JP2002292533A - ステージ装置とこのステージ装置の使用方法 - Google Patents
ステージ装置とこのステージ装置の使用方法Info
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- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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- B23Q1/621—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
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- Y10T74/2036—Pair of power elements
Abstract
(57)【要約】
【課題】 テーブルの移動の円滑化が図れるうえ、ガイ
ド部の精度限界によるテーブルの微小回転の影響を少な
くして、ワークの位置精度を高めることができるステー
ジ装置を提供する。 【解決手段】 ベース１の上面に設けられて、テーブル
２の移動用の可動体８Ａ，８Ｂが摺動自在に支持される
Ｘ軸方向のリニアガイド部５と、ベース１の上面に設け
られて、テーブル２の移動用の可動体１０Ａ，１０Ｂが
摺動自在に支持されるＹ軸方向のリニアガイド部６（６
Ａ，６Ｂ)を略十字状に直交して配する。これにより、
直線ガイド精度などの限界からテーブル２が移動方向に
対して微小回転を起こしたとしても、その回転中心が常
に前記両リニアガイド部５，６の略交わる点を通る法線
Ｚ上の位置に保たれ、ワークＷの位置誤差を吸収可能と
なる。
ド部の精度限界によるテーブルの微小回転の影響を少な
くして、ワークの位置精度を高めることができるステー
ジ装置を提供する。 【解決手段】 ベース１の上面に設けられて、テーブル
２の移動用の可動体８Ａ，８Ｂが摺動自在に支持される
Ｘ軸方向のリニアガイド部５と、ベース１の上面に設け
られて、テーブル２の移動用の可動体１０Ａ，１０Ｂが
摺動自在に支持されるＹ軸方向のリニアガイド部６（６
Ａ，６Ｂ)を略十字状に直交して配する。これにより、
直線ガイド精度などの限界からテーブル２が移動方向に
対して微小回転を起こしたとしても、その回転中心が常
に前記両リニアガイド部５，６の略交わる点を通る法線
Ｚ上の位置に保たれ、ワークＷの位置誤差を吸収可能と
なる。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】この発明は、機械加工装置や計測
装置において、ワークなどを２次元平面内に位置決めし
て所定の作業を行うためのステージ装置とこのステージ
装置の使用方法に関する。
装置において、ワークなどを２次元平面内に位置決めし
て所定の作業を行うためのステージ装置とこのステージ
装置の使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種の装置は、図９に示すよ
うに、金属板などの剛体からなるベース２００上に２次
元平面内のＹ軸方向へ沿って延びる一対の平行なガイド
レール部２０１Ａ，２０１Ｂを設け、これらガイドレー
ル２０１Ａ，２０１Ｂに摺動自在に支持された下側テー
ブル２０２を、前記ベース２００に固定された直線駆動
装置（図示せず）に連結し、さらに、下側テーブル２０
２上に２次元平面内のＸ軸方向へ沿って延びる一対の平
行なガイドレール２０３Ａ，２０３Ｂを設け、このガイ
ドレール２０３Ａ，２０３Ｂに摺動自在に支持された上
側テーブル２０４を、前記下側テーブル２０２に固定さ
れた直線駆動装置（図示せず）に連結して、前記上側テ
ーブル２０４上に載置されたワークをＸおよびＹ軸方向
で位置決めできるようになっている。
うに、金属板などの剛体からなるベース２００上に２次
元平面内のＹ軸方向へ沿って延びる一対の平行なガイド
レール部２０１Ａ，２０１Ｂを設け、これらガイドレー
ル２０１Ａ，２０１Ｂに摺動自在に支持された下側テー
ブル２０２を、前記ベース２００に固定された直線駆動
装置（図示せず）に連結し、さらに、下側テーブル２０
２上に２次元平面内のＸ軸方向へ沿って延びる一対の平
行なガイドレール２０３Ａ，２０３Ｂを設け、このガイ
ドレール２０３Ａ，２０３Ｂに摺動自在に支持された上
側テーブル２０４を、前記下側テーブル２０２に固定さ
れた直線駆動装置（図示せず）に連結して、前記上側テ
ーブル２０４上に載置されたワークをＸおよびＹ軸方向
で位置決めできるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のス
テージ装置は、個別に駆動される二つのテーブル２０
２，２０４をベース２００上に２段重ねした構成である
ので、ベース２００側や下側テーブル２０２に過度の負
担がかかるとともに、上下のテーブル２０４，２０２の
動特性を均等化させにくいうえ、上側テーブル２０４か
らのベース２００までの荷重伝達経路が比較的長く、ガ
イド部材などにたわみ変形などが起きやすい。
テージ装置は、個別に駆動される二つのテーブル２０
２，２０４をベース２００上に２段重ねした構成である
ので、ベース２００側や下側テーブル２０２に過度の負
担がかかるとともに、上下のテーブル２０４，２０２の
動特性を均等化させにくいうえ、上側テーブル２０４か
らのベース２００までの荷重伝達経路が比較的長く、ガ
イド部材などにたわみ変形などが起きやすい。
【０００４】とくに、各ガイドレール２０１Ａ，２０１
Ｂならびに２０３Ａ，２０３Ｂの加工および組み立て精
度の限界によってテーブルの高精度な直動性や上下の直
交ガイド性が得られにくく、下側のテーブル２０２の変
位によって上側のテーブル２０４が所定の軸方向に対し
て鎖線で示すように微小にずれ傾向にある。つまり、テ
ーブル２０４の座標系の原点が微小変位するため、ワー
クを所定座標位置へ位置決めする際に誤差が生じやす
い。これは上側テーブル２０４の座標を定義する軸が下
側テーブル２０２の移動に伴って変位する、いわゆるア
ッベエラーが生じるためである。
Ｂならびに２０３Ａ，２０３Ｂの加工および組み立て精
度の限界によってテーブルの高精度な直動性や上下の直
交ガイド性が得られにくく、下側のテーブル２０２の変
位によって上側のテーブル２０４が所定の軸方向に対し
て鎖線で示すように微小にずれ傾向にある。つまり、テ
ーブル２０４の座標系の原点が微小変位するため、ワー
クを所定座標位置へ位置決めする際に誤差が生じやす
い。これは上側テーブル２０４の座標を定義する軸が下
側テーブル２０２の移動に伴って変位する、いわゆるア
ッベエラーが生じるためである。
【０００５】このアッベエラーについて、図１０を参照
して説明する。
して説明する。
【０００６】前記下側テーブル２０２は、ベース２００
上のガイドレール２０１Ａ，２０１Ｂに案内されてＹｓ
軸方向に所望の距離Ｙだけ移動するが、ガイドレール２
０１Ａ，２０１Ｂの直線性が高精度でなければ、同図の
鎖線で示すように微小な回転変位が発生する。一方、こ
の下側テーブル２０２には、ガイドレール２０３Ａ，２
０３Ｂが固定されており、上側テーブル２０４は、両ガ
イドレール２０３Ａ，２０３Ｂに案内されて、所望の距
離ＸだけＸｓ軸方向に移動し、この場合も微小な回転変
位が発生する。
上のガイドレール２０１Ａ，２０１Ｂに案内されてＹｓ
軸方向に所望の距離Ｙだけ移動するが、ガイドレール２
０１Ａ，２０１Ｂの直線性が高精度でなければ、同図の
鎖線で示すように微小な回転変位が発生する。一方、こ
の下側テーブル２０２には、ガイドレール２０３Ａ，２
０３Ｂが固定されており、上側テーブル２０４は、両ガ
イドレール２０３Ａ，２０３Ｂに案内されて、所望の距
離ＸだけＸｓ軸方向に移動し、この場合も微小な回転変
位が発生する。
【０００７】したがって、原点Ｏ上に計測用プローブが
あるとすると、本来、計測用プローブは、テーブル座標
系Ｏｓ−Ｘｓ−Ｙｓから（−Ｘ，−Ｙ）の位置を計測す
るのであるが、前記微小な回転変位が発生していると、
（−Ｘ，−Ｙ）の位置よりも△Ｘ，△Ｙだけずれた位置
を計測してしまう。これら上下のテーブル２０４，２０
２の移動量を計測する座標系軸と計測用プローブのある
位置が一致していないことを「アッベエラーがある」と
いう。
あるとすると、本来、計測用プローブは、テーブル座標
系Ｏｓ−Ｘｓ−Ｙｓから（−Ｘ，−Ｙ）の位置を計測す
るのであるが、前記微小な回転変位が発生していると、
