JP7718874B2 - Apparatus, apparatus control method, article manufacturing method using apparatus, control program, and recording medium - Google Patents
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Description
本発明は、機械装置に関する。 The present invention relates to a mechanical device.
物体を所望の位置に移動させ、加工を行なう技術が知られている。たとえば、ブラスト加工においては、送り機構によって、ブラストノズルや被加工物等を所望の位置に移動させ、所望の時間だけ加工を行なう。送り機構を有した装置では、加工によって飛散する粉塵が送り機構に侵入した場合、送り機構の精度悪化や破損の要因となる。そこで特許文献1では、蛇腹部材の内部に空気等の気体を供給し、蛇腹部材の内圧がブラスト室の内圧以上に保持されるようにした形態が提案されている。また、特許文献2では、気体給気パイプより圧縮気体を供給し、供給された気体を吸引パイプによって回収することで、ベローズで覆われた空間と真空チャンバーの圧力差を小さくする形態が提案されている。 Technologies are known for moving an object to a desired position and performing processing. For example, in blast processing, a feed mechanism moves the blast nozzle and workpiece to the desired position, and processing is performed for the desired time. In devices equipped with a feed mechanism, if dust scattered during processing enters the feed mechanism, it can cause a deterioration in the accuracy of the feed mechanism or damage it. Therefore, Patent Document 1 proposes a configuration in which a gas such as air is supplied to the inside of a bellows member, maintaining the internal pressure of the bellows member at or above the internal pressure of the blast chamber. Furthermore, Patent Document 2 proposes a configuration in which compressed gas is supplied through a gas supply pipe and the supplied gas is collected through a suction pipe, thereby reducing the pressure difference between the space surrounded by the bellows and the vacuum chamber.
送り機構を囲む部材の内部に空気等の気体を供給する場合、送り機構の送り精度が悪化することがあった。そこで、送り機構の送り精度を向上させることを目的とする。 When gas such as air is supplied to the interior of the member surrounding the feed mechanism, the feed accuracy of the feed mechanism can deteriorate. Therefore, the objective is to improve the feed accuracy of the feed mechanism.
上記課題を解決するための手段は、物体を移動させる移動機構と、前記移動機構の周囲に設けられたカバーと、前記物体の周囲に設けられた外囲器とを備えた装置であって、前記カバーの内側の雰囲気を、前記外囲器の外側の雰囲気となるようにし、前記外囲器の外側の気圧と前記カバーの内側の気圧との差は、前記カバーの内側の気圧と前記外囲器の内側の気圧との差よりも小さい、ことを特徴とする装置。 The means for solving the above problem is an apparatus comprising a moving mechanism for moving an object, a cover provided around the moving mechanism, and an enclosure provided around the object, wherein the atmosphere inside the cover is set to be the same as the atmosphere outside the enclosure, and the difference in air pressure between the outside of the enclosure and the inside of the cover is smaller than the difference in air pressure between the inside of the cover and the inside of the enclosure .
本発明によれば、送り機構の送り精度を向上させるために有利な技術を提供することができる。 The present invention provides an advantageous technology for improving the feeding accuracy of the feeding mechanism.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。ただし、以下に説明する形態は、発明の1つの実施形態であって、これに限定されるものではない。そして、共通する構成を複数の図面を相互に参照して説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。同じ名称で別々の事項については、それぞれ、第一の事項、第二の事項という風に、「第〇」を付けて区別することができる。 The following describes a mode for carrying out the present invention with reference to the drawings. However, the mode described below is one embodiment of the invention and is not limited to this. Common configurations will be described with mutual reference to multiple drawings, and descriptions of configurations with common reference numerals will be omitted as appropriate. Items with the same name but different functions can be distinguished by adding "0", such as "first item" and "second item".
<第一実施形態>
図1を用いて、第一実施形態に係る機械装置10を説明する。
First Embodiment
A mechanical device 10 according to a first embodiment will be described with reference to FIG.
図1は、第一実施形態に係る機械装置10を概略的に示したものである。 Figure 1 shows a schematic diagram of a mechanical device 10 according to the first embodiment.
機械装置10は、送り機構5と、伸縮自在で蛇腹形状の保護カバー4と、支持部11と、それらを囲繞する外囲器6を備え、外囲器6内(外囲器6の内側)で加工や分析等の処理が行なわれる。本実施形態における外囲器6は、チャンバーや、隔壁であり、処理装置においては処理室を画成する。送り機構5は、保護カバー4に囲繞された位置に設置され、保護カバー4によって送り機構5の両端部に届くまでの長さを封止する。保護カバー4は両端部に開口部400を備えており、保護カバー4内(保護カバー4の内側)は、一方の端部からもう一方の端部まで相互に連通している。保護カバー4は、たとえばリベロー蛇腹である。ただし、保護カバー4内と外囲器6内との間で、気体が出入り可能な孔や隙間が、保護カバー4であったり、保護カバー4と外囲器6との連結部であったり、支持部11と保護カバー4との間等に存在しうる。 The machine 10 comprises a feed mechanism 5, a retractable, bellows-shaped protective cover 4, a support 11, and an enclosure 6 surrounding them. Processing, such as machining and analysis, is carried out within the enclosure 6 (inside the enclosure 6). In this embodiment, the enclosure 6 is a chamber or partition wall that defines a processing chamber in a processing device. The feed mechanism 5 is installed in a position surrounded by the protective cover 4, which seals the length of the feed mechanism 5 up to both ends. The protective cover 4 has openings 400 at both ends, and the interior of the protective cover 4 (inside the protective cover 4) is interconnected from one end to the other. The protective cover 4 is, for example, a Libereau bellows. However, holes or gaps that allow gas to pass between the protective cover 4 and the enclosure 6 may exist in the protective cover 4, at the connection between the protective cover 4 and the enclosure 6, or between the support 11 and the protective cover 4.
本実施形態では、保護カバー4の開口部400の先はエアダクト8に接続している。エアダクト8内は、密閉されている、または外囲器6内とは別の空間に接続しても良く、外囲器6内とは別の空間であればよい。保護カバー4内は、外囲器6外の雰囲気に連通している。 In this embodiment, the opening 400 of the protective cover 4 is connected to the air duct 8. The inside of the air duct 8 may be sealed or may be connected to a space separate from the inside of the envelope 6, as long as it is a space separate from the inside of the envelope 6. The inside of the protective cover 4 is connected to the atmosphere outside the envelope 6.
機械装置10は排気部7を備えており、排気部7は外囲器6内の気体を排気する。排気部7は、排出口と吸引ポンプを含み、機械装置10を使用する際に不要なガス等を排気するため、気体を排気できる機能を有していればよい。排気部7によって、外囲器6内の気体が外囲器6外(外囲器6の外側)に排出されるため、外囲器6内は外囲器6外に対して負圧となる。 The mechanical device 10 is equipped with an exhaust unit 7, which exhausts gas from within the enclosure 6. The exhaust unit 7 includes an exhaust port and a suction pump, and is required to have the function of exhausting gas in order to exhaust unnecessary gases and the like when the mechanical device 10 is in use. The exhaust unit 7 exhausts gas from within the enclosure 6 to the outside of the enclosure 6 (outside the enclosure 6), creating a negative pressure within the enclosure 6 relative to the outside of the enclosure 6.
保護カバー4内と外囲器6外の雰囲気が連通しているため、保護カバー4内の圧力と、外囲器6外の雰囲気の圧力とは概ね等しい状態である。ここで、概ね等しいとは、外囲器6外と保護カバー4内との圧力差が、保護カバー4内と外囲器6内との圧力差に比べて小さいことを示している。 Because the atmosphere inside the protective cover 4 is connected to the atmosphere outside the envelope 6, the pressure inside the protective cover 4 is roughly equal to the pressure of the atmosphere outside the envelope 6. Here, "roughly equal" means that the pressure difference between the outside of the envelope 6 and inside the protective cover 4 is smaller than the pressure difference between the inside of the protective cover 4 and inside the envelope 6.
また、保護カバー4内と外囲器6外の雰囲気の圧力は概ね等しいとは、外囲器6外の雰囲気の圧力と保護カバー4内との圧力差が、外囲器6外の雰囲気の圧力と外囲器6内の圧力差よりも小さいことを示している。ここで、外囲器6外の雰囲気とは、外囲器6の壁面に外囲器6外から圧力を加える雰囲気である。つまり本実施形態においての外囲器6外の雰囲気とはエアダクト8内の雰囲気である。 Furthermore, the phrase "the pressures of the atmosphere inside the protective cover 4 and outside the envelope 6 are approximately equal" means that the pressure difference between the pressure of the atmosphere outside the envelope 6 and inside the protective cover 4 is smaller than the pressure difference between the pressure of the atmosphere outside the envelope 6 and inside the envelope 6. Here, the atmosphere outside the envelope 6 is the atmosphere in which pressure is applied to the wall surface of the envelope 6 from outside the envelope 6. In other words, in this embodiment, the atmosphere outside the envelope 6 is the atmosphere inside the air duct 8.
外囲器6外の雰囲気からの圧力は、たとえば大気圧であり、本実施形態に係る機械装置10の使用場所や使用状況によって変動し得るものである。外囲器6外の雰囲気は、たとえば30000Pa以上または、91193Pa以上(大気圧の90%以上)、好ましくは、100312Pa以上(大気圧の99%以上)である。外囲器6外の雰囲気は、たとえば150000Pa以下または、111458Pa以下(大気圧の110%以下)、好ましくは、102338Pa以下(大気圧の101%以下)である。 The pressure from the atmosphere outside the envelope 6 is, for example, atmospheric pressure, and can vary depending on the location and conditions of use of the mechanical device 10 according to this embodiment. The atmosphere outside the envelope 6 is, for example, 30,000 Pa or more, or 91,193 Pa or more (90% or more of atmospheric pressure), preferably 100,312 Pa or more (99% or more of atmospheric pressure). The atmosphere outside the envelope 6 is, for example, 150,000 Pa or less, or 111,458 Pa or less (110% or less of atmospheric pressure), preferably 102,338 Pa or less (101% or less of atmospheric pressure).
保護カバー4内の圧力は、外囲器6外の圧力と概ね等しく、外囲器6の外が大気圧の場合、たとえば30000Pa以上または、91193Pa以上(大気圧の90%以上)、好ましくは、100312Pa以上(大気圧の99%以上)である。外囲器6外の雰囲気は、たとえば150000Pa以下または、111458Pa以下(大気圧の110%以下)、好ましくは、102338Pa以下(大気圧の101%以下)である。 The pressure inside the protective cover 4 is roughly equal to the pressure outside the envelope 6. When the pressure outside the envelope 6 is atmospheric pressure, the pressure is, for example, 30,000 Pa or more or 91,193 Pa or more (90% or more of atmospheric pressure), preferably 100,312 Pa or more (99% or more of atmospheric pressure). The atmosphere outside the envelope 6 is, for example, 150,000 Pa or less or 111,458 Pa or less (110% or less of atmospheric pressure), preferably 102,338 Pa or less (101% or less of atmospheric pressure).
外囲器6内の圧力は、保護カバー4内の圧力よりも小さければよいが、外囲器6内の圧力と保護カバー4内の圧力差としては、たとえば10Pa以上、または30Pa以上、好ましくは、50Pa以上である。外囲器6内の圧力と保護カバー4内の圧力差は、たとえば1000Pa以下、または500Pa以下、好ましくは250Pa以下である。 The pressure inside the envelope 6 only needs to be lower than the pressure inside the protective cover 4, but the pressure difference between the pressure inside the envelope 6 and the pressure inside the protective cover 4 is, for example, 10 Pa or more, or 30 Pa or more, and preferably 50 Pa or more. The pressure difference between the pressure inside the envelope 6 and the pressure inside the protective cover 4 is, for example, 1000 Pa or less, or 500 Pa or less, and preferably 250 Pa or less.
外囲器6内の圧力は、排気部7によって気体が排出されているため、保護カバー4内の圧力よりも小さければよく、100Pa以上が好ましい。外囲器6内の圧力は、たとえば60795Pa以上(大気圧の60%以上)、好ましくは、81060Pa以上(大気圧の80%以上)である。また、たとえば101325Pa以下(大気圧の100%以下)であれば好適であり、101224Pa以下(大気圧の99,9%以下)であればより好適である。 Since gas is being exhausted by the exhaust section 7, the pressure inside the envelope 6 only needs to be lower than the pressure inside the protective cover 4, and is preferably 100 Pa or higher. The pressure inside the envelope 6 is, for example, 60,795 Pa or higher (60% or higher of atmospheric pressure), and preferably 81,060 Pa or higher (80% or higher of atmospheric pressure). Furthermore, a pressure of 101,325 Pa or lower (100% or lower of atmospheric pressure) is preferable, and 101,224 Pa or lower (99.9% or lower of atmospheric pressure) is even more preferable.
100Paの差は100N/m2つまり、1メートル四方の板あたり10kgの負荷をかけている程度の空気圧がかかることになる。本実施形態に係る外囲器6は縦約3m×横約2m×高さ約1.8mであるため、外囲器6内と保護カバー4内の圧力差が100Paの場合でも、相当な負荷がかかる。 A difference of 100 Pa is 100 N/ m2 , which means that the air pressure is equivalent to a load of 10 kg per 1 meter square plate. Since the envelope 6 according to this embodiment is approximately 3 m long x 2 m wide x 1.8 m high, even if the pressure difference between inside the envelope 6 and inside the protective cover 4 is 100 Pa, a considerable load will be applied.
本実施形態は、保護カバー4内に圧縮気体を供給せず、保護カバー4内を外囲器6外の雰囲気に連通している。仮に、保護カバー4内に圧縮気体を供給した場合、供給する際に供給気体の圧力が変動する。供給気体の圧力が変動することで、送り機構への気体の抵抗力が送り機構の位置によって異なってしてしまい、送り精度が悪化してしまう。 In this embodiment, compressed gas is not supplied inside the protective cover 4, but rather the inside of the protective cover 4 is connected to the atmosphere outside the envelope 6. If compressed gas were supplied inside the protective cover 4, the pressure of the supplied gas would fluctuate during supply. Fluctuations in the pressure of the supplied gas would cause the resistance of the gas to the feed mechanism to vary depending on the position of the feed mechanism, resulting in poor feed accuracy.
保護カバー4内を外囲器6外の雰囲気に連通することで、保護カバー4内に圧縮気体を供給した場合に比べて、送り機構の位置によって送り機構への気体の抵抗力が異なってしまうことを抑制することができる。 By connecting the inside of the protective cover 4 to the atmosphere outside the enclosure 6, it is possible to prevent the resistance of the gas to the feed mechanism from varying depending on the position of the feed mechanism, compared to when compressed gas is supplied inside the protective cover 4.
本実施形態は、外囲器6外の雰囲気から加わる圧力と保護カバー4内の圧力との差が、保護カバー4内の圧力と外囲器6内の圧力差より小さい構成となっている。この構成とすることで、圧縮気体を供給する場合に比べて、外囲器6外から保護カバー4内に流入してくる気体の流れを緩やかにしている。気体の流れを緩やかにすることで、保護カバー4内での圧損を低減することができる。 In this embodiment, the difference between the pressure applied from the atmosphere outside the enclosure 6 and the pressure inside the protective cover 4 is smaller than the difference between the pressure inside the protective cover 4 and the pressure inside the enclosure 6. This configuration makes the flow of gas flowing from outside the enclosure 6 into the protective cover 4 gentler than when compressed gas is supplied. By gentler gas flow, pressure loss inside the protective cover 4 can be reduced.
気体の圧損について説明する。気体は壁面内を通過する際、壁面との間に摩擦が発生することで、エネルギーを失う。失うエネルギーは流体の特性によって異なり、摩擦力は単位体積あたりの摩擦力として以下の式(1)で表される。
τ=μ×du/dr・・・(1)
We will explain the pressure loss of gas. When gas passes through a wall, friction occurs between the gas and the wall, causing the gas to lose energy. The amount of energy lost varies depending on the properties of the fluid, and the friction force per unit volume is expressed by the following formula (1):
τ=μ×du/dr...(1)
ここで、μは粘度、du/drは壁面での流体の速度勾配を示す。すなわち、粘度が高い、若しくは速度が大きいほど、壁面での流体の圧損は大きくなる。仮に、圧縮気体を保護カバー内に供給する供給口を備えた形態の場合、気体の速度が大きくなってしまい、圧損が発生することとなる。 Here, μ represents viscosity, and du/dr represents the velocity gradient of the fluid at the wall surface. In other words, the higher the viscosity or the greater the velocity, the greater the pressure loss of the fluid at the wall surface. If a supply port is provided to supply compressed gas into the protective cover, the velocity of the gas will increase, resulting in pressure loss.
圧損が起きる条件としては、壁面での摩擦だけでなく、細い管から太い管に流体が流入した場合に起きる滞留や、細い管から太い管に流体が流入した場合に起きる壁面との衝突等が挙げられる。蛇腹形状の保護カバーの場合、蛇腹の伸縮具合によって保護カバーの太さが変動し、気体の圧損具合の変動となり得る。ここで蛇腹形状の保護カバーについて説明したが、蛇腹形状に限られるものではなく、伸縮によって径の長さが変動するものであれば適用できる。 Conditions that cause pressure loss include not only friction on the wall surface, but also stagnation that occurs when a fluid flows from a thin pipe to a thick pipe, and collisions with the wall that occur when a fluid flows from a thin pipe to a thick pipe. In the case of a bellows-shaped protective cover, the thickness of the protective cover varies depending on how the bellows expand and contract, which can result in fluctuations in gas pressure loss. While bellows-shaped protective covers have been explained here, they are not limited to bellows shapes and can be applied to any cover whose diameter changes with expansion and contraction.
保護カバー内に送り機構を設けた場合、圧損する気体のエネルギーの変動によって、送り機構への気体の抵抗力が変動し、送り機構の送り精度の悪化を引き起こす。 If the feeding mechanism is installed inside the protective cover, fluctuations in the energy of the gas causing pressure loss will cause the gas's resistance force on the feeding mechanism to fluctuate, causing a deterioration in the feeding accuracy of the feeding mechanism.
本実施形態は、保護カバー4内を外囲器6外の雰囲気に開放することで、保護カバー4内と外囲器6外の雰囲気との圧力を概ね等しい状態とし、外囲器6外から保護カバー4内に流れる気体の速度が小さい状態を維持している。すなわち、気体の圧損の発生を低減する形態である。よって、送り機構5への気体の抵抗力が変動せず、機械装置10における送り機構5の高精度化を実現することができる。 In this embodiment, by opening the inside of the protective cover 4 to the atmosphere outside the envelope 6, the pressure inside the protective cover 4 and the atmosphere outside the envelope 6 are roughly equalized, and the speed of the gas flowing from outside the envelope 6 into the protective cover 4 is maintained at a low level. In other words, this configuration reduces the occurrence of gas pressure loss. As a result, the gas resistance force on the feed mechanism 5 does not fluctuate, and high precision of the feed mechanism 5 in the mechanical device 10 can be achieved.
本実施形態では、外囲器6外の雰囲気と保護カバー4内との圧力差に比べ、保護カバー4内と外囲器6内の圧力差が大きい。そのため、外囲器6外と保護カバー4内との圧力差によって発生する流速に比べ、保護カバー4内と外囲器6内との圧力差によって発生する流速が、より支配的である。 In this embodiment, the pressure difference between the inside of the protective cover 4 and the inside of the envelope 6 is greater than the pressure difference between the atmosphere outside the envelope 6 and the inside of the protective cover 4. Therefore, the flow velocity generated by the pressure difference between the inside of the protective cover 4 and the inside of the envelope 6 is more dominant than the flow velocity generated by the pressure difference between the outside of the envelope 6 and the inside of the protective cover 4.
保護カバー4の両端部はエアダクト8により、外囲器6とは異なる雰囲気へ接続しているため、気体の排出によって負圧となっている外囲器6内よりも、保護カバー4内の圧力の方が相対的に陽圧になる構成となっている。保護カバー4に空気が出入り可能な孔が設けられている場合でも、外囲器6内と保護カバー4内の気体の圧力差によって、機械処理中に飛散する粉や異物等が保護カバー4内に侵入することを防止することができる。 Since both ends of the protective cover 4 are connected to an atmosphere different from that of the enclosure 6 by air ducts 8, the pressure inside the protective cover 4 is relatively positive compared to the pressure inside the enclosure 6, which is negative due to the exhaust of gas. Even if the protective cover 4 has holes that allow air to enter and exit, the pressure difference between the gas inside the enclosure 6 and the protective cover 4 prevents powder and foreign matter scattered during mechanical processing from entering the protective cover 4.
<第二実施形態>
次に第二実施形態として、図1を用いて第一実施形態に係る機械装置10の一例であるブラスト加工装置を説明する。
Second Embodiment
Next, as a second embodiment, a blast processing device, which is an example of the mechanical device 10 according to the first embodiment, will be described with reference to FIG.
図1において、ブラスト加工室(処理室)を画成する外囲器6があり、外囲器6内において、研磨剤を高速気体に載せて噴射する研磨剤噴射ノズル1(以下、ノズル1)を、ワークテーブル3上に設置されたワーク2に対向した位置に配置する。ノズル1は、送り機構5と連結し送り機構5によって駆動される支持部11と接続することで、送り機構5の駆動にあわせてノズル1を動作させ、ブラスト加工を行なう。ここで送り機構5は、支持部11を介してノズル1を移動させているが、ワークテーブル3に接続することもできる。 In Figure 1, there is an enclosure 6 that defines the blasting chamber (processing chamber). Within the enclosure 6, an abrasive spray nozzle 1 (hereinafter referred to as nozzle 1), which sprays abrasive on high-velocity gas, is positioned opposite a workpiece 2 placed on a worktable 3. Nozzle 1 is connected to a feed mechanism 5 and a support part 11 that is driven by the feed mechanism 5, so that nozzle 1 operates in accordance with the drive of the feed mechanism 5 to perform blasting. Here, the feed mechanism 5 moves nozzle 1 via the support part 11, but it can also be connected to the worktable 3.
排気部7は、気体の排気だけでなく、ブラスト加工の際に発生する研磨剤等を吸引することができる。排気部は、たとえば分級機や集塵機等が用いられる。 The exhaust section 7 can not only exhaust gas, but also suck in abrasives and other materials generated during blasting. The exhaust section can be, for example, a classifier or dust collector.
<第三実施形態>
次に、図2を用いて第一、第二実施形態のX方向の送り機構55について説明する。
Third Embodiment
Next, the X-direction feed mechanism 55 of the first and second embodiments will be described with reference to FIG.
図2は、本実施形態に係る送り機構のX方向における構成を示したものである。図2の送り機構55は、図1の送り機構5に直交し、X方向の送り動作を行なう。送り機構55も送り機構5と同様に保護カバー4に囲繞されている。送り機構5は、ボールねじ12、ガイドレール13、ガイドレール13を支えるガイド支持部材14、Y方向の送り機構全体を支持する梁構造体15、ガイドキャリッジ16、モーター17から構成され、支持部11を駆動する。モーター17の動作により、ボールねじ12が回転することで、支持部11が、ガイドレール13に沿って駆動する。図1では、支持部11と保護カバー4を固定部品で接続しておくことによって、送り機構5の動作に連動して、保護カバー4が伸縮する。そして本実施形態では、保護カバー4の端部からもう一方の端部までは、相互に連通し、保護カバー4両端の開口部40をエアダクト8に接続する。また保護カバー4内には、送り機構55を構成する機器や部品の他、粉塵計やケーブルベア(登録商標)や高精度な加工を行うにあたって必要となるリニアスケール等を実装することがある。 Figure 2 shows the X-direction configuration of the feed mechanism according to this embodiment. The feed mechanism 55 in Figure 2 is perpendicular to the feed mechanism 5 in Figure 1 and performs feed operations in the X direction. Like the feed mechanism 5, the feed mechanism 55 is also enclosed by a protective cover 4. The feed mechanism 5 is composed of a ball screw 12, a guide rail 13, a guide support member 14 supporting the guide rail 13, a beam structure 15 supporting the entire Y-direction feed mechanism, a guide carriage 16, and a motor 17, and drives the support unit 11. Operation of the motor 17 rotates the ball screw 12, driving the support unit 11 along the guide rail 13. In Figure 1, the support unit 11 and the protective cover 4 are connected by a fixed part, so that the protective cover 4 expands and contracts in conjunction with the operation of the feed mechanism 5. In this embodiment, the protective cover 4 is interconnected from one end to the other, and the openings 40 at both ends of the protective cover 4 are connected to the air duct 8. In addition to the devices and parts that make up the feed mechanism 55, the protective cover 4 may also house a dust meter, a Cableveyor (registered trademark), a linear scale required for high-precision processing, and other devices.
<第四実施形態>
次に図3、図4を用いて、本実施形態に係る機械装置10について説明する。
<Fourth embodiment>
Next, the mechanical device 10 according to this embodiment will be described with reference to FIGS.
図3(a)は、図2に示した送り機構をXYZ方向のそれぞれ直交する3軸について組み合わせたものである。図3(b)は、図3(a)の図における断面図である。送り機構5はY軸上で送り動作を行ない、送り機構5に直交した別の送り機構55は、X軸上で送り動作を行なう。送り機構5は保護カバー42に囲繞され、送り機構55は保護カバー41に囲繞されており、それぞれ直交する軸に対して送り動作を行なう。ここでは、送り機構5の先端にノズル1を設置している。 Figure 3(a) shows a combination of the feed mechanisms shown in Figure 2 along three orthogonal axes in the X, Y, and Z directions. Figure 3(b) is a cross-sectional view of the view in Figure 3(a). Feed mechanism 5 performs feed operations along the Y axis, and another feed mechanism 55, orthogonal to feed mechanism 5, performs feed operations along the X axis. Feed mechanism 5 is surrounded by protective cover 42, and feed mechanism 55 is surrounded by protective cover 41, and they each perform feed operations along orthogonal axes. Here, a nozzle 1 is installed at the tip of feed mechanism 5.
図4(a)は、図3(a)のX方向における断面図であり、図4(b)は、図3(a)のY方向における断面図である。 Figure 4(a) is a cross-sectional view in the X direction of Figure 3(a), and Figure 4(b) is a cross-sectional view in the Y direction of Figure 3(a).
保護カバー(X方向)41と保護カバー(Y方向)42を、中空の固定カバー(XY連通)24で接続し、中空の固定カバー(XY連通)24は、保護カバー(X方向)41内の送り機構55の支持部11と接続する。また同様に、保護カバー(Y方向)42と保護カバー(Z方向)43を、中空の固定カバー(YZ連通)25で接続し、中空の固定カバー(YZ連通)25は、保護カバー(Y方向)42内の送り機構5と接続する。 The protective cover (X direction) 41 and the protective cover (Y direction) 42 are connected by a hollow fixed cover (XY communication) 24, which connects to the support part 11 of the feed mechanism 55 inside the protective cover (X direction) 41. Similarly, the protective cover (Y direction) 42 and the protective cover (Z direction) 43 are connected by a hollow fixed cover (YZ communication) 25, which connects to the feed mechanism 5 inside the protective cover (Y direction) 42.
ノズル1に圧縮気体を供給する配管や研磨剤の供給配管は、外囲器6外に設置した圧縮気体の供給機器や研磨剤の供給機器から各保護カバー及び固定カバー内を通って、保護カバー(Z方向)43に入り、ノズル1と接続する。これにより、圧縮気体の供給配管や研磨剤の供給配管は、各軸の送り機構5の駆動に伴った保護カバー4の動作に追従させることができ、送り機構5と同様に、加工中の研磨剤の飛散によるダメージから保護することができる。 The piping that supplies compressed gas and abrasive material to the nozzle 1 runs from the compressed gas supply equipment and abrasive material supply equipment installed outside the enclosure 6 through each protective cover and fixed cover, then enters the protective cover (Z direction) 43 and connects to the nozzle 1. This allows the compressed gas supply piping and abrasive material supply piping to follow the movement of the protective cover 4 in conjunction with the operation of the feed mechanism 5 for each axis, and, like the feed mechanism 5, can be protected from damage caused by scattering of abrasive material during processing.
X方向の送り機構55によって駆動する支持部11は、Y方向の送り機構5に接続し、Y方向の送り機構5によって駆動する支持部11は、Z方向の送り機構に接続する。これにより、送り機構55がX方向に駆動する際には、X方向の送り機構55と接続された中空の固定カバー(XY連通)24と、保護カバー(Y方向)42、が同様に追従しながら駆動し、ノズル1はX方向に動作する。また、Y方向の送り機構5が駆動する際には、Y方向の送り機構5と接続された中空の固定カバー(YZ連通)25と、保護カバー(Z方向)43も同様に追従しながら駆動し、ノズル1がY方向に動作する。同様に、Z方向の送り機構の動作によって、保護カバー(Z方向)43が追従しながら動作し、ノズル1がZ方向に動作する。たとえば固定カバー24、25は板金である。ほかにもプラスチック等でもよく、支持部11を囲繞し、変形しづらい材料であると好ましい。 The support unit 11, driven by the X-direction feed mechanism 55, is connected to the Y-direction feed mechanism 5, and the support unit 11, driven by the Y-direction feed mechanism 5, is connected to the Z-direction feed mechanism. As a result, when the feed mechanism 55 drives in the X-direction, the hollow fixed cover (XY communication) 24 and protective cover (Y direction) 42, both connected to the X-direction feed mechanism 55, move in the same manner, causing the nozzle 1 to move in the X-direction. When the Y-direction feed mechanism 5 drives, the hollow fixed cover (YZ communication) 25 and protective cover (Z direction) 43, both connected to the Y-direction feed mechanism 5, move in the same manner, causing the nozzle 1 to move in the Y-direction. Similarly, the protective cover (Z direction) 43 moves in the same manner due to the operation of the Z-direction feed mechanism, causing the nozzle 1 to move in the Z-direction. For example, the fixed covers 24 and 25 are made of sheet metal. Alternatively, plastic or other materials may be used, preferably a material that surrounds the support unit 11 and is resistant to deformation.
