JP4132338B2

JP4132338B2 - Machine tool table feeder

Info

Publication number: JP4132338B2
Application number: JP37737898A
Authority: JP
Inventors: 恭祐宮本; 喬長瀬; 利晃小松; 浩二江場; 勝義北河; 幸弘青野
Original assignee: Okuma Corp; Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Okuma Corp; Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 1998-12-29
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2018-12-29
Also published as: JP2000198040A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械のテーブル送り装置に関し、特にリニアモータを駆動して移動体であるテーブルを固定台に対して自在に移動させる工作機械のテーブル送り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数のリニアモータを用いた工作機械のテーブル送り装置は、図４に示すようになっている。
図において、１１は工作機械に用いられ山形状断面を有する固定台、１１ａは固定台１１の凹部、２は固定台１１の左右両端に設けられたガイドレール、１３は固定台１１のガイドレール２上に沿ってリニア方向（紙面垂直方向）に移動するように設けられたテーブルであって、突出部１３ａと逃げ部１３ｂを有するＴ字状断面を二つ並べたものである。４はテーブル１３の下面に設けられ、固定台１１のガイドレール２と対でリニアガイドを構成するスライダ、１５はリニアモータ、１６はテーブルの突出部１３ａに設けたリニアモータの界磁用永久磁石（１次側部材）であって、図示しない磁性体ヨークを介して固定させている。１７は界磁用永久磁石１６の表面に対向して設けられると共に、固定台の凹部１１ａの内側側面に配設されたリニアモータの電機子（２次側部材）である。１８はテーブルの中央にある逃げ部１３ｂにスケール取付部１３ｃを介して設けたリニアスケール、１９は固定台１１の中央の端部に設けられた読取ヘッドで、リニアスケール１８と対でテーブルの位置を検出する位置検出手段を構成する。このような工作機械のテーブル送り装置は、テーブル１３の重量が大きいことと、工作機械でのワーク加工時の切削力も大きいことから、この移動の際の推力（移動加速力）を上げるために、界磁用永久磁石１６と電機子１７を一組とする偶数個のリニアモータ１５が、左右のガイドレール２の中心を通る中心軸２０を２分割する対称軸２１との中点Ｃに対して均等に振分けるように配置されている。これによりテーブル１３がリニアモータ１５から均等な推力を得てガイドレール２上をリニア方向に自在に移動するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来技術では、次のような問題があった。
（１）位置検出手段１８、１９を、テーブル中央の逃げ部１３ｂと固定台中央の端部との間に、左右のガイドレール２の中心を通る中心軸２０上に位置するように設けているために、テーブル１３と固定台１１の間のスペースが大きくなり、しかも固定台１１に対してテーブル１３の重心位置が高くなる。そのため機械剛性が低下し、リニアモータの制御性が悪くなるという問題があった。このような問題はワーク加工時の送り精度、さらには加工精度に悪影響を及ぼすという懸念があった。
また、リニアモータ１５とテーブル１３の逃げ部１３ｂとの間に存在する無駄なスペースにより、テーブルの突出部１３ａの全面積に占める電機子の取り付け面積が小さくなり、すなわち、リニアモータの界磁用永久磁石１６と電機子１７の対向面積（重なり面積）が小さいため、必要な推力仕様が得られないという問題があった。
（２）リニアモータの界磁用永久磁石１６が、テーブルの突出部１３ａ側面に磁性体ヨーク（図示せず）を介して取り付けてあると、界磁用永久磁石を正確に位置決め固定することができず、さらには磁性体ヨークから界磁用永久磁石が剥離する問題があった。
（３）リニアモータのモータユニットは、固定台の凹部１１ａ並びにテーブルの突出部１３ａに取り付けてあるために、モータユニットを並列に複数個配置させた場合に大型化してしまい、送り装置を小型にすることができないという問題があった。
そこで、本発明の第１の目的は、リニアガイド間に設けたリニアモータ配置スペースを有効に利用することで、テーブル重心を高くすることなしに、機械剛性が高く且つ制御性の良い安定した工作機械のテーブル送り装置を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、リニアモータの界磁用永久磁石を磁性体ヨークに正確に位置決めすることができるとともに、特にリニアガイド間にリニアモータを並列に複数個配置させた場合に大型化することなく、小型の工作機械のテーブル送り装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、請求項１記載の本発明は、工作機械の固定台に平行に対向配置されたテーブルの左右を移動自在に案内支持するガイドレールとスライダからなるリニアガイドと、前記テーブルを前記固定台に対して前記ガイドレール上の長手方向に沿って往復動させるリニアモータを備え、前記リニアモータは、２個のモータユニットから構成され、
そのうちの１個のモータユニットは、前記固定台に形成した溝部に係合し、且つ、固定台面に垂直に配設した平板の磁性体ヨークと、いずれも界磁用の永久磁石を前記磁性体ヨークの長手方向に沿ってＮ極、Ｓ極の極性が交互に且つ等ピッチに配列するように固定した界磁磁石ユニット２個と、磁束を通す電機子として推力発生部である電機子コアを前記電機子の両側側面にそれぞれ一列に配置した電機子ユニット１個を備えてあり、他の一個のモータユニットは、前記磁性体ヨークに対して前記一個のモータユニットと対称にして、前記磁性体ヨークの背面に位置するように、且つ同一の構成を備えてあり、前記界磁磁石ユニット２個は、前記電機子ユニット１個を左右一定の空隙となるように挟み込んで構成すると共に、前記電機子ユニット１個は、前記固定台の面に平行で且つ各々のリニアモータに設けた電機子ユニットの重心Ｇを通る中心軸Ｈが前記テーブルの左右に位置したリニアガイドの摺動面を結ぶ直線上に一致するように配置してなる工作機械のテーブル送り装置において、前記磁性体ヨークは、前記固定台に締結部材により固定されると共に、そのうちの各々のモータユニット間に配置される磁性体ヨークは、逆Ｔ字形の形状を有し、且つ、背中合わせに配置される界磁磁石ユニット同士を固定してあり、前記逆Ｔ字形状の磁性体ヨークの両側側面には、前記各々の界磁磁石ユニットの永久磁石を磁性体ヨークの長手方向に沿って相対的にＸ字状に対向するように、該磁石を斜めに配置するための三角形状のノック部を形成してあり、前記逆Ｔ字形状の磁性体ヨークの両側面に、薄板状の非磁性カバーを配設したものである
請求項２記載の本発明は、工作機械の固定台に平行に対向配置されたテーブルの左右を移動自在に案内支持するガイドレールとスライダからなるリニアガイドと、前記テーブルを前記固定台に対して前記ガイドレール上の長手方向に沿って往復動させるリニアモータを備え、前記リニアモータは、２個のモータユニットから構成され、そのうちの１個のモータユニットは、前記固定台に形成した溝部に係合し、且つ、固定台面に垂直に配設した平板の磁性体ヨークと、いずれも界磁用の永久磁石を前記磁性体ヨークの長手方向に沿ってＮ極、Ｓ極の極性が交互に且つ等ピッチに配列するように固定した界磁磁石ユニット２個と、磁束を通す電機子として推力発生部である電機子コアを前記電機子の両側側面にそれぞれ一列に配置した電機子ユニット１個を備えてあり、他の一個のモータユニットは、前記磁性体ヨークに対して前記一個のモータユニットと対称にして、前記磁性体ヨークの背面に位置するように、且つ同一の構成を備えてあり、前記界磁磁石ユニット２個は、前記電機子ユニット１個を左右一定の空隙となるように挟み込んで構成すると共に、前記電機子ユニット１個は、前記固定台の面に平行で且つ各々のリニアモータに設けた電機子ユニットの重心Ｇを通る中心軸Ｈが前記テーブルの左右に位置したリニアガイドの摺動面を結ぶ直線上に一致するように配置してなる工作機械のテーブル送り装置において、前記磁性体ヨークは、前記固定台に締結部材により固定されると共に、そのうちの各々のモータユニット間に配置される磁性体ヨークは、逆Ｔ字形の形状を有し、且つ、前記逆Ｔ字形状の磁性体ヨークの厚みを、他方の磁性体ヨークに取り付けた永久磁石の厚みの２倍以下に設定すると共に、前記逆Ｔ字形状の磁性体ヨークの両側面に貫通する抜き穴を設け、各々のモータユニット間の背中合わせに配置される界磁磁石ユニット同士をその両側面がＮ極、Ｓ極となるように着磁して一体化し、前記抜き穴に前記界磁磁石ユニットを挿設して成るものである。
上記手段により、電機子ユニットを、固定台の面に平行で且つ各々の電機子ユニットの重心を通る中心軸が前記リニアガイドの左右の摺動面を結ぶ直線上に略一致するように配置すると、リニアガイド間に有効にリニアモータを配置できるため、テーブル駆動性能としては、省スペースで大推力を発生させることができる。特に、磁性体ヨークの磁束貫通型構造は、リニアモータを複数列配置した場合の寸法幅を狭くできる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施例における第１の技術手段を示す工作機械のテーブル送り装置であって、（ａ）はテーブル送り装置の断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視ＡーＡ線に沿うリニアモータの平面図である。
図において、従来と同じ構成要素については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる点のみ説明する。
本発明が従来と異なる構成は、以下のとおりである。
