JPH06320367A - 位置決めテーブル装置 - Google Patents
位置決めテーブル装置Info
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- JPH06320367A JPH06320367A JP11353893A JP11353893A JPH06320367A JP H06320367 A JPH06320367 A JP H06320367A JP 11353893 A JP11353893 A JP 11353893A JP 11353893 A JP11353893 A JP 11353893A JP H06320367 A JPH06320367 A JP H06320367A
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- JP
- Japan
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- guide shaft
- slider
- guide
- linear scale
- linear
- Prior art date
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Classifications
-
- 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
- B23Q1/621—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 a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
-
- 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
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
- B23Q5/28—Electric drives
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/18—Machines moving with multiple degrees of freedom
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Linear Motors (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】所要スペースを含め装置全体として小型化さ
れ、高精度の位置決めを再現性よく、かつ高速に行い得
る位置決めテーブル装置の構成を提供する。 【構成】方形領域内に永久磁石２を碁盤状に敷きつめた
磁極面を上面に備えたベーステーブル１と、前記方形領
域の平行２辺に沿ってベーステーブル１上に支持された
２個のＸ軸方向案内軸３と、それぞれこの各案内軸３に
沿って案内軸と非接触に移動する２個のスライダ４と、
両端部が前記Ｘ軸方向スライダ４に固定されるＹ軸方向
案内軸７と、この案内軸７に沿って案内軸７と非接触に
移動するＹ軸方向スライダ８と、各スライダ下面に設け
たコイル素子４ａ，８ａと前記碁盤状磁極面とで構成す
るリニアモータとで装置を構成し、かつ各案内軸には側
面にリニアスケール５，９を備えさせ、スライダ４，８
にはリニアスケールを利用してみずからの位置を検出す
る検出体６，１０を担持させる。
れ、高精度の位置決めを再現性よく、かつ高速に行い得
る位置決めテーブル装置の構成を提供する。 【構成】方形領域内に永久磁石２を碁盤状に敷きつめた
磁極面を上面に備えたベーステーブル１と、前記方形領
域の平行２辺に沿ってベーステーブル１上に支持された
２個のＸ軸方向案内軸３と、それぞれこの各案内軸３に
沿って案内軸と非接触に移動する２個のスライダ４と、
両端部が前記Ｘ軸方向スライダ４に固定されるＹ軸方向
案内軸７と、この案内軸７に沿って案内軸７と非接触に
移動するＹ軸方向スライダ８と、各スライダ下面に設け
たコイル素子４ａ，８ａと前記碁盤状磁極面とで構成す
るリニアモータとで装置を構成し、かつ各案内軸には側
面にリニアスケール５，９を備えさせ、スライダ４，８
にはリニアスケールを利用してみずからの位置を検出す
る検出体６，１０を担持させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体露光・
組立装置、精密工作機械、光学部品組立装置等に適用さ
れる，載置した被移動体をＸ，Ｙ二軸の方向に移動させ
ることにより、指定の位置にもたらす位置決めテーブル
装置に関するものである。
組立装置、精密工作機械、光学部品組立装置等に適用さ
れる，載置した被移動体をＸ，Ｙ二軸の方向に移動させ
ることにより、指定の位置にもたらす位置決めテーブル
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造装置等の位置決めテーブル装
置は、１μｍ以下の高精度位置決めが要求されるため、
ベーステーブル上に、Ｘ軸方向移動テーブルとＹ軸方向
移動テーブルとを、摩擦や発塵の少ない針状コロを介し
て上下方向に順に重ね合わせ、両移動テーブルの移動に
より移動するワークテーブル上の被移動体の移動量を計
測しながら両移動テーブルの各移動量を制御する構造が
一般的である。
置は、１μｍ以下の高精度位置決めが要求されるため、
ベーステーブル上に、Ｘ軸方向移動テーブルとＹ軸方向
移動テーブルとを、摩擦や発塵の少ない針状コロを介し
て上下方向に順に重ね合わせ、両移動テーブルの移動に
より移動するワークテーブル上の被移動体の移動量を計
測しながら両移動テーブルの各移動量を制御する構造が
一般的である。
【０００３】図５は、従来の位置決めテーブル装置構成
の一例を示す概略斜視図である。この構造は、ベーステ
ーブル１７と、ベーステーブル１７上でＸ軸方向に軸受
けガイドされた第１の移動テーブル１８と、第１の移動
テーブル１８上でＸ軸と直交するＹ軸方向に軸受けガイ
ドされた第２の移動テーブル１９と、第２の移動テーブ
ル１９上に搭載したワーク取り付けテーブルとを上下に
重ねて組み立て、かつサーボモータ２３，２７、送りね
じ機構２２，２６を用いて第１の移動テーブル１８，第
２の移動テーブル１９をそれぞれベーステーブル１７，
第１の移動テーブル１８に対してＸ軸，Ｙ軸方向に移動
操作し、ワーク取り付けテーブル２８を指定位置に位置
決めさせる。なお、図中の符号３５は、第１の移動テー
ブル１８のＸ方向の移動を案内するためにベーステーブ
ル１７の上面側に形成されたＶ字状溝の斜面に嵌め込ま
れた針状コロ列、３６は第１，第２の移動テーブル１
８，１９と図示されない被移動体（以下ワークとも記
す）との合計重量の約１／２を支える針状コロ列、３７
は第１の移動テーブル１８の上面側に形成されたＶ字状
溝の斜面に嵌め込まれた針状コロ列、３９は第２の移動
テーブル１９と図示されないワークとの合計重量の約１
／２を支える針状コロ列である。
の一例を示す概略斜視図である。この構造は、ベーステ
ーブル１７と、ベーステーブル１７上でＸ軸方向に軸受
けガイドされた第１の移動テーブル１８と、第１の移動
テーブル１８上でＸ軸と直交するＹ軸方向に軸受けガイ
ドされた第２の移動テーブル１９と、第２の移動テーブ
ル１９上に搭載したワーク取り付けテーブルとを上下に
重ねて組み立て、かつサーボモータ２３，２７、送りね
じ機構２２，２６を用いて第１の移動テーブル１８，第
２の移動テーブル１９をそれぞれベーステーブル１７，
第１の移動テーブル１８に対してＸ軸，Ｙ軸方向に移動
操作し、ワーク取り付けテーブル２８を指定位置に位置
決めさせる。なお、図中の符号３５は、第１の移動テー
ブル１８のＸ方向の移動を案内するためにベーステーブ
ル１７の上面側に形成されたＶ字状溝の斜面に嵌め込ま
れた針状コロ列、３６は第１，第２の移動テーブル１
８，１９と図示されない被移動体（以下ワークとも記
す）との合計重量の約１／２を支える針状コロ列、３７
は第１の移動テーブル１８の上面側に形成されたＶ字状
溝の斜面に嵌め込まれた針状コロ列、３９は第２の移動
テーブル１９と図示されないワークとの合計重量の約１
／２を支える針状コロ列である。
【０００４】また、このワーク取付けテーブル２８の移
動量は、周波数を安定化する周波数安定化レーザ光源２
９から発光するレーザ光を分波器３４でＸ，Ｙ方向に分
光させ、この分光したレーザ光をそれぞれ第１の干渉計
３０および第２の干渉計３２に入射する一次光とし、第
１の干渉計３０および第２の干渉計３２から出てそれぞ
れ、ワーク取付けテーブル２８に取り付けた第１の反射
鏡３１および第２の反射鏡３３で反射し、再び第１の干
渉計３０および第２の干渉計３２に入射するレーザ光を
二次光として、一次光と二次光との位相差から計測させ
る。そして、レーザ光にて計測したワーク取付けテーブ
ル２８の位置の現在値と外部から設定した指定位置とが
一致するまで上記２つのサーボモータ２３，２７を駆動
させ、高精度位置決めを実現している。
動量は、周波数を安定化する周波数安定化レーザ光源２
９から発光するレーザ光を分波器３４でＸ，Ｙ方向に分
光させ、この分光したレーザ光をそれぞれ第１の干渉計
３０および第２の干渉計３２に入射する一次光とし、第
１の干渉計３０および第２の干渉計３２から出てそれぞ
れ、ワーク取付けテーブル２８に取り付けた第１の反射
鏡３１および第２の反射鏡３３で反射し、再び第１の干
渉計３０および第２の干渉計３２に入射するレーザ光を
二次光として、一次光と二次光との位相差から計測させ
る。そして、レーザ光にて計測したワーク取付けテーブ
ル２８の位置の現在値と外部から設定した指定位置とが
一致するまで上記２つのサーボモータ２３，２７を駆動
させ、高精度位置決めを実現している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したサ
ーボモータ駆動の一般的な位置決めテーブル装置では、
次記のような難点がある。 （１）ベーステーブル，第１の移動テーブル，第２の移
動テーブルを上下に積み重ねているのでテーブル装置全
体の高さが大となるほか、負荷重量も重く、サーボモー
タに大きなトルクが要求される。
ーボモータ駆動の一般的な位置決めテーブル装置では、
次記のような難点がある。 （１）ベーステーブル，第１の移動テーブル，第２の移
動テーブルを上下に積み重ねているのでテーブル装置全
体の高さが大となるほか、負荷重量も重く、サーボモー
タに大きなトルクが要求される。
【０００６】（２）レーザ光を利用してワーク取付けテ
ーブルの移動量を計測する方式は、レーザ光源，干渉
計，反射鏡等の高価な光学機器を必要とし、その上、こ
れらの光学機器の設置スペースを確保すると位置決めテ
ーブル装置として小型化できない。 （３）レーザ光による計測は、レーザ光を移動軸方向
（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）に平行とする光軸調整が難し
く、再現性ある計測精度を得るためにはこの光軸調整に
熟練を要する。また、一般的にレーザ光の光路長がワー
ク取付けテーブルの移動量より長いために、レーザ光の
光路長における環境変化（室温、湿度、空気のゆらぎ）
の影響を受けやすく、計測精度の低下を招きやすい。
ーブルの移動量を計測する方式は、レーザ光源，干渉
計，反射鏡等の高価な光学機器を必要とし、その上、こ
れらの光学機器の設置スペースを確保すると位置決めテ
ーブル装置として小型化できない。 （３）レーザ光による計測は、レーザ光を移動軸方向
（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向）に平行とする光軸調整が難し
く、再現性ある計測精度を得るためにはこの光軸調整に
熟練を要する。また、一般的にレーザ光の光路長がワー
ク取付けテーブルの移動量より長いために、レーザ光の
光路長における環境変化（室温、湿度、空気のゆらぎ）
の影響を受けやすく、計測精度の低下を招きやすい。
【０００７】（４）サーボモータの駆動でテーブルを直
線移動操作するためにサーボモータとテーブルとの間に
は送りねじ機構などの回転／直線変換機構を必要とし、
構造が複雑となり、かつ送りねじ機構のバックラッシ
（がた）が位置決め精度を低下させる原因にもなる。 （５）また、上記で構成するテーブル装置は、接触式の
直線案内軸受け、送りねじを使用しているため、テーブ
ル装置から発熱しやすい。そのため、高精度な位置決め
をする場合には、移動テーブルを低速で移動させ発熱を
抑制する方式がとられている。
線移動操作するためにサーボモータとテーブルとの間に
は送りねじ機構などの回転／直線変換機構を必要とし、
構造が複雑となり、かつ送りねじ機構のバックラッシ
（がた）が位置決め精度を低下させる原因にもなる。 （５）また、上記で構成するテーブル装置は、接触式の
直線案内軸受け、送りねじを使用しているため、テーブ
ル装置から発熱しやすい。そのため、高精度な位置決め
をする場合には、移動テーブルを低速で移動させ発熱を
抑制する方式がとられている。
【０００８】本発明の目的は、装置構成に必要なスペー
スを含め装置全体として小型化され、高精度の位置決め
が装置環境の影響少なく容易かつ再現性よく、かつ高速
に可能な位置決めテーブル装置の構成を提供することで
ある。
スを含め装置全体として小型化され、高精度の位置決め
が装置環境の影響少なく容易かつ再現性よく、かつ高速
に可能な位置決めテーブル装置の構成を提供することで
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、被移動体をベーステーブル上でＸ軸方向とＹ軸方向
とに移動させつつ指定位置にもたらす位置決め装置を、
平坦な上面の方形領域内に、磁極面形状が方形の板状も
しくは柱状の永久磁石を、隣り合う磁極面の極性が異な
るように碁盤状に敷きつめて該上面に固着したベーステ
ーブルと；１個は長手方向に沿う側面に該側面に隣接す
る物体の長手方向の位置を検出するためのリニアスケー
ルを備え、それぞれ前記テーブル面の方形領域の対向２
辺に沿いかつ該対向２辺と直角方向の対向２辺を跨いで
ベーステーブルに固定される２個の第１の案内軸と；そ
れぞれ第１の案内軸に沿って該案内軸と非接触に移動可
能として下部にコイル面が前記碁盤状磁極面と対向する
ようにコイル素子を取り付け碁盤状磁極面とともにリニ
アモータを構成させるとともに、１個にはみずからの案
内軸長手方向の位置を前記案内軸側面のリニアスケール
を利用して検出する検出体を担持させた２個の第１のス
ライダと；前記第１の案内軸と同一構造に形成され長手
方向が第１の案内軸の長手方向と直角になるように両端
部がそれぞれ前記２個の第１のスライダに固定される第
２の案内軸と；前記検出体を担持した方の第１のスライ
ダと同一構造に形成されるとともに、被移動体が載置さ
れるワーク取付けテーブルを備えた第２のスライダと；
を用いて構成し、前記第１および第２のスライダに被移
動体の位置検出機能と駆動機能とを備えさせるようにす
る。
に、被移動体をベーステーブル上でＸ軸方向とＹ軸方向
とに移動させつつ指定位置にもたらす位置決め装置を、
平坦な上面の方形領域内に、磁極面形状が方形の板状も
しくは柱状の永久磁石を、隣り合う磁極面の極性が異な
るように碁盤状に敷きつめて該上面に固着したベーステ
ーブルと；１個は長手方向に沿う側面に該側面に隣接す
る物体の長手方向の位置を検出するためのリニアスケー
ルを備え、それぞれ前記テーブル面の方形領域の対向２
辺に沿いかつ該対向２辺と直角方向の対向２辺を跨いで
ベーステーブルに固定される２個の第１の案内軸と；そ
れぞれ第１の案内軸に沿って該案内軸と非接触に移動可
能として下部にコイル面が前記碁盤状磁極面と対向する
ようにコイル素子を取り付け碁盤状磁極面とともにリニ
アモータを構成させるとともに、１個にはみずからの案
内軸長手方向の位置を前記案内軸側面のリニアスケール
を利用して検出する検出体を担持させた２個の第１のス
ライダと；前記第１の案内軸と同一構造に形成され長手
方向が第１の案内軸の長手方向と直角になるように両端
部がそれぞれ前記２個の第１のスライダに固定される第
２の案内軸と；前記検出体を担持した方の第１のスライ
ダと同一構造に形成されるとともに、被移動体が載置さ
れるワーク取付けテーブルを備えた第２のスライダと；
を用いて構成し、前記第１および第２のスライダに被移
動体の位置検出機能と駆動機能とを備えさせるようにす
る。
【００１０】ここで、第１および第２の案内軸側面のリ
ニアスケールを長手方向に配列された回折格子、リニア
スケールを利用してみずからの位置を検出する検出体を
光源と受光素子とを組み合わせた光電検出ヘッドとすれ
ば極めて好適である。また、各スライダを各案内軸に沿
って非接触に移動可能とする非接触移動構造は、案内軸
の上面，リニアスケールを持たないほうの側面およびリ
ニアスケールを有する方の側面をリニアスケールを含
み、軸方向実質全長にわたり平坦に形成するとともに、
スライダに、案内軸上面と側面とにそれぞれ対面すると
ともに該対面する面を貫通して外部から圧縮空気を導入
する空気導入口を有する浮上面および案内軸を備えさ
せ、スライダを浮き上がらせて非接触に移動させる静圧
浮上移動構造とすれば極めて好適である。
ニアスケールを長手方向に配列された回折格子、リニア
スケールを利用してみずからの位置を検出する検出体を
光源と受光素子とを組み合わせた光電検出ヘッドとすれ
ば極めて好適である。また、各スライダを各案内軸に沿
って非接触に移動可能とする非接触移動構造は、案内軸
の上面，リニアスケールを持たないほうの側面およびリ
ニアスケールを有する方の側面をリニアスケールを含
み、軸方向実質全長にわたり平坦に形成するとともに、
スライダに、案内軸上面と側面とにそれぞれ対面すると
ともに該対面する面を貫通して外部から圧縮空気を導入
する空気導入口を有する浮上面および案内軸を備えさ
せ、スライダを浮き上がらせて非接触に移動させる静圧
浮上移動構造とすれば極めて好適である。
【００１１】
【作用】位置決め移動テーブルを以上のように構成する
ことにより、 （１）従来のＸ軸（Ｙ軸）方向移動テーブルに該当する
第１のスライダと、Ｙ軸（Ｘ軸）方向移動テーブルに該
当する第２のスライダとがベーステーブル上面側の同じ
高さを移動する構造とすることができ、装置の高さを従
来と比べて低くすることができる。
ことにより、 （１）従来のＸ軸（Ｙ軸）方向移動テーブルに該当する
第１のスライダと、Ｙ軸（Ｘ軸）方向移動テーブルに該
当する第２のスライダとがベーステーブル上面側の同じ
高さを移動する構造とすることができ、装置の高さを従
来と比べて低くすることができる。
【００１２】（２）各スライダを各案内軸に沿って非接
触に移動可能となるようにしてスライダの下部にコイル
素子を取り付け、ベーステーブル面上の碁盤状磁極面と
組み合わせてリニアモータを構成するようにすると、ス
ライダの移動が装置の固定部材とは全く非接触に行わ
れ、第２のスライダに搭載された被移動体を高速に移動
させてもスライダは発熱することがなく、高速位置決め
が可能になる。
触に移動可能となるようにしてスライダの下部にコイル
素子を取り付け、ベーステーブル面上の碁盤状磁極面と
組み合わせてリニアモータを構成するようにすると、ス
ライダの移動が装置の固定部材とは全く非接触に行わ
れ、第２のスライダに搭載された被移動体を高速に移動
させてもスライダは発熱することがなく、高速位置決め
が可能になる。
【００１３】（３）位置決めのために２個の第１の案内
軸のうちの１つ、および第２の案内軸のそれぞれ側面に
リニアスケールを備えさせ、このリニアスケールを利用
してみずからの案内軸長手方向の位置を検出するための
検出体をスライダに担持させるようにすれば、スライダ
の案内軸長手方向の位置が直接的に計測され、レーザ光
線を位置検出に用いる場合のような調整を必要とするこ
となく、かつ室温や空気のゆらぎのような装置環境の影
響を受けることなく再現性の高い計測が可能となる。ま
た、従来必要としたレーザ装置や光学機器等の高価な計
測手段も不要となる。
軸のうちの１つ、および第２の案内軸のそれぞれ側面に
リニアスケールを備えさせ、このリニアスケールを利用
してみずからの案内軸長手方向の位置を検出するための
検出体をスライダに担持させるようにすれば、スライダ
の案内軸長手方向の位置が直接的に計測され、レーザ光
線を位置検出に用いる場合のような調整を必要とするこ
となく、かつ室温や空気のゆらぎのような装置環境の影
響を受けることなく再現性の高い計測が可能となる。ま
た、従来必要としたレーザ装置や光学機器等の高価な計
測手段も不要となる。
【００１４】そして第１および第２の案内軸側面のリニ
アスケールを長手方向に配列された回折格子、リニアス
ケールを利用してみずからの位置を検出する検出体を光
源と受光素子とを組み合わせた光電検出ヘッドとして、
被移動体の位置検出を光学的に行うようにすれば、ベー
ステーブル上面の碁盤状磁極面から上方へ出る磁束のじ
ょう乱を受けることなく位置検出が可能となり、高精度
の位置決めが容易となる。
アスケールを長手方向に配列された回折格子、リニアス
ケールを利用してみずからの位置を検出する検出体を光
源と受光素子とを組み合わせた光電検出ヘッドとして、
被移動体の位置検出を光学的に行うようにすれば、ベー
ステーブル上面の碁盤状磁極面から上方へ出る磁束のじ
ょう乱を受けることなく位置検出が可能となり、高精度
の位置決めが容易となる。
【００１５】さらに、各スライダを各案内軸に沿って非
接触に移動可能とする非接触移動構造を、案内軸の上
面，リニアスケールを持たないほうの側面およびリニア
スケールを有する方の側面をリニアスケールを含み、軸
方向実質全長にわたり平坦に形成するとともに、スライ
ダに、案内軸上面と側面とにそれぞれ対面するとともに
該対面する面を貫通して外部から圧縮空気を導入する空
気導入口を有する浮上面および案内面を備えさせ、スラ
イダを浮き上がらせて非接触に移動させる静圧浮上移動
構造とすれば、スライダの浮上面および案内面の空気導
入口から導入される圧縮空気の空気導入口入口の静圧を
一定に保持することにより、浮上面の浮上高さおよび案
内面と案内軸側面との隙間が高精度に一定に保たれるの
で、リニアモータでは、スライダ下部と碁盤状磁極面と
の間の空隙が精度高く一定に保たれ、スライダと碁盤状
磁極面との面方向相対位置が同一の場合の面方向駆動力
の変動が極めて小さくなり、スライダ位置の検出信号に
よるスライダ移動量の精度が向上する。なお、案内軸側
面のリニアスケールを回折格子とする場合は、回折格子
の形成に、平坦な側面に形成した深さ１００μｍ程度の
構内に微小ピッチの目盛線が蒸着によりパターン形成さ
れるので、案内軸側面をリニアスケールを含んで平坦に
形成することは容易に可能である。
接触に移動可能とする非接触移動構造を、案内軸の上
面，リニアスケールを持たないほうの側面およびリニア
スケールを有する方の側面をリニアスケールを含み、軸
方向実質全長にわたり平坦に形成するとともに、スライ
ダに、案内軸上面と側面とにそれぞれ対面するとともに
該対面する面を貫通して外部から圧縮空気を導入する空
気導入口を有する浮上面および案内面を備えさせ、スラ
イダを浮き上がらせて非接触に移動させる静圧浮上移動
構造とすれば、スライダの浮上面および案内面の空気導
入口から導入される圧縮空気の空気導入口入口の静圧を
一定に保持することにより、浮上面の浮上高さおよび案
内面と案内軸側面との隙間が高精度に一定に保たれるの
で、リニアモータでは、スライダ下部と碁盤状磁極面と
の間の空隙が精度高く一定に保たれ、スライダと碁盤状
磁極面との面方向相対位置が同一の場合の面方向駆動力
の変動が極めて小さくなり、スライダ位置の検出信号に
よるスライダ移動量の精度が向上する。なお、案内軸側
面のリニアスケールを回折格子とする場合は、回折格子
の形成に、平坦な側面に形成した深さ１００μｍ程度の
構内に微小ピッチの目盛線が蒸着によりパターン形成さ
れるので、案内軸側面をリニアスケールを含んで平坦に
形成することは容易に可能である。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は装置の全体構成を示す図であり、装置本
体の基台となるベーステーブル１は、略矩形状の，材質
が鋼板のような磁性材で作られたプレート体上面の方形
領域内に、磁極面形状が正方形の板状もしくは柱状の永
久磁石２を、図のように、隣り合う磁極面の極性が異な
るように碁盤状に敷きつめ、接着材等を用いてプレート
体に一体化したものである。このベーステーブル１の上
面側には、それぞれ、上記方形領域のＸ方向平行２辺に
沿い、以下に詳細を説明する２個の第１の案内軸３がＹ
方向の平行２辺を跨いでベーステーブル１上に案内軸支
持体３ａを介して支持されている。第１の案内軸３は第
１のスライダ４のＸ方向移動を案内するものであり、断
面が略矩形状に形成され、また第１のスライダ４は、案
内軸３を包囲する短い角筒状に形成され、角筒の各周壁
面に形成された図示されない空気導入口を通してエアが
外部から圧送されており、第１のスライダ４は、その上
面と案内軸３の上面の間に数十μｍの隙間を形成して浮
上し、案内軸３と非接触に保たれている。
明する。図１は装置の全体構成を示す図であり、装置本
体の基台となるベーステーブル１は、略矩形状の，材質
が鋼板のような磁性材で作られたプレート体上面の方形
領域内に、磁極面形状が正方形の板状もしくは柱状の永
久磁石２を、図のように、隣り合う磁極面の極性が異な
るように碁盤状に敷きつめ、接着材等を用いてプレート
体に一体化したものである。このベーステーブル１の上
面側には、それぞれ、上記方形領域のＸ方向平行２辺に
沿い、以下に詳細を説明する２個の第１の案内軸３がＹ
方向の平行２辺を跨いでベーステーブル１上に案内軸支
持体３ａを介して支持されている。第１の案内軸３は第
１のスライダ４のＸ方向移動を案内するものであり、断
面が略矩形状に形成され、また第１のスライダ４は、案
内軸３を包囲する短い角筒状に形成され、角筒の各周壁
面に形成された図示されない空気導入口を通してエアが
外部から圧送されており、第１のスライダ４は、その上
面と案内軸３の上面の間に数十μｍの隙間を形成して浮
上し、案内軸３と非接触に保たれている。
【００１７】また、第１の案内軸３と同一構造に形成さ
れた第２の案内軸７が、第１の案内軸３と直交するよう
に両端部を第１のスライダ４に固定され、第２のスライ
ダ８のＹ方向移動を案内する。第２のスライダ８も第１
のスライダ４と同一構造に形成され、各周壁面の空気導
入口から圧送されたエアにより第２の案内軸７と非接触
状態に保持される。なお、第２のスライダ８の上面には
ワーク取付けテーブル１１が固定されている。
れた第２の案内軸７が、第１の案内軸３と直交するよう
に両端部を第１のスライダ４に固定され、第２のスライ
ダ８のＹ方向移動を案内する。第２のスライダ８も第１
のスライダ４と同一構造に形成され、各周壁面の空気導
入口から圧送されたエアにより第２の案内軸７と非接触
状態に保持される。なお、第２のスライダ８の上面には
ワーク取付けテーブル１１が固定されている。
【００１８】図３に被移動体の位置検出のための検出部
の配位を示し、図４に検出部の拡大図を示す。第１の案
内軸３のいずれか一方（図３では右側）および第２の案
内軸７のそれぞれ一方の側面には、図４に示すように、
回接格子の蒸着を容易にするための，深さが約１００μ
ｍの溝が形成され、この溝に回折格子を約１００μｍの
厚みに蒸着形成し、側面を軸方向全長にわたり平坦にす
る。回折格子は配列方向をスライダ４，８の移動方向と
同一方向とすることにより、案内軸側面にリニアスケー
ルを形成する。
の配位を示し、図４に検出部の拡大図を示す。第１の案
内軸３のいずれか一方（図３では右側）および第２の案
内軸７のそれぞれ一方の側面には、図４に示すように、
回接格子の蒸着を容易にするための，深さが約１００μ
ｍの溝が形成され、この溝に回折格子を約１００μｍの
厚みに蒸着形成し、側面を軸方向全長にわたり平坦にす
る。回折格子は配列方向をスライダ４，８の移動方向と
同一方向とすることにより、案内軸側面にリニアスケー
ルを形成する。
【００１９】リニアスケール５，９とそれぞれ対向する
第１，第２のスライダ４，８には、可干渉光線を射出す
る発光素子１４と、リニアスケール５，９で回折，反射
された前記可干渉光線を受光する検出素子１５とを備え
た検出体６，１０が、検出体全体のリニアスケールに対
する傾きの微調整ができるよう、調整ばね１７と押さえ
ねじ１６とで取り付けられている。スライダ４，８の案
内軸長手方向の位置もしくは移動量は、リニアスケール
５，９を構成している回折格子からの回折，反射光を、
スライダ４，８と一体となって移動する検出素子１５で
検出することにより計測される。
