JPH0811336B2 - XY table - Google Patents

XY table

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JPH0811336B2
JPH0811336B2 JP63268143A JP26814388A JPH0811336B2 JP H0811336 B2 JPH0811336 B2 JP H0811336B2 JP 63268143 A JP63268143 A JP 63268143A JP 26814388 A JP26814388 A JP 26814388A JP H0811336 B2 JPH0811336 B2 JP H0811336B2
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JP
Japan
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ball
ball screw
bed
moving table
nut
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博 寺町
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テイエチケー株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/62Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
    • B23Q1/621Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、被加工物を載架してXY平面上を移動するXY
テーブルに係り、特に、テーブルの表裏両面から被加工
物に対し加工を施すことが可能なXYテーブルに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to an XY system for mounting a workpiece and moving it on an XY plane.
The present invention relates to a table, and more particularly, to an XY table capable of processing a work piece from both front and back surfaces of the table.

[従来の技術] 近年の産業界においては各種生産ラインの自動化が著
しく進んでいるが、各種加工機械に対して被加工物を正
確な加工位置に送り込む為に使用されるXYテーブルは、
上記生産ラインの自動化を図る上で欠くことのできない
一要素である。
[Prior Art] The automation of various production lines has advanced remarkably in the industrial world in recent years, but the XY table used to send the workpiece to the accurate processing position for various processing machines is
This is an essential element for automating the production line.

従来、この種のXYテーブルとしては、平板形状のテー
ブル上に被加工物を載置してXY平面上を移動し、テーブ
ル上方からのみ工具をアプローチさせて加工を施すもの
が一般的であった。しかし、加工の複雑化や生産の高効
率化が進むにつれ、被加工物の裏表両方向から同時に工
具をアプローチさせる必要等が生じ、テーブル裏面側か
らも被加工物へアプローチすることが可能なXYテーブル
が要請される様になってきた。
Conventionally, as this type of XY table, it is common to place a work piece on a flat plate-shaped table, move it on the XY plane, and perform processing by making a tool approach only from above the table. . However, as machining becomes more complicated and production efficiency increases, it becomes necessary to approach the tool from both the front and back sides of the work piece at the same time, and the XY table that can approach the work piece from the back side of the table as well. Has come to be requested.

この要請に応えたものとしては、第9図及び第10図に
示すように、固定部a上に設けられたガイドbに沿って
X方向に直線移動する下部テーブルcと、この下部テー
ブルc上に載置され下部テーブルcとは直交するY方向
に移動し、下部テーブルcの移動とを合せて二次元方向
に平面運動をする上部テーブルdとからなり、上記固定
部a、下部テーブルc及び上部テーブルdをその中央部
が繰り抜かれた枠形状テーブルとする一方、下部テーブ
ルc及び上部テーブルdを駆動するためのボールねじe
を夫々固定部a及び下部ーブルcの一側に設け、これに
モーターfによって回転力を与えて上部テーブルを駆動
するXYテーブルが知られている。また、他の例として
は、第11図及び第12図に示すように、モーターgからの
動力により駆動されるX方向ボールネジh及びY方向ボ
ールねじiが相対向する各辺に収納された支持枠jと、
上記各ボールねじh,iのボールナットkに係合し、上記
支持枠jの相対向する辺の間をX方向又はY方向に平行
移動する案内シャフトlと、上記支持枠jの中を案内シ
ャフトlに支持されてX方向及びY方向に平面運動する
枠形状の移動テーブルmとで構成されるXYテーブルが提
案されている。
In response to this request, as shown in FIG. 9 and FIG. 10, a lower table c which linearly moves in the X direction along a guide b provided on a fixed portion a, and a lower table c on this lower table c are provided. The upper table d, which is placed on the table, moves in the Y direction orthogonal to the lower table c, and moves in a two-dimensional plane when combined with the movement of the lower table c. The upper table d is a frame-shaped table in which the central portion is hollowed out, while the ball screw e for driving the lower table c and the upper table d.
There is known an XY table in which a fixed part a and a lower table c are respectively provided on one side, and a motor f gives a rotational force to the upper part to drive the upper table. Further, as another example, as shown in FIGS. 11 and 12, a support in which an X-direction ball screw h and a Y-direction ball screw i driven by power from a motor g are housed on opposite sides, respectively. Frame j,
A guide shaft 1 which engages with the ball nut k of each of the ball screws h and i and moves in parallel in the X direction or the Y direction between the opposite sides of the support frame j, and guides in the support frame j. An XY table has been proposed which includes a frame-shaped moving table m that is supported by a shaft 1 and that moves in a plane in the X and Y directions.

