JP3988445B2 - Linear motion device, table device, and attitude adjustment method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、工作機械、産業用機械等に用いられる直動装置、テーブル装置及び姿勢調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
工作機械としてのマシニングセンタや産業用機械としてのロボット等においては、ワークテーブル等の直進移動を円滑に行わせるために、リニアガイドが用いられている。
【0003】
リニアガイド1は、図9に示すように、両側面に軸方向に沿ってボール転動溝2を有する案内レール3と、この案内レール3に嵌合するスライダ4とからなり、このスライダ4の内面に案内レール3のボール転動溝2と対向するボール転動溝5が設けられている。前記両ボール転動溝2,5間に多数のボール6を転動自在に介装し、ボール6を介してスライダ4が案内レール3の軸方向に相対移動するようになっている。
【0004】
図10及び図11は、前述したリニアガイド1を2組使用したテーブル装置7を示し、各リニアガイド1は、1本の案内レール3と、2個のスライダ4a,4bとから構成されている。テーブル装置7のテーブルプレート8はスライダ4a,4bの上面にボルト等によって固定され、テーブルプレート8の左右の位置決めはテーブルプレート8の側面基準面8aを左側のリニアガイド1(基準側リニアガイド)のスライダ4の側面基準面4cに押し当てることで行っている。
【0005】
それぞれのリニアガイド1の案内レール3を取り付ける取付け面10a,10bの間には、通常、加工誤差などに基づく高さ誤差が存在する。特に、形状の制約などで左右の取付け面10a,10bを同時に加工できない場合、左右の取付け面10a,10b間で高さ誤差が生じ易い。
【0006】
図12は、取付け面10a,10bの間に、加工誤差などに基づく高さ誤差が生じている場合であり、左側の取付け面10aに対して右側の取付け面10bが相対的に上方に位置している。このような取付け面10a,10bに案内レール3を取り付け、各スライダ4a,4bにテーブルプレート8を固定した場合、テーブルプレート8の上面は側面基準面4cに対して傾き誤差を持ってしまう。同時に、スライダ4a,4bを取り付ける面に高さ誤差がある場合にも、テーブルプレート8に傾き誤差が生じる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、テーブル装置7は、図13に示すように、テーブルプレート8の上面が基準面10からの高さを正確に調整することが必要な場合があり、図14に示すように、スライダ4の上面とテーブルプレート8の下面との間にシムXを挟み込み、テーブルプレート8の傾き、高さを調整する方法があるが、この方法は、極微小な姿勢調整を行うことは困難である。
【0008】
また、図15に示すように、リニアガイド1を単体で使用する場合にも、自重や外部荷重によってテーブルプレート8が実線と2点鎖線で示すように、変位や傾きなどの姿勢変化が発生する。このため、精度が必要な位置(例えばA点)において、設計上の狂い値に対する誤差が生じる。このような場合についても、シムXを用いた姿勢調整方法では、スライダ4の姿勢を精度良く調整することは困難である。
【0009】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、案内レールの軸方向に相対移動するスライダの姿勢を高精度に調整することができる直動装置及びテーブル装置を提供することにある。
【0010】
また、この発明は、直動装置及び直動装置を用いたテーブル装置のテーブルの姿勢を高精度に調整することができる姿勢調整方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項1は、軸方向に沿って複数列の転動体転動溝を有する案内レールと、前記案内レールの転動体転動溝と対向する複数列の転動体転動溝を有し、前記両転動体転動溝間に転動自在に介装した転動体を介して前記案内レールの軸方向に相対移動するスライダとからなる直動装置におけるスライダの姿勢調整方法において、前記転動体の予圧量を、前記転動体転動溝に介装される転動体列ごとに変更して姿勢を調整することを特徴とする。
【0012】
請求項2は、軸方向に沿って複数列の転動体転動溝を有する案内レールと、前記案内レールの転動体転動溝と対向する複数列の転動体転動溝を有し、前記両転動体転動溝間に転動自在に介装した転動体を介して前記案内レールの軸方向に相対移動するスライダとからなる直動装置において、前記転動体の予圧量を、前記転動体転動溝に介装される転動体列ごとに変更したことを特徴とする。
【0013】
請求項3は、軸方向に沿って複数列の転動体転動溝を有する案内レールと、前記案内レールの転動体転動溝と対向する複数列の転動体転動溝を有し、前記両転動体転動溝間に転動自在に介装した転動体を介して前記案内レールの軸方向に相対移動するスライダとからなる複数の直動装置と、前記複数の直動装置のスライダに搭載されたテーブルとからなるテーブル装置の姿勢調整方法において、前記転動体の予圧量を、前記転動体転動溝に介装される転動体列ごとに変更して前記テーブルの姿勢を調整することを特徴とする。
【0014】
請求項4は、軸方向に沿って複数列の転動体転動溝を有する案内レールと、前記案内レールの転動体転動溝と対向する複数列の転動体転動溝を有し、前記両転動体転動溝間に転動自在に介装した転動体を介して前記案内レールの軸方向に相対移動するスライダとからなる複数の直動装置と、前記複数の直動装置のスライダに搭載されたテーブルとからなるテーブル装置において、前記転動体の予圧量を、前記転動体転動溝に介装される転動体列ごとに変更したことを特徴とする。
【0015】
請求項1,2の構成によれば、転動体転動溝の転動体の予圧量を適切に選ぶことで、スライダの上下方向、左右方向、ローリング方向の各方向について、姿勢を調整することができる。
【0016】
請求項3,4の構成によれば、各直動装置のスライダの上下変位量を適切に与えることで、テーブルの上下方向、左右方向の変位、ローリング方向とピッチング方向とヨーイング方向の回転について、姿勢を調整することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0018】
図1〜図4は第1の実施形態を示し、図1は直動装置としてのリニアガイドの断面図である。リニアガイドの軸方向の延びる案内レール11の両側面にはそれぞれ2条のボール転動溝12が案内レール11の軸方向に設けられている。この案内レール11にはこれを跨いだ状態で、スライダ13が嵌合されている。スライダ13の内面には案内レール11のボール転動溝12と対向するそれぞれ2条のボール転動溝14が設けられている。
【0019】
案内レール11とスライダ13のボール転動溝12と14との間には転動体としての鋼球からなる多数のボール15が転動自在に介装され、ボール15を介して案内レール11の軸方向にスライダ13が相対移動するようになっている。
【0020】
前述のように構成されるリニアガイドの組立時に、案内レール11の上部2条のボール転動溝12a,12aに予圧量δuのボール15を挿入し、案内レール11の下部2条のボール転動溝12b,12bに予圧量δのボール15を挿入する。予圧量δuとδを適当に選ぶことで、案内レール11の下面に対するスライダ13の上面の上下方向位置を調整する。すなわち、δu=δの場合のスライダ13の高さを基準とすると、スライダ13は、δu>δとした場合は上方に、δu<δとした場合は下方に変位する。
【0021】
次に、数式を用いて具体的に説明する。図1のように、全て同一の寸法形状の4個のボール転動溝12a,12a,12b,12bを有し、各ボール15の接触角がαであるリニアガイドについて述べる。一般に、ボール15に作用する荷重Qとボール15の弾性変形量δとの関係は、次式(1)で表すことが知られている。
【0022】
【数1】
【0023】
ここで、Kは比例定数であり、ボール15及びボール転動溝12の寸法・材質で決定される。
【0024】
案内レール11の上部2条のボール転動溝12aと下部2条のボール転動溝12bのボール予圧量をそれぞれδu、δとする。δu=δの時のスライダ13の位置を基準とした、スライダ13の上方向への変位量をΔvとする。ボール接触角度をαとして、次式(2)と(3)が成り立つ。
【0025】
【数2】
【0026】
ここで、Qu、Qは、それぞれ上部2条のボール転動溝12aと下部2条のボール転動溝12bのボール荷重であり、力の釣り合いにより、次式(4)が成立する。
【0027】
【数3】
【0028】
以上から、スライダ13の上方向への変位量Δvは次式(5)となる。
【0029】
【数4】
【0030】
上式(5)に基づき、α=45°の場合について、ボール予圧量の差(δu−δ)と、スライダ13の上方向変位量Δvとの関係を計算した結果を図2に示す。図2において、Δv>0はスライダ13が上方に、Δv<0はスライダ13が下方に変位することを示す。
【0031】
以上のように、上部2条のボール転動溝12aと下部2条のボール転動溝12bで、予圧量を変更することで、スライダ13の上下方向の姿勢変化を与えることができる。この例では、ボール15を1μm刻みに用意すれば、約0.7μm刻みの微小な上下方向の変位調整が可能である。
【0032】
同様に、案内レール11の左側の上下のボール転動溝12a,12bのボール予圧量をδ、案内レール11の右側の上下のボール転動溝12a,12bのボール予圧量をδとした時の、δ−δと左方向の変位量ΔHの関係を計算した結果を図3に示す。
【0033】
同様に、案内レール11の右上と左下のボール転動溝12a,12bのボール予圧量をδ、案内レール11の左上と右下のボール転動溝12a,12bのボール予圧量をδとした時の、δ−δとローリング方向(直動方向回り、反時計回りの回転方向)の回転量の関係を計算した結果を図4に示す。
【0034】
以上のように、ボール転動溝12a,12a,12b,12bのボール予圧量を適切に選ぶことで、上下方向a、左右方向b、ローリング方向cの各方向について、スライダ13の姿勢を調整することができる。
【0035】
なお、第1の実施形態では、上下方向a、左右方向b、ローリング方向cのうち、単一の方向のみの姿勢調整について示したが、各ボール転動溝のボールを適宜変更することで、上下方向a、左右方向b、ローリング方向cの姿勢を同時に調整することができる。また、図1に示すように、ボール転動溝が上下左右で溝形状が対称の場合について説明したが、対称でない形状の場合、つまり、図5に示すように、案内レール11に設けられたボール転動溝12a,12bが上下非対称のリニアガイドについても、同様の方法で姿勢調整が可能である。
【0036】
また、転動体が鋼球などのボールの場合について説明したが、ローラなどのボール以外の転動体を用いたリニアガイドにも同様の方法で姿勢調整が可能である。
【0037】
図6は第2の実施形態を示し、(a)はテーブル装置の平面図、(b)は正面図、(c)は右側面図である。本実施形態は、2組のリニアガイドを使用した場合であり、各リニアガイドは、1本の案内レール11と2個のスライダ13と各スライダ13に搭載されたテーブルプレート16とから構成されている。このように構成されたテーブル装置は、第1の実施形態と同様の姿勢調整によって各スライダ13の上下変位量を適切に与えることで、図6に示す各方向(上下方向a、左右方向bの変位、ローリング方向cとピッチング方向dとヨーイング方向eの回転)について、次に示すように、テーブルプレート16の姿勢を調整することができる。
【0038】
(1)上下方向aの姿勢調整方法。
【0039】
第1の実施形態の方向を用いて、4個のスライダ13を全て上方に、Δだけ変位するように姿勢調整すれば、テーブル装置のテーブルプレート16をΔだけ上方に変位させることができる。
【0040】
(2)左右方向bの姿勢調整方法。
【0041】
第1の実施形態の方向を用いて、4個のスライダ13の全てを左方に、Δだけ変位するように姿勢調整すれば、テーブル装置のテーブルプレート16をΔだけ左方に変位させることができる。
【0042】
(3)ローリング方向cの姿勢調整方法。
【0043】
第1の実施形態の方向を用いて、左側2個のスライダA,Bの上面が、右側2個のスライダC,Dの上面に対して、Δだけ低くなるように姿勢調整する。案内レール11間のスパンをLとすると、ローリング方向cに略Δ/Lだけ、テーブル装置のテーブルプレート16を姿勢調整することができる。
【0044】
(4)ピッチング方向dの姿勢調整方法。
【0045】
第1の実施形態の方向を用いて、手前側2個のスライダA,Cの上面が、奥側2個のスライダB,Dの上面に対して、Δだけ低くなるように姿勢調整する。スライダ13間のスパンをSとすると、ピッチング方向dに略Δ/Sだけ、テーブル装置のテーブルプレート16を姿勢調整することができる。
【0046】
(5)ヨーイング方向eの姿勢調整方法。
【0047】
第1の実施形態の方向を用いて、基準側のスライドガイドの手前側のスライダAの側面基準面が、奥側のスライダBの側面基準面に対して、Δだけ右方に位置するように姿勢調整する。スライダ13間のスパンをSとすると、ヨーイング方向eに略Δ/Sだけ、テーブル装置のテーブルプレート16を姿勢調整することができる。
【0048】
なお、第2の実施形態においては、単一の方向のみの姿勢調整について説明したが、各スライダの姿勢を適宜調整することによって、テーブル装置のテーブルプレートを姿勢調整することができる。
【0049】
また、図7に示すように、スライダ13の側面にテーブルプレート16をボルト等で固定する形式のリニアガイドにおいては、各スライダ13に左右方向に変位を与えることで、テーブルプレート16の姿勢を調整できる。
【0050】
なお、第2の実施形態においては、スライダが4個のテーブル装置について説明したが、スライダが多数あるいは少数の場合についても、同様の方法でテーブルプレートの姿勢を調整できる。
【0051】
図8は第3の実施形態を示し、案内レール11に4個のスライダ1〜4を有するリニアガイドを2組用いてテーブル装置を構成したものである。このテーブル装置において、ピッチング方向dの変位を調整する方法について説明する。
【0052】
各スライダ中心間の距離Sとする。スライダ1と1’を下方に3Δ/2、スライダ2と2’を下方にΔ/2、スライダ3と3’を上方にΔ/2、スライダ4と4’を上方に3Δ/2だけ変位させることで、ピッチング方向に略Δ/Sのだけテーブルプレート16を姿勢調整することができる。
【0053】
なお、より大きな姿勢調整量が必要なときは、従来のようにシムを用いた大まかな調整とこの発明の方法とを組み合わせすることで精密な調整を行うことができる。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、転動体の予圧量を、転動体転動溝に介装される転動体列ごとに変更して姿勢を調整したことを特徴とする。
【0055】
従って、案内レールの軸方向に相対移動するスライダの姿勢を高精度に調整することができる直動装置及びテーブル装置を提供できる。
【0056】
また、この発明は、直動装置及び直動装置を用いたテーブル装置のテーブルの姿勢を高精度に調整することができる姿勢調整方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示し、リニアガイドの断面図。
【図2】同実施形態を示し、ボール予圧量の差と、スライダの上方向変位量の関係を示すグラフ。
【図3】同実施形態を示し、ボール予圧量の差と、スライダの右方向変位量の関係を示すグラフ。
【図4】同実施形態を示し、ボール予圧量の差と、スライダのローリング方向回転量の関係を示すグラフ。
【図5】同実施形態の変形例を示し、リニアガイドの断面図。
【図6】この発明の第2の実施形態を示し、(a)はテーブル装置の平面図、(b)は正面図、(c)は右側面図。
【図7】同実施形態の変形例を示し、テーブル装置の側面図。
【図8】この発明の第3の実施形態を示し、(a)はテーブル装置の平面図、(b)は正面図、(c)は右側面図。
【図9】従来のリニアガイドの一部を切欠した斜視図。
【図10】従来のテーブル装置の斜視図。
【図11】従来のテーブル装置の正面図。
【図12】従来のテーブル装置のテーブルに傾き誤差が生じた正面図。
【図13】従来のテーブル装置の正面図。
【図14】従来のテーブル装置のテーブルを姿勢調整した状態の正面図。
【図15】従来のリニアガイドのスライダの姿勢変化を示す正面図。
【符号の説明】
11…案内レール
12,14…ボール転動溝(転動体転動溝)
13…スライダ
15…ボール(転動体)
16…テーブルプレート
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear motion device, a table device, and an attitude adjustment method used for, for example, machine tools, industrial machines, and the like.
[0002]
[Prior art]
In a machining center as a machine tool, a robot as an industrial machine, and the like, a linear guide is used to smoothly move a work table or the like in a straight line.
[0003]
As shown in FIG. 9, the linear guide 1 includes a guide rail 3 having ball rolling grooves 2 on both side surfaces along the axial direction, and a slider 4 fitted to the guide rail 3. A ball rolling groove 5 facing the ball rolling groove 2 of the guide rail 3 is provided on the inner surface. A large number of balls 6 are interposed between the ball rolling grooves 2 and 5 so as to be able to roll, and the slider 4 is relatively moved in the axial direction of the guide rail 3 via the balls 6.
[0004]
10 and 11 show a table device 7 using two sets of the linear guides 1 described above, and each linear guide 1 is composed of one guide rail 3 and two sliders 4a and 4b. . The table plate 8 of the table device 7 is fixed to the upper surfaces of the sliders 4a and 4b with bolts or the like, and the left and right positioning of the table plate 8 is performed by using the side surface reference surface 8a of the table plate 8 with the left linear guide 1 (reference side linear guide). This is done by pressing against the side reference surface 4 c of the slider 4.
[0005]
In general, a height error based on a machining error or the like exists between the mounting surfaces 10a and 10b to which the guide rails 3 of the respective linear guides 1 are attached. In particular, when the left and right mounting surfaces 10a and 10b cannot be processed simultaneously due to shape restrictions, a height error tends to occur between the left and right mounting surfaces 10a and 10b.
[0006]
FIG. 12 shows a case where a height error is generated between the mounting surfaces 10a and 10b due to a processing error or the like, and the right mounting surface 10b is positioned relatively upward with respect to the left mounting surface 10a. ing. When the guide rail 3 is attached to the mounting surfaces 10a and 10b and the table plate 8 is fixed to the sliders 4a and 4b, the upper surface of the table plate 8 has an inclination error with respect to the side reference surface 4c. At the same time, a tilt error occurs in the table plate 8 even when the surface to which the sliders 4a and 4b are attached has a height error.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the table device 7 may require that the upper surface of the table plate 8 is accurately adjusted from the reference surface 10 as shown in FIG. 13, and as shown in FIG. There is a method in which the shim X is sandwiched between the upper surface of the slider 4 and the lower surface of the table plate 8 to adjust the tilt and height of the table plate 8, but this method is difficult to perform extremely fine posture adjustment. is there.
[0008]
Further, as shown in FIG. 15, even when the linear guide 1 is used alone, the posture change such as displacement and inclination occurs as the table plate 8 is indicated by a solid line and a two-dot chain line due to its own weight or an external load. . For this reason, an error with respect to a design error value occurs at a position where accuracy is required (for example, point A). Even in such a case, it is difficult to accurately adjust the attitude of the slider 4 with the attitude adjustment method using the shim X.
[0009]
The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a linear motion device and a table device capable of highly accurately adjusting the attitude of the slider that moves relative to the axial direction of the guide rail. It is to provide.
[0010]
Moreover, this invention is providing the attitude | position adjustment method which can adjust the attitude | position of the table of a table apparatus using a linear motion apparatus and a linear motion apparatus with high precision.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a guide rail having a plurality of rolling element rolling grooves along an axial direction, and a plurality of rows facing the rolling element rolling grooves of the guide rail. A slider in a linear motion device having a rolling element rolling groove and a slider that moves relative to each other in the axial direction of the guide rail via a rolling element interposed between the rolling element rolling grooves. In this posture adjustment method, the posture is adjusted by changing the preload amount of the rolling elements for each rolling element row interposed in the rolling element rolling grooves.
[0012]
Claim 2 has a guide rail having a plurality of rows of rolling element rolling grooves along the axial direction, and a plurality of rows of rolling element rolling grooves facing the rolling element rolling grooves of the guide rail. In a linear motion device comprising a slider that moves relative to the axial direction of the guide rail via a rolling element that is rotatably interposed between rolling element rolling grooves, the preload amount of the rolling element is determined as the rolling element rolling force. It changed for every rolling-element row | line | column interposed by a moving groove, It is characterized by the above-mentioned.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a guide rail having a plurality of rolling element rolling grooves along the axial direction, and a plurality of rows of rolling element rolling grooves facing the rolling element rolling grooves of the guide rail. Mounted on a plurality of linear motion devices composed of a slider that moves relative to the axial direction of the guide rail via a rolling element interposed between the rolling element rolling grooves so as to freely roll, and on the sliders of the plurality of linear motion devices In the attitude adjustment method of the table device comprising the table, the preload amount of the rolling element is changed for each rolling element row interposed in the rolling element rolling groove to adjust the attitude of the table. Features.
[0014]
A fourth aspect of the present invention includes a guide rail having a plurality of rolling element rolling grooves along the axial direction, and a plurality of rows of rolling element rolling grooves facing the rolling element rolling grooves of the guide rail, Mounted on a plurality of linear motion devices composed of a slider that moves relative to the axial direction of the guide rail via a rolling element interposed between the rolling element rolling grooves so as to freely roll, and on the sliders of the plurality of linear motion devices In the table device comprising the table, the preload amount of the rolling element is changed for each rolling element row interposed in the rolling element rolling groove.
[0015]
According to the configuration of the first and second aspects, the posture can be adjusted in each of the vertical direction, the horizontal direction, and the rolling direction of the slider by appropriately selecting the amount of preload of the rolling element in the rolling element rolling groove. it can.
[0016]
According to the configuration of claims 3 and 4, by appropriately giving the vertical displacement amount of the slider of each linear motion device, about the vertical and horizontal displacement of the table, the rotation in the rolling direction, the pitching direction and the yawing direction, The posture can be adjusted.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0018]
1 to 4 show a first embodiment, and FIG. 1 is a cross-sectional view of a linear guide as a linear motion device. Two ball rolling grooves 12 are provided in the axial direction of the guide rail 11 on both side surfaces of the guide rail 11 extending in the axial direction of the linear guide. A slider 13 is fitted to the guide rail 11 so as to straddle the guide rail 11. On the inner surface of the slider 13, two ball rolling grooves 14 that face the ball rolling grooves 12 of the guide rail 11 are provided.
[0019]
A large number of balls 15 made of steel balls as rolling elements are interposed between the guide rail 11 and the ball rolling grooves 12 and 14 of the slider 13 so as to freely roll, and the shaft of the guide rail 11 is interposed via the balls 15. The slider 13 moves relative to the direction.
[0020]
When the linear guide constructed as described above is assembled, a ball 15 having a preload amount δu is inserted into the upper two ball rolling grooves 12a, 12a of the guide rail 11, and the lower two balls of the guide rail 11 are rolled. A ball 15 having a preload amount δ 1 is inserted into the grooves 12b and 12b. By choosing preload δu and [delta] 1 appropriately, adjust the vertical position of the upper surface of the slider 13 with respect to the lower surface of the guide rail 11. That is, when the reference height of the slider 13 in the case of .delta.u = [delta] 1, the slider 13, the case of the .delta.u> [delta] 1 above, the case of the .delta.u <[delta] 1 moves downward.
[0021]
Next, it demonstrates concretely using numerical formula. As shown in FIG. 1, a linear guide having four ball rolling grooves 12a, 12a, 12b, 12b all having the same size and shape and having a contact angle α of each ball 15 will be described. In general, it is known that the relationship between the load Q acting on the ball 15 and the elastic deformation amount δ of the ball 15 is expressed by the following equation (1).
[0022]
[Expression 1]
[0023]
Here, K is a proportionality constant, and is determined by the dimensions and materials of the ball 15 and the ball rolling groove 12.
[0024]
Ball preload of the upper two rows of balls rolling groove 12a and the lower two rows of balls rolling groove 12b of the guide rail 11, respectively .delta.u, and [delta] 1. The upward displacement amount of the slider 13 with respect to the position of the slider 13 when δu = δ 1 is denoted by Δv. The following equations (2) and (3) are established, where α is the ball contact angle.
[0025]
[Expression 2]
[0026]
Here, Qu, Q 1 is a ball load of the respective upper two rows of balls rolling groove 12a and the lower two rows of balls rolling grooves 12b, by the balance of forces, the following equation (4) is satisfied.
[0027]
[Equation 3]
[0028]
From the above, the upward displacement Δv of the slider 13 is expressed by the following equation (5).
[0029]
[Expression 4]
[0030]
FIG. 2 shows the result of calculating the relationship between the difference in ball preload (δu−δ 1 ) and the upward displacement amount Δv of the slider 13 based on the above equation (5) when α = 45 °. In FIG. 2, Δv> 0 indicates that the slider 13 is displaced upward, and Δv <0 indicates that the slider 13 is displaced downward.
[0031]
As described above, by changing the preload amount between the upper two ball rolling grooves 12a and the lower two ball rolling grooves 12b, it is possible to change the vertical posture of the slider 13. In this example, if the ball 15 is prepared in increments of 1 μm, a minute vertical displacement adjustment of about 0.7 μm can be performed.
[0032]
Similarly, the left upper and lower ball rolling grooves 12a of the guide rail 11, and the ball preload of 12b [delta] L, right upper and lower ball rolling grooves 12a of the guide rail 11, a ball preload of 12b as [delta] R FIG. 3 shows the result of calculating the relationship between δ L −δ R and the displacement amount ΔH in the left direction at the time.
[0033]
Similarly, the ball preload amount of the upper right and lower left ball rolling grooves 12a and 12b of the guide rail 11 is δ 1 , and the ball preload amount of the upper left and lower right ball rolling grooves 12a and 12b of the guide rail 11 is δ 2 . FIG. 4 shows the result of calculating the relationship between δ 1 −δ 2 and the amount of rotation in the rolling direction (rotating direction around the linear motion direction and counterclockwise).
[0034]
As described above, the posture of the slider 13 is adjusted in each of the vertical direction a, the horizontal direction b, and the rolling direction c by appropriately selecting the ball preload amount in the ball rolling grooves 12a, 12a, 12b, and 12b. be able to.
[0035]
In the first embodiment, the posture adjustment in only a single direction among the vertical direction a, the horizontal direction b, and the rolling direction c has been described, but by appropriately changing the ball of each ball rolling groove, The postures in the vertical direction a, the horizontal direction b, and the rolling direction c can be adjusted simultaneously. Further, as shown in FIG. 1, the case where the ball rolling groove is up / down / left / right and the groove shape is symmetrical has been described. However, in the case of a non-symmetrical shape, that is, as shown in FIG. With respect to a linear guide in which the ball rolling grooves 12a and 12b are vertically asymmetric, the posture can be adjusted by the same method.
[0036]
Further, the case where the rolling element is a ball such as a steel ball has been described. However, the linear guide using a rolling element other than the ball such as a roller can be adjusted in the same manner.
[0037]
FIG. 6 shows a second embodiment, wherein (a) is a plan view of the table device, (b) is a front view, and (c) is a right side view. In this embodiment, two sets of linear guides are used, and each linear guide is composed of one guide rail 11, two sliders 13, and a table plate 16 mounted on each slider 13. Yes. The table device configured in this manner appropriately gives the amount of vertical displacement of each slider 13 by the same posture adjustment as in the first embodiment, so that each direction shown in FIG. With respect to displacement, rotation in the rolling direction c, the pitching direction d, and the yawing direction e), the posture of the table plate 16 can be adjusted as follows.
[0038]
(1) A posture adjustment method in the vertical direction a.
[0039]
If the orientation of the four sliders 13 is adjusted to be displaced upward by Δ 1 using the direction of the first embodiment, the table plate 16 of the table device can be displaced upward by Δ 1. .
[0040]
(2) A posture adjustment method in the left-right direction b.
[0041]
If the orientation of the four sliders 13 is adjusted to be displaced to the left by Δ 2 using the direction of the first embodiment, the table plate 16 of the table device is displaced to the left by Δ 2 . be able to.
[0042]
(3) A posture adjustment method in the rolling direction c.
[0043]
Using the direction of the first embodiment, the left two sliders A, the upper surface of B, the right two sliders C, the upper surface and D, attitude adjusted to be lower by delta 3. If the span between the guide rails 11 is L, the posture of the table plate 16 of the table device can be adjusted by approximately Δ 3 / L in the rolling direction c.
[0044]
(4) A posture adjustment method in the pitching direction d.
[0045]
Using the direction of the first embodiment, the front side two sliders A, the top surface and C, back side two sliders B, and the upper surface and D, attitude adjusted to be lower by delta 4. If the span between the sliders 13 is S, the posture of the table plate 16 of the table device can be adjusted by approximately Δ 4 / S in the pitching direction d.
[0046]
(5) A posture adjustment method in the yawing direction e.
[0047]
Using the direction of the first embodiment, the side reference plane of the slider A slide guide on the front side of the reference side, to the side reference plane of the back side of the slider B, delta 5 only to be positioned to the right Adjust the posture. Assuming that the span between the sliders 13 is S, the posture of the table plate 16 of the table device can be adjusted by approximately Δ 5 / S in the yawing direction e.
[0048]
In the second embodiment, the posture adjustment only in a single direction has been described. However, the posture of the table plate of the table device can be adjusted by appropriately adjusting the posture of each slider.
[0049]
Further, as shown in FIG. 7, in the linear guide of the type in which the table plate 16 is fixed to the side surface of the slider 13 with a bolt or the like, the posture of the table plate 16 is adjusted by giving the slider 13 displacement in the left-right direction. it can.
[0050]
In the second embodiment, the table device having four sliders has been described. However, even when the number of sliders is large or small, the posture of the table plate can be adjusted by the same method.
[0051]
FIG. 8 shows a third embodiment, in which a table device is configured by using two sets of linear guides having four sliders 1 to 4 on a guide rail 11. A method for adjusting the displacement in the pitching direction d in this table apparatus will be described.
[0052]
The distance S between the slider centers is defined as S. The slider 1 '3Deruta 6/2 the downward slider 2 and 2' 1 downward delta 6/2, slider 3 and 3 'of the delta 6/2 upward, the slider 4 and 4' 3Deruta the above 6 / By displacing it by 2, the posture of the table plate 16 can be adjusted by about Δ 6 / S in the pitching direction.
[0053]
When a larger amount of posture adjustment is required, precise adjustment can be performed by combining rough adjustment using a shim and the method of the present invention as in the prior art.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the posture is adjusted by changing the preload amount of the rolling elements for each of the rolling element rows interposed in the rolling element rolling grooves.
[0055]
Therefore, it is possible to provide a linear motion device and a table device that can adjust the attitude of the slider that moves relatively in the axial direction of the guide rail with high accuracy.
[0056]
Moreover, this invention can provide the attitude | position adjustment method which can adjust the attitude | position of the table of a table apparatus using a linear motion apparatus and a linear motion apparatus with high precision.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a linear guide according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the difference in ball preload and the amount of upward displacement of the slider in the embodiment;
FIG. 3 is a graph illustrating the relationship between the difference in ball preload and the amount of displacement in the right direction of the slider according to the embodiment.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the difference in ball preload and the amount of rotation of the slider in the rolling direction according to the embodiment.
FIG. 5 is a sectional view of a linear guide showing a modification of the embodiment.
6A and 6B show a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 6A is a plan view of a table device, FIG. 6B is a front view, and FIG. 6C is a right side view.
FIG. 7 is a side view of a table device showing a modification of the embodiment.
8A and 8B show a third embodiment of the present invention, in which FIG. 8A is a plan view of a table device, FIG. 8B is a front view, and FIG. 8C is a right side view.
FIG. 9 is a perspective view in which a part of a conventional linear guide is cut away.
FIG. 10 is a perspective view of a conventional table device.
FIG. 11 is a front view of a conventional table device.
FIG. 12 is a front view in which a tilt error occurs in a table of a conventional table device.
FIG. 13 is a front view of a conventional table device.
FIG. 14 is a front view of a conventional table apparatus with a posture adjusted.
FIG. 15 is a front view showing a change in posture of a slider of a conventional linear guide.
[Explanation of symbols]
11 ... guide rails 12 and 14 ... ball rolling groove (rolling element rolling groove)
13 ... Slider 15 ... Ball (rolling element)
16 ... Table plate

Claims (4)

  1. 軸方向に沿って複数列の転動体転動溝を有する案内レールと、前記案内レールの転動体転動溝と対向する複数列の転動体転動溝を有し、前記両転動体転動溝間に転動自在に介装した転動体を介して前記案内レールの軸方向に相対移動するスライダとからなる直動装置におけるスライダの姿勢調整方法において、
    前記転動体の予圧量を、前記転動体転動溝に介装される転動体列ごとに変更して姿勢を調整することを特徴とする直動装置におけるスライダの姿勢調整方法。
    A guide rail having a plurality of rolling element rolling grooves along the axial direction, and a plurality of rolling element rolling grooves facing the rolling element rolling grooves of the guide rail, the both rolling element rolling grooves In a method for adjusting the attitude of a slider in a linear motion device comprising a slider that moves relative to the axial direction of the guide rail via a rolling element interposed so as to freely roll between,
    A method for adjusting the attitude of a slider in a linear motion device, wherein the attitude is adjusted by changing a preload amount of the rolling element for each rolling element row interposed in the rolling element rolling groove.
  2. 軸方向に沿って複数列の転動体転動溝を有する案内レールと、前記案内レールの転動体転動溝と対向する複数列の転動体転動溝を有し、前記両転動体転動溝間に転動自在に介装した転動体を介して前記案内レールの軸方向に相対移動するスライダとからなる直動装置において、
    前記転動体の予圧量を、前記転動体転動溝に介装される転動体列ごとに変更したことを特徴とする直動装置。
    A guide rail having a plurality of rolling element rolling grooves along the axial direction, and a plurality of rolling element rolling grooves facing the rolling element rolling grooves of the guide rail, the both rolling element rolling grooves In a linear motion device comprising a slider that moves relative to the axial direction of the guide rail via a rolling element interposed between the rolling elements in a freely rolling manner,
    A linear motion device, wherein the preload amount of the rolling element is changed for each rolling element row interposed in the rolling element rolling groove.
  3. 軸方向に沿って複数列の転動体転動溝を有する案内レールと、前記案内レールの転動体転動溝と対向する複数列の転動体転動溝を有し、前記両転動体転動溝間に転動自在に介装した転動体を介して前記案内レールの軸方向に相対移動するスライダとからなる複数の直動装置と、前記複数の直動装置のスライダに搭載されたテーブルとからなるテーブル装置の姿勢調整方法において、
    前記転動体の予圧量を、前記転動体転動溝に介装される転動体列ごとに変更して前記テーブルの姿勢を調整することを特徴とするテーブル装置の姿勢調整方法。
    A guide rail having a plurality of rolling element rolling grooves along the axial direction, and a plurality of rolling element rolling grooves facing the rolling element rolling grooves of the guide rail, the both rolling element rolling grooves A plurality of linear motion devices composed of sliders that move relative to each other in the axial direction of the guide rail via rolling elements interposed between them, and a table mounted on the sliders of the plurality of linear motion devices; In the attitude adjustment method for the table device,
    A method of adjusting a posture of a table apparatus, wherein the preload amount of the rolling element is changed for each rolling element row interposed in the rolling element rolling groove to adjust the posture of the table.
  4. 軸方向に沿って複数列の転動体転動溝を有する案内レールと、前記案内レールの転動体転動溝と対向する複数列の転動体転動溝を有し、前記両転動体転動溝間に転動自在に介装した転動体を介して前記案内レールの軸方向に相対移動するスライダとからなる複数の直動装置と、前記複数の直動装置のスライダに搭載されたテーブルとからなるテーブル装置において、
    前記転動体の予圧量を、前記転動体転動溝に介装される転動体列ごとに変更したことを特徴とするテーブル装置。
    A guide rail having a plurality of rolling element rolling grooves along the axial direction, and a plurality of rolling element rolling grooves facing the rolling element rolling grooves of the guide rail, the both rolling element rolling grooves A plurality of linear motion devices composed of sliders that move relative to each other in the axial direction of the guide rail via rolling elements interposed between them, and a table mounted on the sliders of the plurality of linear motion devices; In the table device
    The table device, wherein the preload amount of the rolling element is changed for each rolling element row interposed in the rolling element rolling groove.
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