JP4815955B2 - Fine movement position adjusting device and ultra-precision machining device using the same - Google Patents
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Description
本発明は、工具等を微動させて位置調整する微動位置調整装置およびこの微動位置調整装置を用いた超精密加工装置に関する。 The present invention relates to a fine movement position adjustment device that finely moves a tool or the like and adjusts the position thereof, and an ultraprecision machining apparatus that uses the fine movement position adjustment device.
従来、可動部を微動させて可動部に取り付けられた工作物等を微動位置調整することが行われている。このため、特許文献1に記載された微動ステージでは、特許文献1の図1に示されるように可動部1と、外枠2と、剛体10と、可動部1と剛体10および剛体10と外枠2とを連結する一対の2重平行ばね機構3とが一枚の厚板から切出して形成されている。外枠2の中心軸上にボールねじ機構が設けられ、可動部1と外枠2との間に介在された圧縮ばね6のばね力により可動部1はねじ軸42の先端に当接されている。モータ9によりねじ軸42がベローズカップリング8を介して回転されると、ねじ軸42が僅かに軸動され、可動部1が圧縮ばね6のばね力に抗して中心線に沿って真直に移動されるようになっている。
近時、レンズの機能、形状が複雑化し、レンズやレンズ用の金型は、極めて高い形状精度に加工されることが要求される。工具Tが固定された工具台55を互いに直角なX軸およびZ軸方向に移動させ、回転駆動される工作物Wの端面に金型面を加工する超精密加工装置では、図4のように、工具Tの先端RをB軸線と一致させた状態で、工具Tの軸線方向Lが加工面WSの法線方向Nと一致するように工具台55をB軸回りに旋回させて加工が行われる。工具Tの先端RをB軸線と正確に一致させるために、工具Tが取り付けられた工具台55をX軸およびZ軸方向に微動させて位置調整する必要がある。しかしながら、上記従来の微動ステージでは、可動部1は1軸方向にしか位置調整できないので、工具Tの先端RをB軸線と一致させるためには、2個の微動ステージを積層する必要があり、装置が複雑かつ大型化し、組付け調整に労力を要しコスト高となる。
Recently, the functions and shapes of lenses have become complicated, and lenses and lens molds are required to be processed with extremely high shape accuracy. In the ultra-precision machining apparatus that moves the tool table 55 on which the tool T is fixed in the X-axis and Z-axis directions perpendicular to each other and processes the mold surface on the end surface of the workpiece W that is rotationally driven, as shown in FIG. With the tip R of the tool T aligned with the B axis, the
本発明は係る従来の不具合を解消するためになされたもので、可動部を互いに直角な2軸方向に微動させて可動部に取り付けられた工具等を微動位置調整可能とした構成が簡素で小型化可能な微動位置調整装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and has a simple and compact configuration in which a movable part is finely moved in two axial directions perpendicular to each other so that a tool attached to the movable part can be finely adjusted. It is an object of the present invention to provide a fine-movement position adjusting device that can be made into an adjustable position.
