WO2017141833A1 - テーブル駆動装置及び該テーブル駆動装置を具備した作業システム - Google Patents

テーブル駆動装置及び該テーブル駆動装置を具備した作業システム Download PDF

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movable table
pinion
rack
supported
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保幸 小林
美沙子 津川
中村　一也
全弘 斎藤
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並木精密宝石株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/62—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/72—Auxiliary arrangements; Interconnections between auxiliary tables and movable machine elements
    • B23Q1/74—Auxiliary tables
    • G—PHYSICS
    • G12—INSTRUMENT DETAILS
    • G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B5/00—Adjusting position or attitude, e.g. level, of instruments or other apparatus, or of parts thereof; Compensating for the effects of tilting or acceleration, e.g. for optical apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a table drive device that is incorporated in, for example, an industrial robot or the like and moves in two intersecting directions with high accuracy, and a work system equipped with the table drive device.
  • planar drive mechanisms include sliding screws, ball screws, rack and pinions, belts, chains, etc., mechanisms that convert rotational motion into linear motion, or fluid linear motion mechanisms such as pneumatic cylinders and hydraulic cylinders, linear motors It is well-known that it has a mechanism that directly moves linearly, such as an ultrasonic linear motion motor, and that two tables that drive on one axis are stacked in two stages so that the drive directions are orthogonal to each other. (For example, refer to Patent Document 1). According to such a conventional technique, the movable table can be moved in two directions along a plane or stopped at a predetermined position by a combination of a uniaxial linear motion mechanism having a relatively simple structure. Therefore, for example, if a work is placed on the table driving device, the work is moved precisely, and the work is processed by a robot, there is a possibility that the work can be processed with high accuracy.
  • the workpiece is a mass-produced product such as a gear head, and the gear head is assembled by the robot, it is required to shorten the work time as much as possible.
  • the conventional table driving device when used, the other linear motion mechanism is overlapped and assembled on one linear motion mechanism, and therefore the one linear motion mechanism on the lower side has the uppermost portion. The weight of the other linear motion mechanism is added to the weight of the object to be transported placed on the table.
  • the weight is unbalanced between the one linear motion mechanism on the lower side and the other linear motion mechanism on the upper side, and it is difficult to operate these two linear motion mechanisms having different weights in cooperation at high speed. It is. For this reason, the lower one linear motion mechanism requires a larger driving force than the other upper linear motion mechanism, and the specifications differ between the upper and lower linear motion mechanisms, making the control complicated. Or may cause a decrease in productivity. Furthermore, since the other linear motion mechanism on the upper side also moves a drive source (for example, an electric motor or a fluid motor), a cable for supplying power or a control signal to the drive source, a hose for supplying fluid, or the like The structure needs to follow the movement, but such a structure may reduce wear resistance, durability, and the like.
  • a drive source for example, an electric motor or a fluid motor
  • the present invention has the following configuration.
  • a base a first rotating shaft directed in a first direction along the upper surface of the base and supported by the base, and a second rotating along the upper surface of the base and intersecting the first direction
  • a second rotating shaft directed to the base and supported by the base, and first and second rotational driving sources supported by the base so as to transmit rotational force to the two rotating shafts, respectively.
  • a movable table supported by the base so as to move in the first direction and the second direction above the two rotation shafts, and the first rotation shaft and the second rotation shaft.
  • the rotary shaft includes a first pinion having a length corresponding to the amount of movement of the movable table in the first direction and a length corresponding to the amount of movement of the movable table in the second direction.
  • first pinion and the second pinion are provided so as to be integrally rotatable.
  • the first rack and the second rack are fixed so as to mesh with the first pinion and the second rack, respectively, and the first rack and the second rack mesh with the first pinion and the second pinion, respectively. In the state, it is provided to move in the tooth width direction.
  • the movable table can be driven with high accuracy and high speed by coordinating the two rotational drive sources.
  • One of the features of the table driving device of the present embodiment is that the base, the first rotating shaft that is directed to the first direction along the upper surface of the base and supported by the base, and the base And a second rotating shaft supported by the base and directed in a second direction intersecting the first direction, and transmitting the rotational force to each of the two rotating shafts.
  • First and second rotational drive sources supported by a table, and a movable table supported by the base so as to move in the first direction and the second direction above the two rotation shafts
  • a first pinion having a length corresponding to the amount of movement of the movable table in the first direction, and the movable table on the first rotating shaft and the second rotating shaft, respectively.
  • a second pinion having a length corresponding to the amount of movement in the second direction are provided so as to be integrally rotatable.
  • the first rack and the second rack are fixed to the movable table so as to mesh with the first pinion and the second pinion, respectively, and the first rack and the second rack are Each is provided so as to move in the tooth width direction while meshing with the first pinion and the second pinion (see FIGS. 1 to 4).
  • the two pinions with different directions fixed to one movable table are directly engaged with the corresponding pinions, and each pinion is rotated by the rotation drive source.
  • the load imbalance applied to the two rotary driving sources can be reduced.
  • since the two rotational driving sources are supported on the same base, it is easy to fix cables, hoses and the like that supply power to these rotational driving sources.
  • the base is provided with a movable support that supports the movable table so as to be movable in two directions, the first direction and the second direction.
  • a mechanism is provided (see FIGS. 2 and 4).
  • the movement support mechanism includes a first rail fixed to the base along the first direction, and a movement guided by the first rail.
  • the smaller one of the load received from the movable table of the first rotary shaft and the second rotary shaft is selected.
  • a weight body was provided on the rotating shaft (see FIGS. 1 to 4).
  • the work system is configured by including the table driving device and the robot (see FIG. 5).
  • the table driving device A includes a base 10, a first rotating shaft 21 facing in a first direction (X direction) along the upper surface of the base 10, A second rotating shaft 31 that extends along the upper surface of the table 10 and is orthogonal to the first direction, and first and second rotational drive sources 20 and 30 that transmit rotational force to the two rotating shafts 21 and 31, respectively.
  • a movable table 40 that moves in the first direction and the second direction above the two rotating shafts 21 and 31, and the movable table 40 moves in the first direction and the second direction.
  • the movable support mechanism 50 which supports freely and the weight body 60 fixed to the 1st rotating shaft 21 are comprised, and the movable table 40 is driven to two directions of the said 1st direction and the said 2nd direction.
  • the base 10 is a plate-like member having upper and lower surfaces substantially flat, and is formed in a rectangular plate shape according to the illustrated example.
  • the base 10 is appropriately provided with holes, protrusions, and the like for fixing and fixing the first and second rotational drive sources 20, 30 and the movement support mechanism 50.
  • the first and second rotary drive sources 20 and 30 are two rotary electric motors with the same output, and for example, a stepping motor that controls the rotation angle of the output shaft may be used.
  • the first and second rotary drive sources 20 and 30 are arranged so that the axial directions are orthogonal to each other (see FIGS. 3 and 4), and the casings 22 and 32 are supported by the base 10 in a stationary manner.
  • the first rotary shaft 21 and the second rotary shaft 31 are concentric with the rotary shafts of the first and second rotary drive sources 20 and 30 via shaft couplings 24 and 34 (couplings), respectively. It is connected to the.
  • Each of the first rotating shaft 21 and the second rotating shaft 31 is formed in a cylindrical shaft shape at both ends in the axial direction, and is rotatable with respect to the base 10 via the pivot brackets 1 and 2, respectively. It is supported (see FIGS. 2 to 4).
  • a first pinion 23 and a second pinion 33 are provided on the first rotating shaft 21 and the second rotating shaft 31 so as to be rotatable integrally with each other near the center excluding the shaft support portions on both ends. It is done.
  • Each of the first pinion 23 and the second pinion 33 is formed in a spur gear shape, and each tooth portion on the outer periphery thereof extends in a long straight line shape parallel to the axis (see FIG. 4).
  • the first pinion 23 and the second pinion 33 are formed by processing (including cutting and forging) the outer peripheral portions near the center of the first rotating shaft 21 and the second rotating shaft 31, respectively. ing.
  • the lengths in the axial direction of the first pinion 23 and the second pinion 33 are respectively the amount of movement of the movable table 40 in the first direction (X direction) and the amount of movement in the second direction (Y direction). It is set accordingly. More specifically, the first pinion 23 is formed slightly longer than the set movement amount of the movable table 40 in the first direction (X direction). The second pinion 33 is formed slightly longer than the set movement amount of the movable table 40 in the second direction (Y direction).
  • the set movement amount is a movement amount of the movable table 40 set in advance according to the specification of the table driving device A or the like.
  • the movable table 40 is located above the first pinion 23 and the second pinion 33 and is supported by the base 10 via a movement support mechanism 50 described later. As illustrated in FIG. 1, the movable table 40 includes a substantially rectangular plate-shaped main body piece 40a having a flat upper surface, and a first rack support piece that protrudes horizontally from one side of the main body piece 40a. 40b and a second rack support piece 40c projecting horizontally from the other side of the main body piece 40a (see FIGS. 1 to 3).
  • a first rack 41 is fixed to the lower surface of the first rack support piece 40b of the movable table 40 along the second direction (Y direction).
  • a second rack 42 is fixed to the lower surface of the second rack support piece 40c in the movable table 40 along the first direction (X direction) (see FIGS. 1 and 2).
  • the tooth width (X-direction width) of the first rack 41 is set to be smaller than the axial length of the first pinion 23.
  • the length of the first rack 41 in the Y direction is set slightly longer than the set movement amount according to the set movement amount of the movable table 40 in the second direction (Y direction). Therefore, the first rack 41 is movable in the first direction (X direction) along the first pinion 23 in a state of being engaged with the first pinion 23.
  • the tooth width (Y direction width) of the second rack 42 is set to be smaller than the axial length of the second pinion 33.
  • the length of the second rack 42 in the X direction is set slightly longer than the set movement amount according to the set movement amount of the movable table 40 in the first direction (X direction). Therefore, the second rack 42 is movable in the second direction (Y direction) along the second pinion 33 in a state of being engaged with the second pinion 33.
  • the movement support mechanism 50 includes first rails 51 and 51 fixed to the upper surface of the base 10 along a first direction (X direction), and a movement base 52 that moves while being guided by the first rail 51. And two second rails 53 and 53 fixed to the upper surface of the movable table 52 along the second direction (Y direction). Then, the movable table 40 is fitted to the second rails 53 and 53 so as to move in the second direction (Y direction) on the upper side.
  • the first rail 51 and the second rail 53 use an LM guide (linear motion guide) in which a concave movable portion is fitted to a linear guide rail.
  • the concave movable part is fixed to the upper member (moving table 52 or movable table 40).
  • the weight body 60 is a cylindrical member having an outer diameter larger than that of the first rotating shaft 21, and the load received from the movable table 40 among the first rotating shaft 21 and the second rotating shaft 31 is small. It is fixed to one rotation shaft (first rotation shaft 21 in the illustrated example) so as to be concentric and integrally rotatable, and functions as a counterweight.
  • the mass of the object moving at this time is the movable table 40, the first rack 41, and the second This is the total mass of the rack 42, the movable table 52, the second rails 53, 53, etc. (see FIG. 2).
  • the mass of the object moving at this time is such that the movable table 40, the first rack 41, the second rack 42, etc.
  • the total mass (see FIG. 2), which is smaller than the former. Therefore, according to this embodiment, the load received from the movable table 40 is smaller on the first rotating shaft 21 than on the second rotating shaft 31. For this reason, the weight body 60 is fixed to the first rotary shaft 21 to reduce the unbalance of the load applied to the first rotary drive source 20 and the second rotary drive source 30.
  • the table driving device A having the above-described configuration, if necessary, includes a position sensor (not shown) that detects the position of the movable table 40 in the X direction and the Y direction, the first and second rotary drive sources 20, 30 is provided with a control circuit (not shown) for controlling 30.
  • the working system S provided with the table driving device A having the above configuration will be described (see FIG. 5).
  • the table driving device A and the robot B are placed on the same surface.
  • a workpiece W is placed on the movable table 40 of the table driving device A.
  • the workpiece W is, for example, a gear head assembly that is attached to a very small motor.
  • the robot B includes a plurality of arms b4 connected to a support rod b2 fixed on the base b1 by joints b3, and a working unit b5 (end effector) that performs work on the distal end side of these arms b4.
  • the operation is performed by bending / extending / rotating the arm b4, opening / closing / rotating the working part, etc., using a power source (not shown) such as a stepping motor included in the base b1, the support rod b2, the arm b4, etc. as power. I do.
  • the single movable table 40 is directly driven by the first and second rotary drive sources 20 and 30 without interposing an intermediate table or the like.
  • the unbalance of the load applied to the two rotational drive sources 20 and 30 is relatively small, and the unbalance is also reduced by the weight body 60. Therefore, it is possible to use a drive source having substantially the same output for the two first and second rotary drive sources 20 and 30 and to move the first and second rotary drive sources 20 and 30 in cooperation with each other. Can be operated at high speed.
  • first and second rotary drive sources 20 and 30 are supported on the same base 10, fixing of cables and the like for supplying power to the first and second rotary drive sources 20 and 30 is also possible. Therefore, durability of the table driving device A and the work system S can be improved.
  • the electric motor was used as the 1st and 2nd rotational drive sources 20 and 30, as another example, the 1st and 2nd rotational drive sources 20 and 30 are made into a fluid motor. A substituted mode is also possible.
  • the output shaft of the 1st and 2nd rotational drive sources 20 and 30 is respectively connected to the 1st rotating shaft 21 and the 2nd rotating shaft 31 via the shaft couplings 24 and 34.
  • the output shafts of the first and second rotary drive sources 20 and 30 may be used as the first rotary shaft 21 and the second rotary shaft 31, respectively.
  • the first and second pinions 23 and 33 may be provided on the output shafts of the first and second rotational drive sources 20 and 30 respectively.
  • the movement support mechanism 50 having the above-described configuration is provided as a particularly preferable example.
  • the movement support mechanism 50 is omitted, and the lower end side of the movable table 40 is slid onto the upper surface of the base.
  • a mode in which the movable table 40 is freely moved in the horizontal direction by contact, or a repulsive magnet is provided between the base 10 and the movable table 40, and the movable table 40 is magnetically levitated and moved freely in the horizontal direction. It is also possible to adopt an aspect or the like.
  • the work system S was comprised, As another example of this work system S, the movable table 40 of the table drive apparatus A is used. It is also possible to have a mode in which the robot B is placed on the workpiece W and the workpiece W placed on a portion other than the table driving device A is processed by the robot B.
  • the robot B is replaced with a painting robot, a machining robot, a welding robot, a measuring instrument for measuring the position and state of the workpiece W, and the robot and measurement. It is also possible to adopt an embodiment in which a vessel or the like is used in appropriate combination.
  • the work system S it is possible to configure a medical work system (including a treatment system and an inspection system) by replacing the robot B with a medical device.
  • a medical work system including a treatment system and an inspection system
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

【課題】　二つの回転駆動源を協調させて可動テーブルを高精度かつ高速で駆動する。 【解決手段】　基台１０と、基台１０の上面に沿う第１の方向へ向けられ基台１０に支持された第１の回転軸２１と、基台１０の上面に沿うとともに前記第１の方向に交差する第２の方向へ向けられ基台１０に支持された第２の回転軸３１と、これら二つの回転軸にそれぞれ回転力を伝達するように基台１０に支持された第１及び第２の回転駆動源２０，３０と、前記二つの回転軸２１，２３の上方側で第１の方向と第２の方向へ移動するように基台１０に支持された可動テーブル４０とを備え、可動テーブル４０を、第１及び第２の回転駆動源２０，３０及びラックアンドピニオン機構によりＸＹ方向へ駆動するようにした。

Description

テーブル駆動装置及び該テーブル駆動装置を具備した作業システム
　本発明は、例えば産業用ロボット等に組み込まれて、交差する二方向への移動を高精度に行うテーブル駆動装置及び該テーブル駆動装置を具備した作業システムに関するものである。
　従来、例えばφ１０ｍｍ以下の極小モータに取り付けられるギヤヘッド（変速ギヤユニット）を、ロボットを用いて自動的組み立てを行う場合、ターゲットに対して誤差が２０μｍ以下になるような高精度な位置制御が必要になる。
　一方、ロボットは、機構的な誤差や、角度センサの測定誤差、アームやエンドエフェクタの柔軟性や弾性等に起因して、ギヤヘッドの組立に必要な精密な位置決め作業が困難になる場合がある。そこで、高精度の位置制御が可能なテーブル駆動装置をロボットと組み合わせて用いることにより、精密な位置決め作業を可能にすることが提案される。
　従来の平面駆動機構としては、すべりねじ、ボールねじ、ラックアンドピニオン、ベルト、チェーン等、回転運動を直動運動に変換する機構、あるいは空圧シリンダ、油圧シリンダ等の流体直動機構、リニアモータ、超音波直動モータ等の直接的に直動運動を行う機構等を備え、一軸上を駆動する二つのテーブルを互いに駆動方向が直交するように二段に重ねた構成がよく知られている（例えば、特許文献１参照）。
　このような従来技術によれば、比較的簡単な構造の一軸直動機構の組み合わせにより、可動テーブルを平面に沿う二方向へ移動させたり所定位置で停止させたりすることが可能である。そこで、例えば、前記テーブル駆動装置にワークを載置して該ワークを精密に移動させ、該ワークをロボットにより加工すれば、前記ワークに高精度な加工を施せる可能性がある。
特開平６－４３９３９号公報
　ところで、例えば、前記ワークがギヤヘッドように大量に生産される物であり、該ギヤヘッドを前記ロボットにより組立作業する場合には、作業時間をできる限り短縮することが求められる。また、ロボットを用いた自動組み立てにおいて高精度を補償するためには、外乱あるいはロボット自身の動作によるアームの固有振動数での振動に追随するように、平面駆動テーブルを精細に駆動する必要が生じる場合もある。
　しかしながら、上記従来のテーブル駆動装置を用いた場合、一方の直動機構の上に他方の直動機構を重ね合わせて組み付けているため、下側になる前記一方の直動機構には、最上部のテーブル上に載置される搬送対象物の重量に、前記他方の直動機構の重量が加わる。
　したがって、下側の前記一方の直動機構と、上側の前記他方の直動機構とで重量がアンバランスになり、これら重量の異なる二つの直動機構を、協調させて高速動作させることは困難である。
　このため、下側の前記一方の直動機構は、上側の前記他方の直動機構よりも大きな駆動力のものが必要になり、上下の直動機構で仕様が異なってしまい、制御が複雑になったり生産性の低下を招いたりする可能性がある。
　さらに、上側となる前記他方の直動機構は、駆動源（例えば電動モータや流体モータ等）も移動するため、該駆動源に電力や制御信号を供給するケーブルや、流体を供給するホース等について、前記移動に追従する構造にする必要があるが、このような構造により耐摩耗性や耐久性等が低下するおそれがある。
　このような課題に鑑みて、本発明は、以下の構成を具備するものである。
　基台と、該基台の上面に沿う第１の方向へ向けられ該基台に支持された第１の回転軸と、同基台の上面に沿うとともに前記第１の方向に交差する第２の方向へ向けられ同基台に支持された第２の回転軸と、これら二つの回転軸にそれぞれ回転力を伝達するように前記基台に支持された第１及び第２の回転駆動源と、前記二つの回転軸の上方側で前記第１の方向と前記第２の方向へ移動するように前記基台に支持された可動テーブルとを備え、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸には、それぞれ、前記可動テーブルの前記第１の方向への移動量に応じた長さの第１のピニオンと、前記可動テーブルの前記第２の方向への移動量に応じた長さの第２のピニオンとが一体回転可能に設けられ、前記可動テーブルには、前記第１のピニオンと前記第２のピニオンにそれぞれ噛み合うように、第１のラックと第２のラックが固定され、前記第１のラックと前記第２のラックは、それぞれ、前記第１のピニオンと前記第２のピニオンに噛み合った状態で、歯幅方向へ移動するように設けられている。
　本発明は、以上説明したように構成されているので、二つの回転駆動源を協調させて可動テーブルを高精度かつ高速に駆動することができる。
本発明に係るテーブル駆動装置の一例を示す斜視図である。 同テーブル駆動装置の分解斜視図である。 同テーブル駆動装置の平面図である。 同テーブル駆動装置において可動テーブル及びラックを省いた状態を示す平面図である。 作業システムの一例を示す側面図である。
　本実施の形態のテーブル駆動装置における特徴の一つは、基台と、該基台の上面に沿う第１の方向へ向けられ該基台に支持された第１の回転軸と、同基台の上面に沿うとともに前記第１の方向に交差する第２の方向へ向けられ同基台に支持された第２の回転軸と、これら二つの回転軸にそれぞれ回転力を伝達するように前記基台に支持された第１及び第２の回転駆動源と、前記二つの回転軸の上方側で前記第１の方向と前記第２の方向へ移動するように前記基台に支持された可動テーブルとを備え、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸には、それぞれ、前記可動テーブルの前記第１の方向への移動量に応じた長さの第１のピニオンと、前記可動テーブルの前記第２の方向への移動量に応じた長さの第２のピニオンとが一体回転可能に設けられ、前記可動テーブルには、前記第１のピニオンと前記第２のピニオンにそれぞれ噛み合うように、第１のラックと第２のラックが固定され、前記第１のラックと前記第２のラックは、それぞれ、前記第１のピニオンと前記第２のピニオンに噛み合った状態で、歯幅方向へ移動するように設けられている（図１～図４参照）。
　この構成によれば、一つの可動テーブルに固定された方向の異なる二つのラックに対し、それぞれ対応するピニオンを直接的に係合し、各ピニオンを回転駆動源によって回転させるようにしているため、上下二つのテーブルをそれぞれ駆動源により駆動するようにした従来技術に比較して、二つの回転駆動源に加わる負荷のアンバランスを減少することができる。しかも、二つの回転駆動源を同一の基台に支持するようにしているため、これら回転駆動源に動力を供給するケーブルやホース等の固定も容易である。
　他の特徴として、前記可動テーブルを安定的に支持するために、前記基台には、前記可動テーブルを、前記第１の方向と前記第２の方向の二方向へ移動自在に支持する移動支持機構が設けられている（図２及び図４参照）。
　他の特徴としては、具体的に好ましい態様として、前記移動支持機構は、前記第１の方向に沿って前記基台に固定された第１のレールと、該第１のレールに案内されて移動する移動台と、前記第２の方向に沿って前記移動台に固定された第２のレールとを備え、前記可動テーブルは、前記第２のレールに案内されて移動するように設けられている（図２参照）。
　他の特徴としては、二つの回転駆動源に加わる負荷のアンバランスをより減少するために、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸のうち、前記可動テーブルから受ける負荷の小さい方の回転軸に、錘体を設けた（図１～図４参照）。
　他の特徴としては、上記テーブル駆動装置と、ロボットとを具備して作業システムを構成した（図５参照）。
＜具体的実施態様＞
　次に、上記特徴を有する具体的な実施態様について、図面に基づいて詳細に説明する。
　このテーブル駆動装置Ａは、図１～図４に示すように、基台１０と、該基台１０の上面に沿う第１の方向（Ｘ方向）へ向く第１の回転軸２１と、同基台１０の上面に沿うとともに前記第１の方向に直交する第２の回転軸３１と、これら二つの回転軸２１，３１にそれぞれ回転力を伝達する第１及び第２の回転駆動源２０，３０と、前記二つの回転軸２１，３１の上方側で前記第１の方向と前記第２の方向へ移動する可動テーブル４０と、可動テーブル４０を前記第１の方向と前記第２の方向へ移動自在に支持する移動支持機構５０と、第１の回転軸２１に固定された錘体６０とを具備し、可動テーブル４０を前記第１の方向と前記第２の方向の二方向へ駆動する。
　基台１０は、上下面を略平坦に形成した平板状の部材であり、図示例によれば、矩形板状に形成される。この基台１０には、第１及び第２の回転駆動源２０，３０や移動支持機構５０等を止着し固定するための孔や突起等が適宜設けられる。
　第１及び第２の回転駆動源２０，３０は、同出力の二つの回転式電動モータであり、例えば、出力軸の回転角を制御するようにしたステッピングモータを用いればよい。
　第１及び第２の回転駆動源２０，３０は、軸方向を直交するように配置され（図３及び図４参照）、それぞれのケーシング２２，３２が基台１０に不動に支持されている。
　第１及び第２の回転駆動源２０，３０の回転軸には、それぞれ、軸継手２４，３４（カップリング）を介して、第１の回転軸２１と第２の回転軸３１が同芯状に接続されている。
　第１の回転軸２１と第２の回転軸３１の各々は、その軸方向の両端側が、円柱軸状に形成され、それぞれ軸支ブラケット１，２を介して、基台１０に対し回転自在に支持されている（図２～図４参照）。
　これら第１の回転軸２１と第２の回転軸３１には、それぞれ、前記両端側の軸支部分を除く中央寄りに、第１のピニオン２３と、第２のピニオン３３が一体回転可能に設けられる。
　第１のピニオン２３と第２のピニオン３３の各々は、平歯車状に形成され、その外周の各歯部を軸心に平行な長尺直線状に延設している（図４参照）。
　これら第１のピニオン２３と第２のピニオン３３は、それぞれ、第１の回転軸２１と第２の回転軸３１の中央寄り外周部を加工（切削加工や鍛造等を含む）することで形成されている。なお、他例としては、軸状に形成された第１及び第２の回転軸２１，３１の中央寄り外周部に、別体のピニオンを環状に嵌め合せた態様とすることも可能である。
　第１のピニオン２３と第２のピニオン３３の軸方向の長さは、それぞれ、可動テーブル４０における第１の方向（Ｘ方向）の移動量と第２の方向（Ｙ方向）の移動量とに応じて適宜に設定されている。
　詳細に説明すれば、第１のピニオン２３は、可動テーブル４０の第１の方向（Ｘ方向）の設定移動量よりも若干長く形成される。そして、第２のピニオン３３は、同可動テーブル４０の第２の方向（Ｙ方向）の設定移動量よりも若干長く形成される。
　前記設定移動量は、当該テーブル駆動装置Ａの仕様等に応じて予め設定された可動テーブル４０の移動量である。
　可動テーブル４０は、第１のピニオン２３及び第２のピニオン３３の上方側に位置し、後述する移動支持機構５０を介して基台１０に支持される。
　この可動テーブル４０は、図１に例示するように、上面を平坦にした略矩形板状の本体片部４０ａと、該本体片部４０ａの一辺から水平方向へ突出する第１のラック支持片部４０ｂと、同本体片部４０ａの他の一辺から水平方向へ突出する第２のラック支持片部４０ｃとから一体に形成されている（図１～図３参照）。
　可動テーブル４０における第１のラック支持片部４０ｂの下面には、第２の方向（Ｙ方向）に沿って第１のラック４１が固定されている。
　また、同可動テーブル４０における第２のラック支持片部４０ｃの下面には、第１の方向（Ｘ方向）に沿って第２のラック４２が固定されている（図１及び図２参照）。
　第１のラック４１の歯幅（Ｘ方向の幅）は、第１のピニオン２３の軸方向長さよりも小さく設定される。また、第１のラック４１のＹ方向の長さは、可動テーブル４０の第２の方向（Ｙ方向）の設定移動量に応じて該設定移動量よりも若干長めに設定される。
　したがって、この第１のラック４１は、第１のピニオン２３に噛み合った状態で、該第１のピニオン２３に沿って第１の方向（Ｘ方向）へ移動可能である。
　同様に、第２のラック４２の歯幅（Ｙ方向の幅）は、第２のピニオン３３の軸方向長さよりも小さく設定される。また、第２のラック４２のＸ方向の長さは、可動テーブル４０の第１の方向（Ｘ方向）の設定移動量に応じて該設定移動量よりも若干長めに設定される。
