DE19500480A1

DE19500480A1 - Antriebssystem

Info

Publication number: DE19500480A1
Application number: DE19500480A
Authority: DE
Inventors: Ken Yanagisawa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-13
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2015-01-11
Also published as: US5546826A; DE19500480C2; CN1113556A; CN1044277C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Antriebssystem.

Genauer bezieht sie sich auf ein Antriebssystem, das zum Bewegen von bewegbaren Teilen wie Läufern in derselben Richtung mit der selben Geschwindigkeit in der Lage ist.

Ein Antriebssystem, das zum Bewegen von Läufern in derselben Rich tung mit derselben Geschwindigkeit in der Lage ist, ist in Fig. 8 gezeigt.

Das Antriebssystem 200 weist ein Paar von Linearführungen 202a, 202b, die parallel in einer Y-Richtung angeordnet sind, auf. Ein Paar von Läufern 204a, 204b ist zum Bewegen in der Y-Richtung ent lang der Linearführungen 202a und 202b in der Lage. Ein Ver bindungsteil 206 erstreckt sich zwischen den Läufern 204a und 204b zum Verbinden der beiden. Eine Kugelumlaufspindel 208, die in der Y-Richtung angeordnet ist, ist mit dem Läufer 204a verschraubt bzw. verbunden. Die Kugelumlaufspindel 208 wird durch einen Motor 210 angetrieben.

In dem Antriebssystem 200 wird der Läufer 204a in der Y-Richtung entlang der Linearführung 202a bewegt, wenn der Motor 210 startet bzw. zu laufen beginnt und die Kugelumlaufspindel 208 gedreht wird. Da die Läufer 204a und 204b durch das Verbindungsteil 206, das aus einem starken Material wie z. B. Stahl ausgebildet ist, verbunden sind, wird der Läufer 204b zusammen mit dem Läufer 204a bewegt.

Werkzeuge oder Werkstücke können z. B. auf dem Verbindungsteil 206 angeordnet oder befestigt werden. Die befestigten Werkzeuge oder Werkstücke können in der Y-Richtung zusammen mit dem Ver bindungsteil 206 bewegt werden.

Ein solches Antriebssystem 200 weist jedoch die folgenden Nach teile auf.

Der Läufer 204a wird durch die Kugelumlaufspindel 208 direkt an getrieben, während der andere Läufer 204b durch den Läufer 204a mit dem Verbindungsteil 206 angetrieben wird. Derart ist die auf den Läufer 204a ausgeübte Antriebskraft nicht gleich derjenigen, die auf den Läufer 204b ausgeübt wird und der Läufer 204a beginnt sich vor dem Läufer 204b zu bewegen, wenn der Motor 210 gestartet wird. Durch die Zeitverzögerung neigt sich das Verbindungsteil 206, das zum präzisen Betrieb parallel zu einer X-Achse sein muß, bezüglich der X-Achse (d. h. es ist schräg zur X-Achse angeord net), so daß die Positionsgenauigkeit der Werkzeuge oder der Werk stücke, die an dem Verbindungsteil 206 befestigt worden sind, be einträchtigt wird. Nämlich ist es unmöglich, die parallele Bewe gung der Läufer 204a und 204b präzise zu synchronisieren, wenn die auf die Läufer 204a und 204b ausgeübte Antriebskraft ungleichmäßig ist, so daß das präzise Positionieren nicht ausgeführt werden kann. Darüberhinaus tritt dasselbe Problem auf, wenn eine externe Kraft auf irgendeinen der bewegbaren Abschnitte ausgeübt wird.

Um die Probleme zu lösen, die durch die ungleichmäßige auf die Läufer 204a und 204b ausgeübte Antriebskraft und die auf die be wegbaren Abschnitte ausgeübte externe Kraft verursacht werden, ist ein stärkeres und dickeres Verbindungsteil 206 zur Reduzierung der Zeitverzögerung zwischen den Läufern 204a und 204b beim Start ver wendet worden. Dadurch müssen aber die bewegbaren Abschnitte schwe rer sein, so daß eine höhere Betriebsgeschwindigkeit nicht erreicht werden kann. Darüberhinaus wird die Belastung des Motors 210 größer, so daß ein Motor mit einem größeren Drehmoment als der Mo tor 210 benötigt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein leichtes und kom paktes Antriebssystem anzugeben, das zu einer hochgradigen Syn chronisierung der parallelen Bewegung der Läufer in der Lage ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 4.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange geben.

Eine erste Grundstruktur des Antriebssystems nach einer Ausfüh rungsform der Erfindung weist auf:
Ein Paar von Zahnstangen, die parallel und in einer ersten Rich tung angeordnet sind,
ein Paar von Läufern, die parallel zu den Zahnstangen in der er sten Richtung bewegbar sind,
eine erste Welle, die in einer zweiten Richtung, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, angeordnet ist, wobei die erste Welle drehbar mit den Läufern verbunden ist,
eine zweite Welle, die in der zweiten Richtung angeordnet ist, wo bei die zweite Welle drehbar mit den Läufern verbunden ist,
ein Paar von ersten Ritzeln, die an der ersten Welle befestigt sind, wobei jeweils ein Ritzel entsprechend mit jeweils einer der Zahnstangen in Eingriff ist und auf dieser abrollen kann,
ein Paar von zweiten Ritzeln, die auf der zweiten Welle befestigt sind, wobei jeweils ein zweites Ritzel entsprechend mit jeweils einer Zahnstange in Eingriff ist und auf dieser abrollen kann, und
eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Läufer in der ersten Richtung,
wobei die ersten Ritzel mit den Zahnstangen über eine Verdrehung, die auf die erste Welle in einer ersten umfangseitigen Richtung bezüglich dieser ausgeübt worden ist, in Eingriff sind, und wobei die zweiten Ritzel mit den Zahnstangen über eine Verdrehung, die auf die zweite Welle in einer zweiten umfangseitigen Richtung bezüglich dieser, die die der ersten umfangseitigen Richtung ent gegengesetzte Richtung ist, ausgeübt worden ist, in Eingriff sind.

Weiter weist eine zweite Grundstruktur des Antriebssystems nach einer Ausführungsform der Erfindung auf:
Ein Paar von ersten Zahnstangen, die parallel und in einer ersten Richtung angeordnet sind,
ein Paar von zweiten Zahnstangen, die parallel und in einer zwei ten Richtung, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, angeordnet sind,
ein Paar von ersten Läufern, die parallel zu den ersten Zahn stangen in der ersten Richtung bewegbar sind,
ein Paar von zweiten Läufern, die parallel zu den zweiten Zahn stangen in der zweiten Richtung bewegbar sind,
eine erste Welle, die in der zweiten Richtung angeordnet ist, wo bei die erste Welle drehbar mit den ersten Läufern verbunden ist,
eine zweite Welle, die in der zweiten Richtung angeordnet ist, wo bei die zweite Welle drehbar mit den ersten Läufern verbunden ist,
eine dritte Welle, die in der ersten Richtung angeordnet ist, wo bei die dritte Welle drehbar mit den zweiten Läufern, verbunden ist,
eine vierte Welle, die in der ersten Richtung angeordnet ist, wo bei die vierte Welle drehbar mit den zweiten Läufern verbunden ist,
ein Paar von ersten Ritzeln, die an der ersten Welle befestigt sind, wobei jeweils ein erstes Ritzel entsprechend mit jeweils ei ner der ersten Zahnstangen in Eingriff ist und auf dieser abrollen kann,
ein Paar von zweiten Ritzeln, die an der zweiten Welle befestigt sind, wobei jeweils ein zweites Ritzel entsprechend mit jeweils einer der ersten Zahnstangen in Eingriff ist und auf dieser ab rollen kann,
ein Paar von dritten Ritzeln, die an der dritten Welle befestigt sind, wobei jeweils ein drittes Ritzel entsprechend mit jeweils einer der zweiten Zahnstangen in Eingriff ist und auf dieser ab rollen kann,
ein Paar von vierten Ritzeln, die auf der vierten Welle befestigt sind, wobei jeweils ein viertes Ritzel entsprechend mit jeweils einer der zweiten Zahnstangen in Eingriff ist und auf dieser ab rollen kann,
eine erste Antriebsvorrichtung zum Bewegen der ersten Läufer in der ersten Richtung, und
eine zweite Antriebsvorrichtung zum Bewegen der zweiten Läufer in der zweiten Richtung,
wobei die ersten Ritzel mit den ersten Zahnstangen über eine Ver drehung, die auf die erste Welle in einer ersten umfangseitigen Richtung bezüglich dieser ausgeübt worden ist, in Eingriff sind, wobei die zweiten Ritzel mit den ersten Zahnstangen über eine Ver drehung, die auf die zweite Welle in einer zweiten umfangseitigen Richtung bezüglich dieser, die die der ersten Richtung entgegenge setzte Richtung ist, ausgeübt worden ist, in Eingriff sind, wobei die dritten Ritzel mit den zweiten Zahnstangen über eine Verdrehung, die auf die dritte Welle in einer dritten umfangsei tigen Richtung bezüglich dieser ausgeübt worden ist, in Eingriff sind, und
wobei die vierten Ritzel mit den zweiten Zahnstangen über eine Verdrehung, die auf die vierte Welle in einer vierten umfangsei tigen Richtung bezüglich dieser, die die der dritten umfangsei tigen Richtung entgegengesetzte Richtung ist, ausgeübt worden ist, in Eingriff sind.

