JP2021526314A - 非接触支持プラットフォーム - Google Patents

Abstract

開ループ制御を備えた非接触支持プラットフォームであって、複数のノズルを通って流れる流体の流体軸受によって工作物を支持するための表面と、前記表面に接続され、前記複数のノズルのサブセットから前記流体の流れを生じさせる圧力を加えることによって、前記流体軸受を維持するように構成される供給システムと、前記非接触支持プラットフォーム上を移動する間に前記工作物を支持する開ループ回路で前記供給システム内の流体流を制御するコントローラと、を含み、前記流体流は、表面によって支持されている間の前記工作物の位置、前記工作物の寸法、および前記工作物の速度からなる工作物パラメータ群の少なくとも１つのパラメータに基づいて制御される、非接触支持プラットフォーム。【選択図】図１

Description

本発明は、非接触支持プラットフォームに関する。より詳細には、本発明は、開ループ制御を有する非接触支持プラットフォームに関する。

非接触支持プラットフォームは、薄くて、一般に平坦で、典型的には壊れやすい工作物の支持および搬送を要する処理において有用であり、工作物が固体表面と接触するのを回避する必要がある。例えば、薄い工作物には、薄いガラス板、例えば、ディスプレイ画面に組み込むための薄いガラス板、あるいは別の薄い材料を含むことができる。この処理は、工作物への物質または工具の適用、または工作物の検査を含むことができる。

典型的な非接触支持プラットフォームは、水平な上面が平坦にされたテーブルを含む。テーブル上面は、ノズルの配置を含み、ノズルの一部（例えば、ノズルの約半分）は、圧力ノズルであり、圧力ノズルから、空気が吹き出されて、工作物がテーブル上面の上方に支持され得るエアクッションを形成する。残りのノズルは、空気排出ノズルであり、これを通して空気を周囲空間に自由に排出するか、または真空源によって吸引することができる。

空気圧源は、典型的には、圧力ノズルを通して空気を押し込むための圧力を生成するために使用され、（真空ノズルが空気軸受プラットフォームに採用されている場合）真空ノズルを通して吸い込む空気のための真空を生成するために使用される。

能動的に制御されない空気圧源によって供給される空気軸受技術を用いた高性能非接触支持プラットフォームは、支持プラットフォームを作動させるために必要な流量に関連した特徴的な挙動を有することができる。プロセスを繰り返すために、プロセスの各ステップは、異なる特性挙動を有することができる。例えば、工作物（例えば、基板）によって完全に覆われた支持プラットフォームは、全く覆われていない支持プラットフォームと比較して、作動するのに必要な流量が少なく、部分的に覆われた支持プラットフォームは、空気の中間的なスループットを必要とすることもある。

支持プラットフォームの範囲、すなわち、プラットフォームが覆われる範囲は、支持プラットフォームに供給する空気圧源にも影響を及ぼし得る。例えば、真空源は、工作物が空気軸受プラットフォームの小さな部分を覆うときに弱い真空レベルを提供することができ、同じ真空源は、工作物が空気軸受プラットフォームのより大きな部分を覆うときに、より強い真空レベルを提供することができる。

支持プラットフォームを通る特定の流量は、プラットフォーム内の特定の圧力場を必要とし得る。したがって、プラットフォームの性能は、空気軸受プラットフォーム上の搬送プロセスにおける特定のステップに依存する。例えば、プラットフォーム内の特定の圧力場は、工作物の濡れ面積上に対応する圧力場を必要とする。工作物は、濡れ表面の圧力場に直接依存する高さで浮上する場合がある。このように、プラットフォームがどれくらいの工作物で覆われているかによって、工作物の浮上高さが変わることがある。工作物が同じ高さに浮上するためには、それに作用する圧力場を一定に制御しなければならない。

典型的には、空気圧源の制御は、空気圧体積、流量、調整器、バルブの時間応答などのいくつかの変数の影響を受けることがある。空気圧供給の調整では、プラットフォームの圧力場が変更されるまで時間が要する場合がある。例えば、工作物は、０．５ｍ／秒の速度で非接触支持プラットフォーム上を移動することができる。工作物の空気軸受に影響を及ぼすために空気圧供給の調整を要する応答時間は０．２５秒であることもあり、その間に工作物が０．１２５ｍの距離を移動し、これが様々な目的のためには、遅すぎる可能性がある。

このようにして本発明のいくつかの実施形態に従って、開ループ制御を備えた非接触支持プラットフォームが提供され、非接触支持プラットフォームは、複数のノズルを通って流れる流体の流体軸受によって工作物を支持するための表面と、表面に接続され、複数のノズルのサブセットから流体の流れを生じさせる圧力を加えることによって流体軸受を維持するように構成される供給システムと、非接触支持プラットフォーム上を移動する間に工作物を支持する開ループ回路で供給システム内の流体流を制御するコントローラとを含む。いくつかの実施形態では、流体流は、表面によって支持されている間の工作物の位置、工作物の寸法、および工作物の速度からなる工作物パラメータの群の少なくとも１つのパラメータに基づいて制御されてもよい。いくつかの実施形態では、供給システムは、また、複数のノズルの別のサブセットに流体の流れを生じさせるために真空を加えるように構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、複数のノズルは、圧力ノズルおよび吸引ノズルのうちの少なくとも１つを含んでもよい。いくつかの実施形態では、供給システムは、圧力源および真空源のうちの少なくとも１つを含むことができる。いくつかの実施形態では、コントローラは、非接触支持プラットフォームおよび工作物の少なくとも１つのパラメータに基づいて、供給システム内の流体流を制御してもよい。いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォームの少なくとも１つのパラメータは、複数のノズル間の距離、非接触支持プラットフォームの面積、および供給システムの流量のうちの少なくとも１つであってもよい。いくつかの実施形態では、工作物の少なくとも１つのパラメータは、工作物の面積、工作物の重量、および非接触支持プラットフォームより上の工作物の現在の支持高さのうちの少なくとも１つであってもよい。いくつかの実施形態では、表面におけるノズル間の距離は、５〜１５ｍｍの範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォームと工作物との間の距離は、５〜１０００μｍの範囲であってもよい。

いくつかの実施形態では、コントローラは、圧力調整器、圧力制御弁、および空気ポンプの回転速度のうちの少なくとも１つを使用して、流体流の圧力を制御してもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、真空調整器、真空制御弁、真空ブリード弁、および空気ポンプの回転速度のうちの少なくとも１つを使用して、流体流の吸引を制御してもよい。いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォームは、コントローラに接続され、圧力源の抵抗率を測定するように構成された少なくとも１つの圧力センサをさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォームは、コントローラに接続され、真空源の抵抗率を測定するように構成された少なくとも１つの真空センサをさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォームは、コントローラに接続され、表面に沿って工作物の位置を測定するように構成された少なくとも１つの工作物位置センサをさらに含んでもよい。

このようにして、本発明のいくつかの実施形態に従って、開ループシステムの流体軸受によって工作物を支持するために、非接触支持プラットフォームを制御する方法が提供され、この方法は、非接触支持プラットフォームによって、工作物を支持するために、複数のノズルを通る流体を提供するステップと、非接触支持プラットフォームの供給システムに接続されたコントローラによって、工作物が非接触支持プラットフォーム上を移動する間に、工作物を支持するために、開ループ回路で流体流を制御するステップを含む。いくつかの実施形態では、流体流は、表面によって支持されている間の工作物の位置、工作物の寸法、および工作物の速度からなる工作物パラメータの群の少なくとも１つのパラメータに基づいて制御されてもよい。

いくつかの実施形態では、工作物に対する必要流量は、複数のノズルの流れ、複数のノズル間の距離、および非接触支持プラットフォームの面積のうちの少なくとも１つを測定することによって決定されてもよい。いくつかの実施形態では、工作物の必要流量は、工作物の面積、工作物の重量、および非接触支持プラットフォームより上の工作物の現在の支持高さのうちの少なくとも１つを測定することによって決定されてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラは、工作物の移動に応じて、供給システムによって流量を調整することができる。いくつかの実施形態では、流体流の圧力は、圧力調整器、圧力制御弁、および空気ポンプの回転速度のうちの少なくとも１つを使用して、コントローラによって制御してもよい。いくつかの実施形態では、流体流の吸引は、真空調整器、真空制御弁、真空ブリード弁、および空気ポンプの回転速度のうちの少なくとも１つを使用して、コントローラによって制御してもよい。

本発明と見なされる主題は、本明細書の最後の部分において特に指摘され、明確に特許請求がなされる。しかしながら、本発明は、その目的、特徴、および利点とともに、構成および動作方法の両方に関して、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解することができる。

本発明のいくつかの実施形態に従って、開ループ制御システムを備える非接触支持プラットフォームの上面図の概略図を示す。 本発明のいくつかの実施形態に従って、非接触支持プラットフォーム上の部分的なカバレッジ位置にある工作物による開ループ制御を備えた非接触支持プラットフォームの斜視図の概略図である。 本発明のいくつかの実施形態に従って、非接触支持プラットフォーム上の部分的被覆位置にある工作物による開ループ制御を備えた非接触支持プラットフォームの斜視図の概略図である。 本発明のいくつかの実施形態に従って、工作物を支持するための非接触支持プラットフォームの開ループ制御の方法のフローチャートを示す図である。

説明を簡略で明確にするために、図に示される要素は、必ずしも一定の縮尺で描かれていないことが理解されるであろう。例えば、いくつかの要素の寸法は、明確にするために、他の要素に対して誇張されていることがある。さらに、適切であると考えられる場合、参照番号は、対応または類似する要素を示すために、図面の間で繰り返され得る。

以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するために多くの具体的な詳細について述べる。しかしながら、当業者には、本発明がこれらの特定の詳細がなくても実施され得ることが理解されるであろう。他の例では、周知の方法、手順、および成分、モジュール化、装置および／または回路は、本発明を曖昧にしないようにするために、詳細には説明されていない。１つの実施形態に関して説明されたいくつかの特徴または要素は、他の実施形態に関して説明された特徴または要素と組み合わせることができる。明確にするために、同一または類似の特徴または要素の議論は、繰り返されないことがある。

本発明の実施形態は、この点に関して限定されないが、例えば、「処理する」、「算出する」、「計算する」、「決定する」、「確立する」、「分析する」、「チェックする」などの用語を利用する議論は、コンピュータのレジスタおよび／またはメモリ内の物理（例えば、電子）量として表されるデータを、コンピュータのレジスタおよび／またはメモリ、または動作および／またはプロセスを実行するための命令を記憶することができる他の情報の非一時的な記憶媒体内の物理量として同様に表される他のデータに操作および／または変換する、コンピュータ、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングシステム、または他の電子コンピューティングデバイスの（１つまたは複数の）動作および／またはプロセスを指すことができる。本発明の実施形態はこの点に限定されないが、本明細書で使用される用語「複数の（“ｐｌｕｒａｌｉｔｙ”および“ａ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ”）」は、例えば、「多数の」または「２つ以上の」を含むことができる。用語「複数の（“ｐｌｕｒａｌｉｔｙ”および“ａ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ”）」は、本明細書全体を通して、２つ以上の構成要素、装置、要素、ユニット、パラメータなどを説明するために使用することができる。セットという用語は、本明細書で使用される場合、１つまたは複数の項目を含むことができる。明示的に述べられていない限り、本明細書で説明される方法の実施形態は、特定の順序またはシーケンスに制約されない。さらに、記載された方法の実施形態またはその要素のいくつかは、同時に、同じ時点で、または同時に起こり得るか、または実行され得る。

いくつかの実施形態によれば、高性能な非接触支持プラットフォームの開ループ制御のためのシステムおよび方法が提供される。

図１を参照すると、この図は、本発明のいくつかの実施形態に従って、開ループ制御を備えた非接触支持プラットフォーム１００の上面図の概略図である。

非接触支持プラットフォーム１００は、処理のために空気軸受を用いて工作物１０を支持するように構成することができる。例えば、薄い工作物１０は、例えば、ディスプレイ画面に組み込むための薄いガラス板を含むことができ、処理は、工作物１０に物質または工具を適用すること、あるいは工作物１０を検査することを含むことができる。最適な処理のために、非接触支持プラットフォーム１００は、工作物１０に損傷を与えることなく、何ら接触することなく、工作物１０を支持することができる。

非接触支持プラットフォーム１００は、圧力源１１２に接続された複数の圧力ノズル１０２と、真空源１１３に接続された複数の吸引ノズル１０３（例えば、グリッド内に分散された）とを有する表面１０１（例えば、テーブル内のような）を含んでもよい。表面１０１は、複数のノズルを通って流れる流体の流体軸受によって工作物１０を支持することができる。例えば、複数の圧力ノズル１０２は、圧力源１１２に接続されてもよく、および／または複数の吸引ノズル１０３は、それぞれの配管システムを介して、および／または空気圧供給システムによって作動されるマニホルドを介して、真空源１１３に接続されてもよい。例えば、圧力ノズル１０２と吸引ノズル１０３との間の所定の距離は、５〜１５ｍｍであってもよい。

非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１は、例えば、空気軸受テーブルの単純な穴であるノズルを備えた空気軸受テーブルを含んでもよい。いくつかの実施形態では、表面１０１に接続された供給システムは、複数のノズル１０２、１０３のサブセットから流体の流れを生じさせる圧力を加えることによって、流体軸受を維持するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、供給システムは、また、複数のノズル１０２、１０３の別のサブセットに流体の流れを生じさせるために真空を加えるように構成されてもよい。

本発明のいくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォームは、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，５３０，７７８号に記載されるような自己適応型セグメント化オリフィス（ＳＡＳＯ）を含んでもよい。

開ループ制御システムは、「出力」または制御量（例えば、非接触支持プラットフォーム内の空気圧）とは無関係に、その状態のいかなる知識もなく、プロセスを制御して、特定の動作に対する期待される応答がないようにするシステムであってもよい。開ループ制御システムを使用して、出力がプロセスの所望の目標を達成したかどうかを判断するために、特定のリアルタイムフィードバック（例えば、測定流量）を使用する必要はない。

いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォーム１００は、開ループ制御を含んでもよく、工作物１０が、例えば、既知のパラメータで、表面１０１の所定の点に到着することが検出されたときに、圧力および／または真空のための空気圧供給システムの調整をそれに応じて制御することが可能であり得る。工作物１０の既知のパラメータは、サイズ（長さ、幅）、重量、および予想される前進速度を含むことができる。いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォーム１００の開ループ制御は、ノズルでの圧力変化を感知することなく、および／またはカバレッジ変化を測定することなく、工作物１０によるカバレッジの変化（例えば、表面１０１を横切って移動しながら）に対応してもよい。

対照的に、閉ループシステムは、制御されるべきパラメータを測定するために、ノズルに専用のセンサを必要とし得るシステムで、例えば、流量の変化を測定し、測定された流量の変化に対する応答を調整するシステムである。したがって、開ループ制御を備えた非接触支持プラットフォーム１００は、このようなノズルセンサを必要とせず、その代わりに、どのように工作物１０が非接触支持プラットフォーム１００を横切って移動し得るかと、工作物１０によって覆われているノズルの一部が戻る際に、非接触支持プラットフォーム１００がどのように反応するかを最初に決定することによって、流量を制御する。

流体（例えば、空気）は、複数の圧力ノズル１０２を介して非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１から流動することができ、および／または複数の吸引ノズル１０３を介して（例えば、真空圧力で）非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１から吸引または排気されることができる。いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォーム１００は、圧力−大気（ＰＡ）支持プラットフォーム、および／または圧力−真空（ＰＶ）支持プラットフォームを含んでもよい。いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォーム１００は、非接触支持プラットフォーム１００での流量を制御するために、少なくとも１つまたは複数のコントローラ１０４を含んで、圧力源１１２および／または真空源１１３を制御してもよい。制御された流量は、圧力ノズル１０２で提供される流体、および／または吸引ノズル１０３で除去される流体に対応してもよい。

工作物１０が、処理が開始され得るように非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１上に位置決めされる前に、工作物は、非接触支持プラットフォーム１００上に徐々に位置決めされ得る。工作物１０が非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１に少なくとも部分的に導入されると、工作物１０は、圧力ノズル１０２および／または吸引ノズル１０３の少なくとも一部を覆うことができる。したがって、非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１における流量は、工作物１０を支持するための圧力回路および／または真空回路の抵抗の変化によって自動的に変化し得る。いくつかの実施形態では、コントローラ１０４は、開ループシステムにおけるように流量制御された状態で（フィードバックまたは流量測定値を全く考慮せずに）、工作物１０が非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１に導入され得るように、圧力源１１２および／または真空源１１３を制御するように構成され得る。

特定の工作物１０について、圧力源１１２および／または真空源１１３によって要求され得る圧力を決定するために、工作物１０の種類ごとに適切な流量が導出され得るまで、非接触支持プラットフォーム１００上の工作物の移動を専用のセンサ（例えば、圧力場を測定するために）で解析してもよい。いくつかの実施形態では、一旦開ループ制御が達成されると、コントローラ１０４によって制御される非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１における流量は、工作物１０が非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１に導入される間、処理を実質的に類似した性能に維持するように構成することができる。

いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォーム１００は、圧力調整器および／または圧力制御弁および／または吸引（または真空）調整器および／または吸引（または真空）制御弁および／または吸引（または真空）ブリード弁を用いて流量を調整することができる。いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォーム１００は、空気ポンプの回転速度に基づいて流量を調整することができる。

いくつかの実施形態によれば、コントローラ１０４によって制御される別個の圧力源１１２および真空源１１３の代わりに、単一の空気圧供給システムを圧力ノズル１０２および／または吸引ノズル１０３に使用することができる。いくつかの実施形態では、圧力源１１２のみを使用する非接触支持プラットフォーム１００は、圧力調整器および／または圧力制御弁によって流量を調整することができる。いくつかの実施形態では、真空源１１３のみを使用する非接触支持プラットフォーム１００は、真空調整器および／または真空制御弁および／または真空ブリード弁を用いて流量を調整することができる。

いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォーム１００は、ルックアップテーブル（例えば、対応する較正後）および／または決定された機能を用いて、例えば、ノズルの位置、非接触支持プラットフォーム１００の面積、工作物１０の重量および面積、および／または非接触支持プラットフォーム１００より上の工作物の所望の現在の支持高さを変数として、コントローラ１０４によって流量を調整することができる。

ここで図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、本発明のいくつかの実施形態に従って、開ループ制御を備えた非接触支持プラットフォーム１００の斜視図の概略図であり、工作物１０は、非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１を覆う異なる位置にある。非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１上の工作物１０の高さ「ε」は、必要流量に影響を及ぼし得ることに留意されたい。その理由は、工作物１０を支持する流量は、例えば、特定の高さ（例えば、５〜１０００μｍ）で工作物１０の要求される均衡のために（圧力／吸引の組合せを用いて）ノズル間にモーメントが達成され得るようにして、工作物１０に加えられる圧力および／または真空力と等しくなるように計算されるからである。いくつかの実施形態では、工作物１０に加わる重力のために、工作物１０の重量も計算中に考慮してもよい。

工作物１０が非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１に導入されると、圧力源１１２および／または真空源１１３および／または工作物１０を含む回路の抵抗率は、変化し得る。ノズルの少なくともいくつかが覆われることもあるので、変化を補償するためにコントローラ１０４が必要とされ得る。いくつかの実施形態では、コントローラ１０４は、工作物１０を同じ高さ「ε」に保つために、表面１０１に沿って移動する工作物１０の各位置で所定の流量を起動させて、圧力源１１２および／または真空源１１３を制御することができる。コントローラ１０４による所定の流量の起動は、コントローラ１０４からの命令と複数のノズルを通る流体の実際の流れとの間の応答時間のために、工作物１０が表面１０１上の予測位置に実際に到達する前に実行され得る。

いくつかの実施形態では、コントローラ１０４に接続された少なくとも１つの圧力センサ２１２は、圧力源１１２を含む回路の抵抗率を測定することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１０４に接続された少なくとも１つの真空センサ２１３は、真空源１１３を含む回路の抵抗率を測定することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１０４に接続された少なくとも１つの工作物位置センサ２１０は、非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１に沿って移動しながら、工作物１０の位置を測定することができる。したがって、コントローラ１０４は、少なくとも１つの工作物位置センサ２１０によって、測定された抵抗率および／または工作物１０の測定された位置Ｘ_０に従って、例えば、特定の時間ｔ_０に、圧力ノズル１０２および／または吸引ノズル１０３における流量を調整することができる。いくつかの実施形態では、コントローラ１０４は、工作物１０の一定速度「Ｕ」に、特定の時間ｔ_０とｔ_１との間の時間間隔を乗じることによって、工作物１０の表面１０１に沿った移動とともに、工作物１０の異なる時間ｔ_１における位置Ｘ_１を、例えば、Ｘ_１＝Ｘ_０＋Ｕ（ｔ_１−ｔ_ｏ）のように計算することができる。この場合、「Ｕ」は、時間Ｕ（ｔ）の関数

