DE69106165T2

DE69106165T2 - Führungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE69106165T2
Application number: DE1991606165
Authority: DE
Inventors: Eiji Osanai; Shigeo Sakino
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-02-21
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: EP0443831A2; DE69106165D1; EP0443831B1; JP3031940B2; EP0443831A3; JPH03245932A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Führungsvorrichtung und insbesondere auf eine Führungsvorrichtung, die ein bewegbares Element wie zum Beispiel eine X-Plattform oder eine Y-Plattform in zum Beispiel einem Halbleiterbauelement-Herstellungsapparat oder einem Präzisionsbearbeitungsgerät u.s.w. schnell und genau in einer Sollposition positioniert.
In Hinsicht auf eine Führungsvorrichtung zum Bewegen eines bewegbaren Elements entlang einer festgelegten Führung und zum hochgenauen Positionieren dieses Elements in einer Sollposition wurden viele Vorschläge unterbreitet.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Haupteils einer Führungsvorrichtung eines bekannten Typs, die X- und Y-Bewegungsmechanismen aufweist.
In dieser Figur ist eine Basisplatte, auf welcher eine Y-Plattform (Bewegungsmechanismus in Richtung der Y-Achse) 74 angeordnet ist, mit 71 bezeichnet. Auf dieser Y-Plattform 74 ist eine X-Plattform (Bewegungsmechanismus in Richtung der X-Achse) 75 angeordnet.
Die X-Plattform 75 und die Y-Plattform 74 können mittels Antriebseinrichtungen (nicht gezeigt) wie zum Beispiel Linearmotoren in festgelegte Richtungen bewegt werden.
Da die Führungsvorrichtung des in Fig. 7 gezeigten Typs einen sich summierenden Aufbau hat, bei dem die Basisplatte 71, die Y-Plattform 74 und die X-Plattform 75 in dieser Reihenfolge sich summierend übereinandergelegt sind, besteht ein Nachteil in einer großen Höhe in der vertikalen Richtung (Z-Achse).
Ferner wird, wenn die X-Plattform 75 bewegt wird, der Y-Plattform 74 eine unsymmetrische Belastung aufgebracht, und die Y-Plattform 74 verformt sich, wie zum Beispiel durch die gestrichelten Linien in Fig. 8A und 8B dargestellt ist. Dies resultiert in der Verschlechterung der statischen Lagegenauigkeit der X-Plattform 75.
Wenn ferner die X-Plattform 75 und die Y-Plattform 74 durch starre Elemente gebildet sind, haben diese Plattformen sechs Freiheitsgrade, wie in Fig. 9 dargestellt ist, und alle sechs Freiheitsgrade sind miteinander gekoppelt (zum Beispiel resultiert das Nicken der Y-Plattform 74 in der Erzeugung des Rollens der X-Plattform 75). Folglich wird die Lagegenauigkeit auch dynamisch verschlechtert.
In der offengelegten japanischen Patentanmeldung der Nr. 62-88526 wurde ein X-Y-Bewegungsmechanismus mit einer Statikdruckführung vorgeschlagen. Bei diesem Typ des Aufbaus verursacht jedoch eine Temperaturänderung während der Bewegung der Plattform, wenn überhaupt, eine Änderung in dem Spalt zwischen der Lagereinrichtung und der Führungseinrichtung, welche wiederum eine Änderung in der Steuerungscharakteristik verursacht und einen gleichmäßigen Positionierungsvorgang verhindert, es sei denn die Basisplatte und die Plattformen sind aus dem gleichen Material gefertigt. Auch in einer Umgebung wie zum Beispiel beim Transport, bei dem sich die Temperatur stark ändert, gibt es eine große Wahrscheinlichkeit, daß der Spalt zwischen der Lagereinrichtung und der Führungseinrichtung aufgrund der thermischen Ausdehnung o. dgl. reduziert wird, und eine Beschädigung der Statikdruck-Lagereinrichtung, der Plattform oder der Basisplatte verursacht wird.
