JPH03243199A - 位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、計凋、制御機器、事務機器、産業機器などの
分野に用いられるＸＹプロッタやＸＹテーブルなどの位
置決め装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の２次平面上の任意の位置に制御対象を位
置決め、あるいは自由に移動させる一般的な装置として
は、第６図に示すように、平面台（以下、フラットへノ
ドという）２０の一方側にＸ軸すニアモータの案内固定
部材２１を設け、この案内固定部材２１に摺動自在なＸ
軸回動子２２を設け、このＸ軸回動子２２には前記案内
固定部材２１に対して直角方向に延設されたＹ軸すニア
モータの案内固定子部材２３を設け、この案内固定子部
材２３に摺動自在なＹ軸回動子２４を設けておき、Ｘ軸
回動子２２とＹ軸回動子２４とをＸ軸すニアモータとＹ
軸すニアモータとによって移動させ、フラットヘッド２
０上に所定位置にＹ軸回動子２４を移動させ、Ｙ軸回動
子２４に取付げられた例えばペンブロック２５によって
印字するようにしたものがある。なお、図中、２６は記
録紙で、また、２７は案内固定部材２１およびフラット
ベツド２０を支持するフレームである。

上述した従来の位置決め装置では、Ｙ軸回動子２４を案
内する案内固定子部材２３が片持ち梁であるため、剛性
が低く、かつ推力の作用点の片寄りから高加減速駆動に
より捩れを生じやすく、ガタを発生したり撓みによる誤
差を招くなどの欠点があり、リニアモータの特長を生か
しきれないおそれがある。

このため、第７図に示すように、前記案内固定部材２１
に平行で、フラットベツド２０を挟む位置に第２の案内
固定部材２１Ａを設け、この第２の案内固定部材２１Ａ
に第２のＸ軸回動子２２Ａを摺動自在に設け、前記案内
固定部材２１に設けたＸ軸回動子２２と、この第２のＸ
軸回動子２２Ａとをブリッジ状に案内固定子部材２３Ａ
を設け、この案内固定子部材２３ＡにＹ軸回動子２４を
摺動自在に設けておき、Ｘ軸回動子２２と第２のＸ軸回
動子２２Ａとをポテンシオメータにより同期して駆動さ
せるとともにＹ軸回動子２４を所定位置に移動させ、Ｙ
軸回動子２４に取付けたペンブロック２５によって記録
紙２６に印するような位置決め装置が提案されている（
特開昭５８−１８６３６４号公報）。なお、図中２７は
案内固定部材２１、第２の案内固定部材２ＬＡおよびフ
ラノトヘンド２０を支持するフレームである。

このように提案された位置決め装置ではＸ軸方向を２つ
の案内固定部材で保持するため剛性は高くなり、前述し
た案内固定子部材２３の撓みや推力の片寄りから生ずる
高加減速駆動により捩れは解決されたが、案内固定部材
２１と２１Ａの平行度および湾曲度とによっては、Ｘ軸
回動子２２と第２のＸ軸回動子２２Ａとに圧力もしくは
張力が発生し、Ｘ軸方向への移動がスムースに行なわれ
ず、このため部品の加工および組立には高精度を要求さ
れる。また、温度変化等による部材の伸びについての影
響を考慮していない等の欠点があった。このため、第８
図に示すように、Ｙ軸回動子２４を取付ける案内固定子
部材２３Ａの一方の端部に開放端を有する長大２８を設
け、Ｘ軸回動子２２の上部に円柱状の突起２９を設け、
案内固定子部材２３Ａの前記長大２８に突起２９を係合
させ、案内固定子部材２３ＡとＸ軸回動子２２とをＹ軸
方向に摺動可能に取付けることによって、案内固定部材
２１と２１Ａとの平行度や湾曲度によって発生するＸ軸
回動子２２への圧力もしくは張力を、前記長穴によって
解消しようとする提案がなされている（特開昭６１−５
５７０７号公報）。

そして、これにより、２つの案内固定部材の平行度、湾
曲度および温度変化等による部材の変化については一応
の解決を図ることがなされてきた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した各種位置決め装置では機構上の
不備を補うためのものであって、各々のリニアモータの
推力におけるアンバランスに対する考慮はなされておら
ず、リニアモータの推力アンバランスによる振動につい
てはないものとして扱われている。しかし、現実にはリ
ニアモータの准カアンバランスによって振動を生し、こ
のため、固定支持部に通魔の力が加わって走行に悪影響
を及ぼすことが多いという課題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、リニアモータの特徴を生かすことのでき
る位置決め装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の位置決め装置は、 （１）第１の輪方向に沿って配設された第１のリニアモ
ータと、この第１のリニアモータと所定間隔をあけて前
記第１の軸方向に平行に配設された第２のリニアモータ
と、前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に沿い、
かつ前記第１および第２のリニアモータがそれぞれ構成
する可動子に、方の端部は回転方向にのみ移動可能に支
持され、他方の端部は前記第１の軸方向のみ移動を拘束
される支持とした第３の部材もしくはリニアモータとよ
りなり、各々のリニアモータを制御する制御装置を有し
、前記第１および第２のリニアモータにはそれぞれその
位置を検出する位置検出器を設け、これらの位置検出器
の信号に基づき第１および第２のリニアモータ同期駆動
させることを第１のＮ４戒とし、 （２）また、第１および第２のリニアモータと第３の部
材もしくはリニアモータとの間に角度検出器の如き、第
１と第２のリニアモータ可動子間の相対的位置を検出す
る検出器を設け、この検出器の信号に基づき第１および
第２のリニアモータを同期駆動させることを第２の構成
とし、 （３）　　さらに、第３の構成として前記第１もしくは
第２の構成において、第１もしくは第２のリニアモータ
への負荷、摩擦等によるアンバランスを検出して推力を
調整するようにした、 ことに特徴を有している。

（作用） 上記のようにｆｌｅａされた位置決め装置において、第
１の構成においては平行に配設された２つのリニアモー
タの各々に位Ｗ、検出器を設け、また、２つのリニアモ
ータに直交する第３の部材もしくはリニアモータとのジ
ヨイント部は、一方が回転方向のみ移動可能とし、他方
は２つのリニアモータの方向にのみ拘束する構造とした
ので、部材の温度変化による伸縮や、２つのリニアモー
タの平行度、湾曲度を吸収可能とし、位置検出器の信号
によって位置の差を無くすようにコントロールできるの
で、誤差なく位置決めができる特徴がある。

第２の構成においては、前記ジヨイント部は第１のｍ戒
のものと同しで、位置検出器の代りに角度検出器を用い
たものである。この角度検出器によって平行に配設され
た２つのリニアモータの可動子の相対変位を検出し、こ
の相対変位をなくすように２つのリニアモータを制御す
るので、誤差なく位置決めができる特徴がある。

第３の構成のものは、前記第１および第２の構成のもの
に直交する第３の部材もしくはリニアモータが前記２つ
のリニアモータの可動子の一方に近付き負荷が大きくな
ると、この負荷のアンバランスに対して推力を調整する
ことができるので、高精度の同期駆動が可能となり、誤
差なく位置決めが行なえる特徴がある。

（実施例１） 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示すもので
、位置決め装置の主要部を示したものである。図におい
て工はＹの１軸モータで、このＹの１軸モータ１はフレ
ーム（図示せず）上に固定されステータをなす案内固定
部材１ａと、この案内固定部材ｌａ上を走行するアーマ
チアとなる可動子１ｂとより構成されたリニアモータで
ある。

このリニアモータの案内固定部材１ａの外側には、例え
ば磁気パルスを用いてなる位置検出器３が設けである。

この位置検出器３は案内固定部材１ａ上の可動子１ｂの
位置を検出するものであって、可動子１ｂの現在位置が
案内固定部材１ａの何処にあるかを明確に検出できるよ
うになっている。

このようなＹの１軸モータ１のｙ軸方向と平行に所定間
隔を設けてＹの２軸モータ２が並設してある。この並設
されたＹの２軸モータ２もその構成はＹの１軸モータ１
と同様であって、位置検出器３を案内固定部材２ａの外
側に設けてあって、案内固定部材２ａ上を走行する可動
子２ｂの位置を検出できるようにｌＩ戒されである。そ
して、可動子１ａと可動子２ａとにはｙ軸方向ムこ対し
て直交するＸ軸方向に架設された案内固定子部材４が設
けてあり、この案内固定子部材４はステータとして構成
され、この上を走行するアーマチアとなるＸ軸回動子５
が設けである。

前記案内固定子部材４の可動子１ｂへの取付けは、第２
図に示すようにｔｌｌ戒されている。すなわち、可動子
１ｂの所定位置には支点となる軸６が固定されており、
この軸６上には回動自在なローラ７が設けてあって、こ
のローラ７は案内固定子部材４に設けられた貫通孔８内
に隙間なく嵌合され、案内固定子部材４は軸６を中心と
して回動支持されるように構成されている。二〇回動支
持に際して案内固定子部材４の下面は可動子１ｂの上面
より僅かに浮き上がった状態で取付けられ（第２図山）
参照）、案内固定子部材４の回動については何の妨げも
ないように考慮されている。

また、案内固定子部材４の他端側で可動子２ｂへのジヨ
イント部は第３図に示すように構成されている。第３図
において６は可動子２ｂの所定位置に設けられた支点と
なる軸で、この軸６上には回動自在なローラ７が設けて
あり、このローラ７は案内固定子部材４に設けられた長
大貫通孔９内に隙間なく嵌合され、案内固定子部材４は
可動子ｌａの支点を中心として回動し、それに伴って可
動子２ｂのローラ７は長穴貫通孔９内をＸ軸方向と軸６
を中心として回動される構成になっている。

上記したジヲィン）Ｉ成および可動子１ｂおよび２ｂの
位置を検出する位置検出器３の作用によって位置決め装
置の案内固定子部材４は、ｙ軸方向と直交状態を保って
スムースに走行することが可能となる。そして、この走
行はｙ軸方向の案内固定部材１ａと２ａとの平行度、湾
曲度または温度変化による伸縮にも関係なく移動させる
ことができる。

（実施例２） 第２の構成となる位置決め装置は第４図に示すように、
案内固定部材ｌａ上に設けられた可動子ｌｂ上で、前記
ジヨイント部を形成している第２図の軸６を中心とした
回動状態に支持された案内固定子部材４上には、角度検
出器ｌＯが設けである。この角度検出器１０は例えば磁
気円板を内蔵した構成からなり、可動子１ｂと案内固定
子部材４との回転方向および角度を検出するもので、こ
の検出信号は別に設けられたＹの１輪モータへの制御装
置へ送られ、ＹＯ１軸モータもしくはＹの２軸モータの
いずれかをコントロールし同期することによって、位置
決め装置の案内固定子部材４；よ、ｙ軸方向と直交状態
を保ってスムースに走行することが可能となる。そして
、この走行はｙ軸方向の案内固定部材１ａと２ａとの平
行度、湾曲度または温度変化による伸縮にも関係なく移
動させることができる。

（実施例３） 第３の構成のものは第５図に示すように、基本的には前
記第１および第２の構成と同様で、Ｙの１軸モータ１と
同し構造で所定間隔をおいて平行に設けられたＹの２軸
モータ２と、この２つのモータに直交して架設された案
内固定子部材４とＸ軸の可動子５よりなり、Ｙのｌ軸モ
ータ１の可動子１ｂと、Ｙの２軸モータ２の可動子２ｂ
とのジヨイント部はそれぞれ前記した第２図の貫通孔８
および第３図の長大貫通孔９によって支持されである。

そして、案内固定子部材４上にはＸ軸の可動子５がＸ軸
方向へ移動することによって、可動子５の重さが移動方
向の可動子１ｂもしくは２ｂに加わり負荷となる。この
負荷のためアンバランスの状態が発生するので、Ｙの１
軸モータ１もしくはＹの２軸モータ２の電流値を増すこ
とによって推力を強くして調整するものである。この調
整により可動子５の位置如何にかかわらず負荷によるア
ンバランスは解消され高精度の同期駆動が可能となる。

なお、可動子５の位置検出手段としては、例えば案内固
定子部材４に沿って第１図に示した位置検出器を用いれ
ば容易に検出可能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明の位置決め装置は、 （１）　　第１の軸方向に沿って配設された第１のリニ
アモータと、この第１のリニアモータと所定間隔をあけ
て前記第１の軸方向に平行に配設された第２のリニアモ
ータと、前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に沿
い、かつ前記第１および第２の“ノニアモータがそれぞ
れＩａする可動子に、方の端部は回転方向にのみ移動可
能に支持され、他方の端部は前記第１の軸方向のみ移動
を拘束される支持とした第３の部材もしくはリニアモー
タとよりなり、各々のリニアモータを制御する制御装置
を有し、前記第１および第２のリニアモータにはそれぞ
れその位置を検出する位置検出器を設け、これらの位置
検出器の信号に基づき第１および第２のリニアモータを
同期駆動させたことを特徴とし、 （２）第１の軸方向に沿って配設された第１のリニアモ
ータと、この第１のリニアモータと所定間隔をあけて前
記第１の軸方向に平行に配設された第２の′Ｊニアモー
タと、前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に沿い
、かつ前記第１および第２のリニアモータがそれぞれｉ
ｔする可動子に、方の端部は回転方向にのみ移動可能に
支持され、他方の端部は前記第１の軸方向のみ移動を拘
束される支持とした第３の部材もしくはリニアモータと
よりなり、各々のリニアモータを制御する制御装置を有
し、前記第１および第２のリニアモータと第３の部材も
しくはリニアモータとの間に角度検出器の如き、第１と
第２のリニアモータ可動子間の相対的位置を検出する検
出器を設け、この検出器の信号に基づき第１および第２
のリニアモータを同期駆動させたことを特徴とし く３）前記第１項および第２項の位置決め装置において
、ｉｌもしくは第２のリニアモータへの負荷、摩擦等に
よるアンバランスを検出して、第１もしくは第２のリニ
アモータの推力を調整するようにしたので、リニアモー
タの特徴を生かすことのできる位置決め装置となり、位
置決めにおける誤差を完全になくすことが可能となる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例における位置決め装置の要
部の斜視図、第２図（ａ）は第１図のジヨイント部の斜
視図、動Φ）はジヨイント部の断面図、第３図は第１図
の別のジヨイント部の斜視図、第４図は第２実施例にお
ける位置決め装置の要部の斜視図、第５図は第３実施例
における位置決め装置の要部の斜視図、第６図ないし第
８図はいずれも従来例の斜視図である。 ４・・・・・・・・第３の部材もしくは第３のリニアモ
ータ ５・・・・・・・・可動子 ６．７．８．９・・ジヨイント部戒部品１０・・・・・
・・角度検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の軸方向に沿って配設された第１のリニアモ
   ータと、この第１のリニアモータと所定間隔をあけて前
   記第１の軸方向に平行に配設された第２のリニアモータ
   と、前記第１の軸方向と直交する第２の軸方向に沿い、
   かつ前記第１および第２のリニアモータがそれぞれ構成
   する可動子に、一方の端部は回転方向にのみ移動可能に
   支持され、他方の端部は前記第１の軸方向のみ移動を拘
   束される支持とした第３の部材もしくはリニアモータと
   よりなり、各々のリニアモータを制御する制御装置を有
   し、前記第１および第２のリニアモータにはそれぞれそ
   の位置を検出する位置検出器を設け、これらの位置検出
   器の信号に基づき第１および第２のリニアモータを同期
   駆動させたことを特徴とする位置決め装置。
2. （２）第１の軸方向に沿って配設された第１のリニアモ
   ータと、この第１のリニアモータと所定間隔をあけて前
   記第１の軸方向に平行に配設された第２のリニアモータ
   と、前記第１の輪方向と直交する第２の軸方向に沿い、
   かつ前記第１および第２のリニアモータがそれぞれ構成
   する可動子に、一方の端部は回転方向にのみ移動可能に
   支持され、他方の端部は前記第１の軸方向のみ移動を拘
   束される支持とした第３の部材もしくはリニアモータと
   よりなり、各々のリニアモータを制御する制御装置を有
   し、前記第１および第２のリニアモータと第３の部材も
   しくはリニアモータとの間に角度検出器の如き、第１と
   第２のリニアモータ可動子間の相対的位置を検出する検
   出器を設け、この検出器の信号に基づき第１および第２
   のリニアモータを同期駆動させたことを特徴とする位置
   決め装置。
3. （３）前記第１項および第２項の位置決め装置において
   、第１もしくは第２のリニアモータへの負荷、摩擦等に
   よるアンバランスを検出して、第１もしくは第２のリニ
   アモータの推力を調整したことを特徴とする位置決め装
   置。