JP5329349B2 - 超精密工作機械 - Google Patents
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Description
本発明の他の目的は、全5軸を移動台の質量の中心の等距離位置から駆動して、振動や位置決め誤差を最小にした5軸制御の超精密工作機械を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、熱源となるモータを切削領域から離し、かつ、均等に配置して、熱変形を均一にし、熱変位に起因する誤差を最小にした5軸制御の超精密工作機械を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、機械のベースを振動分離構造によって支持して、地面の振動の影響を最小にした5軸制御の超精密工作機械を提供することにある。
すなわち、第1番目の発明の超精密工作機械は、
ベースと、
前記ベース上に水平なX軸方向に移動可能に設けられたX軸スライダ(3)と、
前記ベース上に前記X軸スライダの質量の中心に対して対称位置に配置され、前記X軸スライダをX軸方向に移動可能に案内する一対のX軸案内部材(31)と、
前記ベース上に前記X軸スライダの質量の中心に対して対称位置に配置され、前記X軸スライダをX軸方向に駆動する一対のX軸リニアモータ(32)と、
前記X軸スライダに搭載され、ワークが載置されるテーブル(33)と、
前記ベース上に、前記X軸スライダを挟んでX軸方向の両側に各々配置され、前記X軸に直交する水平なY軸方向に移動可能に設けられた一対のY軸スライダ(4)と、
前記ベース上に、前記X軸スライダを挟んでX軸方向の両側に各々配置され、前記Y軸スライダをY軸方向に移動可能に案内する一対のY軸案内部材(41)と、
前記ベース上に、前記X軸スライダを挟んでX軸方向の両側に、前記Y軸スライダの質量の中心に対して対象位置に配置され、前記Y軸スライダをY軸方向に駆動する一対のY軸リニアモータ(42)と、
前記一対のY軸スライダの各々に、前記X軸と前記Y軸の両方に直交する垂直なZ軸方向に移動可能に設けられた一対のZ軸スライダ(5)と、
前記一対のY軸スライダの各々に、前記Z軸スライダの質量の中心に対して対称位置に配置され、前記一対のZ軸スライダをZ軸方向に移動可能に案内する2対のZ軸案内部材(51)と、
前記一対のY軸スライダの各々に、前記Z軸スライダの質量の中心に対して対称位置に配置され、前記一対のZ軸スライダをZ軸方向に駆動する2対のZ軸リニアモータ(52)と、
X軸方向の両端が、前記Z軸スライダの各々に、X軸に平行なA軸を中心にして回転割り出し可能に軸支された主軸頭支持ビーム(6)と、
前記主軸頭支持ビームのX軸方向の中央位置に取り付けられ、工具を保持する主軸を有する主軸頭(61)とを備えたことを特徴とする。
前記テーブルは、Z軸に平行なC軸を中心にして回転割り出し可能に軸支されるC軸テーブルであることを特徴とする。
前記A軸の中心軸線に対する主軸頭支持ビーム及び主軸頭の質量のアンバランスを補正するカウンターウエイトが取り付けられていることを特徴とする。
第5番目の発明の超精密工作機械は、第1又は2番目の発明の超精密工作機械において、前記C軸テーブルの回転割り出し及び主軸頭支持ビームの回転割り出しが、ダイレクトドライブモータによって行われることを特徴とする。
11…サブベース
21…上部フレーム
211…支持パッド
212…支持ブラケット
22…下部フレーム
221…レベリング装置
23…除振装置
3…X軸スライダ
31…X軸案内部材
32…X軸リニアモータ
321…固定子
322…可動子
33…C軸テーブル
34…X軸リニアエンコーダ
341…読み取りヘッド
342…取り付けブロック
343…スケール
4…Y軸スライダ
41…Y軸案内部材
42…Y軸リニアモータ
421…固定子
422…可動子
44…Y軸リニアエンコーダ
