DE112011103957B4

DE112011103957B4 - Justiertisch

Info

Publication number: DE112011103957B4
Application number: DE112011103957.3T
Authority: DE
Inventors: Takafumi Komatsu; Katsuya Fukushima
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2023-02-16
Anticipated expiration: 2031-11-26
Also published as: JPWO2012073463A1; TWI543839B; CN103228404B; CN103228404A; US20130278099A1; JP5887278B2; TW201231209A; US9548638B2; DE112011103957T5; WO2012073463A1

Abstract

Justiertisch (10), der Folgendes umfasst:eine Grundplatte (11), die an einer Unterlage befestigt ist;einen oder mehrere in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismen (12), die auf der Grundplatte (11) angeordnet und so gestaltet sind, dass sie einen Schub erzeugen und eine Führung in der Richtung einer Geraden X bewerkstelligen;ein Paar unterer Platten (31), das über den in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen (12) angeordnet und so gestaltet ist, dass es sich horizontal in der Richtung einer Geraden X bewegt;ein Paar oberer Platten (33), das in Entsprechung zu dem Paar unterer Platten (31) vorgesehen ist;ein Paar Drehlager (32), das so gestaltet ist, dass es eine relativ freie Bewegung der oberen Platten (33) in Bezug auf die unteren Platten (31) in einer Drehrichtung θ verwirklicht, wofür die Drehlager (32) jeweils zwischen der oberen und entsprechenden unteren Platte (33, 31) des Paares unterer Platten (31) und des Paares oberer Platten (33) angeordnet sind;einen oder mehrere in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismen (42), die über mindestens einer der beiden oberen Platten (33) angeordnet und so gestaltet sind, dass sie einen Schub erzeugen und eine Führung in der Richtung einer Geraden Y bewerkstelligen, die senkrecht zur Richtung einer Geraden X ist, wobei eine Vielzahl von in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen (42) vorgesehen ist, wenn ein einziger in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismus (12) vorgesehen ist, und ein oder mehrere in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismen (42) vorgesehen sind, wenn eine Vielzahl von in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen (12) vorgesehen ist; undeine Tischplatte (51), die so gestaltet ist, dass sie einen auf der Oberseite platzierten montierten Gegenstand in der Richtung einer Geraden X, in der Richtung einer Geraden Y und in der Drehrichtung θ bewegt, wobei sie über dem in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus (42) angeordnet ist, und wobei in einem Anfangszustand die Grundplatte (11) und die Tischplatte (51) einander vollkommen überdeckend und so angeordnet sind, dass in der Draufsicht keine Abweichung auftritt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Justiertisch, der ermöglicht, einen montierten Gegenstand, der auf der Oberseite einer Tischplatte platziert ist, unter Verwendung eines Linearantriebs, wie etwa eines Linearmotors, als Antriebskraftquelle in der Richtung einer Geraden X, in der Richtung einer Geraden Y und in der Drehrichtung θ zu bewegen.
Technischer Hintergrund
Ein herkömmlich bekannter Justiertisch ist eine Vorrichtung, die imstande ist, einen montierten Gegenstand, der auf der Oberseite einer Tischplatte platziert ist, unter Verwendung einer Vielzahl von Aktuatormodulen, die einen Schub erzeugt, in der Richtung einer Geraden X, in der Richtung einer Geraden Y (in der zur X-Richtung senkrechten Richtung) und in der Drehrichtung θ in einer XY-Ebene zu bewegen. Das in einem bekannten Justiertisch verwendete Aktuatormodul nutzt eine Schuberzeugungsquelle, die durch Kombinieren eines Drehmotors und einer Kugelumlaufspindel verwirklicht ist, und eine Umlaufführung als Führungsmechanismus, der den von der Schuberzeugungsquelle ausgeübten Schub in einer XY-Ebene führt (siehe beispielsweise die nachstehend angeführte Patentschrift 1) . Unter Verwendung einer Vielzahl von (beispielsweise drei Sätzen) Aktuatormodulen, bestehend aus einer Kombination aus der Schuberzeugungsquelle, die von dem Drehmotor gebildet wird, und der Kugelumlaufspindel, und der Umlaufführung als Führungsmechanismus erfolgt ein Positionieren eines montierten Gegenstandes in der Richtung einer Geraden X, in der Richtung einer Geraden Y und in der Drehrichtung θ.
Weiterer relevanter Stand der Technik ist in folgenden Dokumenten JP 2006-136 991 A und JP 2000-235 419 A offenbart.
Anführungen
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 8-99 243 A
Offenbarung der Erfindung
Aufgaben der Erfindung
Bei bekannten Technologien im Zusammenhang mit einem Justiertisch wird jedoch zur Ausführung einer Bewegung in der Richtung einer Geraden X, in der Richtung einer Geraden Y und in der Drehrichtung θ für jede der Richtungen X, Y und θ eine Schuberzeugungsquelle bereitgestellt, und es wird eine Anordnung zur Überlagerung der Schuberzeugungsquellen für die X-, Y- und θ-Richtung verwendet. Daher trat bei dem bekannten Justiertisch das Problem auf, dass die Gestalt des Tisches insgesamt größer wird. Deshalb ist in der Industrie eine Nachfrage nach einer Technologie entstanden, die imstande ist, einen neuartigen Justiertisch zu schaffen, der im Vergleich zu bekannten Technologien eine Verkleinerung verwirklicht.
Ferner ist es bei der Montage der drei Aktuatormodule nach der oben beschriebenen bekannten Technologie erforderlich, die Aktuatormodule genau positioniert anzubringen. Das heißt, es ist erforderlich, diese drei Aktuatormodule zu positionieren, wobei sie aufeinander abgeglichen werden, da sie in derselben Ebene angeordnet werden. Wie oben angegeben traten bei dem bekannten Justiertisch viele problematische Beschränkungen im Zusammenhang mit einer Einbaubedingung der Bestandteile auf.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der oben beschriebenen Probleme, die bei den bekannten Technologien auftraten, gemacht worden, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen völlig neuen Justiertisch zu schaffen, der eine Bauart aufweist, die sich für eine Verkleinerung eignet, die mit den bekannten Technologien schwer zu verwirklichen gewesen ist, und der leicht zu montieren ist.
Mittel zur Lösung der Aufgabe
Zur Lösung oben beschriebenen Problems wird ein Justiertisch mit den Merkmalen von Anspruch 1 angegeben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein völlig neuer Justiertisch geschaffen werden, der eine Bauart aufweist, die sich für eine Verkleinerung eignet, die mit den bekannten Technologien schwer zu verwirklichen gewesen ist, und der leicht zu montieren ist.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Erscheinungsbildes eines Justiertisches gemäß einer vorliegenden Ausführungsform.
2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von Bestandteilen des Justiertisches gemäß der vorliegenden Ausführungsform, in vertikaler Richtung auseinandergezogen.
3 ist eine Schnittansicht eines Mittelteils des Justiertisches gemäß der vorliegenden Ausführungsform, gesehen im Längsschnitt, senkrecht zur Richtung einer Geraden X.
4 ist eine graphische Darstellung zur Beschreibung einer besonderen Gestaltung einer Linearführung, die bei dem Justiertisch gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird.
5 ist eine graphische Darstellung zur Beschreibung eines Funktionsprinzips des Justiertisches gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
6 ist eine graphische Darstellung, die beispielhaft eine weitere Ausführungsform veranschaulicht, die von dem Justiertisch gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
7 ist eine graphische Darstellung, die beispielhaft noch eine weitere Ausführungsform veranschaulicht, die von dem Justiertisch gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
8 ist eine graphische Darstellung zur Beschreibung der Funktionsweise des Justiertisches gemäß der noch einen weiteren Ausführungsform, die in 7 beispielhaft gezeigt ist.
9 ist eine Schnittansicht zur Beschreibung eines Justiertisches als eine weitere Ausführungsform, die einen anderen Linearmotor enthält, der von dem der vorliegenden Ausführungsform verschieden ist.
