專利名稱：構造體的撓曲抑制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對在機床等各種機械的構造體中產生的撓曲進行抑制的方法。
背景技術：
在機床等各種機械中，在設有沿構造體移動的移動體的情況下，存在著通過該移動體在加減速時的反作用力等而使構造體產生撓曲的情況。例如在作為機床的一個例子的門型加工中心中，在立起設置于底座的作為構造體的立柱的前表面，以能夠上下移動的方式設有水平的橫導軌，在該橫導軌的前表面以能夠水平移動的方式設有作為移動體的滑鞍 (saddle)，該滑鞍具備主軸頭，由于該滑鞍在水平移動時的反作用力而使立柱產生撓曲。通過該反作用力，會產生振動從而損害機械的精度。此外，不限于與移動體的移動相伴的反作用力，有時通過來自外部的力也會產生這樣的撓曲。為了抑制構造體的撓曲，可以通過提高構造體自身的截面慣性矩(斷面二次 一 ^ >卜)來解決，不過會導致機械的大型化和成本升高。因此，在專利文獻1中記載了如下發(fā)明在具備移動體的結構中設置致動器，該致動器沿著與移動體的運動方向平行且穿過移動體的重心的軸對構造體施加反作用力的抵消力矢量(大小與移動體的質量和該移動體的直線加速度的積相等的矢量)。專利文獻1 日本特開平11-329962號公報然而，在專利文獻1的發(fā)明中，當工作臺(移動體)在橫向設置的底座上水平移動的情況下，利用固定于構造體的外部的致動器從底座的側面施加反作用力的抵消力矢量。 由此，在像使滑鞍沿著設于立柱的橫導軌水平移動的機床那樣地使重量大的移動體水平移動的情況下，需要相對于移動體相鄰地設置絕對性的固定物(例如幾百噸重的塊)，因而難以實現，并且即使能夠實現也會導致機械整體的大型化和成本升高。因此，難以設置到像機床那樣存在空間方面的制約的機械中。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種構造體的撓曲抑制方法，其能夠以不會導致大型化和成本升高的緊湊的結構來有效地抑制構造體的撓曲。為了達成上述目的，第一方面記載的發(fā)明的特征在于，使構造體朝下述方向產生轉矩，所述方向是將施加于構造體的力抵消的方向。第二方面記載的發(fā)明的特征在于，在第一方面的結構中，利用馬達和負載慣量施加單元產生轉矩，所述馬達的定子與構造體連接，所述負載慣量施加單元對該馬達的轉子施加負載慣量。第三方面記載的發(fā)明的特征在于，在第二方面的結構中，負載慣量施加單元是與轉子連接的圓盤。根據第一方面記載的發(fā)明，能夠利用產生于構造體的轉矩來抵消施加于構造體的力，能夠有效地抑制撓曲。特別地，由于無需在構造體的外部設置重量大的固定物等，因此能夠以抑制了大型化和成本升高的緊湊的結構來實現撓曲抑制。根據第二方面記載的發(fā)明，除了第一方面的效果之外，還能夠節(jié)省空間并且簡單地施加轉矩。根據第三方面記載的發(fā)明，除了第二方面的效果之外，還能夠容易地在構造體內對轉子施加負載慣量。


圖1是撓曲抑制方法的說明圖。標號說明1 構造體；2 引導部件；3 移動體；4 馬達；5 定子；6 轉子；7 圓盤。
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。在圖1中，標號1為設于機械的柱狀的構造體，在該構造體1的上部水平地設置有引導部件2，移動體3以能夠水平移動的方式設置于引導部件2。作為這樣的機械，可以舉出門型加工中心作為一個例子。在該情況下，構造體1相當于立柱，引導部件2相當于橫導軌，移動體3相當于滑鞍。并且，在引導部件2的下方且在構造體1的內部，組裝有馬達4，該馬達4的定子5 與構造體1連接，另一方面，該馬達4的轉子6與作為負載慣量產生單元的具有一定質量的圓盤7連接。由此，當馬達4驅動時，能夠經由定子5以與轉子6和圓盤7的旋轉方向相反的方向對構造體1施加轉矩。此處，當使設置在自構造體1的固定端部離開距離L的位置的、質量為M的移動體 3以加速度α移動時，施加于構造體1的力F為F = M' α。此時的構造體1的撓曲度δ 1為δ 1 = F · L3/3EL·符號E為構造體1的縱向彈性系數，符號I為截面慣性矩。另一方面，利用由馬達4產生的轉矩T使構造體1產生的撓曲度δ2為δ 2 = T · ΙΛ/2ΕΙ。因而，若設δ 1 = δ2，貝丨JT = 2/3 · F · L= (2/3 · M · L) · α 。因此，如果控制馬達4使其產生與加速度成比例的轉矩Τ，則能夠將伴隨著移動體 3的移動而產生于構造體1的撓曲抵消。這樣，根據上述方式的撓曲抑制方法，通過使構造體1朝向將伴隨著移動體3的移動而施加于構造體1的力抵消的方向產生轉矩，能夠利用產生于構造體1的力矩來抵消施加于構造體1的力，能夠有效地抑制撓曲。特別地，由于通過組裝于構造體1的內部的馬達 4的控制能夠抑制撓曲，因此無需在構造體1的外部設置重量大的固定物等，能夠以抑制了大型化和成本升高的緊湊的結構來實施撓曲抑制。
特別地，此處，通過馬達4和對該馬達4的轉子6施加負載慣量的負載慣量施加單元來產生轉矩，其中所述馬達4的定子5與構造體1連接，因此能夠節(jié)省空間并且簡單地施加轉矩。此外，負載慣量產生單元通過與轉子6連接的圓盤7來實現，由此能夠容易地對轉子6施加負載慣量。另外，在上述方式中，作為負載慣量產生單元列舉了與轉子連接的圓盤，然而即使采用將轉子與重錘連接等其他方式也不成問題。此外，對構造體施加轉矩并不限于馬達，例如可以在構造體內部獨立地立起設置一對致動器，將各致動器的上端分別與構造體進行軸連接，并使兩致動器彼此相反地進行伸縮動作，這樣也能夠施加轉矩。工業(yè)上的可利用性作為構造體的形態(tài)，不限于上述方式那樣的下端固定的柱狀的構造體，即使是兩端或中央固定的構造體，也能夠通過產生轉矩來抑制撓曲。因此，本發(fā)明不限于機床，能夠應用于測量儀和在先技術文獻中列舉的投影曝光裝置等各種機械。
權利要求
1.一種構造體的撓曲抑制方法，該構造體的撓曲抑制方法是對通過施加于構造體的力而產生于所述構造體的撓曲進行抑制的方法，其特征在于，使所述構造體朝下述方向產生轉矩，所述方向是將施加于所述構造體的力抵消的方向。
2.根據權利要求1所述的構造體的撓曲抑制方法，其特征在于，利用馬達和負載慣量施加單元產生所述轉矩，所述馬達的定子與所述構造體連接，所述負載慣量施加單元對該馬達的轉子施加負載慣量。
3.根據權利要求2所述的構造體的撓曲抑制方法，其特征在于， 所述負載慣量施加單元是與所述轉子連接的圓盤。
全文摘要
本發(fā)明提供一種構造體的撓曲抑制方法，能夠以抑制了大型化和成本升高的緊湊的結構來有效地抑制構造體的撓曲。在具備通過引導部件(2)而交叉狀地移動的移動體(3)的構造體(1)的內部，組裝有馬達(4)，該馬達(4)的定子(5)與構造體(1)連接，另一方面，該馬達(4)的轉子(6)與具有一定質量的圓盤(7)連接。由此，當馬達(4)驅動時，能夠經由定子(5)以與轉子(6)和圓盤(7)的旋轉方向相反的方向對構造體(1)施加轉矩。因此，當使馬達(4)朝向將伴隨著移動體(3)的移動而施加于構造體(1)的力抵消的方向產生轉矩時，構造體(1)的撓曲受到抑制。
文檔編號F16F15/00GK102182788SQ20111000129
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權日2010年1月6日
發(fā)明者則久孝志, 長谷部孝男 申請人:大隈株式會社