第１，第２のスライダ４，８には、可干渉光線を射出す
る発光素子１４と、リニアスケール５，９で回折，反射
された前記可干渉光線を受光する検出素子１５とを備え
た検出体６，１０が、検出体全体のリニアスケールに対
する傾きの微調整ができるよう、調整ばね１７と押さえ
ねじ１６とで取り付けられている。スライダ４，８の案
内軸長手方向の位置もしくは移動量は、リニアスケール
５，９を構成している回折格子からの回折，反射光を、
スライダ４，８と一体となって移動する検出素子１５で
検出することにより計測される。
【００２０】それぞれ角筒状に形成された第１，第２の
スライダ４，８の下面には、図２に示すように、それぞ
れ、薄型平板状のコイルヨーク４ｂ，８ｂ，が固定さ
れ、さらに、コイルヨーク４ｂ，８ｂの下面にそれぞれ
Ｘ軸コイル素子４ａ，Ｙ軸コイル素子８ａが固定され、
ベーステーブル１上面の永久磁石２と、コイルヨーク４
ｂ，８ｂ，コイル素子４ａ，８ａとでリニア直流モータ
を構成する。
スライダ４，８の下面には、図２に示すように、それぞ
れ、薄型平板状のコイルヨーク４ｂ，８ｂ，が固定さ
れ、さらに、コイルヨーク４ｂ，８ｂの下面にそれぞれ
Ｘ軸コイル素子４ａ，Ｙ軸コイル素子８ａが固定され、
ベーステーブル１上面の永久磁石２と、コイルヨーク４
ｂ，８ｂ，コイル素子４ａ，８ａとでリニア直流モータ
を構成する。
【００２１】図２において、それぞれＸ軸，Ｙ軸方向の
リニアスケール５，９からの回折，反射光を検出した検
出体６，１０からの検出信号は、装置本体とは別置のコ
ントローラのＸ軸カウンタおよびＹ軸カウンタにそれぞ
れ入力され、それぞれＸ軸方向，Ｙ軸方向の位置が検出
され、この位置と指定位置との差に相当した，正負の極
性をもつ電気量がモータ制御部で計算され、この電気量
がリニア直流モータ１２，１３のコイル素子４ａ，８ａ
に送られる。これにより、各スライダ４，８は、この電
気量に相当した分Ｘ軸，Ｙ軸方向に、かつ電気量の極性
によって指示される方向に移動する。
リニアスケール５，９からの回折，反射光を検出した検
出体６，１０からの検出信号は、装置本体とは別置のコ
ントローラのＸ軸カウンタおよびＹ軸カウンタにそれぞ
れ入力され、それぞれＸ軸方向，Ｙ軸方向の位置が検出
され、この位置と指定位置との差に相当した，正負の極
性をもつ電気量がモータ制御部で計算され、この電気量
がリニア直流モータ１２，１３のコイル素子４ａ，８ａ
に送られる。これにより、各スライダ４，８は、この電
気量に相当した分Ｘ軸，Ｙ軸方向に、かつ電気量の極性
によって指示される方向に移動する。
【００２２】
【発明の効果】本発明では、位置決めテーブル装置を以
上のように構成したので、以下に記載する効果が得られ
る。請求項１の装置では、 （１）それぞれ従来のＸ軸方向，Ｙ軸方向移動テーブル
に該当する第１，第２のスライダがベーステーブル上面
側の同じ高さを移動する構造とすることができ、装置の
高さを従来と比べて低くすることができるとともに、被
移動体の位置検出が第１，第２のスライダの移動領域内
で可能となり、位置検出に長い光路長を必要とするレー
ザ光線を用いる場合のように検出手段のための広いスペ
ースを必要としなくなった。これにより、位置決めテー
ブル装置が全体として小型化され、設置スペースの余剰
を生じ、この余剰スペースの有効活用が可能になる。
上のように構成したので、以下に記載する効果が得られ
る。請求項１の装置では、 （１）それぞれ従来のＸ軸方向，Ｙ軸方向移動テーブル
に該当する第１，第２のスライダがベーステーブル上面
側の同じ高さを移動する構造とすることができ、装置の
高さを従来と比べて低くすることができるとともに、被
移動体の位置検出が第１，第２のスライダの移動領域内
で可能となり、位置検出に長い光路長を必要とするレー
ザ光線を用いる場合のように検出手段のための広いスペ
ースを必要としなくなった。これにより、位置決めテー
ブル装置が全体として小型化され、設置スペースの余剰
を生じ、この余剰スペースの有効活用が可能になる。
【００２３】（２）各スライダを各案内軸に沿って非接
触に移動可能とするとともに、各スライダの駆動をスラ
イダ下部にリニアモータを構成して行うようにしたの
で、スライダが装置の固定部と全く非接触に移動可能と
なり、スライダを高速に移動させても発熱が生じないた
め、高速位置決めが可能となり、位置決めテーブル装置
を使用する製造装置のスループットが向上する。また被
移動体の移動時にねじ棒のバックラッシに基づくような
移動誤差を伴わないので高精度の位置決めが可能とな
り、加工された被移動体の品質が高レベルに均一化され
る。
触に移動可能とするとともに、各スライダの駆動をスラ
イダ下部にリニアモータを構成して行うようにしたの
で、スライダが装置の固定部と全く非接触に移動可能と
なり、スライダを高速に移動させても発熱が生じないた
め、高速位置決めが可能となり、位置決めテーブル装置
を使用する製造装置のスループットが向上する。また被
移動体の移動時にねじ棒のバックラッシに基づくような
移動誤差を伴わないので高精度の位置決めが可能とな
り、加工された被移動体の品質が高レベルに均一化され
る。
【００２４】（３）案内軸の側面にリニアスケールを備
えさせ、リニアスケールと対面する検出体をスライダに
担持させてスライダの位置検出を可能にしたので、スラ
イダの位置が直接的に検出され、レーザ光線を位置検出
に用いる場合のような、困難な調整を必要とすることな
く、かつ室温や空気のゆらぎ等のような装置環境の影響
を受けにくい、再現性の高い計測が可能となり、指定位
置で加工される被移動体の品質が均一化されやすくな
る。また、レーザ装置や光学機器等の高価な計測手段を
必要とせず、装置のコストが低減される。
えさせ、リニアスケールと対面する検出体をスライダに
担持させてスライダの位置検出を可能にしたので、スラ
イダの位置が直接的に検出され、レーザ光線を位置検出
に用いる場合のような、困難な調整を必要とすることな
く、かつ室温や空気のゆらぎ等のような装置環境の影響
を受けにくい、再現性の高い計測が可能となり、指定位
置で加工される被移動体の品質が均一化されやすくな
る。また、レーザ装置や光学機器等の高価な計測手段を
必要とせず、装置のコストが低減される。
【００２５】請求項２の装置では、ベーステーブル上面
の碁盤状磁極面から上方へ出る磁束のじょう乱を受ける
ことなく被移動体の位置検出が可能となり、検出精度が
高くなるので、加工された被移動体の品質レベルが均一
化される。請求項３の装置では、案内軸表面とスライダ
の浮上面，案内面との間に導入するエアの空気導入口入
口の静圧を一定に保つことにより、案内軸表面とスライ
ダの浮上面，案内面との隙間が高精度に一定に保たれる
ので、リニアモータ駆動力の面内分布が安定し、位置の
検出信号によって得られる同一移動量信号に対する移動
距離の変動が小さくなり、移動量の精度が向上し、被移
動体の品質レベルの均一性が向上する。
の碁盤状磁極面から上方へ出る磁束のじょう乱を受ける
ことなく被移動体の位置検出が可能となり、検出精度が
高くなるので、加工された被移動体の品質レベルが均一
化される。請求項３の装置では、案内軸表面とスライダ
の浮上面，案内面との間に導入するエアの空気導入口入
口の静圧を一定に保つことにより、案内軸表面とスライ
ダの浮上面，案内面との隙間が高精度に一定に保たれる
ので、リニアモータ駆動力の面内分布が安定し、位置の
検出信号によって得られる同一移動量信号に対する移動
距離の変動が小さくなり、移動量の精度が向上し、被移
動体の品質レベルの均一性が向上する。
【図１】本発明による位置決めテーブル装置構成の一実
施例を示す斜視図
施例を示す斜視図
【図２】本発明における被移動体の位置検出ならびに移
動の方法を示す被移動体移動システム構成図
動の方法を示す被移動体移動システム構成図
【図３】本発明における被移動体位置検出のための検出
部の配位を示す検出部配位図
部の配位を示す検出部配位図
【図４】図３における検出部の拡大図
【図５】従来の位置決めテーブル装置構成の一例を示す
斜視図
斜視図
１ ベーステーブル ２ 永久磁石 ３ 第１の案内軸 ３ａ 案内軸支持体 ４ 第１のスライダ ４ａ コイル素子 ４ｂ コイルヨーク ５ 第１のリニアスケール ６ 第１の検出体 ７ 第２の案内軸 ８ 第２のスライダ ８ａ コイル素子 ８ｂ コイルヨーク ９ 第２のリニアスケール １０ 第２の検出体 １１ ワーク取付けテーブル １２ リニアモータ １３ リニアモータ １４ 光源 １５ 受光素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｋ 41/02 Ｃ 7346−5Ｈ
Claims (3)
- 【請求項１】平坦な上面の方形領域内に、磁極面形状が
方形の板状もしくは柱状の永久磁石を、隣り合う磁極面
の極性が異なるように碁盤状に敷きつめて該上面に固着
したベーステーブルと；１個は長手方向に沿う側面に該
側面に隣接する物体の長手方向の位置を検出するための
リニアスケールを備え、それぞれ前記テーブル面の方形
領域の対向２辺に沿いかつ該対向２辺と直角方向の対向
２辺を跨いでベーステーブルに固定される２個の第１の
案内軸と；それぞれ第１の案内軸に沿って該案内軸と非
接触に移動可能として下部にコイル面が前記碁盤状磁極
面と対面するようにコイル素子を取り付け碁盤状磁極面
とともにリニアモータを構成させるとともに、１個には
みずからの案内軸長手方向の位置を前記案内軸側面のリ
ニアスケールを利用して検出する検出体を担持させた２
個の第１のスライダと；前記第１の案内軸と同一構造に
形成され長手方向が第１の案内軸の長手方向と直角にな
るように両端部がそれぞれ前記２個の第１のスライダに
固定される第２の案内軸と；前記検出体を担持した方の
第１のスライダと同一構造に形成されるとともに、被移
動体が載置されるワーク取付けテーブルを備えた第２の
スライダと；を備えてなり、前記第１および第２のスラ
イダに被移動体の位置検出機能と駆動機能とを備えさせ
たことを特徴とする位置決めテーブル装置。 - 【請求項２】請求項第１項に記載の位置決めテーブル装
置において、第１および第２の案内軸側面のリニアスケ
ールを長手方向に配列された回折格子、リニアスケール
を利用してみずからの位置を検出する検出体を光源と受
光素子とを組み合わせた光電検出ヘッドとすることを特
徴とする位置決めテーブル装置。 - 【請求項３】請求項第１項または第２項に記載の位置決
めテーブル装置において、各スライダを各案内軸に沿っ
て非接触に移動可能とする非接触移動構造は、案内軸の
上面，リニアスケールを持たないほうの側面およびリニ
アスケールを有する方の側面をリニアスケールを含み、
軸方向実質全長にわたり平坦に形成するとともに、スラ
イダに、案内軸上面と側面とにそれぞれ対面するととも
に該対面する面を貫通して外部から圧縮空気を導入する
空気導入口を有する浮上面および案内面を備えさせ、ス
ライダを浮き上がらせて非接触に移動させる静圧浮上移
動構造とすることを特徴とする位置決めテーブル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11353893A JPH06320367A (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 位置決めテーブル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11353893A JPH06320367A (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 位置決めテーブル装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06320367A true JPH06320367A (ja) | 1994-11-22 |
Family
ID=14614864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11353893A Pending JPH06320367A (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 位置決めテーブル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06320367A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003066174A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-05 | Osaki Engineering Co Ltd | ステージ装置 |
| JP2006071536A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Yaskawa Electric Corp | Ｘｙ位置決め装置 |
| JP2007143385A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-06-07 | Yaskawa Electric Corp | 直動回転アクチュエータおよびシステム |
| US7602091B2 (en) | 2004-02-25 | 2009-10-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning apparatus and exposure apparatus |
| JP2010281982A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Kohzu Precision Co Ltd | 位置決めステージ |
| CN113074635A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-06 | 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 | 一种标定螺栓及利用该标定螺栓检测螺栓松脱的方法 |
| CN114279327A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-05 | 湖南凌翔磁浮科技有限责任公司 | 一种用于高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸检测方法 |
| CN114792875A (zh) * | 2021-01-25 | 2022-07-26 | 南京以太通信技术有限公司 | 一种滤波器电极制造设备及制造方法 |
-
1993
- 1993-05-17 JP JP11353893A patent/JPH06320367A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003066174A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-05 | Osaki Engineering Co Ltd | ステージ装置 |
| US7602091B2 (en) | 2004-02-25 | 2009-10-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Positioning apparatus and exposure apparatus |
| JP2006071536A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-03-16 | Yaskawa Electric Corp | Ｘｙ位置決め装置 |
| JP2007143385A (ja) * | 2005-10-21 | 2007-06-07 | Yaskawa Electric Corp | 直動回転アクチュエータおよびシステム |
| JP2010281982A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | Kohzu Precision Co Ltd | 位置決めステージ |
| CN114792875A (zh) * | 2021-01-25 | 2022-07-26 | 南京以太通信技术有限公司 | 一种滤波器电极制造设备及制造方法 |
| CN114792875B (zh) * | 2021-01-25 | 2023-10-20 | 南京以太通信技术有限公司 | 一种滤波器电极制造设备及制造方法 |
| CN113074635A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-06 | 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司 | 一种标定螺栓及利用该标定螺栓检测螺栓松脱的方法 |
| CN114279327A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-05 | 湖南凌翔磁浮科技有限责任公司 | 一种用于高速悬浮电磁铁箱梁的尺寸检测方法 |
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