10 ist eine schematische Darstellung, die ein Ausgestaltungsbeispiel des Linearmotors der in 9 veranschaulichten weiteren Ausführungsform veranschaulicht; insbesondere zeigt 10(a) eine Draufsicht auf den Linearmotor und 10(b) zeigt eine Vorderansicht des Linearmotors.

Beste Ausführungsform der Erfindung
Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsformen zum Umsetzen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Es ist zu beachten, dass die nachstehenden Ausführungsformen die Erfindung in Bezug auf die Ansprüche nicht einschränken und nicht alle Kombinationen von Merkmalen, die in den Ausführungsformen beschrieben sind, zwangsläufig für eine Lösung der Aufgabe der Erfindung unabdingbar sind.
1 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Erscheinungsbildes eines Justiertisches gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Des Weiteren ist 2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von Bestandteilen des Justiertisches gemäß der vorliegenden Ausführungsform, in vertikaler Richtung auseinandergezogen. Ferner ist 3 eine Schnittansicht eines Mittelteils des Justiertisches gemäß der vorliegenden Ausführungsform, gesehen im Längsschnitt, senkrecht zur Richtung einer Geraden X.
Ein Justiertisch 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Grundplatte 11 auf, wobei es sich um ein horizontales plattenartiges Element handelt, das zuunterst angeordnet ist. Die Grundplatte 11 kann an einer Unterlage befestigt sein und dient als Bezugselement des Justiertisches 10. Es ist zu beachten, dass die Grundplatte 11 der vorliegenden Ausführungsform einen etwa quadratischen Grundriss aufweist. Der Grundriss kann jedoch eine beliebige Form haben.
Über der Grundplatte 11 ist ein Paar in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismen 12 und 12, das einen Schub erzeugt und eine Führung in der Richtung einer Geraden X bewerkstelligt, angeordnet. Das Paar in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismen 12 und 12 ist parallel zur Richtung einer Geraden X angeordnet, und beide in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismen 12 und 12 sind imstande, längs der Richtung einer Geraden X einen Schub zu erzeugen und eine Führung zu bewerkstelligen.
Der in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 12 der vorliegenden Ausführungsform ist durch Kombinieren eines Linearmotors 13 als Linearantrieb, der als Schuberzeugungsquelle dient, und zweier Linearführungen 14 und 14 als Linearführungseinheit, die als Führungsmechanismus dient, gebildet, und ferner sind die zwei Linearführungen 14 und 14 beiderseits des einen, dazwischen befindlichen Linearmotors 13 angeordnet.
Der Linearmotor 13 ist ein Synchronlinearmotor, der einen Schub in der Richtung einer Geraden X erzeugt und aus einer Vielzahl von Spulenelementen 13a gebildet ist, die bezüglich der Oberseite der Grundplatte 11 in einer Reihe angeordnet sind, und einem Magnetelement 13b, das an der Unterseite einer nachstehend beschriebenen unteren Platte 31 so befestigt ist, dass es den Spulenelementen 13a mit einem schmalen Spalt dazwischen gegenüberliegt.
Das Magnetelement 13b ist so angeordnet, dass es den Nordpolen und Südpolen möglich ist, abwechselnd den Spulenelementen 13a längs der Richtung einer Geraden X gegenüberzuliegen. Es ist zu beachten, dass das Magnetelement 13b der vorliegenden Ausführungsform auf der unteren Platte 31 angeordnet und an dieser mit einem Klebstoff befestigt ist. Das Magnetelement 13b und die untere Platte 31 lassen sich jedoch integrieren, indem nämlich die untere Platte 31 einem Spritzgießen unterzogen wird.
Indessen wird das Spulenelement 13a, das auf der Grundplatte 11 angeordnet ist, von einer Spule gebildet, die um ein Kernelement gewickelt ist, das aus einem Ferromagneten wie etwa Eisen gebildet ist, und ein Ende des Kernelements liegt dem Magnetelement 13b gegenüber, mit einem schmalen Spalt dazwischen, wobei das Magnetelement 13b auf der unteren Platte 31 angeordnet ist. Die Spulenelemente 13a sind entsprechend der u-Phase, v-Phase und w-Phase des Dreiphasenwechselstroms vorgesehen, wobei ein Satz von drei Spulenelementen 13a ein wanderndes Magnetfeld erzeugt, wenn der Dreiphasenwechselstrom zugeführt wird. Dann wirkt eine magnetische Anziehungskraft oder magnetische Abstoßungskraft zwischen den Spulenelementen 13a und dem Magnetelement 13b, basierend auf dem von diesen Spulenelementen 13a erzeugten wandernden Magnetfeld,, sodass das Magnetelement 13b längs der Anordnungsrichtung der Spulenelemente 13a vorwärtsgetrieben werden kann, d. h. dass die Magnetelemente 13b in der Richtung einer Geraden X vorwärtsgetrieben werden können. Es ist zu beachten, dass als Linearmotor 13 der vorliegenden Ausführungsform ein Linearmotor mit Eisenkern verwendet wird. Als Linearmotor der vorliegenden Erfindung kann jedoch ein kernloser Linearmotor verwendet werden. Unter Verwendung eines kernlosen Aufbaus, d. h. ohne Eisenkern, kann eine gleichmäßige Antriebskraft, ohne Rastmomente, erzielt werden, auch wenn ein Bewegen mit niedriger Geschwindigkeit erfolgt.
Ferner sind, wie in 1 und 2 veranschaulicht, an beiden Endabschnitten des Linearmotors 13 in der Richtung einer Geraden X Stopperelemente 16 angeordnet. Somit wird eine Pendelbewegung des Magnetelements 13b in der Richtung einer Geraden X, die über den Bereich der Anordnung der Spulenelemente 13a hinausgeht, körperlich verhindert.
Ferner ist an der unteren Platte 31 ein lineares Wegmesssystem 31a zur Messung einer Bewegungsstrecke des in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 12 angeordnet. Als eine besondere Gestaltung kann das lineare Wegmesssystem 31a aus einer Skala (nicht gezeigt), die als Lineal dient, wobei es an der Oberseite der Grundplatte 11 ausgebildet ist, und aus einem Kopf (Detektor, mit dem Bezugszeichen 31a bezeichnetes Element), der Positionsinformationen erfasst, wobei er an einem Mittelabschnitt einer Seitenfläche der unteren Platte 31 und der Skala gegenüberliegend (nicht veranschaulicht) angeordnet ist, gebildet sein. Mit diesem linearen Wegmesssystem 31a kann die Strecke einer Relativbewegung der unteren Platte 31 in Bezug auf die Grundplatte 11 erfasst werden. Ferner kann durch Kombinieren und Verwenden des linearen Wegmesssystems 31a als elektrischer Begrenzer und der Stopperelemente 16 als körperliche Begrenzer der Sicherheitsfaktor des Justiertisches 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weiter verbessert werden. Es ist zu beachten, dass es für das lineare Wegmesssystem 31a ein lineares Wegmesssystem optischer Art, das die Reflexion von Licht zur Erfassung nutzt, und ein lineares Wegmesssystem magnetischer Art, das den Magnetismus nutzt, gibt und dass es außerdem ein lineares Wegmesssysteme absoluter Art zum Messen von Absolutpositionen und ein lineares Wegmesssystem inkrementeller Art zum Messen von Relativpositionen gibt. Für das lineare Wegmesssystem 31a der vorliegenden Ausführungsform kann ein lineares Wegmesssystem beliebiger Art, entsprechend der Verwendung, dem Budget u. Ä. eingesetzt werden.
Die Linearführung 14, die ein weiteres Element ist, die den in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 12 bildet, ist ein Element mit einer Führungsschiene 21 als Führungselement und einem beweglichen Block 23 als bewegliches Element, das über Kugeln 22 als Wälzkörper an der Führungsschiene 21 beweglich angebracht ist, wie in 4 veranschaulicht ist. Es ist zu beachten, dass 4 eine graphische Darstellung zur Beschreibung einer besonderen Gestaltung einer Linearführung ist, die bei dem Justiertisch 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird.
Die Führungsschiene 21 ist ein langes Element mit einem etwa rechtwinkligen Querschnitt und weist Kugelrollrillen 21a auf, die ein Rollen der Kugeln 22 ermöglichen und in beiden Seitenflächen über die gesamte Länge der Führungsschiene 21 ausgebildet sind. Im Fall der Linearführung 14, in 4 beispielhaft gezeigt, ist in jeder Seitenfläche der Führungsschiene 21 eine Kugelrollrille 21a ausgebildet, d. h. insgesamt sind zwei Kugelrillen 21a in den beiden Seitenflächen der Führungsschiene 21 ausgebildet. In der Führungsschiene 21 ist in der Längsrichtung mit geeigneten Abständen eine Vielzahl von Bolzenlöchern 21b ausgebildet, und die Führungsschiene 21 ist mit Bolzen (nicht gezeigt), die in diese Bolzenlöcher 21b geschraubt sind, an der Grundplatte 11 befestigt.
Der bewegliche Block 23 ist aus einem Blockkörper 24 und einem Paar Seitenverkleidungen 25 und 25 gebildet. Die beiden Seitenverkleidungen 25 und 25 sind an beiden Enden des Blockkörpers 24 mit Bolzen befestigt, derart, dass der bewegliche Block 23 abgeschlossen ist.
Im Blockkörper 24 sind zwei Lastrollrillen 24a vorgesehen, die jeweils einer der zwei in der Führungsschiene 21 ausgebildeten Kugelrollrillen 21a gegenüberliegen. Bei dieser Kombination aus Kugelrollrillen 21a und Lastrollrillen 24a sind zwischen der Führungsschiene 21 und dem beweglichen Block 23 zwei Lastrollbahnen 26 ausgebildet. Es ist zu beachten, dass in der Oberseite des Blockkörpers 24 eine Vielzahl von Innengewinden 24b ausgebildet ist (in 4 sind nur drei von vier dargestellt). Der bewegliche Block 23 ist unter Verwendung dieser Innengewinde 24b an der Unterseite der unteren Platte 31 befestigt.
Die Rücklaufbahnen 24c, die sich parallel zu den Lastrollbahnen 26 erstrecken, sind im Blockkörper 24 ausgebildet, den sie durchqueren. Ferner ist an beiden Stirnflächen des Blockkörpers 24 ein Paar Kugelführungsteile (nicht gezeigt) angeordnet, die zwischen der Lastrollrille 24a und der Rücklaufbahn 24c bogenartig vorstehen. Ferner sind in den Seitenverkleidungen 25 Kugelführungsrillen (nicht gezeigt) ausgebildet, die bogenartig entsprechend den Kugelführungsteilen (nicht gezeigt) ausgehöhlt sind.
Durch Befestigen der Seitenverkleidungen 25 am Blockkörper 24 werden die Kugelführungsteile (nicht gezeigt) und die Kugelführungsrillen (nicht gezeigt) gekoppelt, sodass U-förmige Richtungsänderungsbahnen (eine Bahn, in 4 mit dem Bezugszeichen A bezeichnet, die das Wenden der Kugeln 22 bewerkstelligt) zur Verbindung der Lastrollbahnen 26 und der Rücklaufbahnen 24c zwischen den Kugelführungsteilen und den Kugelführungsrillen gebildet werden. Die Rücklaufbahn 24c und die Richtungsänderungsbahn bilden lastlose Rollbahnen für die Kugeln 22, und die Kombination aus der lastlosen Rollbahn und der Lastrollbahn 26 bildet einen endlosen Kreislauf.
Da die Linearführung 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform solch eine Gestaltung aufweist, lässt sich der bewegliche Block 23 in der Längsrichtung der Führungsschiene 21 frei hin- und herbewegen.
Durch die oben beschriebene Kombination des einen Linearmotors 13 und der zwei Linearführungen 14 und 14 wird der in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 12 der vorliegenden Ausführungsform gebildet. Es ist zu beachten, dass der in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 12 der vorliegenden Ausführungsform derart gebildet und angeordnet ist, dass die zwei Linearführungen 14 und 14 beiderseits des einen, dazwischen befindlichen Linearmotors 13 angeordnet sind. Die Abgabe des Schubs an die untere Platte 31 und die Führungsbewegung - beides kann folglich auf stabile Weise erfolgen.
Da das Paar in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismen 12 und 12 der vorliegenden Ausführungsform parallel zur Richtung einer Geraden X angeordnet ist, können ferner die beiden unteren Platten 31 und 31, die jeweils über den Mechanismen angeordnet sind, in dieselbe Richtung längs der Richtung einer Geraden X oder in zueinander entgegengesetzte Richtungen bewegt werden. Es ist zu beachten, dass zwischen den Platten des Paares unterer Platten 31 und 31, die jeweils über dem Paar in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismen 12 und 12 angeordnet sind, ein Spalt D1 mit einem festgelegten Zwischenraum vorgesehen ist. Durch das Vorhandensein dieses Spalts D1 wird die horizontale Bewegung in der Richtung einer Geraden X bei dem Paar unterer Platten 31 und 31 nicht behindert. Folglich ist eine ruckfreie horizontale Bewegung der zwei unteren Platten 31 und 31 möglich.
Das Paar unterer Platten 31 und 31, das sich horizontal in der Richtung einer Geraden X bewegt, ist, wie oben angegeben, über dem Paar in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismen 12 bzw. 12 angeordnet. Über jeder der beiden unteren Platten 31 und 31 ist ein Drehlager 32 bzw. 32 angeordnet. Ferner ist über dem Paar Drehlager 32 und 32 ein Paar oberer Platten 33 und 33 in Entsprechung zu dem Paar unterer Platten 31 und 31 angeordnet.
Wie oben angegeben ist das Drehlager 32 zwischen einem Paar aus einer oberen Platte 33 und einer unteren Platte 31 angeordnet, wie in 3 veranschaulicht, ein Außenring des Drehlagers ist an der unteren Platte 31 befestigt, während ein Innenring des Drehlagers 32 an der oberen Platte 33 befestigt ist. Da das Drehlager 32 der vorliegenden Ausführungsform zu einer freien Relativ-Drehbewegung imstande ist, bei der der Innenring und der Außenring keinerlei Einschränkung unterliegen, ist durch das Wirken des Drehlagers 32 eine relativ freie Bewegung der oberen Platte 33 in der Drehrichtung θ in Bezug auf die untere Platte 31 möglich.
Es ist zu beachten, dass zwischen den Platten des Paares oberer Platten 33 ein Spalt D2 mit einem festgelegten Zwischenraum vorgesehen und entsprechend über dem Paar Drehlager 32 angeordnet ist. In einem Anfangszustand ist dieser Spalt D2 so eingestellt, dass er ungefähr den gleichen Zwischenraum wie der Spalt D1 aufweist, der zwischen den unteren Platten 31 und 31 vorgesehen ist, und der Spalt D2 ist so ausgebildet, dass sich der Zwischenraum mit der Öffnungsrichtung im Einklang mit einer Bewegung der zwei oberen Platten 33 und 33 ändert (es sei erwähnt, dass die Änderung des Zustandes des Spalts D2 bei der Beschreibung der Funktionsweise im Detail beschrieben wird). Durch das Vorhandensein des Zwischenraums D2 wird die Bewegung des Paares oberer Platten 33 und 33 in der XY-Ebene auch dann nicht behindert, wenn es eine Drehbewegung in der Drehrichtung θ ausführt. Folglich ist eine ruckfreie horizontale Bewegung der zwei oberen Platten 33 und 33 möglich.
