JP2023139834A - 位置決め装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】姿勢変動の大きさに関わらず円滑に姿勢を調整して位置決めすることができ、しかも、テーブルへの外力の付与による変形を最小限に抑えることが可能な位置決め装置を提供する。【解決手段】基台17と、基台17に対して水平方向Xに移動可能に支持された移動テーブル11と、移動テーブル11に間隔をあけて設けられ、移動テーブル11の面方向に直交する軸線を中心に回転可能に支持された2つの支持軸69と、支持軸69に固定されて移動テーブル11に支持された搭載板15と、移動テーブル11に設けられ、少なくとも一方の支持軸69を鉛直方向Zへ移動させることにより、移動テーブル11に対する搭載板15の姿勢を調整する姿勢調整機構13A,13Bと、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、位置決め装置に関する。
例えば、半導体やFPD(フラットパネルディスプレイ)の製造工程や検査工程で用いられる位置決め装置は、テーブルの移動による位置決めの他に、テーブル面のアライメントの調整が必要である。このため、テーブルをピッチング方向やヨーイング方向等の微調整を行う必要がある。
例えば、特許文献1には、ベース上に設けられて直線移動される中間ステージ上に微小変位アクチュエータを介してステージを設け、微小変位アクチュエータによってステージのピッチングおよびヨーイングを調整して姿勢を修正する案内装置が開示されている。
ところで、半導体やFPDの位置決め装置では、製品の大型化に伴い、テーブルも大型化する傾向にあり、姿勢変動も大きくなる。上記特許文献1に記載の案内装置では、ステージの姿勢を微小変位アクチュエータによって修正するため、僅かな変位しか姿勢を修正することが難しい。このため、この案内装置では、大きな姿勢変動を円滑に調整して位置決めすることが困難であった。
そこで本発明は、姿勢変動の大きさに関わらず円滑に姿勢を調整して位置決めすることができ、しかも、テーブルへの外力の付与による変形を最小限に抑えることが可能な位置決め装置を提供することを目的とする。
本発明は下記構成からなる。
基台と、
前記基台に対して第1の方向に移動可能に支持された移動テーブルと、
前記移動テーブルに間隔をあけて設けられ、前記移動テーブルの面方向に直交する軸線を中心に回転可能に支持された2つの支持軸と、
前記支持軸に固定されて前記移動テーブルに支持された搭載板と、
前記移動テーブルに設けられ、少なくとも一方の前記支持軸を前記第1の方向と直交する第2の方向へ移動させることにより、前記移動テーブルに対する前記搭載板の姿勢を調整する姿勢調整機構と、
を備える、
位置決め装置。
基台と、
前記基台に対して第1の方向に移動可能に支持された移動テーブルと、
前記移動テーブルに間隔をあけて設けられ、前記移動テーブルの面方向に直交する軸線を中心に回転可能に支持された2つの支持軸と、
前記支持軸に固定されて前記移動テーブルに支持された搭載板と、
前記移動テーブルに設けられ、少なくとも一方の前記支持軸を前記第1の方向と直交する第2の方向へ移動させることにより、前記移動テーブルに対する前記搭載板の姿勢を調整する姿勢調整機構と、
を備える、
位置決め装置。
本発明の位置決め装置によれば、姿勢変動の大きさに関わらず円滑に姿勢を調整して位置決めすることができ、しかも、テーブルへの外力の付与による変形を最小限に抑えることができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る位置決め装置100の正面図である。図2は、本実施形態に係る位置決め装置100の側面図である。
図1は、本実施形態に係る位置決め装置100の正面図である。図2は、本実施形態に係る位置決め装置100の側面図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る位置決め装置100は、基台17と、移動テーブル11と、一対の姿勢調整機構13A,13Bと、搭載板15と、を備えており、移動テーブル11は、基台17に支持されている。この位置決め装置100は、例えば、半導体やフラットパネルディスプレイ用のマザーガラスなどがワークとして搭載板15に搭載され、製造工程や検査工程においてワークを加工位置や検査位置へ移動させて位置決めする。
