JPH06100254B2 - Two-dimensional movement mechanism - Google Patents
Two-dimensional movement mechanismInfo
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- JPH06100254B2 JPH06100254B2 JP63134209A JP13420988A JPH06100254B2 JP H06100254 B2 JPH06100254 B2 JP H06100254B2 JP 63134209 A JP63134209 A JP 63134209A JP 13420988 A JP13420988 A JP 13420988A JP H06100254 B2 JPH06100254 B2 JP H06100254B2
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- JP
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- axis
- ball screw
- axis ball
- rod
- bevel gears
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はX−Yステージ等の2次元運動機構に関する。The present invention relates to a two-dimensional movement mechanism such as an XY stage.
(従来の技術) 従来、移動体を所定の矩形平面内で移動可能に設けた2
次元運動機構としては、本願発明者が開発し、実開昭59
-88556号公報に開示される技術が有る。この技術は3次
元運動機構であるが、平行に配された2組のX軸ガイド
と、平行に配されると共に、前記X軸ガイドとは略同一
平面内で直交する2組のY軸ガイドと、前記X軸ガイド
とY軸ガイドとで囲まれて形成される矩形平面内を移動
可能な移動体と、前記X軸ガイドに沿って移動可能に配
された2個のX軸駆動部と、前記Y軸ガイドに沿って移
動可能に配された2個のY軸駆動部と、前記移動体へ前
記Y軸ガイドに平行に挿通され、両端が前記X軸駆動部
に連結されたX軸ロッドと、前記移動体へ前記X軸ガイ
ドに平行に挿通され、両端が前記Y軸駆動部に連結され
たY軸ロッドとを有し、移動体は2次元運動を行う構成
になっている。(Prior Art) Conventionally, a movable body is provided so as to be movable within a predetermined rectangular plane.
The dimensional movement mechanism was developed by the inventor of the present application and
There is a technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 88556. Although this technique is a three-dimensional movement mechanism, two sets of X-axis guides arranged in parallel and two sets of Y-axis guides arranged in parallel and orthogonal to each other in substantially the same plane. A movable body that is movable within a rectangular plane formed by being surrounded by the X-axis guide and the Y-axis guide, and two X-axis drive units that are arranged so as to be movable along the X-axis guide. , Two Y-axis drive units movably arranged along the Y-axis guide, and an X-axis that is inserted into the moving body in parallel with the Y-axis guide and has both ends connected to the X-axis drive unit. The moving body has a rod and a Y-axis rod that is inserted into the moving body in parallel with the X-axis guide and has both ends connected to the Y-axis drive unit. The moving body is configured to perform two-dimensional movement.
そして2個のX軸駆動部は2個のモータによってそれぞ
れ同一方向へ駆動され、同じく2個のY軸駆動部も2個
のモータによってそれぞれ同一方向へ駆動されるように
なっている。The two X-axis drive sections are driven in the same direction by the two motors, and the two Y-axis drive sections are also driven in the same direction by the two motors.
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記の運動機構には次のような課題があ
る。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-described motion mechanism has the following problems.
このような構成の2次元運動機構においては移動体の繰
り返し位置決め精度が重要である。つまり移動体を矩形
平面内で移動させる際に、ある特定の位置を指定して繰
返し移動させた場合にその都度移動体の位置がずれてし
まうのを抑制しなければならない。2個のX軸駆動部を
駆動する2個のモータ同士、及び2個のY軸駆動部を駆
動する2個のモータ同士の同期が取れていないと、この
繰り返し位置決め精度が低下する。そのためモータ同士
の同期調整が難作業であり、また高精度のモータを組み
合わせなければ同期の精度を上げられないためコスト高
を招くという課題が有る。In the two-dimensional motion mechanism having such a configuration, the repeated positioning accuracy of the moving body is important. That is, when moving the moving body within the rectangular plane, it is necessary to prevent the position of the moving body from being displaced each time when a certain specific position is designated and repeatedly moved. If the two motors that drive the two X-axis drive units and the two motors that drive the two Y-axis drive units are not synchronized with each other, the repetitive positioning accuracy decreases. Therefore, there is a problem that it is difficult to adjust the synchronization between the motors, and the accuracy of the synchronization cannot be improved unless a high-precision motor is combined, resulting in high cost.
従って、本発明は移動体の繰返し位置決め精度が高く、
安価な2次元運動機構を提供することを目的とする。Therefore, the present invention has high repeatability positioning accuracy of the moving body,
An object is to provide an inexpensive two-dimensional motion mechanism.
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
すなわち、平行に配された2個のX軸ボールネジと、平
行に配されると共に、軸線が前記X軸ボールネジの軸線
と直交するよう配された2個のY軸ボールネジと、前記
各々のX軸ボールネジに螺合され、X軸ボールネジの回
転に伴いX軸ボールネジ上を移動可能な2個のX軸駆動
体と、前記各々のY軸ボールネジに螺合され、Y軸ボー
ルネジの回転に伴いY軸ボールネジ上を移動可能な2個
のY軸駆動体と、両端がそれぞれ前記X軸駆動体に連結
されると共に、前記Y軸ボールネジへ平行に設けられた
X軸ロッドと、両端がそれぞれ前記Y軸駆動体に連結さ
れると共に、前記X軸ボールネジへ平行に設けられたY
軸ロッドと、前記X軸ロッドと前記Y軸ロッドが挿通さ
れ、X軸ロッド上およびY軸ロッド上を移動自在に設け
られた移動体とを有する2次元運動機構において、前記
X軸ボールネジの一方を直接回転させる1個のX軸駆動
手段と、前記各々のX軸ボールネジと一体に回転可能に
設けられた2個の第1の笠歯車、および両端に該2個の
第1の笠歯車とそれぞれ噛合する笠歯車が設けられた第
1の伝達軸から成り、前記X軸駆動手段の回転力を他方
のX軸ボールネジへ伝達すると共に、他方のX軸ボール
ネジを一方をX軸ボールネジと同一方向へ回転させる第
1の伝達機構と、前記Y軸ボールネジの一方を直接回転
させる1個のY軸駆動手段と、前記各々のY軸ボールネ
ジと一体に回転可能に設けられた2個の第2の笠歯車、
および両端に該2個の第2の笠歯車とそれぞれ噛合する
笠歯車が設けられた第2の伝達軸から成り、前記Y軸駆
動手段の回転力を他方のY軸ボールネジへ伝達すると共
に、他方のY軸ボールネジを一方のY軸ボールネジと同
一方向へ回転させる第2の伝達機構と、を具備すること
を特徴とする。That is, two X-axis ball screws arranged in parallel, two Y-axis ball screws arranged in parallel and having their axes orthogonal to the axis of the X-axis ball screw, and the X-axis of each of them. Two X-axis driving bodies screwed to the ball screw and movable on the X-axis ball screw as the X-axis ball screw rotates, and screwed to each of the Y-axis ball screws, and the Y-axis moves as the Y-axis ball screw rotates. Two Y-axis driving bodies that are movable on the ball screw, both ends of which are respectively connected to the X-axis driving body, and an X-axis rod that is provided in parallel to the Y-axis ball screw, and both ends of which are the Y-axis. A Y connected to the driving body and provided in parallel with the X-axis ball screw.
A two-dimensional movement mechanism having an axial rod, a movable body that is inserted through the X-axis rod and the Y-axis rod, and is movably provided on the X-axis rod and the Y-axis rod. X-axis driving means for directly rotating the X-axis, two first bevel gears rotatably provided integrally with the respective X-axis ball screws, and the two first bevel gears at both ends. The first transmission shaft is provided with a bevel gear that meshes with each other, and the rotational force of the X-axis driving means is transmitted to the other X-axis ball screw, while the other X-axis ball screw is in the same direction as the X-axis ball screw. A first transmission mechanism for rotating the Y-axis ball screw, one Y-axis driving unit for directly rotating one of the Y-axis ball screws, and two second rotation units integrally provided with the respective Y-axis ball screws. Bevel gears,
And a second transmission shaft provided at both ends with a bevel gear that meshes with the two second bevel gears, respectively, for transmitting the rotational force of the Y-axis drive means to the other Y-axis ball screw and the other And a second transmission mechanism for rotating the Y-axis ball screw in the same direction as the one Y-axis ball screw.
(作用) 作用について述べる。(Operation) The operation will be described.
1個のX軸駆動手段により一方のX軸ボールネジは直接
回転させられ、他方のX軸ボールネジは第1の伝達機構
を介して回転させられるので、一方のX軸ボールネジに
対する他方のX軸ボールネジの同期のずれは第1の伝達
機構の有するバックラッシュによって決まる。同じくY
軸ボールネジ同士についても同期のずれは第2の伝達機
構のバックラッシュによって決まる。従って、X軸ボー
ルネジ同士及びY軸ボールネジ同士の同期のずれは一定
とすることができるので両ボールネジによって、X軸駆
動体、Y軸駆動体、X軸ロッド、Y軸ロッドを介して移
動させられる移動体の繰返し位置決め精度を確保するこ
とが可能となる。Since one X-axis ball screw is directly rotated by one X-axis driving means and the other X-axis ball screw is rotated by the first transmission mechanism, one X-axis ball screw can be rotated with respect to the other X-axis ball screw. The deviation of synchronization is determined by the backlash of the first transmission mechanism. Similarly Y
The deviation of synchronization between the axial ball screws is determined by the backlash of the second transmission mechanism. Therefore, the synchronization deviation between the X-axis ball screws and the Y-axis ball screws can be made constant, so that both ball screws can be moved via the X-axis driver, the Y-axis driver, the X-axis rod, and the Y-axis rod. It is possible to secure the repeated positioning accuracy of the moving body.
(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。(Examples) Hereinafter, preferred examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず第1図と共に構成について説明する。First, the configuration will be described with reference to FIG.
同図において、10はフレームであり、中央が抜かれた矩
形枠である。In the figure, 10 is a frame, which is a rectangular frame with the center removed.
12、14はX軸ボールネジであり、互いに平行に同一面内
に配設されている。X軸ボールネジ12はX軸駆動手段で
あるモータ16により直接駆動され回転するようになって
いる。X軸ボールネジ14へは、X軸ボールネジ12、14と
一体に回転可能に設けられた2個の第1の笠歯車である
曲歯笠歯車18、20、および当該曲歯笠歯車18、20とそれ
ぞれ噛合する曲歯笠歯車22a、22bが両端に設けられた第
1の伝達軸22から成る第1の伝達機構を介してモータ16
の回転力が伝達される。これにより、X軸ボールネジ14
をX軸ボールネジ12と同速度で同一方向へ回転させるこ
とができる。なお、24はカプラであり、歯車軸26とモー
タ軸28とを連結している。又、30、32、34は位置調整カ
プラであり、詳細は後述する。X軸ボールネジ12、14の
先端部(図面上、左端部)は適宜な支持フレーム36・・
・に枢支されている。Reference numerals 12 and 14 denote X-axis ball screws, which are arranged in parallel with each other in the same plane. The X-axis ball screw 12 is directly driven and rotated by a motor 16 which is an X-axis driving means. To the X-axis ball screw 14, two first bevel gears, which are rotatably provided integrally with the X-axis ball screws 12 and 14, and curved bevel gears 18 and 20, and the curved bevel gears 18 and 20, The motor 16 is driven via a first transmission mechanism including a first transmission shaft 22 provided at both ends with curved bevel gears 22a and 22b meshing with each other.
Is transmitted. This allows the X-axis ball screw 14
Can be rotated in the same direction as the X-axis ball screw 12 at the same speed. Incidentally, 24 is a coupler, which connects the gear shaft 26 and the motor shaft 28. Further, reference numerals 30, 32 and 34 are position adjusting couplers, which will be described in detail later. The tip of the X-axis ball screws 12, 14 (the left end in the drawing) is a suitable support frame 36 ...
・ Supported by.
38、40はY軸ボールネジであり、互いに平行、同一面
内、かつ軸線が前記X軸ボールネジ12、14の軸線と略同
一面内で直交するよう配設されている。Y軸ボールネジ
38はY軸駆動手段であるモータ42により直接駆動され回
転するようになっている。Y軸ボールネジ40へは、Y軸
ボールネジ38、40と一体に回転可能に設けられた2個の
第2の笠歯車である曲歯笠歯車44、46、および当該曲歯
笠歯車44、46とそれぞれ噛合する曲歯笠歯車48a、48bが
両端に設けられた第2の伝達軸48から成る第2の伝達機
構を介してモータ42の回転力が伝達される。これによ
り、Y軸ボールネジ40をY軸ボールネジ38と同速度で同
一方向へ回転させることができる。なお、50はカプラで
あり歯車軸52とモータ軸54とを連結している。又、56、
58、60は位置調整カプラであり、詳細はやはり後述す
る。また、Y軸ボールネジ38、40の先端部(図面上、下
端部)も適宜な支持フレーム62・・・に枢支されてい
る。Reference numerals 38 and 40 denote Y-axis ball screws, which are arranged parallel to each other and in the same plane, and whose axes are substantially orthogonal to the axes of the X-axis ball screws 12 and 14 in the same plane. Y-axis ball screw
38 is directly driven by a motor 42 which is a Y-axis driving means to rotate. To the Y-axis ball screw 40, there are two second bevel gears, which are rotatably provided integrally with the Y-axis ball screws 38 and 40, and bevel gears 44 and 46, and the bevel gears 44 and 46. The rotational force of the motor 42 is transmitted through a second transmission mechanism including a second transmission shaft 48 provided at both ends with curved bevel gears 48a and 48b that mesh with each other. As a result, the Y-axis ball screw 40 can be rotated in the same direction at the same speed as the Y-axis ball screw 38. Reference numeral 50 denotes a coupler, which connects the gear shaft 52 and the motor shaft 54. Also 56,
Reference numerals 58 and 60 are position adjusting couplers, which will be described later in detail. Further, the tips of the Y-axis ball screws 38, 40 (lower ends in the drawing) are also pivotally supported by appropriate support frames 62 ....
64、66はX軸駆動体であり、それぞれX軸ボールネジ1
2、14へ螺合され、また、後述するX軸ロッドにより回
動が阻止されているのでX軸ボールネジ12、14が同一方
向へ回転することによりX軸方向に同時に移動可能にな
っている。64 and 66 are X-axis driving bodies, and each X-axis ball screw 1
Since the X-axis ball screws 12 and 14 are screwed to 2 and 14 and are prevented from rotating by an X-axis rod described later, the X-axis ball screws 12 and 14 can simultaneously move in the X-axis direction by rotating in the same direction.
68、70はY軸駆動体であり、それぞれY軸ボールネジ3
8、40へ螺合され、また、後述するY軸ロッドにより回
動が阻止されているのでY軸ボールネジ38、40が同一方
向へ回転することによりY軸方向に同時に移動可能にな
っている。68 and 70 are Y-axis driving bodies, and each is a Y-axis ball screw 3
Since the Y-axis ball screws 38 and 40 are screwed into the shafts 8 and 40 and are prevented from rotating by a Y-axis rod described later, the Y-axis ball screws 38 and 40 can move in the Y-axis direction at the same time by rotating in the same direction.
72はX軸ロッドであり、Y軸に平行に配され、移動体で
あるスライダ74へ貫挿され、両端はそれぞれX軸駆動体
64、66へ固定されている。これによりスライダ74は、X
軸ロッド72によって回動が阻止されたX軸駆動体64、66
のX軸方向の移動に伴いX軸方向へ移動する。Reference numeral 72 is an X-axis rod, which is arranged parallel to the Y-axis and is inserted into a slider 74 which is a moving body.
It is fixed to 64 and 66. This causes the slider 74 to move to X
X-axis drive bodies 64 and 66 whose rotation is blocked by the shaft rod 72
It moves in the X-axis direction along with the movement in the X-axis direction.
76はY軸ロッドであり、X軸に平行に配され、移動体で
あるスライダ74へ貫挿され、両端はそれぞれY軸駆動体
68、70へ固定されている。従ってY軸ロッド76はX軸ロ
ッド72とスライダ74内部で直交する。スライダ74は、Y
軸ロッド76によって回動が阻止されたY軸駆動体68、70
のY軸方向の移動に伴いY軸方向へも移動する。このX
軸方向及びY軸方向への移動の組み合わせによりスライ
ダ74は矩形平面78内の任意の位置に移動が可能となる。
なお、X軸ロッド72及びY軸ロッド76は適宜な剛性と弾
力性を有する金属ロッドを用いるとよい。Reference numeral 76 is a Y-axis rod, which is arranged parallel to the X-axis and is inserted into a slider 74 which is a moving body.
It is fixed to 68 and 70. Therefore, the Y-axis rod 76 is orthogonal to the X-axis rod 72 inside the slider 74. The slider 74 is Y
The Y-axis drive bodies 68 and 70 whose rotation is blocked by the shaft rod 76.
It also moves in the Y-axis direction along with the movement in the Y-axis direction. This X
The combination of movement in the axial direction and the Y-axis direction allows the slider 74 to move to any position within the rectangular plane 78.
The X-axis rod 72 and the Y-axis rod 76 are preferably metal rods having appropriate rigidity and elasticity.
80・・・はフレーム10の各コーナーに設けられたギアボ
ックスであり、前記曲歯笠歯車18、20、22a、22b、44、
46、48a、48b等をカバーしている。80 ... is a gear box provided at each corner of the frame 10, and the curved bevel gears 18, 20, 22a, 22b, 44,
It covers 46, 48a, 48b, etc.
次に位置調整カプラ30、32、34、56、58、60について述
べる。Next, the position adjusting couplers 30, 32, 34, 56, 58, 60 will be described.
X軸ロッド72とY軸ロッド76はスライダ74内で正確に直
交しなければ正確な位置決めができない。そのために位
置調整カプラで調整する。第2図に位相調整カプラ34を
示す。同図において(a)は位置調整カプラ34がX軸ボ
ールネジ14の軸82と曲歯笠歯車20の歯車軸84とを連結し
た状態を示した部分破断平面図であり、(b)はその側
面図である。位置調整カプラ34の両端フランジ部86、88
にはスリット90・・・が2個ずつ刻設され、中央の貫通
孔92内に軸82と歯車軸84の先端が挿入されている。そし
てフランジ部86、88のスリット90・・・をボルト94・・
・を介して締めつけるとフランジ部86、88の内壁は縮径
して軸82及び歯車軸84の外周に密着し、両軸82、84は連
結される。他の位置調整カプラ30、32、56、58、60も同
様な方式で2本の軸を連結している。ここでX軸ロッド
72とY軸ロッド76の直交度を出すための位置調整方法に
ついて述べる。The X-axis rod 72 and the Y-axis rod 76 cannot be accurately positioned unless they are orthogonal to each other in the slider 74. Therefore, the position adjustment coupler is used for adjustment. FIG. 2 shows the phase adjustment coupler 34. In the figure, (a) is a partially cutaway plan view showing a state in which the position adjusting coupler 34 connects the shaft 82 of the X-axis ball screw 14 and the gear shaft 84 of the helical gear 20 and (b) is a side view thereof. It is a figure. Both end flanges 86, 88 of the position adjustment coupler 34
Two slits 90 ... Are engraved in each of the holes, and the tips of the shaft 82 and the gear shaft 84 are inserted into the central through hole 92. Then, the flanges 86, 88 have slits 90 ...
When tightened via, the inner walls of the flange portions 86 and 88 are reduced in diameter and come into close contact with the outer periphery of the shaft 82 and the gear shaft 84, so that both shafts 82 and 84 are connected. The other position adjusting couplers 30, 32, 56, 58 and 60 also connect the two shafts in a similar manner. X axis rod here
A position adjusting method for obtaining the orthogonality between 72 and the Y-axis rod 76 will be described.
まず、モータ16によって直接駆動されるX軸ボールネジ
12に螺合されているX軸駆動体64の位置を基準側とし、
モータ42を駆動させてスライダ74をX軸駆動体64からX
軸駆動体66の方向(Y軸方向)へ移動させる。その際に
スライダ74のX軸方向の変倚量を測定する。この変倚量
(誤差分)の補正が位置調整となる。これを行うには位
置調整カプラ34のフランジ部86、88の一方の側のボルト
90・・・を緩め、軸82もしくは歯車軸84の固定を解除
し、前記誤差分を調整して再びボルト90・・・を締めつ
けて位置調整が終了する。その際、X軸ロッド72は正確
にはY軸ボールネジ38、40とは平行にならないことがあ
る。しかしその程度の位置の差はX軸ロッド72の弾性で
吸収してしまうのでX軸駆動体66のX軸ボールネジ14に
対する作動負荷が大きくなることはない。なお、X軸駆
動体66の位置調整は位置調整カプラ30もしくは32によっ
て行うこともできる。First, the X-axis ball screw driven directly by the motor 16
With the position of the X-axis driver 64 screwed to 12 as the reference side,
The motor 42 is driven to move the slider 74 from the X-axis driver 64 to X.
The shaft driver 66 is moved in the direction (Y-axis direction). At that time, the amount of displacement of the slider 74 in the X-axis direction is measured. Correction of this amount of change (error amount) is position adjustment. To do this, use the bolts on one side of the flanges 86, 88 of the alignment coupler 34.
90 ... is loosened, the shaft 82 or the gear shaft 84 is unfixed, the above-mentioned error is adjusted, and the bolts 90 ... are tightened again to complete the position adjustment. At that time, the X-axis rod 72 may not be exactly parallel to the Y-axis ball screws 38 and 40. However, since such a difference in position is absorbed by the elasticity of the X-axis rod 72, the operating load on the X-axis ball screw 14 of the X-axis driving body 66 does not increase. The position adjustment of the X-axis drive body 66 can be performed by the position adjustment coupler 30 or 32.
同様にY軸駆動体68、70同士の位置調整も、位置調整カ
プラ56、58もしくは60によりY軸駆動体70の位置を調整
して行うことができるのでX軸ロッド72とY軸ロッド76
の直交度の調整ができる。Similarly, the position adjustment of the Y-axis drive bodies 68 and 70 can also be performed by adjusting the position of the Y-axis drive body 70 by the position adjustment coupler 56, 58 or 60, so that the X-axis rod 72 and the Y-axis rod 76 can be adjusted.
The orthogonality of can be adjusted.
ここで、本発明に係る2次元運動機構におけるスライダ
74の繰返し位置決め精度について説明する。Here, the slider in the two-dimensional movement mechanism according to the present invention
The repeatable positioning accuracy of 74 will be described.
本実施例において曲歯笠歯車18と22a、20と22bのバック
ラッシュが±3分の時、X軸ボールネジ14のリードが5m
mであればスライダ74のX軸上における最大変倚量は次
のようになる。In this embodiment, when the backlash of the curved bevel gears 18 and 22a and 20 and 22b is ± 3 minutes, the lead of the X-axis ball screw 14 is 5 m.
If m, the maximum amount of displacement of the slider 74 on the X axis is as follows.
つまり、スライダ74のX軸方向の最大誤差は0.0027mmと
なる。この最大誤差は、X軸ボールネジ12、14を1個の
モータ16で、かつ第1の伝達機構を介してX軸ボールネ
ジ14を駆動するため、予め決まってしまう曲歯笠歯車1
8、20、22a、22bのバックラッシュによる誤差の範囲内
に抑制される。同じくスライダ74のY軸方向の最大誤差
も予め決まってしまう。従って2個のモータの同期を取
るという難度の高い作業を行うことなく、例えば曲歯笠
歯車18、20はバックラッシュの小さいものを用いること
により上記誤差は抑制できるし、誤差の量が不安定な2
個のモータの同期調整方式とは異なり、スライダ74の最
大ストロークで誤差の範囲を保障できる。この誤差範囲
の保障によりスライダ74の高い繰返し位置決め精度を出
すことができる。 That is, the maximum error of the slider 74 in the X-axis direction is 0.0027 mm. This maximum error is determined in advance because the X-axis ball screws 12, 14 are driven by the single motor 16 and the X-axis ball screw 14 is driven via the first transmission mechanism.
It is suppressed within the error range due to backlash of 8, 20, 22a, 22b. Similarly, the maximum error of the slider 74 in the Y-axis direction is predetermined. Therefore, the error can be suppressed and the amount of the error is unstable by using, for example, the curved bevel gears 18 and 20 having a small backlash without performing the difficult work of synchronizing the two motors. 2
Unlike the synchronous adjustment method of the individual motors, the maximum stroke of the slider 74 can guarantee the error range. By ensuring this error range, high repeatability positioning accuracy of the slider 74 can be obtained.
このように構成された2次元運動機構は加工装置やロボ
ット作業(多ヘッド搭載も含む)等の位置決め用X−Y
ステージや、プログラムによって制御される平面内運動
機構に用いて好適である。The two-dimensional motion mechanism configured in this way is used for positioning XY for processing equipment and robot work (including mounting multiple heads).
It is suitable for use in a stage or in-plane motion mechanism controlled by a program.
また、移動体であるスライダはブロック状のものを用い
たが、中央を抜いた枠状のスライダを用いればスライダ
上のワークに対して上下両方向から加工作業等を行うこ
とができて応用範囲の広い2次元運動機構となる。Also, although the slider as the moving body is a block-shaped one, if a frame-shaped slider with the center removed is used, the work on the slider can be processed from both the up and down directions, which is in the range of application. It becomes a wide two-dimensional movement mechanism.
以上、本発明の好適な実施例について種々述べて来た
が、本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、X
軸駆動体とY軸駆動体の移動の直線性確保と、荷重支持
のため、X軸駆動体とY軸駆動体に、それぞれX軸もし
くはY軸に平行なガイドを設けてもよい等発明の精神を
逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんで
ある。Although various preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but X
In order to secure the linearity of movement of the shaft driver and the Y-axis driver and to support the load, the X-axis driver and the Y-axis driver may be provided with guides parallel to the X-axis or the Y-axis, respectively. Of course, many modifications can be made without departing from the spirit.
(発明の効果) 本発明に係る2次元運動機構を用いると、2個のX軸ボ
ールネジ及び2個のY軸ボールネジを各々1個のX軸駆
動手段と1個のY軸駆動手段を用いて回転させるため、
X軸ボールネジ同士及びY軸ボールネジ同士の同期のず
れを第1及び第2の伝達機構のバックラッシュによる誤
差の範囲内に確実に抑制し得るので移動体の繰返し位置
決め精度を確保することができる。また、従来と比べ駆
動手段が2個と半分で済むので、モータ同士の同期調整
作業が不要である点と共に本機構のコストダウンが可能
である等の著効を奏する。(Effects of the Invention) When the two-dimensional motion mechanism according to the present invention is used, two X-axis ball screws and two Y-axis ball screws are respectively used as one X-axis driving means and one Y-axis driving means. To rotate,
Since it is possible to reliably suppress the deviation of synchronization between the X-axis ball screws and between the Y-axis ball screws within the error range due to the backlash of the first and second transmission mechanisms, it is possible to secure the repetitive positioning accuracy of the moving body. Further, since the number of driving means is two and half compared with the conventional one, there is no need to perform the synchronous adjustment work between the motors, and the cost of the mechanism can be reduced.
第1図は本発明に係る2次元運動機構の実施例を示した
部分破断平面図、第2図は第1図に示した位置調整カプ
ラの使用状態を示した(a)部分破断平面図、(b)部
分破断側面図である。 12、,14……X軸ボールネジ、16……モータ、18,20,22
a,22b……曲歯笠歯車、22……第1の伝達軸、30,32,34
……位相調整カプラ、38,40……Y軸ボールネジ、42…
…モータ、44,46,48a,48b……曲歯笠歯車、48……第2
の伝達軸、56,58,60……位置調整カプラ、64,66……X
軸駆動体、68,70……Y軸駆動体、72……X軸ロッド、7
4……スライダ、76……Y軸ロッド、78……矩形平面、8
0……ギアボックス。FIG. 1 is a partially cutaway plan view showing an embodiment of a two-dimensional movement mechanism according to the present invention, and FIG. 2 is a partially cutaway plan view showing a usage state of the position adjusting coupler shown in FIG. (B) It is a partially broken side view. 12, 14, 14 ... X-axis ball screw, 16 ... motor, 18, 20, 22
a, 22b …… Curved bevel gear, 22 …… First transmission shaft, 30,32,34
…… Phase adjustment coupler, 38,40 …… Y-axis ball screw, 42…
… Motors, 44,46,48a, 48b …… Curved bevel gears, 48 …… Second
Transmission shaft, 56,58,60 …… Position adjustment coupler, 64,66 …… X
Axial drive, 68, 70 ... Y-axis drive, 72 ... X-axis rod, 7
4 …… Slider, 76 …… Y-axis rod, 78 …… Rectangular plane, 8
0 …… Gearbox.
Claims (1)
線と直交するよう配された2個のY軸ボールネジと、 前記各々のX軸ボールネジに螺合され、X軸ボールネジ
の回転に伴いX軸ボールネジ上を移動可能な2個のX軸
駆動体と、 前記各々のY軸ボールネジに螺合され、Y軸ボールネジ
の回転に伴いY軸ボールネジ上を移動可能な2個のY軸
駆動体と、 両端がそれぞれ前記X軸駆動体に連結されると共に、前
記Y軸ボールネジへ平行に設けられたX軸ロッドと、 両端がそれぞれ前記Y軸駆動体に連結されると共に、前
記X軸ボールネジへ平行に設けられたY軸ロッドと、 前記X軸ロッドと前記Y軸ロッドが挿通され、X軸ロッ
ド上およびY軸ロッド上を移動自在に設けられた移動体
とを有する2次元運動機構において、 前記X軸ボールネジの一方を直接回転させる1個のX軸
駆動手段と、 前記各々のX軸ボールネジと一体に回転可能に設けられ
た2個の第1の笠歯車、および両端に該2個の第1の笠
歯車とそれぞれ噛合する笠歯車が設けられた第1の伝達
軸から成り、前記X軸駆動手段の回転力を他方のX軸ボ
ールネジへ伝達すると共に、他方のX軸ボールネジを一
方をX軸ボールネジと同一方向へ回転させる第1の伝達
機構と、 前記Y軸ボールネジの一方を直接回転させる1個のY軸
駆動手段と、 前記各々のY軸ボールネジと一体に回転可能に設けられ
た2個の第2の笠歯車、および両端に該2個の第2の笠
歯車とそれぞれ噛合する笠歯車が設けられた第2の伝達
軸から成り、前記Y軸駆動手段の回転力を他方のY軸ボ
ールネジへ伝達すると共に、他方のY軸ボールネジを一
方のY軸ボールネジと同一方向へ回転させる第2の伝達
機構とを具備することを特徴とする2次元運動機構。1. Two X-axis ball screws arranged parallel to each other, two Y-axis ball screws arranged parallel to each other and having an axis perpendicular to the axis of the X-axis ball screw, 2 X-axis driving bodies screwed to the X-axis ball screw and movable on the X-axis ball screw as the X-axis ball screw rotates, and screwed to the Y-axis ball screws respectively to rotate the Y-axis ball screw. Along with this, two Y-axis drive bodies that can move on the Y-axis ball screw, both ends of which are respectively connected to the X-axis drive body, and an X-axis rod that is provided in parallel to the Y-axis ball screw, The Y-axis rod connected to the Y-axis driving body and provided in parallel to the X-axis ball screw, the X-axis rod and the Y-axis rod are inserted, and move on the X-axis rod and the Y-axis rod. Free movement In a two-dimensional movement mechanism having, one X-axis drive means for directly rotating one of the X-axis ball screws, and two first caps rotatably provided integrally with each X-axis ball screw. A gear and a first transmission shaft provided at both ends with a bevel gear that meshes with the two first bevel gears, respectively, and transmits the rotational force of the X-axis drive means to the other X-axis ball screw. A first transmission mechanism for rotating the other X-axis ball screw in the same direction as the X-axis ball screw, one Y-axis drive means for directly rotating one of the Y-axis ball screws, and each Y-axis ball screw And two second bevel gears rotatably provided integrally with each other, and a second transmission shaft provided at both ends with bevel gears respectively meshing with the two second bevel gears. The rotational force of the shaft drive means is applied to the other Y Together transmitted to the ball screw, two-dimensional movement mechanism, characterized by comprising a second transmission mechanism for rotating the other of Y-axis ball screw to one of the Y-axis ball screw in the same direction.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63134209A JPH06100254B2 (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Two-dimensional movement mechanism |
| US07/350,238 US4995277A (en) | 1988-05-31 | 1989-05-11 | Two dimensional drive system |
| DE3916169A DE3916169C2 (en) | 1988-05-31 | 1989-05-18 | Drive system for a cross slide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63134209A JPH06100254B2 (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Two-dimensional movement mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01303359A JPH01303359A (en) | 1989-12-07 |
| JPH06100254B2 true JPH06100254B2 (en) | 1994-12-12 |
Family
ID=15122972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63134209A Expired - Lifetime JPH06100254B2 (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Two-dimensional movement mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100254B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0726673B2 (en) * | 1990-04-14 | 1995-03-29 | 健 柳沢 | Movement mechanism |
| JPH0825150B2 (en) * | 1991-07-25 | 1996-03-13 | 健 柳沢 | Movement mechanism |
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58198369A (en) * | 1982-05-13 | 1983-11-18 | 三菱電機株式会社 | Xy table for automatic sending apparatus |
| JPS62178395U (en) * | 1986-04-30 | 1987-11-12 |
-
1988
- 1988-05-31 JP JP63134209A patent/JPH06100254B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01303359A (en) | 1989-12-07 |
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