これら二つのXYテーブルは、被加工物を載架するテー
ブルを枠形状とする一方、通常のXYテーブルではテーブ
ル下面に配設されるボールねじ等の駆動手段をテーブル
側方に設けたので、テーブル下方の空間が開放され、被
加工物裏面側からも表面側と同様に工具をアプローチさ
せることが可能となり、初期の要請に応えることができ
た。
These two XY tables have a frame shape for the table on which the workpiece is placed, while in a normal XY table, drive means such as a ball screw arranged on the bottom surface of the table is provided on the side of the table. The space below was opened, and it became possible to approach the tool from the back side of the work piece as well as the front side, and it was possible to meet the initial request.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記構造のXYテーブルのうち前者は、
上述したように駆動手段をテーブル側方に設ける都合
上、テーブル駆動手段であるボールねじのボールナット
がテーブル一側面にのみ係合しており、ねじ軸を回転さ
せてテーブルを駆動する際により大きなモーメント荷重
がボールナットに作用し易い構造となっている。そのた
め、前者のXYテーブルにおいては次のような幾つかの問
題点を有している。第一は、テーブルの運動方向が変わ
る際に慣性力と相俟ってより大きなモーメント荷重がテ
ーブルに作用し、特に高速往復運動が要求される際に高
精度の動きが得にくいという問題点であり、第二は、被
加工物への加工等により実際のテーブル荷重が大きくな
ると、ボールナットに作用するモーメント荷重が極端に
増加してボールが以上摩耗を起こし易くなり、ボールナ
ットの寿命が短くなると共にテーブルの送りや及び停止
の精度が早期に悪化するという問題点である。また、ボ
ールナットに作用するモーメント荷重が極度に大きい場
合はねじ軸が撓むこともあり、高速回転をねじ軸に与え
るとテーブル全体に振幅を生じるという問題点も有して
いた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the former of the XY tables having the above structure is
As described above, the ball nut of the ball screw, which is the table driving means, is engaged with only one side surface of the table for the convenience of providing the driving means on the side of the table, and is larger when the screw shaft is rotated to drive the table. The structure makes it easy for moment load to act on the ball nut. Therefore, the former XY table has some problems as follows. Firstly, when the direction of movement of the table changes, a larger moment load acts on the table in combination with the inertial force, and it is difficult to obtain highly accurate movement especially when high-speed reciprocating motion is required. The second is that when the actual table load increases due to processing on the work piece, the moment load acting on the ball nut increases extremely and the balls are more likely to wear, resulting in a shorter ball nut life. In addition, the accuracy of table feed and stop deteriorates at an early stage. Further, when the moment load acting on the ball nut is extremely large, the screw shaft may be bent, and when the high speed rotation is applied to the screw shaft, there is a problem that an amplitude is generated in the entire table.

これらの問題点は、ボールナット及びねじ軸のサイズ
をアップし剛性強化を図る等の手段でその解決を図るこ
とが可能ではあるが、その反面、装置の大型化やコスト
アップ等の問題点が生じ自ずとその限界がある。
These problems can be solved by means such as increasing the size of the ball nut and the screw shaft to strengthen the rigidity, but on the other hand, there are problems such as an increase in size of the device and an increase in cost. Naturally, it has its limits.

また、上記後者のXYテーブルにおいては、移動テーブ
ルの両側に均等に送り駆動系を配したので、上述したよ
うな問題点を生じることは無いが、第12図に示すよう
に、モーターからの動力伝達経路が複雑になり、組立て
に手間がかかると共にコストアップが生じる等の問題点
を有している。
Further, in the latter XY table, since the feed drive system is evenly arranged on both sides of the moving table, the above problems do not occur, but as shown in FIG. There are problems that the transmission path becomes complicated, it takes time to assemble, and the cost increases.

更に、上記前者のXYテーブルにおいては、下部テーブ
ル及び上部テーブルの重ね合せ構造でXY両方向のテーブ
ル移動を得ているので、下部テーブルを駆動するモータ
ーに対する負荷が大きくなり高速往復運動に対する応答
性が悪化する他、テーブル高さを低く押えることがでな
いという問題点を有していた。
Further, in the former XY table, since the table movement in both the XY directions is obtained by the overlapping structure of the lower table and the upper table, the load on the motor driving the lower table becomes large and the responsiveness to high-speed reciprocating motion deteriorates. In addition, there is a problem that the height of the table cannot be kept low.

