WO2004012260A1 - 精密加工用ステージ装置 - Google Patents

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WO2004012260A1
WO2004012260A1 PCT/JP2003/009641 JP0309641W WO2004012260A1 WO 2004012260 A1 WO2004012260 A1 WO 2004012260A1 JP 0309641 W JP0309641 W JP 0309641W WO 2004012260 A1 WO2004012260 A1 WO 2004012260A1
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movable table
braking
coil
electromagnetic
drive
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PCT/JP2003/009641
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Inventor
Yoshio Kano
Junichi Onozaki
Original Assignee
Tamura Corporation
Japan Science And Technology Agency
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/22Feeding members carrying tools or work
    • B23Q5/28Electric drives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/26Movable or adjustable work or tool supports characterised by constructional features relating to the co-operation of relatively movable members; Means for preventing relative movement of such members
    • B23Q1/34Relative movement obtained by use of deformable elements, e.g. piezoelectric, magnetostrictive, elastic or thermally-dilatable elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/62Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
    • B23Q1/621Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
    • B23Q1/623Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair followed perpendicularly by a single rotating pair
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/18Machines moving with multiple degrees of freedom

Definitions

  • the present invention relates to a stage device for precision machining, and more particularly to a stage device for precision machining used in precision machining, wiring work, or inspection thereof in a semiconductor production process such as IC and LSI.
  • the entire movable table is first moved in the X direction by the X-direction moving mechanism, and then (or simultaneously), the movable table is moved.
  • Many systems have a double-layered moving body holding mechanism in which the entire table and X-direction moving mechanism are moved in the Y-direction by the Y-direction moving mechanism.
  • this type of processing stage device is driven at a relatively low speed and is equipped with a mechanical braking mechanism when controlling the movement of the movable table in the X and Y directions.
  • the X-direction moving mechanism for moving in the X direction and the Y-direction moving mechanism for moving in the Y direction intersect as described above. It has a moving body holding mechanism, and especially the contact moving parts that require precision have a Therefore, there is a disadvantage that a lot of labor is required for processing, and skill is also required for precise adjustment at the time of assembly. For this reason, productivity was low, and in many cases, the entire apparatus was expensive.
  • a return spring for returning to the original position is provided on the movable table in many cases.
  • a minute reciprocating motion at the stop position is likely to occur on the movable table due to the acceleration or deceleration driving force applied to the movable table.
  • a mechanical braking device using friction has become indispensable.
  • An object of the present invention is to provide a function for precisely moving a movable table for precision machining smoothly in a predetermined direction on the same surface, and to make it possible to greatly improve the assembling work and reduce the size and weight of the entire apparatus. Further, it is intended to provide a precision machining stage device which can effectively suppress a reciprocating operation and a minute vibration when the movable table is stopped, and thereby can perform the precise movement of the movable table more quickly and smoothly. is there. Disclosure of the invention
  • the precision machining stage device A movable table that is incorporated in the main body and supports the workpiece; a table holding mechanism that is incorporated in the main body and that allows the movable table to move in any direction within the same plane; An electromagnetic driving means incorporated therein for feeding the movable table in the same plane; and an electromagnetic braking mechanism for generating a braking force for stopping the movable table at an arbitrary position in the same plane.
  • the electromagnetic driving means includes a set of a plurality of driven magnets, and a driving coil for generating a magnetic force acting on the magnetic force of the driven magnet depending on a direction of energization, wherein the driven magnet and the driving coil
  • the movable magnetic tape feed is generated by the mutual magnetic action of
  • One of the driven magnet and the drive coil is fixed at a fixed position, and the other is provided so as to be movable integrally with the movable table,
  • the electromagnetic braking mechanism includes a braking magnet and a nonmagnetic and conductive braking plate that face each other and move relatively in synchronization with the movement of the movable table,
  • One of the braking magnet and the braking plate is fixed at a fixed position, the other is provided so as to be movable in synchronization with the movement of the movable table, and a set of the braking magnet and the braking plate is:
  • a configuration is employed in which a braking force is generated based on a mutual magnetic action of a magnetic force due to an eddy current generated in the braking plate and a magnetic force of the braking magnet with the movement of the movable table.
  • the electromagnetic driving means when the electromagnetic driving means operates, first, a mutual magnetic action occurs between the drive coil of the electromagnetic driving means and the driven magnet, and a predetermined magnetic force is applied to the movable table by the mutual magnetic action. Feed in the direction is given.
  • the movable table is moved in the same plane by the table holding mechanism. Since movement is permitted, the robot moves smoothly in a predetermined direction without moving up and down.
  • the movable table is located at a position where the original position returning force is balanced with the magnetic force of the electromagnetic drive means when the original position returning force is applied to the movable table (ie, a predetermined movement stop position).
  • the movable table is often suddenly accelerated by the electromagnetic driving means or the original position returning force applied to the movable table when moving.
  • the movable range of the movable table is, for example, in the unit of a mouth
  • the movable table is suddenly decelerated and stopped while being rapidly accelerated. Therefore, when the movable table is stopped, a minute reciprocating motion is likely to occur when the movable table is stopped due to the inertial force of the movable table and the original position return force of the table holding mechanism.
  • the braking magnet of the electromagnetic braking mechanism and the non-magnetic and conductive braking plate are relatively displaced in synchronization with the movement of the movable table. Then, the electromagnetic braking mechanism generates an eddy current of a magnitude proportional to the moving speed of the movable table on the control plate, and a magnetic force due to the eddy current generated on the brake plate and a magnetic force of the braking magnet. A braking force is generated based on the mutual magnetic action.
  • the minute reciprocating operation of the movable table is converged within a short time.
  • the stop time required to stop the movable table at a desired position is reduced, and the overall time required to move the movable table within the same plane is reduced, thereby improving work efficiency. It can be done.
  • the electromagnetic braking mechanism applies braking to the movable table, or applies braking to the movable table and the table holding mechanism. It's something that may be.
  • the braking time of the movable tape can be reduced as described above by suspending the braking force by the electromagnetic braking mechanism on the movable table. Further, the braking time of the movable table can be further reduced by applying the braking force of the electromagnetic braking mechanism to both the movable table and the electromagnetic braking mechanism.
  • the electromagnetic braking mechanism includes a braking magnet and a non-magnetic and conductive braking plate that face each other and move relatively in synchronization with the movement of the movable table. Configuration.
  • the entire device can be reduced in size and weight. Therefore, the inertial force of the movable table is not increased, and the movement of the movable table is not hindered. Also, since no special skill is required during the assembling work, the workability is improved, and in this respect, the productivity is greatly improved as compared with the conventional one having a double-structure moving mechanism. Can be
  • a driven magnet constituting the electromagnetic driving means can be used, or it can be formed separately from the driven magnet.
  • the braking plate has a portion that links the magnetic flux formed by the driving coil of the electromagnetic driving unit with the coil.
  • a circuit equivalent to the secondary circuit of the transformer is constructed, and at the same time, this secondary circuit is always short-circuited via the electric resistance component (causing eddy current loss) of the braking plate. Is composed.
  • the braking plate has the same effect as the short ring of the voice coil motor, the impedance of the primary circuit seen from the power source is observed to be small, and it is compared with the case where the secondary circuit is a solution (there is no braking plate).
  • a relatively large current can be supplied without phase delay. Therefore, it is possible to output a relatively large electromagnetic force between the driven magnet and the driven magnet without a phase delay as compared with a case where the braking plate does not exist.
  • the braking plate also functions as a heat radiating plate.
  • the resistance increase and the decrease in the energized current value at high temperatures caused by the continuous operation of the driving coil (ie, the electromagnetic driving force) ) Can be set to a substantially constant level for a long time.
  • external current control of the driving force by the magnetic force output from the electromagnetic driving means can be continued in a stable state, and aging (dielectric breakdown due to heat) can be effectively suppressed.
  • the durability of the entire device and, consequently, the reliability of the entire device can be improved.
  • the electromagnetic braking mechanism is provided at a central portion of the movable table.
  • the braking plate of the electromagnetic braking mechanism may be formed as a single plate for a plurality of braking magnets. As a result, the time required for assembling the control plate can be shortened, and the efficiency of the assembling operation can be improved.
  • the movable table is parallel to and integral with the movable table.
  • W may be held by the table holding mechanism via an auxiliary table connected directly or directly.
  • the relationship in which the movable table is held by the table holding mechanism can be appropriately selected, and is incorporated in a mode in which the braking force of the electromagnetic braking mechanism can be effectively exerted using the movable table and the auxiliary table. Can be done.
  • the table holding mechanism is disposed at a predetermined interval in parallel on the same circumference of a peripheral end of the movable table, and has at least one of three ends that are implanted in the movable table.
  • a bar-shaped elastic member corresponding to each one of the bar-shaped elastic members, arranged in parallel on the same circumference at a predetermined interval outside the respective bar-shaped elastic members, one end of which is held by the main body;
  • at least three other rod-shaped elastic members having the same length, and a relay member that integrally holds the other end portions of the one and the other rod-shaped elastic members while maintaining a parallel state
  • each of the three sets of rod-shaped elastic members of the table holding mechanism is constituted by a rod-shaped elastic member such as a piano wire having the same strength and the same length.
  • the table holding mechanism As a link mechanism in this way, the movable table does not move up and down in the same plane, and the movable table can be accurately moved even when moved in microns. it can.
  • the table holding mechanism is configured as a link mechanism, one of the braking magnet and the braking plate of the electromagnetic braking mechanism moves integrally with the movable table. It is preferable that the other is provided in the main body.
  • the other is provided so as to move integrally with the movable table, the other is provided in the main body, and one of the braking magnet of the electromagnetic braking mechanism and the braking plate is It may be provided so as to move integrally with the relay member, and the other may be provided in the main body.
  • the braking force of the electromagnetic braking mechanism can be effectively applied to the movable table.
  • the braking magnet of the electromagnetic braking mechanism can be formed from the driven magnet, or can be formed separately from the driven magnet.
  • the installation position of the electromagnetic braking mechanism can be appropriately selected, and the electromagnetic braking mechanism can be installed at a position where the braking force of the electromagnetic braking mechanism can be effectively exerted.
  • the braking magnet of the electromagnetic braking mechanism can be formed of any one of a permanent magnet and an electromagnet.
  • the configuration of the driven magnet of the electromagnetic driving means can be variously changed.
  • the drive control of the movable table can be variously changed by forming the driven magnet by an electromagnet. For example, during acceleration and deceleration during movement of the movable table, both the drive coil and the electromagnet can be driven to move the movable table, and the moving direction of the movable table can be changed quickly. .
  • the table holding mechanism may have an original position returning force for returning the movable table to an original position.
  • the configuration of the device can be made more compact as compared with the case where the original position return mechanism is provided separately from the table holding mechanism.
  • the driven magnet is set in a plane on which the movable table moves. It is desirable to arrange them on a plurality of axes equally divided in the circumferential direction with respect to one axis passing through the origin.
  • the plurality of axes are set as a plurality of orthogonal axes passing through an origin set in a plane on which the movable table moves.
  • the plurality of axes are set as a plurality of axes extending radially around an origin set in a plane on which the movable table moves.
  • the original position at which the movable table is returned by the table holding mechanism is set so as to coincide with an original point which is a base point of an axis set within a plane on which the movable table moves.
  • the return position of the movable table by the table holding mechanism coincides with the position serving as the starting point for moving the movable table, and the movable table can be accurately positioned and moved. .
  • the plurality of driven magnets forming the electromagnetic driving means are arranged on the respective axes at positions equidistant from the origin, and the plurality of driving coils forming the electromagnetic driving means are arranged on the plurality of driven magnets. It is desirable that they be arranged correspondingly.
  • the driven magnet and the driving coil, which constitute the electromagnetic driving means are arranged on the axis, it is possible to eliminate an unnecessary rotational force from being applied to the movable table, and to perform accurate position control of the movable table.
  • the electromagnetic braking mechanism be disposed on the axis, but the set of the driven magnet and the driving coil is arranged with respect to the axis. They may be arranged at shifted positions. Even when the installation position of the set of the driven magnet and the driving coil is freely changed, the movable table can be stopped at a predetermined position by using the braking force of the electromagnetic braking mechanism, which is extremely versatile. Stage device that is rich in quality.
  • the driven magnet of the electromagnetic driving means may be formed by a permanent magnet, or may be formed by an electromagnet.
  • an energizing circuit is not required unlike an electromagnet, and the work involved in assembly and maintenance can be avoided accordingly.
  • the driven magnet of the electromagnetic driving means is formed by an electromagnet
  • the energization of the driven magnet is selectively controlled in a forward direction or a reverse direction in synchronization with the energization of the drive coil.
  • various changes can be made to the drive control of the movable table.
  • the drive coil has a coil piece for generating a magnetic force acting on the magnetic force of the driven magnet.
  • the coil side of the drive coil is formed in a cross shape or a linear shape, or is arranged in a posture along the axis on which the driven magnet is arranged. It is a thing.
  • a mutual magnetic action can be reliably generated between the coil side of the drive coil and the driven magnet.
  • the direction of the mutual magnetic action generated between the coil and the driven magnet can be arbitrarily selected, and the movement of the movable tape can be controlled. Various changes can be made.
  • the drive coil has a plurality of coils arranged inside and outside with different dimensions. It is possible to form from a hill. As a result, the mutual magnetic force generated between the drive coil and the driven magnet can be doubled, the feed force of the movable table can be improved, and the movable power of the movable table can be doubled.
  • the linear coil side of the drive coil be disposed in a posture along or across the axis where the drive magnet is disposed. This makes it possible to arbitrarily select the mutual magnetic action generated between the drive coil and the driven magnet, and change the driving force on the movable table in various ways.
  • the drive coil is formed by combining a plurality of small coils that are independently energized, and the cross-shaped or linear coil side is formed at a butt portion between the small coils. Is possible. Thereby, the coil side can be easily formed in the drive coil.
  • the small coil is formed in a square shape, in particular, any one of a square, a triangle, a pentagon, and a fan.
  • the square shape of the drive coil is not limited to a square, a triangle, a pentagon, or a fan because it is a means for easily forming the coil side.
  • the outer dimensions of the drive coil are set to be larger than the outer dimensions of the driven magnet.
  • the electromagnetic driving means controls energization of the driving coil and An operation control system for linearly moving the movable table or for linearly and rotationally moving the movable table may be provided. As a result, the movement of the movable tape can be varied.
  • the operation control system includes: a coil drive control unit configured to control energization of a drive coil of the electromagnetic drive unit in accordance with a control mode; A program storage unit that stores a plurality of control programs according to the control mode, a data storage unit that stores predetermined coordinate data and the like used when executing the control programs, An operation command input unit that commands a predetermined control operation for the coil can be included.
  • control code of the operation control system includes first to fourth control modes for moving the movable table in the positive and negative directions of each axis with the intersection of the two orthogonal axes as the origin, Fifth to eighth control modes for moving the movable table in directions in each quadrant defined by the two axes, and the movable table in a plane formed by the two orthogonal axes. And ninth to tenth control modes for rotating clockwise or counterclockwise.
  • the coil drive control unit operates based on a command from the operation command input unit, and extracts information on the destination in the transfer direction and a predetermined control mode for movement from the program storage unit and the data storage unit. Then, the drive coil of the above-mentioned electromagnetic drive means is drive-controlled, whereby the movable table is moved in a predetermined direction.
  • control mode of the drive coil is stored in advance, and the drive of the drive coil can be controlled based on the stored control mode. Respond quickly to orders. .
  • the operation control system may further include a plurality of position detection sensors that detect movement information of the movable table and output the information to the outside, and perform a predetermined calculation based on information detected by the position detection sensor. It is possible to adopt a configuration in which a moving direction of the movable table and a change amount thereof are specified, and a position information calculation circuit for outputting the position information to the outside is provided.
  • the moving information of the movable table and the position information after the movement can be output to the outside in real time, and the operator can easily grasp the moving direction of the movable table and the displacement after the movement from the outside. Therefore, the moving operation of the movable table can be performed with high accuracy and speed.
  • the electromagnetic drive means operates in response to an external command to individually control a drive coil and a driven magnet of the electromagnetic drive means to move the movable table in a predetermined movement direction. It is also possible to adopt a configuration that includes
  • one or two or more driven magnets that function effectively in the moving direction of the movable table can be selected and operated, and the movement of the movable table can be reliably controlled in a predetermined direction.
  • the operation control system includes: an energization direction setting function for setting and maintaining an energization direction to the drive coil in one direction; a drive coil energization control function for variably setting a magnitude of the energization direction to the drive coil; A magnetic pole variable setting function that operates according to the direction of current flow to the drive magnet to individually set and maintain the magnetic pole for each of the drive magnets, and individually variably sets the magnetic force intensity of each of the driven magnets according to an external command.
  • the magnetic force setting function and these functions are operated appropriately to determine the transfer direction and transfer force to the movable table. It is possible to have a configuration having a table operation control function for adjusting. This makes it possible to specifically and reliably control the movement of the movable table in a predetermined direction.
  • FIG. 1 is a partially omitted schematic cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially cutaway plan view of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 4 is a partially cutaway bottom view as viewed from below in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the positional relationship among the field-shaped driving coil disclosed in FIG. 1, the driven magnet, and the braking plate.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the relationship between each component of FIG. 1 and its operation control system.
  • FIG. 7 is a diagram showing an operation example of an auxiliary table (movable table) provided and operated by the operation control system disclosed in FIG. 6.
  • FIG. 1 is a partially omitted schematic cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially cutaway plan view of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 4
  • FIG. 7 (A) shows a movable table in the upper right direction of 45 °.
  • FIG. 7 (B) is an explanatory view showing a case where the table is moved in a plane
  • FIG. 7 (B) is an explanatory view showing a case where the auxiliary table (movable table) is rotated by an angle 0.
  • FIG. 8 shows four energization patterns (energization programs are stored in advance in a program storage unit) and their functions, which are energized to the four rectangular small coils of the drive coils disclosed in FIGS. 1 to 4. It is a chart.
  • FIG. 9 is a diagram showing a control mode and an operation direction of the auxiliary table (movable table) when the operation control system disclosed in FIG. 6 drives and controls four drive coils.
  • FIG. 9B is a diagram showing the relationship between the magnitude of the driving force and the action point in this case.
  • FIG. Fig. 10 shows the control mode and the movement of the auxiliary plate (movable table) when the operation control system disclosed in Fig. 6 drives and controls four drive coils.
  • FIG. 10 (A) is an explanatory diagram showing the third control mode and the operation of the movable table in the Y-axis (positive) direction
  • FIG. 10 (B) is a diagram showing this operation.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a magnitude of a driving force and an action point in such a case.
  • FIG. 11 is a diagram showing the control mode and the operation direction of the assisting table (movable table) when the operation control system disclosed in FIG. 6 drives and controls the four drive coils.
  • A) is an explanatory diagram showing the operation of the fifth control mode and the movement of the auxiliary table (movable table) in the first quadrant on the X-Y coordinates.
  • FIG. 11B is a diagram showing the magnitude of the driving force in this case.
  • FIG. 12 is a diagram showing a control mode and an operation direction of an auxiliary table (movable table) when the operation control system disclosed in FIG. 6 drives and controls four drive coils.
  • (A) is an explanatory diagram showing the seventh control mode and the operation of the auxiliary table (movable table) in the direction of the second quadrant on the X-Y coordinate.
  • FIG. 12 (B) is a diagram showing the driving force in this case.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a size and an action point.
  • FIG. 13 is a diagram showing a control mode and an operation direction of an auxiliary table (movable table) when the operation control system disclosed in FIG. 6 drives and controls four drive coils.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing the ninth control mode and the case where the auxiliary table (movable table) is rotated around the origin on the X-Y coordinate, and Fig. 13 (B) is the drive in this case.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a magnitude of a force and an action point.
  • FIG. 14 is a diagram showing a positional relationship between the brake plate disclosed in FIG. 1 and the four drive coils and the driven magnet.
  • FIG. 14 (A) shows a structure of a portion including the brake plate.
  • FIG. 14 (B) is a partial sectional view taken along line AA in FIG. 14 (A).
  • FIG. 15 is a view showing the principle of generating a braking force of the braking plate disclosed in FIG. 1.
  • FIG. 15 is a view showing the principle of generating a braking force of the braking plate disclosed in FIG. 1.
  • FIG. 15 (A) is an enlarged partial sectional view showing the braking plate portion of FIG. 1, and FIG. (B) is the braking plate seen along line A-A in Fig. 14 (A) in this case.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an occurrence state of eddy current braking that occurs in FIG.
  • FIG. 16 is a diagram showing an electrical relationship between the drive coil and the brake plate disclosed in FIG. 1.
  • FIG. 16 (A) is an equivalent circuit showing a state where both are connected
  • FIG. Fig. 16 (B) is an equivalent circuit showing the state of the drive coil when there is no brake plate.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing an overall operation example of the first embodiment disclosed in FIG.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of the operation example of FIG.
  • FIG. 19 is a partially omitted schematic sectional view showing a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a partially cutaway plan view of FIG.
  • FIG. 21 is a view showing a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 (A) is a schematic partial sectional view partially omitted, and
  • FIG. 2 (B) is a view showing FIG. 21 (A).
  • FIG. 22 is a partially omitted schematic sectional view showing a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a partially omitted schematic sectional view showing a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a partially omitted schematic cross-sectional view showing a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is an explanatory diagram showing a relationship between another example of the arrangement of the four drive coils on the fixed plate and the driven magnets disclosed in each embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is a diagram showing another example of the electromagnetic driving means in the present invention.
  • FIG. 26 (A) shows a case where a single mouth-shaped driving coil and four driven magnets are provided.
  • FIG. 26 (B) is an explanatory view showing an example in which four driving coils and eight driven magnets are provided.
  • FIG. 27 is a diagram showing another example of the electromagnetic driving means in the present invention.
  • FIG. 27 (A) shows another example in which a single driving coil and K driven magnets are provided.
  • FIG. 27 (B) is an explanatory view showing an example in which a cross-shaped frame-shaped drive coil and eight driven magnets are provided. .
  • FIG. 28 is a partially omitted schematic cross-sectional view showing the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a diagram showing another example of the drive coil disclosed in each embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram showing an example in which the drive coil has a rhombic shape.
  • FIG. 30 is a diagram showing another example of the cross-shaped drive coil disclosed in each embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram showing an example in which the drive coil is circular.
  • FIG. 31 is a diagram showing another example of the drive coil disclosed in each embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram showing an example in which the drive coil has an octagonal shape.
  • FIG. 32 is a longitudinal sectional view showing a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 33 is a partially cutaway plan view of the tenth embodiment shown in FIG.
  • FIG. 34 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. 32.
  • FIG. 35 is a block diagram showing the entire apparatus including the operation control system of the tenth embodiment disclosed in FIG.
  • FIG. 36 is an explanatory diagram showing the relationship between the operation of the auxiliary table portion disclosed in FIG. 32 and the capacitance detection electrode for detecting position information.
  • FIG. 32 is a longitudinal sectional view showing a tenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 33 is a partially cutaway plan view of the tenth embodiment shown in FIG.
  • FIG. 34 is a schematic cross-sectional view taken along line AA
  • FIG. 37 shows control contents of a plurality of energization control modes A 1 to A 4 executed by the table drive control means in the tenth embodiment disclosed in FIG. 35 and the moving direction of the entire driven magnet.
  • 7 is a table showing (moving direction of a movable table).
  • FIG. 38 shows the control contents of the plurality of energization control modes A5 to A8 executed by the table drive control means in the tenth embodiment disclosed in FIG. 3 is a table showing a moving direction of a movable table.
  • FIG. 39 is a diagram showing the braking plate disclosed in FIG. 32, wherein FIG. 39 (A) is an explanatory diagram showing the configuration, and FIG. 39 (B) shows the operation principle thereof.
  • FIG. 40 is an explanatory diagram showing an operation example of the entirety of the tenth embodiment disclosed in FIG.
  • FIG. 41 is an explanatory diagram showing a state in which the capacitance detection electrode detects a change in the amount of movement of the auxiliary table portion that occurs in the operation example shown in FIG.
  • FIG. 42 is an explanatory view showing another example of the brake plate disclosed in FIG. 32.
  • Fig. 43 32 is a diagram showing another example of the drive coil disclosed in FIG. 42.
  • FIG. 43 (A) is an explanatory diagram showing an example in which the drive coil is triangular
  • FIG. 43 (B) is a drive coil.
  • FIG. 43 (C) is an explanatory view showing an example in which the driving coil is formed in a hexagonal shape
  • FIG. 43 (D) is an explanatory view showing an example in which the driving coil is formed in a hexagonal shape. It is explanatory drawing which shows the example in the case of shape.
  • FIG. 44 is a longitudinal sectional view showing the eleventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 45 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 46 is a block diagram showing the entire apparatus including the operation control system of the eleventh embodiment disclosed in FIG.
  • FIG. 47 shows the control contents of the plurality of energization control modes B1 to B4 executed by the table drive control means in the embodiment disclosed in FIG. FIG. No.
  • FIG. 48 shows the control contents of the plurality of energization control modes B5 to B8 executed by the table drive control means in the embodiment disclosed in FIG. 46 and the moving direction of the entire driven magnet (the moving direction of the movable table).
  • FIG. FIG. 49 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 50 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. 49.
  • FIG. 51 is a block diagram showing the entire apparatus including the operation control system of the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 52 shows the energization control contents of a plurality of energization control modes C1 to C4 executed by the table driving control means in the embodiment disclosed in FIG. FIG. No.
  • FIG. 53 shows the control contents of the plurality of energization control modes C5 to C8 executed by the table drive control means in the embodiment disclosed in FIG. 49 and the moving direction of the whole driven magnet (movable table).
  • FIG. FIG. 54 is a longitudinal sectional view showing a thirteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 55 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 54.
  • FIG. 56 FIG. 5 is a block diagram showing the entire apparatus including the operation control system of the embodiment disclosed in FIG. 4.
  • FIG. 57 shows the energization control contents of the plurality of energization control modes D1 to D4 executed by the table drive control means in the embodiment disclosed in FIG. 3 is a chart showing a table transfer direction).
  • FIG. 58 shows the control contents of the plurality of energization control modes D5 to D8 executed by the tape drive control means in the embodiment disclosed in FIG. 54 and the moving direction of the entire driven magnet (movable table).
  • FIG. FIG. 59 is a longitudinal sectional view showing a fifteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 60 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 59.
  • FIG. 61 is a block diagram showing the entire apparatus including the operation control system of the embodiment disclosed in FIG. 59.
  • FIG. 62 shows the energization control contents of a plurality of energization control modes E1 to E4 executed by the table drive control means in the embodiment disclosed in FIG. 59 and the moving direction of the entire driven magnet (movable table FIG. FIG.
  • FIG. 63 shows the energization control contents of a plurality of energization control modes E5 to E8 executed by the table drive control means in the embodiment disclosed in FIG. 59 and the moving direction of the entire driven magnet. It is a table
  • FIG. 64 shows the energization control contents of a plurality of energization control modes E9 to E10 (rotational operation) executed by the table drive control means in the embodiment disclosed in FIG. 5 is a chart showing a moving direction (a moving direction of a movable table).
  • FIG. 65 is a longitudinal sectional view showing a fifteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 66 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. 65.
  • FIG. 67 is a block diagram showing the entire apparatus including the operation control system of the embodiment disclosed in FIG.
  • FIG. 68 shows the energization control contents of a plurality of energization control modes F1 to F4 controlled by the table drive control means in the embodiment shown in FIG. 9 is a table showing a table transfer direction).
  • FIG. 69 shows the energization control contents of a plurality of energization control modes F5 to F8 executed by the table drive control means in the embodiment disclosed in FIG.
  • FIG. 70 shows the energization control contents and driven states of a plurality of energization control modes F 9 to F 10 (rotational operation) executed by the table drive control means in the embodiment disclosed in FIG. 65.
  • FIG. 5 is a table showing the moving direction of the entire magnet (the moving direction of the movable table).
  • FIG. 71 is a longitudinal sectional view showing a sixteenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 72 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. 71.
  • FIG. 73 is a block diagram showing the entire apparatus including the operation control system of the embodiment shown in FIG. 71.
  • FIG. 74 shows the energization control contents of a plurality of energization control modes K 1 to K 4 executed by the drive control means in the embodiment disclosed in FIG. 71 and the moving direction of the entire driven magnet (the moving direction of the movable table).
  • FIG. 75 shows the contents of a plurality of energization control modes # 5 to # 8 executed by the table drive control means in the embodiment disclosed in FIG. 71 and the direction of movement of the entire driven magnet (movable table).
  • FIG. FIG. 76 shows the energization control contents of a plurality of energization control modes ⁇ 9 to ⁇ 10 (rotational operation) executed by the table drive control means in the embodiment disclosed in FIG. 71 and movement of the entire driven magnet.
  • 5 is a table showing directions (moving table transfer directions).
  • FIG. 77 is a diagram showing a seventeenth embodiment of the present invention, and is a schematic cross-sectional view showing an example in which the electromagnetic braking mechanism is attached to both the movable table and the table holding mechanism.
  • FIG. 78 is a diagram showing an example of the arrangement of braking magnets in the electromagnetic braking mechanism with the bottom of the main body removed from the main body and the braking plate removed.
  • FIG. 79 is a characteristic diagram showing a result of comparing a braking characteristic in the 17th embodiment with a conventional example.
  • FIG. 1 to FIG. 1 to 18 A first embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 to FIG. 1 to 18, reference numeral 1 denotes a movable table, and reference numeral 2 denotes a table holding mechanism.
  • the table holding mechanism 2 is provided below the case body (main body) 3.
  • the table holding mechanism 2 allows the movable table 1 to move in an arbitrary direction within the same plane, and holds the movable table 1 in a state where a return force to the original position is applied to the movable table 1. Is configured.
  • the table holding mechanism 2 is supported by a case main body 3 as a main body.
  • the case body 3 As shown in FIG. 1, the case body 3 according to the present embodiment is formed in a box shape having upper and lower sides opened.
  • Appendix 4 shows electromagnetic drive means.
  • the main part of the electromagnetic driving means 4 is held on the case body 3 side, and has a function of applying a moving force (feed) to the movable table 1.
  • Reference numeral 3A indicates a main body-side protruding portion that protrudes inwardly around the inner wall of the case main body 3.
  • the electromagnetic driving means 4 is disposed between the movable table 1 and an auxiliary table 5 described later.
  • the auxiliary table 5 is formed of a magnetic material, and is connected to the movable table 1 in parallel with the movable table 1 at a predetermined interval.
  • the table holding mechanism 2 is provided on the auxiliary table 5 side, and holds the movable table 1 via the auxiliary table 5. Has been established.
  • the electromagnetic driving means 4 includes four square-shaped driven magnets 6 fixedly mounted at predetermined positions on an assisting table 5 and a cross-shaped coil side arranged to face each of the driven magnets 6.
  • a field-shaped drive coil 7 that has a predetermined moving force (feed) by a magnetic force along a predetermined moving direction on the movable table 1 in cooperation with each of the driven magnets 6;
  • a fixed plate 8 is provided at the movable table 1 side of the auxiliary table 5 for holding at a fixed position.
  • the fixing plate 8 is formed from a magnetic member.
  • the drive coil 7 is illustrated as a closed circuit in order to emphasize the shape of the wound end. It has a structure with two terminals, and generates a magnetic force by conducting electricity. The method of illustrating the drive coil is the same in each of the embodiments described below.
  • the plurality of field-shaped drive coils 7 each include a braking plate 9 made of a non-magnetic metal member (for example, a copper member having low electric resistance) on the end face side facing the driven magnet 6,
  • the braking plate 9 is close to the facing magnetic pole surface of the driven magnet 6.
  • the braking plate 9 is fixed to the fixed plate 8 side.
  • the movable table 1 is formed in a circular shape, and the auxiliary table 5 is formed in a square shape.
  • the auxiliary table 5 faces the movable table 1 and is arranged in parallel with a predetermined space therebetween, and is integrally connected to the movable table 1 via a connecting column 10 at the center thereof. Therefore, the movable table 1 is kept parallel to the auxiliary table 5. It can move integrally and rotate integrally while holding it.
  • the connecting post 10 is a connecting member for connecting the movable table 1 and the auxiliary table 5 as described above, and is formed in a cross-sectional shape having flanges 1 OA and 1 OB at both ends. Projections 10a, 10b engaging with positioning holes 1a, 5a formed in the respective centers of the movable table 1 and the auxiliary table 5 are provided at the outer center of both ends.
  • the movable table 1 and the auxiliary tape 5 are positioned by the projections 10a, 10b and the flanges 10A, 10B, are fixed to the connecting column 10, and are integrated.
  • an adhesive is used in the present embodiment, but even if it is partially joined by welding, or the projections 10a and 10b are pressed into the positioning holes 1a and 5a.
  • the other parts may be integrated by an adhesive or welding.
  • one of the movable table 1 and the catching table 5 may be detachably fixed to the flange 10A or 10B of the connecting column 10 by screwing. In this case, after the screws are fixed, several knock pins may be engaged for positioning and fixing and driven between them (not shown). In this way, the movable table 1 and the auxiliary staple 5 can be reliably integrated.
  • the table holding mechanism 2 has a function of holding the movable table 1 and freely moving the movable table 1 in any direction on the same surface without changing its height position. This is performed through the capture tape 5.
  • the table holding mechanism 2 is an application of a link mechanism to a three-dimensional space, and corresponds to a corner portion around an end of the auxiliary table 5 in advance as a set of two piano wires installed at a predetermined interval. Then prepare four sets, this Four sets of piano wires are divided into each of the four corners of the square relay plate 2G for each set and planted upward.
  • the table holding mechanism 2 is located on the inner side.
  • the auxiliary table 5 is held from below by four piano wires 2A, and the relay plate 2G is held by the four piano wires 2B located on the outer side to the main body part 3. It is configured to hang freely from.
  • the two piano wires may be other members as long as they are rod-shaped viscous wires having appropriate rigidity sufficient to support the movable table 1 and the auxiliary table 5.
  • the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) is held in the air in a stable manner by the relay plate 2G and the four piano wires 2A and 2B, and the movement in the horizontal plane is As described later, it can be freely moved in any direction while maintaining the same height position.
  • the rotation operation of the movable table 5 (that is, the movable table 1) in the same plane can be performed in almost the same manner.
  • the table holding mechanism 2 includes four table-side piano wires 2 A planted downward from the four corners of the peripheral end of the auxiliary table 5 in FIG. A relay plate 2G provided at the lower end portion in FIG. 1 and a main body side mounted outside the table-side piano wire 2A so as to hang the relay plate 2G from the main unit 3 side It has a piano wire 2B.
  • the upper ends of the four table-side piano wires 2A in FIG. 1 are fixed to the catching table 5, and the lower ends are fixed to the relay plate 2G.
  • Reference numerals 5 A and 5 B denote lower protruding portions provided at two places on the lower surface side of the auxiliary table 5.
  • the fixed position of the table-side piano wire 2A is set by the lower protruding portions 5A and 5B.
  • the main-unit-side piano wires 2B are individually and parallelly arranged at predetermined intervals S.
  • the lower end of the main body side piano wire 2B is fixed to the relay plate 2G in the same manner as the table side piano wire 2A, and the upper end of the main body side projection wire provided on the inner wall of the case body 3. 3 Fixed to B.
  • Each of these piano wires 2 A and 2 B is formed of a rod-like elastic wire having moderate rigidity sufficient to support the movable table 1 and the auxiliary table 5 as described above.
  • the movable table 1 is supported by the inner four table-side piano wires 2A on the relay plate 2G together with the auxiliary table 5, and the movable limit of the four table-side piano wires 2A is limited.
  • the link mechanism According to the principle of the link mechanism, its translation and rotation in the plane are allowed.
  • the relay plate 2G is suspended from the main body side projection 3B by four table-side piano wires 2B located on the outer side of the relay plate 2G.
  • the translation and rotation in the plane of the main body 3 are also allowed.
  • the auxiliary table 5 i.e., the movable table 1
  • the relay plate 2G moves up and down while maintaining the parallel state.
  • the support table 5 that is, the movable table 1
  • the change in the height position causes the height of the relay plate 2G to move up and down. Is absorbed by
  • the piano wires 2 A and 2 B on the table side and the case body side have the same diameter and the same elasticity, and their effective lengths L are exactly the same. Is set.
  • the piano wires 2A and 2B according to the present embodiment are arranged along the left and right direction, for example, as shown in FIGS. 1 and 3, but the X axis on the XY plane As long as they are arranged at positions symmetrical with respect to the Y axis, they may be arranged at positions other than the positions shown in FIG.
  • the relay plate 2G absorbs the fluctuation in the height position caused by the deformation of the piano wires 2A and 2B, and as a result, the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) is totally The slide moves in the same plane without changing the height.
  • the auxiliary table 5 returns to the original position in a straight line due to the spring action (restoring force) of the piano wires 2A and 2B.
  • the catching table 5 that is, the movable table 1
  • the auxiliary table 5 that is, the movable table 1 as a whole has almost the same height. It rotates in the same plane while maintaining the height.
  • the auxiliary table 5 returns to its original position in a straight line due to the spring action (restoring force) of the piano wires 2A and 2B.
  • the electromagnetic drive means 4 for applying a predetermined moving force to the movable table 1 via the auxiliary table 5 is provided (see FIG. 1). ).
  • the electromagnetic driving means 4 is composed of four driven magnets (permanent magnets are used in the embodiment) 6 mounted on an auxiliary table 5 and movable through the respective driven magnets 6.
  • the table 1 includes four field-shaped drive coils 7 for generating a predetermined electromagnetic force in a predetermined direction of movement, and a fixed plate 8 for holding the field-shaped drive coils 7.
  • the fixed plate 8 is provided on the movable table 1 side of the auxiliary table 5 (between the auxiliary table 5 and the movable table 1), and the periphery thereof is fixedly mounted on the case body 3. .
  • the fixing plate 8 may be configured so that only the left and right ends in FIG. In the center of the fixing plate 8, a through hole 8A is formed to allow parallel movement of the connecting column 10 within a predetermined range.
  • the through hole 8A according to the present embodiment is formed in a circular shape, it may be a square or another shape.
  • the through-hole 8A of the fixed plate 8 may have any shape as long as the shape allows the movement of the connecting post 10.
  • the entire periphery of the fixing plate 8 is held by the main body-side protruding portion 3.
  • the fixing plate 8 and the main-body-side protruding portion 3A may be integrated with each other with a knock pin or the like after screwing, or may be integrated with each other by welding or the like in order to make the integration robust.
  • the fixed plate 8 can smoothly respond to the displacement and movement of the movable table 1 in units of microns ( ⁇ ) without causing a positional shift with respect to the case body 3. The advantage that arises.
  • the four driven magnets 6 are formed of permanent magnets whose opposing surface facing the drive coil 7 has a square shape.
  • a plurality of axes are set by equally dividing in the circumferential direction with respect to one axis passing through the origin set in the same plane on which the movable table 1 moves. ing.
  • the origin is set to coincide with the center of the fixed plate 8.
  • the movable table 1 moves in the circumferential direction with respect to one axis passing through the origin set in the same plane.
  • axes are set by dividing into four equal parts at each angle of 0 °. Assume that two sets of axes extending in opposite directions through the origin are respectively: the X axis and the ⁇ axis, and the directions coinciding with the X axis and the ⁇ axis are the X direction and the ⁇ direction. ing. Therefore, these X and ⁇ directions are orthogonal to each other at the origin.
  • the position from which the movable table 1 starts to move is determined by the center position of the connecting column 10 when the movable table 1 is present on the main body 3 in a free state without receiving external force, that is, the position of the movable table 1
  • the center position and the origin at which the X- ⁇ direction intersects are defined on the center position of the fixed plate 8. Are matched.
  • the four driven magnets 6 are in the XY directions (on four axes) on the auxiliary table 5 and at the same time from the origin. They are arranged and fixed at distances, respectively.
  • a field-shaped driving coil 7 force S is fixedly mounted at a fixed position on a fixed plate 8 corresponding to each of the four driven magnets 6 individually.
  • the field-shaped drive coil 7 has a cross-shaped coil side along the X-Y axis at the center thereof, and is movable by a mutual magnetic action of a magnetic force generated by energization and a magnetic force of each driven magnet 6.
  • a moving force (feed) is applied to table 1 along a predetermined moving direction.
  • the orientation of the four driven magnets 6 is such that the magnetic pole on the side facing the field-shaped drive coil 7 is N pole on the X axis and S pole on the Y axis in this embodiment. Are set respectively (see Fig. 2 and Fig. 3).
  • the magnetic force generated between the magnetic force generated in the vertical or horizontal direction of the cross coil side of the drive coil 7 and the magnetic force of the driven magnet 6 is always unified in the X-axis direction or the Y-axis direction, The resultant is always set to the maximum value. Therefore, it is possible to efficiently output the generated magnetic force as a driving force for the movable table 1.
  • the size of the cross-shaped drive coil 7 is set such that the length of the cross-shaped coil side on the inside allows the maximum movement range of the driven magnet 6.
  • a field-shaped driving coil 7 which is a main part of the electromagnetic driving means 4 is composed of four rectangular small coils 7a, 7b, 7c, 7d which can be energized independently. It is configured.
  • the coil portions of the four small rectangular coils 7 a, 7 b, c, and 7 d inside each other in a cross shape form the cross-shaped coil side.
  • the cross-shaped coil side located inside the field-shaped drive coil 7 has a vertical or horizontal direction. And the like, so that an electromagnetic driving force in a predetermined direction is output to the corresponding driven magnet 6. Then, a moving force is applied to the auxiliary table 5 in any direction including a rotational operation on the XY axis by the combined electromagnetic driving force generated in the four driven magnets 6 ′. It is like that.
  • the four small rectangular coils 7a to 7d may be hollow coils, or may be ones filled with a conductive magnetic member such as ferrite.
  • the hatched portion inside the coil indicates the magnetic flux linkage region.
  • Reference numeral 9 denotes braking 3 ⁇ 4: 3 ⁇ 4 * ⁇ 'fixed to the cross-shaped driving coil 7 side in close proximity to the driven magnet 6.
  • the moving state of the assisting table 5 (that is, the movable table 1) driven by the electromagnetic driving means 4 is detected by a position detection sensor mechanism 25.
  • the position detection sensor mechanism 25 shown in FIG. 6 is composed of a capacitance sensor group 26 having a plurality of capacitance-type detection electrodes (eight in this embodiment) and a capacitance sensor group 26. And a position information calculation circuit 27 that performs voltage conversion of the plurality of capacitance change components and performs a predetermined calculation and sends the result to a table drive control unit 21 described later as position change information.
  • the position information calculation circuit 27 includes a signal conversion circuit unit 27 A that individually converts a plurality of capacitance change components detected by the capacitance sensor group 26 into a voltage, and the signal conversion circuit unit 27 converts the signals.
  • the voltage signals applied to the plurality of capacitance change components are converted into an X-direction position signal VX and a Y-direction position signal VY indicating positions on the X-Y coordinates by a predetermined calculation, and further, a rotation angle signal ⁇ is calculated.
  • a position signal operation circuit section 27B for outputting the result.
  • the plurality of capacitance sensor groups 26 face a lower surface portion around the auxiliary table 5 and are spaced apart from the upper surface of the main body side protrusion 3B by a predetermined distance.
  • a relatively wide common electrode (not shown) is provided on the lower surface around the auxiliary table 5.
  • each of the capacitance detection electrodes 26 X1, 26 X2, 26 X3, 26 X 4, 26 Y 1, 26 ⁇ 2, 26 ⁇ 3, 26 ⁇ 4, Capacitance detection electrodes 26 XI, 26 X2 are at predetermined intervals vertically along the right end of Figs. 2 and 3
  • the capacitance detecting electrodes 26 X3 and 26 X are provided at predetermined intervals along the vertical direction at the left end of FIGS. 2 and 3.
  • the capacitance detecting electrodes 26 X1, 26 X2, 26 X3, 26 X4, 26 Y1, 26 ⁇ 2, 26 ⁇ 3, 26 ⁇ 4 is mounted on the upper end of Figs. 2 and 3 at predetermined intervals along the left and right, and the capacitance detection electrodes 26 23 and 26 64 are mounted on the lower end of Figs. 2 and 3 at the left and right. It is equipped at predetermined intervals along.
  • the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) is fed by the electromagnetic driving means 4 and moves in the direction of arrow F (upper right in the figure) as shown in FIG.
  • the capacitance change component detected by 26 X4 (26 63, 26 64) is converted to voltage by the signal conversion circuit 27A and sent to the position signal calculation circuit 27B.
  • each of the converted voltages is input and differentially output as an X-direction position signal VX—Y-direction position signal VY.
  • each part when the assisting table 5 receives the feed by the electromagnetic driving means 4 and rotates in the direction of the arrow as shown in FIG. 7 (B), in this embodiment, each part operates and operates in the same manner as in the above case.
  • This is configured so that the change component is voltage-converted and differentially output as a predetermined rotation angle signal 0.
  • the electromagnetic drive means 4 is provided with an operation control system 20 for individually controlling the movement of the movable table 1 by controlling the drive of the plurality of field-shaped drive coils 7 individually. (See Figure 6).
  • the operation control system 20 individually drives a plurality of field-shaped drive coils 7 of the electromagnetic drive means 4 according to a predetermined control mode, and moves the movable table 1 in a predetermined direction.
  • the table drive control means 21 is provided with an operation command input unit 24 for commanding a predetermined control operation for each of the plurality of field-shaped drive coils 7.
  • the position information during and after the movement of the movable table 1 is detected by the position detection sensor mechanism 25 and sent to the table drive control means 21 with high sensitivity as described later. It is like that.
  • the table drive control unit 21 according to the present embodiment has a main control unit 21A and a coil drive control unit 21B.
  • the main control section 21 A operates based on a command from the operation command input section 24 to program a predetermined control mode. And has a function of controlling the supply of a predetermined current to each of the plurality of field-shaped drive coils 7 selected from the memory unit 22.
  • the coil drive control unit 21B simultaneously and individually drives and controls the predetermined four field-shaped drive coils ⁇ , 7... According to the control mode set by the main control unit 21A. It has the function to do.
  • the main controller 21A calculates the position of the movable table 1 based on input information from a position detection sensor mechanism 25 for detecting a table position or performs other various operations in addition to the above functions. It also has functions at the same time.
  • Reference numeral 4G denotes a power supply circuit section that supplies a predetermined current to the plurality of field-shaped drive coils 7 of the electromagnetic drive means 4.
  • the table drive control means 21 receives information from the position detection sensor mechanism 25, performs a predetermined calculation, and based on this, preliminarily operates an operation command input unit.
  • a table position correction function for controlling the transfer of the movable table 1 is provided.
  • the movable table 1 when the moving direction of the movable table 1 is shifted due to disturbance or the like, the movable table 1 is controlled to be transferred in a predetermined direction while correcting the shift. Accordingly, the movable table 1 is quickly and accurately transferred to a preset target position.
  • the table drive control means 21 is configured to control the four electromagnetic drive means 4 according to a predetermined control program (a predetermined energization pattern and a predetermined control mode which is a combination thereof) stored in advance in a program storage section 22.
  • a predetermined control program a predetermined energization pattern and a predetermined control mode which is a combination thereof
  • the drive coils 7 are individually driven and controlled.
  • the program storage unit 22 stores a program for executing four basic energization patterns for the four field-shaped drive coils 7, 7,.... It is stored (see Figs. 6 and 8).
  • Fig. 8 shows four types of energization patterns A, B, C, and D for the four rectangular small coils 7a, 7b, 7c, and 7d of the field-shaped drive coil 7 (stator side).
  • the direction of the current generated in the cross-shaped part of each field-shaped drive coil and the corresponding direction of the electromagnetic driving force (thrust) generated in the driven magnet (permanent magnet) 6 on the mover side are shown.
  • each of the rectangular small coils 7a to 7c is individually energized and controlled, which is equivalent to the state where only the current IB in the negative direction of the X axis is energized. .
  • each of the rectangular small coils 7a to 7c is individually energized and controlled as shown in the drawing, and as a result, the state is the same as when only the current IC in the positive direction of the Y axis is energized.
  • the energization pattern D is the square small coils 7 a ⁇ 7 c as shown, each controlled individually energized, equivalent thereto Yotsute, was the negative direction of the current ID Nomigatsu electrodeposition Y axis State.
  • the four energization patterns A, B, C, and D are stored in the program storage unit 22.
  • the program is executed based on a predetermined control program stored in advance.
  • the hollow arrows shown in FIG. 8 indicate the electromagnetic driving force (thrust) generated between the armature and the driven magnet (permanent magnet) 6 corresponding to these energization patterns A, B, C, and D. The direction of each is shown.
  • each corresponding electromagnetic force is generated by the Fleming's left-hand rule at the side of the energized coil of the field-shaped drive coil 7, since the field-shaped drive coil 7 is fixed on the fixed plate 8.
  • the reaction force is generated as electromagnetic driving force (thrust) toward the driven magnet (permanent magnet).
  • the outline arrows shown in FIG. 8 indicate the reaction force (electromagnetic driving force). Therefore, the direction of the reaction force (electromagnetic driving force) is reversed depending on the types of the magnetic poles N and S of the driven magnet 6.
  • the program storage unit 22 stores the movable table 1 on the X-Y plane, which is assumed to be the center on the fixed plate 8 as the origin, in the positive and negative directions of the X axis and the positive and negative directions of the Y axis.
  • Each operation program according to each of the ninth to tenth control modes for causing the CPU to rotate clockwise or counterclockwise at a predetermined position is stored.
  • FIGS. 9 to 13 show the functions of the respective field-shaped drive coils 7 and the operation of the auxiliary table (movable table 1) that occur when the operation programs according to the first to tenth control modes are executed. An example of each state is shown below.
  • FIGS. 9 (A) and 9 (B) show a state when the first control mode is executed.
  • the two field-shaped driving coils 7, 7 are controlled to conduct current by the method of the current pattern D, and the two field-shaped driving coils 7, 7 on the Y axis are controlled to flow by the method of the current pattern C, respectively.
  • symbols N and S indicate the types of magnetic poles of each driven magnet (permanent magnet) 6.
  • FIG. 9 (B) illustrates the direction on the X- ⁇ coordinate when the same electromagnetic driving force is generated in each of the field-shaped driving coils 7, 7,.... Than this,
  • the auxiliary table 5 is transferred in a negative direction (not shown) on the X-axis. May be set completely opposite to the case of the first control mode.
  • the two field-shaped drive coils 7 and 7 on the X-axis are energized and controlled by the method of the current pattern C, and the two field-shaped drive coils 7 and 7 on the Y-axis. Are controlled by the current pattern D method.
  • the auxiliary table 5 is smoothly transported in the negative direction on the X axis (not shown).
  • FIGS. 10 (A) and 10 (B) show the state when the third control mode is executed.
  • the two cross-shaped drive coils 7, 7 on the X-axis are in the current pattern A method, respectively.
  • the energization is controlled, and the two field-shaped drive coils 7 on the Y-axis are energized by the method of the current pattern ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ .
  • FIG. 10 ( ⁇ ) shows the direction of the resultant force on the X- ⁇ coordinates when the same electromagnetic driving force is generated in each of the field-shaped driving coils 7, 7,.... Therefore, when transferring the auxiliary table 5 in the positive direction on the ⁇ axis, it is particularly important to generate the same magnitude of driving force on each of the cross-shaped driving coils 7 on the X axis. It becomes.
  • the two field-shaped drive coils 7, 7 on the X-axis are energized and controlled by the method of the current pattern ⁇ , respectively, and the two field-shaped drive coils 7, 7 on the ⁇ -axis Each of them is controlled by the method of current pattern ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the auxiliary table 5 is smoothly transported in the negative direction on the Y axis (not shown).
  • FIGS. 11A and 11B show the state when the fifth control mode is executed.
  • the two cross-shaped drive coils 7 and 7 on the X axis are energized and controlled by the method of the current pattern D, and the two cross-shaped drive coils on the Y-axis.
  • the currents 7 and 7 are controlled by the current pattern B method.
  • an electromagnetic driving force is generated in the directions of arrows F X1 and F X3 for the two driven magnets (permanent magnets) 6 on the X axis, and With respect to the two driven magnets (permanent magnets) 6, an electromagnetic driving force is generated in the directions of arrows F Y2 and F Y4, thereby moving from the center point on the X-Y axis in the first quadrant direction.
  • the assisting table 5 is driven toward (arrow FXY).
  • FIG. 11 (B) illustrates the direction of the resultant force on the XY coordinates when the same electromagnetic driving force is generated in each of the field-shaped driving coils 7, 7,....
  • the auxiliary table 5 is transferred from the center point on the XY axis in the direction of the third quadrant (not shown).
  • the current pattern to be supplied to... May be set completely opposite to the case of the fifth control mode.
  • the two field-shaped drive coils 7 and 7 on the X-axis are energized and controlled by the method of the current pattern C, respectively, and the two field-shaped drive coils 7 and 7 on the Y-axis are The energization is controlled by the current pattern B method.
  • the auxiliary table 5 is smoothly transferred from the center point on the XY axis toward the third quadrant (not shown).
  • FIGS. 12 (A) and 12 (B) show a state when the seventh control mode is executed. As shown in this figure, in the seventh control mode, the two cross-shaped drive coils 7 and 7 on the X-axis are respectively driven by the current pattern C. W
  • the energization is controlled, and the two field-shaped drive coils 7 on the Y-axis are energized by the method of the current pattern ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ .
  • an electromagnetic driving force is generated in the directions of arrows F X1 and-F X3 for the two driven magnets (permanent magnets) 6 on the X axis
  • an electromagnetic driving force is generated in the directions of arrows F ⁇ 2 and FY4, and this causes The capture table 5 is driven in the direction of the two quadrants (arrow F YX).
  • Fig. 12 ( ⁇ ) illustrates the direction of the resultant force on the X- ⁇ coordinates when the same electromagnetic driving force is generated in each of the field-shaped driving coils 7, 7,....
  • the auxiliary table 5 is transferred from the center point on the X-Y axis in the direction of the fourth quadrant (not shown). May be set to be completely opposite to the case of the seventh control mode.
  • the two cross-shaped drive coils 7, 7 on the X-axis are respectively controlled to be energized by the method of the current pattern D, and the two cross-shaped drive coils 7, 7 on the Y-axis are respectively controlled.
  • the energization is controlled by the current pattern A method.
  • the auxiliary table 5 is smoothly transferred from the center point on the X-Y axis toward the fourth quadrant (not shown).
  • Figures 13 (A) and (B) show the state when the ninth control mode is executed. It is a thing. As shown in this figure, in the ninth control mode, the auxiliary table 5 (that is, the movable tape 1) is rotated by a predetermined angle of 0 minute, and in this control operation, a predetermined allowable range is set. In this configuration, the assisting table 5 having no center axis makes a counterclockwise circular motion so that a stationary operation at a predetermined position is possible.
  • the field-shaped drive coil 7 on the positive axis of the X-axis is formed by the method of the current pattern A
  • 7 is formed by the method of current pattern B
  • the field-shaped drive coil 7 on the Y-axis positive axis is formed by the method of current pattern D
  • Each is energized.
  • the driven magnets (permanent magnets) 6 corresponding to the respective field-shaped driving coils 7, 7,..., As shown in FIG.
  • An electromagnetic driving force is generated in a direction F Y1, — F X2, — F Y3, or F X4 orthogonal to each axis along the direction.
  • the magnitude of the electromagnetic driving force generated in each of the driven magnets (permanent magnets) 6 is set to the same magnitude P, and the auxiliary table is controlled.
  • No. 5 makes a counterclockwise circular motion even in a state where there is no center axis within a predetermined allowable range, thereby enabling a stationary operation at a predetermined position.
  • the stop position after the circular movement is a balance point (a position rotated by a predetermined angle ⁇ , which is a predetermined angle ⁇ ) between the entire electromagnetic driving force and the original position return force due to the panel action of the table holding mechanism 2.
  • the relationship between the rotation angle and the electromagnetic driving force is experimentally specified in advance, and is stored in the data storage unit 23 in a searchable chart (map).
  • Fig. 13 (B) illustrates the directions on the XY coordinates when the same electromagnetic driving force is generated in each of the field-shaped driving coils 7, 7, ....
  • the auxiliary table 5 that is, the movable table 1) rotates counterclockwise by a predetermined angle 0 around the center point O on the X—Y axis and stops.
  • the magnitude of the rotation angle ⁇ ⁇ for setting the stop position after rotation is determined by appropriately setting and controlling the magnitude of the same current that is supplied to each of the drive coils 7, 7-.
  • the rotation angle ⁇ is determined.
  • the magnitude of the current is set and controlled by the main controller 21A.
  • the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) is rotated clockwise. For this reason, in the tenth control mode, the direction of the same current to be supplied to the respective field-shaped driving coils 7, 7,... May be set in the opposite direction.
  • the cross-shaped drive coil 7 on the positive axis of the X-axis uses the current pattern B method
  • the cross-shaped drive coil 7 on the negative X-axis uses the current pattern A method
  • the upper cross drive coil 7 is energized by the current pattern C
  • the cross drive coil 7 on the negative Y axis is controlled by the current pattern D.
  • the auxiliary table 5 is smoothly controlled to rotate clockwise only by the predetermined angle of 0 minute (not shown).
  • An operation program for each of these energization patterns and each control operation is stored in an operation program storage section 22 provided in the table drive control section 21 so as to be output.
  • the table drive control means 21 selects one of the operation programs based on a command from the operation command input unit 24, and controls the drive of the electromagnetic drive means 4 based on the selected program. I have. , —, "
  • the electromagnetic braking mechanism includes a braking magnet and a non-magnetic and conductive braking plate 9 that face each other and move relatively in synchronization with the movement of the movable table 1.
  • One of the braking magnet and the braking plate 9 is fixed at a fixed position, and the other is provided so as to be movable in synchronization with the movement of the movable table 1.
  • a set of the braking magnet and the braking plate 9 is provided. Is configured to generate a braking force based on the magnetic action of the magnetic force of the eddy current generated in the braking plate 9 as the movable table 1 moves and the magnetic force of the braking magnet.
  • the driven magnet 6 is used as the braking magnet of the electromagnetic braking mechanism according to the present embodiment.
  • a metal braking plate 9 made of a non-magnetic member is provided around the end face of each of the four field-shaped driving coils 7 facing the driven magnet 6.
  • Each of the driven magnets 6 is fixedly mounted in opposition to and close to the magnetic pole surface of the driven magnet 6 in a state of being insulated from the magnet.
  • the electromagnetic braking mechanism has a function of slowly moving the auxiliary table 5 (movable table 1) while suppressing the sudden movement of the auxiliary table 5 (movable table 1).
  • FIG. 14 (A) is a partial cross-sectional view showing the braking plate 9 of FIG.
  • FIG. 14 (B) is a plan view taken along the line AA of FIG. 14 (A).
  • FIGS. 15 (A) and 15 (B) show the occurrence of the electromagnetic braking (eddy current braking).
  • a braking plate 9 is fixed to an end of a cross-shaped drive coil 7 so as to face the N pole of the driven magnet 6.
  • a predetermined moving force f 1 force s is generated in the braking plate 9 (to the right in the figure) according to the left-hand rule.
  • a reaction force f2 of the moving force f1 is generated as a braking force on the driven magnet 6, and its direction is the same as the direction of the moving force fl. Is in the opposite direction. That is, the braking force f 2 is in a direction opposite to the initial rapid movement direction of the driven magnet 6 (that is, the auxiliary table 5), and its magnitude is proportional to the movement speed of the trapping table 5. Because of this size, the abrupt movement of the assisting table 5 is suppressed by the appropriate braking force f 2, and the assisting table 5 moves smoothly in a stable state.
  • a predetermined braking force f 2 is generated at the other braking plate 9.
  • the auxiliary table 5 having the driven magnet 6 Although easy to reciprocate at the stop point is produced.
  • the auxiliary table 5 (movable table 1) can be moved in a stable state.
  • the reciprocating microvibration which functions similarly is effectively suppressed.
  • each metal-shaped braking plate 9 made of a non-magnetic member mounted on the end face of each coil-shaped drive coil 7 has a transformer It constitutes a secondary circuit and is short-circuited through a predetermined low resistance r (causing eddy current loss).
  • K 1 indicates a primary winding representing a field-shaped drive coil 7
  • K 2 indicates a secondary winding corresponding to the braking plate 9.
  • FIG. 16 (A) shows a state in which the secondary winding is short-circuited via an electric resistance component (low resistance r: causing eddy current loss) in the braking plate 9. In this case, a current equivalent to the short-circuit state of the secondary winding (ie, an eddy current proportional to the magnitude of the magnetic flux of the drive coil 7) flows through the braking plate 9. The other parts with the braking plate 9 are in exactly the same condition.
  • FIG. 16 (B) shows a state in which the braking plate 9 is not provided (a state in which the secondary winding portion is opened).
  • each of the braking plates 9 also has a function of radiating heat generated when each of the field-shaped drive coils 7 is driven.
  • the current increase is set at a substantially constant level for a long time by effectively suppressing the increase in resistance and the decrease in the current value (ie, the decrease in the electromagnetic drive force) at high temperatures caused by the continuous operation of the drive coil. can do.
  • external current control for the electromagnetic driving force output from the electromagnetic driving means can be continued in a stable state, and aging (dielectric breakdown due to heat) can be effectively suppressed.
  • the durability of the entire device and, consequently, the reliability of the entire device can be improved.
  • the braking plate 9 is provided for each of the field-shaped drive coils 7 as the braking plate. It may be formed as a single braking plate that acts on the shape drive coil 7 in common, and a plurality of cross-shaped drive coils 7 face this single braking plate. .
  • FIG. 6 first, when an operation command for moving the movable table 1 to a predetermined position is input from the operation command input section 24, the main control section 21A of the table drive control means 21 is immediately activated. Then, based on the operation command, the reference position information of the movement destination is selected from the data storage unit 23, and at the same time, the control program for the predetermined control mode corresponding to this is read from the operation program storage unit 22. Then, the coil selection drive control section 21B is operated to drive and control the four cross-shaped drive coils 7 of the electromagnetic drive means 4 based on a predetermined control mode.
  • FIGS. 17 and 18 a command to move the movable table 1 to a predetermined position in the positive direction of the X-axis was input from the operation command input unit 24, and based on this, the entire apparatus was operated. Indicates the status.
  • the first control mode shown in FIG. 9 is selected as the control mode, and the energization pattern is selected in the state shown in FIG. 9 for each of the four rectangular drive coils 7 accordingly. And that it has acted accordingly.
  • the auxiliary table 5 when the auxiliary table 5 is fed to the right side of the figure by the electromagnetic driving means 4, it resists the elastic force (returning to the original position) of each of the piano wires 2A and 2B.
  • the auxiliary table 5 moves.
  • the auxiliary table 5 i.e., the movable table 1 balances the elastic return force of each of the piano wires 2A and 2B with the electromagnetic driving force of the electromagnetic driving means 4 applied to the auxiliary table 5. Stop at point (movement target position).
  • the symbol T indicates the distance traveled.
  • a hatched portion indicates a portion where the capacitance components of the other capacitance detection electrodes 26 X3 and 26 X4 have decreased due to the movement of the auxiliary table 5, and a cross hatched portion indicates the one capacitance detection electrode 2.
  • the portion where the capacitance component of 6 XI, 26 X2 has increased is shown.
  • FIG. 18 shows a case where there is no displacement in the Y-axis direction.
  • the moving operation of the auxiliary table 5 is usually performed rapidly in any of the application control and the release control of the electromagnetic driving force. Therefore, the auxiliary table 5 (or the movable table 1) undergoes a repetitive motion (reciprocating motion) caused by the inertia force and the spring force at the stop position at the movement destination or at the stop position when returning to the original position.
  • a repetitive motion reciprocating motion
  • the main control unit 2 of the table drive control means 21 similarly to the above case. 1A is activated immediately, and the reference position information of the destination is selected from the data storage unit 23 based on the operation command.
  • a control program corresponding to a predetermined control mode corresponding to the operation program storage unit 22 is selected.
  • a coil selection drive control section 21B is provided to drive and control the four field-shaped drive coils 7 of the electromagnetic drive means 4 based on a predetermined control mode.
  • the auxiliary table 5 (movable table 1) can be used without using the heavy double-structure XY-axis movement holding mechanism required in the conventional case. , From the center position (within a predetermined range) While maintaining the same height position, it can be smoothly moved in any direction on the XY plane or can be driven to rotate in the same plane.
  • the auxiliary table 5 (movable table 1) equipped with the driven magnet 6 changes suddenly, it is proportional to the sudden change between the driven magnet 6 and the braking plate 9 made of a non-magnetic metal member. Since the electromagnetic braking (eddy current braking) force of the specified magnitude acts, the movable table 1 is suppressed from sudden movement, and can move smoothly in a stable state in a predetermined direction.
  • the braking plate 9 has a simple configuration in which it is individually mounted on the cross-shaped driving coil 7 so as to face each driven magnet 6, and the electromagnetic driving means 4 for generating electromagnetic driving power is also provided on the auxiliary table 5. With the simple configuration of mounting the driven magnet 6 and the fixed driving coil 7 on the fixed plate 8 facing it, the whole device can be reduced in size and weight. Not only is the portability good, but also the workability is good because no special skills are required during the assembly work.
  • a metal braking plate 9 made of a non-magnetic member and provided on the end face of the drive coil 7 on the side of the driven magnet 6 has a circuit equivalent to the transformer secondary circuit in relation to the drive coil 7. And short-circuited via the electrical resistance component (causing eddy current loss) of the braking plate 9. Therefore, the field-shaped drive coil 7 constituting the primary circuit in this case can pass a relatively large current as compared with the case where the secondary circuit is in the open state. Accordingly, it is possible to output a relatively large electromagnetic force as compared with a case where the braking plate 9 is not provided between the driven magnet and the driven magnet.
  • the braking plate 9 also functions as a heat radiating plate, it is possible to effectively suppress a change in diameter (insulation rupture due to heat) due to continuous operation of the cross-shaped driving coil 7. As a result, the durability of the entire device can be increased, and as a result, the reliability of the entire device can be improved.
  • each of the rice-shaped drive coils 7 may be provided at a predetermined position on the table 8.
  • each field-shaped drive coil 7 is provided while penetrating the fixed table 8, and the driven magnet 6 is moved to the movable table 1 side and the auxiliary table 5 in opposition to each field-shaped drive coil 7. You may equip both sides.
  • the drive coil 7 is not necessarily limited to the cross-shaped drive coil. If it is, another form of drive coil may be used.
  • FIG. 19 to FIG. A second embodiment is shown in FIG. 19 to FIG.
  • the auxiliary table 5 provided in the first embodiment is deleted, and the movable table 31 is directly held by the table holding mechanism 2.
  • the movable table 31 is directly driven by the electromagnetic driving means 4. It is characterized in that it is configured as follows.
  • reference numeral 31 denotes a rectangular movable table.
  • the movable table 31 has a circular flat work surface 31 A on the upper surface.
  • Reference numeral 2 denotes the same table holding mechanism as the table holding mechanism in the first embodiment.
  • the table holding mechanism 2 is disposed in the lower part of FIG. 19, as in the first embodiment, and allows the movable table 31 to move in any direction within the same plane, and The movable table 31 is held in a state where the original position returning force can be applied to the table 31.
  • the movable table 31 is connected to the case main body 3 3 via the table holding mechanism 2 disposed inside the case main body 33 as a main body. Built in.
  • a capacitive position detection for constantly detecting the moving position of the movable table 31. Sensors are provided in the same manner as in the first embodiment.
  • a square-shaped spacer 31 B having a flat surface of a predetermined width is provided around the end of the lower surface (bottom surface) in FIG. 19 of the movable table 31, a square-shaped spacer 31 B having a flat surface of a predetermined width is provided.
  • the common electrode 31Ba of the capacitive position detection sensor is provided.
  • the same capacitance detection electrodes 26X1, 26X2, 26X3, 26X4, 26Y1 as the capacitance detection electrodes in the first embodiment are used.
  • 26 Y2, 26 Y3, 26 Y4 are provided in the same manner as in the first embodiment, and are provided on the upper surface of a driving means holding portion (projecting portion on the main body side) 33 A described later. I have.
  • the table holding mechanism 2 is a table holding machine according to the first embodiment. ,, "
  • two piano wires installed at a predetermined interval (other members may be used as long as they are rod-shaped elastic wires having appropriate rigidity enough to support the movable table 31).
  • a set of 2A and 2B is prepared in advance corresponding to the peripheral end of the movable table 31.
  • the four sets of piano wires 2A and 2B are provided in a rectangular relay for each set. Separate into the four corners of member 2G and plant it upward.
  • the movable table 31 is held from below by the four table-side piano wires 2 A located inside, and the relay member 2 G is held by the four piano wires 2 B located outside on the case body 3.
  • the structure is like swinging from 3 and swinging.
  • the movable table 31 can move in any direction within the same plane without changing the height position as in the case of the first embodiment, and at the same time, within the allowable range. It is also possible to rotate.
  • the case body (main body portion) 33 is formed in a box shape having upper and lower portions opened.
  • Reference numeral 34 indicates electromagnetic drive means.
  • the electromagnetic drive means 34 is formed in the same manner as the electromagnetic drive means 4 in the first embodiment, is arranged on the lower side of the movable table 31 in FIG. 19 and is held on the case body 33 side,
  • the movable table 31 has a function of imparting a moving force.
  • Reference numeral 33A denotes a driving means holding portion as a main body-side protruding portion protruding around the inner wall of the case main body 33.
  • the electromagnetic driving means 34 is held by the case body 33 via the driving means holding portion 33A.
  • the upper surface in FIG. 19 of the driving means holding portion 33 A is formed as a flat surface, and the position information of the movable table 31 is externally output on this flat surface.
  • the electromagnetic driving means 34 includes ffl driven magnets 6 fixedly mounted at predetermined positions on the lower surface of the movable table 31 in FIG. 19, It has a cross-shaped coil side arranged opposite to each driven magnet 6 and has a predetermined driving force electromagnetically applied to each driven magnet 6 along a predetermined moving direction of the movable table 31. And a fixed plate 38 that holds the cross-shaped drive coil 7 at a fixed position.
  • the fixed plate 38 is set in parallel with the movable table 31 at a predetermined interval, is disposed below the movable table 31 in FIG. 1.9, and the periphery thereof is a driving means of the case body 33. Further, on the end face side of the field-shaped drive coil 7 on the side of the driven magnet 6, similarly to the case of the first embodiment, a braking member made of a non-magnetic metal member is held. Plates 9 are individually arranged close to the pole faces of the driven magnet 6.
  • the braking plate 9 according to the present embodiment is fixed to the end face portion of the horizontal drive coil 7 and is fixed to the fixed plate 38 side via the vertical drive coil 7.
  • the braking plate 9 is fixed to the fixed plate 38 via another spacer member (not shown) while maintaining a state in which the braking plate 9 is in contact with the end face of the cross-shaped drive coil 7. May be configured. This is the same in the case of the first embodiment.
  • the movable table 31 is held by four table-side piano wires 2A located inside.
  • Reference numeral 31 C denotes the four table-side pianos.
  • 19 shows four table-side legs projecting downward from the lower surface in FIG. 19 of the movable table 31 to engage with the line 2A.
  • the movable table 31 is connected to and held by four table-side piano wires 2A via the four table-side legs 31C.
  • the length of the four table-side legs 31C is determined by the four piano-side piano wires 2A positioned on the inner side and the four piano wires 2B positioned on the outer side and the effective length L thereof. Are set to the same length.
  • Through holes 38 A of a predetermined size are formed at four corners of the fixing plate 38.
  • the through hole 38 A according to the present embodiment is formed in a rectangular shape. However, if the size of the movable table 31 is large enough to allow the operation, the shape of the through hole 38 A may be circular or another shape. There may be.
  • the four table-side legs 31C individually penetrate the through-hole 38A, whereby the movable table 1 located in the upper part of FIG. The table is held by four piano wires 2 A on the four table sides of the table holding mechanism 2.
  • the second embodiment described above has substantially the same operation and effect as the first embodiment.
  • the movable table 31 is provided by removing the auxiliary table 5 provided in the first embodiment.
  • the table is held directly by the table holding mechanism 2 and the movable table 31 is directly driven by the table drive control means 21, so the structure is further simplified and the size and weight can be reduced accordingly. It becomes. Therefore, the weight of the movable table 1 is reduced, so that not only the durability of the table holding mechanism 2 can be improved, but also the portability of the entire apparatus can be improved.
  • the work process of connecting and incorporating the bull 5 to the movable table 31 is not required, productivity and maintainability can be significantly improved, and there is an advantage that the cost of the entire apparatus can be reduced.
  • FIG. 21 shows a third embodiment.
  • the third embodiment shown in FIG. 21 is different from the first embodiment in that a braking plate 9 individually provided at the ends of a plurality of cross-shaped driving coils facing each driven magnet is provided. It is characterized by a structure that is shared by using a single plate-like member.
  • FIG. 21 shows a case where a single braking plate 39 made of the same material is provided instead of the four braking plates 9 provided in the first embodiment. .
  • the central portion of the braking plate 39 allows the connecting column 10 disclosed in FIG. 1 to pass through, and the connecting column 10 together with the auxiliary table 5 (and the movable table 1) is connected to the second column 21.
  • a through hole 39 9 is formed with a size large enough to allow movement in the plane of the orthogonal axis X- ⁇ in the figure.
  • the braking plate 39 is in contact with each end of each of the plurality of U-shaped drive coils 7, and is fixed via the respective D-shaped drive coils 7.
  • the braking plate 39 is fixed to the fixed plate 8 via another spacer member (not shown) while maintaining the state in which it abuts on the end face of each of the field-shaped drive coils 7. You may comprise so that it may be fixed.
  • the same operation and effect as those in the first embodiment can be obtained, and further, the assembling work of the braking plate 39 is compared with the case of the first embodiment.
  • Significantly simplified and braking play Since the entire surface area of the grommets 39 becomes large, they also function effectively as heat sinks. Further, since the structure is simplified, there is an advantage that productivity and durability of the device can be improved.
  • a case where a single plate-like member of the same material is provided instead of the plurality of braking plates 9 in the first embodiment is exemplified. It is not limited.
  • a single plate-like member of the same material is provided as a single braking plate 39 instead of the plurality of braking plates 9 in the configuration in which the auxiliary table 5 is omitted. May be configured.
  • the drive control of the electromagnet is performed by the table drive control means 21, and the forward direction, the reverse direction, or the energization stop state is selected in conjunction with the operation of each of the cross-shaped drive coils 7, and a predetermined state is selected.
  • Energization control is performed (not shown).
  • both the drive coil and the electromagnet can be controlled to respond to this, so it is possible to respond quickly to changes in the moving direction of the movable table. It becomes. Further, since the magnetic flux density (magnet strength) of the driven magnet can be freely set as needed, there is an advantage that the strength of the driven magnet can be changed according to the use condition.
  • FIG. 22 shows a fourth embodiment.
  • the electromagnetic braking mechanism according to the first embodiment shown in FIG. 1 uses a driven magnet 6 as a braking magnet, and is configured by combining the driven magnet 6 and a braking plate 9.
  • the electromagnetic braking mechanism 41 according to the fourth embodiment shown in FIG. 22 uses a separate magnet independent of the driven magnet as the braking magnet, and uses the braking magnet and the braking magnet. And a braking plate 49 in place of the braking plate 9.
  • the electromagnetic braking mechanism 41 includes four braking plates 49 fixedly mounted on the same circumference on the upper surface of the fixed plate 8 at equal intervals, and each of the braking plates 49 And four braking magnets 46 fixedly mounted on the lower surface of the movable table 1 so as to be close to and opposed to each other.
  • each of the four braking plates 49 and the four braking magnets 46 is a four-shaped driving coil 7 and a driven magnet 6 of the electromagnetic driving means 4. It is equipped in a position corresponding to.
  • Each of the four braking plates 49 is formed of a conductive member (for example, a copper plate) made of a nonmagnetic material. Also, the four braking magnets 46 are arranged such that the polarities N and S of their magnetic poles are reversed every other (so that the polarities of adjacent magnets are different). The magnetic circuit is smoothly formed via the fixed plate 8 and the fixed plate 8.
  • the operation and effect can be obtained substantially the same as those of the first embodiment shown in FIG. 1.
  • the electromagnetic braking mechanism 41 also has the same effects as those in FIG. The same as the electromagnetic braking (eddy current braking) caused by the relationship between the braking plate 9 and the driven magnet 6 shown in the first embodiment. Alternatively, more electromagnetic braking can be obtained.
  • the braking plate 9 is deleted from the installation area of the electromagnetic driving means 4, the gap (interval) between each of the field-shaped driving coils 7 and each of the driven magnets 6 is reduced. Can be set small (narrow). For this reason, there is an advantage that the electromagnetic driving force can be set larger than in the case of the first embodiment.
  • the braking plate 9 in the first embodiment (FIG. 1) is omitted has been exemplified.
  • the braking plate 9 is provided as it is.
  • the electromagnetic braking mechanism 41 may be used in a newly added state.
  • the number of the braking magnets 46, the number of the braking plates 49, and the location of the equipment are specified, but the present invention is not necessarily limited to this.
  • the braking magnet 46 may be provided with any number of three or more, and the braking plate 49 may have a size corresponding to each of the braking magnets 46.
  • a plate may be provided.
  • FIG. 23 shows a fifth embodiment.
  • the fifth embodiment shown in FIG. 23 is different from the second embodiment shown in FIG. 19 in that an electromagnetic braking mechanism 51 is newly provided, and this electromagnetic braking mechanism 51 is provided by the electromagnetic drive. It is characterized by the fact that it is separately (independently) equipped from means 3 and 4.
  • the electromagnetic braking mechanism 51 includes two braking magnets 56 provided at the center of the upper surface of the fixed plate 38, S9
  • a single braking plate 59 is fixedly provided on the lower surface of the movable table 1 in close proximity to and facing the magnet 56.
  • one braking plate 59 and two braking magnets 56 are all provided with the four field-shaped driving coils 7 and the driven magnets 6 of the electromagnetic driving means 4.
  • the braking plate 59 is formed of a conductive member (for example, a copper plate) made of a non-magnetic material.
  • the two braking magnets 56 are arranged such that the polarities N and S of their magnetic poles are reversed (so that the polarities of adjacent magnets are different), whereby the movable table 1 and the fixed plate 3 8 The magnetic circuit can be formed smoothly through the interface.
  • the fifth embodiment can obtain substantially the same functions and effects as those of the second embodiment shown in FIG. 19, and furthermore, the fifth embodiment uses an electromagnetic drive Since it has been removed from the installation area of 4, the gap (interval) between each field-shaped drive coil 7 and each driven magnet 6 can be set small (narrow). For this reason, there is an advantage that the electromagnetic driving force can be set larger than in the case of the second embodiment.
  • the case in which the braking plate 59 in the second embodiment (FIG. 19) is omitted has been exemplified.
  • the braking plate 9 is actually provided as it is. You may use it in the state where it did.
  • the electromagnetic braking mechanism 51 a case where the number of the braking magnets 56, the number of the braking plates 59, and the locations thereof are specified has been exemplified, but the present invention is not necessarily limited to this. is not.
  • the braking magnet 56 may be equipped with any number of three or more, and the braking The magnets may be individually and independently provided corresponding to the moving magnets 56.
  • FIG. 24 shows an example of the sixth embodiment.
  • the electromagnetic braking mechanism according to the sixth embodiment shown in FIG. 24 differs from the electromagnetic braking mechanism according to the third embodiment shown in FIG. 21 in that, instead of the braking plate 39, A new braking plate 69 that has a large extension and is fixed to the case body 3 (see Fig. 1) is fixed, and the fixing plate 8 is removed.
  • Reference numeral 69 A denotes a through hole formed in the center of the braking plate 69.
  • the through hole 69 A is formed in a size that allows the connecting column 10 to move.
  • the braking plate 69 is formed of a conductive member made of a non-magnetic material (for example, a plate made of copper).
  • each of the field-shaped driving coils 7 has a form in which the lower surface side is held by the braking plate 69.
  • the electromagnetic driving means 64 includes a braking plate 69, a field-shaped driving coil 7 fixed on the braking plate 69, and It is composed of a braking plate 69 corresponding to the field-shaped drive coil 7 and each driven magnet 6 mounted on the auxiliary table 5 via a predetermined gap.
  • the electromagnetic braking mechanism according to the sixth embodiment is configured by a combination of a braking plate 69 and a driven magnet 6.
  • reference numeral 66 represents four other driven magnets.
  • the four other driven magnets 66 are attached to the movable table 1 so as to face the upper surface (the end surface on the movable table 1 side) in FIG. As a result, the driving force of the electromagnetic driving means 64 is strengthened.
  • the newly added magnetic poles of the driven magnets 66 are set so that the surfaces facing the respective driven magnets 6 have different magnetic poles (a form in which the N pole and the S pole face each other). ing.
  • Other configurations are the same as those of the third embodiment shown in FIG.
  • the same operation and effects as those of the third embodiment shown in FIG. 21 are provided.
  • the positional relationship between the braking plate 69 and the driven magnet 6 is the third embodiment. Since the same state as that of the embodiment (FIG. 21) is maintained, the braking function by the braking plate 69 is completely the same as that of the third embodiment (FIG. 21). I have. Regarding other functions and effects, since the fixing plate 8 is eliminated, there is an advantage that the entire apparatus can be further reduced in size and weight.
  • the newly added driven magnet 66 may be formed of a normal magnetic member made of, for example, an iron material.
  • the magnetic member replacing the driven magnet 66 effectively functions as a magnetic circuit forming member.
  • the new driven magnet 66 may be deleted. By doing so, the size and weight of the entire device can be further promoted, and the versatility of the device can be further increased, which is convenient.
  • the cross-shaped drive coil 7 as a drive coil forming a main part of the electromagnetic drive means 4, 34, 64 is limitedly provided on the XY axis.
  • the coil may be provided with a field-shaped drive coil 7 at a position off the XY axis.
  • the driven magnet 6 (or 66) is fixed to the cross drive coil 7 at a position corresponding to the cross drive coil 7.
  • the vertical or horizontal coil side portion corresponds to the X.
  • the present invention is not necessarily limited to this, and they may be arranged with a predetermined inclination with respect to the X axis or the Y axis.
  • Fig. 25 shows an example in which four T-shaped drive coils 7 are provided. However, three or five or more coils may be used as long as they function equally.
  • the outer diameter of the trapezoidal drive coil 7 may be a shape other than a square.
  • the T-shaped drive coil 7 is provided as a drive coil forming a main part of the electromagnetic drive means.However, this is an exemplary description, and if it functions equally. Alternatively, another drive coil may be provided.
  • FIG. 26 (A) shows a case where a single mouth-shaped drive coil 71 having a relatively large inner area is used as a drive coil, and the four sides of the mouth-shaped drive coil 71 are used.
