CN113467531A - 载物台装置及载物台控制装置 - Google Patents

载物台装置及载物台控制装置 Download PDF

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CN113467531A
CN113467531A CN202110302871.9A CN202110302871A CN113467531A CN 113467531 A CN113467531 A CN 113467531A CN 202110302871 A CN202110302871 A CN 202110302871A CN 113467531 A CN113467531 A CN 113467531A
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fluid
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pressure
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CN202110302871.9A
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吉田达矢
滨田慎哉
近藤章
渡边真理乃
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/20Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2006Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
    • G05D16/2013Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
    • G05D16/2026Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means

Abstract

本发明提出一种利用气动致动器使工件移动的载物台装置专用的安全停止机构,并提供具备这种安全停止机构的载物台装置。本发明的载物台装置具备:引导件;滑块;正侧伺服阀,将流体供给至腔室(152)或从该腔室内排出流体来控制该腔室内的压力;及负侧伺服阀,将流体供给至腔室(154)或从该腔室内排出流体来控制该腔室内的压力,一组截止阀(170P、170N)分别设置于将流体供给至腔室(152)的供给流路上及将流体供给至腔室(154)的供给流路上、或分别设置于从腔室(152)排出流体的排出流路上及从腔室(154)排出流体的排出流路上,截止阀(170P)与正侧伺服阀串联连接,截止阀(170N)与负侧伺服阀串联连接。

Description

载物台装置及载物台控制装置
本申请主张基于2021年2月9日申请的日本专利申请第2021-019209号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考而援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种载物台装置及载物台控制装置。
背景技术
以往,作为利用气动致动器驱动的机器的安全停止机构,提出了各种技术(例如专利文献1)。
专利文献1:日本特开平10-159813号公报
发明内容
本发明的目的在于提出一种利用气动致动器使工件移动的载物台装置专用的安全停止机构,并提供一种具备这种安全停止机构的载物台装置。
为了解决上述课题,本发明的一种实施方式具备:引导件;滑块,通过设置于其内部的两个腔室内的压力变化而沿引导件移动;第1压力控制阀,将流体供给至两个腔室中的一个腔室中或从一个腔室内排出流体来控制一个腔室内的压力;及第2压力控制阀,将流体供给至两个腔室中的另一个腔室中或从另一个腔室内排出流体来控制另一个腔室内的压力,一组截止阀分别设置于将流体供给至一个腔室中的供给流路上及将流体供给至另一个腔室中的供给流路上、或分别设置于从一个腔室排出流体的排出流路上及从另一个腔室排出流体的排出流路上,一组截止阀中的一个截止阀与第1压力控制阀串联连接,另一个截止阀与第2压力控制阀串联连接。
