JP2006205279A - X-y stage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)のガラス基板のパターン等を検査する基板検査装置に用いて好適なX−Yステージ装置に関する。 The present invention relates to an XY stage apparatus suitable for use in, for example, a substrate inspection apparatus for inspecting a glass substrate pattern or the like of a liquid crystal display (LCD).
従来、LCDに用いられるガラス基板のパターン等の種々の検査をする装置として、移動体(ステージ)を所定の軸方向に移動させるX−Yステージ装置を用いた基板検査装置が知られている(例えば、特許文献1,2参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a substrate inspection apparatus using an XY stage apparatus that moves a movable body (stage) in a predetermined axial direction is known as an apparatus for performing various inspections such as a glass substrate pattern used in an LCD ( For example, see Patent Documents 1 and 2.)
今日、LCDの大型化が進み、その検査等のために大型のX−Yステージ装置の需要が高まっており、また、所定の軸方向に水平移動する移動体を駆動させる駆動系は高速かつ高精度の位置決めが求められている。そのために、移動体を軽量かつ剛性の高い材料で構築する必要性が求められている。 Today, LCDs are becoming larger and demand for large XY stage devices is increasing for inspection and the like, and a drive system that drives a moving body that moves horizontally in a predetermined axial direction is high speed and high. Accurate positioning is required. Therefore, the necessity for constructing the moving body with a lightweight and highly rigid material is demanded.
一般的に、移動体の軽量化のためにアルミニウム合金等の軽金属を使用するが、この軽金属は熱膨張が大きく、また、剛性も弱く、撓み等により高精度の装置の材料としては不適切であった。即ち、例えば、アルミニウム合金等の軽金属は1mにつき1度の温度上昇で約23μm伸びるため、2mとか3m用の移動体ではそれなりに伸び、全体の撓みも大きくなって高精度の位置決めは難しかった。 Generally, a light metal such as an aluminum alloy is used to reduce the weight of the moving body. However, this light metal has a large thermal expansion and a low rigidity, and is not suitable as a material for a high-precision device due to bending or the like. there were. That is, for example, a light metal such as an aluminum alloy extends about 23 μm at a temperature increase of 1 degree per 1 m, so that a mobile body for 2 m or 3 m extends as it is, and the overall deflection becomes large, so that high-precision positioning is difficult.
一方、樹脂の開発は目覚ましく、今日、温度にほとんど影響されない樹脂とカーボン繊維、ガラス繊維等の組み合わせにより、熱影響を受けず、鉄等の金属より高剛性で、制振性に優れた炭素繊維強化プラスティックスやガラス繊維強化プラスティックス等の繊維強化プラスティックス(繊維強化合成樹脂)が開発されている。 On the other hand, the development of resin is remarkable, and today, the combination of resin that is hardly affected by temperature, carbon fiber, glass fiber, etc., is not affected by heat, is carbon fiber that has higher rigidity than metal such as iron and excellent vibration damping Fiber reinforced plastics (fiber reinforced synthetic resins) such as reinforced plastics and glass fiber reinforced plastics have been developed.
しかしながら、前記繊維強化合成樹脂は、直接表面等を研削加工等すると、繊維に傷を付けてその強度を損なってしまうため、高精度の部品を製造することができず、この種の材料を使用したX−Yステージ装置を構築することが難しかった。 However, since the fiber reinforced synthetic resin directly scratches the surface and the like, it damages the fiber and impairs its strength, so it cannot produce high-precision parts and uses this kind of material. It was difficult to construct the XY stage apparatus.
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、研削等の高精度な機械加工を可能とし、熱変形が少なく、軽量で制振性の優れた繊維強化合成樹脂製で高性能なX−Yステージ装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and enables high-precision machining such as grinding, is made of a fiber-reinforced synthetic resin that has low thermal deformation, is lightweight, and has excellent vibration damping properties. An object is to provide a high-performance XY stage apparatus.
請求項1の発明は、上面にガイド部材を配置した装置本体と、この装置本体上の前記ガイド部材に沿って一軸方向に移動する一方の移動体と、この一方の移動体に配置されたガイド部材に沿って前記一軸方向と直交する他軸方向に移動する他方の移動体と、を備えたX−Yステージ装置において、前記装置本体と前記各移動体のうちの少なくとも該各移動体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該各移動体の少なくとも部品取付面に熱変形が少ない小さな金属片を複数接着して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an apparatus main body having a guide member disposed on an upper surface thereof, one moving body that moves in a uniaxial direction along the guide member on the apparatus main body, and a guide disposed on the one moving body. An XY stage apparatus comprising: the other moving body that moves in the other axial direction perpendicular to the one axial direction along a member, wherein at least each of the moving bodies of the apparatus main body and each of the moving bodies is a fiber It is characterized in that it is made of reinforced synthetic resin and a plurality of small metal pieces with little thermal deformation are bonded to at least a part mounting surface of each moving body to form a machining allowance with a predetermined thickness.
