JPH09248785A - 位置決め装置 - Google Patents

位置決め装置

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JPH09248785A
JPH09248785A JP8080539A JP8053996A JPH09248785A JP H09248785 A JPH09248785 A JP H09248785A JP 8080539 A JP8080539 A JP 8080539A JP 8053996 A JP8053996 A JP 8053996A JP H09248785 A JPH09248785 A JP H09248785A
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JP
Japan
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linear motion
rotary table
driving force
motor
positioning device
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Application number
JP8080539A
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English (en)
Inventor
Koji Obara
幸治 小原
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Nippon Thompson Co Ltd
Original Assignee
Nippon Thompson Co Ltd
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Publication date
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Priority to US08/786,927 priority patent/US5789835A/en
Publication of JPH09248785A publication Critical patent/JPH09248785A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q16/00—Equipment for precise positioning of tool or work into particular locations not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, 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
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
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    • B23Q1/4804—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs a single rotating pair followed perpendicularly by a single sliding pair
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 物体（被駆動体）を回転させると共にその回
転平面内における任意の位置に位置決め案内する位置決
め装置であって、小型化が図り易く、かつ、回転運動が
電源コード等によって制限されることがない装置を提供
すること。 【解決手段】 直動テーブル機構２の直動テーブル２３
に付与すべき駆動力を発生する駆動力発生手段、具体的
にはモータ３５を、回転テーブル機構１の基体部５内に
配設し、以て上記の効果を得ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体（被駆動体）
を回転させると共に、その回転平面内における任意の位
置に位置決め案内する位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年は、回転運動を案内して駆動する回
転テーブル装置、また、直線運動を案内して駆動する一
軸の直動テーブル装置が電子産業の発展とともに多く使
用されている。しかし、現在では更に、回転運動と直線
運動とが伴って案内して位置決めする位置決め装置が求
められている。現状、このような動作を行わせるために
は、図９及び図１０に示す構成が採用されている。
【０００３】図示のように、回転テーブル装置１０１上
に一軸の直動テーブル装置１０２が取り付けられる。こ
の回転テーブル装置１０１は、その構成が特開平６−４
６５５２号公報に開示されている如くのものであり、概
略的には、略円筒状の基体部１０４と、該基体部１０４
に対して回転自在に挿通された回転テーブル１０５とを
有している。
【０００４】上記基体部１０４は、ハウジングベース１
０４ａ上にインナハウジング１０４ｂとアウタハウジン
グ１０４ｃとが同心に組み付けられてなる。そして、該
インナハウジング１０４ｂ及びアウタハウジング１０４
ｃには、夫々コイルを含む内部固定子（ステータ）１０
７及び外部固定子（ステータ）１０８が互いに対応して
装着されている。
【０００５】上記内部固定子１０７及び外部固定子１０
８の間には回転子（ロータ）１０９が配置され、該回転
子１０９は回転テーブル１０５に固着されている。これ
ら内部固定子１０７、外部固定子１０８及び回転子１０
９は、回転テーブル１０５を回転させるモータを構成す
る。
【０００６】なお、回転テーブル装置１０１は、該モー
タの回転量を検知するためのエンコーダ（図示せず）を
具備している。
【０００７】一方、一軸の直動テーブル装置１０２につ
いては、次のように構成されている。
【０００８】すなわち、長手状の基体部１１２と、該基
体部１１２に対して長手方向に直線運動して往復動自在
に取り付けられた直動テーブル１１３と、該直動テーブ
ル１１３を往復動させるための駆動力を発生するモータ
１１５とを有している。
【０００９】図９から明らかなように、上記基体部１１
２内には長尺のねじ軸１１７が設けられ、かつ、その両
端部にてベアリング１１８を介して該基体部１１２に回
転自在に取り付けられている。該ねじ軸１１７は上記モ
ータ１１５の出力軸１１５ａとカップリング１２０によ
り連結されている。そして、このねじ軸１１７に螺合す
るナット１２１が設けられ、該ナット１２１は上記直動
テーブル１１３に固着されている。
【００１０】これらねじ軸１１７、ベアリング１１８、
カップリング１２０、ナット１２１等によって、モータ
１１５からの駆動力を直動テーブル１１３に伝達する伝
達手段が構成される。つまり、モータ１１５が回転する
とねじ軸１１７が回転し、該ねじ軸に沿ってナット１２
１が往復動することによって直動テーブル１１３が往復
動することになる。
【００１１】なお、一軸の直動テーブル装置１０２は、
直動テーブル１１３の位置を検知するためのエンコーダ
（図示せず）を備えている。
【００１２】上記構成の位置決め装置においては、回転
テーブル装置１０１が具備したエンコーダよりの検知信
号に基づくフィードバック制御によって回転テーブル１
０５が所望の角度位置に回転（図９において矢印Ｒにて
示す）され、直動テーブル装置１０２が該角度位置に位
置決めされる。
【００１３】また、この回転動作の前後、または同時
に、直動テーブル装置１０２のモータ１１５が作動する
ことにより直動テーブル１１３が直線運動（矢印Ｓにて
示す）して、回転平面内の所要位置に駆動される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の位置決め装置は、夫々が独立した装置でなる回転テー
ブル装置１０１と直動テーブル装置１０２とを単純に組
み合わせたものである。
【００１５】かかる構成においては、直動テーブル装置
１０２が具備するモータ１１５が基体部１１２の端に装
備されて出っ張っており、装置全体の小型化を図る上で
問題となっている。
【００１６】また、図１０に示すように、このモータ１
１５に給電するためのコード１２３を引きずっているの
で、直動テーブル装置１０２が揺動運動を行う場合はよ
いが、回転運動するとなると、このコード１２３が巻き
付くことになるので問題があった。また、直動テーブル
装置１０２が有するエンコーダから信号を取り出すため
のコード（図示せず）に関しても同様である。
【００１７】なお、上記した従来の位置決め装置の直動
テーブル装置１０２が具備する伝達手段は、ねじ軸１１
７とナット１２１との螺合による形式であったが、この
他、ベルトによる伝達方式のものもある。図示はしない
が、このベルト伝達方式は、上記直動テーブル装置１０
２の基体部１１２の両端部近傍に夫々歯付ベルト車を配
置し、これら歯付ベルト車に無端状の歯付ベルトを掛け
回し、一方の歯付ベルト車にモータによる駆動力を付与
し、該ベルトを駆送してなり、このベルトに連結されて
いる上記直動テーブルをベルトの駆送によって往復動さ
せるものである。
【００１８】また、このベルト伝達方式のものでも、同
様の上記問題を擁している。
【００１９】本発明は上述した点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、小型化が図り易く、
かつ、回転運動が制限されない位置決め装置を提供する
ことである。
【００２０】また、本発明は、更に他の効果をも奏し得
る位置決め装置を提供する。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による位置決め装置は、回転テーブル機構及
び直動テーブル機構を備え、前記回転テーブル機構が、
第１の基体部と、該第１の基体部に対して回転自在に挿
通した回転テーブルと、該回転テーブルを回転させる駆
動手段とを有し、前記直動テーブル機構が、第２の基体
部と、該第２の基体部に対して直線運動して往復動自在
に取り付けられた直動テーブルと、該直動テーブルを往
復動させるための駆動力を発生する駆動力発生手段と、
該駆動力を該直動テーブルに伝達する伝達手段とを有
し、前記第２の基体部が前記回転テーブル上に搭載さ
れ、前記駆動力発生手段が前記第１の基体部内に配設さ
れているものである。また、本発明による位置決め装置
は、回転テーブル機構及び直動テーブル機構を備え、前
記回転テーブルを回転させる駆動手段と、前記回転テー
ブルの回転量等を検知する第１のエンコーダと、前記直
