JP2920332B2 - ボールネジ付精密位置決め装置 - Google Patents
ボールネジ付精密位置決め装置Info
- Publication number
- JP2920332B2 JP2920332B2 JP5959392A JP5959392A JP2920332B2 JP 2920332 B2 JP2920332 B2 JP 2920332B2 JP 5959392 A JP5959392 A JP 5959392A JP 5959392 A JP5959392 A JP 5959392A JP 2920332 B2 JP2920332 B2 JP 2920332B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slider
- ball screw
- air
- precision positioning
- positioning device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属、セラミック等を
加工する精密加工機、精密測定機並びに半導体設備等の
位置決めに用いられるボールネジ付精密位置決め装置に
関するものである。
加工する精密加工機、精密測定機並びに半導体設備等の
位置決めに用いられるボールネジ付精密位置決め装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、工作機械の加工精度の変遷は著し
く、１０年で１／１０づつ達成精度が上がっており、現
在１μｍ以下の領域になっている。このような用途に使
われる位置決め装置は高精度な位置決め能力ばかりでな
く、送り方向の真直度並びに高保持力が要求されること
が多い。
く、１０年で１／１０づつ達成精度が上がっており、現
在１μｍ以下の領域になっている。このような用途に使
われる位置決め装置は高精度な位置決め能力ばかりでな
く、送り方向の真直度並びに高保持力が要求されること
が多い。
【０００３】これらの要求を満たすために、従来、図６
に示すような位置決め装置が用いられている。この装置
では、粗動をステッピングモータ４とボールネジ６で行
った後、図示しない光学スケールで位置を検出して目標
位置との差を求める。そして、圧電素子７に電圧を印加
してその長さを伸縮させることにより、スライダー１を
微調整している。図６において、１はセラミックススラ
イダー、２は固定台、３はスライダーガイド、５はボー
ルネジ、６はボールネジナット、をそれぞれ示す。
に示すような位置決め装置が用いられている。この装置
では、粗動をステッピングモータ４とボールネジ６で行
った後、図示しない光学スケールで位置を検出して目標
位置との差を求める。そして、圧電素子７に電圧を印加
してその長さを伸縮させることにより、スライダー１を
微調整している。図６において、１はセラミックススラ
イダー、２は固定台、３はスライダーガイド、５はボー
ルネジ、６はボールネジナット、をそれぞれ示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例には次の様な問題がある。 （１）Ｔバー８によるボールネジナット６とスライダー
１の直結型は、ボールネジ５とスライダーガイド３との
軸平行度のわずかな狂いが、スライダー１の送り真直
度、ピッチングヨーイング、ローリングの精度低下をも
たらし、位置決め精度の低下も誘発させる。 （２）ボールネジナット６とスライダー１を連結するＴ
バー８が長くなることによる剛性低下で、移動停止後の
振動が大きく、停止するのに時間がかかり、保持力の低
下が大きい。 （３）スライダーガイド３と粗動送りのボールネジ５と
の平行度合わせにきわめて時間がかかる。 （４）ボールネジ５とスライダー１との平行間距離を狭
くするのには限界があり、該スライダー１の振れ回り量
を小さくできない。
来例には次の様な問題がある。 （１）Ｔバー８によるボールネジナット６とスライダー
１の直結型は、ボールネジ５とスライダーガイド３との
軸平行度のわずかな狂いが、スライダー１の送り真直
度、ピッチングヨーイング、ローリングの精度低下をも
たらし、位置決め精度の低下も誘発させる。 （２）ボールネジナット６とスライダー１を連結するＴ
バー８が長くなることによる剛性低下で、移動停止後の
振動が大きく、停止するのに時間がかかり、保持力の低
下が大きい。 （３）スライダーガイド３と粗動送りのボールネジ５と
の平行度合わせにきわめて時間がかかる。 （４）ボールネジ５とスライダー１との平行間距離を狭
くするのには限界があり、該スライダー１の振れ回り量
を小さくできない。
【０００５】この発明は、上記事情に鑑み、前記スライ
ダーガイドとボールネジとの平行度合わせを簡単にする
とともに、スライダーの真直度、ピッチング、ヨーイン
グ、ローリング等の精度低下を防止することを目的とす
る。他に該スライダーの振れ回り量を小さくするととも
に、移動停止後の振動を減少させ、かつ、移動を円滑
化、高保持力を得ることを目的とする。
ダーガイドとボールネジとの平行度合わせを簡単にする
とともに、スライダーの真直度、ピッチング、ヨーイン
グ、ローリング等の精度低下を防止することを目的とす
る。他に該スライダーの振れ回り量を小さくするととも
に、移動停止後の振動を減少させ、かつ、移動を円滑
化、高保持力を得ることを目的とする。
【０００６】この発明は、収容空間部を備えたスライダ
ーガイドと；該スライダーガイドに案内されながら摺動
するスライダーと；該収容空間部に挿入され前記スライ
ダーガイドと平行なボールネジと；該ボールネジのナッ
トに固定され前記スライダーとエアカップリング部を介
して連結されるアクチュエータ部と；該スライダーの両
端部に配設され、前記エアカップリング部のエアパット
に向かって伸張可能な圧電素子と；前記エアカップリン
グ部の受圧面をエア噴出口に対し垂直に維持する角度調
整手段と；から構成されているを特徴とする。
ーガイドと；該スライダーガイドに案内されながら摺動
するスライダーと；該収容空間部に挿入され前記スライ
ダーガイドと平行なボールネジと；該ボールネジのナッ
トに固定され前記スライダーとエアカップリング部を介
して連結されるアクチュエータ部と；該スライダーの両
端部に配設され、前記エアカップリング部のエアパット
に向かって伸張可能な圧電素子と；前記エアカップリン
グ部の受圧面をエア噴出口に対し垂直に維持する角度調
整手段と；から構成されているを特徴とする。
【０００７】
【作用】エアカップリング部のエア噴出口から半球受圧
面の中心に向かってエアを噴出させながらボールネジを
駆動させる。この時、アクチュエータ部が傾いても受圧
面は角度調整手段により常に該エアに対し垂直に維持さ
れる。このボールネジの駆動により、アクチュエータ部
がエアーを介して摺動するので、スライダーも同方向に
摺動する。この様にしてボールネジを駆動してスライダ
ーを所定位置まで粗動させた後、ボールネジの駆動を停
止する。そして、圧電素子に電圧を印加して伸長させる
と、該圧電素子とスライダーとの間隙がなくなり、両者
は一体となって固定される。その後、光学スケールによ
り位置を検出して目標位置との差を求めるとともに、圧
電素子に電圧を印加して、スライダーを微小移動させな
がら精密位置決めを行う。
面の中心に向かってエアを噴出させながらボールネジを
駆動させる。この時、アクチュエータ部が傾いても受圧
面は角度調整手段により常に該エアに対し垂直に維持さ
れる。このボールネジの駆動により、アクチュエータ部
がエアーを介して摺動するので、スライダーも同方向に
摺動する。この様にしてボールネジを駆動してスライダ
ーを所定位置まで粗動させた後、ボールネジの駆動を停
止する。そして、圧電素子に電圧を印加して伸長させる
と、該圧電素子とスライダーとの間隙がなくなり、両者
は一体となって固定される。その後、光学スケールによ
り位置を検出して目標位置との差を求めるとともに、圧
電素子に電圧を印加して、スライダーを微小移動させな
がら精密位置決めを行う。
【０００８】
【実施例】この発明の実施例を添付図面により説明す
る。収納空間部１２を備えたセラミックス製のスライダ
ーガイド１１上にセラミックス製のスライダー１０を配
設する。該収納空間部１２にボールネジ１３とリニアガ
イド１４を平行に配設し、ボールネジナット１５にアク
チュエータ部１６を固定する。このアクチュエータ部１
６の両端部に圧電素子１７が配設され、又、該圧電素子
１７の一端には先端が球状のストッパ部１８が形成され
ている。
る。収納空間部１２を備えたセラミックス製のスライダ
ーガイド１１上にセラミックス製のスライダー１０を配
設する。該収納空間部１２にボールネジ１３とリニアガ
イド１４を平行に配設し、ボールネジナット１５にアク
チュエータ部１６を固定する。このアクチュエータ部１
６の両端部に圧電素子１７が配設され、又、該圧電素子
１７の一端には先端が球状のストッパ部１８が形成され
ている。
【０００９】該スライダー１０はエアカップリング部２
０を介して前記アクチュエータ部１６に接続されてい
る。このエアカップリング部２０はスライダー１０の下
部のエアパット２１とアクチュエータ部１６の両端の受
圧面２２とから構成されている。エアパット２１のエア
噴出口２３は間隙Ｌを介して前記受圧面２２に対向して
いる。この受圧面２２は、図４、図５に示す様に複数の
回動自在な半球ボール２４の水平面から構成されてい
る。なお、図において、３０、３１はボールネジの軸
受、３２はカップリング、３３はステッピングモータ、
３５は固定台、をそれぞれ示す。
０を介して前記アクチュエータ部１６に接続されてい
る。このエアカップリング部２０はスライダー１０の下
部のエアパット２１とアクチュエータ部１６の両端の受
圧面２２とから構成されている。エアパット２１のエア
噴出口２３は間隙Ｌを介して前記受圧面２２に対向して
いる。この受圧面２２は、図４、図５に示す様に複数の
回動自在な半球ボール２４の水平面から構成されてい
る。なお、図において、３０、３１はボールネジの軸
受、３２はカップリング、３３はステッピングモータ、
３５は固定台、をそれぞれ示す。
【００１０】次に、本実施例の作動について説明する。
スライダー１０のエアパット２１の噴出口２３から受圧
面２２に向かってエアＡを噴出してエアカップリング部
２０を作動させ、アクチュエータ部１６とスライダー１
０とを連結する。この状態において、パソコンによるプ
ログラム制御に従い、ステッピングモータ３３に指定位
置のパルス数を指令する。ステッピングモータ３３はパ
ルス数に応じて回転運動をし、ボールネジ１３を回転さ
せるのでナット１５に固定されたアクチュエータ部１６
が矢印Ａ１６方向へ摺動する。
スライダー１０のエアパット２１の噴出口２３から受圧
面２２に向かってエアＡを噴出してエアカップリング部
２０を作動させ、アクチュエータ部１６とスライダー１
０とを連結する。この状態において、パソコンによるプ
ログラム制御に従い、ステッピングモータ３３に指定位
置のパルス数を指令する。ステッピングモータ３３はパ
ルス数に応じて回転運動をし、ボールネジ１３を回転さ
せるのでナット１５に固定されたアクチュエータ部１６
が矢印Ａ１６方向へ摺動する。
【００１１】このアクチュエータ部１６は、前述の様に
エアカップリング２０によりスライダー１０に連結され
ているので、該アクチュエータ部１６の摺動に伴ってス
ライダー１０も同方向に摺動する。そして、該スライダ
ー１０は、鎖線で示す指定位置Ｓの±パルスに位置決め
される。例えば、０．７２゜／パルスの５相ステッピン
グモータで４mmリードのボールネジを使えば、１パルス
４mm送りとなる。スライダー１０の摺動中にボールネジ
１３とスライダー１０の軸平行度が少しずれても、エア
パット２１のエア噴出口２３から噴出されるエアＡが半
球ボール２４の受圧面２２に衝突すると、該半球ボール
２４がエア圧により自在に回転し、受圧面２２をエアＡ
と垂直状態に維持する。
エアカップリング２０によりスライダー１０に連結され
ているので、該アクチュエータ部１６の摺動に伴ってス
ライダー１０も同方向に摺動する。そして、該スライダ
ー１０は、鎖線で示す指定位置Ｓの±パルスに位置決め
される。例えば、０．７２゜／パルスの５相ステッピン
グモータで４mmリードのボールネジを使えば、１パルス
４mm送りとなる。スライダー１０の摺動中にボールネジ
１３とスライダー１０の軸平行度が少しずれても、エア
パット２１のエア噴出口２３から噴出されるエアＡが半
球ボール２４の受圧面２２に衝突すると、該半球ボール
２４がエア圧により自在に回転し、受圧面２２をエアＡ
と垂直状態に維持する。
【００１２】前述の様にして、スライダー１０が指定位
置に位置決めされたら、ステッピングモータ３３を停止
してスライダー１０の粗動を停止させるとともに圧電素
子１７に電圧を印加して該圧電素子１７を伸長せしめ、
ストッパ部１８の先端をエアパット２１に接触せしめ、
両者を一体にして固定する。これにより、ステッピング
モータ３３が急停止してもスライダー１０の長時間の振
動が防止される。その後、レーザ測長器でスライダー１
０に固定されている目標物体の位置を検出しながらプロ
グラムソフトで左右の圧電素子１７に交互に電圧を印加
して伸縮させ、所定位置にサブミクロン（０．１〜０．
０１μｍ）の精度で位置決めする。
置に位置決めされたら、ステッピングモータ３３を停止
してスライダー１０の粗動を停止させるとともに圧電素
子１７に電圧を印加して該圧電素子１７を伸長せしめ、
ストッパ部１８の先端をエアパット２１に接触せしめ、
両者を一体にして固定する。これにより、ステッピング
モータ３３が急停止してもスライダー１０の長時間の振
動が防止される。その後、レーザ測長器でスライダー１
０に固定されている目標物体の位置を検出しながらプロ
グラムソフトで左右の圧電素子１７に交互に電圧を印加
して伸縮させ、所定位置にサブミクロン（０．１〜０．
０１μｍ）の精度で位置決めする。
【００１３】
【発明の効果】この発明は、以上の様に構成したので次
の如き顕著な効果を生ずる。 （１）スライダーの収納空間部にスライダーガイドと平
行なボールネジを設けたので、従来例に比し両者間の間
隔を小さくできる。そのため、両者間の平行度合わせが
従来例に比し短時間ですむとともにスライダーの振れ回
り量も小さくなる。又、ボールネジのナットとアクチュ
エータ部とを接続するＴバーも従来例に比し短くなるの
で、剛性が大きくなるとともに移動停止後の振動も小さ
くなる。従って、従来例に比し停止待ち時間が短く保持
力も大きくなる。
の如き顕著な効果を生ずる。 （１）スライダーの収納空間部にスライダーガイドと平
行なボールネジを設けたので、従来例に比し両者間の間
隔を小さくできる。そのため、両者間の平行度合わせが
従来例に比し短時間ですむとともにスライダーの振れ回
り量も小さくなる。又、ボールネジのナットとアクチュ
エータ部とを接続するＴバーも従来例に比し短くなるの
で、剛性が大きくなるとともに移動停止後の振動も小さ
くなる。従って、従来例に比し停止待ち時間が短く保持
力も大きくなる。
【００１４】（２）アクチュエータ部の両端部に圧電素
子を設けたので、ボールネジの駆動停止時に該圧電素子
に電圧を印加して伸ばし、該圧電素子をスライダーに接
触させて両者を一体に結合することができる。これによ
り、ボールネジの駆動停止時における振動を急速減衰さ
せて停止待ち時間を短くできるとともに、ボールネジに
近い高剛性が得られる。 （３）角度調整装置を設けたので、エアパットの噴出口
から噴出するエアは常に受圧面に垂直に衝突する。その
ため、アクチュエータ部が傾いてもスライダーの送り真
直度、ピッチング、ヨーイング、ローリングに直接影響
を与えないので、スライダーの性能が低下することがな
い。
子を設けたので、ボールネジの駆動停止時に該圧電素子
に電圧を印加して伸ばし、該圧電素子をスライダーに接
触させて両者を一体に結合することができる。これによ
り、ボールネジの駆動停止時における振動を急速減衰さ
せて停止待ち時間を短くできるとともに、ボールネジに
近い高剛性が得られる。 （３）角度調整装置を設けたので、エアパットの噴出口
から噴出するエアは常に受圧面に垂直に衝突する。その
ため、アクチュエータ部が傾いてもスライダーの送り真
直度、ピッチング、ヨーイング、ローリングに直接影響
を与えないので、スライダーの性能が低下することがな
い。
【図１】本発明の実施例を示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】図１のアクチュエータ部の拡大図である。
【図５】図４のV−V線断面図である。
【図６】従来例を示す正面図である。
１０ スライダー １１ スライダーガイド １２ 収納空間部 １３ ボールネジ １５ ボールネジナット １６ アクチュエータ部 １７ 圧電素子 ２０ エアカップリング部 ２２ 受圧面 ２４ 半球ボール
フロントページの続き (72)発明者 渡部 隆 山口県小野田市大字小野田6276番地 小 野田セメント株式会社 セラミックス小 野田工場内 (72)発明者 松井 克己 山口県小野田市大字小野田6276番地 小 野田セメント株式会社 セラミックス小 野田工場内 (56)参考文献 特開 昭59−71812（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−302196（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23Q 5/44 F16H 25/24
Claims (5)
- 【請求項１】収容空間部を備えたスライダーガイドと； 該スライダーガイドに案内されながら摺動するスライダ
ーと； 該収容空間部に挿入され前記スライダーガイドと平行な
ボールネジと； 該ボールネジのナットに固定され前記スライダーとエア
カップリング部を介して連結されるアクチュエータ部
と； 該スライダーの両端部に配設され、前記エアカップリン
グ部のエアパットに向かって伸張可能な圧電素子と； 前記エアカップリング部の受圧面をエア噴出口に対し垂
直に維持する角度調整手段と； から構成されているを特徴とするボールネジ付精密位置
決め装置。 - 【請求項２】前記角度調整手段が、アクチュエータ部の
両端面に回動自在に設けられた半球ボールであることを
特徴とする請求項１記載のボールネジ付精密位置決め装
置。 - 【請求項３】前記圧電素子が、前記エアカップリング部
のエアパットに当接可能なストッパ部を備えていること
を特徴とする請求項１又は２記載のボールネジ付精密位
置決め装置。 - 【請求項４】前記ストッパ部が、球状であることを特徴
とする請求項３記載のボールネジ付精密位置決め装置。 - 【請求項５】前記スライダーが、セラミックススライダ
ーであることを特徴とする請求項１、２、３、又は、４
記載のボーネジ付精密位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5959392A JP2920332B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | ボールネジ付精密位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5959392A JP2920332B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | ボールネジ付精密位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05228771A JPH05228771A (ja) | 1993-09-07 |
| JP2920332B2 true JP2920332B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=13117698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5959392A Expired - Fee Related JP2920332B2 (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | ボールネジ付精密位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2920332B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008002667A (ja) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Denso Corp | 移動方法および移動装置 |
| JP5067487B2 (ja) * | 2011-02-01 | 2012-11-07 | 日本精工株式会社 | 位置決め装置 |
| CN111069876B (zh) * | 2019-12-24 | 2024-06-28 | 浙江宇钻精密元件有限公司 | 精密螺栓定位钢珠压装机构 |
-
1992
- 1992-02-14 JP JP5959392A patent/JP2920332B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05228771A (ja) | 1993-09-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0527739B1 (en) | Servo guided stage system | |
| US4948330A (en) | Alignment stage device | |
| JPH0249527Y2 (ja) | ||
| US6677691B2 (en) | Stage apparatus and method of using the same | |
| JPH0252286A (ja) | 微動ステージ装置 | |
| JP2920332B2 (ja) | ボールネジ付精密位置決め装置 | |
| JPS624540A (ja) | テ−ブル機構 | |
| US6466324B1 (en) | Servo guided stage system with yaw sensor | |
| US4768064A (en) | Conveyor device for alignment | |
| JP2803440B2 (ja) | Ｘｙ微動ステージ | |
| JPH09211337A (ja) | 載物台 | |
| JPH06320376A (ja) | レンズの芯出し方法および装置 | |
| JPH10143870A (ja) | 光ディスクシステムの光軸調整機構 | |
| JPH07241766A (ja) | 研磨ヘッド | |
| JPH0691471A (ja) | ボールネジ式移動装置 | |
| JP2604893Y2 (ja) | 静圧案内装置 | |
| GB2135607A (en) | Precision bevel grinder | |
| JPS6165736A (ja) | テ−ブル機構 | |
| JPH0516106B2 (ja) | ||
| JP2002074764A (ja) | スライドテーブル装置 | |
| JPH11195247A (ja) | 光ディスクマスタリング装置用スライドテーブル装置 | |
| JP2004104001A (ja) | 試料移動機構 | |
| JPS615317A (ja) | 自動焦点合わせ装置 | |
| JPS63283836A (ja) | 高精度移動ステ−ジ | |
| JPH06155242A (ja) | 精密切削装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |