JP5613893B2 - Table positioning device and positioning method in work device. - Google Patents
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Description
本発明は、電子回路基板等のワークに対して所要の作業を実施する欠陥補修装置、溶液塗布装置、露光装置等の作業装置におけるテーブル位置決め方法およびその装置に関するものである。 The present invention relates to a table positioning method and a device for a defect repair device, a solution coating device, an exposure device and the like that perform a required work on a workpiece such as an electronic circuit board.
従来、この種の作業装置におけるテーブル位置決め装置として、テーブルを支持する基台のY軸方向における一側の中央部にレーザ測長器を配置し、該レーザ測長器のレーザヘッドから発射されたレーザを前記テーブルのX軸方向における一側の中央部に設けたターゲットプリズムに照射して、それから反射するレーザにもとづいて、前記レーザ測長器によりテーブルのY軸方向における位置を測定し、これをテーブルの位置決めに使用するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、テーブルを支持する基台の角部にレーザ測長器のレーザヘッドを配置すると共に、前記基台のY軸方向の端部においてX軸方向に離間させて一対のレーザ干渉計を配置し、前記レーザヘッドから発射されたレーザを各レーザ干渉計によって前記テーブルに設けたミラーの反射面に照射することにより、各レーザ干渉計によりテーブルのY軸方向における位置を測定し、それらの測定値の平均値をテーブルの位置決めに使用し、また、一対のレーザ干渉計の測定値の差によりテーブルのヨーイング角を検出して、これによりテーブルの位置補正を行うようにしたものが知られている(例えば、特許文献2参照)。
In addition, a laser head of a laser length measuring device is disposed at a corner of the base that supports the table, and a pair of laser interferometers are disposed at an end in the Y-axis direction of the base and spaced apart in the X-axis direction. By irradiating the laser emitted from the laser head onto the reflecting surface of the mirror provided on the table by each laser interferometer, the position in the Y-axis direction of the table is measured by each laser interferometer, and the measured values Is used for positioning the table, and the yaw angle of the table is detected by the difference between the measured values of a pair of laser interferometers, thereby correcting the position of the table. (For example, refer to Patent Document 2).
一般に、レーザ測長器は、使用するレーザの波長を基準にして長さの測定を行っているが、前記レーザは周囲環境により波長が変化するため、レーザ測長器を付設した作業装置を温度、気圧、湿度等の環境条件を厳しく管理したチャンバー内に設置して作動させ、レーザ測長器による測定が周囲環境の影響を受けることなく高精度に行えるようにしている。しかし、前記作業装置は発熱源があるために、前記チャンバー内の温度条件を全域にわたり均一に安定化させるにも限界があり、特に、チャンバー内が大きいほど温度ムラが発生し易く、レーザ測長器のレーザ光軸のある位置において温度に差が生じてしまうのが現実である。
前記作業装置におけるテーブル位置決め装置の前者においては、前記テーブルがヨーイング運動するときには、該ヨーイング運動によるテーブルのX軸方向における変位のY軸方向の成分が、Y軸方向におけるテーブルの位置の誤差として生じ、テーブルの設定位置への位置決めが正確に行えない問題がある。
また、前記作業装置におけるテーブル位置決め装置の後者においては、一対のレーザ干渉計をテーブルのX軸方向における中心から両側の対称位置に正確に設置しないと、一対のレーザ干渉計の測定値の平均値がテーブルのX軸方向の中心におけるY軸方向の正確な測定値とはならず、その位置をヨーイング角にもとづいて補正してもテーブルのY軸方向における正確な位置決めを行うことはできない。さらに、前記のように、レーザ測長器のレーザ光軸の位置で温度に差がある場合は、前記一対のレーザ干渉計において左右の温度変化が大きい方の測定値に測定誤差の影響が大きく現れ、前記測定値の平均値やヨーイング角が変動し、テーブルのY軸方向における位置決めを繰り返し精度良く行うことができない問題がある。
In general, a laser length measuring device measures the length based on the wavelength of the laser to be used. However, since the wavelength of the laser changes depending on the surrounding environment, the working device provided with the laser length measuring device is temperature-controlled. It is installed and operated in a chamber in which environmental conditions such as atmospheric pressure and humidity are strictly controlled, so that measurement by a laser length measuring instrument can be performed with high accuracy without being affected by the surrounding environment. However, since the working device has a heat source, there is a limit in stabilizing the temperature condition in the chamber uniformly over the entire region. In particular, the larger the chamber is, the more easily the temperature unevenness occurs. In reality, there is a difference in temperature at a certain position of the laser optical axis of the vessel.