Ähnliche Probleme wie die bereits genannten treten auch bei der in der japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. JP-A-61209831 beschriebenen Führungsvorrichtung auf. Die darin beschriebene Führungsvorrichtung weist auf: eine Basis, die eine Bezugsfläche hat; eine Führungseinrichtung, die an der Basis befestigt ist und eine sich in eine erste Richtung erstreckende erste Führungsfläche hat; eine erste Plattform, die eine erste Gaslagereinrichtung, welche gegenüber der Bezugsfläche der Basis angeordnet ist, und eine zweite Gaslagereinrichtung hat, welche gegenüber der ersten Führungsfläche der Führungseinrichtung angeordnet ist, wobei die erste Plattform auch eine zweite Führungsfläche hat, die sich in einer zweiten Richtung erstreckt, welche parallel zu der Bezugsfläche der Basis ist; eine zweite Plattform, die derart angeordnet ist, daß sie über der ersten Plattform verläuft, wobei die zweite Plattform eine dritte Gaslagereinrichtung, die gegenüber der Bezugsfläche der Basis angeordnet ist, und eine vierte Gaslagereinrichtung aufweist, die gegenüber der zweiten Führungsfläche angeordnet ist, wobei die Bewegung der zweiten Plattform in der zweiten Richtung mittels der zweiten Führungsfläche der ersten Plattform und der Bezugsfläche der Basis geführt wird; eine erste Antriebsstelleinrichtung, die an der ersten Plattform betätigbar ist, um die erste Plattform in die erste Richtung zu bewegen, wobei die zweite Plattform mit der ersten Plattform in die erste Richtung bewegbar ist; eine zweite Antriebsstelleinrichtung, die an der zweiten Plattform betätigbar ist, um diese in die zweite Richtung zu bewegen. An jedem Endabschnitt der ersten Plattform dieser Vorrichtung sind wichtige parallel feststellende Führungselemente geschaffen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Führungsvorrichtung zu schaffen, in welcher Führungsmechanismen für eine erste Plattform und eine zweite Plattform, d. h. eine Y-Plattform und eine X-Plattform geschaffen sind, um eine wandernde Last der X-Plattform auf die Y- Plattform zu beseitigen, um dadurch zum Beispiel die Verschlechterung der statischen Lagegenauigkeit der X- Plattform zu vermeiden und ein hochgenaues Positionieren zu sichern.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Führungsvorrichtung zu schaffen, durch welche zum Beispiel bezüglich der Bewegung der Y-Plattform die Korrelation der Schwingungen in drei Komponenten, d. h. in einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Y-Plattform, in einer vertikalen Richtung und das Rollen vermieden wird, und zusätzlich die Übertragung des Nickens der Y- Plattform zu der X-Plattform blockiert oder unterdrückt wird, wodurch ein Positionieren mit hoher Genauigkeit sichergestellt wird.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Führungsvorrichtung zu schaffen, bei welcher, selbst wenn während des Transports oder des Gebrauchs derselben eine Temperaturänderung auftritt, eine Beschädigung einer Plattform oder eine Änderung in der Steuerungscharakteristik verhindert werden kann, um dadurch ein hochgenaues Positionieren zu sichern.
Eine Führungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfihdung wird im Anspruch 1 der beigefügten Ansprüche dargelegt. Insbesondere ist diese Führungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß
die Führungseinrichtung aus einem einzelnen stationären Führungselement besteht, das an einer Seite der ersten Plattform angeordnet ist,
an der ersten Plattform eine Magneteinheit-Einrichtung geschaffen ist, und gegenüber der ersten Führungsfläche angeordnet ist, um die erste Plattform in Richtung auf die Führung anzudrücken, wobei die Magneteinheit-Einrichtung zwischen zwei Gaslagern angeordnet ist, welche die zweite Gaslagereinrichtung bilden, wobei diese Gaslager in der ersten Richtung voneinander beabstandet sind, und
die Bewegung der ersten Plattform in der ersten Richtung nur durch die erste Führungsfläche der Führungseinrichtung und die Bezugsfläche der Basis geführt wird.