（−Ｘ，−Ｙ）の位置よりも△Ｘ，△Ｙだけずれた位置
を計測してしまう。これら上下のテーブル２０４，２０
２の移動量を計測する座標系軸と計測用プローブのある
位置が一致していないことを「アッベエラーがある」と
いう。
【０００８】一方、上記のものとは別に、従来、たとえ
ば図１１に示すように、ベース３００上に配置した非接
触ベアリング（図示せず）を介して一つのテーブル３０
１を支持し、ベース３００に配置した互いに直交するガ
イドバー３０２，３０３を用いて前記テーブル３０１を
２軸方向へ移動可能に設定し、絶対座標軸と一致する位
置にレーザ干渉計３０６および３０７をそれぞれ設け、
さらに、前記テーブル３０１上に直交方向へ延びるバー
ミラー３０４，３０５を配置する一方、前記ベース３０
０上にＸ軸方向のリニアモータ３０８ａおよびＹ軸方向
のリニアモータ３０８ｂを設け、前記レーザ干渉計３０
６，３０７により座標系を観測し、測定値をレーザ制御
系にフィードバックして前記モータ３０８ａ，３０８ｂ
により、位置決めを行うものが知られている。
ば図１１に示すように、ベース３００上に配置した非接
触ベアリング（図示せず）を介して一つのテーブル３０
１を支持し、ベース３００に配置した互いに直交するガ
イドバー３０２，３０３を用いて前記テーブル３０１を
２軸方向へ移動可能に設定し、絶対座標軸と一致する位
置にレーザ干渉計３０６および３０７をそれぞれ設け、
さらに、前記テーブル３０１上に直交方向へ延びるバー
ミラー３０４，３０５を配置する一方、前記ベース３０
０上にＸ軸方向のリニアモータ３０８ａおよびＹ軸方向
のリニアモータ３０８ｂを設け、前記レーザ干渉計３０
６，３０７により座標系を観測し、測定値をレーザ制御
系にフィードバックして前記モータ３０８ａ，３０８ｂ
により、位置決めを行うものが知られている。
【０００９】しかし、このようなステージ装置は、Ｘ軸
およびＹ軸毎に一対の駆動部が必要であり、構成が複雑
化するうえ、非接触ベアリングやレーザ干渉計３０６，
３０７などのために、非常に高価であり、手軽に導入で
きないという難点がある。
およびＹ軸毎に一対の駆動部が必要であり、構成が複雑
化するうえ、非接触ベアリングやレーザ干渉計３０６，
３０７などのために、非常に高価であり、手軽に導入で
きないという難点がある。
【００１０】この発明は、上記実情に鑑みてなさたもの
であり、比較的簡単な構成により、部材のたわみ変形な
どが抑制されるとともに、Ｘ軸およびＹ軸の双方での動
特性が均等化されるうえ、アッべエラーの影響を受ける
ことなく、高い位置決め精度を確保できる安価なステー
ジ装置とそのステージ装置の使用方法を提供することを
課題とする。
であり、比較的簡単な構成により、部材のたわみ変形な
どが抑制されるとともに、Ｘ軸およびＹ軸の双方での動
特性が均等化されるうえ、アッべエラーの影響を受ける
ことなく、高い位置決め精度を確保できる安価なステー
ジ装置とそのステージ装置の使用方法を提供することを
課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題は、ベース上面
に対向配設されたテーブルと、ベースとテーブルとの間
に配置されてテーブルを２次元平面内のＸ軸方向へ移動
自在に支持するＸ軸方向テーブル支持機構部と、ベース
とテーブルとの間に配置されてテーブルを２次元平面内
のＹ軸方向へ移動自在に支持するＹ軸方向テーブル支持
機構部と、ベース上面に形成された一つのＸ軸方向のリ
ニアガイド部と、ベース上面に形成された一つのＹ軸方
向のリニアガイド部と、前記Ｙ軸方向テーブル支持機構
部を連結・支持して、前記Ｘ軸方向のリニアガイド部に
沿って移動自在に設けられたＸ軸方向の可動体と、前記
Ｘ軸方向テーブル支持機構部を連結・支持して、前記Ｙ
軸方向のリニアガイド部に沿って移動自在に設定された
Ｙ軸方向の可動体と、ベースに固定されて、前記Ｘ軸方
向の可動体を駆動するＸ軸方向の直線駆動機構と、ベー
スに固定されて、前記Ｙ軸方向の可動体を駆動するＹ軸
方向の直線駆動機構とを備え、前記Ｘ軸方向のリニアガ
イド部とＹ軸方向のリニアガイド部とが略十字状に直交
する位置関係に配列されていることを特徴とするステー
ジ装置によって解決される。
に対向配設されたテーブルと、ベースとテーブルとの間
に配置されてテーブルを２次元平面内のＸ軸方向へ移動
自在に支持するＸ軸方向テーブル支持機構部と、ベース
とテーブルとの間に配置されてテーブルを２次元平面内
のＹ軸方向へ移動自在に支持するＹ軸方向テーブル支持
機構部と、ベース上面に形成された一つのＸ軸方向のリ
ニアガイド部と、ベース上面に形成された一つのＹ軸方
向のリニアガイド部と、前記Ｙ軸方向テーブル支持機構
部を連結・支持して、前記Ｘ軸方向のリニアガイド部に
沿って移動自在に設けられたＸ軸方向の可動体と、前記
Ｘ軸方向テーブル支持機構部を連結・支持して、前記Ｙ
軸方向のリニアガイド部に沿って移動自在に設定された
Ｙ軸方向の可動体と、ベースに固定されて、前記Ｘ軸方
向の可動体を駆動するＸ軸方向の直線駆動機構と、ベー
スに固定されて、前記Ｙ軸方向の可動体を駆動するＹ軸
方向の直線駆動機構とを備え、前記Ｘ軸方向のリニアガ
イド部とＹ軸方向のリニアガイド部とが略十字状に直交
する位置関係に配列されていることを特徴とするステー
ジ装置によって解決される。
【００１２】このステージ装置では、Ｘ軸方向の直線駆
動機構によりＸ軸方向の可動体を駆動すれば、このＸ軸
方向の可動体がベース上面のＸ軸方向リニアガイド部に
沿ってＸ軸方向へ変位され、前記可動体に連結・支持さ
れたＹ軸方向テーブル支持機構部を介してテーブルが前
記Ｘ軸方向へ移動する一方、Ｙ軸方向の直線駆動機構に
よりＹ軸方向の可動体を駆動すれば、このＹ軸方向の可
動体がベース上面のＹ軸方向リニアガイド部に沿ってＹ
軸方向へ移動し、前記可動体に連結・支持されたＸ軸方
向テーブル支持機構部を介してテーブルがＹ軸方向へ移
動する。
動機構によりＸ軸方向の可動体を駆動すれば、このＸ軸
方向の可動体がベース上面のＸ軸方向リニアガイド部に
沿ってＸ軸方向へ変位され、前記可動体に連結・支持さ
れたＹ軸方向テーブル支持機構部を介してテーブルが前
記Ｘ軸方向へ移動する一方、Ｙ軸方向の直線駆動機構に
よりＹ軸方向の可動体を駆動すれば、このＹ軸方向の可
動体がベース上面のＹ軸方向リニアガイド部に沿ってＹ
軸方向へ移動し、前記可動体に連結・支持されたＸ軸方
向テーブル支持機構部を介してテーブルがＹ軸方向へ移
動する。
【００１３】この場合、ベース側の可動体にテーブル支
持機構部を介してテーブルを支持させてあるので、テー
ブル荷重のベースへの伝達経路が比較的短く、たわみ変
形などのおそれが解消されるうえ、Ｘ軸およびＹ軸の各
直線駆動機構により一つのテーブルを駆動するので、両
駆動系の動特性が一致し、テーブルの安定した移動が可
能となる。また、レーザ干渉計なども不要になる。
持機構部を介してテーブルを支持させてあるので、テー
ブル荷重のベースへの伝達経路が比較的短く、たわみ変
形などのおそれが解消されるうえ、Ｘ軸およびＹ軸の各
直線駆動機構により一つのテーブルを駆動するので、両
駆動系の動特性が一致し、テーブルの安定した移動が可
能となる。また、レーザ干渉計なども不要になる。
【００１４】とくに、前記ベース上面におけるＸ軸方向
のリニアガイド部とＹ軸方向のリニアガイド部とが略十
字状に直交する位置関係に配されているので、直線ガイ
ド精度や直交精度のばらつきによって、テーブルが移動
方向に対して微小回転を起こしても、その回転中心が前
記ＸおよびＹ軸方向のリニアガイド部の略交わる点を通
る法線上に位置することになる。このため、テーブルが
任意の位置に移動しても、微小回転の中心位置がそのま
ま同じ座標位置に存在して、いわゆるアッべの原理が満
たされることになり、微小回転によるワークの位置誤差
が最小限に留められる。
のリニアガイド部とＹ軸方向のリニアガイド部とが略十
字状に直交する位置関係に配されているので、直線ガイ
ド精度や直交精度のばらつきによって、テーブルが移動
方向に対して微小回転を起こしても、その回転中心が前
記ＸおよびＹ軸方向のリニアガイド部の略交わる点を通
る法線上に位置することになる。このため、テーブルが
任意の位置に移動しても、微小回転の中心位置がそのま
ま同じ座標位置に存在して、いわゆるアッべの原理が満
たされることになり、微小回転によるワークの位置誤差
が最小限に留められる。
【００１５】上記のステージ装置において、前記Ｘ軸お