In the former of the table positioning device in the working device, when the table performs a yawing motion, a component in the Y-axis direction of the displacement in the X-axis direction of the table due to the yawing motion occurs as an error in the position of the table in the Y-axis direction. There is a problem that the table cannot be accurately positioned at the set position.
Moreover, in the latter of the table positioning apparatus in the said working apparatus, if a pair of laser interferometer is not correctly installed in the symmetrical position of both sides from the center in the X-axis direction of a table, the average value of a measured value of a pair of laser interferometer However, the accurate measurement value in the Y-axis direction at the center in the X-axis direction of the table is not obtained, and accurate positioning in the Y-axis direction of the table cannot be performed even if the position is corrected based on the yawing angle. Further, as described above, when there is a difference in temperature at the position of the laser optical axis of the laser length measuring device, the measurement error has a large influence on the measured value with the larger temperature change on the left and right in the pair of laser interferometers. The average value of the measured values and the yawing angle fluctuate, and there is a problem that the positioning of the table in the Y-axis direction cannot be repeatedly performed with high accuracy.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、テーブルの位置決めを高精度に繰り返し再現させることができる作業装置におけるテーブル位置決め方法およびその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a table positioning method in an operation apparatus and a device thereof that can repeatedly reproduce positioning of a table with high accuracy.
本発明に係る作業装置におけるテーブル位置決め装置は、固定された基台と、ワークを支持していて前記基台に対して一方向に移動可能なテーブルと、前記基台に立設された支柱に固定されて前記テーブルの上方に設けられていて該テーブルの移動方向に直交する方向に設けられたビームと、該ビームに沿って移動可能に設けられたスライダーと、該スライダーに取り付けられた作業ヘッドと、前記テーブルを前記一方向に移動させる第1の駆動手段と、前記スライダーを前記ビームに沿って移動させる第2の駆動手段と、前記基台に固定されていて前記テーブルの位置を測定するためのレーザ測長器と、前記第1、2の駆動手段を作動させる制御装置とを有し、前記レーザー測長器による測定結果に基づいて前記テーブル上のワークを前記作業ヘッドに対して所定位置に位置決めする作業装置における前記テーブルの位置決め装置であって、前記レーザ測長器は、前記テーブルの移動方向に直角な方向における中心位置と、該中心位置の両側に間隔をあけた2つの位置と、にそれぞれ配置されて前記テーブルの位置を測定するレーザ干渉計を備え、前記テーブルには前記各レーザ干渉計から照射されるレーザ光を該照射方向に反射させるターゲットプリズムがそれぞれ設けられ、前記テーブル及びターゲットプリズムの移動方向は前記レーザ干渉計からレーザ光が照射される方向とされ、前記制御装置は、前記中心位置の両側に配置されたレーザ干渉計によって測定された測定値にもとづいてテーブルのヨーイング角度を算出すると共に、前記中心位置に配置されたレーザ干渉計によって測定されたテーブルの位置を、前記テーブルの移動方向に直交する方向の設定位置と前記ヨーイング角度とにもとづいて補正し、この補正して求めた位置が、前記テーブルの移動方向における設定位置となるように前記第1の駆動手段を作動させることを特徴としている。 The table positioning device in the working device according to the present invention includes a fixed base, a table that supports a workpiece and is movable in one direction with respect to the base, and a column that is erected on the base. A beam fixedly provided above the table and provided in a direction orthogonal to the moving direction of the table, a slider provided movably along the beam, and a working head attached to the slider And a first driving means for moving the table in the one direction, a second driving means for moving the slider along the beam, and a position of the table fixed to the base. For measuring the workpiece on the table based on the measurement result by the laser length measuring device. The table positioning device in the working device for positioning at a predetermined position with respect to the work head, wherein the laser length measuring device has a center position in a direction perpendicular to the moving direction of the table, and a distance between both sides of the center position. And a laser interferometer that is disposed at each of the two positions and measures the position of the table, and the table reflects the laser light emitted from each laser interferometer in the irradiation direction. Each of the table and the target prism is moved in a direction in which laser light is emitted from the laser interferometer, and the control device is measured by laser interferometers arranged on both sides of the center position. Calculate the yaw angle of the table based on the measured value, and arrange the laser interferometer at the center position Thus the position of the measuring tables, corrected based on the direction of the setting position orthogonal and the yawing angle in the moving direction of the table, this correction to the obtained position, the set position in the direction of movement of the table It is characterized by operating the first driving means so.
また、本発明に係る作業装置におけるテーブル位置決め方法は、請求項1に記載されたテーブル位置決め装置によるテーブル位置決め方法であって、前記テーブルの移動方向に直角な方向における中心位置の両側に間隔をあけた2つの位置に配置された前記レーザ測長器のレーザ干渉計によってテーブルの位置を測定し、その測定値にもとづいてテーブルのヨーイング角度を算出すると共に、前記中心位置に配置されたレーザ干渉計によって測定されたテーブルの位置を、前記テーブルの移動方向に直交する方向の設定位置と前記ヨーイング角度とにもとづいて補正し、この補正して求めた位置が、前記テーブルの移動方向における設定位置となるようにすることを特徴としている。 Further, the table positioning method in the working device according to the present invention is a table positioning method by the table positioning device according to claim 1, wherein a space is provided on both sides of the center position in the direction perpendicular to the moving direction of the table. The position of the table is measured by the laser interferometer of the laser length measuring device disposed at two positions, the yawing angle of the table is calculated based on the measured value, and the laser interferometer disposed at the center position Is corrected based on the set position in the direction perpendicular to the moving direction of the table and the yawing angle, and the position obtained by this correction is the set position in the moving direction of the table. is characterized in that way becomes.
前記作業装置におけるテーブル位置決め装置及び方法においては、テーブルを移動させて該テーブル上に保持したワークを作業装置に対して所定位置に位置決めする際に、前記テーブルの移動方向に直角な方向における中央に配置されたレーザ干渉計によって測定されたテーブルの移動位置が基準位置とされ、両側のレーザ干渉計によって測定されたテーブルの移動方向における位置からテーブルのヨーイング角が制御装置によって求められて、このヨーイング角にもとづいて前記テーブルの移動方向における基準位置が常時補正され、この補正された基準位置にもとづいて駆動手段によってテーブルが位置決めされる。これにより、テーブルの移動方向における位置決め制御が、テーブルのヨーイング運動の影響を抑制されて繰り返し再現性を高めて実現される。
In the table positioning apparatus and method in the working apparatus, when the work is moved and the workpiece held on the table is positioned at a predetermined position with respect to the working apparatus, the table is centered in a direction perpendicular to the moving direction of the table. The table moving position measured by the arranged laser interferometer is used as a reference position, and the yawing angle of the table is obtained by the control device from the position in the moving direction of the table measured by the laser interferometers on both sides. The reference position in the moving direction of the table is always corrected based on the corner, and the table is positioned by the driving means based on the corrected reference position. Thereby, the positioning control in the moving direction of the table is realized by suppressing the influence of the yawing motion of the table and improving the repeatability.
本発明に係る作業装置におけるテーブル位置決め方法およびその装置によれば、テーブルの移動方向に直角な方向における中央に配置されたレーザ干渉計によって測定されたテーブルの移動位置を基準位置とし、前記中央のレーザ干渉計の両側に配置されたレーザ干渉計の測定値によって求めたテーブルのヨーイング角にもとづいて前記基準位置を常時補正して、この補正された基準位置にもとづいてテーブルを位置決めすることができるので、レーザ干渉計による測定環境に温度ムラがあっても、テーブルのヨーイング運動による影響を抑制して、テーブルの移動方向における位置決めを高精度に繰り返し再現させることができる。 According to the table positioning method and the apparatus thereof in the working device according to the present invention, the moving position of the table measured by the laser interferometer arranged at the center in the direction perpendicular to the moving direction of the table is used as a reference position, The reference position can always be corrected based on the yawing angle of the table obtained from the measured values of the laser interferometers arranged on both sides of the laser interferometer, and the table can be positioned based on the corrected reference position. Therefore, even if the measurement environment by the laser interferometer has temperature unevenness, the influence of the yawing motion of the table can be suppressed and the positioning in the moving direction of the table can be repeatedly reproduced with high accuracy.