上記の課題を解決するため、請求項1に記載の発明の構成上の特徴は、基台に該基台を垂直方向に表裏貫通するとともに該垂直方向と直角な平面内で互いに直角な縦方向および横方向に延在する複数のスリットが形成され、前記スリットは、前記横方向に延在する一対の横スリットと、前記一対の横スリットの内側であって前記縦方向に延在し、前記一対の横スリットに対して接続しない一対の縦スリットと、前記一対の縦スリットのそれぞれの両端部に接続され、前記一対の横スリットの両端部内側にそれぞれ対向する複数の横連結スリットと、前記一対の縦スリットの内側であり前記横連結スリットの内側に、前記横スリットに平行な一対の内スリットと、前記一対の内スリットのそれぞれの両端部に接続され、前記一対の縦スリットの両端部内側にそれぞれ対向する複数の縦連結スリットと、を備え、前記一対の横スリットと前記一対の縦スリットにより外周枠を形成し、それぞれの前記横スリットとそれぞれの前記内スリットとにより、前記横方向に延在する一対の中間部を形成し、前記横スリットの両端部と前記横連結スリットにより、前記外周枠の対向する両縦辺部の両端部に対して前記中間部を前記縦方向に可撓可能に連結する複数の横リンクを形成し、前記一対の内スリットと前記縦連結スリットにより微動台を形成し、前記縦スリットの両端部と前記縦連結スリットにより、それぞれの前記中間部に対して前記微動台を前記横方向に可撓可能に連結する複数の縦リンクを形成し、前記外周枠の両横辺部の一方に設けられ前記中間部のうち前記スリットにより形成された面に押し付けることにより前記中間部を縦方向に微動させる縦微動装置と、前記両縦辺部の一方に設けられ前記微動台のうち前記スリットにより形成された面に押し付けることにより前記微動台を横方向に微動させる横微動装置と、を備えたことである。 In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention described in claim 1 is that longitudinal directions perpendicular to each other in a plane perpendicular to the vertical direction and through the base in the vertical direction are passed through the base. A plurality of slits extending in the lateral direction, the slits extending in the longitudinal direction inside the pair of lateral slits and the pair of lateral slits, A pair of vertical slits that are not connected to the pair of horizontal slits, a plurality of horizontal connecting slits that are connected to both ends of each of the pair of vertical slits and that are opposed to the inner sides of both ends of the pair of horizontal slits, A pair of inner slits, and a pair of inner slits parallel to the transverse slit, and both ends of each of the pair of inner slits. A plurality of vertical connection slits facing each other on the inner side of the end portion, and forming an outer peripheral frame by the pair of horizontal slits and the pair of vertical slits, and by the horizontal slits and the inner slits, A pair of intermediate portions extending in the lateral direction is formed, and the intermediate portion is disposed in the longitudinal direction with respect to both end portions of the opposite vertical side portions of the outer peripheral frame by both end portions of the lateral slit and the lateral connection slit. A plurality of horizontal links that are flexibly connected to each other, a fine movement base is formed by the pair of inner slits and the vertical connection slits, and each intermediate portion is formed by both ends of the vertical slits and the vertical connection slits. formed by a plurality of vertical links is formed, provided on one of the two lateral sides of the peripheral frame said slit of said intermediate portion connecting to allow flexible the fine movement stage in the transverse direction with respect to A vertical fine movement device for finely moving said intermediate portion in the longitudinal direction by pressing the the surface, said fine stage by pressing the surface formed by the slits of said fine stage is provided on one of the two vertical side portions And a lateral fine movement device that finely moves the movement of the horizontal direction.
請求項2に記載の発明の構成上の特徴は、請求項1において、前記横リンクの両端および前記縦リンクの両端を形成する前記スリットには、弧状に屈曲する屈曲部が形成されていることである。
請求項3に記載の発明の構成上の特徴は、請求項1又は請求項2において、前記縦微動装置および横微動装置は、入力部材の回転を減速する減速機と、該減速機の回転を出力部材の縦方向および横方向微動に変換する変換機構と、前記出力部材の微動範囲を前記中間部および前記微動台が自由状態から所定量押込まれた位置と該位置から一定量さらに押込まれた位置との間に規制するように前記入力部材の回転を規制する規制装置と、を夫々備えることである。
The structural feature of the invention according to
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect , the vertical fine movement device and the horizontal fine movement device each include a reduction gear that reduces the rotation of the input member, and the rotation of the reduction gear. A conversion mechanism for converting the output member into vertical and horizontal fine movements, and a fine movement range of the output member, a position where the intermediate portion and the fine movement table are pushed in a predetermined amount from a free state, and a certain amount from the position. And a regulating device that regulates the rotation of the input member so as to regulate between the positions.
請求項4に記載の発明の構成上の特徴は、請求項1乃至3のいずれか1項において、前記縦方向および横方向に夫々粗動される粗動台上、又は、互いに直角な前記縦方向、横方向および垂直方向に夫々粗動される粗動台上に前記基台が載置されていることである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a structural feature according to any one of the first to third aspects, wherein the vertical movement and the vertical movement table that are coarsely moved in the vertical direction and the horizontal direction are perpendicular to each other. The base is placed on a coarse moving table that is coarsely moved in the direction, the horizontal direction, and the vertical direction .
請求項5に記載の発明の構成上の特徴は、工作物を回転駆動可能に支持する工作物支持台と、該工作物支持台に対し互いに直角なX軸、Z軸およびY軸方向に相対移動される工具テーブルと、工具を支持する工具台が固定されY軸と平行なB軸回りに回転駆動可能に前記工具テーブル上に装架された回転テーブルとを備え、前記工作物支持台と前記工具テーブルとを少なくともX軸およびZ軸方向に相対移動させるとともに、前記工具の先端がB軸と一致する状態で前記工具の軸線が前記工作物の法線と一致するように前記回転テーブルをB軸回りに旋回させて前記工作物を前記工具により加工する超精密加工装置において、前記工具台が請求項1乃至4のいずれか1項に記載された微動位置調整装置を介して前記回転テーブルに設けられていることである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a structural support for supporting a workpiece so as to be rotationally driven, and relative to the X-axis, Z-axis, and Y-axis directions perpendicular to the workpiece support. A tool table to be moved, and a rotating table mounted on the tool table so that the tool table supporting the tool is fixed and can be driven to rotate about the B axis parallel to the Y axis. The rotary table is moved relative to the tool table at least in the X-axis and Z-axis directions, and the tool axis coincides with the normal of the workpiece in a state where the tip of the tool coincides with the B-axis. 5. An ultra-precision machining apparatus that turns the B workpiece around the B-axis and processes the workpiece with the tool, wherein the tool table is moved through the fine movement position adjusting device according to claim 1. Provided in Is Rukoto.
上記のように構成した請求項1に係る発明においては、外周枠と、該外周枠の対向する両縦辺部の両端部に縦方向に可撓可能に夫々連結された一対の中間部と、一対の中間部の両端部に横方向に可撓可能に連結された微動台とが、基台を垂直方向に表裏貫通するスリットにより一体の基台から切出して形成され、中間部が縦微動装置により縦方向に微動され、微動台が横微動装置により横方向に微動される。 In the invention according to claim 1 configured as described above, an outer peripheral frame, and a pair of intermediate portions that are flexibly coupled to both ends of both vertical sides opposed to the outer peripheral frame, respectively, A fine movement base that is flexibly connected to both ends of a pair of intermediate portions in a lateral direction is formed by cutting out the base from a single base by slits that vertically penetrate the base, and the intermediate portion is a vertical fine movement device. Is finely moved in the vertical direction, and the fine movement table is finely moved in the horizontal direction by the horizontal fine movement device.
これにより、位置調整が必要な物体を極めて正確に2軸方向に位置調整することができ、構成が簡素で小型化可能な微動位置調整装置を容易に低コストで提供することができる。 As a result, it is possible to adjust the position of an object requiring position adjustment in the biaxial direction very accurately, and it is possible to easily provide a fine movement position adjusting device that has a simple configuration and can be miniaturized at low cost.
上記のように構成した請求項3に係る発明においては、縦微動装置および横微動装置の出力部材の微動範囲は、中間部および微動台が自由状態から所定量押込まれた位置と該位置から一定量さらに押込まれた位置との間に規制されるので、縦微動装置および横微動装置のバックラッシが除去されるとともに、中間部および微動台が適切な微動範囲で高精度に微動されて正確に位置調整される。
In the invention according to
上記のように構成した請求項4に係る発明においては、微動台がスリットにより切出された基台が、互いに直角な縦方向および横方向に夫々粗動される粗動台上に載置されているので、微動台上に固定された位置調整が必要な物体を粗動台の粗動により所定位置近傍、例えば位置調整用顕微鏡の視野内に迅速かつ確実に粗位置調整することができる。 In the invention according to claim 4 configured as described above, the base in which the fine movement table is cut out by the slit is placed on the coarse movement table that is coarsely moved in the vertical and horizontal directions perpendicular to each other. As a result, an object fixed on the fine movement table and requiring position adjustment can be quickly and surely adjusted in the vicinity of a predetermined position, for example, within the field of view of the position adjustment microscope, by coarse movement of the coarse movement table.
