JPH0760615A - Xyテーブル装置 - Google Patents

Xyテーブル装置

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JPH0760615A
JPH0760615A JP21672493A JP21672493A JPH0760615A JP H0760615 A JPH0760615 A JP H0760615A JP 21672493 A JP21672493 A JP 21672493A JP 21672493 A JP21672493 A JP 21672493A JP H0760615 A JPH0760615 A JP H0760615A
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JP
Japan
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axis direction
slide table
axis
axis slide
position detection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP21672493A
Other languages
English (en)
Inventor
Shizuka Yamazaki
静 山崎
Shoji Fujii
章二 藤井
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的ラフな温度管理を行なうだけで、熱変
位による影響を抑制することのできるXYテーブル装置
を提供する。 【構成】 Y軸スライドテーブル1bの上面には、支
持アーム9の基端9aが固定されている。支持アーム9
の先端9bは、基端9aの固定中心O1からX軸方向に
寸法X1だけ延在して、X軸スライドテーブル2bの上
方に位置している。X軸スライドテーブル2bのスライ
ド位置を検出する位置検出ヘッド8は、位置検出ヘッド
支持台11の他端11bの中心O4に装着されている。
この位置検出ヘッド支持台11は、支持アーム9と線膨
張係数を同じくする同種材料で形成されており、その一
端11aはY軸ガイドレール1aの下面に固定されてい
る。一端11aの固定中心O2は、支持アーム9の基端
9aの固定中心O1を通るYZ平面内にあり、他端9b
は、一端11aの固定中心O2からX軸方向に寸法X2
だけ延在している。寸法X1とX2とは同一である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークの加工や測定な
どに用いるXYテーブル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、図2に示すXYテーブル装置
は、リニアスケール25、27を組み込んだ2組のリニ
アモータ駆動のエアスライド21、22を上下直交2段
に別置き配置して構成したもので、Y軸ガイドレール2
1aに沿ってY軸方向に位置決め駆動されるY軸スライ
ドテーブル21bと、X軸ガイドレール22aに沿って
X軸方向に位置決め駆動されるX軸スライドテーブル2
2bとを備えている。Y軸スライドテーブル21bの側
面にはリニアスケール25が装着され、X軸スライドテ
ーブル22bの側面にはリニアスケール27が装着され
ている。Y軸スライドテーブル21bおよびX軸スライ
ドテーブル22bのスライド位置は、リニアスケール2
5、27に対向配置された位置検出ヘッド26、28の
変位センサによって非接触で検出することができる。位
置検出ヘッド26はY軸ガイドレール21aに、位置検
出ヘッド28はX軸ガイドレール22aにそれぞれ固定
されている。
【0003】Y軸スライドテーブル21bの上面には、
支持アーム29の基端29aが固定されている。支持ア
ーム29の先端29bは、基端29aの固定中心O5か
らX軸方向に寸法X1だけ延在して、X軸スライドテー
ブル22bの上方に位置している。この支持アーム29
の先端29bの中心O6には、例えば、Z軸方向の位置
決め送り機構を備えたエアスピンドルユニット(図示省
略)等が装着され、その主軸に加工工具30が保持され
る。
【0004】X軸スライドテーブル22bの上面にはワ
ークWが位置決め固定される。そして、Y軸スライドテ
ーブル21bとX軸スライドテーブル22bの位置決め
駆動によって、加工工具30とワークWとの相対位置が
XY平面内で位置決めされ、ワークWが加工される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したような構成の
XYテーブル装置にあっては、加工工具30の位置決め
を行なうY軸スライドテーブル系と、ワークWの位置決
めを行なうX軸スライドテーブル系とが別置き配置され
ているため、周囲温度の変化などによって構成部材に熱
変位が生じると、加工工具30とワークWとの間に相対
位置ずれが起こり、これが加工誤差となって現われる。
すなわち、支持アーム29の固定中心O5を通るYZ平
面を基準にすると、加工工具30の位置ずれは支持アー
ム29の延在寸法X1間の膨張収縮によって起こり、ワ
ークWの位置ずれは位置検出ヘッド28の位置X2の位
置ずれによって起こる。加工工具30と位置検出ヘッド
28の位置ずれはそれぞれ個別に起こるので、その総和
分だけ両者の相対的な位置関係にずれが生じ、ワークW
の加工誤差となるのである。従来、このような熱変位に
よる加工誤差を抑制するために、周囲温度管理を含め、
装置全体の精密な温度管理を行なう必要があった。
【0006】尚、上述したようなXYテーブル装置は、
加工工具30に代えて測定用のセンサ等を装着すること
により、ワークWの測定に用いることができるが、この
場合にも同様の不都合が生じる。
【0007】そこで、本発明の目的は、比較的ラフな温
度管理を行なうだけで、熱変位による影響を抑制するこ
とのできるXYテーブル装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のXYテーブル装
置は、X軸方向に位置決め駆動されるX軸スライドテー
ブル系と、このX軸スライドテーブル系と独立して配置
され、Y軸方向に位置決め駆動されるY軸スライドテー
ブル系と、基端がY軸スライドテーブル上に固定され、
先端がこの基端の固定中心からX軸方向に所定寸法だけ
延在してX軸スライドテーブルの上方に位置した支持ア
ームと、一端がY軸スライドテーブル系の一定位置に固
定され、かつ、この一端の固定中心が上記支持アームの
固定中心を通るYZ平面内にあり、他端がこの一端の固
定中心からX軸方向に所定寸法だけ延在した位置検出ヘ
ッド支持台と、この位置検出ヘッド支持台の他端に支持
され、X軸スライドテーブルのスライド位置を検出する
位置検出ヘッドとを備えたものであって、固定中心を基
準とした支持アームのX軸方向の熱膨張量と位置検出ヘ
ッド支持台のX軸方向の熱膨張量とが等しくなるよう
に、これらを構成する部材の材質とX軸方向長さとを定
めたものである。
【0009】また、本発明のXYテーブル装置は、上記
構成において、支持アームと位置検出ヘッド支持台とを
線膨張係数を同じくする同種材料で形成し、かつ、支持
アームのX軸方向の延在寸法と位置検出ヘッド支持台の
X軸方向の延在寸法とを同一にしたものである。
【0010】
【作用】支持アームと位置検出ヘッド支持台とをY軸ス
ライドテーブル系に固定し、かつ、両部材の固定中心を
同一のYZ平面内に位置させることにより、両部材の熱
変位の方向を一致(X軸方向)させることができる。さ
らに、固定中心を基準とした支持アームのX軸方向の熱
膨張量と位置検出ヘッド支持台のX軸方向の熱膨張量と
が等しくなるように、これらを構成する部材の材質とX
軸方向長さとを定めることにより、両部材に熱変位が生
じた場合でも、熱変位による影響分が相殺されるので、
支持アームの先端とX軸スライドテーブルとの相対位置
ずれが抑制される。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0012】図1は、リニアモータ駆動のエアスライド
1、2を上下直交2段に別置き配置して構成したXYテ
ーブル装置を示している。
【0013】エアスライド1は、リニアモータの固定子
3を組み込んだY軸ガイドレール1aと、リニアモータ
の可動子4を組み込んだY軸スライドテーブル1bと、
Y軸スライドテーブル1bの側面に装着されたリニアス
ケール5と、リニアスケール5のY軸方向変位を非接触
で検出する位置検出ヘッド6とを主要な要素として構成
されている。リニアモータの固定子3に通電すると、図
示されていない空気軸受に支持されたY軸スライドテー
ブル1bが、Y軸ガイドレール1aに沿ってスライド駆
動される。このY軸スライドテーブル1bのスライド位
置は、リニアスケール5の側方に対向配置された位置検
出ヘッド6の変位センサによって逐次検出され、検出信
号として図示されていない制御器に送られる。制御器
は、この検出信号に基づいてリニアモータを駆動制御
し、Y軸スライドテーブル1bの位置決めを行なう。
【0014】Y軸スライドテーブル1bの上面には、支
持アーム9の基端9aが固定されている。支持アーム9
の先端9bは、基端9aの固定中心O1からX軸方向に
延在して、X軸スライドテーブル2bの上方に位置して
いる。基端9aの固定中心O1から先端9bの中心O3
までのX軸方向の寸法はX1である。この支持アーム9
の先端9bの中心O3には、例えば、Z軸方向の位置決
め送り機構を備えたエアスピンドルユニット(図示省
略)が装着され、その主軸に加工工具10が保持され
る。加工工具10の軸線は、先端9bの中心O3を通る
Z軸と一致している。
【0015】エアスライド2は、エアスライド1と同様
の構成で、X軸ガイドレール2a、図示されていないリ
ニアモータによってX軸方向に位置決め駆動されるX軸
スライドテーブル2b、リニアスケール7、位置検出ヘ
ッド8を主要な要素として構成される。X軸スライドテ
ーブル2bの上面には、ワークWが位置決め固定され
る。
【0016】X軸スライドテーブル2bのスライド位置
を検出する位置検出ヘッド8は、位置検出ヘッド支持台
11の他端11bの中心O4に装着されている。この位
置検出ヘッド支持台11は、支持アーム9と線膨張係数
を同じくする同種材料(線膨張係数α)で形成されてお
り、その一端11aはY軸ガイドレール1aの下面に固
定されている。一端11aの固定中心O2は、支持アー
ム9の基端9aの固定中心O1を通るYZ平面内にあ
り、他端9bは、一端11aの固定中心O2からX軸方
向に延在している。一端11aの固定中心O2から他端
11bの中心O4までのX軸方向の寸法はX2である。
寸法X2は寸法X1と同一である。
【0017】この実施例のXYテーブル装置は、支持ア
ーム9の固定中心O1と位置検出ヘッド支持台11の固
定中心O2とが同一のYZ平面内に設定され、しかも両
部材が線膨張係数を同じくする同種材料で形成され、か
つ、X軸方向の延在寸法X1とX2とが同一である。そ
のため、両部材の熱変位量(αX1=αX2)および熱
変位の方向(X軸方向)が同一になり、両部材の熱変位
による影響分が完全に相殺されるので、加工工具10と
ワークWとの熱変位による相対位置ずれが抑制され、比
較的ラフな温度管理で高精度な加工を行なうことができ
る。
【0018】尚、支持アーム9と位置検出ヘッド支持台
11とを、それぞれ、線膨張係数の異なる異種材料を組
み合わせて形成する場合は、支持アーム9を構成する各
部材の線膨張係数をα1、α2、・・・、αn、X軸方
向長さをS1、S2、・・・、Sn(ただし、Y軸スラ
イドテーブル1bに固定される部材については、固定中
心O1からの長さとする)、位置検出ヘッド支持台11
を構成する各部材の線膨張係数をβ1、β2、・・・、
βn、X軸方向長さをL1、L2、・・・、Ln(ただ
し、Y軸ガイドレール1aに固定される部材について
は、固定中心O2からの長さとする)とすると、α1・
S1+α2・S2+・・・+αn・Sn=β1・L1+
β2・L2+・・・+βn・Lnとなり、かつ、S1+
S2+・・・Sn=L1+L2+・・・+Lnとなるよ
うに各部材の材質およびX軸方向長さを定めることによ
り、上記と同様の効果を得ることができる。
【0019】以上説明した実施例は、本発明のXYテー
ブル装置を機械加工装置として用いる場合についてのも
のであるが、加工工具10(エアスピンドルユニット
等)に代えて、レーザ光を投下するためのレーザ光学台
等を装着することによりレーザ加工装置として、ワーク
Wを計測するためのセンサ等を装着することにより測定
装置として用いることもできる。また、X軸スライドテ
ーブルおよびY軸スライドテーブルの駆動方式は、リニ
アモータ駆動に限定されず、ボールねじ駆動等を採用し
ても良い。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、加工手段または測
定手段を支持するための支持アームと、X軸スライドテ
ーブル用の位置検出ヘッドを支持するための位置検出ヘ
ッド支持台とをY軸スライドテーブル系に固定し、か
つ、両部材の固定中心を同一のYZ平面内に設定するこ
とにより、両部材の熱変位の方向を一致(X軸方向)さ
せることができる。さらに、固定中心を基準とした支持
アームのX軸方向の熱膨張量と位置検出ヘッド支持台の
X軸方向の熱膨張量とが等しくなるように、これらを構
成する部材の材質とX軸方向の延在寸法とを定めること
により、両部材に熱変位が生じた場合でも、熱変位によ
る影響分が相殺され、支持アームの先端とX軸スライド
テーブルとの相対位置ずれが抑制されるので、ワークの
加工精度や測定精度を向上させることができる。
【0021】また、支持アームと位置検出ヘッド支持台
とを線膨張係数を同じくする同種材料で形成し、かつ、
支持アームのX軸方向の延在寸法と位置検出ヘッド支持
台のX軸方向の延在寸法とを同一にすることによって
も、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係わるXYテーブル装置を示す平面図
(図a)、側面図(一部断面:図b)である。
【図2】従来のXYテーブル装置を示す平面図(図
a)、側面図(一部断面:図b)である。
【符号の説明】
1 エアスライド 1b Y軸スライドテーブル 2 エアスライド 2b X軸スライドテーブル 8 位置検出ヘッド 9 支持アーム 9a 基端 9b 先端 11 位置検出ヘッド支持台 11a 一端 11b 他端 O1 支持アームの固定中心 O2 位置検出ヘッド支持台の固定中心

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X軸方向に位置決め駆動されるX軸スラ
    イドテーブル系と、このX軸スライドテーブル系と独立
    して配置され、Y軸方向に位置決め駆動されるY軸スラ
    イドテーブル系と、基端がY軸スライドテーブル上に固
    定され、先端がこの基端の固定中心からX軸方向に所定
    寸法だけ延在してX軸スライドテーブルの上方に位置し
    た支持アームと、一端がY軸スライドテーブル系の一定
    位置に固定され、かつ、この一端の固定中心が上記支持
    アームの固定中心を通るYZ平面内にあり、他端がこの
    一端の固定中心からX軸方向に所定寸法だけ延在した位
    置検出ヘッド支持台と、この位置検出ヘッド支持台の他
    端に支持され、X軸スライドテーブルのスライド位置を
    検出する位置検出ヘッドとを備えたものであって、固定
    中心を基準とした支持アームのX軸方向の熱膨張量と位
    置検出ヘッド支持台のX軸方向の熱膨張量とが等しくな
    るように、これらを構成する部材の材質とX軸方向長さ
    とを定めたことを特徴とするXYテーブル装置。
  2. 【請求項2】 支持アームと位置検出ヘッド支持台とを
    線膨張係数を同じくする同種材料で形成し、かつ、支持
    アームのX軸方向の延在寸法と位置検出ヘッド支持台の
    X軸方向の延在寸法とを同一にしたことを特徴とする請
    求項1のXYテーブル装置。
JP21672493A 1993-08-31 1993-08-31 Xyテーブル装置 Withdrawn JPH0760615A (ja)

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20001031