JPH04347010A - 回転・スライド２方向ベアリング - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットに使用
されるベアリングに関し、特に、ロボット構成部の相対
回転と相対移動が可能な回転・スライド２方向ベアリン
グに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品実装機等に用いられる産業用ロ
ボットには、高速、高精度化と共に、長ストローク化が
要求されている。

【０００３】例えば、基板等のワークに対して高い位置
精度で各種作業を行う電子部品実装機の直角座標ロボッ
トには、図５、図６に示すように、Ｙ軸テーブル３１と
、このＹ軸テーブル３１によってＹ方向の任意位置に位
置決め可能なＸ軸テーブル３２と、このＸ軸テーブル３
２によってＸ方向の任意位置に位置決め可能な作業ヘッ
ド部３３とを備え、この作業ヘッド部３３にＸ方向に所
定間隔を隔てて位置認識手段３４と作業手段３５とを設
けたものが知られている。

【０００４】この種の電子部品実装機においては、Ｙ軸
テーブル３１とＸ軸テーブル３２によって、作業ヘッド
３３を移動させて、ワークＷの作業位置上に、位置認識
手段３４を位置決めし、この位置認識手段３４によって
その作業位置を高精度に認識し、次に、この認識した作
業位置と、位置認識手段３４と作業手段３５との間隔Ｄ
に基づいてＸ軸テーブル３２又はＹ軸テーブル３１によ
って、作業ヘッド３３を移動して作業手段３５を高精度
に作業位置に位置決めし、所定の作業を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の従
来の電子部品実装機の直角座標ロボットでは、基板等の
ワークが大型化するのに対応してＸ軸テーブル３２を長
ストローク化すると、Ｘ軸テーブル３２に振動が発生し
易くなり、その振動のために、高速動作・停止時に作業
ヘッド３３の位置決めに時間がかかると共に、Ｘ軸テー
ブル３２を、Ｙ軸テーブル３１のＹ軸方向のスライダー
３６に固定しているボルトの緩みなどの問題点が発生す
る。又、Ｙ軸テーブル３１のヨーイング、ローリングに
よって、作業ヘッド３３の位置精度が著しく低下すると
いう問題点がある。

【０００６】その対策として、上記のＸ軸テーブルの両
端部を、平行に配された２つのＹ軸テーブルで支持すれ
ば、Ｘ軸テーブルの振動、Ｙ軸テーブルのヨーイング、
ローリングを無くすることができるが、２つのＹ軸テー
ブルの平行度と送り速度に誤差が避けられず、この誤差
があると、Ｘ軸テーブルが２つのＹ軸テーブルの間でコ
ジて、Ｘ軸テーブルが２つのＹ軸テーブル上をスムーズ
に移動できないという問題点がある。

【０００７】本発明は、上記の問題点を解決するために
、電子部品実装機等の直角座標ロボットの長ストローク
のＸ軸テーブルの両端を２つのＹ軸テーブルで支持した
場合に、その支持部に使用して、コジレが無く、高速・
高精度でＸＹ方向に移動して作業できる回転・スライド
２方向ベアリングを提供することをその課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の回転・スライド
２方向ベアリングは、上記課題を解決するために、回転
軸を一定方向に支持しながら、任意の一定方向に往復ス
ライドする回転・スライド２方向ベアリングにおいて、
その中心部に配した回転軸受用内輪体の外周面に，その
外周面の円周方向に沿って転動体Ａを案内する案内溝Ａ
１　を設け、前記回転軸受用内輪体の外側に配した回転
軸受用外輪体の内周面に、前記回転軸受用内輪体に設け
られた前記案内溝Ａ１に相対してその内周面の円周方向
に沿って前記転動体Ａを案内する案内溝Ａ２　を設け、
前記回転軸受用外輪体の外周面の少なくとも一面に沿っ
て、前記スライドすべき任意の一定方向に転動体Ｂを案
内する案内溝Ｂ１　を設け、前記回転軸受用外輪体の外
側に配したスライドブロックの前記回転軸受用外輪体の
前記案内溝Ｂ１　に対向する面に、前記案内溝Ｂ１　に
相対して前記スライドすべき任意の一定方向に前記転動
体Ｂを案内する案内溝Ｂ２　を設けたことを特徴とする
。

