JP2018158412A - 微細加工機 - Google Patents
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Description
まず、特許文献1に記載されている立型加工機は概略次のような構成になっている。まず、ベッドがあり、このベッド上にはX軸移動テーブルがX軸方向に移動可能に設置されている。上記X軸移動テーブル上にはフレームを介してワークが保持されている。
一方、上記ベッドにはコラムが立設されていて、このコラムには上下動アームが上下動可能に取り付けられている。上記上下動アームには主軸が取り付けられていて、この主軸に工具が着脱可能に取り付けられている。
そして、上記工具を上下動させるとともに上記ワークをX軸方向に移動させながら所望の加工を施す。
一方、Z軸スライダが三軸方向、すなわち、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動可能に設置されていて、このZ軸スライダには主軸が着脱可能に取り付けられている。この主軸に工具が着脱可能に取り付けられている。
そして、Z軸スライダを三軸方向に移動させながら工具によってワークに対して所望の加工を施す。
すなわち、特許文献1、特許文献2の何れに開示されている微細加工機は、何れも「縦型」であり、「縦型」の場合には構成が複雑化してしまうとともに装置が大型化してしまうという問題があった。
これに対しては、「横型」の微細加工機を採用することが考えられるが、「横型」の場合には熱的影響を受け易くその改善が要求されていた。
又、請求項2による微細加工機は、請求項1記載の微細加工機において、上記モータの外周には冷却液循環機構が設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項3による微細加工機は、請求項1又は請求項2記載の微細加工機において、上記Z軸テーブルはZ軸駆動手段によって駆動され、上記X軸テーブルはX軸駆動手段によって駆動され、上記Y軸テーブルはY軸駆動手段によって駆動され、上記Z軸駆動手段、上記X軸駆動手段、上記Y軸駆動手段はリニアシャフトモータを使用するものであることを特徴とするものである。
又、請求項4による微細加工機は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の微細加工機において、上記主軸においてセラミックス製軸受を使用していることを特徴とするものである。
又、請求項5による微細加工機は、請求項4記載の微細加工機において、オイルエア潤滑方式によって上記セラミックス製軸受の発熱を抑制するようにしていることを特徴とするものである。
又、請求項6による微細加工機は、請求項1〜請求項5の何れかに記載の微細加工機において、上記基台、上記Z軸テーブル、上記X軸テーブル、上記Y軸テーブルの一部を低膨張鋳物製としたことを特徴とするものである。
又、請求項7による微細加工機は、請求項1〜請求項6の何れかに記載の微細加工機において、上記基台の前面側には切削油タンクが基台とは切り離して設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項8による微細加工機は、請求項7記載の微細加工機において、上記基台であって上記主軸と上記ワーク保持手段の間の下には切削油及び切粉を上記切削油タンクに排出する切削油・切粉排出傾斜板が設置されていることを特徴とするものである。
又、請求項2による微細加工機によると、請求項1記載の微細加工機において、上記モータの外周には冷却液循環機構が設置されているので、熱的影響を緩和させることができる。
又、請求項3による微細加工機によると、請求項1又は請求項2記載の微細加工機において、上記Z軸テーブルはZ軸駆動手段によって駆動され、上記X軸テーブルはX軸駆動手段によって駆動され、上記Y軸テーブルはY軸駆動手段によって駆動され、上記Z軸駆動手段、上記X軸駆動手段、上記Y軸駆動手段はリニアシャフトモータを使用するものであるので、加工精度の向上を図ることができる。
又、請求項4による微細加工機によると、請求項1〜請求項3の何れかに記載の微細加工機において、上記主軸においてセラミックス製軸受を使用しているので、熱的影響を緩和させることができる。