  • a total of four electromagnets 81 capable of individually variably setting the N and S of the magnetic poles (including the power-off control) are individually arranged in opposition, so that the electromagnetic driving means 4 (or 3 4) is shown.
  • the rotation of the movable table 1 is controlled by appropriately controlling the energization direction of the mouth-shaped drive coil 71 and each electromagnet 81 and a predetermined amount of current including the stop of energization.
  • drive control for movement in all directions is possible.
  • the shape of the mouth-shaped driving coil 71 may be rectangular or square.
  • FIG. 26 (B) shows an example in which four mouth-shaped drive coils 72 and eight electromagnets 82 having relatively small inner areas are used as drive coils.
  • the four mouth-shaped driving coils 72 are arranged at positions intersecting the XY axes, for example, at symmetrical positions.
  • the N and S of the magnetic poles are variably set (opposite to the coil side portion of each mouth drive coil 72 located at the location where each mouth drive coil 72 intersects the X axis and Y axis, respectively.
  • a total of eight possible electromagnets 82 (including stop control) are individually arranged, thereby constituting the electromagnetic driving means 4 (or 34).
  • the shape of the mouth-shaped drive coil 72 may be rectangular or square.
  • Fig. 27 (A) shows four drive coils with relatively small inner areas.
  • the following shows an example in which a mouth-shaped driving coil 73 and eight electromagnets 83 are used.
  • the four mouth-shaped driving coils 73 are arranged at positions intersecting with the X-Y axes, for example, at symmetric positions.
  • N and S of the magnetic poles are variably set (turning off electricity), facing the coil side portions of each mouth-shaped drive coil 73 located at locations where these mouth-shaped drive coils 73 do not intersect the X-axis and Y-axis, respectively.
  • a total of eight possible electromagnets 83 are arranged individually (including control), thereby constituting the electromagnetic drive means 4 or 34.
  • the shape of the mouth-shaped driving coil 73 may be rectangular or square.
  • FIG. 27 (B) shows an example in which a single cross-shaped frame-shaped drive coil 74 and eight electromagnets 84 are used as drive coils.
  • the vertical and horizontal center lines of the cross-shaped frame-shaped drive coil 74 are arranged at positions where they are located on the X-Y axis, for example, in a symmetrical position. .
  • the N and S of the magnetic poles are variably set so as to oppose the coil side portions of the cross-shaped frame-shaped drive coil 74 which are located at positions where the cross-shaped frame-shaped drive coil 74 does not intersect the X axis and the Y axis, respectively.
  • Electricification stop control is also included.
  • a total of eight possible electromagnets 84 are individually arranged, thereby constituting the electromagnetic driving means 4 or 34.
  • the driven magnets 6 that abut against the predetermined coil side portions of the respective drive coils 71, 72, 73 or 74 and correspond to the respective driven magnets 6
  • the braking plates 9 are fixedly mounted on the drive coil side for each driven magnet so as to face each other.
  • a single plate-like member made of the same member is used instead of the plurality of braking plates 9. (Not shown).
  • the movable table supporting the workpiece is precisely and smoothly moved in the predetermined direction on the same surface (without changing the height position) and smoothly or in the original position. It can be returned and equipped with a table holding mechanism that uses an elastic member and can move the movable table in any direction in the same plane. No moving mechanism is required. This eliminates the need for special precision machining, etc., which can significantly improve machining and assembling work and reduce the size and weight of the entire device.
  • a conductive brake plate made of a non-magnetic member is provided facing a plurality of magnets that constitute a part of the electromagnetic drive means for driving the table. Even if a minute vibration or the like in the same plane is generated due to the vibration or the like, it can be effectively suppressed. Thereby, the precision movement of the movable table can be performed smoothly.
  • the movable table arranged so as to be movable in any direction on the same plane, and the movement of this movable table in any direction within the same plane are described.
  • a table holding mechanism that permits the movement; a main body that supports the table holding mechanism; and an electromagnetic driving unit that is provided on the main body and that applies a moving force to the movable table.
  • the table holding mechanism may have a function of applying an original position return force to the movable table, as described later.
  • the electromagnetic driving means has at least a plurality of driven magnets fixedly mounted at a predetermined position on the movable table side, and a coil side arranged to face each of the driven magnets, and A drive coil that electromagnetically applies a predetermined drive force to the drive magnet along a predetermined moving direction of the movable table.
  • the drive coil may be assembled to the main body via a fixed plate or via another member instead of the fixed plate.
  • a braking plate made of a non-magnetic metal member is disposed close to the pole face of the driven magnet, and an electromagnetic braking mechanism is configured by a combination of the braking plate and the driven magnet. I have.
  • the electromagnetic driving means when the electromagnetic driving means operates, first, a magnetic force is generated between the driving coil provided in the electromagnetic driving means and the driven magnet, and the movable table moves in a predetermined direction. Granted.
  • the movable table since the movable table is held by the table holding mechanism in such a manner that the movable table is allowed to move in any direction in the same plane, the movable table moves smoothly in the predetermined direction without moving up and down.
  • the motor stops at a position where the original position return force of the table holding mechanism and the magnetic force of the electromagnetic driving means are balanced (that is, a predetermined movement stop position).
  • an abrupt change in the operation of the movable table causes electromagnetic braking (eddy current brake) to act between the driven magnet and the braking plate, thereby suppressing the sudden movement of the movable table. It can move gradually and smoothly in a stable state in a predetermined direction.
  • electromagnetic braking eddy current brake
  • the electromagnetic braking mechanism has a simple configuration in which a braking plate and a driven magnet are combined
  • the electromagnetic driving means has a simple configuration in which a driven magnet and a driving coil opposed thereto are combined. I have. This makes it possible to reduce the size and weight of the entire device as compared with a conventional device equipped with a double-structured moving mechanism, and not only has good portability, but also has special skills in assembling work. Since no work is required, workability is improved and productivity can be improved.
  • the metal braking plate made of a non-magnetic member provided on the end face of the driving coil on the side of the driven magnet constitutes a circuit corresponding to a secondary circuit of the transformer in relation to the driving coil. And short-circuited through the electric resistance component (causing eddy current loss) of the braking plate.
  • the drive coil constituting the primary circuit of the transformer can conduct a relatively large current as compared with the case where the secondary circuit is in the open state. This makes it possible to output a relatively large electromagnetic force as compared with a case where the braking plate ′ is not provided between the driven magnet and the driven magnet.
  • This braking plate also functions as a heat radiating plate, and in this regard, it can effectively suppress aging (eg, insulation breakdown due to heat) due to continuous operation of the drive coil, and achieve durability and durability of the entire device. Reliability can be improved.
  • an auxiliary table is integrally connected to the movable table in parallel with and opposed to the movable table at a predetermined interval, and the table holding mechanism is provided on the auxiliary table side. It is also possible to adopt a configuration in which a driven magnet is provided.
  • the drive coil is constituted by a plurality of cross-shaped drive coils, and the driven magnets are individually arranged corresponding to the cross-shaped portions located inside the cross-shaped drive coil. It is also possible. Thus, each driven magnet (and, consequently, the movable table) can be freely and precisely moved in a predetermined direction within an allowable movement range set inside the cross-shaped drive coil.
  • the cross-shaped drive coil actually generates, for example, a driving force in the X direction or the ⁇ direction between the corresponding driven magnets by a separately provided drive control means, so that the overall control is performed as a whole.
  • the movable table can be moved in a predetermined direction through the driven magnet under the control.
  • driven magnets are constituted by permanent magnets. Since the driven magnet is a permanent magnet, a current-carrying circuit such as an electromagnet is not required, and accordingly, the complexity of work during assembly and maintenance can be avoided, thereby improving productivity and maintainability. The durability of the entire device can be increased.
  • the plurality of driven magnets are constituted by electromagnets, and each of the driven magnets is selectively energized in a forward direction, a reverse direction, or an energization stop state in conjunction with the driving coil. It is also possible.
  • acceleration / deceleration during the movement of the movable table can be handled by controlling both the drive coil and the electromagnet, so that it can respond quickly to changes in the direction of movement of the movable table.
  • the braking plate may be individually provided corresponding to a plurality of driven magnets, and the braking plate may be fixed to an end of each driving coil.
  • the braking plate is constituted by a single plate member for the plurality of driven magnets as a whole, and the single plate member is fixedly attached to each magnet side end of each of the drive coils. You may.
  • a space is set between the drive coils, so that maintenance work can be facilitated and, in other words, maintainability can be improved.
  • the braking plate is composed of a single plate member covering a plurality of driven magnets as a whole, the assembly work is simplified, and the productivity and durability of the entire device are improved, and the cost is reduced. Can be achieved.
  • braking plate It is also possible to separate the braking plate from the drive coil side and combine it with another braking magnet to form an electromagnetic braking mechanism. In this case, it is possible to equip the braking plate at a location different from the drive coil.
  • the electromagnetic braking mechanism can be provided at an arbitrary location separately from the electromagnetic driving means, and the strength of the electromagnetic braking force can be freely set.
  • the gap between the drive coil and the driven magnet can be set smaller on the electromagnetic drive means side, so that a gap between the drive coil and the driven magnet is generated.
  • the electromagnetic driving force can be efficiently generated.
  • the braking plate is constituted by a single braking plate corresponding to each driven magnet, the single braking plate is fixed to the main body, and the driving coil is held by the single braking plate. It may be.
  • the fixed plate can be omitted, but also the drive coil can be held by the braking plate. Further, since the fixing plate can be omitted, the size and weight of the entire apparatus can be further reduced. As a result, portability and versatility can be further improved, and costs can be reduced with a reduction in the number of components.
  • FIG. 28 shows an eighth embodiment.
  • An eighth embodiment shown in FIG. 28 is a modification of the first embodiment in which the four field-shaped drive coils 7 are respectively inserted through the holes of the fixed plate 48 so as to penetrate the fixed plate. 4 Attached to 8 and equipped with a driven magnet 6 on each of the auxiliary table 5 and the movable table 1 respectively corresponding to the end faces of the respective field-shaped drive coils 7, thereby providing electromagnetic drive means.
  • the feature is that it is composed of 4 4.
  • Reference numeral 48A denotes a through hole that allows the connecting column 10 to move in the same manner as the through hole 8A in FIG.
  • Reference numerals 49 and 50 respectively abut the respective end surfaces of the respective drive coils 7 and are fixedly mounted on both surfaces of the fixed plate 8 so as to be opposed to and close to the respective driven magnets 6.
  • the braking plate is shown.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment. This embodiment has the same operation and effect as the first embodiment.Furthermore, since the driven magnets 6 are respectively provided above and below the cross-shaped coil sides on both end surfaces of the cross-shaped drive coil 7, Therefore, the electromagnetic driving force can be doubled. For this reason, the auxiliary table 5 and There is an advantage that the movable table 1 can be driven in a plane, and the performance and reliability of the entire apparatus can be improved.
  • the braking plates 49, 50 according to the present embodiment are exemplified by a case where each of the cross-shaped driving coils 7 is separately provided on the same surface by partitioning each end surface thereof.
  • the driven magnets 6 on the auxiliary table 5 side or the movable table 1 side
  • a single braking plate may be used in common.
  • the driven magnet 6 of the electromagnetic driving means is used as the magnet for controlling the electromagnetic braking mechanism, but a separate body is used instead of these driven magnets.
  • a separate body is used instead of these driven magnets.
  • each driven magnet 6 and each corresponding field-shaped driving coil 7 can be reduced, and the electromagnetic driving force acting between them can be set to be large.
  • a rectangular drive coil is described as a rectangular drive coil, but the present invention is not necessarily limited to the rectangular drive coil.
  • the shape shown below can also function as a cross-shaped drive coil.
  • the drive coils 61 shown in Fig. 29 can be energized independently. Composed of four triangular small rectangular coils 61a, 61b, 61c and 61d, and the entire combination is a rhombus (a square one is 90 ° (Rotated state), and has a cross-shaped coil side inside as shown in Fig. 29.
  • FIG. 29 shows that the four field-shaped driving coils 61 formed in this way are arranged and fixed on each axis on the XY orthogonal coordinates in the same manner as in the first embodiment.
  • the table shows the case where it is fixedly mounted on Table 8 (not shown).
  • the driven magnets 6 are provided on the auxiliary table 5 corresponding to the cross-shaped coil sides of the respective field-shaped driving coils 61.
  • Reference numeral 59 denotes a braking plate that functions in the same manner as the braking plate 39.
  • reference numeral 5 indicates an auxiliary table. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • the cross-shaped drive coil 61 functions in the same manner as the cross-shaped drive coil 7 in the first embodiment, and the precision machining stage device equipped with the cross-shaped drive coil 6 is also capable of performing the first embodiment. The same operation and effect as in the case of the form can be obtained.
  • the field-shaped drive coil 62 shown in Fig. 30 is composed of four fan-shaped rectangular small coils 62a, 62b, 62c, 62d that can be energized independently of each other. Is a circular shape, and has a cross-shaped coil side on the inside as in the case of FIG.
  • FIG. 30 shows four circular field-shaped driving coils 62 formed in this manner, as in the case of the first embodiment, on each axis on XY orthogonal coordinates. And fixed to a fixed table 8 (not shown). Also, in this case, the driven magnet 6 is The brake plate is mounted on the auxiliary table 5 corresponding to the side of the coil.
  • Reference numeral 59 denotes the same brake plate as the brake plate 39 in the third embodiment.
  • reference numeral 5 indicates an auxiliary table. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the circular field drive coil 62 functions in the same manner as the square field drive coil 7 in the first embodiment, and the precision machining stage device provided with the same is also used in the first embodiment. Operational effects equivalent to those of the first embodiment can be obtained.
  • the field-shaped drive coil 63 shown in Fig. 31 is composed of four pentagon-shaped rectangular small coils 63a, 63b, 63c, 63d that can be energized independently.
  • the whole combination is an octagonal shape, and the inside has cross-shaped coil sides as in the case of FIG. 29.
  • FIG. 31 shows that the four octagonal field-shaped drive coils 63 formed in this manner are arranged on each axis on the X-Y orthogonal coordinates as in the case of the first embodiment.
  • the figure shows a case where the fixed table 8 (not shown) is fixedly mounted. Also in this case, also c and summer as the driven magnet 6 is mounted on the auxiliary table 5 in correspondence with the cross-shaped coil side of Kakuta shape drive coil 6 3, reference numeral 5 9 the third 10 shows the same braking plate as the braking plate 39 in the embodiment. Similarly, reference numeral 5 indicates an auxiliary table. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the octagonal field-shaped drive coil 63 functions in the same manner as the square-shaped field-shaped drive coil 7 in the first embodiment.
  • the same operation and effect as in the case of the first embodiment can be obtained.
  • the outer shape of the cross-shaped drive coil of the present invention is not necessarily limited to a square shape as long as it has a cross-shaped coil side on the inside, and the same function can be obtained. Other shapes may be used as long as they conform.
  • each field-shaped drive coil is hollow. It may be filled with a non-conductive magnetic member.
  • the case where a permanent magnet is provided as the driven magnet 6 has been exemplified.
  • an electromagnet may be used as the driven magnet 6 instead of the permanent magnet.
  • the drive control of the electromagnet as the driven magnet 6 is performed by the table drive control means 21, and in the forward direction or in conjunction with the operation of each of the cross-shaped drive coils 7.
  • the reverse direction or the energization stop state is selected and predetermined energization control is performed (not shown).
  • the drive control of the movable table 1 can have various changes. For example, during acceleration and deceleration during movement, both the drive coil and the electromagnet can be driven and responded to, so it is possible to respond quickly to changes in the direction of movement of the movable table, etc. It becomes.
  • the magnetic flux density (magnet strength) of the driven magnet can be freely set as needed, and the strength of the driven magnet is used in the state of use. There is an advantage that it can be changed according to the situation.
  • the four driven magnets 6 and the corresponding The field-shaped drive coils 7, 61, 62, or 63 are placed on the X-axis and Y-axis, respectively, at the same distance from the origin on the X-Y orthogonal coordinates on the upper surface of the auxiliary table 5 (or movable table 1).
  • the present invention is not necessarily limited to this, and each of the four driven magnets 6 is the origin if it is a balanced position on the XY orthogonal coordinates. It doesn't have to be equidistant from the center.
  • the driven magnets 6 an even number (not necessarily four) of the driven magnets 6 are prepared, and the even number of the driven magnets 6 are placed on the same circumference of the auxiliary table 5 (or the movable tape 1).
  • the field-shaped driving coils 7 may be arranged on the fixed plate 8 in such a manner that they are arranged at equal intervals and individually correspond to the respective driven magnets 6 whose positions are specified.
  • an even number of the driven magnets 6 are prepared, and the even number of the driven magnets 6 are placed on the X-Y orthogonal coordinates on the surface of the auxiliary table 5 (or the movable table 1).
  • the auxiliary table 5 or the movable table 1).
  • the coils 7 may be respectively arranged on the fixing plate 8.
  • the capacitance sensor group 26 is composed of eight capacitance detection electrodes 26 X1, 26 X2, 26 X3, 26 X4, 26 Y 1, 26 Y2, 26 Y3, 26 Two Y4s are arranged at predetermined intervals on each side (for example, the area located at both ends of each axis in the XY plane) corresponding to the square-shaped common electrode on the lower surface around the auxiliary table 5 or the movable table 1.
  • the example of the case where it is arranged is halved, for example, the position at the positive direction end of each axis on the XY plane It is also possible to dispose two of them at a predetermined interval only in the region to be processed.
  • the table holding mechanism 2 includes four table-side bar-shaped elastic members (table-side piano wire) 2A and four body-side bar-shaped elastic members corresponding to the two and located on the main body side. (Piano wire on the main body side) 2B, and a specific example in which the corresponding bar-shaped elastic members 2A and 2B are arranged at close positions has been described, but the present invention is not necessarily limited to this.
  • the number of the rod-shaped elastic members 2A and 2B may be three (six in total) on the assumption that they are arranged in a well-balanced manner.
  • the bar-shaped elastic members 2A and 2B on the table side and the main body side, which constitute one set do not necessarily have to be provided close to each other.
  • each of the rod-shaped elastic members 2A and 2B is elastically deformed in substantially the same manner to cope therewith. And functions and effects equivalent to those of the table holding mechanism 2 can be obtained.
  • the number of the rod-shaped elastic members 2A and 2B in the table holding mechanism 2 may be five or more.
  • the present embodiment is characterized in that the shape of the outer shape of the cross-shaped drive coil in the precision machining stage device is specified.
  • each field-shaped drive coil is composed of four rectangular small coils that can be independently energized, and the overall shape of the combination is a square. State. Each field-shaped drive coil is composed of four triangular small coils that can be independently energized, and the overall shape of the combination is a rhombus. Each field-shaped drive coil is composed of four fan-shaped rectangular small coils that can be independently energized, and the overall shape of the combination is circular. Each field-shaped drive coil is composed of four pentagon-shaped rectangular small coils that can be independently energized, and the overall shape of the combination is an octagon. As described above, the configuration of the cross-shaped drive coil can be variously changed.
  • a cross-shaped drive coil corresponding to the shape and structure of the movable table and other environmental conditions can be set, and the versatility of the device can be improved.
  • a braking plate made of a non-magnetic metal member is disposed on an end surface of the cross-shaped driving coil on the driven magnet side, close to the magnetic pole surface of the driven magnet, and the braking plate is fixed to the fixed plate. It becomes possible to fix the equipment on the side.
  • electromagnetic braking eddy current brake
  • the auxiliary table or movable table equipped with the driven magnets moves rapidly, electromagnetic braking (eddy current brake) acts between the driven magnet and the braking plate, and the auxiliary table or movable table is movable.
  • the table can be moved gradually with rapid movement suppressed.
  • an operation control system for restricting the movable table from moving in a plane is provided in the electromagnetic drive means, and the operation control system is provided with a cross-shaped coil side of a plurality of field-shaped drive coils of the electromagnetic drive means. At least one of the vertical direction and the horizontal direction can be operably controlled to selectively energize and move the movable table in a predetermined direction. It becomes.
  • the motion control system functions effectively to create multiple By moving the movable table, the movable table can be specifically moved in a predetermined direction.
  • an operation control system for restricting the movement or rotation of the movable table can be provided in the electromagnetic drive means.
  • the coil drive control means operates based on a command from the operation command input unit of the operation control system, and retrieves information on the direction of movement and a predetermined control mode for movement from the program storage unit and the data storage unit.
  • a plurality of movement information detection sensors for detecting movement information of the movable table and outputting the information to the outside are provided separately at a plurality of positions on a peripheral end of the movable table, and information detected by the plurality of movement information detection sensors is provided. It is also possible to adopt a configuration in which a position information calculation circuit is provided which performs a predetermined calculation based on the above, specifies the moving direction of the movable table and the amount of change thereof, and externally outputs the information as position information.
  • the moving information of the movable table or the position information after the movement can be output to the outside in real time, and the operator can easily grasp the moving direction of the movable table and the displacement of the position after the movement from the outside. Therefore, the necessity of redo or correction can be quickly grasped. For this reason, the operation of moving the auxiliary table (that is, the movable table) can be performed with high accuracy and speed.
  • a plurality of position information detection sensors for detecting the movement information of the movable table and outputting the information to the outside are separately provided at a plurality of positions of the auxiliary table, and based on information detected by the plurality of position information detection sensors. Perform a predetermined calculation to identify the direction of movement of the movable table, It is possible to provide an ft information operation circuit unit that outputs the position information externally.
  • the movement information of the movable table or the position information after the movement can be externally output in real time. Further, since the operator can easily grasp the moving direction of the movable table and the displacement of the position after the movement from the outside, the operator can quickly grasp the necessity of redoing or correcting, and the auxiliary table (ie, The moving work of the movable table can be executed quickly and with high accuracy.
  • the driven magnet can be constituted by a permanent magnet.
  • FIG. 32 to FIG. 43 show a tenth embodiment of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a movable table for precision work.
  • Reference numeral 2 indicates a table holding mechanism.
  • the table holding mechanism 2 is disposed below the movable table 1 in FIG. 3 to allow the movable table 1 to move in an arbitrary direction in the same plane, and to the movable table 1 It has a home position return function, and is configured to hold the movable table 1 in a state where the home position return force can be constantly applied to the movable table 1.
  • the table holding mechanism 2 is supported by a case main body 3 as a main body.
  • the case main body 3 is located above and below as shown in FIG. ⁇ It is shaped like a box with the bottom open.
  • Reference numeral 4 indicates an electromagnetic driving means for driving the movable table 1.
  • the main part of the electromagnetic driving means 4 is held on the case body 3 side, and has a function of applying a predetermined moving force to the movable table 1 in response to an external command.
  • Reference numeral 3A indicates a driving means holding portion protruding around the inner wall of the case body 3.
  • the electromagnetic driving means 4 according to the present embodiment is disposed between the movable table 1 and an auxiliary table 5 described later.
  • an auxiliary table 5 is arranged below the movable table 1 in FIG. 32.
  • the auxiliary table 5 faces the movable table 1 and is arranged in parallel with a predetermined space therebetween, and is connected to the movable table 1.
  • the auxiliary table 5 and the movable table 1 constitute a movable table 15.
  • the table holding mechanism 2 is provided on the trapping table 5 side, and is configured to hold the movable table 1 via the auxiliary table 5.
  • the electromagnetic driving means 4 includes four square-shaped driven magnets 6 A, 6 B, 6 C, and 6 D fixedly mounted at predetermined positions of an auxiliary table 5 as described later, and each of the driven magnets 6.
  • One relatively large rectangular annular driving coil 7 as a driving coil in which the coil sides 7 a, 7 b, 7 c, and 7 d are arranged to face each of A to 6 D, and the annular driving coil 7 And a fixing plate 8 for holding the fixed position.
  • the fixed plate 8 is disposed on the movable table 1 side of the auxiliary table 5 and is held by the case body 3 as shown in FIG.
  • the annular drive coil 7 and the fixed plate 8 constitute a stator portion, which is a main portion of the electromagnetic drive means 4.
  • the annular driving coil 7 repulsively drives the driven magnets 6A to 6D between the driven magnets 6A to 6D in a direction orthogonal to the coil sides. Generates electromagnetic driving force.
  • the movable table 15 is transferred in a direction that is not orthogonal to each of the coil sides 7a to 7d (a direction oblique to each of the coil sides 7a to 7d)
  • at least two The transfer of the movable table 15 is performed by the resultant force of the electromagnetic driving force on each of the driven magnets 6A to 6D.
  • a braking plate 9 made of a non-magnetic metal member is provided with each of the driven magnets 6 A to 6 D.
  • the braking plate 9 is fixed to the annular drive coil 7 side (in this embodiment, the fixed plate 8 side).
  • Reference numerals 9 A and 9 B denote spacer members for holding the braking plate 9.
  • the movable tape 1 is formed in a circular shape, and the auxiliary table 5 is formed in a square shape.
  • the auxiliary table 5 is disposed in parallel with the movable table 1 at a predetermined interval, and is integrally connected to the movable table 1 via a connecting column 10 at the center thereof.
  • the movable table 15 is configured.
  • the movable table 1 can move integrally and rotate integrally while keeping the movable table 1 parallel to the trapping table 5.
  • the connecting column 10 is a connecting member for connecting the movable table 1 and the auxiliary table 5 as described above, and is provided with flanges 10A and 10B at both ends. Projections 10a, 1a are formed in the center of the movable table 1 and the catching table 5 at the center of the outer end of each end. 0b is provided.
  • the movable table 1 and the auxiliary table 5 are positioned by the projections 10a and 1013 and the flanges 10 and 10B, are fixed to the connecting column 10, and are integrated.
  • an adhesive is used for this integration.
  • the protrusions 10a and 10b are pressed into the positioning holes 1a and 5a.
  • Other parts may be integrated by an adhesive or welding.
  • one of the movable table 1 and the auxiliary table 5 may be screwed to be detachably fixed to the flange 10OA or 10B of the connecting column 10.
  • several dowel pins should be driven between the two engaging pins for positioning and fixing (not shown).
  • the table holding mechanism 2 has a function of holding the movable table 1 and allowing the movable table 1 to freely move in any direction on the same surface without changing its height position. It has an original position return function for returning the movable table 1 to the original position when the external force is released at the same time, and this is executed via the auxiliary table 5.
  • a link mechanism is applied to a three-dimensional space as a whole, and a piano wire (table-side piano wire) as two rod-shaped elastic members installed at a predetermined interval is provided.
  • Two sets of 2B are prepared in advance corresponding to the corners around the end of the auxiliary table 5, and the four sets of piano wires 2A and 2B are formed into a square shape for each set. It is divided into each of the four corners of the relay plate 2G as a relay member and planted upward.
  • Each of the piano wires 2A and 2B has the same rigidity.
  • the piano wires 2A and 2B if they are rod-shaped elastic members having moderate rigidity enough to support the movable table 1 and the auxiliary table 5, other materials are used instead of the piano wires. It may be formed.
  • the auxiliary table 5 is held from below by four piano wires 2A positioned inside, and is used as a relay member by the four piano wires 2B positioned outside. All the relay plates 2G are configured to be slidably suspended from the main body 3.
  • the movable table 15 (that is, the movable table 1 and the auxiliary table 5) is stabilized in the air by the relay plate 2G and the four piano wires (bar-shaped elastic members) 2A and 2B. In the horizontal plane, it can be freely moved within a predetermined range in any direction while maintaining the same height position as described later. The rotation operation of is also possible in almost the same way.
  • the upper ends of the four table-side piano wires 2A in FIG. 32 are fixed to the auxiliary table 5, and the lower ends are fixed to the relay plate 2G.
  • Reference numerals 5 A and 5 B denote lower protruding portions provided at two places on the lower surface side of the auxiliary table 5.
  • the fixed position of the table-side piano wire 2A is set by the lower protruding portions 5A and 5B.
  • the main-unit-side piano wires 2B are individually provided at predetermined intervals S to correspond to the individual ones. And they are arranged in parallel.
  • the main body-side piano wire 2B has a lower end fixed to a relay plate (relay member) 2G as in the case of the table-side piano wire 2A, and an upper end provided on the inner wall of the case body 3. It is fixed to the side protrusion 3B.
  • Each of the piano wires 2A and 2B is formed of an elastic wire having appropriate rigidity sufficient to support the movable table 1 and the auxiliary table 5. ⁇
  • the movable table 1 is first supported together with the auxiliary table 5 on the relay plate 2G by the inner four table-side piano wires 2A, and the four table-side piano wires 2A Within the elastic limit, its translation and rotation in the plane are allowed according to the principle of the link mechanism.
  • the middle and joint plates 2G are suspended from the main body-side projection 3B by the four outer table-side piano wires 2B on the relay plate 2G. With respect to the main body 3, its translation and rotation in the plane are similarly allowed.
  • auxiliary table 5 i.e., the movable table 1
  • the relay plate 2G moves up and down while maintaining the parallel state. That is, when the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) is moved or rotated in the plane by the external force, the change in the height position is absorbed by the relay plate 2G.
  • the movable table 1 maintains the same height in any direction within the elastic limit of each of the pino wires 2A and 2B even when the movable table 1 is moved by the external force. It is possible to move while doing.
  • each pair of piano wires 2 A and 2 B on the table side and the case body side are provided at substantially equal intervals, and the piano wire 2 A on the table side and the piano wire 2 B on the case body side are provided. Since these are mounted close to each other with a predetermined interval, there is an advantage that if the movable tape 1 can be moved in a stable state because the overall balance is secured and the movable tape 1 can be moved in a stable state.
  • each of the piano wires 2A and 2B on the table side and the case body side has the same diameter and the same elasticity, and the length L of the exposed portion is set exactly the same. ing.
  • Each piano wire 2A, 2B is divided in the left-right direction with respect to the Y-axis and in the vertical direction with respect to the X-axis, as shown in FIGS. 32 and 34, for example. , Respectively.
  • each of the piano wires 2 A and 2 B is located at a position symmetrical with respect to the X axis and the Y axis, respectively (or each of the piano wires 2 A and 2 B is substantially equal overall). If installed, it may be installed at a position other than the position shown in Fig. 33.
  • the elastic stresses are uniformly generated in the piano wires 2A and 2B when the movable tape 1 is moved.
  • the advantage that the movable table 1 can be moved smoothly including the position return operation can be obtained.
  • the table holding mechanism 2 for example, when the auxiliary table 5 slides in the same direction as a whole, all the piano wires 2A and 2B of each set are deformed in the same manner.
  • the height of the auxiliary table 5 is increased by the deformation operation of the piano wire 2A on the same side that is also elastically deformed. The position is unchanged, In contrast, the height of the relay plate 2G supported commonly by the piano wires 2A and 2B fluctuates.
  • the relay plate 2G absorbs the fluctuation in the height position caused by the deformation of the piano wires 2A and 2B, and as a result, the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) as a whole is The slide moves in the same plane without changing the height.
  • the auxiliary table 5 returns to the original position in a straight line by the spring action of the piano wires 2A and 2B (actuation of the original position return function).
  • the movable table 15 maintains the substantially same height as a whole for the same reason. In addition, it rotates in the same plane. In this case as well, when the driving force is released, the auxiliary table 5 returns to the original position in a straight line by the spring action of the piano wires 2A and 2B (activation of the original position return function).
  • both piano wires 2A and 2B are appropriately balanced (for example, at equal intervals).
  • both piano wires 2A and 2B are appropriately balanced (for example, at equal intervals).
  • three sets of six pieces may be used.
  • the three sets of six piano wires 2 A and 2 B are arranged such that one set of piano wires 2 A and 2 B are arranged close to each other, and the three sets of three sets of piano wires 2 A and 2 B are arranged as a whole. B may be installed at substantially equal intervals (evenly at three locations).
  • a structure in which five or more sets of both piano wires 2A and 2B are incorporated may be used.
  • the electromagnetic driving means 4 includes four driven magnets 6 A to 6 D (an electromagnet is used in the present embodiment) provided on the auxiliary table 5, and each of the driven magnets 6.
  • An annular drive coil as a drive coil for applying a predetermined electromagnetic force to the movable staple 1 in a predetermined movement direction via A to 6D
  • a fixing plate 8 for holding the annular driving coil 7.
  • the fixed plate 8 is mounted on the movable table 1 side of the auxiliary table 5 (between the auxiliary table 5 and the movable table 1) as shown in FIG. 32, and the periphery thereof is fixedly mounted on the case body 3. .
  • the fixed plate 8 may have a structure in which only the left and right end portions in FIG.
  • a through hole 8A is formed in the center of the fixing plate 8 to allow parallel movement of the connecting column 10 within a predetermined range.
  • the through hole 8A is formed in a circular shape in the present embodiment, but may be formed in a square shape or another shape.
  • a part or all of the periphery of the fixing plate 8 is connected to and held by the main body-side protruding portion 3.
  • the fixing plate 8 and the main body side protruding portion 3A may be integrated with a plurality of knock pins or the like after screwing, or may be integrated by welding or the like in order to make the integration robust.
  • the fixed plate 8 can smoothly cope with the displacement and displacement of the movable table 1 with respect to the case body 3.
  • the annular drive coil 7 is arranged on a _ ⁇ plane assumed to have the center at the center of the coil holding surface on the fixed plate 8, with the center of the ring being aligned with the origin.
  • the driven magnets 6 A to 6 D correspond to the respective coil sides 7 a, 7 b, 7 c, and 7 d of the drive coil 7 that intersect with the X-axis and the ⁇ -axis. Are arranged individually.
  • the four driven magnets 6A to 6D are arranged at the end faces of the magnetic poles (with the respective coil sides of the annular drive coil 7).
  • a rectangular electromagnet is used, and is placed on the X-Y plane assumed on the upper surface of the auxiliary table 5 and on the X-axis and Y-axis at the same distance from the center. It is fixed.
  • the four driven magnets 6 A A predetermined operating current is applied to a part or the entirety of 6D, and a magnetic pole (N pole, S pole, or no magnetic pole) is set according to the transfer direction of the movable table section 15.
  • the magnitude of the magnetic force of each of the driven magnets 6A to 6D including the annular driving coil 7 is adjusted by controlling the energization, whereby the movable table 15 is transferred in a predetermined direction.
  • the moving direction of each of the driven magnets 6A to 6D is a direction perpendicular to each of the coil sides 7a to 7d of the annular driving coil 7 (that is, a direction outward from the origin on the XY plane). For this reason, the rotary drive for the movable table section 15 is not performed, and the movement is limited to the movement in the 360 ° direction in the same plane.
  • the function of the electromagnetic drive means 4 regarding the transfer direction and the drive transfer force with respect to the movable table section 15 (the energization drive for the annular drive coil 7 and the four driven magnets 6A to 6D) is described in FIG. Details will be described with reference to FIGS. In FIGS. 37 and 38, it is shown that there is no rotational drive by energizing the drive coil.
  • the square annular driving coil 7 which forms the main part of the electromagnetic driving means 4 is formed in an octagonal shape with the corners cut off, and It is formed in a rectangular shape with two coil sides 7a, 7b, 7c, 7d.
  • the energizing direction of each coil side 7a to 7d is determined by the operation control system 2 described later.
  • the driven magnets For A to 6D each driven magnet 6A, 6B, 6C or 6D is moved in a predetermined direction (coil side 7a, 7b, 7c or 7d) according to Fleming's left-hand rule.
  • the electromagnetic force (reaction force) that presses in the direction perpendicular to the direction can be output.
  • the resultant force of the electromagnetic driving forces generated in the four driven magnets 6A to 6D can be moved.
  • the moving direction can be adjusted to the transfer direction of the table section 15, and the moving force can be applied to the movable table section 15 in any direction on the XY plane.
  • the outer side and the inner side of the annular drive coil '7 on the same plane are at least as high as the height (in the Y-axis direction) of the annular drive coil 7 and the driven magnet 6A
  • a magnetic material such as ferrite may be charged and equipped within a range including an operation range of up to 6D.
  • the moving position of the movable table 15 driven by the electromagnetic driving means 4 is detected by position information detecting means 25.
  • the position information detecting means 25 includes a capacitance sensor group 26 (capacitance detecting electrodes 26 X1 to 26 X 4 as a whole) and a plurality of capacitance change components detected by the capacitance sensor group 26 are subjected to voltage conversion, and a predetermined operation is performed to change the position. It has a configuration including a position information calculation circuit 27 as a calculation unit that sends information to a table drive control means 21 of an operation control system 20 described later.
  • the position information calculation circuit (calculation section) 27 includes a signal conversion circuit section 27 A for individually converting a plurality of capacitance change components detected by the capacitance sensor group 26 into a voltage, and a signal conversion circuit section 27.
  • the converted voltage signals applied to the plurality of capacitance change components are converted into an X-direction position signal VX and a Y-direction position signal VY indicating a position on the X-Y coordinate by a predetermined calculation and output, and further a rotation angle signal ⁇ is calculated. And a position signal operation circuit section 27B that outputs the result.
  • the capacitance sensor group 26 having the plurality of detection electrodes faces the lower surface portion around the auxiliary table 5 and has the main body side protruding portion 3B.
  • the position detection sensor includes a plurality of capacitance detection electrodes 26 XI, 26 X2, 26 X3, 26 X4, and 26 Y1, 26 Y2, 26 Y3, 26 Y4 and a common electrode (not shown).
  • the capacitance detection electrodes 26 X1, 26 X2, 26 X3, 26 X4, 26 Y 1, 26 Y2, 26 Y3, 26 Y 4 is treated as a position detection sensor.
  • a pair of capacitance detection electrodes (position detection sensors) 26 X1 and 26 X2 are the third 33. At the right end of Figs.
  • Fig. 34 and 34 they are installed at predetermined intervals along the top and bottom, while the other pair of capacitance detection electrodes (position detection sensors) 26 X3 and 26 X4 are shown in Fig. 33. , Prescribed along the top and bottom at the left end of Fig. 34 Equipped at intervals.
  • FIGS. 4 A pair of capacitance detection electrodes (position detection sensors) 2 6 ⁇ 3 and ⁇ 4 are mounted on the upper end of FIG. Along with a predetermined distance. That is, as shown in FIGS. 33 to 34, the eight capacitance detecting electrodes (position detecting sensors) 26 X1 to 26 ⁇ 4 and 26 Yl to 26 ⁇ 4 according to the present embodiment are: They are arranged at symmetrical positions with respect to the X axis and the ⁇ axis.
  • each section operates and functions in the same manner as described above.
  • the change component is voltage-converted and differentially output as a predetermined rotation angle signal 0.
  • the operation control system 20 described later determines that the operation of the movable table unit 15 is abnormal, and the corrective operation is performed.
  • the eight capacitance detection electrodes position detection sensors
  • the position information calculation circuit (calculation unit) 27 specifies the direction and amount of movement of the movable table unit 15 based on the eight pieces of sensor information.
  • the movable table is set to X It means that it has moved along the axis (without rotational movement).
  • the amount of movement is determined by the increase or decrease in the capacity of the two pairs of position detection sensors 26 X 1, 26 X 2, and 26 X 3, 26 X 4 in the X-axis direction.
  • the movable table 1 moves in the positive X-axis direction in the first quadrant as shown in Fig. 36.
  • 45 means moving in the direction of 5 ° (without rotation)
  • the direction of movement is determined by the pattern of increase and decrease of the capacity of each position detection sensor, and the amount of movement is the capacity of each position detection sensor. It is specified by the amount of change.
  • the specification of the movement direction based on the capacitance change pattern of each of the position detection sensors, and the relationship between the amount of change in the capacitance of each position detection sensor and the amount of movement of the movable table 1 are, for example, experimentally specified and mapped in advance.
  • the information may be stored in a memory or the like, and the position shift or the like may be determined based on the information. By doing so, the arithmetic processing can be sped up.
  • the noise simultaneously applied to the left and right (upper and lower) capacitance detection electrodes in FIG. 34 is applied to the differential output (for example, to one end and the other end in the X-axis direction).
  • They are added and output as follows. Therefore, there is an advantage that position change information of the auxiliary table 5 (movable table 1) can be output with high sensitivity.
  • the electromagnetic driving means 4 individually controls the driving of the annular driving coil 7 and the four driven magnets 6 A 6 D to move the movable table 15.
  • an operation control system 20 that regulates the rotation operation is provided (see Fig. 35).
  • the operation control system 20 includes an energizing direction setting function for setting and maintaining the energizing direction to the annular drive coil 7 in a predetermined direction (one or the other), and a function of energizing current to the annular drive coil 7.
  • a drive coil energization control function that is variably set, and a magnetic pole individual setting function that operates according to the energization direction to the annular drive coil 7 and individually sets and maintains the magnetic poles of the driven magnets 6A and 6D.
  • the magnetic strength of each of the driven magnets 6A6D is individually variably set (set by variably controlling the energizing current) in accordance with an external command, and thereby the transfer to the movable table 15 is performed. It has a table operation control function to adjust the direction transfer force.
  • the operation control system 20 individually drives the annular drive coil 7 of the electromagnetic drive means 4 and each of the driven magnets 6 A 6 D in accordance with a predetermined energization control mode in order to execute the various functions.
  • a table drive control means 21 for controlling the movement of the movable table section 15 in a predetermined direction, and a movement direction of the movable table 1 and a movement amount thereof which are provided along with the table drive control means 21 are specified.
  • Multiple control modes (A 1 A 8 A program storage unit 22 storing a plurality of control programs according to eight power-on control modes), and a data storage unit 23 storing predetermined data and the like used when executing each of the control programs. (See Figure 35).
  • the table drive control means 21 is provided with an operation command input section 24 for commanding a predetermined control operation for the annular drive coil 7 and each of the driven magnets 6A to 6D. Further, the position information during and after the movement of the movable table 1 is detected by the position information detecting means 25, arithmetically processed, and sent to the table drive control means 21. ing.
  • Various control functions of the operation control system 20 are comprehensively included in a plurality of energization control modes A1 to A8 of the program storage unit 22. Is selected based on a selection command input from the outside via an external device. Through the selected predetermined control modes A1 to A8, the various control functions are operated and executed, and the movable table 1 is transferred in a predetermined direction based on an external command. I have.
  • the table drive control means 21 operates based on a command from an operation command input section 24 and selects a predetermined energization control mode from a program storage section 22 to select the annular drive coils 7 and 4.
  • a main control unit 21 A for controlling the supply of a predetermined DC current including a hole to each of the driven magnets 6 A to 6 D, and a predetermined control mode (A 1 to A 8), a coil selection drive control unit 21 B for driving the annular drive coil 7 and the four driven magnets 6 A to 6 D simultaneously or individually.
  • the main controller 21A calculates the position of the movable table 1 based on input information from the position information detecting means 25 for detecting the table position, or It also has a function of performing various other calculations at the same time.
  • reference numeral 4G denotes a power supply circuit section for supplying a predetermined current to the annular driving coil 7 of the electromagnetic driving means 4 and the four driven magnets 6A to 6D.
  • the table drive control means 21 receives the information from the position information detection means 25, performs a predetermined calculation, and based on the information, sets the reference position of the movement destination set in advance by the operation command input unit 24.
  • a displacement calculating function for calculating a deviation from the information, and, based on the calculated displacement information, the electromagnetic driving means 4 is driven to move the movable table 15 to a preset reference position of a destination.
  • a table position detecting function for controlling.
  • the transfer control of the movable table section 15 in a predetermined direction is performed while correcting the shift.
  • the movable table 15 is quickly and accurately transferred to a preset target position.
  • the correction of the positional deviation is executed by adjusting the energizing current of each of the driven magnets 6A to 6D during energizing driving.
  • the table drive control means 21 is provided with an annular drive coil 7 of the electromagnetic drive means 4 and four driven magnets according to a predetermined control program (predetermined control mode) stored in advance in a program storage unit 22. 6A to 6D are individually driven and controlled with a predetermined relationship. That is, the program storage unit 22 according to the present embodiment includes a drive coil control program for specifying the direction of current supply to the annular drive coil '7 and variably setting the magnitude of the current supply; This function works when the direction of energization to is specified, and the energization of each of the four driven magnets (electromagnets) correspondingly Eight
  • a plurality of magnet control programs for individually specifying the direction, specifying the N pole or S pole of the magnetic pole, and individually variably setting the magnitude of the energizing current including energization stop are stored.
  • the operation timings of the respective control programs are arranged and stored in eight sets of energization control modes A1 to A8 (see FIGS. 37 and 38).
  • each energization control mode A1 to A4 to move the movable table 15 in the positive or negative direction of the X axis and in the positive or negative direction of the Y axis is shown.
  • An example (charted) of A4 is shown.
  • the control mode A1 in the tenth embodiment is an example of an energization control mode for moving the movable table 1 in the positive direction of the X axis (see FIG. 37).
  • the energization of the driven magnets 6B and 6D on the Y-axis is controlled, and the end face of the driven magnet 6A on the X-axis facing the coil side 7a becomes an N-pole.
  • the end face of the driven magnet 6C on the X-axis facing the coil side 7c is set to the S pole.
  • the movable table 15 is transferred in the positive direction on the X axis.
  • the control mode A2 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the negative direction of the X axis (see FIG. 37).
  • This control mode A2 is different from the control mode A1 in that the setting of the magnetic poles of the driven magnets 6A and 6C on the X axis is reversed. Others are the same as those in the control mode A1.
  • an electromagnetic driving force is generated in a direction opposite to that of the control mode A 1 according to the same principle as that of the control mode A 1.
  • the driven magnets 6A and 6C are repulsively driven in the direction indicated by the solid arrow (left direction in the figure), whereby the movable table 15 moves in the negative direction on the X axis. Be transported.
  • the control mode A3 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the positive direction of the Y axis (see FIG. 37).
  • the energization stop of the driven magnets 6A and 6C on the X axis is controlled.
  • the end face of the driven magnet 6B on the Y axis facing the coil side 7b is set to the N pole, and the end face of the driven magnet 6D on the Y axis facing the coil side 7d is also set. Section is set to S pole.
  • the control mode A4 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the negative direction of the Y axis (see FIG. 37).
  • This control mode A4 is different from the control mode A3 in that the setting of the magnetic poles of the driven magnets 6B and 6D on the Y axis is reversed. Others are the same as those in the control mode A3.
  • the control mode A5 in the tenth embodiment is an example of an energization control mode for moving the movable table 1 in the direction of the first quadrant on the XY plane coordinates (third embodiment). See Figure 8).
  • the four driven magnets 6A to 6D are simultaneously energized, and their magnetic poles N and S are located at positions facing the coil sides 7a and 7 of the annular drive coil 7.
  • the magnetic pole at the end face is set to the N pole, and the magnetic pole at the end face of the annular drive coil 7 at the location facing the coil sides 7 c and 7 d is set to the S pole.
  • the transfer angle 0 in the first quadrant direction with respect to the X axis acts on each of the driven magnets 6A to 6D by variably controlling the magnitude of the current flowing through each of the driven magnets 6A to 6D.
  • the size can be variably set.
  • the movable table section 15 can be freely transferred and controlled in an arbitrary direction in the first quadrant direction.
  • This control mode A6 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the direction of the third quadrant on the XY plane coordinates (the direction opposite to the direction of the first quadrant). (See Figure 38).
  • the four driven magnets 6A to 6D are simultaneously energized, and the magnetic poles N and S are set completely opposite to those in the control mode A5.
  • the transfer angle ⁇ in the direction of the third quadrant with respect to the X axis acts on each of the driven magnets 6 A to 6 D by variably controlling the magnitude of the current flowing through each of the driven magnets 6 A to 6 D.
  • the size can be variably set.
  • the movable table 15 It is possible to freely control the transfer in any direction in the quadrant direction.
  • the control mode A7 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the direction of the second quadrant on the XY plane coordinates (see FIG. 38).
  • the four driven magnets 6A to 6D are simultaneously energized, and the magnetic poles N and S of the magnets 7A and 7D are located at positions opposite to the coil sides 7b and 7c of the annular driving coil 7.
  • the magnetic pole at the end face is set to the N pole, and the magnetic pole at the end face of the annular drive coil 7 facing the coil sides 7c and 7a is set to the S pole.
  • the transfer angle 0 in the second quadrant direction with respect to the X axis acts on each of the driven magnets 6A to 6D by variably controlling the magnitude of the current flowing through each of the driven magnets 6A to 6D.
  • the size can be variably set. Thereby, the transfer of the movable table section 15 can be freely controlled in any direction in the second quadrant direction.
  • the control mode A 8 is an example of a control mode for moving the movable table section 15 in the direction of the fourth quadrant on the XY plane coordinates (the direction opposite to the direction of the first quadrant). (See Figure 38).
  • each of the four driven magnets 6A to 6D passes simultaneously.
  • the magnetic poles N and S are set opposite to those in the control mode A7.
  • the transfer angle ⁇ in the direction of the fourth quadrant with respect to the X axis is determined by variably controlling the magnitude of the current supplied to each of the driven magnets 6A to 6D.
  • the size can be variably set by changing the electromagnetic driving force acting on the Thereby, the movable table section 15 can be freely transferred and controlled in an arbitrary direction in the fourth quadrant direction.
  • FIGS. At positions where the coil sides 7a to 7d of the annular driving coil 7 face and are close to the magnetic pole surfaces of the four driven magnets 6A to 6D, FIGS. As shown in the figure, a metal braking plate 9 made of a nonmagnetic member is arranged in a state insulated from the surroundings, and is fixedly mounted on the annular drive coil 7 side.
  • Each of the braking plates 9 has a function of gently moving the movable table portion 15 while suppressing rapid movement of the movable table portion 15 while suppressing the movement.
  • Fig. 39 shows the principle of operation.
  • FIG. 39 (A) is a partially omitted partial cross-sectional view showing the braking plate 9 in FIG. 32.
  • FIG. 39 (B) is a plan view (operation principle explanatory view) taken along the line AA of FIG. 39 (A).
  • a movable table part equipped with four driven magnets 6A to 6D If the 5 moves rapidly, an electromagnetic damper (Eddy current brake) of a magnitude proportional to the moving speed between each of the driven magnets 6A to 6D and the corresponding braking plate 9 is provided. ) Works. As a result, the movable table section 15 is gradually moved while the rapid movement is suppressed.
  • Eddy current brake electromagnetic damper
  • the braking plate 9 is fixed to the coil side 7a of the annular driving coil 7 so as to face the N pole of the driven magnet 6A.
  • Reference numerals 9 A and 9 B indicate spacer members for fixing the braking plate 9.
  • the spacer members 9A and 9B are formed of a non-conductive member in the present embodiment.
  • a reaction force f2 of the moving force f1 is generated as a braking force on the driven magnets 6A to 6D, and its direction is the moving force fl.
  • the direction is opposite to the direction. That is, the braking force f2 is in a direction opposite to the direction of the initial sudden movement of the driven magnets 6A to 6D (that is, the auxiliary table 5), and the magnitude thereof is equal to the movement of the auxiliary table 5. Since the size of the auxiliary table 5 is proportional to the speed, the rapid movement of the auxiliary table 5 is suppressed by the appropriate braking force f 2, and the auxiliary table 5 moves smoothly in a stable state.
  • a predetermined braking force f 2 is generated at the other braking plate 9.
  • Each of the braking plates 9 also has a function of radiating heat generated when the annular driving coil 7 is driven. At this point, while effectively suppressing an increase in resistance at high temperatures and a decrease in the value of the energizing current (that is, a decrease in the electromagnetic driving force) caused by the continuous operation of the annular drive coil 7, the energizing current is maintained at a substantially constant level for a long time. Therefore, external current control for the electromagnetic driving force output from the electromagnetic driving means can be continued in a stable state, and aging (insulation rupture due to heat) can be effectively performed. Therefore, the durability of the entire apparatus and, moreover, the reliability of the entire apparatus can be improved.
  • Fig. 35 first, from the operation command input section 24, the movable table 1 When an operation command for moving the table to a predetermined position is input to the operation control system 20, the main control unit 21A of the table drive control means 21 is immediately activated, and the data storage unit 2 is operated based on the operation command.
  • the reference position information of the movement destination is selected from 3 and, at the same time, a predetermined control mode (a control program according to any one of A1 to A8) corresponding thereto is selected from the operation program storage unit 22.
  • the coil selection drive control section 21B is operated to drive and control one of the annular drive coils 7 and the four driven coils of the electromagnetic drive means 4 based on a predetermined control mode.
  • an operation command for moving the movable table 1 to a predetermined position in the positive direction of the X-axis is input from the operation command input unit 24 to the operation control system 20, and based on this, the entire apparatus is Operate according to the predetermined energization control mode.
  • the state after the operation in this case is illustrated in FIGS. 40 to 41.
  • control mode A1 shown in Fig. 37 is selected as the energization control mode, and accordingly, the annular drive coil 7 and the four driven coils 6A to 6D are controlled by the control mode A1. It means that it has been activated.
  • auxiliary table 5 when the auxiliary table 5 is provided to the right of FIG. 32 by the electromagnetic driving means 4, the auxiliary table 5 is opposed to the elastic force of each piano wire 2A, 2B.
  • Table 5 moves.
  • the auxiliary table 5 i.e., the movable table 1 is configured to determine the difference between the positive return force of each of the piano wires 2 A and 2 B and the electromagnetic drive force of the electromagnetic drive means 4 applied to the auxiliary table 5. It stops at the balance point (movement target position) (see Fig. 40 and Fig. 41).
  • the symbol T indicates the distance moved.
  • hatched portions indicate portions where the capacitance components of the other capacitance detection electrodes 26 X 3 and 26 X 4 have decreased due to the movement of the auxiliary table 5.
  • FIG. 41 shows an ideal state in which there is no displacement in the Y-axis direction.
  • the capacitance of the capacitance detecting electrodes 26 XI, 26 X 2, 26 X 3, 26 X 4 As described above, the actual position after the movement is detected based on the information on the increase and decrease of the components, and feedback control (not shown) for preventing the displacement is performed.
  • the auxiliary table 5 when the electromagnetic driving force applied to the auxiliary table 5 is released from this state, the auxiliary table 5 returns to the original position by being applied to the elastic return force of the piano wires 2A and 2B (the original position). Activate the position return function).
  • the moving operation of the auxiliary table 5 is usually performed rapidly regardless of the application control or the release control of the electromagnetic driving force.
  • the auxiliary table 5 (or the movable table 1) undergoes a reciprocating motion due to the inertial force and the spring force at the stop position at the movement destination or at the stop position at the time of returning to the original position.
  • this kind of reciprocating operation is suppressed by electromagnetic braking (eddy current brake) generated between the braking plate and the driven magnet, and moves smoothly toward a predetermined position. Stop control is performed in a stable state.
  • electromagnetic braking eddy current brake
  • the main control section 21A of the table drive control means 21 is similarly operated. Operates immediately, selects the reference position information of the movement destination from the data storage unit 23 based on the operation command, and at the same time, controls the operation program storage unit 22 according to a predetermined control mode corresponding thereto. Select your program. Subsequently, the coil selection drive control section 21B is operated to drive and control the annular drive coil 7 of the electromagnetic drive means 4 and the four driven magnets 6A to 6D based on a predetermined control mode.
  • the movable table portion 15 is moved from the center position (within a predetermined range) without a sliding operation by the table holding mechanism 2 to which the ring mechanism is applied. It can be smoothly moved (or rotated) in any direction on the X- ⁇ plane while maintaining the same height position.
  • the need for a heavy, double-structured XY-axis movement holding mechanism, which was conventionally required, can be eliminated, so that the entire apparatus can be reduced in size and weight, and at the same time, the weight can be reduced.
  • the portability can be remarkably improved, the number of parts is reduced as compared with the conventional example, and the durability can be remarkably improved. Also, since no skill is required for adjustment during assembly, productivity can be increased.
  • the movable table section 15 having the driven magnets 6A to 6D moves rapidly. Even if the movable table section 15 changes, the movable table section 15 moves between the driven magnets 6A to 6D and the braking plate 9 made of a non-magnetic metal member. Since the electromagnetic brake (eddy current brake) acts on the movable table, the movable table can be prevented from suddenly moving, and can move smoothly in a predetermined direction in a stable state.
  • the electromagnetic brake eddy current brake
  • this braking plate 9 ' is mounted on each of the coil sides 7a, 7b, 7c, 7d of the annular driving coil 7 in a state of facing the driven magnets 6A to 6D. It has a simple configuration and at the same time, generates electromagnetic driving force
  • the driving means 4 also has a simple configuration in which the driven magnets 6A to 6D provided on the auxiliary table 5 and one annular driving coil 7 on the fixed plate 8 are correspondingly provided. For this reason, it is possible to reduce the size and weight of the entire device, and not only the portability is improved, but also the workability is improved because no special skill is required for the assembling work.
  • a metal braking plate 9 made of a non-magnetic member provided on the end face of the drive coil on the side of the driven magnets 6 A to 6 D is provided with a transformer secondary circuit in relation to the drive coil 7.
  • a circuit equivalent to that described above is configured, and a short-circuit is configured via the electric resistance component (causing eddy current loss) of the braking plate.
  • the coil side 7a, 7b, 7c, 7d of the drive coil 7 constituting the primary circuit has the secondary circuit in the open state (when there is no braking plate).
  • a relatively large current can be supplied. Therefore, the distance between the driving coil 7 and the driven magnets 6A to 6D is somewhat increased by the braking plate 9, but the energizing current also increases, and the electromagnetic driving force generated at this point is reduced. Therefore, it is possible to output a relatively large electromagnetic force to the driven magnets 6A to 6D.
  • the braking plate 9 also functions as a heat radiating plate, and at this point, it is possible to effectively suppress the aging (eg, insulation breakdown due to heat) due to continuous operation of the annular drive coil 7. . Therefore, the durability of the entire apparatus can be increased, and the reliability of the entire apparatus can be enhanced. Furthermore, in the present embodiment, since one annular drive coil 7 in the electromagnetic drive means 4 and the corresponding driven magnets 6A to 6D are provided, the four coil coils of the annular drive coil 7 are provided. The sides 7a, 7b, 7c, 7d are ,
  • the driven magnets 6A to 6D are always pressed in the direction perpendicular to the X axis or Y axis on the XY plane. For this reason, the electromagnetic driving force applied to the auxiliary table 5 (that is, the movable table 1) is always generated in the direction from the center point on the XY plane to the outside, regardless of the direction of the movement. Become.
  • the movable table 1 can be smoothly and flatly moved (within an allowable range) without any rotation.
  • the driving coil is composed of one annular driving coil 7, the structure is simplified, and the entirety including the corresponding driven magnets 6A to 6D is the size of the movable Since it is installed between the movable table section 15 and the fixed plate 8 in a state where the entire apparatus is spread, the area occupied by the space can be reduced, and in this respect, the size and weight of the entire apparatus can be reduced. It becomes possible and portability is improved. Further, since the number of parts is small, there is an advantage that productivity and maintainability can be improved.
  • the driven magnets 6A to 6D are provided on the auxiliary table 5
  • the driven magnets 6A to 6D are provided on the movable table 1 side.
  • the annular drive coil 7 may be provided at a predetermined position on the fixed plate 8 in opposition to this.
  • the movable table 1 is illustrated as having a circular shape, Shape or another shape.
  • the auxiliary table 5 may have a circular shape or another shape as long as the various functions can be realized.
  • the table holding mechanism 2 has been described as having a function of returning the original position to the movable table section 15, the table holding mechanism 2 is provided with a separate original position returning means for the movable table section 15.
  • the original position return function may be removed.
  • the link mechanism is provided with the original position return force of the movable table by using a piano wire made of a spring material as the link mechanism, but is not limited thereto. Not something. That is, the link mechanism and the original position return mechanism for returning the movable table to the original position may be separated and configured as independent mechanisms.
  • the home position return mechanism applies a spring force as the home position return force as the movable table moves. It will be energy storage. Further, a sensor for detecting the current position of the movable table is provided, and a current value to be supplied to the drive coil of the electromagnetic drive means is controlled based on the position signal detected by the sensor, whereby the original position return mechanism is provided. It is necessary to generate a reaction force that opposes the spring force generated.
  • the braking plate 9 is provided for each of the driven magnets 6A to 6D, the braking plate 9 is applied to two or more or all of the driven magnets 6A to 6D. These may be configured so as to face one braking plate.
  • FIG. 42 shows an example in which the single braking plate is configured to face all the driven magnets 6A to 6D.
  • reference numerals 92 and 93 denote spacer members for holding a single braking plate 9.
  • reference numeral 9a denotes a through hole that allows the column 10 to reciprocate along the fixed plate 8.
  • the periphery of the braking plate 9 is extended, and a part or the whole of the periphery of the braking plate 9 is held by the case body 3. 3 may be omitted.
  • the driven magnets 6 A to 6 D and the annular driving coil 7 are replaced with each other, the annular driving coil 7 is provided on the auxiliary table 5 side, and the driven magnets 6 A to 6 D are provided on the fixed plate 8 side. May be equipped.
  • the braking plate 9 is also fixedly provided on the annular drive coil 7 side to achieve its function.
  • a case has been exemplified in which four driven magnets are equidistant from the origin on the orthogonal coordinates (X- ⁇ coordinates).
  • each driven magnet is on a line passing through the origin (not necessarily rectangular coordinates) on the coordinate system, it is possible to use the coordinate axis even if it is not equidistant from the origin. It is not necessary that they are arranged at deviated positions or that the number is not four.
  • the movable table 15 when the movable table 15 is moved and driven in a predetermined direction by one or two or more driven magnets, it is possible to surely eliminate in advance elements that generate a rotational force component.
  • the control operation by the operation control system 20 can be simplified. Therefore, the movable table 15 can be quickly and smoothly transferred in the predetermined direction.
  • the case where four driven magnets 6A to 6D are provided as the driven magnets is exemplified.
  • the number of magnets is not limited to four, but may be three or five or more.
  • the shape of the driven magnet may be another shape (for example, a columnar shape).
  • the operation control system 20 is convenient in the movement direction instructed from the outside (for example, it is located at a position that functions efficiently in the transfer direction). It is preferable that a plurality of driven magnets are selected and energized and driven, and the movable table portion 15 is transported in the movement direction indicated from the outside with the resultant force.
  • each of the driven magnets 6A to 6D has the same energizing direction as that of the control mode A1, and only the energizing direction of the annular driving coil 7 is set to the opposite direction. If so, another drive control method may be adopted.
  • FIGS. 43 (A) to (D) show other examples of the configuration of one annular drive coil 7 arranged on the XY plane.
  • FIG. 43 (A) shows a case where the annular drive coil is formed in a regular triangular shape.
  • This equilateral triangular annular drive coil 71 has a corner formed in an arc shape, and is fixed and held to a fixed plate (not shown) on the stator side.
  • Driven magnets 6A to 6C made of electromagnets are individually arranged corresponding to the respective coil sides 7Aa, 7Ab, 7Ac of the triangular annular driving coil 71. ing.
  • Each of the driven magnets 6A to 6C is It is fixedly mounted on the movable table (not shown) side.
  • Each of the driven magnets 6 A, 68 or 6 mm is, when in operation, individually driven by a corresponding one of the coil sides 71 a, 71 b, or 71 c of the annular driving coil 71.
  • the coil Upon receiving the electromagnetic force, the coil is repulsively driven in a direction orthogonal to each of the coil sides 71a, 71b, or 71c.
  • each of the driven magnets 6 A, 68 or 6 ⁇ is arranged so that an extension of the center line in the driven direction passes through the origin on the XY plane of the annular driving coil 71. It is arranged corresponding to side 71a, 71b, or 71c.
  • the operation control system When the entire apparatus is operated, the operation control system is activated and a predetermined energization control mode is selected from a plurality of energization control modes specified in advance, as in the case of the tenth embodiment. Accordingly, the energization of the annular driving coil 71 and each of the driven magnets 6A, 6B or 6C is controlled individually. Other configurations are almost the same as those of the tenth embodiment shown in FIGS. 32 to 41.
  • the movable table section is controlled by the energization control (including zero) by the operation control system individually performed for the annular driving coil 71 and each of the driven magnets 6A, 6B or 6C. It can be transported in any direction on the XY plane, and almost the same operation and effect as in the tenth embodiment can be obtained.
  • FIG. 43 (B) shows a case where the annular drive coil is formed in a circular shape.
  • This circular drive coil 72 is fixed and held on a fixed plate (not shown) on the stator side.
  • the X-axis on the X-Y plane of this circular annular driving coil 72 is Y Driven magnets 6 A, 6 B, 6 B, 6 B, 6 B, 6 B 6 C and 6 D are individually arranged.
  • Each of the driven magnets 6A to 6D is fixedly mounted on a movable table (not shown) which is a movable element side.
  • Each of the driven magnets 6 A, 6 B, 6 C, or 6 D when in operation, has a corresponding coil side portion 72 a, 72 b, 72 c, or 72 d force.
  • the ring-shaped drive coil 7B is repulsively driven in a direction orthogonal to a tangent of the corresponding portion of the annular drive coil 7B by receiving an electromagnetic force individually.
  • each driven magnet 6A, 6B, 6C, or 6D is positioned such that an extension of the center line in the driven direction passes through the original point on the XY plane of the annular driving coil 72.
  • the coil side portions 72a, 72b, 72c, or 72d are arranged corresponding to the coil side portions 72a, 72b, 72c or 72d.
  • the operation control system When the entire apparatus is operated, the operation control system is activated and a predetermined energization control mode is selected from a plurality of energization control modes specified in advance, as in the case of the tenth embodiment. Accordingly, the annular drive coil 72 and each of the driven magnets 6A, 6B, 6C, or 6D are individually energized and controlled. Other configurations are almost the same as those of the tenth embodiment shown in FIGS. 32 to 41.
  • the energization control (including zero) by the operation control system individually performed for the annular drive coil 72 and each driven magnet 6A, 6B, 6C, or 6D is performed.
  • the movable table section can be moved in any direction on the XY plane, and substantially the same operation and effect as in the tenth embodiment can be obtained.
  • FIG. 43 (C) shows a case where the annular drive coil is formed in a regular hexagonal shape.
  • the regular hexagonal annular driving coil 73 is fixedly held by a fixed plate (not shown) on the stator side.
  • an electromagnet is formed corresponding to each of the six coil sides 73a, 73b, 73c, 73d, 73e, 73f of the regular hexagonal annular drive coil 73.
  • Six driven magnets 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, and 6F are individually arranged. Each of the driven magnets 6A to 6F is fixedly mounted on a movable table (not shown) which is a movable element side.
  • each of the driven magnets 6A to 6F receives an electromagnetic force from the corresponding coil side 73a to 73f, and receives a corresponding electromagnetic force from the corresponding coil side 73a to 73f. It is repelled in the direction perpendicular to f.
  • each of the driven magnets 6A to 6F is arranged so that an extension of the center line in the driven direction passes through the origin on the XY plane of the annular driving coil 73, Arranged corresponding to 73a to 73f.
  • the operation control system When the entire apparatus is operated, the operation control system is activated and a predetermined energization control mode is selected from a plurality of energization control modes specified in advance, as in the case of the tenth embodiment. Accordingly, the energization of the annular driving coil 73 and the driven magnets 6A to 6F is individually controlled. Other configurations are almost the same as those of the tenth embodiment shown in FIGS. 32 to 41.
  • the energization control (including zero) by the operation control system individually performed on the regular hexagonal annular driving coil 73 and each of the driven magnets 6A to 6F provides
  • the movable table section can be moved in any direction on the XY plane, whereby substantially the same operation and effect as in the tenth embodiment can be obtained. (Octagonal annular drive coil)
  • FIG. 43 (D) shows a case where the annular drive coil is formed in a regular octagon.
  • the regular octagonal annular driving coil 74 is fixed and held on a stationary plate (not shown) on the stator side.
  • eight driven magnets 6 A, 6 B, 6 C, 6 D, 6 E, 6 F,, '6 G, 6 ⁇ ⁇ composed of electromagnets are individually arranged.
  • Each of the driven magnets 6A to 6H is fixedly mounted on a movable table (not shown) which is a movable element side.
  • Each of the driven magnets 6A to 6H receives an electromagnetic force individually from the corresponding coil side 74a to 74h in the operating state, and receives a corresponding electromagnetic force from the corresponding coil side 74a to 74h. Are repulsively driven individually in the direction perpendicular to.
  • each of the driven magnets 6A to 6H is arranged such that the extension line of the center line in the driven direction passes through the origin on the XY plane of the annular driving coil 74.
  • the side portions 74a to 73h are individually arranged correspondingly.
  • the operation control system When the entire apparatus is operated, the operation control system is activated and a predetermined energization control mode is selected from a plurality of energization control modes specified in advance, as in the case of the tenth embodiment. Accordingly, the annular drive coil 74 and the driven magnets 6A to 6H are individually energized. Other configurations are almost the same as those of the tenth embodiment shown in FIGS. 32 to 41.
  • the movable table section is controlled by the energization control (including zero) by the operation control system individually performed for the annular drive coil 74 and each of the driven magnets 6A to 6H. — Transfer in any direction on the Y plane whereby, substantially the same operational effects as in the case of the tenth embodiment can be obtained.
  • FIG. 44 to 48 Next, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 44 to 48.
  • the electromagnetic driving means 4 in the tenth embodiment is provided with a single annular driving coil 7 as a driving coil, whereas the electromagnetic driving means 4 is formed in the shape of a sun. It is characterized in that it has electromagnetic drive means 142 equipped with four drive coils. At the same time, it is characterized in that an operation control system 202 for efficiently driving the electromagnetic drive means 142 is provided instead of the operation control system 20.
  • the eleventh embodiment is similar to the tenth embodiment in that the movable table part 15 for precision work is provided so as to be movable in any direction on the same surface.
  • a table holding mechanism 2 that allows the movement of the movable table section 15 and holds the movable table section 15 and has a function of returning to the original position with respect to the movable table section 15;
  • a case main body 3 as a main body part to be supported, and electromagnetic driving means 14 2 provided on the case main body 3 side and applying a moving power in a predetermined direction to the movable table 15 in response to an external command. It has.
  • the movable table part 15 is composed of a movable table 1 for precision work and an auxiliary table 5 which is disposed parallel to the movable table 1 at a predetermined interval and on the same central axis. It consists of: As shown in FIG. 4, the table holding mechanism 2 is provided on the auxiliary table 5 side, and holds the movable table 1 via the auxiliary table 5. It is configured as follows.
  • the main part of the electromagnetic drive means 142 is held on the case body 3 side, and the electromagnetic drive means 144 moves to the movable table part 15 in accordance with a command from the outside in a predetermined direction along the transfer direction of the movable table part 15. It has a function to apply force (driving force).
  • the electromagnetic driving means 4 is provided between the movable table 1 and the auxiliary table 5.
  • the electromagnetic drive means 14 4 includes four drive coils 7 2 1, 7 2 2, 7 2 3, 7 2 4, and a central portion of each of the drive coils 7 2 1 to 7 2 4.
  • Four driven magnets 6 A, 6 B, 6 C, 6 D mounted on the trapping table 5 individually corresponding to the inner coil sides 7 2 1 a to 7 2 4 a located at A fixed plate 8 for holding the four drive coils 72 1 to 72 4 at predetermined positions.
  • the four drive coils 7 2 1, 7 2 2, 7 2 3, 7 2 4 are formed by combining two mouth-shaped coils, and the inner coil side 7 2 1 a to 7 2 4a is formed.
  • Each of the letter-shaped drive coils 7 2 1 to 7 2 4 of the above-mentioned day has an inner coil side 7 2 1 a to 7 2 4 a located at the center thereof at the center, and the origin at the center on the fixed plate 8.
  • Each of the four driven magnets 6A to 6D is composed of an electromagnet whose energization can be controlled from the outside, and the inner coil side of the letter-shaped driving coil for each day 7 2 1a to 7 2 4a Corresponding to the X and Y axes, respectively.
  • the fixed plate 8 is disposed on the movable table 1 side of the trapping table 5 and is held by the case body 3 as shown in FIG. This day
  • the letter-shaped drive coils 72 1 to 72 4 and the fixed plate 8 constitute a stator portion which is a main part of the electromagnetic drive means 4.
  • each of the driven magnets 6A to 6D When each of the driving coils 72 1 to 72 4 is set to the operating state, each of the driven magnets 6A to 6D is connected to the corresponding driven magnet 6A to 6D. Generates electromagnetic drive to repel in the direction perpendicular to the inner coil sides 7 2 1a to 7 2 4a. In this case, the center axis in the moving direction of each of the driven magnets 6A to 6D is set so as to pass through the center point on the XY plane.
  • the movable table 15 When the movable table 15 is transferred in a direction that is not orthogonal to each inner coil side 7 21 a to 7 24 a (a direction oblique to each coil side 7 a to 7 d), as described later. At least two or more of the driven magnets 6 ⁇ / b> A to 6 ⁇ / b> D are transferred with the resultant of the electromagnetic driving force applied to the driven magnets 6 ⁇ / b> A to 6 ⁇ / b> D.
  • the inner coil sides 72 1 a to 72 4 a of the drive coils 72 1 to 72 4 facing the driven magnets 6 A to 6 D are provided with a braking member made of a non-magnetic metal member.
  • a plate 9 is disposed close to (almost in contact with) the pole faces of the driven magnets 6A to 6D. In the present embodiment, one braking plate 9 is used, and a part or all of its periphery is fixed to the case body 3.
  • the four driven magnets 6A to 6D that constitute a part of the electromagnetic driving means 142 are, as shown in FIG.
  • the surface facing each inner coil side 7 2 1a to 7 2 4a of 24 is formed by a rectangular electromagnet, and is assumed on the upper surface of the auxiliary table 5: Center on the X-Y plane It is arranged and fixed on the X axis and the Y axis at the same distance from the part.
  • a predetermined operating current is applied to part or all of D, and each of the driven magnets 6A to 6D is set to an operating state.
  • 7 2 4 is set to the operating state and energization is started.
  • the magnitude of the magnetic force of each of the driven magnets 6A to 6D including each of the drive coils 7 2 1 to 7 24 is adjusted by energization control, whereby the movable table 15 is transferred in a predetermined direction. Is done.
  • FIG. 47 and FIG. 48 do not show the rotational drive by energizing the drive coil.
  • four sun-shaped drive coils 72 1 to 72 4 which constitute a main part of the electromagnetic drive means 142 have two small mouth-shaped coil portions. It is formed from a combination of Ka and Kb. Then, a coil side (inside coil side 7 2 1 a to 7 2 4 a section) is formed at a contact portion of the two small mouth-shaped coil sections Ka and K b, and the coil side (inner coil side 7 2 1 The current always flows in the same direction (a to 724 a) in the same direction (current always flows in the same direction in one and the other coil sides of the abutting part). Therefore, when the direction is changed, the energizing directions in the two small mouth-shaped coil portions Ka and Kb are changed simultaneously.
  • the four Japanese character The energizing direction and energizing current (including the energizing stop control) of the inner coil sides 7 21 a to 7 24 a of the driving coils 7 2 1 to 7 2 4 are changed in the transfer direction of the movable table 1.
  • the setting is controlled by the operation control system 20. This allows the driven magnet 6 A
  • an electromagnetic force (reaction force) is output that presses in a predetermined direction (direction perpendicular to the inner coil sides 721a to 7224a) according to Fleming's left-hand rule. It will be.
  • the resultant force of the electromagnetic driving forces generated in the four driven magnets 6A to 6D can be moved.
  • the moving direction can be adjusted to the transfer direction of the table section 15, and the moving force can be applied to the movable table section 15 in any direction on the XY plane.
  • each of the drive coils 72 1 to 72 4 is on the outside and inside on the same surface of each of the drive coils 72 1 to 72 4.
  • a magnetic material such as a ferrite may be charged and equipped at a height of and within a range including the operating range of the driven magnets 6A to 6D.
  • the operation control system 202 individually sets and maintains the magnetic poles of the driven magnets 6A to 6D provided corresponding to the character-shaped driving coils 72 1 to 72 4 for each day.
  • Magnetic pole intensity setting function for individually setting the magnetic strength of each of the driven magnets 6 A to 6 D (which can be set by varying the energizing current); Set and maintain the energization direction of the inner coil side 7 2 1 a to 7 2 4 a in the V-shaped drive coil 7 2 1 to 7 2 4 in a predetermined direction (one or the other) according to an external command.
  • a table operation control function for adjusting the transfer direction and the transfer force with respect to the movable table section 15 while adjusting the movement.
  • this operation control system 202 performs, as shown in FIG. 46, a letter-shaped driving coil 7 2 1 to 7 2 of each day of the electromagnetic driving means 14 2 in order to execute the various functions.
  • Table drive control means 2 12 for individually driving four and four driven magnets 6 A to 6 D in accordance with a predetermined control mode to move the movable table 15 in a predetermined direction.
  • a plurality of control modes (8 B1 to B8 energization control modes in this embodiment) which are provided along with the table drive control means 2 12 and specify the moving direction of the movable table 1 and the amount of movement thereof.
  • the table drive control means 2 12 has an operation command for instructing a predetermined control operation for the letter-shaped drive coils 7 21 to 7 24 and the four driven magnets 6 A to 6 D for each day.
  • An input section 24 is provided.
  • the position information during and after the movement of the movable table section 15 is detected by the position information detecting means 25, is subjected to arithmetic processing, and is sent to the table drive control means 212. I'm familiar.
  • control functions of the operation control system 202 are comprehensively included in the plurality of energization control modes B1 to B8 of the program storage unit 222, and the operation command input unit 24 It operates and is executed based on any one of the control modes B1 to B8 selected by a command from the operator input through the controller.
  • the table drive control means 2 12 operates based on a command from the operation command input section 24, selects a predetermined control mode from the program storage section 2 22
  • the main control unit 2 12 A for controlling the energization of a predetermined DC current including zero to the driven magnets 6 A to 6 D and the four driven magnets 6 A to 6 D
  • the control unit 2 1 2 A is selected and set, and according to the predetermined conduction control mode (B 1 to B 8), the character-shaped drive coils 7 2 1 to 7 24 and each of the four driven magnets 6 A to 6 are formed on each day.
  • a coil selection drive control section 2 12 B for controlling the drive of D simultaneously or individually.
  • the main controller 2 12 A also has a function of calculating the position of the movable table 15 based on input information from the position information detecting means 25 for detecting the table position or performing various other calculations.
  • reference numeral 4G indicates that a predetermined current is applied to the respective day-shaped driving coils 7 2 1 to 7 24 of the electromagnetic driving means 14 2 and the four driven magnets 6 A to 6 D. Indicates the power supply circuit section to be energized.
  • the table drive control means 2 12 is provided with a character drive coil for each day of the electromagnetic drive means 14 2 in accordance with a predetermined energization control program (predetermined control mode) stored in advance in a program storage section 22 2.
  • predetermined energization control program predetermined control mode
  • 7 2 1 to 7 2 4 and each of the four driven magnets 6 A to 6 D are individually driven and controlled in a predetermined relationship It is configured to
  • the energization direction of each of the four driven magnets (electromagnets) 6A to 6D is individually specified, and the N pole or the S pole of the magnetic pole is specified.
  • a control program for multiple magnets that individually sets the magnitude of the energizing current including energizing stop, and the energizing direction of each of these four driven magnets (electromagnets) 6A to 6D is specified, and the N pole of the magnetic pole is specified.
  • the S pole (or energization stop) functions when set and the energizing direction and the magnitude of the energizing current to the four daily drive coils 7 2 1 to 7 2 4 are correspondingly changed.
  • a drive coil control program to be set is stored.
  • the operation timing of each of these control programs is arranged and stored in eight control modes B1 to B8 (see FIGS. 47 to 48).
  • FIG. 47 shows the control modes B 1 to B 1 to transfer the movable table section 15 in the positive or negative direction of the X axis and in the positive or negative direction of the Y axis.
  • An example (charted) of B4 is shown.
  • each of the control modes B 1 to B 4 it is set so that the direction of the direct current to the character-shaped driving coils 72 1 to 72 4 is variably controlled individually.
  • the energizing direction of each of the four driven magnets is set and controlled so that the N pole or S pole of each magnetic pole does not always change (in a fixed state) regardless of the control mode. ing.
  • the magnetic poles at the end faces of the four driven magnets 6A to 6D facing the sun-shaped drive coils 72 1 and 72 2 are respectively driven magnets.
  • 6A and 6B are set to the N pole
  • the driven magnets 6C and 6D are set to the S pole, respectively.
  • the magnetic poles of 6 A to 6 D are set and controlled in a fixed state.
  • This control mode B1 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the positive direction of the X axis (see FIG. 47).
  • the driven magnets 6B and 6D on the Y-axis are controlled to stop energization, and the end face of the driven magnet 6A on the X-axis facing the inner coil side 721a is turned off.
  • the end face of the driven magnet 6C on the X-axis opposed to the coil side 723a is fixedly controlled to the N-pole and is fixedly controlled to the S-pole.
  • a predetermined electromagnetic force is applied to the coil sides 72 la and 72 3 a in the directions indicated by the dotted arrows.
  • Driving force is generated, and at the same time, the reaction force (generated by fixing the sun-shaped driving coils 72 1 and 72 3) causes the driven magnets 6 A and 6 C to move in the direction indicated by the solid arrow. (The right direction in the figure), thereby moving the movable table 15 in the positive direction on the X axis.
  • the drive coils 72 2 and 724 are set to the power supply stop control state.
  • the drive coils 7 2, 7 2 4 and the driven magnets 6 B, 6 D that are not energized are individually energized when the movable table 1 is displaced, and the displacement is detected. (This is the same in other embodiments including the tenth embodiment).
  • the control mode B2 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the negative direction of the X axis (see FIG. 47).
  • control mode B2 the energizing direction of the coil sides 7211a and 723a of the drive coils 721, 723 on the X axis is compared with that in the control mode B1.
  • the reversed point is different.
  • Others are the same as in the case of the control mode B1. It is the same.
  • electromagnetic drive force is generated at the coiler sides 72 1 a and 72 3 a of the drive coils 72 1 and 72 3 according to the same principle as in the case of the mode B 1, and the electromagnetic force is received by the reaction force.
  • the drive magnets 6A and 6C are repelled in the directions indicated by solid arrows (leftward in the figure), whereby the movable table 15 is moved in the negative direction on the X axis.
  • the same correction operation as in the case of the control mode BI is performed.
  • the control mode B3 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the positive direction of the Y axis (see FIG. 47).
  • a predetermined direction is indicated in the direction indicated by the dotted arrow in each coil side 72 2 a and 724 a.
  • the electromagnetic driving force is generated, and at the same time, the reaction force (generated by fixing the sun-shaped driving coils 72 2 and 724) causes the driven magnets 6 A and 6 C to be indicated by solid arrows.
  • the movable table portion 15 is moved in the positive direction on the Y-axis. In this case, the drive coils 7 2 1 and 7 2 3 are set to the state of the power supply stop control.
  • the drive coils 721, 723 and the driven magnets 6A, 6C which are not energized, are individually energized when the movable table 1 is displaced, and the displacement detection operation is performed. It has become to be.
