JP2005319563A - Oscillating table - Google Patents

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一正 大西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin oscillating table capable of imparting almost uniform oscillation to the entire oscillating table in the oscillating table for fixing and holding a workpiece to a machining device. <P>SOLUTION: The oscillating table 1 is composed of a stainless-steel block 2 and a laminated piezoelectric element 3. A bolt hole 4 for mounting the stainless-steel block 2 to a machining device is provided at four parts in the stainless-steel block 2. The block 2 is manufactured by electric discharge machining. The block 2 is provided with a space part 7 at its central part in order to reduce the mass of the oscillating block, a thin-wall part 8 for enlarging a displacement amount by forced oscillation, a fixing part 6 for fixing the laminated piezoelectric element 3, and a movable fixing-part 5 for receiving the displacement of the laminated piezoelectric element 3. An epoxy resin is used for fixing the laminated piezoelectric element 3 to the movable fixing-part 5 and the fixing part 6. A voltage, which changes with the elapse of time, is impressed to the laminated piezoelectric element 3. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガラス、セラミック、シリコーン、チタン、超硬金属などの切断、研削及び研磨加工および半導体装置等に用いられる振動テーブルに関するものである。  The present invention relates to a vibration table used for cutting, grinding and polishing of semiconductors such as glass, ceramic, silicone, titanium, and super hard metal.

一般に、ガラス、セラミック、シリコーン、チタン、超硬金属などの硬度が高い脆性材料を切断、研削等の加工を施すことは、非常に困難であり従来から工具に超音波振動を加え加工することが行われている。このような超音波切削加工は、切削抵抗が低減するため、切削ツールの摩擦熱が少なく加工面の熱歪が少なくなり、切削ツールの寿命が長くなると共に、加工精度の向上につながってくる。なお超音波切削加工について「超音波便覧」（丸善株式会社、平成１１年発行）６７９〜６８４ページに詳しく記載されている。  Generally, it is very difficult to cut and grind brittle materials with high hardness such as glass, ceramic, silicone, titanium, and super hard metal. Has been done. In such ultrasonic cutting, the cutting resistance is reduced, so that the frictional heat of the cutting tool is reduced, the thermal distortion of the processed surface is reduced, the life of the cutting tool is extended, and the processing accuracy is improved. Ultrasonic cutting is described in detail in “Ultrasonic Handbook” (Maruzen Co., Ltd., published in 1999), pages 679-684.

また、ワークを固定する加工台に超音波振動を与え、これをワークに伝播させ、超音波切削加工を行うことが従来よりよく知られていることである。例えば、特開２００２−３５５７２６号公報には、図８に示すように超音波振動テーブルは、工作機械のベッドに取り付けられ加工されるワークを固定可能なテーブル装置であり、アルミニウム製のケーシングにシールド用のゴム板を介して固定され、上下に振動する超音波振動装置と超音波振動装置の上端部に、その下側中間部を固定されてワークを固定する振動板と、振動板の外側下部から下方に突出し、ケーシングの超音波振動装置の外側に形成された案内用凹部に挿入されて振動板の横移動を制限しながら上下方向に案内するガイド部材とを有している。ケーシングは、上方に開口した箱状に形成され、内周上部には、内側に突出するリング状の内フランジ部が形成されている。内フランジ部の複数箇所には、上下に貫通する雌ねじ部が形成されている。ケーシングに設けられた鉄製の裏面プレートは、ボルト部材によって着脱可能に形成されている。  In addition, it is well known in the art to apply ultrasonic vibration to a work table for fixing a work, propagate the work to the work, and perform ultrasonic cutting. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-355726, as shown in FIG. 8, an ultrasonic vibration table is a table device capable of fixing a workpiece to be processed by being attached to a bed of a machine tool, and shielded on an aluminum casing. An ultrasonic vibration device that is fixed via a rubber plate for vibration and that vibrates up and down, a vibration plate that fixes the lower middle portion to the upper end portion of the ultrasonic vibration device, and a lower portion of the vibration plate And a guide member which is inserted into a guide recess formed outside the ultrasonic vibration device of the casing and guides in the vertical direction while restricting the lateral movement of the diaphragm. The casing is formed in a box shape that opens upward, and a ring-shaped inner flange portion that protrudes inward is formed on the inner periphery. Female thread portions that penetrate vertically are formed at a plurality of locations on the inner flange portion. The iron back plate provided in the casing is detachably formed by a bolt member.