図において、１は工作機械のコ字状断面を有する固定台、３は平板状のテーブルで、テーブル３の左右を固定台１に対してガイドレール２とスライダ４からなるリニアガイドで案内支持している。５はリニアモータで、２個のモータユニットから構成されている。このリニアモータ５のうち１個のモータユニットは、固定台１に形成した溝部１ａ、１ｂに係合し、且つ、固定台１面に対して垂直に配設した平板の磁性体ヨーク８、８１と、いずれも界磁用永久磁石を磁性体ヨーク８、８１の長手方向に沿ってＮ極、Ｓ極の極性が交互に且つ等ピッチに配列するように固定した界磁磁石ユニット６ａ、６ｂ（ここでは説明を簡略にしてスキュー配置は考えない）の２個と、磁束を通す電機子７０の両側側面に推力発生部である電機子コア７ａ、７ｂをそれぞれ一列に配置すると共に、テーブル３に電機子取付板７１を介して固定した電機子ユニット７の１個を備えている。この界磁磁石ユニット６ａ、６ｂの２個は、電機子ユニット７の１個を左右一定の空隙となるように挟み込んで構成している。ここで、電機子ユニット７の重心をＧ、重心Ｇを通り固定台１の面に平行な中心軸をＨ、重心Ｇを通り固定台１の面に垂直な中心軸をＶとした場合、各々のリニアモータ５に設けた電機子ユニット７の重心Ｇを通る中心軸Ｈがリニアガイド２、４の左右の摺動面を結ぶ直線上に略一致するように、電機子ユニット７を配置している。また、磁性体ヨーク８、８１は、固定台１に締結部材であるボルト９により固定されると共に、そのうちの各々のモータユニット間に配置される磁性体ヨーク８１は、逆Ｔ字形の形状を有し、且つ、背中合わせに配置される界磁磁石ユニット同士６ａ、６ｂを固定している。なお、テーブルの位置を検出する位置検出手段（リニアスケールと読取ヘッド）は、図示しないが、リニアガイド２、４と磁性体ヨーク８の間に設けるようにしている。
次に、動作を説明する。
テーブル送り装置において、界磁磁石ユニット６ａ、６ｂの内側に左右一定の空隙と介して配置され、且つ、テーブル３の下面に設けた電機子ユニット７に電流を印加すると、テーブルの低重心構造により、テーブル送りの加減速時の加速度を下げることなく、テーブル３が高推力で磁性体ヨーク８の長手方向に沿ってリニアガイド２、４上を移動する。
本発明の第１の実施例における第１の技術手段は、このような構成にしているので、テーブル送り装置において、固定台の面に平行で且つ各々のリニアモータに設けた電機子ユニットの重心を通る中心軸がリニアガイドの左右の摺動面を結ぶ直線上に略一致するように、電機子ユニットを配置すると、リニアガイド間のリニアモータとテーブルとの間に存在する無駄なスぺースがなくなる。また、無駄なスペースの除去と同時に、固定台に対してテーブルの重心位置が低くなることから、機械剛性の向上、さらにはリニアモータの制御性を上げることが実現できる。結果的には、工作機械におけるワーク加工時の送り精度、さらには加工精度を良好にすることができるようになる。そして、リニアモータの電機子と界磁磁石の対向面積（重なり面積）が大きくとれるため、より推力を大きくすることができる。
【０００６】
次に本発明の本発明の第１の実施例における第２の技術手段を説明する。
図２は、本発明の第１の実施例における第２の技術手段を示すテーブル送り装置の一部を拡大した説明図であって、（ａ）は各々のモータユニット間に配置される界磁磁石ユニットのの断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ方向から見た界磁磁石ユニットを取り付けた磁性体ヨークの斜視図、（ｃ）は（ｂ）の側面図である。
すなわち、本実施例では、逆Ｔ字形状の磁性体ヨーク８１の両側側面に配置される各々の界磁磁石ユニット６ａ、６ｂの永久磁石を、磁性体ヨーク８１の長手方向に沿って斜め（スキュー）に配置し、相対的にＸ字状に対向するように並べたものである。また、逆Ｔ字形状の磁性体ヨーク８１の両側面並びに界磁用永久磁石ユニット６ａ、６ｂの両側面に、薄板状の非磁性カバー８１ａを配設するようにしたものである。
本発明の第１の実施例における第２の技術手段は、このような構成にしているので、界磁磁石ユニットの永久磁石を逆Ｔ字形状の磁性体ヨークに対して斜めに配置すると、磁石を配置するために形成された三角形状のノック部により、永久磁石の正確な位置決め固定の実現が可能となる。そしてまた、逆Ｔ字形状の磁性体ヨーク、界磁用永久磁石ユニットの両側面に、薄板状の非磁性カバーを配設すると、磁性体ヨークからの永久磁石の剥離防止、さらには防塵・防滴の実現が可能となる。
【０００７】
次に本発明の第２の実施例を説明する。
図３は、本発明の第２の実施例を示すテーブル送り装置であって、図１（ａ）の矢視ＡＡ線に沿う方向と同じ方向から見たリニアモータの平面図である。すなわち、第１、第２の実施例との基本的な違いは、逆Ｔ字形状の磁性体ヨーク８１における左右のリニアガイド２、４間に挟まれた方向の厚みが、他方のリニアガイド側に設けられ、且つ、磁性体ヨーク８に取り付けた界磁磁石ユニット６ａ、６ｂにおける永久磁石の厚みの２倍以下に設定されている点である。また、逆Ｔ字形状の磁性体ヨーク８１に、その両側面に貫通する抜き穴８１ｂを設けており、各々のリニアモータのモータユニット間において背中合わせに配置される界磁磁石ユニット同士（第１の実施例における第１、第２の技術手段の６ａと６ｂ）を、磁石の両側面の一方がＮ極、他方がＳ極となるように着磁して界磁磁石ユニット６ｃとして一体化している。そしてこの界磁磁石ユニット６ｃを抜き穴８１ｂに挿設している。
