TW201409194A - 對位機構的回歸控制器 - Google Patents

Abstract

一種對位機構的回歸控制器，包含有：一對位裝置、四致動器、一控制器組構而成；當對位機構因致動器運動不同步造成支撐體產生干涉卡死的情況時，則控制器先斷開線性馬達電源，次，再以復歸訊號傳送給三傳動螺桿，使三傳動螺桿以反方向帶動推力裝置向三原點復歸，當三傳動螺桿復歸完成後，控制器接續對線性馬達導通電源與發出一復歸訊號，使該線性馬達向原點復歸，如此完成四推力裝置對四致動器原點復歸。

Description

對位機構的回歸控制器

本發明係關於一種控制器，特別是指一種對位機構的回歸控制器。

按，習知之對位機構被廣泛的應用於各種自動化精密加工之定位、加工與測試場合上，並能搭配各種光學元件或檢測儀器，以能夠進行高精密度的量測或檢驗作業。

目前常見之對位機構之致動器大多由三導螺桿配合三馬達進行X方向、Y方向及θ方向驅動，然而，導螺桿及馬達在運作時皆為不同步運動，會造成對位機構之平台卡死的情況發生，為了排除平台卡死的情況，勢必要將生產線停頓下來，並需要維修人員進行維修對位機構，對廠商而言在成本損失是相當大的。

由此可見，上述習用物品仍有諸多缺失，實非一良善之設計者，而亟待加以改良。

本案發明人鑑於上述習用對位機構因致動器運動不同步造成平台卡死情況所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本件對位機構的回歸控制器。

本發明之目的即在於提供一種對位機構的回歸控制器，可避免因原點復歸時四軸不同步運動造成平台卡死的狀況。

可達成上述發明目的之對位機構的回歸控制器，包括有：一對位裝置，係於固定平台上四端點設置可在X方向、Y方向以及θ方向移動的支撐體，該支撐體經由推力裝置(thruster)可在X方向、Y方向以及θ方向移動可動平台；四致動器，係由二第一軸移動的傳動螺桿、一第二軸移動的傳動螺桿以及一第二軸移動的線性馬達所組成，各該致動器能帶動推力裝置，且該推力裝置均設置有一原點感測器，當該致動器對推力裝置產生相對運動時，此相對運動使原點感測器輸出原點訊號；一控制器，係用以作各致動器監控、運算及控制系統，其能預先確認該推力裝置是否位於原點，當該控制器發出一控制訊號驅動各致動器，亦同步記憶各致動器移動推力裝置的方向與位移量，接續發出一原點復歸訊號用以移動可動平台回歸至原點位置，若支撐體與推力裝置產生干涉，使推力裝置無法回歸至原點位置，則控制器先斷開線性馬達電源，次，再以復歸訊號傳送給三傳動螺桿，使三傳動螺桿以反方向帶動推力裝置向三原點復歸，當三傳動螺桿復歸完成後，控制器接續對線性馬達導通電源與發出一復歸訊號，使該線性馬達向原點復歸，如此完成四推力裝置對四致動器原點復 歸。

請參閱圖1，本發明所提供之對位機構的回歸控制器，主要包括有：一對位裝置1、四致動器及一控制器3所組構而成。

該對位裝置1，係於固定平台上四端點設置可在X方向、Y方向以及θ方向移動的支撐體11，該支撐體11經由推力裝置12(thruster)可在X方向、Y方向以及θ方向移動可動平台；簡單而言，對位裝置1受後述之致動器帶動下，其可受控用以沿著一X方向、Y方向以及θ方向移動，藉此，可準確移動與定位。

請參考圖2~圖3，該致動器，係由二第一軸移動的傳動螺桿21、22、一第二軸移動的傳動螺桿23以及一第二軸移動的線性馬達24所組成，各該致動器能帶動推力裝置12，且該推力裝置12均設置有一原點感測器25，當該致動器對推力裝置12產生相對運動時，此相對運動使原點感測器25輸出原點訊號；進一步來說，該推力裝置12排列有若干之線圈單元以便安裝配置於該等磁鐵單元的凹形部件之中，同時將該等線圈單元分離在規定的間隔處並且藉由控制器3施加一交流電壓(電流)給該等線圈單元，便會在該等線圈單元及該等磁鐵單元之間產生一驅動作用力，而且該等線圈單元 及該等磁鐵單元會在推力方向中相對地移動。請參考圖3，該第二軸移動的線性馬達24可能係選用空氣承載的空氣懸浮型或是運用羅倫茲作用力或電抗作用力的磁懸浮型。除此之外，該支撐體會沿著第二軸導軌移動，或者其可能係一未使用任何導軌的無導軌型支撐體。

