JPH0679562A - 多軸位置決め機械および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 リニヤモーターを使用して回転被駆動スピン
ドルを正確に位置付けする。 【構成】 この機械は、（ｉ）少なくともＸ軸を定める
剛性的な振動吸収ベッド、（ｉｉ）一端がベッドに隣接
し且つベッドに沿って移動可能とされ、他端がベッドか
ら離れる方向へ延在しているＹ軸を定める少なくとも１
つの中空支柱、（ｉｉｉ）支柱のＹ軸に沿って移動され
るスライド、（ｉｖ）Ｚ軸路を定めるためにスライドに
剛性的に固定されたケージ、および（ｖ）Ｚ軸路に沿っ
てケージ内をスライド可能とされ、スピンドルを担持す
る中空ラムを含んで構成された多軸を定める支持体を有
する。支柱の一端とベッドとの間、支柱とスライドとの
間、およびケージとラムとの間にリニヤモーター組立体
が介装され、軸受手段には最大軸受荷重の１０〜２０％
の締まり嵌め状態を与える予荷重を付与される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気的リニヤモーターを
使用した位置決め組立体に係わり、特に１Ｇに近いか１
Ｇを超える加速度で可動工作物を加速または減速する前
述した組立体に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような位置決め組立体を改良するに
は二つの問題を解決する必要がある。その第１の問題
は、専用のツーリングクラスターを必要とせずに数工程
を通じて所定の工作物を機械加工すなわち作業する上で
の生産性の障壁を打ち破ることであり、第２の問題は、
各種の異なる工作物のための工具、特に専用のツーリン
グクラスターの迅速且つ融通性の高い使用が不可能であ
ることを解決することである。１種類の機械加工製品を
年間５００，０００ユニットもしくはそれ以上生産する
従来技術による多量生産の機械加工ラインは、その工作
物の市場での要求量が低下すると不経済となる。このよ
うなラインはマルチスピンドルタレットヘッドを使用し
ており、これは他の工作物を機械加工するようにライン
を変更する場合には費用が高くなり、また、ドリル加
工、ボーリング加工まはフライス削りの何れか１種の加
工だけに限定される。

【０００３】これらの問題は、市販の機械加工セルより
も１０倍も高速な位置決め加速度を有する単一スピンド
ル機械を使用して解決できる。高い融通性は、工作物が
変更されるときに交換が必要となる製品特定パレットや
加工テーブル、専用の切削ヘッドを排除することで、ま
た、機械加工作業を完遂するだけでなく、隣接ビンから
工具や固定具を変更するために今迄にない高速度を使用
することで、達成できる。新しい製品（工作物）へ変更
する時間は実質的に減少でき、ソフトウェア制御の変更
のみ必要とする。

【０００４】しかしながら、位置決め加速度や減速度の
増大は強力な推力を必要とし、これは正確な位置決めを
損ねる。相対運動する質量体の剛性を保持しつつ運動質
量を減少させることは、このような今迄にない速度で工
具を連続的且つ正確に位置決めするための問題を残す。

【０００５】従来技術ではリニヤモーターの使用は、小
型軽量の工具を花崗岩の台または剛性的に結合したタン
デム軸（それ自体の範囲につき横方向に間隔を隔てられ
る）（米国特許第４，１０２，０３５号および第４，３
５９，８１４号を参照されたい）上で位置決めするため
の使用に限定されていた。これらの装置では支持構造体
の変形が殆ど経験されず、空気軸受や、機械的軸受の磁
気装荷のように剛性に全く寄与しない軸受の使用を可能
にしている（米国特許第４，３２９，６４２号、第４，
５７１，７９９号、４，９８５，６５１号および第４，
７６１，８７６号を参照されたい）。空気軸受は、特別
な支持面およびガイド面を必要として、それらが自動車
部品製造に係わる大量機械加工環境のもとで保全できな
いことから望ましくなく、また、それらが大きな加速度
または減速度で大型工具を移動させるように使用される
場合は寸法的に剛性が不足する理由で望ましくない。

【０００６】リニヤモーター組立体の誘導力を高めるた
めにすべり軸受やローラー軸受と関連して磁気装荷が使
用されてきた（米国特許第４，５０５，４６４号および
第４，９８５，６５１号を参照されたい）。軸受の磁気
装荷は不正確で弱いために剛性を殆ど高めることはな
く、磁気装荷はよりいっそう接近してガイドトラックに
対する追従を補助する使用に主として好適であり、それ
故にリニヤモーター組立体の剛性を増大することは殆ど
ない。

【０００７】

【発明の概要】本発明は、第１の見地において、リニヤ
モーターを使用して回転被駆動スピンドルを位置決めす
るための多軸機械を提供する。この機械は、（ａ）予め
定めた質量を有する重ねられた可動部材を使用して工具
の移動する多軸を定めるための支持手段、（ｂ）締まり
運動嵌め状態を形成するように前記可動部材の間に介装
されて配置された予荷重を付与された軸受手段、および
（ｃ）可動部材に組合わされ、各可動部材に対して前記
軸受の予荷重より大きく前記切削工具を少なくとも０．
５Ｇの最大加速度で移動させるのに有効な選択的に可変
の加速度推力または減速度推力を付与するのに十分な力
を有し、前記支持手段の構造的な固有振動数に近いがそ
れより低い作動周波数範囲を有するモーター駆動回路を
備えたリニヤモーターを含んで構成される。

【０００８】このような位置決め機械の増大した機械的
剛性は、支持手段の固有振動数を制御速度ループの帯域
幅の周波数（モーター励振）より僅かに高くなるように
することで、望ましくは少なくとも１００ヘルツ（Ｈ
ｚ）を超える周波数にすることで得られる。これは、
（ａ）有限要素分析法を利用し、また、軽量非磁性金
属、特にアルミニウムを使用して支持構造体の質量を減
少させること、（ｂ）軽量非磁性金属外被を有する多室
構造の骨組を使用して支持構造体のばね定数を高めるこ
と、（ｃ）超剛性材料で軸受手段のレールを備えるこ
と、（ｄ）支柱のスライド側面に沿って中空チューブの
ラダーを一体的に備えること、および（ｅ）スピンドル
から離れた位置ほど厚さが減少されるようなテーパーの
付いた中空構造体をラムに使用することを含む構造上の
変更の１つ以上を実施することで達成される。

