JPH0565303B2 - - Google Patents

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JPH0565303B2
JPH0565303B2 JP61308139A JP30813986A JPH0565303B2 JP H0565303 B2 JPH0565303 B2 JP H0565303B2 JP 61308139 A JP61308139 A JP 61308139A JP 30813986 A JP30813986 A JP 30813986A JP H0565303 B2 JPH0565303 B2 JP H0565303B2
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axis direction
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nut
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Nippon Thompson Co Ltd
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    • 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
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/62—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
    • B23Q1/621—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
    • 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
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/34—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission
    • B23Q5/38—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously
    • B23Q5/40—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously by feed shaft, e.g. lead screw

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 利用分野 本願発明はXYテーブルに関連し、より詳細に
は、テーブルを移動する際の慣性力を減少して位
置決め精度を向上する様にしたXYテーブルに関
する。
従来技術及び発明が解決しようとする問題点 従来技術としては、例えば実開昭58−44144号
公報に開示されている様な考案がある。この考案
は、簡易な機構によつて下テーブルに負荷される
荷重を減少し、もつて下テーブルの移動の際に生
ずる慣性力の低減を図つたものである。しかし、
上テーブル駆動モータの重量が下テーブルに負荷
するのを防止する機構が、テーブルの外部に形成
されているので、XYテーブル全体の形状が大き
くなり、その為、小型化が困難であつた。
更に、該考案においては、案内レールの両側に
フオロアー形の軸受を押し当てて上テーブルの位
置決めを行なう構造を採用しているので、上テー
ブルの移動に際しては、軸受の精度、案内レール
の精度、軸受と案内レールとの間の隙間等が上テ
ーブルの位置決めに影響し、位置決めの精度を低
くしていた。
一方実開昭58−831号も「高速作動可能なXY
テーブル機構」を開示し、その構成はその第４図
および第５図にみるように、Ｘテーブル１１は中
抜きテーブルとし、モータ１２からねじ１４を通
じブラケツト２２を介してＸテーブル１１をＸ軸
方向に駆動する。かかる構成によりブラケツト２
２は必ずしもＸテーブル１１のＹ軸方向について
中央に位置しているとは限らず、ガイド軸２４に
対して摺動し得る範囲内で中央から偏位し、最大
限に偏位した場合ガイド１５，１５に挟まれた区
域内に位置してはいても、Ｘテーブル１１は望ま
しくない回動力を受け従つて回転方向の不正な動
きを起因する。更に上記テーブル機構の駆動機構
は外部に露出されているため長期に亘る運転にお
いて異物の侵入、錆の発生を生じ得て甚だ好まし
くない。
目 的 本願発明は上記従来技術の欠点を解消するため
に提案されたものであり、XYテーブルとしては
最も小型化する事が出来て、且つ、従来のXYテ
ーブルに比較して、はるかに高精度の位置決めを
長期間に亘り安定して行ない得るXYテーブルを
安価に提供する事を目的としている。
また本願発明のXYテーブルは、Ｙ軸ナツト箱
４４の上部とＹ軸テーブル１６の内部下面との間
にＸ軸方向直線運動用の補助転がり軸受５０が設
けられ従つてＹ軸テーブル１６の内部下面、Ｘ軸
テーブル１４の内部の空間３８の中央、ナツト箱
４４上部に配置されるＸ軸方向直線運動用補助転
がり軸受５０は、自然に防塵され長期に亘り精度
が安定保持され、負荷容量が大きく、位置決め精
度が向上される。
さらに、Ｘ軸テーブル１４の側壁４０に設けた
横長穴状逃げ溝４２は、Ｘ軸テーブル１４とＹ軸
テーブル１６とがＸ軸方向へ移動しても、Ｙ軸方
向駆動用機構（モータ２４、Ｙ軸ボールねじ４
６、Ｙ軸ナツト箱４４等）に対して、機械的干渉
を全く行わないための、最小必要限度の面積を有
する溝に構成される。
構 成 上記目的に鑑み、本願発明のXYテーブルは、 ベツド１２と、 ベツド１２上へスライド可能に載置されたＸ軸
テーブル１４と、 該Ｘ軸テーブル１４上へスライド可能に載置さ
れたＹ軸テーブル１６と、 ベツド１２とＸ軸テーブル１４の間、及びＸ軸
テーブル１４とＹ軸テーブル１６の間にそれぞれ
設けられた直線運動用転がり軸受３０，３２と、 Ｘ軸方向駆動手段２０及びＹ軸方向駆動手段２
４、 とを含むXYテーブル１０において、 前記Ｘ軸方向駆動手段２０及びＹ軸方向駆動手
段２４は、支持部１８，２２を介して前記ベツド
１２に取り付けられており、 前記Ｘ軸方向駆動手段２０の回転軸に連結され
たボールねじ軸２６と係合するＸ軸ナツト２８が
前記Ｘ軸テーブル１４に設けられ、 Ｘ軸テーブル１４の内部空間３８中には、前記
Ｙ軸方向駆動手段２４の回転軸に連結されたボー
ルねじ軸４６と係合するＹ軸ナツト４８を有する
Ｙ軸ナツト箱４４が収納されており、且つ前記Ｘ
軸テーブル１４の側壁４０には横長穴状の前記ボ
ールねじ軸４６が貫通する逃げ溝４２が形成され
ており、 該Ｙ軸ナツト箱４４の上部とＹ軸テーブル１６
の内部下面との間には、Ｘ軸方向直線運動用の補
助転がり軸受５０が設けられている。
ここで、前記Ｙ軸ナツトは、前記Ｙ軸ナツト箱
と一体的に形成されていても良い。
また、前記Ｘ軸方向直線運動用補助軸受のＹ軸
ナツト箱側に形成された軌道溝は、該Ｙ軸ナツト
箱に取り付けられた軌道台において形成されてい
るか、或は該軌道面が前記Ｙ軸ナツト箱へ直接形
成されているかの何れでも良い。
作 用 Ｘ軸方向駆動手段を回転駆動する事によつて、
Ｘ軸方向テーブル及びＹ軸方向テーブルとがＸ軸
方向に駆動する。しかし逃げ溝及びＸ軸方向直線
運動用補助軸受の作用により、Ｙ軸テーブルを駆
動する機構（Ｙ軸方向駆動手段、該駆動手段の回
転軸と連結されたねじ軸、該ねじ軸と係合するＹ
軸ナツト、その他）はＸ軸方向には移動せず、ベ
ツドに対して固定された状態を保つている。その
為、Ｙ軸テーブルを移動するためのＹ軸方向駆動
手段をテーブルの外部に設ける事が可能となる。
この為、本願発明のXYテーブルにおいては、
何れの駆動手段も支持部を介してテーブルの外部
のベツドに取り付けられている。そして、テーブ
ルには駆動手段重量が負荷せず、テーブルが移動
する時の慣性力が低減される。
また、Ｙ軸ナツトは直線運動用軸受（Ｘ軸方向
直線運動用補助軸受）を介してＹ軸テーブルと連
結しているので、本願発明のXYテーブルは負荷
能力が大きく、且つ位置決め精度が高い。
実施例 以下、図面を参照して、本願発明の実施例につ
いて説明する。図中、同一の部材には同一の符号
を付して示す。
第１図は、本願発明のXYテーブル１０の全体
を示す斜視図である。XYテーブル１０の基本的
構成として、ベツド１２と、該ベツド１２上に置
かれるＸ軸テーブル１４と、該Ｘ軸テーブル上に
置かれるＹ軸テーブル１６とを含んでいる。
ベツド１２にはモータブラケツト部１８が形成
されており、Ｘ軸方向駆動用のサーボモータ２０
が該ブラケツト部に取り付けられている。第１図
には示されていないが、ベツド１２には更に別の
モータブラケツト部２２（第３図）が形成されて
おり、該モータブラケツト部２２にはＹ軸方向駆
動用サーボモータ２４が取り付けられている。
Ｘ軸方向駆動用のサーボモータ２０の回転軸
は、モータブラケツト部１８の内部において、Ｘ
軸方向に延長するボールねじ２６と連結されてお
り、該ボールねじ２６はＸ軸テーブル１４へ固定
的に取り付けられたＸ軸ナツト２８に挿入されて
いる。
ベツド１２とＸ軸テーブル１４とが相互にスラ
イド出来る様に、Ｘ軸方向直線運動用転がり軸受
３０が両者の間に介装されている。また、Ｘ軸テ
ーブル１４とＹ軸テーブル１６とが相互にスライ
ド出来る様に、Ｙ軸方向直線運動用転がり軸受３
２が介装されている。ここで直線運動用転がり軸
受３０，３２は相互に直交しており、Ｘ軸方向
（第１図中矢印Ｘの方向）、Ｙ軸方向（第１図中矢
印Ｙの方向）を画定している。
第２図を参照すると、Ｘ軸方向駆動用サーボモ
ータ２０の回転軸と連結されたＸ軸方向ボールね
じ２６は、サーボモータ２０とは反対側の端部に
おいて、Ｘ軸支持部材３４中の軸受３６によつて
軸支されている。
Ｘ軸テーブル１４の内部は中空となつていて、
空間３８を画定している。また、該Ｘ軸テーブル
１４の一側壁４０には横長穴状の逃げ溝４２が形
成されている。
空間３８の内部に収納されているのはＹ軸ナツ
ト箱４４であり、該Ｙ軸ナツト箱４４は後述する
Ｙ軸ボールねじ軸４６と係合するＹ軸ナツト４８
を含んでいる。そしてＹ軸ナツト箱４４の上部Ｙ
軸テーブル１６の内部下面との間には、Ｙ軸テー
ブル１６がナツト箱４４に対してＸ軸方向へスラ
イドする事を可能ならしめるＸ軸方向直線運動用
補助転がり軸受５０が設けられている。（尚第２
図中５２はＹ軸支持部材である。） 第３図は第１図をＸ軸方向から見た正面図であ
る。この第３図を参照すると、Ｙ軸方向駆動用サ
ーボモータ２４はモータブラケツト部２２に取り
付けられており、該サーボモータ２４の回転軸は
Ｙ軸ボールねじ軸４６と連結されている。そして
該Ｙ軸ボールねじ軸４６はＹ軸ナツト４８と係合
しつつ貫通しており、且つ横長穴状の逃げ溝４２
を貫通し、そしてサーボモータ２４とは反対側の
端部においてＹ軸支持部材５２へ回転可能に支持
されている。前述の如く、Ｙ軸ナツト４８はＹ軸
ナツト箱４４に設けられており、Ｙ軸ナツト箱４
４とＹ軸テーブル１６との間にはＸ軸方向直線運
動用補助転がり軸受５０が介装されている。該補
助転がり軸受５０は、Ｙ軸ナツト箱４４とＹ軸テ
ーブル１６とがＸ軸方向へスライドして相対的に
移動する事は許容するが、Ｙ軸方向へスライドし
て相対的に移動する事は許容しない様になつてい
る。
Ｙ軸ナツト箱４４とＸ軸方向直線運動用の補助
転がり軸受５０とは、第４図においてより詳細に
示されている。
Ｙ軸ナツト箱４４のＹ軸方向（第４図中矢印Ｙ
の方向）両端部には、ボールねじ軸４６と直交す
る方向（矢印Ｘの方向）に延在する軌道台５４が
固着されている。Ｘ軸方向直線運動用の補助転が
り軸受５０は、上記軌道台５４と、Ｙ軸テーブル
において該軌道台５４と対向する位置に設けられ
た軌道台５６と、各軌道台５４，５６に形成され
且つ相互に向かい合つている軌道溝５５Ａ，５５
Ｂと、該軌道溝５５Ａ，５５Ｂ間に挿入されたこ
ろ付保持器５８とによつて構成されている。ここ
で、該保持器５８のころは、隣接するころの軸心
が相互に直交する様に配置されている。
次に第１〜４図の実施例の作用について説明す
る。
Ｘ軸方向の位置決めを行なう為には、Ｘ軸方向
駆動用サーボモータ２０を駆動する。サーボモー
タ２０の駆動回転はＸ軸ボールねじ２６（第２
図）に伝達され、そして該ボールねじ２６と係合
するＸ軸ナツト２８を直線運動させる。ここで、
該Ｘ軸ナツト２８はＸ軸テーブル１４に固着され
ているので、該サーボモータ２０の回転がＸ軸テ
ーブル１４のＸ軸方向直線運動（第２図中矢印Ｘ
の方向の運動）に変換される。Ｘ軸テーブル１４
のＸ軸方向直線運動は、転がり軸受３２を介して
Ｙ軸テーブル１６に伝達される。即ち、サーボモ
ータ２０が回転すると、Ｘ軸テーブル１４と共に
Ｙ軸テーブル１６もＸ軸方向へ直線的に移動す
る。
しかし、Ｘ軸テーブル１４及びＹ軸テーブル１
６のＸ軸方向直線運動は、Ｙ軸ボールねじ軸４６
及びＹ軸ナツト箱４４には伝達されない。Ｙ軸ボ
ールねじ軸４６は横長穴状の逃げ溝４２を貫通し
ているので、Ｘ軸テーブル１４或はその側壁４０
のＸ軸方向直線運動は該Ｙ軸ボールねじ軸４６に
伝わらないからであり、また、Ｘ軸方向直線運動
用補助転がり軸受５０により、Ｙ軸ナツト箱４４
に対してＹ軸テーブル１６がＸ軸方向へ相対的且
つ自由にスライドする事が出来るからである。従
つて、Ｘ軸テーブル１４とＹ軸テーブル１６とが
Ｘ軸方向へ移動しても、Ｙ軸方向駆動用機構（モ
ータ２４、ボールねじ軸４６、箱４４等）は何ら
機械的な干渉を受けない。
Ｙ軸方向の位置決めを行なう際には、Ｙ軸方向
駆動用サーボモータ２４（第３図）を駆動する。
該サーボモータ２４の駆動回転はＹ軸ボールねじ
軸４６に伝達され、Ｙ軸ナツト４８即ちＹ軸ナツ
ト箱４４のＹ軸方向（第３図中矢印Ｙの方向）の
直線運動に変換される。そしてＹ軸ナツト箱４４
のＹ軸方向直線運動は前記補助転がり軸受５０を
介してＹ軸テーブル１６へ伝達される。これによ
り、サーボモータ２４の回転がＹ軸テーブル１６
のＹ軸方向直線運動に変換されるのである。ここ
で、転がり軸受３２の作用により、Ｙ軸方向につ
いてはＸ軸テーブル１４とＹ軸テーブル１６とは
相互にスライド可能なので、Ｙ軸テーブル１６の
Ｙ軸方向運動がＸ軸テーブル１４のＸ軸方向位置
決めに影響を与える事はない。
上述の様に、Ｘ軸テーブル１４の内部に組み込
まれた各種駆動用機構に何ら干渉する事なく、Ｘ
軸テーブル１４とＹ軸テーブル１６とを直線移動
する事が出来るので、駆動用サーボモータ２０，
２４をテーブル１４，１６に取り付ける必要が無
くなり、ベツド１２に対して固定的に取り付ける
事が可能となる。従つて、Ｙ軸方向駆動用サーボ
モータの重量がＸ軸テーブル１４に負荷されるこ
とがなくなり、Ｘ軸テーブル１４の移動による慣
性力が少なくなり、移動による誤差が減少する。
第５図はＹ軸ナツト箱の変形例６０を示してい
る。該Ｙ軸ナツト箱６０においては、第４図の場
合とは異なり軌道台が設けられておらず、軌道溝
５５Ａが直接形成されている。これにより、軌道
台を取り付ける際の組み立て誤差を防止するもの
である。
図示の実施例においてはＹ軸ナツト４８とＹ軸
ナツト箱４４とは別体に形成されているが、Ｙ軸
ナツト箱に直接雌ねじを形成し、Ｙ軸ナツトとＹ
軸ナツト箱とを一体構造としても良い。第４図、
第５図に示される補助転がり軸受５０は、隣接す
るころの軸心を直交させて配置したころ付き保持
器を有するタイプのものであるが、その他の転が
り軸受を採用し得る事は明らかであり、またすべ
り軸受も採用し得る。同様に、直線運動用転がり
軸受３０，３２についても種々の形式の軸受が採
用され得る。更に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向への駆
動手段についても、サーボモータ以外の種々の駆
動装置が採用出来る。
効 果 本願発明の効果を以下に列挙する。
Ｙ軸駆動機構がＸ軸テーブル内の空間中に殆
んど収納されるため、XYテーブルの小型化が
図れる。
Ｙ軸駆動機構の重量がＸ軸テーブルに負荷さ
れないので、テーブルの移動による慣性力を減
少できる。従つて、XYテーブルの位置決め精
度が高精度となる。
Ｙ軸駆動機構とＹ軸テーブルとの連結に直線
運動用軸受を用いているので、負荷容量が大き
くなり、且つXYテーブルの位置決め精度が向
上する。
ラジアル転がり軸受に比べ、直線運動用軸受
の方が大きな負荷容量を有するので、Ｙ軸駆動
機構の位置決め精度は長時間に亘つて安定した
状態に保たれる。
Ｙ軸テーブルが全一枚に構成されその全面を
取り付け面として利用できる。
Ｘ軸テーブルの側壁に設けた逃げ溝は、Ｘ軸
テーブルとＹ軸テーブルとがＸ軸方向へ移動し
ても、Ｙ軸方向駆動用機構に対して、機械的干
渉を全く行わないための、最小必要限度の面積
を有する溝であるためＸ軸テーブル内の空間３
８内で長期間に亘る精度保持でき異物の介入を
阻止し、防塵、防錆の著しい効果を達成でき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本願発明の一実施例の全体を示す斜
視図であり、第２図は、第１図をＹ軸方向から見
た一部断面で示す側面図であり、第３図は、第１
図をＸ軸方向から見た断面側面図であり、第４図
は、本願発明で用いられるＹ軸ナツト箱の一例を
示す斜視図であり、第５図は、Ｙ軸ナツト箱の一
変形例を示す斜視図である。 １０…XYテーブル、１２…ベツド、１４…Ｘ
軸テーブル、１６…Ｙ軸テーブル、１８，２２…
モータ支持部、２０，２４…駆動用サーボモー
タ、２６…Ｘ軸ボールねじ、２８…Ｘ軸ナツト、
３０，３２…直線運動用転がり軸受、３８…Ｘ軸
テーブル内部空間、４２…横長穴状の逃げ溝、４
４…Ｙ軸ナツト箱、４６…Ｙ軸ボールねじ軸、４
８…Ｙ軸ナツト、５０…補助転がり軸受、５４，
５６…軌道台、５５Ａ，５５Ｂ…軌道溝。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ベツド１２と、 ベツド１２上へスライド可能に載置されたＸ軸
    テーブル１４と、 該Ｘ軸テーブル１４上へスライド可能に載置さ
    れたＹ軸テーブル１６と、 ベツド１２とＸ軸テーブル１４の間、及びＸ軸
    テーブル１４とＹ軸テーブル１６の間にそれぞれ
    設けられた直線運動用転がり軸受３０，３２と、 Ｘ軸方向駆動手段２０及びＹ軸方向駆動手段２
    ４、 とを含むXYテーブル１０において、 前記Ｘ軸方向駆動手段２０及びＹ軸方向駆動手
    段２４は、支持部１８，２２を介して前記ベツド
    １２に取り付けられており、 前記Ｘ軸方向駆動手段２０の回転軸に連結され
    たボールねじ軸２６と係合するＸ軸ナツト２８が
    前記Ｘ軸テーブル１４に設けられ、 Ｘ軸テーブル１４の内部空間３８中には、前記
    Ｙ軸方向駆動手段２４の回転軸に連結されたボー
    ルねじ軸４６と係合するＹ軸ナツト４８を有する
    Ｙ軸ナツト箱４４が収納されており、且つ前記Ｘ
    軸テーブル１４の側壁４０には横長穴状の前記ボ
    ールねじ軸４６が貫通する逃げ溝４２が形成され
    ており、 該Ｙ軸ナツト箱４４の上部とＹ軸テーブル１６
    の内部下面との間には、Ｘ軸方向直線運動用の補
    助転がり軸受５０が設けられている、 ことを特徴とするXYテーブル。 ２ 前記Ｙ軸ナツト４８は、前記Ｙ軸ナツト箱４
    ４と一体的に形成されている特許請求の範囲第１
    項記載のXYテーブル。 ３ 前記Ｘ軸方向直線運動用補助転がり軸受５０
    のＹ軸ナツト箱４４側に形成された軌道溝５５Ａ
    は、該Ｙ軸ナツト箱４４に取り付けられた軌道台
    ５４において形成されている特許請求の範囲第１
    項記載のXYテーブル。 ４ 前記Ｘ軸方向直線運動用補助転がり軸受５０
    のＹ軸ナツト箱４４側に形成された軌道面５５Ａ
    は、前記Ｙ軸ナツト箱４４へ直接形成されている
    特許請求の範囲第１項記載のXYテーブル。
JP61308139A 1986-12-26 1986-12-26 Ｘｙテ−ブル Granted JPS63162132A (ja)

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JP61308139A JPS63162132A (ja) 1986-12-26 1986-12-26 Ｘｙテ−ブル
US07/065,875 US4763886A (en) 1986-12-26 1987-06-24 XY-positioning table
DE19873732570 DE3732570A1 (de) 1986-12-26 1987-09-26 In einer xy-ebene verschiebbarer tisch

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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JPS63162132A JPS63162132A (ja) 1988-07-05
JPH0565303B2 true JPH0565303B2 (ja) 1993-09-17

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