本発明の第２の実施例は、このような構成にしているので、リニアモータのモータユニット間にまたがる界磁磁石ユニットを一体化したものを、逆Ｔ字形状の磁性体ヨークに貫通させる配置、いわゆる磁束貫通型構造にすると、小形のモータユニットの実現が可能となる。
なお、Ｔ字形状の磁性体ヨーク並びに界磁用永久磁石ユニットの両側面に、薄板状の非磁性カバーを配設したものを、第１の実施例における第２の技術手段のリニアモータのモータユニットで示したが、この実施例に限らず、全ての実施例に示すリニアモータのモータユニットに適用しても構わない。
また、本実施例ではリニアモータを横型の固定台を有するテーブル送り装置に配置した例で示したが、リニアモータを縦型のテーブル送り装置に適用しても構わず、限定されるものではない。
また、磁性体ヨークは固定台１に対してボルトにより締結し固定しているが、締結部材であれば限定されることはなく、その他接着による方法でも構わない。
【０００８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の第１の実施例によれば、リニアモータを複数個配置したテーブル送り装置において、固定台の面に平行で且つ各々のリニアモータに設けた電機子ユニットの重心を通る中心軸がリニアガイドの左右の摺動面を結ぶ直線上に略一致するように、電機子ユニットを配置したので、リニアガイド間のリニアモータとテーブルとの間に存在するスペースを有効に利用できる。しかも固定台に対してテーブルの重心位置が低くできることから、機械剛性の向上、さらにはリニアモータの制御性の向上を実現することができる。その結果、工作機械におけるワーク加工時の送り精度、さらには加工精度を良好にすることができる。そして、リニアモータの電機子と界磁磁石の対向面積（重なり面積）が大きくとれるため、より必要な高推力仕様のテーブル送り装置を実現できる効果がある。
また、第１の実施例によれば、界磁磁石ユニットの永久磁石を逆Ｔ字形状の磁性体ヨークに対して斜めに配置するようにしたので、磁石を配置するために形成された三角形状のノック部により、永久磁石の正確な位置決め固定を実現することができる効果がある。そしてまた、逆Ｔ字形状の磁性体ヨーク、界磁用永久磁石ユニットの両側面に、薄板状の非磁性カバーを配設するようにしたので磁性体ヨークからの永久磁石の剥離防止、さらには防塵・防滴を実現できる効果がある。
さらに、第２の実施例によれば、リニアモータのモータユニット間にまたがる界磁磁石ユニットを一体化し、一体化した界磁磁石ユニットを逆Ｔ字形状の磁性体ヨークに貫通させて配置したので、モータユニットの小型化を実現することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における第１の技術手段を示す工作機械のテーブル送り装置であって、（ａ）はテーブル送り装置の断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視ＡーＡ線に沿うリニアモータの平面図である。
【図２】本発明の第１の実施例における第２の技術手を示すテーブル送り装置の一部を拡大した説明図であって、（ａ）は各々のモータユニット間に配置される界磁磁石ユニットの断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ方向から見た界磁磁石ユニットを取り付けた磁性体ヨークの斜視図、（ｃ）は（ｂ）の側面図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示すテーブル送り装置のリニアモータであって、図１（ａ）の矢視ＡＡ線に沿う方向と同方向から見たリニアモータの平面図である。
【図４】従来の工作機械のテーブル送り装置の断面図である。
【符号の説明】
１：固定台１ａ、１ｂ：溝部２：ガイドレール（リニアガイド）
３：テーブル３ａ：溝部４：スライダ（リニアガイド）
５：リニアモータ６ａ、６ｂ、６ｃ：界磁磁石ユニット
７：電機子ユニット７ａ、７ｂ：電機子コア
７０：電機子７１：電機子取付板８、８１：磁性体ヨーク
８１ａ：非磁性カバー８１ｂ：抜き穴９ボルト（締結部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a table feed device for a machine tool, and more particularly to a table feed device for a machine tool that drives a linear motor to freely move a table as a moving body with respect to a fixed base.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a table feed device for a machine tool using a plurality of linear motors is as shown in FIG.