Bei der oben beschriebenen ersten Grundstruktur sind die ersten Ritzel in Eingriff mit den Zahnstangen unter der Wirkung der Ver drehung der Welle in der ersten umfangseitigen Richtung, wo hingegen die zweiten Ritzel mit den Zahnstangen in Eingriff unter der Wirkung der Verdrehung der Welle in der zweiten umfangseitigen Richtung sind. Darum werden Zahnflächen der ersten Ritzel auf Zahnflächen der Zahnstangen durch die elastische Kraft (Umkehrverdrehung) der ersten Welle, die durch die Verdrehung in dieser verursacht wird in der zweiten umfangseitigen Richtung ge drückt, wohingegen Zahnflächen der zweiten Ritzel auf Zahnflächen der Zahnstangen durch die elastische Kraft (Umkehrverdrehung) der zweiten Welle, die durch die Verdrehung in dieser verursacht wird, in der ersten umfangseitigen Richtung gedrückt werden. Durch das Drücken der Zahnflächen der ersten Ritzel und der zweiten Ritzel auf den Zahnflächen der Zahnstangen wird das Spiel zwischen den Ritzeln und den Zahnstangen entfernt und die Neigung der ersten Welle und der zweiten Welle bezüglich der zweiten Richtung kann verhindert werden. Darum kann trotz eines leichten und einfachen Aufbaus ein präzise synchronisierter Betrieb der Läufer ausgeführt werden, selbst falls eine unausgeglichene Antriebskraft oder ex terne Kraft auf das Antriebssystem wirkt.

Auch bei der zweiten Grundstruktur sind die ersten Ritzel mit den ersten Zahnstangen unter der Wirkung der Verdrehung der ersten um fangseitigen Richtung in Eingriff, während die zweiten Ritzel mit den ersten Zahnstangen unter der Verdrehung in der zweiten umfang seitigen Richtung in Eingriff sind. Die dritten Ritzel sind mit den zweiten Zahnstangen unter der Wirkung der Verdrehung in der dritten umfangseitigen Richtung in Eingriff, während die vierten Ritzel den zweiten Zahnstangen unter der Wirkung der Verdrehung in der vierten umfangseitigen Richtung in Eingriff sind. Darum werden die Zahnflächen der ersten Ritzel auf Zahnflächen der ersten Zahn stangen durch die elastische Kraft (Umkehrverdrehung) der ersten Welle, die durch die Verdrehung in dieser verursacht wird, in der zweiten umfangseitigen Richtung gedrückt, während die Zahnflächen der zweiten Ritzel auf die Zahnflächen der ersten Zahnstangen durch die elastische Kraft (Umkehrverdrehung) der zweiten Welle, die durch die Verdrehung in dieser verursacht wird, in der ersten umfangseitigen Richtung gedrückt werden, Zahnflächen der dritten Ritzel werden auf Zahnflächen der zweiten Zahnstangen durch die elastische Kraft (Umkehrverdrehung) der dritten Welle, die durch die Verdrehung in dieser verursacht wird, in der vierten umfangseitigen Richtung gedrückt, wohingegen die Zahnflächen der vierten Ritzel auf Zahnflächen der zweiten Zahnstangen durch die elastische Kraft (Umkehrverdrehung) der vierten Welle, die durch die Verdrehung in dieser verursacht wird, in der dritten um fangseitigen Richtung gedrückt werden. Durch das Drücken der Zahn flächen der Ritzel auf die Zahnflächen der Zahnstangen wird das Spiel zwischen den Ritzeln und den Zahnstangen entfernt, und die Neigung der ersten Welle und der zweiten Welle bezüglich der zwei ten Richtung und die Neigung der dritten Welle und der vierten Welle bezüglich der ersten Richtung kann verhindert werden. Trotz des einfachen und leichten Aufbaus kann ein präzise syn chronisierter Betrieb der Läufer ausgeführt werden, selbst falls eine unausgeglichene Antriebskraft oder externe Kraft auf das An triebssystem wirkt.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Antriebssystem einer ersten Aus führungsform;

Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht der ersten Ausführungsform, die die Umgebung des ersten Ritzels und des zweiten Rit zels zeigt;

Fig. 3 eine teilweise Schnittansicht der ersten Ausführungsform, die die Umgebung des ersten Ritzels zeigt;

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Antriebssystem einer zweiten Aus führungsform;

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Antriebssystem einer dritten Aus führungsform;

Fig. 6 eine Seitenansicht der dritten Ausführungsform;

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Antriebssystem einer vierten Aus führungsform;

Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Antriebssystem.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

Erste Ausführungsform

Eine erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben.

Eine erste Basis und eine zweite Basis (z. B. Grundplatte oder Sockel) 12a und 12b sind separat ausgebildet und in einer ersten Richtung, z. B. in diesem Fall einer Y-Richtung angeordnet.

Gezahnte Teile wie z. B. Zahnstangen 14a und 14b sind entsprechend auf den Basen 12a und 12b befestigt. Die Zahnstangen 14a und 14b sind ebenfalls parallel in der Y-Richtung angeordnet.

Linearführungen 16a und 16b sind entsprechend auf den Basen 12a und 12b befestigt. Die Linearführungen 16a und 16b sind innerhalb (d. h. zwischen) der Zahnstangen 14a und 14b vorgesehen und ebenso parallel in der Y-Richtung angeordnet.

Läufer 18a und 18b sind jeweils gleitbar in einer der Linearfüh rungen 16a und 16b eingefügt. Die Läufer 18a und 18b können nach oben nicht aus den Linearführungen 16a und 16b entnommen werden. Die Läufer 18a und 18b können in der Y-Richtung entlang der Li nearführungen 16a und 16b und parallel zu den Zahnstangen 14a und 14b bewegt werden.

Eine erste Welle 20 ist in einer zweiten Richtung, hier z. B. ei ner X-Richtung angeordnet. Die erste Welle 20 ist aus einem Metall ausgebildet. Die erste Welle 20 ist drehbar durch die Läufer 18a und 18b hindurchgeführt. Beide Endabschnitte der ersten Welle 20 stehen nach außen über die Läufer 18a bzw. 18b hervor. Es sind Schnappringe wie z. B. Sprengringe 22 auf umfangseitigen Flächen der Endabschnitte der ersten Welle 20, die nach außen über die Läufer 18a und 18b vorspringen, befestigt. Die Sprengringe 22 be grenzen die Bewegung der ersten Welle 20 in ihrer axialen Rich tung.

Eine zweite Welle 24 ist in der X-Richtung angeordnet. Die zweite Welle 24 ist ebenfalls aus Metall ausgebildet. Die zweite Welle 24 ist drehbar durch die Läufer 18a und 18b geführt. Beide Endab schnitte der zweiten Welle 24 stehen nach außen über die Läufer 18a bzw. 18b vor. Es sind Schnappringe wie z. B. Sprengringe 22 auf umfangseitigen Flächen der Endabschnitte der zweiten Welle 24, die nach außen über die Läufer 18a und 18b vorstehen, befestigt. Die Sprengringe 22 begrenzen die Bewegung der zweiten Welle 24 in ihrer axialen Richtung.

Es ist zu bemerken, daß die Läufer 18a und 18b integral, d. h. als eine Einheit in der Y-Richtung bewegt werden können, da die erste Welle 20 und die zweite Welle 22 durch die Läufer 18a und 18b hin durchgeführt sind.

Je ein erstes kleines Zahnrad bzw. Ritzel 26a, 26b ist an den bei den Enden der ersten Welle 20 befestigt. Die ersten Ritzel 26a und 26b sind entsprechend mit den jeweiligen Zahnstangen 14a, 14b in Eingriff und sie sind zum Abrollen auf den Zahnstangen 14a bzw. 14b in der Lage. Mit diesem Aufbau können die ersten Ritzel 26a und 26b zusammen mit der ersten Welle 20 rotieren bzw. sich um ihre Achse drehen und auf den Zahnstangen 14a und 14b abrollen, wenn die Läufer 18a und 18b in der Y-Richtung bewegt werden.

Je ein zweites Ritzel 28a, 28b ist an den beiden Enden der zweiten Welle 24 befestigt. Die zweiten Ritzel 28a und 28b sind ent sprechend mit der jeweiligen Zahnstange 14a, 14b in Eingriff und sie sind zum Abrollen auf den Zahnstangen 14a bzw. 14b in der Lage. Mit diesem Aufbau können die zweiten Ritzel 28a und 28b zu sammen mit der zweiten Welle 24 rotieren und auf den Zahnstangen 14a bzw. 14b abrollen, wenn die Läufer 18a und 18b in der Y-Rich tung bewegt werden.

Eine Kugelumlaufspindel 30, die einen Teil einer Antriebsvor richtung zum Bewegen der Läufer 18a und 18b bildet, ist auf der Basis 12a in der Y-Richtung angeordnet. Die Kugelumlaufspindel 30 erstreckt sich rotierbar (d. h. um ihre Achse drehbar) zwischen Tragteilen 32a und 32b, die auf der Basis 12a befestigt sind. Die Kugelumlaufspindel 30 ist mit dem Läufer 18a verschraubt bzw. mit diesem um ihre Achse drehbar verbunden. Derart werden die Läufer 18a und 18b in der Y-Richtung bewegt, wenn die Kugelumlaufspindel 30 um ihre Achse gedreht wird.

Ein Servomotor 34, der einen Teil der Antriebsvorrichtung bildet, ist an der Basis 12a befestigt. Eine Ausgabewelle 36 des Motors 34 ist mit der Kugelumlaufspindel 30 über eine Kupplung bzw. ein Kup pelteil 38 verbunden. Die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewe gungsrichtung der Läufer 18a und 18b wird durch die Umdrehungsge schwindigkeit und die Umdrehungsrichtung des Motors 34 definiert bzw. bestimmt.

Bei dem Antriebssystem 10 mit dem oben beschriebenen Aufbau wird der Läufer 18a entlang der Linearführung 16a in der Y-Richtung be wegt, wenn der Motor 34 die Kugelumlaufspindel 30 dreht. Da der Läufer 18b mit dem Läufer 18a durch die erste Welle 20 und die zweite Welle 24 verbunden ist, werden die Läufer 18a und 18b syn chron in derselben Richtung mit derselben Geschwindigkeit bewegt. Falls z. B. Werkzeuge oder Werkstücke so angeordnet bzw. befestigt sind, daß die erste Welle 20 und die zweite Welle 34 sich drehen können, können die Werkzeuge oder die Werkstücke in der Y-Richtung bewegt und positioniert werden.

Nachfolgend werden die ersten Ritzel 26a und 26b und die zweiten Ritzel 28a und 28b im Detail unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben.

Wie in Fig. 3 gut zu erkennen ist, bedeckt das erste Ritzel 26a den Endabschnitt der ersten Welle 20 und ist auf diesem durch har tes Anziehen einer Schraube 40 befestigt. Das Ritzel 26b (in Fig. 3 nicht gezeigt) ist ebenso an dem anderen Endabschnitt der ersten Welle 20 in derselben Art und Weise befestigt. Die zweiten Ritzel 28a und 28b sind an den Endabschnitten der zweiten Welle 24 ebenso wie die ersten Ritzel 26 und 26b (an der ersten Welle 20) befe stigt.

Die ersten Ritzel 26a und 26b sind mit den Zahnstangen 14a bzw. 14b unter der Wirkung einer zuvor auf die erste Welle 20 ausgeüb ten Verdrehung in einer ersten umfangseitigen Richtung bezüglich der Achse der ersten Welle 20 (einer Richtung, die durch den Pfeil A gezeigt ist) in Eingriff. Andererseits sind die zweiten Ritzel 28a und 28b mit den Zahnstangen 14a bzw. 14b unter der Wirkung ei ner zuvor auf die zweite Welle 24 ausgeübten Verdrehung in einer zweiten umfangseitigen Richtung bezüglich der zweiten Welle 24 (eine Richtung, die durch den Pfeil B gezeigt ist) in Eingriff. Die zweite umfangseitige Richtung B ist die der ersten umfangsei tigen Richtung A entgegengesetzte Richtung.

Ein Verfahren zum Befestigen der ersten Ritzel 26a und 26b auf der ersten Welle, die durch die Läufer 18a und 18b geführt worden ist, wird erläutert.

Zuerst wird das erste Ritzel 26b mit der Zahnstange 14b in Ein griff gebracht und auf der ersten Welle 20 durch hartes Anziehen der Schraube 40 befestigt. Als nächstes wird die Schraube 40 des ersten Ritzels 26a gelöst, um so der ersten Welle 20 eine Drehung bezüglich des ersten Zahnrades 26a zu ermöglichen. In diesem Zu stand wird die Verdrehung in der Richtung des Pfeiles A auf die erste Welle 20 durch z. B. einen Drehmomentschlüssel ausgeübt. Dann wird die Schraube 40 des ersten Zahnrades 26a hart angezogen, während die Verdrehung auf die erste Welle 20 ausgeübt wird. Dann sind beide erste Ritzel 26a und 26b auf der ersten Welle 20 befe stigt.

Als nächstes wird ein Verfahren zum Befestigen der zweiten Ritzel 28a und 28b auf der zweiten Welle 24, die durch die Läufer 18a und 18b geführt worden ist, erläutert.

Zuerst wird das zweite Ritzel 28b in Eingriff mit der Zahnstange 14b gebracht und auf der zweiten Welle 24 durch hartes Anziehen der Schraube 40 befestigt. Als nächstes wird die Schraube 40 des zweiten Ritzels 28a gelöst, um der zweiten Welle 24 eine Drehung bezüglich des zweiten Ritzels 28a zu ermöglichen. In diesem Zu stand wird die Drehung in der Richtung des Pfeiles B auf die zweite Welle 24 z. B. durch einen Drehmomentschlüssel ausgeübt. Dann wird die Schraube 40 des zweiten Ritzels 28a hart angezogen, während die Verdrehung auf die zweite Welle 24 ausgeübt wird. Dann sind die beiden Ritzel 28a und 28b auf der zweiten Welle 24 befe stigt.

Es ist zu bemerken, daß der Grad der Verdrehung, der bei der er sten Welle 20 und bei der zweiten Welle 24 angewendet wird, auf der Basis des Durchmessers derselben festgelegt werden kann. Falls der Durchmesser der beiden Wellen 20 und 24 derselbe ist, kann die Verdrehung der Wellen 20 und 24 dieselbe sein.

Indem die ersten Ritzel 26a und 26b, die auf der ersten Welle 20 befestigt sind, die die Verdrehung in der Richtung A (d. h. das entsprechende Drehmoment) speichert, mit den Zahnstangen 14a bzw. 14b in Eingriff gebracht werden, ist das erste Ritzel 26a immer in der Richtung C durch die Elastizität (Rückverdrehung der ersten Welle 20) vorgespannt, während das erste Ritzel 26b immer in der der Richtung c entgegengesetzten Richtung durch die Umkehrverdre hung der ersten Welle 20 ebenfalls vorgespannt ist.

Indem andererseits die zweiten Ritzel 28a und 28b, die auf der zweiten Welle 24 befestigt sind, die die Verdrehung bzw. das ent sprechende Drehmoment in der Richtung B speichert, mit den Zahn stangen 14a bzw. 14b in Eingriff gebracht werden, ist das zweite Ritzel 28a immer in der Richtung D durch die Elastizität (Umkehrverdrehung) der zweiten Welle 24 vorgespannt, während das zweite Ritzel 28b immer in der der Richtung D entgegengesetzten Richtung durch die Umkehrverdrehung der zweiten Welle 24 ebenfalls vorgespannt ist.

Durch die Umkehrverdrehung bzw. das entsprechende Drehmoment in den entgegengesetzten Richtungen werden die Zahnflächen des ersten Ritzels 26a und die Zahnflächen des zweiten Ritzels 28a auf die entsprechenden Zahnflächen der Zahnstange 14a gedrückt. Die Zahn flächen des ersten Ritzels 26b und die Zahnflächen des zweiten Ritzels 28b werden ebenso auf die entsprechenden Zahnflächen der Zahnstange 14b durch die Umkehrverdrehung in den entgegengesetzten Richtungen gedrückt. Da die Zahnflächen der Ritzel 26a, 26b, 28a und 28b immer auf die entsprechenden Zahnflächen der Zahnstangen 14a und 14b durch die Umkehrverdrehung gedrückt werden, kann das Spiel zwischen den Ritzeln 26a, 26b, 28a und 28b und den Zahnstan gen 14a und 14b entfernt bzw. behoben werden.

Bei der ersten Ausführungsform wird ein Paar von Wellen 20 und 24, in dem die Verdrehung in den entgegengesetzten umfangseitigen Richtungen zuvor gespeichert worden ist, verwendet. Als Ergebnis kann die Umkehrverdrehung in den entsprechenden entgegengesetzten umfangseitigen Richtungen immer so auf die Wellen 20 und 24 wir ken, daß die in den Wellen 20 und 24 gespeicherte Verdrehung wäh rend des Betriebes erhalten werden kann. Durch Erhalten der ge speicherten Verdrehung kann die Neigung der Wellen 20 und 24 z. B. bezüglich der X-Richtung verhindert werden, so daß die Werkzeuge, die Werkstücke, etc., die auf den bewegbaren Abschnitten wie z. B. den Läufern 18a und 18b, der ersten Welle 20, der zweiten Welle 24, etc. befestigt worden sind, mit einer hohen Positionierungs genauigkeit positioniert werden können.

Der Läufer 18a wird durch die Kugelumlaufspindel 30 direkt ange trieben, wohingegen der Läufer 18b dem Läufer 18a folgt. Darum kann das Biegemoment auf die Wellen 20 und 24 in ein Torsionsmo ment oder das Drehmoment umgewandelt werden, so daß die Folge genauigkeit des Läufers 18b erhöht werden kann. Als Ergebnis kön nen die Werkzeuge, Werkstücke, etc. mit einer höheren Posi tionierungsgenauigkeit positioniert werden.

Es ist zu bemerken, daß bei der ersten Ausführungsform ein Paar von parallelen Wellen 20 und 24, in denen die Verdrehung in den entgegengesetzten umfangseitigen Richtungen entsprechend gespei chert worden ist, verwendet wird, aber die Anzahl der Wellen ist nicht auf zwei begrenzt. Z. B. kann eine Mehrzahl von Paaren von Wellen, deren Verdrehung in der ersten umfangseitigen Richtung und der zweiten umfangseitigen Richtung ausgeglichen worden bzw. aus gewogen ist, verwendet werden.

Zweite Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 be schrieben.

Eine Basis wie z. B. eine Grundplatte oder ein Sockel 102 ist in Form eines hohlen rechteckigen Rahmens ausgebildet.

Erste Zahnstangen 104a und 104b sind entsprechend auf der Basis 102 befestigt. Die ersten Zahnstangen 104a und 104b sind jeweils in der ersten Richtung, d. h. hier z. B. der Y-Richtung und au ßerdem parallel zueinander angeordnet.

Zweite Zahnstangen 106a und 106b sind entsprechend auf der Basis 102 befestigt. Die zweiten Zahnstangen 106a und 106b sind in der zweiten Richtung, d. h. hier z. B. der X-Richtung und zudem par allel zueinander angeordnet.

Erste Linearführungen 108a und 108b sind entsprechend auf der Ba sis 102 befestigt. Die ersten Linearführungen sind innerhalb, d. h. zwischen den ersten Zahnstangen 104a und 104b und außerdem in der Y-Richtung und parallel zueinander angeordnet.

Zweite Linearführungen 110a und 110b sind entsprechend auf der Ba sis 102 befestigt. Die zweiten Linearführungen 110a und 110b sind innerhalb, d. h. zwischen den zweiten Zahnstangen 106a und 106b und außerdem entlang der X-Richtung und parallel zueinander ange ordnet.

Erste Läufer 112a und 112b sind gleitbar in jeweils eine der er sten Linearführungen 108a und 108b eingesetzt. Die ersten Läufer 112a und 112b können nicht nach oben aus den ersten Linearfüh rungen 108a und 108b entnommen werden. Die ersten Läufer 112a und 112b können in der Y-Richtung entlang der ersten Linearführungen 108a bzw. 108b und parallel zu den ersten Zahnstangen 104a und 104b bewegt werden.

Zweite Läufer 114a und 114b sind gleitbar in jeweils eine der zweiten Linearführungen 110a und 110b eingesetzt. Die zweiten Läu fer 114a und 114b können nicht nach oben aus den zweiten Linearführungen 110a und 110b entnommen werden. Die zweiten Läufer 114a und 114b können in der X-Richtung entlang der zweiten Li nearführungen 110a bzw. 110b und parallel zu den zweiten Zahn stangen 106a und 106b bewegt werden.

Eine erste Welle 118 ist in der X-Richtung angeordnet. Die erste Welle 118 ist aus einem Metall ausgebildet. Die erste Welle 118 ist um ihre Achse drehbar durch eine erste Röhre 116a, deren Enden entsprechend an den ersten Läufern 112a bzw. 112b befestigt sind, und durch die ersten Läufer 112a und 112b hindurchgeführt. Die beiden Endabschnitte der ersten Welle 118 stehen nach außen über die ersten Läufer 112a bzw. 112b hervor. Es sind Schnappringe auf den umfangseitigen Flächen der Endabschnitte der ersten Welle 118, die nach außen über die ersten Läufer 112a bzw. 112b vorstehen, aufgesetzt bzw. dauernd befestigt. Die Schnappringe begrenzen die Bewegung der ersten Welle 118 in ihrer axialen Richtung.

Eine zweite Welle 120 ist in der X-Richtung angeordnet. Die zweite Welle 120 ist aus einem Metall ausgebildet. Die zweite Welle 120 ist um ihre Achse drehbar durch eine erste Röhre 116b, deren Enden entsprechend an den ersten Läufern 112a bzw. 112b befestigt sind, und durch die ersten Läufer 112a und 112b hindurchgeführt. Die beiden Endabschnitte der zweiten Welle 120 stehen nach außen über die zweiten Läufer 112a bzw. 112b hervor. Es sind Schnappringe auf umfangseitigen Flächen der Endabschnitte der zweiten Welle 120, die nach außen über die zweiten Läufer 112a bzw. 112b vorstehen, aufgesetzt bzw. befestigt. Die Schnappringe begrenzen die Bewegung der zweiten Welle 120 in ihrer axialen Richtung.

Es ist zu bemerken, daß die ersten Läufer 112a und 112b integral, d. h. als eine Einheit in der Y-Richtung bewegt werden können, da die ersten Röhren 116a und 116b sich zwischen den ersten Läufern 112a und 112b erstrecken und die erste Welle 118 und die zweite Welle 120 durch diese hindurchgeführt sind. Die ersten Röhren 116a und 116b sind mit einem Schmiermittel 117 wie z. B. Schmierfett gefüllt, um so Abrieb und Geräuschentwicklung zwischen den Wellen 118 und 120 und den Röhren 116a bzw. 116b zu verhindern.

Jeweils ein erstes Ritzel 122a, 122b ist an den beiden Enden der ersten Welle 118 befestigt. Die ersten Ritzel 122a und 122b sind entsprechend mit jeweils einer der ersten Zahnstangen 104a bzw. 104b in Eingriff und sie sind in der Lage auf den ersten Zahn stangen 104a bzw. 104b abzurollen. Mit diesem Aufbau können sich die ersten Ritzel 122a und 122b zusammen mit der ersten Welle 118 drehen und auf den ersten Zahnstangen 104a bzw. 104b abrollen, wenn die ersten Läufer 112a und 112b in der Y-Richtung bewegt wer den.

Jeweils ein zweites Ritzel 124a, 124b ist auf den beiden Enden der zweiten Welle 120 befestigt. Die zweiten Ritzel 124a und 124b sind entsprechend mit jeweils einer der Zahnstangen 104a bzw. 104b in Eingriff und sie können auf den ersten Zahnstangen 104a bzw. 104b abrollen. Mit dieser Struktur können sich die zweiten Ritzel 124a und 124b zusammen mit der zweiten Welle 120 drehen und auf den er sten Zahnstangen 104a bzw. 104b abrollen, wenn die ersten Läufer 112a und 112b in der Y-Richtung bewegt werden.

