JPH0344593A - Positioning apparatus - Google Patents

Positioning apparatus

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JPH0344593A
JPH0344593A JP17808389A JP17808389A JPH0344593A JP H0344593 A JPH0344593 A JP H0344593A JP 17808389 A JP17808389 A JP 17808389A JP 17808389 A JP17808389 A JP 17808389A JP H0344593 A JPH0344593 A JP H0344593A
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holding stage
guide rail
viscous
stop position
stage
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亮一 鈴木
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Abstract

PURPOSE:To prevent occurrence of a stick slip between guide rail and a retaining stage by making the retaining stage held in a state of noncontact with the guide rail by an air pressure from an air bearing. CONSTITUTION:In a state wherein a retaining stage 4 is positioned in a place other than a prescribed stop position on a guide rail, electrification of an electromagnet 17 of a magnetic fluid damper 12 is kept interrupted. In this state, therefore, a viscous fluid R in a viscous fluid accommodating chamber 19 of the magnetic fluid damper 12 is not affected by a magnetic field from the electromagnet 17, and consequently, the viscosity resistance of the viscous fluid R is kept small. Accordingly, the precision in positioning of the retaining stage 4 can be improved. In addition, occurrence of a stick slip between the guide rail 3 and the retaining stage 4 can be prevented when the retaining stage 4 is moved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 〈産業上の利用分野〉 この発明は例えば半導体製造装置等で使用される高速・
高精度の位置決め装置の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention is applicable to high-speed
This invention relates to improvements in high-precision positioning devices.

(従来の技術) 一般に、例えば半導体製造装置等で使用される高速・高
精度の位置決め装置ではサブミクロン程度の位置決め精
度が要求されている。この種の位置決め装置として従来
からがイドレール上に配設された被保持体の保持ステー
ジをガイドレールに沿って摺接状態で進退動作させるス
テージ駆動機構を設け、このステージ駆動機構をデジタ
ルサ−ボ制御して保持ステージをガイドレール上に設定
された所定の停止位置で停止させる構成のものが知られ
ている。しかしながら、このような構成の位置決め装置
ではガイドレールと保持ステージとの接触面間の摩擦力
が大きい場合にはスティック・スリップが発生し易いの
で、位置決め精度が低下する問題がある。
(Prior Art) Generally, high-speed, high-precision positioning devices used in, for example, semiconductor manufacturing equipment are required to have positioning accuracy on the order of submicrons. Conventionally, this type of positioning device is equipped with a stage drive mechanism that moves a holding stage for a held object disposed on an idle rail back and forth in sliding contact with a guide rail, and this stage drive mechanism is driven by a digital servo drive. A configuration is known in which the holding stage is controlled to stop at a predetermined stop position set on a guide rail. However, in a positioning device having such a configuration, stick-slip tends to occur when the frictional force between the contact surfaces of the guide rail and the holding stage is large, so there is a problem that the positioning accuracy is reduced.

そこで、ガイドレール上に配設された被保持体の保持ス
テージをガイドレールに対して空気圧によって非接触状
態で保持させるエアベアリングと、保持ステージをガイ
ドレールに沿って進退動作させる例えばリニアモータ等
のステージ駆動機構とを組み合わせた構成の直動ステー
ジを設け、この直動ステージのエアベアリングによって
保持ステージをガイドレールに対して非接触状態で保持
させることにより、ガイドレールと保持ステージとの間
の摩擦をなくして位置決め精度の向上を図るようにした
ものが考えられている。しかしながら、この場合には保
持ステージをデジタルサーボ制御する際に、lパルス内
で安定に位置決めすることが難しいので、保持ステージ
をガイドレール上に設定された所定の停止位置で停止さ
せた場合にプラス・マイナス1パルスの範囲内で保持ス
テージが振れるおそれがあり、これが保持ステージの位
置決め誤差になるとともに、保持ステージの発振の原因
になる問題があった。
Therefore, air bearings are used to hold the holding stage of the held object disposed on the guide rail in a non-contact state using air pressure, and a linear motor or the like is used to move the holding stage forward and backward along the guide rail. A linear motion stage configured in combination with a stage drive mechanism is provided, and the holding stage is held in a non-contact state with respect to the guide rail by the air bearing of this linear motion stage, thereby reducing the friction between the guide rail and the holding stage. Some ideas have been developed to improve positioning accuracy by eliminating this. However, in this case, when digital servo control is applied to the holding stage, it is difficult to stably position the holding stage within 1 pulse, so it is better to stop the holding stage at a predetermined stop position set on the guide rail. - There is a possibility that the holding stage may swing within the range of minus one pulse, which causes a positioning error of the holding stage and causes oscillation of the holding stage.

また、保持ステージをガイドレール上に設定された所定
の停止位置で機械的にクランプすることにより、保持ス
テージの振れを防止する構成にした場合にはクランプi
 tiと保持ステージとの接触時に発塵が生じるおそれ
があるとともに、クランプ時に位置ずれが発生し易く、
位置決め精度の向上を図るうえで問題があった。
In addition, if the holding stage is mechanically clamped at a predetermined stop position set on the guide rail to prevent vibration of the holding stage, clamp i
There is a risk of dust generation when the ti and the holding stage come into contact, and misalignment is likely to occur when clamping.
There was a problem in trying to improve positioning accuracy.

(発明が解決しようとする課題) ガイドレール上に配設された被保持体の保持ステージを
ガイドレールに沿って摺接状態で進退動作させるステー
ジ駆動機構を設け、このステジ駆動機構をデジタルサー
ボ制御して保持ステージをガイドレール上に設定された
所定の停止位置で停止させる構成の位置決め装置ではガ
イドレルと保持ステージとの接触面間の摩擦力が大きい
場合にスティック・スリップが発生し易く、位置決め精
度が低下する問題があり、またエアベアリングとりニア
モータ等のステージ駆動機構とを組み合わせた構成の直
動ステージを設けた場合には保持ステージをデジタルサ
ーボ制御する際に、1パルス内で安定に位置決めするこ
とが難しく、保持ステージをガイドレール上に設定され
た所定の停止位置で停止させた場合にプラス・マイナス
1パルスの範囲内で保持ステージが振れるおそれがあり
、これが保持ステージの位置決め誤差になるとともに、
保持ステージの発振の原因になる問題があった。さらに
、保持ステージをガイドレール上に設定された所定の停
止位置で機械的にクランプすることにより、保持ステー
ジの振れを防止する構成にした場合にはクランプ機構と
保持ステージとの接触時に発塵が生じるおそれがあると
ともに、クランプ時に位置ずれが発生し易く、位置決め
精度の向上を図るうえで問題があった。
(Problem to be Solved by the Invention) A stage drive mechanism is provided that moves a holding stage for a held object disposed on a guide rail back and forth in sliding contact with the guide rail, and this stage drive mechanism is controlled by digital servo control. In a positioning device configured to stop the holding stage at a predetermined stop position set on the guide rail, stick-slip tends to occur when the frictional force between the contact surface between the guide rail and the holding stage is large, resulting in poor positioning accuracy. In addition, when a linear motion stage that combines an air bearing with a stage drive mechanism such as a near motor is installed, stable positioning within one pulse is required when digital servo control is applied to the holding stage. This is difficult, and when the holding stage is stopped at a predetermined stop position set on the guide rail, there is a risk that the holding stage may swing within the range of plus or minus one pulse, which will result in positioning errors of the holding stage and ,
There was a problem that caused the holding stage to oscillate. Furthermore, if the holding stage is mechanically clamped at a predetermined stop position set on the guide rail to prevent the holding stage from swinging, dust may be generated when the clamping mechanism and the holding stage come into contact. In addition, positional deviation is likely to occur during clamping, which poses a problem in improving positioning accuracy.

この発明は上記事情に′着目してなされたもので、ガイ
ドレールと保持ステージとの間のスティック・スリップ
の発生や保持ステージをガイドレール上の停止位置で停
止させた場合の保持ステージの振れを防止して位置決め
精度の向上を図ることができるとともに、保持ステージ
停止時の塵埃の発生を防止することができる位置決め装
置を提供することを目的とするものである。
This invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and prevents the occurrence of stick-slip between the guide rail and the holding stage and the vibration of the holding stage when the holding stage is stopped at the stop position on the guide rail. It is an object of the present invention to provide a positioning device that can improve positioning accuracy by preventing dust from being generated when a holding stage is stopped.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) この発明は磁性流体からなる粘性流体の収容室内に保持
ステージの動作に連動する可動部材が配設されたダンパ
本体および収容室内の粘性流体の粘性抵抗を調整する粘
性抵抗調整部材を備え、収容室内の粘性流体の粘性抵抗
変化にともない保持ステージの動作抵抗を調整する磁性
流体ダンパを設けるとともに、保持ステージをガイドレ
ールに沿って進退動作させるステージ駆動機構の動作を
デジタルサーボ制御して保持ステージをガイドレール上
に設定された所定の停止位置で停止させる停止位置制御
機能および保持ステージがガイドレール上の停止位置以
外の場所に位置している状態で磁性流体ダンパの粘性流
体収容室内の粘性流体の粘性抵抗を小さくし、保持ステ
ージがガイドレール上の停止位置まで移動した状態で粘
性流体収容室内の粘性流体の粘性抵抗を大きくするよう
に粘性抵抗調整部材を制御する粘性抵抗制御機能を備え
た制御部を設けたものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a damper body in which a movable member interlocked with the movement of a holding stage is disposed in a storage chamber for a viscous fluid made of a magnetic fluid, and a damper body for storing a viscous fluid in the storage chamber. A stage that is equipped with a viscous resistance adjusting member that adjusts viscous resistance, a magnetic fluid damper that adjusts the operating resistance of the holding stage as the viscous resistance of the viscous fluid in the storage chamber changes, and that moves the holding stage forward and backward along a guide rail. A stop position control function that uses digital servo control to control the operation of the drive mechanism to stop the holding stage at a predetermined stop position set on the guide rail, and a state in which the holding stage is located at a location other than the stop position on the guide rail. to reduce the viscous resistance of the viscous fluid in the viscous fluid storage chamber of the magnetic fluid damper, and increase the viscous resistance of the viscous fluid in the viscous fluid storage chamber when the holding stage has moved to the stop position on the guide rail. A control section with a viscous resistance control function is provided to control the adjustment member.

(作 用) エアベアリングからの空気圧によってガイドレールに対
して保持ステージを非接触状態で保持させることにより
、保持ステージの移動時にガイドレールと保持ステージ
との間のスティック・スリップの発生を防止するととも
に、制御部によって保持ステージの移動状態に応じて磁
性流体ダンパの粘性抵抗調整部材を制御させ、保持ステ
ージがガイドレール上の停止位置以外の場所に位置して
いる状態で磁性流体ダンパの粘性流体収容室内の粘性流
体の粘性抵抗を小さくして保持ステージの移動スピード
を高速化し、かつ保持ステージがガイドレール上の停止
位置まで移動した状態で粘性流体収容室内の粘性流体の
粘性抵抗を大きくすることにより、保持ステージをガイ
ドレール上の停止位置で停止させた場合の保持ステージ
の振れを防止して位置決め精度の向上を図り、保持ステ
ジ停止時の塵埃の発生を防止するようにしたものである
(Function) By holding the holding stage in a non-contact state with respect to the guide rail by air pressure from the air bearing, it prevents stick-slip between the guide rail and the holding stage when the holding stage moves. , the control unit controls the viscous resistance adjustment member of the magnetic fluid damper according to the movement state of the holding stage, and the magnetic fluid damper accommodates the viscous fluid when the holding stage is located at a location other than the stop position on the guide rail. By reducing the viscous resistance of the viscous fluid in the chamber to increase the movement speed of the holding stage, and by increasing the viscous resistance of the viscous fluid in the viscous fluid storage chamber when the holding stage has moved to the stop position on the guide rail. , the holding stage is prevented from wobbling when the holding stage is stopped at a stop position on the guide rail, thereby improving positioning accuracy, and preventing the generation of dust when the holding stage is stopped.

(実施例) 以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は位置決め装置全体の概略構成を示すもので、l
はこの位置決め装置の基板である。この基板1の上面両
端部には離間対向配置させた一対の支持脚2a、2bが
配設されており、これらの支持脚2a、2b間には矩形
断面のガイドレール3が架設されている。このガイドレ
ール3には被保持体の保持ステージ4が装着されている
。この保持ステージ4は略矩形枠状に形成されており、
この保持ステージ4はガイドレール3に沿って移動可能
に取り付けられている。この場合、ガイドレール3には
保持ステージ4をガイドレール3に対して空気圧によっ
て非接触状態で保持させるエアベアリングが組み込まれ
ている。また、保持ステージ4の両側部には直線状の突
設部材5゜6がそれぞれ突設されている。
Figure 1 shows the schematic configuration of the entire positioning device.
is the substrate of this positioning device. A pair of supporting legs 2a and 2b are provided at both ends of the upper surface of the board 1, and are spaced apart from each other and facing each other, and a guide rail 3 having a rectangular cross section is installed between these supporting legs 2a and 2b. A holding stage 4 for holding an object to be held is attached to this guide rail 3. This holding stage 4 is formed into a substantially rectangular frame shape,
This holding stage 4 is attached so as to be movable along the guide rail 3. In this case, the guide rail 3 incorporates an air bearing that holds the holding stage 4 against the guide rail 3 in a non-contact state using air pressure. Furthermore, linear protruding members 5 and 6 are protruded from both sides of the holding stage 4, respectively.

さらに、基板1の上面には保持ステージ4をガイドレー
ル3に沿って進退動作させるリニアモータ(ステージ駆
動機構)7が配設されている。このリニアモータ7はガ
イドレール3と平行に配設された固定子7aとこの固定
子7aに沿って往復動作する可動子7bとによって形成
されている。
Furthermore, a linear motor (stage drive mechanism) 7 for moving the holding stage 4 forward and backward along the guide rail 3 is disposed on the upper surface of the substrate 1 . This linear motor 7 is formed by a stator 7a arranged parallel to the guide rail 3 and a movable element 7b that reciprocates along the stator 7a.

この場合、固定子7aは基板1の上面両端部に離間対向
配置させた一対の支持脚8a、gb間に架設されている
。また、このリニアモータ7の可動子7bには保持ステ
ージ4の一側部側の突設部材5の先端部が固定されてい
る。そして、リニアモータ7の動作時にはこの突設部材
5を介して可動子7bの動作が保持ステージ4側に伝達
され、可動子7bの動作に連動して保持ステージ4がガ
イドレール3に沿って進退動作するようになっている。
In this case, the stator 7a is installed between a pair of support legs 8a and gb that are spaced apart from each other at both ends of the upper surface of the substrate 1. Further, the tip end of the protruding member 5 on one side of the holding stage 4 is fixed to the movable element 7b of the linear motor 7. When the linear motor 7 is in operation, the movement of the movable element 7b is transmitted to the holding stage 4 side via this protruding member 5, and the holding stage 4 moves back and forth along the guide rail 3 in conjunction with the movement of the movable element 7b. It's supposed to work.

一方、保持ステージ4の他側部側の突設部材6には基板
1の上面両端部に離間対向配置された一対の滑車9a、
9b間に張設された伸縮のない操作ワイヤ10の両端部
が止着されている。この場合、一方の滑車9aは基板1
の上面一端部に突設された支持[11に回転自在に軸支
されている。
On the other hand, the protruding member 6 on the other side of the holding stage 4 includes a pair of pulleys 9a arranged facing each other at both ends of the upper surface of the substrate 1.
Both ends of the non-expandable operating wire 10 stretched between the wires 9b are fastened. In this case, one pulley 9a is connected to the substrate 1
It is rotatably supported by a support [11] protruding from one end of the upper surface.

さらに、他方の滑車9bは基板1の上面他端部に配設さ
れた磁性流体ダンパ12の回転軸12aの先端部に固定
されている。そして、保持ステージ4の動作時には保持
ステージ4の動作にともない操作ワイヤ10が進退動作
し、この操作ワイヤ10の進退動作に連動して滑車9a
、9bが回転するとともに、この滑車9bの回転にとも
ない磁性流体ダンパ12の回転軸12aが一体的に回転
するようになっており、磁性流体ダンパ12によって滑
車9bの回転速度が制御されるようになっている。
Furthermore, the other pulley 9b is fixed to the tip of the rotating shaft 12a of the magnetic fluid damper 12 disposed at the other end of the upper surface of the substrate 1. When the holding stage 4 is in operation, the operating wire 10 moves forward and backward in accordance with the movement of the holding stage 4, and the pulley 9a moves in conjunction with the forward and backward movement of the operating wire 10.
, 9b rotates, and as the pulley 9b rotates, the rotating shaft 12a of the magnetic fluid damper 12 rotates integrally, so that the rotating speed of the pulley 9b is controlled by the magnetic fluid damper 12. It has become.

また、第2図は磁性流体ダンパ12の概略構成を示すも
のである。この磁性流体ダンパ12にはダンパ本体13
の略円筒状のケース14内にロータ(可動部材)15.
ステータ16および電磁石(粘性抵抗調整部材)17が
それぞれ配設されている。この場合、ロータ15には回
転軸12aの基端部が固定されている。また、ダンパ本
体13のケース14には仕切り璧14aを介して仕切ら
れた軸受部18と磁性流体からなる粘性流体Rの収容室
19とがそれぞれ設けられている。そして、軸受部18
内には一対のベアリング20a。
Further, FIG. 2 shows a schematic configuration of the magnetic fluid damper 12. This magnetic fluid damper 12 includes a damper body 13.
A rotor (movable member) 15 is housed in a substantially cylindrical case 14.
A stator 16 and an electromagnet (viscous resistance adjusting member) 17 are respectively provided. In this case, the base end portion of the rotating shaft 12a is fixed to the rotor 15. Further, the case 14 of the damper body 13 is provided with a bearing portion 18 and a storage chamber 19 for a viscous fluid R made of magnetic fluid, which are partitioned through a partition wall 14a. And bearing part 18
Inside is a pair of bearings 20a.

20bが離間対向配置されており、これらのベアリング
20a、20bによって回転軸12aが回転自在に支持
されている。さらに、粘性流体Rの収容室19の内底部
には電磁石17が配設されており、この電磁石17上に
ステータ16が固定されている。このステータ16は厚
内円板21によって形成されており、この厚内円板21
の表面に同心円状の一対の円形IIJ22a、22bが
それぞれ形成されている。また、ロータ15はステータ
16に対して離間対向配置された厚内円板23によって
形成されており、この厚肉円板23のステータ16との
対向面には同心円状の一対の円筒形突起24 a、24
bがそれぞれ突設されている。
20b are spaced apart from each other, and the rotating shaft 12a is rotatably supported by these bearings 20a, 20b. Further, an electromagnet 17 is disposed at the inner bottom of the storage chamber 19 for the viscous fluid R, and the stator 16 is fixed onto the electromagnet 17. This stator 16 is formed by a thick inner disk 21, and this thick inner disk 21
A pair of concentric circular IIJs 22a and 22b are formed on the surface of each of the two concentric circles. Further, the rotor 15 is formed by a thick inner disk 23 which is arranged to face the stator 16 at a distance, and a pair of concentric cylindrical projections 24 are provided on the surface of the thick disk 23 facing the stator 16. a, 24
b are provided in a protruding manner.

そして、これらの円筒形突起24a、24bがステータ
16の各円形溝22a、22b内にそれぞれ挿入されて
いる。さらに、粘性流体収容室19内に配置されたロー
タ15の回転軸12aの基端部には平板状のプロペラ2
5が固定されている。
These cylindrical projections 24a, 24b are inserted into the respective circular grooves 22a, 22b of the stator 16, respectively. Further, a flat propeller 2 is provided at the base end of the rotating shaft 12a of the rotor 15 disposed in the viscous fluid storage chamber 19.
5 is fixed.

なお、磁性流体は磁場の影響を受けると粘性が大きく変
化する流体であり、電磁石17の通電制御にともないダ
ンパ本体13のケース14内の磁場を変化させることに
より、粘性流体収容室19内の粘性流体Rの粘性抵抗を
変化させ、ロータ15および滑車9bの回転速度を制御
する構成になっている。
Note that magnetic fluid is a fluid whose viscosity changes significantly when influenced by a magnetic field, and by changing the magnetic field inside the case 14 of the damper body 13 in accordance with the energization control of the electromagnet 17, the viscosity inside the viscous fluid storage chamber 19 can be changed. The configuration is such that the viscous resistance of the fluid R is changed to control the rotational speed of the rotor 15 and the pulley 9b.

また、磁性流体ダンパ12の電磁石17は例えばマイク
ロコンピュータおよびその周辺回路によって形成された
制御部26に接続されている。さらに、この制御部26
にはリニアモータ7が接続されていると、ともに、保持
ステージ4の位置センサ27が接続されている。この位
置センサ27はガイドレール3上に設定された保持ステ
ージ4の所定の停止位置に設置されており、この位置セ
ンサ27からの検出信号が制御部26に人力されるよう
になっている。そして、制御部26にはりニアモータ7
の動作をデジタルサーボ制御して保持ステージ4をガイ
ドレール3上に設定された所定の停止位置で停止させる
停止位置制御a!能および保持ステージ4がガイドレー
ル3上の停止位置以外の場所に位置している状態で磁性
流体ダンパ12の電磁石17の通電を遮断状態で保持さ
せることにより、粘性流体収容室1つ内の粘性流体Rの
粘性抵抗を小さくし、保持ステージ4がガイドレール3
上の停止位置まで移動した状態で電磁石17に通電して
粘性流体収容室19内の粘性流体Rの粘性抵抗を大きく
するように磁性流体ダンパ12の電磁石17を制御する
粘性抵抗$−111機能がそれぞれ設けられている。
Further, the electromagnet 17 of the magnetic fluid damper 12 is connected to a control section 26 formed by, for example, a microcomputer and its peripheral circuits. Furthermore, this control section 26
A linear motor 7 is connected to both, and a position sensor 27 of the holding stage 4 is connected to both. This position sensor 27 is installed at a predetermined stopping position of the holding stage 4 set on the guide rail 3, and a detection signal from this position sensor 27 is manually inputted to the control section 26. Then, the controller 26 controls the beam near motor 7.
Stop position control a! that digitally servo controls the operation of and stops the holding stage 4 at a predetermined stop position set on the guide rail 3. By keeping the electromagnet 17 of the magnetic fluid damper 12 de-energized while the holding stage 4 is located at a position other than the stop position on the guide rail 3, the viscosity in one viscous fluid storage chamber is reduced. The viscous resistance of the fluid R is reduced, and the holding stage 4 is attached to the guide rail 3.
A viscous resistance $-111 function controls the electromagnet 17 of the magnetic fluid damper 12 so as to increase the viscous resistance of the viscous fluid R in the viscous fluid storage chamber 19 by energizing the electromagnet 17 when the magnet 17 is moved to the upper stop position. Each is provided.

次に、上記構成の作用について説明する。Next, the operation of the above configuration will be explained.

まず、保持ステージ4がガイドレール3上の所定の停止
位置以外の場所に位置している状態、すなわち保持ステ
ージ4の移動中は磁性流体ダンパ12の電磁石17の通
電が遮断状態で保持される。
First, when the holding stage 4 is located at a location other than a predetermined stop position on the guide rail 3, that is, while the holding stage 4 is moving, the electromagnet 17 of the magnetic fluid damper 12 is kept de-energized.

そのため、この状態では磁性流体ダンパ12の粘性流体
収容室19内の粘性流体Rが電磁石】7からの磁場の影
響を受けることがないので、粘性流体Rの粘性抵抗が小
さい状態で保持される。この場合、例えば粘性流体Rの
ベース溶媒として水を使用した場合には磁場がOの状態
では粘性抵抗が略0に近いので、保持ステージ4を磁性
流体ダンパ12の影響を受けることなく、円滑に移動さ
せることができ、保持ステージ4の移動スピードを高速
化することができる。
Therefore, in this state, the viscous fluid R in the viscous fluid storage chamber 19 of the magnetic fluid damper 12 is not affected by the magnetic field from the electromagnet [7], so that the viscous resistance of the viscous fluid R is maintained in a small state. In this case, for example, when water is used as the base solvent of the viscous fluid R, the viscous resistance is close to 0 when the magnetic field is O, so the holding stage 4 can be moved smoothly without being affected by the magnetic fluid damper 12. It is possible to move the holding stage 4, and the moving speed of the holding stage 4 can be increased.

また、位置センサ27からの検出信号にもとづいて制御
部26によって保持ステージ4がガイドレール3上の停
止位置まで移動した状態が検出されると磁性流体ダンパ
12の電磁石17が通電される。そのため、この状態で
は磁性流体ダンパ12の粘性流体収容室19内の粘性流
体Rが電磁石17からの磁場の影響を受け、磁性流体ダ
ンパ12内の粘性流体Rの粘性抵抗、密度が増大するの
で、ロータ15の回転軸12aのプロペラ25に作用す
る抗力が増大し、滑車9bの回転抵抗が増大する。した
がって、従来のエアベアリングとりニアモータ等のステ
ージ駆動機構とを組み合わせた直動ステージのように保
持ステージ4をガイドレール3上の停止位置で停止させ
た場合にプラス・マイナス1パルスの範囲内で保持ステ
ージ4が振れることを防止することができるので、保持
ステージ4の位置決め誤差を低減し、保持ステプ4の位
置決め精度の向上を図ることができる。
Further, when the control unit 26 detects that the holding stage 4 has moved to the stop position on the guide rail 3 based on a detection signal from the position sensor 27, the electromagnet 17 of the magnetic fluid damper 12 is energized. Therefore, in this state, the viscous fluid R in the viscous fluid storage chamber 19 of the magnetic fluid damper 12 is affected by the magnetic field from the electromagnet 17, and the viscous resistance and density of the viscous fluid R in the magnetic fluid damper 12 increase. The drag force acting on the propeller 25 of the rotating shaft 12a of the rotor 15 increases, and the rotational resistance of the pulley 9b increases. Therefore, when the holding stage 4 is stopped at the stop position on the guide rail 3 like a linear motion stage that combines a conventional air bearing and a stage drive mechanism such as a near motor, it is held within the range of plus or minus one pulse. Since the stage 4 can be prevented from swinging, the positioning error of the holding stage 4 can be reduced and the positioning accuracy of the holding step 4 can be improved.

さらに、エアベアリングからの空気圧によってガイドレ
ール3に対し、て保持ステージ4を非接触状態で保持さ
せるようにしたので、保持ステージ4の移動時にガイド
レール3と保持ステージ4との間のスティック・スリッ
プの発生を防止することができ、保持ステージ4の移動
動作を円滑化することができるとともに、保持ステージ
4の停止時には保持ステージ4をガイドレール3上の停
止位置で機械的にクランプした場合のような保持ステー
ジ4の停止時の塵埃の発生を防止することができる。
Furthermore, since the holding stage 4 is held in a non-contact state with respect to the guide rail 3 by air pressure from the air bearing, there is no stick-slip between the guide rail 3 and the holding stage 4 when the holding stage 4 is moved. It is possible to prevent this from occurring, and it is possible to make the movement of the holding stage 4 smoother, and when the holding stage 4 is stopped, it is possible to prevent the holding stage 4 from being mechanically clamped at the stop position on the guide rail 3. It is possible to prevent the generation of dust when the holding stage 4 is stopped.

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではない
。例えば、上記実施例では回転式の磁性流体ダンパ12
を使用した場合について示したが、直動式の磁性流体ダ
ンパ12を直接保持ステージ4に取り付ける構成にして
もよい。さらに、その他この発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々変形実施できることは勿論である。
Note that this invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, the rotary magnetic fluid damper 12
Although the case is shown in which a direct-acting magnetic fluid damper 12 is used, a configuration may also be adopted in which the direct-acting magnetic fluid damper 12 is directly attached to the holding stage 4. Furthermore, it goes without saying that various other modifications can be made without departing from the gist of the invention.

[発明の効果] この発明によれば磁性流体からなる粘性流体の収容室内
に保持ステージの動作に連動する可動部材が配設された
ダンパ本体および収容室内の粘性流体の粘性抵抗を調整
する粘性抵抗調整部材を備え、収容室内の粘性流体の粘
性抵抗変化にともない保持ステージの動作抵抗を調整す
る磁性流体ダンパを設けるとともに、保持ステージをガ
イドレールに沿って進退動作させるステージ駆動機構の
動作をデジタルサーボ制御して保持ステージをガイドレ
ール上に設定された所定の停止位置で停止させる停止位
置制御機能および保持ステージがガイドレール上の停止
位置以外の場所に位置している状態で磁性流体ダンパの
粘性流体収容室内の粘性流体の粘性抵抗を小さくし、保
持ステージがガイドレール上の停止位置まで移動した状
態で粘性流体収容室内の粘性流体の粘性抵抗を大きくす
るように粘性抵抗調整部材を制御する粘性抵抗制御機能
を備えた制御部を設けたので、ガイドレールと保持ステ
ージとの間のスティック・スリップの発生や保持ステー
ジをガイドレール上の停止位置で停止させた場合の保持
ステージの振れを防止して位置決め精度の向上を図るこ
とができるとともに、保持ステージ停止時の塵埃の発生
を防止することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, there is provided a damper body in which a movable member that is interlocked with the operation of the holding stage is disposed in a storage chamber for a viscous fluid made of magnetic fluid, and a viscous resistance that adjusts the viscous resistance of the viscous fluid in the storage chamber. A magnetic fluid damper is equipped with an adjustment member to adjust the operating resistance of the holding stage in accordance with changes in the viscous resistance of the viscous fluid in the storage chamber, and a digital servo control is used to control the operation of the stage drive mechanism that moves the holding stage forward and backward along the guide rail. A stop position control function that controls the holding stage to stop at a predetermined stop position set on the guide rail, and a stop position control function that controls the holding stage to stop at a predetermined stop position set on the guide rail. Viscous resistance that controls a viscous resistance adjusting member to reduce the viscous resistance of the viscous fluid in the storage chamber and increase the viscous resistance of the viscous fluid in the viscous fluid storage chamber when the holding stage moves to the stop position on the guide rail. A control unit with a control function is provided to prevent stick-slip between the guide rail and the holding stage and to prevent the holding stage from swinging when the holding stage is stopped at the stop position on the guide rail. It is possible to improve positioning accuracy and prevent the generation of dust when the holding stage is stopped.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面はこの発明の一実施例を示すもので、第1図は位置
決め装置全体の概略構成図、第2図は磁性流体ダンパを
示す縦断面図である。 3・・・ガイドレール、4・・・保持ステージ、7・・
・リニアモータ(ステージ駆動機溝)、12・・・磁性
流体ダンパ、13・・・ダンパ本体、15・・・ロータ
(可動部材)、17・・・電磁石(粘性抵抗調整部材)
、R・・・粘性流体、19・・・粘性流体収容室、25
・・・流人通路、 26・・・制御部。
The drawings show one embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic diagram of the entire positioning device, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a magnetic fluid damper. 3... Guide rail, 4... Holding stage, 7...
・Linear motor (stage drive groove), 12... Magnetic fluid damper, 13... Damper body, 15... Rotor (movable member), 17... Electromagnet (viscous resistance adjustment member)
, R... Viscous fluid, 19... Viscous fluid storage chamber, 25
... Drifter passageway, 26... Control section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ガイドレール上に配設された被保持体の保持ステージと
、この保持ステージを前記ガイドレールに対して空気圧
によって非接触状態で保持させるエアベアリングと、前
記保持ステージを前記ガイドレールに沿って進退動作さ
せるステージ駆動機構と、磁性流体からなる粘性流体の
収容室内に前記保持ステージの動作に連動する可動部材
が配設されたダンパ本体および前記収容室内の粘性流体
の粘性抵抗を調整する粘性抵抗調整部材を備え、前記収
容室内の粘性流体の粘性抵抗変化にともない前記保持ス
テージの動作抵抗を調整する磁性流体ダンパと、前記ス
テージ駆動機構の動作をデジタルサーボ制御して前記保
持ステージを前記ガイドレール上に設定された所定の停
止位置で停止させる停止位置制御機能および前記保持ス
テージが前記ガイドレール上の停止位置以外の場所に位
置している状態で前記磁性流体ダンパの粘性流体収容室
内の粘性流体の粘性抵抗を小さくし、前記保持ステージ
が前記ガイドレール上の停止位置まで移動した状態で前
記粘性流体収容室内の粘性流体の粘性抵抗を大きくする
ように前記粘性抵抗調整部材を制御する粘性抵抗制御機
能を備えた制御部とを具備したことを特徴とする位置決
め装置。
A holding stage for a held object disposed on a guide rail, an air bearing that holds the holding stage in a non-contact state with respect to the guide rail by air pressure, and movement of the holding stage back and forth along the guide rail. a damper body in which a movable member interlocked with the operation of the holding stage is disposed in a viscous fluid storage chamber made of magnetic fluid; and a viscous resistance adjustment member that adjusts the viscous resistance of the viscous fluid in the storage chamber. a magnetic fluid damper that adjusts the operating resistance of the holding stage according to a change in the viscous resistance of the viscous fluid in the accommodation chamber; and digital servo control of the operation of the stage drive mechanism to move the holding stage onto the guide rail. A stop position control function that stops the magnetic fluid damper at a predetermined stop position, and a stop position control function that stops the magnetic fluid damper at a predetermined stop position when the holding stage is located at a position other than the stop position on the guide rail. a viscous resistance control function that controls the viscous resistance adjusting member to reduce the resistance and increase the viscous resistance of the viscous fluid in the viscous fluid storage chamber when the holding stage has moved to a stop position on the guide rail; A positioning device characterized by comprising a control section.
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