KR200150500Y1

KR200150500Y1 - 미세 이송장치

Info

Publication number: KR200150500Y1
Application number: KR2019960022298U
Authority: KR
Inventors: 신정근
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1999-07-01
Also published as: KR980006941U

Abstract

본 고안은 미세 이송장치에 관한 것으로서, 특히 베이스(10)와, 상기 베이스(10) 상에 회전 가능케 지지된 볼 스크류(12)와, 상기 볼 스크류(12)를 정, 역회전시키는 모터(18)와, 상기 볼 스크류(12)에 결합되어 횡방향으로 이송되는 하부 슬라이드 부재(20)와, 상기 하부 슬라이드 부재(20)의 상측에 횡방향으로 미세 이송가능케 결합된 상부 슬라이드 부재(26)와, 상기 하부 슬라이드 부재(20)의 실제 정지 위치와 목표 이송 위치와의 편차를 검출하는 위치검출수단(32)과, 상기 위치검출수단(32)에서 검출된 편차값 만큼 상부 슬라이드 부재(26)를 횡방향으로 미세하게 이송시키는 미세 이송 소자(24a)(24b)를 포함하는 미세 이송장치를 제공한다.

따라서, 본 고안에서는 모터의 구동에 따라 회동되는 볼 스크류에 의해 하부 슬라이드 부재가 적정의 위치에 정지되고, 이어서 실제 정지 위치와 목표 이송 위치와의 편차값 만큼 미세 이송 소자가 작동함으로써 상부 슬라이드 부재는 정확한 목표 이송 위치에 정지하는 것이 가능케 됨으로써 작업의 고정밀화를 이룩함과 동시에 제조 코스트를 현저하게 절감할 수 있게 된다.

Description

미세 이송장치

본 고안은 미세 이송장치에 관한 것으로서, 특히 공작 기계나 로봇 등을 정밀하게 이송시킴과 동시에 정확한 목표 위치에 이송시킬 수 있는 미세 이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체나 바이오 산업은 보다 정밀한 정밀도에서 고정도의 이송장치가 요구되고 있으나, 일반적인 공작 기계의 가공 정밀도에서도 마이크로 단위의 고정밀도화가 이루어지도록 하고 있다.

이와 같은 정밀한 위치를 결정하기 위한 이송장치로서는 볼 나사 장치가 많이 사용되고 있으며, 이것은 나사축을 펄스 모터에 의하여 회전 구동시키는 것에 의해 나사축에 결합된 너트를 직선 운동시켜서 너트에 취부된 테이블의 이송을 제어하게 된다.

제1도는 이와 같은 종래의 미세 이송장치를 나타내는 도면으로서, 모터(1)의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류(2)에는 볼(3)을 개재하여 너트부(4)가 나사 결합되어 있고, 상기 너트부(4)의 일측에는 테이블(5)이 고정 설치되어 있고, 상기 테이블(5)은 안내부재(6)의 상측에서 슬라이드 되도록 구성되어 있다.

따라서, 모터(1)의 구동에 따라 볼 스크류(2)가 회전하면 이와 볼(3)을 개재하여 맞물려진 너트부(4)가 소정의 거리만큼 이동하고, 상기 너트부(4)의 이동에 따라 테이블(5)이 안내부재(6)를 따라서 적정 위치로 이송하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 미세 이송장치는 모터의 구동 및 정지시 떨림 등에 의해 정지 위치의 오차가 발생되어 정밀한 작업에 적용하기 어려울 뿐만 아니라 테이블의 이송 거리를 모터의 펄스 수에 회전수를 나눈 값인 모터의 분해 능력에 의존함으로써 이송장치의 분해 능력을 높이기 위해서는 작은 리이드를 갖는 볼 스크류와 높은 분해 능력을 갖는 모터를 필요로 한다고 하는 등의 문제점들이 내재되어 있었다.

