(57)【要約】【課題】  サドルの上下方向長さを小さくして小型軽量化し、加速性能がよくサーボゲインを上げることができるリニアモータ駆動加工装置を提供する。【解決手段】  サドルはコラム上を上側および下側Ｘ軸ガイドに案内されて上側および下側Ｘ軸リニアモータによりＸ軸方向に移動され、主軸ヘッドが固定されたスライドはサドル上を左側および右側Ｙ軸ガイドに案内されて左側および右側Ｙ軸リニアモータによりＹ軸方向に移動される。左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットは左側Ｙ軸ガイドの左方位置および右側Ｙ軸ガイドの右方位置でサドルの正面に磁極面を前方に向けてＹ軸方向に固定され、左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルはスライドの左端部および右端部裏面に左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定されている。【選択図】  図１
2004358650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッド上に直立されたコラムと、
該コラムの正面に上側および下側位置に水平方向に設けられた上側および下側Ｘ軸ガイドと、
該上側および下側Ｘ軸ガイドによりＸ軸方向に案内されて前記コラムの正面に装架され中央部分に貫通スペースが形成されたサドルと、
上側Ｘ軸ガイドの上方位置および下側Ｘ軸ガイドの下方位置で前記コラムの正面に磁極面を前方に向けてＸ軸方向に固定された上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットと、
前記サドルの上端部裏面および下端部裏面に前記上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定された上側および下側Ｘ軸リニアモータコイルと、
前記サドルの正面に前記貫通スペースの両側に垂直方向に設けられた左側および右側Ｙ軸ガイドと、
該左側および右側Ｙ軸ガイドによりＹ軸方向に案内されて前記サドルの正面に装架されたスライドと、
前記左側Ｙ軸ガイドの左方位置および右側Ｙ軸ガイドの右方位置で前記サドルの正面に磁極面を前方に向けてＹ軸方向に固定された左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットと、
前記スライドの左端部裏面および右端部裏面に前記左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定された左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルと、
工具が装着される主軸が回転駆動可能に軸承され前記スライドに一体的に固定されて後端部が前記貫通スペース内に延在する主軸ヘッドと、
前記ベッド上に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に駆動可能に装架され工作物が取付けられるテーブルと、
を備えたことを特徴とするリニアモータ駆動加工装置。
【請求項２】
請求項１において、前記左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルのＹ軸方向の中心が前記主軸の回転中心より上方に離間していることを特徴とするリニアモータ駆動加工装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記テーブルを前記ベッドの上面に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによりＺ軸方向に案内して装架し、
左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットを前記ベッドの上面に前記左側Ｚ軸ガイドの左方位置および右側Ｚ軸ガイドの右方位置で磁極面を垂直にして互いに対向してＺ軸方向に固定し、
左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルを前記テーブルの左端面および右端面に前記左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定したことを特徴とするリニアモータ駆動加工装置。
【請求項４】
請求項１または２において、前記テーブルを前記ベッドの上面に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによりＺ軸方向に案内して装架し、
左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットを前記ベッドの上面に前記左側Ｚ軸ガイドの左方位置および右側Ｚ軸ガイドの右方位置で磁極面を上方に向けてＺ軸方向に固定し、
左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルを前記テーブルの左端部下面および右端部下面に前記左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定したことを特徴とするリニアモータ駆動加工装置。
【請求項５】
請求項１または２において、前記テーブルを前記ベッド上に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによりＺ軸方向に案内して装架し、
