JPH0740163A - テーブル移送装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】テーブルの左右両側のずれを修正可能なテーブ
ル移送装置及びその制御方法を提供する。 【構成】 直線案内部３を介して、基台２にテーブル４
を移動自在に支持し、前記テーブル４と基台２の間に、
テーブル４を基台２に対して駆動する駆動機構５，６
を、テーブル４の左右に一対設け、この一対の駆動機構
５，６を独立して駆動してテーブル４の左右の送り量に
差を設けることにより、テーブル４の移動方向に対する
左右の傾きを調整可能としたことを特徴とする。また、
その制御は、テーブルの左右の位置を検出し、検出され
た位置情報に基づいてなされるが、位置決め完了後に行
ってもよいし、移送途中に移送と同時に行ってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば各種工作機械
の作業テーブル等に用いられるテーブル移送装置に関
し、特にテーブルの左右のずれを修正可能とするものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のテーブル移送装置としては、たと
えば図１２に示すようなものが知られている。すなわ
ち、直線案内部１０１を介して、基台１０２に、テーブ
ル１０３が移動自在に支持されている。そして、基台１
０２とテーブル１０３の間に、基台１０２に対してテー
ブル１０３を駆動するねじ駆動機構１０４が設けられて
いた。

【０００３】そして、精密送りをするために、テーブル
１０３の直線案内部１０１の支持剛性を高めると共に、
テーブル１０３の位置検出手段を設け、この位置検出手
段によって検出されたテーブル１０３の位置情報をフィ
ードバックして、位置決め制御するのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記した従来技
術の場合には、テーブル１０３の支持剛性を高めている
ものの、テーブル１０３に作用する荷重や熱変形等によ
って不可避的にテーブル１０３の左サイド１０３Ｌと右
サイド１０３Ｒの位置ずれが生じており、テーブル１０
３の面全体を考えると、全面が同一の精度で位置決めさ
れない。すなわち、テーブル１０３が左右に傾くとテー
ブル１０３の中央が正確に位置決めされているとして
も、傾いた分だけ前端の左右の隅および後端の左右の隅
は誤差が大きくなっている。

【０００５】本発明は、上記した従来の問題点を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、テ
ーブルの左右両側のずれを修正可能なテーブル移送装置
及びその制御方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、直線案内部を介して、基台にテ
ーブルを移動自在に支持し、基台とテーブルの間に、基
台に対してテーブルを駆動する駆動機構を設けたテーブ
ル移送装置において、前記駆動機構を、前記テーブルの
左右に一対設け、テーブルの左右の送り量に差を設ける
ことによって、テーブルの左右の傾きを調整可能として
なることを特徴とする。

【０００７】駆動機構は、ねじ送り機構であることを特
徴とする。

【０００８】また、その制御は、両駆動機構を同期させ
て駆動してテーブルを所定位置まで移動させ、位置決め
完了後にテーブルの左右の位置を検出し、検出された位
置情報に基づいて駆動機構に補正をかけてテーブルの左
右の傾きを調整するようにしてもよいし、テーブルの移
動中にテーブルの左右の位置を検出し、左右の位置の偏
差分を駆動機構にフィードバックしてテーブルの左右の
傾きを移動中に調整しながら移送するようにしてもよ
い。

【０００９】

【作用】本発明にあっては、テーブルの左右に設けた駆
動機構によって、左あるいは右の送り量を変化させるこ
とにより、テーブルを右側あるいは左側に傾けて姿勢を
修正する。

【００１０】また、姿勢の制御は、テーブルの左右の位
置を検出し、検出された位置情報に基づいてなされる。
この姿勢の制御は、位置決め完了後に行ってもよいし、
移送中に行ってもよい。

【００１１】

【実施例】以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。

【００１２】図１乃至図３は本発明の第１実施例に係る
テーブル移送装置を示している。

【００１３】このテーブル移送装置１は、基台２と、基
台２に直線案内部３を介して移動自在に支持されるテー
ブル４と、から構成され、この基台２とテーブル４の間
に、基台２に対してテーブル４を駆動するための第１，
第２の駆動機構５，６が設けられている。

【００１４】直線案内部３は、図６に示すような無限摺
動タイプの直線案内装置が用いられ、この直線案内装置
は、軌道レール７と、この軌道レール７上に多数のボー
ル８を介して移動自在に組み付けられた移動部材９とか
ら構成されるもので、基台２の左右両側端に互いに平行
に配設されている。この実施例では、移動部材９は下方
に開いた中央凹所１０を有する断面略コ字形状のブロッ
ク体で、中央凹所１０に軌道レール７が挿入される。そ
して、軌道レール７上端部に左右に突出する突条１１が
設けられ、この突条１１を上下から挟むようにして上下
２列づつ計４列のボール８が介装されている。この４列
のボール８によって、上下左右からの荷重に対する支持
剛性が高められている。

【００１５】第１，第２の駆動機構５，６は全く同一構
成のねじ駆動機構であり、左側の第１の駆動機構５を例
にとって説明すると、図５(ａ)に示すように、基台２上
に、両端を支持するサポートベアリング５１，５１を介
して軸方向には固定で回転方向には可動に取り付けられ
る第１のねじ軸５２と、テーブル４に対して軸方向には
固定で回転方向には可動に取り付けられる第１のねじ軸
５２に螺合する第１のボールナット５３と、第１のねじ
軸５２を回転駆動させる回転駆動手段としての第１の回
転モータ５４と、から構成されている。

【００１６】第１の回転モータ５４はモータ固定ブラケ
ット５５を介して基台２に固定され、第１のボールナッ
ト５３はナット固定ブラケット５６を介してテーブル４
裏面に固定されている。また、第１のねじ軸５２の一端
はカップリング５７を介して第１の回転モータ５４に連
結されている。

【００１７】第１のボールナット５３は、この実施例で
は、図５(ｂ)に示すように、単一のナット本体５８の中
央で左右のねじ溝に位相差が設けられており、ナット本
体５８と第１のねじ軸５２のねじ溝間に介装されたボー
ル５９の軸方向隙間をゼロ以下にして予圧を付与する構
成となっている。もちろん、第１のボールナット５３と
しては、いわゆる間座を用いて予圧を付与するダブルナ
ットタイプのボールナットを用いてもよい。

【００１８】一方、右側の第２の駆動機構６について
も、上記第１の駆動機構５と全く同一の構成で、サポー
トベアリング６１，６１を介して軸方向には固定で回転
方向には可動に取り付けられる第２のねじ軸６２と、テ
ーブル４に対して軸方向には固定で回転方向には可動に
取り付けられる第２のボールねじ軸６２に螺合する第２
のボールナット６３と、第２のねじ軸６２を回転駆動さ
せる回転駆動手段としての第２の回転モータ５４と、か
ら構成されている。また、第１のねじ軸５２と第２のね
じ軸６２のリードは全く同一である。

【００１９】一方、基台２に対するテーブル４の位置を
検出するために、テーブル４の左右両側端には、テーブ
ル４の移動方向に沿って延びるリニアスケール１２Ｌ，
１２Ｒが取り付けられている。このリニアスケール１２
Ｌ，１２Ｒには、電気的，磁気的，光学的目盛り等電気
的な情報に変換して読みとり可能な目盛りが付されてお
り、基台２の適宜位置、この実施例では基台２の左右両
側の略中央位置に、リニアスケール１２Ｌ，Ｒの目盛り
を読み取って電気的な情報に変換する位置センサ１３
Ｌ，１３Ｒが設けられている。

【００２０】この実施例では、テーブル４が図中右端に
位置する場合を原点にしてテーブル４の位置を読みとる
ようになっており、原点位置には原点センサ１４が設け
られている。もっとも、位置センサ１３Ｌ，１３Ｒとし
て絶対位置が分かるアブソリュート形の位置センサを用
いれば、原点センサ１４は不要である。

