KR970011063B1 - 안내 장치 - Google Patents

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헨드리쿠스 반도이렌 프란시스쿠스
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엔.브이.필립스 글로아이람펜파브리켄
이반 밀러 레르너
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Abstract

내용없음.

Description

안내 장치
제1도는 기판 상에 전기 또는 전자 구성 요소를 설치하기 위하여 본 발명에 따른 안내 장치를 구비한 장치의 개략도.
제2도는 본 발명에 따른 안내 장치의 실시예를 저면에서 본 사시도.
제3도는 제2도의 화살표 III 방향에서 본 장치의 부분도.
제4도는 제2도의 화살표 IV 방향에서 본 장치의 다른 부분도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 배치 유닛 3 : 공급 유닛
4 : 제어 캐비넷 5 : 컨테이너
6 : 릴 7 : 캐리어
9 : 안내 장치 11 : 제1베이스부
13 : 제1운반부 15, 17, 19 : 안내 트랙
21 : 베어링 기부 23 : 공기 덕트
25 : 공기 도입부 31, 131 : 고정자
41, 141 : 회전자 49, 149 : 측정자
129 : 제2서브 모터 111 : 제2베이스부
113 : 제2운반부
본 발명은 적어도 한 개의 베이스부와, 이 베이스부에 관하여 이동 가능하여 기체 정역학적으로 저널된 적어도 한 개의 운반부와, 이 운반부의 구동 장치로써 구성된 안내 장치에 관한 것이며, 상기 베이스부에는 안내 트랙이 설치되어 있고, 상기 운반부에는 공기 쿠션을 발생 및 유지시키고 공기 베어링(air bearing) 역할을 하는 압축 공기를 공급하기 위한 덕트를 그 안에 가지고 있으며 또 안내 트랙에 협력하는 다수의 베어링 기부(bearing feet)가 설치되어 있고, 상기 안내 장치는 또한 공기 베어링에 예비 응력을 가하는 수단을 더 포함한다.
이러한 안내 장치는 미국 특허 제4,392,642호에 발표되어 있다. 이 발표된 안내 장치에 의하면 직선 이동시 일곱 개의 공기 베어링에 의해 운반부가 지지되고 안내되며, 또한 이 운반부는 안내 블록의 수평 표면 상에 있는 세 개의 베어링 기부에서 받쳐지고 그리고 두 개의 다른 베어링 기부에 각각 협력하는 두 개의 평행한 수직 안내 트랙에 의해 이동 방향의 횡방향으로 배치된다. 따라서, 운반부의 6개의 자유도중 5개가 7개의 베어링기부에 의해 결정된다. 운반부를 지지하는 세 개의 공기 베어링은 운반부의 질량에 의해 예비 응력을 받게 된다. 운반부를 안내하는 네 개의 공기 베어링도 또한 예비 응력을 받게 되지만, 그러나 상기 특허 명세서에는 이것의 실행 방법이 설명되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 안내 장치의 위치 결정 정확도를 개선하고 또 위치 결정 속도를 증가시키는데 있다.
안내 트랙이 서로가 이루는 각을 둘러싸는 두 개의 안내 평면을 형성하고, 또한 공기 베어링에 예비 응력을 가하는 수단들을 베이스부와 운반부에서 서로 마주보게 배치된 영구 자성 부분과 강자성 부분을 포함한 자기 시스템으로 구성되고, 이 자기 시스템의 중심선을 통과하는 대칭 평면이 두 안내 평면이 이루는 예각을 둘러싸고 있다는 점에서 본 발명의 상기 목적이 성취된다.
본 발명에 따라 안내면의 수가 두 개로 제한되어 있고 이에 따라 간단한 구조 및 작동의 편리성 때문에, 운반부의 위치 결정 정확도가 두 개 이상의 안내면을 가진 종래의 안내 장치에 비해 더욱 신뢰성이 높게 개량되었다. 공기 베어링에 대한 예비 장력 또는 저항력을 발생시키는 자기 시스템을 이용하고 또한 안내 트랙의 종방향 축선에 평행한 자기 시스템의 중심선을 통과하는 대칭 평면이 두 개의 안내 평면에 관하여 경사지게 위치할 수 있도록 자기 시스템을 장착함으로써, 전적으로 자기 시스템만을 사용하여 모든 공기 베어링에 예비 응력을 가할 수 있다.
강자성 부분은 베이스부 또는 움반부 중에서 어느 한쪽에 설치된 강자성 재료로 된 스트립으로 이루어지며, 한편으로 영구 자성 부분은 강자성 운반부 상에 배치된 다수의 영구자석으로 이루어진다. 양호하게는 강자성 재료로 된 상기 스트립은 좀 더 긴 베이스부에 설치되어 있고 영구자석은 좀 더 짧은 운반부에 설치되어 있어서, 영구자석의 수를 최소한으로 줄일 수 있다. 더욱이 강자성 부분의 길이는 간단한 방식으로 베이스 부분의 길이와 운반부의 소요 행정에 맞출 수 있다. 자석은 양호하게 사마륨-코발트(samarium cobalt) 또는 네오디뮴-철-붕소(neodymium-iron-boron)로 제조된다. 또한 예비 장력 수단 또는 예비 장력 요소는 불필요하며, 특히 예비 장력을 발생시키는 데는 큰 질량 및 더 추가되는 질량이 필요치 않으며 따라서 운반부를 가장 알맞게 가속시킬 수 있다. 본 장치는 비교적 짧은 사이클 시간으로 작동되며 따라서 생산성을 증가시킨다. 본 발명의 실시예에 이동시켜야 할 큰 질량을 더 이상 필요로 하지 않기 때문에, 구성 부품들의 불필요한 변형의 위험성이 줄어들게 되며, 그 결과 위치 결정 정확도가 더욱 좋아진다.
테이블과 운반부를 포함하고, 이 운반부와 테이블 사이에서 인력을 발생시키는 영구 자성부와 강자성부로 이루어진 자기 시스템을 사용하는 안내 장치는 미국 특허 제4,505,464호에 기재되어 있다. 그러나 상기 인력은 단일 평면에서만 작용하고, 사용되는 롤러 베어링에서의 공차를 제거하는 역할을 한다.
공기 베어링 상의 두 개의 직교하는 안내 평면에서 운반부를 지지하는 사항은 미국 특허 제3,272,568호에 발표되어 있다. 안내 평면들과 운반부 사이에서 각 안내 평면에 있는 개개의 영구자석들을 사용하여 자기 인력을 발생시킴으로써, 공기 베어링들에 예비 응력이 가해진다.
공기 베어링에 사용되는 베어링 기부는, 여러 예들 중에서도 미국 특허 제4,449,384호에 알려진 것과 같은 구성이 될 수도 있다.
본 발명에 따른 안내 장치의 양호한 실시예에서, 하나의 안내 평면은 두 개의 베어링 기부 및 한 개의 베어링 기부에 각각 협력하는 제1, 제2안내 트랙으로 구성되며 또한 나머지 하나의 안내 평면은 두 개의 베어링 기부에 협력하는 한 개의 안내 트랙으로 구성된다. 운반부의 특이한 배치 즉, 운반부가 하나의 안내 평면에서는 세 곳에서 지지되고 나머지 하나의 안내 평면에서는 두 곳에서 지지되기 때문에, 다섯 개의 베어링 기부들은 운반부의 5개의 자유도를 결정하는데 충분하다. 이러한 구성은, 평면을 안내하는 제2의 직선 없이도 가능할 수 있도록 정역학적으로 결정되어 있다.
하나의 안내 평면에 있는 제1, 제2안내 트랙은 반드시 동일 형상의 평면에 놓일 필요는 없다.
만일 두 개의 안내 트랙이 서로 평행하고 자유표면에서 같은 방향으로 향하고 3점 지지에 의해 세 개의 베어링 기부와 협력하여 하나의 안내 평면을 형성해 준다면, 상기 두 개의 안내 트랙은 서로 다른 형상의 두 평면에 놓일 수도 있다.
두 안내 평면은 서로 예각에서부터 둔각에 이르는 각도를 형성한다. 본 발명에 따른 안내 장치의 또다른 양호한 실시예는, 두 안내 평면들이 직교하며 또한 자기 시스템의 중심선을 통과하는 대칭 평면은 하나의 안내면으로써 예각을 이루고 다른 하나의 안내 평면으로써 보각(complementary angle)을 이루는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 안내 장치의 또 다른 실시예에서 운반부는 베이스부에 매달려 있는 상태(hanging position)로 결합되어 있고 한편으로 대칭 평면이 두 개의 안내면과 서로 이루는 각도는 각기 60°와 30°가 된다. 이러한 방법에 의하면 자기 예비 장력(magnetic pretension)이 제공하는 다른 가능성을 더욱 유익하게 사용할 수 있다. 베이스부에 운반부가 매달리는 결합은 베이스부가 아래로 향한 안내 트랙을 장착하고 있고 또한 한 개 이상의 지지물 또는 다리(leg) 등을 유지하는 까치발(console), 문(portal) 또는 브리지(bridge)를 형성한다는 것을 의미한다. 이러한 구성은, 공작물을 공급, 배치, 제거시키는 운반부 아래에서의 자유 공간이 이용 가능하다는 잇점을 갖는다. 60°와 30°의 각각의 각도 때문에 중력이 수정되어서 모든 베어링 기부가 거의 동일한 하중을 받을 수 있는 방식으로 베어링 기부에 분포된다.
전술한 미국 특허 제3,272,568호가, 기체 정역학적으로 저널되고 공기 베어링의 자기 예비 장력에 의해 매달려 있는 상태로 되어 있는 운반부를 명시하고 있다는 것은 주목할 만한 점이다. 각각의 안내 평면에는 각각의 영구자석들이 사용된다.
비교적 적은 중량에도 불구하고 고강성을 갖는 운반부는, 운반부를 알루미늄으로 제조하고 프레임워크(framework)형 단면을 갖도록 하는 본 발명에 의한 안내 장치의 다른 양호한 실시예에서 얻을 수 있다. 이러한 알루미늄의 형상은 비교적 저렴하게 그리고 압출 작업에 의한 효과적인 방법으로 제조할 수 있다.
안내 장치의 다른 양호한 실시예는 베이스부를 그라나이트(granite)로 제조한 것을 특징으로 한다. 이런 실시예는 특히 이동시킬 필요가 없는 고정 베이스부를 갖는 안내 장치에 사용된다. 안내 장치의 일부로서 그라나이트를 사용하는 것은 공지된 것이다. 그라나이트는 응력이 없으며 크기가 정확하고 침식성 물질에 대한 저항을 가지며 댐핑 특성을 갖는다.
그러나, 예를 들어 X-Y 안내 장치 또는 X-Y-Z 안내 장치인 경우에 베이스부가 이동이 가능하면, 본 발명에 따라 베이스는 알루미늄으로 제조되고 단면이 프레임워크형 형상을 갖게 한다. 상기에서 언급한 바와 같이, 이러한 형상은 압출에 의해 효과적으로 그리고 저렴한 방법으로 제조되며, 고강성을 갖는 한편 비교적 적은 중량을 갖는다.
본 발명에 의한 안내 장치는 예를 들어 미국 특허 제4,644,642호에 따라 기판 상에 구성요소를 위치시키는 구조에 사용될 수도 있다. 이러한 공지의 구조에 있어서, 운반부는 피니온과 랙 기구를 통해 회전 전기 모터의 수단에 의해 구동된다. 전기 모터와 피니온은 안내 장치의 구성과 베이스부 및 운반부의 칫수에 따라 베이스부나 운반부 상에 장착될 수 있다.
공기 베어링에 예비 응력을 가하는 자기 수단과 운반부의 구동 장치는 본 발명에 의한 안내장치의 다른 양호한 실시예에서는 유익하게 효율적으로 결합되어 있고, 운반부의 구동 장치가 고정자 및 회전자와 함께 영구자석을 갖는 선형 전기 모터로서 구성되어 있으며, 공기 베어링에 예비 응력을 가하는 자기 시스템으로서 작용한다. 이러한 구성 때문에, 모든 공기 베어링에 예비 응력을 가하는 일은 기존의 선형 전기 모터의 수단과 영구 자기 특성을 사용하는 것으로 충분하다. 또한, 예비 인장 수단을 필요로 하지 않는다. 영구자석을 한 부분에 즉, 고정자나 회전자 상에 고정시키고, 한편 강자성 적층 코어를 갖는 코일을 다른 부분에 장착시킬 수도 있다. 그러나, 양호하게는 회전자에 코일을 장착시키고 그리고 고정자에 영구자석을 장착시킴으로써, 코일 수를 최소한으로 하여 운반부의 필요한 행정 길이에 간단한 방법으로 고정자에 의해 구성된 자석 부분의 길이를 조화시키고, 코일수를 변화시키고 그리고 강자기 부분을 구성하는 회전자를 길게 또는 짧게 함으로써 자기력을 필요한 크기로 맞출 수가 있다.
상기 미국 특허 제4,505,464호로부터 캐리지의 구동 장치를 선형 전기 모터로서 사용하는 것은 공지된 것이며, 상기 전기 모터는 영구자석 및 강자성 재료 부분으로 구성되며, 이에 따라 그라나이트로 제조된 캐리지의 중량에 부가하여 캐리지 상에 인력을 발생시킨다. 그러나, 이러한 힘들은 캐리지를 저널시키는 롤러 베어링의 공차를 단일 방향에서 제거하는 역할을 한다.
선형 전기 모터로서 브러시리스 모터(brushless motor)를 사용하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 의한 안내 장치의 다른 양호한 실시예에서는 교란 동작이 적게 나타난다. 이러한 모터는 브러시 모터보다 높은 마모 저항을 갖는다. 브러시리스 선형 모터는 본 출원인이 공개되지 않은 특허출원에 기술된 형태를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 안내 장치는 X-Y 운동을 수행하는 상기 언급한 형태를 가지는 2개의 운반부 및 2개의 베이스부로 구성되고, 제2베이스부가 제1운반부와 연결되어 있다. 상응하는 방법으로, 안내 장치는 X-Y-Z 변위를 수행하기 위해 제3운반부 및 제3베이스부를 추가로 포함할 수 있고, 상기 제3베이스부가 제2운반부와 연결되거나 제3운반부가 제1베이스와 연결된다.
양호하게는 모든 실시예에서 고정적인 베이스는 그라나이트로 제조된다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 보다 상세히 설명한다.
제1도는 기판 상에 전기 또는 전자 구성 요소를 설치하기 위한 장치(1)의 실시예의 개략도이다. 이 장치(1)는 구성 요소를 장착하기 위한 2개의 배치 유닛(2)과, 기판(S)을 공급하는 공급 유닛(3)과, 배치 유닛(2)을 제어하는 2개의 제어 캐비넷(4)을 구비한다. 하나의 배치 유닛(2)의 앞에는, 테이프로 포장된 구성요소를 갖는 릴(6)이 저널되어 있는 컨테이너(5)가 제공되어 있다. 명료함을 위해 제2도에 있어서는 다른 배치 유닛을 위한 컨테이너는 생략되었다. 배치 유닛(2)은X-Y 방향으로 이동 가능한 하나 또는 다수의 장착 헤드(도시되지 않음)를 구비한다. 참고번호(9)로 제1도에 도시된 본 발명에 따른 안내 장치는 장착 헤드를 이동시키는 작용을 한다.
제2도는 제1베이스부(11), 제1운반부(13), 제2베이스부(11), 제2운반부(113)을 구비하는 안내 장치(9)의 저면도이다. 도시되지 않은 장착 헤드는 상기 제2운반부상에 장착되어 있다. 제1베이스부(11)는 그라나이트(granite)로 만들어졌으며, 제1도에서 보듯이 2개의 캐리어(7) 상의 주철 베어링으로 제조된 브리지부(8)에 설치되었고, 또한 주철로 만들수도 있다. 또한 이 장치는 충분한 크기의 공간이 장착 헤드 아래에서 기판의 이동을 가능하게 하도록 입구 또는 브리지를 갖는다. 이러한 구조를 얻기 위해 제1운반부(13)는 제1베이스부(11)에 매달린 상태로 장착되어 있다. 이와 유사한 방법으로서 제2운반부(113)는 제2베이스부(111)에 매달린 상태로 장착되고, 이 제2베이스부(111)는 제1운반부(13)에 고정된다. 제1베이스부(11)는 안내 트랙(15, 17, 19)을 구비하고, 상기 안내 트랙들은 제3도에서 보듯이 2개의 직교 안내면에 놓여 있는데, 2개의 안내트랙(15, 17)은 수평 안내면 A-A에 놓여 있고, 한편 하나의 안내 트랙(19)은 수지 안내면 B-B에 놓여 있다.
제1운반부(13)는 알루미늄으로 압출에 의해 만들어지고, 프레임워크형 횡단면을 갖고, 특히 그라나이트로 만들어진 제1베이스부(11)와 비교하면 크기가 비교적 작다. 이 운반부는 5개의 공기 베어링 즉, 수평 안내면 A-A 안의 3개와 수직 안내면 B-B 안의 2개에 의해 정역학적으로 저널되었다. 이러한 목적을 위해 5개의 베어링 기부(21)가 제1운반부(13) 상에 제공되었고, 안내 트랙(15) 안의 2개의 베어링 기부와 안내 트랙(17)안의 1개의 베어링 기부는 수평 안내면 A-A에서 3개의 지지점으로 구성되었다.
안내 트랙(19) 안의 2개의 베어링 기부에 의해 제1운반부(13)는 수직 안내면 B-B에서 안내된다. 따라서, 제1운반부(13)의 5개의 자유도가 결정된다. 베어링 기부는 공기 덕트(23)를 구비하고, 공기 덕트(23)는 압축된 공기 도입부(25)에 연결되었고, 이 공기 도입부를 통해 압축된 공기가 공급되어 공기 쿠션을 발생 및 유지시키며, 이 공기 쿠션이 공기 베어링으로서 작용한다. 자기 수단은 상기 공기 베어링에 예비 응력을 가하기 위해 사용되며 즉 저항력을 발생시키기 위해서 사용된다. 상술하였듯이, 자기 시스템은 이 목적을 위해 사용될 수 있고, 상기 자기 시스템은 영구자성부와 강자성부를 구비하며, 이것의 한 부분은 제1베이스부상에 마련되었고 다른 부분은 제1운반부 상에 마련되었다. 이런 분리 자기 시스템은 특히 회전 전기 모터와 조합하여 사용되며, 상기 전기 모터는 윔-나사 기구 또는 피니온-랙 기구를 통해 운반부의 구동 장치용으로 제공된다. 그러나 도시된 실시예에 있어서는, 제1운반부(13)는 영구자석을 갖는 선형 전기 모터(29)에 의해 구동된다. 이 모터는 공기 베어링에 예비 응력을 가하기 위해 양호하게 사용될 수 있다. 이 전기 모터는 고정자(31)를 구비하고 상기 고정자는 일련의 영구자석(33)을 구비하고, 상기 영구자석은 스트립형 강자성 캐리어(35) 상에 고정되었다. 고정자(31)는 앵커 프로필(anchoring profile)(37)에 의해 그라나이트로 제조된 제1베이스부(11)의 홈형 리세스(39) 안에 장착되었다.
복수의 코일과 강자성 캐리어를 갖는 전기 모터의 회전다(41)는 제1운반부(13) 상에 고정되었다. 이 회전자(41)는 냉각수의 순환을 위해 냉각 덕트(45)와 냉각 리브(43)를 갖는다. 이 전기 모터(29)는 모터의 중심선 X-X를 통한 대칭면 C-C가 각기 수평 안내면 A-A와 수직 안내면 B-B에 대해 예각 α와 β를 형성하며 장착되어 있다. 고정자(31)와 회전자(41)는 영구자성부와 강자성부를 구비하는 자기 시스템을 갖고, 이 자기 시스템은 공기 베어링 상에 예비 응력을 발생시키는 작용을 한다. 전기 모터가 경사지게 위치해 있기 때문에, 전기 모터에 의해 발생한 영구자석의 인력에 의해서만 5개의 공기 베어링이 다른 예비 응력 수단의 도움없이 모두 예비 응력을 받고, 캐리지는 2개의 안내면에서 안내된다. 각기 60°의 α각과 30°의 β각을 보여주는 실시예에서 중력은 모든 공기 베어링이 동일한 하중을 받는 방식으로 보상되고, 예비 응력이 가해지는 곳, 즉 전기 모터의 중앙선의 위치는 모든 모멘트의 합이 제로가 되는 곳을 선택한다.
제1베이스부상에 제1운반부(13)의 위치는 제1베이스상에 장착된 측정자(49)와 제1운반부(13)상에 장착된 광학 센서(51)를 갖는 공지된 인크리멘탈 측정 시스템(incremental measuring system)에 의해 결정된다. 상기 측정 시스템은 본 발명의 부분이 아니다.
제3도에서 참고번호(53) 및 (55)는 스트립형 커버 부재를 나타내고, 상기 커버 부재는 제1베이스부(11)의 2개의 세로방향 측면에 제공되었다. 간단히 도시하기 위해서 이런 커버 부재는 제2도에서는 생략하였다.
제2베이스부(111) 및 제2운반부(113)는 제1베이스부(11) 및 제1운반부(13)와 동일한 방식으로 장착되었다. 제2운반부(113)는 제1운반부(13)처럼 알루미늄으로 만들어졌으며 제1운반부(13)와 같은 프레임워크형 단면을 갖는다. 그라나이트로 만들어진 제1베이스부(11)와 대조적으로 제2베이스부(111)는 알루미늄으로 만들어졌으며 프레임워크형 단면을 갖는다. 따라서 이동되는 전체 질량은 작다.
제2베이스부(111)는 3개의 안내 트랙(115, 117, 119)을 갖고, 이 3개의 안내 트랙은 2개의 직교 안내면에 위치하였으며, 제4도에 도시되었듯이 2개의 안내 트랙(115, 117)은 수평 안내면 D-D에 위치하였고, 한편 안내 트랙(119)은 수직 안내면 E-E에 위치하였다. 제2운반부(113)도 유사한 방법으로 5개의 공기 베어링 수단으로 즉, 수평 안내면 D-D 안에 3개, 수직 안내면 E-E 안에 2개의 공기 베어링 수단에 의하여 기체 정역학적으로 저널되었다. 이를 위하여 제2운반부(113)는 5개의 베어링 기부(121)를 갖고, 안내 트랙(115)안에 있는 2개의 베어링기부와, 안내 트랙(117) 안에 있는 1개의 베어링 기부는 수평 안내면 D-D안에서 안내하는 삼중점으로 되어 있다. 안내 트랙(119) 안의 2개의 베어링 기부(121)는 수직 안내면 E-E에서 안내하는 2개의 포인트로 되어 있다. 제2베이스부(111)와 제2운반부(113)를 구비하는 제2조립체의 베어링 능력은 제1베이스부(11)와 제1운반부(13)를 구비하는 제1조립체의 베어링 능력과 동일해야 할 필요가 없기 때문에, 주어진 제2조립체의 부분들은 제1조립체의 대응 부분들보다 작은 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2운반부(113)의 베어링 기부(121)는 제1운반부(13)의 베어링 기부(21)보다 작고, 제2베이스부(111)의 안내 트랙(115, 117, 119)은 제1베이스부(11)의 안내 트랙(15, 17, 19)보다 크기가 작다. 베어링 기부(121)에는 공기 덕트가 제공되었으며, 상기 공기 덕트는 압축된 공기 도입부(125)와 교통한다. 영구자석을 갖는 제2선형 서보 모터(129)는 제1서보 모터와 유사한 방식으로 장착되었다. 영구 자석(133)과 강자성 재료인 캐리어(135)를 구비하는 고정자(131)는 앵커 프로필의 도움없이 제2베이스부(111) 상에 직접 고정되었다. 냉각 리브(143)와 냉각 덕트(145)가 제공된 회전자(141)는 제2운반부(113) 상에 장착되었다. 제2베이스부(111)와 제2운반부(113)를 구비하는 제2조립체의 필요한 베어링 능력이 더 작기 때문에, 회전자(141)는 회전자(41)보다 더 작은 길이를 갖는다. 제2서보 모터(129)는 또한 상기 제2서보 모터(129)의 중심선 Y-Y를 통한 대칭면 F-F가 각기 수평 안내면 D-D와 수직 안내면 E-E에 대해 예각 γ와 δ를 이루며 장착되어 있다. 또한 이 경우에 있어서, 5개의 공기 베어링의 균일한 하중은 각기 60°의 γ각과 30°의 δ각에 의해 달성된다. 측정자(149)와 광학 센서(151)는 캐리지의 위치를 감지하는 작용을 한다. 제4도의 참고번호(153)와 (155)는 커버 부재를 나타내며 이 커버 부재는 제2도에서는 생략되었다. 본 발명에 따른 안내 장치의 실제 실시예의 데이터는 아래와 같다.
제1서보 모터의 자기력 3000N
제2서보 모터의 자기력 1500N
선형 전기 모터의 공기 캡 250㎛
공기 베어링의 공기 캡의 두께 10㎛
공기 베어링의 공기 압력 6bar
최대 이동 속도 1.5m/s
최대 가속도 2G
위치 결정 정확도 10㎛
제2운반부(113)에는 이동되거나 배치하려는 부재, 예를 들면 테이블, 기판용 캐리어, 공구, 공작물 등의 배치를 위한 단일 또는 여러 개의 장착 헤드가 고정된다.
상술한 실시예에 따른 안내 장치는 2개의 운반부가 제공되었고, 상기 2개의 운반부는 관련된 베이스부에 매달린 상태로 연결되었다. 또한 본 발명은 단일 운반부나 또는 3개의 운반부를 갖는 안내 장치로도 사용될 수 있다. 베이스부와 운반부의 매달린 결합은 반드시 요구하는 것은 아니며 베이스부와 운반부의 수평 결합의 경우에도 원리에 따라 동일한 양호한 효과가 얻어진다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 베이스부와, 상기 베이스부에 대해 이동가능한 적어도 하나의 기체 정역학적으로 저널된 운반부와, 상기 운반부를 위한 구동 장치로서 구성되고, 상기 베이스부에는 안내 트랙이 제공되고, 상기 운반부에는 안내 트랙과 작용하는 다수의 베어링 기부가 제공되고, 상기 베어링 기부 내에는 공기 베어링으로서 작용하는 공기 쿠션을 발생 및 유지시키기 위해 압축된 공기를 공급하기 위한 덕트가 제공되고, 공기 베어링에 예비 응력을 가하기 위한 수단을 포함하는 안내 장치에 있어서, 상기 안내 트랙이 서로 각도를 이루는 2개의 안내면을 형성하고, 상기 공기 베어링에 예비응력을 가하기 위한 수단은 베이스부와 운반부 상에서 서로 대향하여 장착된 영구자성부와 강자성부를 구비하는 자기 시스템으로 구성되고, 상기 자기 시스템의 중앙선을 통하는 대칭면이 2개의 안내면과 예각을 이루는 것을 특징으로 하는 안내 장치.
  2. 제1항에 있어서, 하나의 안내면은 2개의 베어링 기부 및 하나의 베어링 기부와 각각 작용하는 제1 및 제2안내 트랙에 의해 형성되고, 다른 안내면은 2개의 베어링 기부와 작용하는 단일 안내 트랙에 형성되는 것을 특징으로 하는 안내 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2개의 안내면은 서로에 대해 직각을 이루고, 상기 자기 시스템의 중앙선을 통한 대칭면은 하나의 안내면과는 예각을 이루고 다른 안내면과는 보각을 이루는 것을 특징으로 하는 안내 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 운반부는 공기 베어링에 예비응력을 가하기 위한 수단의 예비응력에 의하여 베이스부 매달린 상태(hanging position)로 연결되었고, 한 안내면과 다른 안내면이 이루는 대칭면의 각도는 각각 60° 및 30°인 것을 특징으로 하는 안내 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 운반부는 알류미늄으로 만들어지고, 프레임워크형(framework like) 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 안내 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베이스부는 그라나이트(granite)로 만들어지는 것을 특징으로 하는 안내 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베이스부는 알루미늄으로 만들어지고, 프레임워크형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 안내 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 운반부용 구동 장치는 공기 베어링에 예비 응력을 가하기 위한 자기 시스템으로서 작용하며 고정자와 회전자를 영구자석의 선형 전기 모터 형태인 것을 특징으로 하는 안내 장치.
  9. 제8항에 있어서, 브러시리스 모터(brushles motor)는 선형 전기 모터로서 사용되는 것을 특징으로 하는 안내 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2베이스부 및 제2운반부를 가지고 상기 제2베이스부의 안내 트랙 및 제2운반부의 이동 방향은 각각 제1베이스부의 안내 트랙 및 제1운반부의 이동 방향에 대해 직각을 이루고, 제2베이스부는 제1운반부에 연결된 것을 특징으로 하는 안내 장치.
  11. 제10항에 있어서, 제3베이스부 및 제3운반부를 가지고, 상기 제3베이스부의 안내 트랙 및 제3운반부의 이동 방향은 각각 제1 및 제2베이스부의 안내 트랙 및 제1 및 제2운반부의 이동 방향에 대해 직각을 이루고, 제3베이스부는 제2운반부에 연결된 것을 특징으로 하는 안내 장치.
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