JP2008178960A - スライドテーブル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のスライドテーブル装置からサイズを大幅に大きくすることなく、複数のステージを移動させることが可能な多軸スライドテーブル装置を提供する。
【解決手段】スライドテーブル装置１０は、複数のテーブルとしてのステージ３ａ〜３ｄとリニアガイド２ａ、２ｂと駆動部材（モータ５ａ〜５ｄ、カップリング６ａ〜６ｄおよびボールねじである駆動軸１ａ〜１ｄ）とを備える。リニアガイド２ａ、２ｂは、複数のステージ３ａ〜３ｄが同一の移動軸に沿って移動するように、複数のステージ３ａ〜３ｄを案内する。駆動部材は、複数のステージ３ａ〜３ｄを移動させる。
【選択図】図１

Description

この発明は、スライドテーブル装置に関し、より特定的には、複数のテーブルを有するスライドテーブル装置に関する。

従来、ステージを直線運動させるスライドテーブル装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。図４は、従来のスライドテーブル装置を示す平面模式図である。図４を参照して、従来のスライドテーブル装置を説明する。

図４を参照して、従来のスライドテーブル装置１１０は、ベース１０４と、ベース１０４上に平行に配置された２本のリニアガイド１０２と、リニアガイド１０２に接続されるとともにリニアガイド１０２に沿って移動可能なテーブルとしてのステージ１０３と、ステージ１０３を駆動するための駆動軸１０１と、駆動軸１０１にカップリング１０６を介して接続されたモータ１０５とを備える。駆動軸１０１としてはたとえばボールねじを用いることができる。駆動軸１０１はリニアガイド１０２と平行に配置され、駆動軸１０１をモータ１０５によって回転させることでステージ１０３をリニアガイド１０２の延在方向において移動させる。
特開２００６−２９３８５号公報

上述したスライドテーブル装置１１０を用いて、たとえば複数のステージを平行な方向に移動可能に配置したスライドテーブル装置（多軸スライドテーブル装置）を実現する場合、図５に示すようにスライドテーブル装置１１０を並列に配置して構成することが考えられる。図５は、図４に示したスライドテーブル装置１１０を並列に配置して構成された多軸スライドテーブル装置を示す模式図である。図５を参照して、多軸スライドテーブル装置は、３つのスライドテーブル装置１１０ａ〜１１０ｃを、それぞれのステージ１０３ａ〜１０３ｃの移動方向が平行となるように並列に配置されることにより構成されている。このようにすることで、同じ方向にそれぞれ独立して移動可能な複数のステージ１０３ａ〜１０３ｃを備えるスライドテーブル装置を得ることができる。

しかし、図５に示した多軸スライドテーブル装置では、スライドテーブル装置１１０ａ〜１１０ｃを並列に並べるため、多軸スライドテーブル装置の幅Ｗは、スライドテーブル装置１１０ａ〜１１０ｃの個々の幅Ｗ１の３倍となる。つまり、図５に示した多軸スライドテーブル装置は、従来のスライドテーブル装置１１０ａ〜１１０ｃよりその平面サイズが大きくなる。このため、スライドテーブル装置を組込む装置や設備のスペースの関係から、図５に示したような多軸スライドテーブル装置を当該設備などに設置できない、あるいは設置できたとしてもその適用できる場所が限られる。さらに、図５に示したスライドテーブル装置では、複数のステージ１０３ａ〜１０３ｃはそれぞれ異なる軸に沿って移動するので、結果的に適用できる作業用途が限定される、といった問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、この発明の目的は、従来のスライドテーブル装置からサイズを大幅に大きくすることなく、複数のステージを移動させることが可能な多軸スライドテーブル装置を提供することである。

この発明に従ったスライドテーブル装置は、複数のテーブルと案内部材と駆動部材とを備える。案内部材は、複数のテーブルが同一の移動軸に沿って移動するように、複数のテーブルを案内する。駆動部材は、複数のテーブルを移動させる。

このようにすれば、複数のテーブルを同一の移動軸に沿って移動させることになるので、従来のように並行に配置された複数の移動軸に沿って複数のテーブルを移動させる構成のスライドテーブル装置より占有面積を小さくできる。また、案内部材を複数のテーブルで共用するので、図５に示したような多軸スライドテーブル装置より装置構成を簡略化できるとともに部品点数を削減できる。

なお、テーブルとしては、平板状など任意の形状のテーブルを用いることができる。また、テーブルの材質についても、任意の材料を用いることができる。また、複数のテーブルのそれぞれは同じ形状であってもよいが、個々のテーブルがそれぞれ異なる形状を備えていてもよい。

上記スライドテーブル装置において、駆動部材は、複数のテーブルのそれぞれを移動させるために複数設置されてもよい。複数の駆動部材のうち、複数のテーブルの中で移動軸に沿った方向において互いに隣接する２つのテーブルにそれぞれ接続された２つの駆動部材は、移動軸に沿った方向から見て互いに重ならない位置に配置されていてもよい。

この場合、隣接する２つのテーブルにそれぞれ接続された２つの駆動部材の設置スペースが干渉することを防止できる。このため、移動軸に沿った方向における駆動部材の位置が重なるようにすることができる。この結果、移動軸に沿った方向におけるテーブルの設置間隔を狭めることができるので、隣接するテーブルを互いに接触する直前まで近接させることが可能になる。

上記スライドテーブル装置において、駆動部材は、モータとボールねじとを含んでいてもよい。ボールねじは、開口部を有するナットと、当該ナットの開口部にはめ込まれるとともにモータの回転軸に接続されたねじ軸と、ナットとねじ軸との間に介在する転動体とを有していてもよい。ナットはテーブルに接続されていてもよい。この場合、ボールねじによってモータの回転力によりテーブルをねじ軸（移動軸）に沿った方向に容易に移動させることができる。

上記スライドテーブル装置において、駆動部材は、ボールねじおよびシャフトモータのいずれか一方を含んでいてもよい。案内部材は、リニアガイドおよびローラーガイドのいずれか一方を含んでいてもよい。このようにすれば、本発明によるスライドテーブル装置を容易に構成することができる。

ここで、シャフトモータとは、永久磁石を内蔵したシャフトと、当該シャフトの外周側面上にシャフトを囲むように配置されたムービングコイル（コイルを内蔵したスライダ）との組合せによるリニアモータである。また、リニアガイドとは、レールと、当該レールに沿って移動可能なガイドブロックと、レールとガイドブロックとの間に介在する転動体とからなり、転動体である複数の球がレール側軌道面とガイドブロック側軌適面の間を転がり運動をし、転がり運動を終えた転動体がガイドブロック内のリターンパイプ内を戻って、再び軌道面間に戻るように構成されたものである。また、ローラーガイドとは、上述したリニアガイドの構成と基本的には同様の構成を有するが、転動体としてころを用いたものである。

上記スライドテーブル装置において、駆動部材は、複数のテーブルを個別に移動可能になっていてもよい。この場合、複数のテーブルについて個別にその位置を変更することができるので、スライドテーブル装置の適用範囲を広げることができる。

上記スライドテーブル装置は、センサと制御部材とを備えていてもよい。センサは、複数のテーブル間の距離が予め定められた基準値以下になることを検出してもよい。制御部材は、センサからの出力データに基づいて駆動部材を制御してもよい。この場合、センサからの出力に基づいてテーブルの移動を制御することができるので、隣接するテーブル間の距離が上記基準値以下になる（つまり、隣接するテーブルが接近しすぎる）ことを防止できる。このため、隣接するテーブル同士が衝突するといった不具合の発生を防止できる。

上記スライドテーブル装置は、複数のテーブルの位置を特定するためのリニアスケールをさらに備えていてもよい。この場合、リニアスケールを用いてテーブルの位置を正確に把握することができる。

なお、リニアスケールとしては、光電方式、レーザ式、磁気方式、静電容量の変化をとらえる方式や、電気的導通をとらえる接点方式など任意の方式のリニアスケールを用いることができる。

このように、本発明によれば、占有面積の増大を極力抑制しながら複数のテーブルを備えるスライドテーブル装置を実現できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

図１は、本発明に従ったスライドテーブル装置を示す平面模式図である。図２は、図１に示したスライドテーブル装置の部分拡大平面模式図である。図１および図２を参照して、本発明によるスライドテーブル装置を説明する。

図１および図２を参照して、本発明に従ったスライドテーブル装置１０は、ベース４と、複数のテーブルとしてのステージ３ａ〜３ｄと、案内部材としてのリニアガイド２ａ、２ｂと、駆動部材としてのモータ５ａ〜５ｄ、カップリング６ａ〜６ｄおよびボールねじである駆動軸１ａ〜１ｄと、複数のセンサ１１と、制御部１２とを備える。リニアガイド２ａ、２ｂは、ベース４の上部表面上に配置されている。リニアガイド２ａ、２ｂは、互いに並行に延びるように位置が決定されている。リニアガイド２ａ、２ｂは、複数のステージ３ａ〜３ｄが同一の移動軸（駆動軸１ａ〜１ｄの延在方向に延びる軸、あるいはリニアガイド２ａ、２ｂの延在方向に延びる軸）に沿って移動するように、複数のステージ３ａ〜３ｄを案内する。具体的には、複数のステージ３ａ〜３ｄは、それぞれの両端が、並行に配置されたリニアガイド２ａ、２ｂの上に載るように配置されている。それぞれのステージ３ａ〜３ｄの下面には、リニアガイド２ａ、２ｂに沿って摺動可能なガイドブロックが接続されている。駆動部材（モータ５ａ〜５ｄ、カップリング６ａ〜６ｄおよびボールねじである駆動軸１ａ〜１ｄ）は、複数のステージ３ａ〜３ｄをそれぞれ移動させる。具体的には、駆動軸１ａ〜１ｄのそれぞれがはめ込まれるナット（図示せず）がステージ３ａ〜３ｄのそれぞれの下面に接続されている。そして、モータ５ａ〜５ｄの回転軸が回転することにより、カップリング６ａ〜６ｄを介して駆動軸１ａ〜１ｄが回転する。この結果、ステージ３ａ〜３ｄはリニアガイド２ａ、２ｂの延在方向に沿って移動可能になっている。

また、複数のセンサ１１は、ステージ３ａ〜３ｄのそれぞれに設置されている。センサ１１は、当該センサ１１が設置された１つのステージ（たとえばステージ３ａ）に隣接する他のステージ（たとえばステージ３ｂ）と、当該１つのステージ３ａとの間の距離が予め定められた基準値以下になることを検出可能になっている。なお、センサ１１としては従来周知の任意の形式のセンサを用いることができる。そして、この複数のセンサ１１からの出力データは制御部１２に入力される。当該制御部１２は、センサ１１からのデータに基づいて、隣接するステージ（たとえばステージ３ａとステージ３ｂ）が接触しないようにモータ５ａ〜５ｄを制御する。

次に、図１に示したスライドテーブル装置１０の動作について説明する。スライドテーブル装置１０では、複数のステージ３ａ〜３ｄがそれぞれ別個に移動可能になっている。複数のステージ３ａ〜３ｄは、制御部１２によってモータ５ａ〜５ｄの回転動作（たとえば回転数や回転方向）が制御されることにより、リニアガイド２ａ、２ｂの延在方向においてそれぞれ移動する。また、上述のようにステージ３ａ〜３ｄのそれぞれにはセンサ１１が設置されており、当該センサ１１によって隣接するステージ同士の衝突が防止される。

上記のようなスライドテーブル装置１０によれば、複数のステージ３ａ〜３ｄを同一の移動軸に沿って移動させることになるので、従来のように並行に配置された複数の移動軸に沿って複数のステージを移動させる構成のスライドテーブル装置より占有面積を小さくできる。また、リニアガイド２ａ、２ｂを複数のステージ３ａ〜３ｄで共用するので、従来の（ステージを複数備える）多軸スライドテーブル装置より装置構成を簡略化できるとともに部品点数を削減できる。

なお、ステージ３ａ〜３ｄとしては、平板状など任意の形状の部材を用いることができる。また、ステージ３ａ〜３ｄの材質についても、任意の材料を用いることができる。また、複数のステージ３ａ〜３ｄのそれぞれは同じ形状であってもよいが、個々のステージ３ａ〜３ｄがそれぞれ異なる形状を備えていてもよい。

上記スライドテーブル装置１０において、駆動部材（モータ５ａ〜５ｄ、カップリング６ａ〜６ｄおよびボールねじである駆動軸１ａ〜１ｄ）は、複数のステージ３ａ〜３ｄのそれぞれを移動させるために複数設置されている。複数の駆動部材のうち、複数のステージ３ａ〜３ｄの中で移動軸に沿った方向（たとえばリニアガイド２ａ、２ｂの延在方向）において互いに隣接する２つのステージ（たとえばステージ３ａ、３ｂ）にそれぞれ接続された２つの駆動部材（たとえばモータ５ａ、５ｂ、カップリング６ａ、６ｂ、および駆動軸１ａ、１ｂ）は、移動軸に沿った方向から見て互いに重ならない位置に配置されている。特に、駆動部材を構成する駆動軸１ａ、１ｂは移動軸に沿った方向から見て互いに重ならないように配置されている。異なる観点から言えば、隣接する２つのステージ３ａ、３ｂに接続される駆動部材（モータ５ａ、５ｂ、カップリング６ａ、６ｂ、および駆動軸１ａ、１ｂ）は、リニアガイド２ａからの距離が異なる位置に配置されている。また、さらに別の観点から言えば、複数の駆動部材（モータ５ａ〜５ｄ、カップリング６ａ〜６ｄおよび駆動軸１ａ〜１ｄ）は、２つのリニアガイド２ａ、２ｂの間に配置されるとともに、隣接する駆動部材については一方のリニアガイド２ａからの距離が互いに異なるように配置されている。また、一方のリニアガイド２ａ側（つまり移動軸に沿った方向と交差する方向）から見た場合、隣接する駆動部材は互いに一部が重なるように配置されている。

上述のような構成とすることにより、隣接する２つのステージ（たとえばステージ３ａ、３ｂ）にそれぞれ接続された２つの駆動部材（モータ５ａ、５ｂ、カップリング６ａ、６ｂ、および駆動軸１ａ、１ｂ）の設置スペースが干渉することを防止できる。このため、リニアガイド２ａに沿った方向におけるモータ５ａ、５ｂなどの位置が部分的に重なるようにすることができる。この結果、リニアガイド２ａに沿った方向におけるステージ３ａ、３ｂの設置間隔を狭めることができる。また、他のステージ３ｃ、３ｄについても同様である。このため、ステージ３ａ〜３ｄにおいて隣接するステージを互いに接触する直前まで近接させることが可能になる。

上記スライドテーブル装置１０において、駆動部材は、モータ５ａ〜５ｄとボールねじである駆動軸１ａ〜１ｄとを含む。ボールねじは、開口部を有するナットと、当該ナットの開口部にはめ込まれるとともにモータ５ａ〜５ｄの回転軸に接続されたねじ軸と、ナットとねじ軸との間に介在する転動体（玉）とを有している。ナットはステージ３ａ〜３ｄのそれぞれに接続されている。この場合、ボールねじによってモータ５ａ〜５ｄの回転力によりステージ３ａ〜３ｄをねじ軸（駆動軸１ａ〜１ｄ）に沿った方向に容易に移動させることができる。

上記スライドテーブル装置１０において、駆動部材（モータ５ａ〜５ｄ、カップリング６ａ〜６ｄ、および駆動軸１ａ〜１ｄ）は、複数のステージ３ａ〜３ｄを個別に移動可能になっている。この場合、複数のステージ３ａ〜３ｄについて個別にその位置を変更することができる。そのため、スライドテーブル装置１０の適用範囲を広げることができる。

上記スライドテーブル装置１０は、図１に示すようにセンサ１１と制御部材としての制御部１２とを備えている。センサ１１は、複数のステージ３ａ〜３ｄ間の距離が予め定められた基準値（図２の距離Ｌ）以下になることを検出する。制御部１２は、センサ１１からの出力データに基づいて駆動部材を構成するモータ５ａ〜５ｄを制御する。この場合、図２に示すように隣接するステージ（たとえばステージ３ａ、３ｂ）の間の距離が近づいた場合（基準値である距離Ｌにまでその間の距離が近づいた場合）に、センサ１１からの出力に基づいてモータ５ａ、５ｂを制御することによりステージ３ａ、３ｂの移動を制御することができる。このため、隣接するステージ３ａ、３ｂ間の距離が上記基準値以下になる（つまり、隣接するステージ３ａ、３ｂが接近しすぎる）ことを防止できる。したがって、隣接するステージ３ａ、３ｂ同士が衝突するといった不具合の発生を防止できる。

図３は、図１および図２に示したスライドテーブル装置を適用した部品供給装置の模式図である。図３を参照して、本発明に従った部品供給装置を説明する。

図３を参照して、部品供給装置は、作業台８上に図１および図２に示したスライドテーブル装置１０と基本的に同様の構成を備えるスライドテーブル装置が設置されている。図３に示した部品供給装置では、作業台８上においてスライドテーブル装置のベース４の表面の延在方向が作業台８の表面に対して交差する方向（具体的には垂直方向）になるように、スライドテーブル装置が設置されている。

図３に示した部品供給装置では、スライドテーブル装置にリニアスケールが設置されている。具体的には、スライドテーブル装置のベース４の端部にリニアスケールを構成する線状のスケール１５が配置されている。スケール１５はリニアガイド２ａ、２ｂと並行に配置されている。また、各ステージ３ａ〜３ｄのスケール１５側の端部には、スケールヘッド１６ａ〜１６ｄがそれぞれ設置されている。スケールヘッド１６ａ〜１６ｄはスケール１５と重なるように配置されている。

また、各ステージ３ａ〜３ｄには、シリンダ７ａ〜７ｄがそれぞれ設置されている。シリンダ７ａ〜７ｄの先端部には吸着部が形成されている。吸着部は部品９を着脱可能になっている。また、シリンダ７ａ〜７ｄは、それぞれステージ３ａ〜３ｄから作業台８に向かう方向において移動可能になっている。このため、シリンダ７ａ〜７ｄを用いて、作業台８の上の任意の位置に部品９を設置する、もしくは作業台８の上の任意の位置から部品９を移動させることができる。

また、図３に示した部品供給装置を構成するスライドテーブル装置では、複数のテーブルとしてのステージ３ａ〜３ｄの位置を特定するためのリニアスケール（スケール１５およびスケールヘッド１６ａ〜１６ｄ）を備えている。このため、リニアスケールを用いてステージ３ａ〜３ｄの位置を正確に把握することができる。

なお、リニアスケールとしては、光電方式、レーザ式、磁気方式、静電容量の変化を測定する方式や電気的導通をとらえる接点方式など任意の方式のリニアスケールを用いることができる。

上記スライドテーブル装置１０において、駆動部材は、上述したボールねじ以外の任意の部材を用いることができる。たとえば駆動部材としてシャフトモータを用いてもよい。案内部材としては、上述したリニアガイド２ａ、２ｂに代えて、ステージ３ａ〜３ｄの移動方向を所定の方向に規制・案内できれば他の任意の部材を用いてもよい。たとえば、案内部材としてローラーガイドを用いてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、複数のステージ（テーブル）を備えるスライドテーブル装置に対して特に有利に適用される。また、本発明によるスライドテーブル装置は、機械部品や半導体装置などの製造設備において加工対象物を搬送する搬送装置に適用可能である。

本発明に従ったスライドテーブル装置を示す平面模式図である。 図１に示したスライドテーブル装置の部分拡大平面模式図である。 図１および図２に示したスライドテーブル装置を適用した部品供給装置の模式図である。 従来のスライドテーブル装置を示す平面模式図である。 図４に示したスライドテーブル装置１１０を並列に配置して構成された多軸スライドテーブル装置を示す模式図である。

符号の説明

１ａ〜１ｄ 駆動軸、２ａ，２ｂ リニアガイド、３ａ〜３ｄ ステージ、４ ベース、５ａ〜５ｄ モータ、６ａ〜６ｄ カップリング、７ａ〜７ｄ シリンダ、８ 作業台、９ 部品、１０ スライドテーブル装置、１１ センサ、１２ 制御部、１５ スケール、１６ａ〜１６ｄ スケールヘッド。

Claims (7)

1. 複数のテーブルと、
   前記複数のテーブルが同一の移動軸に沿って移動するように、前記複数のテーブルを案内する案内部材と、
   前記複数のテーブルを移動させる駆動部材とを備える、スライドテーブル装置。
2. 前記駆動部材は、前記複数のテーブルのそれぞれを移動させるために複数設置され、
   前記複数の駆動部材のうち、前記複数のテーブルの中で前記移動軸に沿った方向において互いに隣接する２つのテーブルにそれぞれ接続された２つの前記駆動部材は、前記移動軸に沿った方向から見て互いに重ならない位置に配置されている、請求項１に記載のスライドテーブル装置。
3. 前記駆動部材は、
   モータと、
   開口部を有するナットと、前記ナットの開口部にはめ込まれるとともに前記モータの回転軸に接続されたねじ軸と、前記ナットと前記ねじ軸との間に介在する転動体とを有するボールねじとを含み、
   前記ナットは前記テーブルに接続されている、請求項１または２に記載のスライドテーブル装置。
4. 前記駆動部材は、ボールねじおよびシャフトモータのいずれか一方を含み、
   前記案内部材は、リニアガイドおよびローラーガイドのいずれか一方を含む、請求項１または２に記載のスライドテーブル装置。
5. 前記駆動部材は、前記複数のテーブルを個別に移動可能になっている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のスライドテーブル装置。
6. 前記複数のテーブル間の距離が予め定められた基準値以下になることを検出するセンサと、
   前記センサからの出力データに基づいて前記駆動部材を制御する制御部材とを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のスライドテーブル装置。
7. 前記複数のテーブルの位置を特定するためのリニアスケールをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のスライドテーブル装置。

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