【０００９】

【作用】本発明の回転・スライド２方向ベアリングは、
回転軸受用内輪体が、回転軸を一定方向に支持しながら
回転し、且つ、転動体Ａと回転軸受用外輪体と転動体Ｂ
とを介して、任意の一定方向にスライドする支持ブロッ
クと一体化している。

【００１０】本発明の回転・スライド２方向ベアリング
を産業用ロボットに使用すると、産業用ロボットを構成
する回転軸を一定方向に支持しながら、任意の一定方向
にスライドする２方向のベアリング作用が得られるので
、産業用ロボットに微妙な動作をスムーズに行わせるこ
とができる。

【００１１】この本発明の回転・スライド２方向ベアリ
ングを電子部品実装機の直角座標ロボットに使用すると
、以下の作用が得られる。即ち、互いに平行に距離を隔
てて並列して配置された一対のＹ軸テーブルに、長スパ
ンのＸ軸テーブルを、このＸ軸テーブルの一端に本発明
の回転・スライド２方向ベアリングのスライドブロック
を取り付け、この回転・スライド２方向ベアリングの回
転軸受用内輪体を、Ｙ軸テーブルのＹ方向にスライドす
る移動体に取り付ける。

【００１２】そして、Ｘ軸テーブルの他端を従来の回転
ベアリングを介して、Ｙ軸テーブルのＹ方向にスライド
する移動体に取り付ける。

【００１３】このようにすると、Ｘ軸テーブルが一対の
Ｙ軸テーブル上をＹ方向にスライドする場合に、一対の
Ｙ軸テーブルにその平行度または送り速度に誤差が生じ
ても、一方のＹ軸テーブルとＸ軸テーブルの一端とは、
本発明の回転・スライド２方向ベアリングによって、相
対回転並びにＸ方向の相対移動可能に連結されており、
又、他方のＹ軸テーブルとＸ軸テーブルの一端とは、相
対回転可能に連結されているので、前記の誤差によるコ
ジレはこれらの相対回転と相対運動によって吸収され、
前記長スパンのＸ軸テーブルは、スムーズに高速、高精
度で移動できる。

【００１４】

【実施例】本発明の回転・スライド２方向ベアリングを
使用した電子部品実装機の直角座標ロボットの一実施例
を図１から図４に基づいて説明する。

【００１５】図１、図２において、Ｙ軸テーブル１、２
は互いに平行に距離を隔てて並列に配置されており、夫
々Ｙ軸モータ３とＹ軸ボール螺子４とを備えている。

【００１６】Ｘ軸テーブル５は、Ｙ軸テーブル１、２に
沿ってＹ方向に移動するように駆動され、Ｙ方向の任意
の位置に位置決めされる。そして、Ｘ軸テーブル５は、
Ｘ軸モータ６とＸ軸ボール螺子７とを備えている。可動
体８は、Ｘ軸テーブル５のＸ方向に沿って移動するよう
に駆動され、Ｘ方向の任意の位置に位置決めされる。

【００１７】ケーブルユニット９ａはＹ軸テーブル１と
Ｘ軸テーブル５との間で動力及び制御信号を伝達する。 ケーブルユニット９ｂはＸ軸テーブル５と可動体８との
間で動力及び制御信号を伝達する可動体８には、作業ヘ
ッド部１０が装着されている。この作業ヘッド部１０に
は、Ｘ方向に所定間隔Ｄを隔てて、作業位置を認識する
位置認識カメラ１１と作業を行う作業用ツール１２が固
定設置されている。この実施例では、位置認識カメラ１
１の軸心と作業用ツール１２の軸心とは正確にＸ方向の
線上に配設されている。作業ヘッド部１０は、可動体８
に対して高精度にＸ方向に移動可能に設置されており、
その移動範囲は位置認識カメラ１１の軸心と作業用ツー
ル１２の軸心との間隔Ｄに略対応している。そして、可
動体８には、作業ヘッド１０を移動させて高精度に位置
決めする精密モータ１３と精密ボール螺子１４を有する
精密位置決め手段１５が設けられている。

【００１８】又、Ｘ軸テーブル５は長スパンで、図３、
図４に示すように、Ｙ軸テーブル１とＸ軸テーブル５の
一端部とは、本発明の回転・スライド２方向ベアリング
で相対回転並びにＸ方向の相対移動可能に連結されてい
る。

【００１９】これを詳しく説明すると、Ｙ軸テーブル１
のＹ方向にスライドする移動体１ａに、回転軸受用内輪
体１６を固定する。回転軸受用内輪体１６の外周面の円
周方向に沿って転動体Ａ１７を案内する案内溝Ａ１　２
２Ａを設ける。回転軸受用内輪体１６の外側に配した回
転軸受用外輪体１８の内周面に、回転軸受用内輪体１６
に設けられた案内溝Ａ１　２２Ａに相対しその内周面の
円周方向に沿って転動体Ａ１７を案内する案内溝Ａ２　
２２Ｂを設ける。回転軸受用外輪体１８のＸ方向に平行
で且つ垂直な両側の側周面に沿って、Ｘ方向に転動体Ｂ
１９を案内する案内溝Ｂ１　２３Ａを設ける。回転軸受
用外輪体１８の外側に配したスライドブロック２０の回
転軸受用外輪体１８の案内溝Ｂ１　２３Ａに対向する面
に、案内溝Ｂ１　２３Ａに相対しＸ方向に転動体Ｂ１９
を案内する案内溝Ｂ２　２３Ｂを設け、スライドブロッ
ク２０にＸ軸テーブル５をボルト２４で固定している。 このようにすると、Ｘ軸テーブル５が固定されているス
ライドブロック２０が回転軸受用外輪体１８に対してＸ
方向にスライドし、回転軸受用外輪体１８が転動体Ａ１
７を介して、回転軸受用内輪体１６に回転可能に支持さ
れ、回転軸受用内輪体１６が、Ｙ軸テーブル１上をＹ方
向にスライドする移動体１ａにボルト２５で固定されて
いるので、Ｘ軸テーブル５は、Ｙ軸テーブル１上をＹ方
向にスライドしながら、移動体１ａを中心にして回転し
且つＸ方向にもスライドすることができる。

【００２０】Ｙ軸テーブル２とＸ軸テーブル５の他端部
とは、相対回転可能に連結されている。

【００２１】これを詳しく説明すると、Ｙ軸テーブル２
のＹ方向にスライドする移動体２ａに、回転軸受用内輪
体１６を固定する。回転軸受用内輪体１６の外周面の円
周方向に沿って転動体Ａ１７を案内する案内溝Ａ１　２
２Ａを設ける。回転軸受用内輪体１６の外側に配したブ
ロック２１の内周面に、回転軸受用内輪体１６に設けら
れた案内溝Ａ１　２２Ａに相対しその内周面の円周方向
に沿って転動体Ａ１７を案内する案内溝Ａ２　２２Ｂを
設ける。Ｘ軸テーブル５がボルト２６でブロック２１に
固定されている。このようにすると、Ｘ軸テーブル５は
、Ｙ軸テーブル２上をＹ方向にスライドしながら、移動
体２ａを中心にして回転することができる。

【００２２】以上のように構成された直角座標ロボット
では、可動体８のＸ方向の移動方向のＹ方向に対する直
角度の調整は、例えば、初期の調整においてＹ軸テーブ
ル１の０点（原点）とＹ軸テーブル２の０点（原点）の
ズレ量を測定して補正することで可能である。図５、図
６に示す従来技術では、Ｘ軸テーブル３２の移動に伴っ
てＸ軸テーブル３２とＹ軸テーブル３１との直角度が変
動し、初期の調整が無意味で、その変動を移動・固定の
都度に測定・補正する必要があったのに比べて、本実施
例の場合には、この直角度の調整が格段に容易であり、
信頼性も高い。

【００２３】次に、本発明の回転・スライド２方向ベア
リングを使用した電子部品実装機の直角座標ロボットの
動作を図１、図２に基づいて説明する。

【００２４】予め設定された所定の作業位置に対して作
業用ツール１２にて作業を行う場合、Ｙ軸テーブル１、
２及びＸ軸テーブル５を作動して可動体８をＹ方向及び
Ｘ方向に移動させ、さらに作業ヘッド１０の位置認識カ
メラ１１にて作業位置を検出して位置調整し、位置認識
カメラ１１の軸心位置を作業位置に高精度に合致させる
。

【００２５】この可動体８の位置決め状態で、Ｘ軸テー
ブル５の両端部が一対のＹ軸テーブル１、２で位置決め
されているので、Ｙ軸テーブル１、２及びＸ軸テーブル
５のストロークが長くても、Ｘ軸テーブル５は高精度に
Ｘ方向に沿った姿勢になっており、作業ヘッド１０も高
精度にＸ方向に沿った方向に移動可能となっている。

【００２６】又、上記移動時に、その初期に、Ｙ軸テー
ブル１、２の０点（原点）のズレ量を測定して補正して
おけば、一対のＹ軸テーブル１、２を同期して駆動する
ことによってＸ軸テーブル５はＸ方向に沿った姿勢を維
持して移動する。

【００２７】又、一対のＹ軸テーブル１、２の平行度や
送り速度に多少の誤差があるのを避けられないが、その
場合でも、Ｘ軸テーブル５は、その一端部がＹ軸テーブ
ル１に本発明の回転・スライド２方向ベアリングによっ
て相対回転並びにＸ方向にスライド可能に連結され、他
端部がＹ軸テーブル２に従来のベアリングによって相対
回転可能に連結されているので、前記の誤差によるコジ
レがこれらの相対移動によって吸収され、Ｘ軸テーブル
５は円滑に移動することができる。

【００２８】次に、精密位置決め手段１５によって、作
業ヘッド部１０を、位置認識カメラ１１の軸心位置と作
業用ツール１２の軸心位置との間隔Ｄだけ正確に移動さ
せることによって、作業用ツール１２を高精度に作業位
置に合致させ、作業させることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の回転・スライド２方向ベアリン
グは、産業用ロボットに使用すると、産業用ロボットを
構成する回転軸を一定方向に支持しながら、任意の一定
方向にスライドする２方向のベアリング作用が得られる
ので、別個に移動する２点で支持されたロボット構成部
をコジレなしにスムーズに移動させ、産業用ロボットに
微妙な動作をスムーズに行わせることができるという効
果を奏する。

【００３０】又、本発明の回転・スライド２方向ベアリ
ングは、産業用ロボットの長スパンの直角座標ロボット
のＸ軸テーブルとＹ軸テーブルとのスライド部に使用す
ると、長スパンのＸ軸テーブルを、一対の長スパンのＹ
軸テーブルによって、振動、ヨーイング、ローリングが
殆どない状態で、円滑に、高速度、高精度で位置決めで
きるので、従来の直角座標ロボットに比べて、位置調整
が容易で、調整時間が短く、高速、高精度の直角座標ロ
ボットを容易に得られるという効果を奏する。

【００３１】又、直角座標ロボットのＸ軸テーブルとＹ
軸テーブルとのスライド部に使用すると、回転機構とス
ライド機構とが同一平面上にあるので、従来の回転機構
とスライド機構とを上下に重ねて使用した場合に比べて
、ロボット設置面から作業ヘッド部までの高さを低く抑
えることができるので、Ｘ軸テーブルで発生するローリ
ング、ピッチング、ヨーイング等による誤差を拡大する
ことなく作業できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の斜視図である。

【図２】本発明の一実施例の平面図である。

【図３】図１の一部詳細斜視図である。

【図４】図３のＡーＡ断面図である。

【図５】従来例の斜視図である。

【図６】従来例の平面図である。

【符号の説明】

１６　　回転軸受用内輪体 １７　　転動体Ａ １８　　回転軸受用外輪体 １９　　転動体Ｂ ２０　　スライドブロック ２２Ａ　　案内溝Ａ１　 ２２Ｂ　　案内溝Ａ２　 ２３Ａ　　案内溝Ｂ１　 ２３Ｂ　　案内溝Ｂ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転軸を一定方向に支持しながら、任
   意の一定方向に往復スライドする回転・スライド２方向
   ベアリングにおいて、その中心部に配した回転軸受用内
   輪体の外周面に，その外周面の円周方向に沿って転動体
   Ａを案内する案内溝Ａ１　を設け、前記回転軸受用内輪
   体の外側に配した回転軸受用外輪体の内周面に、前記回
   転軸受用内輪体に設けられた前記案内溝Ａ１　に相対し
   てその内周面の円周方向に沿って前記転動体Ａを案内す
   る案内溝Ａ２　を設け、前記回転軸受用外輪体の外周面
   の少なくとも一面に沿って、前記スライドすべき任意の
   一定方向に転動体Ｂを案内する案内溝Ｂ１　を設け、前
   記回転軸受用外輪体の外側に配したスライドブロックの
   前記回転軸受用外輪体の前記案内溝Ｂ１　に対向する面
   に、前記案内溝Ｂ１　に相対して前記スライドすべき任
   意の一定方向に前記転動体Ｂを案内する案内溝Ｂ２　を
   設けたことを特徴とする回転・スライド２方向ベアリン
   グ。