  • Control mode B 4 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the negative direction of the Y axis (see FIG. 47).
  • control mode B4 the energizing direction of the coil sides 72, 2a, 724a of the drive coils 72, 72 on the Y axis is compared with that in the control mode B3.
  • the reversed point is different. Others are the same as those in the control mode B3.
  • Fig. 48 shows an example of each control mode B5 to B8 for moving the movable table section 15 in the direction of each of the four quadrants on the XY plane coordinates (Chart and Table). ).
  • each of the control modes B5 to B8 it is set so that the direction of direct current to the character-shaped drive coils 72 1 to 72 4 is individually variably controlled.
  • the N-pole or S-pole of each magnetic pole is set (controlled) so that it does not always change even if the control mode is different.
  • the control mode B5 in the eleventh embodiment is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the direction of the first quadrant on the X-Y plane coordinates (see FIG. 48). .
  • control mode beta 5 In the control mode beta 5, four of the driven magnets 6 ⁇ 6 D simultaneously ⁇ And the energization direction (magnetic poles N and S) is controlled by the control modes B 1 to B
  • the driven magnets 6 A and 6 B arranged in the positive direction on the X axis and the Y axis have the end faces facing the letter-shaped driving coils 72 1 and 72 2 of each day in N pole. Is set. Driven magnets arranged in the negative direction on the X-axis and Y-axis
  • the transfer angle 0 (the angle X with respect to the X axis) in the first quadrant direction with respect to the X axis is the shape of the drive coil 7 2 1 to 7 2 4 of each day and each of the driven magnets 6 A to 6 D.
  • Each driven magnet 6 is controlled by individually variably controlling the magnitude of the energizing current.
  • This control mode B 6 shows an example of a control mode for moving the movable table 1 in the direction of the third quadrant on the XY plane coordinates (the direction opposite to the direction of the first quadrant). (See Figure 48).
  • control mode B6 the four driven magnets 6A to 6D are simultaneously energized and their magnetic poles N and S are the same as in each of the control modes B5. Is set.
  • the electromagnetic driving force in the same direction (left direction and downward direction in FIG. 48) as in the case of the control modes B 2 and B 4 is generated simultaneously, and the resultant force is controlled by the control shown in FIG.
  • the movable table portion 15 is moved in the direction of the third quadrant on the XY plane coordinates.
  • the transfer angle X in the direction of the third quadrant with respect to the X axis is the shape of the energizing current of each of the letter-shaped driving coils 7 2 1 to 7 24 and each of the driven magnets 6 A to 6 D on each day.
  • the electromagnetic driving force acting on each of the driven magnets 6A to 6D is changed, so that the magnet can be variably set in any direction.
  • the control mode B7 shows an example of a control mode for moving the movable table 1 in the direction of the second quadrant on the XY plane coordinates (see FIG. 48).
  • the four driven magnets 6A to 6D are simultaneously energized and their magnetic poles N and S are fixed as in the case of the control mode B6.
  • control mode B7 the control modes B2 and B3 are simultaneously operated in the respective coil sides 721a to 724d of the character-shaped drive coils 721 to 7224 of each day.
  • the same energization control as that performed is performed.
  • the transfer angle X in the direction of the second quadrant with respect to the X axis is the shape of the energizing current of each of the drive magnets 7 2 1 to 7 24 and the driven magnets 6 A to 6 D on each day.
  • the electromagnetic drive force acting on each of the driven magnets 6A to 6D is changed by individually variably controlling the magnets, whereby the magnets can be variably set in any direction.
  • This control mode B 8 is an example of a control mode for moving the movable table section 15 in the direction of the fourth quadrant on the XY plane coordinates (the direction opposite to the direction of the first quadrant). (See Figure 48).
  • control mode B8 the conduction of the four driven magnets 6A to 6D is simultaneously controlled, and the magnetic poles N and S are fixed as in the control mode B7.
  • control mode B8 the control modes B1 and B4 are simultaneously operated in the respective coil sides 721a to 724d of the character-shaped drive coils 721 to 7224 of each day.
  • the same energization control as that performed is performed.
  • the electromagnetic driving forces in the same direction (rightward and downward in FIG. 48) as in the case of the control modes Bl and B4 are simultaneously generated, and the resultant force is equal to the control mode B in FIG. It is oriented in the fourth quadrant as shown in column 8.
  • the movable table 15 is transferred in the direction of the fourth quadrant on the XY plane coordinates.
  • the transfer angle 0 in the fourth quadrant direction with respect to the X-axis is the The electromagnetic driving force acting on each of the driven magnets 6A to 6D.
  • the electromagnetic driving force acting on each of the driven magnets 6A to 6D can be controlled by individually and variably controlling the magnitude of the current flowing through the moving coils 7 2 1 to 7 24 and each of the driven magnets 6A to 6D. It can be variably set in any direction.
  • each of the driven magnets 6A to 6D is individually provided. Since the drive coils 7 2 1 to 7 2 4 are arranged, the drive coils 7 2 1, 7 2 2, 7 2 3 or 7 2 4 at the places where the output of the driving force is not required, or the driven magnets 6 A, 6 B , 6C or 6D, it is possible to stop and control the energization operation at the corresponding locations. Therefore, there is an advantage that energy saving of the entire apparatus during operation becomes possible.
  • the electromagnetic drive means 14 2 when setting the transfer direction of the movable table section 15, the case where the electromagnetic drive means 14 2 is drive-controlled in the control modes B 1 to B 8 is exemplified.
  • the control mode B2 the energizing directions of the driven magnets 6A to 6D are set in the opposite directions to those in the control mode B1, and the energizing directions of the drive coils 7 2 1 and 7 2 3 are changed.
  • the electromagnetic drive means 142 may be driven and controlled by another control method as long as the function is the same, for example, the same setting as in the control mode B1.
  • the installation location of the driven magnets 6A to 6D and the installation location of the sun-shaped drive coils 72 1 to 72 4 may be interchanged.
  • the driven magnets 6A to 6D are provided on the stator side, and the sun-shaped drive coils 72 1 to 72 4 are provided on the mover side.
  • the driven magnets 6A to 6D are Although exemplifies the case of constituting stone may Configure the driven magnet 6 A to 6 D in the permanent magnet.
  • the electrical wiring around the driven magnets 6A to 6D is simplified, and productivity and maintainability can be greatly improved.
  • the space area of the equipment points A to 6D can be reduced.
  • the size and weight of the entire device can be reduced, and the power consumption and temperature rise of the driven magnets 6A to 6D are reduced as compared with the case where the driven magnets 6A to 6D are electromagnets.
  • FIG. 49 Next, a 12th embodiment will be described with reference to FIGS. 49 to 53.
  • FIG. 49 Next, a 12th embodiment will be described with reference to FIGS. 49 to 53.
  • the twelfth embodiment is different from the tenth embodiment in that the electromagnetic driving means 4 provided with two large and small annular driving coils and driven magnets corresponding thereto, instead of the electromagnetic driving means 4 in the tenth embodiment.
  • the feature is that it is equipped with.
  • an operation control system 203 for efficiently driving the electromagnetic driving means 144 is provided instead of the operation control system 20.
  • the twelfth embodiment is similar to the tenth embodiment in that the movable table part 15 for precision work is provided movably in any direction on the same surface.
  • a table holding mechanism 2 that allows the movement of the movable table section 15 and holds the movable table section 15 and has a function of returning to the original position with respect to the movable table section 15;
  • a case body 3 as a supporting body, and electromagnetic drive means provided on the case body 3 side and applying a moving force in a predetermined direction to the movable table 15 in response to an external command 1 4 3
  • electromagnetic drive means provided on the case body 3 side and applying a moving force in a predetermined direction to the movable table 15 in response to an external command 1 4 3
  • the movable table part 15 for precision work is provided movably in any direction on the same surface.
  • the movable table part 15 is composed of a movable table 1 for precision work and an auxiliary table 5 which is arranged in parallel with the movable table 1 at a predetermined interval and integrally on the same central axis. It consists of. Then, as shown in FIG. 49, the table holding mechanism 2 is provided on the auxiliary table 5 side and is configured to hold the movable table 1 via the auxiliary table 5.
  • the electromagnetic driving means 14 3 is provided with two large and small annular driving coils 7 3 1, 7 3 2 on the same surface instead of the annular driving coil 7 provided in the tenth embodiment as described above. ing.
  • the annular driving coils 731 and 732 are held by a fixed plate 8.
  • the electromagnetic driving means 14 3 corresponds to the respective coil sides 7 3 1 a to 7 3 1 d and 7 3 2 a to 7 3 2 d of the respective annular driving coils 7 3 1 and 7 3 2.
  • four driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are provided, respectively.
  • the driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D are mounted on the auxiliary table 5.
  • the two large and small annular drive coils 731 and 732 have the same X which is assumed to be the origin at the center of the coil holding surface on the fixed plate 8. — On the surface, they are arranged with the same central axis.
  • the inner annular driving coil 731 located on the inner side is formed in a substantially square shape similarly to the annular driving coil 7 in the case of the tenth embodiment, and each coil side 731 a, 7
  • the central portions of 31b, 7311c, and 7311d are mounted on the fixed plate 8 so as to intersect the X axis and the Y axis.
  • each coil side 731 a, 731 b, 731 c, and 731 d of the inner annular driving coil 731 is close to and opposed to the center of each line segment.
  • the driven magnets 6A to 6D are individually arranged, mounted on the auxiliary table 5, and held.
  • outer annular drive coil 732 disposed outside the inner annular drive coil 731 is formed in an octagonal shape as shown in FIG.
  • the outer annular driving coil 732 is formed of a coil side 732 a to 732 d portion adjacent to each coil side 731 a to 731 d of the inner annular driving coil 731.
  • each coil of the outer annular drive coil 732 is close to and opposed to the center of each line of each of the coils 2732a, 7332b, 7332c, and 7332d.
  • the driving magnets 16A to 16D are individually arranged.
  • Each of the driven magnets 16A to 16D is attached to and held by the capture table 5 in a state where it is provided alongside the driven magnets 6A to 6D.
  • each of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D is formed of an electromagnet whose energization can be controlled from outside.
  • the four driven magnets 6A to 6D according to this embodiment are electromagnets whose end faces of the magnetic poles (surfaces facing the respective coil sides of the annular drive coil 7) are square. It is used and arranged and fixed on the X-Y plane assumed on the upper surface of the auxiliary table 5 and on the X-axis and the Y-axis at positions equidistant from the center.
  • Similar electromagnets are used for the other four driven magnets 16A to 16D, and are located at the same distance from the center on the XY plane assumed on the upper surface of the auxiliary table 5. Are arranged and fixed on the X-axis and Y-axis, respectively.
  • the fixing plate 8 is disposed between the auxiliary table 5 and the movable table 1 as shown in FIG.
  • the annular drive coils 731, 732 and the fixed plate 8 constitute a stator portion which is a main part of the electromagnetic drive means 4.
  • the respective driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are set between the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D. It generates an electromagnetic driving force that repulsively drives 6 A to 6 D and 16 A to 16 D in a direction perpendicular to each coil side.
  • the direction that does not intersect the coil sides 731a to 731d and 732a to 732d (the coil sides 731a to 731d, 732a to 7
  • the movable table 15 is transferred in a direction oblique to 32 d)
  • at least two or more driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D The movable table 15 can be transferred with the combined force of the electromagnetic driving force.
  • a braking plate 9 made of non-magnetic metal Stones 6A to 6D and 16A to 16D are arranged close to the pole faces.
  • the braking plate 9 is fixed to the annular driving coils 731 and 732 (the case body 3 in this embodiment).
  • the entire apparatus when the entire apparatus is set to the operating state, energization of the annular drive coils 731 and 732 is started in a preset energization direction.
  • a predetermined operating current is supplied to a part or all of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D, and the movable table 15
  • the magnetic pole (N-pole, S-pole, or no magnetic pole) is set according to the direction of transfer.
  • the magnitude of the magnetic force of each of the driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D including the annular driving coils 731 and 732 is adjusted by energization control, whereby the movable table section 15 is transferred in a predetermined direction.
  • the energization direction of the annular drive coils 731 and 732 is specified in advance by an operation control system 203 described later, and correspondingly, each of the driven magnets 6A to 6D and 16A ⁇ :
  • the direction of the 16D energization is specified in accordance with the transfer direction of the movable table section 15, and during operation of the entire apparatus, the magnitude of the energization current is variably controlled by the operation control system 203 as described above ( (Including the power-off control).
  • a predetermined electromagnetic force (reaction force) is applied to each of the driven magnets 6. Output according to A, 6B, 6C or 6D.
  • the electromagnetic driving force output to the driven magnets 6 A to 6 D corresponding to the inner annular driving coil 731 and the driven magnets 16 A to 16 corresponding to the outer annular driving coil 7 32 The electromagnetic driving force output to D is set and controlled in advance so that the output direction always matches.
  • the directions of the electromagnetic forces generated in the four driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D of each of the annular driving coils 731 and 732 are selected in advance and combined with each other.
  • the resultant force of the electromagnetic driving force generated in each of the four driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D can be matched to the transfer direction of the movable table section 15, and the movable table section can be adjusted. It is possible to apply a moving force to 15 in any direction on the XY plane. '
  • FIG. 52 and FIG. 53 do not show the rotational drive by energizing the drive coil.
  • ferrite Rere it may also be a magnetic material equipped filling such bets 0
  • the electromagnetic driving means 144 includes two inner and outer annular driving coils 731, 7332 and four driven magnets 6A to 6D. , 16 A to 16 D are individually driven to control the movable table 1 An operation control system 203 that regulates the movement of 5 is also provided (see Fig. 51).
  • the operation control system 203 includes an energization direction setting function for setting and maintaining the energization direction to each of the annular drive coils 731 and 732 in a predetermined direction (one or the other),
  • the drive coil energization control function for variably setting the magnitude of the energizing current to the coils 731 and 732, and the coil coil 731 and 732.
  • the magnetic pole individual setting function for individually setting and maintaining the magnetic poles of the driving magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D, and the function of each of the driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D
  • a magnetic strength setting function for individually setting the magnetic strength in accordance with an external command (which can be set by varying the energizing current), and appropriately adjusting the operation by these various functions. It has a table operation control function for adjusting the transfer direction and transfer force to the movable table section 15.
  • this operation control system 203 executes two annular driving coils 731, 732 and 2 of the electromagnetic driving means 144 to execute the above-mentioned functions.
  • Table drive control means 2 1 for individually driving the corresponding driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D according to a predetermined control mode to control the movement of the movable table section 15 in a predetermined direction.
  • a plurality of energization control modes (in this embodiment, C1 to C8 in the present embodiment) which are provided in parallel with the table drive control means 2 13 and specify the moving direction of the movable table 1 and the amount of movement and the like.
  • a plurality of energization control programs for each control mode, and a data storage unit 23 for storing predetermined data and the like used when executing each of these control programs. I have it.
  • the table drive control means 2 13 includes annular drive coils 7 3 1 and 7 3 ,,, provoke ⁇
  • the various control functions of the operation control system 203 are comprehensively included in the plurality of energization control modes C1 to C8 of the program storage unit 223, and the operation command input unit 24 It operates based on any of the control modes C1 to C8 selected based on the command from the operator and is executed.
  • the table drive control means 2 13 operates based on a command from the operation command input section 24, selects a predetermined energization control mode from the program storage section 23, and selects each of the annular drive coils 7.
  • the main control unit 2 13 A which controls the conduction of a predetermined DC current containing zero in 31 1, 7 32 and each of the four driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D,
  • the main control section 2 13 A is selected and set, and according to a predetermined energization control mode (C'1 to C8), the annular driving coils 731 and 732 and each of the four driven magnets 6A to 6D, And a coil selection drive control section 213B for simultaneously or individually controlling the drive of 16A to 16D.
  • the main control unit 2 1 3 A based on the input information from the position information detecting means 2 5 for detecting a table position to calculate the position of the movable table 1 walk simultaneously also function for other various operations Has both.
  • reference numeral 4G denotes a predetermined current applied to the annular driving coils 731 and 732 of the electromagnetic driving means 4 and the four driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D.
  • This shows a power supply circuit section to be energized.
  • the table drive control means 2 13 receives the information from the position information detection means 25 and performs a predetermined calculation, and based on the information, the destination of the movement set in advance by the operation command input unit 24.
  • a position shift calculating function for calculating a deviation from the reference position information; and, based on the calculated position shift information, the electromagnetic driving means 4 is driven to move the movable table section 15 to a preset reference position of a movement destination.
  • a table position correction function for controlling.
  • the transfer control of the movable table section 15 in a predetermined direction is performed while correcting the shift.
  • the movable table section 15 is quickly and accurately transferred to a preset target position.
  • the correction of the positional deviation is executed by adjusting the energizing current of each of the driven magnets 6A to 6D or 16A to 16D during energizing driving.
  • the table drive control means 2 13, according to a predetermined energization control program (predetermined energization control mode) stored in advance in the program storage section 22 3, controls each circular drive of the electromagnetic drive means 14 3.
  • the coils 731 and 732 and the four driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are individually driven and controlled with a predetermined relationship.
  • the program storage unit 223 stores a drive coil control program that specifies the direction of current to each of the annular drive coils 731 and 732 and variably sets the magnitude of the current.
  • the energization direction to each annular drive coil 731, 732 is specified, it functions and correspondingly, each of the four driven magnets (electromagnets) 6A to 6D, 16A
  • the timing of the operation of each of these control programs is organized into eight sets of control modes C1 to C8 and stored in the program storage section 223 (see FIGS. 51 and 52). ).
  • each energization control mode C 1 to C for moving the movable table 15 in the positive or negative direction of the X axis and in the positive or negative direction of the Y axis is shown.
  • An example (charted) of 4 is shown.
  • each energization control mode C1 to C4 the direction of energization of the DC current to the inner annular driving coil 731 is set clockwise in the present embodiment as shown by the arrow A. .
  • the direction in which the direct current is supplied to the outer annular driving coil 732 is set to be counterclockwise as indicated by an arrow B.
  • the control mode C1 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the positive direction of the X axis (see FIG. 52).
  • the driven magnets 6B, 6D, 16B, 16D on the Y-axis are controlled to stop the S power supply.
  • the end face of the driven magnet 6A on the X axis facing the coil side 731a is set to the N pole, and the driven magnet 6C on the X axis is set to the N pole.
  • the end face facing the coil side 731c is set to the S pole.
  • the end face of the driven magnet 16A on the X-axis facing the coil side 732a is set to the S pole, and the driven magnet on the X-axis is set to the S pole.
  • the end face facing the coil side 7 3 2 c of 16 C is N The pole is set.
  • the control mode C2 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the negative direction of the X axis (see FIG. 52).
  • control mode C2 the magnetic poles of the driven magnets 6A and 6C and 16A and 16C on the X-axis are set in reverse to the control mode C1. I do. Others are the same as those in the control mode C1.
  • each annular drive coil 731, 7332 have the same principle as that of the mode C1.
  • an electromagnetic driving force in the opposite direction is generated in the direction indicated by the dotted arrow, and the reaction force causes the driven magnets 6 A, 6 and 1668, 16 C to move in the directions indicated by the solid arrows (in the figure). , Left direction), whereby the movable table 15 is moved in the negative direction on the X axis.
  • the control mode C3 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the positive direction of the Y axis (see FIG. 52).
  • the end face of the driven magnet 6B on the Y axis facing the coil side 731b is set to the N pole, and the driven magnet 6D on the Y axis is set to the N pole.
  • the end face facing the coil side 731d is set to the S pole.
  • the end face of the driven magnet 16B on the Y axis facing the coil side 732b is set to the S pole, and the driven magnet on the Y axis is set to the S pole.
  • An end face of the 16D facing the coil side 732d is set to have N poles.
  • the control mode C4 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the negative direction of the Y axis (see FIG. 52).
  • This control mode C4 is different from the control mode C3 in that the setting of the magnetic poles of the driven magnets 6B and 6D and 16B and 16D on the Y axis is reversed as compared with the control mode C3. . Others are the same as those in the control mode C3.
  • the coil sides 731b, 73Id and 7332b, 7332d of the annular driving coils 731, 7332 are the same as those in the mode C3.
  • the electromagnetic driving force is generated according to the same principle, and the driven force causes the driven magnets 6B, 6D and ⁇ 16B, 16D to repel in the direction indicated by the solid line arrow (downward in the figure).
  • the movable table 15 is moved in the negative direction on the Y axis.
  • Fig. 5 shows an example of each of the control modes C5 to C8 for moving the movable table section 15 in the direction of each of the four quadrants on the XY plane coordinates. ).
  • the control mode C5 in the first embodiment shows an example of a control mode for moving the movable table 1 in the direction of the first quadrant on the XY plane coordinates (see FIG. 53). ).
  • the four driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are simultaneously energized and their magnetic poles N and S are controlled by the inner annular driving coil 731.
  • the magnetic pole at the end face of the part facing the coil sides 731a and 731b is the N pole, and also the part facing the coil sides 731c and 731d of the inner annular drive coil 731.
  • the magnetic pole at the end face is set to the S pole.
  • the magnetic pole at the end face of the portion facing the coil sides 732a and 732b of the outer annular drive coil 732 is the S pole, and the coil side 732 of the outer annular drive coil 732 is also the same.
  • the magnetic poles at the end faces opposite to c and 732 d are set to the N pole.
  • the control modes C1 and C3 are simultaneously set. It is in the same state as when it has been activated, and the resultant is the control mode shown in Fig. 53. It is oriented in the direction of the first quadrant on the X-Y coordinate as shown in the column of C5. As a result, the movable table section 15 is transferred toward the first quadrant on the XY plane coordinates.
  • the transfer angle 0 in the direction of the first quadrant with respect to the X axis is determined by, for example, variably controlling the magnitude of the current supplied to each of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D.
  • the magnets can be variably set in any direction. .
  • This control mode C 6 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the direction of the third quadrant on the XY plane coordinates (the direction opposite to the direction of the first quadrant). (See Figure 53).
  • each of the four driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D is simultaneously energized and controlled, and the magnetic poles N and S are respectively controlled by the control mode C5.
  • the setting is reversed.
  • the control modes C2 and C4 are simultaneously performed.
  • the state is equivalent to that of the operation, and the resultant force is directed to the third quadrant as shown in the column of the control mode C6 in FIG. 53.
  • the movable table section 15 is transferred in the direction of the third quadrant on the XY plane coordinates.
  • the transfer angle 0 in the direction of the third quadrant with respect to the X axis is set, for example, by individually and variably setting the magnitude of the current supplied to each of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D. Thus, it is possible to freely change the setting in any direction.
  • W 200
  • the control mode C7 shows an example of a control mode for moving the movable table 1 in the direction of the second quadrant on the XY plane coordinates (see FIG. 53).
  • each of the four driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D is simultaneously energized and its magnetic poles N and S are set to the inner annular drive coil 731.
  • the magnetic pole at the end face of the part facing the coil sides 7 3 1 b and 7 3 1 c is the N pole, and the magnetic pole at the part facing the coil sides 7 3 1 d and 7 3 1 a of the inner annular drive coil 7 31 is also The magnetic pole at the end face is set to the S pole.
  • the magnetic pole at the end face of the portion facing the coil sides 732b and 732c of the outer annular drive coil 732 is the S pole, and the coil side 732 of the outer annular drive coil 732 is also the same.
  • the magnetic poles at the end faces of the portions facing d and 732a are set to the N pole.
  • control modes C 2 and C 3 are simultaneously set in the coil sides 7 31 a to 73 1 d and 73 2 a to 73 2 d of the annular driving coils 7 31 and 7 32.
  • the state is equivalent to that of the operation, and the resultant force is directed to the direction of the second quadrant as shown in the column of the control mode C7 in FIG.
  • the movable table section 15 is moved in the direction of the second quadrant on the XY plane coordinates.
  • the transfer angle 0 in the direction of the second quadrant with respect to the X axis can be controlled by variably controlling the magnitude of the current flowing through each of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D.
  • By changing the electromagnetic driving force acting on the driving magnets 6A to 6D and 16A to 16D it can be variably set in any direction.
  • this control mode C8 the movable table 15 is moved to the first position on the X--Y plane coordinates.
  • each of the four driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D is simultaneously controlled, and its magnetic poles N and S are respectively controlled by the control mode C.
  • the setting is the reverse of the case of 7.
  • the transfer angle in the direction of the fourth quadrant with respect to the X-axis can be arbitrarily set by individually and variably setting the magnitude of the current supplied to each of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D. It can be variably set in any direction.
  • the 12th embodiment Since the 12th embodiment is configured as described above, it has the same function and the same operation and effect as those of the 10th embodiment, and furthermore, the annular drive coil And the case of the driven magnet in the tenth embodiment , The output of the electromagnetic drive means can be increased, and the number of driven magnets increases. As compared with the embodiment, there is an advantage that the moving operation of the movable table unit can be executed more quickly and with higher accuracy.
  • the transfer direction is actually specified. (Arithmetic processing) becomes easy, and therefore, the drive control of the driven magnet is simplified as a whole. Therefore, it is possible to quickly respond to a change in the moving direction of the movable staple portion, and at the same time, control the transfer of the movable table portion (for example, when the switching control of the direction or the displacement occurs). This has the advantage that this can be dealt with promptly.
  • FIG. 54 Next, a thirteenth embodiment will be described with reference to FIGS. 54 to 58.
  • FIG. 54
  • the thirteenth embodiment is different from the eleventh embodiment in that another electromagnetic driving means 144 having four square driving coils is provided in place of the electromagnetic driving means 144 in the first embodiment. Has features. At the same time, it is characterized in that an operation control system 204 for efficiently driving the electromagnetic driving means 144 is provided in place of the operation control system 202.
  • a movable table part 15 for precision work which is arranged so as to be movable in an arbitrary direction on the same surface.
  • the movable table 15 is allowed to move.
  • a table holding mechanism 2 that holds the movable table 15 and has a function of returning to the original position with respect to the movable table 15;
  • a case body 3 as a main body that supports the table holding mechanism 2;
  • An electromagnetic drive means 144 is provided on the case body 3 side and applies a moving force in a predetermined direction to the movable table section 15 in response to an external command.
  • the movable table section 15 is composed of a movable table 1 for precision work, and an auxiliary table 5 which is arranged in parallel with the movable table 1 at a predetermined interval and integrally on the same central axis. It consists of.
  • the table holding mechanism 2 is provided on the auxiliary table 5 side, and is configured to hold the movable table 1 via the auxiliary table 5.
  • the main part of the electromagnetic driving means 144 is held on the case body 3 side, and a predetermined moving force (driving force) is applied along the transfer direction of the movable table part 15 according to a command from the outside. It has the function to do.
  • the electromagnetic driving means 144 is provided between the movable table 1 and the auxiliary table 5.
  • the electromagnetic driving means 144 includes, specifically, four square driving coils 741, 742, 743, 744 formed in a square shape, and each of the square driving coils 741 to 744.
  • Each of the rectangular drive coils 741 to 744 has two opposing sides.
  • a total of eight driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D are constituted by electromagnets that can be individually energized and controlled from the outside.
  • the fixed plate 8 is disposed on the movable table 1 side of the auxiliary table 5 and is held by the case body 3 as shown in FIG.
  • the rectangular driving coils 74 1 to 744 and the fixed plate 8 constitute a stator portion which is a main part of the electromagnetic driving means 144.
  • each of the driving coils 74 1 to 744 When each of the driving coils 74 1 to 744 is set to the operating state, the respective driven magnets 6 A are connected between the respective driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D. 6D and 16A to 16D generate an electromagnetic driving force for repulsively driving the coil sides 741a to 744a and 744lb to 744b in directions orthogonal to the respective coil sides.
  • the center axis in the moving direction of each of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D is set to pass through the center point on the XY plane.
  • the transfer of the movable table section 15 is performed by the resultant of the driving force.
  • a single braking plate 9 is used, and a part or the entire periphery thereof is fixed to the case body 3.
  • the four driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D that constitute a part of the electromagnetic driving means 144 are, as shown in FIG.
  • An electromagnet with a rectangular shape is used for each drive coil 7 4 1 to 7 4 4, each coil side 7 2 1 a to 7 2 4 a, 7 2 lb to 7 2 4 b facing the auxiliary table 5.
  • a predetermined operating current is applied to a part or all of the eight driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D, and A to 6D, 16A to 16D are set to the operating state, and thereafter or simultaneously, each drive coil 741 to
  • FIG. 57 and FIG. 58 do not show the rotational drive by energizing the drive coil.
  • the setting is controlled by an operation control system 204 described later.
  • the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D have a predetermined direction (each coil side 741 to 744a, 744a) according to the framing left hand rule.
  • the electromagnetic force (reaction force) that presses in the direction perpendicular to the 1b to 744b portions is output.
  • the directions of the electromagnetic forces generated in the eight driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are selected and combined in advance, so that each of the driven magnets 6A to 6D, 16A
  • the resultant force of the electromagnetic driving force generated at ⁇ 16D can be adjusted to the transfer direction of the movable table section 15, and the movable table section 15 is provided with a moving force in any direction on the XY plane. can do.
  • each of the drive coils 741 to 744 is on the outside and inside on the same surface of each of the drive coils 741 to 744.
  • the magnetic material such as ferrite may be filled and mounted at a height within the range including the operating ranges of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D.
  • the operation control system 204 in the thirteenth embodiment will be described in detail.
  • the rectangular drive coils 741 to 744 and the eight driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are individually energized and controlled.
  • An operation control system 204 that regulates the moving operation of the movable table 15 is provided along with the electromagnetic driving means 144 (see FIG. 56).
  • This operation control system 204 is composed of eight driven magnets 6 A to 6 D, 16 A to 16 D provided corresponding to the respective rectangular driving coils 7 41 to 7 44.
  • Magnetic pole individual setting function for individually setting and maintaining magnetic poles, and magnetic strength of each of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are individually variably set.
  • Magnetic force intensity setting function, and the coil sides 741 a, 7441 b, 74 of the respective rectangular drive coils 741-7444 that intersect with the X axis or the Y axis. 2a, 7 4 2b, 7 4 3a, 7 4 3b, 7 4 4 a, 7 4 4b Set the energizing direction in the specified direction (one or the other) according to an external command.
  • a drive coil energization control function that variably sets the magnitude of the energization current to each of the rectangular drive coils 741 to 7444. Adjustable to the above It has a table operation control function for adjusting the transfer direction and transfer force to the moving table section 15.
  • the operation control system 204 performs the above-mentioned various functions, as shown in FIG. 56, as shown in FIG. 56, each of the square driving coils 741 to 7444 of the electromagnetic driving means 144 and Table drive control means for individually driving the four driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D in accordance with a predetermined control mode to control the movement of the movable table section 15 in a predetermined direction. 2 14 and a plurality of control modes (eight D 1 to D 8 in this embodiment) which are provided in parallel with the table drive control means 2 14 and specify the moving direction of the movable table 1 and the amount of movement thereof.
  • a control program that stores multiple control programs for A program storage unit 224 and a data storage unit 23 storing predetermined data and the like used when executing these control programs.
  • the table drive control means 2 14 includes a predetermined control operation for the square drive coils 74 1 to 744 and the eight driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D.
  • An operation command input unit 24 for commanding is also provided.
  • the position information during and after the movement of the movable table 1 is detected by the position information detecting means 25, calculated, and sent to the table drive control means 214. I'm familiar.
  • the various control functions of the operation control system 204 are comprehensively included in the plurality of control modes D1 to D8 of the program storage unit 224, and are provided via the operation command input unit 24. It operates and is executed based on any one of the control modes D1 to D8 selected by a command from the input operator.
  • the table drive control means 2 14 operates based on a command from the operation command input unit 24, selects a predetermined control mode from the program storage unit 224, and selects each of the square drive coils 74 1 to
  • the main control unit 2 14 A which controls the conduction of a predetermined DC current including zero to 7 4 4 and 8 driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D, and this main control unit It is selected and set to 2 14 A, and each rectangular drive coil 7 4 1 to 744 and eight driven magnets 6 A to 6 D, 16 A to each according to the predetermined control mode (D 1 to D 8) And a coil selection drive control section 216B for simultaneously or individually driving the 16Ds.
  • the main control section 214A also has a function of calculating the position of the movable table 1 based on input information from the position information detecting means 25 for detecting the table position or performing various other calculations. Have at the same time.
  • Reference numeral 4G denotes a power supply circuit unit for supplying a predetermined current to each square drive coil 72 1 to 72 4 of the electromagnetic drive means 142 and each of the four driven magnets 6A to 6D. .
  • the table drive control means 214 is provided with a rectangular drive coil 741-1 of the electromagnetic drive means 144 according to a predetermined control program (predetermined control mode) stored in advance in a program storage unit 224.
  • the configuration is such that each of the 7444 and 8 driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D has a predetermined relationship and is individually driven and controlled.
  • the conduction directions of the eight driven magnets (electromagnets) 6A to 6D and 16A to 16D are stored.
  • a control program for a plurality of magnets that individually specifies the N and S poles of the magnetic poles and individually variably sets the magnitude of the energizing current including the energization stop, and the eight driven magnets (electromagnets) 6
  • the energizing direction of A to 6D and 16A to 16D is specified, and the N or S pole (or energization stop) of the magnetic pole functions when it is set, and four square drive units corresponding to this function
  • a driving coil control program for variably setting the direction of current supply to the coils 741 to 7444 and the magnitude of the current supplied thereto is stored.
  • the operation timing of each of these control programs is organized and stored in eight sets of control modes D1 to D8 (see FIGS. 57 and 58).
  • Fig. 57 shows the control modes D1 to D1 to transfer the movable table section 15 in the positive or negative direction of the X-axis and in the positive or negative direction of the Y-axis, respectively.
  • An example (charted) of D4 is shown.
  • each of the control modes D1 to D4 it is set so as to individually and variably control the direction in which the DC current is supplied to each of the rectangular drive coils 741 to 744.
  • the energizing direction of each of the eight driven magnets (electromagnets) is set and controlled so that the N or S pole of each magnetic pole does not always change (fixed state) even if the control mode is different. ing.
  • the end faces of the eight driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D facing the rectangular drive coils 74 1 and 74 2 are formed.
  • the magnetic pole is set to the N pole for the driven magnets 6A and 6B, and to the S pole for the driven magnets 6C and 6D.
  • the driven magnets 16 A and 16 B are set to the S pole, and the driven magnets 16 C and 160 are set to the> pole.
  • the N and S of each set magnetic pole are controlled to be fixed even if the control modes D1 to D4 are different.
  • the control mode D1 in the thirteenth embodiment is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the positive direction of the X-axis (see FIG. 57).
  • the end face of the driven magnet 6A on the X-axis facing the inner coil side 741a is fixedly controlled to the N-pole, and the inner coil side 74 of the driven magnet 6C on the X-axis is fixed. 3
  • the end face facing a is fixedly controlled to the S pole.
  • the end face of the driven magnet 16A on the X-axis facing the outer coil side 741b is fixedly controlled to the S pole, and the driven magnet 16C on the X-axis is fixed to the outer side.
  • the end face facing the side coil side 7 4 3 b is fixedly controlled to the N pole.
  • the drive coils 741 and 743 are both energized and driven in a counterclockwise direction (counterclockwise).
  • the dotted side arrows indicate the coil sides 741a, 741b, 743a, 743b of the drive coils 741, 743.
  • a predetermined electromagnetic force is generated in the direction shown, and at the same time, the reaction force (generated due to the fixed square drive coils 741, 743) causes the driven magnets 6A, 6C, 1 6 A and 16 C are repelled in the direction indicated by the solid arrow (rightward in the figure).
  • the movable table 15 is transported in the positive direction on the X axis.
  • the drive coils 742 and 7444 and the driven magnets 6B, 16B and 6D and 16D are individually energized and driven when the movable table 1 is displaced. A shift correction operation is performed.
  • the control mode D2 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the negative direction of the X axis (see FIG. 57).
  • control mode D2 the energizing direction of the coil sides 741a, 741b, 743a, and 743b of the rectangular drive coils 741 and 743 on the X-axis is determined. However, it is different from the control mode D1 in that the control direction is opposite (clockwise rotation direction). Others are the same as those in the control mode D1.
  • the coil sides 741 a, 741 b, 743 a, and 743 b of the drive coils 741, 743 have the same principle as that of the mode D 1.
  • the electromagnetic driving force (dotted arrow) is generated in the direction, and the driven force causes the driven magnets 6, 16 and ⁇ 6 ⁇ , 16C in the directions indicated by solid arrows (in the figure,
  • the movable table section 15 is moved in the negative direction on the X axis.
  • the same correction operation as in the case of the control mode D1 is performed.
  • the control mode D3 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the positive direction of the Y axis (see FIG. 57).
  • the end face of the driven magnet 6B on the Y axis facing the inner coil side 742a is fixedly controlled to the N pole, and the coil side 744a of the driven magnet 6D on the Y axis is controlled. Is fixed to the S pole.
  • the end face of the driven magnet 16B on the Y axis facing the inner coil side 742b is fixedly controlled to the S-pole, and the coil side of the driven magnet 16D on the Y axis is controlled to the S pole.
  • the end face facing 7 4 4 b is fixedly controlled to the N pole.
  • the drive coils 742 and 7444 are both energized and driven in a counterclockwise direction (counterclockwise).
  • the drive coils 7 4 1, 7 4 3 and the driven magnet 6 A, 16 A, 6 C, and 16 C are configured such that, when the movable table 1 is misaligned, the movable table 1 is individually energized to perform the misalignment correction operation, (control mode D 4).
  • the control mode D4 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the negative direction of the Y axis (see FIG. 57).
  • Fig. 58 shows an example of each control mode D5 to D8 when the movable table 15 is transferred in the direction of each of the four quadrants on the XY plane coordinates. ).
  • the control mode D5 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the direction of the first quadrant on the XY plane coordinates (see FIG. 58).
  • control mode D5 the eight driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are set in a state in which energization control can be performed simultaneously.
  • the energizing direction (setting of magnetic poles N and S) is fixed as in the case of each of the control modes D1 to D4.
  • the driven magnets 6 A and 6 B arranged in the positive direction on the X axis and the Y axis have end faces facing the coil sides 741 a and 742 a of the respective rectangular drive coils.
  • N-pole is set.
  • the driven magnets 6 C and 6 D arranged in the negative direction on the X axis and the Y axis have end faces facing the coil sides 743 a and 7444 a of the respective rectangular drive coils. Set to S pole.
  • the driven magnets 16 A and 16 B arranged in the positive direction on the X axis and the Y axis face the coil sides 7 4 1 b and 7 4 2 b of the respective rectangular drive coils.
  • the end face is set to S pole.
  • the driven magnets 16 C and 16 D arranged in the negative direction on the X-axis and the Y-axis have N-shaped end faces facing the rectangular drive coils 7 4 3 b and 7 4 4 b, respectively.
  • the pole is set.
  • the same energization control (the energization direction is counterclockwise) is performed as if the control modes D1 and D3 were simultaneously operated. Therefore, an electromagnetic driving force in the same direction (positive direction of the X-axis and positive direction of the Y-axis) as in the case of the control modes Dl and D3 is generated at the same time, and the resultant force becomes the control mode D in FIG. 5 of Orient in the first quadrant as shown in the column.
  • the movable table section 15 is transported in the direction of the first quadrant on the XY plane coordinates. .
  • the transfer angle 0 (transfer direction) in the direction of the first quadrant with respect to the X axis is determined by the drive coils 7 41 1 to 744 and the driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D, respectively.
  • the electromagnetic driving force acting on each of the driven magnets 6A to 6D can be changed, and thereby, can be variably set in any direction.
  • This control mode D6 shows an example of a control mode for moving the movable table 1 in the direction of the third quadrant on the XY plane coordinates (the direction opposite to the direction of the first quadrant). (See Figure 58).
  • control mode D6 the eight driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are set in a state in which energization control can be performed simultaneously, and the magnetic poles N and S are set in the control modes described above.
  • the settings are the same as those for D1 to D5.
  • each coil side 74 1 a, 74 lb, 7 42 a, 74 42 b, 74 3 a, 74 3 b, 744 a, and 744 b part of each square drive coil 74 1 to 744
  • the same power control as that in which the control modes D2 and D4 are operated simultaneously (all the power supply directions are clockwise) is performed. Therefore, a reaction force (electromagnetic driving force) in the same direction (leftward and downward in FIG. 58) as in the case of the control modes D2 and D4 is simultaneously generated, and the resultant force is 58th. It is oriented in the third quadrant as shown in the control mode D6 column in the figure. As a result, the movable table 15 is transferred in the direction of the third quadrant on the XY plane coordinates.
  • the transfer angle 0 (transfer direction) in the direction of the third quadrant with respect to the X axis is Shaped drive coils 7 4 1 to 7 44 and each of driven magnets 6 A to 6 D by individually and variably controlling the magnitude of the energizing current of 6 A to 6 D and 16 A to 16 D. , 16A to 16D by changing the electromagnetic driving force acting on it, and thereby can be variably set in any direction.
  • the control mode D7 shows an example of a control mode for moving the movable table 1 in the direction of the second quadrant on the XY plane coordinates (see FIG. 58).
  • control mode D7 the eight driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are simultaneously energized and controlled, and the magnetic poles N and S are controlled by the control modes D1 to! It is fixed as in the case of 36.
  • the rectangular drive coils 74 1 to 744 on the X-axis are clockwise in the same manner as in the case of the control mode D2 (see FIG. 58).
  • the rectangular drive coils 742 and 744 on the Y axis pass counterclockwise (counterclockwise in Fig. 58) in the same manner as in control mode D3. It is designed to be driven.
  • each coil side 741a, 741b, 742a, 742b, 743a, 743b of each square drive coil 741-1744. , 7444a and 724b the same energization control as when the control modes D2 and D3 are simultaneously operated is performed. Therefore, an electromagnetic driving force in the same direction as the control modes D2 and D3 (leftward and upward in FIG. 58) is simultaneously generated, and the resultant force is equal to the control mode D in FIG. Orient in the second quadrant as shown in column 7. Thereby, the movable table section 15 is transferred in the direction of the second quadrant on the XY plane coordinates.
  • the transfer angle ⁇ (transfer direction) in the direction of the second quadrant with respect to the X axis is determined by the shape of each of the driving coils 741 to 7444 and each of the driven magnets 6A to 6D, 16A to 16D.
  • the electromagnetic drive force acting on each of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D is changed by individually and variably controlling the magnitude of the current flowing through the magnets, thereby changing the transfer direction. It can be set in any direction.
  • This control mode D8 is an example of a control mode for moving the movable table section 15 in the direction of the fourth quadrant on the XY plane coordinates (the direction opposite to the direction of the first quadrant). (See Figure 58).
  • control mode D8 the four driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are simultaneously energized, and their magnetic poles N and S are controlled by the control modes D1 to D7. It is fixed as in the case.
  • the respective ways shaped drive coil 7 4 1-7 4 4, c the current driving direction from that of the control mode D 8 are all set in the opposite direction, that is, towards the X-axis shape
  • the drive coils 741 and 743 are energized and driven counterclockwise (counterclockwise in Fig. 58) in the same manner as in the case of the control mode D1, and the rectangular drive coils 742, As in the case of the control mode D 4, the power is driven in the clockwise direction (clockwise in FIG. 58).
  • each coil side 741a, 741b, 742a, 742b, 743 of each of the rectangular drive coils 741-1744 In the a, 743b, 7444a, 7444b portions, the same energization control as when the control modes D1 and D4 are simultaneously operated is performed, and in the case of the control modes D1, D4. Electromagnetic driving force in the same direction as in Fig. 58 (rightward and downward in Fig. 58) is generated at the same time, and the resultant force is applied in the direction of the fourth quadrant as shown in the column of control mode D8 in Fig. 58. Pointed. Thereby, the movable table 1 5 is transferred in the direction of the fourth quadrant on the XY plane coordinates.
  • the transfer angle ⁇ (transfer direction) in the fourth quadrant direction with respect to the X axis is determined by the drive coils 741 to 744 and the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D for each shape.
  • the electromagnetic driving force acting on each of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D is changed by individually and variably controlling the magnitude of the conduction current, so that it can be freely moved in any direction. Can be set variably.
  • the configuration of the square drive coils 741 to 7444 is the same as that of the second embodiment.
  • the driving coils 7 21 1 to 7 24 are greatly simplified as compared with the driving coils 7 2 1 to 7 2 4, and the wiring of the driving coils 7 4 1 to 7 4 4 is simplified. It is possible to improve the productivity and durability as compared with the case of the first embodiment, and it is also said that the responsiveness is improved because the control of the energization of the drive coils 74 1 to 744 is simplified. There are advantages.
  • each of the driven magnets 6 A to 6 D and 16 A to 16 D is twice as large as that in the first embodiment, the output of the electromagnetic driving force can be strengthened. There is also an advantage that the moving table 1 can be moved quickly.
  • the electromagnetic drive means 144 when setting the transfer direction of the movable table section 15, the case where the electromagnetic drive means 144 is driven and controlled in the control modes D 1 to D 8 is exemplified.
  • the energization directions of the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are set in the opposite directions to those in the control mode D1, and the drive coil 7 4 If the function is the same, such as setting the energizing direction of 1, 7 4 3 to the same as the control mode D 1 ,... "
  • the electromagnetic drive means 144 may be driven and controlled by the control method described above.
  • the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are mounted and the places where the rectangular drive coils 741 to 7444 are mounted are interchanged.
  • the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are provided on the stator side, and the square drive coils 741 to 7444 are provided on the mover side. .
  • the driven magnets 6A to 6D and 16A to 16D are constituted by electromagnets is exemplified, but this may be constituted by permanent magnets.
  • this may be constituted by permanent magnets.
  • the running cost of the entire device can be greatly reduced, and the drive control of the electromagnetic drive means 4 can be performed only by controlling the switching of the energizing direction of the plurality of rectangular drive coils 741 to 7444.
  • the movable table 1 can be moved and driven in any direction. Therefore, a quick response can be achieved when the moving direction of the movable table 1 is switched, and there is no occurrence of disconnection accidents of the driven magnets 6A to 6D.
  • the advantage is that it can be greatly improved.
  • another electromagnetic driving means 144 is provided in place of the electromagnetic driving means 142 in the first embodiment, and at the same time, the electromagnetic driving means 144 is efficiently used.
  • the feature is that an operation control system 205 for good driving is provided in place of the operation control system 202.
  • the electromagnetic driving means 144 in the present embodiment is the same as the four day-shaped driving coils 7 2 1, 7 2 2, 7 2 provided in the electromagnetic driving means 14 2 in the first embodiment. 3 and 7 2 4 were mounted on the fixed plate 8 in a state of being rotated 90 °, respectively, and these were designated as day-shaped drive coils 75 1, 75 2, 75 3 and 75 4.
  • a feature is that a rotation control function (control modes 9 and 10) is newly added to the control contents of the operation control system 205.
  • the eleventh embodiment is provided with a new drive means for rotating the movable table 1 within a limited range, which was impossible in the first embodiment. It was possible without.
  • the fifteenth embodiment has a movable table 15 for precision work, which is provided so as to be movable in any direction on the same surface.
  • a table holding mechanism 2 that permits the movement of the movable table section 15 and holds the movable table section 15 and has a function of returning the movable table section 15 to its original position;
  • a case body 3 as a main body for supporting the table, and electromagnetic driving means 14 provided on the case body 3 and applying a moving force in a predetermined direction to the movable table 15 in response to an external command.
  • electromagnetic driving means 14 provided on the case body 3 and applying a moving force in a predetermined direction to the movable table 15 in response to an external command.
  • the movable table section 15 is, as in the above-described embodiments, a movable table 1 for precision work, and is parallel to the movable table 1 at a predetermined interval and on the same central axis. And an auxiliary table 5 arranged integrally. Then, as shown in FIG. 5, the table holding mechanism 2 is provided on the auxiliary table 5 side, and is configured to hold the movable table 1 via the auxiliary table 5.
  • the main part of the electromagnetic driving means 144 is held on the case body 3 side, and a predetermined moving force (driving force) is applied along the transfer direction of the movable table part 15 in response to a command from the outside. It has the function to do.
  • the electromagnetic driving means 145 is disposed between the movable table 1 and the auxiliary table 5.
  • the electromagnetic driving means 144 includes four driving coils 751, 752, 753, 754 formed in the shape of a sun, and each driving coil 755.
  • the above-mentioned letter-shaped drive coils 751-754 for each day are assumed to have the inner coil sides 751a-754a at the center and the center on the fixed plate 8 as the origin. In the state of being superimposed along each axis on the X-Y plane, they are individually arranged on the X axis and the Y axis.
  • the electromagnetic driving force is output in a direction orthogonal to each of the inner coil sides 751a to 754a (that is, the X axis or the Y axis).
  • the movable table 1 is rotationally driven within a predetermined range by variably controlling the direction of the current supplied to each of the inner coil sides 751 a to 754 a in accordance with the purpose.
  • the four driven magnets 6A to 6D are configured by electromagnets that can be controlled from the outside. Corresponding to the coil sides 751a to 754a, they are individually arranged on the X-axis and on the Y-axis.
  • the fixed plate 8 is disposed on the movable table 1 side of the auxiliary table 5 and is held by the case body 3.
  • Each of the letter-shaped drive coils 75 1 to 75 4 and the fixed plate 8 constitute a stator portion, which is a main part of the electromagnetic drive means 4.
  • the character-shaped driving coils 75 1 to 75 4 for each day are respectively connected to the driven magnets 6 A to 6 D with the driven magnets 6 A to 6 D.
  • An electromagnetic driving force is generated to repel D in a direction perpendicular to each of the inner coil sides 751a to 754a (ie, a direction perpendicular to the corresponding X axis or Y axis).
  • the transfer of the movable table portion 15 is performed with the resultant force of the electromagnetic driving force on at least two or more of the driven magnets 6A to 6D.
  • non-magnetic metal parts are provided on the inner coil sides 751a to 754a facing the driven magnets 6A to 6D of the character-shaped drive coils 751 to 754 for each day.
  • a braking plate 9 made of is disposed near (almost in contact with) the magnetic pole surfaces of the driven magnets 6A to 6D. This braking plate 9 ⁇
  • one sheet is used, and a part or all of its periphery is fixed to the case main body 3.
  • the four driven magnets 6A to 6D constituting a part of the electromagnetic driving means 145 are, as shown in FIG. 60, end faces of the magnetic poles (the driving coils 75 1 to 7).
  • An electromagnet with a rectangular shape on the side facing each inner coil side 7 5 1 a to 7 5 4 a) is used from the center on the X-Y plane assumed on the upper surface of the auxiliary table 5. They are arranged and fixed on the X-axis and Y-axis at equidistant positions, respectively.
  • a predetermined operating current is applied to a part or all of the four driven magnets 6A to 6D, and each of the driven magnets 6A to 6D is brought into an operating state.
  • the respective drive coils 751 to 754 are set to the operating state according to the predetermined control mode, and the energization is started.
  • the magnitude of the magnetic force of each of the driven magnets 6A to 6D including each of the driving coils 751 to 754 is adjusted by energization control, whereby the movable table 15 is moved to a predetermined position. Transported in the direction.
  • four square-shaped drive coils 751 which form the main part of the electromagnetic drive means 144, are composed of two rectangular small coil parts. It is composed of a combination of K a and K b, and is configured in the shape of the sun as a whole.
  • the direction of the current (one side) is always applied to the coil side (the inner coil side 751a to 7554a) where the two rectangular small coil parts Ka and Kb abut each other.
  • the current flowing in the coil side of the contacting part of the other rectangular small coil part Direction) is controlled to be the same direction. For this reason, when the direction is changed, the energization directions in the two small rectangular coil portions Ka and Kb change simultaneously.
  • the energizing direction of each of the four driven magnets 6A to 6D made of electromagnets is specified in advance as described later, so that each of the four Each of the inner coil sides of the V-shaped drive coils 7 5 1 to 7 5 4
  • the energizing direction and energizing current of the portions 7 51 a to 7 54 a (including energizing stop control) Force
  • the movable table 1 The setting is controlled by the operation control system 205 corresponding to the transfer direction of No. 5.
  • the driven magnets 6A to 6D are pressed in a predetermined direction (directions orthogonal to the inner coil sides 751a to 754a, respectively) according to Fleming's left-hand rule.
  • An electromagnetic force reaction force
  • the resultant force of the electromagnetic driving forces generated in the four driven magnets 6A to 6D can be moved.
  • the moving direction can be adjusted to the transfer direction of the table section 15, and the moving force can be applied to the movable table section 15 in any direction on the XY plane.
  • each of the drive coils 751 to 754 is on the outside and inside on the same surface of each of the drive coils 751 to 754.
  • a magnetic material such as a ferrite may be charged and equipped at a height of and within a range including the operating range of the driven magnets 6A to 6D.
  • the movable table unit 1 is controlled by individually controlling the energization of the letter-shaped drive coils 75 1 to 75 4 and the four driven magnets 6 A to 6 D.
  • An operation control system 205 that regulates the moving operation of 5 is provided along with the electromagnetic driving means 144 (see FIG. 61).
  • the operation control system 205 individually sets and maintains the magnetic poles of the driven magnets 6A to 6D provided corresponding to the character-shaped driving coils 751 to 754 of the respective days.
  • It has a table operation control function that adjusts the transfer direction and transfer force to the movable table section 15 while adjusting. .
  • the operation control system 205 performs the various functions, as shown in FIG. 61, as shown in FIG. Table drive control means 2 15 for individually driving the four and four driven magnets 6 A to 6 D according to a predetermined control mode to control the movement of the movable table part 15 in a predetermined direction;
  • Table drive control means 2 15 for individually driving the four and four driven magnets 6 A to 6 D according to a predetermined control mode to control the movement of the movable table part 15 in a predetermined direction;
  • a plurality of energization control modes provided along with the table drive control means 2 15 and specifying the moving direction, the rotating direction, the amount of movement, and the like of the movable table 1 (10 1 in E 1 to E 10 in this embodiment)
  • Control programs for each of the three control modes are stored. It has a program storage section 225 and a data storage section 23 storing predetermined data and the like used for executing each of these control programs.
  • the table drive control means 2 15 has an operation command input unit 2 for commanding a predetermined control operation for the letter-shaped drive coils 75 1 to 75 4 and the four driven magnets 6 A to 6 D for each day. 4 are attached.
  • the table drive control means 2 15 receives the position information after the movable table 1 is moved during the movement. The position information is detected by the position information detection means 25, subjected to arithmetic processing, and sent. ing.
  • the various control functions of the operation control system 205 are comprehensively included in the plurality of control modes E1 to E10 of the program storage unit 225, and the operation command input unit 24 It operates and is executed based on any of the control modes E1 to E10 selected by a command from the operator input through the controller.
  • the table drive control means 2 15 operates based on a command from the operation command input section 24, selects a predetermined control mode from the program storage section 2 25, and selects the character drive coil for each day. 7 5:! ⁇ 7 5 4 and the four main magnets 6 A ⁇ 6 D, which control the energization of a predetermined DC current, including the opening, to the driven magnets 6 A ⁇ 6 D. 5A is selected and set to 5 A, and each day's drive coil 7 51 to 7 54 and each of the four driven magnets 6 A to 6 D are simultaneously or according to a predetermined control mode (E 1 to E 10) And a coil selection drive control unit 215B for individually controlling the drive.
  • the main controller 2 15 A also has a function of calculating the position of the movable table 1 based on input information from the position information detecting means 25 for detecting the table position or performing various other calculations. Have at the same time.
  • No. 4G is a power supply circuit for supplying a predetermined current to the letter-shaped driving coils 75 1 to 75 4 and the four driven magnets 6 A to 6 D of each day of the electromagnetic driving means 14 5. The road section is shown.
  • the table drive control means 215 is provided with a character drive coil 7 for each day of the electromagnetic drive means 145 in accordance with a predetermined control program (predetermined control mode) stored in advance in a program storage unit 225.
  • a predetermined control program predetermined control mode
  • the configuration is such that the driven magnets 5A to 754 and the four driven magnets 6A to 6D are individually controlled with a predetermined relationship.
  • the energizing directions of the four driven magnets (electromagnets) 6A to 6D are individually specified, and the N pole or the S pole of the magnetic pole is specified.
  • a control program for multiple magnets that individually and variably sets the magnitude of the energizing current including energizing stop, the energizing direction of each of these four driven magnets (electromagnets) 6A to 6D is specified, and the N pole of the magnetic pole is specified.
  • the S pole (or energization stop) functions when set and the energizing direction of the four daily drive coils 7 51 1 to 7 54 corresponding to this is the magnitude of the energizing current.
  • An energization control program for the drive coil for variably setting is stored. At the same time, the operation timings of these energization control programs are organized and stored in ten sets of control modes E1 to E10 (see FIGS. 62 to 64).
  • each control mode E 1 for moving the movable table section 15 in the positive or negative direction of the X axis and in the positive or negative direction of the Y axis is shown.
  • E4 shown as a chart.
  • the direction of the direct current to the character-shaped driving coils 751 to 754 for each day is individually variably controlled.
  • the energizing direction of each of the four driven magnets (electromagnets) is set and controlled so that the N or S pole of each magnetic pole does not always change (fixed state) even if the energization control mode is different. I have.
  • the magnetic poles at the end faces of the four driven magnets 6A to 6D opposed to the sun-shaped drive coils 751, 752 are driven magnets.
  • 6A and 6B are set to the N pole
  • the driven magnets 6C and 6D are set to the S pole, respectively.
  • the control modes E1 to E4 are different, each of the driven magnets 6A to 6
  • the magnetic pole of D is set and controlled to be fixed.
  • the control mode E1 in the fifteenth embodiment is an example of an energization control mode for moving the movable table 1 in the positive direction of the X axis (see FIG. 62).
  • the energizing direction of the sun-shaped drive coils 752 and 754 on the Y-axis is Y from the positive direction of the Y-axis at the inner coil side 752a of the sun-shaped drive coil 752. It is set and controlled in the direction toward the origin 0 along the axis. Similarly, at the inner coil side 7 5 4a of the sun-shaped drive coil 7 54, the direction from the negative direction of the Y axis toward the origin along the Y axis Settings are controlled.
  • the end face of the driven magnet 6B on the Y-axis facing the inner coil side 752a is fixedly controlled to the N-pole, and the same applies to the Y-axis.
  • the end face of the driven magnet 6D facing the inner coil side 754a is fixedly controlled to the S pole.
  • the coil sides 752a and 754a of the drive coils 752 and 754 are within the coil sides 752a and 754a (the left direction in the figure: the dotted line). (Shown by arrows) A predetermined electromagnetic force is generated, and at the same time, the reaction force (generated by fixing the sun-shaped drive coils 752 and 754) causes the driven magnets 6B and 6D to move.
  • the movable table portion 15 is repelled in the direction indicated by the solid arrow (rightward in the figure), and the movable table 15 moves on the X-axis based on the balance of the electromagnetic driving force generated by the two driven magnets 6B and 6D. Transported in the positive direction.
  • the transfer direction is shifted, the magnitude of the current supplied to the two driven magnets 6B and 6D or the driving coils 752 and 754 is adjusted. , 6D, the balance of the electromagnetic driving force generated is maintained, and the shift in the transfer direction is corrected.
  • This control mode E2 is an example of a control mode for moving the movable table 1 in the negative direction of the X axis (see FIG. 62).
  • control mode E2 the energization direction of the coil sides 752a and 754a of the drive coils 752 and 754 on the X axis is reversed compared to the control mode E1. Is different. Others are the same as those in the control mode E1.
  • the coil sides 7 21 a and 7 24 a of the drive coils 75 2 and 75 4 have the same principle as that of the control mode E 1 in the opposite direction to that of the control mode E 1.
  • An electromagnetic force is generated, and the reaction force causes the driven magnets 6A and 6C to be repelled in the directions indicated by solid arrows (leftward in the figure), respectively.
  • the movable table 15 is transferred in the negative direction on the X axis.
  • the control mode E3 is an example of an energization control mode for moving the movable table 1 in the positive direction of the Y axis (see FIG. 62).
  • the sun-shaped drive coils 751, 753 on the X-axis and the correspondingly driven magnets 6A, 6C mounted thereon are energized and controlled in the Y-axis.
  • the energization stop control is performed for the upper-shaped letter-shaped drive coils 752, 754, and the correspondingly mounted driven magnets 6B, 6D.
  • the energizing direction of the sun-shaped driving coils 751, 753 on the X-axis is based on the origin along the X-axis at the inner coil side 751a of the sun-shaped driving coil 751, The setting is controlled in the direction from 0 direction to the positive direction.
  • the sun-shaped drive coil 753 a part of the inner coil side 753 a section is set along the X axis to the direction from the origin 0 direction to the negative direction. Is done.
  • the end face of the driven magnet 6A on the X-axis facing the inner coil side 751a is fixed to the N-pole, and the driven magnet on the X-axis is also controlled.
  • the end face of the magnet 6C facing the inner coil side 753a is fixedly controlled to the S pole.
  • a predetermined electromagnetic force is generated in the coil sides 75la and 753a.
  • the reaction force (which occurs because the sun-shaped drive coils 751, 753 are fixed) causes the driven magnets 6A, 6C to move in the direction indicated by the solid arrows (upward in the figure).
  • the movable table portion 15 is moved in the positive direction on the Y axis under the balance of the electromagnetic driving force generated in the two driven magnets 6A and 6C.
  • the control mode E4 is an example of a power supply control mode for moving the movable table 1 in the negative direction of the Y axis (see FIG. 62).
  • control mode E4 the energizing direction of the coil sides 751a and 753a of the drive coils 751 and 753 on the X axis is reversed compared to the case of the control mode E3. Is different. Others are the same as those in the control mode E3.
  • the coil sides 751a and 753a of the drive coils 751 and 753a have the same principle as that of the control mode E3 in the opposite direction to that of the control mode E3.
  • the driven magnets 6 A and 6 C are repulsively driven in the directions indicated by solid arrows (downward in the figure), respectively, by the reaction force, and the two driven magnets 6 A and 6 C
  • the movable table 15 is moved in the negative direction on the Y-axis based on the balance of the electromagnetic driving force generated at the time. When the movable table 1 is displaced, the same correction operation as in the case of the control mode B3 is performed.
  • Fig. 63 shows an example of each control mode E5 to E8 when the movable table 15 is transferred in the direction of each of the four quadrants on the XY plane coordinates. ).
  • the setting is made such that the direction of the direct current to the letter-shaped driving coils 75; Regarding the energization direction of each of the four driven magnets (electromagnets), the N pole or S pole of each magnetic pole is set and controlled so that it does not always change even if the control mode is different (fixed state).
  • Control mode E 5 is an example of an energization control mode for moving the movable table 1 in the direction of the first quadrant on the XY plane coordinates (the sixth mode). See figure).
  • the four driven magnets 6A to 6D are simultaneously energized, and their energization directions (magnetic poles N and S) are the same as in the control modes E1 to E4.
  • Fixed That is, the driven magnets 6 A and 6 B arranged in the positive direction on the X axis and the Y axis have N-pole end faces facing the letter-shaped drive coils 75 1 and 75 2 for each day. Is set to The driven magnets 6C and 6D arranged in the negative direction on the X-axis and Y-axis have the S-pole at the end face facing the letter-shaped driving coils 753 and 754 for each day. Is set.
  • the four day-shaped drive coils 751-754 are simultaneously energized.
  • the control modes E1 and E3 were simultaneously activated on the respective inner coil sides 751a to 754a of the letter-shaped drive coils 751 to 754 on each day.
  • the same energization control as described above is performed. Therefore, an electromagnetic driving force in the same direction (rightward and upward in FIG. 63) as that in the control modes El and E3 is simultaneously generated, and the resultant force is equal to the control mode in FIG. It is oriented in the first quadrant as shown in column E5.
  • the movable table section 15 is transferred in the direction of the first quadrant on the XY plane coordinates.
  • the transfer angle ⁇ in the first quadrant direction with respect to the X-axis (the angle 0 with respect to the X-axis) is the letter-shaped drive coil 75 1 to 75 4 of each day and each driven magnet 6 A to 6 D
  • the electromagnetic driving force acting on each of the driven magnets 6A to 6D is changed, whereby the magnet can be variably set in any direction.
  • Control mode E 6 is an example of an energization control mode for moving the movable table 1 in the direction of the third quadrant on the XY plane coordinates (the direction opposite to the direction of the first quadrant). This is shown in Figure 63.
  • the energization control equivalent to the simultaneous operation of the control modes E2 and E4 is also performed on the letter-shaped drive coils 751 to 754 of each day.
  • the electromagnetic driving force in the same direction (leftward and downward in FIG. 63) as in the control modes E2 and E4 is applied.
  • the resultant force is directed in the direction of the third quadrant as shown in the column of the control mode E6 in FIG.
  • the movable table 15 is transferred in the direction of the third quadrant on the XY plane coordinates.
  • the transfer angle 0 in the direction of the third quadrant with respect to the X-axis is determined by the magnitude of the current flowing through each of the letter-shaped driving coils 75 1 to 7 54 and each of the driven magnets 6 A to 6 D on each day.
  • the electromagnetic driving force acting on each of the driven magnets 6A to 6D is changed by variably controlling the driven magnets 6A to 6D.
  • the control mode E7 is an example of an energization control mode for moving the movable table 1 in the direction of the second quadrant on the XY plane coordinates (see FIG. 63).
  • control mode E7 the four respective day-shaped drive coils 751-7554 are simultaneously energized and driven. More specifically, the control modes E2 and E3 are simultaneously activated on the respective coil sides 751a to 754a of the letter-shaped drive coils 751 to 754 of each day. The same energization control as that performed is performed.
  • the transfer angle 0 in the direction of the second quadrant with respect to the X-axis is determined by the magnitude of the current flowing through each of the letter-shaped driving coils 75 1 to 7 54 and each of the driven magnets 6 A to 6 D on each day.
  • the electromagnetic driving force acting on each of the driven magnets 6A to 6D is changed by variably controlling the driven magnets 6A to 6D, so that the magnets can be variably set in any direction.
  • This control mode E8 is an example of a control mode for moving the movable table section 15 in the direction of the fourth quadrant on the XY plane coordinates (the direction opposite to the direction of the first quadrant). This is shown in Figure 63.
  • control mode E8 the control modes E1 and E4 are simultaneously performed in the respective coil sides 751a to 754a of the character-shaped drive coils 751 to 754 of each day.
  • the same energization control as when it was activated is performed.
  • the same orientation (rightward and downward in FIG. 63) as in the case of the control modes El and E4 is used.
  • An electromagnetic driving force is generated at the same time, and the resultant force is directed to the direction of the fourth quadrant as shown in the column of the control mode E 8 in FIG.
  • the movable table 15 is transferred in the direction of the fourth quadrant on the XY plane coordinates.
  • the transfer angle 0 in the direction of the fourth quadrant with respect to the X-axis is determined by the magnitude of the current flowing through the letter-shaped driving coils 75 1 to 75 4 and the driven magnets 6 A to 6 D on each day.
  • the electromagnetic driving force acting on each of the driven magnets 6A to 6D is changed, so that the magnet can be variably set in any direction.
  • the control mode E 9 enables the movable table 1 to be rotated counterclockwise (counterclockwise) at a predetermined angle on the XY plane, and shows an example of an energization control mode for that purpose. (See Figure 64).
  • the magnetic poles N and S of the driven magnets 6A to 6D are set to be the same as those of E1 to E8.
  • the sun-shaped drive coils 751 to 754 are centered on the origin (point 0) on the XY plane with respect to the corresponding four driven magnets 6A to 6D. Energization is controlled so that predetermined moments of the same level (rotational driving force in the direction orthogonal to the X-axis or Y-axis) are generated in the counterclockwise direction, respectively (see Fig. 64). .
  • the energizing direction is set from the origin 0 direction on the X axis to the positive direction on the inner coil side 7 51 a of the drive coil ⁇ ⁇ 51 on the X axis. 7 5 3 Inner coil side 7 5 3 A part has negative direction on X axis
  • the direction of energization is set and controlled from 0 to the origin 0 direction.
  • the energizing direction is set from the origin 0 direction on the Y-axis toward the positive direction on the inner coil side 752 a of the drive coil 752 on the Y-axis.
  • the energization direction is set and controlled from the negative direction on the Y axis to the origin 0 direction on the inner coil side 7554a.
  • the magnitudes of the flowing currents are set to be the same so that the same electromagnetic force can be output to the driven magnets 6A to 6A. ing.
  • each driven magnet 6 A to 6 D is repelled in the direction indicated by the solid arrow (counterclockwise in the figure), and balances the electromagnetic driving forces (predetermined rotational moments at the same level) generated by these four driven magnets 6A to 6D.
  • the movable table part 15 is driven to rotate counterclockwise on the XY plane (within a predetermined range).
  • This control mode E10 enables the movable table section 15 to be driven to rotate at a predetermined angle in the clockwise direction (clockwise) on the XY plane.
  • An example of the control mode for that purpose is as follows. (See Figure 64).
  • the four driven magnets 6A to 6D are simultaneously energized.
  • the magnetic poles N and S of the driven magnets 6A to 6D are set to be the same as those of E1 to E9.
  • the sun-shaped drive coils 751-754 are centered on the origin (point 0) on the XY plane with respect to the corresponding four driven magnets 6A-6D. Energized in the opposite direction to the control mode E9 so that the specified moment (rotational driving force in the direction orthogonal to the X axis or Y axis) at the same level is generated in the clockwise direction (clockwise), respectively. It is being controlled.
  • a predetermined electromagnetic wave indicated by a dotted arrow is included in the coil side 751a to 754a.
  • a driving force is generated, and at the same time, the reaction force (generated by fixing the sun-shaped driving coils 75 1 to 75 4 to the fixed plate 8) causes each driven magnet 6 A to 6 D to be driven.
  • the movable table section 15 is driven to rotate clockwise (within a predetermined range) on the XY plane under the balance of the above.
  • each electromagnetic driving force output by the moving means can be output in a direction orthogonal to the X axis or the Y axis and in a rotating direction
  • the movable table section can be provided without separately providing a new rotating driving means. This has the advantage that it can be driven to rotate within a predetermined angle with respect to, and its general use can be further enhanced.
  • the electromagnetic drive means 1 45 when setting the transfer direction of the movable table section 15, the case where the electromagnetic drive means 1 45 is drive-controlled separately in the control modes of E 1 to E 10.
  • the energizing directions of the driven magnets 6A to 6D are set in the opposite directions to those in the control mode E1, and the drive coils 751, 753
  • the electromagnetic drive means 145 may be driven and controlled by another control method as long as the function is the same, for example, by setting the energizing direction of the same as that in the control mode E 1.
  • the installation location of the driven magnets 6A to 6D and the installation location of the sun-shaped drive coils 751 to 754 may be interchanged.
  • the driven magnets 6A to 6D are provided on the stator side, and the sun-shaped drive coils 751 to 754 are provided on the mover side.

Abstract

被加工物を支持する可動テーブルは、テーブル保持機構により同一面内の任意の方向への移動を許容される。また、前記可動テーブルは、電磁駆動手段により、前記同一面内での送りが与えられる。また、前記可動テーブルは、電磁制動機構により、前記同一面内の任意の位置に停止される。前記電磁駆動手段は、被駆動磁石と駆動コイルとの相互磁気作用により前記可動テーブルの送りを発生させる。前記電磁制動機構は、制動用磁石と非磁性及び導電性の制動プレートとを含んでおり、当該制動用磁石と当該制動プレートとの組は、前記可動テーブルの移動に伴って当該制動プレートに発生する渦電流による磁力と当該制動用磁石の磁力との磁気作用に基づく制動力を発生させる。

Description

明 細 書 精密加工用ステージ装置 技術分野
本発明は、 精密加工用ステージ装置に係り、 特に I Cや L S I等の半 導体生産工程における精密加工, 配線作業, 或いはその検査等で使用さ れる精密加工用ステージ装置に関する。 背景技術
従来、 半導体産業等では、 I Cや L S I等の生産工程で被加工物を精 密加工或いは検查等の位置に配設し保持するのに、 多くは精密移動可能 な可動テーブルを備えた加工用ステージ装置が使用されている。
この場合、 可動テーブルを X— Y面上の任意の位置に精密移動させる には、 通常は、 まず X方向移動機構で可動テーブル全体を X方向に移動 し、 次に (又は同時に)、 この可動テーブル及び X方向移動機構の全体を Y方向移動機構にて Y方向に移動する、 という二重重ね構造の移動体保 持機構を備えた方式のものが多い。
又、 この種の加工用ステージ装置は、 可動テーブルを X方向および Y 方.向への移動制御に際しては、 比較的低速度で駆動し且つ機械的な制動 機構を装備したものが多い。
しかしながら、前記従来例のものは、可動テーブルの移動に際しては、 前述したように、 X方向へ移動させる X方向移動機構と Y方向へ移動さ せる Y方向移動機構とが交差した.二重構造の移動体保持機構を備えてお り、 特に精密を要する当接移動部分はすり合わせ構造を備えていること から、 加工に多くの手間がかかり、 又、 組立時の精密調整にも熟練を要 するという不都合があった。 このため、 生産性が悪く、 多くは装置全体 が高価なものとなっていた。
更に、 当該テーブル移動に関するシステムの自動化に際しては、 前記 二重構造の駆動機構の連結および位置センサの装備等に多くのスペース をと り、 装置全体が大型化するという不都合があった。
また、 前記従来例のものは、 可動テーブルに元位置復帰用の復帰ばね が併設されているものが多い。 この場合、 可動テーブルの停止に際して は当該可動テーブルに付加される加速又は減速の駆動力に起因して当該 可動テーブルに停止位置での往復微小動作が生じ易い。 このため、 所定 位置での停止に際しては摩擦を利用した機械的な制動装置が不可欠なも のとなつていた。
—方、 この種の機械的な摩擦制動は作動時に微小振動が生じ易いこと から、ミクロン単位の精密移動には停止時の動作が不安定となる。また、 当該機械的な制動機構の併設によって装置全体が大型化し、 可搬性が悪 く、 保守性も悪いという不都合が常に伴っていた。
本発明の目的は、 同一面上で所定方向に円滑に精密加工用の可動テー ブルを精密移動させる機能を備えると共に、 組立作業の大幅な改善およ び装置全体の小型軽量化を可能とし、 更に、 可動テーブルの停止時の往 復動作や微小振動等を有効に抑制し、 これによつて当該可動テーブルの 精密移動をより迅速に且つ円滑になし得る精密加工用ステージ装置を提 供することにある。 発明の開示
前記目的を達成するため、 本発明に係る精密加工用ステージ装置は、 本体部に組み込まれ、 被加工物を支持する可動テーブルと、 前記本体部 に組み込まれ、 前記可動テーブルを同一面内の任意の方向への移動を許 容するテーブル保持機構と、 前記本体部に組み込まれ、 前記可動テープ ルに前記同一面内での送り を与える電磁駆動手段と、 前記同一面内の任 意の位置に前記可動テーブルを停止させるための制動力を発生させる電 磁制動機構と、 を有し、
前記電磁駆動手段は、 複数の被駆動磁石と、 通電の方向により前記被 駆動磁石の磁力に作用する磁力を発生するための駆動コイルとの組を有 し、 前記被駆動磁石と前記駆動コイルとの相互磁気作用により前記可動 テープノレの送りを発生させるものであり、
前記被駆動磁石と前記駆動コイルとの内、 一方は定位置に固定され、 他方は前記可動テーブルと一体に移動可能に設けられ、
前記電磁制動機構は、 相互に対面し、 かつ前記可動テーブルの動きに 同期して相対的に移動する制動用磁石と非磁性及び導電性の制動プレー トとを含み、
前記制動用磁石と前記制動プレートとの内、一方は定位置に固定され、 他方は前記可動テーブルの動きに同期して移動可能に設けられ、 当該制 動用磁石と当該制動プレートとの組は、 前記可動テーブルの移動に伴つ て当該制動プレー トに発生する渦電流による磁力と当該制動用磁石の磁 力との相互磁気作用に基づく制動力を発生するという構成を採用してい る。
本発明によれば、 前記電磁駆動手段が作動すると、 まず、 当該電磁駆 動手段の駆動コイルと被駆動磁石との間に相互磁気作用が生じ、 その相 互磁気作用により前記可動テーブルに所定の方向への送りが与えられる。 この場合、 可動テーブルは前記テーブル保持機構によって同一面内での 移動が許容されていることから、 上下動することなく所定の方向に円滑 に移動する。 特に、 前記可動テーブルは、 当該可動テーブルに元位置復 帰力が付与されている場合に、 当該元位置復帰力と電磁駆動手段の磁力 との平衡がとれる位置 (即ち、 所定の移動停止位置) まで移動される。 ここで、前記可動テーブルは、移動する際に、電磁駆動手段によって, 又は可動テーブルに付与される元位置復帰力によって、 急加速される場 合が多い。 前記可動テーブルの移動範囲が例えばミク口ン単位の場合に は、 前記急加速されたままで急減速されて停止されることとなる。 した がって、 可動テーブルが停止される際に、 前記可動テーブルの慣性力と 前記テーブル保持機構の元位置復帰力とにより、 可動テーブルの停止時 に微小往復動作が生じやすい。
本発明においては、 前霄己可動テーブルが急激に移動すると、 前記電磁 制動機構の制動用磁石と非磁性及び導電性の制動プレートとが前記可動 テーブルの移動に同期して相対的に変位する。 そして、 前記電磁制動機 構は、 前記可動テーブルの移動速度に比例した大きさの渦電流が前記制 動プレートに発生し、 当該制動プレートに発生する渦電流による磁力と 前記制動用磁石の磁力との相互磁気作用に基づく制動力を発生させる。 当該電磁制動機構の制動力を受けて、 前記可動テーブルの微小往復動作 が短時間内で収束される。
したがって、 前記可動テーブルを所望の位置に停止させるために要す る停止時間が短縮され、 ひいては、 前記可動テーブルを同一面内に移動 させるために要する全体的な時間を短縮し、 作業効率を向上させること ができる。
本発明において、 前記電磁制動機構は、 前記可動テーブルに制動を懸 ける、 又は前記可動テーブル及び前記テーブル保持機構に制動を懸ける ように'してもよいものである。
したがって、 前記可動テーブルに前記電磁制動機構による制動カを懸 けることにより、 上述したように可動テープの制動時間を短縮すること ができる。 さらに、 前記可動テーブル及び前記電磁制動機構の双方に電 磁制動機構による制動力を懸けることにより、 可動テーブルの制動時間 を更に短縮することができる。
また、 本発明においては、 前記電磁制動機構は、 相互に対面し、 かつ 前記可動テーブルの動きに同期して相対的に移動する制動用磁石と非磁 性及び導電性の制動プレートを含むという簡単な構成である。
したがって、 装置全体を小型化及び軽量化することができる。 このた め、 前記可動テーブルの慣性力を増加させることはなく、 前記可動テー ブルの動きを阻害することはない。 また、 組立作業に際しても、 特に熟 練を要することがないことから、 作業性も良好となり、 かかる点におい て二重構造の移動機構を備えた従来のものに比較して生産性を大幅に高 めることができる。
また、 電磁制動機構の制動用磁石は、 前記電磁駆動手段を構成する被 駆動磁石を用いることも可能であり、 或いは前記被駆動磁石と別体に形 成することも可能である。
したがって、 前記電磁制動機構の制動用磁石を前記被駆動磁石から形 成した場合には、 前記制動用プレートは、 前記電磁駆動手段の駆動コィ ルにより形成される磁束を鎖交する部分がコイルと同等に機能するため、 トランスの二次側回路と同等の回路を構成し、同時にこの二次側回路は、 制動用プレートの電気抵抗成分 (渦電流損を生じる) を介して常時短絡 された形態を構成する。
このため、この場合の二次回路を構成する制動プレートには渦電流が流れ、 駆動コイルが作る磁束を打ち消し、元の駆動磁石だけの磁束になり駆動力は歪 むことなく発生する。また、制動プレートはボイスコイルモータのショートリングと同 じ効果を生じ、電源から見た一次回路のインピーダンスは小さく観測され、二次 側回路が解法上体の場合(制動プレートがない場合)に較べて比較的大きい電 流を位相遅れなく通電することができる。 したがって、 前記被駆動磁石との間 には、 当該制動用プレートが存在しない場合に較べて比較的大きい電磁 '力を位相遅れなく出力することが可能となっている。
また、 前記制動用プレートは、 放熱板と しても機能し、 かかる点にお いて駆動コィルの連続運転に伴って生じる高温下での抵抗増加と通電電 流値の低下 (即ち、 電磁駆動力の低下) を有効に抑制して通電電流を長 時間ほぼ一定レベルに設定することができる。 このため、 電磁駆動手段 から出力される磁力による駆動力に対する外部からの電流制御を安定し た状態にて継続することができ、 経年変化 (熱による絶縁破壊) を有効 に抑制することができる。 このため、 装置全体の耐久性を、 ひいては装 置全体'の信頼性を高めることができる。
また、 前記電磁制動機構は、 前記可動テーブルの中央部に装備するこ とが望ましいものである。 このよ うにすれば、 電磁制動機構による制動 力を可動テーブルに偏奇することなく均一に懸けることができ、 可動テ 一ブルが停止する際の往復動作を短時間内に抑えることができることと なる。
また、 前記電磁制動機構の制動用プレートは、 複数の制動用磁石に対 して単一のプレートとして形成してもよいものである。 これにより、 制 動用プレートの組み込みに要する時間を短縮することができ、 組立作業 の効率性を向上することができる。
また、 前記可動テーブルは、 当該可動テーブルと平行に、 かつ一体に W 連結ざれた補助テーブルを介して、 或いは直接的に前記テーブル保持機 構に保持されるようにしてもよいものである。
このように、 可動テーブルをテーブル保持機構により保持する関係を 適宜選択することができ、 可動テーブルや補助テーブルを利用して電磁 制動機構の制動力を有効に発揮することが可能な態様に組み込むことが できる。
また、 前記テーブル保持機構は、 前記可動テーブルの周端部の同一円 周上に所定間隔を隔てて平行に配設され且つ一端部が当該可動テーブル に植設された少なく とも三本の一方の棒状弾性部材と、 前記一方の各棒 状弾性部材に対応し且つ当該各棒状弾性部材の外側にて同一円周上に所 定間隔を隔てて平行に配設され一端部が前記本体部に保持された同一長 さの少なく とも三本の他方の棒状弾性部材と、 前記一方と他方の各棒状 弾性部材の他端部を平行状態を維持しつつ一体的に保持する中継部材と により構成され、
前記テーブル保持機構の三組の各棒状弾性部材は、 それぞれ同一の強 度で同一長さのピアノ線等の棒状弾性部材により構成されるという態様 を採用することが可能である。
このよ うに、 テーブル保持機構をリ ンク機構として構成することによ り、 可動テーブルを同一面内に上下動させることがなく、 ミクロン単位 で移動させる際にも可動テーブルを正確に移動させることができる。 以上のように、 前記テーブル保持機構をリンク機構と して構成する場 合には、前記電磁制動機構の前記制動用磁石と前記制動プレートとの内、 —方は、 前記可動テーブルと一体に移動するように設けられ、 他方は前 記本体部に設けられることが望ましいものである。
また、前記電磁制動機構の前記制動用磁石と前記制動プレートとの内、 —方は、 前記可動テーブルと一体に移動するように設けられ、 他方は前 記本体部に設け、 さらに、 前記電磁制動機構の前記制動用磁石と前記制 動プレートとの内、 一方は、 前記中継部材と一体に移動するように設け られ、 他方は前記本体部に設けるようにしてもよいものである。
このように、 前記電磁制動機構を可動テーブル, テーブル保持機構の 中継部材に適宜設けることにより、 可動テーブルに電磁制動機構の制動 力を有効に懸けることができる。
また、 前記電磁制動機構の前記制動用磁石は、 前記被駆動磁石から形 成する、 或いは前記被駆動磁石と別体に構成することが可能である。 こ れにより、 前記電磁制動機構の設置位置を適宜選択することができ、 電 磁制動機構による制動力を有効に発揮させる位釁に電磁制動機構を設置 ' することができること となる。 '
また、 前記電磁制動機構の前記制動用磁石は、 永久磁石又は電磁石の : いずれか 1つから形成することが可能となる。 これにより、 電磁駆動手 段の被駆動磁石の構成を種々変更することができる。 さらに、 前記被駆: 動磁石を電磁石により形成することにより、 可動テーブルの駆動制御を 種々変化させることができる。 例えば、 可動テーブルの移動時における 加速ノ減速に際しては、 駆動コイルと前記電磁石との両方を駆動制御し て可動テーブルを移動させることができ、 可動テーブルの移動方向を迅 速に変化させることができる。
また、 前記テーブル保持機構は、 前記可動テーブルを元位置に復帰さ せる元位置復帰力を備えるようにしてもよいものである。 これにより、 テーブル保持機構と別体に元位置復帰機構を設ける場合と比較して、 装 置の構成をコンパク トにすることができる。
また、 前記被駆動磁石は、 前記可動テーブルが移動する面内に設定し た原点を通る 1つの軸線を基準として円周方向に等分してなる複数の軸 線上にそれぞれ配置することが望ましいものである。 この場合、 前記複 数の軸線は、.前記可動テーブルが移動する面内に設定した原点を通る直 交した複数の軸線として設定する。 或いは、 前記複数の軸線は、 前記可 動テーブルが移動する面内に設定した原点を中心として放射方向に向が う複数の軸線として設定する。
また、 前記可動テーブルが前記テーブル保持機構により復帰する元位 置は、 前記可動テーブルが移動する面内に設定した軸線の基点となる原 点に一致するように設定することが望ましいものである。
これにより、 前記テーブル保持機構による前記可動テーブルの復帰位 置と、 前記可動テーブルが移動するための起点となる位置とが一致する こととなり、 当該可動テーブルを正確に位置決めして移動させることが できる。
また、 前記電磁駆動手段をなす複数の被駆動磁石は、 前記原点から等 距離の位置で前記各軸線上に配置され、 前記電磁駆動手段をなす複数の 駆動コイルは、 前記複数の被駆動磁石に対応して配置されることが望ま しいものである。
したがって、 電磁駆動手段をなす被駆動磁石及び駆動コイルを軸線上 に配置したため、 余分な回転力が可動テーブルに加わることを排除する ことができ、 可動テーブルの正確な位置制御を行うことができる。 前記 軸線上に配置された複数の被駆動磁石を線対称な位置関係に配置するこ とにより、 可動テーブルの移動に妨げとなる力を確実に排除することが できる。
なお、 電磁制動機構は、 前記軸線上に配置することが望ましいもので あるが、 前記被駆動磁石と前記駆動コイルとの組は、 前記軸線に対して ずれた位置に配置してもよいものである。 前記被駆動磁石と前記駆動コ ィルとの組の設置位置を自由に変更した場合にも、 電磁制動機構の制動 力を用いて所定の位置に可動テーブルを停止させることができ、 極めて 汎用性に富むステージ装置を提供することができる。
また、 前記電磁駆動手段の被駆動磁石は、 永久磁石により形成する、 或いは電磁石により形成するようにしてもよいものである。
電磁駆動手段を永久磁石で形成することにより、 電磁石のよ うに通電 回路が不要となり、 その分、 組立時及び保守点検時における作業の煩雑 さを回避することができる。
前記電磁駆動手段の被駆動磁石を電磁石により形成した場合には、 当 該被駆動磁石への通電を、 前記駆動コイルへの通電に同期させて順方向 又は逆方向に選択的に制御する。 これにより、 可動テーブルの駆動制御 に種々の変化をもたせることができる。 また、 複数の駆動コイルへの通 電を個々に制御して、 電磁力により可動テーブルに与えられる送りの度 合いを自由に変更することができる
また、 前記駆動コイルは、 前記被駆動磁石の磁力に作用する磁力を発 生させるためのコイル片を有している。 この場合、 前記駆動コイルのコ ィル辺は、 十字状又は直線状の形状に形成されている、 或いは前記被駆 動磁石が配置された前記軸線に沿う姿勢に配置されていることが望まし いものである。 これにより、 駆動コイルのコイル辺と被駆動磁石との間 に相互磁気作用を確実に発生することができる。 また、 前記コイル辺を 十字状又は直線状に選択して形成することにより、 被駆動磁石との間に 発生する相互磁気作用の方向性を任意に選択することができ、 可動テー プルの動きに種々の変化を与えることができる。
また、 前記駆動コイルは、 寸法を異ならせて内外に配列した複数のコ ィルから形成することが可能である。 これにより、 駆動コイルと被駆動 磁石との間に発生する相互磁気力を倍加することができ、 可動テーブル の送り力を向上させて、 可動テーブルによる可搬カを倍加することがで きる。
この場合、 前記駆動コイルの直線状コイル辺は、 前記駆動磁石が配置 された前記軸線に沿う、 或いは横切る姿勢に配置することが望ましいも めである。 これにより、 駆動コイルと被駆動磁石との間に発生する相互 磁気作用を任意に選択して可動テーブルに対する駆動力を種々変更させ ることができる。
また、 前記駆動コイルは、 独立して通電される複数の小コイルを組み 合わせて形成され、 当該小コイル同士の突合せ部に前記十字状又は直線 状のコイル辺が形成されているようにすることが可能である。 これによ り、 駆動コイルにコイル辺を容易に形成することができる。
この場合、前記小コイルは、角形形状に形成されている、特に四角形, 三角形,五角形又は扇形状のいずれかであることが望ましいものである。 なお、 駆動コイルの角形形状は、 コイル辺を容易に形成するための手段 であるから、 四角形, 三角形, 五角形又は扇形状の限られるものではな レ、。
また、 前記駆動コイルの外形寸法は、 前記被駆動磁石の外形寸法より 大きく設定されていることが望ましいものである。 これにより、 複数の 駆動コイルと被駆動磁石との間に発生する電磁駆動力を常に可動テープ ルの起点位置から外側に向かう方向に発生させることとなり、 これらの 電磁駆動力の合力も必ず常に可動テーブルの起点位置から外側に向かう 方向に発生させることができる。
また、 前記電磁駆動手段は、 前記駆動コイルへの通電を制御して前記 可動テーブルを直線移動させる、 或いは直線移動及び回転移動させる動 作制御系を備えるようにしてもよいものである。 これにより、 可動テー プルの動きに変化をもたせることができる。
また、 前記動作制御系は、 前記電磁駆動手段の駆動コイルを制御モー ドに従って通電制御するコイル駆動制御手段と、 前記可動テーブルの移 動方向, 回転方向, 及びその動作量等が特定された複数の制御モードに かかる複数の制御プログラムが記憶されたプログラム記憶部と、 前記各 制御プログラムの実行に際して使用される所定の座標データ等を記憶し たデータ記憶部と、 前記コィル駆動制御手段に前記駆動コイルに対する 所定の制御動作を指令する動作指令入力部とを含んで構成することが可 能である。
この場合、 前記動作制御系の制御コードは、 前記直交する 2軸の交点 を原点と して各軸の正負方向に前記可動テーブルを移動させるための第 1乃至第 4の制御モードと、 前記直交する 2軸により区画される各象限 内の方向に前記可動テーブルを移動させるための第 5乃至第 8の制御モ ードと、 前記直交する 2軸により形成される面内にて前記可動テーブル を時計方向又は反時計方向に回転させるための第 9乃至第 1 0の各制御 モードとから構成されている。
前記構成において、 動作指令入力部からの指令に基づいてコイル駆動 制御手段が作動し、 プログラム記憶部及びデータ記憶部から異動方向先 の情報及び移動用の所定の制御モードを取り出すとともに、 これに基づ いて前述した電磁駆動手段の駆動コイルを駆動制御し、 これによつて、 可動テーブルを所定の方向に移動させる。
したがって、 予め駆動コイルの制御モードを記憶しておき、 これに基 づいて駆動コイルを駆動制御することができ、 動作指令入力部からの指 令に迅速に対応することができる。 .
