(57)【要約】【課題】高精度の位置決めと小型化が可能な位置決め装置を提供する。【解決手段】テーブル２の下面に固定されてテーブル２を基台１に対して浮上支持する軸受３と、テーブル２のＸ方向に延在する一方の側面２ａ側に配置されてテーブル２をＸ方向に移動可能に案内する第１の直線案内軸受５と、該軸受５をＹ方向に進退駆動させる第１のアクチュエータ６と、反対側の側面２ｂ側に配置されてテーブル２のＸ方向への移動を許容すると共に、テーブル２を前記軸受５側に付勢する第１の付勢手段１０と、テーブル２のＹ方向に延在する一方の側面２ｃ側に配置されてテーブル２をＹ方向に移動可能に案内する第２の直線案内軸受７と、該軸受７をＸ方向に進退駆動させる第２のアクチュエータ８と、反対側の側面２ｄ側に配置されてテーブル２のＹ方向への移動を許容すると共に、テーブル２を前記軸受７側に付勢する第２の付勢手段２０とを備える。【選択図】図１
2007054953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルを基台に対してＸ方向に進退させると共に該Ｘ方向と同一平面上で直交するＹ方向に進退させて、該テーブルを任意の位置に位置決めする位置決め装置において、前記テーブルと前記基台との間に配置され、該テーブルを基台に対して浮上支持するテーブル支持軸受と、前記テーブルのＸ方向に延在する一方の側部側に配置されて該テーブルをＸ方向に移動可能に案内する第１の直線案内軸受と、該第１の直線案内軸受をＹ方向に進退駆動させる第１のアクチュエータと、前記テーブルのＸ方向に延在する他方の側部側に配置されて該テーブルのＸ方向への移動を許容すると共に、該テーブルを前記第１の直線案内軸受側に付勢する第１の付勢手段と、前記テーブルのＹ方向に延在する一方の側部側に配置されて該テーブルをＹ方向に移動可能に案内する第２の直線案内軸受と、該第２の直線案内軸受をＸ方向に進退駆動させる第２のアクチュエータと、前記テーブルのＹ方向に延在する他方の側部側に配置されて該テーブルのＹ方向への移動を許容すると共に、該テーブルを前記第２の直線案内軸受側に付勢する第２の付勢手段とを備えたことを特徴とする位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テーブルを平面上で移動して任意な位置に位置決めを行う位置決め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の位置決め装置は、二つの一軸テーブルを直交させた状態で積み重ねた構造が一般的である。
即ち、従来の位置決め装置は、図６及び図７に示すように、Ｘ方向にのみ移動可能に規制されたＸテーブル５０の上に、Ｙ方向（上記Ｘ方向と同一平面で直交する方向）にのみ移動可能に規制されたＹテーブル５１が配設されており、Ｙテーブル５１の上面が位置決めすべき位置決め面とされている。そして、互いに直交するＸテーブル５０及びＹテーブル５１を個々に進退させることで、Ｙテーブル５１上面の位置決め面が、任意な２次元方向に移動して所定位置に位置決めされる。
【０００３】
Ｘテーブル５０は基台５３に固定されたＸ軸用ガイドレール５２に支持されており、該Ｘ軸用ガイドレール５２は軸心をＸ方向に向けて配設されてＸテーブル５０のＸ方向以外の移動を規制する。また、Ｘテーブル５０にはボールネジのネジ棒５４ａが固定されており、該ネジ棒５４ａは軸心をＸ方向に向けて配置されている。ネジ棒５４ａに螺合するナット部材をＸ軸用ガイドレール５２に固定したモータ５５により回転駆動させることによって、Ｘテーブル５０がＸ方向に進退する。ここで、ボールネジ及びモータ５５により、Ｘテーブル５０を駆動するアクチュエータが構成される。
【０００４】
