JP4266311B2 - リニアモータのサイドフォース測定装置 - Google Patents
リニアモータのサイドフォース測定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4266311B2 JP4266311B2 JP2003043577A JP2003043577A JP4266311B2 JP 4266311 B2 JP4266311 B2 JP 4266311B2 JP 2003043577 A JP2003043577 A JP 2003043577A JP 2003043577 A JP2003043577 A JP 2003043577A JP 4266311 B2 JP4266311 B2 JP 4266311B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- side force
- linear motor
- base
- stage
- movable stage
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Force In General (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、リニアモータのサイドフォースを測定することができるサイドフォース測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の技術として、一対のロードセルをリニアモータのリニアコイルの両端に配置し、サーボモータによってリニアモータのリニアマグネットをリニアコイルに沿って移動させながら、両ロードセルの出力の差を算出する駆動力測定装置がある(下記公報参照)。
【0003】
リニアマグネットは可動テーブルに保持されている。
【0004】
リニアコイルに対するリニアマグネットの位置はリニアエンコーダによって検出される。
【0005】
検出されたリニアマグネットの位置と両ロードセルの出力の差とに基づいてリニアモータの駆動力が算出される。
【0006】
【特許文献1】
特開平7−98256号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、両ロードセルの出力の差を求めて測定誤差を相殺し、リニアマグネットに作用する推力を測定することができるが、推力方向と直交する方向の力(サイドフォース)を測定することはできない。
【0008】
仮に、リニアマグネットの周囲にロードセルを配置し、サイドフォースを測定しようとしても、リニアマグネットを保持する可動テーブルの摺動抵抗が大きいため、高精度の測定は困難である。
【0009】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は、リニアモータのサイドフォースを高精度で測定することができるサイドフォース測定装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため請求項1の発明のリニアモータのサイドフォース測定装置は、ベースと、このベース上に配置され、可動子が鉛直方向へ移動できるリニアモータが載置された可動ステージと、この可動ステージを流体を介して鉛直方向と直交する方向へ移動可能に支持するステージ支持手段と、前記可動ステージの鉛直方向と直交する方向の力を検出する検出手段とを備えていることを特徴とする。
【0011】
上述のようにステージ支持手段が可動ステージを流体を介して鉛直方向と直交する方向へ移動可能に支持するので、鉛直方向と直交する方向へ可動ステージを移動させるときの抵抗は無視できる位に小さくなる。
【0012】
請求項2の発明のリニアモータのサイドフォース測定装置は、請求項1記載のリニアモータのサイドフォース測定装置において、前記検出手段がロードセルであることを特徴とする。
【0013】
上述のように検出手段がロードセルであるので、可動ステージに作用する力が小さくてもその力を検出できる。
【0014】
請求項3の発明のリニアモータのサイドフォース測定装置は、請求項1又は2記載のリニアモータのサイドフォース測定装置において、前記ステージ支持手段が、前記可動ステージの下面に設けられた複数の空気噴射ノズルと、この複数の空気噴射ノズルを通じて前記ベースの上面に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置とを有することを特徴とする。
【0015】
上述のようにステージ支持手段が、可動ステージの下面に設けられた複数の空気噴射ノズルと、この複数の空気噴射ノズルを通じてベースの上面に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置とを有するので、鉛直方向と直交する方向へ可動ステージを移動させるときの抵抗が小さくなる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0017】
図1はこの発明の一実施形態に係るリニアモータのサイドフォース測定装置の斜視図、図2は図1に示すリニアモータのサイドフォース測定装置の正面図、図3は図1に示すリニアモータのサイドフォース測定装置の側面図、図4は図1に示すリニアモータのサイドフォース測定装置の平面図である。
【0018】
このリニアモータのサイドフォース測定装置はリニアモータ2のサイドフォース、すなわち、リニアモータの推力と直交する方向の力を測定する装置である。このサイドフォース測定装置はリニアモータ2の推力も測定することができる。
【0019】
図1に示すように、リニアモータ2は固定子(図示せず)と可動子22とを備える。このリニアモータ2は例えば半導体製造装置等に使用される。固定子は矩形のコイルとこのコイルを覆うジャケットとを有する。可動子22はx方向(鉛直方向)に沿って移動可能である。可動子22はヨーク221と一対のマグネット(一方のマグネットだけを図示する)222とを有する。ヨーク221はほぼ角筒状である。一対のマグネット222はヨーク221の内壁面に相対するように取り付けられている。一対のマグネット222はヨーク221とともに磁路を形成する。この磁路を通る磁束の一部はコイルのy方向に沿って延びた一辺に対して直交する。