である。いくつかの実施形態では、流体流は、表面によって支持されている間の工作物の位置、工作物の寸法、および工作物の速度に基づいて制御されてもよい。

いくつかの実施形態によれば、非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１が開ループ制御なしで使用される場合（例えば、空気圧供給システムの）、非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１で測定される圧力および／または吸引（または真空）は、工作物１０の処理のステップ毎に異なってもよい。したがって、非接触支持プラットフォーム１００を用いてコントローラ１０４による空気圧供給システムを制御することにより、非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１で測定されるような圧力および吸引（または真空）を各ステップについて実質的に類似させることができる。

いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォーム１００は、工作物を取り扱うために正のゲージ圧力および／または負のゲージ圧力で流体（例えば、ガスおよび／または液体）を使用する高性能プラットフォームとして使用されてもよい。いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォーム１００は、検査システム、コーティングシステム、硬化システム、搬送システム、および／または印刷システムのうちの少なくとも１つにおいて、高性能プラットフォームとして使用されてもよい。

いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１の全体を短時間（例えば、０．５秒）にわたって覆うように、工作物１０を導入して、非接触支持プラットフォーム１００による応答が、それに応じて、変化に調整するのに迅速であることが要求され得る一方、非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１の一部分のみが覆われてもよい。

いくつかの実施形態では、非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１を少なくとも部分的に覆うように導入された工作物１０の影響を決定するための初期測定は、約０．１秒の供給システム応答時間を考慮しながら、工作物１０が非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１上を移動する間に、例えば、所定の距離（例えば、１０ｍｍ）での供給（圧力および／または真空）システムの測定を含むことができる。工作物１０の高さ「ε」などの他のパラメータも、非接触支持プラットフォーム１００の正確な制御のために、測定され得る。例えば、工作物１０の移動の関数を計算するために、専用の光学センサ（例えば、レーザ）で測定され得る。基板位置および速度の時間応答は、非常に速くてもよく（〜０．０１秒）、一方、供給システムの時間応答は、非常に遅くてもよい（〜０．１秒）。

いくつかの実施形態によれば、表面１０１に沿った工作物１０の移動を検討する（例えば、コンピュータ化された学習を用いて、または試行錯誤処理を用いて）ために、工作物１０を非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１に導入して、工作物１０が最初にノズルの第一の列のみをカバーするようにしてもよい。圧力および／または真空供給は、工作物１０が所望の高さ「ε」で支持され得る（例えば、浮遊する）ように、コントローラ１０４によって調整され得る。いくつかの実施形態では、圧力および／または真空供給は、工作物１０の位置と同様に記録され得る。工作物１０がノズルの別の列を覆うように移動するとき、工作物１０全体が非接触支持プラットフォーム１００によって所望の高さ「ε」で支持されるまで、および／または非接触支持プラットフォーム１００全体が工作物１０を支持するまで（例えば、どちらがより大きいかに応じて）、工作物１０が所望の高さ「ε」で支持され得るように（例えば、浮動するように）、圧力および／または減圧供給をコントローラ１０４によって再度調整することができる。いくつかの実施形態では、圧力および／または真空供給は、工作物１０が表面１０１に沿って移動する間に、圧力および／または真空供給の調整における任意の必要な変化を決定するために、工作物１０の位置と同様に、再び記録されてもよい。

その後、工作物１０をさらに移動させて（図には示されていない）、ノズルの第一の列がもはや覆われないようにしてもよい。圧力および／または真空供給は、工作物１０が新たな状況で所望の高さ「ε」で支持され得る（例えば、浮遊する）ように、コントローラ１０４によって調整され得る。いくつかの実施形態では、圧力および／または真空供給は、工作物１０が移動するためにノズルの新しい列がもはや覆われず、処理全体が繰り返される新しい状態での工作物１０の位置と同様に、記録され得る。全ての記録されたデータは、分析のために、例えば、表面１０１に沿った工作物１０の各位置に対する圧力値および／または真空値を有するルックアップテーブルにおいて、コントローラ１０４に提供されてもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ１０４は、工作物１０が表面１０１に沿った対応する位置に到達したときに、特定の圧力および／または真空を加えるように構成することができる。

いくつかの実施形態では、工作物１０の移動は、必要流量の計算に静的誤差を考慮しながら行うことができる。空気圧システムの静的時間遅れ「ｄｔｓ」は、工作物１０を高さセンサで測定された特定の位置に配置し、例えば、圧力を１０％増加させ、コントローラ１０４から発行されたトリガーコマンドと高さセンサによって測定された工作物１０の応答との間の時間を測定することによって決定することができる。工作物１０は、表面１０１の第一の部分Ｘ_Ｏに配置され、対応する圧力弁Ｐ_０は、表面１０１と工作物１０との間の高さが所定の値「ε_ｎ」になるように設定されてもよい。次に、工作物１０を表面１０１に沿って距離Ｘ_１移動させることができる。例えば、全ての接続された管並びに工作物１０との圧力および／または真空供給を含む回路の耐性は、表面１０１上の工作物１０のカバレッジが異なっている結果として変化することがあり、ギャップ高さは、所定の値ε_ｎから変化することがある。圧力調整器は、ギャップ高さが所定の値ε_ｎに戻るように、Ｐ_１がＰ_１−Ｐ_Ｏ＝ｄＰであるように設定することができる。次に、工作物１０が所定の速度「Ｕ」で移動する間に、Ｐ_ＯとＰ_１とを切り替える処理を実行することができる。例えば、Ｐ_ＯとＰ_１とを切り替えるトリガーは、Ｘ^＊＝Ｘ_１−Ｕ^＊ｄｔｓである位置Ｘ^＊においてコントローラ１０４によって実行されてもよい。ギャップ高さ「ε」の高さの均一性は、工作物１０を所定の速度「Ｕ」で前後に移動させ、高さセンサによってギャップ「ε」の高さを測定することによって、Ｘ_ＯとＸ_１との間の領域で検査することができる。そのような試験は、静的測定によって測定される遅延時間の周りの多数の点で実行されてもよい。このような試験は、異なる位置Ｘ_１およびＸ_２の間を移動することなどで再度実行され得て、これは、表面１０１に沿った各位置のペアＸ_ｎおよびＸ_ｎ＋１などについても、同様である。

ここで図３を参照すると、この図は、本発明のいくつかの実施形態に従って、工作物を支持するための非接触支持プラットフォームの開ループ制御の方法のフローチャートを示す。非接触支持プラットフォーム１００は、ステップ３０１において、工作物１０を支持するために、複数のノズル１０２、１０３を通る流体を提供し得る。いくつかの実施形態では、流体は、非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１のノズルを介して供給されてもよい。非接触支持プラットフォーム１００の供給システム１１２、１１３に接続されたコントローラ１０４は、ステップ３０２で、工作物１０が非接触支持プラットフォーム１００の表面１０１上を移動する間、工作物１０を支持するために、開ループ回路で流体流を制御してもよい。いくつかの実施形態では、流体流は、表面によって支持されている間の工作物の位置、工作物の寸法、および工作物の速度に基づいて制御されてもよい。

本発明の特定の特徴が本明細書に例示され説明されてきたが、多くの修正、置換、変更、および同等のことが当業者に想起され得る。したがって、特許請求の範囲は、そのような修正および変更の全てを本発明の技術思想および技術的範囲に含まれるものとして保護することを意図していることを理解されたい。

様々な実施形態が提示されてきた。これらの実施形態の各々は、当然ながら、提示された他の実施形態からの特徴を含むことができ、具体的に記載されていない実施形態は、本明細書に記載された様々な特徴を含み得る。

Claims (21)

1. 開ループ制御を備えた非接触支持プラットフォームであって、
   複数のノズルを通って流れる流体の流体軸受によって工作物を支持するための表面と、
   前記表面に接続され、前記複数のノズルのサブセットから前記流体の流れを生じさせる圧力を加えることによって、前記流体軸受を維持するように構成される供給システムと、
   前記非接触支持プラットフォーム上を移動する間に前記工作物を支持する開ループ回路で前記供給システム内の流体流を制御するコントローラと、
   を備え、
   前記流体流は、表面によって支持されている間の前記工作物の位置、前記工作物の寸法、および前記工作物の速度からなる工作物パラメータ群の少なくとも１つのパラメータに基づいて制御される、非接触支持プラットフォーム。
2. 前記供給システムは、前記複数のノズルの別のサブセットに前記流体の流れを生じさせる真空を加えるようにも構成される、請求項１に記載の非接触支持プラットフォーム。
3. 前記供給システムが、圧力源および真空源のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の非接触支持プラットフォーム。
4. 前記コントローラは、前記非接触支持プラットフォームおよび前記工作物の少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記供給システム内の前記流体流を制御するように、さらに構成される、請求項１に記載の非接触支持プラットフォーム。
5. 前記非接触支持プラットフォームの前記少なくとも１つのパラメータは、前記非接触支持プラットフォームの面積および前記供給システムの流量のうちの少なくとも１つである、請求項４に記載の非接触支持プラットフォーム。
6. 前記工作物の前記少なくとも１つのパラメータは、前記工作物の面積、前記工作物の重量、および前記非接触支持プラットフォームより上の前記工作物の現在の支持高さのうちの少なくとも１つである、請求項４に記載の非接触支持プラットフォーム。
7. 前記表面におけるノズル間の距離が５〜１５ｍｍの範囲である、請求項１に記載の非接触支持プラットフォーム。
8. 前記非接触支持プラットフォームと前記工作物との間の距離が、５〜１０００μｍの範囲である、請求項１に記載の非接触支持プラットフォーム。
9. 前記コントローラは、圧力調整器、圧力制御弁、および空気ポンプの回転速度のうちの少なくとも１つを使用して、流体流の圧力を制御する、請求項１に記載の非接触支持プラットフォーム。
10. 前記コントローラは、真空調整器、真空制御弁、真空ブリード弁、および空気ポンプの回転速度のうちの少なくとも１つを使用して流体流の吸引を制御する、請求項１に記載の非接触支持プラットフォーム。
11. 前記コントローラに接続され、前記圧力源の抵抗率を測定するように構成された少なくとも１つの圧力センサをさらに備える、請求項１に記載の非接触支持プラットフォーム。
12. 前記コントローラに接続され、前記真空源の抵抗率を測定するように構成された少なくとも１つの真空センサをさらに備える、請求項１に記載の非接触支持プラットフォーム。
13. 前記コントローラに接続され、前記表面に沿って前記工作物の位置を測定するように構成された少なくとも１つの工作物位置センサをさらに備える、請求項１に記載の非接触支持プラットフォーム。
14. 工作物を支持するために、開ループシステムを備えた非接触支持プラットフォームを制御する方法であって、
    前記非接触支持プラットフォームによって、前記工作物を支持するために、複数のノズルを通る流体を提供するステップと、
    前記非接触支持プラットフォームの供給システムに接続されたコントローラによって、前記工作物が前記非接触支持プラットフォーム上を移動する間に、前記工作物を支持する開ループ回路で流体流を制御するステップと、
    とを含み、
    流体流は、表面によって支持されている間の前記工作物の位置、前記工作物の寸法、および前記工作物の速度からなる工作物パラメータ群の少なくとも１つのパラメータに基づいて制御される、非接触支持プラットフォームを制御する方法。
15. 前記複数のノズルの流れ、および前記非接触支持プラットフォームの面積のうちの少なくとも１つを測定することによって、前記工作物の必要流量を決定するステップをさらに含む、請求項１４に記載の非接触支持プラットフォームを制御する方法。
16. 前記工作物の面積、前記工作物の重量、および前記非接触支持プラットフォームより上の前記工作物の現在の支持高さのうちの少なくとも１つを測定することによって、前記工作物のための必要流量を決定するステップをさらに含む、請求項１４に記載の非接触支持プラットフォームを制御する方法。
17. 前記コントローラによって、前記工作物の前記移動に応じて、前記供給システムによる流量を調整するステップをさらに含む、請求項１４に記載の非接触支持プラットフォームを制御する方法。
18. 前記供給システムは、前記複数のノズルの別のサブセットに前記流体の流れを生じさせる真空を加えるようにも構成される、請求項１４に記載の非接触支持プラットフォームを制御する方法。
19. 前記供給システムが、圧力源および真空源のうちの少なくとも１つを備える、請求項１４に記載の非接触支持プラットフォームを制御する方法。
20. 圧力調整器、圧力制御弁、および空気ポンプの回転速度のうちの少なくとも１つを使用して、前記コントローラによって流体流の圧力を制御するステップをさらに含む、請求項１４に記載の非接触支持プラットフォームを制御する方法。
21. 真空調整器、真空制御弁、真空ブリード弁、および空気ポンプの回転速度のうちの少なくとも１つを使用して、前記コントローラによって流体流の吸引を制御するステップをさらに含む、請求項１４に記載の非接触支持プラットフォームを制御する方法。
    

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