JPH018301Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えば集積回路基板等の外観検査、
透視検査、組立、加工等の作業を行うために、非
検査物を載置して、これをXY方向に移動させた
り、昇降させたり、回転させたりするために、多
自由度をもつて駆動することができる多自由度ス
テージに関するものである。

［従来の技術］ 集積回路基板等のワークを検査したり、組立、
加工したりするためには、該ワークをXY方向に
移動させたり、昇降させたり、また回転させたり
する必要がある。しかも、ワークの性質上、前述
した各動作を極めて微細に制御しなければならな
い。このために、多自由度ステージが用いられる
が、従来技術における多自由度ステージとして
は、XY方向に移動可能な可動テーブル上に昇降
駆動される昇降テーブルを設け、さらにこの昇降
ーブルの上に回転駆動手段に連結したワークテー
ブルを設けるようにしていた。そして、このワー
クテーブルの水平方向の位置及び上下方向の位
置、さらに回転位置を微細に調整するために、例
えば昇降テーブルの駆動手段としては、該昇降テ
ーブルの下面に送りねじを取り付け、この送りね
じをパルスモータにより駆動するように構成し、
これによつてその位置出し精度の良好となすよう
にしている。

［考案が解決しようとする問題点］ 前述したように、可動テーブルに昇降テーブル
及びワークテーブルを順次積み重ねるようにして
多自由度ステージを組み付けるようになし、しか
も昇降テーブルを昇降させるための機構として、
前述したように、送りねじとパルスモータとを用
いるようにした場合には、これらの機構を高さ方
向に向けて設けなければならず、このために、ス
テージの高さ方向の寸法が大きくなり、設置スペ
ースの点から好ましくないばかりでなく、装置全
体の安定性が損なわれ、位置制御の精度が悪くな
る等の欠点がある。

本考案は叙上の点に鑑みてなされたものであつ
て、その目的とするところは、高さ方向の寸法を
著しくコンパクト化して、しかも高精度位置決め
が可能な多自由度ステージを提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段］ 前述した目的を達成するために、本考案は、
XY方向に移動可能な可動テールブに、回転軸を
昇降可能に装着し、該回転軸を前記可動テーブル
を貫通させて、前記回転軸の該可動テーブルの上
方位置には、ワークテーブルを装着すると共に、
下方位置には昇降機構を連結すると共に、前記可
動テーブルには前記回転軸を回転させる回転駆動
手段を装着し、前記昇降機構を前記回転軸を回転
自在に支承する昇降ブロツクと水平方向に移動可
能なスライドブロツクとから構成して、該昇降ブ
ロツクとスライドブロツクとの相対向する面を傾
斜面となして、水平方向に配設したパルスモータ
を備えた駆動手段によつて、前記スライドブロツ
クを駆動するように構成したことをその特徴とす
るものである。

［作用］ このように構成することにより、可動テーブル
をXY方向に移動させることによつて、ワークテ
ーブルを水平方向の任意の位置に変位させること
ができる。また、昇降機構を構成するパルスモー
タを駆動して、スライドブロツクを水平方向に移
動させると、昇降ブロツクの上下方向への移動に
変換されて、ワークテーブルを任意の高さ位置に
配置することができるようになる。そして、この
パルスモータの駆動を制御することにより、その
位置決め精度が極めて良好に行うことができるよ
うになる。さらに、回転駆動手段を作動させれ
ば、ワークテーブルを回転させることができるよ
うになり、この結果、該ワークテーブル上に搭載
したワークを任意の方向に駆動することができる
ことになる。

而して、回転軸を直接昇降させるようになして
いるので、別途昇降テーブルを設ける必要がなく
なり、構造が簡単になる。また、この回転軸を可
動テーブルの上下に延在させて、該可動テーブル
の上部位置にワークテーブルを取り付け、またこ
の可動テーブルの下方に昇降機構を設けるように
しており、しかもこの昇降機構を構成する駆動手
段を水平方向に配設しているので、装置全体の高
さ寸法を著しく短縮することができるようにな
る。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

図面において、１はワークテーブルを示し、該
ワークテーブル１は図面における左右方向（Ｘ方
向）、紙面に垂直な方向（Ｙ方向）、図面の上下方
向（Ｚ方向）、及び回転方向（θ方向）に対して
自由度を持たせた４自由度ステージを構成してい
る。

そこで、まずワークテーブル１をXY方向に移
動させるための機構について説明する。このXY
方向への移動はＸ方向への移動を行う機構とＹ方
向への移動を行う機構との２つの機構から成る。
まず、Ｘ方向への移動は、ベース２に図面の左右
方向に配設したレール４にガイドされるＸテーブ
ル３を有し、該Ｘテーブル３はボールねじ等適宜
の駆動手段によつてＸ方向、即ち図面の左右方向
に往復移動せしめられるようになつている。ま
た、このＸテーブル３上には図面の紙面に対して
垂直な方向に配設したレール６に沿つて移動する
Ｙテーブル６が設けられており、該Ｙテーブル６
は、Ｘテーブル３と同様ボールねじ等の駆動手段
によつてＹ方向、即ち図面の紙面に対して垂直な
方向に往復移動させることができるように構成さ
れている。従つて、Ｙテーブル６はXY方向、即
ち水平方向の任意の方向に移動可能な可動テーブ
ルを構成する。

前述のＹテーブル６には回転軸７を挿嵌したハ
ウジング８がそれを貫通する状態に設けられてい
る。そして、このハウジング８と回転軸７との間
には、スライドガイド９が介装されており、これ
により回転軸７はハウジング８に対して回転方向
の動きは規制されるが、上下方向には相対移動自
在となつている。また、ハウジング８とＹテーブ
ル６との間には、ベアリング１０とベアリングリ
テーナ１１とが介装されており、これによつて回
転軸７はハウジング８と共にＹテーブル６に対し
て回転自在に支承されるようになつている。

この回転軸７はハウジング１０を貫通して伸
び、その下端部には図面にＡで示した昇降機構が
設けられている。この昇降機構は、スライドブロ
ツク２１と、回転軸７を軸受２２を介して回転自
在に支承する昇降ブロツク２３とからなり、これ
らのブロツク２１，２３の相対向する面は同一方
向に傾斜する傾斜面となつて、その間にはベアリ
ング２３が介装されている。そして、スライドブ
ロツク２１は、パルスモータ１９の出力軸に連結
したボールねじ２０に連結されており、このパル
スモータ１９を作動させて、ボールねじ２０を回
転させることにより、スライドブロツク２１を移
動させて、昇降ブロツク２３の昇降動作、即ちＺ
方向への変位を行わせることができるようになつ
ている。而して、前述のスライドブロツク２１の
移動方向は水平方向であるので、パルスモータ１
９及びボールねじ２０も水平方向に向けて配設さ
れるようになつている。

ワークテーブル１は回転軸７の上端に連結され
ており、該ワークテーブル１とＹテーブル５との
間には、回転軸７を回転させることにより、ワー
クテーブル１を回転せしめる回転駆動機構が設け
られている。この回転駆動機構としては、粗動回
転手段と微動回転手段とから構成され、粗動回転
手段はワークテーブル１を所定角度、例えば90゜
回転させることができるようになつており、また
微動回転手段は粗動回転手段によつて所定角度回
転させた後に、その位置の微調整を行うために、
±5゜以内の範囲で任意の角度の回転を行わせるこ
とができるようになつている。

ここで、粗動回転手段としては、粗動モータ１
４を有し、この粗動モータ１４の回転をベルト１
５を介してハウジング８に固定した受動プーリ１
６に伝達するようになしている。そして、この粗
動モータ１４は微動回転手段を構成する微動回転
テーブル１２に固定して設けられている。そし
て、この微動回転テーブル１２はハウジング８に
対して相対回転可能となつており、しかもこの微
動回転テーブル１２にはノツクピン１８が取り付
けられており、該ノツクピン１８はハウジング８
に固定した割出盤１７に接離可能となつている。
このノツクピン１８が割出盤１７に当接したとき
において、微動回転テーブル１２を回転させる
と、ハウジング８及び回転軸７を介してワークテ
ーブル１がこれに追従回転せしめられることにな
る。そして、微動回転テーブル１２を回転駆動す
るために、パルスモータと送りねじとからなる微
動回転手段１３がＹテーブル５上に設置されてい
る。

本実施例は前述のように構成されるもので、次
にその作動について説明する。

ワークテーブル１の上には、外観検査、透視検
査、組立、加工等の作業を行うべきワークを所定
の位置に設置する。そして、このワークに対する
作業を行う間において、それを適宜移動させる必
要がある。

まず、ワークを水平方向、即ちXY方向に移動
させるには、Ｘテーブル３及びＹテーブル５をそ
れぞれレール４及びレール６に沿つて移動させれ
ばよい。これによりワークテーブル１を支持する
Ｙテーブル５が水平方向の任意の位置に移動する
ことになる。

また、ワークを上下方向、即ちＺ方向に移動さ
せるには、パルスモータ１９を作動させて、スラ
イドブロツク２１を水平方向に移動させる。これ
によつて、該スライドブロツク２１とベアリング
２４を介して対面する昇降ブロツク２３が上昇
し、該昇降ブロツク２３に支承され、ワークテー
ブル１を取り付けてなる回転軸７が上昇する。従
つて、このパルスモータ１９の作動を制御すれ
ば、ワークテーブル１が所望の高さ位置に位置決
めすることができるようになる。

また、ワークテーブル１を回転、即ちθ方向に
変位させるには、まずノツクピン１８と割出盤１
７とを離間させた状態にして、粗動モータ１９を
作動させることによつて、所定の角度回転軸７を
回転させる。然る後に、ノツクピン１８を割出盤
１７に当接させると共に、微動駆動手段１３を作
動させて、微動回転テーブル１２を微小回転動作
させる。この微小回転はノツクピン１８、割出盤
１７、ハウジング８を介して回転軸７に伝達され
て、該回転軸７が微小量回転されることになり、
所望の位置に厳格に位置決めされることになる。
而して、まず粗回転を行わせた後に、微小量回転
させることにより、極めて迅速に、しかも正確に
ワークテーブル１上のワークの位置決めを行うこ
とができるようになる。

［考案の効果］ 前述したように、水平方向に移動可能な可動テ
ーブルを貫通させるように回転軸を設け、該回転
軸の上端にワークテーブルを装着すると共に、該
可動テーブルの下方に回転軸を昇降させる昇降機
構を設け、この昇降機構を水平方向に移動するス
ライドブロツクと昇降ブロツクとからなる傾斜面
を有するスライド式の昇降機構となし、しかもこ
の昇降機構の駆動手段をパルスモータとボールね
じによつて形成して、この駆動手段を水平方向に
設けるように構成したので、装置全体の構成を簡
略化することができ、特に高さ方向の寸法（図面
における寸法Ｈ）を著しく簡略化することができ
るようになると共に、ワークテーブルの高さ位置
の位置決め精度が極めて良好となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示す多自由度ステー
ジの構成説明図である。 １：ワークテーブル、２：ベース部、３：Ｘテ
ーブル、４：レール、５：Ｙテーブル、６：レー
ル、７：回転軸、８：ハウジング、９：スライド
ガイド、１２：微小回転テーブル、１３：微動駆
動手段、１４：粗動モータ、１５：ベルト、１
６：受動プーリ、１７：割出盤、１８：ノツクピ
ン、１９：パルスモータ、２０：ボールねじ、２
１：スライドブロツク、２２：ベアリング、２
３：昇降ブロツク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) XY方向に移動可能な可動テールブに、回転
   軸を昇降可能に装着し、該回転軸を前記可動テ
   ーブルを貫通させて、前記回転軸の該可動テー
   ブルの上方位置には、ワークテーブルを装着す
   ると共に、下方位置には昇降機構を連結すると
   共に、前記可動テーブルには前記回転軸を回転
   させる回転駆動手段を装着し、前記昇降機構を
   前記回転軸を回転自在に支承する昇降ブロツク
   と水平方向に移動可能なスライドブロツクとか
   ら構成して、該昇降ブロツクとスライドブロツ
   クとの相対向する面を傾斜面となして、水平方
   向に配設したパルスモータを備えた駆動手段に
   よつて、前記スライドブロツクを駆動するよう
   に構成したことを特徴とする多自由度ステー
   ジ。 (2) 前記回転駆動手段を粗動モータの回転をベル
   トを介して伝達する従動プーリを備えた粗動回
   転手段と、微動回転テーブルを有し、該微動回
   転テーブルをパルスモタにより微小角度移動さ
   せるようになした微動回転手段とから構成し、
   該微動回転テーブルと前記回転軸との間を接離
   させる機構とを介装する構成としたことを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の多
   自由度ステージ。