JPH02116442A

JPH02116442A - Ｘｙテーブル

Info

Publication number: JPH02116442A
Application number: JP26814388A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Teramachi; 博寺町
Original assignee: T ECHI K KK; THK Co Ltd
Current assignee: T ECHI K KK; THK Co Ltd
Priority date: 1988-10-26
Filing date: 1988-10-26
Publication date: 1990-05-01
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0811336B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野Ｊ本発明は、被加工物を載架してＸＹ平面上を移動するＸ
Ｙ子テーブル係り、特に、テーブルの表裏両面から被加
工物に対し加工を施すことが可能なＸＹ子テーブル関す
る。

［従来の技術］近年の産業界においては各種生産ラインの自動化が著し
く進んでいるが、各種加工機械に対して被加工物を正確
な加工位置に送り込む為に使用されるＸＹ子テーブル、
上記生産ラインの自動化を図る上で欠くことのできない
一要素である。

従来、この種のＸＹ子テーブルしては、平板形状のテー
ブル上に被加工物を載置してＸＹ平面上を移動し、テー
ブル上方からのみ工具をアプローチさせて加工を施すも
のが一般的であった。しかし、加工の複雑化や生産の高
効率化が進むにつれ、被加工物の裏表両方向から同時に
工具をアプローチさせる必要等が生じ、テーブル裏面側
からも被加工物ヘアプローチすることが可能なＸＹ子テ
ーブル要請される様になってきた。

この要請に応えたものとしては、第９図及び第１０図に
示すように、固定部ａ上に設けられたガイドｂに沿って
Ｘ方向に直線移動する下部テーブルＣと、この下部テー
ブルＣ上に載置され下部テーブルＣとは直交するＹ方向
に移動し、下部テーブルＣの移動とを合せて二次元方向
に平面運動をする上部テーブルｄとからなり、上記固定
部ａ、下部テーブルＣ及び上部テーブルｄをその中央部
が繰り抜かれた枠形状テーブルとする一方、下部テーブ
ルＣ及び上部テーブルｄを駆動するためのボールねじｅ
を夫々固定部ａ及び下部−プルＣの一側に設け、これに
モーターｆによって回転力を与えて上部テーブルを駆動
するＸＹ子テーブル知られている。また、他の例として
は、第１１図及び第１２図に示すように、モーターＱか
らの動力により駆動されるＸ方向ボールねじｈ及びＹ方
向ボールねじｉが相対向する各辺に収納された支持枠ｊ
と。

上記各ボールねじり、ｉのボールナツトｋに係合し、上
記支持枠ｊの相対向する辺の間をＸ方向又はＹ方向に平
行移動する案内シャット１と、上記支持枠ｊの中を案内
シャフト１に支持されてＸ方向及びＹ方向に平面運動す
る枠形状の移動テーブルｍとで構成されるＸＹ子テーブ
ル提案されている。

これら二つのＸＹテ４プルは、被加工物を載架するテー
ブルを枠形状とする一方、通常のＸＹ子テーブルはテー
ブル下面に配設されるボールねじ等の駆動手段をテーブ
ル側方に設けたので、テーブル下方の空間が開放され、
被加工物裏面側からも表面側と同様に工具をアプローチ
させることが可能となり、初期の要請に応えることがで
きた。

Ｅ発明が解決しようとする課題ｊしかしながら、上記構造のｘＹテーブプルうち前者は、
上述したように駆動手段をテーブル側方に設ける都合上
、テーブル駆動手段であるボールねじのボールナットが
テーブル−側面にのみ係合しており、ねじ軸を回転させ
てテーブルを駆動する際により大ぎなモーメント荷重が
ボールナットに作用し易い構造となっている。そのため
、前者のＸＹ子テーブルおいては次のような幾つかの問
題点を有している。第一は、テーブルの運動方向が変わ
る際に慣性力と相俟ってより大きなモーメント荷重がテ
ーブルに作用し、特に＾速往復運動が要求される際に高
精度の動きが得に（いという問題点であり、第二は、被
加工物への加工等により実際のテーブル荷重が大きくな
ると、ボールナットに作用するモーメント荷重が極端に
増加してボールが異常摩耗を起こし易くなり、ボールナ
ットの寿命が短くなると共にテーブルの送り及び停止の
精度が早期に悪化するという問題点である。