本発明はこの様な問題点に鑑みてなされたものであ
り、この目的とするところは、テーブル下方側を空間か
らも被加工物にアプローチできるのは勿論のこと、送り
駆動系にかかる負担が少なく、高精度の動きを得られる
XYテーブルを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is not only to approach the workpiece from the space below the table, but also to reduce the load on the feed drive system. You can get high precision movements
To provide an XY table.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明のXYテーブルは、
中央に開口を有する枠形状のベッドと、このベッド上を
X方向及びY方向に移動する中央に開口を有する枠形状
の移動テーブルと、両側面の長手方向に沿って転動体の
転走溝が形成されると共に、X方向に沿って且つ上記移
動テーブルの開口を挟むようにして上記移動テーブルの
下面に取り付けられた一対の下向き軌道台と、両側面の
長手方向に沿って移動体の転送溝が形成されると共に、
Y方向に沿って且つ上記開口を挟むようにして上記ベッ
ド上に取り付けられた一対の上向き軌道台と、これら下
向き軌道台及び上向き軌道台の各転走溝と相俟って複数
の転動体を挟み込む負荷転走溝を有すると共に、四方向
の荷重を負荷しながらこれら下向き軌道台及び上向き軌
道台に沿って運動する4基のクロス直線ベアリングと、
一方の上向き軌道台に沿って運動するクロス直線ベアリ
ングと他方の上向き軌道台に沿って運動するそれとを互
いに連結するY方向連結プレートと、一の上向き軌道台
に沿って運動する一対のクロス直線ベアリングを互いに
連結するX方向連結プレートと、ねじ軸の一端が上記Y
方向連結プレートの中央に対して移動テーブルの側方か
ら垂直に係合し、上記ベッドに回転可能に支持されたボ
ールナットの回転量に応じてクロス直線ベアリングをY
方向に駆動する第一ボールねじと、上記ベッドに固定さ
れて上記第一ボールねじのボールナットを回転させる第
一モータと、ねじ軸の一端が上記X方向連結プレートの
中央に対して移動テーブルの側方から垂直に係合し、上
記移動テーブルに回転可能に支持されたボールナットの
回転量に応じて移動テーブルをX方向に駆動する第二ボ
ールねじと、上記移動テーブルに固定されて上記第二ボ
ールねじのボールナットを回転させる第二モータとで構
成されることを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the XY table of the present invention is
A frame-shaped bed having an opening in the center, a frame-shaped moving table having an opening in the center that moves on the bed in the X direction and the Y direction, and rolling grooves of rolling elements along the longitudinal direction of both side surfaces. A pair of downward guide rails that are formed and are attached to the lower surface of the moving table so as to sandwich the opening of the moving table along the X direction, and transfer grooves of the moving body are formed along the longitudinal direction of both side surfaces. As well as
A pair of upward rails mounted on the bed along the Y direction so as to sandwich the opening, and a load that sandwiches a plurality of rolling elements together with the rolling grooves of the downward rail and the upward rail. Four cross linear bearings that have rolling grooves and move along these downward and upward races while applying loads in four directions,
A cross linear bearing that moves along one upward rail and a Y-direction connecting plate that connects the other that moves along the other upward rail to each other, and a pair of cross linear bearings that move along one upward rail. X-direction connecting plate for connecting the two to each other, and one end of the screw shaft is
The cross linear bearing is engaged with the center of the direction connecting plate vertically from the side of the moving table, and the cross linear bearing is moved in accordance with the rotation amount of the ball nut rotatably supported by the bed.
Direction first ball screw, a first motor fixed to the bed to rotate the ball nut of the first ball screw, and one end of the screw shaft of the moving table relative to the center of the X-direction connecting plate. A second ball screw that vertically engages from the side and drives the moving table in the X direction according to the amount of rotation of the ball nut that is rotatably supported by the moving table, and the second ball screw that is fixed to the moving table. And a second motor for rotating the ball nut of the two-ball screw.

このような技術的手段において、上記クロス直線ベア
リングとしては、下向き軌道台に沿って運動するX方向
転走部と上向き軌道台に沿って運動するY方向転走部と
が一つのベアリングブロックに設けられたタイプや、X
方向転走部のみを有するベアリングブロックとY方向転
走部のみを有するベアリングブロックとを背中合せに連
結したタイプ等適宜設計変更して差支えない。
In such a technical means, as the cross linear bearing, one bearing block is provided with an X-direction rolling portion that moves along the downward track and a Y-direction rolling portion that moves along the upward track. Type and X
The bearing block having only the directional rolling portion and the bearing block having only the Y directional rolling portion may be changed in design appropriately such as a back-to-back type.

また、上記第一ボールねじ及び第二ボールねじとして
は、テーブル駆動時に軸方向に作用する引張力及び押圧
力に対して、ねじ軸が撓み、伸び、縮み等の変形を生じ
ない程度の剛性を有するものであり、且つ、ねじ軸とボ
ールナットとの間に生じる軸方向の内部隙間が加工に影
響を及ぼさない程度のものであるならば、テーブルサイ
ズや加工に必要とするテーブル駆動力等に応じてその大
きさや構造等を適宜設計変更して差支えないが、軸方向
荷重によるバッククラッシュの発生を防止してより精度
の高い加工を得るという観点からすれば、転動体である
ボールにある程度の予圧が付与可能なものが好ましい。
Further, the first ball screw and the second ball screw have such a rigidity that the screw shaft does not deform, such as bend, stretch, and contract, against a tensile force and a pressing force that act in the axial direction when the table is driven. As long as it has the above and the internal clearance in the axial direction between the screw shaft and the ball nut does not affect the processing, the table size and the table driving force required for the processing, etc. Depending on the size and structure, the design may be changed appropriately, but from the viewpoint of preventing back crash due to axial load and obtaining more accurate machining, the balls that are rolling elements have a certain degree of It is preferable that a preload can be applied.

[作用] 上記技術的手段は次のように作用する。[Operation] The above technical means operates as follows.

