JPH07285043A - Feed device - Google Patents
Feed deviceInfo
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- JPH07285043A JPH07285043A JP6081542A JP8154294A JPH07285043A JP H07285043 A JPH07285043 A JP H07285043A JP 6081542 A JP6081542 A JP 6081542A JP 8154294 A JP8154294 A JP 8154294A JP H07285043 A JPH07285043 A JP H07285043A
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- moving body
- moving
- support
- support blocks
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、移動テーブルなどの
移動体を任意の方向に自由に移動させるための送り装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a feeding device for freely moving a moving body such as a moving table in an arbitrary direction.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、圧電素子を利用した送り装置
として、種々のものが開発されている。このような圧電
素子を利用した送り装置の一例として、インチワーム方
式の圧電式リニアアクチュエータを挙げることができ
る。しかし、このインチワーム方式の圧電式リニアアク
チュエータには、間欠的にしか移動体を移動させること
ができないという問題があった。2. Description of the Related Art Conventionally, various types of feeders using a piezoelectric element have been developed. As an example of the feeding device using such a piezoelectric element, an inchworm type piezoelectric linear actuator can be cited. However, the inchworm type piezoelectric linear actuator has a problem that the moving body can be moved only intermittently.
【０００３】そこで、近年、移動体を滑らかに連続移動
させることが可能となる送り装置が開発された。このよ
うな送り装置の一例が、特開平４−３７２３２４などに
開示されている。以下、この特開平４−３７２３２４に
開示された送り装置について説明する。Therefore, in recent years, a feeding device has been developed which makes it possible to smoothly and continuously move a moving body. An example of such a feeding device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-372324. The feeding device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-372324 will be described below.
【０００４】図１１は、上記の送り装置の平面概略図で
ある。図１２は、図１１に示される送り装置の側面図で
ある。図１３は、図１１に示される１つの支持ブロック
の部分断面斜視図である。FIG. 11 is a schematic plan view of the above-mentioned feeding device. 12 is a side view of the feeding device shown in FIG. 11. FIG. 13 is a partial cross-sectional perspective view of one support block shown in FIG. 11.
【０００５】まず図１１を参照して、送り装置は、基台
２０上に配設された複数組の支持ブロック２１〜２６
と、制御回路４７とを備える。移動体２８は、各組の支
持ブロック２１〜２６に設けられた挾持部材２１ａ〜２
６ａによって保持される。各支持ブロック２１〜２６に
は、弾性変形部材２７が設けられる。各挾持部材２１ａ
〜２６ａは、この弾性変形部材２７によって前後左右に
変位可能に支持されている。First, referring to FIG. 11, the feeder comprises a plurality of sets of support blocks 21 to 26 arranged on a base 20.
And a control circuit 47. The moving body 28 includes the holding members 21 a to 2 provided on the support blocks 21 to 26 of each set.
It is held by 6a. An elastically deformable member 27 is provided on each of the support blocks 21 to 26. Each holding member 21a
26a are supported by the elastic deformation member 27 so as to be displaceable in the front-rear direction and the left-right direction.
【０００６】また、支持ブロック２１〜２６には、移動
体２８をクランプするためのクランプ用圧電素子２９〜
３４と、移動体２８を移動方向（Ｘ１方向）に移動させ
るための移動用圧電素子３５〜４０が設けられている。
各支持ブロック２１〜２６内の各クランプ用圧電素子２
９〜３４および移動用圧電素子３５〜４０は弾性変形部
材２７に接続される。The support blocks 21 to 26 are provided with clamping piezoelectric elements 29 to 29 for clamping the moving body 28.
34 and moving piezoelectric elements 35 to 40 for moving the moving body 28 in the moving direction (X1 direction).
Piezoelectric element 2 for each clamp in each support block 21-26
9 to 34 and the moving piezoelectric elements 35 to 40 are connected to the elastic deformation member 27.
【０００７】上記のクランプ用圧電素子２９，３１，３
３は、それぞれクランプ電圧発生回路４１，４２，４３
に接続される。また、移動用圧電素子３５，３７，３９
には、移動電圧発生回路４４，４５，４６がそれぞれ接
続される。この移動電圧発生回路４４，４５，４６と、
クランプ電圧発生回路４１，４２，４３とは、制御回路
４７に接続される。制御回路４７にはメモリ４８が接続
される。なお、クランプ用圧電素子３０，３２，３４お
よび移動用圧電素子３６，３８，４０も上記の場合と同
様に制御回路４７に接続される。The clamp piezoelectric elements 29, 31, 3 described above
3 is clamp voltage generation circuits 41, 42, 43, respectively.
Connected to. In addition, the moving piezoelectric elements 35, 37, 39
The moving voltage generating circuits 44, 45, and 46 are connected to the respective terminals. This moving voltage generation circuit 44, 45, 46,
The clamp voltage generation circuits 41, 42, 43 are connected to the control circuit 47. A memory 48 is connected to the control circuit 47. The clamping piezoelectric elements 30, 32, 34 and the moving piezoelectric elements 36, 38, 40 are also connected to the control circuit 47 as in the above case.
【０００８】上記の移動体２８を移動方向（Ｘ１方向）
に移動させるには、まず、制御回路４７およびメモリ４
８によって、クランプ電圧発生回路４１，４２，４３を
通じて、クランプ用圧電素子２９，３１，３３に、所定
のタイミングでクランプ電圧４ａ〜４３ａを印加する。
このとき、支持ブロック２２，２４，２６におけるクラ
ンプ用圧電素子３０，３２，３４の動作も同様に制御す
る。それにより、所定の支持ブロックによって移動体２
８をクランプする。The moving body 28 is moved in the moving direction (X1 direction).
First, the control circuit 47 and the memory 4 are moved to
8, the clamping voltages 4a to 43a are applied to the clamping piezoelectric elements 29, 31, 33 at a predetermined timing through the clamping voltage generation circuits 41, 42, 43.
At this time, the operations of the clamp piezoelectric elements 30, 32, and 34 in the support blocks 22, 24, and 26 are similarly controlled. Thereby, the moving body 2 is moved by the predetermined support block.
Clamp 8
【０００９】次に、制御回路４７およびメモリ４８によ
って、移動電圧発生回路４４〜４６を通じて、所定の移
動用圧電素子に移動電圧４４ａ〜４６ａを所定のタイミ
ングで印加する。このとき、移動用圧電素子３６，３
８，４０の動作も同様に制御する。それにより、クラン
プ状態にある挾持部材を、移動体２８の移動方向（Ｘ１
方向）に変位させる。以上のような制御を所定のタイミ
ングで行なうことによって、移動体２８を滑らかにかつ
連続的に所定の方向に移動させることが可能となる。Next, the control circuit 47 and the memory 48 apply the moving voltages 44a to 46a to the predetermined moving piezoelectric elements at predetermined timings through the moving voltage generating circuits 44 to 46. At this time, the moving piezoelectric elements 36, 3
The operations of 8 and 40 are controlled similarly. As a result, the gripping member in the clamped state is moved in the moving direction (X1
Direction). By performing the above-described control at a predetermined timing, the moving body 28 can be smoothly and continuously moved in a predetermined direction.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の送り装置にも次に説明するような問題点があっ
た。その問題点について図１２および図１３を用いて説
明する。However, the above-mentioned conventional feeder also has the following problems. The problem will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
【００１１】図１２および図１３に示されるように、従
来の送り装置においては、挾持部材２１ａ，２２ａが、
移動体２８の両側面に係合されていた。これは、挾持部
材２１ａ，２２ａに、移動体２８を所定の方向に移動さ
せる際の案内面の役割をも果たさせるためであった。そ
のため、移動体２８は、案内面となる挾持部材２１ａ，
２２ａと移動体２８の側面との接触面に沿って、図１１
に示される移動方向（Ｘ１方向）にしか移動することが
できなかった。すなわち、移動体２８は、一方向にしか
移動することができなかった。そのため、たとえば１つ
の平面内において任意の方向に移動体２８を移動させよ
うとした場合には、３つの送り装置を組合わせる必要が
ある。その場合には、装置が大きく複雑になり、剛性も
低くなるといった問題点が考えられる。As shown in FIGS. 12 and 13, in the conventional feeder, the holding members 21a and 22a are
It was engaged with both side surfaces of the moving body 28. This is because the holding members 21a and 22a also serve as guide surfaces when the moving body 28 is moved in a predetermined direction. Therefore, the moving body 28 has a holding member 21a, which serves as a guide surface,
11 along the contact surface between the side surface 22a and the side surface of the moving body 28.
It was possible to move only in the moving direction (X1 direction) indicated by. That is, the moving body 28 could only move in one direction. Therefore, for example, when the moving body 28 is to be moved in an arbitrary direction within one plane, it is necessary to combine three feeding devices. In that case, there is a problem in that the device becomes large and complicated, and the rigidity becomes low.