441…読み取りヘッド
442…取り付けブロック
443…スケール
5…Z軸スライダ
51…Z軸案内部材
52…Z軸リニアモータ
521…固定子
522…可動子
54…Z軸リニアエンコーダ
541…読み取りヘッド
543…スケール
6…主軸頭支持ビーム
61…主軸頭
62…カウンターウエイト
63…工具
Claims (7)
- ベースと、
前記ベース上に水平なX軸方向に移動可能に設けられたX軸スライダ(3)と、
前記ベース上に前記X軸スライダの質量の中心に対して対称位置に配置され、前記X軸スライダをX軸方向に移動可能に案内する一対のX軸案内部材(31)と、
前記ベース上に前記X軸スライダの質量の中心に対して対称位置に配置され、前記X軸スライダをX軸方向に駆動する一対のX軸リニアモータ(32)と、
前記X軸スライダに搭載され、ワークが載置されるテーブル(33)と、
前記ベース上に、前記X軸スライダを挟んでX軸方向の両側に各々配置され、前記X軸に直交する水平なY軸方向に移動可能に設けられた一対のY軸スライダ(4)と、
前記ベース上に、前記X軸スライダを挟んでX軸方向の両側に各々配置され、前記Y軸スライダをY軸方向に移動可能に案内する一対のY軸案内部材(41)と、
前記ベース上に、前記X軸スライダを挟んでX軸方向の両側に、前記Y軸スライダの質量の中心に対して対象位置に配置され、前記Y軸スライダをY軸方向に駆動する一対のY軸リニアモータ(42)と、
前記一対のY軸スライダの各々に、前記X軸と前記Y軸の両方に直交する垂直なZ軸方向に移動可能に設けられた一対のZ軸スライダ(5)と、
前記一対のY軸スライダの各々に、前記Z軸スライダの質量の中心に対して対称位置に配置され、前記一対のZ軸スライダをZ軸方向に移動可能に案内する2対のZ軸案内部材(51)と、
前記一対のY軸スライダの各々に、前記Z軸スライダの質量の中心に対して対称位置に配置され、前記一対のZ軸スライダをZ軸方向に駆動する2対のZ軸リニアモータ(52)と、
X軸方向の両端が、前記Z軸スライダの各々に、X軸に平行なA軸を中心にして回転割り出し可能に軸支された主軸頭支持ビーム(6)と、
前記主軸頭支持ビームのX軸方向の中央位置に取り付けられ、工具を保持する主軸を有する主軸頭(61)と
を備えたことを特徴とする超精密工作機械。 - 請求項1に記載された超精密工作機械において、
前記テーブルは、Z軸に平行なC軸を中心にして回転割り出し可能に軸支されるC軸テーブルである
ことを特徴とする超精密工作機械。 - 請求項1又は2に記載された超精密工作機械において、
前記主軸頭支持ビームには、
前記A軸の中心軸線に対する主軸頭支持ビーム及び主軸頭の質量のアンバランスを補正するカウンターウエイトが取り付けられている
ことを特徴とする超精密工作機械。 - 請求項1又は2に記載された超精密工作機械において、
前記X軸案内部材、Y軸案内部材、Z軸案内部材、C軸テーブルの軸支部、主軸頭支持ビームの軸支部が静圧空気軸受で構成されている
ことを特徴とする超精密工作機械。 - 請求項1又は2に記載された超精密工作機械において、
前記C軸テーブルの回転割り出し及び主軸頭支持ビームの回転割り出しが、ダイレクトドライブモータによって行われる
ことを特徴とする超精密工作機械。 - 請求項1又は2に記載された超精密工作機械において、
前記ベースを支持する上部フレームと、
前記上部フレームを支持して床に配置された下部フレームと、
前記上部フレームと下部フレームとの間に介在され、床からベースに伝えられる振動を減少させる空圧制御の除振装置と
を備えたことを特徴とする超精密工作機械。 - 請求項1又は2に記載された超精密工作機械において、
前記ベースは花崗岩で形成され、前記X軸案内部材、前記Y軸案内部材及び前記Z軸案内部材の素材はアルミナセラミックである
ことを特徴とする超精密工作機械。
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