JPS61237111A - 位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は位置決め装置に関し、特にアクチュエータとし
てボイスコイル形リニアモータや送りネジなどの直線駆
動手段を用い、位置検出にレーザ干渉計による測長手段
を用いた移動体の精密位置決め装置に関する。

［従来技術１ 従来のこの種の位置決め装置の一例を第３図に示す。第
３図において３０はボイスコイル形リニアモータ、３１
は架台３９に固定された該リニアモータの固定子、３２
はりニアモータ３０の可動コイルであり、静圧スライド
ガイド３３に支持案内されたスライダ（移動体）３４を
前記リニアモータ３０によって直線送りするようになっ
ている。このスライダ３４の位置決めは、図示のように
スライダ３４の上端に反射鏡３５を固定設置し、レーザ
光源３８から発射されたレーザ光を、干渉計３６を通し
て前記反射１３５に当て、その反射光を再び干渉計３６
を通してレシーバ３７で受光し、レーザ干渉計による精
密距離測定を含むフィードバック制御によって行なって
いる。

しかしながら、従来の装置では、スライダ３４の位置検
出光学系の光軸と、スライダ３４の駆動系の駆動軸心と
が同軸ではなしに離れて配置されているため、構造共振
に伴う高次の共振モードを有しており、そのため位置決
め精度が低下するという欠点があった。

また従来の装置では、スライダ３４の位置検出光学系が
装置外部に配置されているため、装置周囲の温度等の外
部物理的条件の変化による影響が検出結果に直ちに現れ
、さらにはその設置に少なからずスペースを必要とする
欠点も指摘されている。

［発明の目的］ 本発明は前述の従来技術の欠点を除去するためになされ
たものであり、構造共振に伴う高次の共振モードを低減
除去し、装置の小型化と位置決め精度の向上を達成する
ことを目的とするものである。

すなわち本発明の位置決め装置では、検出光学系の光軸
と駆動系の駆動軸心とが一致するようになされており、
これにより高次の共振モードを除去して位置決め精度の
向上を図ると共に、駆動系と検出光学系との同軸配置に
よる装置の小型化をも達成したものである。本発明にお
いて、好ましくは検出光学系の光路を、駆動体駆動用部
品、例えばボイスコイル形リニアモータの固定子や送り
ネジ装置のネジ軸などの軸心に沿って穿った直線孔内に
設定し、このようにして検出光路を装置部品内部に構成
することにより、外部の物理的条件の変化による影響を
極力避けるようにして検出系の精度の低下を防止し、位
置決め精度をさらに向上させるようにする。

本発明の実施例を示せば以下の通りである。

［実施例］ 第１図は第３図の従来例と対比しやすいように同様なボ
イスコイル形リニアモータ方式にした°本発明の一実施
例を示しており、１０はボイスコイル形リニアモータ、
１１はその固定子、１２は同じく可動コイルであり、固
定子１１は架台１９に固定され、可動コイル１２はスラ
イドガイド１３に支持案内されたスライダ１４に固定さ
れている。尚、スライドガイド１３は、固定子１１と同
様に架台１９上に固定されている。１６は干渉計であり
、レーザ光源１８およびレシーバ１７と共に測距検出系
を構成している。固定子１１と可動コイル１２およびス
ライダ１４の内部には、可動コイル１２によるスライダ
駆動軸心と同心状の直線孔１１ａ　、　１２ａ　、　１
４ａが一列に穿たれており、スライダ１４の端部で反射
鏡１５が内側に反射面゛を向けて直線孔１４ａを閉塞し
、カバー１５ａで外側から押えられている。前記測距検
出系の干渉計１６と反射鏡１５１ｉｉの検出用光路はこ
の一連の直線孔１１ａ　、　１２ａ　、　１４ａ内に設
定され、その光軸は駆動軸心と実質的に同軸とされてい
る。

このような構成の位置決め装置においては、レーザ光源
１８から発射されたレーザ光は、干渉計１６を介してモ
ータ１０の背後から駆動軸上の直線孔１１ａ　、　１２
ａ　、　ｉａａを進み、スライダ内部の反射１ｔ１５で
反射されて元の経路を戻り、干渉計１６を介してレシー
バ１７で受光され、スライダ１４の位置検出をして位置
決めがなされる。この場合、位置検出のためのレーザ光
の光路とスライダ１４の駆動軸心とが実質的に同軸とさ
れているので、構造共振に伴う高次の共振モードは除去
され、また光路が装置内部に設定されていてスライダ外
部と隔離されているので、例えばスライダ外部での加工
用エネルギーなどによる温度変化は、位置検出系の光路
に殆んど影響を与えなくなり、位置検出精度の低下　・
が防止されて位置決め精度を高く維持できるものである
。

第２図は本発明のもうひとつの実施例を示しており、こ
の例では駆動系に送りネジ装置を用いている。第２図に
おいて、サーボモータ２０は中空の出力軸２１を有し、
この出力軸２１には中空の送りネジ軸２２がカップリン
グ２３により連結されている。

ネジ軸２２は軸受２９によって支持されており、その回
転によって移動ナツト２４ａを軸方向に直線移動させる
。ナツト２４ａはスライダ２４に固定されており、スラ
イダ２４は図示しないスライドガイドによって支持案内
されている。スライダ２４の下部には、軸受２９の端部
におけるネジ軸２２の中心開口端に面して反射鏡２５が
取付けられ、一方、モータ２０の背後にはその出力軸２
１の中心開口端に指向して干渉計２６が配置されている
。干渉計２６は、レーザ光源２８およびレシーバ２７と
共にスライダ２４の測距検出系を構成し、その干渉計１
６から反射Ｈ２５までの検出光路は、前記出力軸２１お
よびネジ軸２２の中心軸上の貫通直線孔２１ａ　、　２
２ａ内に設定されている。

この第２図の例においても検出光学系の光軸とスライダ
の駆動系の駆動軸とが実質的に同軸とされているので、
構造共振に伴う高次の共振モードは検出結果に現れず、
高精度の位置決めが可能である。また検出光学系の光路
の殆んどの部分が軸内に隔離され、さらにスライダの下
面部に位置させることでスライダ上面での加工エネルギ
による温度変化の影響を避けることができる。

尚、以上の各実施例では一軸駆動系の位置決めの例を示
したが、本発明は二輪或いはそれ以上の多軸の位置決め
装置にも容易に適用可能である。

［発明の効果］ 以上に述べたように、本発明によれば、検出光学系の光
軸と駆動系の駆動軸とを実質的に同軸にしたので、構造
共振に伴う高次の共振モードを除去して高精度の位置決
めが可能であり、また検出光学系の光路を駆動系の部品
内で駆動軸上に設定すれば外部の物理的条件の変化によ
る影響を受けにくいものとすることもでき、前記同軸配
置によって装置構成の小型化も達成できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す部分断面構成図、第２
図は同じく別の実施例を示す部分断面構成図、第３図は
従来例を示す部分断面構成図である。 １０：ボイスコ、イル形リニアモータ、１１：固定子、
１２：可動コイル、１３ニスライドガイド、１４ニスラ
イダ、１１ａ　、　１２ａ　、　１４ａ　：直線孔、１
５：反射鏡、１６：干渉計、１７：レシーバ、１８：レ
ーザ光源。 第１図 第３図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動軸に沿って直線移動する移動体の位置を、該移
   動体に取付けられた反射鏡までの距離をレーザ干渉計に
   よって計測することにより決定する位置決め装置におい
   て、レーザ干渉計から反射鏡までのレーザ光路を前記駆
   動軸心上に配置したことを特徴とする位置決め装置。 ２、レーザ光路が移動体駆動用部品の内部に設けられた
   直線孔内に設定されている特許請求の範囲第１項に記載
   の位置決め装置。 ３、移動体駆動用部品がボイスコイル形リニアモータの
   固定子を含む特許請求の範囲第２項に記載の位置決め装
   置。 ４、移動体駆動用部品が送りネジ軸である特許請求の範
   囲第２項に記載の位置決め装置。