また、 前記動作制御系は、 上記の構成に加えて、 前記可動テーブルの 移動情報を検出し外部出力する複数の位置検出センサと、 前記位置検出 センサで検出される情報に基づいて所定の演算を行い前記可動テーブル の移動方向およびその変化量等を特定して位置情報として外部出力する 位置情報演算回路とを併設するという構成を採ることが可能となる。
したがって、 可動テーブルの移動情報及び移動後の位置情報をリアル タイムで外部に出力することができ、 オペレータは、 可動テーブルの移 動方向や移動後の位置ずれなどを外部から容易に把握し得るものである, このため、 可動テーブルの移動作業を高精度にかつ迅速に行うことがで きる。
また、 前記電磁駆動手段は、 外部からの指令に応じて作動し当該電磁 駆動手段の有する駆動コイルと被駆動磁石とを個別に制御して前記可動 テーブルを所定の移動方向に移動させる動作制御系を備えるという構成 を採用しても良いものである。
これにより、 可動テーブルの移動方向に向けて有効に機能する 1又は 2以上の被駆動磁石を選択して作動させることができ、 可動テーブルを 確実に所定の方向に移動制御することができる。
前記動作制御系は、 前記駆動コイルに対する通電方向を一方の方向に 設定し維持する通電方向設定機能と、 前記駆動コイルに対する通電方向 の大きさを可変設定する駆動コイル通電制御機能と、 前記駆動コイルに 対する通電方向に応じて作動し前記各駆動磁石に対する磁極を個別に設 定し維持する磁極可変設定機能と、 前記各被駆動磁石の磁力強度を外部 からの指令に応じて個別に可変設定する磁力強度設定機能と、 これらの 諸機能を適度に作動させて可動テーブルに対する移送方向及び移送力を 調整するテーブル動作制御機能とを有する構成とすることが可能となる, これにより、 可動テーブルを具体的にかつ確実に所定の方向に移動制 御させることができる。 図面の簡単な説明 '
第 1図は、 本発明の第 1実施形態を示す一部省略した概略断面図であ る。 第 2図は、 第 1図の一部切り欠いた平面図である。 第 3図は、 第 1 図の A— A線に沿った概略断面図である。 第 4図は、 第 1図の下方から みた一部切り欠いた底面図である。 第 5図は、 第 1図に開示した田形状 駆動コイルと被駆動磁石および制動用プレートとの位置関係を示す説明 図である。 第 6図は、 第 1図の各構成部分とその動作制御系との関係を. 示すブロック図である。 第 7図は、 第 6図に開示した動作制御系に付与 されて作動する捕助テーブル (可動テーブル) の動作例を示す図で、 第 7図 (A ) は右上 4 5 ° の方向に可動テーブルが平面移動した場合を示 す説明図、 第 7図 (B ) は補助テーブル (可動テーブル) が角度 0だけ 回動した場合を示す説明図である。 第 8図は、 第 1図乃至第 4図に開示 した駆動コイルの四つの角形小コイルに通電される四つの通電パターン (通電プログラムは予めプログラム記憶部に記憶される) とその機能と を示す図表である。 第 9図は、 第 6図に開示した動作制御系が四つの駆 動コイルを駆動制御する場合の制御モードと補助テーブル (可動テープ ル) の動作方向とを示す図で、 第 9図 (A ) は第 1 の制御モードと補助 テーブル (可動テーブル) の X軸 (正) 方向への動作を示す説明図、 第 9図 (B ) はこの場合の駆動力の大きさと作用点との関係を示す説明図 である。 第 1 0図は、 第 6図に開示した動作制御系が四つの駆動コイル を駆動制御する場合の制御モードと補助プレート (可動テーブル) の動 1
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作方向とを示す図で、 第 1 0図 (A) は第 3の制御モードと可動テープ ルの Y軸 (正) 方向への動作を示す説明図、 第 1 0図 (B) は、 この場 合の駆動力の大きさと作用点との関係を示す説明図である。第 1 1図は、 第 6図に開示した動作制御系が四つの駆動コイルを駆動制御する場合の 制御モードと捕助テーブル (可動テーブル) の動作方向とを示す図で、 第 1 1図 (A) は第 5の制御モードと補助テーブル (可動テーブル) の X— Y座標上の第 1象限方向への動作を示す説明図、 第 1 1図 (B) は この場合の駆動力の大きさと作用点との関係を示す説明図である。 第 1 2図は、 第 6図に開示した動作制御系が四つの駆動コイルを駆動制御す る場合の制御モードと補助テーブル (可動テーブル) の動作方向とを示 す図で、 第 1 2図 (A) は第 7の制御モードと補助テーブル (可動テー ブル) の X— Y座標上の第 2象限方向への動作を示す説明図、 第 1 2図 (B) はこの場合の駆動力の大きさと作用点との関係を示す説明図であ る。 第 1 3図は、 第 6図に開示した動作制御系が四つの駆動コイルを駆 動制御する場合の制御モードと補助テーブル (可動テーブル) の動作方 向とを示す図で、 第 1 3図 (A) は第 9の制御モードと補助テーブル (可 動テーブル) の X— Y座標上の原点を中心として回動する場合を示す説 明図、 第 1 3図 (B) はこの場合の駆動力の大きさと作用点との関係を 示す説明図である。 第 1 4図は、 第 1図に開示した制動プレートと四つ の駆動コイル及ぴ被駆動磁石との位置関係を示す図で、 第 1 4図 (A) は制動プレートを含む部分の構造を示す部分断面図、 第 1 4図 (B) は 第 1 4図 (A) 中の A— A線に沿って見た平面図である。 第 1 5図は、 第 1図に開示した制動プレートの制動力発生原理を示す図で、 第 1 5図 (A)は第 1図の制動プレート部分を示す拡大部分断面図、第 1 5図(B) は、 この場合の第 1 4図 (A) 中の A— A線に沿って見た制動プレー ト に生じる渦電流制動の発生状況を示す説明図である。 第 1 6図は、 第 1 図に開示した駆動コイルと制動プレートとの電気的な関係を示す図で、 第 1 6図 (A ) は両者を連結された場合の状態を示す等価回路、 第 1 6 図 (B ) は制動プレートが無い場合の駆動コイルの状態を示す等価回路 である。 第 1 7図は、 第 1図に開示した第 1実施形態の全体的な動作例 を示す説明図である。 第 1 8図は、 第 1 7図の動作例を平面的に見た場 合の一例を示す説明図である。 第 1 9図は、 本発明の第 2の実施形態を 示す一部省略した概略断面図である。 第 2 0図は、 第 1 9図の一部切り 欠いた平面図である。第 2 1図は、本発明の第 3の実施形態を示す図で、 第 2 1図 (A ) は一部省略した概略部分断面図、 第 2図 1 ( B ) は第 2 1図 (A ) の矢印 A— A線に沿ってみた一部省略した平面図である。 第 2 2図は、 本発明の第 4の実施形態を示す一部省略した概略断面図であ る。 第 2 3図は、 本発明の第 5の実施形態を示す一部省略した概略断面 図である。 第 2 4図は、 本発明の第 6の実施形態を示す一部省略した概 略断面図である。 第 2 5図は、 本発明の各実施形態で開示した四つの駆 動コイルの固定プレート上における他の配置例と被駆動磁石との関係を 示す説明図である。 第 2 6図は、 本発明における電磁駆動手段の他の例 を示す図で、 第 2 6図 (A ) は単一の口状駆動コイルと四個の被駆動磁 石とを備えた場合の例を示す説明図、 第 2 6図 (B ) は四個の駆動コィ ルと八個の被駆動磁石とを備えた場合の例を示す説明図である。 第 2 7 図は、 本発明における電磁駆動手段の他の例を示す図で、 第 2 7図 (A ) は単一の駆動コイルと K個の被駆動磁石とを備えた場合の他の例を示す 説明図、 第 2 7図 (B ) は十字状枠型に形成されたの十字状枠形駆動コ ィルと八個の被駆動磁石とを備えた場合の例を示す説明図である。 第 2 8図は、本発明の第 8の実施形態を示す一部省略した概略断面図である。 第 2 9図は、 本発明における各実施形態に開示した駆動コイルの他の例 を示す図で、 駆動コイルを菱形状とした場合の例を示す説明図である。 第 3 0図は、 本発明における各実施形態に開示した田形状駆動コイルの 他の例を示す図で、 駆動コイルを円形状とした場合の例を示す説明図で ある。 第 3 1図は、 本発明における各実施形態に開示した駆動コイルの 他の例を示す図で、 駆動コイルを八角形状とした場合の例を示す説明図 である。第 3 2図は、本発明の第 1 0の実施形態を示す縦断面図である。 第 3 3図は、 第 3 2図に示す第 1 0の実施形態の一部切り欠いた平面図 である。第 3 4図は、第 3 2図の A— A線に沿った概略横断面図である。 第 3 5図は、 第 3 2図に開示した第 1 0の実施形態の動作制御系を含む 装置全体を示すブロック図である。 第 3 6図は、 第 3 2図に開示した補 助テーブル部分の動作と位置情報検出用の容量検出電極との関係を示す 説明図である。 第 3 7図は、 第 3 5図に開示した第 1 0の実施形態にお けるテーブル駆動制御手段が実行する複数の通電制御モード A 1〜A 4 の制御内容と被駆動磁石全体の移動方向 (可動テーブルの移送方向) を 示す図表である。 第 3 8図は、 第 3 5図に開示した第 1 0の実施形態に おけるテーブル駆動制御手段が実行する複数の通電制御モード A 5〜A 8の制御内容と被駆動磁石全体の移動方向 (可動テーブルの移送方向) を示す図表である。 第 3 9図は、 第 3 2図に開示した制動プレートを示 す図で、 第 3 9図 (A ) はその構成を示す説明図、 第 3 9図 (B ) はそ の動作原理を示す説明図である。 第 4 0図は、 第 3 2図に開示した第 1 0の実施形態全体の動作例を示す説明図である。 第 4 1図は、 第 4 0図 に示す動作実施例に生じる補助テーブル部分の移動量の変化を容量検出 電極が検知する場合の状態を示す説明図である。 第 4 2図は、 第 3 2図 に開示した制動プレートの他の例を示す説明図である。 第 4 3図は、 第 3 2図に開示した駆動コイルの他の例を示す図で、 第 4 3図 (A ) は駆 動コイルを三角形状とした場合の例を示す説明図、 第 4 3図 (B ) は駆 動コイルを円形状とした場合の例を示す説明図、 第 4 3図 (C ) は駆動 コイルを六角形状とした場合の例を示す説明図、 第 4 3図 (D ) は駆動 コイルを八形状とした場合の例を示す説明図である。 第 4 4図は、 本発 明の第 1 1の実施形態を示す縦断面図である。 第 4 5図は、 第 4 4図の A— A線に沿った概略横断面図である。 第 4 6図は、 第 4 4図に開示し た第 1 1の実施形態の動作制御系を含む装置全体を示すブロック図であ る。 第 4 7図は、 第 4 6図に開示した実施形態におけるテーブル駆動制 御手段が実行する複数の通電制御モ一ド B 1〜B 4の制御内容と被駆動 磁石全体の移動方向 (可動テーブルの移送方向) を示す図表である。 第
4 8図は、 第 4 6図に開示した実施形態におけるテーブル駆動制御手段 が実行する複数の通電制御モード B 5〜 B 8の制御内容と被駆動磁石全 体の移動方向 (可動テーブルの移送方向) を示す図表である。 第 4 9図 は、 本発明の実施形態を示す縦断面図である。 第 5 0図は、 第 4 9図の A— A線に沿ってみた概略横断面図である。 第 5 1図は、 第 4 9図に開 示した実施形態の動作制御系を含む装置全体を示すブロック図である。 第 5 2図は、 第 4 9図に開示した実施形態におけるテーブル駆動制御手 段が実行する複数の通電制御モード C 1〜 C 4の通電制御内容と被駆動 磁石全体の移動方向 (可動テーブルの移送方向) を示す図表である。 第
5 3図は、 第 4 9図に開示した実施形態におけるテーブル駆動制御手段 が実行する複数の通電制御モード C 5〜C 8の制御内容と被駆動磁石全 体の移動方向 (可動テ一ブルの移送方向) を示す図表である。 第 5 4図 は、 本発明の第 1 3の実施形態を示す縦断面図である。 第 5 5図は、 第 5 4図の A— A線に沿ってみた概略横断面図である。 第 5 6図は、 第 5 4図に開示した実施形態の動作制御系を含む装置全体を示すブロック図 である。 第 5 7図は、 第 5 4図に開示した実施形態におけるテーブル駆 動制御手段が実行する複数の通電制御モ一ド D 1〜D 4の通電制御内容 と被駆動磁石全体の移動方向 (可動テーブルの移送方向) を示す図表で ある。 第 5 8図は、 第 5 4図に開示した実施形態におけるテ一プル駆動 制御手段が実行する複数の通電制御モード D 5〜D 8の制御内容と被駆 動磁石全体の移動方向 (可動テーブルの移送方向) を示す図表である。 第 5 9図は、 本発明の第 1 4の実施形態を示す縦断面図である。 第 6 0 図は、 第 5 9図の A— A線に沿ってみた概略横断面図である。 第 6 1図 は、 第 5 9図に開示した実施形態の動作制御系を含む装置全体を示すブ ロック図である。 第 6 2図は、 第 5 9図に開示した実施形態におけるテ 一ブル駆動制御手段が実行する複数の通電制御モード E 1〜E 4の通電 制御内容と被駆動磁石全体の移動方向 (可動テーブルの移送方向) を示 す図表である。 第 6 3図は、 第 5 9図に開示した実施形態におけるテ一 ブル駆動制御手段が実行する複数の通電制御モ一ド E 5〜E 8の通電制 御内容と被駆動磁石全体の移動方向 (可動テーブルの移送方向) を示す 図表である。 第 6 4図は、 第 5 9図に開示した実施形態におけるテープ ル駆動制御手段が実行する複数の通電制御モード E 9〜E 1 0 (回転動 作) の通電制御内容と被駆動磁石全体の移動方向 (可動テーブルの移送 方向) を示す図表である。 第 6 5図は、 本発明の第 1 5の実施形態を示 す縦断面図である。 第 6 6図は、 第 6 5図の A— A線に沿ってみた概略 横断面図である。 第 6 7図は、 第 6 5図に開示した実施形態の動作制御 系を含む装置全体を示すブロック図である。 第 6 8図は、 第 6 5図に開 示した実施形態におけるテーブル駆動制御手段が実疔する複数の通電制 御モード F 1〜F 4の通電制御内容と被駆動磁石全体の移動方向 (可動 テーブルの移送方向) を示す図表である。 第 6 9図は、 第 6 5図に開示 した実施形態におけるテ一ブル駆動制御手段が実行する複数の通電制御 モード F 5〜F 8の通電制御内容と被駆動磁石全体の移動方向 (可動テ 一ブルの移送方向) を示す図表である。 第 7 0図は、 第 6 5図に開示し た実施形態におけるテ一ブル駆動制御手段が実行する複数の通電制御モ ード F 9〜F 1 0 (回転動作) の通電制御内容と被駆動磁石全体の移動 方向 (可動テーブルの移送方向) を示す図表である。 第 7 1図は、 本発 明の第 1 6の実施形態を示す縦断面図である。 第 7 2図は、 第 7 1図の A— A線に沿ってみた概略横断面図である。 第 7 3図は、 第 7 1図に開 示した実施形態の動作制御系を含む装置全体を示すブロック図である。 第 7 4図は、 第 7 1図に開示した実施形態における駆動制御手段が実行 する複数の通電制御モード K 1〜K 4の通電制御内容と被駆動磁石全体 の移動方向(可動テーブルの移送方向) を示す図表である。第 7 5図は、 第 7 1図に開示した実施形態におけるテーブル駆動制御手段が実行する 複数の通電制御モード Κ 5〜Κ 8の通電制御内容と被駆動磁石全体の移 動方向 (可動テ一プルの移送方向) を示す図表である。 第 7 6図は、 第 7 1図に開示した実施形態におけるテーブル駆動制御手段が実行する複 数の通電制御モード Κ 9〜Κ 1 0 (回転動作) の通電制御内容と被駆動 磁石全体の移動方向 (可動テ一ブルの移送方向) を示す図表である。 第 7 7図は、 本発明の第 1 7の実施形態を示す図であり、 電磁制動機構を 可動テーブルとテーブル保持機構との双方に取り付けた場合の例を示す 模式断面図である。 第 7 8図は、 本体の底部を本体から取り外し、 かつ 制動用プレートを取り外した状態で電磁制動機構における制動用磁石の 配置の例を示す図である。 第 7 9図は、 第 1 7の実施形態における制動 特性と従来例とを比較した結果を示す特性図である。 発明を実施するための最良な形態
以下、 本発明の実施の形態を添付図に基づいて説明する。
【第 1の実施形態】
本発明の第 1の実施形態を第 1図乃至第 1 8図に示す。 第 1図乃至第 1 8図において、 符号 1は可動テーブルを示し、 符号 2はテーブル保持 機構を示す。 このテーブル保持機構 2は第 1図に示すように、 ケース本 体 (本体部) 3の下方部分に配設されている。 当該テーブル保持機構 2 は、 前記可動テーブル 1が同一面内で任意の方向へ移動するのを許容す ると共に当該可動テーブル 1に元位置復帰力を付加した状態で当該可動 テーブル 1を保持するように構成されている。
このテーブル保持機構 2は本体部と してのケース本体 3によって支持 されている。
本実施形態に係るケース本体 3は第 1図に示すように、 上方および下 方が開放された箱体状に形成されている。
付号 4は電磁駆動手段を示す。 この電磁駆動手段 4は、 その主要部が ケース本体 3側に保持され、 前記可動テーブル 1に移動力 (送り) を付 与する機能を備えている。 符号 3 Aは、 ケース本体 3の内壁部周囲に内 側方向に突設された本体側突出部を示す。
本実施形態に係る電磁駆動手段 4は、 可動テーブル 1 と後述する補助 テーブル 5 との間に配設されている。
補助テーブル 5は、 磁性材料から形成され、 前記可動テーブル 1に対 向し且つ所定間隔を隔てて平行に当該可動テーブル 1に連結装備されて いる。 そして、 前記テーブル保持機構 2は、 この補助テーブル 5側に装 備され、 該補助テーブル 5を介して可動テーブル 1を保持するように構 成されている。
前記電磁駆動手段 4は、 捕助テーブル 5の所定位置に固定装備された 四個の正方形形状の被駆動磁石 6 と、 この各被駆動磁石 6に対向して配 置された十字状コイル辺を有し且つ当該各被駆動磁石 6 と協働して前記 可動テーブル 1に所定移動方向に沿う磁力による所定の移動力 (送り) を付与する田形状駆動コイル 7 と、 この田形状駆動コイル 7を定位置に て保持すると共に前記補助テーブル 5の可動テーブル 1側に装備された 固定プレート 8 とを備えている。 この固定プレート 8は、 磁性部材から 形成されている。 なお、 駆動コイル 7は、 卷回した端部の形状を強調す るために閉回路のように図示しているが、 この駆動コイル 7は、 ソレノ ィ ド状に卷回されて両端に通電用の 2つの端子を備えた構成であり、 通 電により磁力を発生する構造になっている。 この駆動コイルの図示方法 は、 以下に説明する各実施形態においても同様である。
更に、 前記複数の田形状駆動コイル 7は、 前記被駆動磁石 6 と対面す る端面側に非磁性金属部材 (例えば電気抵抗の少ない銅製部材) からな る制動用プレート 9をそれぞれ備えており、 当該制動用プレート 9は、 対面する被駆動磁石 6 の磁極面に近接している。 この制動用プレー ト 9 は、 前記固定プレート 8側に固着されている。
以下、 これを更に詳細に説明する。
〔可動テーブルと捕助テーブル〕
第 1図乃至第 4図において、 可動テーブル 1は円形状に形成され、 補 助テーブル 5は四角形状に形成されている。 この補助テーブル 5は、 可 動テーブル 1に対向し且つ所定間隔を隔てて平行に配置され、 その中心 部の連結支柱 1 0を介して前記可動テーブル 1に一体的に連結されてい る。 このため、 この可動テーブル 1は、 補助テーブル 5 と平行状態を維 持しつつ一体的に移動し且つ一体的に回転し得るようになっている。
連結支柱 1 0は、 前述したように可動テーブル 1 と補助テーブル 5 と を連結する連結部材であって、 両端部に鍔部 1 O A , 1 O Bを備えた断 面ェ字状に形成され、 その両端部外側中央には、 可動テーブル 1 と補助 テーブル 5との各中心部に形成された位置決め孔 1 a , 5 aに係合する 突起 1 0 a, 1 0 bが設けられている。
可動テーブル 1 と補助テ一プル 5 とは、 突起 1 0 a, 1 0 b と鍔部 1 0 A, 1 0 Bとによって位置決めされ当該連結支柱 1 0に固着され一体 化されている。 この一体化に際しては本実施形態では接着剤が用いられ ているが、 溶接にて部分的に接合しても、 或いは突起 1 0 a , 1 0 b部 分を位置決め孔 1 a, 5 aに圧入し他の部分を接着剤又は溶接等によつ て一体化してもよい。 なお、 可動テーブル 1或いは捕助テーブル 5の何 れか一方をネジ止めにて前記連結支柱 1 0の鍔部 1 0 A又は 1 0 Bに着 脱自在に固着してもよい。 この場合、 ネジ止め後に、 数本のノ ックピン を位置決め固定用と して係合し両者間に打ち込むようにしてもよいもの である (図示せず)。 このようにすると、 可動テーブル 1 と補助テープル 5 とを確実に一体化することができる。 - 〔テーブル保持機構〕
本実施形態に係るテーブル保持機構 2は、 可動テーブル 1を保持しつ つ当該可動テーブル 1をその高さ位置を変えることなく同一面上のいず れの方向へも自在に移動可能とする機能を備えたものであり、 捕助テー プル 5を介してこれを実行するようにしたものである。
このテーブル保持機構 2は、 リンク機構を三次元空間に応用したもの であり、 所定間隔を隔てて設置される二本のピアノ線を一組として予め 補助テーブル 5の端部周囲のコーナー部分に対応して四組準備し、 この 四組のピアノ線を組毎に、 四角形状の中継プレート 2 Gの各四隅部分に 分けてそれぞれ上方向に向けて植設する。 前記テーブル保持機構 2は、 内側に位置する.四本のピアノ線 2 Aで補助テーブル 5を下方から保持し、 外側に位置する四本のピアノ線 2 Bで中継プレート 2 Gを本体'部 3から 揺動自在に吊り下げた構成となっている。 なお、 2 本のピアノ線は、 可 動テーブル 1および補助テーブル 5を支えるに充分な適度の剛性を備え た棒状弹性線材であれば他の部材であってもよい。
これにより、 補助テーブル 5 (即ち、 可動テーブル 1 ) が中継プレー ト 2 Gと各四本のピアノ線 2 A , 2 Bとによって空中で安定した態様で 保持され、 その水平面内での移動は、 後述するように同一の高さ位置を 維持しつつ何れの方向にも自在に移動可能となっている。 補助テーブル
5 (即ち、 可動テーブル 1 ) の同一面内での回転動作もほぼ同様に可能 となる。
これを更に詳述する。
前記テーブル保持機構 2は、 補助テーブル 5の周端部の四隅部分から それぞれ第 1図の下方に向けて植設された四本のテーブル側ピアノ線 2 Aと、 この各テーブル側ピアノ線 2 Aの第 1図における下端部に装備さ れた中継プレート 2 Gと、 この中継プレート 2 Gを本体部 3側から吊り 下げるように構成され前記テーブル側ピアノ線 2 Aの外側に装備された 本体側ピアノ線 2 Bとを備えている。
この四本のテーブル側ピアノ線 2 Aは、 第 1図における上端部が捕助 テーブル 5に固着され、 下端部が中継プレート 2 Gに固着されている。 符号 5 A , 5 Bは補助テーブル 5の下面側の二箇所に設けられた下方突 出部を示す。 この下方突出部 5 A , 5 Bによってテーブル側ピアノ線 2 Aの固定位置が設定されている。 の四本の各テーブル側ピアノ線 2 Aの外側には、 所定間隔 Sを隔て て本体側ピアノ線 2 Bがそれぞれ個別に且つ平行に配設されている。 こ の本体側ピアノ線 2 Bは、 その下端部が前記テーブル側ピアノ線 2 Aと 同様に中継プレート 2 Gに固着され、 その上端部がケース本体 3の内壁 部に設けられた本体側突出部 3 Bに固着されている。
これらの各ピアノ線 2 A , 2 Bは、 前述したように可動テーブル 1お よび補助テ一ブル 5を支えるに充分な適度の剛性を備えた棒状弾性線材 によつて形成されている。
これにより、 前記可動テーブル 1は、 補助テーブル 5 と共に中継プレ ー ト 2 G上にて内側の 4本のテーブル側ピアノ線 2 Aによって支持され、 当該 4本のテーブル側ピアノ線 2 Aの弹性限界内においてリ ンク機構の 原理に従ってその平行移動およぴ面内での回転が許容された状態となつ ている。
一方、 中継プレー ト 2 Gは、 当該中継プレー ト 2 G上の外側に位置す る 4本のテーブル側ピアノ線 2 Bによつて本体側突出部 3 Bに吊持され ていることから、 ケース本体 3に対してはその平行移動および面内での 回転が同様に許容された状態となっている。
このため、 補助テーブル 5 (即ち、 可動テーブル 1 ) 力 S、 外力を受け て面内で移動し又は回転すると、 後述する第 1 7図に示すようにテープ ル側およびケース本体側の各ピアノ線 2 A , 2 Bが同時に弾性変形して 中継プレート 2 Gが平行状態を維持しつつ上下動する。 そして、 捕助テ 一ブル 5 (即ち、 可動テーブル 1 ) が外力によって面内で移動し又は回 転すると、 その高さ位置の変動は、 中継プレート 2 Gの高さが上下に変 動することにより吸収される。
これにより、 可動テーブル 1は、 外力を受けて移動しても、 各ピアノ 線 2 A, 2 Bの弾性限界内において何れの方向へも同一高さを維持しつ つ移動することが可能となっている。
ここで、 テーブル側 よびケしス本体側の各ピアノ線 2 A , 2 Bは同 —の直径を備え同一の弾性を備えたものが使用され、 その実効長 Lはそ れぞれ全く同一に設定されている。 又、 本実施形態に係る各ピアノ線 2 A , 2 Bは、 例えば第 1図, 第 3図に示すように、 左右方向に沿って配 設されているが、 X— Y面上における X軸おょぴ Y軸に対してそれぞれ 線対称に成る位置に配設されておれば、 第 2図に示す位置以外の位置に 配設してもよい。
可動テーブル 1の移動に際して各ピアノ線 2 A , 2 Bには弾性応力が それぞれ均一に生じることから、 可動テーブル 1の元位置復帰を含めて 可動テーブル 1を円滑に移動し得るという利点を得ることができる。
このように、 前記テーブル保持機構 2は、 例えば補助テーブル 5が全 体的に同一方向にスライ ド移動すると、 各組の各ピアノ線 2 A, 2 Bは 全て同一に変形することとなる。 この場合、 本体側ピアノ線 2 Bは、 そ の端部が保持された状態で弾性変形することから、 同様に弹性変形する テ一プル側ピアノ線 2 Aの変形動作により補助テ一ブル 5の高さ位置は 不変となり、 代わって、 両ピアノ線 2 A , 2 Bに共通に支持された中継 プレート 2 Gの高さ位置が変動する。
換言すると、 この中継プレート 2 Gが両ピアノ線 2 A , 2 Bの変形で 生じる高さ位置の変動を吸収することになり、 これにより、 補助テープ ル 5 (即ち可動テーブル 1 ) は全体的に高さ変動することなく同一面内 でスライ ド移動することとなる。 この場合、 捕助テーブル 5から外力を 開放すると、当該補助テーブル 5は各ピアノ線 2 A , 2 Bのばね作用 (復 元力) によって一直線に元位置に復帰する。 また、 捕助テーブル 5 (即ち、 可動テーブル 1 ) が同一面内で回転駆 動された場合にも、 同等の理由から補助テーブル 5 (即ち、 可動テープ ル 1 ) は全体的にほぼ同一の高さを維持しつつ同一面内で回転動作する こと となる。 この場合にも、 補助テーブル 5から外力を開放すると、 補 助テーブル 5は各ピアノ線 2 A, 2 Bのばね作用 (復元力) により一直 線に元位置に復帰する。
〔電磁駆動手段〕
可動テーブル 1 と補助テーブル 5 との間には、 前述したように、 補助 テーブル 5を介して可動テーブル 1に対し所定の移動力を付与する電磁 駆動手段 4が装備されている (第 1図参照)。
本実施形態に係る電磁駆動手段 4は、 補助テーブル 5上に装備された 四個の被駆動磁石 ( 実施形態では永久磁石が使用されている) 6 と、 この各被駆動磁石 6を介して可動テーブル 1に所定の移動方向に向けて 所定の電磁力を発生する四個の田形状駆動コイル 7と、 この各田形状駆 動コイル 7を保持する固定プレート 8 とを備えている。
固定プレート 8は第 1図に示すように、 補助テーブル 5の可動テープ ル 1側 (補助テーブル 5 と可動テーブル 1 との間) に装備され、 その周 囲がケース本体 3に固着装備されている。 ここで、 この固定プレート 8 については、 第 1図の左右両端部のみがケース本体 3に固定装備される ように構成してもよい。 この固定プレート 8の中央部には、 前記連結支 柱 1 0の所定範囲内での平行移動を許容する貫通穴 8 Aが形成されてい る。 本実施形態に係る貫通穴 8 Aは円形形状に形成されているが、 四角 形であっても、 或いはその他の形状であってもよい。 要は、 固定プレー ト 8の貫通穴 8 Aは、 連結支柱 1 0の動きを許容する形状であれば、 い ずれの形状であってもよいものである。 前記固定プレート 8は、 前述したように、 その周囲全体が本体側突出 部 3に保持されている。 この場合、 固定プレート 8 と本体側突出部 3 A とは、 その一体化を堅牢にするため、 ネジ止め後にノックピン等で一体 ィ匕しても、 或いは溶接等で一体化してもよい。 このようにすると、 可動 テーブル 1のミクロン (μ ) 単位の変位や移動に対しても、 固定プレー ト 8がケース本体 3に対して位置ずれを生じることなく 円滑にこれに対 応することができるという利点が生じる。
本実施形態に係る前記四個の被駆動磁石 6は第 2図, 第 3図に示すよ うに、 駆動コイル 7に対向する対向面が四角形状をなす永久磁石から形 成されている。
ここで、 可動テーブル 1の位置移動を制御するために、 可動テープル 1が移動する同一面内に設定した原点を通る 1つの軸線を基準として円 周方向に等分して複数の軸線を設定している。 本実施形態の場合、 前記 原点は、 固定プレー ト 8の中心部に一致させて設定している。
第 2図及び第 3図に示す本実施形態では、 可動テーブル 1が移動する 同一面内に設定した原点を通る 1つの軸線を基準と して円周方向に 9
0 ° の角度毎に 4等分して 4本の軸線を設定している。 そして、 前記原 点を通って互いに反対方向に伸びる 2本の軸線の組をそれぞれ: X軸と Υ 軸と し、 X軸, Υ軸に一致する方向を X方向, Υ方向と して想定してい る。 したがって、 これらの X方向と Υ方向とは前記原点にて直交してい る。
また、 可動テーブル 1の移動の起点となる位置は、 本体部 3上に可動 テーブル 1が外力を受けずにフリ一な状態で存在するときの連結支柱 1 0の中心位置、 すなわち可動テーブル 1の中心位置とし、 この中心位置 と前記 X— Υ方向が交差する原点とを固定プレート 8の中心位置上にて 一致させている。
第 2図及び第 3図に示すように、 前記 4個の被駆動磁石 6は、 前記補 助テーブル 5上の前記 X— Y方向 (4本の軸線上) であって、 かつ前記 原点から等距離の位置にそれぞれ配設され固着されている。
この四個の被駆動磁石 6に対向する位置には、田形状駆動コイル 7力 S、 前記四個の被駆動磁石 6に個別に対応して固定プレー ト 8上の定位置に、 固着装備されている。 前記田形状駆動コイル 7は、 その中央部に前記 X 一 Y軸に沿う十字状のコイル辺を有し、 且つ通電により発生する磁力と 各被駆動磁石 6の磁力との相互磁気作用により前記可動テーブル 1に所 定の移動方向に沿って移動力 (送り) を付与する。
この場合、 四個の被駆動磁石 6の向きは、 田形状駆動コイル 7に面す る側の磁極が、 本実施形態では X軸上のものは N極に、 Y軸上のものは S極に、 それぞれ設定されている (第 2図, 第 3図参照)。
このため、 駆動コイル 7の十字状コイル辺の縦方向又は横方向に生じ る磁力と被駆動磁石 6の磁力との間に発生する磁力は、 常に X軸方向又 は Y軸方向に統一され、 その合力が常に最大値となるよ うに設定されて いる。 このため、 発生する磁力を効率良く可動テーブル 1に対する駆動 力として出力することが可能となる。
また、 前記田形状駆動コイル 7については、 その大きさは内側に有す る十字状コイル辺の長さが前記被駆動磁石 6の最大移動範囲を許容する 寸法に設定されている。
このため、 四個の被駆動磁石 6 との間に生じる田形状駆動コイル 7の 電磁力は、 当該田形状駆動コイル 7が固定プレート 8上の定位置に固定 されていることにより、 当該被駆動磁石 6を介して補助テーブル 5に対 する所定方向への移動力として確実に出力されることとなる。 〔田形状駆動コイル〕
電磁駆動手段 4の主要部を成す田形状駆動コイル 7は、 例えば第 5図 に示すように、 それぞれ独立して通電可能な四個の角形小コイル 7 a, 7 b , 7 c, 7 dにより構成されている。 そして、 4個の角形小コイル 7 a , 7 b , c , 7 dの内側の互いに十字状に突き合わされたコイル 部分が前記十字状のコイル辺を形成している。
このため、 各角形小コイル 7 a〜 7 dの通電方向を後述する動作制御 系によって外部から切り換え制御することにより、 例えば田形状駆動コ ィル 7の内部の十字状部分に流れる電流を図中の縦方向又は横方向の何 れか一方に限定して通電 (正又は逆方向を含めて) することが可能とな り、 これにより対応して配置された被駆動磁石 6に対しては、 フレミン グの左手の法則に従って当該各被駆動磁石 6を所定の方向へ押圧する電 磁力 (反力) を出力することができる。
この四個の角形小コイル 7 a〜 7 dに生じる電磁力の方向を組み合わ せることにより、 前記田形状駆動コイル 7の内側に位置する十字状のコ ィル辺部分に、 縦方向又は横方向等の何れか一方への通電状態が設定さ れ、 これによつて、 対応する被駆動磁石 6に所定方向への電磁駆動力が 出力される。 そして、 前記四個の被駆動磁石 6 'に生じる電磁駆動力の合 力によって、 前記補助テーブル 5に対して X— Y軸上で回転動作を含 任意の方向に向けて移動力が付与されるようになつている。
これら四個の角形小コイル 7 a ~ 7 dに対する一連の通電制御の手法 については、 後述するプログラム記憶部 2 2の説明箇所 (第 6図, 第 8 図) で詳述する。
又、 この四個の角形小コイル 7 a〜7 dは中空のコイルもよいが、 内 側にフェライ ト等の被導電性磁性部材を充填したものであってもよい。 第 5図において、 コイルの内側の斜線部分は磁束鎖交領域を示す。
符号 9は、 被駆動磁石 6に近接対向して田形状駆動コイル 7側に固定 ^された制動 ¾:¾*^' を示す。
〔位置検出センサ機構〕
前記電磁駆動手段 4によって駆動される捕助テーブル 5 (即ち、 可動 テーブル 1 ) の移動状態は、 位置検出センサ機構 2 5によって検出され る。
第 6図に示す位置検出センサ機構 2 5は、 静電容量型の複数の検出電 極 (本実施形態では 8個) を備えた容量センサ群 2 6 と、 この容量セン サ群 2 6で検出される複数の容量変化成分を電圧変換すると共に所定の 演算をして位置変化情報として後述するテーブル駆動制御手段 2 1に送 り込む位置情報演算回路 2 7とを備えた構成となっている。
前記位置情報演算回路 2 7は、 前記容量センサ群 2 6で検出される複 数の容量変化成分を個別に電圧変換する信号変換回路部 2 7 Aと、 この 信号変換回路部 2 7で変換された複数の容量変化成分にかかる電圧信号 を所定の演算によ り X— Y座標上の位置を示す X方向位置信号 VX 及 び Y方向位置信号 VY に変換し、 更には回転角信号 Θを演算して出力す る位置信号演算回路部 2 7 Bとにより構成されている。
前記複数の容量センサ群 2 6は第 1図乃至第 4図に示すように、 補助 テーブル 5の周囲の下面部分に対向して且つ前記本体側突出部 3 Bの上 面に所定間隔を隔てて配設された 8個の角形の容量検出電極 2 6 X1 , 2 6 X2 , 2 6 X3 , 2 6 X4 , 2 6 Yl , 2 6 Y.2 , 2 6 Y3 , 2 6 Y と、 これに対応して前記補助テーブル 5の周囲の下面部分に設定さ れた比較的幅の広い共通電極 (図示せず) とにより構成されている。 そして、 前記各容量検出電極 2 6 X1 , 2 6 X2 , 2 6 X3 , 2 6 X 4 , 2 6 Y 1 , 2 6 Υ2 , 2 6 Υ3 , 2 6 Υ 4 の内、 容量検出電極 2 6 XI , 2 6 X2 が第 2図, 第 3図の右端部に上下に沿って所定間隔を隔 てて装備され、これに対して容量検出電極 2 6 X3 , 26 X が第 2図, 第 3図の左端部に上下に沿って所定間隔を隔てて装備されている。
また、前記各容量検出電極 2 6 X1 , 2 6 X2 , 2 6 X3 , 2 6 X4 , 2 6 Y1 , 2 6 Υ2 , 2 6 Υ3 , 2 6 Υ4 の内、容量検出電極 2 6 Y1 , 2 6 Υ2 が第 2図, 第 3図の上端部に左右に沿って所定間隔を隔てて装 備され、 容量検出電極 2 6 Υ3 , 2 6 Υ4 が第 2図, 第 3図の下端部に 左右に沿って所定間隔を隔てて装備されている。
そして、 例えば前記補助テーブル 5 (即ち、 可動テーブル 1 ) が電磁 駆動手段 4による送りを付与されて、 第 7図 (Α) に示すように矢印 F の方向 (図中、 右上方向) に移動動作した場合、 本実施形態では、 補助 テーブル 5の両側に (及び上下方向に) 位置する一方の容量検出電極 2 6 X1 , 2 6 X2 ( 2 6 Υ1 , 2 6 Υ2 ) と他方の 2 6 X3 , 2 6 X4 ( 2 6 Υ3 , 2 6 Υ4 ) で検出される容量変化成分が、 信号変換回路 2 7 A で電圧変換された後に位置信号演算回路 2 7 Bに送り込まれ、 この位置 信号演算回路 2 7 Bで前記各変換電圧を入力して X方向位置信号 VX— Y方向位置信号 VY と して差動出力するように構成されている。
前記捕助テーブル 5が電磁駆動手段 4による送りを受けて第 7図(B) に示すように矢印方向に回転動作した場合、 本実施形態では、 前記の場 合と同様に各部が作動し同様に機能し、 変化成分が電圧変換されて所定 の回転角信号 0 と して差動出力されるように構成されている。
このため、 本実施形態にあっては、 第 3図の左右 (及び上下) の各容 量検出電極に同時に印加されるノイズを差動出力 (例えば、 X軸方向の —端部と他端部に配置された容量検出電極に検知される容量変化の差を とること : 外部雑音排除機能) によって打ち消すことができ、 同時に測 定値が電圧変換された後にその変化分が合算されて出力されるので (減 少した分がマイナス分と して引き算されること、 例えば A— (一 A ) = 2 Aの如きもの)、 これにより補助テーブル 5 (可動テーブル 1 ) の位置 情報を高感度に出力することができるという利点がある。
〔動作制御系〕
本実施形態にあっては、 前記電磁駆動手段 4には、 前記複数の田形状 駆動コイル 7を個別に駆動制御して前記可動テーブル 1の移動若しくは 回転動作を規制する動作制御系 2 0が併設されている (第 6図参照)。
この動作制御系 2 0は第 6図に示すように、 前記電磁駆動手段 4の複 数の各田形状駆動コイル 7を所定の制御モードに従って個別に駆動し前 記可動テーブル 1 を所定の方向に移動制御するテーブル駆動制御手段 2 1 と、 このテーブル駆動制御手段 2 1に併設され前記可動テーブル 1の 移動方向, 回転方向, およびその動作量等が特定された複数の制御モー ドにか-かる複数の制御プログラムが記憶されたプログラム記憶部 2 2と、 これら各制御プログラムの実行に際して使用される所定のデータ等を記 憶したデータ記憶部 2 3とを備えている。
テーブル駆動制御手段 2 1には、 複数の各田形状駆動コイル 7に対す る所定の制御動作を指令する動作指令入力部 2 4が併設されている。 こ のテーブル駆動制御手段 2 1には、 前記可動テーブル 1の移動中および 移動後の位置情報が、 前記位置検出センサ機構 2 5によって検出され後 述するように高感度に演算処理されて送り込まれるようになつている。 本実施形態に係る前記テーブル駆動制御手段 2 1は、 主制御部 2 1 A とコイル駆動制御部 2 1 Bとを有している。 主制御部 2 1 Aは、 動作指 令入力部 2 4からの指令に基づいて作動し所定の制御モードをプログラ ム記憶部 2 2から選択し前記複数の各田形状駆動コイル 7に所定の電流 を通電制御する機能を有している。 コイル駆動制御部 2 1 Bは、 前記主 制御部 2 1 Aにて設定される制御モードに従って所定の四個の各田形状 駆動コイル Ί, 7 ··· ···を同時に且つ個別に駆動制御する機能を有してい る。
主制御部 2 1 Aは、 前記機能に加えて、 テーブル位置を検出する位置 検出センサ機構 2 5からの入力情報に基づいて前記可動テーブル 1の位 置を算定し或いはその他の種々の演算を行う機能も同時に兼ね備えてい る。
符号 4 Gは、 前記電磁駆動手段 4の複数の各田形状駆動コイル 7に所 定の電流を通電する電源回路部を示す。
前記テーブル駆動制御手段 2 1は、 前記位置検出センサ機構 2 5から の情報を入力して所定の演算を行いこれに基づいて予め動作指令入力部
2 4で設定した移動先の基準位置情報とのズレを算定する位置ずれ演算 機能と、 この算定された位置ずれ情報に基づいて電磁駆動手段 4を駆動 し予め設定された移動先の基準位置に当該可動テーブル 1を移送制御す るテーブル位置補正機能とを備えている。
このため、 本実施形態にあっては、 可動テーブル 1の移動方向が外乱 等によつてずれた場合には当該ずれを修正しながら可動テーブル 1を所 定の方向に移送制御することとなり、 これにより当該可動テーブル 1は 迅速且つ高精度に予め設定した目標位置に移送されることとなる。
〔プログラム記憶部〕
前記テーブル駆動制御手段 2 1は、 プログラム記憶部 2 2に予め記憶 された所定の制御プログラム (所定の通電パターンおよびその選択組合 せである所定の制御モード) に従って前記電磁駆動手段 4の四個の田形 状駆動コイル 7を個別に駆動制御するように構成されている。
即ち、 前記プログラム記憶部 2 2には、 本実施形態にあっては前記四 個の各田形状駆動コイル 7 , 7, ……に対する基本的な四つの通電パタ ーンを実行するためのプログラムが記憶されている (第 6図, 第 8図参 照)。
第 8図は、 田形状駆動コイル 7 (固定子側) の四個の角形小コイル 7 a , 7 b , 7 c , 7 dに対する四種類の通電パターン A , B, C, Dと、 その時に各田形状駆動コイルの十字辺部分に生じる電流の向き、 及ぴこ れに対応して可動子側の被駆動磁石 (永久磁石) 6に生じる電磁駆動力 (推力) の向きを、 それぞれ示す。
第 8図において、通電パターン Aの場合は、一方の角形小コイル 7 a , 7 bに対しては左回りの電流が, 他方の角形小コイル 7 c, 7 dに対し ては右回りの電流がそれぞれ通電制御され、 これによつて中央部に位置 する十字状のコイル辺部分では、 外部に出力される磁束が全体的に加算 又は相殺され、 その結果と して X軸の正方向の電流 I A のみが通電され たのと同等の状態となる。
通電パターン Bでは、 それぞれ図示の如く各角形小コイル 7 a〜 7 c が個別に通電制御され、 これによつて X軸の負方向の電流 I B のみが通 電されたのと同等の状態となる。 通電パターン Cでは、 それぞれ図示の 如く各角形小コイル 7 a〜 7 cが個別に通電制御され、 これによつて Y 軸の正方向の電流 I C のみが通電されたのと同等の状態となる。 同様に、 通電パターン Dでは、 それぞれ図示の如く各角形小コイル 7 a〜 7 cが 個別に通電制御され、 これによつて、 Y軸の負方向の電流 I D のみが通 電されたのと同等の状態となる。
前記四つの通電パターン A , B , C, Dは、 プログラム記憶部 2 2に 予め記憶された所定の制御プログラムに基づいて実行されるようになつ ている。
第 8図に示した白抜き矢印は、 これらの通電パターン A , B , C , D に対応して可動子側の被駆動磁石 (永久磁石) 6 との間に発生する電磁 駆動力 (推力) の向きを、 それぞれ示す。
この場合、 対応する各電磁力は田形状駆動コイル 7の通電コイル辺部 分にフレミングの左手の法則によって発生するが、 当該田形状駆動コィ ル 7が固定プレート 8上に固定されていることから、 その反力が電磁駆 動力 (推力) として被駆動磁石 (永久磁石). 6側に向けて発生する。 第 8図に示した白抜き矢印は、 その反力 (電磁駆動力) を示すもので ある。 このため、 この反力 (電磁駆動力) は、 被駆動磁石 6の磁極 N , Sの種類によってその向きが反転する。 ' プログラム記憶部 2 2には、 前記固定プレート 8上の中央部を原点と して想定される X— Y平面上にて可動テーブル 1を X軸の正負二方向お よび Y軸の正負二方向にそれぞれ移動せしめる第 1乃至第 4の制御モー ドと、 X— Y平面上に設定される各象限内の所定方向に可動テーブル 1 を移動せしめる第 5乃至第 8の制御モードと、 可動テーブル 1 を所定位 置にて時計方向又は反時計方向に回転動作せしめる第 9乃至第 1 0の各 制御モードにかかる各動作プログラムが記憶されている。
第 9図乃至第 1 3図に、 それぞれ前記第 1乃至第 1 0の各制御モード にかかる動作プログラムを実行した場合に生じる各田形状駆動コイル 7 の機能および補助テーブル (可動テーブル 1 ) の動作状態の一例をそれ ぞれ示す。
第 9図 (A ) ( B ) は、 第 1の制御モードを実行した場合の状態を示す ものである。 この図に示すように、 この第 1の制御モードでは、 X軸上 の二つの田形状駆動コイル 7 , 7はそれぞれ電流パターン Dの手法で通 電制御され、 Y軸上の二つの田形状駆動コイル 7 , 7はそれぞれ電流パ ターン Cの手法で通電制御される。 第 9図 (A ) において、 記号 N , S は、 各被駆動磁石 (永久磁石) 6の磁極の種類を示す。
その結果、 この第 1の制御モードでは、 各被駆動磁石 (永久磁石) 6 に対しては、 矢印 F X1 , F X2, F X3 , F X4の方向に電磁駆動力が発生 し、 これによつて、 X軸上の正の方向 (矢印 + F X ) に向けて補助テー ブル 5が駆動されることとなる。
第 9図 (B ) は、 各田形状駆動コイル 7, 7……に同一の電磁駆動力 が発生した場合の向きを X— γ座標上に例示したものである。これより、
X軸上の正の方向に補助テーブル 5を移送する場合には、 特に、 Y軸上 の各田形状駆動コイル 7, 7に同一の大きさの駆動力を発生させること が重要となる。
第 2の制御モードの場合は、 X軸上の負の方向 (図示せず) に補助テ 一ブル 5を移送する場合であるから、 各田形状駆動コイル 7, 7……に 通電する電流パターンを前記第 1の制御モードの場合に比較して全く逆 に設定すればよい。
即ち、 この第 2の制御モー ドでは、 X軸上の二つの田形状駆動コイル 7 , 7はそれぞれ電流パターン Cの手法で通電制御され、 Y軸上の二つ の田形状駆動コイル 7 , 7はそれぞれ電流パターン Dの手法で通電制御 される。 これより、 X軸上の負の方向に補助テーブル 5は円滑に移送き れることとなる (図示せず)。
第 1 0図 (A ) ( B ) は、 第 3の制御モードを実行した場合の状態を示 すものである。 この図に示すように、 この第 3の制御モー ドでは、 X軸 上の二つの田形状駆動コイル 7, 7はそれぞれ電流パターン Aの手法で 通電制御され、 Y軸上の二つの田形状駆動コイル 7 , 7はそれぞれ電流 パターン Βの手法で通電制御されるようになつている。
その結果、 この第 3の制御モードでは、 各被駆動磁石 (永久磁石) 6 に対しては、 矢印 F Y1, F Y2, F Y3, F Y4の方向に電磁駆動力が発生 し、 これによつて、 Υ軸上の正の方向 (矢印 + F Y ) に向けて補助テニ ブル 5が駆動されることとなる。
第 1 0図 (Β ) は、 各田形状駆動コイル 7 , 7……に同一の電磁駆動 力が発生した場合の合力の向きを X— Υ座標上に例 したものである。 これより、 Υ軸上の正の方向に補助テーブル 5を移送する場合には、 特 に、 X軸上の各田形状駆動コイル 7, 7に同一の大きさの駆動力を発生 させることが重要となる。
第 4の制御モードの場合は、 Υ軸上の負の方向に補助テーブル 5を移 送する場合 (図示せず) であるから、 各田形状駆動コイル 7, 7……に 通電する電流パターンを前記第 3の制御モードの場合に比較して全く逆 に設定すればよい。
即ち、 この第 2の制御モードでは、 X軸上の二つの田形状駆動コイル 7 , 7はそれぞれ電流パターン Βの手法で通電制御され、 Υ軸上の二つ の田形状駆動コイル 7, 7はそれぞれ電流パターン Αの手法で通電制御 される。 これより、 Y軸上の負の方向に補助テーブル 5は円滑に移送さ れることとなる (図示せず)。
第 1 1図 (A ) ( B ) は、 第 5の制御モードを実行した場合の状態を示 すものである。 この図に示すように、 この第 5の制御モードでは、 X軸 上の二つの田形状駆動コイル 7 , 7はそれぞれ電流パターン Dの手法で 通電制御され、 Y軸上の二つの田形状駆動コイル 7, 7はそれぞれ電流 パターン Bの手法で通電制御されるようになつている。 その結果、 この第 5の制御モードでは、 X軸上の二つの被駆動磁石(永 久磁石) 6に対しては、 矢印 F X1, F X3の方向に電磁駆動力が発生し、 Y軸上の二つの被駆動磁石 (永久磁石) 6に対しては、 矢印 F Y2, F Y4 の方向に電磁駆動力が発生し、 これによつて X— Y軸上の中心点から第 1象限方向に向けて (矢印 F XY) に向けて捕助テーブル 5が駆動される こととなる。
第 1 1図 (B ) は、 各田形状駆動コイル 7 , 7……に同一の電磁駆動 力が発生した場合の合力の向きを X— Y座標上に例示したものである。 これより、 X— Y軸上の中心点から第 1象限方向に向かう方向 (矢印 F XY) に向けて補助テーブル 5を駆動する場合には各田形状駆動コイル 7, 7……に通電される電流値の大きさを適当に設定することによって、 そ の移動方向を変化させることができる。 かかる通電電流の大きさは前記 主制御部 2 1 Aで設定制御される。
第 6の制御モー ドの場合は、 X— Y軸上の中心点から第 3象限方向(図 示せず) に向けて補助テーブル 5を移送する場合であるから、 各田形状 駆動コイル 7, 7……に通電する電流パターンを前記第 5の制御モード の場合に比較して全く逆に設定すればよい。
即ち、 この第 5の制御モードでは、 X軸上の二つの田形状駆動コイル 7 , 7はそれぞれ電流パターン Cの手法で通電制御され、 Y軸上の二つ の田形状駆動コイル 7 , 7はそれぞれ電流パターン Bの手法で通電制御 される。 これより、 X— Y軸上の中心点から第 3象限方向に向けて補助 テーブル 5は円滑に移送されることとなる (図示せず)。
第 1 2図 (A ) ( B ) は、 第 7の制御モードを実行した場合の状態を示 すものである。 この図に示すように、 この第 7の制御モードでは、 X軸 上の二つの田形状駆動コイル 7 , 7はそれぞれ電流パターン Cの手法で W
40
通電制御され、 Y軸上の二つの田形状駆動コイル 7 , 7はそれぞれ電流 パターン Βの手法で通電制御されるようになつている。
その結果、 この第 7の制御モードでは、 X軸上の二つの被駆動磁石(永 久磁石) 6に対しては、 矢印一 F X1 , - F X3 の方向に電磁駆動力が発 生し、 Υ軸上の二つの被駆動磁石(永久磁石) 6に対しては、矢印 F Υ2, F Y4の方向に電磁駆動力が発生し、これによつて X— Υ軸上の中心点か ら第 2象限方向に向けて (矢印 F YX) に向けて捕助テーブル 5が駆動さ れること となる。
第 1 2図 (Β ) は、 各田形状駆動コイル 7, 7……に同一の電磁駆動 力が発生した場合の合力の向きを X— Υ座標上に例示したものである。 これより、 X— Υ軸上の中心点から第 2象限方向に向かう方向 (矢印 F ΥΧ) に向けて補助テーブル 5を駆動する場合には各田形状駆動コイル 7, 7……に通電される電流値の大きさを適当に設定することによって、 そ の移動方向を変化させることができる。 かかる通電電流の大きさは、 前 記主制御部 2 1 Αで設定制御される。
第 8の制御モードの場合は、 X— Y軸上の中心点から第 4象限方向(図 示せず) に向けて補助テーブル 5を移送する場合であるから、 各田形状 駆動コイル 7, 7……に通電する電流パターンを前記第 7の制御モード の場合に比較して全く逆に設定すればよい。
即ち、 この第 8の制御モードでは、 X軸上の二つの田形状駆動コイル 7, 7はそれぞれ電流パターン Dの手法で通電制御され、 Y軸上の二つ の田形状駆動コイル 7, 7はそれぞれ電流パターン Aの手法で通電制御 される。 これより、 X— Y軸上の中心点から第 4象限方向に向けて補助 テーブル 5は円滑に移送されることとなる (図示せず)。
第 1 3図 (A ) ( B ) は、 第 9の制御モードを実行した場合の状態を示 ずものである。 この図に示すように、 この第9の制御モードでは、 補助 テーブル 5 (即ち、 可動テ一プル 1 ) を所定角度 0分、 回転動作させる ためのもので、 この制御動作では、 所定の許容範囲内において中心軸を 有しない捕助テーブル 5を左回りの円運動をさせ所定位置での静止動作 が可能と したものである。
即ち、 この第 1 3図 (A ) に示す第 9の制御モードでは、 X軸の正軸 上の田形状駆動コイル 7は電流パターン Aの手法によって、 X軸の負軸 上の田形状駆動コイル 7は電流パターン Bの手法によって、 Y軸の正軸 上の田形状駆動コイル 7は電流パターン Dの手法によって、 又 Y軸の負 軸上の田形状駆動コイル 7は電流パターン Cの手法によって、 それぞれ 通電制御される。
その結果、 この第 9の制御モー ドでは、 各田形状駆動コイル 7 , 7, ……に対応した各被駆動磁石 (永久磁石) 6には、 第 1 1図に示すよう にそれぞれ左回りの方向に沿って各軸に直交する方向 F Y1, — F X2, — F Y3, 又は F X4に向けてそれぞれ電磁駆動力が発生する。
このため、 第 1 3図 (A ) に示したように、 当該各被駆動磁石 (永久 磁石) 6に生じる電磁駆動力の大きさをそれぞれ同一の大きさ Pに設定 制御することにより、 補助テーブル 5は所定の許容範囲内において中心 軸を有しない状態でも左回りの円運動をし所定位置での静止動作が可能 となる。
この場合、 円運動後の停止位置は、 全体の電磁駆動力と前記テーブル 保持機構 2のパネ作用による元位置復帰力とのバランス点 (所定角度 Θ 分、 回転した位置) となり、 かかる位置は設定回転角度と前記電磁駆動 力との関係と して予め実験的に特定され、 検索可能に図表化 (マップ化) されて前記データ記憶部 2 3に記憶されるようになつている。 第 1 3図 (B ) は、 各田形状駆動コイル 7, 7……に同一の電磁駆動 力が発生した場合の向きを X— Y座標上に例示したものである。 これよ り、 X — Y軸上の中心点 Oを回転中心として補助テーブル 5 (即ち、 可 動テーブル 1 ) は所定角度 0だけ左回りに回転し停止することとなる。
この場合、 回転後の停止位置を設定する回転角度 Θの大きさは、 各田 形状駆動コイル 7 , 7 - · に通電される同一 ·の電流値の大きさを適当に 設定制御することにより、 その回転角度 Θが定められる。 かかる通電電 流の大きさは前記主制御部 2 1 Aで設定制御される。
第 1 0の制御モー ドの場合は、 捕助テーブル 5 (即ち、 可動テーブル 1 ) を右回りに回転させる場合である。 このため、 この第 1 0の制御モ ードでは、 前記各田形状駆動コイル 7, 7 ··· ···に通電される同一の電流 の向きを逆方向に設定すればよい。
即ち、 X軸の正軸上の田形状駆動コイル 7は電流パターン Bの手法に より、 X軸の負軸上の田形状駆動コイル 7は電流パターン Aの手法によ り、 Y軸の正軸上の田形状駆動コイル 7は電流パターン Cの手法により、 そして Y軸の負軸上の田形状駆動コイル 7は電流パターン Dの手法によ り、 それぞれ通電制御される。
これより、 X— Y軸上で、 補助テーブル 5は右回りに所定角度 0分だ け、 円滑に回転制御されることとなる (図示せず)。
これらの各通電パターンおよぴ各制御動作にかかる動作プログラムは、 テーブル駆動制御手段 2 1に併設された動作プログラム記憶部 2 2に出 力可能に記憶されている。 そして、 テーブル駆動制御手段 2 1は、 動作 指令入力部 2 4からの指令に基づいて前記各動作プログラムの何れかを 選択し、 これに基づいて前記電磁駆動手段 4を駆動制御するようになつ ている。 , —,"
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〔電磁制動機構〕
電磁制動機構は、 相互に対面し、 かつ可動テーブル 1 の動きに同期し て相対的に移動する制動用磁石と非磁性及び導電性の制動プレート 9 と を含んでいる。 前記制動用磁石と前記制動プレート 9とのうち一方は定 位置に固定され、 他方は前記可動テーブル 1 の動きに同期して移動可能 に設けられ、 当該制動用磁石と当該制動プレート 9 との組は、 前記可動 テーブル 1 の移動に伴って当該制動プレート 9に発生する渦電流による 磁力と当該制動用磁石の磁力との磁気作用に基づく制動力を発生すると いう構成になっている。
本実施形態に係る電磁制動機構の前記制動用磁石として、 被駆動磁石 6を用いている。 前記四個の各田形状駆動コイル 7の被駆動磁石 6に対 向した側の端面部分には、 第 1 4図に示すように、 非磁性部材からなる 金属製の制動用プレート 9が、 周囲から絶縁された状態で各被駆動磁石 6 の磁極面に対向し且つ近接してそれぞれ固着装備されている。
前記電磁制動機構は、 補助テーブル 5 (可動テーブル 1 ) の急激な移 動動作に対してこれを抑制しつつ当該補助テーブル 5 (可動テーブル 1 ) を緩やかに移動させる機能を備えている。
ここで、 第 1 4図 (A ) は、 第 1図の制動用プレート 9部分を示す部 分断面図である。 また、 第 1 4図 (B ) は、 第 1 4図 (A ) の矢印 A— A線に沿って見た平面図を示す。
四個の被駆動磁石 6が装備された補助テーブル 5又は可動テーブル 1 が急激な移動動作をした場合には、 当各該被駆動磁石 6 とこれに対応し た各制動用プレー ト 9 との間に、 電磁制動 (渦電流ブレーキ) が働く。 これにより、 補助テーブル 5 (即ち、 可動テーブル 1 ) は急激な移動動 作が抑制されて徐々に移動することとなる。 第 1 5図 (A ) ( B ) に、 前記電磁制動 (渦電流ブレーキ) の発生につ いて示す。
この図において、 制動用プレート 9は、 被駆動磁石 6 の N極に対向し て田形状駆動コイル 7の端部に固着されている。
いま、 捕助テーブル 5が図の右方向に速度 V 1 で急激に移動すると、 金属製の制動用プレート 9は (固定されているため)、 相対的に図の左方 向に同一の速度 v 2 ( = V 1 ) で急激に移動することになる。 これによ り、 制動用プレート 9内にはフレミ ングの右手の法則に従って速度 v 2 に比例した大きさの起電力 E V が第 1 5図 (B ) に示す方向 (図中、 上 向き)に発生し、これにより同矢印の方向に左右対象の渦電流が流れる。 次に、 起電力 E V の発生領域には N極からの磁束が存在することから、 この被駆動磁石 6の磁束と制動用プレート 9内の (起電力 E V 方向の) 渦電流との間にフレミングの左手の法則に従って所定の移動力 f 1 力 s、 制動用プレート 9内に (図の右方向に向けて) 発生する。
一方、 制動用プレート 9は固定プレート 8上で固定されているため、 移動力 f 1 の反力 f 2 が被駆動磁石 6上に制動力として発生し、 その向 きは移動力 f l の向きとは逆の向きになる。 即ち、 この制動力 f 2 は、 被駆動磁石 6 (即ち補助テーブル 5 ) の最初の急激な移動方向とは逆の 方向となり、 しかも、 その大きさは当該捕助テーブル 5の移動速度に比 例した大きさとなることから、 当該捕助テーブル 5はその急激な移動が 適度の制動力 f 2 によって抑制され、 安定した状態で円滑に移動するこ ととなる。
他の制動用プレート 9の箇所でも全く同様に所定の制動力 f 2 が発生 する。
このため、 被駆動磁石 6を備えた補助テーブル 5では、 例えば急激な 停止動作に際しては当該停止箇所にて往復動作が生じ易いが、 これに対 してはその動作が適度に抑制されて円滑に緩やかに移動することとなる t このため、 全体的にはこの各制動用プレート 9が有効に機能して、 補助 テーブル 5 (可動テーブル 1 ) を安定した状態で移動させることができ る。 又、 外部からの振動によって補助テーブル 5が往復微小振動した場 合にも、 同様に機能してかかる往復微小振動は有効に抑制される。
この各田形状駆動コイル 7の端面部分に装備された非磁性部材からな る金属製の各制動用プレート 9は第 1 6図に示すように、 各田形状駆動 コイル 7 との関係ではトランスの二次側回路を構成し、 且つ所定の低抵 抗 r (渦電流損を生じる) を介して短絡された形態を構成する。
第 1 6図において、 K 1 は田形状駆動コイル 7を表す一次側卷線を示 し、 K 2 は制動用プレート 9に相当する二次側巻線を示す。第 1 6図(A ) は、 制動用プ.レート 9内の電気抵抗成分 (低抵抗 r :渦電流損を生じる) を介して当該二次側卷線部分が短絡された状態を示す。 この場合、 制動 用プレ一ト 9内には、 二次側卷線の短絡状態と同等の電流 (即ち、 駆動 コイル 7の磁束の大小に比例した渦電流) が流れる。 他の制動用プレー ト 9が付された箇所も全く同様の状態となっている。 又、 第 1 6図 (B ) は、 制動用プレート 9が無い状態 (二次側卷線部分が開放された状態) を示す。
このため、この場合の一次側回路を構成する各田形状駆動コイル 7は、 起動時の立ち上がり時 (過渡状態) におけるコイルのインダクタンス成 分による大きな抵抗が存在しても、 二次側短絡によりその影響を有効に 低減することができる。 この点において、 起動時から比較的大きい電流 を通電することができ、 前記被駆動磁石との間には当該制動用プレート 9が無い場合に比較して電磁駆動力を迅速に出力することができる。 前記各制動用プレート 9は、 各田形状駆動コイル 7の駆動時に生じる 熱を放熱する機能を兼ね備えている。 かかる点において駆動コイルの連 続運転に伴って生じる高温下での抵抗増加と通電電流値の低下 (即ち、 電磁駆動力の低下) を有効に抑制して通電電流を長時間ほぼ一定レベル に設定することができる。 このため、 電磁駆動手段から出力される電磁 駆動力に対する外部からの電流制御を安定した状態にて継続することが でき、 径年変化 (熱による絶縁破壊) を有効に抑制することができる。 これにより、 装置全体の耐久性、 ひいては装置全体の信頼性を高めるこ とができる。
尚、 本実施形態において、 前記制動用プレート 9は、 制動用プレート と しての各田形状駆動コイル 7毎にそれぞれ装備した場合を例示したが、 この制動用プレート 9を、 二個以上の田形状駆動コイル 7に共通に作用 する単一の制動用プレートとして形成し、 この単一の制動用プレートに 複数の田形状駆動コイル 7を対面させるように構成したものであっても よレ、。 .
