JP4282389B2 - XY table - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体を静圧空気軸受で支持するXYテーブルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ベース上に固定された一対の平行な固定ガイドレールに沿って、これに直角な移動ガイドレールを移動させ、さらに、この移動ガイドレールに沿って、部品や工具等を搭載する移動体を移動させるXYテーブルには、移動ガイドレールや移動体を高速で滑らかに移動させるために静圧空気軸受で支持するようにしたものがある(例えば、特許文献1、2参照。)。また、静圧空気軸受を回転自由度のある締結機構で取り付けることにより、軸受案内面の平面度や平行度等の機械加工誤差を吸収して、より円滑な移動を保障できることが知られている。
【0003】
特許文献1に記載されたものは、両端に移動案内用のT字状部を一体に形成した移動ガイドレールを、T字状部に配置した4個の静圧空気軸受で固定ガイドレールの軸受案内面に支持するとともに、下面に配置した3個の静圧空気軸受でベース上面の軸受案内面に支持するようにしている。また、一部の静圧空気軸受は回転自由度のある締結機構で取り付けられており、各パーツの熱膨張に伴う寸法変化を吸収できるように、この締結機構に伸縮機能を持たせている。
【0004】
特許文献2に記載されたものは、移動ガイドレールを、各固定ガイドレールに沿って移動する移動体と、これらの移動体に両端を連結された別体のビーム(ガイドレール)とで形成して、下向きコ字形状の各移動体の内側面に配置した静圧空気軸受で固定ガイドレールの軸受案内面に支持するとともに、下向きコ字形状の片側の下面に配置した静圧空気軸受でベース上面の軸受案内面に支持するようにしている。また、ビームの熱膨張による寸法変化を吸収するために、ビームの一端を板ばねを介して一方の移動体に連結している。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−155186号公報(第3−4頁、第1−2図)
【特許文献2】
特開2000−214280号公報(第2−3頁、第1−3図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献1に記載のXYテーブルは、移動ガイドレールに、固定ガイドレールへの移動案内部が一体に形成されているので、2本の固定ガイドレールをベース上に固定し、これに各静圧空気軸受を取り付けた移動ガイドレールを組み付けた状態でないと、各部の組み付け精度を評価できない。このため、精度低下の部位の特定と調整が難しく、組み付け作業に非常に手間がかかる問題がある。この組み付け作業の手間は、大型のXYテーブルで移動ガイドレールの移動距離が長くなると、さらに増大する。
【0007】
一方、特許文献2に記載のものの移動ガイドレールは、各固定ガイドレールに沿って移動する移動体とビームとが別体に形成されているが、軸受案内面の機械加工誤差を吸収して円滑な移動を保障できるように、静圧空気軸受を回転自由度のある締結機構で取り付けると、移動体の姿勢をその移動方向と垂直な面内で十分に安定化することができないので、やはり各移動体とビームを連結した状態でないと、各部の組み付け精度を評価できない。なお、このXYテーブルは、ビームの一端が剛性の小さい板ばねを介して移動体に連結されているので、使用中の位置決め精度が低下する問題もある。
【0008】
そこで、この発明の課題は、精度低下の部位の特定と調整が容易で、組み付け作業に手間がかからないXYテーブルを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、ベース上に固定された一対の平行な固定ガイドレールと、これらの各固定ガイドレールおよび前記ベース上面に設けた軸受案内面で案内されて、各固定ガイドレールに沿って移動する一対の第1の移動体と、これらの第1の各移動体に両端を連結され、前記固定ガイドレールに直角な移動ガイドレールと、この移動ガイドレールに設けた軸受案内面で案内されて、移動ガイドレールに沿って移動する第2の移動体とからなり、前記各移動体を静圧空気軸受により前記各軸受案内面で支持するようにしたXYテーブルにおいて、前記第1の各移動体を前記各固定ガイドレールの軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、回転自由度を有する締結機構で第1の各移動体に取り付け、前記第1の各移動体を前記ベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、第1の各移動体に移動方向と側方へ直角に張り出して設けた張り出し部に取り付けた構成を採用した。
【0010】
すなわち、第1の各移動体を各固定ガイドレールの軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、回転自由度を有する締結機構で取り付けて、第1の各移動体の円滑な移動を保障するとともに、第1の各移動体をベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、第1の各移動体に移動方向と側方へ直角に張り出して設けた張り出し部に取り付けることにより、第1の移動体単体を安定な姿勢で固定ガイドレールに沿って移動可能とし、各固定ガイドレールと第1の移動体の組み付け精度を個別に評価して調整できるようにした。
【0011】
前記第1の各移動体に設けた張り出し部に、前記移動ガイドレールの両端を連結することにより、移動ガイドレールの固定ガイドレールに対する直角度の調整を容易に行うことができる。
【0012】
前記移動ガイドレールの一端を一方の前記第1の移動体の張り出し部に固定して連結し、他端を他方の前記第1の移動体の張り出し部に、直線ガイドを介して張り出し方向へスライド自在に連結することにより、連結部の剛性を低下させることなく、移動ガイドレールの熱膨張による寸法変化を吸収することができる。
【0013】
前記直線ガイドとしては、転がり直線ガイドを用いることができる。
【0014】
前記第2の移動体を前記ベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を設けることにより、この静圧空気軸受で第2の移動体の自重とその搭載荷重を受け、搭載荷重の大きさに影響されずに第2の移動体を円滑に移動可能とするとともに、移動ガイドレールの剛性設計を楽なものとすることができる。
【0015】
前記第1および第2のいずれかの移動体を前記ベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、真空吸着機構を有するものとすることにより、静圧空気軸受の浮き上がり量(軸受隙間)を調整して、上下方向の軸受剛性を向上させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図1乃至図6に基づき、この発明の実施形態を説明する。このXYテーブルは、図1(a)、(b)に示すように、ベース1上に固定された一対の平行な固定ガイドレール2と、各固定ガイドレール2に沿ってY方向へ移動する一対の第1の移動体3a、3bと、これらの移動体3a、3bに両端を連結され、固定ガイドレール2に直角な移動ガイドレール4と、移動ガイドレール4に沿ってX方向へ移動する第2の移動体5とで基本的に構成されている。
【0017】
前記Y方向へ移動する一対の各移動体3a、3bは固定ガイドレール2を跨ぐ下向きコ字形状とされ、X方向へ移動する移動体5は移動ガイドレール4を囲うボックス形状とされており、それぞれ各固定ガイドレール2と移動ガイドレール4に沿って設けられた各リニアモータ6、7で直線駆動され、各リニアスケール8、9で移動速度と位置を制御されるようになっている。
【0018】
図2に示すように、前記Y方向へ移動する一方の移動体3aは、下向きコ字形状の内側両側面と天井面とに、回転自由度を有するボールジョイント10を介して静圧空気軸受11が取り付けられ、固定ガイドレール2の3面の軸受案内面に支持されるようになっている。天井面にはリニアスケール8の検出端子8aも取り付けられている。なお、各面の静圧空気軸受11は、移動体3aの移動方向で各々2箇所に取り付けられている。
【0019】
また、移動体3aのベース1中央側の側面には、移動方向と側方へ直角に張り出す張り出し部材12が取り付けられ、張り出し部材12の下面に、移動体3aの姿勢を安定させてベース1上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受13が取り付けられている。移動ガイドレール4の一端は、この張り出し部材12の上面に固定して連結されている。
【0020】
図3および図4に示すように、Y方向へ移動するもう一方の移動体3bも、下向きコ字形状の内側両側面と天井面とにボールジョイント10を介して静圧空気軸受11が取り付けられ、固定ガイドレール2の3面の軸受案内面に支持されるようになっており、各面の静圧空気軸受11は、移動体3bの移動方向で各々2箇所に取り付けられている。天井面にはリニアスケール8の検出端子8aも取り付けられている。
【0021】
また、移動体3bのベース1中央側の側面前後部には、移動方向と側方へ直角に張り出す一対の張り出し部材14が取り付けられ、これらの張り出し部材14の対向する側面間に、クロスローラ式の転がり直線ガイド15を介して、水平なスライド板16が張り出し方向へスライド自在に差し渡されている。このスライド板16の下面に、移動体3bの姿勢を安定させてベース1上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受13が取り付けられ、上面には移動ガイドレール4の他端が連結されている。静圧空気軸受13は、静圧空気軸受11と同様に、ボールジョイントを介して取り付けてもよい。
【0022】
図5に示すように、前記X方向へ移動する移動体5は、ボックス形状の内側両側面にボールジョイント17を介して、移動ガイドレール4の軸受案内面への支持用の静圧空気軸受18が取り付けられ、底板の下面には、コーナ部の4箇所でベース1上面の軸受案内面への支持用の静圧空気軸受19が取り付けられている。また、天板の下面にはリニアスケール9の検出端子9aが取り付けられている。
【0023】
図6に示すように、前記ベース1上面の軸受案内面に各移動体3a、3b、5を支持する各静圧空気軸受13、19は、加圧エアの噴出口20のほかに、真空吸着ポケット21を設けられており、軸受隙間δを調整して、上下方向の軸受剛性を向上できるようになっている。
【0024】
上述したXYテーブルは、各固定ガイドレール2に沿ってY方向へ移動する各移動体3a、3bが、移動ガイドレール4を取り外した状態でも姿勢が安定するので、各固定ガイドレール2と各移動体3a、3bのみを組み付けた状態で両者の組み付け精度を評価して調整することができる。この各固定ガイドレール2と各移動体3a、3bの組み付け精度を調整したのち、各移動体3a、3bに移動ガイドレール4を連結してその組み付け精度を調整し、さらに、移動ガイドレール4にX方向の移動体5を組み付けてその組み付け精度を調整することができる。したがって、各部の組み付け精度を順を追って調整することができ、組み付け作業を容易に、かつ確実な精度で行うことができる。
【0025】
上述した実施形態では、Y方向の各移動体を下向きコ字形状のものとして、その側面に張り出し部材を取り付けたが、これらの移動体は、ベース上面の軸受案内面への支持用の静圧空気軸受を取り付けるための移動方向と直角な張り出し部を設けたものであればよく、実施形態の形状のものに限定されることはない。X方向の移動体も実施形態の形状のものに限定されることはない。
【0026】
また、移動ガイドレールの一端をスライド自在に連結する直線ガイドも実施形態の転がり式のものに限定されることはなく、すべり式のものを用いることもできる。
【0027】
【発明の効果】
以上のように、この発明のXYテーブルは、第1の各移動体を各固定ガイドレールの軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、回転自由度を有する締結機構で取り付けて、第1の各移動体の円滑な移動を保障するとともに、第1の各移動体をベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、第1の各移動体に移動方向と側方へ直角に張り出して設けた張り出し部に取り付け、第1の移動体単体を安定な姿勢で固定ガイドレールに沿って移動可能としたので、各固定ガイドレールと第1の移動体の組み付け精度を調整したのち、他の各部も順次組み付けてその精度を個別に調整することができ、組み付け作業を容易に、かつ確実な精度で行うことができる。
【0028】
前記第1の各移動体に設けた張り出し部に、移動ガイドレールの両端を連結することにより、移動ガイドレールの固定ガイドレールに対する直角出しを容易に行うことができる。
【0029】
前記移動ガイドレールの一端を一方の第1の移動体の張り出し部に固定して連結し、他端を他方の第1の移動体の張り出し部に、直線ガイドを介して張り出し方向へスライド自在に連結することにより、連結部の剛性を低下させることなく、移動ガイドレールの熱膨張による寸法変化を吸収することができる。
【0030】
前記第2の移動体をベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を設けることにより、この静圧空気軸受で第2の移動体の自重とその搭載荷重を受け、搭載荷重の大きさに影響されずに第2の移動体を円滑に移動可能とするとともに、移動ガイドレールの剛性設計を楽なものとすることができる。
【0031】
前記第1および第2のいずれかの移動体をベース上面の軸受案内面に支持する静圧空気軸受を、真空吸着機構を有するものとすることにより、静圧空気軸受の軸受隙間を調整して、上下方向の軸受剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】aはXYテーブルの実施形態を示す平面図、bはaの側面図
【図2】図1の一方のY方向移動体側を拡大して示す側面図
【図3】図1の他方のY方向移動体側を拡大して示す切欠き側面図
【図4】図3のIV−IV線に沿った断面図
【図5】図1(a)のV−V線に沿った断面図
【図6】図1のベース上面への支持用の静圧空気軸受を示す縦断側面図
【符号の説明】
1 ベース
2 固定ガイドレール
3a、3b 移動体
4 移動ガイドレール
5 移動体
6、7 リニアモータ
8、9 リニアスケール
8a、9a 検出端子
10 ボールジョイント
11 静圧空気軸受
12 張り出し部材
13 静圧空気軸受
14 張り出し部材
15 転がり直線ガイド
16 スライド板
17 ボールジョイント
18、19 静圧空気軸受
20 噴出口
21 真空吸着ポケット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an XY table that supports a moving body with a static pressure air bearing.
[0002]
[Prior art]
A moving guide rail perpendicular to the pair is moved along a pair of parallel fixed guide rails fixed on the base, and further, a moving body on which a component or a tool is mounted is moved along the moving guide rail. Some XY tables are supported by hydrostatic air bearings in order to move a moving guide rail or a moving body smoothly at high speed (for example, see
[0003]
[0004]
In
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-155186 A (page 3-4, FIG. 1-2)
[Patent Document 2]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-214280 (page 2-3, FIG. 1-3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the XY table described in
[0007]
On the other hand, in the moving guide rail described in
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an XY table that can easily identify and adjust a portion with reduced accuracy and that does not require time and effort for assembly.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is guided by a pair of parallel fixed guide rails fixed on a base, and these fixed guide rails and bearing guide surfaces provided on the upper surface of the base, A pair of first moving bodies that move along the fixed guide rail, both ends connected to each of the first moving bodies, and a moving guide rail that is perpendicular to the fixed guide rail, and provided on the moving guide rail In an XY table comprising a second moving body guided by a bearing guide surface and moving along a moving guide rail, wherein each moving body is supported by each bearing guide surface by a hydrostatic air bearing, A static pressure air bearing that supports the first moving bodies on the bearing guide surfaces of the fixed guide rails is attached to the first moving bodies by a fastening mechanism having a degree of freedom of rotation, and the first moving bodies are mounted. The The hydrostatic air bearing which supports the bearing guide surface of the serial-based top, employing the configuration mounted on the projecting portion provided with perpendicularly projecting the moving direction and the side in the first of each mobile.
[0010]
That is, a static pressure air bearing that supports each first moving body on the bearing guide surface of each fixed guide rail is attached by a fastening mechanism having a degree of freedom of rotation to ensure smooth movement of each first moving body. In addition, by attaching a hydrostatic air bearing that supports each first moving body to the bearing guide surface of the upper surface of the base to a projecting portion that projects to each first moving body in a direction perpendicular to the moving direction, The first movable body alone can be moved along the fixed guide rail in a stable posture, and the assembly accuracy of each fixed guide rail and the first movable body can be individually evaluated and adjusted.
[0011]
By connecting both ends of the moving guide rail to the overhanging portion provided in each first moving body, the perpendicularity of the moving guide rail with respect to the fixed guide rail can be easily adjusted.
[0012]
One end of the moving guide rail is fixedly connected to the projecting portion of one of the first moving bodies, and the other end is slid to the projecting portion of the other first moving body in the projecting direction via a linear guide. By freely connecting, it is possible to absorb dimensional changes due to thermal expansion of the moving guide rail without reducing the rigidity of the connecting portion.
[0013]
As the linear guide, a rolling linear guide can be used.
[0014]
By providing a hydrostatic air bearing that supports the second moving body on the bearing guide surface of the upper surface of the base, the hydrostatic air bearing receives the weight of the second moving body and its mounting load, and the mounting load is large. The second moving body can be smoothly moved without being influenced by the height, and the rigidity of the moving guide rail can be easily designed.
[0015]
The hydrostatic air bearing that supports either the first or second moving body on the bearing guide surface of the upper surface of the base has a vacuum adsorption mechanism, so that the amount of lift of the hydrostatic air bearing (bearing gap) ) To improve the bearing rigidity in the vertical direction.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. As shown in FIGS. 1A and 1B, the XY table includes a pair of parallel
[0017]
Each of the pair of
[0018]
As shown in FIG. 2, one moving
[0019]
Further, a projecting
[0020]
As shown in FIGS. 3 and 4, the other moving
[0021]
In addition, a pair of projecting
[0022]
As shown in FIG. 5, the moving
[0023]
As shown in FIG. 6, the static
[0024]
In the above-described XY table, the
[0025]
In the above-described embodiment, each moving body in the Y direction has a downward U-shape, and the projecting member is attached to the side surface. However, these moving bodies are static pressures for supporting the bearing guide surface on the upper surface of the base. What is necessary is just to provide the overhang | projection part orthogonal to the moving direction for attaching an air bearing, and it is not limited to the shape of embodiment. The moving body in the X direction is not limited to the shape of the embodiment.
[0026]
Further, the linear guide for slidably connecting one end of the moving guide rail is not limited to the rolling type of the embodiment, and a sliding type can also be used.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, in the XY table of the present invention, the static pressure air bearing that supports the first moving bodies on the bearing guide surfaces of the fixed guide rails is attached by the fastening mechanism having the degree of freedom of rotation. A hydrostatic air bearing that ensures smooth movement of each moving body and supports the first moving bodies on the bearing guide surface of the upper surface of the base is projected to the first moving bodies at right angles to the moving direction and to the side. The first movable body alone can be moved along the fixed guide rail in a stable posture. After adjusting the assembly accuracy of each fixed guide rail and the first movable body, etc. These parts can also be assembled sequentially and their precision can be individually adjusted, so that the assembling work can be performed easily and reliably.
[0028]
By connecting both ends of the moving guide rail to the projecting portion provided on each of the first moving bodies, the moving guide rail can be easily put out at a right angle with respect to the fixed guide rail.
[0029]
One end of the moving guide rail is fixedly connected to the overhanging portion of one first moving body, and the other end is slidable in the overhanging direction via a linear guide to the overhanging portion of the other first moving body. By connecting, the dimensional change due to the thermal expansion of the moving guide rail can be absorbed without reducing the rigidity of the connecting portion.
[0030]
By providing the hydrostatic air bearing that supports the second moving body on the bearing guide surface on the upper surface of the base, the hydrostatic air bearing receives the weight of the second moving body and its mounting load, and the magnitude of the mounting load. The second moving body can be smoothly moved without being affected by the movement, and the rigidity of the moving guide rail can be easily designed.
[0031]
By adjusting the bearing clearance of the hydrostatic air bearing, the hydrostatic air bearing that supports either the first or second moving body on the bearing guide surface of the base upper surface has a vacuum adsorption mechanism. The bearing rigidity in the vertical direction can be improved.
[Brief description of the drawings]
1 is a plan view showing an embodiment of an XY table, b is a side view of a, FIG. 2 is an enlarged side view of one Y-direction moving body side of FIG. 1, and FIG. 3 is the other side of FIG. [FIG. 4] Cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3 [FIG. 5] Cross-sectional view taken along line V-V in FIG. 6 is a longitudinal side view showing a hydrostatic air bearing for supporting the upper surface of the base in FIG.
DESCRIPTION OF
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