【０００９】この位置決め機械は更に、（ｉ）位置決め
装置に担持された機械加工工具の迅速な再位置決めを完
遂するために新たな機械加工作業のための所定の立体的
な機械加工空間内に工作物を迅速且つ正確に配置する融
通性の高い工作物固定位置決めテーブル、および（ｉ
ｉ）この立体的な機械加工空間のすぐ近くに一体化され
た対をなす立体的な空間（これらの立体的な両空間は垂
直方向または水平方向に並べられるのが好ましい）内に
懸架された工具収納部の少なくとも１つを含む。

【００１０】第２の見地において、本発明は（ａ）回転
被駆動スピンドルおよび切削工具を、予め定めた寸法の
立体的な機械加工空間に出し入れする動作を与える複数
の重ねられた相対移動可能な部材で支持し、（ｂ）支持
を行う前記部材の固有振動数よりも僅かに低い予め定め
た電力周波数を有し、スピンドルを少なくとも１Ｇのピ
ーク加速度で分速６１ｍ（分速２４００インチ）迄の速
度で線形移動させるリニヤモーターを使用して相対移動
を行わせ、（ｃ）切削工具を立体的な機械加工空間の中
に且つ該機械加工空間内で工作物の機械加工面と整合し
た位置に運ぶために前記ピーク加速度移動を行わせ、
（ｄ）ピーク加速度よりは遅いが、ドリル加工に関して
は分速６．１ｍ（分速２４０インチ）を超える速度迄の
送り速度で、ボーリングに関しては分速７．６ｍ（分速
３００インチ）を超える速度迄の送り速度で、また、フ
ライス削りに関しては分速１０２８ｍ（分速５００フィ
ート）迄の表面速度で切削工具を進めるために前記リニ
ヤモーターを使用し、および（ｅ）機械加工作業が終了
した後、ピーク加速度でもって前記切削工具を引出し
て、新たな機械加工作業の遂行のために前記工作物に対
面する新たな位置へ再位置決めする諸段階を含む機械加
工方法を提供する。

【００１１】

【実施例】本発明の３軸リニヤモーター位置決め装置１
０の基本的部材および構造が図１に示されており、これ
らには多軸支持組立体Ａ、軸受およびレール組立体Ｂ、
リニヤモーター組立体Ｃ、工作物支持体および機械加工
領域Ｄ、および工具収納部Ｅが含まれる。支持組立体の
可動主部材はプラットフォーム１２上に重ねられること
に注目されたい。図２〜図４に示されるように、支持組
立体Ａは振動を吸収する重い補強され且つ砂を充填され
た長方形ベッド１１を含んで構成されたＸ軸を定めるた
めの第１部分を有しており、このベッドは軸受およびレ
ール組立体Ｂ−１並びにリニヤモーター組立体Ｃ−１を
介して軽量金属テーブルすなわちプラットフォーム１２
を支持しており（図１４を参照されたい）、両組立体は
Ｘ軸１５に沿って平面内を移動するようにテーブルおよ
びベッドの間に配置されている。第２の直立した本質的
に中空な支柱１６はその底端部１６ａでテーブル１２上
に支持されている（図４を参照されたい）。この支柱は
Ｘ軸１５と直角なＹ軸に整合された少なくとも１つの側
面１８（ここでは側面１８，１９，２０）を有してい
る。従って、Ｙ軸支持構造体１６は可動Ｘ軸構造体１２
に対して一端でのみ連結されている。中空支柱１６は軽
量金属構造体２２のまわりに一体的に軽量金属外被２３
が張付けられて構成されている。軽量金属スライド２４
は鋳造平板２５として基本的に形成され、任意に軽量金
属ウィング２６，２７が取付けられる（または一体形成
される）。このスライドはリニヤモーター組立体Ｃ−２
が作動されたときに支柱のＹ軸スライド（１８，１９，
２０）に沿ってレールおよび軸受組立体Ｂ−２を介して
昇降方向に移動するのであり（図８を参照されたい）、
組立体３０（図５）で釣合わされている。第３の、超軽
量複合外被３２を担持するのが好ましい軽量金属ケージ
３１がＹ軸およびＸ軸に対して相互に直角なＺ軸路３３
を定めるようにスライド２４に固定的に担持される。こ
れに代えて、ケージ３１はＹ軸およびＸ軸の一方に対し
てＺ軸を或る角度位置に整合させるように角度調整可能
にされ得る。軽量中空金属ラム３４はスライド路３３を
移動可能で、レールおよび軸受組立体Ｂ−３およびリニ
ヤモーター組立体Ｃ−３を介して支持されている（図９
を参照されたい）。ラム３４は一端３８にスピンドル３
７を固定的に担持しており、回転被駆動工具３９はフラ
イス削り、ドリル加工およびボーリング加工のような機
械加工作業を行うために露出されてスピンドルに取付け
られる。

【００１２】工作物支持体Ｄの一部として、調整可能な
工作物テーブル組立体４２が３軸位置決め装置に隣接し
て配置され、定められた立体的な機械加工空間すなわち
６１ｃｍ立方空間（２フィート立方空間）内に融通性を
有して支持される。構造体Ｅの一部として、頭上式レー
ル４３が工具収納ラック４３ａを立体的な収納空間４１
内に支持するために使用し得る。空間４０および４１は
一体とされ、あるいは対とされるのが望ましい。ハンガ
ー４４はリニヤモーターおよび軸受に融通性を有して連
結するようにホースおよび電気ケーブルを吊り下げて保
持するのに使用される。

【００１３】工具位置決め装置の移動性は、（ａ）一端
のみでＹ軸を支持し、（ｂ）Ｚ軸ケージをＹ軸に沿って
移動可能なスライド上に一体化し、および（ｃ）所定の
立体的な機械加工空間４０内で切削工具を移動させるだ
けでなく、対をなす立体的な工具収納空間４１へ且つそ
の中で移動させるように全ての軸を調和させることを特
徴とする。