〔前記実施形態の全体的な動作〕
次に、 前記第 1の実施形態の全体的な動作について説明する。
第 6図において、 まず動作指令入力部 2 4から、 可動テーブル 1を所 定位置へ移動させるための動作指令が入力されると、 テーブル駆動制御 手段 2 1 の主制御部 2 1 Aが直ちに作動し、 当該動作指令に基づいてデ ータ記憶部 2 3から移動先の基準位置情報を選択し、 同時に動作プログ ラム記憶部 2 2からこれに対応した所定の制御モードにかかる制御プ口 グラムを選択し、 続いて、 コイル選択駆動制御部 2 1 Bを作動させ、 電 磁駆動手段 4の四つの田形状駆動コイル 7を所定の制御モードに基づい て駆動制御する。 第 1 7図, 第 1 8図に、 可動テーブル 1を X軸の正方向への所定位置 へ移動する旨の指令が動作指令入力部 2 4から入力され、 これに基づい て装置全体が作動した状態を示す。
この事例では、 制御モードとしては第 9図に示す第 1の制御モードが 選択され、 これに従って各四つの田形状駆動コイル 7に対してはそれぞ れ第 9図に示す状態に通電パターンが選択され、 これに従って動作した ことノを示す。
この場合、 前記ステージ保持機構 2では、 補助テーブル 5が電磁駆動 手段 4によって図の右方に送りを与えられると、 各ピアノ線 2 A, 2 B の弾性力 (元位置復帰力) に抗して当該補助テーブル 5が移動する。 そ して、 この捕助テーブル 5 (即ち、 可動テーブル 1 ) は、 各ピアノ線 2 A, 2 Bの弾性復帰力と当該補助テーブル 5に印加される電磁駆動手段 4の電磁駆動力とのバランス点 (移動目標位置) において停止する。 第 1 7図, 第 1 8図において、 符号 Tは移動した距離を示す。
第 1 8図において、 斜線部分は補助テーブル 5の移動によって前記他 方の容量検出電極 2 6 X3 , 2 6 X4 の容量成分が減少した部分を示し、 交差斜線部分は前記一方の容量検出電極 2 6 XI , 2 6 X2 の容量成分 が増加した部分を示す。 尚、 第 1 8図には、 Y軸方向への位置ずれが無 い場合が示されている。
動作中に、 外乱等によって補助テーブル 5の移動位置が目標位置から ずれた場合には、 この容量検出電極 2 6 X1 , 2 6 X2 , 2 6 X3 , 2 6 X4 の容量成分の增加減少の情報に基づいて実際の移動後の位置が検 出され、 位置ずれ防止用のフィードバック制御が行われるようになって いる。
一方、 かかる状態から補助テーブル 5に印加されている電磁駆動力が „
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48 開放されると、 補助テーブル 5はピアノ線 2 A, 2 Bの弾性復帰力に付 与されて元位置に復帰する。
かかる一連の動作にあって、 補助テーブル 5の移動動作は、 通常は電 磁駆動力の印加制御又は開放制御の何れの場合でも急激に行われる。 こ のため、 補助テーブル 5 (又は可動テーブル 1 ) には、 移動先での停止 時又は元位置復帰に際しての停止位置において、 慣性力及びばね力に起 因した繰り返し動作 (往復動作) が生じる。
しかしながら、 本実施形態にあっては、 かかる繰り返し動作 (往復動 作) は制動用プレートと被駆動磁石との間に生じる電磁制動電流ブレー キによって抑制され、 所定位置に向けて円滑に移動し、 安定した状態で 停止制御される。
動作指令入力部 2 4から、 可動テーブル 1を前記以外の他の所定位置 へ移動させるための動作指令が入力された場合にも、 前記場合と同様に テーブル駆動制御手段 2 1 の主制御部 2 1 Aが直ちに作動し、 当該動作 指令に基づいてデータ記憶部 2 3から移動先の基準位置情報を選択する。 これと同時に動作プログラム記憶部 2 2からこれに対応した所定の制御 モードにかかる制御プログラムを選択する。 続いて、 コイル選択駆動制 御部 2 1 Bを付与し、 電磁駆動手段 4の四つの田形状駆動コイル 7を所 定の制御モードに基づいて駆動制御する。
そして、 この場合も、 前記場合と同様の制御動作および制動用プレー トによる制動動作が実行され、 補助テーブル 5 (可動テーブル 1 ) は所 定位置に向けて円滑に移動し、 安定した状態で停止制御される。
このよ うに、 前記第 1の実施形態にあっては、 従来の場合に必要とし ていた重厚な二重構造の X— Y軸移動保持機構を用いることなく、 補助 テーブル 5 (可動テーブル 1 ) を、 中心位置から (所定範囲内において) 同一の高さ位置を維持しつつ X— Y平面上のいずれの方向に対しても円 滑に移動させ或いは同一面内での回転駆動を実行させることができる。
このため、 前記^ 1の実施形態によると、 構造が簡単なので、 装置全 体の小型化軽量化が可能となり、 かかる点において可搬性を著しく改善 することができるばかりでなく、 従来例と比較して部品点数も少なくな るという利点がある。 さらに、 部品点数が少なくなることに関して、 耐 久性を著しく向上させることができ、 組立時の調整に熟練を必要としな いため生産性を高めることができる。
被駆動磁石 6が装備された補助テーブル 5 (可動テーブル 1 ) が急激 に動作変化しても、 当該被駆動磁石 6 と非磁性金属部材からなる制動用 プレート 9 との間に急激な変化に比例した大きさの電磁制動 (渦電流プ レーキ) 力が働く ことから、 可動テーブル 1はその急激な動作が抑制さ れ、 所定方向に安定した状態で円滑に移動することができる。
この制動用プレート 9については各被駆動磁石 6に対向した状態で個 別に田形状駆動コイル 7に装備するという簡単な構成であり、 又電磁駆 動力を発生させる電磁駆動手段 4も補助テーブル 5に装備した被駆動磁 石 6 とこれに対向して固定プレート 8に田形状駆動コイル 7を装備する という簡単な構成であることから、 装置全体の小型化およぴ軽量化が可 能となり、 可搬性が良好となるばかりでなく、 組立作業に際しても特に 熟練を要することが無いことから、 作業性も良好となる。
更に、 駆動コイル 7の前記被駆動磁石 6側の端面部分に装備された非 磁性部材からなる金属製の制動用プレート 9は、 駆動コイル 7との関係 ではトランスの二次側回路と同等の回路を構成し、 且つ制動用プレート 9の電気抵抗成分 (渦電流損を生じる) を介して短絡された形態を構成 する。 このため、 この場合の一次側回路を構成する田形状駆動コイル 7は、 二次側回路が開放状態の場合に較べて比較的大きい電流を通電すること ができる。 これにより、 前記被駆動磁石との間には当該制動用プレート 9が無い場合に比較して比較的大きい電磁力を出力することが可能とな つている。
又、 この制動用プレート 9は、 放熱板としても機能するため、 田形状 駆動コイル 7の連続運転に伴う径年変化 (熱による絶縁破壌) を有効に 抑制することができる。 これにより、 装置全体の耐久性を増大すること ができ、 その結果、 装置全体の信頼性を高めることができる。
尚、 前記第 1の実施形態にあっては、 被駆動磁石 6を補助テーブル 5 に装備した場合を例示したが、 被駆動磁石 6を可動テーブル 1側に装備 すると共に、 これに対向して固定テーブル 8上の所定位置に前記各田形 状駆動コィ'ル 7を配設してもよい。 この場合、 固定テーブル 8を貫通し た状態で各田形状駆動コイル 7を装備すると共に、 この各田形状駆動コ ィル 7に対向して、 被駆動磁石 6を可動テーブル 1側と補助テーブル 5 側の両方に装備してもよい。
更に、 前記第 1の実施形態では、 駆動コイルとして田形状駆動コイル 7を装備した場合を例示したが、 本発明では駆動コイルを必ずしも田形 状駆動コイルに限定するものではなく、 同等に機能するものであれば、 他の形態の駆動コイルであってもよレ、。
【第 2の実施の形態】
第 2の実施形態を第 1 9図〜第 2 0図に示す。 第 1 9図〜第 2 0図に 示す第 2の実施形態は、 前記第 1の実施形態において装備した補助テー ブル 5を削除し、 可動テーブル 3 1をテーブル保持機構 2で直接保持す ると共に、 電磁駆動手段 4によって可動テーブル 3 1 を直接駆動するよ うに構成した点に特徴を備えている。
この第 1 9図乃至第 2 0図において、 符号 3 1は四角形状の可動テー ブルを示す。 この可動テーブル 3 1は、 上面に円形の平坦作業面 3 1 A を備えている。
符号 2は前記第 1実施形態におけるテーブル保持機構と同一のテープ ル保持機構を示す。 このテーブル保持機構 2は、 前記第 1実施形態と同 様に第 1 9図の下方部分に配設され、 可動テーブル 3 1の同一面内での 任意方向への移動を許容すると共に、 当該可動テーブル 3 1に元位置復 帰力を付加し得る状態で当該可動テーブル 3 1を保持している。
即ち、 この第 2の実施形態にあっては、 可動テーブル 3 1は、 本体部 と してのケース本体 3 3の内側に配設された前記テーブル保持機構 2を 介して、 前記ケース本体 3 3に組み込まれている。
又、 前記可動テーブル 3 1 とケース本体 3 3の後述する駆動手段保持 部 (本体側突出部) 3 3 Aとの間に、 可動テーブル 3 1の移動位置を常 時検出する容量型の位置検出センサが前記第 1の実施形態の場合と同様 に装備されている。
即ち、 可動テーブル 3 1の第 1 9図における下面 (底面) の端部周囲 には、 所定幅の平坦面を備えた口字状のスぺーサ 3 1 Bが装備され、 そ の下面部分に、 容量型の位置検出センサの共通電極 3 1 B aが設けられ ている。 又、 この共通電極 3 1 B aに対向して前記第 1実施形態におけ る容量検出電極と同一の容量検出電極 2 6 X 1 , 2 6 X2 , 2 6 X3 , 2 6 X4 , 2 6 Y1 , 2 6 Y2 , 2 6 Y3 , 2 6 Y4 が、 前記第 1の実 施形態の場合と同様に設けられ、 後述する駆動手段保持部 (本体側突出 部) 3 3 Aの上面に装備されている。
テーブル保持機構 2は、 前記第 1の実施形態におけるテーブル保持機 、,"
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構 2 と同様に、 所定間隔を隔てて設置される二本のピアノ線 (可動テー ブル 3 1を支えるに充分な適度の剛性を備えた棒状弾性線材であれば他 の部材であってもよい) 2 A , 2 Bを一組と して予め可動テーブル 3 1 の周端部に対応して四組準備し、 この四組のピアノ線 2 A , 2 Bを組毎 に、 四角形状の中継部材 2 Gの各四隅部分に分けてそれぞれ上方向に向 けて植設する。 ,
そして、 内側に位置する四本のテーブル側ピアノ線 2 Aで可動テープ ル 3 1 を下方から保持し、 外側に位置する本体側の四本のピアノ線 2 B で中継部材 2 Gをケース本体 3 3から揺動自在に吊り下げたような構造 となってレヽる。
これにより、 可動テーブル 3 1は、 前記第 1の実施形態の場合と同様 に高さ位置を変えることなく同一面内においていずれの方向へも移動す ることができ、 同時に許容された範囲内での回転動作も可能となってい る。
本実施形態に係るケース本体(本体部) 3 3は第 1 9図に示すよ うに、 上方および下方が開放された箱体状に形成されている。
付号 3 4は電磁駆動手段を示す。 この電磁駆動手段 3 4は、 前記第 1 の実施形態における電磁駆動手段 4と同一に形成され、 可動テーブル 3 1の第 1 9図における下側に配置されてケース本体 3 3側に保持され、 前記可動テーブル 3 1に移動力を付与する機能を備えている。
符号 3 3 Aは、 ケース本体 3 3の内壁部周囲に突設された本体側突出 部としての駆動手段保持部を示す。 電磁駆動手段 3 4は、 この駆動手段 保持部 3 3 Aを介してケース本体 3 3に保持されている。
この駆動手段保持部 3 3 Aの第 1 9図における上面は平坦面として形 成され、 この平坦面上に、 可動テーブル 3 1の位置情報を外部出力する 容量検出電極 2 6 X I , 2 6 X 2 , 2 6 X 3 , 2 6 X 4 , 2 6 Y 1 , 2 6 Y 2 , 2 6 Y 3 , 2 6 Y 4 が前記第 1の実施形態の場合と同様に装備 され、 同様に機能するようになっている。
前記電磁駆動手段 3 4は、 前記第 1実施形態の場合と同様に、 可動テ 一ブル 3 1の第 1 9図における下面部分の所定位置に固定装備された ffl 個の被駆動磁石 6 と、 この各被駆動磁石 6に対向して配置された十字状 コィル辺を有し且つ当該各被駆動磁石 6に対して前記可動テーブル 3 1 の所定の移動方向に沿って電磁的に所定の駆動力を付与する田形状駆動 コイル 7 と、 この田形状駆動コイル 7を定位置にて保持する固定プレー ト 3 8とを備えている。
この固定プレート 3 8は、 前記可動テーブル 3 1に所定間隔を隔てて 平行に設定され、 可動テーブル 3 1の第 1. 9図における下方に配設され てその周囲がケース本体 3 3の駆動手段保持部 3 3 Aに保持されている 更に、 田形状駆動コイル 7の前記被駆動磁石 6側の端面側には、 前記 第 1の実施形態の場合と同様に、 非磁性金属部材からなる制動用プレー ト 9が被駆動磁石 6の磁極面に近接して個別に配設されている。
本実施形態に係る制動用プレート 9は、 田形状駆動コイル 7の端面部 分に固着され、 この田形状駆動コイル 7を介して前記固定プレート 3 8 側に固定された状態となっている。
尚、 この制動用プレート 9については、 田形状駆動コイル 7の端面部 分に当接した状態を維持しつつ、 他のスぺーサ部材 (図示せず) を介し て固定プレー ト 3 8に固定するように構成してもよい。 この点は前記第 1の実施形態の場合も同様である。
可動テーブル 3 1は、 内側に位置する四本のテーブル側ピアノ線 2 A によって保持されている。 符号 3 1 Cは、 この四本のテーブル側ピア ノ 線 2 Aに係合するために可動テーブル 3 1の第 1 9図における下面から 下方に向けて突設された四本のテーブル側脚部を示す。 この四本のテー ブル側脚部 3 1 Cを介して、 前記可動テーブル 3 1が四本のテーブル側 ピアノ線 2 Aに連結され保持されている。
ここで、 この四本のテーブル側脚部 3 1 Cの長さは、 前記内側に位置 する四本のテープル側ピアノ線 2 Aが外側に位置する四本のピアノ線 2 Bとその実効長 Lを同一にし得る長さに設定されている。
前記固定プレート 3 8の四隅部分には、 所定の大きさの貫通穴 3 8 A がそれぞれ形成されている。 本実施形態に係る貫通穴 3 8 Aは、 四角形 状に形成されているが、 前記可動テーブル 3 1の動作を許容し得る大き さであれば、 その形状については、 円形等, 他の形状であってもよい。 前記貫通穴 3 8 Aを前記四本のテーブル側脚部 3 1 Cがそれぞれ個別 に貫揷し、 これによつて、 第 1 9図の上方部分に位置する可動テーブル 1が同図の下方部分に位置するテーブル保持機構 2の四本のテーブル側 ピアノ線 2 Aによって保持された構造となっている。
その他の構成及び機能は前記第 1の実施形態の場合と同一となってい る。
以上説明した第 2の実施形態は、 前記第 1の実施形態とほぼ同様の作 用効果を有するほか、 特に前記第 1の実施形態において装備した補助テ 一ブル 5を削除して可動テーブル 3 1をテーブル保持機構 2で直接保持 すると共にテーブル駆動制御手段 2 1によつて可動テーブル 3 1を直接 駆動するよ うに構成したので、 構造がより一層単純化され、 その分、 小 型軽量化が可能となる。 このため、 可動テーブル 1側の重量が軽減され るので、 テーブル保持機構 2の耐久性向上を図ることができるばかりで なく、 装置全体の可搬性の向上を図ることができる。 更には、 補助テー ブル 5を可動テーブル 3 1に連結し且つ組み込むという作業工程が不要 となるので、 生産性および保守性を著しく向上させることができ、 装置 全体の原価低減を図ることができるという利点がある。
【第 3の実施の形態】
第 3の実施形態を第 2 1図に示す。第 2 1図に示す第 3の実施形態は、 前記第 1の実施形態において、 各被駆動磁石に対向して複数の田形状駆 動コイルの端部に個別に装備した制動用プレート 9を、 一枚の板状部材 を使用して共用と した構造に特徴を有している。
第 2 1図では、 前記第 1の実施形態に装備した四枚の制動用プレート 9に代えて同一材質からなる 1枚の制動用プレート 3 9を装備した場合 を示す。 .
この場合、 制動用プレート 3 9の中央部には、 第 1図に開示した連結 支柱 1 0 の揷通を許容し且つ当該連結支柱 1 0が補助テーブル 5 (及び 可動テーブル 1 ) と共に第 2 1図の直交軸 X— Υの平面内において移動 するのを許容する程度の大きさの貫通穴 3 9 Αが形成されている。
尚、 この制動用プレート 3 9は、 第 2 1図 (A ) では、 複数の各田形 状駆動コイル 7の各端部に当接した状態で当該各田形状駆動コイル 7を 介して固定プレート 8に装着した場合を例示してある。 一方、 この制動 用プレート 3 9については、 各田形状駆動コイル 7の端面部分に当接し た状態を維持しつつ、 他のスぺーサ部材 (図示せず) を介して固定プレ ート 8に固定するように構成してもよい。
その他の構成は前記第 1の実施形態と同一となっている。
以上説明した第 3の実施形態は、 前記第 1の実施形態の場合と同等の 作用効果を得ることができるほか、 更に制動用プレート 3 9の組立作業 が前記第 1実施形態の場合に比較して著しく単純化され、 制動用プレー ト 3 9の全体の表面積が大きくなるので、 放熱板としても有効に機能す る。 また、 構造が単純化されるため、 生産性および装置の耐久性の向上 を図ることができるという利点がある。
尚、 この第 3の実施形態は、 前記第 1の実施形態における複数の制動 用プレート 9に代えて同一材質の一枚の板状部材を装備するように構成 した場合を例示したが、 これに限られるものではない。 前記第 2の実施 形態のように、 補助テーブル 5を削除した構成における複数の制動用プ レート 9に代えて同一材質の一枚の板状部材を単一の制動用プレート 3 9 と して装備するように構成してもよい。
前記第 1〜第 3の各実施形態にあっては、 被駆動磁石 6 として永久磁 石を装備した場合を例示したが、 永久磁石に代えて電磁石を装備したも のであってもよい。 この場合、 この電磁石の駆動制御については、 前記 テーブル駆動制御手段 2 1が担当し、 前記各田形状駆動コイル 7の動作 に連動してその順方向又は逆方向或いは通電停止状態が選択され所定の 通電制御が成されるようになつている (図示せず)。
このため、この被駆動磁石 6 として電磁石を装備した場合にあっては、 前記実施形態 1 とほぼ同等の機能を有するほか、 被駆動磁石を電磁石と したことから、 可動テーブルの駆動制御に種々変化をもたせることがで さる。
,. 例えば、 移動時の加速 減速に際しては各駆動コイルと電磁石の両方 を駆動制御してこれに対応し得るので、 可動テーブルの移動方向等の変 化に対して迅速に対応し得ることが可能となる。 又、 被駆動磁石の磁束 密度 (磁石強度) を必要に応じて自由に設定し得るので、 当該被駆動磁 石の強度を使用状態に応じて変化させることができるという利点がある。
【第 4の実施の形態】 第 2 2図に第 4の実施形態を示す。 第 1図に示す第 1の実施形態にお ける電磁制動機構は、 制動用磁石として被駆動磁石 6を用い、 この被駆 動磁石 6 と制動用プレート 9 とを組み合わせて構成されている。 これに 対して、 第 2 2図に示す第 4の実施形態に係る電磁制動機構 4 1は、 被 駆動磁石と独立した別体の磁石を制動用磁石として用い、 当該制動用磁 石と、 制動用プレート 9に代えた制動用プレート 4 9 とを組み合わせて 構成されている。
即ち、 第 2 2図において、 電磁制動機構 4 1は固定プレート 8の上面 部分の同一円周上に等間隔に固定装備された四枚の制動用プレート 4 9 と、 この各制動用プレート 4 9に近接し対向して前記可動テーブル 1の 下面部分に固定装備された四個の制動用磁石 4 6 とによって構成されて いる。
ここで、 四枚の各制動用プレート 4 9 と四個の各制動用磁石 4 6は、 何れも、 前記電磁駆動手段 4の四個の各田形状駆動コイル 7およぴ各被 駆動磁石 6に対応した位置に装備されている。
この四枚の各制動用プレー ト 4 9は非磁性材料からなる導電性部材 (例えば銅製の板材) によって形成されている。 又、 四個の各制動用磁 石 4 6は、 その磁極の極性 N , Sが、 一つ置きに逆に (隣接する磁石の 極性が異なるように) 配置され、 これによつて可動テーブル 1 と固定プ レート 8を介して磁気回路が円滑に形成されるようになつている。
その他の構成は第 1図に示す第 1の実施形態とほぼ同一となっている。 以上説明した第 4の実施形態は、 その作用効果が第 1図に示す第 1の 実施形態の場合とほぼ同等の作用効果を得ることができ、 特に電磁制動 機構 4 1についても、 第 1図 (第 1の実施形態) に示した制動用プレー ト 9 と被駆動磁石 6 との関係で生じる電磁制動 (渦電流制動) と同等若 しくはそれ以上の電磁制動を得ることができる。
更に、 本実施形態にあっては、 制動用プレー ト 9を電磁駆動手段 4の 設置領域から削除したことから、 各田形状駆動コイル 7と各被駆動磁石 6 との間の隙間 (間隔) を小さく (狭く) 設定することができる。 この ため、 前記第 1の実施形態の場合に比較して電磁駆動力を更に大きく設 定することができるという利点がある。
尚、 前記実施形態にあっては、 前記第 1の実施形態 (第 1図) におけ る制動用プレート 9を削除した場合を例示したが、 実際上は制動用プレ ート 9をそのまま装備した状態で新たに前記電磁制動機構 4 1を追加装 備した状態で使用してもよい。
この電磁制動機構 4 1については、 制動用磁石 4 6の数と制動用プレ ート 4 9の数及びその装備箇所を特定した場合を例示したが、 本発明は 必ずしもこれに限定するものではない。 制動用磁石 4 6については三個 以上の任意に数を装備しても、 また制動用プレート 4 9については各制 動用磁石 4 6に対応した大きさで所 _定形状の 1枚の制動用プレートを装 備してもよい。
更に、 制動用磁石 4 6 と制動用プレー ト 4 9 とは、 その装備位置を入 れ換えても、 同等に機能する電磁制動機構 4 1を得ることができる。
【第 5の実施の形態】
第 2 3図に第 5の実施形態を示す。第 2 3図に示す第 5の実施形態は、 前記第 1 9図に示す第 2の実施形態において、 新たに電磁制動機構 5 1 を装備すると共に、 この電磁制動機構 5 1を、 前記電磁駆動手段 3 4か ら切り離して別に (独立して) 装備した点に特徴を備えている。
この場合、 電磁制動機構 5 1は第 2 3図に示すように、 固定プレート 3 8の上面中央部分に装備された二個の制動用磁石 5 6 と、 この制動用 S9
磁石 5 6に近接し且つ対向して前記可動テーブル 1の下面部分に固定装 備された一枚の制動用プレート 5 9とによって構成されている。
ここで、 一枚の制動用プレート 5 9 と二個の各制動用磁石 5 6は、 何 れも、 前記電磁駆動手段 4の四個の各田形状駆動コイル 7および各被駆 動磁石 6 とは独立して装備されている。 制動用プレー ト 5 9は、 非磁性 材料からなる導電性部材(例えば銅製の板材)によつて形成されている。 又、 二個の各制動用磁石 5 6は、 その磁極の極性 N, Sが、 逆に (隣接 する磁石の極性が異なるように) 配置され、 これによつて可動テーブル 1 と固定プレート 3 8を介して磁気回路が円滑に形成されるようになつ ている。
その他の構成は、 前記第 1 9図に示す第 2の実施形態とほぼ同一とな つている。
第 5の実施形態は、 第 1 9図に示す第 2の実施形態とほぼ同等の作用 効果を得ることができるほか、 更に、 この第 5の実施形態は、 制動用プ レート 9を電磁駆動手段 4の設置領域から削除したので、 各田形状駆動 コイル 7と各被駆動磁石 6 との間の隙間 (間隔) を小さく (狭く) 設定 することができる。 このため、 前記第 2実施形態の場合に比較して、 電 磁駆動力を更に大きく設定することができるという利点がある。
尚、 前記第 5の実施形態にあっては、 前記第 2の実施形態 (第 1 9図) における制動用プレート 5 9を削除した場合を例示したが、 実際上は制 動用プレート 9をそのまま装備した状態で使用してもよい。
又、 電磁制動機構 5 1については、 制動用磁石 5 6の数と制動用プレ ート 5 9の数及ぴその装備箇所を特定した場合を例示したが、 本発明は 必ずしもこれに限定するものではない。 制動用磁石 5 6については三個 以上の任意の数を装備しても、 また制動用プレート 5 9については各制 動用磁石 5 6に対応して個別に独立して装備してもよい。
【第 6の実施の形態】
第 2 4図に第 6の実施形態の一例を示す。 第 2 4図に示す第 6の実施 形態に係る電磁制動機構は、 前記第 2 1図に示す第 3 の実施形態におい て、 制動用プレート 3 9に代えて、 当該制動用プレート 3 9 の周囲を大 きく延設してケース本体 3 (第 1図参照) に固着してなる構造の新たな 制動用プレート 6 9を固着装備すると共に、 固定プレート 8を削除した 点に特徴を備えている。 符号 6 9 Aは制動用プレー ト 6 9の中央部に形 成された貫通穴を示す。 この貫通穴 6 9 Aは、 連結支柱 1 0 の移行動作 を許容する大きさに形成されている。
こ こで、 制動用プレート 6 9は、 非磁性材料からなる導電性部材 (例 えば銅製の板材) によって形成されている。
この第 2 4図に示す第 6 の実施形態では、 固定プレート 8 の削除によ つて、 各田形状駆動コイル 7は、 その下面側が制動用プレート 6 9に保 持された形態となっている。
このため、 この第 6 の実施形態に係る電磁駆動手段 6 4は、 制動用プ レー ト 6 9 と、 この制動用プレート 6 9上に固着された各田形状駆動コ ィル 7 と、 この各田形状駆動コイル 7に対応して制動用プレー ト 6 9お よび所定の隙間を介して補助テーブル 5上に装備された状態の各被駆動 磁石 6 とにより構成されている。
また、 第 6 の実施形態に係る電磁制動機構は、 制動用プレー ト 6 9 と 被駆動磁石 6 との組み合わせから構成されている。
更に、 符号 6 6は四個の他の被駆動磁石を^す。 この四個の他の被駆 動磁石 6 6は、 前記各田形状駆動コイル 7の第 2 4図における上面 (可 動テーブル 1側の端面) に対向して可動テーブル 1にそれぞれ固着装備 され、 これによつて電磁駆動手段 6 4の駆動力が強化された状態となつ ている。
ここで、 新たに追加した各被駆動磁石 6 6の磁極については、 前記各 被駆動磁石 6に対向した面がそれぞれ異なる磁極 (N極と S極とが対向 する形態) と成るように設定されている。 その他の構成は、 前記第 2図 1に示す第 3の実施形態と同一となっている。
このよ うにしても、 前記第 2 1図に示す第 3の実施形態と同一の作用 効果を備えており、 特に制動用プレート 6 9 と被駆動磁石 6 との位置関 係は前記第 3の実施形態 (第 2 1図) の場合と同一状態に維持されてい ることから、 制動用プレート 6 9による制動機能も前記第 3の実施形態 (第 2 1図) の場合と全く同一となっている。 その他の作用効果につい ては、 固定プレート 8を削除したことから、 装置全体を更に小型化し軽 量化することが可能となるという利点がある。
ここで、 新たに追加した被駆動磁石 6 6については、 例えば鉄材等に よる通常の磁性部材で構成してもよい。 この場合、 被駆動磁石 6 6に代 わる磁性部材は、 磁気回路形成部材として有効に機能する。
尚、 この第 6の実施形態において、 前記新たな被駆動磁石 6 6につい ては削除してもよい。 このよ うにすると、 装置全体の小型化および軽量 化を更に推進することができ、 装置の汎用性を更に高めることができて 都合がよい。
【第 7の実施形態】
〔駆動コイルに関する他の実施形態〕
前記各駆動コイル 7に関する他の実施形態例を示し、 制動プレートと の関係を示す。 この場合、 駆動コイル以外の他の構成部分は、 それぞれ 前記各実施形態のものと同等に構成されており、 ここではその説明を省 ,
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62 略する。
( 1 ) . 田形駆動コイルに関する実施形態
前記各実施形態にあっては、 電磁駆動手段 4 , 3 4, 6 4の主要部を なす駆動コイルと しての田形状駆動コイル 7を X— Y軸上に限定装備し た場合を例示したが、 第 2 5図に示すように X— Y軸上からはずれた位 置に田形状駆動コイル 7を装備したものであってもよい。
この場合、 被駆動磁石 6 (又は 6 6 ) は、 田形状駆動コイル 7に対応 した位置で前記田形状駆動コイル 7側に固着されている。
この第 2 5図の場合を含めて、 当該田形状駆動コイル 7の内側に位置 する十字状コイル辺の配置については、 前記各実施形態にあってはその 縦又は横のコイル辺部分が前記 X— Y軸に沿って配置された場合を例示 したが、 本発明は必ずしもこれに限定されず、 X軸又は Y軸に対して所 定の傾きをもって配置したものであってもよい。
この田形駆動コイル 7については第 2 5図では四個装備した場合を例 示したが、 同等に機能するものであれば、 三個であっても五個以上であ つてもよレヽ。
更に、 この田形駆動コイル 7については、 その外径が四角形以外の形 状であってもよい。
( 2 ) . 田形状駆動コイル以外の駆動コイル (その 1 )
前記各実施形態にあっては、 電磁駆動手段の主要部をなす駆動コイル として田形状駆動コイル 7を装備した場合を例示したが、 これは例示的 記載であり、 同等に機能するものであれば、 これに代えて他の駆動コィ ル-を装備したものであってもよい。
第 2 6図 (A ) は、 駆動コイルと して内側の面積が比較的大きい単一 の口状駆動コイル 7 1を使用し、 この口状駆動コイル 7 1の四辺部分に 対向して磁極の N , Sが個別に可変設定 (通電停止制御も含めて) 可能 な全部で 4個の電磁石 8 1を個別に配置し、 これによつて、 電磁駆動手 段 4 (又は 3 4 ) を構成した場合を示す。
この事例では、 口状駆動コイル 7 1および各電磁石 8 1への通電方向 およぴ通電停止を含む所定の電流量を適度に通電制御することにより、 可動テーブル 1 (又は 3 1 ) の回転動作を除いて全方向への移動動作に 対する駆動制御が可能となっている。 口状駆動コイル 7 1の形状は矩形 状であっても正方形状であってもよい。
( 3 ) . 田形状駆動コイル以外の駆動コイル (その 2 )
第 2 6図 (B ) は、 駆動コイルと して内側の面積が比較的小さい四個 の口状駆動コイル 7 2と八個の電磁石 8 2を使用した事例を示す。
この第 2 3図 (B ) の事例では、 四個の各口状駆動コイル 7 2を X— Y軸と交差する箇所に例えば左右対称と成る位置に配置する。 又この各 口状駆動コイル 7 2が X軸, Y軸とそれぞれ交差する箇所に位置する各 口状駆動コイル 7 2のコイル辺部分に対向して、 磁極の N , Sが可変設 定 (通電停止制御も含めて) 可能な全部で八個の電磁石 8 2を個別に配 置し、 これによつて電磁駆動手段 4 (又は 3 4 ) を構成する。
この事例でも、 前記第 2 6図 (A ) の場合と同様に、 各口状駆動コィ ル 7 2及び各電磁石 8 2への通電方向および通電停止を含む所定の電流 量を適度に通電制御することにより、 可動テーブル 1 (又は 3 1 ) の回 転動作を除く全方向への移動動作に対する駆動制御が可能となっている。
この場合も、 口状駆動コイル 7 2の形状は矩形状であっても正方形状 であってもよい。
( 4 ) . 田形状駆動コイル以外の駆動コイル (その 3 )
第 2 7図 (A ) は、 駆動コイルとして内側の面積が比較的小さい四個 の口状駆動コイル 7 3 と八個の電磁石 8 3を使用した事例を示す。
この第 2 7図 (A ) の事例では、 四個の各口状駆動コイル 7 3を X— Y軸と交差する箇所に例えば左右対称と成る位置に配置する。 又この各 口状駆動コイル 7 3が X軸, Y軸とそれぞれ交差しない箇所に位置する 各口状駆動コイル 7 3のコイル辺部分に対向して、 磁極の N, Sが可変 設定 (通電停止制御も含めて) 可能な全部で八個の電磁石 8 3を個別に 配置し、 これによつて電磁駆動手段 4又は 3 4を構成する。
この事例では、 口状駆動コイル 7 3および電磁石 8 3への通電方向お よび通電停止を含む所定の電流量を適度に通電制御することにより、 前 記第 1乃至第 3の各実施形態の場合と同様に、 回転動作および全方向へ の移動動作に対する駆動制御が可能となっている。 この場合、 口状駆動 コイル 7 3の形状は矩形状であっても正方形状であってもよい。
( 5 ) . 田形状駆動コイル以外の駆動コイル (その 4 )
第 2 7図 (B ) は、 駆動コイルとして単一の白抜き十字状に形成され た十字状枠型駆動コイル 7 4と八個の電磁石 8 4とを使用した事例を示 す。
この第 2 7図 (A ) の事例では、 十字状枠型駆動コイル 7 4の縦方向 及び横方向の中心線部分が X— Y軸上に位置する箇所に例えば左右対称 と成る位置に配置する。そして、この十字状枠型駆動コイル 7 4が X軸, Y軸とそれぞれ交差しない箇所に位置する十字状枠型駆動コイル 7 4の コイル辺部分に対向して、 磁極の N , Sが可変設定 (通電停止制御も含 めて) 可能な全部で八個の電磁石 8 4を個別に配置し、 これによつて電 磁駆動手段 4又は 3 4を構成する。
この事例でも、 十字状枠型駆動コイル 7 4および八個の電磁石 8 4へ の通電方向および通電停止を含む所定の電流量を適度に通電制御するこ とにより、 前記第 1乃至第 3の各実施形態の場合と同様に、 回転動作及 び全方向への移動動作に対する駆動制御が可能となっている。
そして、 前記 ( 2 ) 乃至 ( 5 ) の各事例にあって、 各駆動コイル 7 1 , 7 2, 7 3又は 7 4の所定のコイル辺部分に当接し且つ対応する各被駆 動磁石 6に個別に対向して前記各制動用プレート 9が各被駆動磁石毎に 前記駆動コィル側に固着装備されている。
又、 この場合も前記第 3の実施形態の場合(第 2 1図参照) と同様に、 複数の各制動用プレート 9に代えて同一部材からなる単一の板状部材を 制動用プレート 3 9 (図示せず) と して装備してもよい。
以上説明したよ うに前記実施形態は、 被加工物を支持する可動テープ ルを、 同一面上で (高さ位置を変化させることなく) 所定方向に自在に 且つ円滑に精密移動させ若しくは元位置に復帰させることができ、 テー ブル保持機構として弾性部材を利用し同一面内で任意に方向に可動テー ブルを移動可能と したものを装備したので、 従来必要と していた二重構 造の摺動機構が不要となる。 このため、 特別な精密加工等が不要となつ たことから加工組立作業の大幅な改善および装置全体の小型軽量化が可 能となる。
更に、 テーブル駆動用の電磁駆動手段の一部を構成する複数の磁石に 対向して非磁性部材からなる導電性の制動プレートを装備したため、 停 止時における可動テーブルの往復移動動作の繰り返しや周囲の振動等に 起因して同一面内での微小振動等が発生しても、 これを有効に抑制する ことが可能となる。 これにより、 当該可動テーブルの精密移動を円滑に 行うことができる。
前述したように、 同一面上にて任意の方向に移動可能に配設された可 動テーブルと、 この可動テーブルの同一面内での任意の方向への移動を 許容するテーブル保持機構と、 前記テーブル保持機構を支持する本体部 と、 この本体部側に装備され前記可動テーブルに移動力を付与する電磁 駆動手段とを備えている。 なお、 前記テーブル保持機構は、 後述するよ うに、 前記可動テーブルに元位置復帰力を付加する機能を備えるように してもよいものである。
また、 電磁駆動手段は、 少なく とも '前記可動テーブル側の所定位置に 固定装備された複数の被駆動磁石と、 この各被駆動磁石に対向して配置 されたコイル辺を有し且つ当該各被駆動磁石に対して可動テーブルの所 定の移動方向に沿って電磁的に所定の駆動力を付与する駆動コイルとに より構成されている。なお、前記駆動コイルは、固定プレートを介して、 又は、 この固定プレートに代わる他の部材を介して本体部に組み付ける ようにしてもよいものである。
また、 非磁性金属部材からなる制動用プレートが前記被駆動磁石の磁 極面に近接して配設され、 この制動用プレートと被駆動磁石との組み合 わせにより、 電磁制動機構が構成されている。
このため、 本実施形態は、 電磁駆動手段が作動すると、 まず、 当該電 磁駆動手段が備えている駆動コイルと被駆動磁石との間に磁力が生じ、 可動テーブルが所定の方向に移動力が付与される。
この場合、 可動テーブルはテーブル保持機構によつて同一面内での任 意の方向への移動が許容された状態で保持されていることから、 上下動 することなく所定の方向に円滑に移動し、 前記テーブル保持機構の有す る元位置復帰力と電磁駆動手段の磁力との平衡のとれた位置 (即ち、 所 定の移動停止位置) にて停止する。
一方、 この可動テーブルは、 その移動/停止に際して急加速又は急減 速されると、 可動テ ブル自体が急発進ノ急停止され、 特に停止に際し ては前記テーブル保持機構の有する元位貴復帰力との相互作用で繰り返 し往復移動を起こしゃすい。
かかる場合、 可動テーブルの急激な動作変化により当該被駆動磁石と 制動用プレートとの間に電磁制動 (渦電流ブレーキ) が働き、 これによ り、 可動テーブルは、 その急激な動作が抑制され、 所定方向に安定した 状態で徐々に円滑に移動することができる。
また、 電磁制動機構は、 制動用プレートと被駆動磁石との組み合わせ による簡単な構成であり、 電磁駆動手段は、 被駆動磁石とこれに対向す る駆動コイルとの組み合わせた簡単な構成と している。 このため、 二重 構造の移動機構を備えた従来のものと比較して、 装置全体の小型化及ぴ 軽量化が可能となり、 可搬性良好であるばかりでなく、 組立作業に際し ても、 特に熟練を要することがないことから、 作業性も良好となり、 生 産性を高めることが可能となる。
更に、 駆動コイルの前記被駆動磁石側の端面部分に装備された非磁性 部材からなる金属製の制動用プレートは、 駆動コイルとの関係ではトラ ンスの二次側回路に相当する回路を構成し、 且つ制動用プレートの電気 抵抗成分 (渦電流損を生じる) を介して短絡された形態を構成する。
このため、 トランスの一次側回路を構成する駆動コイルは、 二次側回 路が開放状態の場合に較べて比較的大きい電流を通電することができる。 これにより、 前記被駆動磁石との間には当該制動用プレート'がない場合 と比較して比較的大きい電磁力を出力することが可能となっている。
この制動用プレートは、 放熱板としても機能し、 かかる点において駆 動コイルの連続運転に伴う径年変化 (熱による絶縁破壊等) を有効に抑 制することができ、 装置全体の耐久性および信頼性を高めることができ る。 また、 可動テーブルに対して、 これに対向し且つ所定間隔を隔てて補 助テーブルを平行に一体的に連結装備すると共に、 この補助テーブル側 に前記テーブル保持機構を装備し、 この補助テーブルに前記被駆動磁石 を装備する、 という構成を採用することも可能である。
補助テーブルに被駆動磁石を装備することにより、 組立作業に際して は可動テーブルの損傷事故等の発生を有効に回避することができる。 また、駆動コイルを複数個の田形状駆動コイルにより構成すると共に、 この田形状駆動コイルの内側に位置する十字状部分に対応して前記被駆 動磁石を個別に配設する、 という構成を採ることも可能である。 これに より、 田形状駆動コイルの内側に設定された許容移動範囲内において各 被駆動磁石 (ひいては可動テーブル) を所定の方向に自在に且つ精密に 移動させることが可能となる。
この場合、 田形状駆動コイルは、 実際には別に装備された駆動制御手 段によつて例えば X方向又は γ方向の駆動力を対応する各被駆動磁石と の間に発生せしめ、 全体的に統括制御して当該被駆動磁石を介して可動 テーブルを所定の方向に移動させることが可能となっている。
また、 複数の被駆動磁石を永久磁石で構成するという構成を採ること も可能である。 被駆動磁石を永久磁石としたため、 電磁石のような通電 回路が不要となり、 その分、 組立時及び保守点検時における作業の煩雑 さを回避することができ、したがって、生産性及び保守性の向上を図り、 装置全体の耐久性を増すことができる。
また、 前記複数の被駆動磁石を電磁石で構成すると共に、 この各被駆 動磁石を前記駆動コイルに連動して順方向又は逆方向或いは通電停止状 態に選択的に通電制御するように構成するということも可能である。
このため、 可動テーブルの駆動制御に種々変化をもたせることができ ,„
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る。 例えば、 可動テーブルの移動時における加速/減速には、 駆動コィ ルと電磁石の両方を駆動制御することにより対応し得るため、 可動テー ブルの移動方向等の変化に対して迅速に対応し得ることができる。 被駆 動磁石の磁束密度も自由に設定し得るため、 当該被駆動磁石の強度を使 用状態に応じて変えることができる。
また、 前記制動用プレートを、 複数の被駆動磁石に対応して個別に装 備し、 また、 制動用プレートを各駆動コイル側の端部に固定するように してもよいものである。
更に、 前記制動用プレートを、 前記複数の被駆動磁石全体を対象と し て単一のプレート部材により構成し、 この単一のプレート部材を前記各 駆動コイルの各磁石側端部に固着装備してもよい。
更に、 駆動コイル毎に制動用プレートを装備することにより、 駆動コ ィル相互間に空間が設定されることとなり、 保守点検作業の円滑化, 即 ち保守性の向上を図り得る。
又、 制動用プレートを複数の被駆動磁石全体を対象として単一のプレ 一ト部材により構成することにより、 組立作業が単純化され、 装置全体 の生産性及び耐久性の向上おょぴ原価低減を図ることができる。
また、 制動用プレートを駆動コイル側から切り離し、 新たに他の制動 用磁石と組み合わせて電磁制動機構を構成することも可能である。 この 場合には、 制動用プレートを駆動コイルとは異なった箇所に装備するこ とが可能となる。
このため、 電磁制動機構を電磁駆動手段とは切り離して任意の箇所に 装備ことが可能となり、 電磁制動力の強さを自由に設定することができ る。 この場合、 電磁駆動手段側では駆動コイルと被駆動磁石との間の隙 間を更に小さく設定し得るため、 駆動コイルと被駆動磁石との間に生じ る電磁駆動力を効率良く発生させることができる。
また、 制動プレートを各被駆動磁石に対応した単一の制動プレートで 構成し、 この単一の制動プレートを本体部に固定し、 且つこの単一の制 動プレートで前記駆動コイルを保持するようにしてもよいものである。
このため、 前記固定プレートを削除することができるばかりでなく、 制動用プレー トにて駆動コイルを保持することができる。 さらに、 固定 プレートを削除することができるため、 装置全体の小型軽量化を一層促 進することができる。 これにより、 一層の可搬性および汎用性を高める ことができ、 構成要素の削減に伴って原価低減を図ることができる。
【第 8の実施形態】
第 2 8図に第 8の実施形態を示す。第 2 8図に示す第 8の実施形態は、 前記第 1の実施形態における四つの各田形状駆動コイル 7を前記固定プ レート 4 8の孔にそ.れぞれ貫通した状態で当該固定プレート 4 8に固着 装備すると共に、 この各田形状駆動コイル 7の端面に個別に対応して前 記補助テーブル 5及び可動テーブル 1の各々に被駆動磁石 6を装備し、 これによつて電磁駆動手段 4 4を構成した点に特徴を備えている。
符号 4 8 Aは第 1図における貫通穴 8 Aと同様に連結支柱 1 0の移動 動作を許容する貫通穴を示す。 又、 符号 4 9 , 5 0はそれぞれ各田形状 駆動コイル 7の各端面に当接して固定プレート 8の両面に、 前記各被駆 動磁石 6毎に対向し且つ近接した状態で各々固着装備された制動用プレ ートを示す。 その他の構成は前記第 1の実施形態と同一となっている。 本実施形態は、 前記第 1の実施形態と同一の作用効果を有するほか、 更に、 被駆動磁石 6を、 田形状駆動コイル 7の両端面の十字状コイル辺 を挟んで上下にそれぞれ装備したので、 電磁駆動力を倍増させることが できる。 このため、 より迅速に且つ安定した状態で補助テーブル 5及ぴ 可動テーブル 1を平面駆動することができ、 装置全体の性能および信頼 性の向上を図り得るという利点がある。
ここで、前記本実施形態に係る制動用プレート 4 9, 5 0については、 各々前記各田形状駆動コイル 7の各端面毎に区画して同一面上に個別に 独立して装備した場合を例示したが、 前記第 3の実施形態における制動 用プレート 3 9 (第 2 1図参照) の場合と同様に、補助テーブル 5側 (又 は可動テーブル 1側) の各被駆動磁石 6に共通に対向して一枚の制動用 プレートで共用するように構成してもよい。
なお、 第 2 8図に示す第 8の実施形態においては、 電磁制動機構の制 動用磁石と して電磁駆動手段の被駆動磁石 6を使用したが、 これらの被 駆動磁石に代えて別体の制動用磁石を用い、 この制動用磁石と制動用プ レートとを組み合わせて電磁制動機構を構成し、 この電磁制動機構を電 磁駆動手段から切り離して設けることにより、 制動用プレー ト 4 9, 5 0については削除してもよい。
このようにすると、 各被駆動磁石 6 と対応する各田形状駆動コイル 7 との間の隙間を小さくすることができ、 その両者間に働く電磁駆動力を 大きく設定することができるという利点がある。
【第 9 の実施形態】
次に、 前記田形状駆動コイルに関する他の構成例を説明する。 前記第 1の実施形態においては、 田形状駆動コイルとして四角形状のものを例 示したが、 本発明は田形状駆動コイルを必ずしもこれに限定するもので はない。 以下に示す形状のものも、 田形状駆動コイルとして機能し得る ものである。
( 1 ) . 外形が菱形の田形状駆動コイル
第 2 9図に示す田形状駆動コイル 6 1は、 それぞれ独立して通電可能 な四個の三角形状の角形小コイル 6 1 a , 6 1 b, 6 1 c , 6 1 dによ つて構成され、 その全体の組合せを菱形状と したもの (四角形状のもの を 9 0 ° 回転させた状態) で、 内側には第 2 9図に示すように十字状コ ィル辺を備えている。
第 2 9図は、 このようにして形成された四個の田形状駆動コイル 6 1 を、 前記第 1の実施形態の場合と同様に X— Y直交座標上の各軸上に配 置し固定テーブル 8 (図示せず) に固着装備した場合を示す。
そして、 この場合も、 被駆動磁石 6は各田形状駆動コイル 6 1の十字 状コイル辺に対応して補助テーブル 5上に装備されるよ うになつている。 また、 符号 5 9は前記制動用プレート 3 9 と同等に機能する制動用プレ ートを示す。 同様に、 符号 5は補助テーブルを示す。 その他の構成は前 記第 1の実施形態と同一となっている。
このよ うにしても、 田形状駆動コイル 6 1は前記第 1 の実施形態にお ける田形状駆動コイル 7 と同等に機能し、 これを装備した精密加工用ス テージ装置も前記第 1の実施形態の場合と同等の作用効果を得ることが できる。
( 2 ) . 外形が円形状の田形状駆動コイル
第 3 0図に示す田形状駆動コイル 6 2は、 それぞれ独立して通電可能 な四個の扇形の角形小コイル 6 2 a , 6 2 b , 6 2 c, 6 2 dによって 構成され、 その全体の組合せを円形状としたもので、 内側には第 2第 9 図の場合と同様に十字状コイル辺を備えている。
第 3 0図は、 このようにして形成された四個の円形状の田形状駆動コ ィル 6 2を、 前記第 1の実施形態の場合と同様に X— Y直交座標上の各 軸上に配置し固定テーブル 8 (図示せず) に固着装備した場合を示す。 そして、 この場合も、 被駆動磁石 6は各田形状駆動コイル 6 2の十字 状コイル辺に対応して補助テーブル 5上に装備されるようになつている, また、 符号 5 9は前記第 3の実施形態における制動用プレート 3 9 と同 一の制動用プレートを示す。 同様に、 符号 5は補助テーブルを示す。 そ の他の構成は前記第 1の実施形態と同一となっている。
このようにしても、 円形状の田形状駆動コイル 6 2は前記第 1の実施 形態における四角形状の田形状駆動コイル 7 と同等に機能し、 これを装 備した精密加工用ステージ装置も前記第 1の実施形態の場合と同等の作 用効果を得ることができる。
( 3 ) . 外形が八角形状の田形 i^J動コイル
第 3 1図に示す田形状駆動コイル 6 3は、 それぞれ独立して通電可能 な四個の五角开状の角形小コイル 6 3 a, 6 3 b, 6 3 c, 6 3 dによ つて構成され、 その全体の組合せを八角形状としたものであり、 内側に は第 2 9図の場合と同様に十字状コイル辺を備えている。
第 3 1図は、 このようにして形成された四個の八角形状の田形状駆動 コイル 6 3を、 前記第 1の実施形態の場合と同様に X— Y直交座標上の 各軸上に配置し固定テーブル 8 (図示せず)に固着装備した場合を示す。 そして、 この場合も、 被駆動磁石 6は各田形状駆動コイル 6 3の十字 状コイル辺に対応して補助テーブル 5上に装備されるようになつている c また、 符号 5 9は前記第 3の実施形態における制動用プレート 3 9 と同 一の制動用プレートを示す。 同様に、 符号 5は補助テーブルを示す。 そ の他の構成は前記第 1の実施形態と同一となっている。
このようにしても、 八角形状の田形状駆動コイル 6 3は前記第 1の実 施形態における四角形状の田形状駆動コイル 7と同等に機能し、 これを 装備した精密加工用ステージ装置も前記第 1の実施形態の場合と同等の 作用効果を得ることができる。 ' 以上のように、 本発明における田形状駆動コイルについては、 内側に 十字状コイル辺を備えたものであれば、 その外形の形状に関しては必ず しも四角形状に限定するものではなく、 同等に機能するものであれば他 の形状であってもよい。
また、前記各実施形態にあっては、各田形状駆動コイルの内側部分(十 字状コイル辺部分) の空間領域を中空状態の場合を例示したが、 この部 分には、 フェライ ト等の非導電性磁性部材を充填したものであってもよ レ、。
更に、 前記実施形態にあっては、 被駆動磁石 6として永久磁石を装備 した場合を例示したが、 被駆動磁石 6 として、 永久磁石に代えて電磁石 を用いたものであってもよレ、。 この場合、 この被駆動磁石 6 と しての電 磁石の駆動制御につい.ては、 前記テーブル駆動制御手段 2 1が担当し、 前記各田形状駆動コイル 7の動作に連動してその順方向又は逆方向或い は通電停止状態が選択され所定の通電制御が成されるようになっている (図示せず)。
この被駆動磁石 6を電磁石とした場合にあっては、 可動テーブル 1の 駆動制御に種々変化をもたせることができる。 例えば、 移動時の加速ノ 減速に際しては、 各駆動コイルと電磁石の両方を駆動制御してこれに対 応し得るので、 可動テーブルの移動方向等の変化に対して迅速に対応し 得ることが可能となる。
即ち、 この被駆動磁石 6を電磁石と した場合にあっては、 被駆動磁石 の磁束密度 (磁石の強さ) を必要に応じて自由に設定し得るので、 当該 被駆動磁石の強度を使用状態に応じて変化させることができるという利 点がある。
又、 前記各実施形態にあっては、 四個の被駆動磁石 6及び対応する各 田形状駆動コイル 7, 6 1, 6 2又は 6 3を補助テーブル 5 (又は可動 テーブル 1 ) の上面における X— Y直交座標上の原点から等距離の位置 の X軸上及び Y軸上にそれぞれ配設した場合を例示したが、 本発明は必 ずしもこれに限定されず、 四個の各被駆動磁石 6は X— Y直交座標上で バランスのとれた位置であれば、 原点である中心部から等距離の位置で なくてもよレ、。
被駆動磁石 6については、 これを偶数個 (四個でなくてもよい) 準備 すると共に、 この偶数個の被駆動磁石 6を補助テーブル 5 (又は可動テ 一プル 1 ) の同一円周上に等間隔に配置し、 これによつて位置が特定さ れた各被駆動磁石 6に個別に対応して前記田形状駆動コイル 7を前記固 定プレート 8上にそれぞれ配置してもよい。
更に、 被駆動磁石 6については、 被駆動磁石 6のを偶数個準備すると 共に、 この偶数個の被駆動磁石 6を、 例えば補助テーブル 5 (又は可動 テーブル 1 ) の面における X— Y直交座標上の X軸 (又は Y軸) を基準 として左右対称 (又は上下対称) となるように配置し、 これによつて位 置が特定された各被駆動磁石 6に個別に対応して前記田形状駆動コイル 7を前記固定プレート 8上にそれぞれ配置してもよい。
このようにしても、 前記実施形態とほぼ同等の作用効果を備えた精密 加工用ステージ装置を得ることができる。
また前記各実施形態において、 容量センサ群 26を八個の容量検出電 極 2 6 X1 , 2 6 X2 , 2 6 X3 , 2 6 X4 , 2 6 Y 1 , 2 6 Y2 , 2 6 Y3 , 2 6 Y4 を補助テーブル 5又は可動テーブル 1の周囲下面の口 字状の共通電極に対応して各辺 (例えば X— Y平面における各軸の両端 に位置する領域) に所定間隔を隔てて二個づっ配置した場合を例示した 、 これを半減して例えば X— Y平面における各軸の正方向の端に位置 する領域のみに所定間隔を隔てて二個配置したものであってもよい。 このようにすると、 演算部の雑音排除機能はなくなるが、 構成が単純 化されるばかりでなく検出される情報量が半減するため、 位置情報の演 算処理をより一層迅速に成し得ることとなり、 移動中の可動テーブル 1 の位置ずれ等に対する修正をより一層迅速に成し得るという効果を奏す る。
更に、 前記各実施形態において、 テーブル保持機構 2としては、 四本 のテーブル側棒状弾性部材 (テーブル側ピアノ線) 2 Aとこれに対応し 且つ本体側に位置する四本の本体側棒状弹性部材 (本体側ピアノ線) 2 Bとを備え、 且つ対応する各棒状弾性部材 2 A , 2 Bは近接した位置に 配置した場合の具体例を説明したが、 本発明は、 必ずしもこれに限定す るものではなく、 棒状弾性部材 2 A , 2 Bの数については、 それぞれバ ランスよく配置することを前提として、 それぞれ三本 (合計六本) であ つてもよい。 又、 一組を構成するテーブル側及び本体側の各棒状弾性部 材 2 A , 2 Bについては、必ずしも相互に近接して装備しなくてもよレ、。
このようにしても、 可動テーブル 1の移動に際しては、 各棒状弾性部 材 2 A , 2 Bはそれぞれほぼ同様に弾性変形してこれに対応することか ら、 全体的には、 前記各実施形態におけるテーブル保持機構 2の場合と 同等に機能し同等の作用効果を得ることができる。 又、 このテーブル保 持機構 2における棒状弾性部材 2 A , 2 Bについては、 五組以上であつ てもよい。
以上説明したように、 本実施形態は、 精密加工用ステージ装置におけ る田形状駆動コイルの外形の形状を特定した点に特徴を有する。
即ち、 各田形状駆動コイルを、 それぞれ独立して通電可能な四個の四 角形状の角形小コイルにより構成し、 その組合せの全体の形状を四角形 状とする。 各田形状駆動コイルを、 それぞれ独立して通電可能な四個の 三角形状の角形小コイルにより構成し、 その組合せの全体の形状を菱形 状とする。 各田形状駆動コイルをそれぞれ独立して通電可能な四個の扇 状の角形小コイルにより構成し、 その組合せの全体の形状を円形状とす る。 各田形状駆動コイルを、 それぞれ独立して通電可能な四個の 5角形 状の角形小コイルにより構成し、 その組合せの全体の形状を八角形状と する。 以上のように、 田形状駆動コイルの構成を種々変更することが可 能となる。
このため、 可動テーブルの形状や構造その他の環境条件に合わせてこ れに対応した田形状駆動コイルを設定することができ、 装置の汎用性を 高めることができる。
また、 田形状駆動コイルの被駆動磁石側の端面部分に、 非磁性金属部 材からなる制動用プレートを前記被駆動磁石の磁極面に近接して配設し、 この制動用プレー トを固定プレート側に固定装備することが可能となる。
このため、 被駆動磁石が装備された補助テーブル又は可動テーブルが 急激な移動動作をした場合に当該被駆動磁石を制動用プレートとの間に 電磁制動 (渦電流ブレーキ) が働き、 補助テーブル又は可動テーブルは 急激な動作が抑制されて徐々に移動させることができる。
また、 前記電磁駆動手段に前記可動テーブルが平面内で移動するのを 規制する動作制御系を併設し、 この動作制御系が、 前記電磁駆動手段の 有する複数の田形状駆動コイルの十字状コイル辺の少なく とも縦方向又 は横方向の何れか一方を動作可能に選択的に通電制御して前記可動テー ブルを所定の方向に移動制御するコイル駆動制御手段を備えた構成とす ることが可能となる。
このため、 動作制御系が有効に機能して複数の田形状駆動コイルを作 動させ、 これによつて可動テーブルを所定の方向に具体的に移動させる ことができる。
また、 電磁駆動手段に可動テーブルの移動若しくは回転動作を規制す る動作制御系を併設することが可能となる。 そして、 この動作制御系の 動作指令入力部からの指令に基づいてコイル駆動制御手段が作動し、 プ 口グラム記憶部およびデータ記憶部から移動方向先の情報および移動用 の所定の制御モードを取り出すと共に、 これに基づいて前記電磁駆動手 段の複数の各田形状駆動コイルを駆動制御し、 可動テーブルを所定の方 向に移動させることが可能となる。
また、 可動テーブルの移動情報を検出し外部出力する複数の移動情報 検出センサを当該可動テーブルの周端部の複数箇所にそれぞれ分散して 装備し、 この複数の移動情報検出センサで検出される情報に基づいて所 定の演算をし前記可動テーブルの移動方向およびその変化量等を特定し て位置情報として外部出力する位置情報演算回路部を設けるという構成 を採用することも可能である。
このため、 可動テーブルの移動情報若しくは移動後の位置情報をリァ ルタイムで外部出力することができ、 オペレータは、 可動テーブルの移 動方向や移動後の位置のずれ等を外部から容易に把握し得るので、 やり 直し又は修正の必要性を迅速に把握することができる。 このため、 補助 テーブル (即ち可動テーブル) の移動作業を高精度に且つ迅速に成し得 ることとなる。
また、 前記可動テーブルの移動情報を検出し外部出力する複数の位置 情報検出センサを前記補助テーブルの複数箇所にそれぞれ分散して装備 し、 この複数の位置情報検出センサで検出される情報に基づいて所定の 演算をし前記可動テーブルの移動方向おょぴその変化量等を特定して位 置情報と して外部出力する位 ft情報演算回路部を設けることが可能とな る。
このため、 可動テーブルの移動情報若しくは移動後の位置情報をリァ ルタイムで外部出力することができる。 また、 オペレータは、 可動テー ブルの移動方向や移動後の位置のずれ等を外部から容易に把握し得るの で、 やり直し又は修正の必要性を迅速に把握することができ、 補助テー ブル (即ち可動テーブル) の移動作業を、 迅速に且つ高精度に実行する ことができる。
また、 被駆動磁石を永久磁石により構成することも可能となる。
このため、 電磁石に必要な通電回路が不要となり、 その分、 構造が簡 略化されることから生産性および保守性の向上を図ることができ、 装置 全体の故障率を低減させることができ、 かかる点において耐久性向上を 図ることができる。 ■
【第 1 0の実施形態】
第 3 2図乃至第 4 3図に、 本発明の第 1 0の実施形態を示す。 第 3 2 図乃至第 3 4図において、 符号 1は精密作業用の可動テーブルを示す。 符号 2はテーブル保持機構を示す。 このテーブル保持機構 2は、 第 3 2 図における可動テーブル 1の下方部分に配設され、 前記可動テーブル 1 が同一面内での任意の方向へ移動するのを許容すると共に当該可動テー ブル 1に対する元位置復帰機能を有し、 当該可動テーブル 1に元位置復 帰力を常時付加じ得る状態で当該可動テーブル 1を保持するように構成 されている。
このテーブル保持機構 2は、 本体部と してのケース本体 3によって支 持されている。
このケース本体 3は、 本実施形態では第 3 2図に示すように上方およ ぴ下方が開放された箱体状に形成されている。
付号 4は、 可動テーブル 1を駆動する電磁駆動手段を示す。 この電磁 駆動手段 4は、 その主要部がケース本体 3側に保持され、 外部からの指 令に応じて前記可動テーブル 1に所定の移動力を付与する機能を備えて いる。 符号 3 Aは、 ケース本体 3 の内壁部周囲に突設された駆動手段保 持部を示す。 本実施形態に係る電磁駆動手段 4は、 可動テーブル 1 と後 述する補助テーブル 5 との間に配設されている。
可動テーブル 1の第 3 2図における下方に、 補助テーブル 5が配置さ れている。 この補助テーブル 5は、 可動テーブル 1に対向し且つ所定間 隔を隔てて平行に配設され当該可動テーブル 1に連結装備されている。 そして、 この補助テーブル 5 と前記可動テーブル 1 とによって、 可動テ 一ブル部 1 5が構成されている。
前記テーブル保持機構 2は、 この捕助テーブル 5側に装備され、 当該 補助テーブル 5を介して前記可動テーブル 1を保持するように構成され ている。
前記電磁駆動手段 4は、 後述するように補助テーブル 5の所定位置に 固定装備された四個の正方形状の被駆動磁石 6 A , 6 B , 6 C , 6 Dと、 この各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに各コイル辺 7 a , 7 b , 7 c , 7 d部分 が対向して配置された駆動コイルとしての一個の比較的大きい四角形状 の環状駆動コイル 7 と、 この環状駆動コイル 7を定位置にて保持する固 定プレート 8 とを備えている。
この固定プレート 8は、 第 3 2図に示すように前記補助テーブル 5の 可動テーブル 1側に配設され前記ケース本体 3に保持されている。
ここで、 環状駆動コイル 7と固定プレー ト 8 とによって、 前記電磁駆 動手段 4の主要部である固定子部分が構成されている。 環状駆動コイル 7は、 作動状態に設定されると、 前記各被駆動磁石 6 A〜 6 Dとの間で当該各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを各コィル辺に直交する 方向に反発駆動する電磁駆動力を発生する。 このため、 各コイル辺 7 a 〜 7 dに直交しない方向 (各コイル辺 7 a〜 7 dに斜めの方向) に前記 可動テーブル部 1 5を移送する場合には、 後述するように少なく とも二 以上の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対する電磁駆動力の合力をもって、 当 該可動テーブル部 1 5の移送が実行されるようになっている。
更に、 環状駆動コイル 7の前記被駆動磁石 6 A〜 6 Dに面するコイル 辺 7 a〜 7 d部分には、 非磁性金属部材からなる制動用プレート 9が各 被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁極面に近接して個別に配設されている。 この 制動用プレート 9は前記環状駆動コイル 7側 (本実施形態では固定プレ ート 8側) に固定された状態となっている。 符号 9 A , 9 Bは.、 制動用 プレート 9を保持するスぺーサ部材を示す。
以下、 これを更に詳細に説明する。
〔可動テーブル部〕
まず、 第 3 2図乃至第 3 4図において、 本実施形態に係る可動テープ ル 1は円形状に形成され、補助テーブル 5は四角形状に形成されている。 この補助テーブル 5は、 可動テーブル 1に対向し且つ所定間隔を隔てて 平行に配置され且つその中心部の連結支柱 1 0を介して前記可動テープ ル 1に一体的に連結され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が構成さ れている。
このため、 この可動テーブル 1は、 捕助テーブル 5 と平行状態を維持 しつつ一体的に移動し且つ一体的に回転し得るようになっている。
連結支柱 1 0は、 前述したように可動テーブル 1 と補助テーブル 5 と を連結する連結部材であって、 両端部に鍔部 1 0 A, 1 0 Bを備えた断 面ェ字状に形成され、 その両端部外側中央には、 可動テーブル 1 と捕助 テーブル 5 との各中心部に形成された位置決め孔 1 a , 5 aに係合する 突起 1 0 a, 1 0 bが設けられている。
そして、 可動テーブル 1 と補助テーブル 5 とは、 この突起 1 0 a , 1 0 13 と鍔部 1 0 , 1 0 Bとによって位置決めされ当該連結支柱 1 0に 固着され一体化されている。 この一体化に際しては本実施形態では接着 剤が用いられているが、 溶接にて部分的に接合しても、 或いは突起 1 0 a , 1 0 b部分を位置決め孔 1 a, 5 aに圧入し他の部分を接着剤又は 溶接等によつて一体化してもよい。
又、 可動テーブル 1或いは補助テーブル 5の何れか一方をネジ止めに て前記連結支柱 1 0の鍔部 1 O A又は 1 0 Bに着脱自在に固着してもよ レ、。 この場合、 ネジ止め後に、 数本のノックピンを位置決め固定用とし て係合する両者間に打ち込むとよい (図示せず)。 このようにすると、 可 動テーブル 1 と補助テーブル 5との一体化を更に有効に実現することが できて都合がよい。
〔テーブル保持機構〕
前記本実施形態に係るテーブル保持機構 2は、 可動テーブル 1 を保持 しつつ当該可動テーブル 1がその高さ位置を変えることなく同一面上の いずれの方向へも自在に移動するのを許容する機能を備え、 同時に外力 が解除された場合には可動テーブル 1を元の位置に復帰せしめる元位置 復帰機能を備えたものであり、 補助テーブル 5を介してこれを実行する ようにしたものである。
このテーブル保持機構 2にあっては、 全体的にはリンク機構を三次元 空間に応用したもので、 所定間隔を隔てて設置される二本の棒状弾性部 材としてのピアノ線 (テーブル側ピアノ線) 2 Aおよび (本体側ピアノ 線) 2 Bを一組と して予め補助テーブル 5の端部周囲のコーナー部分に 対応して四組準備され、 この四組のピアノ線 2 A, 2 Bが組毎に、 四角 形状に形成された中継部材と しての中継プレート 2 Gの各四隅部分に分 けて、 それぞれ上方向に向けて植設されている。 この各ピアノ線 2 A , 2 Bについては、 それぞれ同一の剛性を備えたものが使用されている。 ここで、 前記ピアノ線 2 A, 2 Bについては、 可動テーブル 1および 補助テーブル 5を支えるに充分な適度の剛性を備えた棒状弾性部材であ れば、 当該ピアノ線に代えて他の素材で形成したものであってもよい。 そして、 各ピアノ線 2 A, 2 Bの内、 内側に位置する四本のピアノ線 2 Aによって補助テーブル 5を下方から保持し、 外側に位置する四本の ピアノ線 2 Bによって中継部材と しての中継プレート 2 Gを本体部 3か ら摇動自在に吊り下げたように構成されている。
これにより、 可動テーブル 1 5 (即ち、 可動テ一ブル 1 と補助テ"ブ ル 5 ) が中継プレート 2 Gと各四本のピアノ線 (棒状弹性部材) 2 A, 2 Bとによって空中で安定した様態で保持され、 その水平面内での移動 は、 後述するように同一の高さの位置を維持しつつ何れの方向にも所定 範囲内で自在に移動可能となっている。 同一面内での回転動作もほぼ同 様に可能となる。
前記四本のテーブル側ピアノ線 2 Aは、 第 3 2図における上端部が補 助テーブル 5に固着され、下端部が中継プレート 2 Gに固着されてい'る。 符号 5 A , 5 Bは補助テーブル 5の下面側の二箇所に設けられた下方突 出部を示す。 この下方突出部 5 A , 5 Bによってテーブル側ピアノ線 2 Aの固定位置が設定されている。
又、 この四本の各テーブル側ピアノ線 2 Aの外側には、 これに個別に 対応して且つ所定間隔 Sを隔てて本体側ピアノ線 2 Bがそれぞれ個別に 且つ平行に配設されている。 この本体側ピアノ線 2 Bは、 その下端部が 前記テーブル側ピアノ線 2 Aと同様に中継プレート (中継部材) 2 Gに 固着され、 その上端部がケース本体 3の内壁部に設けられた本体側突出 部 3 Bに固着されている。
これらの各ピアノ線 2 A, 2 Bは、 前記可動テーブル 1および補助テ 一ブル 5を支えるに充分な適度の剛性を備えた弾性線材によって形成さ れている。 ·
これにより、 前記可動テーブル 1は、 まず、 補助テーブル 5 と共に中 継プレート 2 G上にて内側の 4本のテーブル側ピアノ線 2 Aによって支 持され、 当該 4本のテーブル側ピアノ線 2 Aの弾性限界内においてリ ン ク機構の原理に従ってその平行移動および面内での回転が許容された状 態となつている。
一方、 中,継プレート 2 Gは、 当該中継プレート 2 G上の外側の 4本の テ一ブル側ピアノ線 2 Bによつて本体側突出部 3 Bに吊持されているこ とから、 ケース本体 3に対してはその平行移動および面内での回転が同 様に許容された状態となっている。
このため、 補助テーブル 5 (即ち、 可動テーブル 1 ) カ 、 外力に付与 されてその面内で移動し又は回転すると、 後述する第 4 9図に示すよう にテーブル側およぴケース本体側の各ピアノ線 2 A, 2 Bが同時に弾性 変形して中継プレート 2 Gが平行状態を維持しつつ上下動する。 即ち、 補助テーブル 5 (即ち、 可動テーブル 1 ) が外力によってその面内で移 動し又は回転すると、 その高さ位置の変動は中継プレート 2 Gによって 吸収される。
これにより、 可動テーブル 1は、 外力に付与されて移動しても、 各ピ ァノ線 2 A, 2 Bの弾性限界内において何れの方向へも同一高さを維持 しつつ移動することが可能となっている。
本実施形態にあっては、テーブル側とケース本体側の各ピアノ線 2 A , 2 Bをほぼ等間隔に四組装備すると共に、 テーブル側のピアノ線 2 Aと ケース本体側のピアノ線 2 Bとを所定間隔を隔てて近接して装備したの で、 強度的に全体のパランスがとられており、 安定した状態で可動テー プル 1を移動させることができるとレ、う利点がある。
ここで、 テーブル側およびケース本体側の各ピアノ線 2 A, 2 Bは同 一の直径を備え同一の弾性を備えたものが使用され、 その露出部分の長 さ Lはそれぞれ全く同一に設定されている。 又、 各ピアノ線 2 A, 2 B は、 例えば第 3 2図, 第 3 4図に示すように Y軸に対しては左右方向に 分かれて, 又 X軸に対しては上下方向に分かれて、 それぞれ配設されて いる。
この場合、 各ピアノ線 2 A , 2 Bは、 X軸おょぴ Y軸に対してそれぞ れ線対称に成る位置に (又は、 各ピアノ線 2 A, 2 Bが全体的にほぼ均 等に) 配設されておれば、 第 3 3図に示す位置以外の位置に配設してお よい。
そして、 前記各ピアノ線 2 A, 2 Bを配置することにより、 可動テー プル 1の移動に際して各ピアノ線 2 A , 2 Bには弾性応力がそれぞれ均 一に生じることから、 可動テーブル 1の元位置復帰動作を含めて可動テ 一ブル 1を円滑に移動し得るという利点を得ることができる。
このように、 前記テーブル保持機構 2では、 例えば補助テーブル 5が 全体的に同一方向にスライ ド移動すると、 各組の各ピアノ線 2 A, 2 B は全て同一に変形する。 この場合、 本体側ピアノ線 2 Bは端部が保持さ れた状態で弾性変形することから、 同様に弾性変形するテ一プル側ピァ ノ線 2 Aの変形動作により補助テ一ブル 5の高さ位置は不変となり、 代 わって、 两ピアノ線 2 A, 2 Bに共通に支持された中継プレート 2 Gの 高さ位置が変動する。
換言すると、 この中継プレート 2 Gが両ピアノ線 2 A, 2 Bの変形で 生じる高さ位置の変動を吸収することになり、 これにより、 補助テープ ル 5 (即ち可動テーブル 1 ) は全体的に高さ変動することなく同一面内 でスライ ド移動することとなる。 この場合、 補助テーブル 5から駆動力 を開放すると、 当該補助テーブル 5は各ピアノ線 2 A, 2 Bのばね作用 によって一直線に元位置に復帰する (元位置復帰機能の発動)。
又、 可動テーブル部 1 5が同一面内で (所定の角範囲内で) 回転駆動 された場合にも、 同等の理由から可動テーブル部 1 5は全体的にほぼ同 一の高さを維持しつつ同一面内で回転動作すること となる。 そして、 こ の場合も駆動力を開放すると、 捕助テーブル 5は各ピアノ線 2 A, 2 B のばね作用によつて一直線に元位置に復帰する(元位置復帰機能の発動)。
ここで、 前記テーブル保持機構 2では、 両ピアノ線 2 A, 2 Bを四組 八本装備した場合を例示したが、 両ピアノ線 2 A, 2 Bを適度にバラン ス良く (例えば等間隔に) 配置することにより、 三組六本で構成しても よい。 この場合、 三組六本のピアノ線 2 A, 2 Bは、 1組のピアノ線 2 A, 2 Bを相互に近接して配置すると共に、 全体的には三組のピアノ線 2 A, 2 Bをほぼ等間隔に (三箇所に均等に) 併設してもよい。 又、 両 ピアノ線 2 A, 2 Bを 5組以上組み込んだものであってもよい。
〔電磁駆動手段〕
本実施形態に係る電磁駆動手段 4は、 補助テーブル 5上に装備された 四個の被駆動磁石 (本実施形態では電磁石が使用されている) 6 A〜 6 Dと、 この各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを介して可動テープル 1に所定の移 動方向に向けて所定の電磁力を付与する駆動コイルと しての環状駆動コ ィル 7と、 この環状駆動コイル 7を保持する固定プレート 8 とを備えて いる。
前記固定プレート 8は第 3 2図に示すように、 補助テーブル 5の可動 テーブル 1側 (補助テーブル 5 と可動テーブル 1 との間) に装備され、 その周囲がケース本体 3に固着装備されている。 ここで、 この固定プレ ート 8については、 第 3 2図の左右両端部のみがケース本体 3に保持さ れるような構造としてもよい。
この固定プレート 8 の中央部には、 前記連結支柱 1 0の所定範囲内で の平行移動を許容する貫通穴 8 Aが形成されている。この貫通穴 8 Aは、 本実施形態では円形のものが形成されているが、 四角形であっても或い はその他の形状であつてもよレ、。
固定プレート 8は、 その周囲の一部又は全部が本体側突出部 3に連結 され保持されている。 この場合、 固定プレー ト 8 と本体側突出部 3 Aと は、 その一体化を堅牢にするため、 ネジ止め後に複数のノックピン等で 一体化しても或いは溶接等で一体化してもよい。
このようにすると、 可動テーブル 1のミクロン ( ) 単位の変位や移 動に対しても、 固定プレート 8がケース本体 3に対して位置ずれを生じ ることなく円滑にこれに対応することができる。
環状駆動コイル 7は、 前記固定プレート 8上のコイル保持面の中央部 を原点として想定される Χ _ Υ平面上に、 その中心部を原点に一致させ た状態で配置されている。 そして、 この駆動コイル 7の X軸おょぴ Υ軸 と交差する箇所の各コイル辺 7 a, 7 b , 7 c , 7 d部分に対応して、 前記各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが個別に配置されている。
即ち、前記本実施形態に係る四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dは第 3 3図, 第 3 4図に示すように、 磁極の端面 (環状駆動コイル 7の各コイル辺と の対向面) が四角形状の電磁石が使用され、 補助テーブル 5の上面に想 定される X— Y平面上で、 中心部から等距離の位置の X軸上および Y軸 上に、 それぞれ配設され固着されている。
このため、 本実施形態にあっては、 例えば環状駆動コイル 7の通電方 向が特定され通電が開始されると、 これに対応して、 後述するように、 まず四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dの一部又は全部に所定の作動電流が通 電されて前記可動テーブル部 1 5の移送方向に応じて磁極(N極, S極, 又は磁極なし) が設定される。 同時に環状駆動コイル 7を含む各被駆動 磁石 6 A〜 6 Dの磁気力の大小が通電制御により調整され、これにより、 前記可動テーブル部 1 5が所定の方向に移送される。
ここで、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの移動方向は、 環状駆動コイル 7の 各コイル辺 7 a〜 7 dに直交する方向 (即ち X— Y平面上で原点から外 に向かう方向) であることから、 可動テーブル部 1 5に対する回転駆動 は成されず、 同一面内で 3 6 0 ° 方向への移動に限定されている。
この可動テーブル部 1 5に対する移送方向およびその駆動移送力に関 する電磁駆動手段 4の働き (環状駆動コイル 7 と四個の被駆動磁石 6 A 〜 6 Dに対する通電駆動) については、 第 3 7図乃至第 3 8図にて詳述 する。 第 3 7図及び第 3 8図では、 駆動コイルへの通電による回転駆動 はないものと して示している。
〔環状駆動コイル〕
電磁駆動手段 4の主要部を成す四角形状の環状駆動コイル 7は第 3 3 図,第 3 4図に示すように、角部を切落とした状態の八角形状に形成し、 全体的には四つのコイル辺 7 a, 7 b , 7 c , 7 dを備えた角型形状に 形成されている。
このため、 各コイル辺 7 a〜 7 dの通電方向を後述する動作制御系 2 0によって外部から特定し、 これに対応して四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電方向および通電電流の大小を可変制御(通電停止制御を含めて) することにより、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対しては、 フレミングの左手 の法則に従って当該各被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C又は 6 Dを所定の方 向 (コイル辺 7 a, 7 b, 7 c又は 7 dに直交する方向) へ押圧する電 磁力 (反力) を出力することができる。
又、 四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに生じる電磁力の方向を予め選択し 組み合わせることにより、 当該四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに生じる電 磁駆動力の合力を前記可動テーブル部 1 5の移送方向に合わせることが 可能となり、 当該可動テーブル部 1 5を X— Y平面上の任意の方向に向 けて移動力を付与することができる。
これら四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対する一連の通電制御の手法に ついては、 後述するプログラム記憶部 2 2の説明箇所 (第 3 7図〜第 3 8図) で詳述する。
ここで、 前記環状駆動コイル' 7の同一面上における外側および内側に は、 少なく とも当該環状駆動コイル 7の高さ (Y軸方向の) と同一の高 さに、 且つ前記被駆動磁石 6 A〜 6 Dの動作範囲を包含する範囲にて、 フェライ ト等の磁性材料を充填装備してもよい。
〔位置情報検出手段〕 .