【0020】
サイドフォース測定装置はベース3と可動ステージ5とエアベアリング7と第1及び第2サイドフォース検出用ロードセル9,11とを備える。
【0021】
ベース3は、図4に示すように、ほぼ六角形に形成されている。ベース3のy方向一端部にはボルト35によって第1ベース側固定板31が固定されている。第1ベース側固定板31の厚さ方向はy方向と平行である(図1参照)。第1ベース側固定板31の上部にはx方向に沿って延びた長孔31aが形成されている。ベース3のz方向一端部にはボルト35によって第2ベース側固定板32が取り付けられている。第2ベース側固定板32の厚さ方向はz方向と平行である。第2ベース側固定板32の上部にはx方向に沿って延びた長孔32aが形成されている。
【0022】
ベース3のz方向他端部には可動子支持アーム33が取り付けられている。可動子支持アーム33はアーム本体331と取付プレート332と水平プレート333と補強プレート334とを有する。アーム本体331はほぼL字形に形成され、補強リブ331aを有する。取付プレート332はアーム本体331の上端部に取り付けられている。アーム本体331に対する取付プレート332のx方向の位置を調整できる。水平プレート333は取付プレート332に固定されている。補強プレート334は取付プレート332と水平プレート333とに固定され、取付プレート332と水平プレート333とが強固に結合している。
【0023】
図2に示すように、ベース3の下面の3箇所には脚34が取り付けられている。脚34は雄ねじ部(図示せず)を有し、この雄ねじ部はベース3に形成された雌ねじ部(図示せず)に嵌められている。したがって、脚34の長さを調整することが可能である。
【0024】
可動ステージ5はベース3上に配置されている。可動ステージ5のy方向一端部にはボルト55によって第1ステージ側固定板51が取り付けられている。第1ステージ側固定板51の厚さ方向はy方向と平行である(図1参照)。可動ステージ5のz方向一端部にはボルト55によって第2ステージ側固定板52が取り付けられている。第2ステージ側固定板52の厚さ方向はz方向と平行である。図3に示すように、可動ステージ5のz方向他端部には固定子支持ブロック53が固定されている。固定子支持ブロック53は固定子を支持している。可動ステージ5の上面には2つのバランスウエイト54が取り付けられている。
【0025】
エアベアリング7はボルト部7aを有する。ボルト部7aは可動プレート5に形成された挿通孔(図示せず)に通される。可動ステージ5の上面から突出したボルト部7aの部分にはナット72が嵌め込まれている。これにより、3つのエアベアリング7が可動ステージ5の下面に取り付けられている。エアベアリング7はノズル部(図示せず)を有し、このノズル部は圧縮空気供給装置であるコンプレッサ(図示せず)から供給された圧縮空気をベース3の上面に向けて噴射する。エアベアリング7とコンプレッサとで可動ステージ5を鉛直方向と直交する方向へ移動可能に支持するステージ支持手段が構成されている。
【0026】
第1サイドフォース検出用ロードセル9の一端部はねじ(図示せず)によって第1ステージ側固定板51に固定され、第1サイドフォース検出用ロードセル9の他端部はねじ91によって第1ベース側固定板31に固定されている。第1サイドフォース検出用ロードセル9のx方向の取付位置の調整を第1ベース側固定板31側のねじ91を締めたり、緩めたりすることによって行うことができる。
【0027】
第2サイドフォース検出用ロードセル11の一端部はねじ(図示せず)によって第2ステージ側固定板52に固定され、第2サイドフォース検出用ロードセル11の他端部はねじ111によって第2ベース側固定板32に固定されている。第2サイドフォース検出用ロードセル11のx方向の取付位置の調整を第2ベース側固定板32側のねじ111を締めたり、緩めたりすることによって行うことができる。
【0028】
推力検出用ロードセル13の一端部がねじ(図示せず)によって可動子支持アーム33の水平プレート333に固定され、推力検出用ロードセル13の他端部がねじ(図示せず)によって可動子保持部材15に固定されている。
【0029】
可動子保持部材15は、水平プレート151と、この水平プレート151の両端部に結合された1対の垂直プレート152とを有する。
【0030】
可動子22のヨーク221はピン153によって可動子保持部材15に対して位置決めされ、ねじ154によって可動子保持部材15に固定されている(図3参照)。可動子22は可動子保持部材15及び推力検出用ロードセル13を介して可動子支持アーム33に吊り下げられている。
【0031】
次にこの実施形態のリニアモータのサイドフォース測定装置を用いてリニアモータのサイドフォースを測定する手順について説明する。
【0032】
リニアモータ2のy方向のサイドフォースを測定する場合、第2サイドフォース検出用ロードセル11を第2ベース側固定板32及び第2ステージ側固定板52から外しておく。
【0033】
測定をする前にベース3及び可動ステージ5の上面が水平になるように脚34及びボルト7aの長さを調整する。
【0034】
次に、エアベアリング7によって可動ステージ5がベース3から浮上したときに、可動ステージ5の上面が水平になるようにバランスウエイト54の重さを調整する。
【0035】
また、第1サイドフォース検出用ロードセル9のx方向の取付位置が可動ステージ5を浮上させたときの第1サイドフォース検出用ロードセル9のx方向の位置と同じになるように、第1サイドフォース検出用ロードセル9のx方向の取付位置の調整を第1ベース側固定板31側のねじ91を緩めたり、締め込んだりすることによって行う。
【0036】
以上の準備が整ったら、リニアモータ2のy方向のサイドフォースの測定を行う。
