專利名稱：加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行直線槽加工的加工裝置。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行成型衍射光柵或液晶顯示裝置的導(dǎo)光板的模具加工時(shí)，有必要形成幾百條到幾萬條之多的直線槽。在形成如此之多的直線槽的加工中，為了縮短加工時(shí)間，需要具有高速進(jìn)給軸的加工機(jī)。還有，在衍射光柵或?qū)Ч獍迥＞叩募庸ぶ校捎谶B非常微小的加工誤差也不得出現(xiàn)，因此，需要有即使在高速轉(zhuǎn)動時(shí)也不產(chǎn)生振動的光滑的直線移動機(jī)構(gòu)。作為實(shí)現(xiàn)這種高速高精度的加工的進(jìn)給軸，已知有組合了空氣軸承和直線電動機(jī)的結(jié)構(gòu)。
為了使直線軸高速地往返運(yùn)動，方向逆轉(zhuǎn)時(shí)需要有較大的推力。將這一課題在打印機(jī)裝置中解決的例子已在特開平5-238093號公報(bào)及特開2000-94774號公報(bào)上公開。在該打印機(jī)裝置中，用直線電動機(jī)使裝載有打印頭的往復(fù)機(jī)構(gòu)做往返運(yùn)動。直線電動機(jī)由排列在打印機(jī)的箱體內(nèi)的永磁鐵、與這些永磁鐵的列相對地配置在往復(fù)機(jī)構(gòu)一側(cè)上的線圈構(gòu)成。而且，以減輕往復(fù)機(jī)構(gòu)在往返運(yùn)動中的方向逆轉(zhuǎn)時(shí)所必要的驅(qū)動裝置的推力作為其目的，而在永磁鐵列的兩側(cè)端配置永磁鐵。而且，往復(fù)機(jī)構(gòu)在往返運(yùn)動中的方向逆轉(zhuǎn)時(shí)，在設(shè)置于往復(fù)機(jī)構(gòu)一側(cè)上的配置有線圈的底板和永磁鐵列的兩端的永磁鐵之間產(chǎn)生吸引力，并使往復(fù)機(jī)構(gòu)返回往返運(yùn)動的中央位置。
還有，在使電線或金屬線等連續(xù)移動、連續(xù)往返的線引導(dǎo)的連續(xù)往返移動裝置中，已知有通過在移動體的移動方向的兩側(cè)配置彈簧等物體，并用該物體積蓄移動體的慣性能，并在移動體逆轉(zhuǎn)時(shí)使慣性能逆轉(zhuǎn)并向移動體附加，以便移動體逆轉(zhuǎn)時(shí)減輕驅(qū)動移動體的驅(qū)動裝置所產(chǎn)生的推力的例子(參照特開平7-137935號公報(bào))。
進(jìn)行往返運(yùn)動的移動體在使其移動方向逆轉(zhuǎn)時(shí)需要較大的加速度。尤其移動體高速進(jìn)行往返運(yùn)動時(shí)，該逆轉(zhuǎn)時(shí)的加速度變得很大，且驅(qū)動移動體的驅(qū)動裝置的發(fā)熱也較大，該發(fā)熱對加工精度帶來影響。如上所述，在衍射光柵或?qū)Ч獍迥＞叩募庸ぶ?，由于連非常微小的加工誤差也不得出現(xiàn)，因此，有必要極力抑制驅(qū)動裝置的發(fā)熱。還有，若作為驅(qū)動裝置使用直線電動機(jī)，并要用其直線電動機(jī)得到較大的推力，則產(chǎn)生推力波動或齒槽效應(yīng)，對直線精度帶來影響。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的在于提供改善上述的問題點(diǎn)，并在進(jìn)行高速往返運(yùn)動、進(jìn)行加工的加工裝置中，能夠減輕驅(qū)動作往返運(yùn)動的移動體的驅(qū)動裝置的移動方向逆轉(zhuǎn)時(shí)所需作用力的加工裝置。
根據(jù)本發(fā)明的加工裝置，具備包括可安裝刀具的滑動部件和通過軸承可在直線方向移動地支撐該滑動部件的導(dǎo)向部件的直線驅(qū)動裝置。再有，該加工裝置具備在構(gòu)成直線驅(qū)動裝置的導(dǎo)向部件和滑動部件之間產(chǎn)生推力的機(jī)構(gòu)；分別配置于上述滑動部件的、其直線移動方向的兩側(cè)上的第一永磁鐵；和分別配置于上述導(dǎo)向部件的、與滑動部件相對該導(dǎo)向部件作往返運(yùn)動的其行程的兩端相對應(yīng)的位置上的第二永磁鐵。而且，當(dāng)相對上述導(dǎo)向部件作往返運(yùn)動的上述滑動部件位于其移動行程的一端及另一端位置上時(shí)，上述第一永磁鐵通過向上述第二永磁鐵靠近，雙方永磁鐵互相排斥，并對上述滑動部件在上述導(dǎo)向部件的軸心方向產(chǎn)生排斥力。
通過軸承將上述導(dǎo)向部件支撐在加工裝置的基座上，從而上述導(dǎo)向部件和滑動部件可在同軸上移動亦可。
將上述軸承做成流體軸承亦可。