前記電磁駆動手段 4によって駆動される可動テーブル部 1 5の移動位 置は、 位置情報検出手段 2 5によって検出される。
本実施形態に係る位置情報検出手段 2 5は第 3 5図に示すように、 静 電容量型の複数の検出電極を備えた容量センサ群 2 6 (容量検出電極 2 6 X 1 〜 2 6 X 4 の全体を総称) と、 この容量センサ群 2 6で検出され る複数の容量変化成分を電圧変換すると共に所定の演算をして位置変化 情報として後述する動作制御系 20のテーブル駆動制御手段 2 1に送り 込む演算部と しての位置情報演算回路 2 7 とを備えた構成となっている。 位置情報演算回路 (演算部) 2 7は、 前記容量センサ群 2 6で検出さ れる複数の容量変化成分を個別に電圧変換する信号変換回路部 2 7 Aと、 この信号変換回路部 2 7で変換された複数の容量変化成分にかかる電圧 信号を所定の演算により X— Y座標上の位置を示す X方向位置信号 VX 及び Y方向位置信号 VY に変換し出力し更には回転角信号 Θ を演算し て出力する位置信号演算回路部 2 7 Bとにより構成されている。
前記複数の検出電極を備えた容量センサ群 2 6は、 第 3 2図乃至第 3 4図に示すように、 補助テーブル 5の周囲の下面部分に対向して且つ前 記本体側突出部 3 Bの上面に所定間隔を隔てて配設された八個の角形の 容量検出電極 2 6 X1 , 2 6 X2 , 2 6 X3 , 2 6 X4 , および 2 6 Y 1 , 2 6 Y2 , 2 6 Y3 , 2 6 Y4 と、 これに対応して前記補助テープ ル 5の周囲の下面部分に連続して設けられた比較的幅の広い共通電極 (図示せず) とによって構成されている。
前記位置検出センサは、 複数の容量検出電極 2 6 XI , 2 6 X2 , 2 6 X3 , 2 6 X4 , および 2 6 Y1 , 2 6 Y2 , 2 6 Y3 , 2 6 Y4 と 共通電極 (図示せず) との組合せで構成されるが、 ここでは、 便宜上、 容量検出電極 2 6 X1 , 2 6 X2 , 2 6 X3 , 2 6 X4 , 2 6 Y 1 , 2 6 Y2 , 2 6 Y3 , 2 6 Y 4 を位置検出センサと して扱うものとする。 前記各容量検出電極 (位置検出センサ) 2 6 X1 〜 2 6 X4 , 2 6 Y 1 〜 2 6 Y4 の内、 一対の容量検出電極 (位置検出センサ) 2 6 X1 , 2 6 X2 が第 3 3図, 第 3 4図の右端部に上下に沿って所定間隔を隔て て装備され、 これに対して他の一対の容量検出電極 (位置検出センサ) 2 6 X3 , 2 6 X4 が第 3 3図, 第 3 4図の左端部に上下に沿って所定 間隔を隔てて装備されている。
また、 前記各容量検出電極 2 6 X1 〜 2 6 X4 , 2 6 Y1 〜2 6 Y4 の内、 一対の容量検出電極 (位置検出センサ) 2 6 Y1 , 2 6 Υ2 が第 3 3図, 第 3 4図の上端部に左右に沿って所定間隔を隔てて装備され、 他の一対の容量検出電極(位置検出センサ) 2 6 Υ3 , Υ4 が第 3 3図, 第 3 4図の下端部に左右に沿って所定間隔を隔てて装備されている。 即ち、 本実施形態に係る八個の各容量検出電極 (位置検出センサ) 2 6 X1 〜2 6 Χ4 , 2 6 Yl 〜2 6 Υ4 は、 第 3 3図〜第 3 4図に示す ように、 X軸および Υ軸に対して、 それぞれ線対称の位置に配設されて いる。
そして、 例えば前記可動テーブル部 1 5が電磁駆動手段 4に付与され て第 3 6図に示すように矢印 Fの方向 (図中、 右上方向) に移動した場 合には、 本実施形態では、 図中、 補助テーブル 5の両側に (及ぴ上下方 向に) 位置する一方の位置検出センサ 2 6 X1 , 2 6 X2 ( 2 6 Y1 , 2 6 Υ2 ) と他方の位置検出センサ 2 6 Χ3 , 2 6 X4 ( 2 6 Υ 3 , 2 6 Υ4 ) で検出される容量変化成分が、 信号変換回路 2 7 Αで電圧変換 された後に位置信号演算回路 2 7 Βに送り込まれ、 この位置信号演算回 路 2 7 Βで前記各変換電圧を入力して X方向位置信号 VX— Υ方向位置 信号 VY として差動出力するように構成されている。
ここで、 可動テーブル部 1 5が外力もしくは電磁駆動手段 4の誤動作 によって同一面内で回転動作した場合、 本実施形態では、 前述した場合 と同様に各部が作 »し同様に機能して、 その変化成分が電圧変換されて 所定の回転角信号 0 として差動出力される。 この場合は、 実際には、 後 述する動作制御系 2 0で可動テーブル部 1 5の動作異常と判断され、 そ の修正動作が成されるようになつている。 ここで、 可動テーブル部 1 5の移動と共に八つの各容量検出電極 (位 置検出センサ) では、 その容量変化をリアルタイムで検知して位置情報 演算回路 (演算部) 2 7へ出力する。 この位置情報演算回路 (演算部) 2 7では、 この八つのセンサ情報に基づいて可動テーブル部 1 5の移動 方向と移動量とを特定する。
この場合、 例えば Y軸に沿った方向先で Y軸に直交するようにして装 備された二対 (四個) の各位置検出センサに容量変化が見られない場合 には、 可動テーブルは X軸に沿って (回転動作なしに) 移動したことを 意味する。 同時に、 その移動量は、 X軸方向の二対の位置検出センサ 2 6 X 1 , 2 6 X 2 , および 2 6 X 3 , 2 6 X 4 の容量の増減で判断され 特定される。
又、 X軸方向と Y軸方向の両方の位置検出センサが例えば同一の容量 変化を検出した場合には、 可動テーブル 1は第 3 6図に示すように第 1 象限内の X軸正方向に 4 5 ° の方向に (回転動作なしに) 移動したこと を意味し、 その移動方向は、 各位置検出センサの容量の増減のパターン によって判断され、 又その移動量は、 各位置検出センサの容量の変化量 によって特定される。
これら各位置検出センサの容量変化のパターンによる移動方向の特定, および各位置検出センサの容量の変化量と可動テーブル 1の移動量との 関係は、 例えば予め実験的に特定され且つマップ化されてメモリ等に記 憶し、 これを基準と して位置ずれ等が判断されるようにしてもよい。 こ のよ うにすると、 演算処理の迅速化を図ることができる。
更に、 本実施形態において、 例えば、 第 3 4図の左右 (及ぴ上下) の 各容量検出電極に同時に印加されるノイズを差動出力 (例えば、 X軸方 向の一端部と他端部に配置された容量検出電極に検知される容量変化の 差をとること : 外部雑音排除機能) によって打ち消すことができ、 同時 に測定値が電圧変換された後にその変化分が、 例えば 「(+ v X ) 一 (一 v X ) = 2 v X 」 の如く合算されて出力される。 このため、 補助テープ ル 5 (可動テーブル 1 ) の位置変化情報を高感度に出力することができ るという利点がある。
〔動作制御系〕
本実施形態にあっては、 前記電磁駆動手段 4には、 前記環状駆動コィ ル 7および四個の各被駆動磁石 6 A 6 Dを個別に駆動制御して前記可 動テーブル部 1 5の移動若しくは回転動作を規制する動作制御系 2 0が 併設されている (第 3 5図参照)。
この動作制御系 2 0は、 前記環状駆動コイル 7に対する通電方向を所 定の方向 (一方又は他方) に設定し維持する通電方向設定機能と、 この 環状駆動コイル 7への通電電流の大きさを可変設定する駆動コイル通電 制御機能と、 この環状駆動コイル 7への通電方向に応じて作動し前記各 被駆動磁石 6 A 6 Dの磁極を個別に設定し維持する磁極個別設定機能 と こ.の各被駆動磁石 6 A 6 Dの磁力強度を外部からの指令に応じて 個別に可変設定 (通電電流を可変制御することによって設定) すると共 に, これによつて前記可動テーブル部 1 5に対する移送方向おょぴ移送 力を調整するテーブル動作制御機能とを備えている。
そして、 この動作制御系 2 0は、 前記諸機能を実行するために、 前記 電磁駆動手段 4の環状駆動コイル 7及ぴ各被駆動磁石 6 A 6 Dを所定 の通電制御モードに従って個別に駆動して前記可動テーブル部 1 5を所 定の方向に移動制御するテーブル駆動制御手段 2 1 と、 このテーブル駆 動制御手段 2 1に併設され前記可動テーブル 1の移動方向, およびその 移動量等が特定された複数の制御モード (本実施形態では A 1 A 8の 八個の通電制御モード) にかかる複数の制御プログラムが記憶されたプ ログラム記憶部 2 2 と、 これら各制御プログラムの実行に際して使用さ れる所定のデータ等を記憶したデータ記憶部 2 3 とを備えている (第 3 5図参照)。
又、 テーブル駆動制御手段 2 1には、 環状駆動コイル 7及び各被駆動 磁石 6 A〜 6 Dに対する所定の制御動作を指令する動作指令入力部 2 4 が併設されている。 更に、 このテーブル駆動制御手段 2 1には、 前記可 動テーブル 1の移動中および移動後の位置情報が、 前記位置情報検出手 段 2 5によつて検出され演算処理されて送り込まれるようになつている。
そして、 前記動作制御系 2 0が有する種々の制御機能は、 前記プログ ラム記憶部 2 2の複数の通電制御モード A 1〜 A 8に総合的に包含され ており、 動作指令入力部 2 4を介して外部から入力される選択指令に基 づいて選択される。 この選択された所定の制御モード A 1〜A 8を介し て、 前記各種制御機能が作動し実行され、 外部指令に基づいて、 可動テ —ブル 1が所定の方向に移送されるようになつている。
これを更に具体的に説明する。
本実施形態に係る前記テーブル駆動制御手段 2 1は、 動作指令入力部 2 4からの指令に基づいて作動し所定の通電制御モードをプログラム記 憶部 2 2から選択し前記環状駆動コイル 7および四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dにゼ口を含む所定の直流電流を通電制御する主制御部 2 1 Aと、 この主制御部 2 1 Aに選択設定され所定の制御モー ド (A 1〜A 8 ) に 従って環状駆動コイル 7および四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dを同時に又 は個別に駆動制御するコイル選択駆動制御部 2 1 Bとを備えている。
又、 主制御部 2 1 Aは、 テーブル位置を検出する位置情報検出手段 2 5からの入力情報に基づいて前記可動テーブル 1の位置を算定し或いは その他の種々の演算を行う機能も同時に兼ね備えている。
ここで、 符号 4 Gは、 前記電磁駆動手段 4の環状駆動コイル 7および 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに所定の電流を通電する電源回路部を示 す。
更に、 前記テーブル駆動制御手段 2 1は、 前記位置情報検出手段 2 5 からの情報を入力して所定の演算を行う と共にこれに基づいて予め動作 指令入力部 2 4で設定した移動先の基準位置情報とのズレを算定する位 置ずれ演算機能と、 この算定された位置ずれ情報に基づいて電磁駆動手 段 4を駆動し予め設定された移動先の基準位置に当該可動テーブル部 1 5を移送制御するテーブル位置捕芷機能とを備えている。
このため、 第 1 0の実施形態にあっては、 可動テーブル部 1 5の移動 方向が外乱等によってずれた場合には当該ずれを修正しながら可動テー ブル部 1 5を所定の方向に移送制御することとなり、 これにより、 当該 可動テーブル部 1 5は迅速且つ高精度に予め設定した目標位置に移送さ れる。 この場合、 位置ずれの修正は、 通電駆動中の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電電流を調整することにより実行される。
〔プログラム記憶部〕
前記テーブル駆動制御手段 2 1は、 プログラム記憶部 2 2に予め記憶 された所定の制御プログラム (所定の制御モー ド) に従って、 前記電磁 駆動手段 4の環状駆動コイル 7および四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを 所定の関連性を持たせて個別に駆動制御するように構成されている。 即ち、 本実施形態に係るプログラム記憶部 2 2には、 前記環状駆動コ ィル' 7に対する通電方向を特定し通電電流の大小を可変設定する駆動コ ィル用制御プログラムと、 環状駆動コイル 7に対する通電方向が特定さ れた場合に機能しこれに対応して四個の各被駆動磁石 (電磁石) の通電 八
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方向を個別に特定し磁極の N極又は S極を特定すると共に通電停止を含 む通電電流の大小を個別に可変設定する複数の磁石用制御プログラムと が記憶されている。同時に、前記各制御プログラムの動作タイミングが、 八組の通電制御モード A 1乃至 A 8に整理されて記憶されている (第 3 7図, 第 3 8図参照)。
ここで、 第 1 0の実施形態における八組の通電制御モード A 1乃至 A 8について、 第 3 7図〜第 3 8図に基づいて説明する。
第 3 7図に、 X軸の正方向又は負方向に向けて、 又 Y軸の正方向又は 負方向に向けて、 それぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各通電 制御モー ド A 1乃至 A 4の一例 (図表化したもの) を示す。
この第 3 7図において、 各通電制御モード A 1 〜 A 4では、 環状駆動 コイル 7に対する直流電流の通電方向を矢印 Aに示すように、 本実施形 態では右回りに設定されている。
(制御モード A 1 )
この第 1 0の実施形態における制御モード A 1は、 可動テーブル 1 を X軸の正の方向に移送するための通電制御モー ドの一例を示す (第 3 7 図参照)。
この制御モード A 1 ·では、 Y軸上の被駆動磁石 6 B , 6 Dが通電停止 制御され、 X軸上の被駆動磁石 6 Aの前記コイル辺 7 aに対向する端面 部が N極に設定され, X軸上の被駆動磁石 6 Cの前記コイル辺 7 cに対 向する端面部が S極に設定されている。
このため、 環状駆動コイル 7のコイル辺 7 a , 7 c部分では、 当該コ ィル辺 7 a , 7 c内に点線の矢印に示す方向の電磁駆動力が発生し、 同 時にその反力 (環状駆動コイル 7が固定されている) で、 被駆動磁石 6 A , 6 Cが実線の矢印に示す方向 (図中、 右方向) に反発駆動され、 こ '"一, n
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れによって、 可動テーブル部 1 5が X軸上の正の方向に移送される。
(制御モード A 2 )
この制御モード A 2は、 可動テープル 1を X軸の負の方向に移送する ための制御モードの一例を示す (第 3 7図参照)。
この制御モー ド A 2では、 X軸上の被駆動磁石 6 A, 6 Cの磁極の設 定を前記制御モード A 1の場合に比較して逆にした点が相違する。 その 他は前記制御モード A 1 の場合と同一となっている。
このため、 環状駆動コイル 7のコイル辺 7 a , 7 c部分では、 前記制 御モード A 1の場合と同様の原理で制御モード A 1の場合とは逆向きの 電磁駆動力が発生し、 その反力で被駆動磁石 6 A , 6 Cが実線の矢印に 示す方向 (図中、 左方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テープ ル部 1 5が X軸上の負の方向に移送される。
(制御モード A 3 )
この制御モード A 3は、 可動テーブル 1を Y軸の正の方向に移送する ための制御モードの一例を示す (第 3 7図参照)。
この制御モード A 3では、 X軸上の被駆動磁石 6 A , 6 Cが通電停止 制御される。 そして、 Y軸上の被駆動磁石 6 Bの前記コイル辺 7 bに対 向する端面部が N極に設定され, 同じく Y軸上の被駆動磁石 6 Dの前記 コイル辺 7 dに対向する端面部が S極に設定されている。
このため、 環状駆動コイル 7のコイル辺 7 b , 7 d部分では、 当該コ ィル辺 7 b , 7 d内に点線の矢印に示す方向の電磁駆動力が発生し、 同 時にその反力 (環状駆動コイル 7が固定されている) で、 被駆動磁石 6 B , 6 Dが実線の矢印に示す方向 (図中、 上方向) に反発駆動され、 こ れによって、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の正の方向に移送される。
(制御モード A 4 ) W
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この制御モード A 4は、 可動テーブル 1を Y軸の負の方向に移送する ための制御モー ドの一例を示す (第 3 7図参照)。
この制御モード A 4では、 Y軸上の被駆動磁石 6 B , 6 Dの磁極の設 定を前記制御モード A 3の場合に比較して逆にした点が相違する。 その 他は前記制御モード A 3の場合と同一となっている。
このため、 環状駆動コイル 7のコイル辺 7 b, 7 d部分では、 前記モ 一ド A 3の場合と同様の原理で電磁駆動力が発生し、 反力で被駆動磁石 6 B , 6 Dが実線の矢印に示す方向 (図中、 下方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の負の方向に移送される。 続いて、 X— Y平面座標上の四つの各象限の方向に向けて可動テープ ル部 1 5を移送する場合の各通電制御モード A 5乃至 A 8の一例 (図表 ィ匕したもの) を説明する。 第 3 8図にこれを示す。
この第 3 8図において、 各通電制御モード A 5〜 A 8では、 環状駆動 コイル 7に対する直流電流の通電方向を矢印 Aに示すように、 本実施形 態では右回りに設定されている。
(制御モー ド A 5 )
この第 1 0の実施形態における制御モー ド A 5は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 1象限の方向に向けて移送するための通電制御モ ードの一例を示す (第 3 8図参照)。
この制御モー ド A 5では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通 電制御され、 その磁極 N , Sは、 環状駆動コイル 7のコイル辺 7 a , 7 に対向する箇所の端面部の磁極が N極に、 同じく環状駆動コイル 7の コイル辺 7 c , 7 dに対向する箇所の端面部の磁極が S極に、 それぞれ 設定されている。
このため、 環状駆動コイル 7の各コイル辺 7 a〜 7 d部分では、 前記 制御モード A 1 と A 3 とが同時に作動したのと同等の状態と.なり、 その 合力が第 3 8図の制御モード A 5の欄に示すように第 1象限の方向に向 けられる。 これによつて、 可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 1象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 1象限方向への移送角度 0は、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電電流の大きさを可変制御させて、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させることにより、 自在にその大きさ を可変設定することができる。 これにより、 可動テーブル部 1 5を第 1 象限方向の任意の方向に自在に移送制御することができる。
(制御モード A 6 )
この制御モード A 6は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 3象 限の方向 (第 1象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための制御 モードの一例を示すものである (第 3 8図参照)。
この制御モード A 6では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通 電制御され、 その磁極 N, Sは、 制御モード A 5の場合とは全く逆に設 定されている。
このため、 環状駆動コイル 7の各コイル辺 7 a〜 7 d部分では、 前記 制御モード A 2と A 4とが同時に作動したのと同等の状態となり、 その 合力が第 7図の制御モード A 6の欄に示すように第 3象限の方向に向け られる。 これにより、 可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 3象 限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 3象限方向への移送角度 Θは、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電電流の大きさを可変制御させて、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させることにより、 自在にその大きさ を可変設定することができる。 これにより、 可動テーブル部 1 5を第 3 象限方向の任意の方向に自在に移送制御することができる。
(制御モード A 7 )
この制御モード A 7は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 2象 限の方向に向けて移送するための制御モードの一例を示す (第 3 8図参 照)。
この制御モード A 7では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通 電制御され、 その磁極 N , Sは、 環状駆動コイル 7のコイル辺 7 b, 7 cに対向する箇所の端面部の磁極が N極に、 同じく環状駆動コイル 7の コイル辺 7 c , 7 aに対向する箇所の端面部の磁極が S極に、 それぞれ 設定されている。
このため、 環状駆動コイル 7の各コイル辺 7 a〜 7 d部分では、 前記 制御モード A 2と制御モード A 3 とが同時に作動したのと同等の状態と なり、 その合力が第 7図の制御モード A 7の欄に示すように第 2象限の 方向に向けられる。 これによつて、 可動テーブル部 1 5が X— Y平面座 標上の第 2象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 2象限方向への移送角度 0は、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電電流の大きさを可変制御させて、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させることにより、 自在にその大きさ を可変設定することができる。 これによ り、 可動テーブル部 1 5を第 2 象限方向の任意の方向に自在に移送制御することができる。
(制御モード A 8 )
この制御モード A 8は、 可動テーブル部 1 5を X— Y平面座標上の第 4象限の方向 (第 1象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための 制御モードの一例を示すものである (第 3 8図参照)。
この制御モード A 8では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通 電制御され、 その磁極 N, Sは、 制御モード A 7の場合とはそれぞれ逆 に設定されている。
このため、 環状駆動コイル 7の各コイル辺 7 a〜 7 d部分では、 前記 制御モード A 1 と制御モード A 4とが同時に作動したのと同等の状態と なり、 その合力が第 7図の制御モード A 8の欄に示すよ うに第 4象限の 方向に向けられる。 これにより、 可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標 上の第 4象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 4象限方向への移送角度 Θは、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電電流の大きさを可変制御することによつて各被駆動磁 石 6 A〜 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させることにより 自在にその 大きさを可変設定することができ。 これにより、 可動テーブル部 1 5を 第 4象限方向の任意の方向に自在に移送制御することができる。
〔制動用プレート〕
前記環状駆動コイル 7の各コイル辺 7 a〜 7 d部分で前記四個の各被 駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁極面に対向し且つ近接した位置には、 第 3 2図 乃至第 3 4図に示すように、 非磁性部材からなる金属製の制動用プレー ト 9が、 周囲から絶縁された状態で配置され、 それぞれ環状駆動コイル 7側に固着装備されている。
この各制動用プレート 9は、 可動テーブル部 1 5の急激な移動動作に 対してこれを抑制しつつ当該可動テーブル部 1 5を緩やかに移動させる 機能を備えている。 第 3 9図に、 その動作原理を示す。
ここで、 第 3 9図 (A ) は第 3 2図の制動用プレート 9部分を示す一 部省略した部分断面図である。 又、 第 3 9図 (B ) は第 3 9図 (A ) の 矢印 A— A線に沿って見た平面図 (動作原理説明図) を示す。
この場合、 四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dが装備された可動テーブル部 1 5が急激に移動した場合、 当該各該被駆動磁石 6 A〜 6 Dとこれに対 応した各制動用プレート 9 との間に移動速度に比例した大きさの電磁制 動 (渦電流ブレーキ) が働く。 これにより、 可動テーブル部 1 5は急激 な移動動作が抑制されて徐々に移動することとなる。
これを更に具体的に説明すると、 第 3 9図において、 制動用プレート 9は、 被駆動磁石 6 Aの N極に対向して環状駆動コイル 7のコイル辺 7 a部分に固着されている。 符号 9 A, 9 Bは制動用プレート 9を固定す るためのスぺーサ部材を示す。 このスぺーサ部材 9 A, 9 Bは、 本実施 形態では非導電性部材によって形成されている。
いま、 捕助テーブル 5が図の右方向に速度 VI で急激に移動すると、 金属製の制動用プレート 9は (固定されているため) 相対的に図の左方 向に同一の速度 V2 (二 VI ) で急激に移動することになる。 これによ り、 制動用プレート 9内にはフレミングの右手の法則に従って速度 V2 に比例した起電力 EV が第 3 9図 (B) に示す方向 (図中、 上向き) に 発生し、 同矢印の方向に左右対象の渦電流が流れる。 この渦電流の大き さも速度 V2 に比例する。
次に、 起電力 EV の発生領域には N極からの磁束が存在することから、 この被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁束と制動用プレート 9内の (起電力 EV 方向の) 渦電流との間にフレミングの左手の法則に従って所定の移動力 f 1 が制動用プレート 9内に (図の右方向に向けて) 発生する。
一方、 制動用プレート 9は固定プレート 8上で固定されているため、 移動力 f 1 の反力 f 2 が被駆動磁石 6 A〜 6 D上に制動力として発生し、 その向きは移動力 f l の向きとは逆の向きになる。 即ち、 この制動力 f 2 は被駆動磁石 6 A〜 6 D (即ち補助テーブル 5 ) の最初の急激な移動方 向とは逆の方向となり、 しかもその大きさは当該補助テーブル 5の移動 速度に比例した大きさとなることから、 当該補助テーブル 5はその急激 な移動が適度の制動力 f 2 によって抑制され、 安定した状態で円滑に移 動することとなる。
他の制動用プレート 9の箇所でも全く同様に所定の制動力 f 2 が発生 する。
このため、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dを備えた補助テーブル 5では、 例え ば急激な停止動作に際しては当該停止箇所にて往復移動が生じ易いが、 これに対しては制動力 f 2 によつてその動作が適度に抑制されて円滑に 穏やかに移動することとなる。 即ち、 全体的にはこの各制動用プレート 9が有効に機能して、 可動テーブル部 1 5の移動動作の安定した装置を 得ることができる。 外部からの振動によって可動テーブル部 1 5が往復 微小振動した場合にも、 同様に機能して当該往復微小振動は有効に抑制 される。
又、 前記各制動用プレート 9は、 環状駆動コイル 7の駆動時に生じる 熱を放熱する機能を兼ね備えている。 かかる点において環状駆動コイル 7の連続運転に伴って生じる高温下での抵抗増加と通電電流値の低下 (即ち、 電磁駆動力の低下) を有効に抑制しつつ通電電流を長時間ほぼ 一定レベルに設定することができ、 このため、 電磁駆動手段から出力さ れる電磁駆動力に対する外部からの電流制御を安定した状態にて継続す ることができ、 経年変化 (熱による絶縁破壌) を有効に抑制することが でき、 装置全体の耐久性を、 ひいては装置全体の信頼性を高めることが できる。
〔全体的な動作〕
次に、前記第 1 0の実施形態における全体的な動作について説明する。 第 3 5図において、 まず、 動作指令入力部 2 4から、 可動テーブル 1 を所定位置へ移動させるための動作指令が動作制御系 2 0に入力される と、 テーブル駆動制御手段 2 1の主制御部 2 1 Aが直ちに作動し、 当該 動作指令に基づいてデータ記憶部 2 3から移動先の基準位置情報を選択 し、 同時に動作プログラム記憶部 2 2からこれに対応した所定の制御モ ード(A 1乃至 A 8の何れか一つにかかる制御プログラム)を選択する。 続いて、 コイル選択駆動制御部 2 1 Bを作動させ、 電磁駆動手段 4の一 個の環状駆動コイル 7と四個の被駆動コイル Ίを所定の制御モードに基 づいて駆動制御する。
ここで、 前記動作制御系 2 0に、 例えば可動テーブル 1を X軸の正方 向の所定位置へ移送駆動する旨の動作指令が動作指令入力部 2 4から入 力され、 これに基づいて装置全体が所定の通電制御モードに従って作動 する。 この場合の作動後の状態を、 第 4 0図〜第 4 1図に例示する。
この事例では、 通電制御モードとしては第 3 7図に示す制御モード A 1が選択され、 これに従って環状駆動コイル 7及ぴ四つの各被駆動コィ ル 6 A〜 6 Dが当該制御モード A 1によって作動したことを意味する。
この場合、 前記テーブル保持機構 4では、 補助テーブル 5が電磁駆動 手段 4によって第 3 2図の右方に付与されると、 各ピアノ線 2 A, 2 B の弾性力に抗して当該捕助テーブル 5が移動する。 そして、 この捕助テ 一ブル 5 (即ち、 可動テーブル 1 ) は、 各ピアノ線 2 A, 2 Bの弹性復 帰力と当該補助テーブル 5に印加される電磁駆動手段 4の電磁駆動力と のパランス点 (移動目標位置) において停止する (第 4 0図, 第 4 1図 参照)。
この第 4 0図, 第 4 1図において、符号 Tは移動した距離を示す。又、 第 4 1図において、 斜線部分は補助テーブル 5の移動によって前記他方 の容量検出電極 2 6 X 3 , 2 6 X 4 の容量成分が減少した部分を示し、 ,
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交差斜線部分は前記一方の容量検出電極 2 6 X I , 2 6 X 2 の容量成分 が増加した部分を示す。 尚、 この第 4 1図にあっては、 Y軸方向への位 置ずれは無い理想状態が示されている。
そして、 この動作中に、 外乱等によって補助テーブル 5の移動位置が 目標位置からずれた場合には、 この容量検出電極 2 6 X I , 2 6 X 2 , 2 6 X 3 , 2 6 X 4 の容量成分の増加減少の情報に基づいて前述したよ うに実際の移動後の位置が検出され、 位置ずれ防止用のフィードバック 制御 (図示せず) が行われるようになつている。
一方、 かかる状態から補助テーブル 5に印加されている電磁駆動力が 開放されると、 捕助テーブル 5はピアノ線 2 A , 2 Bの弾性復帰力に付 与されて元位置に復帰する (元位置復帰機能の発動)。
かかる一連の動作にあって、 補助テーブル 5の移動動作は、 通常は電 磁駆動力の印加制御又は開放制御が何れの場合でも急激に行われる。 か かる場合、 補助テーブル 5 (又は可動テーブル 1 ) には、 移動先での停 止時又は元位置復帰に際しての停止位置において、 慣性力およびばね力 に起因した繰り返し往復動作が生じる状態となる。
しかしながら、 本実施形態において、 この種の繰り返し往復動作は、 前記制動用プレートと被駆動磁石との間に生じる電磁制動 (渦電流ブレ ーキ) によって抑制され、 所定位置に向けて円滑に移動し、 安定した状 '態で停止制御される。
動作指令入力部 2 4から、 可動テーブル 1を前記以外の他の所定位置 へ移動させるための動作指令が入力された場合にも、 同様にテーブル駆 動制御手段 2 1の主制御部 2 1 Aが直ちに作動し、 当該動作指令に基づ いてデータ記憶部 2 3から移動先の基準位置情報を選択し、 同時に動作 プログラム記憶部 2 2からこれに対応した所定の制御モードにかかる制 御プログラムを選択する。 続いて、 コイル選択駆動制御部 2 1 Bを作動 させ、 電磁駆動手段 4の環状駆動コイル 7および四つの被駆動磁石 6 A 〜 6 Dを所定の制御モ一ドに基づいて駆動制御する。
そして、 この場合も、 前記場合と同様の制御動作および制動用プレー トによる制動動作が実行され、 捕助テーブル 5 (可動テーブル 1 ) は所 定位置に向けて円滑に移動し、 安定した状態で停止制御される。
このよ うに、 前記第 1 0の実施形態にあっては、 リング機構を応用し たテーブル保持機構 2によつて滑り動作を伴うことなく可動テーブル部 1 5を中心位置から (所定範囲内において) 同一の高さ位置を維持しつ つ X— γ平面上のいずれの方向へも円滑に移動させ (或いは回転させ) ることができる。
したがって、 前記第 1 0の実施形態では、 従来必要と していた重厚な 二重構造の X— Y軸移動保持機構を不要としたことから装置全体の小型 化軽量化が可能となり、 同時に軽量化によって可搬性を著しく改善する ことができ、 従来例に比較して部品点数も少なくなり、 耐久性を著しく 向上させることができる。 また、 組立時の調整に熟練を必要としないた め、 生産性を高めることができる。
又、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dを有する可動テーブル部 1 5が急激に動作. 変化しても、 当該被駆動磁石 6 A〜 6 Dと非磁性金属部材からなる制動 用プレート 9との間に電磁制動 (渦電流ブレーキ) が働く ことから、 こ れにより、 可動テーブルはその急激な動作が抑制され、 所定方向に安定 した状態で円滑に移動することができる。
更に、 この制動用プレー ト 9'を、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対向した 状態で環状駆動コイル 7の各コイル辺 7 a, 7 b , 7 c , 7 d部分に装 備するという簡単な構成であり、 同時に、 電磁駆動力を発生させる電磁 駆動手段 4も、 補助テーブル 5に装備した被駆動磁石 6 A〜6 Dとこれ に対応して固定プレート 8上に一個の環状駆動コイル 7を装備するとい う簡単な構成である。 このため、 装置全体の小型化おょぴ軽量化が可能 となり、 可搬性が良好となるばかりでなく、 組立作業に際しても特に熟 練を要することが無いことから、 作業性も良好となる。
更に、 駆動コィルの前記被駆動磁石 6 A〜 6 D側の端面部分に装備さ れた非磁性部材からなる金属製の制動用プレート 9は、 駆動コイル 7 と の関係ではトランスの二次側回路と同等の回路を構成し、 且つ制動用プ レー トの電気抵抗成分 (渦電流損を生じる) を介して短絡された形態を 構成する。
そして、 この場合の一次側回路を構成する駆動コイル 7の各コイル辺 7 a , 7 b , 7 c , 7 dには、 二次側回路が開放状態の場合 (制動プレ 一トが無い場合) に較べて比較的大きい電流を通電することができる。 したがって、 制動用プレート 9により駆動コイル 7 と被駆動磁石 6 A〜 6 Dとの間の間隔が幾分大きくなるが、 通電電流も増加することから、 かかる点において発生する電磁駆動力を低下させることがなく、 当該被 駆動磁石 6 A〜 6 Dに対しては比較的大きい電磁力を出力することが可 能となっている。
又、 この制動用プレート 9は、 放熱板と しても機能し、 かかる点にお いて環状駆動コイル 7の連続運転に伴う径年変化(熱による絶縁破壊等) を有効に抑制することができる。 したがって、 装置全体の耐久性を増大 することができ、 ひいては装置全体の信頼性を高めることができる。 更に、 本実施形態では、 電磁駆動手段 4における 1個の環状駆動コィ ル 7 とこれに対応する各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを装備したので、 環状駆 動コイル 7の四個の各コイル辺 7 a , 7 b , 7 c , 7 dは、 対応する各 ,
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被駆動磁石 6 A〜 6 Dを常に X— Y平面上の X軸又は Y軸に直交する方 向に押圧するように作動する。 このため、 補助テーブル 5 (即ち、 可動 テーブル 1 ) に対する電磁駆動力は何れの方向に移動させる場合でも常 にその合力が X— Y平面上の中心点側から外側に向かう方向に発生する こととなる。
したがって、 可動テーブル部 1 5の移送方向が変化しても常に回転を 伴うことなく可動テーブル 1を円滑に (許容範囲内において) 平面移動 させることができる。
このよ うに、 前記実施形態にあっては、 一個の環状駆動コイル 7 と四 個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対して通電電流を調整し設定することによ つて所定方向に連続した電磁駆動力を出力し得るので、 可動テーブル 1 をいずれの方向へも連続的に移送することができ、 かかる点においてミ ク口ン単位の精密移動が可能となっている。
又、 駆動コイルを 1個の環状駆動コイル 7で構成したので、 構造が単 純化され、 対応する被駆動磁石 6 A〜 6 Dも含めてその全体を、 可動テ 一プル部 1 5の大きさ全体を利用して広げた状態で、 当該可動テーブル 部 1 5 と固定プレート 8との間に装備したので、 空間の専有領域を小さ くすることができ、 かかる点において装置全体の小型軽量化が可能とな り可搬性がよくなる。 又、 部品点数が少ないので、 生産性及び保守性を 高めることができるという利点がある。
ここで、 前記第 1 0の実施形態にあっては、 被駆動磁石 6 A〜6 Dを 補助テーブル 5に装備した場合を例示したが、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dを 可動テーブル 1側に装備すると共に、 これに対向して前記環状駆動コィ ル 7を固定プレート 8上の所定位置に配設してもよい。
又、 可動テーブル 1については、 円形状の場合を例示したが、 四角形 状でも他の形状であってもよい。 補助テーブル 5については四角形状の 場合を例示したが、 前記諸機能を実現し得るものであれば、 円形でも他 の形状のものであってもよい。
前記テーブル保持機構 2は、 可動テーブル部 1 5に対する元位置復帰 機能を備えたものについて例示したが、 この可動テーブル部 1 5に対す る元位置復帰手段を別に装備し、 テーブル保持機構 2については元位置 復帰機能を取り除いた構成としてもよい。 具体的に説明すると、 本発明 の実施形態では、 リンク機構としてばね材からなるピアノ線を用いるこ とにより、 リ ンク機構に可動テーブルの元位置復帰力を備えるようにし たが、 これに限られるものではない。 すなわち、 リ ンク機構と、 可動テ 一ブルを元位置に復帰させる元位置復帰機構とを分離して独立の機構と して構成するようにしてもよいものである。
前述したようにテーブル保持機構のリンク機構と元位置復帰機構とを 独立した機構と して構成した場合には、 元位置復帰機構が可動テーブル の移動に伴って元位置復帰力としてのばねカを蓄力することになる。 さ らに、 可動テーブルの移動した現在位置を検出するセンサを備え、 その センサが検出した位置信号に基づいて電磁駆動手段の駆動コイルに通電 する電流値を制御することにより、 前記元位置復帰機構が発生するばね 力に対向する反力を発生させるようにする必要がある。
本実施形態に係る制動用プレート 9は、 各被駆動磁石 6 A〜 6 D毎に 装備した場合を例示したが、 二個以上又は全部の被駆動磁石 6 A〜 6 D を対象と して、 これらを一枚の制動用プレートに对向させるように構成 したものであってもよレ、。
第 4 2図に、 この一枚の制動用プレー トを全部の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対面させるよ うに構成した場合の例を示す。 この第 4 2図において、 符号 9 2, 9 3は単一の制動用プレート 9を 保持するためのスぺーサ部材を示す。 ここで、 符号 9 aは固定プレー ト 8に沿って支柱 1 0が往復移動するのを許容する貫通穴を示す。
この場合、 制動用プレート 9の周囲を延長するとともに、 この制動用 プレート 9の周囲の一部又は全部を前記ケース本体 3によつて保持する ように構成し、 このスぺーサ部材 9 2, 9 3を省略してもよい。
又、 前記各被駆動磁石 6 A〜 6 Dと環状駆動コイル 7 とを入れ替え装 備し、 環状駆動コイル 7を補助テーブル 5側に又各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを固定プレート 8側に装備してもよい。 この場合、 制動用プレート 9 も、その機能の実効を図るために環状駆動コイル 7側に固定装備される。 更に、 前記第 1 0の実施形態において、 直交座標 (X— γ座標) 上に 四個の被駆動磁石を原点から等距離に装備した場合を例示したが、 複数 の被駆動磁石であって当該各被駆動磁石の移動方向 (反発駆動方向) が 座標上の原点 (直交座標でなくてもよい) を通過する線上にあれば、 原 点から等距離に装備してなくても、 座標軸上から外れた位置に配置され ていても、 又その数が 4個でなくてもよい。
このようにすると、 一又は二以上の各被駆動磁石によって可動テープ ル部 1 5を所定方向へ移送駆動する場合に、 回転力成分が発生する要素 を予め確実に排除することができる。 また、 例えば直交座標 (X— Y座 標) 上に四個の被駆動磁石を原点から等距離に装備した場合には動作制 御系 2 0による制御動作の単純化を図ることができる。 このため、 迅速 に且つ円滑に当該可動テーブル部 1 5を所定方'向に移送することができ る。
更に、 前記第 1 0の実施形態では、 被駆動磁石と して 4個の被駆動磁 石 6 A〜 6 Dを装備した場合を例示したが、 本発明では被駆動磁石を、 4個に限定するものではなく、 三個でも或いは五個以上の被駆動磁石を 備えたものであってもよい。 又、 この被駆動磁石の形状は、他の形状 (例 えば円柱状) であってもよレヽ。
又、 複数の被駆動磁石を適当に装備した場合には、 前記動作制御系 2 0によって、 外部から指示された移動方向に向けて都合のよい (例えば 移送方向に効率良く機能する位置にある) 複数の被駆動磁石を選択して 通電駆動し、 その合力をもって前記可動テーブル部 1 5を、 外部から指 示された移動方向に向けて移送するように構成するとよい。
又、 前記第 1 0の実施形態では、 可動テーブル部 1 5の移送方向の設 定に際しては、 A 1〜 A 8の制御モードに分けて電磁駆動手段 4を駆動 制御する場合を例示したが、 例えば、 制御モー ド A 2では被駆動磁石 6 A〜 6 Dの各通電方向を制御モー ド A 1 と同一とし環状駆動コイル 7の 通電方向のみを逆方向に設定する等、 同等に機能するものであれば、 他 の駆動制御方法を採用してもよい。
〔環状駆動コイルの他の例〕
第 4 3図 (A ) 〜 (D ) に、 それぞれ X— Y平面上に配設された一個 の環状駆動コイル 7に関する他の構成例を示す。
(三角形状の環状駆動コイル)
まず、 第 4 3図 (A ) に、 環状駆動コイルを正三角形状に形成した場 合を示す。 この正三角形状の環状駆動コイル 7 1は、 角部が円弧状に形 成され、 固定子側である固定プレート (図示せず) に固着され保持され ている。
又、この三角形状の環状駆動コイル 7 1の各コイル辺 7 A a, 7 A b , 7 A cに対応して、 電磁石から成る被駆動磁石 6 A〜 6 Cが、 それぞれ 個別に配設されている。 この各被駆動磁石 6 A〜 6 Cは、 可動子側であ る可動テーブル部 (図示せず) 側に固着装備されている。
この各被駆動磁石 6 A, 6 8又は 6 〇は、 稼働状態にあっては、 環状 駆動コイル 7 1の対応する各コイル辺 7 1 a, 7 1 b , 又は 7 1 c力、ら 個別に電磁力 ¾受けて当該各コイル辺 7 1 a , 7 1 b , 又は 7 1 cに直 交する方向に向けて、 反発駆動される。
ここで、 各被駆動磁石 6 A, 68又は 6〇は、 その駆動される方向の 中心線の延長線が前記環状駆動コイル 7 1の X— Y平面上の原点を通る よ うに、 前記各コイル辺 7 1 a, 7 1 b , 又は 7 1 cに対応して配置さ れている。
そして、 装置全体の稼働に際しては、 前記第 1 0の実施形態の場合と 同様に、 動作制御系が作動し、 予め特定された複数の通電制御モードか ら所定の通電制御モードが選択され、 これに従って環状駆動コイル 7 1 及び各被駆動磁石 6 A, 6 B又は 6 Cが個別に通電制御されるようにな つている。 その他の構成は、 前記第 3 2図乃至第 4 1図に示す第 1 0の 実施形態の場合とほぼ同一となっている。
このようにしても、 環状駆動コイル 7 1及び各被駆動磁石 6 A, 6 B 又は 6 Cに対して個別に成される動作制御系による (ゼロを含む) 通電 制御によって、 前記可動テーブル部を X— Y平面上の任意の方向に移送 することができ、 前記第 1 0の実施形態の場合とほぼ同一の作用効果を 得ることができる。
(円形状の環状駆動コイル)
次に、 第 4 3図 (B ) に、 環状駆動コイルを円形状に形成した場合を 示す。 この円形状の環状駆動コイル 7 2は、 固定子側である固定プレー ト (図示せず) に固着され保持されている。
又、 この円形状の環状駆動コイル 7 2の X— Y平面上の X軸おょぴ Y 軸と交差する箇所に、当該環状駆動コイル 7 2の各コイル辺部分 7 2 a , 7 2 b , 7 2 c , 7 2 dに対応して、 電磁石から成る被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C , 6 Dが、 それぞれ個別に配設されている。 この各被駆動磁 石 6 A〜6 Dは、 可動子側である可動テーブル部 (図示せず) 側に固着 装備されている。
この各被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C , 又は 6 Dは、 稼働状態にあって は、 対応する各コイル辺部分 7 2 a , 7 2 b , 7 2 c又は 7 2 d力、ら個 別に電磁力を受けて当該環状駆動コイル 7 Bの当該箇所の接線に直交す る方向に向けて、 反発駆動される。
ここで、 各被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C, 又は 6 Dは、 その駆動され る方向の中心線の延長線が前記環状駆動コイル 7 2の X— Y平面上の原 点を通るように、 前記各コィル辺部分 7 2 a , 7 2 b , 7 2 c , 又は 7 2 dに対応して配置されている。
そして、 装置全体の稼働に際しては、 前記第 1 0の実施形態の場合と 同様に、 動作制御系が作動し、 予め特定された複数の通電制御モードか ら所定の通電制御モードが選択され、 これに従って環状駆動コイル 7 2 及ぴ各被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C , 又は 6 Dが個別に通電制御される ようになつている。 その他の構成は、 前記第 3 2図乃至第 4 1図に示す 第 1 0の実施形態の場合とほぼ同一となっている。
このよ うにしても、環状駆動コイル 7 2及び各被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C, 又は 6 Dに対して個別に成される前記動作制御系による (ゼロを 含む) 通電制御によって、 前記可動テーブル部を X— Y平面上の任意の 方向に移送することができ、 前記第 1 0の実施形態の場合とほぼ同一の 作用効果を得ることができる。
(六角形状の環状駆動コイル) 次に、 第 4 3図 (C) に、 環状駆動コイルを正六角状に形成した場合 を示す。 この正六角状の環状駆動コイル 7 3は、 固定子側である固定プ レート (図示せず) に固着され保持されている。
又、 この正六角状の環状駆動コイル 7 3の六個の各コイル辺 7 3 a , 7 3 b , 7 3 c , 7 3 d , 7 3 e , 7 3 f に対応して、 電磁石から成る 六個の各被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C , 6 D , 6 E , 6 Fが、 それぞれ 個別に配設されている。 この各被駆動磁石 6 A〜 6 Fは、 可動子側であ る可動テーブル部 (図示せず) 側に固着装備されている。
この各被駆動磁石 6 A〜 6 Fは、 稼働時にあっては、 それぞれ対応す る各コイル辺 7 3 a〜 7 3 f から個別に電磁力を受けて当該各コイル辺 7 3 a〜 7 3 f に直交する方向に向けて、 反発駆動される。
ここで、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Fは、 その駆動される方向の中心線の 延長線が前記環状駆動コイル 7 3の X— Y平面上の原点を通るように、 前記各コイル辺部分 7 3 a〜 7 3 f に対応して配置されている。
そして、 装置全体の稼働に際しては、 前記第 1 0の実施形態の場合と 同様に、 動作制御系が作動し、 予め特定された複数の通電制御モードか ら所定の通電制御モードが選択され、 これに従って環状駆動コイル 7 3 及び各被駆動磁石 6 A〜 6 Fが個別に通電制御されるようになつている。 その他の構成は、 前記第 3 2図〜第 4 1図に示す第 1 0の実施形態の場 合とほぼ同一となっている。
このよ うにしても、 正六角状の環状駆動コイル 7 3及ぴ各被駆動磁石 6 A〜 6 Fに対して個別に成される前記動作制御系による(ゼロを含む) 通電制御によって、 前記可動テーブル部を X— Y平面上の任意の方向に 移送することができ、 これによつて前記第 1 0の実施形態の場合とほぼ 同一の作用効果を得ることができる。 (八角形状の環状駆動コイル)
次に、 第 4 3図 (D ) に、 環状駆動コイルを正八角状に形成した場合 を示す。 この正八角状の環状駆動コイル 7 4は、 固定子側である固定プ レート (図示せず) に固着され保持されている。
又、 この正八角状の環状駆動コイル 7 4の八個の各コイル辺 7 4 a , 7 4 b , 7 4 c , 7 4 d , 7 4 e , 7 4 f , 7 4 g , 7 4 hに対応して、 電磁石から成る八個の被駆動磁石 6 A , 6 B , 6 C , 6 D, 6 E , 6 F, ,' 6 G, 6 Ηが、 それぞれ個別に配設されている。 この各被駆動磁石 6 A 〜 6 Hは、 可動子側である可動テーブル部 (図示せず) 側に固着装備さ れている。
この各被駆動磁石 6 A〜 6 Hは、 稼働状態にあっては、 対応する各コ ィル辺 7 4 a〜 7 4 hから個別に電磁力を受けて当該各 7 4 a〜 7 4 h に直交する方向に向けて、 個別に反発駆動される。
ここで、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Hは、 その駆動される方向の中心線の' 延長線が前記環状駆動コイル 7 4の X— Y平面上の原点を通るように、 ' 前記各コイル辺部分 7 4 a〜 7 3 hに個別に対応して配置されている。
そして、 装置全体の稼働に際しては、 前記第 1 0の実施形態の場合と 同様に、 動作制御系が作動し、 予め特定された複数の通電制御モードか ら所定の通電制御モードが選択され、 これに従って環状駆動コイル 7 4 及び各被駆動磁石 6 A〜 6 Hが個別に通電制御されるようになっている。 その他の構成は、 前記第 3 2図乃至第 4 1図に示す第 1 0の実施形態の 場合とほぼ同一となっている。
このよ うにしても、 環状駆動コイル 7 4及び各被駆動磁石 6 A〜 6 H に対して個別に成される前記動作制御系による (ゼロを含む) 通電制御 によって、 前記可動テーブル部を X— Y平面上の任意の方向に移送する ことができ、 これによつて前記第 1 0の実施形態の場合とほぼ同一の作 用効果を得ることができる。
【第 1 1の実施形態】
次に、 第 1 1の実施形態を、 第 4 4図乃至第 4 8図に基づいて説明す る。
この第 1 1 の実施形態では、 前記第 1 0の実施形態における電磁駆動 手段 4が駆動コイルと して一個の環状駆動コイル 7を装備しているのに 対し、 日の字状に形成された四個の駆動コイルを装備した電磁駆動手段 1 4 2を備えている点に特徴を有する。 同時に、 この電磁駆動手段 1 4 2を効率よく駆動するための動作制御系 2 0 2を、 前記動作制御系 2 0 に代えて装備した点に特徴を有する。
以下、 これを詳細に説明する。
まず、 この第 1 1の実施形態は、 前記第 1 0の実施形態の場合と同様 に、 同一面上にて任意の方向に移動可能に配設された精密作業用の可動 テーブル部 1 5 と、 この可動テーブル部 1 5の移動を許容すると共に当 該可動テーブル部 1 5を保持し且つ当該可動テーブル部 1 5に対する元 位置復帰機能を備えたテーブル保持機構 2 と、 このテーブル保持機構 2 を支持する本体部としてのケース本体 3 と、 このケース本体 3側に装備 され且つ外部からの指令に応じて可動テーブル部 1 5に所定方向への移 '動力を付与する電磁駆動手段 1 4 2とを備えている。
ここで、 可動テーブル部 1 5は、 精密作業用の可動テーブル 1 と、 こ の可動テーブル 1に対して所定間隔を隔てて平行に且つ同一中心軸上に —体的に配置された補助テーブル 5 とにより構成されている。 そして、 第 4図 4に示すように、 テーブル保持機構 2は、 補助テーブル 5側に装 備され、 当該補助テーブル 5を介して前記可動テーブル 1を保持するよ うに構成されている。
〔電磁駆動手段 1 4 2について〕
電磁駆動手段 1 4 2は、 その主要部がケース本体 3側に保持され、 外 部からの指令に応じて前記可動テーブル部 1 5に当該可動テーブル部 1 5の移送方向に沿って所定の移動力 (駆動力) を付与する機能を備えて いる。 この電磁駆動手段 4は、 前記可動テーブル 1 と補助テーブル 5 と の間に配設されている。
この電磁駆動手段 1 4 2は、 具体的には、 四個の駆動コイル 7 2 1 , 7 2 2 , 7 2 3 , 7 2 4と、 この各駆動コィノレ 7 2 1〜 7 2 4の中央部 に位置する内側コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 aに個別に対応して前記捕助 テーブル 5上に装備された四個の被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C , 6 Dと、 前記四個の駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4を所定位置にて保持する固定プレ ート 8 とを備えている。 4 個の駆動コイル 7 2 1, 7 2 2 , 7 2 3 , 7 2 4は、 2 個の口形状コイルを組み合わせて形成され、 コイル同士の突 合せ部に前記内側コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 aが形成されている。
前記各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4は、 その中央部に位置する 内側コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 aがその中央部で、 固定プレート 8上の 中央部を原点として想定される X— Y面上の X軸又は Y軸に直交するよ うに、 前記 X軸および Y軸上にそれぞれ個別に配設されている。
また、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dは、 外部からの通電制御が可能 な電磁石で構成され、 前記各日の字状駆動コイルの内側コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 aに対応して、 X軸上および Y軸上にそれぞれ個別に配設さ れている。
固定プレート 8は、 第 3 2図に示すように前記捕助テーブル 5の可動 テーブル 1側に配設され前記ケース本体 3に保持されている。 この日の 字状の各駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4と固定プレート 8 とによって、 前記 電磁駆動手段 4の主要部である固定子部分が構成されている。
そ して、 各駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4は、 作動状態に設定されると、 前記各被駆動磁石 6 A〜 6 Dとの間で当該各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを各 内側コィル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 aに直交する方向に反発駆動する電磁駆 動力を発生する。 この場合、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの移動方向の中心 軸線が前記 X— Y平面上の中心点を通るように設定されている。 また、 各内側コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 aに直交しない方向 (各コイル辺 7 a 〜 7 dに斜めの方向) に前記可動テーブル部 1 5を移送する場合には、 後述するように少なく とも二以上の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに对する電 磁駆動力の合力をもって、 当該可動テーブル部 1 5の移送が実行される ようになっている。
更に、 各駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4の前記被駆動磁石 6 A〜 6 Dに面 する内側コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 a部分には、 非磁性金属部材からな る制動用プレート 9が各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁極面に近接して (ほ ぼ当接した状態で) 配設されている。 この制動用プレート 9は本実施形 態では一枚のものが使用され、 その周囲の一部又は全部が前記ケース本 体 3に固着されている。
電磁駆動手段 1 4 2の一部を構成する四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dは、 本実施形態では第 4 5図に示すように、 磁極の端面 (各駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4の各内側コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 a との対向面) が四角形 状の電磁石によ り形成され、 補助テーブル 5の上面に想定される: X— Y 平面上で、 中心部から等距離の位置の X軸上および Y軸上に、 それぞれ 配設され固着されている。
このため、 本実施形態にあっては、 例えば四個の被駆動磁石 6 A〜 6 2004/012、,"
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Dの一部又は全部に所定の作動電流が通電されて各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが稼働状態に設定され、 その後に又は同時に後述する所定の制御モー ドに従って各駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4が稼働状態に設定され通電が開 始される。 そして、 各駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4を含む各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁気力の大小が通電制御により調整され、 これにより、 前記 可動テーブル部 1 5が所定の方向に移送される。
この場合、 可動テーブル部 1 5に対する移送方向およびその移送駆動 力に関する電磁駆動手段 1 4 2の働き (各駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4 と 四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対する通電駆動) については、 第 4第 7 図乃至第 4 8図にて詳述する。 第 4 7図及び第 4 8図では、 駆動コイル への通電による回転駆動を示していない。
電磁駆動手段 1 4 2の主要部を成す四個の日の字状駆動コイル 7 2 1 〜7 2 4は、 第 4 4図〜第 4 5図に示すように、 二つの口状小コイル部 K a , K b の組合せから形成されている。 そして、 二つの口状小コイル 部 K a, K b の当接する部分にコイル辺 (内側コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 a部分) が形成され、 当該コイル辺 (内側コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 a部分) に、 常に電流が同方向 (当接する部分の一方と他方の各コイル 辺内には常に同じ向きの電流を流す) に流されるようになつている。 こ のため、 その向きを変える場合には、 二つの口状小コイル部 K a, K b 内の通電方向を同時に変化させるようになつている。
この場合、 この第 1 1の実施形態では、 電磁石からなる前記四個の被 駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電方向が後述するように予め特定されているこ とから、 四個の日字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4における各内側コイル 辺 7 2 1 a〜 7 2 4 a部分の通電方向および通電電流の大小 (通電停止 制御を含めて) が、 前記可動テーブル 1 の移送方向に対応して後述する 動作制御系 2 0により、 設定制御される。 これにより、 被駆動磁石 6 A
〜 6 Dに対しては、 フレミングの左手の法則に従って所定の方向 (内側 コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 a部分にそれぞれ直交する方向) へ押圧する 電磁力 (反力) が出力されることとなる。
又、 四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに生じる電磁力の方向を予め選択し 組み合わせることにより、 当該 4個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに生じる電 磁駆動力の合力を前記可動テーブル部 1 5の移送方向に合わせることが 可能となり、 当該可動テーブル部 1 5を X— Y平面上の任意の方向に向 けて移動力を付与することができる。
これら四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対する一連の通電制御の手法に ついては、 後述するプログラム記憶部 2 2の説明箇所 (第 4 7図〜第 4
8図) で詳述する。
ここで、 前記各駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4の同一面上における外側お よび内側には、 少なく とも当該各駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4の高さ (Y 軸方向の) と同一の高さに、 且つ前記被駆動磁石 6 A〜 6 Dの動作範囲 を包含する範囲にて、 フェライ ト等の磁性材料を充填装備してもよい。
〔動作制御系 2 0 2について〕 ' 次に、 この第 1 1の実施形態における動作制御系 2 0 2について詳述 する。 '
この第 1 1の実施形態において、 前記各日の字状駆動コイル 7 2 1〜
7 2 4及び四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを個別に通電制御して前記可 動テーブル部 1 5の移動動作を規制する動作制御系 2 0 2が、 電磁駆動 手段 1 4 2に併設されている (第 4 6図参照)。
この動作制御系 2 0 2は、 前記各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4 に対応して装備された各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁極を個別に設定し維 持する磁極個別設定機能と、 この各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁力強度を 個別に可変設定 (通電電流を可変することによって設定し得る) する磁 力強度設定機能と、 前記各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4における 内側コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 a部分の通電方向を所定の方向 (一方又 は他方)に外部からの指令に応じて設定し維持する通電方向設定機能と、 この各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4への通電電流の大きさを可変 設定する駆動コイル通電制御機能とを備え、 これらの諸機能の出力を適 度に調整しながら前記可動テーブル部 1 5に対する移送方向および移送 力を調整するテーブル動作制御機能とを備えている。
そして、 この動作制御系 2 0 2は、 前記諸機能を実行するために、 第 4 6図に示すように、 前記電磁駆動手段 1 4 2の各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4およぴ四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを所定の制御モー ドに従って個別に駆動し前記可動テーブル部 1 5を所定の方向に移動制 御するテーブル駆動制御手段 2 1 2と、 このテーブル駆動制御手段 2 1 2に併設され前記可動テーブル 1の移動方向およびその動作量等が特定 された複数の制御モー ド (本実施形態では B 1〜 B 8の八個の通電制御 モード) にかかる複数の制御プログラムが記憶されたプログラム記憶部 2 2 2と、 これら各制御プログラムの実行に際して使用される所定のデ 一タ等を記憶したデータ記憶部 2 3とを備えている。
又、 テーブル駆動制御手段 2 1 2には、 各日の字状駆動コイル 7 2 1 〜 7 2 4及ぴ四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対する所定の制御動作を 指令する動作指令入力部 2 4が併設されている。 更に、 このテーブル駆 動制御手段 2 1 2には、 前記可動テーブル部 1 5の移動中および移動後 の位置情報が、 前記位置情報検出手段 2 5によって検出され演算処理さ れて送り込まれるようになつている。 そして、 前記動作制御系 2 0 2が有する種々の制御機能は、 前記プロ グラム記憶部 2 2 2の複数の通電制御モード B 1〜B 8に総合的に包含 され、 動作指令入力部 2 4を介して入力されるオペレータからの指令で 選択される制御モー ド B 1〜B 8の何れかに基づいて作動し、 実行され るようになっている。
これを更に詳述する。
テーブル駆動制御手段 2 1 2は、 本実施形態にあっては、 動作指令入 力部 2 4からの指令に基づいて作動し所定の制御モードをプログラム記 憶部 2 2 2から選択し前記各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4及ぴ四 個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dにゼロを含む所定の直流電流を通電制御す る主制御部 2 1 2 Aと、 この主制御部 2 1 2 Aに選択設定され所定の通 電制御モード (B 1〜B 8 ) に従って各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4及び四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを同時に又は個別に駆動制御す るコイル選択駆動制御部 2 1 2 Bとを備えている。
又、 主制御部 2 1 2 Aは、 テーブル位置を検出する位置情報検出手段 2 5からの入力情報に基づいて前記可動テーブル部 1 5の位置を算定し 或いはその他の種々の演算を行う機能も同時に兼ね備えている。こ'こで、 符号 4 Gは、 前記電磁駆動手段 1 4 2 の各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4及び四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに所定の電流を通電する電源 回路部を示す。
〔プログラム記憶部 2 2 2について〕
前記テーブル駆動制御手段 2 1 2は、 プログラム記憶部 2 2 2に予め 記憶された所定の通電制御プログラム (所定の制御モー ド) に従って、 前記電磁駆動手段 1 4 2 の各日の字状駆動コィル 7 2 1〜 7 2 4及び四 個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを所定の関連性を持たせて個別に駆動制御 するように構成されている。
即ち、 本実施形態に係るプログラム記憶部 2 2 2には、 前記四個の各 被駆動磁石 (電磁石) 6 A〜 6 Dの通電方向を個別に特定し磁極の N極 又は S極を特定すると共に通電停止を含む通電電流の大小を個別に可変 設定する複数の磁石用制御プログラムと、 この四個の各被駆動磁石 (電 磁石) 6 A〜 6 Dの通電方向が特定され磁極の N極又は S極 (又は通電 停止) は設定された場合に機能しこれに対応して四個の各日の字状駆動 コイル 7 2 1〜 7 2 4に対する通電方向およびその通電電流の大きさを 可変設定する駆動コイル用制御プログラムが記憶されている。 同時に、 これらの各制御プログラムの動作タイミングが、 八組の制御モード B 1 乃至 B 8に整理されて記憶されている (第 4 7図〜第 4 8図参照)。
ここで、 この第 1 1の実施形態における八組の制御モード B 1乃至 B 8について、 第 4 7図〜第 4 8図に基づいて説明する。
第 4 7図に、 X軸の正方向又は負方向に向けて、 また Y軸の正方向又 は負方向に向けて、 それぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各制 御モード B 1乃至 B 4の一例 (図表化したもの) を示す。
この第 4 7図において、 各制御モー B 1〜 B 4では、 各日の字状駆 動コイル 7 2 1〜 7 2 4に対する直流電流の通電方向を個別に可変制御 するように設定されている。 又、 四個の各被駆動磁石 (電磁石) の通電 方向については、 各磁極の N極又は S極は、 制御モードの如何に拘らず 常に変化しないように (固定した状態に)、 設定制御されている。
即ち、 この第 1 1の実施形態では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの 前記日の字状駆動コイル 7 2 1 , 7 2 2に対向する端面部の磁極を、 被 駆動磁石 6 A, 6 Bでは N極に、 被駆動磁石 6 C, 6 Dでは S極に、 そ れぞれ設定され、 制御モード B 1〜B 4が異なっても当該各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁極は固定された状態に設定制御されている。
(制御モー ド B 1 )
この制御モー B 1は、 可動テーブル 1を X軸の正の方向に移送する ための制御モー ドの一例を示す (第 4 7図参照)。
この制御モ ド B 1では、 Y軸上の被駆動磁石 6 B, 6 Dが通電停止 制御され、 X軸上の被駆動磁石 6 Aの前記内側コイル辺 7 2 1 aに対向 する端面部が N極に固定制御され、 X軸上の被駆動磁石 6 Cの前記コィ ル辺 7 2 3 aに対向する端面部が S極に固定制御されている。
このため、 駆動コイル 7 2 1, 7 2 3のコイル辺 7 2 1 a, 7 2 3 a 部分では、 当該コイル辺 7 2 l a , 7 2 3 a内に点線の矢印で示す方向 に所定の電磁駆動力が発生し、 同時にその反力 (日の字状駆動コイル 7 2 1 , 7 2 3が固定されているために生じる) で、 被駆動磁石 6 A, 6 Cが実線の矢印に示す方向 (図中、 右方向) に反発駆動され、 これによ つて、可動テーブル部 1 5が X軸上の正の方向に移送される。この場合、 駆動コイル 7 2 2 , 7 24は、 通電停止制御の状態に設定されている。
尚、 通電停止中の駆動コイル 7 2 2 , 7 2 4および被駆動磁石 6 B, 6 Dは、 可動テーブル 1の位置ずれに際しては、 個別に通電駆動されて 位置ずれ捕正動作が実行されるようになつている (これは前記第 1 0の 実施形態を含む他の実施形態でも同様である)。
(制御モード B 2)
この制御モー ド B 2は、 可動テーブル 1を X軸の負の方向に移送する ための制御モー ドの一例を示す (第 4 7図参照)。
この制御モー ド B 2では、 X軸上の駆動コイル 7 2 1, 7 2 3のコィ ル辺 7 2 1 a, 7 2 3 a部分の通電方向を前記制御モード B 1の場合に 比較して逆にした点が相違する。 その他は前記制御モー B 1の場合と 同一となっている。
このため、 駆動コイル 7 2 1 , 7 2 3のコィノレ辺 7 2 1 a , 7 2 3 a 部分では、 前記モード B 1の場合と同様の原理で電磁駆動力が発生し、 その反力で被駆動磁石 6 A, 6 Cがそれぞれ実線の矢印に示す方向 (図 中、 左方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が X 軸上の負の方向に移送される。 可動テーブル 1の位置ずれに際しては、 前記制御モー B Iの場合と同様の捕正動作が実行される。
(制御モード B 3 )
この制御モード B 3は、 可動テーブル 1を Y軸の正の方向に移送する ための制御モードの一例を示す (第 4 7図参照)。
この制御モード B 3では、 X軸上の被駆動磁石 6 A, 6 Cが通電停止 制御され、 Y軸上の被駆動磁石 6 Bの前記内側コイル辺 7 2 2 aに対向 する端面部が N極に固定制御され, Y軸上の被駆動磁石 6 Dの前記コィ ル辺 7 2 4 aに対向する端面部が S極に固定制御されている。
このため、 駆動コイル 7 2 2, 7 2 4のコィル辺 7 2 2 a , 7 2 4 a 部分では、 当該各コイル辺 7 2 2 a, 7 24 a内に点線の矢印で示す方 向に所定の電磁駆動力が発生し、 同時にその反力 (日の字状駆動コイル 7 2 2 , 7 24が固定されているために生じる) で、 被駆動磁石 6 A, 6 Cが実線の矢印に示す方向 (図中、 上方向) に反発駆動され、 これに よって、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の正の方向に移送される。 この場 合、 駆動コイル 7 2 1 , 7 2 3は、 通電停止制御の状態に設定される。
尚、 通電停止中の駆動コイル 7 2 1, 7 2 3およぴ被駆動磁石 6 A, 6 Cは、 可動テーブル 1の位置ずれに際しては、 個別に通電駆動されて 位置ずれ捕正動作が実行されるようになつている。
(制御モード B 4 ) この制御モード B 4は、 可動テーブル 1を Y軸の負の方向に移送する ための制御モードの一例を示す (第 4 7図参照)。
この制御モー ド B 4では、 Y軸上の駆動コイル 7 2 2, 7 2 4のコィ ル辺 7 2 2 a, 7 2 4 a部分の通電方向を前記制御モード B 3の場合に 比較して逆にした点が相違する。 その他は前記制御モード B 3の場合と 同一となっている。
このため、 駆動コイル 7 2 2, 7 2 4のコィル辺 7 2 2 a, 7 2 4 a 部分では、 前記モード B 3の場合と同様の原理で電磁駆動力が発生し、 その反力で被駆動磁石 6 B, 6 Dがそれぞれ実線の矢印に示す方向 (図 中、 下方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が Y 軸上の負の方向に移送される。 可動テーブル 1の位置ずれに際しては、 前記制御モード B 3の場合と同様の補正動作が実行される。
続いて、 第 4 8図に、 X— Y平面座標上の四つの各象限の方向に向け て、 それぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各制御モード B 5乃 至 B 8の一例 (図表化したもの) を示す。
この第 4 8図において、 各制御モード B 5〜 B 8では、 各日の字状駆 動コイル 7 2 1〜 7 2 4に対する直流電流の通電方向を個別に可変制御 するよ うに設定され、 四個の各被駆動磁石 (電磁石) の通電方向につい ては各磁極の N極又は S極が、 制御モードが異なっても常に変化しない ように (固定した状態に) 設定制御されている。
(制御モード B 5 )
この第 1 1の実施形態における制御モード B 5は、 可動テーブル 1を X _ Y平面座標上の第 1象限の方向に向けて移送するための制御モード の一例を示す (第 4 8図参照)。
この制御モード Β 5では、 四個の各被駆動磁石 6 Α〜 6 Dが同時に诵 電制御され、 その通電方向 (磁極 N , S ) は前記各制御モード B 1〜B
4の場合と同様に固定されている。
即ち、 X軸上, Y軸上の正方向に配置された被駆動磁石 6 A , 6 Bは、 その各日の字状駆動コイル 7 2 1 , 7 2 2に対向する端面部分が N極に 設定されている。 又、 X軸上, Y軸上の負方向に配置された被駆動磁石
6 C , 6 Dは、 その各日の字状駆動コイル 7 2 3 , 7 2 4に対向する端 面部分が B極に設定されている。
このため、 各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4の各コィル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 d部分では、 前記制御モード B 1 と B 3 とが同時に作動した のと同等の通電制御がなされる。 このため、 前記制御モード B l, B 3 の場合と同様の向き (第 4第 8図の右方向と上方向) の電磁駆動力が同 時に発生し、 且つその合力が第 4 8図の制御モード B 5の欄に示すよう に第 1象限の方向に向けられる。 これにより、 前記可動テーブル部 1 5 が X— Y平面座標上の第 1象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 1象限方向への移送角度 0 ( X軸との角度 Θ ) は、 各日の字状駆動コィル 7 2 1〜 7 2 4及び各被駆動磁石 6 A〜 6 D の通電電流の大きさを個別に可変制御することによって各被駆動磁石 6
A〜 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方向に 自在に可変設定することができる。
(制御モード B 6 )
この制御モード B 6は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 3象 限の方向 (第 1象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための制御 モー ドの一例を示すものである (第 4 8図参照)。
この制御モー B 6では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通 電制御され、 その磁極 N, Sは、 前記各制御モード B 5の場合と同一に 設定されている。
即ち、 各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4の各コィノレ辺 7 2 1 a〜 7 2 4 d部分では、 前記制御モード B 2 と B 4 とが同時に作動したのと 同等の通電制御がなされる。
このため、 前記制御モー ド B 2 , B 4の場合と同様の向き (第 4 8図 の左方向と下方向) の電磁駆動力が同時に発生し、 且つその合力が第 4 第 8図の制御モー ド B 6の,欄に示すよ うに第 3象限の方向に向けられる < これにより、 前記可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 3象限の 方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 3象限方向への移送角度 Θは、 各日の字状駆 動コイル 7 2 1〜 7 2 4及ぴ各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電電流の大き さを個別に可変制御することによつて各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用す る電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方向に自在に可変設定す ることができる。
(制御モード B 7 )
この制御モー B 7は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 2象 限の方向に向けて移送するための制御モードの一例を示す (第 4 8図参 照)。
この制御モード B 7では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通 電制御され、 その磁極 N , Sは、 前記各制御モード B 6の場合と同様に 固定されている。
この制御モード B 7の場合、 各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4の 各コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 d部分では、 前記制御モード B 2と B 3 と が同時に作動したのと同等の通電制御がなされる。
このため、 前記制御モード B 2, B 4の場合と同様の向き (第 4 8図 W
129
の左方向と上方向) の電磁駆動力が同時に発生し、 且つその合力が第 4 8図の制御モード B 7の欄に示すように第 2象限の方向に向けられる。 これにより、 前記可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 2象限の 方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 2象限方向への移送角度 Θは、 各日の字状駆 動コイル 7 2 1〜 7 2 4及ぴ各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電電流の大き さを個別に可変制御することによって各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用す る電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方向に自在に可変設定す ることができる。
(制御モード B 8 )
この制御モード B 8は、 可動テーブル部 1 5を X— Y平面座標上の第 4象限の方向 (第 1象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するためめ 制御モードの一例を示すものである (第 4 8図参照)。
この制御モード B 8では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通 電制御され、 その磁極 N, Sは、 前記各制御モード B 7の場合と同様に 固定されている。
この制御モード B 8の場合、 各日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4の 各コィル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 d部分では、 前記制御モード B 1 と B 4 と が同時に作動したのと同等の通電制御がなされる。 このため、 前記制御 モード B l , B 4の場合と同様の向き (第 4 8図の右方向と下方向) の 電磁駆動力が同時に発生し、 且つその合力が第 1 7図の制御モード B 8 の欄に示すように第 4象限の方向に向けられる。 これにより、 前記可動 テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 4象限の方向に向けて移送され る。
ここで、 X軸に対する第 4象限方向への移送角度 0は、 各日の'字状駆 動コイル 7 2 1 ~ 7 2 4及び各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電電流の大き さを個別に可変制御することによって各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用す る電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方向に自在に可変設定す ることができる。
その他の構成及びその動作, 機能等については、 前記第 1 0の実施形 態の場合とほぼ同一となっている。
このようにしても、 第 1 0の実施形態の場合と同様の作用効果を得る ことができるほか、 更に、 第 1 1の実施形態では、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対して個別に駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4を配置したので、 駆動力 の出力を要しない箇所の駆動コイル 7 2 1, 7 2 2, 7 2 3又は 7 2 4、 或いは被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C又は 6 Dについては、 その該当する 箇所の通電動作を停止制御することが可能となる。 したがって、 稼動中 における装置全体の省エネルギー化が可能となるという利点がある。 又、 前記第 1 1 の実施形態において、 可動テーブル部 1 5の移送方向 の設定に際しては、 B 1〜B 8の制御モードに分けて電磁駆動手段 1 4 2を駆動制御する場合を例示したが、 例えば、 制御モード B 2では被駆 動磁石 6 A〜 6 Dの各通電方向を制御モード B 1の場合とは逆の方向に 設定し、 駆動コイル 7 2 1, 7 2 3の通電方向を制御モード B 1の場合 と同一に設定する等、 同等に機能するのであれば、 他の制御手法で電磁 駆動手段 1 4 2を駆動制御するようにこ構成してもよい。
更に、 前記第 1 1の実施形態において、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dの装備 箇所と 日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4の装備箇所とを入れ換えても よい。 この場合は、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dが固定子側に装備され、 日の 字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4が可動子側に装備されることとなる。 又、 前記第 1 1 の実施形態においては、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dを電磁 石で構成した場合を例示したが、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dを永久磁石で構 成してもよい。
このよ う にすると、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dの周囲の電気配線が簡略化 され、 生産性および保守性を大幅に改善することができ、 電気配線の簡 略化に伴い被駆動磁石 6 A〜 6 Dの装備箇所の空間領域を小さくするこ とができる。 したがって、その分、装置全体の小型軽量化が可能となり、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dを電磁石とした場合に比較して、 その通電駆動が 不要となることから全体的に電力消費および温度上昇を大幅にを抑制す ることができる。 したがって、 装置全体のランユングコス トを大幅に低 減することができ、 電磁駆動手段 4の駆動制御に際しては複数の各駆動 コイル 7 2 1〜 7 2 4の通電方向の切り換え制御のみで可動テープル 1 を任意の方向に移送駆動することができる。 これにより、 可動テーブル 1の移動方向の切替えに際しての迅速な応答が可能となり、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dの断線事故等の発生が皆無となるので、 装置全体の耐久性を 大幅に向上させることができるという利点がある。
【第 1 2の実施形態】
次に、 第 1 2の実施形態を、 第 4 9図乃至第 5 3図に基づいて説明す る。
この第 1 2の実施形態は、 前記第 1 0の実施形態における電磁駆動手 段 4に代えて、 大小二つの環状駆動コイル及びこれに対応した被駆動磁 石を備えた電磁駆動手段 1 4 3を装備した点に特徴を備えている。
同時に、 この電磁駆動手段 1 4 3を効率よく駆動するための動作制御 系 2 0 3を、 前記動作制御系 2 0に代えて装備した点に特徴を備えてい る。
以下、 これを詳細に説明する。 まず、 この第 1 2の実施形態は、 前記第 1 0の実施形態の場合と同様 に、 同一面上にて任意の方向に移動可能に配設された精密作業用の可動 テーブル部 1 5 と、 この可動テーブル部 1 5の移動を許容すると共に当 該可動テーブル部 1 5を保持し且つ当該可動テーブル部 1 5に対する元 位置復帰機能を備えたテーブル保持機構 2と、 このテーブル保持機構 2 を支持する本体部と してのケース本体 3 と、 このケース本体 3側に装備 され且つ外部からの指令に応じて可動テーブル部 1 5に所定方向への移 動力を付与する電磁駆動手段 1 4 3とを備えている。
ここで、 可動テーブル部 1 5は、 精密作業用の可動テープル 1 と、 こ の可動テーブル 1に対して所定間隔を隔てて平行に且つ同一中心軸上に 一体的に配置された補助テーブル 5 とにより構成されている。 そして、 第 4 9図に示すように、 テーブル保持機構 2は、 補助テーブル 5側に装 備され当該補助テーブル 5を介して前記可動テーブル 1を保持するよう に構成されている。
〔電磁駆動手段 1 4 3について〕
電磁駆動手段 1 4 3は、 前述したように第 1 0の実施形態で装備した 環状駆動コイル 7に代えて、 同一面上に大小二個の環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2を装備している。 この環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2は固定 プレート 8に保持されている。
又、 この電磁駆動手段 1 4 3は、 当該各環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2の各コィノレ辺 7 3 1 a〜7 3 1 d , 7 3 2 a〜7 3 2 dに対応して、 前記第 1の実施形態の場合と同様に、 各四個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜1 6 Dがそれぞれ配設されている。
そして、 この各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dは補助テープ ル 5に装着されている。 この大小二つの各環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2は、 この第 1 2の実 施形態では、 固定プレート 8上のコイル保持面の中央部を原点と して想 定される同一の X— Υ面上に、その中心軸を共通にして配設されている。
この内、 内側に位置する内側環状駆動コイル 7 3 1は、 前記第 1 0の 実施形態の場合における環状駆動コイル 7と同様にほぼ四角形状に形成 され、 その各コィル辺 7 3 1 a , 7 3 1 b , 7 3 1 c , 7 3 1 dの各中 央部が X軸, Y軸と交差するように前記固定プレート 8上に装備されて いる。
そして、 この内側環状駆動コイル 7 3 1の各コイル辺 7 3 1 a , 7 3 1 b , 7 3 1 c , 7 3 1 dの各線分の中央部に近接し且つ対向して、 前 記各被駆動磁石 6 A〜 6 Dがそれぞれ個別に配設され、 補助テーブル 5 に装着され保持されている。
又、 内側環状駆動コイル 7 3 1の外側に配設された外側環状駆動コィ ル 7 3 2は、 第 5 0図に示すように八角形状に形成されている。 この外 側環状駆動コイル 7 3 2は、 前記内側環状駆動コイル 7 3 1の各コイル 辺 7 3 1 a〜 7 3 1 dに隣接するコィル辺 7 3 2 a〜 7 3 2 d部分の四 辺の各中央部が X軸, Y軸とそれぞれ交差するように、 前記固定プレー ト 8上に装備されている。
更に、 この外側環状駆動コイル 7 3 2の各コイル^ 27 3 2 a, 7 3 2 b , 7 3 2 c , 7 3 2 dの各線分の中央部に近接し且つ対向して、 前記 各被駆動磁石 1 6 A〜 1 6 Dが、 それぞれ個別に配設されている。 この 各被駆動磁石 1 6 A〜 1 6 Dは、 前記各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに併設さ れた状態で捕助テーブル 5に装着され保持されている。
この各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dは、 本実施形態では外 部からの通電制御が可能な電磁石で構成されている。 本実施形態に係る四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dは第 1第 9図に示すよ うに、 磁極の端面 (環状駆動コイル 7の各コイル辺との対向面) が四角 形状の電磁石が使用され、 補助テーブル 5の上面に想定される X— Y平 面上で、 中心部から等距離の位置の X軸上および Y軸上に、 それぞれ配 設され固着されている。
又、 他の四個の被駆動磁石 1 6 A〜 1 6 Dも、 同様の電磁石が使用さ れ、 補助テーブル 5の上面に想定される X— Y平面上で中心部から等距 離の位置の X軸上および Y軸上に、 それぞれ配設され固着されている。 前記固定プレート 8は第 4 9図に示すように、 前記補助テーブル 5 と 可動テーブル 1 との間に配設され、前記ケース本体 3に保持されている。 ここで、 環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2 と固定プレート 8 とによって、 前記電磁駆動手段 4の主要部である固定子部分が構成されている。
そして、環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2は、稼働状態に設定されると、 前記各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dとの間で当該各被駆動磁 石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを各コイル辺に直交する方向に反発駆動 する電磁駆動力を発生する。
このため、 各コイル辺 7 3 1 a〜 7 3 1 d, 7 3 2 a〜 7 3 2 dに直 交しない方向 (各コイル辺 7 3 1 a〜 7 3 1 d, 7 3 2 a〜 7 3 2 dに 斜めの方向) に前記可動テーブル部 1 5を移送する場合には、 後述する よ うに、 少なく とも二以上の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 D に対する電磁駆動力の合力をもつて、 当該可動テーブル部 1 5の移送が 実行さ,れるようになつている。
更に、 環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2の前記被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに面するコィル辺 7 3 1 a〜 7 3 1 d , 7 3 2 a〜 7 3 2 d部分には、 非磁性金属部材からなる制動用プレー ト 9が各被駆動磁 石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの磁極面に近接して配設されている。 こ の制動用プレー ト 9は前記環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2側 (本実施例 ではケース本体 3 ) に固定された状態となっている。
そして、 この第 1 2の実施形態にあって、 装置全体が稼働状態に設定 されると、 環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2には予め設定された通電方向 に通電が開始される。 又、 これに対応して、 後述するように、 被駆動磁 石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの一部又は全部に所定の作動電流が通電 され、 前記可動テーブル部 1 5の移送方向に応じて磁極 (N極, S極, 又は磁極なし) が設定される。 同時に、 環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2 を含む各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの磁気力の大小が通電 制御により調整され、 これにより、 前記可動テーブル部 1 5が所定の方 向に移送される。
この場合、 環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2の通電方向は、 後述する動 作制御系 2 0 3によって予め特定され、 これに対応して各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜: 1 6 Dの通電方向が可動テーブル部 1 5の移送方向 に合わせて特定され、 装置全体の稼働に際しては、 前述したようにその 通電電流の大小が動作制御系 2 0 3によって可変制御 (通電停止制御を 含めて) される。
そして、 内側環状駆動コイル 7 3 1のコィル辺 7 3 1 a〜 7 3 1 d部 分では、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対して、 フレミングの左手の法則に従 つて例えば各被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C又は 6 Dを所定の方向 (コィ ル辺 7 3 1 a, 7 3 1 b , 7 3 1 c又は 7 3 1 dに直交する方向) へ押 圧する電磁力 (反力) が出力される。
外側環状駆動コイル 7 3 2と被駆動磁石 1 6 A, 1 6 B, 1 6 C又は 1 6 Dとの間でも、 同様に所定の電磁力 (反力) が前記各被駆動磁石 6 A, 6 B, 6 C又は 6 Dに合わせて出力される。
この場合、 内側環状駆動コイル 7 3 1が対応する各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに出力する電磁駆動力と、 外側環状駆動コイル 7 3 2が対応する各 被駆動磁石 1 6 A〜 1 6 Dに出力する電磁駆動力とは、 その出力の向き が常に一致するように、 予め設定制御されている。
又、 各環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2の各四個の被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dに生じる電磁力の方向を予め選択し組み合わせるこ とにより、 当該各四個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに生じ る電磁駆動力の合力を前記可動テーブル部 1 5の移送方向に合わせるこ とが可能となり、 当該可動テーブル部 1 5を X— Y平面上の任意の方向 に向けて移動力を付与することができる。 '
この場合、 可動テーブル部 1 5に対する移送方向おょぴその駆動移送 力に関する電磁駆動手段 1 4 3の働き (環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2 と各被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dに対する通電駆動) につい' ては、第 5 2図乃至第 5 3図にて詳述する。第 5 2図及び第 5 3図では、 駆動コイルへの通電による回転駆動を示していない。
ここで、 前記環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2の同一面上における外側 および内側には、 少なく とも当該環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2の高さ (Y軸方向の) と同一の高さに、 且つ前記被駆動磁石 6 A〜 6 Dの動作 範囲を包含する範囲にて、 フェライ ト等の磁性材料を充填装備してもよ レヽ 0
〔動作制御系 2 0 3について〕
本実施形態にあっては、 前記電磁駆動手段 1 4 3には、 内側および外 側の二つの環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2およぴ各四個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを個別に駆動制御して前記可動テーブル部 1 5の移動動作を規制する動作制御系 2 0 3が併設されている (第 5 1図 参照)。
この動作制御系 2 0 3は、 前記各環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2に対 する通電方向を所定の方向 (一方又は他方) に設定し維持する通電方向 設定機能と、 この各環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2への通電電流の大き さを可変設定する駆動コィル通電制御機能と、 この各環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2への通電方向に応じて作動し前記各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの磁極を個別に設定し維持する磁極個別設定機能と、 こ の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの磁力強度を外部からの指 令に応じて個別に可変設定 (通電電流を可変することによって設定し得 る) する磁力強度設定機能とを備え、 これらの諸機能による動作を適度 に調整して前記可動テーブル部 1 5に対する移送方向および移送力を調 整するテーブル動作制御機能を備えている。
そして、 この動作制御系 2 0 3は、 前記諸機能を実行するために、 第 5 1図に示すよ うに、 前記電磁駆動手段 1 4 3の二つの環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2及び対応する各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 D を所定の制御モードに従って個別に駆動し前記可動テーブル部 1 5を所 定の方向に移動制御するテーブル駆動制御手段 2 1 3 と、 このテーブル 駆動制御手段 2 1 3に併設され前記可動テーブル 1の移動方向おょぴそ の動作量等が特定された複数の通電制御モード (本実施形態では C l〜 C 8の八個の制御モード) にかかる複数の通電制御プログラムが記憶さ れたプログラム記憶部 2 2 3 と、 これら各制御プログラムの実行に際し て使用される所定のデータ等を記憶したデータ記憶部 2 3 とを備えてい る。
又、 テーブル駆動制御手段 2 1 3には、 環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 , 、„η
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2及び各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対する所定の制御動 作を指令する動作指令入力部 2 4が併設されている。 更に、 このテープ ル駆動制御手段 2 1 3には、 前記可動テーブル部 1 5の移動中おょぴ移 動後の位置情報が、 前記位置情報検出手段 2 5によって検出され演算処 理されて送り込まれるようになつている。
そして、 前記動作制御系 2 0 3が有する種々の制御機能は、 前記プロ グラム記憶部 2 2 3の複数の通電制御モード C 1〜C 8に総合的に包含 され、 動作指令入力部 2 4から入力されるオペレータからの指令に基づ いて選択される制御モード C 1〜 C 8の何れかに基づいて作動し、 実行 されるようになってレヽる。
これを更に詳述する。
テーブル駆動制御手段 2 1 3は、 具体的には、 動作指令入力部 2 4か らの指令に基づいて作動し所定の通電制御モードをプログラム記憶部 2 2 3から選択し前記各環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2および各四個の被 駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dにゼロを含む所定の直流電流を通 電制御する主制御部 2 1 3 Aと、 この主制御部 2 1 3 Aに選択設定され 所定の通電制御モー ド (C'1〜C 8 ) に従って環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2および各四個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを同時に 又は個別に駆動制御するコイル選択駆動制御部 2 1 3 Bとを備えている。
この主制御部 2 1 3 Aは、 テーブル位置を検出する位置情報検出手段 2 5からの入力情報に基づいて前記可動テーブル 1の位置を算定し或い はその他の種々の演算を行う機能も同時に兼ね備えている。
ここで、 符号 4 Gは、 前記電磁駆動手段 4の環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2および各四個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに所定の 電流を通電する電源回路部を示す。 更に、 前記テーブル駆動制御手段 2 1 3は、 前記位置情報検出手段 2 5からの情報を入力して所定の演算を行う と共にこれに基づいて予め動 作指令入力部 2 4で設定した移動先の基準位置情報とのズレを算定する 位置ずれ演算機能と、 この算定された位置ずれ情報に基づいて電磁駆動 手段 4を駆動し予め設定された移動先の基準位置に当該可動テーブル部 1 5を移送制御するテーブル位置補正機能とを備えている。
このため、 本実施形態にあっては、 可動テーブル部 1 5の移動方向が 外乱等によつてずれた場合には当該ずれを修正しながら可動テーブル部 1 5を所定の方向に移送制御することとなり、 これにより、 当該可動テ 一ブル部 1 5は迅速且つ高精度に予め設定した目標位置に移送される。 この場合、 位置ずれの修正は、 通電駆動中の各被駆動磁石 6 A〜 6 D , 又は 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流を調整することにより実行される。
〔プログラム記憶部〕
前記テーブル駆動制御手段 2 1 3は、 プログラム記憶部 2 2 3に予め 記憶された所定の通電制御プログラム (所定の通電制御モー ド) に従つ て、 前記電磁駆動手段 1 4 3の各環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2および 四個の各被駆動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを所定の関連性を持た せて個別に駆動制御するように構成されている。
即ち、 プログラム記憶部 2 2 3には、 本実施形態にあっては前記各環 状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2に対する通電方向を特定し通電電流の大小 を可変設定する駆動コイル用制御プログラムと、 各環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2に対する通電方向が特定された場合に'機能しこれに対応して 各四個の各被駆動磁石 (電磁石) 6 A〜6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電方 向を個別に特定し磁極の N極又は S極を特定すると共に通電停止を含む 通電電流の大小を個別に可変設定する複数の磁石用制御プログラムとが 記憶されている。 同時に、 これらの各制御プログラムの動作のタイミン グが、 八組の制御モード C 1乃至 C 8に整理されてプログラム記憶部 2 2 3に記憶されている (第 5 1図, 第 5 2図参照)。
ここで、 この第 1 2の実施形態における八組の通電制御モード C 1乃 至 C 8について、 第 5 2図〜第 5 3図に基づいて説明する。
第 5 2図に、 X軸の正方向又は負方向に向けて、 又 Y軸の正方向又は 負方向に向けて、 それぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各通電 制御モード C 1乃至 C 4の一例 (図表化したもの) を示す。
この第 5 2図において、 各通電制御モード C 1〜 C 4では、 内側環状 駆動コイル 7 3 1に対する直流電流の通電方向を矢印 Aに示すように、 本実施形態では右回りに設定されている。 又、 外側環状駆動コイル 7 3 2に対する直流電流の通電方向を矢印 Bに示すように、 本実施形態では 左回りに設定されている。
(制御モード C 1 )
この制御モー ド C 1は、 可動テーブル 1を X軸の正の方向に移送する ための制御モードの一例を示す (第 5 2図参照)。
この制御モード C 1では、 Y軸上の被駆動磁石 6 B , 6 D , 1 6 B , 1 6 D力 S通電停止制御されている。
そして、 内側環状駆動コイル 7 3 1に関しては、 X軸上の被駆動磁石 6 Aの前記コイル辺 7 3 1 aに対向する端面部が N極に設定され, X軸 上の被駆動磁石 6 Cの前記コイル辺 7 3 1 cに対向する端面部が S極に 設定されている。
同様に、 外側環状駆動コイル 7 3 2に関しては、 X軸上の被駆動磁石 1 6 Aの前記コイル辺 7 3 2 aに対向する端面部が S極に設定され, X 軸上の被駆動磁石 1 6 Cの前記コイル辺 7 3 2 cに対向する端面部が N 極に設定されている。 ,
このため、 環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2の各コイル辺 7 3 1 a, 7 3 1 cおよび 7 3 2 a , 7 3 2 c部分では、 当該 7 3 1 a, 7 3 1 cお ょぴ 7 3 2 a , 7 3 2 c内に点線の矢印で示す方向の電磁駆動力が発生 し、 同時にその反力 (環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2が固定されている) で、 被駆動磁石 6 A, 6 0ぉょび 1 6 , 1 6 Cが実線の矢印に示す方 向 (図中、 右方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が X軸上の正の方向に移送される。
(制御モード C 2 )
この制御モー ド C 2は、 可動テーブル 1を X軸の負の方向に移送する ための制御モー ドの一例を示す (第 5 2図参照)。
この制御モー ド C 2では、 X軸上の被駆動磁石 6 A, 6 Cおよび 1 6 A, 1 6 Cの磁極の設定を前記制御モード C 1の場合に比較して逆にし た点が相違する。 その他は前記制御モード C 1の場合と同一となってい る。
このため、 各環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2のコィル辺 7 3 1 a , 7 3 1 cおよび 7 3 2 a , 7 3 2 c部分では、 前記モード C 1の場合と同 様の原理で逆向きの電磁駆動力が点線の矢印で示す方向に発生し、 その 反力で被駆動磁石 6 A, 6 〇ぉょび 1 6八, 1 6 Cが実線の矢印に示す 方向 (図中、 左方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が X軸上の負の方向に移送される。
(制御モード C 3 )
この制御モード C 3は、 可動テーブル 1を Y軸の正の方向に移送する ための制御モードの一例を示す (第 5 2図参照)。
この制御モード C 3では、 X軸上の被駆動磁石 6 A, 6 C, 1 6 A, 1 6 Cが通電停止制御されている。
そして、 内側環状駆動コイル 7 3 1に関しては、 Y軸上の被駆動磁石 6 Bの前記コイル辺 7 3 1 bに対向する端面部が N極に設定され, Y軸 上の被駆動磁石 6 Dの前記コイル辺 7 3 1 dに対向する端面部が S極に 設定されている。
同様に、 外側環状駆動コイル 7 3 2に関しては、 Y軸上の被駆動磁石 1 6 Bの前記コイル辺 7 3 2 bに対向する端面部が S極に設定され, Y 軸上の被駆動磁石 1 6 Dの前記コイル辺 7 3 2 dに対向する端面部が N 極に設定されている。
このため、 環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2の各コイル辺 7 3 1 b , 7 3 1 dおよび 7 3 2 b, 7 3 2 d部分では、 当該 7 3 1 b , 7 3 1 dお ょぴ 7 3 2 b, 7 3 2 d内に点線の矢印で示す方向の電磁駆動力が発生 し、 同時にその反力 (環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2が固定されている) で、 被駆動磁石 6 B, 6 Dおよび 1 6 B, 1 6 Dが実線の矢印に示す方 向 (図中、 上方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の正の方向に移送される。
(制御モード C 4 )
この制御モード C 4は、 可動テーブル 1を Y軸の負の方向に移送する ための制御モードの一例を示す (第 5 2図参照)。
この制御モード C 4では、 Y軸上の被駆動磁石 6 B, 6 Dおよび 1 6 B, 1 6 Dの磁極の設定を前記制御モード C 3の場合に比較して逆にし た点が相違する。 その他は前記制御モード C 3の場合と同一となってい る。
このため、 各環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2のコィル辺 7 3 1 b, 7 3 I dおよび 7 3 2 b, 7 3 2 d部分では、 前記モード C 3の場合と同 様の原理で電磁駆動力が発生し、 その反力で被駆動磁石 6 B, 6 Dおよ ぴ 1 6 B, 1 6 Dが実線の矢印に示す方向 (図中、 下方向) に反発駆動 され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の負の方向に移送さ れる。
続いて制御モー ド C 5乃至 C 8の例を説明する。
第 5図 3に、 X— Y平面座標上の四つの各象限の方向に向けて、 それ ぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各制御モー ド C 5乃至 C 8の 一例 (図表化したもの) を示す。
(制御モード C 5 )
この第 1 2の実施形態における制御モー ド C 5は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 1象限の方向に向けて移送するための制御モード の一例を示す (第 5 3図参照)。
この制御モード C 5では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dおよび 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御され、 その磁極 N, Sは、 内側環状駆動コ ィル 7 3 1のコイル辺 7 3 1 a, 7 3 1 bに対向する箇所の端面部の磁 極が N極に、 同じく内側環状駆動コイル 7 3 1 のコイル辺 7 3 1 c , 7 3 1 dに対向する箇所の端面部の磁極が S極に、 それぞれ設定されてい る。
同様に、 外側環状駆動コイル 7 3 2のコイル辺 7 3 2 a, 7 3 2 bに 対向する箇所の端面部の磁極が S極に、 同じく外側環状駆動コイル 7 3 2のコィル辺 7 3 2 c , 7 3 2 dに対向する箇所の端面部の磁極が N極 に、 それぞれ設定されている。 ·
このため、 各環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2のコイル辺 7 3 1 a〜 7 3 1 d , 7 3 2 a〜 7 3 2 d部分では、 前記制御モード C 1 と C 3 とが 同時に作動したのと同等の状態となり、 その合力が第 5 3図の制御モー ド C 5の欄に示すように X— Y座標上の第 1象限の方向に向けられる。 これによつて、 可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 1象限の方 向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 1象限方向への移送角度 0は、 例えば各被駆 動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の大きさを可変制御する ことによつて当該各被駆動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する 電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方向に自在に可変設定する ことができる。 .