【0037】
まず、コンプレッサによってエアベアリング7に圧縮空気を供給する。圧縮空気を供給すると、可動ステージ5が浮上し、ベース3から離れる。
【0038】
次に、リニアモータ2のコイルに電流を流す。電流を流すと、可動子22に推力が生じ、上方へ僅かに移動する。可動子22の推力は可動子保持部材15を介して推力検出用ロードセル13に伝わる。推力検出用ロードセル13は可動子22の推力によってひずみ、このひずみに応じた電気信号を出力する。この電気信号に基いて推力を測定する。
【0039】
上述のコイルの一辺が正しい方向を向いていないと、コイルに電流を流したときにy方向のサイドフォースが生じる。y方向のサイドフォースが生じると、可動子22はy方向のサイドフォースによってy方向に沿って移動しようとする。しかし、可動子保持部材15を介して可動子22に連結された推力検出用ロードセル13は可動子22のx方向の動きを許容するが、可動子22のy方向及びz方向に沿った動きを阻止する。このため、可動子22はy方向へ動かず、このときのy方向のサイドフォースの反力が固定子に加わる。固定子は固定子支持ブロック53を介して可動ステージ5に連結されているので、y方向のサイドフォースの反力が固定子に加わると、可動ステージ5はy方向に沿って移動する。このとき、可動ステージ5は浮上しているので、非常にスムースに移動する。したがって、y方向のサイドフォースの反力が弱まることなく、第1ステージ側固定板51を介して第1サイドフォース検出用ロードセル9に伝達される。このサイドフォースの反力により、第1サイドフォース検出用ロードセル9はひずみ、このひずみに応じた電気信号が出力される。y方向のサイドフォースの反力はy方向のサイドフォースと向きが違うだけで、y方向のサイドフォースと同じ強さなので、第1サイドフォース検出用ロードセル9の電気信号に基いてy方向のサイドフォースの強さを測定することができる。
【0040】
z方向のサイドフォースの力を測定するには、第1サイドフォース検出用ロードセル9を第1ステージ側固定板51及び第1ベース側固定板31から外し、第2ステージ側固定板52及び第2ベース側固定板32に第2サイドフォース検出用ロードセル11を取り付ける。
【0041】
なお、y方向のサイドフォースは主にコイルの取付誤差によって生じ、z方向のサイドフォースは主にマグネットの取付誤差によって生じる。
【0042】
以上のように、この実施形態のリニアモータのサイドフォース測定装置によれば、3つのエアベアリング7によって可動ステージ5が浮上し、摺動抵抗がなくなるので、サイドフォースを高精度に測定することができる。
【0043】
なお、この実施形態のリニアモータのサイドフォース測定装置は半導体製造装置等に使用されるリニアモータ用であるが、勿論、この発明は他のタイプのリニアモータのサイドフォース測定装置として用いることができる。
【0044】
また、この実施形態では、可動ステージ5に固定子を固定し、ベース3に可動子22を固定したが、可動ステージ5に可動子22を固定し、ベース3に固定子を固定するようにしてもよい。
【0045】
なお、この実施形態では、ステージ支持手段としてエアベアリング7とコンプレッサとで構成されたものを用いたが、ステージ支持手段はこれに限定されず、例えば、ベース3に取り付けられ、可動ステージ5に向けて圧縮空気を噴射するノズルと、このノズルに圧縮空気を供給するコンプレッサとで構成してもよく、或いは可動ステージ5に取り付けられ、ベース3に向けて水等の液体を噴射するノズルと、このノズルに液体を供給するポンプとで構成してもよい。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明のリニアモータのサイドフォース測定装置によれば、サイドフォースを高精度に測定することができる。
【0047】
請求項2又は3の発明のリニアモータのサイドフォース測定装置によれば、サイドフォースをより高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施形態にかかるリニアモータのサイドフォース測定装置の斜視図である。
【図2】図2は図1に示すリニアモータのサイドフォース測定装置の正面図である。
【図3】図3は図1に示すリニアモータのサイドフォース測定装置の側面図である。
【図4】図4は図1に示すリニアモータのサイドフォース測定装置の平面図である。
【符号の説明】
2 リニアモータ
22 可動子
3 ベース
31 第1固定側固定板
32 第2固定側固定板
33 可動子支持アーム
34 脚
5 可動ステージ
51 第1可動側固定板
52 第2可動側固定板
53 固定子支持ブロック
54 バランスウエイト
7 エアベアリング
9 第1サイドフォース検出用ロードセル
11 第2サイドフォース検出用ロードセル
13 推力検出用ロードセル
15 可動子保持部材
x x方向
y y方向
z z方向
Claims (3)
- ベースと、
このベース上に配置され、可動子が鉛直方向へ移動できるリニアモータが載置された可動ステージと、
この可動ステージを流体を介して鉛直方向と直交する方向へ移動可能に支持するステージ支持手段と、
前記可動ステージの鉛直方向と直交する方向の力を検出する検出手段と
を備えていることを特徴とするリニアモータのサイドフォース測定装置。 - 前記検出手段がロードセルであることを特徴とする請求項1記載のリニアモータのサイドフォース測定装置。