よびＹ軸方向の直線駆動機構を、前記Ｘ軸およびＹ軸方
向のリニアガイド部にそれぞれ近接して配置してもよ
い。この場合には、直線駆動に対してテーブル移動時の
追従性がよくなり、テーブルの位置決め誤差が一層抑制
される。
よびＹ軸方向の直線駆動機構を、前記Ｘ軸およびＹ軸方
向のリニアガイド部にそれぞれ近接して配置してもよ
い。この場合には、直線駆動に対してテーブル移動時の
追従性がよくなり、テーブルの位置決め誤差が一層抑制
される。
【００１６】また、前記直線駆動機構を、モータと、こ
のモータの回転力を受けて回転する送り螺子と、送り螺
子に螺合されて前記可動体を駆動するナットとを備えた
送り螺子機構で構成してもよい。この場合には、テーブ
ル移動の微細な制御が比較的容易に行える。
のモータの回転力を受けて回転する送り螺子と、送り螺
子に螺合されて前記可動体を駆動するナットとを備えた
送り螺子機構で構成してもよい。この場合には、テーブ
ル移動の微細な制御が比較的容易に行える。
【００１７】また、前記モータに、前記可動体の変位量
を検出するロータリエンコーダを連結してなる構成とし
ても良い。この場合には、ロータリエンコーダからの検
出信号により、テーブルの移動が簡単、かつ正確に制御
される。
を検出するロータリエンコーダを連結してなる構成とし
ても良い。この場合には、ロータリエンコーダからの検
出信号により、テーブルの移動が簡単、かつ正確に制御
される。
【００１８】また、前記直線駆動機構を、前記可動体を
駆動するリニアモータで構成しても良い。この場合に
は、テーブルの移動が円滑に行われる。
駆動するリニアモータで構成しても良い。この場合に
は、テーブルの移動が円滑に行われる。
【００１９】また、前記リニアモータに、可動体の変位
量を検出するリニアエンコーダを付設しても良い。この
場合には、リニアエンコーダからの検出信号により、テ
ーブル移動が高精度に制御される。
量を検出するリニアエンコーダを付設しても良い。この
場合には、リニアエンコーダからの検出信号により、テ
ーブル移動が高精度に制御される。
【００２０】また、ワークへ作用する工具を備え、該工
具は、ワークへの作用点からベース上面に対する法線
が、該ベース上面のＸ軸方向のリニアガイド部とＹ軸方
向のリニアガイド部との交点を通るように配置されてい
る構成としても良い。このステージ装置では、例えばワ
ークの形状等測定用のプローブや切削加工用のバイト等
の工具が、ベース上面のＸ軸方向のリニアガイド部とＹ
軸方向のリニアガイド部との交点上に配置されているか
ら、ワークの測定時や加工時に、テーブルの微小回転が
発生しても、アッべエラーのない状態で、測定や加工が
正確に行える。
具は、ワークへの作用点からベース上面に対する法線
が、該ベース上面のＸ軸方向のリニアガイド部とＹ軸方
向のリニアガイド部との交点を通るように配置されてい
る構成としても良い。このステージ装置では、例えばワ
ークの形状等測定用のプローブや切削加工用のバイト等
の工具が、ベース上面のＸ軸方向のリニアガイド部とＹ
軸方向のリニアガイド部との交点上に配置されているか
ら、ワークの測定時や加工時に、テーブルの微小回転が
発生しても、アッべエラーのない状態で、測定や加工が
正確に行える。
【００２１】また、前記課題は、請求項１に記載のステ
ージ装置において、テーブル上に載置されたワークへの
作用点からベース上面に対する法線が、該ベース上面の
Ｘ軸方向のリニアガイド部とＹ軸方向のリニアガイド部
との交点を通るように、前記ワークへの作用点を設定し
て、このワークに対する所定の作業を行うことを特徴と
するステージ装置の使用方法によっても解決される。
ージ装置において、テーブル上に載置されたワークへの
作用点からベース上面に対する法線が、該ベース上面の
Ｘ軸方向のリニアガイド部とＹ軸方向のリニアガイド部
との交点を通るように、前記ワークへの作用点を設定し
て、このワークに対する所定の作業を行うことを特徴と
するステージ装置の使用方法によっても解決される。
【００２２】この使用方法においては、テーブルの微小
回転が発生しても、アッべエラーのない状態で、所定の
計測や加工が正確に行える。
回転が発生しても、アッべエラーのない状態で、所定の
計測や加工が正確に行える。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００２４】図１は、この発明の一実施形態にかかるス
テージ装置を示す外観斜視図であり、また、図２は、ス
テージ装置を一部を除いて示す斜視図である。なお、以
下の説明で参照する図面における交叉斜線部分は、各部
材のベース１の上面に対する固定面を表している。
テージ装置を示す外観斜視図であり、また、図２は、ス
テージ装置を一部を除いて示す斜視図である。なお、以
下の説明で参照する図面における交叉斜線部分は、各部
材のベース１の上面に対する固定面を表している。
【００２５】図１および図２において、１は定盤のよう
な平板状の剛体からなるベースであり、このベース１の
上方には、ワークＷの位置決め用の方形板状のテーブル
２が２軸（ＸおよびＹ軸）方向へ移動可能に配設されて
いる。なお、ワークＷとして、たとえば計測用プローブ
Ｐが当接されて外面形状等を測定されるものや、バイト
の刃先が当接されて外面を切削加工されるものを例に説
明するが、これに限定されるものではない。
な平板状の剛体からなるベースであり、このベース１の
上方には、ワークＷの位置決め用の方形板状のテーブル
２が２軸（ＸおよびＹ軸）方向へ移動可能に配設されて
いる。なお、ワークＷとして、たとえば計測用プローブ
Ｐが当接されて外面形状等を測定されるものや、バイト
の刃先が当接されて外面を切削加工されるものを例に説
明するが、これに限定されるものではない。
【００２６】前記ベース１の上面には、Ｘ軸方向に対応
する直線駆動機構３およびＹ軸方向に対応する直線駆動
機構４が配備されている。
する直線駆動機構３およびＹ軸方向に対応する直線駆動
機構４が配備されている。
【００２７】一方の直線駆動機構３は、前記ベース１に
取り付け部材３１を介して固定されたモータ３２と、Ｘ
軸方向へ沿って配設された送り螺子３３と、送り螺子３
３の両端部をそれぞれ支承する軸受け部材３４，３５
と、送り螺子３３に螺合された可動体送り用ナット３６
とを備えており、モータ３２の回転力が送り螺子３３に
伝達され、送り螺子３３の回転により前記ナット３６の
Ｘ軸方向の相対移動が可能となっている。
取り付け部材３１を介して固定されたモータ３２と、Ｘ
軸方向へ沿って配設された送り螺子３３と、送り螺子３
３の両端部をそれぞれ支承する軸受け部材３４，３５
と、送り螺子３３に螺合された可動体送り用ナット３６
とを備えており、モータ３２の回転力が送り螺子３３に
伝達され、送り螺子３３の回転により前記ナット３６の
Ｘ軸方向の相対移動が可能となっている。
【００２８】他方の直線駆動機構４は、前記ベース１に
取り付け部材４１を介して固定されたモータ４２と、Ｙ
軸方向へ沿って配設された送り螺子４３と、送り螺子４
３の両端部をそれぞれ支承する軸受け部材４４，４５
と、送り螺子４３に螺合された可動体送り用ナット４６
とを備えており、モータ４２の回転力が送り螺子４３に
伝達され、送り螺子４３の回転により前記ナット４６の
Ｙ軸方向の相対移動が可能となる。
取り付け部材４１を介して固定されたモータ４２と、Ｙ
軸方向へ沿って配設された送り螺子４３と、送り螺子４
３の両端部をそれぞれ支承する軸受け部材４４，４５
と、送り螺子４３に螺合された可動体送り用ナット４６
とを備えており、モータ４２の回転力が送り螺子４３に
伝達され、送り螺子４３の回転により前記ナット４６の
Ｙ軸方向の相対移動が可能となる。
【００２９】前記各モータ３２，４２には、ロータリー
エンコーダ３２Ａ，４２Ａがそれぞれ付設されており、
所定のテーブル移動量となるように、図示しないコント
ローラにより、送り螺子３３，４３の回転角度を細かく
制御することができるようになっている。
エンコーダ３２Ａ，４２Ａがそれぞれ付設されており、
所定のテーブル移動量となるように、図示しないコント
ローラにより、送り螺子３３，４３の回転角度を細かく
制御することができるようになっている。
【００３０】なお、これら直線駆動機構３，４は、ラッ
クやピニオンなどを利用したものなど、各種の送り機構
が採用可能であるが、この例のように、モータ３２，４
２と送り螺子３３，４３を使用してあると、テーブル移
動の微細な制御を容易に行うことができる。
