JP3791042B2 - テーブル駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械,ロボットその他種々の産業機械装置に好適に利用できるテーブル駆動装置に係り、特に、1軸で軸回転と直線移動との2自由度を有するアクチュエータにより2台のテーブルをそれぞれ独立して直交方向に運動させ得るテーブル駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のテーブル駆動装置としては、例えば実開昭58−42943号に示されるようなXYテーブル装置が知られている。このものは、図7に示すように、1軸テーブル100上に、モータMを伴った他の1軸テーブル200を載せて構成されている。すなわち、下段の1軸テーブル100は、固定テーブル101上に、ねじ軸回転タイプのボールねじ装置102と二本の直動案内軸103とでX方向に案内されつつ直線駆動される可動テーブル104を配設してある。上段の1軸テーブル200は、前記1軸テーブル100の可動テーブル104上に固定した可動テーブル201上に、ねじ軸回転タイプのボールねじ装置202と二本の直動案内軸203とでY方向に案内されつつ直線駆動されるキャリアテーブル204を配設してある。
【0003】
そして、ボールねじ装置102のねじ軸102aを、固定テーブル101に取り付けた駆動モータMX で正逆に回転させて、可動テーブル104をX方向に直線往復移動させる。また、ボールねじ装置202のねじ軸202aを、可動テーブル201に取り付けた駆動モータMY で正逆に回転させて、キャリアテーブル204を、Y方向に直線往復移動させる。こうして、下段の1軸テーブル100と上段の1軸テーブル200とをそれぞれ独立に駆動して、キャリアテーブル204をXY座標の任意の位置に搬送する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のテーブル駆動装置は、上段の1軸テーブル200上に駆動モータMY を載せる必要があり、そのために小型化することが難しく、又、配線等の処理も複雑になるという未解決の問題点がある。
【0005】
そこで、本発明はこのような従来のテーブル駆動装置の問題点に着目してなされたものであり、1軸で軸回転と直線移動との2自由度を有するアクチュエータにより2台のテーブルをそれぞれ独立に運動させことにより、小型化が容易であり、配線の処理も固定部のみなので簡潔になる構造の簡単なテーブル駆動装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係るテーブル駆動装置は、螺旋状のねじ軸と該ねじ軸と交叉して軸方向に延びるスプライン溝とを外周面に有する駆動軸、該駆動軸に嵌合するとともに前記ねじ溝に螺合するねじナット及び前記駆動軸に嵌合するとともに前記スプライン溝に係合するスプラインナットを備え、それら両ナットは軸受を介してハウジング内に回転自在に収容されるとともにそれぞれ駆動モータに連結されて、前記駆動軸が軸回転と直線運動との2自由度を有するアクチュエータと、前記駆動軸の一端が回転自在に保持された第1のスライドテーブルと、該第1のスライドテーブルを前記駆動軸の軸方向に移動可能に支持する第1の案内軸と、前記第1の案内軸と交叉するように前記第1のスライドテーブル上に延設された第2の案内軸と、該第2の案内軸に移動可能に支持された第2のスライドテーブルと、前記駆動軸の回転運動を前記第2の案内軸の軸方向に沿う直線運動に変換して前記第2のスライドテーブルに伝える回転運動−直線運動変換手段とを備えたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態例を図面を参照して説明する。
図1ないし図3は、この発明の一実施形態例で、X軸方向に移動する第1のスライドテーブル1Aと、Y軸方向に移動する第2のスライドテーブル1Bとを、一本の駆動軸によりそれぞれ独立に駆動できるものである。先ず構成を説明すると、駆動軸としてのボールねじ軸2は、螺旋状のボールねじ溝3と共に、軸方向に直線状のボールスプライン溝4が軸全長にわたって形成されているスプライン付ボールねじ軸である。もっとも、ボールスプライン溝4については、ねじ軸の一端側(図の右端)から適宜の長さ(スライドテーブル1Aの所要の移動範囲に応じた長さ。)としても良い。
【0008】
このボールねじ軸2のボールスプライン溝4を有する一端側に、ボールねじナット5とボールスプラインナット6とが、それぞれ図示されない多数のボールを介して螺着されている。それら両ナット5,6は、それぞれ軸受のボールベアリング7を介して回転自在にハウジング8に支持されており、それぞれに駆動モータ10,11に連結されている。これにより、軸回転と軸直線移動との2自由度を有するボールねじ軸2を備えた駆動手段(アクチュエータ)12が構成されている。
【0009】
そして、この駆動手段12の延長されたボールねじ軸2に沿い、第1の案内軸としてのX案内軸22がベースBから延設され、そのX案内軸22にスライドテーブル1Aが取付けられてX軸方向に案内されてスライドするようになっている。すなわち、スライドテーブル1Aは、一端(図の左端)に軸受23が取付けてあり、この軸受23にボールねじ軸2の一端(図の左端)が回転自在に係合していて、ボールねじ軸2が回転しつつ軸方向に移動するとスライドテーブル1Aが回転することなくX軸方向に移動するようになっている。また、前記スライドテーブル1A上に第2の案内軸としてのY案内軸24が二基平行に取り付けてあり、そのY案内軸24,24にスライドテーブル1Bが取付けられてY軸方向に案内されてスライドするようになっている。
【0010】
そのスライドテーブル1Bの駆動は、例えばベルト伝導などの回転運動−直線運動変換手段29を介して行われる。すなわち、スライドテーブル1Aの上部には、図に示すように、X案内軸22の側方に張出した張出部1AHが設けられてその先端の下面側にタイミングベルト用プーリ25が取り付けてある。一方、ボールねじ軸2にもタイミングベルト用プーリ26が一体的に取り付けてあり、両プーリ25,26間にタイミングベルト27が張設されている。このタイミングベルト27に、スライドテーブル1Bが、下方に突設した係合板28を介して連結されている。かくして、スライドテーブル1Bは、ボールねじ軸2の回転に伴い駆動されるタイミングベルト27を介して、Y軸方向に移動するようになっている。なお、この例のように、回転運動−直線運動変換手段29として、スライドテーブル1Bをベルト伝導で駆動する代わりに、ラック・ピニオン装置を利用しても良く、例えばスライドテーブル1Bの下面にY軸方向のラックを固定して取り付け、ボールねじ軸2に取り付けたピニオンギヤをそのラックに噛み合わせるようにすることで、同様にボールねじ軸2の回転によりスライドテーブル1BをY軸方向に移動させることが可能である。
【0011】
全体構造についてさらに詳細を述べると、前記駆動手段12のボールねじナット5は、ボールねじ溝3に対応する図示されないボールねじ溝を内周面に有しており、そのナットのボールねじ溝と前記ボールねじ軸2のボールねじ溝3とで形成される螺旋状空間内に図示されない多数のボールが転動自在に介装されている。またボールねじナット5には、図示しないがそれらのボールの循環路が形成されており、ボールはボールねじ軸2とボールねじナット5との相対回転と共にねじ溝内を転動しつつ螺旋状に移動し、ねじ溝を1回半ないし3回半回ってからナット内の戻し通路を経て元の位置に戻り、循環を繰り返す構造になっている。その循環経路の構造によって、循環チューブ式,循環駒式,エンドキャップ循環式等の種々のタイプのボールねじナット5が知られているが、本発明に使用するものはいずれのタイプでも良い。
【0012】
一方、ボールスプラインナット6は、ボールねじ軸2に沿って直線的に延びるボールスプライン溝4に対応する図示されないボールスプライン溝を内周面に有しており、そのナットのボールスプライン溝とボールねじ軸2のボールスプライン溝4との間に図示されない多数のボールが転動自在に介装されている。また、ボールスプラインナット6には、図示しないがそれらのボールの循環路が形成されており、ボールはボールねじ軸2とボールスプラインナット6との相対的な直線移動と共にねじ溝内を転動しつつ直線方向に移動し、ナット端部に至ってナット内の戻し通路に入りUターンして元の位置にもどる循環を繰り返す構造になっている。
【0013】
前記ボールねじナット5の一端には、ハウジング8から張り出してプーリ15が取付けられている。同じくボールスプラインナット6の一端にも、プーリ16が取付けられている。また、ハウジング8に接近させて、共通のベースB上に固定配置された2台の駆動モータ10,11の出力軸にそれぞれプーリ17,18が取付けられている。そして、ボールねじナット5はプーリ15及びプーリ17に掛け渡したタイミングベルト19を介して駆動モータ10に連結され、ボールスプラインナット6はプーリ16及びプーリ18に掛け渡したタイミングベルト20を介して同期回転可能に駆動モータ11に連結されている。
【0014】
駆動モータ10,11は例えばサーボモータで、図外の検出器でモータ軸の位置・速度を検出してセミクローズドループでフィードバック制御される。
前記X案内軸22は、例えば直線案内装置(リニアガイド装置)の断面コ字型の案内レールで構成され、その対向する両内側面22a,22aにそれぞれ図示しない軸方向の転動体転動溝が延設されている。これに対して、前記スライドテーブル1Aはリニアガイド装置のスライダで構成されている。例えばスライドテーブル1Aは、図示されないが、その両外側面1Aa,1Aaに、前記案内レールの内側面22aに形成された転動体転動溝に対向する転動体転動溝が形成されると共に、その転動体転動溝に平行な転動体戻し路が内設され、且つ、前記転動体転動溝と転動体戻し路とを連結するU字路を備えたエンドキャップが両端部に装着され、かくしてエンドレスの転動体循環経路が両側面部に形成されており、その転動体循環経路内に多数の転動体(ボールまたはコロ)が充填された構造を有している。そして、スライドテーブル1Aが軸方向に移動する際には、同方向にその移動速度より遅い速度でそれらの転動体が転動体循環経路内を移動しつつ無限循環を繰り返して滑らかに案内する。
【0015】
また、スライドテーブル1BのY案内軸24の方もリニアガイド装置であるが、この場合のリニアガイド装置は断面角型の案内レール30に断面コ字型のスライダ31が二台づつ搭載されており、都合四台のスライダ31でスライドテーブル1Bを支持している。
【0016】
次に上記テーブル駆動装置の作用を述べる。
(1)スライドテーブルのX軸方向への単一作動の場合:
駆動モータ10を駆動し、駆動モータ11は停止。これにより、駆動モータ10に連結したボールねじナット5が回転し、駆動モータ11に連結したボールスプラインナット6は停止固定となる。そのため、ボールねじ軸2が回転を伴わずに軸方向に移動し、その移動につれてスライドテーブル1Aが停止したままのスライドテーブル1Bを搭載してX軸方向に移動する。移動の進退方向は、駆動モータ10の回転方向によりきまる。
【0017】
(2)スライドテーブルのX軸方向及びY軸方向複合作動の場合:
駆動モータ10は停止し、駆動モータ11を駆動させる。これにより、駆動モータ11に連結したボールスプラインナット6が回転し、ボールねじナット5は停止固定となる。そのため、ボールねじ軸2は回転しつつX軸方向に移動する。その場合の移動距離は、ボールねじ軸2の1回転につきねじ1リード分である。このボールねじ軸2の移動に伴いスライドテーブル1Aがボールねじ軸2と一体にX軸方向に移動する。同時に、ボールねじ軸2の回転で、タイミングベルト用プーリ26も一体に回転してタイミングベルト27が駆動され、これに連結しているスライドテーブル1BがY軸方向に移動する。両スライドテーブル1A,1Bの移動の進退方向は、駆動モータ11の回転方向によりきまる。スライドテーブル1B上に搭載された被搬送物は、両スライドテーブル1A,1BのX,Y軸方向移動を合成した方向に搬送されることになる。
【0018】
(3)スライドテーブルのY軸方向への単一作動の場合:
駆動モータ10及び駆動モータ11を、ボールねじナット5とボールスプラインナット6とが同速度になるように駆動させる。これにより、ボールねじナット5,ボールスプラインナット6は同期回転する。そのため、ボールねじ軸2は軸方向移動を伴わずに回転する。このボールねじ軸2の回転に応じてスライドテーブル1BがY軸方向に移動するが、スライドテーブル1Aは停止したままである。
【0019】
上記各作動は、本願発明のテーブル駆動装置のテーブル駆動の一例であって、駆動モータ10及び駆動モータ11のそれぞれの回転量,回転速度と回転方向を制御することにより、スライドテーブル1A及び1Bを、任意の方向に任意の速度で移動させて、任意の位置に位置決めすることができる。
【0020】
図4ないし図6に、他の実施形態例を示す。
この第2実施形態例は、第2のテーブルがZ軸方向移動のスライドテーブル1Cとされ、そのスライドテーブル1Cが第1のスライドテーブル1A上に垂直に搭載されている点が上記第1実施形態例とは異なっている。
【0021】
すなわち、このものはX軸方向へのスライド移動と、Z軸方向へのスライド移動とが可能なX−Zテーブル駆動装置である。スライドテーブル1Aの構成は上記とほぼ同様で良い。スライドテーブル1Cの方は、スライドテーブル1Aの平面(図では水平面)35に直角な面(垂直面)36を設けて、その垂直面36に、前記スライドテーブル1BのY案内軸24と同様の、案内レール30にスライダ31が跨架されているリニアガイド装置からなる第2の案内軸としてのZ案内軸37が二基平行に取り付けてある。そのZ案内軸37,37にスライダ31を介してスライドテーブル1Cが取付けられてZ軸方向にスライドするようになっている。スライドテーブル1Cの駆動手段としては、前記第1実施形態例におけるスライドテーブル1Bと同様のベルト伝導による回転運動−直線運動変換手段29を採用している。勿論、回転運動−直線運動変換手段29として、ベルト伝導で駆動する代わりにラック・ピニオン装置等を利用しても良い。
【0022】
この第2実施形態例の作動は、前記第1実施形態例の場合と概ね同様で、ただ第2のスライドテーブルの移動方向が水平と垂直とで異なるのみであり、詳細な説明は省略する。
【0023】
なお、上記各実施形態例では、X案内軸22,Y案内軸24,Z案内軸37のどの各案内軸に転がり案内であるリニアガイド装置を用いたものを示したが、転がり案内に限定するものではなく、使用態様に応じてすべり案内構造の案内軸を採用することもできる。
【0024】
また、上記各実施形態例では、アクチュエータとしてボールスプライン付ボールねじを使用した例を示したが、これに限らずボールを介在させないすべりスプライン付すべりねじを使用しても良い。
【0025】
また、上記各実施形態例では、第2のテーブル1B又は1Cを駆動する回転運動−直線運動変換手段29として、ベルト伝導装置を使用したものを説明したが、その他ラック・ピニオン装置,チェーン伝導装置等を利用しても良い。
【0026】
また、上記各実施形態例では第2のテーブルをY軸又はZ軸方向へ移動させる例を示したが、これに限らず、Y軸とZ軸の間の方向へ移動させることもできる。
【0027】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係るテーブル駆動装置によれば、スプライン付ねじ装置を備えて軸回転と軸直線移動との2自由度を有する駆動手段により、(X)案内軸に案内される第1のスライドテーブルと、これに交叉する他の(Y,Z)案内軸に案内される第2のスライドテーブルとをそれぞれ独立に駆動してスライド作動させるものとしたため、駆動モータを可動体のテーブルに搭載する必要がなく電気配線等の処理も容易にできて、全体的に小型で構造の簡単で且つ安価な1軸2動作のテーブル駆動装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態例の平面図である。
【図2】図1に示すものの軸線部の断面図である。
【図3】図2のIII − III線断面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態例の平面図である。
【図5】図4のV − V線断面図である。
【図6】図5のVI− VI 線断面図である。
【図7】従来のテーブル駆動装置の斜視図である。
【符号の説明】
1A 第1のスライドテーブル
1B 第2のスライドテーブル
1C 第2のスライドテーブル
2 駆動軸
3 ボールねじ溝
4 ボールスプライン溝
5 ボールねじナット
6 ボールスプラインナット
7 軸受
8 ハウジング
10 駆動モータ
11 駆動モータ
12 アクチュエータ
22 第1の案内軸
23 軸受
24 第2の案内軸
29 回転運動−直線運動変換手段
37 第2の案内軸
Claims (1)
- 螺旋状のねじ軸と該ねじ軸と交叉して軸方向に延びるスプライン溝とを外周面に有する駆動軸、該駆動軸に嵌合するとともに前記ねじ溝に螺合するねじナット及び前記駆動軸に嵌合するとともに前記スプライン溝に係合するスプラインナットを備え、それら両ナットは軸受を介してハウジング内に回転自在に収容されるとともにそれぞれ駆動モータに連結されて、前記駆動軸が軸回転と直線運動との2自由度を有するアクチュエータと、
前記駆動軸の一端が回転自在に保持された第1のスライドテーブルと、
該第1のスライドテーブルを前記駆動軸の軸方向に移動可能に支持する第1の案内軸と、
前記第1の案内軸と交叉するように前記第1のスライドテーブル上に延設された第2の案内軸と、
該第2の案内軸に移動可能に支持された第2のスライドテーブルと、
前記駆動軸の回転運動を前記第2の案内軸の軸方向に沿う直線運動に変換して前記第2のスライドテーブルに伝える回転運動−直線運動変換手段とを備えたことを特徴とするテーブル駆動装置。
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Families Citing this family (8)
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- 1996-04-10 JP JP08859196A patent/JP3791042B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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