JP2018508371A - 移動可能なテーブルシステム - Google Patents

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Abstract

本開示は、テーブル;テーブルを第1方向に移動させる第1アクチュエータ;テーブルを第2方向に移動させる第2アクチュエータ;第1アクチュエータ及びテーブルに結合されてテーブルを第2方向にガイドする第1リニアガイド;第2アクチュエータ及びテーブルに結合されてテーブルを第1方向にガイドする第2リニアガイド;第1アクチュエータ及び第2アクチュエータを支持する支持部;を含むことを特徴とする移動可能なテーブルシステムに関する。【選択図】図2

Description

本開示(Disclosure)は全体的に、移動可能なテーブルシステムに関し、特に、垂直の2方向に移動可能なテーブルシステムに関する。
ここでは、本開示に関する背景技術が提供され、それらが必ずしも公知技術を意味するわけではない(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art)。
移動可能なテーブルシステム、特に、垂直の2方向に移動可能なテーブルシステムは一般にXYテーブルと知られている。
図1は、韓国特許出願公開第2001−0013820号公報に記載されている図である。
説明の便宜のために図面符号を新しく付している。
図1において、XYテーブルは、ベース20、ベース20上にX軸方向に設置されたガイドレール21、ガイドレール21の端部にY軸方向に設置されたガイドレール22、ガイドレール21上に配置され、X軸方向に移動可能に結合されたX軸テーブル23、X軸テーブル23上に配置された2つのガイドローラ24,25、X軸駆動モーター26、X軸駆動モーター26に連結されたX軸移送ねじ27、ガイドレール22上に配置され、Y軸方向に移動可能に結合されたY軸テーブル28、Y軸テーブル28上に配置されたX軸方向のガイドレール29、Y軸駆動モーター30、Y軸駆動モーター30に連結されたY軸移送ねじ31、X軸テーブル23とY軸テーブル28上に配置されたトップテーブル32を含んでいる。XYテーブル10は、X軸駆動モーター26を駆動すると、X軸駆動モーター26の回転軸に連結されたX軸移送ねじ27を通じてX軸テーブル23がX軸方向に移動すると同時に、X軸テーブル23上に設けられたガイドローラ24,25を通じてトップテーブル32がX軸方向に移動する。次いで、Y軸駆動モーター30を駆動すると、このY軸駆動モーター30に連結されたY軸移送ねじ31を通じてY軸テーブル28がY軸方向に移動すると同時に、Y軸テーブル28上に配置されたトップテーブル32がY軸方向にY軸テーブル28と共に移動する。
しかしながら、トップテーブル32のX軸方向及びY軸方向の動きのためには下部にX軸テーブル23、Y軸テーブル28及びベース20の構造が必要であり、これは、XYテーブル10の構造が全体として大型化、重量化するという問題につながる。図1に記載しているXYテーブルの他にも大部分のXYテーブルは、トップテーブルを動かすためにトップテーブルの下部に少なくとも1個の動くテーブルを配置している。例えば、韓国特許出願公開第2008−0083297号公報、韓国特許出願公開第2000−0006149号公報、日本特許出願公開第2005−297189号公報などの多数のXYテーブルは、トップテーブルの下部に少なくとも1個の動くテーブルを配置している。本開示は、従来技術の問題点を解決して、簡単且つ軽量な構造のXYテーブルシステムを提示する。
これについては「発明を実施するための形態」の後段に記述する。
ここでは、本開示の全体的な要約(Summary)が提供され、これが本開示の範囲を制限するものと理解されてはならない(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features)。
本開示に係る一態様によれば(According to one aspect of the present disclosure)、テーブル;テーブルを第1方向に移動させる第1アクチュエータ;テーブルを第2方向に移動させる第2アクチュエータ;第1アクチュエータ及びテーブルに結合されてテーブルを第2方向にガイドする第1リニアガイド;第2アクチュエータ及びテーブルに結合されてテーブルを第1方向にガイドする第2リニアガイド;第1アクチュエータ及び第2アクチュエータを支持する支持部;を含むことを特徴とする移動可能なテーブルシステムが提供される。
これについては「発明を実施するための形態」の後段に記述する。
韓国特許出願公開第2001−0013820号公報に記載されている図面。
本開示に係る移動可能なテーブルシステムを示す平面図。
本開示に係る第1リニアガイド及び第2リニアガイドの動きを説明するための図。
本開示に係るリニアガイドの一例を示す図。
本開示に係る移動可能なテーブルシステムの他の例を示す平面図。
本開示に係る移動可能なテーブルシステムの更に他の例を示す平面図。
本開示に係る移動可能なテーブルシステムをレーザー加工装置に使用する一例を示す平面図。
本開示に係る移動可能なテーブルシステムの一例を示す3D図面。
本開示に係る移動可能なテーブルシステムの他の例を示す3D図面。
以下、本開示を添付の図面を参照して詳しく説明する(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s))。
図2は、本開示に係る移動可能なテーブルシステムの平面図である。
本開示に係る移動可能なテーブルシステム100は、テーブル110、テーブルを第1方向121に移動させる第1アクチュエータ120、テーブル110を第2方向131に移動させる第2アクチュエータ130、第1アクチュエータ120及びテーブル110に結合されてテーブル110を第2方向131にガイドする第1リニアガイド140、第2アクチュエータ130及びテーブル110に結合されてテーブル110を第1方向121にガイドする第2リニアガイド150、第1アクチュエータ120及び第2アクチュエータ130を支持する支持部160を含むことを特徴とする。
テーブル110は、第1方向121及び第2方向131に動くことができるものであって、図1のXYテーブルにおいてトップテーブルに該当する。テーブル110には、レーザー加工装置ではレーザー光源を置くことができ、半導体製造においてワイヤボンディングではワイヤボンディングヘッドを置くことができる。
第1アクチュエータ120及び第2アクチュエータ130はテーブル110をそれぞれ第1方向121及び第2方向131に移動させる。
第1アクチュエータ120及び第2アクチュエータ130は、図1に示した駆動モーターに移送ねじが連結されているものであってもよいが、高速制御のためには駆動部122,132及び移動部123,133を具備しているリニアモーターが好ましい。図示してはいないが、リニアモーターの移動部123,133と駆動部122,132とがリニアガイドで結合されていることは当業者にとって周知である。第1アクチュエータの中心線と第2アクチュエータの中心線とが垂直に交わることが好ましい。第1アクチュエータ120と第2アクチュエータ130の中心線124,134が垂直に交わるとき、第1方向121をX方向といい、第2方向をY方向131ということができる。
第1リニアガイド140は、テーブル110と第1アクチュエータ120とを直接連結させる。
第1リニアガイド140は、第2アクチュエータ130がテーブル110を第2方向131に移動させる時、第1アクチュエータ120を動かさないでテーブル110だけを第2方向131に動くようにガイドする。
第2リニアガイド150は、テーブル110と第2アクチュエータ130とを直接連結させる。
第2リニアガイド150は、第1アクチュエータ120がテーブル110を第1方向121に移動させる時、第2アクチュエータ130を動かさないでテーブル110だけを第1方向121に動くようにガイドする。
第1アクチュエータ120及び第2アクチュエータ130がリニアモーターである場合、駆動部122,132は支持部160に結合されて支持部160によって支持される。
支持部160は駆動部122,132を支持するためのものであればいずれも可能である。第1アクチュエータ120及び第2アクチュエータ140がリニアモーターでない場合、例えば、図1のように駆動モーターである場合には、駆動モーターが支持部160に結合されてもよい。また、図示していないが、支持部160は第1アクチュエータ120及び第2アクチュエータ130にそれぞれ結合されて2個の支持部で構成されてもよい。
図3は、本開示に係る第1リニアガイド及び第2リニアガイドの動きを説明するための図である。
図3(a)において、第1リニアガイド140は、テーブル110と結合する第1側部141、及び第1アクチュエータ120と結合する第2側部142を含んでおり、テーブル110が第2方向131に動く時に第1リニアガイド140の第1側部141はテーブル110と共に第2方向131に動くが、第1アクチュエータ120と結合した第2側部142は動かない。
図3(b)において、第2リニアガイド150は、テーブル110と結合する第1側部151、及び第2アクチュエータ130と結合する第2側部152を含んでおり、テーブル110が第1方向121に動く時、第2リニアガイド150の第1側部151はテーブル110と共に第1方向121に動くが、第2アクチュエータ130と結合した第2側部152は動かない。
図3(c)は、第1アクチュエータ120と第2アクチュエータ130が同時に作動する場合を示している。図3(a)乃至図3(b)において説明の便宜のために支持部を図示していない。
図4は、本開示に係るリニアガイドの一例を示す図である。
本開示に使用可能なリニアガイド200は、直線で動く部分、例えば、図3におけるテーブル110が固定される第1側部210はレール230に沿って移動することができる。そして、動かない部分、例えば、図3における第1及び第2アクチュエータ120,130が固定される第2側部220はレール230に沿って動かない。図4に示しているリニアガイド200は本開示に使用可能なリニアガイドの一例であり、同様の機能を行うリニアガイドであればいずれも本開示に含まれてもよい。
図5は、本開示に係る移動可能なテーブルシステムの他の例を示す平面図である。
本開示に係る他の例の移動可能なテーブルシステム300は、テーブル310、テーブル310を第1方向321に移動させる駆動部322及び移動部323を具備している第1リニアモーター320、テーブル310を第2方向331に移動させる駆動部332及び移動部333を具備している第2リニアモーター330、第1リニアモーター320及びテーブル310に結合されてテーブル310を第2方向321にガイドする第1リニアガイド340、第2リニアモーター330及びテーブル310に結合されてテーブル310を第1方向321にガイドする第2リニアガイド350、第1リニアモーター320及び第2リニアモーター330を支持する支持部360、第1リニアモーター320の駆動部322及び支持部360と結合されて第1リニアモーター320の駆動部322を第1方向321にガイドする第3リニアガイド370、及び第2リニアモーター330の駆動部332及び支持部360と結合されて第2リニアモーター330の駆動部332を第2方向331にガイドする第4リニアガイド380を含むことを特徴とする。
第1リニアモーター320及び第2リニアモーター330の駆動部322,332を支持部360に固定する場合、第1リニアモーター320及び第2リニアモーター330の移動部323,333の動きによる反力が支持部360にそのまま伝達されて支持部360が揺れるという問題がある。本開示ではこのような問題を解決するために、第3及び第4リニアガイド370,380を用いて支持部360と第1リニアモーター320及び第2リニアモーター330の駆動部322,332とを連結している。すなわち、第3及び第4リニアガイド370,380を用いて、第1リニアモーター320及び第2リニアモーター330の駆動部322,332が移動部323,333の反力によって支持部360上で動けるようにした。第3及び第4リニアガイド370,380は、支持部360が結合している部分は動かず、第1リニアモーター320及び第2リニアモーター330の駆動部322,332が結合している部分が動くことが好ましく、図4に示したリニアガイドやクロスローラテーブルなどを使用することができる。
図6は、本開示に係る移動可能なテーブルシステムの更に他の例を示す平面図である。
図6(a)及び図6(b)に示す移動可能なテーブルシステム400は、第1リニアモーター420及び第2リニアモーター430の駆動部422,432に位置調整部440,441,450を追加したことを特徴とする。第1リニアモーター420及び第2リニアモーター430の駆動部422,432が第1リニアモーター420及び第2リニアモーター430の移動部423,433の反力によって後ろに移動した後、移動する前の位置に戻ることが好ましい。そのために、位置調整部440,441,450を追加した。位置調整部は、図6(a)に示すように、ダンパー440及びスプリング441を結合して使用してもよく、図6(b)に示すように、アクチュエータ450を使用してもよい。アクチュエータ450はリニアモーターであってもよい。位置調整部としてアクチュエータ450を使用すると、移動可能なテーブルシステム400が長いストロークのXYテーブル(図示せず)上に設置されて加減速する時、慣性反力によって駆動部422,432が移動することを能動的に防ぐことができるという長所もある。
図7は、本開示に係る移動可能なテーブルシステムをレーザー加工装置に用いる一例を示す平面図である。