【００１４】支持組立体 図５〜図６および図１２に示されるように、ベッド１１
は厚い鋼鉄製の側板４５で作られたオープンボックスと
され、そのボックスの狭い幅４７を横断して延在する複
数の厚い鋼鉄製の内側ウェブ４６を有して構成されてい
る。注目すべきことは、図５に示されるように、支柱の
中心軸線３５がベッド中心から外れていることである。
アングルガセットすなわちブレース４８が溶接されてプ
ラットフォーム４９にてボックス構造体を補強してい
る。このプラットフォームは凹んだ基部５０に対して５
１で係止さりれており、可動テーブル１２の頂部は主基
礎床５２と整合されている。ストップ５３および５４が
テーブル１２のＸ軸方向の移動を制限する（フランジ１
２ａを介して）ために使用され、立体的な機械加工空間
４０の側部に関係する（ｃｏｒｒｏｌａｔｅ）ようにさ
れている。テーブル１２（図５に示されるように）は平
板５５であり、軸受ユニット５７を組立体Ｂ−１の一部
として保持し、コイルパック５８を組立体Ｃ−１の一部
として保持するために細長い肩部すなわちリブ５６を下
面に有しており、この平板５５は反対両側の縁部６０か
ら垂下するスカート５９を有している。間隔を隔てた超
剛性（すなわち焼き入れ鋼）のレール６１（組立体Ｂ−
１の一部）がベッドに固定され、Ｘ軸と整合されてい
る。永久磁石９９（組立体Ｃ−１の一部）の列がテーブ
ル（図５を参照されたい）の下方へ向かう壁面１４に担
持され且つ鋼鉄板またはチャンネル２８に接着され、こ
れが隣接する磁石を通る磁束路を励磁する。

【００１５】図１０および図１２に示されるように支柱
１６はアルミニウムのような鋳造された軽量な非磁性金
属の多室構造の骨組２２の上に軽量の金属外被６３が張
付けられて構成されるのが好ましい。支柱１６はベッド
１１に近い部分ほど支柱の断面積を広くして剛性を高め
るためにＹ軸に対して傾斜した側面３６を有する。支柱
の各室は断面を横断して延在する隔壁すなわちストラッ
ト６２を有し、各隔壁は約２．５ｍｍ（１インチ）の厚
さを有する。中実板６３が強化のために支柱の頂部に固
定されている。チューブ６４ａのラダー６４が側面１８
の内側に取付けられ、外被６３および前部支持体６５を
強化している。チューブのラダーは外被の集中的な補剛
を行う。複数の永久磁石６７を取付けるための板６６は
間隔を隔てられ、支柱の各側面１８，１９および２０に
対をなして垂直方向に整合されている（図８を参照され
たい）。軸受ユニット７３，７４を作動させるレール６
８，６９は垂直方向に整合され、図示したように対をな
して支柱に固定されている（図８を参照されたい）。

【００１６】図１２〜図１４に示される構造は代替変更
例であり、これにおいてはＹ軸はかなり短縮され、Ｘ軸
はかなり延長されている。この構造は、その機械加工空
間が低い位置とされ、工具収納空間が機械加工空間と水
平方向に整合されることを必要とする。注目すべきは少
ない個数のリニヤモーターコイルパックが使用されるこ
とであり、８２および８３の各々に２つのデュアルな相
対するコイルパック８７，８８（図８を参照されたい）
が、ケージ３１の反対両側に釣合いのとれた推力付与を
促進する２つのシングルコイルパック１００が、そして
支柱の移動のために並置されてたった２つのコイルパッ
ク１０１（図１４を参照されたい）が使用されることで
ある。

【００１７】図４、図および図９に示されるようにスラ
イド２４は軽量の非磁性金属（例えばアルミニウム）の
鋳造部材である板２５で構成され、その背面にはレール
６８，６９と協働する循環式軸受ユニット７３，７４を
固定的に固定するための直立した受入れ部７０，７１
（図８を参照されたい）が備えられている。複数の直立
したダブテールスロット７５が形成されて、その背面側
のリニヤモーターのコイルパック７６を所定位置にロッ
クするようになされている。板２５の前側の水平方向に
延在する凹溝７７，７８（図４）は循環式軸受ユニット
７９，８０（図９を参照されたい）を受入れ、これらの
凹溝７７，７８の間は目盛を支持するチャンネル８１で
ある。ウィング２６，２７はそれぞれ中実肉厚の端を切
り落とした板として（あるいはリブブレースを有する板
組立体として）鋳造される。間隔を隔てて組をなすリニ
ヤモーターコイルパック８７，８８がウィングのそれぞ
れの内側に並置されて取付けられ、また、間隔を隔てて
並置されたコイルパック７６は板上に取付けられて、６
列の永久磁石６７と協働してＹ軸に沿って移動するよう
になされる。

【００１８】図４および図８〜図９に示されるように、
リブケージ３１（２軸コイルキャリヤ）は複数の平行な
隔離された端を切り落とした隔壁８４を含んで構成さ
れ、隔壁は一方の側にウェブ８５を一体に有し、各隔壁
は中央開口８６を有しており、全ての開口は同軸的に整
合されている。ウェブ８５には垂直方向に間隔を隔てた
水平に延在するレール８７’が固定されており、循環式
軸受ユニット７９，８０がスライド２５に取付けられて
いる。間隔を隔てた８４ａ〜８４ｈ（図８を参照された
い）はリニヤモーターのための支持体および取付け部を
形成している。このリブケージ３１は、長手方向に間隔
を隔てた位置にて金属ステー８６’で補強された黒鉛複
合シェル９３と組合わされたときに、半六角形のトンネ
ルを形成する。３つの内側面８９，９０および９１にお
いて、コイルパック９２はケージ３１に取付けられる
（例え２つの相反するコイルパックが図１２に示される
ように効果的に使用できるとしても）。

【００１９】リニヤモーター 位置決め装置の支持部材の間に配置された各々のリニヤ
モーターは、静止部材（ベッド１１上の５８で示される
ようなコイルパックであるのが好ましい）と、線形移動
部材（テーブル１２上の９６で示されるような列をなし
て支持された永久磁石であるのが好ましい）とを含んで
構成される。このリニヤモーターはブラシ無し直流モー
ターであり、４５４ｋｇ（１０００ポンド）（大作用
力）のピーク推力を有する。永久磁石およびコイルパッ
クはあらゆる特定の設計例において静止部材および可動
部材の間で相互に交換できる。ここに図示した実施例で
は、電力供給コイルパックは固定ベッド上の静止部材を
形成し、また、Ｚ軸に固定されたケージ３１上の静止部
材を形成しているのに対して、列をなして支持された永
久磁石はＹ軸に沿って固定されて残された支柱上の静止
部材を形成している。