In the figure, 11 is a fixing base used for a machine tool and has a mountain-shaped cross section, 11a is a recess of the fixing base 11, 2 is guide rails provided at the left and right ends of the fixing base 11, and 13 is a guide rail 2 of the fixing base 11. The table is provided so as to move in the linear direction (perpendicular to the paper surface) along the top, in which two T-shaped cross sections each having a protruding portion 13a and a relief portion 13b are arranged. 4 is provided on the lower surface of the table 13 and forms a linear guide paired with the guide rail 2 of the fixed base 11, 15 is a linear motor, 16 is a permanent magnet for the field motor of the linear motor provided on the protruding portion 13a of the table. (Primary member) which is fixed via a magnetic yoke (not shown). Reference numeral 17 denotes an armature (secondary side member) of the linear motor that is provided to face the surface of the field permanent magnet 16 and is disposed on the inner side surface of the recessed portion 11a of the fixed base. 18 is a linear scale provided on the escape portion 13b in the center of the table via the scale mounting portion 13c, and 19 is a reading head provided at the center end of the fixed base 11. The position of the table is paired with the linear scale 18 This constitutes position detecting means for detecting. In such a machine tool table feed device, the weight of the table 13 is large and the cutting force at the time of workpiece machining on the machine tool is also large. An even number of linear motors 15 each of which includes a field permanent magnet 16 and an armature 17 are set to a midpoint C of a symmetrical axis 21 that divides the central axis 20 passing through the centers of the left and right guide rails 2 into two. It is arranged to distribute evenly. As a result, the table 13 obtains an equal thrust from the linear motor 15 and moves freely on the guide rail 2 in the linear direction.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the prior art has the following problems.
(1) The position detection means 18 and 19 are provided between the escape portion 13b at the center of the table and the end portion at the center of the fixed base so as to be positioned on the central axis 20 passing through the centers of the left and right guide rails 2. Therefore, the space between the table 13 and the fixed base 11 is increased, and the center of gravity of the table 13 is increased with respect to the fixed base 11. Therefore, there is a problem that the mechanical rigidity is lowered and the controllability of the linear motor is deteriorated. There is a concern that such a problem may adversely affect the feeding accuracy during workpiece machining, and further the machining accuracy.
Further, the useless space existing between the linear motor 15 and the escape portion 13b of the table 13 reduces the armature mounting area in the entire area of the protruding portion 13a of the table, that is, for the field of the linear motor. Since the facing area (overlapping area) between the permanent magnet 16 and the armature 17 is small, there is a problem that a necessary thrust specification cannot be obtained.
(2) When the field permanent magnet 16 of the linear motor is attached to the side surface of the protruding portion 13a of the table via a magnetic yoke (not shown), the field permanent magnet can be accurately positioned and fixed. In addition, there was a problem that the field permanent magnet peeled off from the magnetic yoke.
(3) Since the motor unit of the linear motor is attached to the concave portion 11a of the fixed base and the protruding portion 13a of the table, the size of the motor unit is increased when a plurality of motor units are arranged in parallel, and the feeding device is reduced in size. There was a problem that could not be done.
Accordingly, a first object of the present invention is to make stable use of a machine having high mechanical rigidity and good controllability without increasing the center of gravity of the table by effectively using the linear motor arrangement space provided between the linear guides. It is to provide a table feeder for a machine.
The second object of the present invention is to accurately position the field permanent magnet of the linear motor on the magnetic yoke, and particularly when a plurality of linear motors are arranged in parallel between the linear guides. To provide a table feed device for a small machine tool without increasing the size.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention according to claim 1 is directed to a linear guide comprising a guide rail and a slider, which slidably guides and supports the left and right of a table arranged in parallel and opposite to a fixed base of a machine tool, and the table. A linear motor that reciprocates along the longitudinal direction on the guide rail with respect to the fixed base, and the linear motor is composed of two motor units,
One of the motor units is engaged with a groove formed in the fixed base, and is a flat magnetic yoke disposed perpendicularly to the fixed base surface, and a field permanent magnet is used as the magnetic body. Two field magnet units fixed so that the polarities of the N pole and the S pole are alternately arranged at equal pitches along the longitudinal direction of the yoke, and an armature core that is a thrust generation unit as an armature through which the magnetic flux passes One armature unit arranged in a row on each side surface of the armature is provided, and the other motor unit is symmetrical to the one motor unit with respect to the magnetic yoke. The two field magnet units are configured so as to be positioned on the rear surface of the yoke, and the two field magnet units are sandwiched between the armature units so as to form a constant left and right gap. Child uni 1 is a straight line connecting the sliding surfaces of the linear guides that are parallel to the surface of the fixed base and that pass through the center of gravity G of the armature unit provided in each linear motor and that are positioned on the left and right of the table. The magnetic yoke is fixed to the fixing base by a fastening member, and the magnetic yoke arranged between the motor units is The field magnet units having an inverted T-shape and arranged back to back are fixed to each other, and the respective field magnet units are arranged on both side surfaces of the inverted