CN103325695A - Xy工作台 - Google Patents

Abstract

本发明提供的XY工作台具有X轴直线电动机和Y轴直线电动机，X轴直线电动机和Y轴直线电动机具有作为移动部的由三相的线圈构成的线圈部和作为固定部的磁轭部，磁轭部相对于长度方向的中心线在其上部和下部设置有开口部，在上部的开口部的上表面和下部的开口部的下表面上以多个永磁体的表面成为N极、S极的方式交替地排列有多个永磁体，磁轭部上部的开口部的永磁体和垂直方向上的磁轭部下部的开口部的永磁体以成为同极的方式排列，在中心附近的磁轭插入有三相的线圈，磁轭部通过在与线圈部相同的轴方向上可移动的磁轭部引导件固定在基座上，且以吸收线圈部移动时的反作用力的方式构成，在移动工作台的下部配置有X轴直线电动机。

Description

XY工作台

技术领域

本发明涉及降低驱动时的振动，而且可小型化的XY工作台，特别是涉及适宜于半导体制造装置的XY工作台。

背景技术

在接线机等半导体制造装置中，采用将具有焊头的焊接头在XY轴方向进行定位的XY工作台。专利文献1中公开有能够防止因高速移动所产生的振动的XY工作台。专利文献1所公开的XY工作台具有X轴、Y轴的直线电动机，该X轴、Y轴的直线电动机用于在与由可动工作台和作业部件构成的可动部的重心位置相同的高度位置对可动工作台分别施加X方向和Y方向的驱动力。X轴和Y轴的直线电动机与可动工作台直接连结，在可动部被直线电动机驱动时，来自直线电动机的力作用于可动部的重心。因此，可动工作台的位置即使偏离与该驱动方向正交的方向，也能够始终驱动重心。由此，即便使可动工作台高速移动，也几乎不产生扭力(モ一メントカ)，能够防止因高速移动产生的振动。

另外，在专利文献2中公开了半导体制造装置中的电动机驱动装置和XY工作台，其中，利用直线电动机驱动驱动体的直线电动机驱动装置构成为，在同一驱动轴方向上可移动地将直线电动机的电动机主体和驱动体设置在架台上，将直线电动机的直线可动部和驱动体连结起来，在驱动该驱动体时，使电动机主体向与驱动体相反的方向上移动，消除因驱动体的驱动产生的反作用力，从而能够防止架台的振动。

另外，专利文献3是以提高专利文献2中的XY工作台的定位精度为目的的专利文献。图7是表示专利文献3所公开的XY工作台的俯视图。如图7所示，在专利文献3所公开的XY工作台100中，将平面直线电动机101的具有线圈的Y可动元件103不通过引导件而就直接固定在上部工作台104上，上部工作台104以能够在Y可动元件103的驱动轴方向的Y轴方向上移动的方式保持在下部工作台105上。另外，对于线圈102的X轴方向的移动的整个区域，对线圈102的磁力作用变得相等。通过使下部工作台105在X轴方向上移动，上部工作台104和具有线圈的Y可动元件也如箭头所示那样在X轴方向上移动。在Y可动元件在Y轴方向上移动时，对Y电动机主体的Y可动元件103的磁力作用，不论Y可动元件103的X轴方向中的位置如何是相等的，因此不会施加上部工作台104的偏摆方向的推力，由此，抑制导轨106的游隙或磨耗的增加，难以产生错位或旋转振动，进行稳定的定位。另外，X轴用的电动机采用音圈(术イスコイル)电动机107。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-148398号公报

专利文献2：日本专利2981999号公报

专利文献3：日本特开2002-329772号公报

在专利文献1、专利文献2和专利文献3中公开的XY工作台将X轴直线电动机配置在XY工作台的侧方，并将Y轴直线电动机配置在XY工作台的后方，该X轴直线电动机用于驱动在X方向以及Y方向上可移动地配置的可动工作台。因此，XY工作台大型化，而且设置XY工作台需要较大的空间。由此，导致使用了XY工作台的装置自身也大型化。例如，焊接装置将进行焊接部件的输送的输送装置配置在XY工作台的前方和两侧，在以往的XY工作台中，X轴直线电动机位于XY工作台的侧方，因此，在输送装置的配置方面存在限制。因此，期望XY工作台的小型化。

另外，在专利文献1和专利文献3中公开的XY工作台将对可动工作台施加Y方向的驱动力的Y轴直线电动机与可动工作台直接连结。因此，当可动工作台在X方向上移动的情况下，与可动工作台直接连结的Y轴的直线电动机的线圈和可动元件也同时在X方向上移动，因此，在Y轴直线电动机的线圈中存在以可动工作台为中心产生由X方向的振动所导致的偏摆振动(ヨ一イング振動)，可动工作台的X轴的位置控制不稳定。另外，偏摆振动也有可能向搭载有XY工作台的架台传递，架台也可能产生振动。

另外，XY工作台驱动可动工作台的X轴和Y轴的直线电动机通常采用音圈电动机。音圈电动机为了获得较大的推力而需要使磁体大型化。另外，音圈电动机的可动范围取决于磁体的平面的长度，因此，需要准备能够覆盖可动范围的磁体。但是，能够制作的磁体的长度存在极限，因此，可动工作台的可动范围就被磁体的长度限制。另外，存在难以形成对线圈稳定的磁场、特别是推力在磁体的两端降低的问题。另外，音圈电动机的线圈配置在由磁轭和磁体围成的空间，由于来自线圈的热量不散发，需要将散热等的机构设于音圈电动机。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种长冲程化(ストロ一ク化)、小型化和能够抑制振动的XY工作台，该XY工作台在可动工作台的下部配置有由三相线圈构成的X轴直线电动机，通过在X轴方向可移动的引导件将X轴直线电动机固定在架台上。

为了达到上述目的，本发明的XY工作台，其特征在于，该XY工作台包括：在二维的XY平面上可移动的移动工作台，用于将该移动工作台在XY方向上进行引导的引导部件，以及用于驱动所述移动工作台的驱动部件；所述驱动部件具有X轴直线电动机和Y轴直线电动机，所述驱动部件的X轴直线电动机和Y轴直线电动机分别具有由线圈构成的可动部和由用于形成磁路(磁気回路)的磁轭构成的固定部，所述固定部通过在与所述可动部相同的轴方向上可移动的引导件固定在基座上，且以吸收可动部移动时的反作用力的方式构成，所述X轴直线电动机配置在所述移动工作台的下部。

另外，本发明的XY工作台的所述X轴直线电动机和Y轴直线电动机的特征在于呈如下的结构：可动部由三相的线圈构成，所述固定部的磁轭相对于长度方向的中心线在其上部和下部分别设置有开口部，在上部的开口部的上表面和下部的开口部的下表面以多个永磁体的表面为N极、S极交替的方式排列有多个永磁体，磁轭上部的开口部的永磁体和在垂直方向上的磁轭下部的开口部的永磁体以同极的方式排列，并且在中心附近的磁轭中插入有三相的线圈。

另外，本发明的XY工作台的所述Y轴直线电动机的特征在于，通过在X轴方向上可移动的连结部件来驱动所述移动工作台。

另外，本发明的XY工作台的所述X轴直线电动机的可动部的特征在于，由设置在移动工作台的前后的连结部双支承。

另外，本发明的XY工作台的所述X轴直线电动机和所述Y轴直线电动机的特征在于，具有用于对所述可动部和所述固定部的相对位置进行检测的位置检测传感器。

另外，本发明的XY工作台的所述X轴直线电动机和所述Y轴直线电动机的特征在于，基于所述位置检测传感器的数据来控制X轴直线电动机和Y轴直线电动机的可动部的各相的线圈。

根据本发明，通过将X轴直线电动机配置在移动工作台的下部，不需要如以往那样将X轴直线电动机设置在移动工作台外，因此，能够使XY工作台小型化。另外，在采用了XY工作台的焊接装置中，也能够将其他装置配置在XY工作台的侧方，因此，也能够使焊接装置小型化。

另外，在Y轴直线电动机的可动部与可动工作台直接连结的以往的XY工作台中，在移动工作台在X轴方向上移动的情况下，Y轴直线电动机的可动部也同时移动，因此，由于受到反作用力的Y轴直线电动机的磁轭部分的扭力，有可能产生偏摆振动。但是，在本发明的XY工作台中，移动工作台和Y轴直线电动机通过在X轴方向上可移动的引导件连结，因此，在移动工作台在X轴方向上移动的情况下，仅移动工作台的重心移动而Y轴直线电动机的线圈和可动元件不在X轴方向上移动，因此，能够减轻Y轴直线电动机的偏摆振动。

另外，在采用了以往的音圈的直线电动机中，XY工作台的可动范围被磁体的长度限制，本发明的XY工作台使用三相线圈的直线电动机。三相线圈的直线电动机为将永磁体在磁轭的开口部的长度方向以S极、N极的各磁体交替地排列的方式而构成的构造，因此，能够容易地扩大直线电动机的可动范围，从而能够实现XY工作台的长冲程化。

附图说明

图1是表示本发明的XY工作台的结构的立体图。

图2是表示本发明的XY工作台的结构的主视图。

图3是表示本发明的XY工作台的结构的俯视图。

图4是表示本发明的XY工作台的结构的侧视图，是包括图2的A-A剖视图的图。

图5是表示XY工作台的X轴直线电动机的结构的图，其中(a)表示X轴直线电动机的立体图、(b)表示X轴直线电动机的主视图。

图6是进行X轴直线电动机的控制的框图。

图7是表示专利文献3公开的XY工作台的俯视图。

附图标记说明

1       XY工作台

2       移动工作台

3       基板

4       X轴引导件

5       侧板

6       下部移动板

7       X轴工作台传感器

7a、11a 检测头

7b、11b 刻度尺

10      上部移动体

11      Y轴工作台传感器

12      Y轴引导件

15      X轴电动机部

16      壳体

17      X轴直线电动机

20      磁轭部

21、22  开口部

23      永磁体

25      X轴线圈部

26      线圈

30      电动机保持台

31      X轴磁轭部引导件

33      X轴连结部

35      X轴电动机传感器

40      Y轴电动机部；

41     Y轴电动机基座

42     Y轴直线电动机；

43     磁轭部

44     永磁体

47     Y轴线圈部

49     Y轴磁轭部引导件

50     Y轴线圈部引导件

55     Y轴连结部

56     Y轴电动机传感器

60     连结引导件

70     控制电路

71     放大部

100    XY作台

101    平面直线电动机；

102    线圈

103    Y可动元件

104    上部工作台

105    下部工作台

106    导轨

107    音圈电动机

具体实施方式

以下，参照附图来对用于实施本发明的XY作台的方式进行说明。另外，本发明的XY作台在移动工作台的下部配置有由三相线圈构成的X轴直线电动机，通过在X轴方向上可移动的引导件将X轴直线电动机固定在架台上，从而谋求XY工作台的长冲程化和小型化，而且进行振动的抑制。

[XY工作台的结构]

以下，采用图1～图4对本发明的XY工作台的结构进行说明。图1是表示本发明的XY工作台的结构的立体图，图2是表示本发明的XY工作台的结构的主视图，图3是表示本发明的XY工作台的结构的俯视图，图4是表示本发明的XY工作台的结构的侧视图，是包含图2的A-A剖视图的图。

如图1所示，XY工作台1包括：在X轴和Y轴这二维方向上可移动的移动工作台2；位于移动工作台2的下部且使移动工作台2在X轴方向上移动的X轴电动机部15；使移动工作台2在Y轴方向上移动的Y轴电动机部40。如图1～图3所示，移动工作台2具有基板3、下部移动板6和上部移动体10。基板3构成移动工作台2的底板，在X轴方向的两边分别形成有槽，在两槽中安装有作为引导部件的一对X轴引导件4。X轴引导件4由例如交叉辊引导件构成，位于交叉辊引导件的两侧的引导轨道被固定于基板3，使引导轨道在X轴方向滑动的滑动件设置在两侧的引导轨道之间。另外，在基板3的X轴方向的两边上分别安装有用于X轴引导件4的定位的侧板5。

位于基板3上的X轴引导件4的滑动件能够在X轴方向上移动，在X轴引导件4的滑动件的上部安装有下部移动板6。由此，下部移动板6能够通过X轴引导件4的滑动件在X轴方向上移动。

另外，如图4所示，基板3的中心位置附近设置有用于收纳X轴工作台传感器7的检测头的凹部，在凹部中安装有X轴工作台传感器7的检测头7a(在图4中用点划线表示)。

X轴工作台传感器7包括检测头7a和刻度尺(スケ一ル)7b(如图4所示)，用于根据X轴工作台传感器7的移动量来检测下部移动板6的X轴方向的位置。另外，X轴工作台传感器7采用光学式或者磁式的检测传感器。

在下部移动板6的上表面上沿着Y轴方向的两边附近分别形成有凸面，在凸面上安装有作为引导部件的一对Y轴引导件12(如图1和图2所示)。Y轴引导件12由例如交叉辊引导件构成，交叉辊引导件的中心的引导轨道固定于下部移动板6的凸面，位于两侧的滑动件在引导轨道上滑动。Y轴引导件12的滑动件能够在Y轴方向上移动。

另外，在下部移动板6的背面安装有与设置在基板3上的X轴工作台传感器7的检测头7a相对应的刻度尺7b，刻度尺7b与X轴方向平行地延伸设置。由此，下部移动板6利用X轴工作台传感器7计算X轴方向的移动量。另外，在下部移动板6的表面上，沿着Y轴方向的中心线设置有Y轴工作台传感器11的刻度尺11b(如图2和图3所示)。

在配置于下部移动板6的上部的上部移动体10的底面上，设置有用于安装下部移动板6所设置的Y轴引导件12的槽，上部移动体10通过槽固定于Y轴引导件12的滑动件。上部移动体10例如是焊接装置的焊接头等。上部移动体10能够利用Y轴引导件12的滑动件在Y轴方向上移动。另外，将Y轴引导件12直接安装在上部移动体10上，但也可以是替代上部移动体10而使用板状的上部移动板，将板状的上部移动板安装于Y轴引导件12的滑动件，在上部移动板上安装上部移动体10的构造。

另外，如图3所示，在上部移动体10的底面的中心附近设置有开口部，在开口部设置有Y轴工作台传感器11的检测头11a。Y轴工作台传感器11包括检测头11a和刻度尺11b，用于根据Y轴工作台传感器11的移动量来对上部移动体10的Y轴方向的位置进行检测。在下部移动板6的表面上，刻度尺11b(如图2所示)同Y轴方向平行地延伸设置，刻度尺11b与设置在上部移动体10的底面的Y轴工作台传感器11的检测头11a相对应。由此，上部移动体10利用Y轴工作台传感器11计算Y轴方向的移动量。另外，Y轴工作台传感器11采用光学式或者磁式的检测传感器。

在XY工作台1，通过X轴引导件4的滑动件在X轴方向上移动，配置在下部移动板6上的上部移动体10也同时在X轴方向上移动。另外，通过Y轴引导件12的滑动件在Y轴方向上移动，仅上部移动体10在Y轴方向上移动。

另外，X轴工作台传感器7和Y轴工作台传感器11以相互正交的方式配置，根据X轴工作台传感器7和Y轴工作台传感器11的移动量对上部移动体10的X轴和Y轴的位置进行检测。

这样，XY工作台1包括能够在X轴和Y轴这二维方向上移动的移动工作台2，下部移动板6和上部移动体10利用位于移动工作台2的下部的X轴电动机部15并通过X轴连结部33在X轴方向上移动，上部移动体10利用Y轴电动机部40并通过连结引导件60在Y轴方向上移动。

以下，对驱动XY工作台的移动工作台的X轴电动机部和Y轴电动机部进行详述。

[X轴电动机部的构成]

如图1所示，在移动工作台2的下部配置有用于使移动工作台2在X轴方向上移动的X轴电动机部15，采用图2和图5对使移动工作台2在X轴方向上移动的X轴电动机部15的结构进行说明。图5是表示XY工作台的X轴直线电动机的结构的图，其中(a)是X轴直线电动机的立体图、(b)是X轴直线电动机的主视图。如图2所示，X轴电动机部15包括对移动工作台2搭载支承的壳体16、设在壳体16的内部的X轴直线电动机17、用于对形成X轴直线电动机17的磁路的磁轭部20进行保持的电动机保持台30、设在电动机保持台30和壳体16之间的X轴磁轭部引导件31、以及X轴连结部33。

如图5中的(a)所示，X轴直线电动机17包括作为固定部的磁轭部20和作为可动部的X轴线圈部25。如图5中的(b)所示，磁轭部20相对于长度方向的中心线在其上部和下部分别设置有开口部21、22，在上部的开口部21的上表面上，以多个永磁体23的表面为N极、S极交替的方式排列有多个永磁体23。另外，在磁轭部20的下部的开口部22的下表面上，以多个永磁体23的表面为S极、N极交替的方式排列有多个永磁体23。如图5中的(b)所示，磁轭部20上部的开口部21的永磁体23和在垂直方向上的磁轭部20下部的开口部22的永磁体23以同极的方式排列。

X轴线圈部25卷绕有空心的角柱形状的线圈26。X轴线圈部25以X轴线圈部25的上边位于磁轭部20的上部的开口部内，且以X轴线圈部25的下边位于下部的开口部22内的方式设置。这样，使X轴直线电动机17形成为X轴线圈部25的空心的开口部插入到磁轭部20的中心附近的结构。

另外，如图5中的(b)所示，X轴线圈部25在将X轴方向的长度一分为三的各区域卷绕有用点划线表示的线圈26，X轴线圈部25的线圈26由U、V、W三相构成。能够单独地向U、V、W各相的线圈26供电。另外，使位于X轴直线电动机17的开口部21、22的永磁体23的取付(取付)间距P和X轴线圈部25的长度L为P＝L。

如图4所示，位于磁轭部20外的X轴线圈部25的两端面和下部移动板6的X轴方向的两边通过一对X轴连结部33结合。X轴连结部33设在X轴电动机部15的壳体16的前后上部的空间中，由大致L字形的框(ブロツク)构成。X轴连结部33的长度方向的面以与X轴平行的方式设置，位于X轴连结部33的上部的端面固定在下部移动板6的X轴方向的两边，位于X轴连结部33的下部的端面固定于X轴线圈部25的端面。由此，X轴直线电动机17的X轴线圈部25在X轴方向上移动时，X轴引导件4的滑动件通过下部移动板6沿着引导轨道移动，下部移动板6在X轴方向上移动。

另外，X轴线圈部25被X轴连结部33支承，X轴线圈部25将与磁轭部20的上部的开口部21和下部的开口部22内的永磁体23的垂直方向(Z轴方向)上的间隙长度保持恒定。

另外，X轴直线电动机17的X轴线圈部25被X轴连结部33支承，但也可以形成为如下结构：在壳体16的底部的表面和X轴线圈部25的两端面的底面上设置直线导轨等来进行结合，通过直线导轨支承X轴线圈部25，在直线导轨的轨道上滑动。

这样，本发明的XY工作台使用由三相线圈构成的直线电动机，三相线圈的直线电动机通过使永磁体在磁轭部的开口部的长度方向上以S极、N极永磁体交替地排列的方式而构成，因此，能够通过延长磁轭部的长度、增设永磁体来扩大直线电动机的可动范围，由此，能够容易地实现XY工作台的长冲程化。

[X轴电动机部的无后座力化(無反動化)]

如图4所示，在磁轭部20的底面设置有电动机保持台30，磁轭部20固定于电动机保持台30的上表面。电动机保持台30通过与X轴方向平行设置的两根X轴磁轭部引导件31安装在壳体16上。X轴磁轭部引导件31例如可以使用在直线导轨的轨道上设置有两个滑架的构件。两根直线导轨的轨道平行地固定设置在壳体16的表面，将电动机保持台30的四角固定在直线导轨的滑架上。

由此，磁轭部20以消除由于X轴线圈部25起动时等的加速度产生的反作用力的方式在与X轴线圈部25的移动方向相反的方向上移动。因此，用X轴磁轭部引导件31消除在X轴电动机部15产生的反作用力，由此能够减少振动向架台的传递。另外，用于使X轴直线电动机17的驱动时的磁轭部20的移动返回到原来的位置的减震器(未图示)设在电动机保持台30和壳体16之间。

另外，如图4所示，X轴直线电动机17设置有用于对磁轭部20和X轴线圈部25的相对位置进行检测的X轴电动机传感器35。X轴电动机传感器35的检测头设置于X轴线圈部25，X轴电动机传感器35的刻度尺设置于磁轭部20。X轴直线电动机17对X轴线圈部25的线圈26的位置和配置在磁轭部20的永磁体23的各极的相对位置进行检测，基于检测到的位置向X轴线圈部25的三相的各线圈26供给电流而产生推力。

由于X轴直线电动机17的X轴线圈部25移动，为了消除其反作用力磁轭部20也移动，通过X轴电动机传感器35始终对磁轭部20和X轴线圈部25的相对位置进行检测，因此，能够通过X轴电动机传感器35的位置信号对由磁轭部20的移动所产生的X轴线圈部25的位置进行补偿。

[Y轴电动机部的构成]

接着，对使移动工作台2在Y轴方向上移动的Y轴电动机部40的构成进行论述。如图1所示，在移动工作台2的后方配置有使移动工作台2在Y轴方向上移动的Y轴电动机部40，Y轴电动机部40Y包括Y轴直线电动机42、Y轴连结部55、搭载有Y轴直线电动机42的Y轴电动机基座41、设在用于形成Y轴直线电动机42的磁路的磁轭部43和Y轴电动机基座41之间的Y轴磁轭部引导件49(在图3中用点划线表示)、设在Y轴连结部55和Y轴电动机基座41之间的Y轴线圈部引导件50、以及设在Y轴连结部55的连结引导件60。

Y轴直线电动机42包括作为固定部的磁轭部43和作为可动部的Y轴线圈部47。另外，Y轴直线电动机42为与图5所示的X轴直线电动机17相同的结构。

磁轭部43相对于长度方向的中心线在其上部和下部分别设置有开口部，在磁轭部43的上部的开口部的上表面上，以多个永磁体的表面为N极、S极交替的方式排列有多个永磁体。另外，在磁轭部43的下部的开口部的下表面上，以多个永磁体23的表面为S极、N极交替的方式排列有多个永磁体。磁轭部43上部的开口部的永磁体23和在垂直方向上的磁轭部43下部的开口部的永磁体以同极的方式排列。

Y轴线圈部47卷绕有空心的角柱形状的线圈26。Y轴线圈部47以Y轴线圈部47的上边位于磁轭部43的上部的开口部内，且Y轴线圈部47的下边位于下部的开口部内的方式设置。这样，使Y轴直线电动机42形成为Y轴线圈部47的空心的开口部插入到磁轭部43的中心附近的结构。Y轴线圈部47在将X轴方向的长度一分为三的各区域卷绕有线圈26，Y轴线圈部47的线圈由U、V、W三相构成。能够单独地向U、V、W各相的线圈26供电。另外，以使位于Y轴直线电动机42的开口部的永磁体的取付间距P和Y轴线圈部47的长度L为P＝L的方式进行设置。

如图1和图3所示，Y轴连结部55具有大致コ字型的形状，Y轴连结部55的两边以夹持Y轴电动机部40的Y轴线圈部47的两端面的方式固定于Y轴线圈部47。在位于移动工作台2侧的Y轴连结部55的边上安装有连结引导件60。

作为连结部件的连结引导件60的引导轨道固定于Y轴电动机部40的Y轴连结部55，连结引导件60的滑动件固定于移动工作台2的上部移动体10。在移动工作台2在X轴方向上移动时，连结引导件60的滑动件在引导轨道上在X轴方向上移动，并仅上部移动体10移动，维持Y轴电动机部40的Y轴连结部55停止了的状态。

这样，在XY工作台中，可动工作台和Y轴直线电动机通过在X轴方向上可移动的连结引导件连结，因此，在移动工作台在X轴方向上移动的情况下，仅移动工作台的重心移动而Y轴直线电动机的线圈部不在X方向上移动，因此，能够减轻Y轴直线电动机的偏摆振动。

固定Y轴线圈部47的端面的Y轴连结部55的两边通过两根Y轴线圈部引导件50而安装在Y轴电动机基座41上。Y轴线圈部引导件50例如可以使用在直线导轨的轨道上设置有两个滑架的构件。将两根直线导轨的轨道在Y轴方向以相互平行的方式固定设置在Y轴电动机基座41的表面上，将Y轴连结部55的一边固定在直线导轨的两个滑架上，Y轴连结部55的另一边固定在直线导轨的两个滑架上。

由此，在Y轴线圈部47在Y轴方向上移动时，Y轴连结部55沿着Y轴线圈部引导件50的轨道移动。通过Y轴连结部55在Y轴方向上移动，上部移动体通过连结引导件60而在Y轴方向上移动。

[Y轴电动机部的无后座力化]

如图4所示，Y轴直线电动机42的磁轭部43配置在Y轴电动机基座41上，磁轭部43通过与Y轴方向平行地设置的两根Y轴磁轭部引导件49(在图3中用点划线表示)安装在Y轴电动机基座41上。Y轴磁轭部引导件49例如可以使用在直线导轨的轨道上设置有两个滑架的构件。将两根直线导轨的轨道平行地固定设置在Y轴电动机基座41的表面上，将磁轭部43的底面的四角固定在直线导轨的滑架上。

由此，磁轭部43为了消除由于Y轴线圈部47起动时等的加速度而产生的反作用力而向与Y轴线圈部47的移动方向相反的方向上移动。因此，用Y轴磁轭部引导件49消除在Y轴电动机部40产生的反作用力，因此，能够减少振动向架台的传递。另外，用于使Y轴直线电动机42的驱动时的磁轭部43的移动返回到原来的位置的减震器(未图示)设在Y轴电动机基座41上。

另外，Y轴直线电动机42设置有用于对磁轭部43和Y轴线圈部47的相对位置进行检测的Y轴电动机传感器56(如图1和图3所示)。Y轴电动机传感器56的检测头设置于Y轴线圈部47，Y轴电动机传感器56的刻度尺设置于磁轭部43。Y轴直线电动机42对Y轴线圈部47的三相的各线圈26的位置和配置在磁轭部43的永磁体的各极的相对位置进行检测，基于检测到的位置向Y轴线圈部47的各线圈供给电流而产生推力。

由于Y轴直线电动机42的Y轴线圈部47移动，为了消除其反作用力磁轭部43也移动，通过Y轴电动机传感器56始终对磁轭部43和Y轴线圈部47的相对位置进行检测，因此，通过Y轴电动机传感器56的位置信号能够对由磁轭部43的移动导致的Y轴线圈部47的位置进行补偿。

[直线电动机的驱动]

接着，采用图6来论述对由X轴直线电动机和Y轴直线电动机进行的XY工作台的控制。图6是进行X轴直线电动机的控制的框图。另外，对于Y轴直线电动机42的控制也呈与图6同样的构成。如图6所示，X轴直线电动机的控制由控制电路70、放大部71进行。来自XY工作台1的X轴工作台传感器7的信号输入到控制电路70中，控制电路70保持移动工作台2的现在值。另外，移动工作台2的X轴的应该移动的位置作为位置指令从外部输入到控制电路70中。控制电路70基于移动工作台2的X轴的应该移动的位置数据而对从移动工作台2的现在值到指定的位置的移动量进行计算，从X轴直线电动机的移动量选择最佳的驱动模式。另外，放大部71为了向线圈部的U相、V相和W相的各线圈26供给电流、针对各线圈26具有放大器。来自X轴直线电动机的X轴电动机传感器35的信号输入到放大部71，放大部71对基于X轴电动机传感器35的线圈部和磁轭部的相对位置的数据而选择驱动的线圈部的线圈26。

放大部71通过来自控制电路70和X轴电动机传感器35的信号向线圈26供给电流。另外，放大部71以在驱动X轴直线电动机过程中根据X轴电动机传感器35的信号以切换驱动的线圈26的方式进行控制。另外，控制电路70根据XY工作台的移动中的X轴工作台传感器7的信号对X轴直线电动机的移动速度等进行检测，以成为目标的移动速度的方式向放大部71输出信号。

这样，X轴直线电动机的驱动根据来自X轴电动机传感器35的信号对供给电流的线圈部的线圈26进行切换并产生X轴直线电动机的推力，使XY工作台向规定的位置移动。

如上所述，根据本发明，将X轴直线电动机配置在移动工作台的下部，从而不需要如以往那样将X轴直线电动机设置在移动工作台外，因此，XY工作台能够小型化。另外，在采用了XY工作台的焊接装置中，也能够将其他装置配置在XY工作台的侧方，因此，接合装置也能够小型化。

另外，Y轴直线电动机的可动部与可动工作台直接连结的以往的XY工作台在移动工作台在X轴方向上移动的情况下，Y轴直线电动机的可动部也同时移动，因此，由于受到反作用力的Y轴直线电动机的磁轭部的扭力，有可能在Y轴直线电动机产生偏摆振动。但是，在本发明的XY工作台中，可动工作台和Y轴直线电动机通过在X轴方向上可移动的引导件连结，因此，在移动工作台在X轴方向上移动的情况下，仅移动工作台的重心移动而Y轴的直线电动机的线圈和可动元件不在X方向上移动，因此，能够减轻Y轴直线电动机的偏摆振动。

另外，在采用了以往的音圈的直线电动机中，XY工作台的可动范围被磁体的长度限制，但本发明的XY工作台使用三相线圈直线电动机。三相线圈直线电动机是通过使永磁体在磁轭的开口部的长度方向上交替地排列S极、N极的各磁体而构成的构造，因此，能够容易地实现XY工作台的可动范围的扩大。

本发明在不脱离其本质的构成就能够具体化成较多的形式。由此，上述实施方式是主要的说明，但不是用于限制本发明的。

Claims (6)

1.一种XY工作台，其特征在于，该XY工作台包括：在二维的XY平面上可移动的移动工作台，用于将该移动工作台在XY方向上进行引导的引导部件，以及用于驱动所述移动工作台的驱动部件；

所述驱动部件具有X轴直线电动机和Y轴直线电动机，所述驱动部件的X轴直线电动机和Y轴直线电动机分别具有由线圈构成的可动部和由用于形成磁路的磁轭构成的固定部，所述固定部通过在与所述可动部相同的轴方向上可移动的引导件固定在基座上，且以吸收所述可动部移动时的反作用力的方式构成，

所述X轴直线电动机配置在所述移动工作台的下部。

2.根据权利要求1所述的XY工作台，其特征在于，所述X轴直线电动机和Y轴直线电动机呈如下的结构：所述可动部由三相的线圈构成，所述固定部的磁轭相对于长度方向的中心线在该磁轭的上部和下部分别设置有开口部，在所述磁轭的上部的开口部的上表面和所述磁轭的下部的开口部的下表面上以多个永磁体的表面为N极、S极交替的方式排列有多个永磁体，所述磁轭的上部的开口部的永磁体和在垂直方向上的所述磁轭的下部的开口部的永磁体以同极的方式排列，并且在中心附近的所述磁轭中插入有三相的线圈。

3.根据权利要求1所述的XY工作台，其特征在于，所述驱动部件的Y轴直线电动机通过在X轴方向上可移动的连结部件来驱动所述移动工作台。

4.根据权利要求1所述的XY工作台，其特征在于，所述X轴直线电动机的可动部由设置在所述移动工作台的前后的连结部双支承。

5.根据权利要求1或2所述的XY工作台，其特征在于，所述X轴直线电动机和所述Y轴直线电动机具有用于对所述可动部和所述固定部的相对位置进行检测的位置检测传感器。

6.根据权利要求5所述的XY工作台，其特征在于，所述X轴直线电动机和所述Y轴直线电动机基于所述位置检测传感器的数据来控制所述X轴直线电动机和所述Y轴直线电动机的可动部的各相的线圈。

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