また、Ｘテーブル５０の上面にはＹ軸用ガイドレール５６が軸心をＹ方向に向けて固定されており、該Ｙ軸用ガイドレール５６上にはＹテーブル５１が配設されている。したがって、Ｙテーブル５１はＹ方向以外の移動をＹ軸用ガイドレール５６によって規制される。Ｙテーブル５１も、Ｘテーブル５０用のアクチュエータと同様な、即ち、Ｙテーブル５１に固定されたボールネジのネジ棒５７に螺合するナット部材を回転駆動するモータ５８を有するアクチュエータにより、Ｙ方向に向けて進退する。ボールネジとＹ軸用ガイドレール５６に固定したモータ５８とによりＹテーブル５１を駆動するアクチュエータが構成される。
【０００５】
また、上記Ｘテーブル５０のＸ方向に延在する一方の側面には、Ｘ方向に沿ってスケール５９が取り付けられ、該スケール５９とＹ方向で水平に対向して基台５３にはＸ軸用の位置検出器６０が配設される。そして、この位置検出器６０によって、Ｘテーブル５０のＸ方向の位置を検出し、その検出結果がＸ軸用のアクチュエータのコントローラにフィードバックされる。
【０００６】
同様に、Ｙテーブル５１のＹ方向に延在する一方の側面には、Ｙ方向に沿ってスケール６１が設けられ、該スケール６１とＸ方向で水平に対向してＸテーブル５０にはＹ軸用の位置検出器６２が配設される。そして、この位置検出器６２によって、Ｙテーブル５１のＹ方向の位置を検出し、その検出結果がＹ軸用のアクチュエータのコントローラにフィードバックされる。
【０００７】
さらに、精密な位置決めを行うため、各ガイドレール５２，５６の案内面側には、各テーブル５０，５１の進退方向に沿って静圧気体軸受が設けられ、その静圧気体軸受によって、Ｘテーブル５０及びＹテーブル５１はそれぞれ各ガイドレール５０，５１の案内面と非接触状態で支承され、その状態で該案内面に沿って移動可能となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、かかる従来の位置決め装置においては、次に示すような問題点がある。
即ち、Ｘテーブル５０上にＹテーブル５１が積み重ねられて支持される構造であるので、基台５３から見たＹテーブル５１の剛性は、Ｘテーブル５０を支承するＸテーブル５０とＸ軸用ガイドレール５２との間の軸受の剛性ＫＸと、Ｙテーブル５１を支承するＹテーブル５１とＹ軸用ガイドレール５６との間の軸受の剛性ＫＹとが直列ばねとなって影響する。この結果、上記位置決め面を構成するＹテーブル５１の軸受の剛性ＫＺは、次式で表されるような低いものとなる。
【０００９】
ＫＺ＝１／｛（１／ＫＸ）＋（１／ＫＹ）｝
特に、位置決め精度を向上させるために、各テーブル５０，５１を支承する軸受として静圧気体軸受を採用する場合には上記影響はさらに大きくなる。即ち、外部からの振動が直列状に増幅されて上記位置決め面に伝達されることで、位置決め精度の悪化に繋がる。
また、Ｙテーブル５１がその移動方向（Ｙ方向）のストローク端に位置する場合とストローク中央に位置する場合とでは、Ｘテーブル５０を支承する軸受に対する荷重負担が変化する。即ち、Ｘテーブル５０はＹテーブル５１の荷重を受けているので、Ｙテーブル５１がストローク中央に位置する場合には、Ｘテーブル５０用の軸受には左右均等に荷重が分散されて負担されるが、Ｙテーブル５１がストローク端に位置する場合には、Ｘテーブル５０用の軸受にはＹテーブル５１が位置する側に荷重が集中して負担される。特に、Ｙテーブル５１上に重量物が搭載された場合には、変化する負担荷重とＸテーブル５０を支承する軸受剛性との兼ね合いで、Ｙ軸方向の上下方向の真直度が悪化する。このため、移動するＹテーブル５１に所定以上の上下変位が生じてしまうおそれがある。
【００１０】
更に、Ｘ方向の位置を検出するためのスケールはＸテーブル５０に取り付けられるので、位置決めすべきＹテーブル５１の上面とＸ軸用の位置検出器６０との上下方向の距離ｐが離れてしまう。このため、アッベの誤差が生じ、その分だけ位置決め精度が悪化する。この誤差は、Ｙテーブル５１の上下変位によっても発生する。
更に、Ｙテーブル５１を駆動するアクチュエータのモータはＹテーブル５１の重量に応じた荷重を負担するのに対して、Ｘ軸を駆動するアクチュエータのモータはＸテーブル５０、Ｙ軸用ガイドレール５６、Ｙテーブル５１の全重量に応じた荷重を負担するために慣性が大きくなる。この結果、Ｘ軸方向の制御性が低下し、Ｘ方向の位置決め時間が長くなる。また、上記のように各モータが負担する荷重が異なるために、Ｘ軸用のアクチュエータを駆動する制御とＹ軸用のアクチュエータを駆動する制御とのゲイン調整が異なり、２種類の異なったゲイン調整作業が要求される。
【００１１】
更に、Ｘ方向に移動するＸテーブル５０の上にＹテーブル５１を積み重ねた構造であるために装置を薄くするのが困難で小形化に限度がある。
本発明はかかる不都合を解消するためになされたものであり、高精度の位置決めが可能で且つ小型化が可能な位置決め装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するために、本発明に係る位置決め装置は、テーブルを基台に対してＸ方向に進退させると共に該Ｘ方向と同一平面上で直交するＹ方向に進退させて、該テーブルを任意の位置に位置決めする位置決め装置において、前記テーブルと前記基台との間に配置され、該テーブルを基台に対して浮上支持するテーブル支持軸受と、前記テーブルのＸ方向に延在する一方の側部側に配置されて該テーブルをＸ方向に移動可能に案内する第１の直線案内軸受と、該第１の直線案内軸受をＹ方向に進退駆動させる第１のアクチュエータと、前記テーブルのＸ方向に延在する他方の側部側に配置されて該テーブルのＸ方向への移動を許容すると共に、該テーブルを前記第１の直線案内軸受側に付勢する第１の付勢手段と、前記テーブルのＹ方向に延在する一方の側部側に配置されて該テーブルをＹ方向に移動可能に案内する第２の直線案内軸受と、該第２の直線案内軸受をＸ方向に進退駆動させる第２のアクチュエータと、前記テーブルのＹ方向に延在する他方の側部側に配置されて該テーブルのＹ方向への移動を許容すると共に、該テーブルを前記第２の直線案内軸受側に付勢する第２の付勢手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の位置決め装置では、位置決めするテーブルを浮上支持するテーブル支持軸受が、従来のように上下に直列に配置されずに、テーブルと基台との間に配置されているため、テーブル支持軸受による位置決めすべきテーブルの支持剛性が従来よりも高くなる。従って、従来よりも外部からの振動に強くなるという効果がある。
また、テーブルの位置変化時にテーブル支持軸受が負担する荷重変動を従来よりも小さく抑えることが可能となり、真直度が向上するという効果がある。即ち、テーブル支持軸受の支持剛性の向上と共に、移動中のテーブルの不要な変動を小さく抑えることが可能となる。
【００１４】
更に、一つのテーブルをＸ方向及びＹ方向に移動させる構成であるので、位置検出器と位置決めすべきテーブルの高さをほぼ同じ高さに設定することが可能となって、アッベの誤差を従来よりも小さく抑えることが可能となる。
更に、一つのテーブルを支持すればよいため、装置を従来よりも薄く且つ小型化することが可能となる。さらに、テーブルを浮上支持する軸受等、所定の精度が要求される部品数が削減可能となると共に、組立も容易になるという効果がある。
【００１５】
更に、テーブルをＸ方向及びＹ方向に移動させる各アクチュエータへの負荷がほぼ同一となるため、各アクチュエータの制御系のゲインをほぼ同一に設定可能となる。従って、同種類の調整によって、第１及び第２アクチュエータの調整が可能となり、装置の調整が容易となると共に安定した品質を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態の一例である位置決め装置を説明するための説明的平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図、図３は図２のＡ部詳細図、図４は図２のＢ部詳細図、図５は図２のＣ部詳細図である。
図１及び図２に示すように、基台１の平面状の上面と平行にテーブル２が配置され、該テーブル２の底部にはテーブル支持軸受３としての複数の円板状の静圧気体軸受が固定されて基台１に対向している。なお、図１では、テーブル２の４隅にそれぞれテーブル支持軸受３を配設した例を示しているが、設定個数や位置はこれに限定されるものではない。また、円板状の静圧気体軸受３に代えて、角形状の静圧気体軸受としてもよい。各静圧気体軸受３は、軸受内部に設けられた例えば図３に示すように多孔質の絞りを介して下面の平面状の軸受面から下方向、即ち基台１上面に向けて圧縮空気を噴出可能となっていて、テーブル２の重量と静圧気体軸受３の浮上力とでバランスされる重量バランス形のテーブル支持軸受を構成する。なお、テーブル２と基台１との間に磁気吸引力や真空吸引力を作用させるようにし、これらの力にテーブル２の重量が加わった力と静圧気体軸受３の浮上力とがバランスされるようにしても良い。
【００１７】
これにより、テーブル２は、基台１から浮上支持され該基台１上面に沿って移動可能になっている。この場合、基台１上面は、テーブル２の移動時の上下方向の案内面も兼ねるので、平面精度が良好なものを使用する。
テーブル２は、平面視して正方形状の平板部材であって、各辺がそれぞれＸ方向又はＸ方向に直交するＹ方向を向くように配置される。テーブル２のＸ方向に延びる一方の側面はテーブル２のＸ方向への直線移動を案内する案内面２ａを兼ねており、該案内面２ａには第１の直線案内軸受５が対向配置されている。ここで、この実施の形態では、第１の直線案内軸受５として静圧気体軸受を用い、その軸受面５ａを前記案内面２ａに軸受すき間を存して対向させている（図４参照）。このように、第１の直線案内軸受５として静圧気体軸受を用いることで、第１の直線案内軸受５をテーブル２に対して非接触状態にして、テーブル２と第１の直線案内軸受５との間に生じるＸ方向への相対移動時の抵抗を小さく抑えている。
【００１８】
第１の直線案内軸受５には、第１のアクチュエータ６の出力軸部材６ａの先端部が連結されており、該第１のアクチュエータ６は基台１に固定されている。出力軸部材６ａはＹ方向に軸心を向けて配設されており、Ｙ方向にのみ進退可能になっている。
テーブル２のＸ方向に延びる他方の側面２ｂ側には、テーブル２を第１の直線案内軸受５側に付勢して該テーブル２をＹ方向に拘束するための第１の付勢手段１０としての第１の予圧用エアシリンダ装置が配置されている。図５に示すように、第１の予圧用エアシリンダ装置１０は、基台１に固定されたハウジング１１にシリンダロッド１２が直線案内軸受１３を介して軸方向に直線移動可能に支持されている。シリンダロッド１２は、その軸心をＹ方向に向けて配設されており、したがって、Ｙ方向にのみ進退可能になっている。ハウジング１１の後端部には、テーブル２を第１の直線案内軸受５側に付勢する力の動力源である圧縮空気をハウジング１１内の空間１１ａに供給するための給気口１４が形成されている。この付勢力は、シリンダロッド１２の後端面の面積と圧縮空気の供給圧力により決定される。また、シリンダロッド１２の先端部には、Ｙ方向に予圧をかけるための予圧軸受１５がテーブル２のＸ方向に延びる他方の側面に対向して設けられている。
【００１９】
ここで、この実施の形態では、直線案内軸受１３としてハウジング１１の内周面に装着された円筒状の静圧空気軸受を用い、該静圧空気軸受にシリンダロッド１２を軸受すき間を存して挿入している。このように、直線案内軸受１３として静圧気体軸受を用いることで、シリンダロッド１２と軸受との間に生じる軸方向への移動時の抵抗を小さく抑えている。因みに、シリンダロッド１２の長さは、少なくともテーブル２の可動ストロークに軸受１３の有効面積分の長さを加えた寸法を必要とする。
【００２０】
また、この実施の形態では、予圧軸受１５として静圧気体軸受を用い、その軸受面１５ａを前記側面２ｂに軸受すき間を存して対向させている。このように、予圧軸受１５として静圧気体軸受を用いることで、予圧軸受１５をテーブル２に対して非接触状態にし、これにより、テーブル２のＸ方向の移動を許容すると共に該テーブル２と予圧軸受１５との間に生じるＸ方向への相対移動時の抵抗を小さく抑えている。予圧軸受１５への圧縮空気の供給は、シリンダロッド１２に軸方向に沿って貫通孔１２ａを形成し、ハウジング１１の後端部に形成された給気口１４からハウジング１１内に供給された圧縮空気を該貫通孔１２ａを介して静圧気体軸受１５に導いてエアシリンダ装置１０の動力源である圧縮空気を兼用するようにしているが、必ずしもこのようにする必要はなく、予圧軸受１５の専用の給気口を個別に設けてもよい。
【００２１】
テーブル２のＹ方向に延びる一方の側面はテーブル２のＹ方向への直線移動を案内する案内面２ｃを兼ねており、該案内面２ｃには第２の直線案内軸受７が対向配置されている。ここで、この実施の形態では、第２の直線案内軸受７として静圧気体軸受を用い、その軸受面７ａを前記案内面２ｃに軸受すき間を存して対向させている（図４参照）。このように、第２の直線案内軸受７として静圧気体軸受を用いることで、第２の直線案内軸受７をテーブル２に対して非接触状態にして、テーブル２と第２の直線案内軸受７との間に生じるＹ方向への相対移動時の抵抗を小さく抑えている。
【００２２】
第２の直線案内軸受７には、第２のアクチュエータ８の出力軸部材８ａの先端部が連結されており、該第２のアクチュエータ８は基台１に固定されている。出力軸部材８ａはＸ方向に軸心を向けて配設されており、Ｘ方向にのみ進退可能になっている。
テーブル２のＹ方向に延びる他方の側面２ｄ側には、テーブル２を第２の直線案内軸受７側に付勢して該テーブル２をＸ方向に拘束するための第２の付勢手段２０としての第２の予圧用エアシリンダ装置が配置されている。なお、第２の予圧用エアシリンダ装置２０は、その構成が上述した第１の予圧用エアシリンダ装置１０と同一であるので、図５を参照して説明すると、基台１に固定されたハウジング２１にシリンダロッド２２が直線案内軸受２３を介して軸方向に直線移動可能に支持されている。シリンダロッド２２は、その軸心をＸ方向に向けて配設されており、したがって、Ｘ方向にのみ進退可能になっている。ハウジング２１の後端部には、テーブル２を第２の直線案内軸受７側に付勢する力の動力源である圧縮空気をハウジング２１内の空間２１ａに供給するための給気口２４が形成されている。この付勢力は、シリンダロッド２２の後端面の面積と圧縮空気の供給圧力により決定される。また、シリンダロッド２２の先端部には、Ｘ方向に予圧をかけるための予圧軸受２５がテーブル２のＹ方向に延びる他方の側面２ｄに対向して設けられている。
【００２３】
ここで、この実施の形態では、直線案内軸受２３としてハウジング２１の内周面に装着された円筒状の静圧空気軸受を用い、該静圧空気軸受にシリンダロッド２２を軸受すき間を存して挿入している。このように、直線案内軸受２３として静圧気体軸受を用いることで、シリンダロッド２２と軸受との間に生じる軸方向への移動時の抵抗を小さく抑えている。因みに、シリンダロッド２２の長さは、少なくともテーブル２の可動ストロークに軸受２３の有効面積分の長さを加えた寸法を必要とする。
【００２４】
また、この実施の形態では、予圧軸受２５として静圧気体軸受を用い、その軸受面２５ａを前記側面２ｄに軸受すき間を存して対向させている。このように、予圧軸受２５として静圧気体軸受を用いることで、予圧軸受２５をテーブル２に対して非接触状態にし、これにより、テーブル２のＹ方向の移動を許容すると共に該テーブル２と予圧軸受２５との間に生じるＹ方向への相対移動時の抵抗を小さく抑えている。予圧軸受２５への圧縮空気の供給は、シリンダロッド２２に軸方向に沿って貫通孔２２ａを形成し、ハウジング２１の後端部に形成された給気口２４からハウジング２１内に供給された圧縮空気を該貫通孔２２ａを介して静圧気体軸受２５に導いてエアシリンダ装置２０の動力源である圧縮空気を兼用するようにしているが、必ずしもこのようにする必要はなく、予圧軸受２５の専用の給気口を個別に設けてもよい。
【００２５】
ここで、第１のアクチュエータ６及び第２のアクチュエータ８の構成例を説明すると、例えば、ロータリエンコーダでフィードバック制御されるＡＣサーボモータを用い、該モータの回転駆動を直線駆動に変換する機構として、ボールネジを用いる。即ち、前記モータによってナット部材を回転させることにより該ナット部材に螺合するネジ棒を直線移動させ、該ネジ棒を出力軸部材６ａ，８ａとして各直線案内軸受５，７に連結する。
【００２６】
勿論、第１のアクチュエータ６及び第２のアクチュエータ８の構成は、上記構成に限定されるものではなく、各直線案内軸受５，７をＸ，Ｙ方向に進退可能であれば、リニアモータ等を駆動源にするなど、他の周知のリニアアクチュエータを採用してもよい。
テーブル２のＸ方向に延在する他方の側面２ｂには、位置決め用のバーミラー（反射鏡）３０が取り付けられ、該バーミラー３０に対向する位置にはＸ方向用の位置検出器（レーザ測長器）３１が配設されて基台１に固定されている。位置検出器３１からの信号によってテーブル２のＸ方向の位置が検出され、該検出信号は第２のアクチュエータ８の駆動を制御する図示しないコントローラに出力される。
【００２７】
テーブル２のＹ方向に延在する他方の側面２ｄには、位置決め用のバーミラー（反射鏡）３２が取り付けられ、該バーミラー３２に対向する位置にはＹ方向用の位置検出器（レーザ測長器）３３が配設されて基台１に固定されている。位置検出器３３からの信号によってテーブル２のＹ方向の位置が検出され、該検出信号は第１のアクチュエータ６の駆動を制御する図示しないコントローラに供給される。
【００２８】
次に、かかる位置決め装置の作動を説明する。
テーブル２をＹ方向に進退させるときには、第１のアクチュエータ６の出力軸部材６ａを目的の長さだけ進退させる。第１のアクチュエータ６の出力軸部材６ａの伸長時には、該出力軸部材６ａは第１の予圧用エアシリンダ装置１０のピストンロッド１２の付勢力に抗して伸長し、これによりテーブル２が該出力軸部材６ａの先端部に設けられた第１の直線案内軸受５によって第１の予圧用エアシリンダ装置１０側に押し出され、出力軸部材６ａの伸長量と同量だけＹ方向に前進する。第１のアクチュエータ６の出力軸部材６ａの収縮時には、第１の予圧用エアシリンダ装置１０のピストンロッド１２の付勢力によってテーブル２が該ピストンロッド１２の先端部に設けられた予圧軸受１５を介して第１のアクチュエータ６側に押し出され、出力軸部材６ａの収縮量と同量だけＹ方向に後退する。
【００２９】
そして、テーブル２のＹ方向への進退移動時には、該テーブル２のＹ方向に延在する一方の側面２ｃは第２の直線案内軸受７によってＹ方向に案内され、テーブル２のＹ方向に延在する他方の側面２ｄは第２の予圧用エアシリンダ装置２０のピストンロッド２２の先端部に設けられた予圧軸受２５によって第２の直線案内軸受７側に付勢され、これによりテーブル２がＸ方向に拘束される。
【００３０】
ここで、この実施の形態では、第１の直線案内軸受５及び予圧軸受１５はいずれも静圧気体軸受で構成されているので、第１の直線案内軸受５からテーブル２への駆動力の伝達及び予圧軸受１５からテーブル２への駆動力の伝達は非接触状態で行われ、ガタツキ感が低減されるようになっている。また、テーブル２のＹ方向に延在する両側面２ｃ，２ｄに配置された第２の直線案内軸受７及び予圧軸受２５もいずれも静圧気体軸受で構成されているので、テーブル２がＹ方向に移動する際に、該テーブル２に第２の直線案内軸受７及び予圧軸受２５から無理な荷重が負荷されることが回避される。
【００３１】
一方、テーブル２をＸ方向に進退させるときには、第２のアクチュエータ８の出力軸部材８ａを目的の長さだけ進退させる。第２のアクチュエータ８の出力軸部材８ａの伸長時には、該出力軸部材８ａは第２の予圧用エアシリンダ装置２０のピストンロッド２２の付勢力に抗して伸長し、これによりテーブル２が該出力軸部材８ａの先端部に設けられた第２の直線案内軸受７によって第２の予圧用エアシリンダ装置２０側に押し出され、出力軸部材８ａの伸長量と同量だけＸ方向に前進する。第２のアクチュエータ８の出力軸部材８ａの収縮時には、第２の予圧用エアシリンダ装置２０のピストンロッド２２の付勢力によってテーブル２が該ピストンロッド２２の先端部に設けられた予圧軸受２５を介して第２のアクチュエータ８側に押し出され、出力軸部材８ａの収縮量と同量だけＸ方向に後退する。
【００３２】
そして、テーブル２のＸ方向への進退移動時には、該テーブル２のＸ方向に延在する一方の側面２ａは第１の直線案内軸受５によってＸ方向に案内され、テーブル２のＸ方向に延在する他方の側面２ｂは第１の予圧用エアシリンダ装置１０のピストンロッド１２の先端部に設けられた予圧軸受１５によって第１の直線案内軸受５側に付勢され、これによりテーブル２がＹ方向に拘束される。
【００３３】
ここで、この実施の形態では、第２の直線案内軸受７及び予圧軸受２５はいずれも静圧気体軸受で構成されているので、第２の直線案内軸受７からテーブル２への駆動力の伝達及び予圧軸受２５からテーブル２への駆動力の伝達は非接触状態で行われ、ガタツキ感が低減されるようになっている。また、テーブル２のＸ方向に延在する両側面に配置された第１の直線案内軸受５及び予圧軸受１５もいずれも静圧空気軸受で構成されているので、テーブル２がＸ方向に移動する際に、該テーブル２に第１の直線案内軸受５及び予圧軸受１５から無理な荷重が負荷されることは回避される。
【００３４】
上述のように、第１及び第２アクチュエータ６，８は、相互に干渉することなくテーブル２を同時に駆動可能であるので、テーブル２はＸ方向及びＹ方向へ同時に移動させることが可能となっている。
このように、この実施の形態では、従来のように二つの一軸テーブルを直交させた状態で積み重ねて個々に移動させる構造ではなく、一つのテーブル２を単独で移動させる構造であるので、従来よりも装置を薄型にすることができる。
【００３５】
また、テーブル２を浮上支持するテーブル支持軸受３がテーブル２の下面に固定されているので、テーブル２が任意の位置に移動してもテーブル２と軸受３との相対的位置関係は変更されることはなく、したがって、軸受３が負担する荷重は常にほぼ一定に維持されて安定したテーブル２の支持が可能となる。この結果、真直度が従来よりも向上して、テーブル２が移動する際に生じる該テーブル２の上下方向の不要な変動を小さくすることができる。
【００３６】
更に、テーブル２は、従来のように上下方向に直列状に配置された二つの軸受によって支持される構造ではなく、テーブル２の下面に基台１に対向して固定されたテーブル支持軸受３によって支持される構造であるので、軸受による支持剛性が従来に比べて高くなり、この結果、外部からの振動等に対する振動発生が低減して耐振動性の向上を図ることができる。
【００３７】
更に、各アクチュエータ６，８の各出力軸部材６ａ，８ａの軸心がいずれも位置決めすべきテーブル２の高さ方向中央位置に配置されるので、各アクチュエータ６，８の駆動力をテーブル２に確実に伝達することができ、しかも、テーブル２のＸ方向及びＹ方向の位置検出にしてもＸ方向及びＹ方向ともに位置検出器３０，３１が位置決めすべきテーブル２の側面の高さ方向の中央に配置されるので、位置検出位置と位置決めすべきテーブル２の上面との上下方向の距離を小さくすることが可能となる。この結果、アッベの誤差を従来よりも小さく抑えることが可能となり、位置決め精度の向上を図ることができる。
【００３８】
更に、Ｘ方向及びＹ方向への駆動のためのガイド機構やアクチュエータを同一レベルに設置することができるので、第１のアクチュエータ６への負荷と第２アクチュエータ８への負荷との差を少なくすることができる。この結果、各アクチュエータ６，８の制御系のゲインが互いに略同一となり、同種類の調整によって各アクチュエータ６，８のゲイン調整作業が可能となる。従って、調整が容易となり、安定した品質を得ることが可能となる。
【００３９】
更に、Ｘ方向及びＹ方向ともアクチュエータ６，８で負担する荷重はテーブル２の重量に応じた荷重となり、従来のように、一方のアクチュエータが負担する荷重が大きいために一方の軸方向の制御性が低下して位置決め時間が長くなることが回避され、Ｘ方向及びＹ方向とも同一の短い時間で位置決めが可能となり、装置全体の制御性やバランス性等が向上する。
【００４０】
更に、使用するテーブル２が一つで足りたり、テーブル２を支持する軸受３も一つのテーブルを支持する軸受で良いなど、所定の精度が要求される部品数が従来に比べて大幅に削減できる。このことは、組立を容易にすると共に、装置の小型化に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態の一例である位置決め装置を説明するための説明的平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【図３】図２のＡ部詳細図である。
【図４】図２のＢ部詳細図である。
【図５】図２のＣ部詳細図である。
【図６】従来の位置決め装置を説明するための説明的平面図である。
【図７】図６の正面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  基台
２  テーブル
３  テーブル支持軸受
５  第１の直線案内軸受
６  第１のアクチュエータ
７  第２の直線案内軸受
８  第２のアクチュエータ
１０  第１の付勢手段
２０  第２の付勢手段
【図１】
2007054953.tif 000003
【図２】
2007054953.tif 000004
【図３】
2007054953.tif 000005
【図４】
2007054953.tif 000006
【図５】
2007054953.tif 000007
【図６】
2007054953.tif 000008
【図７】
2007054953.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月21日(2006.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、この基台の上面と対向する下面を有する正方形状のテーブルと、このテーブルを基台に対して移動可能に支持するテーブル支持手段と、前記テーブルをＸ方向とＹ方向に駆動するテーブル駆動手段とを備えた位置決め装置であって、 前記テーブル支持手段が前記基台の上面に圧縮空気を噴出する軸受面を有する４つの静圧気体軸受を前記テーブルの下面の四隅に設けて構成されているとともに、前記テーブル駆動手段が前記Ｘ方向またはＹ方向に進退動作する出力軸部材の先端に静圧気体軸受を有する２つのアクチュエータと前記Ｘ方向またはＹ方向に進退動作するシリンダロッドの先端に静圧気体軸受を有する２つの予圧用エアシリンダ装置とを前記基台の上面に固定して構成され、前記アクチュエータ及び前記予圧用エアシリンダ装置の静圧気体軸受が前記テーブルの４つの側面にそれぞれ対向して配置され、且つ前記テーブルを挟んで互いに対向していることを特徴とする位置決め装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】  かかる目的を達成するために、本発明に係る位置決め装置は、基台と、この基台の上面と対向する下面を有する正方形状のテーブルと、このテーブルを基台に対して移動可能に支持するテーブル支持手段と、前記テーブルをＸ方向とＹ方向に駆動するテーブル駆動手段とを備えた位置決め装置であって、前記テーブル支持手段が前記基台の上面に圧縮空気を噴出する軸受面を有する４つの静圧気体軸受を前記テーブルの下面の四隅に設けて構成されているとともに、前記テーブル駆動手段が前記Ｘ方向またはＹ方向に進退動作する出力軸部材の先端に静圧気体軸受を有する２つのアクチュエータと前記Ｘ方向またはＹ方向に進退動作するシリンダロッドの先端に静圧気体軸受を有する２つの予圧用エアシリンダ装置とを前記基台の上面に固定して構成され、前記アクチュエータ及び前記予圧用エアシリンダ装置の静圧気体軸受が前記テーブルの４つの側面にそれぞれ対向して配置され、且つ前記テーブルを挟んで互いに対向していることを特徴とする。