JPH0631738B2 - 流体式xyテーブル - Google Patents

流体式xyテーブル

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JPH0631738B2
JPH0631738B2 JP18322888A JP18322888A JPH0631738B2 JP H0631738 B2 JPH0631738 B2 JP H0631738B2 JP 18322888 A JP18322888 A JP 18322888A JP 18322888 A JP18322888 A JP 18322888A JP H0631738 B2 JPH0631738 B2 JP H0631738B2
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piston
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧、空圧等の流体圧(以下、「油圧」とい
う)を用いて作業テーブルをX軸、Y軸方向に位置決め
する流体式XYテーブルに関する。
〔従来の技術〕
一般に、工作機械、プレス成形機、トランスファマシ
ン、産業用ロボット等においては、X軸、Y軸方向にワ
ークを位置決めするため、油圧式XYテーブルが広く用
いられている。
ここで、従来のXYテーブルとして油圧式XYテーブル
を例に挙げ、第7図に基づいて説明する。
即ち、従来の油圧式XYテーブルは、上面側にX軸方向
に伸長する一対のガイドレール101,101が形成さ
れた固定台102と、該固定台102上をX軸方向に可
動に設けられ、下面側に該固定台102の各ガイドレー
ル101に案内される一対のガイド部103,103、
上面側にY軸方向に伸長する一対のガイドレール10
4,104がそれぞれ形成されたX軸テーブル105
と、該X軸テーブル105畳にY軸方向に可動に設けら
れ、下面側に該X軸テーブル105の各ガイドレール1
04に案内される一対のガイド部106,106が形成
されたY軸テーブル107と、前記固定台102のX軸
側面に設けられ、X軸テーブル105をX軸方向に摺動
変位せしめる油圧シリンダからなるX軸アクチュエータ
108と、X軸テーブル105のY軸側面に設けられ、
Y軸テーブル107をY軸方向に摺動変位せしめるY軸
アクチュエータ109とから大略構成されている。
また、前記X軸アクチュエータ108には圧油を給排す
る配管110,111が接続され、Y軸アクチュエータ
109には圧油を給排する配管112,113が接続さ
れている。そして、該各配管112,113は可撓性部
材によって形成されている。
なお、従来技術ではX軸アクチュエータ108,Y軸ア
クチュエータ109を、油圧シリンダを用いた往復動ア
クチュエータとしたが、これらの代わりに油圧モータと
ボールねじとを組合せたロータリ式アクチュエータを用
いてもよい。
このように構成される従来技術の油圧式XYテーブル
は、X軸アクチュエータ108を作動することによっ
て、X軸テーブル105,Y軸テーブル107をX軸方
向に一体に動かし、Y軸アクチュエータ109を作動す
ることによって、Y軸テーブル107をY軸方向に動か
し、所望の位置に位置決めするようになっている。そし
て、油圧式XYテーブルは駆動、制御媒体として圧油を
用いるものであるから、油圧源、油圧アクチュエータを
適宜に選択することにより、大型なXYテーブルにあっ
ても円滑に作動することができる。
また、昨今の油圧サーボ弁の進歩によって、5〜10μ
m程度の高精度な位置決めも可能となってきている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、従来技術によるXYテーブルは次のような欠
点がある。
第1に、固定台102と、該固定台102の上にX軸方
向に可動に設けられたX軸テーブル105と、該X軸テ
ーブル105上をY軸方向に可動に設けられたY軸テー