用設(shè)置于上述導(dǎo)向部件和滑動部件之間的直線電動機(jī)構(gòu)成產(chǎn)生上述推力的機(jī)構(gòu)亦可。此時(shí)，在上述滑動部件上具備驅(qū)動用的線圈，在導(dǎo)向部件的、與上述滑動部件相對該導(dǎo)向部件作往返運(yùn)動的其行程的兩端相對應(yīng)的位置上配置驅(qū)動用永磁鐵，并用這些線圈和驅(qū)動用永磁鐵構(gòu)成直線電動機(jī)，并將上述驅(qū)動用的永磁鐵配置在能夠加強(qiáng)配置于上述導(dǎo)向部件上的第二永磁鐵的磁力的位置上亦可。
上述第一永磁鐵及第二永磁鐵亦可分別配置在上述滑動部件及上述導(dǎo)向部上件，使得任意一個(gè)其磁極朝向均與上述導(dǎo)向部件的軸心方向垂直。
在上述滑動部件上具備改變刀具對被加工件的切入量的單元亦可。該改變切入量的單元也可以使用壓電元件。還有，亦可具備控制單元，通過控制改變上述切入量的單元，在上述滑動部件的前行過程中讓刀具切入，在返回過程中讓刀具避讓，對被加工件進(jìn)行單向的單程切削加工。
由于根據(jù)本發(fā)明的加工裝置具有上述的結(jié)構(gòu)，因此，滑動部件在移動方向逆轉(zhuǎn)時(shí)，受來自逆轉(zhuǎn)用的永磁鐵的排斥力。因此，在導(dǎo)向部件和滑動部件之間使推力產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)(直線運(yùn)動裝置)，即使產(chǎn)生較小的推力也夠用，因此，能夠控制直線運(yùn)動裝置的發(fā)熱，并防止伴隨發(fā)熱的加工精度的降低。還有，作為使推力產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)，能夠使用在滑動部件的移動行程的端部(在這里推力較小)配置永磁鐵的直線電動機(jī)。與此相伴地、能夠防止推力波動或齒槽效應(yīng)的發(fā)生，可實(shí)現(xiàn)高速高精度的直線移動、直線槽加工。還有，由于通過流體軸承，不傳遞振動，因此，從這一點(diǎn)上也可實(shí)現(xiàn)高精度加工。


本發(fā)明的上述及其他目的及特征，從參照附圖的以下實(shí)施例的說明將更加明了，圖中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的加工裝置的一個(gè)實(shí)施例的重要部分的立體圖。
圖2是將圖1的加工裝置沿其導(dǎo)向部件的軸向切開的剖視圖。
圖3是圖2所示滑動部件的放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在加工裝置(未圖示)的規(guī)定位置上固定有圖1所示的基座1。該基座1通過流體軸承(空氣軸承)支撐導(dǎo)向部件2的兩端部。因此，如圖2所示，在該基座1上配置有空氣配管9，將通過這些空氣配管9引入的壓縮空氣朝向?qū)虿考?的與基座1的相對面噴射，通過該空氣壓力構(gòu)成流體軸承并支撐導(dǎo)向部件2。
還有，在該導(dǎo)向部件2上，通過流體軸承沿導(dǎo)向部件2的軸向可移動地支撐有滑動部件3。因此，如圖3所示，在滑動部件3上設(shè)置有空氣入口10及與該空氣入口10連通的空氣配管9。而且，通過將引入到空氣配管9內(nèi)的壓縮空氣朝向?qū)虿考?的相對面噴射，滑動部件3由空氣壓力支撐。該滑動部件3和導(dǎo)向部件2可在同一軸線上移動。
還有，在本實(shí)施例中，將作為直線驅(qū)動裝置的推力發(fā)生裝置的直線電動機(jī)設(shè)置在滑動部件3和導(dǎo)向部件2之間。在圖2的例中，通過將線圈7配置在滑動部件3上，并將鐵心8及驅(qū)動用永磁鐵6配置在導(dǎo)向部件2上，用這些線圈7、鐵心8及驅(qū)動用永磁鐵6構(gòu)成直線電動機(jī)。尤其，在本實(shí)施例中，在導(dǎo)向部件2的、與滑動部件3相對該導(dǎo)向部件2作往返運(yùn)動的其行程的一端及另一端對應(yīng)的位置上分別設(shè)有驅(qū)動用永磁鐵6。再有，在該一方的驅(qū)動用永磁鐵6和另一方的驅(qū)動用永磁鐵6之間的導(dǎo)向部件2上配置有鐵心8。
再有，在導(dǎo)向部件2上，在一方驅(qū)動用永磁鐵6的外側(cè)(與另一方的驅(qū)動用永磁鐵6相反的一側(cè))附近和另一方驅(qū)動用永磁鐵6的外側(cè)(與上述一方的驅(qū)動用永磁鐵6相反的一側(cè))附近配置有各自的逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4。
