滑动载物台及ＸＹ方向可动滑动载物台制造技术

提供一种滑动载物台及ＸＹ方向可动滑动载物台，其可以降低载物台高度且紧凑化，并且传送顺利、得到高速／高精度，并可低成本地制作。挖掘平台（１）及滑动器（４），组合向下方的平台（１）面喷出空气的滑动器（４）和具有电磁吸引力的直线马达（７、８），上下方向的引导由空气和电磁吸引力的相斥约束，横向仅由空气的相斥约束，使引导基准面和驱动推力产生面一致且考虑了阿贝误差的位置检测装置（９）被设置在滑动载物台的中央部上方。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及印刷基板、半导体、液晶、太阳电池面板、生物相关领域中的使用了空 气轴承和直线马达、位置检测装置(直线标尺)的精密定位用的滑动载物台及XY方向可动 滑动载物台。
技术介绍
组合了空气轴承和直线马达的滑动载物台为完全非接触，而具有不会因移动而产 生摩擦热、因空气轴承的均勻化效果而使姿势精度非常稳定、能够实现精密定位(亚微米) 的优点，相反也具有必须以微米单位来加工形成轴承的配件、材料也限于高价品的缺点。在现有的使用空气轴承的载物台中具有图47所示的重量平衡型载物台。图47是 现有的重量平衡型载物台的剖视图，在图47中，1’是平台，2’是导轨，3是空气垫，4’是滑 动器，5是空心直线马达。通过空气压力使来自上方的重量和向下的空气喷出取得平衡，横 向通过空气压力之间的相斥而被中央约束，搭载不受磁力影响的空心直线马达5，取得重量 平衡。然而，图47所示的现有的重量平衡型载物台虽然因结构简单而具有能够低价制 作的优点，但由于在上下方向不受约束，因此上下方向的移动精度(纵向平直度、俯仰等)差。此外，因加速/减速时的姿势变动而产生轴承部的接触等，因此存在无法缩短加 速/减速时间、移动节拍延长的问题。在实际使用的事例中，使用作为不易产生这种问题的 大型平面、重心低、重量重的滑动器，引导部通过常用品的空气垫而在横向受到约束。该方式尤其是在液晶制造装置等中使用，但存在难以进行小型化下的实用化、在 可变荷重下无法动作的问题，还存在无法急加速/减速的问题。由于在纵向的滑动高度和传送驱动高度间产生距离，因此在加速/减速时产生力 矩，对俯仰方向存在影响，不仅反复精度、空转(lostmotion)变差，还会产生纵向侧的空气 垫与平台干涉等事故。在布局上，从空气轴承受到磁性吸引力的不良影响这一点来说存在以下问题必 须使用为无电磁吸引力的双面磁铁且高价的空心直线马达，位置检测装置(直线标尺)的 设置场所在导轨、滑动器的外侧、下侧等，容易产生阿贝误差(检测位置和精度必要位置的 差异误差)的影响，定位精度、反复精度差。此外，图47(b)是用放大图表示图47(a)的空气垫附近，如该图所示，空气垫3被 按压并通过螺钉4p与滑动器4’结合，因此空气垫3被按压而在螺钉4p的球面的头3q按 压空气垫3的部分存在松动、刚性下降等问题，优选不使用空气垫3的方式。此外，在现有的使用空气轴承的载物台中，还公知有图48 图50所示的空气约束 型载物台。图48 图50是现有装置的各种空气约束型载物台各自的剖视图，在图48 图50中，1’是平台，2’是导轨，4’是滑动器，5是空心直线马达，6是空气喷出部。任一个 均不使用空气垫，而在滑动器4’上开有成为空气通路的孔，从滑动器直接向引导面喷出空气。此外，上下横方向通过空气压力之间的相斥而受到中央约束，搭载不受磁力影响的空心 直线马达，进行空气约束。图48 图50所示的现有的空气约束型载物台，由于上下及横向受到约束，因此基 本不会发生移动时及加速/减速时的姿势变动，移动精度高，还可以缩短移动节拍，可以小 型化(100mm平方左右)。但是存在以下问题由于需要以微米单位(数微米)来管理空气 间隙，因此需要使导轨部和滑动器部的尺寸关系精度以微米单位来进行组合加工(需要使 4方向的组合精度为数微米单位)，配件单价高，无法同时大量生产相同物品。此外，在图48的载物台中，由于在纵向的滑动器高度和传送驱动高度间产生距 离，因此在加速/减速时产生力矩，对俯仰方向存在影响，反复精度、空转差，而且还产生纵 向侧的滑动器与纵向侧的导轨干涉等事故。此外，在图49及图50的载物台中，由于在横向的滑动器位置和传送驱动位置间产 生距离，因此在加速/减速时产生力矩，对偏转方向存在影响，反复精度、空转差，而且还产 生横向侧的滑动器与横向侧的导轨干涉等事故。在布局上，从空气轴承受到磁性吸引力的 不良影响这一点来说存在以下问题必须使用为无电磁吸引力的双面磁铁且高价的空心直 线马达，位置检测装置(直线标尺)的设置场所在外侧、下侧等，容易产生阿贝误差(检测 位置和精度必要位置的差异误差)的影响，定位精度、反复精度差。此外，现有的混合型载物台公知图51所示的载物台(参照专利文献1)。图51是 现有的混合型载物台的俯视图，在图51中，1’是平台，2’是导轨，4’是滑动器，6是空气喷 出部，7是直线马达磁铁部(固定部)，8是直线马达线圈部(可动部)。上下方向通过马达 线圈部的马达芯(未图示)和马达磁铁之间作用的电磁吸引力和空气压力的平衡而受到约 束，横向通过空气压力之间的相斥而受到中央约束。专利文献1 JP实开平7-44457号公报图51所示的混合型载物台可以稍微解决上述2种方式的问题，但需要一体地高 精度加工用于在横向约束的滑轨及纵向的滑轨，尤其需要使横向的滑轨两侧面的平行度为 5 μ m以下来进行加工，因此滑轨的制作费用非常高价，而且难以应对长行程(Im以上)、长 宽度(5OOmm以上)等。虽然可以降低在1轴的高度，但通常不是单体使用，而是必须固定到平台等上。此 时，该部分高度变高，或者在XY组合时就需要2倍的高度，在实务上并无优点。图52是图51的经过滑动器4’中央的宽度方向的线的E-E向剖视图。在该图中， 1’是平台，2’是导轨，4’是滑动器，6是气管，6u是下面空气喷出部，6s是横面空气喷出部， 7是直线马达磁铁部(固定部)，7a是磁铁，8是直线马达线圈部(可动部，带芯或带轭)， 9是直线标尺(9H是头部，9S是标尺)。滑动器4，由上部平坦部4f和脚部4k两个部件形 成，用螺钉4c将两者结合起来。该滑动载物台在磁铁7a和直线马达线圈部8之间产生电磁吸引力(图52中箭头 方向)。在滑动器4’上，从下面空气喷出部6u和侧面空气喷出部6s分别喷出空气，该下面 空气喷出部6u从上部平坦部4f向下面喷出空气，该侧面空气喷出部6s从脚部4k向导轨 2’喷出横面空气。通过自下面空气喷出部6u的空气喷出而产生抬起滑动器4’的浮力，浮 在该浮力与滑动器4’的重力及电磁吸引力的和均衡的垂直方向上的位置。此外，通过自滑 动器4’的脚部4k的两个空气喷出部6s的空气喷出，而分别在离开导轨2’的方向上产生力，因此滑动器4’位于这两个力均衡的水平方向上的位置。这样，该电磁吸引力沿箭头F3的方向施加在图53的滑动器4’的上部平坦部的中 央。此外，通过自滑动器4’的两个空气喷出部6s的空气喷出，而分别在离开导轨2’的方 向上产生力，因此该力沿箭头Fl、F2的方向施加在图53的滑动器4’的脚部4k。
技术实现思路
专利技术要解决的问题通过研究图52所示的滑动载物台，注意到以下的问题1 5。< 问题 1>滑动器4’通过加工性好且强韧的花岗岩、陶瓷制作而成，但花岗岩、陶瓷虽然对压 缩的耐受性强，但存在在弯曲方向上弱的缺点。因此，在脚部4k上，一方由螺钉固定，向另 一方作用力F2，因此在脚部4k上产生弯曲力，图53所示的X部(接合部和螺钉拧紧部) B存在破裂的可能性。此外，通过电磁吸引力和空气相斥的平衡来进行上下方向的约束，因 此图53所示的变形及应力总是对滑动器施加负担，存在有损精度的再现性或载物台自身 破裂的危险。因此，为了防止产生这种状态，需要进行强度增强，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滑动载物台，包括：平台；铺设在上述平台上的直线马达磁铁部；２根导轨，夹着上述直线马达磁铁部而彼此平行地固定在上述平台上；滑动器，放置在上述直线马达磁铁部的上方和上述２根导轨之间的空间中，在与行进方向垂直的剖面下呈Ｕ字形；和直线马达线圈部，在上述滑动器的Ｕ字形的开口内隔着空隙与上述直线马达磁铁部相对配置，所述滑动载物台的特征在于，在构成上述滑动器的上述Ｕ字形的侧壁上设置从该侧壁向下面的上述平台直接喷出空气以及向横面喷出空气的空气喷出部，通过由从上述空气喷出部向下面喷出的空气产生的浮力、和上述直线马达磁铁部与上述直线马达线圈部间的电磁吸引力及重力，而取得平衡并浮起，由上述直线马达磁铁部及上述直线马达线圈部间的驱动力驱动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-11-30 