【００２０】コイルパック（図１６に示されるような）
はスロット１０４を形成するようにエポキシ材料１０３
内で積層された強磁性板１０２で構成されており、コイ
ル巻線１０５は積層される前に付着される。この積層を
遂行するために埋め込み技術が使用されて、伝熱を阻害
してコイル寿命を短縮してしまう気泡や不純物を実質的
に含まない材料内にコイルが埋め込まれる。コイルはパ
ック内部で直列に連結され、また、これらのパックは電
力制御装置１０６に並列に連結され得る。このような制
御装置１０６はコイルに対して２相、３相またはそれ以
上の相を供給し、適当な整流がコイル極性を変化させ、
所望の１方向に一定した電磁推力を保持して線形運動を
促進するように使用される。

【００２１】可動部材の位置を検出して、その移動領域
に必要とされるコイルのみを電力制御装置１０６が付勢
しあるいは制御するようにさせるための信号を送るため
にセンサーが使用される。このようなセンサーは磁気ま
たは光学センサーとすることができ、また、コイルのス
イッチング装置によって作動される。好ましい制御装置
の実施例は図１７に示されており、磁気センサー（目盛
装置）を使用している。各リニヤモーターの電力制御装
置１０６は（図１７に示されるように）磁気目盛装置１
２９、数値制御装置（ＣＮＣ）１３３、および電子スイ
ッチング装置１３４を含んで構成され、これらの装置の
全てはリニヤモーター１３５と電気的に直列に連結され
ている。３つのモーター回路すなわちフィードバックル
ープ１３０，１３１および１３２がこれらの装置の少な
くとも２つと組合わされる。フィードバックループ１３
０はリニヤモーターを目盛装置１２９に連結し、この目
盛装置の出力信号は零位調整装置を経て位置信号比較器
１３６に運ばれ、更にモーター１３５を駆動する電流増
幅器１３７に運ばれる。目盛装置１２９はサインおよび
コサイン巻線（プリント回路）を静止部材１２９ａに有
し、他の巻線を可動部材１２９ｂに有する。この巻線の
インピーダンスは目盛装置に沿った位置（長さ）に反比
例する。回転部材の巻線１２９ｂからの出力信号は静止
部材１２９ａの他の巻線に対するこれらの巻線の位置の
関数となる。この出力信号は機械的な動きの指標を与え
ることができ、あるいは、回転部材の巻線の誘導電流の
変化率がループ１３１の速度信号またはループ１３２の
加速度信号を与えることができる。

【００２２】冷却チャンネル１１０はコアー板１０２の
各々と親密に接触された強磁性プラットフォーム１０１
に組付けられる。冷却流体がモーター誘導で発生された
大量の熱を消散させるためにチャンネルを通して圧送さ
れ、このような冷却はモーターコイルパックの周囲にガ
スを循環させて達成されるあらゆる対流冷却を補完する
のであり、このような循環は液滴同伴として作用するベ
ロー１１１（図２を参照されたい）で容易に行われる。

【００２３】本発明の実施例に関して、コイルパックの
電源は４６０／４８０ＶＡＣ、３相６０Ｈｚ電源で、プ
ラスチック電流トラックを使用するのが好ましい。コイ
ルパックはホースおよびケーブルの屈曲を減少するため
にモーターの固定部材上に配置されるのが望まれる。

【００２４】図２〜図３および図５〜図７に示されるよ
うに、永久磁石（支柱上に図示されたような）は同じ極
を突き合わせて並置された対をなす永久磁石部分１０
７，１０８と列を形成して配列され、突き合わされた極
は列を下がって次のレベルで交互に変化される。従って
例えばＮ極が第１のレベルで突き合わされ、Ｓ極が第２
のレベルで突き合わされ、Ｎ極が第３のレベルで突き合
わされ、これが繰り返される。対における磁石の各々は
列の中心線へ向けて約１５゜だけ傾斜される。各磁石は
長さが約５．１ｃｍ〜７．６ｃｍ（２〜３インチ）で、
幅が１．９ｃｍ〜３．２ｃｍ（３／４〜１−１／４イン
チ）である。

【００２５】永久磁石（図５で９６で示すような）はＮ
ｄＦｅＢの種類の希土類化合物で構成され、非常に高い
磁束密度を形成する。

【００２６】コイルパックは間隔を隔てて並置配列され
て示されており、支柱を移動させるのに３つ（図５を参
照されたい）、スライド２４を移動させるために３つの
包み込み側面に６つ（図８を参照されたい）、およびラ
ム３４を移動させるためにケージの３つの側面に３つ
（図９を参照されたい）示される。しかしながら、コイ
ルパックは背面をどうしを向き合わせて有利に配置で
き、スライドを移動させるために２つの背面どうしを向
き合わせたユニット（図１３を参照されたい）、支柱を
移動させるのに２つの背面どうしを向き合わせたユニッ
ト（図１４を参照されたい）、およびラム２４を移動さ
せるために２つの相対するモーター（図１２を参照され
たい）が必要とされる。背面どうしを向き合わせたコイ
ル配列は磁束経路が協働して互いに減じるというより
も、与えられた推力に関してモーター重量を減じるよう
にさせる。このような背面どうしを向き合わせたコイル
パックは可動部材に連結するためにＴ形フランジを使用
する。

【００２７】釣合おもり３０はスライド／ケージおよび
支柱を釣り合わせるために高圧窒素（７０．３ｋｇ／ｃ
ｍ² （１０００ｐｓｉ））を使用する。この釣合は静止
ロッド２９および可動シリンダー１０９を使用する。衝
撃吸収器１２は過大移動を防止するために組付けられ
る。釣合は位置決め装置が非作動状態のときにＹ軸に沿
って必要とされ、これらの可動部材の重量はこのような
非作動状態の間に抑制される。この釣合はあらゆる機械
加工の仕事において貯槽に窒素を戻すために作動される
とき、線形モーターの推力で容易に解決される。

【００２８】レールおよび軸受組立体 図１５に示されるように、各々の組立体Ｂは循環式軸受
ユニット１１３およびレール１１８を含んで構成されて
おり、このユニット１１３はＸ軸テーブルおよびベッド
またはＸ軸スライドおよび支柱のような対をなす相対移
動可能な部材の一方に固定されるのが好ましい。このケ
ーシングすなわちレース１１５は垂下側部１１６，１１
７を有し、これらの側部はレール１１８を包み込んでお
り、レールは相対移動可能な他方の部材に固定される。
レールは「Ｉ」形断面として形成されるのが好ましい。
ケーシングは各側部１１６，１１７に複数の溝１１９，
１２０を有しており、これらの溝は外側トラックカバー
１２１およびレールの内側コーナーの傾斜軸受面１２
２，１２３と協働して循環用トラックを形成する。Ｖ形
保持具１２４は軸受ローラー１２５が傾斜軸受面上を転
動するときにそれらの軸受ローラーを支持する。このよ
うな軸受組立体はここでは４つの循環経路を有してお
り、各経路は軸受ローラー軸が内側の垂直位置から約４
５゜傾斜している箇所を除いて、軸受ローラーをローラ
ー軸にほぼ平行な軸線のまわりに循環させる。

