KR200150500Y1

KR200150500Y1 - Micro feeding device

Info

Publication number: KR200150500Y1
Application number: KR2019960022298U
Authority: KR
Inventors: 신정근
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1999-07-01
Anticipated expiration: 2006-07-26
Also published as: KR980006941U

Abstract

본 고안은 미세 이송장치에 관한 것으로서, 특히 베이스(10)와, 상기 베이스(10) 상에 회전 가능케 지지된 볼 스크류(12)와, 상기 볼 스크류(12)를 정, 역회전시키는 모터(18)와, 상기 볼 스크류(12)에 결합되어 횡방향으로 이송되는 하부 슬라이드 부재(20)와, 상기 하부 슬라이드 부재(20)의 상측에 횡방향으로 미세 이송가능케 결합된 상부 슬라이드 부재(26)와, 상기 하부 슬라이드 부재(20)의 실제 정지 위치와 목표 이송 위치와의 편차를 검출하는 위치검출수단(32)과, 상기 위치검출수단(32)에서 검출된 편차값 만큼 상부 슬라이드 부재(26)를 횡방향으로 미세하게 이송시키는 미세 이송 소자(24a)(24b)를 포함하는 미세 이송장치를 제공한다.The present invention relates to a micro-feeding device, in particular the base 10, the ball screw 12 rotatably supported on the base 10, and the motor 18 for forward and reverse rotation of the ball screw 12 ), A lower slide member 20 coupled to the ball screw 12 and laterally transferred, and an upper slide member 26 coupled to the upper side of the lower slide member 20 so as to be capable of fine transfer in the transverse direction. Position detection means 32 for detecting the deviation between the actual stop position and the target feed position of the lower slide member 20, and the upper slide member 26 by the deviation value detected by the position detection means (32) Provided is a fine conveying apparatus including fine conveying elements 24a and 24b for finely conveying in the lateral direction.

따라서, 본 고안에서는 모터의 구동에 따라 회동되는 볼 스크류에 의해 하부 슬라이드 부재가 적정의 위치에 정지되고, 이어서 실제 정지 위치와 목표 이송 위치와의 편차값 만큼 미세 이송 소자가 작동함으로써 상부 슬라이드 부재는 정확한 목표 이송 위치에 정지하는 것이 가능케 됨으로써 작업의 고정밀화를 이룩함과 동시에 제조 코스트를 현저하게 절감할 수 있게 된다.Therefore, in the present invention, the lower slide member is stopped at an appropriate position by the ball screw rotated according to the driving of the motor, and then the upper slide member is operated by operating the fine transfer element by the deviation value between the actual stop position and the target transfer position. It is possible to stop at the exact target transfer position, thereby achieving high precision of work and significantly reducing manufacturing costs.

Description

Fine feeder

본 고안은 미세 이송장치에 관한 것으로서, 특히 공작 기계나 로봇 등을 정밀하게 이송시킴과 동시에 정확한 목표 위치에 이송시킬 수 있는 미세 이송장치에 관한 것이다.The present invention relates to a micro-feeding device, and more particularly, to a micro-feeding device capable of precisely transferring a machine tool or a robot to a precise target position.

일반적으로 반도체나 바이오 산업은 보다 정밀한 정밀도에서 고정도의 이송장치가 요구되고 있으나, 일반적인 공작 기계의 가공 정밀도에서도 마이크로 단위의 고정밀도화가 이루어지도록 하고 있다.In general, the semiconductor and bio industries require high-precision transfer devices with more precise precision, but micro precision is also achieved in the processing precision of general machine tools.

이와 같은 정밀한 위치를 결정하기 위한 이송장치로서는 볼 나사 장치가 많이 사용되고 있으며, 이것은 나사축을 펄스 모터에 의하여 회전 구동시키는 것에 의해 나사축에 결합된 너트를 직선 운동시켜서 너트에 취부된 테이블의 이송을 제어하게 된다.A ball screw device is widely used as a feed device for determining such a precise position, which controls the feed of a table mounted on the nut by linearly moving a nut coupled to the screw shaft by rotating the screw shaft by a pulse motor. Done.

제1도는 이와 같은 종래의 미세 이송장치를 나타내는 도면으로서, 모터(1)의 구동에 따라 회전되는 볼 스크류(2)에는 볼(3)을 개재하여 너트부(4)가 나사 결합되어 있고, 상기 너트부(4)의 일측에는 테이블(5)이 고정 설치되어 있고, 상기 테이블(5)은 안내부재(6)의 상측에서 슬라이드 되도록 구성되어 있다.FIG. 1 is a view showing such a conventional microfeeding device. A nut part 4 is screwed to a ball screw 2 that is rotated according to the driving of the motor 1 via a ball 3. A table 5 is fixedly installed on one side of the nut part 4, and the table 5 is configured to slide on the upper side of the guide member 6.

따라서, 모터(1)의 구동에 따라 볼 스크류(2)가 회전하면 이와 볼(3)을 개재하여 맞물려진 너트부(4)가 소정의 거리만큼 이동하고, 상기 너트부(4)의 이동에 따라 테이블(5)이 안내부재(6)를 따라서 적정 위치로 이송하게 된다.Therefore, when the ball screw 2 rotates as the motor 1 is driven, the nut part 4 engaged with the ball 3 is moved by a predetermined distance, and the nut part 4 moves. Accordingly, the table 5 is transported to the proper position along the guide member 6.

그러나, 이와 같은 종래의 미세 이송장치는 모터의 구동 및 정지시 떨림 등에 의해 정지 위치의 오차가 발생되어 정밀한 작업에 적용하기 어려울 뿐만 아니라 테이블의 이송 거리를 모터의 펄스 수에 회전수를 나눈 값인 모터의 분해 능력에 의존함으로써 이송장치의 분해 능력을 높이기 위해서는 작은 리이드를 갖는 볼 스크류와 높은 분해 능력을 갖는 모터를 필요로 한다고 하는 등의 문제점들이 내재되어 있었다.However, such a conventional micro-feeding device is difficult to apply to a precise work because of an error in the stop position caused by shaking and the like when the motor is driven and stopped, and the feed distance of the table divided by the rotational speed divided by the number of pulses of the motor. Problems such as the need for a ball screw with a small lead and a motor with a high resolution in order to increase the resolution of the feeder by relying on the resolution of the power supply were inherent.

그리고, 볼 스크류의 리이드를 작게 하면 길이 가공 오차의 영향이 크기 때문에 리이드를 작게 하는 것이 곤란하고, 더욱이 모터를 고분해 능력을 갖도록 하면 엔코더의 고정밀화와 고분해 능력이 필요로 함으로써 제조 코스트를 상승시키는 한 요소로 작용하는 등의 여러 가지 문제점들이 있었다.In addition, if the lead of the ball screw is small, the influence of the length machining error is large. Therefore, it is difficult to reduce the lead. Furthermore, if the motor has a high resolution capability, the encoder needs high precision and high resolution, thereby increasing the manufacturing cost. There were several problems, such as acting as a factor.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 적정 위치에 테이블이 정지된 상태에서 실제로 정지된 위치와 정지해야 될 위치와의 사이의 편차를 미세 이송 소자에 의해 미세 이송 함으로써 더욱 고정밀도를 얻을 수 있는 미세 이송장치를 제공하는데 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to finely convey a deviation between the actual stopped position and the position to be stopped in a state where the table is stopped at an appropriate position. The present invention provides a fine conveying apparatus which can obtain more high precision by fine conveying by an element.

제1도는 종래의 미세 이송장치를 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing a conventional fine conveying apparatus.

제2도는 본 고안에 의한 미세 이송장치를 도시한 정면도이다.Figure 2 is a front view showing a fine conveying apparatus according to the present invention.

제3도는 본 고안의 평면도이다.3 is a plan view of the present invention.

제4도는 제3도에서의 A-A선 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 베이스 12 : 볼 스크류10: base 12: ball screw

18 : 모터 20 : 하부 슬라이드 부재18: motor 20: lower slide member

24a, 24b : 미세 이송 소자 26 : 상부 슬라이드 부재24a, 24b: fine conveying element 26: upper slide member

30 : 제동수단 32 : 위치검출수단30: braking means 32: position detection means

상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 고안에 의한 미세 이송장치는, 베이스와, 상기 베이스 상에 회전 가능케 지지된 볼 스크류와, 상기 볼 스크류를 정,역회전시키는 모터와, 상기 볼 스크류에 결합되어 횡방향으로 이송되는 하부 슬라이드 부재와, 상기 하부 슬라이드 부재의 상측에 횡방향으로 미세 이송 가능케 결합된 상부 슬라이드 부재와, 상기 하부 슬라이드 부재의 실제 정지 위치와 목표 이송 위치와의 편차를 검출하는 위치검출수단과, 상기 위치검출수단에서 검출된 편차값 만큼 상부 슬라이드 부재를 횡방향으로 미세하게 이송시키는 미세 이송 소자를 포함하는 미세 이송장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the micro-conveying apparatus according to the present invention includes a base, a ball screw rotatably supported on the base, a motor for forward and reverse rotation of the ball screw, and coupled to the ball screw. A lower slide member which is conveyed in the lateral direction, an upper slide member which is coupled to the upper side of the lower slide member so as to be capable of fine conveying in the lateral direction, and a position detection for detecting a deviation between an actual stop position and a target conveying position of the lower slide member And a fine conveying device for finely conveying the upper slide member in the lateral direction by the deviation value detected by the position detecting means.

따라서, 본 고안에서는 모터의 구동에 따라 회동되는 볼 스크류에 의해 하부 슬라이드 부재가 적정의 위치에 정지되고, 이어서 실제 정지 위치와 목표 이송 위치와의 편차값 만큼 미세 이송 소자가 작동함으로써 상부 슬라이드 부재는 정확한 목표 이송 위치에 정지하는 것이 가능케 됨으로써 작업의 고정밀화를 이룩함과 동시에 제조 코스트를 현저하게 절감할 수 있게 되는 것이다.Therefore, in the present invention, the lower slide member is stopped at an appropriate position by the ball screw rotated according to the driving of the motor, and then the upper slide member is operated by operating the fine transfer element by the deviation value between the actual stop position and the target transfer position. By being able to stop at the exact target feed position, it is possible to achieve a high precision of the work and to significantly reduce the manufacturing cost.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라서 더욱 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제2도는 본 고안에 의한 미세 이송장치를 도시한 정면도이고, 제3도는 본 고안의 평면도이며, 제4도는 제3도에서의 A-A선 단면도를 나타낸다.FIG. 2 is a front view showing a fine conveying apparatus according to the present invention, FIG. 3 is a plan view of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line A-A in FIG.

도면에서 베이스(10)의 상측에는 양측에 소정의 간격을 두고 볼 스크류(12)가 결합된 지지 베어링(14a)(14b)이 고정 설치되어 있고, 상기 볼 스크류(12)의 일단에는 커플링(16)을 개재하여 모터(18)가 고정 설치되어 있다.In the drawing, the support bearings 14a and 14b to which the ball screw 12 is coupled are fixedly installed on both sides at predetermined intervals on the upper side of the base 10, and one end of the ball screw 12 has a coupling ( The motor 18 is fixedly installed via 16).

그리고, 상기 볼 스크류(12)에는 모터(18)의 구동에 따라 횡방향으로 슬라이드 작동하는 하부 슬라이드 부재(20)가 나사 결합되어 있고, 상기 하부 슬라이드부재(20)의 양측은 베이스(10)상에 형성된 하부 안내 부재(22a)(22b)에 슬라이드 작동 가능케 결합되어 있다.In addition, the ball screw 12 is screwed into the lower slide member 20 which slides in the lateral direction according to the driving of the motor 18, both sides of the lower slide member 20 on the base 10 It is coupled to the lower guide member (22a, 22b) formed in the slidable operation.

상기 하부 슬라이드 부재(20)의 상측에는 횡측으로 미세 이송하는 미세 이송소자(24a)(24b)를 개재하여 상부 슬라이드 부재(26)가 장착되어 있으며, 상기 상부 슬라이드 부재(26)는 상부 안내 부재(28a)(28b)에 의해 횡측으로 미세하게 슬라이드 되도록 구성되어 있다.The upper slide member 26 is mounted on the upper side of the lower slide member 20 via fine transfer elements 24a and 24b for finely feeding the transverse side, and the upper slide member 26 is an upper guide member ( It is comprised so that it may slide finely laterally by 28a) 28b.

그리고, 상기 미세 이송 소자(24a)(24b)는 서로 상대적으로 수축 및 팽창이 이루어지게 되며, 예컨대 전기적으로 미세 이송이 가능한 압전소자로 구성됨이 더욱 바람직하다.In addition, the fine transfer elements 24a and 24b may be contracted and expanded relative to each other, and for example, the fine transfer elements 24a and 24b may be formed of a piezoelectric element capable of electrically fine transfer.

한편, 상기 볼 스크류(12)의 일측에는 모터(18)가 전기적인 힘에 의해 정지하고 있을 때 축방향으로 미세하게 진동하는 것을 방지하는 제동수단(30)이 장착되어 있다.On the other hand, one side of the ball screw 12 is equipped with a braking means 30 for preventing the motor 18 from vibrating minutely in the axial direction when the motor 18 is stopped by the electric force.

상기 하부 슬라이드 부재(20)의 일측에는 하부 슬라이드 부재(20)의 실제 정지 위치와 목표 이송 위치의 편차를 측정하여 미세 이송 소자(24a)(24b)의 이송 거리를 결정토록 하는 위치검출수단(32)이 설치되어 있다.On one side of the lower slide member 20, the position detecting means 32 for determining the conveyance distance of the fine conveying elements 24a and 24b by measuring the deviation between the actual stop position and the target conveying position of the lower slide member 20. ) Is installed.

상기 위치검출수단(32)은 절대 이동 거리를 측정할 수 있는 리니어 스케일 또는 레이저 인터페로메타(Laser Interferometer)등으로 구성될 수 있다.The position detecting means 32 may be composed of a linear scale or a laser interferometer capable of measuring an absolute moving distance.

이와 같이 구성된 본 고안에 의한 미세 이송장치는 모터(18)의 구동에 따른 회전력이 커플링(16)을 통하여 볼 스크류(12)에 전달되면, 상기 볼 스크류(12)가 회동됨과 동시에 이와 나사 결합된 하부 슬라이드 부재(20)가 소정의 거리만큼 이동하게 된다.In the micro-conveying apparatus according to the present invention configured as described above, when the rotational force according to the driving of the motor 18 is transmitted to the ball screw 12 through the coupling 16, the ball screw 12 is rotated and screwed at the same time. The lower slide member 20 is moved by a predetermined distance.

그리고, 상기 하부 슬라이드 부재(20)가 소정의 거리만큼 이송되면 모터(18)가 정지함으로써 볼 스크류(12) 및 하부 슬라이드 부재(20)가 정지하게 되며, 이때 제동수단(30)이 작동하여 모터(18)의 정지 시에 작용하는 축방향으로의 진동 등을 감쇠시킴으로써 하부 슬라이드 부재(20)는 안정되고 정숙한 상태로 정지하게 된다.When the lower slide member 20 is transported by a predetermined distance, the motor 18 stops to stop the ball screw 12 and the lower slide member 20. At this time, the braking means 30 operates to operate the motor. The lower slide member 20 is stopped in a stable and quiet state by attenuating vibration in the axial direction or the like acting upon the stop of 18.

이어서, 위치검출수단(32)에 하부 슬라이드 부재(20)의 실제 정지 위치와 이송될 목표 위치와의 편차를 검출하여 미세 이송 소자(24a)(24b)를 작동시키게 된다.Subsequently, the position detecting means 32 detects the deviation between the actual stop position of the lower slide member 20 and the target position to be conveyed to operate the fine conveying elements 24a and 24b.

즉, 상기 위치검출수단(32)에서 검출된 편차 값이 목표 이송량보다 작을 경우에는 미세 이송 소자(24a)를 팽창시킴과 동시에 그 대향측의 미세 이송 소자(24b)를 압축시킴으로써 상부 슬라이드 부재(26)를 목표 이송 위치로 이송시키게 되고, 반대로 하부 슬라이드 부재(20)의 실제 정지 위치가 목표 이송 위치보다 클 경우에는 미세 이송 소자(24a)를 압축시킴과 동시에 그 대향 측의 미세 이송 소자(24b)를 팽창시킴으로써 상부 슬라이드 부재(26)를 정확한 목표 이송 위치에 정지시키는 것이 가능케 되는 것이다.That is, when the deviation value detected by the position detecting means 32 is smaller than the target feed amount, the upper slide member 26 is expanded by expanding the fine transfer element 24a and compressing the fine transfer element 24b on the opposite side. ) Is transferred to the target feed position, on the contrary, when the actual stop position of the lower slide member 20 is larger than the target feed position, the fine feed element 24a is compressed and the fine feed element 24b on the opposite side thereof is compressed. It is possible to stop the upper slide member 26 at the correct target transport position by inflating it.

따라서, 상술한 바와 같이 본 고안에서는 모터의 구동에 따라 회동되는 볼 스크류에 의해 하부 슬라이드 부재가 적정의 위치에 정지되고, 이어서 실제 정지위치와 목표 이송 위치와의 편차값 만큼 미세 이송 소자가 작동함으로써 상부 슬라이드 부재는 정확한 목표 이송 위치에 정지하는 것이 가능케 됨으로써 작업의 고정밀화가 이룩됨과 동시에 제조 코스트가 현저하게 절감되는 등의 여러 가지 효과가 있다.Therefore, as described above, in the present invention, the lower slide member is stopped at an appropriate position by the ball screw rotated in accordance with the driving of the motor, and then the fine feed element is operated by the deviation value between the actual stop position and the target feed position. Since the upper slide member can be stopped at the exact target transfer position, there are various effects such as high precision of the work and a significant reduction in the manufacturing cost.

Claims

A base 10, a ball screw 12 rotatably supported on the base 10, a motor 18 for forward and reverse rotation of the ball screw 12, coupled to the ball screw 12 The lower slide member 20 which is transversely conveyed, the upper slide member 26 coupled to the upper side of the lower slide member 20 so as to be capable of fine transfer in the transverse direction, and the actual stop of the lower slide member 20. A position detecting means 32 for detecting a deviation between the position and the target conveying position, and a fine conveying element for finely conveying the upper slide member 26 in the lateral direction by the deviation value detected by the position detecting means 32 ( 24a) (24b) fine conveying apparatus.