T-shaped magnetic yoke. A triangular knock portion for arranging the magnets obliquely is formed so that the permanent magnets of the permanent magnets are opposed to each other in an X shape along the longitudinal direction of the magnetic yoke. The magnetic body A thin plate-like nonmagnetic cover is disposed on both side surfaces of the rack, and the present invention according to claim 2 movably guides and supports the left and right sides of the table disposed in parallel to the fixed base of the machine tool. A linear guide including a guide rail and a slider; and a linear motor configured to reciprocate the table with respect to the fixed base along a longitudinal direction on the guide rail. The linear motor includes two motor units. One of the motor units is engaged with a groove formed on the fixed base and is a flat magnetic yoke disposed perpendicularly to the fixed base surface, both of which are magnetic field permanent magnets. Two field magnet units fixed so that the polarities of the N pole and the S pole are alternately arranged at equal pitches along the longitudinal direction of the body yoke, and an armature core that is a thrust generation unit as an armature through which magnetic flux passes Are arranged in a row on both side surfaces of the armature, and the other one motor unit is symmetrical with the one motor unit with respect to the magnetic yoke. The two field magnet units are positioned so as to be positioned on the back surface of the body yoke, and the two field magnet units are configured by sandwiching the one armature unit so as to form a constant left and right gap. One armature unit connects the sliding surfaces of the linear guides whose central axis H is parallel to the surface of the fixed base and passes through the center of gravity G of the armature unit provided in each linear motor. In a table feed device for a machine tool arranged so as to coincide with a straight line, the magnetic yoke is fixed to the fixed base by a fastening member, and each of the motors The magnetic yoke disposed between the knits has an inverted T-shape, and the thickness of the inverted T-shaped magnetic yoke is twice the thickness of the permanent magnet attached to the other magnetic yoke. In addition to setting the following, through holes are provided on both side surfaces of the inverted T-shaped magnetic yoke, and both side surfaces of the field magnet units arranged back to back between the motor units are N poles, It is magnetized and integrated so as to be an S pole, and the field magnet unit is inserted into the punched hole.
By the above means, the armature unit is arranged so that the central axis passing through the center of gravity of each armature unit is substantially aligned with a straight line connecting the left and right sliding surfaces of the linear guide. Since the linear motor can be effectively arranged between the linear guides, the table driving performance can generate a large thrust in a small space. Particularly, the magnetic flux yoke structure of the magnetic yoke can narrow the dimension width when a plurality of linear motors are arranged.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a table feeding device of a machine tool showing the first technical means in the first embodiment of the present invention, wherein (a) is a sectional view of the table feeding device, and (b) is an arrow of (a). It is a top view of the linear motor in alignment with line AA.
In the figure, the same components as those in the prior art are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different points will be described.
The configuration in which the present invention is different from the conventional one is as follows.
In the figure, 1 is a fixed base having a U-shaped cross section of a machine tool, 3 is a flat table, and the table 3 is guided and supported by a linear guide comprising a guide rail 2 and a slider 4 with respect to the fixed base 1. ing. Reference numeral 5 denotes a linear motor, which is composed of two motor units. One motor unit of the linear motor 5 is engaged with grooves 1a and 1b formed on the fixed base 1 and is a flat magnetic yoke 8 and 81 arranged perpendicular to the surface of the fixed base 1. Both field magnet units 6a, 6b (field magnet units 6a, 6b (fixed so that the polarities of N poles and S poles are alternately arranged at equal pitches along the longitudinal direction of the magnetic yokes 8, 81). Here, the explanation is simplified and the skew arrangement is not considered), and the armature cores 7a and 7b, which are thrust generating portions, are arranged in a row on both side surfaces of the armature 70 through which the magnetic flux passes, and the table 3 One armature unit 7 fixed via an armature mounting plate 71 is provided. Two of the field magnet units 6a and 6b are configured by sandwiching one of the armature units 7 so as to form a constant left and right gap. Here, when the center of gravity of the armature unit 7 is G, the center axis passing through the center of gravity G and parallel to the surface of the fixing base 1 is H, and the center axis passing through the center of gravity G and perpendicular to the surface of the fixing base 1 is V. The armature unit 7 is arranged so that the central axis H passing through the center of gravity G of the armature unit 7 provided in the linear motor 5 substantially coincides with a straight line connecting the left and right sliding surfaces of the linear guides 2 and 4. Yes. The magnetic yokes 8 and 81 are fixed to the fixing base 1 by bolts 9 as fastening members, and the magnetic yokes 81 disposed between the motor units of each of them have an inverted T-shape. In addition, the field magnet units 6a and 6b arranged back to back are fixed. Although not shown, position detecting means (linear scale and reading head) for detecting the position of the table is provided between the linear guides 2 and 4 and the magnetic yoke 8.
Next, the operation will be described.
In the table feeding device, when current is applied to the armature unit 7 which is disposed inside the field magnet units 6a and 6b with a constant left and right gap and provided on the lower surface of the table 3, the low center of gravity structure of the table The table 3 moves on the linear guides 2 and 4 along the longitudinal direction of the magnetic yoke 8 with a high thrust without reducing the acceleration during acceleration / deceleration of the table feed.