Zweite Röhren 126a und 126b sind in der Y-Richtung angeordnet. Die Enden von jeder der zweiten Röhren 126a und 126b sind entsprechend mit den zweiten Läufern 114a bzw. 114b verbunden.

Eine dritte Welle 128 ist in der Y-Richtung angeordnet. Die dritte Welle 128 ist aus einem Metall ausgebildet. Die dritte Welle 128 ist um ihre Achse drehbar durch die zweite Röhre 126a und die zweiten Läufer 114a und 114b geführt. Die beiden Endabschnitte der dritten Welle 128 stehen nach außen über die zweiten Läufer 114a bzw. 114b hervor. Es sind Schnappringe auf umfangseitige Flächen der beiden Endabschnitte der dritten Welle 128, die nach außen über die zweiten Läufer 114a bzw. 114b vorstehen, gesetzt bzw. auf diesen befestigt. Die Schnappringe begrenzen die Bewegung der dritten Welle 128 in ihrer axialen Richtung.

Eine vierte Welle 130 ist in der Y-Richtung angeordnet. Die vierte Welle 130 ist aus einem Metall ausgebildet. Die vierte Welle 130 ist um ihre Achse drehbar durch die zweite Röhre 126b und durch die zweiten Läufer 114a und 114b geführt. Die beiden Endabschnitte der vierten Welle 130 stehen nach außen über die zweiten Läufer 114a bzw. 114b hervor. Es sind Schnappringe auf umfangseitige Flä che der beiden Endabschnitte der vierten Welle 130, die nach außen über die zweiten Läufer 114a bzw. 114b hervorstehen, gesetzt bzw. auf diesen befestigt. Die Schnappringe begrenzen die Bewegung der vierten Welle in ihrer axialen Richtung.

Es ist zu bemerken, daß die zweiten Läufer 114a und 114b integral, d. h. als eine Einheit in der X-Richtung bewegt werden können, da die zweiten Röhren 126a und 126b sich zwischen den beiden Läufern 114a und 114b erstrecken und die dritte Welle 128 und die vierte Welle 130 durch diese hindurchgeführt sind. Die zweiten Röhren 126a und 126b sind mit einem Schmiermittel 117 wie z. B. Schmier fett gefüllt, um so Abrieb und eine Geräuschentwicklung zwischen den Wellen 128 und 130 und den Röhren 126a bzw. 126b zu verhin dern.

Jeweils ein drittes Ritzel 132a, 132b ist auf den beiden Enden der dritten Welle 128 befestigt. Die dritten Ritzel 132a und 132b sind entsprechend mit jeweils einer der zweiten Zahnstangen 106a bzw. 106b in Eingriff und sie können auf den zweiten Zahnstangen 106a und 106b abrollen. Mit dieser Struktur können sich die dritten Ritzel 132a und 132b zusammen mit der dritten Welle 128 drehen und auf den zweiten Zahnstangen 106a bzw. 106b abrollen, wenn die zweiten Läufer 114a und 114b in der X-Richtung bewegt werden.

Jeweils ein viertes Ritzel 134a, 134b ist auf den beiden Enden der vierten Welle 130 befestigt. Die vierten Ritzel 134a und 134b sind entsprechend mit jeweils einer der beiden Zahnstangen 106a und 106b in Eingriff und sie können auf den zweiten Zahnstangen 106a bzw. 106b abrollen. Mit dieser Struktur können sich die vierten Ritzel 134a und 134b zusammen mit der vierten Welle 130 drehen und sie können auf den zweiten Zahnstangen 106a bzw. 106b abrollen, wenn die zweiten Läufer 114a und 114b in der X-Richtung bewegt werden.

Eine erste Kugelumlaufspindel 136, die einen Teil der ersten An triebsvorrichtung zum Bewegen der ersten Läufer 112a und 112b bil det, ist auf der Basis 102 und in der Y-Richtung angeordnet. Die erste Kugelumlaufspindel 136 erstreckt sich um ihre eigene Achse drehbar zwischen Eckblöcken 138, die auf der Basis 102 vorgesehen sind. Die erste Kugelumlaufspindel 136 ist mit dem ersten Läufer 112a verschraubt bzw. mit diesem um ihre Achse drehbar verbunden. Derart werden die ersten Läufer 112a und 112b in der Y-Richtung bewegt, wenn sich die erste Kugelumlaufspindel 136 um ihre Achse dreht.

Ein erster Servomotor 140, der einen Teil der ersten Antriebs vorrichtung bildet, ist an der Basis 102 befestigt. Eine Ausga bewelle des ersten Motors 140 ist mit der ersten Kugelumlauf spindel 136 durch eine Kupplung bzw. ein Kuppelstück verbunden. Die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung der ersten Läufer 112a und 112b wird durch die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Umdrehungsrichtung des ersten Motors 140 bestimmt.

Eine zweite Kugelumlaufspindel 142, die einen Teil einer zweiten Antriebsvorrichtung zum Bewegen der zweiten Läufer 114a und 114b bildet, ist auf der Basis 102 und in der X-Richtung angeordnet. Die zweite Kugelumlaufspindel 142 erstreckt sich um ihre eigene Achse drehbar zwischen Eckblöcken 138, die auf der Basis 102 vor gesehen sind. Die zweite Kugelumlaufspindel 142 ist mit dem zwei ten Läufer 114a verschraubt bzw. mit diesem um ihre Achse drehbar verbunden. Derart werden die zweiten Läufer 114a und 114b in der X-Richtung bewegt, wenn sich die zweite Kugelumlaufspindel 142 um ihre Achse dreht.

Ein zweiter Servomotor 144, der einen Teil der zweiten Antriebs vorrichtung bildet, ist an der Basis 102 befestigt. Eine Ausga bewelle des zweiten Motors 144 ist mit der zweiten Kugelumlauf spindel 142 durch eine Kupplung bzw. ein Kupplungsstück verbunden. Die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung der zweiten Läufer 114a und 114b wird durch die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Umdrehungsrichtung des zweiten Motors 144 bestimmt.

Ein bewegtes bzw. bewegbares Teil 146, das sich auf den ersten Röhren 116a und 116b und den zweiten Röhren 126a und 126b bewegen kann, ist vorgesehen. Derart wird das bewegbare Teil 146 in der Y- Richtung mit der Bewegung der ersten Läufer 112a und 112b bewegt, wohingegen das bewegbare Teil 146 in der X-Richtung mit der Bewe gung der zweiten Läufer 114a und 114b bewegt wird. Zu montierende Teile wie z. B. Werkzeuge, Werkstücke, Roboter- oder Arbeitsköpfe können auf dem bewegbaren Teil 146 montiert werden, und diese kön nen in den X-Y-Richtungen mit bzw. durch das bewegbare Teil 146 bewegt werden. Es ist zu bemerken, daß bei der zweiten Ausfüh rungsform das bewegbare Teil 146 auf den Röhren 116a, 116b, 126a und 126b bewegt wird, aber das bewegbare Teil 146 kann ebenso auf den Wellen 118, 120, 128 und 130 bewegt werden.

Bei dem Antriebssystem 100 mit dem oben beschriebenen Aufbau wird der erste Läufer 112a entlang der ersten Linearführung 108a in der Y-Richtung zusammen mit dem bewegbaren Teil 146 bewegt, wenn der erste Motor 140 die erste Kugelumlaufspindel 136 dreht. Da der er ste Läufer 112b mit dem ersten Läufer 112a durch die ersten Röhren 116a und 116b verbunden ist, werden die ersten Läufer 112a und 112b synchron in derselben Richtung mit derselben Geschwindigkeit bewegt. Andererseits wird der zweite Läufer 114a entlang der zwei ten Linearführung 110a in der X-Richtung zusammen mit dem bewegba ren Teil 146 bewegt, wenn der zweite Motor 144 die zweite Kugelum laufspindel 142 dreht. Da der zweite Läufer 114b mit dem zweiten Läufer 114a durch die zweiten Röhren 126a und 126b verbunden ist, werden die zweiten Läufer 114a und 114b synchron in derselben Richtung mit derselben Geschwindigkeit bewegt. Wie oben beschrie ben worden ist, können die auf dem bewegbaren Teil 146 montierten Teile in den X-Y-Richtungen bewegt und positioniert werden.