Die Basis kann eine Platte sein, die aus einem magnetisierbaren Material wie zum Beispiel legiertem Werkzeugstahl, Kohlenstoffstahl oder unlegiertem Werkzeugstahl besteht. Das einzelne stationäre Führungselement kann aus einem ähnlichen magnetisierbaren Material gefertigt sein.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in Hinsicht auf die folgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Führungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A gemäß Fig. 1.
Fig. 3 ist eine in der Richtung eines Pfeils B in Fig. 1 betrachtete Seitenansicht.
Fig. 4 ist eine in der Richtung eines Pfeils C in Fig. 1 betrachtete Seitenansicht.
Fig. 5 ist eine Untersicht der Führungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Führungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines bekannten Typs des X-Y-Plattform-Mechanismus.
Fig. 8A und 8B sind schematische Ansichten zum Erklären von Unannehmlichkeiten, die mit dem Stand der Technik verbunden sind.
Fig. 9 veranschaulicht Arten der Schwingungen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 - 5 veranschaulichen schematisch den allgemeinen Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 ist eine schematische Ansicht. Fig. 2 ist eine entlang einer Linie A - A' in Fig. 1 betrachtete Schnittansicht. Fig. 3 ist eine in der Richtung des Pfeils B in Fig. 1 betrachtete Seitenansicht. Fig. 4 ist eine in der Richtung des Pfeils C in Fig. 1 betrachtete Seitenansicht. Fig. 5 ist eine Untersicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1. In diesen Zeichnungen erstreckt sich die Z-Achse vertikal, während sich die X- und die Y-Achse horizontal erstrecken.
Mit 1 ist eine Basisplatte bezeichnet, die aus einem magnetisierbaren Material gefertigt ist, und eine ebene obere Fläche (Bezugsfläche) hat. Die Bezugsfläche ist im wesentlichen parallel zu der X-Y-Ebene. Mit 1a und 1a' sind Ausnehmungen bezeichnet, die zur Wartung der Lagereinrichtungen geschaffen sind. Mit 4 ist eine Y-Plattform (bewegbares Element) bezeichnet, und mit 5 ist eine X- Plattform (bewegbares Element) bezeichnet. Mit 2 ist eine stationäre Führung bezeichnet, die feststehend an einer Seitenfläche der Basisplatte 1 befestigt ist. Die stationäre Führung 2 dient zum Führen der Bewegung der Y-Plattform 4 in der Richtung der Y-Achse (horizontale Richtung) und besteht aus dem gleichen magnetisierbaren Material wie die Basisplatte 1. Mit 3a - 3f und 3a' - 3f' sind Statikdruck- Gaslager bezeichnet, die jeweils ein Kissen aus porösem Material aufweisen. Die Lager 3a und 3a' dienen zur Führung der Bewegung der X-Plattform 5 in der Richtung der X-Achse entlang der Plattform 4 und zum Einschränken der Verschiebung derselben mit Bezug auf die Richtung der Y-Achse. Die Lager 3b, 3b', 3f und 3f' dienen zum Lagern der X-Plattform 5 mit Bezug auf die Bezugsfläche der Basisplatte 1 und in der Richtung der Z-Achse (vertikale Richtung). Die Lager 3c und 3c' dienen zur Führung der Bewegung der Y-Plattform 4 in der Richtung der Y-Achse entlang der stationären Führung 2. Die Lager 3d, 3d', 3e und 3e' dienen zum Halten der Y- Plattform 4 mit Bezug auf die Bezugsfläche der Basisplatte 1 und in der Richtung der Z-Achse.
Mit 4a und 4a' sind Befestigungsplatten für die Statikdruck-Gaslager bezeichnet, und mit 4b und 4b' sind Führungen zur Bewegung der X-Plattform 5 in der Richtung der X- Achse (horizontal) bezeichnet. Diese Führungen 4b und 4b' sind an den gegenüberliegenden Seiten der Y-Plattform 4 geschaffen, wie am besten in Fig. 2 zu sehen ist. Die Lager 3c und 3c' sind an einer Fläche der Befestigungsplatte 4a befestigt, wobei sie der stationären Führung 2 zugewandt sind. Die Lager 3d und 3d' sind an einer anderen Fläche der Befestigungsplatte 4a befestigt, wobei sie der Basisplatte 1 zugewandt sind. Die Lager 3e und 3e' sind an einer Fläche der Befestigungsplatte 4a' befestigt, wobei sie der Basisplatte 1 zugewandt sind.
Mit 4c und 4c' sind Antriebsstelleinrichtungen für die Y-Plattform 4 bezeichnet. Diese Stelleinrichtungen weisen zum Beispiel Linearmotoren des Typs mit sich bewegenden Magneten auf und sind an den gegenüberliegenden Seiten der Y-Plattform angeordnet. Mit 4d und 4d' sind Koppelplatten zum feststehenden Koppeln der Y-Plattform 4 und der Antriebsstelleinrichtungen 4c und 4c' (um exakt zu sein, deren bewegliche Teile) bezeichnet. Die Koppelplatte 4d ist an der Statikdruck-Gaslager-Befestigungsplatte 4a befestigt, während die Koppelplatte 4d' an der anderen Statikdruck-Gaslager-Befestigungsplatte 4a' befestigt ist. An der Basisplatte 1 sind stationäre Teile der Antriebsstelleinrichtungen 4c und 4c' feststehend befestigt. Mit 5a ist eine bewegbare Platte der X-Plattform 5 bezeichnet; mit 5b und 5b' sind Lager-Befestigungsplatten bezeichnet, auf welchen die Lager 3a und 3a' zum Lagern und Führen der X- Plattform 5 in der horizontalen Richtung befestigt sind, mit 5c ist eine Lager-Befestigungsplatte bezeichnet, welche an den Lager-Befestigungsplatten 5b und 5b' befestigt ist, auf welchen die Lager 3b, 3b', 3f und 3f' zum Lagern der X- Plattform 5 in der vertikalen Richtung befestigt sind; und mit 5d ist eine Antriebsstelleinrichtung für die X-Plattform 5 bezeichnet, welche zum Beispiel einen Linearmotor mit sich bewegenden Magneten aufweist. Die Antriebsstelleinrichtung 5d hat einen stationären Teil, der in einer Ausnehmung 4e der Y-Plattform 4 befestigt ist und einen bewegbaren Teil, der an der bewegbaren Platte 5a befestigt ist.
Mit 6a - 6e und 6a' - 6e' sind Vorlast-Magneteinheiten bezeichnet, die jeweils einen Vorlast-Mechanismus aufweisen, wie zum Beispiel in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 63-232912 offenbart ist, wobei er einen Permanentmagneten (Magnetkrafteinrichtung) und Joche aufweist, die an dessen gegenüberliegenden Seiten angebracht sind. Ein derartiger Vorlastmechanismus ist wirksam, wenn, um ein bewegbares Element zum Aufschwimmen zu bringen, ein mit Druck beaufschlagtes Fluid einem Statikdrucklager zugeführt wird, um mittels der in der Richtung, die der durch das Lager geschaffenen Aufschwimmkraft entgegengesetzt ist, wirkenden magnetischen Kraft eine Neigung des bewegbaren Elements aufgrund der Veränderung in der Charakteristik des Lagers zu verhindern, und dadurch eine konstante Stellung aufrechtzuerhalten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Antriebsstelleinrichtungen 4c, 4c' und 5d anstelle von Linearmotoren zum Beispiel hydraulische Gleichstrommotoren aufweisen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel schwimmt die Y-Plattform 4 in Antwort auf die Zuführung von Gasen von einer Zufuhrquelle (nicht gezeigt) zu den Statikdruck- Gaslagern 3d, 3d', 3e und 3e' von der Basisplatte 1 auf, bzw. wird von ihr beabstandet. Außerdem schwimmt die Y- Plattform 4 in Antwort auf die Zuführung von Gasen zu den Lagern 3c und 3c' von der stationären Führung 2 auf. In diesem Zustand kann die Y-Plattform 4 mittels der zwei Antriebsstelleinrichtungen 4c und 4c' entlang der stationären Führung 2 in der Richtung der Y-Achse bewegt werden.
Außerdem schwimmt die X-Plattform 5 in Antwort auf die Zuführung von Gasen zu den Statikdruck-Gaslagern 3b, 3b',3f und 3f', ähnlich der Y-Plattform 4, von der Basisplatte 1 auf. Außerdem schwimmt die X-Plattform 5 in Antwort auf die Zuführung von Gasen zu den Lagern 3a und 3a' von den Führungen 4b und 4b' auf, und sie kann mittels der Antriebsstelleinrichtung 5c in der Richtung der X-Achse bewegt werden, während sie durch die Führungen 4b und 4b', die an den Seitenflächen der Y-Plattform 4 befestigt sind, in der Richtung der X-Achse geführt wird. Hier werden unter dem Einfluß der Vorlast-Magneteinheiten 6a - 6e und 6a' - 6e' die X-Plattform 5 und die Y-Plattform 4 justiert, um mit Bezug auf die Bezugsfläche der Basisplatte 1 und die Führungsfläche der stationären Führung 2 eine konstante Stellung aufrechtzuerhalten. Die Magneteinheiten 6a und 6a'sind an einer Seite der Befestigungsplatte 4a befestigt, um der Führungsfläche der stationären Führung 2 gegenüberzuliegen, und sie beaufschlagen die stationäre Führung 2 mit magnetischen Kräften, um die Y-Plattform 4 zu der stationären Führung 2 hin bezüglich der Richtung der X- Achse anzuziehen. Die Magneteinheiten 6 und 6' sind zwischen den Lagern 3c und 3c' angeordnet. Die Magneteinheiten 6b, 6b', 6e und 6e' sind an den unteren Flächen der Befestigungsplatten 4a und 4a' befestigt, um der Bezugsfläche der Basisplatte 1 gegenüberzuliegen, und sie beaufschlagen die Basisplatte 1 mit magnetischen Kräften, um die Y-Plattform 4 zu der Basisplatte 1 hin bezüglich der Richtung der Z-Achse anzuziehen. Die Magneteinheiten 6c, 6c', 6d und 6d'sind derart an der Befestigungsplatte 5c befestigt, daß sie der Bezugsfläche der Basisplatte 1 gegenüberliegen, und auf die X-Plattform 5 in der gleichen Weise wirken, wie die Magneteinheiten 6b, 6b', 6e und 6e' auf die Y-Plattform 4 wirken.
Die wichtigen Merkmale der vorliegenden Erfindung bestehen im folgenden:
(a) Die Lagerung sowohl der X-Plattform als auch der Y- Plattform in einer vertikalen Richtung (Richtung der Z- Achse) ist durch die Basisplatte 1 derart geschaffen, daß die Bewegung von einer der Plattformen, der X-Plattform oder der Y-Plattform, keine wandernde Belastung an der anderen Plattform erzeugt. Folglich kann die statische Stellung zufriedenstellend gehalten werden.
(b) Die Schwingungskopplung zwischen der X-Plattform und der Y-Plattform mit Bezug auf drei Komponenten, d. h. in einer Längsrichtung (X-Richtung gemäß Fig. 1), in einer senkrechten Richtung (Z-Richtung gemäß Fig. 1) und das Rollen (die Drehung um die y-Achse gemäß Fig. 1) kann vollständig vermieden werden.
(c) Jedes Nicken der Y-Plattform (deren Drehung um die X-Achse gemäß Fig. 1) kann nur über die Gaslagereinrichtungen 3a und 3a' zu der X-Plattform übertragen werden. Deshalb wird die Kopplung zwischen der Y-Plattform und der X-Plattform bezüglich des Nickens der Y-Plattform bis auf ein Minimum unterdrückt.
(d) Die Vorrichtung kann derart aufgebaut sein, daß der Tragtisch 5a über die stationäre Führung 2 oder die Y- Plattform-Antriebsstelleinrichtungen 4c bezüglich der Richtung der X-Achse hervorsteht. Bei einer derartigen Vorgehensweise wird die durch die Basisplatte 1 eingenommene Fläche so klein wie bei den herkömmlichen Vorrichtungen gehalten.
(e) Die Höhe der Führungsvorrichtung als Ganzes, einschließlich der Höhe der Basisplatte 1, kann auf ungefähr eine Hälfte der Höhe der herkömmlichen Vorrichtungen reduziert werden.
(f) Durch das Justieren der Höhe der Koppelplatten 4d und 4d' ist es möglich, daß der Punkt des Antriebs für die Y-Plattform mit Bezug auf die Höhenrichtung (Richtung der Z-Achse) im wesentlichen mit dem Schwerpunkt des gesamten X-Y-Mechanismus übereinstimmt. Dies ist sehr effektiv, um das Auftreten von Schwingungen auf das Antreiben der Y- Plattform hin zu minimieren.
(g) Die Länge jeder Gaslager-Befestigungsplatte 4a oder 4a' der Y-Plattform 4 ist in der Richtung der Y-Achse an die Länge der bewegbaren Platte 5a der X-Platt form 5 in bezug auf die Richtung der Y-Achse angeglichen. Dadurch kann die nicht zu bevorzugende Steigerung in der bewegbaren Fläche zur Bewegung der bewegbaren Platte 5a verhindert werden.
