專利名稱：載物臺裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及載物臺裝置。本發(fā)明特別適用于包含可使2個移動體分別向一軸方向移動的2個驅(qū)動源、對2個移動體的至少一個進(jìn)行導(dǎo)引的導(dǎo)引部件、和橫架在2個移動體之間與2個移動體一起移動的橫梁的載物臺裝置。
背景技術(shù)：
參照圖1(a)、圖1(b)說明這種載物臺裝置的一例。在圖1(a)、圖1(b)中，在基盤1上隔開規(guī)定的間隔相互平行地配設(shè)有2根導(dǎo)軌2及3。導(dǎo)軌2及3在圖1(a)所示的Y軸方向上延伸。在導(dǎo)軌2及3上分別配置有移動體4及5。這里說明導(dǎo)軌2及移動體4，如圖1(b)所示，在移動體4上具備靜壓軸瓦12。靜壓軸瓦12處于導(dǎo)軌2和移動體4之間。在移動體4上還具備靜壓軸瓦13。靜壓軸瓦13處于基盤1與移動體4之間。由此，移動體4能夠沿著導(dǎo)軌2在Y軸方向上移動。
同樣，在移動體5上也具備靜壓軸瓦12及13。移動體5能夠沿著導(dǎo)軌3在Y軸方向上移動。
在移動體4和移動體5之間橫架著橫梁6。橫梁6在圖1(a)所示的X軸方向上延伸。橫梁6的一端與移動體4剛性固定，另一端通過板彈簧構(gòu)造8與移動體5連結(jié)。移動體4與橫梁6的一端的固定例如是使用螺釘進(jìn)行的。由此，橫梁6能夠與移動體4、5一起沿Y軸方向移動。
在橫梁6上配置有移動體(可動部)14。移動體14可以以橫梁6為導(dǎo)引件沿X軸方向移動。在基盤1與移動體14之間配置有靜壓軸瓦14a～14c。靜壓軸瓦14a～14c安裝在移動體14上。由此，移動體14利用靜壓軸瓦14a～14c相對于基盤1在Z軸方向被導(dǎo)引，能夠沿X軸方向移動。
另外，在圖1(a)中，以除去了其一部分的狀態(tài)表示移動體4，以除去了其上部的狀態(tài)表示移動體14。
在橫梁6的中央部的下面上安裝有靜壓軸瓦15。靜壓軸瓦15處于基盤1與橫梁6之間。由此，橫梁6被靜壓軸瓦15支撐。即，靜壓軸瓦15不妨礙移動體14的移動而在X軸方向及Y軸方向的整個行程上與橫梁6一起移動并支撐橫梁6的自重，支撐著橫梁6以使過大的負(fù)荷不會作用在橫梁6和移動體5的連結(jié)部等上。這樣的載物臺裝置例如在日本特開2000-356693號公報(以下稱作文獻(xiàn)1)中公開。
此外，作為移動體4、5、14的驅(qū)動源，通常采用線性馬達(dá)。例如在導(dǎo)軌2與橫梁6之間、在導(dǎo)軌3與橫梁6之間分別構(gòu)成線性馬達(dá)，以使移動體4、5成為可動部。此外，在橫梁6與移動體14之間構(gòu)成線性馬達(dá)，以使移動體14成為可動部。
在采用可動線圈型馬達(dá)作為線性馬達(dá)的情況下，例如對于在導(dǎo)軌2與橫梁6之間構(gòu)成的線性馬達(dá)說明如下。沿著導(dǎo)軌2以定間隔排列多個永久磁鐵。將這些多個永久磁鐵排列為，使多個永久磁鐵隔開間隙地異磁極對置。接著，將連結(jié)在移動體4上的可動線圈可與移動體4一起移動地配置在間隙中。
在這樣的載物臺裝置中，除了上述結(jié)構(gòu)以外，為了進(jìn)行移動體4、5、14的位置控制而在各線性馬達(dá)中具備由線性標(biāo)尺與線性傳感器的組合構(gòu)成的位置傳感器。并且，對于移動體4、5用的線性馬達(dá)進(jìn)行同步控制。這樣的載物臺裝置在例如日本特開2000-155186號公報(以下稱作文獻(xiàn)2)中公開。
在這樣的載物臺裝置中，在移動體14上搭載有用來載置被加工部件等的工作臺，執(zhí)行以高精度將被加工部件定位那樣的驅(qū)動控制。
此外，在這樣的載物臺裝置中，為了高精度地將被加工部件定位而需要使橫梁6與導(dǎo)軌2、3正交。這是因?yàn)?，要利用基盤1上的X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)進(jìn)行被加工部件的定位指定。在此前的載物臺裝置中，以仿效橫梁6處于某個基準(zhǔn)位置(基準(zhǔn)坐標(biāo))、例如靠導(dǎo)軌2、3的一個端部上設(shè)定的原點(diǎn)位置時的機(jī)械精度的正交度為基準(zhǔn)。以后，在移動體4、5發(fā)生位置偏移的情況下，通過分別對移動體4、5進(jìn)行位置控制，將仿效上述機(jī)械精度的正交度維持在規(guī)定范圍內(nèi)。
但是，這種載物臺裝置如果進(jìn)行連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，則有時會因線性馬達(dá)的發(fā)熱作用使各部件、特別是橫梁6及其周邊的部件變形。結(jié)果，有時橫梁6相對于導(dǎo)軌2、3的正交度會偏離上述規(guī)定范圍。即，在此前的載物臺裝置中，如果連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)則會在載物臺裝置中的各部件發(fā)生以發(fā)熱為起因的溫度上升。如果由此使橫梁6的正交度變化，則存在不能將橫梁6相對于導(dǎo)軌2、3的正交度維持在規(guī)定范圍內(nèi)、從而不能進(jìn)行高精度的定位的問題。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的技術(shù)問題是提供一種具備即使在進(jìn)行連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下也能夠?qū)M梁相對于導(dǎo)軌的正交度維持在所設(shè)定的規(guī)定范圍內(nèi)的功能的載物臺裝置。
本發(fā)明的載物臺裝置，具有基盤；2個驅(qū)動源，用來使2個移動體分別在基盤上沿一軸方向移動；導(dǎo)引部件，用來對2個移動體中的至少一個沿一軸方向進(jìn)行導(dǎo)引；橫梁，與導(dǎo)引部件正交地橫架在2個移動體之間，與2個移動體一起移動。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，載物臺裝置還具備2個位置傳感器，用來檢測2個移動體的各自的位置；2個原點(diǎn)傳感器，用來規(guī)定2個移動體各自的原點(diǎn)位置；控制裝置，用來接收來自2個位置傳感器、2個原點(diǎn)傳感器的檢測信號，控制2個驅(qū)動源來進(jìn)行2個移動體的位置控制?？刂蒲b置具有分別控制2個驅(qū)動源、使橫梁相對與一軸方向垂直的偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制功能?？刂蒲b置在載物臺裝置啟動時，基于偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制功能，執(zhí)行下述控制即使在橫梁相對于導(dǎo)引部件的正交度變化的情況下也將橫梁相對于導(dǎo)引部件維持在規(guī)定范圍內(nèi)的正交度。
在本發(fā)明的優(yōu)選的技術(shù)方案的載物臺裝置中，控制裝置具有內(nèi)裝有用來執(zhí)行偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制功能的偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制程序的存儲裝置。存儲裝置將偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制程序的初始值數(shù)據(jù)作為目標(biāo)值存儲。目標(biāo)值是根據(jù)在載物臺裝置停止的狀態(tài)下所測量的橫梁的正交度由控制裝置決定的，并且是為了將橫梁設(shè)為規(guī)定范圍內(nèi)的正交度所需的修正值Δy1。
偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制程序是用來執(zhí)行如下步驟的在載物臺裝置啟動時，在橫梁的正交度變化的狀態(tài)下將2個移動體驅(qū)動到由2個原點(diǎn)傳感器檢測到的位置，計算此時由2個位置傳感器得到的2個坐標(biāo)數(shù)據(jù)的差Δy3的步驟；利用修正值Δy1和差Δy3，使橫梁相對偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)(Δy1-Δy3)的量的步驟。
在載物臺裝置被置于實(shí)際的狀態(tài)中的狀態(tài)下使移動體移動到由2個原點(diǎn)傳感器檢測到的位置時，控制裝置計算由2個位置傳感器得到的2個坐標(biāo)數(shù)據(jù)的差Δy0，將所計算的差Δy0存儲到存儲裝置中。控制裝置還根據(jù)所計算的差Δy0來決定修正值Δy1。
本發(fā)明的載物臺裝置優(yōu)選為，具備為了將2個移動體分別沿一軸方向?qū)б嗷テ叫械匮匾惠S方向延伸的2個導(dǎo)引部件；橫梁的一端固定在2個移動體的一個上，另一端經(jīng)由板彈簧構(gòu)造連結(jié)在2個移動體的另一個上。


圖1(a)是用來說明以往的載物臺裝置的一例的平面圖。
圖1(b)是用來說明以往的載物臺裝置的一例的正視圖。
圖2(a)是用來說明本發(fā)明的載物臺裝置的一例的平面圖。
圖2(b)是用來說明本發(fā)明的載物臺裝置的一例的正視圖。
圖3是用來說明本發(fā)明的載物臺裝置的控制系統(tǒng)的一例的圖。
圖4是用來說明在本發(fā)明中執(zhí)行的、使橫梁與導(dǎo)軌的正交度匹配的作業(yè)的圖。
圖5是用來說明在本發(fā)明中載物臺裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)后進(jìn)行機(jī)械復(fù)位時所執(zhí)行的作業(yè)的圖。
圖6是用來說明在本發(fā)明中接著圖5的作業(yè)所執(zhí)行的作業(yè)的圖。
圖7是用來說明在本發(fā)明中使用的原點(diǎn)傳感器采用光學(xué)式傳感器時的正交度的精度的圖。
圖8是用來說明在本發(fā)明中使用的原點(diǎn)傳感器采用磁式傳感器時的正交度的精度的圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖2(a)、圖2(b)～圖8說明本發(fā)明的載物臺裝置的優(yōu)選的實(shí)施例。
本發(fā)明的主旨是，即使在連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)載物臺裝置后再次啟動時，也能夠?qū)M梁相對于導(dǎo)軌的正交度維持在所設(shè)定的規(guī)定范圍內(nèi)。因而，本發(fā)明可以適用于下述載物臺裝置中，所述載物臺裝置包括基盤、可使2個移動體分別在一軸方向上移動的2個驅(qū)動源、對2個移動體的至少一個進(jìn)行導(dǎo)引的導(dǎo)引部件、和橫架在2個移動體之間與2個移動體一起移動的橫梁。當(dāng)然，本發(fā)明也可以適用于下述結(jié)構(gòu)的載物臺裝置中，即，2個移動體分別由相互平行地沿一軸方向延伸的2個導(dǎo)引部件導(dǎo)引。即，本發(fā)明也可以適用于文獻(xiàn)1所公開的用圖1(a)、圖1(b)所說明那樣的載物臺裝置、及文獻(xiàn)2所公開的載物臺裝置中。另外，在本發(fā)明中，對于正交度而成為問題的所謂的橫梁的變形，是指在平行于基盤的上面的面內(nèi)的變形量。
因此，以下以下述幾點(diǎn)為前提條件進(jìn)行說明。
圖2(a)、圖2(b)表示本發(fā)明的實(shí)施例的載物臺裝置。該載物臺裝置除了后述的控制裝置、原點(diǎn)傳感器以外，具有與圖1(a)、圖1(b)所說明的載物臺裝置同樣的結(jié)構(gòu)。所以，對于與圖1(a)、圖1(b)所示的結(jié)構(gòu)要素相同的結(jié)構(gòu)要素賦予相同的參照標(biāo)號，對于載物臺裝置的結(jié)構(gòu)簡單地進(jìn)行說明。
在圖2(a)、圖2(b)中，在基盤1上隔開規(guī)定的間隔相互平行地配設(shè)有2根導(dǎo)軌2及3。導(dǎo)軌2及3在Y軸方向上延伸。在導(dǎo)軌2及3上分別配置有移動體4及5。
說明導(dǎo)軌2及移動體4，在移動體4上具備靜壓軸瓦12。靜壓軸瓦12處于導(dǎo)軌2和移動體4之間。在移動體4上還具備靜壓軸瓦13。靜壓軸瓦13處于基盤1與移動體4之間。由此，移動體4能夠沿著導(dǎo)軌2在Y軸方向上移動。
同樣，在移動體5上也具備靜壓軸瓦12及13。移動體5能夠沿著導(dǎo)軌3在Y軸方向上移動。
在移動體4和移動體5之間橫架著橫梁6。橫梁6在X軸方向上延伸。橫梁6的一端與移動體4剛性固定，另一端通過板彈簧構(gòu)造8與移動體5連結(jié)。移動體4與橫梁6的一端的固定例如是使用螺釘進(jìn)行的。由此，橫梁6能夠與移動體4、5一起沿Y軸方向移動。
在橫梁6上配置有移動體(可動部)14。移動體14可以以橫梁6為導(dǎo)引件沿X軸方向移動。在基盤1與移動體14之間配置有靜壓軸瓦14a～14c。靜壓軸瓦14a～14c安裝在移動體14上。由此，移動體14能夠沿X軸方向移動。
在橫梁6的中央部的下表面上安裝有靜壓軸瓦15。靜壓軸瓦15處于基盤1與橫梁6之間。由此，橫梁6被靜壓軸瓦15支撐。
作為移動體4、5、14的驅(qū)動源，采用線性馬達(dá)。例如將線性馬達(dá)構(gòu)成為，在導(dǎo)軌2與橫梁6之間、導(dǎo)軌3與橫梁6之間移動體4、5分別為可動部。此外，將線性馬達(dá)構(gòu)成為，在橫梁6與移動體14之間移動體14成為可動部。
為了進(jìn)行移動體4、5、14的位置控制，在各線性馬達(dá)上具備由線性標(biāo)尺與線性傳感器的組合構(gòu)成的位置傳感器。各線性馬達(dá)能夠由后述的控制裝置分別地控制。
在該載物臺裝置中，在移動體14上搭載有用來載置被加工部件等的工作臺，執(zhí)行以高精度將被加工部件定位那樣的驅(qū)動控制。
如圖3所示，表示位置檢測值的位置檢測信號從移動體4側(cè)的位置傳感器21及移動體5側(cè)的位置傳感器22反饋給控制裝置20。位置傳感器21及22例如采用上述那樣由線性標(biāo)尺與線性傳感器的組合構(gòu)成的位置傳感器。在控制裝置20上連接著用來驅(qū)動移動體4側(cè)的線性馬達(dá)的Y1驅(qū)動器23、和用來驅(qū)動移動體5側(cè)的線性馬達(dá)的Y2驅(qū)動器24?？刂蒲b置20將來自位置傳感器21、22的位置檢測值作為反饋值使用，根據(jù)與位置指令值之間的偏差控制Y1驅(qū)動器23、Y2驅(qū)動器24，來進(jìn)行移動體4、5的位置控制。
特別地，所謂能夠分別對圖2(a)、圖2(b)所示的移動體4、5進(jìn)行位置控制，是指控制裝置20能夠進(jìn)行橫梁6的偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制。所謂偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制，是指用來使橫梁6能夠相對其中心軸旋轉(zhuǎn)微小角度的控制。此外，所謂橫梁6的中心軸，是指X軸或與基盤1的上面垂直的Z軸方向的中心軸。以下將該中心軸稱作偏轉(zhuǎn)中心軸，將以其為中心的旋轉(zhuǎn)稱作偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。2個線性馬達(dá)中的2個線性標(biāo)尺間的距離遍及全長為一定。
另外，圖3為了使說明變得簡單而僅表示本發(fā)明的載物臺裝置的控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的載物臺裝置的控制系統(tǒng)并不限于圖3。此外，雖然在圖3中沒有圖示，但也將來自移動體14側(cè)的位置傳感器(未圖示)的位置檢測信號反饋給控制系統(tǒng)20。控制裝置20根據(jù)移動體14用的指令值和來自移動體14側(cè)的位置傳感器的位置檢測值之間的偏差，控制移動體14用的驅(qū)動器(未圖示)，來進(jìn)行移動體14的位置控制。
以下將移動體4側(cè)的線性馬達(dá)稱作Y1線性馬達(dá)，將設(shè)置于其中的線性標(biāo)尺稱作Y1標(biāo)尺，將移動體5側(cè)的線性馬達(dá)稱作Y2線性馬達(dá)，將設(shè)置于其中的線性標(biāo)尺稱作Y2標(biāo)尺。
在圖2(a)、圖2(b)中，在靠近導(dǎo)軌2、3的一端側(cè)的基盤1上分別設(shè)置有用于設(shè)定、檢測移動體4、5的原點(diǎn)位置的原點(diǎn)傳感器OS1、OS2。將原點(diǎn)傳感器OS1、OS2的檢測信號也輸入到控制裝置20中，橫梁6(移動體4、5)設(shè)定為在原點(diǎn)傳感器OS1、OS2的檢測位置停止。原點(diǎn)傳感器OS1、OS2是對移動體4、5的一部分到達(dá)那里的情況進(jìn)行檢測、如后述那樣使用光學(xué)式、磁式等傳感器。在后面就會清楚，磁式傳感器能夠得到比光學(xué)式傳感器高的檢測精度。在采用光學(xué)式傳感器的情況下，在各個移動體4、5上設(shè)置用來遮斷原點(diǎn)傳感器OS1、OS2的光路的遮斷部件SS1、SS2。在磁式傳感器的情況下，除了磁性地檢測被檢測部件以外，配置關(guān)系可以認(rèn)為是相同的。即，設(shè)置被檢測部件作為SS1、SS2被設(shè)置。
參照圖4～圖6說明作為上述本發(fā)明的主旨的、用來維持正交度的控制動作。
圖4是用來說明在將應(yīng)用了本發(fā)明的載物臺裝置出廠前進(jìn)行的、用來匹配正交度的作業(yè)的圖。即，在載物臺裝置出廠前，執(zhí)行用來取得初始狀態(tài)的數(shù)據(jù)的作業(yè)。當(dāng)然，該作業(yè)是使用裝備在載物臺裝置中的控制裝置20來執(zhí)行的。
在圖4中，用Y1標(biāo)尺檢測Y1線性馬達(dá)側(cè)的移動體4的位置，用Y2標(biāo)尺檢測Y2線性馬達(dá)側(cè)的移動體5的位置。此時，橫梁6的偏轉(zhuǎn)中心軸的位置用Y軸平移坐標(biāo)表示。Y軸平移坐標(biāo)的值為Y1標(biāo)尺的坐標(biāo)數(shù)據(jù)y1與Y2標(biāo)尺的坐標(biāo)數(shù)據(jù)y2的平均值(y1+y2)/2。
(1)確保了組裝精度的狀態(tài)下的數(shù)據(jù)取得這是在正交度匹配的狀態(tài)、即采用直角標(biāo)準(zhǔn)原器使橫梁6相對于導(dǎo)軌2、3機(jī)械地正交的狀態(tài)下執(zhí)行的。
1-a、準(zhǔn)備在載物臺裝置為實(shí)際的狀態(tài)(使橫梁6相對于導(dǎo)軌2、3機(jī)械地正交之前的狀態(tài))的精度下啟動Y1線性馬達(dá)、Y2線性馬達(dá)，取得橫梁6(移動體4、5)到達(dá)由原點(diǎn)傳感器OS1、OS2檢測到的位置時的Y1標(biāo)尺、Y2標(biāo)尺的原點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)y10、y20。接著，由控制裝置20計算這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)y10、y20的差Δy0(＝y(tǒng)10-y20)，作為參數(shù)Δy0保存在控制裝置20內(nèi)的存儲裝置20-1中。該參數(shù)Δy0包含原點(diǎn)傳感器OS1、OS2的設(shè)置誤差。所謂設(shè)置誤差，是指因連接原點(diǎn)傳感器OS1、OS2的線段不一定與導(dǎo)軌2、3正交而帶來的誤差成分。因而，在該準(zhǔn)備作業(yè)中，意味著取得原點(diǎn)位置的幾何學(xué)的位置數(shù)據(jù)。
1-b、參數(shù)Δy0的修正利用直角標(biāo)準(zhǔn)原器測量正交度。根據(jù)所測量的正交度求出應(yīng)對Δy0加減的值，來修正參數(shù)Δy0的值。接著，將修正后的值決定為修正參數(shù)Δy1。修正參數(shù)Δy1作為在以后說明的(3)項(xiàng)中匹配正交度時的基準(zhǔn)值(目標(biāo)值)。此時，考慮到直角標(biāo)準(zhǔn)原器與測量精度的誤差，使正交度在[(直角標(biāo)準(zhǔn)原器與測量精度的誤差)±0.2度]的精度范圍內(nèi)。這里，由于Y1標(biāo)尺與Y2標(biāo)尺間的距離為一定，所以正交度的精度評價設(shè)為通過角度來進(jìn)行的。上述參數(shù)Δy1以后作為初始值數(shù)據(jù)使用。
以后的作業(yè)在載物臺裝置的設(shè)置現(xiàn)場中以實(shí)際的使用狀態(tài)進(jìn)行，以下所說明的偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制動作是通過控制裝置20執(zhí)行的。為此，在控制裝置20的存儲裝置20-1中，預(yù)先保存有偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制動作用的程序。
(2)機(jī)械復(fù)位時的數(shù)據(jù)取得在載物臺裝置的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)后，在進(jìn)行機(jī)械復(fù)位(啟動)時，如圖5所示，假設(shè)在因發(fā)熱等使正交度變化的狀態(tài)下開始控制。與上述同樣，啟動Y1線性馬達(dá)、Y2線性馬達(dá)，取得橫梁6(移動體4、5)到達(dá)由原點(diǎn)傳感器OS1、OS2檢測到的位置時的Y1標(biāo)尺、Y2標(biāo)尺的原點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)y13、y23。接著，由控制裝置20計算這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)y13、y23的差Δy3(＝y(tǒng)13-y23)。
(3)利用偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制的正交度匹配為了利用偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制匹配正交度所需的基準(zhǔn)值(目標(biāo)值)是在上述(1)項(xiàng)的1-b中決定的修正參數(shù)Δy1。
即，參照圖6，差(Δy1-Δy3)是相對正交度匹配的狀態(tài)的旋轉(zhuǎn)方向(偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向)的偏差，所以以偏轉(zhuǎn)軸為中心使橫梁6旋轉(zhuǎn)差(Δy1-Δy3)的值的部分。當(dāng)然，旋轉(zhuǎn)方向是修正正交度的偏差的方向。另外，在本實(shí)施例中，設(shè)偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制的旋轉(zhuǎn)角度的允許限度值為11秒。這是假設(shè)了在使橫梁6旋轉(zhuǎn)11秒時、所需的推力為線性馬達(dá)的額定推力的10％的值。
(4)確認(rèn)作業(yè)再次執(zhí)行上述(2)的工序，求出機(jī)械復(fù)位(啟動)后的原點(diǎn)的差Δy4。接著，確認(rèn)差Δy4的與基準(zhǔn)值(目標(biāo)值)的偏差(Δy1-Δy4)的值為允許值(±0.5秒)以下。即，確認(rèn)(Δy1-Δy4)≤0±0.5秒。如果可確認(rèn)這一點(diǎn)，則意味著橫梁6與規(guī)定范圍內(nèi)的正交度匹配。另外，Δy4＝y(tǒng)14-y24。此外，y14、y24分別是橫梁6(移動體4、5)到達(dá)由原點(diǎn)傳感器OS1、OS2檢測的位置時的Y1標(biāo)尺、Y2標(biāo)尺的原點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
在萬一(Δy1-Δy4)的值超過允許值(±0.5秒)的情況下，重復(fù)上述(3)、(4)的工序。
在本實(shí)施例中，特別地，如果使載物臺裝置驅(qū)動用的電源關(guān)閉，則橫梁6自動地回到規(guī)定位置(例如導(dǎo)軌2、3的中央部)。規(guī)定位置是已知的值，在上述機(jī)械復(fù)位時，開始橫梁6從規(guī)定位置回到由原點(diǎn)傳感器OS1、OS2檢測到的位置的原點(diǎn)搜索動作。接著，使橫梁6從由原點(diǎn)傳感器OS1、OS2檢測到的位置高速地移動到規(guī)定距離近前的位置之前微速地移動，然后，在到達(dá)由原點(diǎn)傳感器OS1、OS2檢測到的位置。由此，提高了向原點(diǎn)傳感器OS1、OS2的到達(dá)精度，提高了由Y1標(biāo)尺、Y2標(biāo)尺得到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的精度。
接著，對于在原點(diǎn)傳感器OS1、OS2中采用光學(xué)式傳感器、以及比其更高精度的磁式傳感器時的正交度的精度進(jìn)行比較說明。
在設(shè)置2個原點(diǎn)傳感器的情況下，偏轉(zhuǎn)原點(diǎn)的精度、即橫梁6的正交度的精度是由原點(diǎn)傳感器的測量精度、以及連接2個原點(diǎn)的線段不與導(dǎo)軌部件正交的相對位置的偏移決定的。
參照圖7說明使用光學(xué)式傳感器的情況。設(shè)光學(xué)式傳感器的重復(fù)位置再現(xiàn)性為±1μm，設(shè)因光學(xué)式傳感器動作后的線性標(biāo)尺的讀取時間延遲而造成的橫梁6的位移量為±1μm。在這種情況下，偏轉(zhuǎn)原點(diǎn)精度具有合計±3μm的偏移。如果設(shè)橫梁6的延伸長度為1080mm，則±3μm的偏移在變換成角度時為tan-1(3μm/1080mm)，為大約±0.57秒。這雖然稍微超過了上述規(guī)定范圍內(nèi)的正交度±0.5秒，但是是能夠大體滿足的值。
參照圖8說明使用磁式傳感器的情況。設(shè)磁式傳感器的重復(fù)位置再現(xiàn)性為±0.1μm，設(shè)因磁式傳感器動作后的線性標(biāo)尺的讀取時間延遲而造成的橫梁6的位移量為±1μm。在這種情況下，偏轉(zhuǎn)原點(diǎn)精度具有合計±1.2μm的偏移。如果設(shè)橫梁6的延伸長度為1080mm，則±1.2μm的偏移在變換成角度時為tan-1(1.2μm/1080mm)，為大約±0.23秒。這比上述規(guī)定范圍內(nèi)的正交度±0.5秒低很多。
接著說明基盤1上的溫度變化時對偏轉(zhuǎn)原點(diǎn)的精度帶來的影響。對于光學(xué)式傳感器而言，提供了在溫度從25℃變化為55℃時、即通過30℃的溫度上升使檢測位置變化20μm。在此情況下，為0.67μm/1℃。但是，在2個光學(xué)式傳感器的溫度變化相同的情況下，上述的變化可以忽視。假設(shè)在2個光學(xué)式傳感器的溫度變化中有1℃的差的情況下，為tan-1(0.67μm/1080mm)，為大約±0.12秒。
另一方面，對于磁式傳感器而言，提供了相對于溫度偏差0.1μm/1℃。假設(shè)在采用這樣的磁式傳感器的情況下，為tan-1(0.1μm/1080mm)，為大約±0.02秒。
另外，在圖2(a)、圖2(b)中，將原點(diǎn)傳感器OS1、OS2和遮斷部件或被檢測部件SS1、SS2設(shè)置在稍稍離開導(dǎo)引部件2、3的內(nèi)側(cè)面的位置上。但是，它們的設(shè)置位置優(yōu)選為導(dǎo)軌2、3的外側(cè)。這是因?yàn)?，從遮斷部件或被檢測部件SS1、SS2的設(shè)置部位到橫梁6的前端的距離越大，對于角度的分辯能力、換言之與橫梁6的變形量相關(guān)的分辯能力越高。
已經(jīng)就優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例。在上述實(shí)施例的載物臺裝置中，分別由在一軸方向上延伸的2個導(dǎo)引部件2、3導(dǎo)引由橫梁6連結(jié)的2個移動體4、5，在橫梁6上設(shè)置另一個移動體14。但是，本發(fā)明也能夠適用于不具有另一個移動體14、而分別由在一軸方向上延伸的2個導(dǎo)引部件導(dǎo)引由橫梁連結(jié)的2個移動體的結(jié)構(gòu)的載物臺裝置中。在此情況下，將用來搭載被加工部件的工作臺組合到橫梁6上。本發(fā)明還能夠適用于具備能夠在基盤上使2個移動體分別在一軸方向上滑動的2個驅(qū)動源、由在一軸方向上延伸的導(dǎo)引部件僅導(dǎo)引2個移動體中的一個的結(jié)構(gòu)的載物臺裝置中。當(dāng)然，在2個移動體之間與導(dǎo)引部件正交地橫架橫梁，從而能夠與2個移動體一起移動。
在本發(fā)明的載物臺裝置中，即使由于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、而發(fā)生了例如因溫度上升而造成的橫梁等的變形，也能夠?qū)M梁相對于導(dǎo)引部件的正交度總是維持在規(guī)定范圍內(nèi)。由此，能夠以高精度將搭載在橫梁上的工作臺上的被加工物定位。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的載物臺裝置可以適用于能夠?qū)⒋钶d有被加工部件的工作臺至少沿X軸及Y軸方向、根據(jù)情況還可沿Z軸方向驅(qū)動的所有載物臺裝置中。
權(quán)利要求
1.一種載物臺裝置，具有基盤；2個驅(qū)動源，用來使2個移動體分別在上述基盤上沿一軸方向移動；導(dǎo)引部件，用來對上述2個移動體中的至少一個沿上述一軸方向進(jìn)行導(dǎo)引；橫梁，與上述導(dǎo)引部件正交地橫架在上述2個移動體之間，與上述2個移動體一起移動；其特征在于，具備2個位置傳感器，用來檢測上述2個移動體的各自的位置；2個原點(diǎn)傳感器，用來規(guī)定上述2個移動體的各自的原點(diǎn)位置；控制裝置，用來接收來自上述2個位置傳感器、上述2個原點(diǎn)傳感器的檢測信號，控制上述2個驅(qū)動源來進(jìn)行上述2個移動體的位置控制；上述控制裝置具有分別控制上述2個驅(qū)動源、使上述橫梁相對與上述一軸方向垂直的偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制功能，上述控制裝置在該載物臺裝置啟動時，基于上述偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制功能，執(zhí)行下述控制即使在上述橫梁相對于上述導(dǎo)引部件的正交度變化的情況下也將上述橫梁相對于上述導(dǎo)引部件維持在規(guī)定范圍內(nèi)的正交度。
2.如權(quán)利要求1所述的載物臺裝置，其特征在于，上述控制裝置具有內(nèi)裝有用來執(zhí)行上述偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制功能的偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制程序的存儲裝置；上述存儲裝置將上述偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制程序的初始值數(shù)據(jù)作為目標(biāo)值存儲，上述目標(biāo)值是基于在上述載物臺裝置停止的狀態(tài)下所測量的上述橫梁的正交度由上述控制裝置決定的，是將上述橫梁設(shè)為上述規(guī)定范圍內(nèi)的正交度所需的修正值Δy1。
3.如權(quán)利要求2所述的載物臺裝置，其特征在于，上述偏轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)控制程序是用來執(zhí)行如下步驟的在該載物臺裝置啟動時，在上述橫梁的正交度變化的狀態(tài)下將上述2個移動體驅(qū)動到由上述2個原點(diǎn)傳感器檢測到的位置，計算此時由上述2個位置傳感器獲得的2個坐標(biāo)數(shù)據(jù)的差Δy3的步驟；利用上述修正值Δy1和上述差Δy3，使上述橫梁相對上述偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)(Δy1-Δy3)的量的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的載物臺裝置，其特征在于，在該載物臺裝置被置于實(shí)際的狀態(tài)中的狀態(tài)下使上述移動體移動到由上述2個原點(diǎn)傳感器檢測到的位置時，上述控制裝置計算由上述2個位置傳感器獲得的2個坐標(biāo)數(shù)據(jù)的差Δy0，將所計算的差Δy0存儲到上述存儲裝置中，上述控制裝置還基于上述所計算的差Δy0來決定上述修正值Δy1。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的載物臺裝置，其特征在于，作為上述原點(diǎn)傳感器，使用光學(xué)式傳感器或磁式傳感器。
6.如權(quán)利要求5所述的載物臺裝置，其特征在于，具備為了將上述2個移動體分別沿上述一軸方向?qū)б嗷テ叫械匮厣鲜鲆惠S方向延伸的2個導(dǎo)引部件；上述橫梁的一端固定在上述2個移動體的一個上，另一端經(jīng)由板彈簧構(gòu)造連結(jié)在上述2個移動體的另一個上。
全文摘要
一種載物臺裝置，具備導(dǎo)引部件(2、3)，用來在基盤(1)上對2個移動體(4、5)分別進(jìn)行導(dǎo)引；橫梁(6)，與導(dǎo)引部件(2、3)正交地橫架在2個移動體(4、5)之間，與2個移動體(4、5)一起移動；分別使2個移動體(4、5)移動，使橫梁(6)相對與一軸方向垂直的偏轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
文檔編號B23Q1/25GK1871562SQ200480031070
公開日2006年11月29日 申請日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月23日
發(fā)明者加藤達(dá)朗, 內(nèi)海和晴, 村山洋, 真下秀彥 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社