JP2005262358A

JP2005262358A - Linearly moving table

Info

Publication number: JP2005262358A
Application number: JP2004076132A
Authority: JP
Inventors: Toru Maeda; 前田　　徹
Original assignee: Shinkawa Ltd
Current assignee: Shinkawa Ltd
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-09-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a high speed, by preventing thermal deformation, and reducing weight of a table body. <P>SOLUTION: This linearly moving table has an X table body 2 and a Y table body 3 for linearly moving via linear motion guiding bearings 4 and 5. The X table body 2 and the Y table body 3 are composed of a lightweight material such as aluminum and magnesium. Correcting members 6, 7 and 8 composed of CFRP having a linear expansion coefficient smaller than a linear expansion coefficient of the linear motion guiding bearings 4 and 5 and having high tensile rigidity, are installed on the opposite side of the X table body 2 and the Y table body 3 corresponding to the linear motion guide bearings 4 and 5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は直動テーブルに関する。 The present invention relates to a linear motion table.

直動テーブルの代表的なものとしてＸＹテーブルが挙げられる。ＸＹテーブルは、ベース板上に配設されたＸテーブル本体と、このＸテーブル本体上に配設されたＹテーブル本体とを有している。Ｘテーブル本体は、ベース板に直動案内軸受を介してＸ軸方向に移動可能に設けられ、Ｙテーブル本体は、Ｘテーブル本体に直動案内軸受を介してＹ軸方向に移動可能に設けられている。直動案内軸受は、耐摩耗性を必要とするため鉄系材料となっている。かかるＸＹテーブルにおいては、線膨張係数の違いによって生じる熱変形を避けるため、テーブル本体は直動案内軸受と線膨張係数がほぼ一致するように、鉄系材料を用いている。なお、この種のＸＹテーブルとして、例えば特許文献１及び２が挙げられる。
特開昭５９−７６７４５号公報実開平４−１４４７２号公報 An XY table is a typical example of the linear motion table. The XY table has an X table main body disposed on the base plate and a Y table main body disposed on the X table main body. The X table body is provided on the base plate so as to be movable in the X axis direction via a linear motion guide bearing, and the Y table body is provided on the X table body so as to be movable in a Y axis direction via the linear motion guide bearing. ing. The linear motion guide bearing is an iron-based material because it requires wear resistance. In such an XY table, in order to avoid thermal deformation caused by a difference in linear expansion coefficient, the table body uses an iron-based material so that the linear expansion coefficient substantially coincides with the linear motion guide bearing. Examples of this type of XY table include Patent Documents 1 and 2.
JP 59-76745 A Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-14472

上記従来技術は、テーブル本体は鉄系材料よりなるので、重量化して高速化を阻害する一因となっていた。 In the above prior art, since the table body is made of an iron-based material, it has become a cause of increasing the weight and hindering the speeding up.

本発明の課題は、熱的変形の防止及びテーブル本体の軽量化が図れ、これによって高速化が図れる直動テーブルを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a linear motion table that can prevent thermal deformation and reduce the weight of a table body, thereby increasing the speed.

上記課題を解決するための本発明の請求項１は、直動案内軸受を介して直動するテーブル本体を有する直動テーブルにおいて、前記テーブル本体は、アルミニュームやマグネシウム等の軽量材よりなり、前記直動案内軸受に対応した前記テーブル本体の反対面には、前記直動案内軸受の線膨張係数より小さな線膨張係数で、かつ高い引っ張り剛性を有する補正部材を取付けたことを特徴とする。 Claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problem is a linear motion table having a table body that moves linearly via a linear motion guide bearing, wherein the table body is made of a lightweight material such as aluminum or magnesium, A correction member having a linear expansion coefficient smaller than the linear expansion coefficient of the linear motion guide bearing and having a high tensile rigidity is attached to the opposite surface of the table body corresponding to the linear motion guide bearing.

上記課題を解決するための本発明の請求項２は、上記請求項１において、前記補正部材は、ＣＦＲＰよりなることを特徴とする。 A second aspect of the present invention for solving the above-described problems is characterized in that, in the first aspect, the correction member is made of CFRP.

本発明の効果として、ＣＦＲＰ等の補正部材をテーブル本体を挟んで直動案内軸受と反対側に取付けることで、バイメタル現象を抑制し変形を低減できる。またＣＦＲＰの引っ張り弾性が高いため、少量のＣＦＲＰで効果を上げることができ、コストは殆どかからない。更にＣＦＲＰは軽量な材料であるため、テーブル本体の軽量化に対しても影響を与えない。 As an effect of the present invention, a bimetallic phenomenon can be suppressed and deformation can be reduced by attaching a correction member such as CFRP on the opposite side of the linear motion guide bearing with the table body interposed therebetween. In addition, since the tensile elasticity of CFRP is high, the effect can be increased with a small amount of CFRP, and the cost is hardly incurred. Furthermore, since CFRP is a lightweight material, it does not affect the weight reduction of the table body.

本発明の一実施の形態を図１により説明する。ベース板１上にはＸテーブル本体２が配設され、Ｘテーブル本体２上にはＹテーブル本体３が配設されている。Ｘテーブル本体２は、ベース板１に直動案内軸受４を介してＸ軸方向に移動可能に設けられ、Ｙテーブル本体３は、Ｘテーブル本体２に直動案内軸受５を介してＹ軸方向に移動可能に設けられている。直動案内軸受４、５は、耐摩耗性を必要とするために鉄系材料が用いられている。以上は、従来技術と同じ構成となっている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. An X table body 2 is disposed on the base plate 1, and a Y table body 3 is disposed on the X table body 2. The X table main body 2 is provided on the base plate 1 so as to be movable in the X axis direction via a linear motion guide bearing 4, and the Y table main body 3 is provided on the X table main body 2 via a linear motion guide bearing 5 in the Y axis direction. It is provided to be movable. Since the linear motion guide bearings 4 and 5 require wear resistance, iron-based materials are used. The above is the same configuration as the prior art.

本実施の形態は、Ｘテーブル本体２及びＹテーブル本体３はアルミニュームやマグネシウム等のような軽量材よりなっている。このＸテーブル本体２及びＹテーブル本体３の軽量材は、直動案内軸受４及び５の鉄系材料に比べて線膨張係数が極端に異なっている。例えばアルミニューム製のＹテーブル本体３と直動案内軸受５を組み付けた場合、アルミニュームの線膨張係数は２３×１０^-6/ ℃程度で、鉄の線膨張係数は１１×１０^-6/ ℃程度と両者には大きな差がある。そこで、例えばＹテーブル本体３の長さが１００ｍｍである場合、室温（２５℃）からボンディング装置の稼動時のＸＹテーブル周辺の温度として仮に５０℃まで昇温した場合、両者の変形量の差は０. ３ｍｍとなる。この差が原因となり、Ｙテーブル本体３側が膨らむように変形することになる。これはバイメタル現象として良く知られている現象である。この変形は、Ｙテーブル本体３の精度を劣化させるばかりでなく、直動案内軸受５のずれや短寿命化を引き起こすことになる。 In the present embodiment, the X table body 2 and the Y table body 3 are made of a lightweight material such as aluminum or magnesium. The light weight materials of the X table main body 2 and the Y table main body 3 have extremely different linear expansion coefficients as compared with the iron-based materials of the linear motion guide bearings 4 and 5. For example, when the Y table body 3 made of aluminum and the linear motion guide bearing 5 are assembled, the linear expansion coefficient of aluminum is about 23 × 10 ⁻⁶ / ° C., and the linear expansion coefficient of iron is 11 × 10 ⁻⁶ / ° C. There is a big difference between the degree and both. Therefore, for example, when the length of the Y table body 3 is 100 mm, if the temperature around the XY table is increased from room temperature (25 ° C.) to 50 ° C. during operation of the bonding apparatus, the difference in deformation amount between the two is It becomes 0.3 mm. Due to this difference, the Y table body 3 side is deformed so as to swell. This is a phenomenon well known as a bimetal phenomenon. This deformation not only deteriorates the accuracy of the Y table main body 3, but also causes the displacement of the linear motion guide bearing 5 and the shortening of the service life.

本実施の形態は、直動案内軸受５の一方の直動案内軸受部５ａに対応したＸテーブル本体２の下面及び他方の直動案内軸受部５ｂに対応したＹテーブル本体３の上面には、それぞれ直動案内軸受５の線膨張係数より小さな線膨張係数で、かつ高い引っ張り剛性を有する補正部材６及び７が貼り付けられている。また直動案内軸受４の他方の直動案内軸受部４ｂに対応したＸテーブル本体２の直動案内軸受部５ａ、５ａ間の上面にも前記と同じ補正部材８が貼り付けられている。補正部材６、７、８としては、ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ( 炭素強化繊維プラスティクス）の略称であるＣＦＲＰを用いる。ＣＦＲＰは、鉄系材料より線膨張係数が小さく（線膨張係数は殆どゼロである）、引っ張り剛性が高く、かつ軽量である。 In the present embodiment, on the lower surface of the X table body 2 corresponding to one of the linear motion guide bearing portions 5a of the linear motion guide bearing 5 and on the upper surface of the Y table body 3 corresponding to the other linear motion guide bearing portion 5b, Correction members 6 and 7 each having a linear expansion coefficient smaller than the linear expansion coefficient of the linear motion guide bearing 5 and having a high tensile rigidity are attached. Further, the same correction member 8 as described above is attached to the upper surface between the linear motion guide bearing portions 5a and 5a of the X table body 2 corresponding to the other linear motion guide bearing portion 4b of the linear motion guide bearing 4. As the correction members 6, 7, and 8, CFRP, which is an abbreviation for Carbon Fiber Reinforced Plastics (carbon reinforced fiber plastics), is used. CFRP has a smaller linear expansion coefficient than the iron-based material (the linear expansion coefficient is almost zero), high tensile rigidity, and light weight.

このように、ＣＦＲＰと線膨張係数の小さな鉄系材料の直動案内軸受５とでアルミニュームやマグネシウム等よりなるＹテーブル本体３を挟み込むことで、Ｙテーブル本体３精度に影響を与えるバイメタル現象を抑制できると共に、Ｙテーブル本体３の軽量化が図れる。即ち、Ｙテーブル本体３の膨らむ側に線膨張係数がほぼゼロのＣＦＲＰ４等の補正部材６を貼り付けると、Ｙテーブル本体３の変形を抑えることとなり、結果として反りが生じにくくなる。この時、補正部材６のＣＦＲＰの剛性が無限大であるとすれば、Ｙテーブル本体３は前記と逆に直動案内軸受５側が膨らむような変形を生じることになる。しかし、ＣＦＲＰは高い引っ張り弾性率を有しているが、剛性は無限大ではないため、ＣＦＲＰの断面積を適当なおおきさにすることによって直動案内軸受５側の変形量を許容範囲まで、抑え込むことができる。同様に、ＣＦＲＰと線膨張係数の小さな鉄系材料の直動案内軸受部４ｂとでアルミニュームやマグネシウム等よりなるＸテーブル本体２を挟み込むことで、バイメタル現象を抑制することができる。 In this way, by sandwiching the Y table body 3 made of aluminum, magnesium, or the like between the CFRP and the linear guide bearing 5 made of an iron-based material having a small linear expansion coefficient, a bimetal phenomenon that affects the accuracy of the Y table body 3 can be obtained. While being able to suppress, the weight reduction of the Y table main body 3 can be achieved. That is, if the correction member 6 such as CFRP 4 having a linear expansion coefficient of approximately zero is attached to the swell side of the Y table main body 3, deformation of the Y table main body 3 is suppressed, and as a result, warpage is unlikely to occur. At this time, if the CFRP rigidity of the correction member 6 is infinite, the Y table main body 3 is deformed so that the linear motion guide bearing 5 side swells contrary to the above. However, CFRP has a high tensile elastic modulus, but its rigidity is not infinite. Therefore, by making the cross-sectional area of CFRP appropriate, the amount of deformation on the linear guide bearing 5 side can be reduced to an allowable range. It can be suppressed. Similarly, the bimetal phenomenon can be suppressed by sandwiching the X table body 2 made of aluminum, magnesium, or the like between the CFRP and the linear motion guide bearing portion 4b made of an iron-based material having a small linear expansion coefficient.

本実施の形態によれば、少量のＣＦＲＰをＸテーブル本体２及びＹテーブル本体３を挟んで直動案内軸受４及び５と反対側に取付けることで、バイメタル現象を抑制し変形を低減できる。またＣＦＲＰの引っ張り弾性が高いため、少量のＣＦＲＰで効果を上げることができ、コストは殆どかからない。更にＣＦＲＰは軽量な材料であるため、Ｘテーブル本体２及びＹテーブル本体３の軽量化に対しても影響を与えない。 According to the present embodiment, a small amount of CFRP is attached to the opposite side of the linear motion guide bearings 4 and 5 with the X table main body 2 and the Y table main body 3 interposed therebetween, thereby suppressing the bimetal phenomenon and reducing deformation. In addition, since the tensile elasticity of CFRP is high, the effect can be increased with a small amount of CFRP, and the cost is hardly incurred. Furthermore, since CFRP is a lightweight material, it does not affect the weight reduction of the X table body 2 and the Y table body 3.

なお、上記実施の形態においては、直動テーブルとして２軸駆動されるＸＹテーブルに適用した場合について説明したが、１軸駆動されるテーブルにも適用できることは言うまでもない。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an XY table driven by two axes as a linear motion table has been described. Needless to say, the present invention can also be applied to a table driven by one axis.

本発明の直動テーブルの一実施の形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the linear motion table of this invention.

Explanation of symbols

１ベース板
２Ｘテーブル本体
３Ｙテーブル本体
４、５直動案内軸受
４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ直動案内軸受部
６、７、８補正部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base plate 2 X table main body 3 Y table main body 4, 5 Linear motion guide bearing 4a, 4b, 5a, 5b Linear motion guide bearing part 6, 7, 8 Correction member

Claims

In a linear motion table having a table main body that moves linearly via a linear motion guide bearing, the table main body is made of a lightweight material such as aluminum or magnesium, and is on the opposite surface of the table main body corresponding to the linear motion guide bearing. Is a linear motion table to which a correction member having a linear expansion coefficient smaller than that of the linear motion guide bearing and having a high tensile rigidity is attached.

The linear motion table according to claim 1, wherein the correction member is made of CFRP.