JPS60263634A - Highly accurate machine tool - Google Patents

Highly accurate machine tool

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Publication number
JPS60263634A
JPS60263634A JP11762784A JP11762784A JPS60263634A JP S60263634 A JPS60263634 A JP S60263634A JP 11762784 A JP11762784 A JP 11762784A JP 11762784 A JP11762784 A JP 11762784A JP S60263634 A JPS60263634 A JP S60263634A
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JP
Japan
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ram
guide
bearing
span
column
Prior art date
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Pending
Application number
JP11762784A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Yuasa
明彦 湯浅
Shozo Ogata
緒方 省三
Kiminori Abe
安部 公則
Kimiaki Fuku
冨久 公彰
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 JP11762784A priority Critical patent/JPS60263634A/en
Publication of JPS60263634A publication Critical patent/JPS60263634A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the guiding accuracy of ram, in a ram guide structure of machine tool for fragile material such as silicon, by constructing such that the projections formed on the ram are guided in vertical direction through a roll bearing and a slide bearing. CONSTITUTION:Projections 82 having narrow span W are formed longitudinally over the entire length of ram 80 where a parallel guide faces 82A of fine finish are formed on the front and rear wallfaces while a face crossing perpendicularly with the guide face 82A is formed on the sliding guide face 82B of fine finish. The parallel guide face 82A is contacted against a pair of roll bearings 63 separated by predetermined span L. Here, the ratio L/W between the span L in the direction of Y-axis and the span W between the parallel guide faces 82A of the roll bearing 63 is made higher than 3. The sliding guide face 82B will contact respectively against a pair of sliding guide bearing 65 to constitute a vertical guide. With such structure, the guide accuracy of ram can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、シリコン、フェライト等の脆性材料からなる
被加工物を超精密に切断するスライサ、或いは、小形型
彫盤、精密平面研削盤等の高精度工作機械に係り、特に
、その主軸ヘッドを有するラムの案内構造の改良に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to slicers that cut workpieces made of brittle materials such as silicon and ferrite with ultra-precision, small-sized carving machines, precision surface grinders, etc. The present invention relates to high-precision machine tools, and particularly to improvements in the guide structure of a ram having a spindle head.

[背景技術とその問題点] 従来、前述のような高精度工作機械において、主軸ヘッ
ドを有するラムを可動型とした場合、ラムの案内構造は
、油静圧案内或いは油動圧案内とされるのが一般である
。これは、空気静圧案内では、その案内面の剛性の関係
でラムのだおれ方向の支持が行えず、かつ、単なるころ
がり軸受では、振動の減衰性の問題で必ずしも精度的に
十分でないと考えられていたからである。
[Background Art and Problems] Conventionally, in high-precision machine tools such as those mentioned above, when a ram having a spindle head is of a movable type, the guide structure of the ram is a hydrostatic guide or a hydrodynamic guide. This is common. This is because aerostatic pressure guides cannot support the ram in the sagging direction due to the rigidity of the guide surface, and simple rolling bearings are not necessarily accurate enough due to problems with vibration damping. This is because he was being treated.

しかし、油静圧案内の場合は、袖の循環の処理が面倒で
あり、かつ、油の供給に基づく発熱およびラムの駆動に
基づく発熱が生じ、この熱によって部分的に熱変形が生
じて高精度が保てなくなるという問題点がある。一方、
油静圧のみの場合は、かなり高精度な加工が必要となり
、かつ、ラムの長さが長いことから、この加工費が高額
となって製作コスト上不利であるばかりでなく、ラムが
鉛直方向に案内されることから、案内面に隙間が生じ易
く、この隙間の存在によりラム、ひいては主軸ヘッドの
スピンドルが傾いて高精度が維持できなくなるという問
題点がある。
However, in the case of hydrostatic guides, it is troublesome to process sleeve circulation, and heat is generated due to oil supply and ram drive, and this heat causes partial thermal deformation, resulting in high There is a problem that accuracy cannot be maintained. on the other hand,
If only hydrostatic pressure is used, very high-precision machining is required, and since the ram is long, this machining cost is high, which is disadvantageous in terms of manufacturing costs. Since the shaft is guided by the shaft, a gap is likely to be formed on the guide surface, and the existence of this gap causes the ram and eventually the spindle of the main shaft head to tilt, making it impossible to maintain high precision.

従って、製作コストがあまり高くなく、かつ、高精度を
維持できるラムの案内構造が望まれている。
Therefore, there is a need for a ram guide structure that does not require high production costs and can maintain high accuracy.

[発明の目的] 本発明の目的は、ラム駆動型の高精度工作機械において
、ラムを高精度に案内できるとともに、製作コストがあ
まり高くない案内構造を提供するにある。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a guide structure that can guide a ram with high precision in a ram-driven high-precision machine tool and that does not require very high manufacturing costs.

E問題点を解決するための手段および作用コ本発明は、
ラムの移動方向に沿った対向面にそれぞれ移動方向に延
長された突条を形成するとともに、この各突条の外形を
形成する平行案内面をころがり軸受で受けて軸受面での
隙間をなくし、かつ、この突条の平行案内面とは異なる
ラムの適宜な面を滑り軸受で受けてころがり軸受では減
衰させにくい振動を滑り軸受で減衰させるようにし、こ
れにより、大輻なコスト上昇を伴うことなく、高精度な
案内を可能にして前記目的を達成しようとするものであ
る。
EMeans and effects for solving the problems The present invention has the following features:
Protrusions extending in the movement direction are formed on opposing surfaces along the movement direction of the ram, and parallel guide surfaces forming the outer shape of each protrusion are received by rolling bearings to eliminate gaps on the bearing surfaces, In addition, a suitable surface of the ram different from the parallel guide surface of this protrusion is supported by a sliding bearing so that vibrations that are difficult to damp with a rolling bearing are damped by a sliding bearing, which results in a significant increase in costs. The purpose is to achieve the above objective by enabling highly accurate guidance.

[実施例] 以下、本発明を脆性材料の超精密切断または溝加工を行
うスライサに適用した一実施例を図面に基づいて説明す
る。
[Example] Hereinafter, an example in which the present invention is applied to a slicer that performs ultra-precision cutting or grooving of brittle materials will be described with reference to the drawings.

全体の゛概略構成を示す第1図において、一体筒型構造
のベッド10上にはサドル30が水平面内の所定方向即
ちY軸方向に移動自在に載置されている。前記ベッド1
0の上面には、所定間隔を離して2条のV溝11が前記
Y軸方向に精密な直線状に形成されるとともに、これら
の2条のV溝llの中間にサドル30をY軸方向に移動
させるための送りねじ軸配置用の溝12が同じくY軸方
向に形成されている。tた、前記サドル30の下面には
、前記2条のV溝11にそれぞれ係合する2条のV字状
突部31が一体に形成され、これらの各2条のV字状突
部31とV溝11とが係合されることにより、サドル3
0はY軸方向に高精度で案内されるようになっている。
In FIG. 1, which schematically shows the overall configuration, a saddle 30 is placed on a bed 10 having an integral cylindrical structure so as to be movable in a predetermined direction in a horizontal plane, that is, in the Y-axis direction. Said bed 1
0, two V grooves 11 are formed in a precise straight line in the Y-axis direction at a predetermined distance apart, and a saddle 30 is formed in the middle of these two V-grooves 11 in the Y-axis direction. A groove 12 for arranging the feed screw shaft is also formed in the Y-axis direction. In addition, two V-shaped protrusions 31 that engage with the two V-grooves 11 are integrally formed on the lower surface of the saddle 30, and each of these two V-shaped protrusions 31 By engaging the V groove 11, the saddle 3
0 is designed to be guided with high precision in the Y-axis direction.

この際、V溝11と突部31との当接面間には油が介在
され、油動圧軸受13が形成されている。
At this time, oil is interposed between the contact surfaces of the V-groove 11 and the protrusion 31, forming an oil dynamic pressure bearing 13.

前記サドル30の上面には、長手方向に直交する断面が
略丁字形にされたガイドウェイ32が取付けられ、この
ガイドウェイ32には、シリコンビレット等の被加工物
を載置固定可能なテーブル50が、水平面内の所定方向
であって前記サドル30の移動方向と直交する所定方向
即ちX軸方向に移動自在に支持されている。また、ガイ
ドウェイ32のT字の上端両縁の水平張出し部32Aは
、精密に仕上げられるとともに、前記テーブル50のこ
の両水平張出し部32Aの上下面および側面に係合する
部分には図示しないエアベアリング用エア供給パッドが
それぞれ設けられ、これらの水平張出し部32Aとエア
供給パッドとの係合部で対向空気静圧案内33が形成さ
れている。
A guideway 32 having a substantially T-shaped cross section perpendicular to the longitudinal direction is attached to the upper surface of the saddle 30, and a table 50 on which a workpiece such as a silicon billet can be placed and fixed is attached to the guideway 32. is supported so as to be movable in a predetermined direction in a horizontal plane and perpendicular to the moving direction of the saddle 30, that is, in the X-axis direction. Further, the horizontal projecting portions 32A on both edges of the upper end of the T-shape of the guideway 32 are precisely finished, and the portions that engage with the upper and lower surfaces and side surfaces of both horizontal projecting portions 32A of the table 50 are provided with air (not shown). Bearing air supply pads are provided, and an opposing air static pressure guide 33 is formed at the engagement portion between these horizontal extensions 32A and the air supply pads.