又、請求項5による微細加工機によると、請求項4記載の微細加工機において、オイルエア潤滑方式によって上記セラミックス製軸受の発熱を抑制するようにしているので、熱的影響を緩和させることができる。
又、請求項6による微細加工機によると、請求項1〜請求項5の何れかに記載の微細加工機において、上記基台、上記Z軸テーブル、上記X軸テーブル、上記Y軸テーブルの一部を低膨張鋳物製としたので、熱的影響を緩和させることができる。
又、請求項7による微細加工機によると、請求項1〜請求項6の何れかに記載の微細加工機において、上記基台の前面側には切削油タンクが基台とは切り離して設けられているので、熱的影響を緩和させることができる。
又、請求項8による微細加工機によると、請求項7記載の微細加工機において、上記基台であって上記主軸と上記ワーク保持手段の間の下には切削油及び切粉を上記切削油タンクに排出する切削油・切粉排出傾斜板が設置されているので、熱的影響を緩和させることができる。
上記X軸方向駆動機構19は次のような構成をなしている。まず、リニアシャフトモータ21が設置されている。上記X軸テーブル17は上記リニアシャフトモータ21の可動子に搭載されており、リニアシャフトモータ21が駆動されることにより、X軸方向に移動する。
尚、切粉は上記切削油タンク51の入口に設置された図示しないスクリーンによって除去される。
尚、軸受75、77、79も同様の構成になっており、図中各番号にa、b、c符号を付して示す。
尚、上記加工工具保持機構81としては様々な構成のものがある。
尚、上記ワーク保持機構45としては様々な構成のものが考えられる。
図8はアルミ製ロータと銅製ロータのトルク特性を比較して示す特性図であり、横軸に回転数をとるとともに縦軸にトルクをとり、両者の関係を示した図である。この図8から明らかなように、同一トルク(図8中符号Cで示す。)で両者の回転数をみると、アルミロータの回転数(図8中符号Aで示す。)に対して銅ロータの回転数(図8中符号Bで示す。)の方が高くなっている。つまり、銅ロータの方が小さなトルクで同じ出力を発生させることができる。特に銅ロータは、高速回転時でのトルク特性に優れており、銅ロータはアルミロータに比べ小型で同じトルク出力を発生させることができる。
本実施の形態ではこのような理由から銅製のロータ67を採用している。
又、図示しない制御装置があり、この制御装置によって予め入力されたプログラムに基づいて所定の制御が実行される。
尚、図10中符号167、169はセンサである。
又、図1乃至図3に示すように、主軸装置29には切削油供給ホース171、173が設置されていて、これら切削油供給ホース171、173には図示しない切削油供給装置が接続されている。
まず、図示しない加工工具自動交換機構によって、加工工具保持機構81に所定の加工工具83が取り付けられる。次いで、ワーク自動交換機構によってワーク保持機構45に所定のワーク91が取り付けられる。
次いで、Z軸方向駆動機構7、X軸方向駆動機構19、Y軸方向駆動機構35が適宜駆動制御され、加工工具83によってワーク91に所定の加工が施される。
その際、切削油供給ホース171、173を介して切削油が常時供給されていて、供給された切削油と切粉は、切削油・切粉排出板53、切削油・切粉排出シュート55を介して切削油タンク51に排出される。その際、切粉はスクリーンによって除去される。切削油タンク51内に回収された切削油は切削油循環ポンプ57によって循環される。
加工時、加工工具83の交換が必要な場合には、上記加工工具自動交換機構によって交換される。
又、ワーク91に対する一連の加工が終了した場合には、上記ワーク自動交換機構によって新しいワーク91に交換される。
まず、本実施の形態による微細加工機の場合には「縦型」ではなく「横型」であるので、構成の簡略化、装置の小型化を図ることができる。
又、モータ63のロータ67を銅製としたことによりトルク特性の向上を図ることができ、それによって、モータ63の小型化を図ることができる。モータ63の小型化により、上記装置の小型化効果をさらに高めることができる。
