(57)【要約】【課題】小型・コンパクトで廉価なテーブル位置決め装置を提案すること。【解決手段】テーブル位置決め装置１は、基準平面３上をＸ、Ｙ軸方向に移動可能な移動テーブル４と、移動テーブル４をＸ軸、Ｙ軸方向に移動させるための２組のテーブル移動機構５、６と、１台のプリロード機構９を有している。テーブル移動機構５、６の偏心回転カム５４はそれぞれ、移動テーブル４の側面に形成した推力作用面４１、４２に当接しており、プリロード機構９の与圧力は移動テーブル４の側面に形成した与圧力作用面４３に作用している。推力作用面４１、４２および与圧力作用面４３は、基準平面３に直交する方向から見た場合に三角形を描く３つの平面上にそれぞれ位置している。推力作用面４１、４２に当接状態に保持された各偏心回転カムを個別に回転させることにより、移動テーブル４をＸ軸、Ｙ軸方向の目標位置に移動させることができる。【選択図】      図１
2004272443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準平面上を、第１の方向および当該第１の方向とは異なる第２の方向に移動可能な移動テーブルと、
前記移動テーブルを前記第１の方向に移動させる第１のテーブル移動機構と、
前記移動テーブルを前記第２の方向に移動させる第２のテーブル移動機構と、
前記移動テーブルに対して前記第１および第２の方向に与圧を与えている一台のプリロード機構と、
前記移動テーブルの位置を検出するテーブル位置検出手段と、
前記テーブル位置検出手段の検出結果に基づき、前記第１および第２のテーブル移動機構を駆動制御して前記移動テーブルを目標位置に位置決めする駆動制御手段とを有し、
前記移動テーブルは、前記第１のテーブル移動機構による推力が作用する前記第２の方向に平行な第１の推力作用面と、前記第２のテーブル移動機構による推力が作用する前記第１の方向に平行な第２の推力作用面と、前記プリロード機構による与圧が作用する与圧作用面とを備え、
前記基準平面に垂直な方向から見た場合に、前記第１および第２の推力作用面と前記与圧作用面のそれぞれを含む３つの平面によって三角形が形成されるように、これら第１および第２の推力作用面と与圧作用面が形成されており、
各テーブル移動機構は、各推力作用面に円形外周面が当接している偏心回転カムを備えていることを特徴とするテーブル位置決め装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記テーブル位置検出手段は、前記移動テーブルの前記第１の方向の位置を検出する第１の位置センサと、前記移動テーブルの前記第２の方向の位置を検出する第２の位置センサとを備えていることを特徴とするテーブル位置決め装置。
【請求項３】
基準平面上をＸ軸およびＹ軸方向に移動可能な移動テーブルと、
前記移動テーブルをＸ軸方向に移動させる第１のテーブル移動機構と、
前記移動テーブルをＹ軸方向に移動させる第２のテーブル移動機構と、
前記移動テーブルに対して前記Ｘ軸および前記Ｙ軸の方向に与圧を与えている一台のプリロード機構と、
前記移動テーブルの位置を検出するテーブル位置検出手段と、
前記テーブル位置検出手段の検出結果に基づき、前記第１および第２のテーブル移動機構を駆動制御して前記移動テーブルを目標位置に位置決めする駆動制御手段とを有し、
前記移動テーブルは、前記第１のテーブル移動機構による推力が作用するＹ軸に平行な第１の推力作用面と、前記第２のテーブル移動機構による推力が作用するＸ軸に平行な第２の推力作用面と、前記プリロード機構による与圧が作用する与圧作用面とを備え、
前記基準平面に垂直な方向から見た場合に、前記第１および第２の推力作用面と前記与圧作用面のそれぞれを含む３つの平面によって三角形が形成されるように、これら第１および第２の推力作用面と与圧作用面が形成されており、
各テーブル移動機構は、各推力作用面に円形外周面が当接している偏心回転カムを備えていることを特徴とするテーブル位置決め装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記テーブル位置検出手段は、前記移動テーブルのＸ軸方向の位置を検出する第１の位置センサと、前記移動テーブルのＹ軸方向の位置を検出する第２の位置センサとを備えていることを特徴とするテーブル位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基準平面上において移動テーブルをニ方向、例えば、Ｘ軸およびＹ軸方向の目標位置に位置決め可能なテーブル位置決め装置に関するものである。