サーボモータによって回転駆動される左側および右側Ｚ軸ボールネジを前記ベッドの上面にＺ軸方向に支承し、
該左側および右側Ｚ軸ボールネジに前記テーブルの両側に固定された送りナットを夫々螺合したことを特徴とするリニアモータ駆動加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具と工作物との相対運動をリニアモータによって行うリニアモータ駆動加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベッド上にコラムを直立し、該コラムの正面の上側および下側位置に上側および下側Ｘ軸ガイドを水平方向に設け、コラムにサドルを上側および下側Ｘ軸ガイドに案内されてリニアモータによりＸ軸方向に駆動可能に装架し、サドルの中央部分に形成された貫通スペースの対向する垂直面に左側および右側Ｙ軸ガイドを垂直方向に設け、主軸ヘッドが装架されたスライドをサドルに左側および右側Ｙ軸ガイドに案内されてリニアモータによりＹ軸方向に駆動可能に装架し、工具が着脱される主軸を前記主軸ヘッドに回転可能に支承した工作機械において、特許文献１に示すように、コラムの上側および下側に水平方向に対向して設けた水平面に上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットを磁極面を対向させてＸ軸方向に固定し、上側および下側Ｘ軸リニアモータコイルをサドルの上下端面に上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定し、左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットをサドルの貫通スペースの対向する垂直面に左側および右側Ｙ軸ガイドの後方位置で磁極面を対向させてＹ軸方向に固定し、左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルを前記スライドの両側面に左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定している。
【特許文献１】米国特許第５，６６２，５６８号明細書（第６，7欄、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来装置では、左側および右側Ｙ軸リニアモータの吸引力が相殺され、Ｙ軸ガイドにリニアモータの吸引力が作用しないように、左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットをサドルの貫通スペース内に対向して配置しているが、スライドの両側面に左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定された左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルを貫通スペース内に配置しなければならず、スライドのＹ軸方向ストロークを確保し、且つリニアモータコイルに通電する配線等が貫通スペースの上端に当接しないようにするために、貫通スペース延いてはサドルのＹ軸方向の長さを長くする必要があった。サドルのＹ軸方向の長さを長くすると、上側および下側Ｘ軸リニアモータ間の距離が長くなり剛性が低下するので、サーボゲインを上げることが困難となり、またサドルの質量が大きくなり加速性能が低下し、工作機械が大型化する不具合があった。
【０００４】
さらに、主軸ヘッドに支承された主軸は、主軸ヘッドの自重によりＹ軸ガイド部が撓んでサドルが変位するので、理想の水平軸に対して先端が下方に傾斜する。このような主軸の傾きをとるために、Ｙ軸ガイドとサドルに設けたＹ軸ガイド取付面との間にシムを入れ、またはＹ軸ガイド取付面をすり合わせすることにより、主軸を自重による傾きと反対方向に水平軸に対して予め傾斜させる調整を行っている。この調整は、主軸ヘッドが取付けられたスライドをＹ軸ガイドでサドルに装架し、主軸ヘッドに軸承された主軸の傾斜角度を測定し、主軸ヘッドが取付けられたスライドをＹ軸ガイドから取外し、測定した主軸の傾斜角度に応じてＹ軸ガイドとＹ軸ガイド取付面との間にシムを入れ、またはＹ軸ガイド取付面をすり合わせて行われている。係る調整作業は、多くの時間、労力および費用を必要としていた。
【０００５】
本発明は係る従来の不具合を解消するためになされたもので、サドルを上下方向長さを短縮して剛性アップ、小型軽量化し、加速性能がよくサーボゲインを上げることができるリニアモータ駆動加工装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、ベッド上に直立されたコラムと、該コラムの正面に上側および下側位置に水平方向に設けられた上側および下側Ｘ軸ガイドと、該上側および下側Ｘ軸ガイドによりＸ軸方向に案内されて前記コラムの正面に装架され中央部分に貫通スペースが形成されたサドルと、上側Ｘ軸ガイドの上方位置および下側Ｘ軸ガイドの下方位置で前記コラムの正面に磁極面を前方に向けてＸ軸方向に固定された上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットと、前記サドルの上端部裏面および下端部裏面に前記上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定された上側および下側Ｘ軸リニアモータコイルと、前記サドルの正面に前記貫通スペースの両側に垂直方向に設けられた左側および右側Ｙ軸ガイドと、該左側および右側Ｙ軸ガイドによりＹ軸方向に案内されて前記サドルの正面に装架されたスライドと、前記左側Ｙ軸ガイドの左方位置および右側Ｙ軸ガイドの右方位置で前記サドルの正面に磁極面を前方に向けてＹ軸方向に固定された左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットと、前記スライドの左端部裏面および右端部裏面に前記左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定された左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルと、工具が装着される主軸が回転駆動可能に支承され前記スライドに一体的に固定されて後端部が前記貫通スペース内に延在する主軸ヘッドと、前記ベッド上に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に駆動可能に装架され工作物が取付けられるテーブルとを備えたことである。
【０００７】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルのＹ軸方向の中心が前記主軸の回転中心より上方に離間していることである。
【０００８】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２において、前記テーブルを前記ベッドの上面に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによりＺ軸方向に案内して装架し、左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットを前記ベッドの上面に前記左側Ｚ軸ガイドの左方位置および右側Ｚ軸ガイドの右方位置で磁極面を垂直にして互いに対向してＺ軸方向に固定し、左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルを前記テーブルの左端面および右端面に前記左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定したことである。
【０００９】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２において、前記テーブルを前記ベッドの上面に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによりＺ軸方向に案内して装架し、左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットを前記ベッドの上面に前記左側Ｚ軸ガイドの左方位置および右側Ｚ軸ガイドの右方位置で磁極面を上方に向けてＺ軸方向に固定し、左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルを前記テーブルの左端部下面および右端部下面に前記左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定したことである。
【００１０】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または２において、前記テーブルを前記ベッド上に前記Ｘ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に設けられた左側および右側Ｚ軸ガイドによりＺ軸方向に案内して装架し、サーボモータによって回転駆動される左側および右側Ｚ軸ボールネジを前記ベッドの上面に前記左側Ｚ軸ガイドの左方位置および右側Ｚ軸ガイドの右方位置でＺ軸方向に支承し、該左側および右側Ｚ軸ボールネジに前記テーブルの両側に固定された送りナットを夫々螺合したことである。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、サドルはコラム上を上側および下側Ｘ軸ガイドに案内されて上側および下側Ｘ軸リニアモータによりＸ軸方向に移動され、主軸ヘッドが固定されたスライドはサドル上を左側および右側Ｙ軸ガイドに案内されて左側および右側Ｙ軸リニアモータによりＹ軸方向に移動され、テーブルはベッド上をＸ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に移動される。これにより、主軸ヘッドに軸承された主軸に装着された工具がテーブル上に取付けられた工作物に対して直交３軸方向に相対的に移動し工作物に所望の加工を行う。
【００１２】
左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットを左側Ｙ軸ガイドの左方位置および右側Ｙ軸ガイドの右方位置でサドルの正面に磁極面を前方に向けてＹ軸方向に固定し、スライドの左端部裏面および右端部裏面に左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに夫々対向して左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルを固定したので、スライドを上昇してもリニアモータコイルに通電する配線等とサドルとが干渉することがなく、サドルの上下方向の長さをスライドの所望ストロークに合わせて設定することができ、サドルの上下方向長さを短縮し小型軽量化して加速性能を向上し、上側および下側Ｘ軸リニアモータ間の距離を小さくして剛性アップしサーボゲインを上げることができる。さらに、上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット並びに左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットをコラムおよびサドルの正面に磁極面を前方に向けて夫々固定し、上側および下側Ｘ軸リニアモータコイル並びに左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルをサドルの上端部裏面および下端部裏面並びにスライドの左端部裏面および右端部裏面に固定したので、上側および下側Ｘ軸リニアモータ並びに左側および右側Ｙ軸リニアモータの吸引力により上側および下側Ｘ軸ガイド並びに左側および右側Ｙ軸ガイドと滑動体との間にプリロードが付与されて軸受剛性がアップし、サドルおよびスライドをコラムおよびサドルから離す方向に作用する力に対する抵抗力が増大し、サドルおよびスライドは高剛性、高精度に案内されて移動する。また、左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットをサドルの正面に磁極面を前方に向けて固定し、左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルをスライドの左端部裏面および右端部裏面に左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定したので、スライドを支承するＹ軸ガイド等を分解することなくＹ軸リニアモータマグネットおよびＹ軸リニアモータコイルをサドルおよびスライドに容易に着脱することができる。
【００１３】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルのＹ軸方向の中心を主軸の回転中心より上方に離間したので、左側および右側Ｙ軸リニアモータの吸引力の合力が主軸の回転中心より上方に作用し、主軸の先端が下を向く自重による傾きをキャンセルするように主軸を先端が水平軸に対して上を向くようにスライドを吸引する。これにより、Ｙ軸ガイドに対して垂直となるように主軸を組付けた主軸ヘッドをスライドに取付け、このスライドをＹ軸スライドに装架するだけで主軸を理想の水平軸方向に向けることができ、Ｙ軸ガイドとサドルに設けたＹ軸ガイド取付面との間にシムを入れるなどして、主軸を自重による傾きと反対方向に水平軸に対して予め傾斜させる煩雑な調整を不要にすることができる。
【００１４】
上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、工具と工作物との間の直交３軸方向の相対移動をリニアモータによって高速高精度に行うことができる。さらに、左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットをベッドの上面に磁極面を垂直にして互いに対向して固定し、左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルをテーブルの左端面および右端面に左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定したので、左側および右側Ｚ軸リニアモータの吸引力が相殺され、テーブルを案内するＺ軸ガイド機構に工作物の重量に加えてリニアモータの吸引力が作用することを防止できる。
【００１５】
上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、工具と工作物との間の直交３軸方向の相対移動をリニアモータによって高速高精度に行うことができる。さらに、左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットをベッドの上面に磁極面を上方に向けて固定し、左側および右側Ｚ軸リニアモータコイルをテーブルの左端部下面および右端部下面に左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネットに夫々対向して固定したので、Ｙ軸リニアモータマグネットおよびＹ軸リニアモータコイルをベッドおよびテーブルに容易に着脱することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、請求項１または２に係る発明の効果に加え、工具と工作物との間の高速度な相対移動が要求されるＸ軸およびＹ軸方向の移動をリニアモータによって行い、重量のある工作物が取付けられるテーブルのＺ軸方向の移動はサーボモータの同期回転によりボールネジ機構を介して比較的低速で行うので、工具と工作物とのＺ軸方向の相対移動機構、延いては装置全体の構成を簡単にしコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るリニアモータ駆動加工装置の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１，２において、ベッド１上にコラム２が立設され、コラム２の正面には上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３Ｌが上側位置および下側位置に水平方向に設けられている。上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３Ｌにはサドル４に固定された複数個の滑動体５が移動可能に支承され、サドル４は上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３ＬによりＸ軸方向に案内されてコラム２の正面に装架されている。コラム２の正面には上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット６Ｕ，６Ｌが上側Ｘ軸ガイド３Ｕの上方位置および下側Ｘ軸ガイド３Ｌの下方位置に配置され、上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット６Ｕ，６Ｌを構成する矩形のマグネット片７の両側端部に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルト８によって各マグネット片７がコラム２にボルト締めされ、上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット６Ｕ，６Ｌがコラム２の正面に磁極面を前方に向けてＸ軸方向に固定されている。複数のボルト１０がサドル４の上端部および下端部に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入されて上側および下側Ｘ軸リニアモータコイル９Ｕ，９Ｌに螺着され、上側および下側Ｘ軸リニアモータコイル９Ｕ，９Ｌがサドル４の上端部裏面および下端部裏面に上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット６Ｕ，６Ｌに夫々対向して固定されている。上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット６Ｕ，６Ｌおよび上側および下側Ｘ軸リニアモータコイル９Ｕ，９Ｌにより上側および下側Ｘ軸リニアモータ２３Ｕ，２３Ｌが夫々構成されている。
【００１８】
サドル４の中央部分には矩形の貫通スペース１１が上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３Ｌの近傍から形成され、後述する主軸ヘッドの後端部が貫通スペース１１内に延在して上下動できるようになっている。サドル４の正面には左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒが貫通スペース１１の両側に垂直方向に設けられている。左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒにはスライド１３に固定された複数個の滑動体１４が移動可能に支承され、スライド１３は左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２ＲによりＹ軸方向に案内されてサドル４の正面に装架されている。サドル４の正面には左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒが左側Ｙ軸ガイド１２Ｌの左方位置および右側Ｙ軸ガイド１２Ｒの右方位置に配置され、左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒを構成する矩形のマグネット片１６の両側端部に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入された複数のボルト１７によって各マグネット片１６がサドル４にボルト締めされ、左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒがサドル４の正面に磁極面を前方に向けてＹ軸方向に固定されている。複数のボルト１８がスライド１３の左端部および右端部に穿設された複数のボルト穴に正面側から挿入されて左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９L，１９Ｒに螺着され、左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒがスライド１３の左端部裏面および右端部裏面に左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒに夫々対向して固定されている。左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒおよび左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒにより左側および右側Ｙ軸リニアモータ２４Ｌ，２４Ｒが夫々構成されている。
【００１９】
スライド１３には主軸２０を回転駆動可能に軸承する主軸ヘッド２１が固定され、主軸ヘッド２１の後端部は矩形の貫通スペース１１内に延在している。主軸２０の先端には工具が着脱可能に装着される。スライド１３とサドル４との間にはバランスシリンダ装置２２が介在され、スライダ１３および主軸ヘッド２１の重力とバランスする推力を発生する。
【００２０】
図３，４に示すように、ベッド１上には左側および右側Ｚ軸ガイド２５Ｌ，２５ＲがＸ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向にコラム２の前方に延設されている。左側および右側Ｚ軸ガイド２５Ｌ，２５Ｒにはテーブル２６に固定された複数個の滑動体２７が移動可能に支承され、テーブル２６は左側および右側Ｚ軸ガイド２５Ｌ，２５ＲによりＺ軸方向に案内されてベッド１の上面に装架されている。ベッド１の上面には左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット２８Ｌ，２８Ｒが左側Ｚ軸ガイド２５Ｌの左方位置および右側Ｚ軸ガイド２５Ｒの右方位置で磁極面を垂直にして互いに対向してＺ軸方向にブラケット２９Ｌ，２９Ｒを介して固定されている。左側および右側Ｚ軸リニアモータコイル３０Ｌ，３０Ｒはテーブル２６の左端面および右端面に左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット２８Ｌ，２８Ｒに夫々対向して固定されている。左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット２８Ｌ，２８Ｒおよび左側および右側Ｚ軸リニアモータコイル３０Ｌ，３０Ｒにより左側および右側Ｚ軸リニアモータ３７Ｌ，３７Ｒが夫々構成されている。テーブル２６上には工作物が載置されて回転する回転テーブル３１が垂直軸線回りに回転可能に装架され、ＤＤモータ等により回転駆動される。
【００２１】
次に上記第１の実施形態に係るリニアモータ駆動加工装置の作動について説明する。サドル４はコラム２上を上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３Ｌに案内されて上側および下側Ｘ軸リニアモータ２３Ｕ，２３ＬによりＸ軸方向に移動される。主軸ヘッド２１が固定されたスライド１３はサドル４上を左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒに案内されて左側および右側Ｙ軸リニアモータ２４Ｌ，２４ＲによりＹ軸方向に移動される。スライド１３が上昇しても左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒに通電する配線等がサドル４と干渉することがないので、サドル４の上下方向の長さをスライド１３の所望ストロークに合わせて短く設定することができる。サドル４は上下方向長さの短縮により小型軽量化されて加速性能が向上し、上側および下側Ｘ軸リニアモータ２３Ｕ，２３Ｌ間の距離が短縮されて剛性アップしサーボゲインを上げることができる。そして、左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒはサドル４の正面に磁極面を前方に向けて固定され、左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒはスライド１３の左端部裏面および右端部裏面に左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒに夫々対向して固定されているので、左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒ等を分解することなく、左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒおよび左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒをサドル４およびスライド１３に容易に着脱することができる。工作物が取付けられたテーブル２６はベッド１上を左側および右側Ｚ軸ガイド２５Ｌ，２５Ｒに案内されて左側および右側Ｚ軸リニアモータ３７Ｌ，３７ＲによってＸ軸およびＹ軸方向と直角なＺ軸方向に移動される。これにより、主軸ヘッド２１に軸承された主軸２０に装着された工具がテーブル２６上に取付けられた工作物に対して直交３軸方向に相対的に移動されて工作物に所望の加工を行う。このとき、上側および下側Ｘ軸リニアモータ２３Ｕ，２３Ｌおよび左側および右側Ｙ軸リニアモータ２４Ｌ，２４Ｒの吸引力により上側および下側Ｘ軸ガイド３Ｕ，３Ｌ並びに左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒと滑動体５，１４との間にプリロードが付与されて軸受剛性がアップし、サドル４およびスライド１３をコラム２およびサドル４から離れる方向に作用する切削力によるモーメントに対して抵抗力が増大し、サドル４およびスライド１３は高剛性、高精度に案内されて移動する。
【００２２】
次に、左側および右側Ｙ軸リニアモータコイルのＹ軸方向の中心を主軸の回転中心より上方に離間させた第２の実施形態について説明する。Ｙ軸リニアモータコイルの中心を主軸の回転中心より上方に離した点以外の構成は、第１の実施形態と同一である。図５において、スライド１３'に固定された滑動体１４が左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒに支承され、スライド１３'がサドル４の正面にＹ軸方向に摺動可能に装架されている。サドル４の正面には左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒが左側Ｙ軸ガイド１２Ｌの左方位置および右側Ｙ軸ガイド１２Ｒの右方位置に配置され、磁極面を前方に向けてＹ軸方向に固定されている。スライド１３'の左端部裏面および右端部裏面には、左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９Ｒが左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット１５Ｌ，１５Ｒに夫々対向して固定されている。スライド１３'には主軸２０'を回転駆動可能に軸承する主軸ヘッド２１'が固定されている。このとき、左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９ＲのＹ軸方向の中心Ｃが主軸２０'の回転中心Ｏより所定量Ａだけ上方に離間するように、主軸ヘッド２１'はスライドに位置決め固定されている。
【００２３】
第２の実施形態においては、左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル１９Ｌ，１９ＲのＹ軸方向の中心Ｃを主軸２０'の回転中心Ｏより上方に離間させたので、左側および右側Ｙ軸リニアモータ２４Ｌ，２４Ｒの吸引力の合力Ｆが主軸２０'の回転中心Ｃより上方に作用し、主軸２０'の先端が下を向く自重による傾きをキャンセルするように、主軸２０'を先端が水平軸に対して上を向くようにスライド１３'を吸引する。これにより、上下方向に垂直に配置された左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒに対して垂直となるように主軸２０'を組付けた主軸ヘッド２１'をスライド１３'に取付け、このスライド１３'を左側および右側Ｙ軸ガイド１２Ｌ，１２Ｒに装架するだけで主軸２０'を理想の水平軸方向に向けることができ、加工装置の加工精度を向上することができる。さらに、従来、主軸の傾きを防止するためにスライド等に設けていた補強リブが不要となり、スライド、主軸ヘッド等の移動体を小型、軽量化して移動速度を高速にするとともに、主軸の傾きをとる調整作業をなくしてコスト低減することができる。
【００２４】
次に、第３および第４の実施形態について説明する。第１の実施形態とはテーブル２６を駆動する部分のみが異なるだけで他の構成は同様であるので、同一構成部分には同一の参照番号を付して詳細説明を省略する。第３の実施形態では、図６，７に示すように、ベッド１の上面には複数の矩形のマグネット片３３が左側Ｚ軸ガイド２５Ｌの左方位置および右側Ｚ軸ガイド２５Ｒの右方位置で磁極面を上方に向けてＺ軸方向に並置され、各マグネット片３３の両側端部に穿設された複数のボルト穴に上方から挿入された複数のボルト３４によって各マグネット片３３がベッド１に着脱可能にボルト締めされて左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット３２Ｌ，３２Ｒが構成されている。複数のボルト３５がテーブル２６の左端部および右端部に穿設された複数のボルト穴に上方から挿入されて左側および右側Ｚ軸リニアモータコイル３６Ｌ，３６Ｒに螺着され、左側および右側Ｚ軸リニアモータコイル３６Ｌ，３６Ｒがテーブル２６の左端部下面および右端部下面に左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット３２Ｌ，３２Ｒに夫々対向して固定されている。左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット３２Ｌ，３２Ｒおよび左側および右側Ｚ軸リニアモータコイル３６Ｌ，３６Ｒにより左側および右側Ｚ軸リニアモータ３７Ｌ，３７Ｒが夫々構成されている。
【００２５】
第４の実施形態では、図８，９に示すように、ベッド１の上面に左側および右側Ｚ軸ボールネジ３８Ｌ，３８Ｒが左側Ｚ軸ガイド２５Ｌの左方位置および右側Ｚ軸ガイド２５Ｒの右方位置でＺ軸方向に支承され、ベッド１に固定されたサーボモータ３９Ｌ，３９Ｒによって回転駆動される。左側および右側Ｚ軸ボールネジ３８Ｌ，３８Ｒにテーブル２６の両側に固定された送りナット４０Ｌ，４０Ｒが夫々螺合されている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るリニアモータ駆動加工装置をテーブル部分を省略して正面から見た図。
【図２】同リニアモータ駆動加工装置をテーブル部分を省略して側面から見た図。
【図３】同リニアモータ駆動加工装置のテーブル部分を正面から見た図。
【図４】同リニアモータ駆動加工装置をコラムを省略して上方から見た図。
【図５】第２の実施形態のＹ軸ガイドおよび主軸ヘッド部分を側面から見た図。
【図６】第３の実施形態のテーブル部分を正面から見た図。
【図７】第３の実施形態のテーブル部分を上方から見た図。
【図８】第４の実施形態のテーブル部分を正面から見た図。
【図９】第４の実施形態のテーブル部分を上方から見た図。
【符号の説明】
【００２７】
１…ベッド、２…コラム、３Ｕ，３Ｌ…Ｘ軸ガイド、４…サドル、５，１４，２７…滑動体、６Ｕ，６Ｌ…上側および下側Ｘ軸リニアモータマグネット、７，１６，３３…マグネット片、８，１０，１７，１８，３４，３５…ボルト、９Ｕ，９Ｌ…上側および下側Ｘ軸リニアモータコイル、１１…貫通スペース、１２Ｌ，１２Ｒ…左側および右側Ｙ軸ガイド、１３，１３'…スライド、１５Ｌ，１５Ｒ…左側および右側Ｙ軸リニアモータマグネット、１９Ｌ，１９Ｒ…左側および右側Ｙ軸リニアモータコイル、２０，２０'…主軸、２１，２１'…主軸ヘッド、２３Ｕ，２３Ｌ…上側および下側Ｘ軸リニアモータ、２４Ｌ，２４Ｒ…左側および右側Ｙ軸リニアモータ、２５Ｌ，２５Ｒ…左側および右側Ｚ軸ガイド、２６…テーブル、２８Ｌ，２８Ｒ，３２Ｌ，３２Ｒ…左側および右側Ｚ軸リニアモータマグネット、２９Ｌ，２９Ｒ…ブラケット、３０Ｌ，３０Ｒ，３６Ｌ，３６Ｒ…左側および右側Ｚ軸リニアモータコイル、３１…回転テーブル、３７Ｌ，３７Ｒ…左側および右側Ｚ軸リニアモータ、３８Ｌ，３８Ｒ…左側および右側Ｚ軸ボールネジ、３９Ｌ，３９Ｒ…サーボモータ、Ｏ…主軸の回転中心、Ｃ…Ｙ軸リニアモータコイルの回転中心。
【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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