【００２１】テーブル４の位置の検出方法としては、こ
の実施例に限定されるものではなく、その他種々の位置
センサを用いることができる。

【００２２】また、基台２上には、テーブル４の暴走を
機械的に規制するために、ストッパ１５，１６が前後２
カ所に設けられている。テーブル４裏面には、このスト
ッパ１５，１６と当接可能な位置に突部１７が突出形成
されている。このストッパ１５，１６は、最終的なフェ
イルセイフ機構であり、ストッパ１５，１６に当接する
前に、第１，第２回転モータ５４，６４の駆動を電気的
に停止する暴走検出スイッチ１８，１９が設けられ、二
重の安全対策が取られている。

【００２３】なお、図中、２１は、テーブル４の移動を
阻害しないように、テーブル４と基台２間に接続される
配線関係を束ねる可撓性のワイヤハーネスである。

【００２４】図４には、本実施例のテーブル移送装置の
主要な制御構成の一例を示している。

【００２５】すなわち、コンピュータによって構成され
る駆動制御手段２０に移送量が指令値として入力され、
この指令値に応じて第１，第２の回転モータ５４，６４
の回転量が演算され、各第１，第２回転モータ５４，６
４が同期して回転駆動される。一方、テーブル４の左右
の位置センサ１３Ｌ，１３Ｒからの位置情報が駆動制御
手段２０に入力され、左右の位置情報が比較され、左右
の第１，第２回転モータ５４，６４の補正量が演算され
るように構成される。

【００２６】上記構成のテーブル移送装置にあっては、
指令値に応じて第１，第２回転モータ５４，６４により
第１，第２のねじ軸５２，６２が完全に同期して所定量
回転駆動され、第１，第２のねじ軸５２，６２に螺合す
る第１，第２のボールナット５３，６３が同一量往復移
動される。

【００２７】しかし、テーブル４に作用する荷重や熱変
形等によって不可避的にテーブル４の左サイドと右サイ
ドの位置ずれが生じており、テーブル４の面全体を考え
ると、全面が同一の精度で位置決めされない。すなわ
ち、テーブル４が左右に傾くとテーブル４の中央が正確
に位置決めされているとしても、傾いた分だけ前端の左
右の隅および後端の左右の隅は前後に誤差が大きくなっ
ている。

【００２８】そこで、テーブル４の左右両側の位置、こ
の実施例ではテーブル４の左右両側の中央位置を位置セ
ンサ１３Ｌ，１３Ｒによって常に監視し、左右の位置情
報を比較して、位置がずれた分だけ第１，第２回転モー
タ５４，６４の回転量を補正し、左右の送り量のずれが
修正され、テーブル４の傾きを補正する。

【００２９】この左右の位置ずれの補正は、停止位置に
おいて行ってもよいが、この実施例では、テーブル４が
動いている途中で常時左右の位置ずれを監視して補正
し、テーブル４のヨーイングを防止している。

【００３０】したがって、テーブル４が動いている状態
で作業する場合でも精密な作業が可能であり、さらに、
停止した場合も、瞬時にテーブル４全面が正確に位置決
めされることになる。

【００３１】このテーブル移送装置は、テーブル４全面
について位置決め精度を高めるものであり、その評価方
法として、テーブル中央位置Ｏと、左右に傾いた際に最
も誤差が大きくなる４隅位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの、５点に
ついて位置決め精度を測定したところ、極めて高い位置
決め精度が得られた。

【００３２】図７及び図８は、本発明の第２実施例にか
かるテーブル移送装置を示している。

【００３３】この第２実施例のテーブル移送装置は、テ
ーブル３１を互いに直交するＸ軸及びＹ軸方向に移動可
能に支持したＸＹテーブルであり、第１の基台３２上に
第１の直線案内部３３を介して第２の基台３４を直線方
向（以下Ｙ軸方向とする）に移動自在に支持し、第２の
基台３４上に第２の直線案内部３５を介して第２の基台
３４の移動方向と直交する方向（以下Ｘ軸方向とする）
にテーブル３１を移動自在に支持するようになってい
る。

【００３４】そして、第１の基台３２と第２の基台３４
の間には、Ｙ軸方向のＹ方向駆動機構３６Ｙとして１軸
のねじ軸３６Ｙ２が配置されており、第２の基台３４と
テーブル３１の間に、Ｘ軸方向のＸ方向駆動機構３６Ｘ
として２軸のねじ軸３６ＸＬ，３６ＸＲが配置されてい
る。

【００３５】この実施例の場合には、Ｘ軸方向のみにつ
いて、２軸のネジ軸３６ＸＬ２，３６ＸＲ２によって左
右の位置ずれを補正するように構成しているが、もちろ
ん、Ｙ軸方向についても２軸構成として左右の位置ずれ
を補正するようにしてもよい。この実施例はＹ軸方向に
位置ずれは問題にならない場合に適用される。

【００３６】第１の直線案内部３３および第２の直線案
内部３５の構成は第１実施例と全く同一の無限摺動タイ
プの直線案内装置が用いられているので、その説明を省
略する。

【００３７】Ｙ方向駆動機構３６Ｙはねじ駆動機構であ
り、第１の基台３２上に、両端を支持するサポートベア
リング３６Ｙ１を介して軸方向には固定で回転方向には
可動に取り付けられるねじ軸３６Ｙ２と、第２の基台３
４に対して、軸方向には固定で回転方向には可動に取り
付けられるねじ軸３６Ｙ２に螺合するボールナット３６
Ｙ３と、ねじ軸３６Ｙ２を回転駆動させる回転モータ３
６Ｙ４と、から構成されている。

【００３８】Ｘ方向駆動機構３６ＸＬ，３６ＸＲは、独
立した駆動機構が左右に一対設けられたもので、互いに
平行して配設されている。

【００３９】このＸ方向駆動駆動機構３６ＸＬ，３６Ｘ
Ｒは、第２の基台３４上に、両端を支持するサポートベ
アリング３６ＸＬ１，３６ＸＲ１を介して軸方向には固
定で回転方向には可動に取り付けられるねじ軸３６ＸＬ
２，３６ＸＲ２と、テーブル３１に対して軸方向には固
定で回転方向には可動に取り付けられ前記ねじ軸３６Ｘ
Ｌ２，３６ＸＲ２に螺合するボールナット３６ＸＬ３，
３６ＸＲ３と、ねじ軸３６ＸＬ２，３６ＸＲ２を回転駆
動させる回転駆動手段としての回転モータ３６ＸＬ４，
３６ＸＲ４とから構成されている。

【００４０】一方、第２の基台３４に対するテーブル３
１の位置を検出するために、第１実施例と同様に、テー
ブル３１の左右両側端には、テーブル３１の移動方向に
沿って延びるリニアスケール３７Ｌ，３７Ｒが取り付け
られ、第２基台３４に設けられた位置センサ３８Ｌ，３
８Ｒによって位置情報を検出している。

【００４１】また、この第２実施例でもＸ軸方向右端を
原点にしてテーブル４の位置を読みとるようになってお
り、原点位置には原点センサ３８が設けられている。

【００４２】また、第２の基台３４上には、テーブル３
１の暴走を機械的に規制するために、ストッパ４０，４
０が前後２カ所に設けられ、テーブル４裏面には、この
ストッパ４０，４０と当接可能な位置に突部４１が突出
形成され、さらに、このストッパ４０，４０に当接する
前に、回転モータ３６Ｌ４，３６Ｒ４の駆動を電気的に
停止する暴走検出スイッチ４２，４３が設けられてい
る。なお、この暴走検出スイッチ４２，４３は、第１の
基台３２上にも設けられている。

【００４３】一方、、図中、４４，４５は、テーブル３
１及び第２の基台３４の移動を阻害しないように、テー
ブル３１と第２の基台３４間及び第２の基台３４と第１
の基台３２間に接続される配線関係を束ねる可撓性のワ
イヤハーネスである。

【００４４】その他の構成および作用は第１実施例と同
一なので、説明は省略する。

【００４５】ここで、上記テーブル移送装置の制御シス
テム例について、図９乃至図１１に基づいて説明する。

【００４６】図９は、左右のねじ軸Ｌ，Ｒを別々とする
場合の制御システム構成の一例を示している。すなわ
ち、左右各ねじ軸Ｌ，Ｒの駆動モータＭＬ，ＭＲのモー
タドライバＤＬ，ＤＲと、位置決めユニットＰＬ，ＰＲ
と、コントローラＣＬ，ＣＲと、左右の位置を検出する
スケールＳＬ，ＳＲと、を有する構成で、コントローラ
ＣＬ，ＣＲ間にスケールＳＬ，ＳＲからの信号を比較す
る比較器ＣＰが設けられている。なお、各モータＭＬ，
ＭＲにはパルスジェネレータＰＧが設けられている。

【００４７】上記コントローラＣＬ，ＣＲからは左右の
ねじ軸Ｌ，Ｒの送り指令信号が位置決めユニットＰＬ，
ＰＲに出力される。そして、左右のスケールＳＬ，ＳＲ
によって読みとられたスケール値Ｌi，Ｒiが左右のコン
トローラＣＬ，ＣＲ及び位置決めユニットＰＬ，ＰＲに
フィードバックされる。

【００４８】図１０は、図９のシステムの制御フローチ
ャートを示している。

【００４９】このシステムは、コントローラＣＬ，ＣＲ
側で同期制御ができる場合で、コントローラＣＬ，ＣＲ
からの同期位置決め指令により、左右の駆動モータＭ
Ｌ，ＭＲを駆動させ、位置決め完了後に各ねじ軸Ｌ，Ｒ
に補正をかけるようになっている。

【００５０】まず、左右のねじ軸Ｌ，ＲのスケールＳ
Ｌ，ＳＲの値を読み込む（ステップ１）。

【００５１】次いで、指令値Ｉと左ねじ軸Ｌのスケール
値Ｌiを比較して（ステップ２）、一致すればステップ
３に進み、一致しなければステップ４に進む。

【００５２】ステップ３では、左右ねじ軸Ｌ，Ｒのスケ
ール値Ｌi，Ｒiを比較し、一致していれば終了し、一致
していなければステップ５に進む。

【００５３】ステップ５では、左のスケール値Ｌiが右
側のスケール値Ｒiより大きいかどうかを比較し、Ｌi＞
Ｒiであればステップ６に進んで右ねじ軸Ｒを差分の１
／２だけ送り、Ｌi＜Ｒiであればステップ７に進んで右
ねじ軸Ｒを差分の１／２だけ戻し、その後ステップ６，
ステップ７共にステップ２に戻る。

【００５４】一方、ステップ４では、指令値Ｉとスケー
ル値Ｌiとを比較し、指令値Ｉ＞スケール値Ｌiであれば
ステップ８に進んで左ねじ軸Ｌを差分だけ送り、指令値
Ｉ＜スケール値Ｌiであればステップ９に進んで左ねじ
軸Ｌを差分だけ戻し、その後ステップ８，ステップ９共
にステップ２に戻る。

【００５５】このようにして、最終的に左右のスケール
値Ｌi及びＲiが一致するまで上記手順を繰り返し、テー
ブルを高精度に位置決めする。

【００５６】図１１は、左右のねじ軸Ｌ，Ｒを一つのコ
ントローラＣｏで制御する場合を示している。

【００５７】この場合、一つのコントローラＣｏからの
指令信号により左右のモータＭＬ，ＭＲが駆動される。

【００５８】各モータＭＬ，ＭＲが駆動すると、左右の
スケールＳＬ，ＳＲによって読みとられたスケール値Ｌ
i，Ｒiが、左右それぞれの位置決めユニットＰＬ，ＰＲ
にフィードバックされる。このとき、これらの信号Ｌ
i，ＲiはＤ／Ａ変換ユニットＤＡにもフィードバックさ
れる。

