(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッドおよび該ベッドに立設されたコラムを備えた装置本体と、
前記ベッド上に、水平方向に平行な第１の方向に移動自在に支持された移動体と、
前記装置本体と前記移動体のうち一方に設けられ、第１の作用点において前記移動体に前記第１の方向に推力を与えることにより、前記移動体を前記第１の方向に移動させる第１の駆動手段とを備え、
前記装置本体と前記移動体のうち一方は、被加工物を保持し、前記装置本体と前記移動体のうち他方は、工具を前記被加工物に対する加工位置に保持し、前記第１の駆動手段によって前記被加工物と前記工具を相対移動させながら前記被加工物を加工する加工装置であって、
前記移動体に加わる前記推力と前記移動体に加わる前記被加工物の加工に伴う外力とに対応して前記装置本体に作用する外力に応じて、前記装置本体を前記第１の方向に移動自在に支持する第１の支持機構をさらに備え、
鉛直方向において前記第１の作用点と前記装置本体の重心と前記移動体の重心の高さが互いに一致するように構成されていることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記移動体は、前記被加工物または前記工具の一方を保持する保持部と、前記第１の方向に対して直交する水平方向に平行な第２の方向に前記保持部を移動自在に支持する第２の支持機構と、第２の作用点において前記保持部に前記第２の方向の推力を与えることによって、前記保持部を前記第２の方向に移動させる第２の駆動手段をさらに備え、
前記第１の支持機構は、前記移動体に加わる前記推力と前記移動体に加わる前記被加工物の加工に伴う外力とに対応して前記装置本体に作用する外力に応じて、前記装置本体を前記第１の方向および前記第２の方向に移動自在に支持するものであり、
鉛直方向において前記第１の作用点と前記第２の作用点と前記装置本体の重心と前記移動体の重心の高さが互いに一致するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の加工装置。
【請求項３】
前記装置本体が前記第１の方向における所定の位置から変位した場合に、前記装置本体を前記所定の位置に移動させる位置修正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の加工装置。
【請求項４】
前記位置修正手段が、前記装置本体の前記所定の位置からの位置の変位を、弾性力、重力または磁気に基づく位置エネルギに変換し、該位置エネルギにより前記装置本体を前記所定の位置に移動させるものであることを特徴とする請求項３記載の加工装置。
【請求項５】
前記位置修正手段が、前記装置本体を前記第１の方向に移動させる補助駆動手段と、前記加工装置において加工の実施されていない期間に前記装置本体を前記所定の位置に移動させるように前記補助駆動手段を制御する補助制御手段とを備えてなるものであることを特徴とする請求項３記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動体と移動体を水平方向に移動可能に支持する装置本体を備える加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属加工装置、搬送装置、検査装置、測定装置および半導体製造装置のように、移動体を水平方向に移動自在に装置本体に支持し、装置本体に設けられた駆動部によって移動体に推力を与えて移動体を水平方向に往復移動させる移動装置が知られている。このような移動装置において、移動体に加わった推力の反力が装置本体に作用して装置本体の振動の発生原因となる場合がある。
【０００３】
上記問題を解決するために、特許文献１には、半導体素子製造に用いられる露光装置において、ＸＹステージ（第１移動体）とＸＹステージをＸＹ平面内で移動自在に支持するステージ定盤（第２移動体）と、ＸＹステージをＸＹ平面に平行な所定方向に駆動する第１の駆動手段と、ＸＹ平面内でステージ定盤を駆動する第２の駆動手段とを備え、ステージ定盤をＸＹ平面内で移動自在に支持し、第２の駆動手段によりＸＹステージの制御に同期してＸＹステージと逆方向にステージ定盤を移動させる技術が提案されている。つまり、特許文献１に記載された技術によれば、第２の駆動手段が、ＸＹステージの推力の反力に対応する外力を、該反力の発生するタイミングで、該反力の方向と逆方向にステージ定盤に与えることにより、ステージ定盤における反力を相殺して、ステージ定盤を介して露光機構などを支持する装置本体が加振されることを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９５１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、工作機械のような加工装置では、上記ＸＹステージのような移動体には、第１または第２の駆動手段による推力だけでなく、被加工物の加工に伴って工具と被加工物との間に作用する力がさらに加えられる。しかしながら、特許文献１に記載された技術は、ＸＹステージの目標変位量にＸＹステージの質量とステージ定盤の質量の逆比を乗算した値を算出し、この値をステージ定盤の目標変位量として、ステージ定盤をフィードフォワード制御するものである。すなわち、特許文献１に記載された技術は、工具と被加工物との間に作用する力のような外力がＸＹステージに加わらないことを前提として、ＸＹステージの目標変位量にのみ基づいてＸＹステージの移動に伴う反力を推定して、推定された反力を相殺するようにステージ定盤を制御するものである。このため、工具と被加工物との間に作用する力のような外力の影響を受ける高精度の加工装置においては、特許文献１の方法は適しているとは言えない。
【０００６】
