JPH11114751A - 多自由度位置決めステージ - Google Patents
多自由度位置決めステージInfo
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- JPH11114751A JPH11114751A JP27871297A JP27871297A JPH11114751A JP H11114751 A JPH11114751 A JP H11114751A JP 27871297 A JP27871297 A JP 27871297A JP 27871297 A JP27871297 A JP 27871297A JP H11114751 A JPH11114751 A JP H11114751A
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- JP
- Japan
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- screw shaft
- slider
- mount
- center
- thruster
- Prior art date
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- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡素化した、新規な位置決め機構により、光
通信における反射鏡の位置決め、追尾用パラボラアンテ
ナの位置合わせ、さらには多面体切削加工に適用可能と
する。 【解決手段】 第１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃ
によってそれぞれ支持される第１〜第３リンク５〜７
を、テーブル２を水平状態に支える際、取り付けヘッド
２３をねじシャフト１５の軸方向に直角な軸２５を中心
にθ1 、傾斜させると共に、ねじシャフト１５に平行な
基軸２３ａを中心にθ2 、テーブル２中心側にそれぞれ
傾斜させるようにする。かかる状態から、前記第１〜第
３スライダ機構１０ａ〜１０ｃを駆動制御することで、
ねじシャフト１５上においてスラスタ部１１を、ボール
ねじ１９を介して移動させ、第１〜第３リンク５〜７を
支える取り付けヘッド２３を、基軸２３ａおよび軸２５
中心に回転調節して、テーブル２中心のボールジョイン
ト４を中心に、テーブル２を旋回調節可能に支持するよ
うにする。
通信における反射鏡の位置決め、追尾用パラボラアンテ
ナの位置合わせ、さらには多面体切削加工に適用可能と
する。 【解決手段】 第１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃ
によってそれぞれ支持される第１〜第３リンク５〜７
を、テーブル２を水平状態に支える際、取り付けヘッド
２３をねじシャフト１５の軸方向に直角な軸２５を中心
にθ1 、傾斜させると共に、ねじシャフト１５に平行な
基軸２３ａを中心にθ2 、テーブル２中心側にそれぞれ
傾斜させるようにする。かかる状態から、前記第１〜第
３スライダ機構１０ａ〜１０ｃを駆動制御することで、
ねじシャフト１５上においてスラスタ部１１を、ボール
ねじ１９を介して移動させ、第１〜第３リンク５〜７を
支える取り付けヘッド２３を、基軸２３ａおよび軸２５
中心に回転調節して、テーブル２中心のボールジョイン
ト４を中心に、テーブル２を旋回調節可能に支持するよ
うにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光通信（レ
ーザ光線等）における反射鏡の位置決め、ＴＶ野外中継
の際の追尾用パラボラアンテナの位置合わせ、さらには
ダイヤモンド等の宝石類の多面体切削加工を行うための
精密加工機械に適用可能な多自由度位置決めステージに
関するものである。
ーザ光線等）における反射鏡の位置決め、ＴＶ野外中継
の際の追尾用パラボラアンテナの位置合わせ、さらには
ダイヤモンド等の宝石類の多面体切削加工を行うための
精密加工機械に適用可能な多自由度位置決めステージに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、精密測定器具、精密加工機械、精
密組立て装置等に適用可能な位置決めステージであるＸ
ＹＺまたはＸＹΘステージを初めとする、多自由度の位
置決めステージは、それぞれのステージを積み重ねて構
成されるのが一般的な構造とされている。
密組立て装置等に適用可能な位置決めステージであるＸ
ＹＺまたはＸＹΘステージを初めとする、多自由度の位
置決めステージは、それぞれのステージを積み重ねて構
成されるのが一般的な構造とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そのために、かかる方
式では部品点数が多くなると共に装置に対する機構の占
める容積比率は増大する。また、積み重ねによる高さが
高く不安定になり、上のステージは下のステージの精度
の影響を受ける。さらに、それぞれの位置決め軸方向を
組み合わせるときの組立て精度の確保が困難となる。本
発明は以上のような課題を克服するために提案されたも
のであって、機構を簡素化した、しかも新規な位置決め
機構により、例えば光通信（レーザ光線等）における反
射鏡の位置決め、ＴＶ野外中継の際の追尾用パラボラア
ンテナの位置合わせ、さらにはダイヤモンド等の宝石類
の多面体切削加工のための精密加工機械に適用可能とし
た、多自由度位置決めステージを提供することを目的と
する。
式では部品点数が多くなると共に装置に対する機構の占
める容積比率は増大する。また、積み重ねによる高さが
高く不安定になり、上のステージは下のステージの精度
の影響を受ける。さらに、それぞれの位置決め軸方向を
組み合わせるときの組立て精度の確保が困難となる。本
発明は以上のような課題を克服するために提案されたも
のであって、機構を簡素化した、しかも新規な位置決め
機構により、例えば光通信（レーザ光線等）における反
射鏡の位置決め、ＴＶ野外中継の際の追尾用パラボラア
ンテナの位置合わせ、さらにはダイヤモンド等の宝石類
の多面体切削加工のための精密加工機械に適用可能とし
た、多自由度位置決めステージを提供することを目的と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ために、本発明は、テーブルを所望位置に移動して位置
決め調節する多自由度位置決めステージであって、前記
テーブルを、テーブルの中心点においてテーブルスタン
ドに回動自在に支持する一方、前記テーブルの中心点に
対して、適宜距離、離隔した複数の位置において、リン
クの一端部をそれぞれ回動自在に連結して、これらのリ
ンクの他端部を、それぞれのスライダ機構に回動自在に
連結するようにし、前記スライダ機構は、長尺なスライ
ダベースと、スライダベース両端間に回動自在に支持し
たねじシャフトと、ねじシャフトに回動力を与えるモー
タと、前記ねじシャフトに移動可能に装着したスラスタ
部とを有し、このスラスタ部に、前記リンクの他端部
を、ねじシャフト軸方向、およびねじシャフト軸に対し
て直角方向の軸廻りに回動可能に接続するようにし、前
記それぞれのスライダ機構を適宜駆動制御することで、
ねじシャフト上においてスラスタ部を移動させ、テーブ
ルを、テーブルの中心点を回動中心として、旋回調節可
能に構成した。前述の構成において、テーブルの中心点
に対して、等距離、離隔した第１、第２、第３の位置に
おいて、互いに等長の第１、第２、第３のリンクの一端
部をそれぞれ回動自在に連結して、これらのリンクの他
端部を、それぞれ第１〜第３のスライダ機構に回動自在
に連結するようにし、前記第１〜第３スライダ機構は、
それぞれ長尺なスライダベースと、スライダベース両端
間に回動自在に支持したねじシャフトと、ねじシャフト
に回動力を与えるモータと、前記ねじシャフトに移動可
能に装着したスラスタ部とを有し、このスラスタ部に、
前記第１〜第３リンクの他端部を、ねじシャフト軸方
向、およびねじシャフト軸に対して直角方向の軸廻りに
回動可能に接続するようにし、前記第１〜第３スライダ
機構におけるスライダベースを、テーブルスタンド周囲
を取り囲むように、スライダベースにおけるねじシャフ
トが三角形の各辺を構成するように、且つテーブルの中
心点の位置が、前記ねじシャフトが形成する三角形の重
心と一致するように配設し、前記第１〜第３スライダ機
構を適宜駆動制御することで、ねじシャフト上において
スラスタ部を移動させ、テーブルを、テーブルの中心点
を回動中心として、旋回調節可能に構成した。また、前
記スラスタ部は、ねじシャフトに移動自在に螺入したボ
ールねじと、このボールねじの下面側に設けた、スライ
ダベース上のガイドレールに摺動移動自在に装着したス
ラスタ基部と、ボールねじの上面側に、前記第１〜第３
リンクの他端部を、それぞれねじシャフト軸方向、およ
びねじシャフト軸に対して直角方向の軸廻りに回動可能
とする連結部とを備えた。また、前記テーブルを水平状
態に支える際、スライダ機構によってそれぞれ支持され
るリンクの一端部側を、鉛直状態からねじシャフト軸方
向、およびねじシャフト軸に対して直角方向に、それぞ
れ特定角度、傾斜させるように設定した。さらに、前記
テーブルの支持高さを変えられるようにした、昇降支柱
部を備え、この昇降支柱部は、モータを装着するモータ
マウントと、頂部に回動自在にテーブルを支持したテー
ブルマウントとを昇降調節機構によって昇降可能に連結
した構成とする一方、前記モータマウントとテーブルマ
ウントとを鉛直昇降するように規制するリニアガイド手
段を備え、前記昇降調節機構は、モータマウントに装着
したモータと、モータマウント頂部にベアリングを介し
て鉛直方向に指向させて支持したねじシャフトとを有
し、このねじシャフト上端側を、前記テーブルマウント
の内部空間上方に向かって臨入すると共に、テーブルマ
ウント下面側に装着したボールねじを移動可能に螺入
し、前記リニアガイド手段は、モータマウントの頂部側
側面側方に突設した軸受保持部に装着した直動軸受に、
ガイドポストを装入して、このガイドポストの上端部を
前記テーブルマウント下面側の側方に突設した突設部に
係止し、前記第１〜第３スライダ機構並びに、昇降調節
機構を適宜駆動制御して、テーブルを、テーブルの支持
高さを調節すると共にテーブルの中心点を回動中心とし
て、旋回調節可能に構成した。
ために、本発明は、テーブルを所望位置に移動して位置
決め調節する多自由度位置決めステージであって、前記
テーブルを、テーブルの中心点においてテーブルスタン
ドに回動自在に支持する一方、前記テーブルの中心点に
対して、適宜距離、離隔した複数の位置において、リン
クの一端部をそれぞれ回動自在に連結して、これらのリ
ンクの他端部を、それぞれのスライダ機構に回動自在に
連結するようにし、前記スライダ機構は、長尺なスライ
ダベースと、スライダベース両端間に回動自在に支持し
たねじシャフトと、ねじシャフトに回動力を与えるモー
タと、前記ねじシャフトに移動可能に装着したスラスタ
部とを有し、このスラスタ部に、前記リンクの他端部
を、ねじシャフト軸方向、およびねじシャフト軸に対し
て直角方向の軸廻りに回動可能に接続するようにし、前
記それぞれのスライダ機構を適宜駆動制御することで、
ねじシャフト上においてスラスタ部を移動させ、テーブ
ルを、テーブルの中心点を回動中心として、旋回調節可
能に構成した。前述の構成において、テーブルの中心点
に対して、等距離、離隔した第１、第２、第３の位置に
おいて、互いに等長の第１、第２、第３のリンクの一端
部をそれぞれ回動自在に連結して、これらのリンクの他
端部を、それぞれ第１〜第３のスライダ機構に回動自在
に連結するようにし、前記第１〜第３スライダ機構は、
それぞれ長尺なスライダベースと、スライダベース両端
間に回動自在に支持したねじシャフトと、ねじシャフト
に回動力を与えるモータと、前記ねじシャフトに移動可
能に装着したスラスタ部とを有し、このスラスタ部に、
前記第１〜第３リンクの他端部を、ねじシャフト軸方
向、およびねじシャフト軸に対して直角方向の軸廻りに
回動可能に接続するようにし、前記第１〜第３スライダ
機構におけるスライダベースを、テーブルスタンド周囲
を取り囲むように、スライダベースにおけるねじシャフ
トが三角形の各辺を構成するように、且つテーブルの中
心点の位置が、前記ねじシャフトが形成する三角形の重
心と一致するように配設し、前記第１〜第３スライダ機
構を適宜駆動制御することで、ねじシャフト上において
スラスタ部を移動させ、テーブルを、テーブルの中心点
を回動中心として、旋回調節可能に構成した。また、前
記スラスタ部は、ねじシャフトに移動自在に螺入したボ
ールねじと、このボールねじの下面側に設けた、スライ
ダベース上のガイドレールに摺動移動自在に装着したス
ラスタ基部と、ボールねじの上面側に、前記第１〜第３
リンクの他端部を、それぞれねじシャフト軸方向、およ
びねじシャフト軸に対して直角方向の軸廻りに回動可能
とする連結部とを備えた。また、前記テーブルを水平状
態に支える際、スライダ機構によってそれぞれ支持され
るリンクの一端部側を、鉛直状態からねじシャフト軸方
向、およびねじシャフト軸に対して直角方向に、それぞ
れ特定角度、傾斜させるように設定した。さらに、前記
テーブルの支持高さを変えられるようにした、昇降支柱
部を備え、この昇降支柱部は、モータを装着するモータ
マウントと、頂部に回動自在にテーブルを支持したテー
ブルマウントとを昇降調節機構によって昇降可能に連結
した構成とする一方、前記モータマウントとテーブルマ
ウントとを鉛直昇降するように規制するリニアガイド手
段を備え、前記昇降調節機構は、モータマウントに装着
したモータと、モータマウント頂部にベアリングを介し
て鉛直方向に指向させて支持したねじシャフトとを有
し、このねじシャフト上端側を、前記テーブルマウント
の内部空間上方に向かって臨入すると共に、テーブルマ
ウント下面側に装着したボールねじを移動可能に螺入
し、前記リニアガイド手段は、モータマウントの頂部側
側面側方に突設した軸受保持部に装着した直動軸受に、
ガイドポストを装入して、このガイドポストの上端部を
前記テーブルマウント下面側の側方に突設した突設部に
係止し、前記第１〜第３スライダ機構並びに、昇降調節
機構を適宜駆動制御して、テーブルを、テーブルの支持
高さを調節すると共にテーブルの中心点を回動中心とし
て、旋回調節可能に構成した。
【０００５】
【発明の実施の態様】次に、本発明にかかる多自由度位
置決めステージの一つの実施の態様を示し、添付の図面
に基づいて説明する。図１、図２に多自由度位置決めス
テージ１を示し、この多自由度位置決めステージ１は、
テーブル２を所望位置に移動して位置決め調節するもの
であって、前記テーブル２を、テーブル２の中心点にお
いてテーブルスタンド３にボールジョイント４を介して
取り付けて支持する構成としている。また、前記テーブ
ル２は、テーブル２中心における支点に対して、互いに
等距離、且つ等角度なす位置において等長の第１、第
２、第３のリンク５，６，７先端をボールジョイント８
を介して接続する一方、これら第１〜第３リンク５，
６，７の基端部を、前記テーブルスタンド３を取り囲む
ように配設した第１〜第３のスライダ機構１０ａ，１０
ｂ，１０ｃにおけるスラスタ部１１の外側部材（後述）
に回動自在に連結するようにしている。
置決めステージの一つの実施の態様を示し、添付の図面
に基づいて説明する。図１、図２に多自由度位置決めス
テージ１を示し、この多自由度位置決めステージ１は、
テーブル２を所望位置に移動して位置決め調節するもの
であって、前記テーブル２を、テーブル２の中心点にお
いてテーブルスタンド３にボールジョイント４を介して
取り付けて支持する構成としている。また、前記テーブ
ル２は、テーブル２中心における支点に対して、互いに
等距離、且つ等角度なす位置において等長の第１、第
２、第３のリンク５，６，７先端をボールジョイント８
を介して接続する一方、これら第１〜第３リンク５，
６，７の基端部を、前記テーブルスタンド３を取り囲む
ように配設した第１〜第３のスライダ機構１０ａ，１０
ｂ，１０ｃにおけるスラスタ部１１の外側部材（後述）
に回動自在に連結するようにしている。
【０００６】前記第１〜第３スライダ機構１０ａ，１０
ｂ，１０ｃは、それぞれ長尺なスライダベース１２と、
スライダベース１２両端側に設けた支持部材１３、１４
間に回動自在に架け渡し支持したねじシャフト１５、前
記支持部材１３にモータマウント１６を介して装着した
モータ１７とを有する。なお前記モータマウント１６内
において、ねじシャフト１５とモータ１７の出力軸１７
ａがカップリング１８を介して連結している。前記ねじ
シャフト１５には、図３に示すようにスラスタ部１１を
構成するボールねじ１９が移動自在に螺入されていると
共に、このボールねじ１９の下面側には、スライダベー
ス１２上に取り付けたガイドレール２０に、摺動移動自
在に装着したスラスタ基部２１を設けている。そして、
ボールねじ１９の上面側には、前記第１リンク５（また
は第２リンク６、第３リンク７）を、２軸廻りに回動可
能とする連結部２２が設けられている。かかる連結部２
２は、第１リンク５の基端部を取り付けた取り付けヘッ
ド２３を、取り付けヘッド２３と一体的に構成した基軸
２３ａをねじシャフト１５に平行に指向させた状態で、
ベアリング２４により、基軸２３ａを回動軸として回動
自在に支持する一方、前記取り付けヘッド２３に、取り
付けヘッド２３の基軸２３ａに対して直角方向に指向す
る軸２５を回動中心として、ベアリング２６により回動
自在に支持する構成としている。
ｂ，１０ｃは、それぞれ長尺なスライダベース１２と、
スライダベース１２両端側に設けた支持部材１３、１４
間に回動自在に架け渡し支持したねじシャフト１５、前
記支持部材１３にモータマウント１６を介して装着した
モータ１７とを有する。なお前記モータマウント１６内
において、ねじシャフト１５とモータ１７の出力軸１７
ａがカップリング１８を介して連結している。前記ねじ
シャフト１５には、図３に示すようにスラスタ部１１を
構成するボールねじ１９が移動自在に螺入されていると
共に、このボールねじ１９の下面側には、スライダベー
ス１２上に取り付けたガイドレール２０に、摺動移動自
在に装着したスラスタ基部２１を設けている。そして、
ボールねじ１９の上面側には、前記第１リンク５（また
は第２リンク６、第３リンク７）を、２軸廻りに回動可
能とする連結部２２が設けられている。かかる連結部２
２は、第１リンク５の基端部を取り付けた取り付けヘッ
ド２３を、取り付けヘッド２３と一体的に構成した基軸
２３ａをねじシャフト１５に平行に指向させた状態で、
ベアリング２４により、基軸２３ａを回動軸として回動
自在に支持する一方、前記取り付けヘッド２３に、取り
付けヘッド２３の基軸２３ａに対して直角方向に指向す
る軸２５を回動中心として、ベアリング２６により回動
自在に支持する構成としている。
【０００７】以上のような構成の第１〜第３スライダ機
構１０ａ〜１０ｃが、第１〜第３スライダ機構１０ａ〜
１０ｃにおけるスライダベース１２を、テーブル２をテ
ーブル２の中心点においてボールジョイント４を介して
支えるテーブルスタンド３周囲を取り囲むように、スラ