(h) Sowohl die Basisplatte 1 als auch die stationäre Führung 2 bzw. sowohl die Y-Plattform 4 als auch die X- Platt form 5 könne aus verschiedenen Materialien gefertigt sein, die verschiedene thermische Ausdehnungskoeffizienten haben. Als ein Beispiel können die Basisplatte 1 und die stationäre Führung 2 wegen der magnetischen Vorlast aus einem magnetisierbaren Material gefertigt sein, während die Y-Plattform 4 und die X-Plattform 5 wegen der Reduzierung im Gewicht und einer Steigerung in der Steifigkeit aus einem Material wie zum Beispiel Keramik gefertigt sein können. Da nur eine einzelne stationäre Führung 2 verwendet wird und nur eine Fläche als Bezug verwendet wird, bewirkt ein Temperaturunterschied keine Änderung in der Charakteristik.
(i) Die Schaffung von Ausnehmungen 1a und 1a' in der Basisplatte 1 sichert mittels der Bewegung der X-Plattform 5 zu der Ausnehmung 1a oder 1a' eine einfache Reinigung in der vertikalen (Z-Achse) Richtung der X-Plattform 5, wenn Fremdpartikel in den Zwischenraum unter der Statikdrucklager-Befestigungsplatte 5c gelangen.
(j) Durch das Fertigen der horizontalen Lager-Befestigungsplatte 5b (5b') der X-Plattform 5 in einer kanalartigen Form, wie zum Beispiel in Fig. 2 gezeigt ist, wird ihre Kontaktfläche zu der bewegbaren Platte 5a und der Befestigungsplatte 5c vergrößert, was in einer gesteigerten Zuverlässigkeit des Koppelabschnitts zum Gleiten resultiert.
(k) Da die stationäre Führung 2 seitlich an der Seitenfläche der Basisplatte 1 befestigt ist, wird sie nicht seitlich verschoben. Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind den Elementen, die denen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, die gleichen Bezugszeichen zugewiesen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die stationäre Führung 2 mittels Befestigungseinrichtungen (nicht gezeigt) wie zum Beispiel Bolzen, einer Klebeverbindung o. dgl. an der oberen Fläche (Bezugsfläche) der Basisplatte 1 befestigt. Abgesehen von diesem Punkt ist der Aufbau dieses Ausführungsbeispiels der gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.
Zusätzlich zu der vorteilhaften Merkmalen (a) - (j) des ersten Ausführungsbeispiels, weist das vorliegende Ausführungsbeispiel die folgenden Vorteile auf:
(l) Da es keine Notwendigkeit der Bearbeitung und Endbearbeitung der Befestigungsfläche (Seitenfläche) der stationären Führung der Basisplatte 1 gemäß Fig. 1 gibt, sinken die Kosten der Herstellung.
(m) Da die Höhe der stationären Führung 2 klein gefertigt werden kann, kann die Anwendung eines dünneren Elements für ausreichende Steifigkeit sorgen.
Wie im vorhergehenden beschrieben ist, ist die Lagerung für die X-Plattform und die Y-Plattform in der vertikalen Richtung nur mittels der Basisplattenfläche geschaffen, während die Führung der Y-Plattform in einer seitlichen Richtung durch eine einzelne stationäre Führung geschaffen ist, die an der Basisplatte befestigt ist. Die Führung der X-Plattform in einer seitlichen Richtung wird auch mittels einer Seitenfläche der Y-Plattform geschaffen. Dies verhindert effektiv eine wandernde Last der Y-Plattform und sichert die vollständige Blockierung der Übertragung der Schwingung der Y-Plattform zu der X-Plattform wie zum Beispiel der in der vertikalen Richtung, der in der Richtung der X-Achse und des Rollens. Außerdem wird ein Nicken der Y-Plattform fast überhaupt nicht zu der X-Plattform übertragen. Folglich wird die Kopplung minimiert und ein hochgenaues Positionieren ist gesichert.
Desweiteren sichert das Führen der Y-Plattform in der seitlichen Richtung über nur eine einzelne stationäre Führung an der Basisplatte, daß ungeachtet eines Unterschieds in den Materialeigenschaften (thermischer Ausdehnungskoeffizient) der Basisplatte und der stationären Führung im Vergleich mit der X-Plattform und der Y-Plattform, die Lagercharakteristik überhaupt nicht geändert wird, und aus diesem Grund eine hochgenaue Positionierung gesichert wird.

Claims

1. Führungsvorrichtung mit

einer Basis (1), die eine Bezugsfläche hat,

einer Führungseinrichtung (2), die an der Basis (1) befestigt ist und eine sich in eine erste Richtung (Y) erstreckende erste Führungsfläche hat,

einer ersten Plattform (4), die eine erste Gaslagereinrichtung (3d, 3e), welche gegenüber der Bezugsfläche der Basis (1) angeordnet ist, und eine zweite Gaslagereinrichtung (3c, 3c) hat, welche gegenüber der ersten Führungsfläche der Führungseinrichtung (2) angeordnet ist, wobei die erste Plattform (4) auch eine zweite Führungsfläche hat, die sich in einer zweiten Richtung (X) erstreckt, welche parallel zu der Bezugsfläche der Basis (1) ist,

einer zweiten Plattform (5), die derart angeordnet ist, daß sie über der ersten Plattform (4) verläuft, wobei die zweite Plattform eine dritte Gaslagereinrichtung (3b, 3b'), die gegenüber der Bezugsfläche der Basis (1) angeordnet ist, und eine vierte Gaslagereinrichtung (3a, 3a') aufweist, die gegenüber der zweiten Führungsfläche angeordnet ist, wobei die Bewegung der zweiten Plattform (5) in der zweiten Richtung mittels der zweiten Führungsfläche der ersten Plattform und der Bezugsfläche der Basis (1) geführt wird,

einer ersten Antriebsstelleinrichtung (4c, 4c'), die an der ersten Plattform (4) betätigbar ist, um die erste Plattform (4) in die erste Richtung (Y) zu bewegen, wobei die zweite Plattform (5) mit der ersten Plattform in die erste Richtung (Y) bewegbar ist,

einer zweiten Antriebsstelleinrichtung (5d), die an der zweiten Plattform (5) betätigbar ist, um diese in die zweite Richtung (X) zu bewegen,

wobei die Führungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß

die Führungseinrichtung (2) aus einem einzelnen stationären Führungselement (2) besteht, das an einer Seite der ersten Plattform (4) angeordnet ist,

an der ersten Plattform (4) eine Magneteinheit-Einrichtung (6a, 6a') geschaffen ist, und gegenüber der ersten Führungsfläche angeordnet ist, um die erste Plattform (4) in Richtung auf die Führung anzudrücken, wobei die Magneteinheit-Einrichtung (6a, 6a') zwischen zwei Gaslagern (3c, 3c') angeordnet ist, welche die zweite Gaslagereinrichtung (3c, 3c') bilden, wobei diese Gaslager (3c, 3c') in der ersten Richtung (Y) voneinander beabstandet sind, und

die Bewegung der ersten Plattform (4) in der ersten Richtung (Y) nur durch die erste Führungsfläche der Führungseinrichtung (2) und die Bezugsfläche der Basis (1) geführt wird.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Antriebsstelleinrichtung (4c, 4c') zwei Linearmotoren enthält, die jeder einen bewegbaren Abschnitt, der einstückig mit gegenüberliegenden Endabschnitten der ersten Plattform (4) gekoppelt ist, und einen stationären Abschnitt, der einstückig mit der Basis (1) gekoppelt ist, aufweisen.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die zweite Antriebsstelleinrichtung (5d) einen Linearmotor enthält, der einen bewegbaren Abschnitt, der einstückig mit der zweiten Plattform (5) gekoppelt ist, und einen stationären Abschnitt, der einstückig mit der ersten Plattform (4) gekoppelt ist, aufweist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Punkt des Antriebs der ersten Antriebsstelleinrichtung (4c, 4c') für die erste Plattform (4) mit Bezug auf eine Richtung (Z) senkrecht zu der Bezugsfläche der Basis (1) im wesentlichen mit einem Schwerpunkt der ersten und der zweiten Plattform (4, 5) übereinstimmt.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Basis (1) Ausnehmungen (1a, 1a') aufweist, die an deren gegenüberliegenden Endabschnitten ausgebildet sind, wobei die Ausnehmungen (1a, 1a') in der ersten Richtung (Y) voneinander beabstandet sind.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei jede der Plattformen, die erste und die zweite Plattform (4, 5), aus Keramikmaterial besteht.