ベッドに回転可能に支持された第一ボールねじのボー
ルナットが回転すると、このボールナットに螺合するね
じ軸がY方向連結プレートを押し引きし、クロス直線ベ
アリングが移動テーブルと共にY方向に沿って運動す
る。一方、移動テーブルに回転可能に支持された第二ボ
ールねじのボールナットが回転すると、このボールナッ
トはX方向連結プレートに固定されたねじ軸に螺合して
いるので、移動テーブルはX方向連結プレートの固定さ
れたクロス直線ベアリングに対してX方向に運動する。
その結果、本発明では移動テーブルがベッド上をX方向
及びY方向に沿って運動する。
When the ball nut of the first ball screw rotatably supported on the bed rotates, the screw shaft screwed to the ball nut pushes and pulls the Y-direction connecting plate, and the cross linear bearing moves along with the moving table along the Y direction. Exercise. On the other hand, when the ball nut of the second ball screw rotatably supported on the moving table rotates, this ball nut is screwed onto the screw shaft fixed to the X-direction connecting plate, so that the moving table is connected in the X-direction. It moves in the X direction with respect to the fixed cross linear bearing of the plate.
As a result, in the present invention, the moving table moves on the bed along the X and Y directions.

このとき、本発明では第一ボールねじ及び第二ボール
ねじのねじ軸の一端が、夫々Y方向連結プレート及びX
方向連結プレートの中央に対して移動テーブルの側方か
ら垂直に係合しているので、移動テーブル及びベッドの
開口に対応した空間が開放されると共に、移動テーブル
が運動する際に、各ボールねじに対しては軸力のみが作
用し、モーメント荷重が作用することがない。
At this time, in the present invention, one ends of the screw shafts of the first ball screw and the second ball screw are connected to the Y-direction connecting plate and the X-axis, respectively.
Since it is vertically engaged with the center of the direction connecting plate from the side of the moving table, the space corresponding to the opening of the moving table and the bed is opened, and each ball screw is moved when the moving table moves. Is applied only to the axial force, and no moment load is applied.

[実施例] 以下、添附図面に示す実施例に基いて、本発明を具体
的に説明する。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples shown in the accompanying drawings.

第1図に示すように、本実施例のXYテーブルは、二次
元移動手段が配設された枠形状のベッド1と、上記二次
元移動手段に支持されXY両方向に移動可能な枠形状の移
動テーブル2と、上記ベッド1に固定された中空軸モー
ターに組込まれモーターの回転によって二次元移動手段
をY方向に駆動する第一ボールねじ3と、同じく上記移
動テーブル2に固定された中空軸モーターに組込まれモ
ーターの回転によって移動テーブル2をX方向に駆動す
る第二ボールねじ4とで構成されている。
As shown in FIG. 1, the XY table of the present embodiment has a frame-shaped bed 1 on which a two-dimensional moving means is arranged, and a frame-shaped moving body supported by the two-dimensional moving means and movable in both XY directions. A table 2, a first ball screw 3 incorporated in a hollow shaft motor fixed to the bed 1 to drive a two-dimensional moving means in the Y direction by rotation of the motor, and a hollow shaft motor fixed to the moving table 2 in the same manner. And a second ball screw 4 for driving the moving table 2 in the X direction by rotating the motor.

上記ベッド1及び移動テーブル2は、第1図及び第2
図に示すように、略平板の中央部を長方形状に切り欠い
た枠形状をしており、移動テーブル2中央の切り欠き部
を跨ぐようにして被加工物を載置した際に、ベッド1及
び移動テーブル2の切欠部を通してベッド下方から挿入
される工具が被加工物の下面に対して加工作業を行える
ようになっている。
The bed 1 and the moving table 2 are shown in FIGS.
As shown in the figure, it has a frame shape in which the central portion of a substantially flat plate is cut out in a rectangular shape, and when the workpiece is placed so as to straddle the notch portion in the center of the moving table 2, the bed 1 Also, a tool inserted from below the bed through the cutout portion of the moving table 2 can perform a working operation on the lower surface of the workpiece.

そして、上記移動テーブル2の二次元移動手段は、移
動テーブル2下面にX方向に沿って固定ボルトで固定さ
れた二条の下向き軌道台5と、この移動テーブル2下方
に配されるベッド1上にY方向に沿って固定ボルトで固
定された二条の上向き軌道台6と、これら下向き及び上
向き軌道台5,6で構成される直交案内路の四つの交点に
組込まれたクロス直線ベアリング7で構成されている。
このクロス直線ベアリング7は、第5図及び第6図に示
すように、その略下半分がY方向に沿って転動するボー
ル列21を複数備えたY公転送部8である一方、略上半分
はX方向に沿って転動するボール列を複数備えたX方向
転走部9となっており、Y方向転走部8がベッド1上の
上向き軌道台6を摺動すると共に、X方向転走部9が移
動テーブル2下面の下向き軌道台5をX方向に摺動可能
に担持するものである。従って、移動テーブル2は、ク
ロス直線ベアリング7と共にベッド1上をY方向に移動
可能であると共に、X方向に関してはクロス直線ベアリ
ング7に対して移動可能であり、二つの移動を合成する
ことによってXY両方向に自在に移動可能となる。尚、符
号10及び11は、第一ボールねじ3及び第二ボールねじ4
のねじ軸31,41先端が夫々係合する連結プレートであ
り、ねじ軸31,41とクロス直線ベアリング7の動きを一
体化するものである。
The two-dimensional moving means of the moving table 2 is composed of two downward guide rails 5 fixed to the lower surface of the moving table 2 along the X direction with fixing bolts, and a bed 1 arranged below the moving table 2. It is composed of two upward rails 6 fixed along the Y direction with fixing bolts, and cross linear bearings 7 installed at the four intersections of the orthogonal guideways composed of these downward and upward rails 5,6. ing.
As shown in FIGS. 5 and 6, the cross linear bearing 7 is a Y public transfer portion 8 having a plurality of ball rows 21 that roll in the Y direction in a substantially lower half thereof, while a substantially upper half thereof is provided. Half is an X-direction rolling portion 9 provided with a plurality of ball rows that roll along the X-direction, and the Y-direction rolling portion 8 slides on the upward raceway 6 on the bed 1 and also in the X-direction. The rolling section 9 carries the downward track rail 5 on the lower surface of the moving table 2 slidably in the X direction. Therefore, the movable table 2 is movable in the Y direction on the bed 1 together with the cross linear bearing 7, and is movable in the X direction with respect to the cross linear bearing 7, and by combining the two movements, the XY It is possible to move freely in both directions. Reference numerals 10 and 11 denote the first ball screw 3 and the second ball screw 4.
Is a connection plate with which the tips of the screw shafts 31 and 41 engage with each other, and the movements of the screw shafts 31 and 41 and the cross linear bearing 7 are integrated.

次に、上記移動テーブル2を駆動する第一ボールねじ
3及び第二ボールねじ4について説明する。
Next, the first ball screw 3 and the second ball screw 4 that drive the moving table 2 will be described.

上記両者としては、ボールナットが中空軸モーター内
に組込まれモーター回転力が直接ボールナットに伝達さ
れるタイプのボールねじを用いている。このボールねじ
は、第7図に示すように、ボールナット12がモーターハ
ウジング13に回転可能に支持されており、ロータコア14
がステータコア15に対して回転力を生じるとロータコア
14に追従してボールナット12が回転し、この内周面にボ
ール16を介して嵌合するねじ軸31又は41がボールナット
12の回転量に応じてモーターハウジング13内を前後に駆
動される構造となっている。そして、本実施例において
は、上記構造のボールねじをそのねじ軸31がY方向に沿
うようにベッド1のY方向端部中央に固定することによ
って第一ボールねじ3とし(第4図参照)、また、その
ねじ軸41がX方向に沿うように移動テーブル2のX方向
端部中央に固定することによって第二ボールねじ4とし
ている(第3図参照)。また、夫々のねじ軸31,41の先
端は軸方向に垂直に貫通するピン17によってフランジ18
に係合される一方、このフランジ18は固定ボルト19によ
って連結プレート10又は11中央に固定されており、両ね
じ軸31,41が非回転の状態でクロス直線ベアリング7と
共にY方向に移動可能となっている。尚、符号20は上記
モーターハウジング13をベッド1又は移動テーブル2に
取付けるためのブラケットである。
As both of the above, a ball screw of a type in which a ball nut is incorporated in a hollow shaft motor and the motor rotational force is directly transmitted to the ball nut is used. In this ball screw, as shown in FIG. 7, a ball nut 12 is rotatably supported by a motor housing 13, and a rotor core 14
When a rotational force is generated on the stator core 15, the rotor core
The ball nut 12 rotates following 14 and the screw shaft 31 or 41 fitted to this inner peripheral surface via the ball 16 is a ball nut.
The motor housing 13 is driven back and forth in accordance with the rotation amount of 12. Then, in this embodiment, the ball screw having the above structure is fixed to the center of the end of the bed 1 in the Y direction so that the screw shaft 31 extends along the Y direction to form the first ball screw 3 (see FIG. 4). The second ball screw 4 is formed by fixing the screw shaft 41 at the center of the end of the moving table 2 in the X direction so that the screw shaft 41 extends along the X direction (see FIG. 3). In addition, the tips of the respective screw shafts 31 and 41 are attached to the flange 18 by a pin 17 that penetrates perpendicularly to the axial direction.
On the other hand, the flange 18 is fixed to the center of the connecting plate 10 or 11 by a fixing bolt 19, and is movable in the Y direction together with the cross linear bearing 7 in a state where both screw shafts 31 and 41 are not rotated. Has become. Reference numeral 20 is a bracket for mounting the motor housing 13 on the bed 1 or the moving table 2.

次に、このXYテーブルの基本的動作について説明す
る。
Next, the basic operation of this XY table will be described.

各ボールねじ3,4のボールナット12はモーターハウジ
ング13を介してベッド1又は移動テーブル2に支持され
ているので、各中空軸モーターに電気信号が与えられボ
ールナット12に回転が生じると、各ねじ軸31,41はベッ
ド1又は移動テーブル2に対して相対的な変位を生じる
ことになる。このとき、第一ボールねじ3のねじ軸31先
端が係合されている連結プレート10はねじ軸31の進行方
向と同一のY方向に移動可能なので、ねじ軸31がベッド
1に対して変位を生じるとこの変位がクロス直線ベアリ
ング7のY方向変位、すなわち、移動テーブル2のベッ
ド1に対するY方向変位となって現れる。また、第二ボ
ールねじ4のねじ軸41先端が係合されている連結プレー
ト11は、クロス直線ベアリング7と一体になりY方向に
は移動可能であるがねじ軸41の進行方向であるX方向に
は移動不能なので、ねじ軸41が移動テブール2に対して
変位を生じると、この変位が移動テーブル2のクロス直
線ベアリング7に対するX方向の変位、すなわち、ベッ
ド1に対するX方向の変位として現れる。従って、必要
とする移動テーブル2の移動量に基いた指令信号を各中
空軸モーターに印加し、ボールナット12の回転量を制御
することによって、上記X方向及びY方向の移動が組合
され、移動テーブル2が任意の位置に移動してXYテーブ
ルとしての機能を果すものである。
The ball nuts 12 of the ball screws 3 and 4 are supported by the bed 1 or the moving table 2 via the motor housing 13, so that when an electric signal is applied to each hollow shaft motor and the ball nuts 12 rotate, The screw shafts 31 and 41 are displaced relative to the bed 1 or the moving table 2. At this time, since the connecting plate 10 with which the tip of the screw shaft 31 of the first ball screw 3 is engaged can move in the Y direction which is the same as the traveling direction of the screw shaft 31, the screw shaft 31 is displaced relative to the bed 1. When this occurs, this displacement appears as a Y-direction displacement of the cross linear bearing 7, that is, a Y-direction displacement of the moving table 2 with respect to the bed 1. The connecting plate 11 with which the tip of the screw shaft 41 of the second ball screw 4 is engaged is integrated with the cross linear bearing 7 and is movable in the Y direction, but in the X direction which is the traveling direction of the screw shaft 41. Therefore, when the screw shaft 41 is displaced with respect to the movable tebule 2, this displacement appears as a displacement in the X direction with respect to the cross linear bearing 7 of the movable table 2, that is, a displacement in the X direction with respect to the bed 1. Therefore, by applying a command signal based on the required amount of movement of the moving table 2 to each hollow shaft motor and controlling the amount of rotation of the ball nut 12, the above-mentioned movements in the X direction and the Y direction are combined and the movement is performed. The table 2 moves to an arbitrary position and functions as an XY table.

この実施例のXYテーブルはその構造上、移動テーブル
2を駆動するための駆動力が主に軸方向の圧縮荷重又は
引張荷重としてボールねじ3,4と移動テーブル2の間に
作用するので、極度に大きなモーメント荷重が移動テー
ブル2又はボールねじ3,4に作用することはない。
Due to the structure of the XY table of this embodiment, the driving force for driving the moving table 2 acts mainly between the ball screws 3 and 4 and the moving table 2 as a compressive load or a tensile load in the axial direction. No large moment load acts on the moving table 2 or the ball screws 3 and 4.

従って、移動テーブル2の摺動が安定し高精度のテー
ブル運動を得ることができるものである。
Therefore, the sliding of the moving table 2 is stable, and highly accurate table movement can be obtained.

また、本実施例においては、下部テーブル及び上部テ
ーブルといったテーブル重ね合せ構造を用いず、クロス
直線ベアリング7を用いて移動テーブル2をXY両方向に
案内しているので、第一ボールねじ3の駆動するテーブ
ル重量が軽くなり、移動テーブル2に作用する慣性力が
軽減されて送り及び停止の精度が向上すると共にその高
速化を図れるものである。
In addition, in the present embodiment, since the moving table 2 is guided in both the XY directions by using the cross linear bearings 7 without using the table overlapping structure such as the lower table and the upper table, the first ball screw 3 is driven. The weight of the table is reduced, the inertial force acting on the moving table 2 is reduced, the accuracy of feeding and stopping is improved, and the speed is increased.

◎第二実施例 本実施例におけるXYテーブルは、その送り駆動系をベ
ッド1又は移動テーブル2に回転可能に支持されたボー
ルねじ22と、これに並列して配設されたモーター23とで
構成した以外は、上記第一実施例に係るXYテーブルと略
同一である。
Second Embodiment The XY table in this embodiment is composed of a ball screw 22 whose feed drive system is rotatably supported by the bed 1 or the moving table 2 and a motor 23 arranged in parallel with the ball screw 22. Except for this, it is substantially the same as the XY table according to the first embodiment.

上記ボールねじ22は、第6図に示すように、ボールナ
ット24の外周面にボール25を介して外輪部材26が設けら
れており、この外輪部材をブラケット27を介してベッド
1又は移動テーブル2固定することによって、ボールナ
ット24がベッド1又は移動テーブル2に対して回転自在
に支持されている。また、ボールナット24の軸方向端部
にはプーリー28が設けられており、ボールねじ22と平行
してブラケット27に固定されたモーター23との間に張り
渡されたタイミングベルト29によって回転動力を与えら
れるようになっている。
As shown in FIG. 6, the ball screw 22 is provided with an outer ring member 26 on the outer peripheral surface of a ball nut 24 via a ball 25, and the outer ring member is mounted on a bed 1 or a moving table 2 via a bracket 27. By fixing, the ball nut 24 is rotatably supported with respect to the bed 1 or the moving table 2. Further, a pulley 28 is provided at the axial end of the ball nut 24, and rotational power is provided by a timing belt 29 stretched between the ball screw 22 and a motor 23 fixed to a bracket 27 in parallel with the ball screw 22. To be given.

上記構造を有する本実施例のXYテーブルにおいては、
制御装置からの指令信号をモーター23に与えると、タイ
ミングベルト29によりボールナット24に回転力が伝達さ
れてボールナット24に回転が生じ、ねじ軸31,41とボー
ルナット24が支持されているベッド1又は移動テーブル
2との間に相対的な移動が生じ、第一実施例と同様な構
造によって移動テーブル2が駆動されるものである。
In the XY table of this embodiment having the above structure,
When a command signal from the control device is given to the motor 23, the rotational force is transmitted to the ball nut 24 by the timing belt 29 and the ball nut 24 is rotated, and the bed where the screw shafts 31 and 41 and the ball nut 24 are supported. 1 or relative movement occurs between the movable table 2 and the movable table 2, and the movable table 2 is driven by the same structure as in the first embodiment.

従って、この実施例のXYテーブルにおいても、第一実
施例と同様に、移動テーブル2の摺動が安定し高精度の
テーブル運動が得られる。
Therefore, also in the XY table of this embodiment, sliding of the movable table 2 is stable and highly accurate table movement can be obtained, as in the first embodiment.

尚、本実施例においては、モーター23の回転動力をボ
ールナット24に伝達する手段としてタイミングベルト29
及びプーリー28を用いたが、この動力伝達手段として
は、チェーンとギヤや歯車列等、モーター23の回転量が
正確にボールナット24に伝達されるものであるならば同
様の効果を得ることが可能である。
In this embodiment, the timing belt 29 is used as a means for transmitting the rotational power of the motor 23 to the ball nut 24.
Although the pulley 28 is used, the same effect can be obtained as the power transmission means if the rotation amount of the motor 23 is accurately transmitted to the ball nut 24, such as a chain, a gear or a gear train. It is possible.

[発明の効果] 以上説明してきたように、本発明のXYテーブルによれ
ば、移動テーブル及びベッドの開口に対応した空間が開
放されると共に、移動テーブルの運動に当たり各ボール
ねじに対してモーメント荷重が作用することがないの
で、移動テーブル運動精度の悪化や構造の複雑化等の問
題点が解消され、簡易な構造で高精度のテーブル運動を
得ることができる。
[Advantages of the Invention] As described above, according to the XY table of the present invention, the space corresponding to the opening of the moving table and the bed is opened, and the moment load is applied to each ball screw during the movement of the moving table. Does not work, problems such as deterioration of movement accuracy of the moving table and complication of structure are solved, and highly accurate table movement can be obtained with a simple structure.

また、第一ボールねじ及び第二ボールねじでは、ねじ
軸を固定する一方ボールナットを回転させてテーブルを
駆動しているので、軸の回転による危険速度を考慮しな
くても良い分、従来の軸回転による送りに比較して回転
速度を高めることができ、その分だけ移動テーブルの送
り速度を高速化することが可能である。
Further, in the first ball screw and the second ball screw, the table is driven by rotating the ball nut while fixing the screw shaft, so that it is not necessary to consider the critical speed due to the rotation of the shaft, so The rotation speed can be increased as compared with the feed by the shaft rotation, and the feed speed of the moving table can be increased accordingly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明におけるXYテーブルの第一実施例を示す
ものでありその一部を透視図とした概略斜視図、第2図
は第一実施例に係るXYテーブルの平面図、第3図は第2
図のA−A断面図、第4図は第2図のB−B断面図、第
5図は移動テーブルの二次元移動手段であるクロス直線
ベアリングを示す側面図、第6図は第5図のC−C断面
図、第7図は第一実施例に係る中空軸モーターの概略を
示す透視図、第8図は第二実施例に係るボールねじの概
略を示す断面図、第9図及び第10図は従来のXYテーブル
の一例を示す概略平面図とその駆動部を簡略的に表した
模式図、第11図及び第12図も従来のXYテーブルの一例を
示す概略平面図とその駆動部を簡略的に表した模式図で
ある。 [符号の説明] 1:ヘッド 2:移動テーブル 3:第一ボールねじ 4:第二ボールねじ 5:下向き軌道台 6:上向き軌道台 7:クロス直線ベアリング 10,11:連結プレート 12:ボールナット 31,41:ねじ軸
FIG. 1 shows a first embodiment of an XY table according to the present invention, and is a schematic perspective view showing a part of it as a perspective view. FIG. 2 is a plan view of an XY table according to the first embodiment, and FIG. Is the second
Fig. 4 is a sectional view taken along the line AA in Fig. 4, Fig. 4 is a sectional view taken along the line BB in Fig. 2, Fig. 5 is a side view showing a cross linear bearing which is a two-dimensional moving means of the moving table, and Fig. 6 is Fig. 5. CC sectional view of FIG. 7, FIG. 7 is a perspective view showing the outline of the hollow shaft motor according to the first embodiment, FIG. 8 is a sectional view showing the outline of the ball screw according to the second embodiment, FIG. 9 and FIG. 10 is a schematic plan view showing an example of a conventional XY table and a schematic view schematically showing the driving unit, and FIGS. 11 and 12 are also schematic plan views showing an example of a conventional XY table and its driving. It is the schematic diagram which represented the part simply. [Explanation of symbols] 1: Head 2: Moving table 3: First ball screw 4: Second ball screw 5: Down track way 6: Up track way 7: Cross linear bearing 10, 11: Connection plate 12: Ball nut 31 , 41: Screw shaft

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】中央に開口を有する枠形状のベッドと、 このベッド上をX方向及びY方向に移動する中央に開口
を有する枠形状の移動テーブルと、 両側面の長手方向に沿って転動体の転走溝が形成される
と共に、X方向に沿って且つ上記移動テーブルの開口を
挟むようにして上記移動テーブルの下面に取り付けられ
た一対の下向き軌道台と、 両側面の長手方向に沿って移動体の転送溝が形成される
と共に、Y方向に沿って且つ上記開口を挟むようにして
上記ベッド上に取り付けられた一対の上向き軌道台と、 これら下向き軌道台及び上向き軌道台の各転走溝と相俟
って複数の転動体を挟み込む負荷転走溝を有すると共
に、四方向の荷重を負荷しながらこれら下向き軌道台及
び上向き軌道台に沿って運動する4基のクロス直線ベア
リングと、 一方の上向き軌道台に沿って運動するクロス直線ベアリ
ングと他方の上向き軌道台に沿って運動するそれとを互
いに連結するY方向連結プレートと、 一の上向き軌道台に沿って運動する一対のクロス直線ベ
アリングを互いに連結するX方向連結プレートと、 ねじ軸の一端が上記Y方向連結プレートの中央に対して
移動テーブルの側方から垂直に係合し、上記ベッドに回
転可能に支持されたボールナットの回転量に応じてクロ
ス直線ベアリングをY方向に駆動する第一ボールねじ
と、 上記ベッドに固定されて上記第一ボールねじのボールナ
ットを回転させる第一モータと、 ねじ軸の一端が上記X方向連結プレートの中央に対して
移動テーブルの側方から垂直に係合し、上記移動テーブ
ルに回転可能に支持されたボールナットの回転量に応じ
て移動テーブルをX方向に駆動する第二ボールねじと、 上記移動テーブルに固定されて上記第二ボールねじのボ
ールナットを回転させる第二モータとで構成されること
を特徴とするXYテーブル。
1. A frame-shaped bed having an opening in the center, a frame-shaped moving table having an opening in the center that moves on the bed in the X and Y directions, and rolling elements along the longitudinal direction of both side surfaces. And a pair of downward track rails attached to the lower surface of the movable table along the X direction and so as to sandwich the opening of the movable table, and a movable body along the longitudinal direction of both side surfaces. And a pair of upward rails mounted on the bed along the Y direction so as to sandwich the opening, and the rolling grooves of the downward rail and the upward rail. Having a rolling groove for sandwiching a plurality of rolling elements, and four cross linear bearings that move along these downward and upward races while applying loads in four directions, Crossing linear bearing that moves along one upward rail, and a Y-direction connecting plate that connects the other crossing linear bearing that moves along another upward rail, and a pair of cross linear bearings that move along one upward rail. Rotation of a ball nut rotatably supported by the bed, with an X-direction connection plate connecting the two with each other, and one end of a screw shaft vertically engaged with the center of the Y-direction connection plate from the side of the moving table. A first ball screw that drives the cross linear bearing in the Y direction according to the amount; a first motor that is fixed to the bed and that rotates the ball nut of the first ball screw; and one end of the screw shaft that is connected in the X direction. Depending on the amount of rotation of the ball nut that is vertically engaged with the center of the plate from the side of the moving table and is rotatably supported by the moving table. XY table, wherein a second ball screw for driving the moving table in the X direction, that is fixed to the moving table is composed of a second motor for rotating the ball nut of the second ball screw.
【請求項2】第一ボールねじ及び第二ボールねじのうち
少なくともいずれか一方が、中空軸モーター内に組込ま
れ、モーター内のコアに追従して回転するボールナット
を有するボールねじであることを特徴とする請求項1記
載のXYテーブル。
2. A ball screw, wherein at least one of the first ball screw and the second ball screw has a ball nut that is incorporated in a hollow shaft motor and that rotates following a core in the motor. The XY table according to claim 1, which is characterized in that
【請求項3】第一ボールねじ及び第二ボールねじのうち
少なくともいずれか一方が、ナットの外周面にボールを
介在させて外輪を設けたサポートベアリング付きボール
ナットを有するボールねじであり、外輪をベッド又は移
動テーブルに係合してボールナットを回転自在に支持す
ると共に、モーターの回転をナットに伝達してこれを回
転させることを特徴とする請求項1記載のXYテーブル。
3. A ball screw having a ball nut with a support bearing in which at least one of a first ball screw and a second ball screw has an outer ring with a ball interposed on the outer peripheral surface of the nut. The XY table according to claim 1, wherein the ball nut is rotatably supported by engaging with a bed or a moving table, and the rotation of the motor is transmitted to the nut to rotate the nut.
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