根据本发明,能够提供一种具备安全机构的载物台装置。
附图说明
图1是载物台装置的立体图。
图2是气动致动器的概略剖视图。
图3是伺服阀的剖视图。
图4是分别表示正常运转时的滑块的速度、滑块的加速度及伺服腔室内的压力值的经时变化的曲线图。
图5是简化了载物台装置的结构图。
图6是分别表示图5的载物台装置出现了异常时的滑块的速度、滑块的加速度及伺服腔室内的压力值的经时变化的曲线图。
图7是简化了载物台装置的结构图。
图8是分别表示图7的载物台装置出现了异常时的滑块的速度、滑块的加速度及伺服腔室内的压力值的经时变化的曲线图。
图9是简化了载物台装置的结构图。
图10是分别表示图9的该载物台装置出现了异常时的滑块的速度、滑块的加速度及伺服腔室内的压力值的经时变化的曲线图。
图11是简化了载物台装置的结构图。
图12是分别表示图11的载物台装置出现了异常时的滑块的速度、滑块的加速度及伺服腔室内的压力值的经时变化的曲线图。
图13是简化了载物台装置的结构图。
图中:100-载物台装置,110-工作台,122-引导件,124-滑块,126-伺服阀,144P-正侧空气供给管,144N-负侧空气供给管,144P-正侧空气供给管,144N-负侧空气供给管,150-伺服腔室,152-正侧腔室,154-负侧腔室,170P、170N、180P、180N、190P、190N-截止阀,200P、200N-排气阀。
具体实施方式
以下,在各附图中,对相同或相等的构成要件、部件及工序标注相同的符号,并适当省略重复说明。并且,为了便于理解,在各附图中,适当放大或缩小表示部件的尺寸。并且,在各附图中,省略对实施方式的说明并不重要的部件的一部分。
图1是载物台装置的立体图。载物台装置100主要具备:平台102、除振台104、除振装置106、工作台110、沿X轴方向延伸的1个X轴气动致动器120及沿Y轴方向延伸的两个Y轴气动致动器130A、130B。平台102被除振台104支承。俯视观察时,X轴气动致动器120及Y轴气动致动器130A、130B呈H型。除振装置106吸收由X轴气动致动器120及Y轴气动致动器130A、130B的运动引起的力量,从而抑制平台102振动。
X轴气动致动器120具有引导件(方形轴)122、滑块124及伺服阀(图1中未图示)。Y轴气动致动器130A、130B分别具有引导件132、滑块134及伺服阀136。引导件122的两端分别支承于Y轴气动致动器130A的滑块及Y轴气动致动器130B的滑块134。滑块124沿着引导件122在X轴方向上移动。X轴气动致动器120伴随滑块134的移动而沿着Y轴气动致动器130A、130B在Y轴方向上移动。由此,载物台装置100使工作台110与滑块124一同在XY平面内移动。工作台110、X轴气动致动器120及Y轴气动致动器130A、130B被外壳108包围并且置于真空环境下。
位置传感器140检测工作台110在X轴方向上的位置。并且,位置传感器142检测工作台110在Y轴方向上的位置。
图2是气动致动器的概略剖视图。具体而言,图2概略地表示了引导件122的Y轴方向上的中央处的纵截面。
引导件122上设置有静压轴承,滑块124通过设置于其内周侧各面上的空气轴承而相对于引导件122悬浮。由此,滑块124被支承为相对于引导件122能够以完全不接触的方式沿X轴方向移动。另外,虽然省略了图示,工作台110(参考图1)固定于滑块124的Z轴方向上的正侧的面上,从而与滑块124一同沿X轴方向移动。
滑块124上设置有内部空间(即,伺服腔室150),伺服腔室150被固定于引导件122上的受压板123划分为正侧腔室152和负侧腔室154。
X轴气动致动器120具备分别配置于X轴方向上的正侧和负侧的正侧伺服阀126P(该例子中相当于第1压力控制阀)及负侧伺服阀126N(该例子中相当于第2压力控制阀)。滑块124被正侧伺服阀126P及负侧伺服阀126N驱动。正侧伺服阀126P及负侧伺服阀126N通过后述阀柱的位置而控制正侧腔室152及负侧腔室154的供排气量。正侧伺服阀126P经由正侧配管128P与正侧腔室152连通。负侧伺服阀126N经由负侧配管128N与负侧腔室154连通。
X轴气动致动器120通过控制正侧伺服阀126P及负侧伺服阀126N从而在正侧腔室152及负侧腔室154产生压差。通过该压差,控制滑块124相对于引导件122的速度及加速度。
正侧伺服阀126P及负侧伺服阀126N分别经由正侧空气供给管144P(该例子中相当于第1流体供给管)及负侧空气供给管144N(该例子中相当于第2流体供给管)与空气供给源(即,泵146)连接。并且,正侧伺服阀126P及负侧伺服阀126N分别构成为分别经由正侧空气排出管148P(该例子中相当于第1流体排出管)及负侧空气排出管148N(该例子中相当于第2流体排出管)能够向外壳108(参考图1)外排出空气。来自泵146的空气通过正侧空气供给管144P、正侧伺服阀126P及正侧配管128P而供给至正侧腔室152。因此,正侧空气供给管144P、正侧伺服阀126P及正侧配管128P构成正侧的空气供给流路。并且,来自泵146的空气通过负侧空气供给管144N、负侧伺服阀126N及负侧配管128N而供给至负侧腔室154。因此,负侧空气供给管144N、负侧伺服阀126N及负侧配管128N构成负侧的空气供给流路。正侧腔室152内的空气通过正侧配管128P、正侧伺服阀126P及正侧空气排出管148P而排出到外部。因此,正侧配管128P、正侧伺服阀126P及正侧空气排出管148P构成正侧的空气排出流路。负侧腔室154内的空气通过负侧配管128N、负侧伺服阀126N及负侧空气排出管148N而排出到外部。因此,负侧配管128N、负侧伺服阀126N及负侧空气排出管148N构成负侧的空气排出流路。
载物台装置100具备控制正侧伺服阀126P及负侧伺服阀126N的控制器200。
图3是伺服阀的剖视图。另外,正侧伺服阀126P的结构与负侧伺服阀126N的结构相同,因此,以下统称为“伺服阀126”来进行详细说明。并且,对与伺服阀126的结构相关的部件,也省略“正侧”及“负侧”的术语以及符号“N”及“P”。
如图3所示,伺服阀126具备主体160、配置于主体160内的阀柱162、马达164及位置传感器166。伺服阀126为具备三个端口168A、168B、168C的三通阀。伺服阀126通过阀柱162的位置将三个端口中的一个端口168C的连接对象在端口168A或端口168B之间进行切换。阀柱162配置于主体160内部的沿Z轴方向延伸的流路内,并且能够沿Z轴方向移动。阀柱162的位置通过马达164的驱动量而变化。位置传感器166检测阀柱162的位置。在主体160的一个侧面上设置有沿Z轴方向排列的两个端口168A、168B,位于Z轴方向上的正侧的端口168A与空气排出管148连接,位于Z轴方向上的负侧的端口168B与空气供给管144连接。也可以将端口168A连接于空气供给管144,且将端口168B连接于空气排出管148。位于主体160的另一个侧面侧的端口168C与配管128连接。位置传感器166的检测结果供给至控制器200的放大器单元AU。控制器200根据由放大器单元AU获取的检测结果来获取阀柱162的位置,并根据所获取的位置来控制马达164。控制器200驱动马达164来控制阀柱162的位置,从而使从泵146(参考图2)供给过来的空气通过伺服阀126后供给至伺服腔室150,或使伺服腔室150内的空气通过伺服阀126而被排出。在图3中,伺服阀126配置成阀柱162沿Z轴方向移动,但是,伺服阀126的朝向并不只限于该方向。
接着,对载物台装置100正常运转时的动作进行说明。图4分别表示正常运转时的滑块124的速度v、滑块124的加速度α及伺服腔室150内的压力P值的经时变化。
参考图2至图4,在使滑块124朝向正侧移动时,控制器200使正侧伺服阀126P的阀柱162移动从而关闭与正侧空气排出管148P连接的端口168A并打开与正侧空气供给管144P连接的端口168B。与此同时,控制器200使负侧伺服阀126N的阀柱162移动从而打开与负侧空气排出管148N连接的端口168A并关闭与负侧空气供给管144N连接的端口168B。由此,空气供给至正侧腔室152内使得压力P1上升,且空气从负侧腔室154排出使得压力P2下降(时刻t0)。若压力P1与压力P2之间产生压差,则加速度α增加,滑块124被加速(时刻t0~t1)。控制器200控制正侧伺服阀126P及负侧伺服阀126N,以使压力P1与压力P2之间的压差在滑块124的速度v达到了预定速度v1时成为零(时刻t1~t2)。若压差成为了零,则滑块124以恒定速度移动。
接着,控制器200使滑块124减速,以使速度v在滑块124到达了目标位置时成为零。在该情况下,控制器200使正侧伺服阀126P的阀柱162移动从打开与正侧空气排出管148P连接的端口168A并关闭与正侧空气供给管144P连接的端口168B。与此同时,控制器200使负侧伺服阀126N的阀柱162移动从而关闭与负侧空气排出管148N连接的端口168A并打开与负侧空气供给管144N连接的端口168B。由此,空气从正侧腔室152排出使得压力P1下降,且空气供给至负侧腔室154使得压力P2上升。若压力P1与压力P2之间产生压差,则加速度α减小,滑块124被减速(时刻t2)。控制器200使压差在滑块124到达了目标位置时成为零,由此使滑块124停止(时刻t3)。
接着,对载物台装置100的特征部分进行说明。
返回到图2,载物台装置100至少在图中所示的位置A1、位置A2、位置B1、位置B2、位置C1及位置C2中的任意一个部位具备阻断空气流动的截止阀或排气阀。在此,阻断空气流动是指:阻断载物台装置100正常运转时的空气流动,从而减小正侧腔室152与负侧腔室154之间的压差。更具体而言,阻断空气是指:阻断朝向产生用于驱动滑块124的压力的伺服腔室150的空气供给或阻断从伺服腔室150的空气排出。作为用于阻断空气的具体方法,包括关闭供给路径的方法、阻断排气路径来减少伺服腔室150内的压力变化的方法、打开供给路径来防止空气到达伺服腔室150的方法。
图5是简化了载物台装置的结构图。更具体而言,图5是在图2所示的位置A1及位置A2均设置了截止阀的图。载物台装置100在正侧伺服阀126P与伺服腔室150之间延伸的正侧配管128P内的任意位置上具备截止阀170P(该例子中相当于第1截止阀)。并且,载物台装置100在负侧伺服阀126N与伺服腔室150之间延伸的负侧配管128N内的任意位置上具备截止阀170N(该例子中相当于第2截止阀)。截止阀170P与正侧伺服阀126P串联连接,截止阀170N与负侧伺服阀126N串联连接。由于截止阀170P、170N设置于空气双向流动的配管128内,因此也可以称为双向截止阀。截止阀170P、170N受控制器200的控制。控制器200具备异常检测部200A及阀控制部200B。异常检测部200A检测与滑块124的移动有关的异常。阀控制部200B在正常运转时使截止阀170P、170N维持打开状态,而在出现了异常时则同时关闭截止阀170P、170N。
“异常”是指:与滑块124的移动相关的移动机构的某些异常。滑块124的移动机构包括正侧伺服阀126P、负侧伺服阀126N、滑块124本身、检测滑块124的各参数的传感器类以及进行检测值的通讯的通讯机器。滑块124与工作台110一同移动,因此与滑块124的驱动有关的部件也是工作台110的移动机构。
作为异常的例子有:正侧伺服阀126P及负侧伺服阀126N的故障、滑块124本身的机械故障、滑块124的控制系统的故障。在使用者进行了按下紧急停止按钮等操作时,控制器200也判断为出现了异常。
例如,伺服阀126的阀柱162(参考图3)会因马达164的故障或因夹杂有某些异物而无法移动。在该情况下,供给至马达164的驱动电流与由位置传感器166检测出的阀柱162的位置变化会变得不一致。
例如,若滑块124出现了机械故障,则滑块124的移动速度、加速度或位置的反馈值会偏离控制指令值。在设置于滑块124上的速度传感器或位置传感器140、142出现了故障时或将传感器的检测值发送给控制器200的通讯机构出现了故障时,反馈值也会偏离控制值或无法获取反馈值。在用于读取滑块124的位置的编码器出现了故障时,也无法获取滑块124的位置。
例如,若滑块124或与滑块124的驱动有关的部件出现了机械故障,则滑块124会以比设计上的预期速度更快的速度移动。并且,尽管滑块124实际上低速移动,但因速度传感器的故障,速度传感器的检测值会变得比设计上的预期速度快。
在使工作台110及滑块124移动时出现了异常时,控制器200执行如下控制。
接着,对图5所示的载物台装置100中的使滑块124朝向正侧移动时出现了滑块124的速度超过阈值的异常的情况进行说明。图6分别表示滑块124的速度v、滑块124的加速度α及伺服腔室150内的压力P值的经时变化。
参考图5及图6,使滑块124朝向正侧移动的期间(时刻t10~t11),空气经由正侧伺服阀126P供给至正侧腔室152,且空气从负侧腔室154经由负侧伺服阀126N排出。由此,正侧腔室152的压力P1(图6中用实线表示)与负侧腔室154的压力P2(图6中用虚线表示)之间的压差保持恒定。若在时刻t11出现了滑块124的速度v超过阈值vt的异常,则控制器200检测出异常并同时关闭截止阀170P、170N。若截止阀170P、170N被关闭,则朝向正侧腔室152的供气及从负侧腔室154的排气就停止。由此,正侧腔室152内及正侧配管128P内的空气的量保持恒定。并且,由此,负侧腔室154内及负侧配管128N内的空气的量也保持恒定。
即使截止阀170P、170N被关闭,压力P1与压力P2也不平衡,因此滑块124继续朝向正侧移动。因此,正侧腔室152的容积继续增加,而正侧腔室152的压力P1下降。与此同时,负侧腔室154的容积继续减少,而负侧腔室154的压力P2增加。因此,压力P1与压力P2之间的压差变小,滑块124的加速度α减小。
在时刻t12,若负侧腔室154内的压力P2变得大于正侧腔室152内的压力P1,则朝向负侧牵引滑块124的力量会作用于滑块124。此时,作用于滑块124上的力量成为朝向正侧移动的滑块124的制动力。由此,在时刻t12,滑块124的速度v开始下降。
时刻t12之后,压力P2与压力P1之间的压差继续变大,加速度α会接近零。因此,作用于滑块124的制动力逐渐衰减,在时刻t13压差变成零时,加速度α也变成零。另外,在图示的例子中,滑块124的加速度α减小了之后仅增加了一次,但是,加速度α也可以反复多次增减的同时衰减。
如此,通过关闭截止阀170P、170N,可以利用正侧腔室152及正侧配管128P内的空气以及负侧腔室154及负侧配管128N内的空气来使制动力作用用于滑块124上。
如上所述,控制器200利用正侧腔室152与负侧腔室154之间的压差来驱动滑块124。若采用这种驱动方式,则即使在出现异常时关掉载物台装置100的电源,滑块124也不会立即停止而基于惯性力继续移动。同样,即使停止向载物台装置100供给空气,滑块124也不会立即停止。控制器200关闭截止阀170P、170N来切断对正侧腔室152内及负侧腔室154内的空气的出入,从而利用压力P1与压力P2之间的压差的变化来使制动力作用于滑块124上。由此,能够使滑块124及工作台110减速,从而能够抑制其与其他部件高速碰撞。
接着,对图7所示的载物台装置100中的使滑块124朝向正侧移动时出现了滑块124的速度超过阈值的异常的情况进行说明。图7是简化了载物台装置的结构图。图8分别表示滑块124的速度v、滑块124的加速度α及伺服腔室150内的压力P值的经时变化。
在该例子中,载物台装置100在图2所示的位置B1及位置B2分别具备截止阀180P(该例子中相当于第1截止阀)及截止阀180N(该例子中相当于第2截止阀)。具体而言,截止阀180P配置于正侧空气排出管148P内的任意位置上。截止阀180N配置于与负侧伺服阀126N连接的负侧空气排出管148N内的任意位置上。截止阀180P与正侧伺服阀126P串联连接,截止阀180N与负侧伺服阀126N串联连接。由于截止阀180P、180N设置于排出空气的正侧空气排出管148P及负侧空气排出管148N内,因此也可以称为排出管截止阀。截止阀180P、180N受控制器200的控制。控制器200在正常运转时使截止阀180P、180N维持打开状态,而在出现了异常时则同时关闭截止阀180P、180N。在该例子中,控制器200作为包括异常检测部及阀控制部的载物台控制装置而发挥作用。
参考图7及图8,使滑块124朝向正侧移动的期间(时刻t20~t21),空气经由正侧伺服阀126P供给至正侧腔室152,且空气从负侧腔室154经由负侧伺服阀126N排出。由此,正侧腔室152的压力P1(图8中用实线表示)与负侧腔室154的压力P2(图8中用虚线表示)之间的压差保持恒定。若在时刻t21出现了滑块124的速度v超过阈值vt的异常,则控制器200检测出异常并关闭截止阀180P、180N。若截止阀180P、180N被关闭,则从正侧腔室152及负侧腔室154的排气就停止。由此,正侧腔室152内及截止阀180P与正侧腔室152之间的正侧配管128P内的空气的量不会减少。并且,负侧腔室154内及截止阀180N与负侧腔室154之间的负侧配管128N内的空气的量也不会减少。
即使截止阀180P、180N被关闭,滑块124也会基于惯性力而继续朝向正侧移动。因此,正侧腔室152的容积继续增加,而正侧腔室152的压力P1下降。与此同时,负侧腔室154的容积继续减少,而空气不会从负侧腔室154内排出,因此负侧腔室154的压力P2会增加。由此,正侧腔室152内的压力P1与负侧腔室154内的压力P2之间的压差变小,滑块124的加速度α减小。
在时刻t22,若负侧腔室154内的压力P2变得大于正侧腔室152内的压力P1,则朝向负侧牵引滑块124的力量会作用于滑块124,因此,制动力会作用于滑块124。因此,在时刻t22,滑块124的速度v开始下降。
时刻t22之后,压力P2与压力P1之间的压差继续变大,加速度α会接近零。因此,作用于滑块124的制动力逐渐衰减,在时刻t23压差变成零时,加速度α也变成零。
如此,通过关闭截止阀180P、180N,可以利用正侧腔室152及正侧配管128P内的空气以及负侧腔室154及负侧配管128N内的空气来使制动力作用于滑块124上。由此,能够抑制工作台110与其他部件高速碰撞。该例子在正侧伺服阀126P或负侧伺服阀126N中的至少一个伺服阀处于能够排气的状态时尤为有效。
接着,对图9所示的载物台装置100中的使滑块124朝向正侧移动时出现了滑块124的速度v超过阈值vt的异常的情况进行说明。图9是简化了载物台装置的结构图。图10表示滑块124的速度v、滑块124的加速度α及伺服腔室150内的压力P值的经时变化。
在该例子中,载物台装置100在图2所示的位置C1及位置C2分别具备截止阀190P(该例子中相当于第1截止阀)及截止阀190N(该例子中相当于第2截止阀)。截止阀190P配置于与正侧伺服阀126P连接的正侧空气供给管144P内的任意位置上。截止阀190N配置于与负侧伺服阀126N连接的负侧空气供给管144N内的任意位置上。截止阀190P与正侧伺服阀126P串联连接,截止阀190N与负侧伺服阀126N串联连接。由于截止阀190P、190N设置于供给空气的正侧空气供给管144P及负侧空气供给管144N内,因此也可以称为供给管截止阀。截止阀190P、190N受控制器200的控制。控制器200在正常运转时使截止阀190P、190N维持打开状态,而在出现异常时则同时关闭截止阀190P、190N。在该例子中,控制器200作为包括异常检测部及阀控制部的载物台控制装置而发挥作用。
参考图9及图10,使滑块124朝向正侧移动的期间(时刻t30~t31),空气经由正侧伺服阀126P供给至正侧腔室152,且空气从负侧腔室154经由负侧伺服阀126N排出。由此,正侧腔室152的压力P1(图10中用实线表示)与负侧腔室154的压力P2(图10中用虚线表示)之间的压差保持恒定。若出现了滑块124的速度v超过阈值vt的异常,则控制器200检测出异常并关闭截止阀190P、190N。若在时刻t31控制器200关闭了截止阀190P、190N,则朝向伺服腔室150内、正侧伺服阀126P内及负侧伺服阀126N内的空气的供给会被阻断。由此,正侧腔室152内及截止阀190P与正侧腔室152之间的正侧配管128P内的空气的量不会增加。并且,与此同时,负侧腔室154内及截止阀190N与负侧腔室154之间的负侧配管128N内的空气的量也不会增加。
即使截止阀190P、190N被关闭,滑块124也会基于惯性力而继续朝向正侧移动。由此,正侧腔室152的容积继续增加,而负侧腔室154的容积继续减少。由于正侧腔室152内的容积增加并且从正侧空气供给管144P不供给空气,因而正侧腔室152内压力会下降。由此,正侧腔室152内的压力P1与负侧腔室154内的压力P2之间的压差逐渐变小。在未设置有截止阀190P、190N时,正侧腔室152内的压力大致平稳而不会发生变化(参考线PN),因此滑块124的压力也大致平稳而不会发生变化(参考线αN)。相对于此,在设置有截止阀190P、190N时,正侧腔室152内的压力与未设置截止阀190P、190N时相比下降。因此,加速度α也同样比未设置截止阀190P、190N时下降。因此,若在时刻t31正侧腔室152及负侧腔室154的压力同时开始下降,则正侧腔室152与负侧腔室154的压差逐渐变小,并在时刻t32压差变成零。由此,滑块124的加速度α变成零,滑块124的速度v变为恒定速度。因此,能够抑制滑块124的加速,从而能够抑制工作台110与其他部件高速碰撞。
如上所述,通过在空气的流路上设置截止阀170P、170N、180P、180N、190P、190N并在出现了异常时阻断空气的流动,能够使工作台110减速或至少能够抑制加速。由此,能够提高载物台装置100的安全性。尤其,在像载物台装置100那样通过空气的供给及排出来驱动滑块124的装置中,即使停止对装置的供电或供气,装置也不会停止。因此,在载物台装置100上设置截止阀170P、170N、180P、180N、190P、190N从而使制动力作用于滑块124是尤为有益的。
并且,载物台装置100通过正侧的截止阀170P、180P、190P及负侧的截止阀170N、180N、190N同时阻断流路。由此,能够使正侧腔室152及负侧腔室154的压力P1、P2转移为平衡状态。例如,在图6所示的例子中,假设错开截止阀170P、170N的关闭时刻从而在关闭了负侧的截止阀170N之后经过了一段时间再关闭正侧的截止阀170P。此时,正侧腔室152与负侧腔室154之间的压差变小的时期延迟或压差的减少量变少。因此,制动力作用于滑块124的时刻会延迟或制动力会变小。相对于此,若同时关闭截止阀170P、170N,则制动力的作用时刻会提前而且制动力会变大。另外,在此,所谓的“同时”是指:并不是指时间上丝毫不差的同时,有一些时间差也视为是“同时”。
而且,除了上述截止阀170P、170N、180P、180N、190P、190N之外还可以在供给路径上的位置A1、A2或位置C1、C2上设置排气阀及排气路径从而阻断供给至正侧腔室152及负侧腔室154的空气的流动,或者也可以代替上述截止阀170P、170N、180P、180N、190P、190N而在供给路径上的位置A1、A2或位置C1、C2设置排气阀及排气路径从而阻断供给至正侧腔室152及负侧腔室154的空气的流动。
图11是简化了载物台装置的结构图。如图11所示,载物台装置100在正侧配管128P及负侧配管128N上分别具备排气阀200P、200N。排气阀200P与正侧伺服阀126P串联设置,排气阀200N与负侧伺服阀126N串联设置。从排气阀200P、200N排出的空气优选通过排气路径而排出到外壳108(参考图1)的外部。排气阀200P、200N受控制器200的阀控制部200B的控制。若异常检测部200A检测到异常而打开排气阀200P、200N,则正侧腔室152内的空气经由排气阀200P及排气路径而排出到外部。与此同时,负侧腔室154内的空气经由排气阀200N及排气路径而排出到外部。
图12是分别表示图11的载物台装置出现了异常时的滑块的速度、滑块的加速度及伺服腔室内的压力值的经时变化的曲线图。使滑块124朝向正侧移动的期间(时刻t40~t41),空气经由正侧伺服阀126P供给至正侧腔室152,且空气从负侧腔室154经由负侧伺服阀126N排出。由此,正侧腔室152的压力P1(图12中用实线表示)与负侧腔室154的压力P2(图12中用虚线表示)之间的压差保持恒定。若出现滑块124的速度v超过阈值vt的异常,则控制器200检测出异常并打开排气阀200P、200N。若在时刻t41控制器200打开了排气阀200P、200N,则伺服腔室150内的空气从排气阀200P、200N排出。由此,正侧腔室152与负侧腔室154之间的压差变成零,能够防止滑块124进一步被加速。在该例子中,无论正侧伺服阀126P及负侧伺服阀126N的状态如何,均能够排出正侧腔室152及负侧腔室154内的空气。因此,该例子在正侧伺服阀126P及负侧伺服阀126N因某种原因而出现了故障时尤为有效。