基台17は、側面視L字状の長尺に形成された台座であり、2つの支持台19によって、長手方向が水平方向(第1の方向)Xに沿うように床面に支持される。基台17は、床面に支持された状態で、表面が鉛直方向(第2の方向)Zに沿うように配置される支持板部18を有している。
移動テーブル11は、基台17における支持板部18に支持される。移動テーブル11と基台17との間には、一対の直動案内装置21と、リニアアクチュエータ23とが設けられている。移動テーブル11は、一対の直動案内装置21によって基台17に支持されている。
直動案内装置21は、レール体25と、可動体27と、を備えている。一対の直動案内装置21のレール体25は、それぞれ基台17の支持板部18の長手方向である水平方向Xに沿って配置されており、鉛直方向Zに間隔をあけて固定されている。可動体27は、移動テーブル11に固定されている。可動体27は、断面視凹状に形成されており、凹状部分をレール体25に嵌め込んだ状態でレール体25に組付けられている。
移動テーブル11に固定された可動体27は、レール体25の両側面と対向する凹状部分の内側面に複数の転動体(図示略)が転動可能に保持されており、転動体が転動することにより、レール体25に対して低摩擦で相対的に直線運動可能とされている。これにより、移動テーブル11は、直動案内装置21によって水平方向Xに沿って円滑に移動可能とされている。
リニアアクチュエータ23は、固定レール31と、可動子33とを備えている。固定レール31は、永久磁石からなり、基台17の支持板部18に固定されている。この固定レール31は、基台17の支持板部18における直動案内装置21のレール体25の間に配置されている。可動子33は、電磁コイルを有するモジュールであり、移動テーブル11に固定されて固定レール31に対して隙間をあけて配置されている。
リニアアクチュエータ23では、可動子33の電磁コイルに電磁力が生じると、永久磁石からなる固定レール31との間で吸引力及び反発力が生じる。そして、この吸引力及び反発力が移動テーブル11を移動させる移動力となり、直動案内装置21に支持された移動テーブル11が水平方向Xに沿って移動される。なお、リニアアクチュエータ23は、固定レール31が電磁コイルを備え、可動子33が永久磁石からなるものでもよく、また、固定レール31及び可動子33の両方が電磁コイルを備えるものでもよい。
姿勢調整機構13A,13Bは、それぞれ移動テーブル11に設けられており、移動テーブル11の移動方向である水平方向Xに間隔をあけて配置されている。姿勢調整機構13A,13Bは、可動プレート41と、支持プレート43と、を備えている。可動プレート41と移動テーブル11との間には、一対の直動案内装置51と、ボールねじ装置53と、が設けられている。可動プレート41は、直動案内装置51によって移動テーブル11に支持されている。
直動案内装置51は、レール体55と、可動体57と、を備えている。一対の直動案内装置51のレール体55は、それぞれ鉛直方向Zに沿って配置されており、水平方向Xに間隔をあけて移動テーブル11に固定されている。可動体57は、可動プレート41に固定されている。可動体57は、断面視凹状に形成されており、凹状部分をレール体55に嵌め込んだ状態でレール体55に組付けられている。
可動プレート41に固定された可動体57は、レール体55の両側面と対向する凹状部分の内側面に複数の転動体(図示略)が転動可能に保持されており、転動体が転動することにより、レール体55に対して低摩擦で相対的に直線運動可能とされている。これにより、可動プレート41は、直動案内装置51によって鉛直方向Zに沿って円滑に移動可能とされている。
ボールねじ装置53は、駆動モータ61によって回転されるねじ軸63と、可動プレート41に固定されたナット(図示略)とから構成されている。ねじ軸63は、鉛直方向Zに沿って配置されている。ボールねじ装置53は、駆動モータ61によってねじ軸63を回転させることにより、可動プレート41に固定されたナットをねじ軸63に沿って移動させる。これにより、直動案内装置51に支持された可動プレート41を有する姿勢調整機構13A,13Bが鉛直方向Zに沿って移動する。
支持プレート43は、可動プレート41に支持されている。支持プレート43には、軸受67が設けられている。軸受67は、支持軸69を有しており、この支持軸69は、支持プレート43における面方向と直交する方向に沿って配置されて回転可能に支持されている。
一方の姿勢調整機構13Aは、支持プレート43と可動プレート41との間に、一対の直動案内装置71を備えている。直動案内装置71は、レール体75と、可動体77とを備えている。一対の直動案内装置71のレール体75は、それぞれ水平方向Xに沿って配置されており、鉛直方向Zに間隔をあけて可動プレート41に固定されている。可動体77は、支持プレート43に固定されている。可動体77は、断面視凹状に形成されており、凹状部分をレール体75に嵌め込んだ状態でレール体75に組付けられている。
支持プレート43に固定された可動体77は、レール体75の両側面と対向する凹状部分の内側面に複数の転動体(図示略)が転動可能に保持されており、転動体が転動することにより、レール体75に対して低摩擦で相対的に直線運動可能とされている。これにより、支持プレート43は、直動案内装置71によって水平方向Xに沿って移動可能とされている。
搭載板15は、一対の姿勢調整機構13A,13Bに支持されて表面が鉛直方向Zに沿うように配置されている。この搭載板15には、姿勢調整機構13A,13Bのそれぞれの支持軸69が固定されている。
上記構成の位置決め装置100には、その搭載板15にワークが搭載される。そして、製造工程や検査工程において、搭載板15に搭載されたワークが加工位置や検査位置に移動されて位置決めされる。
次に、位置決め装置100の動作について説明する。
(水平方向Xへの移動)
ワークを水平方向Xへ移動させる場合、リニアアクチュエータ23を作動させる。リニアアクチュエータ23の可動子33の電磁コイルに電磁力が生じると、可動子33と固定レール31との間で吸引力及び反発力が生じ、直動案内装置21に支持された移動テーブル11が水平方向Xに沿って移動する。これにより、搭載板15に搭載されたワークが水平方向Xに移動する。
(水平方向Xへの移動)
ワークを水平方向Xへ移動させる場合、リニアアクチュエータ23を作動させる。リニアアクチュエータ23の可動子33の電磁コイルに電磁力が生じると、可動子33と固定レール31との間で吸引力及び反発力が生じ、直動案内装置21に支持された移動テーブル11が水平方向Xに沿って移動する。これにより、搭載板15に搭載されたワークが水平方向Xに移動する。
(鉛直方向Zへの移動)
ワークを鉛直方向Zへ移動させるには、各姿勢調整機構13A,13Bのそれぞれのボールねじ装置53を作動させる。各姿勢調整機構13A,13Bのボールねじ装置53の駆動モータ61に給電されると、駆動モータ61によってねじ軸63が回転され、可動プレート41が鉛直方向Zに沿って移動する。このとき、各姿勢調整機構13A,13Bのボールねじ装置53の駆動モータ61によってねじ軸63を同一方向へ回転させ、各可動プレート41を同一方向へ移動させる。これにより、搭載板15に搭載されたワークが鉛直方向Zに移動する。
ワークを鉛直方向Zへ移動させるには、各姿勢調整機構13A,13Bのそれぞれのボールねじ装置53を作動させる。各姿勢調整機構13A,13Bのボールねじ装置53の駆動モータ61に給電されると、駆動モータ61によってねじ軸63が回転され、可動プレート41が鉛直方向Zに沿って移動する。このとき、各姿勢調整機構13A,13Bのボールねじ装置53の駆動モータ61によってねじ軸63を同一方向へ回転させ、各可動プレート41を同一方向へ移動させる。これにより、搭載板15に搭載されたワークが鉛直方向Zに移動する。
(ピッチング調整)
ワークのピッチング方向の姿勢を調整するには、各姿勢調整機構13A,13Bのいずれか一方のボールねじ装置53を作動させ、可動プレート41を鉛直方向Zに沿って移動させる。図3に示すように、例えば、一方の姿勢調整機構13Aのボールねじ装置53を作動させて可動プレート41を鉛直方向Zに沿って上方へ移動させる。すると、搭載板15は、一方の姿勢調整機構13Aの支持軸69との固定箇所が引き上げられ、他方の姿勢調整機構13Bの支持軸69を中心として揺動され、ピッチング方向(図3中矢印α方向)へ姿勢が調整される。このとき、各姿勢調整機構13A,13Bの支持軸69が、支持プレート43に対して回転することにより、搭載板15の姿勢が無理なくピッチング方向へ調整される。