また、上記のように構成した請求項4に係る他の発明においては、微動台がスリットにより切出された基台が、互いに直角な縦方向、横方向および垂直方向に夫々粗動される粗動台上に載置されているので、微動台上に固定された位置調整が必要な物体を粗動台の粗動により3次元方向から所定位置近傍、例えば位置調整用顕微鏡の視野内に迅速かつ確実に粗位置調整することができる。 Further, in another invention according to claim 4 configured as described above, the base on which the fine movement base is cut out by the slit is coarsely moved in the vertical direction, the horizontal direction and the vertical direction perpendicular to each other. Since the object is placed on the moving table, the object that needs to be adjusted on the fine moving table is quickly moved from the three-dimensional direction to the vicinity of the predetermined position, for example, within the field of view of the position adjusting microscope. In addition, the rough position can be reliably adjusted.
上記のように構成した請求項5に係る発明においては、工具の先端がY軸と平行なB軸と一致する状態で工具の軸線が工作物の法線と一致するように回転テーブルが工具テーブル上でB軸回りに旋回され、工作物支持台と工具テーブルとが少なくともX軸およびZ軸方向に相対移動されて工具により工作物を加工する超精密加工装置において、回転テーブルに設けられた工具台を請求項1乃至3のいずれか1項に記載された微動位置調整装置により位置調整することにより、工具台に設けられた工具の先端を回転テーブルの回転中心であるB軸と容易かつ確実に一致させることができる。
In the invention which concerns on
以下、本発明に係る微動位置調整装置およびそれを用いた超精密加工装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1,2において、超精密加工装置MTのベッド1は台座2上に除振台3を介して設置されている。ベッド1の前面には工具テーブル4が案内機構5により上下のY軸方向に直線移動可能に装架されている。工具テーブル4はリニアモータによりY軸方向に直線移動されリニアスケールにより移動量が検出されてフィードバックされ位置制御される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a fine movement position adjusting device and an ultraprecision machining device using the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2, the bed 1 of the ultraprecision machining apparatus MT is installed on a
ベッド1の水平上面にはスライドテーブル6が案内機構7により左右のX軸方向に直線移動可能に装架されている。スライドテーブル6はリニアモータ8によりX軸方向に直線移動されリニアスケール9により移動量が検出されてフィードバックされ位置制御される。スライドテーブル6には工作物支持台10が案内機構11により前後のZ軸方向に直線移動可能に装架されている。工作物支持台10はリニアモータによりZ軸方向に直線移動されリニアスケール12により移動量が検出されてフィードバックされ位置制御される。
A slide table 6 is mounted on the horizontal upper surface of the bed 1 so as to be linearly movable in the left and right X-axis directions by a
工具テーブル4には回転テーブル15がY軸と平行なB軸回りに回転可能に装架され、図示しないサーボモータにより回転駆動される。回転テーブル15上には案内プレート18が固定され、案内プレート18上に中間スライド20が案内機構19により横方向に案内されている。この横方向は、回転テーブル15が原位置に割出されているときZ軸方向と平行になる。案内プレート18に軸動を規制されて回転可能に軸承された送りねじ21が中間スライド20に螺合され、送りねじ21の回転により中間スライド20が横方向に粗動される。中間スライド20上に粗動テーブル17が案内機構22により縦方向に案内されている。この縦方向は、回転テーブル15が原位置に割出されているときX軸方向と平行になる。中間スライド20に軸動を規制されて回転可能に軸承された送りねじ23が粗動テーブル17に螺合され、送りねじ23の回転により粗動テーブル17が縦方向に粗動される。これにより、縦方向および横方向に夫々粗動される粗動テーブル17が回転テーブル15の上に設けられる。
A rotary table 15 is mounted on the tool table 4 so as to be rotatable about a B axis parallel to the Y axis, and is driven to rotate by a servo motor (not shown). A
粗動テーブル17上には、ガイド24が固定され、ガイド24に傾斜体25が案内機構26により横方向に案内されている。傾斜体25の横方向に傾斜された上面には粗動台27が案内機構28により案内されて載置されている。粗動台27とガイド24との間には垂直案内機構29が設けられ、粗動台27は垂直案内機構29により案内されて縦方向および横方向と直角な垂直方向にのみ移動可能となっている。ガイド24に軸動を規制されて回転可能に軸承された送りねじ30が傾斜体25に螺合され、送りねじ30の回転により傾斜体25が横方向に移動されると、粗動台27が傾斜体25上面の傾斜によって垂直方向に微動される。このように、回転テーブル15の上面には、縦方向、横方向および垂直方向に夫々粗動される粗動台27が設けられている。
A
粗動台27上に基台30が載置され、基台30には、図3に示すように基台30を垂直方向に表裏貫通するスリット31によって基台30内に外周枠32と、外周枠32の対向する両縦辺部32aの両端部に縦方向に可撓可能に夫々連結された一対の中間部35と、対向する一対の中間部35の両端部に横方向に可撓可能に連結された微動台36とが形成されている。即ち、基台30には、垂直方向と直角な平面内で互いに直角な縦方向および横方向に延在するスリット31a,31bにより外周枠32が形成されている。横方向に延在する各横スリット31bには、対向する一対の横辺部32bの両端部において夫々内側に円弧状に屈曲する屈曲部31cが所定間隔で8箇所設けられている。縦方向に延在する各縦スリット31aの両端には、横スリット31bの両端部と夫々対向する横連結スリット31dが接続され、横連結スリット31dには各屈曲部31cと対向して外側に円弧状に屈曲する屈曲部31eが8箇所設けられている。横スリット31bの両端部と横連結スリット31dとの間には、所定間隔で8個設けられた屈曲部31cと屈曲部31eとによって両端に可撓部33が形成された4個の横リンク34bが切出されている。
A
縦方向に延在する各縦スリット31aには、対向する一対の縦辺部32aの両端部において夫々内側に円弧状に屈曲する屈曲部31cが所定間隔で8箇所設けられている。横連結スリット31dの内側で横方向に延在する各内スリット31fの両端には、縦スリット31aの両端部と夫々対向する縦連結スリット31gが接続され、縦連結スリット31gには各屈曲部31cと対向して外側に円弧状に屈曲する屈曲部31eが8箇所設けられている。縦スリット31aの両端部と縦連結スリット31gとの間には、所定間隔で8個設けられた屈曲部31cと屈曲部31eとによって両端に可撓部33が形成された4個の縦リンク34aが切出されている。
Each of the
横スリット31bの中央部と内スリット31fとによって一対の中間部35が切出され、一対の中間部35の両端が可撓部33により横リンク34bに連結され、横リンク34bが外周枠32の対向する両縦辺部32aの両端部に可撓部33で連結されることにより、一対の中間部35は、外周枠32の対向する両縦辺部32aの両端部に縦方向に可撓可能に夫々連結されている。内スリット31fと縦連結スリット31gとによって微動台36が切出され、微動台36の横方向両端中央部が可撓部33により縦リンク34aに連結され、縦リンク34aが一対の中間部35の対向する両端部に可撓部33で連結されることにより、微動台36は、一対の中間部35の両端部に横方向に可撓可能に夫々連結されている。
A pair of
外周枠32の一方の横辺部32bおよび一方の縦辺部32aの外壁面には、縦微動装置37および横微動装置38が夫々設けられている。縦微動装置37および横微動装置38は同じ構成であるので、縦微動装置37について説明する。一方の横辺部32bの中央部分には段付き穴39が縦方向に貫設され、大径穴が外壁面に開口し、小径穴が中間部35に対向する内壁面に開口している。縦微動装置37のベース40の小径円筒部40aが大径穴に嵌合されて位置決めされ、大径円筒部40bが横辺部32bの外壁面にボルト41で固定されている。小径円筒部40aの内周面には、出力部材42の外周面に刻設された雄ねじ42aと螺合する雌ねじが刻設され、出力部材42の先端に突設された当接部42bが中間部35の中央部分に当接されている。
A vertical
ベース40の大径円筒部40bの後端面に雌ねじと同軸に形成された嵌合穴には、超小型のハーモニックドライブ(登録商標)減速機43のハウジング44の先端面に突設された嵌合部が嵌着され,先端面が大径円筒部40bの端面に当接しピンにより回り止めされて固定されている。大径円筒部40bの後端部には、ケーシング45の先端に形成された重合穴が嵌合され、ケーシング45は重合穴底面が大径円筒部40bの後端面に密着してボルトにより固定されている。ケーシング45に形成された収納穴45aには、ハウジング44が嵌装されている。ハーモニックドライブ減速機43はハウジング44の両端から入力軸46および出力軸47が縦方向に突設され、入力軸46の回転がハーモニック機構により百分の一に減速されて出力軸47が回転されるようになっている。
A fitting hole formed coaxially with the female screw on the rear end surface of the large-diameter
入力軸46の後端には、入力部材48の前端面に穿設された有底穴が嵌合され、入力部材48が後端面から挿入されたボルト49により同心に固定されている。出力軸47は、出力部材42の中心穴に回転を規制されて軸線方向に相対移動可能に嵌合されている。これにより、ハーモニックドライブ減速機43等が入力部材48の回転を減速する減速機を構成し、出力部材42に刻設された雄ねじ42aおよび小径円筒部40aに刻設された雌ねじ等が出力軸47の回転を出力部材42の縦方向微動に変換する変換機50を構成している。