更に詳しくは、偏心回転カムを利用して、簡単な構成により、二方向、例えばＸ軸およびＹ軸方向の位置決めを行うことのできる廉価なテーブル位置決め装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テーブル位置決め装置としては、偏心回転カムを利用したアクチュエータにより、移動テーブルを基準平面上においてＸ軸およびＹ軸方向に移動させると共に回転させることのできる構成のものが提案されている（特許文献）。このテーブル位置決め装置では、移動テーブルをＸ軸方向に移動させるための２つのアクチュエータとＹ軸方向に移動させるための１つのアクチュエータとを備えている。また、移動テーブルと各アクチュエータの偏心回転カムの外周面とを常に当接状態を保持するために、各アクチュエータに移動テーブルを押し付ける３つのプリロード機構を備えている。
【０００３】
【特許文献】
特開２００１−１１６８６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、基準平面上において移動テーブルを回転させて位置決めを行う必要のないテーブル位置決め装置を提案することにある。
【０００５】
すなわち、移動テーブルをＸ軸およびＹ軸方向に並進させて、移動テーブルをＸ軸およびＹ軸方向の目標位置に位置決めするテーブル位置決め装置を提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のテーブル位置決め装置は、
基準平面上を、第１の方向および当該第１の方向とは異なる第２の方向に移動可能な移動テーブルと、
前記移動テーブルを前記第１の方向に移動させる第１のテーブル移動機構と、
前記移動テーブルを前記第２の方向に移動させる第２のテーブル移動機構と、
前記移動テーブルに対して前記第１および第２の方向に与圧を与えている一台のプリロード機構と、
前記移動テーブルの位置を検出するテーブル位置検出手段と、
前記テーブル位置検出手段の検出結果に基づき、前記第１および第２のテーブル移動機構を駆動制御して前記移動テーブルを目標位置に位置決めする駆動制御手段とを有し、
前記移動テーブルは、前記第１のテーブル移動機構による推力が作用する前記第２の方向に平行な第１の推力作用面と、前記第２のテーブル移動機構による推力が作用する前記第１の方向に平行な第２の推力作用面と、前記プリロード機構による与圧が作用する与圧作用面とを備え、
前記基準平面に垂直な方向から見た場合に、前記第１および第２の推力作用面と前記与圧作用面のそれぞれを含む３つの平面によって三角形が形成されるように、これら第１および第２の推力作用面と与圧作用面が形成されており、
各テーブル移動機構は、各推力作用面に円形外周面が当接している偏心回転カムを備えていることを特徴としている。
【０００７】
ここで、前記テーブル位置検出手段は、前記移動テーブルの前記第１の方向の位置を検出する第１の位置センサと、前記移動テーブルの前記第２の方向の位置を検出する第２の位置センサとを備えていることを特徴としている。
【０００８】
本発明による典型的なテーブル位置決め装置は、
基準平面上を直交するＸ軸およびＹ軸方向に移動可能な移動テーブルと、
前記移動テーブルをＸ軸方向に移動させる第１のテーブル移動機構と、
前記移動テーブルをＹ軸方向に移動させる第２のテーブル移動機構と、
前記移動テーブルに対して前記Ｘ軸および前記Ｙ軸の方向に与圧を与えている一台のプリロード機構と、
前記移動テーブルの位置を検出するテーブル位置検出手段と、
前記テーブル位置検出手段の検出結果に基づき、前記第１および第２のテーブル移動機構を駆動制御して前記移動テーブルを目標位置に位置決めする駆動制御手段とを有し、
前記移動テーブルは、前記第１のテーブル移動機構による推力が作用するＹ軸に平行な第１の推力作用面と、前記第２のテーブル移動機構による推力が作用するＸ軸に平行な第２の推力作用面と、前記プリロード機構による与圧が作用する与圧作用面とを備え、
前記基準平面に垂直な方向から見た場合に、前記第１および第２の推力作用面と前記与圧作用面のそれぞれを含む３つの平面によって三角形が形成されるように、これら第１および第２の推力作用面と与圧作用面が形成されており、
各テーブル移動機構は、各推力作用面に円形外周面が当接している偏心回転カムを備えていることを特徴としている。
【０００９】
この場合、前記テーブル位置検出手段は、前記移動テーブルのＸ軸方向の位置を検出する第１の位置センサと、前記移動テーブルのＹ軸方向の位置を検出する第２の位置センサとを備えた構成とすればよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したテーブル位置決め装置の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態に係るテーブル位置決め装置を示す概略構成図である。テーブル位置決め装置１は、基準固定テーブル２と、この基準固定テーブル２の表面によって規定されている基準平面３と、この基準平面３上を移動自在の状態で支持されている移動テーブル４とを有している。また、移動テーブル４を基準平面３上においてＸ軸およびＹ軸方向に並進させるための２組のテーブル移動機構５および６と、移動テーブル４の位置を検出するための２組のテーブル位置センサ７および８とを有している。さらに、移動テーブル４に対してＸ軸およびＹ軸方向の与圧を付与するための１組のプリロード機構９を有している。さらには、テーブル位置センサ７および８の検出結果に基づき、ドライバ１１および１２を介して各テーブル移動機構５および６を駆動制御して、移動テーブル４を外部指令によって指示される目標位置となるように位置決めする駆動制御装置１３を有している。
【００１２】
移動テーブル４は、テーブル移動機構５による推力が作用する推力作用面４１と、テーブル移動機構６による推力が作用する推力作用面４２と、プリロード機構９による与圧力が作用する与圧力作用面４３とを備えている。これらの推力作用面４１、４２および与圧力作用面４３は基準平面３に垂直な面とされている。
【００１３】
また、移動テーブル４の輪郭形状は、正方形の板の一つの角に面取りを施した形状となっており、推力作用面４１はＹ軸方向に平行な面であり、推力作用面４２はＸ軸方向に平行な面であり、与圧力作用面４３はＸ軸およびＹ軸に対して４５度傾斜した傾斜面である。従って、基準平面３に垂直な方向から見た場合に、推力作用面４１、４２および与圧力作用面４３をそれぞれ含む３つの平面は、図において想像線で示すように直角二等辺三角形を描く。勿論、テーブル形状としては別の形状のものを用いることもでき、与圧作用面も４５度以外の角の傾斜面とすることも可能ある。いずれの場合においても、推力作用面４１、４２および与圧作用面４３をそれぞれ含む３つの平面が三角形を描くことができればよい。
【００１４】
本例のテーブル位置センサ７および８は、これら推力作用面４１および４２の位置、例えば、各推力作用面に直交する方向の位置を検出するためのものである。本例では、テーブル位置センサ７は移動テーブル４のＸ軸方向の位置を検出するためのものであり、テーブル位置センサ８は移動テーブル４のＹ軸方向の位置を検出するためのものである。勿論、Ｘ、Ｙ軸方向以外の方向の位置を検出するようにしてもよい。
【００１５】
次に、図２（ａ）および（ｂ）はテーブル移動機構５を示す平面図および側面図である。テーブル移動機構６も同一構成であるので、その説明は省略する。テーブル移動機構５は、サーボモータ５１と、その出力側に連結されている減速機５２と、減速機出力軸５３に偏心状態で固定されている偏心回転カム５４を備えている。偏心回転カム５４は、一定厚さの円盤であり、その円形外周面５４ａが移動テーブル４の推力作用面４１に当接しており、当該推力作用面４１に平行な偏心回転軸線（減速機出力軸５３の軸線５３ａ）を中心として偏心回転する。
【００１６】
偏心回転カム５４を回転させると、その回転角度に応じて、円形外周面５４ａと移動テーブル４との接触点５５がＹ軸方向に向けて所定のストロークで往復直線運動する。図２（ｃ）には、偏心回転カム５４の回転角度に対する接触点５５の移動軌跡を示してある。この図に示すように、接触点５５は正弦波状の軌跡を描く。
【００１７】
次に、プリロード機構９は、ばね部材あるいは油圧シリンダを用いて構成することができる。プリロード機構９による与圧力は、移動テーブル４の与圧力作用面４３に直交する方向に作用する。従って、移動テーブル４をテーブル移動機構５の偏心回転カム５４の円形外周面５４ａに押し付ける与圧分力と、移動テーブル４をテーブル移動機構６の偏心回転カム５４の円形外周面５４ａに押し付ける与圧分力が発生する。この結果、移動テーブル４の推力作用面４１、４２は、テーブル移動機構５、６の各偏心回転カム５４の円形外周面５４ａにそれぞれ当接した状態に保持される。
【００１８】
また、プリロード機構９の与圧力作用面はローラなどによって形成されており、移動テーブル４の与圧力作用面４３に沿って実質的に摩擦抵抗がない状態で摺動可能となっている。
【００１９】