本発明の目的は、上記事情に鑑み、移動体と該移動体を水平方向に移動自在に支持する装置本体を備えた加工装置において、移動体に、移動体を移動させる推力だけでなく被加工物の加工に伴う外力が加わる場合であっても、移動体に加わった推力と外力とに応じて装置本体に作用する外力に起因する装置本体の振動を抑制できる加工装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の加工装置は、移動体と、該移動体を水平方向に平行な第１の方向に移動自在に支持する装置本体と、前記装置本体と前記移動体のうち一方に設けられ、第１の作用点において前記移動体に前記第１の方向に推力を与えることにより、前記移動体を前記第１の方向に移動させる第１の駆動手段とを備え、前記装置本体と前記移動体のうち一方は、被加工物を保持し、前記装置本体と前記移動体のうち他方は、工具を前記被加工物に対する加工位置に保持し、前記第１の駆動手段によって前記被加工物と前記工具を相対移動させながら前記被加工物を加工する加工装置であって、前記移動体に加わる前記推力と前記移動体に加わる前記被加工物の加工に伴う外力とに対応して前記装置本体に作用する外力に応じて、前記装置本体を前記第１の方向に移動自在に支持する第１の支持機構をさらに備え、鉛直方向において前記第１の作用点と前記装置本体の重心と前記移動体の重心の高さが互いに一致するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の加工装置において、前記移動体は、前記被加工物または前記工具の一方を保持する保持部と、前記第１の方向に対して直交する水平方向に平行な第２の方向に前記保持部を移動自在に支持する第２の支持機構と、第２の作用点において前記保持部に前記第２の方向の推力を与えることによって、前記保持部を前記第２の方向に移動させる第２の駆動手段をさらに備え、前記第１の支持機構は、前記移動体に加わる前記推力と前記移動体に加わる前記被加工物の加工に伴う外力とに対応して前記装置本体に作用する外力に応じて、前記装置本体を前記第１の方向および前記第２の方向に移動自在に支持するものであり、鉛直方向において前記第１の作用点と前記第２の作用点と前記装置本体の重心と前記移動体の重心の高さが互いに一致するように構成されていることが好ましい。
【０００９】
上記、「移動体の重心」は、移動体に備えられた各構成要素を含む移動体の重心を意味する。例えば、移動体の重心は、移動体が被加工物を保持する場合は、被加工物を含む移動体の重心を意味し、移動体が工具を保持する場合は、工具を含む移動体の重心を意味する。同様に、移動体の重心は、移動体に第１の駆動手段または第２の駆動手段の構成要素が取り付けられている場合には、取り付けられた構成要素を含む移動体の重心を意味する。また、移動体の重心を算出する際に、移動体を構成する構成要素のうち、移動体の質量に対して無視できるほど質量が小さい構成要素については、そのような構成要素を含まないものとして移動体の重心を算出してよい。
【００１０】
同様に、「装置本体の重心」は、装置本体に備えられた各構成要素を含む装置本体の重心を意味する。例えば、装置本体の重心は、装置本体が被加工物を保持する場合は、被加工物を含む装置本体の重心を意味し、装置本体が工具を保持する場合は、工具を含む装置本体の重心を意味する。同様に、装置本体の重心は、装置本体に第１の駆動手段または第２の駆動手段の構成要素が取り付けられている場合には、取り付けられた構成要素を含む装置本体の重心を意味する。また、装置本体の重心を算出する際に、装置本体を構成する構成要素のうち、装置本体の質量に対して無視できるほど質量が小さい構成要素については、そのような構成要素を含まないものとして装置本体の重心を算出してよい。
【００１１】
また、上記「前記移動体に加わる前記推力と前記移動体に加わる前記被加工物の加工に伴う外力とに対応して前記装置本体に作用する外力に応じて、前記装置本体を前記第１の方向に移動自在に支持する第１の支持機構」は、装置本体に作用する外力とに応じて、摩擦力の影響をほとんど受けないで円滑に装置本体を第１の方向に移動自在とするように装置本体を支持するものであれば、いかなる態様に構成されてよい。同様に、上記「前記第１の支持機構は、前記移動体に加わる前記推力と前記移動体に加わる前記被加工物の加工に伴う外力とに対応して前記装置本体に作用する外力に応じて、前記装置本体を前記第１の方向および前記第２の方向に移動自在に支持する」とは、装置本体に作用する外力に応じて、摩擦力の影響をほとんど受けないで円滑に装置本体を第１の方向および第２の方向に移動自在とするものであれば、いかなる態様に構成されてよい。なお、「前記移動体に加わる前記推力と前記移動体に加わる前記被加工物の加工に伴う外力とに対応して装置本体に作用する外力」は、装置本体に作用する外力が移動体に加わる推力に対応して装置本体に作用する反力と、被加工物の加工に伴って被加工物または工具を介して移動体に加わる外力に対応して装置本体に作用する外力とを含むことを意味する。なお、例えば、第１の支持機構を１つの部材によって構成してもよく、複数の部材によって構成してもよく、あるいは、鏡面加工されるなど十分に摩擦力が低減された支持面によって装置本体を移動自在に支持するような場合には、そのような支持面によって第１の支持機構を構成してもよい。
【００１２】
また、上記「前記第１の作用点と前記装置本体の重心と前記移動体の重心の高さが互いに一致する」とは、厳密な一致に限定されず、加工装置の大きさや要求される加工精度に応じて、鉛直方向において第１の作用点と装置本体の重心と移動体の重心の高さが実質的に一致すると見なせるものであればよい。同様に、「鉛直方向において前記第１の作用点と前記第２の作用点と前記装置本体の重心と前記移動体の重心の高さが互いに一致する」とは、厳密な一致に限定されず、加工装置の大きさや要求される加工精度に応じて、鉛直方向において第１の作用点と第２の作用点と装置本体の重心と移動体の重心の高さが実質的に一致すると見なせるものであればよい。例えば、加工装置の高さが１.５ｍ程度で、加工装置重量が１．５ｔ程度の加工装置において、装置本体と移動体の重心の高さが、鉛直方向に１０ｍｍ程度離れた範囲内に位置すれば装置本体と移動体の重心の高さが一致するとみなすことができる。
【００１３】
また、本発明にかかる加工装置において、前記装置本体が前記第１の方向における所定の位置から変位した場合に、前記装置本体を前記所定の位置に移動させる位置修正手段をさらに備えることが好ましい。
【００１４】
上記の場合に、前記位置修正手段が、前記所定の位置からの位置の変位が大きくなるほど、位置エネルギが大きくなるように、前記装置本体の前記所定の位置からの位置の変位を、弾性力、重力または磁気に基づく前記位置エネルギに変換し、該位置エネルギにより前記装置本体を前記所定の位置に移動させるものとすることができる。
【００１５】
また、上記「前記装置本体の前記所定の位置からの位置の変位を、弾性力に基づく前記位置エネルギに変換し」とは、装置本体の所定の位置からの位置の変位を、弾性体の伸縮による位置エネルギに変換できるように構成することを意味する。例えば、位置修正手段を、装置本体に水平方向に接続されたばねにより構成し、装置本体の所定位置においてばねが伸縮していない状態となり、装置本体が所定位置から離れるほどばねがより大きく伸縮するようにばねを配置することによって、装置本体の水平方向の位置の変位を弾性力に基づく位置エネルギに変換することが考えられる。
【００１６】
上記「前記装置本体の前記所定の位置からの位置の変位を、重力に基づく前記位置エネルギに変換し」とは、装置本体の所定の位置からの位置の変位を、装置本体の鉛直方向（重力）の高さの変位として換算できるように構成することを意味する。例えば、位置修正手段を、所定位置から離れる方向に向かって鉛直方向の高さが徐々に高くなるように緩やかに傾斜させた支持面により構成し、装置本体を、上記支持面によって支持することによって、装置本体の水平方向の位置の変位を重力に基づく位置エネルギに変換することが考えられる。
【００１７】
また、「前記装置本体の前記所定の位置からの位置の変位を、磁気に基づく前記位置エネルギに変換し」とは、装置本体の所定の位置からの位置の変位を、磁力によるひき合う力または退け合う力に基づく位置エネルギに変換できるように構成することを意味する。例えば、位置修正手段を、装置本体の下方に設けられた磁石と、装置本体を支持する部材の、該磁石に対抗する位置に設けられた磁石により構成し、装置本体の所定位置において磁石が互いにひき合う力が最も強くなり、装置本体が所定位置から離れるほど磁石が互いにひき合う力が最も弱くなるようにすることによって、装置本体の水平方向の位置の変位を磁気に基づく位置エネルギに変換することが考えられる。
【００１８】
また、前記位置修正手段を、前記装置本体を前記第１の方向に移動させる補助駆動手段と、前記加工装置において加工の実施されていない期間に前記装置本体を前記所定の位置に移動させるように前記補助駆動手段を制御する補助制御手段とを備えてなるものとしてもよい。
【００１９】
上記「前記加工装置において加工の実施されていない期間」は、被加工物を工具によって加工していない期間を意味する。例えば、被加工物を工具によって加工していない期間として、１つの加工工程が間欠的に行われる複数の部分加工工程からなる場合の各部分加工工程の合間、被加工物に対する所望の加工処理の終了後、被加工物に対する所望の加工処理の開始前などが考えられる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の加工装置によれば、移動体と、該移動体を水平方向に平行な第１の方向に移動自在に支持する装置本体と、装置本体と移動体のうち一方に設けられ、第１の作用点において移動体に第１の方向に推力を与えることにより、移動体を第１の方向に移動させる第１の駆動手段と、移動体に加わる推力と移動体に加わる被加工物の加工に伴う外力とに対応して装置本体に作用する外力に応じて、装置本体を第１の方向に移動自在に支持する第１の支持機構を備え、鉛直方向において第１の作用点と装置本体の重心と移動体の重心の高さが互いに一致するように構成されている。
【００２１】
装置本体を水平方向に平行な第１の方向に移動自在に支持することにより、移動体に加わる推力と移動体に加わる被加工物の加工に伴う外力とに対応して装置本体に第１の方向に作用する外力に応じて装置本体を第１の方向に移動させて、装置本体の振動を抑制することができる。また、鉛直方向において第１の作用点と装置本体の重心の高さが互いに一致しているため、装置本体の重心から鉛直方向に偏心した位置で装置本体に外力が加わることによって、装置本体の重心を含み水平方向に平行な軸を中心とした回転トルクが発生することを好適に低減することができる。また、鉛直方向において第１の作用点と移動体の重心の高さが互いに一致しているため、移動体の重心から鉛直方向に偏心した位置で移動体に推力が加わることによって、移動体の重心を含み水平方向に平行な軸を中心とした回転トルクが発生することを好適に低減することができる。
【００２２】
したがって、水平方向に移動する移動体に、移動体を移動させるための推力だけでなく工具と被加工物間に作用する力が外力として加わる加工装置においても、移動体に加わる推力と外力に応じて装置本体に作用する外力に起因する装置本体の振動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態である加工装置の静止状態の正面図
【図２】図１の加工装置の側面図
【図３】図１の加工装置の移動状態の正面図
【図４】図３の加工装置の側面図
【図５】第１から第５の実施形態の加工装置の制御部を示す機能ブロック図
【図６】第１の実施形態の加工装置の変形例を示す概念図
【図７】第２の実施形態である加工装置の側面図
【図８】第３の実施形態である加工装置の側面図
【図９】第４の実施形態である加工装置の側面図
【図１０】第５の実施形態である加工装置の側面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の移動装置の第１の実施形態である加工装置１の静止状態の正面図、図２は図１の加工装置の側面図、図３は図１の加工装置の移動状態の正面図、図４は図３の加工装置の側面図、図５は第１から第５の実施形態の加工装置の制御部を示す機能ブロック図を示す。なお、各図において、説明に不要な構造については適宜省略されている。
【００２５】
加工装置１は、水平に移動自在に構成された移動体１０に載置された被加工物Ｗを、装置本体９のＺ軸ヘッド６の下端に取り付けた工具Ｃ（回転切削工具）で加工する装置である。
【００２６】
加工装置１は、被加工物Ｗを保持する移動体１０と、被加工物Ｗに対する所望の加工位置に工具Ｃを保持し、移動体１０をＹ軸方向に移動自在に支持する装置本体９と、装置本体９をＸ軸方向とＹ軸方向に移動自在に支持するクロスリニアガイド４（第１の支持機構）と、クロスリニアガイド４が上面に設置された台座部５と、制御部８から構成されている。また、台座部５は床面上に設置されている。
【００２７】
装置本体９は、クロスリニアガイド４によって水平方向に移動自在に支持された各構成要素のうち、移動体１０（移動体）を構成する構成要素を除いたものである。ここでは、装置本体９は、台座部５上にクロスリニアガイド４を介して水平方向に移動自在に支持されたベッド２と、ベッド２に立設するコラム３と、コラム３の側方に設置されたＺ軸ヘッド６と、Ｚ軸ヘッド６の下端に取り付けられた工具Ｃと、詳細は後述するが、移動体１０をＹ軸方向に移動自在に支持するためのＹ軸ガイド機構１３を構成する部品のうち、ベッド２に固定された部品であるガイドレール１３ｂと、移動体１０にＹ軸方向の推力を与えるＹ軸リニアモータ１２を構成する部品のうち、ベッド２に固定された部品である固定子１２ｂと、移動体１０のＹ軸方向の位置を測定するための不図示のＹ軸リニアスケールのうち、ベッド２に固定された部品であるスケール、クロスリニアガイド４のベッド２側に固定された可動子から構成されている。
【００２８】
移動体１０は、被加工物Ｗを保持するとともに装置本体９に第１の方向（Ｙ軸方向）に移動自在に支持され、加工のために所定の駆動手段（Ｙ軸リニアモータ）によって第１の方向（Ｙ軸方向）に推力を供給されて装置本体９上を第１の方向（Ｙ軸方向）に移動するものである。ここでは、移動体１０は、被加工物Ｗと、被加工物Ｗを保持するＸ軸移動テーブル１１（保持部）と、Ｘ軸移動テーブル１１をＸ軸方向に移動自在に支持するＸ軸ガイド機構１５（第２の支持機構）と、Ｘ軸移動テーブル１１をＸ軸方向に移動させる推力を与えるＸ軸リニアモータ１４と、Ｘ軸ガイド機構１５とＸ軸リニアモータ１４を支持するとともに、ベッド２にＹ軸ガイド機構１３を介してＹ軸方向に移動自在に支持されるＹ軸移動テーブル１６と、詳細は後述するが、移動体１０をＹ軸方向に移動自在に支持するためのＹ軸ガイド機構１３を構成する部品のうち、移動体１０に固定された部品である軸受１３ａと、移動体１０にＹ軸方向の推力を与えるＹ軸リニアモータ１２を構成する部品のうち、移動体１０に固定された部品である可動子１２ａと、移動体１０のＹ軸方向の位置を測定するための不図示のＹ軸リニアスケールのうち、移動体１０に固定された部品である光センサから構成されている。
【００２９】
Ｙ軸ガイド機構１３は、ベッド２の上面に設けられ、移動体１０を、摩擦による影響がほとんどない状態でＹ軸方向に移動自在に案内するものである。Ｙ軸ガイド機構１３は、移動体１０に取り付ける軸受１３ａと軸受１３ａが走行するガイドレール１３ｂとから構成されている。ガイドレール１３ｂは、ベッド２上に固定されている。
【００３０】
Ｙ軸リニアモータ１２は、ベッド２上に設けられ、第１の作用点Ｅｙにおいて移動体１０にＹ軸方向に推力を与えることにより、移動体１０をＹ軸方向に移動させるものである。Ｙ軸リニアモータ１２は、一次側励磁コイルを有する可動子１２ａと、可動子１２ａが走行する走行面上に所定ピッチで配列させた複数の二次側永久磁石を有する固定子１２ｂとから構成されている。固定子１２ｂは、ベッド２から立設した支持部２１に可動子１２ａに対向する位置に固定されている。
【００３１】
Ｙ軸リニアモータ１２は、可動子１２ａの一次側励磁コイルを励磁することにより、第１の作用点Ｅｙにおいて移動体１０にＹ軸方向の推力を供給することができる。なお、移動体１０に推力が供給される際には、移動体１０に供給される推力に応じた反力が、第１の作用点Ｅｙにおいて固定子１２ｂを介して装置本体９に作用する。
【００３２】
また、本実施形態においては、２つのＹ軸リニアモータ１２が、Ｙ軸方向に直交する方向であるＸ軸方向に移動体１０を挟んで対向する位置に設けられており、移動体１０の両側から移動体１０にＹ軸方向に推力を供給するように構成されている。このように２つのＹ軸リニアモータ１２を配置した場合には、移動体１０を安定して駆動するために好適である。なお、本構成に限定されず、上記実施形態におけるＹ軸リニアモータの一方を省略することも可能である。
【００３３】
Ｘ軸ガイド機構１５は、Ｙ軸移動テーブル１６上に設けられ、Ｘ軸移動テーブル１１を、摩擦による影響がほとんどない状態でＸ軸方向に移動自在に案内するものである。Ｘ軸ガイド機構１５は、Ｘ軸移動テーブル１１に取り付ける軸受１５ａと軸受１５ａが走行するガイドレール１５ｂとから構成されている。ガイドレール１５ｂは、Ｙ軸移動テーブル１６上に固定されている。なお、Ｘ軸ガイド機構１５の構造は、Ｙ軸ガイド機構１３と同様である。
【００３４】
Ｘ軸リニアモータ１４は、Ｙ軸移動テーブル１６上に設けられ、第２の作用点ＥｘにおいてＸ軸移動テーブル１１にＸ軸方向に推力を与えることにより、Ｘ軸移動テーブル１１をＸ軸方向に移動させるものである。Ｘ軸リニアモータ１４は、Ｘ軸移動テーブル１１に取り付ける可動子１４ａおよび可動子１４ａが走行する固定子１４ｂとから構成されている。固定子１４ｂは、Ｙ軸移動テーブル１６に可動子１４ａに対向する位置に固定されている。なお、Ｘ軸リニアモータ１４の構造は、Ｙ軸リニアモータ１２と同様である。
【００３５】
Ｘ軸リニアモータ１４は、可動子１４ａの一次側励磁コイルを励磁することにより、第２の作用点ＥｘにおいてＸ軸移動テーブル１１にＸ軸方向の推力を供給することができる。なお、Ｘ軸移動テーブル１１に推力が供給される際には、Ｘ軸方向の推力に応じた反力が第２の作用点Ｅｘにおいて固定子１４ｂを介してＹ軸移動テーブル１６に作用し、該反力が第１の作用点Ｅｙを介して装置本体９に作用する。
【００３６】
Ｚ軸ヘッド６は、下端に工具Ｃを備えたＺ軸ヘッド本体６１、Ｚ軸ヘッド本体６１のＺ軸方向の移動を案内するＺ軸ガイド機構６２、Ｚ軸ヘッド本体６１をＺ軸方向に移動させる推力を与えるＺ軸リニアモータ６３（図５参照）を備えている。なお、Ｚ軸ガイド機構６２は、Ｙ軸ガイド機構１３、Ｘ軸ガイド機構１５と同様の構造であり、Ｚ軸リニアモータ６３は、Ｙ軸リニアモータ１２およびＸ軸リニアモータ１４と同様の構造である。
【００３７】
また、加工装置１は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向のそれぞれに対して、移動体１０に保持される被加工物Ｗと装置本体に保持される工具Ｃとの位置関係を測定するためのリニアスケール（位置測定手段）を備えている（図１〜４には不図示、図５参照）。Ｙ軸リニアスケール１２Ｓは、固定子１２ｂに平行にベッド２に取り付けられたスケールと、スケールを読み取り可能に移動体１０に取り付けた光センサから構成される。Ｘ軸リニアスケール１４Ｓは、固定子１４ｂに平行にＹ軸移動テーブル１６に取り付けられたスケールと、スケールを読み取り可能にＸ軸移動テーブル１１に取り付けた光センサから構成される。Ｚ軸リニアスケール６３Ｓは、Ｚ軸リニアモータの固定子に平行にＺ軸ヘッド本体６１に取り付けられたスケールと、スケールを読み取り可能にコラム３に取り付けた光センサから構成される。なお、各測定手段として、マグネスケールとマグネスケールを読み取り可能なホール素子等の磁力センサなど任意の代替手段を用いてもよい。
【００３８】
クロスリニアガイド４は、装置本体９に作用する外力に応じて、装置本体９をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動自在に支持するものである。また、クロスリニアガイド４は、ガイドレールと軸受を有する１軸方向のリニアガイドを互いに直交するように連結したものであり、ベッド２の下面に一方のリニアガイドの軸受が取り付けられ、台座部５の上面に他方のリニアガイドの軸受が取り付けられている。なお、装置本体９を、装置本体９に作用する外力に応じて、水平面内で移動自在に支持できるものであれば、クロスリニアガイドに代えていかなる構成を採用してよい。一例として、ベッド２を、台座部５を省略して設置面上に任意の構成により水平方向に移動自在に支持するようにしてもよい。
【００３９】
図５に示すように、制御部８は、移動指示受付部８１とリニアモータ制御部８２を備えている。移動指示受付部８１は、操作パネルを介してユーザからの移動指示を受け付けるとともに、移動指示に応じた移動指令をリニアモータ制御部８２に出力するものである。リニアモータ制御部８２は、移動指令に応じてＸ軸リニアモータ１４、Ｙ軸リニアモータ１２、Ｚ軸リニアモータ６３へそれぞれ出力する駆動電流を制御するものである。なお、本実施形態では、２つのＹ軸リニアモータ１２を備え、各Ｙ軸リニアモータ１２に対して、Ｙ軸制御部８６、Ｙ軸出力部８８、Ｙ軸リニアスケール１２Ｓがそれぞれ設けられており、各Ｙ軸リニアモータ１２に対するＹ軸制御部８６、Ｙ軸出力部８８、Ｙ軸リニアスケール１２Ｓの構造と作用は共通である。このため、図５においては、一方のＹ軸リニアモータ１２と、これに対応するＹ軸制御部８６、Ｙ軸出力部８８、Ｙ軸リニアスケール１２Ｓの図示を省略している。
【００４０】
リニアモータ制御部８２は、Ｘ軸制御部８４、Ｙ軸制御部８５、Ｚ軸制御部８６とＸ軸出力部８７、Ｙ軸出力部８８、Ｚ軸出力部８９から構成されている。Ｘ軸制御部８４、Ｙ軸制御部８５、Ｚ軸制御部８６は、移動指令と、各Ｘ軸リニアスケール１４Ｓ，Ｙ軸リニアスケール１２Ｓ、Ｚ軸リニアスケール６３Ｓによって検出された情報から算出した各Ｘ軸リニアモータ１４、Ｙ軸リニアモータ１２、Ｚ軸リニアモータ６３の各可動子の位置情報および速度情報に基づいてＸ軸出力部８７、Ｙ軸出力部８８、Ｚ軸出力部８９への指令値（制御量）をそれぞれ出力するものである。Ｘ軸出力部８７、Ｙ軸出力部８８、Ｚ軸出力部８９は、Ｘ軸制御部８４、Ｙ軸制御部８５、Ｚ軸制御部８６から出力された各指令値に基づいて各Ｘ軸リニアモータ１４、Ｙ軸リニアモータ１２、Ｚ軸リニアモータ６３にそれぞれ駆動電流を出力するものである。なお、図５における補助制御部８３と補助駆動部７Ｄ１と補助センサ７Ｄ２は第１〜第４の実施形態においては必須ではなく、後述の第５の実施形態において採用される構成であるため、第５実施形態において説明する。
【００４１】
ここで、加工装置１は、鉛直方向において、装置本体９の重心Ｇｂと移動体１０の重心Ｇｍと第１および第２の作用点Ｅｘ、Ｅｙの高さが一致するように構成されている。
【００４２】
移動体の重心Ｇｍと、装置本体の重心Ｇｂと、第１の作用点Ｅｙ（または第２の作用点Ｅｘ）の鉛直方向の高さを一致させるとは、厳密な一致に限定されず、加工装置１の大きさや要求される加工精度に応じて、鉛直方向において第１の作用点Ｅｙ（または第２の作用点Ｅｘ）と装置本体９の重心と移動体１０の重心の高さが実質的に一致すると見なせるものであればよい。例えば、鉛直方向の高さ１.５ｍ程度、質量が１．５ｔ程度の加工装置の場合には、装置本体の重心と移動体の重心と第１の作用点（または第２の作用点）の鉛直方向の高さの差が１０ｍｍ程度以内であれば、装置本体の重心と移動体の重心と第１の作用点（または第２の作用点）の鉛直方向の高さが実質的に一致するとみなすことができる。なお、加工装置１において、移動体の重心Ｇｍと、装置本体の重心Ｇｂと、第１の作用点Ｅｙ（または第２の作用点Ｅｘ）の鉛直方向の高さを実質的に一致させるものであれば、移動体１０と装置本体９を任意の構造としてよい。
【００４３】
なお、移動体１０と装置本体９の重心を算出する際、移動体１０と装置本体９の重心に寄与する影響に応じて、移動体１０および装置本体９を構成する各要素を適宜選択的に用いてよい。例えば、上記の例において、Ｙ軸ガイド機構１３、Ｙ軸リニアモータ１２、Ｙ軸リニアスケール１２Ｓ、クロスリニアガイド４を構成する各部品のうちベッド２側に固定された部品を装置本体９に含まれるものとしたが、これらの部分の質量が装置本体９の質量に対して無視できるほど小さいものであれば、これらの部分を含まないものとして装置本体９の重心Ｇｂを算出してもよい。また、Ｙ軸ガイド機構１３、Ｙ軸リニアモータ１２、Ｙ軸リニアスケール１２Ｓを構成する各部品のうち、Ｙ軸移動テーブルに固定された部品を移動体１０に含まれるものとしたが、これらの部分の質量が移動体１０の質量に対して無視できるほど小さいものであれば、これらの部分を含まないものとして移動体１０の重心Ｇｍを算出してもよい。
【００４４】
上記の加工装置の作用を説明する。加工装置１において、制御部８によってＸ軸リニアモータ１４、Ｙ軸リニアモータ１２、Ｚ軸リニアモータ６３がそれぞれ駆動されると、被加工物Ｗを保持するＸ軸移動テーブル１１にＸ軸方向とＹ軸方向の推力がそれぞれ供給されて、装置本体９に保持された工具Ｃに対してＸ軸移動テーブル１１がＸＹ平面において移動し、工具Ｃを保持するＺ軸ヘッド本体６１にＺ軸方向の推力が供給されて、Ｚ軸方向に工具Ｃが移動する。被加工物Ｗに対して所望の加工を施すための一連の移動指示に応じて、被加工物Ｗと工具Ｃを相対的に移動させながら加工処理を行うことにより、被加工物Ｗの加工が実施される。また、移動体１０の移動のために、Ｘ軸方向の推力とＹ軸方向の推力とが移動体１０に加わり、これらの推進力の反力が装置本体９に外力として作用する。また、被加工物Ｗの加工に伴って、工具Ｃと被加工物Ｗとの間に作用する力が、被加工物Ｗを介して移動体１０に加わり、さらに移動体１０を介して装置本体９に外力として作用する。
【００４５】
本加工装置１によれば、鉛直方向において、移動体１０の重心Ｇｍと第１の作用点Ｅｙの高さが一致するように構成されている。例えば、図１〜図４に示すように、移動体１０の重心Ｇｍと第１の作用点Ｅｙとは、加工工程に応じてＸＹ平面上でそれぞれ異なる位置に移動しているが、常に鉛直方向の高さは一致している。
【００４６】
もし、鉛直方向において、移動体１０の重心Ｇｍと第１の作用点Ｅｙの高さが異なる場合には、移動体１０に第１の作用点ＥｙにおいてＹ軸方向の外力が加わると、移動体１０の重心Ｇｍと第１の作用点Ｅｙとの鉛直方向の偏心に応じて、移動体１０の重心Ｇｍを含み、Ｘ軸に平行な回転軸を中心とする回転トルクが発生して振動の原因となる可能性がある。しかしながら、本実施形態のように、実質的に移動体１０の重心Ｇｍと鉛直方向に同じ高さに配置された第１の作用点Ｅｙにおいて、移動体１０にＹ軸方向の外力が加わった場合には、上記のような回転トルクの発生が抑制されて移動体１０の振動の発生を防ぐことができる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、鉛直方向において、移動体１０の重心Ｇｍと第２の作用点Ｅｘの高さが一致するように構成されている。このため、実質的に移動体１０の重心Ｇｍと鉛直方向に同じ高さに配置された第２の作用点Ｅｘにおいて、移動体１０にＸ軸方向の外力が加わるため、移動体１０の重心Ｇｍを含み、Ｙ軸に平行な回転軸を中心とする回転トルクの発生が抑制されて、非常に効果的に移動体１０の振動の発生を抑制することができる。
【００４８】
また、本加工装置１によれば、鉛直方向において、第１の作用点Ｅｙと装置本体９の重心Ｇｂの高さが一致するように構成されている。例えば、図１〜図４に示すように、装置本体９の重心Ｇｂと第１の作用点Ｅｙとは、加工工程に応じてＸＹ平面上でそれぞれ異なる位置に移動しているが、常に鉛直方向の高さは一致している。なお、加工装置１において、Ｚ軸ヘッド６のＺ方向移動により装置本体の重心Ｇｂはわずかに鉛直方向に変位するが、ほとんど無視できる程度の変位となるように構成されている。
【００４９】
もし、鉛直方向において、装置本体９の重心Ｇｂと第１の作用点Ｅｙの高さが異なる場合には、第１の作用点Ｅｙにおいて外力が装置本体９に加わると、装置本体９の重心Ｇｂと第１の作用点Ｅｙとの鉛直方向の偏心に応じて、装置本体９の重心Ｇｂを含み、Ｘ軸に平行な回転軸を中心とした回転トルクが発生して振動の原因となる可能性がある。しかしながら、本実施形態のように、実質的に装置本体９の重心Ｇｂと鉛直方向に同じ高さに配置された第１の作用点Ｅｙにおいて装置本体９に外力が作用するようにした場合には、上記のような回転トルクの発生が抑制されて装置本体９の振動の発生を防ぐことができる。このため、装置本体９に支持された移動体１０の振動の発生も抑制される。
【００５０】
さらに、本実施形態では、鉛直方向において、装置本体９の重心Ｇｍと第１の作用点Ｅｙと第２の作用点Ｅｘの高さが一致するように構成されている。このため、実質的に第２の作用点Ｅｘと装置本体９の重心Ｇｍと鉛直方向に同じ高さに配置された第１の作用点Ｅｙにおいて、装置本体９にＸ軸方向の外力が作用する。従って、装置本体９の重心Ｇｂを含み、Ｙ軸に平行な回転軸を中心とする回転トルクの発生が抑制されて、効果的に装置本体９の振動の発生を抑制することができる。
【００５１】
上記効果をさらに高めるために、移動体１０または装置本体９の重心を、所望の重りを移動体１０または装置本体９に積載して調整可能に構成にすることが好ましい。例えば、移動体１０の重心Ｇｍを鉛直方向に調整するために、複数の重りを移動体１０に積載した状態で、鉛直方向において、移動体１０の重心Ｇｍを装置本体９の重心Ｇｂの高さを一致させる。なお、複数の重りは、移動体１０に積載される可能性のある被加工物Ｗや工具Ｃのような積載物の質量と同程度の質量となるように選択される。そして、移動体１０に被加工物Ｗや工具Ｃなどの積載物が搭載されると、それらの積載物の質量と同じ質量の重りを移動体１０から取り除くようにすればよい。なお、上記の調整方法は移動体１０だけでなく装置本体９にも同様に適用可能であり、装置本体９の重心Ｇｂを鉛直方向に調整可能に構成してもよい。このように、鉛直方向に装置本体９および／または移動体１０の重心Ｇｂ、Ｇｍを調整可能にした場合には、鉛直方向において装置本体９および／または移動体１０の重心Ｇｂ、Ｇｍと第１の作用点Ｅｙまたは第２の作用点Ｅｘの高さをより正確に一致させることができる。
【００５２】
さらに、本加工装置１によれば、装置本体９が台座部５に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に移動自在に支持されている。式（１）〜（３）において、装置本体の質量Ｍｂ、移動体の質量Ｍｍ、装置本体９のＸ軸方向の加速度ａｂｘ，Ｙ軸方向の加速度ａｂｙ、移動体１０のＸ軸方向の加速度ａｍｘ、Ｙ軸方向の加速度ａｍｙ、移動体１０に加わる外力ＦのＸ成分Ｆｘ、移動体１０に加わる外力ＦのＹ成分Ｆｙとの関係を示す。式（１）〜（３）に示すように、移動体１０に外力Ｆｘ，Ｆｙが供給されると、該移動体１０に供給された外力Ｆに応じた反力−Ｆｘ，−Ｆｙが装置本体９に作用する。
Ｆｘ＝Ｍｍ×ａｍｘ，Ｆｙ＝Ｍｍ×ａｍｙ・・・・・・・・・・式（１）
−Ｆｘ＝Ｍｂ×ａｂｘ, −Ｆｙ＝Ｍｂ×ａｂｙ・・・・・・・・式（２）
ａｂｘ＝Ｍｍ／Ｍｂ×ａｍｘ，ａｂｙ＝Ｍｍ／Ｍｂ×ａｍｙ・・式（３）
【００５３】
本加工装置１によれば、装置本体９が台座部５に対してＸ軸方向およびＹ軸方向に移動自在に支持されているので、装置本体９は、反力−Ｆｘ，−Ｆｙと常に同期して、反力−Ｆｘ，−Ｆｙと同方向に、移動体１０の加速度ａｍｘ，ａｍｙに質量比の逆数Ｍｍ／Ｍｂを乗算した加速度ａｂｘ，ａｂｙで移動する。このことにより、水平方向の反力−Ｆｘ，−Ｆｙによって装置本体９における水平方向の振動が発生することを抑制することができる。さらに、これに伴い、装置本体９に支持された移動体１０の振動の発生も抑制される。
【００５４】
また、加工装置１において、装置本体９に作用する外力は、移動体１０を移動させるための推力に対する反力（駆動による反力）だけでなく、加工に伴って被加工物Ｗと工具Ｃの間に作用する外力（加工による外力）も含むものとなっているため、装置本体９を移動自在とすることにより、駆動による反力に起因する振動だけでなく、加工による外力に起因する振動も好適に抑制することができる。
【００５５】
本加工装置１によれば、第１の作用点Ｅｙ（および第２の作用点Ｅｘ）と移動体１０の重心Ｇｍと装置本体９の重心Ｇｂの鉛直方向における高さを一致させて、回転トルクに伴うｘ、ｙ、ｚ方向の力が装置本体９と移動体１０に作用することを十分に抑制し、かつ、装置本体９に作用する外力（移動体１０の駆動による反力と加工に伴う外力とを含む外力）によって装置本体９を水平移動させることにより、装置本体９と移動体１０の振動を非常に好適に抑制することができる。この結果、高速かつ高精度に被加工物Ｗの加工を行うことが可能になる。また、上記のように、加工装置１の第１の作用点Ｅｙ（および第２の作用点Ｅｘ）と移動体１０の重心Ｇｍと装置本体９の重心Ｇｂの鉛直方向における高さを一致させて、装置本体９を水平方向に移動自在に支持する構成とした場合には、能動的に装置本体９に作用する反力による振動を防ぐためのさらなる制御手段を設ける必要がなく、装置構造の複雑化を防ぎ、製造コストを低減することができる。
【００５６】
これに対し、例えば、特許文献１に記載された方法によれば、ＸＹステージの目標変位量にＸＹステージの質量とステージ定盤の質量の逆比を乗算した値を算出し、この値をステージ定盤の目標変位量として、ステージ定盤をフィードフォワード制御するものである。これは、あくまでＸＹ方向のリニアモータを制御する目標位置に応じた制御が行われるものであって、ステージ定盤に加わる推力以外の外力にも応じた制御が行われるものではない。また、指令位置算出のための計算時間によって、実際のＸＹステージの動きと完全にタイミングを同期させてステージ定盤を駆動することは難しい。また、ステージ定盤を駆動する駆動手段と制御手段を備えることにより、製造コストの増加を招いてしまうため好ましくない。
【００５７】
本発明は上記実施形態に限定されず、加工装置１において、水平方向に平行な一軸方向（例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向のいずれか一方）についてのみ、該一軸方向の第１の作用点と、移動体１０の重心Ｇｍと、装置本体９の重心Ｇｂとの鉛直方向の高さが一致するように構成し、さらに、上記一軸方向にのみ装置本体９を移動自在に支持してもよい。この場合にも、上記一軸方向において、装置本体９に作用する外力に応じて装置本体９を移動させることにより、移動体１０と装置本体９の振動を好適に抑制することができる。また、第１の作用点において上記一軸方向に装置本体９に作用する外力によって装置本体９に回転トルクが発生することを抑制することができ、装置本体９の振動を好適に抑制することができる。また、第１の作用点において上記一軸方向に移動体１０に作用する外力によって移動体１０に回転トルクが発生を抑制することができ、移動体１０の振動を好適に抑制することができる。
【００５８】
第１の実施形態に限定されず、加工装置１は、装置本体９と移動体１０のうち一方が被加工物Ｗを保持し、他方は工具Ｃを被加工物Ｗに対する加工位置に保持して、任意の駆動手段によって被加工物Ｗと工具Ｃを移動させながら被加工物Ｗを加工するものであれば、移動体１０が工具Ｃを保持し、装置本体９が被加工物Ｗを保持するように構成してもよい。図６に第１の実施形態の加工装置１の変形例として、移動体１０が工具Ｃを保持し、装置本体９が被加工物Ｗを保持するように構成した例を示す。なお、図６の加工装置１は、移動体１０が工具Ｃを保持し、装置本体９が被加工物Ｗを保持するようにした点以外は第１の実施形態の加工装置１と同じ構成であるため、第１の実施形態と共通する加工装置１の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００５９】
ところで、第１の実施形態における加工装置１によれば、装置本体９が水平方向に移動自在に支持されているため、移動体１０に加わる推力と移動体１０に加わる被加工物Ｗの加工に伴う外力とに対応して装置本体９に作用する外力に応じて装置本体９が移動を繰り返している間に、微少な摩擦などの影響により、装置本体９が徐々に所定の位置から変位してしまう場合がある。このような変位が生じると、加工装置１の設置スペースのコンパクト化や、装置本体９の変位を修正するためのメンテナンスの労力負担の観点において好ましくない。このため、第２〜５の実施形態として、第１の実施形態における加工装置１が、装置本体９が水平方向に所定の位置から変位した場合に、装置本体９を所定の位置に移動させる位置修正手段７をさらに備えた例を説明する。
【００６０】
なお、第２〜５の実施形態は、加工装置１が位置修正手段７をさらに備えた点において第１の実施形態と相違し、それ以外の加工装置１の構成および作用については第１の実施形態と共通である。図７〜１０は、第２〜５の実施形態にかかる加工装置１の概略を示す側面図である。以下、第２〜５の実施形態の説明において、第１の実施形態と共通する加工装置１の構成については同じ符号を付して説明を省略し、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００６１】
第２の実施形態において、位置修正手段７は、装置本体９の所定の位置からの位置の変位を、弾性力に基づく位置エネルギに変換し、位置エネルギにより装置本体９を所定の位置である基準位置に移動させるものである。ここでは、位置修正手段７はベッド２の側面に水平に接続されたばね７から構成される。ばね７は、装置本体９の基準位置においてばね７が伸縮していない状態となり、装置本体９が基準位置から離れるほどばね７がより大きく伸縮するように配置されている。
【００６２】
また、ばね７は、装置本体９の加工のための往復運動の振動数より十分小さい固有振動数となるようにばね定数が設定される。なお、例えば、ばね定数を２Ｈｚ以下で可能な限り低い周波数になるように設定されることが好ましい。第２の実施形態によれば、装置本体９が基準位置から変位すると、ばね７は、ベッド２の水平方向に変位に応じて弾性変形して、弾性エネルギによりベッド２を基準位置に移動させるように弾性力を供給する。
【００６３】
位置修正手段７を、装置本体９の基準位置からの位置の変位を、位置エネルギに変換し、位置エネルギにより、加工に伴う装置本体９の速度よりも十分遅い速度で装置本体９を基準位置に移動させるように構成した場合には、装置本体９が基準位置から徐々に変位した場合でも、位置修正手段７により加工に悪影響を与えないように装置本体９を基準位置に移動させることができる。また、位置を修正するために電力などのさらなるエネルギを供給する必要がないため省エネルギ性が高い。また、第２の実施形態に示すように、位置修正手段７を、装置本体９に水平に接続されたばね７から構成し、装置本体９の所定の位置からの位置の変位を、弾性力に基づく位置エネルギに変換し、位置エネルギにより装置本体９を所定の位置である基準位置に移動させるようにした場合には、簡易な構成によって基準位置からの装置本体の変位を修正することができる。
【００６４】
また、第３の実施形態として、位置修正手段７を、装置本体９の基準位置からの位置の変位を、重力に基づく位置エネルギに変換し、該位置エネルギにより装置本体を所定の位置に移動させるものとした例を説明する。ここでは、位置修正手段７は、装置本体９を支持する台座部５の支持面７であって、基準位置から離れる方向に向かって鉛直方向の高さが徐々に高くなるように緩やかに傾斜させた支持面７により構成される。
【００６５】
また、支持面７は、装置本体の加工のための往復運動の速度より十分遅い速度で装置本体を移動させるような緩やかな傾斜を有するように構成される。第３の実施形態によれば、装置本体９が基準位置から変位すると、鉛直方向において装置本体９の重心が変位するため、該変位量に応じた位置エネルギにより、装置本体９の重力が装置本体９を基準位置に移動させるように作用する。
【００６６】
第３の実施形態に示すように、位置修正手段７を、基準位置から離れる方向に向かって鉛直方向の高さが徐々に高くなるように緩やかに傾斜させた支持面７により構成した場合には、位置を修正するために電力などのさらなるエネルギを供給する必要がないため省エネルギ性が高く、簡易な構成によって基準位置からの装置本体の変位を修正することができる。また、部品点数を増やす必要がないため、製造コストの増加を抑えることができる。
【００６７】
また、第４の実施形態として、位置修正手段７を、装置本体９の基準位置からの位置の変位を、磁気に基づく位置エネルギに変換し、該位置エネルギにより装置本体を所定の位置に移動させるものとした例を説明する。ここでは、位置修正手段７は、基準位置に装置本体９が位置する状態で、ベッド２の下面と台座部５の上面の互いに対向する位置にそれぞれ取り付けられた、互いにひき合う一対の磁性体７Ｃ１、７Ｃ２により構成される。すなわち、磁性体７Ｃ１、７Ｃ２は、基準位置において距離が最小となり、装置本体９が基準位置から離れるほど距離が大きくなるように配置されている。
【００６８】
また、位置修正手段７を構成する各磁性体は、装置本体の加工のための往復運動に影響を及ぼさない程度の小さい磁力が作用するものが選択される。第４の実施形態によれば、装置本体９が基準位置に移動させるように、磁性体７Ｃ１、７Ｃ２の互いにひき合う力が作用する。
【００６９】
第４の実施形態に示すように、位置修正手段７を、基準位置に装置本体９が位置する状態で、ベッド２の下面と台座部５の上面の互いに対向する位置にそれぞれ取り付けられた、互いにひき合う磁性体により構成した場合には、簡易な構成によって基準位置からの装置本体の変位を修正することができる。
【００７０】
また、第４の実施形態における位置修正手段７は、磁気に基づく位置エネルギに変換し、該位置エネルギにより装置本体を所定の位置に移動させるものであれば、例えば、磁力のひき合う力に代えて退け合う力を利用するものであってもよい。あるいは、磁力のひき合う力と磁石の退け合う力の両方を利用するものであってもよい。
【００７１】
例えば、位置修正手段７を、互いに退け合う４対の磁性体から構成されるようにすることができる。４対の磁性体は、装置本体９のＸ方向の両側の外周面と該外周面に対向する位置と、Ｙ方向の両側の外周面と該外周面に対向する位置とに、それぞれ１対の磁性体が対向するように配置される。また、各１対の磁性体は、基準位置に装置本体９が位置すると、退け合う力が互いにほぼ作用せず、装置本体９が基準位置から変位すると、いずれかの１対の磁性体を構成する磁性体間の距離が近づいて１対の磁性体間で互いに退け合う力が作用するように所定距離だけ離間されて配置される。このように構成した場合には、装置本体９の基準位置において４組の磁性体が互いに退け合う力がほとんど作用せず、装置本体９が基準位置から離れると４組の磁性体のうちいずれかの磁性体間の距離が小さくなることにより、磁性体が互いに退け合う力が装置本体９を基準位置に移動させるように作用する。
【００７２】
上記のように、位置修正手段７を、基準位置から装置本体９が変位した場合に、装置本体９を基準位置に移動させるように、装置本体９に退け合う力が作用するように配置された１対以上の磁性体により構成した場合には、比較的簡易な構成によって基準位置からの装置本体９の変位を修正することができる。
【００７３】
また、位置修正手段７を構成する各１対の磁性体を、１対の永久磁石により構成してもよく、鉄などの一時磁石と永久磁石との組み合わせにより構成してもよい。位置修正手段７を構成する各磁性体を永久磁石により構成した場合には、位置を修正するために電力などのさらなるエネルギを供給する必要がないため省エネルギ性が高く、簡易な構成によって基準位置からの装置本体の変位を修正することができる。位置修正手段７を構成する各磁性体を一時磁石により構成した場合には、所望のタイミングで装置本体９に磁力が作用するようにすることができるため好適である。
【００７４】
また、第５の実施形態として、位置修正手段７を、装置本体９を基準位置に移動させる補助駆動手段７Ｄと、加工の実施されていない期間に装置本体９を基準位置に移動させるように補助駆動手段７Ｄを制御する補助制御部８３とによって構成した例を説明する。図５に示すように、ここでは、制御部８が補助制御部８３の機能を兼ね備えているものとする。また、第５の実施形態において、補助駆動手段７Ｄは、補助駆動部７Ｄ１と補助センサ７Ｄ２から構成されている。４つの補助駆動手段は、装置本体９のＸ方向の両側の外周面に対向する位置と、Ｙ方向の両側の外周面に対向する位置とに、装置本体９から所定距離だけ離間されてそれぞれ配置される。そして、補助制御部８３が、移動指示受付部８１からの情報に基づいて加工の実施されていない期間を判別し、該加工の実施されていない期間に、補助センサ７Ｄ２の情報に基づいて、装置本体９が基準位置から補助駆動部７Ｄ１側に所定の閾値より大きく変位している場合には、補助駆動部７Ｄ１を構成する不図示のモータを制御して、補助駆動部７Ｄ１から水平方向に不図示のロッドを装置本体の側部に押しつけることにより、装置本体を基準位置に移動させる。
【００７５】
第５の実施形態のように、位置修正手段７を、装置本体９を基準位置に移動させる補助駆動手段７Ｄと、加工の実施されていない期間に装置本体９を基準位置に移動させるように補助駆動手段７Ｄを制御する補助制御部８３とによって構成した場合には、加工工程に影響を与えない所望のタイミングで、装置本体９の基準位置からの変位を修正することができる。
【００７６】
以上説明した本発明は、この発明の精神および必須の特徴的事項から逸脱することなく他のいろいろな形態で実施することができる。したがって、本明細書に記載した実施例は例示的なものであり、これに限定して解釈されるべきものではない。
【符号の説明】
【００７７】
１     加工装置
２     ベッド
３     コラム
４     クロスリニアガイド（第１の支持機構）
５     台座部
６     Ｚ軸ヘッド
７     位置修正手段
８     制御部（補助制御手段）
９      装置本体
１０   移動体
１１   Ｘ軸移動テーブル（保持部）
１２   Ｙ軸リニアモータ（第１の駆動手段）
１３   Ｙ軸ガイド機構
１４   Ｘ軸リニアモータ（第２の駆動手段）
１５   Ｘ軸ガイド機構（第２の支持機構）
１６   Ｙ軸移動テーブル
Ｃ     工具
Ｅｘ   第２の作用点
Ｅｙ   第１の作用点
Ｇｂ   装置本体の重心
Ｇｍ   移動体の重心
Ｗ     被加工物
【要約】
【課題】移動体と移動体を水平方向に移動自在に支持する装置本体を備えた加工装置において、移動体に加わる外力に応じて装置本体に作用する力に起因する装置本体の振動を抑制する。
【解決手段】加工装置１において、移動体１０と、移動体１０を水平方向に平行な第１の方向に移動自在に支持する装置本体９と、装置本体９と移動体１０のうち一方に設けられ、第１の作用点Ｅｙにおいて移動体１０に第１の方向に推力を与えることにより、移動体１０を第１の方向に移動させる第１の駆動手段１２と、移動体１０に加わる推力と被加工物Ｗの加工に伴う外力とに対応して装置本体９に作用する外力に応じて、装置本体９を第１の方向に移動自在に支持する第１の支持機構４を備え、鉛直方向において第１の作用点Ｅｙと装置本体９の重心Ｇｂと移動体１０の重心Ｇｍの高さが互いに一致するように構成する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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