Über dem Paar oberer Platten 33 und 33 sind ferner zwei Linearführungen 44 als eine Linearführungseinheit angeordnet, die aus einer Führungsschiene 21 und zwei beweglichen Blöcken 23 gebildet ist. Die zwei Linearführungen 44 und 44 sind derart angeordnet, dass eine Axiallinienrichtung der Führungsschiene 21 auf die Richtung einer Geraden Y trifft, d. h. dass die Axiallinienrichtung auf eine Richtung senkrecht zur Richtung einer Geraden X trifft. Ferner sind bei jeder der zwei Linearführungen 44 und 44 die zwei beweglichen Blöcken 23 jeweils an den Oberseiten der beiden oberen Platten 33 und 33 angeordnet und befestigt, während an der Unterseite einer Tischplatte 51, nachstehend beschrieben, eine Führungsschiene 21 angeordnet und befestigt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist nur über einer der beiden oben beschriebenen oberen Platten 33 ein Linearmotor 43 als Linearantrieb angeordnet, der als Schuberzeugungsquelle in der Richtung einer Geraden Y dienen soll, genauer gesagt nur über der oberen Platte 33 auf der rechten Seite in 2 auf dem Papier. Hingegen ist über der anderen oberen Platte 33, die sich auf der linken Seite in 2 auf dem Papier befindet, kein Linearmotor angeordnet, und es ist nur einer der zwei beweglichen Blöcke 23, in der Linearführung 44 inbegriffen, angeordnet (d. h. da es zwei Sätze der Linearführung 44 gibt, sind zwei bewegliche Blöcke 23 über der anderen oberen Platte 33 angeordnet). Folglich ist in der vorliegenden Ausführungsform nur über der oberen Platte 33 auf der rechten Seite in 2 auf dem Papier ein in Y-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismus angeordnet.
Der in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 42, der nur über der oberen Platte 33 auf der rechten Seite in 2 auf dem Papier angeordnet ist, besteht aus einer Kombination aus einem Linearmotor 43, der als Schuberzeugungsquelle dient, und zwei Linearführungen 44 und 44, die als Führungsmechanismus dienen. Aufbau und Mechanismus des Linearmotors 43 und der Linearführungen 44 sind jenen des Linearmotors 13 und der Linearführungen 14 gleich, die in dem oben beschriebenen in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 12 enthalten sind; deswegen entfällt ihre Beschreibung. Jedoch ist, wie bei dem Linearmotor 43, der in dem in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 42 enthalten ist, wie in 3 veranschaulicht, ein Magnetelement 43b, aus dem der Linearmotor 43 aufgebaut ist, an der Oberseite der oberen Platte 33 angeordnet, und ein Spulenelement 43a ist an der Unterseite der nachstehend beschriebenen Tischplatte 51 angeordnet.
Ferner sind der eine Linearmotor 43 und die zwei Linearführungen 44 und 44, die in den in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 42 enthalten sind, imstande, in der Richtung einer Geraden Y einen Schub zu erzeugen und eine Führung zu bewerkstelligen.
Hier kann bezüglich der Richtung einer Geraden X und der Richtung einer Geraden Y, in 1 veranschaulicht, irgendeine Richtung, die sich parallel zur Bezugsfläche erstreckt, als Richtung der Geraden X festgelegt werden und eine Richtung, die senkrecht zur Richtung einer Geraden X ist und sich parallel zur Bezugsfläche erstreckt, kann als Richtung einer Geraden Y festgelegt werden, wobei die Aufstellfläche der Grundplatte 11 die Bezugsfläche ist und wobei die Bezugsfläche von oben betrachtet wird. Das heißt, die Richtung einer Geraden X und die Richtung einer Geraden Y können anhand der Bezugsfläche und einer Fläche, die sich in vertikaler Richtung zur Bezugsfläche ins Unendliche erstreckt, begriffen werden.
Ferner sind die Richtung einer Geraden X, die eine Erzeugungsrichtung und Führungsrichtung des Schubs ist, der mittels des Linearmotors 13 und der Linearführungen 14, die in dem in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 12 enthalten sind, erzeugt wird, und die Richtung einer Geraden Y, die eine Erzeugungsrichtung und Führungsrichtung des Schubs ist, der mittels des einen Linearmotors 43 und der zwei Linearführungen 44 und 44, die in dem in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 42 enthalten sind, erzeugt wird, derart, dass sie so verstanden werden können, dass diese Richtungen in einem Anfangszustand, wenn die Aufstellfläche der Grundplatte 11 von oben betrachtet wird, senkrecht zueinander angeordnet sind.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform sind die Linearführungen 14, die in dem in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 12 enthalten sind, und die Linearführungen 44, die in dem in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 42 enthalten sind, so gestaltet, dass die Führungsschienen, die in den Linearführungen 14 und 44 enthalten sind, im Anfangszustand, wenn der Justiertisch 10 von oben betrachtet wird, in der Art von Parallelkreuzen angeordnet sind.
Indessen sind, wie oben beschrieben, nur zwei Linearführungen 44 und 44, die ein Führungsmechanismus des in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 42 sind, über der anderen oberen Platte 33 angeordnet, die sich auf der linken Seite in 2 auf dem Papier befindet, und es ist kein Linearmotor angeordnet. Die zwei Linearführungen 44 und 44, die über der anderen oberen Platte 33 positioniert sind, sind selbstverständlich zu der Führungsbewegung in der Richtung der Geraden Y imstande.
Es ist zu beachten, dass, wie in 1 und 2 veranschaulicht, an den Endabschnitten des Linearmotors 43 in der Richtung einer Geraden Y Stopperelemente 46 angeordnet sein können, in gleicher Weise wie in der Richtung einer Geraden X. Mit diesen Stopperelementen 46 kann eine Pendelbewegung des Magnetelements 43b in der Richtung einer Geraden Y, die über den Bereich der Anordnung des Spulenelements 43a hinausgeht, körperlich verhindert werden. Auch in diesem Fall kann durch die Einführung des linearen Wegmesssystems 31a u. Ä. eine Begrenzung des Linearmotors 43 steuerbar festgesetzt werden, und durch die Kombination des linearen Wegmesssystems 31a u. Ä. und der Stopperelemente 46 kann der Sicherheitsfaktor des Justiertisches 10 gemäß der vorliegenden Erfindung weiter verbessert werden.
Die Tischplatte 51 ist über den oben beschriebenen in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 42 und den darin enthaltenen Linearführungen 44 angeordnet. Die Tischplatte 51 ist ein horizontales plattenartiges Element, ganz oben auf dem Justiertisch 10 angeordnet, und ist an den/mit den Führungsschienen 21 der Linearführungen 44 befestigt/verbunden, die in den in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 42 enthalten sind. Ferner hat die Tischplatte 51 einen etwa quadratischen Grundriss, ähnlich der Grundplatte 11, die zuunterst des Justiertisches 10 angeordnet ist, und auf ihrer Oberseite kann ein montierter Gegenstand platziert werden. Somit wird durch Antreiben und Steuern des Justiertisches 10 der vorliegenden Ausführungsform, der den oben beschriebenen Mechanismus aufweist, der auf der Tischplatte 51 platzierte montierte Gegenstand in der Richtung einer Geraden X, in der Richtung einer Geraden Y und in der Drehrichtung θ verfahren, und kann an eine gewünschte Position gebracht werden. Es ist zu beachten, dass der Grundriss der Tischplatte 51 eine beliebige Form haben kann.
Es ist, wie oben angegeben, eine besondere Gestaltung des Justiertisches 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben worden. Als Nächstes wird mit Bezug auf 5 ein Funktionsprinzip des Justiertisches 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 5 ist hier eine graphische Darstellung zur Beschreibung eines Funktionsprinzips des Justiertisches 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass jeder der beiden in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12 und 12, die einen Schub erzeugen und eine Führung in der Richtung einer Geraden X bewerkstelligen, der in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 42, der einen Schub erzeugt und eine Führung in der Richtung einer Geraden Y bewerkstelligt, und die Linearführung 44, die als Führungsmechanismus in der Richtung einer Geraden Y dient, der Einfachheit der Beschreibung halber jeweils mittels einer fetten Linie dargestellt ist.
5(a) veranschaulicht einen Anfangszustand des Justiertisches 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Im Anfangszustand sind die Grundplatte 11 und die Tischplatte 51, die in dem Justiertisch 10 enthalten sind, einander vollkommen überdeckend und so angeordnet, dass in der Draufsicht keine Abweichung auftritt.
Wenn die Tischplatte 51 aus dem in 5(a) veranschaulichten Anfangszustand in der Richtung einer Geraden X bewegt werden soll, kann das Paar in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismen 12 und 12 einfach über eine willkürliche Bewegungsstrecke in eine willkürliche Richtung gefahren werden, wie in 5(b) veranschaulicht ist. Durch den Verfahrvorgang wird die Tischplatte 51 in der Richtung einer Geraden X um eine willkürliche Bewegungsstrecke verschoben.
Indessen kann, wenn die Tischplatte 51 in der Richtung einer Geraden Y bewegt werden soll, der in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 42 einfach über eine willkürliche Bewegungsstrecke in eine willkürliche Richtung gefahren werden, wie in 5(c) veranschaulicht ist. Bei dem Verfahrvorgang wird die Tischplatte 51 in der Richtung einer Geraden Y über eine willkürliche Bewegungsstrecke verschoben.
Ferner ist es möglich, die Tischplatte 51 in der Drehrichtung θ um die Plattenmitte als Drehpunkt zu bewegen. Dabei werden, wie in 5(d) veranschaulicht, die beiden in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12 und 12 über die gleiche willkürliche Bewegungsstrecke in zueinander entgegengesetzten Richtungen gefahren, und der in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 42 kann einfach über eine Bewegungsstrecke gefahren werden, die der Bewegungsstrecke der beiden in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12 und 12 entspricht. Das heißt, wenn die beiden in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12 und 12 in zueinander entgegengesetzte Richtungen gefahren werden, vergrößert sich der Abstand zwischen den beiden Drehlagern 32 und 32. Da die Drehlager 32 den Innenring und den Außenring aufweisen, die sich frei drehen können, sind die beiden oberen Platten 33 und 33, die jeweils mit einem der beiden Drehlager 32 und 32 verbunden sind, durch die Linearführung 44 mit der einen Tischplatte 51 verbunden. Folglich werden die Drehlager 32 in der Drehrichtung θ rotatorisch bewegt, um die parallele Anordnung beizubehalten. Infolge der Drehbewegung des Paares oberer Platten 33 und 33 in der Drehrichtung θ wird die Tischplatte 51 in der Drehrichtung θ bewegt. Es ist zu beachten, dass bei dieser Drehbewegung durch Verschieben der Tischplatte 51 über eine Bewegungsstrecke, die der Bewegungsstrecke des Paares in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismen 12 und 12 entspricht, und durch Antreiben des in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 42, der Drehpunkt in der Drehrichtung θ bei der Drehbewegung in der Plattenmitte der Tischplatte 51 erhalten bleibt.
Ferner können bei einer Bewegung der Tischplatte 51 in der Drehrichtung θ um die Plattenmitte als Drehpunkt die Bewegungsstrecken der beiden in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12 und 12 gleich sein. Ferner werden bei der Linearführung 44, die in dem in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 42 enthalten ist, zwei bewegliche Blöcke 23 und 23, die über den entsprechenden oberen Platten 33 und 33 angeordnet sind, an der Führungsschiene 21 bewegt, die an der Unterseite der Tischplatte 51 angeordnet ist, sodass sich der Abstand zwischen den beweglichen Blöcken ändert, während die Reihenanordnung in der Richtung einer Geraden Y erhalten bleibt. Daraus wird ersichtlich, dass der Justiertisch 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine im Vergleich zu bekannten Technologien einfach angetriebene/gesteuerte Gestaltung aufweist.
Was die Bewegung der Tischplatte 51 in der Drehrichtung θ um die Plattenmitte als Drehpunkt, veranschaulicht in 5(d) anbelangt, so kann der Drehpunkt willkürlich geändert werden, indem die Bewegungsstrecke des in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 42 in der Richtung einer Geraden Y verändert wird. Mithin kann ein Bewegungsvorgang der Tischplatte 51 in der XY-Ebene ausgeführt werden.
Ferner werden, wie in 5(d) veranschaulicht, wenn die Tischplatte 51 in der Drehrichtung θ bewegt werden soll, die beiden in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12 und 12 in zueinander entgegengesetzten Richtungen angetrieben, sodass sich der Abstand zwischen den beiden Drehlagern 32 und 32 vergrößert. Folglich wird der Abstand zwischen den beiden oberen Platten 33 und 33, die jeweils mit einem der beiden Drehlager 32 und 32 verbunden sind, ebenfalls vergrößert. Das heißt, im Anfangszustand wird der Spalt D2 (siehe 3), der zwischen den beiden oberen Platten 33 und 33 vorhanden ist, um einen Betrag breiter, der größer als die Zunahme der Bewegungsstrecke in der Drehrichtung θ ist. Diese Gestaltung beruht auf einem völlig anderen Erfindungsgedanken als die Konstruktion bei herkömmlichen Technologien, wobei Module hergestellt werden, die den Richtungen X, Y bzw. θ entsprechen, und diese X-, Y- und θ-Module geschichtet werden, und diese Gestaltung trägt zur Verwirklichung eines kompakten Justiertisches 10 bei. Es ist zu beachten, dass das Paar oberer Platten 33 und 33 und die eine Tischplatte 51 durch die Linearführung 44 verbunden sind, die von einer Führungsschiene 21 und zwei beweglichen Blöcken 23 und 23 gebildet wird. Deshalb wird die Bewegungsstrecke in der Drehrichtung θ zuverlässig auf die Tischplatte 51 übertragen.
Es ist zu beachten, dass, wie oben beschrieben, die Drehbewegung der Tischplatte 51 in der Drehrichtung θ durch die beiden in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12 und 12 ausgeführt wird, die in zueinander entgegengesetzte Richtungen angetrieben werden. Was die Drehrichtung der Tischplatte 51 angeht, so kann der Uhrzeigersinn oder der Gegenuhrzeigersinn ausgewählt werden, indem die entgegengesetzten Drehrichtungen der beiden in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12 und 12 geändert werden. Das heißt, wie in 5(d) veranschaulicht ist, wenn der in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 12 oben auf dem Papier zur linken Seite, auf dem Papier, angetrieben wird, und im Gegensatz dazu der in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 12 unten auf dem Papier zur rechten Seite, auf dem Papier, angetrieben wird, wird die Tischplatte 51 im Gegenuhrzeigersinn rotatorisch bewegt. Ebenso wird, wie offensichtlich ist, wenn der in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 12 oben auf dem Papier zur rechten Seite, auf dem Papier, angetrieben wird, und im Gegensatz dazu der in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 12 unten auf dem Papier zur linken Seite, auf dem Papier, angetrieben wird, die Tischplatte 51 im Uhrzeigersinn rotatorisch bewegt.
Es wurde zwar eine vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, trotzdem sind die technischen Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung nicht durch den Anwendungsbereich der oben beschriebenen Ausführungsform eingeschränkt. An der oben beschriebenen Ausführungsform können verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden.