【００２９】軸受ローラーとレール面との間の接触は、
制御された締まり嵌め状態とされねばならない。このよ
うな嵌合状態は、第１に軸受、レースもしくはケージ
が、そして第２にケーシング、ローラーおよびレール
が、ローラーの移動を許容するようにその金属の降伏点
より低い範囲で変形することを意味するものとして定義
される。この変形は構造体の重量を増大させずに位置決
め精度を向上させる。このような締まり嵌め状態は、軸
受の点接触または線接触が少なくとも７０．３ｋｇ／ｃ
ｍ² （１０００ｐｓｉ）の荷重を受けるような予荷重を
与えることで得られ、この締まり嵌め予荷重は軸受が支
持する最大荷重の１０〜２０％を別途に付与する。この
予荷重は、軸受が等価の変形（すなわち１０〜２０ミク
ロン）にて標準軸受荷重よりも２５〜３３％ほど大きい
軸受力を作用させるようにする。このことは軸受剛性を
２５〜３３％ほど本質的に増大させる。これは横方向、
下方向、上方向のような外部荷重の方向あるいは回転運
動の方向に関係なく成り立つ。締まり嵌め状態を得るた
めの予荷重はレース間隔を調整して得られる。このよう
な締まり嵌め状態の軸受はまた、リニヤモーターがレー
ルと軸受の接触部の間に磁気的な引力を或る程度作用さ
せるようにリニヤモーターを位置決めすることによって
も改善される。

【００３０】補剛および位置決め精度 リニヤモーターの推力が増大されると、モーター質量は
比例して増大する傾向を見せて、いっそう大きな荷重を
支持構造体に作用させて支持体の剛性を低下させる。こ
のような重量増大は、上述した推力を利用可能にする磁
束密度を達成するために高密度の強磁性金属がアーマチ
ュアの永久磁石だけでなく静止部材の巻線にも使用され
た結果である。より大きな加速度（減速度）を達成する
ためのこのような推力および質量の増大は、支持構造体
の剛性を低下させてその増大された加速度（減速度）の
可能性を殆ど無駄にして正確な機械加工を達成するとい
う可能性を打破する。何故ならば、位置決め距離は通常
は最大加速度（減速度）を得られるようにするには短す
ぎるからである。

【００３１】本発明は、（ａ）モーター駆動回路の作動
周波数（すなわち図１７に示されるように制御速度ルー
プの帯域幅）を超えるがそれに近い振動数となるように
支持構造体の固有振動数を高め、（ｂ）スピンドルに関
して０．５〜１．５Ｇの範囲に加速度（減速度）を位置
づけることを達成するようにモーター推力を制限するこ
とによって、剛性増大および機械加工精度の向上が達成
できることを見い出した。重量を増大させずに可動質量
体の固有構造振動数を高めることは難しい。好ましい実
施例では、約１８２ｋｇ（４００ポンド）の重量のスピ
ンドルを支持し移動させると同時に、約１００Ｈｚの固
有振動数を得ている。本発明に有効な固有構造振動数の
作動範囲は約９０〜２００Ｈｚである。可動質量体の支
持手段の固有振動数はここでは、（ａ）立体的な機械加
工空間を通してスピンドルを持ち運ぶのに必要とされる
以上にはＹ軸およびＺ軸の支持構造体を長くしないよう
に制限して、これにより（図１２および図１３に示され
るような）可動質量を低減し、および（ｂ）可動質量体
のばね定数を（ｉ）少なくとも２２７，０００ｋｇ（５
００，０００ポンド）の材料剛性を与える軽量な本質的
に非磁性金属または複合材料（すなわちアルミニウム）
を選択し、（ｉｉ）室構造骨組の支柱および有限要素分
析法で改良した可動質量体の（図４に示されるような）
ケージ構造体上に外被を張付け、（ｉｉｉ）テーブル、
スライド、および可動質量体のケージを形成する軽量金
属板の取付け面を輪郭形成し、（ｉｖ）支柱の何れかの
Ｙ軸側部に沿ってチューブラダーを加え（図１０を参照
されたい）、および（ｖ）スピンドルから離れた位置ほ
ど必要な補強を行うだけのためにテーパーを付して（図
１１を参照されたい）ラムの壁厚を薄くすることで改善
することによって、達成された。このようにして得られ
た支持構造体の固有振動数は、１００Ｈｚにできるだけ
近づけられる一方で制御速度ループの帯域幅より高くな
ければならないことが望まれる。これに合致すれば、位
置決め装置は少なくとも±０．０２５４ｍｍ（０．００
１０インチ）以内の、任意には±０．０１２７ｍｍ
（０．０００５インチ）以内の非常に改善された位置決
め精度を有することになる。