Since the first technical means in the first embodiment of the present invention has such a configuration, the center of gravity of the armature unit provided in each linear motor is parallel to the surface of the fixed base in the table feeder. If the armature unit is placed so that the central axis passing through the guide line approximately coincides with the straight line connecting the left and right sliding surfaces of the linear guide, useless space existing between the linear motor and the table between the linear guides Disappears. In addition, since the position of the center of gravity of the table is lowered with respect to the fixed base simultaneously with the removal of useless space, it is possible to improve the mechanical rigidity and further improve the controllability of the linear motor. As a result, it is possible to improve the feed accuracy and the machining accuracy during workpiece machining in the machine tool. And since the opposing area (overlapping area) of the armature of a linear motor and a field magnet can be taken large, thrust can be enlarged more.
[0006]
Next, the second technical means in the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a part of the table feeding device showing the second technical means in the first embodiment of the present invention, wherein (a) is a field magnet arranged between each motor unit. Sectional drawing of a magnet unit, (b) is a perspective view of the magnetic body yoke which attached the field magnet unit seen from the arrow B direction of (a), (c) is a side view of (b).
That is, in the present embodiment, the permanent magnets of the field magnet units 6 a and 6 b arranged on both side surfaces of the inverted T-shaped magnetic yoke 81 are inclined (skewed) along the longitudinal direction of the magnetic yoke 81. ) And arranged so as to face each other relatively in an X shape. Further, a thin plate-like nonmagnetic cover 81a is disposed on both side surfaces of the inverted T-shaped magnetic yoke 81 and both side surfaces of the field permanent magnet units 6a and 6b.
Since the second technical means in the first embodiment of the present invention has such a configuration, when the permanent magnet of the field magnet unit is arranged obliquely with respect to the inverted T-shaped magnetic yoke, the magnet The triangular knock portion formed for arranging the magnets makes it possible to accurately position and fix the permanent magnet. If a thin non-magnetic cover is provided on both sides of the inverted T-shaped magnetic yoke and the permanent magnet unit for field, the permanent magnet is prevented from peeling off from the magnetic yoke, and dust and Drops can be realized.
[0007]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a table feeding device showing a second embodiment of the present invention, and is a plan view of a linear motor viewed from the same direction as the direction along the arrow AA in FIG. That is, the basic difference from the first and second embodiments is that the thickness in the direction sandwiched between the left and right linear guides 2 and 4 in the inverted T-shaped magnetic yoke 81 is the other linear guide side. The field magnet units 6a and 6b attached to the magnetic yoke 8 are set to be twice or less the thickness of the permanent magnet. In addition, the reverse T-shaped magnetic yoke 81 is provided with a through hole 81b penetrating on both side surfaces thereof, and field magnet units (first first) arranged back to back between the motor units of each linear motor. The first and second technical means 6a and 6b) in the embodiment are magnetized so that one of both side surfaces of the magnet is an N pole and the other is an S pole, and are integrated as a field magnet unit 6c. . The field magnet unit 6c is inserted into the punched hole 81b.
Since the second embodiment of the present invention has such a configuration, an arrangement in which a field magnet unit extending between motor units of a linear motor is integrated is passed through an inverted T-shaped magnetic yoke. If the so-called magnetic flux penetrating structure is used, a small motor unit can be realized.
A linear motor of the second technical means in the first embodiment is obtained by disposing a thin plate-like nonmagnetic cover on both side surfaces of the T-shaped magnetic yoke and the field permanent magnet unit. Although shown as a unit, the present invention is not limited to this embodiment, and may be applied to the motor units of linear motors shown in all the embodiments.
Moreover, although the linear motor was shown in the example which has arrange | positioned to the table feeder which has a horizontal type fixed base in the present Example, you may apply a linear motor to a vertical type table feeder, and it is not limited. .
Further, the magnetic yoke is fastened and fixed to the fixing base 1 with bolts, but there is no limitation as long as it is a fastening member, and other bonding methods may be used.
[0008]
【The invention's effect】
As described above, according to the first embodiment of the present invention, in the table feeding device in which a plurality of linear motors are arranged, the center of gravity of the armature unit provided in each linear motor is parallel to the surface of the fixed base. Since the armature unit is arranged so that the central axis passing through the guide line substantially matches the straight line connecting the left and right sliding surfaces of the linear guide, the space between the linear motor and the table between the linear guides is effectively used. Available. In addition, since the position of the center of gravity of the table can be lowered with respect to the fixed base, it is possible to improve the mechanical rigidity and further improve the controllability of the linear motor. As a result, it is possible to improve the feeding accuracy and the processing accuracy during workpiece processing in the machine tool. And since the opposing area (overlapping area) of the armature of a linear motor and a field magnet can be taken large, there exists an effect which can implement | achieve the table feed apparatus of a more required high thrust specification.
According to the first embodiment, the permanent magnet of the field magnet unit is arranged obliquely with respect to the inverted T-shaped magnetic yoke, so that the triangular shape formed for arranging the magnet is used. With this knock part, there is an effect that accurate positioning and fixing of the permanent magnet can be realized. In addition, a thin plate-like non-magnetic cover is provided on both sides of the inverted T-shaped magnetic yoke and field permanent magnet unit, so that the permanent magnet can be prevented from peeling off from the magnetic yoke. There is an effect that can realize dustproof and dripproof.