イダベース１２におけるねじシャフト１５がほぼ正三角
形の各辺を構成するように、且つ、テーブル２の中心点
においてボールジョイント４の位置がその正三角形の重
心と一致するように配設されている（図１参照）。そし
て第１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃによってそれ
ぞれ支持される第１〜第３リンク５〜７は、テーブル２
を水平状態に支える際、取り付けヘッド２３をねじシャ
フト１５の軸方向に直角な軸２５を中心にθ1 、傾斜さ
せると共に、ねじシャフト１５に平行な基軸２３ａを中
心にθ2 、テーブル２中心側にそれぞれ傾斜させるよう
にしている。かかる状態からテーブル２を、前記第１〜
第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃを駆動制御すること
で、ねじシャフト１５上においてスラスタ部１１を、ボ
ールねじ１９を介して移動させ、第１〜第３リンク５〜
７を支える取り付けヘッド２３を、基軸２３ａおよび軸
２５中心に回転調節して、テーブル２中心のボールジョ
イント４を中心に、旋回調節可能に構成している。
構１０ａ〜１０ｃが、第１〜第３スライダ機構１０ａ〜
１０ｃにおけるスライダベース１２を、テーブル２をテ
ーブル２の中心点においてボールジョイント４を介して
支えるテーブルスタンド３周囲を取り囲むように、スラ
イダベース１２におけるねじシャフト１５がほぼ正三角
形の各辺を構成するように、且つ、テーブル２の中心点
においてボールジョイント４の位置がその正三角形の重
心と一致するように配設されている（図１参照）。そし
て第１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃによってそれ
ぞれ支持される第１〜第３リンク５〜７は、テーブル２
を水平状態に支える際、取り付けヘッド２３をねじシャ
フト１５の軸方向に直角な軸２５を中心にθ1 、傾斜さ
せると共に、ねじシャフト１５に平行な基軸２３ａを中
心にθ2 、テーブル２中心側にそれぞれ傾斜させるよう
にしている。かかる状態からテーブル２を、前記第１〜
第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃを駆動制御すること
で、ねじシャフト１５上においてスラスタ部１１を、ボ
ールねじ１９を介して移動させ、第１〜第３リンク５〜
７を支える取り付けヘッド２３を、基軸２３ａおよび軸
２５中心に回転調節して、テーブル２中心のボールジョ
イント４を中心に、旋回調節可能に構成している。
【０００８】以上のような構成の多自由度位置決めステ
ージ１において、テーブル２とテーブルスタンド３、第
１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃとの連結構成を図
４のごとく示すことができる。ここで、テーブル２とテ
ーブルスタンド３との連結箇所である、テーブル２中心
のボールジョイント４を支点Ａとし、第１スライダ機構
１０ａにおけるスラスタ部１１の連結部２２の取り付け
ヘッド２３と第１リンク５との連結箇所を支点Ｂ1とす
る一方、第１リンク５の上端とテーブル２との連結箇所
であるボールジョイント８を支点Ｃ1としている。ま
た、第２スライダ機構１０ｂにおけるスラスタ部１１の
連結部２２の取り付けヘッド２３と第２リンク６との連
結箇所を支点Ｂ2とする一方、第２リンク６の上端とテ
ーブル２との連結箇所であるボールジョイント８を支点
Ｃ2としている。さらに、第３スライダ機構１０ｃにお
けるスラスタ部１１の連結部２２の取り付けヘッド２３
と第３リンク７との連結箇所を支点Ｂ3とする一方、第
３リンク７の上端とテーブル２との連結箇所であるボー
ルジョイント８を支点Ｃ3としている。
ージ１において、テーブル２とテーブルスタンド３、第
１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃとの連結構成を図
４のごとく示すことができる。ここで、テーブル２とテ
ーブルスタンド３との連結箇所である、テーブル２中心
のボールジョイント４を支点Ａとし、第１スライダ機構
１０ａにおけるスラスタ部１１の連結部２２の取り付け
ヘッド２３と第１リンク５との連結箇所を支点Ｂ1とす
る一方、第１リンク５の上端とテーブル２との連結箇所
であるボールジョイント８を支点Ｃ1としている。ま
た、第２スライダ機構１０ｂにおけるスラスタ部１１の
連結部２２の取り付けヘッド２３と第２リンク６との連
結箇所を支点Ｂ2とする一方、第２リンク６の上端とテ
ーブル２との連結箇所であるボールジョイント８を支点
Ｃ2としている。さらに、第３スライダ機構１０ｃにお
けるスラスタ部１１の連結部２２の取り付けヘッド２３
と第３リンク７との連結箇所を支点Ｂ3とする一方、第
３リンク７の上端とテーブル２との連結箇所であるボー
ルジョイント８を支点Ｃ3としている。
【０００９】本発明にかかる多自由度位置決めステージ
１は、以上のように構成されるものであり、次にその作
用について説明する。先ず、テーブル２を水平状態に維
持したままテーブル２中心のボールジョイント４を回転
中心として移動させるには、図５に示すように第１〜第
３スライダ機構１０ａ〜１０ｃを同時に起動して、スラ
スタ部１１を同方向に等距離移動させるようにする。ス
ラスタ部１１における連結部２２の取り付けヘッド２３
によってそれぞれ支持される、第１〜第３リンク５〜７
の傾斜角は変わらず、従って、第１〜第３リンク５〜７
の上端のボールジョイント８の位置である、支点Ｃ1、
Ｃ2、Ｃ3は、等距離、水平方向へ移動するだけであるの
で、テーブル２は、前記移動距離分に対応する角度分、
回転することになる。従って、テーブル２は第１〜第３
スライダ機構１０ａ〜１０ｃのスラスタ部１１の移動量
を制御することにより、θz方向の移動調節が可能であ
るので、ソフトウェアにより容易にテーブル２の制御が
可能である。
１は、以上のように構成されるものであり、次にその作
用について説明する。先ず、テーブル２を水平状態に維
持したままテーブル２中心のボールジョイント４を回転
中心として移動させるには、図５に示すように第１〜第
３スライダ機構１０ａ〜１０ｃを同時に起動して、スラ
スタ部１１を同方向に等距離移動させるようにする。ス
ラスタ部１１における連結部２２の取り付けヘッド２３
によってそれぞれ支持される、第１〜第３リンク５〜７
の傾斜角は変わらず、従って、第１〜第３リンク５〜７
の上端のボールジョイント８の位置である、支点Ｃ1、
Ｃ2、Ｃ3は、等距離、水平方向へ移動するだけであるの
で、テーブル２は、前記移動距離分に対応する角度分、
回転することになる。従って、テーブル２は第１〜第３
スライダ機構１０ａ〜１０ｃのスラスタ部１１の移動量
を制御することにより、θz方向の移動調節が可能であ
るので、ソフトウェアにより容易にテーブル２の制御が
可能である。
【００１０】また、第１〜第３スライダ機構１０ａ〜１
０ｃのうち、第１スライダ機構１０ａのみ起動して、第
２、第３スライダ機構１０ｂ，１０ｃを静止状態として
おけば、図６に示すように、２軸θx,θz（θy,θz）方
向への移動が可能となる。すなわち、第１スライダ機構
１０ａを起動してスラスタ部１１を図中、右方へある距
離移動させると、スラスタ部１１における連結部２２の
取り付けヘッド２３に連なる第１リンク５を介して第１
リンク５上端のボールジョイント８を押し込む。これに
よってテーブル２はテーブル２中心のボールジョイント
４を中心とする曲げモーメントを受ける。この際、第
２、第３スライダ機構１０ｂ，１０ｃは静止状態にある
ので、テーブル２は前記曲げモーメントにより、テーブ
ル２中心のボールジョイント４を中心として、各支点Ｃ
1、Ｃ2、Ｃ3が２点鎖線で示す位置からそれぞれ実線で
示す位置に移動し、全体として右上がり左下がりの状態
に傾斜変位する。かかるテーブル２の変位後の姿勢位置
は、前記各支点Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の位置によって説明する
ことができ、各支点Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の位置は、第１スラ
イダ機構１０ａにおけるスラスタ部１１の移動量によっ
て決まるので、このスラスタ部１１の移動量を制御する
ことにより、２軸θx,θz（θy,θz）方向への移動調節
が可能となることがわかる。
０ｃのうち、第１スライダ機構１０ａのみ起動して、第
２、第３スライダ機構１０ｂ，１０ｃを静止状態として
おけば、図６に示すように、２軸θx,θz（θy,θz）方
向への移動が可能となる。すなわち、第１スライダ機構
１０ａを起動してスラスタ部１１を図中、右方へある距
離移動させると、スラスタ部１１における連結部２２の
取り付けヘッド２３に連なる第１リンク５を介して第１
リンク５上端のボールジョイント８を押し込む。これに
よってテーブル２はテーブル２中心のボールジョイント
４を中心とする曲げモーメントを受ける。この際、第
２、第３スライダ機構１０ｂ，１０ｃは静止状態にある
ので、テーブル２は前記曲げモーメントにより、テーブ
ル２中心のボールジョイント４を中心として、各支点Ｃ
1、Ｃ2、Ｃ3が２点鎖線で示す位置からそれぞれ実線で
示す位置に移動し、全体として右上がり左下がりの状態
に傾斜変位する。かかるテーブル２の変位後の姿勢位置
は、前記各支点Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の位置によって説明する
ことができ、各支点Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の位置は、第１スラ
イダ機構１０ａにおけるスラスタ部１１の移動量によっ
て決まるので、このスラスタ部１１の移動量を制御する
ことにより、２軸θx,θz（θy,θz）方向への移動調節
が可能となることがわかる。
【００１１】前記多自由度位置決めステージ１では、さ
らに図７に示すように、テーブル２のθx（θy）方向の
変位調節が可能である。ここでは、第１〜第３スライダ
機構１０ａ〜１０ｃを全て起動して、図示するように矢
印方向へ移動調節することで、テーブル２を移動制御し
ている。すなわち第１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０
ｃをそれぞれ起動してスラスタ部１１を移動させ、第１
〜第３リンク５〜７を介して、各支点Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3を
２点鎖線で示す位置からそれぞれ実線で示す位置に移動
させて、テーブル２中心のボールジョイント４を中心と
して全体として傾斜変位させることができる。いずれに
しても、多自由度位置決めステージ１におけるテーブル
２は、第１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃを起動制
御して、スラスタ部１１の移動量、移動方向を制御する
ことにより、支点Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の位置を移動位置決め
することができるので、ソフトウェアを組むことによ
り、自在にテーブル２の変位調節することができ、例え
ば光通信（レーザ光線等）における反射鏡の位置決め、
ＴＶ野外中継の際の追尾用パラボラアンテナの位置合わ
せ、さらにはダイヤモンド等の宝石類の多面体切削加工
の精密加工機械に適用可能である。
らに図７に示すように、テーブル２のθx（θy）方向の
変位調節が可能である。ここでは、第１〜第３スライダ
機構１０ａ〜１０ｃを全て起動して、図示するように矢
印方向へ移動調節することで、テーブル２を移動制御し
ている。すなわち第１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０
ｃをそれぞれ起動してスラスタ部１１を移動させ、第１
〜第３リンク５〜７を介して、各支点Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3を
２点鎖線で示す位置からそれぞれ実線で示す位置に移動
させて、テーブル２中心のボールジョイント４を中心と
して全体として傾斜変位させることができる。いずれに
しても、多自由度位置決めステージ１におけるテーブル
２は、第１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃを起動制
御して、スラスタ部１１の移動量、移動方向を制御する
ことにより、支点Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3の位置を移動位置決め
することができるので、ソフトウェアを組むことによ
り、自在にテーブル２の変位調節することができ、例え
ば光通信（レーザ光線等）における反射鏡の位置決め、
ＴＶ野外中継の際の追尾用パラボラアンテナの位置合わ
せ、さらにはダイヤモンド等の宝石類の多面体切削加工
の精密加工機械に適用可能である。
【００１２】以上、本発明にかかる多自由度位置決めス
テージについて一つの実施の形態を示し説明したが、本
発明は、以下に示す構成によっても実現することができ
る。すなわち、図８に示す多自由度位置決めステージ３
０では、θx,θy,θz、Ｚ方向のテーブル２の位置決め
を可能としている。なお、この多自由度位置決めステー
ジ３０において、前述の多自由度位置決めステージ１を
構成する構成体と実質的に同様なものは、同符号を付し
てその説明は省略するものとする。この多自由度位置決
めステージ３０では、テーブル２の支持高さを変えられ
るように構成した昇降支柱部３１を備えている。この昇
降支柱部３１は、後述するモータを装着するモータマウ
ント３２と、頂部にボールジョイント４を介してテーブ
ル２を支持したテーブルマウント３３とを昇降調節機構
３４によって昇降可能に連結構成している。また、前記
モータマウント３２とテーブルマウント３３とは、リニ
アガイド手段３５によって、鉛直昇降するように規制し
ている。
テージについて一つの実施の形態を示し説明したが、本
発明は、以下に示す構成によっても実現することができ
る。すなわち、図８に示す多自由度位置決めステージ３
０では、θx,θy,θz、Ｚ方向のテーブル２の位置決め
を可能としている。なお、この多自由度位置決めステー
ジ３０において、前述の多自由度位置決めステージ１を
構成する構成体と実質的に同様なものは、同符号を付し
てその説明は省略するものとする。この多自由度位置決
めステージ３０では、テーブル２の支持高さを変えられ
るように構成した昇降支柱部３１を備えている。この昇
降支柱部３１は、後述するモータを装着するモータマウ
ント３２と、頂部にボールジョイント４を介してテーブ
ル２を支持したテーブルマウント３３とを昇降調節機構
３４によって昇降可能に連結構成している。また、前記
モータマウント３２とテーブルマウント３３とは、リニ
アガイド手段３５によって、鉛直昇降するように規制し
ている。
【００１３】前記昇降調節機構３４は、モータマウント
３２に装着したモータ３６と、モータマウント３２頂部
にベアリング３７を介して鉛直方向に指向させて支持し
たねじシャフト３８とを有している。このねじシャフト
３８上端側は、前記テーブルマウント３３の内部空間上
方に向かって臨入すると共に、テーブルマウント３３下
面側に装着したボールねじ３９を移動可能に螺入してい
る。また、前記リニアガイド手段３５は、モータマウン
ト３２の頂部側側面側方に突設した軸受保持部４０に装
着した直動軸受４１に、ガイドポスト４２を装入したも
ので、このガイドポスト４２の上端部を前記テーブルマ
ウント３３下面側の側方に突設した突設部４３に係止し
ている。
３２に装着したモータ３６と、モータマウント３２頂部
にベアリング３７を介して鉛直方向に指向させて支持し
たねじシャフト３８とを有している。このねじシャフト
３８上端側は、前記テーブルマウント３３の内部空間上
方に向かって臨入すると共に、テーブルマウント３３下
面側に装着したボールねじ３９を移動可能に螺入してい
る。また、前記リニアガイド手段３５は、モータマウン
ト３２の頂部側側面側方に突設した軸受保持部４０に装
着した直動軸受４１に、ガイドポスト４２を装入したも
ので、このガイドポスト４２の上端部を前記テーブルマ
ウント３３下面側の側方に突設した突設部４３に係止し
ている。
【００１４】多自由度位置決めステージ３０は以上のよ
うに構成されるので、昇降調節機構３４を起動すること
により、テーブル２を鉛直方向（Ｚ方向）に昇降調節す
ることができ、第１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃ
と組み合わせて適宜、駆動制御すれば、一層、自在なテ
ーブル２の位置決め制御が可能となり、汎用性が高いも
のとなる。
うに構成されるので、昇降調節機構３４を起動すること
により、テーブル２を鉛直方向（Ｚ方向）に昇降調節す
ることができ、第１〜第３スライダ機構１０ａ〜１０ｃ
と組み合わせて適宜、駆動制御すれば、一層、自在なテ
ーブル２の位置決め制御が可能となり、汎用性が高いも
のとなる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、機構が簡素で、しかも
新規な位置決め機構により、例えば光通信（レーザ光線
等）における反射鏡の位置決め、ＴＶ野外中継の際の追
尾用パラボラアンテナの位置合わせ、さらにはダイヤモ
ンド等の宝石類の多面体切削加工の精密加工機械等、様
々な分野で適用することができる。
新規な位置決め機構により、例えば光通信（レーザ光線
等）における反射鏡の位置決め、ＴＶ野外中継の際の追
尾用パラボラアンテナの位置合わせ、さらにはダイヤモ
ンド等の宝石類の多面体切削加工の精密加工機械等、様
々な分野で適用することができる。
【００１６】
【図１】本発明にかかる多自由度位置決めステージの一
つの実施の形態を示す、概略平面図である。
つの実施の形態を示す、概略平面図である。
【図２】図１に示す多自由度位置決めステージの省略的
な側面説明図である。
な側面説明図である。
【図３】図１に示す多自由度位置決めステージにおける
スライダ機構を示す、一部断面説明図である。
スライダ機構を示す、一部断面説明図である。
【図４】図１に示す多自由度位置決めステージの、リン
ク構成図である。
ク構成図である。
【図５】本発明にかかる多自由度位置決めステージにお
いて、テーブルを水平方向に移動調節する際の説明に供
するリンク構成図である。
いて、テーブルを水平方向に移動調節する際の説明に供
するリンク構成図である。
【図６】テーブルをθx，θz方向に移動調節する際の説
明に供するリンク構成図である。
明に供するリンク構成図である。
【図７】テーブルをθx方向に移動調節する際の説明に
供するリンク構成図である。
供するリンク構成図である。
【図８】本発明にかかる多自由度位置決めステージの別
の実施の形態を示す、省略的な側面説明図である。
の実施の形態を示す、省略的な側面説明図である。
１、３０ 多自由度位置決めステージ ２ テーブル ３ テーブルスタンド ４、８ ボールジョイント ５ 第１リンク ６ 第２リンク ７ 第３リンク １０ａ 第１スライダ機構 １０ｂ 第２スライダ機構 １０ｃ 第３スライダ機構 １１ スライダベース １２、１３ 支持部材 １４ ねじシャフト １５ モータマウント １６ モータ １７ 出力軸 １８ カップリング １９ ボールねじ ２０ ガイドレール ２１ ジョイント部 ２２ 取り付けヘッド ２２ａ 基軸 ２３ ベアリング ２４ 軸 ３１ 昇降支柱部 ３２ モータマウント ３３ テーブルマウント ３４ 昇降調節機構 ３５ リニアガイド手段 ３６ モータ ３７ ベアリング ３８ ねじシャフト ３９ ボールねじ ４０ 軸受保持部 ４１ 直動軸受 ４２ ガイドポスト ４３ 突設部
Claims (5)
- 【請求項１】 テーブルを所望位置に移動して位置決
め調節する多自由度位置決めステージであって、前記テ
ーブルを、テーブルの中心点においてテーブルスタンド
に回動自在に支持する一方、前記テーブルの中心点に対
して、適宜距離、離隔した複数の位置において、リンク
の一端部をそれぞれ回動自在に連結して、これらのリン
クの他端部を、それぞれのスライダ機構に回動自在に連
結するようにし、前記スライダ機構は、長尺なスライダ
ベースと、スライダベース両端間に回動自在に支持した
ねじシャフトと、ねじシャフトに回動力を与えるモータ
と、前記ねじシャフトに移動可能に装着したスラスタ部
とを有し、このスラスタ部に、前記リンクの他端部を、
ねじシャフト軸方向、およびねじシャフト軸に対して直
角方向の軸廻りに回動可能に接続するようにし、前記そ
れぞれのスライダ機構を適宜駆動制御することで、ねじ
シャフト上においてスラスタ部を移動させ、テーブル
を、テーブルの中心点を回動中心として、旋回調節可能
に構成したことを特徴とする多自由度位置決めステー
ジ。 - 【請求項２】 前記テーブルの中心点に対して、等距
離、離隔した第１、第２、第３の位置において、互いに
等長の第１、第２、第３のリンクの一端部をそれぞれ回
動自在に連結して、これらのリンクの他端部を、それぞ
れ第１〜第３のスライダ機構に回動自在に連結するよう
にし、前記第１〜第３スライダ機構は、それぞれ長尺な
スライダベースと、スライダベース両端間に回動自在に
支持したねじシャフトと、ねじシャフトに回動力を与え
るモータと、前記ねじシャフトに移動可能に装着したス
ラスタ部とを有し、このスラスタ部に、前記第１〜第３
リンクの他端部を、ねじシャフト軸方向、およびねじシ
ャフト軸に対して直角方向の軸廻りに回動可能に接続す
るようにし、前記第１〜第３スライダ機構におけるスラ
イダベースを、テーブルスタンド周囲を取り囲むよう
に、スライダベースにおけるねじシャフトが三角形の各
辺を構成するように、且つテーブルの中心点の位置が、
前記ねじシャフトが形成する三角形の重心と一致するよ
うに配設し、前記第１〜第３スライダ機構を適宜駆動制
御することで、ねじシャフト上においてスラスタ部を移
動させ、テーブルを、テーブルの中心点を回動中心とし
て、旋回調節可能に構成したことを特徴とする請求項１
記載の多自由度位置決めステージ。 - 【請求項３】 前記スラスタ部は、ねじシャフトに移
動自在に螺入したボールねじと、このボールねじの下面
側に設けた、スライダベース上のガイドレールに摺動移
動自在に装着したスラスタ基部と、ボールねじの上面側
に、前記第１〜第３リンクの他端部を、それぞれねじシ
ャフト軸方向、およびねじシャフト軸に対して直角方向
の軸廻りに回動可能とする連結部とを備えたことを特徴
とする請求項２記載の多自由度位置決めステージ。 - 【請求項４】 前記テーブルを水平状態に支える際、
スライダ機構によってそれぞれ支持されるリンクの一端
部側を、鉛直状態からねじシャフト軸方向、およびねじ
シャフト軸に対して直角方向に、それぞれ特定角度、傾
斜させるように設定したことを特徴とする請求項１ない
し３記載の多自由度位置決めステージ。 - 【請求項５】 前記テーブルの支持高さを変えられる
ようにした、昇降支柱部を備え、この昇降支柱部は、モ
ータを装着するモータマウントと、頂部に回動自在にテ
ーブルを支持したテーブルマウントとを昇降調節機構に
よって昇降可能に連結した構成とする一方、前記モータ
マウントとテーブルマウントとを鉛直昇降するように規
制するリニアガイド手段を備え、前記昇降調節機構は、
モータマウントに装着したモータと、モータマウント頂
部にベアリングを介して鉛直方向に指向させて支持した
ねじシャフトとを有し、このねじシャフト上端側を、前
記テーブルマウントの内部空間上方に向かって臨入する
と共に、テーブルマウント下面側に装着したボールねじ
を移動可能に螺入し、前記リニアガイド手段は、モータ
マウントの頂部側側面側方に突設した軸受保持部に装着
した直動軸受に、ガイドポストを装入して、このガイド
ポストの上端部を前記テーブルマウント下面側の側方に
突設した突設部に係止し、前記第１〜第３スライダ機構
並びに、昇降調節機構を適宜駆動制御して、テーブル
を、テーブルの支持高さを調節すると共にテーブルの中
心点を回動中心として、旋回調節可能に構成したことを
特徴とする請求項１ないし４記載の多自由度位置決めス
テージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27871297A JP3377168B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 多自由度位置決めステージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27871297A JP3377168B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 多自由度位置決めステージ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11114751A true JPH11114751A (ja) | 1999-04-27 |
| JP3377168B2 JP3377168B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=17601148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27871297A Expired - Fee Related JP3377168B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | 多自由度位置決めステージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3377168B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006244337A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動販売機 |
| JP2008090293A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-04-17 | Canon Inc | 駆動装置 |
| JP2009196070A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Kikuchiseisakusho Co Ltd | 揺動装置 |
| JP2009218389A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Psc Kk | 気体圧制御型微小傾斜装置 |
| JP2015030348A (ja) * | 2013-08-01 | 2015-02-16 | 三菱重工業株式会社 | 支持治具およびそれを用いた航空機の組立方法 |
| JP2015215202A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 新東エスプレシジョン株式会社 | 検査テーブル |
| WO2016042793A1 (ja) * | 2014-09-16 | 2016-03-24 | 株式会社東芝 | ノズル装置および積層造形装置 |
| CN107891296A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-10 | 弗埃斯工业技术（苏州）有限公司 | 异形工件加工固定装置 |
| CN109499009A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-03-22 | 深圳先进技术研究院 | 一种用于植入放射性粒子的机器人 |
| CN110568581A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种高精度电动反射镜架 |
| CN111002286A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-04-14 | 山西江淮重工有限责任公司 | 壳体毛坯铸件在四轴加工中心加工找正用支撑千斤顶 |
| CN113478182A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-08 | 贵州航天电子科技有限公司 | 一种遥测天线焊后加工方法 |
| CN115139460A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-10-04 | 博创智能装备股份有限公司 | 电动机旋转射台装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN104588721A (zh) * | 2014-12-04 | 2015-05-06 | 重庆红亿机械有限公司 | 机体轴孔专用镗床的工件支撑机构 |
| CN107891385B (zh) * | 2017-11-08 | 2019-08-30 | 弗埃斯工业技术（苏州）有限公司 | 料件球状固定装置 |
-
1997
- 1997-10-13 JP JP27871297A patent/JP3377168B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US10974345B2 (en) | 2014-09-16 | 2021-04-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nozzle device and additive manufacturing apparatus |
| US20170282297A1 (en) * | 2014-09-16 | 2017-10-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nozzle device and additive manufacturing apparatus |
| WO2016042793A1 (ja) * | 2014-09-16 | 2016-03-24 | 株式会社東芝 | ノズル装置および積層造形装置 |
| CN107891296A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-10 | 弗埃斯工业技术（苏州）有限公司 | 异形工件加工固定装置 |
| CN109499009A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-03-22 | 深圳先进技术研究院 | 一种用于植入放射性粒子的机器人 |
| CN110568581A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-13 | 哈尔滨工业大学 | 一种高精度电动反射镜架 |
| CN110568581B (zh) * | 2019-09-09 | 2021-09-03 | 哈尔滨工业大学 | 一种高精度电动反射镜架 |
| CN111002286A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-04-14 | 山西江淮重工有限责任公司 | 壳体毛坯铸件在四轴加工中心加工找正用支撑千斤顶 |
| CN113478182A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-08 | 贵州航天电子科技有限公司 | 一种遥测天线焊后加工方法 |
| CN115139460A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-10-04 | 博创智能装备股份有限公司 | 电动机旋转射台装置 |
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