クやピニオンなどを利用したものなど、各種の送り機構
が採用可能であるが、この例のように、モータ３２，４
２と送り螺子３３，４３を使用してあると、テーブル移
動の微細な制御を容易に行うことができる。
【００３１】５は前記Ｘ軸方向へ沿って延びる一つのリ
ニアガイド部としてのガイドレールであり、前記ベース
１の上面の略中央部に位置して、前記送り螺子３３に近
接して固定されている。６はＹ軸方向へ沿って延びる一
つのリニアガイド部としてのガイドレールであり、Ｙ軸
方向で２分割されたレール片部６Ａ，６Ｂからなり、前
記送り螺子４３に近接した位置において、前記ガイドレ
ール５に対して十字状ないしは十字状に近い状態となっ
て直交する位置関係で前記ベース１の上面に固定されて
いる。
ニアガイド部としてのガイドレールであり、前記ベース
１の上面の略中央部に位置して、前記送り螺子３３に近
接して固定されている。６はＹ軸方向へ沿って延びる一
つのリニアガイド部としてのガイドレールであり、Ｙ軸
方向で２分割されたレール片部６Ａ，６Ｂからなり、前
記送り螺子４３に近接した位置において、前記ガイドレ
ール５に対して十字状ないしは十字状に近い状態となっ
て直交する位置関係で前記ベース１の上面に固定されて
いる。
【００３２】上記ガイドレール５には、図３に示すよう
に、Ｘ軸方向で長尺の板状結合部材７の両端部にそれぞ
れ固定された可動体として、一対のコの字形スライダ８
Ａ，８Ｂが摺動自在に嵌合されており、前記ガイドレー
ル５と共にＸ軸方向テーブル直動ガイド機構１１を構成
している。また、前記ガイドレール６、つまりレール片
部６Ａ，６Ｂには、図３に示すように、板状の結合部材
９Ａ，９Ｂがそれぞれ固定された２つの可動体、たとえ
ばコの字形スライダ１０Ａ，１０Ｂが摺動自在に嵌合さ
れており、前記ガイドレール６と共にＹ軸方向テーブル
直動ガイド機構１２を構成している。
に、Ｘ軸方向で長尺の板状結合部材７の両端部にそれぞ
れ固定された可動体として、一対のコの字形スライダ８
Ａ，８Ｂが摺動自在に嵌合されており、前記ガイドレー
ル５と共にＸ軸方向テーブル直動ガイド機構１１を構成
している。また、前記ガイドレール６、つまりレール片
部６Ａ，６Ｂには、図３に示すように、板状の結合部材
９Ａ，９Ｂがそれぞれ固定された２つの可動体、たとえ
ばコの字形スライダ１０Ａ，１０Ｂが摺動自在に嵌合さ
れており、前記ガイドレール６と共にＹ軸方向テーブル
直動ガイド機構１２を構成している。
【００３３】なお、上記ガイドレール５，６に代えて、
前記ベース１にガイド溝を形成することも可能である
が、加工の手間などからガイドレール５，６の方が安価
になる。また、前記可動体としては、たとえばコロを利
用したものなどであってもよいが、この例のようにスラ
イダ８Ａ，８Ｂおよびスライダ１０Ａ，１０Ｂを使う
と、ガイド動作がスムースに行える。
前記ベース１にガイド溝を形成することも可能である
が、加工の手間などからガイドレール５，６の方が安価
になる。また、前記可動体としては、たとえばコロを利
用したものなどであってもよいが、この例のようにスラ
イダ８Ａ，８Ｂおよびスライダ１０Ａ，１０Ｂを使う
と、ガイド動作がスムースに行える。
【００３４】前記ナット３６は、連結ユニット１３を介
して前記結合部材７に連結されており、前記モータ３２
による送り螺子３３の回転によってナット３６がＸ軸方
向に移動し、ナット３６に結合されている前記結合部材
７がＸ軸方向へ駆動されるようになっている。また、他
方のナット４６は、連結ユニット１４を介して前記結合
部材９Ａに連結されており、モータ４２による送り螺子
４３の回転によってナット３６がＹ軸方向に移動し、ナ
ット４６に結合されている前記結合部材９ＡがＹ軸方向
へ駆動されるようになっている。
して前記結合部材７に連結されており、前記モータ３２
による送り螺子３３の回転によってナット３６がＸ軸方
向に移動し、ナット３６に結合されている前記結合部材
７がＸ軸方向へ駆動されるようになっている。また、他
方のナット４６は、連結ユニット１４を介して前記結合
部材９Ａに連結されており、モータ４２による送り螺子
４３の回転によってナット３６がＹ軸方向に移動し、ナ
ット４６に結合されている前記結合部材９ＡがＹ軸方向
へ駆動されるようになっている。
【００３５】なお、連結ユニット１３，１４は、図示し
ない弾性機構を有しており、前記ガイドレール５と送り
螺子３３との平行度誤差を吸収してスライダ８Ａ，８
Ｂ、スライダ９Ａ，９Ｂの円滑な直動性を確保してあ
る。
ない弾性機構を有しており、前記ガイドレール５と送り
螺子３３との平行度誤差を吸収してスライダ８Ａ，８
Ｂ、スライダ９Ａ，９Ｂの円滑な直動性を確保してあ
る。
【００３６】前記結合部材７の上面には、図６に示すよ
うに、その両端部に位置して板状の中間結合部材１５
Ａ，１５Ｂがそれぞれ固定されており、また、結合部材
９Ａ，９Ｂの各上面には、図５に示すように、板状の中
間結合部材１６Ａ，１６Ｂがそれぞれ固定されている。
うに、その両端部に位置して板状の中間結合部材１５
Ａ，１５Ｂがそれぞれ固定されており、また、結合部材
９Ａ，９Ｂの各上面には、図５に示すように、板状の中
間結合部材１６Ａ，１６Ｂがそれぞれ固定されている。
【００３７】図４に示すように、前記テーブル２の下面
におけるＸ軸方向に沿った両側部には、それぞれＸ軸方
向へ沿って延びるリニアガイド部としてのガイドレール
２１Ａ，２１Ｂがそれぞれ固定されており、また、前記
テーブル２の下面におけるＹ軸方向に沿った両側部に
は、それぞれＹ軸方向へ沿って延びるリニアガイド部と
してのガイドレール２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ固定され
ている。なお、これらガイドレール２１Ａ，２１Ｂおよ
び２２Ａ，２２Ｂの代わりに、テーブル２の下面にガイ
ド溝を形成することも可能である。
におけるＸ軸方向に沿った両側部には、それぞれＸ軸方
向へ沿って延びるリニアガイド部としてのガイドレール
２１Ａ，２１Ｂがそれぞれ固定されており、また、前記
テーブル２の下面におけるＹ軸方向に沿った両側部に
は、それぞれＹ軸方向へ沿って延びるリニアガイド部と
してのガイドレール２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ固定され
ている。なお、これらガイドレール２１Ａ，２１Ｂおよ
び２２Ａ，２２Ｂの代わりに、テーブル２の下面にガイ
ド溝を形成することも可能である。
【００３８】上記中間結合部材１５Ａ，１５Ｂの各上面
には、図４及び図６に示すように、前記Ｙ軸方向へ沿っ
たガイドレール２２Ａ，２２Ｂを相対ガイド可能に支持
する上側可動体として、上側スライダ２３Ａ，２３Ｂが
それぞれ固定されており、また、上記中間結合部材１６
Ａ，１６Ｂの各上面には、図４及び図５に示すように、
前記Ｘ軸方向へ沿ったガイドレール２１Ａ，２１Ｂを相
対ガイド可能に支持する上側可動体として、上側スライ
ダ２４Ａ，２４Ｂがそれぞれ固定されている。
には、図４及び図６に示すように、前記Ｙ軸方向へ沿っ
たガイドレール２２Ａ，２２Ｂを相対ガイド可能に支持
する上側可動体として、上側スライダ２３Ａ，２３Ｂが
それぞれ固定されており、また、上記中間結合部材１６
Ａ，１６Ｂの各上面には、図４及び図５に示すように、
前記Ｘ軸方向へ沿ったガイドレール２１Ａ，２１Ｂを相
対ガイド可能に支持する上側可動体として、上側スライ
ダ２４Ａ，２４Ｂがそれぞれ固定されている。
【００３９】前記中間結合部材１５Ａ，１５Ｂならびに
上側スライダ２３Ａ，２３Ｂにより、前記テーブル２を
Ｙ軸方向へ摺動自在に支持するＹ軸方向のテーブル支持
機構部２５Ａ，２５Ｂを構成している。また、前記中間
結合部材１６Ａ，１６Ｂならびに上側スライダ２４Ａ，
２４Ｂにより、前記テーブル２をＸ軸方向へ摺動自在に
支持するＸ軸方向のテーブル支持機構部２６Ａ，２６Ｂ
を構成している。勿論、両テーブル支持機構部２５，２
６は、上記構成のものに限定されることなく、任意のス
ライド機構などが採用可能である。
上側スライダ２３Ａ，２３Ｂにより、前記テーブル２を
Ｙ軸方向へ摺動自在に支持するＹ軸方向のテーブル支持
機構部２５Ａ，２５Ｂを構成している。また、前記中間
結合部材１６Ａ，１６Ｂならびに上側スライダ２４Ａ，
２４Ｂにより、前記テーブル２をＸ軸方向へ摺動自在に
支持するＸ軸方向のテーブル支持機構部２６Ａ，２６Ｂ
を構成している。勿論、両テーブル支持機構部２５，２
６は、上記構成のものに限定されることなく、任意のス
ライド機構などが採用可能である。
【００４０】つぎに、図示実施形態に係るステージ装置
の動作を説明する。
の動作を説明する。
【００４１】ワークＷをテーブル２上に載置してから前
記モータ３２により送り螺子３３を回転させると、ナッ
ト３６のＸ軸方向へ移動により、結合部材７がスライダ
８Ａ，８Ｂを介して前記ガイドレール５に沿ってＸ軸方
向へ移動する。この結合部材７には、前記テーブル２側
のＹ軸方向のガイドレール２２Ａ，２２Ｂにそれぞれ嵌
合する上側スライダ２３Ａ，２３Ｂが連結されているの
で、結合部材７の移動がテーブルに伝達され、このテー
ブル２は、その下面のＸ軸方向のガイドレール２１Ａ，
２１Ｂにそれぞれ案内される上側スライダ２４Ａ，２４
Ｂを介してＸ軸方向へ移動する。
記モータ３２により送り螺子３３を回転させると、ナッ
ト３６のＸ軸方向へ移動により、結合部材７がスライダ
８Ａ，８Ｂを介して前記ガイドレール５に沿ってＸ軸方
向へ移動する。この結合部材７には、前記テーブル２側
のＹ軸方向のガイドレール２２Ａ，２２Ｂにそれぞれ嵌
合する上側スライダ２３Ａ，２３Ｂが連結されているの
で、結合部材７の移動がテーブルに伝達され、このテー
ブル２は、その下面のＸ軸方向のガイドレール２１Ａ，
２１Ｂにそれぞれ案内される上側スライダ２４Ａ，２４
Ｂを介してＸ軸方向へ移動する。
【００４２】一方、モータ４２により送り螺子４３を回
転させると、ナット４６のＹ軸方向の移動により、結合
部材９Ａ，９Ｂがそれぞれスライダ１０Ａ，１０Ｂを介
して前記ガイドレール６（６Ａ，６Ｂ）に沿ってＹ軸方
向へ移動する。この結合部材９Ａ，９Ｂには、前記テー
ブル２側のＸ軸方向のガイドレール２１Ａ，２１Ｂに嵌
合する各スライダ２４Ａ，２４Ｂが連結されているの
で、結合部材９Ａ，９Ｂの移動が前記テーブル２に伝達
され、このテーブル２は、その下面のガイドレール２２
Ａ，２２Ｂにそれぞれ案内される上側スライダ２３Ａ，
２３Ｂを介してＹ軸方向へ移動する。これにより、テー
ブル２をＸ軸およびＹ軸の双方へ移動させることが可能
となる。
転させると、ナット４６のＹ軸方向の移動により、結合
部材９Ａ，９Ｂがそれぞれスライダ１０Ａ，１０Ｂを介
して前記ガイドレール６（６Ａ，６Ｂ）に沿ってＹ軸方
向へ移動する。この結合部材９Ａ，９Ｂには、前記テー
ブル２側のＸ軸方向のガイドレール２１Ａ，２１Ｂに嵌
合する各スライダ２４Ａ，２４Ｂが連結されているの
で、結合部材９Ａ，９Ｂの移動が前記テーブル２に伝達
され、このテーブル２は、その下面のガイドレール２２
Ａ，２２Ｂにそれぞれ案内される上側スライダ２３Ａ，
２３Ｂを介してＹ軸方向へ移動する。これにより、テー
ブル２をＸ軸およびＹ軸の双方へ移動させることが可能
となる。
【００４３】ここで、前記ベース１側のＸ軸方向のスラ
イダ８Ａ，８Ｂに連結されたＹ軸方向テーブル支持機構
部２５Ａ，２５ＢならびにＹ軸方向のスライダ１０Ａ，
１０Ｂに連結されたＸ軸方向テーブル支持機構部２６
Ａ，２６Ｂを介してテーブル２を支持したことにより、
２段テーブル構成のものに比して構造が簡単になるとと
もに、リニアモータやレーザ干渉計などを組み合わせ使
用するものに比して安価に製作できる。しかも、テーブ
ル２の荷重は、Ｙ軸方向テーブル支持機構部２５Ａ，２
５ＢならびにＸ軸方向テーブル支持機構部２６Ａ，２６
Ｂから、その直下に位置するベース側のスライダ８Ａ，
８Ｂ、１０Ａ，１０Ｂを介してベース１に直接的に伝達
支持されるから、ベース１側への荷重伝達経路が短くな
り、部材のたわみ変形などが抑制される。
イダ８Ａ，８Ｂに連結されたＹ軸方向テーブル支持機構
部２５Ａ，２５ＢならびにＹ軸方向のスライダ１０Ａ，
１０Ｂに連結されたＸ軸方向テーブル支持機構部２６
Ａ，２６Ｂを介してテーブル２を支持したことにより、
２段テーブル構成のものに比して構造が簡単になるとと
もに、リニアモータやレーザ干渉計などを組み合わせ使
用するものに比して安価に製作できる。しかも、テーブ
ル２の荷重は、Ｙ軸方向テーブル支持機構部２５Ａ，２
５ＢならびにＸ軸方向テーブル支持機構部２６Ａ，２６
Ｂから、その直下に位置するベース側のスライダ８Ａ，
８Ｂ、１０Ａ，１０Ｂを介してベース１に直接的に伝達
支持されるから、ベース１側への荷重伝達経路が短くな
り、部材のたわみ変形などが抑制される。
【００４４】さらに、モータ３２，４２がベース１の上
面、つまり同一平面上に配備されているので、配線の引
き回しなどが簡素化されるうえ、テーブル２をＸ軸方向
あるいはＹ軸方向へ変位させるときに、前記モータ３２
および送り螺子３３と前記モータ４２および送り螺子４
３とに加わる荷重は均等であるから、Ｘ軸およびＹ軸方
向の動特性が同じとなり、テーブル２の円滑な移動が可
能となり、モータ３２，４２の回転力を調整したりする
ことなく、一様な制御特性を得ることができる。
面、つまり同一平面上に配備されているので、配線の引
き回しなどが簡素化されるうえ、テーブル２をＸ軸方向
あるいはＹ軸方向へ変位させるときに、前記モータ３２
および送り螺子３３と前記モータ４２および送り螺子４
３とに加わる荷重は均等であるから、Ｘ軸およびＹ軸方
向の動特性が同じとなり、テーブル２の円滑な移動が可
能となり、モータ３２，４２の回転力を調整したりする
ことなく、一様な制御特性を得ることができる。
【００４５】また、前記送り螺子３３をガイドレール５
に近接配置し、送り螺子４３をガイドレール６に近接配
置してあるので、テ−ブル２をＸ軸方向へ移動させた場
合のワークＷのＸ軸方向の移動量は、前記ナット３６の
移動量と略一致する一方、送り螺子４３をガイドレール
６に近接配置してあるので、テ−ブル２をＹ軸方向へ移
動させた場合のワークＷのＹ軸方向の移動量は、前記ナ
ット４６の移動量と略一致して、テーブル２の移動の追
従性が高くなる。
に近接配置し、送り螺子４３をガイドレール６に近接配
置してあるので、テ−ブル２をＸ軸方向へ移動させた場
合のワークＷのＸ軸方向の移動量は、前記ナット３６の
移動量と略一致する一方、送り螺子４３をガイドレール
６に近接配置してあるので、テ−ブル２をＹ軸方向へ移
動させた場合のワークＷのＹ軸方向の移動量は、前記ナ
ット４６の移動量と略一致して、テーブル２の移動の追
従性が高くなる。
【００４６】ところで、ガイド剛性が低い場合、テーブ
ル重心が送り螺子３３，４３から離れた状態で駆動され
ると、テーブル２にヨーイングと称される微小回転が発
生する。つまり、テーブル２は、Ｘ軸のナット３６に連
結されている結合部材７がＹ軸方向のガイドレール２２
Ａ，２２Ｂに沿って互いに反対方向へ微小変位し、Ｙ軸
のナット４６に連結されている結合部材９Ａ、９ＢがＸ
軸方向のガイドレール２１Ａ，２１Ｂに沿って互いに反
対方向へ微小変位する。
ル重心が送り螺子３３，４３から離れた状態で駆動され
ると、テーブル２にヨーイングと称される微小回転が発
生する。つまり、テーブル２は、Ｘ軸のナット３６に連
結されている結合部材７がＹ軸方向のガイドレール２２
Ａ，２２Ｂに沿って互いに反対方向へ微小変位し、Ｙ軸
のナット４６に連結されている結合部材９Ａ、９ＢがＸ
軸方向のガイドレール２１Ａ，２１Ｂに沿って互いに反
対方向へ微小変位する。
【００４７】いま、たとえば図７に示すように、テーブ
ル２のＸ軸方向の辺ａへ沿って移動するスライダＡがＡ
１の位置までＸ軸方向でΔｘだけ微小変位し、Ｙ軸方向
の辺ｂへ沿って移動するスライダＢがＢ１の位置までΔ
ｙだけ微小変位し、テーブル２が実線の状態から破線の
状態に微小回転したとする。
ル２のＸ軸方向の辺ａへ沿って移動するスライダＡがＡ
１の位置までＸ軸方向でΔｘだけ微小変位し、Ｙ軸方向
の辺ｂへ沿って移動するスライダＢがＢ１の位置までΔ
ｙだけ微小変位し、テーブル２が実線の状態から破線の
状態に微小回転したとする。
【００４８】辺ＡＣ＝ｘ、ＡＡ１＝Δｘ、ＢＣ＝ｙ、Ｂ
Ｂ１＝Δｙ、ＯＣ＝ＡＢ＝Ａ１Ｂ１＝Ｒとすると、｜Ａ
Ｃ｜2 ＋｜ＢＣ｜2＝｜ＡＢ｜2 となる。
Ｂ１＝Δｙ、ＯＣ＝ＡＢ＝Ａ１Ｂ１＝Ｒとすると、｜Ａ
Ｃ｜2 ＋｜ＢＣ｜2＝｜ＡＢ｜2 となる。
【００４９】つまり、 ｘ2＋ｙ2＝Ｒ2・・・・・・・・・・・・・・・（１） テーブル２の微小変位時には、｜Ａ１Ｃ｜2 ＋｜Ｂ１Ｃ
｜2＝｜Ａ１Ｂ１｜2となる。
｜2＝｜Ａ１Ｂ１｜2となる。
【００５０】つまり、 （ｘ−Δｘ）2＋（ｙ＋Δｙ）2＝Ｒ2 ・・・・・（２） 上記（２）式を展開して（１）式を代入し、（Δ
ｘ）2、（Δｙ）2を無視すると、 Δｘ／ｙ＝Δｙ／ｘ＝Δθ・・・（３） となる。
ｘ）2、（Δｙ）2を無視すると、 Δｘ／ｙ＝Δｙ／ｘ＝Δθ・・・（３） となる。
【００５１】上記（３）式から ∠ＡＯＡ１＝∠ＢＯＢ１＝Δθ このことからテーブル２にヨーイングが発生した時の微
小回転の中心は、Ｏ点となることが分かる。つまり、テ
ーブル２の互いに直交する辺ａ，ｂにおいて、上記スラ
イダＡのスライド方向と直交する線と、スライダＢのス
ライド方向と直交する線との交点が前記微小回転の中心
となっている。
小回転の中心は、Ｏ点となることが分かる。つまり、テ
ーブル２の互いに直交する辺ａ，ｂにおいて、上記スラ
イダＡのスライド方向と直交する線と、スライダＢのス
ライド方向と直交する線との交点が前記微小回転の中心
となっている。
【００５２】上記実施形態において、Ｙ軸方向の上側ス
ライダ２４Ａ，２４Ｂがガイドされる 各ガイドレール
２１Ａ，２１Ｂが、前記ベース１のＹ軸方向のガイドレ
ール６（６Ａ，６Ｂ）に直交し、Ｘ軸方向の上側スライ
ダ２３Ａ，２３Ｂがガイドされる各ガイドレール２２
Ａ，２２Ｂが、ベース１のＸ軸方向のガイドレール５に
直交しているので、前記微小回転の中心Ｏは、前記ガイ
ドレール５とガイドレール６との交点上に位置すること
になる。したがって、テーブル２がＸおよびＹ軸方向の
任意の位置に移動しても、微小回転の中心Ｏは、常に同
じ位置に留まることになる。
ライダ２４Ａ，２４Ｂがガイドされる 各ガイドレール
２１Ａ，２１Ｂが、前記ベース１のＹ軸方向のガイドレ
ール６（６Ａ，６Ｂ）に直交し、Ｘ軸方向の上側スライ
ダ２３Ａ，２３Ｂがガイドされる各ガイドレール２２
Ａ，２２Ｂが、ベース１のＸ軸方向のガイドレール５に
直交しているので、前記微小回転の中心Ｏは、前記ガイ
ドレール５とガイドレール６との交点上に位置すること
になる。したがって、テーブル２がＸおよびＹ軸方向の
任意の位置に移動しても、微小回転の中心Ｏは、常に同
じ位置に留まることになる。
【００５３】従って、テーブル２上のワークＷに対する
工具の作用点（測定用プローブＰの先端やバイトの刃先
等）Ｑ（図５，図６）からベース１への法線Ｚが、ガイ
ドレール５とガイドレール６との交点を通るように、作
用点Ｑを設定すれば、作用点Ｑは微小回転の中心Ｏ上に
常に存在し、平面内においていわゆる「アッべの原理」
が満たされることになるので、微小回転による誤差は生
じない。
工具の作用点（測定用プローブＰの先端やバイトの刃先
等）Ｑ（図５，図６）からベース１への法線Ｚが、ガイ
ドレール５とガイドレール６との交点を通るように、作
用点Ｑを設定すれば、作用点Ｑは微小回転の中心Ｏ上に
常に存在し、平面内においていわゆる「アッべの原理」
が満たされることになるので、微小回転による誤差は生
じない。
【００５４】つまり、プローブＰのワーク検知点である
微小回転の中心ＯからのＸ軸およびＹ軸方向の各変位量
がそれぞれ前記ナット３６，４６の変位量と一致し、こ
の変位量は絶対座標軸上の変位量と略同じであるので、
微小回転による位置精度を補正する必要もなく、正確な
位置決め精度を得ることができる。
微小回転の中心ＯからのＸ軸およびＹ軸方向の各変位量
がそれぞれ前記ナット３６，４６の変位量と一致し、こ
の変位量は絶対座標軸上の変位量と略同じであるので、
微小回転による位置精度を補正する必要もなく、正確な
位置決め精度を得ることができる。
【００５５】この実施形態においても、プローブＰは、
ワークへの作用点Ｑからベース１への法線Ｚが、ガイド
レール５とガイドレール６との交点を通るような配置
で、ベース１その他適当な部位に固定されている。
ワークへの作用点Ｑからベース１への法線Ｚが、ガイド
レール５とガイドレール６との交点を通るような配置
で、ベース１その他適当な部位に固定されている。
【００５６】図８は、この発明の他の実施形態にかかる
ステージ装置を示す外観斜視図であり、図１〜図４と同
一もしくは相当個所には、同一符号を付して説明を省略
する。
ステージ装置を示す外観斜視図であり、図１〜図４と同
一もしくは相当個所には、同一符号を付して説明を省略
する。
【００５７】図８において、ベース１上には、Ｘ軸方向
の直線駆動機構として、ガイドレール５に平行してリニ
アモータ６１およびリニアエンコーダ６１Ａが配置され
ており、また、Ｙ軸方向の直線駆動機構として、ガイド
レール６に平行してリニアモータ７１およびリニアエン
コーダ７１Ａが配置されている。Ｘ軸方向のリニアモー
タ６１の駆動子６２が前記ナット３６の代わりとなって
連結ユニット１３、結合部材１５Ａなどを介して上側ス
ライダ２３Ａ，２３Ｂ側に連結されており、また、Ｙ軸
方向のリニアモータ７１の駆動子７２が前記ナット４６
の代わりとなって連結ユニット１４、結合部材９Ａなど
を介して上側スライダ２４Ａ、２４Ｂ側に連結されてい
る。
の直線駆動機構として、ガイドレール５に平行してリニ
アモータ６１およびリニアエンコーダ６１Ａが配置され
ており、また、Ｙ軸方向の直線駆動機構として、ガイド
レール６に平行してリニアモータ７１およびリニアエン
コーダ７１Ａが配置されている。Ｘ軸方向のリニアモー
タ６１の駆動子６２が前記ナット３６の代わりとなって
連結ユニット１３、結合部材１５Ａなどを介して上側ス
ライダ２３Ａ，２３Ｂ側に連結されており、また、Ｙ軸
方向のリニアモータ７１の駆動子７２が前記ナット４６
の代わりとなって連結ユニット１４、結合部材９Ａなど
を介して上側スライダ２４Ａ、２４Ｂ側に連結されてい
る。
【００５８】この場合も前記実施形態と同様の効果を奏
するうえ、リニアエンコーダ６１Ａ，７１Ａなどによ
り、テーブル２の移動量を細密に測定しながら駆動でき
るので、一層正確な位置決めが行える。
するうえ、リニアエンコーダ６１Ａ，７１Ａなどによ
り、テーブル２の移動量を細密に測定しながら駆動でき
るので、一層正確な位置決めが行える。
【００５９】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、ベース側
のＸ軸およびＹ軸方向リニアガイド部にそれぞれ案内さ
れるＸ軸およびＹ軸方向可動体に、テーブル支持機構部
を介して一つのテーブルを支持させた構成により、テー
ブル荷重のベースへの伝達経路が比較的短くなり、ベー
ス上の部材のたわみ変形などのおそれを解消できる。し
かも、ＸおよびＹ軸の各直線駆動機構により一つのテー
ブルを駆動するので、両駆動系の動特性を均等化でき、
テーブルの安定した変位を図ることができるとともに、
レーザ干渉計なども不要となる。
のＸ軸およびＹ軸方向リニアガイド部にそれぞれ案内さ
れるＸ軸およびＹ軸方向可動体に、テーブル支持機構部
を介して一つのテーブルを支持させた構成により、テー
ブル荷重のベースへの伝達経路が比較的短くなり、ベー
ス上の部材のたわみ変形などのおそれを解消できる。し
かも、ＸおよびＹ軸の各直線駆動機構により一つのテー
ブルを駆動するので、両駆動系の動特性を均等化でき、
テーブルの安定した変位を図ることができるとともに、
レーザ干渉計なども不要となる。
【００６０】とくに、前記ベース上面におけるＸ軸およ
びＹ軸方向の各リニアガイド部が略十字状に直交する位
置関係に配されているので、直線ガイド精度などの限界
からテーブルが移動方向に対して微小回転を起こしたと
しても、その回転中心が前記両方向のリニアガイド部の
略交わる点を通る法線上に位置するとともに、テーブル
の移動位置にかかわらず、回転中心が常に同じ位置に保
たれる結果、微小回転によるワークの位置誤差を極力少
なくすることができる。
びＹ軸方向の各リニアガイド部が略十字状に直交する位
置関係に配されているので、直線ガイド精度などの限界
からテーブルが移動方向に対して微小回転を起こしたと
しても、その回転中心が前記両方向のリニアガイド部の
略交わる点を通る法線上に位置するとともに、テーブル
の移動位置にかかわらず、回転中心が常に同じ位置に保
たれる結果、微小回転によるワークの位置誤差を極力少
なくすることができる。
【００６１】請求項２に係る発明によれば、直線駆動に
対してテーブル移動時の追従性が高くなり、テーブルの
位置決め誤差の発生を抑制することができる。
対してテーブル移動時の追従性が高くなり、テーブルの
位置決め誤差の発生を抑制することができる。
【００６２】請求項３に係る発明によれば、テーブル移
動の微細な制御を比較的容易に行うことができる。
動の微細な制御を比較的容易に行うことができる。
【００６３】請求項４に係る発明によれば、ロータリエ
ンコーダからの検出信号により、テーブルの変位を簡
単、かつ正確に制御可能となる。
ンコーダからの検出信号により、テーブルの変位を簡
単、かつ正確に制御可能となる。
【００６４】請求項５に係る発明によれば、テーブルの
移動を円滑にできる。
移動を円滑にできる。
【００６５】請求項６に係る発明によれば、リニアエン
コーダからの検出信号により、テーブル変位を高精度に
制御できる。
コーダからの検出信号により、テーブル変位を高精度に
制御できる。
【００６６】請求項７に係る発明によれば、例えばワー
クの形状等測定用のプローブや切削加工用のバイト等の
工具が、ベース上面のＸ軸方向のリニアガイド部とＹ軸
方向のリニアガイド部との交点上に配置されているか
ら、ワークの測定時や加工時に、テーブルの微小回転が
発生しても、アッべエラーのない状態で、測定や加工を
正確に行うことができる。
クの形状等測定用のプローブや切削加工用のバイト等の
工具が、ベース上面のＸ軸方向のリニアガイド部とＹ軸
方向のリニアガイド部との交点上に配置されているか
ら、ワークの測定時や加工時に、テーブルの微小回転が
発生しても、アッべエラーのない状態で、測定や加工を
正確に行うことができる。
【００６７】請求項８に係る発明によれば、テーブルの
微小回転が発生しても、アッべエラーのない状態で、ワ
ークに所定の測定や加工を施すことができる。
微小回転が発生しても、アッべエラーのない状態で、ワ
ークに所定の測定や加工を施すことができる。
【図１】この発明の一実施形態に係るステージ装置を示
す外観斜視図である。
す外観斜視図である。
【図２】同じくステージ装置をテーブル取り外し状態で
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】同じくステージ装置のベース以外の部位を裏返
した状態の斜視図である。
した状態の斜視図である。
【図４】同じくステージ装置におけるテーブルおよびそ
のスライド機構の底面側からの斜視図である。
のスライド機構の底面側からの斜視図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】図１のVI−VI線に沿った断面図である。
【図７】テーブルの微小回転の説明図である。
【図８】この発明の他の実施形態にかかるステージ装置
を示す外観斜視図である。
を示す外観斜視図である。
【図９】従来のステージ装置の説明図である。
【図１０】アッべエラーの説明図である。
【図１１】別の従来のステージ装置の説明図である。
１・・・・・・・・・・・・・・ベース ２・・・・・・・・・・・・・・テーブル ３，６１・・・・・・・・・・・Ｘ軸方向の直線駆動機
構 ４，７１・・・・・・・・・・・Ｙ軸方向の直線駆動機
構 ５・・・・・・・・・・・・・・Ｘ軸方向のリニアガイ
ド部 ６（６Ａ，６Ｂ）・・・・・・・・Ｙ軸方向のリニアガ
イド部 ８Ａ，８Ｂ・・・・・・・・・・Ｘ軸方向の可動体 １０Ａ，１０Ｂ・・・・・・・・Ｙ軸方向の可動体 ２５Ａ，２５Ｂ・・・・・・・・Ｙ軸方向のテーブル支
持機構部 ２６Ａ，２６Ｂ・・・・・・・・Ｘ軸方向のテーブル支
持機構部 ３１，４１・・・・・・・・・・モータ ３２Ａ，４２Ａ・・・・・・・・ロータリエンコーダ ３３，４３・・・・・・・・・・送り螺子 ３６，４６・・・・・・・・・・ナット ６１，７１・・・・・・・・・・リニアモータ ６１Ａ，７１Ａ・・・・・・・・リニアエンコーダ Ｐ・・・・・・・・・・・・・・プローブ（工具） Ｑ・・・・・・・・・・・・・・作用点 Ｘ・・・・・・・・・・・・・・２次元平面内のＸ軸方
向 Ｙ・・・・・・・・・・・・・・２次元平面内のＹ軸方
向 Ｚ・・・・・・・・・・・・・・作用点を通る法線
構 ４，７１・・・・・・・・・・・Ｙ軸方向の直線駆動機
構 ５・・・・・・・・・・・・・・Ｘ軸方向のリニアガイ
ド部 ６（６Ａ，６Ｂ）・・・・・・・・Ｙ軸方向のリニアガ
イド部 ８Ａ，８Ｂ・・・・・・・・・・Ｘ軸方向の可動体 １０Ａ，１０Ｂ・・・・・・・・Ｙ軸方向の可動体 ２５Ａ，２５Ｂ・・・・・・・・Ｙ軸方向のテーブル支
持機構部 ２６Ａ，２６Ｂ・・・・・・・・Ｘ軸方向のテーブル支
持機構部 ３１，４１・・・・・・・・・・モータ ３２Ａ，４２Ａ・・・・・・・・ロータリエンコーダ ３３，４３・・・・・・・・・・送り螺子 ３６，４６・・・・・・・・・・ナット ６１，７１・・・・・・・・・・リニアモータ ６１Ａ，７１Ａ・・・・・・・・リニアエンコーダ Ｐ・・・・・・・・・・・・・・プローブ（工具） Ｑ・・・・・・・・・・・・・・作用点 Ｘ・・・・・・・・・・・・・・２次元平面内のＸ軸方
向 Ｙ・・・・・・・・・・・・・・２次元平面内のＹ軸方
向 Ｚ・・・・・・・・・・・・・・作用点を通る法線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F078 CA08 CB05 CB12 CB18 CC02 CC11 3C048 BC02 DD06 EE06
Claims (8)
- 【請求項１】 ベース上面に対向配設されたテーブル
と、 ベースとテーブルとの間に配置されてテーブルを２次元
平面内のＸ軸方向へ移動自在に支持するＸ軸方向テーブ
ル支持機構部と、 ベースとテーブルとの間に配置されてテーブルを２次元
平面内のＹ軸方向へ移動自在に支持するＹ軸方向テーブ
ル支持機構部と、 ベース上面に形成された一つのＸ軸方向のリニアガイド
部と、 ベース上面に形成された一つのＹ軸方向のリニアガイド
部と、 前記Ｙ軸方向テーブル支持機構部を連結・支持して、前
記Ｘ軸方向のリニアガイド部に沿って移動自在に設けら
れたＸ軸方向の可動体と、 前記Ｘ軸方向テーブル支持機構部を連結・支持して、前
記Ｙ軸方向のリニアガイド部に沿って移動自在に設定さ
れたＹ軸方向の可動体と、 ベースに固定されて、前記Ｘ軸方向の可動体を駆動する
Ｘ軸方向の直線駆動機構と、 ベースに固定されて、前記Ｙ軸方向の可動体を駆動する
Ｙ軸方向の直線駆動機構とを備え、 前記Ｘ軸方向のリニアガイド部とＹ軸方向のリニアガイ
ド部とが略十字状に直交する位置関係に配列されている
ことを特徴とするステージ装置。 - 【請求項２】 前記Ｘ軸およびＹ軸方向の直線駆動機構
を、前記Ｘ軸およびＹ軸方向のリニアガイド部にそれぞ
れ近接して配置してなる請求項１に記載のステージ装
置。 - 【請求項３】 前記直線駆動機構を、モータと、このモ
ータの回転力を受けて回転する送り螺子と、送り螺子に
螺合されて前記可動体を駆動するナットとを備えた送り
螺子機構で構成してなる請求項１に記載のステージ装
置。 - 【請求項４】 前記モータに、前記可動体の変位量を検
出するロータリエンコーダを連結してなる請求項３に記
載のステージ装置。 - 【請求項５】 前記直線駆動機構を、前記可動体を駆動
するリニアモータで構成してなる請求項１に記載のステ
ージ装置。 - 【請求項６】 前記リニアモータに、前記可動体の変位
量を検出するリニアエンコーダを付設してなる請求項５
に記載のステージ装置。 - 【請求項７】 ワークへ作用する工具を備え、該工具
は、ワークへの作用点からベース上面に対する法線が、
該ベース上面のＸ軸方向のリニアガイド部とＹ軸方向の
リニアガイド部との交点を通るように配置されている請
求項１に記載のステージ装置。 - 【請求項８】 請求項１に記載のステージ装置におい
て、テーブル上に載置されたワークへの作用点からベー
ス上面に対する法線が、該ベース上面のＸ軸方向のリニ
アガイド部とＹ軸方向のリニアガイド部との交点を通る
ように、前記ワークへの作用点を設定して、このワーク
に対する所定の作業を行うことを特徴とするステージ装
置の使用方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001101748A JP2002292533A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | ステージ装置とこのステージ装置の使用方法 |
| US10/107,137 US6677691B2 (en) | 2001-03-30 | 2002-03-28 | Stage apparatus and method of using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001101748A JP2002292533A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | ステージ装置とこのステージ装置の使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002292533A true JP2002292533A (ja) | 2002-10-08 |
