JPH0592376A - Two-dimensional motion mechanism - Google Patents
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- JPH0592376A JPH0592376A JP7604192A JP7604192A JPH0592376A JP H0592376 A JPH0592376 A JP H0592376A JP 7604192 A JP7604192 A JP 7604192A JP 7604192 A JP7604192 A JP 7604192A JP H0592376 A JPH0592376 A JP H0592376A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は２次元運動機構に関し、
より詳細にはスライダをＸ−Ｙ方向へ運動させるための
２次元運動機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a two-dimensional motion mechanism,
More specifically, it relates to a two-dimensional movement mechanism for moving the slider in the XY directions.
【０００２】[0002]
【従来の技術】スライダをＸ−Ｙ方向へ運動させるため
の２次元運動機構としては特開昭５９−２３２７７８号
公報に開示される技術がある。この２次元運動機構は、
Ｘ軸方向へ平行に配設された１対のＸ軸ガイドと、Ｘ軸
方向と直角なＹ軸方向へ平行に配設された１対のＹ軸ガ
イドと、Ｘ軸ガイドに対して摺動可能な１対のＸ軸移動
体と、Ｙ軸ガイドに対して摺動可能な１対のＹ軸移動体
と、Ｘ軸移動体同士を連結するＹ軸スライダガイドと、
Ｙ軸移動体同士を連結するＸ軸スライダガイドと、Ｙ軸
スライダガイドおよびＸ軸スライダガイド上をＸ−Ｙ方
向へ移動可能なスライダと、Ｘ軸スライダガイド上に配
されると共に、スライダへ螺合され、スライダをＸ軸方
向へ移動させるＸ軸ボールネジと、Ｙ軸スライダガイド
上に配されると共に、スライダへ螺合され、スライダを
Ｙ軸方向へ移動させるＹ軸ボールネジと、Ｘ軸ボールネ
ジおよびＹ軸ボールネジをそれぞれ回転させるためのＸ
軸モータおよびＹ軸モータとから成る２次元運動機構で
ある。2. Description of the Related Art As a two-dimensional moving mechanism for moving a slider in the XY directions, there is a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 232778/59. This two-dimensional movement mechanism
Sliding against a pair of X-axis guides arranged parallel to the X-axis direction, a pair of Y-axis guides arranged parallel to the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction, and the X-axis guide A pair of possible X-axis moving bodies, a pair of Y-axis moving bodies slidable with respect to the Y-axis guide, and a Y-axis slider guide connecting the X-axis moving bodies to each other,
An X-axis slider guide that connects the Y-axis moving bodies to each other, a slider that can move in the XY directions on the Y-axis slider guide and the X-axis slider guide, and a slider that is arranged on the X-axis slider guide and screwed onto the slider. An X-axis ball screw for moving the slider in the X-axis direction and a Y-axis ball screw arranged on the Y-axis slider guide and screwed to the slider for moving the slider in the Y-axis direction; X to rotate each Y-axis ball screw
It is a two-dimensional motion mechanism composed of a shaft motor and a Y-axis motor.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の２次元運動機構には次のような課題がある。Ｘ軸
移動体およびＹ軸移動体と、Ｘ軸ガイドおよびＹ軸ガイ
ドとは、単に摺動可能な嵌合関係にある。そのため、ス
ライダが移動してＸ軸方向（またはＹ軸方向）の一方の
Ｘ軸移動体（Ｙ軸移動体）に接近した状態でＸ軸方向へ
移動すると、他方のＸ軸移動体の移動は一方のＸ軸移動
体の移動より遅れが生じる。この遅れによりＹ軸スライ
ダガイド（Ｘ軸スライダガイド）がＹ軸（Ｘ軸）に対し
て傾き、スライダの位置誤差や、スライダの高速運動中
における振動発生等の原因になるという課題がある。従
って、本発明はスライダの位置精度が高く、高速運転に
おいても振動発生等を防止し得る２次元運動機構を提供
することを目的とする。However, the above-mentioned conventional two-dimensional motion mechanism has the following problems. The X-axis moving body and the Y-axis moving body and the X-axis guide and the Y-axis guide are in a slidable fitting relationship. Therefore, if the slider moves and moves in the X-axis direction while approaching one X-axis moving body (Y-axis moving body) in the X-axis direction (or Y-axis direction), the movement of the other X-axis moving body There is a delay from the movement of one X-axis moving body. This delay causes a problem that the Y-axis slider guide (X-axis slider guide) is tilted with respect to the Y-axis (X-axis), which may cause a positional error of the slider and vibration during high-speed movement of the slider. Therefore, it is an object of the present invention to provide a two-dimensional movement mechanism which has a high slider position accuracy and which can prevent vibration and the like even during high-speed operation.
【０００４】上記課題を解決するため、本発明は次の構
成を備える。すなわち、Ｘ軸方向へ平行に配設された１
対のＸ軸ガイドと、前記Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向へ平
行に配設された１対のＹ軸ガイドと、前記Ｘ軸方向へ配
設されると共に、前記１対のＹ軸ガイド間に跨がって配
設され、Ｙ軸ガイドに沿ってＹ軸方向へ移動可能なＸ軸
スライダガイドと、前記Ｙ軸方向へ配設されると共に、
前記１対のＸ軸ガイド間に跨がって配設され、Ｘ軸ガイ
ドに沿ってＸ軸方向へ移動可能なＹ軸スライダガイド
と、前記Ｘ軸スライダガイドと、前記Ｙ軸スライダガイ
ド上をＸ−Ｙ方向へ移動可能なスライダと、該スライダ
をＸ−Ｙ方向へ移動させるための駆動機構と、前記Ｙ軸
ガイドと平行に設けられ、前記Ｘ軸スライダガイドのＸ
軸方向に対する傾きを規制するためのＸ軸規制手段と、
前記Ｘ軸ガイドと平行に設けられ、前記Ｙ軸スライダガ
イドのＹ軸方向に対する傾きを規制するためのＹ軸規制
手段とを具備することを特徴とする。In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, 1 arranged parallel to the X-axis direction
A pair of X-axis guides, a pair of Y-axis guides arranged parallel to the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction, and a pair of Y-axis guides arranged in the X-axis direction An X-axis slider guide that is disposed across the space and is movable in the Y-axis direction along the Y-axis guide, and is disposed in the Y-axis direction.
The Y-axis slider guide, which is disposed across the pair of X-axis guides and is movable along the X-axis guide in the X-axis direction, the X-axis slider guide, and the Y-axis slider guide. A slider that is movable in the XY directions, a drive mechanism for moving the slider in the XY directions, and an X-axis of the X-axis slider guide that are provided in parallel with the Y-axis guide.
X-axis restricting means for restricting inclination with respect to the axial direction,
Y-axis restricting means for restricting the inclination of the Y-axis slider guide with respect to the Y-axis direction is provided in parallel with the X-axis guide.
【０００５】[0005]
【作用】作用について説明する。Ｘ軸規制手段とＹ軸規
制手段により、Ｘ軸スライダガイドのＸ軸方向に対する
傾き及びＹ軸スライダガイドのＹ軸方向に対する傾きを
規制することが可能となるので、Ｘ軸スライダガイドと
Ｙ軸スライダガイドを常時Ｘ軸方向またはＹ軸方向に保
持可能となる。[Operation] The operation will be described. Since the X-axis restricting means and the Y-axis restricting means can restrict the inclination of the X-axis slider guide with respect to the X-axis direction and the inclination of the Y-axis slider guide with respect to the Y-axis direction, the X-axis slider guide and the Y-axis slider. The guide can always be held in the X-axis direction or the Y-axis direction.
【０００６】[0006]
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。 （第１実施例）第１実施例について図１と共に説明す
る。１０は基台であり、中央部分をくり抜いた枠体状に
形成されている。１２ａ、１２ｂはＹ軸規制手段を構成
するＸ軸ラックであり、基台１０上においてＸ軸方向へ
互いに平行に配設されている。１４ａ、１４ｂはＸ軸ガ
イドであり、基台１０上においてＸ軸方向へ互いに平
行、かつＸ軸ラック１２ａ、１２ｂのそれぞれの内側に
Ｘ軸ラック１２ａ、１２ｂとも平行に配設されている。
１６ａ、１６ｂはＸ軸移動体であり、Ｘ軸ガイド１４
ａ、１４ｂへそれぞれ嵌合すると共に、Ｘ軸ガイド１４
ａ、１４ｂ上をＸ軸方向へ摺動可能になっている。ま
た、Ｘ軸移動体１６ａ、１６ｂはＸ軸ガイド１４ａ、１
４ｂから、例えばアリ構造により外れを防止されてい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. (First Embodiment) A first embodiment will be described with reference to FIG. Reference numeral 10 denotes a base, which is formed in a frame shape with a hollowed central portion. Reference numerals 12a and 12b denote X-axis racks that constitute Y-axis restricting means, and are arranged on the base 10 in parallel with each other in the X-axis direction. Reference numerals 14a and 14b denote X-axis guides, which are arranged on the base 10 in parallel to each other in the X-axis direction and inside the X-axis racks 12a and 12b, respectively, in parallel with the X-axis racks 12a and 12b.
16a and 16b are X-axis moving bodies, and the X-axis guide 14
a and 14b respectively, and X-axis guide 14
It is slidable on the a and 14b in the X-axis direction. In addition, the X-axis moving bodies 16a and 16b are the X-axis guides 14a and 1b.
It is prevented from coming off from 4b by a dovetail structure, for example.
【０００７】１８はＹ軸スライダガイドであり、両端が
開放された筒状に形成されている。Ｙ軸スライダガイド
１８は、Ｙ軸方向に配設されると共に、両端がＸ軸移動
体１６ａ、１６ｂに固定されている。２０はＹ軸規制手
段を構成するＹ軸ロッドであり、Ｙ軸スライダガイド１
８およびＸ軸移動体１６ａ、１６ｂ内を回転可能に貫挿
している。Ｘ軸移動体１６ａ、１６ｂから突出したＹ軸
ロッド２０の両端には、Ｙ軸規制手段を構成するピニオ
ンギア２２ａ、２２ｂが固定され、それぞれＸ軸ラック
１２ａ、１２ｂへ噛合している。なお、Ｙ軸スライダガ
イド１８を設けない場合、Ｙ軸ロッド２０がＹ軸スライ
ダガイドの役目を兼務する。Ｘ軸ラック１２ａ、１２
ｂ、Ｙ軸ロッド２０およびピニオンギア２２ａ、２２ｂ
により構成されるＹ軸規制手段により、Ｙ軸スライダガ
イド１８を常時Ｙ軸と平行状態に保持可能になってい
る。Reference numeral 18 is a Y-axis slider guide, which is formed in a tubular shape with both ends open. The Y-axis slider guide 18 is arranged in the Y-axis direction, and both ends thereof are fixed to the X-axis moving bodies 16a and 16b. Reference numeral 20 denotes a Y-axis rod that constitutes Y-axis restricting means, and the Y-axis slider guide 1
8 and X-axis moving bodies 16a and 16b are rotatably inserted. Pinion gears 22a and 22b constituting Y-axis restricting means are fixed to both ends of the Y-axis rod 20 protruding from the X-axis moving bodies 16a and 16b, and meshed with the X-axis racks 12a and 12b, respectively. When the Y-axis slider guide 18 is not provided, the Y-axis rod 20 also serves as the Y-axis slider guide. X-axis racks 12a, 12
b, Y-axis rod 20 and pinion gears 22a, 22b
The Y-axis regulating means constituted by the above allows the Y-axis slider guide 18 to be constantly held in parallel with the Y-axis.
【０００８】２４ａ、２４ｂはＸ軸規制手段を構成する
Ｙ軸ラックであり、基台１０上においてＸ軸と直角なＹ
軸方向へ互いに平行に配設されている。２６ａ、２６ｂ
はＹ軸ガイドであり、基台１０上においてＹ軸方向へ互
いに平行、かつＹ軸ラック２４ａ、２４ｂのそれぞれの
内側にＹ軸ラック２４ａ、２４ｂとも平行に配設されて
いる。２８ａ、２８ｂはＹ軸移動体であり、Ｙ軸ガイド
２６ａ、２６ｂへそれぞれ嵌合すると共に、Ｙ軸ガイド
２６ａ、２６ｂ上をＹ軸方向へ摺動可能になっている。
また、Ｙ軸移動体２８ａ、２８ｂはＹ軸ガイド２６ａ、
２６ｂから、例えばアリ構造により外れを防止されてい
る。３０はＸ軸スライダガイドであり、両端が開放され
た筒状に形成されている。Ｘ軸スライダガイド３０は、
Ｘ軸方向に配設されると共に、両端がＹ軸移動体２８
ａ、２８ｂに固定されている。Numerals 24a and 24b are Y-axis racks which constitute X-axis restricting means, and Y on the base 10 is perpendicular to the X-axis.
They are arranged parallel to each other in the axial direction. 26a, 26b
Is a Y-axis guide, which is arranged on the base 10 in parallel with each other in the Y-axis direction and inside the Y-axis racks 24a, 24b in parallel with the Y-axis racks 24a, 24b. Reference numerals 28a and 28b denote Y-axis moving bodies, which are fitted into the Y-axis guides 26a and 26b, respectively, and can slide on the Y-axis guides 26a and 26b in the Y-axis direction.
Further, the Y-axis moving bodies 28a and 28b are the Y-axis guides 26a,
The 26b is prevented from coming off by a dovetail structure, for example. Reference numeral 30 denotes an X-axis slider guide, which is formed in a tubular shape with both ends open. The X-axis slider guide 30
Both ends are arranged in the X-axis direction, and both ends are in the Y-axis moving body 28.
It is fixed to a and 28b.
【０００９】３２はＸ軸規制手段を構成するＸ軸ロッド
であり、Ｘ軸スライダガイド３０およびＹ軸移動体２８
ａ、２８ｂを回転可能に貫挿している。Ｙ軸移動体２８
ａ、２８ｂから突出したＸ軸ロッド３２の両端にはＸ軸
規制手段を構成するピニオンギア３３ａ、３３ｂが固定
され、それぞれＹ軸ラック２４ａ、２４ｂへ噛合してい
る。なお、Ｘ軸スライダガイド３０を設けない場合、Ｘ
軸ロッド３２がＸ軸スライダガイドの役目を兼務する。
Ｙ軸ラック２４ａ、２４ｂ、Ｘ軸ロッド３２およびピニ
オンギア３３ａ、３３ｂにより構成されるＸ軸規制手段
により、Ｘ軸スライダガイド３０を常時Ｘ軸と平行状態
に保持可能となっている。Reference numeral 32 is an X-axis rod which constitutes X-axis restricting means, and includes an X-axis slider guide 30 and a Y-axis moving body 28.
a and 28b are rotatably inserted. Y-axis moving body 28
Pinion gears 33a and 33b constituting X-axis restricting means are fixed to both ends of the X-axis rod 32 protruding from a and 28b, and meshed with the Y-axis racks 24a and 24b, respectively. If the X-axis slider guide 30 is not provided, X
The shaft rod 32 also serves as an X-axis slider guide.
The X-axis restricting means constituted by the Y-axis racks 24a and 24b, the X-axis rod 32, and the pinion gears 33a and 33b can always hold the X-axis slider guide 30 in parallel with the X-axis.
【００１０】３４は駆動機構を構成するＸ軸ボールネジ
であり、Ｘ軸スライダガイド３０およびＸ軸ロッド３２
と平行、かつ両端がＹ軸移動体２８ａ、２８ｂにそれぞ
れ回転可能に架設されている。Ｘ軸ボールネジ３４の回
転が停止中にはＸ軸ボールネジ３４の現在の回転位置が
保持可能になっており、位置ずれを防止可能になってい
る。３６は駆動機構を構成するＸ軸サーボモータであ
り、Ｙ軸移動体２８ａに設けられ、Ｘ軸ボールネジ３４
を回転させる。Ｘ軸サーボモータ３６の回転数、回転方
向、回転量を制御することによりＸ軸ボールネジ３４の
回転をコントロール可能になっている。３８は駆動機構
を構成するＹ軸ボールネジであり、Ｙ軸スライダガイド
１８およびＹ軸ロッド２０と平行、かつ両端がＸ軸移動
体１６ａ、１６ｂにそれぞれ回転可能に架設されてい
る。Ｙ軸ボールネジ３８の回転が停止中にはＹ軸ボール
ネジ３８の現在の回転位置が保持可能になっており、位
置ずれを防止可能になっている。Reference numeral 34 denotes an X-axis ball screw which constitutes a drive mechanism, and includes an X-axis slider guide 30 and an X-axis rod 32.
, And both ends are rotatably installed on the Y-axis moving bodies 28a and 28b. While the rotation of the X-axis ball screw 34 is stopped, the current rotational position of the X-axis ball screw 34 can be held, and the positional deviation can be prevented. Reference numeral 36 denotes an X-axis servomotor which constitutes a drive mechanism, is provided on the Y-axis moving body 28a, and has an X-axis ball screw 34.
To rotate. The rotation of the X-axis ball screw 34 can be controlled by controlling the rotation speed, rotation direction, and rotation amount of the X-axis servo motor 36. Reference numeral 38 denotes a Y-axis ball screw which constitutes a drive mechanism, and is parallel to the Y-axis slider guide 18 and the Y-axis rod 20 and both ends are rotatably installed on the X-axis moving bodies 16a and 16b. While the rotation of the Y-axis ball screw 38 is stopped, the current rotational position of the Y-axis ball screw 38 can be held, and the positional deviation can be prevented.
【００１１】４０は駆動機構を構成するＹ軸サーボモー
タであり、Ｘ軸移動体１６ｂに設けられ、Ｙ軸ボールネ
ジ３８を回転させる。Ｙ軸サーボモータ４０の回転数、
回転方向、回転量を制御することによりＹ軸ボールネジ
３８の回転をコントロール可能になっている。４２はス
ライダであり、Ｙ軸スライダガイド１８およびＸ軸スラ
イダガイド３０が内部で平面的に直交している。また、
Ｘ軸ボールネジ３４およびびＹ軸ボールネジ３８はスラ
イダ４２と螺合すると共に、スライダ４２の内部で平面
的に直交している。スライダ４２はＹ軸スライダガイド
１８およびＸ軸スライダガイド３０上を移動可能になっ
ており、Ｘ軸ボールネジ３４が軸線を中心として回転す
ると、Ｘ軸方向へ移動し、Ｙ軸ボールネジ３８が軸線を
中心として回転すると、Ｙ軸方向へ移動する。従って、
Ｘ軸サーボモータ３６および／またはＹ軸サーボモータ
４０が駆動されると、運動体４２は基台１０中空部分の
平面内を移動可能になっている。また、スライダ４２に
は複数のロボットヘッド、ワーク、工具等（不図示）が
取り付け可能になっている。Reference numeral 40 denotes a Y-axis servomotor which constitutes a drive mechanism, which is provided on the X-axis moving body 16b and rotates the Y-axis ball screw 38. Number of rotations of the Y-axis servo motor 40,
The rotation of the Y-axis ball screw 38 can be controlled by controlling the rotation direction and the rotation amount. Reference numeral 42 denotes a slider, inside which the Y-axis slider guide 18 and the X-axis slider guide 30 are orthogonal to each other in a plane. Also,
The X-axis ball screw 34 and the Y-axis ball screw 38 are screwed together with the slider 42 and are orthogonal to each other in a plane inside the slider 42. The slider 42 is movable on the Y-axis slider guide 18 and the X-axis slider guide 30, and when the X-axis ball screw 34 rotates about the axis, it moves in the X-axis direction, and the Y-axis ball screw 38 centers on the axis. When rotated as, it moves in the Y-axis direction. Therefore,
When the X-axis servo motor 36 and / or the Y-axis servo motor 40 is driven, the moving body 42 can move within the plane of the hollow portion of the base 10. A plurality of robot heads, works, tools, etc. (not shown) can be attached to the slider 42.
【００１２】上記の構成によると、前述のとおりＸ軸規
制手段およびＹ軸規制手段により、Ｘ軸スライダガイド
３０およびＹ軸スライダガイド１８を常時Ｘ軸およびＹ
軸と平行状態を保持可能であると共に、Ｘ軸ラック１２
ａ、１２ｂとピニオンギア２２ａ、２２ｂ、Ｙ軸ラック
２４ａ、２４ｂとピニオンギア３３ａ、３３ｂの噛合
は、Ｙ軸ロッド２０、Ｘ軸ロッド３２に生じるトーショ
ン（捩じり剛性）によりバックラッシュが可及的に消滅
させられるので、繰り返し位置決め精度を飛躍的に向上
させることができる。さらに、駆動機構にＸ軸ボールネ
ジ３４、Ｙ軸ボールネジ３８を使用しているので位置決
めの精度をさらに向上させ得る。According to the above construction, the X-axis restricting means and the Y-axis restricting means keep the X-axis slider guide 30 and the Y-axis slider guide 18 always in the X-axis and Y-directions.
The X-axis rack 12 can hold the state parallel to the axis.
The a, 12b and the pinion gears 22a, 22b, the Y-axis racks 24a, 24b and the pinion gears 33a, 33b can be backlashed by the torsion (torsion rigidity) generated in the Y-axis rod 20 and the X-axis rod 32. It is possible to dramatically improve the repetitive positioning accuracy because it is eliminated. Furthermore, since the X-axis ball screw 34 and the Y-axis ball screw 38 are used for the drive mechanism, the positioning accuracy can be further improved.
【００１３】（第２実施例）第２実施例について図２と
共に説明する。なお、第１実施例と同一の構成部材につ
いては第１実施例と同一の符号を付し、説明は省略す
る。スライダ４２の駆動機構は、第１実施例と同様、Ｘ
軸ボールネジ３４、Ｙ軸ボールネジ３８、Ｘ軸サーボモ
ータ３６およびＹ軸サーボモータ４０から構成されてい
る。また、Ｘ軸ボールネジ３４およびＹ軸ボールネジ３
８は、それぞれＸ軸スライドガイドおよびＹ軸スライド
ガイドを兼ねており、スライダ４２はＸ軸ボールネジ３
４およびＹ軸ボールネジ３８の回転に伴い、Ｘ軸ボール
ネジ３４およびＹ軸ボールネジ３８上をＸ−Ｙ移動する
ようになっている。(Second Embodiment) A second embodiment will be described with reference to FIG. The same members as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted. The drive mechanism of the slider 42 is the same as in the first embodiment.
The shaft ball screw 34, the Y-axis ball screw 38, the X-axis servo motor 36, and the Y-axis servo motor 40 are included. In addition, the X-axis ball screw 34 and the Y-axis ball screw 3
8 also serves as an X-axis slide guide and a Y-axis slide guide, respectively, and the slider 42 is an X-axis ball screw 3
With the rotation of the No. 4 and Y-axis ball screw 38, the X-axis ball screw 34 and the Y-axis ball screw 38 are moved XY.
【００１４】続いてＹ軸規制手段の構成について説明す
る。１００ａ、１００ｂはＸ軸タイミングベルトであ
り、Ｘ軸ガイド１４ａ、１４ｂと平行に配設されてい
る。Ｘ軸タイミングベルト１００ａ、１００ｂは、基台
１０上にフリー回転可能に設けられているタイミングプ
ーリ１０２ａ、１０２ｂとの間、およびタイミングプー
リ１０２ｃ、１０２ｄとの間に架け渡されている。Ｘ軸
タイミングベルト１００ａ、１００ｂにはＸ軸移動体１
６ａ、１６ｂが止具１０８を介してそれぞれ連結されて
おり、Ｘ軸移動体１６ａ、１６ｂのＸ軸方向の移動に伴
い、Ｘ軸タイミングベルト１００ａ、１００ｂも回転す
る。Ｘ軸タイミングベルト１００ａ、１００ｂとタイミ
ングプーリ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄと
の噛合によりＹ軸スライダガイドを兼ねるＹ軸ボールネ
ジ３８を常時Ｙ軸と平行状態に保持可能となっている。Next, the structure of the Y-axis regulating means will be described. Reference numerals 100a and 100b denote X-axis timing belts, which are arranged parallel to the X-axis guides 14a and 14b. The X-axis timing belts 100a and 100b are spanned between the timing pulleys 102a and 102b and the timing pulleys 102c and 102d, which are rotatably provided on the base 10. The X-axis moving body 1 is attached to the X-axis timing belts 100a and 100b.
6a and 16b are connected to each other via a stopper 108, and the X-axis timing belts 100a and 100b also rotate as the X-axis moving bodies 16a and 16b move in the X-axis direction. The X-axis timing belts 100a, 100b and the timing pulleys 102a, 102b, 102c, 102d are meshed with each other, so that the Y-axis ball screw 38 also serving as a Y-axis slider guide can be constantly held in parallel with the Y-axis.
【００１５】次にＸ軸規制手段の構成について説明す
る。１０４ａ、１０４ｂはＹ軸タイミングベルトであ
り、Ｙ軸ガイド２６ａ、２６ｂと平行に配設されてい
る。Ｙ軸タイミングベルト１０４ａ、１０４ｂは、基台
１０上にフリー回転可能に設けられているタイミングプ
ーリ１０６ａ、１０６ｂとの間、およびタイミングプー
リ１０６ｃ、１０６ｄとの間に架け渡されている。Ｙ軸
タイミングベルト１０４ａ、１０４ｂにはＹ軸移動体２
８ａ、２８ｂが止具１０８を介してそれぞれ連結されて
おり、Ｙ軸移動体２８ａ、２８ｂのＹ軸方向の移動に伴
い、Ｙ軸タイミングベルト１０４ａ、１０４ｂも回転す
る。Ｙ軸タイミングベルト１０４ａ、１０４ｂとタイミ
ングプーリ１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄと
の噛合によりＸ軸スライダガイドを兼ねるＸ軸ボールネ
ジ３４を常時Ｘ軸と平行状態に保持可能となっている。Next, the structure of the X-axis regulating means will be described. Reference numerals 104a and 104b denote Y-axis timing belts, which are arranged in parallel with the Y-axis guides 26a and 26b. The Y-axis timing belts 104a and 104b are bridged between the timing pulleys 106a and 106b and the timing pulleys 106c and 106d which are rotatably provided on the base 10. The Y-axis moving body 2 is attached to the Y-axis timing belts 104a and 104b.
8a and 28b are connected via a stopper 108, respectively, and the Y-axis timing belts 104a and 104b also rotate as the Y-axis moving bodies 28a and 28b move in the Y-axis direction. The Y-axis timing belts 104a, 104b and the timing pulleys 106a, 106b, 106c, 106d are meshed with each other, so that the X-axis ball screw 34 also serving as the X-axis slider guide can be constantly held in parallel with the X-axis.
【００１６】なお、タイミングプーリ１０２ｂと１０２
ｄ間を連結しているシャフト１１０はＹ軸移動体２８ｂ
内を非接触に貫挿し、タイミングプーリ１０６ｂと１０
６ｄ間を連結しているシャフト１１２はＸ軸移動体１６
ａ内を非接触に貫挿している。また、タイミングプーリ
１０２ａと１０２ｃ間、およびタイミングプーリ１０６
ａと１０６ｃ間をそれぞれ１本のシャフトで連結すると
位置決め精度をさらに向上させることが可能となる。第
２実施例において、Ｘ軸規制手段およびＹ軸規制手段と
してタイミングベルトおよびタイミングプーリを用いた
が、Ｘ軸スライダガイドとＹ軸スライダガイドのＸ軸方
向およびＹ軸方向の傾きを規制する効果さえ十分であれ
ば、タイミングベルトに代えて平ベルトやワイヤ、さら
にはチェーンを用いてもよい。Incidentally, the timing pulleys 102b and 102
The shaft 110 connecting between the d is the Y-axis moving body 28b.
The inside of the timing pulley 106b and 10
The shaft 112 connecting between 6d is the X-axis moving body 16
The inside of a is inserted without contact. In addition, between the timing pulleys 102a and 102c and the timing pulley 106
If the shafts a and 106c are connected to each other by one shaft, the positioning accuracy can be further improved. In the second embodiment, the timing belt and the timing pulley are used as the X-axis regulating means and the Y-axis regulating means, but even the effect of regulating the inclination of the X-axis slider guide and the Y-axis slider guide in the X-axis direction and the Y-axis direction is provided. If sufficient, a flat belt, a wire, or a chain may be used instead of the timing belt.
【００１７】（第３実施例）第３実施例について図３と
共に説明する。なお、先行実施例と同一の構成部材につ
いては先行実施例と同一の符号を付し、説明は省略す
る。第３実施例において、Ｘ軸ガイド２００ａ、２００
ｂはシャフトであり、Ｘ軸移動体１６ａ、１６ｂが摺動
可能にＸ軸移動体１６ａ、１６ｂへそれぞれ挿通されて
いる。Ｘ軸ガイド２００ａ、２００ｂは両端がそれぞれ
基台１０上に立設されているギアボックス２０２へ固定
されている。Ｙ軸ガイド２０４ａ、２０４ｂもシャフト
であり、Ｙ軸移動体２８ａ、２８ｂが摺動可能にＹ軸移
動体２８ａ、２８ｂへそれぞれ挿通されている。Ｙ軸ガ
イド２０４ａ、２０４ｂも両端がそれぞれ基台１０上に
立設されているギアボックス２０２へ固定されている。
Ｘ軸スライダガイド２０６およびＹ軸スライダガイド２
０８は金属シャフトで形成され、両端はＸ軸移動体１６
ａ、１６ｂとＹ軸移動体２８ａ、２８ｂへ固定されてい
る。(Third Embodiment) A third embodiment will be described with reference to FIG. The same components as those of the preceding embodiment are designated by the same reference numerals as those of the preceding embodiment, and the description thereof will be omitted. In the third embodiment, the X-axis guides 200a, 200
Reference numeral b denotes a shaft, and the X-axis moving bodies 16a and 16b are slidably inserted into the X-axis moving bodies 16a and 16b, respectively. Both ends of the X-axis guides 200a and 200b are fixed to a gear box 202 which is erected on the base 10. The Y-axis guides 204a and 204b are also shafts, and the Y-axis moving bodies 28a and 28b are slidably inserted into the Y-axis moving bodies 28a and 28b, respectively. Both ends of the Y-axis guides 204a and 204b are also fixed to the gear box 202 standing on the base 10.
X-axis slider guide 206 and Y-axis slider guide 2
08 is formed of a metal shaft, and both ends of the X-axis moving body 16
a, 16b and Y-axis moving bodies 28a, 28b.
【００１８】次にスライダ４２の駆動機構について説明
する。２１０は第１のモータであり、ＤＣサーボモータ
である。第１のモータ２１０はスライダ４２へ搭載され
ており、給電ケーブル２１２を介して電力が供給され
る。従って、第１のモータ２１０はスライダ４２と一体
に２次元移動を行う。２１４は第２のモータであり、Ｄ
Ｃサーボモータである。第２のモータ２１４は基台１０
に固定されている。２１６は第１のリンク片であり、左
端は第１のモータ２１０の出力軸２１８と連結されてい
る。一方、２２０は第２のリンク片であり、右端は第２
のモータ２１４の出力軸２２２と連結されている。第１
のリンク片２１６の右端と第２のリンク片２２０の左端
は軸２２４を介して軸着されている。Next, the drive mechanism of the slider 42 will be described. 210 is a first motor, which is a DC servo motor. The first motor 210 is mounted on the slider 42, and electric power is supplied via the power feeding cable 212. Therefore, the first motor 210 moves two-dimensionally together with the slider 42. 214 is a second motor, D
C servo motor. The second motor 214 is the base 10
It is fixed to. 216 is a first link piece, the left end of which is connected to the output shaft 218 of the first motor 210. On the other hand, 220 is the second link piece, and the right end is the second link piece.
Is connected to the output shaft 222 of the motor 214. First
The right end of the link piece 216 and the left end of the second link piece 220 are pivotally attached via a shaft 224.
【００１９】このように構成された駆動機構において、
第１のモータ２１０を回転させると、第１のリンク片２
１６は出力軸２１８を中心に回動しようとする。一方、
第２のモータ２１４を回転させると、第２のリンク片２
２０は出力軸２２２を中心に回動しようとする。ところ
が、第１のリンク片２１６と第２のリンク片２２０は軸
２２４で軸着されているため、第１のモータ２１０と第
２のモータ２１４の出力トルクはスライダ４２に作用す
る。しかし、スライダ４２にはＸ軸スライダガイド２０
６とＹ軸スライダガイド２０８が挿通されているため、
前記出力トルクはＸ方向とＹ方向の分力に分解される。
その結果、スライダ４２はＸ−Ｙ移動を行う。In the drive mechanism constructed as described above,
When the first motor 210 is rotated, the first link piece 2
16 tries to rotate around the output shaft 218. on the other hand,
When the second motor 214 is rotated, the second link piece 2
20 tends to rotate around the output shaft 222. However, since the first link piece 216 and the second link piece 220 are pivotally attached by the shaft 224, the output torques of the first motor 210 and the second motor 214 act on the slider 42. However, the slider 42 includes the X-axis slider guide 20.
6 and the Y-axis slider guide 208 are inserted,
The output torque is decomposed into component forces in the X and Y directions.
As a result, the slider 42 moves XY.
【００２０】なお、スライダ４２のＸ−Ｙ方向の移動量
と、第１のモータ２１０および第２のモータ２１４の回
転方向、回転角度、第１のリンク片２１６および第２の
リンク片２２０との間には相関関係があるため、第１の
モータ２１０および第２のモータ２１４の回転方向、回
転角度を制御することによりスライダ４２の位置を制御
可能である。第３実施例においては、Ｘ軸規制手段およ
びＹ軸規制手段としては第２実施例と同一のＸ軸タイミ
ングベルト１００ａ、１００ｂ、Ｙ軸タイミングベルト
１０４ａ、１０４ｂとタイミングプーリを採用すること
によりＸ軸スライダガイド２０６とＹ軸スライダガイド
２０８のＸ軸方向およびＹ軸方向の傾きを規制し、高精
度の位置決めを図っている。なお、本実施例においてＸ
軸規制手段およびＹ軸規制手段としては、タイミングベ
ルト等に代えて第１実施例のラック・ピニオン方式を採
用することができる。The amount of movement of the slider 42 in the X-Y directions, the rotation direction and the rotation angle of the first motor 210 and the second motor 214, the first link piece 216 and the second link piece 220. Since there is a correlation between them, the position of the slider 42 can be controlled by controlling the rotation directions and rotation angles of the first motor 210 and the second motor 214. In the third embodiment, the same X-axis timing belts 100a and 100b, Y-axis timing belts 104a and 104b, and timing pulleys as those in the second embodiment are used as the X-axis regulating means and the Y-axis regulating means. The inclinations of the slider guide 206 and the Y-axis slider guide 208 in the X-axis direction and the Y-axis direction are regulated to achieve highly accurate positioning. In this embodiment, X
As the axis regulating means and the Y axis regulating means, the rack and pinion system of the first embodiment can be adopted instead of the timing belt and the like.
【００２１】（第４実施例）第４実施例について図４と
共に説明する。なお、先行実施例と同一の構成部材につ
いては先行実施例と同一の符号を付し、説明は省略す
る。第４実施例において、スライダ３００の駆動は不図
示のコンプレッサからの圧空の給排により行われる。ス
ライダ３００は、Ｘ軸方向に長く形成された上部３０２
とＹ軸方向に長く形成された下部３０４を一体に連結し
て成る。スライダ３００の上部３０２は、Ｘ軸方向へ中
空に形成され、Ｘ軸スライダガイド３０６が挿通されて
いる。Ｘ軸スライダガイド３０６の中央には大径部３０
８が形成されており、大径部３０８は上部３０２内を空
気室３１０ａ、３１０ｂに画成している。(Fourth Embodiment) A fourth embodiment will be described with reference to FIG. The same components as those of the preceding embodiment are designated by the same reference numerals as those of the preceding embodiment, and the description thereof will be omitted. In the fourth embodiment, the slider 300 is driven by supplying and discharging compressed air from a compressor (not shown). The slider 300 has an upper portion 302 formed long in the X-axis direction.
And a lower portion 304 formed long in the Y-axis direction are integrally connected. An upper portion 302 of the slider 300 is formed hollow in the X-axis direction, and an X-axis slider guide 306 is inserted therethrough. The large diameter portion 30 is provided at the center of the X-axis slider guide 306.
8 is formed, and the large diameter portion 308 defines the inside of the upper portion 302 into air chambers 310a and 310b.
【００２２】空気室３１０ａ、３１０ｂにはそれぞれエ
アポート３１２ａ、３１２ｂが設けられており、不図示
のコンプレッサと連絡されている。空気室３１０ａまた
は３１０ｂへコンプレッサから圧空を選択的に供給する
ことによりスライダ３００をＸ軸方向右側または左側へ
移動させることができる。一方、スライダ３００の下部
３０４は、Ｙ軸方向へ中空に形成され、Ｙ軸スライダガ
イド３１４が挿通されている。Ｙ軸スライダガイド３１
４の中央にも大径部（不図示）が形成されており、その
大径部は下部３０４内を空気室３１６ａ、３１６ｂに画
成している。空気室３１６ａ、３１６ｂにはそれぞれエ
アポート３１８ａ、３１８ｂが設けられており、コンプ
レッサと連絡されている。空気室３１６ａまたは３１６
ｂへコンプレッサから圧空を選択的に供給することによ
りスライダ３００をＹ軸方向上側または下側へ移動させ
ることができる。Air ports 312a and 312b are provided in the air chambers 310a and 310b, respectively, and are connected to a compressor (not shown). The slider 300 can be moved to the right or left in the X-axis direction by selectively supplying compressed air to the air chamber 310a or 310b from the compressor. On the other hand, the lower portion 304 of the slider 300 is formed hollow in the Y-axis direction, and the Y-axis slider guide 314 is inserted therethrough. Y-axis slider guide 31
A large-diameter portion (not shown) is also formed in the center of 4, and the large-diameter portion defines the inside of the lower portion 304 into air chambers 316a and 316b. The air chambers 316a and 316b are provided with air ports 318a and 318b, respectively, and are in communication with the compressor. Air chamber 316a or 316
By selectively supplying compressed air to b from the compressor, the slider 300 can be moved upward or downward in the Y-axis direction.
【００２３】第４実施例におけるＸ軸規制手段およびＹ
軸規制手段としては、第３実施例と同一のＸ軸タイミン
グベルト１００ａ、１００ｂ、Ｙ軸タイミングベルト１
０４ａ、１０４ｂとタイミングプーリを採用することに
よりＸ軸スライダガイド３０６とＹ軸スライダガイド３
１４のＸ軸方向およびＹ軸方向の傾きを規制し、高精度
の位置決めを図っている。なお、本実施例においてもＸ
軸規制手段およびＹ軸規制手段としては、タイミングベ
ルト等に代えて第１実施例のラック・ピニオン方式を採
用することができる。以上、本発明の好適な実施例につ
いて種々述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定さ
れるのではなく、例えば複数の２次元運動機構を互いに
干渉しないよう構成すると複数のスライダの移動を互い
に独立して駆動させてもよいし、スライダへスライダの
運動平面と直角な方向へ移動可能な機構を設け、３次元
運動機構に応用してもよい等、発明の精神を逸脱しない
範囲でさらに多くの改変を施し得るのはもちろんであ
る。X-axis restricting means and Y in the fourth embodiment
As the axis restricting means, the X-axis timing belts 100a and 100b and the Y-axis timing belt 1 which are the same as those in the third embodiment are used.
By adopting the timing pulleys 04a and 104b, the X-axis slider guide 306 and the Y-axis slider guide 3
The inclination of 14 in the X-axis direction and the Y-axis direction is regulated to achieve highly accurate positioning. In this embodiment, X
As the axis regulating means and the Y axis regulating means, the rack and pinion system of the first embodiment can be adopted instead of the timing belt and the like. Although various preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, when a plurality of two-dimensional motion mechanisms are configured so as not to interfere with each other, movement of a plurality of sliders is possible. May be driven independently of each other, or a mechanism capable of moving in a direction perpendicular to the plane of movement of the slider may be provided to the slider, and the mechanism may be applied to a three-dimensional movement mechanism. Of course, many more modifications can be made.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明に係る２次元運動機構を用いる
と、Ｘ軸規制手段とＹ軸規制手段により、Ｘ軸スライダ
ガイドのＸ軸方向に対する傾き及びＹ軸スライダガイド
のＹ軸方向に対する傾きを規制することが可能となるの
で、Ｘ軸スライダガイドとＹ軸スライダガイドを常時Ｘ
軸方向またはＹ軸方向に保持可能となり、スライダの位
置決め精度を向上させることができる。また、Ｘ軸スラ
イダガイドのＸ軸方向に対する傾き及びＹ軸スライダガ
イドのＹ軸方向に対する傾きを抑制してＸ軸、Ｙ軸と平
行に維持することにより、スライダの高速駆動中におい
ても振動発生等を防止し、安定した運用が可能となる等
の著効を奏する。When the two-dimensional movement mechanism according to the present invention is used, the X-axis restricting means and the Y-axis restricting means allow the tilt of the X-axis slider guide with respect to the X-axis direction and the tilt of the Y-axis slider guide with respect to the Y-axis direction to be controlled. Since it becomes possible to regulate the X-axis slider guide and the Y-axis slider guide at all times,
Since it can be held in the axial direction or the Y-axis direction, the positioning accuracy of the slider can be improved. Further, by suppressing the inclination of the X-axis slider guide with respect to the X-axis direction and the inclination of the Y-axis slider guide with respect to the Y-axis direction and maintaining the inclination in parallel with the X-axis and the Y-axis, vibration is generated even during high-speed driving of the slider. It has a remarkable effect such as preventing the above and enabling stable operation.
【図１】本発明に係る２次元運動機構の第１実施例を示
した平面図。FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a two-dimensional movement mechanism according to the present invention.
【図２】本発明に係る２次元運動機構の第２実施例を示
した平面図。FIG. 2 is a plan view showing a second embodiment of the two-dimensional movement mechanism according to the present invention.
【図３】本発明に係る２次元運動機構の第３実施例を示
した平面図。FIG. 3 is a plan view showing a third embodiment of a two-dimensional movement mechanism according to the present invention.
【図４】本発明に係る２次元運動機構の第４実施例を示
した平面図。FIG. 4 is a plan view showing a fourth embodiment of the two-dimensional movement mechanism according to the present invention.
１２ａ、１２ｂ Ｘ軸ラック １４ａ、１４ｂ Ｘ軸ガイド １８ Ｙ軸スライダガイド ２０ Ｙ軸ロッド ２２ａ、２２ｂ、３３ａ、３３ｂ ピニオンギア ２４ａ、２４ｂ Ｙ軸ラック ２６ａ、２６ｂ Ｙ軸ガイド ３０ Ｘ軸スライダガイド ３２ Ｘ軸ロッド ３４ Ｘ軸ボールネジ ３６ Ｘ軸サーボモータ ３８ Ｙ軸ボールネジ ４０ Ｙ軸サーボモータ ４２ スライダ １００ａ、１００ｂ Ｘ軸タイミングベルト １０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ タイミング
プーリ １０４ａ、１０４ｂ Ｙ軸タイミングベルト １０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ タイミング
プーリ ２００ａ、２００ｂ Ｘ軸ガイド ２０４ａ、２０４ｂ Ｙ軸ガイド ２０６ Ｘ軸スライダガイド ２０８ Ｙ軸スライダガイド ２１０ 第１のモータ ２１４ 第２のモータ ２１６ 第１のリンク片 ２２０ 第２のリンク片 ３００ スライダ ３０２ スライダ上部 ３０４ スライダ下部 ３０６ Ｘ軸スライダガイド ３１０ａ、３１０ｂ、３１６ａ、３１６ｂ 空気室 ３１４ Ｙ軸スライダガイド12a, 12b X-axis rack 14a, 14b X-axis guide 18 Y-axis slider guide 20 Y-axis rod 22a, 22b, 33a, 33b Pinion gear 24a, 24b Y-axis rack 26a, 26b Y-axis guide 30 X-axis slider guide 32 X-axis Rod 34 X-axis ball screw 36 X-axis servo motor 38 Y-axis ball screw 40 Y-axis servo motor 42 Slider 100a, 100b X-axis timing belt 102a, 102b, 102c, 102d Timing pulley 104a, 104b Y-axis timing belt 106a, 106b, 106c, 106d Timing pulley 200a, 200b X-axis guide 204a, 204b Y-axis guide 206 X-axis slider guide 208 Y-axis slider guide 210 First motor 214 Second motor 216 First Link piece 220 Second link piece 300 Slider 302 Slider upper part 304 Slider lower part 306 X-axis slider guide 310a, 310b, 316a, 316b Air chamber 314 Y-axis slider guide
Claims (1)
ガイドと、 前記Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向へ平行に配設された１対
のＹ軸ガイドと、 前記Ｘ軸方向へ配設されると共に、前記１対のＹ軸ガイ
ド間に跨がって配設され、Ｙ軸ガイドに沿ってＹ軸方向
へ移動可能なＸ軸スライダガイドと、 前記Ｙ軸方向へ配設されると共に、前記１対のＸ軸ガイ
ド間に跨がって配設され、Ｘ軸ガイドに沿ってＸ軸方向
へ移動可能なＹ軸スライダガイドと、 前記Ｘ軸スライダガイドと、前記Ｙ軸スライダガイド上
をＸ−Ｙ方向へ移動可能なスライダと、 該スライダをＸ−Ｙ方向へ移動させるための駆動機構
と、 前記Ｙ軸ガイドと平行に設けられ、前記Ｘ軸スライダガ
イドのＸ軸方向に対する傾きを規制するためのＸ軸規制
手段と、 前記Ｘ軸ガイドと平行に設けられ、前記Ｙ軸スライダガ
イドのＹ軸方向に対する傾きを規制するためのＹ軸規制
手段とを具備することを特徴とする２次元運動機構。1. A pair of X-axis guides arranged parallel to the X-axis direction, a pair of Y-axis guides arranged parallel to the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction, An X-axis slider guide that is disposed in the axial direction and straddles between the pair of Y-axis guides, and is movable in the Y-axis direction along the Y-axis guide; A Y-axis slider guide, which is disposed over the pair of X-axis guides and is movable in the X-axis direction along the X-axis guides; A slider that is movable in the XY directions on the Y-axis slider guide, a drive mechanism for moving the slider in the XY directions, and an X-axis of the X-axis slider guide that is provided in parallel with the Y-axis guide. X-axis restricting means for restricting inclination with respect to the axial direction, and parallel to the X-axis guide. Vignetting, the Y-axis slider guide of the two-dimensional motion mechanism, characterized by comprising a Y-axis regulating means for regulating the inclination with respect to the Y-axis direction.
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| JP4076041A JP2536992B2 (en) | 1991-08-07 | 1992-02-27 | Two-dimensional movement mechanism |
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| Publication number | Publication date |
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| JP2536992B2 (en) | 1996-09-25 |
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