph showing the distribution of depth dimensions. As shown in FIGS. 8A and 8B, the numerous recesses 23 formed using the laser processing machine 25 according to the present embodiment are distributed in a relatively narrow range in diameter and depth. It is formed in a stable and constant shape without variation.

また、表1は、レーザ加工機25を用いて凹部23を形成した際のレーザ照射条件と形成された凹部23の状態との関係を示している。表1に示すように、3通りの平均出力(6W、12W、16W)でレーザ光を照射すると、形成される凹部23の深さが出力によって変化する。具体的には、レーザ光を平均出力16Wで照射すると適切な深さで形成され、平均出力20Wで照射すると適切な深さよりも深くなり、平均出力6Wで照射すると適切な深さよりも浅かった。すなわち、レーザ光の出力が大きければ凹部23は深く形成され、出力が小さければ浅く形成される。このように、凹部23の深さは、上述したようにレーザ光の出力の大きさに依存していることがわかる。なお、形成される凹部23の直径は、何れの大きさの出力で形成しても、適切な大きさの範囲内に形成されている。
Table 1 shows the relationship between the laser irradiation conditions when the recess 23 is formed using the laser processing machine 25 and the state of the formed recess 23. As shown in Table 1, when the laser beam is irradiated with three kinds of average outputs (6 W, 12 W, and 16 W), the depth of the recessed portion 23 to be formed varies depending on the output. Specifically, the laser beam was formed at an appropriate depth when irradiated with an average output of 16 W, deeper than an appropriate depth when irradiated with an average output of 20 W, and shallower than an appropriate depth when irradiated with an average output of 6 W. That is, if the output of the laser beam is large, the recess 23 is formed deep, and if the output is small, it is formed shallow. Thus, it can be seen that the depth of the recess 23 depends on the output level of the laser beam as described above. In addition, the diameter of the recessed part 23 to be formed is formed within an appropriate size range regardless of the size of the output.

このように、本実施形態に係るレーザ加工機25を用いれば、レーザ光の出力を調節することにより、形成される凹部23の大きさ、深さを制御することができる。   Thus, if the laser beam machine 25 according to the present embodiment is used, the size and depth of the recess 23 to be formed can be controlled by adjusting the output of the laser beam.

このように本発明によれば、潤滑油や潤滑剤の供給量が少ない揚合でも、使用時の摺動抵抗が低い滑り直動ガイド、該ガイドの製造方法、該ガイドの製造装置を提供することができる。また凹部23の加工にナノ秒オーダーのレーザ光を発振するレーザ発振器27を用いるため、ピコ秒オーダーのレーザ発振器を用いる場合と比ベて加工設備費を低く抑えることができ生産性の向上を図ることができる。また、レーザ光の出力を調節ずることにより、形成される凹部23の大きさ、深さを制御することができる。   As described above, according to the present invention, there is provided a sliding linear motion guide having a low sliding resistance in use even when the supply amount of lubricant or lubricant is small, a method for manufacturing the guide, and a device for manufacturing the guide. be able to. In addition, since the laser oscillator 27 that oscillates a laser beam in the order of nanoseconds is used for processing the recess 23, the processing equipment cost can be reduced as compared with the case of using a laser oscillator in the order of picoseconds, thereby improving productivity. be able to. Further, the size and depth of the formed recess 23 can be controlled by adjusting the output of the laser beam.

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、適宜変更が可能である。例えば、上記実施形態では固定側案内レール4に摺動面2を形成しているが、図9に示すように固定側案内レール4に別体の摺動部材8を取り付け、摺動部材8の摺動面9に本発明に係る凹部23を形成しても良い。同様に移動側部材6にも別体の摺動部材10を取り付け、摺動部材10の摺動面11に凹部23を形成しても良い。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A change is possible suitably. For example, although the sliding surface 2 is formed on the stationary guide rail 4 in the above embodiment, a separate sliding member 8 is attached to the stationary guide rail 4 as shown in FIG. A concave portion 23 according to the present invention may be formed on the sliding surface 9. Similarly, a separate sliding member 10 may be attached to the moving member 6, and the recess 23 may be formed on the sliding surface 11 of the sliding member 10.

1 滑り直動ガイド
2、5 摺動面
4 固定側レール
6 移動側部材
9、11 摺動面
8、10 摺動部材
20 滑り直動案内装置
23 凹部
25 レーザ加工機
27 レーザ発振器
29 ガルバノスキャナ
31 fθレンズ
33 加工対象物
35 ステージ
37 ガルバノミラー
39 光学系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sliding linear motion guide 2, 5 Sliding surface 4 Fixed side rail 6 Moving side member 9, 11 Sliding surface 8, 10 Sliding member 20 Sliding linear motion guide device 23 Recessed part 25 Laser processing machine 27 Laser oscillator 29 Galvano scanner 31 fθ lens 33 processing object 35 stage 37 galvanometer mirror 39 optical system

Claims (6)

摺動面を有する固定側案内レールと、この摺動面に相対する位置に摺動面を備え、前記案内レールに対して摺動自在に組み付けられた移動側部材と、を備える滑り直動ガイドであって、前記2つの摺動面の両方あるいは一方ににナノ秒オーダーのパルスレーザ光を照射することにより形成された、略円形の開口部を有する微小な凹部が一定の問隔で多数設けられていることを特徴とする滑り直動ガイド。   A sliding linear guide comprising: a fixed side guide rail having a sliding surface; and a moving side member provided with a sliding surface at a position opposite to the sliding surface and slidably assembled to the guide rail. A large number of minute recesses having a substantially circular opening formed by irradiating both or one of the two sliding surfaces with a pulsed laser beam on the order of nanoseconds are provided at regular intervals. Sliding linear guide characterized by being made. 前記凹部は、前記開口部の直径が10μm以上50μm以下であり、深さが0.3μm以上5.0μm以下であり、隣り合う前記凹部問の間隔が20μm以上500μm以下で設けられていることを特徴とする請求項1に記載の滑り直動ガイド。   The recess has a diameter of the opening of 10 μm to 50 μm, a depth of 0.3 μm to 5.0 μm, and an interval between adjacent recesses of 20 μm to 500 μm. The sliding linear motion guide according to claim 1, wherein the sliding linear motion guide is characterized in that: 前記ナノ秒オーダーのパルスレーザ光を1パルス照射することによって1つの前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の滑り直動ガイド。   The sliding linear motion guide according to claim 1 or 2, wherein one of the concave portions is formed by irradiating one pulse of the nanosecond-order pulse laser beam. 摺動面を有する固定側案内レールと、この摺動面に相対する位置に摺動面を備え、前記案内レールに対して摺動自在に組み付けられた移動側部材と、を備える滑り直動ガイドの製造方法において、前記2つの摺動面の両方あるいは一方ににナノ秒オーダーのパルスレーザ光を照射することにより、略円形の開口部を有する微小な凹部が一定の問隔で多数形成する工程を含むことを特徴とする滑り直動ガイドの製造方怯。   A sliding linear guide comprising: a fixed side guide rail having a sliding surface; and a moving side member provided with a sliding surface at a position opposite to the sliding surface and slidably assembled to the guide rail. In the manufacturing method, a step of forming a large number of minute recesses having substantially circular openings at a constant interval by irradiating both or one of the two sliding surfaces with a pulsed laser beam on the order of nanoseconds. A method of manufacturing a sliding linear guide characterized by comprising: 前記ナノ秒オーダーのパルスレーザ光を1パルス照射することによって1つの前記凹部を形成することを特徴とする請求項4に記載の滑り直動ガイドの製造方法。   5. The method for manufacturing a sliding linear guide according to claim 4, wherein one of the concave portions is formed by irradiating one pulse of the pulsed laser light of the nanosecond order. 請求項4または5に記載の滑り直動ガイドの製造方法を実施するためのガイドの製造装置であって、前記滑り直動ガイドの摺動面を載置するためのステージと、前記ナノ秒オーダーのパルスレーザ光を発振するレーザ発振噐と、前記レーザ発振器から出力された前記パルスレーザ光を偏向走査させるためのガルバノスキャナと、前記ガルバノスキャナによって偏向された前記パルスレーザ光を前記摺動面上を一定速度で移動するように照射するfθレンズと、を備えたことを特徴とする滑り直動ガイドの製造装置。   A guide manufacturing apparatus for carrying out the manufacturing method of the sliding linear guide according to claim 4 or 5, wherein a stage for mounting a sliding surface of the sliding linear guide, and the nanosecond order A laser oscillation rod that oscillates the pulse laser beam, a galvano scanner for deflecting and scanning the pulse laser beam output from the laser oscillator, and the pulse laser beam deflected by the galvano scanner on the sliding surface And an fθ lens that irradiates the lens so as to move at a constant speed.
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