JP4538285B2 - Processing system - Google Patents

Processing system Download PDF

Info

Publication number
JP4538285B2
JP4538285B2 JP2004264364A JP2004264364A JP4538285B2 JP 4538285 B2 JP4538285 B2 JP 4538285B2 JP 2004264364 A JP2004264364 A JP 2004264364A JP 2004264364 A JP2004264364 A JP 2004264364A JP 4538285 B2 JP4538285 B2 JP 4538285B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
support plate
holding means
axis
drive mechanism
tool holding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004264364A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006075958A (en
Inventor
正人 塩崎
純 藤田
▲濱▼村  実
大平 真野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP2004264364A priority Critical patent/JP4538285B2/en
Publication of JP2006075958A publication Critical patent/JP2006075958A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4538285B2 publication Critical patent/JP4538285B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、工システムに関する。たとえば、工具を互いに直交する二方向へ移動させる直線駆動機構を備えた加工システムに関する。 The present invention relates to a machining system. For example, regarding the processing system provided with a linear drive mechanism for moving the two directions perpendicular to factory tools together.

工作機械や測定装置では、ワークに対して工具や測定子などを移動させながら、加工や測定を行う。
従来、工具や測定子などを移動させる機構としては、ボールねじを用いた送り機構が多用されてきたが、最近では、高精度、高速化の要請から、固定子と可動子とからなるリニアモータが採用されるようになってきた。
In machine tools and measuring devices, machining and measurement are performed while moving a tool, a measuring element, or the like with respect to the workpiece.
Conventionally, a feed mechanism using a ball screw has been widely used as a mechanism for moving a tool, a probe, etc., but recently, a linear motor composed of a stator and a mover has been demanded for high accuracy and high speed. Has come to be adopted.

送り機構としてリニアモータを用いる場合、通常、固定子はベースなどに固定され、可動子は工具や測定子などが取り付けられる可動部材側に取り付けられる。可動子を加速させると、その反力がベースに加わる。高速化の要請から、可動子を急激に加減速させると、ベースに加わる反動も大きくなるので、ベースを含む機械本体が撓んだり傾く。このような現象は、精度面からは無視できない問題であるため、機械本体の剛性を高くする方法が採られる。しかし、これでは、機械本体が重く大きくなってしまう。   When a linear motor is used as the feed mechanism, the stator is usually fixed to a base or the like, and the mover is attached to the movable member side to which a tool, a measuring element or the like is attached. When the mover is accelerated, the reaction force is applied to the base. If the mover is suddenly accelerated or decelerated due to a demand for higher speed, the reaction applied to the base also increases, so the machine body including the base is bent or tilted. Since such a phenomenon is a problem that cannot be ignored in terms of accuracy, a method of increasing the rigidity of the machine body is employed. However, this makes the machine body heavy and large.

機械本体の剛性を高くすることなく、機械本体の撓みや傾きを抑えるものとして、直線駆動装置(特許文献1参照)が提案されている。これは、ベースと、このベースに搭載されたステータと、このステータにより駆動されて移動するスライダとを備えた直線駆動装置において、ベースに対してステータが直線方向に移動可能に支持され、かつ、スライダがステータに対して前記直線方向と同一方向に移動可能に支持された構造である。   A linear drive device (see Patent Document 1) has been proposed as a means for suppressing bending and tilting of the machine body without increasing the rigidity of the machine body. This is a linear drive device including a base, a stator mounted on the base, and a slider driven and moved by the stator, and the stator is supported so as to be movable in a linear direction with respect to the base, and The slider is supported by the stator so as to be movable in the same direction as the linear direction.

この構成の場合、スライダが加速すると、その反力を受けてステータが逆方向に加速される。ステータはベースに対して直線方向へ移動可能に支持されているから、ステータがベースに対して逆方向へ移動される。従って、スライダの駆動による反動で移動したステータからベースに力が伝えられない。つまり、スライダの加速によっても、ベースには影響が及ばないので、機械本体を重く大きくしなくてもすむ。   In the case of this configuration, when the slider accelerates, the stator is accelerated in the reverse direction by receiving the reaction force. Since the stator is supported so as to be movable in a linear direction with respect to the base, the stator is moved in the opposite direction with respect to the base. Therefore, no force is transmitted from the stator moved by the reaction caused by the drive of the slider to the base. In other words, the acceleration of the slider does not affect the base, so the machine body does not have to be heavy and large.

特開2002−283174号公報JP 2002-283174 A

ところが、特許文献1に記載の直線駆動装置では、スライダの移動方向が一方向のみであるため、比較的コンパクトに構成できるが、スライダが二次元あるいは三次元方向へ移動する場合、上述した直線駆動装置を各軸毎(たとえば、X,Y,Z軸毎)に構成するとともに、これらを順次積み重ねなければならないため、構造が複雑化するという課題が生じる。   However, in the linear drive device described in Patent Document 1, since the slider moves only in one direction, it can be configured relatively compactly. However, when the slider moves in two or three dimensions, the linear drive described above is used. Since the apparatus is configured for each axis (for example, for each of the X, Y, and Z axes) and these must be stacked sequentially, there arises a problem that the structure becomes complicated.

本発明の目的は、可動部が移動しても、その反動によって本体が撓んだりすることがなく、しかも、比較的簡単な構成で、可動部を異なる二方向へ高速で移動させることが可能な加工システムを提供することにある。 The object of the present invention is that even if the movable part moves, the main body does not bend due to the reaction, and the movable part can be moved at high speed in two different directions with a relatively simple configuration. It is to provide a machining system.

本発明の加工システムは、工具を保持した工具保持手段を少なくとも異なる二方向へ移動させる直線駆動機構と、ワークを保持するワーク保持手段とを備えた加工システムであって、前記直線駆動機構およびワーク保持手段を支持した支持プレートと、前記支持プレートを支持する本体と、前記支持プレートを、前記本体に対して、少なくとも前記工具保持手段が移動される異なる二方向を含む方向へ移動可能に支持する支持手段とを備え、前記本体は、上部に吊下部材を有する構造体によって構成され、前記支持手段は、前記構造体の吊下部材に前記支持プレートを吊り下げ支持する吊下手段によって構成されていることを特徴とする。
ここで、構造体は、少なくとも支持プレートおよびその上に搭載される直線駆動機構などの重量を支持できる剛性を備える構造であれば、どのような構造であってもよく、例えば、箱形構造体や門型構造体などでもよい。
この発明によれば、直線駆動機構によって工具保持手段が移動されると、その反力として反対方向の力が支持プレートに加わる。すると、支持プレートは、工具保持手段の移動方向とは反対方向へ移動される。このとき、支持プレートは、本体に対して、少なくとも工具保持手段が移動される異なる二方向を含む方向へ移動可能に支持されているので、工具保持手段が直線駆動機構によって異なる二方向へ移動されても、工具保持手段の移動とは反対方向の反力の全てが支持プレートの移動によって吸収される。つまり、工具保持手段の移動に伴う反力が、支持プレートの移動によって吸収、減衰されるので、工具保持手段が移動しても、その反動によって本体が撓んだりすることがなく、しかも、比較的簡単な構成で、可動部を異なる二方向へ高速で移動させることができる。
また、支持プレートが、構造体の吊下部材に吊り下げ支持された構成であるため、工具保持手段が直線駆動機構によって異なる二方向へ移動されると、その工具保持手段の移動方向に対して反対方向に支持プレートが揺動される。つまり、工具保持手段の移動とは反対方向の反力の全てが支持プレートの揺動によって吸収、減衰されるので、工具保持手段が移動しても、その反動によって構造体が撓んだりすることがなく、しかも、比較的簡単な構成で、可動部を異なる二方向へ高速で移動させることができる。
Processing system of the present invention, a linear driving mechanism for moving the tool holding means holding the tool to at least two different directions, a processing system that includes a workpiece holding means for holding a workpiece, said linear drive mechanism and the workpiece A support plate that supports the holding means , a main body that supports the support plate, and the support plate are movably supported with respect to the main body in a direction including at least two different directions in which the tool holding means is moved. And the main body is constituted by a structure having a suspension member on the upper part, and the support means is constituted by suspension means for hanging and supporting the support plate on the suspension member of the structure. It is characterized by.
Here, the structure may be any structure as long as it has a structure capable of supporting the weight of at least the support plate and the linear drive mechanism mounted thereon, for example, a box-shaped structure. Or a gate-type structure.
According to this invention, when the tool holding means is moved by the linear drive mechanism, a force in the opposite direction is applied to the support plate as the reaction force. Then, the support plate is moved in the direction opposite to the moving direction of the tool holding means . At this time, the support plate relative to the body, since it is movably supported in a direction including the two different directions, at least the tool holding means is moved, the tool holding means is moved in the two different directions by the linear drive mechanism However, all of the reaction force in the direction opposite to the movement of the tool holding means is absorbed by the movement of the support plate. That is, the reaction force accompanying the movement of the tool holding means is absorbed and attenuated by the movement of the support plate, so that even if the tool holding means moves, the main body does not bend due to the reaction, and the comparison The movable part can be moved in two different directions at high speed with a simple configuration.
Further, since the support plate is suspended and supported by the suspension member of the structure, when the tool holding means is moved in two different directions by the linear drive mechanism, the movement direction of the tool holding means is The support plate is swung in the opposite direction. In other words, all the reaction force in the direction opposite to the movement of the tool holding means is absorbed and attenuated by the swinging of the support plate, so that even if the tool holding means moves, the structure may be bent by the reaction. In addition, the movable part can be moved in two different directions at a high speed with a relatively simple configuration.

本発明の加工システムにおいて、前記吊下手段は、前記構造体に前記支持プレートを吊り下げ支持する複数本の吊下ワイヤと、この吊下ワイヤの途中または端部に設けられたショックアブゾーバとを含んで構成されていることが好ましい。
この発明によれば、工具保持手段が垂直方向へ移動される場合でも、その工具保持手段の移動に伴う反力が各吊下ワイヤの途中または端部に設けられたショックアブゾーバによって吸収されるから、工具保持手段が垂直方向へ移動する場合でも、構造体が撓んだりすることなく、工具保持手段を高速で移動させることができる。
In the processing system of the present invention, the suspension means includes a plurality of suspension wires that suspend and support the support plate on the structure, and a shock absorber provided in the middle or end of the suspension wire. It is preferable that it is comprised including.
According to this invention, even when the tool holding means is moved in the vertical direction, the reaction force accompanying the movement of the tool holding means is absorbed by the shock absorber provided in the middle or at the end of each hanging wire. Therefore, even when the tool holding means moves in the vertical direction, the tool holding means can be moved at high speed without the structure being bent.

