CN101093814A - 平台装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种平台装置，可以确保平台位置检测精度。平台装置(10)的Y平台(18)具有：在X方向横架在引导部(14A、14B)上方的横架部(30)和与横架部(30)的两端结合且沿引导部(14A、14B)移动的一对滑块(32A、32B)。滑块具有与引导部(14A、14B)的左右侧面相对的侧衬垫(34、35)和在Z方向上正对的上衬垫(36)。在引导部(14)的左右侧面上，设有一对直线检测元件(22A、22B)。第1直线检测元件(22A)测定相对于引导部(14A)的左侧面的Y平台(18)的移动位置。第2直线检测元件(22B)测定相对于引导部(14A)的右侧面的Y平台(18)的移动位置。

Description

平台装置
技术领域
本发明涉及平台装置，特别是涉及对应于伴随工件的大型化、滑块的间隔及移动距离增大这样结构的平台装置。
背景技术
例如，平台装置形成下面的结构，引导平台移动的平台导向机构具有：固定在上述平台上的由石材构成的一对导轨，同时在沿导轨移动的平台的滑块上，相对于导轨的导向面，隔开几μ到十几μ的间隙，设置对置的静压轴承衬垫，从静压轴承衬垫吹向导轨面的空气压力将滑块以浮起的状态移动。
对于这样的平台装置，伴随被提供的作为工件的基板的大型化，装置整体在大型化，与此相应，平台的移动距离也在被延长。
在现有的机械加工技术中，例如，若全长是现有的1m左右的导轨，能够以数μ的精度加工。但是，随着平台移动距离的延长，若导轨的全长增加到2m以上，则难以精密的计测，由于跨越导轨全长计测直线度时的计测误差也增大了，因此，要制造达到要求的精度的直线度的导轨困难起来。而且，由热膨胀引起的尺度变化影响着导轨的变形和扭曲。
在一对导轨上，设有用于检测平台的移动位置的直线检测元件(linerscale)，如果安装在平台一测的传感器(例如，光断路器)沿直线检测元件移动，则输出检测信号(脉冲信号)。然后，通过统计来自直线检测元件的传感器的信号，计算移动的距离，求出移动位置。
另外，为了保证平台直线行进的精度及由直线检测元件检测的位置检测精度，导轨的全长越长，需要越高精度地控制导轨平行度。
为了使这样的由一对导轨的直线度和平行度的偏差产生的影响减少，例如，具有这样的构造：使板簧夹在沿一对导轨移动的一对滑块和横梁之间，该横梁连接在一对滑块之间，通过这样的连接，减少施加到导轨上的负载。(例如：参照专利文献1)
专利文献1：特开2000-214280号公报。
但是，在由上述的专利文献1公示的平台装置中，只能减少施加到导轨上的负载有一定限度。例如，在平台的移动距离延长到2-3m的结构中，仅仅靠上述板簧的弹性变形量，难以确保平台的静止及运动的稳定性。
而且，在由于平台装置的大型化不能确保平台的上面精度时，或形成导轨不是在平台上而是支承在别的框架上的结构时，难以得到一对导轨的平行度。
因此，如果不能高精度的控制一对导轨的平面度，则检测平台的移动位置的一对直线检测元件的检测精度就会降低，从而可能导致平台的移动控制的精度降低。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供解决上述问题的的平台装置。
为了解决上述问题，本发明具有如下的措施。
为了解决上述问题，本发明的平台装置具备：支承于固定在地面的台架上且平行配置的一对引导部、在这一对引导部的长度方向移动的平台、驱动上述平台的一对直线电动机、测定对于上述一对引导部中的一个侧面的上述平台的移动位置的第1直线检测元件、测定对于与配置了该第1直线检测元件的上述引导部的侧面平行的相反侧的侧面的上述平台的移动位置的第2直线检测元件以及根据上述第1直线检测元件的测定值和上述第2直线检测元件的测定值计算上述一对直线电动机的控制值的计算装置。
上述平台理想的情况是具有：由上述一对引导部引导的一对滑块和横架在这一对滑块间的横梁部件。
在配置了上述第1、第2直线检测元件的一个引导部上移动的一个滑块最好具有：与上述引导部的两侧面相对的第1、第2侧衬垫和与该引导部的上面相对的上衬垫；而在上述另一个引导部上移动的另一个滑块最好具有：与上述另一个引导部的上面相对的上衬垫。
上述第1、第2侧衬垫最好分别配置在上述第1、第2直线检测元件的近旁。
上述一对引导部中配置了上述第1、第2直线检测元件的引导部最好比上述另一个引导部的宽度宽。
上述计算装置最好是：根据上述第1直线检测元件的测定值和上述第2直线检测元件的测定值的差，计算上述一对滑块的偏移方向的偏移角，并且计算上述一对直线电动机的控制值以使上述偏移方向的偏移角为零。
发明效果
根据本发明，由于在一对引导部中的一个引导部的一个侧面设置了第1直线检测元件，在同一引导部的另一侧面设置了第2直线检测元件，因此，即使在一对引导部的平面度的精度降低的情况下，也不影响一对直线检测元件的检测精度，能够正确地检测出平台的移动位置。
另外，根据本发明，由于一个滑块具有与引导部的两个侧面相对第1、第2侧衬垫和与该引导部的上面相对的上衬垫，并且，在另一个引导部上移动的另外的滑块具有与该引导部的上面相对的上衬垫，因此，即使在一对引导部的平行度的精度低下的情况下，一对滑块也能够不受平行度的偏差的影响进行移动。
附图说明
图1是表示根据本发明设计的平台装置的一个实施例的立体图。
图2是图1表示的平台装置的正面图。
图3是图1表示的平台装置的侧面图。
图4是图1表示的平台装置的平面图。
图5是用于说明由直线检测元件22A、22B的位置检测的平面图。
图6是表示变形例1的正面图。
图7是表示变形例2的正面图。
具体实施方式
下面，参照附图就本发明的具体实施方式进行说明。
实施例1
图1是表示根据本发明设计的平台装置的一个实施例的立体图。图2是图1表示的平台装置的正面图。图3是图1表示的平台装置的侧面图。图4是图1表示的平台装置的平面图。
如图1至图4所示，平台装置10是使机架(gantry)移动的机架移动型平台，并且具有：固定在混凝土地面上的台架12、支承在台架12上的一对引导部14A、14B、横架在一对引导部14A、14B、之间，两端支承在台架12上的数个的梁16、横架在一对引导部14A、14B、之间的上方的Y平台18以及在Y方向驱动Y平台18的两端部的一对直线电动机20A、20B。另外，在左侧的引导部14A的上部左右侧面，设置检测Y平台18位置的一对直线检测元件22A、22B。
另外，在梁16上安装着载置平板状的工件(被加工物)的吸附板(未图示)。一对引导部14A、14B是将石材加工或将铁等金属加工而成。因此，即使在工件的面积大型化而延长了Y平台18的移动距离的情况下，也可以通过延长引导部14A、14B的全长来应对。例如，与按照移动距离制作具有比现有的工件面积大的面积的石平台的情况相比，制造容易，并且造价低。
根据来自检测Y平台18的移动位置的一对直线检测元件22A、22B的位置检测信号，控制一对直线电动机20A、20B，使其并行驱动。
如图2所示，Y平台18具有：在X方向横架在引导部14A、14B的上方的横架部(横梁)30和与横架部30的两端结合且沿引导部14A、14B移动的一对滑块32A、32B。
引导部14A、14B中左侧的引导部14A引导滑块32A的移动，右侧的引导部14B引导滑块32B的移动。滑块32A、32B与引导部14的左右侧面及上面相对形成倒U字状，且具有与引导部14A、14B的左右侧面相对的侧衬垫(Y方向静压空气轴承)34、35和在Z方向上正对的上衬垫(Z方向静压空气轴承)36。从而，滑块32A、32B一方面在X方向Z方向被制约，一方面在Y方向被引导。
另外，在引导滑块32A的移动的引导部14的上部左右侧面上，设有检测单侧的滑块32A的位置的一对直线检测元件22A、22B。第1直线检测元件22A测定滑块32A相对于引导部14A的左侧面的移动位置。另外，第2直线检测元件22B测定滑块32A相对于引导部14A的右侧面的移动位置，该引导部14A的右侧面是与配置了第1直线检测元件22A的引导部14A的左侧面平行的相反侧的侧面。
第1、第2侧衬垫34、35，分别配置在第1、第2直线检测元件22A、22B的近旁，从而，抑制第1、第2直线检测元件22A、22B的检测精度的偏差。
一对直线检测元件22A、22B包含：例如，使用光电方式的装置，具有发光元件和感光元件的传感器和具有一定的间距的切口的刻度尺(scale)。在本实施例，传感器设在滑块32A的左右内壁，刻度尺安装在引导部14的左右侧面上。
另外，在横架部30上，安装着对于吸附在工件载置台上的工件(基板)实施规定的加工的加工用工卡模具(未图示)等，而且，横架部30及滑块32A、32B，由于来自上衬垫36的空气压力，对于引导部14A、14B以浮起非接触状态移动。因此，Y平台18能够以几乎无摩擦的状态在Y方向上移动。
直线电动机20A、20B由形成コ字状的定子(具有永久磁铁)40和从侧面插入定子40的动子(具有线圈)42构成，控制线圈施加电压，使动子42隔开微小的间隙以非接触状态的在Y方向上移动。动子42与滑块32A、32B的侧面结合，将通过向线圈施加电压在动子42和定子40之间产生的推力传至滑块32A、32B，从而，在Y方向上驱动滑块32A、32B。
另外，直线电动机20A、20B的定子40由直线电动机支承部46支承。从而，由于直线电动机20A、20B的驱动力使Y平台18在Y方向上移动时产生的反作用力，通过直线电动机支承部46传至混凝土地面。
因此，直线电动机20A、20B受到的反作用力通过混凝土地面被衰减，传至台架12的直线电动机20A、20B的反作用力极小。
图5是用于说明直线检测元件22A、22B的位置检测的平面图。如图5所示，直线检测元件22A、22B，根据随着Y平台18移动的传感器和刻度尺的相对位移检测出位置。另外，直线检测元件22A、22B分别被设在距X方向的中点O的距离为LA、LB的位置上，通过引导部14A的X方向的宽度尺寸的相隔距离LC(LC＝LA-LB)，检测滑块32A、32B的各移动位置。从而，可以根据由直线检测元件22A、22B检测的位置差计算Y平台18的偏移角，且能够求出滑块32A、32B的并行动作的Y方向的偏差。还有，直线检测元件22A、22B也可以是上述光电方式以外的其它方式(例如：激光方式、磁方式等)。
例如，配置在外侧的直线检测元件22A的检测位置YA用yA＝LA·sinθ求出，配置在内侧的直线检测元件22B的检测位置yB用yB＝LB·sinθ求出。然后，滑块32A、32B的Y方向的实际偏差量Δy为：Δy＝yA+(LA/LB)yB。
因而，平台装置10的控制部，计算为了使由Y平台18的直线电动机20A、20B的驱动力引起的倾斜Δθ为零而向直线电动机20A、20B输出的控制值，控制使滑块32A、32B的Y方向的偏差Δy为零。
因此，在平台装置10中，即使作为不使用石平台的结构，也不降低设在单侧的引导部14A的左右侧面的直线检测元件22A、22B的Y方向位置的检测精度。即使有引导部14A、14B的平行度低下或翘曲，也由于一个引导部14A的左右侧面的平行度很高，所以，能够维持由直线检测元件22A、22B检测的位置检测精度。
下面对于变形例进行说明。图6是表示变形例1的正面图。如图6所示，与上述实施例相比，引导部14A、14B中左侧的引导部14A在X方向的宽度尺寸LC比右侧的引导部14B宽。因此，构成直线检测元件22A的检测位置yA与直线检测元件22B的检测位置yB的差被放大的结构。
因此，由于距X方向的中点O的距离LA、LB的差值放大，所以，容易检测Y平台18的偏移角θ。
图7是表示变形例2的正面图。如图7所示，将从滑块32B竖起的连接轴50插入设置在横架部30的右端的通孔30a中。因此，横架部30的右端和滑块32B之间通过垂直的连接轴50连接，使其往偏移方向可以做出转动动作。
而且，在右侧的滑块32B上不设置侧衬垫34、35，只在Z方向设置对置的上衬垫36。因此，滑块32B仅在引导部14B的Z方向的浮起位置被制约，以此状态在Y方向上被引导。
例如，在引导部14A、14B的平行度有偏差或引导部14A、14B中的一个有X方向的翘曲的情况下，或者在一对滑块32A、32B的并行动作产生偏差时，滑块32B可以以连接轴50为中心绕Z轴转动，从而在Y方向上修正移动方向。
工业实用性
在上述实施例中，以加工由液晶基板等构成的工件的平台装置为例进行了说明，但是，作为平台装置的用途并不仅限于此，不言而喻也可以适用于进行加工其它工件的检查的场合。
另外，上述实施例的平台装置，用使安装着加工用工卡模具的Y平台移动的结构进行了说明，但并不仅限于这些，例如，对于使搭载了工件载置台的平台移动的结构，不用说也能适用本发明。
符号说明
10平台装置
12台架
14A、14B引导部
18Y平台
20A、20B直线电动机
22A、22B直线检测元件
32A、32B滑块
34、35侧衬垫
36上衬垫
46直线电动机支承部

Claims (6)

1.一种平台装置，其特征在于，具备：
支承于固定在地面的台架上且平行配置的一对引导部；
在这一对引导部的延伸方向移动的平台；
驱动上述平台的一对直线电动机；
第1直线检测元件，测定上述平台相对于上述一对引导部中的一个侧面的移动位置；
第2直线检测元件，测定上述平台相对于与配置了该第1直线检测元件的上述引导部的侧面平行的相反侧的侧面的移动位置；
计算装置，根据第1直线检测元件的测定值和第2直线检测元件的测定值计算上述一对直线电动机的控制值。
2.如权利要求1所述的平台装置，其特征在于，所述平台具有由所述一对引导部引导的一对滑块和横架在这一对滑块间的横梁部件。
3.如权利要求2所述的平台装置，其特征在于：
在配置了所述第1、第2直线检测元件的一个引导部上移动的一个滑块具有：与所述引导部的两侧面相对的第1、第2侧衬垫和与该引导部的上面相对的上衬垫；
在所述另一个引导部上移动的另一个的滑块具有与所述另一个引导部的上面相对的上衬垫。
4.如权利要求3所述的平台装置，其特征在于：
所述第1、第2侧衬垫分别配置在所述第1、第2直线检测元件的近旁。
5.如权利要求1所述的平台装置，其特征在于：
使所述一对引导部中配置了第1、第2直线检测元件的引导部比所述的另一个引导部的宽度宽。
6.如权利要求1所述的平台装置，其特征在于：
所述计算装置根据第1直线检测元件的测定值和第2直线检测元件的测定值的差，计算所述一对滑块的偏移方向的偏移角，并且计算所述一对直线电动机的控制值，使所述偏移方向的偏差角为零。
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