图13是简化了载物台装置的结构图。如图13所示,载物台装置100在正侧空气供给管144P及负侧空气供给管144N上分别具备排气阀210P、210N。排气阀210P、210N优选向外壳108(参考图1)的外部排出空气。排气阀200P、200N受控制器200的阀控制部200B的控制。若异常检测部200A检测出异常并打开排气阀210P、210N,则来自泵146的空气经由正侧空气供给管144P后从排气阀210P排出,朝向正侧腔室152的空气的供给被阻断。与此同时,来自泵146的空气经由负侧空气供给管144N后从排气阀210N排出,朝向负侧腔室154的空气的供给被阻断。由此,正侧腔室152及负侧腔室154内的压力、滑块124的速度及滑块124的加速度显示出如图12所示的变化。由此,能够防止滑块124进一步被加速。
本发明并不只限于上述实施方式,在不脱离本发明的宗旨的范围内,能够适当改变各结构。
也可以将上述截止阀170P、170N、180P、180N、190P、190N及排气阀200P、200N、210P、210N设置于一个载物台装置上。

Claims (10)

1.一种载物台装置,其特征在于,具备:
引导件;
滑块,通过设置于其内部的两个腔室内的压力变化而沿所述引导件移动;
第1压力控制阀,将流体供给至所述两个腔室中的一个腔室中或从所述一个腔室内排出流体来控制所述一个腔室内的压力;及
第2压力控制阀,将流体供给至所述两个腔室中的另一个腔室中或从所述另一个腔室内排出流体来控制所述另一个腔室内的压力,
一组截止阀分别设置于将流体供给至所述一个腔室中的供给流路上及将流体供给至所述另一个腔室中的供给流路上、或分别设置于从所述一个腔室排出流体的排出流路上及从所述另一个腔室排出流体的排出流路上,所述一组截止阀中的一个截止阀与所述第1压力控制阀串联连接,另一个截止阀与所述第2压力控制阀串联连接。
2.根据权利要求1所述的载物台装置,其特征在于,
所述一组截止阀同时工作。
3.根据权利要求1或2所述的载物台装置,其特征在于,
所述一组截止阀包括设置于所述第1压力控制阀与所述一个腔室之间的第1截止阀及设置于所述第2压力控制阀与所述另一个腔室之间的第2截止阀。
4.根据权利要求1或2所述的载物台装置,其特征在于,
所述一组截止阀包括设置于向所述第1压力控制阀供给流体的第1流体供给管内的第1截止阀及设置于向所述第2压力控制阀供给流体的第2流体供给管内的第2截止阀。
5.根据权利要求1或2所述的载物台装置,其特征在于,
所述一组截止阀包括设置于从所述第1压力控制阀排出流体的流体排出管内的第1截止阀及设置于从所述第2压力控制阀排出流体的流体排出管内的第2截止阀。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的载物台装置,其特征在于,
还具备:
异常检测部,检测所述滑块移动时的异常;及
阀控制部,在所述异常检测部检测出了异常时关闭所述一组截止阀。
7.根据权利要求1或2所述的载物台装置,其特征在于,
所述一组截止阀分别设置于将流体供给至所述一个腔室中的供给流路上及将流体供给至所述另一个腔室中的供给流路上,另一组截止阀分别设置于从所述一个腔室排出流体的排出流路上及从所述另一个腔室排出流体的排出流路上。
8.一种载物台装置,其特征在于,具备:
引导件;
滑块,通过设置于其内部的两个腔室内的压力变化而沿所述引导件移动;
第1压力控制阀,将流体供给至所述两个腔室中的一个腔室中或从所述一个腔室内排出流体来控制所述一个腔室内的压力;及
第2压力控制阀,将流体供给至所述两个腔室中的另一个腔室中或从所述另一个腔室内排出流体来控制所述另一个腔室内的压力,
一组排气阀分别设置于将流体供给至所述一个腔室中的供给流路上及将流体供给至所述另一个腔室中的供给流路上,所述一组排气阀中的一个排气阀与所述第1压力控制阀串联连接,另一个排气阀与所述第2压力控制阀串联连接。
9.一种载物台装置,其特征在于,具备:
引导件;
滑块,通过其内部的压力变化而沿所述引导件移动;
压力控制阀,设置于用于改变所述滑块内的压力的流体的供给流路上或排出流路上;及
截止阀或排气阀,设置于所述供给流路上或排出流路上。
10.一种载物台控制装置,其特征在于,具备:
异常检测部,检测基于内部的压力变化而移动的滑块移动时的异常;及
阀控制部,在所述异常检测部检测出了异常时关闭设置于用于改变所述滑块内的压力的流体的供给流路上或排出流路上的截止阀或打开设置于所述供给流路上或排出流路上的排气阀。
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