2007-311073一种滑动载物台，包括平台；铺设在上述平台上的直线马达磁铁部；2根导轨，夹着上述直线马达磁铁部而彼此平行地固定在上述平台上；滑动器，放置在上述直线马达磁铁部的上方和上述2根导轨之间的空间中，在与行进方向垂直的剖面下呈U字形；和直线马达线圈部，在上述滑动器的U字形的开口内隔着空隙与上述直线马达磁铁部相对配置，所述滑动载物台的特征在于，在构成上述滑动器的上述U字形的侧壁上设置从该侧壁向下面的上述平台直接喷出空气以及向横面喷出空气的空气喷出部，通过由从上述空气喷出部向下面喷出的空气产生的浮力、和上述直线马达磁铁部与上述直线马达线圈部间的电磁吸引力及重力，而取得平衡并浮起，由上述直线马达磁铁部及上述直线马达线圈部间的驱动力驱动。2.根据权利要求1所述的滑动载物台，其特征在于，包括挖掘有长槽的平台；铺设在上述长槽内的直线马达磁铁部；2根导轨，夹着上述 长槽而彼此平行地固定在上述平台上；滑动器，放置在上述长槽的上方和上述2根导轨之 间的空间中，在与行进方向垂直的剖面下呈U字形；和直线马达线圈部，在上述滑动器的U 字形的开口内隔着空隙与上述直线马达磁铁部相对配置，其中，在构成上述滑动器的上述U字形的侧壁上设置从该侧壁向下面的上述平台直接 喷出空气以及向横面喷出空气的空气喷出部，通过由从上述空气喷出部向下面喷出的空气 产生的浮力、和上述直线马达磁铁部与上述直线马达线圈部间的电磁吸引力及重力，而取 得平衡并浮起，由上述直线马达磁铁部及上述直线马达线圈部间的驱动力驱动。3.根据权利要求1所述的滑动载物台，其特征在于，包括挖掘有长槽的平台；铺设在上述长槽内的直线马达磁铁部；2根导轨，夹着上述 长槽而彼此平行地固定在上述平台上；滑动器，放置在上述长槽的上方和上述2根导轨之 间的空间中，在与行进方向垂直的剖面下呈U字形；和直线马达线圈部，在上述滑动器的U 字形的开口内隔着空隙与上述直线马达磁铁部相对配置，其中，在构成上述滑动器的上述U字形的侧壁上设置从该侧壁向下面的上述平台直接 喷出空气以及向横面喷出空气的空气喷出部，并使浮起面与由上述直线马达磁铁部及上述 直线马达线圈部间的驱动力驱动的驱动面一致，在所述浮起面上通过由从上述空气喷出部 向下面喷出的空气产生的浮力、和上述直线马达磁铁部与上述直线马达线圈部间的电磁吸 引力及重力而取得平衡。4.根据权利要求1所述的滑动载物台，其特征在于，在上述滑动器的行进方向前端侧及后端侧连接了构成上述U字形的侧壁之间。5.根据权利要求1所述的滑动载物台，其特征在于，在构成上述U字形的侧壁的上述滑动器的行进方向上设置有多处上述空气喷出部。6.根据权利要求1所述的滑动载物台，其特征在于，在上述滑动器的角部的外侧及内侧形成有倒角。7.根据权利要求1所述的滑动载物台，其特征在于，在构成上述U字形的侧壁的与上述滑动器的行进方向垂直的方向上设置有多处上述 空气喷出部。8.根据权利要求2所述的滑动载物台，其特征在于，在上述平台上彼此平行地挖掘多列上述长槽，在上述各长槽内分别铺设上述直线马达磁铁部，在滑动器的上述U字形开口内保持分别隔开间隔与上述各直线马达磁铁部相对配 置的各直线马达线圈部，且在上述滑动器的各直线马达线圈部之间设置有上述下面的空气 喷出部。9.根据权利要求8所述的滑动载物台，其特征在于，上述长槽的多列为2列或3列。10.根据权利要求1所述的滑动载物台，其特征在于，取代上述滑动器，使用如下由金属板构成的滑动器该滑动器在下方安装有上述直线 马达线圈部和构成上述滑动器的上述U字形的侧壁部。11.根据权利要求10所述的滑动载...

【专利技术属性】
技术研发人员：小池晴彦，加来靖彦，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：JP[日本]