JPH07191293A - 位置決め装置 - Google Patents

位置決め装置

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JPH07191293A
JPH07191293A JP33161793A JP33161793A JPH07191293A JP H07191293 A JPH07191293 A JP H07191293A JP 33161793 A JP33161793 A JP 33161793A JP 33161793 A JP33161793 A JP 33161793A JP H07191293 A JPH07191293 A JP H07191293A
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JP
Japan
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arrow
rotation
motor
positioning device
direction shown
Prior art date
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Pending
Application number
JP33161793A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Kajitani
誠一 梶谷
Shigeharu Ino
繁晴 井野
Yoshiyuki Ihara
義之 井原
Akio Nishida
明夫 西田
Yoshinori Harada
吉典 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度な位置決めを安定して行うことができ
る位置決め装置を提供する。 【構成】 モータ2は所定のパルス数の入力を受けて該
パルス数に応じた回転をすると、回転はモータ2の駆動
軸より、咬み合うネジ部3を介して1軸送りテーブル4
に伝えられ、1軸送りテーブル4は、矢印C方向に移動
する。1軸送りテーブル4の矢印C方向の移動に伴い、
回転案内機構5も同様に矢印C方向に移動することによ
り、回転案内機構5と回転部5aにより接続する直線案
内機構6は矢印C方向に移動し、また、回転部5aは矢
印E方向に回転する。そして、直線案内機構6の矢印C
方向の移動により、クロスローラリング7により受けら
れた回転テーブル8は回転中心点Bを中心に矢印J方向
に回転する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位置決め装置に関するも
ので、特に、液晶パネルの通電検査の際に使用される位
置決め装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の位置決め装置としては、図7若し
くは図8に示すようなものがある。図7の位置決め装置
で、(a)は正面図、(b)は側面図であり、予め定め
られたパルス数がモータ21に入力されると、そのパル
ス数に応じてモータ21が回転し、その回転がモータ2
1と直結した回転テーブル22に伝達されて位置決めを
行うものである。
【0003】また、図8の位置決め装置で、(a)は正
面図、(b)は内部構造説明図であり、パルス数に応じ
てモータ21が回転すると、その回転がウォーム24を
有する軸23に伝達される。そして、ウォーム24が回
転テーブル22のウォームホイール25と咬合している
ことより、回転テーブル22は軸26を中心に回転して
位置決めを行うものである。
【0004】さらに、他の従来の位置決め装置として
は、特開昭63−300836号公報に開示されるよう
ものがある。この公報の微小位置決め機構は送りねじの
回転を受けて摺動する楔部材と、該楔部材に形成された
傾斜したカム面に接して、前記楔部材に直交した方向に
摺動する負荷軸とからなるもので、送りねじの所定の回
転を受けて楔部材が移動すると、楔部材とカム面で接す
る負荷軸が楔部材の移動量に応じて楔部材の移動方向と
は直交した方向に移動するものである。
【0005】また、特開平3−164075号公報には
精密直動アクチュエーターが開示されている。これは、
ハウジング内に装着されたローター及びステーターから
なる円環状のモータと、出力軸と、出力軸とローターと
がナット及びスクリュウを介して連結するもので、モー
タの回転により出力軸が軸方向に摺動するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今日要
求される位置決め精度は、例えば、端子間ピッチが80
μmの液晶パネルを通電検査する際の位置決め精度とし
て角度分解能±0.001°という高精度が要求されて
る。
【0007】前述した図7の構造では、モータ21の分
解能がそのまま回転テーブル22の分解能となるため、
分解能が高いとされる価格的にも高価であるハーモニッ
クモータを用いた時でさえ±0.0036°程度の精度
が限界であった。
【0008】また、前述した図8の構造では、ウォーム
24とウォームホイール25との間にバックラッシュが
生じるため、精度が悪くなる問題があった。
【0009】さらに、前述した特開昭63−30083
6号公報では、負荷軸とカム面を常に接した状態に保持
するために負荷軸をコイルバネを用いてカム面に押し付
けていた。そのため、モータには負荷荷重の他にコイル
バネの反力が加わるため、モータにはそれらの負荷を考
慮した大きな推力が必要となる。そのため、推力の大き
なモータを用いるために機構的にも大きくなりコスト的
にも高価なものとなる。
【0010】前述した特開平3−164075号公報で
は、駆動源として超音波モータを用いている。超音波モ
ータは非常に高い回転位置決め精度及び分解能を持つ
が、その寿命、安定性及び価格面において問題がある。
さらに、このような高精度な超音波モータを使用してい
るにもかかわらず、軸方向の送り分解能が0.011
[μm/ハ゜ルス]程度、角度分解能にして0.004°程度
と十分満足できるような位置決め分解能とはいえなかっ
た。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題の解
決を目的としたものであり、出力源により一定方向に摺
動自在になされた1軸送りテーブルと、該1軸送りテー
ブルに設けられ、一端に回転自在な回転部を有する回転
案内機構と、回転テーブルと、前記回転案内機構の回転
部で接続される一方、前記回転テーブルに連結されて、
前記1軸送りテーブルの摺動に応動して前記回転案内機
構の回転部及び前記回転テーブルのそれぞれの回転中心
を結ぶ線方向に摺動自在になされた直線案内機構とから
なるものである。
【0012】
【作用】従って、本発明の位置決め装置によれば、位置
決め動作時に、がたやバックラッシュを発生させずに高
精度の位置決め動作ができるものである。
【0013】
【実施例】以下、本発明の位置決め装置の一実施例を図
1乃至図3に従って詳細に説明する。図1は位置決め装
置の概略説明図で、(a)は平面図、(b)は一部断面
を示す側面図、(c)は(b)におけるY部の拡大図で
あり、図2は位置決め装置の位置決め動作の説明図であ
り、図3はクロスローラリングの説明図で、(a)は正
面図、(b)は側面図、(c)は断面図である。
【0014】1はベース基板であり、ベース基板1上に
は位置決め制御するためのモータ2と、モータ2の駆動
軸が嵌挿され駆動軸のネジと咬み合うネジ部3が形成さ
れた1軸送りテーブル4と、1軸送りテーブル4に固定
され、先端部にベアリング等により回転支点Aを中心に
回転する回転部5aが設けられた回転案内機構5と、回
転案内機構5の回転部5aで接続され、回転案内機構5
の動きに応じて後述する回転テーブル及び回転案内機構
5の回転部5aとのそれぞれの回転中心とを結ぶ線方向
に摺動自在となる直線案内機構6と、直線案内機構6と
連結され、クロスローラリング7により回転中心点Bを
中心に回転可能な状態にある回転テーブル8とが設けら
れている。また、クロスローラリング7はベース基板1
に固定された外輪7aと、回転テーブル8が載せられた
内輪7bと、外輪7a及び内輪7b間に挟設されたころ
7cとからなることにより、内輪7bは回転自在となる
ものである。
【0015】次に、本実施例の位置決め装置において回
転テーブル8を矢印J方向に回転させる時の動作を説明
する。まず、モータ2は所定のパルス数の入力を受けて
該パルス数に応じた回転をすると、回転はモータ2の駆
動軸より、咬み合うネジ部3を介して1軸送りテーブル
4に伝えられ、1軸送りテーブル4は、矢印C方向に移
動する。1軸送りテーブル4の矢印C方向の移動に伴
い、回転案内機構5も同様に矢印C方向に移動すること
により、回転案内機構5の回転部5aにより接続する直
線案内機構6は矢印C方向に移動し、また、回転部5a
は矢印E方向に回転する。そして、直線案内機構6の矢
印C方向の移動により、クロスローラリング7により受
けられた回転テーブル8は回転中心点Bを中心に矢印J
方向に回転する。
【0016】以上のように本実施例の位置決め装置は動
作するものであるが、例えば、回転テーブル8が矢印J
方向にθ°回転して位置決め動作する場合について具体
的に説明する。位置決め装置の位置決め動作前の最初の
位置を図1の状態であるとし、回転案内機構5の回転部
5aの回転支点Aと回転テーブル8の回転中心Bとの間
の距離をLとする。回転テーブル8を矢印J方向にθ°
回転させるために、モータ2の駆動により1軸送りテー
ブル4が矢印C方向に変位量Zだけ移動すると、それに
伴い回転案内機構5も1軸送りテーブル4とともに、変
位量Zだけ矢印C方向に移動する。この時、回転案内機
構5は回転部5aの部分で直線案内機構6と接続してい
るから、回転部5aは矢印E方向にθ°回転する。この
移動後の回転支点Aと回転中心点Bとの間の距離をL´
とすると、該L´と移動前のA−B間の距離Lとの差
ΔLは、 ΔL=L´ −L=(L/cosθ)−L=L{(1/
cosθ)−1}=L{(1−cosθ)/cosθ} の差が生じることになる。
【0017】この差ΔLを位置決め動作時に吸収されな
ければスムーズな位置決め動作ができないものである
が、本実施例の位置決め装置では回転テーブル8と連結
する直線案内機構6が回転支点A及び回転中心点Bとを
結ぶ線に平行な方向、即ち矢印H−G方向に摺動自在と
なっているので、この場合にはΔLを吸収するために直
線案内機構6は矢印G方向にΔLだけ移動することにな
る。そして、クロスローラリング7に回転案内される回
転テーブル8は矢印J方向にθ°案内されることにな
る。
【0018】次に、本実施例の位置決め装置の角度分解
能を求める。現在一般に用いられるパルスモータの角度
分解能は±0.36°程度が限界であるが、本実施例の
位置決め装置の角度分解能は、1軸送りテーブル4の分
解能をK[mm/ハ゜ルス]、回転支点Aと回転中心点B間の
距離をL[mm]、ネジ型3のリードをM[mm/回転]、
モータ2の1回転分割数をN[ハ゜ルス/回転] とすると、
角度分解能α[°/ハ゜ルス]は、 α=tan-1(K/L)=tan-1(M/N×L) ・・・・・(1) で求めることができる。
【0019】ここで、ネジ型3のリードMを1[mm/回
転]、モータ2の分解能を0.36°、回転支点Aと回
転中心点B間の距離Lを100[mm]とすると、角度分
解能αは、 α=tan-1(M/N×L)=tan-1(1/
(360/0.36)×100)=5.7×10-4[°
/ハ゜ルス] となり、モータ2の分解能の600倍以上という非常に
高い分解能を得ることができる。また、(1)式から分
かるように回転支点Aと回転中心点B間の距離Lを更に
長くすることにより、更に高い角度分解能を得ることが
できる。
【0020】次に、本実施例の位置決め装置のトルクT
[kgf・cm]を求める。モータ2の推力をP[kgf]、ト
ルクをTX[kgf・cm]、効率をηとすると、 TX=P・M/2π・η ・・・・・・(2) よりモータ2のトルクTXを求める。(2)式より、ト
ルクTは、 T=P・L=(2π・η・TX)×L/M ・・・・・(3) より求めることができる。ここで、モータ2のトルクT
Xを1.35[kgf・cm]、効率ηを0.9として(3)
式よりトルクTを求めると、 T=2π×0.9×1.35×100/1=763.4
[kgf・cm] となり、モータ2のトルクの500倍以上の高トルクを
得ることができる。
【0021】前述した実施例では回転方向の位置補正を
行うものであるが、次に述べる実施例は直線方向の位置
補正を行うものである。
【0022】以下、本発明の第2の実施例を図4を用い
て詳細に説明する。図4で、(a)は正面図、(b)は
一部断面を示す側面図であり、図4で用いられる符号で
図1乃至図3で用いられている符号と同一のものは同一
の部分を示すものとする。
【0023】9はベース基板1に固定されたフレーム1
2に設けられた直線移動機構であり、直線移動機構9に
は回転テーブル8の回転中心点Bに合わせて設けられた
送りねじ11と咬合するナット10が設けられている。
【0024】この実施例における位置決め動作は回転テ
ーブル8が矢印I若しくはJ方向に回転することによ
り、回転テーブル8上に設けられた送りねじ11も同じ
方向に回転する。そして、送りねじ11にナット10が
咬合しているので、直線移動機構9が矢印Q若しくはR
方向に移動するものである。
【0025】この実施例の位置決め装置の直線分解能S
[μm/ハ゜ルス]を、送りねじ11のリードM´を1[mm/
回転] として、以下の式より求めると、 S=M´/N=1/{360/(5.7×10-4)} =1.58×10-3[μm/ハ゜ルス] となり、非常に高い直線分解能を得ることができる。
【0026】図5及び図6は、前述した2つの実施例に
それぞれ回転角度及び直線移動位置を検出する装置を設
けたものを示すものである。図5は回転の位置補正を行
う第1の実施例において、回転角度検出装置13を回転
テーブル8の下面に回転中心点Bの軸と接続させて設け
ている。
【0027】一方、図6は直線移動の位置補正を行う第
2の実施例において、直線移動検出装置14を直線移動
機構9の横に設けている。
【0028】回転角度検出装置13若しくは直線移動検
出装置14を本発明の位置決め装置に設けることによ
り、正確な回転角度及び移動位置を検出することができ
る。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明の位置決め装置に
おいては、その構成する機構より、がたやバックラッシ
ュが発生することはなく、さらに、モータの分解能も非
常に高く、発生トルクも大きなものとすることができる
ので、非常に高精度な位置決め動作を安定して行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の位置決め装置の一実施例を示す概略説
明図。
【図2】本発明の位置決め装置の動作説明図。
【図3】本発明の位置決め装置に用いられるクロスロー
ラリングの説明図。
【図4】本発明の位置決め装置の他の実施例を示す概略
説明図。
【図5】本発明の位置決め装置の説明図。
【図6】本発明の位置決め装置の説明図。
【図7】従来の位置決め装置の概略説明図。
【図8】従来の位置決め装置の概略説明図。
【符号の説明】
1 ベース基板 2 モータ 3 ネジ部 4 1軸送りテーブル 5 回転案内機構 5a 回転部 6 直線案内機構 7 クロスローラリング 7a 外輪 7b 内輪 7c ころ 8 回転テーブル 9 直線移動機構 10 ナット 11 送りねじ 12 フレーム 13 回転角度検出装置 14 直線移動検出装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 G N (72)発明者 西田 明夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 原田 吉典 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力源により一定方向に摺動自在になさ
    れた1軸送りテーブルと、該1軸送りテーブルに設けら
    れ、一端に回転自在な回転部を有する回転案内機構と、
    回転テーブルと、前記回転案内機構の回転部で接続され
    る一方、前記回転テーブルに連結されて、前記1軸送り
    テーブルの摺動に応動して前記回転案内機構の回転部及
    び前記回転テーブルのそれぞれの回転中心を結ぶ線方向
    に摺動自在になされた直線案内機構とからなることを特
    徴とする位置決め装置。
  2. 【請求項2】 前記回転テーブル上に該回転テーブルの
    回転に応じて直線移動を行う直線移動機構を設けたこと
    を特徴とする請求項1記載の位置決め装置。
  3. 【請求項3】 前記回転テーブル及び前記直線移動機構
    のそれぞれに回転角度検出装置及び直線移動検出装置を
    設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
    位置決め装置。
JP33161793A 1993-12-27 1993-12-27 位置決め装置 Pending JPH07191293A (ja)

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JP33161793A JPH07191293A (ja) 1993-12-27 1993-12-27 位置決め装置

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JP33161793A JPH07191293A (ja) 1993-12-27 1993-12-27 位置決め装置

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JPH07191293A true JPH07191293A (ja) 1995-07-28

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JP33161793A Pending JPH07191293A (ja) 1993-12-27 1993-12-27 位置決め装置

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JP (1) JPH07191293A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996024461A1 (fr) * 1995-02-06 1996-08-15 Seiko Seiki Kabushiki Kaisha Dispositif pour table orientable
JP2002341076A (ja) * 2001-05-16 2002-11-27 Nippon Thompson Co Ltd 角度調整テーブル装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996024461A1 (fr) * 1995-02-06 1996-08-15 Seiko Seiki Kabushiki Kaisha Dispositif pour table orientable
JP2002341076A (ja) * 2001-05-16 2002-11-27 Nippon Thompson Co Ltd 角度調整テーブル装置
JP4560235B2 (ja) * 2001-05-16 2010-10-13 日本トムソン株式会社 角度調整テーブル装置

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