由于導(dǎo)向部件2其截面為四邊形，因此，逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4分別在導(dǎo)向部件2的軸心方向的同一位置上，在導(dǎo)向部件2的各個(gè)側(cè)面上各安裝有一個(gè)，合計(jì)四個(gè)(在導(dǎo)向部件2的軸心方向一方一側(cè)及另一方一側(cè)上分別安裝有的四個(gè)逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4中，在圖1中只示出2個(gè))。這些逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4，由于其各個(gè)磁極的朝向?yàn)榕c導(dǎo)向部件2的軸心方向垂直的方向，且磁鐵表面與導(dǎo)向部件2的表面構(gòu)成同一平面，因而磁鐵表面構(gòu)成軸承面的一部分。
還有，如圖3所示，在滑動部件3上，在其中心部上與導(dǎo)向部件2的相對面相對地配置有線圈7。再有，在該滑動部件3的移動方向兩側(cè)上，即在線圈7的兩側(cè)上與導(dǎo)向部件2的相對面相對地配置有逆轉(zhuǎn)用永磁鐵5。該逆轉(zhuǎn)用永磁鐵5，配置成其磁極的朝向相對滑動部件3的移動方向垂直，因而與設(shè)置于導(dǎo)向部件2上的逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4起作用并互相排斥。如圖2所示，該逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4由于配置于驅(qū)動用永磁鐵6的附近，因而其磁力通過該驅(qū)動用永磁鐵6增強(qiáng)。還有，在本結(jié)構(gòu)中，由于不發(fā)生逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4與逆轉(zhuǎn)用永磁鐵5互相接觸的情況，因此，構(gòu)成不發(fā)生由接觸而引起破損的結(jié)構(gòu)。
再有，如圖3所示，在滑動部件3上固定安裝有板簧等彈性部件12。而且，在該彈性部件12上通過螺釘14安裝有對被加工件(未圖示)進(jìn)行槽加工的刀具13。還有，在該彈性部件12和滑動部件3的主體之間配置有壓電元件11。通過用未圖示的控制裝置驅(qū)動并使該壓電元件11伸縮，并借助于彈性部件12使刀具13出入，從而改變對被加工件進(jìn)行加工時(shí)的切入量。即，該壓電元件11構(gòu)成調(diào)節(jié)刀具13對被加工件的切入量的裝置。
通過電流在設(shè)置于滑動部件3上的線圈7上流動，驅(qū)動直線電動機(jī)，使滑動部件3向一方的方向移動。而且，一旦滑動部件3到達(dá)往返運(yùn)動的行程末端，則改變線圈7的電流流動方向，使滑動部件3的移動方向逆轉(zhuǎn)。
該滑動部件3將要逆轉(zhuǎn)移動方向時(shí)，由于設(shè)置于滑動部件3上的逆轉(zhuǎn)用永磁鐵5和設(shè)置于導(dǎo)向部件2上的逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4之間的距離相近，因而在這些逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4、5之間發(fā)生排斥力，并通過該排斥力滑動部件3急劇減速。而后，滑動部件3受到向逆轉(zhuǎn)方向的力并向逆轉(zhuǎn)方向加速。
由于通過該逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4、5的排斥力，使得滑動部件3受力并被加速，因此，即使是在滑動部件3的行程的一端配置驅(qū)動用永磁鐵6而構(gòu)成的推力較小的直線電動機(jī)，也能驅(qū)動刀具13并對被加工件進(jìn)行加工。
在本實(shí)施例中，刀具13(滑動部件3)的往返運(yùn)動的行程，由第一組逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4和第二組逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4之間的距離所限制，即，雖然被限定在一定的范圍內(nèi)，但由于通過逆轉(zhuǎn)用永磁鐵4、5得到往返運(yùn)動的能量，因此，能夠以較少的能量得到較好的效果。
還有，由于將構(gòu)成直線電動機(jī)的驅(qū)動用永磁鐵6配置在導(dǎo)向部件2的與滑動部件3相對該導(dǎo)向部件2作往返運(yùn)動的其行程的兩端部相對應(yīng)的位置上，因此，也不會發(fā)生推力波動或齒槽效應(yīng)，能夠提供作為精度較高的直線移動驅(qū)動裝置的直線電動機(jī)，其結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)高精度的直線槽加工。
再有，由于導(dǎo)向部件2通過流體軸承支撐于基座1上，因而在滑動部件3的移動方向逆轉(zhuǎn)時(shí)等情況下導(dǎo)向部件2所受的斥力等不會傳到基座1上更不會傳到被加工件上，因此，能夠防止振動發(fā)生。其結(jié)果，能夠提高滑動部件3的往返動作的加工精度。