(制御モード C 6 )
この制御モード C 6は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 3象 限の方向 (第 1象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための制御 モードの一例を示すものである (第 5 3図参照)。
この制御モー ド C 6では、 各四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A 〜 1 6 Dが同時に通電制御され、 その磁極 N, Sは、 それぞれ前記制御 モー ド C 5の場合とは逆に設定されている。
このため、 各環状駆動コイル 7 3 1, 7 3 2のコイル辺 7 3 1 a〜 7 3 1 d , 7 3 2 a〜7 3 2 d部分では、 前記制御モード C 2と C 4とが 同時に作動したのと同等の状態となり、 その合力が第 5 3図の制御モー ド C 6の欄に示すように第 3象限の方向に向けられる。 これにより、 可 動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 3象限の方向に向けて移送さ れる。
ここで、 X軸に対する第 3象限方向への移送角度 0は、 例えば各被駆 動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の大きさを個別に可変設 定することにより、 任意の方向に自在に可変設定することが可能となつ ている。 W 200
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(制御モード C 7 )
この制御モー ド C 7は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 2象 限の方向に向けて移送するための制御モードの一例を示す (第 5 3図参 照、)。
この制御モード C 7では、 各四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A 〜 1 6 Dが同時に通電制御され、 その磁極 N, Sは、 内側環状駆動コィ ル 7 3 1のコィル辺 7 3 1 b , 7 3 1 cに対向する箇所の端面部の磁極 が N極に、 同じく内側環状駆動コイル 7 3 1のコイル辺 7 3 1 d , 7 3 1 aに対向する箇所の端面部の磁極が S極に、それぞれ設定されている。 同様に、 外側環状駆動コイル 7 3 2のコイル辺 7 3 2 b, 7 3 2 cに 対向する箇所の端面部の磁極が S極に、 同じく外側環状駆動コイル 7 3 2のコイル辺 7 3 2 d , 7 3 2 aに対向する箇所の端面部の磁極が N極 に、 それぞれ設定されている。
このため、 各環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2のコイル辺 7 3 1 a〜 7 3 1 d , 7 3 2 a〜 7 3 2 d部分では、 前記制御モード C 2と C 3 とが 同時に作動したのと同等の状態となり、 その合力が第 5 3図の制御モー ド C 7の欄に示すように第 2象限の方向に向けられる。 これによつて、 可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 2象限の方向に向けて移送 される。
尚、 X軸に対する第 2象限方向への移送角度 0は、 各被駆動磁石 6 A 〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の大きさを可変制御することによつ て各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する電磁駆動力を変 化させ、 これにより、 任意の方向に自在に可変設定することができる。
(制御モード C 8 )
この制御モー ド C 8は、 可動テーブル部 1 5を X— Y平面座標上の第 4象限の方向 (第 2象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための 通電制御モードの一例を示すものである (第 5 3図参照)。
この制御モー ド C 8では、 各四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A 〜 1 6 Dが同時に逋電制御され、 その磁極 N, Sは、 それぞれが前記制 御モード C 7の場合とは逆に設定されている。
このため、 各環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2の各コィル辺 7 3 1 a〜 7 3 1 d , 7 3 2 a〜 7 3 2 d部分では、 前記制御モード C 1 と制御モ ード C 4 とが同時に作動したのと同等の状態となり、 その合力が第 5 3 図の制御モー ド C 8の欄に示すように第 4象限の方向に向けられる。 こ れにより、 可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 4象限の方向に 向けて移送される。
尚、 X軸に対する第 4象限方向への移送角度は、 各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の大きさを個別に可変設定することに より、 任意の方向に自在に可変設定することが可能となっている。
〔環状駆動コイル 7 3 1 , 7 3 2の他の例〕
この第 1 2の実施形態では、 前記第 1 0の実施形態で第 4 3図 (A) 〜(D)に開示した環状駆動コイル 7 1〜 7 4 と技術的に同一のものを、 第 5 0図の実施形態の構成に準じて同一面上にそれぞれ大小二重に設け、 これに合わせてそれぞれ複数の被駆動磁石を装備する。 そして、 これに 対応して前記各構成要素を構築し、 これにより、 この第 1 2の実施形態 のものと同等に機能する環状駆動コイルを備えた電磁駆動手段を得るこ とができる。
この第 1 2の実施形態は、 以上のように構成されているので、 前記第 1 0の実施形態の場合と同等の機能を有し、 同等の作用効果を有するほ か、 更に、 環状駆動コイルおよび被駆動磁石を第 1 0の実施形態の場合 に対してそれぞれ二倍の数のものを装備したので、 電磁駆動手段の出力 を大きくすることができ、 又被駆動磁石が多いことから、 可動テーブル 部の移送制御に際しては、 前記第 1 0の実施形態の場合に比較して、 よ り迅速に且つ高精度に可動テーブル部の移動動作を実行することができ るという利点がある。
又、 この第 1 2の実施例形態では、 前記複数の被駆動磁石の装備箇所 を各駆動コイルの: X軸及び Y軸と交差する箇所に配置したことから、 実 際上、 移送方向の特定 (演算処理) が容易となり、 そのため、 全体的に 当該被駆動磁石の駆動制御が単純化される。 従って、 可動テープル部の 移送方向の変化に対してもこれに迅速に対応することができ、 同時に可 動テーブル部の移送制御等 (例えばその方向の切り換え制御, 或いは位 置づれ等が生じた場合の補正) に際しても、 これに迅速に対応すること ができるという利点がある。
【第 1 3の実施形態】
次に、 第 1 3の実施形態を、 第 5 4図乃至第 5 8図に基づいて説明す る。
この第 1 3の実施形態は、 前記第 1 1の実施形態における電磁駆動手 段 1 4 2に代えて四個の方形状駆動コイルを備えた他の電磁駆動手段 1 4 4を装備した点に特徴を備えている。 同時に、 この電磁駆動手段 1 4 4を効率よく駆動するための動作制御系 2 0 4を、 前記動作制御系 2 0 2に代えて装備した点に特徴を有する。
以下、 これを詳細に説明する。
まず、 この第 1 3の実施形態は、 前記第 1 0の実施形態の場合と同様 に、 同一面上にて任意の方向に移動可能に配設された精密作業用の可動 テーブル部 1 5 と、 この可動テーブル部 1 5の移動を許容する 共に当 該可動テーブル部 1 5を保持し且つ当該可動テーブル部 1 5に対する元 位置復帰機能を備えたテーブル保持機構 2と、 このテーブル保持機構 2 を支持する本体部と してのケース本体 3 と、 このケース本体 3側に装備 され且つ外部からの指令に応じて可動テーブル部 1 5に所定方向への移 動力を付与する電磁駆動手段 1 44とを備えている。
ここで、 可動テーブル部 1 5は、 精密作業用の可動テーブル 1 と、 こ の可動テーブル 1に対して所定間隔を隔てて平行に且つ同一中心軸上に 一体的に配置された補助テーブル 5とにより構成されている。 そして、 第 5図 4に示すように、. テーブル保持機構 2は、 補助テーブル 5側に装 備され、 当該補助テーブル 5を介して前記可動テーブル 1を保持するよ うに構成されている。
〔電磁駆動手段 1 44について〕
電磁駆動手段 1 4 4は、 その主要部がケース本体 3側に保持され、 外 部からの指令に応じて前記可動テーブル部 1 5の移送方向に沿って所定 の移動力 (駆動力) を付与する機能を備えている。 この電磁駆動手段 1 44は、前記可動テーブル 1 と補助テーブル 5 との間に配設されている。 この電磁駆動手段 1 44は、 具体的には、 四角形状に形成された四個 の方形状駆動コイル 7 4 1 , 74 2 , 7 4 3 , 744と、 この各方形状 駆動コイル 74 1〜 744の X軸又は Y軸と交差する箇所に位置する内 コィル辺 74 1 a〜 744 aおよぴ外彻 jコィル辺 74 1 b〜 744 b に個別に対応して配設され且つ前記補助テーブル 5上に装備された各四 個の被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C , 6 D , および 1 6 A, 1 6 B , 1 6 C , 1 6 Dと、 前記各四個の方形状駆動コイル 74 1〜 744を所定位 置にて保持する固定プレート 8 とを備えている。
前記各方形状駆動コイル 7 4 1〜 744は、 対向する二つの辺が前記 „
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固定プレート 8上の中央部を原点として想定される X— Y面上の X軸又 は Y軸に直交するよ うに、 前記 X軸上, Y軸上にそれぞれ個別に配設さ れている。
又、 合計八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dは、 外部か ら個別に通電制御が可能な電磁石で構成され、 前記各方形状駆動コイル の内ィ則コィノレ辺 74 1 a〜 744 aおよび外側コィノレ辺 74 1 b〜 74 4 bに対応して、 X軸上および Y軸上にそれぞれ個別に配設されている。 固定プレート 8は、 第 5 4図に示すように前記補助テーブル 5の可動 テーブル 1側に配設され前記ケース本体 3に保持されている。 又、 前記 方形状の各駆動コイル 7 4 1〜 74 4と固定プレート 8 とによって、 前 記電磁駆動手段 1 44の主要部である固定子部分が構成されている。 そして、 各駆動コイル 74 1〜 7 44は、 作動状態に設定されると、 前記各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dとの間で当該各被駆動磁 石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを各コイル辺 7 4 1 a〜 744 a , 7 4 l b〜 7 44 bに直交する方向に反発駆動する電磁駆動力を発生する。 この場合、 各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの移動方向の中心 軸線が前記 X— Y平面上の中心点を通るように設定されている。
また、 各コイル辺 7 4 1 a〜 74 4 a, 7 4 1 b〜 7 44 bに直交し ない方向 (各コイル辺 74 1 a〜 74 4 a , 74 1 b〜 744 bに対し ては斜めの方向) に前記可動テーブル部 1 5を移送する場合には、 後述 するように少なく とも二以上の方形状駆動コイル 74 1 , 74 2 , 7 4 3又は 7 44にかかる各被駆動磁石に対する電磁駆動力の合力をもって、 当該可動テーブル部 1 5の移送が実行されるようになつている。
更に、 各駆動コィル 7 4 1〜 744の前記被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに面するコィノレ辺 74 1 a〜 7 4 4 a , 7 4 1 b〜 7 4 4 ,
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150 b部分には、 非磁性金属部材からなる制動用プレート 9が各被駆動磁石
6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの磁極面に近接して (ほぼ当接した状態で) 配設されている。 この制動用プレート 9は本実施形態では一枚のものが 使用され、 その周囲の一部又は全部が前記ケース本体 3に固着されてい る。
電磁駆動手段 1 4 4の一部を構成する四個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dは、 本実施形態では第 5 5図に示すように、 磁極の端面 (各駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4の各コイル辺 7 2 1 a〜 7 2 4 a, 7 2 l b〜 7 2 4 b との対向面) が四角形状の電磁石が使用され、 補助テー ブル 5の上面に想定される X— Y平面上で、 中心部から等距離の位置の X軸上および Y軸上に、 それぞれ配設され固着されている。
そして、本実施形態にあっては、例えば八個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの一部又は全部に所定の作動電流が通電されて当該各被 駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが稼働状態に設定され、 その後に 又は同時に、 後述する所定の制御モードに従って各駆動コイル 7 4 1〜
7 4 4が稼働状態に設定される。 そして、 各駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4 を含む各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの磁気力の大小が通電 制御により調整され、 これにより、 前記可動テーブル部 1 5が所定の方 向に移送される。
この場合、 可動テーブル部 1 5に対する移送方向おょぴその移送駆動 力に関する電磁駆動手段 1 4 4の働き (各駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4 と 四個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対する通電駆動) につ いては、 第 5 7図乃至第 5 8図にて詳述する。 第 5 7図及ぴ第 5 8図で は、 駆動コイルへの通電による回転駆動を示していない。
この場合、 第 1 3の実施形態では、 電磁石からなる前記八個の被駆動 磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電方向が後述するように予め特定 されていることから、 八個の方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4の各内側 コィノレ辺 7 4 1 a〜 7 4 4 a, 外側コィル辺 7 4 1 b〜 7 4 4 b部分の 通電方向および通電電流の大小 (通電停止制御を含めて) 力 前記可動 テーブル 1の移送方向に対応して後述する動作制御系 2 0 4により、 設 定制御される。 これにより、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに 対しては、 フレミ ングの左手の法則に従って所定の方向 (各コイル辺 7 4 1 a〜 7 4 4 a , 7 4 1 b〜 7 4 4 b部分にそれぞれ直交する方向) へ押圧する電磁力 (反力) が出力されること となる。
.又、 八個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに生じる電磁力の 方向を予め選択し組み合わせることにより、 当該各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに生じる電磁駆動力の合力を前記可動テーブル部 1 5の移送方向に合わせることができ、 当該可動テーブル部 1 5を X— Y 平面上の任意の方向に向けて移動力を付与することができる。
これら八個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対する一連の 通電制御の手法については、 後述するプログラム記憶部 2 2の説明箇所 (第 5 7図〜第 5 8図) で詳述する。
ここで、 前記各駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4の同一面上における外側お よび内側には、 少なく とも当該各駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4の高さ ( Y 軸方向の) と同一の高さに、 且つ前記被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの動作範囲を包含する範囲にて、 フェライ ト等の磁性材料が充填 装備してもよい。
〔動作制御系 2 0 4について〕
次に、 この第 1 3の実施形態における動作制御系 2 0 4について詳述 する。 本第 i 3の実施形態において、 前記各方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4及び八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dを個別に通電制 御して前記可動テーブル部 1 5の移動動作を規制する動作制御系 2 0 4 が、 電磁駆動手段 1 4 4に併設されている (第 5 6図参照)。
この動作制御系 2 0 4は、 前記各方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4に 対応して装備された八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの 磁極を個別に設定し維持する磁極個別設定機能と、 この各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの磁力強度を個別に可変設定 (通電電流を可 変することによって設定し得る) する磁力強度設定機能と、 前記各方形 状駆動コイル 7 4 1 - 7 4 4の前記 X軸又は Y軸と交叉する部分のコィ ル辺 7 4 1 a , 7 4 1 b , 7 4 2 a , 7 4 2 b , 7 4 3 a , 7 4 3 b, 7 4 4 a , 7 4 4 b部分の通電方向を所定の方向 (一方又は他方) に外 部からの指令に応じて設定し維持する通電方向設定機能と、 この各方形 状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4への通電電流の大きさを可変設定する駆動 コイル通電制御機能とを備え、 これらの諸機能の出力を適度に調整しな がら前記可動テーブル部 1 5に対する移送方向おょぴ移送力を調整する テーブル動作制御機能とを備えている。
そして、 この動作制御系 2 0 4は、 前記諸機能を実行するために、 第 5 6図に示すように、 前記電磁駆動手段 1 4 4の各方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4および各四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 D を所定の制御モードに従って個別に駆動し前記可動テーブル部 1 5を所 定の方向に移動制御するテーブル駆動制御手段 2 1 4 と、 このテーブル 駆動制御手段 2 1 4に併設され前記可動テーブル 1の移動方向およびそ の動作量等が特定された複数の制御モード (本実施形態では D 1〜D 8 の八個の制御モード) にかかる複数の制御プログラムが記憶されたプロ グラム記憶部 2 24と、 これら各制御プログラムの実行に際して使用さ れる所定のデータ等を記憶したデータ記憶部 2 3 とを備えている。
又、 テーブル駆動制御手段 2 1 4には、 方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 44及ぴ八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対する所定 の制御動作を指令する動作指令入力部 24が併設されている。 更に、 こ のテーブル駆動制御手段 2 1 4には、 前記可動テーブル 1の移動中およ び移動後の位置情報が、 前記位置情報検出手段 2 5によって検出され演 算処理されて送り込まれるようになつている。
そして、 前記動作制御系 2 04が有する種々の制御機能は、 前記プロ グラム記憶部 2 2 4の複数の制御モード D 1〜D 8に総合的に包含され、 動作指令入力部 2 4を介して入力されるオペレータからの指令で選択さ れる制御モー ド D 1〜D 8の何れかに基づいて作動し、 実行されるよう になっている。
これを更に詳述する。
本実施形態に係るテーブル駆動制御手段 2 1 4は、 動作指令入力部 2 4からの指令に基づいて作動し所定の制御モードをプログラム記憶部 2 24から選択し前記各方形状駆動コイル 74 1〜 7 4 4及び八個の各被 駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dにゼロを含む所定の直流電流を通 電制御する主制御部 2 1 4 Aと、 この主制御部 2 1 4 Aに選択設定され 所定の制御モー ド (D 1〜D 8 ) に従って各方形状駆動コイル 7 4 1〜 744及ぴ八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを同時に又 は個別に駆動制御するコイル選択駆動制御部 2 1 4 Bとを備えている。 又、 主制御部 2 1 4 Aは、 テーブル位置を検出する位置情報検出手段 2 5からの入力情報に基づいて前記可動テーブル 1の位置を算定し或い はその他の種々の演算を行う機能も同時に兼ね備えている。 こ.こで、 符 号 4 Gは、 前記電磁駆動手段 1 4 2の各方形状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4及び四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに所定の電流を通電する電源回路 部を示す。
〔プログラム記憶部 2 2 4について〕
前記テーブル駆動制御手段 2 1 4は、 プログラム記憶部 2 2 4に予め 記憶された所定の制御プログラム (所定の制御モード) に従って、 前記 電磁駆動手段 1 4 4の各方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4及び八個の各 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを所定の関連性を持たせて個別 に駆動制御するように構成されている。
即ち、 プログラム記憶部 2 2 4には、 この第 1 3の実施形態にあって は前記八個の各被駆動磁石 (電磁石) 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通 電方向を個別に特定し磁極の N極又は S極を特定すると共に通電停止を 含む通電電流の大小を個別に可変設定する複数の磁石用制御プログラム と、 この八個の各被駆動磁石 (電磁石) 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの 通電方向が特定され磁極の N極又は S極 (又は通電停止) は設定された 場合に機能しこれに対応して四個の各方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4 に対する通電方向およびその通電電流の大きさを可変設定する駆動コィ ル用制御プログラムが記憶されている。 同時に、 これらの各制御プログ ラムの動作のタイミングが、 八組の制御モード D 1乃至 D 8に整理され て記憶されている (第 5 7図, 第 5 8図参照)。
ここで、 この第 1 3の実施形態における八組の制御モード D 1乃至 D 8について、 第 5 7図〜第 5 8図に基づいて説明する。
第 5 7図に、 X軸の正方向又は負方向に向けて、 また Y軸の正方向又 は負方向に向けて、 それぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各制 御モード D 1乃至 D 4の一例 (図表化したもの) を示す。 この第 5 7図において、 各制御モード D 1〜D 4では、 各方形状駆動 コイル 7 4 1〜 7 4 4に対する直流電流の通電方向を個別に可変制御す るように設定されている。 又、 八個の各被駆動磁石 (電磁石) の通電方 向については、 各磁極の N極又は S極が制御モードが異なっても常に変 化しないように (固定した状態に)、 設定制御されている。
即ち、 この第 1 3の実施形態では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの前記方形状駆動コイル 7 4 1, 7 4 2に対向する端面 部の磁極を、 被駆動磁石 6 A, 6 Bでは N極に、 被駆動磁.石 6 C, 6 D では S極に、 それぞれ設定されている。 同様に、 被駆動磁石 1 6 A, 1 6 Bでは S極に、 被駆動磁石 1 6 C, 1 60では>^極に、 それぞれ設定 されている。 そして、 この第 3の実施形態にあっては、 この設定された 各磁極の N, Sは、 制御モード D 1〜D 4が異なっても固定された状態 に制御されている。
(制御モード D 1 )
この第 1 3の実施形態における制御モード D 1は、 可動テーブル 1 を X軸の正の方向に移送するための制御モードの一例を示す (第 5 7図参 照)。
この制御モード D 1では、 Y軸上の被駆動磁石 6 B, 6 Dおよび 1 6 B , 1 6 Dが通電停止制御されている。 同時に、 方形状駆動コイル 7 4 2 , 7 4 4も、 通電停止制御の状態が維持される。
又、 X軸上の被駆動磁石 6 Aの前記内側コィル辺 7 4 1 aに対向する 端面部が N極に固定制御され, X軸上の被駆動磁石 6 Cの前記内側コィ ル辺 7 4 3 aに対向する端面部が S極に固定制御されている。
更に、 X軸上の被駆動磁石 1 6 Aの前記外側コイル辺 7 4 1 bに対向 する端面部が S極に固定制御され, X軸上の被駆動磁石 1 6 Cの前記外 '"一, Λ
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側コイル辺 7 4 3 bに対向する端面部が N極に固定制御されている。
そして、 前記駆動コイル 7 4 1, 7 4 3は、 何れも反時計方向 (左回 り) に通電駆動されるようになっている。
このため、 実際の通電駆動に際しては、 駆動コイル 7 4 1, 7 4 3の 各コィル辺 7 4 1 a , 7 4 1 b, 7 4 3 a , 7 4 3 b部分に、 点線の矢 印に示す方向に所定の電磁力が発生し、 同時にその反力 (方形状駆動コ ィル 7 4 1 , 7 4 3が固定されているために生じる) で、 被駆動磁石 6 A, 6 C, 1 6 A, 1 6 Cが実線の矢印に示す方向 (図中、 右方向) に 反発駆動される。 これにより、 可動テーブル部 1 5は X軸上の正の方向 に移送される。
尚、 通電停止中の駆動コイル 7 4 2 , 7 4 4および被駆動磁石 6 B, 1 6 B及び 6 D, 1 6 Dは、 可動テーブル 1の位置ずれに際しては、 個 別に通電駆動されて位置ずれ補正動作が実行されるようになっている。
(制御モード D 2 )
この制御モー ド D 2は、 可動テープル 1を X軸の負の方向に移送する ための制御モー ドの一例を示す (第 5 7図参照)。
この制御モード D 2では、 X軸上の方形状駆動コイル 7 4 1, 7 4 3 の各コイル辺 7 4 1 a, 7 4 1 b , 7 4 3 a , 7 4 3 b部分の通電方向 を、 前記制御モード D 1の場合に比較して逆向き (時計の回転方向) と した点が相違する。 その他は前記制御モー ド D 1の場合と同一となって いる。
このため、 駆動コィノレ 7 4 1 , 7 4 3の各コイル辺 7 4 1 a , 7 4 1 b, 7 4 3 a , 7 4 3 b部分では、 前記モード D 1の場合と同様の原理 で逆向きの電磁駆動力 (点線の矢印) が発生し、 その反力で被駆動磁石 6 , 1 6 及ぴ6 〇, 1 6 Cがそれぞれ実線の矢印に示す方向 (図中、 左方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が X軸上 の負の方向に移送される。 ここで、 可動テーブル 1の位置ずれに際して は、 前記制御モード D 1の場合と同様の補正動作が実行される。
(制御モード D 3 )
この制御モード D 3は、 可動テーブル 1を Y軸の正の方向に移送する ための制御モー ドの一例を示す (第 5 7図参照)。
この制御モー ド D 3では、 X軸上の被駆動磁石 6 A, 6 C , 1 6 A, 1 6 Cが通電停止制御される。 同時に、 方形状駆動コイル 7 4 1 , 7 4 3も、 通電停止制御の状態に設定される。
又、 Y軸上の被駆動磁石 6 Bの前記内側コイル辺 7 4 2 aに対向する 端面部が N極に固定制御され, Y軸上の被駆動磁石 6 Dの前記コイル辺 7 4 4 aに対向する端面部が S極に固定制御されている。
同様に、 Y軸上の被駆動磁石 1 6 Bの前記内側コイル辺 7 4 2 bに対 向する端面部が S極に固定制御され, Y軸上の被駆動磁石 1 6 Dの前記 コイル辺 7 4 4 bに対向する端面部が N極に固定制御されている。
一方、 前記駆動コイル 7 4 2 , 7 4 4が、 何れも反時計方向 (左回り) に通電駆動されるようになつている。
このため、 実際の通電駆動に際しては、 駆動コイル 7 4 2 , 7 4 4の 各コイル辺 7 4 2 a, 7 4 2 b及び 7 4 4 a, 7 4 4 b部分に、 それぞ れ点線で示す方向の電磁駆動力が発生し、 同時にその反力 (方形状駆動 コイル 7 4 2, 7 4 4が固定されているために生じる) で、 被駆動磁石 6 B , 1 6 B及び 6 D, 1 6 Dが実線の矢印に示す方向 (図中、 上方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の正の方 向に移送される。
ここで、 通電停止中の駆動コイル 7 4 1 , 7 4 3およぴ被駆動磁石 6 A , 1 6 A , 6 C , 1 6 Cは、 可動テーブル 1の位置ずれに際し は、 個別に通電駆動されて位置ずれ補正動作が実行されるようになつている, (制御モー ド D 4 )
この制御モード D 4は、 可動テーブル 1を Y軸の負の方向に移送する ための制御モードの一例を示す (第 5 7図参照)。
この制御モード D 4では、 X軸上の各方形状駆動コイル 7 4 2 , 7 4 4の各コイル辺 7 4 2 a , 7 4 2 b , 7 4 4 a , 7 4 4 b部分の通電方 向を、 前記制御モード D 3の場合に比較して逆向き (時計方向) とした 点が相違する。その他は前記制御モード D 3の場合と同一となっている。
このため、 方形状駆動コイル 7 4 2, 7 4 4の各コイル辺 7 4 2 a, 7 4 2 b , 7 4 4 a , 7 4 4 b部分では、 前記制御モード D 3の場合と 同様の原理で点線の矢印に示す方向(制御モード D 3の場合とは逆向き) に電磁駆動力が発生し、 その反力で被駆動磁石 6 B, 1 6 B , 6 D , 1 6 Dがそれぞれ実線の矢印に示す方向(図中、下方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の負の方向に移送される。 ここで、 可動テーブル 1の位置ずれに際しては、 前記制御モード D 3の 場合と同様の補正動作が実行される。
続いて、 第 5 8図に、 X— Y平面座標上の四つの各象限の方向に向け て、 それぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各制御モード D 5乃 至 D 8の一例 (図表化したもの) を示す。
この第 5 8図において、 各制御モード D 5〜D 8では、 前記各制御モ 一ド D 5〜D 8の場合と同様に、 各方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4に 対する直流電流の通電方向を個別に可変制御するように設定され、 八個 の各被駆動磁石 (電磁石) の通電方向については各磁極の N極又は S極 、 制御モードが異なっても常に変化しないように (固定した状態に) 設定制御されている。
(制御モード D 5 )
この制御モード D 5は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 1象 限の方向に向けて移送するための制御モードの一例を示す (第 5 8図参 照)。
この制御モード D 5では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御可能な状態に設定されている。 又、 その通電方 向 (磁極 N, Sの設定) は前記各制御モード D 1〜D 4の場合と同様に 固定されている。
即ち、 X軸上, Y軸上の正方向に配置された被駆動磁石 6 A, 6 Bは、 その各方形状駆動コイルのコイル辺 7 4 1 a , 7 4 2 aに対向する端面 部分が N極に設定されている。 又、 X軸上, Y軸上の負方向に配置され た被駆動磁石 6 C, 6 Dは、 その各方形状駆動コイルのコイル辺 7 4 3 a , 7 4 4 aに対向する端面部分が S極に設定されている。
同様に、 X軸上, Y軸上の正方向に配置された被駆動磁石 1 6 A, 1 6 Bは、 その各方形状駆動コイルのコイル辺 7 4 1 b , 7 4 2 bに対向 する端面部分が S極に設定されている。 又、 X軸上, Y軸上の負方向に 配置された被駆動磁石 1 6 C, 1 6 Dは、 その各方形状駆動コイル 7 4 3 b , 7 4 4 bに対向する端面部分が N極に設定されている。
そして、前記方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4の各コイル辺 7 4 1 a, 7 4 1 b, 7 4 2 a , 7 4 2 b , 7 4 3 a , 7 4 3 b , 7 4 4 a , 7 4 4 b部分では、 前記制御モード D 1 と D 3 とが同時に作動したのと同等 の通電制御 (通電方向は反時計方向) がなされる。 このため、 前記制御 モード D l , D 3の場合と同様の向き (X軸の正方向と Y軸の正方向) の電磁駆動力が同時に発生し、 その合力が第 5 8図の制御モード D 5の 欄に示すように第 1象限の方向に向けられる。
これにより、 前記可動テーブル部 1 5は、 X— Y平面座標上の第 1象 限の方向に向けて移送される。 .
ここで、 X軸に対する第 1象限方向への移送角度 0 (移送方向) は、 各方形状駆動コイル 7 4 1〜 744及ぴ各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の大きさを個別に可変制御することによって各被 駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任 意の方向に自在に可変設定することができる。
(制御モー ド D 6 )
この制御モード D 6は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 3象 限の方向 (第 1象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための制御 モー ドの一例を示すものである (第 5 8図参照)。
この制御モード D 6では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御可能な状態に設定され、 その磁極 N, Sは、 前 記各制御モード D 1〜D 5の場合と同一に設定されている。
又、 各方形状駆動コイル 74 1〜 744の各コイル辺 74 1 a , 74 l b , 7 4 2 a , 7 4 2 b , 74 3 a , 7 4 3 b , 7 44 a , 7 44 b 部分では、 前記制御モード D 2と D 4とが同時に作動したのと同等の通 電制御 (通電方向は全て時計回り方向) がなされる。 このため、 前記制 御モード D 2 , D 4の場合と同様の向き (第 5 8図の左方向と下方向) の反力 (電磁駆動力) が同時に発生し、 且つその合力が第 5 8図の制御 モード D 6の欄に示すように第 3象限の方向に向けられる。これにより、 前記可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 3象限の方向に向けて 移送される。
尚、 X軸に対する第 3象限方向への移送角度 0 (移送方向) は、 各方 形状駆動コイル 7 4 1〜 7 44及び各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の大きさを個別に可変制御することによって各被駆動 磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、 こ れによって、 任意の方向に自在に可変設定することができる。
(制御モード D 7 )
この制御モード D 7は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 2象 限の方向に向けて移送するための制御モードの一例を示す (第 5 8図参 照)。
この制御モード D 7では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御され、 その磁極 N, Sは、 前記各制御モード D 1〜! 36の場合と同様に固定されている。
一方、 前記各方形状駆動コイル 74 1〜 7 4 4については、 X軸上の 方形状駆動コイル 7 4 1, 7 4 3が制御モード D 2の場合と同様に時計 方向 (第 5 8図中で右回り) に通電駆動され、 Y軸上の方形状駆動コィ ル 74 2, 744が制御モー ド D 3の場合と同様に反時計方向 (第 5 8 図中で左回り) に通,電駆動されるようになっている。
このため、 この制御モード D 7の場合、 各方形状駆動コイル 7 4 1〜 744の各コィル辺 74 1 a, 74 1 b , 74 2 a , 7 4 2 b , 7 4 3 a , 74 3 b , 7 4 4 a , 7 24 b部分では、 前記制御モード D 2 と D 3 とが同時に作動したのと同等の通電制御がなされる。 このため、 前記 制御モード D 2, D 3の場合と同様の向き (第 5 8図の左方向と上方向) の電磁駆動力が同時に発生し、 且つその合力が第 5 7図の制御モード D 7の欄に示すように第 2象限の方向に向けられる。 これにより、 前記可 動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 2象限の方向に向けて移送さ れる。 尚、 X軸に対する第 2象限方向への移送角度 Θ (移送方向) は、 各方 形状駆動コィル 7 4 1〜 7 4 4及び各被駆動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の大きさを個別に可変制御することによつて各被駆動 磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、 こ れにより、 移送方向を任意の方向に設定することができる。
(制御モード D 8 )
この制御モード D 8は、 可動テーブル部 1 5を X— Y平面座標上の第 4象限の方向 (第 1象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための 制御モードの一例を示すものである (第 5 8図参照)。
この制御モード D 8では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御され、 その磁極 N, Sは、 前記各制御モード D 1〜D 7の場合と同様に固定されている。
一方、 前記各方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4については、 前記制御 モー ド D 8の場合とはその通電駆動方向が全て逆方向に設定されている c 即ち、 X軸上の方形状駆動コイル 7 4 1, 7 4 3が制御モード D 1の場 合と同様に反時計方向 (第 5 8図中で左回り) に通電駆動され、 Y軸上 の方形状駆動コイル 7 4 2 , 7 4 4が制御モー ド D 4の場合と同様に時 計方向 (第 5 8図中で右回り) に通電駆動されるようになっている。
このため、 この制御モード D 8の場合、 各方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4の各コィル辺 7 4 1 a, 7 4 1 b, 7 4 2 a , 7 4 2 b , 7 4 3 a , 7 4 3 b , 7 4 4 a , 7 4 4 b部分では、 前記制御モード D 1 と D 4 とが同時に作動したのと同等の通電制御がなされ、 制御モード D 1 , D 4の場合と同様の向き (第 5 8図の右方向と下方向) の電磁駆動力が 同時に発生し、 且つその合力が第 5 8図の制御モード D 8の欄に示すよ うに第 4象限の方向に向けられる。 これにより、 前記可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 4象限の方向に向けて移送される。
尚、 X軸に対する第 4象限方向への移送角度 Θ (移送方向) は、 各方 形状駆動コイル 7 4 1〜 74 4及び各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の大きさを個別に可変制御することによって各被駆動 磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、 こ れにより、 任意の方向に自在に可変設定することができる。
その他の構成及びその動作, 機能等については、 前記第 1 1の実施形 態の場合とほぼ同一となっている。
このようにしても、 前記第 1 1の実施形態の場合と同等の作用効果を 得ることができるほか、 方形状駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4の構成が前記 '第 2実施形態における日の字状駆動コイル 7 2 1〜 7 2 4に比較して大 幅に単純化されており、 このため、 当該駆動コイル 7 4 1〜 7 4 4の配 線が簡略化されることから、 前記第 1 1の実施形態の場合に比較してそ の生産性および耐久性の向上を図ることができ、 更に駆動コイル 74 1 〜 744の通電制御も簡略化されることから応答性も改善されるという 利点がある。
又、 各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを前記第 1 1の実施形 態の場合の 2倍と したので、 電磁駆動力の出力を強化するこができ、 可 動テーブル 1の迅速な移動をなし得るという利点もある。
尚、 前記第 1 3の実施形態において、 可動テーブル部 1 5の移送方向 の設定に際しては、 D 1〜D 8の制御モードに分けて電磁駆動手段 1 4 2を駆動制御する場合を例示したが、 例えば、 制御モード D 2では被駆 動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの各通電方向を制御モード D 1の場 合とは逆の方向に設定し、 駆動コイル 7 4 1 , 7 4 3の通電方向を制御 モード D 1の場合と同一に設定する等、 同等に機能するのであれば、 他 , … "
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の制御手法で電磁駆動手段 1 4 4を駆動制御するようにこ構成してもよ レ、。
又、 前記第 1 3の実施形態において、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A 〜 1 6 Dの装備箇所と方形状駆動コイル 7 4 1 〜 7 4 4の装備箇所とを 入れ換えてもよレヽ。 この場合は、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが固定子側に装備され、 方形状駆動コイル 7 4 1 〜 7 4 4が可動子側 に装備されることとなる。
更に前記第 1 3の実施形態にあっては、 被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dを電磁石で構成した場合を例示したが、 これを永久磁石で構 成してもよレヽ。
このよ う にすると、 当該被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの周 囲の電気的な配線が一切不要となり、 被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dの装備箇所の空間領域を小さくすることができる。 したがって、 の分、 装置全体の小型軽量化が可能となり、 生産性および保守性の向 上を図ることができ、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを電磁石 とした場合に比較して、 その通電駆動が不要となることから全体的に電 力消費およびこの部分の温度上昇を抑制することができる。これにより、 装置全体のランニングコス トを大幅に低減することができ、 電磁駆動手 段 4の駆動制御に際しては複数の各方形状駆動コイル 7 4 1 〜 7 4 4の 通電方向の切り換え制御のみで可動テーブル 1を任意の方向に移送駆動 することができる。 したがって、 可動テーブル 1の移動方向の切替えに 際しての迅速な応答が可能となり、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dの断線事故等 の発生が皆無となるのでかかる点において装置全体の耐久性を大幅に向 上させることができるという利点がある。
【第 1 4の実施形態】 次に、 第 1 4の実施形態を、 第 5 9図乃至第 6 4図に基づいて説明す る。
この第 1 4の実施形態は、 前記第 1 1の実施形態における電磁駆動手 段 1 4 2に代えて他の電磁駆動手段 1 4 5を装備し、 同時に、 この電磁 駆動手段 1 4 5を効率よく駆動するための動作制御系 2 0 5を、 前記動 作制御系 2 0 2に代えて装備した点に特徴を有する。
即ち、 本実施形態における電磁駆動手段 1 4 5は、 前記第 1 1の実施 形態における電磁駆動手段 1 4 2において装備した四個の日の字状駆動 コイル 7 2 1 , 7 2 2 , 7 2 3 , 7 2 4をそれぞれ 9 0 ° 回転させた状 態で固定プレート 8に装備し、 これを日の字状駆動コイル 7 5 1 , 7 5 2 , 7 5 3 , 7 5 4 とした点に特徴を有する。 同時に、 これに対応して、 前記動作制御系 2 0 5による制御内容に新たに回転制御機能 (制御モー ド 9 , 1 0 ) を付加した点に特徴を有する。
これにより、 この第 1 1の実施形態は、 前記第 1 1の実施形態では原 理的に不可能であった可動テーブル 1に対する限定範囲での回転駆動を、 新たに別の駆動手段を装備することなく可能とした。
以下、 これを説明する。
まず、 この第 1 4の実施形態は、 前記第 1 1の実施形態の場合と同様 に、 同一面上にて任意の方向に移動可能に配設ざれた精密作業用の可動 テーブル部 1 5 と、 この可動テーブル部 1 5の移動を許容すると共に当 該可動テーブル部 1 5を保持.し且つ当該可動テーブル部 1 5に対する元 位置復帰機能を備えたテーブル保持機構 2と、 このテーブル保持機構 2 を支持する本体部と してのケース本体 3 と、 このケース本体 3側に装備 され且つ外部からの指令に応じて可動テーブル部 1 5に所定方向への移 動力を付与する電磁駆動手段 1 4 5 とを備えている。 ここで、 可動テーブル部 1 5は、 前記各実施形態の場合と同様に、 精 密作業用の可動テーブル 1 と、 この可動テーブル 1に対して所定間隔を 隔てて平行に且つ同一中心軸上に一体的に配置された補助テーブル 5 と により構成されている。 そして、 第 5第 9図に示すように、 テーブル保 持機構 2は、 補助テーブル 5側に装備され、 当該補助テーブル 5を介し て前記可動テーブル 1を保持するように構成されている。
〔電磁駆動手段 1 4 5について〕
電磁駆動手段 1 4 5は、 その主要部がケース本体 3側に保持され、 外 部からの指令に応じて前記可動テーブル部 1 5の移送方向に沿って所定 の移動力 (駆動力) を付与する機能を備えている。 この電磁駆動手段 1 4 5は、前記可動テーブル 1 と補助テーブル 5 との間に配設されている。 この電磁駆動手段 1 4 5は、 具体的には、 日の字状に形成された四個 の駆動コイル 7 5 1, 7 5 2 , 7 5 3 , 7 5 4と、 この各駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4の中央部に位置する内側コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 aに個 別に対応して前記補助テーブル 5上に装備された四個の被駆動磁石 6 A, 6 B , 6 C , 6 Dと、 前記四個の駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4を所定位置 にて保持する固定プレート 8 とを備えている。
前記各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4は、 その中央部に位置する 内側コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a力 、 固定プレート 8上の中央部を原点 と して想定される X— Y面上の各軸上に沿って重合された状態にて、 前 記 X軸上および Y軸上にそれぞれ個別に配設されている。
このため、 この内側コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 aにそれぞれ個別に対 向して配置される四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対しては、 後述する ように、 当該各内側コィル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a (即ち、 X軸又は Y軸) に直交する方向に電磁駆動力が出力されるようになつている。 そして、 本実施形態では、 各内側コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 aに通電 される電流の向きを目的に合わせて可変制御することにより、 前記可動 テーブル 1を所定範囲内で回転駆動することが可能な構成となっている ( また、 この四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dは、 外部からの通電制御が 可能な電磁石で構成され、 前記各日の字状駆動コイルの内側コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 aに対応して、 X軸上おょぴ Y軸上にそれぞれ個別に配 設されている。
固定プレート 8は第 5 9図に示すように、 前記補助テーブル 5の可動 テーブル 1側に配設され前記ケース本体 3に保持されている。 この日の 字状の各駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4 と固定プレート 8 とによって、 前記 電磁駆動手段 4の主要部である固定子部分が構成されている。
そして、 各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4は、 作動状態に設定さ れると、 前記各被駆動磁石 6 A〜 6 Dとの間で、 当該各被駆動磁石 6 A 〜 6 Dを各内側コィル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 aに直交する方向 (即ち、 対 応する X軸又は Y軸に直交する方向) に反発駆動する電磁駆動力を発生 する。
また、 各内側コィル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 aに直交しない方向 (各コィ ル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 aに斜めの方向) に前記可動テーブル部 1 5を移 送する場合には、 後述するように少なく とも二以上の各被駆動磁石 6 A 〜 6 Dに対する電磁駆動力の合力をもって、 当該可動テーブル部 1 5の 移送が実行されるようになつている。
更に、 各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4の前記被駆動磁石 6 A〜 6 Dに面する内側コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a部分には、 非磁性金属部 材からなる制動用プレ ト 9が各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁極面に近接 して (ほぼ当接した状態で) 配設されている。 この制動用プレート 9は Λ
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本実施形態では一枚のものが使用され、 その周囲の一部又は全部が前記 ケース本体 3に固着されている。
電磁駆動手段 1 4 5の一部を構成する四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dは、 本実施形態では第 6 0図に示すように、 磁極の端面 (各駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4の各内側コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a との対向面) を四角形 状と した電磁石が使用され、 補助テーブル 5 の上面に想定される X— Y 平面上で、 中心部から等距離の位置の X軸上および Y軸上に、 それぞれ 配設され固着されている。
このため、 本実施形態にあっては、 例えば四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dの一部又は全部に所定の作動電流が通電されて各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが稼働状態に設定され、 その後に、 又は同時に、 所定の制御モードに 従って各駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4が稼働状態に設定されて通電が開始 される。 そして、 各駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4を含む各被駆動磁石 6 A 〜 6 Dの磁気力の大小が通電制御により調整され、 これによ り、 前記可 動テーブル部 1 5が所定の方向に移送される。
この場合、 可動テーブル部 1 5に対する移送方向おょぴその移送駆動 力に関する電磁駆動手段 1 4 5の働き (各駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4 と 四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対する通電駆動) については、 第 6図 2 乃至第 6 4図にて詳述する。
電磁駆動手段 1 4 5の主要部を成す四個の日の字状駆動コイル 7 5 1 · 〜 7 5 4は、 第 5 9図〜第 6 0図に示すように、 二つの角形小コイル部 K a , K b の組合せからなり、 全体的に日の字状に構成されている。 そ して、 二つの角形小コイル部 K a, K bが相互に当接する部分のコイル 辺 (内側コイル辺 7 5 1 a 〜 7 5 4 a部分) には、 常に電流の向き (一 方と他方の角形小コイル部の当接する部分のコイル辺内には流す電流の 向き) が同方向となるように設定制御されている。 このため、 その向き を変える場合には、 二つの角形小コイル部 K a, K b内の通電方向が同 時に変化するようになつている。
この場合、 この第 1 4の実施形態では、 電磁石からなる前記四個の各 被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電方向は後述するように予め特定されている ことから、 四個の各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4の各内側コイル 辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a部分の通電方向およぴ通電電流の大小 (通電停止 制御を含めて) 力 前記可動テーブル部 1 5の移送方向に対応して動作 制御系 2 0 5により、 設定制御される。
これにより、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対しては、 フレミングの左手の 法則に従って所定の方向 (内側コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a部分にそれ ぞれ直交する方向)へ押圧する電磁力(反力)が出力されることとなる。 又、 四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに生じる電磁力の方向を予め選択し 組み合わせることにより、 当該四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに生じる電 磁駆動力の合力を前記可動テーブル部 1 5の移送方向に合わせることが 可能となり、 当該可動テーブル部 1 5を X— Y平面上の任意の方向に向 けて移動力を付与することができる。
これら四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対する一連の通電制御の手法に ついては、 後述するプログラム記憶部 2 2 5の説明箇所 (第 6 2図〜第 6 4図) で詳述する。
ここで、 前記各駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4の同一面上における外側お よび内側には、 少なく とも当該各駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4の高さ (Y 軸方向の) と同一の高さに、 且つ前記被駆動磁石 6 A〜 6 Dの動作範囲 を包含する範囲にて、 フェライ ト等の磁性材料を充填装備してもよい。
〔動作制御系 2 0 5について〕 次に、 この第 1 4の実施形態における動作制御系 2 0 5について詳述 する。
この第 1 4の実施形態において、 前記各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4及び四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを個別に通電制御して前記可 動テーブル部 1 5の移動動作を規制する動作制御系 2 0 5が、 電磁駆動 手段 1 4 5に併設されている (第 6 1図参照)。
この動作制御系 2 0 5は、 前記各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4 に対応して装備された各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁極を個別に設定し維 持する磁極個別設定機能と、 この各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁力強度を 個別に可変設定 (通電電流を可変することによって設定し得る) する磁 力強度設定機能と、 前記各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4の内側コ ィル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a部分の通電方向を所定の方向(一方又は他方) に外部からの指令に応じて設定し維持する通電方向設定機能と、 この各 日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4への通電電流の大きさを可変設定す る駆動コイル通電制御機能とを備え、 これらの諸機能による動作を適度 に調整しながら前記可動テーブル部 1 5に対する移送方向おょぴ移送力 を調整するテーブル動作制御機能を備えている。
そして、 この動作制御系 2 0 5は、 前記諸機能を実行するために、 第 6 1図に示すように、 前記電磁駆動手段 1 4 5の各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4および四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを所定の制御モー ドに従って個別に駆動し前記可動テーブル部 1 5を所定の方向に移動制 御するテーブル駆動制御手段 2 1 5 と、 このテーブル駆動制御手段 2 1 5に併設され前記可動テーブル 1の移動方向, 回転方向, およびその動 作量等が特定された複数の通電制御モード (本実施形態では E 1〜E 1 0の 1 0個の制御モード) にかかる複数の制御プログラムが記憶された プログラム記憶部 2 2 5 と、 これら各制御プログラムの実行に際して使 用される所定のデータ等を記憶したデータ記憶部 2 3 とを備えている。
テーブル駆動制御手段 2 1 5には、 各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4及び四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対する所定の制御動作を指令 する動作指令入力部 2 4が併設されている。 又、 このテーブル駆動制御 手段 2 1 5には、 前記可動テーブル 1の移動中おょぴ移動後の位置情報 ヽ 前記位置情報検出手段 2 5によって検出され演算処理されて送り込 まれるようになつている。
そして、 前記動作制御系 2 0 5が有する種々の制御機能は、 前記プロ グラム記憶部 2 2 5の複数の制御モード E 1〜E 1 0に総合的に包含さ れ、 動作指令入力部 2 4を介して入力されるオペレータからの指令で選 択される制御モード E 1〜E 1 0の何れかに基づいて作動し、 実行され るようになっている。
これを更に詳述する。
本実施形態に係るテーブル駆動制御手段 2 1 5は、 動作指令入力部 2 4からの指令に基づいて作動し所定の制御モードをプログラム記憶部 2 2 5から選択し前記各日の字状駆動コイル 7 5 :!〜 7 5 4及び四個の各 被駆動磁石 6 A〜 6 Dにゼ口を含む所定の直流電流を通電制御する主制 御部 2 1 5 Aと、 この主制御部 2 1 5 Aに選択設定され所定の制御モー ド (E 1〜E 1 0 ) に従って各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4及び 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを同時に又は個別に駆動制御するコイル 選択駆動制御部 2 1 5 Bとを備えている。
又、 主制御部 2 1 5 Aは、 テーブル位置を検出する位置情報検出手段 2 5からの入力情報に基づいて前記可動テーブル 1の位置を算定し或い はその他の種々の演算を行う機能も同時に兼ね備えている。 ここで、 符 号 4 Gは、 前記電磁駆動手段 1 4 5 の各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4及ぴ四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに所定の電流を通電する電源回 路部を示す。
〔プログラム記憶部 2 2 5について〕
前記テーブル駆動制御手段 2 1 5は、 プログラム記憶部 2 2 5に予め 記憶された所定の制御プログラム (所定の制御モー ド) に従って、 前記 電磁駆動手段 1 4 5の各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4及び四個の 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを所定の関連性を持たせて個別に駆動制御する ように構成されている。
即ち、 本実施形態に係るプログラム記憶部 2 2 5には、 前記四個の各 被駆動磁石 (電磁石) 6 A〜 6 Dの通電方向を個別に特定し磁極の N極 又は S極を特定すると共に通電停止を含む通電電流の大小を個別に可変 設定する複数の磁石用制御プログラムと、 この四個の各被駆動磁石 (電 磁石) 6 A〜 6 Dの通電方向が特定され磁極の N極又は S極 (又は通電 停止) は設定された場合に機能しこれに対応して四個の各日の字状駆動 コイル 7 5 1〜 7 5 4に対する通電方向おょぴその通電電流の大きさを 可変設定する駆動コイル用の通電制御プログラムが記憶されている。 同 時に、 これらの各通電制御プログラムの動作のタイミングが、 1 0組の 制御モード E 1〜E 1 0に整理されて記憶されている (第 6 2図〜第 6 4図参照)。
次に、 この第 1 4の実施形態における 1 0組の制御モード E 1乃至 E 1 0について、 第 6 2図〜第 6 4図に基づいて説明する。
第 6 2図に、 X軸の正方向又は負方向に向けて、 また Y軸の正方向又 は負方向に向けて、 それぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各制 御モー ド E 1乃至 E 4の一例 (図表化したもの) を示す。 この第 6 2図において、 各制御モード E 1〜E 4では、 各日の字状駆 動コイル 7 5 1〜 7 5 4に対する直流電流の通電方向を個別に可変制御 するように設定されている。 又、 四個の各被駆動磁石 (電磁石) の通電 方向については、 各磁極の N極又は S極が通電制御モードが異なっても 常に変化しないように (固定した状態に)、 設定制御されている。
即ち、 この第 1 4の実施形態では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの 前記日の字状駆動コイル 7 5 1, 7 5 2に対向する端面部の磁極を、 被 駆動磁石 6 A , 6 Bでは N極に、 被駆動磁石 6 C, 6 Dでは S極に、 そ れぞれ設定され、 制御モード E 1〜E 4が異なっても当該各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁極は固定された状態に設定制御されている。
(制御モード E 1 )
この第 1 4の実施形態における制御モード E 1は、 可動テーブル 1を X軸の正の方向に移送するための通電制御モードの例である (第 6 2図 参照)。
この制御モード E 1では、 Y軸上の日の字状駆動コイル 7 5 2, 7 5 4及びこれに対応して装備された被駆動磁石 6 B , 6 Dが通電制御され、 X軸上の日の字状駆動コイル 7 5 1 , 7 5 3及ぴこれに対応して装備さ れた被駆動磁石 6 A , 6 Cが、 通電停止制御される。
そして、 Y軸上の日の字状駆動コイル 7 5 2, 7 5 4の通電方向は、 日の字状駆動コイル 7 5 2の内側コイル辺 7 5 2 a部分では Y軸の正方 向から Y軸に沿って原点 0に向かう方向に設定制御され、 同じく 日の字 状駆動コイル 7 5 4の内側コイル辺 7 5 4 a部分では Y軸の負方向から Y軸に沿って原点に向かう方向に設定制御される。
又、 被駆動磁石 6 B , 6 Dでは、 Y軸上の被駆動磁石 6 Bの内側コィ ル辺 7 5 2 aに対向する端面部が N極に固定制御され、 同じく Y軸上の 被駆動磁石 6 Dの前記内側コイル辺 7 5 4 aに対向する端面部が S極に 固定制御されている。
このため、 駆動コイル 7 5 2 , 7 5 4のコィル辺 7 5 2 a , 7 5 4 a 部分では、 当該コイル辺 7 5 2 a, 7 5 4 a内に (図中の左方向 : 点線 の矢印で示す) 所定の電磁力が発生し、 同時にその反力 (日の字状駆動 コイル 7 5 2 , 7 5 4が固定されているために生じる) で、 被駆動磁石 6 B , 6 Dが実線の矢印に示す方向 (図中、 右方向) に反発駆動され、 この二つの被駆動磁石 6 B , 6 Dに生じる電磁駆動力のバランスのもと に、 可動テーブル部 1 5が X軸上の正の方向に移送される。
又、 移送方向のずれに際しては、 二つの被駆動磁石 6 B, 6 D又は駆 動コイル 7 5 2 , 7 5 4に対する通電電流の大きさが調整され、 これに よって二つの被駆動磁石 6 B , 6 Dに生じる電磁駆動力のパランスが維 持され、 移送方向のずれが修正される。
(制御モード E 2 )
この制御モー ド E 2は、 可動テーブル 1を X軸の負の方向に移送する ための制御モードの例である (第 6 2図参照)。
この制御モード E 2では、 X軸上の駆動コイル 7 5 2, 7 5 4のコィ ル辺 7 5 2 a, 7 5 4 a部分の通電方向を前記制御モード E 1の場合に 比較して逆にした点が相違する。 その他は前記制御モード E 1の場合と 同一となっている。
このため、 駆動コイル 7 5 2 , 7 5 4のコィル辺 7 2 1 a, 7 2 4 a 部分では、 前記制御モード E 1の場合と同様の原理で制御モード E 1の 場合とは逆向きの電磁力が発生し、 その反力で被駆動磁石 6 A, 6 Cが それぞれ実線の矢印に示す方向 (図中、 左方向) に反発駆動され、 この 二つの被駆動磁石 6 B, 6 Dに生じる電磁駆動力のバランスのもとに、 可動テーブル部 1 5が X軸上の負の方向に移送される。
(制御モード E 3 )
この制御モード E 3は、 可動テーブル 1を Y軸の正の方向に移送する ための通電制御モードの一例である (第 6 2図参照)。
この制御モード E 3においては、 X軸上の日の字状駆動コイル 7 5 1 , 7 5 3及ぴこれに対応して装備された被駆動磁石 6 A , 6 Cが通電制御 され、 Y軸上の日の字状駆動コイル 7 5 2, 7 5 4及ぴこれに対応して 装備された被駆動磁石 6 B, 6 Dが通電停止制御される。
そして、 X軸上の日の字状駆動コイル 7 5 1 , 7 5 3の通電方向は、 日の字状駆動コイル 7 5 1 の内側コィル辺 7 5 1 a部分では X軸に沿つ て原点 0方向から正方向に向かう方向に設定制御され、 同じく 日の字状 駆動コイル 7 5 3の内側コイル辺 7 5 3 a部分では X軸に沿って原点 0 方向から負方向に向かう方向に設定制御される。
又、 被駆動磁石 6 A, 6 Cでは、 X軸上の被駆動磁石 6 Aの内側コィ ル辺 7 5 1 aに対向する端面部が N極に固定制御され、 同じく X軸上の 被駆動磁石 6 Cの前記内側コイル辺 7 5 3 aに対向する端面部が S極に 固定制御されている。
このため、 駆動コイル 7 5 1, 7 5 3のコィル辺 7 5 1 a, 7 5 3 a 部分では、 当該各コイル辺 7 5 l a , 7 5 3 a内に所定の電磁力が発生 し、 同時にその反力 (日の字状駆動コイル 7 5 1, 7 5 3が固定されて いるために生じる) で、 被駆動磁石 6 A, 6 Cが実線の矢印に示す方向 (図中、 上方向) に反発駆動され、 この二つの被駆動磁石 6 A , 6 Cに 生じる電磁駆動力のパランスのもとに、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の 正の方向に移送される。
可動テーブル部 1 5の位置ずれに際しては、 前記制御モード E 1の場 合と同様の補正動作が実行される。
(制御モード E 4 )
この制御モード E 4は、 可動テーブル 1を Y軸の負の方向に移送する ための通電制御モードの一例を示す (第 6 2図参照)。
この制御モード E 4では、 X軸上の駆動コイル 7 5 1, 7 5 3のコィ ル辺 7 5 1 a, 7 5 3 a部分の通電方向を前記制御モード E 3の場合に 比較して逆にした点が相違する。 その他は前記制御モード E 3の場合と 同一となっている。
このため、 駆動コイル 7 5 1 , 7 5 3のコィル辺 7 5 1 a, 7 5 3 a 部分では、 前記制御モード E 3の場合と同様の原理で当該制御モード E 3の場合とは逆向きの電磁力が発生し、 その反力で被駆動磁石 6 A , 6 Cがそれぞれ実線の矢印に示す方向 (図中、 下方向) に反発駆動され、 この二つの被駆動磁石 6 A , 6 Cに生じる電磁駆動力のバランスのもと に、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の負の方向に移送される。 可動テープ ル 1の位置ずれに際しては、 前記制御モード B 3の場合と同様の補正動 作が実行される。
続いて、 第 6 3図に、 X— Y平面座標上の四つの各象限の方向に向け て、 それぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各制御モード E 5乃 至 E 8の一例 (図表化したもの) を示す。
この第 6 3図において、 各制御モード E 5〜 E 8では、 各日の字状駆 動コイル 7 5 ;!〜 7 5 4に対する直流電流の通電方向を個別に可変制御 するように設定され、 四個の各被駆動磁石 (電磁石) の通電方向につい ては各磁極の N極又は S極が、 制御モードが異なっても常に変化しない ように (固定した状態に) 設定制御されている。
(制御モード E 5 ) この第 1 4の実施形態における制御モード E 5は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 1象限の方向に向けて移送するための通電制御モ 一ドの一例を示す (第 6 3図参照)。
この制御モード E 5では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通 電制御され、 その通電方向 (磁極 N , S ) は前記各制御モード E 1〜 E 4の場合と同様に固定されている。 即ち、 X軸上, Y軸上の正方向に配 置された被駆動磁石 6 A , 6 Bは、 その各日の字状駆動コイル 7 5 1, 7 5 2に対向する端面部分が N極に設定されている。 又、 X軸上, Y軸 上の負方向に配置された被駆動磁石 6 C, 6 Dは、 その各日の字状駆動 コイル 7 5 3, 7 5 4に対向する端面部分が S極に設定されている。 又、 制御モード E 5では、 四個の各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4も同時に通電駆動される。 具体的には、 各日の字状駆動コイル 7 5 1 〜 7 5 4の各内側コィル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a部分では、 前記制御モー ド E 1 と E 3 とが同時に作動したのと同等の通電制御がなされる。 この ため、 前記制御モード E l, E 3の場合と同様の向き (第 6 3図の右方 向と上方向) の電磁駆動力が同時に発生し、 且つその合力が第 6 3図の 制御モード E 5の欄に示すように第 1象限の方向に向けられる。 これに より、 前記可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 1象限の方向に 向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 1象限方向への移送角度 θ ( X軸との角度 0 ) は、 各日の字状駆動コイル 7 5 1〜7 5 4及ぴ各被駆動磁石 6 A〜 6 D の通電電流の大きさを個別に可変制御することによつて各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方向に 自在に可変設定することができる。
(制御モード E 6 ) この制御モード E 6は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 3象 限の方向 (第 1象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための通電 制御モー ドの一例を示すものである (第 6 3図参照)。
この制御モード E 6では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通 電制御され、 その磁極 N, Sは、 前記各制御モー ド B 1〜: B 5の場合と 同一に設定されている。
このため、 各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4も前記制御モー ド E 2と E 4 とが同時に作動したのと同等の通電制御がなされる。このため、 各内側コィル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a部分では、 前記制御モード E 2 , E 4の場合と同様の向き (第 6 3図の左方向と下方向) の電磁駆動力が同 時に発生し、 且つその合力が第 6 3図の制御モード E 6の欄に示すよう に第 3象限の方向に向けられる。 これにより、 前記可動テーブル部 1 5 が X— Y平面座標上の第 3象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 3象限方向への移送角度 0は、 各日の字状駆 動コイル 7 5 1〜 7 5 4及び各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電電流の大き さを個別に可変制御することによって各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用す る電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方向に自在に可変設定す ることができる。
(制御モード E 7 )
この制御モード E 7は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 2象 限の方向に向けて移送するための通電制御モ ドの一例を示す (第 6 3 図参照)。
この制御モード E 7では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通 電制御され、 その磁極 N , Sは、 前記各制御モード E 1〜E 6の場合と 同様に固定されている。 , 、„η
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この制御モード E 7の場合、 四個の各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4も同時に通電駆動される。 具体的には、 各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4では、 その各コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a部分で、 前記制御 モー ド E 2 と E 3とが同時に作動したのと同等の通電制御がなされる。
このため、 前記制御モード E 2, E 3の場合と同様の向き (第 6 3図 の左方向と上方向) の電磁駆動力が同時に発生し、 且つその合力が第 6 3図の制御モード E 7の欄に示すように第 2象限の方向に向けられる。 これにより、 前記可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 2象限の 方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 2象限方向への移送角度 0は、 各日の字状駆 動コイル 7 5 1〜 7 5 4及び各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電電流の大き さを個別に可変制御することによって各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用す る電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方向に自在に可変設定す ることができる。
(制御モード E 8 )
この制御モード E 8は、 可動テーブル部 1 5を X— Y平面座標上の第 4象限の方向 (第 1象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための 制御モー ドの一例を示すものである (第 6 3図参照)。
この制御モード E 8では、 四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通 電制御され、 その磁極 N, Sは、 前記各制御モード E 1〜E 7の場合と 同様に固定されている。
この制御モー ド E 8の場合、 各日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4の 各コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a部分では、 前記制御モード E 1 と E 4と が同時に作動したのと同等の通電制御がなされる。 このため、 前記制御 モー ド E l , E 4の場合と同様の向き (第 6 3図の右方向と下方向) の 電磁駆動力が同時に発生し、 且つその合力が第 6 3図の制御モード E 8 の欄に示すように第 4象限の方向に向けられる。 これにより、 前記可動 テーブル部 1 5が X— Y平面座標上の第 4象限の方向に向けて移送され る。
ここで、 X軸に対する第 4象限方向への移送角度 0は、 各日の字状駆 動コイル 7 5 1〜 7 5 4及ぴ各被駆動磁石 6 A〜 6 Dの通電電流の大き さを個別に可変制御することによつて各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用す る電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方向に自在に可変設定す ることができる。
(制御モード E 9 )
この制御モード E 9は、 可動テーブル 1を X— Y平面上で反時計方向 (左回り) に所定角度の回転駆動を可能としたもので、 そのための通電 制御モー ドの一例を示すものである (第 6 4図参照)。
この制御モード E 9では、 日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4 と各四 個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通電制御される。 この場合、 被駆動 磁石 6 A〜 6 Dの磁極 N, Sは、 前記 E 1〜 E 8の場合と同一に設定さ れている。
又、 日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4については、 対応する四個の 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対して、 X— Y平面上の原点 (0点) を中心 と した同一レベルの所定のモーメ ント (X軸又は Y軸に直交する方向へ の回転駆動力) がそれぞれ反時計方向に発生するように通電制御される ようになつている (第 6 4図参照)。
具体的には、 X軸上の駆動コイル Ί 5 1の内側コィル辺 7 5 1 a部分 には X軸上の原点 0方向から正方向に向けて通電方向が設定され、 X軸 上の駆動コイル 7 5 3の内側コイル辺 7 5 3 a部分には X軸上の負方向 から原点 0方向に向けて通電方向が設定制御されている。 又、 Y軸上の 駆動コイル 7 5 2の内側コイル辺 7 5 2 a部分には Y軸上の原点 0方向 から正方向に向けて通電方向が設定され、 Y軸上の駆動コイル 7 5 4の 内側コイル辺 7 5 4 a部分には Y軸上の負方向から原点 0方向に向けて 通電方向が設定制御されている。
そして、 各内側コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a部分では、 各被駆動磁石 6 A〜 6に対して同一の電磁力を出力し得るように、 通電電流の大きさ は同一に設定されている。
第 6 4図では、同一レベルの所定の回転モーメン トを実線で図示する。 これにより、被駆動磁石 6 A〜 6 Dを保持する可動テーブル部 1 5には、 当該被駆動磁石 6 A〜 6 Dを介して所定の範囲内で反時計方向に回転駆 動されること となる。
即ち、 駆動コイル 7 5 ;!〜 7 5 4の各コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a部 分では、 当該コイル辺.7 5 1 a〜 7 5 4 a内に点線の矢印で示す所定の 電磁駆動力が発生し、 同時にその反力 (日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4が固定プレート 8に固定されているために生じる) で、 各被駆動磁 石 6 A〜 6 Dが実線の矢印に示す方向 (図中、 反時計方向) に反発駆動 され、 この四つの各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに生じる各電磁駆動力 (同一 レベルの所定の回転モーメント) のバランスのもとに、 可動テープル部 1 5が X— Y平面上で(所定の範囲内で)反時計方向に回転駆動される。
(制御モード E 1 0 )
この制御モード E 1 0は、 可動テーブル部 1 5を X— Y平面上で時計 回り方向 (右回り) に所定角度の回転駆動を可能と したもので、 そのた めの制御モー ドの一例を示す (第 6 4図参照)。
この制御モー ド E 1 0では、 日の字型駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4 と各 W 200
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四個の被駆動磁石 6 A〜 6 Dが同時に通電制御される。
この場合、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁極 N, Sは、 前記 E 1〜E 9の 場合と同一に設定されている。 又、 日の字型駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4 については、 対応する四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに対して、 X— Y 平面上の原点 ( 0点) を中心とした同一レベルの所定のモーメント (X 軸又は Y軸に直交する方向への回転駆動力) がそれぞれ時計方向 (右回 り) に発生するように前記制御モード E 9の場合とは逆向きに通電制御 されるよ うになつている。
第 6 4図では、同一レベルの所定の回転モーメン トを実線で図示する。 これにより、被駆動磁石 6 A〜 6 Dを保持する可動テーブル部 1 5には、 当該被駆動磁石 6 A〜 6 Dを介して所定の範囲内で反時計方向に回転駆 動されることとなる。
即ち、 駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4の各コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a部 分では、 当該コイル辺 7 5 1 a〜 7 5 4 a内に点線の矢印で示す所定の 電磁駆動力が発生し、 同時にその反力 (日の字状駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4が固定プレート 8に固定されているために生じる) で、 各被駆動磁 石 6 A〜 6 Dが実線の矢印に示す方向 (図中、 時計回り方向) に反発駆 動され、 この四つの各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに生じる各電磁駆動力 (同 ーレべノレの所定の回転モーメント) のバランスのもとに、 可動テーブル 部 1 5が X— Y平面上で (所定の範囲内で) 時計回り方向に回転駆動さ れる。
その他の構成及びその動作, 機能等については、 前記第 1 1の実施形 態の場合とほぼ同一となっている。
このようにしても、 前記第 1 1の実施形態の場合と同等の作用効果を 得ることができるほか、 更に、 この第 1 4の実施形態では、 前記電磁駆 動手段によ り出力される各電磁駆動力を X軸又は Y軸に対して直交する 方向に且つ回転する方向に出力し得るので、 別途新たに回転駆動手段を 装備することなく、 可動テーブル部に対する所定角度内での回転駆動が 可能となるという利点があり、 その汎用化を更に高めることができる。
ここで、 前記第 1 4の実施形態において、 可動テーブル部 1 5の移送 方向の設定に際しては、 E 1 〜E 1 0の制御モードに分けて電磁駆動手 段 1 4 5を駆動制御する場合を例示したが、 例えば、 制御モー ド E 2で は被駆動磁石 6 A〜 6 Dの各通電方向を制御モード E 1の場合とは逆の 方向に設定し、 駆動コイル 7 5 1 , 7 5 3の通電方向を制御モード E 1 の場合と同一に設定する等、 同等に機能するのであれば、 他の制御手法 で電磁駆動手段 1 4 5を駆動制御するよ うに構成してもよい。
又、 前記第 1 4の実施形態において、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dの装備箇 所と 日の字状駆動コイル 7 5 1 〜 7 5 4の装備箇所とを入れ換えてもよ レ、。 この場合は、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dが固定子側に装備され、 日の字 状駆動コイル 7 5 1 〜 7 5 4が可動子側に装備されることとなる。
更に、 前記実施形態では各被駆動磁石 6 A〜 6 Dを電磁石で構成した 場合を例示したが、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dをそれぞれ永久磁石で構成し てもよい。
この被駆動磁石 6 〜 6 Dの各々を永久磁石とすることにより当該被 駆動磁石 6 Α〜 6 Dの周囲の電気的な配線が一切不要となり、 被駆動磁 石 6 Α〜 6 Dの装備箇所の空間領域を小さくすることができる。 したが つて、 その分、 装置全体の小型軽量化が可能となり、 生産性および保守 性の向上を図ることができ、 被駆動磁石 6 Α〜 6 Dを電磁石と した場合 に比較して、 その通電駆動が不要となることから全体的に電力消費を抑 制することができる。 これにより、 装置全体のランニングコス トを大幅 に低減することができ、 電磁駆動手段 4の駆動制御に際しては複数の各 駆動コイル 7 5 1〜 7 5 4の通電方向の切り換え制御のみで可動テープ ル 1を任意の方向に移送駆動することができる。 したがって、 可動テー ブル 1の移動方向の切替えに際しての迅速な応答が可能となり、 被駆動 磁石 6 A〜 6 Dの断線事故等の発生が皆無となるので、 装置全体の耐久 性を大幅に向上させることができるという利点がある。
【第 1 5の実施形態】
次に、 第 1 5の実施形態を、 第 6 5図乃至第 7 0図に基づいて説明す る。
この第 1 5の実施形態は、 前記第 1 3の実施形態における電磁駆動手 段 1 4 4 (第 2 4図参照) に代えて、 他の電磁駆動手段 1 4 6 (第 3 5 図参照) を装備した点に特徴を備えている。
本実施形態における電磁駆動手段 1 4 6は、 具体的には、 前記第 1 3 の実施形態における電磁駆動手段 1 4 4の四個の方形状駆動コイルとこ れに対応して装備された各被駆動コイルとを、 各方形状駆動コイル毎に 9 0 ° 回転した状態にて配設し装備した点に構造上の特徴を備えている ( これにより、 任意の方向への移動と共に可動テーブル部 1 5に対する同 一面上での回転駆動を、 新たに別の回転駆動手段を装備することなく実 現した点に動作上の特徴を備えている。
又、 この電磁駆動手段 1 4 6を効率よく駆動するための動作制御系 2 0 6を、 前記第 1 3の実施形態における動作制御系 2 0 4に代えて装備 した点に特徴を備えている。
以下、 これを詳細に説明する。
まず、 この第 1 5の実施形態は、 前記第 1 3の実施形態の場合と同様 に、 同一面上にて任意の方向に移動可能に配設された精密作業用の可動 テーブル部 1 5 と、 この可動テープル部 1 5の移動を許容すると共に当 該可動テーブル部 1 5を保持し且つ当該可動テーブル部 1 5に対する元 位置復帰機能を備えたテーブル保持機構 2と、 このテーブル保持機構 2 を支持する本体部と してのケース本体 3 と、 このケース本体 3側に装備 され且つ外部からの指令に応じて可動テーブル部 1 5に所定方向への移 動力を付与する電磁駆動手段 1 4 6 とを備えている。
ここで、 可動テーブル部 1 5は、 精密作業用の可動テーブル 1 と、 こ の可動テーブル 1に対して所定間隔を隔てて平行に且つ同一中心軸上に 一体的に配置された補助テーブル 5 とにより構成されている。 そして、 第 6図 5に示すように、 テーブル保持機構 2は、 補助テーブル 5側に装 備され、 当該捕助テーブル 5を介して前記可動テーブル 1を保持するよ うに構成されている。
〔電磁駆動手段 1 4 6について〕
電磁駆動手段 1 4 6は、 その主要部がケース本体 3側に保持され、 外 部からの指令に応じて前記可動テーブル部 1 5の移送方向に沿って所定 の移動力 (駆動力) を付与する機能を備えている。 この電磁駆動手段 1 4 6は、前記可動テーブル 1 と補助テーブル 5との間に配設されている。 この電磁駆動手段 1 4 6は、 具体的には、 四角形状に形成された四個 の方形状駆動コイル 7 6 1, 7 6 2 , 7 6 3, 7 6 4と、 この各方形状 駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4の X軸および Y軸に平行に位置する平行コィ ル ί27 6 1 a , 7 6 1 b , 7 6 2 a , 7 6 2 b , 7 6 3 a , 7 6 3 b, 7 6 4 a , 7 6 4 b (符号は、 第 6 5図中で反時計方向に順次付す) に 個別に対応して配設され前記捕助テーブル 5上に装備された八個の各被 駆動磁石 6 A, 1 6 A, 6 B , 1 6 Β , 6 C, 1 6 C , 6 D , 1 6 Dと、 前記各四個の方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4を所定位置にて保持する 固定プレート 8 とを備えている。
前記各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4は、 対向する二つの辺が固定 プレート 8上の中央部を原点として想定される X— Y面上の: X軸又は Y 軸を挟んでこれに平行するように、 前記 X軸上又は Y軸上にそれぞれ個 別に配設されている。
又、 合計八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dは、 外部か ら個別に通電制御が可能な電磁石で構成され、 前記各方形状駆動コイル の X軸又は Y軸に平行なコィル辺 7 6 1 a〜 7 6 4 aおよぴ外側コイル 辺 7 6 1 b〜 7 6 4 bの中央領域に対応して、 それぞれ個別に配設され ている。
固定プレート 8は、 第 6 5図に示すように前記補助テーブル 5の可動 テープル 1側に配設され前記ケース本体 3に保持されている。 ここで、 前記方形状の各駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4と固定プレート 8 とによって、 前記電磁駆動手段 1 4 6の主要部である固定子部分が構成されている。
そして、 各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4は、 作動状態に設定され ると、 前記各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dとの間で当該各被 ,駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを各コィノレ辺 7 6 l a〜 7 6 4 a , 7 6 1 b〜 7 6 4 bに直交する方向に反発駆動する電磁駆動力を発生す る。 この場合、 各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの移動方向の 中心軸線が前記 X軸又は Y軸に直交するように設定されている。 ' また、 各コィル辺 7 6 1 a〜 7 6 4 a, 7 6 1 b〜 7 6 4 bに直交し ない方向 (各コィル辺 7 6 1 a〜 7 6 4 a , 7 6 1 b〜 7 6 4 bに対し ては斜めの方向) に前記可動テーブル部 1 5を移送する場合には、 後述 するように少なく とも二以上の方形状駆動コイル 7 6 1, 7 6 2 , 7 6 3又は 7 6 4にかかる各被駆動磁石に対する電磁駆動力の合力をもって、 当該可動テーブル部 1 5の移送が実行されるようになつている。
電磁駆動手段 1 4 6の一部を構成する各四個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dは、 本実施形態では第 6 6図に示すように、 磁極の端面 (各馬区動コィノレ 7 6 :!〜 7 6 4の各コィノレ辺 7 6 1 a〜 7 6 4 a, 7 6 1 b〜 7 6 4 bとの対向面) が四角形状の電磁石が使用され、 補助テー ブル 5の上面に想定される X— Y平面上で、 中心部から等距離の位置の X軸上又は Y軸上に、 それぞれ配設され固着されている。
そして、本実施形態にあっては、例えば八個の被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dの一部又は全部に所定の作動電流が通電されて当該各被 駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが稼働状態に設定され、 その後に 又同時に、 後述する所定の制御モードに従って各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4が稼働状態に設定され通電が開始される。 そして、 各駆動コ ィル 7 6 1〜 7 6 4を含む各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの 磁気力の大小が通電制御により調整され、 これにより、 前記可動テープ ル部 1 5が所定の方向に移送される。
この場合、 可動テーブル部 1 5に対する移送方向おょぴその移送駆動 力に関する電磁駆動手段 1 4 6の働き (各駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4 と 四個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対する通電駆動) につ いては、 第 6 7図〜第 6 9図にて詳述する。
この場合、 この第 1 5·の実施形態では、 電磁石からなる前記八個の被 駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電方向が後述するように予め 特定されていることから、 八個の方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4の各 内ィ則コィノレ辺 7 6 1 a〜 7 6 4 a, 外側コィル辺 7 6 1 b〜 7 6 4 b部 分の通電方向および通電電流の大小 (通電停止制御を含めて) が、 前記 可動テーブル 1の移送方向に対応して動作制御系 2 0 6により、 設定制 御される。 これにより、 被駆動磁石 6 A~ 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対し ては、 フレミングの左手の法則に従って所定の方向 (各コイル辺 7 6 1 a〜 7 6 4 a , 7 6 1 b〜 7 6 4 b部分にそれぞれ直交する方向) へ押 圧する電磁力 (反力) が出力されることとなる。
又、 八個の被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dに生じる電磁力の 方向を予め選択し組み合わせることにより、 当該八個の被駆動磁石 6 A 〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに生じる電磁駆動力の合力を前記可動テーブル 部 1 5の移送方向に合わせることが可能となり、 当該可動テーブル部 1 5を X— Y平面上の任意の方向に向けて移動力を付与することができる t これら八個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対する一連の 通電制御の手法については、 後述するプログラム記憶部 2 2の説明箇所 (第 6 8図〜第 7 0図) で詳述する。
ここで、 前記各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4の同一面上における 外側および内側には、 少なく とも当該各駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4の高 さ (Y軸方向の) と同一の高さに、 且つ前記被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dの動作範囲を包含する範囲にて、 フェライ ト等の磁性材料 が充填装備してもよい。
'〔動作制御系 2 0 6について〕
次に、 この第 1 5の実施形態における動作制御系 2 0 6について詳述 する。
この第 1 5の実施形態において、 前記各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4及び八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを個別に通電 制御して前記可動テーブル部 1 5の移動動作を規制する動作制御系 2 0 6が、 電磁駆動手段 1 6 4に併設されている (第 6 7図参照)。
この動作制御系 2 0 6は、 前記各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4に 対応して装備された各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの磁極 N, Sを個別に設定し維持する磁極個別設定機能と、 この各被駆動磁石 6 A 〜 6 Dの磁力強度を個別に可変設定 (通電電流を可変することによって 設定し得る) する磁力強度設定機能と、 前記各方形状駆動コイル 7 6 1 〜 7 6 4の前記 X軸又は Y軸に平行なコイル辺 7 6 1 a, 7 6 1 b , 7 6 2 a , 7 6 2 b , 7 6 3 a , 7 6 3 b , 7 6 4 a , 7 6 4 b部分の通 電方向を所定の方向 (一方又は他方) に外部からの指令に応じて設定し 維持する通電方向設定機能と、 この各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4 への通電電流の大きさを可変設定する駆動コイル通電制御機能とを有し、 これらの諸機能の動作を適度に調整しながら前記可動テーブル部 1 5に 対する移送方向および移送力を調整するテーブル動作制御機能を備えて いる。
そして、 この動作制御系 2 0 6は、 前記諸機能を実行するために、 第 6 6図に示すように、 前記電磁駆動手段 1 4 6の各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4および八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを 所定の制御モードに従って個別に駆動し前記可動テーブル部 1 5を所定 の方向に移動制御するテーブル駆動制御手段 2 1 6 と、 このテーブル駆 動制御手段 2 1 6に併設され前記可動テーブル 1の移動方向,回転方向, およびその動作量等が特定された複数の制御モード (本実施形態では F ;! 〜 F 1 0の 1 0個の制御モー ド) にかかる複数の制御プログラムが記 憶されたプログラム記憶部 2 2 6 と、 これら各制御プログラムの実行に 際して使用される所定のデータ等を記憶したデータ記憶部 2 3 とを備え ている。
又、 テーブル駆動制御手段 2 1 6には、 各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4及び八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対する所 定の制御動作を指令する動作指令入力部 2 4が併設されている。 更に、 このテーブル駆動制御手段 2 1 6には、 前記可動テーブル 1の移動中お よび移動後の位置情報が、 前記位置情報検出手段 2 5によって検出され 演算処理されて送り込まれるようになつている。
そして、 前記動作制御系 2 0 6が有する種々の制御機能は、 前記プロ グラム記憶部.2 2 6の複数の制御モード F 1〜F 1 0に総合的に包含さ れ、 動作指令入力部 2 4を介して入力されるオペレータからの指令で選 択される制御モー ド F 1〜F 1 0の何れかに基づいて作動し、 実行され るようになっている。
これを更に詳述する。
本実施形態に係るテーブル駆動制御手段 2 1 6は、 動作指令入力部 2 4からの指令に基づいて作動し所定の制御モードをプログラム記憶部 2 2 6から選択し前記各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4及ぴ八個の各被 駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dにゼロを含む所定の直流電流を通 電制御する主制御部 2 1 6 Aと、 この主制御部 2 1 6 Aに選択設定され 所定の制御モード (F 1〜 F 1 0 ) に従って各方形状駆動コイル 7 6 1 〜 7 6 4及び八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを同時に 又は個別に駆動制御するコイル選択駆動制御部 2 1 6 Bとを備えている。 又、 主制御部 2 1 6 Aは、 テーブル位置を検出する位置情報検出手段 2 5からの入力情報に基づいて前記可動テープル 1の位置を算定し或い はその他の種々の演算を行う機能も伺時に兼ね備えている。 ここで、 符 号 4 Gは、 前記電磁駆動手段 1 4 6の各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4及び四個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dに所定の電流を 通電する電源回路部を示す。
〔プログラム記憶部 2 2 6について〕 前記テーブル駆動制御手段 2 1 6は、 プログラム記憶部 2 2 6に予め 記憶された所定の通電制御プログラム (所定の通電制御モードを実行す るためのプログラム) に従って、 前記電磁駆動手段 1 4 6の各方形状駆 動コイル 7 6 1〜 7 6 4及ぴ八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを所定の関連性を持たせて個別に駆動制御するように構成されて いる。
即ち、 本実施形態に係るプログラム記憶部 2 2 6には、 前記八個の各 被駆動磁石 (電磁石) 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電方向を個別に 特定し磁極の N極又は S極を特定すると共に通電停止を含む通電電流の 大小を個別に可変設定する複数の磁石用制御プログラムと、 この八個の 各被駆動磁石 (電磁石) 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電方向が特定 され磁極の N極又は S極 (又は通電停止) が設定された場合に機能しこ れに対応して四個の各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4に対する通電方 向おょぴその通電電流の大きさを可変設定する駆動コイル用制御プログ ラムが記憶されている。
同時に、 これらの各制御プログラムの動作タイミングが、 1 0組の制 御モード F 1乃至 F 1 0に整理されて記憶されている (第 6 8図〜第 7 0図参照)。
ここで、 この 1 0組の制御モー ド F 1乃至 F 1 0について、 第 6 8図 〜第 7 0図に基づいて説明する。
第 6 8図に、 X軸の正方向又は負方向に向けて、 また Y軸の正方向又 は負方向に向けて、 それぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各制 御モード F 1乃至 F 4の一例 (図表化したもの) を示す。
この第 6 8図において、 各制御モー ド F 1〜F 4では、 各方形状駆動 コイル 7 6 1〜 7 6 4に対する直流電流の通電方向を個別に可変制御す るように設定されている。 又、 八個の各被駆動磁石 (電磁石) の通電方 向については、 各磁極の N極又は S極が制御モードが異なっても常に変 化しないように (固定した状態に)、 設定制御されている。
即ち、 この第 1 5の実施形態では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの前記方形状駆動コイル 7 6 1, 7 6 2に対向する端面 部の磁極を、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dでは N極に、 被駆動磁石 1 6 A〜 1 6 Dでは S極に、 それぞれ設定されている。 そして、 この第 1 5の実施 形態にあっては、 この設定された各磁極の N, Sは、 制御モード F l〜 F 4が異なっても固定された状態に制御されている。
(制御モード F 1 )
この制御モード F 1は、 可動テーブル 1を X軸の正の方向に移送する ための通電制御モードの一例を示す (第 6 8図参照)。
この制御モード F 1では、 Y軸上の各方形状駆動コイル 7 6 2 , 7 6 4 とこれに対応した各被駆動磁石 6 B, 1 6 8及ぴ60, 1 6 Dが通電 制御され、 X軸上の各方形状駆動コイル 7 6 1, 7 6 3及びこれに対応 した各被駆動磁石 6 A, 1 6 及ぴ6 じ, 1 6 Cが通電停止制御される ようになっている。
ここで、 Y軸上の方形状駆動コイル 7 6 2 , 7 6 4に対応した被駆動 磁石 6 B, 6 Dは前記各コイル辺 7 6 2 a, 7 6 4 aに対向する被駆動 磁石 6 B.', 6 Dの端面部が N極に固定制御され, コイル辺 7 6 2 b , 7 6 4 bに対向する被駆動磁石 1 6 B , 1 6 Dの端面部が S極に固定制'御 されている。
又、 Y軸上の各方形状駆動コイル 7 6 2 , 7 6 4に対する通電方向は、 方形状駆動コイル 7 6 2に対しては時計方向 (右回り) に、 又方形状駆 動コイル 7 6 4に対しては反時計方向 (左回り) に、 それぞれ設定され W 200
193
ている。
このため、各方形状駆動コイル 7 6 2 , 7 6 4の各コイル辺 7 6 2 a , 7 6 2 b , 7 6 4 a , 7 6 4 b部分では、 点線の矢印に示す方向に所定 の電磁駆動力が発生し、 同時にその反力 (方形状駆動コイル 7 6 2 , 7 6 4が固定されているために生じる) で、 被駆動磁石 6 B, 1 6 B, 6 D, 1 6 Dが実線の矢印に示す方向 (図中、 右方向) に反発駆動される。 そして、 この四つの被駆動磁石 6 B , 1 6 B , 6 D , 1 6 Dに生じる 電磁駆動力のバランスのもとに、 前記可動テーブル部 1 5が X軸上の正 の方向に円滑に移送される。
(制御モード F 2 )
この制御モード F 2は、 可動テーブル 1を X軸の負の方向に移送する ための通電制御モードの一例を示す (第 6 8図参照)。
この制御モード F 2では、 Y軸上の方形状駆動コイル 7 6 2 , 7 6 4 の各コイル辺 7 6 2 a , 7 6 2 b , 7 6 4 a , 7 6 4 b部分の通電方向 を前記制御モード F 1の場合に比較して逆にした点が相違する。 その他 は前記制御モード F 1の場合と同一となっている。
このため、 駆動コイル 7 6 2, 7 6 4の各コイル辺 7 6 2 a , 7 6 2 b , 7 6 4 a , 7 6 4 b部分では、 前記モード F 1の場合と同様の原理 で逆向きの電磁駆動力 (点線の矢印) が発生し、 その反力で被駆動磁石 6 B , 1 6 B及ぴ 6 D, 1 6 Dがそれぞれ実線の矢印に示す方向 (図中、 左方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が X軸上 の負の方向に移送される。
(制御モード F 3 )
この制御モード F 3は、 可動テーブル 3を Y軸の正の方向に移送する ための通電制御モードの一例を示す (第 6 8図参照)。 この制御モード F 3では、 X軸上の各方形状駆動コイル 7 6 1, 7 6 3およびこれに対応した各被駆動磁石 6 A, 1 6 及ぴ6〇, 1 6 Cが 通電制御され、 Y軸上の各方形状駆動コイル 7 6 2 , 7 6 4及びこれに 対応した各被駆動磁石 6 B, 1 68及び60, 1 6 Dが通電停止制御さ れるようになっている。
ここで、 X軸上の方形状駆動コイル 7 6 1に対応した被駆動磁石 6 A, 1 6 Aの内、 前記コイル辺 7 6 1 aに対向する被駆動磁石 6 Aの端面部 が N極に固定制御され, コイル辺 7 6 1 bに対向する被駆動磁石 1 6 A の端面部が S極に固定制御されている。
同様に、 X軸上の方形状駆動コイル 7 6 3に対応した被駆動磁石 6 C , 1 6 Cの内、 前記コイル辺 7 6 3 aに対向する被駆動磁石 6 Cの端面部 が N極に固定制御され, コイル辺 7 6 3 bに対向する被駆動磁石 1 6 C の端面部が S極に固定制御されている。
又、 X軸上の各方形状駆動コイル 7 6 1 , 7 6 3に対する通電方向は、 方形状駆動コイル 7 6 1に対しては反時計方向 (左回り) に、 又方形状 駆動コイル 7 6 3に対しては時計方向 (右回り) に、 それぞれ設定され ている。
このため、 方形状駆動コイル 7 6 1, 7 6 3の各コイル辺 7 6 1 a, 7 6 1 b , 7 6 3 a , 7 6 3 b部分では、 点線の矢印に示す方向に所定 の電磁駆動力が発生し、 同時にその反力 (方形状駆動コイル 7 6 1, 7 6 3が固定されているために生じる) で、 被駆動磁石 6 A, 1 6 A, 6 C, 1 6 Cが実線の矢印に示す方向 (図中、 上方向) に反発駆動され、 この四つの被駆動磁石 6 A, 1 6 A, 6 C , 1 6 Cに生じる電磁駆動力 のバランスのもとに、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の正の方向に移送さ れる。 (制御モード F 4 )
この制御モード F 4は、 可動テーブル 1を Y軸の負の方向に移送する ための通電制御モードの一例を示すものである (第 6 8図参照)。
この制御モード F 4では、 X軸上の方形状駆動コイル 7 6 1 , 7 6 3 の各コイル辺 7 6 1 a, 7 6 1 b , 7 6 3 a , 7 6 3 b部分の通電方向 を前記制御モード F 3の場合に比較して逆にした点が相違する。 その他 は前記制御モード F 3の場合と同一となっている。
このため、 駆動コイル 7 6 1, 7 6 3の各コイル辺 7 6 1 a, 7 6 1 b , 7 6 3 a , 7 6 3 b部分では、 前記モード F 3の場合と同様の原理 で逆向きの (反対方向の) 電磁駆動力 (点線の矢印) が発生し、 その反 力で被駆動磁石 6 A, 1 6 及び6。, 1 6 Cがそれぞれ実線の矢印に 示す方向 (図中、 左方向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テープ ル部 1 5が X軸上の負の方向に移送される。
続いて、 第 6 8図に、 X— Y平面座標上の四つの各象限の方向に向け て、 それぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各制御モー ド F 5乃 至 F 8の一例 (図表化したもの) を示す。
この第 6 8図において、 各制御モード F 5〜 F 8では、 前記各制御モ ード F 1 ~ F 4の場合と同様に各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4に対 する直流電流の通電方向を個別に可変設定するように制御され、 八個の 各被駆動磁石 (電磁石) の通電方向については前記各制御モー ド F 1〜 F 4の場合と同様に、 各磁極の N極又は S極が、 制御モードが異なって も常に変化しないように (固定した状態に) 設定制御されている。
(制御モード F 5 )
この制御モード F 5は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 1象 限の方向に向けて移送するための通電制御モードの一例を示すものであ る (第 6 9図参照)。
この制御モード F 5では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御可能な状態に設定され、その通電方向(磁極 N, Sの設定) は前記各制御モード F 1〜F 4の場合と同様に固定されてい る。
即ち、 X軸上, Y軸上に位置する各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4 のコイル辺 7 6 1 a〜 7 6 4 aに対応して装備された各被駆動磁石 6 A 〜 6 Dは、 その各コイル辺 7 6 1 a〜 7 6 4 aに対向する端面部分がそ れぞれ N極に設定されている。 又、 X軸上, Y軸上のに位置する各方形 状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4のコィル辺 7 6 1 b〜 7 6 2 bに対応して 装備された各被駆動磁石 1 6 A〜 1 6 Dは、 その各コイル辺 7 6 1 b〜 7 6 4 bに対向する端面部分がそれぞれ S極に設定されている。
そして、前記方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4の各コイル辺 7 6 1 a , 7 6 1 b , 7 6 2 a , 7 6 2 b , 7 6 3 a, 7 6 3 b , 7 6 4 a , 7 6 4 b部分では、 前記制御モード F 1 と F 3とが同時に作動したのと同等 の通電制御がなされる。 このため、 前記制御モード F 1, F 3の場合と 同様の向き (X軸の正方向と Y軸の正方向) の電磁駆動力が同時に発生 し、 その合力が第 6 8図の制御モード F 5の欄に示すように第 1象限の 方向に向けられる。 これにより、 前記可動テーブル部 1 5は、 X— Y平 面座標上の第 1象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 1象限方向への移送角度 0 (X軸との角度 0 ) は、 各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4及ぴ各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の大きさを個別に可変制御することによって 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、これにより、 任意の方向に自在に可変設定することができる。 (制御モード F 6 )
この制御モー ド F 6は、 可動テーブル 1 を X— Y平面座標上の第 3象 限の方向 (第 1象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための通電 制御モー ドの一例を示すものである (第 6 9図参照)。
この制御モー ド F 6では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御可能な状態に設定され、 その磁極 N, Sは、 前 記各制御モード F 1〜F 5の場合と同一に設定されている。
このため、各方开状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4の各コィル辺 7 6 1 a , 7 6 1 b , 7 6 2 a , 7 6 2 b , 7 6 3 a , 7 6 3 b , 7 6 4 a , 7 6 4 b部分では、 前記制御モード F 2と F 4 とが同時に作動したのと同等 の通電制御がなされる。 このため、 前記制御モード F 2, F 4の場合と 同様の向き(第 6 8図の左方向と下方向)の電磁駆動力が同時に発生し、 且つその合力が第 6 8図の制御モー ド F 6の欄に示すように第 3象限の 方向に向けられる。 これにより、 前記可動テーブル部 1 5が X— Y平面 座標上の第 3象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 3象限方向への移送角度 0は、 各方形状駆動 コイル 7 6 1〜 7 6 4及び各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 〜 1 60の 通電電流の大きさを個別に可変制御することによつて各被駆動磁石 6 A 〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、これにより、 任意の方向に自在に可変設定することができる。
(制御モード F 7 )
この制御モード F 7は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 2象 限の方向に向けて移送するための通電制御モードの一例を示すものであ る (第 6 9図参照)。
この制御モード F 7では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御され、 その磁極 N, Sは、 前記各制御モード F 1〜 F 6の場合と同様に固定されている。
この制御モード F 7の場合、 各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4の各 コィル辺 7 6 1 a, 7 6 1 b , 7 6 2 a , 7 6 2 b , 7 6 3 a , 7 6 3 b , 7 6 4 a , 7 6 4 b部分では、 前記制御モード F 2 と F 3 とが同時 に作動したのと同等の通電制御がなされる。 このため、 前記制御モード F 2 , F 3の場合と同様の向き (第 6 8図の左方向と上方向) の電磁駆 動力が同時に発生し、 且つその合力が第 6 8図の制御モード F 7の欄に 示すように第 2象限の方向に向けられる。 これにより、 前記可動テープ ル部 1 5が X— Y平面座標上の第 2象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 2象限方向への移送角度 0は、 各方形状駆動 コイル 7 6 1〜 7 6 4及ぴ各被駆動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの 通電電流の大きさを個別に可変制御することによって各被駆動磁石 6 A 〜6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、これにより、 任意の方向に自在に可変設定することができる。
(制御モード F 8 )
この制御モード F 8は、 前記可動テーブル部 1 5を X— Y平面座標上 の第 4象限の方向 (第 2象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するた めの通電制御モードの一例を示すものである (第 6 9図参照)。
この制御モード F 8では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御され、 その磁極 N, Sは、 前記各制御モード F 1〜 F 7の場合と同様に固定されている。
この制御モード F 8の場合、 各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4の各 コィル辺 7 6 1 a, 7 6 1 b , 7 6 2 a , 7 6 2 b , 7 6 3 a, 7 6 3 b , 7 6 4 a, 7 6 4 b部分では、 前記制御モード F 1 と F 4 とが同時 に作動したのと同等の通電制御がなされる。 このため、 前記制御モー ド
F l, F 4の場合と同様の向き (第 6 8図の右方向と下方向) の電磁駆 動力が同時に発生し、 且つその合力が第 6 8図の制御モード F 8の欄に 示すよ うに第 4象限の方向に向けられる。 これにより、 前記可動テープ ル部 1 5が X— Y平面座標上の第 4象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 2象限方向への移送角度 0は、 各方形状駆動 コィノレ 7 6 1〜 7 6 4及び各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの 通電電流の大きさを個別に可変制御することによつて各被駆動磁石 6 A 〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、これにより、 任意の方向に自在に可変設定することができる。
(制御モード F 9 )
この制御モード F 9は、 可動テーブル部 1 5を X— Y平面上で反時計 方向に所定角度の回転駆動を可能と したもので、 そのための通電制御モ ードの一例を示すものである (第 7 0図参照)。
この制御モード F 9では、 各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4と八個 の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dとが同時に通電制御される。
この場合、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁極 N, Sは、 前記 F 1〜F 8の 場合と同一に設定されている。
又、 各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4については、 対応する八個の 各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対して、 X— Y平面上の原 点 ( 0点) を中心とした同一レベルの所定のモーメントがそれぞれ反時 計方向に発生するように所定の電磁駆動力を出力するように通電制御さ れるようになってレヽる。
この場合、 各方形状駆動コイル 7 6 :!〜 7 6 4に対する通電方向は、 この制御モード F 9では、 その何れも反時計方向 (左回り) に設定制御 されている。 .
