JP3144431B2 - 精密位置決め装置 - Google Patents
精密位置決め装置Info
- Publication number
- JP3144431B2 JP3144431B2 JP30229691A JP30229691A JP3144431B2 JP 3144431 B2 JP3144431 B2 JP 3144431B2 JP 30229691 A JP30229691 A JP 30229691A JP 30229691 A JP30229691 A JP 30229691A JP 3144431 B2 JP3144431 B2 JP 3144431B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnet
- linear motor
- positioning device
- levitating
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
- B23Q5/22—Feeding members carrying tools or work
- B23Q5/28—Electric drives
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リニア動作をするテー
ブルの高精度の位置決め装置に関する。
ブルの高精度の位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、精密位置決めテーブルは、分解能
は低いが長ストローク移動し得る粗動機構と、分解能は
高いがストロークの小さい微動機構の二重機構を使った
テーブルの位置決め装置が開示されている（例えば、特
開昭６１−２４４４３９号公報）。
は低いが長ストローク移動し得る粗動機構と、分解能は
高いがストロークの小さい微動機構の二重機構を使った
テーブルの位置決め装置が開示されている（例えば、特
開昭６１−２４４４３９号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、二つの特性
の異なった粗動機構と微動機構と、それぞれの機構を動
作させる二つの異なったアクチュエータを備えているた
め、位置決め装置全体が複雑で、位置決め時間も長いと
いう欠点があった。本発明は、単一機構・構造の移動部
分を備えた構造が簡単なリニアモータからなるリニア形
精密位置決め装置を提供することを目的とするものであ
る。
の異なった粗動機構と微動機構と、それぞれの機構を動
作させる二つの異なったアクチュエータを備えているた
め、位置決め装置全体が複雑で、位置決め時間も長いと
いう欠点があった。本発明は、単一機構・構造の移動部
分を備えた構造が簡単なリニアモータからなるリニア形
精密位置決め装置を提供することを目的とするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、リニアモータ
により長ストローク移動する粗動と、微少ストローク移
動する微動との組み合わせによりテーブルの位置決めを
行う精密位置決め装置において、平板状のベース上にリ
ニアモータの固定子を設け、前記固定子の上面に空隙を
介して対向する移動子を設け、前記移動子を前記テーブ
ルに固定し、前記ベースに前記テーブルを空隙を介して
囲むように形成した支持体を固定し、前記支持体に前記
テーブルを磁気浮上させる浮上用電磁石を設け、前記浮
上用電磁石により浮上させた状態で目標位置近傍まで粗
動位置決めし、前記浮上用電磁石により吸引させて前記
テーブルを前記浮上用電磁石の先端面に密着・固定した
状態で前記リニアモータによりテーブルに推力を作用さ
せ、前記支持体に弾性変形による変位を生じさせ、また
は前記テーブルと前記浮上用電磁石の先端面との間で生
じる摩擦力に抗してずれる変位を生じさせて微動位置決
めするものである。
により長ストローク移動する粗動と、微少ストローク移
動する微動との組み合わせによりテーブルの位置決めを
行う精密位置決め装置において、平板状のベース上にリ
ニアモータの固定子を設け、前記固定子の上面に空隙を
介して対向する移動子を設け、前記移動子を前記テーブ
ルに固定し、前記ベースに前記テーブルを空隙を介して
囲むように形成した支持体を固定し、前記支持体に前記
テーブルを磁気浮上させる浮上用電磁石を設け、前記浮
上用電磁石により浮上させた状態で目標位置近傍まで粗
動位置決めし、前記浮上用電磁石により吸引させて前記
テーブルを前記浮上用電磁石の先端面に密着・固定した
状態で前記リニアモータによりテーブルに推力を作用さ
せ、前記支持体に弾性変形による変位を生じさせ、また
は前記テーブルと前記浮上用電磁石の先端面との間で生
じる摩擦力に抗してずれる変位を生じさせて微動位置決
めするものである。
【０００５】
【作用】テーブルの位置決めは、まず浮上用電磁石およ
び横方向案内電磁石によりテーブルを移動方向の軸線に
沿って浮上させ、推力発生装置によりテーブルを目標の
近くまで移動し、粗動位置検出器により位置を検出して
推力発生装置にフィードバックし、長ストロークの粗動
位置決めを行う。次に、浮上用電磁石の吸引力を増加し