ブル107とを高さ方向に3段に重ねる構成となってお
り、その形状が複雑で、高さ寸法hも大となってしまう
という欠点がある。なお、この欠点は電動式XYテーブ
ルについても同様である。
第2図に、X軸アクチュエータ108,Y軸アクチュエ
ータ109として、油圧シリンダのピストンロッドを用
いてX軸テーブル105,Y軸テーブル107を動かす
ものであり、しかも第1の欠点として述べたように固定
台102からY軸テーブル107までの高さ寸法hが大
となるから、該Y軸テーブル107に回転モーメントが
発生し易く、横方向荷重(X方向,Y方向の荷重)が加
わった場合に、位置決め精度が低下するという欠点があ
る。
第3に、X軸アクチュエータ108は固定台102の側
面に、Y軸アクチュエータ109はX軸テーブル105
の側面にそれぞれ外付けで取付けられるものであるか
ら、これらのアクチュエータ108,109を取付ける
分だけ形状が大型化してしまう。しかも、Y軸アクチュ
エータ109はX軸テーブル105に設けられるから、
油圧管路となる配管112,113はX軸テーブル10
5の移動に追従させるために、可撓性の配管を使用しな
くてはならないという欠点がある。
さらに、アクチュエータとして油圧シリンダの代わり
に、油圧モータとボールねじからなるものを用いた場合
には、ボールとナツトとの間の遊びや、ボールねじの捩
ればね性で、位置制御誤差が生じ易いという欠点があ
る。
本発明はこのような従来技術の欠点に鑑みなされたもの
で、単一のシリンダブロック内にX軸,Y軸アクチュエ
ータを組込むことによって、その形状を著しく小型,簡
略化し、回転モーメントの発生を防止し得ると共に、可
撓性の配管を廃止し得るようにした流体式XYテーブル
を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕 上述した課題を解決するために、本発明が採用する流体
式XYテーブルは、ベースとなる固定台と、該固定台の
X軸方向に両端が固着され、軸方向にY軸用流体を給排
させる流体通路がそれぞれ穿設された少なくとも2本の
給排ロッドと、該各給排ロッドと並行に前記固定台のX
軸方向に両端が固着され、軸方向にX軸用流体を給排さ
せる流体通路がそれぞれ穿設されると共に、軸方向中間
にピストンを有する少なくとも2本のX軸ピストンロッ
ドと、前記固定台上に前記給排ロッド,X軸ピストンロ
ッドによってX軸方向に可動に配設されたシリンダブロ
ックと、該シリンダブロックのX軸方向に穿設され、前
記各給排ロッドをそれぞれ摺動案内する給排ロッド摺動
穴と、該各給排ロッド摺動穴と同軸に前記シリンダブロ
ックに形成され、前記各給排ロッドを介してY軸用流体
が給排される流体室と、前記シリンダブロックのX軸方
向に穿設され、前記各X軸ピストンロッドをそれぞれ摺
動案内するX軸ピストンロッド摺動穴と、該各X軸ピス
トンロッド摺動穴と同軸に前記シリンダブロック内に形
成され、前記各X軸ピストンロッドのピストンがそれぞ
れ挿嵌され、該各X軸ピストンロッドを介してX軸用流
体が給排されることにより、該各ピストンに対して該シ
リンダブロックをX軸方向に移動せしめるX軸シリンダ
と、前記シリンダブロック上にY軸方向に可動に配設さ
れた作業テーブルと、該作業テーブルのY軸方向に両端
が固着され、軸方向中間にピストンを有する少なくとも
1本のY軸ピストンロッドと、前記シリンダブロックの
Y軸方向に穿設され、該Y軸ピストンロッドを摺動案内
するY軸ピストンロッド摺動穴と、該Y軸ピストンロッ
ド摺動穴と同軸に前記シリンダブロック内に形成され、
前記Y軸ピストンロッドのピストンが挿嵌され、前記各
流体室を介してY軸用流体が給排されることにより、該
Y軸ピストンロッドと一体に前記作業テーブルをY軸方
向に移動せしめるY軸シリンダとから構成したことにあ
る。
〔作 用〕
このように構成することにより、各X軸ピストンロッド
の流体通路からX軸シリンダにX軸用流体を給排する
と、X軸ピストンロッドのピストンに対してX軸シリン
ダが相対的に摺動し、該X軸シリンダを形成するシリン
ダブロックはX軸方向に変位する。また、各給排ロッド
の流体通路、シリンダブロックの流体室を介して、Y軸
シリンダにY軸用流体を給排すると、該シリンダブロッ
クに対してY軸ピストンロッドがY軸方向に摺動し、該
Y軸ピストンロッドと一体の作業テーブルはY軸方向に
変位し、該作業テーブル全体としてX軸、Y軸方向に位
置決めされる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ、詳細に
説明する。
図面において、1はベースとなる固定台で、該固定台1
は基板部1Aと、該基板部1AのX軸方向前,後端に上
側に折曲げるように形成されたエンドプレート1B,1
Cとから構成されている。そして、前側のエンドプレー
ト1Bにはその幅方向の両側にY軸右行用供給ポート
2、Y軸左行用供給ポート3が設けられると共に、これ
らの間にはX軸前進用供給ポート4、X軸後退用供給ポ
ート5が設けられている。
6,7は固定台1の幅方向両側に位置して両端がエンド
プレート1B,1C間にX軸と並行となるように固着さ
れた2本の給排ロッドで、一方の給排ロッド6には軸方
向に油通路6Aが穿設され、該油通路6Aの一端はY軸
右行用供給ポート2と連通し、その軸方向中間には半径
方向の油穴6Bが穿設されている。また、他方の給排ロ
ッド7も軸方向に油通路7Aが穿設され、該油通路7A
の一端はY軸左行用供給ポート3と連通し、その軸方向
中間には半径方向に油穴7Bが穿設されている。
8,9は前記給排ロッド6,7に挟まれるように並列に
配設され、両端がエンドプレート1B,1C間に固着さ
れた2本のX軸ピストンロッドで、一方のX軸ピストン
ロッド8には軸方向中間にピストン8Aが形成され、ま
たその軸方向には油通路8Bが穿設されて一端側がX軸
前進用供給ポート4と連通し、ピストン8Aには後述の
油室17Aに開口する油穴8Cが設けられている。また、
他方のX軸ピストンロッド9も軸方向中間にピストン9
Aが形成され、軸方向には油通路9Bが穿設されて一端
側がX軸後退用供給ポート5と連通し、ピストン9Aに
は後述の油室18Bに開口油穴9Cが設けられている。
10は直方体状に形成されたシリンダブロックで、該シ
リンダブロック10は固定台1の基板部1A上面側に配
設された、給排ロッド6,7とX軸ピストンロッド8,
9とによってX軸方向に案内されるようになっており、
また後述のY軸ピストンロッド22を介して作業テーブ
ル21をY軸方向に案内するようになっている。
ここで、11,11、12,12は前記シリンダブロッ
ク10の下面側で、X軸方向両側に位置して給排ロッド
6,7と同一軸線となるようにそれぞれ穿設された給排
ロッド摺動穴で、該各摺動穴11,12は給排ロッド
6,7が摺動可能に挿通される。13,14は前記給排
ロッド摺動穴11,11、12,12との間に位置して
これらと同軸にシリンダブロック10内に形成された油
圧室で、該各油圧室13,14は給排ロッド摺動穴1
1,12よりも大径穴として穿設され、給排ロッド6,
7が挿嵌された状態では円環状油室として画成され、油
穴6B,7Bをそれぞれ介してY軸用圧油が給排され
る。
15,15、16,16は前記給排ロッド摺動穴11,
12と同一平面で、かつX軸ピストンロッド8,9と同
一軸線となるようにシリンダブロック10に穿設された
X軸ピストンロッド摺動穴で、該各摺動穴15,16に
はX軸ピストンロッド8,9が摺動可能に挿通される。
17,18は前記X軸ピストンロッド摺動穴15,1
5、16,16との間に位置してこれらと同軸にシリン
ダブロック10内に形成されたX軸シリンダで、該各X
軸シリンダ17,18はピストン8A,9Aとほぼ同径
に形成され、該ピストン8A,9Aが摺動可能に挿嵌さ
れ、その内部を2つの油室17A,17B、18A,1
8Bがそれぞれ画成している。ここで、これら油室17
Aと18Aはシリンダブロック10に穿設した油路19
を介して互いに連通すると共に、油室17Bと18Bと
は他の油路20を介して互いに連通している。そして、
油室17Aは油穴8Cを介してX軸前進用供給ポート4
と連通し、油室18Bは油穴9Cを介してX軸後退用供
給ポート5と連通している。
次に、21は長板状に形成された作業テーブルで、該作
業テーブル21はワーク取付板部21Aと、該ワーク取
付板部21AのY軸方向前,後端に下側に折曲げるよう
に形成されたエンドプレート21B,21Cとから構成
されている。
22,22,22は作業テーブル21のエンドプレート
21B,21C間に位置してY軸と並行となるように固
着された3本のY軸ピストンロッドで、該各Y軸ピスト
ンロッド22の軸方向中間にピストン22Aが形成され
ている。
23,23,…はシリンダブロック10の上面側で、Y
軸方向両側に位置して各Y軸ピストンロッド22と同一
軸線となるように該シリンダブロック10に穿設された
Y軸ピストンロッド摺動穴で、該各摺動穴23にはそれ
ぞれY軸ピストンロッド22が摺動可能に挿通されてい
る。
24,24,24は前記Y軸ピストンロッド摺動穴2
3,23間に位置してこれらと同軸にシリンダブロック
10内に形成された3個のY軸シリンダで、該各Y軸シ
リンダ24はピストン22Aとほぼ同径に形成され、該
各ピストン22Aが摺動可能に挿嵌され、その内部を2
つの油室24A,24Bにそれぞれ画成している。ここ
で、一方の油室24A,24A,24Aは油圧室13と
対応する位置においてシリンダブロック10内に穿設さ
れた上,下方向の油路25,25,25をそれぞれ介し
て該油圧室13と連通している。また、他方の油室24
B,24B,24Bは同じく油圧室14と対応する位置
においてシリンダブロック10内に穿設された上,下方
向の油路26,26,26を介して該油圧室14と連通
している。
さらに、第6図において、27は4ポート3位置のX軸
用電磁サーボ弁、28は4ポート3位置のY軸用電磁サ
ーボ弁を示し、これら各サーボ弁27,28の一側は油
圧源29、タンク30と接続されている。また、X軸用
電磁サーボ弁27の他側はX軸前進用供給ポート4、X
軸後退用供給ポート5と選択的に切換接続されるように
なっている。さらに、Y軸用電磁サーボ弁28の他側も
Y軸右行用供給ポート2、Y軸左行用供給ポート3と選
択的に切換接続される。なお、X軸用電磁サーボ弁27
について、X軸前進切換位置を (イ)、X軸進退切換位置を(ロ)とし、Y軸用電磁サ
ーボ弁28について、Y軸右行切換位置を (ハ)、Y軸左行切換位置を(ニ)とする。
本実施例はこのように構成されるが、次にその作動につ
いて述べる。
いま、X軸用電磁サーボ弁27を切換位置(イ)とする
と、X軸前進用供給ポート4に油圧源29からの圧油が
供給され、X軸後退用供給ポート5はタンク30と接続
される。この結果、X軸ピストンロッド8の油通路8
B、油穴8Cを介してX軸シリンダ17の油室17Aに
圧油が供給されると共に、油路19を介して他のX軸シ
リンダ18の油室18Aにも圧油が供給される。一方、
X軸シリンダ17,18の油室17B,18Bは油路2
0を介して連通して、油室18BはX軸ピストンロッド
9の油穴9C、油通路9Bを介してタンク30と連通す
る。かくして、油室17A,18Aと、油室17B,18
Bとの間の差圧により、シリンダブロック10は給排ロ
ッド6,7、X軸ピストンロッド8,9に案内されつ
つ、X軸に沿って第3図中の右方向に前進し、所望位置
に位置決めされる。
また、Y軸用電磁サーボ弁28を切換位置(ハ)とする
と、Y軸右行用供給ポート2に油圧源29からの圧油が
供給され、Y軸左行用供給ポート3はタンク30と接続
される。この結果、給排ロッド6の油通路6A、油穴6
B、油圧室13、油路25を介して各Y軸シリンダ24
の油室24Aに圧油が供給されると共に、他の各油室2
4Bは油路26、油圧室14、給排ロッド7の油穴7
B、油通路7Aを介してタンク30と連通する。かくし
て、油室24Aと24Bとの間の差圧により、Y軸ピス
トンロッド22、作業テーブル21は第5図中の右側に
右行し、所望位置に位置決めされる。
さらに、X軸用電磁サーボ弁27を切換位置(ロ)とし
た場合には、前述と同様にシリンダブロック10は後退
し、またY軸用電磁サーボ弁28を切換位置(ニ)とし
た場合には、Y軸ピストンロッド22、作業テーブル2
1は左行する。
然るに、本実施例による流体式XYテーブルにおいて
は、シリンダブロック10内にX軸シリンダ17,18
とY軸シリンダ24を形成する構成としたから、従来技
術のようにX軸アクチュエータ108およびY軸アクチ
ュエータ109を外側に取付ける必要がなくなり、外形
寸法を著しく小さくできる。また、固定台1に対する可
動部分は当該シリンダブロック10と作業テーブル21
の2部材となり、結果として2段重ねの構成とすること
ができると共に、従来技術で必要であったガイドレール
101,104およびガイド部103,106を廃止す
ることも可能となる。これにより、構成を簡単にできる
ばかりでなく、可動部分を少なくすることができ、従来
技術のXYテーブルに比べて高さ寸法を小さくすること
ができ、横方向荷重が作用しても固定台1と作業テーブ
ル21間の回転モーメントの発生を防止することができ
る。
また、シリンダブロック10は給排ロッド6,7とX軸
ピストンロッド8,9との4本のロッドでX軸方向に摺
動案内され、作業テーブル21も3本のY軸ピストンロ
ッド22でY軸方向に摺動案内されるものであるから、
動きを円滑としうる。
さらに、X軸シリンダ17,18、Y軸シリンダ24は
いずれもシリンダブロック10内に形成され、X軸ピス
トンロッド8,9とY軸ピストンロッド22はそれぞれ
シリンダブロック10、作業テーブル21の可動範囲の
みの長さとすることができるから、全体として極めてコ
ンパクトに構成することができる。
さらにまた、給排ロッド6,7、X軸ピストンロッド
8,9を介して圧油の給排を行なうものであるから、可
撓性の配管を使用する必要がなく、しかも各電磁ターボ
弁27,28を固定台1に直接取付けることも可能とな
り、配管レスのXYステージとすることができる。
なお、実施例ではX軸ピストンロッド8,9を2本とし
たが、右行または左行ピストンロッドのみを2本として
合計3本としてもよく、またダブルピストンロッドとし
て合計4本としてもよい。また、Y軸ピストンロッド2
2は3本としたが、これを1本以上であれば何本として
もよい。
一方、各ピストンロッド8,9,22と一体にピストン
8A,9A,22Aを形成する構成としたが、別体のピ
ストンをねじ、ナット等の手段で取付ける構成としても
よい。
一方、実施例では固定台1の基板部1A上面にシリンダ
ブロック10の下面を当接させ、該シリンダブロック1
0の上面に作業テーブル21のワーク取付板部21A下
面を当接させるように図示したが、このように構成する
ことにより、互いの動きが安定するという利点がある。
しかし、本発明においては必ずしもこのように構成する
必要はなく、固定台1とシリンダブロック10との間、
該シリンダブロック10と作業テーブル21との間を離
間させてもよい。
さらに、シリンダブロック10にX軸シリンダ17,1
8とY軸シリンダ24とを直交させて設けるものとして
述べたが、X軸シリンダ17,18とY軸シリンダ24
とを任意の角度で交叉させてもよいものである。また、
設置姿勢は図示の状態に限らず、例えばY軸ピストンロ
ッド22が上,下に移動するように設置してもよいこと
は勿論である。
〔発明の効果〕
本発明に係る流体式XYテーブルは以上詳細に述べた如
くであって、給排ロッドとX軸ピストンロッドを用いて
固定台に対してシリンダブロックをX軸方向に摺動案内
し、Y軸ピストンロッドを用いてシリンダブロックに対
して作業テーブルをY軸方向に摺動案内する構成とした
から、単一のシリンダブロックにX軸シリンダとY軸シ
リンダを形成するのみでよく、可動部分の部品点数を少
なくでき、かつX軸、Y軸のアクチュエータはシリンダ
ブロック内に実現されるものであるから、構成が極めて
簡略化され、さらに高さ寸法が小さく、給排ロッドとX
軸ピストンロッドでシリンダブロックを摺動案内するも
のであるから、回転モーメントの発生を防止し、位置決
め精度を高めることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例による油圧式XYテーブルの外観斜視
図、第2図は第1図および第3図中のII−II矢示方向縦
断面図、第3図は第2図中のIII−III矢示方向横断面
図、第4図は第1図および第3図中のIV−IV矢示方向縦
断面図、第5図は第4図中のV−V矢示方向横断面図、
第6図は油圧回路図、第7図は従来技術による油圧式X
Yテーブルを示す斜視図である。 1……固定台、2,3,4,5……供給ポート、6,7
……給排ロッド、6A,7A……油通路、8,9……X
軸ピストンロッド、8A,9A……ピストン、8B,9
B……油通路、10……シリンダブロック、11,12
……給排ロッド摺動穴、13,14……油圧室(流体
室)、15,16……X軸ピストンロッド摺動穴、1
7,18……X軸シリンダ、19,20……油路、21
……作業テーブル、22……Y軸ピストンロッド、23
……Y軸ピストンロッド摺動穴、24……Y軸シリン
ダ、25,26……油路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベースとなる固定台と、 該固定台のX軸方向に両端が固着され、軸方向にY軸用
    流体を給排させる流体通路がそれぞれ穿設された少なく
    とも2本の給排ロッドと、 該各給排ロッドと平行に前記固定台のX軸方向に両端が
    固着され、軸方向にX軸用流体を給排させる流体通路が
    それぞれ穿設されると共に、軸方向中間にピストンを有
    する少なくとも2本のX軸ピストンロッドと、 前記固定台上に前記給排ロッド,X軸ピストンロッドに
    よってX軸方向に可動に配設されたシリンダブロック
    と、 該シリンダブロックのX軸方向に穿設され、前記各給排
    ロッドをそれぞれ摺動案内する給排ロッド摺動穴と、 該各給排ロッド摺動穴と同軸に前記シリンダブロックに
    形成され、前記各給排ロッドを介してY軸用流体が給排
    される流体室と、 前記シリンダブロックのX軸方向に穿設され、前記各X
    軸ピストンロッドをそれぞれ摺動案内するX軸ピストン
    ロッド摺動穴と、 該各X軸ピストンロッド摺動穴と同軸に前記シリンダブ
    ロック内に形成され、前記各X軸ピストンロッドのピス
    トンがそれぞれ挿嵌され、該各X軸ピストンロッドを介
    してX軸用流体が給排されることにより、該各ピストン
    に対して該シリンダブロックをX軸方向に移動せしめる
    X軸シリンダと、 前記シリンダブロック上にY軸方向に可動に配設された
    作業テーブルと、 該作業テーブルのY軸方向に両端が固着され、軸方向中
    間にピストンを有する少なくとも1本のY軸ピストンロ
    ッドと、 前記シリンダブロックのY軸方向に穿設され、該Y軸ピ
    ストンロッドを摺動案内するY軸ピストンロッド摺動穴
    と、 該Y軸ピストンロッド摺動穴と同軸に前記シリンダブロ
    ック内に形成され、前記Y軸ピストンロッドのピストン
    が挿嵌され、前記各流体室を介してY軸用流体が給排さ
    れることにより、該Y軸ピストンロッドと一体に前記作
    業テーブルをY軸方向に移動せしめるY軸シリンダと、
    から構成してなる流体式XYテーブル。
JP18322888A 1988-07-22 1988-07-22 流体式xyテーブル Expired - Lifetime JPH0631738B2 (ja)

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