請求項2の発明は、請求項1記載のX−Yステージ装置であって、前記装置本体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該装置本体の少なくとも部品取付面に熱変形が少ない小さな金属片を複数接着して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the XY stage apparatus according to the first aspect, wherein the apparatus main body is formed of a fiber reinforced synthetic resin, and at least a component mounting surface of the apparatus main body has a small thermal deformation. A plurality of pieces are bonded to form a machining allowance having a predetermined thickness.
請求項3の発明は、上面にガイド部材を配置した装置本体と、この装置本体上の前記ガイド部材に沿って一軸方向に移動する一方の移動体と、この一方の移動体に配置されたガイド部材に沿って前記一軸方向と直交する他軸方向に移動する他方の移動体と、を備えたX−Yステージ装置において、前記装置本体と前記各移動体のうちの少なくとも該各移動体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該各移動体の少なくとも部品取付面にメッキを施して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus main body in which a guide member is disposed on an upper surface, one moving body that moves in a uniaxial direction along the guide member on the apparatus main body, and a guide that is disposed on the one moving body. An XY stage apparatus comprising: the other moving body that moves in the other axial direction perpendicular to the one axial direction along a member, wherein at least each of the moving bodies of the apparatus main body and each of the moving bodies is a fiber It is made of reinforced synthetic resin, and at least a part mounting surface of each moving body is plated to form a machining allowance with a predetermined thickness.
請求項4の発明は、請求項3記載のX−Yステージ装置であって、前記装置本体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該装置本体の少なくとも部品取付面に硬質クロムメッキを施して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the XY stage apparatus according to the third aspect, wherein the apparatus main body is formed of a fiber reinforced synthetic resin, and hard chromium plating is applied to at least a component mounting surface of the apparatus main body. A machining allowance having a predetermined thickness is formed.
請求項5の発明は、上面にガイド部材を配置した装置本体と、この装置本体上の前記ガイド部材に沿って一軸方向に移動する一方の移動体と、この一方の移動体に配置されたガイド部材に沿って前記一軸方向と直交する他軸方向に移動する他方の移動体と、を備えたX−Yステージ装置において、前記装置本体と前記各移動体のうちの少なくとも該各移動体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該各移動体の少なくとも部品取付面にセラミックを溶射して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an apparatus main body having a guide member disposed on an upper surface thereof, one moving body that moves in a uniaxial direction along the guide member on the apparatus main body, and a guide disposed on the one moving body. An XY stage apparatus comprising: the other moving body that moves in the other axial direction perpendicular to the one axial direction along a member, wherein at least each of the moving bodies of the apparatus main body and each of the moving bodies is a fiber It is formed of a reinforced synthetic resin, and a machining allowance of a predetermined thickness is formed by spraying ceramic on at least a part mounting surface of each moving body.
請求項6の発明は、請求項5記載のX−Yステージ装置であって、前記装置本体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該装置本体の少なくとも部品取付面にセラミックを溶射して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the XY stage apparatus according to the fifth aspect of the present invention, wherein the apparatus main body is formed of a fiber reinforced synthetic resin, and ceramic is sprayed on at least a part mounting surface of the apparatus main body to be predetermined. Thick machining allowance is formed.
以上説明したように、請求項1の発明によれば、装置本体と各移動体のうちの少なくとも該各移動体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該各移動体の少なくとも部品取付面に熱変形が少ない小さな金属片を複数接着して所定厚の機械加工代を形成したことにより、繊維強化合成樹脂製の各移動体の部品取付面に予め接着された複数の金属片から成る所定厚の機械加工代の部分を機械加工することができる。これにより、繊維強化合成樹脂製の各移動体の繊維に傷を付けずに、その強度を損なうことなく、研削加工等の高精度な機械加工が可能となり、熱変形が少なく、軽量で制振性の良い高性能なX−Yステージ装置を提供することができる。 As described above, according to the invention of claim 1, at least each of the moving bodies of the apparatus main body and each moving body is formed of fiber reinforced synthetic resin, and at least on the component mounting surface of each moving body. A predetermined thickness consisting of a plurality of metal pieces pre-bonded to the component mounting surface of each moving body made of fiber reinforced synthetic resin by forming a machining allowance of a predetermined thickness by bonding a plurality of small metal pieces with little thermal deformation The machining allowance part can be machined. This enables high-precision machining such as grinding without damaging the fibers of each mobile body made of fiber-reinforced synthetic resin and without damaging its strength, with less thermal deformation, light weight and vibration damping. A high-performance XY stage apparatus with good characteristics can be provided.
請求項2の発明によれば、装置本体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該装置本体の少なくとも部品取付面に熱変形が少ない小さな金属片を複数接着して所定厚の機械加工代を形成したことにより、繊維強化合成樹脂の装置本体の部品取付面に予め接着された複数の金属片から成る所定厚の機械加工代の部分を機械加工することができる。これにより、繊維強化合成樹脂製の装置本体の繊維に傷を付けずに、その強度を損なうことなく、研削加工等の高精度な機械加工が可能となり、熱変形が少なく、全体がより軽量で制振性に優れた高性能なX−Yステージ装置を提供することができる。 According to the invention of claim 2, the apparatus main body is formed of fiber reinforced synthetic resin, and a plurality of small metal pieces with little thermal deformation are bonded to at least the component mounting surface of the apparatus main body to reduce the machining allowance of a predetermined thickness. By forming the portion, a machining allowance portion having a predetermined thickness made of a plurality of metal pieces previously bonded to the component mounting surface of the device body of the fiber reinforced synthetic resin can be machined. This enables high-precision machining such as grinding without damaging the fiber of the device body made of fiber-reinforced synthetic resin without damaging its strength, less thermal deformation, and lighter overall It is possible to provide a high-performance XY stage apparatus having excellent vibration damping properties.
請求項3の発明によれば、装置本体と各移動体のうちの少なくとも該各移動体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該各移動体の少なくとも部品取付面にメッキを施して所定厚の機械加工代を形成したことにより、繊維強化合成樹脂製の各移動体の部品取付面に予めメッキを施して成る所定厚の機械加工代の部分を機械加工することができる。これにより、繊維強化合成樹脂製の各移動体の繊維に傷を付けずに、その強度を損なうことなく、研削加工等の高精度な機械加工が可能となり、熱変形が少なく、軽量で制振性の良い高性能なX−Yステージ装置を提供することができる。 According to the invention of claim 3, at least each of the moving bodies of the apparatus main body and each moving body is formed of fiber reinforced synthetic resin, and at least a part mounting surface of each moving body is plated to have a predetermined thickness. By forming the machining allowance, it is possible to machine a machining allowance portion having a predetermined thickness obtained by plating the component mounting surface of each movable body made of fiber-reinforced synthetic resin in advance. This enables high-precision machining such as grinding without damaging the fibers of each mobile body made of fiber-reinforced synthetic resin and without damaging its strength, with less thermal deformation, light weight and vibration damping. A high-performance XY stage apparatus with good characteristics can be provided.
請求項4の発明によれば、装置本体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該装置本体の少なくとも部品取付面に硬質クロムメッキを施して所定厚の機械加工代を形成したことにより、繊維強化合成樹脂の装置本体の部品取付面に予め硬質クロムメッキを施して成る所定厚の機械加工代の部分を機械加工することができる。これにより、繊維強化合成樹脂製の装置本体の繊維に傷を付けずに、その強度を損なうことなく、研削加工等の高精度な機械加工が可能となり、熱変形が少なく、全体がより軽量で制振性に優れた高性能なX−Yステージ装置を提供することができる。 According to the invention of claim 4, the apparatus main body is formed of fiber reinforced synthetic resin, and at least a part mounting surface of the apparatus main body is hard chrome plated to form a machining allowance having a predetermined thickness. A machined portion of a predetermined thickness, which is obtained by applying hard chrome plating in advance to the component mounting surface of the reinforced synthetic resin device main body, can be machined. This enables high-precision machining such as grinding without damaging the fiber of the device body made of fiber-reinforced synthetic resin without damaging its strength, less thermal deformation, and lighter overall It is possible to provide a high-performance XY stage apparatus having excellent vibration damping properties.
請求項5の発明によれば、装置本体と各移動体のうちの少なくとも該各移動体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該各移動体の少なくとも部品取付面にセラミックを溶射して所定厚の機械加工代を形成したことにより、繊維強化合成樹脂製の各移動体の部品取付面に予めセラミックを溶射して成る所定厚の機械加工代の部分を機械加工することができる。これにより、繊維強化合成樹脂製の各移動体の繊維に傷を付けずに、その強度を損なうことなく、研削加工等の高精度な機械加工が可能となり、熱変形が少なく、軽量で制振性の良い高性能なX−Yステージ装置を提供することができる。 According to the invention of claim 5, at least each of the moving bodies of the apparatus main body and each moving body is formed of fiber reinforced synthetic resin, and ceramic is sprayed on at least a part mounting surface of each moving body to be predetermined. By forming a thick machining allowance, it is possible to machine a machining allowance portion having a predetermined thickness obtained by previously spraying ceramic on the component mounting surface of each movable body made of fiber reinforced synthetic resin. This enables high-precision machining such as grinding without damaging the fibers of each mobile body made of fiber-reinforced synthetic resin and without damaging its strength, with less thermal deformation, light weight and vibration damping. A high-performance XY stage apparatus with good characteristics can be provided.
請求項6の発明によれば、装置本体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該装置本体の少なくとも部品取付面にセラミックを溶射して所定厚の機械加工代を形成したことにより、繊維強化合成樹脂の装置本体の部品取付面に予めセラミックを溶射して成る所定厚の機械加工代の部分を機械加工することができる。これにより、繊維強化合成樹脂製の装置本体の繊維に傷を付けずに、その強度を損なうことなく、研削加工等の高精度な機械加工が可能となり、熱変形が少なく、全体がより軽量で制振性に優れた高性能なX−Yステージ装置を提供することができる。 According to the invention of claim 6, the apparatus main body is formed of a fiber reinforced synthetic resin, and ceramic is sprayed on at least a component mounting surface of the apparatus main body to form a machining allowance of a predetermined thickness, thereby A portion of machining allowance having a predetermined thickness, which is formed by previously spraying ceramic on the component mounting surface of the synthetic resin device main body, can be machined. This enables high-precision machining such as grinding without damaging the fiber of the device body made of fiber-reinforced synthetic resin without damaging its strength, less thermal deformation, and lighter overall It is possible to provide a high-performance XY stage apparatus having excellent vibration damping properties.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態の基板検査装置に用いて好適なX−Yステージ装置を示す平面図、図2は同装置の側面図、図3は同装置の正面図、図4は同装置に用いられる装置本体の平面図、図5は同装置本体の要部を示す部分平面図、図6は同装置本体の正面図、図7は同装置に用いられる移動体の一部を構成する一方のコラムの側面図、図8は同一方のコラムの平面図、図9は同一方のコラムの正面図、図10は同移動体の一部を構成する他方のコラムの側面図、図11は同他方のコラムの平面図、図12は同他方のコラムの正面図、図13は同移動体の一部を構成するY軸ベースの正面図、図14は同Y軸ベースの平面図、図15は同Y軸ベースの要部を示す部分正面図、図16は同Y軸ベースの側面図である。 1 is a plan view showing an XY stage apparatus suitable for use in a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the apparatus, FIG. 3 is a front view of the apparatus, and FIG. FIG. 5 is a partial plan view showing the main part of the apparatus main body, FIG. 6 is a front view of the apparatus main body, and FIG. 7 is a part of a moving body used in the apparatus. FIG. 8 is a plan view of the same column, FIG. 9 is a front view of the same column, FIG. 10 is a side view of the other column constituting a part of the movable body, and FIG. Is a plan view of the other column, FIG. 12 is a front view of the other column, FIG. 13 is a front view of a Y-axis base constituting a part of the movable body, and FIG. 14 is a plan view of the Y-axis base. FIG. 15 is a partial front view showing the main part of the Y-axis base, and FIG. 16 is a side view of the Y-axis base.
図1〜図3に示すように、X−Yステージ装置10は、上面11aに一対のX軸ガイドレール(ガイド部材)12,12を配置したベースとしての装置本体11と、この装置本体11上の一対のX軸ガイドレール12,12に沿ってX軸方向(一軸方向)に往復移動するX軸移動体(一方の移動体)20と、このX軸移動体20の後述するY軸ベース25に配置された一対のY軸ガイドレール(ガイド部材)28,28に沿ってX軸方向と直交するY軸方向(他軸方向)に往復移動するY軸移動体(他方の移動体)30と、このY軸移動体30に対してZ軸ユニット41のスクリュ42を介してZ軸方向(上下方向)に移動自在に設けられたCCDカメラ(検査治具)40と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図1〜図6に示すように、装置本体11は、炭素繊維強化合成樹脂(CFRP)或いはガラス繊維強化合成樹脂(GFRP)等の繊維強化合成樹脂(FRP)により下面側が開口した箱形に形成してある。この装置本体11の上面11aの一対のガイドレール取付面(部品取付面)11b,11b及びリニアモータ取付面(部品取付面)11cには、熱膨張を無視できるような(熱変形が少ない)矩形板状の小さな金属片50を微小間隔を介して左右及び前後方向に複数それぞれ接着剤を介して接着してある。これにより、各ガイドレール取付面11b及びリニアモータ取付面11cには所定厚の接着板厚Tが形成され、この接着板厚Tより機械加工代S分を研削加工等して高精度の各ガイドレール取付面11b及びリニアモータ取付面11cがそれぞれ形成されるようになっている。
As shown in FIGS. 1-6, the apparatus
そして、この装置本体11の上面11aの各ガイドレール取付面11bにはX軸ガイドレール12をボルト13により締結固定してあると共に、リニアモータ取付面11cにはX軸リニアモータ14の複数配列された永久磁石から成る固定部14aを一方のX軸ガイドレール12と平行になるように取り付けてある。また、装置本体11の上面11aの一方のX軸ガイドレール12の内側にはX軸移動体20の位置を検出するリニアスケール15のスケル部15aを該X軸ガイドレール12と平行になるように取り付けてある。さらに、装置本体11の上面11aの中央には、液晶ディスプレイ(LCD)のガラス基板60を保持するホルダ16を取り付けてある。
An
図1〜図3に示すように、X軸移動体20は、左右一対のスペーサ21,22と、この左右一対のスペーサ21,22に各ボルト29により締結固定される左右一対のコラム23,24と、この左右一対のコラム23,24の上部に掛け渡されるように各ボルト17により締結固定されるY軸ベース25とで構成されて門型になっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図2,図3に示すように、左右一対のスペーサ21,22は炭素繊維強化合成樹脂或いはガラス繊維強化合成樹脂等の繊維強化合成樹脂によりブロック状に形成してあり、各スペーサ21,22の下面に各X軸ガイドレール12に沿って摺動するコ字状のガイド26をボルト18により締結固定してある。また、右側のスペーサ(他方のスペーサ)22の下面にはX軸移動体20の位置を検出するリニアスケール15のヘッド部(パルス出力部)15bを取り付けてある。
As shown in FIGS. 2 and 3, the pair of left and
図1〜図3及び図7〜図12に示すように、左右一対のコラム23,24は炭素繊維強化合成樹脂或いはガラス繊維強化合成樹脂等の繊維強化合成樹脂により外側の側面が開口した箱形にそれぞれ形成してある。図7〜図9に示すように、左側のコラム(一方のコラム)23の上下両面(部品取付面)23a,23bには、熱膨張を無視できるような(熱変形が少ない)矩形板状の小さな金属片50を微小間隔を介して左右及び前後方向に複数それぞれ接着剤を介して接着してある。これにより、左側のコラム23の上下両面23a,23bには所定厚の接着板厚Tが形成され、この接着板厚Tより機械加工代S分を研削加工等して高精度の上下両面23a,23bがそれぞれ形成されるようになっている。そして、図2及び図3に示すように、左側のコラム23の下面23bには左側のスペーサ(一方のスペーサ)21をボルト17により締結固定すると共に、該左側のコラム23の上面23aにはY軸ベース25をボルト17により締結固定してある。尚、左側のコラム23の上下両面23a,23bの四隅にはボルト挿通孔23cをそれぞれ形成してある。
As shown in FIGS. 1 to 3 and FIGS. 7 to 12, the pair of left and
図10〜図12に示すように、右側のコラム(他方のコラム)24の上下両面(部品取付面)24a,24bには、熱膨張を無視できるような(熱変形が少ない)矩形板状の小さな金属片50を微小間隔を介して左右及び前後方向に複数それぞれ接着剤を介して接着してある。これにより、右側のコラム24の上下両面24a,24bには所定厚の接着板厚Tが形成され、この接着板厚Tより機械加工代S分を研削加工等して高精度の上下両面24a,24bがそれぞれ形成されるようになっている。そして、図3に示すように、右側のコラム24の下面24bの内側には右側のスペーサ22をボルト17により締結固定してあると共に、該右側のコラム24の下面24bの外側にはX軸リニアモータ14の可動部14bを取り付けてある。また、右側のコラム24の上面24aにはY軸ベース25をボルト17により締結固定してある。尚、右側のコラム24の上下両面24a,24bの四隅にはボルト挿通孔24cをそれぞれ形成してある。
As shown in FIGS. 10 to 12, the upper and lower surfaces (component mounting surfaces) 24 a and 24 b of the right column (the other column) 24 have rectangular plate shapes that allow negligible thermal expansion (less thermal deformation). A plurality of
