JPH02284094A

JPH02284094A - ２次元運動機構

Info

Publication number: JPH02284094A
Application number: JP23755289A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yanagisawa; 健柳沢
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1990-11-21
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JP2578216B2

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）本発明は２次元運動機構に関する。

（従来の技術）従来の２次元運動機構としては、本発明者が先に出願し
、実開昭６３−１５９７９９号公報に開示される技術が
有る。当該２次元運動機構は平行に配された２個のＸ軸
ガイドと、平行に配されると共に、軸線が前記Ｘ軸ガイ
ドの軸線と略同−平面内で直交するよう配された２個の
Ｙ軸ガイドと、前記それぞれのＸ軸ガイドに沿って移動
可能に配された２個のＸ軸駆動部と、前記それぞれのＹ
軸ガイドに沿って移動可能に配された２個のＸ軸駆動部
と、両端がそれぞれＸ軸駆動部に連結され、Ｙ軸ガイド
に平行に設けられたＸ軸ロッドと、両端がそれぞれＸ軸
駆動部に連結され、Ｘ軸ガイドに平行に設けられたＹ軸
ロンドと、前記Ｘ軸ロッドとＹ軸ロッドが挿通され、Ｘ
軸ロンド及びＹ軸ロンド上を移動自在な駆動体とを具備
する２次元運動機構である。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上記の２次元運動機構には次のような課題
がある。

駆動体を高速で安定的に駆動する点において上記２次元
運動機構は優れた性能を有するが、駆動体を多ヘット方
式とした場合、取り付けられる工具等を多数とすること
ができるものの、多数の工具等は全て同一の２次元運動
を行なうこととなる。

例えば回路基板の導通チエツクを行う場合等は複数のヘ
ッドをそれぞれ独立に２次元運動を行なわせる必要が有
るものの従来の２次元運動機構では対処することができ
ないという課題が有る。

従って、本発明は複数の駆動体を設け、各駆動体を独立
に駆動させることが可能な２次元運動機構を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するため本発明は次の構成を備える。

すなわち、本体ベースの上面もしくは下面に沿って第１
軸方向へ往復動可能な第１の駆動体と、前記本体ベース
の上面もしくは下面に沿って前記第１軸方向へ往復動可
能な第２の駆動体と、前記第１の駆動体を前記第１軸方
向へ往復動させるための第１の駆動手段と、前記第２の
駆動体を前記第１軸方向へ往復動させるための第２の駆
動手段と、前記第１の駆動体の上面もしくは下面に沿っ
て前記第１軸と直角な第２軸方向へ往復動可能な第３の
駆動体と、前記第２の駆動体の上面もしくは下面に沿っ
て前記第２軸方向へ往復動可能な第４の駆動体と、前記
第３の駆動体を前記第２軸方向へ往復動させるための第
３の駆動手段と、前記第４の駆動体を前記第２軸方向へ
往復動させるための第４の駆動手段とを具備することを
特徴とし、また、上記２次元運動機構を前記本体ベース
の上面側及び下面側に設けたことを特徴とし、もしくは
上記２次元運動機構を少な（とも前記本体へ−スの上面
側もしくは下面側に複数組上下方向に間隔をおいて設け
たことを特徴とする。

（作用）作用について説明する。

第１の駆動体は第１の駆動手段が、第２の駆動体は第２
の駆動手段が、第３の駆動体は第３の駆動手段が、第４
の駆動体は第４の駆動手段が駆動するので、第３の駆動
体及び第４の駆動体へ実質的に取り付けられるヘッドは
それぞれ独立して第１軸および第２軸方向へ駆動するこ
とが可能となる。また、本体ベースに複数の２次元運動
機構を設ければ、取り付けられると共に独立して動くヘ
ッドの数を増加させることが可能となる。

（実施例）以下、本発明の好適な実施例について添付図面と共に詳
述する。

まず、第１実施例について第１図（平面図）と第２図（
正面図）と共に説明する。

１０は本体ベースであり、中央に大きな作業を行う空間
となる矩形空間１２が設けられた枠状に形成されている
。本体ベース１０には適宜な脚体が取り付けられて支持
されているが脚体は図面上省略されている。

１４．１６はガイドレールであり、本体ベース１０の上
面の第１軸方向であるＸ軸方向へ平行に配設されている
。

１８は第１の駆動体であり、ガイドレール１４と１６の
間に架は渡されており、下面がガイドレール１４．１６
に摺動可能に嵌合している。従って、第１の駆動体１８
はガイドレール１４．１６に沿ってＸ軸方向へ往復動可
能になっている。

２０は第２の駆動体であり、ガイドレール１４と１６の
間に架は渡されており、下面がガイドレール１４．１６
に摺動可能に嵌合している。従って、第２の駆動体２０
はガイドレール１４．１６に沿ってＸ軸方向へ往復動可
能になっている。

２２は第１のボールネジであり、ガイドレール１４に対
して平行に配されると共に、本体ベース１０上に固定さ
れた支持部２４と２６の間に回動自在に架設されている
。また、第１のボールネジ２２は第１の駆動体１８に固
定された螺合部２日と螺合している。

３０は第２のボールネジであり、ガイドレール１６に対
して平行に配されると共に、本体ベース１０上に固定さ
れた支持部３２と３４の間に回動自在に架設されている
。また、第２のボールネジ３０は第２の駆動体２０に固
定された螺合部３６と螺合している。

３８は第１のモータであり、本体ベース１０上に設けら
れ第１のボールネジ２２を回転させるためのサーボモー
タである。

４０は第２のモータであり、本体ベース１０上に設けら
れ第２のボールネジ３０を回転させるためのサーボモー
タである。

４２はガイドレールであり、第１の駆動体１日上に第２
軸方向であるＹ軸方向へ延びるように設けられている。

４４は第３の駆動体であり、下面がガイドレール４２に
摺動可能に嵌合している。従って第３の駆動体４４はガ
イドレール４２に沿ってＹ軸方向へ往復動可能になって
いる。

４６は第３のボールネジであり、ガイドレール４２に対
して平行に配されると共に、第１の駆動体１８上に固定
された支持部４８と５０の間に回動自在に架設されてい
る。また、第３のボールネジ４６は第３の駆動体４４に
固定された螺合部５２と螺合している。

第３の駆動体４４には直接、もしくは第３の駆動体４４
に取り付けられたヘッド５４を介して工具５６等が取り
付けられる。

５８はガイドレールであり、第２の駆動体２０上にＹ軸
方向へ延びるよう設けられている。

６０は第４の駆動体であり、下面がガイドレール５８に
摺動可能に嵌合している。従って、第４の駆動体６０は
ガイドレール５８に沿ってＹ軸方向へ往復動可能になっ
ている。

６２は第４のボールネジであり、ガイドレール５８に対
して平行に配されると共に、第２の駆動体２０上に固定
された支持部６４と６６の間に回動自在に架設されてい
る。また、第４の駆動体６０に固定された螺合部６８と
螺合している。

第４の駆動体６０には直接、もしくは第４の駆動体６０
に取り付けられたヘッド７０を介して工具７２等が取り
付けられる。

７４は第３のモータであり、第１の駆動体１８上に設け
られ、第３のボールネジ４６を回転させるためのサーボ
モータである。

７６は第４のモータであり、第２の駆動体２０上に設け
られ、第４のボールネジ６２を回転させるためのサーボ
モータである。

以上、本体ベース１０の上面側に設けられた２次元運動
機構の構成について説明したが、本実施例では第２回正
面図によく示されるように本体ベース１０の下面側に上
面側と同一の構成の２次元運動機構が９０°回転させた
態様で配置されている。従って、本実施例では第３の駆
動体４４、第４の駆動体６０、下面側の第３の駆動体４
４ｂ及び下面側の第４の駆動体６０ｂへ実質的に取り付
けられた工具５６．７２．７８．８０が独立に平面的に
駆動され、位置決めされる。

なお、本実施例では本体ベース１０の上下両面側に２次
元運動機構をそれぞれ設けたが、上面側もしくは下面側
の何れか一方にのみ２次元運動機構を設けてもよく、そ
の場合、独立して駆動させることが可能な駆動体の数は
２個となる。

次に本実施例の２次元運動機構の動作について説明する
。説明の都合上、本体ベース１０上面側の２次元運動機
構の動作についてのみ説明する。

下面側の２次元運動機構については上面側と同一なので
省略する。

第１のモータ３８が回転すると第１のボールネジ２２が
回転する。この第１のボールネジ２２の回転方向および
回転量、回転数によって第１の駆動体１８のＸ軸方向の
位置が決められる。一方、第３のモータ７４が回転する
と第３のボールネジ４６が回転する。この第３のボール
ネジ４６の回転方向及び回転量、回転数によって第３の
駆動体４４のＹ軸方向の位置が決められる。その結果第
３の駆動体４４のＸ−Ｙ両方向の位置決めがなされ、工
具５６の位置も決められる。

