(57)【要約】【課題】精度低下の部位の特定と調整が容易で、組み付け作業に手間がかからないＸＹテーブルを提供することである。【解決手段】Ｙ方向へ移動する一対の各移動体３ａ、３ｂを各固定ガイドレール２の軸受案内面に支持する静圧空気軸受１１を、回転自由度を有するボールジョイント１０を介して取り付けるとともに、各移動体３ａ、３ｂをベース１上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受１３を、その移動方向と側方へ直角に張り出す張り出し部材１２、１４を介して取り付けることにより、各移動体３ａ、３ｂ単体を安定な姿勢で固定ガイドレール２に沿って移動可能とし、各固定ガイドレール２と各移動体３ａ、３ｂの組み付け精度を調整したのち、他の各部も順次組み付けてその精度を個別に調整することができ、組み付け作業を容易に、かつ確実な精度で行うことができるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース上に固定された一対の平行な固定ガイドレールと、これらの各固定ガイドレールおよび前記ベース上面に設けた軸受案内面で案内されて、各固定ガイドレールに沿って移動する一対の第１の移動体と、これらの第１の各移動体に両端を連結され、前記固定ガイドレールに直角な移動ガイドレールと、この移動ガイドレールに設けた軸受案内面で案内されて、移動ガイドレールに沿って移動する第２の移動体とからなり、前記各移動体を静圧空気軸受により前記各軸受案内面で支持するようにしたＸＹテーブルにおいて、前記第１の各移動体を前記各固定ガイドレールの軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、回転自由度を有する締結機構で第１の各移動体に取り付け、前記第１の各移動体を前記ベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、第１の各移動体に移動方向と側方へ直角に張り出して設けた張り出し部に取り付けたことを特徴とするＸＹテーブル。
【請求項２】
前記第１の各移動体に設けた張り出し部に、前記移動ガイドレールの両端を連結した請求項１に記載のＸＹテーブル。
【請求項３】
前記移動ガイドレールの一端を一方の前記第１の移動体の張り出し部に固定して連結し、他端を他方の前記第１の移動体の張り出し部に、直線ガイドを介して張り出し方向へスライド自在に連結した請求項２に記載のＸＹテーブル。
【請求項４】
前記直線ガイドが転がり直線ガイドである請求項３に記載のＸＹテーブル。
【請求項５】
前記第２の移動体を前記ベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を設けた請求項１乃至４のいずれかに記載のＸＹテーブル。
【請求項６】
前記第１および第２のいずれかの移動体を前記ベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受が、真空吸着機構を有するものである請求項１乃至５のいずれかに記載のＸＹテーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体を静圧空気軸受で支持するＸＹテーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベース上に固定された一対の平行な固定ガイドレールに沿って、これに直角な移動ガイドレールを移動させ、さらに、この移動ガイドレールに沿って、部品や工具等を搭載する移動体を移動させるＸＹテーブルには、移動ガイドレールや移動体を高速で滑らかに移動させるために静圧空気軸受で支持するようにしたものがある（例えば、特許文献１、２参照。）。また、静圧空気軸受を回転自由度のある締結機構で取り付けることにより、軸受案内面の平面度や平行度等の機械加工誤差を吸収して、より円滑な移動を保障できることが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載されたものは、両端に移動案内用のＴ字状部を一体に形成した移動ガイドレールを、Ｔ字状部に配置した４個の静圧空気軸受で固定ガイドレールの軸受案内面に支持するとともに、下面に配置した３個の静圧空気軸受でベース上面の軸受案内面に支持するようにしている。また、一部の静圧空気軸受は回転自由度のある締結機構で取り付けられており、各パーツの熱膨張に伴う寸法変化を吸収できるように、この締結機構に伸縮機能を持たせている。
【０００４】
特許文献２に記載されたものは、移動ガイドレールを、各固定ガイドレールに沿って移動する移動体と、これらの移動体に両端を連結された別体のビーム（ガイドレール）とで形成して、下向きコ字形状の各移動体の内側面に配置した静圧空気軸受で固定ガイドレールの軸受案内面に支持するとともに、下向きコ字形状の片側の下面に配置した静圧空気軸受でベース上面の軸受案内面に支持するようにしている。また、ビームの熱膨張による寸法変化を吸収するために、ビームの一端を板ばねを介して一方の移動体に連結している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１５５１８６号公報（第３−４頁、第１−２図）
【特許文献２】
特開２０００−２１４２８０号公報（第２−３頁、第１−３図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１に記載のＸＹテーブルは、移動ガイドレールに、固定ガイドレールへの移動案内部が一体に形成されているので、２本の固定ガイドレールをベース上に固定し、これに各静圧空気軸受を取り付けた移動ガイドレールを組み付けた状態でないと、各部の組み付け精度を評価できない。このため、精度低下の部位の特定と調整が難しく、組み付け作業に非常に手間がかかる問題がある。この組み付け作業の手間は、大型のＸＹテーブルで移動ガイドレールの移動距離が長くなると、さらに増大する。
【０００７】
一方、特許文献２に記載のものの移動ガイドレールは、各固定ガイドレールに沿って移動する移動体とビームとが別体に形成されているが、軸受案内面の機械加工誤差を吸収して円滑な移動を保障できるように、静圧空気軸受を回転自由度のある締結機構で取り付けると、移動体の姿勢をその移動方向と垂直な面内で十分に安定化することができないので、やはり各移動体とビームを連結した状態でないと、各部の組み付け精度を評価できない。なお、このＸＹテーブルは、ビームの一端が剛性の小さい板ばねを介して移動体に連結されているので、使用中の位置決め精度が低下する問題もある。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、精度低下の部位の特定と調整が容易で、組み付け作業に手間がかからないＸＹテーブルを提供することである。
【０００９】
【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、この発明は、ベース上に固定された一対の平行な固定ガイドレールと、これらの各固定ガイドレールおよび前記ベース上面に設けた軸受案内面で案内されて、各固定ガイドレールに沿って移動する一対の第１の移動体と、これらの第１の各移動体に両端を連結され、前記固定ガイドレールに直角な移動ガイドレールと、この移動ガイドレールに設けた軸受案内面で案内されて、移動ガイドレールに沿って移動する第２の移動体とからなり、前記各移動体を静圧空気軸受により前記各軸受案内面で支持するようにしたＸＹテーブルにおいて、前記第１の各移動体を前記各固定ガイドレールの軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、回転自由度を有する締結機構で第１の各移動体に取り付け、前記第１の各移動体を前記ベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、第１の各移動体に移動方向と側方へ直角に張り出して設けた張り出し部に取り付けた構成を採用した。
【００１０】
すなわち、第１の各移動体を各固定ガイドレールの軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、回転自由度を有する締結機構で取り付けて、第１の各移動体の円滑な移動を保障するとともに、第１の各移動体をベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、第１の各移動体に移動方向と側方へ直角に張り出して設けた張り出し部に取り付けることにより、第１の移動体単体を安定な姿勢で固定ガイドレールに沿って移動可能とし、各固定ガイドレールと第１の移動体の組み付け精度を個別に評価して調整できるようにした。
【００１１】
前記第１の各移動体に設けた張り出し部に、前記移動ガイドレールの両端を連結することにより、移動ガイドレールの固定ガイドレールに対する直角度の調整を容易に行うことができる。
【００１２】
前記移動ガイドレールの一端を一方の前記第１の移動体の張り出し部に固定して連結し、他端を他方の前記第１の移動体の張り出し部に、直線ガイドを介して張り出し方向へスライド自在に連結することにより、連結部の剛性を低下させることなく、移動ガイドレールの熱膨張による寸法変化を吸収することができる。
【００１３】
前記直線ガイドとしては、転がり直線ガイドを用いることができる。
【００１４】
前記第２の移動体を前記ベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を設けることにより、この静圧空気軸受で第２の移動体の自重とその搭載荷重を受け、搭載荷重の大きさに影響されずに第２の移動体を円滑に移動可能とするとともに、移動ガイドレールの剛性設計を楽なものとすることができる。
【００１５】
前記第１および第２のいずれかの移動体を前記ベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、真空吸着機構を有するものとすることにより、静圧空気軸受の浮き上がり量（軸受隙間）を調整して、上下方向の軸受剛性を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図６に基づき、この発明の実施形態を説明する。このＸＹテーブルは、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、ベース１上に固定された一対の平行な固定ガイドレール２と、各固定ガイドレール２に沿ってＹ方向へ移動する一対の第１の移動体３ａ、３ｂと、これらの移動体３ａ、３ｂに両端を連結され、固定ガイドレール２に直角な移動ガイドレール４と、移動ガイドレール４に沿ってＸ方向へ移動する第２の移動体５とで基本的に構成されている。
【００１７】
前記Ｙ方向へ移動する一対の各移動体３ａ、３ｂは固定ガイドレール２を跨ぐ下向きコ字形状とされ、Ｘ方向へ移動する移動体５は移動ガイドレール４を囲うボックス形状とされており、それぞれ各固定ガイドレール２と移動ガイドレール４に沿って設けられた各リニアモータ６、７で直線駆動され、各リニアスケール８、９で移動速度と位置を制御されるようになっている。
【００１８】
図２に示すように、前記Ｙ方向へ移動する一方の移動体３ａは、下向きコ字形状の内側両側面と天井面とに、回転自由度を有するボールジョイント１０を介して静圧空気軸受１１が取り付けられ、固定ガイドレール２の３面の軸受案内面に支持されるようになっている。天井面にはリニアスケール８の検出端子８ａも取り付けられている。なお、各面の静圧空気軸受１１は、移動体３ａの移動方向で各々２箇所に取り付けられている。
【００１９】
また、移動体３ａのベース１中央側の側面には、移動方向と側方へ直角に張り出す張り出し部材１２が取り付けられ、張り出し部材１２の下面に、移動体３ａの姿勢を安定させてベース１上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受１３が取り付けられている。移動ガイドレール４の一端は、この張り出し部材１２の上面に固定して連結されている。
【００２０】
図３および図４に示すように、Ｙ方向へ移動するもう一方の移動体３ｂも、下向きコ字形状の内側両側面と天井面とにボールジョイント１０を介して静圧空気軸受１１が取り付けられ、固定ガイドレール２の３面の軸受案内面に支持されるようになっており、各面の静圧空気軸受１１は、移動体３ｂの移動方向で各々２箇所に取り付けられている。天井面にはリニアスケール８の検出端子８ａも取り付けられている。
【００２１】
また、移動体３ｂのベース１中央側の側面前後部には、移動方向と側方へ直角に張り出す一対の張り出し部材１４が取り付けられ、これらの張り出し部材１４の対向する側面間に、クロスローラ式の転がり直線ガイド１５を介して、水平なスライド板１６が張り出し方向へスライド自在に差し渡されている。このスライド板１６の下面に、移動体３ｂの姿勢を安定させてベース１上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受１３が取り付けられ、上面には移動ガイドレール４の他端が連結されている。静圧空気軸受１３は、静圧空気軸受１１と同様に、ボールジョイントを介して取り付けてもよい。
【００２２】
図５に示すように、前記Ｘ方向へ移動する移動体５は、ボックス形状の内側両側面にボールジョイント１７を介して、移動ガイドレール４の軸受案内面への支持用の静圧空気軸受１８が取り付けられ、底板の下面には、コーナ部の４箇所でベース１上面の軸受案内面への支持用の静圧空気軸受１９が取り付けられている。また、天板の下面にはリニアスケール９の検出端子９ａが取り付けられている。
【００２３】
図６に示すように、前記ベース１上面の軸受案内面に各移動体３ａ、３ｂ、５を支持する各静圧空気軸受１３、１９は、加圧エアの噴出口２０のほかに、真空吸着ポケット２１を設けられており、軸受隙間δを調整して、上下方向の軸受剛性を向上できるようになっている。
【００２４】
上述したＸＹテーブルは、各固定ガイドレール２に沿ってＹ方向へ移動する各移動体３ａ、３ｂが、移動ガイドレール４を取り外した状態でも姿勢が安定するので、各固定ガイドレール２と各移動体３ａ、３ｂのみを組み付けた状態で両者の組み付け精度を評価して調整することができる。この各固定ガイドレール２と各移動体３ａ、３ｂの組み付け精度を調整したのち、各移動体３ａ、３ｂに移動ガイドレール４を連結してその組み付け精度を調整し、さらに、移動ガイドレール４にＸ方向の移動体５を組み付けてその組み付け精度を調整することができる。したがって、各部の組み付け精度を順を追って調整することができ、組み付け作業を容易に、かつ確実な精度で行うことができる。
【００２５】
上述した実施形態では、Ｙ方向の各移動体を下向きコ字形状のものとして、その側面に張り出し部材を取り付けたが、これらの移動体は、ベース上面の軸受案内面への支持用の静圧空気軸受を取り付けるための移動方向と直角な張り出し部を設けたものであればよく、実施形態の形状のものに限定されることはない。Ｘ方向の移動体も実施形態の形状のものに限定されることはない。
【００２６】
また、移動ガイドレールの一端をスライド自在に連結する直線ガイドも実施形態の転がり式のものに限定されることはなく、すべり式のものを用いることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明のＸＹテーブルは、第１の各移動体を各固定ガイドレールの軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、回転自由度を有する締結機構で取り付けて、第１の各移動体の円滑な移動を保障するとともに、第１の各移動体をベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、第１の各移動体に移動方向と側方へ直角に張り出して設けた張り出し部に取り付け、第１の移動体単体を安定な姿勢で固定ガイドレールに沿って移動可能としたので、各固定ガイドレールと第１の移動体の組み付け精度を調整したのち、他の各部も順次組み付けてその精度を個別に調整することができ、組み付け作業を容易に、かつ確実な精度で行うことができる。
【００２８】
前記第１の各移動体に設けた張り出し部に、移動ガイドレールの両端を連結することにより、移動ガイドレールの固定ガイドレールに対する直角出しを容易に行うことができる。
【００２９】
前記移動ガイドレールの一端を一方の第１の移動体の張り出し部に固定して連結し、他端を他方の第１の移動体の張り出し部に、直線ガイドを介して張り出し方向へスライド自在に連結することにより、連結部の剛性を低下させることなく、移動ガイドレールの熱膨張による寸法変化を吸収することができる。
【００３０】
前記第２の移動体をベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を設けることにより、この静圧空気軸受で第２の移動体の自重とその搭載荷重を受け、搭載荷重の大きさに影響されずに第２の移動体を円滑に移動可能とするとともに、移動ガイドレールの剛性設計を楽なものとすることができる。
【００３１】
前記第１および第２のいずれかの移動体をベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、真空吸着機構を有するものとすることにより、静圧空気軸受の軸受隙間を調整して、上下方向の軸受剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａはＸＹテーブルの実施形態を示す平面図、ｂはａの側面図
【図２】図１の一方のＹ方向移動体側を拡大して示す側面図
【図３】図１の他方のＹ方向移動体側を拡大して示す切欠き側面図
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図
【図５】図１（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図
【図６】図１のベース上面への支持用の静圧空気軸受を示す縦断側面図
【符号の説明】
１  ベース
２  固定ガイドレール
３ａ、３ｂ  移動体
４  移動ガイドレール
５  移動体
６、７  リニアモータ
８、９  リニアスケール
８ａ、９ａ  検出端子
１０  ボールジョイント
１１  静圧空気軸受
１２  張り出し部材
１３  静圧空気軸受
１４  張り出し部材
１５  転がり直線ガイド
１６  スライド板
１７  ボールジョイント
１８、１９  静圧空気軸受
２０  噴出口
２１  真空吸着ポケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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