てテーブルを支持体に密着・固定する。この状態で推力
発生装置によりテーブルに推力を加える。そうすると、
支持体は推力の方向にナノミクロンオーダの弾性変形を
おこし、またはテーブルと浮上用電磁石の先端面との間
にずれを生じ、微動位置検出器により位置を検出してリ
ニアモータにフィードバックし、微動位置決めを行う。
び横方向案内電磁石によりテーブルを移動方向の軸線に
沿って浮上させ、推力発生装置によりテーブルを目標の
近くまで移動し、粗動位置検出器により位置を検出して
推力発生装置にフィードバックし、長ストロークの粗動
位置決めを行う。次に、浮上用電磁石の吸引力を増加し
てテーブルを支持体に密着・固定する。この状態で推力
発生装置によりテーブルに推力を加える。そうすると、
支持体は推力の方向にナノミクロンオーダの弾性変形を
おこし、またはテーブルと浮上用電磁石の先端面との間
にずれを生じ、微動位置検出器により位置を検出してリ
ニアモータにフィードバックし、微動位置決めを行う。
【０００６】
【実施例】本発明を図に示す実施例について説明する。
図１は本発明の実施例を示す側断面図、図２は正面図
で、平板状のベース１の上に推力発生装置としてのリニ
アモータ２を構成する平板状の固定子３を設けてあり、
固定子３の上面のティース３１に移動磁界を形成するよ
うにスロット３２に電機子コイル３３を装着してある。
ティース３１に空隙を介して対向するように移動方向に
交互に異なる磁性を有する磁極を形成した永久磁石より
なるリニアモータ２の移動子４を設け、移動方向に長い
逆Ｕ字形の磁性体よりなるテーブル５の凹部５１に固定
してある。テーブル５の上面５２および外側面５３を囲
むように適宜間隔をあけて支持体６を設けてベース１に
固定し、上方にテーブル５を引きつけて浮上させる浮上
用電磁石７および水平の反対方向にテーブル５を引きつ
けて横方向のずれを防ぐ横方向案内電磁石８を支持体６
に固定してある。ベース１にはレーザ測長器などからな
る粗動位置検出器９および弾性変形応力から位置の変位
を検出する超精密変位検出器などの微動位置検出器１０
が固定され、テーブル５の変位を検出するようにしてあ
る。テーブル５の位置決めは、まず浮上用電磁石７およ
び横方向案内電磁石８によりテーブル５を移動方向の軸
線に沿って浮上させ、リニアモータ２によりテーブル５
を目標の近くまで移動し、粗動位置検出器９により位置
を検出してリニアモータ２にフィードバックし、長スト
ロークの位置決めを行う。次に、浮上用電磁石７の吸引
力を増加して、図３に示すように、テーブル５の上面５
２を浮上用電磁石７の先端面７１に密着・固定する。こ
の状態でリニアモータ２によりテーブル５に推力を加え
る。そうすると、極端に変位を大きく表してあるが一点
鎖線で示すように、支持体６は推力の方向にナノミクロ
ンオーダの弾性変形をおこし、微動位置検出器１０によ
り位置を検出してリニアモータ２にフィードバックし、
所定の変位になるまでリニアモータ２に推力を加えて微
少ストロークの位置決めを行う。なお、以上はテーブル
５に加わる推力により支持体８の弾性変形を生じさせて
微少変位を生じさせる場合について説明したが、浮上用
電磁石７の吸引力を僅かに少なくし、テーブル５の上面
５２と浮上用電磁石７の先端面７１との間に起こる摩擦
力に抗して生じるずれの変位でテーブル５を微少変位さ
せてもよい。この場合は、レーザ測長器などからなる微
動位置検出器１０によりテーブル５の位置を測定する。
図１は本発明の実施例を示す側断面図、図２は正面図
で、平板状のベース１の上に推力発生装置としてのリニ
アモータ２を構成する平板状の固定子３を設けてあり、
固定子３の上面のティース３１に移動磁界を形成するよ
うにスロット３２に電機子コイル３３を装着してある。
ティース３１に空隙を介して対向するように移動方向に
交互に異なる磁性を有する磁極を形成した永久磁石より
なるリニアモータ２の移動子４を設け、移動方向に長い
逆Ｕ字形の磁性体よりなるテーブル５の凹部５１に固定
してある。テーブル５の上面５２および外側面５３を囲
むように適宜間隔をあけて支持体６を設けてベース１に
固定し、上方にテーブル５を引きつけて浮上させる浮上
用電磁石７および水平の反対方向にテーブル５を引きつ
けて横方向のずれを防ぐ横方向案内電磁石８を支持体６
に固定してある。ベース１にはレーザ測長器などからな
る粗動位置検出器９および弾性変形応力から位置の変位
を検出する超精密変位検出器などの微動位置検出器１０
が固定され、テーブル５の変位を検出するようにしてあ
る。テーブル５の位置決めは、まず浮上用電磁石７およ
び横方向案内電磁石８によりテーブル５を移動方向の軸
線に沿って浮上させ、リニアモータ２によりテーブル５
を目標の近くまで移動し、粗動位置検出器９により位置
を検出してリニアモータ２にフィードバックし、長スト
ロークの位置決めを行う。次に、浮上用電磁石７の吸引
力を増加して、図３に示すように、テーブル５の上面５
２を浮上用電磁石７の先端面７１に密着・固定する。こ
の状態でリニアモータ２によりテーブル５に推力を加え
る。そうすると、極端に変位を大きく表してあるが一点
鎖線で示すように、支持体６は推力の方向にナノミクロ
ンオーダの弾性変形をおこし、微動位置検出器１０によ
り位置を検出してリニアモータ２にフィードバックし、
所定の変位になるまでリニアモータ２に推力を加えて微
少ストロークの位置決めを行う。なお、以上はテーブル
５に加わる推力により支持体８の弾性変形を生じさせて
微少変位を生じさせる場合について説明したが、浮上用
電磁石７の吸引力を僅かに少なくし、テーブル５の上面
５２と浮上用電磁石７の先端面７１との間に起こる摩擦
力に抗して生じるずれの変位でテーブル５を微少変位さ
せてもよい。この場合は、レーザ測長器などからなる微
動位置検出器１０によりテーブル５の位置を測定する。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、粗
動位置決めと微動位置決めは浮上用電磁石と一つのリニ
アモータを動作することによって行うことができるの
で、従来のように粗動位置決めと微動位置決めのために
二つの異なったリニアモータを設ける必要がなく、駆動
装置および支持機構が簡単となり、低コストで高速の超
精密位置決め装置を提供できる効果がある。
動位置決めと微動位置決めは浮上用電磁石と一つのリニ
アモータを動作することによって行うことができるの
で、従来のように粗動位置決めと微動位置決めのために
二つの異なったリニアモータを設ける必要がなく、駆動
装置および支持機構が簡単となり、低コストで高速の超
精密位置決め装置を提供できる効果がある。
【図１】本発明の実施例を示す側断面図である。
【図２】図１の正断面図である。
【図３】本発明の動作中の実施例を示す側断面図であ
る。
る。
１ ベース ２ リニアモータ ３ 固定子 ４ 移動子 ５ テーブル ６ 支持体 ７ 浮上用電磁石 ８ 横方向案内電
磁石 ９ 粗動位置検出器 １０ 微動位置検
出器
磁石 ９ 粗動位置検出器 １０ 微動位置検
出器
Claims (2)
- 【請求項１】 リニアモータにより長ストローク移動す
る粗動と、微少ストローク移動する微動との組み合わせ
によりテーブルの位置決めを行う精密位置決め装置にお
いて、平板状のベース上にリニアモータの固定子を設
け、前記固定子の上面に空隙を介して対向する移動子を
設け、前記移動子を前記テーブルに固定し、前記ベース
に前記テーブルを空隙を介して囲むように形成した支持
体を固定し、前記支持体に前記テーブルを磁気浮上させ
る浮上用電磁石を設け、前記浮上用電磁石により浮上さ
せた状態で目標位置近傍まで粗動位置決めし、前記浮上
用電磁石により吸引させて前記テーブルを前記浮上用電
磁石の先端面に密着・固定した状態で前記リニアモータ
によりテーブルに推力を作用させ、前記支持体に弾性変
形による変位を生じさせて微動位置決めすることを特徴
とする精密位置決め装置。 - 【請求項２】 前記テーブルと前記浮上用電磁石の先端
面との間で生じる摩擦力に抗してずれる変位を生じさせ
て微動位置決めする請求項１記載の精密位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30229691A JP3144431B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 精密位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30229691A JP3144431B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 精密位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05111844A JPH05111844A (ja) | 1993-05-07 |
| JP3144431B2 true JP3144431B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=17907278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30229691A Expired - Fee Related JP3144431B2 (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 精密位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3144431B2 (ja) |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP30229691A patent/JP3144431B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05111844A (ja) | 1993-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090105 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100105 Year of fee payment: 9 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |