JPH0373416B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0373416B2 JPH0373416B2 JP26429985A JP26429985A JPH0373416B2 JP H0373416 B2 JPH0373416 B2 JP H0373416B2 JP 26429985 A JP26429985 A JP 26429985A JP 26429985 A JP26429985 A JP 26429985A JP H0373416 B2 JPH0373416 B2 JP H0373416B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- sliding
- effect
- elements
- piezoelectric
- 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
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/34—Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Non-Mechanical Conveyors (AREA)
- Control Of Conveyors (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、位置決めテーブル装置に関するも
のであり、もう少し詳しくいうと、圧電効果を利
用して、定位置への部品の移動、ロボツトの姿勢
制御あるいはICウエハの検査工程などに供用さ
れ、テーブルを精密に水平変位させる位置決めテ
ーブル装置に関するものである。
のであり、もう少し詳しくいうと、圧電効果を利
用して、定位置への部品の移動、ロボツトの姿勢
制御あるいはICウエハの検査工程などに供用さ
れ、テーブルを精密に水平変位させる位置決めテ
ーブル装置に関するものである。
従来、この種の装置として、本発明者が提案
（特願昭59−175640号）したものがあり、これは、
圧電常数d33で規定される厚み効果素子と圧電常
数d15で規定される厚み辷り効果素子とを積層し
て一体化した圧電素子ユニツトを複数個用い、辷
り方向がそれぞれＸ，Ｙ方向の第１，第２の圧電
素子ユニツトを、下面を単一の基台の上面に固定
して配置し、上面はテーブルに係脱するようにし
てなるものである。
（特願昭59−175640号）したものがあり、これは、
圧電常数d33で規定される厚み効果素子と圧電常
数d15で規定される厚み辷り効果素子とを積層し
て一体化した圧電素子ユニツトを複数個用い、辷
り方向がそれぞれＸ，Ｙ方向の第１，第２の圧電
素子ユニツトを、下面を単一の基台の上面に固定
して配置し、上面はテーブルに係脱するようにし
てなるものである。
かかる構成により、第２の圧電素子ユニツトの
厚み効果素子の伸縮によつてテーブルを上下しな
がら、第１の圧電素子ユニツトの厚み効果素子お
よび厚み辷り効果素子をそれぞれ適時に動作させ
てテーブルをＸ方向に移動する。
厚み効果素子の伸縮によつてテーブルを上下しな
がら、第１の圧電素子ユニツトの厚み効果素子お
よび厚み辷り効果素子をそれぞれ適時に動作させ
てテーブルをＸ方向に移動する。
テーブルをＹ方向に移動するには、第１，第２
の圧電素子ユニツトの動作が互いに逆になる。
の圧電素子ユニツトの動作が互いに逆になる。
また、テーブルを垂直軸線に関して回動変位す
る別の装置は、上記第１，第２の圧電素子ユニツ
トを同一円周上に複数個交互に配置して、上記の
動作を各圧電素子ユニツトに起こさせることによ
り行うものである。
る別の装置は、上記第１，第２の圧電素子ユニツ
トを同一円周上に複数個交互に配置して、上記の
動作を各圧電素子ユニツトに起こさせることによ
り行うものである。
以上のような従来の位置決めテーブル装置で
は、同一の装置でテーブルのＸ，Ｙ方向および回
動変位が得られないという問題点があつた。
は、同一の装置でテーブルのＸ，Ｙ方向および回
動変位が得られないという問題点があつた。
この発明は、かような問題点を解消しようとす
るもので、同一装置により、テーブルにＸ，Ｙ方
向変位および回動変位を生じさせることができる
位置決めテーブル装置を得ることを目的とするも
のである。
るもので、同一装置により、テーブルにＸ，Ｙ方
向変位および回動変位を生じさせることができる
位置決めテーブル装置を得ることを目的とするも
のである。
この発明に係る位置決めテーブル装置は、厚み
効果圧電素子と互いに直交方向の第１，第２の辷
り効果圧電素子と積層一体化した複数個の圧電素
子ユニツトを用いる。
効果圧電素子と互いに直交方向の第１，第２の辷
り効果圧電素子と積層一体化した複数個の圧電素
子ユニツトを用いる。
また、各圧電素子ユニツトの下面は単一の基台
に固定されており、各圧電素子ユニツトの上端部
は選択的にテーブル下面に係脱する。
に固定されており、各圧電素子ユニツトの上端部
は選択的にテーブル下面に係脱する。
この発明においては、特定の圧電素子ユニツト
がテーブルを上下に駆動したとき、他の圧電素子
ユニツトがテーブルを直交する直線に沿つて変位
させ、および垂直回動軸線を中心としてテーブル
を回動変位させる。
がテーブルを上下に駆動したとき、他の圧電素子
ユニツトがテーブルを直交する直線に沿つて変位
させ、および垂直回動軸線を中心としてテーブル
を回動変位させる。
第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示し、
圧電ユニツトは第３図に例示するように、厚み効
果素子３ａ〜３ｄ、Ｘ方向への第１の辷り効果素
子４ａ，４ｂ、Ｘ方向と直角方向への第２の辷り
効果素子５ａ，５ｂを積層して一体化し、それぞ
れ並列に入力端子１，２ａ，２ｂを接続し、上面
にはマグネツト６を保持する保持部材７を結合し
てなるものである。
圧電ユニツトは第３図に例示するように、厚み効
果素子３ａ〜３ｄ、Ｘ方向への第１の辷り効果素
子４ａ，４ｂ、Ｘ方向と直角方向への第２の辷り
効果素子５ａ，５ｂを積層して一体化し、それぞ
れ並列に入力端子１，２ａ，２ｂを接続し、上面
にはマグネツト６を保持する保持部材７を結合し
てなるものである。
上記のような圧電素子ユニツトu1〜u4は、第１
図、第２図に示すように、下面を基台８の上面に
固定して配設される。すなわち、第１の圧電素子
ユニツトu3，u4は、Ｘ方向への第１の辷り効果素
子４ａ，４ｂが同一向きに辷り動作し、Ｘ方向と
直角方向への第２の辷り素子５ａ，５ｂは互いに
逆向きに辷り動作するもので、テーブル９の垂直
回動軸線Ｏに関して対称に配設されている。
図、第２図に示すように、下面を基台８の上面に
固定して配設される。すなわち、第１の圧電素子
ユニツトu3，u4は、Ｘ方向への第１の辷り効果素
子４ａ，４ｂが同一向きに辷り動作し、Ｘ方向と
直角方向への第２の辷り素子５ａ，５ｂは互いに
逆向きに辷り動作するもので、テーブル９の垂直
回動軸線Ｏに関して対称に配設されている。
圧電素子ユニツトu1，u2は、Ｙ方向へ同一向き
辷り動作する第１の辷り効果素子４ａ，４ｂと、
Ｙ方向の直角で圧電素子ユニツトu3，u4の第２の
辷り効果素子５ａ，５ｂと同一円周方向に辷り動
作する第２の辷り効果素子５ａ，５ｂを備えてい
る。
辷り動作する第１の辷り効果素子４ａ，４ｂと、
Ｙ方向の直角で圧電素子ユニツトu3，u4の第２の
辷り効果素子５ａ，５ｂと同一円周方向に辷り動
作する第２の辷り効果素子５ａ，５ｂを備えてい
る。
以上の構成により、磁性体でなるテーブル９は
マグネツト６に吸着されており、まず、テーブル
９をＸ方向へ変位させるには、圧電素子ユニツト
u1，u2に上下伸縮を与えながら、圧電素子ユニツ
トu3，u4の厚み効果素子３ａ〜３ｄおよび第１の
辷り効果素子４ａ，４ｂをそれぞれ適時に動作さ
せ、圧電素子ユニツトu3，u4のＸ方向屈曲に伴つ
てテーブル９のＸ方向へ変位させる。このときの
変位の向きは、端子２に加える電圧の極性と、第
１の辷り効果素子４ａ，４ｂの分極方向との組合
わせで決まる。
マグネツト６に吸着されており、まず、テーブル
９をＸ方向へ変位させるには、圧電素子ユニツト
u1，u2に上下伸縮を与えながら、圧電素子ユニツ
トu3，u4の厚み効果素子３ａ〜３ｄおよび第１の
辷り効果素子４ａ，４ｂをそれぞれ適時に動作さ
せ、圧電素子ユニツトu3，u4のＸ方向屈曲に伴つ
てテーブル９のＸ方向へ変位させる。このときの
変位の向きは、端子２に加える電圧の極性と、第
１の辷り効果素子４ａ，４ｂの分極方向との組合
わせで決まる。
以上のように、テーブル９のＸ方向変位は圧電
素子u3，u4の第１の辷り効果素子４ａ，４ｂのみ
で駆動され、このとき、圧電素子ユニツトu1，u2
はテーブル９を上下に駆動するのを担持する。
素子u3，u4の第１の辷り効果素子４ａ，４ｂのみ
で駆動され、このとき、圧電素子ユニツトu1，u2
はテーブル９を上下に駆動するのを担持する。
テーブル９のＹ方向変位は、圧電素子ユニツト
u1，u2が変位駆動を担持し、圧電素子ユニツト
u3，u4が上下駆動を担持して、同様に動作させ
る。
u1，u2が変位駆動を担持し、圧電素子ユニツト
u3，u4が上下駆動を担持して、同様に動作させ
る。
次に、テーブル９に垂直回動軸線Ｏを中心とし
た回動変位θを与えるには、たとえば、第１図で
テーブル９を反時計方向に回動させる場合で圧電
素子ユニツトu3，u4のみで変位駆動するには、圧
電素子ユニツトu3の第２の辷り効果素子５ａ，５
ｂに＋Ｙ方向、圧電素子ユニツトu4の第２の辷り
効果素子５ａ，５ｂに−Ｙ方向の辷り歪を与える
ことにより達成される。
た回動変位θを与えるには、たとえば、第１図で
テーブル９を反時計方向に回動させる場合で圧電
素子ユニツトu3，u4のみで変位駆動するには、圧
電素子ユニツトu3の第２の辷り効果素子５ａ，５
ｂに＋Ｙ方向、圧電素子ユニツトu4の第２の辷り
効果素子５ａ，５ｂに−Ｙ方向の辷り歪を与える
ことにより達成される。
このとき、圧電素子ユニツトu1，u2とu3，u4と
を各１組にして交互に回動駆動を担持させれば、
テーブル９の回動変位速度は２倍に増大する。
を各１組にして交互に回動駆動を担持させれば、
テーブル９の回動変位速度は２倍に増大する。
また、因みに、Ｘ，Ｙ方向を同時に、同スピー
ドで駆動すれば、テーブル９は45゜方向に動くこ
とになる。
ドで駆動すれば、テーブル９は45゜方向に動くこ
とになる。
以上、Ｘ，Ｙ方向変位、回動変位の速度は、圧
電効果素子に加える電圧の大きさ、電圧印加の繰
返し頻度、圧電定数の大きさ、圧電効果素子の寸
法、枚数等の諸要因に依存するが、これらは、こ
の発明を実施するうえでの設計上の問題である。
電効果素子に加える電圧の大きさ、電圧印加の繰
返し頻度、圧電定数の大きさ、圧電効果素子の寸
法、枚数等の諸要因に依存するが、これらは、こ
の発明を実施するうえでの設計上の問題である。
マグネツト６は、樋形または箱形の保持部材７
内に、フエライトで形成したマグネツト６を、第
３図で矢印Ｍで示した方向に磁化して固着すれば
よい。したがつて、圧電素子への電路を切つた状
態では、第１図の４つの圧電素子ユニツトu1〜u4
の保持部材７の先端部が、すべてでテーブル９を
吸着、保持しており、テーブル９を変位させるモ
ードに入ると、対向する各２個の圧電素子ユニツ
トu1，u2とu3，u4が適時に吸着、保持を高頻度で
繰返すことになる。
内に、フエライトで形成したマグネツト６を、第
３図で矢印Ｍで示した方向に磁化して固着すれば
よい。したがつて、圧電素子への電路を切つた状
態では、第１図の４つの圧電素子ユニツトu1〜u4
の保持部材７の先端部が、すべてでテーブル９を
吸着、保持しており、テーブル９を変位させるモ
ードに入ると、対向する各２個の圧電素子ユニツ
トu1，u2とu3，u4が適時に吸着、保持を高頻度で
繰返すことになる。
マグネツトは、保持部材７に固着されるが、テ
ーブル９の着脱作業の内容によつては、マグネツ
トを抜きさし自由にしておけば、テーブル９の着
脱作業を容易に行うことができる。
ーブル９の着脱作業の内容によつては、マグネツ
トを抜きさし自由にしておけば、テーブル９の着
脱作業を容易に行うことができる。
また、第３図の矢印は各分極の方向を示してお
り、素子３ａ〜３ｂと４ａ，４ｂと５ａ，５ｂの
分極方向は、互いに直交する関係になつている。
さらに、これらの素子の互いの上下位置は、上記
実施例に限らず、任意である。
り、素子３ａ〜３ｂと４ａ，４ｂと５ａ，５ｂの
分極方向は、互いに直交する関係になつている。
さらに、これらの素子の互いの上下位置は、上記
実施例に限らず、任意である。
また、圧電素子ユニツトの数および並列接続す
る素子の数は、用途に応じて選ぶことができ、た
とえば、Ｘ方向変位の速度を重視する場合は圧電
素子ユニツトu3，u4の第１の辷り効果素子４ａ，
４ｂの枚数や材質（主にヒステレシス）等につい
て特に吟味することなどである。
る素子の数は、用途に応じて選ぶことができ、た
とえば、Ｘ方向変位の速度を重視する場合は圧電
素子ユニツトu3，u4の第１の辷り効果素子４ａ，
４ｂの枚数や材質（主にヒステレシス）等につい
て特に吟味することなどである。
さらに、駆動電源は単一で足り、これから入力
端子１，２ａ，２ｂへの入力を適宜の位相で制御
することにより、Ｘ，Ｙ，θ方向へのテーブルの
変位を、任意の速度、歩幅で円滑に行うことがで
きる。
端子１，２ａ，２ｂへの入力を適宜の位相で制御
することにより、Ｘ，Ｙ，θ方向へのテーブルの
変位を、任意の速度、歩幅で円滑に行うことがで
きる。
第４図は他の実施例を示し、圧電素子ユニツト
u1〜u4を、平断面形状が梯形とし、短辺側を互い
に対向して配置したものである。
u1〜u4を、平断面形状が梯形とし、短辺側を互い
に対向して配置したものである。
このように構成することにより、圧電素子ユニ
ツト間の間隔が狭くなり、テーブル８を薄形化し
ても強度を充足することができる。またテーブル
８の軽量化に伴い、基台９も薄くすことができ
る。
ツト間の間隔が狭くなり、テーブル８を薄形化し
ても強度を充足することができる。またテーブル
８の軽量化に伴い、基台９も薄くすことができ
る。
さらに、上記実施例では、各圧電ユニツトの配
置、位置関係を十文字式にした例について述べた
が、この配置に関しては、上記の動作がスムース
に行えるものなら十文字型配置に限らず、例えば
四角形配置によつても達成することができる。
置、位置関係を十文字式にした例について述べた
が、この配置に関しては、上記の動作がスムース
に行えるものなら十文字型配置に限らず、例えば
四角形配置によつても達成することができる。
この場合も圧電素子の分極方向は、上記実施例
に示したような動作を行うように積層配置し、
Ｘ，Ｙ方向それぞれに２個並列に設置したときの
性能は、バランスをとつた圧電素子ユニツトを選
別して行うことになるのは当然である。また、上
記実施例では、マグネツトによるテーブルの吸着
固定の例を示したが、全体を非磁性体で構成する
場合には、基台８とテーブル９とをバネで連結し
て常時あるバイアスをかけておけばよい。
に示したような動作を行うように積層配置し、
Ｘ，Ｙ方向それぞれに２個並列に設置したときの
性能は、バランスをとつた圧電素子ユニツトを選
別して行うことになるのは当然である。また、上
記実施例では、マグネツトによるテーブルの吸着
固定の例を示したが、全体を非磁性体で構成する
場合には、基台８とテーブル９とをバネで連結し
て常時あるバイアスをかけておけばよい。
以上の説明から明らかなように、この発明は、
厚み効果圧電素子と互いに直交する方向の第１，
第２の辷り効果圧電素子を積層一体化した２対の
圧電素子ユニツトを、テーブル垂直回動軸線に関
して各対称に、下面を固定して配置し、テーブル
に直交する２方向の変位または回動変位を与える
ようにしたもので、単一の一段の装置でテーブル
の直線変位、回動変位が同時にあるいはそれぞれ
別々に得られる効果がある。
厚み効果圧電素子と互いに直交する方向の第１，
第２の辷り効果圧電素子を積層一体化した２対の
圧電素子ユニツトを、テーブル垂直回動軸線に関
して各対称に、下面を固定して配置し、テーブル
に直交する２方向の変位または回動変位を与える
ようにしたもので、単一の一段の装置でテーブル
の直線変位、回動変位が同時にあるいはそれぞれ
別々に得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例の要部平面図、第
２図は同じく正面図、第３図は同じく一部正面
図、第４図は他の実施例の要部平面図である。 １，２ａ，２ｂ…入力端子、３ａ〜３ｄ…厚み
効果圧電素子、４ａ，４ｂ…第１の辷り効果圧電
素子、５ａ，５ｂ…第２の辷り効果圧電素子、６
…マグネツト、７…保持部材、８…基台、９…テ
ーブル、u1〜u4…圧電素子ユニツト、Ｏ…垂直回
動軸線。
２図は同じく正面図、第３図は同じく一部正面
図、第４図は他の実施例の要部平面図である。 １，２ａ，２ｂ…入力端子、３ａ〜３ｄ…厚み
効果圧電素子、４ａ，４ｂ…第１の辷り効果圧電
素子、５ａ，５ｂ…第２の辷り効果圧電素子、６
…マグネツト、７…保持部材、８…基台、９…テ
ーブル、u1〜u4…圧電素子ユニツト、Ｏ…垂直回
動軸線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 厚み効果圧電素子と、第１の辷り効果圧電素
子と、この第１の辷り効果圧電素子に直交する互
いに逆向きの方向に辷り動作する第２の辷り効果
圧電素子とを積層してなる複数個の圧電素子ユニ
ツトと、 前記複数個の圧電素子を上面に固定、配置した
基台と、 前記複数個の圧電素子ユニツトの上端部に、こ
の上端部が係脱可能にして載置されたテーブル
と、 を備えてなる位置決めテーブル装置。 ２ 圧電素子ユニツトの上端部に装着されている
マグネツトと、このマグネツトに吸着されるテー
ブルとを備えた特許請求の範囲第１項記載の位置
決めテーブル装置。 ３ テーブルの垂直回動軸線に直交する第１の直
線上に前記垂直回動軸線に関して対称に配置さ
れ、厚み効果圧電素子と前記第１の直線方向の第
１の辷り効果圧電素子と、前記第１の直線方向に
直交するそれぞれ互いに逆向きの第２の辷り効果
圧電素子とを積層一体化してなる１対の圧電素子
ユニツトと、 前記第１の直線に直交する第２の直線上に前記
垂直回動軸線に関して対称に配置され、厚み効果
圧電素子と前記第２の直線方向の第１の辷り効果
圧電素子と、前記第２の直線方向に直交するそれ
ぞれ互いに逆向きの第２の辷り効果圧電素子とを
積層一体化してなる１対の圧電素子ユニツトと、 前記各圧電素子ユニツトの下面が固定されてい
る基台と、 前記圧電素子ユニツトの上端部が選択的に係脱
するようにして前記圧電素子ユニツト上に載置さ
れた前記テーブルと、 を備えてなる位置決めテーブル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26429985A JPS62124850A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 位置決めテ−ブル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26429985A JPS62124850A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 位置決めテ−ブル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62124850A JPS62124850A (ja) | 1987-06-06 |
| JPH0373416B2 true JPH0373416B2 (ja) | 1991-11-21 |
Family
ID=17401243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26429985A Granted JPS62124850A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 位置決めテ−ブル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62124850A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4601240B2 (ja) * | 2002-02-21 | 2010-12-22 | 株式会社アイエイアイ | ステージ |
-
1985
- 1985-11-25 JP JP26429985A patent/JPS62124850A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62124850A (ja) | 1987-06-06 |
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