KR100538303B1

KR100538303B1 - Ｘｙ 테이블

Info

Publication number: KR100538303B1
Application number: KR10-1999-7011840A
Authority: KR
Inventors: 스즈키다케오; 다케시타도모하루; 도미나가류이치로; 구보타요시아키
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1998-06-17
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2018-06-17
Also published as: WO1998058387A1; JPH1110467A; US6244192B1; KR20010013820A

Abstract

베이스에 지지되어 X축 방향으로 이동 가능한 X축 테이블(3)과, 베이스에 지지되어 Y축 방향으로 이동가능한 Y축 테이블(12)과, X축 테이블(3)의 이동에 따라 X축 방향으로 이동 가능함과 동시에 Y축 테이블(12)의 이동에 따라 Y축 방향으로 이동 가능한 톱 테이블(20)을 구비한 XY 테이블에 있어서, X축 테이블(3)을 지지하는 X축 베이스(1)에 결합된 리니어 모터의 전기자(6)와, X축 테이블(3)의 뒷면에 설치되어 리니어 모터(5)의 전기자(6)에 대향하는 가동자(7)와, Y축 테이블(12)을 지지하는 Y축 베이스(10)에 결합된 리니어 모터(14)의 전기자(15)와. Y축 테이블 (12)의 뒷면에 설치되어, 리니어 모터(14)의 전기자(15)에 대향하는 가동자(16)를 설치하고 있다. 따라서, 톱 테이블을 고정도(高精度)로 위치 결정할 수 있고, 높은 가감속으로 이동할 수 있다.

Description

ＸＹ 테이블{ＸＹ table}

본 발명은 반도체 조립장치, 공작기계, 계측장치 등에 있어서 위치결정테이블로서 사용되는 XY 테이블에 관한 것이다.

종래의 XY 테이블은, 도 4에 도시한 바와 같이 구성되어 있다. 도면에서, 30은 베이스로서, 이 베이스(30)상에 X축 방향으로 부설(敷設)한 가이드 레일(31)과, 이 가이드 레일(31)의 단부(端部)에 Y축 방향으로 부설한 가이드 레일(32)이 설치되어 있다. 33은 가이드 레일(31)상에 배치하여 X축 방향으로 이동 가능하게 결합한 X축 테이블로서, 이 X축 테이블(33)상에 두 개의 가이드 롤러(34, 35)가 결합되어 있다. 36은 X축 구동모터로서, 이 X축 구동모터(36)의 회전축에 볼 나사를 가지는 X축 이송나사(37)가 연결되어 있다. 상기 X축 이송나사(37)에 상기 X축 테이블 (33)의 뒷면에 결합된 볼 너트(미도시)가 나사 결합되어, X축 이송나사(37)의 회전에 의해 X축 테이블(33)이 X축 방향으로 작동되도록 구성되어 있다. 38은 가이드 레일(32)에 배치되어 Y축 방향으로 이동 가능하게 결합된 Y축 테이블로서, 이 Y축 테이블(38)상에 X축 방향으로 연장되는 가이드 레일(39)이 부설되어 있다. 40은 Y축 구동모터로서, 이 Y축 구동모터(40)의 회전축에 볼 나사를 가지는 Y축 이송나사 (41)가 연결되어 있다. 상기 Y축 이송나사(41)에 상기 Y축 테이블(38)의 뒷면에 결합된 볼 너트(미도시)가 나사 결합되어, Y축 이송나사(41)의 회전에 의해 Y축 테이블(38)이 Y축 방향으로 이동되도록 구성되어 있다. 42는 톱 테이블로서, 이 톱 테이블(42)의 일측에 Y축 방향으로 연장되는 홈(43)이 마련되고, X축 테이블(33)에 마련된 일측의 가이드 롤러(34)를 톱 테이블(42)의 측면에 접촉시키고 타측의 가이드 롤러(35)를 상기 홈(43)에 삽입하고 있다.

다음에, XY 테이블의 동작에 대해서 설명한다. X축 구동모터(36)를 구동하면, 이 X축 구동모터(36)의 회전축의 축단에 연결된 X축 이송나사(37)의 볼 나사를 통하여 X축 테이블(33)이 X축 방향으로 이동됨과 동시에, X축 테이블(33)상에 마련된 가이드 롤러(34, 35)를 통하여 톱 테이블(42)이 X축 방향으로 이동된다. 이어서, Y축 구동모터(40)를 구동하면, 이 Y축 구동모터(40)의 축단에 연결된 Y축 이송나사(41)의 볼 나사를 통하여 Y축 테이블(38)이 Y축 방향으로 이동된다. 이 Y축 테이블(38)이 Y축 방향으로 이동되면, Y축 테이블(38)상에 부설된 가이드 레일(39)상의 톱 테이블(42)이 Y축 테이블과 일체적으로 Y축 방향으로 이동된다. 이 톱 테이블(42)이 Y축 방향으로 이동되면, X축 테이블(33)의 가이드 롤러(34, 35)가 톱 테이블(42)의 측면 혹은 홈(43)내를 슬라이딩하면서 톱 테이블(42)을 소정의 위치로 이동시켜 정지시킨다.

그런데, 종래의 XY 테이블은, X축 구동모터(36), Y축 구동모터(40)에 연결된 X축 이송나사(37), Y축 이송나사(41)의 볼 나사에 X축 테이블(33), Y축 테이블(38)의 뒷면에 결합된 볼 너트를 나사 결합시켜 X축 테이블(33), Y축 테이블(38)을 이동시키고 있다. 이 때문에, 볼 나사와 볼 너트의 나사결합에 의한 오차로 인해, X축 테이블(33) 및 Y축 테이블(38)을 정확하게 위치 결정할 수가 없었다. 또, 볼 나사의 속도한계로 인해 X축 테이블(33) 및 Y축 테이블(33)을 높은 가감속으로 이동시킬 수 없었다. 따라서, X축 테이블(33)과 Y축 테이블(38)을 따라 이동하는 톱 테이블(42)을 정확하게 위치 결정하지 못하고 또, 높은 가감속으로 이동시킬 수 없었다.

도 1은, 본 발명의 실시예를 나타내는 XY 테이블의 평면도이다.

도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예를 나타내는 XY 테이블의 일부를 단면 처리한 측면도이다.

도 4는 종래의 XY 테이블의 평면도이다.

여기서, 본 발명은 톱 테이블을 정확하게 위치 결정할 수 있도록 함과 동시에, 높은 가감속으로 이동시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은, 베이스에 지지되어 X축 방향으로 이동 가능한 X축 테이블과, 상기 베이스에 지지되어 Y축 방향으로 이동 가능한 Y축 테이블과, X축 테이블의 이동에 따라 X축 방향으로 이동 가능함과 동시에 Y축 테이블의 이동에 따라 Y축 방향으로 이동 가능한 톱 테이블을 구비한 XY 테이블에 있어서, 상기 X축 테이블을 지지하는 X축 베이스에 결합된 리니어 모터의 전기자(電機子)와, 상기 X축 테이블의 뒷면에 마련되어 상기 리니어 모터의 전기자에 대향하는 가동자(可動子)와, 상기 Y축 테이블을 지지하는 Y축 베이스에 결합된 리니어 모터의 전기자와, 상기 Y축 테이블의 뒷면에 마련되어 상기 리니어 모터의 전기자에 대향하는 가동자가 설치되어 있다.

도 1은, 본 발명의 실시예를 나타내는 XY 테이블의 평면도, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도, 도 3은 본 발명의 실시예를 나타내는 XY 테이블의 일부를 단면 처리한 측면도이다.

도면에 있어서, 1은 X축 베이스로서, 이 X축 베이스(1)의 상면의 중앙에 X축 방향으로 돌출부가 마련되어 있다, 상기 X축 베이스(1)의 돌출부에는 오목부(1a)가 형성되고, 상기 돌출부의 양측에 X축 방향으로 연장되는 X축 가이드 레일(2)이 결합되어 있다. 상기 X축 베이스(1)의 뒷면에는 X축 방향으로 연장되는 복수개의 냉각 휜(1b)이 마련되어 있다. 3은 X축 테이블로서, 이 X축 테이블(3)의 하면에 X축 슬라이더(4)가 결합되어 있다. 상기 X축 테이블(3)의 X축 슬라이더(4)는 상기 X축 가이드 레일(2)에 걸어 맞추어져서, X축 테이블(3)을 X축 방향으로 이동시킬 수 있도록 하고 있다. 5는 X축 테이블(3)을 구동하는 리니어 모터로서, 이 리니어 모터 (5)의 전기자(6)는 X축 베이스(1)의 상면의 오목부(1a)에 수납되고, 가동자(7)는 X축 테이블(3)의 뒷면에 결합되어 있다. 상기 전기자(6)는 빗살형상의 철판을 적층한 전기자 철판(6a)에 전기자 권선(6b)을 감고, 이 전기자 권선(6b)의 외주에 절연수지(6c)를 충전하여 X축 베이스(1)의 오목부(1a)에 수납 고정하고 있다. 상기 가동자(7)는 X축 테이블(3)의 뒷면에 결합된 가동자 요크(7a)에 영구자석(7b)을 결합하여 구성되어 있다. 상기 영구자석(7b)은 서로 이웃하는 자극면이 다른 극이 되도록 배치되고, 상기 전기자(6)의 전기자 권선(6b)의 피치와 같은 피치로 배치되어 있다. 8은 X축 테이블(3)과 X축 베이스(1)에 설치한 리니어 엔코더이다. 9는 X축 베이스(1)에 결합한 스토퍼로서, 상기 X축 테이블(3)의 측면에 접촉하도록 되어 있다. 10은 문형태로 구성한 Y축 베이스로서, 상기 X축 베이스(1)에 결합하여 상기 X축 테이블(3)에 입체적으로 교차 직교하도록 배치되어 있다. 이 Y축 베이스(10)의 상면 중앙에 Y축 방향으로 연장되는 오목부(10a)가 마련되고, 이 오목부(10a)의 양측에 Y축 가이드 레일(11)이 결합되어 있다. 상기 Y축 베이스(10)의 뒷면에 X축 방향으로 연장되는 복수개의 냉각 휜(10b)이 마련되어 있다. 12는 Y축 테이블로서, 이 Y축 테이블(12)의 하면에 결합된 Y축 슬라이더(13)를 상기 가이드 레일(11)에 걸어 맞추어 Y축 테이블(12)을 Y축 방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 14는 Y축 테이블(12)을 구동하는 리니어 모터로서, 이 리니어 모터(14)의 전기자(15)는 Y축 베이스(10)의 오목부(10a)에 수납되고, 가동자(16)는 Y축 테이블(12)의 뒷면에 결합되어 있다. 상기 전기자(15)는 빗살형태의 철판을 적층한 전기자 철판(15a)에 전기자 권선(15b)을 감고, 전기자 권선(15b)의 외주에 절연수지(15c)를 충진하여, 상기 Y축 베이스(10)의 오목부(10a)에 수납 고정되어 있다. 상기 가동자(16)는 Y축 테이블(12)의 뒷면에 결합된 가동자 요크(16a)에 영구자석(16b)을 결합하여 구성되어 있다. 상기 영구자석(16b)은 서로 이웃하는 자극면이 다른 극이 되도록 배치되고, 상기 전기자(15)의 전기자 권선(15b)의 피치와 같은 피치로 배치되어 있다. 17은 Y축 테이블(12)과 Y축 베이스(10)에 설치한 리니어 엔코더이다. 18은 Y축 베이스(10)에 결합된 스토퍼로서 상기 Y축 테이블(12)의 측면에 접촉하도록 구성되어 있다. 19는 Y축 테이블(12)상에 X축 방향으로 부설한 톱 테이블 가이드 레일, 20은 톱 테이블로서, 이 톱 테이블(20)의 하면에 설치한 슬라이더(21)를 상기 톱 테이블 가이드 레일(19)에 걸어 맞추어, 상기 톱 테이블(20)을 X축 방향으로 이동시킬 수 있도록 지지하고 있다. 22는 X축 테이블(3)의 상면에 설치한 지지기둥으로서, 이 지지기둥(22)에 결합된 슬라이더(23)를 톱 테이블(20)의 측면에 결합한 가이드 레일(24)에 걸어 맞추어, 톱 테이블(20)을 Y축 방향으로 이동시킬 수 있도록 지지하고 있다. 25는 X축 베이스(1)와 Y축 베이스(10)의 사이에 결합된 냉각 팬으로서, X축 베이스(1)와 Y축 베이스(10)에 냉각풍을 송풍하도록 하고 있다.

다음으로, XY 테이블의 동작에 대해서 설명한다. X축 베이스(1)에 결합된 리니어 모터(5)의 전기자(6)의 전기자 권선(6b)을 여자(勵磁)하면, X축 테이블(3)이 X축 가이드 레일(2)을 따라 X축 방향으로 이동한다. 이 X축 테이블(3)이 X축 방향으로 이동하면, 이 X축 테이블(3)의 상면에 설치된 지지기둥(22)이 슬라이더(23)를 통하여 톱 테이블(20)을 톱 테이블 가이드 레일(19)을 따라 X축 방향으로 이동시킨다. 이어서, Y축 베이스(9)에 결합된 리니어 모터(14)의 전기자(15)의 전기자 권선 (15b)을 여자하면, Y축 테이블(12)이 Y축 가이드 레일(11)을 따라 Y축 방향으로 이동한다. 이 Y축 테이블(12)의 Y축 방향에의 이동에 따라 톱 테이블(20)은 Y축 테이블(12)과 일체로 Y축 방향으로 이동한다. 이와 같이, 톱 테이블(20)은 X축 방향으로 구동하는 리니어 모터(5)에 의해 X축 방향으로 이동하고, Y축 방향으로 구동하는 리니어 모터(14)에 의해 Y축 방향으로 이동한다. X축 테이블(3)은 리니어 모터 (5)에 의해, Y축 테이블(12)은 리니어 모터(14)에 의해 이동하므로, 오차를 발생시키지 않고 정확하게 위치결정이 가능하다. 또, X축 테이블(3), Y축 테이블(14)을 높은 가감속으로 이동시킬 수 있다. 상기 리니어 모터(5, 14)의 전기자(6, 15)의 전기자 권선(6b, 15b)으로부터의 발열은 각각의 전기자(6, 14)가 결합되어 있는 X축 베이스(1) 및 Y축 베이스(10)의 뒷면에 설치된 냉각 휜(1b, 10b)으로부터 방열한다. 또한, 냉각 팬(25)을 구동하면, 냉각풍이 X축 베이스(1)의 냉각 휜(1b) 및 Y축 베이스(10)의 냉각 휜(10b)의 사이를 동일 방향으로부터 통과하여 냉각 휜(1b, 10b)을 냉각시켜 X축 베이스(1) 및 Y축 베이스(10)를 냉각시킨다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다. 즉, 종래의 것은 X축 테이블 및 Y축 테이블을 볼 나사와 볼 너트를 나사 결합시켜 이동시키고 있기 때문에 정확한 위치결정을 할 수 없었으나, 본 발명은 리니어 모터에 의해 구동하므로, 정확하게 위치결정할 수 있다. 또, X축 테이블 및 Y축 테이블을 리니어 모터로 구동하므로, 톱 테이블을 높은 가감속으로 이동시킬 수 있다. 더욱이, 리니어 모터의 전기자를 수납한 X축 베이스 및 리니어 모터의 전기자를 수납한 Y축 베이스의 뒷면에 냉각 휜을 설치했기 때문에, 전기자 권선으로부터의 발생열을 효과적으로 방열할 수 있다.

Claims

X축 방향의 베이스에 지지되어 X축 방향으로 이동 가능한 X축 테이블과,

상기 X축 테이블에 설치된 지지부재와,

Y축 방향의 베이스에 지지되어 Y축 방향으로 이동 가능한 Y축 테이블과,

상기 지지부재에 계합하여 상기 X축 테이블의 이동에 따라 X축 방향으로 이동 가능함과 동시에, 상기 Y축 테이블에 계합하여 상기 Y축 테이블의 이동에 따라 Y축 방향으로 이동 가능한 톱 테이블을 구비한 XY 테이블에 있어서,

상기 X축 테이블을 지지하는 X축 베이스에 결합된 리니어 모터의 전기자와,

상기 X축 테이블의 뒷면에 설치되어 상기 리니어 모터의 전기자에 대향하는 가동자와,

상기 Y축 테이블을 지지하는 Y축 베이스에 결합된 리니어 모터의 전기자와,

상기 Y축 테이블의 뒷면에 설치되어 상기 리니어 모터의 전기자에 대향하는 가동자를 구비함과 동시에,

상기 Y축 테이블이 상기 X축 테이블의 위에 위치하고,

상기 톱 테이블이 상기 Y축 테이블의 위에 위치하며,

상기 X축 베이스의 위쪽에 Y축 베이스가 있고,

상기 Y축 베이스의 위쪽에 톱 테이블이 있는 것을 특징으로 하는 XY 테이블.
제1항에 있어서,

X축 베이스 및 Y축 베이스의 배면에 냉각 휜을 마련한 것을 특징으로 하는 XY 테이블.
제1항 또는 제2항에 있어서,

X축 베이스 및 Y축 베이스의 측면에 냉각 팬을 설치한 것을 특징으로 하는 XY 테이블.