JPS61278913A - 磁気浮上式位置決め装置 - Google Patents
磁気浮上式位置決め装置Info
- Publication number
- JPS61278913A JPS61278913A JP12336485A JP12336485A JPS61278913A JP S61278913 A JPS61278913 A JP S61278913A JP 12336485 A JP12336485 A JP 12336485A JP 12336485 A JP12336485 A JP 12336485A JP S61278913 A JPS61278913 A JP S61278913A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnets
- position sensor
- base
- electromagnet
- detected values
- 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.)
- Pending
Links
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
- B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
- B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
- B23Q1/26—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
- B23Q1/262—Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members with means to adjust the distance between the relatively slidable members
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Non-Mechanical Conveyors (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は磁気浮上式位置決め装置に関し、電磁石の制
御により６自由度の変位を可能としたものである。
御により６自由度の変位を可能としたものである。
半導体装置の検査等において、作業テーブル上に載せた
半導体装置等のワークの位置や向きを精密な精度をもっ
て微小変位させることが必要となる場合があり、またこ
のような作業テーブルを高度の清浄度を要求される室内
で使用することが要求される場合がある。このような場
合、機械的な支持装置によって支持した作業テーブルで
は、高精度で迅速な姿勢の変更ができないとともに、振
動や機械的接触等により摩耗粉が発生し、清浄度を損う
問題がある。
半導体装置等のワークの位置や向きを精密な精度をもっ
て微小変位させることが必要となる場合があり、またこ
のような作業テーブルを高度の清浄度を要求される室内
で使用することが要求される場合がある。このような場
合、機械的な支持装置によって支持した作業テーブルで
は、高精度で迅速な姿勢の変更ができないとともに、振
動や機械的接触等により摩耗粉が発生し、清浄度を損う
問題がある。
そこで、この発明は迅速正確な制御が可能で、しかも雰
囲気の清浄度に影響を及ぼさない構成の位置決め装置を
提供することを目的とする。
囲気の清浄度に影響を及ぼさない構成の位置決め装置を
提供することを目的とする。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
上記の問題点を解決し、発明の目的を達成する手段とし
てこの発明が採った構成は次のとおりである。
てこの発明が採った構成は次のとおりである。
（１１基台１とその上に搭載したテーブル２との間に水
平対向部３．４と４個所の垂直対向部５．６．７．８を
形成する。
平対向部３．４と４個所の垂直対向部５．６．７．８を
形成する。
（２）水平対向部３．４の基台側またはテーブル側のい
ずれか一方に、第１〜第４浮上用電磁石Ｓ、１０．１１
．１２を分散配置し、これらの電磁石に対応して少なく
とも３個の位置センサ１３．１４．１５．１６または１
３．１４．１７を設ける。
ずれか一方に、第１〜第４浮上用電磁石Ｓ、１０．１１
．１２を分散配置し、これらの電磁石に対応して少なく
とも３個の位置センサ１３．１４．１５．１６または１
３．１４．１７を設ける。
（３）４個所の垂直対向部５．６．７．８のうち平行な
２個所の垂直対向部５．６においてそれぞれ基台側また
はテーブル側のいずれか一方にそれぞれ第１、第２すき
ま調整用！磁石１８．１９および第３、第４すきま調整
用電磁石２０．２１の各一対をテーブル２の辺方向に沿
って配置し、これら各一対の電磁石のうちいずれか一方
の対の電磁石１８．１Ｓに対応してそれぞれ位置センサ
２３．２４を設ける。
２個所の垂直対向部５．６においてそれぞれ基台側また
はテーブル側のいずれか一方にそれぞれ第１、第２すき
ま調整用！磁石１８．１９および第３、第４すきま調整
用電磁石２０．２１の各一対をテーブル２の辺方向に沿
って配置し、これら各一対の電磁石のうちいずれか一方
の対の電磁石１８．１Ｓに対応してそれぞれ位置センサ
２３．２４を設ける。
（４）他の平行な２個所の垂直対向部７．８においてそ
れぞれ基台側またはテーブル側のいずれか一方にテーブ
ルの辺の中央位置に第５、第６すきま調整用′ｒ！１磁
石２５．２６を設け、これらのいずれか一方の電磁石２
５に対応して１つの位置センサ２７を設ける。
れぞれ基台側またはテーブル側のいずれか一方にテーブ
ルの辺の中央位置に第５、第６すきま調整用′ｒ！１磁
石２５．２６を設け、これらのいずれか一方の電磁石２
５に対応して１つの位置センサ２７を設ける。
（５）各位置センサ１３．１４．１５．１６．２３．２
４．２７または１３．１４．１７．２３．２４．２７の
検出値をテーブル２の６自由度に対応した設定値とそれ
ぞれ比較し、その結果に基づき各電磁石９．１０．１１
．１２．１８．１９．２０．２Ｌ２５．２６への供給電
流をそれぞれ制御するザーボ制御系を設ける。
４．２７または１３．１４．１７．２３．２４．２７の
検出値をテーブル２の６自由度に対応した設定値とそれ
ぞれ比較し、その結果に基づき各電磁石９．１０．１１
．１２．１８．１９．２０．２Ｌ２５．２６への供給電
流をそれぞれ制御するザーボ制御系を設ける。
第１回および第２図に示す実施例の装置は、平面視正方
形の基台１上にテーブル２を搭載したものであり、基台
１にはその４個面に凹所３０が形成され、またテーブル
２には下方に延びた４側壁３１が形成されている。また
各側壁３１の下端には上記の凹所３０に嵌まる下壁３２
が形成されている。
形の基台１上にテーブル２を搭載したものであり、基台
１にはその４個面に凹所３０が形成され、またテーブル
２には下方に延びた４側壁３１が形成されている。また
各側壁３１の下端には上記の凹所３０に嵌まる下壁３２
が形成されている。
上記の基台１とテーブル２との間には、２個所の水平対
向部３．４と、４個所の垂直対向部５．６．７．８が形
成される。第２図に示すように、基台１の上面にその中
心を原点とする直交座標軸（Ｘ、Ｙ、、Ｚ軸）を仮想し
た場合、テーブル２はこれら３軸方向および３軸回りの
合計６自由度を有する。
向部３．４と、４個所の垂直対向部５．６．７．８が形
成される。第２図に示すように、基台１の上面にその中
心を原点とする直交座標軸（Ｘ、Ｙ、、Ｚ軸）を仮想し
た場合、テーブル２はこれら３軸方向および３軸回りの
合計６自由度を有する。
基台１の凹所３０と、テーブル２の下壁３２との間の水
平対向部３において、下壁３２には基台１の４コ一ナ部
に対向した第１〜第４浮上用電磁石９．１０．１１．１
２が設けられている。これらの電磁石はそれぞれＸＹ軸
の対称位置にあり、磁性体でなる基台１と所要のギヤノ
ブをおいて対向している。各電磁石は、ｘｙ平面の４象
限の任意位置に分散配置することができるが、上記のよ
うにＸＹ軸の対称位置に配列したり、或いはＸＹ軸上に
配置すると、演算式が簡単になるので実際的である。
平対向部３において、下壁３２には基台１の４コ一ナ部
に対向した第１〜第４浮上用電磁石９．１０．１１．１
２が設けられている。これらの電磁石はそれぞれＸＹ軸
の対称位置にあり、磁性体でなる基台１と所要のギヤノ
ブをおいて対向している。各電磁石は、ｘｙ平面の４象
限の任意位置に分散配置することができるが、上記のよ
うにＸＹ軸の対称位置に配列したり、或いはＸＹ軸上に
配置すると、演算式が簡単になるので実際的である。
また、上記の各電磁石Ｓ、１０．１１．１２にはそれぞ
れ位置センサ１３．１４．１５．１６が付設され、基台
１とのギャップを検出し、それぞれ検出値ａ、ｂ、ｃ、
ｄを出力する（第３図参照）。これらの位置センサは、
最低３個あればよいので、例えば１５．１６の代りにそ
の中間、すなわちＹ軸上に１７を設け、他の２個の位置
センサ１３．１４と合わせて３個にすることができる。
れ位置センサ１３．１４．１５．１６が付設され、基台
１とのギャップを検出し、それぞれ検出値ａ、ｂ、ｃ、
ｄを出力する（第３図参照）。これらの位置センサは、
最低３個あればよいので、例えば１５．１６の代りにそ
の中間、すなわちＹ軸上に１７を設け、他の２個の位置
センサ１３．１４と合わせて３個にすることができる。
この場合、各位置センサ１３．１４．１７はそれぞれ検
出値ａ、ｂ、ｃ’ を出力する（第４図）。
出値ａ、ｂ、ｃ’ を出力する（第４図）。
なお、以上はテーブル側に電磁石および位置センサを設
置する例を示しているが、逆にこれらを基台側に設置し
てもよい。
置する例を示しているが、逆にこれらを基台側に設置し
てもよい。
次に、前記の４個所の垂直対向部５．６．７、８のうち
、Ｘ軸に平行な２個所の垂直対向部５．６において、テ
ーブル２の内側面にＹ軸から等距離の位置に、それぞれ
第１および第２すきま調整用電磁石１８．１９ならびに
第３および第４すきま調整用電磁石２０．２１を設け、
磁性体でなる基台１と所要のギャップをおいて対向して
いる。
、Ｘ軸に平行な２個所の垂直対向部５．６において、テ
ーブル２の内側面にＹ軸から等距離の位置に、それぞれ
第１および第２すきま調整用電磁石１８．１９ならびに
第３および第４すきま調整用電磁石２０．２１を設け、
磁性体でなる基台１と所要のギャップをおいて対向して
いる。
これら各一対の電磁石は、テーブル２の各辺に沿って（
即ちＸ軸と平行に）設けられ、そのうち一方の垂直対向
部５の第１および第２すきま調整用ｉｉＴ！１石１８．
１９にそれぞれ位置センサ２３．２４を付設する。これ
らの位置センサ２３．２４は、基台１とのギャップを検
出し、それぞれ検出値ｅ、ｆを出力する（第３図、第４
図参照）。
即ちＸ軸と平行に）設けられ、そのうち一方の垂直対向
部５の第１および第２すきま調整用ｉｉＴ！１石１８．
１９にそれぞれ位置センサ２３．２４を付設する。これ
らの位置センサ２３．２４は、基台１とのギャップを検
出し、それぞれ検出値ｅ、ｆを出力する（第３図、第４
図参照）。
なお、上記のすきま調整用電磁石１８．１９．２０．２
１および位置センサ２３．２４は、基台１側に設けても
よい。
１および位置センサ２３．２４は、基台１側に設けても
よい。
また、Ｙ軸に平行な２個所の垂直対向部７．８において
、これらのテーブル２の各辺の中央部（図示の場合Ｘ軸
上）に、それぞれ第５および第６すきま調整用電磁石２
５．２６を設け、一方の電磁石２５に位置センサ２７を
付設している。この位置センサ２７は、基台１とのギャ
ップを検出し、検出値ｇを出力する（第３図、第４図参
照）。
、これらのテーブル２の各辺の中央部（図示の場合Ｘ軸
上）に、それぞれ第５および第６すきま調整用電磁石２
５．２６を設け、一方の電磁石２５に位置センサ２７を
付設している。この位置センサ２７は、基台１とのギャ
ップを検出し、検出値ｇを出力する（第３図、第４図参
照）。
上記の各位置センサ１３〜２７の検出値ａ−％−ｇに基
づいて、各電磁石８〜２６に対する供給電流を制御する
サーボ制御系は、第３図または第４図に示すとおりであ
る。
づいて、各電磁石８〜２６に対する供給電流を制御する
サーボ制御系は、第３図または第４図に示すとおりであ
る。
第３図のサーボ制御系は、各位置センサ１３〜２７、各
基ごとの演算部３３、比較部３４、ＰＩＤ制御部３５、
演算部３６、増幅部３７、および各ｔｉｆｆ石９〜２６
からなる。電磁石のうち２０．２Ｌ ２６については、
対称位置にある電磁石１８．１９．２５と逆極性に励磁
されるようインバータ３８が介在される。尚、通常は電
磁石１８．１９．２０．２１．２５．２６は、電磁力、
電流の線形化のためにバイアス磁束が与えられている。
基ごとの演算部３３、比較部３４、ＰＩＤ制御部３５、
演算部３６、増幅部３７、および各ｔｉｆｆ石９〜２６
からなる。電磁石のうち２０．２Ｌ ２６については、
対称位置にある電磁石１８．１９．２５と逆極性に励磁
されるようインバータ３８が介在される。尚、通常は電
磁石１８．１９．２０．２１．２５．２６は、電磁力、
電流の線形化のためにバイアス磁束が与えられている。
また、各比較部３４には、設定値Ｘ′、ｙｏ、２′、θ
Ｘ”、θｙ°、θ２゛が入力される。
Ｘ”、θｙ°、θ２゛が入力される。
上記の演算部３３は、検出値３−、− ｇに基づいて、
テーブル２の姿勢をその６自由度の変位ｘ、ｙ、２、θ
χ、θｙ、θ２に分けて演算するものであり、その演算
結果と各設定値Ｘ°、ｙｏ、２°、θＸ゛、θｙ°、θ
２゛とを比較部３４において比較し、その差分ΔＸ、Δ
ｙ１Δ２．Δθｘ１Δθｙ１Δθ２を出力せしめ、これ
らを電磁石９〜２６ごとに振分けて、次の演算部３３に
入力する。
テーブル２の姿勢をその６自由度の変位ｘ、ｙ、２、θ
χ、θｙ、θ２に分けて演算するものであり、その演算
結果と各設定値Ｘ°、ｙｏ、２°、θＸ゛、θｙ°、θ
２゛とを比較部３４において比較し、その差分ΔＸ、Δ
ｙ１Δ２．Δθｘ１Δθｙ１Δθ２を出力せしめ、これ
らを電磁石９〜２６ごとに振分けて、次の演算部３３に
入力する。
この演算部３３においては、上記の各差分に基づいて各
電磁石９〜２６の制御電流値Ａ−Ｇを演算する。これら
は電力増幅部３７を通じて増幅され、各電磁石９〜２６
に入力され、それぞれ設定値を目標としたサーボ制御が
行なわれる。その結果、テーブル２の姿勢が制御され、
テーブル２上のワークの位置決めを行なうことができる
。
電磁石９〜２６の制御電流値Ａ−Ｇを演算する。これら
は電力増幅部３７を通じて増幅され、各電磁石９〜２６
に入力され、それぞれ設定値を目標としたサーボ制御が
行なわれる。その結果、テーブル２の姿勢が制御され、
テーブル２上のワークの位置決めを行なうことができる
。
第４図に示すものは、前述のものと比べ、位置センサが
１個少ないため、演算部３３における演算式が若干異な
るが、これ以外は前述のものと同様である。
１個少ないため、演算部３３における演算式が若干異な
るが、これ以外は前述のものと同様である。
以上のように、この発明は基台上に載せたテーブルを！
磁石により浮上せしめ、位置センサとの組合せによって
テーブルの６自由度を制御するようにしたので、テーブ
ルの姿勢を変えてワークの位置決めを行なう際に、摩耗
粉の発生が無く、また迅速で正確な制御ができる効果が
ある。
磁石により浮上せしめ、位置センサとの組合せによって
テーブルの６自由度を制御するようにしたので、テーブ
ルの姿勢を変えてワークの位置決めを行なう際に、摩耗
粉の発生が無く、また迅速で正確な制御ができる効果が
ある。
第１図は実施例の断面図、第２図は第１図の■−■線に
おける一部切欠断面図、第３図および第４図はサーボ制
御系のブロック図である。 １・・・・・・基台、２・・・・・・テーブル、３，４
・旧・・水平対向部、５．６． ？、 ８・・・・・・
垂直対向部、９，１０゜１１．１２・・・・・・第１〜
第４浮上用電磁石、１３゜１４．１５，１６．１７・・
・・・・位置センサ、１８゜１９．２０．２１・・・・
・・第１〜第４すきま調整用電磁石、２３．２４・・・
・・・位置センサ、２５．２６・・・・・・第５〜第６
すきまｍ整層ｔｆｆｆ石、２７・・・・・・位置センサ
。 特許出願人 エヌ・チー・エヌ 東洋ベアリング株式会社
おける一部切欠断面図、第３図および第４図はサーボ制
御系のブロック図である。 １・・・・・・基台、２・・・・・・テーブル、３，４
・旧・・水平対向部、５．６． ？、 ８・・・・・・
垂直対向部、９，１０゜１１．１２・・・・・・第１〜
第４浮上用電磁石、１３゜１４．１５，１６．１７・・
・・・・位置センサ、１８゜１９．２０．２１・・・・
・・第１〜第４すきま調整用電磁石、２３．２４・・・
・・・位置センサ、２５．２６・・・・・・第５〜第６
すきまｍ整層ｔｆｆｆ石、２７・・・・・・位置センサ
。 特許出願人 エヌ・チー・エヌ 東洋ベアリング株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基台とその上に搭載したテーブルとの間に水平対向部と
４個所の垂直対向部を形成し、 上記水平対向部の基台側またはテーブル側のいずれか一
方に、第１〜第４浮上用電磁石を分散配置し、これらの
電磁石に対応して少なくとも３個の位置センサを設け、 上記４個所の垂直対向部のうち平行な２個所の垂直対向
部においてそれぞれ基台側またはテーブル側のいずれか
一方にそれぞれ第１、第２すきま調整用電磁石および第
３、第４すきま調整用電磁石の各一対をテーブルの辺方
向に沿って配置し、これら各一対の電磁石のうちいずれ
か一方の電磁石に対応してそれぞれ位置センサを設け、 他の平行な２個所の垂直対向部においてそれぞれ基台側
またはテーブル側のいずれか一方にテーブルの辺の中央
位置に第５、第６すきま調整用電磁石を設け、これらの
いずれか一方の電磁石に対応して１つの位置センサを設
け、 上記の各位置センサの検出値をテーブルの６自由度に対
応した設定値とそれぞれ比較し、その結果に基づき各電
磁石への供給電流をそれぞれ制御するサーボ制御系を設
けてなる磁気浮上式位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12336485A JPS61278913A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 磁気浮上式位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12336485A JPS61278913A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 磁気浮上式位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61278913A true JPS61278913A (ja) | 1986-12-09 |
Family
ID=14858758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12336485A Pending JPS61278913A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 磁気浮上式位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61278913A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0394312A (ja) * | 1989-06-05 | 1991-04-19 | Matsushita Electric Works Ltd | ６軸姿勢制御装置 |
| CN103277409A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-09-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种新型电磁铁分布的五自由度磁浮导轨 |
| JP2019520783A (ja) * | 2016-07-01 | 2019-07-18 | 大連天億軟件有限公司 | 磁気浮上動力システム |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5485678A (en) * | 1977-12-20 | 1979-07-07 | Canon Inc | High accuracy alignment method for air bearing guide system xy stage |
| JPS5688666A (en) * | 1979-10-17 | 1981-07-18 | Zeiss Jena Veb Carl | Twoocoordinate stepper motor |
| JPS6018918A (ja) * | 1983-07-13 | 1985-01-31 | Canon Inc | ステージ装置 |
| JPS6091021A (ja) * | 1983-10-24 | 1985-05-22 | Japan Aviation Electronics Ind Ltd | 磁気制御テ−ブル |
| JPS60108244A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-13 | Sharp Corp | 駆動装置 |
| JPS60223119A (ja) * | 1984-04-20 | 1985-11-07 | Hitachi Ltd | ２軸方向非接触駆動形精密移動台 |
-
1985
- 1985-06-04 JP JP12336485A patent/JPS61278913A/ja active Pending
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| CN103277409A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-09-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种新型电磁铁分布的五自由度磁浮导轨 |
| JP2019520783A (ja) * | 2016-07-01 | 2019-07-18 | 大連天億軟件有限公司 | 磁気浮上動力システム |
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