JP2003311560A - X-y stage - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は加工、組立、測定、
検査を行う生産ラインにおけるワークを精密にX及びY
方向に移動可能ならしめる薄形XYステージに関するも
のである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to processing, assembly, measurement,
Precisely X and Y the work on the production line to inspect
The present invention relates to a thin XY stage that can be moved in any direction.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のXYステージのイメージを図2に
斜視図として示す。2. Description of the Related Art An image of a conventional XY stage is shown in a perspective view in FIG.
【0003】従来のXYステージでは、X方向及びY方
向それぞれに2枚の板状部品61,62,71,72か
ら構成され(滑り面としては2面)、合計4枚の板状部
品を上下方向に積み重ね、板状部品61,62は、アリ
63とアリ溝64を嵌合させ、板状部品71,72はア
リ73とアリ溝74を嵌合させて、ステージとしての機
能を出していた。A conventional XY stage is composed of two plate-shaped parts 61, 62, 71 and 72 in each of the X and Y directions (two surfaces as sliding surfaces), and a total of four plate-shaped parts are vertically arranged. The plate-like parts 61 and 62 are fitted in the dovetail 63 and the dovetail groove 64, and the plate-like parts 71 and 72 are fitted into the dovetail 73 and the dovetail groove 74, thereby functioning as a stage. .
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、X方向と、Y方向それぞれ2枚の板状部品を
上下に組合わせる為、ステージとしての厚みが厚くな
り、その為、そのステージを使用する装置全体の高さも
高くなってしまうという欠点があった。However, in the above-mentioned conventional example, since two plate-shaped parts are combined vertically in the X direction and the Y direction, respectively, the thickness of the stage becomes large. There is a drawback in that the height of the entire apparatus used also increases.
【0005】また、部品点数も多くなるため、精度出し
の工数が多くかかり、製作コストも高くなっていた。Further, since the number of parts is increased, many man-hours are required to obtain accuracy and the manufacturing cost is increased.
【0006】更に、XY方向それぞれに精密な嵌合部分
(アリとアリ溝等)が必要な為、テーブルを動かすため
の駆動力を簡単に変えて調節することも難しく、且つテ
ーブル中央部に貫通穴を開けることも困難であった。Further, since precise fitting portions (such as dovetail and dovetail groove) are required in each of the X and Y directions, it is difficult to easily change and adjust the driving force for moving the table, and the table is penetrated into the central portion. It was also difficult to make a hole.
【0007】本発明は、上記の各問題を解決し、部品点
数及び精度出しの工数を減らし、製作コストを低減し、
テーブルを動かすための駆動力を簡単に変えて調節する
こともできるXYステージを提供することを目的とする
ものである。The present invention solves each of the problems described above, reduces the number of parts and the number of man-hours required for accuracy, and reduces the manufacturing cost.
It is an object of the present invention to provide an XY stage in which the driving force for moving a table can be easily changed and adjusted.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るXYステージは、ワークを保持する移
動体を有し、該移動体が同一平面内においてX方向及び
Y方向に移動可能なことを特徴とする。上記移動体は、
X方向及びY方向ヘマイクロメータヘッドを動かすこと
により高精度かつ微少量の移動を可能にしてもよい。In order to achieve the above object, an XY stage according to the present invention has a movable body for holding a work, and the movable body is movable in the X and Y directions within the same plane. It is characterized by The moving body is
By moving the micrometer head in the X direction and the Y direction, it may be possible to move with high precision and a small amount.
【0009】本発明では、上記移動体をX方向及びY方
向へ移動させるに際して、駆動力及び移動後の位置保持
力をばねにより調節可能にしてもよく、上記移動体の移
動に際しての基準滑り面となる平面に、該移動体が接す
る圧力をばねにより調節可能にしてもよく、上記移動体
が接する滑り面に低摩擦係数の表面処理を施すことが好
ましく、上記移動体の中心部に貫通穴を設けることが可
能である。In the present invention, when the moving body is moved in the X direction and the Y direction, the driving force and the position holding force after the movement may be adjustable by a spring, and the reference sliding surface when the moving body is moved. The contact pressure of the moving body on the flat surface may be adjusted by a spring, and it is preferable that the sliding surface with which the moving body comes into contact is subjected to surface treatment with a low friction coefficient, and a through hole is formed at the center of the moving body. Can be provided.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態及び作用】図1を参照しつつ本発明
の好ましい実施の形態について詳しく説明する。このX
Yステージは、中央部に貫通穴が開いた四角形の薄形テ
ーブル1が、薄形円板状のテーブルベース2の滑り面1
1に、コイルばね9により押し付けられながら載ってい
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. This X
In the Y stage, a rectangular thin table 1 having a through hole in the center is a sliding surface 1 of a thin disk-shaped table base 2.
The coil spring 9 is mounted on the first plate 1 while being pressed against it.
【0011】そして、このXYステージは、X及びY方
向には同一平面上にテーブル駆動用のマイクロメータヘ
ッド7a,7bが備えられ、テーブル1の高精度微少送
りを可能にしている。また、マイクロメータヘッド7
a,7bの先端及びその先端とテーブル1を挟んだ反対
方向にはコの字形をしたテーブル押え用の部品として押
え駒3と4が配置され、テーブル1を把持した格好とな
っている。The XY stage is provided with table-driving micrometer heads 7a and 7b on the same plane in the X and Y directions, and enables highly precise and minute feed of the table 1. Also, the micrometer head 7
Pressing pieces 3 and 4 are arranged as U-shaped parts for pressing the table at the tips of a and 7b and in the opposite direction with the tip and the table 1 sandwiched, and the table 1 is held.
【0012】上記の部品の内、押え駒3はマイクロメー
タヘッド7a,7bにより押され、テーブル1に移動の
ための駆動力を伝達している。また回り止めのピン6に
より押え駒3は駆動力伝達方向以外の動きを規制されて
いる。Of the above-mentioned components, the pressing piece 3 is pressed by the micrometer heads 7a and 7b and transmits the driving force for movement to the table 1. Further, the presser piece 3 is restricted by the non-rotating pin 6 from moving in directions other than the driving force transmitting direction.
【0013】また、押え駒4は、テーブルベース2との
間に設けてあるコイルバネ5の反力によって、テーブル
1をマイクロメータヘッド7a,7b側に押し戻す働き
をしている。そして押え駒3と同様、回り止めピン6に
より押し戻す方向以外の動きを規制されている。The pressing piece 4 functions to push the table 1 back to the micrometer heads 7a, 7b by the reaction force of the coil spring 5 provided between the pressing piece 4 and the table base 2. Similar to the presser piece 3, the rotation stop pin 6 restricts the movement in a direction other than the pushing back direction.
【0014】以上のことをまとめると、テーブル1は、
マイクロメータヘッド7a,7bを前進方向に回すこと
により駆動され、XYそれぞれの前進方向にスライド
し、マイクロメータヘッド7a,7bを戻すことによ
り、反対方向にあるコイルばね5の反力でXYの元の方
向にスライドして戻ることが出来るのである。またその
時、テーブル1の側面と押え駒3,4のテーブル側面と
の接触面はXYそれぞれの動かない方向に接触している
面においては滑りを生じ、動いている方向にはある程度
の抵抗感を与えつつ円滑な動きを可能にしているのであ
る。そしてその時の抵抗感はコイルばね5を変えること
により任意に設定することが出来る。また、部品の表面
処理においても低摩擦係数の表面処理を行えば、より円
滑な動きをさせることが可能となる。To summarize the above, Table 1 is
It is driven by turning the micrometer heads 7a and 7b in the forward direction, slides in the respective XY forward directions, and returns the micrometer heads 7a and 7b. You can slide back in the direction of. At that time, the contact surface between the side surface of the table 1 and the table side surfaces of the pressing pieces 3 and 4 slips on the contact surfaces in the respective XY immovable directions, and a certain sense of resistance is exerted in the moving directions. It gives a smooth movement while giving. The resistance feeling at that time can be arbitrarily set by changing the coil spring 5. Further, even in the surface treatment of the parts, if the surface treatment with a low friction coefficient is performed, it becomes possible to make the movement smoother.
【0015】以上の様に、その特徴的構成により本発明
に係るXYステージは、従来品ではなし得なかった超薄
形でコンパクトな、且つ製作コストの安い、高精度なX
Yステージなのである。As described above, due to its characteristic structure, the XY stage according to the present invention is an ultra-thin, compact, low-cost, high-precision X-axis which cannot be achieved by conventional products.
It's the Y stage.
【0016】[0016]
【実施例】(第一の実施例)図1は本発明の特徴を最も
よく表す図面として示した斜視図である。同図におい
て、1は移動体としてのテーブル、2は薄形円板状のテ
ーブルベース、3及び4はテーブル1を押えるための押
え駒、5はコイルばね、6は押え駒3,4を回り止めす
る回り止めピン、7a,7bはマイクロメータヘッド、
8はテーブル1をZ方向に押えるための押えワッシャ、
9はZ方向の押えコイルばね、10はZ方向の締め付け
リングである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing the features of the present invention as a drawing. In the figure, 1 is a table as a moving body, 2 is a thin disc-shaped table base, 3 and 4 are pressing pieces for pressing the table 1, 5 is a coil spring, and 6 is a pressing piece 3 or 4 Detent pin for stopping, 7a and 7b are micrometer heads,
8 is a press washer for pressing the table 1 in the Z direction,
Reference numeral 9 is a pressing coil spring in the Z direction, and 10 is a tightening ring in the Z direction.
【0017】テーブル1は、中央部に断面が円形の突起
1aを一体に有し、該突起laの軸線に沿って貫通穴1
2があり、テーブルベース2を貫通しその下面から下向
きに突出する該突起laの先端外周に雄ねじlbが刻設
され、該雄ねじlbに締め付けリング10の雌ねじが螺
合する。そして、テーブル1は、突起laの外周に遊嵌
合配置した押えワッシャ8と、突起laに螺着した締め
付けリング10との間に配置した押えコイルばね9によ
って、下面がテーブルベース2の滑り面11に押し付け
られている。このとき、テーブル1とテーブルベース2
との上面は、ほぼ面一になっている。The table 1 integrally has a protrusion 1a having a circular cross section at the center thereof, and the through hole 1 is provided along the axis of the protrusion la.
2 is provided, and a male screw lb is engraved on the outer periphery of the tip of the protrusion la that penetrates the table base 2 and projects downward from the lower surface thereof, and the female screw of the tightening ring 10 is screwed onto the male screw lb. The table 1 has a lower surface which is a sliding surface of the table base 2 by means of a presser coil spring 9 arranged between a press washer 8 loosely fitted around the protrusion la and a tightening ring 10 screwed to the protrusion la. It is pressed against 11. At this time, table 1 and table base 2
The upper surfaces of and are almost flush with each other.
【0018】テーブルベース2は、中央にテーブル1を
受容する上向き四角形の座穴2aがあり、該座穴2aの
底面が平滑な滑り面11として形成されている。座穴2
aには、テーブルベース2の90度の等角度間隔を置く
四つの半径の方向に、且つX方向またはY方向に沿って
拡張した長方形の拡張穴2bが四方に続いており、各々
の拡張穴2bには押え駒3、または押え駒4が摺動可能
に挿入配置され、押え駒4が挿入される拡張穴2bには
一端が該押え駒4に当接するコイルばね5が挿入配置さ
れている。座穴2a及び各拡張穴2bは、テーブル1が
X方向及びY方向に移動可能、押え駒3,4がそれぞれ
対応するX方向またはY方向に移動可能な余裕を持った
大きさに寸法設定されている。The table base 2 has an upward facing square seat hole 2a for receiving the table 1, and the bottom surface of the seat hole 2a is formed as a smooth sliding surface 11. Seat hole 2
A rectangular expansion holes 2b, which are expanded in four radial directions at equal angular intervals of 90 degrees of the table base 2 and along the X direction or the Y direction, are connected to a in four directions. A pressing piece 3 or a pressing piece 4 is slidably inserted and arranged in 2b, and a coil spring 5 whose one end abuts against the pressing piece 4 is inserted and arranged in an expansion hole 2b into which the pressing piece 4 is inserted. . The seat hole 2a and each expansion hole 2b are sized so that the table 1 is movable in the X direction and the Y direction, and the pressing pieces 3 and 4 are movable in the corresponding X direction or the Y direction. ing.
【0019】また、テーブルベース2は、各押え駒3に
位置を合わせてそれぞれ半径方向に沿って2箇所に開け
られたX方向及びY方向の半径方向穴2cと、各拡張穴
2bのそれぞれX方向またはY方向に垂直な面に開けら
れたピン穴2dとを有している。各半径方向穴2cには
対応するマイクロメータヘッド7a,7bの先端側部分
が挿通され、ピン穴2dには回り止めピン6が摺動自在
に挿入される。マイクロメータヘッド7a,7bの最先
端部分は、テーブルベース2の拡張穴2b内に突出して
いて、コイルばね5の付勢力によって対応する押え駒3
の外面に当接している。Further, the table base 2 is aligned with each of the pressing pieces 3 and is provided with two radial holes 2c in the X direction and the Y direction, which are respectively formed in two locations along the radial direction, and each of the expansion holes 2b is X. The pin hole 2d is formed on a surface perpendicular to the direction or the Y direction. The distal end portions of the corresponding micrometer heads 7a and 7b are inserted into the radial holes 2c, and the detent pin 6 is slidably inserted into the pin hole 2d. The tip ends of the micrometer heads 7a and 7b project into the expansion holes 2b of the table base 2 and correspond to the pressing pieces 3 by the biasing force of the coil springs 5.
Abuts the outer surface of the.
【0020】そして、テーブル1、押え駒3,4、コイ
ルばね5、回り止めピン6及びマイクロメータヘッド7
a,7bは、テーブルベース2の滑り面11に平行な同
一平面上に配置されている。The table 1, the pressing pieces 3 and 4, the coil spring 5, the detent pin 6 and the micrometer head 7 are provided.
The a and 7b are arranged on the same plane parallel to the sliding surface 11 of the table base 2.
【0021】次に、本実施例に係るXYステージの上記
構成において、実際に使用する場合の動作について順を
追って説明する。まず、テーブル1上に貫通穴12の上
端開口部を覆ってワークを載せ、貫通穴12の下端から
真空吸引してテーブル1上にワークを吸着固定し、該ワ
ークをX方向及びY方向それぞれにある量だけ動かした
い場合、まずX方向駆動用のマイクロメータヘッド7a
を所定量だけ動かし、ワークの載ったテーブル1をX方
向に移動させ、次にY方向駆動用のマイクロメータヘッ
ド7bを所定量だけ動かし、テーブル1をY方向に移動
させる。この一連の動作によって、テーブル1上のワー
クは、X方向及びY方向の所定の位置に移動させること
ができる。その状態でテーブル1は、X方向及びY方向
の位置を、コイルばね5による該テーブル1の側面と押
え駒3,4との摩擦力により保持させることが可能にな
っている。Next, the operation of the XY stage according to the present embodiment when actually used will be described step by step. First, a work is placed on the table 1 so as to cover the upper opening of the through hole 12, vacuum suction is applied from the lower end of the through hole 12 to adsorb and fix the work on the table 1, and the work is moved in each of the X direction and the Y direction. When you want to move a certain amount, first, the micrometer head 7a for X-direction drive
Is moved by a predetermined amount to move the table 1 on which the work is placed in the X direction, and then the micrometer head 7b for driving in the Y direction is moved by a predetermined amount to move the table 1 in the Y direction. By this series of operations, the work on the table 1 can be moved to a predetermined position in the X direction and the Y direction. In this state, the table 1 can be held at the positions in the X and Y directions by the frictional force of the coil spring 5 between the side surface of the table 1 and the pressing pieces 3 and 4.
【0022】この場合、二つのマイクロメータヘッド7
a,7bを上記と逆順に動かしてもよいし、同時に動か
してもよい。また、滑り面11となる平面に、テーブル
1が接する圧力は締め付けリング10を回しコイルばね
9の付勢力を加減することにより調節可能であり、滑り
面11及びこれに接するテーブル1の下面のいずれか一
方または両方に低摩擦係数の表面処理を施してもよい。In this case, two micrometer heads 7
The a and 7b may be moved in the reverse order of the above, or may be moved simultaneously. The pressure at which the table 1 comes into contact with the plane serving as the sliding surface 11 can be adjusted by rotating the tightening ring 10 to adjust the urging force of the coil spring 9, and any of the sliding surface 11 and the lower surface of the table 1 in contact therewith. One or both of them may be surface-treated with a low friction coefficient.
【0023】本実施例によれば、板状部品がテーブル1
とテーブルベース2だけになっているから、必要部品点
数が減少し、XYステージの高さがテーブルベース2の
厚さ内に収まるので、全体の高さを大幅に短縮すること
ができるという利点がある。また、テーブル1を動かす
ための駆動力を簡単に変えて調節することが可能である
という利点もある。According to this embodiment, the plate-shaped component is the table 1.
Since only the table base 2 is used, the number of necessary parts is reduced, and the height of the XY stage is within the thickness of the table base 2, which has the advantage of being able to significantly reduce the overall height. is there. There is also an advantage that the driving force for moving the table 1 can be easily changed and adjusted.
【0024】(第二の実施例)本発明の第二の実施例に
係るXYステージは、第一の実施例におけるXY方向駆
動用のマイクロメータヘッド7a,7bの代わりにサー
ボモータやパルスモータを使ってテーブル1を駆動させ
る。このようにしても第一の実施例と同様の効果が得ら
れる。(Second Embodiment) An XY stage according to a second embodiment of the present invention uses a servo motor or a pulse motor instead of the XY direction driving micrometer heads 7a and 7b in the first embodiment. Use to drive table 1. Even in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0025】(第三の実施例)本発明の第二の実施例で
は、第一の実施例のコイルばね5または9の代わりにエ
アシリングによってテーブル1に押え駒4を押し付ける
力、及びテーブル1を滑り面11に押し付ける力の一方
または両方を発生させる。このようにしても第一の実施
例と同様の効果が得られる。(Third Embodiment) In the second embodiment of the present invention, the force for pressing the pressing piece 4 against the table 1 by the air sill instead of the coil spring 5 or 9 of the first embodiment, and the table 1 One or both of the forces that push against the sliding surface 11 are generated. Even in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、同一
平面上でXY方向にテーブルなどの移動体を少ない精度
出しの工数で精度良く移動し、且つ移動後の保持を、少
ない部品構成のユニットで簡単に実現できる為、非常に
薄形でコンパクトなXYステージを安価に製作できると
いう効果が期待できるものである。As described above, according to the present invention, it is possible to accurately move a movable body such as a table in the XY directions on the same plane in a small number of man-hours with a high degree of accuracy, and to hold it after the movement is small. Since it can be easily realized with this unit, it is expected that an extremely thin and compact XY stage can be manufactured at low cost.
【図1】 本発明の第一の実施例による同一平面上でX
Y方向に移動可能なテーブルを有する超薄形のXYステ
ージを説明するために一部を破断して示した斜視図であ
る。FIG. 1 is a coplanar X according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view with a part broken away for explaining an ultra-thin XY stage having a table movable in the Y direction.
【図2】 従来のXYステージの例を説明するための斜
視図である。FIG. 2 is a perspective view for explaining an example of a conventional XY stage.
1:テーブル、1a:突起、1b:雄ねじ、2:テーブ
ルベース、2a:座穴、2b:拡張穴、2c:半径方向
穴、2d:ピン穴、3,4:テーブル押え駒、5:コイ
ルばね、6:回り止めピン、7a,7b:マイクロメー
タヘッド、8:Z方向押えワッシャ、9:Z方向押えコ
イルばね、10:Z方向締め付けリング、11:滑り
面、12:貫通穴。1: table, 1a: protrusion, 1b: male screw, 2: table base, 2a: seat hole, 2b: expansion hole, 2c: radial hole, 2d: pin hole, 3, 4: table retainer piece, 5: coil spring , 6: non-rotating pin, 7a, 7b: micrometer head, 8: Z-direction pressing washer, 9: Z-direction pressing coil spring, 10: Z-direction tightening ring, 11: sliding surface, 12: through hole.
Claims (6)
体が同一平面内においてX方向及びY方向に移動可能な
ことを特徴とするXYステージ。1. An XY stage comprising a movable body for holding a work, and the movable body is movable in the X and Y directions within the same plane.
クロメータヘッドを動かすことにより高精度かつ微少量
の移動を可能にしたことを特徴とする請求項1に記載の
XYステージ。2. The XY stage according to claim 1, wherein the moving body is capable of moving with high precision and a small amount by moving a micrometer head in the X and Y directions.
せるに際して、駆動力及び移動後の位置保持力をばねに
より調節可能にしたことを特徴とする請求項1または2
に記載のXYステージ。3. The moving force and the position holding force after the movement can be adjusted by a spring when the moving body is moved in the X and Y directions.
XY stage described in.
となる平面に、該移動体が接する圧力をばねにより調節
可能にしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
記載のXYステージ。4. The XY according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure at which the moving body comes into contact with a plane serving as a reference sliding surface when the moving body is moved can be adjusted by a spring. stage.
の表面処理を施したことを特徴とする請求項1〜4に記
載のXYステージ。5. The XY stage according to claim 1, wherein a sliding surface with which the moving body comes into contact is subjected to a surface treatment having a low friction coefficient.
とを特徴とする請求項1〜5に記載のXYステージ。6. The XY stage according to claim 1, wherein a through hole is provided in a central portion of the moving body.
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