Family
ID=18955021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001101748A Pending JP2002292533A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | ステージ装置とこのステージ装置の使用方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6677691B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002292533A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007046980A (ja) * | 2005-08-09 | 2007-02-22 | Suruga Seiki Kk | Ｘｙステージ |
| KR100933793B1 (ko) | 2009-10-12 | 2009-12-24 | 서정석 | 세팅조정장치 |
| KR101516162B1 (ko) * | 2011-08-30 | 2015-05-04 | 가부시키가이샤 소딕 | 공작 기계 |
| CN106238796A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-21 | 陈泳东 | 一种用于建筑工料加工的新型刨床 |
| JP2017096874A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | トヨタ自動車九州株式会社 | 車体フローティング装置、及び車体フローティング装置を備えた車体剛性試験装置 |
| WO2017141833A1 (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 並木精密宝石株式会社 | テーブル駆動装置及び該テーブル駆動装置を具備した作業システム |
| KR20220146856A (ko) * | 2021-04-26 | 2022-11-02 | 삼익티에이치케이 주식회사 | 주행경로 보정이 가능한 직선 이송장치 및 그 주행경로 보정방법 |
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| US7512452B2 (en) * | 2005-06-13 | 2009-03-31 | Mauro George E | Positioning system for eliminating lost motion effect |
| JP4841552B2 (ja) * | 2005-07-08 | 2011-12-21 | 東北精機工業株式会社 | デバイス位置決め台、及び、該デバイス位置決め台を有するハンドラー |
| DE502007003473D1 (de) * | 2007-06-30 | 2010-05-27 | Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh | Werkzeugmaschine mit einer Funktionseinheit mit Linearantrieb |
| JP2009296794A (ja) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Olympus Corp | 慣性駆動アクチュエータ |
| US20100077877A1 (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-01 | Ming-Hung Hsieh | Rotary micro-adjustment mechanism for a synchronous double-drive positioning platform |
| US9080865B2 (en) * | 2012-12-27 | 2015-07-14 | Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd | Orthogonality compensation method for length measurement device and length measurement device using same |
| CN103617812B (zh) * | 2013-11-20 | 2015-10-14 | 贵州航天南海科技有限责任公司 | 一种平移器 |
| CN103646671B (zh) * | 2013-12-11 | 2015-11-18 | 中国电子科技集团公司第二研究所 | 俯仰可调的二维运动平台 |
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| CN104827070B (zh) * | 2015-04-16 | 2017-03-08 | 山东鲁帆集团有限公司 | 四面加工群钻 |
| CN105538881B (zh) * | 2016-01-05 | 2017-11-28 | 京东方科技集团股份有限公司 | 撕膜机移动系统 |
| LU93157B1 (en) * | 2016-07-21 | 2018-01-23 | Aron Jinaru | Angular positioning generator device with variable speed and torque |
| US11904543B2 (en) * | 2021-09-03 | 2024-02-20 | Lawrence Livermore National Security, Llc | System and method for geometrically constrained axisymmetric adjustable kinematic mount |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5786654A (en) | 1995-06-08 | 1998-07-28 | Minolta Co., Ltd. | Movable stage utilizing electromechanical transducer |
| JPH11245128A (ja) | 1998-02-26 | 1999-09-14 | Thk Co Ltd | ２軸平行・１軸旋回運動案内機構およびこれを用いた２軸平行・１軸旋回テーブル装置 |
| JP2000230991A (ja) * | 1999-02-12 | 2000-08-22 | Takeshi Yanagisawa | ２次元運動機構 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001101748A patent/JP2002292533A/ja active Pending
-
2002
- 2002-03-28 US US10/107,137 patent/US6677691B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN106238796B (zh) * | 2016-08-18 | 2018-12-11 | 林勇翔 | 一种用于建筑工料加工的新型刨床 |
| KR20220146856A (ko) * | 2021-04-26 | 2022-11-02 | 삼익티에이치케이 주식회사 | 주행경로 보정이 가능한 직선 이송장치 및 그 주행경로 보정방법 |
| KR102576572B1 (ko) * | 2021-04-26 | 2023-09-11 | 삼익티에이치케이 주식회사 | 주행경로 보정이 가능한 직선 이송장치 및 그 주행경로 보정방법 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US20020140296A1 (en) | 2002-10-03 |
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