【００５９】Ｄ／Ａ変換ユニットＤＡでは、左ねじ軸Ｌ
のスケール値Ｌiと右ねじ軸Ｒのスケール値Ｒiを比較し
て差分を補正信号Δｉとして右ねじ軸Ｒへ与える。

【００６０】左右のねじ軸Ｌ，Ｒのスケール値Ｌi，Ｒi
を比較して補正することにより、左右のモータＭＬ，Ｍ
Ｒは同期をとりかつスムーズに駆動することができる。

【００６１】

【発明の効果】本発明は以上の構成および作用を有する
もので、テーブルの左右に設けた駆動機構によって、テ
ーブルの左あるいは右の送り量を変化させることによ
り、移動台の左右の傾きを調整することができ、テーブ
ルの全面にわたって高精度で位置決めすることができる
と共に移送時のヨーイングについても防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例に係るテーブル移送
装置のテーブルが大きく前進した状態の主要部の概略平
面図である。

【図２】図２は図１よりもテーブルの移送量が小さい状
態の概略平面図である。

【図３】図３(ａ)は図２の装置の正面図、図３(ｂ)は図
２の装置の側面図である。

【図４】図４は図２の装置の主要な制御構成例を示すブ
ロック図である。

【図５】図５(ａ)は図１の装置の駆動機構の部分を一部
断面にして示す図、同図(ｂ)は同図(ａ)のボールナット
の拡大断面図である。

【図６】図６は図１の装置の直線案内部に用いられる直
線案内装置を示すもので、同図(ａ)は一部破断側面図、
同図(ｂ)は正面断面図である。

【図７】図７は本発明の第２実施例に係るテーブル移送
装置のＸＹテーブルを示す平面図である。

【図８】図８(ａ)は図７の正面図、同図(ｂ)は図７の側
面図である。

【図９】図９は本発明のテーブル移送装置の制御システ
ムの一構成例を示すブロック図である。

【図１０】図１０は図９の制御システムのフローチャー
トである。

【図１１】図１１は図９とは異なる制御システム構成例
を示すブロック図である。

【図１２】図１２は従来の１軸タイプのテーブル移送装
置の平面図である。

【符号の説明】 １ テーブル移送装置 ２ 基台 ３ 直線案内部 ４ テーブル ５，６ 第１，第２の駆動機構 ５２，６２ 第１，第２のねじ軸 ５３，６３ 第１，第２のボールナット １２Ｌ，１２Ｒ リニアスケール １３Ｌ，１３Ｒ 位置センサ

フロントページの続き (72)発明者 山本 浩一 東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー 株式会社内 (72)発明者 ▲高▼木 昭 東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー 株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線案内部を介して、基台にテーブルを
   移動自在に支持し、前記テーブルと基台の間に、テーブ
   ルを基台に対して駆動する駆動機構を設けたテーブル移
   送装置において、 前記駆動機構をテーブルの左右に一対設け、この一対の
   駆動機構を独立して駆動してテーブルの左右の送り量に
   差を設けることにより、テーブルの移動方向に対する左
   右の傾きを調整可能としたことを特徴とするテーブル移
   送装置。
2. 【請求項２】 駆動機構はねじ送り機構である請求１に
   記載のテーブル移送装置。
3. 【請求項３】 直線案内部を介して、基台にテーブルを
   移動自在に支持し、前記テーブルと基台の間に、テーブ
   ルを基台に対して駆動する駆動機構を設けたテーブル移
   送装置において、 前記駆動機構をテーブルの左右に一対設け、両駆動機構
   を同期させて駆動してテーブルを所定位置まで移動さ
   せ、位置決め完了後にテーブルの左右の位置を検出し、
   検出された位置情報に基づいて駆動機構に補正をかけて
   テーブルの左右の傾きを調整することを特徴とするテー
   ブル移送装置の制御方法。
4. 【請求項４】 直線案内部を介して、基台にテーブルを
   移動自在に支持し、前記テーブルと基台の間に、テーブ
   ルを基台に対して駆動する駆動機構を設けたテーブル移
   送装置において、 前記駆動機構をテーブルの左右に一対設け、テーブルの
   移動中にテーブルの左右の位置を検出し、左右の位置の
   偏差分を駆動機構にフィードバックしてテーブルの左右
   の傾きを移動中に調整しながら移送することを特徴とす
   るテーブル移送装置の制御方法。