KR19990002101A - 미세위치 조정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생산라인에서 이송동작을 정확하게 수행하여 그 위치를 정밀하게 제어하기 위한 미세위치 조정장치에 관한 것으로서, 중공된 판형의 고정 스테이지와, 상기 고정 스테이지에 소정 방향으로 이동이 가능하도록 지지되는 판형의 이송 스테이지와, 상기 이송 스테이지 및 고정 스테이지을 연결하는 탄성 힌지와, 일측이 상기 고정 스테이지에 의해 고정지지되고 타측은 상기 이송 스테이지의 측면부에 접촉되는 압전 액츄에이터와, 상기 압전 액츄에이터에 위치조정을 위한 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하되, 상기 전원공급부는 위치지령 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 기준 전압을 출력하는 디지털/아날로그 변환기와, 상기 디지털/아날로그 변환기에서 출력되는 기준 전압을 입력받아 펄스폭 변조하여 전원을 고속으로 스위칭하기 위한 펄스를 출력하는 펄스폭변조 회로와, 상기 펄스폭변조 회로의 출력펄스에 따라 전압을 증폭하여 상기 압전 액츄에이터로 공급하는 고전압 증폭기로 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 미세위치 조정장치에 관한 것으로서 특히, 전자제품 등의 생산라인에서 그 위치를 정밀하게 제어하여야 하는 경우에 이송동작을 정확하게 수행하기 위하여 이송 스테이지를 고정 스테이지로 지지하도록 하고 압전 액츄에이터로 이송 스테이지의 이동량을 제어하도록 하는 미세위치 조정장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 미세위치 조정장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면 미세위치 조정장치는, 생산 시스템의 소정 위치에 고정지지되고 사각으로 중공된 판형의 고정 스테이지(110)와, 상기 고정 스테이지(110)의 중공부에 소정 방향으로 이동이 가능하도록 지지되는 판형의 이송 스테이지(120)와, 상기 이송 스테이지(120)의 각 모서리에서 연장되어 상기 고정 스테이지(110)에 연결되는 탄성 힌지(elastic flexure)(130)와, 일측이 상기 고정 스테이지(110)에 의해 고정지지되고 타측은 상기 이송 스테이지(120)의 측면부에 접촉되는 압전 액츄에이터(PZT)(140)와, 상기 압전 액츄에이터(140)에 소정의 전압을 공급하는 전원공급부(미도시)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 이송 스테이지(120)는 단일 방향으로만 변위가 발생되며, 그 상면에 이송 대상물을 장착시킬 수 있도록 설계되어 있다.
또한, 상기 탄성 힌지(130)는 고정 스테이지(110) 및 이송 스테이지(120)와 일체형으로 형성되는데, 상기 고정 스테이지(110) 및 이송 스테이지(120)와의 연결부에는 오목홈의 형태로 일부가 제거되어 폭이 작아진 형태를 취함으로써 기계적 재료의 탄성을 이용한다.
또한, 상기 압전 액츄에이터(140)는 입력 전압에 비례한 변위를 발생하는 특성을 가지고 있다.
상기와 같이 구성된 미세위치 조정장치는 상기 이송 스테이지(120) 상에 이송하고자 하는 대상물이 장착되면 그 위치를 소정의 위치감지 수단에 의해 판단하고 이송량을 결정한다. 그후, 그 결과에 따라 상기 전원공급부(미도시)에서 상기 압전 액츄에이터(140)로 인가되는 전압의 크기를 결정한다.
상기 압전 액츄에이터(140)는 인가되는 전압의 크기에 따라 길이가 변경되어 상기 이송 스테이지(120)를 밀어서 상기 이송 스테이지(120)의 위치가 미세 조정되도록 한다.
도 2는 종래 기술에 의한 미세위치 조정장치에 사용되는 전원공급부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 전원공급부는 위치지령 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 기준 전압을 출력하는 디지털/아날로그 변환기(210)와, 상기 디지털/아날로그 변환기(210)에서 출력되는 기준 전압을 증폭하여 상기 압전 액츄에이터(140)로 공급하는 고전압 증폭기(220)로 구성된다.
이때, 상기 디지털/아날로그 변환기(210)에서 위치 지령 신호에 대응하는 전압을 계단 입력으로 고전압 증폭기(220)로 입력시키면, 그 전압을 증폭하여 상기 압전 액츄에이터(140)로 공급함으로써 위치가 제어되도록 한다.
그러나, 상기와 같은 전원공급부를 사용하는 종래의 미세위치 조정장치는 상기 고전압 증폭기(220)에서 입력되는 전압을 단순히 증폭하여 압전 액츄에이터(140)로 공급하기 때문에 세라믹으로 이루어지는 상기 압전 액츄에이터(140)의 재료특성으로 인하여 전압이 증가하는 경우와 감소하는 경우에 서로 나타나는 변위가 다르게 되는 왜곡현상(hysteresis)이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 상기 탄성 힌지(130)의 재료특성에 의하여 이송 동작시 오버슈트(over shoot)가 발생할 수 있기 때문에 상기의 압전 액츄에이터(140)에 의한 왜곡현상과 함께 정확한 위치 제어를 어렵게 하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 전원공급부에 입력되는 전압을 고속으로 스위칭할 수 있는 펄스폭변조 회로를 구비함으로써 선형적으로 안정된 위치 제어를 수행할 수 있도록 하는 미세위치 조정장치를 제공하는데 있다.
도 1은 일반적안 미세위치 조정장치의 구성을 나타내는 평면도,
도 2는 종래 기술에 의한 전원 공급부의 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 본 발명에 의한 미세위치 조정장치의 구성을 나타내는 평면도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 고정 스테이지 120 : 이송 스테이지
130 : 탄성 힌지 140 : 압전 액츄에이터
310 : 디지털/아날로그 변환기 320 : 펄스폭변조 회로
330 : 고전압 증폭기
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시스템에 고정지지되고 사각으로 중공된 판형의 고정 스테이지와, 상기 고정 스테이지의 중공부에 소정 방향으로 이동이 가능하도록 지지되는 판형의 이송 스테이지와, 상기 이송 스테이지의 각 모서리에서 연장되어 상기 고정 스테이지에 연결되는 탄성 힌지와, 일측이 상기 고정 스테이지에 의해 고정지지되고 타측은 상기 이송 스테이지의 측면부에 접촉되는 압전 액츄에이터와, 상기 압전 액츄에이터에 위치조정을 위한 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하여 구성된 미세위치 조정장치에 있어서,
상기 전원공급부는 위치지령 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 기준 전압을 출력하는 디지털/아날로그 변환기와, 상기 디지털/아날로그 변환기에서 출력되는 기준 전압을 입력받아 펄스폭 변조하여 전원을 고속으로 스위칭하기 위한 펄스를 출력하는 펄스폭변조 회로와, 상기 펄스폭변조 회로의 출력펄스에 따라 전압을 증폭하여 상기 압전 액츄에이터로 공급하는 고전압 증폭기로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 미세위치 조정장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 사용되는 전원공급부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 미세위치 조정장치에 사용되는 전원공급부는 위치지령 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 기준 전압을 출력하는 디지털/아날로그 변환기(310)와, 상기 디지털/아날로그 변환기(310)에서 출력되는 기준 전압을 입력받아 펄스폭 변조하여 전원을 고속으로 스위칭하기 위한 펄스를 출력하는 펄스폭변조 회로(320)와, 상기 펄스폭변조 회로(320)의 출력펄스에 따라 전압을 증폭하여 상기 압전 액츄에이터(미도시)로 공급하는 고전압 증폭기(330)로 구성된다.
이때, 상기 펄스폭변조 회로(320)는 펄스를 출력하여 입력되는 전원을 고속으로 스위칭하기 때문에 압전 액츄에이터는 항상 동일한 조건에서 온/오프 동작이 이루어지게 되어 전압의 감소시 발생되는 열을 방지하여 에너지의 손실을 막을 수 있다.
따라서, 상기 디지털/아날로그 변환기(310)에서 출력되는 위치 지령 신호에 대응하는 아날로그 신호의 기준 전압을 고속으로 스위칭하여 고전압 증폭기(330)로 입력시킴으로써 왜곡현상을 줄일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 미세위치 조정장치는 전원공급부에 입력 전압을 고속으로 스위칭하기 위한 펄스폭변조 회로가 구비되기 때문에 압전 액츄에이터 및 탄성 힌지에 의한 왜곡현상을 줄여 안정된 위치제어를 수행할 수 있게 되는 효과가 있다.
Claims (1)
- 시스템에 고정지지되고 사각으로 중공된 판형의 고정 스테이지와, 상기 고정 스테이지의 중공부에 소정 방향으로 이동이 가능하도록 지지되는 판형의 이송 스테이지와, 상기 이송 스테이지의 각 모서리에서 연장되어 상기 고정 스테이지에 연결되는 탄성 힌지와, 일측이 상기 고정 스테이지에 의해 고정지지되고 타측은 상기 이송 스테이지의 측면부에 접촉되는 압전 액츄에이터와, 상기 압전 액츄에이터에 위치조정을 위한 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하여 구성된 미세위치 조정장치에 있어서,상기 전원공급부는 위치지령 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 기준 전압을 출력하는 디지털/아날로그 변환기와, 상기 디지털/아날로그 변환기에서 출력되는 기준 전압을 입력받아 펄스폭 변조하여 전원을 고속으로 스위칭하기 위한 펄스를 출력하는 펄스폭변조 회로와, 상기 펄스폭변조 회로의 출력펄스에 따라 전압을 증폭하여 상기 압전 액츄에이터로 공급하는 고전압 증폭기로 구성된 것을 특징으로 하는 미세위치 조정장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970025628A KR19990002101A (ko) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 미세위치 조정장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019970025628A KR19990002101A (ko) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 미세위치 조정장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990002101A true KR19990002101A (ko) | 1999-01-15 |
Family
ID=65986355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019970025628A KR19990002101A (ko) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 미세위치 조정장치 |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR19990002101A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100668336B1 (ko) * | 2005-04-07 | 2007-01-12 | 삼성전자주식회사 | 액츄에이터 장치 및 그의 액츄에이팅 방법 |
| KR100975631B1 (ko) * | 2008-06-10 | 2010-08-17 | 주식회사 져스텍 | 펄스변조용 커넥터 및 모션 제어 펄스의 실시간 변조방법 |
-
1997
- 1997-06-19 KR KR1019970025628A patent/KR19990002101A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100975631B1 (ko) * | 2008-06-10 | 2010-08-17 | 주식회사 져스텍 | 펄스변조용 커넥터 및 모션 제어 펄스의 실시간 변조방법 |
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