JPS6033601B2 - 超精密旋盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面あらさ０．０２一Ｒｚ、うねり０．０５〃
′側程度の超精密の加工を可能とする超精密旋盤に関す
るものである。

超精密の加工をする工作機械においては、その機械の精
度を正確に加工品に転写するのが通常の方法である。

たとえばコンピュータ用メモリディスクの表面を加工す
る場合には、その記憶容量を増大するため、とくに表面
アラサとうねりが問題になるが、この２つの課題を克服
するための工作機械はその機械の精度がディスクの表面
に転写されることを考慮すると、単に静的な精度のみを
満たすものではなく、加工中の動的な精度をも満たさな
ければならない。

即ち機械のあらゆる運動体は優れた運動機能を有し、か
つその運動体の駆動力を与える駆動源も機械の動的な精
度に悪影響を与えないように配慮されなければならない
。またその機械は外部からの振動たとえば、地盤を介し
て他の振動源からの伝動源からの伝動に対しても影響を
受けないような構成にしなければならない。このような
要求に対して従釆の工作機械では満足できるものがなか
った。

本発明は上記の目的を達成しうる超精密旋盤を提供する
もので、つぎの点に特徴を有するものである。

０１運動体の運動機能の向上 加工時に最も重要な運動体は、加工物を保持して回転す
る主軸と、刃物を保持して上記王藤の鞄心と直角方向に
往復する往復台である。

これら主軸および往復台の運動機能を支配するものは、
主軸のラジアル方向およびスラスト方向を案内支持する
軸受と、往復台の摺動面を案内支持するガイド部である
。本発明は上記主軸の軸受および往復台のガイド部に鷺
圧軸受を使用しこれによって運動体の運動機能の向上を
図っている。｛２）主軸および往復台の駆動方式 主軸および往復台の駆動源であるモータはいずれも主軸
および往復台を支持するペットとは別個に独立して配置
したペットに支持され、モータの振動が機械本体に伝達
されないようにしている。

またモータ軸の回転振動を上記主軸と連結するベルトに
伝達されないようにモータ軸と、ベルトを支持するプー
リ軸との間にフレキンカップリングを介在している。

さらにモータ軸と往復台との間の駆動力の伝達のさし、
振動の発生をさげるため、スチールワイヤを使用しこの
スチールワイヤのフレキンビリティを応用して駆動力伝
達のさし、の外乱を排除するようにしている。糊 外部
振動の除去 主軸および往復台等にこれらを支持するペットを介して
外部振動が伝達されるのを除去するためペットを特殊な
構成にしている。

即ちペットを碇盤にて形成し、この旋盤をエアークッシ
ョン装置にて支持している。碇盤はこれ自身の内部構造
減衰が鉄等に比べて高いので、外部振動に強くまた鋳物
および鉄製の箱形状のペットでは複雑な固有振動と固有
振動モードを有するが、碇盤では振動が単純であり、殆
んどはこの碇盤を支持する脚部のバネによる振動を考慮
すればよい。さらにたとえ旋盤と脚部のバネにより碇盤
に振動が生じたとしても、この碇盤に支持されている主
軸および往復台等は碇盤と１体に振動し、加工物と刃物
との闇には相対的変位が発生しないので、加工物の加工
上に問題にならない。しかも碇盤の脚部にはエアークッ
ション装置を設けているので、外部振動を除去するよう
に配慮して，いる。以上のように本発明は各部に動的な
触度を向上するように配慮されている。

第１図において、１は碇盤にして、上面には主軸台２、
摺動案内装置３を固定し脚部には、圧縮空気を充填した
ゴム製の円筒形状の複数個のェアクッション４を固定し
ている。

上記主軸台２は第２図に示す如く加工物（図示せず）を
吸着保持する真空チャック５と、プーリ６を両端部に保
持する主軸７を回転自在に支持し、かつ主軸７のラジア
ル方向と、主軸７の大径フランジ部７′を介挿する如く
両側面即ち主軸７のスラスト方向とを夫々保持する静圧
軸受８ａ，８ｂ，８ｃを固定している。上記摺動案内装
置３は主軸７の軸心と直角方向に摺動面を形成し、この
擢敷面にそうて沼動する往復台９を第４図に示す如く静
圧軸受１０を介して支持している。この往復台９は駆動
モータ１１によって主軸７の執心方向に摺動しうるよう
に刃物台１２を支持し、この刃物台１２には刃物１３を
固定している。１４は主軸駆動モータにして、第３図に
示す如く上記碇盤１とは８Ｕに配置したベース１５上に
固定され、軸端部をフレキンカップリング１６、減速機
１７を介してプーリ軸１８に接続している。

このプーリ軸１８は平ベルト１９を介して、主軸７のプ
ーリ６に接続している。２０はテンション調整用プーリ
にして、上記ベース１５に固定されたブラケツト２１に
アーム２２を介して回転自在に支持され、上記平ベルト
１９にテンションを加えて平ベルト１９の振動を抑止す
るようにしている。

２３は往復台駆動モー外こして、上記碇盤１とは別に配
置したベース２４上に固定され、藤端部を減速機２５を
介してホイル２６に接続している。

このホイル２６は一端部を往復台１１の一端部に接続す
るスチールワイヤ２７を廃園している。２８はスチール
ワイヤにして、一端部を上記往復台９の他端部に接続し
、他総部に上下方向にバランスウェイト２９を接続して
いる。

上記バランスウェイト２９はそ自重によって往復台９を
バランスウェイト２９側に押引し減速機２５内のギャの
バックラッシュを除去するようにしている。スチールワ
イヤ２７は緊張方向およびそれと直角方向に可廉性を有
するので、ホイル２６から往復台１１への駆動力伝達の
さし、の外乱の発生を防止するようにしている。上記の
構成であるから、真空チャック５に被加工物を真空吸着
保持したのち、主軸駆動モータ１４を駆動すると、平ベ
ルト１９を介して主軸７が回転し被加工物を回転させる
。

この場合、主軸７は静圧空気軸受８ａ，８ｂ，８ｃによ
って高精度に保持され、また主軸駆動モータ１４のベー
ス１５が碇盤１とは別に配置され、かつテンション調整
プーリ２川こよって平ベルト１９の振動を抑止している
ので、被加工物の回転精度は高精度に保持される。他方
、往復台駆動モータ２３が駆動すると、減速機２５を介
してホイル２６が回転し、スチールワイヤ２７を介して
往復台１１が摺動案内装置３にそうて主軸７の軸０と直
角方向に移動し、また駆動モー夕１１の駆動によって刃
物台１２を介して刃物１３が主軸７の藤心方向に移動し
て刃物１３により被加工物を加工する。この場合、往復
台駆動モ−夕２３は碇盤１とは別個のベース２４上に固
定され、かつスチールワイヤ２７によってホイル２６か
らの振動が往復台９に伝わるのを防止しておりかつ往復
台９は摺動案内装置３に静圧空気軸受１０によって高精
度に保持されているので、刃物１３は被加工物を高精度
に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超精密旋盤の全体を示す斜視図、
第２図はその主軸台を示す断面図、第３図は主軸台駆動
部を示す図、第４図は摺動案内装置の往復案内部を示す
断面図である。 １・・・旋盤、２・・・主軸台、３・・・摺動案内装置
、４…ェアクツション、５…真空チャック、７…王軸、
８ａ，８ｂ，８ｃ・・・静圧空気軸長、９…往復台、１
０・・・静圧空気軸受、１１・・・駆動モータ、１２…
刃物台、１３…刃物、１４・・・主軸駆動モータ、１５
…ベース、１６…フレキンカツプリング、１７…プーリ
軸、１９…平ベルト、２０…テンション調整プーリ、２
３・・・往復台駆動モータ、２４・・・ベース、２５・
・・減送機、１６・・・ホイル、２７，２８…スチール
ワイヤ、２９…バランスウエイ。 第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加工物を支持して回転する主軸の支持部と、バイト
   を支持して上記主軸の軸心と直角方向に往復台の摺動案
   内部に空気軸受を設け、上記主軸および往復台を夫々駆
   動するモータを支持するベースを主軸および往復台を支
   持するベースとは別に独立して設け、上記主軸および往
   復台を支持するベースを碇盤にて形成し、この碇盤をエ
   アクツシヨン装置にて支持するように構成したことを特
   徴とする超精密旋盤。