JPWO2007055339A1

JPWO2007055339A1 - 3D positioning table

Info

Publication number: JPWO2007055339A1
Application number: JP2007544208A
Authority: JP
Inventors: 真章山田
Original assignee: Hephaist Seiko Co Ltd
Current assignee: Hephaist Seiko Co Ltd
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2009-04-30
Also published as: WO2007055339A1

Abstract

基台(１１)、基台上に設置された昇降装置、昇降装置の上部に固定された支持板、支持板上に配置されたテーブル板(１４)、及び基台上の昇降装置の周囲に配設され、各々接続具(１５ａ、１５ｂ、１５ｃ)を介してテーブル板に接続された駆動軸を備える少なくとも三個の直動駆動装置(１７ａ、１７ｂ、１７ｃ)を含み、上記接続具の各々が、テーブル板に垂直に配置されたレールとスライダとからなる第一のリニア軸受(１８)、この軸受のレールに直交する方向に配置されたレールとスライダとからなる第二のリニア軸受(１９)、及びテーブル板に垂直な方向を軸に揺動可能な可動部を備える揺動具(２０)を任意の順に連結してなり、そして上記三つの接続具のうちの二つの接続具の第二のリニア軸受のレールが互いに同軸もしくは平行に配置され、且つ残りの接続具の第二のリニア軸受のレールと直交する方向に配置された三次元位置決めテーブルは、薄型且つ簡単な構成を有し、そして高精度の位置決めを行なうことができる。Around the base (11), the lifting device installed on the base, the support plate fixed to the top of the lifting device, the table plate (14) arranged on the support plate, and the lifting device on the base Including at least three linear drive devices (17a, 17b, 17c) each having a drive shaft connected to the table plate via the connection tools (15a, 15b, 15c), Is a first linear bearing (18) comprising a rail and a slider arranged perpendicular to the table plate, and a second linear bearing (19) comprising a rail and a slider arranged in a direction perpendicular to the rail of the bearing. ) And a swinging tool (20) having a movable part swingable about a direction perpendicular to the table plate as an axis, and the second of the two connecting tools among the three connecting tools. Two linear bearing rails are arranged coaxially or parallel to each other It is, and the remaining three-dimensional positioning table disposed in a direction perpendicular to the second of the linear bearing rails of the connector, it is possible to have a thin and simple structure, and perform highly accurate positioning.

Description

本発明は、顕微鏡で観察を行なう際の試料の位置決め、精密機械加工を行なう際の加工対象物もしくは工具の位置決め、あるいは液晶セルを構成する二枚のガラス基板を貼り合わせる際のガラス基板の位置決めに有利に用いることができる三次元位置決めテーブルに関する。 The present invention relates to positioning of a sample when observing with a microscope, positioning of a workpiece or tool when performing precision machining, or positioning of a glass substrate when bonding two glass substrates constituting a liquid crystal cell. The present invention relates to a three-dimensional positioning table that can be used advantageously.

位置決めテーブルは、顕微鏡で観察を行なう際の試料の位置決め、精密機械加工を行なう際の加工対象物もしくは工具の位置決め、あるいは液晶セルを構成する二枚のガラス基板を貼り合わせる際のガラス基板の位置決めなどに用いられている。 The positioning table is used for positioning the sample when observing with a microscope, positioning the workpiece or tool when performing precision machining, or positioning the glass substrate when bonding the two glass substrates constituting the liquid crystal cell. It is used for etc.

特許文献１には、支持台（基台）とステージ（テーブル板）との間に、複数個の支持ユニットを取り付けた構成の位置決めステージ（二次元位置決めテーブル）が開示されている。上記の支持ユニットの各々は、内側支持板と、この内側支持板を挟んで一体に結合した二枚の外側支持板とから構成されている。この内側支持板と各々の外側支持板との間には、保持部材に保持されたボールが配置される。これにより、支持ユニットの内側支持板と外側支持板とは、平面上にて相対的に自由運動が可能とされている。そして、各々の支持ユニットの内側支持板及び外側支持板の一方を支持台に、そして他方をステージに固定することにより、ステージの縦横への移動及び旋回が可能とされている。 Patent Document 1 discloses a positioning stage (two-dimensional positioning table) having a configuration in which a plurality of support units are attached between a support base (base) and a stage (table plate). Each of the above support units includes an inner support plate and two outer support plates joined together with the inner support plate interposed therebetween. A ball held by a holding member is disposed between the inner support plate and each outer support plate. Thus, the inner support plate and the outer support plate of the support unit can be relatively freely moved on a plane. Then, by fixing one of the inner support plate and the outer support plate of each support unit to the support base and the other to the stage, the stage can be moved vertically and horizontally and turned.

特許文献２には、ステージ（テーブル板）と、このステージをＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の各々に微動させる所定の数の送り機構とを備える六自由度微動ステージ（三次元位置決めテーブル）が開示されている。この六自由度微動ステージにおいては、上記の送り機構によりステージのＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の微動、そして各々の軸周りの微回転を制御して三次元の位置決めが行なわれる。上記のステージをＸ方向に微動させるＸ送り機構、そしてＹ方向に移動させるＹ送り機構の各々には、例えば、浮遊パッド（空気軸受）が用いられている。そして、ステージの側面は、ステージに付設されたバネによって前記浮遊パッドに押し付けられている。
特開平９−１５５６６６号公報特開平２−９５５０号公報 Patent Document 2 discloses a six-degree-of-freedom fine movement stage (three-dimensional positioning table) including a stage (table plate) and a predetermined number of feed mechanisms that finely move the stage in each of the X direction, the Y direction, and the Z direction. It is disclosed. In this six-degree-of-freedom fine movement stage, three-dimensional positioning is performed by controlling the fine movement of the stage in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions and the fine rotation around each axis by the above feed mechanism. For example, a floating pad (air bearing) is used for each of the X feed mechanism that finely moves the stage in the X direction and the Y feed mechanism that moves the stage in the Y direction. The side surface of the stage is pressed against the floating pad by a spring attached to the stage.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-155666 Japanese Patent Laid-Open No. 2-9550

特許文献１の二次元位置決めテーブルは、位置決め対象物を二次元にて高い精度で位置決めすることができる。しかしながら、更に上下方向の位置決めが必要な場合には、例えば、テーブル板の上に、上下方向に位置決めを行なう位置決めテーブルを重ねて配置する必要がある。位置決めテーブルを重ねて配置すると、装置の高さが高くなるためにテーブル板に不要な振動を生じ易く、そして位置決めテーブルを積み重ねる際の組み立ての精度の影響を受けるために三次元にて高精度の位置決めを行なうことは難しい。 The two-dimensional positioning table of Patent Document 1 can position a positioning object in two dimensions with high accuracy. However, when further vertical positioning is required, for example, a positioning table for positioning in the vertical direction needs to be stacked on the table plate. If the positioning tables are placed in an overlapping manner, the height of the device will be high, and it will be easy to cause unnecessary vibrations on the table plate, and it will be affected by the assembly accuracy when stacking the positioning tables. It is difficult to perform positioning.

特許文献２の三次元位置決めテーブルは、浮遊パッド、浮遊パッドに空気を送り込む装置、そしてテーブル板の側面を浮遊パッドに押し付けるバネなどが必要であるため、その構成が複雑である。また、例えば、Ｘ送り機構によりテーブル板をＸ方向にのみ移動させた場合に、テーブル板の側面をＹ送り機構の浮遊パッドに押し付けているバネが、Ｙ軸に対して斜めに配置されてテーブル板にＸ方向の駆動力を付与する。同様に、Ｙ送り機構によりテーブル板をＹ方向にのみ移動させた場合に、テーブル板の側面をＸ送り機構の浮遊パッドに押し付けているバネが、Ｘ軸に対して斜めに配置されてテーブル板にＹ方向の駆動力を付与する。すなわち、Ｘ送り機構とＹ送り機構が相互に影響し合うため、位置決めの精度をある程度以上に高くすることが難しい。 The three-dimensional positioning table of Patent Document 2 requires a floating pad, a device for sending air to the floating pad, and a spring that presses the side surface of the table plate against the floating pad. Further, for example, when the table plate is moved only in the X direction by the X feed mechanism, the spring pressing the side surface of the table plate against the floating pad of the Y feed mechanism is disposed obliquely with respect to the Y axis. A driving force in the X direction is applied to the plate. Similarly, when the table plate is moved only in the Y direction by the Y feed mechanism, the spring pressing the side surface of the table plate against the floating pad of the X feed mechanism is disposed obliquely with respect to the X axis. Is given a driving force in the Y direction. That is, since the X feed mechanism and the Y feed mechanism influence each other, it is difficult to increase the positioning accuracy to a certain degree.

本発明の課題は、薄型且つ簡単な構成を有し、そして高い精度にて位置決めを行なうことができる三次元位置決めテーブルを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a three-dimensional positioning table having a thin and simple configuration and capable of positioning with high accuracy.

本発明は、基台、基台上に設置されている昇降装置、昇降装置の上部に固定されている支持板、支持板上に滑動可能に配置されているテーブル板、および基台上の昇降装置の周囲に配設されている、各々接続具を介してテーブル板に接続されている駆動軸を備えた少なくとも三個の直動駆動装置を含み、上記接続具の各々が、テーブル板の表面に垂直な方向に配置されたレールと、このレールにその長さ方向に沿って移動可能に取り付けられているスライダとからなる第一のリニア軸受、第一のリニア軸受のレールに直交する方向に配置されたレールと、このレールにその長さ方向に沿って移動可能に取り付けられているスライダとからなる第二のリニア軸受、及びテーブル板の表面に垂直な方向を軸に揺動可能な可動部を備える揺動具を任意の順に連結してなり、そして上記の三つの接続具のうちの二つの接続具の第二のリニア軸受のレールが互いに同軸もしくは平行に配置され、且つ残りの接続具の第二のリニア軸受のレールと直交する方向に配置されている三次元位置決めテーブルにある。 The present invention relates to a base, a lifting device installed on the base, a support plate fixed to the top of the lifting device, a table plate slidably disposed on the support plate, and a lift on the base Including at least three linear motion drive units each having a drive shaft connected to the table plate via a connection tool disposed around the device, each of the connection tools being a surface of the table plate A first linear bearing comprising a rail arranged in a direction perpendicular to the rail and a slider attached to the rail so as to be movable along its length direction, in a direction perpendicular to the rail of the first linear bearing A second linear bearing composed of a rail arranged and a slider mounted on the rail so as to be movable along the length thereof, and movable so as to swing about a direction perpendicular to the surface of the table plate. Leave the swinging tool with And the rails of the second linear bearings of two of the three connectors are arranged coaxially or parallel to each other, and the second linear bearings of the remaining connectors The three-dimensional positioning table is arranged in a direction perpendicular to the rail.

本発明の三次元位置決めテーブルの好ましい態様は、次の通りである。
（１）昇降装置が、基台上に滑動可能に配置されているスライド板、基台上に設置され、スライド板に接続されている駆動軸を備えた直動駆動装置、スライド板の上に固定され、上記テーブル板の表面に対して傾斜した斜面を持つスライド部材、そして頂面が上記支持板の下面に固定され、スライド部材の斜面に滑動可能に対向配置されている斜面を持つ昇降部材からなる。
（２）テーブル板が、支持板の表面に沿って配設された小球群を介して前記の支持板の上に滑動可能に配置されている。
（３）テーブル板と支持板との間に、上記小球の直径よりも小さい厚みを有し、表面に沿って多数の透孔が形成されている保持板が配置され、上記小球の各々が、保持板の多数の透孔の各々に一つずつ収容され保持されている。
（４）テーブル板及び支持板の各々が、その中央に開口部を備える。A preferred embodiment of the three-dimensional positioning table of the present invention is as follows.
(1) A lift plate is slidably disposed on the base, a linear drive device having a drive shaft installed on the base and connected to the slide plate, on the slide plate A fixed slide member having a slope inclined with respect to the surface of the table plate, and a lifting member having a slope whose top surface is fixed to the lower surface of the support plate and slidably faces the slope of the slide member. Consists of.
(2) A table plate is slidably disposed on the support plate via small balls arranged along the surface of the support plate.
(3) A holding plate having a thickness smaller than the diameter of the small sphere and having a plurality of through holes formed along the surface is disposed between the table plate and the support plate. However, one is accommodated and held in each of the many through holes of the holding plate.
(4) Each of the table plate and the support plate has an opening at the center thereof.

本発明の三次元位置決めテーブルは、複数の位置決めテーブルを積み重ねることなく薄型に構成することができる。そして本発明の三次元位置決めテーブルは、テーブル板と直動駆動装置との接続方法が工夫されているため、構成も簡単でありながら、テーブル板の表面に置かれた位置決め対象物を三次元にて高い精度で位置決めすることができる。 The three-dimensional positioning table of the present invention can be made thin without stacking a plurality of positioning tables. In the three-dimensional positioning table of the present invention, since the connection method between the table plate and the linear motion drive device is devised, the positioning object placed on the surface of the table plate is three-dimensionally simple in structure. Positioning with high accuracy.

本発明の三次元位置決めテーブルを、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明の三次元位置決めテーブルの構成例を示す図である。但し、図１においては、位置決めテーブル１０が備える昇降装置（図４：１２）の記載は省略してある。図２は、図１に示す位置決めテーブル１０を図の上側から見た図である。図３は、図２に示す位置決めテーブル１０が備える昇降装置の構成を示す図である。そして図４は、図２に示す位置決めテーブル１０を図の下側から見た図である。但し、図４においては、位置決めテーブル１０が備える直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、および接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃの記載は省略してある。 A three-dimensional positioning table of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a three-dimensional positioning table of the present invention. However, in FIG. 1, description of the raising / lowering apparatus (FIG. 4:12) with which the positioning table 10 is provided is abbreviate | omitted. FIG. 2 is a view of the positioning table 10 shown in FIG. 1 as viewed from the upper side of the drawing. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the lifting device provided in the positioning table 10 shown in FIG. 4 is a view of the positioning table 10 shown in FIG. 2 as viewed from the lower side of the figure. However, in FIG. 4, description of the linear motion drive devices 17a, 17b, and 17c included in the positioning table 10 and the connectors 15a, 15b, and 15c is omitted.

図１から図４に示す三次元位置決めテーブル１０は、基台１１、基台１１の上に設置されている昇降装置１２、昇降装置１２の上部に固定されている支持板１３、支持板１３の上に滑動可能に配置されているテーブル板１４、および基台１１の上の昇降装置１２の周囲に配設されている、各々接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃのそれぞれを介してテーブル板１４に接続されている駆動軸１６、１６、１６を備えた三個の直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃなどから構成されている。そして上記の接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃの各々は、テーブル板１４の表面に垂直な方向に配置されたレール１８ａとレール１８ａにその長さ方向に沿って移動可能に取り付けられているスライダ１８ｂとからなる第一のリニア軸受１８、第一のリニア軸受１８のレール１８ａに直交する方向に配置されたレール１９ａとレール１９ａにその長さ方向に沿って移動可能に取り付けられているスライダ１９ｂとからなる第二のリニア軸受１９、及びテーブル板１４の表面に垂直な方向を軸に揺動可能な可動部２０ａを備える揺動具２０をこの順に連結した構成を有している。更に上記の三つの接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃのうちの二つの接続具１５ａ、１５ｂの第二のリニア軸受１９、１９のレール１９ａ、１９ａは互いに平行に配置され、且つ残りの接続具１５ｃの第二のリニア軸受１９のレール１９ａと直交する方向に配置されている。 The three-dimensional positioning table 10 shown in FIGS. 1 to 4 includes a base 11, a lifting device 12 installed on the base 11, a support plate 13 fixed to the upper portion of the lifting device 12, and a support plate 13. Connected to the table plate 14 via each of the connection tools 15a, 15b and 15c, which are arranged around the table plate 14 slidably disposed above and the lifting device 12 on the base 11. The three linear motion drive devices 17a, 17b, 17c provided with the drive shafts 16, 16, 16 are configured. Each of the connecting tools 15a, 15b and 15c includes a rail 18a arranged in a direction perpendicular to the surface of the table plate 14, and a slider 18b attached to the rail 18a so as to be movable along the length direction thereof. First linear bearing 18, rail 19 a arranged in a direction orthogonal to rail 18 a of first linear bearing 18, and slider 19 b attached to rail 19 a so as to be movable along its length direction. The second linear bearing 19 and the swinging tool 20 having a movable part 20a swingable about a direction perpendicular to the surface of the table plate 14 are connected in this order. Furthermore, the rails 19a and 19a of the second linear bearings 19 and 19 of the two connecting tools 15a and 15b out of the three connecting tools 15a, 15b and 15c are arranged in parallel to each other, and the remaining connecting tools 15c The second linear bearing 19 is disposed in a direction orthogonal to the rail 19a.

位置決めテーブル１０のテーブル板１４の上には、例えば、顕微鏡で観察を行なう試料などの位置決め対象物が配置される。後に説明するように、テーブル板１４を、例えば、図２に矢印で示したＸ方向、Ｙ方向、θ方向、そして図４に矢印で示したＺ方向のそれぞれに移動させることにより、テーブル板１４の上に配置された位置決め対象物を三次元にて位置決めすることができる。 On the table plate 14 of the positioning table 10, for example, a positioning object such as a sample to be observed with a microscope is arranged. As will be described later, the table plate 14 is moved, for example, in each of the X direction, the Y direction, the θ direction indicated by arrows in FIG. 2, and the Z direction indicated by arrows in FIG. It is possible to position the positioning object placed on the three-dimensionally.

図５は、図１に示す位置決めテーブル１０のテーブル板１４及び支持板１３の拡大図である。図５に示すように、テーブル板１４は、支持板１３の表面に沿って配設された小球群２６を介して支持板１３の上に滑動可能に配置されていることが好ましい。これにより、テーブル板１４を支持板１３の表面に沿って、Ｘ方向、Ｙ方向、そしてθ方向のそれぞれに円滑に移動（滑動）させることが可能になる。小球群２６は、支持板１３の表面に沿って配設された小球２６ａの複数個から構成されている。小球群２６は、例えば、支持板１３の表面に沿って環状に配設される。 FIG. 5 is an enlarged view of the table plate 14 and the support plate 13 of the positioning table 10 shown in FIG. As shown in FIG. 5, the table plate 14 is preferably slidably disposed on the support plate 13 via a small ball group 26 disposed along the surface of the support plate 13. Thereby, the table plate 14 can be smoothly moved (slided) along the surface of the support plate 13 in each of the X direction, the Y direction, and the θ direction. The small ball group 26 includes a plurality of small balls 26 a arranged along the surface of the support plate 13. The small ball group 26 is annularly arranged along the surface of the support plate 13, for example.

テーブル板１４と支持板１３との間には、上記小球２６ａの直径よりも小さい厚みを有し、表面に沿って多数の透孔が形成されている保持板２７が配置され、小球２６ａの各々が、保持板２７の多数の透孔の各々に一つずつ収容され保持されていることが更に好ましい。保持板２７を用いることにより、小球２６ａが支持板１３の内側周縁あるいは外側周縁から下方に落下することを防止できる。なお、保持板２７を用いない場合には、例えば、支持板１３の表面に小球２６ａの径よりも浅い溝を形成し、この溝の内部に小球群２６を配設することにより、上記の小球２６ａの落下を防止することができる。 Between the table plate 14 and the support plate 13, a holding plate 27 having a thickness smaller than the diameter of the small sphere 26a and having a plurality of through holes formed along the surface is disposed. It is more preferable that each of these is accommodated and held in each of a large number of through holes of the holding plate 27. By using the holding plate 27, it is possible to prevent the small sphere 26 a from falling downward from the inner peripheral edge or the outer peripheral edge of the support plate 13. In the case where the holding plate 27 is not used, for example, a groove shallower than the diameter of the small sphere 26a is formed on the surface of the support plate 13, and the small sphere group 26 is disposed inside the groove, whereby Can be prevented from falling.

図５に示すように、支持板１３の下側には、小球群２８と、例えば、円盤状の板材２９とが配置されている。支持板１３は、テーブル板１４と板材２９とにより、小球群２６及び小球群２８を介して予め加圧された状態にあることが好ましい。これにより、テーブル板１４を、支持板１３との平行度を良好な状態に維持したまま、支持板１３の表面に沿って移動（滑動）させることができる。 As shown in FIG. 5, a small ball group 28 and, for example, a disk-shaped plate material 29 are arranged below the support plate 13. The support plate 13 is preferably in a state of being previously pressurized by the table plate 14 and the plate material 29 via the small ball group 26 and the small ball group 28. Thereby, the table plate 14 can be moved (slid) along the surface of the support plate 13 while maintaining the parallelism with the support plate 13 in a good state.

前記の小球群２８は、板材２９の表面に沿って配設された小球２８ａの複数個から構成されている。小球群２８は、例えば、板材２９の表面に沿って環状に配設される。支持板１３と板材２９との間には、上記小球２８ａの直径よりも小さい厚みを有し、表面に沿って多数の透孔が形成されている保持板３０が配置され、小球２８ａの各々が、保持板３０の多数の透孔の各々に一つずつ収容され保持されていることが好ましい。これにより、小球２８ａが板材２９の外側周縁から下方に落下することを防止できる。 The small ball group 28 includes a plurality of small balls 28 a arranged along the surface of the plate material 29. The small ball group 28 is annularly disposed along the surface of the plate material 29, for example. Between the support plate 13 and the plate material 29, a holding plate 30 having a thickness smaller than the diameter of the small sphere 28a and having many through holes formed along the surface is disposed. It is preferable that each one is accommodated and held in each of the many through holes of the holding plate 30. Thereby, it can prevent that the small ball 28a falls below from the outer periphery of the board | plate material 29. FIG.

次に、位置決めテーブル１０のテーブル板１４の駆動装置について説明する。先ず、テーブル板１４を昇降させる（Ｚ方向に移動させる）昇降装置１２について説明する。昇降装置１２は、基台１１の上に設置される。この昇降装置１２の上部には、前記の支持板１３が固定される。 Next, a driving device for the table plate 14 of the positioning table 10 will be described. First, the lifting device 12 that moves the table plate 14 up and down (moves in the Z direction) will be described. The lifting device 12 is installed on the base 11. The support plate 13 is fixed to the upper part of the lifting device 12.

図３及び図４に示すように、位置決めテーブル１０の昇降装置１２は、基台１１の上に滑動可能に配置されているスライド板２１、基台１１の上に設置され、スライド板２１に接続されている駆動軸２２を備えた直動駆動装置２３、スライド板２１の上に固定され、テーブル板１４の表面に対して傾斜した斜面２４ａを持つスライド部材２４、そして頂面が支持板１３の下面に固定され、スライド部材２４の斜面２４ａに滑動可能に対向配置されている斜面２５ａを持つ昇降部材２５から構成されていることが好ましい。 As shown in FIGS. 3 and 4, the lifting device 12 of the positioning table 10 is installed on the slide plate 21 slidably disposed on the base 11, and is connected to the slide plate 21. A linear drive device 23 having a drive shaft 22, a slide member 24 fixed on the slide plate 21 and having an inclined surface 24 a inclined with respect to the surface of the table plate 14, and the top surface of the support plate 13. It is preferable to be comprised from the raising / lowering member 25 which is fixed to the lower surface and has the slope 25a slidably arrange | positioned facing the slope 24a of the slide member 24. As shown in FIG.

昇降装置１２のスライド板２１は、例えば、互いに平行に配置された一対のリニア軸受３１ａ、３１ｂを介して基台１１に非接触に配置されている。リニア軸受３１ａ、３１ｂの各々は、複数個の小球を介して一対のレール３２ａ、３２ｂがその長さ方向に沿って互いに滑動可能に対向配置された構成を有している。各々のリニア軸受のレール３２ａは基台１１に固定され、そしてレール３２ｂはスライド板２１に固定されている。リニア軸受３１ａ、３１ｂにより、スライド板２１は、リニア軸受３１ａのレール３２ａの長さ方向に沿って（Ｘ方向に）滑動可能とされている。 The slide plate 21 of the elevating device 12 is disposed in non-contact with the base 11 via, for example, a pair of linear bearings 31a and 31b disposed in parallel with each other. Each of the linear bearings 31a and 31b has a configuration in which a pair of rails 32a and 32b are slidably opposed to each other along the length direction via a plurality of small balls. The rail 32 a of each linear bearing is fixed to the base 11, and the rail 32 b is fixed to the slide plate 21. The linear bearings 31a and 31b allow the slide plate 21 to slide along the length direction of the rail 32a of the linear bearing 31a (in the X direction).

直動駆動装置２３は、回転駆動装置３３、そして回転駆動装置３３の回転軸３４に備えられたボールねじ３５から構成されている。直動駆動装置２３の駆動軸としては、ボールねじ３５のねじ軸３６に嵌め合わされたナット２２が用いられている。この駆動軸（ナット）２２はスライド板２１に固定されている。このため、直動駆動装置２３の回転駆動装置３３を駆動することにより、スライド板２１をリニア軸受３１ａのレール３２ａの長さ方向に沿って前後に移動（滑動）させることができる。直動駆動装置としては、ステッピングモータやサーボモータなどの回転駆動装置とボールねじとを組み合わせたもの、あるいは超音波リニアモータに代表される公知の直動駆動装置を用いることができる。 The linear drive device 23 includes a rotation drive device 33 and a ball screw 35 provided on a rotation shaft 34 of the rotation drive device 33. As the drive shaft of the linear drive device 23, a nut 22 fitted to the screw shaft 36 of the ball screw 35 is used. The drive shaft (nut) 22 is fixed to the slide plate 21. For this reason, the slide plate 21 can be moved back and forth along the length direction of the rail 32a of the linear bearing 31a by driving the rotation drive device 33 of the linear drive device 23. As the linear motion drive device, a combination of a rotary drive device such as a stepping motor or a servo motor and a ball screw, or a known linear motion drive device represented by an ultrasonic linear motor can be used.

昇降装置１２には、スライド部材２４と昇降部材２５との組が、例えば、四組備えられている。各組のスライド部材２４と昇降部材２５との間には、例えば、昇降部材２５の斜面２５ａに固定されたレール３７ａと、スライド部材２４の斜面２４ａに固定されたスライダ３７ｂとからなるリニア軸受３７が備えられている。リニア軸受３７により、昇降部材２５がスライド部材２４の斜面２４ａに沿って円滑に移動可能となる。 The lifting device 12 includes, for example, four pairs of the slide member 24 and the lifting member 25. Between each pair of the slide member 24 and the elevating member 25, for example, a linear bearing 37 including a rail 37 a fixed to the inclined surface 25 a of the elevating member 25 and a slider 37 b fixed to the inclined surface 24 a of the slide member 24. Is provided. The linear bearing 37 allows the elevating member 25 to move smoothly along the slope 24 a of the slide member 24.

また、図３の右側にて上下に並んで配置されている二つの昇降部材の各々は、上記とは別のリニア軸受を介して、Ｚ方向にのみ移動可能な状態にて基台１１に取り付けられている。例えば、図４の右側に配置されている昇降部材２５は、その右側の側面に固定されているレール３８ａと、レール３８ａに嵌め合わされ、基台１１に固定されているスライダ３８ｂとからなるリニア軸受３８により、Ｚ方向にのみ移動可能とされている。従って、直動駆動装置２３を駆動して、図４に示すスライド板２１をスライド部材２４と共に、例えば、図の右方向に移動させることにより、昇降部材２５が上昇し、支持板１３、そしてテーブル板１４を上方に移動させることができる。 Further, each of the two elevating members arranged side by side on the right side of FIG. 3 is attached to the base 11 through a linear bearing different from the above so as to be movable only in the Z direction. It has been. For example, the elevating member 25 arranged on the right side in FIG. 4 is a linear bearing comprising a rail 38 a fixed to the right side surface thereof and a slider 38 b fitted to the rail 38 a and fixed to the base 11. 38, it can be moved only in the Z direction. Therefore, by driving the linear drive device 23 and moving the slide plate 21 shown in FIG. 4 together with the slide member 24, for example, in the right direction in the figure, the elevating member 25 is raised, the support plate 13, and the table. The plate 14 can be moved upward.

なお、上記の昇降装置１２は、その高さが低く高剛性を示すため、本発明の位置決めテーブルに好ましく用いることができる。なお、昇降装置の構成に特に制限はない。例えば、駆動装置とリンク装置もしくはカム装置とを組み合わせた構成の昇降装置を用いることもできる。 In addition, since the said raising / lowering apparatus 12 has the low height and shows high rigidity, it can be preferably used for the positioning table of this invention. In addition, there is no restriction | limiting in particular in the structure of a raising / lowering apparatus. For example, a lifting device having a configuration in which a driving device and a link device or a cam device are combined may be used.

次に、図２に示す位置決めテーブル１０のテーブル板１４を、例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、そしてθ方向のそれぞれに移動させるために用いる三個の直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃと、各々の直動駆動装置をテーブル板に接続するために用いる接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃとについて説明する。 Next, for example, three linear motion drive devices 17a, 17b, and 17c used to move the table plate 14 of the positioning table 10 shown in FIG. 2 in the X direction, the Y direction, and the θ direction, respectively. The connecting tools 15a, 15b and 15c used for connecting the linear motion drive device to the table plate will be described.

図３に示すように、三個の直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、基台１１の上の昇降装置１２の周囲に配設されている。直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、各々接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介してテーブル板１４に接続されている駆動軸１６、１６、１６を備えている。 As shown in FIG. 3, the three linear drive devices 17 a, 17 b, and 17 c are disposed around the lifting device 12 on the base 11. The linear motion drive devices 17a, 17b, and 17c include drive shafts 16, 16, and 16 that are connected to the table plate 14 via connectors 15a, 15b, and 15c, respectively.

図１及び２に示すように、直動駆動装置１７ａは、上記の直動駆動装置２３の場合と同様に回転駆動装置３９、そして回転駆動装置３９の回転軸４０に備えられたボールねじ４１から構成されている。そして直動駆動装置１７ａの駆動軸としては、ボールねじ４１のねじ軸４２に嵌め合わされたナット１６が用いられている。この駆動軸（ナット）１６は、接続具１５ａを介してテーブル板１４に接続されている。直動駆動装置１７ｂ、１７ｃの各々の構成は、直動駆動装置１７ａと同様である。なお、各々の直動駆動装置としては、ステッピングモータやサーボモータなどの回転駆動装置とボールねじとを組み合わせたもの、あるいは超音波リニアモータに代表される公知の直動駆動装置を用いることができる。これらの直動駆動装置としては、互いに構成が異なるものを用いてもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the linear drive device 17 a includes a rotary drive device 39 and a ball screw 41 provided on the rotary shaft 40 of the rotary drive device 39 as in the case of the linear drive device 23 described above. It is configured. The nut 16 fitted to the screw shaft 42 of the ball screw 41 is used as the drive shaft of the linear drive device 17a. The drive shaft (nut) 16 is connected to the table plate 14 via a connector 15a. Each structure of the linear drive devices 17b and 17c is the same as that of the linear drive device 17a. As each linear motion drive device, a combination of a rotational drive device such as a stepping motor or a servo motor and a ball screw, or a known linear motion drive device represented by an ultrasonic linear motor can be used. . As these linear motion drive devices, those having different configurations may be used.

そして、接続具１５ａは、テーブル板１４の表面に垂直な方向に配置されたレール１８ａとレール１８ａにその長さ方向に沿って移動可能に取り付けられているスライダ１８ｂとからなる第一のリニア軸受１８、第一のリニア軸受１８のレール１８ａに直交する方向に配置されたレール１９ａとレール１９ａにその長さ方向に沿って移動可能に取り付けられているスライダ１９ｂとからなる第二のリニア軸受１９、及びテーブル板１４の表面に垂直な方向を軸に揺動可能な可動部２０ａを備える揺動具２０をこの順に連結した構成を有している。接続具１５ｂ、１５ｃの各々の構成は、接続具１５ａと同様である。なお、各々の接続具の第一のリニア軸受、第二のリニア軸受、そして揺動具を連結する順序に特に制限はない。また、これらの接続具として、互いに構成が異なるもの（例えば、上記の第一のリニア軸受、第二のリニア軸受及び揺動具を連結する順序が互いに異なっているもの）を用いてもよい。 The connector 15a is a first linear bearing comprising a rail 18a arranged in a direction perpendicular to the surface of the table plate 14 and a slider 18b attached to the rail 18a so as to be movable along its length. 18, a second linear bearing 19 comprising a rail 19a arranged in a direction orthogonal to the rail 18a of the first linear bearing 18 and a slider 19b attached to the rail 19a so as to be movable along its length direction. And a swinging tool 20 having a movable part 20a swingable about a direction perpendicular to the surface of the table plate 14 is connected in this order. Each structure of the connection tools 15b and 15c is the same as that of the connection tool 15a. In addition, there is no restriction | limiting in particular in the order which connects the 1st linear bearing of each connection tool, the 2nd linear bearing, and a rocking | fluctuation tool. Moreover, you may use what has a mutually different structure (For example, the order which connects said 1st linear bearing, 2nd linear bearing, and a rocking | fluctuation tool mutually differs) as these connection tools.

位置決めテーブル１０の場合、接続具１５ａの第一のリニア軸受１８のスライダ１８ｂは、上部がテーブル板１４の側面に固定され、テーブル板の下方へと伸びるスライダ支持材４４に固定されており、そしてレール１８ａは、レール支持材４５に固定されている。レール支持材４５は、図１の右側から見ると逆Ｔ字形をしており、その下側部分はＹ方向に伸びている。そして第二のリニア軸受１９のレール１９ａは、レール支持材４５の下側部分にＹ方向に沿って固定されており、そしてスライダ１９ｂは揺動具２０の可動部２０ａに固定されている。 In the case of the positioning table 10, the slider 18b of the first linear bearing 18 of the connection tool 15a is fixed to a slider support member 44 whose upper part is fixed to the side surface of the table plate 14 and extends downward from the table plate, and The rail 18 a is fixed to the rail support member 45. The rail support member 45 has an inverted T-shape when viewed from the right side in FIG. 1, and its lower portion extends in the Y direction. The rail 19 a of the second linear bearing 19 is fixed to the lower portion of the rail support member 45 along the Y direction, and the slider 19 b is fixed to the movable portion 20 a of the swinging tool 20.

位置決めテーブル１０の第一のリニア軸受１８、そして第二のリニア軸受１９としては、レールに複数個の小球を介してスライダが嵌め合わされた構成のリニア軸受が用いられている。このような構成を持つリニア軸受は、一般に、リニアガイドと呼ばれている。リニアガイドに代えて、クロスローラーガイドなどの公知のリニア軸受を用いることもできる。また、ブッシュ（特にボールブッシュ）を取り付けた軸を、この軸を上記のレールとして、そしてブッシュを上記のスライダとして用いることもできる。 As the first linear bearing 18 and the second linear bearing 19 of the positioning table 10, linear bearings having a configuration in which a slider is fitted to a rail via a plurality of small balls are used. The linear bearing having such a configuration is generally called a linear guide. Instead of the linear guide, a known linear bearing such as a cross roller guide may be used. Further, a shaft to which a bush (particularly a ball bush) is attached can be used as the rail, and the bush can be used as the slider.

位置決めテーブル１０の揺動具２０としては、テーブル板１４の表面に垂直な方向を軸に揺動可能な可動部２０ａを備えるヒンジが用いられている。ヒンジに代えて、環状に形成されている公知のスベリ軸受やコロガリ軸受を、その内輪もしくは外輪を可動部として用いることもできる。また、円弧の形状に湾曲したレールを持つリニア軸受を、そのレールもしくはスライダを上記の可動部として用いることもできる。 As the swinging tool 20 of the positioning table 10, a hinge including a movable part 20 a that can swing around a direction perpendicular to the surface of the table plate 14 is used. Instead of the hinge, a known sliding bearing or roller bearing having an annular shape can be used with its inner ring or outer ring as the movable part. Further, a linear bearing having a rail curved in the shape of an arc can be used as the movable part.

そして、前記の三つの接続具のうちの二つの接続具１５ａ、１５ｂの第二のリニア軸受１９、１９のレール１９ａ、１９ａは互いに平行に配置され、且つ残りの接続具１５ｃの第二のリニア軸受１９のレール１９ａと直交する方向に配置されている。なお、前記の二つの接続具１５ａ、１５ｂの第二のリニア軸受１９、１９のレール１９ａ、１９ａは互いに同軸に配置することもできる。 The rails 19a and 19a of the second linear bearings 19 and 19 of the two connectors 15a and 15b out of the three connectors are arranged in parallel to each other, and the second linear bearings of the remaining connectors 15c. The bearing 19 is disposed in a direction orthogonal to the rail 19a. The rails 19a and 19a of the second linear bearings 19 and 19 of the two connecting tools 15a and 15b can be arranged coaxially with each other.

このように、三個の直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各々を上記の接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介してテーブル板１４に接続することにより、直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃ及び昇降装置１２を用いて、テーブル板１４を、例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向、そしてＺ方向のそれぞれに移動させ、その表面に置かれた対象物を高い精度で位置決めすることができる。以下に、位置決めテーブル１０のテーブル板１４の移動方法の例について説明する。 In this way, by connecting each of the three linear drive devices 17a, 17b, and 17c to the table plate 14 via the connecting members 15a, 15b, and 15c, the linear drive devices 17a, 17b, and 17c, and By using the lifting device 12, the table plate 14 can be moved, for example, in each of the X direction, the Y direction, the θ direction, and the Z direction, and the object placed on the surface thereof can be positioned with high accuracy. Below, the example of the moving method of the table board 14 of the positioning table 10 is demonstrated.

図６は、図２に示す位置決めテーブル１０のテーブル板１４をＸ方向に移動させた状態を示す図である。但し、図６においては、テーブル板１４の移動方向を明確にするため、移動前のテーブル板の位置を二点鎖線で示し、テーブル板１４をその可動距離を超えて大きく移動させた状態にて実線で示し、そして支持板（図１：１３）の記載は省略してある（以下に示す図７及び図８も同様である）。なお、図５に示すように、例えば、テーブル板１４のＸ方向（図の左右の方向）の可動距離は、図の左側の方向に距離Ｄ₁、そして右側の方向に距離Ｄ₂である。FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the table plate 14 of the positioning table 10 illustrated in FIG. 2 is moved in the X direction. However, in FIG. 6, in order to clarify the moving direction of the table plate 14, the position of the table plate before the movement is indicated by a two-dot chain line, and the table plate 14 is moved largely beyond its movable distance. It is indicated by a solid line, and the description of the support plate (FIG. 1:13) is omitted (the same applies to FIGS. 7 and 8 shown below). As shown in FIG. 5, for example, the movable distance in the X direction (left and right directions in the figure) of the table plate 14 is a distance D _{1 in} the left direction and a distance D ₂ in the right direction.

図６に示すように、例えば、直動駆動装置１７ａの駆動軸１６を接続具１５ａの側とは逆側に、そして直動駆動装置１７ｂの駆動軸１６を接続具１５ｂの側に互いに等しい量で駆動することにより、テーブル板１４をＸ方向に移動させることができる。この際に、テーブル板１４は、接続具１５ｃの第二のリニア軸受１９のレール１９ａがスライダ１９ｂに対してＸ方向に移動するため、支持板（図１：１３）の表面に沿って円滑に移動することができる。すなわち、テーブル板１４に接続具１５ｃを介して接続されている直動駆動装置１７ｃ、あるいは支持板に接続されている昇降装置（図４：１２）がテーブル板の移動を妨げることがない。このため、位置決めテーブル１０は、テーブル板１４をＸ方向（あるいはＸ方向とは逆の方向）に精密に移動させ、その表面に配置された位置決め対象物をＸ方向にて高い精度で位置決めすることができる。 As shown in FIG. 6, for example, the drive shaft 16 of the linear drive device 17a is equal to the connection tool 15a and the drive shaft 16 of the linear drive device 17b is equal to the connection tool 15b. The table plate 14 can be moved in the X direction. At this time, the table plate 14 moves smoothly along the surface of the support plate (FIG. 1:13) because the rail 19a of the second linear bearing 19 of the connector 15c moves in the X direction with respect to the slider 19b. Can move. That is, the linear drive device 17c connected to the table plate 14 via the connection tool 15c or the lifting device (FIG. 4: 12) connected to the support plate does not hinder the movement of the table plate. Therefore, the positioning table 10 precisely moves the table plate 14 in the X direction (or the direction opposite to the X direction), and positions the positioning object placed on the surface thereof in the X direction with high accuracy. Can do.

図７は、図２に示す位置決めテーブル１０のテーブル板１４をＹ方向に移動させた状態を示す図である。図７に示すように、例えば、直動駆動装置１７ｃの駆動軸１６を接続具１５ｃの側に駆動することにより、テーブル板１４をＹ方向に移動させることができる。この際に、テーブル板１４は、接続具１５ａ、１５ｂの各々の第二のリニア軸受１９のレール１９ａがスライダ１９ｂに対してＹ方向に移動するため、支持板の表面に沿って円滑に移動することができる。すなわち、テーブル板１４に接続具１５ａ、１５ｂの各々を介して接続されている直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、あるいは支持板に接続されている昇降装置がテーブル板の移動を妨げることがない。このため、位置決めテーブル１０は、テーブル板１４をＹ方向（あるいはＹ方向とは逆の方向）に精密に移動させ、その表面に配置された位置決め対象物をＹ方向にて高い精度で位置決めすることができる。 FIG. 7 is a view showing a state in which the table plate 14 of the positioning table 10 shown in FIG. 2 is moved in the Y direction. As shown in FIG. 7, for example, the table plate 14 can be moved in the Y direction by driving the drive shaft 16 of the linear drive device 17c toward the connector 15c. At this time, the table plate 14 moves smoothly along the surface of the support plate because the rail 19a of the second linear bearing 19 of each of the connectors 15a and 15b moves in the Y direction with respect to the slider 19b. be able to. That is, the linear motion drive devices 17a and 17b connected to the table plate 14 via the connection tools 15a and 15b or the lifting device connected to the support plate does not hinder the movement of the table plate. Therefore, the positioning table 10 precisely moves the table plate 14 in the Y direction (or the direction opposite to the Y direction), and positions the positioning object arranged on the surface thereof in the Y direction with high accuracy. Can do.

図８は、図２に示す位置決めテーブル１０のテーブル板１４をθ方向に回転移動させた状態を示す図である。図８に示すように、例えば、直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各々の駆動軸１６を、接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃの各々の側とは逆側に互いに等しい量で駆動することにより、テーブル板１４をその表面の中央の位置を中心としてθ方向に回転移動させることができる。この際に、テーブル板１４は、接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃの各々の揺動具２０の可動部２０ａが、それぞれ直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃに対して揺動するため、支持板の表面に沿って円滑に回転移動することができる。すなわち、テーブル板１４に各々接続具を介して接続されている直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、あるいは支持板に接続されている昇降装置がテーブル板の回転移動を妨げることがない。このため、位置決めテーブル１０は、テーブル板１４をθ方向（あるいはθ方向とは逆の方向）に精密に回転移動させ、その表面に配置された位置決め対象物をθ方向にて高い精度で位置決めすることができる。 FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the table plate 14 of the positioning table 10 illustrated in FIG. 2 is rotationally moved in the θ direction. As shown in FIG. 8, for example, by driving the drive shafts 16 of the linear drive devices 17a, 17b, and 17c on the opposite sides to the sides of the connecting tools 15a, 15b, and 15c by the same amount. The table plate 14 can be rotated and moved in the θ direction around the center position on the surface thereof. At this time, since the movable portion 20a of the swinging tool 20 of each of the connecting tools 15a, 15b, and 15c swings with respect to the linear drive devices 17a, 17b, and 17c, the table plate 14 is It can rotate smoothly along the surface. That is, the linear motion drive devices 17a, 17b, and 17c that are connected to the table plate 14 via connecting members or the lifting device that is connected to the support plate do not hinder the rotational movement of the table plate. Therefore, the positioning table 10 precisely rotates and moves the table plate 14 in the θ direction (or the direction opposite to the θ direction), and positions the positioning object arranged on the surface thereof in the θ direction with high accuracy. be able to.

なお、位置決めテーブル１０は、直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃの各々の駆動軸１６の駆動方向や駆動量を調節することによって、テーブル板１４をその表面の任意の位置を中心としてθ方向（あるいはθ方向とは逆の方向）に回転移動させることができる。 The positioning table 10 adjusts the driving direction and the driving amount of the driving shaft 16 of each of the linear drive devices 17a, 17b, and 17c, so that the table plate 14 is centered on an arbitrary position on the surface in the θ direction ( Alternatively, it can be rotated in the direction opposite to the θ direction).

図９は、図４に示す位置決めテーブル１０のテーブル板１４をＺ方向に移動させた状態を示す図である。図９に示すように、例えば、昇降装置１２が備える直動駆動装置２３の駆動軸２２を図の右側の方向に駆動することにより、スライド板２１がスライド部材２４と共に図の右側の方向に移動し、これと同時に昇降部材２５が支持板１３と共に上昇するため、テーブル板１４をＺ方向に移動（上昇）させることができる。この際に、テーブル板１４は、図２に示す接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｂの各々の第一のリニア軸受１８のスライダ１８ｂがレール１８ａに対してＺ方向に移動するため、円滑に上昇することができる。すなわち、テーブル板１４に接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃの各々を介して接続されている直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃがテーブル板の移動を妨げることがない。このため、位置決めテーブル１０は、テーブル板１４をＺ方向（あるいはＺ方向とは逆の方向）に精密に移動させ、その表面に配置された位置決め対象物をＺ方向にて高い精度で位置決めすることができる。 FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the table plate 14 of the positioning table 10 illustrated in FIG. 4 is moved in the Z direction. As shown in FIG. 9, for example, by driving the drive shaft 22 of the linear drive device 23 provided in the lifting device 12 in the right direction in the figure, the slide plate 21 moves in the right direction in the figure together with the slide member 24. At the same time, the elevating member 25 is lifted together with the support plate 13, so that the table plate 14 can be moved (raised) in the Z direction. At this time, the table plate 14 rises smoothly because the slider 18b of the first linear bearing 18 of each of the connectors 15a, 15b, 15b shown in FIG. 2 moves in the Z direction with respect to the rail 18a. Can do. That is, the linear motion drive devices 17a, 17b, and 17c connected to the table plate 14 via the connection tools 15a, 15b, and 15c do not hinder the movement of the table plate. For this reason, the positioning table 10 moves the table plate 14 in the Z direction (or the direction opposite to the Z direction) precisely, and positions the positioning object placed on the surface thereof in the Z direction with high accuracy. Can do.

なお、上記のようなテーブル板のＸ方向、Ｙ方向、θ方向、そしてＺ方向への移動は、任意の２〜４つの方向を選択して同時に行なうこともできる。 Note that the movement of the table plate in the X direction, Y direction, θ direction, and Z direction can be performed simultaneously by selecting any two to four directions.

本発明の三次元位置決めテーブルには、基台上の昇降装置の周囲に配設され、上記の接続具と同様の構成の別の接続具を介してテーブル板に接続されている駆動軸を備えた別の直動駆動装置が備えられていてもよい。例えば、図２に示す位置決めテーブル１０の場合には、上記の別の直動駆動装置を、テーブル板１４の図の右側の側面に上記の別の接続具を介して接続する。この場合には、接続具１５ｃの第二のリニア軸受１９のレール１９ａと、上記の別の接続具の第二のリニア軸受のレールとが互いに同軸または平行に配置されていることが好ましい。これらの二個の直動駆動装置を用いて、テーブル板を上記のＸ方向に移動させる場合と同様にしてＹ方向に移動させることにより、テーブル板をＹ方向に移動させる際の直進性が高められる。このため、位置決めテーブルの位置決めの精度が更に高くなる。 The three-dimensional positioning table of the present invention includes a drive shaft that is disposed around the lifting device on the base and is connected to the table plate via another connector having the same configuration as the above-described connector. Another linear motion drive device may be provided. For example, in the case of the positioning table 10 shown in FIG. 2, the other linear motion drive device is connected to the right side surface of the table plate 14 in the drawing via the other connection tool. In this case, it is preferable that the rail 19a of the second linear bearing 19 of the connector 15c and the rail of the second linear bearing of the other connector are arranged coaxially or in parallel with each other. Using these two linear motion drive devices, the table plate is moved in the Y direction in the same manner as when the table plate is moved in the X direction, thereby improving the straightness when the table plate is moved in the Y direction. It is done. For this reason, the positioning accuracy of the positioning table is further increased.

本発明の三次元位置決めテーブルは、複数の位置決めテーブルを積み重ねることなく構成できるので装置の高さを低くすることができ、また装置の構成も簡単である。更に本発明の位置決めテーブルにおいては、上記のようにテーブル板と直動駆動装置との接続方法が工夫されているため、各々の直動駆動装置あるいは昇降装置がテーブル板の円滑な移動を妨げることがない。従って、本発明の位置決めテーブルを用いることにより、テーブル板の上に置かれた位置決め対象物を三次元にて高い精度で位置決めすることができる。 Since the three-dimensional positioning table of the present invention can be configured without stacking a plurality of positioning tables, the height of the device can be reduced, and the configuration of the device is also simple. Furthermore, in the positioning table of the present invention, since the connection method between the table plate and the linear motion drive device is devised as described above, each linear motion drive device or lifting device prevents smooth movement of the table plate. There is no. Therefore, by using the positioning table of the present invention, the positioning object placed on the table plate can be positioned with high accuracy in three dimensions.

上記の位置決めテーブル１０は、例えば、テーブル板１４の長さ（図２：Ｌ）が２５０ｍｍに設定され、繰返し位置決め精度が、Ｘ方向にて±０．５μｍ、Ｙ方向にて±０．５μｍ、θ方向にて±０．６秒、そしてＺ方向にて±１μｍという高い精度での位置決めを行なうことができる。 In the positioning table 10, for example, the length of the table plate 14 (FIG. 2: L) is set to 250 mm, and the repeat positioning accuracy is ± 0.5 μm in the X direction, ± 0.5 μm in the Y direction, Positioning can be performed with high accuracy of ± 0.6 seconds in the θ direction and ± 1 μm in the Z direction.

図１０は、本発明の三次元位置決めテーブルの別の構成例を示す平面図である。図１１は、図１０の位置決めテーブル５０のテーブル板５４及び支持板５３を図の右側から見た側面図である。図１２は、図１１に記入した切断線Ｉ−Ｉ線に沿って切断したテーブル５４板及び支持板５３の断面図である。図１３は、図１０の位置決めテーブル５０から、直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、テーブル板５４、そしてテーブル板５４の下面に各々一対の支柱（図１２：５１、５１）によって固定された二枚の板材（図１２：５９ｃ、５９ｄ）を取り除いた状態を示す平面図である。図１４は、図１３に示す保持板５７ａの形状を説明する図である。そして図１５は、図１３に示す保持板５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄを、支持板５３の上から取り除いた状態を示す平面図である。 FIG. 10 is a plan view showing another configuration example of the three-dimensional positioning table of the present invention. FIG. 11 is a side view of the table plate 54 and the support plate 53 of the positioning table 50 of FIG. 10 viewed from the right side of the drawing. FIG. 12 is a cross-sectional view of the table 54 plate and the support plate 53 cut along the cutting line I-I entered in FIG. 11. FIG. 13 shows a pair of support columns (FIG. 12: 51) on the lower surface of the linear drive devices 17a, 17b and 17c, the connecting tools 15a, 15b and 15c, the table plate 54, and the table plate 54 from the positioning table 50 of FIG. , 51) is a plan view showing a state in which the two plate members (FIG. 12: 59c, 59d) fixed by the above are removed. FIG. 14 is a diagram for explaining the shape of the holding plate 57a shown in FIG. 15 is a plan view showing a state in which the holding plates 57a, 57b, 57c, and 57d shown in FIG.

三次元位置決めテーブル５０の構成は、テーブル板５４がその中央に開口部５４ａを、そして支持板５３がその中央部に開口部５３ａをそれぞれ備えていること以外は上記の三次元位置決めテーブル１０と同様である。すなわち、昇降装置１２を駆動することにより、図１５に示すように昇降装置１２が備える四個の昇降部材２５に支持された支持板５３を、その上に配置されたテーブル板５４と共に昇降させることができる。 The configuration of the three-dimensional positioning table 50 is the same as that of the three-dimensional positioning table 10 except that the table plate 54 has an opening 54a at the center and the support plate 53 has an opening 53a at the center. It is. That is, by driving the lifting / lowering device 12, the support plate 53 supported by the four lifting / lowering members 25 provided in the lifting / lowering device 12 is lifted / lowered together with the table plate 54 disposed thereon as shown in FIG. Can do.

このように、三次元位置決めテーブルのテーブル板及び支持板の各々の中央に開口部が備えられていると、テーブル板の開口部の内側あるいはその下方に、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラに代表される撮像装置を配置することができる。これにより、テーブル板の開口部の上方に配置された位置決め対象物を、その配置を撮像装置によって検出しながら高い精度にて位置決めすることができる。 As described above, when an opening is provided in the center of each of the table plate and the support plate of the three-dimensional positioning table, for example, in a CCD (Charge Coupled Device) camera inside or below the opening of the table plate. A representative imaging device can be arranged. Thereby, the positioning target object arrange | positioned above the opening part of a table board can be positioned with high precision, detecting the arrangement | positioning with an imaging device.

例えば、液晶セルを構成する二枚のガラス基板を接着剤を介して互いに貼り合わせる際に、前記の撮像装置により各々のガラス基板の配置を検出（例えば、各々のガラス基板に付された位置決め用のマーク等の配置を検出）しながら、テーブル板５４の上に開口部５４ａを覆うようにして置かれた一方のガラス基板を、その上に僅かに間隔をあけて配置された他方のガラス基板に対して所定の位置に位置決めした後に上昇させる。このような操作によって、両者のガラス基板を高精度に位置決めした状態にて互いに貼り合わせることができる。なお、テーブル板の上に置かれるガラス基板は、その周縁部にて適当な治具により支持された状態にて、テーブル板の開口部の内側の領域の上方に配置することもできる。 For example, when two glass substrates constituting a liquid crystal cell are bonded to each other via an adhesive, the arrangement of each glass substrate is detected by the imaging device (for example, for positioning attached to each glass substrate) The other glass substrate placed on the table plate 54 so as to cover the opening 54a, with a slight gap therebetween. Is raised after being positioned at a predetermined position. By such an operation, both glass substrates can be bonded together in a state of being positioned with high accuracy. Note that the glass substrate placed on the table plate can be arranged above the region inside the opening of the table plate in a state where the glass substrate is supported by an appropriate jig at the peripheral edge thereof.

位置決めテーブル５０の場合には、図１１〜図１３に示すように、テーブル板５４は、支持板５３の表面に沿って配設された小球群５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄを介して支持板５３の上に滑動可能に配置されている。また、テーブル板５４と支持板５３との間には、各々上記の小球の直径よりも小さい厚みを有し、表面に沿って多数の透孔が形成されている四個の保持板５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄが配置されている。上記の小球の各々は、これらの保持板の透孔の各々に一つずつ収容され保持されている。 In the case of the positioning table 50, as shown in FIGS. 11 to 13, the table plate 54 is a support plate via small ball groups 56 a, 56 b, 56 c and 56 d disposed along the surface of the support plate 53. 53 is slidably disposed on 53. Further, four holding plates 57a between the table plate 54 and the support plate 53, each having a thickness smaller than the diameter of the small sphere and having a number of through holes formed along the surface, 57b, 57c and 57d are arranged. Each of the small spheres is accommodated and held in each of the through holes of these holding plates.

上記の保持板５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄとしては、互いに同一の形状のものが用いられている。例えば、保持板５７ａは、図１４に示すように小球群５６ａを保持している。そして保持板５７ａの長さ方向の各々の端部の側には、一対の開口部５２、５２が備えられている。図１１及び図１４に示すように、保持板５７ａの各々の開口部５２の内側には、支持板５３にその表面から突き出した状態にて備えられた保持板規制用のピン６１が挿入される。保持板規制用のピン６１は、テーブル板５４の移動を繰り返した場合に、保持板５７ａが支持板５３の内側周縁あるいは外側周縁から大きく突き出さないように、すなわち保持板５７ａの透孔が支持板５３の内側あるいは外側に配置されないように保持板の動きを規制して、保持板５７ａの透孔からの小球の落下を防止する。 The holding plates 57a, 57b, 57c, and 57d have the same shape. For example, the holding plate 57a holds a small ball group 56a as shown in FIG. A pair of openings 52, 52 are provided on each end side in the length direction of the holding plate 57a. As shown in FIGS. 11 and 14, a holding plate regulating pin 61 provided in a state of protruding from the surface of the support plate 53 is inserted inside each opening 52 of the holding plate 57a. . The holding plate regulating pin 61 prevents the holding plate 57a from protruding greatly from the inner peripheral edge or the outer peripheral edge of the support plate 53 when the table plate 54 is repeatedly moved, that is, the through hole of the holding plate 57a is supported. The movement of the holding plate is regulated so as not to be arranged inside or outside the plate 53, thereby preventing the small balls from falling from the through holes of the holding plate 57a.

図１１及び図１２に示すように、支持板５３の下側で且つ保持板５７ｃの下方の位置には、保持板６０ｃに保持された小球群５８ｃを介して板材５９ｃが配置されている。同様に、支持板５３の下側で且つ保持板５７ｄの下方の位置には、保持板６０ｄに保持された小球群５８ｄを介して板材５９ｄが配置されている。これらの板材５９ｃ、５９ｄの各々は、テーブル板５４の下面に一対の支柱５１、５１を介して固定されている。これにより、支持板５３は、テーブル板５４及び板材５９ｃにより小球群５６ｃ、５８ｃを介して予め加圧されている。同様に、支持板５３は、テーブル板５４及び板材５９ｄにより小球群５６ｄ、５８ｄを介して予め加圧されている。従って、図１０に示す位置決め装置５０もまた、そのテーブル板５４を、支持板５３との平行度を良好な状態に維持したまま、支持板５３の表面に沿って移動（滑動）させることができる。 As shown in FIGS. 11 and 12, a plate material 59c is disposed below the support plate 53 and below the holding plate 57c via small ball groups 58c held by the holding plate 60c. Similarly, a plate material 59d is disposed below the support plate 53 and below the holding plate 57d via a small ball group 58d held by the holding plate 60d. Each of these plate materials 59c, 59d is fixed to the lower surface of the table plate 54 via a pair of support columns 51, 51. Thereby, the support plate 53 is previously pressurized by the table plate 54 and the plate material 59c through the small ball groups 56c and 58c. Similarly, the support plate 53 is previously pressurized by the table plate 54 and the plate material 59d through the small ball groups 56d and 58d. Therefore, the positioning device 50 shown in FIG. 10 can also move (slide) the table plate 54 along the surface of the support plate 53 while maintaining the parallelism with the support plate 53 in a good state. .

なお、図１０の位置決め装置５０のように、テーブル板５４及び支持板５３の各々に開口部が備えられ、そして上記のように位置決めの際に撮像装置を用いる場合には、支持板５３の上に配置される保持板の構成は、前記の撮像装置による位置決め対象物の配置の検出を妨げない限り特に制限はない。例えば、支持板５３の上に配置される保持板としては、支持板５３と対応する形状（中央に開口を備える矩形の）保持板を用いることもできる。同様に、支持板５３の下に配置される保持板の構成もまた、前記の撮像装置による位置決め対象物の配置の検出を妨げない限り特に制限はないが、図１５に示すように支持板５３の下面の昇降装置１２の昇降部材２５で支持される表面領域には保持板を配置しないようにする必要がある。 As in the positioning device 50 of FIG. 10, each of the table plate 54 and the support plate 53 is provided with an opening, and when the imaging apparatus is used for positioning as described above, The configuration of the holding plate arranged in the above is not particularly limited as long as it does not prevent detection of the positioning object by the imaging device. For example, as the holding plate disposed on the support plate 53, a holding plate having a shape corresponding to the support plate 53 (rectangular shape having an opening at the center) can be used. Similarly, the configuration of the holding plate arranged below the support plate 53 is not particularly limited as long as it does not prevent the detection of the positioning object by the imaging device, but as shown in FIG. It is necessary not to arrange the holding plate in the surface area supported by the elevating member 25 of the elevating device 12 on the lower surface.

三次元位置決めテーブル５０もまた、上記の位置決めテーブル１０の場合と同様に、複数の位置決めテーブルを積み重ねることなく構成できるので装置の高さを低くすることができ、そしてテーブル板５４の開口部５４ａの上方に配置された位置決め対象物を、例えば、その配置をテーブル板の開口の内側あるいはその下方に配置された撮像装置により検出しながら三次元にて高い精度で位置決めすることができる。 As in the case of the positioning table 10 described above, the three-dimensional positioning table 50 can also be configured without stacking a plurality of positioning tables, so that the height of the apparatus can be reduced, and the opening 54a of the table plate 54 can be reduced. The positioning object placed above can be positioned with high accuracy in three dimensions, for example, while detecting the placement by an imaging device placed inside or below the opening of the table plate.

本発明の三次元位置決めテーブルの構成例を示す図である。但し、位置決めテーブルが備える昇降装置（図４：１２）の記載は省略してある。It is a figure which shows the structural example of the three-dimensional positioning table of this invention. However, the description of the lifting device (FIG. 4:12) provided in the positioning table is omitted. 図１に示す位置決めテーブル１０を図の上側から見た図である。It is the figure which looked at the positioning table 10 shown in FIG. 1 from the upper side of the figure. 図２に示す位置決めテーブル１０が備える昇降装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the raising / lowering apparatus with which the positioning table 10 shown in FIG. 2 is provided. 図２に示す位置決めテーブル１０を図の下側から見た図である。但し、直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、および接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃの記載は省略してある。It is the figure which looked at the positioning table 10 shown in FIG. 2 from the lower side of the figure. However, the description of the linear drive devices 17a, 17b, and 17c and the connectors 15a, 15b, and 15c is omitted. 図１に示す位置決めテーブル１０のテーブル板１４及び支持板１３の拡大図である。但し、小球２６ａ及び２８ａの各々は、断面として記入していない。It is an enlarged view of the table board 14 and the support plate 13 of the positioning table 10 shown in FIG. However, each of the small balls 26a and 28a is not shown as a cross section. 図２に示す位置決めテーブル１０のテーブル板１４をＸ方向に移動させた状態を示す図である。但し、支持板（図１：１３）の記載は省略してある。It is a figure which shows the state which moved the table board 14 of the positioning table 10 shown in FIG. 2 to the X direction. However, the description of the support plate (FIG. 1:13) is omitted. 図２に示す位置決めテーブル１０のテーブル板１４をＹ方向に移動させた状態を示す図である。但し、支持板（図１：１３）の記載は省略してある。It is a figure which shows the state which moved the table board 14 of the positioning table 10 shown in FIG. 2 to the Y direction. However, the description of the support plate (FIG. 1:13) is omitted. 図２に示す位置決めテーブル１０のテーブル板１４をθ方向に回転移動させた状態を示す図である。但し、支持板（図１：１３）の記載は省略してある。It is a figure which shows the state which rotated and moved the table board 14 of the positioning table 10 shown in FIG. However, the description of the support plate (FIG. 1:13) is omitted. 図４に示す位置決めテーブル１０のテーブル板１４をＺ方向に移動させた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which moved the table board 14 of the positioning table 10 shown in FIG. 4 to the Z direction. 本発明の三次元位置決めテーブルの別の構成例を示す平面図である。It is a top view which shows another structural example of the three-dimensional positioning table of this invention. 図１０の位置決めテーブル５０のテーブル板５４及び支持板５３を図の右側から見た側面図である。It is the side view which looked at the table board 54 and the support plate 53 of the positioning table 50 of FIG. 10 from the right side of the figure. 図１１に記入した切断線Ｉ−Ｉ線に沿って切断したテーブル板５４及び支持板５３の断面図である。但し、小球の各々は、断面として記入していない。FIG. 12 is a cross-sectional view of the table plate 54 and the support plate 53 cut along the cutting line I-I entered in FIG. 11. However, each of the small spheres is not filled in as a cross section. 図１０の位置決めテーブル５０から、直動駆動装置１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、接続具１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、テーブル板５４、そしてテーブル板５４の下面に各々一対の支柱（図１２：５１、５１）によって固定された二枚の板材（図１２：５９ｃ、５９ｄ）を取り除いた状態を示す平面図である。From the positioning table 50 in FIG. 10, the linear motion drive devices 17 a, 17 b, 17 c, the connectors 15 a, 15 b, 15 c, the table plate 54, and a pair of support columns (FIG. 12: 51, 51) It is a top view which shows the state which removed the fixed board | plate material (FIG. 12: 59c, 59d). 図１３に示す保持板５７ａの形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the holding plate 57a shown in FIG. 図１３に示す保持板５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄを、支持板５３の上から取り除いた状態を示す平面図である。FIG. 14 is a plan view showing a state in which the holding plates 57a, 57b, 57c, and 57d shown in FIG. 13 are removed from the support plate 53.

Explanation of symbols

１０三次元位置決めテーブル
１１基台
１２昇降装置
１３支持板
１４テーブル板
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ接続具
１６駆動軸
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ直動駆動装置
１８第一のリニア軸受
１８ａレール
１８ｂスライダ
１９第二のリニア軸受
１９ａレール
１９ｂスライダ
２０揺動具
２０ａ可動部
２１スライド板
２２駆動軸
２３直動駆動装置
２４スライド部材
２４ａ斜面
２５昇降部材
２５ａ斜面
２６小球群
２６ａ小球
２７保持板
２８小球群
２８ａ小球
２９板材
３０保持板
３１ａ、３１ｂリニア軸受
３２ａ、３２ｂレール
３３回転駆動装置
３４回転軸
３５ボールねじ
３６ねじ軸
３７リニア軸受
３７ａレール
３７ｂスライダ
３８リニア軸受
３８ａレール
３８ｂスライダ
３９回転駆動装置
４０回転軸
４１ボールねじ
４２ねじ軸
４４スライダ支持材
４５レール支持材
５０三次元位置決めテーブル
５１支柱
５２開口部
５３支持板
５３ａ開口部
５４テーブル板
５４ａ開口部
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ小球群
５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ保持板
５８ｃ、５８ｄ小球群
５９ｃ、５９ｄ板材
６０ｃ、６０ｄ保持板
６１保持板規制用のピンDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Three-dimensional positioning table 11 Base 12 Lifting device 13 Support plate 14 Table plate 15a, 15b, 15c Connection tool 16 Drive shaft 17a, 17b, 17c Linear motion drive device 18 First linear bearing 18a Rail 18b Slider 19 Second Linear bearing 19a Rail 19b Slider 20 Oscillating tool 20a Movable part 21 Slide plate 22 Drive shaft 23 Linear drive device 24 Slide member 24a Slope 25 Lifting member 25a Slope 26 Small ball group 26a Small ball 27 Holding plate 28 Small ball group 28a Small Sphere 29 Plate material 30 Holding plate 31a, 31b Linear bearing 32a, 32b Rail 33 Rotation drive device 34 Rotation shaft 35 Ball screw 36 Screw shaft 37 Linear bearing 37a Rail 37b Slider 38 Linear bearing 38a Rail 38b Slider 39 Rotation drive device 40 times Shaft 41 Ball screw 42 Screw shaft 44 Slider support material 45 Rail support material 50 Three-dimensional positioning table 51 Post 52 Opening portion 53 Support plate 53a Opening portion 54 Table plate 54a Opening portions 56a, 56b, 56c, 56d Small ball group 57a, 57b , 57c, 57d Holding plate 58c, 58d Small ball group 59c, 59d Plate material 60c, 60d Holding plate 61 Pin for holding plate regulation

Claims

Around the base, the lifting device installed on the base, the support plate fixed to the top of the lifting device, the table plate slidably arranged on the support plate, and the lifting device on the base At least three linear motion drives with drive shafts each being connected to the table plate via a connector, each of the connectors being in a direction perpendicular to the surface of the table plate A first linear bearing comprising a rail disposed on the rail and a slider attached to the rail so as to be movable along a length direction thereof; a rail disposed in a direction orthogonal to the rail of the first linear bearing; A second linear bearing comprising a slider attached to the rail so as to be movable along its length direction, and a swinging tool comprising a movable part swingable about a direction perpendicular to the surface of the table plate Concatenated in any order And the rails of the second linear bearings of two of the above three connectors are arranged coaxially or parallel to each other and arranged in a direction orthogonal to the rails of the second linear bearings of the remaining connectors. 3D positioning table.

A lifting device is slidably disposed on the base, a linear drive device having a drive shaft installed on the base and connected to the slide plate, and fixed on the slide plate. A sliding member having a slope inclined with respect to the surface of the table plate, and a lifting member having a slope fixed to the lower surface of the support plate and slidably opposed to the slope of the sliding member. The three-dimensional positioning table according to claim 1.

The three-dimensional positioning table according to claim 1, wherein the table plate is slidably disposed on the support plate via a small ball group disposed along the surface of the support plate.

Between the table plate and the support plate, a holding plate having a thickness smaller than the diameter of the small sphere and having a number of through holes formed along the surface is arranged, and each of the small spheres is held. The three-dimensional positioning table according to claim 3, wherein the three-dimensional positioning table is housed and held one by one in each of a plurality of through holes of the plate.

The three-dimensional positioning table according to claim 1, wherein each of the table plate and the support plate has an opening at the center thereof.