【００３２】支持構造体の固有振動数を高め、改善され
たリニヤモーター力に対する作用が小さい振幅での撓み
を生じるようにすることは、節点反射の排除、特に可動
部材の二次動的モードの排除を必要とする。急激な衝撃
に温度する緩速撓みがラム、ケージ、および支柱の遠隔
先端の全てを通じて最大となることが見いだされてい
る。このような応答を変化させるために、本発明は鋳造
部材による室構造の骨組（図４および図１０を参照され
たい）を有し、その上にアルミニウム板の外被が張付け
られた中空のアルミニウム構造体として支柱を形成す
る。この骨組の室寸法およびフランジ寸法は有限要素分
析法で決定され、この有限要素分析法は予想された付与
荷重に対する十分な剛性を与えるためのアルミニウム材
料の再配分を可能にする。支柱のＹ軸側部は図１０に示
されるようにチューブラダーを取付けて、立体的な機械
加工空間を横断するのに必要な長さにＹ軸を短縮して補
強される。複合黒鉛外被がケージの間隔を隔てた隔壁骨
組を横断して張付けられ、ラム構造体３４はスピンドル
３７（図１１を参照されたい）から離れるほどラムの肉
厚１２５’が薄くなるようにその補強状態にテーパー付
けて調整され、また、Ｘ軸力がラムレール８７’を横方
向に偏らせる傾向を見せるためにこれらのレールはその
傾向に対抗するように超剛性鋼材で構成される。この構
造は、Ｘ軸、Ｙ軸またはＺ軸の加速度運動または減速度
運動で最大応力を受ける領域を強化する支持構造体の質
量の再配分を通じて補剛されねばならない。このような
再配分はアルミニウム合金の可動部材を作り、以下の中
から１つ以上を使用して、すなわちリニヤモーターコイ
ルを好ましくは後部を接して配置した状態で支持するた
めにプラットフォーム１２がボックス化された側部スカ
ートを有し且つ（または）内部ウェブを含むこと、この
プラットフォームはその幅および長さが支柱（単数また
は複数）の基部（フットプリント）だけのために必要と
される幅および長さとなるように制限されること、この
支柱は少なくとも１つの中空の管状構造を有し、好まし
くはＹ軸やＸ軸ではない何れかの側部を有してピラミッ
ド形の強化効果を生み出すように傾斜した大きな空間す
なわち室の形成された構造の骨組の上に緊張させたすな
わち応力付与した外被を組付けた構造を有すること、移
動のＹ軸範囲は立体的な機械加工空間を通じて切削工具
を移動させるのに必要な範囲に制限されること、この骨
組は補強のためにＹ軸側部に沿って配置されたチューブ
のラダーを有すること、ケージは必要とされるリニヤモ
ーターコイルを支持するのに十分な長さの片側でのみ結
合された一連の間隔を隔てた隔壁を有すること、このケ
ージは隔壁を横断して張付けられた複合黒鉛外被（約
１．２７ｍｍ（０．５インチ）の厚さ）を有することが
望ましいこと、およびラムは中空の鋳造部材として形成
され、支持されたスピンドルから離れるほどラム壁厚が
薄くされるように壁厚に線形テーパーを使用して偏りを
排除するように調整されていることの１つ以上を使用し
て部材の輪郭を改良して、節点反射を排除しなければな
らない。

【００３３】本発明は図１７の速度回路１３１に関する
帯域幅（制御装置の作動範囲）に対する位置決め構造体
の固有構造振動数の比が１を僅かに超えねばならないこ
とを発見した。構造周波数が増大されて設定されたなら
ば、帯域幅制御周波数は不安定な共振周波数を避けるた
めにこの回路のゲインを設定することでこのような値よ
り僅かに低い値となるように設定されるべきである。各
々が約４５０ｋｇ（１０００ポンド）の推力の３相直流
無ブラシリニヤモーターが使用され、その各々は２５ア
ンペアのピーク電流且つ２００ボルトのピーク電圧を有
し、コイルは直列に接続され、モーターは並列に接続さ
れ、正弦整流による５０００Ｈｚでの駆動が使用され
る。この構造体の固有振動数がリニヤモーター制御周波
数よりも低いならば、与えられる推力は甚だしく構造体
を励起して、機械加工工具の望ましくない曲げや不正確
な位置決めをもたらすことになる。

【００３４】機械加工方法 図１８に示されるように、本発明による単一スピンドル
の位置決め装置は機械加工工具１３８の迅速な交換を可
能にするために立体的な工具収納空間４１を独特に組付
けており、また、位置決めおよび機械加工の作業を極度
に速く遂行するために機械加工時にアルミニウム基工作
物を保持するために調整可能な基台組立体４２を独特に
組付けている。この機械加工装置は通常の生産融通性を
有しており、単一工作物を大量に生産したり、複数の固
着となる工作物を小量レベルで生産するのに、専用の機
械加工ヘッドを交換する必要なく使用できる。移動軸の
何れかに沿って０．５〜１．５Ｇの加速度（減速度）を
与えるリニヤモーターにより、工具スピンドル３７は分
速６１〜７６ｍ（分速２４００〜３０００インチ）の位
置決め速度で移動できる。これは０．２Ｇの加速度（減
速度）で分速２０ｍ（分速８００インチ）迄の速度とさ
れる従来の技術の最も優れた位置決め速度に比較して有
利である。位置決め動作はこのような速度を得て、Ｘ
軸、Ｙ軸またはＺ軸のベクトル成分の何れかの積分とな
る。３０，０００〜４０，０００ｒｐｍ迄の回転速度で
スピンドルが作動すると、機械加工作業は従来技術の場
合の少なくとも１０倍の速度で遂行できることになる。
送り速度はドリル加工およびボーリング加工に関して分
速２．５〜３３００ｃｍ（分速１〜１３００インチ）の
速度にでき、フライス削りに関しては分速３０００ｍ
（分速１０，０００フィート）迄の表面速度にできる。
アルミニウム工作物はカーバイド工具で分速２．３〜２
５ｍ（分速９０〜２５０インチ）でドリル加工でき、分
速７．５ｍ（分速３００インチ）でボーリング加工で
き、そして分速１５０ｍ（分速５００フィート）の表面
速度でフライス削りでき、この全ては工具の摩耗寿命を
大きく犠牲にすることはない。

【００３５】工具収納部は機械加工空間の前方部分１４
１に合った前部収納空間１４０を画成する複数（ここで
は３つ）の水平な列を有するラック１３９で構成され
る。各工具はこれらの切削工具の機械化された自動交換
を容易にするためにそれぞれの迅速交換のための工具保
持具（例えば米国特許第４，９７９，８５３号に記載さ
れている）を有している。工具交換に必要な時間は生産
性および融通性にとって重要となる。この収納空間は機
械加工空間の頂部のすぐ上に配置されて示されているが
（実質的に相似配列で）、より好適な配列では機械加工
空間の直立側部に収納空間を位置決めする。このように
して、Ｙ軸の長さは機械加工での使用に必要な長さ範囲
となるように短縮される一方、Ｘ軸は延長される。Ｘ軸
の延長は可動部材の重量に加わらないので、より望まれ
ることである。