A bottomed hole formed in the front end surface of the
入力部材48とケーシング45との間には、出力部材42の微動範囲を中間部35が自由状態から所定量押込まれた位置と該位置から一定量さらに押込まれた位置との間に規制するように、入力部材48の回転を規制する規制装置51が設けられている。入力部材48には、大径のハンドル部48aと小径の外周面に雄ねじが刻設された雄ねじ部48bが形成され、雄ねじ部48bに規制部材52の環状部52aの内周面に刻設された雌ねじが螺合されている。環状部52aの前端面から係合部52bが突設され、ケーシング45の後端面に凹設された係合溝45bに回転を規制され軸線方向に移動可能に嵌合されている。これにより規制部材52は入力部材48の回転方向に応じて軸線方向に移動される。係合部52bには、係合溝45bの底面に当接して規制部材52の前進位置を調整するためのねじ部材53が螺合され、入力部材48は、規制部材52が入力部材48の段部に当接するときの回転位置と、ねじ部材53が係合溝45bの底面に当接するときの回転位置との間で回転される。そして、出力部材42は、規制部材52が入力部材48の段部に当接するときの入力部材48の回転位置において、中間部35を自由状態から所定量押込み、ねじ部材53が係合溝45bの底面に当接するときの入力部材48の回転位置において、中間部35を自由状態から所定量押込んだ位置から一定量さらに押込むように調整されている。環状部52aの外周にはロックナット54が螺合され、入力部材48が調整回転された後にロックナット54が締め付けられてケーシング45の後端面に圧着されることにより、規制部材52の軸動が規制されて入力部材48は調整された回転位置にロックされる。
Between the
横微動装置38では、出力部材42の先端に突設された当接部42bが微動台36の中央部分に当接され、規制装置51は、出力部材42の微動範囲を微動台36が自由状態から所定量押込まれた位置と該位置から一定量さらに押込まれた位置との間に規制するように入力部材48の回転を規制する。
In the lateral
微動台36上には工具台55が固定され、工具台55には工具Tが、工具先端RがB軸と一致し工具軸線が横方向を向くように取付けられている。工作物支持台10にはモータ56により回転駆動される主軸57がZ軸と平行なC軸回りに回転可能に軸承され、主軸57の先端には工作物Wがチャックにより着脱可能に装着される。
A
58はX軸方向と平行な平行光線を発する光源で、工具先端Rを照射するようにベッド1の前面に固定されている。59は光源58に照射された工具先端Rの位置を拡大して測定する顕微鏡で、工具台55に取付けられた工具Tを挟んで光源58の反対側で光軸がX軸と平行になるようにベッド1に固定されている。C軸を含むXZ面とB軸との交点が顕微鏡59の視野に描かれた水平基準線と垂直基準線との交点と一致するように位置調整されている。
A
工具台55に取付けられた工具Tの先端RをB軸と一致させるために、工具テーブル4、スライドテーブル6および回転テーブル15が原位置に移動された状態で、送りねじ21が回転されて中間スライド20が横方向に粗動され、送りねじ23が回転されて粗動テーブル17が縦方向に粗動され、送りねじ30が回転されて粗動台27が垂直方向に粗動される。この粗動台27の横方向、縦方向および垂直方向の移動により工具Tの先端Rが確実かつ迅速に顕微鏡59の視野内に移動される。
In order to make the tip R of the tool T mounted on the tool table 55 coincide with the B axis, the
工具Tの先端Rのすくい面が水平基準線と一致するように工具テーブル4がリニアモータによりY軸方向に微動され、工具先端Rのすくい面がC軸を含むXZ面に一致される。次に、工具先端Rを垂直基準線と一致させるために、横微動装置38の入力部材48が回転されると、入力部材48の回転がハーモニックドライブ減速機43により減速されて出力部材42が回転され、出力部材42がベース40に螺合する雄ねじ42aのねじ作用により軸線方向に微動される。これにより、微動台36が出力部材42の当接部42bにより押動され、微動台36の横方向両端中央部を一対の中間部35の両端部に夫々連結する4個の縦リンク34aの各両端に形成された可撓部33が屈曲され、微動台36は横方向に正確に微動され、微動台36上に固定された工具台55に取付けられた工具Tの先端RがZ軸方向に微動されて垂直基準線と一致される。この状態でロックナット54が締め付けられ入力部材48は回転をロックされる。
The tool table 4 is finely moved in the Y-axis direction by the linear motor so that the rake face of the tip R of the tool T coincides with the horizontal reference line, and the rake face of the tool tip R coincides with the XZ plane including the C axis. Next, when the
縦微動装置37の入力部材48が回転されると、出力部材42が軸線方向に微動され、一方の中間部35が出力部材42の当接部42bにより押動され、一対の中間部35の両端を対向する両縦辺部32aの両端部に夫々連結する4個の横リンク34bの各両端に形成された可撓部33が屈曲され、一対の中間部35延いては微動台36は縦方向に正確に微動され、工具先端Rがピントずれなく顕微鏡59の視野に結像するようにX軸方向に微動され、工具先端RがB軸と一致される。この状態でロックナット54が締め付けられ入力部材48は回転をロックされる。