しかしながら、超音波切削加工においては、工具が大型化した場合は、ワークと接触する工具の加工部分に均一な超音波振動を与えることが非常に難しい。
また、工具が小型化した場合、超音波振動を与える装置も小型化しなければならない。超音波振動装置が小型化すればするほど工具に与えられる振動エネルギーは小さくなってしまう。このため、工具が小型であるときは、超音波切削加工能力は小さくなってしまう欠点がある。However, in ultrasonic cutting, when the tool is enlarged, it is very difficult to give uniform ultrasonic vibration to the processed portion of the tool that comes into contact with the workpiece.
In addition, when the tool is downsized, the device for applying ultrasonic vibration must be downsized. The smaller the ultrasonic vibration device is, the smaller the vibration energy given to the tool. For this reason, when a tool is small, there exists a fault that an ultrasonic cutting capability will become small.

一方、上記の超音波振動テーブルは、工具の形状と関係なく振動させることができる。しかし、超音波振動子の超音波放射面の面積はテーブルの面積に比較して小さいためテーブル全体には均一に振動変位が得られないという欠点がある。
また、加工装置は、一般的に高さの高い振動テーブルを収容する空間が無いのが普通であり、高さの高い振動テーブルは加工装置に設置できない問題はある。
さらに、超音波振動テーブルはテーブル面に超音波振動子が固着されているため、テーブルの質量が大きいとテーブル面が振動の節になる傾向が強く、テーブル面の超音波振動が小さくなる可能性が高いという問題点もある。
また、超音波振動テーブルは、ワークを含めた構成の共振周波数で駆動しなければならないので、加工条件において最適周波数があってもその周波数で駆動することはできないという問題点もある。
さらに、超音波振動テーブルの駆動周波数は１５ＫＨｚ以上であり、それ以下の周波数では振動変位が小さく、１５ＫＨｚ以下の周波数はほとんど利用できないという問題点がある。
本発明の目的は上述の問題点を解消する振動テーブル提供することにある。On the other hand, the ultrasonic vibration table can be vibrated regardless of the shape of the tool. However, since the area of the ultrasonic radiation surface of the ultrasonic transducer is smaller than the area of the table, there is a drawback that uniform vibration displacement cannot be obtained in the entire table.
Moreover, it is normal that the processing apparatus generally has no space for accommodating a high vibration table, and there is a problem that a high vibration table cannot be installed in the processing apparatus.
Furthermore, the ultrasonic vibration table has an ultrasonic transducer fixed to the table surface, so if the table mass is large, the table surface tends to become a node of vibration, and the ultrasonic vibration of the table surface may be reduced. There is also a problem that is high.
In addition, since the ultrasonic vibration table must be driven at the resonance frequency including the workpiece, there is a problem in that it cannot be driven at that frequency even if there is an optimum frequency in the processing conditions.
Furthermore, the driving frequency of the ultrasonic vibration table is 15 KHz or higher, and vibrational displacement is small at frequencies below that, and there is a problem that frequencies below 15 KHz are hardly available.
An object of the present invention is to provide a vibration table that solves the above-mentioned problems.

本発明は、加工装置に取り付けられ加工されるワークを固定保持するテーブル装置において、テーブルに積層型圧電素子を取り付け、積層型圧電素子に電圧を印加することによりテーブル装置を振動させることを特徴とする振動テーブル装置とするものである。  The present invention is characterized in that, in a table apparatus for fixing and holding a workpiece to be processed, which is attached to a processing apparatus, a laminated piezoelectric element is attached to the table and the table apparatus is vibrated by applying a voltage to the laminated piezoelectric element. This is a vibration table device.

本発明は、前記積層型圧電素子に印加する電圧が、１秒間に１００回以上かつ１５０００回以下変化する振動テーブル装置とするものである。  The present invention provides a vibration table device in which a voltage applied to the multilayer piezoelectric element changes 100 times or more and 15000 times or less per second.

本発明は、積層型圧電素子の変位方向がテーブル面に垂直である振動テーブル装置とするものである。  The present invention provides a vibration table device in which the displacement direction of the laminated piezoelectric element is perpendicular to the table surface.