本発明の加工システムにおいて、前記直線駆動機構は、前記可動部を互いに直交する三軸方向へ移動させる3つの直線駆動機構を備え、各直線駆動機構はリニアモータによって構成されていることが好ましい。
この発明によれば、工具保持手段を互いに直交する三軸方向へ移動させる3つの直線駆動機構を備え、各直線駆動機構がリニアモータによって構成されているから、工具保持手段を三次元方向へ高速化で移動させることができる。
In the processing system of the present invention, it is preferable that the linear drive mechanism includes three linear drive mechanisms that move the movable portion in three axial directions orthogonal to each other, and each linear drive mechanism is configured by a linear motor.
According to the present invention, a high speed comprises three linear driving mechanism for moving the three-axis direction perpendicular to the tool holding means together, since each linear drive mechanism is constituted by a linear motor, a tool holding means to the three-dimensional directions Can be moved.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
<第1実施形態>
図1には、本発明の駆動システムを適用した第1実施形態の加工システムが示されている。第1実施形態の加工システムは、本体としての構造体30と、この構造体30に支持手段50を介して支持された支持プレート40と、この支持プレート40の上面に搭載されたワーク保持手段60と、支持プレート40の上面に搭載されワークを加工する工具を三次元方向へ移動させる直線駆動機構としての三次元駆動機構10とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a machining system according to a first embodiment to which the drive system of the present invention is applied. The processing system of the first embodiment includes a structure 30 as a main body, a support plate 40 supported by the structure 30 via a support means 50, and a work holding means 60 mounted on the upper surface of the support plate 40. And a three-dimensional drive mechanism 10 as a linear drive mechanism that is mounted on the upper surface of the support plate 40 and moves a tool for machining a workpiece in a three-dimensional direction.

構造体30は、一対の側壁体31,32と、後壁体33と、天井壁体34とを備え、前面に開口35を有する箱形形状に形成され、全体が鋳鉄などの金属(あるいは金属に限らない)によって高い剛性を備えた構造に形成さている。つまり、支持プレート40、その支持プレート40上に搭載される三次元駆動機構10およびワーク保持手段60などの重量を支持できる剛性を備えた構造に形成されている。   The structural body 30 includes a pair of side wall bodies 31, 32, a rear wall body 33, and a ceiling wall body 34, and is formed in a box shape having an opening 35 on the front surface, and is entirely made of a metal (or metal such as cast iron). It is formed in a structure with high rigidity. That is, the support plate 40, the three-dimensional drive mechanism 10 mounted on the support plate 40, the work holding means 60, and the like are formed in a structure having rigidity capable of supporting the weight.

支持プレート40は、ワーク保持手段60および三次元駆動機構10を載置できる大きさの矩形板状に形成され、四隅に支柱41を備えている。   The support plate 40 is formed in a rectangular plate size that allows the work holding means 60 and the three-dimensional drive mechanism 10 to be placed, and includes support columns 41 at four corners.

支持手段50は、構造体30に対して、支持プレート40を少なくとも可動部(後述するZ軸スライダ11や工具保持手段25)が移動される異なる二方向を含む方向へ移動可能に支持するもので、ここでは、構造体30の吊下部材(天井壁体34)に、支持プレート40を吊り下げ支持する吊下手段51によって構成されている。吊下手段51は、構造体30の天井壁体34に支持プレート40を吊り下げ支持する複数本の吊下ワイヤ52と、この吊下ワイヤ52の途中(あるいは端部)に設けられたショックアブゾーバ53とを含んで構成されている。各吊下ワイヤ52は、構造体30の天井壁体34に設けられたフック54と、支持プレート40の支柱41の上端面に設けられたフック55とに両端が引っ掛けられている。   The support means 50 supports the support plate 40 so as to be movable in directions including at least two different directions in which the movable part (a Z-axis slider 11 and tool holding means 25 described later) is moved. Here, the suspension member 51 (the ceiling wall body 34) of the structure 30 is configured by suspension means 51 that supports the support plate 40 in a suspended manner. The suspension means 51 includes a plurality of suspension wires 52 that suspend and support the support plate 40 from the ceiling wall body 34 of the structure 30, and a shock absorber provided in the middle (or end portion) of the suspension wires 52. And a Zoba 53. Each suspension wire 52 is hooked at both ends on a hook 54 provided on the ceiling wall 34 of the structure 30 and a hook 55 provided on the upper end surface of the column 41 of the support plate 40.

ワーク保持手段60は、ワークを保持するためのもので、取付プレート61と、この取付プレート61上に設けられたワークを保持するワークチャック機構62とを備えている。   The work holding means 60 is for holding a work, and includes a mounting plate 61 and a work chuck mechanism 62 for holding the work provided on the mounting plate 61.

三次元駆動機構10は、工具を保持する工具保持手段を少なくとも異なる二方向へ移動させる直線駆動機構を備えている。ここでは、図2に示すように、ワーク保持手段60に対して、Z軸スライダ11(工具保持手段25が取り付けられる部材)を互いに直交する三軸方向(X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向)へ移動させる3つの直線駆動機構を備えて構成されている。つまり、X軸駆動機構12X、Y軸駆動機構12YおよびZ軸駆動機構12Zを備えて構成されている。   The three-dimensional drive mechanism 10 includes a linear drive mechanism that moves a tool holding unit that holds a tool in at least two different directions. Here, as shown in FIG. 2, with respect to the work holding means 60, the Z-axis slider 11 (the member to which the tool holding means 25 is attached) is triaxially orthogonal to each other (X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis). 3 linear drive mechanisms that are moved in the direction). That is, the X-axis drive mechanism 12X, the Y-axis drive mechanism 12Y, and the Z-axis drive mechanism 12Z are provided.

Y軸駆動機構12Yは、前後方向に沿って配置された左右一対のガイドレール13と、このガイドレール13間に掛け渡されたY軸ビーム14と、このY軸ビーム14をガイドレール13に沿って前後方向(Y軸方向)へ移動させるリニアモータ15とから構成されている。一方のガイドレール13とY軸ビーム14の一端側との間には、Y軸ビーム14のY軸方向の位置(移動変位量)を検出する変位検出器16が設けられている。変位検出器16は、一方のガイドレール13に沿って配設されたスケール17と、Y軸ビーム14の一端側にスケール17に対して僅かなギャップを介して対向配置された検出ヘッド18とから構成されている。   The Y-axis drive mechanism 12Y includes a pair of left and right guide rails 13 arranged along the front-rear direction, a Y-axis beam 14 spanned between the guide rails 13, and the Y-axis beam 14 along the guide rail 13. And a linear motor 15 that moves in the front-rear direction (Y-axis direction). A displacement detector 16 is provided between one guide rail 13 and one end side of the Y-axis beam 14 to detect the position (movement displacement amount) of the Y-axis beam 14 in the Y-axis direction. The displacement detector 16 includes a scale 17 disposed along one guide rail 13 and a detection head 18 disposed on one end side of the Y-axis beam 14 so as to face the scale 17 with a slight gap. It is configured.

X軸駆動機構12Xは、Y軸ビーム14上に移動可能に設けられたX軸スライダ19と、このX軸スライダ19をY軸ビーム14に沿って左右方向(X軸方向)へ移動させるリニアモータ20とから構成されている。X軸スライダ19とY軸ビーム14との間には、X軸スライダ19のX軸方向の位置(移動変位量)を検出する変位検出器(図示省略)が設けられている。この変位検出器は、変位検出器16と同じ構成であるため、説明を省略する。   The X-axis drive mechanism 12X includes an X-axis slider 19 movably provided on the Y-axis beam 14 and a linear motor that moves the X-axis slider 19 in the left-right direction (X-axis direction) along the Y-axis beam 14. 20. Between the X-axis slider 19 and the Y-axis beam 14, a displacement detector (not shown) that detects the position (movement displacement amount) of the X-axis slider 19 in the X-axis direction is provided. Since this displacement detector has the same configuration as the displacement detector 16, description thereof is omitted.

Z軸駆動機構12Zは、X軸スライダ19に取り付けられ上下方向に沿って伸びるZ軸ガイドプレート21と、このZ軸ガイドプレート21に沿って移動可能に設けられたZ軸スライダ11と、このZ軸スライダ11をZ軸ガイドプレート21に沿って上下方向へ移動させるリニアモータ22とから構成されている。Z軸スライダ11とZ軸ガイドプレート21との間には、Z軸スライダ11のZ軸方向の位置(移動変位量)を検出する変位検出器(図示省略)が設けられている。この変位検出器も、変位検出器16と同じ構成であるため、説明を省略する。   The Z-axis drive mechanism 12Z includes a Z-axis guide plate 21 that is attached to the X-axis slider 19 and extends in the vertical direction, a Z-axis slider 11 that is movably provided along the Z-axis guide plate 21, and the Z-axis slider 11 The linear slider 22 is configured to move the shaft slider 11 in the vertical direction along the Z-axis guide plate 21. Between the Z-axis slider 11 and the Z-axis guide plate 21, a displacement detector (not shown) that detects the position (movement displacement amount) of the Z-axis slider 11 in the Z-axis direction is provided. Since this displacement detector has the same configuration as the displacement detector 16, the description thereof is omitted.

Z軸スライダ11には、工具を交換可能に取り付けるための工具保持手段25が設けられている。工具保持手段25には、工具を回転させる主軸装置26が保持されている。
また、三次元駆動機構10のY軸ビーム14の重量およびそれよりも上方部材の重量の総和に対して、そのY軸ビーム14のガイドレール13の重量およびこれより下方部材の重量の総和が十分大きくなるように、支持プレート40の重量が設定されている。
The Z-axis slider 11 is provided with a tool holding means 25 for attaching the tool so as to be replaceable. The tool holder 25 holds a spindle device 26 that rotates the tool.
Further, the sum of the weight of the guide rail 13 of the Y-axis beam 14 and the weight of the lower member is sufficient with respect to the sum of the weight of the Y-axis beam 14 of the three-dimensional drive mechanism 10 and the weight of the upper member. The weight of the support plate 40 is set so as to increase.

なお、リニアモータ15,20,22は、公知のリニアモータと同じ構造で、静止部材側に固定される固定子と、可動部材側に固定される可動子とを備え、固定子の磁石と、可動子側のコイルに電流を流したときに生じる磁界との間で発生する力で、可動部側を駆動させる構造である。   The linear motors 15, 20, and 22 have the same structure as a known linear motor, and include a stator fixed to the stationary member side and a movable element fixed to the movable member side. In this structure, the movable part side is driven by a force generated between a magnetic field generated when a current is passed through the coil on the mover side.

次に、本実施形態の作用を説明する。
三次元駆動機構10の工具保持手段25に工具を有する主軸装置26取り付けるとともに、ワーク保持手段60にワークを取り付けたのち、加工を行う。
加工は、三次元駆動機構10を三次元方向(X軸、Y軸、Z軸方向)へ移動させ、工具保持手段25に保持された工具をワーク保持手段60に保持されたワークを対して相対移動させながら、加工を行う。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The spindle device 26 having a tool is attached to the tool holding means 25 of the three-dimensional drive mechanism 10 and the work is attached to the work holding means 60 and then machining is performed.
In the machining, the three-dimensional drive mechanism 10 is moved in the three-dimensional direction (X-axis, Y-axis, Z-axis direction), and the tool held by the tool holding means 25 is made relative to the work held by the work holding means 60. Processing while moving.

加工終了後、必要に応じて、測定を行う。測定では、工具保持手段25に測定機器を取り付け、この状態において、三次元駆動機構10を三次元方向(X軸、Y軸、Z軸方向)へ移動させ、工具保持手段25に保持された測定機器をワークに対して相対移動させながら、測定を行う。   After processing, measure as necessary. In the measurement, a measuring device is attached to the tool holding means 25, and in this state, the three-dimensional drive mechanism 10 is moved in the three-dimensional direction (X-axis, Y-axis, Z-axis direction), and the measurement held by the tool holding means 25 Measure while moving the device relative to the workpiece.

これらの加工または測定において、Y軸ビーム14がY軸方向へ、X軸スライダ19がX軸方向へ、Z軸スライダ11がZ軸方向へ移動すると、その反力が支持プレート40に加わる。
たとえば、Y軸ビーム14がY+方向(ここでは、図1中右上方向)へ移動すると、その反力がガイドレール13に加わる。すると、ガイドレール13と一体となった支持プレート40が、Y−方向(図1中左下方向)へ揺動される。つまり、Y軸ビーム14の移動に伴う反力が支持プレート40の揺動によって吸収、減衰されるから、構造体30への影響を低減できる。
In these processes or measurements, when the Y-axis beam 14 moves in the Y-axis direction, the X-axis slider 19 moves in the X-axis direction, and the Z-axis slider 11 moves in the Z-axis direction, the reaction force is applied to the support plate 40.
For example, when the Y-axis beam 14 moves in the Y + direction (here, the upper right direction in FIG. 1), the reaction force is applied to the guide rail 13. Then, the support plate 40 integrated with the guide rail 13 is swung in the Y-direction (lower left direction in FIG. 1). That is, the reaction force accompanying the movement of the Y-axis beam 14 is absorbed and attenuated by the swinging of the support plate 40, so that the influence on the structure 30 can be reduced.

また、X軸スライダ19がX+方向(ここでは、図1中右下方向)へ移動すると、その反力がガイドレール13に加わる。すると、ガイドレール13と一体となった支持プレート40が、X−方向(図1中左上方向)へ揺動される。つまり、X軸スライダ19の移動に伴う反力が支持プレート40の揺動によって吸収、減衰されるから、構造体30への影響を低減できる。   Further, when the X-axis slider 19 moves in the X + direction (here, the lower right direction in FIG. 1), the reaction force is applied to the guide rail 13. Then, the support plate 40 integrated with the guide rail 13 is swung in the X-direction (upper left direction in FIG. 1). That is, the reaction force accompanying the movement of the X-axis slider 19 is absorbed and attenuated by the swinging of the support plate 40, so that the influence on the structure 30 can be reduced.

また、Z軸スライダ11がZ+方向(図1中上方)へ移動すると、その反力がY軸ビーム14を介してガイドレール13に加わる。すると、ショックアブゾーバ53によって、ガイドレール13と一体となった支持プレート40が、Z−方向(図1中下方向)へ移動される。つまり、Z軸スライダ11の移動に伴う反力が支持プレート40の下降によって吸収、減衰されるから、構造体30への影響を低減できる。   When the Z-axis slider 11 moves in the Z + direction (upward in FIG. 1), the reaction force is applied to the guide rail 13 via the Y-axis beam 14. Then, the support plate 40 integrated with the guide rail 13 is moved by the shock absorber 53 in the Z-direction (downward in FIG. 1). That is, since the reaction force accompanying the movement of the Z-axis slider 11 is absorbed and attenuated by the lowering of the support plate 40, the influence on the structure 30 can be reduced.

第1実施形態によれば、次の作用効果が期待できる。
(1)各駆動機構12X,12Yによって工具保持手段25が移動されると、その反力として反対方向の力が支持プレート40に加わる。支持プレート40は、構造体30の天井壁体34に吊下手段51を介して吊下支持された構成であるため、工具保持手段25が駆動機構12X,12YによってX軸方向およびY軸方向へ移動されると、その移動方向に対して反対方向に支持プレート40が揺動される。つまり、工具保持手段25の移動に伴う反力が、支持プレート40の揺動によって吸収、減衰されるから、工具保持手段25が移動しても、その反動によって構造体30が撓んだりすることがない。しかも、比較的簡単な構成で、工具保持手段25をX軸方向およびY軸方向へ高速で移動させることができる。
According to the first embodiment, the following effects can be expected.
(1) When the tool holding means 25 is moved by the drive mechanisms 12X and 12Y, a force in the opposite direction is applied to the support plate 40 as a reaction force. Since the support plate 40 is supported by the ceiling wall body 34 of the structure 30 via the suspension means 51, the tool holding means 25 is moved in the X axis direction and the Y axis direction by the drive mechanisms 12X and 12Y. When moved, the support plate 40 is swung in the direction opposite to the moving direction. That is, the reaction force accompanying the movement of the tool holding means 25 is absorbed and attenuated by the swinging of the support plate 40, so that even if the tool holding means 25 moves, the structural body 30 bends due to the reaction. There is no. Moreover, the tool holding means 25 can be moved at high speed in the X-axis direction and the Y-axis direction with a relatively simple configuration.

(2)吊下手段51は、構造体30に支持プレート40を吊り下げ支持する複数本の吊下ワイヤ52と、この吊下ワイヤ52の途中または端部に設けられたショックアブゾーバ53とを含んで構成されているから、工具保持手段25が垂直方向へ移動される場合でも、その工具保持手段25の移動に伴う反力が各吊下ワイヤ52の途中または端部に設けられたショックアブゾーバ53によって吸収されるから、工具保持手段25が垂直方向へ移動する場合でも、工具保持手段25を高速で移動させることができる。   (2) The suspending means 51 includes a plurality of suspending wires 52 that suspend and support the support plate 40 from the structure 30 and a shock absorber 53 provided in the middle or end of the suspending wire 52. Therefore, even when the tool holding means 25 is moved in the vertical direction, the reaction force caused by the movement of the tool holding means 25 is a shock absorber provided in the middle or at the end of each hanging wire 52. Since it is absorbed by the Zober 53, even when the tool holding means 25 moves in the vertical direction, the tool holding means 25 can be moved at a high speed.

(3)三次元駆動機構10のY軸ビーム14の重量およびそれよりも上方部材の重量の総和に対して、そのY軸ビーム14のガイドレール13の重量およびこれより下方部材の重量の総和が十分大きくなるように、支持プレート40の重量が設定されているから、Y軸ビーム14、X軸スライダ19およびZ軸スライダ11の移動量に対して、支持プレート40の揺動量を小さくできる。
つまり、Y軸ビーム14より上の重量総和とガイドレール13より下の重量総和との割合に応じて、支持プレート40の揺動量を小さくできる。
(3) The total of the weight of the guide rail 13 of the Y-axis beam 14 and the weight of the lower member than that of the weight of the Y-axis beam 14 of the three-dimensional drive mechanism 10 and the upper member thereof is Since the weight of the support plate 40 is set so as to be sufficiently large, the swing amount of the support plate 40 can be reduced with respect to the movement amounts of the Y-axis beam 14, the X-axis slider 19, and the Z-axis slider 11.
That is, the swinging amount of the support plate 40 can be reduced according to the ratio between the total weight above the Y-axis beam 14 and the total weight below the guide rail 13.

<第2実施形態>
図3には、本発明の第2実施形態の加工システムが示されている。第2実施形態の加工システムは、第1実施形態の加工システムに対し、支持プレート40が吊下手段51を介して構造体30に支持されているのではなく、ボールベアリング手段70を介して本体としてのベッド71に支持されている点、および、支持プレート40の振動を抑制するダンピング手段80が付加されている点が異なる。
Second Embodiment
FIG. 3 shows a machining system according to the second embodiment of the present invention. The machining system according to the second embodiment is different from the machining system according to the first embodiment in that the support plate 40 is not supported by the structure 30 via the suspension means 51, but the main body via the ball bearing means 70. The point which is supported by the bed 71 and the point which the damping means 80 which suppresses the vibration of the support plate 40 are added differ.

ボールベアリング手段70は、ベッド71の上面に一定ピッチ間隔で設けられた回転可能な複数のボールベアリング72によって構成され、支持プレート40をベッド71の上面と平行面内で任意の方向へ移動可能に支持している。
ダンピング手段80は、ベッド71の上面において、X軸およびY軸方向に沿ってかつ支持プレート40を挟んだ両側にそれぞれ2箇所設けられている。各ダンピング手段80は、ベッド71の上面に回転可能に設けられたプーリ81と、このプーリ81に巻回され一端を支持プレート40に固定するとともに他端をベッド71に固定したワイヤ82と、このワイヤ82の途中に設けられたスプリング83とから構成されている。
The ball bearing means 70 is constituted by a plurality of rotatable ball bearings 72 provided on the upper surface of the bed 71 at regular pitch intervals, and the support plate 40 can be moved in an arbitrary direction within a plane parallel to the upper surface of the bed 71. I support it.
The damping means 80 is provided at two locations on both sides of the upper surface of the bed 71 along the X-axis and Y-axis directions with the support plate 40 interposed therebetween. Each damping means 80 includes a pulley 81 rotatably provided on the upper surface of the bed 71, a wire 82 wound around the pulley 81 and having one end fixed to the support plate 40 and the other end fixed to the bed 71, A spring 83 is provided in the middle of the wire 82.

第2実施形態によれば、次の効果が期待できる。
(4)支持プレート40が、ベッド71の上面にボールベアリング手段80を介してベッド71の上面と平行面内で任意の方向へ移動可能に支持された構成であるため、工具保持手段25がX,Y軸方向へ移動されると、その工具保持手段25の移動方向に対して反対方向に支持プレート40が移動される。つまり、工具保持手段25の移動に伴う反力が支持プレート40の移動によって吸収、減衰されるから、ベッド71への影響を低減できる。従って、工具保持手段25が移動しても、その反動によってベッド71が撓んだり振動することがない。
According to the second embodiment, the following effects can be expected.
(4) Since the support plate 40 is supported by the upper surface of the bed 71 via the ball bearing means 80 so as to be movable in an arbitrary direction within a plane parallel to the upper surface of the bed 71, the tool holding means 25 is X , The support plate 40 is moved in the direction opposite to the moving direction of the tool holding means 25. That is, since the reaction force accompanying the movement of the tool holding means 25 is absorbed and attenuated by the movement of the support plate 40, the influence on the bed 71 can be reduced. Therefore, even if the tool holding means 25 moves, the bed 71 does not bend or vibrate due to the reaction.

(5)ベッド71の上面にボールベアリング手段80を設けた構成であるから、簡単に構成できる。
(6)支持プレート40の振動を抑制するダンピング手段80が付加されているから、支持プレート40がX、Y軸方向に移動しても、その移動に際して発生する振動も、ダンピング手段80によって抑制されるから、工具保持手段25を所定位置に正確に位置決めできる。よって、高精度な位置決めが可能である。また、工具保持手段25の移動に伴う反力が支持プレート40の移動によって吸収されたのち、つまり、工具保持手段25の移動が停止されたのちは、ダンピング手段80のスプリング83によって支持プレート40は元の位置に復帰される。
(5) Since the ball bearing means 80 is provided on the upper surface of the bed 71, it can be easily configured.
(6) Since the damping means 80 for suppressing the vibration of the support plate 40 is added, even if the support plate 40 moves in the X and Y axis directions, the vibration generated during the movement is also suppressed by the damping means 80. Therefore, the tool holding means 25 can be accurately positioned at a predetermined position. Therefore, highly accurate positioning is possible. Further, after the reaction force accompanying the movement of the tool holding means 25 is absorbed by the movement of the support plate 40, that is, after the movement of the tool holding means 25 is stopped, the support plate 40 is moved by the spring 83 of the damping means 80. The original position is restored.

<第3実施形態>
図4には、本発明の第3実施形態の加工システムが示されている。第3実施形態の加工システムは、第2実施形態の加工システムに対し、支持プレート40がボールベアリング手段70を介して本体としてのベッド71に支持されているのではなく、エアーベアリング手段90を介して支持されている点が異なる。
エアーベアリング手段90は、図5に示すように、支持プレート40の内部に形成されたエアー供給流路91と、このエアー供給流路91にエアーを供給するエアー供給配管92と、エアー供給流路91から支持プレート40の底面に開口されたエアー噴出孔93とを含んで構成されている。
<Third Embodiment>
FIG. 4 shows a machining system according to a third embodiment of the present invention. The processing system of the third embodiment is different from the processing system of the second embodiment in that the support plate 40 is not supported by the bed 71 as the main body via the ball bearing means 70 but via the air bearing means 90. It is different in that it is supported.
As shown in FIG. 5, the air bearing means 90 includes an air supply passage 91 formed inside the support plate 40, an air supply pipe 92 that supplies air to the air supply passage 91, and an air supply passage. 91 and an air ejection hole 93 opened to the bottom surface of the support plate 40.

従って、エアー供給配管92を通じてエアー供給流路91にエアーを供給すると、エアーは、エアー噴出孔93からベッド71の上面に向けて噴出される。これにより、ベッド71と支持プレート40との間に空気層が形成され、つまり、支持プレート40がベッド71の上面から浮上した状態に保たれるため、支持プレート40はベッド71の上面内の任意の方向へ自由に移動できる状態になるから、第2実施形態と同様な作用を奏することができる。   Therefore, when air is supplied to the air supply passage 91 through the air supply pipe 92, the air is jetted from the air jet hole 93 toward the upper surface of the bed 71. Thus, an air layer is formed between the bed 71 and the support plate 40, that is, the support plate 40 is kept floating from the upper surface of the bed 71. Since it can move freely in this direction, the same effect as in the second embodiment can be achieved.

第3実施形態によれば、次の作用効果が期待できる。
(7)支持プレート40が、ベッド71の上面にエアーベアリング手段90を介してベッド上面と平行面内で任意の方向へ移動可能に支持された構成であるため、工具保持手段25がX、Y軸方向へ移動されると、その工具保持手段25の移動方向に対して反対方向に支持プレート40が移動される。つまり、工具保持手段25の移動に伴う反力が支持プレート40の移動によって吸収、減衰されるから、工具保持手段25が移動しても、その反動によってベッド71が撓んだり振動することがない。
なお、上記第3実施形態において、エアー供給流路91、エアー供給配管92、エアー噴出孔93を、ベッド71側に設けるようにしてもよい。
According to the third embodiment, the following effects can be expected.
(7) Since the support plate 40 is supported by the upper surface of the bed 71 via the air bearing means 90 so as to be movable in an arbitrary direction within the plane parallel to the bed upper surface, the tool holding means 25 is X, Y When moved in the axial direction, the support plate 40 is moved in the direction opposite to the moving direction of the tool holding means 25. That is, since the reaction force accompanying the movement of the tool holding means 25 is absorbed and attenuated by the movement of the support plate 40, even if the tool holding means 25 moves, the bed 71 does not bend or vibrate due to the reaction. .
In the third embodiment, the air supply channel 91, the air supply pipe 92, and the air ejection hole 93 may be provided on the bed 71 side.

なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
たとえば、第1実施形態では、支持プレート40を4本の吊下ワイヤ52で構造体30に吊り下げ支持したが、3本、あるいは、5本以上の吊下ワイヤ52で吊り下げ支持してもよい。
また、第1実施形態では、構造体30を箱形構造体としたが、これに限られず、門型構造体でもよい。要は、支持プレート40およびこれに搭載される駆動機構10を支持できる構造であれば、他の構造でもよく、また、クレーンなどの構造でもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the first embodiment, the support plate 40 is suspended and supported on the structure 30 by the four suspension wires 52, but may be suspended by three or five or more suspension wires 52. Good.
In the first embodiment, the structure 30 is a box-shaped structure. However, the structure 30 is not limited to this and may be a portal structure. In short, any other structure may be used as long as it can support the support plate 40 and the drive mechanism 10 mounted thereon, and a structure such as a crane may be used.

また、第2実施形態では、ベッド71の上面に多数のボールを配置したボールベアリング手段80を、また、第3実施形態では、ベッド71の上面にエアーベアリング手段90をそれぞれ設けたが、ベッド71の上面に対して、支持プレート40を磁気によって浮上させるようにしてもよい。   In the second embodiment, the ball bearing means 80 in which a large number of balls are arranged on the upper surface of the bed 71 is provided. In the third embodiment, the air bearing means 90 is provided on the upper surface of the bed 71. The support plate 40 may be magnetically levitated with respect to the upper surface.

本発明は、工作機械などの加工システムに利用できる。 The present invention can be used in a processing system such as a machine tool.

本発明の第1実施形態に係る加工システムを示す斜視図。The perspective view which shows the processing system which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同上実施形態の三次元駆動機構およびテーブル手段を示す斜視図。The perspective view which shows the three-dimensional drive mechanism and table means of embodiment same as the above. 本発明の第2実施形態に係る加工システムを示す斜視図。The perspective view which shows the processing system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る加工システムを示す斜視図。The perspective view which shows the processing system which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 同上実施形態のエアーベアリング手段を示す図。The figure which shows the air bearing means of embodiment same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

10…三次元駆動機構
11…Z軸スライダ(可動部)
12X,12Y,12Z…X,Y,Z軸駆動機構
22…リニアモータ
25…工具保持手段
30…構造体
34…天井壁体(吊下部材)
40…支持プレート
50…支持手段
51…吊下手段
52…吊下ワイヤ
53…ショックアブゾーバ
60…ワーク保持手段
70…ボールベアリング手段
80…ダンピング手段
90…エアーベアリング手段
10 ... Three-dimensional drive mechanism 11 ... Z-axis slider (movable part)
12X, 12Y, 12Z ... X, Y, Z axis drive mechanism 22 ... Linear motor 25 ... Tool holding means 30 ... Structure 34 ... Ceiling wall (suspending member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 ... Support plate 50 ... Support means 51 ... Hanging means 52 ... Hanging wire 53 ... Shock absorber 60 ... Work holding means 70 ... Ball bearing means 80 ... Damping means 90 ... Air bearing means

Claims (3)

工具を保持した工具保持手段を少なくとも異なる二方向へ移動させる直線駆動機構と、ワークを保持するワーク保持手段とを備えた加工システムであって、
前記直線駆動機構およびワーク保持手段を支持した支持プレートと、
前記支持プレートを支持する本体と、
前記支持プレートを、前記本体に対して、少なくとも前記工具保持手段が移動される異なる二方向を含む方向へ移動可能に支持する支持手段とを備え
前記本体は、上部に吊下部材を有する構造体によって構成され、
前記支持手段は、前記構造体の吊下部材に前記支持プレートを吊り下げ支持する吊下手段によって構成されていることを特徴とする加工システム。
A machining system comprising a linear drive mechanism for moving a tool holding means holding a tool in at least two different directions, and a work holding means for holding a work ,
A support plate that supports the linear drive mechanism and the work holding means ;
A body that supports the support plate;
Support means for supporting the support plate movably in a direction including at least two different directions in which the tool holding means is moved with respect to the main body ;
The main body is constituted by a structure having a suspension member on the upper part,
The processing system is characterized in that the support means is constituted by a suspension means for hanging and supporting the support plate on a suspension member of the structure .
請求項に記載の加工システムにおいて、
前記吊下手段は、前記構造体に前記支持プレートを吊り下げ支持する複数本の吊下ワイヤと、この吊下ワイヤの途中または端部に設けられたショックアブゾーバとを含んで構成されていることを特徴とする加工システム。
The processing system according to claim 1 ,
The suspension means includes a plurality of suspension wires that suspend and support the support plate on the structure, and a shock absorber provided in the middle or end of the suspension wire. A processing system characterized by that.
請求項1または請求項2に記載の加工システムにおいて、
前記直線駆動機構は、前記可動部を互いに直交する三軸方向へ移動させる3つの直線駆動機構を備え、各直線駆動機構はリニアモータによって構成されていることを特徴とする加工システム。
In the processing system according to claim 1 or 2 ,
Processing system wherein the linear drive mechanism comprises three linear driving mechanism for moving the three-axis direction perpendicular to the movable portion to each other, each linear drive mechanism, characterized in that it is constituted by a linear motor.
JP2004264364A 2004-09-10 2004-09-10 Processing system Expired - Fee Related JP4538285B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004264364A JP4538285B2 (en) 2004-09-10 2004-09-10 Processing system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004264364A JP4538285B2 (en) 2004-09-10 2004-09-10 Processing system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006075958A JP2006075958A (en) 2006-03-23
JP4538285B2 true JP4538285B2 (en) 2010-09-08

Family

ID=36155839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004264364A Expired - Fee Related JP4538285B2 (en) 2004-09-10 2004-09-10 Processing system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4538285B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4895677B2 (en) * 2006-05-19 2012-03-14 パナソニック株式会社 3-axis tool unit and processing device
JP4762194B2 (en) * 2007-05-10 2011-08-31 パナソニック株式会社 Processing apparatus and processing method
WO2015198372A1 (en) * 2014-06-23 2015-12-30 富士機械製造株式会社 Production machine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4911355A (en) * 1972-05-13 1974-01-31
JPH11168064A (en) * 1997-09-22 1999-06-22 Nikon Corp Stage driving method, stage equipment, and aligner

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4911355A (en) * 1972-05-13 1974-01-31
JPH11168064A (en) * 1997-09-22 1999-06-22 Nikon Corp Stage driving method, stage equipment, and aligner

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006075958A (en) 2006-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1463185B1 (en) Uniaxial drive unit and surface shape measuring apparatus using the same
JP2010058263A (en) Ultra-precise machine tool
JPH03160315A (en) Coordinate measuring device
US6870286B2 (en) Moving body drive unit
US20130320781A1 (en) Movement device having linear motor
US7524152B2 (en) Three-axis micro- and meso-scale machining apparatus
JP2007295702A (en) Linear motor, and stage drive device
JP4970410B2 (en) Stage apparatus and semiconductor inspection apparatus
JP2012519078A (en) Flexible guide bearing for short stroke stage
JP2007021606A (en) Drill boring machine and drill boring method
TW201724333A (en) Positioning arrangement
JP2008254114A (en) Magnetic bearing spindle device for machine tool
JP2018184970A (en) Axial movement device by belt driving
JP4538285B2 (en) Processing system
JP4322762B2 (en) Stage guide mechanism
JP3940277B2 (en) Stage equipment
JP5479569B1 (en) Mobile device
JP5172265B2 (en) DRIVE DEVICE, PROCESSING MACHINE AND MEASURING MACHINE USING THE SAME
JP4335704B2 (en) XY stage device
JP2007075902A (en) Axis feed device of machine tool
JP4838062B2 (en) Machine Tools
JP3732763B2 (en) Stage equipment
JP4806236B2 (en) Stage drive device
JP5639815B2 (en) Industrial machinery
JP2000237923A (en) Machine tool

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070604

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20070809

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100318

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100615

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100621

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4538285

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees