KR20140100297A - Reaction force compensation linear stage - Google Patents

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KR20140100297A
KR20140100297A KR1020130013438A KR20130013438A KR20140100297A KR 20140100297 A KR20140100297 A KR 20140100297A KR 1020130013438 A KR1020130013438 A KR 1020130013438A KR 20130013438 A KR20130013438 A KR 20130013438A KR 20140100297 A KR20140100297 A KR 20140100297A
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안형준
유요한
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숭실대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a linear stage for compensating for repulsive force, which has an improved structure in order to compensate for repulsive force on all types of linear stages without limit to types of linear driving devices. The linear stage for compensating for repulsive force comprises: a movable plate; a base which is placed to face the movable plate; a first bearing which is placed between the movable plate and the base, and supports the movable plate so that the movable plate can move to the base; a linear driving device which is installed between the base and the movable plate, and moves the movable plate to the base by generating thrust; an entire base which is placed to face the base and whose position is fixated; and a second bearing which supports the base so that the base can move against the entire base. Therefore, the base can move in the opposite direction of the movable plate by repulsive force which is generated when the movable plate is moved by the thrust of the linear driving device.

Description

반발력 보상 선형 스테이지{Reaction force compensation linear stage}[0001] The present invention relates to a reaction force compensation linear stage,

본 발명은 반발력 보상 스테이지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선형구동장치를 이용하여 직선 운동을 시키는 반발력 보상 선형 스테이지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a repulsive force compensating stage, and more particularly, to a repulsive force compensating linear stage for performing a linear motion using a linear driving apparatus.

선형 스테이지는 반도체 장비, 자동화 기계 등 산업 전반적으로 널리 이용되고 있으며, 이와 같은 선형 스테이지에 관해서는 공개특허 10-2007-0091022를 비롯하여 많은 선행특허가 출원된 바 있다. 그리고, 선형 스테이지의 구동원, 즉 선형 구동 장치는 다양한 종류가 있는데, 예를 들어 선형 모터 시스템, 볼스크류, 트랙션, 벨트, 체인, 랙엔 피니언 등이 선형구동장치로 이용될 수 있다.BACKGROUND ART [0002] Linear stages are widely used in industries such as semiconductor equipment, automation machines, and the like, and a number of prior patents have been filed for such linear stages as disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-2007-0091022. There are various types of driving sources of linear stages, that is, linear driving devices. For example, linear motor systems, ball screws, traction, belts, chains, rack-and-pinions, and the like can be used as linear driving devices.

도 1 및 도 2는 종래 선형 스테이지의 개략적인 구성도로, 도 1은 선형 스테이지를 정면에서 바라본 구성도이고, 도 2는 선형 스테이지를 측면에서 바라본 형태의 구성도이다.1 and 2 are schematic diagrams of a conventional linear stage, FIG. 1 is a diagram of a linear stage viewed from the front, and FIG. 2 is a diagram of a linear stage viewed from the side.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 선형 스테이지(9)는 베이스(1)와, 이동플레이트(2)와, 이동플레이트(2)를 베이스(1)에 대하여 이동가능한 상태로 지지하는 베어링(3)과, 추력을 발생시켜 이동플레이트(2)를 직선 이동시키는 선형구동장치(4)와, 이동플레이트(2)의 위치를 측정하는 위치센서(5)로 구성된다. 그리고, 베어링(3)으로는 구름 베어링(리니어 가이드, 크로스롤러 가이드, 볼 부쉬 등), 미끄럼 베어링(동압 베어링), 비접촉 베어링(유정압 베어링, 공기 정압 베어링, 자기 베어링) 등이 사용된다. 그리고 선형구동장치(4)로는 볼스크류, 벨트, 랙 앤 피니언(기어), 리니어 모터 등이 이용된다.1 and 2, a conventional linear stage 9 includes a base 1, a moving plate 2, a bearing (not shown) for supporting the moving plate 2 in a movable state with respect to the base 1 And a position sensor 5 for measuring the position of the moving plate 2. The linear driving device 4 generates a thrust to move the moving plate 2 linearly. As the bearings 3, rolling bearings (linear guides, cross roller guides, ball bushes, etc.), sliding bearings (hydrostatic bearings), non-contact bearings (hydrostatic bearings, air static bearings, magnetic bearings) are used. As the linear driving device 4, a ball screw, a belt, a rack and pinion (gear), and a linear motor are used.

이와 같이 구성된 선형 스테이지(9)에서 선형구동장치(4)가 추력을 발생시켜 베이스에 대하여 이동플레이트(2)를 고속으로 이동시키는데, 이때 발생되는 추력은 이동플레이트(2)를 이동시킬 뿐 아니라 베이스(1)에도 전달(즉, 반발력이 전달됨)되며, 이에 따라 베이스(1)가 진동하게 되는 문제점이 있다.In the linear stage 9 constructed as described above, the linear driving device 4 generates thrust to move the moving plate 2 at a high speed with respect to the base. The thrust generated at this time not only moves the moving plate 2, (That is, the repulsive force is transmitted) to the base 1, which causes the base 1 to vibrate.

한편 상기한 문제를 해결하고자, 리니어 모터를 선형구동장치로 이용하는 선형 스테이지에 관해서는 일부 반발력을 보상하기 위한 구조에 관하여 연구된 바가 있으나, 리니어 모터가 아닌 다른 선형구동장치를 활용하는 선형 스테이지에 대하여는 전혀 연구된 바가 없다. 따라서, 선형구동장치의 종류에 제한 없이 모든 형태의 선형 스테이지에서 반발력을 보상할 수 있는 새로운 형태의 선형 스테이지의 개발이 요구된다.On the other hand, in order to solve the above problem, there has been studied a structure for compensating a repulsive force for a linear stage using a linear motor as a linear driving device. However, for a linear stage utilizing a linear driving device other than a linear motor No research has been done at all. Therefore, it is required to develop a new type of linear stage capable of compensating the repulsive force in all types of linear stages, regardless of the type of linear driving device.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 선형구동장치의 종류에 제한 없이 모든 형태의 선형 스테이지에서 반발력을 보상할 수 있도록 구조가 개선된 반발력 보상 선형 스테이지를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a repulsive force compensating linear stage having an improved structure capable of compensating a repulsive force in all types of linear stages without limitation of the types of linear actuators will be.

본 발명에 따른 반발력 보상 선형 스테이지는 이동 플레이트와, 상기 이동 플레이트와 마주보게 배치되는 베이스와, 상기 이동 플레이트와 상기 베이스 사이에 배치되며, 상기 이동 플레이트를 상기 베이스에 대하여 이동가능한 상태로 지지하는 제1베어링과, 상기 베이스와 상기 이동 플레이트 사이에 설치되며, 추력을 발생시켜 상기 이동 플레이트를 상기 베이스에 대하여 이동시키는 선형구동장치와, 상기 베이스와 마주보게 배치되며, 위치 고정되는 전체 베이스와, 상기 베이스를 상기 전체 베이스에 대하여 이동가능한 상태로 지지하는 제2베어링을 포함하며, 상기 선형구동장치의 추력에 의해 상기 이동 플레이트가 이동될 때 발생하는 반발력에 의해 상기 베이스는 상기 이동 플레이트의 반대 방향으로 이동되는 것을 특징으로 한다.A repulsive force compensating linear stage according to the present invention comprises a moving plate, a base disposed opposite to the moving plate, and a support member disposed between the moving plate and the base and supporting the moving plate in a movable state with respect to the base A linear driving device installed between the base and the moving plate for generating a thrust to move the moving plate relative to the base; an entire base disposed to face the base and fixed to the base; And a second bearing for supporting the base in a movable state relative to the entire base, wherein the base is moved in a direction opposite to the moving plate by a repulsive force generated when the moving plate is moved by the thrust of the linear driving device .

본 발명에 따르면, 상기 전체 베이스와 상기 베이스 사이에 배치되며, 상기 전체 베이스에 대한 상기 베이스의 이동이 제한되도록 상기 베이스의 이동방향의 반대 방향으로 상기 베이스에 제동력을 인가하는 반발력 보상기구를 더 포함하는 것이 바람직하다.According to the present invention, there is further provided a repulsion force compensation mechanism which is disposed between the entire base and the base, and applies a braking force to the base in a direction opposite to the movement direction of the base so that movement of the base relative to the entire base is limited .

또한, 본 발명에 따르면 상기 이동 플레이트의 위치를 검출하는 제1위치센서와, 상기 베이스의 위치를 검출하는 제2위치센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.According to the present invention, it is preferable to further include a first position sensor for detecting the position of the moving plate and a second position sensor for detecting the position of the base.

또한, 본 발명에 따르면 상기 반발력 보상기구는, 상기 베이스의 변위 데이터, 속도 데이터 및 가속도 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 수신하며, 상기 수신된 데이터를 기초로 하여 상기 베이스에 인가되는 제동력을 제어하는 것이 바람직하다.Further, according to the present invention, the repulsion force compensation mechanism is configured to receive at least one of displacement data, velocity data, and acceleration data of the base, and to control the braking force applied to the base on the basis of the received data desirable.

또한, 본 발명에 따르면 상기 전체 베이스에 대하여 상기 베이스가 초기 위치로 복귀되도록 상기 베이스에 힘을 인가하는 원점복귀기구를 더 포함하는 것이 바람직하다.According to the present invention, it is preferable that the apparatus further includes a home return mechanism for applying a force to the base so that the base returns to the initial position with respect to the entire base.

본 발명에 따르면 선형구동장치의 종류에 관계없이 선형 스테이지의 반발력을 보상할 수 있다.According to the present invention, the repulsive force of the linear stage can be compensated regardless of the type of the linear driving apparatus.

도 1 및 도 2는 종래 선형 스테이지의 개략적인 구성도로, 도 1은 선형 스테이지를 정면에서 바라본 구성도이고, 도 2는 선형 스테이지를 측면에서 바라본 형태의 구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반발력 보상 선형 스테이지에 관한 것으로, 도 3은 반발력 보상 선형 스테이지를 정면에서 바라본 개략적인 구성도이며, 도 4는 반발력 보상 선형 스테이지를 측면에서 바라본 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반발력 보상기구의 개략적인 구성도이다.1 and 2 are schematic diagrams of a conventional linear stage, FIG. 1 is a diagram of a linear stage viewed from the front, and FIG. 2 is a diagram of a linear stage viewed from the side.
3 and 4 relate to a repulsive force compensating linear stage according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view of the repelling force compensating linear stage viewed from the front, FIG. 4 is a cross- Fig.
5 is a schematic block diagram of a repulsive force compensating mechanism according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반발력 보상 선형 스테이지에 관하여 설명한다.Hereinafter, a repulsive force compensating linear stage according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반발력 보상 선형 스테이지에 관한 것으로, 도 3은 반발력 보상 선형 스테이지를 정면에서 바라본 개략적인 구성도이며, 도 4는 반발력 보상 선형 스테이지를 측면에서 바라본 개략적인 구성도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반발력 보상기구의 개략적인 구성도이다.3 and 4 relate to a repulsive force compensating linear stage according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view of the repelling force compensating linear stage viewed from the front, FIG. 4 is a cross- Fig. 5 is a schematic block diagram of a repulsive force compensating mechanism according to an embodiment of the present invention.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 반발력 보상 선형 스테이지(100)는 이동 플레이트(10)와, 베이스(20)와, 선형구동장치(30)와, 전체 베이스(40)와 반발력 보상기구(200)를 포함한다.3 to 5, the repulsion force compensating linear stage 100 according to the present embodiment includes a moving plate 10, a base 20, a linear driving device 30, an entire base 40, And a compensation mechanism (200).

이동 플레이트(10)는 대상체(가공대상체)가 놓여져 이동되는 것으로, 평판 형상으로 형성되며 후술하는 선형구동장치(30)에 결합되어 선형구동장치(30)에서 발생되는 추력에 의해 직선이동 가능하게 배치된다.The moving plate 10 is formed in a flat plate shape in which a target object (object to be processed) is placed and moved and is coupled to a linear driving device 30 to be described later and is arranged to be linearly movable by a thrust generated in the linear driving device 30. [ do.

베이스(20)는 평판 형상으로 형성되며, 이동 플레이트(10)의 하방에 이동 플레이트(10)와 마주보게 배치된다. 베이스(20)와 이동 플레이트(10) 사이에는 제1베어링(50)이 설치되어 있으며, 이 제1베어링(50)은 이동 플레이트(10)를 베이스(20)에 대하여 이동가능한 상태로 지지한다. 제1베어링(50)으로는 구름 베어링(리니어 가이드, 크로스롤러 가이드, 볼 부쉬 등), 미끄럼 베어링(동압 베어링), 비접촉 베어링(유정압 베어링, 공기 정압 베어링, 자기 베어링) 등이 사용될 수 있다.The base 20 is formed in a flat plate shape, and is arranged to face the moving plate 10 below the moving plate 10. A first bearing 50 is provided between the base 20 and the moving plate 10 to support the moving plate 10 in a movable state relative to the base 20. As the first bearing 50, a rolling bearing (a linear guide, a cross roller guide, a ball bush or the like), a sliding bearing (hydrostatic bearing), a noncontact bearing (hydrostatic bearing, an air static bearing, a magnetic bearing)

선형구동장치(30)는 추력을 발생시켜 베이스(20)에 대하여 이동 플레이트(10)를 직선이동시키기 위한 것이다. 선형구동장치(30)로는 볼 스크류, 벨트, 랙 앤 피니언(기어), 리니어 모터 등 공지의 구성이 이용될 수 있다. 예를 들어, 선형구동장치가 볼 스크류인 경우, 직선 이동되는 이동너트 부분이 이동 스테이지에 결합되고, 스크류는 베이스에 위치 고정되어, 스크류의 회전시 이동너트와 함께 이동 스테이지가 직선 이동된다. 그리고, 선형구동장치가 리니어 모터인 경우, 전자석을 포함하는 이동자가 이동 스테이지에 결합되고, 마그넷 트랙이 베이스에 결합되며, 마그넷 트랙과 전자석 사이의 전자기력에 의해 이동 스테이지가 직선 이동된다.The linear driving device 30 generates a thrust to linearly move the moving plate 10 relative to the base 20. As the linear driving device 30, known configurations such as a ball screw, a belt, a rack and pinion (gear), and a linear motor can be used. For example, when the linear driving device is a ball screw, the linearly moving part of the moving nut is coupled to the moving stage, and the screw is fixed to the base, so that the moving stage is linearly moved together with the moving nut when the screw is rotated. When the linear driving device is a linear motor, a mover including an electromagnet is coupled to the moving stage, a magnet track is coupled to the base, and the moving stage is linearly moved by the electromagnetic force between the magnet track and the electromagnet.

전체 베이스(40)는 평판 형상으로 형성되며, 베이스(20)의 하방에 베이스(20)와 마주보게 배치되며, 위치 고정된다. 전체 베이스(40)와 베이스(20) 사이에는 제2베어링(60)이 설치되며, 이 제2베어링(60)은 전체 베이스(40)에 대하여 베이스(20)를 이동가능한 상태로 지지한다. 제2베어링(60)으로는 앞서 검토한 제1베어링(50)과 같은 종류의 구성이 사용될 수 있다.The entire base 40 is formed in a flat plate shape, and is positioned below the base 20, facing the base 20, and fixed in position. A second bearing 60 is provided between the entire base 40 and the base 20 and the second bearing 60 supports the base 20 movably with respect to the entire base 40. As the second bearing 60, the same kind of configuration as the first bearing 50 discussed above can be used.

한편, 전체 베이스에는 제1위치센서(71) 및 제2위치센서(72)가 설치될 수 있다. 제1위치센서(71)는 이동 플레이트(10)의 위치를 검출(측정)하며, 제2위치센서(72)는 베이스(20)의 위치를 검출(측정)한다. On the other hand, a first position sensor 71 and a second position sensor 72 may be installed on the entire base. The first position sensor 71 detects the position of the moving plate 10 and the second position sensor 72 detects the position of the base 20.

반발력 보상기구(200)는 전체 베이스(40)에 대하여 베이스(20)가 이동되는 것이 제한되도록 베이스(20)에 제동력을 인가하기 위한 것으로, 이 반발력 보상기구(200)는 수동 또는 능동의 방식으로 제동력을 인가하도록 다양한 형태로 구성될 수 있다.The repulsion force compensation mechanism 200 is for applying a braking force to the base 20 so that movement of the base 20 relative to the entire base 40 is limited. And may be configured in various forms to apply the braking force.

예를 들어, 스프링 또는 댐퍼가 반발력 보상기구로 이용될 수 있다. 스프링 또는 댐퍼의 일단부는 전체 베이스에 고정되고 타단부는 베이스에 고정되어, 전체 베이스에 대하여 베이스가 이동될 때 이동방향의 반대 방향으로 베이스에 제동력을 가하게 된다. 이때, 스프링 또는 댐퍼는 베이스가 이동되는 속도 또는 변위에 비례하는 제동력을 인가하므로, 베이스가 급속히 이동되는 것을 방지할 수 있다.For example, a spring or a damper may be used as a repulsive force compensating mechanism. One end of the spring or damper is fixed to the entire base and the other end is fixed to the base so that the braking force is applied to the base in the direction opposite to the moving direction when the base is moved with respect to the entire base. At this time, the spring or the damper applies the braking force proportional to the speed or displacement at which the base is moved, so that the base can be prevented from being rapidly moved.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 자석과 코일 또는 도체판을 설치하고 전자기 유도 현상을 이용하여 제동력을 인가하도록 반발력 보상기구를 구성할 수도 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 자석(또는 전자석)(230)은 베이스에 결합되어 베이스와 함께 이동되고, 코일(210)(또는 도체판)은 전체 베이스에 고정시킨다. 또는, 반대로 자석(또는 전자석)을 전체 베이스에 고정시키고 코일(또는 도체판)을 베이스에 고정시킬 수도 있다. 그리고, 이 상태에서 베이스와 함께 자석(230)이 이동되면, 코일(210)(또는 도체판)을 통과하는 자기력선의 수가 변화하게 된다. 이때, 도 5의 (A)와 같이 스위치(220)가 폐쇄상태에 있으면, 코일(210)에 유도전류가 발생하게 되고, 이에 따라 자석(230) 및 이에 결합된 베이스의 진동이 감쇠된다. 한편, 도 5의 (B)와 같이 스위치(220)가 개방상태에 있으면, 자석(230)이 이동하더라도 코일(210)에 유도전류가 발생되지 않으며, 따라서 진동이 감쇠되지 않는다.In addition, as shown in FIG. 5, a repulsion force compensating mechanism may be provided to apply a braking force by using a magnet, a coil, or a conductor plate and using an electromagnetic induction phenomenon. That is, as shown in FIG. 5, the magnet (or electromagnet) 230 is coupled to the base and moved together with the base, and the coil 210 (or the conductive plate) is fixed to the entire base. Alternatively, conversely, the magnet (or electromagnet) may be fixed to the entire base and the coil (or the conductor plate) fixed to the base. In this state, when the magnet 230 is moved together with the base, the number of lines of magnetic force passing through the coil 210 (or the conductive plate) changes. At this time, when the switch 220 is in the closed state as shown in FIG. 5A, an induced current is generated in the coil 210, so that the vibration of the magnet 230 and the base coupled thereto is attenuated. On the other hand, when the switch 220 is in the open state as shown in FIG. 5B, no induction current is generated in the coil 210 even when the magnet 230 moves, so that the vibration is not attenuated.

이와 같이, 도 5에 도시된 반발력 보상기구에 의하면 스위치를 on/off 함으로써 능동적으로 제동력을 제어, 즉 on /off 할 수 있는데, 이를 위해서는 스위치를 on/off 하는 제어부, 예를 들어 PLC(Programmable Logic Controller) 등이 구비된다. 5, the braking force can be actively controlled, i.e., turned on / off by turning the switch on and off. To this end, a controller for turning on / off the switch, for example, a programmable logic controller Controller and the like.

제어부(도면 미도시)는 베이스의 진동상태(예를 들어 진폭, 진동수 등)를 고려하여 스위치를 on /off 하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 제어부는 제2위치센서(72)에서 측정된 베이스(20)의 위치데이터로부터, 변위 데이터(즉, 초기 위치로부터 베이스가 이동된 거리), 속도 데이터 및 가속도 데이터를 구하고, 이에 따라 스위치(220)를 on / off한다. 예를 들어, 변위 데이터, 속도 데이터 및 가속도 데이터를 기초로 판단하여, 베이스(20)의 진동이 과도한 수준이라고 판단될 때에는 스위치(220)를 폐쇄상태로 스위칭하여 베이스(20)의 진동을 감쇄시킨다. 그리고, 베이스의 진동이 과도한 수준이 아닌 경우에는 스위치(220)를 개방상태로 하여, 이에 따라 진동은 감쇠되지 않는다. The control unit (not shown) can be configured to turn on / off the switch in consideration of the vibration state of the base (for example, amplitude, frequency, etc.). To this end, the control unit obtains the displacement data (i.e., the distance at which the base is moved from the initial position), the velocity data, and the acceleration data from the position data of the base 20 measured by the second position sensor 72, (220). For example, when it is determined that the vibration of the base 20 is excessive based on the displacement data, the velocity data, and the acceleration data, the switch 220 is switched to the closed state to attenuate the vibration of the base 20 . When the vibration of the base is not at an excessive level, the switch 220 is opened, so that the vibration is not attenuated.

나아가, 전자석 또는 능동 코일을 이용하는 경우에는 전자석에 흐르는 전류의 크기를 변경하면 코일을 통과하는 자기력선의 변화량을 조절할 수 있으며, 따라서 제동력을 크기를 베이스(20)의 이동상태에 대하여 독립적(능동적)으로 제어할 수도 있다.Further, when the electromagnet or the active coil is used, the amount of change of the magnetic force line passing through the coil can be adjusted by changing the magnitude of the current flowing through the electromagnet. Thus, the magnitude of the braking force can be independently (actively) Control.

한편, 반발력 보상 선형 스테이지는 원점복기기구(80)를 더 포함할 수 있다. 원점복귀기구(80)는 전체 베이스(40)에 대하여 베이스(20)가 초기 위치로 복귀되도록 베이스(20)에 복원력을 인가하는 것이다. 예를 들어, 스프링이 원점복기기구(80)로 채용될 수 있다. 스프링의 일단부는 전체 베이스(40)에 결합되고, 타단부는 베이스(20)에 결합된다. 베이스(20)가 전체 베이스(40)에 대하여 초기 위치로부터 이동되면, 스프링에 복원력이 발생하게 되고, 이 복원력에 의해 베이스가 초기위치로 복귀된다.On the other hand, the repulsive force compensating linear stage may further include an originating mechanism 80. The home return mechanism 80 applies a restoring force to the base 20 so that the base 20 returns to the initial position with respect to the entire base 40. For example, a spring may be employed as the originating mechanism 80. One end of the spring is coupled to the entire base 40 and the other end is coupled to the base 20. When the base 20 is moved from the initial position with respect to the entire base 40, a restoring force is generated in the spring, and the restoring force returns the base to the initial position.

상술한 바와 같이 구성된 반발력 보상 선형 스테이지에 있어서, 선형구동장치를 이용하여 이동 플레이트를 이동시키면, 이때 발생되는 반발력이 베이스로 전달되며, 이 반발력에 의해 베이스가 이동 플레이트의 반대 방향으로 이동된다. 이때, 반발력의 대부분이 베이스를 이동시키는데 소모되면서 감쇠되므로, 최종적으로 전체 베이스로 전달되는 반발력은 감소된다. In the repulsive force compensation linear stage configured as described above, when the moving plate is moved using the linear driving device, the repulsive force generated at this time is transmitted to the base, and the base is moved in the direction opposite to the moving plate by the repulsive force. At this time, since most of the repulsive force is attenuated while consumed for moving the base, the repulsive force finally transmitted to the entire base is reduced.

또한, 반발력 보상기구에 의해 베이스에 제동력이 인가되므로, 베이스가 과도하게 이동되는 것이 제한된다. 이때, 반발력 보상기구는 수동 또는 능동 방식으로 구성할 수 있는데, 특히 능동 방식으로 구성하는 경우 베이스의 이동을 베이스의 변위, 속도 및 가속도에 따라 능동적으로 제어할 수 있다.Further, since the braking force is applied to the base by the repulsive force compensating mechanism, the base is prevented from being excessively moved. In this case, the repulsive force compensating mechanism can be configured manually or in an active manner. In particular, when the actuator is constructed in an active manner, the movement of the base can be actively controlled according to the displacement, speed, and acceleration of the base.

나아가, 원점복귀기구가 있으므로 베이스를 초기 위치로 복귀시킬 수 있다.Furthermore, since the home return mechanism is provided, the base can be returned to the initial position.

특히, 본 발명의 경우 선형구동장치의 종류에 관계없이, 모든 선형 스테이지에서 발생되는 반발력을 감쇠할 수 있다는 점에 의의가 있다.Particularly, in the case of the present invention, it is significant that the repulsive force generated in all the linear stages can be attenuated regardless of the type of the linear driving device.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the embodiment in which said invention is directed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

100...반발력 보상 선형 스테이지 10...이동 플레이트
20...베이스 30...선형구동장치
40...전체 베이스 50...제1베어링
60...제2베어링 71...제1위치센서
72...제2위치센서 80...원점복귀기구
200...반발력 보상기구100 ... repulsive force compensation linear stage 10 ... moving plate
20 ... base 30 ... linear drive
40 ... full base 50 ... first bearing
60 ... second bearing 71 ... first position sensor
72 ... second position sensor 80 ... home position return mechanism
200 ... repulsive force compensation mechanism

Claims (5)

이동 플레이트;
상기 이동 플레이트와 마주보게 배치되는 베이스;
상기 이동 플레이트와 상기 베이스 사이에 배치되며, 상기 이동 플레이트를 상기 베이스에 대하여 이동가능한 상태로 지지하는 제1베어링;
상기 베이스와 상기 이동 플레이트 사이에 설치되며, 추력을 발생시켜 상기 이동 플레이트를 상기 베이스에 대하여 이동시키는 선형구동장치;
상기 베이스와 마주보게 배치되며, 위치 고정되는 전체 베이스; 및
상기 베이스를 상기 전체 베이스에 대하여 이동가능한 상태로 지지하는 제2베어링;을 포함하며,
상기 선형구동장치의 추력에 의해 상기 이동 플레이트가 이동될 때 발생하는 반발력에 의해 상기 베이스는 상기 이동 플레이트의 반대 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 반발력 보상 선형 스테이지.A moving plate;
A base disposed opposite the moving plate;
A first bearing disposed between the moving plate and the base, the first bearing supporting the moving plate movably with respect to the base;
A linear driving device installed between the base and the moving plate and generating a thrust to move the moving plate with respect to the base;
An entire base disposed opposite to the base and fixed to the base; And
And a second bearing for supporting the base movably with respect to the entire base,
Wherein the base is moved in a direction opposite to the moving plate by a repulsive force generated when the moving plate is moved by thrust of the linear driving device. 제1항에 있어서,
상기 전체 베이스와 상기 베이스 사이에 배치되며, 상기 전체 베이스에 대한 상기 베이스의 이동이 제한되도록 상기 베이스의 이동방향의 반대 방향으로 상기 베이스에 제동력을 인가하는 반발력 보상기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반발력 보상 선형 스테이지. The method according to claim 1,
And a repulsive force compensating mechanism disposed between the entire base and the base for applying a braking force to the base in a direction opposite to the moving direction of the base so that movement of the base relative to the entire base is restricted, The repulsive force compensation linear stage. 제2항에 있어서,
상기 이동 플레이트의 위치를 검출하는 제1위치센서; 및
상기 베이스의 위치를 검출하는 제2위치센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반발력 보상 선형 스테이지.3. The method of claim 2,
A first position sensor for detecting the position of the moving plate; And
And a second position sensor for detecting the position of the base. 제3항에 있어서,
상기 반발력 보상기구는, 상기 베이스의 변위 데이터, 속도 데이터 및 가속도 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 수신하며, 상기 수신된 데이터를 기초로 하여 상기 베이스에 인가되는 제동력을 제어하는 것을 특징으로 하는 반발력 보상 선형 스테이지.The method of claim 3,
Wherein the repulsive force compensating mechanism receives at least one of displacement data, velocity data, and acceleration data of the base, and controls the braking force applied to the base on the basis of the received data. stage. 제3항에 있어서,
상기 전체 베이스에 대하여 상기 베이스가 초기 위치로 복귀되도록 상기 베이스에 힘을 인가하는 원점복귀기구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반발력 보상 선형 스테이지.The method of claim 3,
And a home return mechanism for applying a force to the base such that the base returns to the initial position with respect to the entire base.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160041627A (en) * 2014-10-08 2016-04-18 숭실대학교산학협력단 Linear motor stage
WO2019009440A1 (en) * 2017-07-04 2019-01-10 한국생산기술연구원 Production equipment having reaction force compensation module and vibration control method using same
KR20190038328A (en) * 2017-09-29 2019-04-08 숭실대학교산학협력단 Non-contact transfertation system using linear motors
KR20190049532A (en) * 2017-10-31 2019-05-09 숭실대학교산학협력단 Non-contact vertical transportation system using linear motors
KR20190047905A (en) * 2017-10-30 2019-05-09 세메스 주식회사 Vehicle and Overhead Hoist transport device having the vehicle
KR20190063951A (en) * 2017-11-30 2019-06-10 세메스 주식회사 Vehicle for Overhead Hoist Transport device
KR20210002427A (en) * 2017-11-30 2021-01-08 세메스 주식회사 Unit for supporting cassette and vehicle having the unit
KR102316747B1 (en) * 2021-02-16 2021-10-25 주식회사 한신 Linear actuator for flexible parts feeder
WO2022177142A1 (en) * 2021-02-16 2022-08-25 주식회사 한신 Flexible parts feeder

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160041627A (en) * 2014-10-08 2016-04-18 숭실대학교산학협력단 Linear motor stage
WO2019009440A1 (en) * 2017-07-04 2019-01-10 한국생산기술연구원 Production equipment having reaction force compensation module and vibration control method using same
KR20190038328A (en) * 2017-09-29 2019-04-08 숭실대학교산학협력단 Non-contact transfertation system using linear motors
KR20190047905A (en) * 2017-10-30 2019-05-09 세메스 주식회사 Vehicle and Overhead Hoist transport device having the vehicle
KR20190049532A (en) * 2017-10-31 2019-05-09 숭실대학교산학협력단 Non-contact vertical transportation system using linear motors
WO2020091162A1 (en) * 2017-10-31 2020-05-07 숭실대학교산학협력단 Contactless vertical transfer device using linear motor
US11393707B2 (en) 2017-10-31 2022-07-19 Foundation Of Soongsil University-Industry Cooperation Contactless vertical transfer device using linear motor
KR20190063951A (en) * 2017-11-30 2019-06-10 세메스 주식회사 Vehicle for Overhead Hoist Transport device
KR20210002427A (en) * 2017-11-30 2021-01-08 세메스 주식회사 Unit for supporting cassette and vehicle having the unit
KR102316747B1 (en) * 2021-02-16 2021-10-25 주식회사 한신 Linear actuator for flexible parts feeder
WO2022177142A1 (en) * 2021-02-16 2022-08-25 주식회사 한신 Flexible parts feeder
WO2022177141A1 (en) * 2021-02-16 2022-08-25 주식회사 한신 Linear actuator for device for supplying flexible components

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