JPH1119835A

JPH1119835A - Ｘｙテーブル

Info

Publication number: JPH1119835A
Application number: JP9178189A
Authority: JP
Inventors: Toru Kato; 亨加藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】簡易な構造により、高速かつ高精度な位置決
めを行うこと。【解決手段】Ｘ軸直線ガイド３は、Ｙ２軸直線ガイド
２を駆動するボールネジ２１のナット２２を組み込んだ
移動ブロック２３と、Ｙ１軸直線ガイド１の移動ブロッ
ク１３の間に渡されている。移動ブロック１３は、ワイ
ヤ４１、４２及びプーリ５１〜５６により、移動ブロッ
ク２３と結合されている。従って、移動ブロック２３が
移動すると、移動ブロック１３も同方向に移動する。こ
のようにすれば、Ｘ軸直線ガイド３の振動モードを対称
にでき、固有振動数の変動を抑制できるため、Ｘ軸直線
ガイド３の振動時の挙動が安定する。さらに、Ｘ軸直線
ガイド３の両端に、ワイヤ４１、４２によって一定の張
力がかかるので、そのダンピング効果により、Ｘ軸直線
ガイド３の移動方向の曲げ振動を減衰できる。この結
果、高速かつ高精度な位置決めを行うことができるよう
になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＸＹテーブルに
関し、更に詳しくは、ＸＹプロッタやレーザ加工機など
の高速かつ精密な位置決め精度を要求されるものに用い
るＸＹテーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来のＸＹテーブルの構造を
示す上面図である。図１２は、図１１に示したＸＹテー
ブルのＡ−Ａ’断面図である。このＸＹテーブル５００
は、Ｙ軸アクチュエータ１１０とＸ軸アクチュエータ１
２０とを、直交配置した構造である。Ｙ軸アクチュエー
タを１１０構成するＹ１軸直線ガイド１とＹ２軸直線ガ
イド２とは互いに平行に配置されている。Ｘ軸直線ガイ
ド３は、Ｙ２軸直線ガイド２を駆動するボールネジ２１
のナット２２を組み込んだ移動ブロック２３と、Ｙ１軸
直線ガイド１の移動ブロック１３の間に渡されている。

【０００３】ボールネジ２１の一端部２１ａには、モー
タ４が設置されている。また、ボールネジ２１のネジ２
４とモータ４の回転軸とは、カップリング（図示省略）
を介して接続されている。また、Ｘ軸直線ガイド３に
も、上記同様のボールネジ、モータが内蔵されている
（図示省略）。

【０００４】このＸＹテーブル５００におけるＹ軸方向
の動作について説明する。モータ４を駆動すると、その
回転運動はボールネジ２１によって直線運動に変換さ
れ、ナット２２を組み込んだ移動ブロック２３を移動さ
せる。移動ブロック２３の移動に伴い、この移動ブロッ
ク２３にその一端を接続してあるＸ軸アクチュエータ１
２０も移動する。このとき、Ｘ軸アクチュエータ１２０
は、その一端に集中加重を受けつつ、他端に接続してあ
るＹ１軸直線ガイド１の移動ブロック１３と共に移動す
ることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｘ軸アクチ
ュエータ１２０をＹ軸方向に移動させようとすると、Ｘ
軸アクチュエータ１２０に振動が発生する。このＸ軸ア
クチュエータ１２０は、片持ち梁状態になっているの
で、当該Ｘ軸アクチュエータ１２０の自由端となる側
（Ｙ１軸直線ガイド側）ほど、その振動の影響を受けて
しまう。このため、高速かつ高精度な位置決めを行うこ
とが困難な問題点があった。

【０００６】また、ＸＹプロッタやレーザ加工機などで
は、常に高速・高精度化を求められており、位置決め時
の移動速度・加減速度の向上、および、過渡振動の整定
時間の短縮は常に課題となっている。

【０００７】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、簡易な構造により、高速かつ高精度な位置決め
を行うことができるＸＹテーブルを得ることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明によるＸＹテーブルは、直線ガイドを平
行配置してその一方の直線ガイドのみを駆動するＹ軸ア
クチュエータと、前記平行配置した両直線ガイドの移動
ブロック上に架設したＸ軸アクチュエータと、を備えた
門形のＸＹテーブルにおいて、前記駆動側直線ガイドの
移動ブロックの移動にかかわらず、前記非駆動側直線ガ
イドの移動ブロックに、当該移動ブロックの両移動方向
から等しい張力を与える張力付与手段を備えたものであ
る。

【０００９】このように駆動されていなかった直線ガイ
ドの移動ブロックに、その両移動方向から等しい張力を
与えると、Ｘ軸アクチュエータの両端の境界条件が変化
するため、固有振動モード、固有振動数が変化する。す
なわち、Ｘ軸アクチュエータを両持ち梁状態とすること
によって、片持ち梁状態の場合に比べて、振動モードを
対称にすることができ、かつ、固有振動数の変動を抑制
できるようになる。また、両移動方向から等しい張力を
与えることによって、そのダンピング効果により、Ｘ軸
アクチュエータの曲げ振動を効果的に減衰できる。この
結果、高速かつ高精度な位置決めを行うことができるよ
うになる。

【００１０】つぎの発明によるＸＹテーブルは、直線ガ
イドを平行配置してその一方の直線ガイドのみを駆動す
るＹ軸アクチュエータと、前記平行配置した両直線ガイ
ドの移動ブロック上に架設したＸ軸アクチュエータと、
を備えた門形のＸＹテーブルにおいて、前記駆動側直線
ガイドの移動ブロックの移動を、Ｘ軸アクチュエータに
よらず、前記非駆動側直線ガイドの移動ブロックに伝達
する伝達手段を備えたものである。

【００１１】片持ち状態でＸ軸アクチュエータを移動さ
せると、片方が自由端となって振動が発生しやすくなる
が、このように、非駆動側の移動ブロックに駆動側の移
動ブロックの移動を伝達するようにすれば、それだけ、
Ｘ軸アクチュエータが移動するときに発生する振動を抑
えることができる。さらに、Ｘ軸アクチュエータを両持
ち梁状態とすることによって、片持ち梁状態の場合に比
べて、振動モードを対称にすることができ、かつ、固有
振動数の変動を抑制できるようになる。この結果、高速
かつ高精度な位置決めを行うことができるようになる。

【００１２】つぎの発明によるＸＹテーブルは、直線ガ
イドを平行配置してその一方の直線ガイドのみを駆動す
るＹ軸アクチュエータと、前記平行配置した両直線ガイ
ドの移動ブロック上に架設したＸ軸アクチュエータと、
を備えた門形のＸＹテーブルにおいて、前記駆動側直線
ガイドの移動ブロックと前記非駆動側直線ガイドの移動
ブロックとを前記Ｘ軸アクチュエータによらず、ワイ
ヤ、ベルト、チェーンなどの伸縮が極めて少ないものに
よって一定張力を与えて連結し、前記駆動側直線ガイド
の移動ブロックの移動方向と同方向に前記非駆動側直線
ガイドの移動ブロックを移動させる連結移動手段を備え
たものである。

【００１３】このように、移動ブロック同士をワイヤな
どによって連結するようにすれば、簡単な構成で、非駆
動側の移動ブロックに張力を与えることができる。係る
構成によれば、製造が容易である他、上記同様に、振動
モードを対称にすることができ、かつ、固有振動数の変
動を抑制できるようになる。また、ワイヤなどによるダ
ンピング効果により、Ｘ軸アクチュエータの曲げ振動を
効果的に減衰できる。この結果、高速かつ高精度な位置
決めを行うことができるようになる。

【００１４】つぎの発明によるＸＹテーブルは、上記Ｘ
Ｙテーブルにおいて、さらに、前記Ｙ軸アクチュエータ
の非駆動側であった直線ガイドに、駆動装置を設けたも
のである。

【００１５】非駆動側にも駆動装置を設けると、Ｘ軸ア
クチュエータの両端に生じる振動を効果的に抑制でき
る。さらに、振動モードを対称にすることができ、か
つ、固有振動数の変動を抑制できるようになる。この結
果、高速かつ高精度な位置決めを行うことができるよう
になる。この構成は、直線ガイドに移動方向の剛性が低
いリニアアクチュエータなどを用いた場合に、特に有効
となる。

【００１６】つぎの発明によるＸＹテーブルは、直線ガ
イドを平行配置したＹ軸アクチュエータと、前記平行配
置した両直線ガイドの移動ブロック上に架設され、直線
運動をする移動ブロックを有するＸ軸アクチュエータ
と、を備えた門形のＸＹテーブルにおいて、前記移動ブ
ロックの質量と等価であり、且つ、当該移動ブロックの
移動に伴いその反対方向に移動するバランスウエイトを
備えたものである。

【００１７】移動ブロックの移動と反対方向にバランス
ウエイトを移動させると、移動ブロックが移動しても、
その移動によりＸ軸アクチュエータ（またはＹ軸アクチ
ュエータ）の重心位置が移動することがない。このた
め、Ｘ軸アクチュエータの移動方向に生じる曲げ振動の
振動モードおよび固有振動数を安定させることができ、
高速かつ高精度な位置決めが行えるようになる。

【００１８】つぎの発明によるＸＹテーブルは、直線ガ
イドを平行配置したＹ軸アクチュエータと、前記平行配
置した両直線ガイドの移動ブロック上に架設され、直線
運動をする移動ブロックを有するＸ軸アクチュエータ
と、を備えた門形のＸＹテーブルにおいて、前記移動ブ
ロックの質量と等価なバランスウエイトを、ワイヤ、ベ
ルト、チェーンなどの伸縮が極めて少ないものによって
前記移動ブロックと連結させ、当該移動ブロックの移動
に伴いその反対方向に移動させることで、アクチュエー
タ全体の重心を維持する重心維持手段を備えたものであ
る。

【００１９】上記同様に、移動ブロックの移動と反対方
向にバランスウエイトを移動させることにより、アクチ
ュエータの重心位置を維持するので、Ｘ軸アクチュエー
タの移動方向に生じる曲げ振動の振動モードおよび固有
振動数を安定させることができる。この結果、高速かつ
高精度な位置決めが行えるようになる。また、ワイヤな
どの簡便な手段により構成できるため、製造が容易にな
る。

【００２０】つぎの発明によるＸＹテーブルは、前記バ
ランスウエイトを分割して、この分割したバランスウエ
イトおよび前記移動ブロックによる前記Ｘ軸アクチュエ
ータへの加重が均一になるように、前記分割したバラン
スウエイトと移動ブロックとを位置させ、かつ、前記分
割したそれぞれのバランスウエイトを前記移動ブロック
の移動に伴い、分割したバランスウエイトごとに移動さ
せる重心維持手段を備えたものである。

【００２１】すなわち、バランスウエイトが常にアクチ
ュエータの移動ブロックと同じ位置にあると、加重が集
中するので、バランスウエイトを分割して加重の集中を
防止するようにしたものである。このため、加重の集中
に起因する固有振動数の低下を防止できる。さらに、Ｘ
軸アクチュエータの重心がＸ軸端に移動することにより
発生する固有周波数の変動、および、固有振動モードの
変化を防止できる。このため、常に安定した動作を得る
ことができる。また、実際に制御を行う制御装置から常
に最適な加減速指令を与えることができ、制御系の応答
性を向上させることが可能になる。この結果、高速かつ
高精度な位置決めを実現することができるようになる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係るＸＹテーブ
ルにつき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この
実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【００２３】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１に係るＸＹテーブルの構造を示す上面図であ
る。図２は、図１に示したＸＹテーブルのＡ−Ａ’断面
図である。このＸＹテーブル１００は、Ｙ軸アクチュエ
ータ１１０とＸ軸アクチュエータ１２０とを、直交配置
した構造である。Ｙ軸アクチュエータ１１０を構成する
Ｙ１軸直線ガイド１とＹ２軸直線ガイド２とは互いに平
行に配置されている。Ｘ軸直線ガイド３は、Ｙ２軸直線
ガイド２を駆動するボールネジ２１のナット２２を組み
込んだ移動ブロック２３と、Ｙ１軸直線ガイド１の移動
ブロック１３の間に渡されている。

【００２４】ボールネジ２１の一端部２１ａには、モー
タ４が設置されている。また、ボールネジ２１のネジ２
４とモータ４の回転軸とは、カップリング（図示省略）
を介して接続されている。また、Ｘ軸直線ガイド３に
も、上記同様のボールネジ、モータが内蔵されている
（図示省略）。なお、このＹ軸アクチュエータ１１０お
よびＸ軸アクチュエータ１２０には、リニアモータ式、
超音波モータ式等の各種アクチュエータを用いることが
できる。

【００２５】つぎに、Ｙ１軸直線ガイド１の移動ブロッ
ク１３は、ワイヤ４１、４２によって、Ｙ２軸直線ガイ
ド２の移動ブロック２３と結合されている。符号５１〜
５４は、ワイヤ４１、４２をガイドするプーリである。
ワイヤ４１は、Ｙ１軸直線ガイド１の移動ブロック１３
の一端（ワイヤ端点４１ａ）と、Ｙ２軸直線ガイド２の
移動ブロック２３の一端（ワイヤ端点４１ｂ）とを連結
する。また、ワイヤ４２は、Ｙ１軸直線ガイド１の移動
ブロック１３の他端（ワイヤ端点４２ａ）と、Ｙ２軸直
線ガイド２の移動ブロック２３の他端（ワイヤ端点４２
ｂ）とを連結する。

【００２６】プーリ５１、５５は、Ｙ１軸直線ガイド１
の支持プレート１５、１６に取り付けられている。ま
た、プーリ５２は、Ｙ１軸直線ガイド１の移動ブロック
１３に取り付けられ、ワイヤ４１、４２をガイドするた
めに２段構造となっている。プーリ５４、５６は、Ｙ２
軸直線ガイド２の支持プレート２５、２６に取り付けら
れている。また、プーリ５３は、Ｙ２軸直線ガイド２の
移動ブロック２３に取り付けられ、ワイヤ４１、４２を
ガイドするために２段構造となっている。

【００２７】これらのワイヤ４１、４２には、それぞれ
等価な張力が与えられている。また、プーリ５１〜５６
の一部にテンションプーリを用いて張力を一定に保つよ
うにしてもよい。なお、ワイヤ４１、４２の代りにチェ
ーン、ベルト、フレキシブル鋼板等を用いてもよい。

【００２８】このＸＹテーブル１００によれば、Ｙ２軸
直線ガイド２の移動ブロック２３の移動を、ワイヤ４
１、４２により、Ｙ１軸直線ガイド１の移動ブロック１
３に伝達できる。移動ブロック２３が移動すると、ワイ
ヤ４１、４２により、移動ブロック１３も同方向に引っ
張られ、移動する。

【００２９】このように、ワイヤ４１、４２によりＹ１
軸直線ガイド１とＹ２軸直線ガイド２とを連結すれば、
Ｘ軸直線ガイド３を両持ち梁状態にできる。この結果、
Ｘ軸直線ガイド３の振動モードを対称にすることがで
き、かつ、固有振動数の変動を抑制できるため、Ｘ軸直
線ガイド３の振動時の挙動が安定する。さらに、Ｘ軸直
線ガイド３の両端に、ワイヤ４１、４２によって一定の
張力がかかるので、そのダンピング効果により、Ｘ軸直
線ガイド３の移動方向の曲げ振動を減衰できる。以上か
ら、高速かつ高精度な位置決めを行うことができるよう
になる。

【００３０】（実施の形態２）この実施の形態２のＸＹ
テーブルは、実施の形態１と略同様の構成であるが、Ｙ
１軸直線ガイド側にもボールネジを設け、並列運転する
ようにした点が異なる。図３は、この発明の実施の形態
２に係るＸＹテーブルを示す上面図である。図４は、図
３に示したＸＹテーブルのＡ−Ａ’断面図である。この
ＸＹテーブル２００は、Ｙ軸アクチュエータ２１０とＸ
軸アクチュエータ１２０とを、直交配置した構造であ
る。Ｙ軸アクチュエータ２１０を構成するＹ１軸直線ガ
イド２０１とＹ２軸直線ガイド２とは互いに平行に配置
されている。

【００３１】Ｘ軸直線ガイド３は、Ｙ１軸直線ガイド２
０１を駆動するボールネジ２１１のナット２１２を組み
込んだ移動ブロック２１３と、Ｙ２軸直線ガイド２を駆
動するボールネジ２１のナット２２を組み込んだ移動ブ
ロック２３と、の間に渡されている。

【００３２】ボールネジ２１１の一端部２１１ａには、
モータ２０４が設置されている。また、ボールネジ２１
１のネジ２１４とモータ２０４の回転軸とは、カップリ
ング（図示省略）を介して接続されている。同様に、ボ
ールネジ２１の一端部２１ａには、モータ２１３が設置
されており、ボールネジ２１のネジ２４とモータ４の回
転軸とは、カップリング（図示省略）を介して接続され
ている。

【００３３】また、Ｘ軸直線ガイド３にも、上記同様の
ボールネジ、モータが内蔵されている（図示省略）。な
お、このＹ軸アクチュエータ２１０およびＸ軸アクチュ
エータ１２０には、リニアモータ式、超音波モータ式等
の各種アクチュエータを用いることができる。

【００３４】つぎに、Ｙ１軸直線ガイド２０１の移動ブ
ロック２１３は、ワイヤ４１、４２によって、Ｙ２軸直
線ガイド２の移動ブロック２３と結合されている。符号
５１〜５４は、ワイヤ４１、４２をガイドするプーリで
ある。ワイヤ４１は、Ｙ１軸直線ガイド２０１の移動ブ
ロック２１３の一端（ワイヤ端点４１ａ）と、Ｙ２軸直
線ガイド２の移動ブロック２３の一端（ワイヤ端点４１
ｂ）とを連結する。また、ワイヤ４２は、Ｙ１軸直線ガ
イド２０１の移動ブロック２１３の他端（ワイヤ端点４
２ａ）と、Ｙ２軸直線ガイド２の移動ブロック２３の他
端（ワイヤ端点４２ｂ）とを連結する。

【００３５】プーリ５１、５５は、Ｙ１軸直線ガイド２
０１の支持プレート２１５、２１６に取り付けられてい
る。また、プーリ５２は、Ｙ１軸直線ガイド１の移動ブ
ロック２１３に取り付けられ、ワイヤ４１、４２をガイ
ドするために２段構造となっている。プーリ５４、５６
は、Ｙ２軸直線ガイド２の支持プレート２５、２６に取
り付けられている。また、プーリ５３は、Ｙ２軸直線ガ
イド２の移動ブロック２３に取り付けられ、ワイヤ４
１、４２をガイドするために２段構造となっている。

【００３６】これらのワイヤ４１、４２には、それぞれ
一定の張力が与えられている。また、プーリ５１〜５６
の一部にテンションプーリを用いて張力を一定に保つよ
うにしてもよい。なお、ワイヤ４１、４２の代りにチェ
ーン、ベルト、フレキシブル鋼板等を用いてもよい。

【００３７】このＸＹテーブル２００によれば、Ｙ１軸
直線ガイド２０１の移動ブロック２１３とＹ２軸直線ガ
イド２の移動ブロック２３との両方を駆動して、Ｘ軸ア
クチュエータ１２０を移動させている。また、移動ブロ
ック２１３および移動ブロック２３には、ワイヤ４１、
４２によって、それぞれ両移動方向から張力を与えてあ
る。このため、Ｘ軸直線ガイド３が両持ち梁状態となっ
て、Ｘ軸直線ガイド３の振動モードを対称にすることが
でき、かつ、固有振動数の変動を抑制できる。この結
果、Ｘ軸直線ガイド３の振動時の挙動を安定させること
ができる。

【００３８】さらに、Ｘ軸直線ガイド３の両端に、ワイ
ヤ４１、４２によって一定の張力がかかるので、そのダ
ンピング効果により、Ｘ軸直線ガイド３の移動方向の曲
げ振動を減衰できる。以上から、高速かつ高精度な位置
決めを行うことができるようになる。特に、この構成
は、ネジやナットによる拘束がないリニアモータ式のア
クチュエータに有用である。

【００３９】（実施の形態３）図５は、この発明の実施
の形態３に係るＸＹテーブルの構造を示す上面図であ
る。図６は、図５に示したＸＹテーブルのＡ−Ａ’断面
図である。このＸＹテーブル３００は、Ｙ軸アクチュエ
ータ３１０とＸ軸アクチュエータ３３０とを、直交配置
した構造である。Ｙ軸アクチュエータ３１０を構成する
Ｙ１軸直線ガイド３０１とＹ２軸直線ガイド３０２とは
互いに平行に配置されている。Ｘ軸直線ガイド３０３
は、Ｙ１軸直線ガイド３０１を駆動するボールネジ３１
１のナット３１２を組み込んだ移動ブロック３１３と、
Ｙ２軸直線ガイド３０２を駆動するボールネジ３２１の
ナット３２２を組み込んだ移動ブロック３２３と、の間
に渡されている。

【００４０】ボールネジ３１１の一端部３１１ａには、
モータ３０４が設置されている。また、ボールネジ３１
１のネジ３１４とモータ３０４の回転軸とは、カップリ
ング（図示省略）を介して接続されている。同様に、ボ
ールネジ３２１の一端部３２１ａには、モータ３０４が
設置されており、ボールネジ３２１のネジ３２４とモー
タ３０４の回転軸とは、カップリング（図示省略）を介
して接続されている。

【００４１】Ｘ軸直線ガイド３０３は、ボールネジ３３
１と、ボールネジ３３１のナット３３２を組み込んだ移
動ブロック３３３と、ボールネジ３３１のネジ３３４と
カップリングを介して接続した駆動用のモータ３４４
と、から構成されている。さらに、Ｘ軸直線ガイド３０
３の支持プレート３３５、３３６には、一対のプーリ３
５１、３５２が設けられており、このプーリ３５１、３
５２には一定の張力を持ってワイヤ３４１が渡されてい
る。符号３６１は、移動ブロック３３３と等価なバラン
スウエイトである。このバランスウエイト３６１は、ワ
イヤ３４１により移動ブロック３３３と連結されてい
る。なお、符号Ｃは、Ｘ軸アクチュエータの重心を示
す。

【００４２】また、プーリ３５１、３５２の一方にテン
ションプーリを用いて張力を一定に保つようにしてもよ
い。なお、ワイヤ３４１の代りにチェーン、ベルト、フ
レキシブル鋼板等を用いてもよい。また、このＹ軸アク
チュエータ３１０およびＸ軸アクチュエータ３３０に
は、リニアモータ式、超音波モータ式等の各種アクチュ
エータを用いることができる。

【００４３】モータ３４４の回転運動は、ボールネジ３
３１により直線運動に変換され、このボールネジ３３１
のナット３３２を組み込んだ移動ブロック３３３が一方
向に移動する。すると、ワイヤ３４１の作用により、バ
ランスウエイト３６１がその反対の方向に移動する。す
なわち、このバランスウエイト３６１は、移動ブロック
３３３と逆方向に等速度、等加速度で移動する。

【００４４】このＸＹテーブル３００によれば、移動ブ
ロック３３３がワイヤ３４１によりバランスウエイト３
６１と連結しているので、バランスウエイト３６１が移
動ブロック３３３と等速度、等加速度で反対方向に移動
する。このため、Ｘ軸アクチュエータ３３０の重心位置
の移動を防止できる。この結果、Ｘ軸アクチュエータ３
３０の移動方向の曲げ振動において、振動モードおよび
固有振動数を安定させることができる。以上から、高速
かつ高精度な位置決めが行えるようになる。また、Ｙ軸
アクチュエータ３１０に上記同様の機構を設けても、同
様の効果が得られる。

【００４５】（実施の形態４）図７は、この発明の実施
の形態３に係るＸＹテーブルの構造を示す上面図であ
る。図８は、図７に示したＸＹテーブルのＡ−Ａ’断面
図である。このＸＹテーブル４００は、Ｙ軸アクチュエ
ータ３１０とＸ軸アクチュエータ４２０とを、直交配置
した構造である。Ｙ軸アクチュエータ３１０を構成する
Ｙ１軸直線ガイド３０１とＹ２軸直線ガイド３０２とは
互いに平行に配置されている。Ｘ軸直線ガイド４０３
は、Ｙ１軸直線ガイド３０１を駆動するボールネジ３１
１のナット３１２を組み込んだ移動ブロック３１３と、
Ｙ２軸直線ガイド３０２を駆動するボールネジ３２１の
ナット３２２を組み込んだ移動ブロック３２３と、の間
に渡されている。

【００４６】ボールネジ３１１の一端部３１１ａには、
モータ３０４が設置されている。また、ボールネジ３１
１のネジ３１４とモータ３０４の回転軸とは、カップリ
ング（図示省略）を介して接続されている。同様に、ボ
ールネジ３２１の一端部３２１ａには、モータ３０４が
設置されており、ボールネジ３２１のネジ３２４とモー
タ３０４の回転軸とは、カップリング（図示省略）を介
して接続されている。

【００４７】Ｘ軸直線ガイド４０３は、ボールネジ４３
１と、ボールネジ４３１のナット４３２を組み込んだ移
動ブロック４３３と、ボールネジ４３１のネジ４３４と
カップリングを介して接続した駆動用のモータ４４４
と、から構成されている。さらに、Ｘ軸直線ガイド４０
３の支持プレート４３５、４３６には、それぞれ一対の
プーリ４５１、４５２が設けられている。このプーリ４
５１、４５２は、径の異なる大小のプーリからなる。大
径のプーリ４５１１（４５２１）の径と小径のプーリ４
５１２（４５２２）の径との比は、３：２程度である。

【００４８】符号４６１は、第１のバランスウエイトで
ある。符号４６２は、第２のバランスウエイトである。
また、第１のバランスウエイト４６１と第２のバランス
ウエイト４６２とを合わせた重量は、移動ブロック４３
３の重量に等しい。また、大径のプーリ５４１１、４５
２１には、一定の張力を持ってワイヤ４４１が渡されて
おり、その両端部は移動ブロック４３３と連結してい
る。

【００４９】同じく、小径のプーリ４５１２、４５２２
にも、一定の張力を持ってワイヤ４４２が渡されている
が、このワイヤ４４２は、第１および第２のバランスウ
エイト４６１、４６２および移動ブロック４３３とは連
結されていない。第１および第２のバランスウエイト４
６１、４６２には、それぞれワイヤ４４１の貫通穴４６
１ａ、４６２ａが設けられており、ワイヤ４４１はその
貫通穴４６１ａ、４６２ａを貫通している。また、移動
ブロック４３３にも、同様にワイヤ４４１の貫通穴４３
３ａが設けられており、ワイヤ４４１はその貫通穴４３
３ａを貫通している

【００５０】また、第１のバランスウエイト４６１に
は、ワイヤ４４１を咬持する咬持機構４６３が設けられ
ている。この咬持機構４６３は、支持プレート４３５に
突設した突起部４６４により、その咬持をキャンセルす
る。また、第２のバランスウエイト４６２には、ワイヤ
４４１を咬持する咬持機構４６５が設けられている。こ
の咬持機構４６５は、支持プレート４３６に突設した突
起部４６６により、その咬持をキャンセルする。

【００５１】また、大小プーリ径の比率は、移動するバ
ランスウエイト４６１、４６２の大きさなどに拘束され
る。例えば、バランスウエイト４６２により、バランス
ウエイト４６１がＸ軸の右端まで移動できないためなど
である。さらに、この比率により、移動ブロック４３３
とバランスウエイト４６１（４６２）の移動距離の比が
決まる。この場合は、大径のプーリ４５１１の径と小径
のプーリ４５１２の径との比が３：２ゆえ、移動ブロッ
ク４３３が「２」移動すると、バランスウエイト４６１
が「３」移動することになる。

【００５２】また、この実施の形態４では、プーリ径の
比率を変えることで、移動ブロック４３３とバランスウ
エイト４６１（４６２）との移動距離の比を変更してい
るが、ギヤを用いて変更するようにしてもよい。また、
プーリ４５１（４５２）を直接モータで駆動すること
で、その比率を変更することもできる。なお、符号Ｃ
は、Ｘ軸アクチュエータの重心を示す。

【００５３】さらに、プーリ４５１、４５２の一方にテ
ンションプーリを用いて張力を一定に保つようにしても
よい。なお、ワイヤ４４１、４４２の代りにチェーン、
ベルト、フレキシブル鋼板等を用いてもよい。また、こ
のＹ軸アクチュエータ３１０およびＸ軸アクチュエータ
４２０には、リニアモータ式、超音波モータ式等の各種
アクチュエータを用いることができる。

【００５４】図９および図１０は、ＸＹテーブル４００
の動作を示す説明図である。ボールネジ４３１の回転に
より、移動ブロック４３３が図中左方向に移動すると、
移動ブロック４３３に連結してあるワイヤ４４２も移動
する。ワイヤ４２２の移動は、プーリ４５１、４５２を
介して、ワイヤ４４１に伝達される。バランスウエイト
４６１の咬持機構４６３は、ワイヤ４４１を咬持してい
る。このため、バランスウエイト４６１は、ワイヤ４４
１の移動に伴って移動する。また、プーリ４５１、４５
２は、ワイヤ４４１にワイヤ４４２の１．５倍の移動量
を伝達できるから、バランスウエイト４６１は、移動ブ
ロック４３３の１．５倍の速度、加速度で反対方向に移
動する。一方、バランスウエイト４６２は、その咬持機
構４６５が突起部４６６によりキャンセルされているた
め、ワイヤ４４１が右方向に移動しても、移動しない。

【００５５】反対に、移動ブロック４３３が前記とは図
中右方向に移動すると、ワイヤ４４１と共にバランスウ
エイト４６１が移動する。そして、Ｘ軸直線ガイド４０
３の左端において、バランスウエイト４６１の咬持機構
４６３が突起部４６４によりキャンセルされる。従っ
て、バランスウエイト４６１は、この位置で停止する。
一方、バランスウエイト４６２は、その咬持機構４６５
によりワイヤ４４１を咬持しているため、ワイヤ４４１
の移動に伴って図中左方向に移動する。

【００５６】このＸＹテーブル４００によれば、移動ブ
ロック４３３の位置にかかわらず、Ｘ軸アクチュエータ
４２０の重心位置の移動を防止できる。さらに、２つの
バランスウエイト４６１、４６２を離して配置している
ので、Ｘ軸アクチュエータ４２０の中心付近に加重が集
中するのを防止でき、そのような集中に起因する固有振
動数の低下を防止できる。この結果、Ｙ軸アクチュエー
タ３１０の駆動によってＸ軸アクチュエータ４２０が移
動する場合に発生する、Ｘ軸アクチュエータ４２０移動
方向の曲げ振動において、振動モードおよび固有振動数
を安定させることができる。従って、ＸＹテーブル４０
０の高速かつ高精度な位置決めが行える。また、Ｙ軸ア
クチュエータ３１０に上記同様の機構を設けても、同様
の効果が得られる。

【００５７】また、実施の形態１〜４のいずれかのＸＹ
テーブルを選択し、組み合わせたものでも、高速かつ高
精度な位置決めが行えることは自明である。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸＹテ
ーブルによれば、直線ガイドを平行配置してその一方の
直線ガイドのみを駆動するＹ軸アクチュエータと、前記
平行配置した両直線ガイドの移動ブロック上に架設した
Ｘ軸アクチュエータと、を備えた門形のＸＹテーブルに
おいて、前記駆動側直線ガイドの移動ブロックの移動に
かかわらず、前記非駆動側直線ガイドの移動ブロック
に、当該移動ブロックの両移動方向から等しい張力を与
えるようにしたので、係る張力によってＸ軸アクチュエ
ータが両持ち梁状態になり、Ｘ軸アクチュエータの振動
モードを対称にでき、固有振動数の変動を抑制できる。
このため、Ｘ軸アクチュエータの振動時の挙動が安定化
し、高速かつ高精度な位置決めを行うことができるよう
になる。

【００５９】つぎの発明によるＸＹテーブルによれば、
直線ガイドを平行配置してその一方の直線ガイドのみを
駆動するＹ軸アクチュエータと、前記平行配置した両直
線ガイドの移動ブロック上に架設したＸ軸アクチュエー
タと、を備えた門形のＸＹテーブルにおいて、前記駆動
側直線ガイドの移動ブロックの移動を、Ｘ軸アクチュエ
ータによらず、前記非駆動側直線ガイドの移動ブロック
に伝達するようにしたので、Ｘ軸アクチュエータの両端
を支持した状態で移動が行われることになる。このた
め、Ｘ軸アクチュエータの振動モードを対称にでき、固
有振動数の変動を抑制できる。この結果、Ｘ軸アクチュ
エータの振動時の挙動が安定化し、高速かつ高精度な位
置決めを行うことができるようになる。

【００６０】つぎの発明によるＸＹテーブルによれば、
直線ガイドを平行配置してその一方の直線ガイドのみを
駆動するＹ軸アクチュエータと、前記平行配置した両直
線ガイドの移動ブロック上に架設したＸ軸アクチュエー
タと、を備えた門形のＸＹテーブルにおいて、前記駆動
側直線ガイドの移動ブロックと前記非駆動側直線ガイド
の移動ブロックとを前記Ｘ軸アクチュエータによらず、
ワイヤ、ベルト、チェーンなどの伸縮が極めて少ないも
のによって一定張力を与えて連結し、前記駆動側直線ガ
イドの移動ブロックの移動方向と同方向に前記非駆動側
直線ガイドの移動ブロックを移動させるようにしたの
で、Ｘ軸アクチュエータの両端を支持した状態で移動が
行われることになる。このため、Ｘ軸アクチュエータの
振動モードを対称にでき、固有振動数の変動を抑制でき
る。この結果、Ｘ軸アクチュエータの振動時の挙動が安
定化し、高速かつ高精度な位置決めを行うことができる
ようになる。

【００６１】つぎの発明によるＸＹテーブルによれば、
上記ＸＹテーブルにおいて、さらに、前記Ｙ軸アクチュ
エータの非駆動側であった直線ガイドに、駆動装置を設
けたので、この構成によれば、Ｘ軸アクチュエータの両
端の振動を効果的に抑制でき、特に、ネジとナットによ
る拘束がないリニアアクチュエータを用いた場合などに
有効である。

【００６２】つぎの発明によるＸＹテーブルによれば、
直線ガイドを平行配置したＹ軸アクチュエータと、前記
平行配置した両直線ガイドの移動ブロック上に架設さ
れ、直線運動をする移動ブロックを有するＸ軸アクチュ
エータと、を備えた門形のＸＹテーブルにおいて、前記
移動ブロックの質量と等価であり、且つ、当該移動ブロ
ックの移動に伴いその反対方向に移動するバランスウエ
イトを備えたので、Ｘ軸アクチュエータの移動ブロック
が移動しても、軸の重心が移動しない。すなわち、Ｘ軸
アクチュエータの重心がＸ軸端に移動することにより発
生する固有周波数の変動、および、固有モードの変化を
防止できる。このため、常に安定した動作を得ることが
できる。また、実際に制御を行う制御装置から常に最適
な加減速指令を与えることができ、制御系の応答性を向
上させることが可能になる。この結果、高速かつ高精度
な位置決めを実現することができる。

【００６３】つぎの発明によるＸＹテーブルによれば、
直線ガイドを平行配置したＹ軸アクチュエータと、前記
平行配置した両直線ガイドの移動ブロック上に架設さ
れ、直線運動をする移動ブロックを有するＸ軸アクチュ
エータと、を備えた門形のＸＹテーブルにおいて、前記
移動ブロックの質量と等価なバランスウエイトを、ワイ
ヤ、ベルト、チェーンなどの伸縮が極めて少ないものに
よって前記移動ブロックと連結させ、当該移動ブロック
の移動に伴いその反対方向に移動させることで、アクチ
ュエータ全体の重心を維持する重心維持手段を備えたの
で、Ｘ軸アクチュエータの移動ブロックが移動しても、
軸の重心が移動しない。すなわち、Ｘ軸アクチュエータ
の重心がＸ軸端に移動することにより発生する固有周波
数の変動、および、固有モードの変化を防止できる。こ
のため、常に安定した動作を得ることができる。また、
実際に制御を行う制御装置から常に最適な加減速指令を
与えることができ、制御系の応答性を向上させることが
可能になる。この結果、高速かつ高精度な位置決めを実
現することができる。

【００６４】つぎの発明によるＸＹテーブルによれば、
前記バランスウエイトを分割して、この分割したバラン
スウエイトおよび前記移動ブロックによる前記Ｘ軸アク
チュエータへの加重が均一になるように、前記分割した
バランスウエイトと移動ブロックとを位置させ、かつ、
前記分割したそれぞれのバランスウエイトを前記移動ブ
ロックの移動に伴い、分割したバランスウエイトごとに
移動させる重心維持手段を備えたので、アクチュエータ
の中心付近に加重が集中するのを防止でき、係る集中に
起因する固有振動数の低下を防止できる。さらに、アク
チュエータの重心が軸端に移動することにより発生する
固有周波数の変動、および、固有モードの変化を防止で
きる。このため、常に安定した動作を得ることができ
る。また、実際に制御を行う制御装置から常に最適な加
減速指令を与えることができ、制御系の応答性を向上さ
せることが可能になる。この結果、高速かつ高精度な位
置決めを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係るＸＹテーブル
の構造を示す上面図である。

【図２】図１に示したＸＹテーブルのＡ−Ａ’断面図
である。

【図３】この発明の実施の形態２に係るＸＹテーブル
の構造を示す上面図である。

【図４】図３に示したＸＹテーブルのＡ−Ａ’断面図
である。

【図５】この発明の実施の形態３に係るＸＹテーブル
の構造を示す上面図である。

【図６】図５に示したＸＹテーブルのＡ−Ａ’断面図
である。

【図７】この発明の実施の形態４に係るＸＹテーブル
の構造を示す上面図である。

【図８】図７に示したＸＹテーブルのＡ−Ａ’断面図
である。

【図９】図７に示したＸＹテーブルの動作を示す説明
図である。

【図１０】図７に示したＸＹテーブルの動作を示す説
明図である。

【図１１】従来におけるＸＹテーブルの構造を示す上
面図である。

【図１２】図１１に示したＸＹテーブルのＡ−Ａ’断
面図である。

【符号の説明】

１００ＸＹテーブル，１１０Ｙ軸アクチュエータ，
１２０Ｘ軸アクチュエータ，１Ｙ１軸直線ガイド，
２Ｙ２軸直線ガイド，３Ｘ軸直線ガイド，４モー
タ，１３移動ブロック，１５，１６支持プレート，
２１ボールネジ，２２ナット，２３移動ブロッ
ク，２４ネジ，２５，２６支持プレート４１，４２
ワイヤ，５１〜５４プーリ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直線ガイドを平行配置してその一方の直
線ガイドのみを駆動するＹ軸アクチュエータと、前記平
行配置した両直線ガイドの移動ブロック上に架設したＸ
軸アクチュエータと、を備えた門形のＸＹテーブルにお
いて、前記駆動側直線ガイドの移動ブロックの移動にかかわら
ず、前記非駆動側直線ガイドの移動ブロックに、当該移
動ブロックの両移動方向から等しい張力を与える張力付
与手段を備えたことを特徴とするＸＹテーブル。
【請求項２】直線ガイドを平行配置してその一方の直
線ガイドのみを駆動するＹ軸アクチュエータと、前記平
行配置した両直線ガイドの移動ブロック上に架設したＸ
軸アクチュエータと、を備えた門形のＸＹテーブルにお
いて、前記駆動側直線ガイドの移動ブロックの移動を、Ｘ軸ア
クチュエータによらず、前記非駆動側直線ガイドの移動
ブロックに伝達する伝達手段を備えたことを特徴とする
ＸＹテーブル。
【請求項３】直線ガイドを平行配置してその一方の直
線ガイドのみを駆動するＹ軸アクチュエータと、前記平
行配置した両直線ガイドの移動ブロック上に架設したＸ
軸アクチュエータと、を備えた門形のＸＹテーブルにお
いて、前記駆動側直線ガイドの移動ブロックと前記非駆動側直
線ガイドの移動ブロックとを前記Ｘ軸アクチュエータに
よらず、ワイヤ、ベルト、チェーンなどの伸縮が極めて
少ないものによって一定張力を与えて連結し、前記駆動
側直線ガイドの移動ブロックの移動方向と同方向に前記
非駆動側直線ガイドの移動ブロックを移動させる連結移
動手段を備えたことを特徴とするＸＹテーブル。
【請求項４】さらに、前記Ｙ軸アクチュエータの非駆
動側であった直線ガイドに、駆動装置を設けたことを特
徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のＸＹテー
ブル。
【請求項５】直線ガイドを平行配置したＹ軸アクチュ
エータと、前記平行配置した両直線ガイドの移動ブロッ
ク上に架設され、直線運動をする移動ブロックを有する
Ｘ軸アクチュエータと、を備えた門形のＸＹテーブルに
おいて、前記移動ブロックの質量と等価であり、且つ、当該移動
ブロックの移動に伴いその反対方向に移動するバランス
ウエイトを備えたことを特徴とするＸＹテーブル。
【請求項６】直線ガイドを平行配置したＹ軸アクチュ
エータと、前記平行配置した両直線ガイドの移動ブロッ
ク上に架設され、直線運動をする移動ブロックを有する
Ｘ軸アクチュエータと、を備えた門形のＸＹテーブルに
おいて、前記移動ブロックの質量と等価なバランスウエイトを、
ワイヤ、ベルト、チェーンなどの伸縮が極めて少ないも
のによって前記移動ブロックと連結させ、当該移動ブロ
ックの移動に伴いその反対方向に移動させることで、ア
クチュエータ全体の重心を維持する重心維持手段を備え
たことを特徴とするＸＹテーブル。
【請求項７】前記バランスウエイトを分割して、この
分割したバランスウエイトおよび前記移動ブロックによ
る前記Ｘ軸アクチュエータへの加重が均一になるよう
に、前記分割したバランスウエイトと移動ブロックとを
位置させ、かつ、前記分割したそれぞれのバランスウエ
イトを前記移動ブロックの移動に伴い、分割したバラン
スウエイトごとに移動させる重心維持手段を備えたこと
を特徴とする請求項６に記載のＸＹテーブル。