ワークのピッチング方向の姿勢を調整するには、各姿勢調整機構13A,13Bのいずれか一方のボールねじ装置53を作動させ、可動プレート41を鉛直方向Zに沿って移動させる。図3に示すように、例えば、一方の姿勢調整機構13Aのボールねじ装置53を作動させて可動プレート41を鉛直方向Zに沿って上方へ移動させる。すると、搭載板15は、一方の姿勢調整機構13Aの支持軸69との固定箇所が引き上げられ、他方の姿勢調整機構13Bの支持軸69を中心として揺動され、ピッチング方向(図3中矢印α方向)へ姿勢が調整される。このとき、各姿勢調整機構13A,13Bの支持軸69が、支持プレート43に対して回転することにより、搭載板15の姿勢が無理なくピッチング方向へ調整される。
ここで、搭載板15は、他方の姿勢調整機構13Bの支持軸69を中心として揺動するため、各姿勢調整機構13A,13Bの支持軸69の間に距離変動(いわゆるコサインエラー)が生じる。しかし、一方の姿勢調整機構13Aの支持軸69を備える支持プレート43は、可動プレート41との間の直動案内装置71によって水平方向Xに沿って移動可能とされている。したがって、搭載板15のピッチング調整時における姿勢調整機構13A,13Bの支持軸69の間の距離変動が円滑に吸収され、搭載板15に外力が付与されることによる捻りなどの変形が抑えられる。
以上、説明したように、本実施形態に係る位置決め装置100によれば、基台17に対して移動テーブル11が水平方向Xに移動することにより、移動テーブル11とともに搭載板15が水平方向Xに移動される。これにより、搭載板15に搭載されたワークを水平方向Xに沿って移動させ、例えば、加工や検査を行う位置に位置決めすることができる。また、姿勢調整機構13A,13Bの少なくとも一方によって支持軸69を鉛直方向Zへ移動させることにより、移動テーブル11に対して搭載板15を揺動させ、この搭載板15に搭載されたワークの姿勢を調整することができる。
しかも、姿勢調整機構13Aの支持軸69が直動案内装置71によって水平方向Xへ移動可能に支持されている。したがって、搭載板15の姿勢の調整時における支持軸69の間の距離の変動を吸収することができる。これにより、搭載板15の姿勢を大きく調整しても、搭載板15に外力が付与されることによる変形を抑えることができる。
さらに、それぞれの支持軸69を姿勢調整機構13A,13Bによって鉛直方向Zへ移動させることができるので、両方の支持軸69を移動させて搭載板15の姿勢を迅速に調整できる。また、支持軸69を鉛直方向Zに沿う同一方向へ移動させることにより、搭載板15を鉛直方向Zへ移動させてシフト調整を行うことができる。
なお、上記実施形態では、2つの姿勢調整機構13A,13Bを設けて2軸駆動でピッチング調整を行う場合を例示したが、姿勢調整機構13A,13Bの一方だけに鉛直方向Zに沿う移動機能を持たせてもよい。この場合も、姿勢調整機構13A,13Bの一方の支持軸69を鉛直方向Zに沿って移動させることにより、搭載板15のピッチング調整を行うことができる。
また、上記実施形態では、搭載板15のピッチング調整を行う場合を例示したが、姿勢の調整はピッチング方向に限らない。
さらに、移動テーブル11を移動させる駆動方式としては、リニアアクチュエータ23に限らずボールねじ装置等でもよく、姿勢調整機構13A,13Bの可動プレート41を移動させる駆動方式としては、ボールねじ装置53に限らずリニアアクチュエータ等でもよい。
このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 基台と、
前記基台に対して第1の方向に移動可能に支持された移動テーブルと、
前記移動テーブルに間隔をあけて設けられ、前記移動テーブルの面方向に直交する軸線を中心に回転可能に支持された2つの支持軸と、
前記支持軸に固定されて前記移動テーブルに支持された搭載板と、
前記移動テーブルに設けられ、少なくとも一方の前記支持軸を前記第1の方向と直交する第2の方向へ移動させることにより、前記移動テーブルに対する前記搭載板の姿勢を調整する姿勢調整機構と、
を備える、位置決め装置。
この構成の位置決め装置によれば、基台に対して移動テーブルが第1の方向に移動することにより、移動テーブルとともに搭載板が第1の方向に移動される。これにより、搭載板に搭載されたワークを第1の方向に沿って移動させ、例えば、加工や検査を行う位置に位置決めすることができる。また、姿勢調整機構によって支持軸を第1の方向と直交する第2の方向へ移動させることにより、移動テーブルに対して搭載板を揺動させ、この搭載板に搭載されたワークの姿勢を調整することができる。
(1) 基台と、
前記基台に対して第1の方向に移動可能に支持された移動テーブルと、
前記移動テーブルに間隔をあけて設けられ、前記移動テーブルの面方向に直交する軸線を中心に回転可能に支持された2つの支持軸と、
前記支持軸に固定されて前記移動テーブルに支持された搭載板と、
前記移動テーブルに設けられ、少なくとも一方の前記支持軸を前記第1の方向と直交する第2の方向へ移動させることにより、前記移動テーブルに対する前記搭載板の姿勢を調整する姿勢調整機構と、
を備える、位置決め装置。
この構成の位置決め装置によれば、基台に対して移動テーブルが第1の方向に移動することにより、移動テーブルとともに搭載板が第1の方向に移動される。これにより、搭載板に搭載されたワークを第1の方向に沿って移動させ、例えば、加工や検査を行う位置に位置決めすることができる。また、姿勢調整機構によって支持軸を第1の方向と直交する第2の方向へ移動させることにより、移動テーブルに対して搭載板を揺動させ、この搭載板に搭載されたワークの姿勢を調整することができる。
(2) 前記姿勢調整機構によって前記第2の方向へ移動される前記支持軸は、前記移動テーブルに対して直動案内装置によって前記第1の方向へ移動可能に支持されている、(1)に記載の位置決め装置。
この構成の位置決め装置によれば、姿勢調整機構によって第2の方向へ移動される支持軸が直動案内装置によって第1の方向へ移動可能に支持されている。したがって、搭載板の姿勢の調整時における支持軸の間の距離の変動を吸収することができる。これにより、搭載板の姿勢を大きく調整しても、搭載板に外力が付与されることによる変形を抑えることができる。
この構成の位置決め装置によれば、姿勢調整機構によって第2の方向へ移動される支持軸が直動案内装置によって第1の方向へ移動可能に支持されている。したがって、搭載板の姿勢の調整時における支持軸の間の距離の変動を吸収することができる。これにより、搭載板の姿勢を大きく調整しても、搭載板に外力が付与されることによる変形を抑えることができる。
(3) 前記移動テーブルは、それぞれの前記支持軸を前記第2の方向へ移動させることにより、前記移動テーブルに対する前記搭載板の姿勢を調整する前記姿勢調整機構を有する、(1)または(2)に記載の位置決め装置。
この構成の位置決め装置によれば、それぞれの支持軸を姿勢調整機構によって第2の方向へ移動させることができるので、搭載板の姿勢を迅速に調整できる。また、支持軸を第2の方向に沿う同一方向へ移動させることにより、搭載板を第2の方向へ移動させて位置決めすることができる。
この構成の位置決め装置によれば、それぞれの支持軸を姿勢調整機構によって第2の方向へ移動させることができるので、搭載板の姿勢を迅速に調整できる。また、支持軸を第2の方向に沿う同一方向へ移動させることにより、搭載板を第2の方向へ移動させて位置決めすることができる。
11 移動テーブル
13A,13B 姿勢調整機構
15 搭載板
17 基台
69 支持軸
71 直動案内装置
100 位置決め装置
X 水平方向(第1の方向)
Z 鉛直方向(第2の方向)
13A,13B 姿勢調整機構
15 搭載板
17 基台
69 支持軸
71 直動案内装置
100 位置決め装置
X 水平方向(第1の方向)
Z 鉛直方向(第2の方向)
Claims (3)
- 基台と、
前記基台に対して第1の方向に移動可能に支持された移動テーブルと、
前記移動テーブルに間隔をあけて設けられ、前記移動テーブルの面方向に直交する軸線を中心に回転可能に支持された2つの支持軸と、
前記支持軸に固定されて前記移動テーブルに支持された搭載板と、
前記移動テーブルに設けられ、少なくとも一方の前記支持軸を前記第1の方向と直交する第2の方向へ移動させることにより、前記移動テーブルに対する前記搭載板の姿勢を調整する姿勢調整機構と、
を備える、
位置決め装置。 - 前記姿勢調整機構によって前記第2の方向へ移動される前記支持軸は、前記移動テーブルに対して直動案内装置によって前記第1の方向へ移動可能に支持されている、
請求項1に記載の位置決め装置。 - 前記移動テーブルは、それぞれの前記支持軸を前記第2の方向へ移動させることにより、前記移動テーブルに対する前記搭載板の姿勢を調整する前記姿勢調整機構を有する、
請求項1または請求項2に記載の位置決め装置。
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