請參考圖1及圖4，該控制器3，係用以作各致動器監控、運算及控制系統，其能預先確認該推力裝置12是否位於原點，當該控制器3發出一控制訊號驅動各致動器，亦同步記憶各致動器移動推力裝置12的方向與位移量，接續發出一原點復歸訊號用以移動可動平台回歸至原點位置，若支撐體11與推力裝置12產生干涉，使推力裝置12無法回歸至原點位置，則控制器3先斷開線性馬達24電源，次，再以復歸訊號傳送給三傳動螺桿21、22、23，使三傳動螺桿21、22、23以反方向帶動推力裝置12向三原點復歸，當三傳動螺桿21、22、23復歸完成後，控制器3接續對線性馬達24導通電源與發出一復歸訊號，使該線性馬達24向原點復歸，如此完成四推力裝置12對四致動器原點復歸。

是以，圖1~4為本發明所提供較佳實施例之對位機構的回歸控制器3的各構件介紹，接著再將其使用特點介紹及使用方式如下：請參考圖4，首先，當對位機構因致動器運動不同步造 成支撐體11產生干涉卡死的情況時，使推力裝置12無法回歸至原點位置，則控制器3先斷開線性馬達24電源，使三傳動螺桿21、22、23無拘束力，此時可避開原點復歸時四軸不同步運動所造成的拘束；接著，控制器3再以復歸訊號傳送給三傳動螺桿21、22、23，使三傳動螺桿21、22、23以反方向帶動推力裝置12向三原點復歸，當三傳動螺桿21、22、23復歸完成後，控制器3接續對線性馬達24導通電源與發出一復歸訊號，使該線性馬達24向原點復歸，如此完成四推力裝置12對四致動器原點復歸，透過本發明可快速解除對位機構在原點復歸時四軸不同步運動造成平台卡死的情況。

本發明所提供之對位機構的回歸控制器，與其他習用技術相互比較時，更具有下列之優點：

1.可迅速解除因原點復歸時四軸不同步運動造成平台卡死的狀況。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不但在空間型態上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之 法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

1‧‧‧對位裝置

11‧‧‧支撐體

12‧‧‧推力裝置

21、22‧‧‧第一軸移動的傳動螺桿

23‧‧‧第二軸移動的傳動螺桿

24‧‧‧線性馬達

25‧‧‧原點感測器

3‧‧‧控制器

圖1為本發明對位機構的回歸控制器之系統結構圖。

圖2為該第一軸及第二軸移動的傳動螺桿之結構示意圖。

圖3為該線性馬達之示意圖。

圖4為本發明之操作流程圖。

1‧‧‧對位裝置

11‧‧‧支撐體

12‧‧‧推力裝置

21、22‧‧‧第一軸移動的傳動螺桿

23‧‧‧第二軸移動的傳動螺桿

24‧‧‧線性馬達

25‧‧‧原點感測器

3‧‧‧控制器

Claims (1)

1. 一種對位機構的回歸控制器，包括：一對位裝置，係於固定平台上四端點設置可在X方向、Y方向以及θ方向移動的支撐體，該支撐體經由推力裝置可在X方向、Y方向以及θ方向移動可動平台；四致動器，係由二第一軸移動的傳動螺桿、一第二軸移動的傳動螺桿以及一第二軸移動的線性馬達所組成，各該致動器能帶動推力裝置，且該推力裝置均設置有一原點感測器，當該致動器對推力裝置產生相對運動時，此相對運動使原點感測器輸出原點訊號；一控制器，係用以作各致動器監控、運算及控制系統，其能預先確認該推力裝置是否位於原點，當該控制器發出一控制訊號驅動各致動器，亦同步記憶各致動器移動推力裝置的方向與位移量，接續發出一原點復歸訊號用以移動可動平台回歸至原點位置，若支撐體與推力裝置產生干涉，使推力裝置無法回歸至原點位置，則控制器先斷開線性馬達電源，次，再以復歸訊號傳送給三傳動螺桿，使三傳動螺桿以反方向帶動推力裝置向三原點復歸，當三傳動螺桿復歸完成後，控制器接續對線性馬達導通電源與發出一復歸訊號，使該線性馬達向原點復歸，如此完成四推力裝置對四致動器原點復歸。