また、ボールナットに作用するモーメント荷重が極度に
大きい場合はねじ軸が撓むこともあり、高速回転をねじ
軸に与えるとデープル全体に撮動を生じるという問題点
も有していた。

これらの問題点は、ボールナット及びねじ軸のサイズを
アップし剛性強化を図る等の手段でその解決を図ること
が可能ではあるが、その反面、装置の大型化やコストア
ップ等の問題点が生じ自ずとその限界がある。

また、上記後者のＸＹテーブプルおいては、移動テーブ
ルの両側に均等に送り駆動系を配したので、上述したよ
うな問題点を生じることは無いが、第１２図に示すよう
に、モーターからの動力伝達経路が複雑になり、組立て
に手間がかかると共にコストアップが生じる等の問題点
を有している。

更に、上記前者のＸＹテーブプルおいては、下部テーブ
ル及び上部テーブルの重ね合せ構造でＸＹ両方向のテー
ブル移動を得ているので、下部テーブルを駆動するモー
ターに対する負荷が大きくなり高速往復運動に対する応
答性が悪化づる他、テーブル高さを低く押えることがで
きないという問題点を有していた。

本発明はこの様な問題点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、テーブル下方側の空間からも
被加工物にアプローチできるのは勿論のこと、送り駆動
系にかかる負担が少なく、高精度の動きを得られるＸＹ
テーブプル提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明におけるＸＹテーブ
プル、中央部が繰り抜かれた枠形状であり、下面側に二
次元移動手段を有して平面内をＸ方向及びＹ方向に移動
可能な移動テーブルと、上記二次元移動手段が配設され
た同じく枠形状のベッドと、ねじ軸先端が上記二次元移
動手段のＹ方向移動部にＹ方向外側より垂直に係合し、
上記ベッドに回転可能に支持されたボールナツトの回転
量に応じて二次元移動手段をＹ方向に駆動する第一ボー
ルねじと、ねじ軸先端が上記二次元移動手段のＹ方向移
動部にＸ方向外側より垂直に係合し、上記移動テーブル
に回転可能に支持されたボールナットの回転量に応じて
移動テーブルをＸ方向に駆動する第二ボールねじとで構
成されることを特徴とするものである。

この様な技術的手段において、上記二次元移動手段とし
ては、移動テーブルをＸ方向及びＹ方向に自在に移動せ
しめるものであれば、その設計等適宜変更して差支えな
いが、移動テーブルの高さを抑えてコンパクトな構造に
すると共にテーブル全体の重量を軽減するという観点か
らすれば、この二次元移動手段を移動テーブル下面にそ
のＸ方向に沿って配設された下向き軌道台と、ベッド上
面にそのＹ方向に沿って配設された上向き軌道台と、こ
れら上向き軌道台と下向き軌道台との交差点でこれらを
跨ぎ、四方向の荷重を負荷しながら夫々の軌道台を摺動
するクロス直線ベアリングとで構成するのが好ましい。

尚、このクロス直線ベアリングとしては、下向き軌道台
を摺動するＸ方向転走部と上向き軌道台を摺動するＹ方
向転走部とが一つのベアリングブロックに設けられたタ
イプや、Ｘ方向転走部のみを有するベアリングブロック
とＹ方向転走部のみを有するベアリングブロックとを背
中合せに連結したタイプ等適宜設計変更して差支えない
。

また、上記第一ボールねじ及び第二ボールねじとしては
、テーブル駆動時に軸方向に作用する引張力及び押圧力
に対して、ねじ軸が撓み、伸び、縮み等の変形を生じな
い程度の剛性を有するものであり、且つ、ねじ軸とボー
ルナットとの間に生じる軸方向の内部隙間が加工に影響
を及ぼさない程度のものであるならば、テーブルサイズ
や加工に必要とするテーブル駆動力等に応じてその大き
さや構造等を適宜設計変更して差支えないが、軸方向荷
重によるバックラッシュの発生を防止してより精度の高
い加工を得るという観点からすれば、転動体であるボー
ルにある程度の予圧が付与可能なものが好ましい。

［作用］上記技術的手段は次のように作用する。

第一ボールねじのねじ軸がＹ方向に前後運動をして、二
次元移動手段をＹ方向に駆動する一方、第二ボールねじ
のボールナットが二次元移動手段に固定されたねじ軸に
沿ってＸ方向に運動して移動テーブルをＸ方向に駆動す
る。その結果、移動テーブルがＸＹ両方向の平面運動を
可能となるが、上記構造においては、送り駆動系のねじ
軸を二次元移動手段の外側に固定配置し、ねじ軸に軸方
向の押圧力又は引張力を作用させることによって移動テ
ーブルを駆動するので、移動テーブル下面側の空間が開
放されるのは勿論のこと、送り駆動系に極度に大きなモ
ーメント荷重が作用することがな（、送り駆動系が精度
良く移動テーブルを駆動することができる。

［実施例］以下、添附図面に示す実施例に基いて、本発明を具体的
に説明する。

第１図に示すように、本実施例のＸＹテーブプル、二次
元移動手段が配設された枠形状のベッド１と、上記二次
元移動手段に支持されＸＹ両方向に移動可能な枠形状の
移動テーブル２と、上記ベッド１に固定された中空軸モ
ーターに組込まれモーターの回転によって二次元移動手
段をＹ方向に駆動する第一ボールねじ３と、同じく上記
移動テーブル２に固定された中空軸モーターに組込まれ
モーターの回転によって移動テーブル２をＸ方向に駆動
する第二ボールねじ４とで構成されている。

上記ベッド１及び移動テーブル２は、第１図及び第２図
に示すように、略平板の中央部を長方形状に切り欠いた
枠形状をしており、移動テーブル２中火の切り欠き部を
跨ぐようにして被加工物を載置した際に、ベッド１及び
移動テーブル２の切欠部を通してベッド下方から挿入さ
れる工具が被加工物の下面に対して加工作業を行えるよ
うになっている。

そして、上記移動テーブル２の二次元移動手段は、移動
テーブル２下面にＸ方向に沿って固定ボルトで固定され
た二条の下向き軌道台５と、この移動テーブル２下方に
配されるベッド１上にＹ方向に沿って固定ボルトで固定
された二条の上向き軌道台６と、これら下向き及び上向
き軌道台５．６で構成される直交案内路の四つの交点に
組込まれたクロス直線ベアリング７で構成されている。

このクロス直線ベアリング７は、第５図及び第６図に示
すように、その格下半分がＹ方向に沿って転勤するボー
ル列２１を複数備えたＹ方向転走部８である一方、路上
半分はＸ方向に沿って転勤するボール列を複数備えたＸ
方向転走部９となっており、Ｙ方向転走部８がベッド１
上の上向き軌道台６を摺動すると共に、Ｘ方向転走部９
が移動テーブル２下面の下向き軌道台５をＸ方向に摺動
可能に担持するものである。従って、移動テーブル２は
、クロス直線ベアリング７と共にベッド１上をＹ方向に
移動可能であると共に、Ｘ方向に関してはクロス直線ベ
アリング７に対して移動可能であり、二つの移動を合成
することによってＸＹ両方向に自在に移動可能となる。

尚、符号１０及び１１は、第一ボールねじ３及び第二ボ
ールねじ４のねじ軸３１．４１先端が夫々係合する連結
プレートであり、ねじ軸３１．４１とクロス直線ベアリ
ング７の動きを一体化するものである。

次に、上記移動テーブル２を駆動する第一ボールねじ３
及び第二ボールねじ４について説明する。

上記両者としては、ボールナツトが中空軸モーター内に
組込まれモーター回転力が直接ボールナツトに伝達され
るタイプのボールねじを用いている。このボールねじは
、第７図に示すように、ボールナット１２がモーターハ
ウジング１３に回転可能に支持されており、ロータコア
１４がステータコア１５に対して回転力を生じるとロー
タコア１４に追従してボールナット１２が回転し、この
内周面にボール１６を介して嵌合するねじ軸３１又は４
１がボールナット１２の回転量に応じてモーターハウジ
ング１３内を前後に駆動される構造となっている。そし
て、本実施例においては、上記構造のボールねじをその
ねじ軸３１がＹ方向に沿うようにベッド１のＹ方向端部
中火に固定することによって第一ボールねじ３としく第
４図参照）、また、そのねじ軸４１がＸ方向に沿うよう
に移動テーブル２のＸ方向端部中火に固定することによ
って第二ボールねじ４としている（第３図参照）。また
、夫々のねじ軸３１．４１の先端は軸方向に垂直に貫通
するビン１１によって７ランジ１８に係合される一方、
このフランジ１８は固定ボルト１９によって連結プレー
ト１０又は１１中夫に固定されており、両ねじ軸３１．
４１が非回転の状態でクロス直線ベアリング７と共にＹ
方向に移動可能となっている。尚、符号２０は上記モー
ターハウジング１３をベッド１又は移動テーブル２に取
付けるためのブラケットである。

次に、このＸＹテーブプル基本的動作について説明する
。

各ボールねじ３，４のボールナツト１２はモーターハウ
ジング１３を介してベッド１又は移動テーブル２に支持
されているので、各中空軸モーターに電気信号が与えら
れボールナット１２に回転が生じると、各ねじ軸３１．
４１はベッド１又は移動テーブル２に対して相対的な変
位を生じることになる。このとき、第一ボールねじ３の
ねじ軸３１先端が係合されている連結プレート１０はね
じ軸３１の進行方向と同一のＹ方向に移動可能なので、
ねじ軸３１がベッド１に対して変位を生じるとこの変位
がクロス直線ベアリング７のＹ方向変位、すなわち、移
動テーブル２のベッド１に対するＹ方向変位となって現
れる。また、第二ボールねじ４のねじ軸４１先端が係合
されている連結プレート・１１は、クロス直線ベアリン
グ７と一体になりＹ方向には移動可能であるがねじ軸４
１の進行方向であるＸ方向には移動不能なので、ねじ軸
４１が移動テブール２に対して変位を生じると、この変
位が移動テーブル２のクロス直線ベアリング７に対する
Ｘ方向の変位、すなわち、ベッド１に対でるＸ方向の変
位として現れる。従って、必要とする移動テーブル２の
移動日に基いた指令信号を各中空軸モーターに印加し、
ボールナット１２の回転量を制御することによって、上
記Ｘ方向及びＹ方向の移動が組合され、移動テーブル２
が任意の位置に移動してＸＹテーブプルしての機能を果
すものである。

この実施例のＸＹテーブプルその構造上、移動テーブル
２を駆動するための駆動力が主に軸方向の圧縮荷重又は
引張荷重としてボールねじ３．４と移動テーブル２の間
に作用するので、極度に大きなモーメント荷重が移動テ
ーブル２又はボールねじ３，４に作用することはない。

従って、移動テーブル２の囲動が安定し高精度のテーブ
ル運動を得ることができるものである。

また、本実施例においては、下部テーブル及び上部テー
ブルといったテーブル重ね合せ構造を用いず、クロス直
線ベアリング７を用いて移動テーブル２をＸＹ両方向に
案内しているので、第一ボールねじ３の駆動するテーブ
ル重量が軽くなり、移動テーブル２に作用する慣性力が
軽減されて送り及び停止の精度が向上すると共にその高
速化を図れるものである。

◎第二実施例本実施例におけるＸＹテーブプル、その送り駆動系をベ
ラ・ド１又は移動テーブル２に回転可能に支持されたボ
ールねじ２２と、これに並列して配設されたモーター２
３とで構成した以外は、上記第一実施例に係るＸＹテー
ブプル路間−である。

上記ボールねじ２２は、第６図に示すように、ボールナ
ット２４の外周面にボール２５を介して外輪部材２６が
設けられており、この外輪部材をブラケット２７を介し
てベッド１又は移動テーブル２固定することによって、
ボールナット２４がベッド１又は移動テーブル２に対し
て回転自在に支持されている。また、ボールナット２４
の軸方向端部にはプーリー２８が設けられており、ボー
ルねじ２２と平行してブラケット２１に固定されたモー
ター２３との間に張り渡されたタイミングベルト２９に
よって回転動力を与えられるようになっている。

上記構造を有する本実施例のＸＹテーブプルおいては、
制御装置からの指令信号をモーター２３に与えると、タ
イミングベルト２９によりボールナット２４に回転力が
伝達されてボールナット２４に回転が生じ、ねじ軸３１
．４１とボールナット２４が支持されているベッド１又
は移動テーブル２との間に相対的な移動が生じ、第一実
施例と同様な構造によって移動テーブル２が駆動される
ものである。

従って、この実施例のＸＹテーブプルおいても、第一実
施例と同様に、移動テーブル２の虐動が安定し高精度の
テーブル運動が得られる。

尚、本実施例においては、モーター２３の回転動力をボ
ールナット２４に伝達する手段としてタイミングベルト
２９及びプーリー２８を用いたが、この動力伝達手段と
しては、チェーンとギヤや歯車列等、モーター２３の回
転量が正確にボールナット２４に伝達されるものである
ならば同様の効果を得ることが可能である。

［発明の効果］以上説明してきたように、本発明のＸＹテーブプルよれ
ば、移動テーブル下方空間の解放に関連して送り駆動系
に生じていた運動精度の悪化や構造の複雑化等の問題点
が解消され、簡易な構造で高精度のテーブル運動を得る
ことができる。

また、送り駆動系のねじ軸を固定しボールナツトを回転
させてテーブルを駆動しているので、軸の回転による危
険速度を考慮しなくて良い分、従来の軸回転による送り
に比較し回転速度を高めて送りを高速化することが可能
である。

更に、移動テーブルの二次元移動手段をクロス直線ベア
リングによって構成することにより、移動手段自体の重
ωが軽減されるので、移動テーブルに作用する慣性力が
減少し、移動テーブルの送り及び停止の精度が向上する
と共に、テーブル高さが低くなりコンパクトなＸＹテー
ブプル得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるＸＹテーブプル第一実施例を示
すものでありその一部を透視図とした概略斜視図、第２
図は第一実施例に係るＸＹテーブプル平面図、第３図は
第２図のＡ−Ａ断面図、第４図は第２図のＢ−８断面図
、第５図は移動テーブルの二次元移動手段であるクロス
直線ベアリングを示す側面図、第６図は第５図のＣ−Ｃ
断面図、第７図は第一実施例に係る中空軸モーターの概
略を示す透視図、第８図は第二実施例に係るボールねじ
の概略を示す断面図、第９図及び第１０図は従来のＸＹ
テーブプル一例を示す概略平面図とその駆動部を簡略的
に表した模式図、第１１図及び第１２図も従来のＸＹテ
ーブプル一例を示す概略平面図とその駆動部を簡略的に
表した模式図である。［符号の説明］１：ヘッド２：移動テーブル３：第一ボールねじ４：第二ボールねじ５：下向き軌道台６：上向き軌道台７：クロス直線ベアリング１０．１１：連結プレート１２：ボールナツト３１．４１：ねじ軸

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中央部が繰り抜かれた枠形状であり、下面側に二
次元移動手段を有して平面内をＸ方向及びＹ方向に移動
可能な移動テーブルと、上記二次元移動手段が配設され
た同じく枠形状のベッドと、ねじ軸先端が上記二次元移
動手段のＹ方向移動部にＹ方向外側より垂直に係合し、
上記ベッドに回転可能に支持されたボールナットの回転
量に応じて二次元移動手段をＹ方向に駆動する第一ボー
ルねじと、ねじ軸先端が上記二次元移動手段のＹ方向移
動部にＸ方向外側より垂直に係合し、上記移動テーブル
に回転可能に支持されたボールナットの回転量に応じて
移動テーブルをＸ方向に駆動する第二ボールねじとで構
成されることを特徴とするＸＹテーブル。
（２）移動テーブルの二次元移動手段が、移動テーブル
下面にそのＸ方向に沿つて配設された下向き軌道台と、
ベッド上面にそのＹ方向に沿つて配設された上向き軌道
台と、これら下向き軌道台と上向き軌道台との交差点で
これら下向き軌道台と上向き軌道台とを跨ぎ、複数の転
動体を介して各下向き軌道台と上向き軌道台とに対し夫
々四方向の荷重を負荷しながら摺動する直交直線摺動台
とで構成されることを特徴とする請求項１記載のＸＹテ
ーブル。
（３）第一ボールねじ及び第二ボールねじのうち少なく
ともいずれか一方が、中空軸モーター内に組込まれ、モ
ーター内のコアに追従して回転するボールナットを有す
るボールねじであることを特徴とする請求項１及び２記
載のＸＹテーブル。
（４）第一ボールねじ及び第二ボールねじのうち少なく
ともいずれか一方が、ナットの外周面にボールを介在さ
せて外輪を設けたサポートベアリング付きボールナット
を有するボールねじであり、外輪をベッド又は移動テー
ブルに係合してボールナットを回転自在に支持すると共
に、モーターの回転をナットに伝達してこれを回転させ
ることを特徴とする請求項１及び２記載のＸＹテーブル
。