第 7 0図に、 各被駆動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの X軸おょぴ Y軸上にそれぞれ生じる同一レベルの所定の回転モーメントを実線で図 示する。 これにより、 被駆動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜1 6 Dを保持す る可動テーブル部 1 5には、 当該被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜1 6 Dを介して所定の範囲内で反時計方向に回転駆動されることとなる。 即ち、 方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4の各コイル辺 7 6 1 a, 7 6 l b , 7 6 2 a , 7 6 2 b , 7 6 3 a, 7 6 3 b , 7 6 4 a , 7 6 4 b 部分では、 点線の矢印で示す所定の電磁駆動力が発生し、 同時にその反 力 (駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4が固定プレート 8に固定されているため に生じる) で、 各被駆動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜1 6 Dが実線の矢印 に示す方向 (図中、 反時計方向) に反発駆動され、 この八つの各被駆動 磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに生じる各電磁駆動力 (同一レベルの 所定の回転モーメ ン ト) のバランスのもとに、 可動テーブル部 1 5が X — Y平面上で (所定の範囲内で) 反時計方向に回転駆動される。
(制御モード F 1 0)
この制御モード F 1 0は、 可動テ一プル部 1 5を X— Y平面上で時計 方向に所定角度の回転駆動を可能と したもので、 そのための通電制御モ ードの一例を示すものでる (第 7 0図参照)。 .
この制御モー ド F 1 0では、 各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4とノ V 個の各被駆動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜1 6 Dとが同時に通電制御され る。 この場合、 各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 64に対しては、 前記制 御モー ド F 9の場合とは逆向きの制御電流が通電されるようになつてい る (第 7 0図の制御モー ド F 1 0の欄参照)。
この場合、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dの磁極 N, Sは、 前記 F 1〜F 9の 場合と同一に設定されている。 又、 各方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4 については、 対応する八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 D に対して、 X— Y平面上の原点 (0点) を中心とした同一レベルの所定 のモーメ ン ト (回転駆動力) がそれぞれ時計方向に発生するように、 前 記制御モード F 9の場合とは逆の方向に通電制御され、 これにより所定 の電磁駆動力を出力されるように設定されている。
第 7 0図にこれを示す。 図では、 同一レベルの所定の回転モーメ ン ト を実線で図示する。 これにより、 被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dを保持する可動テーブル部 1 5には、 当該被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを介して所定の範囲内で時計方向 (右回り) に回転駆動さ れることとなる。
その他の構成及びその動作, 機能等については、 前記第 1 3の実施形 態の場合とほぼ同一となっている。
このようにしても、 前記第 1 3の実施形態の場合と同等の作用効果を 得ることができるほか、 更に、 この第 1 5の実施形態では、 前記電磁駆 動手段により出力される各電磁駆動力を X軸又は Y軸に対して直交する 方向に且つ回転する方向に出力し得るので、 別途新たに回転駆動手段を 装備することなく、 可動テーブル部 1 5に対する所定角度内での回転駆 動が可能となるという利点があり、 その汎用化を更に高めることができ る。
尚、 この第 1 5の実施形態において、 可動テーブル部 1 5の移送方向 の設定に際しては、 F 1〜F 1 0の各制御モードに分けて電磁駆動手段 1 4 2を駆動制御する場合を例示したが、 例えば、 制御モード F 2では 被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dの各通電方向を制御モード F 1 の場合とは逆の方向に設定し、 駆動コイル 7 6 1, 7 6 3の通電方向を 制御モード F 1の場合と同一に設定する等、同等に機能するのであれば、 他の制御手法で電磁駆動手段 1 6 4を駆動制御するようにこ構成しても よい。
又、 この第 1 5の実施形態において、 被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A - 1 6 Dの装備箇所と方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4の装備箇所とを 入れ換えてもよい。 この場合は、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが固定子側に装備され、 方形状駆動コイル 7 6 1〜 7 6 4が可動子側 に装備されることとなる。
更に、 この第 1 5の実施形態では、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを電磁石で構成した場合を例示したが、 永久磁石で構成してもよ い。
この被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを永久磁石とすることに より、 当該被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dの周囲の電気的な配 線が一切不要となり、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの装備箇 所の空間領域を小さくすることができる。 したがって、 その分、 装置全 体の小型軽量化が可能となり、 生産性および保守性の向上を図ることが でき、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dを電磁石とした場合に比較して、 その通電 駆動が不要となることから全体的に電力消費を抑制することができる。 これにより、装置全体のランニングコス トを大幅に低減することができ、 電磁駆動手段 4の駆動制御に際しては複数の各方形状駆動コイル 7 6 1 ~ 7 6 4の通電方向の切り換え制御のみで可動テーブル 1を任意の方向 に移送駆動することができる。 したがって、 可動テーブル 1の移動方向 の切替えに際しての迅速な応答が可能となり、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの断線事故等の発生が皆無となるので、 装置全体の耐久 性を大幅に向上させることができるという利点がある。 【第 1 6の実施形態】
次に、 第 1 6の実施形態を、 第 7 1図乃至第 7 6図に基づいて説明す る。
この第 1 6の実施形態は、 前記第 1 5の実施形態における電磁駆動手 段 1 4 6 (第 6 6図参照) に代えて他の電磁駆動手段 1 4 7 (第 7 1図, 第 7 2図参照) を装備した点に特徴を備えている。
具体的には、 この第 1 6の実施形態における電磁駆動手段 1 4 7は、 前記第 1 5の実施形態における電磁駆動手段 1 4 6の四個の方形状駆動 コイルに代えて十字枠状に形成された十字状駆動コイル 7 7 1を装備し た点に構造上の特徴を有し、 これにより、 任意の方向への移動と共に可 動テーブル部 1 5に対する同一面上での回転駆動をも可能とした点に動 作上の特徴を備えている。
ている。
又、 この電磁駆動手段 1 4 7を効率よく駆動するための動作制御系 2 0 7を、 前記第 1 5の実施形態に.おける動作制御系 2 0 6に代えて装備 し、 同一面上での回転駆動を可能とした点に特徴を備えている。
以下、 これを詳細に説明する。
まず、 この第 1 6の実施形態は、 前記第 1 5の実施形態の場合と同様 に、 同一面上にて任意の方向に移動可能に配設された精密作業用の可動 テーブル部 1 5 と、 この可動テーブル部 1 5の移動を許容すると共に当 該可動テーブル部 1 5を保持し且つ当該可動テーブル部 1 5に対する元 位置復帰機能を備えたテーブル保持機構 2 と、 このテープル保持機構 2 を支持する本体部と してのケース本体 3 と、 このケース本体 3側に装備 され且つ外部からの指令に応じて可動テーブル部 1 5に所定方向への移 動力を付与する電磁駆動手段 1 4 7とを備えている。 ここで、 可動テーブル部 1 5は、 精密作業用の可動テーブル 1 と、 こ の可動テーブル 1 に対して所定間隔を隔てて平行に且つ同一中心軸上に 一体的に配置された補助テーブル 5 とにより構成されている。 そして、 第 3第 4図に示すように、 テーブル保持機構 2は、 補助テーブル 5側に 装備され、 当該補助テーブル 5を介して前記可動テーブル 1を保持する ように構成されている。
〔電磁駆動手段 1 4 7について〕
電磁駆動手段 1 4 7は、 その主要部がケース本体 3側に保持され、 外 部からの指令に応じて前記可動テーブル部 1 5の移送方向に沿って所定 の移動力 (駆動力) を付与する機能を備えている。 この電磁駆動手段 1 4 7は、前記可動テーブル 1 と補助テーブル 5 との間に配設されている。 この電磁駆動手段 1 4 7は、 具体的には、 十字枠状に形成された十字 状駆動コイル 7 7 1 と、 この十字状駆動コイル 7 7 1 の X軸および Y軸 に平行に位置する平行コイル辺 7 7 1 a, 7 7 1 b , 7 7 1 c , 7 7 1 d , 7 7 1 e , 7 7 1 f , 7 7 1 g , 7 7 1 h (符号は、 第 7 2図中で 反時計方向に順次付す) に個別に対応して配設され前記補助テーブル 5 上に装備された各八個の被駆動磁石 6 A, 1 6 A, 6 B , 1 6 B , 6 C , 1 6 C , 6 D , 1 6 Dと、 前記十字状駆動コイル 7 7 1を所定位置にて 保持する固定プレート 8 とを備えている。
前記十字状駆動コイル 7 7 1は、 その中心点が固定プレート 8上の中 央部を原点として想定される X— Y面上の原点に配設され、 四方に張り 出した対向する二つの辺が X— Y面上の各軸を挟んで、 これに平行に、 前記 X軸および Y軸に沿つてそれぞれ配設されている。
また、 合計八個の各被駆動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜1 6 Dは、 外部 から個別に通電制御が可能な電磁石で構成され、 前記十字状駆動コイル 7 7 1の各コイル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 hに対応して、 それぞれ個別に配 設されている (第 7 1図〜第 7 2図参照)。
固定プレート 8は、 第 7 1図に示すように前記補助テーブル 5の可動 テーブル 1側に配設され前記ケース本体 3に保持されている。 又、 前記 十字状駆動コイル 7 7 1 と固定プレート 8 とによって、 前記電磁駆動手 段 1 4 7の主要部である固定子部分が構成されている。
そして、 十字状駆動コイル 7 7 1は、 稼動状態に設定されると、 前記 各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dとの間で当該各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを各コィル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 hに直交する 方向に反発駆動する電磁駆動力を発生する。 この場合、 各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの移動方向の中心軸線が前記 X軸又は Y軸に 直交するように設定されている。
又、 各コィル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 hに直交しない方向 (各コィノレ辺 Ί 7 1 a〜 7 7 1 hに対しては斜めの方向) に前記可動テーブル部 1 5を 移送する場合には、 後述するように、 X軸おょぴ Y軸に沿ってそれぞれ 配設された異なった箇所の少なく とも二以上の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに生じる電磁駆動力の合力をもって、 当該可動テーブル 部 1 5の移送が実行されるようになつている。
電磁駆動手段 1 4 7の一部を構成する各四個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dは、 本実施形態では第 7 2図に示すように、 磁極の端面 (各コイル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 hとの対向面) が四角形状の電磁石が使 用され、 捕助テーブル 5の上面に想定される X— Y平面上で、 中心部か ら等距離に位置する各コイル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 h上に、 それぞれ配設 されている。
そして、本実施形態にあっては、例えば八個の被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dの一部又は全部に所定の駆動電流が通電されて当該各被 駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが稼働状態に設定され、 その後又 は同時に、 後述する所定の制御モードに従って十字状駆動コイル 7 7 1 が稼働状態に設定され通電が開始される。 そして、 十字状駆動コイル 7 7 1に対する通電電流および各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 D の磁気力の大小が通電制御により調整され、 これにより、 前記可動テー ブル部 1 5が所定の方向に移送される。
この場合、 可動テーブル部 1 5に対する移送方向およびその移送駆動 力に関する電磁駆動手段 1 4 7の働き (十字状駆動コイル 7 7 1 と各四 個の被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dに対する通電駆動) につい ては、 第 7 4図乃至第 7 6図にて詳述する。
又、 この第 1 6の実施形態では、 電磁石からなる前記八個の被駆動磁 石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電方向が前記第 1の実施形態の場合 と同様に可変制御されることから、 十字状駆動コイル 7 7 1の (各コィ ル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 h部分の) 通電方向および通電電流の大小が、 前 記可動テーブル部 1 5の移送方向に対応して後述する動作制御系 2 0 7 により、 各制御モー ドの内容に応じて設定制御される。
これにより、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対しては、 フ レミングの左手の法則に従って所定の方向 (各コイル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 h部分にそれぞれ直交する方向) へ押圧する電磁力 (反力) が出力さ れることとなる。
又、 八個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに生じる電磁力の 方向を予め選択し組み合わせることにより、 当該八個の被駆動磁石 6 A 〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに生じる電磁駆動力の合力を前記可動テーブル 部 1 5の移送方向 (回転を含む) に合わせることが可能となり、 当該可 動テープ 部 1 5を X— Υ平面上の任意の方向に向けて移動力を付与す ることができる。
これら八個の被駆動磁石 6 Α〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対する一連の 通電制御の手法については、 後述するプログラム記憶部 2 2の説明箇所 (第 7 4図〜第 7 6図) で詳述する。
ここで、 十字状駆動コイル 7 7 1の同一面上におけるコィル部分の外 側および内側には、 少なく とも当該十字状駆動コイル 7 7 1 の高さ (固 定プレート 8面上の高さ) と同一の高さに、 且つ前記被駆動磁石 6 Α〜 6 D , 1 6 Α〜 1 6 Dの動作範囲を包含する範囲にて、 フェライ ト等の 磁性材料を充填装備してもよい。
〔動作制御系 2 0 7について〕
次に、 この第 1 6の実施形態における動作制御系 2 0 7について詳述 する。
この第 1 6の実施形態において、 前記電磁駆動手段 1 4 7には、 前記 十字状駆動コイル 7 7 1及び八個の各被駆動磁石 6 Α〜 6 D, 1 6 Α〜 1 6 Dを個別に通電制御して前記可動テーブル部 1 5の移動動作を規制 する動作制御系 2 0 7が、 併設されている (第 7 3図参照)。
この動作制御系 2 0 7は、 前記十字状駆動コイル 7 7 1に対する通電 方向を所定の方向 (一方又は他方) に設定し維持する通電方向設定機能 と、 この十字状駆動コイル 7 7 1の通電電流の大きさを可変設定する駆 動コイル通電制御機能と、 この十字状駆動コイル 7 7 1への通電方向に 応じて作動し前記各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの磁極 N, Sを個別に設定し維持する磁極個別設定機能と、 この各被駆動磁石 6 A 〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの磁力強度を外部からの指令に応じて個別に可 変設定 (通電電流を可変することによって設定し得る) する磁力強度設 定機能とを有し、 これらの各諸機能の動作を調整しつつ前記可動テープ ル部 1 5に対する移送方向および移送力を調整するテーブル動作制御機 能とを備えている。
そして、 この動作制御系 2 0 7は、 前記諸機能を実行するため、 第 7 3図に示すように、 前記電磁駆動手段 1 4 7の十字状駆動コイル 7 7 1 及び八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dを所定の制御モー ドに従って個別に駆動し前記可動テーブル部 1 5を所定の方向に移動制 御するテーブル駆動制御手段 2 1 7 と、 このテーブル駆動制御手段 2 1 7に併設され前記可動テーブル 1の移動方向およびその動作量等が特定 された複数の通電制御モード (本実施形態では K 1 〜K 1 0の 1 0個の 通電制御モード) にかかる複数の通電制御プログラムが記憶されたプロ グラム記憶部 2 2 7 と、 これら各制御プログラムの実行に際して使用さ れる所定のデータ等を記憶したデータ記憶部 2 3 とを備えている。
又、 テーブル駆動制御手段 2 1 7には、 十字状駆動コイル 7 7 1及ぴ 八個の各被駆動磁石 6 Α〜 6 D , 1 6 Α〜 1 6 Dに対する所定の制御動 作を指令する動作指令入力部 2 4が併設されている。 又、 このテーブル 駆動制御手段 2 1 7には、 前記可動テーブル 1の移動中および移動後の 位置情報が、 前記位置情報検出手段 2 5によって検出され演算処理され て送り込まれるよ うになつている。
そして、 前記動作制御系 2 0 7が有する種々の制御機能は、 前記プロ グラム記憶部 2 2 7の複数の制御モード Κ 1 〜Κ 1 0に総合的に包含さ れ、 動作指令入力部 2 4から入力されるオペレータからの指令に基づい て選択される制御モード Κ 1 〜Κ 1 0の何れかに基づいて作動し、 実行 されるようになつている。
これを更に詳述する。 テーブル駆動制御手段 2 1 7は、 本実施形態にあっては、 動作指令入 力部 2 4からの指令に基づいて作動し所定の制御モードをプログラム記 憶部 2 2 7から選択し前記十字状駆動コイル 7 7 1及び八個の各被駆動 磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dにゼロを含む所定の直流電流を通電制 御する主制御部 2 1 7 Aと、 この主制御部 2 1 7 Aに選択設定され所定 の制御モード (K 1〜K 1 0の内の一つ) に従って十字状駆動コイル 7 7 1及ぴ八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを同時に又は 個別に駆動制御するコイル選択駆動制御部 2 1 7 Bとを備えている。 又、 主制御部 2 1 7 Aは、 テーブル位置を検出する位置情報検出手段 2 5からの入力情報に基づいて前記可動テーブル 1の位置を算定し或い はその他の種々の演算を行う機能も同時に兼ね備えている。 ここで、 符 号 4 Gは、 前記電磁駆動手段 1 4 7の十字状駆動コイル 7 7 1及び各四 個の被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに所定の電流を通電する電 源回路部を示す。'
〔プログラム記憶部 2 2 7について〕 ·
前記テーブル駆動制御手段 2 1 7は、 プログラム記憶部 2 2 7に予め 記憶された所定の制御プログラム (所定の制御モードを実行するための プログラム) に従って、 前記電磁駆動手段 1 4 7の十字状駆動コイル 7 7 1及び八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを所定の関連 性を持たせて個別に駆動制御するように構成されている。
即ち、 本実施形態に係るプログラム記憶部 2 2 7には、 前記八個の各 被駆動磁石 (電磁石) 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電方向を個別に 特定し磁極の N極又は S極を特定すると共に、 通電停止を含む通電電流 の大小を個別に可変設定する複数の磁石駆動用制御プログラムと、 この 八個の各被駆動磁石 (電磁石) 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電方向 が特定され磁極の N極又は S極 (又は通電停止) は設定された場合に機 能しこれに対応して十字状駆動コイル 7 7 1対する通電方向およびその 通電電流の大きさを可変設定する駆動コイル用の通電制御プログラムが 記憶されている。 同時に、 これらの各制御プログラムの動作タイミング が、 1 0組の制御モード K 1乃至 K 1 0に整理されて記憶されている(第 7 4図〜第 7 6図参照)。
ここで、 この 1 0組の制御モード K 1乃至 K 1 0について、 第 7 3図 〜第 7 5図に基づいて説明する。
第 7 4図は、 X軸の正方向又は負方向に向けて、 また Y軸の正方向又 は負方向に向けて、 それぞれ可動テーブル部 1 5を移送する場合の各制 御モー ド K 1乃至 K 4の一例 (図表化したもの) を示すものである。
この第 7 4図において、 本実施形態における各制御モード K 1〜; 4 では、 十字状駆動コイル 7 7 1に対する直流電流の通電方向は時計回り (右回り) に固定され、 又、 八個の各被駆動磁石 (電磁石) の通電方向 については、 個別にその磁極 (3極又は^^極) が制御モードによって可 変設定されるようになつている。
(制御モード K 1 )
この制御モード K 1は、 可動テーブル 1を X軸の正の方向に移送する ための通電制御モードの一例を示す (第 7 4図参照)。
この第 7の実施形態における制御モー ド K 1では、 Y軸に沿って位置 する各コイル辺 7 7 1 c, 7 7 1 d , 7 7 1 g , 7 7 l hに対する被駆 動磁石 6 B, 1 6 B, 6 D, 1 6 Dが通電制御され、 X軸に沿って位置 する各コイル辺 7 7 l a , 7 7 1 b , 7 7 1 e , 7 7 I f に対する各被 駆動磁石 6 A, 1 6 A, 6 C , 1 6 Cは通電停止制御されるようになつ ている。 ここで、 Y軸に沿って配置された被駆動磁石 6 B , 1 6 Bは、 前記各 コイル辺 7 7 1 c, 7 7 1 dに対向する端面部が N極, S極にそれぞれ 設定制御されている。又、 Y軸に沿って配置された他の被駆動磁石 6 D , 1 6 Dは、前記各コイル辺 7 7 1 g, 7 7 1 hに対向する端面部が S極, N極にそれぞれ設定制御されている。
このため、十字状駆動コイル 7 7 1の各コイル辺 7 7 1 c , 7 7 1 d, 7 7 1 g , 7 7 1 h部分では、 点線の矢印に示す方向に所定の電磁駆動 力が発生し、 同時にその反力 (十字状駆動コイル 7 7 1が固定されてい るために生じる) で、 被駆動磁石 6 B, 1 6 B , 6 D, 1 6 Dが実線の 矢印に示す方向 (図中、 右方向) に反発駆動され、 この四つの被駆動磁 石 6 B, 1 6 B , 6 D , 1 6 Dに生じる電磁駆動力のバランスのもとに、 可動テーブル部 1 5が X軸上の正の方向に移送される。
(制御モード K 2 )
この制御モード K 2は、 可動テーブル 1を X軸の負の方向に移送する ための通電制御モードの一例を示すものである (第 7 4図参照)。
この制御モード K 2では、 Y軸に沿った方向に位置する被駆動磁石 6 B , 1 6 B , 6 D, 1 6 Dの磁極の設定を前記制御モード K 1の場合に 比較して逆にした点が相違する。 その他は前記制御モード K 1の場合と 同一となっている。
このため、十字状駆動コイル 7 7 1の各コイル辺 7 7 1 c, 7 7 1 d, 7 7 1 g , 7 7 1 h部分では、 前記モード K 1の場合と同様の原理で逆 向きの電磁駆動力(点線の矢印)が発生し、その反力で被駆動磁石 6 B , 1 6 B及び 6 D, 1 6 Dがそれぞれ実線の矢印に示す方向 (図中、 左方 向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が X軸上の負 の方向に移送される。 (制御モード K 3 )
この制御モード Κ 3は、 可動テーブル部 1 5を Υ軸の正の方向に移送 するための通電制御モードの一例を示すものである (第 7 4図参照)。
この制御モード Κ 3では、 X軸に沿った方向に位置する各コイル辺 7 7 1 a , 7 7 1 b , 7 7 1 e , 7 7 1 f に対する被駆動磁石 6 A , 1 6
A, 6 C, 1 6 Cが通電制御され、 Y軸に沿った方向に位置する各コィ ル辺 7 7 1 c, 7 7 1 d , 7 7 1 g , 7 7 1 hに対する各被駆動磁石 6
B, 1 6 B , 6 D , 1 6 Dが通電停止制御されるようになっている。 ここで、 X軸に沿って配置された被駆動磁石 6 A, 1 6 Aは、 前記各 コイル辺 7 7 l a , 7 7 1 bに対向する端面部が S極, N極にそれぞれ 設定制御されている。又、 X軸に沿って配置された他の被駆動磁石 6 C, 1 6 Cは、前記各コイル辺 7 7 1 e , 7 7 1 f に対向する端面部が N極, S極にそれぞれ設定制御されている。
このため、十字状駆動コイル 7 7 1の各コイル辺 7 7 1 a , 7 7 1 b , 7 7 1 e , 7 7 1 f 部分では、 点線の矢印に示す方向に所定の電磁駆動 力が発生し、 同時にその反力 (十字状駆動コイル 7 7 1が固定されてい るために生じる) で、 被駆動磁石 6 A, 1 6 A, 6 C , 1 6 Cが実線の 矢印に示す方向 (図中、 上方向) に反発駆動され、 この四つの被駆動磁 石 6 A, 1 6 A, 6 C , 1 6 Cに生じる電磁駆動力のバランスのもとに、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の正の方向に移送される。
(制御モード K 4 )
この制御モード K 4は、 可動テーブル 1を Y軸の負の方向に移送する ための通電制御モードの一例を示す (第 7 4図参照)。
この制御モード K 4では、 X軸に沿った方向に位置する被駆動磁石 6 A, 1 6 A, 6 C , 1 6 Cの磁極の設定を前記制御モー ド K 3の場合に 比較して逆にした点が相違する。 その他は前記制御モード K 3の場合と 同一となっている。
このため、十字状駆動コイル 7 7 1の各コイル辺 7 7 1 a , 7 7 1 a, 7 7 1 e , 7 7 1 f 部分では、 前記モード K 3の場合と同様の原理で逆 向きの電磁駆動力(点線の矢印) が発生し、その反力で被駆動磁石 6 A, 1 6 及び 6 〇, 1 6 Cがそれぞれ実線の矢印に示す方向 (図中、 下方 向) に反発駆動され、 これによつて、 可動テーブル部 1 5が Y軸上の負 の方向に移送される。
(制御モード K 5 )
この第 1 6の実施形態における制御モード K 5は、 可動テーブル部 1 5を X— Y平面座標上の第 1象限の方向に向けて移送するための通電制 御モードの一例を示すものである (第 7 5図参照)。
この制御モード K 5では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御可能な状態に設定され、 各被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dの全部に対して予めその通電方向 (磁極 N, Sの設 定) が個別に設定制御されるようになつている。
即ち、 第 7 5図に示すように、 十字状駆動コイル 7 7 1の各コイル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 hに対応して装備された各被駆動磁石 6 A, 1 6 A, 6 B , 1 6 Β , 6 C , 1 6 C , 6 D , 1 6 Dの内、 各被駆動磁石 6 Α〜 6 Dは対応する各コイル辺に対向する端面部分がそれぞれ S極, Ν極, Ν極, S極に順次設定され、 又、 各被駆動磁石 1 6 Α〜 1 6 Dは対応す る各コイル辺に対向する端面部分がそれぞれ Ν極, S極, S極, Ν極に、 順次設定されている。
そして、 前記十字状駆動コイル 7 7 1の各コイル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 hの各部分では、 前記制御モード K 1 と K 3 とが同時に作動したのと同 等の通電制御がなされる。 このため、 前記制御モード K l, Κ 3の場合 と同様の向き (X軸の正方向と Υ軸の正方向) の電磁駆動力が同時に発 生し、 その合力が第 7 5図の制御モード Κ 5の欄に示すように第 1象限 の方向に向けられる。 これにより、 前記可動テーブル部 1 5は、 X— Υ 平面座標上の第 1象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 1象限方向への移送角度 θ (X軸との角度 Θ ) は、 十字状駆動コイル 7 7 1及ぴ各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の大きさを個別に可変制御することによつて各被駆動磁 石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、 これ により、 任意の方向に自在に可変設定することができる。
(制御モー ド K 6 )
この制御モード K 6は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 3象 限の方向 (第 1象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための通電 制御モー ドの一例を示すものである (第 7 5図参照)。
この制御モード K 6では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御可能な状態に設定され、 その磁極 N, Sは、 前 記各制御モード K 5の場合とは逆向きに設定されるようになっている。
このため、 十字状駆動コイル 7 7 1の各コイル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 h 部分では、 前記制御モード K 2と K 4 とが同時に作動したのと同等の通 電制御がなされる。 このため、 前記制御モード K 2, K 4の場合と同様 の向き (第 7 5図の左方向と下方向) の電磁駆動力が同時に発生し、 且 つその合力が第 7 5図の制御モード K 6の欄に示すように第 3象限の方 向に向けられる。 これにより、 前記可動テーブル部 1 5が X— Y平面座 標上の第 3象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 3象限方向への移送角度 0は、 十字状駆動コ ィル 7 7 1及び各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の 大きさを個別に可変制御することによって各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方 向に自在に可変設定することができる。
(制御モード K 7 )
この第 1 6の実施形態における制御モード K 7は、 可動テーブル部 1 5を X— Y平面座標上の第 2象限の方向に向けて移送するための通電制 御モードの一例を示すものである (第 7 5図参照)。
この制御モー ド K 5では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御可能な状態に設定され、 各被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1. 6 Dの全部に対して予めその通電方向 (磁極 N, Sの設 定) が個別 ίこ設定制御されるようになっている。
即ち、 第 7 5図に示すように、 X軸の正方向に位置するコイル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 hに対応して装備された各被駆動磁石 6 A, 1 6 A, 6 B, 1 6 B , 6 C , 1 6 C , 6 D , 1 6 Dの内、 各被駆動磁石 6 A〜 6 Dは 対応する各コイル辺に対向する端面部分がそれぞれ S極, S極, N極, N極に順次設定され、 又各被駆動磁石 1 6 A〜 1 6 Dは対応する各コィ ル辺に対向する端面部分がそれぞれ N極, N極, S極, S極に順次設定 されている。
そして、 前記十字状駆動コイル 7 7 1の各コイル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 の各部分では、 前記制御モード K 2と K 3 とが同時に作動したのと同 等の通電制御がなされる。 このため、 前記制御モード K 2, K 3の場合 と同様の向き (X軸の負方向と Y軸の正方向) の電磁駆動力が同時に発 生し、 その合力が第 7 5図の制御モード K 7の欄に示すように第 2象限 の方向に向けられる。 これにより、 前記可動テーブル部 1 5は、 X— Y 平面座標上の第 2象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 2象限方向への移送角度 0は、 十字状駆動コ ィル 7 7 1及び各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の 大きさを個別に可変制御することによって各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方 向に自在に可変設定することができる。
(制御モード K 8 ) '
この制御モード K 8は、 可動テーブル 1を X— Y平面座標上の第 4象 限の方向 (第 2象限の方向とは逆の方向) に向けて移送するための通電 制御モードの一例を示すものである (第 7 5図参照)。
この制御モー ド K 8では、 八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが同時に通電制御可能な状態に設定され、 その磁極 N, Sは、 前 記各制御モード K 7の場合とは逆向きに設定されるようになっている。
このため、 十字状駆動コイル 7 7 1の各コィル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 h 部分では、 前記制御モー ド K 1 と K 4とが同時に作動したのと同等の通 電制御がなされる。 そして、 前記制御モー ド K l , K 4の場合と同様の 向き (第 7 5図の右方向と下方向) の電磁駆動力が同時に発生し、 且つ その合力が第 7 5図の制御モー ド K 8の欄に示すように第 4象限の方向 に向けられる。 これにより、 前記可動テーブル部 1 5が X— Y平面座標 上の第 4象限の方向に向けて移送される。
ここで、 X軸に対する第 4象限方向への移送角度 6は、 十字状駆動コ ィル 7 7 1及び各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの通電電流の 大きさを個別に可変制御することによつて各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに作用する電磁駆動力を変化させ、 これにより、 任意の方 向に自在に可変設定することができる。 (制御モード K 9 )
この第 1 6の実施形態における制御モード Κ 9は、 可動テーブル部 1 5を X— Υ平面上で反時計方向に所定角度の回転駆動を可能と したもの で、そのための通電制御モードの一例を示すものである(第 7 6図参照)。 この制御モー ド Κ 9では、 十字状駆動コイル 7 7 1 と八個の各被駆動 磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dとが同時に通電制御される。
この場合、 十字状駆動コイル 7 7 1の通電方向は、 第 7 6図に示すよ う に、 前記 K 1〜K 8 の場合と同様に右回り で固定した状態に設定され ている。 又、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dの磁極 N, Sにつ いては、十字状駆動コイル 7 7 1の各コイル辺に対向する部分の磁極が、 被駆動磁石 6 A〜 6 Dではそれぞれ S極に設定され、 被駆動磁石 1 6 A 〜 1 6 Dではそれぞれ N極に設定されている。
これにより、 十字状駆動コイル 7 7 1及び各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが前記状態に通電制御され、 当該八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dには、 X— Y平面上の原点 ( 0点) を中心と した各同一レベルめ所定のモーメ ン ト (所定の電磁駆動力) 、 それぞ れ反時計方向に向けて発生する。
第 7 6図では、同一レベルの所定の回転モーメントを実線で図示する。 これにより、 被駆動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを保持する可動テ —ブル部 1 5には、 当該被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを介し て所定の範囲内で反時計方向に回転駆動されることとなる。
即ち、 十字状駆動コイル 7 7 1 の各コイル辺 7 7 1 a〜 7 7 1 h部分 では、点線の矢印で示す所定の電磁駆動力が発生し、 同時にその反力 (十 字状駆動コイル 7 7 1が固定プレート 8に固定されているために生じ る) で、 各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが実線の矢印に示す 方向 (図中、 反時計方向) に反発駆動され、 この八つの各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに生じる各電磁駆動力 (同一レベルの所定の 回転モーメン ト) のパランスのもとに、 可動テーブル部 1 5が X— Y平 面上で (所定の範囲内で) 反時計方向に回転駆動される。
(制御モード K 1 0 )
この第 1 6の実施形態における制御モード K 1 0は、 可動テーブル部 1 5を X— Y平面上で時計方向に所定角度の回転駆動を可能としたもの で、そのための通電制御モードの一例を示すものである(第 7 6図参照)。
この制御モード K 1 0では、 十字状駆動コイル 7 7 1 と八個の各被駆 動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dとが同時に通電制御される。 この場 合、 十字状駆動コイル 7 7 1に対しては、 前記制御モード F 9の場合と 同一の方向 (右回り) に駆動電流が通電されるようになつている (第 7 6図の制御モード K 1 0の欄参照)。 又、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A 〜 1 60の磁極1^, Sの設定については、 前記 K 9の場合とは N極, S 極が逆に設定されている。
これにより、 十字状駆動コィル 7 7 1及び各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dが前記状態に通電制御され、 当該八個の各被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dには、 X— Y平面上の原点 (0点) を中心と した各同一レベルの所定のモーメ ン ト (所定の電磁駆動力) 力 S、 それぞ れ時計方向 (右回り) に向けて発生する。
第 7 6図にこれを示す。 図では、 同一レベルの所定の回転モーメント を実線で図示する。 これにより、 被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを保持する可動テーブル部 1 5には、 当該被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dを介して所定の範囲内で時計方向 (右回り) に回転駆動さ れることとなる。 その他の構成及びその動作, 機能等については、 前記第 1 5の実施形 態の場合とほぼ同一となっている。
このよ うにしても、 前記第 1 5の実施形態の場合と同等の作用効果を 得ることができるほか、 更に、 駆動コイルを十字状駆動コイル 7 7 1の 一個で構成したので、 組立時の手間が少なく且つ故障等の発生も軽減す ることができ、 かかる点において生産工程の簡略化おょぴ保守性を改善 することができるという利点がある。
ここで、 前記第 1 6の実施形態において、 可動テーブル部 1 5の移送 方向の設定に際しては、 K 1〜; 1 0の各制御モードに分けて電磁駆動 手段 1 4 7を駆動制御する場合を例示したが、例えば、制御モー ド K 2 , K 1 0では十字状駆動コイル 7 7 1 の各通電方向を制御モード K 1 , K 9の場合とは逆の方向に設定し、 各被駆動磁石 6 A〜6 D , 1 6 A〜 1 6 Dの通電方向を制御モード K 1, Κ 9の場合と同一に設定する等、 同 等に機能するのであれば、 他の制御手法で電磁駆動手段 1 6 7を駆動制 御するようにこ構成してもよい。
又、 前記第 1 6の実施形態において、 被駆動磁石 6 Α〜 6 D, 1 6 A 〜 1 6 Dの装備箇所と十字状駆動コイル 7 7 1の装備箇所とを入れ換え てもよい。 この場合は、 被駆動磁石 6 A〜6 D, 1 6 A〜1 6 Dが固定 子側に装備され、 十字状駆動コイル 7 7 1および制動プレート 9が可動 子側に装備されることとなる。
ここで、 前記各実施形態においては、 可動テーブル 1 として円形状の ものを例示したが、 四角形状でも他の形状であってもよい。 補助テープ ル 5については四角形状の場合を例示したが、 前記諸機能を実現し得る ものであれば、 円形でも他の形状のものであってもよい。 又、 被駆動磁 石 6 A〜 6 Dについても同一形状のものであれば磁極面が四角形でなく 例えば円形であってもよい。
更に、 前記各実施形態にあっては、 制動用プレート 9を装備した場合 を例示したが、 特に移動の迅速性を問わない場合には当該制動用プレー ト 9は装備しなくてもよい。
又、 前記テーブル保持機構 2は、 可動テーブル部 1 5に対する元位置 復帰機能を備えたものについて例示したが、 この可動テーブル部 1 5に 対する元位置復帰手段を別に装備し、 テーブル保持機構 2については元 位置復帰機能を取り除いた構成としてもよい。
前記各実施形態にて装備した制動用プレート 9については、 各被駆動 磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A〜 1 6 D毎に装備したものであっても、 複数の 各被駆動磁石に共通の単一の制動用プレート 9としてもよい。
この場合、 制動用プレート 9の周囲をケース本体 3で保持するように 構成すると共に、 この制動用プレート 9に前記各実施形態における駆動 コイルを装着し、 固定プレート 8を削除するように構成しでもよい。 こ の制動用プレート 9に駆動コイルを装着するに際しては、 当該制動用プ レート 9は、 導電性で且つ非磁性部材で形成すると、 制動用プレー ト 9 の本来の機能を維持しつつ駆動コイルを有効に維持することができて都 合がよい。
このよう にすると、 構成が更に単純化されることから、 装置全体の小 型軽量化を更に促進することができるという利点がある。
又、 前記各実施形態において、 直交座標 (X— γ座標) 上に四個の被 駆動磁石を原点から等距離に装備した場合を例示したが、 本発明は必ず しもこれに限定するものではなく、 原点から等距離に装備していなくて も、 座標軸上から外れた位置に配置されていても、 又その数が 4個でな くてもよレヽ。 この場合、前記各実施形態では、 その動作制御系 2 , 2 0 2 , 2 0 3 , 2 0 4 · · · によって、 外部から指示された移動方向に向けて都合のよ い (例えば移送方向に効率良く機能する位置にある) 複数の被駆動磁石 を選択して通電駆動し、 その合力をもって、 前記可動テーブル部 1 5を 外部から指示された移動方向に向けて移送するように構成するとよい。 又、 前記各実施形態にあっては、 可動テーブル部 1 5を可動テーブル 1 と補助テーブル 5 とで構成した場合を例示したが、 可動テーブル部 1 5を可動テーブル 1のみで構成するようにしてもよい。
この場合、 各被駆動磁石 6 A〜 6 D (又は 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 D ) は、 可動テーブル 1側に装着し、 これに対向して固定プレー トの対 向面に前記駆動コイル 7 , 7 2 1 , 7 3 1, · · ·及ぴ制動プレー ト 9を 装備するように構成してもよい。 そして、 テーブル保持機構 2は、 補助 テーブル 5を介することなく可動テーブル 1を直接保持するような構造 となっている。
このよ うにすると、 装置全体の小型化おょぴ軽量化をより一層促進さ せることができ、可搬性およぴ汎用性を高めることができて都合がよい。 更に、 前記各実施形態では、 テーブル保持機構として可動テーブルに 対する元位置復帰機能を備えたものを例示したが、 可動テーブルに対す る元位置復帰機能を前記テーブル保持機構とは切り離して (元位置復帰 機能を備えた手段として) 別装備したものであってもよい。 この場合、 この元位置復帰機能を備えた手段がテーブル保持機構と同時に作動する ものである限りにおいて技術思想的には前記各実施形態におけるテープ ル保持機構と同等のものである。
又、 前記各実施例において、 各駆動コイルを固定コイル 8上に装備し た場合を例示したが、 各駆動コイルを、 前記被駆動磁石 6 A〜 6 D, 1 6 A〜 1 6 Dに対応する各コイル辺部分を当該被駆動磁石 6 A〜 6 D , 1 6 A ~ 1 6 D側に露出するようにして、 前貢己固定コイル 8にそれぞれ 埋設するように装着してもよい。
このようにすると、 電磁駆動手段部分の空間領域を更に小さく設定す ることができ、 装置全体の小型軽量化を更に促進させることができて都 合がよい。
以上説明したように、 本実施形態は、 電磁駆動手段が作動して環状駆 動コイルを通電駆動すると共に、 外部からの指示に従って前記各被駆動 磁石の内の移動方向に対応する一又は二以上の被駆動磁石を選択し通電 駆動すると、 その各被駆動磁石に働く電磁駆動力 (反発力) の合力によ つて、 可動テーブルをテーブル保持機構によって保持された所定の限定 範囲内で同一平面上の任意の方向 (環状駆動コイルの中心部側から外部 に向かう方向) に平面移送することができる。
この場合、 電磁駆動力の大きさを、 環状駆動コイルと被駆動磁石の両 方の通電電流を可変制御して設定し得るので、 可動テーブルの移送速度 を大小任意の大きさに設定することができ、 かかる点において、 汎用性 をより一層たかめることができる。
又、 この可動テーブル部の移送は、 電磁駆動手段の環状駆動コイル及 ぴ所定の被駆動磁石に通電される電流の大きさをアナ口グ量で連続的に 変化させ或いは所定の大きさに設定制御することが可能となっているの で、 テーブル保持機構の元位置復帰力とのパランスをとることにより、 移送距離のミ クロン単位での設定を可能と している。 このため、 精密作 業用の可動テーブルを高精度に且つ円滑に、 同一平面内において所定方 向に高精度に且つ円滑に移送することができる。
更に、 電磁駆動手段を可動テーブル部と固定プレートとの空間を利用 して保持する構成とすることにより、 当該電磁駆動手段の全体を薄板状 の空間内に配置することができる。 また、 駆動機構として X軸方向と Y 軸方向とを交差させた二重構造を採用していないので、 当該電磁駆動手 段の小型化軽量化が、 ひいては装置全体の小型化軽量化が可能となって いる。
又、駆動コイルと して単一の形状に形成された駆動コイルとしたので、 生産時の組み込み及び装着作業が容易となり、 生産性の向上を図ること ができ、 稼働時においても複雑な通電制御が不要となる。 したがって、 装置全体の起動時の迅速な立ち上げが可能となるという従来にない優れ た精密加工用ステージ装置を提供することができる。
更に、 少なく とも四組の駆動コイルのコイル辺を X軸および Y軸上に それぞれ前述したように個別に配設すると共にこれに対応して各被駆動 磁石を配置することにより、 例えば、 X軸に沿った方向への移動に際し ては、 Y軸上の駆動コイルおよび対応する各被駆動磁石の通電動作を休 止させることができ、 かかる点において消費電力および温度上昇を有効 に抑制することができる。
又、 駆動コイルを二個の角形小コイルを突合わせて構成すると共に、 当該駆動コイルのコイル辺が固定プレート上の中央部を原点として想定 される X— Y面上の各軸に直交するように当該駆動コイルを前記 X軸お よび Y軸上にそれぞれ個別に配設することが可能となる。 このため、 対 応する各被駆動磁石に対してはそれぞれ電磁力を個別に且つ効率良く出 力することができ、 又、 各被駆動磁石に対して個別に異なった大きさの 電磁駆動力を発生させることが可能どなる。 しかも、 駆動コイルと対応 する被駆動磁石の両方の通電電流を同時に作用させることにより、 所定 の方向への移送速度を大きく設定することができ、 又、 例えば、 移動方 向のずれに際してはより迅速にこれに対応することができるという効果 を奏する。
更に、 駆動コイルとして同一面上に中心軸を同一にした大小二つの環 状駆動コイルを装備すると共に各環状駆動コイルに対応してそれぞれ四 個の被駆動磁石を装備することが可能.となる。 このため、 可動テーブル の移送制御に際しては、 より迅速に且つ高精度に可動テーブル部の移動 動作を実行することができるという効果を奏する。
又、 精密加工用ステージ装置において、 駆動コイルの X軸及び Y軸と 交差する箇所に、 当該駆動コイルのコイル辺部分に対応して前記被駆動 磁石を個別に配設するという構成を採用することが可能となる。
前記複数の被駆動磁石の装備箇所を駆動コイルの X軸及び Y軸と交差 する箇所に限定したことから、 実際上、 移送方向の特定 (演算) が容易 となり、そのため、全体的に当該被駆動磁石の駆動制御が単純化される。 したが,つて、 可動テーブル部の移送方向の変化に対してもこれに迅速に 対応することができ、 同時に可動テーブル部の移送制御等 (例えばその 方向の切り換え制御, 或いは位置ずれ等が生じた場合の捕正) に際して も、 これに迅速に対応することができる。
更に駆動コイルと して少なく とも四個の方形状駆動コイルを有すると 共に被駆動磁石の数を倍増することにより、 当該方形状駆動コイルと各 被駆動磁石との間に発生する電磁駆動力をほぼ倍増させることができ、 これにより、 当該可動テーブルに対する移送駆動をより迅速に且つ高精 度に実行することができる。
更に、 駆動コイルとして少なく とも四組の駆動コイルを装備すると共 に、 この各駆動コイルのコイル辺が前記 X軸又は Y軸に沿って配設し且 つ前記コイル辺に対向して前記被駆動磁石を X軸又は Y軸上にそれぞれ 個別に配設することが可能となる。 このため、 電磁駆動手段により出力 される各電磁駆動力を X軸又は Y軸に対して直交する方向で且つ回転す る方向に出力し得ることとなる。 このため、 別途新たに回転駆動手段を 装備することなく、 可動テーブルに対する所定角度内での回転駆動が可 能となるという効果を奏することとなり、 その汎用化を更に高めること ができるという、 従来にない優れた精密加工用ステージ装置を提供する ことができる。
駆動コイルとして少なく とも四個の方形状駆動コイルにより構成し更 に各方形状駆動コイルの前記 X軸及び Y軸と平行に位置する箇所の各コ ィル辺に対応して前記各被駆動磁石をそれぞれ個別に配設することが可 能となる。 このため、 各駆動コイルとこれに対応した各被駆動磁石との 間に発生する電磁駆動力を装置全体ではほぼ倍増させることができ、 こ れにより、 当該可動テーブル部に対する駆動制御をより迅速に且つ高精 度に実行することができる。
精密加工用ステージ装置において、 各被駆動磁石を電磁石に代えて永 久磁石とすることにより、各被駆動磁石に対する通電制御が不要となり、 各被駆動磁石の配線回路が不要となることから、 電磁駆動手段の構造が 更に単純化され且つ小型軽量化が促進され、 可動テーブルに対する駆動 制御に際しての制御対象が少なくなることから制御動作の即応性を高め ることができ、 更には装置全体の生産性及び耐久性を高めることができ るという効果を奏する。
更に、 駆動コイルを、 全体的には十字枠状に形成された一個の十字状 駆動コイルにより構成すると共にこの一個の十字状駆動コイルの前記 X 軸又は Y軸と平行に位置する箇所のコイル辺に対応して、 前記各被駆動 磁石をそれぞれ個別に配設することが可能となる。 このため、 雷磁駆動 手段により出力される各電磁駆動力を X軸又は Y軸に対して直交する方 向で且つ回転する方向に出力することが可能となる。 したがって、 別途 新たに回転駆動手段を装備することなく、 可動テーブルに対する所定角 度内での回転駆動が可能となるという効果を奏する。 このため、 その汎 用化を更に高めることができるという、 従来にない優れた精密加工用ス テージ装置を提供することができる。
各被駆動磁石に対向し且つ微小間隙を介して導電性部材から成る制動 プレートを配設すると共に、 この制動プレートを前記駆動コイル側に固 着装備することが可能となる。 .
このため、 電磁駆動手段を急激に駆動しもしくは急激にその動作を停 止させても、 各被駆動磁石と制動プレートとの間に生ずる渦電流制動に よつて可動テーブル側に適度の制動力が無接触で発生し、これによつて、 可動テーブル部は微小振動することなく安定した状態で円滑に移送する ことができる。 - ここで、 前記制動プレートを、 前記各被駆動磁石に共通に対応し得る 単一の板状部材によって構成してもよい。
このよ うにすると、 部品点数が少なくなり、 装置全体の組立工程が単 純化され、 又保守性も改善され、 装置全体の耐久性を増加させることが できる。
前記駆動コイルとこれに対応して装備された複数の被駆動磁石の各々 の装備箇所を、 当該各駆動コイルと被駆動磁石の対応関係を維持しつつ その全体を入れ替え装備するように構成してもよい。
前記制動プレートを前記本体部で保持すると共にこの制動プレートに 前記駆動コイルを固着装備し、 前記固定プレートを削除するように構成 してもょレヽものである。 このため、 固定プレートを不要としたことから、 小型軽量化を更に促 進することができる。
電磁駆動手段に、 外部からの指令に応じて作動し当該電磁駆動手段の 有する駆動コイルと各被駆動磁石とを個別に通電制御して前記可動テー ブル部の所定の移動方向に向けて所定の駆動力を出力せしめる動作制御 系を併設するようにしてもよいものである。
このため、 可動テーブルの移動方向に向けて有効に機能する一又は二 以上の被駆動磁石を選択して作動させるようにしたので、 可動テーブル を確実に所定の方向に移動制御させることができる。
ここで、 動作制御系については、 前記駆動コイルに対する通電方向を 一方の方向に設定し維持する通電方向設定機能と、 駆動コイルに対する 通電電流の大きさを可変設定する駆動コィル通電制御機能と、 駆動コィ ルに対する通電方向に応じて作動し前記各被駆動磁石に対する磁極の設 定を設定し維持する磁極可変設定機能と、 前記各被駆動磁石の磁力強度 を外部からの指令に応じて個別に可変設定すると共にこれによつて可動 テーブル部に対する移送方向おょぴ移送力を調整するテーブル動作制御 機能とを備えた構成と してもよい。
これにより、 駆動コイル又は駆動コイルおよぴ各被駆動磁石の通電電 流を単に個別に調整するだけで、 可動テーブルを、 同一面内で任意の速 度で任意の方向に、 高精度に且つ確実に移送することができる、 という 従来にない優れた精密加工用ステージ装置を提供することができる。
【第 1 7の実施形態】
第 7 7図及び第 7 8図に示す本発明に係る第 1 7の実施形態は、 第 1 図に示す第 1の実施形態の電磁制動機構の改良に関するものである。 す なわち、 第 1図に示す第 1の実施形態は、 電磁制動機構 (制動磁石及ぴ 制動用プレート)により可動テーブル 1にのみ制動を懸ける例であるが、 第 7 7図に示す第 1 7の実施形態は、 電磁制動機構によ り可動テーブル 1及ぴテーブル保持機構 2の両方に制動を懸ける構成に関するものであ る。
第 7 7図に示す第 1 7の実施形態は、 テーブル保持機構 2のうち、 特 に中継プレート (中継部材) 2 Gを選定し、 この中継プレート 2 Gに電 磁制動機構により制動を懸ける場合を示している。
第 7 7図において、 電磁制動機構により可動テーブル 1に制動を懸け る構成は、 第 1図に示す構成と同様であるため、 電磁制動機構により中 継プレート 2 Gに制動を懸ける構成について説明する。 なお、 電磁制動 機構により可動テーブル 1に制動を懸ける構成は、 第 1図に示す構成に 限られるものではなく、 上述した実施形態において説明した電磁制動機 構を採用することができるものである。
第 7 7図に示すように、 テーブル保持機構、 特に中継プレート 2 Gに 制動を懸ける電磁制動機構は、 上述した実施形態において採用した構成 と同様に、 制動磁石 8 0 0 a〜 8 0 0 b と制動用プレート 8 0 1 との組 み合わせにより構成されている。
制動用プレート 8 0 1は、 ケース本体 3の底部 3 Bに植立させた支持 軸 8 0 2に中継プレート 2 Gと平行に保持して支えられている。そして、 制動用プレート 8 0 1は、 支持軸 8 0 2に支えられて中継プレート 2 G に対面している。
本実施形態においては、 制動磁石を 4個用いている。 この 4個の制動 磁石 8 0 0 a〜 8 0 0 bは、ケース本体 3の底部 3 Bに支えられている。 そして、 これらの制動磁石 8 0 0 a〜 8 0 0 bは、 ケース本体 3に支え られて中継プレート 8 0 1に対面している。 すなわち、 制動磁石 8 0 0 a〜 8 0 0 bは、 中継プレート 2 Gを挟んで対峙した位置に配置されて いる。 これらの制動磁石 8 0 0 a〜 8 0 0 bは、 支持軸 8 0 2を中心と し、 かつ支持軸 8 0 2の円周方向に等間隔に分割した位置にそれぞれ配 置されている。 さらに、 これらの制動磁石 8 0 0 a〜 8 0 0 bは、 隣り 合う制動磁石同士の磁極が異なるように配置されている。 すなわち、 例 えば隣り合う制動磁石 8 O O aの磁極を S極とした場合には、 制動磁石 8 0 0 b又は 8 0 0 dは N極となるように配置している。
したがって、 本実施形態においては、 制動磁石 ( 8 0 0 b又は 8 0 0 d ) の N極からの磁束 8 0 4が制動用プレート 8 0 1を介して S極の制 動磁石 ( 8 0 0 a又は 8 0 0 c ) に流れ込み、 磁路を形成している。 第 7 7図及び第 7 8図に示す電磁制動機構 (制動磁石 8 0 0 a〜 8 0 0 d , 制動用プレート 8 0 1 ) は、 第 9図に示す制動原理に基づいて制 動力を発生させ、 その制動力をテーブル保持機構 2、 特に中継プレー ト 2 Gに懸けることにより、 テーブル保持機構 2に発生する微小な往復動 を短時間内に抑制する。
次に、 本実施形態と、 電磁制動機構がない従来例との制動力を比較し た結果を第 7 9図 (A) (B) に示す。 第 7 9図 (A) (B) において、 横軸は時間、 縦軸は微小な往復動作の振幅をしている。 第 7 9図 (A) に示すように、 本発明の第 1 7の実施形態は、 可動テーブル 1 とテープ ル保持機構 2 との双方に電磁制動機構により制動を懸けるため、 第 7 9 図 (B) に示す従来例と比較して、 制動力を懸けた際に発生する微小な 往復動作を短時間内に抑制することができるという効果を奏するもので あることが分かる。 産業上の利用可能性 以上説明したように本発明によれば、 電磁制動機構の制動用磁石と非 磁性及ぴ導電性の制動プレートとを可動テーブルの移動に同期して相対 的に変位させることにより、 前記可動テーブルの移動速度に比例した大 きさの渦電流を前記制動プレートに発生させ、 当該制動プレートに発生 する渦電流による磁力と前記制動用磁石の磁力との相互磁気作用に基づ く制動力を発生させるため、 当該電磁制動機構の制動力を受けて、 前記 可動テーブルの微小往復動作を短時間内で収束させることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 本体部に組み込まれ、 被加工物を支持する可動テーブルと、 前記本体部に組み込まれ、 前記可動テーブルを同一面内の任意の方向 への移動を許容するテーブル保持機構と、
前記本体部に組み込まれ、 前記可動テーブルに前記同一面内での送り を与える電磁駆動手段と、
前記同一面内の任意の位置に前記可動テーブルを停止させるための制 動力を発生させる電磁制動機構と、
を有し、
前記電磁駆動手段は、 複数の被駆動磁石と、 通電の方向により前記被 駆動磁石の磁力に作用する磁力を発生するための駆動コイルとの組を有 し、 前記被駆動磁石と前記駆動コイルとの相互磁気作用により前記可動 テーブルの送りを発生させるものであり、
前記被駆動磁石と前記駆動コイルとの内、 一方は定位置に固定され、 他方は前記可動テーブルと一体に移動可能に設けられ、
前記電磁制動機構は、 相互に対面し、 かつ前記可動テーブルの動きに 同期して相対的に移動する制動用磁石と非磁性及び導電性の制動プレー トとを含み、
前記制動用磁石と前記制動プレートとの内、一方は定位置に固定され、 他方は前記可動テーブルの動きに同期して移動可能に設けられ、 当該制 動用磁石と当該制動プレートとの組は、 前記可動テーブルの移動に伴つ て当該制動プレートに発生する渦電流による磁力と当該制動用磁石の磁 力との相互磁気作用に基づく制動力を発生するものであることを特徴と する精密加工用ステージ装置。
2 . 前記電磁制動機構は、 前記可動テーブルにのみ制動を懸けるもの であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密加工用ステージ
3 . 前記電磁制動機構は、 前記可動テーブル及び前記テーブル保持機 構に制動を懸けるものであることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載 の精密加工用ステージ装置。
4 . 前記電磁制動機構は、 前記制動用磁石と前記制動プレー トとの対 を複数有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密加工用ス テージ装置。
5 . 前記電磁制動機構は、 前記可動テーブルの中央部に装備したこと を特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密加工用ステージ装置。
6 . 前記電磁制動機構の前記制動プレートは、 前記複数の制動用磁石 に対して単一のプレートとして形成されていることを特徵とする請求の 範囲第 1項に記載の精密加工用ステージ装置。
7 . 前記可動テーブルは、 当該可動テーブルと平行に、 かつ一体に連 結された補助テーブルを介して、 或いは直接的に前記テーブル保持機構 に保持されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密加工 用ステージ装置。
8 . 前記テーブル保持機構は、
前記可動テーブルの周端部の同一円周上に所定間隔を隔てて平行に配 設され且つ一端部が当該可動テーブルに植設された少なく とも三本の一 方の棒状弾性部材と、
前記一方の各棒状弾性部材に対応し且つ当該各棒状弾性部材の外側に て同一円周上に所定間隔を隔てて平行に配設され一端部が前記本体部に 保持された同一長さの少なく とも三本の他方の棒状弾性部材と、 前記一方と他方の各棒状弾性部材の他端部を平行状態を維持しつつ一 体的に保持する中継部材とにより構成され、
前記テーブル保持機構の三組の各棒状弾性部材は、 それぞれ同一の強 度で同一長さのピアノ線等の棒状弾性部材により構成されていることを 特徴とする請求の範囲第 7項に記載の精密加工用ステージ装置。
9 . 前記電磁制動機構の前記制動用磁石と前記制動プレートとの内、 一方は、 前記可動テーブルと一体に移動するように設けられ、 他方は前 記本体部に設けられたことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の精密 加工用ステージ装置。
1 0 . 前記電磁制動機構の前記制動用磁石と前記制動プレートとの内、 一方は、 前記可動テーブルと一体に移動するよ うに設けられ、 他方は前 記本体部に設けられ、
さらに、 前記電磁制動機構の前記制動用磁石と前記制動プレートとの 内、 一方は、 前記中継部材と一体に移動するよ うに設けられ、 他方は前 記本体部に設けられたことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の精密 加工用ステージ装置。
1 1 . 前記電磁制動機構の前記制動用磁石は、 前記被駆動磁石から形 成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密加工用ス テージ装置。
1 2 . 前記電磁制動機構の前記制動用磁石は、 前記被駆動磁石と別体 に構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密加工 用ステージ装置。 .
1 3 . 前記電磁制動機構の前記制動用磁石は、 永久磁石又は電磁石の いずれか 1つから形成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に 記載の精密加工用ステージ装置。
1 4 . 前記テーブル保持機構は、 前記可動テーブルを元位置に復帰さ せる元位置復帰力を備えたものであることを特徴とする請求の範囲第 1 項に記載の精密加工用ステージ装置。
1 5 . 前記被駆動磁石と前記駆動コイルとは、 前記可動テーブルが移 動する面内に設定した原点を通る 1つの軸線を基準として円周方向に等 分してなる複数の軸線上に配置されて定位置に固定されたことを特徴と する請求の範囲第 1項に記載の精密加工用ステージ装置。
1 6 . 前記複数の軸線は、 前記可動テーブルが移動する面内に設定し た原点を通る直交した複数の軸線であることを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載の精密加工用ステージ装置。
1 7 . 前記複数の軸線は、 前記可動テーブルが移動する面内に設定し た原点を中心として放射方向に向かう複数の軸線であることを特徴とす る請求の範囲第 1 5項に記載の精密加工用ステージ装置。
1 8 . 前記可動テーブルが前記テーブル保持機構により復帰する元位 置は、 前記可動テーブルが移動する面内に設定した軸線の基点となる原 点に一致することを特徴とする請求の範囲第 1 4項に記載の精密加工用 ステージ装置。
1 9 . 前記被駆動磁石と前記駆動コイルとの組は、 前記軸線に対して ずれた位置に配置されたことを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載の 精密加工用ステージ装置。
2 0 . 前記電磁駆動手段をなす複数の被駆動磁石は、 前記原点から等 距離の位置で前記各軸線上に配置され、
前記電磁駆動手段をなす複数の駆動コイルは、 前記複数の被駆動磁石 に対応して配置されていることを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載 の精密加工用ステージ装置。
2 1 . 前記軸線上に配置された複数の被駆動磁石は、 線対称な位置関 係に配置されていることを特徴とする請求の範囲第 2 0項に記載の精密 加工用ステージ装置。
2 2 . 前記電磁駆動手段の被駆動磁石は、 永久磁石により形成された ものであることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密加工用ステ ージ装置。
2 3 . 前記電磁駆動手段の被駆動磁石は、 電磁石により形成され、 当 該被駆動磁石への通電を、 前記駆動コイルへの通電に同期させて順方向 又は逆方向に選択的に制御するようにしたことを特徴とする請求の範囲 第 1項に記載の精密加工用ステージ装置。
2 4 . 前記駆動コイルは、 前記被駆動磁石の磁力に作用する磁力を発 生させるためのコイル片を有するものであることを特徴とする請求の範 囲第 1項に記載の精密加工用ステージ装置。
2 5 . 前記駆動コイルは、 寸法を異ならせて内外に配列した複数のコ ィルから形成されたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密加 ェ用ステージ装置。
2 6 . 前記駆動コイルのコイル辺は、 十字状又は直線状の形状に形成 されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密加工用ステ ージ装置。
2 7 . 前記駆動コイルの十字状コイル辺は、 前記被駆動磁石が配置さ れた前記軸線に沿う姿勢に配置されたものであることを特徴とする請求 の範囲第 2 6項に記載の精密加工用ステージ装置。
2 8 . 前記駆動コイルの直線状コイル辺は、 前記駆動磁石が配置され た前記軸線に沿う、 或いは横切る姿勢に配置されたものであることを特 徴とする請求の範囲第 2 6項に記載の精密加工用ステージ装置。
2 9 . 前記駆動コイルは、 独立して通電される複数の小コイルを組み 合わせて形成され、 当該小コイル同士の突合せ部に前記十字状又は直線 状のコイル辺が形成されていることを特徴とする請求の範囲第 2 6項に 記載の精密加工用ステージ装置。
3 0 . 前記小コイルは、 角形形状に形成されているこ とを特徴とする 請求の範囲第 2 9項に記載の精密加工用ステージ装置。
3 1 . 前記小コイルの角形形状は、 四角形, 三角形, 五角形又は扇形 状のいずれかであることを特徴とする請求の範囲第 2 9項に記載の精密 加工用ステージ装置。
3 2 . 前記電磁駆動手段は、 前記被駆動磁石と前記駆動コイルとの対 を複数有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密加工用ス テージ装置。
3 3 . 前記駆動コイルの外形寸法は、 前記被駆動磁石の外形寸法より 大きく設定されていることを特徴とする請求範囲第 1項に記載の精密加 ェ用ステージ装置。
3 4 . 前記電磁駆動手段は、 前記駆動コイルへの通電を制御して前記 可動テーブルを直線移動させる、 或いは直線移動及び回転移動させる動 作制御系を備えていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密 加工用ステージ装置。
3 5 . 前記動作制御系は、
前記電磁駆動手段の駆動コイルを制御モードに従って通電制御するコ ィル駆動制御手段と、
前記可動テーブルの移動方向, 回転方向, 及びその動作量等が特定さ れた複数の制御モードにかかる複数の制御プログラムが記憶されたプロ グラム記憶部と、 前記各制御プログラムの実行に際して使用される所定の座標データ等 を記憶したデータ記憶部と、
前記コイル駆動制御手段に前記駆動コイルに対する所定の制御動作を 指令する動作指令入力部とを含んで構成されていることを特徴とする請 求の範囲第 3 4項に記載の精密加工用ステージ装置。
3 6 . 前記動作制御系の制御コードは、
前記直交する 2軸の交点を原点として各軸の正負方向に前記可動テー プルを移動させるための第 1乃至第 4の制御モードと、
前記直交する 2軸により区画される各象限内の方向に前記可動テープ ルを移動させるための第 5乃至第 8の制御モードと、
前記直交する 2軸により形成される面内にて前記可動テーブルを時計 方向又は反時計方向に回転させるための第 9乃至第 1 0の各制御モード とから構成されていることを特徴とする請求の範囲第 3 5項に記載の精 密加工用ステージ装置。
3 7 . 更に前記動作制御系は、
前記可動テーブルの移動情報を検出し外部出力する複数の位置検出セ ンサと、
前記位置検出センサで検出される情報に基づいて所定の演算を行い前 記可動テーブルの移動方向およびその変化量等を特定して位置情報とし て外部出力する位置情報演算回路とを併設したことを特徴とする請求の 範囲第 3 5項に記載の精密加工用ステージ装置。
3 8 . 前記電磁駆動手段は、 外部からの指令に応じて作動し当該電磁 駆動手段の有する駆動コィルと被駆動磁石とを個別に制御して前記可動 テーブルを所定の移動方向に移動させる動作制御系を備えていることを 特徴とする請求の範囲第 1項に記載の精密加工用ステージ装置。
3 9 . 前記動作制御系は、
前記駆動コイルに対する通電方向を一方の方向に設定し維持する通電 方向設定機能と、
前記駆動コイルに対する通電方向の大きさを可変設定する駆動コイル 通電制御機能と、
前記駆動コイルに対する通電方向に応じて作動し前記各駆動磁石に対 する磁極を個別に設定し維持する磁極可変設定機能と、
前記各被駆動磁石の磁力強度を外部からの指令に応じて個別に可変設 定する磁力強度設定機能と、
これらの諸機能を適度に作動させて可動テーブルに対する移送方向及 び移送力を調整するテーブル動作制御機能とを有していることを特徴と する請求の範囲第 3 8項に記載の精密加工用ステージ装置。
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