如上所述，在本實(shí)施例的加工裝置中，通過改變設(shè)置于滑動部件3上的線圈7上流動的電流的方向，使滑動部件3相對導(dǎo)向部件2進(jìn)行往返運(yùn)動。再有，該滑動部件3進(jìn)行往返運(yùn)動時(shí)，通過驅(qū)動控制壓電元件11的控制單元使壓電元件11伸縮，調(diào)節(jié)刀具13的突出量。例如，在滑動部件3進(jìn)行前行運(yùn)動時(shí)在壓電元件11上流動規(guī)定的電流，使壓電元件11伸長，向刀具13提供規(guī)定量的切入量，使之對被加工件進(jìn)行單程切削加工。一方面，在進(jìn)行返回運(yùn)動時(shí)，通過縮小壓電元件11使刀具13退避到不干擾被加工件的位置上。而后，通過未圖示的裝置使被加工件向與滑動部件3的往返運(yùn)動正交的方向相對地移動，并如上述那樣進(jìn)行槽加工。刀具13的切入量通過壓電元件11上所外加電壓大小控制。
權(quán)利要求
1.一種加工裝置，具備包括可安裝刀具的滑動部件和通過軸承可在直線方向移動地支撐該滑動部件的導(dǎo)向部件的直線驅(qū)動裝置，其特征在于，具備在上述導(dǎo)向部件和滑動部件之間使推力產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)；分別配置于上述滑動部件的、其直線移動方向的兩側(cè)上的第一永磁鐵；以及分別配置于上述導(dǎo)向部件的、與滑動部件相對該導(dǎo)向部件作往返運(yùn)動的其行程的兩端相對應(yīng)的位置上的第二永磁鐵，當(dāng)相對上述導(dǎo)向部件作往返移動的上述滑動部件位于其移動行程的一端及另一端位置上時(shí)，上述第一永磁鐵通過向上述第二永磁鐵靠近，兩方永磁鐵互相排斥，對上述滑動部件在上述導(dǎo)向部件的軸心方向給予排斥力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征在于，通過軸承將上述導(dǎo)向部件支撐在加工裝置的基座上，從而上述導(dǎo)向部件和滑動部件可在同軸上移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征在于，上述軸承為流體軸承。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征在于，用設(shè)置于上述導(dǎo)向部件和滑動部件之間的直線電動機(jī)構(gòu)成使上述推力產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的加工裝置，其特征在于，在上述滑動部件上具備驅(qū)動用的線圈，在上述導(dǎo)向部件的、與上述滑動部件相對該導(dǎo)向部件作往返運(yùn)動的其行程的兩端相對應(yīng)的位置上配置驅(qū)動用永磁鐵，用這些線圈和驅(qū)動用永磁鐵構(gòu)成直線電動機(jī)，而且將上述驅(qū)動用永磁鐵配置在能夠加強(qiáng)配置于上述導(dǎo)向部件上的上述第二永磁鐵的磁力的位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征在于，上述第一永磁鐵及上述第二永磁鐵分別配置于上述滑動部件及上述導(dǎo)向部件上，使得任何一個(gè)其磁極朝向均與上述導(dǎo)向部件的軸心方向垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工裝置，其特征在于，在上述滑動部件上具備改變刀具對被加工件的切入量的單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加工裝置，其特征在于，改變上述切入量的單元使用壓電元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加工裝置，其特征在于，具備控制單元，該控制單元通過控制改變上述切入量的單元，在上述滑動部件的前行過程中進(jìn)刀，在返回過程中退刀，對被加工件進(jìn)行單向的拉切加工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加工裝置，安裝有刀具的滑動部件沿著導(dǎo)向部件作往返運(yùn)動。在該滑動部件的移動方向前后配置永磁鐵，并且在與導(dǎo)向部件的、滑動部件的行程末端相對應(yīng)的位置上也配置永磁鐵。而且，在滑動部件的移動方向逆轉(zhuǎn)時(shí)由于這些永磁鐵互相靠近，因而產(chǎn)生排斥力，其結(jié)果，滑動部件加速。
文檔編號B23Q15/013GK1962182SQ20061014446
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者河合知彥, 蛯原建三 申請人:發(fā)那科株式會社