- 前記ステージ支持手段が、前記可動ステージの下面に設けられた複数の空気噴射ノズルと、この複数の空気噴射ノズルを通じて前記ベースの上面に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置とを有することを特徴とする請求項1又は2記載のリニアモータのサイドフォース測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003043577A JP4266311B2 (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | リニアモータのサイドフォース測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003043577A JP4266311B2 (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | リニアモータのサイドフォース測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004254453A JP2004254453A (ja) | 2004-09-09 |
JP4266311B2 true JP4266311B2 (ja) | 2009-05-20 |
Family
ID=33026532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003043577A Expired - Fee Related JP4266311B2 (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | リニアモータのサイドフォース測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4266311B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101408163B1 (ko) * | 2013-12-06 | 2014-07-02 | 주식회사 대곤코퍼레이션 | 리니어 모터를 이용한 포스 정밀 조절 장치 |
WO2019116957A1 (ja) | 2017-12-15 | 2019-06-20 | 三菱電機株式会社 | 推力測定装置 |
DE102018202868A1 (de) * | 2018-02-26 | 2019-08-29 | Krones Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Justage eines Transportfahrzeugs für eine Behälterbehandlungsanlage |
-
2003
- 2003-02-21 JP JP2003043577A patent/JP4266311B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004254453A (ja) | 2004-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10734880B2 (en) | Linear conveyor device | |
US7633188B2 (en) | Sliding device with onboard moving-magnet linear motor | |
KR20200136349A (ko) | 고 전류 전력 모듈용 코어리스 전류 센서 | |
EP1054501A1 (en) | Slider unit with built-in moving-coil linear motor | |
WO2007144906A1 (en) | Coordinate measuring machine | |
JP6224380B2 (ja) | リニアコンベア用のカバー部材及びリニアコンベア | |
US20040051403A1 (en) | X-Y stage system with onboard linear motor | |
CN110967056B (zh) | 双功能计量装置及计量方法 | |
US20140077627A1 (en) | High-resolution positioning device | |
JP4266311B2 (ja) | リニアモータのサイドフォース測定装置 | |
CN111308404A (zh) | 一种三向应力加载条件下的二维磁特性测量装置 | |
KR101397273B1 (ko) | 자기력 센서 | |
JP4521221B2 (ja) | 可動マグネット型リニアモータを内蔵したスライド装置 | |
CN212229142U (zh) | 一种三向应力加载条件下的二维磁特性测量装置及系统 | |
JP2004521313A (ja) | 磁気ベアリングの動荷重を測定するシステム及び方法 | |
CN110007225B (zh) | 一种高压大电流拉闸设备的角度和转矩测量装置 | |
JP3212801B2 (ja) | リニアモータ | |
CN113064070B (zh) | 一种针对高压大电流拉闸设备的角度和转矩测量装置 | |
CN210677689U (zh) | 一种电机和泵同轴度左右调节的辅助装置 | |
JP2006095665A (ja) | ステージ装置 | |
Kawato et al. | A novel multi-DOF precision positioning methodology using two-axis Hall-effect sensors | |
CN110576313A (zh) | 一种电机和泵同轴度左右调节的辅助装置及调节方法 | |
US11201533B2 (en) | Planar positioning device | |
CN220444653U (zh) | 一种万能轧机牌坊底板快速测量的装置 | |
Rudolf et al. | 6D Magnetic Levitation Positioning System with Compact Integrated 6D Sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060209 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090212 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |