KR102585916B1

KR102585916B1 - 6개의 자유도로 지지 플레이트의 운동을 발생시키기 위한 시스템

Info

Publication number: KR102585916B1
Application number: KR1020187021483A
Authority: KR
Inventors: 에릭 뒤랑; 브루노 레티
Original assignee: 마이크로-컨트롤 스펙트라-피직스
Priority date: 2016-01-06
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2023-10-05
Also published as: USRE49612E1; CN109073137A; SG11201805748XA; EP3400399A1; FR3046451A1; WO2017118797A1; KR20180120673A; CN109073137B; US10393308B2; EP3400399B1; JP2019510932A; FR3046451B1; JP6795602B2; US20190024842A1

Abstract

본 발명은 지지 플레이트(2)의 운동을 발생시키기 위한 시스템에 관한 것으로, 지지 플레이트(2)는 소위 중립 위치에서, 소위 X 방향과 소위 Y 방향으로 규정되는 XY 평면에 실질적으로 평행하며, 본 시스템(1)은 X 및 Y 방향에 수직인 Z 방향으로 서로 겹치는 적어도 2개의 제어 스테이지(E1, E2)를 포함하고 이들 두 제어 스테이지(E1, E2)는 서로에 고정되며, 제어 스테이지(E1, E2) 중의 적어도 하나는 제어 모듈(M1, M2)을 포함하며, 이 제어 모듈(M1, M2)은, XY 평면에서 각각 다른 방향으로 지지 플레이트(2)의 병진 운동을 발생시키도록 설계된 운동 유닛만 포함한다.

Description

6개의 자유도로 지지 플레이트의 운동을 발생시키기 위한 시스템

본 발명은 여러 자유도로 지지 플레이트의 운동을 발생시키기 위한 시스템에 관한 것이다.

이 시스템은 두 플레이트, 즉 측정, 처리 등을 위한 광학적, 기계적 장치 또는 다른 장치를 지닐 수 있는 지지 플레이트(또는 플랫폼)와, 지지 요소, 예컨대 작업부에 배치되는 하측 플레이트 사이의 상대 운동을 가능하게 하기 위한 것이다.

그러한 운동을 가능한 6개의 자유도로 발생시키기 위해, 6족형 위치 설정기가 알려져 있는데, 이는 다리를 형성하는 6개의 액츄에이터로 구성된 평행 로봇이다. 6개의 다리는 상측 플랫폼의 길이 및 배향을 변화시키기 위해 작동된다. 따라서, 일 세트의 고유한 다리 길이가 상측 플랫폼의 주어진 위치에 관련되어 있다.

평행 로봇형 시스템, 특히 6족형 시스템은 일반적으로 단점, 특히 실질적인 장애 및/또는 제한된 작업 영역을 가지고 있다.

더욱이, 문헌 FR-2 757 925에는, 대상을 적어도 3개의 자유도로 운동시키기 위한 모듈형 장치가 알려져 있는데, 이 장치는 하중을 지지하는 삼각형 플랫폼을 포함한다.

본 발명의 목적은 이들 단점을 극복하는 것이다. 본 발명은 지지 플레이트의 운동을 발생시키기 위한 시스템에 관한 것으로, 상기 지지 플레이트는 소위 중립 위치에서, 소위 X 방향과 소위 Y 방향으로 규정되는 XY 평면에 실질적으로 평행하며, 상기 시스템은 상기 지지 플레이트를 6개의 자유도 중 적어도 몇 개의 자유로도 움직일 수 있게 구성되어 있고, 상기 6개의 자유도는, X 방향을 따르는 소위 Xi 병진, X 방향 주위의 소위 θX 회전, Y 방향을 따르는 소위 Yi 병진, Y 방향 주위의 소위 θY 회전, Z 방향을 따르는 소위 Zi 병진, 및 Z 방향 주위의 소위 θZ 회전에 각각 대응하고, Z 방향은 X 및 Y 방향에 수직이다.

본 발명에 따르면, 상기 시스템은, Z 방향으로 서로 겹치고 또한 서로에 고정되는 적어도 2개의 제어 스테이지를 포함하고, 상기 제어 스테이지 중의 적어도 하나는 제어 모듈을 포함하며, 상기 적어도 하나의 제어 모듈은, XY 평면에서 각각 다른 방향으로 지지 플레이트의 병진 운동을 발생시키도록 설계된 운동 유닛만 포함한다.

따라서, 본 발명 덕분에, 아래에서 상술하는 바와 같이, 운동 발생 시스템은 모듈형이다. 이 모듈형 구조 및 병진 운동만 발생시키도록 설계된 운동 유닛의 사용으로 인해, 전술한 바와 같은 매우 컴팩트한 운동 발생 시스템이 얻어진다. 또한, 이 운동 발생 시스템은 확장된 작업 영역을 갖는다. 이리하여, 전술한 단점을 극복할 수 있다.

유리하게는, 상기 운동 유닛은 XY 평면에 배치되고, 또한 운동 유닛 사이에 120°의 각도를 각각 형성하는 서로 다른 병진 방향을 갖도록 위치된다.

일 바람직한 실시 형태에서, 제 1 제어 모듈은,

- 제 1 하측 플레이트와 제 1 상측 플레이트;

- 상기 제 1 하측 플레이트의 상측면에 고정되는 적어도 2개의 운동 유닛; 및

- 직선 안내 레일을 포함하고,

상기 직선 안내 레일 각각은 안내 레일이 관련되어 있는 상기 운동 유닛 중의 하나에 장착되며, 안내 레일 각각은 관련된 운동 유닛의 운동 방향에 수직하게 배치되고 또한 관련된 운동 유닛의 작용 하에서 움직이도록 설계되어 있으며, 안내 레일 각각은 관련된 운동 유닛의 운동 방향에 수직하게 자유롭게 이동할 수 있도록 설계된 이동 캐리지를 지니며, 상기 이동 캐리지 각각은 상기 제 1 상측 플레이트의 하측면에 연결되어 있다.

이 경우, 제 1 대안 실시 형태에서, 제 1 제어 모듈은 Xi 및 Yi 운동을 발생시키도록 설계되어 있고, 제 1 제어 모듈은 2개의 운동 유닛과 직선 보조 안내 레일을 포함하며, 보조 안내 레일은 두 운동 유닛의 운동 방향과는 다른 방향으로 배치되고, 또한 자유롭게 이동 가능하도록 설계된 이동 캐리지를 지니고 있으며, 이동 캐리지는 상기 제 1 상측 플레이트의 하측면에 고정되어 있다.

또한, 제 2 대안 실시 형태에서, 제 1 제어 모듈은 Yi 및 θZ 운동을 발생시키도록 설계되어 있고, 제 1 제어 모듈은 2개의 운동 유닛과 직선 보조 안내 레일을 포함하며, 보조 안내 레일은 두 운동 유닛의 운동 방향과는 다른 방향으로 배치되고, 또한 자유롭게 이동 가능하도록 설계된 이동 캐리지를 지니고 있으며, 각 이동 캐리지에는 XY 평면에서 자유롭게 회전하도록 설계된 회전 시스템이 제공되어 있고, 3개의 회전 시스템은 각각 상기 제 1 상측 플레이트의 하측면에 연결되어 있다. 이 경우, 유리하게, 상기 시스템은 소위 제 1 제어 모듈의 Xi 운동을 발생시키도록 설계된 보조 제어 스테이지를 포함한다.

더욱이, 제 3 (바람직한) 대안 실시 형태에서, 제 1 제어 모듈은 Xi, Yi 및 θZ 운동을 발생시키도록 설계되어 있고, 제 1 제어 모듈은,

- 3개의 운동 유닛; 및

- 3개의 직선 안내 레일을 포함하며,

상기 안내 레일 각각은 안내 레일이 관련되어 있는 상기 운동 유닛 중의 하나에 장착되고, 각 안내 레일은 관련된 운동 유닛의 운동 방향에 수직하게 배치되고 또한 관련된 운동 유닛의 작용 하에서 움직이도록 설계되어 있으며, 안내 레일 각각은 관련된 운동 유닛의 운동 방향에 수직하게 자유롭게 이동할 수 있도록 설계된 이동 캐리지를 지니며, 각 이동 캐리지에는, XY 평면에서 자유롭게 회전하도록 설계된 회전 시스템이 제공되어 있고, 3개의 회전 시스템은 각각 상기 제 1 상측 플레이트의 하측면에 연결되어 있다.

더욱이, 바람직한 실시 형태에서, 제 2 제어 모듈이 θX, θY 및 Zi 운동을 발생시키도록 설계되어 있고, 상기 제 2 제어 모듈은,

- 제 2 하측 플레이트와 제 2 상측 플레이트;

- 상기 제 2 하측 플레이트의 상측면에 고정되며 병진 운동을 발생시키도록 설계된 3개의 운동 유닛; 및

- 3개의 직선 안내 레일을 포함하고,

상기 안내 레일 각각은, XY 평면에 대해 경사져, 안내 레일이 관련되어 있는 상기 운동 유닛 중의 하나에 장착되고, 각 안내 레일은 관련된 운동 유닛의 운동 방향에 대해 세로로 배치되고 또한 관련된 운동 유닛의 작용 하에서 움직이도록 설계되어 있으며, 안내 레일 각각은 자유롭게 이동할 수 있도록 설계된 이동 캐리지를 지니며, 각 이동 캐리지에는 자유롭게 회전하도록 설계된 볼이 제공되어 있고, 3개의 볼 각각은 상기 제 1 상측 플레이트의 하측면에 관절식으로 연결되어 있다.