Zum Beispiel ist 6 eine graphische Darstellung, die beispielhaft eine weitere Ausführungsform veranschaulicht, die bei dem Justiertisch gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Bei dem Justiertisch 10 der oben beschriebenen Ausführungsform ist der in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 12, der über der Grundplatte 11 angeordnet ist, aus einer Kombination aus dem einen Linearmotor 13, der als Schuberzeugungsquelle dient, und den zwei Linearführungen 14 und 14, die als Führungsmechanismen dienen, gebildet, und ist ferner eine Gestaltung, bei die zwei Linearführungen 14 und 14 beiderseits des einen, dazwischen befindlichen Linearmotors 13 angeordnet sind. Jedoch kann ein in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismus 12 auch aus einer Kombination aus einem Linearmotor 13 und einer Linearführung 14 gebildet sein, wie in 6 veranschaulicht. Es ist zu beachten, dass, wie in 6 beispielhaft gezeigt ist, bei einer Bildung des in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 12 aus einem Linearmotor 13 und einer Linearführung 14, die Linearmotoren 13 und 13 der in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12, die parallel angeordnet sind, mitunter dicht aneinander kommen können. In einem solchen Fall können sich die wandernden Magnetfelder gegenseitig beeinflussen. Folglich ist es vorteilhaft, wenn ein in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismus 12 wie der in 6 beispielhaft gezeigte verwendet wird, eine magnetische Abschirmung 61 vorzusehen, um die Wirkung des Magnetfeldes, das von den nebeneinanderliegenden Linearmotoren 13 und 13 erzeugt wird, abzuschirmen. Die magnetische Abschirmung 61 kann die Wirkung des nahegelegenen Magnetfeldes mit einem Magnetkörper abschirmen, der aus einem Metall wie etwa Eisen gebildet ist.
Außerdem kann die Montagebeziehung zwischen der Vielzahl linearer Führungen 14 und 44, die in dem Justiertisch 10 der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, willkürlich verändert werden. Zum Beispiel, wie bei einer Modifikation in 6 veranschaulicht, kann bezüglich der Linearführung 44, die zwischen dem Paar oberer Platten 33 und 33 und der Tischplatte 51 angeordnet ist, im Gegensatz zu dem Fall der oben beschriebenen Ausführungsform die Führungsschiene 21 als Führungselement an einer Seite der oberen Platten 33 und 33 angeordnet sein, und der bewegliche Block 23 als bewegliches Element kann an einer Seite der Tischplatte 51 angeordnet sein. Die Modifikation des Einbaubeispiels kann auf andere Linearführungen 14 angewendet werden.
Es ist zu beachten, dass die in 6 veranschaulichte Modifikation eine Gestaltung aufweist, bei der die Führungsschienen 21 über oberen Platten 33 angeordnet sind, wobei ein zwischen den Platten 33 vorhandener Spalt D2 verändert wird. Deshalb ist in diesem Fall die Gestaltung derart, dass zwei geteilte Führungsschienen 21 an jeder der zwei oberen Platten 33 und 33 angeordnet sind. Das heißt, zwei Sätze einer Linearführung 48, bestehend aus einer Führungsschiene 21 und einem beweglichen Block 23, sind an einer oberen Platte 33 angeordnet, die sich auf der rechten Seite in 6, auf dem Papier, befindet, und zwei Sätze einer Linearführung 49, bestehend aus einer Führungsschiene 21 und einem beweglichen Blocke 23, sind an der anderen oberen Platte 33 angeordnet, die sich auf der linken Seite in 6, auf dem Papier, befindet. Somit kann die Linearführung, die als Führungsmechanismus dient, als zwei Linearführungen 48 und 49 gestaltet sein, die in einer Reihenrichtung in zweigeteilt sind. Diese zwei in Reihe angeordneten Linearführungen 48 und 49 behalten stets die Reihenanordnung in der Richtung einer Geraden Y bei. Folglich wird ein Justiertisch einer anderen Ausführungsform möglich, der imstande ist, einen ähnlichen Betrieb wie der Justiertisch 10 der oben beschriebenen Ausführungsform zu verwirklichen.
Da jedoch die in 6 beispielhaft gezeigten Linearführungen 48 und 49 die Montage zweier Führungsschienen 21 in einer Reihenrichtung längs der Richtung einer Geraden Y benötigen, besteht die Möglichkeit, dass es zu einem Montagefehler bei den beiden Führungsschienen 21 kommt. Indessen ist, wie bei der Linearführung 44 der oben beschriebenen Ausführungsform, eine Gestaltung vorteilhaft, die nur eine Führungsschiene 21 aufweist, denn dabei besteht nicht die Möglichkeit, dass ein Montagefehler verursacht wird. Ferner kann bei einem Anordnen von nur einer langen Führungsschiene die Führungsschiene ordentlicher als bei einem Anordnen von einer Vielzahl von kurzen Führungsschienen angeordnet werden. Folglich weist die Linearführung 44 in der oben beschriebenen Ausführungsform im Vergleich zu den in 6 beispielhaft gezeigten Linearführungen 48 und 49 einen Vorteil im Hinblick auf Lageschwankungen auf. Ferner ist in der oben beschriebenen Ausführungsform eine Führungsschiene 21 an der Unterseite einer Tischplatte 51 angeordnet. Somit kann die Anzahl der Teile verringert werden, und die Herstellungskosten können gesenkt werden. Folglich ist sie vorteilhafter.
Ferner ist bei dem Justiertisch 10 der oben beschriebenen Ausführungsform der in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 42 nur über einer oberen Platte 33 vorgesehen. Der in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 42 kann jedoch an beiden Oberseiten der beiden oberen Platten 33 angeordnet sein. Das heißt, wie in 6 veranschaulicht, dass es möglich ist, eine Gestaltung anzuwenden, bei der zu dem Justiertisch 10 der oben beschriebenen Ausführungsform über der anderen oberen Platte 33 auf der linken Seite in 6, auf dem Papier, ein Linearmotor 43 hinzugefügt ist. Vom Standpunkt des Funktionsprinzips des Justiertisches gemäß der vorliegenden Erfindung, wie mit Bezug auf 5 beschrieben, ist es lediglich erforderlich, den Linearmotor 43, der als Schuberzeugungsquelle dient, an einer der oberen Platten 33 anzuordnen. Durch das Anordnen der Linearmotoren 43 und 43 an jeweils einer der beiden Oberseiten des Paares oberer Platten 33 kann jedoch der Schub in der Richtung einer Geraden Y verbessert werden, und deshalb ist es vorteilhafter.
Darüber hinaus verwendet der Justiertisch 10 der oben beschriebenen Ausführungsform eine Konfiguration, bei der die beiden unteren Platten 31 in zueinander entgegengesetzte Richtungen bewegt werden können, nämlich durch die beiden in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12 und 12, die unmittelbar über der Grundplatte 11 angeordnet sind, indem sie in zueinander entgegengesetzte Richtungen angetrieben werden. Deshalb wird der in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 42, der unmittelbar unter der Tischplatte 51 angeordnet ist, nur in einer einzigen Richtung, entsprechend dem Fahrzustand des Paares in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismen 12 und 12 angetrieben. Jedoch kann bei der vorliegenden Erfindung eine Gestaltung angewendet werden, bei der die Funktionen der Schub erzeugenden Führungsmechanismen zwischen der X-Richtung und der Y-Richtung vertauscht sind. Das heißt, wie in 7 beispielhaft gezeigt ist, dass eine Gestaltung angewendet werden kann, bei der ein in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismus 12 unmittelbar über der Grundplatte 11 angeordnet ist, und zwei in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismen 42 und 42 unmittelbar unter der Tischplatte 51 angeordnet sind. Das heißt, es wird ein Justiertisch geschaffen, wie er beispielhaft in 7 gezeigt ist, bei einer Gestaltung, bei der die in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12 und der in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 42 im inneren Mechanismus des Justiertisches 10 der in 2 veranschaulichten Ausführungsform vertauscht sind.
An dieser Stelle wird die Funktion des in 7 veranschaulichten Justiertisches mit Bezug auf 8 beschrieben. 8(a) veranschaulicht einen Anfangszustand des in 7 veranschaulichten Justiertisches. Im Anfangszustand sind die Grundplatte 11 und die Tischplatte 51, die in dem Justiertisch inbegriffen sind, einander vollkommen überdeckend und so angeordnet, dass in der Draufsicht keine Abweichung auftritt.
Wenn die Tischplatte 51 aus dem in 8(a) veranschaulichten Anfangszustand in der Richtung einer Geraden X bewegt werden soll, wie in 8(b) veranschaulicht, kann einer der in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 12 einfach über eine willkürliche Bewegungsstrecke in eine willkürliche Richtung gefahren werden. Bei dem Verfahrvorgang wird die Tischplatte 51 in der Richtung einer Geraden X über eine willkürliche Bewegungsstrecke verschoben.