本開示に係る移動可能なテーブルシステムにおいて、テーブルにレーザー光が出るレーザーヘッドを直接付着して使用するものと、移動可能なテーブルシステムの外部に設置されたレーザーヘッドから出るレーザー光を利用するものがある。図7には、外部に設置されたレーザー光源を利用して本開示に係る移動可能なテーブルシステムをレーザー加工装置に用いる一例を示している。
本開示に係るレーザー光源が設置された移動可能なテーブルシステム500は、テーブル510、テーブル510を第1方向521に移動させる駆動部522及び移動部523を具備している第1リニアモーター520、テーブル510を第2方向531に移動させる駆動部532及び移動部533を具備している第2リニアモーター530、第1リニアモーター520及びテーブル510に結合されてテーブル510を第2方向531にガイドする第1リニアガイド540、第2リニアモーター530及びテーブル510に結合されてテーブル510を第1方向521にガイドする第2リニアガイド550、第1リニアモーター520及び第2リニアモーター530を支持する支持部560、第1リニアモーター520及び第2リニアモーター530の少なくとも一つの移動部523,533に設置され、外部から移動可能なテーブルシステム500に入ってくる光の経路570をテーブル510の方向に変更する第1反射部580、第1反射部580を通じてテーブル510に入ってきた光の経路571をテーブル510から出るように光の経路を変更する、テーブル510に設置された第2反射部590を含むことを特徴とする。テーブル510から出る光の経路は、図示していないが、テーブル510の面511に垂直な方向に出ることが好ましい。第1反射部580及び第2反射部590は、レーザー光の損失を小さくし得るものであればいずれも使用可能である。例えば、鏡も可能である。また、第2反射部590から出るレーザー光がより一層一点に集まり得るようにテーブル510にレンズを追加することができる。
図7(b)は、第1リニアモーター520が作動する場合の光の経路を示しており、図7(c)は、第2リニアモーター530が作動する場合の光の経路を示しており、図7(d)は、第1リニアモーター520及び第2リニアモーター530が共に作動する場合の光の経路を示している。図7(b)乃至図7(d)は、外部で作られたレーザー光がテーブルに伝達されてレーザー加工に使用される例を示している。図7(b)乃至図7(d)において説明の便宜のために支持部を図示していない。
図8は、本開示に係る移動可能なテーブルシステムの3D図面である。
図8は、図6(a)に示した移動可能なテーブルシステムの3D図面である。
3Dで表示した移動可能なテーブルシステム600では、テーブル610、テーブル610を第1方向621に移動させる駆動部622及び移動部623を具備している第1リニアモーター620、テーブル610を第2方向631に移動させる駆動部632及び移動部633を具備している第2リニアモーター630、第1リニアモーター620及びテーブル610に結合されてテーブル610を第2方向621にガイドする第1リニアガイド640、第2リニアモーター630及びテーブル610に結合されてテーブル610を第1方向621にガイドする第2リニアガイド650、第1リニアモーター620及び第2リニアモーター630を支持する支持部660、第1リニアモーター620の駆動部622及び支持部660と結合されて第1リニアモーター620の駆動部622を第1方向621にガイドする第3リニアガイド670、第2リニアモーター630の駆動部632及び支持部660と結合されて第2リニアモーター630の駆動部632を第2方向631にガイドする第4リニアガイド680、第1リニアモーター620及び第2リニアモーター630の駆動部622,632が第1リニアモーター620及び第2リニアモーター630の移動部623,633の反力によって後ろに移動した後、移動する前の位置に戻るようにする、ダンパー及びスプリングで構成された位置調整部700を示している。また、テーブル610に装着されているレーザーヘッド710を示している。また、第1リニアモーター620の移動部623の第1位置センサー720及び第2リニアモーター630の移動部633の第2位置センサー721を示している。
図9は、本開示に係る移動可能なテーブルシステムの3D図面である。
図9は、図6(b)に示した移動可能なテーブルシステムの3D図面であり、図8に示した移動可能なテーブルシステムの3D図面において位置調整部としてダンパー及びスプリングをリニアモーターに取り替えている。すなわち、第1リニアモーター620及び第2リニアモーター630の駆動部622,632の位置を調整するために第3リニアモーター730及び第4リニアモーター740を使用している。
以下、本開示の様々な実施の形態について説明する。
(1)テーブル;テーブルを第1方向に移動させる第1アクチュエータ;テーブルを第2方向に移動させる第2アクチュエータ;第1アクチュエータ及びテーブルに結合されてテーブルを第2方向にガイドする第1リニアガイド;第2アクチュエータ及びテーブルに結合されてテーブルを第1方向にガイドする第2リニアガイド;第1アクチュエータ及び第2アクチュエータを支持する支持部;を含むことを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(2)第1アクチュエータ及び第2アクチュエータはリニアモーターであり、リニアモーターは駆動部及び移動部を含むことを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(3)第1アクチュエータの中心線と第2アクチュエータの中心線とが垂直に交わることを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(4)第1リニアガイド及び第2リニアガイドはそれぞれ、テーブルと結合する第1側部と、第1及び第2アクチュエータと結合する第2側部を含み、第1リニアガイドの第1側部は第2方向に動き、第2側部は第2方向には固定され、第2リニアガイドの第1側部は第1方向に動き、第2側部は第1方向には固定されていることを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(5)第1リニアモーターの駆動部及び支持部と結合されて第1リニアモーターの駆動部を第1方向にガイドする第3リニアガイド、及び第2リニアモーターの駆動部及び支持部と結合されて第2リニアモーターの駆動部を第2方向にガイドする第4リニアガイド、の少なくとも一つを含むことを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(6)第1リニアモーター及び第2リニアモーターの駆動部は、第1リニアモーター及び第2リニアモーターの移動部が動いて発生する反力によってそれぞれ移動部が動く方向の反対方向に動くことを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(7)第1リニアモーター及び第2リニアモーターのうち少なくとも一つの駆動部と連動して第1リニアモーター及び第2リニアモーターの移動部が動いて発生する反力によって動いた駆動部を本来の位置に動くようにする位置調整部を含んでいることを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(8)位置調整部はダンパー及びスプリングを含むことを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(9)位置調整部はリニアモーターであることを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(10)第1リニアモーター及び第2リニアモーターのうち少なくとも一つの移動部と連動して外部から移動可能なテーブルシステムに入ってくる光の経路をテーブル方向に変更する第1反射部を含むことを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(11)テーブルと連動して第1反射部を通じてテーブルに入ってきた光をテーブルから出るように光の経路を変更する第2反射部を含むことを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(12)第2反射部に反射されてテーブルから出る光の経路は、テーブル面に垂直であることを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(13)テーブルと連動して第2反射部に反射されてテーブルから出る光を集めるためのレンズを含むことを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(14)テーブルにレーザーヘッドが装着されたことを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
(15)第1リニアモーターの移動部の支持部に対する変位を測定するための第1位置センサー、及び第2リニアモーターの移動部の支持部に対する変位を測定するための第2位置センサー、の少なくとも一つを含むことを特徴とする移動可能なテーブルシステム。
本開示に係る移動可能なテーブルシステムによれば、構造が簡単であり、且つ重量が軽い、移動可能なテーブルシステムを作ることができる。
本開示に係る移動可能なテーブルシステムによれば、構造が簡単であり、且つ重量が軽いために高速制御がしやすい移動可能なテーブルシステムを作ることができる。
開示に係る移動可能なテーブルシステムによれば、構造が簡単であり、且つ重量が軽いために高速制御がしやすい移動可能なテーブルシステムを用いたレーザー加工装置を作ることができる。

Claims (15)

  1. テーブルと、
    テーブルを第1方向に移動させる第1アクチュエータと、
    テーブルを第2方向に移動させる第2アクチュエータと、
    第1アクチュエータ及びテーブルに結合されてテーブルを第2方向にガイドする第1リニアガイドと、
    第2アクチュエータ及びテーブルに結合されてテーブルを第1方向にガイドする第2リニアガイドと、
    第1アクチュエータ及び第2アクチュエータを支持する支持部と、
    を含むことを特徴とする、移動可能なテーブルシステム。
  2. 第1アクチュエータ及び第2アクチュエータはリニアモーターであり、リニアモーターは駆動部及び移動部を含むことを特徴とする、請求項1に記載の移動可能なテーブルシステム。
  3. 第1アクチュエータの中心線と第2アクチュエータの中心線とが垂直に交わることを特徴とする、請求項1に記載の移動可能なテーブルシステム。
  4. 第1リニアガイド及び第2リニアガイドはそれぞれ、テーブルと結合する第1側部、及び第1アクチュエータ及び第2アクチュエータと結合する第2側部を含み、
    第1リニアガイドの第1側部は第2方向に動き、第2側部は第2方向には固定され、
    第2リニアガイドの第1側部は第1方向に動き、第2側部は第1方向には固定されていることを特徴とする、請求項1に記載の移動可能なテーブルシステム。
  5. 第1リニアモーターの駆動部及び支持部と結合されて第1リニアモーターの駆動部を第1方向にガイドする第3リニアガイド、及び第2リニアモーターの駆動部及び支持部と結合されて第2リニアモーターの駆動部を第2方向にガイドする第4リニアガイド、の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項2に記載の移動可能なテーブルシステム。
  6. 第1リニアモーター及び第2リニアモーターの駆動部は、第1リニアモーター及び第2リニアモーターの移動部が動いて発生する反力によってそれぞれ移動部が動く方向の反対方向に動くことを特徴とする、請求項5に記載の移動可能なテーブルシステム。
  7. 第1リニアモーター及び第2リニアモーターのうち少なくとも一つの駆動部と連動して第1リニアモーター及び第2リニアモーターの移動部が動いて発生する反力によって動いた駆動部を本来の位置に動くようにする位置調整部を含んでいることを特徴とする、請求項5に記載の移動可能なテーブルシステム。
  8. 位置調整部はダンパー及びスプリングを含むことを特徴とする、請求項7に記載の移動可能なテーブルシステム。
  9. 位置調整部はリニアモーターであることを特徴とする、請求項7に記載の移動可能なテーブルシステム。
  10. 第1リニアモーター及び第2リニアモーターのうち少なくとも一つの移動部と連動して外部から移動可能なテーブルシステムに入ってくる光の経路をテーブル方向に変更する第1反射部を含むことを特徴とする、請求項2に記載の移動可能なテーブルシステム。
  11. テーブルと連動して第1反射部を通じてテーブルに入ってきた光をテーブルから出るように光の経路を変更する第2反射部を含むことを特徴とする、請求項10に記載の移動可能なテーブルシステム。
  12. 第2反射部に反射されてテーブルから出る光の経路は、テーブル面に垂直であることを特徴とする、請求項11に記載の移動可能なテーブルシステム。
  13. テーブルと連動して第2反射部に反射されてテーブルから出る光を集めるためのレンズを含むことを特徴とする、請求項11に記載の移動可能なテーブルシステム。
  14. テーブルにレーザーヘッドが装着されたことを特徴とする、請求項1に記載の移動可能なテーブルシステム。
  15. 第1リニアモーターの移動部の支持部に対する変位を測定するための第1位置センサー、及び第2リニアモーターの移動部の支持部に対する変位を測定するための第2位置センサー、の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項2に記載の移動可能なテーブルシステム。
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