定位单元和定位工作台的制作方法

1.本发明涉及也被称为对准台的定位工作台，而且特别涉及能够作为定位工作台的工作台移动机构有利地使用的定位单元。


背景技术：

2.从前，也被称为对准台的定位工作台一般作为用于进行如下工作的装置使用：进行各种材料的加工时在将该材料载置在平板（被称为工作台或载物台）上的状态下使其沿平面方向移动，在即定的位置停止后进行在该平板上的材料的加工。
3.在定位工作台的代表性的产品类型中，包含：在已载置材料的工作台向一维方向的移动和其后的加工中利用的一维方向移动工作台；在已载置材料的工作台在二维方向（平面方向）上的移动和其后的加工中利用的、被称为xy载物台或xyθ载物台的二维方向移动工作台；以及在已载置材料的工作台在三维方向（平面方向＋高度方向）上的移动和其后的加工中利用的、一般被称为xyz载物台的三维方向移动工作台。
4.定位工作台通常由被称为工作台或载物台的平板以及一个或多个定位单元构成，该一个或多个定位单元装配于该平板，并具有使平板移动到既定的位置且在该位置停止和临时固定的功能。定位单元通常由装配于平板的一个或多个直线滑移移动部件和驱动各个直线滑移移动部件的一维方向的移动的驱动部件构成，该驱动部件固定于另外准备好的基盘上。而且，关于进行已载置的材料向一维方向的移动和在既定位置的临时固定的一维移动工作台，一般使用固定于基盘的一个定位单元或一个定位单元和滑动部件的配合。
5.另一方面，关于进行加工材料在二维方向（平面方向）上的移动以及在既定位置的停止和临时固定的定位工作台，通常使用固定于基板的多个（一般为二至四个）定位单元，使工作台移动到期望的位置并临时固定。
6.另外，关于进行加工材料的三维方向的移动和在既定位置的临时固定的、一般被称为xyz载物台的定位工作台，一般构成为使用固定于基盘的多个（一般为二至四个）定位单元而能够进行平面方向的移动，进而配合使平板在纵向（高度方向）上移动并固定的定位单元，从而使加工材料向既定的位置移动后，在该位置临时固定。
7.而且另外还已知使已载置加工材料的平板仅在纵向（高度方向）上移动并临时固定的z轴定位单元或工作台。
8.作为此前已说明的进行定位对象的材料的二维方向的移动和临时固定的定位工作台，已知各种构成的定位工作台。作为其示例，能够列举在以下记载的专利文献中公开的构成。
9.二维定位工作台（xy载物台）：专利文献1、专利文献2、专利文献3、专利文献4；xz工作台：专利文献5；三维定位工作台：专利文献6、专利文献7。
10.【现有技术文献】【专利文献】
【专利文献1】日本特开平8-252733号公报；【专利文献2】日本特开平10-519号公报；【专利文献3】日本特开2008-34645号公报；【专利文献4】日本特开2010-274429号公报；【专利文献5】日本公开实用60-109833号公报；【专利文献6】日本特许第5490650号公报；【专利文献7】日本特许第5767473号公报。


技术实现要素：

11.【发明要解决的课题】不论何种类型的定位工作台，重要的是能够以简约的构成和简单的操作可靠地实现高精度定位。然而，多数迄今为止已知的定位工作台在这样的方面上都不能说是能足够令人满意的。
12.从而，本发明的目的在于提供由简约的构成组成、通过简单的操作进行动作而能够进行高精度定位的定位工作台，以及能够作为这样的定位工作台的工作台移动机构有利地使用的定位单元。
13.【解决课题的方案】本发明在于以下所记载的定位单元和定位工作台。
14.[定位单元]定位单元：包含：基板；第一轨道，其固定于该基板上；第一滑动部件，其能够滑动地装配于该第一轨道，并在侧面具备相对于基板垂直的倾斜面；直线运动驱动装置，其联接到该第一滑动部件，并设置于前述基板，驱动第一滑动部件沿着第一轨道的前进后退运动；第二轨道，其在前述基板上与第一轨道交叉地固定；以及第二滑动部件，其能够滑动地装配于该第二轨道，并在侧面具备相对于前述基板垂直的倾斜面，第一滑动部件与第二滑动部件配合为：通过它们的倾斜面互相接触的状态下因前述直线运动驱动装置的动作产生的第一滑动部件沿着第一轨道的前进后退运动，第二滑动部件进行沿着第二轨道的后退前进运动。
[0015]
[定位工作台]（1）一维方向定位工作台，其是使用本发明的定位单元，在该第二滑动部件的顶面载置工作台而成。
[0016]
（2）一维方向定位工作台，其构成为：将本发明的定位单元的基板在另外准备好的基盘上以沿着定位单元的第二轨道的方向扩展的形状配置固定，在该基盘上设置有在与定位单元的第二轨道相同的方向上延伸的一对直线导向部，另外工作台在第二滑动部件的顶面与前述基盘平行地载置固定，通过第二滑动部件的前进后退运动，上述工作台在与第二滑动部件的前进后退运动相同的方向上进行前进后退运动后，在该位置临时固定。
[0017]
（3）xy轴定位工作台，其包含：设置于平面状基盘上的本发明的定位单元a；在定位单元a的第二滑动部件的顶面载置固定的工作台a；在与定位单元a交叉的方向上设置于工作台a上的本发明的定位单元b；以及在定位单元b的第二滑动部件的顶面与工作台a平行地载置固定的工作台b，
使定位单元a的第一滑动部件的前进后退运动和定位单元b的第一滑动部件的前进后退运动配合，从而工作台b能够沿着x轴和y轴移动。
[0018]
（4）xyθ定位工作台，其由以下部件构成：定位单元组，其是三个本发明的定位单元a、b、c在平面状基盘上以定位单元a与定位单元c互相平行且定位单元b与定位单元a交叉的方式配合设置而形成的；和一张工作台，其横跨在各定位单元的第二滑动部件的顶面而载置固定，定位单元a、b、c配合为：通过因各个定位单元的直线运动驱动装置的动作产生的各定位单元的第二滑动部件的后退前进运动，上述工作台能够进行沿着x轴和y轴的移动以及沿着工作台平面的旋转运动。
[0019]
（5）xyθ定位工作台，其由以下部件构成：定位单元组，其是四个本发明的定位单元a、b、c、d在平面状基盘上以定位单元a与定位单元c互相平行、而且定位单元1b与定位单元1d互相平行且和定位单元a交叉成直角的方式配合而形成的；和一张工作台，其横跨在各定位单元的第二滑动部件的顶面而载置固定，定位单元a、b、c、d配合为：通过因各个定位单元的直线运动驱动装置的动作导致的各定位单元的第二滑动部件的后退前进运动，上述工作台能够进行沿着x轴和y轴的移动以及沿着工作台平面的旋转运动。
[0020]
【发明的效果】本发明的定位单元具有简约的构成，通过简单的操作进行动作，能够作为能进行高精度的可靠的定位的定位工作台的工作台移动机构有利地使用。特别是，在本发明的定位单元中，将联接到直线运动驱动装置的滑动部件分割为第一滑动部件和第二滑动部件，使该第一滑动部件直接联接到直线运动驱动装置，另一方面不使该直线运动驱动装置联接到第二滑动部件，而是通过使各个侧面所具备的斜面互相接触从而实现从第一滑动部件向第二滑动部件的驱动力（移动能量）的传递，因而具有如下优点：第一滑动部件将自身的移动能量传递到第二滑动部件后容易在静止的第一滑动部件产生的不稳定的静止（摆动）难以传导到第二滑动部件。因此，第二滑动部件和装配于第二滑动部件的工作台的静止变得更加可靠。
附图说明
[0021]
图1是示出依据本发明的定位单元的一个示例的构成的立体图。
[0022]
图2是作为从第二滑动部件侧观察图1所示的定位单元的图而示出的立体图。
[0023]
图3是示出通过图1所示的定位单元的动作（第一滑动部件的前进）导致的第一滑动部件的移动和第二滑动部件的移动（后退）的说明图。
[0024]
图4是处于图1的状态的定位单元的俯视图、主视图和左侧侧视图。
[0025]
图5是示出通过图1所示的定位单元的动作（第一滑动部件的后退）导致的第一滑动部件的移动和第二滑动部件的移动（前进）的说明图。
[0026]
图6是处于图5的状态的定位单元的俯视图、主视图和左侧侧视图。
[0027]
图7是示出依据本发明的一维方向定位工作台的一个示例的构成的俯视图和主视图。
[0028]
图8是示出依据本发明的一维方向定位工作台的另一构成示例的俯视图。
[0029]
图9是示出依据本发明的二维方向定位工作台（xy载物台）的一个示例的构成的俯视图和主视图。
[0030]
图10是示出依据本发明的二维方向定位工作台（xyθ载物台）的一个示例的构成的俯视图、主视图、后视图、左侧视图和右侧视图。
[0031]
图11是示出依据本发明的二维方向定位工作台（xyθ载物台）的另一构成示例的俯视图、主视图、后视图、左侧视图和右侧视图。
具体实施方式
[0032]
接下来，边参照附图边详细说明依据本发明的定位单元和定位工作台。
[0033]
在图1至图6示出本发明的定位单元的代表性构成及其动作。图1和图2是示出本发明的定位单元处于基本位置的状态的立体图，图3和图4、以及图5和图6是示出图1的定位单元的两个滑动部件已移动的状态的图。
[0034]
在附图的图1至图6中，定位单元1包含：基板2；第一轨道3，其固定于该基板2上；第一滑动部件4，其能够滑动地装配于该第一轨道3，并在侧面具备相对于基板2垂直的倾斜面4a；直线运动驱动装置5，其联接到该第一滑动部件4，并设置于前述基板2，驱动第一滑动部件4沿着轨道3的前进后退运动；第二轨道6，其在前述基板2上固定为与第一轨道3交叉；以及第二滑动部件7，其能够滑动地装配于该第二轨道6，并在侧面具备相对于前述基板2垂直的倾斜面7a，第一滑动部件4与第二滑动部件7配合构成为：通过它们的倾斜面4a、7a互相接触的状态下因前述直线运动驱动装置5的动作产生的第一滑动部件4沿着第一轨道3的前进后退运动，第二滑动部件7进行沿着第二轨道6的后退前进运动。
[0035]
作为本发明的定位单元优选构成的示例，能够列举下述的构成。
[0036]
（1）第一滑动部件4的侧面的倾斜面4a设为在与直线运动驱动装置5侧相反的一侧靠近第一轨道3的侧面这样的角度的倾斜面。
[0037]
（2）平面部件8装配于第二滑动部件7的顶面。
[0038]
（3）直线运动驱动装置5由如下部件构成：在表面形成有螺旋槽的旋转轴9；联接到该旋转轴9的一个端部的马达10；以及固定于前述基板2且将上述旋转轴9能够旋转地容纳支撑的旋转轴支撑件11，第一滑动部件4在其内部具有开口4b，该开口4b具有形成有与上述旋转轴9的螺旋槽螺纹配合的螺旋槽的内周面，通过上述直线运动驱动装置5的马达10的旋转，上述旋转轴9在第一滑动部件4的开口4b的内部旋转而使第一滑动部件4前进后退。
[0039]
（4）前述第一滑动部件4的倾斜面4a和前述第二滑动部件7的倾斜面7a中各自具备作为一对而相互能够滑动的滑动件12，第一滑动部件4的倾斜面4a与第二滑动部件7的倾斜面7a经由这些滑动件12接触。
[0040]
接下来，对于构成本发明的定位单元的基板和各种部件详细地进行说明。
[0041]
在本发明的定位单元中，实现定位功能的各种零件直接或间接地固定或设置于基板2上。即，第一轨道3和第二轨道6均在基板上以互相交叉的方式设置固定。而且，第一滑动部件4和第二滑动部件7分别装配为在第一轨道3和第二轨道6能够滑动。
[0042]
第一滑动部件4进行沿着第一轨道3的前进运动和后退运动（即，前进后退运动）。优选为在基板设置直线运动驱动装置5，通过其动作来实现该第一滑动部件4的前进后退运
动。直线运动驱动装置5优选为由如下部件构成：在表面形成有螺旋槽的旋转轴9；联接到该旋转轴9的一个端部的马达10；以及固定于前述基板2且将上述旋转轴9能够旋转地容纳支撑的旋转轴支撑件11。而且，优选第一滑动部件4在其内部具有开口4b，该开口4b具有形成有与上述旋转轴9的螺旋槽螺纹配合的螺旋槽的内周面，通过上述直线运动驱动装置5的马达10的旋转，上述旋转轴9在第一滑动部件4的开口4b的内部旋转而使第一滑动部件4前进后退。
[0043]
第一滑动部件4和第二滑动部件7以它们的倾斜面4a、7a设为互相接触的状态的方式配合。而且，配合为：通过直线运动驱动装置5动作产生的第一滑动部件4沿着第一轨道3的前进后退运动，第二滑动部件7进行沿着第二轨道6的后退前进运动。即，在第一滑动部件4前进时第二滑动部件7后退，而且在第一滑动部件4后退时第二滑动部件7前进。
[0044]
此外，优选为第一滑动部件4的倾斜面4a和前述第二滑动部件7的倾斜面7a各自具备作为一对而相互能够滑动的滑动件12，经由这些滑动件12使第一滑动部件4的倾斜面4a与第二滑动部件7的倾斜面7a接触。
[0045]
接下来，参照图7至图11说明本发明的定位工作台的代表性构成及其动作。本发明的定位工作台具有在从前已知并使用的各种定位工作台中，将装配于工作台（载物台）的定位单元替换为本发明的定位单元的构成。依据需要，也能够设为仅将装配于从前已知并使用的各种定位工作台的定位单元的一部分进行替换的构成。
[0046]
图7是示出依据本发明的一维方向定位工作台的一个示例的构成的俯视图（a）和主视图（b）。
[0047]
图7的一维方向定位工作台具有如下构成：在本发明的定位单元1的第二滑动部件的顶面经由平面部件8载置有工作台（载物台）13。此外，为了提高工作台（载物台）13在第二滑动部件的顶面的固定的稳定性而使用平面部件8，不能说该平面部件8是一定需要的部件。
[0048]
图8是示出依据本发明的一维方向定位工作台的另一构成示例的俯视图。
[0049]
图8的一维方向定位工作台构成为：在另外准备好的基盘14上，以沿着定位单元1的第二轨道6的方向扩展的形状配置固定有本发明的定位单元1的基板2，而且在基盘14上设置有在与定位单元1的第二轨道6相同的方向上延伸的一对直线导向部15、16，另外工作台13在第二滑动部件7的顶面经由平面部件8与基盘14平行地载置固定，从而通过第二滑动部件7的前进后退运动，工作台13在与第二滑动部件7的前进后退运动（在图中通过双向箭头表示）相同的方向上进行前进后退运动后，在该位置临时固定。
[0050]
此外，在图8的一维方向定位工作台中，还能够无需另外准备基盘14，而是使定位单元1的基板2设为在沿着第二轨道6的方向上扩展的形状，从而代替基盘14。
[0051]
图9是示出依据本发明的二维方向（二轴）定位工作台（xy载物台）的构成示例的俯视图（a）和主视图（b）。
[0052]
图9的二维方向定位工作台是xy轴定位工作台，所述xy轴定位工作台包含：设置于平面状基盘上的本发明的定位单元1a；在定位单元1a的第二滑动部件的顶面载置固定的工作台a；在与定位单元1a交叉的方向上设置于工作台a上的本发明的定位单元1b；以及在定位单元1b的第二滑动部件的顶面与工作台a平行地载置固定的工作台b，
使定位单元1a的第一滑动部件的前进后退运动和定位单元1b（13）的第一滑动部件的前进后退运动配合，从而工作台b能够沿着x轴和y轴移动。
[0053]
此外，在图9的xy轴定位工作台中，还能够无需另外准备基盘14，而是使定位单元1的基板2设为在沿着第二轨道6的方向上扩展的形状，从而代替基盘14。
[0054]
图10是示出依据本发明的xyθ定位工作台（xyθ载物台）的构成示例的俯视图和从四个方向的各侧视图。
[0055]
图10的定位工作台是xyθ定位工作台，所述xyθ定位工作台由以下部件构成：定位单元组，其是三个本发明的定位单元1a、1b、1c在平面状基盘14上以定位单元1a与定位单元1c互相平行且定位单元1b与定位单元1a交叉成直角的方式配合设置而形成的；和一张工作台13，其横跨在各定位单元1a、1b、1c的第二滑动部件的顶面而载置固定，定位单元1a、1b、1c配合构成为：通过因各个定位单元的直线运动驱动装置的动作导致的各定位单元的第二滑动部件的后退前进运动，上述工作台进行沿着x轴和y轴的移动以及沿着工作台平面的旋转运动。
[0056]
图11是示出依据本发明的xyθ定位工作台（xyθ载物台）的另一构成示例的俯视图和从四个方向的各侧视图。
[0057]
图11的定位工作台是xyθ定位工作台，所述xyθ定位工作台由以下部件构成：定位单元组，其是四个本发明的定位单元1a、1b、1c、1d在平面状基盘14上以定位单元1a与定位单元1c互相平行、而且定位单元1b与定位单元1d互相平行且和定位单元1a交叉成直角的方式配合而形成的；和一张工作台13，其横跨在各定位单元的第二滑动部件的顶面而载置固定；定位单元1a、1b、1c、1d配合为：通过因各个定位单元的直线运动驱动装置的动作导致的各定位单元的第二滑动部件的后退前进运动，上述工作台能够进行沿着x轴和y轴的移动以及沿着工作台平面的旋转运动。
[0058]
【符号说明】1 定位单元1a 定位单元1b 定位单元1c 定位单元1d 定位单元2 基板3 第一轨道4 第一滑动部件4a 倾斜面4b 开口5 直线运动驱动装置6 第二轨道7 第二滑动部件7a 倾斜面
8 平面部件9 旋转轴10 马达11 旋转轴支撑件12 滑动件13 工作台（载物台）14 基盘。