又、熱的影響を緩和させることができる。これは、モータ63の小型化によりモータ63から発生する熱量を低減させることができるからであり、又、前側軸受73、75、後側軸受77、79をセラミックス製超高速軸受としたこと、オイルエア潤滑機構を採用したこと、冷却液循環方機構採用したこと、基台1の前面側に切削油タンク51を基台1とは切り離して設けたこと、上記基台1であって上記主軸71と上記ワーク保持手段45の間の下に切削油・切粉排出傾斜板53が設置されていること、等によるものである。
又、加工精度の向上を図ることができる。これは、Z軸方向駆動機構7、X軸方向駆動機構19、Y軸方向駆動機構35に、リニアシャフトモータを採用したこと、基台1、Z軸ベース3、Z軸テーブル5、X軸テーブル17、Y軸ベース31等の一部に低膨張鋳物を採用したこと、等による。
まず、前記一実施の形態の場合にはロータ67を全部銅製としたがそれに限定されるものではなく、一部を銅製にした構成も考えられる。
又、冷却液循環機構、オイルミスト循環機構の構成としては図示したようなもの以外に様々な構成のものが考えられる。
その他、図示した構成はあくまで一例である。
3 Z軸ベース
5 Z軸テーブル
7 Z軸駆動機構
17 X軸テーブル
19 X軸駆動機構
29 主軸装置
31 Y軸ベース
33 Y軸テーブル
35 Y軸駆動機構
45 ワーク保持機構
51 切削油タンク
53 切削油・切粉排出板
55 切削油・切粉排出シュート
57 切削油ポンプ
63 モータ
65 ステータ
67 ロータ
71 主軸
73 軸受
75 軸受
77 軸受
79 軸受
81 加工工具保持機構
83 加工工具
91 ワーク
Claims (8)
- 基台と、
上記基台に設置され横方向であるZ軸方向に移動可能に設置されたZ軸テーブルと、
上記Z軸テーブルに設置され上記Z軸方向に直交する横方向であるX軸方向に移動可能に設置されたX軸テーブルと、
上記X軸テーブルに設置された主軸装置と、
上記基台であって上記主軸に対向するように配置され上記Z軸方向とX軸方向に直交する縦方向であるY軸方向に移動可能に設置されたY軸テーブルと、
上記Y軸テーブルに設置されワークを着脱可能に保持するワーク保持手段と、
を具備し、
上記主軸装置はモータと、上記モータにより回転せられ加工工具を着脱可能に保持する主軸と、から構成されていて、
上記モータはステータと、上記ステータの外周に回転可能に設置され全部又は一部が銅製のロータと、から構成されていることを特徴とする微細加工機。 - 請求項1記載の微細加工機において、
上記モータの外周には冷却液循環機構が設置されていることを特徴とする微細加工機。 - 請求項1又は請求項2記載の微細加工機において、
上記Z軸テーブルはZ軸駆動手段によって駆動され、上記X軸テーブルはX軸駆動手段によって駆動され、上記Y軸テーブルはY軸駆動手段によって駆動され、
上記Z軸駆動手段、上記X軸駆動手段、上記Y軸駆動手段はリニアシャフトモータを使用するものであることを特徴とする微細加工機。 - 請求項1〜請求項3の何れかに記載の微細加工機において、
上記主軸においてセラミックス製軸受を使用していることを特徴とする微細加工機。 - 請求項4記載の微細加工機において、
オイルエア潤滑機構によって上記セラミックス製軸受の発熱を抑制するようにしていることを特徴とする微細加工機。 - 請求項1〜請求項5の何れかに記載の微細加工機において、
上記基台、上記Z軸テーブル、上記X軸テーブル、上記Y軸テーブルの一部を低膨張鋳物製としたことを特徴とする微細加工機。 - 請求項1〜請求項6の何れかに記載の微細加工機において、
上記基台の前面側には切削油タンクが基台とは切り離して設けられていることを特徴とする微細加工機。 - 請求項7記載の微細加工機において、
上記基台であって上記主軸と上記ワーク保持手段の間の下には切削油及び切粉を上記切削油タンクに排出する切削油・切粉排出傾斜板が設置されていることを特徴とする微細加工機。
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- 2017-03-23 JP JP2017056759A patent/JP2018158412A/ja active Pending
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