　したがって、この第２のラック４２は、第２のピニオン３３に噛み合った状態で、該第２のピニオン３３に沿って第２の方向（Ｙ方向）へ移動可能である。
　移動支持機構５０は、第１の方向（Ｘ方向）に沿って基台１０の上面に固定された第１のレール５１，５１と、該第１のレール５１に案内されて移動する移動台５２と、第２の方向（Ｙ方向）に沿って移動台５２の上面に固定された二本の第２のレール５３，５３とを一体的に具備している。
　そして、第２のレール５３，５３には、その上部側に、可動テーブル４０が第２の方向（Ｙ方向）へ移動するように嵌り合っている。
　なお、第１のレール５１及び第２のレール５３は、図示例によれば、直線状のガイドレールに対し凹状可動部を嵌め合せたＬＭガイド（リニア・モーション・ガイド）を用いており、前記凹状可動部を、その上側の部材（移動台５２又は可動テーブル４０）に固定している。
　また、錘体６０は、第１の回転軸２１よりも外径の大きい円柱状の部材であり、第１の回転軸２１と第２の回転軸３１のうち、可動テーブル４０から受ける負荷の小さい方の回転軸（図示例によれば第１の回転軸２１）に、同芯状且つ一体回転可能に固定され、カウンターウェイトとして機能する。
　詳細に説明すれば、図示例では、可動テーブル４０を第１の方向（Ｘ方向）へ移動させる場合、この際に移動する物体の質量は、可動テーブル４０、第１のラック４１及び第２のラック４２、移動台５２、第２のレール５３，５３等の質量の合計となる（図２参照）。
　これに対し、可動テーブル４０を第２の方向（Ｙ方向）へ移動させる場合には、この際に移動する物体の質量は、可動テーブル４０、第１のラック４１及び第２のラック４２等の質量の合計となり（図２参照）、前者よりも小さくなる。
　したがって、本実施態様によれば、可動テーブル４０から受ける負荷は、第２の回転軸３１よりも第１の回転軸２１の方が小さくなる。このため、この第１の回転軸２１に錘体６０を固定して、第１の回転駆動源２０と第２の回転駆動源３０に加わる負荷のアンバランスを軽減している。
　そして、上記構成のテーブル駆動装置Ａは、必要に応じて、可動テーブル４０のＸ方向及びＹ方向の位置を検出する位置センサ（図示せず）や、第１及び第２の回転駆動源２０，３０を制御する制御回路（図示せず）等を備える。
　次に、上記構成のテーブル駆動装置Ａを具備した作業システムＳについて説明する（図５参照）。
　この作業システムＳは、同一面上に、上記テーブル駆動装置Ａと、ロボットＢとを載置している。
　テーブル駆動装置Ａの可動テーブル４０上には、ワークＷが載置される。このワークＷは、例えば、極小モータに取り付けられるギヤヘッド組立である。
　ロボットＢは、基台上ｂ１に固定された支持杆ｂ２に、関節部ｂ３によって接続された複数のアームｂ４と、これらアームｂ４の先端側で作業を行う作業部ｂ５（エンドフェクタ）とを具備しており、基台ｂ１、支持杆ｂ２及びアームｂ４等に内在する図示しない駆動源（例えばステッピングモータ等）を動力にして、アームｂ４の屈曲・伸展や回転、作業部の開閉や回転等の動作を行う。
　以下、上記構成のテーブル駆動装置Ａ及び作業システムＳについて、その特徴的な作用効果を説明する。
　テーブル駆動装置Ａによれば、単一の可動テーブル４０を、中間テーブル等を介在することなく、直接、第１及び第２の回転駆動源２０，３０によって駆動しているため、第１及び第２の回転駆動源２０，３０に加わる負荷のアンバランスが比較的小さく、しかも、前記アンバランスは錘体６０によっても軽減される。
　よって、二つの第１及び第２の回転駆動源２０，３０に略同出力の駆動源を用いることができる上、これら第１及び第２の回転駆動源２０，３０を協調させて可動テーブル４０を高速動作させることができる。
　このため、可動テーブル４０に載置されたワークＷに対し、ロボットＢによって位置決め精度の高い組立作業や加工等を、高速に行うことができる。
　また、第１及び第２の回転駆動源２０，３０を同一の基台１０上に支持しているため、第１及び第２の回転駆動源２０，３０に動力を供給するケーブル等の固定も容易であり、したがって、テーブル駆動装置Ａ及び作業システムＳの耐久性を向上することができる。
　なお、上記実施態様によれば、第１及び第２の回転駆動源２０，３０として電動モータを用いたが、他例としては、第１及び第２の回転駆動源２０，３０を流体モータに置換した態様とすることも可能である。
　また、上記実施形態によれば、第１及び第２の回転駆動源２０，３０の出力軸を、それぞれ、軸継手２４，３４を介して第１の回転軸２１と第２の回転軸３１に接続したが、他例としては、第１及び第２の回転駆動源２０，３０の出力軸自体を、それぞれ、第１の回転軸２１と第２の回転軸３１に用いた態様とすることも可能である。この態様では、第１及び第２の回転駆動源２０，３０の出力軸自体に、それぞれ、第１及び第２のピニオン２３，３３を設ければよい。
　また、上記実施態様によれば、特に好ましい一例として、上記構成の移動支持機構５０を設けたが、他例としては、移動支持機構５０を省き、可動テーブル４０の下端側を基台上面に摺接させて該可動テーブル４０を水平方向へ自在に移動する態様や、基台１０と可動テーブル４０の間に反発し合う磁石を設け、可動テーブル４０を磁気浮上させて水平方向へ自在に移動する態様等とすることも可能である。
　また、上記実施態様によれば、同一面上にテーブル駆動装置ＡとロボットＢを具備して作業システムＳを構成したが、この作業システムＳの他例としては、テーブル駆動装置Ａの可動テーブル４０にロボットＢを載置し、このロボットＢにより、テーブル駆動装置Ａ以外の部分に載置されたワークＷを加工する態様とすることも可能である。
　さらに、作業システムＳの他例としては、ロボットＢを、塗装ロボットや、機械加工用ロボット、溶接ロボット、ワークＷの位置や状態を測定する測定器等に置換した態様や、これらのロボットや測定器等を適宜に組み合わせて用いた態様等とすることも可能である。
　さらに、作業システムＳの他例としては、ロボットＢを医療機器に置換して、医療作業システム（治療システムや検査システム等含む）を構成することも可能である。
　また、本発明は上述した実施態様に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更が可能である。
　１０：基台
　２０：第１の回転駆動源
　２１：第１の回転軸
　３０：第２の回転駆動源
　３１：第２の回転軸
　４０：可動テーブル
　５０：移動支持機構
　５１：第１のレール
　５２：移動台
　５３：第２のレール
　６０：錘体
　Ａ：テーブル駆動装置
　Ｂ：ロボット
　Ｓ：作業システム
　Ｗ：ワーク

Claims (5)

  1. 　基台と、該基台の上面に沿う第１の方向へ向けられ該基台に支持された第１の回転軸と、同基台の上面に沿うとともに前記第１の方向に交差する第２の方向へ向けられ同基台に支持された第２の回転軸と、これら二つの回転軸にそれぞれ回転力を伝達するように前記基台に支持された第１及び第２の回転駆動源と、前記二つの回転軸の上方側で前記第１の方向と前記第２の方向へ移動するように前記基台に支持された可動テーブルとを備え、
    　前記第１の回転軸と前記第２の回転軸には、それぞれ、前記可動テーブルの前記第１の方向への移動量に応じた長さの第１のピニオンと、前記可動テーブルの前記第２の方向への移動量に応じた長さの第２のピニオンとが一体回転可能に設けられ、
    　前記可動テーブルには、前記第１のピニオンと前記第２のピニオンにそれぞれ噛み合うように、第１のラックと第２のラックが固定され、
    　前記第１のラックと前記第２のラックは、それぞれ、前記第１のピニオンと前記第２のピニオンに噛み合った状態で、歯幅方向へ移動するように設けられていることを特徴とするテーブル駆動装置。
  2. 　前記基台には、前記可動テーブルを、前記第１の方向と前記第２の方向の二方向へ移動自在に支持する移動支持機構が設けられていることを特徴とする請求項１記載のテーブル駆動装置。
  3. 　前記移動支持機構は、前記第１の方向に沿って前記基台に固定された第１のレールと、該第１のレールに案内されて移動する移動台と、前記第２の方向に沿って前記移動台に固定された第２のレールとを備え、
    　前記可動テーブルは、前記第２のレールに案内されて移動するように設けられていることを特徴とする請求項２記載のテーブル駆動装置。
  4. 　前記第１の回転軸と前記第２の回転軸のうち、前記可動テーブルから受ける負荷の小さい方の回転軸に、錘体を設けたことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載のテーブル駆動装置。
  5. 　請求項１乃至４何れか１項記載のテーブル駆動装置と、ロボットとを具備したことを特徴とする作業システム。
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JPH0919835A (ja) * 1995-07-10 1997-01-21 Ricoh Co Ltd ロボット組立装置
JP2002292533A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Minolta Co Ltd ステージ装置とこのステージ装置の使用方法
US9205600B1 (en) * 2014-03-04 2015-12-08 New Matter, Inc. Moveable platform with 2-axis rack and pinion drive

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0919835A (ja) * 1995-07-10 1997-01-21 Ricoh Co Ltd ロボット組立装置
JP2002292533A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Minolta Co Ltd ステージ装置とこのステージ装置の使用方法
US9205600B1 (en) * 2014-03-04 2015-12-08 New Matter, Inc. Moveable platform with 2-axis rack and pinion drive

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