그리고, 볼 스크류의 리이드를 작게 하면 길이 가공 오차의 영향이 크기 때문에 리이드를 작게 하는 것이 곤란하고, 더욱이 모터를 고분해 능력을 갖도록 하면 엔코더의 고정밀화와 고분해 능력이 필요로 함으로써 제조 코스트를 상승시키는 한 요소로 작용하는 등의 여러 가지 문제점들이 있었다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 적정 위치에 테이블이 정지된 상태에서 실제로 정지된 위치와 정지해야 될 위치와의 사이의 편차를 미세 이송 소자에 의해 미세 이송 함으로써 더욱 고정밀도를 얻을 수 있는 미세 이송장치를 제공하는데 있다.

제1도는 종래의 미세 이송장치를 도시한 개략도이다.

제2도는 본 고안에 의한 미세 이송장치를 도시한 정면도이다.

제3도는 본 고안의 평면도이다.

제4도는 제3도에서의 A-A선 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 베이스 12 : 볼 스크류

18 : 모터 20 : 하부 슬라이드 부재

24a, 24b : 미세 이송 소자 26 : 상부 슬라이드 부재

30 : 제동수단 32 : 위치검출수단

상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 고안에 의한 미세 이송장치는, 베이스와, 상기 베이스 상에 회전 가능케 지지된 볼 스크류와, 상기 볼 스크류를 정,역회전시키는 모터와, 상기 볼 스크류에 결합되어 횡방향으로 이송되는 하부 슬라이드 부재와, 상기 하부 슬라이드 부재의 상측에 횡방향으로 미세 이송 가능케 결합된 상부 슬라이드 부재와, 상기 하부 슬라이드 부재의 실제 정지 위치와 목표 이송 위치와의 편차를 검출하는 위치검출수단과, 상기 위치검출수단에서 검출된 편차값 만큼 상부 슬라이드 부재를 횡방향으로 미세하게 이송시키는 미세 이송 소자를 포함하는 미세 이송장치를 제공한다.

따라서, 본 고안에서는 모터의 구동에 따라 회동되는 볼 스크류에 의해 하부 슬라이드 부재가 적정의 위치에 정지되고, 이어서 실제 정지 위치와 목표 이송 위치와의 편차값 만큼 미세 이송 소자가 작동함으로써 상부 슬라이드 부재는 정확한 목표 이송 위치에 정지하는 것이 가능케 됨으로써 작업의 고정밀화를 이룩함과 동시에 제조 코스트를 현저하게 절감할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라서 더욱 상세하게 설명하고자 한다.

제2도는 본 고안에 의한 미세 이송장치를 도시한 정면도이고, 제3도는 본 고안의 평면도이며, 제4도는 제3도에서의 A-A선 단면도를 나타낸다.

도면에서 베이스(10)의 상측에는 양측에 소정의 간격을 두고 볼 스크류(12)가 결합된 지지 베어링(14a)(14b)이 고정 설치되어 있고, 상기 볼 스크류(12)의 일단에는 커플링(16)을 개재하여 모터(18)가 고정 설치되어 있다.

그리고, 상기 볼 스크류(12)에는 모터(18)의 구동에 따라 횡방향으로 슬라이드 작동하는 하부 슬라이드 부재(20)가 나사 결합되어 있고, 상기 하부 슬라이드부재(20)의 양측은 베이스(10)상에 형성된 하부 안내 부재(22a)(22b)에 슬라이드 작동 가능케 결합되어 있다.

상기 하부 슬라이드 부재(20)의 상측에는 횡측으로 미세 이송하는 미세 이송소자(24a)(24b)를 개재하여 상부 슬라이드 부재(26)가 장착되어 있으며, 상기 상부 슬라이드 부재(26)는 상부 안내 부재(28a)(28b)에 의해 횡측으로 미세하게 슬라이드 되도록 구성되어 있다.

그리고, 상기 미세 이송 소자(24a)(24b)는 서로 상대적으로 수축 및 팽창이 이루어지게 되며, 예컨대 전기적으로 미세 이송이 가능한 압전소자로 구성됨이 더욱 바람직하다.

한편, 상기 볼 스크류(12)의 일측에는 모터(18)가 전기적인 힘에 의해 정지하고 있을 때 축방향으로 미세하게 진동하는 것을 방지하는 제동수단(30)이 장착되어 있다.

상기 하부 슬라이드 부재(20)의 일측에는 하부 슬라이드 부재(20)의 실제 정지 위치와 목표 이송 위치의 편차를 측정하여 미세 이송 소자(24a)(24b)의 이송 거리를 결정토록 하는 위치검출수단(32)이 설치되어 있다.

상기 위치검출수단(32)은 절대 이동 거리를 측정할 수 있는 리니어 스케일 또는 레이저 인터페로메타(Laser Interferometer)등으로 구성될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 고안에 의한 미세 이송장치는 모터(18)의 구동에 따른 회전력이 커플링(16)을 통하여 볼 스크류(12)에 전달되면, 상기 볼 스크류(12)가 회동됨과 동시에 이와 나사 결합된 하부 슬라이드 부재(20)가 소정의 거리만큼 이동하게 된다.

그리고, 상기 하부 슬라이드 부재(20)가 소정의 거리만큼 이송되면 모터(18)가 정지함으로써 볼 스크류(12) 및 하부 슬라이드 부재(20)가 정지하게 되며, 이때 제동수단(30)이 작동하여 모터(18)의 정지 시에 작용하는 축방향으로의 진동 등을 감쇠시킴으로써 하부 슬라이드 부재(20)는 안정되고 정숙한 상태로 정지하게 된다.

이어서, 위치검출수단(32)에 하부 슬라이드 부재(20)의 실제 정지 위치와 이송될 목표 위치와의 편차를 검출하여 미세 이송 소자(24a)(24b)를 작동시키게 된다.

즉, 상기 위치검출수단(32)에서 검출된 편차 값이 목표 이송량보다 작을 경우에는 미세 이송 소자(24a)를 팽창시킴과 동시에 그 대향측의 미세 이송 소자(24b)를 압축시킴으로써 상부 슬라이드 부재(26)를 목표 이송 위치로 이송시키게 되고, 반대로 하부 슬라이드 부재(20)의 실제 정지 위치가 목표 이송 위치보다 클 경우에는 미세 이송 소자(24a)를 압축시킴과 동시에 그 대향 측의 미세 이송 소자(24b)를 팽창시킴으로써 상부 슬라이드 부재(26)를 정확한 목표 이송 위치에 정지시키는 것이 가능케 되는 것이다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 고안에서는 모터의 구동에 따라 회동되는 볼 스크류에 의해 하부 슬라이드 부재가 적정의 위치에 정지되고, 이어서 실제 정지위치와 목표 이송 위치와의 편차값 만큼 미세 이송 소자가 작동함으로써 상부 슬라이드 부재는 정확한 목표 이송 위치에 정지하는 것이 가능케 됨으로써 작업의 고정밀화가 이룩됨과 동시에 제조 코스트가 현저하게 절감되는 등의 여러 가지 효과가 있다.

Claims

베이스(10)와, 상기 베이스(10) 상에 회전 가능케 지지된 볼 스크류(12)와, 상기 볼 스크류(12)를 정, 역회전시키는 모터(18)와, 상기 볼 스크류(12)에 결합되어 횡방향으로 이송되는 하부 슬라이드 부재(20)와, 상기 하부 슬라이드 부재(20)의 상측에 횡방향으로 미세 이송 가능케 결합된 상부 슬라이드 부재(26)와, 상기 하부 슬라이드 부재(20)의 실제 정지 위치와 목표 이송 위치와의 편차를 검출하는 위치검출수단(32)과, 상기 위치검출수단(32)에서 검출된 편차값 만큼 상부 슬라이드 부재(26)를 횡방향으로 미세하게 이송시키는 미세 이송 소자(24a)(24b)를 포함하는 미세 이송장치.