Furthermore, according to the second embodiment, the field magnet units straddling between the motor units of the linear motor are integrated, and the integrated field magnet unit is disposed through the inverted T-shaped magnetic yoke. The motor unit can be downsized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a table feed device of a machine tool showing a first technical means in a first embodiment of the present invention, wherein (a) is a sectional view of the table feed device, and (b) is an arrow of (a). It is a top view of the linear motor in alignment with line AA.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view of a part of a table feeder showing a second technical hand in the first embodiment of the present invention, wherein (a) is a field magnet arranged between motor units. Sectional drawing of a magnet unit, (b) is a perspective view of the magnetic body yoke which attached the field magnet unit seen from the arrow B direction of (a), (c) is a side view of (b).
FIG. 3 is a plan view of the linear motor of the table feed device showing the second embodiment of the present invention, as seen from the same direction as the direction of the arrow AA in FIG. .
FIG. 4 is a sectional view of a table feed device of a conventional machine tool.
[Explanation of symbols]
1: Fixing base 1a, 1b: Groove 2: Guide rail (linear guide)
3: Table 3a: Groove 4: Slider (linear guide)
5: Linear motor 6a, 6b, 6c: Field magnet unit 7: Armature unit 7a, 7b: Armature core 70: Armature 71: Armature mounting plate 8, 81: Magnetic yoke 81a: Nonmagnetic cover 81b: Hole 9 bolt (fastening member)

Claims

A linear guide composed of a guide rail and a slider which movably guides and supports a table disposed opposite to and parallel to a fixed base of a machine tool, and the table along the longitudinal direction on the guide rail with respect to the fixed base. A reciprocating linear motor,
The linear motor is composed of two motor units,
One of the motor units is engaged with a groove formed in the fixed base, and is a flat magnetic yoke disposed perpendicularly to the fixed base surface, and a field permanent magnet is used as the magnetic body. Two field magnet units fixed so that the polarities of the N pole and the S pole are alternately arranged at equal pitches along the longitudinal direction of the yoke, and an armature core that is a thrust generation unit as an armature through which the magnetic flux passes One armature unit arranged in a row on each side surface of the armature,
The other one motor unit is symmetrical to the one motor unit with respect to the magnetic yoke, and is located on the back surface of the magnetic yoke, and has the same configuration.
The two field magnet units are configured by sandwiching one armature unit so as to form a left and right constant gap, and the one armature unit is parallel to the surface of the fixed base and linear In a table feeding device for a machine tool, the central axis H passing through the center of gravity G of the armature unit provided in the motor is aligned with a straight line connecting the sliding surfaces of the linear guides positioned on the left and right of the table.
The magnetic yoke is fixed to the fixing base by a fastening member, and the magnetic yoke disposed between the motor units has an inverted T-shape and is disposed back to back. Field magnet units are fixed to each other
The magnets are arranged on both side surfaces of the inverted T-shaped magnetic yoke so that the permanent magnets of the field magnet units are opposed to each other in an X shape along the longitudinal direction of the magnetic yoke. It has a triangular knock part to be placed diagonally,
A table feeding device for a machine tool, characterized in that a thin non-magnetic cover is disposed on both side surfaces of the inverted T-shaped magnetic yoke.

A linear guide composed of a guide rail and a slider which movably guides and supports a table disposed opposite to and parallel to a fixed base of a machine tool, and the table along the longitudinal direction on the guide rail with respect to the fixed base. A reciprocating linear motor,
The linear motor is composed of two motor units,
One of the motor units is engaged with a groove formed in the fixed base, and is a flat magnetic yoke disposed perpendicularly to the fixed base surface, and a field permanent magnet is used as the magnetic body. Two field magnet units fixed so that the polarities of the N pole and the S pole are alternately arranged at equal pitches along the longitudinal direction of the yoke, and an armature core that is a thrust generation unit as an armature through which the magnetic flux passes One armature unit arranged in a row on each side surface of the armature,
The other one motor unit is symmetrical to the one motor unit with respect to the magnetic yoke, and is located on the back surface of the magnetic yoke, and has the same configuration.
The two field magnet units are configured by sandwiching one armature unit so as to form a left and right constant gap, and the one armature unit is parallel to the surface of the fixed base and linear In a table feeding device for a machine tool, the central axis H passing through the center of gravity G of the armature unit provided in the motor is aligned with a straight line connecting the sliding surfaces of the linear guides positioned on the left and right of the table.
The magnetic yoke is fixed to the fixing base by a fastening member, and the magnetic yoke disposed between each motor unit has an inverted T-shape,
And the thickness of the inverted T-shaped magnetic yoke is set to be twice or less the thickness of the permanent magnet attached to the other magnetic yoke,
A through hole is provided on both side surfaces of the inverted T-shaped magnetic yoke, and field magnet units arranged back to back between the motor units are arranged to have N and S poles on both side surfaces. A table feeding device for a machine tool, wherein the field magnet unit is magnetized and integrated, and the field magnet unit is inserted into the punched hole. ]