JPH04102762U - 案内装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ ステージが移動中にピッチングやヨーイング
を起こしてもこれを積極的に修正し、より高精度の案内
を可能にする。 ［構成］ ベース１上に直線移動される中間ステージ３
を設け、該中間ステージ３上に被移送物を載置するため
のステージ１０を微小変位アクチュエータ１１を介して
ピッチングおよびヨーイング調整可能に設け、該ステー
ジ１０の直線移動方向後方にレーザによりステージ１０
のピッチングおよびヨーイングを測定する測定器１５を
設けると共にその測定値によりステージ１０の姿勢を修
正すべく上記アクチュエータ１１を制御する制御部１６
を設けたことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、工作機械等に用いられる案内装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

工作機械等の重要な構成要素である案内装置は、一般に滑りや転がりを利用し た案内手段が使用されている。

【０００３】 具体的には、ベース上にリニアガイド等の案内手段を介してステージを直線移 動自在に設け、このステージに工作物等の被移送物を載置してねじ送り機構等に より移動させるようになっている。

【０００４】 そして、このような案内装置の精度は、案内手段における案内面等の工作精度 に依存している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従って、従来の案内装置においては、その精度によってステージが移動中に微 小ではあるがピッチングやヨーイングを起こす場合があり、高い精度を期待する ことができなかった。

【０００６】 そこで、本考案の目的は、上記課題を解決し、ステージが移動中にピッチング やヨーイングを起こしてもこれを積極的に修正することができ、より高精度の案 内を達成することができる案内装置を提供することにある。

【０００７】

【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考案は、ベース上に直線移動される中間ステージ を設け、該中間ステージ上に被移送物を載置するためのステージを微小変位アク チュエータを介してピッチングおよびヨーイング調整可能に設け、該ステージの 直線移動方向後方にレーザによりステージのピッチングおよびヨーイングを測定 する測定器を設けると共にその測定値によりステージの姿勢を修正すべく上記ア クチュエータを制御する制御部を設けたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】

ステージは中間ステージと一体的にベース上を直線移動され、その移動中のス テージの姿勢の変化、すなわちピッチングおよびヨーイングが移動方向後方の測 定器により測定検出される。

【０００９】 その測定値により制御部が微小変位アクチュエータを制御してステージの姿勢 を修正し、もってステージが一定の姿勢を維持されることになる。

【００１０】 このようにステージが移動中にピッチングやヨーイングを起こしてもこれを積 極的に修正することができることから、より高精度の案内を達成することができ る。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

【００１２】 図１〜図２において、１は工作機械等に使用される案内装置のベースで、この ベース１にはリニアガイド２を介して中間ステージ３が直線移動自在に設けられ ている。リニアガイド２はベース１上にその長手方向に沿って設けられた一対の レール４と、中間ステージ３の底部に設けられ両レール４上を摺動する摺動脚５ とから主に構成されている。

【００１３】 この中間ステージ３を移動操作するために、ベース１上にはボールねじを使用 したねじ送り機構６が設けられている。このねじ送り機構６は、一端にモータ７ を有し、両レール４間を長手方向に沿って支持されたねじ軸８と、中間ステージ ３の底部に設けられねじ軸８と螺合した雌ねじ部９とから主に構成される。

【００１４】 中間ステージ３上には工作物等の被移送物（図示省略）を載置固定するための ステージ１０が微小変位アクチュエータ１１を介してピッチングおよびヨーイン グ調整可能に設けられている。具体的にはピッチング調整用として、中間ステー ジ３とステージ１０間の四隅に圧電素子１１ａ〜１１ｄが介設され、ヨーイング 調整用として、中間ステージ３の上面とステージ１０の下面に移動方向に沿って 水平面上で相対向するように長尺の一組のフレーム１２，１３が設けられ、両フ レーム１２，１３間の両端に圧電素子１１ｅ，１１ｆが介設されている。また、 これら圧電素子１１ａ〜１１ｆの近傍には中間ステージ３とステージ１０間およ び両フレーム１２，１３間の隙間を検知するためのギャップセンサ１４ａ〜１４ ｆがそれぞれ設けられている。

【００１５】 そして、ステージ１０の移動方向後方にはレーザによりステージ１０のピッチ ングＰおよびヨーイングＹを測定するための測定器１５が設置され、この測定器 １５にはその測定値によりステージ１０の姿勢を修正すべく上記微小変位アクチ ュエータ１１を制御するための制御部１６が接続されている。

【００１６】 上記測定器１５はレーザ干渉計からなり、ピッチング測定用として、上下一対 のレーザ干渉計１５ａ，１５ｂが設けられ、ステージ１の後端部にはこれらレー ザ干渉計１５ａ，１５ｂと対向してコーナーキューブ１７ａ，１７ｂが取付けら れている。また、ヨーイング測定用として、左右一対のレーザ干渉計１５ａ，１ ５ｃが設けられ、ステージ１０の後端部にはこれらレーザ干渉計１５ａ，１５ｃ と対向してコーナーキューブ１７ａ，１７ｃが取付けられている。なお、実施例 では、一組のレーザ干渉計１５ａとコーナーキューブ１７ａをピッチング測定用 とヨーイング測定用に兼用させ、構造の簡素化とコスト低減を図っている。

【００１７】 これらの測定器１５は、一対のレーザ干渉計１５ａと１５ｂ，１５ａと１５ｃ から発射されコーナーキューブ１７ａと１７ｂ，１７ａと１７ｃで反射して入射 するレーザ光の位相差によりピッチング変位量あるいはヨーイング変位量をそれ ぞれ測定するようになっている。

【００１８】 一方、制御部１６は測定器１５による測定値（変位量）に応じて対応する圧電 素子１１ａ〜１１ｆに所要の電圧を印加して、ステージ１０の姿勢を一定にすべ く修正するようになっている。

【００１９】 なお、実施例では、各圧電素子１１ａ〜１１ｆ近傍に設けたギャップセンサ１ ４ａ〜１４ｆにより圧電素子１１ａ〜１１ｆによるステージ１０の変位量をフィ ードバックするようにしているが、ギャップセンサ１４ａ〜１４ｆを用いずに測 定器１５によりステージ１０の変位量をフィードバックするようにしてもよい。

【００２０】 次に実施例の作用を述べる。

【００２１】 ねじ送り機構６の作動によりステージ１０は中間ステージ３と一体的にベース １上を直線移動される。このステージ１０の移動中に、案内手段たるリニアガイ ド２の工作精度に起因してステージ１０の姿勢が微小変位する場合がある。

【００２２】 本考案に係る案内装置はステージ１０の微小変位のうち、特にピッチングＰお よびヨーイングＹを積極的に修正するようにしたものである。すなわち、ステー ジ１０が一定の姿勢を維持している場合には、ピッチング測定用のレーザ干渉計 １５ａ，１５ｂおよびヨーイング測定用のレーザ干渉計１５ａ，１５ｃにより検 出されるレーザ光の位相差は共にゼロである。例えば、ステージ１０がピッチン グＰを起こした場合、ピッチング測定用のレーザ干渉計１５ａ，１５ｂにより検 出させるレーザ光に位相差が生じるため、その位相差によりピッチング変位量を 間接的に測定することができる。

【００２３】 そして、その測定値により例えばステージ１０の後部が下方に変位量Ｘだけ変 位しているのであれば、制御部１６が後部の圧電素子１１ｃ，１１ｄに所要の電 圧を印加し、圧電素子１１ｃ，１１ｄの膨脹およびギャップセンサ１４ｃ，１４ ｄによる変位量のフィードバックによりステージ１０の後部が所定量Ｘだけ持ち 上げられる。これによりステージ１０の姿勢が修正され、一定の姿勢に維持され 、真直度が確保される。

【００２４】 一方、ステージ１０がヨーイングＹを起こした場合には、前述と同様、対応す る圧電素子１１ｅ，１１ｆに所要の電圧を印加し、ステージ１０の姿勢を修正す ることになり、こうしてステージ１０のピッチングＰおよびヨーイングＹを積極 的に修正して、より高精度の案内が達成されることになる。また、微小変位アク チュエータ１１として、圧電素子１１ａ〜１１ｆを採用することにより、案内装 置全体をコンパクトに構成することができる。

【００２５】

【考案の効果】

以上要するに本考案によれば、ステージが移動中にピッチングやヨーイングを 起こしてもこれを積極的に修正することができるため、より高精度の案内を達成 することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す案内装置の側面図であ
る。

【図２】同装置の平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１ ベース ３ 中間ステージ １０ ステージ １１ 微小変位アクチュエータ １５ 測定器 １６ 制御部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース上に直線移動される中間ステージ
   を設け、該中間ステージ上に被移送物を載置するための
   ステージを微小変位アクチュエータを介してピッチング
   およびヨーイング調整可能に設け、該ステージの直線移
   動方向後方にレーザによりステージのピッチングおよび
   ヨーイングを測定する測定器を設けると共にその測定値
   によりステージの姿勢を修正すべく上記アクチュエータ
   を制御する制御部を設けたことを特徴とする案内装置。