前記ベッドlOの後部上面にはコラム60が立設、固定
され、このコラム60には、主軸ヘッド70を上部に有
するラム80が前記サドル30およびテーブル50の移
動方向、即ち、XおよびY軸方向に共に直交する鉛直方
向(Y軸方向)に移動自在に支持されている。前記主軸
ヘッド70は、先端をテーパ状にされた砥石フランジ取
付用スピンドル71を備え、このスピンドル71は超精
密円筒形空気静圧軸受で支持されている。また、主軸ヘ
ッド70には、冷却ジャケットを備えた強制冷却式の交
流誘導伝動機が内蔵されており、低発熱、低振動、高精
度の回転性詣を有するとともに、高級インバータの採用
により広範囲かつ無段階の回転数の選択ができるように
なっている。
A column 60 is erected and fixed on the rear upper surface of the bed IO, and a ram 80 having a spindle head 70 on the top is mounted on the column 60 in the direction of movement of the saddle 30 and table 50, that is, in the X and Y axis directions. Both are supported so as to be movable in the vertical direction (Y-axis direction) orthogonal to each other. The spindle head 70 includes a grindstone flange mounting spindle 71 having a tapered tip, and this spindle 71 is supported by an ultra-precision cylindrical aerostatic bearing. In addition, the spindle head 70 has a built-in forced cooling type AC induction transmission equipped with a cooling jacket, which has low heat generation, low vibration, and high precision rotation. It is possible to select the rotation speed steplessly.

第2図の縦断面図において、前記ベッド10の溝12内
には超精密のポールねじ軸21が配置され、このポール
ねじ軸21の両端部はベッド10に取付けられた左右の
ポールベアリング14により、両持ち構造で回転自在に
支持されている。このポールねじ軸21の一端は、カッ
プリング22を介して直流サーボモータ23の出力軸に
連結されるとともに、そのねじ部には予圧を与えられた
一対の即ちダブルのポールナツト24が螺合され、この
一対のポールナツト24はブラケット25を介して前記
サドル30の下面に固定されている。これにより、モー
タ23によりねじ軸21が回転されると、ねじ軸21の
回転に伴いポールナフト24、ひいてはサドル30がZ
軸方向に進退されるようになっている。
In the longitudinal cross-sectional view of FIG. 2, an ultra-precision pole screw shaft 21 is disposed within the groove 12 of the bed 10, and both ends of this pole screw shaft 21 are supported by left and right pole bearings 14 attached to the bed 10. , is rotatably supported with a double-sided structure. One end of this pole screw shaft 21 is connected to the output shaft of a DC servo motor 23 via a coupling 22, and a pair of preloaded pole nuts 24 are screwed into the threaded portion. The pair of pole nuts 24 are fixed to the lower surface of the saddle 30 via a bracket 25. As a result, when the screw shaft 21 is rotated by the motor 23, the pole napft 24 and, in turn, the saddle 30 are moved to Z as the screw shaft 21 rotates.
It is designed to move forward and backward in the axial direction.

第3図の一部を切欠いた正面図および第4図の平面図に
おいて、前記ベッド10の2条のV溝1■の前後両端部
にはそれぞれ油力バー15が取付けられ、この油力バ−
15からV溝11とサドル30のV字条突部31でm成
される油動圧軸受13に必要な油が供給されるようにな
っている。また、前記ポールねじ軸21から離れた位置
にあるベッド10およびサドル30の一端部には、サド
ル30のベッド10に対する移動量を直線スケール等を
用いて高精度に、例えば0.1gmまで測れる計測手段
27が設けられ、この計測手段27からの計測信号は前
記直流サーボモータ23にフィードバックされてサドル
30の移動を高精度に制御できるようになっている。
In the partially cutaway front view of FIG. 3 and the plan view of FIG. −
Necessary oil is supplied from 15 to the hydraulic pressure bearing 13 formed by the V groove 11 and the V-shaped protrusion 31 of the saddle 30. Further, at one end of the bed 10 and the saddle 30 located away from the pole screw shaft 21, there is a measuring instrument that can measure the amount of movement of the saddle 30 relative to the bed 10 with high precision, for example, to 0.1 gm using a linear scale or the like. Means 27 is provided, and the measurement signal from this measuring means 27 is fed back to the DC servo motor 23, so that the movement of the saddle 30 can be controlled with high precision.

前記サドル30の一端、第3図中左端上面には、ブラケ
ット34を介して直流サーボモータ41が取付けられ、
このモータ41の回転は、モータ41の後端に取付けら
れたパルスコーダ42により制御されるようになってい
る。また、モータ41の出力軸には、三角ねじからなる
送りねじ軸43の一端が連結され、この送りねじ軸43
の一端は前記ブラケット34内の図示しない軸受に支持
されるとともに、他端は前記ガイドウェイ32の中心部
の溝32B内に取付けられた軸受35に支持され1両持
ち支持とされている。更に、送りねじ軸43のねじ部に
は、バックラッシュを除去した微細ピッチのローラねじ
を複数内蔵した非循環式のころがりローラねじユニット
44が螺合され、このローラねじユニット44はブラケ
ット45を介して前記テーブル50の下面に固定されて
いる。
A DC servo motor 41 is attached to one end of the saddle 30, the upper surface of the left end in FIG. 3, via a bracket 34.
The rotation of this motor 41 is controlled by a pulse coder 42 attached to the rear end of the motor 41. Further, one end of a feed screw shaft 43 made of a triangular screw is connected to the output shaft of the motor 41.
One end is supported by a bearing (not shown) in the bracket 34, and the other end is supported by a bearing 35 installed in a groove 32B at the center of the guideway 32, so that it is supported on both sides. Furthermore, a non-circulating rolling roller screw unit 44 incorporating a plurality of fine-pitch roller screws that eliminate backlash is screwed into the threaded portion of the feed screw shaft 43 . and is fixed to the lower surface of the table 50.

第2図において、前記ラム80は、中空箱型に形成され
るととともに、ラム80の長手方向、即ち、その移動方
向であるY軸方向に沿って延在された切欠部としての長
孔81がラム80の前後の壁面を貫通して設けられ、こ
の長孔81を貫通して前記サドル駆動、用のポールねじ
軸21が配置され、これによりラム80がY軸方向に移
動してもラム80とポールねじ軸21とが干渉しないよ
うになっている。
In FIG. 2, the ram 80 is formed into a hollow box shape, and a long hole 81 as a notch extends along the longitudinal direction of the ram 80, that is, the Y-axis direction which is the direction of movement of the ram 80. are provided to penetrate the front and rear walls of the ram 80, and the pole screw shaft 21 for the saddle drive is disposed through this elongated hole 81, so that even if the ram 80 moves in the Y-axis direction, the ram 80 remains fixed. 80 and the pole screw shaft 21 do not interfere with each other.

前記ラム80の後方位置において、コラム60に上下の
ポールベアリング61を介して超精密の一ポールねじ軸
91が回転自在に鉛直に両持ち支持されている。このポ
ールねじ軸91の上端は、カップリング92を介して直
流サーボモータ93の出力軸に連結されるとともに、そ
のねじ部には予圧を与えられた一対の即ちダブルのポー
ルナツト94が螺合され、この一対のポールナフトク4
はブラケット95を介して前記ラム80の後面に固定さ
れている。これにより、モータ93によりねじ軸91が
回転されると、ねじ軸91の回転に伴いポールナフト9
4、ひいてはラム80がY軸方向に進退されるようにな
っている。
At the rear position of the ram 80, an ultra-precision one-pole screw shaft 91 is rotatably supported vertically on both sides by the column 60 via upper and lower pole bearings 61. The upper end of this pole screw shaft 91 is connected to the output shaft of a DC servo motor 93 via a coupling 92, and a pair of preloaded pole nuts 94 are screwed into the threaded portion of the shaft. This pair of Paul Naftoku 4
is fixed to the rear surface of the ram 80 via a bracket 95. As a result, when the screw shaft 91 is rotated by the motor 93, the pole napft 9 is rotated as the screw shaft 91 rotates.
4, and thus the ram 80 is moved forward and backward in the Y-axis direction.

前記ブラケット95の後面には、取付台96を介してス
ケール読取器97が取付けられ(第5図参照)、このス
ケール読取器97に対応して直線状のスケール98が配
置され、これらのスケール98およびスケール読取器9
7により高精度に、例えば0.1μmまで読取れる計測
手段99が横座されている。この計測手段99により、
ボールナツト94ひいてはコラム60に対するラム80
のY軸方向の移動量が読取られ、この移動量の信号は、
前記直流サーボモータ93にフィードバックされてラム
80の移動を高精度に制御できるようになっている。こ
の際、スケール98は、スケール取付台62を介してコ
ラム60の背面に固定されている。
A scale reader 97 is attached to the rear surface of the bracket 95 via a mounting base 96 (see FIG. 5), and a linear scale 98 is arranged corresponding to this scale reader 97. and scale reader 9
7, a measuring means 99 that can read with high precision, for example down to 0.1 μm, is mounted horizontally. With this measuring means 99,
Ram 80 for ball nut 94 and therefore column 60
The amount of movement in the Y-axis direction is read, and the signal of this amount of movement is
The movement of the ram 80 can be controlled with high precision by being fed back to the DC servo motor 93. At this time, the scale 98 is fixed to the back surface of the column 60 via the scale mount 62.

前記ラム80の左右の側面中央には、第5図にも拡大し
て断面が示されるように、その長子方向、即ち、Y軸方
向に沿ってラム80の全長にわたりラム80の前後方向
よりかなり幅狭なスパンWを有する突条82がそれぞれ
一体に形成されている。これらの突条82の前後の壁面
は精密に仕上げられて平行案内面82Aとされるととも
に、これらの平行案内面82Aに直交する突条82の側
壁面も精密に仕上げられて滑り案内面82Bとされてい
る。
As shown in the enlarged cross-section in FIG. Projections 82 each having a narrow span W are integrally formed. The front and rear walls of these protrusions 82 are precisely finished to form parallel guide surfaces 82A, and the side wall surfaces of the protrusions 82 perpendicular to these parallel guide surfaces 82A are also precisely finished to form sliding guide surfaces 82B. has been done.

前記4つの平行案内面82Aの各々には、Y軸方向に比
較的長い所定のスパンLだけ離されて各一対のころがり
軸受63が当接され、これらのころがり軸受63の各対
向する平行案内面82Aに当接される各対は、互いに対
向する位置に設けられている。この際、ころがり軸受6
3の前記平行案内面82A間のスパンWに対するY軸方
向のスパンLの比、即ちナロー比L/Wは3以上、実際
は5程度にされ、ラム8oの移動に伴うピッチング、ヨ
ーイングの影響を少なくして、位置決め精度の向上が図
られている。
Each pair of rolling bearings 63 is in contact with each of the four parallel guide surfaces 82A at a distance of a relatively long predetermined span L in the Y-axis direction. Each pair that comes into contact with 82A is provided at a position facing each other. At this time, the rolling bearing 6
The ratio of the span L in the Y-axis direction to the span W between the parallel guide surfaces 82A in No. 3, that is, the narrow ratio L/W, is set to 3 or more, in fact about 5, to reduce the effects of pitching and yawing accompanying the movement of the ram 8o. This is intended to improve positioning accuracy.

前記各ころがり軸受63は、それぞれ受台64に取付け
られ、これらの受台64のうち、平行案内面82Aを介
して対向される一方の受台64は、コラム60にボルト
止め固定されるとともに、他方の受台64は、傾斜面を
介してコラム60の内面に当接され、この他方の受台6
4のコラム60に対するY軸方向への挿入量を調整する
ことにより、前記傾斜面の作用により対向するころがり
軸受63と平行案内面82Aとの間に所定の予圧を付与
できるようにされ、かつ、この状態で各受台64はコラ
ム6oに固定できるようになっている。これにより、こ
ろがり軸受63によるラム80の案内をガタなく行える
ようになっている。
Each of the rolling bearings 63 is attached to a pedestal 64, and one of the pedestals 64, which faces the parallel guide surface 82A, is fixed to the column 60 with bolts. The other pedestal 64 is brought into contact with the inner surface of the column 60 via an inclined surface, and this other pedestal 64
By adjusting the amount of insertion in the Y-axis direction into the column 60 of No. 4, a predetermined preload can be applied between the opposing rolling bearing 63 and the parallel guide surface 82A due to the action of the inclined surface, and, In this state, each pedestal 64 can be fixed to the column 6o. Thereby, the ram 80 can be guided by the rolling bearing 63 without play.

前記各突条82の各滑り案内面82Bには、それぞれ上
下各一対の滑り軸受65が互いに対向する状態で当接さ
れ、これらの滑り軸受65とコラム60の内面との当接
面も前記受台64と同様に傾斜面とされ、これらの滑り
軸受65のコラム60に対するY軸方向への挿入量を調
整することにより、互いに対向された両滑り軸受65間
に両突条82の滑り案内面82Bが隙間なく挿入される
まうになっており、かつ、この状態で滑り軸受65はコ
ラム60に固定できるようになっている。
A pair of upper and lower sliding bearings 65 is brought into contact with each sliding guide surface 82B of each of the protrusions 82, facing each other, and the contact surface between these sliding bearings 65 and the inner surface of the column 60 is also in contact with the sliding guide surface 82B of each of the protrusions 82. Like the base 64, it is an inclined surface, and by adjusting the amount of insertion of these sliding bearings 65 into the column 60 in the Y-axis direction, the sliding guide surface of both protrusions 82 is created between both sliding bearings 65 facing each other. 82B is inserted without any gaps, and in this state the sliding bearing 65 can be fixed to the column 60.

また、各滑り軸受65の滑り案内面82Bに当接される
面には、それぞれ油溝が形成されるとともに、この油溝
にはそれぞれ油が供給され、これにより滑り軸受65と
滑り案内面82Bとにより、油動圧摺動面が形成される
ようになっている。
In addition, an oil groove is formed on the surface of each slide bearing 65 that comes into contact with the slide guide surface 82B, and oil is supplied to each oil groove, so that the slide bearing 65 and the slide guide surface 82B As a result, a hydraulic pressure sliding surface is formed.

前記ラム80の背面両側縁近傍は、それぞれ精密仕上げ
されて滑り案内面80Aとされるとともに、これ°らの
滑り案内面80Aには、補助滑り軸受として作用するそ
れぞれ上下一対の滑り軸受66が当接され、これらの滑
り軸受66とコラム60の内面との当接面も前記受台6
4および滑り軸受65と同様に傾斜面とされ、これらの
滑り軸受66のコラム60に対するY軸方向への挿入量
を調整することにより、各滑り軸受66と滑り案内面8
0Aとの隙間がなくされ、かつ、この状態で滑り軸受6
6はコラム6oに固定できるようになっている。
The vicinity of both side edges of the rear surface of the ram 80 are each precisely finished to form sliding guide surfaces 80A, and each of these sliding guide surfaces 80A is provided with a pair of upper and lower sliding bearings 66 that act as auxiliary sliding bearings. The contact surface between these sliding bearings 66 and the inner surface of the column 60 is also in contact with the pedestal 6.
4 and the sliding bearing 65, and by adjusting the amount of insertion of these sliding bearings 66 into the column 60 in the Y-axis direction, each sliding bearing 66 and the sliding guide surface 8
The gap with 0A is eliminated, and in this state, the sliding bearing 6
6 can be fixed to the column 6o.

なお、第2図中符号lOOは、砥石lotを支持すると
ともに、スピンドル71に着脱可能に取付けられる砥石
フランジである。
Note that reference numeral lOO in FIG. 2 is a grindstone flange that supports the grindstone lot and is detachably attached to the spindle 71.

次に、本実施例の作用につき説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

シリコンビレット等の被加工物を適宜な治具等を用いて
テーブル50上に固定する。この際、被加工面(切断面
)は、テーブル5oの移動方向即ちX軸方向と平行とな
るようにする。
A workpiece such as a silicon billet is fixed on the table 50 using an appropriate jig or the like. At this time, the surface to be processed (cut surface) is made parallel to the moving direction of the table 5o, that is, the X-axis direction.

一方、主軸ヘッド7oのスピンドル71に砥石フランジ
100を介して砥石101を取付けておき、この状態で
加工を開始する。この加工開始時におけるサドル3o、
テーブル5oおよびラム80即ち主軸ヘッド70の位置
は、第2図および第3図に実線で示される位置、換言す
ると、サドル30は装置の一番手前、第2図中左端側、
テーブル50は第3図中右端側、ラム80は最上位置と
されている。
On the other hand, a grindstone 101 is attached to the spindle 71 of the spindle head 7o via a grindstone flange 100, and machining is started in this state. Saddle 3o at the start of this processing,
The positions of the table 5o and the ram 80, that is, the spindle head 70, are the positions shown by solid lines in FIGS. 2 and 3, in other words, the saddle 30 is located at the very front of the device, on the left end side in FIG.
The table 50 is at the right end in FIG. 3, and the ram 80 is at the uppermost position.

加工にあたり、まずサドル駆動用の直流サーボモータ2
3を駆動し、ボールねじ軸21、ポールナツト24等を
介してサドル30の位置決めをする。この位置は、サド
ル30とヘッド10との間に設けられた計測手段27に
よりチェックされつつ決定される。
For machining, first we will use the DC servo motor 2 for driving the saddle.
3 to position the saddle 30 via the ball screw shaft 21, pole nut 24, etc. This position is determined while being checked by the measuring means 27 provided between the saddle 30 and the head 10.

次いで、ラム駆動用の直流サーボモータ93を駆動する
とともに、スケール読取器97とスケール98とからな
る計測手段99によりフィードバック制御しながら、主
軸ヘッド70即ち砥石lO1による被加工物への切込み
量を与え得る位置或いは、切断の場合は切断に十分な位
置までラム80を下降させる。この状態でテーブル駆動
用の直流サーボモータ41を駆動するとともに、パルス
コーダ42により制御しながら、テーブル50と共に被
加工物をX軸方向に移送して所定の加工を行う。
Next, while driving the DC servo motor 93 for driving the ram, the amount of cut into the workpiece by the spindle head 70, that is, the grinding wheel 1O1 is given while feedback control is performed by a measuring means 99 consisting of a scale reader 97 and a scale 98. The ram 80 is lowered to the desired position or, in the case of cutting, to a position sufficient for cutting. In this state, the DC servo motor 41 for driving the table is driven, and while being controlled by the pulse coder 42, the workpiece is transferred together with the table 50 in the X-axis direction to perform predetermined processing.

加工終了後は、テーブル50を初期位置に戻すとともに
、サドル30を次の加工位置まで進め、再度テーブル5
0を移動させて次回の加工を行う。この際、加工により
砥石101が摩耗して切込み位置等が変化する場合、そ
の摩耗量が予め判っているときは、プログラムによりラ
ム駆動用モータ93を摩耗量に応じて順次降下させるよ
うにしてもよい。
After machining is completed, the table 50 is returned to the initial position, the saddle 30 is advanced to the next machining position, and the table 50 is returned to the initial position.
Move 0 and perform the next machining. At this time, if the grinding wheel 101 is worn due to machining and the cutting position changes, and the amount of wear is known in advance, the ram drive motor 93 may be lowered sequentially according to the amount of wear using the program. good.

これらの一連の動作は、コンピュータにより自動的に連
続的に、或いは手動により順次行われ、これを繰返すこ
とにより、順次被加工物の加工が行われる。
These series of operations are performed automatically and continuously by a computer or manually and sequentially, and by repeating this, the workpiece is sequentially processed.

上述のような本実施例によれば、次にような効果がある
According to this embodiment as described above, there are the following effects.

即ち、サドル30はダブルのV溝11により油動圧軸受
13で案内されるから、サドル30への移動に伴うヨー
イング等の影響を受けることがなく、従って、各部品の
取合い上、調整上および保守点検の都合上、ポールねじ
軸21がら離れた位置に設けられた計測手段27が、従
来構造であれば受けるであろうアラへの誤差の影響を受
けることがほとんどなく、高精度の送り、ひいては加工
を行える。また、サドル30の案内は油動圧であるから
、油静圧と異なり、発熱がなく、発熱に伴う熱変形もな
いから、この点からも高精度な加工を実現できる。
That is, since the saddle 30 is guided by the hydraulic pressure bearing 13 through the double V-groove 11, it is not affected by yawing or the like that accompanies movement to the saddle 30, and therefore, it is easy to assemble and adjust each part. For maintenance and inspection purposes, the measuring means 27, which is installed at a distance from the pole screw shaft 21, is hardly affected by the errors in the roughness that would occur in a conventional structure, and allows for high-precision feeding. In turn, processing can be performed. Further, since the saddle 30 is guided by hydrodynamic pressure, unlike hydrostatic pressure, there is no heat generation, and there is no thermal deformation due to heat generation, so high-precision machining can be realized from this point as well.

また、被加工物の切断方向の送りを担当するテーブル5
0は、サドル30およびラム80はどには高精度が必要
とされないため、案内は、静圧空気軸受33とされると
ともに、送り制御はパルスコーダ42により行われ、安
価に製作できるようにされ、かつ、送りねじ軸43の回
転をテーブル50の直線運動に変換するのに、非循環式
のころがリローラねじユニット44が用いられているか
ら、循環振動がなイ滑らかな送りを行え、かつ、高精度
の案内を実現できる。また、対向空気静圧軸受33の採
用により、低速でのスティックスリップがなく、発熱も
ないため、・この点からも高精度の案内を行え、長期に
わたり精度が損なわれるごともない。
Also, a table 5 which is in charge of feeding the workpiece in the cutting direction
0 does not require high precision for the saddle 30 and ram 80, so the guide is a static pressure air bearing 33, and the feed control is performed by a pulse coder 42, so that it can be manufactured at low cost. In addition, since the reroller screw unit 44 with non-circulating rollers is used to convert the rotation of the feed screw shaft 43 into linear motion of the table 50, smooth feeding can be performed without circulating vibrations. Highly accurate guidance can be achieved. In addition, by adopting the opposed aerostatic pressure bearing 33, there is no stick-slip at low speeds and no heat generation, so that high-precision guidance can be performed from this point of view as well, and accuracy will not be impaired over a long period of time.

更に、鉛直方向に移動されるラム80は、予圧を付与さ
れたころがり軸受63で案内されているから、ラム80
の転倒モーメントを十分に支持できるとともに、高精度
案内をできる。この際、ころがり軸受63のナロー比L
/Wは、非常に大きくされているから、ラム80の駆動
に伴なうピッチング、ヨーイングの影響を受けにくく、
この点からも高精度を維持できる。また、ラム80の案
内は、前記ころがり案内の他に左右および後面の滑り軸
受65.66による滑り案内もなされているから、ころ
がり案内では減衰させにくい振動も、これらの滑り軸受
65.65により減衰させることができ、この点からも
高精度の案内を実現できる。
Furthermore, since the ram 80 that is moved in the vertical direction is guided by a rolling bearing 63 that is given a preload, the ram 80
It can sufficiently support the overturning moment of the robot, and also provides high-precision guidance. At this time, the narrow ratio L of the rolling bearing 63
/W is made very large, so it is less susceptible to pitching and yawing caused by the drive of the ram 80.
High accuracy can also be maintained from this point of view. In addition to the rolling guide mentioned above, the ram 80 is guided by sliding bearings 65 and 66 on the left, right and rear surfaces, so vibrations that are difficult to damp with rolling guides are damped by these sliding bearings 65 and 65. From this point of view as well, highly accurate guidance can be achieved.

更に、ラム80を可動型にしているため、ダブルコラム
型として主軸ヘッドを駆動するものに比べて装置全体の
高さを低くできる。また、装置の前面への接近性を改善
するため、サドル駆動用モータ23を装置後方に配置し
たので、ラム80とポールねじ軸21とが干渉する可能
性があるが、本実施例では長孔81を貫通してポールね
じ軸21を挿通し、干渉を避けたから、この点からも高
さを低くでき、安定性を向上できる。また、ねじ軸21
,43.91は、それぞれ各配置部分の中心に設けられ
、装置全体ができるだけ対象的に形成されているから、
温度変化等に対して部分的な変形等が少なく、この点か
らも精度維持をできる。
Furthermore, since the ram 80 is of a movable type, the height of the entire apparatus can be made lower than that of a double column type in which the spindle head is driven. In addition, in order to improve accessibility to the front of the device, the saddle drive motor 23 is placed at the rear of the device, so there is a possibility that the ram 80 and the pole screw shaft 21 will interfere with each other. Since the pole screw shaft 21 is inserted through the shaft 81 to avoid interference, the height can also be lowered and stability can be improved. In addition, the screw shaft 21
, 43.91 are provided at the center of each arrangement part, and the entire device is formed as symmetrically as possible.
There is little local deformation due to temperature changes, etc., and accuracy can be maintained from this point of view as well.

また、発熱源としてのモータ23,41.93は、でき
るだけ外方に露出させ、露出ができない主軸ヘッド70
のモータは強制冷却できるから、これらの発熱による変
形を受けることがない。
Further, the motors 23, 41, 93 as heat generating sources are exposed to the outside as much as possible, and the spindle head 70, which cannot be exposed, is
Since the motor can be forcedly cooled, it will not be deformed due to heat generation.

なお、前記実施例では、本発明をスライサに適用した例
につき説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、型彫盤、精密平面研削盤等、他の高精度工作機械
にも適用できる。また、ラム80に設けられた切欠部と
しての長孔81は、下方が開放された長溝とされてもよ
いが、下方が開放されない長孔81とした方が剛性を高
くできる分有利である。
In the above embodiments, the present invention was explained as an example in which the present invention was applied to a slicer, but the present invention is not limited to this, and can also be applied to other high-precision machine tools such as a die-sinking machine, a precision surface grinder, etc. Applicable. Further, the elongated hole 81 as a notch provided in the ram 80 may be a long groove with an open bottom, but it is advantageous to make the elongated hole 81 not open at the bottom because the rigidity can be increased.

[発明の効果コ 上述のような本発明によれば、ラムの案内を大幅なコス
ト上昇を伴うことなく、高精度に行うこ 7とができる
という効果がある。
[Effects of the Invention] According to the present invention as described above, the ram can be guided with high precision without a significant increase in cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本発明をスライサに適用した一実施例を示すもので
、第1図はその概略斜視図、第2図は詳細構造を示す縦
断面図、第3図は一部を切欠いた正面図、第4図は平面
図、第5図は第2図のV−■に沿う拡大断面図である。 lO・・・ベッド、11・・・V溝、13・・・油動圧
軸受、21・・・ポールねじ軸、24・・・ポールナツ
ト、30・・・サドル、31・・・V字状突部、33・
・・対向空気静圧案内、43・・・送りねじ軸、50・
・・テーブル、60・・・コラム、63・・・ころがり
軸受、65゜66・・・すベリ軸受、70・・・主軸ヘ
ッド、80・・・ラム、81・・・切欠部としての長孔
、82・・・突条、82A・・・平行案内面、82B・
・・滑り案内面、91・・・ポールねじ軸。 第4図 第5図
The figures show an embodiment in which the present invention is applied to a slicer, in which Fig. 1 is a schematic perspective view thereof, Fig. 2 is a vertical sectional view showing the detailed structure, Fig. 3 is a partially cutaway front view, FIG. 4 is a plan view, and FIG. 5 is an enlarged sectional view taken along line V--■ in FIG. 2. lO...Bed, 11...V groove, 13...Hydraulic pressure bearing, 21...Pole screw shaft, 24...Pole nut, 30...Saddle, 31...V-shaped protrusion Department, 33・
・・Opposing air static pressure guide, 43 ・・Feed screw shaft, 50・
...Table, 60...Column, 63...Rolling bearing, 65゜66...Sliding bearing, 70...Spindle head, 80...Ram, 81...Long hole as notch , 82... Projection, 82A... Parallel guide surface, 82B...
...Sliding guide surface, 91...Pole screw shaft. Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)ベッドに固定されたコラムに、主軸ヘッドを有す
るラムを鉛直方向移動自在に支持し、このラムはその移
動方向に沿った対向面にそれぞれ移動方向に延長された
突条を形成され、このラムとコラムとは、前記ラムの各
突条の外形を形成する平行案内面においてころがり軸受
を介して鉛直方向に案内されるとともに、この平行案内
面とは異なる位置で滑り軸受を介して鉛直方向に案内さ
れていることを特徴とする高精度工作機械。 (2、特許請求の範囲第1項において、前記ころがり軸
受は、コラムに鉛直方向に所定間隔を離して設けられる
とともに、前記滑り軸受は、前記平行案内面と直交しか
つ鉛直方向に延長されてラムに設けられた滑り案内面と
コラムとの間で形成されたことを特徴とする高精度工作
機械。 (3)特許請求の範囲第2項において、前記ラムとコラ
ムとは、前記平行案内面と平行に設けられた補助滑り軸
受により更に案内されていることを特徴とする高精度工
作機械。 (4)特許請求の範囲第2項または第3項において、前
記ころがり軸受の鉛直方向のスパンLと平行案内面のス
パンWとの比L/Wは3以上とされたことを特徴とする
高精度工作機械。
[Claims] (1) A ram having a spindle head is supported vertically movably on a column fixed to a bed, and the ram is extended in the direction of movement on opposing surfaces along the direction of movement. The ram and column are guided in the vertical direction via rolling bearings on parallel guide surfaces that form the outer shape of each ridge of the ram, and are guided in the vertical direction via rolling bearings at a different position from the parallel guide surfaces. A high-precision machine tool that is guided vertically via sliding bearings. (2. In claim 1, the rolling bearing is provided on the column at a predetermined distance in the vertical direction, and the sliding bearing is perpendicular to the parallel guide surface and extends in the vertical direction. A high-precision machine tool characterized by being formed between a sliding guide surface provided on a ram and a column. (3) In claim 2, the ram and column refer to the parallel guide surface. A high-precision machine tool characterized in that it is further guided by an auxiliary sliding bearing provided in parallel with the rolling bearing. (4) In claim 2 or 3, the vertical span L of the rolling bearing is A high-precision machine tool characterized in that the ratio L/W of the span W of the parallel guide surface and the span W of the parallel guide surface is 3 or more.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027930U (en) * 1988-06-30 1990-01-18
JPH03106390A (en) * 1989-09-19 1991-05-02 Mitsubishi Electric Corp X-y table driving gear

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