動テーブル機構の直動テーブルを往復動させるための駆
動力を発生する駆動力発生手段と、前記駆動力発生手段
の回転量等を検知する第２のエンコーダと、前記駆動手
段及び駆動力発生手段を駆動するための信号を発生する
信号発生手段と、前記信号発生手段から発生する駆動手
段を駆動するための信号を前記第２のエンコーダの分解
能に応じた信号に変換する周波数変換手段とで構成され
てなるものである。
【００２２】この位置決め装置は、上記駆動手段の作動
によって上記回転テーブルの回転がなされ、上記駆動力
発生手段からの駆動力によって上記直動テーブルが往復
動する。
【００２３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を添付図面
を参照しつつ説明する。
【００２４】図１及び図２に、本発明の第１実施例とし
ての位置決め装置を示す。
【００２５】図示のように、当該位置決め装置は、回転
テーブル機構１と、該回転テーブル機構１上に搭載され
た直動テーブル機構２とを備えている。
【００２６】回転テーブル機構１は、略円筒状に形成さ
れかつ一端が略閉塞された基体部５を有しており、該基
体部５は開放端が上側となされる。該基体部５は、例え
ば、底部５ａと周壁部５ｂとを一体に成形してなる。
【００２７】この基体部５に対して、回転テーブル７が
挿通されている。該回転テーブル７は、円盤状の担持部
７ａと円筒状部７ｂとを結合してなり、該円筒状部７ｂ
が基体部５内に挿通される。
【００２８】上記回転テーブル７は、基体部５によって
回転自在に支持される。詳しくは、該回転テーブル７の
円筒状部７ｂと基体部５の周壁部５ｂとの間に交差ころ
軸受（クロスローラベアリング）９が介装されている。
交差ころ軸受は、内輪及び外輪に互いに対応して形成さ
れた断面Ｖ字状の軌道溝間に、直径と長さがほぼ同一の
ころを軸芯を交互に交差させて複数組み込んで構成され
回転案内する軸受であって、単独でラジアル荷重、アキ
シアル荷重、モーメント荷重を負荷できるものである。
当該位置決め装置では、回転テーブル７上に直動テーブ
ル機構２が片持ち状に取り付けられて作動することから
軸受にはこれらの合成荷重が加わるが、一個でこの合成
荷重を負荷し得る前記交差ころ軸受９を採用したことに
よって装置全体の部品点数の低減、小型化等が達成され
ている。
【００２９】上記基体部５の周壁部５ｂの内周側には、
コイルを含むステータ（固定子）１１が装着されてい
る。そして、回転テーブル７の円筒状部７ｂの外周側
に、このステータ１１に対応して、永久磁石からなるロ
ータ（回転子）１２が取り付けられている。これらステ
ータ１１及びロータ１２は、回転テーブル７を回転させ
るモータ、すなわち駆動手段を構成する。
【００３０】該モータは、本例の場合、減速機を有さな
いダイレクトドライブ型のモータ、特には直流ブラシレ
スモータであり、上記ステータ１１は各々環状に巻かれ
た複数の電機子コイルが基体部５の周方向において並設
されており、ロータ１２については円周方向において異
なる磁極が交互に並ぶように多極着磁されている。この
構成において、各電機子コイルに所定の励磁電流を供給
することにより、一次側すなわちステータ１１と二次側
であるロータ１２の両者間にフレミングの左手の法則に
基づくトルクが生じ、これが駆動力となって回転テーブ
ル７を回転させる。図において、この励磁電流を供給す
るためのコードを参照符号１４で示している。
【００３１】なお、本例では直流ブラシレスモータが採
用されているが、他のモータ、例えば交流のパルスモー
タ等を適用してもよい。
【００３２】上述した直流ブラシレスモータの回転量等
を検知するためのエンコーダが併設されている。このエ
ンコーダは、図２に示すアドレスプレート１５すなわち
被検知部と、該被検知部に対応する検知部としてのセン
サ１６とからなる。アドレスプレート１５は、円環状に
形成されて回転テーブル７の円筒状部７ｂの下端近傍に
装着され、その周方向に沿って多数のスリット（図示せ
ず）が微細かつ等しいピッチで形成されると共に、所定
位置に原点信号用のスリットが形成されている。そし
て、センサ１６は該アドレスプレート１５に対応して基
体部５に取り付けられ、透過型の３つのフォトカプラを
備え、このうち１つのフォトカプラがこの原点信号用の
スリットを検知するものとして、又、他の２つのフォト
カプラが上記多数のスリット各々を検知すべく作用す
る。
【００３３】すなわち、上記原点信号用のスリットを基
準位置として、等ピッチにて形成された各スリットを通
過するときに得られる信号を計数して回転量等を得るも
のである。図において、各フォトカプラからの検知信号
を取り出すためのコードを、参照符号１８にて示してい
る。
【００３４】また、上記多数のスリットを検出すべく設
けられた２つのフォトカプラが、一方に対してスリット
のピッチの２分の１だけ該ピッチの方向にずらせて配置
されている。この構成によりＡ相、Ｂ相の２相の信号が
得られ、回転方向の判別ができる。
【００３５】なお、本例においては、上記のようにイン
クリメンタル方式のエンコーダを採用しているが、アブ
ソリュート方式のエンコーダの適用も勿論可能である。
【００３６】一方、上記回転テーブル機構１上に取り付
けられた直動テーブル機構２は、下記のように構成され
ている。
【００３７】すなわち、長手状の基体部２１と、該基体
部２１に対してこの長手方向に直線運動して往復動自在
に取り付けられた直動テーブル２３とを有している。該
直動テーブル機構２は、この基体部２１の一端部にて、
すなわち、片持ち状で上記回転テーブル７上に取り付け
られている。
【００３８】なお、この基体部２１を、当該位置決め装
置の全体構成において第２の基体部と称し、これに対
し、回転テーブル機構１が具備する略円筒状の基体部５
を第１の基体部と称する。
【００３９】上記直動テーブル２３は、トラックレール
２５及びスライドユニット２６からなる直動案内ユニッ
トによって案内される。このトラックレール２５は、基
体部２１の該長手方向に沿って延在して固定され、その
両側部に全長にわたって軌道溝（図示せず）が形成され
ている。これに対し、スライドユニット２６は、直動テ
ーブル２３の下面側に取り付けられて、該トラックレー
ル２５に跨架してなり、該軌道溝に対応して転動体とし
て多数のボールが配列収容されている転動体循環路を有
している。この構成によって、該スライドユニット２６
がトラックレール２５に沿って往復動し、該各ボールが
該転動体循環路内で転動、循環しトラックレール２５の
軌道溝に沿って転動して、直動テーブル２３の移動は極
めて円滑に行われる。
【００４０】直動テーブル２３は、次の構成の直動駆動
手段によって往復動なされる。
【００４１】すなわち、上記基体部２１上には、その長
手方向の両端部近傍に一対の歯付ベルト車２８及び２９
が、基体部２１に対してベアリング３０を介して軸支さ
れたスピンドル３１に嵌着されている。
【００４２】両歯付ベルト車２８、２９に、歯付ベルト
３３が掛け回されている。そして、直動テーブル２３の
下側に突設された連結部２３ａが、この歯付ベルト３３
に連結されている。
【００４３】前述した回転テーブル機構１の基体部５の
内部、詳しくは、回転テーブル７の円筒状部７ｂの内部
に空間が設けられており、この空間内に、上記直動テー
ブル２３を往復動させるための駆動力を発生する駆動力
発生手段としてのモータ、この場合、ダイレクトドライ
ブ型の直流ブラシレスモータ３５が配設されている。こ
の直流ブラシレスモータ３５は、言及するまでもない
が、基本的に回転テーブル７を回転させるために設けら
れた前述の直流ブラシレスモータ（ステータ１１及びロ
ータ１２からなる）と同様に構成されている。そして、
この直流ブラシレスモータ３５においても、ステータ
（固定子）が給電側となされている。このステータにあ
る各電機子コイルに励磁電流を供給するためのコード
を、参照符号３７にて示している。
【００４４】基体部２１上に設けられた２つの歯付ベル
ト車のうち、一方の駆動側となる歯付ベルト車２８が、
嵌着されたスピンドル３１に対し上記直流ブラシレスモ
ータ３５の出力軸３５ａとカップリング３９を介して連
結されている。この連結は、回転テーブル７の担持部７
ｂに形成された円形の開口部７ｄに挿通されてなされて
いる。
【００４５】このカップリング３９、両歯付ベルト車２
８、２９、スピンドル３１、歯付ベルト３３等によっ
て、上記直流ブラシレスモータ３５が発生する駆動力を
直動テーブル２３に伝達する伝達手段が構成されてい
る。
【００４６】上記直流ブラシレスモータ３５において
も、該モータの回転量等を検知するためのエンコーダ
（図示せず）が併設されて、上記回転テーブル７を回転
駆動するためのモータに併設されたエンコーダ（アドレ
スプレート１５及びセンサ１６からなる）と同様に構成
されており、又、該エンコーダが含む検知部としてのセ
ンサが固定側に設けられている。このセンサが具備する
３つのフォトカプラから検知信号を取り出すためのコー
ドを参照符号４１で示している。
【００４７】ここで、当該直動駆動手段の動作につい
て、その作動制御を行う制御系の構成と併せて、図３に
基づいて説明する。
【００４８】図３に示すように、操作手段としてのキー
ボード７０は、各部への指令等を設定するためのもので
ある。この操作手段７０により設定された指令等は、演
算制御手段としてのＣＰＵ７１に供給される。このＣＰ
Ｕ７１は、マイクロプロセッサ等で構成されており、記
憶手段としてのＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ（図示せず）
から必要な情報を書き込み若しくは取り出して信号発生
手段７２に送られる。
【００４９】この信号発生手段７２は、パルス発生器と
しての役割を果たすものであり、直流ブラシレスモータ
３５等で構成される直動用モータＡＭ、並びにステータ
１１及びロータ１２で構成される回転用モータＢＭを駆
動するためのパルス、すなわちそれぞれに直動用パルス
並びに回転用パルスを生成して発生する。この図３で
は、それぞれのモータを説明のためＡＭ，ＢＭで示して
いる。
【００５０】上記信号発生手段７２は、デジタル信号と
しての直動用パルス並びに回転用パルスを生成して発生
するためのものであるが、アナログ信号を発生するよう
に構成してもよい。この場合には、後段の回転制御手段
７３に波形整形回路並びにＡ／Ｄ変換回路等を適宜設け
る必要がある。
【００５１】上記信号発生手段７２からの直動用パルス
並びに回転用パルスは、回転制御手段７３に供給され
る。この回転制御手段７３は、周波数変換手段７４、弁
別手段８４及び加算手段７５で構成される。前記信号発
生手段７２で発せられる回転用パルスは、弁別手段７６
に供給されるとともに周波数変換手段７４に供給され
る。周波数変換手段７４に供給された回転用パルスは、
弁別手段８４により弁別されて加算手段７５により直動
用パルスと加算されて弁別手段７７に供給される。
【００５２】なお、図３に示す信号の経路は、矢印等で
示しているが、この矢印には上記したような本来のパル
ス信号の他に基準信号等も含まれるが、回路上は省略し
て図示されている。
【００５３】弁別手段７７は、信号発生手段７２からの
方向指令信号により正逆転を弁別して比較手段７８に信
号を供給する。図３では、弁別手段７７からの信号のう
ち、正転のパルスはＣＷ、逆転のパルスはＣＣＷで表さ
れている。
【００５４】この場合、正転のパルスは、正側の電圧に
よるパルスを用い、逆転のパルスは、負側の電圧を用い
るようにしているが、他の方法を適宜用いるようにして
もよい。
【００５５】この弁別手段７７及び比較手段７８の構成
は、回転用パルスが供給される弁別手段７６及び比較手
段７９と同じ構成となっている。
【００５６】次に、上記比較手段７８は、偏差カウンタ
で構成されており、この比較手段７８からの信号は、直
動用モータ駆動回路８０に供給される。この直動用モー
タ駆動回路８０により直動用モータＡＭが駆動される。
この直動用モータＡＭの回転量、回転速度並びに基準位
置は、エンコーダＥ1 により検出され、該エンコーダＥ
1 からＡ相、Ｂ相並びに基準信号が得られて前記比較手
段７８に供給される。
【００５７】また、上記比較手段７８は、偏差カウンタ
で構成されているので、弁別手段からの指令により直動
用モータ駆動回路８０への指令信号とエンコーダＥ1 か
らフィードバックされる信号とを比較して差がゼロとな
るように直動用モータ駆動回路８０を制御するように働
く。
【００５８】この比較手段７８等の作用は、回転用モー
タＢＭ、エンコーダＥ2 並びに回転用モータ駆動回路８
１と同じ構成となっている。なお、図３に示すエンコー
ダＥ1 ，Ｅ2 は説明のための図示である。
【００５９】ところで、本発明にかかる位置決め装置に
おける回転制御手段７３は、周波数変換手段７４、弁別
手段８４及び加算手段７５で構成されていることは、前
述したとおりであるが、この回転制御手段７３へ供給さ
れる信号発生手段７２からの直動用パルス及び回転用パ
ルスは、直動用モータＡＭ及び回転用モータＢＭのそれ
ぞれの分解能に合わせて設定されている。
【００６０】すなわち、直動用パルスは、直動テーブル
２３の位置決めのために必要な直動用モータＡＭの回転
等に必要な信号であって、直動用モータの分解能に合わ
せて設定されている。
【００６１】同様に、回転用パルスも回転テーブル７の
位置決めのために必要な信号であって回転用モータの分
解能に合わせて設定されている。
【００６２】したがって、エンコーダＥ1 とエンコーダ
Ｅ2 との分解能が異なっているが、エンコーダＥ1 とエ
ンコーダＥ2 の分解能が同じであってもよい。
【００６３】しかして、本発明に係る位置決め装置で
は、図１及び図２で示すように、直動テーブル機構２が
回転テーブル機構１上に搭載されており、駆動力発生手
段としての直動用モータ３５が回転テーブル機構１内に
内包されている。
【００６４】したがって、回転用モータＢＭが動作した
場合には、回転テーブル７が回転し、回転テーブル７上
に固定された基体部２１も回転するので直動テーブル２
３が動作してしまう。つまり、直動用モータＡＭの駆動
力（回転数）に回転用の駆動力（回転数）が重畳されて
直動テーブル２３の位置決めが正確になされないことに
なる。そこで、この重畳される回転テーブル機構１の駆
動力の影響をなくし直動テーブル２３の位置決めを正確
に行うために、本発明に係る位置決め装置では、回転制
御手段７３により制御を行うように構成されている。
【００６５】次に、この回転制御手段７３の作用につい
て説明する。
【００６６】この回転制御手段７３は、回転用モータＢ
Ｍが作動した場合、あるいは直動用モータＡＭと回転用
モータＢＭとが同時に作動した場合に、回転テーブル機
構１の回転要素が直動テーブル機構２の位置決めに影響
しないように制御するものである。
【００６７】周波数変換手段７４は、前述したようにエ
ンコーダＥ1 とエンコーダＥ2 の分解能が異なる場合に
は、信号発生手段７２から発せられる直動用パルスと回
転用パルスの１回転あたりのパルス数は異なるので、回
転用パルスのパルス数を直動用パルスのパルス数と一致
させるように変換して同調させる。
【００６８】そして、加算手段７５は、周波数変換手段
７４により、回転用パルスが直動用パルスのパルス数と
一致するように変換されているので、回転テーブル機構
１の回転と直動テーブル機構２の直動用モータＡＭの回
転とが同じ方向の場合には、変換された回転用のパルス
数をマイナスするように加算し、逆に、反対方向の場合
には、変換された回転用のパルス数を加算する。
【００６９】この回転制御手段７３の作用によって、本
発明に係る位置決め装置は、回転テーブル機構１及び直
動テーブル機構２の夫々を正確に位置決めすることがで
きる。
【００７０】また、本発明に係る位置決め装置は、エン
コーダＥ1 の分解能を予め確認することができるので、
これに応じてマイクロコンピュータ等で構成されている
周波数変換手段７４の設定切換を操作手段７０により適
宜行なうことができるように構成されている。
【００７１】従って、たとえば、エンコーダＥ1 の分解
能が２倍、４倍等のものや、逆に１／２倍、１／４倍等
のものでも容易に設定して用いることができる。
【００７２】次に図３に示す操作手段７０、演算制御手
段７１、信号発生手段７２、回転制御手段７３につい
て、その流れについて説明する。
【００７３】まず、操作者は、操作手段７０としてのキ
ーボードにより、回転テーブル機構１及び直動テーブル
機構２の位置決めを行なうための種々の設定を行なう。
そして、この設定後図示せぬスタートボタンによりスタ
ートさせる。
【００７４】次に、演算制御手段７１は、操作手段７０
からの設定によって指定された必要なデータをメモリか
ら取り出して信号発生手段７２に指令する。信号発生手
段７２は、回転方向指令信号と共に直動用パルス及び回
転用パルスを生成して回転制御手段７３に供給する。
【００７５】回転制御手段７３は、周波数変換手段７４
によって回転用パルスを直動用パルスのパルス数と一致
させるように変換して弁別手段８４に供給する。弁別手
段８４は、直動用モータＡＭと回転用モータＢＭの回転
方向を弁別し、同じ方向である場合には、直動用パルス
に回転用パルスをマイナスするパルスを加算手段７５に
供給する。逆に、反対方向である場合には、直動用パル
スに回転用パルスをプラスするように加算手段７５に供
給する。
【００７６】また、回転用モータが静止しているとき
は、回転用パルスが発生しないので、加算手段７５に供
給されないことは勿論である。
【００７７】以上のような流れによって直動用モータＡ
Ｍと回転用モータＢＭの制御が行なわれる。なお、直動
用モータ駆動回路８０、回転用モータ駆動回路８１等の
制御はすでに説明したので省略する。
【００７８】次に、電源回路８２は、図３に示す各部へ
の電源を供給するためのものであり、また保護回路、監
視回路８３は、図３に示す各部回路の保護並びに正常、
異常等を判定するための回路である。この保護回路、監
視回路８３は、例えば直動用モータＡＭへの過電流や回
転異常等の監視を行なう。
【００７９】これまでの説明から明らかなように、当該
位置決め装置においては、直動テーブル機構２の直動テ
ーブル２３に付与すべき駆動力を発生する駆動力発生手
段としての直流ブラシレスモータ３５が回転テーブル機
構２の基体部５内に配設されている。よって、図９及び
図１０に示した従来例のように直動テーブル機構の端に
モータが張り出すことはなく、装置全体としての小型化
が図り易くなっている。
【００８０】また、該直流ブラシレスモータへの給電用
のコード３７が固定側となり、直動テーブル機構２の回
転運動がこのコード３７による制限を受けずに巻き付く
ことなく自在に行うことができる。
【００８１】また、回転テーブル７を回転させる駆動手
段としての直流ブラシレスモータ（ステータ１１及びロ
ータ１２からなる）、および、直動テーブル２３を往復
動させるための駆動力を発生する駆動力発生手段として
の直流ブラシレスモータ３５が、いずれもマグネット可
動方式にて、そのステータ（固定子）が電機子コイルを
含む給電側となされているので、上記コード１４が固定
側となり、かつ、コード３７も同じく固定側となってい
る。
【００８２】なお、上記マグネット可動方式とは逆にコ
イル可動方式のモータでは、ロータ（回転子）が給電側
となるが、そうすると、上記コード１４及び３７が直動
テーブル機構２の回転運動の妨げとはならないものの、
回転テーブル７及び直流ブラシレスモータ３５の回転運
動に対してある程度の制限が加わる形となる。
【００８３】当該位置決め装置では、両モータのステー
タを給電側とすることによって上記回転運動に対する制
限が回避されている。
【００８４】当該位置決め装置の両モータに併設された
エンコーダについても、その各々の検知部、つまりコー
ド１８、４１が接続されるセンサが固定側に設けられて
いるので、これらのコード１８、４１も固定側となり、
回転運動に対する制限又は悪影響がない。
【００８５】
【実施例】次いで、上述した第１実施例のものと同様の
効果を奏し得る第２実施例としての位置決め装置を、図
４に基づいて説明する。但し、この第２実施例の位置決
め装置は以下に説明する部分以外は上記第１実施例と同
様に構成されているので、装置全体の説明は重複する故
に省略し、要部のみの説明に留める。
【００８６】また、以下の説明及び図４において、上記
第１実施例の位置決め装置と同一又は対応する構成部分
については、同じ参照符号を付して示している。
【００８７】なお、これらのことは、後述する第３実施
例の説明に関しても同様である。
【００８８】図４に示すように、この第２実施例では、
回転テーブル機構１の基体部５が内壁部５ｄを有し、回
転テーブル７の円筒状部７ｂがこの内壁部５ｄと周壁部
５ｂとの間に挿通されている。そして、ステータ１１が
この内壁部５ｄの外周側に装着され、このステータ１１
に対応するロータ１２が該円筒状部７ｂの内周側に装着
されている。
【００８９】また、回転テーブル機構１を担持する中空
のベース部材４４が設けられており、各コード１４、１
８、３７及び４１が、基体部５の底部と該ベース部材４
４とに互いに挿通する孔を通じて該ベース部材４４内に
導入され、まとめて側方に引き出されている。
【００９０】図５は、本発明の第３実施例としての位置
決め装置の要部を示すものである。
【００９１】当該位置決め装置においては、直動テーブ
ル２３を往復動させるための駆動力を発生する駆動力発
生手段としてのモータが、下記のように構成されてい
る。
【００９２】すなわち、該モータは、回転テーブル機構
１の基体部５が有する内壁部５ｄの内部空間に略円筒状
のコア４６が配設され、このコア４６が該内壁部５ｄに
交差ころ軸受４８を介して回転自在に支持され、該内壁
部５ｄの内周側と上記コア４６の外周側とに各々、ステ
ータ５１及びロータ５２が互いに対応して装着されて構
成されている。
【００９３】また、これらステータ５１及びロータ５２
は回転テーブル７を回転させるためのモータのステータ
１１及びロータ１２と同様に構成されたもので、ステー
タ５１が電機子コイルを含む給電側となされている。つ
まり、回転テーブル７を回転させるためのモータと同様
に、マグネット可動方式の直流ブラシレスモータでなっ
ている。
【００９４】なお、該モータの軸受は、該内壁部５ｄの
外周側に設けられた回転テーブル機構１の交差ころ軸受
９のように比較的大きなモーメント荷重を含む合成荷重
を受けることはないから、ラジアル荷重とアキシアル荷
重を負荷し得るものであればよく、交差ころ軸受を使用
することはかならずしも必要としない。
【００９５】また、該モータには参照符号５５及び５６
で夫々示すアドレスプレート及びセンサが設けられ、こ
れらによって該モータの回転量を検出するエンコーダが
構成されている。
【００９６】なお、これら直動用のエンコーダであるア
ドレスプレート５５及びセンサ５６は、回転テーブル７
を回転駆動するためのモータの回転量を検知するエンコ
ーダであるアドレスプレート１５及びセンサ１６と同様
に構成されている。
【００９７】該モータが有するコア４６には、モータの
出力軸としてのスピンドル５８が嵌着されている。この
スピンドル５８は、歯付ベルト車２８が嵌着されたスピ
ンドル３１とカップリング３９により連結されている。
これら両スピンドル３１及び５８並びにカップリング３
９は共に導電性の素材を用いて製作され、かつ中空とな
され、送電用の部材として活用されている。
【００９８】すなわち、両スピンドル３１及び５８の各
端面に対して、それぞれの基体部２１、５からブラシ６
０、６１が各々摺接し、このブラシ６１、６２にはコー
ド６２、６３が接続されている。そして、スピンドル３
１、５８及びカップリング３９内に、絶縁材６４を介し
て非接触として送電部材６５が挿通され、同様に基体部
２１、５から該送電部材６５の両端にコード６６及び６
７がブラシ６９、７０を介して夫々接続されている。
【００９９】上記構成で、例えば、スピンドル３１、５
８及びカップリング３９がマイナス側とされ、送電部材
６５がプラス側となされる。この構成によって、例え
ば、直動テーブル２３が移動限界位置に達したことを確
認するために設けられるリミットセンサからの信号を取
り出したり、直動テーブル２３上に作業ロボット等を搭
載するのであれば該作業ロボット等への給電用として利
用することができ、これらのための送電用コードが当該
位置決め装置の回転動作によって巻き付くなどの事態も
回避される。
【０１００】ここで、前述した各実施例の位置決め装置
の使用例について、図６に基づいて説明する。
【０１０１】図６は、本発明に係る位置決め装置をピッ
ク＆プレイス装置の一部として組み込んだ状態を示す平
面図である。この図において、作業対象としてのワーク
８６が、当該位置決め装置の側方にベルトコンベア８７
によって順次搬入される。該位置決め装置の直動テーブ
ル２３上にはワークの吸着・解除をなす吸着アーム８８
が取り付けられている。
【０１０２】そして、図示のように、回転テーブル機構
１の回転テーブル７が例えば９０°ずつ間欠的に回転せ
しめられ、直動テーブル機構２の直動テーブル２３が適
宜往復動せしめられ、吸着アーム８８による吸着、解除
が行われる。これにより、ベルトコンベア８７上のワー
ク８６は各作業台９０上に振り分けて搬送される。この
ようにワーク８６は、該位置決め装置によって回転平面
内の任意の位置に位置決め案内される。
【０１０３】ところで、前述した第１乃至第３実施例の
位置決め装置では、直動テーブル機構２が回転テーブル
７上に片持ち状に搭載されているが、装置全体としての
重量バランスから、図７の（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、直動テーブル機構２をその中央部分にて回転テーブ
ル７上に設けることにしてもよい。この場合には、駆動
側の歯付ベルト車２８をモータのスピンドル５８に嵌着
して、歯付きベルト３３が該歯付きベルト車２８から外
れぬように押圧するベルト押えローラ９１を設けてな
る。
【０１０４】また、上記各実施例では、駆動力発生手段
としてのモータからの駆動力を直動テーブル２３に伝達
する伝達手段が、歯付ベルト車２８、２９と歯付ベルト
３３等により構成されているが、図８に示す如く、かさ
歯車９４、９５を利用することなどにより、この伝達手
段をねじ軸９６とナット９７に代えることもできる。
【０１０５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による位置
決め装置においては、直動テーブル機構の直動テーブル
に付与すべき駆動力を発生する駆動力発生手段、具体的
にはモータが、回転テーブル機構の基体部内に配設され
ている。従って、従来のように直動テーブル機構の端に
モータが張り出すことはなく、装置全体としての小型化
が図り易い。また、前記駆動力発生手段が前記回転テー
ブル機構の基体部内に配設されたことによって、前記モ
ータへの給電用のコードが固定側となり、直動テーブル
機構が回転しても回転運動が前記コードによる制限を受
けずに自在に行うことができ、物体を回転平面内の任意
の位置に位置決め案内することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施例としての位置決め
装置の、一部断面を含む正面図である。
【図２】図２は、図１に示した位置決め装置の要部の縦
断面図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示した位置決め装置の
作動制御系を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の第２実施例としての位置決め
装置の要部の縦断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施例としての位置決め
装置の要部の縦断面図である。
【図６】図６は、本発明に係る位置決め装置をピック＆
プレイス装置の一部に組み込んだ状態を示す平面図であ
る。
【図７】図７は、直動テーブル機構をその中央部にて回
転テーブル機構上に搭載させてなる位置決め装置を示す
図である。
【図８】図８は、駆動力を伝達する伝達手段の変形例を
具備する位置決め装置の要部の縦断面図である。
【図９】図９は、従来の位置決め装置の、一部断面を含
む平面図である。
【図１０】図１０は、図９に示した位置決め装置の、一
部断面を含む正面図である。
【符号の説明】
１ 回転テーブル機構 ２ 直動テーブル機構 ５ （第１の）基体部 ７ 回転テーブル ９ 交差ころ軸受 １１ ステータ １２ ロータ １４ （給電用）コード １５ アドレスプレート（被検知部） １６ センサ（検知部） １８ （信号取出し用）コード ２１ （第２の）基体部 ２３ 直動テーブル ２５ トラックレール ２６ スライドユニット ２８、２９ 歯付ベルト車 ３３ 歯付ベルト ３５ （直流ブラシレス）モータ ３７ （給電用）コード ４１ （信号取出し用）コード ５５ アドレスプレート ５６ センサ ５８ スピンドル ６０、６１、６９、７０ ブラシ ６２、６３、６６、６７ コード ６４ 絶縁材 ６５ 送電部材 ７０ 操作手段 ７１ 演算制御手段 ７２ 信号発生手段 ７３ 回転制御手段 ７４ 周波数変換手段 ７５ 加算手段 ７６、７７、８４ 弁別手段 ７８、７９ 比較手段 ８０ 直動用モータ駆動回路 ８１ 回転用モータ駆動回路 ８２ 電源回路 ８３ 保護回路 ８６ ワーク ８７ ベルトコンベア ８８ 吸着アーム ９０ 作業台 ９６ ねじ軸 ９７ ナット

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転テーブル機構及び直動テーブル機構
    を備え、 前記回転テーブル機構が、第１の基体部と、 該第１の基体部に対して回転自在に挿通した回転テーブ
    ルと、 該回転テーブルを回転させる駆動手段とを有し、 前記直動テーブル機構が、第２の基体部と、 該第２の基体部に対して直線運動して往復動自在に取り
    付けられた直動テーブルと、 該直動テーブルを往復動させるための駆動力を発生する
    駆動力発生手段と、 該駆動力を該直動テーブルに伝達する伝達手段とを有
    し、 前記第２の基体部が前記回転テーブル上に搭載され、 前記駆動力発生手段が前記第１の基体部内に配設されて
    いることを特徴とする位置決め装置。
  2. 【請求項２】 前記駆動手段及び前記駆動力発生手段
    は、ロータ及びステータからなるモータであり、該ステ
    ータが給電側となされていることを特徴とする請求項１
    記載の位置決め装置。
  3. 【請求項３】 検知部及び被検知部を有して前記モータ
    の回転量等を検知するためのエンコーダが併設され、該
    検知部が固定側に設けられていることを特徴とする請求
    項２記載の位置決め装置。
  4. 【請求項４】 前記回転テーブルは前記第１の基体部に
    対して交差ころ軸受を介して取り付けられていることを
    特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１記載
    の位置決め装置。
  5. 【請求項５】回転テーブル機構及び直動テーブル機構を
    備え、 前記回転テーブルを回転させる駆動手段と、 前記回転テーブルの回転量等を検知する第１のエンコー
    ダと、 前記直動テーブル機構の直動テーブルを往復動させるた
    めの駆動力を発生する駆動力発生手段と、 前記駆動力発生手段の回転量等を検知する第２のエンコ
    ーダと、 前記駆動手段及び駆動力発生手段を駆動するための信号
    を発生する信号発生手段と、 前記信号発生手段から発生する駆動手段を駆動するため
    の信号を前記第２のエンコーダの分解能に応じた信号に
    変換する周波数変換手段とで構成されていることを特徴
    とする位置決め装置。
JP8080539A 1996-03-08 1996-03-08 位置決め装置 Pending JPH09248785A (ja)

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