【００３６】調整可能な基台組立体４２は、軸線１４３
のまわりで傾斜でき、軸線１４４のまわりに３６０゜迄
の角度で調整可能に回転できる作業テーブル１４２を含
む。この回転調整は支持体１４７上の電気サーボモータ
ー１４５で行われ、このサーボモーターはカップリング
で所定位置にロックされて、±１円弧秒の回転精度を与
える。傾動調整は電気サーボモーターで行われ、このサ
ーボモーターは傾動のためにクランク１４６に駆動力を
付与するのであって、所定位置にロックされて１０円弧
秒の精度とされる。作業テーブルの上面にはキー溝が形
成され、クランプ１４８が自動作動されて工作物固定具
を下の配向で保持する。工作物保持固定具は作業テーブ
ルのキー溝と正確に噛み合う。固定具はエンジンブロッ
クやエンジンヘッドのような特定の工作物を或る１つの
配向にて受止めて、所望の面をＺ軸に垂直に、これによ
り切削工具に露出させるようにするための接触面を有し
ている。固定具の迅速交換はエンジンブロックのような
複雑な工作物を再配向して他の機械加工側面をＺ軸に露
出させるようにするために必要である。

【００３７】作業テーブルの位置決め精度は、傾動軸線
１５２を作業テーブルの上方に位置決めさせ、これによ
り回転の融通性を保持しつつ速度および調整精度を改善
できるようにする揺動装置１５０（図２０を参照された
い）上に作業テーブル１５１を取付けることで改善でき
る。作業テーブルは送り速度を増大するめに大きな力の
リニヤモーターによる位置決め装置を組込んでテーブル
をＺ軸方向に移動する独特な方法に使用できる。

【００３８】本発明による機械加工方法は、（ａ）切削
工具を担持する回転被駆動スピンドルを複数の相対的に
移動可能な部材で支持し、これらの部材が予め定めた機
械加工空間内で工具の位置決めを行い、この支持が少な
くとも相互に直角な軸線に沿うベクトルを有するスピン
ドルの動きを与え、（ｂ）前記部材の固有振動数に近い
がそれよりも僅かに低い予め定めた制御回路周波数を有
し、前記工具を少なくとも１Ｇのピーク加速度（減速
度）で且つ分速６１ｍ（分速２４００インチ）迄の線形
速度で立体的な機械加工空間内に向け且つその機械加工
空間内の工作物の機械加工面と整合される位置に運ぶの
に有効なリニヤモーターを使用して、部材の相対的な動
きを行わせ、（ｃ）その後、回転駆動される切削工具を
ドリル加工およびボーリング加工に関しては前記ピーク
加速度よりは遅く分速２〜３３００ｃｍ（分速１〜１３
００インチ）の送り速度で、また、フライス削りに関し
ては分速３０５０ｍ（分速１０，０００フィート）迄の
表面速度で進めるように前記リニヤモーターを使用し、
および（ｄ）前進動作が終了した後、新たな機械加工作
業を遂行するためにピーク加速度でもって切削工具を引
出して、工作物に対面する新たな位置に再位置決めする
ことを含むのである。この方法は更に、（ｆ）機械加工
作業が終了した後、立体的な機械加工空間に並べて配置
された対をなす立体的な工具収納空間内に収容されてい
る切削工具と自動交換するようにスピンドルを位置決め
するためにピーク加速度で切削工具を引出し、および
（ｇ）工具交換が終了した後、工作物に対面する新たな
機械加工位置にピーク加速度でもってスピンドルを移動
させることを含む。

【００３９】例えば、ドリル加工作業では、直進路また
は合成された経路に沿って移動させるための指令モジュ
ールの制御の下でＸ軸、Ｙ軸またはＺ軸のリニヤモータ
ーをプログラムに従って作動させることで、スピンドル
および切削工具は初期位置から光学的または機械的な目
盛で決定されるようなドリル加工されるべき面に隣接し
た位置に移動される。Ｚ軸のリニヤモーターは次に変調
されてその回転駆動される工具を工作物の内部に向かっ
て進め、分速３３００ｃｍ（分速１３００インチ）迄の
速度で且つプログラムされた通りの深さ迄送り込む。ド
リル加工作業が終了した後、工具ビットはＺ軸に沿って
分速６１ｍ（分速２４００インチ）迄の引出し速度で引
出され、また、ドリル加工した孔から出た工具は横行距
離に応じてドリル加工されるべき面に隣接した次のドリ
ル加工位置へ進められるか（このような前進は、分速６
１〜７６ｍ（分速２４００〜３０００インチ）迄の速度
で線形合成経路に沿って前進する）、工具交換を行うた
めに工具収納空間へ進められる。新たな機械加工位置へ
向かう移動時に、または工具交換からの戻りの移動時
に、基台組立体は工作物を再配向してドリル加工、ボー
リング加工またはフライス削りのためのＺ軸に沿う前進
を容易とすることができる。

【００４０】本発明の位置決め速度で工作物に約５１ｍ
ｍ（２インチ）の長さで６個の孔をドリル加工するため
の典型的な使用率（デューティーサイクル）は、一度に
全ての孔を同時にドリル加工するドリルヘッド専用ドリ
ル組を使用した従来技術によって６個全ての孔を機械加
工する使用率と等しい。

【００４１】図２１に示されるように、複数の３軸位置
決め機械１０は機械加工空間４０の全４側面を通して機
械加工するのに使用できる。この位置決め装置１０ａ〜
１０ｄの各々は回転駆動されるスピンドル１０２を有
し、重ねたリニヤモーター可動部材１０４，１０５，１
０６および１０７で支持された切削工具を担持する。こ
の位置決め装置は工作物の１面以上を同時に機械加工す
るために１つの工作物テーブル１０８のまわりに配置さ
れる。テーブル１０８はリニヤモーター駆動のスライド
１０９で経路１１０に沿って（ロボットのように）移動
可能とされ、また、このテーブルは下方に位置する軸線
のまわりに傾動される。固定具１１２はテーブルを剛性
的にクランプして工作物を保持するのであり、何れの液
圧作動クランプに勝る。図２１の実施例は本発明の重ね
たリニヤモーター位置決め装置を使用する可変性の構造
を示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置決め装置の主支持部材の概略図。

【図２】本発明の３軸線形位置決め装置を使用した機械
加工機の全体的な斜視図。

【図３】図２に示した機械加工機の、図２とは９０゜離
れた方向から見た全体的な斜視図。

【図４】図２および図３に示した位置決め装置のための
支持手段の主部材を示す概略分解図。

【図５】図２の線５−５に示した方向に見た立面図。

【図６】図２の線６−６に示した方向に見た立面図。

【図７】図２の構造体の平面図。

【図８】図６の線８−８に実質的に沿う拡大断面図。

【図９】図７の線９−９に実質的に沿う拡大断面図。

【図１０】位置決め装置の支柱の主部材の切除して示す
概略斜視図。

【図１１】ラムの拡大した概略斜視図。

【図１２】本発明の単一位置決め装置の代替実施例の立
面図。

【図１３】図１２の線１３−１３に沿う断面図。

【図１４】図１２の線１４−１４に沿う断面図。

【図１５】或る部分を除去して示す循環式軸受ユニット
の概略斜視図。

【図１６】除去して示すリニヤモーターコイルの概略斜
視図。

【図１７】リニヤモーターの概略ブロック制御線図。

【図１８】本発明の位置決め装置を使用した機械加工装
置の概略斜視図であり、立体的な機械加工空間、融通性
の高い調整可能な工作物テーブル、および工具収納立体
空間を示す図。

