超精密加工機用転がり案内の特性

移動時に受ける抵抗力の測定

抄録

光学部品の加工などに用いられる超精密加工機には，ナノメートルオーダの加工面精度と形状精度が要求される．とくに形状精度を実現するために，超精密加工機には極めてなめらかな移動が求められている．送り系の移動方向には，摩擦力を含んだ抵抗力が存在する．この抵抗力は加工機の輪郭運動精度に影響を与える．超精密加工機に用いられる案内は，移動時において極めて小さい抵抗力である必要があるため，超精密加工機の多くには摩擦の少ない流体軸受けを使用した案内が採用されている．これに対して，高精度な転がり案内を採用して高精度な輪郭運動制御を実現している事例もある．転がり案内には転がり摩擦が存在し，その変動が輪郭運動精度に影響することが知られている．しかし，超精密加工機に用いられている転がり案内の運動に対する抵抗の特性を明らかにした事例は少ない．本研究では超精密加工機に用いられる有限軌道V-V転がり案内に着目し，移動時の抵抗力を測定することで，その特性を調査した．その結果，本実験対象ではスティック摩擦と呼ばれる移動直後の停止時に残る抵抗力が極めて小さく，移動時の抵抗力は移動速度によって変化することがわかった．