Indessen kann, wenn die Tischplatte 51 in der Richtung einer Geraden Y bewegt werden soll, wie in 8(c) veranschaulicht, das Paar in Y-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismen 42 und 42 einfach über eine willkürliche Bewegungsstrecke in der gleichen willkürlichen Richtung gefahren werden. Bei dem Verfahrvorgang wird die Tischplatte 51 in der Richtung einer Geraden Y über eine willkürliche Bewegungsstrecke verschoben.
Ferner kann die Tischplatte 51 in der Drehrichtung θ um die Plattenmitte der Tischplatte 51 als Drehpunkt bewegt werden. Dabei werden, wie in 8(d) veranschaulicht, die beiden in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 42 und 42 über eine willkürliche Bewegungsstrecke in zueinander entgegengesetzten Richtungen gefahren, und der in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus 12 kann einfach über eine Bewegungsstrecke gefahren werden, die der Bewegungsstrecke der beiden in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 42 und 42 entspricht. Das heißt, wenn die beiden in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 42 und 42 in zueinander entgegengesetzte Richtungen gefahren werden, vergrößert sich der Abstand zwischen den beiden Drehlagern 32 und 32. Da das Drehlager 32 einen Innenring und einen Außenring aufweist, die sich frei drehen können, sind die beiden unteren Platten 31 und 31, die jeweils mit einem der beiden Drehlager 32 und 32 verbunden sind, durch die zwei Linearführungen 14 und 14 mit einer Grundplatte 11 verbunden. Folglich werden die Drehlager 32 in der Drehrichtung θ rotatorisch bewegt, um die parallele Anordnung beizubehalten. Infolge der Drehbewegung des Paares unterer Platten 31 und 31 in der Drehrichtung θ wird die über dem Paar unterer Platten 31 und 31 angeordnete Elementgruppe einschließlich der Tischplatte 51 in der Drehrichtung θ rotatorisch bewegt. Es ist zu beachten, dass bei dieser Drehbewegung durch Verschieben der über dem Paar unterer Platten 31 und 31 angeordneten Elementgruppe einschließlich der Tischplatte 51 über eine Bewegungsstrecke, die der Bewegungsstrecke des Paares in Y-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismen 42 und 42 entspricht, und durch Antreiben des in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus 12 der Drehpunkt bei der Drehbewegung in der Drehrichtung θ in der Plattenmitte der Tischplatte 51 erhalten bleibt. Es ist zu beachten, dass wie bei dem in 7 veranschaulichten Justiertisch bei der Bewegung der Tischplatte 51 in der Drehrichtung θ um die Plattenmitte als Drehpunkt die Bewegungsstrecken der beiden in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen 42 und 42 in entgegengesetzte Richtungen gleich sein können, ähnlich dem Justiertisch 10 der oben beschriebenen Ausführungsform.
In der oben beschriebenen Ausführungsform kann als Linearmotor, der an dem Justiertisch gemäß der vorliegenden Ausführungsform angeordnet ist, ein Linearmotor 13 mit Eisenkern oder ein kernloser Linearmotor verwendet werden. Bei den Linearmotoren 13 und 43 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, bei denen die Spulenelemente 13a und 43a sowie die Magnetelemente 13b und 43b in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung angeordnet sind, kann jedoch zwischen den Spulenelementen 13a und 43a sowie zwischen den Magnetelementen 13b und 43b in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung eine Anziehungskraft wirken, die für die Antriebskraft irrelevant ist. Diese Anziehungskraft in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung wird nicht zu einem Problem, wenn keine starke Antriebskraft benötigt wird. In einem Fall, in dem ein Justiertisch für Anwendungen genutzt wird, die eine starke Antriebskraft benötigen, stellt die Antriebskraft jedoch eine Last für die in der Nähe der Linearmotoren 13 und 43 angeordneten Linearführungen 14, 44, 48 und 49 dar und kann mitunter die Lebensdauer der Ausrüstung negativ beeinflussen. Deshalb kann der Justiertisch gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in 9 und 10 veranschaulicht, einen Linearmotor verwenden, der eine Gestaltung aufweist, die keine Anziehungskraft in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung erzeugt. 9 ist hier eine Schnittansicht zur Beschreibung eines Justiertisches als eine weitere Ausführungsform, die einen Linearmotor aufweist, der von dem der vorliegenden Ausführungsform verschieden ist. 10 ist eine schematische Darstellung, die ein Ausgestaltungsbeispiel des in 9 veranschaulichten anderen Linearmotors veranschaulicht; insbesondere zeigt 10 (a) eine Draufsicht auf den Linearmotor und 10(b) zeigt eine Vorderansicht des Linearmotors.
Wie in 9 und 10 veranschaulicht, weist ein Linearmotor 93 gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Befestigungselement 91 auf, das an der Unterseite der unteren Platte 31 angeordnet ist, einen Eisenkern 92, der rechts und links vorsteht, derart, dass er sich in horizontaler Richtung in Bezug auf das Befestigungselement 91 erstreckt, und ein Spulenelement 93a, das durch Wickeln um den rechten und linken Endabschnitt des Eisenkerns 92 gebildet ist. Es ist zu beachten, dass in der Vortriebsrichtung des Linearmotors 93 eine Vielzahl von Spulenelementen 93a angeordnet ist, wie in 10(a) veranschaulicht.
Ferner ist, wie in 9 u. Ä. veranschaulicht, eine Vielzahl von Magnetelementen 93b so angeordnet, dass sie den Spulenelementen 93a, die rechts und links vom Befestigungselement 91 ausgebildet sind, mit einem schmalen Spalt dazwischen gegenüberliegt. Die Vielzahl von Magnetelementen 93b ist in zwei Reihen an einer Wandfläche an der Innenseite eines langen, konkaven Jochs 94 angeordnet, das sich in der Vortriebsrichtung erstreckt und an der Oberseite der Grundplatte 11 angeordnet ist. Insbesondere sind die Magnetelemente 93b derart angeordnet, dass den Spulenelementen 93a längs der Vortriebsrichtung des Linearmotors 93 abwechselnd Nordpole und Südpole gegenüberliegen. Es ist zu beachten, dass die Magnetelemente 93b am Joch 94 angeordnet und mit einem Klebstoff befestigt sind. Die Magnetelemente 93b lassen sich jedoch auch mit anderen Elementen, wie dem Joch 94, integrieren, indem nämlich die anderen Elemente einem Spritzgießen unterzogen werden.
Ferner sind die Spulenelemente 93a entsprechend der u-Phase, v-Phase und w-Phase des Dreiphasenwechselstroms vorgesehen, wobei ein Satz von drei Spulenelementen 93a ein wanderndes Magnetfeld erzeugt, wenn der Dreiphasenwechselstrom zugeführt wird. Dann wirkt eine magnetische Anziehungskraft oder magnetische Abstoßungskraft zwischen den Spulenelementen 93a und den Magnetelementen 93b, basierend auf dem von diesen Spulenelementen 93a erzeugten wandernden Magnetfeld, sodass die Spulenelemente 93a längs der Anordnungsrichtung der Magnetelemente 93b vorwärtsgetrieben werden können, d. h. dass die Spulenelemente 93a in der Vortriebsrichtung des Linearmotors 93 vorwärtsgetrieben werden können.
