JP5155209B2 - ステージ装置 - Google Patents
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- 案内機構を備えたベースと、前記案内機構に沿って移動可能なテーブルと、前記テーブルを駆動するモータを有するテーブル駆動機構と、前記テーブルを制動する制動装置と、前記テーブル駆動機構及び前記制動装置を制御して前記テーブルの位置決めを行う位置決め制御装置と、を有するステージ装置において、
前記制動装置は、前記ベースに装着されたブレーキレールと、前記テーブルに装着された1対の制動機構を有し、前記1対の制動機構はそれぞれ前記ブレーキレールに接触する作動部を有し、前記ブレーキレールの表面に作用する前記作動部からの押圧力は、前記ブレーキレールの表面の法線に対して傾斜して作用し、前記押圧力を前記ブレーキレールの表面に沿った方向の接線分力と前記法線方向の法線分力に分解したとき、前記1対の制動機構の前記接線分力は、前記ブレーキレールに対して前記テーブルを互いに反対方向に駆動する推力として機能するように構成されていることを特徴とするステージ装置。 - 請求項1記載のステージ装置において、前記位置決め制御装置は、前記テーブルが目標位置に配置するように前記モータをサーボ制御する第1の位置決め制御と、前記モータに流れる電流値が目標電流値の範囲内に収まるように前記1対の制動機構をサーボ制御する第2の位置決め制御と、を順次実行することを特徴とするステージ装置。
- 請求項2記載のステージ装置において、前記第2の位置決め制御では、前記位置決め制御装置は、前記モータに流れる電流値が目標電流値の範囲内に収まるように、前記1対の制動機構の前記接線分力の差を制御することを特徴とするステージ装置。
- 請求項1記載のステージ装置において、前記制動装置によって前記テーブルが制動されていないとき、前記1対の制動機構の作動部は、前記ブレーキレールの表面より浮き上がっていることを特徴とするステージ装置。
- 請求項1記載のステージ装置において、前記1対の制動機構の各々は、枢動軸線回りに回転可能なリンクプレートを有し、該リンクプレートが前記枢動軸線回りに回転することによって、前記作動部の作動点は円弧を描くように構成されていることを特徴とするステージ装置。
- 請求項5記載のステージ装置において、前記1対の制動機構の各々は、前記リンクプレートを枢動させる枢動力を生成するピエゾアクチェータを有することを特徴とするステージ装置。
- 請求項5記載のステージ装置において、前記1対の制動機構の各々は、前記リンクプレートに設けられ前記作動部として機能するブレーキパッドと、該ブレーキパッドに装着された圧縮バネホルダーと、前記ブレーキパッドと前記圧縮バネホルダーの間に配置された圧縮バネと、を有し、該圧縮バネは、予め決められた与圧によって圧縮された状態で組み付けられていることを特徴とするステージ装置。
- 請求項6記載のステージ装置において、前記1対の制動機構の各々は、前記ピエゾアクチェータによって生成される枢動力と反対方向の枢動力を生成する反発力生成部材と、を有し、前記ピエゾアクチェータへ電圧が印加されていないとき、前記反発力生成部材によって生成される枢動力によって、前記1対の制動機構の作動部は、前記ブレーキレールの表面より浮き上がっていることを特徴とするステージ装置。
- 請求項1記載のステージ装置において、前記テーブルを第1のテーブルとすると該第1のテーブルに設けられた案内機構に沿って移動可能な第2のテーブルと、前記第2のテーブルを駆動する第2のモータを有する第2のテーブル駆動機構と、前記第2のテーブルを制動する第2の制動装置と、前記第2のテーブル駆動機構及び前記第2の制動装置を制御して前記第2のテーブルの位置決めを行う第2の位置決め制御装置と、を有し、前記第2のテーブルは前記第1のテーブルの移動方向に対して直交する方向に移動可能であり、
前記第2の位置決め制御装置は、前記第1のテーブルに装着された第2のブレーキレールと、前記第2のテーブルに装着された1対の第2の制動機構を有し、前記1対の第2の制動機構はそれぞれ前記第2のブレーキレールに接触する第2の作動部を有し、前記第2のブレーキレールの表面に作用する前記第2の作動部からの第2の押圧力は、前記第2のブレーキレールの表面の法線に対して傾斜して作用し、前記第2の押圧力を前記第2のブレーキレールの表面に沿った方向の接線分力と前記法線方向の法線分力に分解したとき、前記1対の第2の制動機構の前記接線分力は、前記第2のブレーキレールに対して前記第
2のテーブルを互いに反対方向に駆動する推力として機能するように構成されていることを特徴とするステージ装置。 - 案内機構を備えたベースと、前記案内機構に沿って移動可能なテーブルと、前記テーブルを駆動するモータを有するテーブル駆動機構と、前記テーブルを制動する制動装置と、前記テーブル駆動機構及び前記制動装置を制御して前記テーブルの位置決めを行う位置決め制御装置と、を有するステージ装置において、
前記位置決め制御装置は、前記テーブルが目標位置に配置するように前記モータをサーボ制御する第1の位置決め制御と、前記モータに流れる電流値が目標電流値の範囲内に収まるように前記制動装置をサーボ制御する第2の位置決め制御と、を順次実行することを特徴とするステージ装置。 - 請求項10記載のステージ装置において、