【００１２】この発明は上記の問題点に鑑みなされたも
のである。この発明の目的は、装置を大きく複雑にする
ことなく、剛性が得られかつ移動体を種々の方向に滑ら
かに長ストロークにわたって移動させることが可能とな
る送り装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a feeding device that can obtain rigidity and can move a moving body smoothly in various directions over a long stroke without making the device large and complicated.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】この発明に従う送り装置
に組込まれる支持ブロックは、ベース部と、第１，第２
および第３のアクチュエータと、支持部材とを備える。
第１のアクチュエータは、移動体を支持する第１の方向
に変位するようにベース部に取付けられる。第２のアク
チュエータは、第１の方向と交差する第２の方向に変位
するようにベース部に取付けられる。第３のアクチュエ
ータは、第１および第２の方向と交差する第３の方向に
変位するようにベース部に取付けられる。支持部材は、
第１と第２と第３のアクチュエータによって保持され、
移動体を支持する。A support block incorporated in a feeder according to the present invention comprises a base portion, first and second portions.
And a third actuator and a support member.
The first actuator is attached to the base portion so as to be displaced in a first direction that supports the moving body. The second actuator is attached to the base portion so as to be displaced in a second direction that intersects the first direction. The third actuator is attached to the base portion so as to be displaced in a third direction that intersects the first and second directions. The support member is
Held by first, second and third actuators,
Support the moving body.
【００１４】この発明に従う送り装置に組込まれる駆動
ユニットは、第１と第２と第３と第４の支持ブロックを
備える。この第１と第２の第３と第４の支持ブロック
は、各々、ベース部と、第１と第２と第３のアクチュエ
ータと、支持部材とを有する。第１のアクチュエータは
移動体を支持する第１の方向に変位するようにベース部
に取付けられる。第２と第３のアクチュエータは、第１
の方向と交差する第２と第３の方向にそれぞれ変位する
ようにベース部に取付けられる。支持部材は、第１と第
２と第３のアクチュエータによって保持され、移動体を
支持する。そして、第１と第２の支持ブロックは、各々
の支持部材が移動体の上下面を挾持して対向するように
配置される。第１と第３の支持ブロックは隣合う位置に
近接して配置される。第３と第４の支持ブロックは、各
々の支持部材が移動体の上下面を挾持して対向するよう
に配置される。The drive unit incorporated in the feeder according to the present invention comprises first, second, third and fourth support blocks. Each of the first and second third and fourth support blocks has a base portion, first, second and third actuators, and a support member. The first actuator is attached to the base portion so as to be displaced in a first direction that supports the moving body. The second and third actuators are the first
Is attached to the base portion so as to be displaced respectively in a second direction and a third direction intersecting with the direction. The support member is held by the first, second, and third actuators and supports the moving body. The first and second support blocks are arranged so that the respective support members sandwich the upper and lower surfaces of the moving body and face each other. The first and third support blocks are arranged close to adjacent positions. The third and fourth support blocks are arranged so that the respective support members sandwich the upper and lower surfaces of the moving body and face each other.
【００１５】この発明に従う送り装置は、第１と第２と
第３の駆動ユニットと、制御部とを備える。第１と第２
と第３の駆動ユニットは、それぞれ第１と第２と第３と
第４の４つの支持ブロックを有する。第１と第２と第３
と第４の支持ブロックは、それぞれ、ベース部と、第１
と第２と第３のアクチュエータと、支持部材とを備え
る。第１のアクチュエータは移動体を支持する第１の方
向に変位するようにベース部に取付けられ、第２と第３
のアクチュエータは、第１の方向と交差する第２と第３
の方向にそれぞれ変位するようにベース部に取付けられ
る。支持部材は、第１と第２と第３のアクチュエータに
よって保持され、移動体を支持する。そして、第１と第
２の支持ブロックは、各々の支持部材が移動体の上下面
を挾持して対向するように配置される。第１と第３の支
持ブロックは隣合う位置に配置される。第３と第４の支
持ブロックは、各々の支持部材が移動体の上下面を挾持
して対向するように配置される。The feeding device according to the present invention comprises first, second and third drive units and a control section. First and second
And the third drive unit have four support blocks, first, second, third and fourth, respectively. First and second and third
And the fourth support block respectively include the base portion and the first support portion.
And second and third actuators, and a support member. The first actuator is attached to the base portion so as to be displaced in a first direction that supports the moving body, and the second and third actuators are attached.
Actuators of the second and third crossing the first direction.
It is attached to the base part so as to be displaced in the respective directions. The support member is held by the first, second, and third actuators and supports the moving body. The first and second support blocks are arranged so that the respective support members sandwich the upper and lower surfaces of the moving body and face each other. The first and third support blocks are arranged adjacent to each other. The third and fourth support blocks are arranged so that the respective support members sandwich the upper and lower surfaces of the moving body and face each other.
【００１６】以上のように構成を有する第１と第２と第
３の駆動ユニットが、下記のように配置される。すなわ
ち、第１と第２の駆動ユニットが移動体を介在して対向
する位置に配置され、第３の駆動ユニットが第１の駆動
ユニットと隣合いかつ移動体を介在して第２の駆動ユニ
ットと対向する位置に配置される。The first, second and third drive units having the above-mentioned structure are arranged as follows. That is, the first and second drive units are arranged at positions facing each other with the moving body interposed, and the third drive unit is adjacent to the first drive unit and with the moving body interposed, the second drive unit. It is arranged at a position facing.
【００１７】[0017]
【作用】この発明に従う支持ブロックによれば、第１の
アクチュエータを所定方向に変位させることによって支
持部材を移動体の表面に当接させる。それにより、支持
部材によって移動体を支持する。この状態で、第２と第
３のアクチュエータを適宜伸縮させることによって、第
２と第３の方向の２つのベクトルによって規定される平
面に沿う種々の方向に移動体を移動させることが可能と
なる。According to the support block of the present invention, the support member is brought into contact with the surface of the moving body by displacing the first actuator in the predetermined direction. Thereby, the moving body is supported by the supporting member. In this state, by appropriately expanding and contracting the second and third actuators, it becomes possible to move the moving body in various directions along the plane defined by the two vectors in the second and third directions. .
【００１８】この発明に従う駆動ユニットは、第１と第
２と第３と第４の４つの支持ブロックによって構成され
る。そして、移動体を介在して上下に配置された第１と
第２の支持ブロックの第１のアクチュエータを各々第１
の方向に変位させることによって、移動体の上下面に第
１と第２の支持ブロックの支持部材を接触させる。それ
により、移動体はクランプされる。この状態で、第１と
第２の支持ブロック内の第２と第３のアクチュエータを
適宜変位させる。それにより、第２と第３のアクチュエ
ータか変位する第２と第３の方向の２つのベクトルによ
って規定される平面に沿う種々の方向に移動体を移動さ
せることが可能となる。そして、第１と第２の支持ブロ
ックの第２と第３のアクチュエータによって、移動体を
所定量移動させた後に、第３と第４の支持ブロックに設
けられた第１のアクチュエータを各々第１の方向に変位
させる。それにより、上記の場合と同様に、第３と第４
の支持ブロックに設けられた第１のアクチュエータによ
って、移動体はクランプされる。そして、第３と第４の
支持ブロック内の第２と第３のアクチュエータに上記の
第１と第２の支持ブロックの場合と同様の動作を行なわ
せる。それにより、第２と第３のアクチュエータが変位
する第２と第３の方向の２つのベクトルによって規定さ
れる平面に沿う種々の方向に移動体を連続的にかつ滑ら
かに移動させることが可能となる。The drive unit according to the present invention is composed of four support blocks, first, second, third and fourth support blocks. Then, the first actuators of the first and second support blocks, which are vertically arranged with the moving body interposed, respectively
By displacing in the direction of, the support members of the first and second support blocks are brought into contact with the upper and lower surfaces of the moving body. Thereby, the moving body is clamped. In this state, the second and third actuators in the first and second support blocks are appropriately displaced. Thereby, it becomes possible to move the moving body in various directions along the plane defined by the two vectors of the second and third actuators to be displaced and the second and third directions. Then, after moving the moving body by a predetermined amount by the second and third actuators of the first and second support blocks, the first actuators provided on the third and fourth support blocks are respectively moved to the first and second positions. Displace in the direction of. Thereby, as in the above case, the third and fourth
The moving body is clamped by the first actuator provided on the support block of the. Then, the second and third actuators in the third and fourth support blocks are caused to perform the same operation as in the case of the first and second support blocks. Thereby, it is possible to continuously and smoothly move the moving body in various directions along the plane defined by the two vectors of the second and third directions in which the second and third actuators are displaced. Become.
【００１９】この発明に従う送り装置によれば、第１と
第２の駆動ユニットが移動体を介在して対向する位置に
配置され、第３の駆動ユニットが第１の駆動ユニットと
隣合いかつ移動体を介在して第２の駆動ユニットと対向
する位置に配置される。それにより、第１と第２と第３
の３つの駆動ユニットの支持部材によって、移動体が３
点支持されることになる。それにより、従来例のように
支持部材を移動体に係合させることなく、駆動ユニット
の支持部材によって移動体を安定して保持することが可
能となる。この状態で、制御部によって、第１，第２お
よび第３の駆動ユニット内に設けられた第１，第２およ
び第３のアクチュエータの動作を適宜制御する。それに
より、３つの駆動ユニットによって移動体を安定に保持
した状態で、第２と第３の方向の２つのベクトルによっ
て規定される平面に沿う種々の方向に移動体を安定して
移動させることが可能となる。According to the feeding device according to the present invention, the first and second drive units are arranged at positions facing each other with the moving body interposed therebetween, and the third drive unit is adjacent to and moves with the first drive unit. It is arranged at a position facing the second drive unit with the body interposed. Thereby, the first, second and third
The movable member is supported by the supporting members of the three driving units of
It will be supported by points. This makes it possible to stably hold the moving body by the supporting member of the drive unit without engaging the supporting member with the moving body as in the conventional example. In this state, the controller appropriately controls the operations of the first, second and third actuators provided in the first, second and third drive units. Thereby, the movable body can be stably moved in various directions along the plane defined by the two vectors of the second and third directions while the movable body is stably held by the three drive units. It will be possible.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、この発明に従う実施例について、図１
〜図１４を用いて説明する。1 is a block diagram of an embodiment according to the present invention.
~ It demonstrates using FIG.
【００２１】（第１実施例）まず、図１〜図９を用い
て、この発明に従う第１の実施例における送り装置につ
いて説明する。図１は、この発明に従う第１の実施例に
おける送り装置の一部を構成する支持ブロック１を示す
斜視図である。図１を参照して、支持ブロック１は、ベ
ース部２と、クランプ用圧電素子３ａと、第１および第
２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃと、挾持部材５とを備え
る。(First Embodiment) First, a feeding device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a support block 1 forming a part of a feeding device according to a first embodiment of the present invention. With reference to FIG. 1, the support block 1 includes a base portion 2, a clamping piezoelectric element 3 a, first and second feeding piezoelectric elements 3 b and 3 c, and a holding member 5.
【００２２】ベース２には所定位置に凹部４が設けら
れ、この凹部４内に、クランプ用圧電素子３ａと第１お
よび第２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃとが取付けられ
る。このクランプ用圧電素子３ａ，第１および第２の送
り用圧電素子３ｂ，３ｃの一方端は、上記の凹部４の一
部表面に接着される。そして、クランプ用圧電素子３
ａ，第１および第２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃの他方
端には、移動体を挾持するための挾持部材５が取付けら
れる。The base 2 is provided with a recess 4 at a predetermined position, and the clamp piezoelectric element 3a and the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c are mounted in the recess 4. One ends of the clamp piezoelectric element 3a and the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c are bonded to a part of the surface of the recess 4. Then, the piezoelectric element 3 for clamping
A holding member 5 for holding the moving body is attached to the other ends of the a, first and second feeding piezoelectric elements 3b and 3c.
【００２３】上記のクランプ用圧電素子３ａは、移動体
を挾持する方向に変位し得るように上記のベース部２に
取付けられる。また、第１および第２の送り用圧電素子
３ｂ，３ｃは、この場合であれば、クランプ用圧電素子
３ａが変位する方向と直交する方向に変位し得るように
ベース部２に取付けられる。The clamp piezoelectric element 3a is attached to the base portion 2 so that it can be displaced in the direction of holding the moving body. Further, in this case, the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c are attached to the base portion 2 so that they can be displaced in a direction orthogonal to the direction in which the clamp piezoelectric element 3a is displaced.
【００２４】このクランプ用圧電素子３ａ，第１および
第２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃの材質としては、ＰＺ
Ｔ系の強誘電体セラミックス，チタン酸バリウム，ニオ
ブ酸リチウム，ロッシェル塩，水晶などの大きな圧電効
果を示す材料を挙げることができる。また、圧電素子で
なくても、たとえば超磁歪素子のように変形量を容易に
制御できるアクチュエータであればよい。The material of the clamp piezoelectric element 3a and the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c is PZ.
Examples thereof include T-based ferroelectric ceramics, barium titanate, lithium niobate, Rochelle salt, and quartz, which exhibit a large piezoelectric effect. Further, an actuator that can easily control the amount of deformation, such as a giant magnetostrictive element, may be used instead of a piezoelectric element.
【００２５】上記のクランプ用圧電素子３ａと、第１お
よび第２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃとによって上記の
挾持部材５は保持される。そのため、挾持部材５の位置
は、クランプ用圧電素子３ａと、第１および第２の送り
用圧電素子３ｂ，３ｃとの変位量によって適宜決定され
る。The holding member 5 is held by the clamp piezoelectric element 3a and the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c. Therefore, the position of the holding member 5 is appropriately determined by the amount of displacement between the clamp piezoelectric element 3a and the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c.
【００２６】この挾持部材５の表面には、移動体をクラ
ンプするためのクランプ面６が設けられる。このクラン
プ面６は、図１に示される態様においては、平坦であ
り、このクランプ面６によって移動体が支持されること
になる。つまり、このクランプ面６が、移動体を移動さ
せる際の案内面の役割をも果たすことになる。なお、ク
ランプ面６は球面であってもよい。A clamping surface 6 for clamping the moving body is provided on the surface of the holding member 5. The clamp surface 6 is flat in the embodiment shown in FIG. 1, and the movable surface is supported by the clamp surface 6. That is, the clamp surface 6 also plays a role of a guide surface when moving the moving body. The clamp surface 6 may be a spherical surface.
【００２７】このクランプ面６の面積は、移動体を安定
してクランプできるだけの大きさであれば小さいもので
あってもよい。そして、このクランプ面６によって移動
体をクランプした状態で移動体が所望の方向に移動され
るので、クランプ面６と移動体との間にすべりはなく、
従って摩擦は全く存在しない。すなわち、挾持部材５と
移動体との間の摩擦を完全になくすことが可能となる。
それにより、移動体の位置決め精度を向上させ、位置決
め分解能を極めて高くすることが可能となる。The area of the clamp surface 6 may be small as long as the movable body can be stably clamped. Since the movable body is moved in a desired direction while the movable body is clamped by the clamp surface 6, there is no slip between the clamp surface 6 and the movable body.
Therefore there is no friction at all. That is, it becomes possible to completely eliminate the friction between the holding member 5 and the moving body.
Thereby, the positioning accuracy of the moving body can be improved and the positioning resolution can be made extremely high.
【００２８】また、クランプ用圧電素子３ａを移動体を
クランプするクランプ方向に変位させることによってク
ランプ面６によって移動体を支持し、その状態で第１お
よび第２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃを適宜変位させ
る。それにより、この第１および第２の送り用圧電素子
３ｂ，３ｃがそれぞれ変位する方向の２つのベクトルに
よって規定される平面に沿う種々の方向に移動体を移動
させることが可能となる。Further, the movable body is supported by the clamp surface 6 by displacing the clamp piezoelectric element 3a in the clamping direction for clamping the movable body, and in this state, the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c are arranged. Displace appropriately. As a result, the movable body can be moved in various directions along the plane defined by the two vectors in the directions in which the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c are displaced.
【００２９】次に、上述の支持ブロック１を用いて、移
動体の一例である移動テーブル９を移動させる場合につ
いて以下に説明する。図２は、上記の支持ブロックを所
定個数組合わせることによって構成される、移動体を駆
動するための駆動ユニット７を示す側面図である。Next, the case of moving the moving table 9, which is an example of a moving body, using the support block 1 described above will be described below. FIG. 2 is a side view showing a drive unit 7 for driving a moving body, which is configured by combining a predetermined number of the support blocks described above.
【００３０】図２を参照して、駆動ユニット７は、基台
８上に設置された４つの支持ブロック１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄによって構成される。より詳しくは、駆動ユニ
ット７は、移動テーブル９の上下面を挟むように配置さ
れた２組の支持ブロック対（支持ブロック対１ａ，１ｂ
と支持ブロック対１ｃ，１ｄ）により構成される。Referring to FIG. 2, the drive unit 7 includes four support blocks 1a, 1b, 1 installed on a base 8.
c, 1d. More specifically, the drive unit 7 includes two pairs of support blocks (support block pairs 1a and 1b) arranged so as to sandwich the upper and lower surfaces of the moving table 9.
And support block pair 1c, 1d).
【００３１】この２組の支持ブロック対の互いに対向す
るクランプ面６によって、移動テーブル９は交互にクラ
ンプされることになる。そして、このようにしてクラン
プ面６によって交互に移動テーブル９をクランプし、ク
ランプ状態にあるクランプ面６を有する挾持部材５に接
続された第１および第２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃを
適宜伸縮させる。それにより、第１および第２の送り用
圧電素子３ｂ，３ｃが変位する方向の２つのベクトルよ
って規定される平面に沿う種々の方向に移動テーブル９
を連続的かつ滑らかに移動させることが可能となる。The movable tables 9 are alternately clamped by the clamp surfaces 6 of the two pairs of support blocks which face each other. In this way, the moving table 9 is alternately clamped by the clamp surface 6, and the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c connected to the holding member 5 having the clamp surface 6 in the clamped state are appropriately arranged. Expand and contract. As a result, the moving table 9 is moved in various directions along the plane defined by the two vectors in the directions in which the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c are displaced.
Can be moved continuously and smoothly.
【００３２】次に、図３を用いて、前述の駆動ユニット
７が組込まれる本発明に従う送り装置の全体構成につい
て説明する。図３は、この発明に従う送り装置の概略構
成を示す平面図である。Next, with reference to FIG. 3, the overall structure of the feeding device according to the present invention in which the above-mentioned drive unit 7 is incorporated will be described. FIG. 3 is a plan view showing a schematic configuration of the feeding device according to the present invention.
【００３３】図３を参照して、本発明に従う送り装置
は、典型的には、３つの駆動ユニット７ａ，７ｂ，７ｃ
と、制御部１３とを備える。駆動ユニット７ａ〜７ｃ
は、上述の駆動ユニット７と同様の構成を有しており、
駆動ユニット７ａと駆動ユニット７ｃとが移動テーブル
９を介在して対向し、駆動ユニット７ｂは駆動ユニット
７ａと隣合いかつ駆動ユニット７ｃと移動テーブル９を
介在して対向する位置に配置される。With reference to FIG. 3, the feeder according to the invention typically comprises three drive units 7a, 7b, 7c.
And a control unit 13. Drive units 7a-7c
Has a configuration similar to that of the drive unit 7 described above,
The drive unit 7a and the drive unit 7c face each other with the moving table 9 interposed therebetween, and the drive unit 7b is arranged adjacent to the drive unit 7a and also faces the drive unit 7c with the moving table 9 interposed therebetween.
【００３４】このように駆動ユニット７ａ〜７ｃを配置
することによって、駆動ユニット７ａ〜７ｃ内の対向す
る少なくとも３組のクランプ面６によって、移動テーブ
ル９が三点支持される。それにより、駆動ユニット７ａ
〜７ｃの上記のクランプ面６によって、移動テーブル９
を安定して保持することが可能となる。By arranging the drive units 7a to 7c in this manner, the movable table 9 is supported at three points by at least three sets of opposed clamp surfaces 6 in the drive units 7a to 7c. Thereby, the drive unit 7a
With the clamping surface 6 of ~ 7c, the moving table 9
Can be held stably.
【００３５】それにより、結果として上記のクランプ面
６が案内面としての機能をも有することとなる。その結
果、従来例のように、移動テーブル９の側面に係合する
ように挾持部材を設け、案内面としての機能を付加する
必要がなくなる。As a result, the clamp surface 6 also functions as a guide surface. As a result, unlike the conventional example, it is not necessary to provide a holding member so as to engage with the side surface of the moving table 9 and add a function as a guide surface.
【００３６】それにより、移動テーブル９を、各駆動ユ
ニット７ａ〜７ｃを構成する支持ブロック１ａ〜１ｄに
含まれる第１および第２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃが
それぞれ変位する方向の２つのベクトルによって規定さ
れる平面に沿う種々の方向に連続して滑らかにかつ安定
して移動させることが可能となる。As a result, the moving table 9 is provided with two vectors in the directions in which the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c included in the support blocks 1a to 1d constituting the respective drive units 7a to 7c are displaced. It is possible to continuously, smoothly and stably move in various directions along the plane defined by.
【００３７】上記の制御部１３は、コンピュータ１０
と、Ｄ／Ａ変換器１１と、電力増幅器１２とを備える。
この制御部１３によって、クランプ用圧電素子３ａ，第
１および第２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃの動作が制御
される。より具体的には、コンピュータ１０内で、クラ
ンプ用圧電素子３ａ，第１および第２の送り用圧電素子
３ｂ，３ｃに印加される電圧値が、移動テーブル９の移
動指令値に従って計算される。そして、この電圧が、Ｄ
／Ａ変換器１１および電力増幅器１２を介して上記の各
圧電素子に印加される。それにより、移動テーブル９を
所望の方向に移動させることが可能となる。The control unit 13 is the computer 10
And a D / A converter 11 and a power amplifier 12.
The controller 13 controls the operations of the clamping piezoelectric element 3a and the first and second feeding piezoelectric elements 3b and 3c. More specifically, in the computer 10, the voltage values applied to the clamping piezoelectric element 3a and the first and second feeding piezoelectric elements 3b and 3c are calculated according to the movement command value of the movement table 9. And this voltage is D
It is applied to each of the above piezoelectric elements via the / A converter 11 and the power amplifier 12. Thereby, the moving table 9 can be moved in a desired direction.
【００３８】図４（ａ）〜（ｃ）は、各駆動ユニット７
ａ〜７ｃの動作制御を行なうことによって、移動テーブ
ル９をＸ方向，Ｙ方向，θ方向（回転方向）に移動させ
ている様子を示す模式図である。図４を参照して、駆動
ユニット７ａ〜７ｃ内の所定のクランプ面６によって移
動テーブル９をクランプした状態で、第１の送り用圧電
素子３ｂあるいは第２の送り用圧電素子３ｃを、図中の
矢印に従う方向に所定量変位させる。これらの動きを組
合わせることによって、図４（ａ）〜（ｃ）に示される
ように、Ｘ，Ｙ方向を含む平面内で任意の方向に自由に
移動テーブル９を移動させることが可能となる。FIGS. 4A to 4C show each drive unit 7.
It is a schematic diagram which shows a mode that the moving table 9 is moved to X direction, Y direction, and (theta) direction (rotation direction) by performing operation control of a-7c. With reference to FIG. 4, the first feed piezoelectric element 3b or the second feed piezoelectric element 3c is shown in the drawing with the movable table 9 clamped by the predetermined clamping surface 6 in the drive units 7a to 7c. A predetermined amount is displaced in the direction indicated by the arrow. By combining these movements, as shown in FIGS. 4A to 4C, the moving table 9 can be freely moved in any direction within a plane including the X and Y directions. .
【００３９】次に、図２，図３，図５を用いて、本発明
に従う送り装置の動作原理についてより詳しく説明す
る。なお、図３に示される３つの駆動ユニット７ａ〜７
ｃの動作原理は基本的に同様であるので、説明の便宜
上、その中の１つの駆動ユニットに着目してその動作に
ついて説明することとする。図５は、駆動ユニット７内
の２組の支持ブロック対（支持ブロック対１ａ，１ｂ、
支持ブロック対１ｃ，１ｄ）に設けられるクランプ用圧
電素子３ａの変位量（伸び量）ｃA ，ｃB と、第１と第
２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃの変位量（移動量）の絶
対値のうち大きい方の値ｄA ，ｄB との関係を示す図で
ある。Next, the operating principle of the feeding device according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. The three drive units 7a to 7 shown in FIG.
Since the operating principle of c is basically the same, for convenience of explanation, one of the drive units will be focused on and its operation will be described. FIG. 5 shows two pairs of support blocks (support block pairs 1a and 1b,
The displacement amounts (elongation amounts) c A and c B of the clamp piezoelectric elements 3a provided on the support block pair 1c and 1d) and the displacement amounts (movement amounts) of the first and second feed piezoelectric elements 3b and 3c. larger value d a of the absolute value is a diagram showing the relationship between d B.
【００４０】まず図５を参照して、横軸の位相ψは、縦
軸の４つの変位量の関係を決定するためのパラメータで
あり、０≦ψ＜πの間は図のようにｄA に比例し、π≦
ψ＜２πの間はｄB に比例する。このように、位相ψを
定義し、４つの変位量の関係を決定することによって、
移動テーブル９に対する移動指令速度が速い程位相も速
く進み、また２組の支持ブロック対による交互の動作が
保証される。したがって、任意のＸＹの二方向の移動指
令値に対して連続的かつリアルタイムで移動テーブル９
を移動させることが可能となる。なお、ここで、クラン
プ用圧電素子３ａについては、最も縮んだ状態をＣA ，
ＣB ＝０とし、第１および第２の送り用圧電素子３ｂ，
３ｃについては、伸縮しない状態から同じストロークだ
け伸縮することができるものとする。First, referring to FIG. 5, the phase ψ on the horizontal axis is a parameter for determining the relationship of the four displacement amounts on the vertical axis, and when 0 ≦ ψ <π, d A as shown in the figure. Proportional to
[psi <between 2π is proportional to d B. Thus, by defining the phase ψ and determining the relationship of the four displacements,
The faster the movement command speed to the movement table 9 is, the faster the phase advances, and the alternate operation by the two pairs of support blocks is guaranteed. Therefore, the movement table 9 is continuously and in real time responded to movement command values in arbitrary two directions of XY.
Can be moved. Here, regarding the clamping piezoelectric element 3a, the most contracted state is C A ,
C B = 0, the first and second feed piezoelectric elements 3b,
Regarding 3c, it is possible to expand and contract by the same stroke from the state of not expanding and contracting.
【００４１】図２および図５を参照して、まず位相０に
おいては、支持ブロック１ａ，１ｂのクランプ用圧電素
子３ａの伸び量ｃA は０である。すなわち、移動テーブ
ル９は、支持ブロック１ａ，１ｂの挾持部材５によって
はクランプされていない状態である。このとき、支持ブ
ロック１ａ，１ｂの挾持部材５の送り方向の移動量ｄ A
も０となっている。この状態を、挾持部材５が原点に位
置しているものとする。つまり、第１および第２の送り
用圧電素子３ｂ，３ｃの変位量がともに０である場合の
挾持部材５の位置を原点とする。Referring to FIGS. 2 and 5, first, phase 0 is set.
In addition, the piezoelectric element for clamping the support blocks 1a and 1b
Extension amount c of child 3aAIs 0. That is, the moving table
By means of the holding member 5 of the support blocks 1a and 1b.
Is unclamped. At this time, the support block
The amount of movement d of the holding members 5 of the locks 1a and 1b in the feed direction A
Is also 0. In this state, the holding member 5 is at the origin.
It is supposed to be placed. That is, the first and second feeds
When the amount of displacement of both piezoelectric elements 3b and 3c is 0
The position of the holding member 5 is the origin.
【００４２】一方、この時点において、支持ブロック１
ｃ，１ｄのクランプ用圧電素子３ａは、図５に示される
ように、所定量だけ変位している。それにより、支持ブ
ロック１ｃ，１ｄのクランプ用圧電素子３ａによって移
動テーブル９はクランプされた状態となる。この状態で
支持ブロック１ｃ，１ｄの第１および第２の送り用圧電
素子３ｂ，３ｃを適宜変位させることによって移動テー
ブル９を移動させる。この場合であれば、支持ブロック
１ｃ，１ｄの挾持部材５の送り方向の移動量ｄ B は、上
記の原点から第１あるいは第２の送り用圧電素子３ｂ，
３ｃのストロークの１．７分の１だけ変位した状態とな
っている。On the other hand, at this point, the support block 1
The c and 1d clamping piezoelectric elements 3a are shown in FIG.
Thus, it is displaced by a predetermined amount. Thereby, the support block
It is moved by the clamp piezoelectric element 3a of the locks 1c and 1d.
The moving table 9 is in a clamped state. In this state
First and second feed piezoelectric elements for the support blocks 1c and 1d
By moving the elements 3b and 3c appropriately, the moving table is moved.
Move Bull 9. In this case, the support block
Moving amount d of the holding members 5 of 1c and 1d in the feed direction BIs on
From the origin, the first or second feeding piezoelectric element 3b,
Displaced by 1.7 times the stroke of 3c
ing.
【００４３】位相０から０．７πまでの間では、支持ブ
ロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの挾持部材５には、送り
方向に移動テーブル９に対する指令値どおりの移動量が
与えられる。また、クランプ方向には、支持ブロック１
ａ，１ｂのクランプ用圧電素子３ａがクランプ方向に変
位することによってクランプ状態に移行し、このクラン
プ動作が完了した後に、支持ブロック１ｃ，１ｄのクラ
ンプ用圧電素子３ａがクランプを解除する方向に変位し
始める。このとき、支持ブロック１ａ，１ｂのクランプ
用圧電素子３ａによって移動テーブル９が完全にクラン
プされた後に、支持ブロック１ｃ，１ｄの挾持部材５が
クランプを解除し始めるので、移動テーブル９をその間
も連続して滑らかに移動させることが可能となる。ま
た、支持ブロック１ａ，１ｂの挾持部材５の移動量に従
って、支持ブロック１ｃ，１ｄの挾持部材５は、図５に
おける斜線で示した領域内の移動量を有することとな
る。これは、２組の支持ブロック対において原点の位置
が違うため、挾持部材５が同じ運動をしても、ｄA ，ｄ
B の値が異なることがあるためである。Between the phases 0 and 0.7π, the holding members 5 of the support blocks 1a, 1b, 1c, 1d are given the amount of movement in the feed direction according to the command value for the moving table 9. In addition, in the clamp direction, the support block 1
The clamping piezoelectric elements 3a of a and 1b move to the clamping state by displacing in the clamping direction, and after the clamping operation is completed, the clamping piezoelectric elements 3a of the support blocks 1c and 1d are displaced in the direction to release the clamping. Begin to. At this time, after the movable table 9 is completely clamped by the clamping piezoelectric elements 3a of the support blocks 1a and 1b, the holding members 5 of the support blocks 1c and 1d start to release the clamp, so that the movable table 9 is continuously operated during that time. It is possible to move smoothly. Further, the holding members 5 of the support blocks 1c and 1d have the movement amounts within the shaded areas in FIG. 5 in accordance with the movement amounts of the holding members 5 of the support blocks 1a and 1b. This is because the positions of the origins of the two pairs of support blocks are different, so that even if the holding member 5 makes the same movement, d A , d
This is because the value of B may be different.
【００４４】位相が０．７πからπまでの間では、支持
ブロック１ｃ，１ｄによる移動テーブル９のクランプが
完全に解除される。そして、この期間内に、移動量ｄB
を０に戻す。なお、この期間内においては、移動テーブ
ル９は、支持ブロック１ａ，１ｂによって指令どおりに
移動される。When the phase is between 0.7π and π, the clamp of the moving table 9 by the support blocks 1c and 1d is completely released. Then, within this period, the moving amount d B
Is returned to 0. During this period, the moving table 9 is moved by the support blocks 1a and 1b as instructed.
【００４５】位相πから１．７πまでの間では、支持ブ
ロック１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの挾持部材５には、指令
値どおりの移動量ｄA ，ｄB が適宜与えられる。また、
クランプ方向には移動量ｄB の値に応じて、支持ブロッ
ク１ｃ，１ｄのクランプ用圧電素子３ａに伸び量ｃB が
与えられる。そして、伸び量ｃB が所定量に達した後
に、支持ブロック１ａ，１ｂのクランプ用圧電素子３ａ
に伸び量ｃA が与えられる。その結果、支持ブロック１
ｃ，１ｄの挾持部材５による移動テーブル９のクランプ
が完了した後に、支持ブロック１ａ，１ｂの挾持部材５
による移動テーブル９のクランプが解除される。Between the phases π and 1.7π, the holding members 5 of the support blocks 1a, 1b, 1c, 1d are appropriately provided with the movement amounts d A , d B as commanded values. Also,
In the clamping direction, the amount of extension c B is applied to the clamping piezoelectric element 3a of the support blocks 1c and 1d according to the value of the amount of movement d B. Then, after the expansion amount c B reaches a predetermined amount, the clamping piezoelectric element 3a of the support blocks 1a and 1b is
The elongation amount c A is given to. As a result, the support block 1
After the clamping of the moving table 9 by the holding members 5 of c and 1d is completed, the holding members 5 of the support blocks 1a and 1b are
The movable table 9 is released from the clamp.
【００４６】位相１．７πから２πまでの間では、支持
ブロック１ａ，１ｂの挾持部材５による移動テーブル９
のクランプが完全に解除される。そして、この期間内に
移動量ｄA を０に戻す。この間も移動テーブル９は支持
ブロック１ｃ，１ｄによって指令どおりに移動される。Between the phases 1.7π and 2π, the moving table 9 by the holding member 5 of the support blocks 1a and 1b is used.
The clamp is completely released. Then, the movement amount d A is returned to 0 within this period. Also during this time, the moving table 9 is moved by the support blocks 1c and 1d as instructed.
【００４７】すなわち、本手法では、送り方向の移動を
送り運動（０≦ψ＜１．７πのｄA，π≦ψ＜２．７π
のｄB ）と戻り運動（１．７π≦ψ＜２πのｄA ，０．
７π≦ψ＜πのｄB ）に分けて考えれば、送り用圧電素
子の送り運動は移動テーブル９に対する移動指令どおり
に決定され、その戻り運動とクランプ用圧電素子のすべ
ての運動は位相、言換えればとちらかの送り用圧電素子
の送り運動によって決定される。That is, in this method, the movement in the feed direction is changed to the feed movement (d A of 0 ≦ ψ <1.7π, π ≦ ψ <2.7π).
D B ) and the return motion (d A of 1.7π ≦ ψ <2π, 0.
Given divided into d B) of 7π ≦ ψ <π, feed motion of the piezoelectric element for feeding is determined as per the movement command for moving the table 9, the return movement and all movement phase of the clamping piezoelectric element, saying In other words, it is determined by the feed movement of the feed piezoelectric element.
【００４８】以上のような動作を各駆動ユニット７ａ〜
７ｃに行なわせる。そして、この駆動ユニット７ａ〜７
ｃの挾持部材５にそれぞれ図４に示される矢印に従う変
位量を適宜組合わせて与えることによって、移動テーブ
ル９を図４に示されるＸＹθの３軸方向に、自由にかつ
連続的に移動させることが可能となる。この移動テーブ
ル９に治具やワークなどを載置することによって、ＸＹ
θの３軸方向への治具やワークなどの精密送りが可能と
なる。The above operation is performed by each drive unit 7a ...
Let 7c do it. And these drive units 7a-7
By moving the movable table 9 freely and continuously in the three axial directions of XYθ shown in FIG. 4, by appropriately combining the holding members 5 of c with displacement amounts according to the arrows shown in FIG. Is possible. By placing a jig or a work on the moving table 9, XY
It is possible to precisely feed a jig or a work in the three axis directions of θ.
【００４９】次に、媒介変数である位相ψを消去し、図
６および図７を用いて、より具体的に、上記の支持ブロ
ック１ａ〜１ｄの駆動方法について説明する。図６は、
移動テーブル９を上下から支持する２組のクランプ面６
の移動可能な領域を模式的に示す図である。図７は、上
記の伸び量ｃA ，ｃB と、上記の移動量ｄA ，ｄB との
関係を示す図である。Next, the method of driving the support blocks 1a to 1d will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 7 by eliminating the phase ψ which is a parameter. Figure 6
Two sets of clamp surfaces 6 for supporting the moving table 9 from above and below
It is a figure which shows the movable area | region of this typically. FIG. 7 is a diagram showing a relationship between the elongation amounts c A and c B and the movement amounts d A and d B.
【００５０】まず図６を参照して、支持ブロック１ａ，
１ｂのクランプ面６は、正方形（正方形の領域）ＳA5の
内部で自由に移動できるものとする。また、支持ブロッ
ク１ｃ，１ｄのクランプ面６は、正方形ＳB5内で自由に
移動できるものとする。なお、以下、説明の便宜上、上
記の支持ブロック対１ａ，１ｂを駆動ブロックＡと称
し、上記の支持ブロック対１ｃ，１ｄを駆動ブロックＢ
と称するものとする。First, referring to FIG. 6, the support block 1a,
It is assumed that the clamp surface 6 of 1b can move freely inside the square (square area) S A5 . Further, the clamp surfaces 6 of the support blocks 1c and 1d are assumed to be freely movable within the square S B5 . Note that, for convenience of explanation, the support block pair 1a, 1b is hereinafter referred to as a drive block A, and the support block pair 1c, 1d is referred to as a drive block B.
Shall be called.
【００５１】次に、図２と図６と図７とを用いて、駆動
ユニット７ａ〜７ｃの動作について具体的に説明する。
図２と図６と図７（ａ）とを参照して、まず、駆動ブロ
ックＢのクランプ面６によって移動テーブル９の上下面
をクランプした状態を初期状態とする。このとき、駆動
ブロックＢのクランプ面６は正方形ＳB4上に位置する。
また、駆動ブロックＡのクランプ面６は原点ＯA に位置
し、クランプを解除した状態にある。この初期状態から
駆動ブロックＡのクランプ面６が正方形ＳA4上に達する
までの間、ＣA ，ＣB のクランプ動作とｄB の戻り動作
は図７（ａ）のようにｄA の値を基準にして決定され
る。上記の初期状態から、駆動ブロックＡのクランプ面
６は、移動テーブル９の上下面をクランプし始める。駆
動ブロックＡのクランプ面６は、正方形ＳA1内で移動テ
ーブル９の上下面をクランプし、この状態で駆動ブロッ
クＡのクランプ面６を正方形ＳA4上に達するまで移動テ
ーブル９に対する移動指令に従って移動させる。Next, the operation of the drive units 7a to 7c will be specifically described with reference to FIGS. 2, 6, and 7.
With reference to FIGS. 2, 6 and 7A, first, a state in which the upper and lower surfaces of the moving table 9 are clamped by the clamp surface 6 of the drive block B is set as an initial state. At this time, the clamp surface 6 of the drive block B is located on the square S B4 .
Further, the clamp surface 6 of the drive block A is located at the origin O A , and the clamp is released. From this initial state until the clamp surface 6 of the drive block A reaches the square S A4 , the clamp operation of C A and C B and the return operation of d B have the value of d A as shown in FIG. 7A. It is decided based on the standard. From the above initial state, the clamp surface 6 of the drive block A starts clamping the upper and lower surfaces of the moving table 9. The clamp surface 6 of the drive block A clamps the upper and lower surfaces of the moving table 9 within the square S A1 , and in this state, moves the clamp surface 6 of the drive block A according to a movement command for the moving table 9 until it reaches the square S A4. Let
【００５２】図６および図７（ａ）に示されるように、
駆動ブロックＡのクランプ面６が、正方形ＳA1と正方形
ＳA2の間に位置するときには、駆動ブロックＡ，Ｂの双
方によって移動テーブル９をクランプし駆動を行なう。
また、正方形ＳA2から正方形ＳA3の間に駆動ブロックＢ
のクランプ面６は、移動テーブル９のクランプを解除
し、正方形ＳA3から正方形ＳA4の間に、駆動ブロックＢ
のクランプ面６を、移動可能な領域内の原点ＯB に戻
す。As shown in FIGS. 6 and 7 (a),
When the clamp surface 6 of the drive block A is located between the square S A1 and the square S A2 , the moving table 9 is clamped and driven by both the drive blocks A and B.
In addition, the drive block B is placed between the square S A2 and the square S A3.
Clamping surface 6 of the drive table B is released from the clamp of the moving table 9 and is located between the square S A3 and the square S A4.
The clamping surface 6 of the back to the origin O B of the movable region.
【００５３】なお、０≦ｄA ＜ｄ3 の間、駆動ブロック
Ａ，Ｂは移動テーブル９に対する移動指令に従って同じ
動作をするにもかかわらず、図７（ａ）に示すように斜
線の範囲内で不定となる。これは、たとえば、図６にお
いて初期状態から点線の矢印のようにＸの負の方向の移
動テーブル９を移動させた場合を考えると、ｄA は０か
らｄ3 まで増加するがｄB はｄ4 のままで変わらないと
いった場合があり得るからである。この場合には、この
後点線の矢印のように戻り動作を行なわせることにな
る。While 0 ≦ d A <d 3 , the drive blocks A and B perform the same operation according to the movement command to the movement table 9, but within the shaded area as shown in FIG. 7A. Will be indefinite. Considering, for example, the case where the moving table 9 in the negative direction of X is moved from the initial state in FIG. 6 as indicated by the dotted arrow, d A increases from 0 to d 3, but d B increases by d. This is because there may be cases where it remains at 4 and does not change. In this case, the return operation is performed as indicated by the dotted arrow.
【００５４】そして、駆動ブロックＡのクランプ面６が
正方形ＳA4上に達した瞬間に、各変位量の間の関係を決
定するための基準はｄA からｄB に移り、この瞬間から
それらの関係は図７（ｂ）に基づいて決定される。Then, at the moment when the clamping surface 6 of the drive block A reaches on the square S A4 , the criterion for determining the relationship between the respective displacement amounts moves from d A to d B , and from this moment those criteria are determined. The relationship is determined based on FIG. 7 (b).
【００５５】すなわち、上記の瞬間に、駆動ブロックＡ
と駆動ブロックＢとは、互いの役割を交換し、駆動ブロ
ックＢのクランプ面６は、原点ＯB から、上述の駆動ブ
ロックＡの場合と同様のクランプ動作と送り動作とを開
始する。以上のような動作が２つの駆動ブロックＡ，Ｂ
によって交互に繰り返される。それにより、移動テーブ
ル９を連続的にかつ滑らかに長ストロークにわたって移
動させることが可能となる。またこのとき、駆動ブロッ
クＡ，Ｂのクランプ面６は、上述の正方形の領域ＳA5，
ＳB5内で自由に任意の方向に移動することが可能である
ので、ある平面に沿う種々の方向に連続的にかつ滑らか
に移動テーブル９を移動させることが可能となる。That is, at the above moment, the drive block A is
And the driving block B, and exchange their roles, the clamping surface 6 of the driving block B, from the origin O B, starts an operation feeding the same clamping operation in the case of the above-described driving block A. The above operation is performed by the two drive blocks A and B.
Repeated alternately by. Thereby, the moving table 9 can be continuously and smoothly moved over a long stroke. Further, at this time, the clamp surface 6 of the drive blocks A and B has the above-mentioned square area S A5 ,
Since it is possible to freely move in any direction within S B5 , it is possible to move the moving table 9 continuously and smoothly in various directions along a certain plane.
【００５６】次に、図８および図９を用いて、上述の構
成を有する本発明に従う第１の実施例における送り装置
を用いて、移動テーブル９に等速度で円運動を行なわせ
る場合について説明する。図８は、移動テーブル９に円
運動を行なわせる際の、上記の駆動ブロックＡにおける
クランプ用圧電素子３ａの変位量ｃA ，駆動ブロックＡ
の第１および第２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃのＸ，Ｙ
方向の変位量ｄXA，ｄ YA，駆動ブロックＢにおけるクラ
ンプ用圧電素子３ａの変位量ｃB ，駆動ブロックＢにお
ける第１および第２の送り用圧電素子３ｂ，３ｃのＸ，
Ｙ方向の変位量ｄXB，ｄYBと、時間ｔとの関係を示す図
である。図９は、図８に示される関係に従って駆動ブロ
ックＡ，Ｂが制御されることによって、移動テーブル９
が円運動を行なった場合の移動テーブル９上のある点の
軌跡を示す図である。Next, referring to FIG. 8 and FIG.
Feeding device in the first embodiment according to the present invention
To move the moving table 9 in a circular motion at a constant speed.
The case will be described. FIG. 8 shows a circle on the moving table 9.
In the above-mentioned drive block A when performing exercise
Displacement amount c of the clamping piezoelectric element 3aA， Drive block A
X and Y of the first and second feeding piezoelectric elements 3b and 3c
Displacement in the direction dXA, D YA, Drive block B
Displacement c of the piezoelectric element 3a for pumpB， In drive block B
X of the first and second feeding piezoelectric elements 3b and 3c
Displacement amount in Y direction dXB, DYBShowing the relationship between time and time t
Is. FIG. 9 shows the drive block according to the relationship shown in FIG.
The moving table 9 is controlled by controlling the racks A and B.
Of a certain point on the moving table 9 when the
It is a figure which shows a locus.
【００５７】図８および図９を参照して、駆動ブロック
Ａと駆動ブロックＢとによる移動テーブル９のクランプ
が交互に行なわれ、移動テーブル９をクランプしている
駆動ブロックＡあるいは駆動ブロックＢの少なくとも一
方によって移動テーブル９は連続的に移動させられるこ
とになる。With reference to FIGS. 8 and 9, at least drive block A or drive block B that clamps movement table 9 is alternately clamped by drive block A and drive block B. The moving table 9 is continuously moved by one side.
【００５８】図８に示される態様においては、まず初期
状態において、駆動ブロックＢによって移動テーブル９
がクランプされている。この状態が図９に示されるＳ点
に対応する。そして、このように、駆動ブロックＢによ
って移動テーブル９がクランプされた状態で、変位量ｄ
XB，ｄYBに従って移動テーブル９が移動させられる。In the embodiment shown in FIG. 8, first, in the initial state, the moving block 9 is moved by the drive block B.
Is clamped. This state corresponds to point S shown in FIG. Then, in this way, with the moving table 9 clamped by the drive block B, the displacement amount d
The moving table 9 is moved according to XB and d YB .
【００５９】その後、駆動ブロックＡによって移動テー
ブル９がクランプされる。移動テーブル９が駆動ブロッ
クＡに完全にクランプされた後に、駆動ブロックＢによ
る移動テーブル９のクランプが解除される。その間、駆
動ブロックＡによって、変位量ｄXA，ｄYAに従って移動
テーブル９が所定量移動される。このとき、駆動ブロッ
クＡ，Ｂ内の送り用圧電素子が伸縮しながら、移動テー
ブル９のクランプ動作、クランプ解除動作がなめらかに
行なわれることになる。そのため、クランプ面６と移動
テーブル９との間に摩擦は生じない。以上のような動作
を交互に繰り返すことによって、図９に示されるように
移動テーブル９を円運動させることが可能となる。After that, the moving table 9 is clamped by the drive block A. After the moving table 9 is completely clamped to the drive block A, the moving block 9 is released from being clamped by the drive block B. In the meantime, the drive block A moves the moving table 9 by a predetermined amount according to the displacement amounts d XA and d YA . At this time, while the feed piezoelectric elements in the drive blocks A and B expand and contract, the moving table 9 is clamped and released smoothly. Therefore, friction does not occur between the clamp surface 6 and the moving table 9. By repeating the above operation alternately, the moving table 9 can be moved circularly as shown in FIG.
【００６０】なお、図９において、点線で示された部分
は駆動ブロックＡによって移動テーブル９が移動され、
実線で示された部分は駆動ブロックＢによって移動テー
ブル９が実質的に移動される。また、×印は、移動テー
ブル９を実質的に移動させるための駆動ブロックＡおよ
びＢの役割が切換えられた時点を示している。In FIG. 9, the moving table 9 is moved by the drive block A in the portion indicated by the dotted line,
The moving table 9 is substantially moved by the drive block B in the portion indicated by the solid line. Further, the cross mark indicates the time when the roles of the drive blocks A and B for substantially moving the moving table 9 are switched.
【００６１】（第２実施例）次に、図１０を用いて、こ
の発明に従う第２の実施例について説明する。図１０
は、この発明に従う第３の実施例における送り装置を示
す側面図である。(Second Embodiment) Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. Figure 10
FIG. 9 is a side view showing a feeding device in a third embodiment according to the present invention.
【００６２】図１０を参照して、上述の第１の実施例に
おいては、移動テーブル９を移動させる場合について説
明した。しかし、本発明に従う送り装置は、球体１４な
ど移動テーブル９以外の移動体を移動させる場合にも適
用可能である。図１０を参照して、球体１４を上下から
挟むように駆動ブロックＡ（支持ブロック１ａと支持ブ
ロック１ｂとで構成される支持ブロック対）と、駆動ブ
ロックＢ（支持ブロック１ｃと支持ブロック１ｄとで構
成される支持ブロック対）とが設けられている。このよ
うに駆動ブロックＡおよび駆動ブロックＢを配置するこ
とによって、上記の各実施例の場合と同様に、球体１４
を任意の方向に回転させることが可能となる。With reference to FIG. 10, in the above-described first embodiment, the case where the moving table 9 is moved has been described. However, the feeding device according to the present invention is also applicable to the case of moving a moving body such as the sphere 14 other than the moving table 9. With reference to FIG. 10, a drive block A (a pair of support blocks composed of a support block 1a and a support block 1b) and a drive block B (a support block 1c and a support block 1d so as to sandwich the sphere 14 from above and below). Configured support block pairs). By arranging the drive block A and the drive block B in this manner, the sphere 14 can be formed in the same manner as in the above-described embodiments.
Can be rotated in any direction.
【００６３】なお、図１０に示される態様は一例であ
り、球体１４を安定して支持しかつ回転させることがで
きるものであれば、支持ブロックの数および位置関係は
図１０に示されるもの以外のものであってもよい。たと
えば、上記の駆動ブロックＡ，Ｂ（駆動ブロック対）を
３組用意し、それらが互いに直交する位置関係となるよ
うに配置してもよい。それにより、球体１４を安定して
支持でき、また任意の方向に球体を回転させることが可
能となる。また、球体１４が内接する正四面体を仮想
し、その正四面体の頂点の位置に支持ブロックを配置す
るものであってもよい。The embodiment shown in FIG. 10 is an example, and the number and the positional relationship of the support blocks are other than those shown in FIG. 10 as long as they can stably support and rotate the spherical body 14. It may be one. For example, three sets of the above-mentioned drive blocks A and B (drive block pairs) may be prepared and arranged so that they have a positional relationship orthogonal to each other. Thereby, the sphere 14 can be stably supported, and the sphere can be rotated in an arbitrary direction. Further, the regular tetrahedron in which the sphere 14 is inscribed is assumed to be virtual, and the support block may be arranged at the apex position of the regular tetrahedron.
【００６４】以上様々な実施例について説明してきた
が、本発明に従う送り装置は、それぞれ独立な三方向に
変位するクランプ用圧電素子３ａ，第１および第２の送
り用圧電素子３ｂ，３ｃを有するものであればよい。ま
た、上記の各実施例においては、アクチュエータとして
圧電素子を用いたが、変位を制御できるアクチュエータ
であれば圧電素子以外のものであってもよい。Although various embodiments have been described above, the feeding device according to the present invention includes the clamping piezoelectric element 3a and the first and second feeding piezoelectric elements 3b and 3c which are independently displaced in three directions. Anything will do. Further, in each of the above embodiments, the piezoelectric element is used as the actuator, but any actuator other than the piezoelectric element may be used as long as the actuator can control the displacement.
【００６５】[0065]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動体を、第２の方向のベクトルと第３の方向のベクト
ルとで規定される平面に沿う種々の方向に移動させるこ
とが可能となる。また、本発明に従う送り装置によれ
ば、従来の送り装置のように、滑り案内，転がり案内，
静圧案内などの方法を用いる必要がない。そのため、構
造が単純化できることに加えて原理上送り方向に摩擦が
働かない。これは、本発明に従う送り装置においては、
挾持部材によって移動体をクランプすることによっての
み安定して移動体を支持し得るようにしたので従来例の
ように案内面が必要とならないからである。その結果、
本発明に従う送り装置の位置決め精度を極めて高いもの
とすることが可能となる。また、アクチュエータとして
圧電素子を用いた場合には、上記の利点に加えて高分解
能かつ高剛性が得られる。As described above, according to the present invention,
It is possible to move the moving body in various directions along the plane defined by the vector in the second direction and the vector in the third direction. Further, according to the feeder according to the present invention, like the conventional feeder, the sliding guide, the rolling guide,
There is no need to use methods such as static pressure guidance. Therefore, in addition to simplifying the structure, in principle, friction does not work in the feed direction. This is the case in the feeder according to the invention,
This is because the movable body can be stably supported only by clamping the movable body by the holding member, and thus the guide surface is not required unlike the conventional example. as a result,
The positioning accuracy of the feeding device according to the present invention can be made extremely high. When a piezoelectric element is used as the actuator, high resolution and high rigidity can be obtained in addition to the above advantages.
【００６６】以上のことより、この発明によれば、極め
て高い位置決め分解能，高剛性を有し、かつ１つの平面
に沿う種々の方向に長ストロークにわたって連続的に滑
らかな運動を移動体に行なわせることが可能となる送り
装置が得られる。As described above, according to the present invention, the moving body has extremely high positioning resolution and high rigidity, and allows the moving body to continuously and smoothly move in various directions along one plane over a long stroke. It is possible to obtain a feeding device capable of
【図１】この発明に従う第１の実施例における支持ブロ
ックを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a support block in a first embodiment according to the present invention.
【図２】この発明に従う第１の実施例における駆動ユニ
ットを示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing the drive unit in the first embodiment according to the present invention.
【図３】この発明に従う第１の実施例における送り装置
とその制御部を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a feeding device and its control section in the first embodiment according to the present invention.
【図４】この発明に従う第１の実施例における送り装置
のＸ，Ｙ，θ方向の動作を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing operations in the X, Y, and θ directions of the feeding device in the first embodiment according to the present invention.
【図５】この発明に従う第１の実施例における送り装置
の制御方法の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a control method of the feeding device in the first embodiment according to the present invention.
【図６】この発明に従う第１の実施例における支持ブロ
ックのクランプ面の動作領域を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing an operation area of a clamp surface of a support block in the first embodiment according to the present invention.
【図７】（ａ）および（ｂ）はこの発明に従う第１の実
施例における送り装置の他の制御方法を示す図である。7 (a) and 7 (b) are diagrams showing another control method of the feeding device in the first embodiment according to the present invention.
【図８】この発明に従う第１の実施例における送り装置
によって移動テーブルに円運動を行なわせる場合の送り
装置の制御方法の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a method of controlling the feeder when the moving table is caused to perform a circular motion by the feeder according to the first embodiment of the present invention.
【図９】図８に示されるタイミングチャートに従ってこ
の発明に従う第１の実施例における送り装置によって移
動テーブルを駆動した際の移動テーブル上のある点の軌
跡を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a locus of a certain point on the moving table when the moving table is driven by the feeding device in the first embodiment according to the present invention according to the timing chart shown in FIG.
【図１０】この発明に従う第３の実施例における送り装
置を示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing a feeding device according to a third embodiment of the present invention.
【図１１】従来の送り装置の一例を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing an example of a conventional feeding device.
【図１２】図１１に示される送り装置の側面図である。12 is a side view of the feeding device shown in FIG. 11. FIG.
【図１３】図１１に示される送り装置における挾持部材
を部分的に拡大した部分断面斜視図である。13 is a partial cross-sectional perspective view in which a holding member in the feeding device shown in FIG. 11 is partially enlarged.
１ 支持ブロック ２ ベース部 ３ａ クランプ用圧電素子 ３ｂ 第１の送り用圧電素子 ３ｃ 第２の送り用圧電素子 ５ 挾持部材 ６ クランプ面 ７，７ａ，７ｂ，７ｃ 駆動ユニット １３ 制御部 1 Support Block 2 Base Part 3a Clamping Piezoelectric Element 3b First Feeding Piezoelectric Element 3c Second Feeding Piezoelectric Element 5 Clamping Member 6 Clamping Surface 7, 7a, 7b, 7c Drive Unit 13 Control Section
Claims (3)
置に組込まれる支持ブロックであって、 ベース部と、 前記ベース部に取付けられ、移動体を支持する第１の方
向に変位する第１のアクチュエータと、 前記ベース部に取付けられ、前記第１の方向と交差する
第２の方向に変位する第２のアクチュエータと、 前記ベース部に取付けられ、前記第１および第２の方向
と交差する第３の方向に変位する第３のアクチュエータ
と、 前記第１と第２と第３のアクチュエータによって保持さ
れ、前記移動体を支持するための支持部材と、を備えた
支持ブロック。1. A support block incorporated in a feeding device for feeding a moving body in various directions, comprising: a base portion; and a first mounting block attached to the base portion and displacing in a first direction for supporting the moving body. An actuator, a second actuator attached to the base portion and displaced in a second direction intersecting the first direction, and an actuator attached to the base portion intersecting the first and second directions. And a third actuator that is displaced in a third direction, and a support member that is held by the first, second, and third actuators and that supports the moving body.
置に組込まれる駆動ユニットであって、 ベース部と、 前記ベース部に取付けられ、移動体を支持する第１の方
向に変位する第１のアクチュエータと、 前記第１の方向と交差する第２と第３の方向にそれぞれ
変位する第２と第３のアクチュエータと、 前記第１と第２と第３のアクチュエータによって保持さ
れ、前記移動体を支持するための支持部材と、を各々が
有する第１と第２と第３と第４の支持ブロックを備え、 前記第１と第２の支持ブロックは、各々の前記支持部材
が前記移動体の上下面を挾持して対向するように配置さ
れ、 前記第１と第３の支持ブロックは隣合う位置に配置さ
れ、 前記第３と第４の支持ブロックは、各々の前記支持部材
が前記移動体の上下面を挾持して対向するように配置さ
れる、駆動ユニット。2. A drive unit incorporated in a feeding device for feeding a moving body in various directions, comprising: a base portion; and a first mounting unit attached to the base portion and displacing in a first direction for supporting the moving body. A first actuator, second and third actuators respectively displaced in second and third directions intersecting the first direction, and held by the first, second and third actuators, and moved by the first and second actuators. A support member for supporting a body, and first, second, third, and fourth support blocks, each of which has the support member for moving the support member. The upper and lower surfaces of the body are sandwiched so as to be opposed to each other, the first and third support blocks are disposed at adjacent positions, and the third and fourth support blocks are arranged such that each of the support members is Hold the upper and lower surfaces of the moving body to face each other Is arranged so that, the drive unit.
置であって、 ベース部と、 前記ベース部に取付けられ、移動体を支持する第１の方
向に変位する第１のアクチュエータと、 前記ベース部に取付けられ、前記第１の方向と交差する
第２と第３の方向にそれぞれ変位する第２と第３のアク
チュエータと、 前記第１と第２と第３のアクチュエータによって保持さ
れ、前記移動体を支持するための支持部材と、を各々が
有する第１と第２と第３と第４の支持ブロックを含み、 前記第１と第２の支持ブロックは、各々の前記支持部材
が前記移動体の上下面を挾持して対向するように配置さ
れ、 前記第１と第３の支持ブロックは隣合う位置に配置さ
れ、 前記第３と第４の支持ブロックは、各々の前記支持部材
が前記移動体の上下面を挾持して対向するように配置さ
れる、第１と第２と第３の駆動ユニットと、 前記第１と第２と第３の駆動ユニット内にそれぞれ設け
られた前記第１と第２と第３のアクチュエータの動作を
制御するための制御部と、を備え、 前記第１と第２の駆動ユニットは前記移動体を介在して
対向する位置に配置され、前記第３の駆動ユニットは前
記第１の駆動ユニットと隣合いかつ前記移動体を介在し
て前記第２の駆動ユニットと対向する位置に配置され
る、送り装置。3. A feeding device for feeding a moving body in various directions, comprising: a base portion; and a first actuator that is attached to the base portion and is displaced in a first direction for supporting the moving body. Second and third actuators attached to the base portion and respectively displaced in second and third directions intersecting the first direction, and held by the first, second and third actuators, A support member for supporting the moving body, and first, second, third, and fourth support blocks, each of which has the support member for supporting the moving body. The upper and lower surfaces of the moving body are sandwiched so as to be opposed to each other, the first and third support blocks are disposed at adjacent positions, and the third and fourth support blocks are each of the support members. Hold the upper and lower surfaces of the moving body Of the first, second, and third drive units, and the first, second, and third actuators provided in the first, second, and third drive units, respectively. A control unit for controlling operation, the first and second drive units are arranged at positions facing each other with the moving body interposed, and the third drive unit is the first drive unit. And a feeding device that is arranged adjacent to the second driving unit and is opposed to the second driving unit with the moving body interposed therebetween.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08154294A JP3909719B2 (en) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | Feeding device and operation control method thereof |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07285043A true JPH07285043A (en) | 1995-10-31 |
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| JP (1) | JP3909719B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007307663A (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Three-axis tool unit and machining device |
| JP2008279535A (en) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Machining device and machining method |
-
1994
- 1994-04-20 JP JP08154294A patent/JP3909719B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2008279535A (en) * | 2007-05-10 | 2008-11-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Machining device and machining method |
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