Wie oben angegeben hat der Linearmotor 93 gemäß der weiteren Ausführungsform, in 9 und 10 veranschaulicht, eine Gestaltung, bei der zwei Spulenelemente 93a in zwei Reihen im Innern der Magnetelemente 93b angeordnet sind, die in zwei Reihen an den zwei Wandflächen im Innern des Jochs 94 angeordnet sind. Somit wird eine Anziehungskraft, die für die zwischen den Magnetelementen 93b und den Spulenelementen 93a erzeugte Antriebskraft irrelevant ist, nach rechts und links auf dem Papier erzeugt, wie durch die Bezugszeichen F₁ und F₂ in 9 veranschaulicht. Dabei sind in dem Linearmotor 93 gemäß der weiteren Ausführungsform zwei Sätze einer Anziehungskraft erzeugenden Quelle, gebildet von den Magnetelementen 93b und den Spulenelementen 93a, rechts und links angeordnet. Somit werden die Anziehungskräfte F₁ und F₂, die in den zwei Sätzen nach rechts und links erzeugt werden, in entgegengesetzte Richtung erzeugt, sodass sie sich gegenseitig zunichtemachen. Folglich ist gemäß dem Linearmotor 93 der weiteren Ausführungsform, in 9 und 10 veranschaulicht, eine von der Antriebskraft verschiedene Kraft, die auf andere Elemente, wie etwa die Linearführungen 14, 44, 48 und 49 ausgeübt wird, außerordentlich klein. Somit wird es beispielsweise möglich, eine Wirkung wie etwa eine lange Lebensdauer der Ausrüstung zu erzielen.
Überdies kann, obwohl als Beispiel ein Fall veranschaulicht wurde, bei dem die Vielzahl von Linearführungen 14, 44, 48 und 49, die in dem Justiertisch 10 der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, zwei endlose Kreisläufe aufweist und die Kugeln 22 als Wälzkörper verwendet, eine bei der vorliegenden Erfindung verwendbare Linearführung in geeigneter Weise zu einer Linearführung verändert werden, die beispielsweise eine Rolle als Wälzkörper verwendet, sofern ähnliche Wirkungen wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform nachgewiesen werden können.
Darüber hinaus können, obwohl bei dem Justiertisch 10 der oben beschriebenen Ausführungsformen als Beispiel ein Fall der Verwendung der Linearmotoren 13 und 43 als Linearantrieb veranschaulicht wurde, anstelle der Linearmotoren 13 und 43 andere Linearantriebe verwendet werden, sofern eine ähnliche Antriebskraft nachgewiesen werden kann. Genauer gesagt kann auf den Justiertisch der vorliegenden Erfindung ein Linearantrieb angewendet werden, der aus einer Kombination aus einer Kugelumlaufspindel und einem Drehmotor gebildet ist, oder ein Linearantrieb, der aus einer Kombination aus einem Riemen und einem Motor gebildet ist.
Es ist zu beachten, dass bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht alle Merkmale aufgeführt worden sind, die für die vorliegende Erfindung erforderlich sind, und Unterkombinationen dieser Merkmalsgruppen die Erfindung sein können. Aus der Darstellung der Ansprüche geht klar hervor, dass Ausführungsformen, auf die solche Änderungen und Verbesserungen angewendet werden, in den technischen Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung liegen.

10: Justiertisch,
11: Grundplatte,
12: in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismen,
13 und 43: Linearmotor,
13a und 43a: Spulenelement,
13b und 43b: Magnetelement,
14, 44, 48 und 49: Linearführung,
16: Stopperelement,
21: Führungsschiene,
21a: Kugelrollrille,
21b: Bolzenloch,
22: Kugel,
23: beweglicher Block,
24: Blockkörper,
24a: Lastrollrille,
24b: Innengewinde,
24c: Rücklaufbahn,
25: Seitenverkleidung,
26: Lastrollbahn,
31: untere Platte,
31a: lineares Wegmesssystem,
32: Drehlager,
33: obere Platte,
42: in Y-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismus,
46: Stopperelement,
51: Tischplatte,
61: magnetische Abschirmung,
91: Befestigungselement,
92: Eisenkern,
93: Linearmotor,
93a: Spulenelement,
93b: Magnetelement,
94: Joch,
F1 und F2: Anziehungskraft.

Claims

Justiertisch (10), der Folgendes umfasst: eine Grundplatte (11), die an einer Unterlage befestigt ist; einen oder mehrere in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismen (12), die auf der Grundplatte (11) angeordnet und so gestaltet sind, dass sie einen Schub erzeugen und eine Führung in der Richtung einer Geraden X bewerkstelligen; ein Paar unterer Platten (31), das über den in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen (12) angeordnet und so gestaltet ist, dass es sich horizontal in der Richtung einer Geraden X bewegt; ein Paar oberer Platten (33), das in Entsprechung zu dem Paar unterer Platten (31) vorgesehen ist; ein Paar Drehlager (32), das so gestaltet ist, dass es eine relativ freie Bewegung der oberen Platten (33) in Bezug auf die unteren Platten (31) in einer Drehrichtung θ verwirklicht, wofür die Drehlager (32) jeweils zwischen der oberen und entsprechenden unteren Platte (33, 31) des Paares unterer Platten (31) und des Paares oberer Platten (33) angeordnet sind; einen oder mehrere in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismen (42), die über mindestens einer der beiden oberen Platten (33) angeordnet und so gestaltet sind, dass sie einen Schub erzeugen und eine Führung in der Richtung einer Geraden Y bewerkstelligen, die senkrecht zur Richtung einer Geraden X ist, wobei eine Vielzahl von in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen (42) vorgesehen ist, wenn ein einziger in X-Richtung Schub erzeugender Führungsmechanismus (12) vorgesehen ist, und ein oder mehrere in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismen (42) vorgesehen sind, wenn eine Vielzahl von in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen (12) vorgesehen ist; und eine Tischplatte (51), die so gestaltet ist, dass sie einen auf der Oberseite platzierten montierten Gegenstand in der Richtung einer Geraden X, in der Richtung einer Geraden Y und in der Drehrichtung θ bewegt, wobei sie über dem in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismus (42) angeordnet ist, und wobei in einem Anfangszustand die Grundplatte (11) und die Tischplatte (51) einander vollkommen überdeckend und so angeordnet sind, dass in der Draufsicht keine Abweichung auftritt.
Justiertisch (10) gemäß Anspruch 1, wobei zwischen den Platten mindestens eines Paares, d. h. des Paares unterer Platten (31) oder/und des Paares oberer Platten (33), ein Spalt (D1) vorgesehen ist.
Justiertisch (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei jeder in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus (12) und in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus (24) durch Kombinieren gebildet ist, nämlich eines einigen Linearantriebs (13, 43), der als Schuberzeugungsquelle dient, und zweier Linearführungseinheiten (14, 33), die als Führungsmechanismen dienen, und ferner sind die zwei Linearführungseinheiten (14, 33) beiderseits des einen dazwischen befindlichen Linearantriebs (13, 43) angeordnet.
Justiertisch (10) gemäß Anspruch 1, wobei die in X-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen (12) jeweils unter den beiden unteren Platten (31) angeordnet sind.
Justiertisch (10) gemäß Anspruch 1, wobei der in X-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus (12) nur unter einer der beiden unteren Platten (31) angeordnet ist, und nur eine Linearführungseinheit (14), die als Führungsmechanismus dient, unter der anderen der beiden unteren Platten (31) angeordnet ist.
Justiertisch (10) gemäß Anspruch 1, wobei der in Y-Richtung Schub erzeugende Führungsmechanismus (42) nur über einer der beiden oberen Platten (33) angeordnet ist, und nur eine Linearführungseinheit (14), die als Führungsmechanismus dient, über der anderen der beiden oberen Platten (33) angeordnet ist.
Justiertisch (10) gemäß Anspruch 1, wobei die in Y-Richtung Schub erzeugenden Führungsmechanismen (42) jeweils über den beiden oberen Platten (33) angeordnet sind.
Justiertisch (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Linearantrieb ein Linearmotor ist und eine magnetische Abschirmung zum Schutz vor der Wirkung des vom Linearmotor erzeugten Magnetfeldes vorgesehen ist.
Justiertisch (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Linearantrieb ein Linearmotor ist, der ein Magnetelement und ein Spulenelement aufweist, und zwei Sätze einer Antriebskraft erzeugenden Quelle, gebildet aus dem Magnetelement und dem Spulenelement, in beiden Richtungen, rechts und links, bezüglich einer Richtung der Antriebskraft angeordnet sind.