(57)【要約】【課題】  作業の効率化を図るためにスライダを同一プラテン上に２個設けると共に、スライダが暴走した場合の破損の防止を図った平面モータ装置を提供する。【解決手段】  ＸＹステージと、このＸＹステージ上を移動するスライダと、このスライダのＸＹ方向への移動を制御する制御手段とを備えた平面モータ装置において、前記ＸＹステージ上に２個のスライダを設けるとともに、前記２個のスライダの衝突防止手段を設けた。【選択図】                    図１
2006198693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸＹステージと、このＸＹステージ上を移動するスライダと、このスライダのＸＹ方向への移動を制御する制御手段とを備えた平面モータ装置において、前記ＸＹステージ上に２個のスライダを設けるとともに、前記２個のスライダの衝突防止手段を設けたことを特徴とする平面モータ装置。
【請求項２】
衝突防止手段はＸＹステージを２分するように棒状に形成され、中央部を支点として回動可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の平面モータ装置。
【請求項３】
２個のスライダは前記棒状の衝突防止手段を挟んで対向して配置され、これらスライダが作業点の位置を交換するように対称的に移動するに際しては衝突防止手段に衝突しながら移動するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の平面モータ装置。
【請求項４】
２個のスライダは前記棒状の衝突防止手段を挟んで対向して配置され、これらスライダが作業点の位置を交換するように対称的に移動するに際しては衝突防止手段はスライダの動きに同期してスライダとは非接触の状態で回動するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の平面モータ装置。
【請求項５】
衝突防止手段のスライダが衝突する側の一部もしくは全体を弾性部材で形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の平面モータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば超精密加工機や検査装置などの被加工物又は原盤を高速で高精度に位置決めする平面モータ装置に関し、格子プラテン上に２個のスライダを設けると共に、これらのスライダの異常時の暴走に対する衝突防止を図った平面モータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
格子プラテンと、その上面をＸＹ軸方向にスライドして位置制御されるスライダを有する平面モータ装置の構造に関する技術としては例えば下記のようなものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６５９７０号公報
【０００４】
図３は上記特許文献１に開示されている平面モータ装置の基本構成を示す斜視図である。図において、１０は水平に固定配置された格子プラテンであり、Ｘ方向及びＹ方向に沿って一定ピッチで歯が形成されている。図では簡略のため一部の歯だけを示している。格子プラテンは磁性体の平坦面に格子状に溝を切ることによって形成される。
【０００５】
２０は、格子プラテン上面をＸ方向及びＹ方向にスライドして位置決め制御されるスライダ部であり、この上部にワーク及び位置決めの対象となるターゲット（図示せず）が搭載される。浮揚手段２１は、格子プラテン１０に対向する裏面にノズルが設けられていて圧縮空気を噴射させることでスライダ２０を格子プラテン１０上に浮揚させる。
【０００６】
３１及び３２はスライダ部２０の上部にＸ方向に所定距離を持って固定配置された第１のＸ軸センサ及び第２のＸ軸センサである。３３は同様にスライダ部２０の上部に固定配置されたＹ軸センサである。
【０００７】
１１は、格子プラテン１０のＸ軸の一端部にＸ軸に直交して固定配置された所定高さを有するＸ軸ミラーであり、第１のＸ軸センサ３１及び第２のＸ軸センサ３２と対向する。１２は、格子プラテン１０のＹ軸の一端部にＹ軸に直交して固定配置された所定高さを有するＹ軸ミラーであり、Ｙ軸センサ３３と対向する。
【０００８】
第１のＸ軸センサ３１、第２のＸ軸センサ３２及びＹ軸センサ３３は光学的な距離測定装置であり、レーザ光をＸ軸ミラー１１及びＹ軸ミラー１２に照射し反射光を受光し干渉を利用して移動距離を測定することでスライダ部２０のＸ方向及びＹ方向の位置を測定する。ＰＸ１及びＰＸ２は第１のＸ軸センサ３１及び第２のＸ軸センサ３２によるＸ軸方向距離測定値、ＰＹはＹ軸センサ３３によるＹ軸方向距離測定値である。
【０００９】
ブロック４はＸＹサーボドライバであり、座標変換手段４１，第１Ｘ軸ドライバ４２，第２Ｘ軸ドライバ４３，Ｙ軸ドライバ４４よりなる。座標変換手段４１は、測定値ＰＸ１，ＰＸ２及びＰＹを入力し第１Ｘ軸ドライバ４２に測定座標Ｘを、第２Ｘ軸ドライバ４３にヨーイング回転角（Ｚ軸の回転角）θを、Ｙ軸ドライバ４４に測定座標Ｙを出力する。
【００１０】
第１Ｘ軸ドライバ４２は、測定座標Ｘと上位装置から与えられる目標位置信号ＳＸの偏差を演算してスライダ２０に搭載された平面モータで実現されるＸ１モータに駆動電流ＭＸ１を出力する。
【００１１】
第２Ｘ軸ドライバ４３は、ヨーイング回転角θと設定値０°との偏差を演算してスライダ２０に搭載されたＸ２モータに駆動電流ＭＸ２を出力する。Ｙ軸ドライバ４４は、測定座標Ｙ上位装置から与えられる目標位置信号ＳＹの偏差を演算してスライダ２０に搭載されたＹ１モータ及びＹ２モータに共通の駆動電流ＭＹを出力する。
【００１２】
図４はＸＹサーボドライバ４を構成する各要素の具体的構成及びスライダ２０に搭載されるＸ１，Ｘ２モータ、Ｙ１，Ｙ２モータの配置を説明する機能ブロック図である。座標変換手段４１の演算内容は、測定値ＰＸ１及びＰＸ２の加算演算で測定座標Ｘを出力する。測定値ＰＹはそのまま測定座標Ｙとして出力する。測定値ＰＸ１及びＰＸ２の減算値より所定の関数演算でＺ軸回転角即ちヨーイング角θを算出して出力する。
【００１３】
第１Ｘ軸ドライバ４２は、目標位置信号ＳＸと測定座標Ｘとの偏差を入力するＸ位置速度制御手段４２１と、その推力指令ＦＸ１を受けてスライダ部２０のＸ１モータ５１に駆動電流ＭＸ１を出力するＸ１電流制御手段４２２よりなる。
【００１４】
第２Ｘ軸ドライバ４３は、ヨーイング角θと設定値０°との偏差を入力するθ位置速度制御手段とその推力指令ＦＸ２を受けてスライダ部２０のＸ２モータ５２に駆動電流ＭＸ２を出力するＸ２電流制御手段４２２よりなる。
【００１５】
Ｙ軸ドライバ４４は、目標位置信号ＳＹと測定座標Ｙとの偏差を入力するＹ位置速度制御手段４４１とその推力指令ＦＹを受けてスライダ部２０のＹ１モータ６１及びＹ２モータ６２に共通の駆動電流ＭＹを出力するＹ電流制御手段４２２よりなる。
【００１６】
Ｘ位置速度制御手段４２１の出力は、θ位置速度制御手段４３１の出力に加算されて推力指令ＦＸ２としてＸ２電流制御手段４３２に入力される。θ位置速度制御手段４３１の出力は、Ｘ位置速度制御手段４２１の出力に減算され推力指令ＦＸ１としてＸ１電流制御手段４２２に入力される。
【００１７】
スライダ部２０に搭載されるＸ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２モータは、中心点Ｑに対してＸ１，Ｘ２モータ及びＹ１，Ｙ２モータが互いに対角となるように配置されており、Ｘ１モータ及びＸ２モータについては異なる駆動電流を受けるとＱ点を中心にＺ軸の周りに回転力を発生し、これがＸ軸のヨーイング抑制の操作力となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、上記図３，４に示す平面モータ装置においてはプラテン１０上で一つのスライダ２０にワーク（図示省略）を取り付け、そのワークに対して超精密加工機や検査を行い、その後これを取り外して次に加工するワークを取り付けている。そのため効率が悪いという問題があった。
【００１９】
また、作業効率を向上させるためにプラテン上に２つのスライダを設けた場合、異常時において２つのスライダの一方又は双方がプラテン上を暴走したときは、これらのスライダ同士が衝突し、スライダの破損やこれに搭載している部品や装置などを破損するという問題があった。
【００２０】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、作業の効率化を図るためにスライダを同一プラテン上に２個設けると共に、スライダが暴走した場合の破損の防止を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の平面モータ装置の発明は、
ＸＹステージと、このＸＹステージ上を移動するスライダと、このスライダのＸＹ方向への移動を制御する制御手段とを備えた平面モータ装置において、前記ＸＹステージ上に２個のスライダを設けるとともに、前記２個のスライダの衝突防止手段を設けたことを特徴とする。
【００２２】
請求項２においては、請求項１記載の平面モータ装置において、
衝突防止手段はＸＹステージを２分するように棒状に形成され、中央部を支点として回動可能に構成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項３においては、請求項１又は２に記載の平面モータ装置において、
２個のスライダは前記棒状の衝突防止手段を挟んで対向して配置され、これらスライダが作業点の位置を交換するように対称的に移動するに際しては衝突防止手段に衝突しながら移動するように構成したことを特徴とする。
【００２４】
請求項４においては、請求項１又は２に記載の平面モータ装置において、
２個のスライダは前記棒状の衝突防止手段を挟んで対向して配置され、これらスライダが作業点の位置を交換するように対称的に移動するに際しては衝突防止手段はスライダの動きに同期してスライダとは非接触の状態で回動するように構成したことを特徴とする。
【００２５】
請求項５においては、請求項１乃至４のいずれかに記載の平面モータ装置において、
衝突防止手段のスライダが衝突する側の一部もしくは全体を弾性部材で形成したことを特徴とする平面モータ装置。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば次のような効果がある。
請求項１乃至５に記載の発明によれば、
ＸＹステージ上に２個のスライダを設けたので、作業効率を向上させることができ、ＸＹステージを２分するように棒状の衝突防止手段を設けたので、異常によりスライダが暴走した場合にスライダ同士の衝突による破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る平面モータ装置の要部構成図である。図１において、ＸＹサーボドライバ４及び第１スライダ部２０の機能は従来例で説明したものと同様である。本発明では同一の格子プラテン上に、従来の平面モータ装置と同様の機能を有する第２スライダ部２０ｂを設けたものである。なお、第２スライダ部２０ｂのＸＹドライバについては図では省略する。
【００２８】
７０はプラテン１０を２分して配置された棒状の衝突防止手段であり、プラテン１０の中央付近に形成された支点７１に棒７０の中心が回動自在に支持されている。７２は棒（例えばアルミニューム製）７０を覆って形成された弾性部材である。
【００２９】
図２（ａ〜ｅ）は第１，第２スライダ部２０ａ，２０ｂと衝突防止部材７０の動作を示すものである。
図２（ａ）において、２つのスライダ部２０ａ，２０ｂはそれぞれの作業点（作業の源点）に位置し所定の作業がなされている。そしてＸＹドライバ４（図１参照）から作業点の位置を交換するように指令が発されると、ドライバは図２（ｂ）の矢印Ａ，Ａ’に示すように格子プラテン上方（下方）の方へそれぞれ移動を開始し、所定の距離進んだら水平左（右）方向へ移動して衝突防止手段７２に衝突する。
【００３０】
この衝突防止手段７２は支点７１を中心に回動自在に形成されており、スライダ部２０ａ，２０ｂは衝突による衝撃や抵抗はほとんど受けことなく図３ｃの矢印Ｂ，Ｂ’に示すように指令された進路を進行する。
【００３１】
所定の距離を進んだら、次に図（ｄ）に示すようにスライダは矢印Ｃ，Ｃ’で示すように下方（上方）の方への制御指令を受けて衝突防止手段７２に衝突する。この場合もスライダ部２０ａ，２０ｂは衝突による衝撃や抵抗はほとんど受けることがない。
次にスライダは図（ｅ）に示すように更に矢印Ｄ，Ｄ’方向に進んで元の作業点で停止し、例えばスライダ２０ａ上のワークの加工作業が開始され、スライダ２０ｂの加工済みのワークが取り外されて次のワークが取付けられる。
【００３２】
なお、上述ではスライダ部２０ａ，２０ｂが衝突防止手段７２に衝突して移動するように構成したが、スライダ部の移動に同期して衝突防止手段７２の支点７１を回動させる回動手段（図示省略）を設ければ、スライダ部２０ａ，２０ｂと衝突防止手段７２を非接触の状態で移動させることも可能である。
【００３３】
このような動作を行うスライダの構成において、図示しない制御系に異常が発生するとスライダ２０ａ，２０ｂのいずれか又は双方に暴走が起こることがある。その場合、スライダ同士が衝突して破損することがある。しかしながら、本発明においてはスライダは常に衝突防止手段７２に隔てられているのでスライダ同士が衝突することがない。また、衝突防止手段７２は弾性部材で被覆されているのでスライダが衝突しても破損する恐れがない。
【００３４】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。例えば、本実施例では衝突防止部材としてアルミニュームを用い、これに弾性部材を被覆したが、スライダと衝突してもスライダに損傷を与えない例えばプラスチックのようなものでもよい。また、スライダの形状や駆動方式も実施例に限るものではない。
したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る平面モータ装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明に係るスライダと衝突防止部材の動作を示す説明図である。
【図３】従来の平面モータ装置の基本構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示す従来の平面モータ装置の機能ブロック図である。
【００３６】
４  ＸＹサーボドライバ
１０格子プラテン
１１  Ｘ軸ミラー
１２  Ｙ軸ミラー
２０  スライダ部
２１  浮揚手段
３１  第１Ｘ軸センサ
３２  第２Ｘ軸センサ
３３  Ｙ軸センサ
４１  座標変換手段
４２  第１Ｘ軸ドライバ
４３  第２Ｘ軸ドライバ
４４  Ｙ軸ドライバ
７０  衝突防止部材
７１  棒
７２  支点
７３  弾性部材
【図１】
2006198693.tif 000003
【図２】
2006198693.tif 000004
【図３】
2006198693.tif 000005
【図４】
2006198693.tif 000006