移动体进给机构和加工装置的制作方法

本发明涉及作为使用了滚珠丝杠的直线动作机构的移动体进给机构和加工装置。

背景技术：

以往，在各种工作机械等装置中，作为使用了滚珠丝杠的直线动作机构的移动体进给机构较多使用在使对被加工物进行加工的加工单元移动的构件及对被加工物进行搬送的搬送构件等中。例如，在专利文献1中公开了具有切削进给机构的切削装置，该切削进给机构具有：导轨，其设置在静止基台上并将对被加工物进行保持的卡盘工作台的支承基台嵌合为能够移动；以及滚珠丝杠，其与支承基台螺合。

专利文献1：日本特许第5801077号公报

在使用了滚珠丝杠的移动体进给机构中，将经由多个滚珠而与螺纹螺合的螺母与作为移动体的滑块一体化，为了对多个滚珠与螺母之间进行润滑，在丝杠上涂布润滑脂等润滑油。但是，当该润滑油的涂布量过多时，有时润滑油会随着滑块的移动而在丝杠与螺母啮合时向周边飞散。其结果是，存在润滑油附着在被加工物的表面上而妨碍被加工物的品质提高的担心。作为该对策，考虑了在滑块的两侧安装对滚珠丝杠进行覆盖的折皱状的罩的方法，但在该方法中，滑块的可动区域会按照折皱状的罩的最小厚度(折叠状态下的宽度)减少。并且，存在因长期的使用而容易在折皱状的罩上产生损伤的问题。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于提供移动体进给机构和加工装置，在使用了滚珠丝杠的移动体进给机构中，既能够抑制部件的损伤，又能够确保移动体的可动区域，并且抑制润滑油从滚珠丝杠向周边飞散。

为了解决上述的课题并达成目的，本发明的移动体进给机构具有：一对导轨，它们设置在基台上；滚珠丝杠，其设置在该一对导轨之间并借助电动机而旋转；滑块，其具有与该滚珠丝杠螺合的内螺纹并沿着该导轨移动；以及罩单元，其沿着该导轨和滚珠丝杠延伸并对该导轨和滚珠丝杠进行覆盖而防止涂布在该滚珠丝杠上的润滑油飞散，其中，该罩单元具有：截面为大致コ字形的流槽状部件，其具有在滚珠丝杠伸展方向上延伸的盖体和配设在该盖体的两侧并在滚珠丝杠伸展方向上延伸的侧板；以及固定部，其在滚珠丝杠伸展方向的两端部将该流槽状部件固定在该基台上，并且将该流槽状部件定位成利用该コ字形的内侧对该导轨和滚珠丝杠进行覆盖并在该コ字形的前端与该基台之间空出间隙，该滑块包含：主体部，其与该滚珠丝杠螺合并相对于该导轨滑动；支架部，其从该主体部向该导轨的两外侧延伸，钻过该基台与该流槽状部件之间的该间隙而沿着该侧板立起；以及移动体，其遍及立起的该支架部的两端部而横跨该流槽状部件并固定，コ字形的该流槽状部件接受飞散的该润滑油，该滑块不与该流槽状部件接触地进行移动。

为了解决上述的课题并达成目的，本发明的加工装置具有：卡盘工作台，其对被加工物进行保持；加工单元，其对保持在该卡盘工作台上的被加工物进行加工；以及移动单元，其使该卡盘工作台与该加工单元相对移动，其中，该移动单元具有上述本发明的移动体进给机构。

并且，优选本发明的加工装置具有：盒载置部，其对收纳多个该被加工物的盒进行载置；清洗单元，其对利用该加工单元进行了加工的被加工物进行清洗；以及搬送单元，其在载置于该盒载置部的该盒、该卡盘工作台以及该清洗单元之间对该被加工物进行搬送，该搬送单元借助上述本发明的移动体进给机构而移动。

本发明的移动体进给机构和加工装置起到如下效果：在使用了滚珠丝杠的移动体进给机构中，既能够抑制部件的损伤，又能够确保移动体的可动区域，并且能够抑制润滑油从滚珠丝杠向周边飞散。

附图说明

图1是示出实施方式的加工装置的概略的立体图。

图2是示出包含在图1的加工装置中的切削单元的概略的立体图。

图3是示出实施方式的移动体进给机构的立体图。

图4是示出实施方式的移动体进给机构的分解立体图。

图5是示出实施方式的移动体进给机构的剖视图。

图6是示出作为比较例的移动体进给机构的立体图。

图7是示出作为比较例的移动体进给机构的剖视图。

图8是示出变形例的移动体进给机构的剖视图。

标号说明

1：加工装置；2：壳体；3：柱部；4：定位棒；5：基台；10：盒载置部；20：保持单元；21：卡盘工作台；21a：保持面；22：旋转单元；23：卡盘工作台支承基台；24：加工进给单元；24a：导轨；24b：滚珠丝杠；24c：脉冲电动机；25：盖板；26：折皱状罩；30：清洗单元；31：旋转工作台；40：切削单元；41：切削刀具；42：主轴；43：外壳；44：分度进给单元；44a：y轴移动单元；44b、45b：移动体；45：切入进给单元；45a：z轴移动单元；50：搬送单元；51：第1搬送单元；51a、52a、53a：y轴移动单元；51b、52b、53b：臂；51c：夹具；52：第2搬送单元；52c、53c：垫；53：第3搬送单元；60、60b、60c：移动体进给机构；61：导轨；62：脉冲电动机；63：滚珠丝杠；64、64b：罩单元；641：流槽状部件；641a：盖体；641b：侧板；641t：前端；642：固定部；65：滑块；65a：主体部；65b：支架部；65c：移动体；650：凹部；66：板体；70、80：间隙。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的移动体进给机构和加工装置的实施方式进行详细地说明。另外，该发明并不仅限于该实施方式。

图1是示出实施方式的加工装置1的概略的立体图，图2是示出包含在加工装置1中的切削单元40的立体图。加工装置1是对被加工物实施切削加工的装置。加工装置1具有：壳体2；盒载置部10，在该盒载置部10上载置有对被加工物进行收纳的未图示的盒；保持单元20，其对被加工物进行保持；清洗单元30，其对被加工物进行清洗；切削单元40(参照图2)，其配置在壳体2的内部并且对被加工物进行切削；以及搬送单元50，其在盒载置部10、保持单元20和清洗单元30之间对被加工物进行搬送。另外，在图1中，为了示出盒载置部10、保持单元20、清洗单元30和搬送单元50，省略了对壳体2的一部分的记载。

这里，被加工物并没有特别地限定，例如，是以硅、金刚石、镓等为主要材料的板状的半导体晶片或光器件晶片、陶瓷、玻璃、金刚石类的板状的无机材料基板、金属或树脂等的板状的延展性材料等各种板状的加工材料。

盒载置部10能够对未图示的盒进行载置，该盒具有将多个被加工物一张张在z轴方向上区分而收纳的收纳部。盒载置部10是在z轴方向上自由升降的、所谓的盒升降台，将未图示的盒定位在z轴方向上的规定的位置。

保持单元20构成为能够沿x轴方向在对被加工物进行搬出搬入的图1所示的搬出搬入位置与对被加工物进行切削加工的图2所示的加工位置之间移动。如图2所示，保持单元20具有：卡盘工作台21，其能够对被加工物进行保持；旋转单元22，其使卡盘工作台21旋转；卡盘工作台支承基台23，其借助旋转单元22对卡盘工作台21进行支承；以及加工进给单元24，其使卡盘工作台21在x轴方向(加工进给方向)上移动。进而，如图1所示，保持单元20具有：矩形的盖板25，其围绕卡盘工作台21；以及折皱状罩26，其安装在盖板25的x轴方向的两侧。另外，在图2中，省略了对盖板25和折皱状罩26的记载。

卡盘工作台21例如由多孔陶瓷构成而具有对被加工物进行吸附保持的圆盘状的保持面21a。保持面21a形成为与水平方向平行且平坦。旋转单元22具有电动机等未图示的驱动源，使卡盘工作台21绕着z轴在水平面内旋转。卡盘工作台支承基台23自由滑动地支承在一对导轨24a上，该一对导轨24a沿着x轴方向形成在壳体2上。加工进给单元24具有：上述一对导轨24a；沿x轴方向在一对导轨24a之间延伸的滚珠丝杠24b；以及作为驱动源的脉冲电动机24c，该加工进给单元24使卡盘工作台支承基台23相对于壳体2在x轴方向(加工进给方向)上相对移动。盖板25固定在卡盘工作台21上，与卡盘工作台21一起在x轴方向上移动。折皱状罩26由布等自由折叠的适当的材料构成，对卡盘工作台21和盖板25的移动区域进行覆盖，随着卡盘工作台支承基台23的移动而沿着x轴方向伸缩。通过盖板25和折皱状罩26来防止切削加工时产生的切削屑或切削水向加工进给单元24侧落下。

清洗单元30具有：对加工后的被加工物进行保持的旋转工作台31；未图示的清洗液喷射装置；以及未图示的气体喷射装置。清洗单元30一边通过未图示的旋转驱动源使旋转工作台31旋转一边从清洗液喷射装置对加工后的被加工物喷射清洗液，从而对该被加工物进行清洗。并且，清洗单元30通过从气体喷射装置对清洗后的被加工物喷射气体而使该被加工物干燥。

切削单元40以能够在y轴方向和z轴方向上移动的方式安装在设置于壳体2的门型的柱部3上。如图2所示，切削单元40具有：作为加工单元的两个切削刀具41，它们对保持在卡盘工作台21上的被加工物进行加工；两个主轴42，它们供各切削刀具41安装；两个外壳43，它们对各主轴42进行支承；以及作为移动单元的分度进给单元44和切入进给单元45，它们使卡盘工作台21与各切削刀具41相对移动。

切削刀具41是形成为极薄的圆板状而且呈环状的切削磨具。主轴42将切削刀具41安装成能够装拆。外壳43具有电动机等驱动源，将主轴42支承为绕y轴自由旋转。

分度进给单元44和切入进给单元45具有实施方式的移动体进给机构60。分度进给单元44具有：作为移动体进给机构60的y轴移动单元44a；以及移动体44b，其安装在y轴移动单元44a上。y轴移动单元44a具有：固定件，其固定在柱部3上；以及移动件，其安装在该固定件上并且能够沿着y轴方向移动。移动体44b安装在y轴移动单元44a的移动件上，能够与移动件一起在y轴方向上移动。在移动体44b上固定有切入进给单元45。

切入进给单元45具有：作为移动体进给机构60的z轴移动单元45a；以及移动体45b，其安装在z轴移动单元45a上。z轴移动单元45a具有：固定件，其固定在分度进给单元44的移动体44b上；以及移动件，其安装在该固定件上并且能够沿着z轴方向移动。移动体45b安装在z轴移动单元45a的移动件上，能够与该移动件一起在z轴方向上移动。在移动体45b上固定有外壳43。

通过上述的结构，分度进给单元44能够借助切入进给单元45、外壳43和主轴42使各切削刀具41相对于柱部3(壳体2)在y轴方向(分度进给方向)上相对移动。并且，切入进给单元45能够借助外壳43和主轴42使各切削刀具41相对于柱部3(壳体2)在z轴方向(切入进给方向)上相对移动。即，分度进给单元44和切入进给单元45能够通过加工进给单元24使切削刀具41相对于定位在壳体2上的卡盘工作台21相对移动。由此，能够通过切削刀具41对保持在卡盘工作台21的保持面21a上的被加工物进行切削加工。

搬送单元50具有第1搬送单元51、第2搬送单元52和第3搬送单元53。第1搬送单元51、第2搬送单元52和第3搬送单元53具有实施方式的移动体进给机构60。

第1搬送单元51具有：作为移动体进给机构60的y轴移动单元51a；以及臂51b，其安装在y轴移动单元51a上。y轴移动单元51a具有：固定件，其固定在壳体2上；以及移动件，其安装在该固定件上并且能够沿着y轴方向移动。臂51b安装在y轴移动单元51a的移动件上，能够与该移动件一起沿着y轴方向移动。臂51b具有形成在前端部的夹具51c。夹具51c形成为能够对载置在盒载置部10上的未图示的盒内的被加工物之一进行把持。第1搬送单元51将通过臂51b的夹具51c把持的被加工物搬送到形成于卡盘工作台21的两侧部的一对定位棒4上。这里，一对定位棒4以能够在x轴方向上移动的方式安装在壳体2上，通过在载置有被加工物的状态下互相接近而能够将被加工物在卡盘工作台21的上方配置成与保持面21a为同心圆状。

第2搬送单元52具有：作为移动体进给机构60的y轴移动单元52a；以及臂52b，其安装在y轴移动单元52a上并能够在z轴方向上伸缩。y轴移动单元52a具有：固定件，其固定在壳体2上；以及移动件，其安装在该固定件上并且能够沿着y轴方向移动。臂52b安装在y轴移动单元52a的移动件上，能够与该移动件一起沿着y轴方向移动。臂52b在形成于其前端部的h型的支架的前端具有真空吸附式的垫52c。垫52c能够对被加工物进行吸附保持。第2搬送单元52通过垫52c对由第1搬送单元51载置在定位棒4上的被加工物进行吸附，将该被加工物移动到卡盘工作台21的保持面21a上。并且，第2搬送单元52通过垫52c对由清洗单元30清洗后的旋转工作台31上的被加工物进行吸附，将该被加工物搬送到一对定位棒4上。另外，通过第1搬送单元51将由第2搬送单元52搬送到一对定位棒4上的清洗后的被加工物再次搬送到未图示的盒内。

第3搬送单元53具有：作为移动体进给机构60的y轴移动单元53a；以及臂53b，其安装在y轴移动单元53a上并能够在z轴方向上伸缩。y轴移动单元53a具有：固定件，其固定在壳体2上；移动件，其安装在该固定件上并且能够沿着y轴方向移动。臂53b安装在y轴移动单元53a的移动件上，能够与该移动件一起沿着y轴方向移动。臂53b在形成于其前端部的h型的支架的前端具有真空吸附式的垫53c。垫53c能够对被加工物进行吸附保持。第3搬送单元53通过垫53c对卡盘工作台21的保持面21a上的被加工物进行吸附，将该被加工物搬送到清洗单元30的旋转工作台31上。

接着，对实施方式的移动体进给机构60进行详细地说明。如上述那样，在本实施方式的加工装置1中，移动体进给机构60是分度进给单元44的y轴移动单元44a、切入进给单元45的z轴移动单元45a、第1搬送单元51的y轴移动单元51a、第2搬送单元52的y轴移动单元52a以及第3搬送单元53的y轴移动单元53a。图3是示出移动体进给机构60的立体图，图4是示出移动体进给机构60的分解立体图，图5是示出移动体进给机构60的剖视图。另外，在图3和图4中省略了对移动体进给机构60的两端部的记载。

移动体进给机构60具有：一对导轨61，它们设置在基台5(参照图5)上；作为驱动源的脉冲电动机62；滚珠丝杠63，其设置在一对导轨61之间，借助脉冲电动机62而进行旋转；罩单元64，其沿着导轨61和滚珠丝杠63延伸，对导轨61和滚珠丝杠63进行覆盖而防止涂布在滚珠丝杠63上的润滑油飞散；以及滑块65，其具有与滚珠丝杠63螺合的内螺纹并沿着导轨61移动。在移动体进给机构60的构成要素中，一对导轨61、脉冲电动机62、滚珠丝杠63和罩单元64是上述固定件，滑块65是上述移动件。并且，在分度进给单元44中，基台5对应的是柱部3，在切入进给单元45中，基台5对应的是分度进给单元44的移动体44b，在第1搬送单元51、第2搬送单元52、第3搬送单元53中，基台5对应的是壳体2。

一对导轨61在基台5上沿着滑块65的移动方向a(参照图3所示的实线箭头)延伸。滚珠丝杠63沿着滑块65的移动方向在一对导轨61之间延伸，其一端被未图示的固定部固定在基台5上。

如图3和图5所示，罩单元64具有：流槽状部件641，其具有沿着滑块65的移动方向a即滚珠丝杠伸展方向a延伸的盖体641a和配设在盖体641a的两侧并沿着滚珠丝杠伸展方向a延伸的侧板641b，该流槽状部件641的截面为大致コ字形(矩形的框去掉一条边的形状)；固定部642(参照图1)，其按照如下方式对流槽状部件641进行定位：利用滚珠丝杠伸展方向a的两端部将流槽状部件641固定在基台5上，并利用コ字形的内侧对导轨61和滚珠丝杠63进行覆盖，使作为コ字形的前端的侧板641b的前端641t与基台5空出间隙70。

如图3所示，流槽状部件641的盖体641a沿着一对导轨61形成。如图5所示，盖体641a从与基台5相反的一侧对导轨61和滚珠丝杠63进行覆盖。流槽状部件641的侧板641b从沿着盖体641a的滚珠丝杠伸展方向a延伸的两缘部朝向基台5侧在与滚珠丝杠伸展方向a平行的方向上延伸。另外，如果侧板641b从盖体641a的两端部朝向基台5侧在与滚珠丝杠伸展方向a交叉的方向上延伸，则侧板641b也可以不在与滚珠丝杠伸展方向a平行的方向上延伸。即，侧板641b也可以从盖体641a的两端部朝向基台5侧以相对于滚珠丝杠伸展方向a呈锐角或钝角的方式延伸。

如图1所示，罩单元64在固定部642固定在基台5上。只要能够在流槽状部件641的侧板641b与基台5之间形成上述间隙70，则固定部642可以具有任何构造。例如，可以考虑预先在流槽状部件641的两端部设置朝向基台5延伸的未图示的突出部并通过紧固件等将该突出部固定在基台5上的方法以及预先在基台5上设置朝向流槽状部件641的侧板641b延伸的未图示的突出部并通过紧固件等将该突出部固定在流槽状部件641的侧板641b上的方法等。

滑块65包含：主体部65a，其与滚珠丝杠63螺合，并相对于导轨61滑动；支架部65b，其从主体部65a向导轨61的两外侧延伸，钻过基台5与上述流槽状部件641之间的该间隙70而沿着侧板641b立起；以及移动体65c，其遍及立起的支架部65b的两端部而横跨上述流槽状部件641并固定。

主体部65a具有一对凹部650，该一对凹部650自由滑动与一对导轨61嵌合。主体部65a构成为在其内部形成有未图示的螺母，该螺母具有与滚珠丝杠63螺合的内螺纹，未图示的多个滚珠在该未图示的螺母与滚珠丝杠63之间滚动。因此，为了对未图示的螺母与多个滚珠之间进行润滑而在滚珠丝杠63上涂布例如被称为润滑脂的润滑油。在主体部65a与固定在基台5上的罩单元64的流槽状部件641的盖体641a之间形成有间隙。

各支架部65b从主体部65a的基台5侧的端部朝向与该基台5相反的一侧延伸。如图5所示，从滚珠丝杠63的伸展方向a来看各支架部65b的截面呈l字形状。各支架部65b在其与固定在基台5上的罩单元64的流槽状部件641的侧板641b之间形成间隙，并围绕该侧板641b的一部分延伸。这样，各支架部65b与流槽状部件641的侧板641b一边空出间隙一边互相交织地延伸。

移动体65c通过螺钉而紧固在各支架部65b的与主体部65a相反的一侧的端部上。另外，支架部65b与移动体65c的固定方法也可以是例如预先在两部件上形成卡合部等任何方法。在分度进给单元44中则在移动体65c上安装移动体44b，在切入进给单元45中则在移动体65c上安装移动体45b，在第1搬送单元51中则在移动体65c上安装臂51b，在第2搬送单元52中则在移动体65c上安装臂52b，在第3搬送单元53中则在移动体65c上安装臂53b。如图5所示，在移动体65c与固定在基台5上的罩单元64的流槽状部件641的盖体641a之间形成有间隙。

根据上述的结构，在移动体进给机构60中，能够通过罩单元64的流槽状部件641所具有的盖体641a和侧板641b对一对导轨61和滚珠丝杠63的与基台5相反的一侧的区域进行覆盖。并且，在移动体进给机构60中，在滑块65与固定在基台5上的罩单元64的流槽状部件641之间形成有间隙，滑块65能够随着滚珠丝杠63的旋转而不与流槽状部件641接触地沿着一对导轨61移动。

图6是作为比较例示出了具有罩单元64b的移动体进给机构60b的立体图，图7是示出移动体进给机构60b的剖视图。如图示的那样，移动体进给机构60b的罩单元64b是从罩单元64的流槽状部件641省略了侧板641b而得到的。这样，在从流槽状部件641省略了侧板641b的罩单元64b的情况，如图6和图7所示，在一对导轨61与流槽状部件641之间形成有间隙80。因此，在使滑块65沿着一对导轨61移动时，如图7中实线箭头所示的那样，存在如下的担心：涂布在滚珠丝杠63上的润滑油因主体部65a的未图示的螺母与滚珠丝杠63的啮合而经由该间隙80向移动体进给机构60b的周边飞散。其结果是，当润滑油附着在被加工物的表面上时，存在妨碍被加工物的品质提高的担心。

在本实施方式的移动体进给机构60中，能够通过罩单元64的流槽状部件641的盖体641a和侧板641b对一对导轨61和滚珠丝杠63的与基台5相反的一侧的区域进行覆盖而不形成图7所示的间隙80。由此，能够通过流槽状部件641、特别是侧板641b来良好地抑制涂布在滚珠丝杠63上的润滑油因滑块65的主体部65a的未图示的螺母与滚珠丝杠63的啮合而向移动体进给机构60的周边飞散。并且，通过使滑块65的支架部65b沿着流槽状部件641的侧板641b立起，支架部65b和侧板641b一边空出间隙一边互相交织地延伸，因此能够更好地抑制润滑油从支架部65b与侧板641b之间漏出。其结果是，能够不使润滑油附着在被加工物的表面上，实现被加工物的品质提高。

进而，在本实施方式的移动体进给机构60中，能够不使滑块65与流槽状部件641接触而使滑块65沿着一对导轨61移动。由此，与例如在滑块65的两端部设置对滚珠丝杠63进行覆盖的折皱状的罩的情况相比，能够确保滑块65的可动区域。并且，通过不使滑块65和流槽状部件641接触，能够良好地抑制滑块65和流槽状部件641发生损伤。

如以上说明的那样，在实施方式的移动体进给机构60和加工装置1中，通过对导轨61和滚珠丝杠63进行覆盖的罩单元64的具有盖体641a和侧板641b的流槽状部件641，能够良好地抑制涂布在滚珠丝杠63上的润滑油向周边飞散。并且，由于使滑块65不与流槽状部件641接触而进行移动，所以能够一边抑制在滑块65或流槽状部件641上产生损伤，一边确保滑块65的可动区域。

另外，在本实施方式中，对分度进给单元44、切入进给单元45、第1搬送单元51、第2搬送单元52和第3搬送单元53应用了移动体进给机构60，但也可以仅将移动体进给机构60应用于这些单元中的任意单元。

图8是示出变形例的移动体进给机构60c的剖视图。如图示的那样，移动体进给机构60c除了上述移动体进给机构60的结构以外还具有从基台5延伸的两个板体66。两个板体66位于比滑块65的支架部65b靠外侧(主体部65a相对于支架部65b的相反侧)的位置，并且沿着该支架部65b延伸。由此，能够通过板体66来更好地抑制涂布在滚珠丝杠63上的润滑油因滑块65的主体部65a的未图示的螺母与滚珠丝杠63的啮合而向移动体进给机构60的周边飞散。特别是在图8的下侧成为铅直方向的下侧的情况下，能够通过配置在下侧的板体66来良好地抑制被罩单元64的流槽状部件641的侧板641b挡住的润滑油朝向下方落下。