【図１９】図１８の工作物テーブルの拡大した水平断面
図。

【図２０】代替工作物テーブルの概略斜視図。

【図２１】複数のスピンドル位置決め機械を使用した単
一工作物のための機械加工セルの全体的な斜視図。

【符号の説明】

Ａ 多軸支持組立体 Ｂ 軸受およびレール組立体 Ｃ リニヤモーター組立体 Ｄ 工作物支持および機械加工領域 Ｅ 工具収納部 １０ ３軸リニヤモーター位置決め装置 １１ ベッド １２ プラットフォームすなわちＸ軸支持構造体 １５ Ｘ軸 １６ 中空支柱すなわちＹ軸支持構造体 １８，１９，２０ 側部 ２２ 骨組 ２３ 外被 ３１ ケージ ３２ 外被 ３４ ラム ３７ スピンドル ３９ 工具 ４０ 機械加工空間 ４１ 工具収納空間 ４２ 工作物テーブル組立体 ４４ ハンガー ５０ 基部 ５２ 床 ５７ 軸受ユニット ６４ ラダー ６７ 永久磁石 ６８，６９ レール ７３，７４ 軸受ユニット ７９，８０ 循環式軸受ユニット ８７，８８ コイルパック ８７’，８８’ レール ９９ 永久磁石 １０２ 強磁性板すなわちコアー板 １０５ 巻線 １０６ 電力制御装置 １０７，１０８ 永久磁石 １０９ シリンダー １１０ 冷却チャンネル １２９ 目盛装置 １３０，１３１，１３２ フィードバックループ １３５ リニヤモーター １３６ 位置信号比較器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切削工具を正確に位置付けし、送る多軸
   位置決め機械であって、 （ａ） 予め定めた質量を有する重ねられた可動部材を
   使用して、切削工具の多数の移動軸線を定める支持手
   段、 （ｂ） 締まり動き嵌め状態を形成するように前記可動
   部材に介在させて配置される予荷重を付与された軸受手
   段、および （ｃ） 可動部材と組合わされ、各可動部材に対して前
   記軸受の予荷重より大きく且つ前記切削工具を少なくと
   も０．５Ｇの最大加速度で移動させるのに有効な選択的
   に可変の加速力または減速力を付与するのに十分な力を
   有し、前記支持手段の構造的な固有振動数に近いがそれ
   より低い作動周波数範囲を有するモーター駆動回路を備
   えたリニヤモーターを含んで構成された多軸位置決め機
   械。
2. 【請求項２】 回転被駆動スピンドルを位置決めするた
   めの、リニヤモーターを使用して位置決めが行われる多
   軸機械であって、 （ａ） 前記多軸を定めるために、（ｉ） 少なく
   ともＸ軸を定める剛性的な振動吸収ベッド、（ｉｉ）
   Ｙ軸を定める中空支柱であって、一端が前記ベッドに
   隣接し且つ該ベッドに沿って移動可能であり、他端が前
   記ベッドから離れる方向へ延在している前記少なくとも
   １つの中空支柱、（ｉｉｉ） 前記支柱のＹ軸に沿って
   移動されるスライド、（ｉｖ） Ｚ軸路を定めるため
   に前記スライドに剛性的に固定されたケージ、および
   （ｖ） 前記Ｚ軸路に沿って前記ケージ内をスライ
   ド可能とされ、前記スピンドルを担持した中空ラム、を
   含んで構成された支持手段、 （ｂ） 前記支柱の一端と前記ベッドとの間、前記支柱
   とスライドとの間、および前記ケージとラムとの間に介
   装され、前記軸線にそれぞれ沿った相対運動を行わせる
   軸受手段であって、最大軸受荷重の１０〜２０％の締ま
   り嵌め状態を与える予荷重を付与された軸受手段、およ
   び （ｃ） 前記支柱の一端とベッドとの間、前記支柱とス
   ライドとの間、および前記ケージとラムとの間に介装さ
   れたリニヤモーター手段であって、前記軸線に沿って急
   速な相対運動を行わせるように前記支柱、スライドまた
   はラムの何れかまたは全てに対して大きな線形推力を付
   与するように選択的に作動可能であり、前記リニヤモー
   ター手段の電気的な作動周波数に対する前記支持手段の
   固有振動数の比が１より僅かに大きいリニヤモーター手
   段を含んで構成された多軸機械。
3. 【請求項３】 アルミニウム基材を機械加工する方法で
   あって、 （ａ） 回転被駆動スピンドルおよび切削工具を、予め
   定めた寸法の立体的な機械加工空間に出し入れする動作
   を与える複数の重ねられた相対移動可能な部材で支持
   し、 （ｂ） 支持を行う前記部材の固有振動数よりも僅かに
   低い予め定めた電力周波数を有し、前記スピンドルを少
   なくとも１Ｇのピーク加速度で分速６１ｍ（分速２４０
   ０インチ）迄の速度で線形移動させるリニヤモーターを
   使用して前記相対移動を行わせ、 （ｃ） 前記切削工具を前記立体的な機械加工空間の中
   に、且つまた該機械加工空間内で工作物の機械加工面と
   整合した位置迄運ぶために前記ピーク加速度で移動を行
   わせ、 （ｄ） ドリル加工およびボーリング加工に関しては前
   記切削工具を前記ピーク加速度よりは遅い分速０．０２
   〜３３ｍ（分速１〜１３００インチ）の速度で進め、フ
   ライス削りに関しては分速３０４８ｍ（分速１０，００
   ０フィート）迄の表面速度で進めるために前記リニヤモ
   ーターを使用し、および （ｅ） 機械加工作業が終了した後、ピーク加速度でも
   って前記切削工具を引出して、新たな機械加工作業の遂
   行のために前記工作物に対面する新たな位置へ再位置決
   めする諸段階を含むアルミニウム基材を機械加工する方
   法。