When the
工具Tの先端Rにより工作物Wに曲面を加工するために、スライドテーブル6はリニアモータ8によりX軸方向に直線移動され、工作物支持台10はリニアモータによりZ軸方向に直線移動される。このとき、工具Tの先端RがB軸と一致する状態で工具Tの軸線が工作物Wの法線と一致するように、回転テーブル15はサーボモータによりB軸回りに旋回される。これにより、工具Tの法線方向が工作物Wの加工面の法線方向と一致し、工具先端Rの加工面と接触する切削点が変わらなくなるので、高い形状精度で所望の曲面を工作物Wの端面に加工することができる。
In order to process a curved surface on the workpiece W by the tip R of the tool T, the slide table 6 is linearly moved in the X-axis direction by the
上記実施の形態では、工具台55に工具Tが固定されているが、工具台55にスピンドルをZ軸に対し傾斜させて回転駆動可能に軸承し、スピンドルの先端に砥石車等の回転工具を取付けるようにしてもよい。 In the above embodiment, the tool T is fixed to the tool table 55, but the spindle is tilted with respect to the Z axis on the tool table 55 so that it can be driven to rotate, and a rotary tool such as a grinding wheel is attached to the tip of the spindle. You may make it attach.
1…ベッド、2…台座、4…工具テーブル、5,7,11,19,22,26,28,29…案内機構、6…スライドテーブル、8…リニアモータ、9,12…リニアスケール、10…工作物支持台、15…回転テーブル、17…粗動テーブル、18…案内プレート、20…中間スライド、21,23,30…送りねじ、24…ガイド、25…傾斜体、27…粗動台、31…スリット、32…外周枠、32a…縦辺部、32b…横辺部、33…可撓部、34a…縦リンク、34b…横リンク、35…中間部、36…微動台、37…縦微動装置、38…横微動装置、40…ベース、42…出力部材、42a…雄ねじ、42b…当接部、43…ハーモニックドライブ減速機、44…ハウジング、45…ケーシング、46…入力軸、47…出力軸、48…入力部材、50…変換機、51…規制装置、52…規制部材、53…ねじ部材、54…ロックナット、55…工具台、56…モータ、57…主軸、58…光源、59…顕微鏡、MT…超精密加工装置、T…工具、W…工作物。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bed, 2 ... Base, 4 ... Tool table, 5, 7, 11, 19, 22, 26, 28, 29 ... Guide mechanism, 6 ... Slide table, 8 ... Linear motor, 9, 12 ... Linear scale, 10 ... Work support table, 15 ... Rotary table, 17 ... Coarse motion table, 18 ... Guide plate, 20 ... Intermediate slide, 21,23,30 ... Feed screw, 24 ... Guide, 25 ... Inclined body, 27 ... Coarse motion table 31 ... Slit, 32 ... Outer frame, 32a ... Vertical side portion, 32b ... Horizontal side portion, 33 ... Flexible portion, 34a ... Vertical link, 34b ... Horizontal link, 35 ... Intermediate portion, 36 ... Fine adjustment table, 37 ... Vertical fine movement device, 38 ... Horizontal fine movement device, 40 ... Base, 42 ... Output member, 42a ... Male screw, 42b ... Abutting part, 43 ... Harmonic drive reducer, 44 ... Housing, 45 ... Casing, 46 ... Input shaft, 47 ... output shaft, DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記スリットは、
前記横方向に延在する一対の横スリットと、
前記一対の横スリットの内側であって前記縦方向に延在し、前記一対の横スリットに対して接続しない一対の縦スリットと、
前記一対の縦スリットのそれぞれの両端部に接続され、前記一対の横スリットの両端部内側にそれぞれ対向する複数の横連結スリットと、
前記一対の縦スリットの内側であり前記横連結スリットの内側に、前記横スリットに平行な一対の内スリットと、
前記一対の内スリットのそれぞれの両端部に接続され、前記一対の縦スリットの両端部内側にそれぞれ対向する複数の縦連結スリットと、
を備え、
前記一対の横スリットと前記一対の縦スリットにより外周枠を形成し、
それぞれの前記横スリットとそれぞれの前記内スリットとにより、前記横方向に延在する一対の中間部を形成し、
前記横スリットの両端部と前記横連結スリットにより、前記外周枠の対向する両縦辺部の両端部に対して前記中間部を前記縦方向に可撓可能に連結する複数の横リンクを形成し、
前記一対の内スリットと前記縦連結スリットにより微動台を形成し、
前記縦スリットの両端部と前記縦連結スリットにより、それぞれの前記中間部に対して前記微動台を前記横方向に可撓可能に連結する複数の縦リンクを形成し、
前記外周枠の両横辺部の一方に設けられ前記中間部のうち前記スリットにより形成された面に押し付けることにより前記中間部を縦方向に微動させる縦微動装置と、前記両縦辺部の一方に設けられ前記微動台のうち前記スリットにより形成された面に押し付けることにより前記微動台を横方向に微動させる横微動装置と、を備えたことを特徴とする微動位置調整装置。 A plurality of slits extending vertically and laterally perpendicular to each other in a plane perpendicular to the vertical direction and penetrating the base vertically in the vertical direction are formed in the base.
The slit is
A pair of lateral slits extending in the lateral direction;
A pair of vertical slits that are inside the pair of horizontal slits and extend in the vertical direction and are not connected to the pair of horizontal slits;
A plurality of laterally connected slits connected to both ends of each of the pair of vertical slits and facing the inner sides of both ends of the pair of horizontal slits;
A pair of inner slits parallel to the horizontal slit, inside the pair of vertical slits and inside the horizontal connecting slit;
A plurality of longitudinally connected slits connected to both ends of each of the pair of inner slits and facing the inner sides of both ends of the pair of longitudinal slits;
With
An outer peripheral frame is formed by the pair of horizontal slits and the pair of vertical slits,
A pair of intermediate portions extending in the lateral direction are formed by the lateral slits and the inner slits,
The lateral slits and the lateral coupling slits form a plurality of lateral links that flexibly couple the intermediate portion to the longitudinal ends of the opposing vertical sides of the outer peripheral frame. ,
A fine movement base is formed by the pair of inner slits and the vertical connection slit,
A plurality of vertical links that flexibly connect the fine movement base in the lateral direction with respect to each of the intermediate portions by both ends of the vertical slit and the vertical connection slit,
A vertical fine movement device that finely moves the intermediate portion in the vertical direction by pressing against the surface formed by the slit of the intermediate portion provided on one of both lateral sides of the outer peripheral frame, and one of the two vertical sides A fine movement position adjusting device comprising: a horizontal fine movement device that finely moves the fine movement table in a horizontal direction by being pressed against a surface formed by the slit of the fine movement table .
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