제 1 대안 실시 형태에서, 상기 시스템은,

- Xi 운동을 발생시키도록 설계된 보조 제어 스테이지;

- Yi 운동을 발생시키도록 설계된 보조 제어 스테이지; 및

- θZ 운동을 발생시키도록 설계된 보조 제어 스테이지

중의 적어도 하나, 바람직하게는 여러 개를 추가로 포함한다.

또한, 제 2 (바람직한) 대안 실시 형태에서, 운동 발생 시스템은 단지 2개의 제어 스테이지를 포함하고, 그 중의 소위 하측 제어 스테이지는 Xi, Yi, 및 θZ 운동을 발생시키도록 설계된 소위 제 1 제어 모듈을 포함하고, 소위 제 2 제어 스테이지는 θX, θY, 및 Zi 운동을 발생시키도록 설계된 상기 제 2 제어 모듈을 포함한다.

첨부 도면은 본 발명이 어떻게 실시될 수 있는지를 보여줄 것이다. 이 도면에서, 동일한 참조 번호는 유사한 요소를 나타낸다.

도 1은 운동 발생 시스템의 바람직한 실시 형태의 사시도이다.
도 2는 보조 제어 스테이지와 관련된, 도 1의 운동 발생 시스템의 제 1 제어 모듈의 장착 위치에서의 사시도이다.
도 3은 도 2의 제어 모듈의 부분 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 제어 모듈의 사시 분해도이다.
도 5는 도 1의 운동 발생 시스템의 제 2 제어 모듈의 사시도이다.
도 6은 도 5의 제어 모듈의 사시 분해도이다.
도 7은 2개의 보조 제어 스테이지와 관련된, 도 5의 제어 모듈의 사시도이다.
도 8은 3개의 보조 제어 스테이지와 관련된, 도 5의 제어 모듈의 사시도이다.

본 발명을 도시하는 도 1에 나타나 있는 시스템(1)은, 이 시스템(1)이 배치되는(그리고 특히 고정되는) 지지부(나타나 있지 않음)에 대한 바람직하게는 전체적으로 평평한 플레이트(또는 플랫폼)(2)의 운동을 발생시키기 위한 시스템이다.

예컨대 금속으로 만들어지는 플레이트(2)는, 플레이트(2)의 소위 중립 위치, 즉 아래에서 상술되는 시스템(1)의 다양한 운동 수단의 작동이 없는 기본 위치에서, 소위 X 방향(또는 길이 방향)과 소위 Y 방향(또는 측면 방향)으로 규정되는 XY 평면에 실질적으로 평행하게 배치된다.

이들 X 및 Y 방향은 도 1, 2 및 5 내지 7에 나타나 있는 좌표계(R)(또는 XYZ)의 일부분이다. 이해의 용이를 위한 이 좌표계(R)는, XY 평면을 형성하는 X 및 Y 방향(또는 축) 외에도, 상기 XY 평면에 직교하는 소위 (수직) Z 방향(또는 축)을 포함한다.

명료성을 위해, 도 1에 상세히 나타나 있는 좌표계(R)는 시스템(1)의 외부에 위치되어 있다. 그러나, Z 방향은 중심 수직 축선을 통과한다.

전술한 바와 같이, 지지 플레이트(2)는 XY 평면에 실질적으로 평행한 중립 위치에 있다(또는 작동되지 않음). 시스템(1)은 플레이트(2)를 6개의 자유도 중 적어도 몇개의 자유도로 움직일 수 있게 설계되어 있다.

이들 6개의 자유도(이중 화살표로 나타나 있음)는, 도 1에 나타나 있는 바와 같이,

- X 방향을 따르는 Xi 병진;

- X 방향 주위의 소위 θX 회전;

- Y 방향을 따르는 Yi 병진

- Y 방향 주위의 소위 θY 회전;

- Z 방향을 따르는 Zi 병진;

- Z 방향 주위의 소위 θZ 회전

에 각각 대응한다.