Nach der zweiten Ausführungsform sind die ersten Ritzel 122a und 122b, die zweiten Ritzel 124a und 124b, die dritten Ritzel 132a und 132b und die vierten Ritzel 134a und 134b an den Wellen 118, 120, 128 und 130 wie bei der ersten Ausführungsform durch Schrau ben befestigt.

Die ersten Ritzel 122a und 122b sind mit den ersten Zahnstangen 104a bzw. 104b durch die Verdrehung, die zuvor auf die erste Welle 118 in der ersten umfangseitigen Richtung ausgeübt wurde, in Ein griff, die zweiten Ritzel 124a und 124b sind mit den ersten Zahn stangen 104a bzw. 104b durch die Verdrehung, die zuvor auf die zweite Welle 120 in der zweiten umfangseitigen Richtung, die die der ersten umfangseitigen Richtung entgegengesetzte Richtung ist, ausgeübt wurde, in Eingriff, die dritten Ritzel 132a und 132b sind mit den zweiten Zahnstangen 106a bzw. 106b durch die Verdrehung, die zuvor auf die dritte Welle 128 in einer dritten umfangseitigen Richtung ausgeübt wurde, in Eingriff, und die vierten Ritzel 134a und 134b sind mit den zweiten Zahnstangen 106a bzw. 106b durch die Verdrehung, die zuvor auf die vierte Welle 130 in einer vierten umfangseitigen Richtung, die die der dritten umfangseitigen Rich tung entgegengesetzte Richtung ist, ausgeübt worden ist, in Ein griff.

Die Ritzel 122a, 122b, 124a, 124b, 132a, 132b, 134a und 134b kön nen an den Wellen 118, 120, 128 bzw. 130 z. B. durch das bei der ersten Ausführungsform beschriebene Verfahren befestigt werden.

Es ist zu bemerken, daß der Grad der auf die erste Welle 118 und die zweite Welle 120 ausgeübten Verdrehung auf der Basis des Durchmessers derselben festgelegt werden kann. Falls der Durch messer der beiden Wellen 118 und 120 derselbe ist, kann die Ver drehung der Wellen 118 und 120 dieselbe sein. Der Grad der auf die dritte Welle 128 und auf die vierte Welle 130 ausgeübten Verdre hung kann auf der Basis des Durchmessers derselben festgelegt wer den. Falls der Durchmesser der beiden Wellen 128 und 130 derselbe ist, kann die Verdrehung der Wellen 128 und 130 dieselbe sein.

Indem die ersten Ritzel 122a und 122b, die auf der ersten Welle 118, die die Verdrehung in der ersten umfangseitigen Richtung speichert, befestigt sind, mit den ersten Zahnstangen 104a bzw. 104b in Eingriff gebracht sind, ist das erste Ritzel 122a immer in der zweiten umfangseitigen Richtung durch die Elastizität (Umkehrverdrehung) der ersten Welle 118, wohingegen das erste Rit zel 122b immer in der ersten umfangseitigen Richtung durch die Um kehrverdrehung der ersten Welle 118 vorgespannt ist.

Indem die zweiten Ritzel 124a und 124b, die auf der zweiten Welle 120, die die Verdrehung in der zweiten umfangseitigen Richtung speichert, befestigt sind, mit den ersten Zahnstangen 104a bzw. 104b in Eingriff gebracht sind, ist das zweite Ritzel 124a immer in der ersten umfangseitigen Richtung durch die Elastizität (Umkehrverdrehung) der zweiten Welle 120, wohingegen das zweite Ritzel 124b immer in der zweiten umfangseitigen Richtung durch die Umkehrverdrehung der zweiten Welle 120 vorgespannt ist.

Indem die dritten Ritzel 132a und 132b, die auf der dritten Welle 128, die die Verdrehung in der dritten umfangseitigen Richtung speichert, befestigt sind, mit den zweiten Zahnstangen 106a bzw. 106b in Eingriff gebracht sind, ist das dritte Ritzel 132a immer in der vierten umfangseitigen Richtung durch die Elastizität (Umkehrverdrehung) der dritten Welle 128, wohingegen das dritte Ritzel 132b immer in der dritten umfangseitigen Richtung durch die Umkehrverdrehung der dritten Welle 128 vorgespannt ist.

Indem die vierten Ritzel 134a und 134b, die auf der vierten Welle 130, die die Verdrehung in der vierten umfangseitigen Richtung speichert, befestigt sind, mit den zweiten Zahnstangen 106a und 106b in Eingriff gebracht sind, ist das vierte Ritzel 134a immer in der dritten umfangseitigen Richtung durch die Elastizität (Umkehrverdrehung) der vierten Welle 130, wohingegen das vierte Ritzel 134b immer in der vierten umfangseitigen Richtung durch die Umkehrverdrehung der vierten Welle 130 vorgespannt ist.

Bei der zweiten Ausführungsform werden Zahnflächen des ersten Rit zel 122a und Zahnflächen des zweiten Ritzels 124a auf Zahnflächen der ersten Zahnstange 104a durch die Umkehrverdrehung in den ent gegengesetzten Richtungen gedrückt. Zahnflächen des ersten Ritzels 122b und Zahnflächen des zweiten Ritzels 124b werden auf Zahnflä chen der ersten Zahnstange 104b ebenso durch die Umkehrverdrehung in den entgegengesetzten Richtungen gedrückt. Da die Zahnflächen der Ritzel 122a, 122b, 124a und 124b immer auf die Zahnflächen der ersten Zahnstangen 104a bzw. 104b durch die Umkehrverdrehung ge drückt werden, kann das Spiel zwischen den Ritzeln 122a, 122b, 124a und 124b und den ersten Zahnstangen 104a bzw. 104b entfernt bzw. vermieden werden.

Desweiteren wird auch bei der zweiten Ausführungsform ein Paar von Wellen 118 und 120, in denen die Verdrehung in den entgegen gesetzten umfangseitigen Richtungen zuvor gespeichert worden ist, verwendet, so daß die Neigung der Wellen 118 und 120 bezüglich der X-Richtung ebenso wie bei der ersten Ausführungsform verhindert werden kann.

Zahnflächen des dritten Ritzels 132a und Zahnflächen des vierten Ritzels 134a werden auf Zahnflächen der zweiten Zahnstange 106a durch die Umkehrverdrehung in den entgegengesetzten Richtungen gedrückt. Zahnflächen des dritten Ritzels 132b und Zahnflächen des vierten Ritzels 134b werden ebenso auf Zahnflächen der zweiten Zahnstange 106b durch die Umkehrverdrehung in den entgegen gesetzten Richtungen gedrückt. Da die Zahnflächen der Ritzel 132a, 132b, 134a und 134b immer auf die Zahnflächen der zweiten Zahn stangen 106a bzw. 106b durch die Umkehrverdrehung gedrückt werden, kann das Spiel zwischen den Ritzeln 132a, 132b, 134a und 134b und den zweiten Zahnstangen 106a bzw. 106b entfernt bzw. vermieden werden.

Weiter wird ein Paar von Wellen 128 und 130, in denen zuvor die Verdrehung in den entgegengesetzten umfangseitigen Richtung ge speichert worden ist, verwendet, so daß die Neigung der Wellen 128 und 130 bezüglich der Y-Richtung ebenso wie bei den Wellen 118 und 120 vermieden werden kann.

Als Ergebnis des Vermeidens des Spiels kann die X-Y-Positionie rungsgenauigkeit des bewegbaren Teils 146 und der darauf mon tierten Teile stark erhöht werden.

Es ist zu bemerken, daß auch bei der zweiten Ausführungsform eine Mehrzahl von Paaren von Wellen, deren Verdrehung in der ersten um fangseitigen Richtung und der zweiten umfangseitigen Richtung aus geglichen worden ist, anstelle der Wellen 118 und 120 oder der Wellen 128 und 130 verwendet werden kann.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben. Es ist zu bemerken, daß die dritte Ausfüh rungsform eine Modifikation der ersten Ausführungsform ist, so daß dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet werden und die Erläuterung derselben hier weggelassen wird.

Bei der ersten Ausführungsform werden die Kugelumlaufspindel 30 und der Motor 34 als die Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Läu fer 18a und 18b verwendet. Die Antriebsvorrichtung der dritten Ausführungsform weist auf: Einen Servomotor 300, der auf dem Läu fer 18a montiert ist, und eine Vorrichtung zum Übertragen des Drehmomentes des Motors 300 auf die erste Welle 20 und die zweite Welle 24 derart, daß sich die Wellen 20 und 24 in derselben Rich tung (um ihre Achse) drehen.

Die Übertragungsvorrichtung der dritten Ausführungsform weist auf: Erste Synchronriemenscheiben 304a und 304b, die auf einer Ausgabe welle 302 des Motors 300 befestigt sind, zweite Synchron riemenscheiben 306a und 306b, die entsprechend auf der ersten Welle 20 bzw. der zweiten Welle 24 befestigt sind, einen Synchro nriemen 308a, der in Eingriff mit der ersten Synchronriemenscheibe 304a und der zweiten Synchronriemenscheibe 306a ist, und einen Synchronriemen 308b, der in Eingriff mit der ersten Syn chronriemenscheibe 304b und der zweiten Synchronriemenscheibe 306b ist.

Wenn der Motor 300 angetrieben wird, werden die Wellen 20 und 24 durch die ersten Synchronriemenscheiben 304a und 304b, die zweiten Synchronriemenscheiben 306a und 306b und die Synchronriemen 308a und 308b in derselben Richtung gedreht. Durch die Drehung der Wel len 20 und 24 rollen die ersten Ritzel 26a und 26b, die mit den Zahnstangen 14a bzw. 14b in Eingriff sind, und die zweiten Ritzel 28a und 28b, die mit den Zahnstangen 14a bzw. 14b in Eingriff sind, auf den Zahnstangen 14a bzw. 14b ab. Als Ergebnis des Ab rollens der Ritzel 26a, 26b, 28a und 28b werden die Läufer 18a und 18b, die durch die Wellen 20 und 24 verbunden sind, synchron in derselben Richtung mit derselben Geschwindigkeit bewegt.

Die Wirkungen des Entfernens des Spiels und der Veränderung der Neigung der Wellen 20 und 24 sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform.

Es ist zu bemerken, daß bei der dritten Ausführungsform der Motor 300 sowohl die Welle 20 als auch die Welle 24 über die Über tragungsvorrichtung dreht, aber der Motor 300 kann auch eine der Wellen 20 und 24 drehen. In diesem Fall kann eine Kupplung zum Verbinden der Ausgabewelle 302 des Motors 300 mit der Welle 20 oder 24 als die Übertragungsvorrichtung verwendet werden.

Vierte Ausführungsform

Eine vierte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 er läutert. Es ist zu bemerken, daß die vierte Ausführungsform eine Modifikation der zweiten Ausführungsform ist, so daß dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen wie bei der zweiten Ausfüh rungsform bezeichnet werden und die Erläuterung derselben hier gelassen wird.

Bei der zweiten Ausführungsform werden die erste Kugelumlauf spindel 136 und der erste Motor 140 als die erste Antriebsvor richtung zum Bewegen der ersten Läufer 112a und 112b verwendet, und die zweite Kugelumlaufspindel 142 und der zweite Motor 144 wer den als die zweite Antriebsvorrichtung zum Bewegen der zweiten Läufer 114a und 114b verwendet. Die erste Antriebsvorrichtung der vierten Ausführungsform weist auf: Einen ersten Servomotor 400, der auf dem ersten Läufer 112a montiert ist, und eine erste Vor richtung zum Übertragen des Drehmomentes des ersten Motors 400 an die erste Welle 118 und die zweite Welle 120 derart, daß sich die Wellen 118 und 120 in derselben Richtung (um ihre Achse) drehen. Die erste Übertragungsvorrichtung weist auf: Erste Synchronriemen scheiben 404a und 404b, die auf einer Ausgabewelle 402 des Motors 400 befestigt sind, zweite Synchronriemenscheiben 406a und 406b, die entsprechend auf der ersten Welle 118 bzw. der zweiten Welle 120 befestigt sind, und erste Synchronriemen 408a und 408b, die entsprechend mit den ersten Synchronriemenscheiben 404a bzw. 404b und den zweiten Synchronriemenscheiben 406a bzw. 406b in Eingriff gebracht sind.

Andererseits weist die zweite Antriebsvorrichtung der vierten Aus führungsform auf: Einen zweiten Servomotor 410, der auf dem zwei ten Läufer 114a montiert ist, und eine zweite Vorrichtung zum Übertragen des Drehmomentes des zweiten Motors 410 an die dritte Welle 128 und die vierte Welle 130 derart, daß sich die Wellen 128 und 130 in derselben Richtung (um ihre Achse) drehen. Die zweite Übertragungsvorrichtung weist auf: Dritte Synchronriemenscheiben 414a und 414b, die auf einer Ausgabewelle 412 des Motors 410 befe stigt sind, vierte Synchronriemenscheiben 416a und 416b, die ent sprechend auf der dritten Welle 128 bzw. der vierten Welle 130 be festigt sind, und zweite Synchronriemen 418a und 418b, die ent sprechend mit den dritten Synchronriemenscheiben 414a bzw. 414b und den vierten Synchronriemenscheiben 416a bzw. 416b in Eingriff gebracht sind.

Wenn der erste Motor 400 angetrieben wird, drehen sich die erste Welle 118 und die zweite Welle 120 in derselben Richtung. Die dritte Welle 128 und die vierte Welle 130 werden in derselben Richtung gedreht, wenn der zweite Motor 410 angetrieben wird. Durch die Drehung der Wellen 118, 120, 128 und 130 werden die er sten Läufer 112a und 112b synchron in die Y-Richtung mit derselben Geschwindigkeit bewegt, und die zweiten Läufer 114a und 114b wer den synchron mit derselben Geschwindigkeit in der X-Richtung be wegt, so daß sich das bewegbare Teil 146 in den X-Y-Richtungen be wegt werden kann.

Die Wirkungen der Entfernung des Spiels und der hohen Positio nierungsgenauigkeit des bewegbaren Teils 146 sind dieselben wie bei der zweiten Ausführungsform.

Es ist zu bemerken, daß bei der vierten Ausführungsform der erste Motor 400 sowohl die Welle 118 als auch die Welle 120 mittels der ersten Übertragungsvorrichtung dreht, aber der erste Motor 400 kann auch eine der Wellen 118 und 120 drehen. Der zweite Motor 410 kann ebenso eine der Wellen 128 und 130 drehen.

Die Erfindung kann ebenso in anderen Ausführungsformen ohne Abwei chen von deme erfinderichen Gedanken oder den wesentlichen Merkma len ausgeführt sein. Insbesondere können die Merkmale der ver schiedenen Ausführungsformen weiter kombiniert werden. Die vorlie genden Ausführungsformen sind als erläuternd und nicht als be schränkend für den Umfang der Erfindung zu betrachten.

Claims

1. Antriebssystem mit
einem Paar von Zahnstangen (14a, 14b), die parallel und in einer ersten Richtung (Y) angeordnet sind,
einem Paar von Läufern (18a, 18b), die parallel zu den Zahnstangen (14a, 14b) in der ersten Richtung (Y) bewegbar sind,
einer ersten Welle (20), die in einer zweiten Richtung (X), die senkrecht zu der ersten Richtung (Y) ist, angeordnet ist, wobei die erste Welle (20) drehbar mit den Läufern (18a, 18b) verbunden ist,
einer zweiten Welle (24), die in der zweiten Richtung (X) ange ordnet ist, wobei die zweite Welle (24) drehbar mit den Läufern (18a, 18b) verbunden ist,
einem Paar von ersten Ritzeln (26a, 26b), die an der ersten Welle (20) befestigt sind, wobei jeweils ein Ritzel (26a, 26b) entspre chend mit jeweils einer der Zahnstangen (14a, 14b) in Eingriff ist und auf dieser abrollen kann,
einem Paar von zweiten Ritzeln (28a, 28b), die auf der zweiten Welle (24) befestigt sind, wobei jeweils ein zweites Ritzel (28a, 28b) entsprechend mit jeweils einer Zahnstange (14a, 14b) in Ein griff ist und auf dieser abrollen kann, und
einer Antriebsvorrichtung (30, 34, 300, 304a, 304b, 306a, 306b, 308a, 308b) zum Bewegen der Läufer (18a, 18b) in der ersten Rich tung (Y),
wobei die ersten Ritzel (26a, 26b) mit den Zahnstangen (14a, 14b) über eine Verdrehung, die auf die erste Welle (20) in einer ersten umfangseitigen Richtung bezüglich dieser ausgeübt worden ist, in Eingriff sind, und
wobei die zweiten Ritzel (28a, 28b) mit den Zahnstangen (14a, 14b) über eine Verdrehung, die auf die zweite Welle (24) in einer zwei ten umfangseitigen Richtung bezüglich dieser, die die der ersten umfangseitigen Richtung entgegengesetzte Richtung ist, ausgeübt worden ist, in Eingriff sind.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung aufweist:
eine Kugelumlaufspindel (30), die in der ersten Richtung (Y) an geordnet ist, wobei die Kugelumlaufspindel (30) mit dem Läufer (18a) verschraubt ist, und
einen Motor (34) zum Drehen der Kugelumlaufspindel (30) um deren Achse.