また、第２のモータ４０が回転すると第２のボールネジ
３０が回転する。この第２のボールネジ３０の回転方向
及び回転量、回転数によって第２の駆動体２０のＸ軸方
向の位置が第１の駆動体１８と干渉しない限り独立して
決められる。一方、第４のモータ７６が回転すると第４
のボールネジ６２が回転する。この第４のボールネジ６
２の回転方向及び回転量、回転数によって第４の駆動体
６゜のＹ軸方向の位置が決められる。その結果第４の駆
動体６０のＸ−Ｙ両方向の位置決めがなされ、工具７２
の位置も決められる。

このようにして工具５６．７２．７８．８０の位置が互
いに独立して決められるので、それぞれ異なった平面的
動作が可能となる。これら工具５６．７２．７８．８０
の動作は不図示のコンピュータシステム内蔵の制御装置
がコントロールするようになっている。

次に、第２実施例について第３図と共に説明する。本実
施例は基本的には前記第１実施例と同じである。しかし
、第１実施例の場合、第１の駆動体１８及び第２の駆動
体２０のＹ軸方向の長さが長くなると、両脇動体１８．
２０の、ボールネジ２２又は３０により直接駆動される
側（螺合部２８又は３６が設けられている側）の端部と
比較した場合、逆側のボールネジ２２又は３０に直接駆
動されない側の端部では移動速度に遅れが生じる。

この差が著しいと工具等の位置決め精度が低下してしま
う。

そこで第３図に示すように、第１の駆動体１００の両端
を、平行に配した１対の第１のボールネジ１０２ａ、１
０２ｂに螺合させている。第１のボールネジ１０２ａ、
１０２ｂの駆動は第１のモータ１０４で直接一方の第１
のボールネジ１０２ａを駆動し、他方の第１のボールネ
ジ１０２ｂの駆動は第１のモータ１０４から笠歯車１０
６．１０８と連結ロッド１１０からなる第１の伝達機構
により行われる。第１のモータ１０４と第１の伝達機構
とで第１の駆動体１００を駆動することにより第１の駆
動体１００のＸ軸方向の位置が高精度に決められる。

一方、第２の駆動体１１２も両端を、平行に配した１対
の第２のボー／Ｌ／２ジ１１４ａ、１１４ｂに螺合させ
ている。第２のボールネジ１１４ａ、１１４ｂの駆動は
第２のモータ１１６で直接一方の第２のボールネジ１１
４ａを駆動し、他方の第２のボールネジ１１４ｂの駆動
は第２のモータ１１６から笠歯車１１８．１２０と連結
ロッド１２２からなる第２の伝達機構により行われる。

第２のモータ１１６と第２の伝達機構とで第２の駆動体
１１２を駆動することにより第２の駆動体１１２のＸ軸
方向の位置が高精度に決められる。

第１のモータ１０４が駆動されると一方の第１のボール
ネジ１０２ａが回転される。他方の第１のボールネジ１
０２ｂは第１の伝達機構を介して第１のボールネジ１０
２ａと同方向へ同速度で回転する。このため第１の駆動
体１００の両端部では移動速度に差が生じることはない
。同様に第２の駆動体１１２についても両端部の移動速
度に差が生じることはない。従って、第１の駆動体１０
０と第２の駆動体１１２のＸ軸方向の位置は高精度に繰
り返して決めることが可能となる。第３の駆動体１２４
及び第４の駆動体１２６のＹ軸方向の位置決精度は再駆
動体１２４．１２６が第３のモータ１２８又は第４のモ
ータ１３０により直接駆動されるので高精度となり、そ
の結果節３の駆動体１２４及び第４の駆動体１２６のＸ
−Ｙ方向の位置は高精度に決めることができる。第２実
施例についても第１実施例のように本体ベース１３２の
上面側及び／又は下面側に２次元運動機構を設けること
が可能なのはもちろんである。なお、その他の構成及び
動作については第１実施例と同じなので説明は省略する
。

次に第４図と共に第３実施例について説明する。

本実施例では本体ベース２００の上面側及び／又は下面
側に複数の２次元運動機構を上下方向に設けた例を示す
。２次元運動機構は上述第１実施例又は第２実施例のも
のどちらを用いても構わない。本体ベース２００の上面
側について説明すると、第１の２次元運動機構２０２が
設けられ、その上方に第１の２次元運動機構２°０２と
配置を９０゜回転させた態様に配置された第２の２次元
運動機構２０４が設けられている。第１の２次元運動機
構２０２と第２の２次元運動機構２０４は可動部分が互
いに干渉しないように上下方向に適宜な間隔を有するよ
う立体的に配されている。

本体ベース２００の下面側にも同様に２組の２次元運動
機構が組み合わされているが、下面側は上面側より４５
°回転させた態様に配置されている。この結果、８個の
独立して駆動可能な駆動体２０６・・・に工具等を取り
付けることが可能となる。第３実施例において本体ベー
ス２００の上面側及び下面側に２組ずつの２次元運動機
構を配したが配置態様、２次元運動機構のサイズ、互い
の上下方向の間隔を考慮すれば３組以上の２次元運動機
構を本体ベース２００の一方の側に配置することが可能
となる。

上記第１〜第３実施例においては駆動手段としてボール
ネジをモータで駆動する方式を示したが、第４実施例と
して駆動手段にベルト機構を用いた例を第５図と共に説
明する。

第１の駆動体３００の両端は本体ベース３０２上にＸ軸
方向へ配設されたベルト３０４．３０６へ固定されてい
る。ベルト３０４．３０６と７’−ＩＪ　３０８．３１
０．３１２．３１４及びプーリ３０８と３１２の間を連
結したシャフト３１６とで第１のベルト機構が構成され
る。この第１のベルト機構は第１のモータ３１８によっ
てＸ軸方向へ駆動されるので、第１の駆動体３００はベ
ルト３０４．３０６の動きとガイドレール３２０．３２
２の案内によってＸ軸方向へ往復動可能になっている。

第２の駆動体３２４の両端は本体ベース３０２上にベル
ト３０４．３０６と平行にＸ軸方向へ配設されたベルト
３２６．３２８へ固定されている。

ベルト３２６．３２８とプーリ３３０．３３２．３３４
．３３６及びプーリ３３２と３３６の間を連結したシャ
フト３３８とで第２のベルト機構が構成される。第２の
ベルト機構は第２のモータ３４０によってＸ軸方向へ第
１のベルト機構とは独立して駆動され、第２の駆動体３
２４はベルト３２６．３２８の動きと共通のガイドレー
ル３２０．３２２の案内によってＸ軸方向へ往復動可能
になっている。

第３の駆動体３４２は第１の駆動体３００上にＹ軸方向
へ配設されたベルト３４４へ固定されている。ベルト３
４４とプーリ３４６．３４８とで第３のベルト機構が構
成されろ。第３のベルト機構は第１の駆動体３００に設
けられた第３のモータ３５０によってＹ軸方向へ駆動さ
れるので第３の駆動体３４２はベルト３４４の動きとガ
イドレール３５２の案内によってＹ軸方向へ往復動可能
となっている。

第４の駆動体３５４は第２の駆動体３２４上にＹ軸方向
へ配設されたヘルド３５６へ固定されている。ベルト３
５６とプーリ３５８．３６０とで第４のベルト機構が構
成される。第４のベルト機構は第２の駆動体３２４に設
けられた第４のモータ３６２によってＹ軸方向へ駆動さ
れるので第４の駆動体３５４はベルト３５６の動きとガ
イドレール３６２の案内によって第３の駆動体３４２と
は独立してＹ軸方向へ往復動可能になっている。

上記の構成により第３の駆動体３４２及び第４の駆動体
３５４は互いに独立して平面内の任意の位置へ移動可能
となっている。第４実施例の２次元運動機構においても
本体ベース３０２の下面に２次元運動機構を設けること
ができるし、第３実施例のように本体ベース３０２の上
面及び／又は下面側に複数当該２次元運動機構を設ける
ことができる。第４実施例のように駆動手段をボールネ
ジに代えてベルト機構とすると、ボールネジに比べ多少
位置決精度は劣るものの製造コストを引下げることがで
き、安価な２次元運動機構を実現することが可能となる
。

以上、本発明の好適な実施例について説明して来たが、
本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例えば
駆動手段はモータとボールネジ又はベルト機構に限定さ
れるのではなく、モータとチェーンを介した駆動機構で
もよい等、発明の精神を逸脱しない範囲でさらに多くの
改変を施し得るのはもちろんである。

（発明の効果）本発明に係る２次元運動機構を用いると、複数の駆動体
を独立して駆動させることが可能となるので、幅広い作
業に対応可能な２次元運動機構を提供することができる
。特に請求項２の構成を採用すると精度の高いボールネ
ジを用いるため駆動体の位置決め精度をより高精度にす
ることができる。また、請求項３の構成を採用すると駆
動手段にベルトａ構を用いるので製造コストを抑えるこ
とが可能となる。さらに、請求項４又は５の構成を採用
すればより多くの独立して駆動可能な駆動体を設けるこ
とが可能となる等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の２次元運動機構を示した平面図、
第２図はその正面図、第３図は第２実施例を示した平面
図、第４図は第３実施例を示した平面図、第５図は第４
実施例を示した平面図。１０・・・本体ベース、　　１８・・・第１の駆動体、
　２０・・・第２の駆動体、　２２・・・第１のボール
ネジ、　３０・・・第２のボールネジ、　　３８・・・
第１のモータ、　　４０・・・第２のモータ、　４４・
・・第３の駆動体、　４６・・・第３のボールネジ、　
６０・・・第４の駆動体、　６２・・・第４のボールネ
ジ、７４・・・第３のモータ、　７６・・・第４のモー
タ、　　１００・・・第１の駆動体、１０２ａ、１０２
ｂ・＝第１のボールネジ、１０４・・・第１のモータ、
　　１０６，１０８・・・笠歯車、　　１１０・・・連
結ロッド、１１２・・・第２の駆動体、１１４ａ、１１４ｂ−第２のボールネジ、１１６・・・
第２のモータ、１１８．１２０・・・笠歯車、　　１２２・・・連結ロ
ッド、　１２４・・・第３の駆動体、！２６・・・第４
の駆動体、　　１２日・・・第３のモータ、　　１３０
・・・第４のモータ、１３２・・・本体ベース、　２０
０・・・本体ベース、　２０２・・・第１の２次元運動
機構、２０４・・・第２の２次元運動機構、２０６・・・駆動体、　３００・・・第１の駆動体、　
３０２・・・本体ベース、３０４．３０６・・・ベルト、　３１８・・・第１のモ
ータ、　３２４・・・第２の駆動体、３２６　３２８・
・・ベルト、　　３４０・・・第２のモータ、　３４２
・・・第３の駆動体、３４４・・・ベルト、　３５０・
・・第３のモータ、　３５４・・・第４の駆動体、３５６・・・ベルｌ−１３６２・・・第４のモータ。

Claims

【特許請求の範囲】１、本体ベースの上面もしくは下面に沿って第１軸方向
へ往復動可能な第１の駆動体と、前記本体ベースの上面もしくは下面に沿って前記第１軸方向へ往復動可能な第２の駆動体と、前記第１の駆動体を前記第１軸方向へ往復動させるための第１の駆動手段と、前記第２の駆動体を前記第１軸方向へ往復動させるための第２の駆動手段と、前記第１の駆動体の上面もしくは下面に沿って前記第１軸と直角な第２軸方向へ往復動可能な第３
の駆動体と、前記第２の駆動体の上面もしくは下面に沿って前記第２軸方向へ往復動可能な第４の駆動体と、前記第３の駆動体を前記第２軸方向へ往復動させるための第３の駆動手段と、前記第４の駆動体を前記第２軸方向へ往復動させるための第４の駆動手段とを具備することを特徴
とする２次元運動機構。２、前記第１の駆動手段は前記本体ベースへ前記第１軸
と平行に配設された第１のボールネジと該第１のボール
ネジを駆動する第１のモータとからなり、前記第２の駆動手段は前記本体ベースへ前記第１軸と平行に配設された第２のボールネジと該第２
のボールネジを駆動する第２のモータとからなり、前記第３の駆動手段は前記第１の駆動体へ前記第２軸と平行に配設された第３のボールネジと該第
３のボールネジを駆動する第３のモータとからなり、前記第４の駆動手段は前記第２の駆動体へ前記第２軸と平行に配設された第４のボールネジと該第
４のボールネジを駆動する第４のモータとからなること
を特徴とする請求項１記載の２次元運動機構。３、前記第１の駆動手段は前記本体ベースへ前記第１軸
と平行に配設された第１のベルト機構と該第１のベルト
機構を第１軸方向へ駆動する第１のモータとからなり、前記第２の駆動手段は前記本体ベースへ前記第１軸と平行に配設された第２のベルト機構と該第２
のベルト機構を第１軸方向へ駆動する第２のモータとか
らなり、前記第３の駆動手段は前記第１の駆動体へ前記第２軸と平行に配設された第３のベルト機構と該第
３のベルト機構を第２軸方向へ駆動する第３のモータと
からなり、前記第４の駆動手段は前記第２の駆動体へ前記第２軸と平行に配設された第４のベルト機構と該第
４のベルト機構を第２軸方向へ駆動する第４のモータと
からなることを特徴とする請求項１記載の２次元運動機
構。４、請求項１、２もしくは３記載の２次元運動機構を前
記本体ベースの上面側及び下面側に設けたことを特徴と
する２次元運動機構。５、請求項１、２もしくは３記載の２次元運動機構を少
なくとも前記本体ベースの上面側もしくは下面側に複数
組上下方向に間隔をおいて設けたことを特徴とする２次
元運動機構。