以下、本発明の一実施の形態に係る作業装置におけるテーブル位置決め装置について、添付図面を参照して説明する。
図1において、1は本発明の一実施の形態に係るテーブル位置決め装置2を備えた作業装置を示す。この作業装置1は、床面に設置された基台3と、該基台3の上面にY軸方向yに向けて平行に設けられた一対のY軸レール(案内レール)3a,3aに沿ってY軸方向yに往復移動するテーブル4と、前記基台3のY軸方向yにおける略中央の両端部(X軸方向xにおける両端部)に立設された一対の支柱5,5と、該支柱5,5の上端に固定されてX軸方向xに向けられたX軸ビーム6と、該X軸ビーム6に設けた図示しないX軸レール(案内レール)に支持されてX軸方向xに往復移動するX軸スライダー7と、該X軸スライダー7の前側(図1、図2で右側)に取り付けられた作業ヘッド8とを備えている。
Hereinafter, a table positioning device in a working device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a work apparatus provided with a table positioning device 2 according to an embodiment of the present invention. This working device 1 is provided along a base 3 installed on the floor and a pair of Y-axis rails (guide rails) 3a and 3a provided in parallel on the top surface of the base 3 in the Y-axis direction y. A table 4 that reciprocates in the Y-axis direction y, and a pair of
前記テーブル4は、平面視(図1)で矩形に組まれた枠部材4aと、該枠部材4aの上部に固定され、上面に電子回路基板等(以下「ワーク」という)Wを載置する矩形のガラス板4bと、前記枠部材4aの下方に配置され前記ワークWを照射する照明器(図示せず)とを備え、前記基台3のX軸方向における中央にY軸方向yに沿って設置したY軸リニアモータ固定部9aと、前記テーブル4の下面に固定したY軸リニアモータ可動部9bとからなるY軸リニアモータ(Y軸駆動手段)9によって、Y軸方向yに移動、位置決めされるようになっている。
The table 4 is fixed to a
また、前記X軸スライダー7は、前記支柱5,5に固定してX軸ビーム6の後側(図1、図2で左側)に該X軸ビーム6に平行に配置したX軸リニアモータ固定部10aと、前記X軸スライダー7に固定したX軸リニアモータ可動部10bとからなるX軸リニアモータ(X軸駆動手段)10によって、X軸方向xに移動、位置決めされるようになっている。なお、前記X軸スライダー7と作業ヘッド8との間にはX軸スライダー7に対して前記作業ヘッド8をZ軸方向zに移動位置決めするZ軸リニアモータ(Z軸駆動手段)8zが設けられている。
The
そして、前記基台3とテーブル4との間、X軸ビーム6とX軸スライダー7との間およびX軸スライダー7と作業ヘッド8との間には、それぞれ、Y軸リニアエンコーダ4y(図3参照)、X軸リニアエンコーダおよびZ軸リニアエンコーダ(何れも図1、図2には図示せず)が設けられ、テーブル4のY軸方向yにおける位置、作業ヘッド8のX軸方向xとZ軸方向zにおける位置がそれぞれ検出され、それらの位置決めをフィードバック制御により行うようになっている。
前記X軸駆動手段10、Y軸駆動手段9およびZ軸駆動手段8zは、リニアモータに代え、サーボモータの回転をボールねじ軸にボールナットを螺合させてなるねじ機構によって直線運動に換えて駆動する形式のものとしてもよい。その場合、前記リニアエンコーダの代わりにサーボモータに付設されたロータリエンコーダが使用される。
A Y-axis
The X-axis driving means 10, Y-axis driving means 9 and Z-axis driving means 8z are changed to linear motion by a screw mechanism formed by screwing a ball nut onto a ball screw shaft instead of a linear motor. It may be of a driving type. In that case, a rotary encoder attached to the servo motor is used instead of the linear encoder.
前記作業ヘッド8は、CCDカメラ付顕微鏡を有し前記ワークWに生じた種々の欠陥部の位置、形状、寸法等を測定する測定ヘッド8aを備え、前記欠陥部の補修をするために該欠陥部に精密な加工を施すレーザ加工ヘッド等の加工ヘッド、該加工ヘッドによって加工された箇所に補修溶液等を塗布する溶液塗布装置、溶液塗布装置によって塗布されたワークの表面を露光する露光ヘッド等のうちの1つまたは複数を備えている。 The working head 8 has a microscope with a CCD camera and includes a measuring head 8a for measuring the position, shape, dimensions, etc. of various defective portions generated on the workpiece W, and the defect is repaired in order to repair the defective portions. A processing head such as a laser processing head that performs precise processing on the part, a solution coating apparatus that applies a repair solution or the like to a portion processed by the processing head, an exposure head that exposes the surface of a workpiece applied by the solution coating apparatus, etc. One or more of them.
次に、本発明に係る作業装置におけるテーブル位置決め装置2について説明する。このテーブル位置決め装置2は、前記作業装置1の基台3に、図1〜図3に示すように、前記テーブル4とX軸スライダー7の位置測定に用いられるレーザ測長器11を備えている。該レーザ測長器11は、前記基台3の後側(Y軸方向yにおける一端側、図1、図2で左側)におけるX軸方向xの中央に固定された取付板12に支持されているレーザヘッド13と、前記取付板12に支持され、レーザヘッド13から照射された測長レーザLの一部をY軸方向yへ直進させ、残部をX軸方向xの両側へ水平に分離する一対のハーフミラー14,14と、前記基台3に固定された一対の取付板12a,12bに支持されて、前記ハーフミラー14,14からX軸方向xの両側へ所定距離(両側へ等距離でも不等距離であってもよい)をあけた位置に配置され、ハーフミラー14,14によって分離された測長レーザLを基台3の前側(Y軸方向yにおける他端側、図1、図2で右側)へ向けて照射するハーフミラー14aおよび反射ミラー14bとを備えている。
Next, the table positioning device 2 in the working device according to the present invention will be described. As shown in FIGS. 1 to 3, the table positioning device 2 includes a laser
さらに、前記レーザ測長器11は、前記取付板12に支持され、前記ハーフミラー14にY軸方向yに対向して配置された中央のY軸レーザ干渉計(レーザ干渉計)15と、前記取付板12a,12bに支持され、前記ハーフミラー14a、反射ミラー14bにそれぞれY軸方向yに対向して配置された右側(図1、図3で上側)のY軸レーザ干渉計(レーザ干渉計)15aおよび左側(図1、図3で下側)のY軸レーザ干渉計(レーザ干渉計)15bと、前記テーブル4のY軸方向yにおける一端部(図1、図2で左端部)に取り付けられ、前記中央、右側、左側の各Y軸レーザ干渉計15,15a,15bにY軸方向yに対向して配置された中央、右側、左側のY軸ターゲットプリズム16,16a,16bとを備えている。
Further, the laser
前記各Y軸レーザ干渉計15,15a,15bは、いずれも同一の構成を有しており、図3に示すように、各ハーフミラー14,14a、反射ミラー14bからY軸方向yへ照射された測長レーザLを前記各Y軸ターゲットプリズム16,16a,16bに向くY軸方向yとこれに直角なX軸方向xとへ分離するビームスプリッター17と、該ビームスプリッター17から分離された測長レーザLを参照光としてビームスプリッター17側へ反射するリファレンスプリズム18と、前記各Y軸ターゲットプリズム16,16a,16bからの反射光と前記参照光との干渉光の周波数を検知するフォトディテクタ19とを備えている。
The Y-
また、前記レーザ測長器11には、前記基台3の角部(図1で左上方の角部)に固定された取付板12cに支持されて前記ハーフミラー14aに対向され、該ハーフミラー14aで分離されてX軸方向xに直進された測長レーザLをY軸方向yにおける他端側へ照射させる反射ミラー14cと、前記一方(図1で上方)の支柱5の上部に固定された取付板12dに支持され、前記反射ミラー14cからの測長レーザLをX軸方向xに沿って前記X軸スライダー7側へ向けて反射する反射ミラー14dと、該反射ミラー14dにX軸方向xに対向して配置されたX軸レーザ干渉計(レーザ干渉計)15cと、前記X軸スライダー7の前側(図1で右側)に支持され、前記X軸レーザ干渉計15cにX軸方向xに対向して設けられたX軸ターゲットプリズム16cとが備えられている。前記X軸レーザ干渉計15cは、前記各Y軸レーザ干渉計15,15a,15bと同一の構成を有している。
Further, the laser
また、前記レーザヘッド13と各フォトディテクタ19とには、前記レーザヘッド13からのレファレンス信号と各フォトディテクタ19の出力信号とにもとづいて、前記テーブル4のX軸方向xの中央、両側における位置を検出する測長演算部20が接続されている。 そして、前記Y軸リニアモータ9、X軸リニアモータ10、レーザ測長器11の測長演算部20、リニアエンコーダ4y等には、前記測長演算部20の出力にもとづいてY軸リニアモータ9等の作動を制御するコントローラ(制御装置)21が電気的に接続されている。なお、前記レーザヘッド13、Y軸レーザ干渉計15,15a,15b、各Y軸ターゲットプリズム16,16a,16b、前記測長演算部20等からなるレーザ測長器11自体は従来周知のものである。
The
前記コントローラ21は、前記各Y軸レーザ干渉計15,15a,15bからの出力にもとづいて前記測長演算器20が求めた前記テーブル4のX軸方向xにおける中央、その両側の位置情報を入力し、テーブル4のヨーイング角を演算して該ヨーイング角にもとづいて補正したテーブル4のX軸方向xにおける中央の位置に対応する位置制御信号を出力する演算制御部21aと、該位置制御信号をインターフェース21bを介して入力し、前記Y軸リニアモータ9を作動させるモータドライバ21cとを備えている。該モータドライバ21は、Y軸リニアモータ9で駆動されて移動するテーブル4の位置を検出したY軸リニアエンコーダ4yからの位置信号と前記位置制御信号とを比較してテーブル4が常に制御指令位置に移動、位置決めされるように前記Y軸リニアモータ9をフィードバック制御する。
The
次に、上記のように構成された作業装置1におけるテーブル位置決め装置2の作用と共にテーブル位置決め方法について説明する。
例えば、ワークWに生じた欠陥部等の所定部位に補修のための微細加工を施すような場合には、図1に鎖線で示すようにテーブル4を基台3上の前側(図1で右側)に位置させた状態で、前記ガラス板4b上にワークWを保持させた後に、コントローラ21を介してレーザ側長器11を動作させると共に、前記X軸リニアモータ10、Y軸リニアモータ9を作動させると、前記X軸スライダー7とテーブル4とがX軸方向xとY軸方向yに相対的に移動して、前記ワークWの所定部位の上方位置に作業ヘッド8が移動して位置決めされる。
Next, the table positioning method will be described together with the operation of the table positioning device 2 in the working device 1 configured as described above.
For example, in the case of performing fine processing for repairing a predetermined part such as a defective portion generated in the workpiece W, the table 4 is placed on the front side of the base 3 (right side in FIG. 1) as shown by a chain line in FIG. In the state where the workpiece W is held on the
前記コントローラ21には、予め、前記ワークWの所定部位に対応したテーブル4とX軸スライダー7の移動位置Pxyの座標(X,Y)が設定位置として前記演算制御部21aの記憶部に記憶されているので、前記X,Y軸リニアモータ10,9は、前記X軸エンコーダ(図示せず),Y軸リニアエンコーダ4yによって検出されるX軸スライダー7とテーブル4のX,Y軸方向x,yにおける位置制御信号にもとづいてモータドライバ21cによってフィードバック制御されて、前記X軸スライダー7とテーブル4を駆動し、前記作業ヘッド8をワークWの所定部位の上方位置へ正確に位置決めする。
In the
その際、前記レーザ測長器11では、レーザヘッド13によって発振され、ハーフミラー14,14および反射ミラー14a,14bによって3つに分割されたレーザLが、それぞれ、各Y軸レーザ干渉計15,15a,15bを通して前記テーブル4の一端部に取り付けられた中央、右側、左側の各Y軸ターゲットプリズム16,16a,16bに照射され、それらから反射するレーザLがY軸レーザ干渉計15,15a,15bの各フォトディテクタ19に検出され、該各フォトディテクタ19の出力が測長演算部20に出力される。そこで、前記測長演算部20において、テーブル4の中央、右側、左側の各Y軸ターゲットプリズム16,16a,16bに対応するY軸方向yにおける位置P,Pa,Pbが検出されて、その位置情報(パルス信号)が前記コントローラ21の演算制御部21aに入力される。
At that time, in the laser
そして、例えば図3で破線で示すように、前記テーブル4がヨーイング運動によってY軸方向yに対して傾斜し、前記右側のY軸ターゲットプリズム16aがテーブル4の進行方向(図3で左方、図4で下方)に先行する状態になった場合、テーブル4のY軸方向yにおける中央、その両側の位置P,Pa,Pbは、図4に示すような関係位置となるので、前記演算制御部21aは、前記測長演算部20から入力された前記位置P,Pa,Pbに関する位置情報にもとづいて、下記Y座標演算式(1)(2)に従って演算し、前記設定位置Pxyにおけるy座標(前記テーブル4のY軸方向yにおける位置決め位置)Yを、前記テーブル4の中央における位置Pを基準位置として、そのy座標Y1を前記テーブル4のヨーイング角を考慮して補正されたy座標値として求める。
Y=Y1+Ya−Y2 ・・・・・(1)
Y2=(Ya+Yb)・X2/X1 ・・・・・(2)
ただし、X1は両側のターゲットプリズム16a,16bの位置Pa,Pb間のX軸方向における距離、X2は右側のY軸ターゲットプリズム16aの位置Paから設定位置Pxyのx座標XまでのX軸方向における距離、Yaは前記中央の位置Pから右側のY軸ターゲットプリズム16aまでのY軸方向yにおける距離、Ybは前記中央の位置Pから左側のY軸ターゲットプリズム16bまでのY軸方向yにおける距離、Y2は右側のY軸ターゲットプリズム16aの位置Paから設定位置Pxyのy座標YまでのY軸方向yにおける距離である。
For example, as shown by a broken line in FIG. 3, the table 4 is tilted with respect to the Y-axis direction y by the yawing motion, and the right-side Y-
Y = Y1 + Ya−Y2 (1)
Y2 = (Ya + Yb) · X2 / X1 (2)
Where X1 is the distance in the X-axis direction between the positions Pa and Pb of the
このように、前記演算制御部21において前記Y座標演算式(1)(2)に従って演算して求められた前記設定位置Pxyにおけるy座標Yは、テーブル4のY軸方向yにおける位置決め位置を指令する位置制御信号として、前記の通り、前記インターフェース21bを介してモータドライバ21cに入力されて、フィードバック制御により前記Y軸リニアモータ9が駆動されるので、前記テーブル4がヨーイング運動の影響を受けることなく、Y軸方向yにおける所定位置に常時正確に位置決めされることとなる。
そして、前記テーブル4の中央における位置Pが1つのY軸レーザ干渉計15によって固有に測定され、その測定値が、前記作業装置1(レーザ干渉計15,15a,15b)が設置されているチャンバー内に温度ムラがあっても、他のY軸レーザ干渉計15a,15bによる測定値に関係なく、テーブル4のY軸方向における位置制御の基準値として不変に得られるので、この基準値に左右のY軸レーザ干渉計15b,15aの測定値にもとづくヨーイング補正を行うことにより、前記チャンバー内(レーザ干渉計による測定環境)の温度変化が例えば±0.1℃であっても、それによる影響が少なくなり、前記テーブル4のY軸方向における位置決めが高精度に繰り返し再現される。
Thus, the y-coordinate Y at the set position Pxy obtained by calculating according to the Y-coordinate calculation formulas (1) and (2) in the
Then, the position P at the center of the table 4 is uniquely measured by one Y-
以上説明したように、実施の形態に係る作業装置におけるテーブル位置決め方法は、ワークWを支持したテーブル4を移動させ、その移動位置をレーザ測長器11によって測定すると共に、その測定結果にもとづいて前記テーブル4上のワークWを作業ヘッド8に対して所定位置に位置決めする作業装置におけるテーブル位置決め方法であって、前記テーブル4の移動方向に直角な方向における中心位置Pの両側に間隔をあけた2つの位置Pa,Pbに配置された前記レーザ測長器11のY軸レーザ干渉計15a,15bによってテーブル4の位置を測定し、その測定値にもとづいてテーブル4のヨーイング角度を算出すると共に、前記中心位置Pに配置されたレーザ干渉計15によって測定されたテーブル4の位置を前記ヨーイング角度にもとづいて補正し、この補正して求めた位置にテーブル4を位置決めする構成とされている。
As described above, the table positioning method in the working device according to the embodiment moves the table 4 supporting the workpiece W, measures the moving position with the laser
また、実施の形態に係る作業装置におけるテーブル位置決め装置2は、ワークWを支持したテーブル4をコントローラ20でY軸リニアモータ9を作動させることによって移動させ、その移動位置をレーザ測長器11によって測定すると共に、その測定結果にもとづいて前記テーブル4上のワークWを作業ヘッド8に対してY軸方向yにおける所定位置に位置決めする作業装置におけるテーブル位置決め装置であって、前記レーザ測長器11が、前記テーブル4のY軸方向yに直角なX軸方向xにおける中心位置Pと、該中心位置Pの両側に間隔をあけた2つの位置Pa,Pbとにそれぞれ配置されてテーブル4の位置を測定する中央、右側、左側のY軸レーザ干渉計15,15a,15bを備え、前記コントローラ21が、前記中心位置の両側に配置されたY軸レーザ干渉計15a,15bによって測定された測定値にもとづいてテーブル4のヨーイング角度を算出すると共に、前記中心位置に配置されたY軸レーザ干渉計15によって測定されたテーブル4の位置Pを前記ヨーイング角度にもとづいて補正し、この補正して求めた位置にテーブル4が位置決めされるように前記Y軸リニアモータ9を作動させる構成とされている。
The table positioning device 2 in the working device according to the embodiment moves the table 4 supporting the workpiece W by operating the Y-axis
したがって、前記実施の形態に係る作業装置におけるテーブル位置決め方法と前記実施の形態に係る作業装置におけるテーブル位置決め装置2によれば、テーブル4の移動方向に直角な方向における中央に配置されたY軸レーザ干渉計15によって測定されたテーブル4の移動位置Pを基準位置とし、前記中央のY軸レーザ干渉計15の両側に配置されたY軸レーザ干渉計15a,15bの測定値によって求めたテーブル4のヨーイング角にもとづいて前記基準位置を常時補正して、この補正された基準位置にもとづいてテーブル4を位置決めすることができるので、レーザ干渉計による測定環境に温度ムラがあっても、テーブル4のヨーイング運動による影響を抑制して、テーブル4の移動方向における位置決めを高精度に繰り返し再現させることができる。
Therefore, according to the table positioning method in the working device according to the embodiment and the table positioning device 2 in the working device according to the embodiment, the Y-axis laser disposed in the center in the direction perpendicular to the moving direction of the table 4 Using the movement position P of the table 4 measured by the
なお、前記実施の形態に係る作業装置におけるテーブル位置決め装置2においては、前記レーザ測長器11においては、中央、右側、左側の各Y軸レーザ干渉計15,15a,15bに対して、1つのレーザヘッド13からの測長レーザLをハーフミラー14,14と反射ミラー14a,14bを介して3つに分割して照射するようにしたが、これに限らず、中央、右側、左側の各Y軸レーザ干渉計15,15a,15bに対して、個別に設けたレーザヘッド13によって照射するようにしてもよい。
In the table positioning device 2 in the working device according to the embodiment, the laser
1 作業装置
2 テーブル位置決め装置
3 基台
4 テーブル
6 X軸ビーム
7 X軸スライダー
8 作業ヘッド
9 Y軸リニアモータ(Y軸駆動手段)
10 X軸リニアモータ(X軸駆動手段)
11 レーザ測長器
13 レーザヘッド
14,14a ハーフミラー
14b,14c,14d 反射ミラー
15,15a,15b Y軸レーザ干渉計(レーザ干渉計)
16,16a,16b Y軸ターゲットプリズム
16c X軸ターゲットプリズム
17 ビームスプリッター
18 リファレンスプリズム
19 フォトディテクタ
20 測長演算部
21 コントローラ(制御装置)
21a 演算制御部
W ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Work apparatus 2 Table positioning apparatus 3 Base 4 Table 6
10 X-axis linear motor (X-axis drive means)
11 Laser
16, 16a, 16b Y-
21a Operation control unit W Workpiece
Claims (2)
前記レーザ測長器は、前記テーブルの移動方向に直角な方向における中心位置と、該中心位置の両側に間隔をあけた2つの位置と、にそれぞれ配置されて前記テーブルの位置を測定するレーザ干渉計を備え、
前記テーブルには前記各レーザ干渉計から照射されるレーザ光を該照射方向に反射させるターゲットプリズムがそれぞれ設けられ、前記テーブル及びターゲットプリズムの移動方向は前記レーザ干渉計からレーザ光が照射される方向とされ、
前記制御装置は、前記中心位置の両側に配置されたレーザ干渉計によって測定された測定値にもとづいてテーブルのヨーイング角度を算出すると共に、前記中心位置に配置されたレーザ干渉計によって測定されたテーブルの位置を、前記テーブルの移動方向に直交する方向の設定位置と前記ヨーイング角度とにもとづいて補正し、この補正して求めた位置が、前記テーブルの移動方向における設定位置となるように前記第1の駆動手段を作動させることを特徴とする作業装置におけるテーブル位置決め装置。 A fixed base, a table that supports a workpiece and is movable in one direction with respect to the base, and is fixed to a column that is erected on the base and is provided above the table. A beam provided in a direction orthogonal to the moving direction of the table, a slider provided movably along the beam, a working head attached to the slider, and a first moving the table in the one direction. 1 driving means, second driving means for moving the slider along the beam, a laser length measuring device fixed to the base for measuring the position of the table, the first, And a control device that operates the driving means of the two, and a work device that positions a work on the table at a predetermined position with respect to the work head based on a measurement result by the laser length measuring device. A positioning device of the table that,
The laser length measuring device is arranged at a center position in a direction perpendicular to the moving direction of the table and two positions spaced on both sides of the center position to measure the position of the table. Equipped with a meter,
The table is provided with a target prism that reflects the laser beam emitted from each laser interferometer in the irradiation direction, and the moving direction of the table and the target prism is the direction in which the laser beam is emitted from the laser interferometer. And
The control device calculates a yawing angle of the table based on the measurement values measured by the laser interferometers arranged on both sides of the center position, and the table measured by the laser interferometer arranged at the center position. Is corrected based on the set position in the direction orthogonal to the moving direction of the table and the yawing angle, and the position obtained by this correction becomes the set position in the moving direction of the table . A table positioning device in a working device, wherein one driving means is operated.
前記テーブルの移動方向に直角な方向における中心位置の両側に間隔をあけた2つの位置に配置された前記レーザ測長器のレーザ干渉計によってテーブルの位置を測定し、その測定値にもとづいてテーブルのヨーイング角度を算出すると共に、前記中心位置に配置されたレーザ干渉計によって測定されたテーブルの位置を、前記テーブルの移動方向に直交する方向の設定位置と前記ヨーイング角度とにもとづいて補正し、この補正して求めた位置が、前記テーブルの移動方向における設定位置となるようにすることを特徴とする作業装置におけるテーブル位置決め方法。 A table positioning method by the table positioning device according to claim 1,
The position of the table is measured by the laser interferometer of the laser length measuring device arranged at two positions spaced on both sides of the center position in the direction perpendicular to the moving direction of the table, and the table is based on the measured value. along with calculating the yaw angle, the position of the measuring tables by arranged laser interferometer to the center position is corrected on the basis of said yawing angle and direction of the set position perpendicular to the moving direction of said table, A table positioning method in a working apparatus , wherein the position obtained by the correction is a set position in the moving direction of the table.
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