両端部を開口している保護カバー(X方向)41から、中空の固定カバー(XY連通)24を通じて保護カバー(Y方向)42を接続し、さらに中空の固定カバー(YZ連通)25まで接続する。断面図であるため保護カバー(Z方向)43を省略しているが、中空の固定カバー(YZ連通)25および保護カバー(Z方向)43も接続することで、XYZ方向の各保護カバー内に対して3軸連通することができる。 The protective cover (X direction) 41, which has openings at both ends, is connected to the protective cover (Y direction) 42 through the hollow fixed cover (XY communication) 24, and further connected to the hollow fixed cover (YZ communication) 25. Because this is a cross-sectional view, the protective cover (Z direction) 43 is omitted, but by also connecting the hollow fixed cover (YZ communication) 25 and the protective cover (Z direction) 43, three-axis communication can be achieved within each protective cover in the X, Y, and Z directions.
保護カバー4の両端部を開口し、外囲器6外の雰囲気に接続することで、保護カバー4内の圧力は、大気圧で一定に保つことができる。この構成によって、蛇腹の伸縮具合による支持部11への抵抗力の変動を抑制することができ、送り機構5の高精度化を実現することができる。ここで、外囲器6外の雰囲気とは、大気である。 By opening both ends of the protective cover 4 and connecting them to the atmosphere outside the enclosure 6, the pressure inside the protective cover 4 can be kept constant at atmospheric pressure. This configuration suppresses fluctuations in the resistance force on the support part 11 due to the degree of expansion and contraction of the bellows, achieving high precision in the feed mechanism 5. Here, the atmosphere outside the enclosure 6 refers to the atmosphere.
外囲器6は、保護カバー4を囲繞する位置に設置され、保護カバー4内と外囲器6外の雰囲気とを連通させるため、保護カバー4の端部との結合位置に、保護カバー4の端部と同じ大きさの開口部60を設けている。 The enclosure 6 is installed in a position that surrounds the protective cover 4, and an opening 60 of the same size as the end of the protective cover 4 is provided at the joining position with the end of the protective cover 4 to allow communication between the inside of the protective cover 4 and the atmosphere outside the enclosure 6.
保護カバー41の開口部40と外囲器6の開口部60とを結合することで、保護カバー4内と大気環境とを接続している。しかし、大気環境でなくてもよく、外囲器6内と隔てられ、外囲器6の壁面に外囲器6外から圧力を加える雰囲気であれば本発明が適用できる。また、保護カバー4内と大気環境とは、フィルターを介して連通することで、空気中のごみや粉塵が侵入しないようにしている。フィルターは、たとえば開口部40に設けられているが、開口部40よりも外囲器6の側に設けられていればよい。 By joining the opening 40 of the protective cover 41 and the opening 60 of the enclosure 6, the inside of the protective cover 4 is connected to the atmospheric environment. However, it does not have to be an atmospheric environment; the present invention can be applied to any atmosphere that is separated from the inside of the enclosure 6 and in which pressure is applied to the wall surface of the enclosure 6 from outside the enclosure 6. In addition, the inside of the protective cover 4 is connected to the atmospheric environment via a filter, preventing the intrusion of dirt and dust in the air. The filter is provided, for example, at the opening 40, but it may be provided closer to the enclosure 6 than the opening 40.
このような構成で加工中に吸引機能を作動させ、排気部7から研磨剤の回収を行っている間、外囲器6内の気体は外囲器6外に排出されるため、外囲器6内は負圧となる。負圧となっている外囲器6内よりも、エアダクト8に連通している保護カバー4及び固定カバー24、25の各部材内の方が、相対的に陽圧になる。それにより外囲器6内と保護カバー4内の気体の圧力差によって、加工中に飛散する粉塵が保護カバー4内に侵入することを防止することができる。 With this configuration, when the suction function is activated during processing and the abrasive is collected through the exhaust section 7, the gas inside the enclosure 6 is exhausted to the outside of the enclosure 6, creating a negative pressure inside the enclosure 6. The pressure inside the protective cover 4 and fixed covers 24, 25, which are connected to the air duct 8, is relatively positive compared to the negative pressure inside the enclosure 6. This prevents dust particles scattered during processing from entering the protective cover 4 due to the pressure difference between the gas inside the enclosure 6 and the protective cover 4.
本実施形態では、第一実施形態と同様に、加工中に吸引機能を作動させ、排気部7から研磨剤等の回収を行っている間、外囲器6内の気体が外囲器6外に排出されるため、外囲器6内は負圧となる。保護カバー4内は、大気環境に接続し、外囲器6とは異なる空間へ接続しているため、気体の排出によって負圧となっている外囲器6内よりも、保護カバー4内の気圧の方が相対的に陽圧になる構成となっている。これにより、外囲器6内と保護カバー4内の気体の圧力差によって、ブラスト加工中に飛散する研磨剤等が保護カバー4内に侵入することを防止することができる。 In this embodiment, as in the first embodiment, the suction function is activated during processing, and while abrasives and the like are being collected through the exhaust section 7, the gas inside the enclosure 6 is exhausted to the outside of the enclosure 6, creating a negative pressure inside the enclosure 6. Because the inside of the protective cover 4 is connected to the atmospheric environment and to a different space from the enclosure 6, the air pressure inside the protective cover 4 is relatively positive compared to the inside of the enclosure 6, which is placed under negative pressure due to the exhaust of gas. This prevents abrasives and the like scattered during blast processing from entering the protective cover 4 due to the pressure difference between the gas inside the enclosure 6 and the protective cover 4.
本実施形態は、保護カバー4に気体を供給する機器を必要としない構成であるため、本実施形態に係る送り機構5を含む機械装置10を一般的な加工エリアに容易に設置することができる。 This embodiment does not require a device to supply gas to the protective cover 4, so the machine device 10 including the feed mechanism 5 according to this embodiment can be easily installed in a general processing area.
<第五実施形態>
次に図5、図6を用いて第五実施形態に係る機械装置10を説明する。
Fifth Embodiment
Next, a mechanical device 10 according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.
図5は、本実施形態に係る機械装置10を概略的に示したものである。 Figure 5 shows a schematic diagram of the mechanical device 10 according to this embodiment.
本実施形態に係る機械装置10は、第二実施形態に係る機械装置10に加え、保護カバー4とワークテーブル3との間、もしくは外囲器6とワークテーブル3との間、の少なくとも一方に仕切り部材9または90を設ける。 In addition to the mechanical device 10 according to the second embodiment, the mechanical device 10 according to this embodiment has a partition member 9 or 90 provided between at least one of the protective cover 4 and the work table 3, or between the enclosure 6 and the work table 3.
仕切り部材9、90を設けることで、加工中に圧縮気体と共に供給される研磨剤や、ワーク2の切削屑が飛散した後で、外囲器6や保護カバー4の壁面に直接的に衝突することを防止することができる。 By providing the partition members 9 and 90, it is possible to prevent the abrasive supplied with the compressed gas during processing and cutting chips from the workpiece 2 from scattering and directly colliding with the wall surfaces of the enclosure 6 and protective cover 4.
また、研磨剤の主たる飛散領域を、外囲器6内全体から、仕切り部材9(水平)及び、仕切り部材90(垂直)によって仕切られる空間に限定することで、排気部7より回収される研磨剤の回収効率が向上する。ほかにも、メンテナンス作業時に外囲器6内の清掃を行う場合は、仕切り部材9及び、仕切り部材90内の空間を重点的に実施すればよいため、メンテナンス作業の効率化が見込まれる。 Furthermore, by limiting the main scattering area of the abrasive from the entire interior of the enclosure 6 to the space partitioned by the partition members 9 (horizontal) and 90 (vertical), the efficiency of recovering the abrasive from the exhaust section 7 is improved. Furthermore, when cleaning the interior of the enclosure 6 during maintenance work, the cleaning only needs to be focused on the spaces within the partition members 9 and 90, which is expected to improve the efficiency of maintenance work.
図6は、図5の構成のうち仕切り部材9の具体的な実装方法を示す。本実施形態ではノズル1側に送り機構5を設けている。そのため、仕切り部材9による、研磨剤の仕切り効果を高めるためには、ノズル1の駆動に合わせて仕切り部材9が水平方向に動作することが必要となる。そこで、図6に示した、蛇腹をXYの水平方向に組み合わせる構成を用いる。 Figure 6 shows a specific implementation method for the partition member 9 in the configuration shown in Figure 5. In this embodiment, a feed mechanism 5 is provided on the nozzle 1 side. Therefore, in order to enhance the partitioning effect of the partition member 9 in dividing the abrasive, it is necessary for the partition member 9 to move horizontally in synchronization with the movement of the nozzle 1. Therefore, a configuration in which bellows are combined in the XY horizontal directions, as shown in Figure 6, is used.
図6の仕切り蛇腹(X方向)31は、ノズル1のX方向の駆動に合わせて動作する。また、仕切り蛇腹(Y方向)32は、仕切り蛇腹(X方向)31の中に組み込むことによって、ノズル1のY方向の駆動にも対応する。これにより、ノズル1のXYの水平方向の駆動に合わせて、仕切り部材9を動作させることができ、研磨剤の仕切り部材として機能する。 The partition bellows (X direction) 31 in Figure 6 operates in accordance with the movement of the nozzle 1 in the X direction. Furthermore, by incorporating the partition bellows (Y direction) 32 into the partition bellows (X direction) 31, it also accommodates movement of the nozzle 1 in the Y direction. This allows the partition member 9 to operate in accordance with the movement of the nozzle 1 in the horizontal XY directions, and functions as a partition member for the abrasive.
仕切り部材9、90を設けた場合においても、保護カバー4内は外囲器6外に接続しているため、支持部11への抵抗力が変動することはなく、送り機構5の高精度化を実現できる。仕切り蛇腹31、32は、たとえばパネル式蛇腹であり、蛇腹の端部に板金を備えている。 Even when partition members 9 and 90 are installed, the inside of the protective cover 4 is connected to the outside of the enclosure 6, so the resistance force on the support part 11 does not fluctuate, achieving high precision in the feed mechanism 5. The partition bellows 31 and 32 are, for example, panel-type bellows, and have sheet metal at the ends of the bellows.
本実施形態に係る機械装置10は、たとえば基板保持盤を加工する際に用いることができる。基板保持盤とは、たとえば特開2015-94002に記載の基板保持盤を参考にできる。基板保持盤とは、たとえばFPD(フラットパネルディスプレイ)露光装置のFPDチャックである。 The mechanical device 10 according to this embodiment can be used, for example, when processing a substrate holder. The substrate holder can refer to the substrate holder described in JP 2015-94002 A, for example. The substrate holder can be, for example, an FPD chuck in an FPD (flat panel display) exposure device.
以上説明した実施形態は、機械装置10の一例としてブラスト加工装置を説明したが、ブラスト加工装置のみに適用されるものではなく、その他の加工装置にも適用することができる。ブラスト加工のような研削加工だけでなく、切削加工やレーザー加工に用いられる機械装置等にも適用可能である。また、精密送りを必要とする検査装置等にも適用が可能である。 In the embodiment described above, a blast processing device has been described as an example of the mechanical device 10, but it is not limited to blast processing devices and can also be applied to other processing devices. It can be applied not only to grinding processes such as blast processing, but also to mechanical devices used for cutting processes and laser processing. It can also be applied to inspection devices that require precise feeding.
それらの加工装置で加工した際に発生する研磨剤や切削屑等を排気部7で吸引することができる。 Abrasives and cutting chips generated during processing using these processing devices can be sucked up using the exhaust section 7.
技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。たとえば複数の実施形態を組み合わせることができる。また、少なくとも1つの実施形態の一部の事項の削除あるいは置換を行うことができる。また、少なくとも1つの実施形態に新たな事項の追加を行うことができる。 Appropriate modifications are possible within the scope of the technical concept. For example, multiple embodiments can be combined. Furthermore, some features of at least one embodiment can be deleted or replaced. Furthermore, new features can be added to at least one embodiment.
なお、本明細書の開示内容は、本明細書に明示的に記載したことのみならず、本明細書および本明細書に添付した図面から把握可能な全ての事項を含む。 The disclosure of this specification includes not only what is explicitly described in this specification, but also all matters that can be understood from this specification and the drawings attached hereto.
また本明細書の開示内容は、本明細書に記載した個別の概念の補集合を含んでいる。すなわち、本明細書に例えば「AはBよりも大きい」旨の記載があれば、たとえ「AはBよりも大きくない」旨の記載を省略していたとしても、本明細書は「AはBよりも大きくない」旨を開示していると云える。なぜなら、「AはBよりも大きい」旨を記載している場合には、「AはBよりも大きくない」場合を考慮していることが前提だからである。 The disclosure of this specification also includes the complement of the individual concepts described herein. In other words, if this specification states, for example, that "A is greater than B," then even if it omits the statement "A is not greater than B," it can be said that this specification discloses that "A is not greater than B." This is because when it states that "A is greater than B," it is assumed that the case in which "A is not greater than B" is taken into consideration.
4 カバー
5 送り機構
6 外囲器
4 Cover 5 Feeding mechanism 6 Enclosure
Claims (22)
前記カバーの内側の雰囲気を、前記外囲器の外側の雰囲気となるようにし、
前記外囲器の外側の気圧と前記カバーの内側の気圧との差は、前記カバーの内側の気圧と前記外囲器の内側の気圧との差よりも小さい、
ことを特徴とする装置。 An apparatus comprising: a moving mechanism for moving an object; a cover provided around the moving mechanism; and an enclosure provided around the object,
The atmosphere inside the cover is made to be the same as the atmosphere outside the envelope ,
a difference between the atmospheric pressure outside the enclosure and the atmospheric pressure inside the cover is smaller than a difference between the atmospheric pressure inside the cover and the atmospheric pressure inside the enclosure;
An apparatus characterized in that
ことを特徴とする請求項1に記載の装置。 The air pressure inside the enclosure where the object exists is set to be lower than the air pressure inside the cover.
2. The device of claim 1 .
と前記外囲器の内側の気圧との差よりも小さい、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の装置。 a difference between the atmospheric pressure outside the enclosure and the atmospheric pressure inside the cover is smaller than a difference between the atmospheric pressure outside the enclosure and the atmospheric pressure inside the enclosure;
3. The device according to claim 1 or 2 .
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の装置。 The outside of the enclosure is the atmosphere.
4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3 .
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の装置。 The cover has a hole that allows gas to enter and exit the inside of the enclosure.
5. An apparatus according to any one of claims 1 to 4 .
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の装置。 an opening for exchanging the atmosphere inside the cover with the atmosphere outside the envelope;
6. An apparatus according to any one of claims 1 to 5 .
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の装置。 a moving mechanism other than the moving mechanism, the moving direction of the other moving mechanism being perpendicular to the moving direction of the moving mechanism;
7. Apparatus according to any one of claims 1 to 6 .
ことを特徴とする請求項7に記載の装置。 a cover separate from the cover is provided around the other moving mechanism, and the other cover is in communication with the cover;
8. The device according to claim 7 .
ことを特徴とする請求項8に記載の装置。 the cover or the other cover is bellows-shaped;
9. The device according to claim 8 .
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の装置。 an air duct is provided to make the atmosphere inside the cover equal to the atmosphere outside the enclosure;
10. Apparatus according to any one of claims 1 to 9 .
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の装置。 An exhaust unit is provided to exhaust gas from inside the enclosure.
11. Apparatus according to any one of claims 1 to 10 .
ことを特徴とする請求項11に記載の装置。 While performing work with the object, the exhaust unit sucks gas inside the enclosure.
10. The device of claim 1 , wherein:
前記移動機構は、前記支持部に連結し、前記支持部を移動させることで前記物体を移動させる、
ことを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の装置。 a support portion for supporting the object,
the movement mechanism is connected to the support part and moves the object by moving the support part;
13. The device according to claim 1, wherein the first and second electrodes are connected to a first electrode.
ことを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の装置。 the object is an abrasive jet nozzle or a work table provided opposite the abrasive jet nozzle;
13. The device according to claim 1 , wherein the first and second electrodes are connected to a first electrode.
ことを特徴とする請求項14に記載の装置。 a partition member is provided inside the enclosure between at least one of the work table and the cover and the work table and the enclosure;
14. The device according to claim 13 .
前記研磨剤噴射ノズルによる前記ワークの加工によって基板保持盤を製造する、
ことを特徴とする請求項14または15に記載の装置。 the workpiece to be machined by the abrasive jet nozzle is ceramic;
manufacturing a substrate holder by processing the workpiece with the abrasive spray nozzle;
13. The device according to claim 12, wherein the first and second electrodes are connected to the first and second electrodes .
ことを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の装置。 Laser processing is performed using the object.
13. The device according to claim 1 , wherein the first and second electrodes are connected to a first electrode.
ことを特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の装置。 The moving mechanism is capable of performing precision feeding.
18. Apparatus according to any one of claims 1 to 17 .
前記カバーの内側の雰囲気を、前記外囲器の外側の雰囲気となるようにし、
前記外囲器の外側の気圧と前記カバーの内側の気圧との差は、前記カバーの内側の気圧と前記外囲器の内側の気圧との差よりも小さく、
前記移動機構により前記物体を移動させる、
ことを特徴とする制御方法。 A method for controlling an apparatus including a movement mechanism for moving an object, a cover provided around the movement mechanism, and an enclosure provided around the object, the method comprising:
The atmosphere inside the cover is made to be the same as the atmosphere outside the envelope,
a difference between the atmospheric pressure outside the enclosure and the atmospheric pressure inside the cover is smaller than a difference between the atmospheric pressure inside the cover and the atmospheric pressure inside the enclosure;
moving the object by the movement mechanism;
A control method comprising:
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