このように構成した本例のテーブル位置決め装置１では、その駆動制御装置１３のＲＯＭ等に格納されている制御プログラムに従って、各テーブル位置センサ７、８から得られる位置情報に基づき、移動テーブル４のＸ軸およびＹ軸方向の位置決めを行う。
【００２０】
すなわち、外部から移動テーブル４を所定の目標位置に位置決めさせるための指令が入力されると、移動テーブル４が固定基準テーブル２に対してアンクランプ状態とされ、各テーブル移動機構５、６によって基準平面３上を移動可能になる。
【００２１】
この後は、２組のテーブル移動機構５、６を駆動して、移動テーブル４をＸ軸およびＹ軸方向に並進させる。移動テーブル４の推力作用面４１、４２はプリロード機構９によって、常に、テーブル移動機構５、６の偏心回転カム５４の円形外周面５４ａに押付けられているので、各偏心回転カム５４の回転量を制御することにより、移動テーブル４を外部から設定されるＸ軸およびＹ軸方向の目標位置に移動させることができる。
【００２２】
テーブル位置センサ７、８によって移動テーブル４がＸ軸およびＹ軸方向の目標位置に到ったことが検出されると、各テーブル移動機構５、６の駆動を止めて、移動テーブル４を固定基準テーブル２に不図示のクランプ機構によりクランプする。これにより、移動テーブル４の位置決め動作が完了する。
【００２３】
なお、本例では、移動テーブル４を直交するＸ軸およびＹ軸方向に移動させるようにしているが、同一平面上における異なるニ方向に移動テーブル４を移動させるように構成できることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のテーブル位置決め装置は、移動テーブルを第１の方向、例えばＸ軸方向に移動する偏心回転カムを備えた第１のテーブル移動機構と、移動テーブルを第２の方向、例えばＹ軸方向に移動する偏心回転カムを備えた第２のテーブル移動機構と、移動テーブルに与圧力を加えている１台のプリロード機構とを有している。また、第１のテーブル移動機構による推力が作用する第１の推力作用面と、第２のテーブル移動機構による推力が作用する第２の推力作用面と、プリロード機構による与圧力が作用する与圧力作用面のそれぞれを含む平面が、基準平面に垂直な方向から見た場合に、三角形を描くように、各推力作用面および与圧力作用面を移動テーブルに形成してある。
【００２５】
従って、本発明によれば、移動テーブルの移動方向である第１および第２の方向（例えば、Ｘ軸およびＹ軸）に対応した２組のテーブル移動機構と、１台のプリロード機構とにより、移動テーブルを第１および第２の方向に並進させて各方向の位置決めを行うことのできる小型・コンパクトで廉価なテーブル位置決め装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したテーブル位置決め装置の概略全体構成図である。
【図２】図１のテーブル位置決め装置のテーブル移動機構を示す平面図、側面図および偏心回転カムの円形外周面と移動テーブルの推力作用面との接触点の移動軌跡を示すグラフである。
【符号の説明】
１    テーブル位置決め装置
２    固定基準テーブル
３    基準平面
４    移動テーブル
４１、４２  推力作用面
４３  与圧力作用面
５、６  テーブル移動機構
５１  サーボモータ
５２  減速機
５３  減速機出力軸
５３ａ  偏心回転軸線
５４  偏心回転カム
５４ａ  円形外周面
５５  接触点
７、８  テーブル位置センサ
９    プリロード機構
１１、１２  ドライバ
１３  駆動制御装置
【図１】
2004272443.tif 000003
【図２】
2004272443.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月20日(2003.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基準平面上において移動テーブルを二方向、例えば、Ｘ軸およびＹ軸方向の目標位置に位置決め可能なテーブル位置決め装置に関するものである。更に詳しくは、偏心回転カムを利用して、簡単な構成により、二方向、例えばＸ軸およびＹ軸方向の位置決めを行うことのできる廉価なテーブル位置決め装置に関するものである。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
なお、本例では、移動テーブル４を直交するＸ軸およびＹ軸方向に移動させるようにしているが、同一平面上における異なる二方向に移動テーブル４を移動させるように構成できることは勿論である。