前記位置決め制御装置は、前記第1の位置決め制御を行なうモータ駆動制御部と、前記第2の位置決め制御を行う制動制御部と、前記モータ駆動制御部による第1の位置決め制御と前記制動制御部による第2の位置決め制御の切替えを制御する統合制御部と、を有し、前記モータ駆動制御部は、前記テーブルの目標位置と前記テーブルの現在位置に基づいて、前記モータに対する駆動電流指令値を生成するサーボ制御部を有し、
前記制動制御部は、前記モータ駆動制御部から得られた前記モータに対する駆動電流指令値をフィードバック入力し、前記制動装置をサーボ制御するための制動指令を生成するサーボ制御部を有することを特徴とするステージ装置。 - 請求項10記載のステージ装置において、
前記制動装置は、前記ベースに装着されたブレーキレールと、前記テーブルに装着された1対の制動機構を有し、前記1対の制動機構はそれぞれ前記ブレーキレールに接触する作動部を有し、前記ブレーキレールの表面に作用する前記作動部からの押圧力は、前記ブレーキレールの表面の法線に対して傾斜して作用し、前記押圧力を前記ブレーキレールの表面に沿った方向の接線分力と前記法線方向の法線分力に分解したとき、前記1対の制動機構の前記接線分力は、前記ブレーキレールに対して前記テーブルを互いに反対方向に駆動する推力として機能するように構成されていることを特徴とするステージ装置。 - 請求項12記載のステージ装置において、
前記1対の制動機構の各々は、枢動軸線回りに回転可能なリンクプレートと、前記リンクプレートを枢動させる枢動力を生成するピエゾアクチェータとを有し、前記リンクプレートが前記枢動軸線回りに回転することによって、前記作動部の作動点は円弧を描くように構成されていることを特徴とするステージ装置。 - 請求項13記載のステージ装置において、
前記1対の制動機構の各々は、前記リンクプレートに設けられ前記作動部として機能するブレーキパッドと、該ブレーキパッドに装着された圧縮バネホルダーと、前記ブレーキパッドと前記圧縮バネホルダーの間に配置された圧縮バネと、を有し、該圧縮バネは、予め決められた与圧によって圧縮された状態で組み付けられていることを特徴とするステージ装置。 - 請求項13記載のステージ装置において、
前記1対の制動機構の各々は、前記ピエゾアクチェータによる枢動力と反対方向の枢動力を生成する反発力生成部材と、を有し、前記ピエゾアクチェータへ電圧が印加されていないとき、前記反発力生成部材によって生成される枢動力によって、前記1対の制動機構の作動部は、前記ブレーキレールの表面より浮き上がっていることを特徴とするステージ装置。 - 請求項10記載のステージ装置において、前記テーブルを第1のテーブルとすると該第1のテーブルに設けられた案内機構に沿って移動可能な第2のテーブルと、前記第2のテーブルを駆動する第2のモータを有する第2のテーブル駆動機構と、前記第2のテーブルを制動する第2の制動装置と、前記第2のテーブル駆動機構及び前記第2の制動装置を制御して前記第2のテーブルの位置決めを行う第2の位置決め制御装置と、を有し、前記第2のテーブルは前記テーブルの移動方向に対して直交する方向に移動可能であることを特徴とするステージ装置。
- 案内機構を備えたベースと、前記案内機構に沿って移動可能なテーブルと、前記テーブルを駆動するモータを有するテーブル駆動機構と、前記テーブルに装着された1対の制動機構を有し、前記テーブルを制動する制動装置と、前記テーブル駆動機構及び前記制動装置を制御して前記テーブルの位置決めを行う位置決め制御装置と、を有するステージ装置を用いたステージの位置決め方法において、
前記位置決め制御装置によって、目標位置と前記テーブルの位置との偏差がゼロとなるように、前記テーブル駆動機構を制御する第1の位置決め制御ステップと、
前記位置決め制御装置によって、前記モータに流れる電流値が予め設定した目標電流値の範囲に入るように、前記1対の制動機構を制御する第2の位置決め制御ステップと、を有し、
前記第1の位置決め制御ステップは、
テーブルの目標位置を設定する目標位置設定ステップと、
テーブルの現在位置を検出する位置検出ステップと、
前記テーブルの目標位置と前記テーブルの現在位置の偏差を求める偏差算出ステップと、
前記偏差がゼロになるように前記テーブルを移動させるテーブル移動ステップと、
を有し、
前記第2の位置決め制御ステップは、
前記偏差がゼロとなったときに前記制動装置を作動させて前記テーブルを制動する制動ステップと、
前記テーブルを制動した状態にて、前記テーブルを駆動するモータに流れる電流値を検出する電流検出ステップと、
前記モータに流れる電流値が予め設定した目標電流値の範囲に入っていないとき、前記モータに流れる電流値が前記目標電流値の範囲に入るように、前記制動装置による制動力を制御するモータ電流制御ステップと、
を含むステージ位置決め方法。 - 請求項17記載のステージ位置決め方法において、
前記モータ電流制御ステップは、前記1対の制動機構の各々に含まれるピエゾアクチェータへの印加電圧を制御することによって前記1対の制動機構の各々に含まれるリンクプレートを枢動させる枢動力を制御し、それによって前記制動装置による制動力を制御することを含むことを特徴とするステージ位置決め方法。
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