이하의 설명에서, 형용사 "상측" 및 "하측"은 Z 방향의 화살표로 규정되는 방향에 대한 것이며, 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 상측은 화살표의 방향(+Z)이고 하측은 그 반대 방향(-Z)이다.

플레이트(2)는 특정한 요소(나타나 있지 않음)를 지지할 수 있고, 이 요소는 플레이트(2)에서 볼 수 있는 구멍(3)(도 1)을 통과하는 체결 수단(예컨대, 스크류)를 통해 플레이트에 고정될 수 있다.

추가로, 시스템(1)은 시스템(1)의 하측 테이블(5)(도 1)에서 볼 수 있는 구멍(4)을 통과하는 체결 수단(예컨대, 스크류)를 통해 지지 요소(나타나 있지 않음)에 배치되고 고정될 수 있다.

바람직한 실시 형태에서, 시스템(1)은, 반도체 산업에서 특히 표준 분위기 또는 빈 탱크에서의 처리 또는 제어를 위해 이용되는, 또는 광학 또는 광전자 산업에서 광학 기구, 광전자 요소 등의 위치 설정을 위해 이용되는 정밀 위치 설정 장치(또는 기계)의 일부분이다.

도 1에 나타나 있는 바람직한 실시 형태에서, 시스템(1)은, Z 방향으로 겹쳐 있고 서로에 고정되는 2개의 제어 스테이지(E1, E2)를 포함한다.

시스템(1)은 모듈형이고, 상기 제어 스테이지(E1, E2) 각각은 제어 모듈(M1, M2)을 포함한다.

추가로, 제어 모듈(M1, M2) 각각은, XY 평면에서 병진 운동만 발생시키도록 설계된 운동 유닛(U1, U2)을 포함한다.

예컨대 전기 모터 또는 다른 종류의 모터를 포함하는 이들 운동 유닛(U1, U2)은 일반적으로 제어 요소(나타나 있지 않음)를 통해 작업자(또는 자동 제어 시스템)에 의해 제어될 수 있다. 특히, (고려되는 방향으로) 병진의 거리와 방향, 및 아마도 병진 속도가 제어될 수 있다. 그러므로, 이들 운동 유닛(U1, U2) 각각은 동력화된 축선을 규정한다(그의 병진 방향(또는 축)을 따라).

플레이트(2)의 요망되는 위치는 고려되는 다양한 운동 유닛(U1, U2)의 제어(및 그래서 위치 설정)의 특정한 조합으로 얻어진다.

추가로, 운동 유닛(U1, U2)은 각각 다른 방향으로 병진 운동을 발생시키도록 설계되어 있다. 보다 정확하게는, 운동 유닛(U1, U2)은 XY 평면에 배치되고, 각각 바람직하게는 운동 유닛 사이에 120°의 각도를 각각 형성하는 서로 다른 병진 방향을 갖도록 위치된다.

도 1에 나타나 있는 바람직한 실시 형태에서, 시스템(1)은 단지 2개의 제어 스테이지(E1, E2)를 포함한다;

- 그 중의 제 1 하측 제어 스테이지(E1)는 제어 모듈(M1)을 포함하고, 이 제어 모듈은 Xi, Yi, 및 θZ 운동(즉, X 및 Y 방향의 병진, 및 Z 방향 주위의 회전)을 발생시키도록 설계되어 있다.

- 제 2 상측 제어 스테이지(E2)는 제어 모듈(M2)을 포함하고, 이 제어 모듈은 θX, θY, 및 Zi 운동을 발생시키도록 설계되어 있다.

더 정확하게는, 일 바람직한 실시 형테에서, 제어 모듈(M1)은, 도 2 내지 4에 나타나 있는 바와 같이,

- 하측 플레이트(5)와 상측 플레이트(6);

- 3개의 운동 유닛(U1)(도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 3개의 운동 유닛(U1)은 하측 플레이트(5)의 상측면(5A)에 고정됨); 및

- 직선 안내 레일(7)

을 포함한다.

3개의 안내 레일(7) 각각은 3개의 운동 유닛(U1) 중의 하나에 장착되고, 안내 레일은 그 운동 유닛에 관련되어 있다.

따라서, 제어 모듈(M1)은 운동 유닛(U1) 당 하나의 안내 레일(7)을 포함하고, 각 운동 유닛(U1)에는 안내 레일(7)이 제공되어 있다.

도 3의 우측 부분에 있는 안내 레일(7)(길이 방향 축선(L2)을 포함함)에 대해 나타나 있는 바와 같이, 안내 레일(7) 각각은 관련된 운동 유닛(U1)의 운동 방향에 수직하게 배치된다. 안내 레일(7)의 이 길이 방향 축선(L2)은 운동 유닛(U1)의 길이 방향 축선(또는 운동 축선)(L1)에 수직이다.

안내 레일(7) 각각은 관련된 운동 유닛(U1)의 작용 하에서 움직이도록(L1 방향으로) 설계되어 있다.

또한, 안내 레일(7) 각각은 이동 캐리지(8)를 지니고 있다. 이 이동 캐리지(8)는 방향(L2)으로, 즉 관련된 운동 유닛(U1)의 운동 방향(L1)에 수직하게 자유럽게 이동할 수 있도록 설계되어 있다.

더욱이, 이동 캐리지(8) 각각에는, 바람직하게는 볼 베어링(10)을 포함하는 회전 시스템(9)이 제공되어 있고, 이는 중립 위치에서 XY 평면에 대응하는 상측 플레이트(6)의 면 내에서 자유롭게 회전하도록 설계되어 있다.

3개의 회전 시스템(9) 각각은 상측 플레이트(6)에 배치되어 있는 통상적인 체결 요소(11)를 통해 상측 플레이트(6)의 하측면(6A)에 연결된다.

또한, 도 4에서 보는 바와 같이, 제어 모듈(M1)은 폐쇄 측벽(12)을 포함하고, 이 측벽은 하측 플레이트(5)와 일체적으로 되어 있다.

따라서, 작업자 또는 운동 유닛(U1)의 자동 제어 시스템의 명령에 따라 안내 레일(7)의 운동이 발생된다. 안내 레일(7)의 이 운동 동안에, 이동 캐리지(8)는 자유롭게 움직일 수 있고 상측 플레이트(6)의 위치에 작용한다.

더욱이, 일 바람직한 실시 형태에서, 제 2 제어 모듈(M2)은, 도 5 내지 7에 나타나 있는 바와 같이,

- 하측 플레이트(13)와 상측 플레이트(14)(플레이트(2) 또는 이 플레이트(2)가 고정되는 플레이트에 대응함);

- 병진 운동을 발생시키도록 설계된 3개의 운동 유닛(U2)(3개의 운동 유닛(U2)은 하측 플레이트(13)의 상측면(13A)(도 5)에 고정되고, 운동 유닛(U2)은 바람직하게 제어 모듈(M1)의 운동 유닛(U1)과 유사함); 및

- 3개의 직선 안내 레일(15)

을 포함한다.

3개의 안내 레일(15) 각각은 3개의 운동 유닛(U2) 중의 하나에 장착되고, 안내 레일은 그 운동 유닛에 관련되어 있다. 따라서, 제어 모듈(M2)은 운동 유닛(U2) 당 하나의 안내 레일(15)을 포함하고, 각 운동 유닛(U2)에는 안내 레일(15)이 제공되어 있다.

운동 유닛(U2) 각각은, 도 5의 우측에서 볼 수 있는 운동 유닛(U2)에 대한 L3 방향으로 나타나 있는 바와 같이 XY 평면에서 주어진 방향으로 운동을 발생시키기 위해 상측면(13A)에 고정된다.

또한, 안내 레일(15) 각각은 관련된 운동 유닛(U2)의 운동 방향(L3)에 대해 세로로 배치된다. 추가로, 안내 레일은 관련된 운동 유닛(U2)의 작용 하에서 움직이도록 설계되어 있다.

더욱이, 안내 레일(15) 각각은 자유롭게 이동할 수 있도록 설계된 이동 캐리지(16)를 지니고 있다. 안내 레일(15) 각각은 관련된 안내 레일에 대해 수직 방향(Z)으로 경사져 장착된다.

도 6에 나타나 있는 바와 같이, XZ 또는 YZ 수직 평면에서, 자유롭게 이동 가능한 캐리지(16)의 운동 방향(L4)은 안내 레일(15)의 운동 방향에 대해 각도(α)(영이 아님)를 갖는다(운동 유닛(U2)의 작용 하에서). 이를 이루기 위해, 안내 레일(15)은 수직 평면에서 삼각 형상을 갖는 경사형 지지 요소(17)를 통해 운동 유닛(U2)에 연결된다.

운동 유닛(U2) 상에의 배치에 의해, 이동 캐리지(17)는 XY 평면에서 L3 방향으로 움직인다. 도 5에 나타나 있는 바와 같이, XY 평면에서 L4 운동 방향의 돌출부(L4A)는 L3 방향과 평행하다(또는 구별되지 않는다).

더욱이, 이동 캐리지(16)는 경사형 지지 요소(17)와 상호 작용하는 경사형 지지 요소(18)를 포함하고, 이 지지 요소는 지지 요소(18)의 상측면이 지지 요소(17)의 하측면에 실질적으로 평행하도록 경사형 지지 요소(17)에 적합하게 되어 있다.

또한, 캐리지(18) 각각에는 자유롭게 회전하도록 설계된 볼(19)이 제공되어 있다.

3개의 볼(19) 각각은 상측 플레이트(14)의 하측면(14A)에 관절식으로 장착된다.

특히 시스템의 모듈형 구조 및 병진 운동만 발생시키도록 설계된 운동 유닛(U1, U2)의 사용으로 인해, 전술한 바와 같은 시스템(1)(운동을 발생시키기 위한)은 매우 컴팩트하고, 추가로, 그 시스템은 특히 통상적인 시스템(특히 6족형의)에 비해 확장된 작업 영역을 가지고 있다.

전술한 바와 같은 그리고 도 1에 나타나 있는 시스템(1)의 바람직한 실시 형태에서, 시스템(1)은, 전술한 바와 같은 제어 모듈(M1, M2)을 포함하는 2개의 제어 스테이지(E1, E2)를 포함한다.

그러나, 본 발명에서, 또한 아래에서 설명하는 바와 같이,

- 제어 모듈(M1)은 특히 Xi, Yi 및 θZ 운동 중의 일부만 실행해야 하는 경우 제어 모듈의 특성 중의 적어도 하나를 수정하여 다르게 실시될 수 있고,

- 운동 발생 시스템(1)은 이들 두 제어 모듈(M1, M2) 중의 하나만 포함할 수 있고, 그리고 이는 하나 또는 여러 개의 보조 제어 스테이지와 관련된다.

따라서, 위에서 언급한 도 2 내지 4의 실시 형태에 대한 제 1 대안 실시 형태에서, 제어 모듈(M1)은 Xi 및 Yi 운동만 발생시키도록 설계되어 있다.

이 제 1 대안 실시 형태(구체적으로 나타나 있지는 않음)에서, 제어 모듈(M1)은 단지 2개의 운동 유닛(U1) 및 직선 보조 안내 레일을 포함한다. 이 보조 안내 레일은 도 2 내지 4의 실시 형태의 제 3 운동 유닛(U1)을 대체한다.

보조 안내 레일은 두 운동 유닛의 운동 방향과는 다른 방향으로 배치되고, 도 2 내지 4의 제 3 운동 유닛의 보조 안내 레일과 동일하다.

또한, 안내 레일은 자유롭게 이동하도록 설계된 이동 캐리지를 지니고 있고, 보조 안내 레일은, 이동 캐리지가 상기 대체된 제 3 운동 유닛의 운동 방향으로 자유롭게 움직일 수 있도록 배치된다.

3개의 이동 캐리지는 상측 플레이트(6)의 하측면(6A)에 직접 고정되고, 회전 시스템이 제공되어 있지 않다.

이 제 1 대안 실시 형태에 따른 운동 모듈은 운동 발생 시스템 내에서,

- 제 1 보조 제어 스테이지(Xi, Yi 및 θZ 운동을 발생시키기 위한 시스템을 얻기 위해 통상적인 방식으로 θZ 운동을 발생시키도록 설계되어 있음);

- 제 2 보조 제어 스테이지(Xi, Yi 및 Zi 운동을 발생시키기 위한 시스템을 얻기 위해 통상적인 방식으로 Zi 운동을 발생시키도록 설계되어 있음); 또는

- 동시에 제 1 및 2 보조 제어 스테이지와

Claims

XY 평면에 대해 θX, θY 및 Zi 운동을 발생시키기 위한 시스템에 있어서,
상측면을 갖는 하측 플레이트;
상측 플레이트;
상기 하측 플레이트의 상측면에 고정되는 고정 부분과 왕복 방향을 따라 왕복 운동이 가능한 가동 부분을 각각 구비하는 3개의 운동 유닛;
경사진 안내 레일로서, 각각의 경사진 안내 레일이 연관된 운동 유닛의 가동 부분의 왕복 운동과 함께 이동하도록 각각의 상기 운동 유닛의 가동 부분에 연결되고, 각각의 경사진 안내 레일은 상기 왕복 방향에 길이 방향으로 배열되는 활주 방향을 갖고 XY 평면에 대해 각도를 이루고 배치되는, 경사진 안내 레일; 및
각각의 상기 경사진 안내 레일에 연결되고 연관된 경사진 안내 레일을 따라 활주 방향으로 자유롭게 이동 가능하도록 구성되는 이동 캐리지를 포함하고,
각각의 상기 이동 캐리지는 볼을 포함하되, 상기 볼은 연관된 이동 캐리지에 대해 회전하도록 구성되고, 각각의 볼은 상기 상측 플레이트에 관절식으로 연결되어, 3개의 운동 유닛의 가동 부분의 왕복 운동이 θX, θY 및 Zi 운동을 발생시키게 되고,
상기 운동 유닛은 XY 평면에 배열되고, 운동 유닛들 사이에 120°의 각도를 각각 형성하는 서로 다른 병진 방향을 갖도록 위치되는, XY 평면에 대해 θX, θY 및 Zi 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
각각의 볼은 상기 상측 플레이트 상에 형성된 하측면에 관절식으로 연결되는, XY 평면에 대해 θX, θY 및 Zi 운동을 발생시키기 위한 시스템.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 경사진 안내 레일은 경사형 지지 요소를 통해 각각의 운동 유닛의 가동 부분에 연결되는, XY 평면에 대해 θX, θY 및 Zi 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 1 항에 있어서,
시스템의 Xi 운동을 발생시키도록 구성되고 시스템이 운반되는 보조 제어 스테이지;
시스템의 Yi 운동을 발생시키도록 구성되고 시스템이 운반되는 보조 제어 스테이지; 및
θZ 운동을 발생시키도록 구성되고 시스템의 상측 플레이트 상에 장착되는 보조 제어 스테이지
중 적어도 하나의 보조 제어 스테이지를 더 포함하는, XY 평면에 대해 θX, θY 및 Zi 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 Xi 운동을 발생시키도록 구성되는 보조 제어 스테이지는 상기 Yi 운동을 발생시키도록 구성되는 보조 제어 스테이지에 의해 운반되는, XY 평면에 대해 θX, θY 및 Zi 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 Yi 운동을 발생시키도록 구성되는 보조 제어 스테이지는 상기 Xi 운동을 발생시키도록 구성되는 보조 제어 스테이지에 의해 운반되는, XY 평면에 대해 θX, θY 및 Zi 운동을 발생시키기 위한 시스템.
6개의 자유도 중 적어도 하나의 자유도로 운동을 발생시키기 위한 시스템에 있어서, 6개의 자유도는, X 방향을 따르는 Xi 병진 및 X 방향 주위의 θX 회전, Y 방향을 따르는 Yi 병진 및 Y 방향 주위의 θY 회전, Z 방향을 따르는 Zi 병진 및 Z 방향 주위의 θZ 회전에 각각 대응하고, Z 방향은 X 및 Y 방향에 수직이며, 상기 시스템은:
XY 평면에서 병진 운동을 발생시키도록 구성되는 제 1 제어 모듈; 및
XY 평면에 대해 θX, θY 및 Zi 운동을 발생시키도록 구성되는 제 2 제어 모듈을 포함하고,
상기 제 1 제어 모듈은:
상측면을 갖는 제 1 하측 플레이트;
상기 상측면의 반대측에, 상측면으로부터 이격되어 있는 하측면을 갖는 제 1 상측 플레이트;
상기 제 1 하측 플레이트의 상측면에 고정되는 고정 부분과 왕복 방향을 따라 왕복 운동이 가능한 가동 부분을 각각 구비하는 적어도 2개의 운동 유닛;
직선 안내 레일로서, 직선 안내 레일이 상기 가동 부분의 왕복 운동과 함께 이동하도록 각각의 상기 운동 유닛의 가동 부분에 연결되고, 각각의 직선 안내 레일은 상기 왕복 방향에 수직으로 배열되는 활주 방향을 갖는, 직선 안내 레일; 및
각각의 상기 직선 안내 레일에 활주 가능하게 연결되고 연관된 직선 안내 레일을 따라 활주 방향으로 자유롭게 이동 가능하도록 구성되는 이동 캐리지를 포함하되, 각각의 이동 캐리지는, 상기 가동 부분의 왕복 운동이 상기 제 1 상측 플레이트의 병진 운동을 생성하도록 상기 제 1 상측 플레이트의 하측면에 연결되고,
상기 제 2 제어 모듈은:
상측면을 갖는 제 2 하측 플레이트;
제 2 상측 플레이트;
상기 제 2 하측 플레이트의 상측면에 고정되는 고정 부분과 왕복 방향을 따라 왕복 운동이 가능한 가동 부분을 각각 구비하는 3개의 운동 유닛;
경사진 안내 레일로서, 각각의 경사진 안내 레일이 연관된 운동 유닛의 가동 부분의 왕복 운동과 함께 이동하도록 각각의 상기 운동 유닛의 가동 부분에 연결되고, 각각의 경사진 안내 레일은 상기 왕복 방향에 길이 방향으로 배열되는 활주 방향을 갖고 XY 평면에 대해 각도를 이루고 배치되는, 경사진 안내 레일; 및
각각의 상기 경사진 안내 레일에 연결되고 연관된 경사진 안내 레일을 따라 활주 방향으로 자유롭게 이동 가능하도록 구성되는 이동 캐리지를 포함하고, 각각의 상기 이동 캐리지는 볼을 포함하되, 상기 볼은 연관된 이동 캐리지에 대해 회전하도록 구성되고, 각각의 볼은 상기 제 2 상측 플레이트에 관절식으로 연결되어, 3개의 운동 유닛의 가동 부분의 왕복 운동이 θX, θY 및 Zi 운동을 발생시키게 되는, 6개의 자유도 중 적어도 하나의 자유도로 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 제어 모듈의 운동 유닛은 각각의 가동 부분의 왕복 방향이 서로 120°의 각도를 두고 XY 평면에 위치하도록 배열되는, 6개의 자유도 중 적어도 하나의 자유도로 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 제어 모듈은 Xi 및 Yi 운동을 발생시키도록 구성되고, 상기 시스템은:
왕복 방향을 따라 왕복 운동이 가능한 가동 부분을 구비하고 상기 제 1 하측 플레이트의 상측면 상에 고정되는 제 3 운동 유닛;
직선 보조 안내 레일로서, 직선 보조 안내 레일이 제 3 운동 유닛의 왕복 운동과 함께 이동하도록 제 3 운동 유닛의 가동 부분에 연결되고, 상기 제 1 제어 모듈의 2개의 운동 유닛의 왕복 방향 모두와 상이한 보조 활주 방향을 갖는, 직선 보조 안내 레일; 및
상기 직선 보조 안내 레일에 활주 가능하게 연결되고, 상기 보조 활주 방향으로 자유롭게 이동 가능하도록 구성되며, 상기 제 1 상측 플레이트의 하측면에 고정되는 이동 캐리지를 더 포함하는, 6개의 자유도 중 적어도 하나의 자유도로 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 제 1 제어 모듈의 각각의 이동 캐리지에는, 상기 제 1 상측 플레이트의 하측면에 연결되고 제 1 상측 플레이트의 θZ 회전을 발생시키도록 구성되는 회전 시스템이 제공되는, 6개의 자유도 중 적어도 하나의 자유도로 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 제어 모듈의 각각의 이동 캐리지에는, 상기 제 1 상측 플레이트의 하측면에 연결되고 제 1 상측 플레이트의 θZ 회전을 발생시키도록 구성되는 회전 시스템이 제공되는, 6개의 자유도 중 적어도 하나의 자유도로 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 제 1 제어 모듈의 Xi 운동을 발생시키도록 구성되는 보조 제어 스테이지를 더 포함하는, 6개의 자유도 중 적어도 하나의 자유도로 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 8 항에 있어서,
각각의 볼은 상기 제 2 상측 플레이트 상에 형성된 하측면에 관절식으로 연결되는, 6개의 자유도 중 적어도 하나의 자유도로 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 제 2 제어 모듈의 운동 유닛은 XY 평면에 배열되고, 운동 유닛들 사이에 120°의 각도를 각각 형성하는 서로 다른 병진 방향을 갖도록 위치되는, 6개의 자유도 중 적어도 하나의 자유도로 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 경사진 안내 레일은 경사형 지지 요소를 통해 상기 제 2 제어 모듈의 각각의 운동 유닛의 가동 부분에 연결되는, 6개의 자유도 중 적어도 하나의 자유도로 운동을 발생시키기 위한 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 제 1 제어 모듈 또는 제 2 제어 모듈 중 적어도 하나의 Xi 운동을 발생시키도록 구성되고 상기 제 1 제어 모듈 또는 제 2 제어 모듈 중 적어도 하나가 운반되는 보조 제어 스테이지;
상기 제 1 제어 모듈 또는 제 2 제어 모듈 중 적어도 하나의 Yi 운동을 발생시키도록 구성되고 상기 제 1 제어 모듈 또는 제 2 제어 모듈 중 적어도 하나가 운반되는 보조 제어 스테이지; 및
θZ 운동을 발생시키도록 구성되고 제 2 제어 모듈의 제 2 상측 플레이트 상에 장착되는 보조 제어 스테이지
중 적어도 하나의 보조 제어 스테이지를 더 포함하는, 6개의 자유도 중 적어도 하나의 자유도로 운동을 발생시키기 위한 시스템.