本発明は、積層型圧電素子の変位方向がテーブル面に平行である振動テーブル装置とするものである。  The present invention provides a vibration table device in which the displacement direction of the laminated piezoelectric element is parallel to the table surface.

本発明は、テーブル面に垂直方向に振動する振動テーブル装置、テーブル面に平行方向に振動する振動テーブル装置、テーブル面に中心軸に対して角振動する振動テーブル装置のすべてまたは２個を組み合わせて使用する振動テーブル装置とするものである。  The present invention combines all or two of a vibration table device that vibrates in a direction perpendicular to the table surface, a vibration table device that vibrates in a direction parallel to the table surface, and a vibration table device that vibrates angularly with respect to the central axis on the table surface. The vibration table device to be used is used.

本発明の振動テーブルは、振動テーブル表面にほぼ均一の大きさの振動が励起できるので、この面に保持固定されるワークにも場所によらず、ほぼ均一の大きさの振動が伝播する。その結果、振動テーブルに保持固定されるワークの位置及びワークの大きさにほぼ影響を受けることなく、前記保持固定されたワークの加工速度の向上と難加工材料の加工が可能となる。
また、本発明の振動テーブルは、薄型が可能であるため、ほとんどすべての加工装置に設置することができる。
さらに、本発明の振動テーブルは、非共振状態で振動させるため、ワークにより振動数を選択することができる。Since the vibration table of the present invention can excite a substantially uniform vibration on the surface of the vibration table, a substantially uniform vibration propagates to the work held and fixed on this surface regardless of the location. As a result, it is possible to improve the processing speed of the workpiece held and fixed and process difficult-to-work materials without being substantially affected by the position and size of the workpiece held and fixed on the vibration table.
Moreover, since the vibration table of the present invention can be thin, it can be installed in almost all processing apparatuses.
Furthermore, since the vibration table of the present invention vibrates in a non-resonant state, the frequency can be selected depending on the workpiece.

本発明を、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明の第一の構成の振動テーブルの一例を示す斜視図である。  The present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a vibration table having a first configuration according to the present invention.

ほぼ同じ構成が顕微鏡に使用する位置決めステージとして用いられている。この内容の詳細は「精密制御用ニューアクチュエータ便覧、１９９４年、株式会社フジ・テクノシステム」のページ４９０〜ページ５００に記載されている。位置決めステージ用に用いられる積層型圧電素子は、変位素子として用いられるものである。一方、本発明の振動テーブルには振動素子として用いる。  Almost the same configuration is used as a positioning stage used in a microscope. Details of this content are described in pages 490 to 500 of "New Actuator Handbook for Precision Control, 1994, Fuji Techno System Co., Ltd.". The laminated piezoelectric element used for the positioning stage is used as a displacement element. On the other hand, the vibration table of the present invention is used as a vibration element.

図１に示す振動テーブル１は、ステンレス製のブロック２そして積層型圧電素子３から構成している。ステンレス製のブロック２は、加工装置に取り付けるためのボルト穴４を四箇所に設けている。ブロック２は放電加工によって作成する。ブロック２は、その中央部に振動するブロックの質量を小さくするために空間部７を設ける。また、強制振動による変位量を大きくするため薄肉部８を設ける。さらに積層型圧電素子３を固着する固着部６と積層型圧電素子３の変位を受ける可動固着部５を設ける。なお、積層型圧電素子３を可動固着部５と固着部６に固着する方法については、エポキシ樹脂を用いたが、ネジによる機械的固定方法でも良い。  A vibration table 1 shown in FIG. 1 includes a stainless block 2 and a laminated piezoelectric element 3. The stainless steel block 2 is provided with four bolt holes 4 for attachment to a processing apparatus. Block 2 is created by electric discharge machining. The block 2 is provided with a space portion 7 in order to reduce the mass of the vibrating block at the center thereof. Further, the thin portion 8 is provided in order to increase the amount of displacement due to forced vibration. Further, a fixing portion 6 for fixing the multilayer piezoelectric element 3 and a movable fixing portion 5 for receiving the displacement of the multilayer piezoelectric element 3 are provided. In addition, although the epoxy resin was used for the method of fixing the laminated piezoelectric element 3 to the movable fixing portion 5 and the fixing portion 6, a mechanical fixing method using screws may be used.

つぎにこの振動テーブル１の運転方法について説明する。積層型圧電素子３に時間的に変化する電圧を印加する。図５を用いて電圧の印加方法について説明する。（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）とも縦軸が印加電圧の大きさを示し、横軸が時間軸である。
（Ａ）の方法は、矩形状の電圧を印加する方法であり、図では１周期間で電圧を印加している時間と電圧を印加していない時間を同じにしたが、この割合を変化させることも可能である。また、図では図面を簡略にするため（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）とも３周期だけを描いた。実際には振動加工の効果を出現させるために１秒間に１００周期以上１５０００周期以下の条件で電圧を印加する必要がある。
（Ｂ）の方法は三角波状の電圧を印加する方法である。この三角波と類似なノコギリ状の電圧でももちろん良い。
（Ｃ）の方法はサイン波状の電圧を印加する方法である。ここで直流電圧をサイン波状の電圧に加えることで中心電圧をシフトさせる方法もある。これは、積層型圧電素子３の圧電材料の分極が劣化しないためにする。
以上代表的な時間的に変化する電圧波形を示したが、周期性のある電圧波形であれば、他の波形でもよい。Next, an operation method of the vibration table 1 will be described. A voltage that changes with time is applied to the multilayer piezoelectric element 3. A voltage application method will be described with reference to FIG. In each of (A), (B), and (C), the vertical axis represents the magnitude of the applied voltage, and the horizontal axis represents the time axis.
The method (A) is a method of applying a rectangular voltage. In the figure, the time during which the voltage is applied during one period and the time during which the voltage is not applied are the same, but this ratio is changed. It is also possible. Further, in the figure, only three cycles are drawn for (A), (B), and (C) in order to simplify the drawing. Actually, it is necessary to apply a voltage under the condition of 100 cycles or more and 15000 cycles or less per second in order to make the vibration machining effect appear.
The method (B) is a method of applying a triangular wave voltage. Of course, a sawtooth voltage similar to this triangular wave may be used.
The method (C) is a method of applying a sine wave voltage. Here, there is also a method of shifting the center voltage by applying a DC voltage to a sine wave voltage. This is because the polarization of the piezoelectric material of the multilayer piezoelectric element 3 does not deteriorate.
A typical voltage waveform that changes with time is shown above, but other waveform may be used as long as it has a periodic voltage waveform.

積層型圧電素子３に周期性のある電圧を印加すると積層型圧電素子３が長さ方向に変位する。そして図１に示す固着部６と可動固着部５により積層型圧電素子３の変位を受ける。固着部６はステンレスの肉厚が大きいのでほとんど変位はしない。一方、可動固着部５は、薄肉部８の効果により積層型圧電素子３の変位の変位をほぼそのまま受ける。したがって、ブロックのテーブル面が積層型圧電素子３の変位の変位方向と同じ矢印方向に振動する。  When a periodic voltage is applied to the multilayer piezoelectric element 3, the multilayer piezoelectric element 3 is displaced in the length direction. Then, the stacked piezoelectric element 3 is displaced by the fixing portion 6 and the movable fixing portion 5 shown in FIG. The fixing portion 6 is hardly displaced because the stainless steel is thick. On the other hand, the movable fixing portion 5 receives the displacement of the multilayer piezoelectric element 3 almost as it is due to the effect of the thin portion 8. Therefore, the table surface of the block vibrates in the same arrow direction as the displacement direction of the multilayer piezoelectric element 3.

ここで積層型圧電素子３について図２を用いて説明する。なお、積層型圧電素子３は圧電アクチュエータとも呼ばれており、例えば「精密制御用ニューアクチュエータ便覧、１９９４年、株式会社フジ・テクノシステム」のページ６０〜ページ７０に記載されている。積層型圧電素子３は、複数の圧電セラミックを積層したものであり、最上部と最下部の圧電セラミックは分極されていない不活性部９である。他の圧電セラミックは分極されている分極部１０である。また上下に隣り合う圧電セラミックの分極方向は互いに逆である。各々の圧電セラミックの間には内部電極１１があり、１層おきに内部電極１１を接続するためにガラス製の絶縁体１３が設けてある。そして１層おきに内部電極１１を接続する外部電極１２がある。この外部電極１２に電圧を印加することにより積層型圧電素子３を長さ方向に変位させる。  Here, the laminated piezoelectric element 3 will be described with reference to FIG. The laminated piezoelectric element 3 is also called a piezoelectric actuator, and is described in, for example, pages 60 to 70 of “New Actuator Manual for Precision Control, 1994, Fuji Techno System Co., Ltd.”. The multilayer piezoelectric element 3 is formed by laminating a plurality of piezoelectric ceramics, and the uppermost and lowermost piezoelectric ceramics are inactive portions 9 that are not polarized. The other piezoelectric ceramic is a polarized portion 10 that is polarized. Moreover, the polarization directions of the piezoelectric ceramics adjacent to each other are opposite to each other. There is an internal electrode 11 between each piezoelectric ceramic, and a glass insulator 13 is provided to connect the internal electrode 11 every other layer. There is an external electrode 12 for connecting the internal electrode 11 every other layer. By applying a voltage to the external electrode 12, the laminated piezoelectric element 3 is displaced in the length direction.

図１に示す振動テーブル高さが４０ｍｍ以下の薄型化が可能であり、ほぼどのような加工装置にも搭載が可能である。
また、駆動周波数を可変できるため、ワークの材質、形状により最適な駆動周波数で運転できる。
さらに、非共振駆動であるのでブロック２の表面であるテーブル面が一様に縦振動する。The height of the vibration table shown in FIG. 1 can be reduced to 40 mm or less, and can be mounted on almost any processing apparatus.
Further, since the drive frequency can be varied, it is possible to operate at an optimum drive frequency depending on the material and shape of the workpiece.
Further, since the non-resonant drive is used, the table surface which is the surface of the block 2 uniformly vibrates longitudinally.

図３は、本発明の第二の構成の振動テーブルの一例を示す斜視図である。テーブル面が水平に２方向に振動する構成になっている。
図３に示す振動テーブル１は、ステンレス製のブロック２そして積層型圧電素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから構成している。ステンレス製のブロック２は、加工装置に取り付けるためのボルト穴４を８箇所に設けている。ブロック２は放電加工によって作成する。また、強制振動による変位量を大きくするため薄肉部８を設ける。さらに積層型圧電素子３を固着する固着部６と積層型圧電素子３の変位を受ける可動固着部５を設ける。なお、積層型圧電素子３を可動固着部５と固着部６に固着する方法については、エポキシ樹脂を用いたが、ネジによる機械的固定方法でも良い。FIG. 3 is a perspective view showing an example of a vibration table having a second configuration according to the present invention. The table surface is configured to vibrate horizontally in two directions.
The vibration table 1 shown in FIG. 3 includes a stainless block 2 and laminated piezoelectric elements 3a, 3b, 3c, and 3d. The stainless steel block 2 is provided with eight bolt holes 4 for attachment to a processing apparatus. Block 2 is created by electric discharge machining. Further, the thin portion 8 is provided in order to increase the amount of displacement due to forced vibration. Further, a fixing portion 6 for fixing the multilayer piezoelectric element 3 and a movable fixing portion 5 for receiving the displacement of the multilayer piezoelectric element 3 are provided. In addition, although the epoxy resin was used for the method of fixing the laminated piezoelectric element 3 to the movable fixing portion 5 and the fixing portion 6, a mechanical fixing method using screws may be used.

つぎにこの振動テーブル１の運転方法について説明する。積層型圧電素子３に時間的に変化する電圧を印加する。電圧の印加方法については、第一の構成の振動テーブルで述べたものと同じである。
図の矢印Ａ方向に振動させるには、積層型圧電素子３ａに時間的に変化する電圧を印加する。また、図の矢印Ｂ方向に振動させるには、積層型圧電素子３ｂに時間的に変化する電圧を印加する。
さらに積層型圧電素子３ａに印加する時間的に変化する電圧と積層型圧電素子３ｂに印加する時間的に変化する電圧の位相差を９０度にすることで矢印Ｃの円軌跡の振動を励起することもできる。Next, an operation method of the vibration table 1 will be described. A voltage that changes with time is applied to the multilayer piezoelectric element 3. The voltage application method is the same as that described in the vibration table of the first configuration.
In order to vibrate in the direction of arrow A in the figure, a time-varying voltage is applied to the multilayer piezoelectric element 3a. In order to vibrate in the direction of arrow B in the figure, a voltage that changes with time is applied to the multilayer piezoelectric element 3b.
Furthermore, the vibration of the circular locus of the arrow C is excited by setting the phase difference between the time-varying voltage applied to the laminated piezoelectric element 3a and the time-varying voltage applied to the laminated piezoelectric element 3b to 90 degrees. You can also.

このようなテーブル面に水平方向のＸ方向、Ｙ方向、円軌跡の任意の振動を励起させることができるので、加工装置の加工方法またはワークの形状あるいは材料によって最適な振動を選択できる。これは、非共振振動の特徴であり、従来の超音波振動テーブルでは実行できない。
また、これも非共振振動の特徴であるがテーブル面の振動をそのままワークに与えることができる。一方、従来の超音波振動テーブルではテーブル面に水平方向の振動はテーブル面とワークの超音波振動のロスが大きくなり、ワークに伝播する振動はかなり小さくなり超音波振動テーブルの効果がほとんど発揮できない。Since arbitrary vibrations in the horizontal X direction, Y direction, and circular locus can be excited on such a table surface, the optimal vibration can be selected depending on the processing method of the processing apparatus, the shape of the workpiece, or the material. This is a feature of non-resonant vibration and cannot be performed with a conventional ultrasonic vibration table.
This is also a feature of non-resonant vibration, but the vibration of the table surface can be directly applied to the workpiece. On the other hand, in the conventional ultrasonic vibration table, the vibration in the horizontal direction on the table surface increases the loss of ultrasonic vibration between the table surface and the workpiece, the vibration propagating to the workpiece is considerably small, and the effect of the ultrasonic vibration table can hardly be exhibited. .

図４は、本発明の第三の構成の振動テーブルの一例を示す斜視図である。テーブル面がθ方向に角振動する構成になっている。
図４に示す振動テーブル１は、ステンレス製のブロック２そして積層型圧電素子３から構成している。ステンレス製のブロック２は、加工装置に取り付けるためのボルト穴４を４箇所に設けている。ブロック２は放電加工によって作成する。また、強制振動による変位量を大きくするため薄肉部８を設ける。さらに積層型圧電素子３を固着する固着部６と積層型圧電素子３の変位を受ける可動固着部５を設ける。なお、積層型圧電素子３を可動固着部５と固着部６に固着する方法については、エポキシ樹脂を用いたが、ネジによる機械的固定方法でも良い。FIG. 4 is a perspective view showing an example of a vibration table having a third configuration according to the present invention. The table surface is configured to angularly vibrate in the θ direction.
A vibration table 1 shown in FIG. 4 includes a stainless block 2 and a laminated piezoelectric element 3. The stainless steel block 2 is provided with four bolt holes 4 for attachment to a processing apparatus. Block 2 is created by electric discharge machining. Further, the thin portion 8 is provided in order to increase the amount of displacement due to forced vibration. Further, a fixing portion 6 for fixing the multilayer piezoelectric element 3 and a movable fixing portion 5 for receiving the displacement of the multilayer piezoelectric element 3 are provided. In addition, although the epoxy resin was used for the method of fixing the laminated piezoelectric element 3 to the movable fixing portion 5 and the fixing portion 6, a mechanical fixing method using screws may be used.

つぎにこの振動テーブル１の運転方法について説明する。積層型圧電素子３に時間的に変化する電圧を印加する。電圧の印加方法については、第一の構成の振動テーブルで述べたものと同じである。
図の矢印のθ方向に振動させるには、積層型圧電素子３に時間的に変化する電圧を印加する。Next, an operation method of the vibration table 1 will be described. A voltage that changes with time is applied to the multilayer piezoelectric element 3. The voltage application method is the same as that described in the vibration table of the first configuration.
In order to vibrate in the θ direction of the arrow in the figure, a voltage that changes with time is applied to the multilayer piezoelectric element 3.

このような非共振振動によるθ方向の振動は、そのまま加工対象物であるワークに伝播させることができるが、一方、同じθ方向の振動の励起する従来の捻り振動を用いた超音波振動テーブルは、ワークに伝播する振動は小さく、しかもワークの形状、材料により様々な振動モードに変化してしまうことがある。  The vibration in the θ direction due to such non-resonant vibration can be directly propagated to the workpiece, which is a workpiece, while the ultrasonic vibration table using the conventional torsional vibration that excites the same vibration in the θ direction is used. The vibration propagating to the workpiece is small, and may change to various vibration modes depending on the shape and material of the workpiece.

振動テーブルとしてＸ、Ｙ、Ｚおよびθ方向の振動を行わせることも可能である。本発明の第一の構成の振動テーブルはＺ方向の振動であり、本発明の第二の構成の振動テーブルは、Ｘ、Ｙ方向の振動であり、本発明の第三の構成の振動テーブルは、θ方向の振動の振動であるので、これらを積み上げればＸ、Ｙ、Ｚおよびθ方向の振動をする振動テーブルとして構成できる。
また、本発明の第一の構成、第二の構成、第三の構成を組み合わせれば所望の振動運動する振動ステージが構成できる。It is also possible to perform vibrations in the X, Y, Z, and θ directions as a vibration table. The vibration table of the first configuration of the present invention is vibration in the Z direction, the vibration table of the second configuration of the present invention is vibration in the X and Y directions, and the vibration table of the third configuration of the present invention is Since these are vibrations in the θ direction, if they are stacked, it can be configured as a vibration table that vibrates in the X, Y, Z, and θ directions.
Further, if the first configuration, the second configuration, and the third configuration of the present invention are combined, a vibration stage that performs a desired vibration motion can be configured.

図６、図７は、本発明の第四の構成の振動テーブルの一例を示す斜視図である。テーブル面が、積層型圧電素子３の変位方向と同じ高さ方向に縦振動する構成になっている。
ステンレス製のベース台１４に積層型圧電素子３をエポキシ樹脂で固着し、その上に同じくステンレス製のテーブル１５を載せたものである。積層型圧電素子３とステンレス製のテーブル１５の接合はエポキシ樹脂を用いる。6 and 7 are perspective views showing an example of a vibration table having a fourth configuration according to the present invention. The table surface is configured to vibrate longitudinally in the same height direction as the displacement direction of the multilayer piezoelectric element 3.
The laminated piezoelectric element 3 is fixed to an stainless base base 14 with an epoxy resin, and a stainless steel table 15 is also mounted thereon. The laminated piezoelectric element 3 and the stainless steel table 15 are joined using an epoxy resin.

つぎにこの振動テーブル１の運転方法について説明する。積層型圧電素子３に時間的に変化する電圧を印加する。電圧の印加方法については、第一の構成の振動テーブルで述べたものと同じである。  Next, an operation method of the vibration table 1 will be described. A voltage that changes with time is applied to the multilayer piezoelectric element 3. The voltage application method is the same as that described in the vibration table of the first configuration.

この構成では積層型圧電素子３を多数個容易に設置できるので、振動パワーを大きくできる。このため、振動テーブルに載せるワーク等の重量が大きいときには最適な構成となる。また非共振振動であるので、テーブルに載せたワークにほぼそのままの振動が伝播する。  In this configuration, a large number of laminated piezoelectric elements 3 can be easily installed, so that the vibration power can be increased. For this reason, it becomes an optimal structure when the weight of the workpiece | work etc. which are mounted on a vibration table is large. Further, since it is non-resonant vibration, the vibration as it is propagates to the workpiece placed on the table.

本発明の振動源として積層型圧電素子を用いて説明してきたが、同じ機能をもつ超磁歪材料を用いた素子でも可能であることはもちろんである。超磁歪材料については、例えば「超音波便覧」（丸善株式会社、１９９９年、ｐ８７〜ｐ９１）に詳しい記載がある。  Although a multilayer piezoelectric element has been described as the vibration source of the present invention, it goes without saying that an element using a giant magnetostrictive material having the same function is also possible. As for the giant magnetostrictive material, for example, “Ultrasonic Handbook” (Maruzen Co., Ltd., 1999, p87 to p91) has a detailed description.

本発明の振動テーブルは、機械加工設備などにおいて使用される加工テーブルとして用いることができる。  The vibration table of the present invention can be used as a machining table used in machining facilities and the like.

本発明の第一の構成の振動テーブルの１例の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of an example of the vibration table of the 1st structure of this invention. 本発明の振動テーブルに用いる積層型圧電素子の斜視図である。It is a perspective view of the lamination type piezoelectric element used for the vibration table of the present invention. 本発明の第二の構成の振動テーブルの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the vibration table of the 2nd structure of this invention. 本発明の第三の構成の振動テーブルの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the vibration table of the 3rd structure of this invention. 積層型圧電素子に印加する電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the voltage waveform applied to a lamination type piezoelectric element. 本発明の第四の構成の振動テーブルの一例の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of example of the vibration table of the 4th structure of this invention. 本発明の第四の構成の振動テーブルの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the vibration table of the 4th structure of this invention. 従来の超音波振動テーブルの１例を示す図である。It is a figure which shows one example of the conventional ultrasonic vibration table.

符号の説明Explanation of symbols

１ 振動テーブル
２ ブロック
３ 積層型圧電素子
４ ボルト穴
５ 可動固着部
６ 固着部
７ 空間部
８ 薄肉部
９ 不活性部
１０ 分極部
１１ 内部電極
１２ 外部電極
１３ 絶縁体
１４ ベース台
１５ テーブルDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration table 2 Block 3 Laminated piezoelectric element 4 Bolt hole 5 Movable fixed part 6 Fixed part 7 Space part 8 Thin part 9 Inactive part 10 Polarizing part 11 Internal electrode 12 External electrode 13 Insulator 14 Base stand 15 Table

Claims (5)

加工装置に取り付けられ加工されるワークを固定保持するテーブル装置において、テーブルに積層型圧電素子を取り付け、積層型圧電素子に電圧を印加することによりテーブル装置を振動させることを特徴とする振動テーブル装置。In a table device that fixes and holds a workpiece to be processed by being attached to a processing device, a vibration table device is characterized in that a laminated piezoelectric element is attached to the table and the table device is vibrated by applying a voltage to the laminated piezoelectric element. . 前記積層型圧電素子に印加する電圧が、１秒間に１００回以上かつ１５０００回以下変化することを特徴とする請求項１に記載の振動テーブル装置。2. The vibration table device according to claim 1, wherein a voltage applied to the multilayer piezoelectric element changes from 100 times to 15000 times per second. 積層型圧電素子の変位方向がテーブル面に垂直であることを特徴とする請求項１に記載の振動テーブル装置。2. The vibration table device according to claim 1, wherein the displacement direction of the multilayer piezoelectric element is perpendicular to the table surface. 積層型圧電素子の変位方向がテーブル面に平行であることを特徴とする請求項１に記載の振動テーブル装置。The vibration table device according to claim 1, wherein the displacement direction of the multilayer piezoelectric element is parallel to the table surface. テーブル面に垂直方向に振動する振動テーブル装置、テーブル面に平行方向に振動する擬動テーブル装置、テーブル面に中心軸に対して角振動する振動テーブル装置のすべてまたは任意の２個を組み合わせて使用することを特徴とする請求項１に記載の振動テーブル装置。Use a vibration table device that vibrates in a direction perpendicular to the table surface, a pseudo-motion table device that vibrates in a direction parallel to the table surface, or a vibration table device that vibrates angularly with respect to the central axis on the table surface, or a combination of any two of them. The vibration table device according to claim 1, wherein:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014500159A (en) * 2010-12-21 2014-01-09 エーファウ・グループ・ゲーエムベーハー System with two vibration components for machining a workpiece
CN107462386A (en) * 2017-10-10 2017-12-12 中国地震局工程力学研究所 Small shaped steel frame counter force wall

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014500159A (en) * 2010-12-21 2014-01-09 エーファウ・グループ・ゲーエムベーハー System with two vibration components for machining a workpiece
JP2016093886A (en) * 2010-12-21 2016-05-26 エーファウ・グループ・ゲーエムベーハー System having two oscillation components for machining workpiece
CN107462386A (en) * 2017-10-10 2017-12-12 中国地震局工程力学研究所 Small shaped steel frame counter force wall

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