CN102707588B - 一种无横梁连接双边驱动工件台的定位对准装置 - Google Patents

Abstract

一种无横梁连接双边驱动工件台的定位对准装置，属于超精密加工和检测设备技术领域。本发明定位装置包含两个相同定位组件，每个定位组件由一个可伸缩单元、一个推杆、一个定位凹槽和一个位置传感器组成，位置传感器用于工件台的位置检测，提供定位执行信号。本发明解决了无横梁连接的双边驱动工作台在无驱动力作用时产生的沿Y轴方向漂移问题，避免了双边工件台不同步造成的对其上方负载的结构损坏，同时解决了两侧工件台在无驱动力作用时的沿Y轴方向位置对准问题。双边工件台在工作前无需进行对准操作，提高了工作效率。

Description

一种无横梁连接双边驱动工件台的定位对准装置

技术领域

本发明涉及一种定位对准装置，尤其涉及一种无横梁连接的双边驱动工件台的定位对准装置，主要应用于半导体光刻设备中，属于超精密加工和检测设备技术领域。

背景技术

具有高精度、高速度的双边驱动工件台在现代制造工业中有着广泛的应用。双边驱动的工件台可分为两种形式，分别是有横梁连接工件台和无横梁连接工件台。本文所述针对无横梁连接的双边驱动工件台，结构如图1所示，左右工件台分别采用直线电机驱动，并由气浮轴承支撑和导向，在运动过程中，左右工件台在对准后，同步运动，进而带动负载做超精密运动，在运动过程中负载与左右工件台通过电磁耦合作用连接，在静止时，负载浮在左右工件台上，负载与左右工件台在运动方向的距离必须始终保持在1mm之内。在控制过程中存在如下两个问题：

一是当运动结束后，左右工件台会在线缆拉力等外扰因素下发生沿Y轴方向的漂移，当漂移的距离超出工件台上方负载的行程时，左右工件台会对负载施加扭转力和拉力，进而会破坏负载的结构。

二是当运动结束后，如果不加外力约束，两侧的工件台会在线缆等外力作用下发生沿Y轴方向的漂移，使左右工件台产生沿Y轴方向的不同步运动，两个工件台沿Y轴方向位置不再处于对准状态，在下次运动前，必须先对两侧工件台重新进行对准操作，耗费时间，降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种无横梁连接双边驱动工件台的定位对准装置，可以有效解决上述两个问题。

本发明的技术方案如下：

一种无横梁连接双边驱动工件台的定位对准装置，两个结构相同的工件台分别在两条导轨上沿Y方向运动，两条导轨沿X方向对称布置于基台上，其特征在于：所述定位对准装置包含两个相同组件，分别布置于工件台一侧；每个组件包含一个可伸缩单元、一个推杆、一个定位凹槽和一个位置传感器；可伸缩单元沿X轴运动，固定在基座上，推杆固定在可伸缩单元的顶端，可伸缩单元带动推杆沿X轴方向运动，定位凹槽设置在工件台上，位置传感器固定在导轨上，定位凹槽与推杆顶端相配合。

所述的推杆的顶端与定位凹槽配合结构采用平面对平面、曲面对曲面或平面对曲面。

所述的位置传感器采用光电传感器、霍尔传感器、电涡流传感器。

本发明的优点：定位对齐装置简单可靠，紧凑实用，利用位置传感器检测滑块的位置，触发定位运动，可有效解决无横梁连接双边驱动工作台滑块的定位和对准问题，提高工作效率。

附图说明

图1为无横梁连接双边驱动工件台的结构原理示意图（轴测图）。

图2为图1的俯视图。

图3为采用定位对准装置的无横梁连接双边驱动工件台原理示意图（轴测图）。

图4为图3的俯视图。

图5为采用球面与平面配合的定位对准装置在收缩状态时的俯视图。

图6为采用平面与平面配合的定位对准装置在定位状态时的俯视图。

图7为采用平面与平面配合的定位对准装置在收缩状态时的俯视图。

图8为定位对准装置的工作流程图。

图中：

1-定位凹槽；2-可伸缩单元；3-位置传感器；4-基座；5-导轨；6-工件台；7-负载；8-推杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理、结构和工作过程来进一步说明本发明。

图1为无横梁连接的双边驱动工作台结构示意图（轴测图），图2为其俯视图。整个结构包括两个结构相同工件台6、导轨5、负载7和基座4。工件台6由气浮轴承支撑和导向，可在导轨5上沿Y轴运动，左右两个工件台6沿X轴方向对称布置在导轨5上，导轨5固定在基座4上，左右工件台之间无机械连接，负载7与左右工件台之间无机械连接。

图3为采用定位对准装置的无横梁连接双边驱动工件台原理示意图（轴测图），图4为其俯视图。本发明包括两个定位对准装置，每个定位对准装置包括一个可伸缩单元2、一个推杆8、一个定位凹槽1和一个位置传感器3，两个定位对准装置分别布置于工件台一侧。定位凹槽1固定在工件台6上，定位凹槽与推杆的顶端配合结构采用平面对平面、曲面对曲面或平面对曲面；本实施例定位凹槽1配合面采用V形平面，两侧凹槽在工件台6上沿Y轴方向位置相同，可伸缩单元2和位置传感器3固定在基座4上，可伸缩单元2沿X轴做伸缩运动，其末端固定推杆8，带动推杆8运动，推杆8顶端为球形。工作过程中，当左右位置传感器3检测到左右工件台6具有相同位移后，两个可伸缩单元2同时立即动作，伸出推杆8与定位凹槽1紧密配合，可伸缩单元2在配合中保持足够大的推力。当左右工件台6分别定位后，由于左右推杆8相对于基座4沿Y轴方向位置一致，可保证左右工件台6相对于基座4沿Y轴方向处于对准状态。

图5为采用球面与平面配合的定位对准装置在收缩状态时的俯视图。可伸缩单元2可沿X轴做伸缩运动，当左右工件台6将要沿Y轴运动时，左右伸缩单元2收缩，此时左右工件台6沿Y轴方向处于对准状态。

图6为采用平面与平面配合的定位对准装置在定位状态时的俯视图。定位凹槽1的V形配合面为平面，可伸缩单元2带动推杆8做伸缩运动，推杆8顶端为梯形平面，在工作过程中，当位置传感器3检测到工件台6后，可伸缩单元2立即动作，伸出推杆8与定位凹槽1紧密配合，可伸缩单元2在配合中保持足够大的推力。当左右工件台6分别定位后，由于左右推杆8相对于基座4沿Y轴方向位置一致，可保证左右工件台6相对于基座4在Y向处于对准状态。

图7为采用平面与平面配合的定位对准装置在收缩状态时的俯视图。可伸缩单元2可沿X轴做伸缩运动，当工件台6将要沿Y轴做同步运动时，左右伸缩单元2带动推杆8收缩，左右工件台6在Y向处于对准状态。

图8为左右定位对准装置工作流程图。在对准过程中，由位置传感器3检测工件台6相对于位置传感器3的位置，当工件台6相对于位置传感器3的位移量达到设定值X时，产生控制信号，可伸缩单元2动作，将推杆8推出，并与固定在工件台6上的定位凹槽1紧密配合，可伸缩单元2在配合中保持足够大的推力。当左右工件台6分别定位后，由于左右推杆8相对于基座4在Y向的坐标一致，可保证左右工件台6相对于基座4在Y向是对准的。

Claims (3)

1.一种无横梁连接双边驱动工件台的定位对准装置，两个结构相同的工件台分别在两条导轨（5）上沿Y方向运动，两条导轨（5）沿X方向对称布置于基座（4）上，其特征在于：所述定位对准装置包含两个相同组件，分别布置于工件台一侧；每个组件包含一个可伸缩单元（2）、一个推杆（8）、一个定位凹槽（1）和一个位置传感器（3）；可伸缩单元（2）沿X轴运动，固定在基座（4）上，推杆（8）固定在可伸缩单元（2）的顶端，可伸缩单元（2）带动推杆（8）沿X轴方向运动，定位凹槽（1）设置在工件台（6）上，位置传感器（3）固定在导轨（5）上，定位凹槽（1）与推杆（8）顶端相配合。

2.如权利要求1所述的一种无横梁连接双边驱动工件台的定位对准装置，其特征在于：推杆（8）的顶端与定位凹槽配合结构采用平面对平面、曲面对曲面或平面对曲面。

3.如权利要求1所述的一种无横梁连接双边驱动工件台的定位对准装置，其特征在于：位置传感器（3）采用光电传感器、霍尔传感器或电涡流传感器。

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