図13〜図16に示すように、Y軸ベース25は、炭素繊維強化合成樹脂或いはガラス繊維強化合成樹脂等の繊維強化合成樹脂により四角筒状に形成してある。このY軸ベース25の上面25aのリニアモータ取付面(部品取付面)25dと正面25bの一対のガイドレール取付面(部品取付面)25e,25e及び下面25cの両側の一対のコラム取付面(部品取付面)25f,25fには、熱膨張を無視できるような(熱変形が少ない)矩形板状の小さな金属片50を微小間隔を介して左右及び前後方向に複数それぞれ接着剤を介して接着してある。これにより、リニアモータ取付面25dと各ガイドレール取付面25e及び各コラム取付面25fには所定厚の接着板厚Tが形成され、この接着板厚Tより機械加工代S分を研削加工等して高精度のリニアモータ取付面25dと各ガイドレール取付面25e及び各コラム取付面25f,25fがそれぞれ形成されるようになっている。
As shown in FIGS. 13 to 16, the Y-
そして、このY軸ベース25の上面25aのリニアモータ取付面25dにはY軸リニアモータ27の複数配列された永久磁石から成る固定部27aを平行になるように取り付けてあると共に、該Y軸ベース25の正面25bの各ガイドレール取付面25dにはY軸ガイドレール28をボルト19により固定してある。また、Y軸ベース25の下面25cの両側の一対のコラム取付面25e,25eには左右一対のコラム23,24の上部を各ボルト17を介して締結固定してある。さらに、Y軸ベース25の正面25bの中央にはY軸移動体30の位置を検出するリニアスケール29のスケル部29aを取り付けてある。
A fixed
Y軸移動体30は、炭素繊維強化合成樹脂或いはガラス繊維強化合成樹脂等の繊維強化合成樹脂により矩形板状に形成してある。図1〜図3に示すように、このY軸移動体30の背面30bの上下側には各X軸ガイドレール28に沿って摺動するコ字状のガイド31をボルトにより締結固定してある。また、Y軸移動体30の背面30bの上端側にはY軸リニアモータ27の可動部27bを取り付けてある。さらに、Y軸移動体30の背面30bの中央には該Y軸移動体30の位置を検出するリニアスケール29のヘッド部(パルス出力部)29bを取り付けてある。また、Y軸移動体30の正面30aには、Z軸ユニット41を取り付けてある。
The Y-
尚、Y軸移動体30の正面30aのガイド取付面とリニアモータ取付面及び該Y軸移動体30の背面30bのユニット取付面には、前述したX軸移動体20と同様に、熱膨張を無視できるような(熱変形が少ない)矩形板状の小さな金属片を微小間隔を介して左右及び前後方向に複数それぞれ接着剤を介して接着してあり、この接着板の研削加工等した高精度の各取付面に前記ガイド31とY軸リニアモータ27の可動部27b及びZ軸ユニット41をそれぞれ取り付けてある。また、各図中、金属片50の接着後の寸法を符号Hで示すと共に、加工後の寸法を符号Lで示す。
The guide mounting surface and the linear motor mounting surface on the
以上実施形態のX−Yステージ装置10によれば、装置本体11と、X軸移動体20の各スペーサ21,22と各コラム23,24及びY軸ベース25と、Y軸移動体30とを炭素繊維強化合成樹脂或いはガラス繊維強化合成樹脂等の繊維強化合成樹脂によりそれぞれ形成し、かつ、装置本体11のガイドレール取付面11bとリニアモータ取付面11cと、X軸移動体20の各コラム23,24の上,下面23a,23b及び24a,24bとY軸ベース25のリニアモータ取付面25dとガイドレール取付面25eとコラム取付面25f、及び、Y軸移動体30のガイド取付面とリニアモータ取付面及びユニット取付面との各部品取付面に熱変形が少ない小さな金属片50を複数接着して所定厚の機械加工代Sをそれぞれ形成したことにより、繊維強化合成樹脂製の装置本体11及び各移動体20,30の各部品取付面に予め接着された複数の金属片50から成る所定厚の機械加工代Sの部分を研削加工等の機械加工することができる。
According to the
これにより、繊維強化合成樹脂製の装置本体11と各移動体20,30の繊維に傷を付けずに、その強度を損なうことなく、研削加工等の高精度な機械加工が可能となり、この高精度な各部品取付面に各部品を取り付けることができる。その結果、熱変形が少なく、全体がより軽量で制振性に優れた高性能なX−Yステージ装置10を提供することができる。
This enables high-precision machining such as grinding without damaging the fibers of the
図17は本発明の他の実施形態のX−Yステージ装置に用いられる装置本体の正面図、図18は同装置に用いられる移動体の一部を構成する一方のコラムの正面図、図19は同の移動体の一部を構成する他方のコラムの正面図、図20は同移動体の一部を構成するY軸ベースの側面図である。 17 is a front view of an apparatus main body used in an XY stage apparatus according to another embodiment of the present invention, FIG. 18 is a front view of one column constituting a part of a moving body used in the apparatus, and FIG. FIG. 20 is a front view of the other column that constitutes a part of the movable body, and FIG. 20 is a side view of a Y-axis base that constitutes a part of the movable body.
この他の実施形態では、装置本体11と、X軸移動体20の各スペーサ21,22と各コラム23,24及びY軸ベース25と、Y軸移動体30とを炭素繊維強化合成樹脂或いはガラス繊維強化合成樹脂等の繊維強化合成樹脂によりそれぞれ形成し、かつ、図17〜図20に示すように、装置本体11のガイドレール取付面11bとリニアモータ取付面11cと、X軸移動体20の各コラム23,24の上,下面23a,23b及び24a,24bとY軸ベース25のリニアモータ取付面25dとガイドレール取付面25eとコラム取付面25fの各部品取付面に硬質クロムメッキ51を施したり、或いは、セラミック52を溶射(コーティング)して所定厚の機械加工代を形成してある。これにより、装置本体11のガイドレール取付面11bとリニアモータ取付面11cと、X軸移動体20の各コラム23,24の上,下面23a,23b及び24a,24bとY軸ベース25のリニアモータ取付面25dとガイドレール取付面25eとコラム取付面25fの各部品取付面に所定厚のメッキ或いは溶射厚Tが形成され、このメッキ或いは溶射厚Tより機械加工代S分を研削加工等して高精度のリニアモータ取付面11c,25dと各ガイドレール取付面11b,25eと上,下面23a,23b及び24a,24b及び各コラム取付面25f,25fがそれぞれ形成されるようになっている。
In this other embodiment, the apparatus
このように、繊維強化合成樹脂の装置本体11及びX軸移動体20の各部品取付面に予め硬質クロムメッキ51を施したり、或いは、セラミック52を溶射して成る所定厚の機械加工代Sの部分を機械加工することができる。これにより、繊維強化合成樹脂製の装置本体11及びX軸移動体20の繊維に傷を付けずに、その強度を損なうことなく、研削加工等の高精度な機械加工が可能となり、熱変形が少なく、全体がより軽量で制振性に優れた高性能なX−Yステージ装置10を提供することができる。
In this way, the machine mounting allowance S of a predetermined thickness formed by applying hard chrome plating 51 in advance to the component mounting surfaces of the fiber reinforced synthetic resin device
尚、前記各実施形態によれば、ベースとしての装置本体を繊維強化合成樹脂で形成したが、グラナイト等の石定盤を用いても良い。また、前記各実施形態によれば、繊維強化合成樹脂製の装置本体の上面の各部品取付面等に部分的に熱変形が少ない小さな金属片を接着等したが、その上面等の全体に熱変形が少ない小さな金属片を接着等しても良いことは勿論である。 In addition, according to each said embodiment, although the apparatus main body as a base was formed with the fiber reinforced synthetic resin, you may use stone surface plates, such as a granite. Further, according to each of the above embodiments, a small metal piece with little thermal deformation is bonded to each component mounting surface on the upper surface of the fiber reinforced synthetic resin device body, but the entire upper surface is heated. Of course, a small metal piece with little deformation may be bonded.
10 X−Yステージ装置
11 装置本体
11a 上面
11b ガイドレール取付面(部品取付面)
11c リニアモータ取付面(部品取付面)
12 X軸ガイドレール(ガイド部材)
20 X軸移動体(一方の移動体)
23 一方のコラム
23a 上面(部品取付面)
23b 下面(部品取付面)
24 他方のコラム
24a 上面(部品取付面)
24b 下面(部品取付面)
25d リニアモータ取付面(部品取付面)
25e ガイドレール取付面(部品取付面)
25f コラム取付面(部品取付面)
28 Y軸ガイドレール(ガイド部材)
30 Y軸移動体(他方の移動体)
50 熱変形が少ない小さな金属片
51 硬質クロムメッキ
52 セラミック
S 機械加工代
10
11c Linear motor mounting surface (component mounting surface)
12 X-axis guide rail (guide member)
20 X-axis moving body (one moving body)
23 One
23b Bottom surface (component mounting surface)
24
24b Bottom surface (component mounting surface)
25d Linear motor mounting surface (component mounting surface)
25e Guide rail mounting surface (component mounting surface)
25f Column mounting surface (component mounting surface)
28 Y-axis guide rail (guide member)
30 Y-axis moving body (the other moving body)
50 Small metal piece with little
Claims (6)
前記装置本体と前記各移動体のうちの少なくとも該各移動体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該各移動体の少なくとも部品取付面に熱変形が少ない小さな金属片を複数接着して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とするX−Yステージ装置。 The apparatus main body having a guide member disposed on the upper surface, one moving body that moves in a uniaxial direction along the guide member on the apparatus main body, and the uniaxial direction along the guide member disposed on the one moving body An XY stage apparatus comprising: the other moving body that moves in the direction of the other axis orthogonal to
At least each of the moving bodies of the apparatus main body and the moving bodies is formed of a fiber reinforced synthetic resin, and a plurality of small metal pieces with little thermal deformation are bonded to at least a part mounting surface of the moving bodies. An XY stage apparatus characterized by forming a machining allowance for a thickness.
前記装置本体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該装置本体の少なくとも部品取付面に熱変形が少ない小さな金属片を複数接着して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とするX−Yステージ装置。 The XY stage apparatus according to claim 1,
The apparatus main body is formed of a fiber reinforced synthetic resin, and a machining allowance having a predetermined thickness is formed by bonding a plurality of small metal pieces with little thermal deformation to at least a component mounting surface of the apparatus main body. -Y stage device.
前記装置本体と前記各移動体のうちの少なくとも該各移動体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該各移動体の少なくとも部品取付面にメッキを施して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とするX−Yステージ装置。 The apparatus main body having a guide member disposed on the upper surface, one moving body that moves in a uniaxial direction along the guide member on the apparatus main body, and the uniaxial direction along the guide member disposed on the one moving body An XY stage apparatus comprising: the other moving body that moves in the direction of the other axis orthogonal to
At least each moving body of the apparatus main body and each moving body is formed of fiber reinforced synthetic resin, and at least a part mounting surface of each moving body is plated to form a machining allowance having a predetermined thickness. The XY stage apparatus characterized by the above-mentioned.
前記装置本体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該装置本体の少なくとも部品取付面に硬質クロムメッキを施して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とするX−Yステージ装置。 The XY stage apparatus according to claim 3,
An XY stage apparatus characterized in that the apparatus main body is formed of fiber reinforced synthetic resin, and at least a part mounting surface of the apparatus main body is subjected to hard chrome plating to form a machining allowance having a predetermined thickness.
前記装置本体と前記各移動体のうちの少なくとも該各移動体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該各移動体の少なくとも部品取付面にセラミックを溶射して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とするX−Yステージ装置。 The apparatus main body having a guide member disposed on the upper surface, one moving body that moves in a uniaxial direction along the guide member on the apparatus main body, and the uniaxial direction along the guide member disposed on the one moving body An XY stage apparatus comprising: the other moving body that moves in the direction of the other axis orthogonal to
At least each of the moving bodies of the apparatus main body and the moving bodies is formed of a fiber reinforced synthetic resin, and at least a part mounting surface of the moving bodies is thermally sprayed to form a machining allowance having a predetermined thickness. An XY stage apparatus characterized by that.
前記装置本体を繊維強化合成樹脂で形成し、かつ、該装置本体の少なくとも部品取付面にセラミックを溶射して所定厚の機械加工代を形成したことを特徴とするX−Yステージ装置。 The XY stage apparatus according to claim 5,
An XY stage apparatus, wherein the apparatus main body is formed of a fiber reinforced synthetic resin, and a machining allowance having a predetermined thickness is formed by spraying ceramic on at least a component mounting surface of the apparatus main body.
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JP4759094B1 (en) * | 2010-12-28 | 2011-08-31 | 株式会社進興製作所 | XY table |
CN105583638A (en) * | 2014-10-22 | 2016-05-18 | 维嘉数控科技(苏州)有限公司 | Gantry structure |
JP2017530870A (en) * | 2014-09-11 | 2017-10-19 | ザウアー ゲーエムベーハーSAUER GmbH | Machine Tools |
CN107838687A (en) * | 2017-10-16 | 2018-03-27 | 武汉帝尔激光科技股份有限公司 | A kind of gantry structure installation method of large-sized gantry machine |
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- 2005-01-26 JP JP2005017792A patent/JP2006205279A/en active Pending
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