在此,介紹一下與滑動導軌相比,精度要高很多的直動導向的尖端技術概要。
移動電話的液晶顯示屏和PC用顯示器等顯示高精細圖像的商品其關鍵部件,要求具有亞微米級(例如0.3μm以下)的公差精度。這種關鍵部件很多是由超精密金屬模具制作后再進行量產(chǎn)的。對于這種超精密金屬模具的加工,是使用可實現(xiàn)亞微米級精度的超精密加工設備。
超精密加工設備具有代表性的直動導向
超精密加工設備的直動導向結構可分成以下2種。
a)接觸式滑動導向????軌道與可動體接觸,并活動。
b)非接觸式滑動導向???軌道與可動體在非接觸狀態(tài)下活動。
(a)關于接觸式滑動導向
·【照片1】所示的是用于超精密加工設備,具有代表性的接觸式滑動導向的結構。由熟練工通過手工精加工方式進行刮鏟操作(【照片2】),由此進行精加工,最終形成V槽形狀的滑動導向。在該導向上,配置有超精密級的滾柱軸承。
·在采用刮鏟方式進行精加工所形成的V槽導向上,設置滾柱軸承和上部可動體,并用測量器具進行精度測定,以不斷縮小誤差。此一操作反復進行。
·該直動導向的結構為,使用滾珠絲杠來進行驅(qū)動。但為了要避免滾珠絲杠的撓曲所產(chǎn)生的,朝向上下左右方向的誤差,滾珠絲杠螺母部使用平行彈簧來固定住,僅傳遞直動方向的推力。
(b)關于非接觸式滑動導向
·【照片3】是將用于精密平臺的花崗巖石材用于結構材料的,空氣軸承的外觀圖片。
·花崗巖石材是天然材料,因此,可忽視經(jīng)年變化。對熱變形不敏感,并可吸收振動。由于存在這一類特性,因此被選定。
·空氣軸承的作用是在6μm左右的間隙釋放出空氣,并利用該氣壓,在非接觸狀態(tài)下,構成超精密直動導向。
·直動導向軌道為凸狀的塊,它的最終精度也是采用手工拋光加工方式進行的拋光加工。
·可動部的空氣墊設計對于空氣剛性和避免產(chǎn)生共振來說是重要的(【照片4】)
·【照片3】中的銀色長方體為直線電機。
·通過采用空氣軸承和直線電機來構成完全非接觸滑動導向。
在這種超精密驅(qū)動控制的世界里,要求具有周邊溫度的穩(wěn)定控制(例如±0.1℃)、外部振動的完全隔斷所需的獨立基礎結構和無塵等的環(huán)境控制。