3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung aufweist:
einen Motor (300), der an einem der Läufer (18a) vorgesehen ist, und
eine Vorrichtung (304a, 304b, 306a, 306b, 308a, 308b) zum Über tragen des Drehmomentes des Motors (300) an mindestens eine der Wellen (20, 24) derart, daß sich die Welle (20, 24) dreht.

4. Antriebssystem mit
einem Paar von ersten Zahnstangen (104a, 104b), die parallel und in einer ersten Richtung (Y) angeordnet sind,
einem Paar von zweiten Zahnstangen (106a, 106b), die parallel und in einer zweiten Richtung (X), die senkrecht zu der ersten Rich tung (Y) ist, angeordnet sind,
einem Paar von ersten Läufern (112a, 112b), die parallel zu den ersten Zahnstangen (104a, 104b) in der ersten Richtung (Y) be wegbar sind,
einem Paar von zweiten Läufern (114a, 114b), die parallel zu den zweiten Zahnstangen (106a, 106b) in der zweiten Richtung (X) be wegbar sind,
einer ersten Welle (118), die in der zweiten Richtung (X) ange ordnet ist, wobei die erste Welle (118) drehbar mit den ersten Läufern (112a, 112b) verbunden ist,
einer zweiten Welle (120), die in der zweiten Richtung (X) ange ordnet ist, wobei die zweite Welle (120) drehbar mit den ersten Läufern (112a, 112b) verbunden ist,
einer dritten Welle (128), die in der ersten Richtung (Y) ange ordnet ist, wobei die dritte Welle (128) drehbar mit den zweiten Läufern (114a, 114b), verbunden ist,
einer vierten Welle (130), die in der ersten Richtung (Y) ange ordnet ist, wobei die vierte Welle (130) drehbar mit den zweiten Läufern (114a, 114b) verbunden ist,
einem Paar von ersten Ritzeln (122a, 122b), die an der ersten Welle (118) befestigt sind, wobei jeweils ein erstes Ritzel (122a, 122b) entsprechend mit jeweils einer der ersten Zahnstangen (104a, 104b) in Eingriff ist und auf dieser abrollen kann,
einem Paar von zweiten Ritzeln (124a, 124b), die an der zweiten Welle (120) befestigt sind, wobei jeweils ein zweites Ritzel (124a, 124b) entsprechend mit jeweils einer der ersten Zahnstangen (104a, 104b) in Eingriff ist und auf dieser abrollen kann,
einem Paar von dritten Ritzeln (132a, 132b), die an der dritten Welle (128) befestigt sind, wobei jeweils ein drittes Ritzel (132a, 132b) entsprechend mit jeweils einer der zweiten Zahn stangen (106a, 106b) in Eingriff ist und auf dieser abrollen kann, einem Paar von vierten Ritzeln (134a, 134b), die auf der vierten Welle (130) befestigt sind, wobei jeweils ein viertes Ritzel (134a, 134b) entsprechend mit jeweils einer der zweiten Zahn stangen (106a, 106b) in Eingriff ist und auf dieser abrollen kann, einer ersten Antriebsvorrichtung (136, 140, 400, 404a, 404b, 406a, 406b, 408a, 408b) zum Bewegen der ersten Läufer (112a, 112b) in der ersten Richtung (Y), und
einer zweiten Antriebsvorrichtung (142, 144, 410, 414a, 414b, 416a, 416b, 418a, 418b) zum Bewegen der zweiten Läufer (114a, 114b) in der zweiten Richtung (X),
wobei die ersten Ritzel (122a, 122b) mit den ersten Zahnstangen (104a, 104b) über eine Verdrehung, die auf die erste Welle (118) in einer ersten umfangseitigen Richtung bezüglich dieser ausgeübt worden ist, in Eingriff sind,
wobei die zweiten Ritzel (124a, 124b) mit den ersten Zahnstangen (104a, 104b) über eine Verdrehung, die auf die zweite Welle (120) in einer zweiten umfangseitigen Richtung bezüglich dieser, die die der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung ist, ausgeübt worden ist, in Eingriff sind,
wobei die dritten Ritzel (132a, 132b) mit den zweiten Zahnstangen (106a, 106b) über eine Verdrehung, die auf die dritte Welle (128) in einer dritten umfangseitigen Richtung bezüglich dieser ausgeübt worden ist, in Eingriff sind, und
wobei die vierten Ritzel (134a, 134b) mit den zweiten Zahnstangen (106a, 106b) über eine Verdrehung, die auf die vierte Welle (130) in einer vierten umfangseitigen Richtung bezüglich dieser, die die der dritten umfangseitigen Richtung entgegengesetzte Richtung ist, ausgeübt worden ist, in Eingriff sind.

5. Antriebssystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein bewegbares Teil (146), das entlang der ersten Welle (118) und der zweiten Welle (120) in der zweiten Richtung (X) und entlang der dritten Welle (128) und der vierten Welle (130) in der ersten Richtung (Y) bewegbar ist.

6. Antriebssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebsvorrichtung aufweist:
eine erste Kugelumlaufspindel (136), die in der ersten Richtung (Y) angeordnet ist, wobei die erste Kugelumlaufspindel (136) mit dem ersten Läufer (112a) verschraubt ist, und
einen ersten Motor (140) zum Drehen der ersten Kugelumlaufspindel (136) um deren Achse, und
daß die zweite Antriebsvorrichtung aufweist:
eine zweite Kugelumlaufspindel (142), die in der zweiten Richtung (X) angeordnet ist, wobei die zweite Kugelumlaufspindel (142) mit dem zweiten Läufer (114a) verschraubt ist, und
einen zweiten Motor (144) zum Drehen der zweiten Kugelumlauf spindel (142) um deren Achse.

7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die erste Antriebsvorrichtung aufweist:
einen ersten Motor (400), der an einem der ersten Läufer (112a) vorgesehen ist, und
eine erste Übertragungsvorrichtung (404a, 404b, 406a, 406b, 408a, 408b) zum Übertragen des Drehmomentes des ersten Motors (400) an mindestens die erste Welle (118) oder die zweite Welle (120), der art, daß die Welle sich dreht, und
daß die zweite Antriebsvorrichtung aufweist:
einen zweiten Motor (410), der an einem der zweiten Läufer (114a) vorgesehen ist, und
eine zweite Übertragungsvorrichtung (414a, 414b, 416a, 416b, 418a, 418b) zum Übertragen des Drehmomentes des zweiten Motors (410) an mindestens die dritte Welle (128) oder die vierte Welle (130) der art, daß sich die Welle dreht.

8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekenn zeichnet durch
ein Paar von ersten Röhren (116a, 116b), die in der zweiten Rich tung (X) angeordnet sind, wobei jeweils ein Ende jeder der ersten Röhren (116a, 116b) an jedem der ersten Läufer (114a, 114b) befe stigt ist, und
ein Paar von zweiten Röhren (126a, 126b), die in der ersten Rich tung (X) angeordnet sind, wobei jeweils ein Ende jeder der zweiten Röhren (126a, 126b) an jedem der zweiten Läufer (112a, 112b) befe stigt ist,
wobei die erste Welle (118) und die zweite Welle (120) drehbar durch jeweils eine erste Röhre (116a, 116b) geführt sind, und wobei die dritte Welle (128) und die vierte Welle (130) jeweils durch eine zweite Röhre (126a, 126b) drehbar geführt sind.

9. Antriebssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Röhren (116a, 116b) und die zweiten Röhren (126a, 126b) mit einem Schmiermittel (117) gefüllt sind.

10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die ersten Läufer (112a, 112b) und die zweiten Läufer (114a, 114b) gleitbar in Linearführungen (108a, 108b, 110a, 110b) einge setzt sind.